JPH11231263A - Polarizedlight illuminating device and projection type image display device - Google Patents

Polarizedlight illuminating device and projection type image display device

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Publication number
JPH11231263A
JPH11231263A JP10036981A JP3698198A JPH11231263A JP H11231263 A JPH11231263 A JP H11231263A JP 10036981 A JP10036981 A JP 10036981A JP 3698198 A JP3698198 A JP 3698198A JP H11231263 A JPH11231263 A JP H11231263A
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JP
Japan
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polarization
light
lens plate
light source
lens
Prior art date
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Pending
Application number
JP10036981A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Narumasa Yamagishi
成多 山岸
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPH11231263A publication Critical patent/JPH11231263A/en
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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable efficient illumination by applying the rotating operation of a polarizing plane through a polarized light converting part only to one side polarized light and providing a polarized light illuminating device with the state of putting the direction of polarization in order with the direction of the other side polarized light. SOLUTION: Concerning a projection type image display device, a polarized light illuminating device 200 has a light source part 201, optical integrator system 202 and polarized light separating part 203 along with the optical axis of a system and light emitted from the light source part 201 passes the optical integrator system 202, polarized light separating part 203 and polarized light converting part 204 and reaches a rectangular illumination area 205. Concerning such a projection type image display device, the polarized light converting part 204 applies the rotating operation of the polarizing plane only to one side polarized light through the polarized light illuminating device 200 and provides the state of putting the direction of polarization in order with that of the other polarized light. Therefore, since the polarized light having the uniform direction of polarization is guided to first - third liquid crystal valves, the rate of light utilization is improved and light projection images can be provided.

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】本発明は偏光方向をそろえた
偏光光を用いて矩形の領域に均一に照明する偏光照明装
置に関するものである。また本発明はこの偏光光照明装
置から出射された偏光光をライトバルブにより変調して
映像をスクリーン上に拡大投写する投写型画像表示装置
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polarized light illuminating apparatus for uniformly illuminating a rectangular area using polarized light having a uniform polarization direction. The present invention also relates to a projection type image display device which modulates polarized light emitted from the polarized light illuminating device by a light valve and projects an image on a screen in an enlarged manner.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶ライトバルブ等の矩形の照明領域を
均一に照明する光学系としては従来より2枚のレンズ板
を用いたインテグレーター光学系が知られており、液晶
ライトバルブを用いた投写型画像表示装置の照明装置と
して既に実用化されている。
2. Description of the Related Art As an optical system for uniformly illuminating a rectangular illumination area such as a liquid crystal light valve, an integrator optical system using two lens plates has been conventionally known, and a projection type using a liquid crystal light valve is known. It has already been put to practical use as a lighting device for an image display device.

【0003】偏光光を変調するタイプの液晶ライトバル
ブを用いた一般的な投写型画像表示装置では、一種類の
偏光方向の光しか利用できないため、光の利用効率は必
ずしも十分であるとは言えなかった。この投写型画像表
示装置において光の利用効率を向上させることを目的と
して、たとえば、特開平9−146064号公報にはイ
ンテグレーター光学系に偏光変換法を組み合わせた新規
な光学系が提案されている。
In a general projection type image display device using a liquid crystal light valve of a type that modulates polarized light, only one type of polarization direction light can be used, so that the light use efficiency is not necessarily sufficient. Did not. For the purpose of improving light use efficiency in this projection type image display device, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-146064 proposes a novel optical system in which a polarization conversion method is combined with an integrator optical system.

【0004】この公報に開示されている照明光学系を図
18に示してある。図18に示すように偏光光照明装置
100は光源101と、インテグレーター光学系102
と、偏光分離部103と、偏光変換素子であるλ/2位
相差板104を備えている。インテグレーター光学系1
02は第1のレンズ板105,第2のレンズ板106か
ら構成されている。光源101から射出された光のうち
偏光分離部に対してS偏光の光は第1のレンズ板10
5、偏光分離部である偏光ビームスプリッターの偏光分
離面107で反射せしめられ、第2のレンズ板106上
に光源像を形成する。また、偏光分離部に対してP偏光
の光は第1のレンズ板105、偏光分離部である偏光ビ
ームスプリッターの偏光分離面107を透過した後全反
射面108で反射せしめられ、第2のレンズ板106上
に光源像を形成する。前記P偏光の光が第2のレンズ板
106上に形成する光源像の部分にはλ/2位相差板1
04が設けられており、第2のレンズ板106を出て集
光せしめられる光はすべてS偏光光とすることが出来る
よう構成されている。
FIG. 18 shows an illumination optical system disclosed in this publication. As shown in FIG. 18, a polarized light illumination device 100 includes a light source 101 and an integrator optical system 102.
, A polarization separation unit 103, and a λ / 2 retardation plate 104 as a polarization conversion element. Integrator optical system 1
Reference numeral 02 denotes a first lens plate 105 and a second lens plate 106. Of the light emitted from the light source 101, the S-polarized light with respect to the polarization separation unit is the first lens plate 10.
5. The light is reflected by the polarization beam splitter 107 of the polarization beam splitter, which is a polarization beam splitter, to form a light source image on the second lens plate 106. The P-polarized light passes through the first lens plate 105 and the polarization splitting surface 107 of the polarizing beam splitter, which is a polarization splitting portion, and is reflected by the total reflection surface 108 to the polarization splitting portion. A light source image is formed on the plate 106. The part of the light source image formed on the second lens plate 106 by the P-polarized light is a λ / 2 retardation plate 1.
The light is condensed out of the second lens plate 106 so that all the light can be S-polarized light.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このように構成される
偏光光照明装置では2種の偏光方向の光を一方の偏光方
向に揃えることは可能になるが、ここでは偏光分離部で
ある偏光ビームスプリッターの偏光分離面107と全反
射面108とで反射され第2のレンズ板106上に形成
される各光源像は平行平面板の厚み、屈折率で決まる一
定量の間隔(図中d)だけ一様にずれることになる。
In the polarized light illuminating apparatus thus configured, it is possible to align light in two polarization directions to one polarization direction. Each light source image formed on the second lens plate 106 after being reflected by the polarization splitting surface 107 and the total reflection surface 108 of the splitter has a certain distance (d in the figure) determined by the thickness and the refractive index of the parallel flat plate. It will shift uniformly.

【0006】このずれ量dは小さすぎると偏光変換効率
が悪化し、大きすぎるとこの照明系のFナンバーが小さ
くなり、この照明装置を投写型画像表示装置等に応用す
る際に他の光学系が大きく、高価になってしまう。更に
言えばこの特開平9−146064に代表される従来の
偏光変換光学系の構成だけでは実際に先に述べたように
投写型画像表示装置に応用する際に被照明部のライトバ
ルブの小型化や透過型液晶パネル等に近年用いられてい
るマイクロレンズへの応用を考慮すると照明系のFナン
バーが小さくなりすぎ、装置全体として光を有効に必ず
しも使うことは困難であった。そこで特開平5−346
557のように第2レンズ板上に形成される光源像に合
わせてその微小レンズの開口面積を最適化することで第
2レンズ板の小型化を図ると行った提案がなされてい
る。
[0006] If the shift amount d is too small, the polarization conversion efficiency deteriorates. If the shift amount d is too large, the F number of this illumination system becomes small. When this illumination device is applied to a projection type image display device or the like, another optical system is used. Is large and expensive. Furthermore, if only the configuration of the conventional polarization conversion optical system typified by Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-146064 is used, the size of the light valve in the illuminated portion can be reduced when actually applied to the projection type image display device as described above. Considering the application to microlenses used in recent years for transmission and transmission type liquid crystal panels and the like, the F-number of the illumination system becomes too small, and it has been difficult to effectively use light as a whole device. Therefore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-346
A proposal has been made to reduce the size of the second lens plate by optimizing the aperture area of the minute lens in accordance with a light source image formed on the second lens plate as in 557.

【0007】本発明の課題は2種の偏光方向の光の偏光
方向を揃えて効率よく照明することを可能にすること、
さらに従来手段にあったように本来の照明系の設計に制
約を加えずに、セットの大きさを犠牲にすることなくこ
れを実現することで、特に投写型画像表示装置に構成し
た場合に投写レンズの大きさ、コストを抑えることを可
能とする。また同じ明るさの投写レンズを用いた際には
光利用率を上げることでより明るい投写画像を提供する
ことである。
An object of the present invention is to make it possible to illuminate efficiently by aligning the polarization directions of light having two polarization directions,
Furthermore, by realizing this without restricting the design of the original illumination system as in the conventional means and without sacrificing the size of the set, projection is performed particularly in the case of a projection type image display device. The size and cost of the lens can be reduced. Another object of the present invention is to provide a brighter projected image by increasing the light utilization factor when a projection lens having the same brightness is used.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に請求項1記載の偏光光照明装置は偏光方向がランダム
な光を出射する光源と、複数の矩形レンズからなる第1
のレンズ板と複数の微小レンズの集合体である第2のレ
ンズ板からなるインテグレーター光学系を有し、前記光
源からの出射光が前記第1のレンズ板を介して前記第2
のレンズ板を構成している各レンズの入射面上にそれぞ
れ2次光源像として投写され、当該第2のレンズ板から
の出射光を用いて被照明物を照明する照明装置に於い
て、前記光源から出射されたランダム偏光光を偏光方向
が直交する2つの偏光光に分離して、2つの略平行光に
分離する偏光分離手段と、前記2つの偏光方向の光の偏
光方向をそろえる偏光変換手段とを備え、前記偏光分離
手段は前記第1のレンズ板から出射された光に対し斜め
に設けられた偏光分離膜面と全反射面を備えてなる偏光
ビームスプリッターであり、前記第1のレンズ板は光源
像が第2のレンズ板上におよそ列を形成して光源像が配
列するよう開口部と曲率中心をずらして設定された矩形
レンズの集合体であり、前記第2のレンズ板は第2のレ
ンズ板上に形成された前記光源像の大きさに応じた開口
部を持つ微小レンズの集合体であり、前記第2のレンズ
板上に形成される光源像の列は光源から第2のレンズ板
に至るシステム軸を含む面に直交する方向に配列されて
おり、その数は一方の偏光方向の光のみについてみたと
き、第1のレンズ板上のマイクロレンズが形成している
同じ方向の列の数よりも少ないことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a polarized light illuminating apparatus comprising a light source for emitting light having a random polarization direction and a plurality of rectangular lenses.
An integrator optical system composed of a lens plate and a second lens plate which is an aggregate of a plurality of microlenses, and light emitted from the light source is transmitted through the first lens plate to the second lens plate.
In the illumination device, which is projected as a secondary light source image on the entrance surface of each lens constituting the lens plate, and illuminates an object to be illuminated using light emitted from the second lens plate, Polarization separating means for separating the randomly polarized light emitted from the light source into two polarized lights whose polarization directions are orthogonal to each other and separating them into two substantially parallel lights, and a polarization converter for aligning the polarization directions of the two polarized lights. And a polarization beam splitter comprising a polarization separation film surface and a total reflection surface provided obliquely to light emitted from the first lens plate. The lens plate is a set of rectangular lenses in which the light source images form approximately rows on the second lens plate and the aperture and the center of curvature are set to be shifted so that the light source images are arranged. Is formed on the second lens plate A collection of microlenses having openings corresponding to the size of the light source image, wherein a row of light source images formed on the second lens plate includes a system axis from the light source to the second lens plate Are arranged in a direction perpendicular to the plane, and the number thereof is smaller than the number of rows in the same direction formed by the microlenses on the first lens plate when viewed only in one polarization direction. Features.

【0009】請求項2記載の偏光光照明装置は偏光方向
がランダムな光を出射する光源と、複数の矩形レンズか
らなる第1のレンズ板と複数の微小レンズの集合体であ
る第2のレンズ板からなるインテグレーター光学系を有
し、前記光源からの出射光が前記第1のレンズ板を介し
て前記第2のレンズ板を構成している各レンズの入射面
上にそれぞれ2次光源像として投写され、当該第2のレ
ンズ板からの出射光を用いて被照明物を照明する照明装
置に於いて、前記光源から出射されたランダム偏光光を
偏光方向が直交する2つの偏光光に分離して、2つの略
平行光に分離する偏光分離手段と、前記2つの偏光方向
の光の偏光方向をそろえる偏光変換手段とを備え、前記
第1のレンズ板は光源像が第2のレンズ板上におよそ列
を形成して光源像が配列するよう開口部と曲率中心をず
らして設定された矩形レンズの集合体であり、前記第2
のレンズ板は第2のレンズ板上に形成された前記光源像
の大きさに応じた開口部を持つ微小レンズの集合体であ
り、前記偏光分離手段は前記第1のレンズ板から出射さ
れた光に対し斜めに設けられた偏光分離膜面と全反射面
を備え、しかも前記偏光分離膜面と全反射面は平行であ
り、その間隔は面内で異なってなる偏光ビームスプリッ
ターであることを特徴とする。
A polarized light illuminating device according to claim 2, wherein the second lens is an aggregate of a light source for emitting light having a random polarization direction, a first lens plate comprising a plurality of rectangular lenses, and a plurality of minute lenses. An integrator optical system composed of a plate, and the emitted light from the light source is provided as a secondary light source image on the entrance surface of each lens constituting the second lens plate via the first lens plate. In an illumination device that is projected and illuminates an object to be illuminated using the light emitted from the second lens plate, the randomly polarized light emitted from the light source is separated into two polarized lights whose polarization directions are orthogonal to each other. And a polarization splitting unit for splitting the light into two substantially parallel light beams and a polarization conversion unit for aligning the polarization directions of the two polarized light beams, wherein the first lens plate has a light source image on the second lens plate. Approximate rows of light source image An aggregate of rectangular lenses set by shifting the opening and the center of curvature to sequence, the second
Is an aggregate of minute lenses having an opening corresponding to the size of the light source image formed on the second lens plate, and the polarized light separating unit emits light from the first lens plate. The polarization beam splitter has a polarization beam splitter surface and a total reflection surface that are provided obliquely to light, and the polarization beam separation film surface and the total reflection surface are parallel to each other, and the interval therebetween is different in the plane. Features.

【0010】請求項3記載の偏光光照明装置は偏光方向
がランダムな光を出射する光源と、複数の矩形レンズか
らなる第1のレンズ板と複数の微小レンズの集合体であ
る第2のレンズ板からなるインテグレーター光学系を有
し、前記光源からの出射光が前記第1のレンズ板を介し
て前記第2のレンズ板を構成している各レンズの入射面
上にそれぞれ2次光源像として投写され、当該第2のレ
ンズ板からの出射光を用いて被照明物を照明する照明装
置に於いて、前記光源から出射されたランダム偏光光を
偏光方向が直交する2つの偏光光に分離して、2つの略
平行光に分離する偏光分離手段と、前記2つの偏光方向
の光の偏光方向をそろえる偏光変換手段とを備え、前記
偏光分離手段は前記第1のレンズ板から出射された光に
対し斜めに設けられた偏光分離膜面と全反射面を備え、
しかも前記偏光分離膜面と全反射面は平行でかつその間
隔は面内で異なってなる偏光ビームスプリッターであ
り、前記第1のレンズ板は光源像が第2のレンズ板上に
およそ列を形成して光源像が配列するよう開口部と曲率
中心をずらして設定された矩形レンズの集合体であり、
前記第2のレンズ板は第2のレンズ板上に形成された前
記光源像の大きさに応じた開口部を持つ微小レンズの集
合体であり、かつ前記第2のレンズ板上に形成される光
源像の列は光源から第2のレンズ板に至るシステム軸を
含む面に直交する方向に配列されており、その数は一方
の偏光方向の光のみについてみたとき、第1のレンズ板
上のマイクロレンズが形成している同じ方向の列の数よ
りも少ないことを特徴とする。
[0010] A polarized light illuminating device according to claim 3, wherein the second lens is an aggregate of a light source for emitting light having a random polarization direction, a first lens plate composed of a plurality of rectangular lenses, and a plurality of minute lenses. An integrator optical system composed of a plate, and the emitted light from the light source is provided as a secondary light source image on the entrance surface of each lens constituting the second lens plate via the first lens plate. In an illumination device that is projected and illuminates an object to be illuminated using the light emitted from the second lens plate, the randomly polarized light emitted from the light source is separated into two polarized lights whose polarization directions are orthogonal to each other. A polarization splitting unit that splits the light into two substantially parallel light beams; and a polarization conversion unit that aligns the polarization directions of the light beams in the two polarization directions, wherein the polarization splitting unit emits the light emitted from the first lens plate. Installed diagonally to Equipped with a polarizing separating film surface and the total reflection surface and,
In addition, the polarizing beam splitter is a polarizing beam splitter in which the surface of the polarized light separating film and the total reflection surface are parallel to each other and the distance between the surfaces is different in the plane. The first lens plate forms a light source image on the second lens plate. A set of rectangular lenses set so that the aperture and the center of curvature are shifted so that the light source images are arranged,
The second lens plate is an aggregate of minute lenses having openings corresponding to the size of the light source image formed on the second lens plate, and is formed on the second lens plate. The rows of the light source images are arranged in a direction perpendicular to a plane including the system axis from the light source to the second lens plate, and the number thereof is equal to the number on the first lens plate when viewed only in one polarization direction. The number of rows in the same direction formed by the microlenses is less than the number of rows.

【0011】ここで発明1、2、3において前記偏光分
離手段は偏光分離膜をプリズムと平行平面板で挟んで偏
光分離膜面と全反射面を構成する偏光ビームスプリッタ
ーであることを特徴とする、あるいは前記偏光分離手段
は偏光選択性を有するシートを入射面に貼り付けた平行
平面板で偏光分離膜面と全反射面を構成する偏光ビーム
スプリッターであることを特徴とする、または前記偏光
分離手段は高屈折無機材料膜を偏光選択性を有するよう
に薄膜化しこれを入射面に施した平行平面板で偏光分離
膜面と全反射面を構成する偏光ビームスプリッターであ
ることを特徴とする。
Here, in the inventions 1, 2 and 3, the polarization separation means is a polarization beam splitter which forms a polarization reflection film surface and a total reflection surface by sandwiching the polarization separation film between a prism and a plane-parallel plate. Alternatively, the polarization separation means is a polarization beam splitter that forms a polarization separation film surface and a total reflection surface with a plane parallel plate in which a sheet having polarization selectivity is attached to an incident surface, or The means is characterized in that it is a polarizing beam splitter in which a highly refractive inorganic material film is thinned so as to have polarization selectivity, and the polarizing beam splitter is constituted by a plane-parallel plate having a polarization-separating film surface and a total reflection surface provided on an incident surface.

【0012】発明2,3については前記偏光分離手段を
構成する平行平面板は大きさの異なる平行平面板を複数
重ねてなる、あるいは前記偏光分離手段を構成する平行
平面板は厚さの異なる平行平面板を並べてなることを特
徴として構成される。また、発明1、2、3において前
記偏光変換手段はλ/2板であり、第2のレンズ板近傍
に配置されていることを特徴とすることで構成できる。
In the inventions 2 and 3, the plane-parallel plates forming the polarization splitting means are formed by stacking a plurality of plane-parallel plates having different sizes, or the plane-parallel plates forming the polarization splitting means are parallel plates having different thicknesses. It is configured by arranging flat plates. In the inventions 1, 2, and 3, the polarization conversion means is a λ / 2 plate, and is disposed near the second lens plate.

【0013】前記請求項1、2、3記載の偏光光照明装
置を照明手段とし、少なくとも前記偏光光照明装置の被
照明面近傍に配置されたライトバルブと、前記ライトバ
ルブ上の画像を拡大投写可能に設けられた投写レンズを
備えてなる投写型画像表示装置を構成することが出来
る。
The polarized light illuminating device according to claim 1, 2 or 3, is used as an illuminating means, and a light valve arranged at least near an illuminated surface of the polarized light illuminating device, and an image on the light valve is enlarged and projected. It is possible to configure a projection-type image display device including a projection lens provided so as to be capable of being provided.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明による偏光光照明装置は偏
光分離した光を全て同じ偏光方向とした上、第2のレン
ズ板を最小の大きさに抑えながらも簡単な構成でこれを
実現することによりコストアップ、装置全体の大型化を
最小限に抑えることが出来る。以下、実施の形態につい
て図を用いて説明する。 (実施の形態1)図1は実施の形態1の概略構成図であ
る。本例の偏光光照明装置200はシステム光軸に沿っ
て光源部201、インテグレーター光学系202、偏光
分離部203を有し、光源部201から射出された光は
インテグレーター光学系202、偏光分離部203、偏
光変換部204を通って矩形の照明領域205に至る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The polarized light illuminating device according to the present invention realizes this with a simple structure while keeping the polarized light of all polarized light in the same polarization direction and keeping the second lens plate to the minimum size. This can minimize the cost increase and the size of the entire apparatus. Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment. The polarized light illuminating device 200 of this example has a light source unit 201, an integrator optical system 202, and a polarization separation unit 203 along the system optical axis, and light emitted from the light source unit 201 emits light from the integrator optical system 202 and the polarization separation unit 203. , Through the polarization converter 204 to the rectangular illumination area 205.

【0015】光源部201は光源211と、リフレクタ
ー212とからなり、光源から出射される偏光方向がラ
ンダムな偏光光はリフレクター212によって一方向に
反射され、インテグレーター光学系202に入射する。
このリフレクター212の反射面の形状は放物面でも、
楕円面でも、球面でも光学系の設計により使用できる。
The light source unit 201 includes a light source 211 and a reflector 212. Polarized light emitted from the light source and having a random polarization direction is reflected in one direction by the reflector 212 and enters the integrator optical system 202.
The shape of the reflecting surface of this reflector 212 is parabolic,
An elliptical surface or a spherical surface can be used depending on the design of the optical system.

【0016】第1のレンズ板213は図2に示すような
矩形の微小なレンズの複合レンズ体である。ここの入射
した光は個々の微小レンズにより集光せしめられる。こ
の微小レンズにより形成される光源像は偏光分離部20
3、偏光変換部204、第2のレンズ板214上に形成
されるよう設定されている。
The first lens plate 213 is a composite lens body of rectangular minute lenses as shown in FIG. The incident light here is condensed by individual minute lenses. The light source image formed by the minute lens is
3. The polarization converter 204 is set to be formed on the second lens plate 214.

【0017】図1において偏光分離部203は三角錐プ
リズム215と平行平面板216が偏光分離面217を
挟んで密着されて構成されている。ここに入射した光源
からのランダム偏光光は偏光分離面217に入射するこ
とで偏光分離面217に対してS偏光の成分は反射せし
められ第2のレンズ板214上に至る。一方偏光分離面
217を透過したP偏光光の光は平行平面板216を透
過し全反射面218で反射せしめられ再度平行平面板2
16、三角錐プリズム215を透過して第2のレンズ板
214上に至るが、その際第2のレンズ板214上に備
えられたλ/2板219を透過することで偏光方向は変
換されS偏光光となる。このようにして偏光方向を揃え
られて第2のレンズ板214に光源像を形成したS偏光
光は第2のレンズ板214上の各マイクロレンズ220
により被照明面221に第1のレンズ板213上の各マ
イクロレンズ像を拡大投影する。このようにして光源か
らのランダム光を一方の偏光方向に揃えながら均一照明
を実現する。
In FIG. 1, the polarization splitting unit 203 is configured by a triangular pyramid prism 215 and a parallel plane plate 216 closely contacting each other with a polarization splitting surface 217 interposed therebetween. The randomly polarized light from the light source incident on the polarized light separating surface 217 reflects the S-polarized light component on the polarized light separating surface 217 and reaches the second lens plate 214. On the other hand, the P-polarized light transmitted through the polarization separation surface 217 is transmitted through the parallel plane plate 216 and reflected by the total reflection surface 218, and is again reflected by the parallel plane plate 2
16, the light passes through the triangular pyramid prism 215 and reaches the second lens plate 214. At this time, the light passes through the λ / 2 plate 219 provided on the second lens plate 214, whereby the polarization direction is changed and S It becomes polarized light. The s-polarized light having the light source image formed on the second lens plate 214 with the polarization directions aligned in this manner is applied to each micro lens 220 on the second lens plate 214.
Thereby, each microlens image on the first lens plate 213 is enlarged and projected on the illumination target surface 221. In this way, uniform illumination is realized while aligning random light from the light source in one polarization direction.

【0018】ただしこの実施の形態1においては図2に
あるように第1のレンズ板213上の各マイクロレンズ
の配置を見ると、偏光分離部203で折られているシス
テム光軸222a、222bを含む面に対して直交する
方向(図2で列方向)について見ると6列構成である。
一方S偏光方向の光のみを被照明面221に照明される
ために必要な第2のレンズ板上のマイクロレンズ配置を
見ると図3のように構成されている。先に図2で述べた
方向についてレンズ列は4列構成となっている。図4は
第1のレンズ板213の外形上に第1のレンズ板213
上の各マイクロレンズで集光され第2のレンズ板214
上に形成される光源像を重ねて示したものである。本発
明においては第1のレンズ板213上の各マイクロレン
ズの曲率中心を適切に設定することで図4で明らかなよ
うに異なる大きさの光源像の形成位置をS偏光について
は図5にあるように配列した。このようにして第1のレ
ンズ板213上の各マイクロレンズが形成するレンズ列
よりも第2のレンズ板214上の各マイクロレンズが形
成する列を少なく設定しても光利用率を損なうことなく
装置を構成している。ここで偏光分離部203の全反射
面218で反射され偏光変換部204を経てS偏光とな
ったもともとPであった光が形成する光源像は主に平行
平面板216の板厚、屈折率、これを透過する光の入射
角で決まるずれ量d1をもって図6にあるように第2の
レンズ板214上に形成されている。
However, in the first embodiment, looking at the arrangement of the microlenses on the first lens plate 213 as shown in FIG. 2, the system optical axes 222a and 222b folded by the polarization separation section 203 are not aligned. When viewed in a direction (row direction in FIG. 2) orthogonal to the plane including the data, a six-row configuration is provided.
On the other hand, the arrangement of microlenses on the second lens plate necessary for illuminating only the light in the S-polarized direction on the illumination target surface 221 is configured as shown in FIG. The lens array has a four-row configuration in the direction described above with reference to FIG. FIG. 4 shows the first lens plate 213 on the outer shape of the first lens plate 213.
The second lens plate 214 is condensed by each of the upper microlenses.
The light source image formed above is shown in an overlapping manner. In the present invention, by appropriately setting the center of curvature of each microlens on the first lens plate 213, as shown in FIG. 4, the formation positions of light source images having different sizes are shown in FIG. It was arranged as follows. Thus, even if the number of rows formed by each microlens on the second lens plate 214 is set to be smaller than the number of rows formed by each microlens on the first lens plate 213, the light utilization rate is not impaired. Make up the device. Here, the light source image formed by the light that was originally P, which was reflected by the total reflection surface 218 of the polarization separation unit 203 and passed through the polarization conversion unit 204 to become S-polarized light, mainly has the thickness, refractive index, It is formed on the second lens plate 214 as shown in FIG. 6 with a shift amount d1 determined by the incident angle of the light passing therethrough.

【0019】このように本実施の形態に依れば光源から
のランダム偏光光を一方の偏光方向に揃えながらも第2
のレンズ板214を従来例より小さく構成できることか
ら装置の小型化はもちろん、照明Fナンバーを大きく
(被照明面221への入射角を小さく)抑えることが出
来る。
As described above, according to this embodiment, the second polarized light from the light source is aligned with one polarized light while
Since the lens plate 214 can be made smaller than the conventional example, it is possible not only to reduce the size of the apparatus, but also to suppress the illumination F-number to a large value (the incident angle to the surface to be illuminated 221).

【0020】本実施の形態においては偏光分離部203
にプリズムを用いたが偏光方向により反射、透過の選択
が出来れば応用可能であり、高屈折率材料の薄膜を平行
平面板上に形成したものや、近年開発された偏光分離機
能を有するシートを平行平面板に貼ったようなものでも
実現できる。全反射面について言えばガラスと空気との
屈折率の関係や入射角から全反射が十分に望める場合は
問題ないが、これが不十分の場合は平行平面板の全反射
面218側に反射層を設けて性能確保する事も可能であ
る。
In the present embodiment, the polarization separation section 203
Although a prism is used, it is applicable if reflection and transmission can be selected depending on the polarization direction.It can be applied to a thin film of a high refractive index material formed on a parallel plane plate, or a sheet with a polarization separation function recently developed. It can be realized even if it is attached to a parallel plane plate. Speaking of the total reflection surface, there is no problem when the total reflection can be sufficiently expected from the relationship between the refractive index of the glass and the air and the incident angle, but if this is insufficient, a reflection layer is provided on the total reflection surface 218 side of the parallel plane plate. It is also possible to secure the performance by providing it.

【0021】また、本実施の形態において偏光変換部2
04を第2のレンズ板214上に形成しているが、この
両者を必ずしも一体化する必要はないし、この偏光変換
部204はP偏光の光だけが通る光路上に配置されてい
ればよいことから、第2のレンズ板214の近傍であれ
ば被照明面221側に配置しても問題ない。
In this embodiment, the polarization converter 2
04 is formed on the second lens plate 214, but it is not always necessary to integrate both of them, and it is sufficient that the polarization conversion unit 204 is arranged on an optical path through which only P-polarized light passes. Therefore, as long as it is near the second lens plate 214, it can be arranged on the illuminated surface 221 side without any problem.

【0022】さらに本実施の形態においては光源からの
ランダム偏光光をすべて偏光分離面217に対してS偏
光の光としているが、偏光変換部204の貼り付け位置
を変えればすべての光をP偏光の光として得ることも容
易に出来る。更に言えば両方の光路に異なる設定の位相
差板を設定してやればP、S偏光方向以外の直線偏光や
あるいは任意の円偏光、楕円偏光として得ることも可能
なことは言うまでもない。
Further, in this embodiment, all the randomly polarized light from the light source is converted into S-polarized light with respect to the polarization separation surface 217. However, if the position where the polarization converter 204 is attached is changed, all the light is converted into P-polarized light. Can easily be obtained as light. Further, if different retardation plates are set for both optical paths, it is needless to say that linear polarization other than the P and S polarization directions, or any circular polarization or elliptical polarization can be obtained.

【0023】本実施の形態においてインテグレーター光
学系202は第1のレンズ板213、第2のレンズ板2
14からなっているが図7にあるように集光レンズ22
3を併用しても構成できる。
In the present embodiment, the integrator optical system 202 includes a first lens plate 213 and a second lens plate 2.
14, but as shown in FIG.
3 can be used together.

【0024】信頼性向上のために本実施例の形態におい
ても装置内に紫外線や赤外線をのぞく手段を併用するこ
とが望ましいことも明らかである。
It is also apparent that it is desirable to use a means for eliminating ultraviolet rays and infrared rays in the apparatus in this embodiment also in order to improve reliability.

【0025】図8は前記実施例の装置を投写型画像表示
装置に応用した例である。図に示す投写型画像表示装置
300にはランダムな偏光光を一方向に出射する光源部
201が構成され、この光源部201から出射されたラ
ンダムな偏光光はインテグレーター光学系202、偏光
分離部203で2種の偏光光に分離すると共に、分離さ
れた偏光光のうち一方向については偏光変換部204に
よって偏光方向を変換し、一つの偏光方向に揃えるよう
に構成されている。
FIG. 8 shows an example in which the device of the above embodiment is applied to a projection type image display device. The projection type image display device 300 shown in the figure includes a light source unit 201 that emits randomly polarized light in one direction, and the random polarized light emitted from the light source unit 201 receives an integrator optical system 202 and a polarization separation unit 203. , The light is separated into two types of polarized light, and one direction of the separated polarized light is converted by the polarization converter 204 into a single polarization direction.

【0026】このような偏光光照明装置200から出射
された光束はまず赤透過ダイクロイックミラー301に
おいて赤色光が透過して青、緑色光は反射せしめられ
る。
In the light beam emitted from the polarized light illuminating device 200, first, red light is transmitted through the red transmission dichroic mirror 301, and blue and green light are reflected.

【0027】赤色光は反射ミラー302で反射され、第
1の液晶ライトバルブ303に達する。一方青色光及び
緑色光のうち、緑色光は緑反射ダイクロイックミラー3
04によって反射され、第2の液晶ライトバルブ305
に達する。青色光は緑反射ダイクロイックミラー304
を透過した後、この入射側レンズ306、リレーレンズ
308,出射側レンズ310からなるリレーレンズ系に
反射ミラー307,反射ミラー309を加えた形で構成
された導光手段350により第3の液晶ライトバルブ3
11に導かれる。ここで第1、第2、第3の液晶ライト
バルブ303、305、311はそれぞれ色光を変調
し、各色に対応した映像信号にあわせて変調した色光を
ダイクロイックプリズム313(色合成手段)に入射す
る。ダイクロイックプリズム313は赤反射の誘電体多
層膜と青反射の誘電体多層膜を十字状に有しており、そ
れぞれの変調光束を合成する。ここで合成された光束は
投写レンズ314(投写手段)を透過してスクリーン3
15上に映像を形成する。
The red light is reflected by the reflection mirror 302 and reaches the first liquid crystal light valve 303. On the other hand, of the blue light and the green light, the green light is a green reflecting dichroic mirror 3.
04, the second liquid crystal light valve 305
Reach Blue light is a green reflective dichroic mirror 304
After the light is transmitted through the third liquid crystal light by a light guide means 350 configured by adding a reflection mirror 307 and a reflection mirror 309 to a relay lens system including the entrance side lens 306, the relay lens 308, and the exit side lens 310. Valve 3
It is led to 11. Here, the first, second, and third liquid crystal light valves 303, 305, and 311 modulate color light, respectively, and input the color light modulated according to the video signal corresponding to each color to the dichroic prism 313 (color combining means). . The dichroic prism 313 has a red reflective dielectric multilayer film and a blue reflective dielectric multilayer film in a cross shape, and synthesizes respective modulated light fluxes. The light beam synthesized here passes through the projection lens 314 (projection means) and passes through the screen 3.
15 to form an image.

【0028】このようにして構成した投写型画像表示装
置300では1種類の偏光光を変調するタイプの液晶パ
ネルが用いられている。従って従来のランダムな偏光光
を液晶ライトバルブに導くと、ランダムな偏光光のうち
の半分は偏光板で吸収されて熱に変わってしまうため光
利用率が低いと共に、偏光板の発熱を抑えるため大型で
騒音の大きい冷却装置が必要であるといった問題点があ
ったが本例の投写型画像表示装置300ではかかる問題
が大幅に解消できる。
In the projection type image display apparatus 300 thus configured, a liquid crystal panel of a type that modulates one kind of polarized light is used. Therefore, when the conventional random polarized light is guided to the liquid crystal light valve, half of the random polarized light is absorbed by the polarizer and converted into heat, so that the light utilization rate is low and the heat generated by the polarizer is suppressed. There was a problem that a large-sized and noisy cooling device was required, but the projection-type image display device 300 of this example can largely solve such a problem.

【0029】すなわち、本例の投写型画像表示装置30
0では、偏光光照明装置200において一方の偏光光の
みに対して偏光変換部204によって偏光面の回転作用
を与え、他方の偏光方向と偏光方向がそろった状態にす
る。それゆえ、偏光方向がそろった偏光光が第1、第
2、第3の液晶ライトバルブ303、305、311み
に導かれるので光利用率が向上し明るい投写画像を得る
ことが出来る。また、偏光板での光吸収が低減できるの
で、偏光板での温度上昇が抑えられる。これにより冷却
装置を小型化、低騒音化する事が出来る。
That is, the projection type image display device 30 of this embodiment
In the case of 0, in the polarized light illuminating device 200, only one polarized light is rotated by the polarization conversion unit 204 so that the other polarized light and the polarized light are aligned. Therefore, the polarized light having the same polarization direction is guided to the first, second, and third liquid crystal light valves 303, 305, and 311. Therefore, the light utilization factor is improved, and a bright projected image can be obtained. In addition, since light absorption by the polarizing plate can be reduced, temperature rise in the polarizing plate can be suppressed. This makes it possible to reduce the size and noise of the cooling device.

【0030】更に本実施例によれば第2のレンズ板21
4の面積が小さく構成できる。よって投写レンズのFナ
ンバーは第2のレンズ板の見かけの大きさとパネルから
第2のレンズ板までの距離の関係から決まり、この第2
のレンズ板の見かけの大きさを小さくできればFナンバ
ーを小さく、すなわち投写レンズを明るくする必要が無
くなることから、従来の偏光変換を行わない装置に用い
ていた投写レンズ、あるいはそれに近いもので投写画像
の高輝度化を十分に実現することが出来る。
Further, according to this embodiment, the second lens plate 21
4 can be configured to have a small area. Therefore, the F-number of the projection lens is determined by the relationship between the apparent size of the second lens plate and the distance from the panel to the second lens plate.
If the apparent size of the lens plate can be reduced, the F-number can be reduced, that is, there is no need to brighten the projection lens. Can be sufficiently realized.

【0031】また小型パネルを用いて投写型画像表示装
置を構成する際にパネル開口部近傍にマイクロレンズを
配置して見かけの開口率の改善を図ったものを用いる場
合には先に述べた照明Fナンバーを大きくすることが必
須となることからこの見地からも本発明による性能改善
が見込まれる。 (実施の形態2)図9は実施の形態2の概略構成図であ
る。本例の偏光光照明装置400はシステム光軸に沿っ
て光源部201、インテグレーター光学系410、偏光
分離部411を有し、光源部201から射出された光は
インテグレーター光学系410、偏光分離部411、偏
光変換部204を通って矩形の照明領域205に至る。
When a projection type image display apparatus is constructed using a small panel, a microlens is arranged near the panel opening to improve the apparent aperture ratio. Since it is essential to increase the F number, performance improvement according to the present invention is expected from this viewpoint. (Embodiment 2) FIG. 9 is a schematic configuration diagram of Embodiment 2. The polarized light illuminating device 400 of this example has a light source unit 201, an integrator optical system 410, and a polarization separation unit 411 along the system optical axis, and the light emitted from the light source unit 201 receives the light emitted from the light source unit 201, the polarization separation unit 411. , Through the polarization converter 204 to the rectangular illumination area 205.

【0032】光源部201は光源211と、リフレクタ
ー212とからなり、光源から出射される偏光方向がラ
ンダムな偏光光はリフレクター212によって一方向に
反射され、インテグレーター光学系410に入射する。
このリフレクター212の反射面の形状は放物面でも、
楕円面でも、球面でも光学系の設計により使用できる。
The light source section 201 includes a light source 211 and a reflector 212. Polarized light emitted from the light source and having a random polarization direction is reflected in one direction by the reflector 212 and enters the integrator optical system 410.
The shape of the reflecting surface of this reflector 212 is parabolic,
An elliptical surface or a spherical surface can be used depending on the design of the optical system.

【0033】第1のレンズ板401は図2に示すような
矩形の微小なレンズの複合レンズ体である。ここの入射
した光は個々の微小レンズにより集光せしめられる。こ
の微小レンズにより形成される光源像は偏光分離部41
1、偏光変換部204、第2のレンズ板402上に形成
されるよう設定されている。
The first lens plate 401 is a composite lens body of rectangular minute lenses as shown in FIG. The incident light here is condensed by individual minute lenses. The light source image formed by this micro lens is
1. The polarization converter 204 is set to be formed on the second lens plate 402.

【0034】図9において偏光分離部411は反射型偏
光シート403と大きさの異なる平行平面板404a、
404b、404cが密着されて構成されている。ここ
に入射した光源からのランダム偏光光は偏光分離面40
5に入射することで偏光分離面405に対してS偏光の
成分は反射せしめられ第2のレンズ板402上に至る。
一方偏光分離面405を透過したP偏光光の光は平行平
面板404a、あるいは404aと404b、あるいは
404aと404bと404cを透過して全反射面40
6a、あるいは406b、あるいは406cで反射せし
められ再度平行平面板、偏光分離面405を透過して第
2のレンズ板402上に備えられたλ/2板219を透
過することで偏光方向は変換されS偏光光となる。この
ようにして偏光方向を揃えられて第2のレンズ板402
に光源像を形成したS偏光光は第2のレンズ板402上
の各マイクロレンズ407により被照明面221に第1
のレンズ板401上の各マイクロレンズ像を拡大投影す
る。このようにして光源からのランダム光を一方の偏光
方向に揃えながら均一照明を実現する。
In FIG. 9, the polarization splitting section 411 includes a parallel plane plate 404a having a size different from that of the reflection type polarizing sheet 403,
404b and 404c are configured in close contact. The randomly polarized light from the light source incident on the polarization separation surface 40
5, the S-polarized light component is reflected by the polarization splitting surface 405 and reaches the second lens plate 402.
On the other hand, the P-polarized light transmitted through the polarization separation surface 405 is transmitted through the parallel plane plate 404a, or 404a and 404b, or 404a, 404b, and 404c, and is totally reflected by the total reflection surface 40.
6a, or 406b or 406c, the polarization direction is changed by being transmitted again through the parallel plane plate and the polarization splitting surface 405 and transmitted through the λ / 2 plate 219 provided on the second lens plate 402. It becomes S-polarized light. In this manner, the polarization directions are aligned and the second lens plate 402
The S-polarized light having the light source image formed on the surface to be illuminated 221 by the microlenses 407 on the second lens plate 402
The respective microlens images on the lens plate 401 are enlarged and projected. In this way, uniform illumination is realized while aligning random light from the light source in one polarization direction.

【0035】この実施の形態2においては図2にあるよ
うに第1のレンズ板401上の各マイクロレンズの配置
を見ると、偏光分離部411で折られているシステム光
軸222a、222bを含む面に対して直交する方向
(図2で上下方向)について見ると6列構成である。こ
のうちの第1列と第6列のレンズにより集光された光は
偏光分離部411のうち偏光分離面405でS偏光の成
分は反射せしめられP偏光光の光は平行平面板404a
を透過して全反射面406aで反射せしめられ第2のレ
ンズ板402上に備えられたλ/2板219を透過す
る。第2列と第5列のレンズにより集光された光は偏光
分離部411のうち偏光分離面405でS偏光の成分は
反射せしめられP偏光光の光は平行平面板404aと4
04bを透過して全反射面406bで反射せしめられ第
2のレンズ板402上に備えられたλ/2板219を透
過する。さらに第3列と第4列のレンズにより集光され
た光は偏光分離部411のうち偏光分離面405でS偏
光の成分は反射せしめられP偏光光の光は平行平面板4
04aと404bと404cを透過して全反射面406
cで反射せしめられ第2のレンズ板402上に備えられ
たλ/2板219を透過する。ここで第1のレンズ板4
01上のマイクロレンズにより第2のレンズ板402上
に形成される光源像は偏光分離面405で反射されるか
全反射面で反射られるかでずれて形成される。このずれ
量は偏光分離面405から全反射面までの平行平面板の
板厚に比例することから図2の第1列、第6列のレンズ
が第2のレンズ板上に形成する光源像の前記ずれ量(d
2)が小さく、第3列、第4列のレンズが第2のレンズ
板上に形成する光源像の前記ずれ量(d4)が最も大き
くなる。そこで本実施の形態2において図10にあるよ
うに第2のレンズ板403上のマイクロレンズのうち図
2で言う第1のレンズ板402の第1列、第6列のレン
ズが形成する光源像部分に設けられるものは有効部がお
よそ幅d2のマイクロレンズが列を形成しており、同じ
く第2列、第5列のレンズが形成する光源像部分に設け
られるものは有効部がおよそ幅d3のマイクロレンズが
列を形成しており、第3列、第4列のレンズが形成する
光源像部分に設けられるものは有効部がおよそ幅d4の
マイクロレンズが列を形成している。このように図10
に示した光源像の大きさがシステム軸近くになると大き
くなってきているが本実施の形態においてはこのレンズ
の大きさの変化に合わせてレンズ列の幅、ピッチを偏光
分離面と全反射面までの距離を変えることで光利用率の
低下なく第2のレンズ板402の有効部を小さく形成す
ることが出来る。ここで図10の上下方向については同
じ列内で形成される光源像の大きさに合わせて最も小さ
くなるよう配列してある。
In the second embodiment, looking at the arrangement of each micro lens on the first lens plate 401 as shown in FIG. 2, it includes the system optical axes 222a and 222b folded by the polarization separation section 411. When viewed in a direction perpendicular to the plane (up and down direction in FIG. 2), there are six rows. The light condensed by the lenses in the first and sixth rows is reflected by the polarization separation surface 405 of the polarization separation unit 411, and the S-polarized light component is reflected.
Through the λ / 2 plate 219 provided on the second lens plate 402 after being reflected by the total reflection surface 406a. The light condensed by the lenses in the second and fifth rows is reflected by the polarization splitting surface 405 of the polarization splitting section 411 so that the S-polarized light component is reflected.
The light is transmitted through the λ / 2 plate 219 provided on the second lens plate 402 after being transmitted through the second lens plate 402 after being transmitted through the first lens plate 402 and reflected by the total reflection surface 406 b. Further, the light condensed by the lenses in the third and fourth rows is reflected by the polarization splitting surface 405 of the polarization splitting unit 411 so that the S-polarized light component is reflected.
04a, 404b and 404c and the total reflection surface 406
The light reflected by c is transmitted through the λ / 2 plate 219 provided on the second lens plate 402. Here, the first lens plate 4
The light source image formed on the second lens plate 402 by the microlens on the light source 01 is shifted depending on whether it is reflected on the polarization splitting surface 405 or on the total reflection surface. Since this shift amount is proportional to the thickness of the parallel plane plate from the polarization splitting surface 405 to the total reflection surface, the lenses in the first and sixth rows in FIG. 2 form a light source image formed on the second lens plate. The deviation amount (d
2) is small, and the displacement amount (d4) of the light source image formed by the lenses in the third and fourth rows on the second lens plate is the largest. Therefore, in Embodiment 2, as shown in FIG. 10, among the microlenses on the second lens plate 403, the light source images formed by the lenses of the first and sixth rows of the first lens plate 402 shown in FIG. In the portion provided in the portion, the effective portion forms a row of microlenses having a width of about d2, and in the portion provided in the light source image portion formed by the lenses in the second and fifth rows, the effective portion has a width of about d3. Of the light source image portions formed by the lenses in the third and fourth rows, the microlenses whose effective portions are approximately d4 form a row. Thus, FIG.
Although the size of the light source image shown in (1) increases near the system axis, in the present embodiment, the width and pitch of the lens array are changed in accordance with the change in the size of the lens. By changing the distance, the effective portion of the second lens plate 402 can be formed small without lowering the light utilization rate. Here, the arrangement in the vertical direction in FIG. 10 is minimized in accordance with the size of the light source image formed in the same row.

【0036】このように本実施の形態に依れば光源から
のランダム偏光光を一方の偏光方向に揃えながらも第2
のレンズ板402を小さく構成できることから装置の小
型化はもちろん、照明Fナンバーを大きく(被照明面2
21への入射角を小さく)抑えることが出来る。
As described above, according to the present embodiment, while the randomly polarized light from the light source is aligned in one polarization direction,
Since the lens plate 402 can be configured to be small, not only can the device be miniaturized, but also the illumination F-number can be increased (the illumination surface 2).
21) can be suppressed.

【0037】本実施の形態においては偏光分離部411
に反射型偏光シート403を用いたが偏光方向により反
射、透過の選択が出来れば応用可能であり、高屈折率材
料の薄膜を平行平面板上に形成したものや、実施の形態
1のプリズムを用いたものでも実現できることは言うま
でもない。全反射面について言えばガラスと空気との屈
折率の関係や入射角から全反射が十分に望める場合は問
題ないが、これが不十分の場合は平行平面板の全反射面
404a、404b、404c側に反射層を設けて性能
確保する事も可能である。
In this embodiment, the polarization splitting section 411 is used.
Although a reflective polarizing sheet 403 was used for the present invention, it is applicable if reflection and transmission can be selected depending on the polarization direction, and a prism having a thin film of a high refractive index material formed on a plane parallel plate or the prism of the first embodiment may be used. Needless to say, it can be realized even with the used one. Speaking of the total reflection surface, there is no problem when the total reflection can be sufficiently expected from the relationship between the refractive index of the glass and the air and the incident angle. It is also possible to provide a reflective layer to ensure the performance.

【0038】また、本実施の形態において偏光変換部2
04を第2のレンズ板402上に形成しているが、この
両者を必ずしも一体化する必要はないし、この偏光変換
部204はP偏光の光だけが通る光路上に配置されてい
ればよいことから、第2のレンズ板402の近傍であれ
ば被照明面221側に配置しても問題ない。
In this embodiment, the polarization converter 2
04 is formed on the second lens plate 402, but it is not always necessary to integrate both of them, and it is sufficient that the polarization conversion unit 204 is disposed on an optical path through which only P-polarized light passes. Therefore, as long as it is near the second lens plate 402, there is no problem even if it is arranged on the illuminated surface 221 side.

【0039】さらに本実施の形態においては光源からの
ランダム偏光光をすべて偏光分離面405に対してS偏
光の光としているが、偏光変換部204の貼り付け位置
を変えればすべての光をP偏光の光として得ることも容
易に出来る。更に言えば両方の光路に異なる設定の位相
差板を設定してやればP、S偏光方向以外の直線偏光や
あるいは任意の円偏光、楕円偏光として得ることも可能
なことは言うまでもない。
Further, in the present embodiment, all the randomly polarized light from the light source is converted into S-polarized light with respect to the polarization splitting surface 405. Can easily be obtained as light. Further, if different retardation plates are set for both optical paths, it is needless to say that linear polarization other than the P and S polarization directions, or any circular polarization or elliptical polarization can be obtained.

【0040】本実施の形態においてインテグレーター光
学系410は第1のレンズ板401、第2のレンズ板4
02からなっているが集光レンズを併用しても構成でき
る。
In this embodiment, the integrator optical system 410 includes a first lens plate 401 and a second lens plate 4.
Although it is made of 02, it can also be configured by using a condensing lens together.

【0041】また本実施の形態においては偏光分離面4
05と全反射面間を複数の平行平面板を重ね合わせて構
成していたが図11のように厚さの異なる平行平面板を
並べても同じ機能は果たすことが出来る。また同じ厚さ
でも屈折率の異なる材料で作った平行平面板を並べても
構成できる。もちろんコスト面から不利な点はあるが一
つの部品で場所により厚さが異なっていればこれを用い
ても構成可能なことは言うまでもない。図9、図11の
例では偏光分離面405側を同一平面にし全反射面側に
段が付いた構成としたが必ずしもこの構成でなく、全反
射面側を同一面にしても構成可能であり、あるいは全反
射面と偏光分離面の両方に段を付けても構成できること
は明らかである。また実施の形態2においては図9の紙
面に対し上下方向については偏光分離面405と全反射
面間の厚さを同じにしているが、反射面方向と同様にし
て紙面に対し上下方向についても厚さを変えて更に第2
のレンズ板402の有効部面積を小さくできることは言
うまでもない。
In the present embodiment, the polarization separation surface 4
Although a plurality of parallel flat plates are overlapped between 05 and the total reflection surface, the same function can be achieved by arranging parallel flat plates having different thicknesses as shown in FIG. Further, even when the thickness is the same, parallel flat plates made of materials having different refractive indexes can be arranged. Of course, there is a disadvantage in terms of cost, but it goes without saying that a component can be used as long as the thickness of one component varies depending on the location. In the examples of FIGS. 9 and 11, the polarization splitting surface 405 side is the same plane and the total reflection surface side is provided with a step. However, this is not always the case, and the total reflection surface side may be the same surface. It is clear that the configuration can be made by providing steps on both the total reflection surface and the polarization separation surface. Further, in the second embodiment, the thickness between the polarization separation surface 405 and the total reflection surface is the same in the vertical direction with respect to the paper surface of FIG. 9, but also in the vertical direction with respect to the paper surface in the same manner as the reflection surface direction. By changing the thickness, the second
Needless to say, the effective area of the lens plate 402 can be reduced.

【0042】図12は前記実施例の装置を投写型画像表
示装置に応用した例である。図に示す投写型画像表示装
置500にはランダムな偏光光を一方向に出射する光源
部201が構成され、この光源部201から出射された
ランダムな偏光光はインテグレーター光学系410、偏
光分離部411で2種の偏光光に分離すると共に、分離
された偏光光のうち一方向については偏光変換部204
によって偏光方向を変換し、一つの偏光方向に揃えるよ
うに構成されている。
FIG. 12 shows an example in which the device of the above embodiment is applied to a projection type image display device. The projection-type image display device 500 shown in the figure includes a light source unit 201 that emits randomly polarized light in one direction, and the random polarized light emitted from the light source unit 201 receives an integrator optical system 410 and a polarization separation unit 411. To separate two types of polarized light, and in one direction of the separated polarized light, the polarization converter 204
The polarization direction is changed so that the polarization direction is adjusted to one polarization direction.

【0043】このような偏光光照明装置400から出射
された光束はまず赤透過ダイクロイックミラー301に
おいて赤色光が透過して青、緑色光は反射せしめられ
る。
In the light beam emitted from the polarized light illuminating device 400, red light is transmitted through the red transmission dichroic mirror 301, and blue and green light are reflected.

【0044】赤色光は反射ミラー302で反射され、第
1の液晶ライトバルブ303に達する。一方青色光及び
緑色光のうち、緑色光は緑反射ダイクロイックミラー3
04によって反射され、第2の液晶ライトバルブ305
に達する。青色光は緑反射ダイクロイックミラー304
を透過した後、この入射側レンズ306、リレーレンズ
308,出射側レンズ310からなるリレーレンズ系に
反射ミラー307,反射ミラー309を加えた形で構成
された導光手段350により第3の液晶ライトバルブ3
11に導かれる。ここで第1、第2、第3の液晶ライト
バルブ303、305、311はそれぞれ色光を変調
し、各色に対応した映像信号にあわせて変調した色光を
ダイクロイックプリズム313(色合成手段)に入射す
る。ダイクロイックプリズム313は赤反射の誘電体多
層膜と青反射の誘電体多層膜を十字状に有しており、そ
れぞれの変調光束を合成する。ここで合成された光束は
投写レンズ314(投写手段)を透過してスクリーン3
15上に映像を形成する。
The red light is reflected by the reflection mirror 302 and reaches the first liquid crystal light valve 303. On the other hand, of the blue light and the green light, the green light is a green reflecting dichroic mirror 3.
04, the second liquid crystal light valve 305
Reach Blue light is a green reflective dichroic mirror 304
After the light is transmitted through the third liquid crystal light by a light guide means 350 configured by adding a reflection mirror 307 and a reflection mirror 309 to a relay lens system including the entrance side lens 306, the relay lens 308, and the exit side lens 310. Valve 3
It is led to 11. Here, the first, second, and third liquid crystal light valves 303, 305, and 311 modulate color light, respectively, and input the color light modulated according to the video signal corresponding to each color to the dichroic prism 313 (color combining means). . The dichroic prism 313 has a red reflective dielectric multilayer film and a blue reflective dielectric multilayer film in a cross shape, and synthesizes respective modulated light fluxes. The light beam synthesized here passes through the projection lens 314 (projection means) and passes through the screen 3.
15 to form an image.

【0045】このようにして構成した投写型画像表示装
置300では1種類の偏光光を変調するタイプの液晶パ
ネルが用いられている。従って従来のランダムな偏光光
を液晶ライトバルブに導くと、ランダムな偏光光のうち
の半分は偏光板で吸収されて熱に変わってしまうため光
利用率が低いと共に、偏光板の発熱を抑えるため大型で
騒音の大きい冷却装置が必要であるといった問題点があ
ったが本例の投写型画像表示装置300ではかかる問題
が大幅に解消できる。
In the projection type image display device 300 configured as described above, a type of liquid crystal panel that modulates one type of polarized light is used. Therefore, when the conventional random polarized light is guided to the liquid crystal light valve, half of the random polarized light is absorbed by the polarizer and converted into heat, so that the light utilization rate is low and the heat generated by the polarizer is suppressed. There was a problem that a large-sized and noisy cooling device was required, but the projection-type image display device 300 of this example can largely solve such a problem.

【0046】すなわち、本例の投写型画像表示装置50
0では、偏光光照明装置400において一方の偏光光の
みに対して偏光変換部204によって偏光面の回転作用
を与え、他方の偏光方向と偏光方向がそろった状態にす
る。それゆえ、偏光方向がそろった偏光光が第1、第
2、第3の液晶ライトバルブ303、305、311み
に導かれるので光利用率が向上し明るい投写画像を得る
ことが出来る。また、偏光板での光吸収が低減できるの
で、偏光板での温度上昇が抑えられる。これにより冷却
装置を小型化、低騒音化する事が出来る。
That is, the projection type image display device 50 of this embodiment
In the case of 0, in the polarized light illuminating device 400, the polarization converter 204 applies a rotating action of the polarization plane to only one polarized light so that the other polarized light and the polarized light are aligned. Therefore, the polarized light having the same polarization direction is guided to the first, second, and third liquid crystal light valves 303, 305, and 311. Therefore, the light utilization factor is improved, and a bright projected image can be obtained. In addition, since light absorption by the polarizing plate can be reduced, temperature rise in the polarizing plate can be suppressed. This makes it possible to reduce the size and noise of the cooling device.

【0047】更に本実施例によれば第2のレンズ板40
2の面積が小さく構成できる。よって投写レンズのFナ
ンバーは見かけの第2のレンズ板の見かけの大きさをパ
ネルから第2のレンズ板までの距離の関係から決まり、
この第2のレンズ板の見かけの大きさを小さくできれば
Fナンバーを小さく、すなわち投写レンズを明るくする
必要が無くなることから、従来の偏光変換を行わない装
置に用いていた投写レンズ、あるいはそれに近いもので
投写画像の高輝度化を十分に実現することが出来る。
Further, according to the present embodiment, the second lens plate 40
2 can be made small. Therefore, the F-number of the projection lens determines the apparent size of the apparent second lens plate from the relationship of the distance from the panel to the second lens plate,
If the apparent size of the second lens plate can be reduced, the F-number becomes smaller, that is, it is not necessary to brighten the projection lens. Therefore, a projection lens used in a conventional apparatus that does not perform polarization conversion, or a projection lens similar thereto Thus, it is possible to sufficiently realize the high brightness of the projected image.

【0048】また小型パネルを用いて投写型画像表示装
置を構成する際にパネル開口部近傍にマイクロレンズを
配置して見かけの開口率の改善を図ったものを用いる場
合には先に述べた照明Fナンバーを大きくすることが必
須となることからこの見地からも本発明による性能改善
が見込まれる。 (実施の形態3)図13は実施の形態3の概略構成図で
ある。本例の偏光光照明装置600はシステム光軸に沿
って光源部201、インテグレーター光学系610、偏
光分離部611を有し、光源部201から射出された光
はインテグレーター光学系202、偏光分離部203、
偏光変換部204を通って矩形の照明領域205に至
る。
When a projection type image display device is constructed using a small panel, a microlens is arranged near the panel opening to improve the apparent aperture ratio. Since it is essential to increase the F number, performance improvement according to the present invention is expected from this viewpoint. (Third Embodiment) FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a third embodiment. The polarized light illuminating device 600 of this example has a light source unit 201, an integrator optical system 610, and a polarization separation unit 611 along the system optical axis, and light emitted from the light source unit 201 receives the light emitted from the light source unit 201 and the polarization separation unit 203. ,
The light reaches the rectangular illumination area 205 through the polarization converter 204.

【0049】光源部201は光源211と、リフレクタ
ー212とからなり、光源から出射される偏光方向がラ
ンダムな偏光光はリフレクター212によって一方向に
反射され、インテグレーター光学系610に入射する。
このリフレクター212の反射面の形状は放物面でも、
楕円面でも、球面でも光学系の設計により使用できる。
The light source unit 201 includes a light source 211 and a reflector 212. Polarized light emitted from the light source and having a random polarization direction is reflected in one direction by the reflector 212 and enters the integrator optical system 610.
The shape of the reflecting surface of this reflector 212 is parabolic,
An elliptical surface or a spherical surface can be used depending on the design of the optical system.

【0050】第1のレンズ板601は図2に示すような
矩形の微小なレンズの複合レンズ体である。ここの入射
した光は個々の微小レンズにより集光せしめられる。こ
の微小レンズにより形成される光源像は偏光分離部61
1、偏光変換部204、第2のレンズ板602上に形成
されるよう設定されている。
The first lens plate 601 is a composite lens body of rectangular minute lenses as shown in FIG. The incident light here is condensed by individual minute lenses. The light source image formed by the minute lens is
1, the polarization converter 204 and the second lens plate 602 are set.

【0051】図13において偏光分離部611は三角錐
プリズム215と平行平面板603a、603bが偏光
分離面604を挟んで密着されて構成されている。ここ
に入射した光源からのランダム偏光光は偏光分離面60
4に入射することで偏光分離面604に対してS偏光の
成分は反射せしめられ第2のレンズ板602上に至る。
一方偏光分離面604を透過したP偏光光の光は平行平
面板603aあるいは603aと603bを透過し全反
射面605aあるいは605bで反射せしめられ再度平
行平面板603a、603b、三角錐プリズム215を
透過して第2のレンズ板602上に至るが、その際第2
のレンズ板602上に備えられたλ/2板219を透過
することで偏光方向は変換されS偏光光となる。このよ
うにして偏光方向を揃えられて第2のレンズ板602に
光源像を形成したS偏光光は第2のレンズ板602上の
各マイクロレンズ606により被照明面221に第1の
レンズ板601上の各マイクロレンズ像を拡大投影す
る。このようにして光源からのランダム光を一方の偏光
方向に揃えながら均一照明を実現する。
In FIG. 13, the polarization splitting section 611 is composed of a triangular pyramid prism 215 and parallel plane plates 603 a and 603 b adhered to each other with a polarization splitting surface 604 interposed therebetween. The randomly polarized light from the light source incident here is polarized
4, the S-polarized light component is reflected by the polarization splitting surface 604 and reaches the second lens plate 602.
On the other hand, the P-polarized light transmitted through the polarization separation surface 604 is transmitted through the parallel plane plates 603a or 603a and 603b, is reflected by the total reflection surface 605a or 605b, and is transmitted again through the parallel plane plates 603a and 603b and the triangular pyramid prism 215. To reach the second lens plate 602,
The polarization direction is changed by transmitting through the λ / 2 plate 219 provided on the lens plate 602 of FIG. The S-polarized light having the light source image formed on the second lens plate 602 with the polarization directions aligned in this manner is applied to the first lens plate 601 on the illuminated surface 221 by the microlenses 606 on the second lens plate 602. Each of the above microlens images is enlarged and projected. In this way, uniform illumination is realized while aligning random light from the light source in one polarization direction.

【0052】ただしこの実施の形態3においては図2に
あるように第1のレンズ板601上の各マイクロレンズ
の配置を見ると、偏光分離部611で折られているシス
テム光軸222a、222bを含む面に対して直交する
方向(図2で上下方向)について見ると6列構成であ
る。一方S偏光方向の光のみを被照明面221に照明さ
れるために必要な第2のレンズ板上のマイクロレンズ配
置を見ると図14のように構成されている。先に図2で
述べた方向についてレンズ列は4列構成となっている。
図4は第1のレンズ板601の外形上に第1のレンズ板
601上の各マイクロレンズで集光され第2のレンズ板
601上に形成される光源像を重ねて示したものであ
る。本発明においては第1のレンズ板601上の各マイ
クロレンズの曲率中心を適切に設定することで図4で明
らかなように異なる大きさの光源像の形成位置をS偏光
については図15にあるように配列した。このようにし
て第1のレンズ板601上の各マイクロレンズが形成す
るレンズ列よりも第2のレンズ板602上の各マイクロ
レンズが形成する列を少なく設定しても光利用率を損な
うことなく装置を構成している。ここで偏光分離部61
1の全反射面605aあるいは605bで反射され偏光
変換部204を経てS偏光となったもともとPであった
光が形成する光源像は主に平行平面板603aあるいは
603aと603bの板厚、屈折率、これを透過する光
の入射角で決まるずれ量d5、d6で図16にあるよう
に第2のレンズ板602上に形成されている。詳細には
図14のうち第1列と第4列のレンズにより集光された
光は偏光分離部611のうち偏光分離面604でS偏光
の成分は反射せしめられP偏光光の光は平行平面板60
3aを透過して全反射面605aで反射せしめられ第2
のレンズ板602上に備えられたλ/2板219を透過
する。第2列と第3列のレンズにより集光された光は偏
光分離部611のうち偏光分離面604でS偏光の成分
は反射せしめられP偏光光の光は平行平面板603aと
603bを透過して全反射面605bで反射せしめられ
第2のレンズ板602上に備えられたλ/2板219を
透過する。ここで第1のレンズ板601上のマイクロレ
ンズにより第2のレンズ板602上に形成される光源像
は偏光分離面604で反射されるか全反射面で反射られ
るかでずれて形成される。このずれ量は先に述べたよう
に偏光分離面604から全反射面までの平行平面板の板
厚に比例することから図14の第1列、第4列のレンズ
が第2のレンズ板上に形成する光源像の前記ずれ量(d
5)が小さく、第3列、第4列のレンズが第2のレンズ
板上に形成する光源像の前記ずれ量(d6)が大きくな
る。そこで本実施の形態3において図16にあるように
第2のレンズ板602上のマイクロレンズのうち図14
で言う第1列、第4列のレンズはおよそ幅d5のマイク
ロレンズが列を形成しており、同じく第2列、第3列の
レンズはおよそ幅d6のマイクロレンズが列を形成して
いる。
However, in the third embodiment, looking at the arrangement of the microlenses on the first lens plate 601 as shown in FIG. 2, the system optical axes 222a and 222b folded by the polarization splitting section 611 are aligned. When viewed in a direction (vertical direction in FIG. 2) that is orthogonal to the plane including the image, a six-row configuration is provided. On the other hand, the arrangement of microlenses on the second lens plate required to illuminate only the light in the S polarization direction on the illumination target surface 221 is configured as shown in FIG. The lens array has a four-row configuration in the direction described above with reference to FIG.
FIG. 4 shows a light source image formed on the second lens plate 601 by being condensed by the microlenses on the first lens plate 601 on the outer shape of the first lens plate 601. In the present invention, by appropriately setting the center of curvature of each microlens on the first lens plate 601, as shown in FIG. 4, the formation positions of light source images of different sizes are shown in FIG. 15 for S-polarized light. It was arranged as follows. Thus, even if the number of rows formed by each microlens on the second lens plate 602 is set smaller than the number of rows formed by each microlens on the first lens plate 601, the light utilization rate is not impaired. Make up the device. Here, the polarization separation unit 61
The light source image formed by the light P originally reflected by the total reflection surface 605a or 605b and converted into S-polarized light through the polarization conversion unit 204 is mainly composed of the parallel flat plate 603a or the plate thickness and refractive index of 603a and 603b. The shift amounts d5 and d6 determined by the incident angles of the light passing therethrough are formed on the second lens plate 602 as shown in FIG. Specifically, the light condensed by the lenses in the first and fourth rows in FIG. 14 is reflected by the polarization splitting surface 604 of the polarization splitting unit 611, and the component of the S-polarized light is reflected by the parallel splitting plane. Face plate 60
3a, and is reflected by the total reflection surface 605a.
Through the λ / 2 plate 219 provided on the lens plate 602 of FIG. The light condensed by the lenses in the second and third rows is reflected on the polarization splitting surface 604 of the polarization splitting section 611 so that the S-polarized light component is reflected, and the P-polarized light is transmitted through the parallel plane plates 603a and 603b. Then, the light is reflected by the total reflection surface 605b and passes through the λ / 2 plate 219 provided on the second lens plate 602. Here, the light source image formed on the second lens plate 602 by the microlenses on the first lens plate 601 is formed so as to be shifted depending on whether it is reflected on the polarization splitting surface 604 or reflected on the total reflection surface. As described above, this shift amount is proportional to the thickness of the parallel plane plate from the polarization splitting surface 604 to the total reflection surface. Therefore, the lenses in the first and fourth rows in FIG. (D) of the light source image formed at
5) is small, and the shift amount (d6) of the light source image formed by the lenses in the third and fourth rows on the second lens plate is large. Therefore, in the third embodiment, as shown in FIG. 16, among the micro lenses on the second lens plate 602, FIG.
In the first and fourth rows of lenses, microlenses having a width of about d5 form a row, and similarly in the second and third rows, microlenses having a width of about d6 form a row. .

【0053】このように本実施の形態に依れば光源から
のランダム偏光光を一方の偏光方向に揃えながらも第2
のレンズ板602を小さく構成できることから装置の小
型化はもちろん、照明Fナンバーを大きく(被照明面2
21への入射角を小さく)抑えることが出来る。
As described above, according to this embodiment, the second polarized light from the light source is aligned with one polarization direction while the second polarized light is aligned.
Since the lens plate 602 can be configured to be small, not only can the device be miniaturized, but also the illumination F number can be increased (the surface to be illuminated 2).
21) can be suppressed.

【0054】本実施の形態においては偏光分離部611
にプリズムを用いたが偏光方向により反射、透過の選択
が出来れば応用可能であり、高屈折率材料の薄膜を平行
平面板上に形成したものや、近年開発された偏光分離機
能を有するシートを平行平面板に貼ったようなものでも
実現できる。全反射面について言えばガラスと空気との
屈折率の関係や入射角から全反射が十分に望める場合は
問題ないが、これが不十分の場合は平行平面板の全反射
面605a、605b側に反射層を設けて性能確保する
事も可能である。
In the present embodiment, the polarization separation section 611
Although a prism is used, it is applicable if reflection and transmission can be selected depending on the polarization direction.It can be applied to a thin film of a high refractive index material formed on a parallel plane plate, or a sheet with a polarization separation function recently developed. It can be realized even if it is attached to a parallel plane plate. Speaking of the total reflection surface, there is no problem if the total reflection can be sufficiently obtained from the relationship between the refractive index of the glass and the air and the incident angle. It is also possible to secure performance by providing a layer.

【0055】また、本実施の形態において偏光変換部2
04を第2のレンズ板602上に形成しているが、この
両者を必ずしも一体化する必要はないし、この偏光変換
部204はP偏光の光だけが通る光路上に配置されてい
ればよいことから、第2のレンズ板602の近傍であれ
ば被照明面221側に配置しても問題ない。
In the present embodiment, the polarization converter 2
04 is formed on the second lens plate 602, but it is not always necessary to integrate both of them, and it is sufficient that the polarization conversion unit 204 is disposed on an optical path through which only P-polarized light passes. Therefore, as long as it is near the second lens plate 602, there is no problem even if it is arranged on the illuminated surface 221 side.

【0056】さらに本実施の形態においては光源からの
ランダム偏光光をすべて偏光分離面604に対してS偏
光の光としているが、偏光変換部204の貼り付け位置
を変えればすべての光をP偏光の光として得ることも容
易に出来る。更に言えば両方の光路に異なる設定の位相
差板を設定してやればP、S偏光方向以外の直線偏光や
あるいは任意の円偏光、楕円偏光として得ることも可能
なことは言うまでもない。
Further, in the present embodiment, all the randomly polarized light from the light source is converted into S-polarized light with respect to the polarization splitting surface 604. Can easily be obtained as light. Further, if different retardation plates are set for both optical paths, it is needless to say that linear polarization other than the P and S polarization directions, or any circular polarization or elliptical polarization can be obtained.

【0057】本実施の形態においてインテグレーター光
学系610は第1のレンズ板601、第2のレンズ板6
02からなっているが集光レンズを併用しても構成でき
る。
In this embodiment, the integrator optical system 610 includes the first lens plate 601 and the second lens plate 6.
Although it is made of 02, it can also be configured by using a condensing lens together.

【0058】信頼性向上のために本実施例の形態におい
ても装置内に紫外線や赤外線をのぞく手段を併用するこ
とが望ましいことも明らかである。
It is also apparent that it is desirable to use a means for eliminating ultraviolet rays and infrared rays in the apparatus in this embodiment also in order to improve reliability.

【0059】また本実施の形態においては偏光分離面6
04と全反射面間を複数の平行平面板を重ね合わせて構
成していたが厚さの異なる平行平面板を並べても同じ機
能は果たすことが出来る。また同じ厚さでも屈折率の異
なる材料で作った平行平面板を並べても構成できる。も
ちろんコスト面から不利な点はあるが一つの部品で場所
により厚さが異なっていればこれを用いても構成可能な
ことは言うまでもない。図13の例では偏光分離面60
4側を同一平面にし全反射面側に段が付いた構成とした
が必ずしもこの構成でなく、全反射面側を同一面にして
も構成可能であり、あるいは全反射面と偏光分離面の両
方に段を付けても構成できることは明らかである。また
実施の形態3においては図13の紙面に対し上下方向に
ついては偏光分離面604と全反射面間の厚さを同じに
しているが、反射面方向と同様にして紙面に対し上下方
向についても厚さを変えて更に第2のレンズ板602の
有効部面積を小さくできることは言うまでもない。
In the present embodiment, the polarization separation surface 6
Although a plurality of plane-parallel plates are overlapped between 04 and the total reflection surface, the same function can be achieved by arranging plane-parallel plates having different thicknesses. Further, even when the thickness is the same, parallel flat plates made of materials having different refractive indexes can be arranged. Of course, there is a disadvantage in terms of cost, but it goes without saying that a component can be used as long as the thickness of one component varies depending on the location. In the example of FIG.
The four sides are the same plane and a step is provided on the total reflection surface side. However, this is not always the case, and the total reflection surface side can be configured as the same surface, or both the total reflection surface and the polarization separation surface can be used. Obviously, the configuration can be made even if a step is added to the step. In the third embodiment, the thickness between the polarization splitting surface 604 and the total reflection surface is the same in the vertical direction with respect to the paper surface of FIG. 13, but also in the vertical direction with respect to the paper surface in the same manner as the reflection surface direction. It goes without saying that the effective area of the second lens plate 602 can be further reduced by changing the thickness.

【0060】図17は前記実施例の装置を投写型画像表
示装置に応用した例である。図に示す投写型画像表示装
置700にはランダムな偏光光を一方向に出射する光源
部201が構成され、この光源部201から出射された
ランダムな偏光光はインテグレーター光学系610、偏
光分離部611で2種の偏光光に分離すると共に、分離
された偏光光のうち一方向については偏光変換部204
によって偏光方向を変換し、一つの偏光方向に揃えるよ
うに構成されている。
FIG. 17 shows an example in which the device of the above embodiment is applied to a projection type image display device. The projection type image display device 700 shown in the figure includes a light source unit 201 that emits randomly polarized light in one direction, and the random polarized light emitted from the light source unit 201 receives an integrator optical system 610 and a polarization separation unit 611. To separate two types of polarized light, and in one direction of the separated polarized light, the polarization converter 204
The polarization direction is changed so that the polarization direction is adjusted to one polarization direction.

【0061】このような偏光光照明装置600から出射
された光束はまず赤透過ダイクロイックミラー301に
おいて赤色光が透過して青、緑色光は反射せしめられ
る。
In the light beam emitted from the polarized light illuminating device 600, first, red light is transmitted through the red transmission dichroic mirror 301, and blue and green light are reflected.

【0062】赤色光は反射ミラー302で反射され、第
1の液晶ライトバルブ303に達する。一方青色光及び
緑色光のうち、緑色光は緑反射ダイクロイックミラー3
04によって反射され、第2の液晶ライトバルブ305
に達する。青色光は緑反射ダイクロイックミラー304
を透過した後、この入射側レンズ306、リレーレンズ
308,出射側レンズ310からなるリレーレンズ系に
反射ミラー307,反射ミラー309を加えた形で構成
された導光手段350により第3の液晶ライトバルブ3
11に導かれる。ここで第1、第2、第3の液晶ライト
バルブ303、305、311はそれぞれ色光を変調
し、各色に対応した映像信号にあわせて変調した色光を
ダイクロイックプリズム313(色合成手段)に入射す
る。ダイクロイックプリズム313は赤反射の誘電体多
層膜と青反射の誘電体多層膜を十字状に有しており、そ
れぞれの変調光束を合成する。ここで合成された光束は
投写レンズ314(投写手段)を透過してスクリーン3
15上に映像を形成する。
The red light is reflected by the reflection mirror 302 and reaches the first liquid crystal light valve 303. On the other hand, of the blue light and the green light, the green light is a green reflecting dichroic mirror 3.
04, the second liquid crystal light valve 305
Reach Blue light is a green reflective dichroic mirror 304
After the light is transmitted through the third liquid crystal light by a light guide means 350 configured by adding a reflection mirror 307 and a reflection mirror 309 to a relay lens system including the entrance side lens 306, the relay lens 308, and the exit side lens 310. Valve 3
It is led to 11. Here, the first, second, and third liquid crystal light valves 303, 305, and 311 modulate color light, respectively, and input the color light modulated according to the video signal corresponding to each color to the dichroic prism 313 (color combining means). . The dichroic prism 313 has a red reflective dielectric multilayer film and a blue reflective dielectric multilayer film in a cross shape, and synthesizes respective modulated light fluxes. The light beam synthesized here passes through the projection lens 314 (projection means) and passes through the screen 3.
15 to form an image.

【0063】このようにして構成した投写型画像表示装
置700では1種類の偏光光を変調するタイプの液晶パ
ネルが用いられている。従って従来のランダムな偏光光
を液晶ライトバルブに導くと、ランダムな偏光光のうち
の半分は偏光板で吸収されて熱に変わってしまうため光
利用率が低いと共に、偏光板の発熱を抑えるため大型で
騒音の大きい冷却装置が必要であるといった問題点があ
ったが本例の投写型画像表示装置300ではかかる問題
が大幅に解消できる。
In the projection type image display device 700 thus configured, a type of liquid crystal panel that modulates one type of polarized light is used. Therefore, when the conventional random polarized light is guided to the liquid crystal light valve, half of the random polarized light is absorbed by the polarizer and converted into heat, so that the light utilization rate is low and the heat generated by the polarizer is suppressed. There was a problem that a large-sized and noisy cooling device was required, but the projection-type image display device 300 of this example can largely solve such a problem.

【0064】すなわち、本例の投写型画像表示装置70
0では、偏光光照明装置600において一方の偏光光の
みに対して偏光変換部204によって偏光面の回転作用
を与え、他方の偏光方向と偏光方向がそろった状態にす
る。それゆえ、偏光方向がそろった偏光光が第1、第
2、第3の液晶ライトバルブ303、305、311み
に導かれるので光利用率が向上し明るい投写画像を得る
ことが出来る。また、偏光板での光吸収が低減できるの
で、偏光板での温度上昇が抑えられる。これにより冷却
装置を小型化、低騒音化する事が出来る。
That is, the projection type image display device 70 of this embodiment
In the case of 0, in the polarized light illuminating device 600, the polarization converter 204 applies a rotating action of the polarization plane to only one polarized light so that the other polarized light and the polarized light are aligned. Therefore, the polarized light having the same polarization direction is guided to the first, second, and third liquid crystal light valves 303, 305, and 311. Therefore, the light utilization factor is improved, and a bright projected image can be obtained. In addition, since light absorption by the polarizing plate can be reduced, temperature rise in the polarizing plate can be suppressed. This makes it possible to reduce the size and noise of the cooling device.

【0065】更に本実施例によれば第2のレンズ板60
2の面積が小さく構成できる。よって投写レンズのFナ
ンバーは見かけの第2のレンズ板の見かけの大きさをパ
ネルから第2のレンズ板までの距離の関係から決まり、
この第2のレンズ板の見かけの大きさを小さくできれば
Fナンバーを小さく、すなわち投写レンズを明るくする
必要が無くなることから、従来の偏光変換を行わない装
置に用いていた投写レンズ、あるいはそれに近いもので
投写画像の高輝度化を十分に実現することが出来る。
Further, according to the present embodiment, the second lens plate 60
2 can be made small. Therefore, the F-number of the projection lens determines the apparent size of the apparent second lens plate from the relationship of the distance from the panel to the second lens plate,
If the apparent size of the second lens plate can be reduced, the F-number becomes smaller, that is, it is not necessary to brighten the projection lens. Therefore, a projection lens used in a conventional apparatus that does not perform polarization conversion, or a projection lens similar thereto Thus, it is possible to sufficiently realize the high brightness of the projected image.

【0066】また、小型パネルを用いて投写型画像表示
装置を構成する際にパネル開口部近傍にマイクロレンズ
を配置して見かけの開口率の改善を図ったものを用いる
場合には先に述べた照明Fナンバーを大きくすることが
必須となることからこの見地からも本発明による性能改
善が見込まれる。以上実施の形態1、2、3においては
図2の直交配置の第1のレンズ板を用いて説明してきた
が各マイクロレンズが半ピッチずれて配置されてる千鳥
配置にしても各レンズの曲率半径の設定を最適化するこ
とで対応できる。
In the case where a projection type image display apparatus is constructed using a small panel, a micro lens is arranged near the panel opening to improve the apparent aperture ratio. Since it is essential to increase the illumination F-number, performance improvement according to the present invention is expected from this viewpoint. Although the first, second and third embodiments have been described using the first lens plates arranged orthogonally in FIG. 2, even in a staggered arrangement in which the micro lenses are arranged with a half pitch shift, the radius of curvature of each lens This can be handled by optimizing the settings.

【0067】投写型画像表示装置について実施の形態
1、2、3においては液晶ライトバルブを各色毎に配置
する3板式を例にとって説明したが単板式の投写型画像
表示装置についてもランダム光を任意の偏光光に変換
し、しかも照明Fナンバーを小さくせずに得られる有利
な点は同様に言えることから、必ずしもこのライトバル
ブの枚数等で応用範囲が制限されるものでない。
In the first, second and third embodiments, the three-panel type in which the liquid crystal light valves are arranged for each color has been described as an example. However, the random light can be arbitrarily applied to the single-panel projection type image display. The same advantage can be obtained without converting the illumination F-number and reducing the illumination F-number, so that the application range is not necessarily limited by the number of light valves.

【0068】[0068]

【発明の効果】以上のようにインテグレータ光学系を用
いた照明装置に於いて、光源からのランダム偏光光を偏
光分離、偏光変換手段を用いてすべて一方向の偏光方向
の光にして被照明面を均一照明を行いながらもう第2の
レンズ板を小さく抑えることが出来る。したがって装置
全体の大きさを偏光変換機能のない従来のものと変えず
に実現できるのに加えて、照明Fナンバーを大きく(被
照明面への入射角を小さく)抑えることを可能にする。
したがって、本発明の偏光照明装置による液晶ライトバ
ルブなど偏光を利用するライトバルブを用いた投写型画
像表示装置においては偏光方向が揃った偏光光を液晶パ
ネルに供給できるので、光の利用効率が向上し、投写画
像の明るさを向上することが出来る。また、偏光板によ
る熱吸収が減少することから偏光板での温度上昇が抑制
されることから冷却装置の小型化や低騒音化を実現でき
る。更に近年開発が進む擬似的に液晶ライトバルブ等の
開口率をあげるマイクロレンズには大きな照明Fナンバ
ー(入射角を小さく)が求められていることからこの用
途への展開も期待できる。加えて本発明に依れば第1の
発明では従来から提案されている偏光変換光学系と全く
コストアップなく、第2、3の発明においては更に改善
を行いながらも平行平面板を増やすだけで実現可能なこ
とから大きなコストアップを伴わずに性能改善できるこ
とが大きな特徴である。
As described above, in the illumination device using the integrator optical system, the surface to be illuminated is made such that the randomly polarized light from the light source is polarized in one direction using polarization separation and polarization conversion means. The size of the second lens plate can be reduced while performing uniform illumination. Therefore, the size of the entire device can be realized without changing the size of the conventional device having no polarization conversion function, and the illumination F number can be suppressed to a large value (the incident angle to the surface to be illuminated).
Therefore, in a projection type image display device using a light valve utilizing polarization such as a liquid crystal light valve by the polarization illuminating device of the present invention, polarized light having a uniform polarization direction can be supplied to the liquid crystal panel, so that the light use efficiency is improved. In addition, the brightness of the projected image can be improved. Further, since the heat absorption by the polarizing plate is reduced, the temperature rise in the polarizing plate is suppressed, so that the cooling device can be reduced in size and noise can be reduced. Furthermore, since a large illuminating F number (small incident angle) is required for a microlens that increases the aperture ratio of a liquid crystal light valve or the like which is being developed in a pseudo manner, development in this application can be expected. In addition, according to the present invention, in the first invention, the cost is not increased at all with the polarization conversion optical system conventionally proposed, and in the second and third inventions, only further increasing the number of parallel plane plates while making further improvements. A major feature is that the performance can be improved without a large increase in cost because it can be realized.

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

【図1】実施の形態1の偏光光照明装置の構成図FIG. 1 is a configuration diagram of a polarized light illumination device according to a first embodiment.

【図2】実施の形態1の第1のレンズ板の外形図FIG. 2 is an external view of a first lens plate according to the first embodiment.

【図3】実施の形態1の第2のレンズ板の偏光変換前か
らS偏光である光のためのマイクロレンズ列を示す図
FIG. 3 is a diagram illustrating a microlens array for light that is S-polarized light before polarization conversion of a second lens plate according to the first embodiment;

【図4】実施の形態1の第1のレンズ板の外形に各マイ
クロレンズが第2のレンズ板上に形成する光源像を重ね
て示した図
FIG. 4 is a diagram showing a light source image formed by each microlens on a second lens plate overlaid on the outer shape of the first lens plate according to the first embodiment;

【図5】実施の形態1の第2のレンズ板の偏光変換前か
らS偏光である光のためのマイクロレンズ列にそれぞれ
に形成される光源像を示した図
FIG. 5 is a diagram showing light source images formed on a microlens array for S-polarized light before polarization conversion of the second lens plate according to the first embodiment;

【図6】実施の形態1の第2のレンズ板の外観と各マイ
クロレンズに上に形成される光源像を示す図
FIG. 6 is a diagram illustrating an appearance of a second lens plate according to the first embodiment and a light source image formed on each microlens;

【図7】実施の形態1の偏光光照明装置の別構成図FIG. 7 is another configuration diagram of the polarized light illumination device of the first embodiment.

【図8】実施の形態1の偏光光照明装置を用いた投写型
画像表示装置の構成図
FIG. 8 is a configuration diagram of a projection-type image display device using the polarized light illumination device of the first embodiment.

【図9】実施の形態2の偏光光照明装置の構成図FIG. 9 is a configuration diagram of a polarized light illumination device according to a second embodiment.

【図10】実施の形態2による第2のレンズ板の外観と
各マイクロレンズに上に形成される光源像を示す図
FIG. 10 is a diagram showing an appearance of a second lens plate according to a second embodiment and a light source image formed on each microlens;

【図11】実施の形態2の偏光光照明装置の別構成図FIG. 11 is another configuration diagram of the polarized light illumination device of the second embodiment.

【図12】実施の形態2の偏光光照明装置を用いた投写
型画像表示装置の構成図
FIG. 12 is a configuration diagram of a projection-type image display device using the polarized light illumination device of the second embodiment.

【図13】実施の形態3の偏光光照明装置の構成図FIG. 13 is a configuration diagram of a polarized light illumination device according to a third embodiment.

【図14】実施の形態3の第2のレンズ板の偏光変換前
からS偏光である光のためのマイクロレンズ列を示す図
FIG. 14 is a diagram showing a microlens array for light that is S-polarized light before polarization conversion of the second lens plate according to the third embodiment.

【図15】実施の形態3の第2のレンズ板の偏光変換前
からS偏光である光のためのマイクロレンズ列にそれぞ
れに形成される光源像を示した図
FIG. 15 is a diagram illustrating light source images formed on a microlens array for S-polarized light before polarization conversion of a second lens plate according to the third embodiment.

【図16】実施の形態3による第2のレンズ板の外観と
各マイクロレンズに上に形成される光源像を示す図
FIG. 16 is a diagram showing an appearance of a second lens plate and a light source image formed on each microlens according to the third embodiment.

【図17】実施の形態3の偏光光照明装置を用いた投写
型画像表示装置の構成図
FIG. 17 is a configuration diagram of a projection-type image display device using the polarized light illumination device of the third embodiment.

【図18】従来例(特開平9−146064)による偏
光光照明装置の構成図
FIG. 18 is a configuration diagram of a polarized light illuminating device according to a conventional example (Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-146064).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100、200、400、600 偏光光照明装置 101、211 光源 102、202、410、610 インテグレーター光
学系 103、203、411、611 偏光分離部 104、219 λ/2位相差板 105、213、401、601 第1のレンズ板 106、214、402、602 第2のレンズ板 107、217、405、604 偏光分離面 108、218、406a、406b、406c、60
5a、605b 全反射面 201 光源部 212 リフレクター 215 三角錐プリズム 216、404a、404b、404c、603a、6
03b 平行平面板 220、407、606 第2のレンズ板上の各マイク
ロレンズ 221 被照明面 222a、222b システム光軸 223 集光レンズ 300、500、700 投写型画像表示装置 301 赤透過ダイクロイックミラー 302、307、309 反射ミラー 303 第1の液晶ライトバルブ 304 緑反射ダイクロイックミラー 305 第2の液晶ライトバルブ 306 入射側レンズ 308 リレーレンズ 310 出射側レンズ 311 第3の液晶ライトバルブ 313 ダイクロイックプリズム 314 投写レンズ 315 スクリーン 350 導光手段 403 反射型偏光シート
100, 200, 400, 600 Polarized light illumination device 101, 211 Light source 102, 202, 410, 610 Integrator optical system 103, 203, 411, 611 Polarization separation unit 104, 219 λ / 2 phase difference plate 105, 213, 401, 601 First lens plate 106, 214, 402, 602 Second lens plate 107, 217, 405, 604 Polarization separation surface 108, 218, 406a, 406b, 406c, 60
5a, 605b Total reflection surface 201 Light source section 212 Reflector 215 Triangular pyramid prism 216, 404a, 404b, 404c, 603a, 6
03b Parallel plane plate 220, 407, 606 Each micro lens 221 on the second lens plate 221 Illuminated surface 222a, 222b System optical axis 223 Condensing lens 300, 500, 700 Projection image display device 301 Red transmission dichroic mirror 302, 307, 309 Reflection mirror 303 First liquid crystal light valve 304 Green reflection dichroic mirror 305 Second liquid crystal light valve 306 Incident side lens 308 Relay lens 310 Exit side lens 311 Third liquid crystal light valve 313 Dichroic prism 314 Projection lens 315 Screen 350 Light guide means 403 Reflective polarizing sheet

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 偏光方向がランダムな光を出射する光源
と、複数の矩形レンズからなる第1のレンズ板と複数の
微小レンズの集合体である第2のレンズ板からなるイン
テグレーター光学系を有し、前記光源からの出射光が前
記第1のレンズ板を介して前記第2のレンズ板を構成し
ている各レンズの入射面上にそれぞれ2次光源像として
投写され、当該第2のレンズ板からの出射光を用いて被
照明物を照明する照明装置に於いて、前記光源から出射
されたランダム偏光光を偏光方向が直交する2つの偏光
光に分離して、2つの略平行光に分離する偏光分離手段
と、前記2つの偏光方向の光の偏光方向をそろえる偏光
変換手段とを備え、前記偏光分離手段は前記第1のレン
ズ板から出射された光に対し斜めに設けられた偏光分離
膜面と全反射面を備えてなる偏光ビームスプリッターで
あり、前記第1のレンズ板は光源像が第2のレンズ板上
におよそ列を形成して光源像が配列するよう開口部と曲
率中心をずらして設定された矩形レンズの集合体であ
り、前記第2のレンズ板は第2のレンズ板上に形成され
た前記光源像の大きさに応じた開口部を持つ微小レンズ
の集合体であり、前記第2のレンズ板上に形成される光
源像の列は光源から第2のレンズ板に至るシステム軸を
含む面に直交する方向に配列されており、その数は一方
の偏光方向の光のみについてみたとき、第1のレンズ板
上のマイクロレンズが形成している同じ方向の列の数よ
りも少ないことを特徴とする偏光光照明装置。
1. A light source for emitting light having a random polarization direction, an integrator optical system including a first lens plate including a plurality of rectangular lenses and a second lens plate as an aggregate of a plurality of minute lenses. The light emitted from the light source is projected as a secondary light source image on the incident surface of each lens constituting the second lens plate via the first lens plate, and the second lens In an illumination device for illuminating an object to be illuminated using light emitted from a plate, random polarized light emitted from the light source is separated into two polarized lights whose polarization directions are orthogonal to each other, and is converted into two substantially parallel lights. Polarization splitting means for splitting the light having the two polarization directions, and polarization converting means for aligning the polarization directions of the light having the two polarization directions, wherein the polarization splitting means is provided at a slant with respect to the light emitted from the first lens plate. Separation membrane surface and total reflection surface A polarizing lens splitter, wherein the first lens plate is a rectangular lens set with the aperture and the center of curvature shifted so that the light source images form approximately rows on the second lens plate and the light source images are arranged. Wherein the second lens plate is an aggregate of minute lenses having an opening corresponding to the size of the light source image formed on the second lens plate, and wherein the second lens plate The rows of light source images formed thereon are arranged in a direction orthogonal to a plane including a system axis from the light source to the second lens plate, and the number thereof is the first when viewed only in one polarization direction. Wherein the number of rows in the same direction formed by the microlenses on the lens plate is less.
【請求項2】 偏光方向がランダムな光を出射する光源
と、複数の矩形レンズからなる第1のレンズ板と複数の
微小レンズの集合体である第2のレンズ板からなるイン
テグレーター光学系を有し、前記光源からの出射光が前
記第1のレンズ板を介して前記第2のレンズ板を構成し
ている各レンズの入射面上にそれぞれ2次光源像として
投写され、当該第2のレンズ板からの出射光を用いて被
照明物を照明する照明装置に於いて、前記光源から出射
されたランダム偏光光を偏光方向が直交する2つの偏光
光に分離して、2つの略平行光に分離する偏光分離手段
と、前記2つの偏光方向の光の偏光方向をそろえる偏光
変換手段とを備え、前記第1のレンズ板は光源像が第2
のレンズ板上におよそ列を形成して光源像が配列するよ
う開口部と曲率中心をずらして設定された矩形レンズの
集合体であり、前記第2のレンズ板は第2のレンズ板上
に形成された前記光源像の大きさに応じた開口部を持つ
微小レンズの集合体であり、前記偏光分離手段は前記第
1のレンズ板から出射された光に対し斜めに設けられた
偏光分離膜面と全反射面を備え、しかも前記偏光分離膜
面と全反射面は平行であり、その間隔は面内で異なって
なる偏光ビームスプリッターであることを特徴とする偏
光光照明装置。
2. A light source for emitting light having a random polarization direction, and an integrator optical system including a first lens plate including a plurality of rectangular lenses and a second lens plate as an aggregate of a plurality of minute lenses. The light emitted from the light source is projected as a secondary light source image on the incident surface of each lens constituting the second lens plate via the first lens plate, and the second lens In an illumination device for illuminating an object to be illuminated using light emitted from a plate, random polarized light emitted from the light source is separated into two polarized lights whose polarization directions are orthogonal to each other, and is converted into two substantially parallel lights. A polarization separation unit for separating the light having the two polarization directions, and a polarization conversion unit for aligning the polarization directions of the light having the two polarization directions.
Is a group of rectangular lenses set so that the aperture and the center of curvature are shifted so that the light source images are arrayed by forming an approximate row on the lens plate, and the second lens plate is provided on the second lens plate. A microlens assembly having an opening corresponding to the size of the formed light source image, wherein the polarization splitting means is a polarization splitting film provided obliquely to light emitted from the first lens plate A polarized light illuminating device comprising a polarizing beam splitter having a surface and a total reflection surface, wherein the polarization separation film surface and the total reflection surface are parallel to each other, and the distance between the surfaces is different within the surface.
【請求項3】 偏光方向がランダムな光を出射する光源
と、複数の矩形レンズからなる第1のレンズ板と複数の
微小レンズの集合体である第2のレンズ板からなるイン
テグレーター光学系を有し、前記光源からの出射光が前
記第1のレンズ板を介して前記第2のレンズ板を構成し
ている各レンズの入射面上にそれぞれ2次光源像として
投写され、当該第2のレンズ板からの出射光を用いて被
照明物を照明する照明装置に於いて、前記光源から出射
されたランダム偏光光を偏光方向が直交する2つの偏光
光に分離して、2つの略平行光に分離する偏光分離手段
と、前記2つの偏光方向の光の偏光方向をそろえる偏光
変換手段とを備え、前記偏光分離手段は前記第1のレン
ズ板から出射された光に対し斜めに設けられた偏光分離
膜面と全反射面を備え、しかも前記偏光分離膜面と全反
射面は平行でかつその間隔は面内で異なってなる偏光ビ
ームスプリッターであり、前記第1のレンズ板は光源像
が第2のレンズ板上におよそ列を形成して光源像が配列
するよう開口部と曲率中心をずらして設定された矩形レ
ンズの集合体であり、前記第2のレンズ板は第2のレン
ズ板上に形成された前記光源像の大きさに応じた開口部
を持つ微小レンズの集合体であり、かつ前記第2のレン
ズ板上に形成される光源像の列は光源から第2のレンズ
板に至るシステム軸を含む面に直交する方向に配列され
ており、その数は一方の偏光方向の光のみについてみた
とき、第1のレンズ板上のマイクロレンズが形成してい
る同じ方向の列の数よりも少ないことを特徴とする偏光
光照明装置。
3. A light source for emitting light having a random polarization direction, an integrator optical system including a first lens plate including a plurality of rectangular lenses and a second lens plate as an aggregate of a plurality of minute lenses. The light emitted from the light source is projected as a secondary light source image on the incident surface of each lens constituting the second lens plate via the first lens plate, and the second lens In an illumination device for illuminating an object to be illuminated using light emitted from a plate, random polarized light emitted from the light source is separated into two polarized lights whose polarization directions are orthogonal to each other, and is converted into two substantially parallel lights. Polarization splitting means for splitting the light having the two polarization directions, and polarization converting means for aligning the polarization directions of the light having the two polarization directions, wherein the polarization splitting means is provided at a slant with respect to the light emitted from the first lens plate. Separation membrane surface and total reflection surface In addition, the polarizing beam splitter is a polarizing beam splitter in which the surface of the polarized light separating film and the total reflection surface are parallel and the distance between the surfaces is different in the plane. And a set of rectangular lenses that are set so that the aperture and the center of curvature are shifted so that the light source images are arranged. The second lens plate is a collection of the light source images formed on the second lens plate. A row of light source images formed on the second lens plate, which is an aggregate of microlenses having an opening corresponding to the size, and orthogonal to a plane including a system axis from the light source to the second lens plate; And the number thereof is smaller than the number of rows in the same direction formed by the microlenses on the first lens plate when viewed only in one polarization direction. Polarized light illumination device.
【請求項4】 前記偏光分離手段は偏光分離膜をプリズ
ムと平行平面板で挟んで偏光分離膜面と全反射面を構成
する偏光ビームスプリッターであることを特徴とする請
求項1、2、3、記載の偏光光照明装置。
4. The polarization beam splitter according to claim 1, wherein the polarization beam splitting means is a polarization beam splitter having a polarization beam splitting film interposed between a prism and a plane-parallel plate to form a polarization beam splitting film surface and a total reflection surface. , A polarized light illumination device.
【請求項5】 前記偏光分離手段は偏光選択性を有する
シートを入射面に貼り付けた平行平面板で偏光分離膜面
と全反射面を構成する偏光ビームスプリッターであるこ
とを特徴とする請求項1、2、3、記載の偏光光照明装
置。
5. A polarization beam splitter comprising: a plane-parallel plate having a polarization-selective sheet adhered to an incident surface; and a polarization splitting film surface and a total reflection surface. The polarized light illumination device according to 1, 2, or 3.
【請求項6】 前記偏光分離手段は高屈折無機材料膜を
偏光選択性を有するように薄膜化しこれを入射面に施し
た平行平面板で偏光分離膜面と全反射面を構成する偏光
ビームスプリッターであることを特徴とする請求項1、
2、3、記載の偏光光照明装置。
6. A polarization beam splitter, wherein said polarization beam splitting means comprises a plane-parallel plate having a high refraction inorganic material film thinned so as to have polarization selectivity and applied to an incident surface thereof to constitute a polarization beam splitting film surface and a total reflection surface. The method according to claim 1, wherein
2. The polarized light illumination device according to 2, 3.
【請求項7】 前記偏光分離手段を構成する平行平面板
は大きさの異なる平行平面板を複数重ねてなることを特
徴とする請求項2、3、記載の偏光光照明装置。
7. The polarized light illuminating device according to claim 2, wherein the parallel plane plate constituting the polarization separation means is formed by stacking a plurality of parallel plane plates having different sizes.
【請求項8】 前記偏光分離手段を構成する平行平面板
は厚さの異なる平行平面板を並べてなることを特徴とす
る請求項2、3、記載の偏光光照明装置
8. The polarized light illuminating device according to claim 2, wherein the parallel plane plates constituting the polarization splitting means are formed by arranging parallel plane plates having different thicknesses.
【請求項9】 前記偏光変換手段はλ/2板であり、第
2のレンズ板近傍に配置されていることを特徴とする請
求項1、2、3記載の偏光光照明装置。
9. The polarized light illuminating device according to claim 1, wherein said polarization conversion means is a λ / 2 plate, and is disposed near the second lens plate.
【請求項10】 前記請求項1、2、3記載の偏光光照
明装置を照明手段とし、少なくとも前記偏光光照明装置
の被照明面近傍に配置されたライトバルブと、前記ライ
トバルブ上の画像を拡大投写可能に設けられた投写レン
ズを備えてなる投写型画像表示装置。
10. The polarized light illuminating device according to claim 1, 2 or 3 as an illuminating means, wherein at least a light valve arranged near an illuminated surface of the polarized light illuminating device and an image on the light valve are displayed. A projection type image display device comprising a projection lens provided to be capable of enlarged projection.
JP10036981A 1998-02-19 1998-02-19 Polarizedlight illuminating device and projection type image display device Pending JPH11231263A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100587341B1 (en) * 2003-12-11 2006-06-08 엘지전자 주식회사 Light Integrator holder for projection system

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