JPH1166926A - 照明装置および投影光学装置 - Google Patents
照明装置および投影光学装置Info
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- JPH1166926A JPH1166926A JP9226375A JP22637597A JPH1166926A JP H1166926 A JPH1166926 A JP H1166926A JP 9226375 A JP9226375 A JP 9226375A JP 22637597 A JP22637597 A JP 22637597A JP H1166926 A JPH1166926 A JP H1166926A
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 照明効率を低下することなく軽量化およびコ
ストダウンを図ることができる照明装置を提供する。 【解決手段】 偏光分離プリズム５０は、光軸を直角に
曲げる反射面に対して入射面２８ａおよび出射面２８ｂ
が４５°＋αの角度をなす略台形形状のプリズム本体２
８と、プリズム本体２８の反射面に接合された平行平板
１９と、両者２８，１９の接合面１９ａに形成された偏
光分離膜とを有する。角度αは、プリズム本体２８およ
び平行平板１９の屈折率をｎ、第１レンズアレイ２０の
長辺方向に関して最も短い焦点を結ぶ光線のなす角を２
θとしたときに、 ｓｉｎ-1（１／ｎ）＜４５°−ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（α＋
θ）／ｎ）＋α なる関係を満たす。
ストダウンを図ることができる照明装置を提供する。 【解決手段】 偏光分離プリズム５０は、光軸を直角に
曲げる反射面に対して入射面２８ａおよび出射面２８ｂ
が４５°＋αの角度をなす略台形形状のプリズム本体２
８と、プリズム本体２８の反射面に接合された平行平板
１９と、両者２８，１９の接合面１９ａに形成された偏
光分離膜とを有する。角度αは、プリズム本体２８およ
び平行平板１９の屈折率をｎ、第１レンズアレイ２０の
長辺方向に関して最も短い焦点を結ぶ光線のなす角を２
θとしたときに、 ｓｉｎ-1（１／ｎ）＜４５°−ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（α＋
θ）／ｎ）＋α なる関係を満たす。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、照明装置および投
影光学装置に関する。
影光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、液晶プロジェクタ用照明光学装置
の光学系として、たとえば図１の構成図に示したような
ものがある。この光学系は、ランダムな偏光光束を直線
偏光に変換することで、高効率かつ均一性の高い照明が
得られるようになっている。
の光学系として、たとえば図１の構成図に示したような
ものがある。この光学系は、ランダムな偏光光束を直線
偏光に変換することで、高効率かつ均一性の高い照明が
得られるようになっている。
【０００３】すなわち、この光学系では、メタルハライ
ドランプ１２から発せられた光は、放物面鏡１４によっ
て反射され、ＵＶ-ＩＲカットフィルタ１６によって照
明光として不必要かつ有害な紫外線と近赤外線をカット
された後、第１レンズアレイ２０に入射する。第１レン
ズアレイ２０は、液晶パネル３０と略相似形で第２レン
ズアレイ２２近傍に焦点を結ぶ複数のレンズセル２０ａ
が光軸に垂直な面に並列的に並んだ略板状のレンズであ
る。第１レンズアレイ２０を透過した光束は、収束しな
がら、偏光分離プリズム４０に入射する。偏光分離プリ
ズム４０は、直角プリズム１８の直角に対向する面に平
行平板１９が接合され、両者の接合面１９ａに偏光分離
膜が形成されてなる。偏光分離プリズム４０に入射した
光束は、Ｓ偏光とＰ偏光とに分けられて、偏光分離プリ
ズム４０から出射する。すなわち、Ｓ偏光は、接合面１
９ａの偏光分離膜によって反射されて偏光分離プリズム
４０から出射し、第２レンズアレイ２２近傍に焦点を結
ぶ。一方、Ｐ偏光は、接合面１９ａの偏光分離膜を透過
し、平行平板１９の裏面１９ｂで全反射し、再び接合面
１９ａの偏光分離膜を透過した後に偏光分離プリズム４
０から出射し、第２レンズアレイ２２近傍に焦点を結
ぶ。平行平板１９は、Ｐ偏光とＳ偏光とを第１レンズア
レイ２０のレンズセル２０ａの横幅の１／２だけ平行に
シフトさせる。第２レンズアレイ２２は、レンズセル２
２ａが光軸に垂直な面に並列的に並んだ略板状のレンズ
である。各レンズセル２２ａの横方向の大きさは第１レ
ンズセル２０のレンズセル２０ａの１／２であり、レン
ズセル２２ａは、横方向には第１レンズアレイ２０のレ
ンズセル２０ａの２倍の個数が並んでいる。各レンズセ
ル２２ａは、それぞれ、第１レンズアレイ２０の対応す
るレンズセル２０ａを液晶パネル３０上に結像するよう
なパワーを持っている。第２レンズアレイ２２には、１
列おきに１／２波長板２３が接合されており、偏光分離
プリズム４０から出射したＰ偏光がＳ偏光に変換される
ようになっている。したがって、第２レンズアレイ２２
を透過した光は、すべてＳ偏光となり、液晶パネル３０
を照明する。フィールドレンズ２４は、第２レンズアレ
イ２２近傍にできた２次光源像を不図示の投影レンズの
瞳に効率よく入射させる。以上のように、図１の光学系
は、偏光変換光学系とオプティカルインテグレータとが
一体化されたものであり、高効率で均一性の高い照明が
得られる。
ドランプ１２から発せられた光は、放物面鏡１４によっ
て反射され、ＵＶ-ＩＲカットフィルタ１６によって照
明光として不必要かつ有害な紫外線と近赤外線をカット
された後、第１レンズアレイ２０に入射する。第１レン
ズアレイ２０は、液晶パネル３０と略相似形で第２レン
ズアレイ２２近傍に焦点を結ぶ複数のレンズセル２０ａ
が光軸に垂直な面に並列的に並んだ略板状のレンズであ
る。第１レンズアレイ２０を透過した光束は、収束しな
がら、偏光分離プリズム４０に入射する。偏光分離プリ
ズム４０は、直角プリズム１８の直角に対向する面に平
行平板１９が接合され、両者の接合面１９ａに偏光分離
膜が形成されてなる。偏光分離プリズム４０に入射した
光束は、Ｓ偏光とＰ偏光とに分けられて、偏光分離プリ
ズム４０から出射する。すなわち、Ｓ偏光は、接合面１
９ａの偏光分離膜によって反射されて偏光分離プリズム
４０から出射し、第２レンズアレイ２２近傍に焦点を結
ぶ。一方、Ｐ偏光は、接合面１９ａの偏光分離膜を透過
し、平行平板１９の裏面１９ｂで全反射し、再び接合面
１９ａの偏光分離膜を透過した後に偏光分離プリズム４
０から出射し、第２レンズアレイ２２近傍に焦点を結
ぶ。平行平板１９は、Ｐ偏光とＳ偏光とを第１レンズア
レイ２０のレンズセル２０ａの横幅の１／２だけ平行に
シフトさせる。第２レンズアレイ２２は、レンズセル２
２ａが光軸に垂直な面に並列的に並んだ略板状のレンズ
である。各レンズセル２２ａの横方向の大きさは第１レ
ンズセル２０のレンズセル２０ａの１／２であり、レン
ズセル２２ａは、横方向には第１レンズアレイ２０のレ
ンズセル２０ａの２倍の個数が並んでいる。各レンズセ
ル２２ａは、それぞれ、第１レンズアレイ２０の対応す
るレンズセル２０ａを液晶パネル３０上に結像するよう
なパワーを持っている。第２レンズアレイ２２には、１
列おきに１／２波長板２３が接合されており、偏光分離
プリズム４０から出射したＰ偏光がＳ偏光に変換される
ようになっている。したがって、第２レンズアレイ２２
を透過した光は、すべてＳ偏光となり、液晶パネル３０
を照明する。フィールドレンズ２４は、第２レンズアレ
イ２２近傍にできた２次光源像を不図示の投影レンズの
瞳に効率よく入射させる。以上のように、図１の光学系
は、偏光変換光学系とオプティカルインテグレータとが
一体化されたものであり、高効率で均一性の高い照明が
得られる。
【０００４】しかし、偏光変換のための偏光分離プリズ
ム４０、すなわち直角プリズム１８および平行平板１９
には、ＳＦ６等の重くて高価な光学ガラスが用いられて
いるため、重量増とコスト高が問題となる。これを解決
するには、直角プリズム１８と平行平板１９とをより安
くて軽量な光学ガラス、たとえばＢＫ７に変更すること
が考えられる。ところが、ＢＫ７は屈折率が低いため、
図２（Ａ）に示すように、Ｐ偏光１９ｓ，１９ｔのうち
斜線で示した一部１９ｔが平行平板１９の裏面１９ｂで
全反射せずに平行平板１９を透過してしまい、図２
（Ｂ）に示すように、液晶パネル３０のパネル面３０
ｓ，３０ｔのうち斜線で示した一部の領域３０ｔが照明
されなくなる。これを防ぐために、平行平板１９の裏面
１９ｂに、アルミニウムや銀などの反射膜を形成し、Ｐ
偏光１９ｔを反射させればよいが、Ｐ偏光１９ｔの反射
率が１００％でないことや、反射膜形成のためにコスト
がアップするという問題がある。また、偏光分離プリズ
ム４０を傾けて全反射するようにしても、光軸が直角と
ならないため光学設計や製造が複雑になり好ましくな
い。
ム４０、すなわち直角プリズム１８および平行平板１９
には、ＳＦ６等の重くて高価な光学ガラスが用いられて
いるため、重量増とコスト高が問題となる。これを解決
するには、直角プリズム１８と平行平板１９とをより安
くて軽量な光学ガラス、たとえばＢＫ７に変更すること
が考えられる。ところが、ＢＫ７は屈折率が低いため、
図２（Ａ）に示すように、Ｐ偏光１９ｓ，１９ｔのうち
斜線で示した一部１９ｔが平行平板１９の裏面１９ｂで
全反射せずに平行平板１９を透過してしまい、図２
（Ｂ）に示すように、液晶パネル３０のパネル面３０
ｓ，３０ｔのうち斜線で示した一部の領域３０ｔが照明
されなくなる。これを防ぐために、平行平板１９の裏面
１９ｂに、アルミニウムや銀などの反射膜を形成し、Ｐ
偏光１９ｔを反射させればよいが、Ｐ偏光１９ｔの反射
率が１００％でないことや、反射膜形成のためにコスト
がアップするという問題がある。また、偏光分離プリズ
ム４０を傾けて全反射するようにしても、光軸が直角と
ならないため光学設計や製造が複雑になり好ましくな
い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
解決すべき技術的課題は、照明効率を低下することなく
軽量化およびコストダウンを図ることができる照明装置
を提供することである。
解決すべき技術的課題は、照明効率を低下することなく
軽量化およびコストダウンを図ることができる照明装置
を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用・効果】上記の
技術的課題を解決するため、本発明は、以下の構成の照
明装置を提供する。
技術的課題を解決するため、本発明は、以下の構成の照
明装置を提供する。
【０００７】照明装置は、光源と、この光源からの放射
光を照明対象側に反射するリフレクターと、該リフレク
ターより照明対象側において光軸に垂直な同一平面上に
複数の矩形レンズが列をなして並べられた第１レンズア
レイと、この第１レンズアレイより照明対象側に配置さ
れた偏光分離プリズムであって、光軸に対して４５度に
配置された反射面を有するプリズム本体と、このプリズ
ム本体の上記反射面に接合された平行平板と、この接合
面に形成された偏光分離膜とを有し、上記第１レンズア
レイからの入射光を一方が他方に対して上記第１レンズ
アレイの上記レンズセルの横幅の１／２だけ平行にシフ
トした２方向の偏光に分離し、かつ光軸を直角に曲げて
出射する偏光分離プリズムと、この偏光分離プリズムよ
り照明対象側において光軸に垂直な同一平面上に複数の
矩形レンズが列をなして並べられこの矩形レンズの横方
向の列の数が上記第１レンズアレイの上記矩形レンズの
横方向の列の数の２倍である第２レンズアレイと、この
第２レンズアレイの上記矩形レンズに横方向に一つおき
に隣接して配置され上記偏光分離プリズムによって分離
された偏光のうち一方の偏光を回転させ他方の偏光と偏
光方向を揃える１／２波長板とが、光軸に沿ってそれぞ
れ配置されたタイプのものである。上記偏光分離プリズ
ムの上記プリズム本体は、その入射面および出射面がそ
の上記反射面に対して４５°より大きい角度をなす略台
形形状である。
光を照明対象側に反射するリフレクターと、該リフレク
ターより照明対象側において光軸に垂直な同一平面上に
複数の矩形レンズが列をなして並べられた第１レンズア
レイと、この第１レンズアレイより照明対象側に配置さ
れた偏光分離プリズムであって、光軸に対して４５度に
配置された反射面を有するプリズム本体と、このプリズ
ム本体の上記反射面に接合された平行平板と、この接合
面に形成された偏光分離膜とを有し、上記第１レンズア
レイからの入射光を一方が他方に対して上記第１レンズ
アレイの上記レンズセルの横幅の１／２だけ平行にシフ
トした２方向の偏光に分離し、かつ光軸を直角に曲げて
出射する偏光分離プリズムと、この偏光分離プリズムよ
り照明対象側において光軸に垂直な同一平面上に複数の
矩形レンズが列をなして並べられこの矩形レンズの横方
向の列の数が上記第１レンズアレイの上記矩形レンズの
横方向の列の数の２倍である第２レンズアレイと、この
第２レンズアレイの上記矩形レンズに横方向に一つおき
に隣接して配置され上記偏光分離プリズムによって分離
された偏光のうち一方の偏光を回転させ他方の偏光と偏
光方向を揃える１／２波長板とが、光軸に沿ってそれぞ
れ配置されたタイプのものである。上記偏光分離プリズ
ムの上記プリズム本体は、その入射面および出射面がそ
の上記反射面に対して４５°より大きい角度をなす略台
形形状である。
【０００８】上記構成において、第１レンズアレイから
の光束は、偏光分離プリズムのプリズム本体の反射面お
よび平行平板の裏面（プリズム本体の反射面との接合面
に平行な外側の面）に対して略４５度の角度で、プリズ
ム本体の入射面に入射する。入射面は反射面に対して４
５°より大きい角度をなし、入射面は入射側の光軸に対
して傾いているので、入射面で屈折した光束は、従来の
ように直角プリズムの直角をはさむ面に入射する場合に
比べ、プリズム本体の反射面に対してより斜めに傾き、
したがって、平行平板の裏面に対する入射角もより大き
くなる。このように入射角を大きくすることによって、
プリズムおよび平行平板の屈折率が小さくなり臨界角が
大きくなっても、平行平板の裏面で全反射状態となるよ
うにすることが可能である。
の光束は、偏光分離プリズムのプリズム本体の反射面お
よび平行平板の裏面（プリズム本体の反射面との接合面
に平行な外側の面）に対して略４５度の角度で、プリズ
ム本体の入射面に入射する。入射面は反射面に対して４
５°より大きい角度をなし、入射面は入射側の光軸に対
して傾いているので、入射面で屈折した光束は、従来の
ように直角プリズムの直角をはさむ面に入射する場合に
比べ、プリズム本体の反射面に対してより斜めに傾き、
したがって、平行平板の裏面に対する入射角もより大き
くなる。このように入射角を大きくすることによって、
プリズムおよび平行平板の屈折率が小さくなり臨界角が
大きくなっても、平行平板の裏面で全反射状態となるよ
うにすることが可能である。
【０００９】したがって、照明効率を低下することなく
軽量化およびコストダウンを図ることができる。
軽量化およびコストダウンを図ることができる。
【００１０】好ましくは、上記偏光プリズムの上記プリ
ズム本体および平行平板は同じ屈折率ｎであり、上記偏
光プリズムの上記プリズム本体の上記入射面および出射
面は、ともに上記反射面に対して４５°＋αの角度をな
す。上記各くさび部のくさび角αは、上記第１レンズア
レイの長辺方向に関して最も短い焦点を結ぶ光線のなす
角を２θとしたときに、 ｓｉｎ-1（１／ｎ）＜４５°−ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（α＋
θ）／ｎ）＋α なる関係を満たす。
ズム本体および平行平板は同じ屈折率ｎであり、上記偏
光プリズムの上記プリズム本体の上記入射面および出射
面は、ともに上記反射面に対して４５°＋αの角度をな
す。上記各くさび部のくさび角αは、上記第１レンズア
レイの長辺方向に関して最も短い焦点を結ぶ光線のなす
角を２θとしたときに、 ｓｉｎ-1（１／ｎ）＜４５°−ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（α＋
θ）／ｎ）＋α なる関係を満たす。
【００１１】上記構成によれば、偏光分離プリズムは、
プリズム本体および平行平板に同じ材料を用いて対称形
状に構成することができるので、製造が簡単になる。ま
た、上記の条件式を満たすとき、平行平板で全反射状態
となる。上記の条件式を、偏光プリズムの拡大図である
図４を用いて、以下、説明する。第１レンズアレイ２０
からの光束は、光軸に対して±θの角度範囲内となるの
で、偏光分離プリズム５０のプリズム本体２８の入射面
２８ａでの入射角は、図においてＳ点を通るとき最も大
きくなる。この最も大きい入射角ｉは、プリズム本体２
８の入射面２８ａが入射側の光軸に対して角度αだけ傾
いていることから、 ｉ＝α＋θ （１） となる。これに対する屈折角ｉ’は、プリズム本体２８
の屈折率ｎと入射角ｉとの間で、 ｓｉｎ（ｉ）＝ｎ・ｓｉｎ（ｉ’） （２） という関係がある。式（１）および（２）から、 ｉ’＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（α＋θ ）／ｎ） （３） である。また、平行平板１９がプリズム本体２８と同じ
屈折率ｎであるので、平行平板１９の裏面１９ｂに対す
る入射角φは、 ｓｉｎ-1（１／ｎ）＜φ （４） なる関係を満たすとき、平行平板１９の裏面１９ｂにお
いて全反射状態となる。ここで、三角形ＰＳＴに着目す
ると、 ∠ＳＰＴ＝４５°＋α （５） ∠ＰＳＴ＝９０°−ｉ’ （６） ∠ＳＴＰ＝９０°−φ （７） ∠ＳＰＴ＋∠ＰＳＴ＋∠ＳＴＰ＝１８０° （８） であるので、式（５）〜（８）から、 φ＝４５° −ｉ’＋α （９） である。したがって、式（３）、（４）および（９）か
ら、 ｓｉｎ-1（１／ｎ）＜４５°−ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（α＋θ）／ｎ）＋α （１０） を満たすとき、平行平板１９の裏面１９ｂで全反射状態
となる。
プリズム本体および平行平板に同じ材料を用いて対称形
状に構成することができるので、製造が簡単になる。ま
た、上記の条件式を満たすとき、平行平板で全反射状態
となる。上記の条件式を、偏光プリズムの拡大図である
図４を用いて、以下、説明する。第１レンズアレイ２０
からの光束は、光軸に対して±θの角度範囲内となるの
で、偏光分離プリズム５０のプリズム本体２８の入射面
２８ａでの入射角は、図においてＳ点を通るとき最も大
きくなる。この最も大きい入射角ｉは、プリズム本体２
８の入射面２８ａが入射側の光軸に対して角度αだけ傾
いていることから、 ｉ＝α＋θ （１） となる。これに対する屈折角ｉ’は、プリズム本体２８
の屈折率ｎと入射角ｉとの間で、 ｓｉｎ（ｉ）＝ｎ・ｓｉｎ（ｉ’） （２） という関係がある。式（１）および（２）から、 ｉ’＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（α＋θ ）／ｎ） （３） である。また、平行平板１９がプリズム本体２８と同じ
屈折率ｎであるので、平行平板１９の裏面１９ｂに対す
る入射角φは、 ｓｉｎ-1（１／ｎ）＜φ （４） なる関係を満たすとき、平行平板１９の裏面１９ｂにお
いて全反射状態となる。ここで、三角形ＰＳＴに着目す
ると、 ∠ＳＰＴ＝４５°＋α （５） ∠ＰＳＴ＝９０°−ｉ’ （６） ∠ＳＴＰ＝９０°−φ （７） ∠ＳＰＴ＋∠ＰＳＴ＋∠ＳＴＰ＝１８０° （８） であるので、式（５）〜（８）から、 φ＝４５° −ｉ’＋α （９） である。したがって、式（３）、（４）および（９）か
ら、 ｓｉｎ-1（１／ｎ）＜４５°−ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（α＋θ）／ｎ）＋α （１０） を満たすとき、平行平板１９の裏面１９ｂで全反射状態
となる。
【００１２】上記構成の照明装置による照明は直線偏光
なので、透過型の液晶パネルを備えた投影光学装置に特
に好適である。
なので、透過型の液晶パネルを備えた投影光学装置に特
に好適である。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に、図３および図４に示した
本発明の一実施形態に係る液晶プロジェクタ用照明装置
１０について詳細に説明する。図３は、液晶プロジェク
タ用照明装置１０の光学系の構成図であり、図４は、液
晶プロジェクタ用照明装置１０の偏光分離プリズム５０
の拡大図である。
本発明の一実施形態に係る液晶プロジェクタ用照明装置
１０について詳細に説明する。図３は、液晶プロジェク
タ用照明装置１０の光学系の構成図であり、図４は、液
晶プロジェクタ用照明装置１０の偏光分離プリズム５０
の拡大図である。
【００１４】図３に示すように、この液晶プロジェクタ
用照明装置１０の基本構成は、図１の従来例の液晶プロ
ジェクタ用照明装置１と同じである。図１の装置１と同
じ構成の部分には同じ符号を用いることとし、説明を省
略する。図１の装置１と構成が相違するのは、偏光分離
プリズム５０である。
用照明装置１０の基本構成は、図１の従来例の液晶プロ
ジェクタ用照明装置１と同じである。図１の装置１と同
じ構成の部分には同じ符号を用いることとし、説明を省
略する。図１の装置１と構成が相違するのは、偏光分離
プリズム５０である。
【００１５】すなわち、従来の装置１では偏光分離プリ
ズム４０に直角プリズム１８を用いたのに対し、この装
置１０では偏光分離プリズム５０に台形プリズム２８を
用いている。図３および図４に示すように、台形プリズ
ムの入射面２８ａおよび出射面２８ｂは、台形プリズム
２８の反射面すなわち平行平板１９との接合面１９ａに
対して、ともに４５°＋αの角度をなしている。換言す
れば、台形プリズム２８は、直角プリズム１８’の直角
を挟む２つの面に、平行平板１９との接合面１９ａ側が
頂点となるように角度αのくさび部２７ａ，２７ｂがそ
れぞれ付加されて一体的に形成されてなる。
ズム４０に直角プリズム１８を用いたのに対し、この装
置１０では偏光分離プリズム５０に台形プリズム２８を
用いている。図３および図４に示すように、台形プリズ
ムの入射面２８ａおよび出射面２８ｂは、台形プリズム
２８の反射面すなわち平行平板１９との接合面１９ａに
対して、ともに４５°＋αの角度をなしている。換言す
れば、台形プリズム２８は、直角プリズム１８’の直角
を挟む２つの面に、平行平板１９との接合面１９ａ側が
頂点となるように角度αのくさび部２７ａ，２７ｂがそ
れぞれ付加されて一体的に形成されてなる。
【００１６】入射面２８ａに入射した光束は、直角プリ
ズム１８の場合に比べて、平行平板１９の裏面１９ｂに
対してより斜めから入射するようになっている。偏光分
離プリズム５０の台形プリズム２８と平行平板１９に
は、従来の偏光分離プリズム４０の光学ガラスより屈折
率の低い光学ガラス、具体的にはＢＫ７を用いる。この
光学ガラスの屈折率をｎとする。メタルハライドランプ
１２は、厳密には点光源でないこと等により、第１レン
ズアレイ２０のレンズセル２０ａを透過した光束が焦点
を結ぶ位置は光軸方向に一定範囲内となる。そこで、第
１レンズアレイ２０の長辺方向に関して最も短い焦点を
結ぶ光線のなす角を２θとする。台形プリズム２８の形
状を決定する角度αは、上記ｎ、θを用いて表された前
述の式（１０）を満たす値であり、平行平板１９の接合
面１９ａに形成した偏光分離膜を透過したＰ偏光が平行
平板１９の裏面１９ｂで全反射するようになっている。
ズム１８の場合に比べて、平行平板１９の裏面１９ｂに
対してより斜めから入射するようになっている。偏光分
離プリズム５０の台形プリズム２８と平行平板１９に
は、従来の偏光分離プリズム４０の光学ガラスより屈折
率の低い光学ガラス、具体的にはＢＫ７を用いる。この
光学ガラスの屈折率をｎとする。メタルハライドランプ
１２は、厳密には点光源でないこと等により、第１レン
ズアレイ２０のレンズセル２０ａを透過した光束が焦点
を結ぶ位置は光軸方向に一定範囲内となる。そこで、第
１レンズアレイ２０の長辺方向に関して最も短い焦点を
結ぶ光線のなす角を２θとする。台形プリズム２８の形
状を決定する角度αは、上記ｎ、θを用いて表された前
述の式（１０）を満たす値であり、平行平板１９の接合
面１９ａに形成した偏光分離膜を透過したＰ偏光が平行
平板１９の裏面１９ｂで全反射するようになっている。
【００１７】次に、上記のように構成した偏光分離プリ
ズム５０の一実施例を説明する。１．３インチの液晶パ
ネル３０について、従来例の照明装置１では、偏光分離
プリズム４０の直角プリズム１８は、斜辺５２．３ｍ
ｍ、高さ６０ｍｍ、材質ＳＦ６（比重５．２１）、重量
約２１５ｇであった。これに対し、偏光分離プリズム５
０に光学ガラスとしてＢＫ７（比重２．５１）を用い、
台形プリズム２８についての角度α＝１０°のとき、台
形プリズム２８の重量は約１６０ｇとなり、５５ｇの軽
量化が図れた。また材料自体の単価はＢＫ７が一般的に
は最も安いので、コストダウンも図れた。
ズム５０の一実施例を説明する。１．３インチの液晶パ
ネル３０について、従来例の照明装置１では、偏光分離
プリズム４０の直角プリズム１８は、斜辺５２．３ｍ
ｍ、高さ６０ｍｍ、材質ＳＦ６（比重５．２１）、重量
約２１５ｇであった。これに対し、偏光分離プリズム５
０に光学ガラスとしてＢＫ７（比重２．５１）を用い、
台形プリズム２８についての角度α＝１０°のとき、台
形プリズム２８の重量は約１６０ｇとなり、５５ｇの軽
量化が図れた。また材料自体の単価はＢＫ７が一般的に
は最も安いので、コストダウンも図れた。
【００１８】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではなく、その他種々の態様で実施可能である。
たとえば、偏光分離プリズム５０のプリズム本体２８お
よび平行平板１９にはＢＫ７以外の任意の材料を用いる
ことができる。また、プリズム本体２８および平行平板
１９にそれぞれ屈折率が異なる別個の材料を用いること
も可能である。
るものではなく、その他種々の態様で実施可能である。
たとえば、偏光分離プリズム５０のプリズム本体２８お
よび平行平板１９にはＢＫ７以外の任意の材料を用いる
ことができる。また、プリズム本体２８および平行平板
１９にそれぞれ屈折率が異なる別個の材料を用いること
も可能である。
【図１】 従来例の液晶プロジェクタ用照明装置の構成
図である。
図である。
【図２】 図１の要部拡大図および説明図である。
【図３】 本発明の一実施形態に係る液晶プロジェクタ
用照明装置の構成図である。
用照明装置の構成図である。
【図４】 図３の要部拡大図である。
１０ 液晶プロジェクタ １２ メタルハライドランプ １４ リフレクター １６ ＵＶ-ＩＲカットフィルター １８’ 直角プリズム １９ 平行平板 １９ａ 接合面 １９ｂ 裏面 ２０ 第１レンズアレイ ２０ａ レンズセル ２２ 第２レンズアレイ２２ａ レンズセル ２３ １／２波長板 ２４ フィールドレンズ ２７ａ，２７ｂ くさび部 ３０ 液晶パネル ５０ 偏光分離プリズム ｉ 入射角 ｉ’ 出射角 α 角度 φ 入射角 ２θ 最も短い焦点を結ぶ光線のなす角
Claims (3)
- 【請求項１】 光源と、該光源からの放射光を照明対象
側に反射するリフレクターと、該リフレクターより照明
対象側において光軸に垂直な同一平面上に複数の矩形レ
ンズが列をなして並べられた第１レンズアレイと、該第
１レンズアレイより照明対象側に配置された偏光分離プ
リズムであって、光軸に対して４５度に配置された反射
面を有するプリズム本体と、該プリズム本体の上記反射
面に接合された平行平板と、該接合面に形成された偏光
分離膜とを有し、上記第１レンズアレイからの入射光を
一方が他方に対して上記第１レンズアレイの上記レンズ
セルの横幅の１／２だけ平行にシフトした２方向の偏光
に分離し、かつ光軸を直角に曲げて出射する偏光分離プ
リズムと、該偏光分離プリズムより照明対象側において
光軸に垂直な同一平面上に複数の矩形レンズが列をなし
て並べられ該矩形レンズの横方向の列の数が上記第１レ
ンズアレイの上記矩形レンズの横方向の列の数の２倍で
ある第２レンズアレイと、該第２レンズアレイの上記矩
形レンズに横方向に一つおきに隣接して配置され上記偏
光分離プリズムによって分離された偏光のうち一方の偏
光を回転させ他方の偏光と偏光方向を揃える１／２波長
板とが、光軸に沿ってそれぞれ配置された照明装置にお
いて、 上記偏光分離プリズムの上記プリズム本体は、その入射
面および出射面がその上記反射面に対して４５°より大
きい角度をなす略台形形状であることを特徴とする、照
明装置。 - 【請求項２】 上記偏光プリズムの上記プリズム本体お
よび平行平板は同じ屈折率ｎであり、上記偏光プリズム
の上記プリズム本体の上記入射面および出射面は、とも
に上記反射面に対して４５°＋αの角度をなし、 上記各くさび部のくさび角αは、上記第１レンズアレイ
の長辺方向に関して最も短い焦点を結ぶ光線のなす角を
２θとしたときに、 ｓｉｎ-1（１／ｎ）＜４５°−ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（α＋
θ）／ｎ）＋α なる関係を満たすことを特徴とする、請求項１記載の照
明装置。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の照明装置により照
明される透過型の液晶パネルを備えたことを特徴とす
る、投影光学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9226375A JPH1166926A (ja) | 1997-08-22 | 1997-08-22 | 照明装置および投影光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9226375A JPH1166926A (ja) | 1997-08-22 | 1997-08-22 | 照明装置および投影光学装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1166926A true JPH1166926A (ja) | 1999-03-09 |
Family
ID=16844154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9226375A Pending JPH1166926A (ja) | 1997-08-22 | 1997-08-22 | 照明装置および投影光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1166926A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7125144B2 (en) | 2002-10-11 | 2006-10-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Illumination device and illumination method |
| CN100449334C (zh) * | 2006-08-14 | 2009-01-07 | 上海飞锐光电科技有限公司 | 三色光等腰梯形合色组合棱镜 |
| CN111152417A (zh) * | 2020-03-02 | 2020-05-15 | 滁州职业技术学院 | 一种汽车发动机气缸盖罩注塑模具 |
-
1997
- 1997-08-22 JP JP9226375A patent/JPH1166926A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7125144B2 (en) | 2002-10-11 | 2006-10-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Illumination device and illumination method |
| CN100449334C (zh) * | 2006-08-14 | 2009-01-07 | 上海飞锐光电科技有限公司 | 三色光等腰梯形合色组合棱镜 |
| CN111152417A (zh) * | 2020-03-02 | 2020-05-15 | 滁州职业技术学院 | 一种汽车发动机气缸盖罩注塑模具 |
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