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JP2011090025A - Projector - Google Patents

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JP2011090025A
JP2011090025A JP2009241126A JP2009241126A JP2011090025A JP 2011090025 A JP2011090025 A JP 2011090025A JP 2009241126 A JP2009241126 A JP 2009241126A JP 2009241126 A JP2009241126 A JP 2009241126A JP 2011090025 A JP2011090025 A JP 2011090025A
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JP
Japan
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polarizing element
light
liquid crystal
axis
polarizing
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2009241126A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Endo
隆史 遠藤
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.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson 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 Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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Publication of JP2011090025A publication Critical patent/JP2011090025A/en
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Abstract

【課題】加熱の少ない偏光素子を用いつつ斜め入射光束の漏れを低減して高コントラストを実現することができるプロジェクターを提供すること。
【解決手段】第1偏光素子62bが、反射光を用いる反射型偏光素子であり、入射面に対し偏光の反射軸RXが略垂直になるように配置されており、第2偏光素子63bが、透過光を用いる偏光素子であり、偏光の透過軸TXが反射軸RXに垂直な方向に延びるように配置されているので、結果的に、第1偏光素子62bの光学軸OA1と、第2偏光素子63bの光学軸OA2とを平行に配置することができる。つまり、システム光軸SAに沿った中心光束と斜め入射光束とに対して、第1偏光素子62bの光学軸OA1と、第2偏光素子63bの光学軸OA2との見かけ上の角度関係を保持することができるので、斜め入射光束の漏れを低減して高コントラストを実現することができる。
【選択図】図2
A projector capable of realizing high contrast by reducing leakage of obliquely incident light beams while using a polarizing element with little heating.
A first polarizing element 62b is a reflective polarizing element that uses reflected light, and is disposed so that a reflection axis RX of polarized light is substantially perpendicular to an incident surface, and a second polarizing element 63b is Since it is a polarizing element using transmitted light and is disposed so that the transmission axis TX of polarized light extends in a direction perpendicular to the reflection axis RX, as a result, the optical axis OA1 of the first polarizing element 62b and the second polarization The optical axis OA2 of the element 63b can be arranged in parallel. That is, the apparent angular relationship between the optical axis OA1 of the first polarizing element 62b and the optical axis OA2 of the second polarizing element 63b is maintained with respect to the central light beam and the obliquely incident light beam along the system optical axis SA. Therefore, it is possible to reduce the leakage of the obliquely incident light beam and realize high contrast.
.The

Description

本発明は、光変調装置によって変調された光束を画像として投射するプロジェクターに関する。   The present invention relates to a projector that projects a light beam modulated by a light modulation device as an image.

プロジェクターとして、透過型液晶アレイ等である透過型アレイの光入射側に通常の偏光板を配置するとともに、透過型アレイの光射出側にワイヤグリッド型偏光分離素子を配置することによって、変調光を取り出すものが存在する(特許文献1参照)。   As a projector, an ordinary polarizing plate is disposed on the light incident side of a transmissive array such as a transmissive liquid crystal array, and a wire grid type polarization separation element is disposed on the light emitting side of the transmissive array, thereby modulating light. There exists what to take out (refer patent document 1).

米国特許第6666556号US Pat. No. 6,666,556

上記特許文献1に開示のプロジェクターでは、加熱の少ないワイヤグリッド型偏光分離素子を用いているが、光入射側の偏光板の光学軸と、光射出側のワイヤグリッド型偏光分離素子の光学軸とについて配置関係が考慮されていない。このため、上記のようなプロジェクターでは、光軸に対して斜めに入射する斜め入射光束の漏れが増加してコントラストが低下する可能性がある。   In the projector disclosed in Patent Document 1, a wire grid type polarization separation element with little heating is used. However, the optical axis of the polarizing plate on the light incident side and the optical axis of the wire grid type polarization separation element on the light emission side The placement relationship is not considered. For this reason, in the projector as described above, there is a possibility that the leakage of the obliquely incident light beam incident obliquely with respect to the optical axis increases and the contrast is lowered.

そこで、本発明は、加熱の少ない偏光素子を用いつつ斜め入射光束の漏れを低減して高コントラストを実現することができるプロジェクターを提供することを目的とする。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a projector capable of realizing high contrast by reducing leakage of obliquely incident light beams while using a polarizing element with little heating.

上記課題を解決するため、本発明に係るプロジェクターは、照明装置から射出された各色の光束をそれぞれ変調する複数の光変調装置と、複数の光変調装置で変調された各色の変調光を合成する光合成部とを備える。そして、複数の光変調装置のうち少なくとも1つの光変調装置が、偏光変調型の変調パネルと、変調パネルの光入射側に配置される第1偏光素子と、変調パネルの光射出側に配置される第2偏光素子とを有し、第1及び第2偏光素子のうち一方が、反射光を用いる反射型偏光素子であり、反射の前後におけるシステム光軸を含む平面に対し偏光の反射軸が略垂直になるように配置されており、第1及び第2偏光素子のうち他方が、透過光を用いる偏光素子であり、透過軸が反射軸に垂直な方向に延びるように配置されている。   In order to solve the above problems, a projector according to the present invention combines a plurality of light modulation devices that respectively modulate light beams of respective colors emitted from an illumination device, and modulated light of each color modulated by the plurality of light modulation devices. A photosynthesis unit. At least one of the plurality of light modulation devices is disposed on the polarization modulation type modulation panel, the first polarizing element disposed on the light incident side of the modulation panel, and the light emission side of the modulation panel. A second polarizing element, and one of the first and second polarizing elements is a reflective polarizing element that uses reflected light, and a polarization reflection axis with respect to a plane including the system optical axis before and after the reflection. The other of the first and second polarizing elements is a polarizing element that uses transmitted light, and is arranged so that the transmission axis extends in a direction perpendicular to the reflection axis.

上記プロジェクターによれば、第1及び第2偏光素子のうち一方が、反射光を用いる反射型偏光素子であり、反射の前後におけるシステム光軸を含む平面に対し偏光の反射軸が略垂直になるように配置されており、第1及び第2偏光素子のうち他方が、透過光を用いる偏光素子であり、偏光の透過軸が反射軸に垂直な方向に延びるように配置されているので、結果的に、第1偏光素子の光学軸と第2偏光素子の光学軸とを平行に配置することができる。つまり、システム光軸に沿った中心光束と斜め入射光束とに対して、第1及び第2偏光素子の光学軸の見かけ上の角度関係を保持することができるので、斜め入射光束の漏れを低減して高コントラストを実現することができる。なお、第1及び第2偏光素子のうち少なくとも一方を反射型偏光素子とすることで、光変調装置の加熱を抑え耐久性を高めることができる。   According to the projector, one of the first and second polarizing elements is a reflective polarizing element that uses reflected light, and the reflection axis of polarized light is substantially perpendicular to a plane including the system optical axis before and after reflection. As a result, the other of the first and second polarizing elements is a polarizing element using transmitted light and the transmission axis of polarized light extends in a direction perpendicular to the reflection axis. In particular, the optical axis of the first polarizing element and the optical axis of the second polarizing element can be arranged in parallel. That is, the apparent angular relationship of the optical axes of the first and second polarizing elements can be maintained with respect to the central light beam and the oblique incident light beam along the system optical axis, thereby reducing the leakage of the oblique incident light beam. Thus, high contrast can be realized. In addition, by using at least one of the first and second polarizing elements as a reflective polarizing element, it is possible to suppress the heating of the light modulation device and improve durability.

また、本発明の具体的な態様又は側面によれば、上記プロジェクターにおいて、反射光を用いる反射型偏光素子は、e−タイプの偏光素子である。ここで、e−タイプの偏光素子とは、通常光を排除しながら異常光を取り出して利用させるものを意味するものとし、反射型偏光素子の場合、利用される偏光の反射軸が異常光に対応する光学軸に平行になる。   According to a specific aspect or aspect of the present invention, in the projector, the reflective polarizing element using reflected light is an e-type polarizing element. Here, the e-type polarizing element means one that takes out extraordinary light and uses it while excluding normal light. In the case of a reflective polarizing element, the reflection axis of the polarized light used is abnormal light. Parallel to the corresponding optical axis.

本発明の別の側面によれば、反射光を用いる反射型偏光素子が、基板上に複屈折性を与える構造を形成した構造性複屈折型の偏光素子である。この場合、反射型偏光素子を温度等の使用環境に対して安定性が高いものとできる。   According to another aspect of the present invention, the reflective polarizing element using reflected light is a structural birefringent polarizing element in which a structure that imparts birefringence is formed on a substrate. In this case, the reflective polarizing element can be highly stable with respect to the usage environment such as temperature.

本発明のさらに別の側面によれば、反射光を用いる反射型偏光素子が、基板上にワイヤグリッドを有し、グリッド方向を反射軸とする。この場合、比較的低コストで反射型偏光素子の信頼性を高めることができる。   According to still another aspect of the present invention, a reflective polarizing element using reflected light has a wire grid on a substrate, and the grid direction is a reflection axis. In this case, the reliability of the reflective polarizing element can be increased at a relatively low cost.

本発明のさらに別の側面によれば、反射光を用いる反射型偏光素子が、基板の表面側で対象とする偏光を反射する。この場合、基板による光の乱れを低減することができ、光変調の精度を高めることができる。   According to still another aspect of the present invention, the reflective polarizing element using reflected light reflects the polarized light of interest on the surface side of the substrate. In this case, the disturbance of light due to the substrate can be reduced, and the accuracy of light modulation can be increased.

本発明のさらに別の側面によれば、上述した透過光を用いる偏光素子が、o−タイプの偏光素子である。ここで、o−タイプの偏光素子とは、異常光を排除しながら通常光を取り出して利用させるものを意味するものとし、利用される偏光の透過軸が異常光に対応する光学軸に垂直になる。   According to still another aspect of the present invention, the polarizing element using the above-described transmitted light is an o-type polarizing element. Here, the o-type polarizing element means one that takes out normal light and uses it while eliminating extraordinary light, and the transmission axis of the polarized light used is perpendicular to the optical axis corresponding to the extraordinary light. Become.

本発明のさらに別の側面によれば、透過光を用いる偏光素子が、反射型偏光素子であり、システム光軸に略垂直に延びるように配置されている。この場合、第1及び第2偏光素子の双方を反射型偏光素子とすることができ、光変調装置の耐久性をさらに高めることができる。   According to still another aspect of the present invention, the polarizing element using transmitted light is a reflective polarizing element and is disposed so as to extend substantially perpendicular to the system optical axis. In this case, both the first and second polarizing elements can be reflective polarizing elements, and the durability of the light modulation device can be further enhanced.

本発明のさらに別の側面によれば、透過光を用いる偏光素子が、有機フィルムで形成された透過型偏光素子である。この場合、光変調装置を比較的低コストで信頼性を有するものとできる。   According to still another aspect of the present invention, the polarizing element using transmitted light is a transmissive polarizing element formed of an organic film. In this case, the light modulation device can be made relatively reliable at low cost.

第1実施形態に係るプロジェクターの光学系の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the optical system of the projector which concerns on 1st Embodiment. (A)、(B)は、図1に示すプロジェクターの光変調装置を説明する図である。(A), (B) is a figure explaining the light modulation apparatus of the projector shown in FIG. (A)〜(C)は、図2(A)に示す光変調装置のうち主に偏光素子の動作を説明する図である。(A)-(C) is a figure mainly explaining operation | movement of a polarizing element among the light modulation apparatuses shown to FIG. 2 (A). (A)、(B)は、第2実施形態に係るプロジェクターの光変調装置等を説明する図である。(A), (B) is a figure explaining the light modulation apparatus etc. of the projector which concerns on 2nd Embodiment. 第3実施形態に係るプロジェクターの光学系の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the optical system of the projector which concerns on 3rd Embodiment. 図5に示すプロジェクターの光変調装置を説明する図である。It is a figure explaining the light modulation apparatus of the projector shown in FIG. (A)、(B)は、第4実施形態に係るプロジェクターの光変調装置等を説明する図である。(A), (B) is a figure explaining the light modulation apparatus etc. of the projector which concerns on 4th Embodiment.

〔第1実施形態〕
以下、図1を参照して、本発明の第1実施形態に係るプロジェクターの光学系の構成について説明する。なお、図1において、X、Y、及びZは、3次元直交座標系を構成する3つの座標軸を意味する。
[First Embodiment]
The configuration of the optical system of the projector according to the first embodiment of the invention will be described below with reference to FIG. In FIG. 1, X, Y, and Z mean three coordinate axes that constitute a three-dimensional orthogonal coordinate system.

図示のプロジェクター100は、照明光を射出する照明光学系20と、照明光学系20からの照明光を青緑赤の3つの色光に分離する色分離導光光学系40と、色分離導光光学系40から射出された3つの色光を画像情報に応じてそれぞれ変調する光変調部60と、光変調部60から射出された各色の画像光を合成する光合成部70と、光合成部70によって合成された画像光をスクリーン(不図示)に投射する投射光学系80とを備える。これらのうち、照明光学系20から光合成部70までの部分は、光学部品用筐体(不図示)の内部に収納されている。   The illustrated projector 100 includes an illumination optical system 20 that emits illumination light, a color separation light guide optical system 40 that separates illumination light from the illumination optical system 20 into three color lights of blue, green, and red, and color separation light guide optics. A light modulation unit 60 that modulates the three color lights emitted from the system 40 in accordance with image information, a light synthesis unit 70 that synthesizes image light of each color emitted from the light modulation unit 60, and a light synthesis unit 70, respectively. A projection optical system 80 that projects the projected image light onto a screen (not shown). Of these, the portions from the illumination optical system 20 to the light combining unit 70 are accommodated in an optical component casing (not shown).

以上のプロジェクター100において、照明光学系20は、光源装置10と、凹レンズ14と、第1及び第2のレンズアレイ15,16と、偏光変換装置17と、重畳レンズ18とを備える。このうち、光源装置10は、照明用の光束を射出する光源であり、例えば高圧水銀ランプ等である発光管11と、発光管11から重畳レンズ18等のある前方に射出された光束を発光管11に戻す副鏡11aと、発光管11から後方に射出された光束を回収して前方に射出させる凹面鏡12とを備える。凹レンズ14は、光源装置10からの光束を平行化する役割を有するが、例えば凹面鏡12が放物面鏡である場合には、省略することもできる。第1のレンズアレイ15は、マトリクス状に配置された複数の要素レンズ15aからなり、凹ンズ14から射出された光束を要素レンズ15aの区画に対応して分割する。第2のレンズアレイ16は、複数の要素レンズ15aにそれぞれ対応して配置された複数の要素レンズ16aからなり、各要素レンズ15aからの分割光束の発散状態を調整する。偏光変換装置17は、レンズアレイ16から射出された分割光束を第1方向(本実施形態ではY方向)に平行な偏光面を有する直線偏光のみに変換して次段光学系に供給する偏光変換部である。重畳レンズ18は、偏光変換装置17を経た直線偏光としての照明光ILを全体として適宜収束させることにより、被照明領域すなわち光変調部60に設けた各色の液晶ライトバルブ60b,60g,60rに対する重畳照明を可能にする。つまり、両レンズアレイ15,16と重畳レンズ18とを経た照明光ILは、以下に詳述する色分離導光光学系40を通って、光変調部60に設けられた各色の液晶パネル61b,61g,61rを均一に重畳照明する。   In the projector 100 described above, the illumination optical system 20 includes the light source device 10, the concave lens 14, the first and second lens arrays 15 and 16, the polarization conversion device 17, and the superimposing lens 18. Among these, the light source device 10 is a light source that emits a light beam for illumination. For example, a light-emitting tube 11 that is a high-pressure mercury lamp or the like, and a light beam emitted forward from the light-emitting tube 11 such as a superimposing lens 18 to the light-emitting tube. And a concave mirror 12 that collects the light beam emitted backward from the arc tube 11 and emits it forward. The concave lens 14 has a role of collimating the light beam from the light source device 10, but may be omitted when the concave mirror 12 is a parabolic mirror, for example. The first lens array 15 includes a plurality of element lenses 15a arranged in a matrix, and divides the light beam emitted from the concave lenses 14 in accordance with the sections of the element lenses 15a. The second lens array 16 includes a plurality of element lenses 16a arranged corresponding to the plurality of element lenses 15a, respectively, and adjusts the divergence state of the divided light flux from each element lens 15a. The polarization conversion device 17 converts the split light beam emitted from the lens array 16 into only linearly polarized light having a polarization plane parallel to the first direction (Y direction in the present embodiment) and supplies it to the next-stage optical system. Part. The superimposing lens 18 appropriately superimposes the illumination light IL as linearly polarized light that has passed through the polarization converter 17 as a whole, so that the superimposing lens 18 is superimposed on the liquid crystal light valves 60b, 60g, and 60r of the respective colors provided in the illuminated region, that is, the light modulation unit 60. Enable lighting. In other words, the illumination light IL that has passed through both the lens arrays 15 and 16 and the superimposing lens 18 passes through the color separation light guide optical system 40 that will be described in detail below, and the liquid crystal panels 61b, 61g and 61r are uniformly superimposed and illuminated.

偏光変換装置17は、PBS及びミラーを組み込んだ構造をそれぞれ有する複数のプリズム素子17aと、これらプリズム素子17aの一方の光射出面上にそれぞれ貼り付けられる複数の波長板17bとを備える。各プリズム素子17aは、Y方向に延びる棒状の部材であり、これら複数のプリズム素子17aは、Z方向に配列され、全体としてYZ平面に平行に延びる板状に配置される。偏光変換装置17からは、上述のように第1方向の直線偏光である照明光ILが射出されるが、ここで第1方向とは、プロジェクター100の光路を直線的に展開した場合における偏光面の方向又は電界の振動方向を意味しており、第1方向の直線偏光は、液晶パネル61b,61g,61rの通過によって90°回転した第2方向に平行な状態に切り換え可能になる。   The polarization conversion device 17 includes a plurality of prism elements 17a each having a structure in which a PBS and a mirror are incorporated, and a plurality of wave plates 17b attached to one light exit surface of the prism elements 17a. Each prism element 17a is a rod-shaped member extending in the Y direction, and the plurality of prism elements 17a are arranged in the Z direction and arranged in a plate shape extending in parallel to the YZ plane as a whole. The illumination light IL that is linearly polarized light in the first direction is emitted from the polarization conversion device 17 as described above. Here, the first direction is a polarization plane when the optical path of the projector 100 is linearly developed. Or the oscillation direction of the electric field, and the linearly polarized light in the first direction can be switched to a state parallel to the second direction rotated by 90 ° by passing through the liquid crystal panels 61b, 61g, 61r.

色分離導光光学系40は、クロスダイクロイックミラー21と、ダイクロイックミラー22と、折曲ミラー23a,23bと、第1レンズ31a、31bと、第2レンズ32b,32g,32rとを備える。ここで、クロスダイクロイックミラー21は、一対の分離面として、第1ダイクロイックミラー21aと、第2ダイクロイックミラー21bとを備える。第1及び第2ダイクロイックミラー21a,21bは互いに直交しており、それらの交差軸21cはY方向に延びている。第1ダイクロイックミラー21aは、照明光ILに含まれる1つの色成分として例えば青(B)色を反射し、他の色成分として緑(G)色及び赤(R)色を透過させる。第2ダイクロイックミラー21bは、上記他の色成分である緑(G)色及び赤(R)色を反射し、上記1つの色成分である青(B)色を透過させる。ダイクロイックミラー22は、入射した2つの色成分である緑赤(GR)色のうちの一方として例えば緑(G)色を反射し、他方として赤(R)色を透過させる。これにより、照明光学系20から射出された照明光ILを構成する青光LB、緑光LG、及び赤光LRは、第1、第2、及び第3光路OP1,OP2,OP3にそれぞれ導かれ、異なる照明対象にそれぞれ入射する。詳細に説明すると、照明光学系20からの照明光ILは、クロスダイクロイックミラー21に入射する。クロスダイクロイックミラー21の第1ダイクロイックミラー21aで反射・分岐された青光LBは、折曲ミラー23a等を経て、液晶ライトバルブ60bの第1偏光素子62bに入射する。また、クロスダイクロイックミラー21の第2ダイクロイックミラー21bで反射・分岐され、折曲ミラー23b等を経て、ダイクロイックミラー22でさらに反射・分岐された緑光LGは、液晶ライトバルブ60gの第1偏光素子62gに入射する。さらに、クロスダイクロイックミラー21の第2ダイクロイックミラー21bで反射・分岐され、ダイクロイックミラー22の通過によって分岐された赤光LRは、液晶ライトバルブ60rの第1偏光素子62rに入射する。   The color separation light guide optical system 40 includes a cross dichroic mirror 21, a dichroic mirror 22, bending mirrors 23a and 23b, first lenses 31a and 31b, and second lenses 32b, 32g, and 32r. Here, the cross dichroic mirror 21 includes a first dichroic mirror 21a and a second dichroic mirror 21b as a pair of separation surfaces. The first and second dichroic mirrors 21a and 21b are orthogonal to each other, and their intersecting axis 21c extends in the Y direction. The first dichroic mirror 21a reflects, for example, blue (B) as one color component included in the illumination light IL, and transmits green (G) and red (R) colors as the other color components. The second dichroic mirror 21b reflects the green (G) and red (R) colors, which are the other color components, and transmits the blue (B) color, which is the one color component. The dichroic mirror 22 reflects, for example, green (G) color as one of the two incident color components, green red (GR) color, and transmits red (R) color as the other. Thereby, the blue light LB, the green light LG, and the red light LR constituting the illumination light IL emitted from the illumination optical system 20 are respectively guided to the first, second, and third optical paths OP1, OP2, and OP3. Each incident on different objects. More specifically, the illumination light IL from the illumination optical system 20 enters the cross dichroic mirror 21. The blue light LB reflected / branched by the first dichroic mirror 21a of the cross dichroic mirror 21 enters the first polarizing element 62b of the liquid crystal light valve 60b via the folding mirror 23a and the like. The green light LG reflected / branched by the second dichroic mirror 21b of the cross dichroic mirror 21 and further reflected / branched by the dichroic mirror 22 through the bending mirror 23b and the like is the first polarizing element 62g of the liquid crystal light valve 60g. Is incident on. Further, the red light LR reflected and branched by the second dichroic mirror 21b of the cross dichroic mirror 21 and branched by the passage of the dichroic mirror 22 is incident on the first polarizing element 62r of the liquid crystal light valve 60r.

なお、第1光路OP1上に配された第1レンズ31aと第2レンズ32bとは、液晶パネル61bに入射する青光LBの角度状態を調整するために設けられている。また、第2光路OP2上に配された第1レンズ31bと第2レンズ32gとは、液晶パネル61gに入射する緑光LGの角度状態を調整するために設けられている。第3光路OP3上に配された第1レンズ31bと第2レンズ32rとは、液晶パネル61rに入射する赤光LRの角度状態を調整するために設けられている。ここで、第2レンズ32g,32rに付随して設けられたカラーフィルタ25g,25rは、必須のものではないが、液晶パネル61g,61rに入射する緑光LG及び赤光LRの輝度バランスを調整するために設けられている。   The first lens 31a and the second lens 32b arranged on the first optical path OP1 are provided for adjusting the angle state of the blue light LB incident on the liquid crystal panel 61b. The first lens 31b and the second lens 32g arranged on the second optical path OP2 are provided for adjusting the angle state of the green light LG incident on the liquid crystal panel 61g. The first lens 31b and the second lens 32r arranged on the third optical path OP3 are provided to adjust the angular state of the red light LR incident on the liquid crystal panel 61r. Here, the color filters 25g and 25r provided in association with the second lenses 32g and 32r are not essential, but adjust the luminance balance of the green light LG and the red light LR incident on the liquid crystal panels 61g and 61r. It is provided for.

光変調部60は、上記した各色用の3つの光路OP1,OP2,OP3に対応して、3つの液晶ライトバルブ60b,60g,60rを備える。各液晶ライトバルブ60b,60g,60rは、入射した照明光の強度の空間分布を変調する非発光型の光変調装置である。   The light modulation unit 60 includes three liquid crystal light valves 60b, 60g, and 60r corresponding to the three optical paths OP1, OP2, and OP3 for each color described above. Each of the liquid crystal light valves 60b, 60g, and 60r is a non-light-emitting light modulator that modulates the spatial distribution of the intensity of incident illumination light.

図2(A)に示すように、B色用の液晶ライトバルブ60bは、青光LBによって照明される液晶パネル61bと、その光路上流側すなわち光入射側に配置される第1偏光素子62bと、光路下流側すなわち光射出側に配置される第2偏光素子63bとを備える。   As shown in FIG. 2A, the liquid crystal light valve 60b for B color includes a liquid crystal panel 61b illuminated by the blue light LB, and a first polarizing element 62b disposed on the upstream side of the optical path, that is, on the light incident side. And a second polarizing element 63b disposed on the downstream side of the optical path, that is, on the light exit side.

B色用の液晶パネル61bは、透過型の液晶パネルであり、図示による説明を省略するが、透明電極等を有する光透過性の入射側基板と、画素電極等を有する光透過性の駆動基板と、入射側基板及び駆動基板間に密閉封入される液晶層とを備える。   The B-color liquid crystal panel 61b is a transmissive liquid crystal panel, and a description of the illustration is omitted. And a liquid crystal layer hermetically sealed between the incident side substrate and the driving substrate.

B色用の第1偏光素子62bは、反射光を用いる反射型偏光素子であり、e−タイプの偏光素子として組み込まれている。より具体的に説明すると、第1偏光素子62bは、システム光軸SAに対して約45°傾斜した状態で配置された構造性複屈折型の偏光素子である。第1偏光素子62bは、光透過性の本体である基板41の光路上流の表面上に、Y方向に延びる導電材料製のワイヤグリッドをストライプ状に配列して形成した複屈折構造体42を設けたものである。第1偏光素子62bは、入射面であるXZ面に垂直な第1方向に偏光面を有する第1偏光を反射し、入射面であるXZ面に平行な第2方向に偏光面を有する第2偏光を透過させる。なお、第1偏光素子62bでは、複屈折構造体42が内側に形成されており、複屈折構造体42を通過した後に基板41を通過することによる光束の乱れを防止している。   The B-color first polarizing element 62b is a reflective polarizing element that uses reflected light, and is incorporated as an e-type polarizing element. More specifically, the first polarizing element 62b is a structural birefringent polarizing element disposed in a state inclined by about 45 ° with respect to the system optical axis SA. The first polarizing element 62b is provided with a birefringent structure 42 formed by arranging wire grids made of a conductive material extending in the Y direction in a stripe shape on the surface upstream of the optical path of the substrate 41 which is a light transmissive main body. It is a thing. The first polarizing element 62b reflects the first polarized light having the polarization plane in the first direction perpendicular to the XZ plane that is the incident plane, and the second polarization plane has a polarization plane in the second direction parallel to the XZ plane that is the incident plane. Transmits polarized light. In the first polarizing element 62b, the birefringent structure 42 is formed on the inner side, and the disturbance of the light flux due to passing through the substrate 41 after passing through the birefringent structure 42 is prevented.

B色用の第2偏光素子63bは、透過光を用いる反射型偏光素子であり、o−タイプの偏光素子として組み込まれている。より具体的に説明すると、第2偏光素子63bは、第1偏光素子62bと同様に、構造性複屈折型の偏光素子であり、光透過性の本体である基板43の光路上流の表面上にY方向に延びる導電材料製のワイヤグリッドをストライプ状に配列して形成した複屈折構造体44を設けたものである。ただし、第2偏光素子63bは、システム光軸SAに垂直に延びるように配置されており、XZ面に垂直な第1方向に偏光面を有する第1偏光を反射し、XZ面に平行な第2方向に偏光面を有する第2偏光を透過させる。なお、第2偏光素子63bでは、複屈折構造体44が内側に形成されており、複屈折構造体44を通過する前に基板43を通過することによる光束の乱れを防止している。   The B-color second polarizing element 63b is a reflective polarizing element that uses transmitted light, and is incorporated as an o-type polarizing element. More specifically, the second polarizing element 63b is a structural birefringent polarizing element, similar to the first polarizing element 62b, on the surface upstream of the optical path of the substrate 43, which is a light transmissive main body. A birefringent structure 44 formed by arranging wire grids made of a conductive material extending in the Y direction in stripes is provided. However, the second polarizing element 63b is disposed so as to extend perpendicular to the system optical axis SA, reflects the first polarized light having the polarization plane in the first direction perpendicular to the XZ plane, and is parallel to the XZ plane. The second polarized light having a polarization plane in two directions is transmitted. In the second polarizing element 63b, the birefringent structure 44 is formed on the inner side, and the disturbance of the light flux caused by passing through the substrate 43 before passing through the birefringent structure 44 is prevented.

以上説明した第1偏光素子62bと第2偏光素子63bとは、クロスニコルを構成するように配置されている。これら第1及び第2偏光素子62b,63bの間に挟まれた液晶パネル61bは、第1偏光素子62b側から入射した青光LBを、入力信号に応じて画素単位で部分的に第1方向の第1偏光から第2方向の第2偏光に変化させ、変化後の変調光を第2偏光素子63b側に射出する。   The first polarizing element 62b and the second polarizing element 63b described above are arranged so as to constitute crossed Nicols. The liquid crystal panel 61b sandwiched between the first and second polarizing elements 62b and 63b partially transmits the blue light LB incident from the first polarizing element 62b side in the first direction in units of pixels according to the input signal. The first polarized light is changed to the second polarized light in the second direction, and the modulated light after the change is emitted to the second polarizing element 63b side.

図3(A)は、第1及び第2偏光素子62b,63bを屈折率に関連して機能的に説明する図である。第1偏光素子62bは、異常光を利用するe−タイプの偏光素子であり、青光LBのうちシステム光軸SAに沿った代表的な中心光束の入射面に垂直な反射軸RXがY軸方向に延びている。この第1偏光素子62bを複屈折媒体に見立てると、その3次元的な屈折率楕円体は、nx、nzが空気の屈折率でnyがアルミの屈折率であり、Y軸方向にのみ異なった長さを持つ楕円体となっている。言い換えれば、反射光を利用する第1偏光素子62bの複屈折媒体としての光学軸OA1は、Y軸方向に延びているとみることができる。つまり、第1偏光素子62bの場合、利用される偏光(反射光)の反射軸RXは、Y軸方向に延びる光学軸OA1に平行になっている。   FIG. 3A is a diagram for functionally explaining the first and second polarizing elements 62b and 63b in relation to the refractive index. The first polarizing element 62b is an e-type polarizing element that uses extraordinary light, and the reflection axis RX perpendicular to the incident surface of a typical central light beam along the system optical axis SA of the blue light LB is Y-axis. Extending in the direction. When the first polarizing element 62b is regarded as a birefringent medium, the three-dimensional refractive index ellipsoid is different in only the Y-axis direction, with nx and nz being the refractive index of air and ny being the refractive index of aluminum. It is an ellipsoid with a length. In other words, it can be considered that the optical axis OA1 as the birefringent medium of the first polarizing element 62b using the reflected light extends in the Y-axis direction. That is, in the case of the first polarizing element 62b, the reflection axis RX of the used polarized light (reflected light) is parallel to the optical axis OA1 extending in the Y-axis direction.

一方、第2偏光素子63bは、通常光を利用するo−タイプの偏光素子であり、透過軸TXがX軸方向に延びている。この第2偏光素子63bを複屈折媒体に見立てると、その3次元的な屈折率楕円体は、nx、nzが空気の屈折率でnyがアルミの屈折率であり、Y軸方向にのみ異なった長さを持つ楕円体となっている。言い換えれば、透過光を利用する第2偏光素子63bの複屈折媒体としての光学軸OA2は、Y軸方向に延びているとみることができる。つまり、第2偏光素子63bの場合、利用される偏光(透過光)の透過軸TXは、Y軸方向に延びる光学軸OA2に垂直になっている。   On the other hand, the second polarizing element 63b is an o-type polarizing element using normal light, and the transmission axis TX extends in the X-axis direction. When the second polarizing element 63b is regarded as a birefringent medium, the three-dimensional refractive index ellipsoid is different only in the Y-axis direction, with nx and nz being the refractive index of air and ny being the refractive index of aluminum. It is an ellipsoid with a length. In other words, it can be considered that the optical axis OA2 as a birefringent medium of the second polarizing element 63b using transmitted light extends in the Y-axis direction. That is, in the case of the second polarizing element 63b, the transmission axis TX of the polarized light (transmitted light) used is perpendicular to the optical axis OA2 extending in the Y-axis direction.

以上のように、第1偏光素子62bの光学軸OA1と、第2偏光素子63bの光学軸OA2とは、ともにY軸方向に延びて互いに平行になっている。なお、第1偏光素子62bの反射軸RXと、第2偏光素子63bの透過軸TXとは、互いに直交しており、上記したクロスニコルの直交関係を満たしている。   As described above, the optical axis OA1 of the first polarizing element 62b and the optical axis OA2 of the second polarizing element 63b both extend in the Y-axis direction and are parallel to each other. The reflection axis RX of the first polarizing element 62b and the transmission axis TX of the second polarizing element 63b are orthogonal to each other, and satisfy the above-described orthogonal relationship of crossed Nicols.

図3(B)は、図3(A)に示す第1及び第2偏光素子62b,63b等を通過する光束の偏光状態を説明するポアンカレ球である。第1及び第2偏光素子62b,63bは、システム光軸SAに対して傾斜した方向からの斜め入射光束に関して漏れ光を効果的に低減できる。   FIG. 3B is a Poincare sphere for explaining the polarization state of the light beam passing through the first and second polarizing elements 62b and 63b shown in FIG. The first and second polarizing elements 62b and 63b can effectively reduce leakage light with respect to an obliquely incident light beam from a direction inclined with respect to the system optical axis SA.

具体的に説明すると、青光LBのうちシステム光軸SAに沿った代表的な中心光束は、赤道に沿った軸S2上の点Eの状態で第1偏光素子62bから射出され、赤道上で点Eの正反対にある点Oの状態で第2偏光素子63bから射出される。ここで、液晶パネル61bが例えばVA型で電圧非印加時に偏光をそのままの状態で通過させ、液晶ライトバルブ60bがノーマリブラックモードで動作するものとする。この場合、液晶ライトバルブ60bは、電圧非印加のオフ状態で最大遮光状態(光オフ状態)となる。さらに、青光LBのうちシステム光軸SAに対して傾斜した方向からの斜め入射光束について考える。このような斜め入射光束は、第1及び第2偏光素子62b,63bを経由する際に、第1偏光素子62bの光学軸OA1と第2偏光素子63bの光学軸OA2とが平行であることから、見かけ上の両光学軸OA1,OA2の配置関係が保たれるので、システム光軸SAに沿った代表的な中心光束と同様の作用を受ける。具体的には、例えばX軸及びY軸に対して45°傾いた方位角(この傾きの方位角は、第1偏光素子62bの反射後を基準とするものとする)からの斜め入射光束は、赤道に沿った軸S1上の点E'の状態で第1偏光素子62bから射出され、赤道上で点E'の正反対にある点O'の状態で第2偏光素子63bから射出される。つまり、液晶ライトバルブ60bに入射した光束は、システム光軸SAに平行であるか否かに関わらず、第1及び第2偏光素子62b,63bの直交関係が実質的に保たれるような作用を受けるので、様々な入射角度において漏れ光が減少し、液晶ライトバルブ60bのコントラストを高めることができる。   More specifically, a representative central light beam along the system optical axis SA of the blue light LB is emitted from the first polarizing element 62b in a state of a point E on the axis S2 along the equator, and on the equator. The light is emitted from the second polarizing element 63b in a state of a point O which is opposite to the point E. Here, it is assumed that the liquid crystal panel 61b is, for example, a VA type and passes polarized light as it is when no voltage is applied, and the liquid crystal light valve 60b operates in a normally black mode. In this case, the liquid crystal light valve 60b is in a maximum light-shielding state (light-off state) when the voltage is not applied. Further, an oblique incident light beam from a direction inclined with respect to the system optical axis SA in the blue light LB will be considered. When such an obliquely incident light beam passes through the first and second polarizing elements 62b and 63b, the optical axis OA1 of the first polarizing element 62b and the optical axis OA2 of the second polarizing element 63b are parallel to each other. Since the apparent positional relationship between the optical axes OA1 and OA2 is maintained, the same effect as a typical central light beam along the system optical axis SA is received. Specifically, for example, an oblique incident light beam from an azimuth angle inclined by 45 ° with respect to the X axis and the Y axis (the azimuth angle of this inclination is based on the reflection after the first polarizing element 62b) is The light is emitted from the first polarizing element 62b at a point E ′ on the axis S1 along the equator, and is emitted from the second polarizing element 63b at a point O ′ on the equator, which is opposite to the point E ′. That is, the light beam incident on the liquid crystal light valve 60b has an effect that the orthogonal relationship between the first and second polarizing elements 62b and 63b is substantially maintained regardless of whether or not the light beam is parallel to the system optical axis SA. Therefore, leakage light is reduced at various incident angles, and the contrast of the liquid crystal light valve 60b can be increased.

図3(C)は、比較例の偏光状態を説明するポアンカレ球である。この場合、例えば第1偏光素子63bがe−タイプの偏光素子でなくo−タイプの偏光素子であるものとする。青光LBのうちシステム光軸SAに沿った代表的な中心光束は、図3(B)の場合と同様に、赤道に沿った軸S2上の点Iの状態で第1偏光素子62bから射出され、赤道上で点Iの正反対にある点Oの状態で第2偏光素子63bから射出される。一方、青光LBのうちシステム光軸SAに対して傾斜した方向からの斜め入射光束は、第1及び第2偏光素子62b,63bを経由する際に、第1偏光素子62bの光学軸OA1と第2偏光素子63bの光学軸OA2とが垂直な方向に延びることから、見かけ上の両光学軸OA1,OA2の配置関係が入射の方位角及び極角に伴って変化し、システム光軸SAに沿った代表的な中心光束と異なる作用を受ける。具体的には、例えばX軸及びY軸に対して45°傾いた方位角からの斜め入射光束は、赤道に沿った軸S1上の点I'の状態で第1偏光素子62bから射出され、赤道上で点I'の正反対から大きくずれた点O'の状態で第2偏光素子63bから射出される。つまり、液晶ライトバルブ60bに入射した光束は、システム光軸SAに対する傾斜角又は傾斜角に依存して第1及び第2偏光素子62b,63bの直交関係が実質的に変化するような作用を受けるので、様々な入射角度に対応して漏れ光が発生し、液晶ライトバルブ60bのコントラストを低下させることになる。   FIG. 3C is a Poincare sphere for explaining the polarization state of the comparative example. In this case, for example, the first polarizing element 63b is not an e-type polarizing element but an o-type polarizing element. A representative central light beam along the system optical axis SA of the blue light LB is emitted from the first polarizing element 62b in the state of the point I on the axis S2 along the equator, as in the case of FIG. Then, the light is emitted from the second polarizing element 63b in a state of a point O that is opposite to the point I on the equator. On the other hand, the obliquely incident light beam from the direction inclined with respect to the system optical axis SA in the blue light LB passes through the first and second polarizing elements 62b and 63b and the optical axis OA1 of the first polarizing element 62b. Since the optical axis OA2 of the second polarizing element 63b extends in a direction perpendicular to the optical axis OA2, the apparent arrangement relationship between the optical axes OA1 and OA2 changes with the incident azimuth angle and polar angle, and the system optical axis SA It is affected differently from the typical central luminous flux along. Specifically, for example, an obliquely incident light beam from an azimuth angle inclined by 45 ° with respect to the X axis and the Y axis is emitted from the first polarizing element 62b in a state of a point I ′ on the axis S1 along the equator, The light is emitted from the second polarizing element 63b in a state of a point O ′ on the equator that is greatly deviated from the direct opposite of the point I ′. In other words, the light beam incident on the liquid crystal light valve 60b is subjected to an action such that the orthogonal relationship between the first and second polarizing elements 62b and 63b substantially changes depending on the inclination angle or the inclination angle with respect to the system optical axis SA. Therefore, leakage light is generated corresponding to various incident angles, and the contrast of the liquid crystal light valve 60b is lowered.

図2(A)に戻って、G色用の液晶ライトバルブ60gは、緑光LGによって照明される液晶パネル61gと、その光路上流側すなわち光入射側に配置される第1偏光素子62gと、光路下流側すなわち光射出側に配置される第2偏光素子63gとを備える。   2A, the liquid crystal light valve 60g for G color includes a liquid crystal panel 61g illuminated by the green light LG, a first polarizing element 62g disposed on the upstream side of the optical path, that is, the light incident side, and the optical path. And a second polarizing element 63g disposed on the downstream side, that is, the light emission side.

G色用の液晶パネル61gは、B色用の液晶パネル61bと同様の構造を有する透過型の液晶パネルである。   The liquid crystal panel 61g for G color is a transmissive liquid crystal panel having the same structure as the liquid crystal panel 61b for B color.

G色用の第1偏光素子62gは、B色用の第1偏光素子62bと同様に、反射光を用いる反射型偏光素子であり、e−タイプの偏光素子として組み込まれている。第1偏光素子62gは、入射面であるXZ面に垂直な第1方向に偏光面を有する第1偏光を反射し、これに垂直な第2偏光を透過させる。   The first polarizing element 62g for G color, like the first polarizing element 62b for B color, is a reflective polarizing element that uses reflected light, and is incorporated as an e-type polarizing element. The first polarizing element 62g reflects the first polarized light having the polarization plane in the first direction perpendicular to the XZ plane that is the incident surface, and transmits the second polarized light perpendicular thereto.

G色用の第2偏光素子63gは、B色用の第2偏光素子62bと同様に、透過光を用いる反射型偏光素子であり、o−タイプの偏光素子として組み込まれている。第2偏光素子63gは、XZ面に垂直な第1方向に偏光面を有する第1偏光を反射し、これに垂直な第2偏光を透過させる。   The second polarizing element 63g for G color, like the second polarizing element 62b for B color, is a reflective polarizing element that uses transmitted light, and is incorporated as an o-type polarizing element. The second polarizing element 63g reflects the first polarized light having the polarization plane in the first direction perpendicular to the XZ plane and transmits the second polarized light perpendicular thereto.

以上説明した第1偏光素子62gと第2偏光素子63gとは、クロスニコルを構成するように配置されている。より詳細に説明すると、第1偏光素子62gの光学軸OA1と、第2偏光素子63gの光学軸OA2とは、Y軸方向に延びて互いに平行になっている。そして、第1偏光素子62gの反射軸RXと、第2偏光素子63gの透過軸TXとは、互いに直交している。これら第1及び第2偏光素子62g,63gの間に挟まれた液晶パネル61gは、第1偏光素子62g側から入射した緑光LGを、入力信号に応じて画素単位で部分的に第1方向の第1偏光から第2方向の第2偏光に変化させ、変化後の変調光を第2偏光素子63g側に射出する。   The 1st polarizing element 62g and the 2nd polarizing element 63g demonstrated above are arrange | positioned so that cross Nicole may be comprised. More specifically, the optical axis OA1 of the first polarizing element 62g and the optical axis OA2 of the second polarizing element 63g extend in the Y-axis direction and are parallel to each other. The reflection axis RX of the first polarizing element 62g and the transmission axis TX of the second polarizing element 63g are orthogonal to each other. The liquid crystal panel 61g sandwiched between the first and second polarizing elements 62g and 63g partially converts the green light LG incident from the first polarizing element 62g side in the first direction in units of pixels according to the input signal. The first polarized light is changed to the second polarized light in the second direction, and the modulated light after the change is emitted to the second polarizing element 63g side.

図2(B)に示すように、R色用の液晶ライトバルブ60rは、赤光LRによって照明される液晶パネル61rと、その光路上流側すなわち光入射側に配置される第1偏光素子62rと、光路下流側すなわち光射出側に配置される第2偏光素子63rとを備える。   As shown in FIG. 2B, the R color liquid crystal light valve 60r includes a liquid crystal panel 61r illuminated by the red light LR, and a first polarizing element 62r disposed on the upstream side of the optical path, that is, on the light incident side. And a second polarizing element 63r disposed on the downstream side of the optical path, that is, on the light exit side.

R色用の液晶パネル61rは、B色用の液晶パネル61bと同様の構造を有する透過型の液晶パネルである。   The R color liquid crystal panel 61r is a transmissive liquid crystal panel having the same structure as the B color liquid crystal panel 61b.

R色用の第1偏光素子62rは、B色用の第1偏光素子62bと同様に、反射光を用いる反射型偏光素子であり、e−タイプの偏光素子として組み込まれている。第1偏光素子62rは、入射面であるXZ面に垂直な第1方向に偏光面を有する第1偏光を反射し、これに垂直な第2偏光を透過させる。   The first polarizing element 62r for R color, like the first polarizing element 62b for B color, is a reflective polarizing element that uses reflected light, and is incorporated as an e-type polarizing element. The first polarizing element 62r reflects the first polarized light having the polarization plane in the first direction perpendicular to the XZ plane that is the incident surface, and transmits the second polarized light perpendicular thereto.

R色用の第2偏光素子63rは、B色用の第2偏光素子62bと同様に、透過光を用いる反射型偏光素子であり、o−タイプの偏光素子として組み込まれている。第2偏光素子63rは、XZ面に垂直な第1方向に偏光面を有する第1偏光を反射し、これに垂直な第2偏光を透過させる。   The second polarizing element 63r for R color is a reflective polarizing element that uses transmitted light, and is incorporated as an o-type polarizing element, like the second polarizing element 62b for B color. The second polarizing element 63r reflects the first polarized light having the polarization plane in the first direction perpendicular to the XZ plane, and transmits the second polarized light perpendicular thereto.

以上説明した第1偏光素子62rと第2偏光素子63rとは、クロスニコルを構成するように配置されている。より詳細に説明すると、第1偏光素子62rの光学軸OA1と、第2偏光素子63rの光学軸OA2とは、Y軸方向に延びて互いに平行になっている。そして、第1偏光素子62rの反射軸RXと、第2偏光素子63rの透過軸TXとは、互いに直交している。これら第1及び第2偏光素子62r,63rの間に挟まれた液晶パネル61rは、第1偏光素子62r側から入射した赤光LRを、入力信号に応じて画素単位で部分的に第1方向の第1偏光から第2方向の第2偏光に変化させ、変化後の変調光を第2偏光素子63r側に射出する。   The first polarizing element 62r and the second polarizing element 63r described above are arranged so as to form a crossed Nicol. More specifically, the optical axis OA1 of the first polarizing element 62r and the optical axis OA2 of the second polarizing element 63r extend in the Y-axis direction and are parallel to each other. The reflection axis RX of the first polarizing element 62r and the transmission axis TX of the second polarizing element 63r are orthogonal to each other. The liquid crystal panel 61r sandwiched between the first and second polarizing elements 62r and 63r partially applies the red light LR incident from the first polarizing element 62r side in the first direction in units of pixels according to the input signal. The first polarized light is changed to the second polarized light in the second direction, and the modulated light after the change is emitted to the second polarizing element 63r side.

図1に戻って、光合成部70は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、合成面として、X字状に交差するとともに交差軸71cがY方向に延びる一対のダイクロイックミラー71a,71bが形成されている。両ダイクロイックミラー71a,71bは、特性が異なる誘電体多層膜で形成されている。すなわち、一方の第1ダイクロイックミラー71aは青光LBを反射し、他方の第1ダイクロイックミラー71bは赤光LRを反射する。この光合成部70は、液晶ライトバルブ60bからの変調後の青光LBを第1ダイクロイックミラー71aで反射して光路を折り曲げることによりX方向に射出させ、液晶ライトバルブ60gからの変調後の緑光LGを第1及び第2ダイクロイックミラー71a,71bを透過させることによりX方向に直進させ、液晶ライトバルブ60rからの変調後の赤光LRを第1ダイクロイックミラー71bで反射して光路を折り曲げることによりX方向に射出させる。光合成部70の光射出側では、各色光LB,LG,LRが重ね合わされて色合成が行われる。なお、図面では省略しているが、光合成部70とB色用の液晶パネル61bとの間や光合成部70とR色用の液晶パネル61rとの間に1/2波長板を配置するともできる。この場合、青光LBや赤光LRをS偏光状態でダイクロイックミラー71a,71bに入射させることができ、光合成部70における各色光LB,LG,LRの合成効率を高めることができ、色ムラの発生を抑えることができる。   Returning to FIG. 1, the light combining unit 70 has a substantially square shape in plan view in which four right-angle prisms are bonded together, and intersects in an X shape as a combined surface at the interface where the right-angle prisms are bonded together. A pair of dichroic mirrors 71a and 71b with the shaft 71c extending in the Y direction are formed. Both dichroic mirrors 71a and 71b are formed of dielectric multilayer films having different characteristics. That is, one first dichroic mirror 71a reflects blue light LB, and the other first dichroic mirror 71b reflects red light LR. The light combining unit 70 reflects the modulated blue light LB from the liquid crystal light valve 60b by the first dichroic mirror 71a and emits it in the X direction by bending the optical path, and modulates the green light LG from the liquid crystal light valve 60g. Is transmitted straight through the first and second dichroic mirrors 71a and 71b to travel straight in the X direction, and the modulated red light LR from the liquid crystal light valve 60r is reflected by the first dichroic mirror 71b to bend the optical path. Inject in the direction. On the light emission side of the light combining unit 70, the color lights LB, LG, and LR are superimposed to perform color composition. Although not shown in the drawing, a half-wave plate may be disposed between the light combining unit 70 and the B color liquid crystal panel 61b or between the light combining unit 70 and the R color liquid crystal panel 61r. . In this case, the blue light LB and the red light LR can be incident on the dichroic mirrors 71a and 71b in the S-polarized state, and the synthesis efficiency of the respective color lights LB, LG, and LR in the light synthesis unit 70 can be increased, and color unevenness can be improved. Occurrence can be suppressed.

投射光学系80は、光合成部70で合成されたカラーの画像光を、所望の倍率でスクリーン(不図示)上に投射する。つまり、各液晶パネル61b,61g,61rに入力された駆動信号或いは画像信号に対応する所望の倍率のカラー動画やカラー静止画がスクリーン上に投射される。   The projection optical system 80 projects the color image light combined by the light combining unit 70 on a screen (not shown) at a desired magnification. That is, a color moving image or a color still image with a desired magnification corresponding to the drive signal or image signal input to each of the liquid crystal panels 61b, 61g, 61r is projected on the screen.

以上の説明から明らかなように、本実施形態のプロジェクター100によれば、第1偏光素子62b,62g,62rが、反射光を用いる反射型偏光素子であり、反射の前後におけるシステム光軸SAを含む入射面に対し偏光の反射軸RXが略垂直になるように配置されており、第2偏光素子63b,63g,63rが、透過光を用いる偏光素子であり、偏光の透過軸TXが反射軸RXに垂直になるように配置されているので、結果的に、第1偏光素子62b,62g,62rの光学軸OA1と、第2偏光素子63b,63g,63rの光学軸OA2とを平行に配置することができる。つまり、システム光軸SAに沿った中心光束と斜め入射光束とに対して、第1偏光素子62b,62g,62rの光学軸OA1と、第2偏光素子63b,63g,63rの光学軸OA2との見かけ上の角度関係を保持することができるので、斜め入射光束の漏れを低減して高コントラストを実現することができる。なお、第1偏光素子62b,62g,62rを反射型偏光素子とすることで、液晶ライトバルブ60b,60g,60rの加熱を抑え耐久性を高めることができる。   As is clear from the above description, according to the projector 100 of the present embodiment, the first polarizing elements 62b, 62g, and 62r are reflective polarizing elements that use reflected light, and the system optical axis SA before and after the reflection is determined. The second polarization elements 63b, 63g, and 63r are polarization elements that use transmitted light, and the polarization transmission axis TX is the reflection axis. As a result, the optical axes OA1 of the first polarizing elements 62b, 62g and 62r and the optical axes OA2 of the second polarizing elements 63b, 63g and 63r are arranged in parallel. can do. That is, the optical axis OA1 of the first polarizing elements 62b, 62g, 62r and the optical axis OA2 of the second polarizing elements 63b, 63g, 63r with respect to the central light beam and the obliquely incident light beam along the system optical axis SA. Since the apparent angular relationship can be maintained, leakage of obliquely incident light flux can be reduced and high contrast can be realized. Note that the first polarizing elements 62b, 62g, and 62r are reflective polarizing elements, thereby suppressing the heating of the liquid crystal light valves 60b, 60g, and 60r and improving the durability.

〔第2実施形態〕
以下、第2実施形態に係るプロジェクターの光学系の構成について説明する。なお、第2実施形態のプロジェクターは、第1実施形態のプロジェクター100を変形したものであり、特に説明しない部分は、第1実施形態と同様である。
[Second Embodiment]
Hereinafter, the configuration of the optical system of the projector according to the second embodiment will be described. The projector according to the second embodiment is a modification of the projector 100 according to the first embodiment, and portions that are not particularly described are the same as those in the first embodiment.

図4(A)は、図2(A)に対応するもので、第2実施形態に係るプロジェクター100のB色用の液晶ライトバルブ160bの構造を示している。この場合、B色用の液晶ライトバルブ160bは、光変調装置として、青光LBによって照明される液晶パネル61bと、その光路上流側に配置される第1偏光素子62bと、光路下流側に配置される第2偏光素子63bと、第2偏光素子63bの光路下流側に配置される補助偏光素子65bとを備える。   FIG. 4A corresponds to FIG. 2A and shows the structure of the liquid crystal light valve 160b for B color of the projector 100 according to the second embodiment. In this case, the liquid crystal light valve 160b for B color is arranged as a light modulation device on the liquid crystal panel 61b illuminated by the blue light LB, the first polarizing element 62b arranged on the upstream side of the optical path, and on the downstream side of the optical path. The second polarizing element 63b and the auxiliary polarizing element 65b disposed on the downstream side of the optical path of the second polarizing element 63b.

補助偏光素子65bは、透過光を用いる透過型偏光素子であり、o−タイプの偏光素子として組み込まれている。より具体的に説明すると、補助偏光素子65bは、光透過性の本体である基板45の光路上流の表面上に偏光膜46を設けたものである。偏光膜46としては、例えばヨウ素で染色したポリビニルアルコールを延伸することで偏光特性を有する有機フィルムを用いることができる。補助偏光素子65bは、XZ面に垂直な第1方向に偏光面を有する不要な第1偏光を吸収し、これに垂直な第2偏光を透過させる。なお、補助偏光素子65bでは、偏光膜46が内側に形成されており、偏光膜46を通過する前に基板45を通過することによる光束の乱れをある程度抑制する効果がある。   The auxiliary polarizing element 65b is a transmissive polarizing element that uses transmitted light, and is incorporated as an o-type polarizing element. More specifically, the auxiliary polarizing element 65b is obtained by providing a polarizing film 46 on the surface upstream of the optical path of the substrate 45, which is a light transmissive main body. As the polarizing film 46, for example, an organic film having polarizing properties can be used by stretching polyvinyl alcohol dyed with iodine. The auxiliary polarizing element 65b absorbs unnecessary first polarized light having a polarization plane in a first direction perpendicular to the XZ plane, and transmits second polarized light perpendicular thereto. In the auxiliary polarizing element 65b, the polarizing film 46 is formed on the inner side, and there is an effect of suppressing the disturbance of the light flux caused by passing through the substrate 45 before passing through the polarizing film 46 to some extent.

以上の液晶ライトバルブ160bにおいて、補助偏光素子65bの光学軸OA3は、第2偏光素子63bの光学軸OA2と同様にY軸方向に延びており、第1偏光素子62bの光学軸OA1と平行になっている。そして、補助偏光素子65bすなわち第2偏光素子63bの透過軸TXは、第1偏光素子62bの反射軸RXと直交している。   In the liquid crystal light valve 160b described above, the optical axis OA3 of the auxiliary polarizing element 65b extends in the Y-axis direction similarly to the optical axis OA2 of the second polarizing element 63b, and is parallel to the optical axis OA1 of the first polarizing element 62b. It has become. The transmission axis TX of the auxiliary polarizing element 65b, that is, the second polarizing element 63b is orthogonal to the reflection axis RX of the first polarizing element 62b.

この液晶ライトバルブ160bの場合、追加の補助偏光素子65bを設けており、液晶ライトバルブ160bを通過する光束の偏光度を簡易に高めることができる。   In the case of the liquid crystal light valve 160b, an additional auxiliary polarizing element 65b is provided, and the degree of polarization of the light beam passing through the liquid crystal light valve 160b can be easily increased.

なお、図1のプロジェクター100において、G色用の液晶ライトバルブ60gやR色用の液晶ライトバルブ60rも、上記B色用の液晶ライトバルブ160bと同様の構造とすることができる。つまり、第2偏光素子63g,63rの光路下流側に、追加の補助偏光素子として、透過光を用いるとともに不要光を吸収しo−タイプの偏光素子として機能する透過型偏光素子を組み込むことができる。   In the projector 100 shown in FIG. 1, the liquid crystal light valve 60g for G color and the liquid crystal light valve 60r for R color can also have the same structure as the liquid crystal light valve 160b for B color. That is, a transmissive polarizing element that uses transmitted light and absorbs unnecessary light and functions as an o-type polarizing element can be incorporated as an additional auxiliary polarizing element on the downstream side of the optical path of the second polarizing elements 63g and 63r. .

図4(B)は、図4(A)に示すB色用の液晶ライトバルブ160bを変形したB色用の液晶ライトバルブ260bの構造を示している。この場合、B色用の液晶ライトバルブ260bは、青光LBによって照明される液晶パネル61bと、その光路上流側に配置される第1偏光素子62bと、光路下流側に配置される第2偏光素子263bとを備える。第2偏光素子263bは、図4(A)に示す補助偏光素子65bと同一の構造を有している。   FIG. 4B shows a structure of a B-color liquid crystal light valve 260b obtained by modifying the B-color liquid crystal light valve 160b shown in FIG. In this case, the liquid crystal light valve 260b for B color includes the liquid crystal panel 61b illuminated by the blue light LB, the first polarizing element 62b disposed on the upstream side of the optical path, and the second polarized light disposed on the downstream side of the optical path. And an element 263b. The second polarizing element 263b has the same structure as the auxiliary polarizing element 65b shown in FIG.

以上の液晶ライトバルブ260bにおいて、第2偏光素子263bの光学軸OA2は、Y軸方向に延びており、第1偏光素子62bの光学軸OA1と平行になっている。そして、第2偏光素子263bの透過軸TXは、第1偏光素子62bの反射軸RXと直交している。   In the liquid crystal light valve 260b described above, the optical axis OA2 of the second polarizing element 263b extends in the Y-axis direction and is parallel to the optical axis OA1 of the first polarizing element 62b. The transmission axis TX of the second polarizing element 263b is orthogonal to the reflection axis RX of the first polarizing element 62b.

なお、図1のプロジェクター100において、G色用の液晶ライトバルブ60gやR色用の液晶ライトバルブ60rも、上記B色用の液晶ライトバルブ260bと同様の構造とすることができる。つまり、第2偏光素子63g,63rに代えて、透過光を用いるとともに不要光を吸収しo−タイプの偏光素子として機能する透過型偏光素子を組み込むことができる。   In the projector 100 shown in FIG. 1, the liquid crystal light valve 60g for G color and the liquid crystal light valve 60r for R color can also have the same structure as the liquid crystal light valve 260b for B color. That is, instead of the second polarizing elements 63g and 63r, a transmissive polarizing element that uses transmitted light and absorbs unnecessary light and functions as an o-type polarizing element can be incorporated.

〔第3実施形態〕
以下、第3実施形態に係るプロジェクターの光学系の構成について説明する。なお、第3実施形態のプロジェクターは、第1実施形態のプロジェクター100を変形したものであり、特に説明しない部分は、第1実施形態と同様である。
[Third Embodiment]
Hereinafter, the configuration of the optical system of the projector according to the third embodiment will be described. The projector according to the third embodiment is a modification of the projector 100 according to the first embodiment, and portions that are not particularly described are the same as those in the first embodiment.

図5示すように、本実施形態に係るプロジェクター100のB色用の液晶ライトバルブ360bは、光変調装置として、青光LBによって照明される液晶パネル61bと、その光路上流側に配置される第1偏光素子362bと、光路下流側に配置される第2偏光素子363bとを備える。また、G色用の液晶ライトバルブ360gは、光変調装置として、緑光LGによって照明される液晶パネル61gと、その光路上流側に配置される第1偏光素子362gと、光路下流側に配置される第2偏光素子363gとを備える。さらに、R色用の液晶ライトバルブ360rは、光変調装置として、赤光LRによって照明される液晶パネル61rと、その光路上流側に配置される第1偏光素子362rと、光路下流側に配置される第2偏光素子363rとを備える。   As shown in FIG. 5, the B color liquid crystal light valve 360b of the projector 100 according to the present embodiment is a liquid crystal panel 61b that is illuminated with blue light LB as a light modulation device, and a first liquid crystal panel 61b that is disposed upstream of the light path. 1 polarization element 362b and the 2nd polarization element 363b arranged on the optical path downstream side are provided. Further, the G liquid crystal light valve 360g is disposed as a light modulation device on the liquid crystal panel 61g illuminated by the green light LG, the first polarizing element 362g disposed on the upstream side of the optical path, and on the downstream side of the optical path. A second polarizing element 363g. Furthermore, the liquid crystal light valve 360r for R color is disposed as a light modulation device on the liquid crystal panel 61r illuminated by the red light LR, the first polarizing element 362r disposed on the upstream side of the optical path, and the downstream side of the optical path. Second polarizing element 363r.

図6に示すように、B色用の第1偏光素子362bは、透過光を用いる反射型偏光素子であり、o−タイプの偏光素子として組み込まれている。より具体的に説明すると、第1偏光素子362bは、構造性複屈折型の偏光素子であり、光透過性の本体である基板43の光路上流の表面上にY方向に延びる導電材料製のワイヤグリッドをストライプ状に配列して形成した複屈折構造体44を設けたものである。第1偏光素子362bは、システム光軸SAに垂直に延びるように配置されており、XZ面に垂直な第1方向に偏光面を有する第1偏光を反射し、XZ面に平行な第2方向に偏光面を有する第2偏光を透過させる。なお、第1偏光素子362bでは、複屈折構造体44が内側に形成されており、複屈折構造体44を通過した後に基板43を通過することによる光束の乱れを防止している。   As shown in FIG. 6, the first polarizing element 362b for B color is a reflective polarizing element that uses transmitted light, and is incorporated as an o-type polarizing element. More specifically, the first polarizing element 362b is a structural birefringent polarizing element, and is a wire made of a conductive material extending in the Y direction on the surface upstream of the optical path of the substrate 43, which is a light transmissive main body. A birefringent structure 44 formed by arranging grids in stripes is provided. The first polarizing element 362b is disposed so as to extend perpendicular to the system optical axis SA, reflects the first polarized light having the polarization plane in the first direction perpendicular to the XZ plane, and the second direction parallel to the XZ plane. Transmits the second polarized light having a polarization plane. In the first polarizing element 362b, the birefringent structure 44 is formed on the inner side, and the disturbance of the light flux due to passing through the substrate 43 after passing through the birefringent structure 44 is prevented.

B色用の第2偏光素子363bは、反射光を用いる反射型偏光素子であり、e−タイプの偏光素子として組み込まれている。より具体的に説明すると、第2偏光素子363bは、システム光軸SAに対して45°傾斜した状態で配置された構造性複屈折型の偏光素子である。第2偏光素子363bは、光透過性の本体である基板41の光路上流の表面上に、Y方向に延びる導電材料製のワイヤグリッドをストライプ状に配列して形成した複屈折構造体42を設けたものである。第2偏光素子363bは、入射面であるXZ面に垂直な第1方向に偏光面を有する第1偏光を反射し、入射面であるXZ面に平行な第2方向に偏光面を有する第2偏光を透過させる。なお、第2偏光素子363bでは、複屈折構造体42が内側に形成されており、複屈折構造体42を通過する前に基板41を通過することによる光束の乱れを防止している。   The B-color second polarizing element 363b is a reflective polarizing element that uses reflected light, and is incorporated as an e-type polarizing element. More specifically, the second polarizing element 363b is a structural birefringent polarizing element arranged in a state inclined by 45 ° with respect to the system optical axis SA. The second polarizing element 363b is provided with a birefringent structure 42 formed by arranging a wire grid made of a conductive material extending in the Y direction in a stripe shape on the surface upstream of the optical path of the substrate 41 which is a light transmissive main body. It is a thing. The second polarizing element 363b reflects the first polarized light having the polarization plane in the first direction perpendicular to the XZ plane that is the incident plane, and the second polarization element has a polarization plane in the second direction parallel to the XZ plane that is the incident plane. Transmits polarized light. In the second polarizing element 363b, the birefringent structure 42 is formed on the inner side, and the disturbance of the light flux due to passing through the substrate 41 before passing through the birefringent structure 42 is prevented.

以上の液晶ライトバルブ360bにおいて、第1偏光素子362bと第2偏光素子363bとは、クロスニコルを構成するように配置されている。より詳細に説明すると、第1偏光素子362bの光学軸OA1と、第2偏光素子363bの光学軸OA2とは、Y軸方向に延びて互いに平行になっている。そして、第1偏光素子362gの透過軸TXと、第2偏光素子363gの反射軸RXとは、互いに直交している。これら第1及び第2偏光素子362b,363の間に挟まれた液晶パネル61bは、第1偏光素子362b側から入射した青光LBを、入力信号に応じて画素単位で部分的に第2方向の第2偏光から第1方向の第1偏光に変化させ、変化後の変調光を第2偏光素子363b側に射出する。   In the liquid crystal light valve 360b described above, the first polarizing element 362b and the second polarizing element 363b are arranged to form a crossed Nicol. More specifically, the optical axis OA1 of the first polarizing element 362b and the optical axis OA2 of the second polarizing element 363b extend in the Y-axis direction and are parallel to each other. The transmission axis TX of the first polarizing element 362g and the reflection axis RX of the second polarizing element 363g are orthogonal to each other. The liquid crystal panel 61b sandwiched between the first and second polarizing elements 362b and 363 partially applies the blue light LB incident from the first polarizing element 362b side in the second direction in units of pixels according to the input signal. The second polarized light is changed to the first polarized light in the first direction, and the modulated light after the change is emitted to the second polarizing element 363b side.

なお、図5のプロジェクター100において、G色用の液晶ライトバルブ360gとR色用の液晶ライトバルブ360rも、上記B色用の液晶ライトバルブ360bと同様の構造を有する。つまり、液晶ライトバルブ360gにおいて、第1偏光素子362gは、透過光を用いる反射型偏光素子で、o−タイプの偏光素子として組み込まれており、第2偏光素子363gは、反射光を用いる反射型偏光素子で、e−タイプの偏光素子として組み込まれている。また、液晶ライトバルブ360rにおいて、第1偏光素子362rは、透過光を用いる反射型偏光素子で、o−タイプの偏光素子として組み込まれており、第2偏光素子363rは、反射光を用いる反射型偏光素子で、e−タイプの偏光素子として組み込まれている。   In the projector 100 of FIG. 5, the liquid crystal light valve 360g for G color and the liquid crystal light valve 360r for R color also have the same structure as the liquid crystal light valve 360b for B color. That is, in the liquid crystal light valve 360g, the first polarizing element 362g is a reflective polarizing element that uses transmitted light and is incorporated as an o-type polarizing element, and the second polarizing element 363g is a reflective type that uses reflected light. A polarizing element, which is incorporated as an e-type polarizing element. In the liquid crystal light valve 360r, the first polarizing element 362r is a reflective polarizing element that uses transmitted light and is incorporated as an o-type polarizing element, and the second polarizing element 363r is a reflective type that uses reflected light. A polarizing element, which is incorporated as an e-type polarizing element.

〔第4実施形態〕
以下、第4実施形態に係るプロジェクターの光学系の構成について説明する。なお、第4実施形態のプロジェクターは、第3実施形態のプロジェクター100を変形したものであり、特に説明しない部分は、第3実施形態と同様である。
[Fourth Embodiment]
The configuration of the optical system of the projector according to the fourth embodiment will be described below. Note that the projector according to the fourth embodiment is a modification of the projector 100 according to the third embodiment, and portions that are not particularly described are the same as those of the third embodiment.

図7(A)は、図6に対応するもので、第4実施形態に係るプロジェクター100のB色用の液晶ライトバルブ460bの構造を示している。この場合、B色用の液晶ライトバルブ460bは、光変調装置として、青光LBによって照明される液晶パネル61bと、液晶パネル61bの光路下流側に配置される第1偏光素子362bと、液晶パネル61bの光路下流側に配置される第2偏光素子363bと、第1偏光素子362bの光路上流側に配置される第1補助偏光素子465bと、第2偏光素子363bの光路下流側に配置される第2補助偏光素子565bとを備える。   FIG. 7A corresponds to FIG. 6 and shows the structure of the liquid crystal light valve 460b for B color of the projector 100 according to the fourth embodiment. In this case, the liquid crystal light valve 460b for B color is a liquid crystal panel 61b illuminated by the blue light LB, a first polarizing element 362b disposed on the downstream side of the optical path of the liquid crystal panel 61b, and a liquid crystal panel as a light modulator. The second polarizing element 363b disposed on the downstream side of the optical path 61b, the first auxiliary polarizing element 465b disposed on the upstream side of the optical path of the first polarizing element 362b, and the downstream side of the optical path of the second polarizing element 363b. A second auxiliary polarizing element 565b.

最も光路上流側の第1補助偏光素子465bは、透過光を用いるとともに不要光を吸収する透過型偏光素子であり、o−タイプの偏光素子として組み込まれている。より具体的に説明すると、第1補助偏光素子465bは、光透過性の本体である基板45の光路下流の表面上に偏光膜46を設けたものである。第1補助偏光素子465bは、XZ面に垂直な第1方向に偏光面を有する第1偏光を吸収し、これに垂直な第2偏光を透過させる。なお、第1補助偏光素子465bでは、偏光膜46が内側に形成されており、偏光膜46を通過した後に基板45を通過することによる光束の乱れをある程度抑制する効果がある。   The first auxiliary polarizing element 465b on the most upstream side of the optical path is a transmissive polarizing element that uses transmitted light and absorbs unnecessary light, and is incorporated as an o-type polarizing element. More specifically, the first auxiliary polarizing element 465b is provided with the polarizing film 46 on the surface downstream of the optical path of the substrate 45 which is a light transmissive main body. The first auxiliary polarizing element 465b absorbs the first polarized light having the polarization plane in the first direction perpendicular to the XZ plane and transmits the second polarized light perpendicular to the first polarized light. In the first auxiliary polarizing element 465b, the polarizing film 46 is formed on the inner side, and there is an effect of suppressing the disturbance of the light flux due to passing through the substrate 45 after passing through the polarizing film 46 to some extent.

最も光路下流側の第2補助偏光素子565bは、透過光を用いるとともに不要光を吸収する透過型偏光素子であり、o−タイプの偏光素子として組み込まれている。より具体的に説明すると、第2補助偏光素子565bは、光透過性の本体である基板45の光路上流の表面上に偏光膜46を設けたものである。第2補助偏光素子565bは、XZ面に垂直な第1方向に偏光面を有する第1偏光を透過させ、これに垂直な第2偏光を吸収する。なお、第2補助偏光素子565bでは、偏光膜46が内側に形成されており、偏光膜46を通過する前に基板45を通過することによる光束の乱れをある程度抑制する効果がある。   The second auxiliary polarizing element 565b on the most downstream side of the optical path is a transmissive polarizing element that uses transmitted light and absorbs unnecessary light, and is incorporated as an o-type polarizing element. More specifically, in the second auxiliary polarizing element 565b, a polarizing film 46 is provided on the surface upstream of the optical path of the substrate 45, which is a light transmissive main body. The second auxiliary polarizing element 565b transmits the first polarized light having the polarization plane in the first direction perpendicular to the XZ plane and absorbs the second polarized light perpendicular thereto. In the second auxiliary polarizing element 565b, the polarizing film 46 is formed on the inner side, and there is an effect of suppressing the disturbance of the light flux caused by passing through the substrate 45 before passing through the polarizing film 46 to some extent.

以上の液晶ライトバルブ460bにおいて、第1補助偏光素子465bの光学軸OA3は、第1偏光素子362bの光学軸OA1と同様にY軸方向に延びており、第2偏光素子363bの光学軸OA2と平行になっている。そして、第1補助偏光素子465bすなわち第1偏光素子362bの透過軸TXは、第2偏光素子363bの反射軸RXと直交している。   In the liquid crystal light valve 460b described above, the optical axis OA3 of the first auxiliary polarizing element 465b extends in the Y-axis direction similarly to the optical axis OA1 of the first polarizing element 362b, and the optical axis OA2 of the second polarizing element 363b. It is parallel. The transmission axis TX of the first auxiliary polarizing element 465b, that is, the first polarizing element 362b is orthogonal to the reflection axis RX of the second polarizing element 363b.

また、第2補助偏光素子565bの光学軸OA4は、第2偏光素子363bの光学軸OA2と同様にY軸方向に延びており、第1偏光素子362bの光学軸OA1と平行になっている。そして、第2補助偏光素子565bすなわち第2偏光素子362bの透過軸TXは、第1偏光素子362bの透過軸TXと直交している。   Further, the optical axis OA4 of the second auxiliary polarizing element 565b extends in the Y-axis direction similarly to the optical axis OA2 of the second polarizing element 363b, and is parallel to the optical axis OA1 of the first polarizing element 362b. The transmission axis TX of the second auxiliary polarizing element 565b, that is, the second polarizing element 362b is orthogonal to the transmission axis TX of the first polarizing element 362b.

この液晶ライトバルブ460bの場合、第1及び第2補助偏光素子465b,565bを設けており、液晶ライトバルブ460bを通過する光束の偏光度を確実に高めることができる。   In the case of the liquid crystal light valve 460b, the first and second auxiliary polarizing elements 465b and 565b are provided, and the degree of polarization of the light beam passing through the liquid crystal light valve 460b can be reliably increased.

なお、図5のプロジェクター100において、G色用の液晶ライトバルブ360gやR色用の液晶ライトバルブ360rも、上記図7(A)のB色用の液晶ライトバルブ460bと同様の構造とすることができる。つまり、第2偏光素子363g,363rの光路上流側及び下流側に、追加の第1及び第2補助偏光素子として、透過光を用いるとともに不要光を吸収しo−タイプの偏光素子として機能する透過型偏光素子を組み込むことができる。   In the projector 100 of FIG. 5, the G-color liquid crystal light valve 360g and the R-color liquid crystal light valve 360r have the same structure as the B-color liquid crystal light valve 460b of FIG. Can do. That is, on the upstream and downstream sides of the optical path of the second polarizing elements 363g and 363r, as additional first and second auxiliary polarizing elements, transmitted light is used and absorbs unnecessary light and functions as an o-type polarizing element. Type polarizing elements can be incorporated.

図7(B)は、図7(A)に示すB色用の液晶ライトバルブ460bを変形したB色用の液晶ライトバルブ660bの構造を示している。この場合、B色用の液晶ライトバルブ660bは、青光LBによって照明される液晶パネル61bと、その光路上流側に配置される第1偏光素子662bと、光路下流側に配置される第2偏光素子363bとを備える。   FIG. 7B shows a structure of a B-color liquid crystal light valve 660b obtained by modifying the B-color liquid crystal light valve 460b shown in FIG. 7A. In this case, the liquid crystal light valve 660b for B color includes the liquid crystal panel 61b illuminated by the blue light LB, the first polarizing element 662b disposed on the upstream side of the optical path, and the second polarized light disposed on the downstream side of the optical path. And an element 363b.

第1偏光素子662bは、透過光を用いるとともに不要光を吸収する透過型偏光素子であり、o−タイプの偏光素子として組み込まれている。より具体的に説明すると、第1偏光素子662bは、光透過性の本体である基板45の光路下流の表面上に偏光膜46を設けたものである。第1偏光素子662bは、XZ面に垂直な第1方向に偏光面を有する第1偏光を吸収し、これに垂直な第2偏光を透過させる。なお、第1偏光素子662bでは、偏光膜46が内側に形成されており、偏光膜46を通過した後に基板45を通過することによる光束の乱れをある程度抑制する効果がある。   The first polarizing element 662b is a transmissive polarizing element that uses transmitted light and absorbs unnecessary light, and is incorporated as an o-type polarizing element. More specifically, the first polarizing element 662b is obtained by providing the polarizing film 46 on the surface downstream of the optical path of the substrate 45 which is a light transmissive main body. The first polarizing element 662b absorbs the first polarized light having the polarization plane in the first direction perpendicular to the XZ plane, and transmits the second polarized light perpendicular thereto. In the first polarizing element 662b, the polarizing film 46 is formed on the inner side, and there is an effect of suppressing the disturbance of the light flux due to passing through the substrate 45 after passing through the polarizing film 46 to some extent.

以上の液晶ライトバルブ660bにおいて、第1偏光素子662bの光学軸OA1は、Y軸方向に延びており、第2偏光素子363bの光学軸OA2と平行になっている。そして、第1偏光素子662bの透過軸TXは、第2偏光素子363bの反射軸RXと直交している。   In the liquid crystal light valve 660b described above, the optical axis OA1 of the first polarizing element 662b extends in the Y-axis direction and is parallel to the optical axis OA2 of the second polarizing element 363b. The transmission axis TX of the first polarizing element 662b is orthogonal to the reflection axis RX of the second polarizing element 363b.

なお、図5のプロジェクター100において、G色用の液晶ライトバルブ360gやR色用の液晶ライトバルブ360rも、上記B色用の液晶ライトバルブ660bと同様の構造とすることができる。つまり、第1偏光素子362g,362rに代えて、透過光を用いるとともに不要光を吸収しo−タイプの偏光素子として機能する透過型偏光素子を組み込むことができる。   In the projector 100 shown in FIG. 5, the liquid crystal light valve 360g for G color and the liquid crystal light valve 360r for R color can have the same structure as the liquid crystal light valve 660b for B color. That is, instead of the first polarizing elements 362g and 362r, a transmissive polarizing element that uses transmitted light and absorbs unnecessary light and functions as an o-type polarizing element can be incorporated.

以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。   Although the present invention has been described based on the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. Such modifications are also possible.

すなわち、上記実施形態において、液晶ライトバルブ60b,60g,60r,360b,360g,360r中に、液晶パネル61b,61g,61rを構成する液晶のプレチルト等を補償する光学補償板を挿入することができる。   In other words, in the above embodiment, an optical compensator for compensating for the pretilt of the liquid crystal constituting the liquid crystal panels 61b, 61g, 61r can be inserted into the liquid crystal light valves 60b, 60g, 60r, 360b, 360g, 360r. .

また、上記実施形態では、第1光路OP1に青光LBを導き、第2光路OP2に緑光LGを導き、第3光路OP3に赤光LRを導いているが、光路と色の組み合わせは変更可能であり、例えば第1光路OP1に赤光LRを導き、第2光路OP2に緑光LGを導き、第3光路OP3に青光LBを導くことができる。   In the above embodiment, the blue light LB is guided to the first optical path OP1, the green light LG is guided to the second optical path OP2, and the red light LR is guided to the third optical path OP3. However, the combination of the optical path and the color can be changed. For example, the red light LR can be guided to the first optical path OP1, the green light LG can be guided to the second optical path OP2, and the blue light LB can be guided to the third optical path OP3.

また、色分離導光光学系40における光路OP1,OP2,OP3の分岐方法は、実施形態に例示するものに限らず、様々なものとすることができる。   Further, the method of branching the optical paths OP1, OP2, and OP3 in the color separation / light guiding optical system 40 is not limited to that illustrated in the embodiment, and various methods can be used.

上記実施形態のプロジェクター100では、第1偏光素子62b,62g,62r,362b,362g,362rや第2偏光素子63b,63g,63r,363b,363g,363rをワイヤグリッド型の複屈折構造体42,44で構成するとしたが、これらの偏光素子62b,62g,62r,63b,63g,63r,…を立体的な誘電体層を多層積層することによって得られるフォトニック結晶その他の積層型の複屈折構造体で構成することもできる。   In the projector 100 of the above embodiment, the first polarizing elements 62b, 62g, 62r, 362b, 362g, and 362r and the second polarizing elements 63b, 63g, 63r, 363b, 363g, and 363r are combined into a wire grid type birefringent structure 42, 44, but these polarizing elements 62b, 62g, 62r, 63b, 63g, 63r,... Are obtained by laminating a three-dimensional dielectric layer in multiple layers, a photonic crystal or other laminated birefringent structure. It can also consist of a body.

上記実施形態のプロジェクター100では、照明光学系20を、光源装置10、一対のレンズアレイ15,16、偏光変換装置17、及び重畳レンズ18で構成したが、レンズアレイ15,16等については省略することができ、光源装置10も、LED等の別光源に置き換えることができる。   In the projector 100 of the above embodiment, the illumination optical system 20 includes the light source device 10, the pair of lens arrays 15 and 16, the polarization conversion device 17, and the superimposing lens 18, but the lens arrays 15 and 16 are omitted. The light source device 10 can also be replaced with another light source such as an LED.

上記実施形態では、3つの液晶ライトバルブ60b,60g,60r又は液晶ライトバルブ360b,360g,360rを用いたプロジェクター100の例のみを挙げたが、本発明は、1つ又は2つの液晶ライトバルブを用いたプロジェクター、或いは、4つ以上の液晶ライトバルブを用いたプロジェクターにも適用可能である。   In the above embodiment, only the example of the projector 100 using the three liquid crystal light valves 60b, 60g, and 60r or the liquid crystal light valves 360b, 360g, and 360r is given. However, the present invention includes one or two liquid crystal light valves. The present invention can also be applied to a projector using a projector or a projector using four or more liquid crystal light valves.

上記実施形態では、スクリーンを観察する方向から投射を行なうフロントタイプのプロジェクターの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から投射を行なうリアタイプのプロジェクターにも適用可能である。   In the above embodiment, only an example of a front type projector that projects from the direction of observing the screen is given, but the present invention is also applicable to a rear type projector that projects from the side opposite to the direction of observing the screen. Is possible.

10…光源装置、 14…凹レンズ、 15,16…レンズアレイ、 17…偏光変換装置、 18…重畳レンズ、 20…照明光学系、 21…クロスダイクロイックミラー、 22…ダイクロイックミラー、 40…色分離導光光学系、 41,43…基板、 42,44…複屈折構造体、 45…基板、 46…偏光膜、 60…光変調部、 60b,60g,60r…液晶ライトバルブ、 360b,360g,360r…液晶ライトバルブ、 61b,61g,61r…液晶パネル、 62b,62g,62r…第1偏光素子、 63b,63g,63r…第2偏光素子、 65b…補助偏光素子、 70…光合成部、 71a,71b…ダイクロイックミラー、 80…投射光学系、 100…プロジェクター、 IL…照明光、 LB,LG,LR…色光、 OA1,OA2…光学軸、 OP1,OP2,OP3…光路、 SA…システム光軸、 RX…反射軸、 TX…透過軸   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Light source device, 14 ... Concave lens, 15, 16 ... Lens array, 17 ... Polarization converter, 18 ... Superimposing lens, 20 ... Illumination optical system, 21 ... Cross dichroic mirror, 22 ... Dichroic mirror, 40 ... Color separation light guide Optical system, 41, 43 ... Substrate, 42, 44 ... Birefringent structure, 45 ... Substrate, 46 ... Polarizing film, 60 ... Light modulator, 60b, 60g, 60r ... Liquid crystal light valve, 360b, 360g, 360r ... Liquid crystal Light valve, 61b, 61g, 61r ... liquid crystal panel, 62b, 62g, 62r ... first polarizing element, 63b, 63g, 63r ... second polarizing element, 65b ... auxiliary polarizing element, 70 ... photosynthesis unit, 71a, 71b ... dichroic Mirror, 80 ... Projection optical system, 100 ... Projector, IL ... Illumination light, LB, LG, R ... color light, OA1, OA2 ... optical axis, OP1, OP2, OP3 ... optical path, SA ... system optical axis, RX ... reflection axis, TX ... transmission axis

Claims (8)

照明装置から射出された各色の光束をそれぞれ変調する複数の光変調装置と、
前記複数の光変調装置で変調された各色の変調光を合成する光合成部と、を備え、
前記複数の光変調装置のうち少なくとも1つの光変調装置は、偏光変調型の変調パネルと、前記変調パネルの光入射側に配置される第1偏光素子と、前記変調パネルの光射出側に配置される第2偏光素子とを有し、
前記第1及び第2偏光素子のうち一方は、反射光を用いる反射型偏光素子であり、反射の前後におけるシステム光軸を含む平面に対し反射軸が略垂直になるように配置されており、
前記第1及び第2偏光素子のうち他方は、透過光を用いる偏光素子であり、透過軸が前記反射軸に垂直な方向に延びるように配置されている、
プロジェクター。
A plurality of light modulation devices that respectively modulate the light beams of the respective colors emitted from the illumination device;
A light combining unit that combines the modulated light of each color modulated by the plurality of light modulation devices,
At least one of the plurality of light modulation devices includes a polarization modulation type modulation panel, a first polarizing element disposed on a light incident side of the modulation panel, and a light emission side of the modulation panel. A second polarizing element that is
One of the first and second polarizing elements is a reflective polarizing element that uses reflected light, and is disposed such that the reflection axis is substantially perpendicular to a plane including the system optical axis before and after reflection.
The other of the first and second polarizing elements is a polarizing element that uses transmitted light, and is disposed so that a transmission axis extends in a direction perpendicular to the reflection axis.
projector.
前記反射光を用いる反射型偏光素子は、e−タイプの偏光素子である、請求項1に記載のプロジェクター。   The projector according to claim 1, wherein the reflective polarizing element using the reflected light is an e-type polarizing element. 前記反射光を用いる反射型偏光素子は、基板上に複屈折性を与える構造を形成した構造性複屈折型の偏光素子である、請求項2に記載のプロジェクター。   The projector according to claim 2, wherein the reflective polarizing element using the reflected light is a structural birefringent polarizing element in which a structure that imparts birefringence is formed on a substrate. 前記反射光を用いる反射型偏光素子は、前記基板上にワイヤグリッドを有し、グリッド方向を前記反射軸とする、請求項3に記載のプロジェクター。   The projector according to claim 3, wherein the reflective polarizing element using the reflected light has a wire grid on the substrate, and the grid direction is the reflection axis. 前記反射光を用いる反射型偏光素子は、前記基板の表面側で対象とする偏光を反射する、請求項3及び請求項4のいずれか一項に記載のプロジェクター。   5. The projector according to claim 3, wherein the reflective polarizing element that uses the reflected light reflects a target polarized light on a surface side of the substrate. 6. 前記透過光を用いる偏光素子は、o−タイプの偏光素子である、請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載のプロジェクター。   The projector according to any one of claims 1 to 5, wherein the polarizing element using the transmitted light is an o-type polarizing element. 前記透過光を用いる偏光素子は、反射型偏光素子であり、システム光軸に略垂直に延びるように配置されている、請求項6に記載のプロジェクター。   The projector according to claim 6, wherein the polarizing element using the transmitted light is a reflective polarizing element and is disposed so as to extend substantially perpendicular to the system optical axis. 前記透過光を用いる偏光素子は、有機フィルムで形成された透過型偏光素子である、請求項6に記載のプロジェクター。   The projector according to claim 6, wherein the polarizing element using the transmitted light is a transmissive polarizing element formed of an organic film.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015152835A (en) * 2014-02-17 2015-08-24 キヤノン株式会社 Wavelength selective polarizing element, optical system, and projection display device

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