JP2003240956A - 偏光子、及びそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶プロジェクタの入射偏光板の温度低減を
図る。 【解決手段】 入射光束の光軸と所定の偏光方向の双方
に垂直な軸と略平行な複数の偏光膜と、該偏光膜の膜面
を挟む透明部材により構成され、隣接する該膜面の成す
小さい方の角度θが、６０°＜θ＜１５０°を満足する
偏光子を、偏光変換素子と液晶表示素子との間に配置す
ることにより、偏光変換素子で揃えきれなかった不要偏
光成分を遮断し、入射偏光板での光の吸収量を減少させ
て温度上昇を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子を用
いた液晶表示装置に係わり、特に、光源から液晶表示素
子への光路上で、光源からの出射光の偏光方向を所定方
向に変換する偏光変換素子と液晶表示素子との間に配置
され、この偏光変換素子から出射する不要な偏光成分を
減衰させる偏光板における不要な偏光成分を吸収して生
じる温度上昇を低減する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】光源からの光を液晶表示素子に入射し、
液晶表示素子により形成された画像（光学像）を投射レ
ンズでスクリーンに拡大投射する液晶プロジェクタ等の
液晶表示装置が、例えば特開平10-171045号公報で開示
されている。この種の液晶表示装置は、光源からの無偏
光の光を所定偏光方向に偏光させ、映像表示素子である
液晶表示素子に照射し、その液晶表示素子で映像信号に
応じて前記所定偏光方向の偏光方向を変化させて液晶表
示素子からの出射光量を変え、画素ごとに濃淡を変える
調節（この調節を光強度変調と称す）を行なって画像
（光学像）を形成し、スクリーンなどに拡大投射するも
のである。

【０００３】従来の映像表示素子として液晶表示素子を
用いた液晶表示装置について、図２を用いて説明する。

【０００４】図２において、光源１から出射した光は第
1レンズアレイ６に入射する。第1レンズアレイ６は、入
射した光束をマトリックス状に配置された複数のレンズ
セルで複数の光束に分割して、効率よく第２レンズアレ
イ７と偏光変換素子８を通過するように導く。第１レン
ズアレイと同様に、マトリックス状に配置された複数の
レンズセルを持つ第２レンズアレイ７は、構成するレン
ズセルそれぞれが対応する第１レンズアレイ６のレンズ
セルの形状を液晶表示素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ側に
投影する。この時、偏光変換素子８は第２レンズアレイ
７からの無偏光の光を所定偏光方向の直線偏光に変換し
て揃える。そして、これら第１レンズアレイ６の各レン
ズセルの投影像を集光レンズ９、及びコンデンサレンズ
１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ、第１リレ−レンズ１７、第２
リレ−レンズ１８により各液晶表示素子２０Ｒ，２０
Ｇ，２０Ｂ上に重ね合わせる。

【０００５】その過程で、色分離手段をなすダイクロイ
ックミラ−１２と１３により、光源１より出射された白
色光は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色に色分離
され、それぞれ対応する液晶表示素子２０Ｒ，２０Ｇ，
２０Ｂに照射される。なお、ここではダイクロイックミ
ラ−１２は赤反射緑青透過特性であり、ダイクロイック
ミラ−１３は緑反射青透過特性である。

【０００６】各液晶表示素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂは
入射側に入射偏光板４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを、出射側に出射
偏光板５Ｒ，５Ｇ，５Ｂを備え、映像信号に応じて入射
光の偏光方向を変化させて液晶表示素子からの出射光量
を変える光強度変調を画素ごとに行う。ここで、入射偏
光板は偏光変換素子８の出射光に含まれる所定偏光方向
成分を透過させ、それ以外の偏光成分を減衰させるため
のものである。

【０００７】液晶表示素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂによ
り形成された画像（光学像）は、色合成手段である色合
成プリズム１１によって色合成され、さらに、投射レン
ズ３によってスクリ−ン１９上へと投射され、大画面映
像を得ることができる。

【０００８】なお、第１リレ−レンズ１７と第２リレ−
レンズ１８は、液晶表示素子２０Ｒ，２０Ｇに対して液
晶表示素子２０Ｂの、光源１から液晶表示素子面までの
光路長が長くなっていることを補うものである。

【０００９】また、コンデンサレンズ１０Ｒ，１０Ｇ，
１０Ｂは液晶表示素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ通過後の
光線の広がりを押さえ、投射レンズ３によって効率のよ
い投射を実現する。

【００１０】１４はＲ光を折り曲げて液晶表示素子２０
Ｒに導く全反射ミラ−、１５と１６はＢ光を折り曲げて
液晶表示素子２０Ｂに導く全反射ミラ−である。以上の
ように構成された液晶表示装置は、特に小型であること
と、明るい画像が得られることが要求される。従って、
近年、液晶表示素子自体の小型化が進むとともに、光源
から出射される光量も増加し、各光学部品に入射する単
位面積当たりの光量が増加した。

【００１１】光を吸収する部品のうちで特に入射偏光板
４Ｒ，４Ｇ，４Ｂにおいては多量の熱が発生するが、一
般的に偏光板は合成樹脂等の有機物（例えばポリビニル
アルコ−ル）を染色して延伸したフィルムでできてお
り、高性能および長寿命を確保する為には、使用時の温
度を低減する必要がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】図２の液晶表示装置に
おける光源から入射偏光板までの理想的な偏光状態を図
３を用いて以下に説明する。

【００１３】図３において、光源より出射された光は無
偏光３０１であり、偏光変換素子８により直線偏光３０
２に変換される。液晶表示素子に入射する直線偏光がこ
の直線偏光３０２に対して、平行な場合と平行でない場
合があり、これは光路毎に異なる。一般的にはＧ光路の
み平行に、ＲＢ光路においては直交するように設計され
る場合が多い。

【００１４】液晶表示素子２０Ｇに直線偏光３０２と同
一方向の偏光３０４を入射する場合には入射偏光板４Ｇ
の透過軸３０３を直線偏光３０２と平行にする。また、
液晶表示素子２０Ｒにそれ以外の直線偏光３０８を入射
する場合には、直線偏光３０２を１／２波長板３０５に
より直線偏光３０６に回転し、入射偏光板４Ｒの透過軸
３０７を直線偏光３０６に平行にする。

【００１５】上記は理想的な偏光状態であるが、偏光変
換素子８にて変換された偏光３０２は完全な直線偏光に
はなっていない。液晶プロジェクタ実機にて直線偏光３
０２に平行な偏光成分と、直交する偏光成分の比を測定
したところ約９：１となっていた。また、偏光板に透過
軸に平行な直線偏光を入射した場合の透過率は、一般的
に８０〜９０％であるため、１０〜２０％の光は吸収さ
れて熱量に変換される。したがって、入射偏光板におい
ては、偏光変換素子８の出射光に含まれる不要な偏光成
分の吸収と透過偏光成分の吸収損失により、入射光の２
０〜３０％が熱に変換されて発熱していると推定され、
入射偏光板の温度上昇を抑えるためにはこれを低減する
必要がある。

【００１６】図３では、透過型液晶表示素子の光源側に
配設された入射偏光板の温度上昇について述べたが、同
様なことが反射型液晶表示素子を用いた場合にも起こ
る。例えば特開２００１−１５４２６８号公報の図１０
に開示されている液晶表示装置では、光源８１からの出
射光８２を偏光変換素子８３で所望の偏光に揃えた後、
コントラストを向上させるために偏光変換素子８３の出
射光に含まれる不要な偏光成分を偏光板８３ａで除去す
る構成としている。また、同号公報の図１では、偏光変
換素子３からの出射光をＧ反射ＲＢ透過ダイクロイック
ミラ−５でＧ光の６ＧとＲＢ光の６Ｒ，６Bに色分離し
た後、Ｇ光の６Ｇは偏光板２５を通過させ、ＲＢ光の６
Ｒ，６Bは偏光板７を通過させ、コントラストを向上さ
せるために偏光変換素子３の出射光に含まれる不要な偏
光成分を各偏光板で除去する構成としている。いずれの
場合も、透過型液晶表示素子の入射偏光板と同様に、偏
光変換素子の出射光に含まれる不要な偏光成分の吸収と
透過偏光成分の吸収損失により偏光板の温度上昇を招
く。

【００１７】本発明の目的は、上記課題を解決し、偏光
変換素子の出射光に含まれる不要な偏光成分を低減し
て、前記不要な偏光成分による偏光板の温度上昇を低減
する、偏光変換素子から偏光板の間の光路に配置される
偏光子を提供することにある。

【００１８】なお、ここで言う偏光板とは、液晶表示装
置において、透過型液晶表示素子の前に配置される入射
偏光板や、反射型液晶表示素子より光源側に配置して使
用されるコントラストを向上させるための偏光板を指す
ものの総称であり、いずれも偏光変換素子の出射光に含
まれる不要な偏光成分を低減する作用を有する。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を実現するため
に、本発明では、入射光束の光軸と所定の偏光方向の双
方に垂直な軸と略平行な複数の偏光膜と、該偏光膜の膜
面を挟む透明部材により構成され、隣接する該膜面の成
す小さい方の角度θが、６０°＜θ＜１５０°を満足す
る偏光子を、偏光変換素子と液晶表示素子との間に配置
するように構成する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図を参照し構成図である。図１において、偏光子１
００は、透明な部材１０２に複数の偏光膜１０１ｕ
（ｕ：ａ,ｂ,…,j）が隣接する偏光膜とのなす角度θｖ
（ｖ：ａ,ｂ,…,ｉ）でジグザグ状に形成されている。
偏光子１００には図１紙面に向かって右から偏光変換素
子の出射光線が垂直に入射する。説明の都合上、直交座
標１０７で示すように、この入射光線１０４の光軸方向
をＺ軸方向とし、Ｚ軸に直交する図１紙面の上下方向を
Ｙ軸方向、Ｚ軸，Ｙ軸に直交する図１紙面表裏方向をＸ
軸方向とする。複数の偏光膜１０１ｕは上記Ｚ軸とＹ軸
に直交するＸ軸に平行な面で、互いに隣接し向かい合う
偏光膜の面は角度θｖを成し、入射光線１０４に対して
凹，凸，凹，凸となるように凹凸を繰り返すジグザグ状
に形成されている。なお、偏光変換素子からの入射光線
１０４の偏光方向は略Ｙ軸方向に変換されているものと
する。また、全ての角度θｖは９０°でＺ軸に対して対
称（２等分される）とする。

【００２１】前記偏光子１００に垂直に入射する偏光状
態が１０４ｐ（偏光方向は光軸であるＺ軸に直交するＸ
Ｙ平面内にあり、以下ＸＹ座標で偏光状態を示す）で示
される入射光線１０４のＸ軸方向偏光成分である水平偏
光成分は、偏光膜１０１によりほぼ全てが反射光線１０
６（偏光状態は１０６ｐの通り）のとおり光源側に反射
され、Ｙ軸方向偏光成分である鉛直偏光成分はほぼ全て
が偏光膜１００を透過光線１０５（偏光状態は１０５ｐ
の通り）のとおり透過する。したがって、略鉛直（Ｙ
軸）方向に偏光変換された偏光変換素子からの入射光線
１０４に不要な偏光成分であるＸ軸方向の水平偏光成分
が存在していても、透過光線１０５では不要な偏光成分
が減衰されほぼ鉛直偏光成分のみとすることができる。
また、偏光子１００は不要な偏光成分をほぼ吸収するこ
となく反射させるので、発熱に伴う温度上昇も少なく耐
熱性に優れている。透明な部材１０２の素材としては、
例えば、白板ガラスなどを使用する。

【００２２】図５に本発明の偏光子を用いた液晶プロジ
ェクタの一実施の形態を示す。従来の図２と図５との相
異点は、偏光変換素子と集光レンズとの間に本発明によ
る偏光子を配置したことにある。

【００２３】以下、図５を用いて本発明による偏光子を
適用した液晶プロジェクタの一実施の形態について説明
する。なお、図５において、図２に同一な部分には同一
な符号を付して、その説明を省略する。

【００２４】図５において、光源１から出射する無偏光
は、光源１の光軸（これをＺ軸とする）にほぼ平行に出
射し、第一レンズアレイ６、第二レンズアレイ７を通過
して偏光変換素子８に入射する。偏光変換素子８からの
出射光線は光軸であるＺ軸に直交するＹ軸方向（紙面上
下方向）に偏光方向が変換されるものとする。なお、Ｙ
軸，Ｚ軸に直交する軸はＸ軸（紙面表裏方向）である。
偏光変換素子８で略Ｙ軸方向に偏光方向を変換された出
射光線は偏光子１００に入射する。偏光子１００は、外
形が約５０ｍｍ×約５０ｍｍ×厚さ約２ｍｍの直方体で
あり、偏光変換素子８の出射面から３ｍｍ程度の間隔を
おいて、偏光膜がＸ軸に平行になるように配置されてい
る。

【００２５】偏光変換素子８は入射する無偏光をＹ軸に
平行な直線偏光に変換すべく設計されているが、実際の
出射光は約９０％程度がＹ軸に平行な偏光成分であり、
残り約１０％程度がＸ軸に平行な偏光成分である。偏光
変換素子８を出射した前記の偏光成分比の光は、偏光子
１００を通過することにより、図１で説明したように、
残り約１０％程度のＸ軸に平行な偏光成分は光源側に反
射されて、ほぼＹ軸に平行な偏光成分のみになる。

【００２６】本実施の形態の構成においては、緑光路の
入射偏光板４Ｇの偏光透過軸はＹ軸に平行となってい
る。また赤光路および青光路の入射偏光板４Ｒ，４Ｂの
偏光透過軸はＸ軸に平行となっているが、１／２波長板
（図示せず）が直前に挿入されており、これにより偏光
方向が９０°回転される。したがって、前記３光路とも
入射偏光板４Ｒ，４Ｇ，４Ｂで吸収される不要な偏光成
分は極めて少なくなり、従来に比べ、不要な偏光成分の
吸収による入射偏光板の温度上昇を低減することができ
る。

【００２７】また、偏光変換素子８を入射する無偏光を
Ｘ軸に平行な直線偏光に変換すべく設計した場合には、
偏光子１００の偏光膜がＹ軸に平行になるように配置す
ることにより同様な効果を得ることができる。

【００２８】偏光膜には、偏光膜を通過する偏光（例え
ばＰ偏光）の透過率が高いことと、反射する偏光（例え
ばＳ偏光）の透過率が低いことの一般的に相反する性能
の両立が要求され、通常Ｐ偏光透過率８５％以上、Ｓ偏
光透過率１０％以下の性能が要求される。これらは入射
する光線に対する偏光膜の角度が大きく影響し、これは
隣り合う偏光膜の角度θによって決定される。

【００２９】図４は、一般的な膜設計の偏光膜を入射光
線角度が±１０°の光学系に配置した場合における隣接
する偏光膜のなす角度θとＰ偏光およびＳ偏光透過率の
関係をシミュレーションしたものである。図４から明ら
かなように、Ｐ偏光透過率４０１が８５％以上でＳ偏光
透過率４０２が１０％以下となるθは６０°以上１５０
°以下となり、互いに隣接し向かい合う偏光膜の面は角
度θは数１を満足するのが望ましい。 ６０°＜ θ ＜ １５０° ‥‥‥（数1） 偏光子１００の透明な部材１０２の素材として白板ガラ
スを使用し、偏光膜の面数を１０面とし、隣り合う偏光
膜のなす角θが９０°である偏光子を、電力１５５Ｗの
超高圧水銀ランプ、０．７インチの透過型液晶表示素子
を使用した液晶プロジェクタに用いた場合の測定結果に
ついて述べる。なお、入射偏光板に用いられる偏光フィ
ルムの許容温度は８５℃である。

【００３０】室温３０℃の環境下で入射偏光板４Ｇ（外
形約２５ｍｍ×２０ｍｍ）の温度測定を行ったところ、
従来構成では８５℃程度であったが、本発明の偏光子を
使用することにより７８℃となり、約７℃の低減を確認
した。

【００３１】図１に示す偏光子では、偏光膜の面数を１
０とし、各角度θを略等しく、かつ、隣接する偏光膜の
ＹＺ平面の断面形状が連続する三角形として図示した
が、これに限定されるものではない。これに関して、以
下に図６，図７，図８と図９を用いて詳述する。

【００３２】液晶プロジェクタ等の液晶表示装置は、従
来技術の項で述べたように、特に小型軽量であること
と、明るい画像が得られることが要求されており、この
ため、一般的に、液晶プロジェクタ光学系では偏光子の
厚さはその横幅の１／１０とするのが望ましい。

【００３３】図９は図１の偏光子の構成で偏光膜の面数
を変化させて偏光子の厚さがその横幅の１／１０となる
場合の隣接する偏光膜のなす角度θを算出して示したも
のである。図９で横軸に偏光膜の面数を、縦軸に偏光子
の厚さがその横幅の１／１０となる場合の隣接する偏光
膜のなす角度θを示す。図９から明らかなように、数１
を満足する角度θに対応する偏光膜の面数は３以上とす
る必要がある。

【００３４】図６は、偏光膜の面数を奇数の３とした偏
光子の一実施の形態である。以下図６を用いて説明す
る。図６において、６００は本発明による偏光子、６０
１ａ〜ｃは偏光膜、６０２は透明部材であり、説明の都
合上、紙面の表裏方向をＸ軸、上下方向をＹ軸、紙面左
右方向をＺ軸とする。

【００３５】偏光膜６０１ａまたはｂに紙面右方向から
Ｚ軸に平行に入射した入射光線（図示せず）のうち、図
１と同様に、Ｙ軸方向偏光成分は透過し、Ｘ軸方向偏光
成分は反射され、さらに向い合って隣接する偏光膜で入
射光線側に反射される。また、偏光膜６０１ｃに入射し
た入射光線６０４のうち、偏光膜６０１ｃにてＹ軸方向
偏光成分は透過し透過光線６０５となり、Ｘ軸方向偏光
成分６０５は反射される。反射されたＸ軸方向偏光成分
６０７は、偏光子６００の端面６０８にて吸収される
か、端面６０８を透過して偏光子６００を保持している
保持構造体６０９に吸収されるか、保持構造体６０９に
て反射された後に再び偏光膜６０１ｃにて反射光線６０
６として入射光線側に反射されるかであり、有効光束範
囲６１０に出射されることはない。

【００３６】なお、もし偏光構造体６０９が透明であっ
て、入射光線が光軸（Ｚ軸）に傾斜して入射する場合、
偏光子の端面側偏光膜６０１ｃでは、入射角度によって
は、入射光線側に反射されなくて透過光線側に反射され
る場合もありえるが、有効光束範囲６１０内に反射され
ることはないのは明らかであり、偏光変換素子からの不
要な偏光成分を減衰させる効果は同じある。

【００３７】以上は偏光膜の面数が３の場合について述
べたが、これに限定されるものではなく、偏光膜の面数
が３以上の奇数面数であっても、偏光子の端面側の奇数
偏光膜面は上記と同様に、入射光線のＹ軸方向偏光成分
を透過させ、またＸ軸方向偏光成分を入射光線側に反射
させ、したがって、不要偏光成分を低減するという本偏
光子の作用は得られる。

【００３８】図７は隣接する偏光膜のなす角度θが異な
る場合の偏光子７００のＹＺ断面図を示す。図７におい
て、７００は偏光子、７０２は透明な部材、７０１ａか
ら７０１ｆは偏光膜、θｌからθｐは隣接する偏光膜の
なす角度、７０４は偏光子７００への入射光線、７０５
は偏光子７００を透過する透過光線、７０６は偏光膜７
０１で反射されて入射光線７０４側に出射する反射光線
である。角度θは図７から明らかなように、入射光線７
０４に対して凹となる隣接する偏光膜の面の角度である
θｌ，θｐとθｎにおいて、θｌとθｐは等しいがθｎ
とは異なる。また、入射光線７０４に対して凸となる隣
接する偏光膜の面の角度であるθｍとθｏにおいて、θ
ｍとθｏは等しいがＺ軸方向で２等分されない角度であ
る。しかし、偏光変換素子からの入射光線７０４のうち
偏光方向がＸ軸方向の不要な偏光成分は偏光膜７０１ｄ
で反射され、さらに隣接して対向する偏光膜７０１ｃで
反射されて反射光線７０６として光源側に反射される。

【００３９】また、前記した場合とは逆に、角度θｍと
θｏを図７の角度θｌ=θｐと同じくしかつＺ軸に対称
とすれば、新たな角度θｌとθｐは等しいがＺ軸に非対
称な角度となるけれども、偏光変換素子からの入射光線
７０４のうち偏光方向がＸ軸方向の不要な偏光成分は光
源側に反射されることを容易に示すことができる。

【００４０】このように角度θを等しくまたＺ軸に対称
としなくても、光源側に不要な偏光成分を反射させるこ
とは明らかである。

【００４１】次に、図８について説明する。図８は隣接
する偏光膜のＹＺ平面の断面形状が連続していない場合
の偏光子８００の一実施形態である。図８でＹＺ断面形
状は台形をなしている。図８において、８００は偏光
子、８０２は透明な部材、８０１ａから８０１ｄは偏光
膜、θｑからθｓは隣接する偏光膜の面の角度である。
図８から明らかなように、ＹＺ断面形状の偏光膜が連続
していないので、偏光変換素子からの入射光線８０４の
うち偏光方向がＸ軸方向の不要な偏光成分はこの部分を
通過し透過光線８０５に含まれることになるが、大部分
は偏光膜８０１で反射されて光源側に反射されて反射光
線８０６となる。

【００４２】以上図６，図７，図８で示すような偏光子
を用いた場合であっても、偏光変換素子からの不要な偏
光成分を光源側に反射させることができ、液晶表示素子
の前側に配置される入射偏光板の不要な偏光成分の吸収
による温度上昇を低減することができる効果がある。

【００４３】また、図５では、透過型の液晶表示素子２
０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂの入射偏光板４Ｒ，４Ｇ，４Ｂの
温度上昇を低減するために、本発明による偏光子１００
を偏光変換素子８の直後に配設したが、これに限定され
るものではなく、偏光変換素子８から入射偏光板４Ｒ，
４Ｇ，４Ｂへの光路上に配設してもよい。但し、色分離
以降の光路上に配設する場合は偏光子が複数個必要とな
るので、色分離の前に配設するのが望ましい。図５では
ダイクロイックミラ−１２より前が望ましい。

【００４４】単板式の透過型の液晶表示装置では、偏光
子の数が複数個必要とはならないので、色分離の前に配
設する必要はない。偏光子は偏光変換素子と入射偏光板
の間の光路上に配設してもよい。

【００４５】３板式の反射型の液晶表示装置では、コン
トラストを向上させるための偏光板が配置されている場
所にもよるが、透過型の液晶表示装置と同様に、色分離
をする前に配設するのが望ましい。例えば、前記した特
開２００１−１５４２６８号公報の図１０に開示されて
いる液晶表示装置に本発明による偏光子を適用する場
合、偏光変換素子８３とコントラストを向上させるため
の偏光板８３ａとの間に挿入する。また、同号公報の図
１に適用する場合は、偏光変換素子３とＧ光とＲＢ光を
色分離するＧ反射ＲＢ透過ダイクロイックミラ−５との
間に挿入するのが望ましい。勿論、本発明による偏光子
が複数個必要となるが、色分離の後に配設してもよいこ
とは明らかである。

【００４６】なお、透過型液晶表示素子の前に用いられ
る入射偏光板と、反射型液晶表示でコントラストを向上
させるために用いられる偏光板は名称は異なるけれど
も、同じ機能を有するものであり、いずれも、偏光変換
素子からの出射光線に含まれる所望以外の偏光成分であ
る不要な偏光成分を減衰させて所望の偏光成分のみを利
用できるようにするものであることは周知のことであ
る。従って、これらを総称して偏光板とよんでも本発明
の効果には差し支えないことは明らかである。

【００４７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の偏光子を、
液晶表示素子を用いた映像表示装置に使用することによ
り、偏光変換素子の出射光に含まれる不要な偏光成分を
低減し、液晶表示素子として透過型液晶表示素子を用い
た場合には入射偏光板に対して、また反射型液晶表示素
子を用いた場合にはコントラストを向上させる偏光板に
対して入射する偏光の純度が向上し、入射偏光板または
偏光板の温度上昇を抑えることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す検光子の構成図であ
る。

【図２】従来の液晶プロジェクタの光学部品配置図であ
る。

【図３】光源から入射偏光板までの偏光状態の説明図で
ある。

【図４】隣接する偏光膜のなす角度θとＰ偏光およびＳ
偏光透過率との関係を示すシミュレーション図である。

【図５】本発明による偏光子を適用した液晶プロジェク
タの光学部品配置図である。

【図６】偏光膜の面数を３とした場合の本発明の実施の
形態を示す検光子の構成図である。

【図７】隣接する偏光膜のなす角度θが異なる場合の本
発明の実施の形態を示す検光子の構成図である。

【図８】隣接する偏光膜の断面形状が連続していない場
合の本発明の実施の形態を示す検光子の構成図である。

【図９】偏光膜の面数と隣接する偏光膜のなす角度θと
の関係を示す図である。

【符号の説明】

１…光源、３…投射レンズ、４…入射偏光板（R：Ｒ光
路用,G：Ｇ光路用,B：Ｂ光路用）、５…出射偏光板
（R：Ｒ光路用,G：Ｇ光路用,B：Ｂ光路用）、６…第１
レンズアレイ、７…第２レンズアレイ、８…偏光変換素
子、９…集光レンズ、１０…コンデンサレンズ（R：Ｒ
光路用,G：Ｇ光路用,B：Ｂ光路用）、１１…色合成プリ
ズム、１２…ダイクロイックミラー、１３…ダイクロイ
ックミラー、１４…全反射ミラー、１５…全反射ミラ
ー、１６…全反射ミラー、１７…第１リレーレンズ、１
８…第２リレーレンズ、１９…スクリーン、２０…液晶
表示素子（R：Ｒ光路用,G：Ｇ光路用,B：Ｂ光路用）、
１００…本発明の偏光子、１０１…偏光膜、１０２…透
明な部材、θ…隣接する偏光膜のなす角、１０４…入射
光線 、１０５…透過光線 、１０６…反射光線、３０１
…光源より出射された無偏光、３０２…偏光変換素子８
により変換された直線偏光、３０３…入射偏光板４Ｇの
透過軸、３０４…映像表示素子２０Ｇに入射する直線偏
光、３０５…１/２波長板、３０６…１/２波長板３０５
により偏光を回転された直線偏光、３０７…入射偏光板
４Ｒの透過軸、３０８…映像表示素子２０Ｇ以外の映像
表示素子２０Ｒ、２０Ｂに入射する直線偏光、４０１…
Ｐ偏光透過率特性、４０２…Ｓ偏光透過率特性、６０
０，７００，８００…本発明の偏光子、６０１，７０
１，８０１…偏光膜、６０２，７０２，８０２…透明な
部材、６０４，７０４，８０４…入射光線、６０５，７
０５，８０５…透過光線 、６０６，７０６，８０６…
反射光線、６０８…偏光子６００の端面 、６０９…保
持構造体 、６１０…有効光束範囲。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｅ ２Ｋ１０３ 21/14 21/14 Ａ ５Ｃ０５８ Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ａ (72)発明者 仕明 卓也 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所デジタルメディアシステ ム事業部内 Ｆターム(参考） 2H042 CA10 CA14 CA17 2H049 BA02 BA05 BA43 BA47 BB03 BC01 BC09 BC14 BC22 2H052 BA02 BA03 BA09 BA14 2H088 EA14 EA68 HA13 HA15 HA18 HA21 HA24 MA02 MA20 2H091 FA05X FA05Z FA07Z FA08X FA08Z FA14Z FA26X FA26Z FA41Z FD06 LA04 LA17 MA07 2K103 AA01 AA05 AA11 AB10 BC16 BC17 CA17 5C058 AA06 AB05 BA29 BA35 EA02 EA11 EA26

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入射光束の光軸と所定の偏光方向の双方に
   垂直な軸と略平行な複数の偏光膜と、 該偏光膜の膜面を挟む透明部材により構成され、 隣接する該膜面の成す小さい方の角度θが、６０°＜θ
   ＜１５０°を満足することを特徴とする偏光子。
2. 【請求項２】前記偏光膜の面数が３以上であることを特
   徴とする請求項１に記載の偏光子。
3. 【請求項３】光を放射する光源ユニットと、 該光源ユニットからの出射光を所定の偏光方向の光束に
   変換する偏光変換素子と、 該偏光変換素子からの光束が入射される、請求項１乃至
   ２の何れかに記載の偏光子と、 該偏光子を介して入射される光束を映像信号に応じて変
   調する液晶表示素子と、 該液晶表示素子からの光学像を投射する投射ユニット
   と、を有することを特徴とする液晶表示装置。
4. 【請求項４】光を放射する光源ユニットと、 該光源ユニットからの出射光を所定の偏光方向の光束に
   変換する偏光変換素子と、 該偏光変換素子からの光束を映像信号に応じて変調する
   液晶表示素子と、 該液晶表示素子からの光学像を投射する投射ユニットと
   を有する映像表示装置において、 前記偏光変換素子により変換された光束の所定の偏光方
   向と、前記光源ユニットからの光の光軸との双方に垂直
   な軸と略平行な複数の偏光膜を有し、該偏光膜の膜面は
   透明部材により挟まれて構成され、隣接する該膜面の成
   す小さい方の角度θが、６０°＜θ＜１５０°を満足す
   る偏光子を、前記偏光変換素子と前記液晶表示素子との
   間に配置することを特徴とする液晶表示装置。