JP3591288B2

JP3591288B2 - 偏光変換装置及び偏光変換方法

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Publication number: JP3591288B2
Application number: JP08047598A
Authority: JP
Inventors: 昭宏船本; 茂青山; 正幸篠原
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1998-03-11
Filing date: 1998-03-11
Publication date: 2004-11-17
Anticipated expiration: 2018-03-11
Also published as: JPH11260142A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏光変換装置及び偏光変換方法に関する。具体的には、偏光方向が互いに直交する２つの直線偏光を、偏光方向が揃った直線偏光に変換して出射させるための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プロジェクションテレビは、図１（ａ）に示すように、正面に設置した液晶プロジェクタ１からスクリーン２に向けて光Ｒを投射し、投射方向から画像を鑑賞するようになったフロント投射方式のものと、図１（ｂ）に示すように、一対のミラー３，４を用いて背面に設置された液晶プロジェクタ１からスクリーン２に光Ｒを投射し、前面側から画像を鑑賞するようにしたリア投射方式のものとがある。
【０００３】
図２は液晶プロジェクタ１の構成を示す図である。フロント投射方式のプロジェクションテレビとリア投射方式のプロジェクションテレビとの相違はミラー３，４の有無だけであり、原理的構成はいずれも同じである。図２に表わされているメタルハライドランプ等のランプ５は、リフレクタ６の焦点位置に配置されている。リフレクタ６は、放物面鏡を持ち、ランプ５の光Ｒを反射することによって平行光とするものである。リフレクタ６の前方には、偏光板７，８に挟まれた液晶表示パネル９が配置され、投射レンズ１０を介してスクリーン２上に光Ｒを投射するように構成されている。
【０００４】
しかし、液晶表示パネルを用いた液晶プロジェクタでは、ブラウン管と比べると、低コストで大画面を実現できるという長所があるが、画面が暗いという本質的な欠点がある。特に、液晶表示パネルとしては、高コントラストかつ多階調の特性を持つＴＮ（ツイステッド・ネマティック）型液晶パネルが用いられているが、このＴＮ型液晶表示パネルは偏光板により光の流れを制御するものであり、偏光板は一方向の偏光成分だけを通過させるものであるため、入射側の偏光板で光源光の５０％の光が無条件にロスしてしまうという問題があった。
【０００５】
このような偏光板による光量ロスを防止するため、従来にあっては、図３に示すような偏光変換光学素子が考えられている。この偏光変換光学素子は、画像表示に有効なＰ偏光と、完全にロスとなるＳ偏光との両者を含む自然光を入射させ、その全光量をＰ偏光に変換して出力することができる。よって、このような偏光変換光学素子を用いることにより、液晶表示パネルにおける光の利用効率は、ほぼ１００％になる。
【０００６】
図３に示す偏光変換光学素子１１は、１つの偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１２と４個の直角プリズム１３，１４，１５，１６により構成されている。光源からの自然光は、偏光ビームスプリッタ１２で偏光方向が互いに直交する二つの直線偏光成分に分離される。偏光ビームスプリッタ１２は、二つの直角プリズムのうち一方の斜面に誘電体多層膜を蒸着し、斜面どうしを接合したものである。その斜面を透過する光がＰ偏光の光、斜面で反射される光がＳ偏光の光である。
【０００７】
偏光ビームスプリッタ１２を透過したＰ偏光の光は、直角プリズム１３，１４に順次入射する。直角プリズム１３，１４の斜面で全反射を２回行う過程において、反射面の傾き方向が９０度回転した関係にあると、光の偏光方向は９０度回転する。偏光方向が９０度回転することにより、直角プリズム１３に入射する光の偏光方向が水平（Ｐ偏光）となっているのに対し、直角プリズム１４から出射する光の偏光方向は垂直（Ｓ偏光）となっている。
【０００８】
一方、偏光ビームスプリッタ１２の斜面で反射したＳ偏光の光は、直角プリズム１５，１６に順次入射し、Ｐ偏光の場合と同様に直角プリズム１５，１６の斜面で２回全反射する。しかし、それらの反射面の配置は、互いに平行であるため、偏光方向は変化しない。従って、直角プリズム１５，１６を出射する光の偏光方向は、直角プリズム１５に入射する光の偏光方向（Ｓ偏光）と等しく垂直（Ｓ偏光）である。この結果、偏光ビームスプリッタ１２で分けられた二つの直線偏光光は、どちらも同じ偏光方向を持ち、かつ進行方向が等しくなる。これによって、光源から出たほぼ１００％の光が、一方向の直線偏光に変換されて投射される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の偏光変換光学素子１１は、図３に示すようにプリズム１４，１５，１６が飛び出ているため、光源のみの場合と比較して非常に大掛かりな光学系になっていた。このため、偏光変換光学素子の小型化に難がある、偏光変換光学素子のコストが高くつく、といった問題があった。
【００１０】
さらに、偏光方向を揃えられた２つの直線偏光の光軸が２軸に分離されており、全体として光束が広く広がってしまっていた。このため出射光束を絞りにくく、光束を絞ろうとすると、レンズ径やレンズ厚が大きくなり、コストが高くついていた。また、光束を絞らないと、２つの光束を１軸光学系に結合することが不十分になり、液晶表示パネル等の画質が低下する問題があった。
【００１１】
本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、より小さな光学系によって実現でき、しかも光軸の分離のない偏光変換装置とその方法を提供することにある。
【００１２】
【発明の開示】
請求項１に記載の偏光変換装置は、光を発生する発光体、及び、入射した直線偏光の偏向方向をほぼ９０°回転させて出射させる機能を有する反射素子からなる光源と、光源の光を偏光方向が異なる２つの直線偏光に分離して一方の直線偏光を外部へ出射する偏光分離手段と、偏光分離手段で分離された他方の直線偏光を前記光源へ導く偏光回収手段とを備えたことを特徴としている。
【００１３】
本発明の偏光変換装置は、光源から出射された光を偏光分離手段で２つの直線偏光に分離して一方の直線偏光を外部へ出射し、もう一方の直線偏光を光源へ戻し、光源で偏光状態を変化させたのち再び偏光分離手段へ入射させているので、一方の偏光方向の直線偏光だけを出射することができる。また、他方の偏光方向の光は、偏光分離素子側から光源に戻り、光源で偏光方向を９０度回転させられるので、光源で反射されて再び偏光分離素子へ入射する光は出射可能な偏光方向に変換されており、大部分が偏光分離素子から外部へ出射される。よって、偏光分離素子側と光源との間における光の往復回数を低減させ、自然光も高い変換効率で１方向に揃った直線偏光に変換することができる。しかも、出射される直線偏光が従来例のように２軸とならず、１軸の直線偏光を出射することができるので、容易に出射光を絞ることができ、また偏光変換装置も小型化することができる。
【００１６】
請求項２に記載の実施態様は、請求項１に記載の偏光変換装置において、前記偏光分離手段が偏光ビームスプリッタからなり、前記偏光回収手段は前記偏光ビームスプリッタの側面に対向して設けられた光反射手段からなり、前記光源と前記光反射手段とは互いに共役の位置関係にあることを特徴としている。
【００１７】
光源と光反射手段を互いに共役の位置関係にすれば、光源から出た光のうち出射されなかった直線偏光は光反射手段に集められ、光反射手段で反射された光も光源に集められるので、光源と光反射手段との間で光を往復させているうちに光量が低下しにくく、直線偏光への変換効率を高くすることができる。
【００１８】
請求項３に記載の偏光変換方法は、光を発生する発光体、及び、入射した直線偏光の偏向方向をほぼ９０°回転させて出射させる機能を有する反射素子からなる光源を備え、光源から出射された光を偏光方向が異なる２つの直線偏光に分離して一方の直線偏光を外部へ出射し、分離された他方の直線偏光を前記光源へ導くようにしたことを特徴としている。
【００１９】
本発明の偏光変換方法によれば、上記偏光変換装置について述べたように、自然光を高い変換効率で１方向に揃った直線偏光に変換することが可能になる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図４は本発明の一実施形態による偏光変換装置２１を示す斜視図、図５はその概略断面図である。この偏光変換装置２１は、光源２２と、１個の偏光ビームスプリッタ２３と、１枚の回帰反射板２４により構成されている。光源２２は、ランプ等の発光体２５と、放物面鏡や楕円面鏡等からなる曲面反射素子２６、半球状をした半球状反射素子２７から構成されている。発光体２５から出射された光は、曲面反射素子２６、もしくは曲面反射素子２６と半球状反射素子２７で反射された後、集束されながら偏光ビームスプリッタ２３側へ出射される。
【００２１】
偏光ビームスプリッタ２３へ入射した光は、偏光方向が互いに直交する２つの直線偏光に分離され、Ｓ偏光は偏光ビームスプリッタ２３内の斜面２３ａで反射され、Ｐ偏光は斜面２３ａを透過して前方の液晶表示パネル２８側へ出射される。回帰反射板２４は、斜面２３ａで反射したＳ偏光が出てくる側の、偏光ビームスプリッタ２３側面に対向して配置されている。回帰反射板２４は、偏光ビームスプリッタ２３の側面に接着されていてもよい。この回帰反射板２４としては、頂角が９０度のプリズムが配列したプリズムアレイによって構成されている。
【００２２】
また、回帰反射板２４は光源２２と共役の位置関係となるように配置されている。すなわち、光源２２から出た光は回帰反射板２４の反射面で収束し、逆に、回帰反射板２４の１点から出た光は光源２２で収束するような配置とする。
【００２３】
つぎに、上記偏光変換装置２１の作用の概略を図６（ａ）（ｂ）（ｃ）により説明する。発光体２５を発光させて光源２２から自然光を出射させると、曲面反射素子２６で反射した自然光が偏光ビームスプリッタ２３に入射する。偏光ビームスプリッタ２３に自然光が入射すると、図６（ａ）に示すように、自然光は偏光方向が直交する２つの直線偏光に分離され、一方の直線偏光すなわちＰ偏光は偏光ビームスプリッタ２３を透過し、他方の直線偏光すなわちＳ偏光は偏光ビームスプリッタ２３の斜面２３ａで反射する。偏光ビームスプリッタ２３で反射したＳ偏光は側面の回帰反射板２４へ入射し、Ｓ偏光のまま回帰反射板２４で反射され、再び偏光ビームスプリッタ２３に入射する。再び偏光ビームスプリッタ２３に入射したＳ偏光は斜面２３ａで反射されるので、光源２２の方向へ戻る。
【００２４】
光源２２側へ戻ったＳ偏光は、図６（ｂ）に示すように、曲面反射素子２６及び半球状反射素子２７で反射された後、再び光源２２から出射する。曲面反射素子２６及び半球状反射素子２７は金属でできているから、再び光源２２から出射する光は、曲面反射素子２６と半球状反射素子２７で反射を繰り返すことによって楕円偏光となっている。
【００２５】
光源２２から出た楕円偏光は、図６（ｃ）に示すように偏光ビームスプリッタ２３に入射し、そのＰ偏光成分は偏光ビームスプリッタ２３を透過し、Ｓ偏光成分は偏光ビームスプリッタ２３で反射する。偏光ビームスプリッタ２３で反射したＳ偏光は、回帰反射板２４で反射し、再び偏光ビームスプリッタ２３で反射して光源２２側へ戻る。
【００２６】
この偏光変換装置２１は、図６（ａ）（ｂ）（ｃ）のような過程を繰り返すことにより、Ｐ偏光だけを前方へ出射し、Ｓ偏光も徐々にＰ偏光に変換しながら偏光ビームスプリッタ２３から前方へ出射する。従って、理論的には、光源２２から出た自然光を１００％Ｐ偏光に変換して前方へ出射させることが可能になる。しかも、この偏光変換装置２１から出射される直線偏光は、１軸性のものであって１本の光束として出射されるため、従来例のように光束を重ね合わせたりする必要もなく、またレンズ等によって容易に絞ることもできる。
【００２７】
また、この偏光変換装置２１において、光源２２以外に必要なものは、偏光ビームスプリッタ２３と回帰反射板２４だけであり、従来の偏光変換光学素子と比較して非常に小型化される。
【００２８】
次に、上記のような原理による偏光変換装置２１の各構成部分の作用を詳しく説明する。まず、回帰反射板２４について説明する。回帰反射板２４は、屈折率の大きな透明光学樹脂によって板状に形成されており、裏面に三角プリズム状の凹凸条が配列してあり（この凹凸には、図８に示すように、屈折率の小さな樹脂３０を充填してあってもよい）、各プリズム２９の頂角は９０度となっている。しかして、この回帰反射板２４に光線が入射すると、光線はプリズム２９内に入射して傾斜面で２度反射することによって元の方向へ反射される。しかも、プリズム２９は頂角が９０度の三角プリズムとなっているので、反射光線は入射光線から最大１ピッチずれるが、入射光線の方向にかかわらず反射光線は入射光線と平行な方向へ戻る。
【００２９】
偏光ビームスプリッタ２３で反射されたＳ偏光を再び偏光ビームスプリッタ２３へ戻すための手段としては、金属鏡を用いることもできるが、光源２２（発光体２５）は理想的な点光源ではないので、通常の金属鏡を用いると光源２２へ戻るＳ偏光が光源２２から外れて光源２２に捕捉されなくなり、ロスが大きくなる。また、金属鏡では、それ自体の反射率も悪い（７０〜８０％）ので、より一層ロスが大きくなる。
【００３０】
これに対し、回帰反射板２４を用いれば、Ｓ偏光を偏光ビームスプリッタ２３へ戻す際に光線方向が変化しないので、Ｓ偏光を偏光変換装置２１の外部へ逃がすことなく光源２２へ集めることができ、偏光変換装置２１の効率を高くすることができる。また、プリズム２９による全反射を利用しているので、反射率も高くなり、金属鏡に比べてロスを非常に小さくできる。
【００３１】
また、偏光ビームスプリッタ２３へＳ偏光を反射させるために通常の金属鏡を用いると、偏光ビームスプリッタ２３へ反射されて戻る光は楕円偏光となるので、全てが光源２２側へ戻らず、楕円偏光の一部（Ｐ偏光成分）は偏光ビームスプリッタ２３を透過してロスとなる。
【００３２】
これに対し、回帰反射板２４では、図９に示すように、偏光方向がプリズム２９の長手方向と平行な直線偏光が入射した場合や、図１０に示すように、偏光方向がプリズム２９の短手方向と平行な直線偏光が入射した場合には、反射する直線偏光の偏光方向は変化しないが、図１１に示すように、偏光方向がプリズム２９の長手方向に対して４５度回転した直線偏光が入射した場合には、反射する直線偏光の偏光方向は９０度回転する性質がある。従って、偏光ビームスプリッタ２３の側面に配置する回帰反射板２４をプリズム２９の長手方向又は短手方向が入射するＳ偏光の偏光方向と平行となるようにしてあれば、回帰反射板２４から偏光ビームスプリッタ２３へ戻る光は、偏光ビームスプリッタ２３によりほぼ完全に光源２２側へ反射され、ロスが発生しない。
【００３３】
次に、光源２２の曲面反射素子２６と半球状反射素子２７について述べる。曲面状反射素子及び半球状反射素子２７は、少なくとも表面（反射面）が金属でできていて結晶軸の方向がランダムである（結晶軸がない）ので、直線偏光が入射すると、位相ずれが発生し、反射光は楕円偏光となる。この偏光変換装置２１の構成では、偏光ビームスプリッタ２３から戻ってきたＳ偏光は、曲面反射素子２６で２回、半球状反射素子２７で１回の合計３回反射するので、Ｓ偏光はかなり楕円率の高い楕円偏光となって偏光ビームスプリッタ２３へ戻る。よって、再度偏光ビームスプリッタ２３に入射する際、偏光ビームスプリッタ２３を透過してＰ偏光が取り出される率はかなり高くなる。なお、曲面反射素子２６や半球状反射素子２７の金属材料としては、可視光領域のほぼ全域で高い反射率をもつアルミニウムを用いるのが好ましい。
【００３４】
偏光変換装置２１のさらなる特徴としては、光源２２と回帰反射板２４とが、共役の位置関係となるように配置されていることがある。このような共役の関係を保つことにより、回帰反射板２４で反射したＳ偏光が光源２２に集められるので、光源２２側へ戻るＳ偏光が偏光変換装置２１外へ漏れて逃げるのを防止し、変換効率を向上させることができる。
【００３５】
また、光源２２と回帰反射板２４とは共役の位置にあるので、図１２に示すように、偏光ビームスプリッタ２３に入射する光は、Ｓ偏光成分が回帰反射板２４で収束するよう、ある角度で集光されている。偏光変換装置２１のサイズ（つまり、光源２２と偏光ビームスプリッタ２３との距離）を小さくするためには、この集光角度θを大きくすればよい。一方、偏光ビームスプリッタ２３には入射光の角度依存性があり、理想的には集光角度θは小さい方が望ましい。そこで、実際には、集光角度θは、偏光ビームスプリッタ２３の許容範囲内でできるだけ大きな角度をとるように設計している。具体的には、現在入手可能な偏光ビームスプリッタのうちで入射光角度依存性の最も緩やかなものを用いた場合には、集光角度θは約２０〜３０度くらいまでは可能である。
【００３６】
なお、図１３に示すように、偏光ビームスプリッタ２３を構成する一方の三角プリズムの表面に頂角９０度の三角プリズム２９を平行に複数条加工することにより、回帰反射板２４と偏光ビームスプリッタ２３とを一体化した偏光フィルタ素子を用いてもよい。
【００３７】
また、図１４に示すように、偏光ビームスプリッタ２３の側面に、紫外線硬化型樹脂によって頂角９０度の三角プリズム２９を平行に複数条成形することにより、回帰反射板２４と偏光ビームスプリッタ２３とを一体化した偏光フィルタ素子を用いてもよい。
【００３８】
これらの場合、プリズム２９のピッチＬｐはできるだけ小さければ小さいほどよい。その理由は、ピッチＬｐが小さいと、入射光と反射光の強度分布がほぼ等しくなるためである。また、光を回帰反射板２４の表面に絞るためには、プリズム２９のピッチＬｐが大きいと、反射光の入射光に対する光軸のずれを無視できなくなるからである。現在の技術では、３０μｍ程度の充分に小さなピッチが実現可能である。
【００３９】
（第２の実施形態）
図１５は本発明の別な実施形態による偏光変換装置２１の構成を示す平面図である。この偏光変換装置２１では、偏光ビームスプリッタ２３の光源２２光を入射させる面と反対側に回帰反射板２４を配置し、偏光ビームスプリッタ２３で反射したＰ偏光を光源２２へ戻し、偏光ビームスプリッタ２３で反射したＳ偏光だけを前方へ取り出すようにしている。
【００４０】
（第３の実施形態）
図１６は本発明のさらに別な実施形態における光源２２の構造を示す概略断面図である。この光源２２にあっては、半球状反射素子２７の内面に、図１７に示すように、斜め４５度の（すなわち、偏光ビームスプリッタ２３から戻ってくるＳ偏光の偏光方向に対して４５度傾いた）方向に長手方向が延びた頂角９０度のプリズムがアレイ状に配列されている。一方、曲面反射素子２６は、入射する直線偏光を楕円偏光化せず、できるだけそのままの偏光方向を保って反射するものを用いる。
【００４１】
従って、偏光ビームスプリッタ２３からＳ偏光が戻ってくると、曲面反射素子２６で反射されたＳ偏光は半球状反射素子２７に入射すると、図１８のように、偏光方向に対して斜め４５度のプリズムで反射されることによってＰ偏光に変換され、曲面反射素子２６で再度反射されて光源２２から出射される。このように、偏光ビームスプリッタ２３から戻ったＳ偏光は、Ｐ偏光に変換されて再度偏光ビームスプリッタ２３に入射するので、大部分が偏光ビームスプリッタ２３を透過することになる。従って、光源２２で楕円偏光が発生しないので、偏光ビームスプリッタ２３と光源２２との間での、光の往復回数が少なくなり、反射時の光量ロスや光軸ずれによる光量ロスを低減させることができる。
【００４２】
図１６〜図１８の実施形態では、半球状反射素子２７に直線偏光の偏光方向を回転させる機能を持たせたが、半球状反射素子２７は入射した直線偏光そのままの偏光方向で反射させるようにし、曲面反射素子２６で直線偏光を４５度回転させるようにしてもよい。すなわち、図１９に示すように、曲面反射素子２６の内面に三角プリズム３２をアレイ状に配列し、このプリズム３２で反射させることにより、入射した直線偏光の偏光方向が４５度回転するようにすれば、偏光ビームスプリッタ２３から戻ったＳ偏光は、Ｐ偏光に変換されて再度偏光ビームスプリッタ２３に入射する。ただし、曲面反射素子２６の場合には、プリズム３２の頂角は場所によって異なり、中心部よりも周辺部で大きくなっている。例えば、図１９に示す中心部のプリズム３２の頂角をφ_２、周辺部のプリズム３２の頂角をφ_１とすれば、φ_２＜φ_１となる。
【００４３】
（第４の実施形態）
図２０は本発明のさらに別な実施形態における光源２２の構造を示す概略断面図である。この光源２２にあっては、曲面反射素子２６の内面に、図２１に示すような放射状パターンのプリズム３３を形成している。このパターンの頂角は、入射した直線偏光を４５度回転させて反射するように設計している。偏光ビームスプリッタ２３から戻ったＳ偏光は、曲面反射素子２６で２度反射されて偏光方向が９０度回転するので、Ｐ偏光に変換されて再度偏光ビームスプリッタ２３に入射し、大部分が偏光ビームスプリッタ２３を透過することになる。従って、光源２２で楕円偏光が発生しないので、偏光ビームスプリッタ２３と光源２２との間での、光の往復回数が少なくなり、反射時の光量ロスや光軸ずれによる光量ロスを低減させることができる。
【００４４】
また、図示しないが、半球状反射素子２７の内面に直線偏光を９０度回転させるように放射状パターンのプリズムを設けてもよい。
【００４５】
（その他）
また、偏光ビームスプリッタからの光を反射して偏光ビームスプリッタへ戻すための平面反射素子としては、プリズムを配列した回帰反射板の代りに、偏光方向と結晶軸方向の揃ったＳｉ等の半導体結晶板を用いてもよい。このような平面反射素子でも、偏光ビームスプリッタで反射又は透過した直線偏光を偏光方向を回転させることなく直線のままで偏光ビームスプリッタへ戻すことができる。従って、このような平面反射素子でも偏光ビームスプリッタによるロスが生じない。
【００４６】
（応用分野）
本発明の偏光変換素子は、種々の分野で使用することができる。例えば、プロジェクタの光源、回帰反射型光電センサの光源（投光部）、偏光光を用いる表面検査装置の光源、光沢度測定器、その他の偏光光を用いる計測装置などに採用することができる。一例を挙げると、回帰反射型の光電センサにおいて、投光部に本発明の偏光変換光学素子を置き、回帰反射板で反射した光を偏光板を通して受光部で受光するようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）はフロント投射方式のプロジェクションテレビを示す概略図、（ｂ）はリア投射方式のプロジェクションテレビを示す概略図である。
【図２】液晶プロジェクタの構成を示す図である。
【図３】従来の偏光変換光学素子の構造を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態による偏光変換装置の構造を示す斜視図である。
【図５】同上の偏光変換装置の概略平面図である。
【図６】（ａ）（ｂ）（ｃ）は同上の偏光変換装置の作用説明図である。
【図７】同上の偏光変換装置に用いられている回帰反射板の斜視図である。
【図８】同上の回帰反射板の作用を説明するための拡大断面図である。
【図９】同上の回帰反射板に、プリズムの長手方向と平行な偏光方向の直線偏光が入射した時の、作用を示す図である。
【図１０】同上の回帰反射板に、プリズムの長手方向と直交する偏光方向の直線偏光が入射した時の、作用を示す図である。
【図１１】同上の回帰反射板に、プリズムの長手方向と４５度の角度をなす偏光方向の直線偏光が入射した時の、作用を示す図である。
【図１２】同上の偏光ビームスプリッタに入射する光の集光角度を示す図である。
【図１３】回帰反射板と偏光ビームスプリッタが一体化された偏光フィルタ素子を示す平面図である。
【図１４】回帰反射板と偏光ビームスプリッタが一体化された別な偏光フィルタ素子を示す平面図である。
【図１５】本発明の別な実施形態による偏光変換装置の構造を示す概略平面図である。
【図１６】本発明のさらに別な実施形態による光源の構成を示す断面図である。
【図１７】同上の光源の半球状反射素子の正面図である。
【図１８】同上の半球状反射素子の作用説明図である。
【図１９】本発明のさらに別な実施形態による光源の構成及び作用を示す断面図である。
【図２０】本発明のさらに別な実施形態による光源の構成を示す断面図である。
【図２１】同上の光源の曲面反射素子の正面図である。
【符号の説明】
２２光源
２３偏光ビームスプリッタ
２４回帰反射板
２５発光体
２６曲面反射素子
２７半球状反射素子

Claims

光を発生する発光体、及び、入射した直線偏光の偏向方向をほぼ９０°回転させて出射させる機能を有する反射素子からなる光源と、
光源の光を偏光方向が異なる２つの直線偏光に分離して一方の直線偏光を外部へ出射する偏光分離手段と、
偏光分離手段で分離された他方の直線偏光を前記光源へ導く偏光回収手段と、
を備えた偏光変換装置。
前記偏光分離手段は偏光ビームスプリッタからなり、前記偏光回収手段は前記偏光ビームスプリッタの側面に対向して設けられた光反射手段からなり、前記光源と前記光反射手段とは互いに共役の位置関係にあることを特徴とする、請求項１に記載の偏光変換装置。
光を発生する発光体、及び、入射した直線偏光の偏向方向をほぼ９０°回転させて出射させる機能を有する反射素子からなる光源を備え、
光源から出射された光を偏光方向が異なる２つの直線偏光に分離して一方の直線偏光を外部へ出射し、分離された他方の直線偏光を前記光源へ導くようにしたことを特徴とする偏光変換方法。