JPH05232433A - 偏光変換素子及び投写型液晶表示装置 - Google Patents
偏光変換素子及び投写型液晶表示装置Info
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- JPH05232433A JPH05232433A JP4036611A JP3661192A JPH05232433A JP H05232433 A JPH05232433 A JP H05232433A JP 4036611 A JP4036611 A JP 4036611A JP 3661192 A JP3661192 A JP 3661192A JP H05232433 A JPH05232433 A JP H05232433A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 投写型液晶表示装置に偏光変換素子を用いて
液晶ライトバルブの入射効率を高め、明るい投写画像を
得る。 【構成】 ２枚のＴＮ液晶３，４と、偏光ビームスプリ
ッタ２を用い、空間的偏光分離した２つの直線偏光成分
のどちらか片方の偏光面を対称反転させる全反射ミラ−
５とから構成され、全反射ミラ−５の角度を液晶ライト
バルブまでの距離ＷＤに応じて（４５−△ａ／２）の範
囲で可変させ、投写レンズのあおり角は、△ａの範囲で
構成し明るさを向上した投写型液晶表示装置。
液晶ライトバルブの入射効率を高め、明るい投写画像を
得る。 【構成】 ２枚のＴＮ液晶３，４と、偏光ビームスプリ
ッタ２を用い、空間的偏光分離した２つの直線偏光成分
のどちらか片方の偏光面を対称反転させる全反射ミラ−
５とから構成され、全反射ミラ−５の角度を液晶ライト
バルブまでの距離ＷＤに応じて（４５−△ａ／２）の範
囲で可変させ、投写レンズのあおり角は、△ａの範囲で
構成し明るさを向上した投写型液晶表示装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ランダム偏光を一方向
の偏光面を有する直線偏光に変換する偏光変換素子、及
び、液晶ライトバルブの画像を投写レンズにより拡大投
写する投写型液晶表示装置に関する。
の偏光面を有する直線偏光に変換する偏光変換素子、及
び、液晶ライトバルブの画像を投写レンズにより拡大投
写する投写型液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の偏光変換素子は、ランダム偏光か
ら一方向性の偏光を得るためには、偏光子や複屈折性結
晶を用いて、特定の偏光面を有する直線偏光のみを選択
的に取り出す方法や、実公平１−８８９０２の偏光変換
素子に用いられている直角プリズムにより偏光方向を揃
える方法、特開平２−１８９５０４のビームスプリッタ
を用いた偏光変換素子などがある。実公平１−８８９０
２の偏光変換素子は、ビームスプリッタを用いて直線偏
光光を空間的に分離させ、分離した互いに直交する偏光
軸を、直角プリズムを用いて偏光方向を捻らす事により
軸を合わせもので、特開平２−１８９５０４の偏光変換
素子は、ビームスプリッタを用いて空間的に偏光分離を
行ない、どちらかの偏光方向を１／４λ板もしくは１／
２λ板により偏光方向を揃えるものである。
ら一方向性の偏光を得るためには、偏光子や複屈折性結
晶を用いて、特定の偏光面を有する直線偏光のみを選択
的に取り出す方法や、実公平１−８８９０２の偏光変換
素子に用いられている直角プリズムにより偏光方向を揃
える方法、特開平２−１８９５０４のビームスプリッタ
を用いた偏光変換素子などがある。実公平１−８８９０
２の偏光変換素子は、ビームスプリッタを用いて直線偏
光光を空間的に分離させ、分離した互いに直交する偏光
軸を、直角プリズムを用いて偏光方向を捻らす事により
軸を合わせもので、特開平２−１８９５０４の偏光変換
素子は、ビームスプリッタを用いて空間的に偏光分離を
行ない、どちらかの偏光方向を１／４λ板もしくは１／
２λ板により偏光方向を揃えるものである。
【０００３】また、従来の投写型液晶表示装置において
は、特開昭６１−１０２８９２の投写型表示装置に示す
ように、液晶ライトバルブが偏光特性を有するＴＮ液晶
を用い、偏光軸変換素子により予め偏光された偏光軸を
有する偏光光を入射させる投写型表示装置などがある。
は、特開昭６１−１０２８９２の投写型表示装置に示す
ように、液晶ライトバルブが偏光特性を有するＴＮ液晶
を用い、偏光軸変換素子により予め偏光された偏光軸を
有する偏光光を入射させる投写型表示装置などがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来の
偏光変換素子の場合には、ビームスプリッタで空間的に
偏光分離された光が一軸上で重ねるためには別の光合成
手段が必要となるため、結果的には、ランプから照射面
までの距離が長くなり偏光軸を揃えて照射する照射面の
輝度は上がらない。また、光の出射軸を２軸で照射する
場合光の合成手段は必要としないが、照射する２軸は光
路長も違うため照射面の半分ずつを照射した場合照射面
の輝度差が生じる。
偏光変換素子の場合には、ビームスプリッタで空間的に
偏光分離された光が一軸上で重ねるためには別の光合成
手段が必要となるため、結果的には、ランプから照射面
までの距離が長くなり偏光軸を揃えて照射する照射面の
輝度は上がらない。また、光の出射軸を２軸で照射する
場合光の合成手段は必要としないが、照射する２軸は光
路長も違うため照射面の半分ずつを照射した場合照射面
の輝度差が生じる。
【０００５】また従来の投写型液晶表示装置の場合、偏
光ビームスプリッタを通過した光の偏光軸をＸ軸とする
と、反射した光をＹ軸とし各々を液晶を介して軸を合わ
せ、凸レンズ及び凹レンズにより絞り込み液晶へ導くも
のである。液晶は、それぞれ最終的に照射する面積に対
し１／２の面積ずつ受け持つため、表示部の中心に左
右、もしくは上下方向にランプからの照射距離の差によ
る輝度差が生じる。
光ビームスプリッタを通過した光の偏光軸をＸ軸とする
と、反射した光をＹ軸とし各々を液晶を介して軸を合わ
せ、凸レンズ及び凹レンズにより絞り込み液晶へ導くも
のである。液晶は、それぞれ最終的に照射する面積に対
し１／２の面積ずつ受け持つため、表示部の中心に左
右、もしくは上下方向にランプからの照射距離の差によ
る輝度差が生じる。
【０００６】本発明の偏光変換素子及びそれを用いた投
写型液晶表示装置は、以上の課題を解決するためのもの
で、その目的とするところは、光源から照射面までの間
に、偏光変換素子を用い、ビームスプリッタにて空間的
に偏光分離された光に対して、特別な光合成手段を用い
ずに、所望する偏光軸を最短で一軸上にて合成させ、効
率の高い偏光変換素子を提供することにある。また別の
目的は、この偏光変換素子を用いることにより、投写型
液晶表示装置の投写レンズのあおり角に対し、偏光変換
素子の全反射ミラ−の法線の角度を調整して、ランプの
光をライトバルブに最も近接して投写することが可能な
投写型液晶表示装置を提供することにある。
写型液晶表示装置は、以上の課題を解決するためのもの
で、その目的とするところは、光源から照射面までの間
に、偏光変換素子を用い、ビームスプリッタにて空間的
に偏光分離された光に対して、特別な光合成手段を用い
ずに、所望する偏光軸を最短で一軸上にて合成させ、効
率の高い偏光変換素子を提供することにある。また別の
目的は、この偏光変換素子を用いることにより、投写型
液晶表示装置の投写レンズのあおり角に対し、偏光変換
素子の全反射ミラ−の法線の角度を調整して、ランプの
光をライトバルブに最も近接して投写することが可能な
投写型液晶表示装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、偏光変換素子は、光源からのランダム偏光を偏光面
が互いに直交する直線偏光（ｐ偏光、ｓ偏光）に空間的
分離を行なうための偏光分離手段と、２つの直線偏光成
分の偏光面を回転させるための第１及び第２の２枚のＴ
Ｎ液晶と、該２つの直線偏光成分の内どちらか片方の偏
光面を対称反転させる手段であるところの全反射ミラ−
とから構成され、前記全反射ミラ−は、偏光分離手段か
ら照射面までの距離に応じ、全反射ミラ−の法線と第１
のＴＮ液晶の挟み角を４５度以下に可変させたことを特
徴とする。
に、偏光変換素子は、光源からのランダム偏光を偏光面
が互いに直交する直線偏光（ｐ偏光、ｓ偏光）に空間的
分離を行なうための偏光分離手段と、２つの直線偏光成
分の偏光面を回転させるための第１及び第２の２枚のＴ
Ｎ液晶と、該２つの直線偏光成分の内どちらか片方の偏
光面を対称反転させる手段であるところの全反射ミラ−
とから構成され、前記全反射ミラ−は、偏光分離手段か
ら照射面までの距離に応じ、全反射ミラ−の法線と第１
のＴＮ液晶の挟み角を４５度以下に可変させたことを特
徴とする。
【０００８】また、光源からのランダム偏光を偏光面が
互いに直交する直線偏光（ｐ偏光、ｓ偏光）に空間的分
離を行なうための偏光分離手段は、ガラスの屈折率にほ
ぼ等しい液体を充填したビームスプリッタであることを
特徴とする。
互いに直交する直線偏光（ｐ偏光、ｓ偏光）に空間的分
離を行なうための偏光分離手段は、ガラスの屈折率にほ
ぼ等しい液体を充填したビームスプリッタであることを
特徴とする。
【０００９】また、この偏光変換素子を用いた投写型液
晶表示装置は、光源と、光源からの光を分離する光分離
手段と、前記光分離手段からの光を変調する液晶ライト
バルブと、前記液晶ライトバルブにより変調された光を
合成する光合成手段と、前記光合成手段からの光を投写
する投写レンズとを有する投写型液晶表示装置におい
て、前記光源に偏光変換素子を用いたことを特徴とす
る。
晶表示装置は、光源と、光源からの光を分離する光分離
手段と、前記光分離手段からの光を変調する液晶ライト
バルブと、前記液晶ライトバルブにより変調された光を
合成する光合成手段と、前記光合成手段からの光を投写
する投写レンズとを有する投写型液晶表示装置におい
て、前記光源に偏光変換素子を用いたことを特徴とす
る。
【００１０】また、この偏光変換素子を用いた投写型液
晶表示装置は、光源と、光源からの光を分離する光分離
手段と、前記光分離手段からの光を変調する液晶ライト
バルブと、前記液晶ライトバルブにより変調された光を
合成する光合成手段と、前記光合成手段からの光を投写
する投写レンズとを有する投写型液晶表示装置におい
て、前記投写レンズは、あおり光学系を用い、あおり光
学系のあおり角は、偏光変換素子の全反射ミラ−の法線
と第１のＴＮ液晶の挟み角（４５度−△ａ／２）の△ａ
にほぼ等しいあおり角にしたことを特徴とする。
晶表示装置は、光源と、光源からの光を分離する光分離
手段と、前記光分離手段からの光を変調する液晶ライト
バルブと、前記液晶ライトバルブにより変調された光を
合成する光合成手段と、前記光合成手段からの光を投写
する投写レンズとを有する投写型液晶表示装置におい
て、前記投写レンズは、あおり光学系を用い、あおり光
学系のあおり角は、偏光変換素子の全反射ミラ−の法線
と第１のＴＮ液晶の挟み角（４５度−△ａ／２）の△ａ
にほぼ等しいあおり角にしたことを特徴とする。
【００１１】
（実施例１）以下本発明の一実施例を図面にしたがって
説明する。
説明する。
【００１２】図１は本発明の偏光変換素子の一実施例を
示すものあり、以下、主要な構成要素について説明す
る。ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライド
ランプ等の光源から放射された光束は、リフレクタによ
り反射されて概ね平行な無偏光光１となり、偏光ビーム
スプリッタ２に入射する。この偏光ビームスプリッタ２
は、入射角が４５度となる内面にエチレングリコール等
のガラスの屈折率と同等の液体を充填したビームスプリ
ッタで形成される。この偏光ビームスプリッタ２は、光
の入射面に反射防止膜をコーティングしたもので、極力
表面反射を少なくしたものである。偏光特性を分離する
誘電体膜は、入射面に対し４５度の角度を成す反射面に
酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化ジルコニウムなど
の高屈折率層と、フッ化マグネシウム、酸化シリコンな
どの低屈折率層を交互に積層したものである。このビー
ムスプリッタは、偏光方向が互いに直交する２つの直線
偏光（ｐ偏光、ｓ偏光）に互いに強度が等しく偏光分離
される。分離されたｓ偏光光は、第一のＴＮ液晶４によ
る旋光板に入射される。第一のＴＮ液晶４は偏光ビーム
スプリッタ２から出射したｓ偏光を旋光させるための液
晶であり、旋光角が４５度弱の角度で旋光し、全反射ミ
ラー５により鏡面対称を考慮した所望する偏光軸とな
る。同様に偏光ビームスプリッタ２により分離されたｐ
偏光に関しては、第２のＴＮ液晶３にて略４５度に旋光
される。この第１及び第２のＴＮ液晶の旋光する角度
は、各々の光α、βが光の合成点において偏光軸を一致
するような旋光方向にする必要がある。つまり、第１の
ＴＮ液晶の入射面の偏光軸がｓ偏光の場合には、旋光角
θ１で、第２のＴＮ液晶の入射面の偏光軸がｐ偏光の場
合には、旋光角はθ２となり、各々の偏光軸は照射面で
同一となるように合成される。この第一及び第二のＴＮ
液晶の材料は、ＭＥＲＣＫ社の液晶ＮＯ．ＺＬＩ−４１
０３の高温液晶（クリアリングポイントｃ．ｒ．＝１０
４°Ｃ，△ｎ＝０．０７）を用いて約２５μｍのセル厚
に充填し構成している。この第一のＴＮ液晶４から出射
した光は、全反射ミラ−５により偏光方向は、対称的に
反転する。この全反射ミラ−５に関しては、ミラ−の法
線と第１のＴＮ液晶４の角度が偏光分離手段と照射面の
距離ＷＤ（ワーキングディスタンス）に応じて角度を調
整する。その結果、それぞれ異なる経路を経た２つの光
α，βを照射面にて合成することにより、ほとんどの光
の損失を伴うことなく、光源からのランダム偏光を高効
率で特定の直線偏光に変換することができる。また、第
一及び第二のＴＮ液晶に高温液晶を用いることにより、
クリアリングポイントが１０４°Ｃまで相転移すること
がなく、しかも△ｎｄが１．８であるため光の旋光分散
が極めて少なく白色光の光のスペクトルも減衰すること
はない。
示すものあり、以下、主要な構成要素について説明す
る。ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライド
ランプ等の光源から放射された光束は、リフレクタによ
り反射されて概ね平行な無偏光光１となり、偏光ビーム
スプリッタ２に入射する。この偏光ビームスプリッタ２
は、入射角が４５度となる内面にエチレングリコール等
のガラスの屈折率と同等の液体を充填したビームスプリ
ッタで形成される。この偏光ビームスプリッタ２は、光
の入射面に反射防止膜をコーティングしたもので、極力
表面反射を少なくしたものである。偏光特性を分離する
誘電体膜は、入射面に対し４５度の角度を成す反射面に
酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化ジルコニウムなど
の高屈折率層と、フッ化マグネシウム、酸化シリコンな
どの低屈折率層を交互に積層したものである。このビー
ムスプリッタは、偏光方向が互いに直交する２つの直線
偏光（ｐ偏光、ｓ偏光）に互いに強度が等しく偏光分離
される。分離されたｓ偏光光は、第一のＴＮ液晶４によ
る旋光板に入射される。第一のＴＮ液晶４は偏光ビーム
スプリッタ２から出射したｓ偏光を旋光させるための液
晶であり、旋光角が４５度弱の角度で旋光し、全反射ミ
ラー５により鏡面対称を考慮した所望する偏光軸とな
る。同様に偏光ビームスプリッタ２により分離されたｐ
偏光に関しては、第２のＴＮ液晶３にて略４５度に旋光
される。この第１及び第２のＴＮ液晶の旋光する角度
は、各々の光α、βが光の合成点において偏光軸を一致
するような旋光方向にする必要がある。つまり、第１の
ＴＮ液晶の入射面の偏光軸がｓ偏光の場合には、旋光角
θ１で、第２のＴＮ液晶の入射面の偏光軸がｐ偏光の場
合には、旋光角はθ２となり、各々の偏光軸は照射面で
同一となるように合成される。この第一及び第二のＴＮ
液晶の材料は、ＭＥＲＣＫ社の液晶ＮＯ．ＺＬＩ−４１
０３の高温液晶（クリアリングポイントｃ．ｒ．＝１０
４°Ｃ，△ｎ＝０．０７）を用いて約２５μｍのセル厚
に充填し構成している。この第一のＴＮ液晶４から出射
した光は、全反射ミラ−５により偏光方向は、対称的に
反転する。この全反射ミラ−５に関しては、ミラ−の法
線と第１のＴＮ液晶４の角度が偏光分離手段と照射面の
距離ＷＤ（ワーキングディスタンス）に応じて角度を調
整する。その結果、それぞれ異なる経路を経た２つの光
α，βを照射面にて合成することにより、ほとんどの光
の損失を伴うことなく、光源からのランダム偏光を高効
率で特定の直線偏光に変換することができる。また、第
一及び第二のＴＮ液晶に高温液晶を用いることにより、
クリアリングポイントが１０４°Ｃまで相転移すること
がなく、しかも△ｎｄが１．８であるため光の旋光分散
が極めて少なく白色光の光のスペクトルも減衰すること
はない。
【００１３】（実施例２）図２は、本発明による偏光変
換素子を用いて構成された投写型液晶表示装置の実施例
を表わす光学系の構成図である。光源１０は、メタルハ
ライドランプ、キセノンランプなどのランプで構成さ
れ、平行性の高い白色光を偏光変換素子１２に入射す
る。偏光変換素子１２は、入射平面に対して垂直な偏光
特性を有するｓ偏光光と、入射平面に対して水平な偏光
特性を有するｐ偏光光を、液晶ライトバルブ１７Ｒ、１
７Ｇ、１７Ｂの所望する直線偏光の軸に合わせ出射す
る。偏光変換素子１２により得られた直線偏光光は、光
分離手段１３に入射する。光分離手段１３は、ダイクロ
イックミラ−１４、１５及び反射ミラ−１６により構成
され、たとえばダイクロイックミラー１４に赤反射用の
反射特性を設け、ダイクロイックミラ−１５に青色透過
用の波長特性を設けることにより、入射光を赤、青、緑
の３原色に分離する。光分離手段によって分離された各
色光は、各々の色に対応した液晶ライトバルブ１７Ｒ、
１７Ｂ、１７Ｇに入射し、各々の色に対応した光変調、
すなわち、信号電圧に応じた透過率変化により画像を形
成し、光合成手段１８に入射する。
換素子を用いて構成された投写型液晶表示装置の実施例
を表わす光学系の構成図である。光源１０は、メタルハ
ライドランプ、キセノンランプなどのランプで構成さ
れ、平行性の高い白色光を偏光変換素子１２に入射す
る。偏光変換素子１２は、入射平面に対して垂直な偏光
特性を有するｓ偏光光と、入射平面に対して水平な偏光
特性を有するｐ偏光光を、液晶ライトバルブ１７Ｒ、１
７Ｇ、１７Ｂの所望する直線偏光の軸に合わせ出射す
る。偏光変換素子１２により得られた直線偏光光は、光
分離手段１３に入射する。光分離手段１３は、ダイクロ
イックミラ−１４、１５及び反射ミラ−１６により構成
され、たとえばダイクロイックミラー１４に赤反射用の
反射特性を設け、ダイクロイックミラ−１５に青色透過
用の波長特性を設けることにより、入射光を赤、青、緑
の３原色に分離する。光分離手段によって分離された各
色光は、各々の色に対応した液晶ライトバルブ１７Ｒ、
１７Ｂ、１７Ｇに入射し、各々の色に対応した光変調、
すなわち、信号電圧に応じた透過率変化により画像を形
成し、光合成手段１８に入射する。
【００１４】液晶ライトバルブ１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ
は、アクティブマトリクス液晶パネルの前後に偏光板を
配置した構成が一般的であるが、光源側の偏光板は、偏
光変換素子１２の偏光度が１００％に近いときは、不要
である。光合成手段１８は、ダイクロイックミラ−１
９、２０と反射ミラ−１６により構成され、例えば、ダ
イクロイックミラ−１９に赤色透過用の波長特性を設
け、ダイクロイックミラ−２０に青色透過用の波長特性
を設けることによって、各色光をフルカラーの画像とし
て合成を行ない、投写レンズ２１によりスクリーン２２
に拡大投写する。
は、アクティブマトリクス液晶パネルの前後に偏光板を
配置した構成が一般的であるが、光源側の偏光板は、偏
光変換素子１２の偏光度が１００％に近いときは、不要
である。光合成手段１８は、ダイクロイックミラ−１
９、２０と反射ミラ−１６により構成され、例えば、ダ
イクロイックミラ−１９に赤色透過用の波長特性を設
け、ダイクロイックミラ−２０に青色透過用の波長特性
を設けることによって、各色光をフルカラーの画像とし
て合成を行ない、投写レンズ２１によりスクリーン２２
に拡大投写する。
【００１５】図３は、図２の実施例２に示す投写型液晶
表示装置の偏光変換素子との投写レンズとの角度関係を
解りやすく詳細に説明したもので、図２のＡ−Ａ’の断
面で切り開いた断面図である。
表示装置の偏光変換素子との投写レンズとの角度関係を
解りやすく詳細に説明したもので、図２のＡ−Ａ’の断
面で切り開いた断面図である。
【００１６】光源１０から出射した光は、偏光分離手段
にてｐ偏光ｓ偏光に分離され、ｓ偏光は、ランプの光軸
に対して、９０度の方向を変換され、第１のＴＮ液晶４
に入射する。入射した偏光光は、所望する偏光方向に旋
光され出射する。旋光した光は、第１のＴＮ液晶４に対
して全反射ミラ−５の法線方向をワーキングディスタン
スＷＤに応じた挟み角（４５度−△ａ／２）に設定した
全反射ミラ−５により、液晶ライトバルブ１７Ｂまで光
を導く。この全反射ミラ−５を介して液晶ライトバルブ
１７Ｂまでの照射する角度は、第２のＴＮ液晶３から直
進する光軸に対して、△ａの角度の傾斜角を有してお
り、この角度は投写レンズの主光線のあおり角にほぼ等
しい角度で構成される。
にてｐ偏光ｓ偏光に分離され、ｓ偏光は、ランプの光軸
に対して、９０度の方向を変換され、第１のＴＮ液晶４
に入射する。入射した偏光光は、所望する偏光方向に旋
光され出射する。旋光した光は、第１のＴＮ液晶４に対
して全反射ミラ−５の法線方向をワーキングディスタン
スＷＤに応じた挟み角（４５度−△ａ／２）に設定した
全反射ミラ−５により、液晶ライトバルブ１７Ｂまで光
を導く。この全反射ミラ−５を介して液晶ライトバルブ
１７Ｂまでの照射する角度は、第２のＴＮ液晶３から直
進する光軸に対して、△ａの角度の傾斜角を有してお
り、この角度は投写レンズの主光線のあおり角にほぼ等
しい角度で構成される。
【００１７】図１及び図２より明らかなように、偏光変
換素子が非常にコンパクトに構成することができ、ラン
プからの光が、偏光分離された光を効率よく液晶ライト
バルブまで導くことにより明るい投写画像が提供でき
る。更に、ハイビジョン用の表示装置としては、液晶ラ
イトバルブのアスペクト比が１６：９の横長の表示に対
しては、表示画面の短辺方向を一辺したビームスプリッ
タで構成し、その短辺方向に全反射ミラ−により折返し
をすることにより、ワーキングディスタンスＷＤは最も
短くなり、また全反射ミラ−の法線方向と第一のＴＮ液
晶の挟み角（４５度−△ａ／２）の△ａは、浅い角度で
対応が可能である。
換素子が非常にコンパクトに構成することができ、ラン
プからの光が、偏光分離された光を効率よく液晶ライト
バルブまで導くことにより明るい投写画像が提供でき
る。更に、ハイビジョン用の表示装置としては、液晶ラ
イトバルブのアスペクト比が１６：９の横長の表示に対
しては、表示画面の短辺方向を一辺したビームスプリッ
タで構成し、その短辺方向に全反射ミラ−により折返し
をすることにより、ワーキングディスタンスＷＤは最も
短くなり、また全反射ミラ−の法線方向と第一のＴＮ液
晶の挟み角（４５度−△ａ／２）の△ａは、浅い角度で
対応が可能である。
【００１８】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、光源
からのランダム偏光を偏光面が互いに直交する直線偏光
に空間的分離を行なう偏光ビームスプリッタと、２つの
直線偏光成分の内どちらか片方の偏光面を対称反転させ
る手段であるところの全反射ミラーの法線方向を、ワー
キングディスタンスＷＤに対応して可変することによ
り、偏光方向の方向が変化することなく照射面に光を導
くことが可能となるため効率の高い偏光変換が可能とな
る。また、偏光分離手段に用いるビームスプリッタは、
ガラスの屈折率にほぼ等しい液体を充填したビームスプ
リッタで構成することにより、ランプからの光の照射熱
に対しても、ビームスプリッタ内で充填した液体の対流
で熱吸収することにより偏光分離のための誘電体膜の劣
化をすることなく、また、第一及び第二のＴＮ液晶の材
料に高温液晶を用いることにより熱的に安定で、しかも
ランプに最も近接させることができ、効率及び熱的にも
安定な偏光分離ができる。また、この偏光変換素子を投
写型液晶表示装置に用いることにより、明るい表示が可
能で、しかも投写レンズのあおりの角度を、△ａの角度
とするあおり光学レンズを用いることにより、投写レン
ズの呑込みの角度と偏光変換された各々の偏光光が一致
させることが可能となり、効率の高い投写型液晶表示装
置が提供できる。
からのランダム偏光を偏光面が互いに直交する直線偏光
に空間的分離を行なう偏光ビームスプリッタと、２つの
直線偏光成分の内どちらか片方の偏光面を対称反転させ
る手段であるところの全反射ミラーの法線方向を、ワー
キングディスタンスＷＤに対応して可変することによ
り、偏光方向の方向が変化することなく照射面に光を導
くことが可能となるため効率の高い偏光変換が可能とな
る。また、偏光分離手段に用いるビームスプリッタは、
ガラスの屈折率にほぼ等しい液体を充填したビームスプ
リッタで構成することにより、ランプからの光の照射熱
に対しても、ビームスプリッタ内で充填した液体の対流
で熱吸収することにより偏光分離のための誘電体膜の劣
化をすることなく、また、第一及び第二のＴＮ液晶の材
料に高温液晶を用いることにより熱的に安定で、しかも
ランプに最も近接させることができ、効率及び熱的にも
安定な偏光分離ができる。また、この偏光変換素子を投
写型液晶表示装置に用いることにより、明るい表示が可
能で、しかも投写レンズのあおりの角度を、△ａの角度
とするあおり光学レンズを用いることにより、投写レン
ズの呑込みの角度と偏光変換された各々の偏光光が一致
させることが可能となり、効率の高い投写型液晶表示装
置が提供できる。
【図１】 本発明の偏光変換素子を構成する一実施例を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図２】 本発明の偏光変換素子を用いた投写型表示装
置の構成図である。
置の構成図である。
【図３】 本発明の投写型表示装置の偏光変換素子を解
りやすく説明した断面図である。
りやすく説明した断面図である。
１・・・無偏光光 ２・・・偏光ビームスプリッタ ３・・・第二のＴＮ液晶 ４・・・第一のＴＮ液晶 ５・・・全反射ミラ− １０・・・光源 １２・・・偏光変換素子 １３・・・光分離手段 １４，１５，１９，２０・・・ダイクロイックミラー １７・・・液晶ライトバルブ １６・・・反射ミラ− ２１・・・投写レンズ ２２・・・スクリーン １８・・・光合成手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｂ 33/12 7316−2Ｋ Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｋ 9068−5Ｃ 9/31 Ｃ 8943−5Ｃ
Claims (4)
- 【請求項１】 光源からのランダム偏光を偏光面が互い
に直交する直線偏光（ｐ偏光、ｓ偏光）に空間的分離を
行なうための偏光分離手段と、２つの直線偏光成分の偏
光面を回転させるための第１及び第２の２枚のＴＮ液晶
と、該２つの直線偏光成分の内どちらか片方の偏光面を
対称反転させる手段であるところの全反射ミラ−とから
構成され、前記全反射ミラーは、偏光分離手段から照射
面までの距離に応じ、全反射ミラ−の法線と第１のＴＮ
液晶の挟み角を４５度以下に可変させたことを特徴とす
る偏光変換素子。 - 【請求項２】 光源からのランダム偏光を偏光面が互い
に直交する直線偏光（ｐ偏光、ｓ偏光）に空間的分離を
行なうための偏光分離手段は、ガラスの屈折率にほぼ等
しい液体を充填したビームスプリッタであることを特徴
とする請求項１記載の偏光変換素子。 - 【請求項３】 光源と、光源からの光を分離する光分離
手段と、前記光分離手段からの光を変調する液晶ライト
バルブと、前記液晶ライトバルブにより変調された光を
合成する光合成手段と、前記光合成手段からの光を投写
する投写レンズとを有する投写型液晶表示装置におい
て、前記光源が請求項１記載の偏光変換素子を用いたこ
とを特徴とする投写型液晶表示装置。 - 【請求項４】 光源と、光源からの光を分離する光分離
手段と、前記光分離手段からの光を変調する液晶ライト
バルブと、前記液晶ライトバルブにより変調された光を
合成する光合成手段と、前記光合成手段からの光を投写
する投写レンズとを有する投写型液晶表示装置におい
て、前記投写レンズはあおり光学系を用い、該あおり光
学系のあおり角は、請求項１記載の偏光変換素子の全反
射ミラ−の法線と第１のＴＮ液晶の挟み角（４５度−△
ａ／２）の△ａにほぼ等しいあおり角にしたことを特徴
とする投写型液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4036611A JPH05232433A (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 偏光変換素子及び投写型液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4036611A JPH05232433A (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 偏光変換素子及び投写型液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05232433A true JPH05232433A (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=12474601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4036611A Pending JPH05232433A (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 偏光変換素子及び投写型液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05232433A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5777695A (en) * | 1995-06-02 | 1998-07-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Lighting device transformed in the direction of polarization and projection type image display device using the same |
| JP2002031782A (ja) * | 2000-07-18 | 2002-01-31 | Seiko Epson Corp | プロジェクタ |
| JP2007183456A (ja) * | 2006-01-10 | 2007-07-19 | Seiko Epson Corp | 照明装置及びプロジェクタ |
| JP2010072136A (ja) * | 2008-09-17 | 2010-04-02 | Nikon Corp | 照明光学系及びこの照明光学系を用いたプロジェクタ装置 |
| JP2010072138A (ja) * | 2008-09-17 | 2010-04-02 | Nikon Corp | 照明光学系及びこの照明光学系を用いたプロジェクタ装置 |
-
1992
- 1992-02-24 JP JP4036611A patent/JPH05232433A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5777695A (en) * | 1995-06-02 | 1998-07-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Lighting device transformed in the direction of polarization and projection type image display device using the same |
| JP2002031782A (ja) * | 2000-07-18 | 2002-01-31 | Seiko Epson Corp | プロジェクタ |
| JP2007183456A (ja) * | 2006-01-10 | 2007-07-19 | Seiko Epson Corp | 照明装置及びプロジェクタ |
| JP2010072136A (ja) * | 2008-09-17 | 2010-04-02 | Nikon Corp | 照明光学系及びこの照明光学系を用いたプロジェクタ装置 |
| JP2010072138A (ja) * | 2008-09-17 | 2010-04-02 | Nikon Corp | 照明光学系及びこの照明光学系を用いたプロジェクタ装置 |
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