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JP2000206618A - Optical device - Google Patents

Optical device

Info

Publication number
JP2000206618A
JP2000206618A JP11007945A JP794599A JP2000206618A JP 2000206618 A JP2000206618 A JP 2000206618A JP 11007945 A JP11007945 A JP 11007945A JP 794599 A JP794599 A JP 794599A JP 2000206618 A JP2000206618 A JP 2000206618A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
light
lens array
cell
lens cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP11007945A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toru Kawai
亨 川合
Shige Kanamori
樹 金森
Kenji Sugihara
健司 杉原
Koji Kida
晃二 喜田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP11007945A priority Critical patent/JP2000206618A/en
Publication of JP2000206618A publication Critical patent/JP2000206618A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively use luminous flux emitted from a lamp. SOLUTION: A PBS plate 11 and a reflection mirror 12 are arranged so as to form mutually different angles with respect to the optical axis of the lamp. The end part of the mirror 12 opposed to a first lens array is provided with an interval corresponding to the divergent angle of a lens cell 4a and the end part thereof opposed to a second lens array is provided with an interval corresponding to the pitch of the lens cells 4a and 4b. Besides, the centers of the curvature of a lens cell 2a and the cells 4a and 4b are decentered with respect to the optical axis so that the luminous flux being in parallel with the optical axis can be emitted from the cells 4a and 4b.

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、例えば液晶プロジ
ェクタ装置などの照明系に用いられる光学装置に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical device used for an illumination system such as a liquid crystal projector.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6は、透過型の液晶パネルを用いた液
晶プロジェクタ装置の光学系の構成例を説明する図であ
る。ランプ50は、例えば放物面のリフレクタ50aを
有して構成され、発光部50bから出力された光束(非
偏光)を前方に出力することができるようにされてい
る。ランプ50から出力された光束は、液晶パネル56
において光変調が行われる被照射領域に対して相似形状
とされる複数のレンズセル51a、51a、51a・・
・によって形成されている第一のレンズアレイ51によ
って分割集光される。さらに、偏光変換部52において
直線偏光に変換されて、複数のレンズセル53a、53
b、53a、53b・・・が形成されている第二のレン
ズアレイ53によって集光される。
2. Description of the Related Art FIG. 6 is a view for explaining an example of the configuration of an optical system of a liquid crystal projector using a transmission type liquid crystal panel. The lamp 50 includes, for example, a parabolic reflector 50a, and is capable of outputting a light beam (non-polarized light) output from the light emitting unit 50b to the front. The luminous flux output from the lamp 50 is applied to a liquid crystal panel 56.
, A plurality of lens cells 51a, 51a, 51a,...
The light is divided and condensed by the first lens array 51 formed by. Further, the light is converted into linearly polarized light by the polarization conversion unit 52, and the plurality of lens cells 53a, 53
are condensed by the second lens array 53 in which b, 53a, 53b,... are formed.

【0003】この第二のレンズアレイ53を構成する各
レンズアレイには、後述するように偏光変換部52を介
することによって直線偏光とされた光束がそれぞれ入射
することになる。すなわち、例えばレンズセル53a、
53a、53a・・・には、PBS板61を透過した光
束、また、レンズセル53b、53b、53b・・・に
はPBS板61で反射された後に、反射ミラー62を介
して1/2波長板63によって偏光変換された光束が入
射するようにされる。第二のレンズアレイ53によって
集光された光束は、第一のコンデンサレンズ54、第二
のコンデンサレンズ55を介して液晶パネル56の被照
射領域に入射するようにされる。なお、液晶パネル56
には図示されていない経路によって、映像信号に対応し
た駆動信号が供給され、この駆動信号に基づいて光変調
が行われる。
As will be described later, each of the lens arrays constituting the second lens array 53 receives a light beam that has been converted into linearly polarized light through the polarization conversion unit 52. That is, for example, the lens cell 53a,
53a, 53a... Are transmitted through the PBS plate 61, and are reflected by the lens plate 53b, 53b, 53b. The light beam polarized and converted by the plate 63 is made incident. The luminous flux condensed by the second lens array 53 is made to enter the irradiated area of the liquid crystal panel 56 via the first condenser lens 54 and the second condenser lens 55. The liquid crystal panel 56
Is supplied with a drive signal corresponding to a video signal through a path (not shown), and optical modulation is performed based on the drive signal.

【0004】このように、液晶プロジェクタ装置はレン
ズアレイ51、53、偏光変換部52、コンデンサレン
ズ54、55などの光学系素子によってランプ50から
出射された光束を効率良く利用して画像を形成すること
ができるようにされている。
As described above, the liquid crystal projector device forms an image by efficiently using the light beam emitted from the lamp 50 by the optical elements such as the lens arrays 51 and 53, the polarization conversion section 52, and the condenser lenses 54 and 55. Have been able to.

【0005】図7は第一のレンズアレイ51、偏光変換
部52、第二のレンズアレイ53を通過する光路につい
て説明する模式図であり、第一のレンズアレイ51、偏
光変換部52、第二のレンズアレイ53の1部を示して
いる。図7に示されているように、偏光変換部52はレ
ンズセル51aで集光された光束を入射する、PBS
(Polarization Beam Splitter)板61、反射ミラー6
2、1/2波長板63によって構成されている。PBS
板61は例えばガラス板にPBS膜を蒸着した構成とさ
れ、入射した光を反射または透過することによって偏光
分離を行い、例えばS偏光波、P偏光波などとされる直
線偏光を出力するように構成されている。したがって、
PBS板61はレンズセル51aから供給される非偏光
を効率良く分離することができるように、光軸に対する
所要の角度で配置されている。
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining an optical path passing through the first lens array 51, the polarization conversion section 52, and the second lens array 53. The first lens array 51, the polarization conversion section 52, and the second Of the lens array 53 of FIG. As shown in FIG. 7, the polarization conversion unit 52 receives the light beam collected by the lens cell 51a,
(Polarization Beam Splitter) plate 61, reflection mirror 6
It is constituted by a half-wave plate 63. PBS
The plate 61 has, for example, a configuration in which a PBS film is deposited on a glass plate, performs polarization separation by reflecting or transmitting incident light, and outputs linearly polarized light such as an S-polarized wave or a P-polarized wave. It is configured. Therefore,
The PBS plate 61 is arranged at a required angle with respect to the optical axis so that non-polarized light supplied from the lens cell 51a can be efficiently separated.

【0006】例えば、レンズセル51aで集光され、P
BS板61を透過したP偏光波は、レンズセル53aに
入射する(以下、本明細書ではPBS板を透過する光路
を透過光路ともいう)。また、PBS板61で反射した
S偏光波は、PBS板61と平行となるように配置され
ている反射ミラー62に到達して光路を曲げられた後
に、1/2波長板63によってP偏光波に変換されてレ
ンズセル53bに入射する(以下、本明細書では、PB
S板を透過する光路を透過光路、同じくPBS板を反射
する光路を反射光路ともいうこととする)。1/2波長
板63、及びレンズセル53a、53bは、例えばPB
S板61と反射ミラー62から入射する光束の光路に対
応したピッチで形成される。つまり、PBS板61と反
射ミラー62の配置間隔は、例えば1/2波長板63、
及びレンズセル53a、53bのピッチに対応したもの
とされる。これにより、第二のレンズアレイ53から
は、直線偏光とされる例えばS偏光波またはP偏光波の
いずれか一方のみが出射されるようになり、ランプ50
からの光束を有効に利用して液晶パネル56における画
像形成を行うことができるようになる。
For example, the light is condensed by the lens cell 51a, and P
The P-polarized wave transmitted through the BS plate 61 is incident on the lens cell 53a (hereinafter, an optical path transmitted through the PBS plate is also referred to as a transmitted optical path in this specification). The S-polarized wave reflected by the PBS plate 61 reaches the reflection mirror 62 disposed parallel to the PBS plate 61 and is bent in the optical path. And enters the lens cell 53b (hereinafter, in this specification, PB
An optical path passing through the S plate is also referred to as a transmitted optical path, and an optical path reflecting the PBS plate is also referred to as a reflected optical path). The half-wave plate 63 and the lens cells 53a and 53b are, for example, PB
It is formed at a pitch corresponding to the optical path of the light beam incident from the S plate 61 and the reflection mirror 62. That is, the arrangement interval between the PBS plate 61 and the reflection mirror 62 is, for example, a half-wave plate 63,
And the pitch of the lens cells 53a and 53b. As a result, only one of, for example, an S-polarized wave or a P-polarized wave, which is linearly polarized light, is emitted from the second lens array 53, and the lamp 50
Thus, an image can be formed on the liquid crystal panel 56 by effectively using the light flux from the liquid crystal panel 56.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、PBS板61
と反射ミラー62を1/2波長板63、及びレンズセル
53a、53bのピッチに対応させた状態で平行に配置
すると、レンズセル51aを通過する光束の発散角が制
限を受けることになる。このため、例えば図8に破線円
で囲んで示されているように、レンズセル51aを通過
した光束の1部が、反射ミラー62におけるレンズセル
51a側の端部、およびPBS板61におけるレンズセ
ル53a側の端部でけられてしまうことになり、画像形
成に寄与することができない光束が生じてくる。また、
PBS板61を透過した光束は、当該PBS板61を構
成するガラス板の厚さ、PBS膜の屈折率によって、図
8に実線aとして示されているように、破線bとして示
されているレンズセル53aの中心と一致しなくなる。
つまり、レンズセル51aの中心を通過した光束がレン
ズセル53aの中心を通過しないので、液晶パネル56
においても光束の中心位置がずれることになる。これに
より、レンズセル画像の中心を外れた位置が中心となる
ような照明が行われることになるので、ランプ50から
の光束を効率良く有効に使用することができないという
問題がある。
However, the PBS plate 61
If the reflection mirror 62 and the reflection mirror 62 are arranged in parallel with each other so as to correspond to the pitch of the half-wave plate 63 and the lens cells 53a and 53b, the divergence angle of the light beam passing through the lens cell 51a is restricted. For this reason, for example, as shown in a circle surrounded by a broken line in FIG. 8, a part of the light beam that has passed through the lens cell 51 a is changed to the lens cell 51 a side end of the reflection mirror 62 and the lens cell of the PBS plate 61. The light beam is cut off at the end on the 53a side, and a luminous flux that cannot contribute to image formation occurs. Also,
The light beam transmitted through the PBS plate 61 is indicated by a broken line b as shown by a solid line a in FIG. 8 depending on the thickness of the glass plate constituting the PBS plate 61 and the refractive index of the PBS film. It does not coincide with the center of the cell 53a.
That is, since the light beam passing through the center of the lens cell 51a does not pass through the center of the lens cell 53a, the liquid crystal panel 56
In this case, the center position of the light beam is shifted. As a result, illumination is performed such that a position off the center of the lens cell image is centered, so that there is a problem that the light flux from the lamp 50 cannot be used efficiently and effectively.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明はこのような問題
点を解決するために、少なくとも、光源と、前記光源か
らの光が所要の光学系を介して照射される光変調手段
と、前記光変調手段によって変調された光束を投射する
投射手段を備えたプロジェクタ装置の光学装置におい
て、前記光変調素子の変調領域に対して略相似形状とさ
れる複数のレンズセルによって、前記光源からの非偏光
を分割集光することができる第一のレンズアレイと、前
記第一のレンズアレイに形成されている複数のレンズセ
ルに対応した、複数のレンズセルを備え、前記第一のレ
ンズアレイによって分割集光された光をそれぞれ集光す
ることができるようにされている第二のレンズアレイ
と、前記第一、第二のレンズアレイの間に配置され、前
記第一のレンズアレイで集光された非偏光の光束をいず
れか一方の偏光方向の光束に変換して出力する偏光変換
手段を備え、前記偏光変換手段は、前記第一のレンズア
レイからの光束に対して所要の角度を以って配置され、
入射した非偏光のうち第一の偏光を透過して、前記第二
のレンズアレイの第一のレンズセルに対して出力すると
ともに、第二の偏光を反射することによって偏光分離を
行う偏光分離手段と、前記偏光分離手段によって反射さ
れた第二の偏光を、第二のレンズアレイにおいて前記第
一のレンズセルに隣接した第二のレンズセルに対して反
射する反射手段と、前記反射手段で反射された第二の偏
光を第一の偏光に変換する1/2波長板によって構成し
て、前記偏光分離手段と前記反射手段を、前記光源の光
軸に対して互いに異なる角度で配置する。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides at least a light source, light modulating means for irradiating light from the light source through a required optical system, In an optical device of a projector device having a projection unit for projecting a light beam modulated by a light modulation unit, a plurality of lens cells having a shape substantially similar to a modulation region of the light modulation element allow a non-light source from the light source to be modulated. A first lens array capable of splitting and condensing polarized light, and a plurality of lens cells corresponding to a plurality of lens cells formed in the first lens array, and divided by the first lens array. A second lens array configured to be capable of condensing the collected light, and the first and second lens arrays are arranged between the first lens array. A polarization conversion unit that converts the emitted non-polarized light beam into a light beam in one of the polarization directions and outputs the converted light beam, wherein the polarization conversion unit sets a required angle with respect to the light beam from the first lens array. It is arranged by
Polarization separating means for transmitting the first polarized light of the incident non-polarized light, outputting the first polarized light to the first lens cell of the second lens array, and performing polarization separation by reflecting the second polarized light. Reflecting means for reflecting the second polarized light reflected by the polarized light separating means to a second lens cell adjacent to the first lens cell in a second lens array; and reflecting by the reflecting means. The polarized light separating means and the reflecting means are arranged at different angles with respect to the optical axis of the light source by a half-wave plate for converting the second polarized light into the first polarized light.

【0009】本発明によれば、偏光分離手段と反射手段
を、前記光源の光軸に対して互いに異なる角度で配置す
るようにしているので、例えば第一のレンズアレイのレ
ンズセルの発散角に対応することができるようになり、
より多くの光束を採りこんで偏光変換することができる
ようになる。
According to the present invention, the polarization separating means and the reflecting means are arranged at different angles with respect to the optical axis of the light source, so that, for example, the divergence angle of the lens cell of the first lens array is determined. To be able to respond,
It becomes possible to take in more light flux and convert the polarization.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図1は本実施の形態の液晶プロジェクタ装置の構
成例を説明する図である。ランプ1は、例えば放物面の
リフレクタ1aを有して構成され、発光部1bから出力
された光束(非偏光)を前方に出力することができるよ
うにされている。ランプ1から出力された光束は、液晶
パネル7の被照射領域(光変調領域)に対して相似形状
とされる複数のレンズセル2a、2a、2a・・・によ
って形成されている第一のレンズアレイ2によって分割
集光される。各レンズセル2a、2a、2a・・・は、
後で図2で説明するように曲率の中心が光軸に対して偏
芯した形状とされている。レンズセル2a、2a、2a
・・・で分割集光された光束は、偏光変換部3において
直線偏光に変換されて、複数のレンズセル4a、4b、
4a、4b・・・が形成されている第二のレンズアレイ
4によって集光される。このレンズアレイ4を構成する
各レンズアレイには、後述するように偏光変換部3を介
することによって直線偏光とされた光束がそれぞれ入射
することになる。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a liquid crystal projector device according to the present embodiment. The lamp 1 is configured to have, for example, a parabolic reflector 1a, and can output a light beam (non-polarized light) output from the light emitting unit 1b to the front. The luminous flux output from the lamp 1 is formed by a plurality of lens cells 2a, 2a, 2a,... Having a similar shape to the irradiated area (light modulation area) of the liquid crystal panel 7. The light is divided and condensed by the array 2. Each lens cell 2a, 2a, 2a ...
As will be described later with reference to FIG. 2, the center of curvature is eccentric with respect to the optical axis. Lens cells 2a, 2a, 2a
Are divided into linearly polarized light by the polarization conversion unit 3, and the plurality of lens cells 4a, 4b,.
Are condensed by the second lens array 4 in which 4a, 4b,... Are formed. Each of the lens arrays constituting the lens array 4 receives a light beam that has been converted into linearly polarized light via the polarization conversion unit 3 as described later.

【0011】偏光変換部3は、後で図2で詳しく説明す
るように、偏光分離手段としてのPBS板11、反射ミ
ラー12が光軸を中心として対称とされる略ハの字を形
成するように配置されている。そして、反射ミラー12
の出射側には1/2波長板13が配置されている。すな
わち、例えばレンズセル4a、4a、4a・・・には、
PBS板11を透過した光束(透過光路)、また、レン
ズセル4b、4b、4b・・・にはPBS板11で反射
された後に、反射ミラー12を介して1/2波長板13
で偏光変換された光束(透過光路)が入射するようにさ
れる。なお、レンズセル4aおよび4bはレンズセル2
aと同様に、曲率の中心が光軸(一点鎖線)に対して偏
芯した形状とされている。レンズアレイ4によって集光
された光束は、第一のコンデンサレンズ5、第二のコン
デンサレンズ6を介して液晶パネル7において被照射領
域に入射するようにされる。
As will be described later in detail with reference to FIG. 2, the polarization converter 3 forms a substantially C-shape in which the PBS plate 11 and the reflection mirror 12 as the polarization separating means are symmetrical about the optical axis. Are located in Then, the reflection mirror 12
The half-wave plate 13 is disposed on the emission side of the. That is, for example, the lens cells 4a, 4a, 4a,.
The light flux (transmitted light path) transmitted through the PBS plate 11 and the lens cells 4b, 4b, 4b,.
The light flux (transmitted light path) that has been polarization-converted in the step is incident. Note that the lens cells 4a and 4b are
Similarly to a, the center of curvature is eccentric with respect to the optical axis (dashed line). The luminous flux condensed by the lens array 4 is made to enter the irradiated area in the liquid crystal panel 7 via the first condenser lens 5 and the second condenser lens 6.

【0012】図2は、偏光変換部3の構成例を説明する
図である。なお、図2は図1に示されている光軸(一点
鎖線)に対して、紙面下方側に配置される光学素子を示
している。なお、光軸(一点鎖線)に対して、紙面上方
側に配置される光学素子の場合も、同様の光学素子をた
どる光路を採る。
FIG. 2 is a diagram for explaining an example of the configuration of the polarization conversion section 3. As shown in FIG. FIG. 2 shows an optical element disposed on the lower side of the drawing with respect to the optical axis (dashed line) shown in FIG. It should be noted that the optical element disposed above the plane of the drawing with respect to the optical axis (dotted line) also takes an optical path that follows the same optical element.

【0013】偏光変換部3は、図7に示した偏光変換部
52と同様に、例えばPBS板11、反射ミラー12、
1/2波長板13などの光学素子によって構成される
が、本例では、PBS板11と反射ミラー12を異なる
角度で配置している。PBS板11は、偏光分離を行う
ためその特性を考慮した角度で配置されるが、これに対
して反射ミラー12の配置を平行な状態から偏移させ、
すなわち、PBS板11と反射ミラー12が異なる角度
で配置する。
The polarization conversion section 3 includes, for example, a PBS plate 11, a reflection mirror 12, and the like, similarly to the polarization conversion section 52 shown in FIG.
Although constituted by an optical element such as a half-wave plate 13, in this example, the PBS plate 11 and the reflection mirror 12 are arranged at different angles. The PBS plate 11 is arranged at an angle in consideration of its characteristics in order to perform polarization separation, but the arrangement of the reflection mirror 12 is shifted from a parallel state to this,
That is, the PBS plate 11 and the reflection mirror 12 are arranged at different angles.

【0014】反射ミラー12の配置角度としては、入射
側とされるレンズセル2aに対向する端部側が、レンズ
セル2aの発散角に対応した間隙を有するようにされ、
レンズセル4bに対向する端部側は、レンズセル4bの
ピッチに対応した間隙を有するようにされている。これ
により、PBS板11と反射ミラー12が平行に配置さ
れている場合のレンズセル2a側の間隙d1よりも広い
間隙d2を形成することができるようになる。したがっ
て、反射ミラー12の端部によるレンズセル2aの発散
光のけられを抑制することができ、PBS板11に対し
てより多くの光束を取り込むことができるようになる。
なお、図2においては、一例として、便宜上間隙d1と
間隙d2に比較的大きな差が示されるような模式図を挙
げているが、実際の反射ミラー12の配置角度として
は、レンズセル2aの発散角に対応した間隙が得られる
角度であれば良い。
The arrangement angle of the reflection mirror 12 is such that the end side opposite to the lens cell 2a on the incident side has a gap corresponding to the divergence angle of the lens cell 2a.
The end side facing the lens cell 4b has a gap corresponding to the pitch of the lens cell 4b. This makes it possible to form a gap d2 wider than the gap d1 on the lens cell 2a side when the PBS plate 11 and the reflection mirror 12 are arranged in parallel. Therefore, it is possible to suppress the divergence of the divergent light of the lens cell 2a due to the end of the reflection mirror 12, and it is possible to take in more light flux into the PBS plate 11.
In FIG. 2, as an example, a schematic diagram in which a relatively large difference is shown between the gap d1 and the gap d2 is shown for convenience, but the actual arrangement angle of the reflection mirror 12 is based on the divergence of the lens cell 2a. Any angle may be used as long as a gap corresponding to the angle can be obtained.

【0015】図3は図2で説明したように反射ミラー1
2を配置した場合の光路を説明する模式図である。図1
で説明したように、レンズセル2aは、当該レンズセル
2aを通過した光束が、PBS板11透過する際の屈折
による光軸のずれを補正するために、光軸の中心に対す
る曲率の中心を光軸(図示せず)に偏芯させている。こ
のため、PBS板11を透過した光束の中心(光軸に相
当する)は、レンズセル4aの中心を通過することがで
きるようになる。この場合のレンズセル2aの偏芯量
は、当該レンズセル4aの中心を通過した光束が、レン
ズセル4aの凸面側の中心を透過させることができるよ
うに設定される。
FIG. 3 shows the reflecting mirror 1 as described with reference to FIG.
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an optical path when a light emitting device 2 is arranged. FIG.
As described in the above, the lens cell 2a adjusts the center of curvature with respect to the center of the optical axis to correct the shift of the optical axis due to refraction when the light beam passing through the lens cell 2a passes through the PBS plate 11. It is eccentric to a shaft (not shown). Therefore, the center (corresponding to the optical axis) of the light beam transmitted through the PBS plate 11 can pass through the center of the lens cell 4a. In this case, the amount of eccentricity of the lens cell 2a is set such that a light beam passing through the center of the lens cell 4a can pass through the center of the lens cell 4a on the convex surface side.

【0016】また、図1に示したコンデンサレンズ5
は、コンデンサレンズ6との合わせの焦点位置が液晶パ
ネル7の光変調領域に対応するように設計されている。
このため、レンズセル2aの曲率中心が偏芯することに
よって、レンズセル4aに角度がついた状態で光束(透
過側の光路)が入射した場合、レンズセル2aの中心を
通過した光束は、液晶パネル7上で中心を通過しなくな
る。そこで、図3に示されているように、レンズセル4
aの曲率中心を光軸に対して偏芯させて、レンズセル4
aを出射した光束を光軸に対して平行になるようにして
いる。また、レンズセル2aを偏芯させることにより、
レンズセル4bに対しても偏芯量に応じた角度を有した
光束が入射する。このため、レンズセル4bについても
その曲率中心を光軸に対して偏芯させて、光軸と平行な
光束を出射させるようにしている。これにより、コンデ
ンサレンズ5、6で集光された光束は、その光軸が液晶
パネルの光変調領域の中心を通過するようになる。
The condenser lens 5 shown in FIG.
Are designed such that the focal position for alignment with the condenser lens 6 corresponds to the light modulation area of the liquid crystal panel 7.
For this reason, when the center of curvature of the lens cell 2a is decentered and a light beam (light path on the transmission side) enters the lens cell 4a at an angle, the light beam passing through the center of the lens cell 2a is It does not pass through the center on the panel 7. Therefore, as shown in FIG.
The center of curvature of a is decentered with respect to the optical axis,
The light beam emitted from a is made parallel to the optical axis. Also, by decentering the lens cell 2a,
A light beam having an angle corresponding to the amount of eccentricity also enters the lens cell 4b. For this reason, the center of curvature of the lens cell 4b is also decentered with respect to the optical axis, and a light beam parallel to the optical axis is emitted. Thereby, the light flux condensed by the condenser lenses 5 and 6 has its optical axis passing through the center of the light modulation area of the liquid crystal panel.

【0017】このように、偏光変換部3を構成すること
により、PBS板11により多くの光を取り込むことが
できるとともに、レンズセル2aの中心から出射した光
束がレンズセル4a、4bの中心を通過することができ
るようになる。したがって、ランプ1からの光を有効に
利用した効率の良い画像形成を行うことができるように
なる。
By configuring the polarization converter 3 in this manner, more light can be taken in by the PBS plate 11 and the light beam emitted from the center of the lens cell 2a passes through the centers of the lens cells 4a and 4b. Will be able to Therefore, efficient image formation using light from the lamp 1 effectively can be performed.

【0018】以下、図4、図5にしたがい、変形例を説
明する。図4は、レンズセル2aに対応したレンズセル
20とレンズセル4a、4bに対応したレンズセル21
a、21bの曲率中心が同じ光軸上に位置しないように
配置した例であり、レンズセル20、レンズセル21
a、21bともに偏芯している構成を示している。この
ように曲率の中心が同じ光軸上にない場合でもレンズセ
ル20、レンズセル21a、21bを偏芯させることに
より、レンズセル21a、21bから光軸と平行な光束
を出射させることができるようになる。
Hereinafter, modified examples will be described with reference to FIGS. FIG. 4 shows a lens cell 20 corresponding to the lens cell 2a and a lens cell 21 corresponding to the lens cells 4a and 4b.
This is an example in which the centers of curvature of a and 21b are not located on the same optical axis.
Both a and 21b show an eccentric configuration. Even when the centers of curvature are not on the same optical axis in this way, by decentering the lens cell 20, the lens cells 21a and 21b, a light beam parallel to the optical axis can be emitted from the lens cells 21a and 21b. become.

【0019】図5は、レンズアレイ2とレンズアレイ4
の相対的な配置位置をシフトさせた例を示している。こ
の図に示されている例では、レンズセル30とレンズセ
ル31aは偏芯しない構成とし、PBS板11を透過す
る時の屈折によって光路がずれた光束の中心が、レンズ
セル31aに入射することができるようにしている。こ
れにより、レンズセル30の中心を通過した光束がレン
ズセル31aの中心を通過することができるようにな
り、レンズセル31aからは光軸に平行な光束が出射す
るようになる。また、レンズセル30はレンズセル31
aに対応することになり、さらに反射ミラー12もPB
S板11とは異なる角度で配置されているので、レンズ
セル31bには角度がついた光束が入射する。したがっ
て、レンズセル31bは曲率中心を光軸に対して偏芯さ
せることで、光軸と平行な光束を出射することができる
ようになる。
FIG. 5 shows a lens array 2 and a lens array 4.
The example which shifted the relative arrangement | positioning position of this is shown. In the example shown in this figure, the lens cell 30 and the lens cell 31a are configured so as not to be decentered, and the center of the light beam whose optical path is shifted due to refraction when transmitting through the PBS plate 11 is incident on the lens cell 31a. I can do it. Accordingly, the light beam passing through the center of the lens cell 30 can pass through the center of the lens cell 31a, and the light beam parallel to the optical axis is emitted from the lens cell 31a. The lens cell 30 is a lens cell 31
a, and the reflection mirror 12 is also PB
Since it is arranged at an angle different from that of the S plate 11, an angled light beam enters the lens cell 31b. Therefore, the lens cell 31b can emit a light beam parallel to the optical axis by decentering the center of curvature with respect to the optical axis.

【0020】このように、PBS板11と反射ミラー1
2を光軸に対して異なる角度で配置することにより、P
BS板11および反射ミラー12の端部による光束のけ
られを抑制してPBS板11に入射する光量を増加させ
ることができ、さらに、反射ミラー12の配置角度を変
えることによって光軸が傾いた場合は、レンズセルの曲
率中心を偏芯させることで、第二のレンズアレイからは
光軸に平行な光束を出射させることができるようにな
る。
As described above, the PBS plate 11 and the reflection mirror 1
2 at different angles with respect to the optical axis,
The amount of light incident on the PBS plate 11 can be increased by suppressing the luminous flux from being bent by the ends of the BS plate 11 and the reflection mirror 12, and the optical axis is tilted by changing the arrangement angle of the reflection mirror 12. In this case, by decentering the center of curvature of the lens cell, a light beam parallel to the optical axis can be emitted from the second lens array.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上、説明したように本発明は、偏光分
離手段(PBS板)と反射手段(反射ミラー)を、光源
の光軸に対して異なる角度で配置することにより、反射
手段の端部による光束のけられを抑制することができる
ようになる。これにより偏光分離手段に対して画像形成
に寄与する多くの光束を採りこむことができるようにな
る。また、反射手段の配置角度を変えることによって光
軸が傾いた場合は、レンズセルの曲率中心を偏芯させる
ことで、第二のレンズアレイからは光軸に平行な光束を
出射させることができるようになる。
As described above, according to the present invention, the polarization separating means (PBS plate) and the reflecting means (reflecting mirror) are arranged at different angles with respect to the optical axis of the light source, so that the end of the reflecting means is provided. It becomes possible to suppress the eclipse of the luminous flux by the part. As a result, a large amount of light flux contributing to image formation can be taken into the polarization separation means. Further, when the optical axis is tilted by changing the arrangement angle of the reflection means, by decentering the center of curvature of the lens cell, a light beam parallel to the optical axis can be emitted from the second lens array. Become like

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

【図1】本発明の実施の形態の液晶プロジェクタ装置の
光学系の構成例を説明する図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an optical system of a liquid crystal projector according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す反射ミラーの配置角度を説明する図
である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an arrangement angle of a reflection mirror shown in FIG.

【図3】図1に示す偏光変換部における光路を説明する
図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an optical path in the polarization conversion unit shown in FIG.

【図4】本発明の変形例を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a modified example of the present invention.

【図5】本発明の変形例を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a modification of the present invention.

【図6】従来の液晶プロジェクタ装置の光学系の構成例
を説明する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of an optical system of a conventional liquid crystal projector device.

【図7】図6に示す偏光変換部における光路を説明する
図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an optical path in the polarization conversion unit shown in FIG.

【図8】図6に示す偏光変換部における光束のけられを
説明する図である。
FIG. 8 is a view for explaining a shift of a light beam in the polarization conversion unit shown in FIG. 6;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ランプ、2,4 レンズアレイ、2a,4a,4
b,20,21a、21b,30,31a,31b レ
ンズセル、5,6 コンデンサレンズ、7 液晶パネ
ル、11 PBS板、12 反射ミラー、13 1/2
波長板
1 lamp, 2, 4 lens array, 2a, 4a, 4
b, 20, 21a, 21b, 30, 31a, 31b Lens cell, 5, 6 condenser lens, 7 liquid crystal panel, 11 PBS plate, 12 reflection mirror, 13 1/2
Wave plate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉原 健司 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 喜田 晃二 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 Fターム(参考) 2H088 EA13 HA21 HA25 HA28 MA20 2H091 FA07Z FA11Z FA14Z FA26Z FA29Z FA41Z FD12 FD22 LA30 MA07 5C058 AB06 EA11 EA12 EA26 EA51 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kenji Sugihara 6-35, Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation (72) Inventor Koji Kita 6-35, Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Sony Corporation F term (reference) 2H088 EA13 HA21 HA25 HA28 MA20 2H091 FA07Z FA11Z FA14Z FA26Z FA29Z FA41Z FD12 FD22 LA30 MA07 5C058 AB06 EA11 EA12 EA26 EA51

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも、光源と、 前記光源からの光が所要の光学系を介して照射される光
変調手段と、 前記光変調手段によって変調された光束を投射する投射
手段を備えたプロジェクタ装置の光学装置において、 前記光変調素子の変調領域に対して略相似形状とされる
複数のレンズセルによって、前記光源からの非偏光を分
割集光することができる第一のレンズアレイと、 前記第一のレンズアレイに形成されている複数のレンズ
セルに対応した、複数のレンズセルを備え、前記第一の
レンズアレイによって分割集光された光をそれぞれ集光
することができるようにされている第二のレンズアレイ
と、 前記第一、第二のレンズアレイの間に配置され、前記第
一のレンズアレイで集光された非偏光の光束をいずれか
一方の偏光方向の光束に変換して出力する偏光変換手段
と、 を備え、 前記偏光変換手段は、 前記第一のレンズアレイからの光束に対して所要の角度
を以って配置され、入射した非偏光のうち第一の偏光を
透過して、前記第二のレンズアレイの第一のレンズセル
に対して出力するとともに、第二の偏光を反射すること
によって偏光分離を行う偏光分離手段と、 前記偏光分離手段によって反射された第二の偏光を、第
二のレンズアレイにおいて前記第一のレンズセルに隣接
した第二のレンズセルに対して反射する反射手段と、 前記反射手段で反射された第二の偏光を第一の偏光に変
換する1/2波長板と、 によって構成され、前記偏光分離手段と前記反射手段
は、前記光源の光軸に対して互いに異なる角度で配置さ
れていることを特徴とする光学装置。
1. A projector device comprising at least a light source, a light modulating means for irradiating light from the light source via a required optical system, and a projecting means for projecting a light beam modulated by the light modulating means. In the optical device, a first lens array capable of dividing and condensing non-polarized light from the light source by a plurality of lens cells having a shape substantially similar to a modulation region of the light modulation element; A plurality of lens cells corresponding to the plurality of lens cells formed in one lens array are provided, and the light divided and condensed by the first lens array can be respectively collected. A second lens array, disposed between the first and second lens arrays, and converts the unpolarized light flux condensed by the first lens array into a light flux in one of the polarization directions. Polarization conversion means for converting and outputting the light, wherein the polarization conversion means is disposed at a required angle with respect to the light beam from the first lens array, and the first of the incident non-polarized light. Transmits polarized light, outputs the first polarized light to the first lens cell of the second lens array, and performs polarization separation by reflecting the second polarized light. Reflecting means for reflecting the second polarized light to a second lens cell adjacent to the first lens cell in the second lens array, and applying the second polarized light reflected by the reflecting means to the first lens cell. An optical device, comprising: a half-wave plate that converts the light into polarized light, wherein the polarized light separating means and the reflecting means are arranged at different angles with respect to the optical axis of the light source.
【請求項2】 前記偏光分離手段と前記反射手段の配置
状態として、前記第一のレンズアレイに対向する端部側
は、前記第一のレンズアレイに形成されるレンズセルの
発散角に対応した間隙を有するようにされ、前記第二の
レンズアレイに対向する端部は、前記第二のレンズアレ
イに形成されるレンズセルのピッチに対応した間隙を有
するようにされていることを特徴とする請求項1に記載
の光学装置。
2. An arrangement state of the polarization separating unit and the reflecting unit, wherein an end side facing the first lens array corresponds to a divergence angle of a lens cell formed in the first lens array. An end portion facing the second lens array has a gap corresponding to a pitch of lens cells formed in the second lens array. The optical device according to claim 1.
【請求項3】 前記第一のレンズアレイのレンズセルの
曲率中心が前記光源の光軸に対して偏芯していることを
特徴とする請求項2に記載の光学装置。
3. The optical device according to claim 2, wherein a center of curvature of a lens cell of the first lens array is eccentric with respect to an optical axis of the light source.
【請求項4】 前記第二のレンズアレイにおいて、前記
偏光分離手段を透過した光束が入射するレンズセル及び
/または前記反射手段によって反射され前記1/2波長
板を介した光束が入射するレンズセルの曲率中心が、前
記光源の光軸に対して偏芯していることを特徴とする請
求項3に記載の光学装置。
4. In the second lens array, a lens cell to which a light beam transmitted through the polarization splitting means enters and / or a lens cell to which a light beam reflected by the reflecting means and passing through the half-wave plate enters. 4. The optical device according to claim 3, wherein the center of curvature is decentered with respect to the optical axis of the light source.
【請求項5】 前記第一のレンズアレイのレンズセルの
中心を通過した光束が偏光分離手段を透過した後に、前
記第一のレンズセルの中心部分を通過するように前記第
一、第二のレンズアレイを配するとともに、前記第二の
レンズセルの曲率中心が、前記光源の光軸に対して偏芯
していることを特徴とする請求項2に記載の光学装置。
5. The first and second lens units such that a light beam passing through the center of the lens cell of the first lens array passes through a center part of the first lens cell after passing through a polarization separation unit. The optical device according to claim 2, wherein a lens array is provided, and a center of curvature of the second lens cell is decentered with respect to an optical axis of the light source.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010072137A (en) * 2008-09-17 2010-04-02 Nikon Corp Polarization conversion element, illumination optical system and projector device

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