JPH05150191A - 直線偏光変換装置 - Google Patents
直線偏光変換装置Info
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- JPH05150191A JPH05150191A JP3341792A JP34179291A JPH05150191A JP H05150191 A JPH05150191 A JP H05150191A JP 3341792 A JP3341792 A JP 3341792A JP 34179291 A JP34179291 A JP 34179291A JP H05150191 A JPH05150191 A JP H05150191A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 自然光から直線偏光光を取り出す段階で偏光
板を使用せず全ての光を一定方向に偏光した光に変換す
ることができ、光量を２倍に増大させると共に、熱によ
る偏光板劣化の問題を解消することを目的とする。 【構成】 光源１から出射しリフレクタ２によって収束
された光軸と平行な収束光を、偏光ビームスプリット手
段３１によって振動面が互いに直交する透過直線偏光光
（Ｐ波）３３と反射直線偏光光（Ｓ波）３４とに分光す
る。Ｐ波３３は、収束レンズ３５によって収束され、第
１の全反射ミラー３６によって反射することにより振動
面が９０°回転され、さらに第２の全反射ミラー３７に
よって振動面は変えずに進行方向のみを９０°回転され
る。Ｓ波３４は、収束レンズ３８によって収束され、第
１の全反射ミラー３９によって振動面は変えずに進行方
向のみを９０°回転され、さらに第２の全反射ミラー４
０によって反射し、振動面が９０°回転されることによ
り、Ｐ波３３と同じ振動面となる。そして、Ｐ波３３と
Ｓ波３４は近接した光軸上に振動面を一致させて合成さ
れる。
板を使用せず全ての光を一定方向に偏光した光に変換す
ることができ、光量を２倍に増大させると共に、熱によ
る偏光板劣化の問題を解消することを目的とする。 【構成】 光源１から出射しリフレクタ２によって収束
された光軸と平行な収束光を、偏光ビームスプリット手
段３１によって振動面が互いに直交する透過直線偏光光
（Ｐ波）３３と反射直線偏光光（Ｓ波）３４とに分光す
る。Ｐ波３３は、収束レンズ３５によって収束され、第
１の全反射ミラー３６によって反射することにより振動
面が９０°回転され、さらに第２の全反射ミラー３７に
よって振動面は変えずに進行方向のみを９０°回転され
る。Ｓ波３４は、収束レンズ３８によって収束され、第
１の全反射ミラー３９によって振動面は変えずに進行方
向のみを９０°回転され、さらに第２の全反射ミラー４
０によって反射し、振動面が９０°回転されることによ
り、Ｐ波３３と同じ振動面となる。そして、Ｐ波３３と
Ｓ波３４は近接した光軸上に振動面を一致させて合成さ
れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、
青（Ｂ）別に設けた白黒液晶板の表示映像を加色混合し
て投射する液晶カラー投射型ディスプレイに適用して好
適な直線偏光変換装置に関するものである。
青（Ｂ）別に設けた白黒液晶板の表示映像を加色混合し
て投射する液晶カラー投射型ディスプレイに適用して好
適な直線偏光変換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、テレビジョンの大画面化指向が進
む中で、液晶テレビ・パネルの画像をスクリーンに拡大
投写する液晶方式の投射型ディスプレイが、小型、軽
量、取り扱いの容易さのために注目されている。しか
し、液晶投射型ディスプレイを、現在投射型ディスプレ
イの主流であり完成度が高いＣＲＴ（ブラウン管）画像
投写型ディスプレイと比較すると、解像度、明るさとも
未だ不満足で、改善の余地があった。
む中で、液晶テレビ・パネルの画像をスクリーンに拡大
投写する液晶方式の投射型ディスプレイが、小型、軽
量、取り扱いの容易さのために注目されている。しか
し、液晶投射型ディスプレイを、現在投射型ディスプレ
イの主流であり完成度が高いＣＲＴ（ブラウン管）画像
投写型ディスプレイと比較すると、解像度、明るさとも
未だ不満足で、改善の余地があった。
【０００３】解像度に関しては、高精細液晶テレビ・パ
ネルの開発が進んでいる。明るさに関しては、画像形成
と光源を分離できる液晶投射型ディスプレイの方が有利
とされるが、標準的なＣＲＴ方式に比べて１／２〜１／
３程度で未だ及ばない。投射光束を増加させるための手
っ取り早い方法は高光出力ランプを使用することである
が、この場合は消費電力の増大、装置温度の上昇による
部品の劣化をもたらすため実用的でない。
ネルの開発が進んでいる。明るさに関しては、画像形成
と光源を分離できる液晶投射型ディスプレイの方が有利
とされるが、標準的なＣＲＴ方式に比べて１／２〜１／
３程度で未だ及ばない。投射光束を増加させるための手
っ取り早い方法は高光出力ランプを使用することである
が、この場合は消費電力の増大、装置温度の上昇による
部品の劣化をもたらすため実用的でない。
【０００４】図４は光の色分離および混合にダイクロイ
ックミラーを用いたミラー方式と呼ばれる液晶カラー投
射型ディスプレイの従来例を示す模式図である。同図に
おいて、１はキセノンランプ等の光源であり、この光源
１から放射された光は、反射面が放物面で光源光を光軸
と平行な平行光にする反射鏡２で反射され、液晶板７、
１２、１５の直前に配置した不図示のコンデンサレンズ
によって投射光学系１９に向けて収束される。この時、
収束された平行光線は、青色光のみを分離反射する青ダ
イクロイックミラー４に入射する。青ダイクロイックミ
ラー４で分離された青色光５はミラー６で光源光軸と平
行に反射されて、透過型液晶パネル７に入射する。液晶
パネル７には投射すべき任意の映像の構成画素に応じて
選択的に電圧が供給されており、該液晶パネル７を透過
した青色光５は映像信号を有する青色映像光５ａとな
る。
ックミラーを用いたミラー方式と呼ばれる液晶カラー投
射型ディスプレイの従来例を示す模式図である。同図に
おいて、１はキセノンランプ等の光源であり、この光源
１から放射された光は、反射面が放物面で光源光を光軸
と平行な平行光にする反射鏡２で反射され、液晶板７、
１２、１５の直前に配置した不図示のコンデンサレンズ
によって投射光学系１９に向けて収束される。この時、
収束された平行光線は、青色光のみを分離反射する青ダ
イクロイックミラー４に入射する。青ダイクロイックミ
ラー４で分離された青色光５はミラー６で光源光軸と平
行に反射されて、透過型液晶パネル７に入射する。液晶
パネル７には投射すべき任意の映像の構成画素に応じて
選択的に電圧が供給されており、該液晶パネル７を透過
した青色光５は映像信号を有する青色映像光５ａとな
る。
【０００５】青ダイクロイックミラー４で青色成分５を
失いそのミラー４を透過した光は黄色になる。その黄色
光８は赤ダイクロイックミラー９に入射し、赤色光１０
が分離され、残る緑色光１１はそのミラー９を透過す
る。分離された赤色光１０は前記液晶パネル７と同一構
成からなる透過型液晶パネル１２に入射し赤色映像光１
０ａとなる。青色映像光５ａと赤色映像光１０ａは混合
用ダイクロイックミラー１３で混合されてマゼンタ色映
像光１４となる。
失いそのミラー４を透過した光は黄色になる。その黄色
光８は赤ダイクロイックミラー９に入射し、赤色光１０
が分離され、残る緑色光１１はそのミラー９を透過す
る。分離された赤色光１０は前記液晶パネル７と同一構
成からなる透過型液晶パネル１２に入射し赤色映像光１
０ａとなる。青色映像光５ａと赤色映像光１０ａは混合
用ダイクロイックミラー１３で混合されてマゼンタ色映
像光１４となる。
【０００６】一方、緑色光１１はやはり前記液晶パネル
７と同一構成の透過型液晶パネル１５に入射し、緑色映
像光１１ａとなり、ミラー１６で反射されて混合用ダイ
クロイックミラー１７に入射する。緑色映像光１１ａと
マゼンタ色映像光１４は混合用ダイクロイックミラー１
７で混合されて、ＲＧＢ加色混合映像光１８となり、投
射光学系１９を介して大型スクリーン２０に拡大投射さ
れて、カラー映像が再生される。
７と同一構成の透過型液晶パネル１５に入射し、緑色映
像光１１ａとなり、ミラー１６で反射されて混合用ダイ
クロイックミラー１７に入射する。緑色映像光１１ａと
マゼンタ色映像光１４は混合用ダイクロイックミラー１
７で混合されて、ＲＧＢ加色混合映像光１８となり、投
射光学系１９を介して大型スクリーン２０に拡大投射さ
れて、カラー映像が再生される。
【０００７】図５は透過型液晶パネル７（液晶パネル１
２、１５も同様）の実際の構成（図４では省略）を示す
図で、両側に設けられた２枚の偏光板２１Ａ、２１Ｂを
備えている。その理由は、液晶パネル７に使用される液
晶（ツイステッド・ネマティック液晶）は、電圧の印加
状態によって光を透過したり、遮断したりするのではな
く、入射した光の偏光面を回転させるからである。すな
わち、偏光方向の定まっていない自然光を入射させる
と、電圧の印加状態に関係なく、自然光として出てくる
ため、液晶パネルに画像が形成されていても、認識する
ことはできない。そこで、まず液晶パネル７の前に偏光
板２１Ａを置き、自然光のうち一定方向の偏光の光だけ
を透過させて、直線偏光の光に変える。つまり、自然光
が偏光板２１Ａを透過すると、互いに直交する２つの直
線偏光の光に分解され、このうち、偏光方向に平行な成
分は透過し、直交する成分は吸収される。そして、偏光
方向に平行な直線偏光光を液晶パネル７に入射させる
と、画像に応じて部分的に偏光方向が回転し、液晶パネ
ル７から出る。ここで再度偏光板２１Ｂを用いて一定方
向の偏光の光だけを透過させると、初めて濃淡画像が得
られる。なお、偏光方向に直交する成分は偏光板２１Ａ
に吸収されると、熱に変換される。
２、１５も同様）の実際の構成（図４では省略）を示す
図で、両側に設けられた２枚の偏光板２１Ａ、２１Ｂを
備えている。その理由は、液晶パネル７に使用される液
晶（ツイステッド・ネマティック液晶）は、電圧の印加
状態によって光を透過したり、遮断したりするのではな
く、入射した光の偏光面を回転させるからである。すな
わち、偏光方向の定まっていない自然光を入射させる
と、電圧の印加状態に関係なく、自然光として出てくる
ため、液晶パネルに画像が形成されていても、認識する
ことはできない。そこで、まず液晶パネル７の前に偏光
板２１Ａを置き、自然光のうち一定方向の偏光の光だけ
を透過させて、直線偏光の光に変える。つまり、自然光
が偏光板２１Ａを透過すると、互いに直交する２つの直
線偏光の光に分解され、このうち、偏光方向に平行な成
分は透過し、直交する成分は吸収される。そして、偏光
方向に平行な直線偏光光を液晶パネル７に入射させる
と、画像に応じて部分的に偏光方向が回転し、液晶パネ
ル７から出る。ここで再度偏光板２１Ｂを用いて一定方
向の偏光の光だけを透過させると、初めて濃淡画像が得
られる。なお、偏光方向に直交する成分は偏光板２１Ａ
に吸収されると、熱に変換される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】以上のことから明らか
なように、従来装置においては自然光から偏光板２１Ａ
で偏光した直線偏光光を取り出す段階で少なくとも半分
の光が偏光板２１Ａに吸収されるため、光の有効利用と
いう点で問題があった。また、吸収された光は熱に変換
され、偏光板２１Ａの温度を上昇させるため、偏光板２
１Ａを劣化させるという付随的な問題もあった。したが
って、自然光から偏光板２１Ａで一定方向の偏光成分だ
けを取り出すのではなく、光源からの全ての光を一定方
向に偏光した光に変換することができ、光量の増大化
と、熱による偏光板劣化の問題を解消し得る装置の開発
が要望されている。なお、２枚目の偏光板２１Ｂの劣化
の問題は、液晶パネル７の開口部分が全面積の４０％程
度（開口率の増大も液晶カラー投射型ディスプレイの高
輝度化の重要なファクタである）であるため、１枚目の
偏光板２１Ａほど大きな問題にならない。
なように、従来装置においては自然光から偏光板２１Ａ
で偏光した直線偏光光を取り出す段階で少なくとも半分
の光が偏光板２１Ａに吸収されるため、光の有効利用と
いう点で問題があった。また、吸収された光は熱に変換
され、偏光板２１Ａの温度を上昇させるため、偏光板２
１Ａを劣化させるという付随的な問題もあった。したが
って、自然光から偏光板２１Ａで一定方向の偏光成分だ
けを取り出すのではなく、光源からの全ての光を一定方
向に偏光した光に変換することができ、光量の増大化
と、熱による偏光板劣化の問題を解消し得る装置の開発
が要望されている。なお、２枚目の偏光板２１Ｂの劣化
の問題は、液晶パネル７の開口部分が全面積の４０％程
度（開口率の増大も液晶カラー投射型ディスプレイの高
輝度化の重要なファクタである）であるため、１枚目の
偏光板２１Ａほど大きな問題にならない。
【０００９】したがって、本発明は上記したような従来
の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするとこ
ろは、自然光から直線偏光を取り出す段階で偏光板を使
用せず全ての光を一定方向に偏光した光に変換すること
ができ、光量を２倍に増大するに留まらず、熱による偏
光板劣化の問題を解消し得るようにした直線偏光変換装
置を提供することにある。
の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするとこ
ろは、自然光から直線偏光を取り出す段階で偏光板を使
用せず全ての光を一定方向に偏光した光に変換すること
ができ、光量を２倍に増大するに留まらず、熱による偏
光板劣化の問題を解消し得るようにした直線偏光変換装
置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、回転放物体等のリフレクタを備えた光源手段
と、この光源手段からの略平行な収束光の光軸上に配設
され、その収束光を透過直線偏光光（Ｐ波）と反射直線
偏光光（Ｓ波）に分光する偏光ビームスプリット手段
と、この偏光ビームスプリット手段の前記両直線偏光光
の射出面に対向させてそれぞれ設けた収束手段と、前記
両直線偏光光を合成するべく前記両射出面に対しそれぞ
れ４５°傾斜させて設けた第１の全反射手段と、これら
全反射手段の反射光軸に対し４５°傾斜させて前記両射
出面に平行に設けられ前記第１の全反射手段によって反
射した両直線偏光光を同方向に反射し合成する第２の全
反射手段とで構成したものである。
するため、回転放物体等のリフレクタを備えた光源手段
と、この光源手段からの略平行な収束光の光軸上に配設
され、その収束光を透過直線偏光光（Ｐ波）と反射直線
偏光光（Ｓ波）に分光する偏光ビームスプリット手段
と、この偏光ビームスプリット手段の前記両直線偏光光
の射出面に対向させてそれぞれ設けた収束手段と、前記
両直線偏光光を合成するべく前記両射出面に対しそれぞ
れ４５°傾斜させて設けた第１の全反射手段と、これら
全反射手段の反射光軸に対し４５°傾斜させて前記両射
出面に平行に設けられ前記第１の全反射手段によって反
射した両直線偏光光を同方向に反射し合成する第２の全
反射手段とで構成したものである。
【００１１】
【作用】本発明において、光源手段から出射する光源光
は自然光であり、円偏光の性質を有してリフレクタによ
り光軸と略平行な収束光となり、偏光ビームスプリット
手段に入射する。偏光ビームスプリット手段は、入射し
た自然光を反射直線偏光光（Ｓ波）と、透過直線偏光光
（Ｐ波）に分離する。Ｓ波は自然光の光軸に対して直角
方向に反射し、Ｐ波はＳ波と振動面が直交しそのまま透
過する。偏光ビームスプリット手段の各射出面から出射
したＳ波とＰ波は、それぞれ収束手段によって収束され
て、各射出面に対して４５°傾斜する第１の全反射ミラ
ーにそれぞれ当たって反射することにより、進行方向が
９０°変換される。この時、Ｓ波とＰ波の振動面は依然
として直交している。第２の全反射手段は第１の全反射
手段の反射光軸に対して４５°傾斜して設けられ、第１
の全反射手段によって反射したＳ波とＰ波を合成するた
め同方向に反射し進行方向を９０°変換すると、Ｓ波と
Ｐ波の振動面もそれぞれ９０°回転する。この場合、Ｓ
波とＰ波をそれぞれ全反射させる第２の全反射手段の配
置構成（向き）によって、例えばＳ波の進行方向と振動
面を共に９０°回転させ、Ｐ波の振動面は変えず進行方
向のみを９０°回転させると、Ｓ波とＰ波の振動面を一
致させることができる。また、Ｓ波とＰ波の光路長を等
しくすることは簡単で、両波の位相を同位相にして合成
することができる。
は自然光であり、円偏光の性質を有してリフレクタによ
り光軸と略平行な収束光となり、偏光ビームスプリット
手段に入射する。偏光ビームスプリット手段は、入射し
た自然光を反射直線偏光光（Ｓ波）と、透過直線偏光光
（Ｐ波）に分離する。Ｓ波は自然光の光軸に対して直角
方向に反射し、Ｐ波はＳ波と振動面が直交しそのまま透
過する。偏光ビームスプリット手段の各射出面から出射
したＳ波とＰ波は、それぞれ収束手段によって収束され
て、各射出面に対して４５°傾斜する第１の全反射ミラ
ーにそれぞれ当たって反射することにより、進行方向が
９０°変換される。この時、Ｓ波とＰ波の振動面は依然
として直交している。第２の全反射手段は第１の全反射
手段の反射光軸に対して４５°傾斜して設けられ、第１
の全反射手段によって反射したＳ波とＰ波を合成するた
め同方向に反射し進行方向を９０°変換すると、Ｓ波と
Ｐ波の振動面もそれぞれ９０°回転する。この場合、Ｓ
波とＰ波をそれぞれ全反射させる第２の全反射手段の配
置構成（向き）によって、例えばＳ波の進行方向と振動
面を共に９０°回転させ、Ｐ波の振動面は変えず進行方
向のみを９０°回転させると、Ｓ波とＰ波の振動面を一
致させることができる。また、Ｓ波とＰ波の光路長を等
しくすることは簡単で、両波の位相を同位相にして合成
することができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。図１は本発明に係る直線偏光変換装置
の一実施例を示す外観斜視図である。図２は図１のＡ−
Ａ矢視側面図、図３は第２の全反射ミラーとしてのミラ
ーブロックを示す斜視図である。これらの図において、
本実施例は光源１から出射した自然光２９を内面が回転
放物反射面からなるリフレクタ２によって光軸と平行な
収束光３０とし、この収束光３０を偏光ビームスプリッ
ト手段３１に入射させることで、その誘電体多層膜３２
によって透過直線偏光光（以下Ｐ波と略称する）３３と
反射直線偏光光（以下Ｓ波と略称する）３４に分光し、
Ｐ波３３を集光レンズ（収束手段）３５によって収束
し、第１の全反射ミラー３６によって光源光軸と直交す
る方向に全反射させた後、さらに第２の全反射ミラ−３
７によって全反射させて上記した液晶パネル７（図４参
照）に導く一方、Ｓ波３４を集光レンズ３８によって収
束し、第１の全反射ミラー３９によって光源光軸と平行
な方向に全反射させ、さらに第２の全反射ミラ−４０に
よってＰ波３３と同方向に全反射させるようにしたもの
で、これによって前記Ｐ波３３とＳ波３４の光軸を近接
させて図示しない収束レンズを介して平行光にした後、
前記液晶パネル７に導くようにしたものである。
詳細に説明する。図１は本発明に係る直線偏光変換装置
の一実施例を示す外観斜視図である。図２は図１のＡ−
Ａ矢視側面図、図３は第２の全反射ミラーとしてのミラ
ーブロックを示す斜視図である。これらの図において、
本実施例は光源１から出射した自然光２９を内面が回転
放物反射面からなるリフレクタ２によって光軸と平行な
収束光３０とし、この収束光３０を偏光ビームスプリッ
ト手段３１に入射させることで、その誘電体多層膜３２
によって透過直線偏光光（以下Ｐ波と略称する）３３と
反射直線偏光光（以下Ｓ波と略称する）３４に分光し、
Ｐ波３３を集光レンズ（収束手段）３５によって収束
し、第１の全反射ミラー３６によって光源光軸と直交す
る方向に全反射させた後、さらに第２の全反射ミラ−３
７によって全反射させて上記した液晶パネル７（図４参
照）に導く一方、Ｓ波３４を集光レンズ３８によって収
束し、第１の全反射ミラー３９によって光源光軸と平行
な方向に全反射させ、さらに第２の全反射ミラ−４０に
よってＰ波３３と同方向に全反射させるようにしたもの
で、これによって前記Ｐ波３３とＳ波３４の光軸を近接
させて図示しない収束レンズを介して平行光にした後、
前記液晶パネル７に導くようにしたものである。
【００１３】偏光ビームスプリット手段３１は、２つの
直角プリズムのうちの一方の斜面に誘電体多層膜３２を
蒸着し、斜面同士を接合したものであり、収束光３０を
偏光方向が互いに直交する２つの直線偏光光に分離する
ことができ、その斜面を透過する光がＰ偏光の光３３で
あり、斜面で反射された光がＳ偏光の光３４である。な
お、分光直後のＰ波３３は、図１において進行方向に対
して直交する方向に振動する成分を持ち振動面がＹ方向
と平行な直線偏光光、Ｓ波３４は、図１においてＺ方向
に振動する成分を持つ直線偏光光で、振動面がＸ方向と
平行でＰ波３３の振動面と直交している。
直角プリズムのうちの一方の斜面に誘電体多層膜３２を
蒸着し、斜面同士を接合したものであり、収束光３０を
偏光方向が互いに直交する２つの直線偏光光に分離する
ことができ、その斜面を透過する光がＰ偏光の光３３で
あり、斜面で反射された光がＳ偏光の光３４である。な
お、分光直後のＰ波３３は、図１において進行方向に対
して直交する方向に振動する成分を持ち振動面がＹ方向
と平行な直線偏光光、Ｓ波３４は、図１においてＺ方向
に振動する成分を持つ直線偏光光で、振動面がＸ方向と
平行でＰ波３３の振動面と直交している。
【００１４】前記集光レンズ３５と３８は、前記偏光ビ
ームスプリット手段３１のＰ波３３とＳ波３４の射出面
４２、４３に対してそれぞれ平行に対向配置されてい
る。第１の全反射ミラー３６と３９は、前記射出面４
２、４３に対してそれぞれ４５°傾斜し、且つ互いに正
対するよう、すなわち互いに反射面を平行に対向させて
配設されている。第２の全反射ミラー３７は、第１の全
反射ミラー３６の反射光軸に対して４５°傾斜し、且つ
前記射出面４２と直交している。第２の全反射ミラー４
０は、第１の全反射ミラー３９の反射光軸に対して４５
°傾斜し、且つ射出面４３と前記第２の全反射ミラー３
７に対して４５°傾斜して配設されている。そして、第
２の全反射ミラー３７と４０は一体に形成されることに
よりミラーブロックを構成しており、前記集光レンズ３
５、３８の焦点位置に設けられている。なお、光源１か
ら第２の全反射ミラー３７、４０までの光路長は等しく
設定されている。４４、４５はＰ波３３とＳ波３４の波
形を示す。
ームスプリット手段３１のＰ波３３とＳ波３４の射出面
４２、４３に対してそれぞれ平行に対向配置されてい
る。第１の全反射ミラー３６と３９は、前記射出面４
２、４３に対してそれぞれ４５°傾斜し、且つ互いに正
対するよう、すなわち互いに反射面を平行に対向させて
配設されている。第２の全反射ミラー３７は、第１の全
反射ミラー３６の反射光軸に対して４５°傾斜し、且つ
前記射出面４２と直交している。第２の全反射ミラー４
０は、第１の全反射ミラー３９の反射光軸に対して４５
°傾斜し、且つ射出面４３と前記第２の全反射ミラー３
７に対して４５°傾斜して配設されている。そして、第
２の全反射ミラー３７と４０は一体に形成されることに
よりミラーブロックを構成しており、前記集光レンズ３
５、３８の焦点位置に設けられている。なお、光源１か
ら第２の全反射ミラー３７、４０までの光路長は等しく
設定されている。４４、４５はＰ波３３とＳ波３４の波
形を示す。
【００１５】このような構成において、偏光ビームスプ
リット手段３１を透過するＰ波３３は、上記した通りＹ
方向と平行な振動面を有し、第１の全反射ミラー３６に
よって光源光軸と直交する方向に反射すると、進行方向
が９０°変換されてＸ方向となり、振動面が同じく９０
°回転してＺ方向と直交する直線偏光光となり、さらに
第２の全反射ミラー３７によって進行方向が同一面内で
９０°変換されると、振動面は変わらず進行方向がＹ方
向の直線偏光光（Ｓ’波）となる。一方、偏光ビームス
プリット手段３１の誘電体多層膜３２によって反射した
Ｓ波３４は、振動方向がＺ方向でＸ方向と平行な振動面
を有し、第１の全反射ミラー３９によって光源光軸と平
行な方向に反射すると、進行方向が９０°変換されてＺ
方向となり振動面は変わらず、さらに第２の全反射ミラ
ー４０に当たって進行方向が光源光軸と直交する方向に
変換されると、進行方向が前記Ｐ波３３と同方向（Ｙ方
向）で、振動面がＺ方向と直交する、つまりＰ波３３と
同一の振動面を有する直線偏光光（Ｓ波）となり、Ｐ波
３３の光軸に近接させて同方向に全反射される。また、
光源１から第２の全反射ミラー３７、４０までの光路長
は等しく設定されているので、Ｐ波３３とＳ波３４の位
相も等しい。したがって、光源１から出た全ての自然光
２９を、損失なく反射直線偏光光（Ｓ波＋Ｓ’波）とし
て取り出すことができ、液晶パネル７に入射する偏光光
の光量を従来の約２倍に増大させることができる。ま
た、従来装置と異なり偏光板を必要としないので、熱に
よる偏光板劣化の問題も解消することができる。
リット手段３１を透過するＰ波３３は、上記した通りＹ
方向と平行な振動面を有し、第１の全反射ミラー３６に
よって光源光軸と直交する方向に反射すると、進行方向
が９０°変換されてＸ方向となり、振動面が同じく９０
°回転してＺ方向と直交する直線偏光光となり、さらに
第２の全反射ミラー３７によって進行方向が同一面内で
９０°変換されると、振動面は変わらず進行方向がＹ方
向の直線偏光光（Ｓ’波）となる。一方、偏光ビームス
プリット手段３１の誘電体多層膜３２によって反射した
Ｓ波３４は、振動方向がＺ方向でＸ方向と平行な振動面
を有し、第１の全反射ミラー３９によって光源光軸と平
行な方向に反射すると、進行方向が９０°変換されてＺ
方向となり振動面は変わらず、さらに第２の全反射ミラ
ー４０に当たって進行方向が光源光軸と直交する方向に
変換されると、進行方向が前記Ｐ波３３と同方向（Ｙ方
向）で、振動面がＺ方向と直交する、つまりＰ波３３と
同一の振動面を有する直線偏光光（Ｓ波）となり、Ｐ波
３３の光軸に近接させて同方向に全反射される。また、
光源１から第２の全反射ミラー３７、４０までの光路長
は等しく設定されているので、Ｐ波３３とＳ波３４の位
相も等しい。したがって、光源１から出た全ての自然光
２９を、損失なく反射直線偏光光（Ｓ波＋Ｓ’波）とし
て取り出すことができ、液晶パネル７に入射する偏光光
の光量を従来の約２倍に増大させることができる。ま
た、従来装置と異なり偏光板を必要としないので、熱に
よる偏光板劣化の問題も解消することができる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る直線偏
光変換装置は、自然光から直線偏光光を取り出す段階
で、偏光ビームスプリット手段、収束手段および全反射
手段を用いて振動面の異なる２つの直線偏光光の振動面
を回転、一致させて合成するように構成したので、偏向
板を使用せず全ての光を一定方向に偏光した光に変換す
ることができる。この結果、光の損失がなく光量を増大
させることができ、また、従来のごとく偏光板を用いた
際に生じる光吸収による温度上昇に伴って引き起こす偏
光板の劣化の問題も解消することができる。
光変換装置は、自然光から直線偏光光を取り出す段階
で、偏光ビームスプリット手段、収束手段および全反射
手段を用いて振動面の異なる２つの直線偏光光の振動面
を回転、一致させて合成するように構成したので、偏向
板を使用せず全ての光を一定方向に偏光した光に変換す
ることができる。この結果、光の損失がなく光量を増大
させることができ、また、従来のごとく偏光板を用いた
際に生じる光吸収による温度上昇に伴って引き起こす偏
光板の劣化の問題も解消することができる。
【図１】本発明に係る直線偏光変換装置の一実施例を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視側面図である。
【図３】第２の全反射ミラーとしてのミラーブロックを
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図４】液晶カラー投射装置の従来例を示す模式図であ
る。
る。
【図５】液晶パネルと偏光板の構成を示す図である。
１ 光源 ２ リフレクタ ４、１１ 分光用ダイクロイックミラー ７、１２、１５ 液晶パネル １３、１７ 合成用ダイクロイックミラー ３０ 収束光 ３１ 偏光ビームスプリット手段 ３２ 誘電体多層膜 ３３ Ｐ波 ３４ Ｓ波 ３５ 集光レンズ ３６、３９ 第１の全反射ミラー ３７、４０ 第２の全反射ミラー ４２、４３ 射出面
Claims (1)
- 【請求項１】 回転放物体等のリフレクタを備えた光源
手段と、この光源手段からの略平行な収束光の光軸上に
配設され、その収束光を透過直線偏光光（Ｐ波）と反射
直線偏光光（Ｓ波）に分光する偏光ビームスプリット手
段と、この偏光ビームスプリット手段の前記両直線偏光
光の射出面に対向させてそれぞれ設けた収束手段と、前
記両直線偏光光を合成するべく前記両射出面に対しそれ
ぞれ４５°傾斜させて設けた第１の全反射手段と、これ
ら全反射手段の反射光軸に対し４５°傾斜させて前記両
射出面に平行に設けられ前記第１の全反射手段によって
反射した両直線偏光光を同方向に反射し合成する第２の
全反射手段とからなることを特徴とする直線偏光変換装
置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3341792A JPH05150191A (ja) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | 直線偏光変換装置 |
| KR1019920022986A KR960013807B1 (ko) | 1991-12-02 | 1992-12-01 | 직선 편광 변환장치 |
| CA002084259A CA2084259C (en) | 1991-12-02 | 1992-12-01 | Linear, polarization/conversion apparatus |
| EP92120581A EP0545389B1 (en) | 1991-12-02 | 1992-12-02 | Apparatus to efficiently convert unpolarized light to linearly polarized light |
| DE69219443T DE69219443T2 (de) | 1991-12-02 | 1992-12-02 | Vorrichtung zur effektiven Umwandlung von unpolarisiertem Licht in lineares polarisiertes Licht |
| US08/352,430 US5485310A (en) | 1991-12-02 | 1994-12-08 | Linear polarization/conversion apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3341792A JPH05150191A (ja) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | 直線偏光変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05150191A true JPH05150191A (ja) | 1993-06-18 |
Family
ID=18348797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3341792A Pending JPH05150191A (ja) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | 直線偏光変換装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5485310A (ja) |
| EP (1) | EP0545389B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05150191A (ja) |
| KR (1) | KR960013807B1 (ja) |
| CA (1) | CA2084259C (ja) |
| DE (1) | DE69219443T2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1134678C (zh) | 1996-08-20 | 2004-01-14 | 精工爱普生株式会社 | 光学元件、偏振光照明装置及投影型显示装置 |
| FR2771186B1 (fr) | 1997-11-18 | 2001-11-02 | Thomson Multimedia Sa | Dispositif a miroirs pour faire tourner la polarisation d'un signal electromagnetique |
| US5940149A (en) * | 1997-12-11 | 1999-08-17 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Planar polarizer for LCD projectors |
| US5946139A (en) * | 1998-04-06 | 1999-08-31 | Unic View Ltd. | Compact monitor |
| JP2002148606A (ja) | 2000-11-13 | 2002-05-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 液晶プロジェクター |
| US8422132B2 (en) * | 2008-12-02 | 2013-04-16 | Shanghai Lexvu Opto Microelectronics Technology Co., Ltd. | Integrated planar polarizing device |
| US9778475B2 (en) | 2014-11-06 | 2017-10-03 | The United States of America as represesnted by the Secretary of the Air Forice | Universal polarization converter |
| CN109188700B (zh) * | 2018-10-30 | 2021-05-11 | 京东方科技集团股份有限公司 | 光学显示系统及ar/vr显示装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0264613A (ja) * | 1988-08-31 | 1990-03-05 | Seiko Epson Corp | 偏光光源 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3508809A (en) * | 1967-12-29 | 1970-04-28 | Rca Corp | High efficiency light polarization system |
| DE2057827A1 (de) * | 1969-11-24 | 1971-06-03 | Vickers Ltd | Optische Anordnung zur Bildfeldebnung |
| US4904061A (en) * | 1984-10-22 | 1990-02-27 | Seiko Epson Corporation | Projection-type liquid crystal display device with even color |
| JPH0535388Y2 (ja) * | 1985-07-29 | 1993-09-08 | ||
| US4963003A (en) * | 1988-02-22 | 1990-10-16 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Laser optical system |
| JPH0239084A (ja) * | 1988-07-29 | 1990-02-08 | Citizen Watch Co Ltd | 画像投影装置 |
| US4978202A (en) * | 1989-05-12 | 1990-12-18 | Goldstar Co., Ltd. | Laser scanning system for displaying a three-dimensional color image |
| EP0422661A3 (en) * | 1989-10-13 | 1992-07-01 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd | Polarization forming optical device and polarization beam splitter |
| US5073830A (en) * | 1990-01-09 | 1991-12-17 | Greyhawk Systems, Inc. | High-efficiency polarized light source |
| ATE162921T1 (de) * | 1990-05-08 | 1998-02-15 | Canon Kk | Polarisationsumsetzungsapparat |
-
1991
- 1991-12-02 JP JP3341792A patent/JPH05150191A/ja active Pending
-
1992
- 1992-12-01 KR KR1019920022986A patent/KR960013807B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1992-12-01 CA CA002084259A patent/CA2084259C/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-12-02 EP EP92120581A patent/EP0545389B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-12-02 DE DE69219443T patent/DE69219443T2/de not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-12-08 US US08/352,430 patent/US5485310A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0264613A (ja) * | 1988-08-31 | 1990-03-05 | Seiko Epson Corp | 偏光光源 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69219443T2 (de) | 1997-11-13 |
| EP0545389B1 (en) | 1997-05-02 |
| DE69219443D1 (de) | 1997-06-05 |
| EP0545389A1 (en) | 1993-06-09 |
| CA2084259A1 (en) | 1993-06-03 |
| US5485310A (en) | 1996-01-16 |
| CA2084259C (en) | 1999-01-26 |
| KR960013807B1 (ko) | 1996-10-10 |
| KR930015881A (ko) | 1993-07-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |