JP3371898B2 - 偏光変換装置及び投写型表示装置 - Google Patents
偏光変換装置及び投写型表示装置Info
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- JP3371898B2 JP3371898B2 JP2001273659A JP2001273659A JP3371898B2 JP 3371898 B2 JP3371898 B2 JP 3371898B2 JP 2001273659 A JP2001273659 A JP 2001273659A JP 2001273659 A JP2001273659 A JP 2001273659A JP 3371898 B2 JP3371898 B2 JP 3371898B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ランダム偏光を一方向
の偏光面を有する直線偏光に変換する偏光変換装置、及
び、液晶ライトバルブの画像を投写レンズにより拡大投
写する投写型表示装置に関する。
の偏光面を有する直線偏光に変換する偏光変換装置、及
び、液晶ライトバルブの画像を投写レンズにより拡大投
写する投写型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の偏光変換装置は、ランダム偏光か
ら一方向性の偏光を得るためには、偏光子や複屈折性結
晶を用いて、特定の偏光面を有する直線偏光のみを選択
的に取り出す方法や、実開平１−８８９０２の偏光変換
素子に用いられている直角プリズムにより偏光方向を揃
える方法、特開平２−１８９５０４のビームスプリッタ
を用いた偏光変換素子などがある。実開平１−８８９０
２の偏光変換素子は、ビームスプリッタを用いて直線偏
光光を空間的に分離させ、分離した互いに直交する偏光
軸を、直角プリズムを用いて偏光方向を捻らす事により
軸を合わせるもので、特開平２−１８９５０４の偏光変
換素子は、ビームスプリッタを用いて空間的に偏光分離
を行ない、どちらかの偏光方向を１／４λ板もしくは１
／２λ板により偏光方向を揃えるものである。
ら一方向性の偏光を得るためには、偏光子や複屈折性結
晶を用いて、特定の偏光面を有する直線偏光のみを選択
的に取り出す方法や、実開平１−８８９０２の偏光変換
素子に用いられている直角プリズムにより偏光方向を揃
える方法、特開平２−１８９５０４のビームスプリッタ
を用いた偏光変換素子などがある。実開平１−８８９０
２の偏光変換素子は、ビームスプリッタを用いて直線偏
光光を空間的に分離させ、分離した互いに直交する偏光
軸を、直角プリズムを用いて偏光方向を捻らす事により
軸を合わせるもので、特開平２−１８９５０４の偏光変
換素子は、ビームスプリッタを用いて空間的に偏光分離
を行ない、どちらかの偏光方向を１／４λ板もしくは１
／２λ板により偏光方向を揃えるものである。
【０００３】また、従来の投写型液晶表示装置において
は、特開昭６１−１０２８９２の投写型表示装置に示す
ように、液晶ライトバルブが偏光特性を有するＴＮ液晶
を用い、偏光軸変換素子により予め偏光された偏光軸を
有する偏光光を入射させる投写型表示装置などがある。
は、特開昭６１−１０２８９２の投写型表示装置に示す
ように、液晶ライトバルブが偏光特性を有するＴＮ液晶
を用い、偏光軸変換素子により予め偏光された偏光軸を
有する偏光光を入射させる投写型表示装置などがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来の
偏光変換素子の場合には、ビームスプリッタで空間的に
偏光分離された光を一軸上で重ねるためには別の光合成
手段が必要となるため、結果的には、ランプから照射面
までの距離が長くなり偏光軸を揃えて照射する照射面の
輝度は上がらない。また、光の出射軸を２軸で照射する
場合光の合成手段は必要としないが、照射する２軸は光
路長も違うため照射面の半分ずつを照射した場合照射面
の輝度差が生じる。
偏光変換素子の場合には、ビームスプリッタで空間的に
偏光分離された光を一軸上で重ねるためには別の光合成
手段が必要となるため、結果的には、ランプから照射面
までの距離が長くなり偏光軸を揃えて照射する照射面の
輝度は上がらない。また、光の出射軸を２軸で照射する
場合光の合成手段は必要としないが、照射する２軸は光
路長も違うため照射面の半分ずつを照射した場合照射面
の輝度差が生じる。
【０００５】また従来の投写型液晶表示装置の場合、偏
光ビームスプリッタを通過した光の偏光軸をＸ軸とする
と、反射した光をＹ軸とし各々を液晶を介して軸を合わ
せ、凸レンズ及び凹レンズにより絞り込み液晶へ導くも
のである。液晶は、それぞれ最終的に照射する面積に対
し１／２の面積ずつ受け持つため、表示部の中心に左
右、もしくは上下方向にランプからの照射距離の差によ
る輝度差が生じる。
光ビームスプリッタを通過した光の偏光軸をＸ軸とする
と、反射した光をＹ軸とし各々を液晶を介して軸を合わ
せ、凸レンズ及び凹レンズにより絞り込み液晶へ導くも
のである。液晶は、それぞれ最終的に照射する面積に対
し１／２の面積ずつ受け持つため、表示部の中心に左
右、もしくは上下方向にランプからの照射距離の差によ
る輝度差が生じる。
【０００６】本発明の偏光変換装置及びそれを用いた投
写型液晶表示装置は、以上の課題を解決するためのもの
で、その目的とするところは、光源から照射面までの間
に、第１の多眼式レンズによる複数個の２次的な光源を
用い照射面に第２の多眼式レンズにより重ね合わせるが
如く照射することにより集光効率の高い偏光変換装置を
提供することにある。更に複数個の２次的な光源からビ
ームスプリッタにて空間的にｐもしくはｓ偏光に分離さ
れた光に対して、２つの同一長もしくはそれぞれ異なる
光路長に対し第２の多眼式レンズにより照射面に対して
光軸を重ね合わせるが如く照明することにより、所望す
る偏光軸を最短で一軸上にて合成させ、色むらが少なく
照度分布が均一な偏光変換素子を提供することにある。
写型液晶表示装置は、以上の課題を解決するためのもの
で、その目的とするところは、光源から照射面までの間
に、第１の多眼式レンズによる複数個の２次的な光源を
用い照射面に第２の多眼式レンズにより重ね合わせるが
如く照射することにより集光効率の高い偏光変換装置を
提供することにある。更に複数個の２次的な光源からビ
ームスプリッタにて空間的にｐもしくはｓ偏光に分離さ
れた光に対して、２つの同一長もしくはそれぞれ異なる
光路長に対し第２の多眼式レンズにより照射面に対して
光軸を重ね合わせるが如く照明することにより、所望す
る偏光軸を最短で一軸上にて合成させ、色むらが少なく
照度分布が均一な偏光変換素子を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の偏光変換装置は、光源からの光を集光し、
複数個の２次元的な光源を形成する第１の多眼式レンズ
と、前記第１の多眼式レンズの像を照射面に重ねる第２
の多眼式レンズと、前記第１の多眼式レンズと前記第２
の多眼式レンズとの間に配置され、前記光源からのラン
ダム偏光を偏光面が互いに直交する直線偏光に空間的に
分離するための偏光分離手段と、を備え、偏光分離され
た直線偏光の内いずれか一方を第１の光分離手段に照射
し、他方を第２の光分離手段に照射するように構成され
てなることを特徴とする。
に、本発明の偏光変換装置は、光源からの光を集光し、
複数個の２次元的な光源を形成する第１の多眼式レンズ
と、前記第１の多眼式レンズの像を照射面に重ねる第２
の多眼式レンズと、前記第１の多眼式レンズと前記第２
の多眼式レンズとの間に配置され、前記光源からのラン
ダム偏光を偏光面が互いに直交する直線偏光に空間的に
分離するための偏光分離手段と、を備え、偏光分離され
た直線偏光の内いずれか一方を第１の光分離手段に照射
し、他方を第２の光分離手段に照射するように構成され
てなることを特徴とする。
【０００８】また、前記第１の光分離手段は、前記一方
の直線偏光を複数の色光に分離して、分離された色光の
内いずれか一つの第１の色光を第１の液晶ライトバルブ
に照射する第１のダイクロイックミラーであり、前記第
２の光分離手段は、前記他方の直線偏光を複数の色光に
分離して、分離された色光の内前記第１の色光とは異な
る第２の色光を前記第２の液晶ライトバルブに照射する
第２のダイクロイックミラーであることを特徴とする。
の直線偏光を複数の色光に分離して、分離された色光の
内いずれか一つの第１の色光を第１の液晶ライトバルブ
に照射する第１のダイクロイックミラーであり、前記第
２の光分離手段は、前記他方の直線偏光を複数の色光に
分離して、分離された色光の内前記第１の色光とは異な
る第２の色光を前記第２の液晶ライトバルブに照射する
第２のダイクロイックミラーであることを特徴とする。
【０００９】また、前記偏光分離手段は、ガラスの屈折
率にほぼ等しい液体を充填したビームスプリッタとする
ことが好ましい。
率にほぼ等しい液体を充填したビームスプリッタとする
ことが好ましい。
【００１０】本発明の投写型表示装置は、光源光学系
と、前記光源光学系からの光を分離する光分離光学系
と、前記光分離光学系からの光を変調する液晶ライトバ
ルブと、前記液晶ライトバルブにより変調された光を合
成する光合成手段と、前記光合成手段からの光を投写す
る投写レンズと、を有する投写型表示装置において、前
記光源光学系は、光源からの光を集光し、複数個の２次
元的な光源を形成する第１の多眼式レンズと、前記第１
の多眼式レンズの像を照射面に重ねる第２の多眼式レン
ズと、前記第１の多眼式レンズと前記第２の多眼式レン
ズとの間に配置され、光源からのランダム偏光を偏光面
が互いに直交する直線偏光に空間的に分離するための偏
光分離手段と、を備え、前記光分離光学系は、偏光分離
された前記直線偏光の内いずれか一方の直線偏光が照射
される第１の光分離手段と、他方の直線偏光が照射され
る第２の光分離手段と、を備えていることを特徴とす
る。
と、前記光源光学系からの光を分離する光分離光学系
と、前記光分離光学系からの光を変調する液晶ライトバ
ルブと、前記液晶ライトバルブにより変調された光を合
成する光合成手段と、前記光合成手段からの光を投写す
る投写レンズと、を有する投写型表示装置において、前
記光源光学系は、光源からの光を集光し、複数個の２次
元的な光源を形成する第１の多眼式レンズと、前記第１
の多眼式レンズの像を照射面に重ねる第２の多眼式レン
ズと、前記第１の多眼式レンズと前記第２の多眼式レン
ズとの間に配置され、光源からのランダム偏光を偏光面
が互いに直交する直線偏光に空間的に分離するための偏
光分離手段と、を備え、前記光分離光学系は、偏光分離
された前記直線偏光の内いずれか一方の直線偏光が照射
される第１の光分離手段と、他方の直線偏光が照射され
る第２の光分離手段と、を備えていることを特徴とす
る。
【００１１】また、前記第１の光分離手段は、前記一方
の直線偏光を複数の色光に分離して、分離された色光の
内いずれか一つの第１の色光を第１の液晶ライトバルブ
に照射し、前記第２の光分離手段は、前記他方の直線偏
光を複数の色光に分離して、分離された色光の内前記第
１の色光とは異なる第２の色光を第２の液晶ライトバル
ブに照射することを特徴とする。
の直線偏光を複数の色光に分離して、分離された色光の
内いずれか一つの第１の色光を第１の液晶ライトバルブ
に照射し、前記第２の光分離手段は、前記他方の直線偏
光を複数の色光に分離して、分離された色光の内前記第
１の色光とは異なる第２の色光を第２の液晶ライトバル
ブに照射することを特徴とする。
【００１２】ここで、前記第１の光分離手段を、第１の
ダイクロイックミラーで構成し、前記第２の光分離手段
を、第２のダイクロイックミラーで構成することが好ま
しい。
ダイクロイックミラーで構成し、前記第２の光分離手段
を、第２のダイクロイックミラーで構成することが好ま
しい。
【００１３】また、前記光分離光学系は、更に第３の光
分離手段を備え、前記第３の光分離手段は、前記第２の
光分離手段によって分離された複数の色光の内、前記第
２の色光とは異なる色光を更に複数の色光に分離して、
分離された色光の内前記第１の色光及び前記第２の色光
とは異なる第３の色光を第３の液晶ライトバルブに照射
することを特徴とする。
分離手段を備え、前記第３の光分離手段は、前記第２の
光分離手段によって分離された複数の色光の内、前記第
２の色光とは異なる色光を更に複数の色光に分離して、
分離された色光の内前記第１の色光及び前記第２の色光
とは異なる第３の色光を第３の液晶ライトバルブに照射
することを特徴とする。
【００１４】前記第３の光分離手段を、色選択フィルタ
で構成することが好ましい。
で構成することが好ましい。
【００１５】
【実施例】（実施例１）以下本発明の一実施例を図面に
したがって説明する。
したがって説明する。
【００１６】図１は本発明の偏光変換装置の一実施例を
示すものあり、以下、主要な構成要素について説明す
る。ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライド
ランプ等の光源１から放射された光束は、リフレクタ２
により反射されて概ね平行な無偏光光１となり、多眼式
レンズ３に入射する。第１の多眼式レンズ３は図４に示
すように、複数個の矩形にカットされたレンズを組み合
わせたもので、各レンズの焦点距離ａは、第２の多眼式
レンズの見かけ上の入射瞳位置に結像する。
示すものあり、以下、主要な構成要素について説明す
る。ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライド
ランプ等の光源１から放射された光束は、リフレクタ２
により反射されて概ね平行な無偏光光１となり、多眼式
レンズ３に入射する。第１の多眼式レンズ３は図４に示
すように、複数個の矩形にカットされたレンズを組み合
わせたもので、各レンズの焦点距離ａは、第２の多眼式
レンズの見かけ上の入射瞳位置に結像する。
【００１７】この矩形にカットされたレンズの形状は、
照射面の形状に対し相似の形状であり、この第１の多眼
式レンズ３は光源の出射面側からみると放物面反射鏡の
リム径内に内接もしくは外接し含まれるように配されて
いる。
照射面の形状に対し相似の形状であり、この第１の多眼
式レンズ３は光源の出射面側からみると放物面反射鏡の
リム径内に内接もしくは外接し含まれるように配されて
いる。
【００１８】第１の多眼式レンズ３の光軸に垂直に設け
られた偏光ビームスプリッタ４は、入射角が４５度で偏
光分離をするためのガラスもしくは、内面にエチレング
リコール等のガラスの屈折率と同等の液体を充填したビ
ームスプリッタで形成される。この偏光ビームスプリッ
タ４は、光の入射面に反射防止膜をコーティングしたも
ので、極力表面反射を少なくしたものである。偏光特性
を分離する誘電体膜は、入射面に対し４５度の角度を成
す反射面に酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化ジルコ
ニウムなどの高屈折率層と、フッ化マグネシウム、酸化
シリコンなどの低屈折率層を交互に積層したものであ
る。このビームスプリッタは、偏光方向が互いに直交す
る２つの直線偏光（ｐ偏光、ｓ偏光）に互いに強度が等
しく偏光分離される。分離されたｓ偏光光は、第１のＴ
Ｎ液晶５による旋光板に入射される。第１のＴＮ液晶５
は偏光ビームスプリッタ４から出射したｓ偏光を旋光さ
せるための液晶であり、旋光角が４５度弱の角度で旋光
し、第２の多眼式レンズ６を透過し全反射ミラー７によ
り鏡面対称を考慮した所望する偏光軸となる。同様に偏
光ビームスプリッタ４により分離されたｐ偏光に関して
は、第２のＴＮ液晶８にて略４５度に旋光される。この
第１及び第２のＴＮ液晶の旋光する角度は、各々の光が
光の合成点において偏光軸を一致するような旋光方向に
する必要がある。
られた偏光ビームスプリッタ４は、入射角が４５度で偏
光分離をするためのガラスもしくは、内面にエチレング
リコール等のガラスの屈折率と同等の液体を充填したビ
ームスプリッタで形成される。この偏光ビームスプリッ
タ４は、光の入射面に反射防止膜をコーティングしたも
ので、極力表面反射を少なくしたものである。偏光特性
を分離する誘電体膜は、入射面に対し４５度の角度を成
す反射面に酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化ジルコ
ニウムなどの高屈折率層と、フッ化マグネシウム、酸化
シリコンなどの低屈折率層を交互に積層したものであ
る。このビームスプリッタは、偏光方向が互いに直交す
る２つの直線偏光（ｐ偏光、ｓ偏光）に互いに強度が等
しく偏光分離される。分離されたｓ偏光光は、第１のＴ
Ｎ液晶５による旋光板に入射される。第１のＴＮ液晶５
は偏光ビームスプリッタ４から出射したｓ偏光を旋光さ
せるための液晶であり、旋光角が４５度弱の角度で旋光
し、第２の多眼式レンズ６を透過し全反射ミラー７によ
り鏡面対称を考慮した所望する偏光軸となる。同様に偏
光ビームスプリッタ４により分離されたｐ偏光に関して
は、第２のＴＮ液晶８にて略４５度に旋光される。この
第１及び第２のＴＮ液晶の旋光する角度は、各々の光が
光の合成点において偏光軸を一致するような旋光方向に
する必要がある。
【００１９】この第１及び第２のＴＮ液晶の材料は、一
例としてＭＥＲＣＫ社の液晶ＮＯ．ＺＬＩ−４１０３の
高温液晶（クリアリングポイントｃ．ｒ．＝１０４°
Ｃ，△ｎ＝０．０７）を用いて約２５μｍのセル厚に充
填し構成している。この第１及び第２のＴＮ液晶から出
射した光は、第２の多眼式レンズに入射する。この第２
の多眼式レンズは図４に示すように第１の多眼式レンズ
と同様な矩形にカットされたレンズで構成されている。
この第２の多眼式レンズの各レンズは、第１の多眼式レ
ンズの各レンズの矩形像を相似形である照射面に重ね
る。
例としてＭＥＲＣＫ社の液晶ＮＯ．ＺＬＩ−４１０３の
高温液晶（クリアリングポイントｃ．ｒ．＝１０４°
Ｃ，△ｎ＝０．０７）を用いて約２５μｍのセル厚に充
填し構成している。この第１及び第２のＴＮ液晶から出
射した光は、第２の多眼式レンズに入射する。この第２
の多眼式レンズは図４に示すように第１の多眼式レンズ
と同様な矩形にカットされたレンズで構成されている。
この第２の多眼式レンズの各レンズは、第１の多眼式レ
ンズの各レンズの矩形像を相似形である照射面に重ね
る。
【００２０】全反射ミラ−７は、それぞれの分離された
光に対し光路変換し同一の方向に合わせるためのミラ−
で、偏光方向は対称的に反転する。それぞれ異なる経路
を経た２つの光は、それぞれの第２の多眼式レンズに入
射する。この第２の多眼式レンズのそれぞれに分割され
たレンズは、それぞれが光軸を平行にずらしたいわゆる
あおり光学系で構成されており、第１の多眼式レンズに
ある複数個の光源を照射面に結像し合成することによ
り、ほとんどの光の損失を伴うことなく光源からのラン
ダム偏光を高効率で特定の直線偏光に変換することがで
きる。また、第１及び第２のＴＮ液晶に高温液晶を用い
ることにより、クリアリングポイントが１０４°Ｃまで
相転移することがなく、しかも△ｎｄが１．８であるた
め光の旋光分散が極めて少なく白色光の光のスペクトル
も減衰することはない。
光に対し光路変換し同一の方向に合わせるためのミラ−
で、偏光方向は対称的に反転する。それぞれ異なる経路
を経た２つの光は、それぞれの第２の多眼式レンズに入
射する。この第２の多眼式レンズのそれぞれに分割され
たレンズは、それぞれが光軸を平行にずらしたいわゆる
あおり光学系で構成されており、第１の多眼式レンズに
ある複数個の光源を照射面に結像し合成することによ
り、ほとんどの光の損失を伴うことなく光源からのラン
ダム偏光を高効率で特定の直線偏光に変換することがで
きる。また、第１及び第２のＴＮ液晶に高温液晶を用い
ることにより、クリアリングポイントが１０４°Ｃまで
相転移することがなく、しかも△ｎｄが１．８であるた
め光の旋光分散が極めて少なく白色光の光のスペクトル
も減衰することはない。
【００２１】（実施例２）図２は、実施例１の偏光変換
装置を用いて構成された投写型液晶表示装置の一実施例
を表わす光学系の構成図である。光源１０は、メタルハ
ライドランプ、キセノンランプなどのランプで構成さ
れ、平行性の高い白色光を偏光変換素子１２に入射す
る。偏光変換素子１２は、入射平面に対して垂直な偏光
特性を有するｓ偏光光と、入射平面に対して水平な偏光
特性を有するｐ偏光光を、液晶ライトバルブ１７Ｒ、１
７Ｇ、１７Ｂの所望する直線偏光の軸に合わせ出射す
る。偏光変換素子１２により得られた直線偏光光は、光
分離手段１３に入射する。光分離手段１３は、ダイクロ
イックミラ−１４、１５及び反射ミラ−１６により構成
され、たとえばダイクロイックミラー１４に赤反射用の
反射特性を設け、ダイクロイックミラ−１５に青色透過
用の波長特性を設けることにより、入射光を赤、青、緑
の３原色に分離する。光分離手段によって分離された各
色光は、各々の色に対応した液晶ライトバルブ１７Ｒ、
１７Ｂ、１７Ｇに入射し、各々の色に対応した光変調、
すなわち、信号電圧に応じた透過率変化により画像を形
成し、光合成手段１８に入射する。
装置を用いて構成された投写型液晶表示装置の一実施例
を表わす光学系の構成図である。光源１０は、メタルハ
ライドランプ、キセノンランプなどのランプで構成さ
れ、平行性の高い白色光を偏光変換素子１２に入射す
る。偏光変換素子１２は、入射平面に対して垂直な偏光
特性を有するｓ偏光光と、入射平面に対して水平な偏光
特性を有するｐ偏光光を、液晶ライトバルブ１７Ｒ、１
７Ｇ、１７Ｂの所望する直線偏光の軸に合わせ出射す
る。偏光変換素子１２により得られた直線偏光光は、光
分離手段１３に入射する。光分離手段１３は、ダイクロ
イックミラ−１４、１５及び反射ミラ−１６により構成
され、たとえばダイクロイックミラー１４に赤反射用の
反射特性を設け、ダイクロイックミラ−１５に青色透過
用の波長特性を設けることにより、入射光を赤、青、緑
の３原色に分離する。光分離手段によって分離された各
色光は、各々の色に対応した液晶ライトバルブ１７Ｒ、
１７Ｂ、１７Ｇに入射し、各々の色に対応した光変調、
すなわち、信号電圧に応じた透過率変化により画像を形
成し、光合成手段１８に入射する。
【００２２】液晶ライトバルブ１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ
は、アクティブマトリクス液晶パネルの前後に偏光板を
配置した構成が一般的であるが、光源側の偏光板は、偏
光変換素子１２の偏光度が１００％に近いときは、不要
である。光合成手段１８は、ダイクロイックミラ−１
９、２０と反射ミラ−１６により構成され、例えば、ダ
イクロイックミラ−１９に赤色透過用の波長特性を設
け、ダイクロイックミラ−２０に青色透過用の波長特性
を設けることによって、各色光をフルカラーの画像とし
て合成を行ない、投写レンズ２１によりスクリーン２２
に拡大投写する。
は、アクティブマトリクス液晶パネルの前後に偏光板を
配置した構成が一般的であるが、光源側の偏光板は、偏
光変換素子１２の偏光度が１００％に近いときは、不要
である。光合成手段１８は、ダイクロイックミラ−１
９、２０と反射ミラ−１６により構成され、例えば、ダ
イクロイックミラ−１９に赤色透過用の波長特性を設
け、ダイクロイックミラ−２０に青色透過用の波長特性
を設けることによって、各色光をフルカラーの画像とし
て合成を行ない、投写レンズ２１によりスクリーン２２
に拡大投写する。
【００２３】図３は、本発明の偏光変換装置を用いて構
成された投写型液晶表示装置の一実施例を表わす光学系
の構成図である。
成された投写型液晶表示装置の一実施例を表わす光学系
の構成図である。
【００２４】光源１０から出射した光は、第１の多眼式
レンズ３を介してビームスプリッタ４（偏光分離手段）
に光が入射する。入射した光は偏光選択面の反射特性に
よりｓ偏光成分の光は第２の多眼式レンズ６を透過し青
反射ダイックロイックミラー２３（第１の光分離手段）
により青色ライトバルブ１７Ｂ（第１の液晶ライトバル
ブ）に照射される。一方ビームスプリッタ４を透過した
光は液晶パネル８により旋光されもう一方の第２の多眼
式レンズ６により緑反射ダイクロイックミラー２４（第
２の液晶ライトバルブ）を介して緑色ライトバルブ１７
Ｇ（第２の液晶ライトバルブ）に照射される。緑色ダイ
クロイックミラー２４を透過した光は、マゼンダ色の光
であるため赤色選択のフィルタ２６（第３の光分離手
段）により赤色ライトバルブ１７Ｒ（第３の液晶ライト
バルブ）に色選択され照射される。
レンズ３を介してビームスプリッタ４（偏光分離手段）
に光が入射する。入射した光は偏光選択面の反射特性に
よりｓ偏光成分の光は第２の多眼式レンズ６を透過し青
反射ダイックロイックミラー２３（第１の光分離手段）
により青色ライトバルブ１７Ｂ（第１の液晶ライトバル
ブ）に照射される。一方ビームスプリッタ４を透過した
光は液晶パネル８により旋光されもう一方の第２の多眼
式レンズ６により緑反射ダイクロイックミラー２４（第
２の液晶ライトバルブ）を介して緑色ライトバルブ１７
Ｇ（第２の液晶ライトバルブ）に照射される。緑色ダイ
クロイックミラー２４を透過した光は、マゼンダ色の光
であるため赤色選択のフィルタ２６（第３の光分離手
段）により赤色ライトバルブ１７Ｒ（第３の液晶ライト
バルブ）に色選択され照射される。
【００２５】この実施例においては偏光変換した光に関
しては、ｓ偏光成分に関しては液晶を介さず直接、光を
第２の多眼式レンズ６を透過しもう一方のｐ偏光の光に
関してのみ液晶パネル８により旋光させ偏光方向を合わ
せている。
しては、ｓ偏光成分に関しては液晶を介さず直接、光を
第２の多眼式レンズ６を透過しもう一方のｐ偏光の光に
関してのみ液晶パネル８により旋光させ偏光方向を合わ
せている。
【００２６】
【発明の効果】以上述べたように本発明の偏光変換装置
によれば、光源からの光を集光し、複数個の２次元的な
光源を形成する第１の多眼式レンズと、前記第１の多眼
式レンズの像を照射面に重ねる第２の多眼式レンズと、
前記第１の多眼式レンズと前記第２の多眼式レンズとの
間に配置され、前記光源からのランダム偏光を偏光面が
互いに直交する直線偏光に空間的に分離するための偏光
分離手段と、を備え、偏光分離された直線偏光の内いず
れか一方を第１の光分離手段に照射し、他方を第２の光
分離手段に照射するように構成されてなることにより、
偏光方向の方向が変化することなく照射面に光を導くこ
とが可能となるため効率の高い偏光変換が可能となる。
また、偏光分離手段は、ガラスでも良いがガラスの屈折
率にほぼ等しい液体を充填したビームスプリッタで構成
することにより、ランプからの光の照射熱に対しても、
ビームスプリッタ内で充填した液体の対流で熱吸収する
ことにより偏光分離のための誘電体膜の劣化をすること
なく、また、第１の多眼式レンズもビームスプリッタに
貼り合わせることにより熱的に安定で、しかもランプに
最も近接させることができ、効率及び熱的にも安定な偏
光分離ができる。また、この偏光変換装置を投写型液晶
表示装置に用いることにより、明るい表示が可能で、し
かも投写レンズのＦナンバーの値から定められる呑込み
角に第２の多眼式レンズを合わせることにより明るい投
写型液晶表示装置が提供できる。
によれば、光源からの光を集光し、複数個の２次元的な
光源を形成する第１の多眼式レンズと、前記第１の多眼
式レンズの像を照射面に重ねる第２の多眼式レンズと、
前記第１の多眼式レンズと前記第２の多眼式レンズとの
間に配置され、前記光源からのランダム偏光を偏光面が
互いに直交する直線偏光に空間的に分離するための偏光
分離手段と、を備え、偏光分離された直線偏光の内いず
れか一方を第１の光分離手段に照射し、他方を第２の光
分離手段に照射するように構成されてなることにより、
偏光方向の方向が変化することなく照射面に光を導くこ
とが可能となるため効率の高い偏光変換が可能となる。
また、偏光分離手段は、ガラスでも良いがガラスの屈折
率にほぼ等しい液体を充填したビームスプリッタで構成
することにより、ランプからの光の照射熱に対しても、
ビームスプリッタ内で充填した液体の対流で熱吸収する
ことにより偏光分離のための誘電体膜の劣化をすること
なく、また、第１の多眼式レンズもビームスプリッタに
貼り合わせることにより熱的に安定で、しかもランプに
最も近接させることができ、効率及び熱的にも安定な偏
光分離ができる。また、この偏光変換装置を投写型液晶
表示装置に用いることにより、明るい表示が可能で、し
かも投写レンズのＦナンバーの値から定められる呑込み
角に第２の多眼式レンズを合わせることにより明るい投
写型液晶表示装置が提供できる。
【００２７】
【図１】 本発明の偏光変換装置を構成する一実施例を
示す構成図。
示す構成図。
【図２】 実施例１の偏光変換装置を用いた投写型表示
装置の構成図。
装置の構成図。
【図３】 本発明の偏光変換装置を用いた投射型表示装
置の構成図。
置の構成図。
【図４】 本発明の多眼式レンズの構成を示す斜視図。
１・・・光源
２・・・リフレクタ
３・・・第１の多眼式レンズ
４・・・偏光ビームスプリッタ
５・・・第１のＴＮ液晶
６・・・第２の多眼式レンズ
７・・・全反射ミラー
８・・・第２のＴＮ液晶
１０・・・光源
１２・・・偏光変換素子
１３・・・光分離手段
１４，１５，１９，２０・・・ダイクロイックミラー
１７・・・液晶ライトバルブ
１６・・・反射ミラ−
２１・・・投写レンズ
２２・・・スクリーン
１８・・・光合成手段
２３・・・青反射ダイクロイックミラー
２４・・・緑反射ダイクロイックミラー
２６・・・赤色選択のフィルタ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｇ０２Ｆ 1/13 ５０５ Ｇ０２Ｆ 1/13 ５０５
1/13357 1/13357
Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｅ
21/14 21/14 Ａ
33/12 33/12
Ｈ０４Ｎ 9/31 Ｈ０４Ｎ 9/31 Ｃ
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02F 1/13
G02F 1/1335
G02F 1/13357
Claims (8)
- 【請求項１】 光源からの光を集光し、複数個の２次元
的な光源を形成する第１の多眼式レンズと、 前記第１の多眼式レンズの像を照射面に重ねる第２の多
眼式レンズと、 前記第１の多眼式レンズと前記第２の多眼式レンズとの
間に配置され、前記光源からのランダム偏光を偏光面が
互いに直交する直線偏光に空間的に分離するための偏光
分離手段と、を備え、 偏光分離された直線偏光の内いずれか一方を第１の光分
離手段に照射し、他方を第２の光分離手段に照射するよ
うに構成されてなることを特徴とする偏光変換装置。 - 【請求項２】 請求項１において、 前記第１の光分離手段は、前記一方の直線偏光を複数の
色光に分離して、分離された色光の内いずれか一つの第
１の色光を第１の液晶ライトバルブに照射する第１のダ
イクロイックミラーであり、 前記第２の光分離手段は、前記他方の直線偏光を複数の
色光に分離して、分離された色光の内前記第１の色光と
は異なる第２の色光を前記第２の液晶ライトバルブに照
射する第２のダイクロイックミラーであることを特徴と
する変更変換装置。 - 【請求項３】 請求項１において、 前記偏光分離手段は、ガラスの屈折率にほぼ等しい液体
を充填したビームスプリッタであることを特徴とする偏
光変換装置。 - 【請求項４】 光源光学系と、 前記光源光学系からの光を分離する光分離光学系と、 前記光分離光学系からの光を変調する液晶ライトバルブ
と、 前記液晶ライトバルブにより変調された光を合成する光
合成手段と、 前記光合成手段からの光を投写する投写レンズと、を有
する投写型表示装置において、 前記光源光学系は、 光源からの光を集光し、複数個の２次元的な光源を形成
する第１の多眼式レンズと、 前記第１の多眼式レンズの像を照射面に重ねる第２の多
眼式レンズと、前記第１の多眼式レンズと前記第２の多
眼式レンズとの間に配置され、光源からのランダム偏光
を偏光面が互いに直交する直線偏光に空間的に分離する
ための偏光分離手段と、を備え、 前記光分離光学系は、 偏光分離された前記直線偏光の内いずれか一方の直線偏
光が照射される第１の光分離手段と、 他方の直線偏光が照射される第２の光分離手段と、を備
えていることを特徴とする投写型表示装置。 - 【請求項５】 請求項４において、 前記第１の光分離手段は、前記一方の直線偏光を複数の
色光に分離して、分離された色光の内いずれか一つの第
１の色光を第１の液晶ライトバルブに照射し、 前記第２の光分離手段は、前記他方の直線偏光を複数の
色光に分離して、分離された色光の内前記第１の色光と
は異なる第２の色光を第２の液晶ライトバルブに照射す
ることを特徴とする投写型表示装置。 - 【請求項６】 請求項５において、 前記第１の光分離手段は、第１のダイクロイックミラー
であり、 前記第２の光分離手段は、第２のダイクロイックミラー
であることを特徴とする投写型表示装置。 - 【請求項７】 請求項５または６において、 前記光分離光学系は、更に第３の光分離手段を備え、 前記第３の光分離手段は、前記第２の光分離手段によっ
て分離された複数の色光の内、前記第２の色光とは異な
る色光を更に複数の色光に分離して、分離された色光の
内前記第１の色光及び前記第２の色光とは異なる第３の
色光を第３の液晶ライトバルブに照射することを特徴と
する投写型表示装置。 - 【請求項８】 請求項７において、 前記第３の光分離手段は、色選択フィルタであることを
特徴とする投写型表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001273659A JP3371898B2 (ja) | 2001-09-10 | 2001-09-10 | 偏光変換装置及び投写型表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001273659A JP3371898B2 (ja) | 2001-09-10 | 2001-09-10 | 偏光変換装置及び投写型表示装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34886892A Division JP3413226B2 (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 偏光変換装置及び投写型表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002196283A JP2002196283A (ja) | 2002-07-12 |
| JP3371898B2 true JP3371898B2 (ja) | 2003-01-27 |
Family
ID=19098846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001273659A Expired - Lifetime JP3371898B2 (ja) | 2001-09-10 | 2001-09-10 | 偏光変換装置及び投写型表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3371898B2 (ja) |
-
2001
- 2001-09-10 JP JP2001273659A patent/JP3371898B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002196283A (ja) | 2002-07-12 |
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