JP2002090696A - 光学装置及び投射型表示装置 - Google Patents
光学装置及び投射型表示装置Info
- Publication number
- JP2002090696A JP2002090696A JP2000285643A JP2000285643A JP2002090696A JP 2002090696 A JP2002090696 A JP 2002090696A JP 2000285643 A JP2000285643 A JP 2000285643A JP 2000285643 A JP2000285643 A JP 2000285643A JP 2002090696 A JP2002090696 A JP 2002090696A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- phase shifter
- polarized light
- emitted
- optical element
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
- G02B27/283—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/12—Picture reproducers
- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
- H04N9/3102—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
- H04N9/3105—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying all colours simultaneously, e.g. by using two or more electronic spatial light modulators
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/12—Picture reproducers
- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
- H04N9/3141—Constructional details thereof
- H04N9/315—Modulator illumination systems
- H04N9/3167—Modulator illumination systems for polarizing the light beam
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 液晶プロジェクタの照明光学系中の集光レン
ズと液晶パネルとを近づけて配置することにより、液晶
プロジェクタを小型化する。 【解決手段】 照明光学系１１に、集光レンズ４４の出
射光中の互いに振動方向の直交する２つの直線偏光のう
ちの一方を透過させて他方を反射する偏光分離用光学素
子１と、偏光分離用光学素子１から出射したこの一方の
直線偏光を略円偏光に変換する移相子２と、移相子２か
ら出射した略円偏光を移相子２に向けて反射する反射鏡
３とを備え、反射鏡３で反射されて移相子２を経て偏光
分離用光学素子１から出射した光を液晶パネル５１に入
射させることにより、集光レンズ４４から液晶パネル５
１までの光路上で光路を短く折り畳む。
ズと液晶パネルとを近づけて配置することにより、液晶
プロジェクタを小型化する。 【解決手段】 照明光学系１１に、集光レンズ４４の出
射光中の互いに振動方向の直交する２つの直線偏光のう
ちの一方を透過させて他方を反射する偏光分離用光学素
子１と、偏光分離用光学素子１から出射したこの一方の
直線偏光を略円偏光に変換する移相子２と、移相子２か
ら出射した略円偏光を移相子２に向けて反射する反射鏡
３とを備え、反射鏡３で反射されて移相子２を経て偏光
分離用光学素子１から出射した光を液晶パネル５１に入
射させることにより、集光レンズ４４から液晶パネル５
１までの光路上で光路を短く折り畳む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば液晶プロジ
ェクタの照明光学系に適用して好適な光学装置に関し、
特に、小型化を実現したものに関する。
ェクタの照明光学系に適用して好適な光学装置に関し、
特に、小型化を実現したものに関する。
【０００２】
【従来の技術】画像をスクリーンに拡大投影することに
より大画面を実現する投射型表示装置が、屋内外用の大
画面の画像表示装置として普及している。この投射型表
示装置は、ＣＲＴの蛍光面からの光をスクリーンに投射
するもの（ＣＲＴプロジェクタ）と、光源からの光を空
間光変調素子で変調してスクリーンに投射するものとに
大別されるが、後者では、液晶パネルを空間光変調素子
として用いるもの（液晶プロジェクタ）が主流になって
いる。
より大画面を実現する投射型表示装置が、屋内外用の大
画面の画像表示装置として普及している。この投射型表
示装置は、ＣＲＴの蛍光面からの光をスクリーンに投射
するもの（ＣＲＴプロジェクタ）と、光源からの光を空
間光変調素子で変調してスクリーンに投射するものとに
大別されるが、後者では、液晶パネルを空間光変調素子
として用いるもの（液晶プロジェクタ）が主流になって
いる。
【０００３】図７は、従来の液晶プロジェクタ（単板透
過型液晶プロジェクタ）の構成例を示す。光源３１の出
射光（白色の自然光）は、この出射光を液晶パネル５１
に導く光学系である照明光学系４１に入射する。照明光
学系４１には、光源３１の側からみて、ＭＬＡ（マルチ
レンズアレイ）４２，ＭＬＡ４３，集光レンズ４４が順
に設けられている。
過型液晶プロジェクタ）の構成例を示す。光源３１の出
射光（白色の自然光）は、この出射光を液晶パネル５１
に導く光学系である照明光学系４１に入射する。照明光
学系４１には、光源３１の側からみて、ＭＬＡ（マルチ
レンズアレイ）４２，ＭＬＡ４３，集光レンズ４４が順
に設けられている。
【０００４】ＭＬＡアレイ４２は、図８に示すように、
小さな（例えば直径１〜１５ｍｍ程度の）レンズ４２ａ
を複数個２次元的に配列したものである。レンズ４２ａ
のレンズ面の形状は、液晶パネル５１のパネル面と略相
似形である長方形になっている。ＭＬＡアレイ４２の周
辺部分のレンズ４２ａには、光源３１から出射した光束
のうちの周辺部分が入射し、ＭＬＡアレイ４２の中心部
分のレンズ４２ａには、光源３１から出射した光束のう
ちの中心部分が入射する。
小さな（例えば直径１〜１５ｍｍ程度の）レンズ４２ａ
を複数個２次元的に配列したものである。レンズ４２ａ
のレンズ面の形状は、液晶パネル５１のパネル面と略相
似形である長方形になっている。ＭＬＡアレイ４２の周
辺部分のレンズ４２ａには、光源３１から出射した光束
のうちの周辺部分が入射し、ＭＬＡアレイ４２の中心部
分のレンズ４２ａには、光源３１から出射した光束のう
ちの中心部分が入射する。
【０００５】ＭＬＡ４３は、ＭＬＡ４２のレンズ４２ａ
の略焦点位置に配置されている。ＭＬＡ４３は、ＭＬＡ
４２のレンズ４２ａと一対一に対応させて小さなレンズ
４３ａを２次元的に配列したものである。ＭＬＡアレイ
４２の各レンズ４２ａから出射した光は、それぞれＭＬ
Ａ４３の対応するレンズ４３ａに入射する。
の略焦点位置に配置されている。ＭＬＡ４３は、ＭＬＡ
４２のレンズ４２ａと一対一に対応させて小さなレンズ
４３ａを２次元的に配列したものである。ＭＬＡアレイ
４２の各レンズ４２ａから出射した光は、それぞれＭＬ
Ａ４３の対応するレンズ４３ａに入射する。
【０００６】ＭＬＡ４３の各レンズ４３ａの出射光は、
集光レンズ４４に入射する。集光レンズ４４から液晶パ
ネル５１までの光路長は集光レンズ４４の焦点距離ｆと
略等しくなっており、集光レンズ４４で集光された光が
液晶パネル５１のパネル面に入射する。
集光レンズ４４に入射する。集光レンズ４４から液晶パ
ネル５１までの光路長は集光レンズ４４の焦点距離ｆと
略等しくなっており、集光レンズ４４で集光された光が
液晶パネル５１のパネル面に入射する。
【０００７】マルチレンズアレイ４２，４３及び集光レ
ンズ４４は、光源３１から出射した光束の中心部分と周
辺部分とを重畳することにより、液晶パネル５１のパネ
ル面全体に均一な強度の光を入射させる役割を果たす。
ンズ４４は、光源３１から出射した光束の中心部分と周
辺部分とを重畳することにより、液晶パネル５１のパネ
ル面全体に均一な強度の光を入射させる役割を果たす。
【０００８】液晶パネル５１は、ＴＮ（ツイストネマテ
ィック）液晶を用いた透過型の液晶パネルであり、入射
光のうちの一方の振動方向の直線偏光が、入射側の表面
の偏光板（偏光子）を通過して液晶層に進む。この直線
偏光は、液晶層を通過する際に液晶層への印加電圧レベ
ルに応じて偏光軸が回転し、ＲＧＢのカラーフィルター
を経て液晶パネル５１の出射側の表面の偏光板（検光
子）で検光される。こうして液晶パネル５１を透過した
光が、投射光学系６１を経てスクリーン（図示略）に投
射される。
ィック）液晶を用いた透過型の液晶パネルであり、入射
光のうちの一方の振動方向の直線偏光が、入射側の表面
の偏光板（偏光子）を通過して液晶層に進む。この直線
偏光は、液晶層を通過する際に液晶層への印加電圧レベ
ルに応じて偏光軸が回転し、ＲＧＢのカラーフィルター
を経て液晶パネル５１の出射側の表面の偏光板（検光
子）で検光される。こうして液晶パネル５１を透過した
光が、投射光学系６１を経てスクリーン（図示略）に投
射される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、液晶プロジ
ェクタの小型化という観点からは、図７の集光レンズ４
４と液晶パネル５１とは互いに少しでも近づけて配置す
る（両者の間のスペースを少しでも削減する）ことが望
ましい。しかし、集光レンズ４４の焦点距離そのものを
短くすることによって両者を近づけることには、次のよ
うな理由から限界が存在する。
ェクタの小型化という観点からは、図７の集光レンズ４
４と液晶パネル５１とは互いに少しでも近づけて配置す
る（両者の間のスペースを少しでも削減する）ことが望
ましい。しかし、集光レンズ４４の焦点距離そのものを
短くすることによって両者を近づけることには、次のよ
うな理由から限界が存在する。
【００１０】すなわち、集光レンズ４４の口径をｄと
し、集光レンズ４４のＦナンバーをＦとすると、集光レ
ンズ４４の焦点距離ｆはｆ＝ｄ×Ｆと表される。そのた
め、集光レンズ４４の焦点距離を短くするためには、集
光レンズ４４の口径やＦナンバーを小さくしなければな
らない。
し、集光レンズ４４のＦナンバーをＦとすると、集光レ
ンズ４４の焦点距離ｆはｆ＝ｄ×Ｆと表される。そのた
め、集光レンズ４４の焦点距離を短くするためには、集
光レンズ４４の口径やＦナンバーを小さくしなければな
らない。
【００１１】しかるに、集光レンズ４４の口径は、マル
チレンズアレイ４２や４３４の直径と同様に、光源３１
から出射する光束の直径よりも小さくすることはできな
い。また、集光レンズ４４のＦナンバーを小さくするこ
とは液晶パネル５１への光の入射角を大きくすることを
意味するが、一般に液晶パネルには入射角が大きくなる
につれてプレチルトを原因とするコントラストの低下の
度合いが顕著になるという特性が存在するので、Ｆナン
バーも一定以上小さくことはできない。例えば光源３１
から出射する光束の直径が５０ｍｍであり、コントラス
トを低下させないＦナンバーの下限が２であるとする
と、集光レンズ４４の焦点距離ｆはｆ＝５０×２＝１０
０ｍｍ必要であり、これ以上短くすることはできない。
チレンズアレイ４２や４３４の直径と同様に、光源３１
から出射する光束の直径よりも小さくすることはできな
い。また、集光レンズ４４のＦナンバーを小さくするこ
とは液晶パネル５１への光の入射角を大きくすることを
意味するが、一般に液晶パネルには入射角が大きくなる
につれてプレチルトを原因とするコントラストの低下の
度合いが顕著になるという特性が存在するので、Ｆナン
バーも一定以上小さくことはできない。例えば光源３１
から出射する光束の直径が５０ｍｍであり、コントラス
トを低下させないＦナンバーの下限が２であるとする
と、集光レンズ４４の焦点距離ｆはｆ＝５０×２＝１０
０ｍｍ必要であり、これ以上短くすることはできない。
【００１２】このように集光レンズ４４の焦点距離その
ものを一定以上短くすることができないことから、図９
に示すように、図７の集光レンズ４４と液晶パネル５１
との間で反射鏡４５によって光路を９０゜曲げる工夫も
従来からなされている。しかし、この場合にも、集光レ
ンズ４４の焦点距離が１００ｍｍである場合には、集光
レンズ４４から反射鏡４５の左端までの距離と反射鏡４
５の右端から液晶パネル５１までの距離との合計（図の
ように集光レンズ４４から反射鏡４５の左端までの距離
をほぼゼロにした場合には反射鏡４５の右端から液晶パ
ネル５１までの距離）が５０ｍｍ必要であり、あまり集
光レンズ４４と液晶パネル５１とを近づけることができ
ないので、液晶プロジェクタの小型化にはそれほど寄与
しない。
ものを一定以上短くすることができないことから、図９
に示すように、図７の集光レンズ４４と液晶パネル５１
との間で反射鏡４５によって光路を９０゜曲げる工夫も
従来からなされている。しかし、この場合にも、集光レ
ンズ４４の焦点距離が１００ｍｍである場合には、集光
レンズ４４から反射鏡４５の左端までの距離と反射鏡４
５の右端から液晶パネル５１までの距離との合計（図の
ように集光レンズ４４から反射鏡４５の左端までの距離
をほぼゼロにした場合には反射鏡４５の右端から液晶パ
ネル５１までの距離）が５０ｍｍ必要であり、あまり集
光レンズ４４と液晶パネル５１とを近づけることができ
ないので、液晶プロジェクタの小型化にはそれほど寄与
しない。
【００１３】本発明は、上述の点に鑑み、図７の液晶プ
ロジェクタのように光源からの光を集光レンズで集光し
て空間光変調素子に入射させる投射型表示装置におい
て、集光レンズと空間光変調素子とを近づけることによ
り投射型表示装置を小型化すること、さらに一般的に
は、光源からの光を対象物に照射する光学装置におい
て、光源と対象物とを近づけることにより光学装置の小
型化を実現することを課題としてなされたものである。
ロジェクタのように光源からの光を集光レンズで集光し
て空間光変調素子に入射させる投射型表示装置におい
て、集光レンズと空間光変調素子とを近づけることによ
り投射型表示装置を小型化すること、さらに一般的に
は、光源からの光を対象物に照射する光学装置におい
て、光源と対象物とを近づけることにより光学装置の小
型化を実現することを課題としてなされたものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本出願人は、光源からの光を所定の対象物に照射す
る光学装置において、光源からの光のうち互いに振動方
向の直交する２つの直線偏光の一方を透過させて他方を
反射する偏光分離用光学素子と、この偏光分離用光学素
子から出射したこの一方の直線偏光を略円偏光に変換す
る移相子と、この移相子から出射した略円偏光をこの移
相子に向けて反射する反射鏡とを備え、この反射鏡で反
射されてこの移相子を経てこの偏光分離用光学素子から
出射した光が対象物に照射されるようにしたものを提案
する。
に、本出願人は、光源からの光を所定の対象物に照射す
る光学装置において、光源からの光のうち互いに振動方
向の直交する２つの直線偏光の一方を透過させて他方を
反射する偏光分離用光学素子と、この偏光分離用光学素
子から出射したこの一方の直線偏光を略円偏光に変換す
る移相子と、この移相子から出射した略円偏光をこの移
相子に向けて反射する反射鏡とを備え、この反射鏡で反
射されてこの移相子を経てこの偏光分離用光学素子から
出射した光が対象物に照射されるようにしたものを提案
する。
【００１５】この光学装置（本発明に係る第１の光学装
置）では、光源からの光が、偏光分離用光学素子で互い
に振動方向の直交する２つの直線偏光に分離される。そ
して、そのうちの一方の直線偏光が、移相子で略円偏光
に変換され、反射鏡で反射されて再び移相子で変換（今
度は最初とは振動方向の直交する直線偏光に変換）さ
れ、偏光分離用光学素子から出射して対象物に照射され
る。
置）では、光源からの光が、偏光分離用光学素子で互い
に振動方向の直交する２つの直線偏光に分離される。そ
して、そのうちの一方の直線偏光が、移相子で略円偏光
に変換され、反射鏡で反射されて再び移相子で変換（今
度は最初とは振動方向の直交する直線偏光に変換）さ
れ、偏光分離用光学素子から出射して対象物に照射され
る。
【００１６】このように、光源から対象物までの光路上
で、偏光分離用光学素子と反射鏡との間を光が２回通過
するので、光路が短く折り畳まれる。これにより、光源
と対象物とを近づけて配置した状態で、光源と対象物と
の間に必要な光路長を確保することができるので、光学
装置を小型化することができる。
で、偏光分離用光学素子と反射鏡との間を光が２回通過
するので、光路が短く折り畳まれる。これにより、光源
と対象物とを近づけて配置した状態で、光源と対象物と
の間に必要な光路長を確保することができるので、光学
装置を小型化することができる。
【００１７】次に、本出願人は、光源からの光を集光レ
ンズで集光して空間光変調素子に入射させる照明光学系
と、この空間光変調素子の出射光をスクリーンに投射さ
せる投射光学系とを有する投射型表示装置において、集
光レンズの出射光中の互いに振動方向の直交する２つの
直線偏光のうちの一方を透過させて他方を反射する偏光
分離用光学素子と、この偏光分離用光学素子から出射し
たこの一方の直線偏光を略円偏光に変換する移相子と、
この移相子から出射した略円偏光をこの移相子に向けて
反射する反射鏡とを照明光学系に備え、この反射鏡で反
射されてこの移相子を経てこの偏光分離用光学素子から
出射した光が空間光変調素子に入射するようにしたもの
を提案する。
ンズで集光して空間光変調素子に入射させる照明光学系
と、この空間光変調素子の出射光をスクリーンに投射さ
せる投射光学系とを有する投射型表示装置において、集
光レンズの出射光中の互いに振動方向の直交する２つの
直線偏光のうちの一方を透過させて他方を反射する偏光
分離用光学素子と、この偏光分離用光学素子から出射し
たこの一方の直線偏光を略円偏光に変換する移相子と、
この移相子から出射した略円偏光をこの移相子に向けて
反射する反射鏡とを照明光学系に備え、この反射鏡で反
射されてこの移相子を経てこの偏光分離用光学素子から
出射した光が空間光変調素子に入射するようにしたもの
を提案する。
【００１８】この投射型表示装置は、上述の本発明に係
る第１の光学装置を照明光学系に適用したものであり、
集光レンズから空間光変調素子までの光路上で光路が短
く折り畳まれることにより、集光レンズと空間光変調素
子とを近づけて配置した状態で、集光レンズと空間光変
調素子との間に必要な光路長を確保することができるの
で、投射型表示装置を小型化することができる。
る第１の光学装置を照明光学系に適用したものであり、
集光レンズから空間光変調素子までの光路上で光路が短
く折り畳まれることにより、集光レンズと空間光変調素
子とを近づけて配置した状態で、集光レンズと空間光変
調素子との間に必要な光路長を確保することができるの
で、投射型表示装置を小型化することができる。
【００１９】しかも、例えばこの空間光変調素子が透過
型ＴＮ液晶パネルのように旋光性や複屈折性を有する透
過型液晶パネルである場合には、偏光分離用光学素子か
ら出射した一方の直線偏光が液晶パネルに入射するの
で、液晶パネルの入射側の表面に偏光板（偏光子）を貼
り付ける必要がなくなる。したがって、液晶パネルを構
成する光学素子が少なくて済むとともに、液晶パネルの
製造作業が簡略化される。
型ＴＮ液晶パネルのように旋光性や複屈折性を有する透
過型液晶パネルである場合には、偏光分離用光学素子か
ら出射した一方の直線偏光が液晶パネルに入射するの
で、液晶パネルの入射側の表面に偏光板（偏光子）を貼
り付ける必要がなくなる。したがって、液晶パネルを構
成する光学素子が少なくて済むとともに、液晶パネルの
製造作業が簡略化される。
【００２０】次に、本出願人は、光源からの光を所定の
対象物に照射する光学装置において、光源からの光のう
ち互いに振動方向の直交する２つの直線偏光の一方を透
過させて他方を反射する偏光分離用光学素子と、この偏
光分離用光学素子から出射したこの一方の直線偏光を略
円偏光に変換する第１の移相子と、この第１の移相子か
ら出射した略円偏光をこの第１の移相子に向けて反射す
る第１の反射鏡と、この偏光分離用光学素子から出射し
たこの他方の直線偏光を略円偏光に変換する第２の移相
子と、この第２の移相子から出射した略円偏光をこの第
２の移相子に向けて反射する第２の反射鏡とを備え、こ
の第１の反射鏡で反射されてこの第１の移相子を経てこ
の偏光分離用光学素子から出射した光と、この第２の反
射鏡で反射されてこの第２の移相子を経てこの偏光分離
用光学素子から出射した光とが対象物に照射されるよう
にしたものを提案する。
対象物に照射する光学装置において、光源からの光のう
ち互いに振動方向の直交する２つの直線偏光の一方を透
過させて他方を反射する偏光分離用光学素子と、この偏
光分離用光学素子から出射したこの一方の直線偏光を略
円偏光に変換する第１の移相子と、この第１の移相子か
ら出射した略円偏光をこの第１の移相子に向けて反射す
る第１の反射鏡と、この偏光分離用光学素子から出射し
たこの他方の直線偏光を略円偏光に変換する第２の移相
子と、この第２の移相子から出射した略円偏光をこの第
２の移相子に向けて反射する第２の反射鏡とを備え、こ
の第１の反射鏡で反射されてこの第１の移相子を経てこ
の偏光分離用光学素子から出射した光と、この第２の反
射鏡で反射されてこの第２の移相子を経てこの偏光分離
用光学素子から出射した光とが対象物に照射されるよう
にしたものを提案する。
【００２１】この光学装置（本発明に係る第２の光学装
置）では、光源からの光が、偏光分離用光学素子で互い
に振動方向の直交する２つの直線偏光に分離される。そ
して、そのうちの一方の直線偏光が、第１の移相子で略
円偏光に変換され、第１の反射鏡で反射されて再び第１
の移相子で変換（今度は最初とは振動方向の直交する直
線偏光に変換）され、偏光分離用光学素子から出射して
対象物に照射される。また、偏光分離用光学素子で分離
された他方の直線偏光も、第２の移相子で略円偏光に変
換され、第２の反射鏡で反射されて再び第２の移相子で
変換（今度は最初とは振動方向の直交する直線偏光に変
換）され、偏光分離用光学素子から出射して対象物に照
射される。
置）では、光源からの光が、偏光分離用光学素子で互い
に振動方向の直交する２つの直線偏光に分離される。そ
して、そのうちの一方の直線偏光が、第１の移相子で略
円偏光に変換され、第１の反射鏡で反射されて再び第１
の移相子で変換（今度は最初とは振動方向の直交する直
線偏光に変換）され、偏光分離用光学素子から出射して
対象物に照射される。また、偏光分離用光学素子で分離
された他方の直線偏光も、第２の移相子で略円偏光に変
換され、第２の反射鏡で反射されて再び第２の移相子で
変換（今度は最初とは振動方向の直交する直線偏光に変
換）され、偏光分離用光学素子から出射して対象物に照
射される。
【００２２】このように、光源から対象物までの光路上
で、偏光分離用光学素子と反射鏡との間を光が２回通過
するので、光路が短く折り畳まれる。これにより、光源
と対象物とを近づけて配置した状態で、光源と対象物と
の間に必要な光路長を確保することができるので、光学
装置を小型化することができる。
で、偏光分離用光学素子と反射鏡との間を光が２回通過
するので、光路が短く折り畳まれる。これにより、光源
と対象物とを近づけて配置した状態で、光源と対象物と
の間に必要な光路長を確保することができるので、光学
装置を小型化することができる。
【００２３】しかも、互いに振動方向の直交する２つの
直線偏光の両方が対象物に照射されるので、対象物に照
射される光の照度の低下を招かない。
直線偏光の両方が対象物に照射されるので、対象物に照
射される光の照度の低下を招かない。
【００２４】次に、本出願人は、光源からの光を集光レ
ンズで集光して空間光変調素子に入射させる照明光学系
と、この空間光変調素子の出射光をスクリーンに投射さ
せる投射光学系とを有する投射型表示装置において、集
光レンズの出射光中の互いに振動方向の直交する２つの
直線偏光のうちの一方を透過させて他方を反射する偏光
分離用光学素子と、この偏光分離用光学素子から出射し
たこの一方の直線偏光を略円偏光に変換する第１の移相
子と、この第１の移相子から出射した略円偏光をこの第
１の移相子に向けて反射する第１の反射鏡と、この偏光
分離用光学素子から出射したこの他方の直線偏光を略円
偏光に変換する第２の移相子と、この第２の移相子から
出射した略円偏光をこの第２の移相子に向けて反射する
第２の反射鏡とを備え、この第１の反射鏡で反射されて
この第１の移相子を経てこの偏光分離用光学素子から出
射した光と、この第２の反射鏡で反射されてこの第２の
移相子を経てこの偏光分離用光学素子から出射した光と
が空間光変調素子に入射するようにしたものを提案す
る。
ンズで集光して空間光変調素子に入射させる照明光学系
と、この空間光変調素子の出射光をスクリーンに投射さ
せる投射光学系とを有する投射型表示装置において、集
光レンズの出射光中の互いに振動方向の直交する２つの
直線偏光のうちの一方を透過させて他方を反射する偏光
分離用光学素子と、この偏光分離用光学素子から出射し
たこの一方の直線偏光を略円偏光に変換する第１の移相
子と、この第１の移相子から出射した略円偏光をこの第
１の移相子に向けて反射する第１の反射鏡と、この偏光
分離用光学素子から出射したこの他方の直線偏光を略円
偏光に変換する第２の移相子と、この第２の移相子から
出射した略円偏光をこの第２の移相子に向けて反射する
第２の反射鏡とを備え、この第１の反射鏡で反射されて
この第１の移相子を経てこの偏光分離用光学素子から出
射した光と、この第２の反射鏡で反射されてこの第２の
移相子を経てこの偏光分離用光学素子から出射した光と
が空間光変調素子に入射するようにしたものを提案す
る。
【００２５】この投射型表示装置は、上述の本発明に係
る第２の光学装置を照明光学系に適用したものであり、
集光レンズから空間光変調素子までの光路上で光路が短
く折り畳まれることにより、集光レンズと空間光変調素
子とを近づけて配置した状態で、集光レンズと空間光変
調素子との間に必要な光路長を確保することができるの
で、投射型表示装置を小型化することができる。
る第２の光学装置を照明光学系に適用したものであり、
集光レンズから空間光変調素子までの光路上で光路が短
く折り畳まれることにより、集光レンズと空間光変調素
子とを近づけて配置した状態で、集光レンズと空間光変
調素子との間に必要な光路長を確保することができるの
で、投射型表示装置を小型化することができる。
【００２６】しかも、この空間光変調素子が旋光性や複
屈折性を有しないものである場合には、互いに振動方向
の直交する２つの直線偏光の両方が空間光変調素子に入
射するので、輝度の低下を招かない。
屈折性を有しないものである場合には、互いに振動方向
の直交する２つの直線偏光の両方が空間光変調素子に入
射するので、輝度の低下を招かない。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
用いて説明する。図１は、本発明に係る液晶プロジェク
タ（本発明に係る第１の光学装置を照明光学系に適用し
た単板透過型液晶プロジェクタ）の構成例を示してお
り、図７と共通する部分には同一の符号を付している。
用いて説明する。図１は、本発明に係る液晶プロジェク
タ（本発明に係る第１の光学装置を照明光学系に適用し
た単板透過型液晶プロジェクタ）の構成例を示してお
り、図７と共通する部分には同一の符号を付している。
【００２８】この単板透過型液晶プロジェクタの照明光
学系１１には、図７に示したＭＬＡ４２，ＭＬＡ４３，
集光レンズ４４（口径が約５０ｍｍでありＦナンバーが
２のもの）に加えて、集光レンズ４４の出射光のうちの
Ｐ偏光を透過させてＳ偏光を反射するＰＢＳ（偏光ビー
ムスプリッタ）１と、ＰＢＳ１を透過したＰ偏光を円偏
光に変換する１／４波長板２と、１／４波長板２から出
射した円偏光を１／４波長板２に向けて反射する反射鏡
３とが設けられている。
学系１１には、図７に示したＭＬＡ４２，ＭＬＡ４３，
集光レンズ４４（口径が約５０ｍｍでありＦナンバーが
２のもの）に加えて、集光レンズ４４の出射光のうちの
Ｐ偏光を透過させてＳ偏光を反射するＰＢＳ（偏光ビー
ムスプリッタ）１と、ＰＢＳ１を透過したＰ偏光を円偏
光に変換する１／４波長板２と、１／４波長板２から出
射した円偏光を１／４波長板２に向けて反射する反射鏡
３とが設けられている。
【００２９】液晶パネル５１には、図２に示すように、
集光レンズ４４の出射光のうち、ＰＢＳ１を透過したＰ
偏光が、１／４波長板２で円偏光に変換され、反射鏡３
で反射されて再び１／４波長板２で変換（今度はＳ偏光
に変換）され、ＰＢＳ１で反射されて入射する。
集光レンズ４４の出射光のうち、ＰＢＳ１を透過したＰ
偏光が、１／４波長板２で円偏光に変換され、反射鏡３
で反射されて再び１／４波長板２で変換（今度はＳ偏光
に変換）され、ＰＢＳ１で反射されて入射する。
【００３０】ＰＢＳ１としては、集光レンズ４４の口径
に合わせて一辺の長さＬが約５０ｍｍの立方体形状のも
の（屈折率ｎが１．５程度のガラスを材料とする直角二
等辺三角形のプリズムを、斜面に偏光分離層１ａを形成
して貼り合わせたもの）が用いられている。ＰＢＳ１・
反射鏡３間の距離ｘは、約１６．５ｍｍに設定されてい
る。
に合わせて一辺の長さＬが約５０ｍｍの立方体形状のも
の（屈折率ｎが１．５程度のガラスを材料とする直角二
等辺三角形のプリズムを、斜面に偏光分離層１ａを形成
して貼り合わせたもの）が用いられている。ＰＢＳ１・
反射鏡３間の距離ｘは、約１６．５ｍｍに設定されてい
る。
【００３１】また、集光レンズ４４・ＰＢＳ１間の距離
とＰＢＳ１・液晶パネル５１間の距離とはそれぞれほぼ
ゼロに設定されており、したがって集光レンズ４４と液
晶パネル５１とは非常に近づけて配置されている。
とＰＢＳ１・液晶パネル５１間の距離とはそれぞれほぼ
ゼロに設定されており、したがって集光レンズ４４と液
晶パネル５１とは非常に近づけて配置されている。
【００３２】この単板透過型液晶プロジェクタでは、集
光レンズ４４から液晶パネル５１までの光路上で、図２
に示したようにＰＢＳ１と反射鏡３との間を光が２回通
過することにより、光路が短く折り畳まれる。そして、
この折り畳まれた部分での光路長（空気換算の光路長）
は、下記の式のように求められる。
光レンズ４４から液晶パネル５１までの光路上で、図２
に示したようにＰＢＳ１と反射鏡３との間を光が２回通
過することにより、光路が短く折り畳まれる。そして、
この折り畳まれた部分での光路長（空気換算の光路長）
は、下記の式のように求められる。
【数１】（Ｌ／ｎ＋ｘ）×２＝（５０／１．５＋１６．
５）×２１００ｍｍ
５）×２１００ｍｍ
【００３３】この１００ｍｍという長さは、口径が約５
０ｍｍでありＦナンバーが２である集光レンズ４４の焦
点距離（すなわち集光レンズ４４と液晶パネル５１との
間に必要な光路長）と等しくなっている。
０ｍｍでありＦナンバーが２である集光レンズ４４の焦
点距離（すなわち集光レンズ４４と液晶パネル５１との
間に必要な光路長）と等しくなっている。
【００３４】このように、この単板透過型液晶プロジェ
クタでは、図７に示した従来の単板透過型液晶プロジェ
クタや、図９のように単に集光レンズ４４・液晶パネル
５１間で光路を９０゜曲げたものとは異なり、集光レン
ズ４４から液晶パネル５１までの光路上で光路が短く折
り畳まれることにより、集光レンズ４４と液晶パネル５
１とを非常に近づけて配置した状態で、集光レンズ４４
と液晶パネル５１との間に必要な光路長が確保されてい
る。これにより、照明光学系１１が小型化（したがって
単板透過型液晶プロジェクタ全体が小型化）される。
クタでは、図７に示した従来の単板透過型液晶プロジェ
クタや、図９のように単に集光レンズ４４・液晶パネル
５１間で光路を９０゜曲げたものとは異なり、集光レン
ズ４４から液晶パネル５１までの光路上で光路が短く折
り畳まれることにより、集光レンズ４４と液晶パネル５
１とを非常に近づけて配置した状態で、集光レンズ４４
と液晶パネル５１との間に必要な光路長が確保されてい
る。これにより、照明光学系１１が小型化（したがって
単板透過型液晶プロジェクタ全体が小型化）される。
【００３５】しかも、液晶パネル５１にはＳ偏光だけが
入射するので、液晶パネル５１の入射側の表面には偏光
板（偏光子）を貼り付ける必要がない。したがって、液
晶パネル５１を構成する光学素子が少なくて済むととも
に、液晶パネル５１の製造作業が簡略化される。
入射するので、液晶パネル５１の入射側の表面には偏光
板（偏光子）を貼り付ける必要がない。したがって、液
晶パネル５１を構成する光学素子が少なくて済むととも
に、液晶パネル５１の製造作業が簡略化される。
【００３６】図１では単板透過型液晶プロジェクタを示
したが、反射型液晶プロジェクタの照明光学系にも本発
明に係る第１の光学装置を適用することができる。図３
はこの第１の光学装置を適用した３板反射型液晶プロジ
ェクタの構成例を示しており、図１や図７と共通する部
分には同一の符号を付している。
したが、反射型液晶プロジェクタの照明光学系にも本発
明に係る第１の光学装置を適用することができる。図３
はこの第１の光学装置を適用した３板反射型液晶プロジ
ェクタの構成例を示しており、図１や図７と共通する部
分には同一の符号を付している。
【００３７】この３板反射型液晶プロジェクタでは、Ｐ
ＢＳ１から出射したＳ偏光が、ＰＢＳ１との間の距離を
ほぼゼロに設定して配置した集光レンズ４６で再び集光
され、ＰＢＳ４７で反射され、色分解合成素子４８，４
９でＲＧＢの光に分離されて、ＴＮ液晶を用いた反射型
の液晶パネル５２，５３，５４に入射する。液晶パネル
５２，５３，５４では、それぞれＲＧＢの映像信号に対
応した印加電圧レベルに応じてこのＳ偏光の偏光軸が回
転する。そして、液晶パネル５２，５３，５４で反射さ
れた光が色分解合成素子４８，４９で合成され、そのう
ちのＰ偏光のみがＰＢＳ４７を透過して投射光学系６１
を経てスクリーン（図示略）に投射される。
ＢＳ１から出射したＳ偏光が、ＰＢＳ１との間の距離を
ほぼゼロに設定して配置した集光レンズ４６で再び集光
され、ＰＢＳ４７で反射され、色分解合成素子４８，４
９でＲＧＢの光に分離されて、ＴＮ液晶を用いた反射型
の液晶パネル５２，５３，５４に入射する。液晶パネル
５２，５３，５４では、それぞれＲＧＢの映像信号に対
応した印加電圧レベルに応じてこのＳ偏光の偏光軸が回
転する。そして、液晶パネル５２，５３，５４で反射さ
れた光が色分解合成素子４８，４９で合成され、そのう
ちのＰ偏光のみがＰＢＳ４７を透過して投射光学系６１
を経てスクリーン（図示略）に投射される。
【００３８】この図２のＰＢＳ１・反射鏡３間の距離
（図１の距離ｘ）は、ＰＢＳ１と反射鏡３との間を２回
通過する光の光路長が、集光レンズ４４と集光レンズ４
６との間に必要な光路長と等しくなるように設定されて
いる。
（図１の距離ｘ）は、ＰＢＳ１と反射鏡３との間を２回
通過する光の光路長が、集光レンズ４４と集光レンズ４
６との間に必要な光路長と等しくなるように設定されて
いる。
【００３９】図３の３板反射型液晶プロジェクタと対比
させて従来の３板反射型液晶プロジェクタを示すと図１
０の通りであり、集光レンズ４４と集光レンズ４６との
間で反射鏡４５によって光路を９０゜曲げているだけな
ので、図９の場合と同様、集光レンズ４４と集光レンズ
４６とをあまり近づけることができない。
させて従来の３板反射型液晶プロジェクタを示すと図１
０の通りであり、集光レンズ４４と集光レンズ４６との
間で反射鏡４５によって光路を９０゜曲げているだけな
ので、図９の場合と同様、集光レンズ４４と集光レンズ
４６とをあまり近づけることができない。
【００４０】これに対し、図３の３板反射型液晶プロジ
ェクタでは、集光レンズ４４から集光レンズ４６までの
光路上で光路が短く折り畳まれることにより、集光レン
ズ４４と集光レンズ４６とを非常に近づけた状態で、集
光レンズ４４と集光レンズ４６との間に必要な光路長が
確保されている。これにより、やはり３板反射型液晶プ
ロジェクタ全体が小型化される。
ェクタでは、集光レンズ４４から集光レンズ４６までの
光路上で光路が短く折り畳まれることにより、集光レン
ズ４４と集光レンズ４６とを非常に近づけた状態で、集
光レンズ４４と集光レンズ４６との間に必要な光路長が
確保されている。これにより、やはり３板反射型液晶プ
ロジェクタ全体が小型化される。
【００４１】次に、図４は、本発明に係る第２の光学装
置の基本的構成例を示しており、図１と共通する部分に
は同一の符号を付している。この光学装置は、光源２１
からの光を所定の対象物２２に照射するものであり、こ
の光源２１と対象物２２との間に、図１に示したＰＢＳ
１，１／４波長板２及び反射鏡３に加えて、ＰＢＳ１で
反射されたＳ偏光を円偏光に変換する１／４波長板４
と、１／４波長板４から出射した円偏光を１／４波長板
４に向けて反射する反射鏡５とが設けられている。ＰＢ
Ｓ１・反射鏡３間の距離とＰＢＳ１・反射鏡５間の距離
とは、互いに等しく設定されている。
置の基本的構成例を示しており、図１と共通する部分に
は同一の符号を付している。この光学装置は、光源２１
からの光を所定の対象物２２に照射するものであり、こ
の光源２１と対象物２２との間に、図１に示したＰＢＳ
１，１／４波長板２及び反射鏡３に加えて、ＰＢＳ１で
反射されたＳ偏光を円偏光に変換する１／４波長板４
と、１／４波長板４から出射した円偏光を１／４波長板
４に向けて反射する反射鏡５とが設けられている。ＰＢ
Ｓ１・反射鏡３間の距離とＰＢＳ１・反射鏡５間の距離
とは、互いに等しく設定されている。
【００４２】対象物２２には、図５Ａに示すように、光
源２１の出射光のうち、ＰＢＳ１を透過したＰ偏光が、
１／４波長板２で円偏光に変換され、反射鏡３で反射さ
れて再び１／４波長板２で変換（今度はＳ偏光に変換）
され、ＰＢＳ１で反射されて照射される。また、対象物
２２には、図５Ｂに示すように、光源２１の出射光のう
ち、ＰＢＳ１で反射されたＳ偏光も、１／４波長板４で
円偏光に変換され、反射鏡５で反射されて再び１／４波
長板４で変換（今度はＰ偏光に変換）され、ＰＢＳ１を
透過して照射される。ＰＢＳ１・反射鏡３間の距離とＰ
ＢＳ１・反射鏡５間の距離が等しいので、光源２１から
対象物２２までのこの２つの照射光の光路長は互いに等
しくなる。
源２１の出射光のうち、ＰＢＳ１を透過したＰ偏光が、
１／４波長板２で円偏光に変換され、反射鏡３で反射さ
れて再び１／４波長板２で変換（今度はＳ偏光に変換）
され、ＰＢＳ１で反射されて照射される。また、対象物
２２には、図５Ｂに示すように、光源２１の出射光のう
ち、ＰＢＳ１で反射されたＳ偏光も、１／４波長板４で
円偏光に変換され、反射鏡５で反射されて再び１／４波
長板４で変換（今度はＰ偏光に変換）され、ＰＢＳ１を
透過して照射される。ＰＢＳ１・反射鏡３間の距離とＰ
ＢＳ１・反射鏡５間の距離が等しいので、光源２１から
対象物２２までのこの２つの照射光の光路長は互いに等
しくなる。
【００４３】この第２の光学装置でも、光源２１から対
象物２２までの光路上で光路が短く折り畳まれることに
より、光源２１と対象物２２とを近づけて配置した状態
で、光源２１と対象物２２との間に必要な光路長を確保
することができるので、光学装置を小型化することがで
きる。
象物２２までの光路上で光路が短く折り畳まれることに
より、光源２１と対象物２２とを近づけて配置した状態
で、光源２１と対象物２２との間に必要な光路長を確保
することができるので、光学装置を小型化することがで
きる。
【００４４】しかも、Ｐ偏光とＳ偏光との両方が対象物
に照射されるので、対象物に照射される光の照度の低下
を招かない。
に照射されるので、対象物に照射される光の照度の低下
を招かない。
【００４５】例えば高分子分散液晶パネル（駆動電圧の
非印加時には白濁になり駆動電圧の印加時には透明にな
る液晶パネル）やテキサス・インスツルメンツ社のＤＭ
Ｄのように旋光性や複屈折性を有しない空間光変調素子
を用いた投射型表示装置の照明光学系に、この第２の光
学装置を図１や図３に示したのと同様にして設けること
により、その投射型表示装置が小型化され、しかも、Ｐ
偏光とＳ偏光との両方が空間光変調素子に入射するの
で、輝度の低下を招かない。
非印加時には白濁になり駆動電圧の印加時には透明にな
る液晶パネル）やテキサス・インスツルメンツ社のＤＭ
Ｄのように旋光性や複屈折性を有しない空間光変調素子
を用いた投射型表示装置の照明光学系に、この第２の光
学装置を図１や図３に示したのと同様にして設けること
により、その投射型表示装置が小型化され、しかも、Ｐ
偏光とＳ偏光との両方が空間光変調素子に入射するの
で、輝度の低下を招かない。
【００４６】また、例えば半導体製造用の露光装置の投
影光学系にこの第２の光学装置を設けることにより、そ
の露光装置が小型化され、しかも、露光パワーの低下を
招かない。
影光学系にこの第２の光学装置を設けることにより、そ
の露光装置が小型化され、しかも、露光パワーの低下を
招かない。
【００４７】図６は、投影光学系にこの第２の光学装置
を設けた縮小投影露光装置の構成例を示しており、図４
と共通する部分には同一の符号を付している。図示しな
い光源（例えば超高圧水銀灯）の出射光がレクチル（小
型マスク）７１を通して縮小レンズ７２に入射し、縮小
レンズ７２の出射光が、図４に示したＰＢＳ１，１／４
波長板２，４，反射鏡３及び５を経て、ステージ７３上
のガラス基板７４に照射される。この縮小投影露光装置
でも、縮小レンズ７２からガラス基板７４までの光路上
で光路が短く折り畳まれることにより、縮小レンズ７２
とステージ７３とを近づけて配置した状態で、縮小レン
ズ７２とガラス基板７４との間に必要な光路長を確保す
ることができるので、縮小投影露光装置を小型化するこ
とができる。
を設けた縮小投影露光装置の構成例を示しており、図４
と共通する部分には同一の符号を付している。図示しな
い光源（例えば超高圧水銀灯）の出射光がレクチル（小
型マスク）７１を通して縮小レンズ７２に入射し、縮小
レンズ７２の出射光が、図４に示したＰＢＳ１，１／４
波長板２，４，反射鏡３及び５を経て、ステージ７３上
のガラス基板７４に照射される。この縮小投影露光装置
でも、縮小レンズ７２からガラス基板７４までの光路上
で光路が短く折り畳まれることにより、縮小レンズ７２
とステージ７３とを近づけて配置した状態で、縮小レン
ズ７２とガラス基板７４との間に必要な光路長を確保す
ることができるので、縮小投影露光装置を小型化するこ
とができる。
【００４８】なお、図１や図３の例では、ＰＢＳ１を透
過したＰ偏光を円偏光に変換する１／４波長板２と、１
／４波長板２から出射した円偏光を１／４波長板２に向
けて反射する反射鏡３とを設けている。しかし、逆に、
ＰＢＳ１で反射されたＳ偏光を円偏光に変換する１／４
波長板と、１／４波長板から出射した円偏光をこの１／
４波長板に向けて反射する反射鏡とを設けることによ
り、ＰＢＳ１で反射されたＳ偏光が、この１／４波長板
で円偏光に変換され、反射鏡で反射されて再びこの１／
４波長板で変換（今度はＰ偏光に変換）され、ＰＢＳ１
を透過して図１の液晶パネル５１や図３の集光レンズ４
６に入射するようにしてもよいことはもちろんである。
過したＰ偏光を円偏光に変換する１／４波長板２と、１
／４波長板２から出射した円偏光を１／４波長板２に向
けて反射する反射鏡３とを設けている。しかし、逆に、
ＰＢＳ１で反射されたＳ偏光を円偏光に変換する１／４
波長板と、１／４波長板から出射した円偏光をこの１／
４波長板に向けて反射する反射鏡とを設けることによ
り、ＰＢＳ１で反射されたＳ偏光が、この１／４波長板
で円偏光に変換され、反射鏡で反射されて再びこの１／
４波長板で変換（今度はＰ偏光に変換）され、ＰＢＳ１
を透過して図１の液晶パネル５１や図３の集光レンズ４
６に入射するようにしてもよいことはもちろんである。
【００４９】また、以上の各例では光源からの光をＰ偏
光とＳ偏光とに分離する光学素子として、Ｐ偏光を透過
させてＳ偏光を反射するＰＢＳを用いているが、Ｓ偏光
を透過させてＰ偏光を反射するＰＢＳを用いてもよいこ
とはもちろんである。あるいはまた、ＰＢＳの代わり
に、Ｐ偏光とＳ偏光とのうちのいずれか一方を反射して
他方を透過する偏光板を用いてもよい。そのような偏光
板としては、例えばスリーエム社製のＨＭＦ（ヒートマ
ネジメントフィルム）がある。
光とＳ偏光とに分離する光学素子として、Ｐ偏光を透過
させてＳ偏光を反射するＰＢＳを用いているが、Ｓ偏光
を透過させてＰ偏光を反射するＰＢＳを用いてもよいこ
とはもちろんである。あるいはまた、ＰＢＳの代わり
に、Ｐ偏光とＳ偏光とのうちのいずれか一方を反射して
他方を透過する偏光板を用いてもよい。そのような偏光
板としては、例えばスリーエム社製のＨＭＦ（ヒートマ
ネジメントフィルム）がある。
【００５０】また、以上の例では、本発明に係る第１の
光学装置を、ＴＮ液晶パネルを用いた液晶プロジェクタ
に適用し、本発明に係る第２の光学装置を、旋光性や複
屈折性を有しない空間光変調素子を用いた投射型表示装
置や、半導体製造用の露光装置に適用している。しか
し、これに限らず第１，２の光学装置ともに、光源から
の光を対象物に照射する適宜の光学装置に適用してよ
い。
光学装置を、ＴＮ液晶パネルを用いた液晶プロジェクタ
に適用し、本発明に係る第２の光学装置を、旋光性や複
屈折性を有しない空間光変調素子を用いた投射型表示装
置や、半導体製造用の露光装置に適用している。しか
し、これに限らず第１，２の光学装置ともに、光源から
の光を対象物に照射する適宜の光学装置に適用してよ
い。
【００５１】また、本発明は、以上の例に限らず、本発
明の要旨を逸脱することなく、その他様々の構成をとり
うることはもちろんである。
明の要旨を逸脱することなく、その他様々の構成をとり
うることはもちろんである。
【００５２】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る第１の光学
装置によれば、光源から対象物までの光路上で光路が短
く折り畳まれることにより、光源と対象物とを近づけて
配置した状態で、光源と対象物との間に必要な光路長を
確保することができるので、光学装置を小型化できると
いう効果が得られる。
装置によれば、光源から対象物までの光路上で光路が短
く折り畳まれることにより、光源と対象物とを近づけて
配置した状態で、光源と対象物との間に必要な光路長を
確保することができるので、光学装置を小型化できると
いう効果が得られる。
【００５３】次に、本発明に係る投射型表示装置（本発
明に係る第１の光学装置を照明光学系に適用したもの）
によれば、集光レンズから空間光変調素子までの光路上
で光路が短く折り畳まれることにより、集光レンズと空
間光変調素子とを近づけて配置した状態で、集光レンズ
と空間光変調素子との間に必要な光路長を確保すること
ができるので、投射型表示装置を小型化できるという効
果が得られる。
明に係る第１の光学装置を照明光学系に適用したもの）
によれば、集光レンズから空間光変調素子までの光路上
で光路が短く折り畳まれることにより、集光レンズと空
間光変調素子とを近づけて配置した状態で、集光レンズ
と空間光変調素子との間に必要な光路長を確保すること
ができるので、投射型表示装置を小型化できるという効
果が得られる。
【００５４】しかも、例えば空間光変調素子が透過型Ｔ
Ｎ液晶パネルのように旋光性や複屈折性を有する透過型
液晶パネルである場合には、偏光分離用光学素子から出
射した一方の直線偏光だけが液晶パネルに入射すること
により、液晶パネルの入射側の表面に偏光板を貼り付け
る必要がなくなるので、液晶パネルを構成する光学素子
が少なくて済むとともに、液晶パネルの製造作業が簡略
化されるという効果が得られる。
Ｎ液晶パネルのように旋光性や複屈折性を有する透過型
液晶パネルである場合には、偏光分離用光学素子から出
射した一方の直線偏光だけが液晶パネルに入射すること
により、液晶パネルの入射側の表面に偏光板を貼り付け
る必要がなくなるので、液晶パネルを構成する光学素子
が少なくて済むとともに、液晶パネルの製造作業が簡略
化されるという効果が得られる。
【００５５】次に、本発明に係る第２の光学装置によれ
ば、第１の光学装置と全く同様に光学装置を小型化でき
るという効果が得られるとともに、互いに振動方向の直
交する２つの直線偏光の両方が対象物に照射されるので
対象物に照射される光の照度の低下を招かないという効
果が得られる。
ば、第１の光学装置と全く同様に光学装置を小型化でき
るという効果が得られるとともに、互いに振動方向の直
交する２つの直線偏光の両方が対象物に照射されるので
対象物に照射される光の照度の低下を招かないという効
果が得られる。
【００５６】次に、本発明に係る投射型表示装置（本発
明に係る第２の光学装置を照明光学系に適用したもの）
によれば、第１の光学装置を照明光学系に適用したもの
と全く同様に、投射型表示装置を小型化できるという効
果が得られる。
明に係る第２の光学装置を照明光学系に適用したもの）
によれば、第１の光学装置を照明光学系に適用したもの
と全く同様に、投射型表示装置を小型化できるという効
果が得られる。
【００５７】しかも、空間光変調素子が旋光性や複屈折
性を有しないものである場合には、互いに振動方向の直
交する２つの直線偏光の両方が空間光変調素子に入射す
るので、輝度の低下を招かないという効果が得られる。
性を有しないものである場合には、互いに振動方向の直
交する２つの直線偏光の両方が空間光変調素子に入射す
るので、輝度の低下を招かないという効果が得られる。
【図１】本発明を適用した単板透過型液晶プロジェクタ
の構成例を示す図である。
の構成例を示す図である。
【図２】図１の液晶パネルへの入射光の光路を示す図で
ある。
ある。
【図３】本発明を適用した３板反射型液晶プロジェクタ
の構成例を示す図である。
の構成例を示す図である。
【図４】本発明に係る光学装置の基本的構成例を示す図
である。
である。
【図５】図４の対象物に照射される光の光路を示す図で
ある。
ある。
【図６】図４の光学装置を適用した露光装置の構成例を
示す図である。
示す図である。
【図７】従来の単板透過型液晶プロジェクタの構成例を
示す図である。
示す図である。
【図８】図７のＭＬＡを示す正面図である。
【図９】図７の集光レンズ・液晶パネル間の光路を９０
゜曲げた例を示す図である。
゜曲げた例を示す図である。
【図１０】従来の３板反射型液晶プロジェクタの構成例
を示す図である。
を示す図である。
１，４７ ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）、 ２，４
１／４波長板、 ３，５，４５ 反射鏡、 １１，４
１ 照明光学系、 ２１，３１ 光源、 ４２，４３
ＭＬＡ（マルチレンズアレイ）、 ４４，４６ 集光レ
ンズ、 ４８，４９ 色分解合成素子、 ５１，５２，
５３，５４ 液晶パネル、 ６１ 投射光学系、 ７１
レクチル、 ７２ 縮小レンズ、 ７３ ステージ、
７４ガラス基板
１／４波長板、 ３，５，４５ 反射鏡、 １１，４
１ 照明光学系、 ２１，３１ 光源、 ４２，４３
ＭＬＡ（マルチレンズアレイ）、 ４４，４６ 集光レ
ンズ、 ４８，４９ 色分解合成素子、 ５１，５２，
５３，５４ 液晶パネル、 ６１ 投射光学系、 ７１
レクチル、 ７２ 縮小レンズ、 ７３ ステージ、
７４ガラス基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５２０ Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５２０ 1/13357 Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｅ Ｇ０３Ｂ 21/00 21/14 Ａ 21/14 Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０ Ｆターム(参考） 2H052 BA02 BA03 BA09 BA14 2H088 EA12 HA17 HA18 HA20 HA21 HA24 HA28 2H091 FA08X FA08Z FA10X FA11X FA11Z FA14Z FA26X FA41Z LA11 MA07 2H099 AA12 BA09 BA17 CA02 CA07 DA09
Claims (4)
- 【請求項１】 光源からの光を所定の対象物に照射する
光学装置において、 前記光源からの光のうち、互いに振動方向の直交する２
つの直線偏光の一方を透過させて他方を反射する偏光分
離用光学素子と、 前記偏光分離用光学素子から出射した前記一方の直線偏
光を略円偏光に変換する移相子と、 前記移相子から出射した前記略円偏光を該移相子に向け
て反射する反射鏡とを備え、前記反射鏡で反射されて前
記移相子を経て前記偏光分離用光学素子から出射した光
が前記対象物に照射されることを特徴とする光学装置。 - 【請求項２】 光源からの光を集光レンズで集光して空
間光変調素子に入射させる照明光学系と、 前記空間光変調素子の出射光をスクリーンに投射させる
投射光学系とを有する投射型表示装置において、 前記集光レンズの出射光中の互いに振動方向の直交する
２つの直線偏光のうちの一方を透過させて他方を反射す
る偏光分離用光学素子と、 前記偏光分離用光学素子から出射した前記一方の直線偏
光を略円偏光に変換する移相子と、 前記移相子から出射した前記略円偏光を該移相子に向け
て反射する反射鏡とを前記照明光学系に備え、前記反射
鏡で反射されて前記移相子を経て前記偏光分離用光学素
子から出射した光が前記空間光変調素子に入射すること
を特徴とする投射型表示装置。 - 【請求項３】 光源からの光を所定の対象物に照射する
光学装置において、 前記光源からの光のうち、互いに振動方向の直交する２
つの直線偏光の一方を透過させて他方を反射する偏光分
離用光学素子と、 前記偏光分離用光学素子から出射した前記一方の直線偏
光を略円偏光に変換する第１の移相子と、 前記第１の移相子から出射した前記略円偏光を該第１の
移相子に向けて反射する第１の反射鏡と、 前記偏光分離用光学素子から出射した前記他方の直線偏
光を略円偏光に変換する第２の移相子と、 前記第２の移相子から出射した前記略円偏光を該第２の
移相子に向けて反射する第２の反射鏡とを備え、前記第
１の反射鏡で反射されて前記第１の移相子を経て前記偏
光分離用光学素子から出射した光と、前記第２の反射鏡
で反射されて前記第２の移相子を経て前記偏光分離用光
学素子から出射した光とが前記対象物に照射されること
を特徴とする光学装置。 - 【請求項４】 光源からの光を集光レンズで集光して空
間光変調素子に入射させる照明光学系と、 前記空間光変調素子の出射光をスクリーンに投射させる
投射光学系とを有する投射型表示装置において、 前記集光レンズの出射光中の互いに振動方向の直交する
２つの直線偏光のうちの一方を透過させて他方を反射す
る偏光分離用光学素子と、 前記偏光分離用光学素子から出射した前記一方の直線偏
光を略円偏光に変換する第１の移相子と、 前記第１の移相子から出射した前記略円偏光を該第１の
移相子に向けて反射する第１の反射鏡と、 前記偏光分離用光学素子から出射した前記他方の直線偏
光を略円偏光に変換する第２の移相子と、 前記第２の移相子から出射した前記略円偏光を該第２の
移相子に向けて反射する第２の反射鏡とを前記照明光学
系に備え、前記第１の反射鏡で反射されて前記第１の移
相子を経て前記偏光分離用光学素子から出射した光と、
前記第２の反射鏡で反射されて前記第２の移相子を経て
前記偏光分離用光学素子から出射した光とが前記空間光
変調素子に入射することを特徴とする投射型表示装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000285643A JP2002090696A (ja) | 2000-09-20 | 2000-09-20 | 光学装置及び投射型表示装置 |
| US09/952,305 US6943850B2 (en) | 2000-09-20 | 2001-09-14 | Optical apparatus and projection type display apparatus for reducing a physical distance between a light source and a display |
| EP01307863A EP1191796B1 (en) | 2000-09-20 | 2001-09-14 | Optical apparatus and projection type display apparatus |
| DE60131125T DE60131125T2 (de) | 2000-09-20 | 2001-09-14 | Optische Vorrichtung und Projektionsanzeigevorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000285643A JP2002090696A (ja) | 2000-09-20 | 2000-09-20 | 光学装置及び投射型表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002090696A true JP2002090696A (ja) | 2002-03-27 |
Family
ID=18769677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000285643A Pending JP2002090696A (ja) | 2000-09-20 | 2000-09-20 | 光学装置及び投射型表示装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6943850B2 (ja) |
| EP (1) | EP1191796B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002090696A (ja) |
| DE (1) | DE60131125T2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006317818A (ja) * | 2005-05-16 | 2006-11-24 | Hitachi Ltd | 投射型映像表示装置 |
| US7178920B2 (en) | 2003-08-14 | 2007-02-20 | Nec Vietechnology, Ltd. | Projection display device |
| JP2007133164A (ja) * | 2005-11-10 | 2007-05-31 | Fujinon Sano Kk | 透過位相板、偏光ビームスプリッタ及び投射型表示装置 |
| JP2007522489A (ja) * | 2003-12-31 | 2007-08-09 | エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド | 投射装置 |
| JP2016188923A (ja) * | 2015-03-30 | 2016-11-04 | ウシオ電機株式会社 | 露光装置及び露光方法 |
| JP2020012986A (ja) * | 2018-07-18 | 2020-01-23 | 日本精機株式会社 | 表示装置 |
| WO2022077976A1 (zh) * | 2020-10-13 | 2022-04-21 | 华为技术有限公司 | 一种照明系统和相关产品 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004101826A (ja) * | 2002-09-09 | 2004-04-02 | Fuji Photo Optical Co Ltd | プロジェクタ用光学系およびこれを用いたプロジェクタ装置 |
| US7379247B2 (en) * | 2005-05-23 | 2008-05-27 | Olympus Imaging Corp. | Image pickup apparatus |
| CN101317465A (zh) * | 2005-12-01 | 2008-12-03 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 具有紧凑光学积分器的彩色投影仪以及用其投影图像的方法 |
| US8087785B2 (en) * | 2008-02-25 | 2012-01-03 | Young Optics Inc. | Projection display apparatus |
| US20090268165A1 (en) * | 2008-04-28 | 2009-10-29 | Himax Display, Inc. | Optical engine |
| US8049889B2 (en) * | 2008-12-11 | 2011-11-01 | Raytheon Company | Switchable imaging polarimeter and method |
| CN109709756A (zh) * | 2017-10-25 | 2019-05-03 | 华为技术有限公司 | 一种投影器、摄像头模组和终端设备 |
| CN108767644A (zh) * | 2018-05-02 | 2018-11-06 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 基于液晶光调制器的退偏测量与补偿装置 |
| CN115079501A (zh) * | 2022-08-23 | 2022-09-20 | 深圳市橙子数字科技有限公司 | 一种投影照明装置 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3508809A (en) * | 1967-12-29 | 1970-04-28 | Rca Corp | High efficiency light polarization system |
| DE2057827A1 (de) * | 1969-11-24 | 1971-06-03 | Vickers Ltd | Optische Anordnung zur Bildfeldebnung |
| US5155623A (en) * | 1988-09-23 | 1992-10-13 | At&T Bell Laboratories | Arrangement for imaging multiple arrays of light beams |
| US5381278A (en) | 1991-05-07 | 1995-01-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Polarization conversion unit, polarization illumination apparatus provided with the unit, and projector provided with the apparatus |
| US5383053A (en) * | 1992-04-07 | 1995-01-17 | Hughes Aircraft Company | Virtual image display having a high efficiency grid beamsplitter |
| US5610765A (en) | 1994-10-17 | 1997-03-11 | The University Of North Carolina At Chapel Hill | Optical path extender for compact imaging display systems |
| DE69534037T2 (de) * | 1994-12-28 | 2005-12-29 | Seiko Epson Corp. | Beleuchtungsvorrichtung mit polarisiertem licht und projektionsanzeigevorrichtung |
| JPH0950000A (ja) | 1995-06-02 | 1997-02-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 偏光方向変換照明装置および投写型画像表示装置 |
| DE19535392A1 (de) * | 1995-09-23 | 1997-03-27 | Zeiss Carl Fa | Radial polarisationsdrehende optische Anordnung und Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage damit |
| JP3110336B2 (ja) * | 1996-10-30 | 2000-11-20 | 日本電気株式会社 | 投射型カラー液晶表示装置 |
| US6259565B1 (en) * | 1996-11-19 | 2001-07-10 | Sony Corporation | Display apparatus |
| US6310713B2 (en) | 1997-04-07 | 2001-10-30 | International Business Machines Corporation | Optical system for miniature personal displays using reflective light valves |
| JPH1184248A (ja) | 1997-09-12 | 1999-03-26 | Nikon Corp | 反射屈折縮小光学系 |
| US6394606B1 (en) | 1998-09-29 | 2002-05-28 | Sony Corporation | Projection-type display device |
| US6563551B1 (en) * | 2000-06-28 | 2003-05-13 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | High contrast polarizing optics for a color electro-optic display device |
| US6669343B2 (en) * | 2001-05-31 | 2003-12-30 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Image display system |
-
2000
- 2000-09-20 JP JP2000285643A patent/JP2002090696A/ja active Pending
-
2001
- 2001-09-14 US US09/952,305 patent/US6943850B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-09-14 DE DE60131125T patent/DE60131125T2/de not_active Expired - Fee Related
- 2001-09-14 EP EP01307863A patent/EP1191796B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7178920B2 (en) | 2003-08-14 | 2007-02-20 | Nec Vietechnology, Ltd. | Projection display device |
| US7303286B2 (en) | 2003-08-14 | 2007-12-04 | Nec Display Solutions, Ltd. | Projection display device |
| JP2007522489A (ja) * | 2003-12-31 | 2007-08-09 | エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド | 投射装置 |
| JP2006317818A (ja) * | 2005-05-16 | 2006-11-24 | Hitachi Ltd | 投射型映像表示装置 |
| JP2007133164A (ja) * | 2005-11-10 | 2007-05-31 | Fujinon Sano Kk | 透過位相板、偏光ビームスプリッタ及び投射型表示装置 |
| JP2016188923A (ja) * | 2015-03-30 | 2016-11-04 | ウシオ電機株式会社 | 露光装置及び露光方法 |
| JP2020012986A (ja) * | 2018-07-18 | 2020-01-23 | 日本精機株式会社 | 表示装置 |
| JP7099112B2 (ja) | 2018-07-18 | 2022-07-12 | 日本精機株式会社 | 表示装置 |
| WO2022077976A1 (zh) * | 2020-10-13 | 2022-04-21 | 华为技术有限公司 | 一种照明系统和相关产品 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20020033903A1 (en) | 2002-03-21 |
| DE60131125T2 (de) | 2008-08-14 |
| DE60131125D1 (de) | 2007-12-13 |
| US6943850B2 (en) | 2005-09-13 |
| EP1191796B1 (en) | 2007-10-31 |
| EP1191796A3 (en) | 2004-11-17 |
| EP1191796A2 (en) | 2002-03-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3635867B2 (ja) | 投射型液晶表示装置 | |
| JP2765471B2 (ja) | 投写型液晶表示装置 | |
| JP2002090696A (ja) | 光学装置及び投射型表示装置 | |
| JP2004020621A (ja) | 反射型映像投射装置と、それを用いた投写型映像ディスプレイ装置、及び、それに用いる光源装置 | |
| JP2004078159A (ja) | 投写型表示装置 | |
| JP2006350291A (ja) | 液晶プロジェクタ | |
| JP2010072138A (ja) | 照明光学系及びこの照明光学系を用いたプロジェクタ装置 | |
| CN100504587C (zh) | 投影机 | |
| JP3639842B2 (ja) | 投射型表示装置 | |
| JPWO2005019929A1 (ja) | プロジェクタ | |
| JP4033137B2 (ja) | 投影型画像表示装置及び光学系 | |
| JP2003195223A (ja) | プリズム、投影装置及び光学部材 | |
| JP3918416B2 (ja) | 投射型表示装置 | |
| JP2004045907A (ja) | 画像表示装置 | |
| JP2012145740A (ja) | プロジェクター | |
| JP3972701B2 (ja) | 光学ユニットおよびそれを用いた投写型映像表示装置 | |
| JP2009139875A (ja) | 投射型液晶表示装置および光学ユニット | |
| JP5277821B2 (ja) | 偏光変換素子、照明光学系及びプロジェクタ装置 | |
| JP4631422B2 (ja) | プロジェクタ | |
| JP2003337375A (ja) | プロジェクタ | |
| JP3687351B2 (ja) | 映像表示装置 | |
| JP2768345B2 (ja) | 液晶プロジェクタ | |
| JP2010072136A (ja) | 照明光学系及びこの照明光学系を用いたプロジェクタ装置 | |
| JP3659000B2 (ja) | 映像表示装置 | |
| JP2003015086A (ja) | 反射型投影装置 |