JPH04340919A - 偏光照明素子および該素子を有する投写型表示装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は偏光照明素子および該素
子を有する投写型表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、スクリーンに投写される画像の高
輝度化を図ることを目的として、光源部から出射した不
定偏光光を、互いに直交する偏光面をもつ２つの直線偏
光光に分離し、分離された２つの直線偏光光の偏光面を
等しくしたのち、偏光面が等しくされた２つの直線偏光
光を別々に出射する偏光照明素子により、液晶ライトバ
ルブを照明する投写型表示装置の提案がなされている。

【０００３】図１０は、この種の投写型表示装置の従来
例の一つである、特開昭６１−９０５８４号公報に記載
された投写型表示装置を示す概略構成図である。

【０００４】この投写型表示装置は、光源３０１　，反
射ミラー３０２　，赤外線カットフィルタ３０３　およ
びコンデンサレンズ３０４　からなる光源部と、偏光ビ
ームスプリッタ３０５　，全反射プリズム３２１　，λ
／２光学位相板３２２　および第１，第２のクサビ型レ
ンズ３２３，３２４からなる偏光照明素子と、液晶ライ
トバルブ３１０　と、偏光板３２５　と、投写レンズ３
２６　とから構成されている。

【０００５】光源３０１　から出射した不定偏光光であ
る白色光は、赤外線カットフィルタ３０３で可視光以外
の赤外線などの光が吸収されたのち、コンデンサレンズ
３０４　で平行白色光に変換されて、光源部から出射す
る。光源部から出射した平行白色光は偏光ビームスプリ
ッタ３０５　に入射し、偏光ビームスプリッタ３０５　
の作用面（２つの直角プリズムが互いに接着される斜面
に形成される蒸着膜）３１１ａで直線偏光光であるＰ偏
光光ＬＰ　が透過され、Ｐ偏光光ＬＰ　と互いに直交す
る偏光面を有する直線偏光光であるＳ偏光光ＬＳ　が上
方に直角に反射されることにより、Ｐ偏光光ＬＰ　とＳ
偏光光ＬＳ　とに分離される。ここで、Ｓ偏光光ＬＳ　
は偏光ビームスプリッタ３０５　の作用面３１１ａに平
行な偏光面を有する。Ｐ偏光光ＬＰ　は偏光ビームスプ
リッタ３０５　の出射面から出射する。また、Ｓ偏光光
ＬＳ　は全反射プリズム３２１　に入射し、全反射プリ
ズム３２１　の斜面で右方に直角に反射されたのち、Ｐ
偏光光ＬＰと平行に全反射プリズム３２１　の出射面か
ら出射する。このとき、Ｓ偏光光ＬＳ　は、全反射プリ
ズム３２１　の出射面と互いに対向して設けられたλ／
２光学位相板３２２　を透過することにより、偏光面が
９０°回転させられてＰ偏光光ＬＰ＊に変換される。偏
光ビームスプリッタ３０５　およびλ／２光学位相板３
２２　の各出射面側には、光路変更用の第１および第２
のクサビ型レンズ３２３，３２４がそれぞれ配設されて
おり、偏光ビームスプリッタ３０５　から出射したＰ偏
光光ＬＰ　およびλ／２光学位相板３２２　から出射し
たＰ偏光光ＬＰ＊は、液晶ライトバルブ３１０　の入射
面上の点Ｐ０　で交差するように第１および第２のクサ
ビ型レンズ３２３，３２４で光路がそれぞれ変更され、
点Ｐ０　で合成される。点Ｐ０　で合成されたＰ偏光光
ＬＰ，ＬＰ＊　は、液晶ライトバルブ３１０　で画像信
号に応じて変調され、Ｐ偏光光とＳ偏光光とを含む画像
光に変換される。 画像光のＰ偏光光が偏光板３２５　を透過したのち、投
写レンズ３２６　によりスクリーン（不図示）に投射さ
れることにより、スクリーンに画像が拡大投写される。

【０００６】したがって、この投写型表示装置は、光源
部から出射した平行白色光（不定偏光光）を偏光ビーム
スプリッタ３０５　でＰ偏光光ＬＰ　とＳ偏光光ＬＳ　
（互いに直交する偏光面をもつ２つの直線偏光光）に分
離し、Ｓ偏光光ＬＳ　をλ／２光学位相板３２２　でＰ
偏光光ＬＰ＊に変換することにより、Ｐ偏光光ＬＰ　と
Ｐ偏光光ＬＰ＊とで液晶ライトバルブ３１０　を照明す
ることができるため、Ｓ偏光光ＬＳ　を液晶ライトバル
ブ３１０　の前に配設した偏光板で吸収し、Ｐ偏光光Ｌ
Ｐ　のみで液晶ライトバルブ３１０　を照明する投写型
表示装置よりも、スクリーンに拡大投写される画像の輝
度を向上させることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た投写型表示装置は、光源３０１　から出射した不定偏
光光である白色光がコンデンサレンズ３０４　で平行白
色光に変換されて偏光ビームスプリッタ３０５　に入射
され、偏光ビームスプリッタ３０５　から出射したＰ偏
光光ＬＰ　とλ／２光学位相板３２２　から出射したＰ
偏光光ＬＰ＊とが、第１および第２のクサビ型レンズ３
２３　，３２４　で集光されて液晶ライトバルブ３１０
　に入射されるため、たとえば、液晶ライトバルブ３１
０　の大きさを対角３インチ（投写型表示装置用の液晶
ライトバルブとして現在一般的に用いられている大きさ
）とすると、偏光ビームスプリッタ３０５　を構成する
２つの直角プリズムおよび全反射プリズム３２１　の体
積がそれぞれ約７０ｍｍ×３５ｍｍ×３５ｍｍとなり、
偏光ビームスプリッタ３０５の軽量化および低コスト化
が図れないという欠点がある。

【０００８】本発明の目的は、軽量化および低コスト化
が図れる偏光照明素子および該素子を有する投写型表示
装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の偏光照明素子は
、入射面側に設けられた、非平行光を平行光に変換する
第１の光学素子と、出射面側に設けられた、平行光を非
平行光に変換する第２の光学素子とを含む。　　また、
本発明の投写型表示装置は、不定偏光光が非平行光で出
射される光源部と、該光源部から出射した不定偏光光が
入射される請求項１記載の偏光照明素子と、該偏光照明
素子から別々に出射した２つの直線偏光光が入射される
、非平行光を平行光に変換する第３の光学素子と、該第
３の光学素子で平行光に変換された前記２つの直線偏光
光が入射される液晶ライトバルブとを含む。

【００１０】

【作用】本発明の偏光照明素子は、不定偏光光が非平行
光として入射してきても、第１の光学素子で不定偏光光
を平行光にしたのち、２つの直線偏光光に分離すること
ができるため、不定偏光光が平行光として入射する従来
のものに比べて入射面の面積を小さくすることができる
とともに、不定偏光光を分離して得た２つの直線偏光光
を第２の光学素子で非平行光として出射することができ
るため、同じ大きさの液晶ライトバルブを照明する場合
には、２つの直線偏光光を平行光として出射する従来の
ものに比べて、出射面の面積を小さくすることができる
ので、偏光照明素子全体の体積を小さくすることができ
、軽量化および低コスト化が図れる。

【００１１】また、本発明の投写型表示装置は、不定偏
光光が非平行光として出射される光源部と、光源部から
出射した不定偏光光が入射される請求項１記載の偏光照
明素子と、偏光照明素子から別々に出射した２つの直線
偏光光が入射される、非平行光を平行光に変換する第３
の光学素子と、第３の光学素子で平行光に変換された２
つの直線偏光光が入射される液晶ライトバルブとを含む
ことにより、従来の偏光照明素子よりも軽量でかつ低コ
ストな偏光照明素子で液晶ライトバルブを照明すること
ができる。

【００１２】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１３】図１は本発明の偏光照明素子の第１の実施
例を示す概略構成図である。

【００１４】本実施例の偏光照明素子１０は、入射面に
設けられた、非平行光を平行光に変換する第１の光学素
子である第１の平凹レンズ１１と、偏光ビームスプリッ
タ１２と、全反射プリズム１３と、λ／４光学位相板１
４と、反射板１５と、出射面に設けられた、平行光を非
平行光に変換する第２の光学素子である第２の平凹レン
ズ１６とからなる。ここで、第１の平凹レンズ１１は、
平面側が偏光ビームスプリッタ１２の入射面に密着する
よう設けられている。偏光ビームスプリッタ１２は、入
射面の一端と４５°の角度をもって一端が接する作用面
（２つの直角プリズムが互いに接着された斜面に形成さ
れた蒸着膜）１２ａ　と入射面の一端と９０°の角度を
もって一端が接する出射面とを有する。偏光ビームスプ
リッタ１２の作用面１２ａ　は、非平行光として入射さ
れる不定偏光光である第１，第２および第３の入射光Ｐ
１〜Ｐ３のＰ偏光光ＬＰ１〜ＬＰ３を透過させるととも
にＳ偏光光ＬＳ１〜ＬＳ３を左方に直角に反射させるこ
とにより、第１，第２および第３の入射光Ｐ１〜Ｐ３を
第１，第２および第３のＰ偏光光ＬＰ１〜ＬＰ３と第１
，第２および第３のＳ偏光光ＬＳ１〜ＬＳ３とに分離す
る。全反射プリズム１３は、偏光ビームスプリッタ１２
の作用面１２ａ　の他端と９０°の角度をもって一端が
接する全反射面１３ａ　を有し、第１，第２および第３
のＰ偏光光ＬＰ１〜ＬＰ３を右方に直角に反射して全反
射プリズム１３の出射面から出射させる。全反射プリズ
ム１３の出射面は、全反射面１３ａ　の他端と４５°の
角度をもって一端が接している。λ／４光学位相板１４
は、偏光ビームスプリッタ１２の作用面１２ａ　の他端
と４５°の角度をもって一端が接するとともに、偏光ビ
ームスプリッタ１２の入射面の他端と９０°の角度をも
って他端が接しており、第１，第２および第３のＳ偏光
光ＬＳ１〜ＬＳ３が垂直に入射される。反射板１５は、
アルミ蒸着膜または光学多層膜からなる反射面がλ／４
光学位相板１４の偏光ビームスプリッタ１２と反対側の
面に接着されており、λ／４光学位相板１４を透過して
くる第１，第２および第３のＳ偏光光ＬＳ１〜ＬＳ３を
λ／４光学位相板１４の方向に反射させる。第２の平凹
レンズ１６は、平面側が偏光ビームスプリッタ１２およ
び全反射プリズム１３の出射面に密着するよう設けられ
ている。

【００１５】次に、本実施例の偏光照明素子の動作につ
いて説明する。

【００１６】第１，第２および第３の入射光Ｐ１〜Ｐ３
は、第１の平凹レンズ１１で平行光に変換されて偏光ビ
ームスプリッタ１２の入射面に入射したのち、作用面１
２ａ　で第１，第２および第３のＰ偏光光ＬＰ１〜ＬＰ
３と第１，第２および第３のＳ偏光光ＬＳ１〜ＬＳ３と
に分離される。第１，第２および第３のＳ偏光光ＬＳ１
〜ＬＳ３はλ／４光学位相板１４に垂直に入射したのち
、λ／４光学位相板１４を透過し、反射板１５の反射面
で反射され、再びλ／４光学位相板１４を透過すること
により、偏光面が９０°回転させられて、第１，第２お
よび第３の変換されたＰ偏光光ＬＰ１＊〜ＬＰ３＊とな
る。第１，第２および第３の変換されたＰ偏光光ＬＰ１
＊〜ＬＰ３＊は偏光ビームスプリッタ１２の作用面１２
ａ　をそのまま透過して、偏光ビームスプリッタ１２の
出射面から出射したのち、第２の平凹レンズ１６で非平
行光（発散光）に変換されて出射する。一方、第１，第
２および第３のＰ偏光光ＬＰ１〜ＬＰ３は、全反射プリ
ズム１３の全反射面１３ａ　で右方に直角に反射され、
全反射プリズム１３の出射面から出射したのち、第２の
平凹レンズ１６で非平行光（発散光）に変換されて出射
する。

【００１７】したがって、本実施例の偏光照明素子１０
は、各入射光Ｐ１〜Ｐ３（不定偏光光）を、互いに直交
する偏光面を有する各Ｐ偏光光ＬＰ１〜ＬＰ３と各Ｓ偏
光光ＬＳ１〜ＬＳ３（２つの直線偏光光）とに損失なく
変換したのち、各Ｐ偏光光ＬＰ１〜ＬＰ３と各Ｓ偏光光
ＬＳ１〜ＬＳ３との偏光面を同一にして出射することが
できる。また、本実施例の偏光照明素子１０は、各入射
光Ｐ１〜Ｐ３が非平行光として入射してきても、第１の
平凹レンズ１１で各入射光Ｐ１〜Ｐ３を平行光にしたの
ち、各Ｐ偏光光ＬＰ１〜ＬＰ３と各Ｓ偏光光ＬＳ１〜Ｌ
Ｓ３とに分離することができるため、各入射光Ｐ１　〜
Ｐ３　が平行光として入射する従来の偏光照明素子に比
べて入射面の面積を小さくすることができるとともに、
各入射光Ｐ１〜Ｐ３を分離して得た各Ｐ偏光光ＬＰ１〜
ＬＰ３と各Ｓ偏光光ＬＳ１〜ＬＳ３とを第２の平凹レン
ズ１６で発散光として出射することができるため、同じ
大きさの液晶ライトバルブを照明する場合には、各Ｐ偏
光光ＬＰ１〜ＬＰ３と各Ｓ偏光光ＬＳ１〜ＬＳ３とを平
行光として出射する従来の偏光照明素子に比べて出射面
の面積を小さくすることができるので、素子全体の体積
を小さくすることができる。特に、プリズムを作成する
際のコストは、プリズムの体積が大きくなるに従って加
速度的に上昇するため、偏光ビームスプリッタ１２およ
び全反射プリズム１３の体積が小さくできる本実施例の
偏光照明素子１０では、飛躍的な低コスト化が図れる。

【００１８】図２は本発明の偏光照明素子の第２の実施
例を示す概略構成図である。

【００１９】本実施例の偏光照明素子２０が図１に示し
た偏光照明素子１０と異なる点は、λ／４光学位相板１
４と反射板１５との代わりに、偏光ビームスプリッタ２
２と全反射プリズム２３との境界面に設けられたλ／２
光学位相板２４を有することと、偏光ビームスプリッタ
２２の作用面２２ａ　が第１，第２および第３のＳ偏光
光ＬＳ１〜ＬＳ３を右方に直角に反射させるよう設けら
れていることである。

【００２０】本実施例の偏光照明素子２０では、不定偏
光光である第１，第２および第３の入射光Ｐ１〜Ｐ３は
、第１の平凹レンズ２１で平行光に変換されて偏光ビー
ムスプリッタ２２の入射面に入射したのち、作用面２２
ａ　で第１，第２および第３のＰ偏光光ＬＰ１〜ＬＰ３
と第１，第２および第３のＳ偏光光ＬＳ１〜ＬＳ３とに
分離される。 第１，第２および第３のＳ偏光光ＬＳ１〜ＬＳ３は、偏
光ビームスプリッタ２２の出射面から出射したのち、第
２の平凹レンズ２６で非平行光（発散光）に変換されて
出射する。一方、第１，第２および第３のＰ偏光光ＬＰ
１〜ＬＰ３は、λ／２光学位相板２４に垂直に入射した
のち、λ／２光学位相板２４を透過することにより、偏
光面が９０°回転させられて、第１，第２および第３の
変換されたＳ偏光光ＬＳ１＊〜ＬＳ３＊となる。第１，
第２および第３の変換されたＳ偏光光ＬＳ１＊〜ＬＳ３
＊は、全反射プリズム２３の全反射面２３ａ　で右方に
直角に反射され、全反射プリズム２３の出射面から出射
したのち、第２の平凹レンズ２６で非平行光（発散光）
に変換されて出射する。 したがって、本実施例の偏光照明素子２０においても、
図１に示した偏光照明素子１０と同様な効果が得られる
。

【００２１】図３は本発明の偏光照明素子の第３の実施
例を示す概略構成図である。

【００２２】本実施例の偏光照明素子３０が図２に示し
た偏光照明素子２０と異なる点は、全反射プリズム２３
の代わりに、全反射プリズム２３の全反射面２３ａ　と
同じ位置に設けられた反射ミラー３３を有することと、
λ／２光学位相板３４が偏光ビームスプリッタ３２の出
射面と同一平面上に設けられていることである。

【００２３】本実施例の偏光照明素子３０では、不定偏
光光である第１，第２および第３の入射光Ｐ１〜Ｐ３は
、第１の平凹レンズ３１で平行光に変換されて偏光ビー
ムスプリッタ３２の入射面に入射したのち、作用面３２
ａ　で第１，第２および第３のＰ偏光光ＬＰ１〜ＬＰ３
と第１，第２および第３のＳ偏光光ＬＳ１〜ＬＳ３とに
分離される。 第１，第２および第３のＳ偏光光ＬＳ１〜ＬＳ３は、偏
光ビームスプリッタ３２の出射面から出射したのち、第
２の平凹レンズ３６で非平行光（発散光）に変換されて
出射する。一方、第１，第２および第３のＰ偏光光ＬＰ
１〜ＬＰ３は、反射ミラー３３で右方に直角に反射され
、λ／２光学位相板３４に垂直に入射したのち、λ／２
光学位相板３４を透過することにより、偏光面が９０°
回転させられて、第１，第２および第３の変換されたＳ
偏光光ＬＳ１＊〜ＬＳ３＊となる。第１，第２および第
３の変換されたＳ偏光光ＬＳ１＊〜ＬＳ３＊は、第２の
平凹レンズ３６で非平行光（発散光）に変換されて出射
する。したがって、本実施例の偏光照明素子３０におい
ても、図１に示した偏光照明素子１０と同様な効果が得
られる。

【００２４】図４は本発明の偏光照明素子の第４の実施
例を示す概略構成図である。

【００２５】本実施例の偏光照明素子４０が図１に示し
た偏光照明素子１０と異なる点は、第２の平凹レンズ１
６の代わりに、第２の凸レンズ４６を用いていることで
ある。すなわち、図１に示した偏光照明素子１０は、全
反射プリズム１３から出射する第１，第２および第３の
Ｐ偏光光ＬＰ１〜ＬＰ３と偏光ビームスプリッタ１２か
ら出射する第１，第２および第３の変換されたＰ偏光光
ＬＰ１＊〜ＬＰ３＊とを第２の平凹レンズ１６で発散光
として出射させたが、本実施例の偏光照明素子４０のよ
うに、第１，第２および第３のＰ偏光光ＬＰ１〜ＬＰ３
と第１，第２および第３の変換されたＰ偏光光ＬＰ１＊
〜ＬＰ３＊とを第２の凸レンズ４６で収束光（一点に集
光する光）として出射させてもよい。

【００２６】本実施例の偏光照明素子４０においても、
各Ｐ偏光光ＬＰ１〜ＬＰ３と各変換されたＰ偏光光ＬＰ
１＊〜ＬＰ３＊とを一点に集光したのち発散させて液晶
ライトバルブに入射させることができるため、図１に示
した偏光照明素子１０と同様な効果が得られる。

【００２７】図５は本発明の偏光照明素子の第５の実施
例を示す概略構成図である。

【００２８】本実施例の偏光照明素子５０が図４に示し
た偏光照明素子４０と異なる点は、第１の平凹レンズ４
１の代わりに、第１の凸レンズ５１を用いていることで
ある。すなわち、図４に示した偏光照明素子４０は、一
点に集光してくる非平行光である各入射光Ｐ１〜Ｐ３を
第１の平凹レンズ４１で平行光に変換して偏光ビームス
プリッタ４２に入射させたが、各入射光Ｐ１〜Ｐ３が、
図５に示すように、一点に集光したのち発散して入射し
てくる場合には、第１の凸レンズ５１で各入射光Ｐ１　
〜Ｐ３　を平行光に変換して、偏光ビームスプリッタ４
２に入射させることにより、同様の動作を行わせること
ができる。

【００２９】なお、第２の凸レンズ５６の代わりに図１
に示した第２の平凹レンズ１６を用いてもよい。また、
第１の凸レンズ５１の代わりに平凹レンズを用いて、該
平凹レンズの平面側を偏光ビームスプリッタ５２の入射
面に接着固定してもよい。

【００３０】以上説明した本発明の偏光照明素子では、
図１に示したλ／４光学位相板１４または図２に示した
λ／２光学位相板２４などを用いて２つの直線偏光光の
偏光面を同一にしたが、たとえば特開平２ー６４６１３
号公報に記載されている偏光照明素子のように、複数の
プリズムを用いて２つの直線偏光光の偏光面を同一にし
てもよい。また、図１に示した偏光照明素子１０におい
て、第１の平凹レンズ１１は偏光ビームスプリッタ１２
の入射面に密着して設けられ、第２の平凹レンズ１６は
偏光ビームスプリッタ１２および全反射プリズム１３の
出射面に密着して設けられたが、必ずしも密着させる必
要はない。図２〜図４に示した偏光照明素子２０，３０
，４０についても同様である。

【００３１】図６は本発明の投写型表示装置の第１の実
施例を示す概略構成図である。

【００３２】本実施例の投写型表示装置は、不定偏光光
である白色光ＬＳ＋ＬＰが非平行光として出射される光
源部６０と、光源部６０から出射した白色光ＬＳ＋ＬＰ
が入射される図１に示した偏光照明素子１０と、偏光照
明素子１０から別々に出射したＰ偏光光ＬＰ　と変換さ
れたＰ偏光光ＬＰ＊（２つの直線偏光光）とが入射され
る、非平行光を平行光に変換する第３の光学素子である
第２の平凸レンズ６５と、第２の平凸レンズ６５で平行
光に変換されたＰ偏光光ＬＰ　と変換されたＰ偏光光Ｌ
Ｐ＊とが入射される、Ｐ偏光光ＬＰ　と変換されたＰ偏
光光ＬＰ＊とを画像信号に応じて変調してＰ偏光光とＳ
偏光光とを有する画像光に変換する液晶ライトバルブ６
６と、画像光のＰ偏光光を透過しＳ偏光光を遮断する偏
光板６７と、偏光板６７を透過した画像光のＰ偏光光を
スクリーン（不図示）に投射する投写レンズ６８とから
構成されている。 ここで、光源部６０は、ハロゲンランプ，メタルハライ
ドランプなどからなる、白色光ＬＳ＋ＬＰを出射する光
源６１と、光源６１から出射した白色光ＬＳ＋ＬＰの一
部を反射する放物面リフレクタ６２と、光源６１から直
接または放物面リフレクタ６２を介して入射する白色光
ＬＳ＋ＬＰを収束光として出射する、光源６１側が平面
となるように設けられた第１の平凸レンズ６３とからな
る。 また、第２の平凸レンズ６５は、液晶ライトバルブ６６
側が平面となるように設けられている。

【００３３】本実施例の投写型表示装置では、第１の平
凸レンズ６３で収束光として出射された白色光ＬＳ＋Ｌ
Ｐは、図１に示したように偏光照明素子１０でＰ偏光光
ＬＰ　と変換されたＰ偏光光ＬＰ＊とに変換され、偏光
照明素子１０から発散光として出射される。偏光照明素
子１０から出射されたＰ偏光光ＬＰ　と変換されたＰ偏
光光ＬＰ＊とは第２の凸レンズ６５で平行光にされたの
ち、液晶ライトバルブ６６に入射されたのち、画像信号
に応じた画像光に変換される。画像光は偏光板６７を透
過することにより不要なＳ偏光光が除去されたのち、投
写レンズ６８によりスクリーンに投射される。

【００３４】本実施例の投写型表示装置では、光源６１
が完全な点光源である場合には、偏光照明素子１０の大
きさを点に近い大きさとすることができる。しかし、実
際には光源６１は有限の大きさをもつため、偏光照明素
子１０はある程度の大きさをもつが、図１０に示した従
来の偏光照明素子よりも小さくすることができる。なお
、第１の平凸レンズ６３と第１の平凹レンズ１１（図１
参照）との組合わせおよび第２の平凹レンズ１６（図１
参照）と第２の平凸レンズ６５との組合わせは、一般に
ビームエキスパンダおよびコンバータレンズと呼ばれる
ものであり、同等の屈折率をもつフレネルレンズで構成
することにより、さらに小型化，軽量化が図れ、また、
フレネルレンズの屈折率を高めることにより、光路長を
短縮することもできる。

【００３５】図７は本発明の投写型表示装置の第２の実
施例を示す概略構成図である。

【００３６】本実施例の投写型表示装置が図６に示した
投写型表示装置と異なる点は、光源部７０が、光源７１
と楕円リフレクタ７２とからなることである。なお、光
源７１は楕円リフレクタ７２の一方の焦点の位置に設け
られている。本実施例の投写型表示装置においても、光
源部７０から出射される白色光ＬＳ＋ＬＰは楕円リフレ
クタ７２の他方の焦点（第１の平凹レンズ１１よりも光
源部７０と反対側にある）に集光するため、白色光ＬＳ
＋ＬＰを収束光として出射させることができ、図６に示
した投写型表示装置と同様な動作を行わせることができ
る。

【００３７】図８は本発明の投写型表示装置の第３の実
施例を示す概略構成図である。

【００３８】本実施例の投写型表示装置が図６に示した
投写型表示装置と異なる点は、偏光照明素子１０の代わ
りに図４に示した偏光照明素子４０を用いていること、
および第２の平凸レンズ６５の代わりに凸レンズ８５を
用いていることである。なお、凸レンズ８５は、偏光照
明素子４０の第２の凸レンズ４６（図４参照）の凸レン
ズ８５側の焦点位置と凸レンズ８５の第２の凸レンズ４
６側の焦点位置とが一致するように設けられている。本
実施例の投写型表示装置においても、偏光照明素子４０
から一点に集光するよう出射されたＰ偏光光ＬＰ　と変
換されたＰ偏光光ＬＰ＊とを凸レンズ８５で平行光とし
たのち、液晶ライトバルブ８６に入射することにより、
図１に示した投写型表示装置と同様な動作を行わせるこ
とができる。

【００３９】図９は本発明の投写型表示装置の第４の実
施例を示す概略構成図である。

【００４０】本実施例の投写型表示装置が図８に示した
投写型表示装置と異なる点は、偏光照明素子４０の代わ
りに図５に示した偏光照明素子５０を用いていること、
および光源部８０の代わりに図７に示した光源部７０と
同じ構造をもつ光源部９０を用いていることである。な
お、偏光照明素子５０は、第１の凸レンズ５１（図５参
照）の光源部９０側の焦点位置と楕円リフレクタ９２の
第１の凸レンズ５１側の焦点位置とが一致するように設
けられている。本実施例の投写型表示装置においても、
光源部９０から非平行光として出射した白色光ＬＳ＋Ｌ
Ｐを第１の凸レンズ５１で平行光に変換して偏光ビーム
スプリッタ５２（図５参照）に入射させることができる
ため、図６に示した投写型表示装置と同様な動作を行わ
せることができる。

【００４１】本発明の思想は、図１０に示した偏光照明
素子にも適用可能である。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明は次にような
効果がある。請求項１の発明は、非平行光として入射す
る不定偏光光を、同一の偏光面をもつ２つの直線偏光光
に変換したのち、非平行光として別々に出射することが
できるため、従来のものに比べて入射面および出射面の
面積を小さくすることができるので、偏光照明素子全体
の体積を小さくすることができ、軽量化および低コスト
化が図れる。また、請求項２の発明は、従来の偏光照明
素子よりも軽量でかつ低コストな偏光照明素子で液晶ラ
イトバルブを照明することができるため、投写型表示装
置の軽量化および低コスト化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の偏光照明素子の第１の実施例を示す概
略構成図である。

【図２】本発明の偏光照明素子の第２の実施例を示す概
略構成図である。

【図３】本発明の偏光照明素子の第３の実施例を示す概
略構成図である。

【図４】本発明の偏光照明素子の第４の実施例を示す概
略構成図である。

【図５】本発明の偏光照明素子の第５の実施例を示す概
略構成図である。

【図６】本発明の投写型表示装置の第１の実施例を示す
概略構成図である。

【図７】本発明の投写型表示装置の第２の実施例を示す
概略構成図である。

【図８】本発明の投写型表示装置の第３の実施例を示す
概略構成図である。

【図９】本発明の投写型表示装置の第４の実施例を示す
概略構成図である。

【図１０】特開昭６１−９０５８４号公報に記載されて
いる投写型表示装置を示す要部構成図である。

【符号の説明】

１０，２０，３０，４０，５０　　　　　　偏光照明素
子１１，２１，３１，４１　　　　　　　　　　　　第
１の平凹レンズ１２，２２，３２，４２，５２　　　　
　　偏光ビームスプリッタ １２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａ，５２ａ　　　　作用
面１３，２３，４３，５３　　　　　　　　　　　　全
反射プリズム１３ａ，２３ａ，４３ａ，５３ａ　　　　
全反射面１４，４４，５４　　　　　　λ／４光学位相
板１５，４５，５５　　　　　　反射板 １６，２６，３６　　　　　　第２の平凹レンズ２４，
３４　　　　　　λ／２光学位相板３３　　　　　　反
射ミラー ４６，５６　　　　　　第２の凸レンズ５１　　　　　
　第１の凸レンズ ６０，７０，８０，９０　　　　　　光源部６１，７１
，８１，９１　　　　　　光源６２，８２　　　　　　
放物面リフレクタ６３，８３　　　　　　第１の平凸レ
ンズ６５，７５　　　　　　第２の平凸レンズ６６，７
６，８６，９６　　　　　　液晶ライトバルブ６７，７
７，８７，９７　　　　　　偏光板６８，７８，８８，
９８　　　　　　投写レンズ７２，９２　　　　　　楕
円リフレクタ８５，９５　　　　　　凸レンズ Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３　　　　　　　　　入射光ＬＰ，ＬＰ
１，ＬＰ２，ＬＰ３　　　　　　Ｐ偏光光ＬＳ１，ＬＳ
２，ＬＳ３　　　　　　Ｓ偏光光ＬＰ＊，ＬＰ１＊，Ｌ
Ｐ２＊，ＬＰ３＊　　　　　　　変換されたＰ偏光光Ｌ
Ｓ１＊，ＬＳ２＊，ＬＳ３＊　　　　変換されたＳ偏光
光ＬＳ＋ＬＰ　　　　　　　　白色光

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　不定偏光光を互いに直交する偏光面を
   有する２つの直線偏光光に分離し、該分離された２つの
   直線偏光光の偏光面を等しくしたのち、該偏光面が等し
   くされた２つの直線偏光光を別々に出射する偏光照明素
   子において、入射面側に設けられた、非平行光を平行光
   に変換する第１の光学素子と、出射面側に設けられた、
   平行光を非平行光に変換する第２の光学素子とを含むこ
   とを特徴とする偏光照明素子。
2. 【請求項２】　　投写型表示装置において、不定偏光光
   が非平行光として出射される光源部と、該光源部から出
   射した不定偏光光が入射される請求項１記載の偏光照明
   素子と、該偏光照明素子から別々に出射した２つの直線
   偏光光が入射される、非平行光を平行光に変換する第３
   の光学素子と、該第３の光学素子で平行光に変換された
   前記２つの直線偏光光が入射される液晶ライトバルブと
   を含むことを特徴とする投写型表示装置。