JP3270388B2 - 偏光照明装置及びそれを用いた投写型表示装置 - Google Patents
偏光照明装置及びそれを用いた投写型表示装置Info
- Publication number
- JP3270388B2 JP3270388B2 JP05160898A JP5160898A JP3270388B2 JP 3270388 B2 JP3270388 B2 JP 3270388B2 JP 05160898 A JP05160898 A JP 05160898A JP 5160898 A JP5160898 A JP 5160898A JP 3270388 B2 JP3270388 B2 JP 3270388B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- light
- plate
- light source
- polarized light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は偏光照明装置及びそ
れを用いた投写型液晶表示装置に関し、特に偏光方向を
揃えた偏光光を用いて矩形の照明領域などを均一に照明
する偏光照明装置及びこの偏光照明装置から出射された
偏光光をライトバルブにより変調して映像をスクリーン
に拡大表示する投写型液晶表示装置に関するものであ
る。
れを用いた投写型液晶表示装置に関し、特に偏光方向を
揃えた偏光光を用いて矩形の照明領域などを均一に照明
する偏光照明装置及びこの偏光照明装置から出射された
偏光光をライトバルブにより変調して映像をスクリーン
に拡大表示する投写型液晶表示装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】液晶等のライトバルブにおいては入射す
る光束の偏光方向を回転させることにより画像情報の変
調を行っている。このため、ライトバルブに入射する光
束の偏光方向を揃える必要がある。しかしながら、液晶
投写型装置等において利用されている光源では偏光方向
がランダムな光を放射するため、そのままでは光源から
放射する光束の半分しか利用できない。この利用効率を
高める方法として光束をＳ偏光光とＰ偏光光とに分離
し、一方あるいは両方の偏光光を回転させて同一方向の
偏光光に揃える偏光変換システムが実用化されている。
る光束の偏光方向を回転させることにより画像情報の変
調を行っている。このため、ライトバルブに入射する光
束の偏光方向を揃える必要がある。しかしながら、液晶
投写型装置等において利用されている光源では偏光方向
がランダムな光を放射するため、そのままでは光源から
放射する光束の半分しか利用できない。この利用効率を
高める方法として光束をＳ偏光光とＰ偏光光とに分離
し、一方あるいは両方の偏光光を回転させて同一方向の
偏光光に揃える偏光変換システムが実用化されている。
【０００３】また、光源から放射する光束は光強度が分
布を持っているため、楕円面反射鏡あるいは放物面反射
鏡を通じてライトバルブを照射する場合も、ライトバル
ブは照度分布を持つ。この照度分布を均一にするため
に、光源による照射領域（１次照射領域）を微小区間に
分割し、各微小区間がライトバルブ（２次照射領域）を
照射するインテグレータ技術が実用化されている。
布を持っているため、楕円面反射鏡あるいは放物面反射
鏡を通じてライトバルブを照射する場合も、ライトバル
ブは照度分布を持つ。この照度分布を均一にするため
に、光源による照射領域（１次照射領域）を微小区間に
分割し、各微小区間がライトバルブ（２次照射領域）を
照射するインテグレータ技術が実用化されている。
【０００４】従来、この種の偏光照明装置は、例えば特
開平８−３０４７３９号公報に示されるように、上記２
つの機能を兼ね備えた光学系として既に実用化されてい
る。図６は当該公報に開示された偏光照明装置の概略図
である。この偏光照明装置は、偏光方向がランダムな光
を出射する光源部２と、複数の矩形状の集光レンズから
構成され、当該光源部２から出射される光を集光して複
数の２次光源像を形成するための第１のレンズ板３と、
これ等複数の２次光源像が形成される位置の近傍に置か
れ、集光レンズアレイ２０１、偏光分離プリズムアレイ
２０２、λ／２位相差板２０３、出射側レンズ２０４を
備えた第２のレンズ板４とを有する構成が採用されてい
る。
開平８−３０４７３９号公報に示されるように、上記２
つの機能を兼ね備えた光学系として既に実用化されてい
る。図６は当該公報に開示された偏光照明装置の概略図
である。この偏光照明装置は、偏光方向がランダムな光
を出射する光源部２と、複数の矩形状の集光レンズから
構成され、当該光源部２から出射される光を集光して複
数の２次光源像を形成するための第１のレンズ板３と、
これ等複数の２次光源像が形成される位置の近傍に置か
れ、集光レンズアレイ２０１、偏光分離プリズムアレイ
２０２、λ／２位相差板２０３、出射側レンズ２０４を
備えた第２のレンズ板４とを有する構成が採用されてい
る。
【０００５】さらに、第２のレンズ板４においては、集
光レンズアレイ２０１が複数の集光レンズからなり、偏
光分離プリズムアレイ２０２はランダムな偏光光をＰ偏
光光およびＳ偏光光との２つの直線偏光に分離するもの
であって、複数の偏光ビームスプリッタあるいは複数の
偏光ビームスプリッタと複数の反射ミラーとの組合わせ
で構成されている。λ／２位相差板２０３は偏光分離プ
リズムアレイ１０２の出射面側に配置されており、出射
側レンズ２０４はλ／２位相差板２０３の出射面側に配
置された構成を採用している。また、光源部２は放物面
反射鏡１０２を有している。
光レンズアレイ２０１が複数の集光レンズからなり、偏
光分離プリズムアレイ２０２はランダムな偏光光をＰ偏
光光およびＳ偏光光との２つの直線偏光に分離するもの
であって、複数の偏光ビームスプリッタあるいは複数の
偏光ビームスプリッタと複数の反射ミラーとの組合わせ
で構成されている。λ／２位相差板２０３は偏光分離プ
リズムアレイ１０２の出射面側に配置されており、出射
側レンズ２０４はλ／２位相差板２０３の出射面側に配
置された構成を採用している。また、光源部２は放物面
反射鏡１０２を有している。
【０００６】次に、かかる構成の照明装置の作用を説明
する。光源部２から出射されるランダムな偏光光を有す
る光は光の強度的な分布を持っている。これが第１のレ
ンズ板３を構成する矩形形状の複数の集光レンズにより
複数の矩形状の微小領域光に分割される。このとき、微
小領域光は名前のとおり微小な領域の光であるので光の
強度分布が比較的均一である。これ等各微小領域光が第
２のレンズ板４を構成する集光レンズアレイ２０１を介
して照明領域５付近をそれぞれ照射する。このとき、第
２のレンズ板４を構成する出射側レンズ２０４により、
複数の微小領域光は全て照明領域５を照射する。これに
よって、照明領域５は均一な光の分布で照射される。
する。光源部２から出射されるランダムな偏光光を有す
る光は光の強度的な分布を持っている。これが第１のレ
ンズ板３を構成する矩形形状の複数の集光レンズにより
複数の矩形状の微小領域光に分割される。このとき、微
小領域光は名前のとおり微小な領域の光であるので光の
強度分布が比較的均一である。これ等各微小領域光が第
２のレンズ板４を構成する集光レンズアレイ２０１を介
して照明領域５付近をそれぞれ照射する。このとき、第
２のレンズ板４を構成する出射側レンズ２０４により、
複数の微小領域光は全て照明領域５を照射する。これに
よって、照明領域５は均一な光の分布で照射される。
【０００７】また、第１のレンズ板３を構成する複数の
矩形状の集光レンズアレイ２０１は第２のレンズ板４を
構成する集光レンズアレイ２０１付近に複数の２次光源
像を形成する。これ等２次光源像同士の隙間を利用し
て、同じく第２のレンズ板４を構成する偏光分離プリズ
ムアレイ２０２（平行型）によりＳ偏光光とＰ偏光光と
に分離される。この分離された偏光光の一方または双方
は、λ／２位相差板２０３により偏光面が回転されて偏
光面が揃った状態となって合成される。これによって、
照明領域５は高効率の光利用率で照射される。
矩形状の集光レンズアレイ２０１は第２のレンズ板４を
構成する集光レンズアレイ２０１付近に複数の２次光源
像を形成する。これ等２次光源像同士の隙間を利用し
て、同じく第２のレンズ板４を構成する偏光分離プリズ
ムアレイ２０２（平行型）によりＳ偏光光とＰ偏光光と
に分離される。この分離された偏光光の一方または双方
は、λ／２位相差板２０３により偏光面が回転されて偏
光面が揃った状態となって合成される。これによって、
照明領域５は高効率の光利用率で照射される。
【０００８】ここで、光源部２は放物面反射鏡１０２に
より構成されているため、第１のレンズ板３および第２
のレンズ板４に入射される光はほぼ平行な光であり、偏
光分離プリズムアレイ２０２にも同様にほぼ平行な光が
入射する。現在実用化されているシステムでは±３〜５
度程度の最大入射角度を有する光束が入射されるように
設計されている。
より構成されているため、第１のレンズ板３および第２
のレンズ板４に入射される光はほぼ平行な光であり、偏
光分離プリズムアレイ２０２にも同様にほぼ平行な光が
入射する。現在実用化されているシステムでは±３〜５
度程度の最大入射角度を有する光束が入射されるように
設計されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】第１の問題点は、投写
レンズのＦナンバが小さくなることにある。その理由
は、第１のレンズ板３に入射させる光を±５度以下のほ
ぼ並行な角度にしなければならない。このため、光源部
２が図示の様な放物面反射鏡１０１の場合は、第１のレ
ンズ板３のサイズが光源部２のリフレクタの開口部サイ
ズとほぼ同じくなり、同時に第１のレンズ板３と第２の
レンズ板４とを同じ大きさにしなければならないため
に、照明系のＦナンバが出射側レンズ２０４と照明領域
５との距離およびサイズで決まるためである。
レンズのＦナンバが小さくなることにある。その理由
は、第１のレンズ板３に入射させる光を±５度以下のほ
ぼ並行な角度にしなければならない。このため、光源部
２が図示の様な放物面反射鏡１０１の場合は、第１のレ
ンズ板３のサイズが光源部２のリフレクタの開口部サイ
ズとほぼ同じくなり、同時に第１のレンズ板３と第２の
レンズ板４とを同じ大きさにしなければならないため
に、照明系のＦナンバが出射側レンズ２０４と照明領域
５との距離およびサイズで決まるためである。
【００１０】このことにより、投写レンズのＦナンバを
小さくする必要があり、投写レンズの高コスト化にな
る。また、色分離合成系のミラーサイズも大きくなって
装置が大型化する。また、光源部２が楕円面反射鏡の場
合には、反射鏡の開口部が７０φ程度の場合で第２焦点
距離が５００ｍｍ以上、開口部が２０φ程度の小型反射
鏡の場合でも第２焦点距離が２００ｍｍ以上の長楕円面
反射鏡でなければならない。このため楕円面反射鏡を使
う利点がなく、放物面鏡同様に投写レンズのＦナンバを
小さくする必要があり、投写レンズの高コスト化にな
る。また色分離合成系のミラーサイズも大きくなって装
置が大型化する。
小さくする必要があり、投写レンズの高コスト化にな
る。また、色分離合成系のミラーサイズも大きくなって
装置が大型化する。また、光源部２が楕円面反射鏡の場
合には、反射鏡の開口部が７０φ程度の場合で第２焦点
距離が５００ｍｍ以上、開口部が２０φ程度の小型反射
鏡の場合でも第２焦点距離が２００ｍｍ以上の長楕円面
反射鏡でなければならない。このため楕円面反射鏡を使
う利点がなく、放物面鏡同様に投写レンズのＦナンバを
小さくする必要があり、投写レンズの高コスト化にな
る。また色分離合成系のミラーサイズも大きくなって装
置が大型化する。
【００１１】本発明の目的は、単楕円面反射鏡を有する
光源部と大Ｆナンバの投写レンズとを用いた高効率高均
一な偏光照明装置及びそれを使用した投写型表示装置を
提供することである。
光源部と大Ｆナンバの投写レンズとを用いた高効率高均
一な偏光照明装置及びそれを使用した投写型表示装置を
提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、偏光方向がラ
ンダムな光を出射する、単楕円面反射鏡を備えた光源部
と、矩形状の外形を有する複数の矩形集光レンズから構
成され、前記光源部から出射される光を集光して複数の
２次光源像を形成するための第１のレンズ板と、前記複
数の２次光源像が形成される位置の近傍に配置され、該
複数の２次光源像を重ね合せるとともに、前記偏光方向
がランダムな光を偏光方向の異なる２つの直線偏光に分
離し、かつ、一方の直線偏光の偏光方向を他方の直線偏
光の偏光方向に揃えて合成する第２のレンズ板と、前記
光源部の単楕円面反射鏡から出射する光束を略平行光線
化すべく、前記単楕円面反射鏡の開口部と前記第１のレ
ンズ板との間あるいは前記第１のレンズ板と前記第２の
レンズ板との間に設けられた凹面レンズとを有すること
を特徴とする。
ンダムな光を出射する、単楕円面反射鏡を備えた光源部
と、矩形状の外形を有する複数の矩形集光レンズから構
成され、前記光源部から出射される光を集光して複数の
２次光源像を形成するための第１のレンズ板と、前記複
数の２次光源像が形成される位置の近傍に配置され、該
複数の２次光源像を重ね合せるとともに、前記偏光方向
がランダムな光を偏光方向の異なる２つの直線偏光に分
離し、かつ、一方の直線偏光の偏光方向を他方の直線偏
光の偏光方向に揃えて合成する第２のレンズ板と、前記
光源部の単楕円面反射鏡から出射する光束を略平行光線
化すべく、前記単楕円面反射鏡の開口部と前記第１のレ
ンズ板との間あるいは前記第１のレンズ板と前記第２の
レンズ板との間に設けられた凹面レンズとを有すること
を特徴とする。
【００１３】そして、前記第２のレンズ板は、前記２次
光源像の各々に対応する複数の矩形状集光レンズを配列
した集光レンズアレイと、偏光分離プリズムアレイと、
１／２波長位相差板と、出射レンズとをこの順に光の入
射側から配置した構成であることを特徴とし、また、前
記第２のレンズ板は、前記２次光源像の各々に対応する
複数の矩形状集光レンズを配列した集光レンズアレイ
と、前記集光レンズアレイの集光レンズに対応するよう
に配列された複数のスリットを有する反射板と、この反
射板におけるスリット間の反射部を少なくとも覆う１／
４波長位相差板と、平板状の偏光分離器と、出射レンズ
とをこの順に光の入射側から配置した構成であることを
特徴とする。
光源像の各々に対応する複数の矩形状集光レンズを配列
した集光レンズアレイと、偏光分離プリズムアレイと、
１／２波長位相差板と、出射レンズとをこの順に光の入
射側から配置した構成であることを特徴とし、また、前
記第２のレンズ板は、前記２次光源像の各々に対応する
複数の矩形状集光レンズを配列した集光レンズアレイ
と、前記集光レンズアレイの集光レンズに対応するよう
に配列された複数のスリットを有する反射板と、この反
射板におけるスリット間の反射部を少なくとも覆う１／
４波長位相差板と、平板状の偏光分離器と、出射レンズ
とをこの順に光の入射側から配置した構成であることを
特徴とする。
【００１４】また、前記単楕円面反射鏡の第２焦点距離
が２００ｍｍ以下であることを特徴とする。
が２００ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１５】本発明の作用を述べる。光源部に単楕円面
反射鏡を採用することで、反射鏡の開口部よりも同等以
下の大きさの第１のレンズ板と反射鏡の開口部よりも小
さな第２のレンズ板を利用することができる。しかしな
がら、単純に第２焦点位置が２００ｍｍ以下の単楕円面
反射鏡を採用しただけでは、第１のレンズ板、第２のレ
ンズ板に入射する光の角度が５度以上の大きさになって
しまう。この角度は第２のレンズ板を構成する偏光プリ
ズムアレイにおける透過率の角度依存を引き起こし、明
るさの低下と色ムラの発生を招来する。
反射鏡を採用することで、反射鏡の開口部よりも同等以
下の大きさの第１のレンズ板と反射鏡の開口部よりも小
さな第２のレンズ板を利用することができる。しかしな
がら、単純に第２焦点位置が２００ｍｍ以下の単楕円面
反射鏡を採用しただけでは、第１のレンズ板、第２のレ
ンズ板に入射する光の角度が５度以上の大きさになって
しまう。この角度は第２のレンズ板を構成する偏光プリ
ズムアレイにおける透過率の角度依存を引き起こし、明
るさの低下と色ムラの発生を招来する。
【００１６】ここで、光源部と第１のレンズ板との間、
または第１のレンズ板と第２のレンズ板との間に反射鏡
から放射する光束を略平行光線化する凹面レンズを配置
することで、最終的に第２のレンズ板を構成する偏光分
離プリズムアレイに入射する光束を５度以下にすること
ができ、明るさの低下と色ムラの発生を抑制することが
できる。また、光源部の反射鏡の口径よりも小さい第２
のレンズ板を扱えるので、投写レンズのＦナンバを大き
くでき、かつ色分離及び色合成光学部品を小さくするこ
とができる。
または第１のレンズ板と第２のレンズ板との間に反射鏡
から放射する光束を略平行光線化する凹面レンズを配置
することで、最終的に第２のレンズ板を構成する偏光分
離プリズムアレイに入射する光束を５度以下にすること
ができ、明るさの低下と色ムラの発生を抑制することが
できる。また、光源部の反射鏡の口径よりも小さい第２
のレンズ板を扱えるので、投写レンズのＦナンバを大き
くでき、かつ色分離及び色合成光学部品を小さくするこ
とができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
て図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】図１は本発明の一実施の形態の構成を夫々
示す図であり、図６と同等部分は同一符号にて示してい
る。図１を参照すると、光源部２が単楕円面反射鏡１０
１で構成され、光源部２と第１のレンズ板３との間に、
光源部から放射する光束を略平行光線化する凹面レンズ
６が備えられている。この光源部２は、第２焦点距離が
２００ｍｍ以下の単楕円面反射鏡１０１を有し、光源部
２から発する光は直接凹面レンズ６に集光する。これに
より、凹面レンズ６の開口部は光源部２の反射鏡の開口
部より小さくできる。
示す図であり、図６と同等部分は同一符号にて示してい
る。図１を参照すると、光源部２が単楕円面反射鏡１０
１で構成され、光源部２と第１のレンズ板３との間に、
光源部から放射する光束を略平行光線化する凹面レンズ
６が備えられている。この光源部２は、第２焦点距離が
２００ｍｍ以下の単楕円面反射鏡１０１を有し、光源部
２から発する光は直接凹面レンズ６に集光する。これに
より、凹面レンズ６の開口部は光源部２の反射鏡の開口
部より小さくできる。
【００１９】凹面レンズ６に入射された光束はこの凹面
レンズ６により平行光に変換されて第１のレンズ板３へ
入射される。第１のレンズ板３に入射された光は第１レ
ンズ板３を構成する複数の矩形状の集光レンズにより第
２のレンズ板４の近傍に２次光源像を作る。そして、第
２のレンズ板４を構成する集光レンズアレイ２０１を介
して第１のレンズ板３の矩形状の各集光レンズの像を照
射領域５に転写する。
レンズ６により平行光に変換されて第１のレンズ板３へ
入射される。第１のレンズ板３に入射された光は第１レ
ンズ板３を構成する複数の矩形状の集光レンズにより第
２のレンズ板４の近傍に２次光源像を作る。そして、第
２のレンズ板４を構成する集光レンズアレイ２０１を介
して第１のレンズ板３の矩形状の各集光レンズの像を照
射領域５に転写する。
【００２０】このとき、第２のレンズ板４を構成する偏
光分離プリズムアレイ２０２およびλ／２位相差板２０
３によってランダムな偏光光を同一方向の偏光光に揃
え、また出射側レンズ２０４によって第１のレンズ板３
を構成する全ての集光レンズアレイ２０１上の入射光像
を全て照明領域５に転写することができる。
光分離プリズムアレイ２０２およびλ／２位相差板２０
３によってランダムな偏光光を同一方向の偏光光に揃
え、また出射側レンズ２０４によって第１のレンズ板３
を構成する全ての集光レンズアレイ２０１上の入射光像
を全て照明領域５に転写することができる。
【００２１】このとき、第１のレンズ板３、第２のレン
ズ板４の大きさは光源部２の反射鏡の開口部より小さな
凹面レンズ６の開口部サイズとほぼ同じになり、これに
よって投写レンズのＦナンバを大きくでき、また色分離
・合成系光学部品を小さくすることが可能となる。
ズ板４の大きさは光源部２の反射鏡の開口部より小さな
凹面レンズ６の開口部サイズとほぼ同じになり、これに
よって投写レンズのＦナンバを大きくでき、また色分離
・合成系光学部品を小さくすることが可能となる。
【００２２】図２は本発明の他の実施の形態を示す図で
あり、図１と同等部分は同一符号にて示している。図２
においては、凹面レンズ６が第１のレンズ板３と第２の
レンズ板４との間に配置されている点が図１の例とは相
違しているのみであり、それ以外の構成は図１と同じで
ある。この例でも、第２のレンズ板４は小となり、投写
レンズのＦナンバを大きくでき、また色分離・合成系光
学部品を小さくすることが可能となる。
あり、図１と同等部分は同一符号にて示している。図２
においては、凹面レンズ６が第１のレンズ板３と第２の
レンズ板４との間に配置されている点が図１の例とは相
違しているのみであり、それ以外の構成は図１と同じで
ある。この例でも、第２のレンズ板４は小となり、投写
レンズのＦナンバを大きくでき、また色分離・合成系光
学部品を小さくすることが可能となる。
【００２３】図３は本発明の別の実施の形態を示す図で
あり、図１，２と同等部分は同一符号にて示している。
図３を参照すると、第２のレンズ板４の構成が図１，２
のそれとは相違しており、この第２のレンズ板の構成
は、本願出願人により出願された特願平９−２２９４５
１号（平成９年８月２６日出願）明細書に提案されてい
るものである。図３の第２のレンズ板４の詳細が図４に
示されており、集光レンズアレイ２０１と、短冊アルミ
ミラー（スリット状反射板）２０５と、λ／４位相差板
（１／４波長板）２０７と、偏光分離器である偏光分離
プリズムアレイ２０６と、出射側レンズ２０４（図４で
は省略）とが、光の入射方向からこの順に配置されてい
る。
あり、図１，２と同等部分は同一符号にて示している。
図３を参照すると、第２のレンズ板４の構成が図１，２
のそれとは相違しており、この第２のレンズ板の構成
は、本願出願人により出願された特願平９−２２９４５
１号（平成９年８月２６日出願）明細書に提案されてい
るものである。図３の第２のレンズ板４の詳細が図４に
示されており、集光レンズアレイ２０１と、短冊アルミ
ミラー（スリット状反射板）２０５と、λ／４位相差板
（１／４波長板）２０７と、偏光分離器である偏光分離
プリズムアレイ２０６と、出射側レンズ２０４（図４で
は省略）とが、光の入射方向からこの順に配置されてい
る。
【００２４】偏光分離器２０６の基本構成単位の横幅Ｐ
１は、第２の集光レンズアレイ２０１の各集光レンズ１
０４の横幅Ｓ１と等しい。スリット状反射板２０５のス
リットは開口部であって、第２の集光レンズアレイ２０
１を構成する縦列の集光レンズ１０４に対応するように
規則的に配列されている。反射板２０５におけるスリッ
ト間の板部の出射面側部分に１／４波長板２０７が夫々
配置されている。
１は、第２の集光レンズアレイ２０１の各集光レンズ１
０４の横幅Ｓ１と等しい。スリット状反射板２０５のス
リットは開口部であって、第２の集光レンズアレイ２０
１を構成する縦列の集光レンズ１０４に対応するように
規則的に配列されている。反射板２０５におけるスリッ
ト間の板部の出射面側部分に１／４波長板２０７が夫々
配置されている。
【００２５】そして、偏光分離器２０６の各基本構成単
位は、スリット状反射板２０５の隣り合う反射部及びス
リット部の組に対応するように配置されている。また、
偏光分離器２０６の基本構成単位の横幅の約半分の幅Ｘ
ｐ１５５と、各１／４波長板２０７の横幅Ｘ１５４と、
スリット反射板２０５の各スリット幅Ｘ１５３とは等し
い。尚、１５２はシステム主光軸である。
位は、スリット状反射板２０５の隣り合う反射部及びス
リット部の組に対応するように配置されている。また、
偏光分離器２０６の基本構成単位の横幅の約半分の幅Ｘ
ｐ１５５と、各１／４波長板２０７の横幅Ｘ１５４と、
スリット反射板２０５の各スリット幅Ｘ１５３とは等し
い。尚、１５２はシステム主光軸である。
【００２６】図５に図４の構成の各構成要素を通過する
時の光の様子を模式的に拡大して示している。第２の集
光レンズアレイ板２０１に入射した偏光方向のランダム
な光は、反射板２０５のスリット部を通過し１／４波長
板２０７同士の隙間を通過した後、偏光分離器２０６に
より偏光方向が異なるＰ偏光光とＳ偏光光との２種の直
線偏光光に分離される。すなわち、Ｐ偏光光は進行方向
を変えずに偏光分離器２０６をそのまま通過する。一
方、Ｓ偏光光は偏光分離器２０６の偏光分離膜１０５で
反射され、その後に偏光分離膜１０６で反射され（ただ
し、このとき光軸５２は約Ｘｐ分シフトする）、１／４
波長板２０７に入射する。
時の光の様子を模式的に拡大して示している。第２の集
光レンズアレイ板２０１に入射した偏光方向のランダム
な光は、反射板２０５のスリット部を通過し１／４波長
板２０７同士の隙間を通過した後、偏光分離器２０６に
より偏光方向が異なるＰ偏光光とＳ偏光光との２種の直
線偏光光に分離される。すなわち、Ｐ偏光光は進行方向
を変えずに偏光分離器２０６をそのまま通過する。一
方、Ｓ偏光光は偏光分離器２０６の偏光分離膜１０５で
反射され、その後に偏光分離膜１０６で反射され（ただ
し、このとき光軸５２は約Ｘｐ分シフトする）、１／４
波長板２０７に入射する。
【００２７】ここで、Ｓ偏光光はこの１／４波長板２０
７により偏光面の回転作用により楕円偏光に変換され、
スリット状の反射板２０５で反射される。この反射され
た楕円偏光光は再度１／４波長板２０７へ入射し、偏光
面の回転作用により楕円偏光からＰ偏光光に変換され、
偏光分離器２０６をそのまま通過する。最終的には、こ
の２つの光路においてＰ偏光光がほぼ平行な角度で偏光
分離器２０６を出射する。
７により偏光面の回転作用により楕円偏光に変換され、
スリット状の反射板２０５で反射される。この反射され
た楕円偏光光は再度１／４波長板２０７へ入射し、偏光
面の回転作用により楕円偏光からＰ偏光光に変換され、
偏光分離器２０６をそのまま通過する。最終的には、こ
の２つの光路においてＰ偏光光がほぼ平行な角度で偏光
分離器２０６を出射する。
【００２８】こうして、Ｐ偏光光に揃えられた光束は出
射側レンズ２０４により照明領域５へと導かれ、照明領
域５上に重なって結像される。光源部２からの偏光方向
のランダムな光は、一つの直線偏光光に変換されて、ほ
とんど全ての光が照明領域５へと達する。このために、
照明領域５では、ほとんど一つの偏光光で均一に照明さ
れ、光損失がほとんどなく、光利用率が極めて高い。
射側レンズ２０４により照明領域５へと導かれ、照明領
域５上に重なって結像される。光源部２からの偏光方向
のランダムな光は、一つの直線偏光光に変換されて、ほ
とんど全ての光が照明領域５へと達する。このために、
照明領域５では、ほとんど一つの偏光光で均一に照明さ
れ、光損失がほとんどなく、光利用率が極めて高い。
【００２９】本例でも、図２と同様に第１の集光レンズ
板３と第２のレンズ板４との間に凹面レンズ６を設けて
も良いものである。
板３と第２のレンズ板４との間に凹面レンズ６を設けて
も良いものである。
【００３０】上記各構成の偏光照明装置は、投写型の液
晶表示装置に使用することが可能であることは容易に類
推できるものであり、その詳細は省略するが、上記の出
願明細書（特願平９−２２９４５１号）に開示されてい
るので参照願いたい。
晶表示装置に使用することが可能であることは容易に類
推できるものであり、その詳細は省略するが、上記の出
願明細書（特願平９−２２９４５１号）に開示されてい
るので参照願いたい。
【００３１】
【発明の効果】第１の効果は、小型で低コストの投写型
表示装置を提供できる。その理由は、単楕円面反射鏡と
高効率で均一性のよい偏光照明装置と組み合わせること
で、照明系のＦナンバを大きくすることができ、このた
め低コストのＦナンバの大きい投写レンズを採用するこ
とが可能になり、また同時に色分離・合成光学部品を小
さくできるため装置サイズを小さくすることが可能にな
るためである。
表示装置を提供できる。その理由は、単楕円面反射鏡と
高効率で均一性のよい偏光照明装置と組み合わせること
で、照明系のＦナンバを大きくすることができ、このた
め低コストのＦナンバの大きい投写レンズを採用するこ
とが可能になり、また同時に色分離・合成光学部品を小
さくできるため装置サイズを小さくすることが可能にな
るためである。
【図１】本発明の一実施の形態の構成を示す図である。
【図２】本発明の他の実施の形態の構成を示す図であ
る。
る。
【図３】本発明の別の実施の形態の構成を示す図であ
る。
る。
【図４】図３の第２のレンズ板の詳細を示す構成図であ
る。
る。
【図５】図４の一部の模式的拡大図である。
【図６】従来の偏光照明装置の例を示す図である。
２ 光源部 ３ 第１のレンズ板 ４ 第２のレンズ板 ５ 照明領域 ６ 凹面レンズ １０１ 単楕円面反射鏡 ２０１ 集光レンズアレイ ２０２，２０６ 偏光分離プリズムアレイ ２０３ λ／２位相差板 ２０４ 出射側レンズ ２０５ 短冊反射ミラー ２０７ λ／４位相差板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ０２Ｆ 1/13357 Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０
Claims (5)
- 【請求項１】 偏光方向がランダムな光を出射する、単
楕円面反射鏡を備えた光源部と、 矩形状の外形を有する複数の矩形集光レンズから構成さ
れ、前記光源部から出射される光を集光して複数の２次
光源像を形成するための第１のレンズ板と、 前記複数の２次光源像が形成される位置の近傍に配置さ
れ、該複数の２次光源像を重ね合せるとともに、前記偏
光方向がランダムな光を偏光方向の異なる２つの直線偏
光に分離し、かつ、一方の直線偏光の偏光方向を他方の
直線偏光の偏光方向に揃えて合成する第２のレンズ板
と、 前記光源部の単楕円面反射鏡から出射する光束を略平行
光線化すべく、前記単楕円面反射鏡の開口部と前記第１
のレンズ板との間あるいは前記第１のレンズ板と前記第
２のレンズ板との間に設けられた凹面レンズとを有する
ことを特徴とする偏光照明装置。 - 【請求項２】 前記第２のレンズ板は、前記複数の第２
次光源像の各々に対応する複数の矩形状集光レンズを配
列した集光レンズアレイと、偏光分離プリズムアレイ
と、１／２波長位相板と、出射レンズとをこの順に光の
入射側から配置した構成であることを特徴とする請求項
１記載の偏光照明装置。 - 【請求項３】 前記第２のレンズ板は、前記複数の第２
次光源像の各々に対応する複数の矩形状集光レンズを配
列した集光レンズアレイと、前記集光レンズアレイの集
光レンズの各々に対応するように配列された複数のスリ
ットを有する反射板と、この反射板におけるスリット間
の反射部を少なくとも覆う１／４波長位相板と、平板状
の偏光分離器と、出射レンズとをこの順に光の入射側か
ら配置した構成であることを特徴とする請求項１記載の
偏光照明装置。 - 【請求項４】 前記単楕円面反射鏡に第２焦点距離が２
００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から３の
いずれかに記載の偏光照明装置。 - 【請求項５】 請求項１から４のいずれかに記載の偏光
照明装置を光源として使用した投写型表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05160898A JP3270388B2 (ja) | 1998-03-04 | 1998-03-04 | 偏光照明装置及びそれを用いた投写型表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05160898A JP3270388B2 (ja) | 1998-03-04 | 1998-03-04 | 偏光照明装置及びそれを用いた投写型表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11249073A JPH11249073A (ja) | 1999-09-17 |
| JP3270388B2 true JP3270388B2 (ja) | 2002-04-02 |
Family
ID=12891626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05160898A Expired - Lifetime JP3270388B2 (ja) | 1998-03-04 | 1998-03-04 | 偏光照明装置及びそれを用いた投写型表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3270388B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6661840B1 (en) | 1999-04-23 | 2003-12-09 | Sony Corporation | Image encoder and method of the same |
| US6792152B1 (en) | 1998-03-05 | 2004-09-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Image coding method, image coding/decoding method, image coder, or image recording/reproducing apparatus |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011075968A (ja) * | 2009-10-01 | 2011-04-14 | Asahi Kasei E-Materials Corp | 偏光変換素子及びそれを用いた液晶表示装置 |
-
1998
- 1998-03-04 JP JP05160898A patent/JP3270388B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6792152B1 (en) | 1998-03-05 | 2004-09-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Image coding method, image coding/decoding method, image coder, or image recording/reproducing apparatus |
| US6661840B1 (en) | 1999-04-23 | 2003-12-09 | Sony Corporation | Image encoder and method of the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11249073A (ja) | 1999-09-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7312944B2 (ja) | 光源装置および投写型表示装置 | |
| JPH11234598A (ja) | 偏光照明装置および投写型表示装置 | |
| WO1998008118A1 (en) | Polarized light separating/combining optical element, polarized light illuminating apparatus and projection-type display device | |
| EP1763254B1 (en) | Illumination optical system and projection-type image display apparatus | |
| JP3269362B2 (ja) | 液晶プロジェクター | |
| JPH10170869A (ja) | 偏光照明装置および投写型表示装置 | |
| JP3270388B2 (ja) | 偏光照明装置及びそれを用いた投写型表示装置 | |
| JP3986136B2 (ja) | 偏光光源装置 | |
| JPH10288757A (ja) | 照明装置及び投影装置 | |
| JP2002090884A (ja) | 照明光学系およびこれを用いたプロジェクタ | |
| JP2000347589A (ja) | プロジェクタ用照明装置 | |
| JPH07294850A (ja) | 照明装置及びそれを用いた投影装置 | |
| JPH1164850A (ja) | 偏光照明装置、および投写型液晶表示装置 | |
| JPH1039258A (ja) | 単一偏光変換素子及び投射型表示装置 | |
| JP2001343611A (ja) | 偏光照明装置および投射型表示装置 | |
| JP2000193926A (ja) | 光源ユニット及び照明光学系、並びに投写型表示装置 | |
| JPH07239473A (ja) | 投写型液晶表示装置 | |
| JP3591026B2 (ja) | 照明装置及びそれを用いた投写型表示装置 | |
| JPH0772428A (ja) | 投写型液晶表示装置の偏光光源装置 | |
| JPH10319349A (ja) | 偏光変換素子及びそれを用いた投影装置 | |
| JPH10319350A (ja) | 偏光照明装置及び投射型表示装置 | |
| WO2001013161A1 (fr) | Illuminateur a lumiere polarisee et affichage de projection | |
| JPH06202063A (ja) | 偏光変換素子及び投写型液晶表示装置 | |
| JP2001242545A (ja) | リフレクタ付き光源、該光源を用いた照明光学系、及び該光学系を用いた投射型ディスプレイ | |
| JP2000321535A (ja) | 平行光偏光変換装置、照明装置及び液晶プロジェクタ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080118 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090118 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100118 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110118 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110118 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120118 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130118 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130118 Year of fee payment: 11 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130118 Year of fee payment: 11 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130118 Year of fee payment: 11 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |