JP2003248220A - 光学ユニット及びそれを用いた投射型プロジェクタ装置 - Google Patents
光学ユニット及びそれを用いた投射型プロジェクタ装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ダイクロイック作用を有するクロスプリズム
での光束の偏光状態を、反射型液晶パネルに対する入射
光束と、反射ON光束で、同じ偏光状態とし、小型軽量低
コストな投射型プロジェクタ装置を提供する。 【解決手段】 ＰＢＳとクロスプリズムの間の光路にフ
ァラデー回転角度４５度のファラデー回転子を設け、該
ファラデー回転子の直前或いは直後の光路に、直線偏光
の偏光角度を４５度または１３５度、回転する偏光軸を
有する１／２波長板を設ける。
での光束の偏光状態を、反射型液晶パネルに対する入射
光束と、反射ON光束で、同じ偏光状態とし、小型軽量低
コストな投射型プロジェクタ装置を提供する。 【解決手段】 ＰＢＳとクロスプリズムの間の光路にフ
ァラデー回転角度４５度のファラデー回転子を設け、該
ファラデー回転子の直前或いは直後の光路に、直線偏光
の偏光角度を４５度または１３５度、回転する偏光軸を
有する１／２波長板を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、前面投射のいわゆ
る液晶プロジェクタや投射型テレビ等の、反射型液晶パ
ネルを用いた投射型プロジェクタ装置に関する。
る液晶プロジェクタや投射型テレビ等の、反射型液晶パ
ネルを用いた投射型プロジェクタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】業務用途の液晶プロジェクタが大きく普
及してきている。また、従来のブラウン管に表示された
画像をスクリーンに投影する方式の画像表示装置に代わ
るものとして、液晶表示素子を用いた投射型テレビの開
発が行われてきた。
及してきている。また、従来のブラウン管に表示された
画像をスクリーンに投影する方式の画像表示装置に代わ
るものとして、液晶表示素子を用いた投射型テレビの開
発が行われてきた。
【０００３】液晶パネルには、そのタイプから、透過型
液晶パネルと反射型液晶パネルがある。反射型液晶パネ
ルは、光束が液晶層を２回通過するので、その分、透過
型液晶パネルに比べて液晶層の厚みを薄くできる。この
結果、反射型液晶パネルは、高速応答性が良いため、動
画表示、即ち、投射型テレビ用途に適している。
液晶パネルと反射型液晶パネルがある。反射型液晶パネ
ルは、光束が液晶層を２回通過するので、その分、透過
型液晶パネルに比べて液晶層の厚みを薄くできる。この
結果、反射型液晶パネルは、高速応答性が良いため、動
画表示、即ち、投射型テレビ用途に適している。
【０００４】一方、透過型液晶パネルでは液晶自体のシ
ャッター作用により、いわゆるＯＮ状態と、ＯＦＦ状態
を作りだしているが、反射型液晶パネルの場合は、ＯＮ
状態の光束もＯＦＦ状態の光束も同じ光路上に反射され
るので、偏光状態の違いで光束の分離を行う偏光ビーム
スプリッタ（以下、ＰＢＳと称す）が不可欠な構成要素
となっている。
ャッター作用により、いわゆるＯＮ状態と、ＯＦＦ状態
を作りだしているが、反射型液晶パネルの場合は、ＯＮ
状態の光束もＯＦＦ状態の光束も同じ光路上に反射され
るので、偏光状態の違いで光束の分離を行う偏光ビーム
スプリッタ（以下、ＰＢＳと称す）が不可欠な構成要素
となっている。
【０００５】図１２を用いて、反射型液晶パネルに対す
るＰＢＳ作用について説明する。図１２で、１はＰＢ
Ｓ、５はダイクロイック作用を有するクロスプリズム、
６は反射型液晶パネルである。図１２で、照明光学系で
Ｓ偏光にそろえた、もしくは、照明光学系のＳ偏光のみ
を、ＰＢＳ１に入射させると、Ｓ偏光はＰＢＳ１のＰＢ
Ｓ面で反射し、クロスプリズム５に入射する。クロスプ
リズム５に入射した白色光は、ダイクロイック作用で、
Ｒ、Ｇ、Ｂの３色に分離され、それぞれのＲ、Ｇ、Ｂに
対応した反射型液晶パネル６に入射する。図１２では、
各画素がＯＮの状態であれば、各Ｒ、Ｇ、Ｂに対応した
反射型液晶パネル６に入射した各光束は、偏光状態がＳ
偏光からＰ偏光に変換されて反射される。一方、ＯＦＦ
の状態であれば、偏光状態はＳ偏光のままで反射され
る。再び、クロスプリズム５に入射したＲ、Ｇ、Ｂの各
光束は、クロスプリズム５によって色合成される。次
に、ＰＢＳ１に入射した光束は、ＯＮの状態の光束はＰ
偏光になっているので、今度は、ＰＢＳ１を透過し、投
射レンズ（図示を略す）に入射し、投射される。一方、
ＯＦＦの状態の光束はＳ偏光のままなので、ＰＢＳ１で
再び反射し、元の光源側へ戻っていく。
るＰＢＳ作用について説明する。図１２で、１はＰＢ
Ｓ、５はダイクロイック作用を有するクロスプリズム、
６は反射型液晶パネルである。図１２で、照明光学系で
Ｓ偏光にそろえた、もしくは、照明光学系のＳ偏光のみ
を、ＰＢＳ１に入射させると、Ｓ偏光はＰＢＳ１のＰＢ
Ｓ面で反射し、クロスプリズム５に入射する。クロスプ
リズム５に入射した白色光は、ダイクロイック作用で、
Ｒ、Ｇ、Ｂの３色に分離され、それぞれのＲ、Ｇ、Ｂに
対応した反射型液晶パネル６に入射する。図１２では、
各画素がＯＮの状態であれば、各Ｒ、Ｇ、Ｂに対応した
反射型液晶パネル６に入射した各光束は、偏光状態がＳ
偏光からＰ偏光に変換されて反射される。一方、ＯＦＦ
の状態であれば、偏光状態はＳ偏光のままで反射され
る。再び、クロスプリズム５に入射したＲ、Ｇ、Ｂの各
光束は、クロスプリズム５によって色合成される。次
に、ＰＢＳ１に入射した光束は、ＯＮの状態の光束はＰ
偏光になっているので、今度は、ＰＢＳ１を透過し、投
射レンズ（図示を略す）に入射し、投射される。一方、
ＯＦＦの状態の光束はＳ偏光のままなので、ＰＢＳ１で
再び反射し、元の光源側へ戻っていく。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来からの反射型液晶
表示装置においては上記したように、ＯＮ光束もＯＦＦ
光束も反射してしまう反射型液晶パネル６では、ＯＮ光
束の偏光状態をＳ偏光からＰ偏光に変換する必要があっ
た。なお、Ｓ偏光とＰ偏光を入れ替えでも成り立つ。
表示装置においては上記したように、ＯＮ光束もＯＦＦ
光束も反射してしまう反射型液晶パネル６では、ＯＮ光
束の偏光状態をＳ偏光からＰ偏光に変換する必要があっ
た。なお、Ｓ偏光とＰ偏光を入れ替えでも成り立つ。
【０００７】その結果、クロスプリズム５を通過する偏
光状態が、例えば、反射型液晶パネル６の反射前がＳ偏
光で、反射後がＰ偏光となる。同一の波長に対して、ク
ロスプリズム５をＳ偏光とＰ偏光で使用する場合、良い
分光透過率性能が得られない。
光状態が、例えば、反射型液晶パネル６の反射前がＳ偏
光で、反射後がＰ偏光となる。同一の波長に対して、ク
ロスプリズム５をＳ偏光とＰ偏光で使用する場合、良い
分光透過率性能が得られない。
【０００８】その問題に対して、ダイクロイックプリズ
ム、または、ダイクロイックフィルタで白色から１色を
分離し、次に、２色の一方の偏光状態を変換し、ＰＢＳ
によって色分離及び合成を行う方式が提案されている。
この方式では、ＰＢＳが合計３個、ダイクロイックプリ
ズムまたは、ダイクロイックフィルタが１個、必要であ
り、大きさや重量やコストの点で不利となっている。
ム、または、ダイクロイックフィルタで白色から１色を
分離し、次に、２色の一方の偏光状態を変換し、ＰＢＳ
によって色分離及び合成を行う方式が提案されている。
この方式では、ＰＢＳが合計３個、ダイクロイックプリ
ズムまたは、ダイクロイックフィルタが１個、必要であ
り、大きさや重量やコストの点で不利となっている。
【０００９】本発明の目的は、ダイクロイック作用を有
するクロスプリズムと反射型液晶パネルを用いた構成
で、クロスプリズムにおける、反射型液晶パネルへの入
射光束と、反射型液晶パネルからの反射ON光束の偏光状
態を同一とし、よって、小型・軽量で低コストな照明装
置、及び、それを用いた投射型プロジェクタ装置を提供
することにある。
するクロスプリズムと反射型液晶パネルを用いた構成
で、クロスプリズムにおける、反射型液晶パネルへの入
射光束と、反射型液晶パネルからの反射ON光束の偏光状
態を同一とし、よって、小型・軽量で低コストな照明装
置、及び、それを用いた投射型プロジェクタ装置を提供
することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】光源と、偏光ビームスプ
リッタと、ダイクロイック作用を有するクロスプリズム
と反射型液晶パネルとを有する光学ユニットであって、
前記偏光ビームスプリッタと前記クロスプリズムの間の
光路にファラデー回転子を設け、該ファラデー回転子を
通過する光束の偏光方向を所定角度だけ回転させるよう
に構成する。
リッタと、ダイクロイック作用を有するクロスプリズム
と反射型液晶パネルとを有する光学ユニットであって、
前記偏光ビームスプリッタと前記クロスプリズムの間の
光路にファラデー回転子を設け、該ファラデー回転子を
通過する光束の偏光方向を所定角度だけ回転させるよう
に構成する。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図１から図１１を用いて本
発明の実施の形態について説明する。
発明の実施の形態について説明する。
【００１２】図１と図２と図３は、本発明の実施の形態
１の説明図である。図１は投射型プロジェクタ装置の色
分離合成部の基本構成図であり、図２は光束の偏光状態
の詳細を説明する図であり、図３は図１の色分離合成部
を用いた投射型プロジェクタ装置の光学系の全体構成を
示す図である。
１の説明図である。図１は投射型プロジェクタ装置の色
分離合成部の基本構成図であり、図２は光束の偏光状態
の詳細を説明する図であり、図３は図１の色分離合成部
を用いた投射型プロジェクタ装置の光学系の全体構成を
示す図である。
【００１３】図１で、１はＳ偏光を反射しＰ偏光を透過
直進させる作用を有するＰＢＳ、２はガーネット結晶板
で構成したファラデー回転子、３は入射した直線偏光を
４５度回転させるための偏光軸を有する１／２波長板、
４はファラデー回転子に一定方向の磁界印加向きを与え
るための磁石、５はダイクロイック作用を有するクロス
プリズム、６は反射型液晶パネルである。
直進させる作用を有するＰＢＳ、２はガーネット結晶板
で構成したファラデー回転子、３は入射した直線偏光を
４５度回転させるための偏光軸を有する１／２波長板、
４はファラデー回転子に一定方向の磁界印加向きを与え
るための磁石、５はダイクロイック作用を有するクロス
プリズム、６は反射型液晶パネルである。
【００１４】先ず、図１１を用いて上記のファラデー回
転子２の作用について説明する。
転子２の作用について説明する。
【００１５】図１１は、ある直線偏光がファラデー回転
子によって偏光角度が変化する様子を示した図である。
図の偏光子Ａとファラデー回転子と偏光子Ｂに磁石を組
合せたものがアイソレータであり、アイソレータは光接
続の接続部での有害な戻り反射光を除去するための装置
である。ファラデー効果により、光の偏波方向が回転す
る性質（旋光性）が得られるが、通常の旋光性（自然旋
光性）と異なり、ファラデー効果では、光の進行方向を
逆にしても元に戻らず、さらに偏波方向が回転する。以
下、図１を用いて具体的に説明する。
子によって偏光角度が変化する様子を示した図である。
図の偏光子Ａとファラデー回転子と偏光子Ｂに磁石を組
合せたものがアイソレータであり、アイソレータは光接
続の接続部での有害な戻り反射光を除去するための装置
である。ファラデー効果により、光の偏波方向が回転す
る性質（旋光性）が得られるが、通常の旋光性（自然旋
光性）と異なり、ファラデー効果では、光の進行方向を
逆にしても元に戻らず、さらに偏波方向が回転する。以
下、図１を用いて具体的に説明する。
【００１６】順進行光では、偏光子Ａと同じ偏光方向で
入力した直線偏光が、ファラデー回転子の作用で偏光方
向が４５度回転し、４５度方向の偏光子Ｂを通過する。
次に、逆進行光では、反射して戻ってきた直線偏光が偏
光子Ｂを通過後、ファラデー回転子で同じ方向に再度４
５度回転されるので、偏光子Ａを通過することができな
い。即ち、有害な反射戻り光を除去できたことになる。
入力した直線偏光が、ファラデー回転子の作用で偏光方
向が４５度回転し、４５度方向の偏光子Ｂを通過する。
次に、逆進行光では、反射して戻ってきた直線偏光が偏
光子Ｂを通過後、ファラデー回転子で同じ方向に再度４
５度回転されるので、偏光子Ａを通過することができな
い。即ち、有害な反射戻り光を除去できたことになる。
【００１７】１／２波長板でも直線偏光の偏光方向を４
５度回転させることは可能である。仮に、順進行光に対
して、ファラデー回転子と同じ方向の直線偏光を回転さ
せる１／２偏光板を配置した場合、この１／２偏光板
は、逆進行光に対して元の回転方向とは逆の方向に直線
偏光を回転し、偏光子Ａを通過してしまう。
５度回転させることは可能である。仮に、順進行光に対
して、ファラデー回転子と同じ方向の直線偏光を回転さ
せる１／２偏光板を配置した場合、この１／２偏光板
は、逆進行光に対して元の回転方向とは逆の方向に直線
偏光を回転し、偏光子Ａを通過してしまう。
【００１８】尚、図１１では、ファラデー回転子として
ガーネット結晶板を用い、また、ファラデー回転角度が
４５度となる板厚、及び印加磁界で用いる。
ガーネット結晶板を用い、また、ファラデー回転角度が
４５度となる板厚、及び印加磁界で用いる。
【００１９】図１では、偏光状態をS偏光（）にそろ
えた入射光束がＰＢＳ１に入射する。Ｓ偏光は、ＰＢＳ
１のＰＢＳ面で反射しクロスプリズム５の方向へ反射
し、ファラデー回転子２に入射する。ファラデー回転子
２で直線偏光が４５度回転した直線偏光（）は、次
に、１／２波長板３で更に４５度回転しＰ偏光（）と
なる。Ｐ偏光でクロスプリズム５に入射した白色光は、
クロスプリズム５のダイクロイック作用により、Ｒ、
Ｇ、Ｂの３色に分離され、各色に対応した反射型液晶パ
ネル６でそれぞれ反射する。反射型液晶パネル６は、入
力映像信号に基づいて、図示しない駆動回路により駆動
され、ＯＮ光束に対して偏光状態をＰ偏光のままで反射
し、ＯＦＦ光束に対して偏光状態をＰ偏光からＳ偏光に
変換する作用を持たせる。この作用は、図１２で説明し
た反射型液晶パネル１２の場合と逆となるが、図１２の
反射型液晶パネル６の駆動を、いわゆる白黒反転して駆
動すればよい。
えた入射光束がＰＢＳ１に入射する。Ｓ偏光は、ＰＢＳ
１のＰＢＳ面で反射しクロスプリズム５の方向へ反射
し、ファラデー回転子２に入射する。ファラデー回転子
２で直線偏光が４５度回転した直線偏光（）は、次
に、１／２波長板３で更に４５度回転しＰ偏光（）と
なる。Ｐ偏光でクロスプリズム５に入射した白色光は、
クロスプリズム５のダイクロイック作用により、Ｒ、
Ｇ、Ｂの３色に分離され、各色に対応した反射型液晶パ
ネル６でそれぞれ反射する。反射型液晶パネル６は、入
力映像信号に基づいて、図示しない駆動回路により駆動
され、ＯＮ光束に対して偏光状態をＰ偏光のままで反射
し、ＯＦＦ光束に対して偏光状態をＰ偏光からＳ偏光に
変換する作用を持たせる。この作用は、図１２で説明し
た反射型液晶パネル１２の場合と逆となるが、図１２の
反射型液晶パネル６の駆動を、いわゆる白黒反転して駆
動すればよい。
【００２０】次に、反射型液晶パネル６で反射した後の
光束は、今度は、クロスプリズム５で色合成されて、１
／２波長板３に入射する。ＯＮ光束の場合は、Ｐ偏光
（）が１／２波長板３に入射するので、元と同じ４５
度方向の直線偏光（）となって、ファラデー回転子２
に入射する。ファラデー回転子２では、再び同じ方向に
４５度回転するので、Ｐ偏光（）となりＰＢＳ１を透
過する。一方、ＯＦＦ光束の場合は、Ｓ偏光（）が１
／２波長板３に入射するので、元とは逆の４５度方向
（ＯＮ光束の場合と９０度直交する方向）の直線偏光
（）となって、ファラデー回転子２に入射する。ファ
ラデー回転子２では、再び同じ方向に４５度回転するの
で、Ｓ偏光（）に戻ってしまうのでＰＢＳ１で反射す
る。
光束は、今度は、クロスプリズム５で色合成されて、１
／２波長板３に入射する。ＯＮ光束の場合は、Ｐ偏光
（）が１／２波長板３に入射するので、元と同じ４５
度方向の直線偏光（）となって、ファラデー回転子２
に入射する。ファラデー回転子２では、再び同じ方向に
４５度回転するので、Ｐ偏光（）となりＰＢＳ１を透
過する。一方、ＯＦＦ光束の場合は、Ｓ偏光（）が１
／２波長板３に入射するので、元とは逆の４５度方向
（ＯＮ光束の場合と９０度直交する方向）の直線偏光
（）となって、ファラデー回転子２に入射する。ファ
ラデー回転子２では、再び同じ方向に４５度回転するの
で、Ｓ偏光（）に戻ってしまうのでＰＢＳ１で反射す
る。
【００２１】図１で番号を付けた、、、、、
の偏光方向について、図２で詳細に説明する。図２で
は、入射系の偏光軸は入射側から見た座標で示し、反射
系の偏光軸は出射側からみた座標で示した。即ち、図２
の入射系と出射系の座標系は同じことになる。なお、Ｓ
偏光及びＰ偏光の定義は、入射光の伝播の方向と、境界
面の法線からできる平面で定義される入射面に対して、
平行に偏光される偏光がＰ偏光、入射面と垂直に偏光さ
れる偏光がＳ偏光である。図２では、それぞれ、Ｓ偏
光、Ｐ偏光の偏光方向の矢印で、Ｓ偏光とＰ偏光で表示
する。
の偏光方向について、図２で詳細に説明する。図２で
は、入射系の偏光軸は入射側から見た座標で示し、反射
系の偏光軸は出射側からみた座標で示した。即ち、図２
の入射系と出射系の座標系は同じことになる。なお、Ｓ
偏光及びＰ偏光の定義は、入射光の伝播の方向と、境界
面の法線からできる平面で定義される入射面に対して、
平行に偏光される偏光がＰ偏光、入射面と垂直に偏光さ
れる偏光がＳ偏光である。図２では、それぞれ、Ｓ偏
光、Ｐ偏光の偏光方向の矢印で、Ｓ偏光とＰ偏光で表示
する。
【００２２】入射したＳ偏光（）は、ファラデー回転
子２により左回りに４５度回転（）する。次に、図の
水平軸（Ｘ軸）に対して右回り２２．５度の偏光軸を有
する１／２波長板３の偏光軸で折返し、図で左上がり４
５度方向の直線偏光は、Ｐ偏光（）になる。次に、反
射型液晶パネル６で反射したＯＮ光束であるＰ偏光
（）は、図の水平軸（Ｘ軸）に対して右回り２２．５
度の偏光軸を有する１／２波長板３の偏光軸で折返し、
図で左上がり４５度方向の直線偏光（）になる。最後
に、ファラデー回転子２では、最初と同じ方向、左回り
に４５度、直線偏光を回転させるのでＰ偏光（）とな
る。
子２により左回りに４５度回転（）する。次に、図の
水平軸（Ｘ軸）に対して右回り２２．５度の偏光軸を有
する１／２波長板３の偏光軸で折返し、図で左上がり４
５度方向の直線偏光は、Ｐ偏光（）になる。次に、反
射型液晶パネル６で反射したＯＮ光束であるＰ偏光
（）は、図の水平軸（Ｘ軸）に対して右回り２２．５
度の偏光軸を有する１／２波長板３の偏光軸で折返し、
図で左上がり４５度方向の直線偏光（）になる。最後
に、ファラデー回転子２では、最初と同じ方向、左回り
に４５度、直線偏光を回転させるのでＰ偏光（）とな
る。
【００２３】一方、図は省略するが、反射型液晶パネル
６で反射したＯＦＦ光束であるＳ偏光は、図の水平軸
（Ｘ軸）に対して右回り２２．５度の偏光軸を有する１
／２波長板３の偏光軸で折返し、元とは逆の図で右上が
り４５度方向の直線偏光になる。最後に、ファラデー回
転子２では、最初と同じ方向、左回りに４５度、直線偏
光を回転させるのでＳ偏光となる。ところで、通常、ク
ロスプリズム５を入射光束及び反射のＯＮ光束の偏光状
態（図１ではＰ偏光）を優先して設計するので、反射の
ＯＦＦ光束の一部は、ＰＢＳ１まで戻らない。例えば、
向かい合う反射型液晶パネル６へ反射のＯＦＦ光束の一
部が到達してしまう。図４は、図１の構成に対して、ク
ロスプリズム５と反射型液晶パネル６の光路の間に入射
光束及び反射ＯＮ光束の偏光方向のみを通過させる偏光
板を配置した構成図である。この図４においては、クロ
スダイクロ５の分光透過率性能が良くない場合でも、ク
ロスプリズム５と反射型液晶パネル６の光路の間に入射
光束及び反射ＯＮ光束の偏光方向のみを通過させる偏光
板を配置することで、偏光状態の異なる反射のＯＦＦ光
束を偏光板で吸収することが容易に可能となる。一方、
図１２のような構成の場合は、入射光束の偏光状態と反
射ＯＮ光束の偏光状態が異なるので、クロスプリズム５
と反射型液晶パネル６の光路の間に偏光板を配置するこ
とは不可能であった。
６で反射したＯＦＦ光束であるＳ偏光は、図の水平軸
（Ｘ軸）に対して右回り２２．５度の偏光軸を有する１
／２波長板３の偏光軸で折返し、元とは逆の図で右上が
り４５度方向の直線偏光になる。最後に、ファラデー回
転子２では、最初と同じ方向、左回りに４５度、直線偏
光を回転させるのでＳ偏光となる。ところで、通常、ク
ロスプリズム５を入射光束及び反射のＯＮ光束の偏光状
態（図１ではＰ偏光）を優先して設計するので、反射の
ＯＦＦ光束の一部は、ＰＢＳ１まで戻らない。例えば、
向かい合う反射型液晶パネル６へ反射のＯＦＦ光束の一
部が到達してしまう。図４は、図１の構成に対して、ク
ロスプリズム５と反射型液晶パネル６の光路の間に入射
光束及び反射ＯＮ光束の偏光方向のみを通過させる偏光
板を配置した構成図である。この図４においては、クロ
スダイクロ５の分光透過率性能が良くない場合でも、ク
ロスプリズム５と反射型液晶パネル６の光路の間に入射
光束及び反射ＯＮ光束の偏光方向のみを通過させる偏光
板を配置することで、偏光状態の異なる反射のＯＦＦ光
束を偏光板で吸収することが容易に可能となる。一方、
図１２のような構成の場合は、入射光束の偏光状態と反
射ＯＮ光束の偏光状態が異なるので、クロスプリズム５
と反射型液晶パネル６の光路の間に偏光板を配置するこ
とは不可能であった。
【００２４】尚、１／２波長板３による偏光軸の回転角
度は４５度でなく１３５度でも良い。その場合、図２の
１／２波長板３の偏光軸を９０度回転させれば、９０度
の２倍で１８０度、更に直線偏光の偏光方向を回転させ
ることが可能である。また、１／２波長板３の代わりに
１／２波長板同等の作用を有する光学素子、例えば、同
じ偏光軸の１／４波長板を２枚設けても同等の効果は得
られることは言うまでもない。
度は４５度でなく１３５度でも良い。その場合、図２の
１／２波長板３の偏光軸を９０度回転させれば、９０度
の２倍で１８０度、更に直線偏光の偏光方向を回転させ
ることが可能である。また、１／２波長板３の代わりに
１／２波長板同等の作用を有する光学素子、例えば、同
じ偏光軸の１／４波長板を２枚設けても同等の効果は得
られることは言うまでもない。
【００２５】なお、最初に、Ｓ偏光にそろええた光束を
ＰＢＳ１に入射するのではなく、Ｐ偏光にそろえた光束
をＰＢＳ１に入射する構成でも良く、その場合、クロス
プリズム５に入射する偏光状態に応じて１／２波長板３
の偏光軸の角度を変えれば良い。同様に、クロスプリズ
ム５に最初に入射する光束もＰ偏光ではなくＳ偏光でも
良く、その場合も、１／２波長板３の偏光軸の角度を変
えれば良い。
ＰＢＳ１に入射するのではなく、Ｐ偏光にそろえた光束
をＰＢＳ１に入射する構成でも良く、その場合、クロス
プリズム５に入射する偏光状態に応じて１／２波長板３
の偏光軸の角度を変えれば良い。同様に、クロスプリズ
ム５に最初に入射する光束もＰ偏光ではなくＳ偏光でも
良く、その場合も、１／２波長板３の偏光軸の角度を変
えれば良い。
【００２６】ファラデー回転子２による回転角度につい
ても同様に、往復で２回通過した後で、Ｓ偏光とＰ偏光
が入れ替わればよいので、９０度又は２７０度の半分で
ある４５度又は１３５度であれば良い。この場合も、回
転角度に対応した１／２偏光板３の偏光軸を最適に対応
させればよい。
ても同様に、往復で２回通過した後で、Ｓ偏光とＰ偏光
が入れ替わればよいので、９０度又は２７０度の半分で
ある４５度又は１３５度であれば良い。この場合も、回
転角度に対応した１／２偏光板３の偏光軸を最適に対応
させればよい。
【００２７】この色分離合成部を用いた投射型プロジェ
クタ装置の光学系の全体構成について図３を用いて説明
する。
クタ装置の光学系の全体構成について図３を用いて説明
する。
【００２８】図３で、１１は光線、１２は凹面鏡、１３
はインテグレータ、１４は偏光変換素子、１５は結像レ
ンズ、１６は反射ミラー、１７はフィールドレンズ、１
８は投射レンズであり、１から６は図１と同じである。
凹面鏡１２を放物面とし、光源１１を放物面の焦点位置
に配置することにより、光源１１からの光は凹面鏡１２
で反射し光軸に平行な光束となる。二次元状にレンズが
並んだ２組のマルチレンズアレイで構成したインテグレ
ータ１３によって、光源からの光は複数の二次光源像に
変換される。インテグレータ１３の直後に配置した偏光
変換素子１５によって自然光はＰ偏光とＳ偏光に分離し
た後、偏光状態をＳ偏光にそろえる。Ｓ偏光となったこ
の二次光源像を結像レンズ及びフィールドレンズ１７に
よって反射型液晶パネル６に導く、具体的には、第１の
マルチレンズアレイ面上の各レンズ１個１個の光量分布
を反射型液晶パネル６面上に重畳させる。図３では、結
像レンズ１５とフィールドレンズ１７の２枚構成で、結
像作用を主に結像レンズ１５で負担し、反射型液晶パネ
ル６に入射する主光線をテレセントリック化する作用を
主にフィールドレンズ１７で負担しているが、レンズ枚
数は３枚構成でも、逆に、レンズ枚数１枚でその作用を
負担することも可能である。また、図では途中に、ミラ
ー１６を配置し光路を折り曲げ全体のコンパクト化を実
現しているが、反射型液晶パネル６にとって有害な紫外
線や赤外線をミラー６で透過させ、可視光のみを反射さ
せる機能を持たせても良い。また、紫外線に関しては、
更に、途中の光路に紫外線吸収フィルタを配置すること
も、また有効である。
はインテグレータ、１４は偏光変換素子、１５は結像レ
ンズ、１６は反射ミラー、１７はフィールドレンズ、１
８は投射レンズであり、１から６は図１と同じである。
凹面鏡１２を放物面とし、光源１１を放物面の焦点位置
に配置することにより、光源１１からの光は凹面鏡１２
で反射し光軸に平行な光束となる。二次元状にレンズが
並んだ２組のマルチレンズアレイで構成したインテグレ
ータ１３によって、光源からの光は複数の二次光源像に
変換される。インテグレータ１３の直後に配置した偏光
変換素子１５によって自然光はＰ偏光とＳ偏光に分離し
た後、偏光状態をＳ偏光にそろえる。Ｓ偏光となったこ
の二次光源像を結像レンズ及びフィールドレンズ１７に
よって反射型液晶パネル６に導く、具体的には、第１の
マルチレンズアレイ面上の各レンズ１個１個の光量分布
を反射型液晶パネル６面上に重畳させる。図３では、結
像レンズ１５とフィールドレンズ１７の２枚構成で、結
像作用を主に結像レンズ１５で負担し、反射型液晶パネ
ル６に入射する主光線をテレセントリック化する作用を
主にフィールドレンズ１７で負担しているが、レンズ枚
数は３枚構成でも、逆に、レンズ枚数１枚でその作用を
負担することも可能である。また、図では途中に、ミラ
ー１６を配置し光路を折り曲げ全体のコンパクト化を実
現しているが、反射型液晶パネル６にとって有害な紫外
線や赤外線をミラー６で透過させ、可視光のみを反射さ
せる機能を持たせても良い。また、紫外線に関しては、
更に、途中の光路に紫外線吸収フィルタを配置すること
も、また有効である。
【００２９】また、実施の形態１では、ＰＢＳ１の特性
を白色光に対して、Ｓ偏光を反射でＰ偏光を透過とした
が、ＰＢＳ１の特性をＧ光束に対してはＳ偏光を反射で
Ｐ偏光を透過、Ｒ光束とＢ光束に対してはＰ偏光を反射
でＳ偏光を透過で設計した上で、ＰＢＳ１に入射する前
に、ローテータで特定の色の偏光状態のみを変えて、Ｇ
光束をＳ偏光、Ｒ光束とＢ光束をＰ偏光として、最初に
ＰＢＳ１に入力することも可能である。この場合、クロ
スプリズム５の各色の偏光状態を例えば、入射時及びＯ
Ｎ反射時に、Ｇ光束をＰ偏光、Ｒ光束とＢ光束をＳ偏光
というように分けられるので、クロスプリズム５の性能
を改善できる。
を白色光に対して、Ｓ偏光を反射でＰ偏光を透過とした
が、ＰＢＳ１の特性をＧ光束に対してはＳ偏光を反射で
Ｐ偏光を透過、Ｒ光束とＢ光束に対してはＰ偏光を反射
でＳ偏光を透過で設計した上で、ＰＢＳ１に入射する前
に、ローテータで特定の色の偏光状態のみを変えて、Ｇ
光束をＳ偏光、Ｒ光束とＢ光束をＰ偏光として、最初に
ＰＢＳ１に入力することも可能である。この場合、クロ
スプリズム５の各色の偏光状態を例えば、入射時及びＯ
Ｎ反射時に、Ｇ光束をＰ偏光、Ｒ光束とＢ光束をＳ偏光
というように分けられるので、クロスプリズム５の性能
を改善できる。
【００３０】次に、図５と図６を用いて、本発明の実施
の形態２について説明する。図５は投射型プロジェクタ
装置の色分離合成部の基本構成図であり、図６は光束の
偏光状態の詳細を説明する図である。
の形態２について説明する。図５は投射型プロジェクタ
装置の色分離合成部の基本構成図であり、図６は光束の
偏光状態の詳細を説明する図である。
【００３１】図５では、偏光状態をS偏光（）にそろ
えた入射光束がＰＢＳ１に入射する。Ｓ偏光は、ＰＢＳ
１のＰＢＳ面で反射しクロスプリズム５の方向へ反射
し、１／２波長板３に入射する。１／２波長板３で直線
偏光が４５度回転した直線偏光（）は、次に、ファラ
デー回転子２で更に４５度回転しＰ偏光（）となる。
Ｐ偏光でクロスプリズム５に入射した白色光は、クロス
プリズム５のダイクロイック作用により、Ｒ、Ｇ、Ｂの
３色に分離され、各色に対応した反射型液晶パネル６で
それぞれ反射する。反射型液晶パネル６には、ＯＮ光束
に対して偏光状態をＰ偏光のままで反射し、ＯＦＦ光束
に対して偏光状態をＰ偏光からＳ偏光に変換する作用を
持たせる。
えた入射光束がＰＢＳ１に入射する。Ｓ偏光は、ＰＢＳ
１のＰＢＳ面で反射しクロスプリズム５の方向へ反射
し、１／２波長板３に入射する。１／２波長板３で直線
偏光が４５度回転した直線偏光（）は、次に、ファラ
デー回転子２で更に４５度回転しＰ偏光（）となる。
Ｐ偏光でクロスプリズム５に入射した白色光は、クロス
プリズム５のダイクロイック作用により、Ｒ、Ｇ、Ｂの
３色に分離され、各色に対応した反射型液晶パネル６で
それぞれ反射する。反射型液晶パネル６には、ＯＮ光束
に対して偏光状態をＰ偏光のままで反射し、ＯＦＦ光束
に対して偏光状態をＰ偏光からＳ偏光に変換する作用を
持たせる。
【００３２】次に、反射型液晶パネル６で反射した後の
光束は、今度は、クロスプリズム５で色合成されて、フ
ァラデー回転子２に入射する。ＯＮ光束の場合は、Ｐ偏
光（）がファラデー回転子２に入射するので、再び同
じ方向に４５度回転するので、元とは逆の４５度方向の
直線偏光（）となって、１／２波長板３に入射する。
この１／２波長板３の偏光軸で直線偏光を折り曲げると
Ｐ偏光（）となりＰＢＳ１を透過する。一方、ＯＦＦ
光束の場合は、Ｓ偏光（）がファラデー回転子２に入
射するので、再び同じ方向に４５度回転するので、入射
光束と同じ４５方向の直線偏光（ＯＮ光束の場合と９０
度直交する方向）となって、１／２波長板３に入射す
る。従って、１／２波長板３で、元と同じＳ偏光（）
に戻ってしまうのでＰＢＳ１で反射する。
光束は、今度は、クロスプリズム５で色合成されて、フ
ァラデー回転子２に入射する。ＯＮ光束の場合は、Ｐ偏
光（）がファラデー回転子２に入射するので、再び同
じ方向に４５度回転するので、元とは逆の４５度方向の
直線偏光（）となって、１／２波長板３に入射する。
この１／２波長板３の偏光軸で直線偏光を折り曲げると
Ｐ偏光（）となりＰＢＳ１を透過する。一方、ＯＦＦ
光束の場合は、Ｓ偏光（）がファラデー回転子２に入
射するので、再び同じ方向に４５度回転するので、入射
光束と同じ４５方向の直線偏光（ＯＮ光束の場合と９０
度直交する方向）となって、１／２波長板３に入射す
る。従って、１／２波長板３で、元と同じＳ偏光（）
に戻ってしまうのでＰＢＳ１で反射する。
【００３３】図５で番号を付けた、、、、、
の偏光方向について、図６で詳細に説明する。図６で
は、入射系の偏光軸は入射側から見た座標で示し、反射
系の偏光軸は出射側からみた座標で示した。即ち、図６
の入射系と出射系の座標系は同じことになる。入射した
Ｓ偏光（）は、図の垂直軸（Y軸）に対して左回り２
２．５度の偏光軸を有する１／２波長板３の偏光軸で折
返し、図で左上がり４５度方向の直線偏光（）とな
る。次に、ファラデー回転子２により左回りの４５度回
転しＰ偏光（）となる。次に、反射型液晶パネル６で
反射したＯＮ光束であるＰ偏光（）は、ファラデー回
転子２では、最初と同じ方向、左回りに４５度、直線偏
光を回転させるので図で右上がりの４５度方向の直線偏
光（）となって、１／２波長板３に入射する。図の垂
直軸（Y軸）に対して左回り２２．５度の偏光軸を有す
る１／２波長板３の偏光軸で折返し、Ｐ偏光（）にな
る。
の偏光方向について、図６で詳細に説明する。図６で
は、入射系の偏光軸は入射側から見た座標で示し、反射
系の偏光軸は出射側からみた座標で示した。即ち、図６
の入射系と出射系の座標系は同じことになる。入射した
Ｓ偏光（）は、図の垂直軸（Y軸）に対して左回り２
２．５度の偏光軸を有する１／２波長板３の偏光軸で折
返し、図で左上がり４５度方向の直線偏光（）とな
る。次に、ファラデー回転子２により左回りの４５度回
転しＰ偏光（）となる。次に、反射型液晶パネル６で
反射したＯＮ光束であるＰ偏光（）は、ファラデー回
転子２では、最初と同じ方向、左回りに４５度、直線偏
光を回転させるので図で右上がりの４５度方向の直線偏
光（）となって、１／２波長板３に入射する。図の垂
直軸（Y軸）に対して左回り２２．５度の偏光軸を有す
る１／２波長板３の偏光軸で折返し、Ｐ偏光（）にな
る。
【００３４】一方、図は省略するが、反射型液晶パネル
６で反射したＯＦＦ光束であるＳ偏光は、ファラデー回
転子２により、最初と同じ方向、左回りに４５度、直線
偏光を回転させるの図で左上がり４５度方向の直線偏光
となり、１／２波長板３に入射する。図の垂直軸（Y
軸）に対して左回り２２．５度の偏光軸を有する１／２
波長板３の偏光軸で折返し、Ｓ偏光となる。
６で反射したＯＦＦ光束であるＳ偏光は、ファラデー回
転子２により、最初と同じ方向、左回りに４５度、直線
偏光を回転させるの図で左上がり４５度方向の直線偏光
となり、１／２波長板３に入射する。図の垂直軸（Y
軸）に対して左回り２２．５度の偏光軸を有する１／２
波長板３の偏光軸で折返し、Ｓ偏光となる。
【００３５】次に、図７から図１０を用いて、本発明の
実施の形態３について説明する。図７と図８は投射型プ
ロジェクタ装置の色分離合成部の基本構成図であり、図
９は光束の偏光状態の詳細を説明する図であり、図１０
は本発明の実施の形態３で用いる１／２波長板の作用図
ある。
実施の形態３について説明する。図７と図８は投射型プ
ロジェクタ装置の色分離合成部の基本構成図であり、図
９は光束の偏光状態の詳細を説明する図であり、図１０
は本発明の実施の形態３で用いる１／２波長板の作用図
ある。
【００３６】図１の実施の形態１や図４の実施の形態２
との大きな違いは、図７に示したようにＰＢＳ１を４５
度回転させたことである。
との大きな違いは、図７に示したようにＰＢＳ１を４５
度回転させたことである。
【００３７】ＰＢＳ１にとってのＳ偏光を入射し、ＰＢ
Ｓ面で反射し、クロスプリズム５側へ入射する構成とな
っている。
Ｓ面で反射し、クロスプリズム５側へ入射する構成とな
っている。
【００３８】図８では、ＰＢＳ１にとっての偏光状態を
S偏光（）にそろえた入射光束がＰＢＳ１に入射す
る。Ｓ偏光は、ＰＢＳ１のＰＢＳ面で反射しクロスプリ
ズム５の方向へ反射する。しかし、ＰＢＳ１の法線方向
と、クロスプリズム５の法線方向は、４５度回転した関
係にあり、ＰＢＳ１にとってのＳ偏光は、クロスプリズ
ム５にとっては４５度方向の直線偏光になってしまう。
この４５度方向の直線偏光を、ファラデー回転子２で４
５度回転しＰ偏光（）とする。Ｐ偏光でクロスプリズ
ム５に入射した白色光は、クロスプリズム５のダイクロ
イック作用により、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色に分離され、各色
に対応した反射型液晶パネル６でそれぞれ反射する。反
射型液晶パネル６には、ＯＮ光束に対して偏光状態をＰ
偏光のままで反射し、ＯＦＦ光束に対して偏光状態をＰ
偏光からＳ偏光に変換する作用を持たせる。
S偏光（）にそろえた入射光束がＰＢＳ１に入射す
る。Ｓ偏光は、ＰＢＳ１のＰＢＳ面で反射しクロスプリ
ズム５の方向へ反射する。しかし、ＰＢＳ１の法線方向
と、クロスプリズム５の法線方向は、４５度回転した関
係にあり、ＰＢＳ１にとってのＳ偏光は、クロスプリズ
ム５にとっては４５度方向の直線偏光になってしまう。
この４５度方向の直線偏光を、ファラデー回転子２で４
５度回転しＰ偏光（）とする。Ｐ偏光でクロスプリズ
ム５に入射した白色光は、クロスプリズム５のダイクロ
イック作用により、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色に分離され、各色
に対応した反射型液晶パネル６でそれぞれ反射する。反
射型液晶パネル６には、ＯＮ光束に対して偏光状態をＰ
偏光のままで反射し、ＯＦＦ光束に対して偏光状態をＰ
偏光からＳ偏光に変換する作用を持たせる。
【００３９】次に、反射型液晶パネル６で反射した後の
光束は、今度は、クロスプリズム５で色合成されて、フ
ァラデー回転子２に入射する。ＯＮ光束の場合は、Ｐ偏
光（）がファラデー回転子２に入射するので、再び同
じ方向に４５度回転するので、元とは逆の４５度方向の
直線偏光（）となる。この元とは逆方向の４５度の直
線偏光は、ＰＢＳ１にとっては、Ｐ偏光（）となりＰ
ＢＳ１を透過する。一方、ＯＦＦ光束の場合は、Ｓ偏光
（）がファラデー回転子２に入射するので、再び同じ
方向に４５度回転するので、入射光束と同じ４５方向の
直線偏光となって、ＰＢＳ１にとっては、元と同じＳ偏
光（）に戻ってしまうのでＰＢＳ１で反射する。
光束は、今度は、クロスプリズム５で色合成されて、フ
ァラデー回転子２に入射する。ＯＮ光束の場合は、Ｐ偏
光（）がファラデー回転子２に入射するので、再び同
じ方向に４５度回転するので、元とは逆の４５度方向の
直線偏光（）となる。この元とは逆方向の４５度の直
線偏光は、ＰＢＳ１にとっては、Ｐ偏光（）となりＰ
ＢＳ１を透過する。一方、ＯＦＦ光束の場合は、Ｓ偏光
（）がファラデー回転子２に入射するので、再び同じ
方向に４５度回転するので、入射光束と同じ４５方向の
直線偏光となって、ＰＢＳ１にとっては、元と同じＳ偏
光（）に戻ってしまうのでＰＢＳ１で反射する。
【００４０】図８で番号を付けた、、、、、
の偏光方向について、図９で詳細に説明する。図９で
は、入射系の偏光軸は入射側から見た座標で示し、反射
系の偏光軸は出射側からみた座標で示した。即ち、図９
の入射系と出射系の座標系は同じことになる。ＰＢＳ１
に入射したＳ偏光（）は、ＰＢＳ１の法線方向とクロ
スプリズム５の法線方向が４５度ずれていることから、
クロスプリズム５にとっての図での左上がり４５度方向
の直線偏光（）となる。次に、ファラデー回転子２に
より左回りに４５度回転しＰ偏光（）となる。次に、
反射型液晶パネル６で反射したＯＮ光束であるＰ偏光
（）は、ファラデー回転子２では、最初と同じ方向、
左回りに４５度、直線偏光を回転させるので図で右上が
りの４５度方向の直線偏光（）となる。同様に、ＰＢ
Ｓ１の法線方向とクロスプリズム５の法線方向が４５度
ずれていることから、ＰＢＳ１にとってのＰ偏光（）
になる。
の偏光方向について、図９で詳細に説明する。図９で
は、入射系の偏光軸は入射側から見た座標で示し、反射
系の偏光軸は出射側からみた座標で示した。即ち、図９
の入射系と出射系の座標系は同じことになる。ＰＢＳ１
に入射したＳ偏光（）は、ＰＢＳ１の法線方向とクロ
スプリズム５の法線方向が４５度ずれていることから、
クロスプリズム５にとっての図での左上がり４５度方向
の直線偏光（）となる。次に、ファラデー回転子２に
より左回りに４５度回転しＰ偏光（）となる。次に、
反射型液晶パネル６で反射したＯＮ光束であるＰ偏光
（）は、ファラデー回転子２では、最初と同じ方向、
左回りに４５度、直線偏光を回転させるので図で右上が
りの４５度方向の直線偏光（）となる。同様に、ＰＢ
Ｓ１の法線方向とクロスプリズム５の法線方向が４５度
ずれていることから、ＰＢＳ１にとってのＰ偏光（）
になる。
【００４１】一方、図は省略するが、反射型液晶パネル
６で反射したＯＦＦ光束であるＳ偏光は、ファラデー回
転子２により、最初と同じ方向、左回りに４５度、直線
偏光を回転させるの図で左上がり４５度方向の直線偏光
となる。同様に、ＰＢＳ１の法線方向とクロスプリズム
５の法線方向が４５度ずれていることから、ＰＢＳ１に
とってのＳ偏光となる。
６で反射したＯＦＦ光束であるＳ偏光は、ファラデー回
転子２により、最初と同じ方向、左回りに４５度、直線
偏光を回転させるの図で左上がり４５度方向の直線偏光
となる。同様に、ＰＢＳ１の法線方向とクロスプリズム
５の法線方向が４５度ずれていることから、ＰＢＳ１に
とってのＳ偏光となる。
【００４２】次に、ＰＢＳ１にとってのＳ偏光について
図１０を用いて説明する。図は、偏光変換素子１４での
偏光方向とＰＢＳ１での偏光方向とクロスプリズム５で
の偏光方向の関係を説明するための図である。
図１０を用いて説明する。図は、偏光変換素子１４での
偏光方向とＰＢＳ１での偏光方向とクロスプリズム５で
の偏光方向の関係を説明するための図である。
【００４３】インテグレータ１３を構成する各レンズ面
の光量分布を反射型液晶パネル６面上の畳重させるため
に、偏光変換素子１３と反射型液晶パネル６の光学的な
写像関係は保持しなければならない。従って、偏光変換
素子１３の偏光方向とクロスプリズム５の偏光方向も同
一となる。これに対して、クロスプリズム５の偏光方向
とＰＢＳ１の偏光方向が４５度ずれているので、偏光変
換素子１３とＰＢＳ１の偏光方向も４５度ずれることに
なる。そこで、本発明の実施の形態３では、偏光変換素
子１３とＰＢＳ１の途中の光路上に直線偏光の偏光方向
を４５度回転し、ＰＢＳ１にとってのＳ偏光とするため
の１／２波長板を配置する必要がある。
の光量分布を反射型液晶パネル６面上の畳重させるため
に、偏光変換素子１３と反射型液晶パネル６の光学的な
写像関係は保持しなければならない。従って、偏光変換
素子１３の偏光方向とクロスプリズム５の偏光方向も同
一となる。これに対して、クロスプリズム５の偏光方向
とＰＢＳ１の偏光方向が４５度ずれているので、偏光変
換素子１３とＰＢＳ１の偏光方向も４５度ずれることに
なる。そこで、本発明の実施の形態３では、偏光変換素
子１３とＰＢＳ１の途中の光路上に直線偏光の偏光方向
を４５度回転し、ＰＢＳ１にとってのＳ偏光とするため
の１／２波長板を配置する必要がある。
【００４４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ダ
イクロイック作用を有するクロスプリズムを用いた構成
で、且つ、反射型液晶パネルに入射する前の偏光状態
と、反射型液晶パネルで反射後のＯＮ光束の偏光状態が
同じ偏光状態を実現し、よって、小型・軽量で低コスト
な照明装置、及び、それを用いた投射型プロジェクタ装
置を得ることができる。
イクロイック作用を有するクロスプリズムを用いた構成
で、且つ、反射型液晶パネルに入射する前の偏光状態
と、反射型液晶パネルで反射後のＯＮ光束の偏光状態が
同じ偏光状態を実現し、よって、小型・軽量で低コスト
な照明装置、及び、それを用いた投射型プロジェクタ装
置を得ることができる。
【図１】本発明の実施の形態1における色分離合成部の
構成図である。
構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１における色分離合成部の
偏光軸の説明図である。
偏光軸の説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１における色分離合成部を
用いた投射型プロジェクタ装置の光学系の全体構成を示
す図である。
用いた投射型プロジェクタ装置の光学系の全体構成を示
す図である。
【図４】本発明の実施の形態１で、クロスプリズムと反
射型液晶パネルの光路の間に偏光板を設けた色分離合成
部の構成図である。
射型液晶パネルの光路の間に偏光板を設けた色分離合成
部の構成図である。
【図５】本発明の実施の形態２における色分離合成部の
構成図である。
構成図である。
【図６】本発明の実施の形態２における色分離合成部の
偏光軸の説明図である。
偏光軸の説明図である。
【図７】本発明の実施の形態３における色分離合成部の
斜視図による構成図である。
斜視図による構成図である。
【図８】本発明の実施の形態3における色分離合成部の
構成図である。
構成図である。
【図９】本発明の実施の形態３における色分離合成部の
偏光軸の説明図である。
偏光軸の説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態３における偏光変換素子
とＰＢＳとクロスプリズムの偏光軸の関係を示す説明図
である。
とＰＢＳとクロスプリズムの偏光軸の関係を示す説明図
である。
【図１１】本発明で用いたファラデー回転子の作用の説
明図である。
明図である。
【図１２】クロスプリズムを用いた反射型液晶パネルで
の色分離合成部の偏光状態を示す構成図である。
の色分離合成部の偏光状態を示す構成図である。
１…ＰＢＳ、２…ファラデー回転子、３…１／２波長
板、４…磁石、５…クロスプリズム、６…反射型液晶パ
ネル、１１…光源、１２…凹面鏡、１３…インテグレー
タ、１４…偏光変換素子、１５…結像レンズ、１６…ミ
ラー、１７…フィールドレンズ、１８…投射レンズ。
板、４…磁石、５…クロスプリズム、６…反射型液晶パ
ネル、１１…光源、１２…凹面鏡、１３…インテグレー
タ、１４…偏光変換素子、１５…結像レンズ、１６…ミ
ラー、１７…フィールドレンズ、１８…投射レンズ。
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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
(72)発明者 平田 浩二
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
(72)発明者 山崎 太志
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） 2H088 EA12 EA14 EA16 EA47 HA13
HA15 HA21 HA23 HA24 HA28
MA20
2H091 FA05X FA07X FA08X FA10X
FA12X FA14Y FA21X FA26X
FA41X GA11 LA11 LA15
LA30 MA07
2H099 AA12 BA09 BA17 CA02 CA08
DA01
Claims (14)
- 【請求項１】光源と、偏光ビームスプリッタと、ダイク
ロイック作用を有する色分離合成ユニットと、反射型液
晶パネルとを有する光学ユニットであって、 前記偏光ビームスプリッタと前記色分離合成ユニットの
間の光路にファラデー回転子を設け、 該ファラデー回転子を通過する光束の偏光方向を所定角
度だけ回転させるように構成したことを特徴とする光学
ユニット。 - 【請求項２】前記色分離合成ユニットはクロスダイクロ
イックプリズムであることを特徴とする請求項１記載の
光学ユニット。 - 【請求項３】前記ファラデー回転子を、ガーネット結晶
板で構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項２の
何れかに記載の光学ユニット。 - 【請求項４】前記ファラデー回転子と前記クロスプリズ
ムとの間の光路に、１／２波長板もしくは１／２波長板
同等の作用を有する光学素子を設けことを特徴とする請
求項１乃至請求項３の何れかに記載の光学ユニット。 - 【請求項５】前記偏光ビームスプリッタと前記ファラデ
ー回転子との間の光路に、１／２波長板もしくは１／２
波長板同等の作用を有する光学素子を設けことを特徴と
する請求項１乃至請求項３の何れかに記載の光学ユニッ
ト。 - 【請求項６】前記ファラデー回転子を通過する光束の偏
光方向が回転する前記所定角度が略４５度であることを
特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の光学
ユニット。 - 【請求項７】前記１／２波長板もしくは１／２波長板同
等の作用を有する光学素子が、直線偏光の偏光角度を略
４５度または略１３５度だけ回転する偏光軸を有するこ
とを特徴とする請求項４乃至請求項５の何れかに記載の
光学ユニット。 - 【請求項８】前記偏光ビームスプリッタを、前記色分離
合成ユニットに対して略４５度回転させて配置したこと
を特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の光
学ユニット。 - 【請求項９】前記偏光ビームスプリッタへの入射前の光
路に、直線偏光の偏光角度を略４５度または略１３５度
だけ回転する偏光軸を有する１／２波長板もしくは１／
２波長板同等の作用を有する光学素子を設けたことを特
徴とする請求項８記載の光学ユニット。 - 【請求項１０】前記反射型液晶パネルに入射する光束の
偏光状態と、前記反射型液晶パネルで反射したＯＮ光束
の偏光状態とが同じであることを特徴とする請求項１乃
至請求項９の何れかに記載の光学ユニット。 - 【請求項１１】前記色分離合成ユニットと前記反射型液
晶パネルとの間の光路上に偏光板を設けたことを特徴と
する請求項１乃至請求項１０の何れかに記載の光学ユニ
ット。 - 【請求項１２】請求項１乃至請求項１１の何れかに記載
の光学ユニットと、 前記反射型液晶パネルを、映像信号に基づいて駆動する
駆動回路と、 前記偏光ビームスプリッタを介して入射される、前記反
射型液晶パネルからの光学像を拡大投射する投射レンズ
とを有することを特徴とする投射型プロジェクタ装置。 - 【請求項１３】白色光を放射する光源と、 該白色光をその偏光方向に基づいて反射または透過する
偏光ビームスプリッタと、 該偏光ビームスプリッタを介して入射される白色光を
赤、緑、青の３色に色分離し、反射型液晶パネルからの
各色の反射光束色を合成する色分離合成ユニットと、 各色の映像信号に応じて光学像に変換し、入射光束の偏
光方向と反射される該光学像の偏光方向とを同方向とす
る反射型液晶パネルと、 前記偏光ビームスプリッタと前記色分離合成ユニットと
の間の光路に、 通過する光束の偏光方向を略４５度だけ回転させるファ
ラデー回転子と、 通過する光束の偏光方向を略４５度または略１３５度だ
け回転させる偏光軸を有する１／２波長板とを有するこ
とを特徴とする光学ユニット。 - 【請求項１４】白色光を放射する光源と、 該白色光をその偏光方向に基づいて反射または透過する
偏光ビームスプリッタと、 該偏光ビームスプリッタを介して入射される白色光を
赤、緑、青の３色に色分離し、反射型液晶パネルからの
各色の反射光束色を合成する色分離合成ユニットと、 各色の映像信号に応じて光学像に変換し、入射光束の偏
光方向と反射される該光学像の偏光方向とを同方向とす
る反射型液晶パネルと、 該反射型液晶パネルを、映像信号に基づいて駆動する駆
動回路と、 前記偏光ビームスプリッタを介して入射される、前記反
射型液晶パネルからの光学像を拡大投射する投射レンズ
と、 前記偏光ビームスプリッタと前記色分離合成ユニットと
の間の光路に、 通過する光束の偏光方向を略４５度だけ回転させるファ
ラデー回転子と、 通過する光束の偏光方向を略４５度または略１３５度だ
け回転させる偏光軸を有する１／２波長板とを有するこ
とを特徴とする投射型プロジェクタ装置。
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