JPH04245201A - 照明装置及びそれに用いる光学部材 - Google Patents
照明装置及びそれに用いる光学部材Info
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- JPH04245201A JPH04245201A JP3029399A JP2939991A JPH04245201A JP H04245201 A JPH04245201 A JP H04245201A JP 3029399 A JP3029399 A JP 3029399A JP 2939991 A JP2939991 A JP 2939991A JP H04245201 A JPH04245201 A JP H04245201A
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- Japan
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- light
- polarizing plate
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- 238000005286 illumination Methods 0.000 title abstract description 9
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 13
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 abstract description 46
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 16
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000011514 reflex Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
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- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
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- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は照明装置及びそれに用い
る光学部材に関し、特に液晶TVや液晶プロジェクター
等における液晶表示素子を所定の方向に振動している偏
光状態の光束で照明する際に好適なものである。
る光学部材に関し、特に液晶TVや液晶プロジェクター
等における液晶表示素子を所定の方向に振動している偏
光状態の光束で照明する際に好適なものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、例えばTFT液晶表示素子を
用いた液晶プロジェクターとして図4に示す構成のもの
が知られている。
用いた液晶プロジェクターとして図4に示す構成のもの
が知られている。
【0003】図4において光源41より出射した白色光
によりコンデンサレンズ42を介して液晶表示素子43
を照明している。この白色光は液晶表示素子43の画像
情報により透過率変化として変調される。これにより液
晶表示素子43の画像情報を投影レンズ44によりスク
リーン45面上に投影している。
によりコンデンサレンズ42を介して液晶表示素子43
を照明している。この白色光は液晶表示素子43の画像
情報により透過率変化として変調される。これにより液
晶表示素子43の画像情報を投影レンズ44によりスク
リーン45面上に投影している。
【0004】この液晶表示素子43は図5、図6に示す
ように偏光子43a、液晶層43b、そして検光子43
cより構成している。そして偏光子43aによって入射
してきた白色光のうち垂直成分の偏光のみが通過し、平
行成分の偏光は吸収又は反射する。垂直成分の偏光のう
ち液晶層43bで偏光方向が回転、例えば90度回転す
ると偏光子43aと偏光方位が直交している検光子43
cを偏光方向の回転角に応じて通過する。これにより液
晶表示素子43の画像情報を投影レンズ44によりスク
リーン45面上に投影するようにしている。
ように偏光子43a、液晶層43b、そして検光子43
cより構成している。そして偏光子43aによって入射
してきた白色光のうち垂直成分の偏光のみが通過し、平
行成分の偏光は吸収又は反射する。垂直成分の偏光のう
ち液晶層43bで偏光方向が回転、例えば90度回転す
ると偏光子43aと偏光方位が直交している検光子43
cを偏光方向の回転角に応じて通過する。これにより液
晶表示素子43の画像情報を投影レンズ44によりスク
リーン45面上に投影するようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の液晶プロジェク
ターで用いている液晶表示素子は2枚の偏光板を互いに
偏光方向が直交するように対向配置し、その間に液晶層
を挟んで構成している。この為液晶表示素子を通過する
光束は最初に入射する偏光板の偏光方向により決まり、
その他の方向に振動している光束は反射又は偏光板に吸
収されて熱となる等、光の利用効率が悪く、表示素子が
観察しずらかった。
ターで用いている液晶表示素子は2枚の偏光板を互いに
偏光方向が直交するように対向配置し、その間に液晶層
を挟んで構成している。この為液晶表示素子を通過する
光束は最初に入射する偏光板の偏光方向により決まり、
その他の方向に振動している光束は反射又は偏光板に吸
収されて熱となる等、光の利用効率が悪く、表示素子が
観察しずらかった。
【0006】これに対して光源からの放射光量を増大さ
せて液晶表示素子に入射する光量を増加させると、偏光
板に吸収される光量が増加して、液晶表示素子の温度が
上昇し、画像情報のコントラストが低下してくるという
問題点があった。
せて液晶表示素子に入射する光量を増加させると、偏光
板に吸収される光量が増加して、液晶表示素子の温度が
上昇し、画像情報のコントラストが低下してくるという
問題点があった。
【0007】液晶表示素子の温度上昇を防ぐ為に冷却手
段を用いる方法もあるが、この方法は装置全体が複雑に
なり、又大型化してくるという問題点があった。
段を用いる方法もあるが、この方法は装置全体が複雑に
なり、又大型化してくるという問題点があった。
【0008】本発明はTFT液晶表示素子のように2枚
の偏光板を互いに偏光方向が直交するように対向させ、
その間に液晶層を挟んで構成した液晶表示素子を被照明
物体(被投影物体)として用いたときに、該被照明物体
を効率的に照明し、良好なる投影画像が容易に得られる
液晶プロジェクター等に好適な照明装置及びそれに用い
る光学部材の提供を目的とする。
の偏光板を互いに偏光方向が直交するように対向させ、
その間に液晶層を挟んで構成した液晶表示素子を被照明
物体(被投影物体)として用いたときに、該被照明物体
を効率的に照明し、良好なる投影画像が容易に得られる
液晶プロジェクター等に好適な照明装置及びそれに用い
る光学部材の提供を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の照明装置は光源
手段と被照明物体との間の光路中に配置した光学部材に
より、該光源手段からの光束を一方向に振動した偏光状
態の光束として射出させて該被照明物体を照明する際、
該光学部材は入射光束を偏光板を介して一方向に振動す
る反射光とそれと直交する方向に振動する透過光の2つ
の光束に分割し、このうち一方の光束を波長板と反射鏡
を用いて該波長板を往復通過させて振動方向を90度回
転させて該偏光板に導光し、該偏光板を介した2つの光
束で該被照明物体を照明するようにしたことを特徴とし
ている。
手段と被照明物体との間の光路中に配置した光学部材に
より、該光源手段からの光束を一方向に振動した偏光状
態の光束として射出させて該被照明物体を照明する際、
該光学部材は入射光束を偏光板を介して一方向に振動す
る反射光とそれと直交する方向に振動する透過光の2つ
の光束に分割し、このうち一方の光束を波長板と反射鏡
を用いて該波長板を往復通過させて振動方向を90度回
転させて該偏光板に導光し、該偏光板を介した2つの光
束で該被照明物体を照明するようにしたことを特徴とし
ている。
【0010】又、本発明の照明装置に用いる光学部材と
しては入射光束を偏光板を介して互いに偏光方向が直交
する2つの光束に分割し、このうち一方の光束を波長板
と反射鏡とを用いて該波長板を往復通過させ偏光方向を
90度回転させて該偏光板に再入射させ、該偏光板を介
して2つの光束の振動方向を揃えて射出させるようにし
たことを特徴としている。
しては入射光束を偏光板を介して互いに偏光方向が直交
する2つの光束に分割し、このうち一方の光束を波長板
と反射鏡とを用いて該波長板を往復通過させ偏光方向を
90度回転させて該偏光板に再入射させ、該偏光板を介
して2つの光束の振動方向を揃えて射出させるようにし
たことを特徴としている。
【0011】
【実施例】図1は本発明の照明装置を液晶プロジェクタ
ーに適用したときの一実施例の要部概略図、図2は図1
の一部分の拡大説明図である。
ーに適用したときの一実施例の要部概略図、図2は図1
の一部分の拡大説明図である。
【0012】同図において31、32、33は各々赤色
用、緑色用、青色用の液晶表示素子(画像)であり、図
5で示す液晶表示素子と同様の構成より成っている。
用、緑色用、青色用の液晶表示素子(画像)であり、図
5で示す液晶表示素子と同様の構成より成っている。
【0013】23、24は各々全反射ミラー、11は光
源手段としての白色光源でありコリメートされた光束を
放射している。
源手段としての白色光源でありコリメートされた光束を
放射している。
【0014】13は光学部材であり、後述する構成より
成っており、入射光束を一方向に偏光した光束として射
出している。
成っており、入射光束を一方向に偏光した光束として射
出している。
【0015】21は赤反射ダイクロイックミラーであり
光源11からの光束のうち赤色光を反射させ全反射ミラ
ー23を介して赤色用の液晶表示素子31を照明してい
る。22は緑反射ダイクロイックミラーであり、赤反射
ダイクロイックミラー21を通過した緑色光を反射させ
て緑色用の液晶表示素子32を照明している。青色用の
液晶表示素子33は白色光源11からの光束のうち赤反
射ダイクロイックミラー21と緑反射ダイクロイックミ
ラー22を通過した青色光で照明されている。
光源11からの光束のうち赤色光を反射させ全反射ミラ
ー23を介して赤色用の液晶表示素子31を照明してい
る。22は緑反射ダイクロイックミラーであり、赤反射
ダイクロイックミラー21を通過した緑色光を反射させ
て緑色用の液晶表示素子32を照明している。青色用の
液晶表示素子33は白色光源11からの光束のうち赤反
射ダイクロイックミラー21と緑反射ダイクロイックミ
ラー22を通過した青色光で照明されている。
【0016】26は緑反射ダイクロイックミラー、25
は赤、緑反射ダイクロイックミラーである。
は赤、緑反射ダイクロイックミラーである。
【0017】ダイクロイックミラー25、26は同じ厚
さの平行平面板より成り各々画像を合成する合成ミラー
としての機能を有している。
さの平行平面板より成り各々画像を合成する合成ミラー
としての機能を有している。
【0018】12は投射レンズであり、合成ミラー25
で合成されたカラー画像をスクリーン面上(不図示)に
投影している。
で合成されたカラー画像をスクリーン面上(不図示)に
投影している。
【0019】本実施例では白色光源11からの白色光を
ダイクロイックミラー21、22で赤色、緑色、青色の
3つの色光に色分解し、これらの各色光により各々赤色
用、緑色用、青色用の液晶表示素子31、32、33を
照明している。そしてダイクロイックミラー25、26
より成る合成ミラーにより各液晶表示素子31、32、
33を光学的に合成し投射レンズ12によりスクリーン
面上(不図示)に投影し、カラー画像を得ている。
ダイクロイックミラー21、22で赤色、緑色、青色の
3つの色光に色分解し、これらの各色光により各々赤色
用、緑色用、青色用の液晶表示素子31、32、33を
照明している。そしてダイクロイックミラー25、26
より成る合成ミラーにより各液晶表示素子31、32、
33を光学的に合成し投射レンズ12によりスクリーン
面上(不図示)に投影し、カラー画像を得ている。
【0020】本実施例の光学部材13は光源11からの
白色光を例えば紙面と平行方向に振動方向を有する偏光
状態の光束(以下「光束LH」という。)はそのまま通
過させ、紙面と垂直方向に振動方向を有する偏光状態の
光束(以下「光束LV」という。)は紙面に平行方向に
振動方向を有する偏光状態の光束に変換して全体として
同一方向に振動方向を有する偏光状態の光束として射出
させている。そして同一の振動方向の偏光で液晶表示素
子を照明するようにしている。
白色光を例えば紙面と平行方向に振動方向を有する偏光
状態の光束(以下「光束LH」という。)はそのまま通
過させ、紙面と垂直方向に振動方向を有する偏光状態の
光束(以下「光束LV」という。)は紙面に平行方向に
振動方向を有する偏光状態の光束に変換して全体として
同一方向に振動方向を有する偏光状態の光束として射出
させている。そして同一の振動方向の偏光で液晶表示素
子を照明するようにしている。
【0021】次に本実施例の光学部材13の構成を図2
を用いて説明する。
を用いて説明する。
【0022】図2において1、2は各々プリズムである
。P11は偏光板であり、白色光源11からの光束のう
ち光束LHを透過させ、光束LVを反射させる光学性質
を有している。偏光板P11はプリズム1の射出面1b
に接着固定している。
。P11は偏光板であり、白色光源11からの光束のう
ち光束LHを透過させ、光束LVを反射させる光学性質
を有している。偏光板P11はプリズム1の射出面1b
に接着固定している。
【0023】P12はλ/4波長板であり、プリズム1
の面1cに接着固定している。M1、M2は各々ミラー
又はミラー面である。ミラーM1はλ/4波長板P12
に接着している。ミラーM2はプリズム2の面2bに接
着している。
の面1cに接着固定している。M1、M2は各々ミラー
又はミラー面である。ミラーM1はλ/4波長板P12
に接着している。ミラーM2はプリズム2の面2bに接
着している。
【0024】同図では白色光源11からの白色光はプリ
ズム1の入射面1aから入射して偏光板P11に入射す
る。このとき白色光のうち光束LHは実線で示すように
偏光板P11を通過し、射出面1bより射出する。
ズム1の入射面1aから入射して偏光板P11に入射す
る。このとき白色光のうち光束LHは実線で示すように
偏光板P11を通過し、射出面1bより射出する。
【0025】一方白色光のうち光束LVは点線で示すよ
うに偏光板P11で反射し、λ/4波長板P12を通過
し、ミラーM1で反射し、再度λ/4波長板P12を通
過し、偏光方向を90度回転し、即ち紙面と平行方向に
振動する偏光状態の光束LH’に変換して、偏光板P1
1に導光している。
うに偏光板P11で反射し、λ/4波長板P12を通過
し、ミラーM1で反射し、再度λ/4波長板P12を通
過し、偏光方向を90度回転し、即ち紙面と平行方向に
振動する偏光状態の光束LH’に変換して、偏光板P1
1に導光している。
【0026】このとき光束LH’は先の光束LHと同様
に偏光板P11を通過し、射出面1bより射出する。こ
のようにプリズム1から射出する光束LHと光束LH’
はいずれも振動方向が同一の偏光となっている。
に偏光板P11を通過し、射出面1bより射出する。こ
のようにプリズム1から射出する光束LHと光束LH’
はいずれも振動方向が同一の偏光となっている。
【0027】そしてプリズム1の射出面1bを通過した
光束LHはプリズム2の入射面2aより入射し射出面2
cより射出して、図1に示す赤反射ダイクロイックミラ
ー21に入射している。
光束LHはプリズム2の入射面2aより入射し射出面2
cより射出して、図1に示す赤反射ダイクロイックミラ
ー21に入射している。
【0028】又射出面1bを通過した光束LH’はプリ
ズム2の入射面2aより入射し、ミラーM2で反射し、
入射面2aで全反射した後、射出面2cより射出して、
先の光束LHと同様に図1に示す赤反射ダイクロイック
ミラー21に入射している。
ズム2の入射面2aより入射し、ミラーM2で反射し、
入射面2aで全反射した後、射出面2cより射出して、
先の光束LHと同様に図1に示す赤反射ダイクロイック
ミラー21に入射している。
【0029】本実施例ではプリズム2は主に光学部材1
3から射出する2つの光束LH、LH’の進行方向を接
近させる光学性質を有している。又プリズム2の形状、
特に角度θ5は光束LHが入射面2aより入射し、射出
面2cより直接射出すると共に、光束LH’が入射面2
aより入射し、ミラーM2で反射した後、入射面2aで
全反射して射出面2cより射出するように設定している
。
3から射出する2つの光束LH、LH’の進行方向を接
近させる光学性質を有している。又プリズム2の形状、
特に角度θ5は光束LHが入射面2aより入射し、射出
面2cより直接射出すると共に、光束LH’が入射面2
aより入射し、ミラーM2で反射した後、入射面2aで
全反射して射出面2cより射出するように設定している
。
【0030】このように本実施例では白色光源11から
出射した白色光を光学部材13を介して同一の振動方向
を有する偏光として射出させ、液晶表示素子の照明を効
率良く行っている。
出射した白色光を光学部材13を介して同一の振動方向
を有する偏光として射出させ、液晶表示素子の照明を効
率良く行っている。
【0031】次に本実施例のプリズム1、2の具体的形
状を図2に示す角度θを用いて示す。
状を図2に示す角度θを用いて示す。
【0032】θ1=90度
θ2=21.9度
θ3=136.2度
θ4=34.5度
θ5=21度
θ6=42度
プリズム1、2の材質の屈折率nはn=1.52である
。
。
【0033】図3は本発明に係る光学部材13の他の実
施例の要部概略図である。
施例の要部概略図である。
【0034】本実施例では図2に示す実施例に比べてプ
リズム1を用いないで構成し、白色光源11からの白色
光を直接、偏光板P11に入射させている点が異ってお
り、この他の構成は図2の実施例と同じである。
リズム1を用いないで構成し、白色光源11からの白色
光を直接、偏光板P11に入射させている点が異ってお
り、この他の構成は図2の実施例と同じである。
【0035】次に本実施例の光学部材13の具体的形状
を図3に示す角度θを用いて示す。
を図3に示す角度θを用いて示す。
【0036】θ31=55.4度
θ32=34.4度
θ33=34.4度
θ34=21度
θ35=42度
プリズム2の材質の屈折率nはn=1.52である。
【0037】
【発明の効果】本発明によればTFT液晶表示素子のよ
うに2枚の偏光板を互いに偏光方向が直交するように対
向配置させ、その間に液晶層を挟んで構成した液晶表示
素子を被照明物体(被投影物体)として用いたときに、
前述したような光学部材を光源手段と被照明物体との間
の光路中に配置することにより該被照明物体を効率的に
照明し、良好なる投影画像が得られる液晶プロジェクタ
ー等に好適な照明装置及びそれに用いる光学部材を達成
することができる。
うに2枚の偏光板を互いに偏光方向が直交するように対
向配置させ、その間に液晶層を挟んで構成した液晶表示
素子を被照明物体(被投影物体)として用いたときに、
前述したような光学部材を光源手段と被照明物体との間
の光路中に配置することにより該被照明物体を効率的に
照明し、良好なる投影画像が得られる液晶プロジェクタ
ー等に好適な照明装置及びそれに用いる光学部材を達成
することができる。
【図1】本発明を液晶プロジェクターに適用したときの
一実施例の要部概略図
一実施例の要部概略図
【図2】図1の光学部材の拡大説明図
【図3】図1の光学部材の他の実施例の拡大説明図
【図
4】従来の液晶プロジェクターの要部概略図
4】従来の液晶プロジェクターの要部概略図
【図5】図
4の液晶表示素子の説明図
4の液晶表示素子の説明図
【図6】図4の液晶表示素子の模式図
11 光源手段
12 投影レンズ
13 光学部材
21 赤反射ダイクロイックミラー
22 緑反射ダイクロイックミラー
26 緑反射ダイクロイックミラー
25 赤、緑反射ダイクロイックミラー31 液晶
表示素子 32 液晶表示素子 33 液晶表示素子 1 プリズム 2 プリズム P11 偏光板 P12 λ/4波長板 M1 ミラー M2 ミラー
表示素子 32 液晶表示素子 33 液晶表示素子 1 プリズム 2 プリズム P11 偏光板 P12 λ/4波長板 M1 ミラー M2 ミラー
Claims (2)
- 【請求項1】 光源手段と被照明物体との間の光路中
に配置した光学部材により、該光源手段からの光束を一
方向に振動した偏光状態の光束として射出させて該被照
明物体を照明する際、該光学部材は入射光束を偏光板を
介して一方向に振動する反射光とそれと直交する方向に
振動する透過光の2つの光束に分割し、このうち一方の
光束を波長板と反射鏡を用いて該波長板を往復通過させ
て振動方向を90度回転させて該偏光板に導光し、該偏
光板を介した2つの光束で該被照明物体を照明するよう
にしたことを特徴とする照明装置。 - 【請求項2】 入射光束を偏光板を介して互いに偏光
方向が直交する2つの光束に分割し、このうち一方の光
束を波長板と反射鏡とを用いて該波長板を往復通過させ
偏光方向を90度回転させて該偏光板に再入射させ、該
偏光板を介して2つの光束の振動方向を揃えて射出させ
るようにしたことを特徴とする光学部材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3029399A JPH04245201A (ja) | 1991-01-30 | 1991-01-30 | 照明装置及びそれに用いる光学部材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3029399A JPH04245201A (ja) | 1991-01-30 | 1991-01-30 | 照明装置及びそれに用いる光学部材 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04245201A true JPH04245201A (ja) | 1992-09-01 |
Family
ID=12275066
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3029399A Pending JPH04245201A (ja) | 1991-01-30 | 1991-01-30 | 照明装置及びそれに用いる光学部材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04245201A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0746164A3 (en) * | 1995-06-02 | 1998-04-22 | Matsushita Electronics Corporation | Lighting device transformed in the direction of polarization and projection type image display device using the same |
JP2012108364A (ja) * | 2010-11-18 | 2012-06-07 | Asahi Kasei E-Materials Corp | 偏光変換照明装置およびこれを用いた表示装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS614796Y2 (ja) * | 1982-04-14 | 1986-02-14 |
-
1991
- 1991-01-30 JP JP3029399A patent/JPH04245201A/ja active Pending
Patent Citations (1)
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JPS614796Y2 (ja) * | 1982-04-14 | 1986-02-14 |
Cited By (3)
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