JPH11149013A - Polarizing separating device polarization illuminator, projection type display device and manufacture of polarizing separating device - Google Patents

Polarizing separating device polarization illuminator, projection type display device and manufacture of polarizing separating device

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JPH11149013A
JPH11149013A JP9314138A JP31413897A JPH11149013A JP H11149013 A JPH11149013 A JP H11149013A JP 9314138 A JP9314138 A JP 9314138A JP 31413897 A JP31413897 A JP 31413897A JP H11149013 A JPH11149013 A JP H11149013A
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JP
Japan
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polarization
light
side lens
prism
incident
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Application number
JP9314138A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshimasa Fushimi
吉正 伏見
Yoshito Miyatake
義人 宮武
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin polarizing separating device splitting natural light into two polarization components having a different polarization direction and emitting two polarization components in mutually different directions. SOLUTION: A polarizing separating element 45 is constituted by sticking a member obtained by the vapour deposition of polarizing separating film 42 on the slant face of a first prism 41 and a second prism 43 by a transparent adhesive 46. Plural polarizing separating elements 45 are stuck and formed into a plate-like shape by the transparent adhesive 46. The refractive index of the second prism 43 is lower than that of the first prism 41. When the natural light is made incident on the first prism 41 along an optical axis, a P- polarization component is transmitted through the polarizing separating film 42 and is emitted in a direction deviated from the optical axis, and an S- polarization component is reflected by the polarizing separating film 42, and is reflected by the other polarizing separating film 42 adjacent and is emitted in a direction in parallel with the optical axis.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自然光を進行方向
の異なる2つの直線偏光に分離する偏光分離装置、その
偏光分離装置を用いた照明光学装置、その照明光学装置
を用いた投写型表示装置、およびその偏光分離装置の製
造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polarization separation device for separating natural light into two linearly polarized lights having different traveling directions, an illumination optical device using the polarization separation device, and a projection display device using the illumination optical device. And a method of manufacturing the polarization separation device.

【0002】[0002]

【従来の技術】大画面映像を得るために、ライトバルブ
に映像信号に応じた光学像を形成し、その光学像に光を
照射し、投写レンズによりスクリーン上に拡大投写する
方法が、従来よりよく知られている。最近では、ライト
バルブとして液晶パネルを用いる投写型表示装置が注目
されている(例えば、特開昭62−133424号公
報)。液晶パネルは、高画質の投写画像を得るために、
液晶材料としてツイストネマティック(TN)液晶を用
い、各画素にスイッチング素子としてTFTを設けたア
クティブマトリックス型を用い、赤用、緑用、青用とし
て3枚の液晶パネルを用いるのが主流となりつつある。
また、最近では、2枚のレンズアレイ板を組み合わせた
インテグレータを用いて投写画像の照度均一性を向上さ
せることが行われている。
2. Description of the Related Art In order to obtain a large screen image, a method of forming an optical image according to an image signal on a light valve, irradiating the optical image with light, and enlarging and projecting the image on a screen by a projection lens has been conventionally used. well known. Recently, a projection type display device using a liquid crystal panel as a light valve has attracted attention (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-133424). The LCD panel is used to obtain high quality projected images.
It is becoming mainstream to use twisted nematic (TN) liquid crystal as a liquid crystal material, use an active matrix type in which a TFT is provided for each pixel as a switching element, and use three liquid crystal panels for red, green, and blue. .
Recently, the uniformity of illuminance of a projected image has been improved by using an integrator in which two lens array plates are combined.

【0003】TN液晶とインテグレータを用いた投写型
表示装置の光学系の構成の従来例を図15に示す。ラン
プ11と凹面鏡12とフィルタ13とで光源14が構成
され、ランプ11から放射される光は凹面鏡12により
平行に近い光に変換され、フィルタ13により赤外光と
紫外光が除去される。光源14から出た光は、入射側レ
ンズアレイ15と出射側レンズアレイ16とを組み合わ
せたインテグレータ17に入射する。入射側レンズアレ
イ15は同一の長方形開口を有する複数の正レンズ素子
18を2次元状に配列したものであり、出射側レンズア
レイ16は各正レンズ素子18に対応する複数の正レン
ズ素子19を2次元状に配列したものである。インテグ
レータ17を出射した光は、ダイクロイックミラー2
0、21と平面ミラー22とで構成される色分解光学系
に入射し、赤、緑、青の3原色の光に分解される。各原
色光は、それぞれフィールドレンズ23、24、25
と、入射側偏光板26、27、28とを透過した後に、
液晶パネル29、30、31に入射する。
FIG. 15 shows a conventional example of a configuration of an optical system of a projection display device using a TN liquid crystal and an integrator. The light source 14 is composed of the lamp 11, the concave mirror 12, and the filter 13. The light emitted from the lamp 11 is converted into near parallel light by the concave mirror 12, and the filter 13 removes infrared light and ultraviolet light. Light emitted from the light source 14 is incident on an integrator 17 in which the incident side lens array 15 and the exit side lens array 16 are combined. The incident-side lens array 15 is a two-dimensional array of a plurality of positive lens elements 18 having the same rectangular aperture, and the emission-side lens array 16 includes a plurality of positive lens elements 19 corresponding to each positive lens element 18. They are arranged two-dimensionally. The light emitted from the integrator 17 is reflected by the dichroic mirror 2
The light enters a color separation optical system composed of 0, 21 and a plane mirror 22, and is separated into light of three primary colors of red, green, and blue. Each primary color light is transmitted to a field lens 23, 24, 25, respectively.
And, after passing through the incident side polarizing plates 26, 27, 28,
The light enters the liquid crystal panels 29, 30, and 31.

【0004】各正レンズ素子18は、ランプ11の発光
体に対応する実像を、対応する正レンズ素子19上に形
成する。各正レンズ素子19は、対応する正レンズ素子
18の開口に対応した実像を各液晶パネル26、27、
28上に形成し、それらの表示領域よりわずかに大きい
領域を照明する。入射側レンズアレイ15上の全体の輝
度むらに比べて正レンズ素子18内の輝度むらが小さい
ことと、出射側レンズアレイ16が物体を180°回転
した実像を形成する作用とにより、液晶パネル29、3
0、31上に形成されるの照度均一性が良好になるため
に、最終的に投写画像の照度分布が均一化される。
Each positive lens element 18 forms a real image corresponding to the illuminant of the lamp 11 on the corresponding positive lens element 19. Each positive lens element 19 outputs a real image corresponding to the aperture of the corresponding positive lens element 18 to each of the liquid crystal panels 26, 27,
28 and illuminate an area slightly larger than their display area. The liquid crystal panel 29 is formed by the fact that the brightness unevenness in the positive lens element 18 is smaller than the entire brightness unevenness on the incident side lens array 15 and that the output side lens array 16 forms a real image obtained by rotating the object by 180 °. , 3
Since the illuminance uniformity formed on 0 and 31 is improved, the illuminance distribution of the projected image is finally made uniform.

【0005】液晶パネル29、30、31には映像信号
に応じた透過率の変化にもとづき光学像が形成される。
液晶パネル29、30、31からの出射光は、それぞれ
出射側偏光板32、33、34を透過した後、ダイクロ
イックミラー35、36と平面ミラー37とで構成され
る色合成光学系により1つの光に合成された後に投写レ
ンズ38に入射し、これによって3つの液晶パネル2
9、30、31上の光学像が投写レンズ38により図外
のスクリーン上に拡大投写される。
An optical image is formed on the liquid crystal panels 29, 30, 31 based on a change in transmittance according to a video signal.
Outgoing light from the liquid crystal panels 29, 30, 31 passes through the outgoing-side polarizers 32, 33, 34, respectively, and then becomes one light by a color combining optical system composed of dichroic mirrors 35, 36 and a plane mirror 37. Are incident on the projection lens 38, thereby the three liquid crystal panels 2
The optical images on 9, 30, 31 are enlarged and projected on a screen (not shown) by the projection lens 38.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】図11に示した従来の
投写型表示装置に用いられるTN液晶パネル29、3
0、31は、入射側に偏光板26、27、28が必要で
ある。これらの入射側偏光板26、27、28は、光源
14から出射する自然光を直線偏光に変換するために用
いられるが、入射光の約半分を吸収するので装置全体の
光利用効率が低いという問題がある。
The TN liquid crystal panels 29, 3 used in the conventional projection display device shown in FIG.
0 and 31 require polarizing plates 26, 27 and 28 on the incident side. These incident-side polarizers 26, 27, and 28 are used to convert natural light emitted from the light source 14 into linearly polarized light. However, since they absorb about half of the incident light, the light utilization efficiency of the entire apparatus is low. There is.

【0007】この問題を解決するために、自然光を直線
偏光に変換する偏光分離装置とインテグレータとを組み
合わせた光学系が提案されている。例えば、特開平8−
234205号公報には、直角プリズムとテーパー状ガ
ラス板との間に偏光分離膜を設け、テーパー状ガラス板
の反対側面に反射膜を設け、直角プリズムの出射側に入
射側レンズアレイを配置し、その出射光が出射側レンズ
アレイに入射するように構成された偏光分離装置が開示
されている。しかし、この偏光分離装置は、直角プリズ
ムがかなり大きくなるために、高コストになるという問
題があった。また、テーパー状ガラス板は場所により2
つの偏光成分の光の光路差が異なるため、出射側レンズ
アレイ上において2つの偏光成分の光をうまく分離でき
ない領域が発生し、効率があまり高くないという問題が
あった。
In order to solve this problem, there has been proposed an optical system in which a polarization separation device for converting natural light into linearly polarized light and an integrator are combined. For example, JP-A-8-
In Japanese Patent No. 234205, a polarization separation film is provided between a right-angle prism and a tapered glass plate, a reflection film is provided on the opposite side of the tapered glass plate, and an incident-side lens array is arranged on the exit side of the right-angle prism. There is disclosed a polarization beam splitter configured so that the emitted light is incident on the emission-side lens array. However, this polarization separation device has a problem in that the right-angle prism becomes considerably large, so that the cost is high. Also, the tapered glass plate may be 2
Since the light paths of the two polarized light components have different optical path differences, a region where the light of the two polarized light components cannot be separated well occurs on the exit-side lens array, and there is a problem that the efficiency is not very high.

【0008】また上記特開平8−234205号公報に
は、複数のプリズム素子を平板状に組み合わせた偏光分
離装置を用い、光源から出射する自然光を偏光方向が直
交する2つの偏光成分の光に分離し、これら2つの偏光
成分の光を異なる方向に出射させて、これら2つの偏光
成分の光が出射側レンズアレイの各正レンズ素子の異な
る位置を透過するようにした構成も開示されている。し
かし、この偏光分離装置では、装置の構成が複雑であ
り、組み立てにくいという問題があった。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-234205, a polarizing beam splitter in which a plurality of prism elements are combined in a plate shape is used to split natural light emitted from a light source into two polarized light components whose polarization directions are orthogonal to each other. There is also disclosed a configuration in which light of these two polarization components is emitted in different directions so that light of these two polarization components passes through different positions of each positive lens element of the emission-side lens array. However, this polarization separation device has a problem that the configuration of the device is complicated and it is difficult to assemble the device.

【0009】また、特開平6−202094号公報に
は、鋸歯状プリズムアレイ基板に屈折率異方性を有する
材料を接合した薄型の偏光分離素子と、インテグレータ
とを組み合わせた偏光変換光学系が開示されている。こ
の偏光分離素子は、偏光方向により境界面の屈折率差が
異なるために、出射光線の進む方向を常光線と異常光線
とで互いにずらすことができる。しかし、この偏光分離
素子の場合は、屈折率異方性材料として使い易いものが
ないという問題があった。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-202094 discloses a polarization conversion optical system in which a thin polarization separation element in which a material having a refractive index anisotropy is bonded to a sawtooth prism array substrate and an integrator are combined. Have been. Since the difference in the refractive index of the boundary surface varies depending on the polarization direction, the polarization separation element can shift the traveling direction of the emitted light beam between the ordinary light beam and the extraordinary light beam. However, in the case of this polarization separation element, there is a problem that there is no easy-to-use refractive index anisotropic material.

【0010】その他に、光源の直後に偏光ビームスプリ
ッタを配置し、光源から出射する自然光を2つの直線偏
光成分に分離し、一方の成分は1/2波長板や90°T
N液晶により偏波面を90°回転させ、その光線の進行
方向を他方の光線の進行方向と平行にし、この2つの成
分を液晶パネルに入射させる偏光変換光学系(例えば、
特開昭63−271313号公報、特開昭63−168
622号公報)が提案されている。さらに、2枚の平面
ミラーを用いた偏光変換光学系(例えば、特開昭63−
197913号公報)も提案されている。しかし、いず
れの偏光分離装置も、光路長が長いために、インテグレ
ータと組み合わせた場合に効率があまり向上しないとい
う問題があった。またセット全体が大きくなるという問
題もあった。
In addition, a polarizing beam splitter is disposed immediately after the light source to separate natural light emitted from the light source into two linearly polarized light components, one of which is a half-wave plate or a 90 ° T.
The polarization plane is rotated by 90 degrees by N liquid crystal, the traveling direction of the ray is made parallel to the traveling direction of the other ray, and a polarization conversion optical system (for example,
JP-A-63-271313, JP-A-63-168
No. 622) has been proposed. Further, a polarization conversion optical system using two plane mirrors (for example,
197913) has also been proposed. However, any of the polarization separation devices has a problem that the efficiency is not so much improved when combined with an integrator because the optical path length is long. There was also a problem that the whole set became large.

【0011】本発明は、自然光を進行方向の異なる2つ
の直線偏光に分離する偏光分離装置、この偏光分離装置
を用いた効率が高く照度均一性の良好な偏光照明装置、
この偏光照明装置を用いたコンパクトで明るく照度均一
性が良好な投写画像を表示する投写型表示装置を提供す
ることを目的とする。また、本発明は、上記の偏光分離
装置の製造方法を提供することを目的とする。
The present invention relates to a polarized light separating device for separating natural light into two linearly polarized lights having different traveling directions, a polarized light illuminating device having high efficiency and good illuminance uniformity using the polarized light separating device,
An object of the present invention is to provide a projection type display device that displays a projected image that is compact, bright and has good illuminance uniformity using the polarized light illumination device. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing the above-described polarization separation device.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
本発明の偏光分離装置は、断面が四辺形状の複数のプリ
ズムを配列したプリズムアレイを備え、このプリズムア
レイにおいて隣接するプリズムどうしが斜面を介して向
かい合うように構成され、これら隣接するプリズムの屈
折率が互いに異なるように構成され、自然光を偏光方向
が互いに直交する2つの偏光成分の光に分離する偏光分
離膜が、前記隣接するプリズムの斜面と斜面とで挟まれ
ているように構成したものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve this problem, a polarization separation device according to the present invention includes a prism array in which a plurality of prisms each having a quadrangular cross section are arranged, and adjacent prisms in the prism array have inclined surfaces. The adjacent prisms are configured to have opposite refractive indices, and the adjacent prisms are configured to have different refractive indices. The polarization separation film that separates natural light into two polarized light components having polarization directions orthogonal to each other is provided by the polarization separation film. It is configured to be sandwiched between slopes.

【0013】本発明の偏光照明装置は、自然光を出射す
る光源と、前記光源からの出射光が入射するとともに偏
光方向が互いに直交する2つの偏光成分の光を異なる方
向に出射する偏光分離装置と、前記2つの偏光成分の光
を偏光方向が揃った光に変換する偏光方向補正手段とを
備え、前記偏光分離装置は請求項1から6までのいずれ
か1項に記載の偏光分離装置であり、前記偏光方向補正
手段は、前記2つの偏光成分のうちの一方の偏光方向を
零を含む所定の角度回転させるとともに、他方の偏光方
向を、前記零を含む所定の角度回転された一方の偏光方
向に対し90°回転させて、被照射領域に直線偏光に近
い光を照射可能であるようにしたものである。
A polarized light illuminating device according to the present invention comprises: a light source for emitting natural light; and a polarization splitting device for emitting light of two polarized components, in which the emitted light from the light source is incident and whose polarization directions are orthogonal to each other, in different directions. And a polarization direction correcting means for converting the light of the two polarization components into light having the same polarization direction, wherein the polarization separation device is the polarization separation device according to any one of claims 1 to 6. The polarization direction correcting means rotates one polarization direction of the two polarization components by a predetermined angle including zero, and changes the other polarization direction by one polarization rotated by a predetermined angle including the zero. By rotating by 90 ° with respect to the direction, it is possible to irradiate the irradiated area with light close to linearly polarized light.

【0014】また本発明の偏光照明装置は、偏光分離装
置の入射側または出射側の近傍に配置される入射側レン
ズアレイと、前記偏光分離装置または入射側レンズアレ
イからの出射光が入射する出射側レンズアレイとを備
え、偏光方向補正手段は前記出射側レンズアレイの入射
側または出射側の近傍に配置され、前記入射側レンズア
レイは複数の入射側レンズ素子を二次元状に配列したも
のであり、前記出射側レンズアレイは前記入射側レンズ
素子と対をなす複数の出射側レンズ素子を二次元状に配
列したものであり、前記各入射側レンズ素子に対応した
2つの偏光成分の光は対をなす各出射側レンズ素子の開
口における異なる位置に収束するように構成され、前記
出射側レンズ素子は前記入射側レンズ素子の開口の実像
を被照射領域に形成するようにしたものである。
Further, the polarized light illuminating device of the present invention has an incident lens array disposed near the entrance side or the exit side of the polarized light separating device, and an outgoing beam from which the emitted light from the polarized light separating device or the incident side lens array enters. And a polarization direction correcting means, which is disposed near the incident side or the outgoing side of the outgoing side lens array, and wherein the incoming side lens array is a two-dimensional array of a plurality of incoming side lens elements. The emission-side lens array includes a plurality of emission-side lens elements that form a pair with the incidence-side lens elements, and are two-dimensionally arranged. The two polarized light components corresponding to the respective incidence-side lens elements are The exit-side lens element is configured to converge to a different position in the opening of each of the exit-side lens elements, and the exit-side lens element forms a real image of the aperture of the entrance-side lens element in the irradiated area. In which was to so that.

【0015】本発明の投写型表示装置は、直線偏光に近
い光を被照射領域に照射する上述の偏光照明装置と、前
記偏光照明装置からの出射光を受け光学像を形成するラ
イトバルブと、前記ライトバルブからの出射光が入射し
前記光学像を投写する投写レンズとを備えたものであ
る。
The projection display device of the present invention includes the above-described polarized light illuminating device for irradiating the region to be illuminated with light close to linearly polarized light, a light valve for receiving light emitted from the polarized light illuminating device and forming an optical image, And a projection lens that receives the light emitted from the light valve and projects the optical image.

【0016】本発明の偏光分離装置の製造方法は、複数
の第1の材質の透明平板とこの第1の材質とは屈折率の
異なる複数の第2の材質の透明平板とを所定の厚さに加
工する第1の工程と、前記第1の材質の透明平板および
第2の材質の透明平板に偏光分離膜を付ける第2の工程
と、前記複数の第1の材質の透明平板および複数の第2
の材質の透明平板が交互に重なるように透明接着剤によ
り接着して第1の結合体を作成する第3の工程と、前記
第1の結合体を接合面に対し所定の角度で複数個に切断
し切断面を研磨して複数の第2の結合体を作成する第4
の工程とを備えたものである。
According to the method of manufacturing a polarized light separating apparatus of the present invention, a plurality of transparent flat plates of a first material and a plurality of transparent flat plates of a second material having a different refractive index from the first material have a predetermined thickness. A second step of applying a polarization separation film to the transparent flat plate of the first material and the transparent flat plate of the second material; and a transparent flat plate of the plurality of first materials and a plurality of transparent flat plates of the second material. Second
A third step of forming a first combined body by adhering with a transparent adhesive such that transparent flat plates of the material are alternately overlapped, and forming the first combined body into a plurality at a predetermined angle with respect to a joint surface. A fourth step of cutting and polishing the cut surface to form a plurality of second combined bodies;
And the steps of

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図1〜図14を用いて説明する。 (実施の形態1)図1および図2は本発明の実施の形態
1にもとづく偏光分離装置の構成を示したものである。
これらの図において、41は第1のプリズム、43は第
2のプリズムであり、いずれも断面が平行四辺形となっ
ている。第1のプリズム41の斜面に偏光分離膜42を
蒸着したものと第2のプリズム43とを透明接着剤46
で接着することで、偏光分離素子45が構成されてい
る。そして、複数の偏光分離素子45が透明接着剤で一
列に接着された構成となっている。偏光分離膜42は、
低屈折率膜と高屈折率膜とを交互に積層したものであ
る。第1のプリズム43の屈折率は第2のプリズム41
の屈折率より高くされており、また透明接着剤46の屈
折率は第2のプリズム44の屈折率よりわずかに低くさ
れている。第1のプリズム41と第2のプリズムの入射
側面47はすべて面一であり、また出射側面48もすべ
て面一となっている。入射側面47と出射側面48とに
は、それぞれ反射防止膜49、50が蒸着されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. (Embodiment 1) FIGS. 1 and 2 show a configuration of a polarization beam splitting device based on Embodiment 1 of the present invention.
In these figures, 41 is a first prism and 43 is a second prism, each having a parallelogram cross section. A polarization separating film 42 is deposited on the slope of the first prism 41 and the second prism 43 is connected to a transparent adhesive 46.
Thus, the polarization separation element 45 is formed. Then, a plurality of polarized light separating elements 45 are bonded in a line with a transparent adhesive. The polarization separation film 42
A low refractive index film and a high refractive index film are alternately laminated. The refractive index of the first prism 43 is
, And the refractive index of the transparent adhesive 46 is slightly lower than the refractive index of the second prism 44. The entrance side surfaces 47 of the first prism 41 and the second prism are all flush, and the exit side surfaces 48 are all flush. Antireflection films 49 and 50 are deposited on the entrance side surface 47 and the exit side surface 48, respectively.

【0018】この偏光分離装置の作用を図3を用いて説
明する。光軸52に沿って偏光分離装置に入射する自然
光は、第1のプリズム41に入射する光線と第2のプリ
ズム43に入射する光線に分けられる。第1のプリズム
41を透過する光線51は、偏光分離膜42に入射す
る。偏光分離膜42はP偏光成分の大部分を透過させ、
S偏光成分の大部分を反射させる。第2のプリズム43
の屈折率が第1のプリズム41の屈折率より低いため、
P偏光成分の光53は光軸52に対して斜めの方向54
に沿って出射する。偏光分離膜42が互いに平行に配置
されているので、S偏光成分の光55は、偏光分離膜4
2で反射され、さらに隣接する別の偏光分離膜42で反
射され、光軸52と平行に出射する。こうして、偏光分
離装置から、P偏光成分の光53とS偏光成分の光55
とが、互いに平行からずれた状態で出射する。
The operation of this polarization separation device will be described with reference to FIG. Natural light incident on the polarization separation device along the optical axis 52 is divided into a light beam incident on the first prism 41 and a light beam incident on the second prism 43. The light beam 51 transmitted through the first prism 41 is incident on the polarization splitting film 42. The polarization splitting film 42 transmits most of the P-polarized light component,
Most of the S-polarized component is reflected. Second prism 43
Is lower than the refractive index of the first prism 41,
The light 53 of the P-polarized component is in a direction 54 oblique to the optical axis 52.
Exit along. Since the polarization splitting films 42 are arranged in parallel with each other, the S-polarized light component 55
2 and further reflected by another adjacent polarization splitting film 42 and emitted parallel to the optical axis 52. Thus, the P-polarized component light 53 and the S-polarized component light 55
Are out of parallel with each other.

【0019】同様に第2のプリズム43に入射した自然
光56は、この第2のプリズム43を透過し、偏光分離
膜42に入射する。偏光分離膜42はP偏光成分の大部
分を透過させ、S偏光成分の大部分を反射させる。第2
のプリズム43の屈折率が第1のプリズム41の屈折率
より低いため、P偏光成分の光57は光軸52に対して
斜めの方向59に沿って出射する。偏光分離膜42が互
いに平行に配置されているので、S偏光成分の光58
は、偏光分離膜42で反射され、さらに隣接する別の偏
光分離膜42で反射され、光軸52と平行に出射する。
こうして、偏光分離装置から、P偏光成分の光57とS
偏光成分の光58とが、互いに平行からずれた状態で出
射する。
Similarly, the natural light 56 incident on the second prism 43 is transmitted through the second prism 43 and is incident on the polarization splitting film 42. The polarization splitting film 42 transmits most of the P-polarized light component and reflects most of the S-polarized light component. Second
Since the refractive index of the prism 43 is lower than the refractive index of the first prism 41, the P-polarized component light 57 is emitted along the direction 59 oblique to the optical axis 52. Since the polarization separation films 42 are arranged in parallel with each other, the light 58 of the S-polarized light component
Are reflected by the polarization separation film 42, further reflected by another adjacent polarization separation film 42, and emitted parallel to the optical axis 52.
Thus, the P-polarized component light 57 and S
The light 58 of the polarized light component is emitted in a state of being shifted from the parallel state.

【0020】このとき、第1のプリズム41から出射す
るP偏光成分の光57と第2のプリズム43から出射す
るP偏光成分の光53とは、第1のプリズム41と第2
のプリズム43との接合面での屈折方向がそれぞれ異な
るため、互いに出射する方向が異なる。そして、第1の
プリズム41の屈折率と第2のプリズム43の屈折率と
の差が小さければ、第1のプリズム41から出射するP
偏光成分の光57が光軸52となす角度と、第2のプリ
ズム43から出射するP偏光成分の光53が光軸52と
なす角度とはほぼ等しくなる。
At this time, the P-polarized component light 57 emitted from the first prism 41 and the P-polarized component light 53 emitted from the second prism 43 are separated from the first prism 41 and the second
Since the directions of refraction at the joint surface with the prism 43 are different from each other, the directions of emission from each other are different. If the difference between the refractive index of the first prism 41 and the refractive index of the second prism 43 is small, P
The angle formed by the polarization component light 57 with the optical axis 52 is substantially equal to the angle formed by the P polarization component light 53 emitted from the second prism 43 with the optical axis 52.

【0021】偏光分離膜42で反射して光軸52と垂直
な方向に沿って進むS偏光成分の光の一部は、隣接する
別の偏光分離膜42に入射するが、このとき、偏光分離
膜42と光軸52のなす角が45°であるため、偏光分
離装置から出射するS偏光成分の光55、58と光軸5
2のなす角は、入射する自然光51と光軸52のなす角
と同一となる。
A part of the S-polarized light component reflected by the polarization splitting film 42 and traveling along the direction perpendicular to the optical axis 52 is incident on another adjacent polarization splitting film 42. Since the angle between the film 42 and the optical axis 52 is 45 °, the S-polarized light beams 55 and 58 emitted from the polarization separation device and the optical axis 5
The angle between 2 is the same as the angle between the incident natural light 51 and the optical axis 52.

【0022】こうして、図1に示した偏光分離装置は、
入射した自然光を効率良くS偏光成分の光とP偏光成分
の光とに分離することができる。効率を高くするために
は、各プリズム41、43の入射側面47と出射側面4
8とをいずれも1つの平面に揃えるとよい。
Thus, the polarization beam splitter shown in FIG.
The incident natural light can be efficiently separated into S-polarized light and P-polarized light. In order to increase the efficiency, the entrance side surface 47 and the exit side surface 4 of each prism 41, 43 are required.
8 and 8 may be aligned on one plane.

【0023】第1のプリズム41の屈折率をn1 、第2
のプリズム43の屈折率をn2 、透明接着剤46の屈折
率をnA とすると、第1のプリズム41と透明接着剤4
6とが接する面の全反射臨界角θ1T、第2のプリズム4
3と透明接着剤46とが接する面の全反射臨界角θ2T
は、次のようになる。
The refractive index of the first prism 41 is n 1 ,
Assuming that the refractive index of the prism 43 is n 2 and the refractive index of the transparent adhesive 46 is n A , the first prism 41 and the transparent adhesive 4
6, the total reflection critical angle θ 1T of the surface in contact with the second prism 4
3 is the critical angle of total reflection θ 2T of the surface where transparent adhesive 46 contacts
Is as follows:

【0024】 n1 ・sinθ1T=nA (1) n2 ・sinθ2T=nA (2) (1)式、(2)式を利用して、有効な光がすべて全反
射するように、透明接着剤46の屈折率nA を第2のプ
リズム43の屈折率n2 よりわずかに低くすればよい。
この場合に透明接着剤46の屈折率nA と第2のプリズ
ム43の屈折率n2 との差が大き過ぎると、P偏光成分
の光についての透過率が低下するので、上述のようにわ
ずかに低くするとよい。
N 1 · sin θ 1T = n A (1) n 2 · sin θ 2T = n A (2) Using equations (1) and (2), all effective light is totally reflected. What is necessary is just to make the refractive index n A of the transparent adhesive 46 slightly lower than the refractive index n 2 of the second prism 43.
The difference between the refractive index n 2 of the refractive index n A and the second prism 43 of transparent adhesive 46 in this case is too large, the transmittance for P-polarized light component is reduced slightly as described above It is good to lower.

【0025】偏光分離素子45の数を多くすれば偏光分
離装置を薄くできる。これは、後述するように偏光分離
装置とインテグレータとを組み合わせる場合に非常に都
合が良い。
Increasing the number of the polarization separation elements 45 can make the polarization separation device thinner. This is very convenient when a polarization separation device and an integrator are combined as described later.

【0026】偏光分離膜42の偏光分離特性について説
明する。積層構造の偏光分離膜42を構成する各層の境
界面において入射角と屈折角がブリュースタ角となると
き、1つの境界面のP偏光成分の透過率が理想的には1
00%となり、S偏光成分の透過率は100%より低い
値となる。そのため、積層構造の偏光分離膜42の層数
を多くすれば、P偏光透過率を100%に近い値とし、
かつS偏光透過率を非常に低くすることができる。さら
に、偏光分離膜42の各層の厚さを最適化することによ
り、光の干渉を利用して、S偏光反射率を100%に近
くすることができる。
The polarization separation characteristics of the polarization separation film 42 will be described. When the incident angle and the refraction angle are Brewster's angles at the interface between the layers constituting the polarization separating film 42 having a laminated structure, the transmittance of the P-polarized light component at one interface is ideally 1
00%, and the transmittance of the S-polarized light component is lower than 100%. Therefore, if the number of layers of the polarization separation film 42 having a laminated structure is increased, the P-polarized light transmittance is set to a value close to 100%,
In addition, the S-polarized light transmittance can be extremely reduced. Further, by optimizing the thickness of each layer of the polarization separation film 42, the S-polarized light reflectance can be made close to 100% by utilizing light interference.

【0027】第1のプリズム41中における基準入射角
(偏光分離膜42の法線と光軸52とのなす角)を
θ1 、第2のプリズム43中における基準出射角を
θ2 、偏光分離膜42における高屈折率層の屈折率をn
H 、低屈折率層の屈折率をnL 、高屈折率層の屈折角を
θH 、低屈折率層の屈折率をθL とすると、上述の第1
のプリズム41の屈折率n1 と第2のプリズム43の屈
折率n2 とを用いて、スネルの法則により次の関係が成
り立つ。
The reference incident angle in the first prism 41 (the angle between the normal to the polarization separation film 42 and the optical axis 52) is θ 1 , the reference emission angle in the second prism 43 is θ 2 , and the polarization separation is performed. The refractive index of the high refractive index layer in the film 42 is represented by n
H , the refractive index of the low refractive index layer is n L , the refractive angle of the high refractive index layer is θ H , and the refractive index of the low refractive index layer is θ L.
Using a refractive index n 1 of the prism 41 and the refractive index n 2 of the second prism 43, the following relationship holds according to Snell's law.

【0028】 n1 ・sinθ1 =nH ・sinθH =nL ・sinθL =n2 ・sinθ2 (3) 偏光分離膜42を形成する各層の境界面において入射角
と屈折角がブリュースタ角となるためには、次の条件を
満足する必要がある。
N 1 · sin θ 1 = n H · sin θ H = n L · sin θ L = n 2 · sin θ 2 (3) The incident angle and the refraction angle are Brewster's angles at the interface between the layers forming the polarization separation film 42. In order to satisfy the condition, the following conditions must be satisfied.

【0029】 n1 ・tanθ1 =nH (4) nH ・tanθH =nL (5) (3)式、(4)式、(5)式より、次式が得られる。N 1 · tan θ 1 = n H (4) n H · tan θ H = n L (5) From the equations (3), (4) and (5), the following equation is obtained.

【0030】[0030]

【数1】 (Equation 1)

【0031】前述のように、第1のプリズム41は平行
四辺形とするのが望ましいので、入射光線が光軸52に
沿って偏光分離装置に入射するときに、入射側プリズム
41中における偏光分離膜42への入射角はθ1 =45
°となる。そこで、(6)式にθ1 =45°を代入する
と、次のようになる。
As described above, since the first prism 41 is desirably a parallelogram, when an incident light beam enters the polarization separation device along the optical axis 52, the polarization separation in the incident side prism 41 is performed. The angle of incidence on the film 42 is θ 1 = 45
°. Therefore, when θ 1 = 45 ° is substituted into the equation (6), the following is obtained.

【0032】[0032]

【数2】 (Equation 2)

【0033】S偏光の高反射率帯の波長帯域を広くする
には、nH /nL が大きい値となるほど有利であるの
で、低屈折率層の屈折率nL をできるだけ低く、かつ高
屈折率層の屈折率nH をできるだけ高くすると良い。低
屈折率層として、フッ化マグネシウム(MgF2 :e線
における屈折率1.39)、二酸化シリコン(Si
2:e線における屈折率1.46)などがある。また
高屈折率層として、五酸化タンタル(Ta2 5 :e線
における屈折率2.00)、二酸化チタン(TiO2
e線における屈折率2.25)などがある。(7)式に
L 、nH を代入すると、第1のプリズム41の最適な
屈折率n1 が求まる。この屈折率n1 と、(3)式の両
端の式とを用いると、第2のプリズム43の屈折率n2
と第2のプリズム43中における屈折角θ2 との関係が
決まる。
Since it is more advantageous to increase the value of n H / n L to widen the wavelength band of the high reflectance band of the S-polarized light, the refractive index n L of the low refractive index layer should be as low as possible and the high refractive index should be high. The refractive index n H of the refractive index layer should be as high as possible. As the low refractive index layer, magnesium fluoride (MgF 2 : refractive index at e-line 1.39), silicon dioxide (Si
O 2 : e-line refractive index 1.46). As the high refractive index layer, tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 : refractive index at e-line 2.00), titanium dioxide (TiO 2 :
The refractive index at e-line is 2.25). By substituting n L and n H into the equation (7), the optimum refractive index n 1 of the first prism 41 is obtained. Using this refractive index n 1 and the expressions at both ends of the expression (3), the refractive index n 2 of the second prism 43 is obtained.
And the refraction angle θ 2 in the second prism 43 are determined.

【0034】同様に、第2のプリズム43を透過して偏
光分離膜42に入射する光線56に対しても、屈折率、
屈折角が求められる。なお、S偏光の光に対する偏光分
離膜42の分光透過率特性は、光線が第1のプリズム4
1から偏光分離膜42に入射する場合と、光線が第2の
プリズム43から偏光分離膜42に入射する場合とで異
なる。これは、偏光分離膜42に入射するときの入射角
は同一であるが、第1のプリズム41と第2のプリズム
43とで屈折率が異なるために生じるものである。すな
わち、後者のS偏光反射率の高反射率帯の波長帯域が前
者のそれよりも長波長側にずれる。S偏光の光に対する
偏光分離装置の透過効率は、前者のS偏光反射率と後者
のS偏光反射率との積が支配的であるので、両者のS偏
光反射率の高反射率帯の波長帯域を少し広くする必要が
ある。
Similarly, for the light beam 56 that passes through the second prism 43 and enters the polarization separation film 42, the refractive index,
A refraction angle is required. Note that the spectral transmittance characteristic of the polarization separation film 42 for S-polarized light is such that the light is
1 is different from the case where the light is incident on the polarization splitting film 42 from the second prism 43. This occurs because the first prism 41 and the second prism 43 have different refractive indices, although the angles of incidence when entering the polarization separation film 42 are the same. That is, the wavelength band of the latter high reflectance band of S-polarized light reflectance is shifted to a longer wavelength side than that of the former. Since the product of the former S-polarized light reflectance and the latter S-polarized light reflectance is dominant for the transmission efficiency of the S-polarized light to the S-polarized light, the wavelength band of the high reflectance band of both S-polarized light reflectance is obtained. Need to be a little wider.

【0035】次に、図1〜図3に示した偏光分離装置の
具体例について説明する。外形寸法は70mm×70m
mであり、断面形状が短辺長7mmの平行四辺形のプリ
ズム41、43をそれぞれ5個用いて構成た。第1のプ
リズム41はショット社の光学ガラスSSK5(e線に
おける屈折率n1 =1. 662)、第2のプリズム43
はショット社の光学ガラスBaK4(e線における屈折
率n2 =1. 571)であった。偏光分離膜42は、こ
の偏光分離膜42の応力、性能安定性を考慮して、低屈
折率膜として二酸化シリコン、高屈折率膜として五酸化
タンタルを用いた。透明接着剤46は、屈折率が1.5
3の紫外線硬化接着剤を用いた。
Next, a specific example of the polarization separation device shown in FIGS. 1 to 3 will be described. External dimensions are 70mm x 70m
m and five parallelogram-shaped prisms 41 and 43 each having a short-side length of 7 mm. The first prism 41 is an optical glass SSK5 manufactured by Schott (refractive index n 1 = 1.662 at e-line), and the second prism 43
Was optical glass BaK4 (refractive index n 2 = 1.571 at e-line) manufactured by SCHOTT. In consideration of the stress and performance stability of the polarization separation film 42, the polarization separation film 42 was made of silicon dioxide as the low refractive index film and tantalum pentoxide as the high refractive index film. The transparent adhesive 46 has a refractive index of 1.5
3 UV curable adhesive was used.

【0036】空気中から第1のプリズム41に垂直に光
線が入射するとき、第1のプリズム41中における偏光
分離膜42への入射角はθ1 =45°、第2のプリズム
43中における屈折角はθ2 =48.4°となり、偏光
分離膜42の前後で光線が3.4°だけ曲がった。ま
た、出射側面48における入射角は3.4°、屈折角は
5.4°となった。従って、S偏光成分の光とP偏光成
分の光とを5.4°だけ異なる方向に出射することがで
きた。
When a light beam enters the first prism 41 perpendicularly from the air, the incident angle on the polarization separation film 42 in the first prism 41 is θ 1 = 45 °, and the refraction in the second prism 43 The angle was θ 2 = 48.4 °, and the light beam was bent by 3.4 ° before and after the polarization separation film 42. Further, the incident angle on the exit side surface 48 was 3.4 ° and the refraction angle was 5.4 °. Therefore, the light of the S-polarized component and the light of the P-polarized component could be emitted in directions different by 5.4 °.

【0037】同様に、空気中から第2のプリズム43に
垂直に光線が入射するとき、第2のプリズム43中にお
ける偏光分離膜42への入射角はθ1 =45°、第1の
プリズム41中における屈折角はθ2 =41.9°とな
り、偏光分離膜42の前後で光線が3.1°だけ曲がっ
た。また、出射側面48における入射角は3.1°、屈
折角は5.1°となった。従って、S偏光成分の光とP
偏光成分の光とを5.1°だけ異なる方向に出射するこ
とができた。
Similarly, when a light beam is perpendicularly incident on the second prism 43 from the air, the incident angle on the polarization separation film 42 in the second prism 43 is θ 1 = 45 °, and the first prism 41 The refraction angle in the inside was θ 2 = 41.9 °, and the light beam was bent by 3.1 ° before and after the polarization separation film. Further, the incident angle on the exit side surface 48 was 3.1 ° and the refraction angle was 5.1 °. Therefore, the light of the S polarization component and P
The light of the polarization component could be emitted in a direction different by 5.1 °.

【0038】このように、第1のプリズム41から出射
するP偏光成分と第2のプリズム43から出射するP偏
光成分とは、光軸に対してほぼ対称な方向に出射する。
(1)式と(2)式とを利用すると、透明接着剤46の
屈折率が1.53の場合、θ1T=67.0°、θ2T=7
6.9°であり、境界面に入射する光を全反射させるの
に十分な大きさとなる。
As described above, the P-polarized light component emitted from the first prism 41 and the P-polarized light component emitted from the second prism 43 are emitted in directions substantially symmetric with respect to the optical axis.
Using the expressions (1) and (2), when the refractive index of the transparent adhesive 46 is 1.53, θ 1T = 67.0 ° and θ 2T = 7.
6.9 °, which is large enough to totally reflect light incident on the boundary surface.

【0039】多層の膜からなる積層構造の偏光分離膜4
2の構成例を表1に示す。また、この表1の偏光分離膜
42の分光透過率特性を図4に示す。
Polarized light separating film 4 having a multilayer structure composed of multilayer films
Table 1 shows a configuration example of No. 2. FIG. 4 shows the spectral transmittance characteristics of the polarization separation film 42 shown in Table 1.

【0040】[0040]

【表1】 [Table 1]

【0041】図4において、点線は入射角がθ1 =45
°の場合のP偏光の透過率、破線は入射角がθ1 =45
°の場合のS偏光の反射率、実線は入射角がθ2 =45
°の場合のS偏光の反射率である。
In FIG. 4, the dotted line indicates that the incident angle is θ 1 = 45.
The transmittance of P-polarized light in the case of °, the broken line indicates that the incident angle is θ 1 = 45.
The reflectance of S-polarized light in the case of °, the solid line indicates that the incident angle is θ 2 = 45.
This is the reflectance of S-polarized light in the case of °.

【0042】入射側面47に施す反射防止膜49と、出
射側面48に施す反射防止膜50との構成例を表2に示
す。
Table 2 shows an example of the configuration of the antireflection film 49 applied to the incident side surface 47 and the antireflection film 50 applied to the output side surface 48.

【0043】[0043]

【表2】 [Table 2]

【0044】上述のように第1のプリズムの41の屈折
率n1 (=1. 662)と第2のプリズム43の屈折率
2 (=1. 571)との差が大きくないので、ここで
は両面の反射防止膜49、50は同一の構成としてい
る。
[0044] Since the difference between the refractive index n 1 of 41 of the first prism as described above (= 1.662) and the refractive index n 2 of the second prism 43 (= 1.571) is not greater, wherein The antireflection films 49 and 50 on both sides have the same configuration.

【0045】直線偏光の光が光軸52に沿って空気中か
ら第1のプリズム41に入射する場合の偏光分離装置の
透過効率の分光特性を図5に示す。図5において、実線
はS偏光の特性、点線はP偏光の特性を表す。S偏光に
ついては、2種類の反射防止膜49、50の各透過率
と、第1のプリズム41から入射する場合の偏光分離膜
42のS偏光反射率と、第2のプリズム43から入射す
る場合の偏光分離膜42のS偏光反射率との積となって
いる。P偏光については、2種類の反射防止膜49、5
0の透過率と、偏光分離膜42のP偏光透過率との積と
なっている。図5より、偏光分離装置の透過効率が高い
ことが分かる。
FIG. 5 shows the spectral characteristics of the transmission efficiency of the polarization beam splitter when linearly polarized light enters the first prism 41 from the air along the optical axis 52. In FIG. 5, the solid line represents the characteristic of S-polarized light, and the dotted line represents the characteristic of P-polarized light. For S-polarized light, the transmittance of each of the two types of antireflection films 49 and 50, the S-polarized light reflectance of the polarization splitting film 42 when entering from the first prism 41, and the S-polarized light when entering from the second prism 43 And the S-polarized light reflectance of the polarization separation film 42 of FIG. For P-polarized light, two types of antireflection films 49, 5
0 and the P-polarized light transmittance of the polarization splitting film 42. FIG. 5 shows that the transmission efficiency of the polarization separation device is high.

【0046】上述の説明および図5から分かるように、
上記の偏光分離装置は、自然光が入射すると、S偏光成
分とP偏光成分とをわずかに異なる方向に効率良く出射
させることができ、また、光軸方向の厚さが薄いのでS
偏光成分とP偏光成分の光路差を小さくすることができ
る。
As can be seen from the above description and FIG.
The above-mentioned polarization separation device can efficiently emit the S-polarized light component and the P-polarized light component in slightly different directions when natural light is incident thereon.
The optical path difference between the polarization component and the P polarization component can be reduced.

【0047】以下、図1に示した偏光分離装置の製造方
法について、図6〜図10を用いて説明する。これら図
6〜図10において、ハッチングのある部材は高屈折率
ガラス部材を示し、ハッチングのない部材は低屈折率ガ
ラス部材を示す。なお、偏光分離膜42と透明接着剤4
6とは図示を省略している。
Hereinafter, a method of manufacturing the polarization beam splitter shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. In FIGS. 6 to 10, a member with hatching indicates a high refractive index glass member, and a member without hatching indicates a low refractive index glass member. The polarization separation film 42 and the transparent adhesive 4
The illustration of 6 is omitted.

【0048】(1)まず、第1のプリズム41に適した
屈折率を有する複数の高屈折率ガラス板251と、第2
のプリズム43に適した屈折率を有する複数の低屈折率
ガラス板252とを用意し、すべて所定の同じ厚さにな
るように加工した後、両面を研磨する。
(1) First, a plurality of high refractive index glass plates 251 having a refractive index suitable for the first prism 41 and a second
A plurality of low-refractive-index glass plates 252 having a refractive index suitable for the prism 43 are prepared, all are processed to have the same thickness, and both surfaces are polished.

【0049】(2)次に、図6に示すように、高屈折率
ガラス板251と低屈折率ガラス板252のそれぞれの
一方の面に偏光分離膜253を蒸着する。 (3)図7に示すように、高屈折率ガラス板251と低
屈折率ガラス板252とが交互に重なり、間に偏光分離
膜253が挟まれるように、高屈折率ガラス板251と
低屈折率ガラス板252とを透明接着剤により順に接着
し、第1の結合体255を作成する。接着するとき、隣
り合うガラス板251、252どうしをその厚さ分だけ
ずらして重ねると、無駄が少ない。また、一方の端に位
置するガラス板は偏光分離膜253の着いていないもの
を用いることができる。
(2) Next, as shown in FIG. 6, a polarization separation film 253 is deposited on one surface of each of the high refractive index glass plate 251 and the low refractive index glass plate 252. (3) As shown in FIG. 7, the high-refractive-index glass plate 251 and the low-refractive-index glass plate 252 alternately overlap, and the high-refractive-index glass plate 251 and the low-refractive-index glass plate 253 are sandwiched therebetween. The first bonded body 255 is created by sequentially bonding the rate glass plate 252 with a transparent adhesive. When bonding, the adjacent glass plates 251 and 252 are shifted from each other by an amount corresponding to the thickness thereof, thereby reducing waste. As the glass plate located at one end, a glass plate to which the polarization separation film 253 is not attached can be used.

【0050】(4)図8に示すように、第1の結合体2
55を接合面に対して45°をなす平面で複数個に切断
し、所定の厚さに加工した後、両面を研磨して第2の結
合体256を作成する。
(4) As shown in FIG. 8, the first conjugate 2
55 is cut into a plurality of pieces at a plane that forms an angle of 45 ° with respect to the bonding surface, processed into a predetermined thickness, and then polished on both sides to form a second bonded body 256.

【0051】(5)図9に示すように、第2の結合体2
56の両端部を研磨された両面に対して垂直な面で切断
し、第3の結合体257を作成する。 (6)図10に示すように、第3の結合体257の入射
側面47と出射側面48にそれぞれ反射防止膜49、5
0を蒸着する。
(5) As shown in FIG. 9, the second conjugate 2
The both ends of 56 are cut at a plane perpendicular to the polished surfaces to form a third combined body 257. (6) As shown in FIG. 10, anti-reflection films 49, 5 are provided on the incident side surface 47 and the output side surface 48 of the third combined body 257, respectively.
0 is deposited.

【0052】この製造方法を用いると、光軸方向の厚さ
が薄くても各プリズムの稜線をきれいなエッジに加工す
ることができるので、無効領域を非常に小さくすること
ができ、しかも量産性が良い。
When this manufacturing method is used, the ridge line of each prism can be processed into a clean edge even if the thickness in the optical axis direction is small, so that the ineffective area can be made very small and mass productivity can be improved. good.

【0053】(実施の形態2)図11は本発明の実施の
形態2にもとづく偏光照明装置の構成を示したものであ
る。この偏光照明装置は、光源61と、偏光分離装置6
2と、入射側レンズアレイ63と、出射側レンズアレイ
64と、偏光方向補正板65と、正レンズ66とで構成
され、所定の位置に配置された被照射領域67を照明す
るようにしている。また、入射側レンズアレイ63と、
出射側レンズアレイ64と、正レンズ66とで、インテ
グレータが構成されている。
(Embodiment 2) FIG. 11 shows a configuration of a polarized light illuminating apparatus based on Embodiment 2 of the present invention. This polarized light illuminating device includes a light source 61 and a polarized light separating device 6.
2, an incidence-side lens array 63, an emission-side lens array 64, a polarization direction correction plate 65, and a positive lens 66, and illuminates an irradiation area 67 arranged at a predetermined position. . Also, the incident side lens array 63,
The exit side lens array 64 and the positive lens 66 constitute an integrator.

【0054】光源61は、ランプ68と、凹面鏡69
と、フィルタ70とで構成されている。凹面鏡69は放
物面鏡であり、ガラス製基材の内面に、可視光を反射し
かつ赤外光を透過させる光学多層膜を蒸着したものであ
る。ランプ68は、発光体の中心が凹面鏡69の焦点7
2に位置するように配置されている。フィルタ70は、
ガラス基板の一方の面に、可視光を透過させかつ赤外光
と紫外光とを反射させる光学多層膜を蒸着し、他方の面
に反射防止膜を蒸着したものである。ランプ68から放
射される自然光は、凹面鏡69により平行に近い光に変
換され、フィルタ70により可視光だけが透過した後、
偏光分離装置62に入射する。偏光分離装置62は、図
1〜図3に示した偏光分離装置と同一の構成である。
The light source 61 includes a lamp 68 and a concave mirror 69.
And a filter 70. The concave mirror 69 is a parabolic mirror, and is formed by depositing an optical multilayer film that reflects visible light and transmits infrared light on the inner surface of a glass substrate. The lamp 68 is arranged such that the center of the illuminant is the focal point 7 of the concave mirror 69.
2 are arranged. The filter 70 is
An optical multilayer film that transmits visible light and reflects infrared light and ultraviolet light is deposited on one surface of a glass substrate, and an antireflection film is deposited on the other surface. The natural light radiated from the lamp 68 is converted into near parallel light by the concave mirror 69 and only visible light is transmitted by the filter 70.
The light enters the polarization separation device 62. The polarization separation device 62 has the same configuration as the polarization separation device shown in FIGS.

【0055】光源61から出射する平行光に近い光が光
軸75に沿って偏光分離装置62に入射すると、S偏光
の光76が光軸75に沿って出射し、P偏光の光77が
光軸75から角度α(図示せず)だけ傾斜した方向と、
角度β(図示せず)だけ傾斜した方向とに沿って出射す
る。S偏光の光76とP偏光の光77とは、いずれも平
行に近い光のまま異なる方向に出射し、いずれも入射側
レンズアレイ63に入射する。
When light close to parallel light emitted from the light source 61 is incident on the polarization separation device 62 along the optical axis 75, S-polarized light 76 is emitted along the optical axis 75 and P-polarized light 77 is converted into light. A direction inclined from the axis 75 by an angle α (not shown);
The light is emitted along a direction inclined by an angle β (not shown). Both the S-polarized light 76 and the P-polarized light 77 exit in different directions while being nearly parallel light, and both enter the incident-side lens array 63.

【0056】入射側レンズアレイ63は入射側面に正レ
ンズとして機能する入射側レンズ素子78を複数個配列
したものであり、各レンズ素子78は被照射領域67の
有効領域と相似の形状ですべて同一の寸法となってい
る。出射側レンズアレイ64は出射側面に正レンズとし
て機能する出射側レンズ素子79を複数個配列したもの
である。
The incident-side lens array 63 is formed by arranging a plurality of incident-side lens elements 78 functioning as positive lenses on the incident side surface, and each lens element 78 has a shape similar to the effective area of the irradiated area 67 and is all the same. The dimensions are as follows. The emission-side lens array 64 has a plurality of emission-side lens elements 79 that function as positive lenses arranged on the emission side surface.

【0057】入射側レンズ素子78の焦点は対応する出
射側レンズ素子79の近傍に位置する。各出射側レンズ
素子79の焦点距離は、対応する入射側レンズ素子78
の開口の像が被照射領域67上に形成されるように設定
されている。入射側レンズアレイ63は、偏光分離装置
62から出射するS偏光の光76の進行方向とP偏光の
光77の進行方向とを2等分する方向が入射側レンズア
レイ63の各入射側レンズ素子78の光軸80と平行と
なるように、いずれも各開口の中心に対して各光軸87
が偏心して配置されている。
The focal point of the entrance lens element 78 is located near the corresponding exit lens element 79. The focal length of each exit lens element 79 is
Is set such that an image of the opening is formed on the irradiation area 67. The incident-side lens array 63 has a direction in which the traveling direction of the S-polarized light 76 and the traveling direction of the P-polarized light 77 emitted from the polarization splitting device 62 are equally divided into two. Each optical axis 87 is parallel to the center of each aperture so as to be parallel to the optical axis 80 at 78.
Are eccentrically arranged.

【0058】偏光分離装置62から出射するS偏光の光
76とP偏光の光77とは、いずれも各入射側レンズ素
子78に入射し、出射側レンズ素子79上に、ランプ6
8の発光体に対応するそれぞれの実像を形成する。S偏
光の光76とP偏光の光77とがいずれも入射側レンズ
素子78の光軸80に対して斜め方向から入射されるの
で、出射側レンズ素子79上では、その中心から互いに
反対方向に離れた位置に、ランプ68の発光体に対応す
る実像が形成される。偏光分離装置62の各偏光分離膜
42に垂直な平面方向に隣接して配置された出射側レン
ズでは、P偏光によるランプ68の発光体の実像とS偏
光による発光体の実像との位置が逆転する。
Both the S-polarized light 76 and the P-polarized light 77 emitted from the polarization separation device 62 enter each of the incident side lens elements 78, and are placed on the exit side lens element 79 by the lamp 6.
Each real image corresponding to 8 light-emitting bodies is formed. Since both the S-polarized light 76 and the P-polarized light 77 are incident from an oblique direction with respect to the optical axis 80 of the incident side lens element 78, on the exit side lens element 79, the centers thereof are opposite to each other. A real image corresponding to the illuminant of the lamp 68 is formed at a distant position. In the exit lens disposed adjacent to the polarization separation film 42 in the plane direction perpendicular to each polarization separation film 42 of the polarization separation device 62, the positions of the real image of the light emitter of the lamp 68 by P-polarized light and the real image of the light emitter by S-polarized light are reversed. I do.

【0059】偏光方向補正板65は、出射側レンズアレ
イ64の出射側近傍に配置されている。この偏光方向補
正板65は、S偏光の光が通過する領域にのみ1/2波
長板83を貼り付けたものである。各出射側レンズ素子
79を出射したS偏光の光は1/2波長板83により偏
光方向が90°回転され、各出射側レンズ素子79を出
射したP偏光の光は、1/2波長板83を通過しないの
で、偏光方向補正板65を通過した後は偏光方向が揃っ
た直線偏光に近い光となる。各出射側レンズ素子79は
対応する入射側レンズ素子78の開口の拡大された実像
を被照射領域67に形成しようとする。
The polarization direction correction plate 65 is arranged near the exit side of the exit side lens array 64. The polarization direction correcting plate 65 has a half-wave plate 83 attached only to a region through which S-polarized light passes. The polarization direction of the S-polarized light emitted from each emission-side lens element 79 is rotated by 90 ° by the half-wave plate 83, and the P-polarized light emitted from each emission-side lens element 79 is changed to the half-wave plate 83. After passing through the polarization direction correction plate 65, the light becomes almost linearly polarized light having a uniform polarization direction. Each emission-side lens element 79 attempts to form an enlarged real image of the aperture of the corresponding entrance-side lens element 78 in the irradiated area 67.

【0060】正レンズ66は出射側レンズアレイ64の
出射側近傍に配置され、この正レンズ66の焦点距離
は、その焦点が被照射領域67の近傍に位置するように
設定されている。そのため、各出射側レンズ素子79に
より形成される各入射側レンズ素子78の開口の拡大像
が、被照射領域67上で互いにほぼ重なり合う。各入射
側レンズ素子78内の輝度分布は入射側レンズアレイ6
3内の輝度分布に比べて変化が小さいので、被照射領域
67上では照度分布が平坦になる。
The positive lens 66 is arranged near the emission side of the emission-side lens array 64, and the focal length of the positive lens 66 is set so that its focal point is located near the irradiation area 67. Therefore, the enlarged images of the apertures of the respective incident-side lens elements 78 formed by the respective exit-side lens elements 79 substantially overlap each other on the irradiated region 67. The luminance distribution in each incident-side lens element 78 is determined by the incident-side lens array 6.
Since the change is smaller than the luminance distribution in 3, the illuminance distribution becomes flat on the irradiated area 67.

【0061】入射側レンズアレイ63の各入射側レンズ
素子78の有効領域の横幅は、偏光分離装置62の各プ
リズムの出射側有効領域の横幅とほぼ等しく形成されて
いる。これにより、偏光分離装置62の第1のプリズム
41または第2のプリズム43の端部が研磨時に欠損し
ても、それによる陰の像が被照明領域67の内部に形成
されにくく、むらのない照明が得られる。
The width of the effective area of each incident-side lens element 78 of the incident-side lens array 63 is substantially equal to the width of the effective area of the exit side of each prism of the polarization beam splitter 62. Thus, even if the end of the first prism 41 or the second prism 43 of the polarization separation device 62 is damaged during polishing, a negative image due to the loss is less likely to be formed inside the illuminated area 67, and there is no unevenness. Lighting is obtained.

【0062】偏光分離装置62の各プリズム41、43
が水平に配置される場合には、各プリズム41、43の
有効領域の縦幅と、入射側レンズアレイ63の入射側レ
ンズ素子78の有効領域の縦幅とをほぼ等しく形成する
とよい。
Each of the prisms 41 and 43 of the polarization separation device 62
Are arranged horizontally, the effective width of the effective area of each of the prisms 41 and 43 and the effective area of the incident-side lens element 78 of the incident-side lens array 63 may be substantially equal.

【0063】こうして、本発明の偏光照明装置を用いる
と、被照射領域67に、照度分布が均一に近くしかも直
線偏光に近い光を効率良く照射することができる。1/
2波長板83として、光学結晶、延伸樹脂フィルムなど
が考えられる。光学結晶は高コストであるので、延伸樹
脂フィルムを用いると良い。延伸樹脂フィルムは使用上
限温度が低いので、必要であれば、冷却ファンにより強
制冷却すると良い。
As described above, by using the polarized light illuminating apparatus of the present invention, it is possible to efficiently irradiate the irradiated area 67 with light having a uniform illuminance distribution and nearly linearly polarized light. 1 /
As the two-wavelength plate 83, an optical crystal, a stretched resin film, or the like can be used. Since an optical crystal is expensive, a stretched resin film is preferably used. Since the stretched resin film has a low upper-limit temperature for use, it is preferable to forcibly cool it with a cooling fan if necessary.

【0064】偏光方向補正板65は、S偏光の光が通過
する領域とP偏光の光が通過する領域の両方に1/2波
長板を貼り付けてもよい。この場合は、前者の1/2波
長板は偏光方向を角度αだけ回転し、後者の1/2波長
板は偏光方向を(α+90°)または(α−90°)だ
け回転するように、1/2波長板の遅相軸の方向を所定
の方向に設定する必要がある。
The polarization direction correcting plate 65 may have a half-wave plate attached to both the region through which the S-polarized light passes and the region through which the P-polarized light passes. In this case, the former half-wave plate rotates the polarization direction by an angle α, and the latter half-wave plate rotates the polarization direction by (α + 90 °) or (α−90 °). It is necessary to set the direction of the slow axis of the half-wave plate to a predetermined direction.

【0065】偏光方向補正板65を用いる代わりに、出
射側レンズアレイ64の各出射側レンズ素子79の入射
側または出射側の平面に1/2波長板を貼ってもよい。
偏光分離装置62に用いる透明接着剤は、その使用上限
温度を越えて使用すると透過率の低下や剥離を招くの
で、使用上限温度を越えないようにする必要がある。光
源の光出力が大きい場合には、偏光分離装置62を冷却
ファンにより強制冷却するとよい。
Instead of using the polarization direction correcting plate 65, a half-wave plate may be attached to the plane on the incident side or the exit side of each exit side lens element 79 of the exit side lens array 64.
If the transparent adhesive used for the polarization separation device 62 is used at a temperature exceeding the upper limit temperature, the transmittance is lowered or peeling is caused. When the light output of the light source is large, the polarization separation device 62 may be forcibly cooled by a cooling fan.

【0066】図11に示した構成において、入射側レン
ズアレイ63を入射側が平面で出射側がレンズ面となる
ようにし、偏光分離装置62と入射側レンズアレイ63
とを透明接着剤で接合してもよい。こうすると、偏光分
離装置62の出射側と入射側レンズアレイ63の入射側
とに反射防止膜を形成する必要がなくなり、低コスト化
できる。
In the configuration shown in FIG. 11, the incident-side lens array 63 is configured such that the incident side is a flat surface and the outgoing side is a lens surface.
May be joined with a transparent adhesive. This eliminates the need to form an anti-reflection film on the exit side of the polarization separation device 62 and the incidence side of the incidence side lens array 63, and can reduce the cost.

【0067】(実施の形態3)図12は本発明の実施の
形態3における偏光照明装置の構成を示したものであ
る。この偏光照明装置は、入射側レンズアレイ92の出
射側に偏光分離装置93が配置されている点で、図11
に示した偏光照明装置と基本的に異なる。
(Embodiment 3) FIG. 12 shows a configuration of a polarized light illuminating apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. This polarized light illuminating device is different from the polarized light illuminating device shown in FIG.
Is basically different from the polarized light illumination device shown in FIG.

【0068】光源91の構成は、図11に示した光源6
1の構成と同一である。この光源91から出射した自然
光は、入射側レンズアレイ92、偏光分離装置93、出
射側レンズアレイ94、正レンズ96の順に透過し、被
照射領域97に到達する。入射側レンズアレイ92は、
図11に示した入射側レンズアレイ63と同様に、正レ
ンズとして機能する入射側レンズ素子98を入射側面に
複数個配列したものである。各レンズ素子98は被照射
領域97の有効領域と相似の形状ですべて同一の寸法と
なっている。偏光分離装置93は、図1〜図3に示した
偏光分離装置と同一の構成であり、入射側レンズアレイ
92を出射した自然光が入射するとS偏光の光99とP
偏光の光100が異なる方向に出射する。出射側レンズ
アレイ94は、図11に示した出射側レンズアレイ64
と同様に、正レンズとして機能する出射側レンズ素子1
01を出射側面に複数個配列したものである。入射側レ
ンズアレイ92の水平方向ピッチと出射側レンズアレイ
94の水平方向ピッチとは互いに等しく、各入射側レン
ズ素子98の光軸は互いに平行であり、出射側レンズ素
子101の光軸とも平行である。各出射側レンズ素子1
01の光軸はその開口の中心に対して出射側レンズアレ
イ94の水平方向ピッチの3/4だけ偏心している。偏
心の方向は隣り合わせるレンズごとに逆方向となる。入
射側レンズ素子98の焦点は対応する出射側レンズ素子
101の近傍に位置し、各出射側レンズ素子101の焦
点は対応する入射側レンズ素子98の近傍に位置し、正
レンズ96の焦点は被照射領域97の近傍に位置する。
The configuration of the light source 91 is the same as that of the light source 6 shown in FIG.
1 is the same as that of FIG. Natural light emitted from the light source 91 is transmitted through the incident-side lens array 92, the polarization separation device 93, the emission-side lens array 94, and the positive lens 96 in this order, and reaches the irradiated area 97. The incident side lens array 92
Similar to the incident-side lens array 63 shown in FIG. 11, a plurality of incident-side lens elements 98 functioning as positive lenses are arranged on the incident side surface. Each lens element 98 has a shape similar to the effective area of the irradiated area 97 and all have the same dimensions. The polarization beam splitter 93 has the same configuration as the polarization beam splitter shown in FIG. 1 to FIG. 3. When natural light emitted from the incident side lens array 92 enters, the S-polarized light 99 and P
The polarized light 100 exits in different directions. The emission-side lens array 94 includes the emission-side lens array 64 shown in FIG.
Similarly, the emission-side lens element 1 that functions as a positive lens
01 are arranged on the output side surface. The horizontal pitch of the entrance-side lens array 92 and the horizontal pitch of the exit-side lens array 94 are equal to each other, the optical axes of the entrance-side lens elements 98 are parallel to each other, and the optical axes of the exit-side lens elements 101 are also parallel. is there. Each emission side lens element 1
The optical axis of 01 is eccentric with respect to the center of the opening by / of the horizontal pitch of the exit lens array 94. The direction of the eccentricity is opposite for each adjacent lens. The focal point of the entrance-side lens element 98 is located near the corresponding exit-side lens element 101, the focal point of each exit-side lens element 101 is located near the corresponding entrance-side lens element 98, and the focal point of the positive lens 96 is covered. It is located near the irradiation area 97.

【0069】出射側レンズアレイ94の入射側には、S
偏光の光99が通過する領域にのみ1/2波長板104
が貼り付けられ、このS偏光の光99は1/2波長板1
04により偏光方向が90°回転される。
On the incident side of the exit side lens array 94, S
波長 wavelength plate 104 only in the region where polarized light 99 passes
Is attached, and this S-polarized light 99 is a half-wave plate 1
04 rotates the polarization direction by 90 °.

【0070】光源91から出射する自然光がフィルタ7
0を経て入射側レンズアレイ92に入射すると、各入射
側レンズ素子98は、対応する出射側レンズ素子101
上に、光源91を構成するランプ68の発光体の実像を
形成しようとする。入射側レンズアレイ92から出射す
る自然光が偏光分離装置93に入射すると、S偏光の光
99は光軸75に沿って進み、P偏光の光100は光軸
75からずれた方向に進み、各出射側レンズ素子101
上にランプ68の発光体に対応するそれぞれの実像が形
成される。
The natural light emitted from the light source 91 is
When the light enters the incidence-side lens array 92 through the zero-emission-side lens element 101,
Above, an attempt is made to form a real image of the illuminant of the lamp 68 constituting the light source 91. When the natural light emitted from the incidence-side lens array 92 enters the polarization separation device 93, the S-polarized light 99 travels along the optical axis 75, and the P-polarized light 100 travels in a direction deviated from the optical axis 75. Side lens element 101
A real image corresponding to the illuminant of the lamp 68 is formed thereon.

【0071】S偏光の光99は1/2波長板104によ
り偏光方向が90°回転され、かつP偏光の光100は
1/2波長板104を通過しないので、出射側レンズア
レイ94には偏光方向が揃った直線偏光に近い光が入射
する。2つの偏光成分の光は、各出射側レンズ素子10
1により、それぞれ光軸75と平行に出射し、正レンズ
96に入射する。各出射側レンズ素子101は対応する
入射側レンズ素子98の開口の拡大された実像を無限遠
に互いに重なり合うように形成し、正レンズ96は無限
遠の実像を物体としてそれに対応する像を被照射領域9
7上に形成する。そのため、各出射側レンズ素子101
により形成される各入射側レンズ素子98の開口の拡大
像が、被照射領域97上で互いに重なり合う。各入射側
レンズ素子98内の輝度分布は入射側レンズアレイ92
内の輝度分布に比べて変化が小さいので、被照射領域9
7上では照度分布が平坦になる。
The polarization direction of the S-polarized light 99 is rotated by 90 ° by the half-wave plate 104, and the P-polarized light 100 does not pass through the half-wave plate 104. Light that is close to linearly polarized light whose direction is aligned is incident. The light of the two polarization components is transmitted to each of the exit lens elements 10.
Due to 1, the light is emitted in parallel with the optical axis 75 and enters the positive lens 96. Each exit-side lens element 101 forms a magnified real image of the aperture of the corresponding entrance-side lens element 98 so as to overlap each other at infinity, and the positive lens 96 irradiates a corresponding image using the real image at infinity as an object. Area 9
7. Therefore, each output-side lens element 101
The enlarged images of the apertures of the respective incident-side lens elements 98 formed by the above overlap on the irradiated area 97. The luminance distribution in each incident-side lens element 98 is determined by the incident-side lens array 92.
Since the change is small compared to the luminance distribution in the
7, the illuminance distribution becomes flat.

【0072】入射側レンズアレイ92の各入射側レンズ
素子98の横幅は、偏光分離装置93の各プリズムの出
射側有効領域の横幅とほぼ等しい。これにより、偏光分
離装置93の第1のプリズム41または第2のプリズム
43の端部が研磨時に欠損しても、それによる陰の像が
被照明領域97の内部に形成されにくく、むらのない照
明が得られる。偏光分離装置93の各プリズム41、4
3が水平に配置される場合には、各プリズム41、43
の有効領域の縦幅と入射側レンズアレイ93の入射側レ
ンズ98の縦幅とをほぼ等しくするとよい。
The lateral width of each incident-side lens element 98 of the incident-side lens array 92 is substantially equal to the lateral width of the exit-side effective area of each prism of the polarization beam splitter 93. Accordingly, even if the end of the first prism 41 or the second prism 43 of the polarization separation device 93 is lost during polishing, a negative image due to the loss is less likely to be formed inside the illuminated area 97, and there is no unevenness. Lighting is obtained. Each prism 41, 4 of the polarization separation device 93
3 is arranged horizontally, each prism 41, 43
And the vertical width of the incident side lens 98 of the incident side lens array 93 should be substantially equal.

【0073】こうして、本発明の偏光照明装置を用いる
と、被照射領域97に、照度分布が均一に近く、しかも
直線偏光に近い光を効率良く照射することができる。図
12に示した構成において、入射側レンズアレイ92と
偏光分離装置93とを透明接着剤により接合してもよ
い。こうすると、入射側レンズアレイ92の出射側と偏
光分離装置93の入射側に反射防止膜を形成する必要が
なくなり、低コスト化できる。
As described above, by using the polarized light illuminating device of the present invention, it is possible to efficiently irradiate the irradiated area 97 with light having a uniform illuminance distribution and near linear polarization. In the configuration shown in FIG. 12, the incident-side lens array 92 and the polarization separation device 93 may be joined by a transparent adhesive. This eliminates the need to form an anti-reflection film on the exit side of the entrance-side lens array 92 and the incidence side of the polarization beam splitter 93, and can reduce the cost.

【0074】(実施の形態4)図13は本発明の実施の
形態4にもとづく投写型表示装置の構成を示したもので
ある。ここで偏光照明装置121は、図11に示したも
のと同一であり、光源61と、偏光分離装置62と、入
射側レンズアレイ63と、出射側レンズアレイ64と、
偏光方向補正板65と、正レンズ66とで構成されてい
る。68はランプ、69は凹面鏡、70はフィルタであ
る。
(Embodiment 4) FIG. 13 shows the configuration of a projection display apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. Here, the polarized light illuminating device 121 is the same as that shown in FIG. 11, and includes a light source 61, a polarized light separating device 62, an incident side lens array 63, an exit side lens array 64,
It comprises a polarization direction correction plate 65 and a positive lens 66. 68 is a lamp, 69 is a concave mirror, and 70 is a filter.

【0075】偏光照明装置121を出射した光は、青反
射ダイクロイックミラー122と、赤反射ダイクロイッ
クミラー123と、平面ミラー124とで構成される色
分解光学系に入射し、赤、緑、青の原色光に分解され
る。色分解光学系から出射する各原色光は、それぞれフ
ィールドレンズ126、127、128と、入射側偏光
板129、130、131とを透過した後、液晶パネル
132、133、134に入射する。3つの液晶パネル
132、133、134は、いずれもTN液晶パネルで
あり、偏光状態の変化として光学像を形成する。偏光照
明装置121から各液晶パネル132、133、134
までの光路長は赤、緑、青の各光路で等しく、入射側偏
光板129、130、131の各偏光軸は、偏光照明装
置121から出射する直線偏光の中心的な偏光方向に一
致している。
The light emitted from the polarization illuminating device 121 enters a color separation optical system composed of a blue reflection dichroic mirror 122, a red reflection dichroic mirror 123, and a plane mirror 124, and emits red, green and blue primary colors. Decomposed into light. Each primary color light emitted from the color separation optical system passes through the field lenses 126, 127, 128 and the incident side polarizing plates 129, 130, 131, and then enters the liquid crystal panels 132, 133, 134. Each of the three liquid crystal panels 132, 133, and 134 is a TN liquid crystal panel, and forms an optical image as a change in polarization state. Each of the liquid crystal panels 132, 133, 134 from the polarized light illumination device 121
The optical path length is the same for each of the red, green, and blue optical paths, and the respective polarization axes of the incident-side polarizing plates 129, 130, and 131 coincide with the central polarization direction of the linearly polarized light emitted from the polarization illumination device 121. I have.

【0076】各液晶パネル132、133、134から
の出射光は、それぞれ出射側偏光板135、136、1
37を透過し、赤反射ダイクロイックミラー138と、
緑反射ダイクロイックミラー139と、平面ミラー14
0とで構成される色合成光学系に入射して1つの光に合
成された後、投写レンズ142に入射する。こうして、
液晶パネル132、133、134に形成された光学像
がスクリーン上に拡大投写される。
Light emitted from each of the liquid crystal panels 132, 133, and 134 is output to the output-side polarizing plates 135, 136, and 1, respectively.
37, and a red reflecting dichroic mirror 138;
Green reflection dichroic mirror 139 and flat mirror 14
The light enters the color combining optical system composed of 0 and is combined into one light, and then enters the projection lens 142. Thus,
The optical images formed on the liquid crystal panels 132, 133, and 134 are enlarged and projected on the screen.

【0077】図13に示した投写型表示装置は、偏光照
明装置121における偏光分離装置62と、入射側レン
ズアレイ63と、出射側レンズアレイ64と、偏光方向
補正板65と、正レンズ66との組み合わせにより、光
源61から出射する自然光が効率良く直線偏光に近い光
に変換され、この直線偏光に近い光が入射側偏光板12
9、130、131を高い透過率で透過するので、効率
は非常に高い。また、入射側偏光板129、130、1
31に直線偏光に近い光が入射するので、これら入射側
偏光板129、130、131での光吸収が少なく、そ
の分信頼性が高くなるという利点もある。さらに、偏光
照明装置121における入射側レンズアレイ63と出射
側レンズアレイ64とにより、投写画像の照度均一性を
良好にすることができる。
The projection type display device shown in FIG. 13 includes a polarization separation device 62, an entrance side lens array 63, an exit side lens array 64, a polarization direction correction plate 65, and a positive lens 66 in the polarization illumination device 121. , Natural light emitted from the light source 61 is efficiently converted to light close to linearly polarized light, and the light close to linearly polarized light is
Since 9, 130, and 131 are transmitted with high transmittance, the efficiency is very high. Also, the incident side polarizing plates 129, 130, 1
Since light close to linearly polarized light is incident on 31, there is an advantage that light absorption by these incident-side polarizing plates 129, 130, and 131 is small, and the reliability is increased accordingly. Furthermore, the incident side lens array 63 and the exit side lens array 64 in the polarized light illumination device 121 can improve the uniformity of the illuminance of the projected image.

【0078】(実施の形態5)図14は本発明の実施の
形態5にもとづく投写型表示装置の構成を示したもので
ある。ここで偏光照明装置151は図11に示したもの
と同一であり、光源61と、偏光分離装置62と、入射
側レンズアレイ63と、出射側レンズアレイ64と、偏
光方向補正板65と、正レンズ66とで構成されてい
る。68はランプ、69は凹面鏡、70はフィルタであ
る。
(Embodiment 5) FIG. 14 shows a configuration of a projection type display apparatus based on Embodiment 5 of the present invention. Here, the polarization illumination device 151 is the same as that shown in FIG. 11, and includes a light source 61, a polarization separation device 62, an incidence-side lens array 63, an emission-side lens array 64, a polarization direction correction plate 65, And a lens 66. 68 is a lamp, 69 is a concave mirror, and 70 is a filter.

【0079】偏光照明装置151を出射した光は、平面
ミラー152で反射された後、青透過ダイクロイックミ
ラー153と、緑反射ダイクロイックミラー154と、
平面ミラー155とで構成される色分解光学系に入射
し、赤、緑、青の原色光に分解される。赤の原色光は、
第1のリレーレンズ156と、第2のリレーレンズ15
7と、2枚の平面ミラー158、159とで構成される
リレー光学系に入射する。色分解光学系を出射した青お
よび緑の原色光と、リレー光学系を出射した赤の原色光
は、それぞれ、フィールドレンズ160、161、16
2と、入射側偏光板163、164、165とを透過し
た後、液晶パネル166、167、168に入射する。
The light emitted from the polarized light illuminating device 151 is reflected by a plane mirror 152 and then transmitted through a blue transmitting dichroic mirror 153, a green reflecting dichroic mirror 154,
The light enters the color separation optical system constituted by the plane mirror 155 and is separated into red, green and blue primary color lights. The red primary color light
The first relay lens 156 and the second relay lens 15
7 and two relay mirrors 158 and 159. The blue and green primary color lights emitted from the color separation optical system and the red primary color light emitted from the relay optical system are respectively divided into field lenses 160, 161 and 16 respectively.
After passing through the incident-side polarizing plates 163, 164, and 165, the light enters the liquid crystal panels 166, 167, and 168.

【0080】3つの液晶パネル166、167、168
は、いずれもTN液晶パネルであり、偏光状態の変化と
して光学像を形成する。入射側偏光板163、164、
165の各偏光軸は、偏光照明装置151から出射する
直線偏光に近い光の中心的な偏光方向に一致している。
The three liquid crystal panels 166, 167, 168
Are TN liquid crystal panels, each of which forms an optical image as a change in polarization state. Incident side polarizing plates 163, 164,
Each polarization axis of 165 coincides with the central polarization direction of light close to linearly polarized light emitted from the polarized light illumination device 151.

【0081】各液晶パネル166、167、168から
の出射光は、それぞれ出射側側偏光板169、170、
171を透過し、色合成プリズム172に入射する。色
合成プリズム172は、斜面に赤反射ダイクロイック多
層膜および青反射ダイクロイック多層膜がX字状に配列
されるように、4個の三角プリズムを接合したものであ
る。色合成プリズム172に入射した各原色光は、この
色合成プリズム172により1つの光に合成された後、
投写レンズ173に入射する。液晶パネル166、16
7、168に形成された光学像は、投写レンズ173に
よりスクリーン上に拡大投写される。
The light emitted from each of the liquid crystal panels 166, 167, and 168 is output from the output side polarizing plate 169, 170, respectively.
The light passes through 171 and enters the color combining prism 172. The color synthesizing prism 172 is formed by joining four triangular prisms such that a red reflection dichroic multilayer film and a blue reflection dichroic multilayer film are arranged in an X-shape on a slope. Each primary color light incident on the color combining prism 172 is combined into one light by the color combining prism 172,
The light enters the projection lens 173. Liquid crystal panels 166, 16
The optical images formed on 7 and 168 are enlarged and projected on a screen by a projection lens 173.

【0082】図14に示した構成では、偏光照明装置1
51から各液晶パネル166、167、168までの光
路長は赤の光路だけが他の光路より長いため、偏光照明
装置151の作用を有効に得るには注意が必要である。
図14に示した構成では、リレー光学系により赤の等価
光路長が緑および青の光路長と等しくなるようにしてい
る。
In the configuration shown in FIG.
Since the optical path length from 51 to each of the liquid crystal panels 166, 167, 168 is longer only in the red optical path than in the other optical paths, care must be taken to effectively obtain the operation of the polarized light illuminating device 151.
In the configuration shown in FIG. 14, the equivalent optical path length of red is made equal to the optical path lengths of green and blue by the relay optical system.

【0083】この点について、もう少し説明する。偏光
照明装置151からは平行に近い光が出射し、投写レン
ズ173がテレセントリックである場合には、第1のリ
レーレンズ156の焦点が第2のリレーレンズ157の
近傍に位置し、第2のリレーレンズ157の焦点距離が
第1のリレーレンズ156から第2のリレーレンズ15
7までの光路長とほぼ等しく、第2のリレーレンズ15
7からフィールドレンズ162までの光路長が第1のリ
レーレンズ156から第2のリレーレンズ157までの
光路長とほぼ等しく、フィールドレンズ162の焦点が
第2のリレーレンズ157の近傍に位置するようにする
とよい。
This point will be described a little more. When the polarized illumination device 151 emits light that is nearly parallel and the projection lens 173 is telecentric, the focal point of the first relay lens 156 is located near the second relay lens 157, and the second relay lens The focal length of the lens 157 is changed from the first relay lens 156 to the second relay lens 15.
7 is substantially equal to the optical path length, and the second relay lens 15
7 is substantially equal to the optical path length from the first relay lens 156 to the second relay lens 157, and the focal point of the field lens 162 is located near the second relay lens 157. Good to do.

【0084】こうすると、第1のリレーレンズ156に
より光源61を構成するランプ68の発光体の像が第2
のリレーレンズ157の近傍に形成され、第2のリレー
レンズ157により第1のリレーレンズ156の近傍の
物体の像がフィールドレンズ162の近傍に形成される
ため、フィールドレンズ162の出射側近傍における平
均照度、照度分布は、第1のリレーレンズ156の入射
側近傍の平均照度、照度分布に近くなる。こうして、リ
レー光学系により、偏光照明装置151から赤、緑、青
の各液晶パネル166、167、168までの光路長が
等価的に等しくなり、本発明の偏光照明装置の作用を有
効に得ることができる。
Thus, the image of the illuminant of the lamp 68 constituting the light source 61 is changed to the second relay lens 156 by the second relay lens 156.
Of the object near the first relay lens 156 is formed near the field lens 162 by the second relay lens 157. The illuminance and the illuminance distribution are close to the average illuminance and the illuminance distribution near the incident side of the first relay lens 156. Thus, the optical path lengths from the polarization illuminator 151 to the red, green, and blue liquid crystal panels 166, 167, and 168 are equivalently equalized by the relay optical system, and the operation of the polarization illuminator of the present invention can be effectively obtained. Can be.

【0085】図14に示した投写型表示装置も、図13
に示した投写型表示装置と同様の効果が得られる。
The projection type display device shown in FIG.
The same effects as those of the projection display device shown in FIG.

【0086】[0086]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、安価で、
S偏光成分とP偏光成分の光路差の小さい薄型の偏光分
離装置を提供できるとともに、安価で量産性の高い、偏
光分離装置の製造方法を提供できる。また、高効率で被
照射領域の照度均一性が良好な偏光照明装置を提供で
き、さらに、高効率で投写画像の照度均一性が良好な投
写型表示装置を提供することができる。
As described above, according to the present invention, inexpensive,
A thin polarization separator having a small optical path difference between the S-polarized component and the P-polarized component can be provided, and a low-cost, high-productivity manufacturing method of the polarized light separator can be provided. In addition, it is possible to provide a polarized light illuminating device with high efficiency and good illuminance uniformity of an irradiation area, and to provide a projection display device with high efficiency and good illuminance uniformity of a projected image.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態1の偏光分離装置の構成を
示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration of a polarization beam splitter according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の偏光分離装置の構成を示す要部拡大断面
図である。
FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part showing a configuration of the polarization beam splitter of FIG.

【図3】図1および図2の偏光分離装置の作用を説明す
るための説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining an operation of the polarization separation device of FIGS. 1 and 2;

【図4】図1〜図3の偏光分離装置の具体例における偏
光分離膜の分光透過率特性を示す特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a spectral transmittance characteristic of a polarization splitting film in a specific example of the polarization splitting device of FIGS.

【図5】同偏光分離装置の具体例における総合分光透過
率特性を示す特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a total spectral transmittance characteristic in a specific example of the polarization separation device.

【図6】図1〜図3の偏光分離装置の製造方法を説明す
る概略構成図である。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating a method of manufacturing the polarization separation device of FIGS.

【図7】同製造方法における図6の次のステップを説明
する概略構成図である。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram illustrating a step subsequent to FIG. 6 in the manufacturing method.

【図8】同製造方法における図7の次のステップを説明
する概略構成図である。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram illustrating a step subsequent to FIG. 7 in the same manufacturing method.

【図9】同製造方法における図8の次のステップを説明
する概略構成図である。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram illustrating a step subsequent to FIG. 8 in the same manufacturing method.

【図10】同製造方法における図9の次のステップを説
明する概略構成図である。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram illustrating a step subsequent to FIG. 9 in the same manufacturing method.

【図11】本発明の実施の形態2の偏光照明装置の構成
を示す概略図である。
FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a configuration of a polarized light illumination device according to a second embodiment of the present invention.

【図12】本発明の実施の形態3の偏光照明装置の構成
を示す概略図である。
FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a configuration of a polarized light illumination device according to a third embodiment of the present invention.

【図13】本発明の実施の形態4の投写型表示装置の構
成を示す概略図である。
FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a configuration of a projection display apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

【図14】本発明の実施の形態5の投写型表示装置の構
成を示す概略図である。
FIG. 14 is a schematic diagram illustrating a configuration of a projection display apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.

【図15】従来の投写型表示装置の一例を示す概略構成
図である。
FIG. 15 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a conventional projection display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

41 第1のプリズム 42 偏光分離膜 43 第2のプリズム 45 偏光分離素子 46 透明接着剤 49、50 反射防止膜 251 高屈折率ガラス板 252 低屈折率ガラス板 253 偏光分離膜 255 第1の結合体 256 第2の結合体 257 第3の結合体 61、91 光源 62、93 偏光分離装置 63、92 入射側レンズアレイ 64、94 出射側レンズアレイ 65 偏光方向補正板 66、96 正レンズ 67、97 被照射領域 68 ランプ 69 凹面鏡 70 フィルタ 121、151 偏光照明装置 132、133、134、166、167、168 液
晶パネル 126、127、128、160、161、162 フ
ィールドレンズ 129、130、131、163、164、165 入
射側偏光板 135、136、137、169、170、171 出
射側偏光板 142、173 投写レンズ 122、123、138、139、153、154 ダ
イクロイックミラー 124、140、155、158、159 平面ミラー 156、157 リレーレンズ 172 色合成プリズム
41 First Prism 42 Polarization Separation Film 43 Second Prism 45 Polarization Separation Element 46 Transparent Adhesive 49, 50 Antireflection Film 251 High Refractive Index Glass Plate 252 Low Refractive Index Glass Plate 253 Polarization Separation Film 255 First Combined Body 256 Second combined body 257 Third combined body 61, 91 Light source 62, 93 Polarization separation device 63, 92 Incident side lens array 64, 94 Outgoing side lens array 65 Polarization direction correction plate 66, 96 Positive lens 67, 97 Irradiation area 68 Lamp 69 Concave mirror 70 Filter 121, 151 Polarized illumination device 132, 133, 134, 166, 167, 168 Liquid crystal panel 126, 127, 128, 160, 161, 162 Field lens 129, 130, 131, 163, 164, 165 Incident-side polarizing plate 135, 136, 137, 169, 17 0,171 Emission-side polarizing plate 142,173 Projection lens 122,123,138,139,153,154 Dichroic mirror 124,140,155,158,159 Planar mirror 156,157 Relay lens 172 Color combining prism

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G02F 1/1335 510 G02F 1/1335 510 G09F 9/00 360 G09F 9/00 360Z ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI G02F 1/1335 510 G02F 1/1335 510 G09F 9/00 360 G09F 9/00 360Z

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 断面が四辺形状の複数のプリズムを配列
したプリズムアレイを備え、このプリズムアレイにおい
て隣接するプリズムどうしが斜面を介して向かい合うよ
うに構成され、これら隣接するプリズムの屈折率が互い
に異なるように構成され、自然光を偏光方向が互いに直
交する2つの偏光成分の光に分離する偏光分離膜が、前
記隣接するプリズムの斜面と斜面とで挟まれている偏光
分離装置。
1. A prism array having a plurality of prisms each having a quadrangular cross section, wherein adjacent prisms in the prism array face each other via a slope, and the adjacent prisms have different refractive indexes. And a polarization separation film configured to separate natural light into two polarization components whose polarization directions are orthogonal to each other is sandwiched between inclined surfaces of the adjacent prisms.
【請求項2】 プリズムアレイが、屈折率が異なる2種
類のそれぞれ複数のプリズムにて構成されている請求項
1記載の偏光分離装置。
2. The polarization separation device according to claim 1, wherein the prism array is composed of a plurality of prisms of two types having different refractive indexes.
【請求項3】 プリズムの入射側面と偏光分離膜とのな
す角が45°である請求項1記載の偏光分離装置。
3. The polarization separation device according to claim 1, wherein the angle between the incident side surface of the prism and the polarization separation film is 45 °.
【請求項4】 プリズムの出射側面と偏光分離膜とのな
す角が45°である請求項1記載の偏光分離装置。
4. The polarization separation device according to claim 1, wherein the angle between the exit side surface of the prism and the polarization separation film is 45 °.
【請求項5】 各プリズムの入射側面が1つの平面に揃
っている請求項1記載の偏光分離装置。
5. The polarization separation device according to claim 1, wherein the incident side surfaces of each prism are aligned with one plane.
【請求項6】 各プリズムの出射側面が1つの平面に揃
っている請求項1記載の偏光分離装置。
6. The polarization separation device according to claim 1, wherein the exit side surfaces of each prism are aligned on one plane.
【請求項7】 自然光を出射する光源と、前記光源から
の出射光が入射するとともに偏光方向が互いに直交する
2つの偏光成分の光を異なる方向に出射する偏光分離装
置と、前記2つの偏光成分の光を偏光方向が揃った光に
変換する偏光方向補正手段とを備え、前記偏光分離装置
は請求項1から6までのいずれか1項に記載の偏光分離
装置であり、前記偏光方向補正手段は、前記2つの偏光
成分のうちの一方の偏光方向を零を含む所定の角度回転
させるとともに、他方の偏光方向を、前記零を含む所定
の角度回転された一方の偏光方向に対し90°回転させ
て、被照射領域に直線偏光に近い光を照射可能である偏
光照明装置。
7. A light source that emits natural light, a polarization separation device that receives light emitted from the light source and emits light of two polarization components whose polarization directions are orthogonal to each other in different directions, and the two polarization components. And a polarization direction correcting means for converting the light into a light having a uniform polarization direction, wherein the polarization separation device is the polarization separation device according to any one of claims 1 to 6, wherein the polarization direction correction means is provided. Rotates one polarization direction of the two polarization components by a predetermined angle including zero, and rotates the other polarization direction by 90 ° with respect to one polarization direction rotated by the predetermined angle including the zero. Thus, a polarized light illuminating device capable of irradiating an area to be irradiated with light close to linearly polarized light.
【請求項8】 偏光分離装置の入射側または出射側の近
傍に配置される入射側レンズアレイと、前記偏光分離装
置または入射側レンズアレイからの出射光が入射する出
射側レンズアレイとを備え、偏光方向補正手段は前記出
射側レンズアレイの入射側または出射側の近傍に配置さ
れ、前記入射側レンズアレイは複数の入射側レンズ素子
を二次元状に配列したものであり、前記出射側レンズア
レイは前記入射側レンズ素子と対をなす複数の出射側レ
ンズ素子を二次元状に配列したものであり、前記各入射
側レンズ素子に対応した2つの偏光成分の光は対をなす
各出射側レンズ素子の開口における異なる位置に収束す
るように構成され、前記出射側レンズ素子は前記入射側
レンズ素子の開口の実像を被照射領域に形成するように
構成されている請求項7記載の偏光照明装置。
8. An incident-side lens array disposed near an entrance side or an exit side of a polarization separation device, and an exit-side lens array to which light emitted from the polarization separation device or the incidence-side lens array enters, The polarization direction correcting means is arranged near the entrance side or the exit side of the exit side lens array, and the entrance side lens array is a two-dimensional array of a plurality of entrance side lens elements, and the exit side lens array Is a two-dimensional array of a plurality of outgoing-side lens elements that form a pair with the incoming-side lens element, and two polarized light components corresponding to each of the incoming-side lens elements are coupled to each outgoing-side lens element. The output side lens element is configured to converge to different positions in the aperture of the element, and the emission side lens element is configured to form a real image of the aperture of the incident side lens element in an irradiated area. Item 7. The polarized illumination device according to item 7.
【請求項9】 入射側レンズアレイは偏光分離装置の出
射側の近傍に配置され、光源の光軸と、偏光分離手段の
光軸と、入射側レンズアレイの法線方向と、出射側レン
ズアレイの法線方向とは互いに平行であり、各入射側レ
ンズ素子は、2つの偏光成分の光が前記入射側レンズア
レイの法線方向を中心として略対称な方向に進むよう
に、その開口の中心を光軸から偏心されている請求項8
記載の偏光照明装置。
9. The incident-side lens array is disposed near the exit side of the polarization separation device, and includes an optical axis of a light source, an optical axis of polarization separation means, a normal direction of the entrance-side lens array, and an exit-side lens array. Are parallel to each other, and each of the incident-side lens elements has a center of its opening such that light of two polarization components travels in a substantially symmetrical direction with respect to the normal direction of the incident-side lens array. 9. is eccentric from the optical axis.
The polarized light illuminating device as described in the above.
【請求項10】 入射側レンズアレイは偏光分離装置の
入射側の近傍に配置され、光源の光軸と、偏光分離手段
の光軸と、入射側レンズアレイの法線方向と、出射側レ
ンズアレイの法線方向とは互いに平行であり、各出射側
レンズ素子は、2つの偏光成分の光が前記出射側レンズ
アレイの法線方向と平行に進むように、その開口の中心
を光軸から偏心されている請求項8記載の偏光照明装
置。
10. The incident-side lens array is disposed near the incident side of the polarization splitting device, and includes an optical axis of a light source, an optical axis of the polarization splitting means, a normal direction of the incident-side lens array, and an emission-side lens array. Are parallel to each other, and each output side lens element is decentered from the optical axis at the center of its opening so that the two polarized light components travel in parallel with the normal direction of the output side lens array. 9. The polarized light illuminating device according to claim 8, wherein:
【請求項11】 入射側レンズアレイを構成する各レン
ズ素子の有効領域の形状が被照射領域の形状と相似であ
る請求項8から10までのいずれか1項記載の偏光照明
装置。
11. The polarized light illuminating apparatus according to claim 8, wherein the shape of the effective area of each lens element constituting the incident-side lens array is similar to the shape of the irradiated area.
【請求項12】 入射側レンズアレイを構成する各レン
ズ素子の有効領域の横幅が、偏光分離装置のプリズムア
レイを構成するプリズムの出射側面の有効領域の横幅と
ほぼ等しい請求項8から11までのいずれか1項記載の
偏光照明装置。
12. The method according to claim 8, wherein a lateral width of an effective area of each lens element constituting the incident side lens array is substantially equal to a lateral width of an effective area on an emission side surface of a prism constituting a prism array of the polarization beam splitter. The polarized light illuminating device according to claim 1.
【請求項13】 入射側レンズアレイを構成する各レン
ズ素子の有効領域の縦幅が、偏光分離装置のプリズムア
レイを構成するプリズムの出射側面の有効領域の縦幅と
ほぼ等しい請求項8から12までのいずれか1項記載の
偏光照明装置。
13. The vertical width of the effective area of each lens element forming the entrance-side lens array is substantially equal to the vertical width of the effective area of the exit side surface of the prism forming the prism array of the polarization beam splitter. The polarized light illuminating device according to any one of the above.
【請求項14】 入射側レンズアレイの入射側または出
射側が平面であり、偏光分離装置と前記入射側レンズア
レイとが接合されている請求項8から13までのいずれ
か1項記載の偏光照明装置。
14. The polarized light illuminating device according to claim 8, wherein the incident side or the outgoing side of the incident side lens array is a plane, and the polarization splitting device and the incident side lens array are joined. .
【請求項15】 出射側レンズアレイの出射側近傍に正
レンズを配置して、各入射側レンズ素子の開口の実像が
被照射領域で互いにほぼ重なり合うようにした請求項8
から14までのいずれか1記載の偏光照明装置。
15. A positive lens is arranged near the exit side of the exit side lens array so that the real images of the apertures of the respective entrance side lens elements substantially overlap each other in the irradiation area.
15. The polarized illumination device according to any one of items 1 to 14.
【請求項16】 直線偏光に近い光を被照射領域に照射
する偏光照明装置と、前記偏光照明装置からの出射光を
受け光学像を形成するライトバルブと、前記ライトバル
ブからの出射光が入射し前記光学像を投写する投写レン
ズとを備え、前記偏光照明装置は請求項7から15まで
のいずれか1項に記載の偏光照明装置である投写型表示
装置。
16. A polarized light illuminator for irradiating a region to be illuminated with light close to linearly polarized light, a light valve for receiving an emitted light from the polarized illuminator to form an optical image, and receiving light emitted from the light valve. And a projection lens for projecting the optical image, wherein the polarized light illuminating device is the polarized light illuminating device according to any one of claims 7 to 15.
【請求項17】 ライトバルブは偏光状態の変化として
光学像を形成するものであり、偏光照明装置は、その出
射光の偏光方向を、前記ライトバルブが最大透過率とな
るときに投写レンズからの出力光が略最大となるように
設定した請求項16記載の投写型表示装置。
17. The light valve forms an optical image as a change in polarization state, and the polarization illuminating device changes the polarization direction of the emitted light from the projection lens when the light valve has the maximum transmittance. 17. The projection display according to claim 16, wherein the output light is set to be substantially maximum.
【請求項18】 複数の第1の材質の透明平板とこの第
1の材質とは屈折率の異なる複数の第2の材質の透明平
板とを所定の厚さに加工する第1の工程と、前記第1の
材質の透明平板および第2の材質の透明平板に偏光分離
膜を付ける第2の工程と、前記複数の第1の材質の透明
平板および複数の第2の材質の透明平板が交互に重なる
ように透明接着剤により接着して第1の結合体を作成す
る第3の工程と、前記第1の結合体を接合面に対し所定
の角度で複数個に切断し切断面を研磨して複数の第2の
結合体を作成する第4の工程とを備えた偏光分離装置の
製造方法。
18. A first step of processing a plurality of transparent flat plates of a first material and a plurality of transparent flat plates of a second material having a different refractive index from the first material into a predetermined thickness; A second step of attaching a polarization separation film to the transparent plate of the first material and the transparent plate of the second material, and the plurality of transparent plates of the first material and the plurality of transparent plates of the second material alternately; A third step of forming a first bonded body by adhering with a transparent adhesive so as to overlap the first bonded body; and cutting the first bonded body into a plurality of pieces at a predetermined angle with respect to a bonding surface and polishing the cut surface. And a fourth step of forming a plurality of second combined bodies by using the method.
【請求項19】 第3の工程において、隣接する第1の
材質の透明平板と第2の材質の透明平板とを接着面に沿
って前記2種類の透明平板の厚さ分だけずらせて接着す
る請求項18記載の偏光分離装置の製造方法。
19. In a third step, a transparent plate made of a first material and a transparent plate made of a second material are bonded to each other along the bonding surface by shifting by a thickness of the two types of transparent plates. A method for manufacturing the polarization separation device according to claim 18.
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