JPH05181090A - 偏光照明装置及び該偏光照明装置を用いた投写表示装置 - Google Patents

偏光照明装置及び該偏光照明装置を用いた投写表示装置

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JPH05181090A
JPH05181090A JP4000806A JP80692A JPH05181090A JP H05181090 A JPH05181090 A JP H05181090A JP 4000806 A JP4000806 A JP 4000806A JP 80692 A JP80692 A JP 80692A JP H05181090 A JPH05181090 A JP H05181090A
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light
polarized light
polarized
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illuminated
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JP4000806A
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Hideaki Mitsutake
英明 光武
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光利用効率を向上させると共に、色むら、輝
度むらの起きにくいコンパクトな偏光照明装置を提供す
る。 【構成】 色と光量のうち少なくとも一方が異なる、偏
光面の一致した2つの光束を平行出射する偏光照明装置
を、2個隣接して配置し、夫々の偏光照明装置からの光
束のうち、色及び光量が一致する2つの光束が照明する
領域を、対角の位置関係になるように配置した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は偏光照明装置及び該偏光
照明装置を有する投写表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6は偏光照明装置を用いた投写表示装
置の従来例の1つを示す要部構成図で、特開昭61−9
0584号公報に記載されているものである。
【0003】この投写表示装置では、光源1からの光は
反射ミラー2、熱線カットフィルタ3を介してコンデン
サレンズ4へ入射する。コンデンサレンズ4から出射さ
れる平行光束は偏光ビームスプリッタ11に入射し、偏
光ビームスプリッタ11の作用面11aでそのP偏光成
分LP はそのまま透過し、そのS偏光成分LS は直角に
反射して全反射プリズム12に入射する。該S偏光光L
S は全反射プリズム12で再度直角に反射されることに
より、偏光ビームスプリッタ11を透過してくる前記P
偏光光LP と同一方向に全反射プリズム12から出射さ
れる。ここで、S偏光成分LS とは偏光ビームスプリッ
タ11の作用面11aに平行な偏光成分のことであり、
P偏光成分LP とは該S偏光成分と直交する偏光成分の
ことである。
【0004】全反射プリズム12の出射面にはλ/2光
学位相板13が配置され、全反射プリズム12より出射
される前記S偏光光LS は、λ/2光学位相板13によ
りその偏光方向が90度回転され、P偏光光LP *に変換
される。また、偏光ビームスプリッタ11及びλ/2光
学位相板13の出射側にはそれぞれ光路変更用のクサビ
形レンズ14、15が配置され、偏光ビームスプリッタ
11を透過してくる前記P偏光光LP 及びλ/2光学位
相板13で変換された前記P偏光光LP *は光路が変更さ
れ、液晶ライトバルブ7の入射側の面状の点PO で交差
して合成光となる。
【0005】したがって、この投写表示装置では、偏光
ビームスプリッタ11で分離される前記S偏光成分LS
及び前記P偏光成分LP の両方を同じ偏光方向を持つ直
線偏光光とし、液晶ライトバルブ7を照明することが出
来るため、偏光照明装置を用いない投写表示装置に比べ
て大幅な光利用効率のアップが図れる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図6に示した装置で
は、くさび形レンズ14、15で光束を合成するが、液
晶ライトバルブの入射角依存性を考慮すると角度θは小
さいほうが望ましく、それに従うと装置サイズが大きく
なってしまう。
【0007】一方、光束を合成せずに平行に出射させL
P 、LP *各々の光束を液晶ライトバルブ7の異なる領域
に照射させる場合には、偏光ビームスプリッタ11及び
λ/2光学位相板13の特性に依存してLP とLP *の間
で光量、色温度が互いにずれてくる為、ムラが生じ易く
なる。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、光利用効率を
向上させると共に、色むら、輝度むらの起きにくいコン
パクトな偏光照明装置、ひいては、装置のコンパクト性
及び画質を損なわない投写表示装置を提供することを目
的とするもので、不定偏光光を発する光源と、該光源か
らの不定偏光光を互いに偏光方向が異なる第1及び第2
偏光光に分離し、該1、第2偏光光の偏光方向を一致さ
せると共に、該第1、第2偏光光の進行方向を一致させ
る偏光変換素子を複数個有し、第1偏光変換素子の前記
第1偏光光で被照明面の領域Aを照明し、該第1偏光変
換素子の第1偏光光とは色と光量のうち少なくとも一方
が異なる前記第1偏光変換素子の第2偏光光で前記被照
明面の領域Bを照明し、前記第1偏光変換素子の第1偏
光光と同等な色と光量を持つ第2偏光変換素子の第1偏
光光で前記被照明体の領域A′を照明し、前記第1偏光
変換素子の第2偏光光と同等な色と光量を持つ前記第2
偏光変換素子の第2偏光光で前記被照明体の領域B′を
照明し、前記領域AとA′、前記領域BとB′が互いに
対角の位置関係となるように、前記第1偏光変換素子と
前記第2偏光変換素子を隣接して配置することを特徴と
する。
【0009】
【実施例】図1は本発明の偏光照明装置を示す斜視図で
ある。
【0010】偏光ビームスプリッタ11及びその作用面
11a、全反射プリズム12は図6に示したものと同じ
である。また、偏光ビームスプリッタ11′、その作用
面11a′、全反射プリズム12′は図6の構成の鏡像
関係の構成となっている。つまり、偏光ビームスプリッ
タ11′、作用面11a′、全反射プリズム12′の構
成は、偏光ビームスプリッタ11、作用面11a、全反
射プリズム12の組み合わせに対して、偏光ビームスプ
リッタ11と全反射プリズム12の境を境界とした面対
称の構成となっている。
【0011】図中には示されていないが、光源、反射ミ
ラー、熱線カットフィルター、コンデンサレンズは図6
と同様に偏光ビームスプリッタ11、11′の入射側に
各々配置される。また、λ/2光学位相板も同様に全反
射プリズム12、12′の出射側に各々配置される。光
源からの光はa、a′の方向またはb、b′の方向のど
ちらでも良い。
【0012】図2aは図1に示す本実施例の偏光照明装
置から出射する光束のムラの発生を示す図である。図2
bは図6に示した従来例(但し、クサビ型レンズのない
場合)の同じくムラの発生を示す図である。比較の為に
面積を同じにしてある。本実施例図2aの場合は明るい
領域(図中“強”で示している)と暗い領域(図中
“弱”で示している)が複数の小分割領域となる為、ム
ラの目立ちは少なくなる。これは、光源からの光束が一
定の広がり角を持つ為に生じる、互いの光束の重なり効
果が図2bよりも助長されることによる。この効果は適
当なパワーを持った集光レンズを図1に示した偏光照明
装置の出射側に付加することによって更に良くなる。こ
の場合、弱いパワーのレンズであっても光束を連続的に
徐々に重ねていくので、図6の従来例に示したクサビレ
ンズの場合のように光束を完全に重ねる必要はない。
【0013】本実施例は、光源2つを含む2つの偏光照
明装置からなる複合系となっているが、必要な光量が決
まっている場合は、光源の出力を落とすなど消費電力を
節約しても良い。この場合、出力の小さな光源を用いれ
ば発光径が小さくなるので光源からの光を平行化し易く
なる。
【0014】図3は本発明の他の実施例を示す要部斜視
図であり、偏光ビームスプリッタ26、26′及び全反
射プリズム29、29′を表す。図4は図3の実施例の
下半分に対応する部分の詳細説明図であり、上半分は図
4の構成の鏡像の関係になっており、具体的な作用は同
様である。光源からの光はa、a′の方向から入射す
る。
【0015】図4において、前記下半分に対応する装置
は、光源1、反射ミラー2、熱線カットフィルター3、
コンデンサレンズ4、そしてコンデンサレンズ4から出
射される平行光束のP偏光成分LP を透過させ、S偏光
成分LS を垂直に反射させる作用面(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)26a
を有する偏光ビームスプリッタ26と、一端が偏光ビー
ムスプリッタ26の作用面26aの一端と互いに垂直に
接する、前記透過されるP偏光成分LP を垂直に反射す
る全反射面29aを有する全反射プリズム29と、一端
が偏光ビームスプリッタ26の作用面26aの一端と互
いに45度の角度で接しかつ全反射プリズム29の全反
射面29aの一端と接する、前記反射されるS偏光成分
S が入射されるλ/4光学位相板27と、λ/4光学
位相板27に接着されたアルミ蒸着膜または光学多層膜
よりなる反射面を有する反射板28とから構成される。
【0016】光源1からの光は反射ミラー2、熱線カッ
トフィルタ3を介してコンデンサレンズ4へ入射する。
コンデンサレンズ4から出射される平行光束は、偏光ビ
ームスプリッタ26の作用面26aでそのP偏光成分L
P が透過され、そのS偏光成分LS が垂直に反射される
ことにより、P偏光成分とS偏光成分に分離される。
【0017】反射されるS偏光成分LS は、λ/4光学
位相板27に入射し、反射板28の反射面で反射され再
びλ/4光学位相板27を透過することにより、その偏
光面が90度回転しP偏光成分LP *に変換される。該変
換されたP偏光成分LP *は作用面26aをそのまま透過
し偏光ビームスプリッタ26から出射される。一方、前
記透過されるP偏光成分LP は全反射プリズム29の全
反射面29aで垂直に反射され、前記変換されたP偏光
成分LP *と平行に全反射プリズム29から出射される。
【0018】第5図は本発明の他の実施例を示す要部斜
視図である。偏光ビームスプリッタ31、31′、全反
射プリズム32、32′及びλ/2光学位相板33、3
3′(斜線部)からなり、光源からの光はa、a′の方
向から入射する。
【0019】本実施例ではλ/2光学位相板33、3
3′を上半分と下半分で異なる出射側に付与し、且つ、
出射光の偏光方向を同一にする為に、光源から偏光ビー
ムスプリッタへの入射方向を互いに変えてある。
【0020】本実施例に於ても、図1、図3で示した実
施例と同様の効果が得られる。但し、図1、図3で示し
た実施例は、上半分の偏光ビームスプリッタ・全反射プ
リズムの組み合わせと、下半分の偏光ビームスプリッタ
・全反射プリズムの組み合わせとが鏡像関係になってい
る為、光源から出射面までの光路長を考えると、図2
(a)で示す“強”どうし“弱”どうしが同光路長とな
るので“強”と“強”、“弱”と“弱”間で輝度差が起
きにくいという更なる効果も有する。
【0021】また、従来例で示した投写表示装置に於
て、本発明の偏光照明装置を適用して被照明面である液
晶ライトバルブを照明すれば、色ムラ、輝度ムラに起因
する画質劣化の目立たない投写表示装置を提供できる。
【0022】以上説明した実施例は各々2個の偏光照明
装置の組み合わせであるが、一つの光源から2つの光束
を得、夫々の光束を2個の偏光ビームスプリッタに入射
させるようにしても良いし、3個以上の偏光照明装置の
組み合わせでもよく、異なる種類の偏光照明装置の組み
合わせであっても構わない。
【0023】また、偏光ビームスプリッタで分離された
一対の光束が、夫々異なった出射口から出射するような
偏光照明装置なら、例えば一対の光束間での光路長が互
いに異なっていれば光量差が起きるし、偏光方向を変換
する際に光学位相板を用いていれば、光学位相板を透過
した一方の光束と光学位相板を透過していない他方の光
束の間で色むらが起きるので、そのような偏光照明装置
ならどんなものでも本発明が適用できる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、不定偏光
光を発する光源と、該光源からの不定偏光光を互いに偏
光方向が異なる第1及び第2偏光光に分離し、該1、第
2偏光光の偏光方向を一致させると共に、該第1、第2
偏光光の進行方向を一致させる偏光変換素子を複数個有
し、第1偏光変換素子の前記第1偏光光で被照明面の領
域Aを照明し、該第1偏光変換素子の第1偏光光とは色
と光量のうち少なくとも一方が異なる前記第1偏光変換
素子の第2偏光光で前記被照明面の領域Bを照明し、前
記第1偏光変換素子の第1偏光光と同等な色と光量を持
つ第2偏光変換素子の第1偏光光で前記被照明体の領域
A′を照明し、前記第1偏光変換素子の第2偏光光と同
等な色と光量を持つ前記第2偏光変換素子の第2偏光光
で前記被照明体の領域B′を照明し、前記領域Aと
A′、前記領域BとB′が互いに対角の位置関係となる
ように、前記第1偏光変換素子と前記第2偏光変換素子
を隣接して配置したので、光利用効率が非常に優れてい
るだけでなく、色ムラ、輝度ムラの目立たない優れた偏
光照明装置を提供することができる。また、本発明の偏
光照明装置を用いれば、色ムラ、輝度ムラに起因する画
質劣化の目立たない投写表示装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す偏光照明装置の要部斜視
【図2】本発明の実施例の作用説明図
【図3】他の実施例の要部斜視図
【図4】他の実施例の一部の詳細図
【図5】他の実施例の要部斜視図
【図6】従来の偏光照明装置及び投写表示装置の構成図
【符号の説明】
1 光源 2 反射ミラー 3 熱線カットフィルター 4 コンデンサレンズ 7 液晶ライトバルブ 11、11′、26、26′、31、31′ 偏光ビー
ムスプリッタ 12、12′、29、29′、32、32′ 全反射プ
リズム 13、33、33′ λ/2光学位相板 27 λ/4光学位相板 28 反射板

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 不定偏光光を発する光源と、該光源から
    の不定偏光光を互いに偏光方向が異なる第1及び第2偏
    光光に分離し、該1、第2偏光光の偏光方向を一致させ
    ると共に、該第1、第2偏光光の進行方向を一致させる
    偏光変換素子を複数個有し、第1偏光変換素子の前記第
    1偏光光で被照明面の領域Aを照明し、該第1偏光変換
    素子の第1偏光光とは色と光量のうち少なくとも一方が
    異なる前記第1偏光変換素子の第2偏光光で前記被照明
    面の領域Bを照明し、前記第1偏光変換素子の第1偏光
    光と同等な色と光量を持つ第2偏光変換素子の第1偏光
    光で前記被照明体の領域A′を照明し、前記第1偏光変
    換素子の第2偏光光と同等な色と光量を持つ前記第2偏
    光変換素子の第2偏光光で前記被照明体の領域B′を照
    明し、前記領域AとA′、前記領域BとB′が互いに対
    角の位置関係となるように、前記第1偏光変換素子と前
    記第2偏光変換素子を隣接して配置することを特徴とす
    る偏光照明装置。
  2. 【請求項2】 前記互いに隣接する偏光変換素子は互い
    に鏡像関係の構造をとることを特徴とする請求項1記載
    の偏光照明装置。
  3. 【請求項3】 偏光照明装置と、該偏光照明装置からの
    偏光光を変調することにより画像光を形成する画像光形
    成手段と、該画像光形成手段により形成された前記画像
    光を投影する投影手段とを有する投写表示装置に於て、
    前記偏光照明装置は、不定偏光光を発する光源と、該光
    源からの不定偏光光を互いに偏光方向が異なる第1及び
    第2偏光光に分離し、該1、第2偏光光の偏光方向を一
    致させると共に、該第1、第2偏光光の進行方向を一致
    させる偏光変換素子を複数個有し、第1偏光変換素子の
    前記第1偏光光で被照明面の領域Aを照明し、該第1偏
    光変換素子の第1偏光光とは色と光量のうち少なくとも
    一方が異なる前記第1偏光変換素子の第2偏光光で前記
    被照明面の領域Bを照明し、前記第1偏光変換素子の第
    1偏光光と同等な色と光量を持つ第2偏光変換素子の第
    1偏光光で前記被照明体の領域A′を照明し、前記第1
    偏光変換素子の第2偏光光と同等な色と光量を持つ前記
    第2偏光変換素子の第2偏光光で前記被照明体の領域
    B′を照明し、前記領域AとA′、前記領域BとB′が
    互いに対角の位置関係となるように、前記第1偏光変換
    素子と前記第2偏光変換素子を隣接して配置することを
    特徴とする投写表示装置。
JP4000806A 1992-01-07 1992-01-07 偏光照明装置及び該偏光照明装置を用いた投写表示装置 Pending JPH05181090A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5898521A (en) * 1995-11-17 1999-04-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. LCD Projector
US7628494B2 (en) 2004-12-07 2009-12-08 Seiko Epson Corporation Illuminating apparatus and projector
JP2013114021A (ja) * 2011-11-29 2013-06-10 Seiko Epson Corp 偏光分離装置及び表示装置
EP3184995A1 (en) * 2015-12-21 2017-06-28 Yokogawa Electric Corporation Polarization inspection device

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