JPH05341255A - 光源装置および投影型液晶画像表示装置 - Google Patents
光源装置および投影型液晶画像表示装置Info
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- JPH05341255A JPH05341255A JP4153596A JP15359692A JPH05341255A JP H05341255 A JPH05341255 A JP H05341255A JP 4153596 A JP4153596 A JP 4153596A JP 15359692 A JP15359692 A JP 15359692A JP H05341255 A JPH05341255 A JP H05341255A
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- light
- light source
- phase plate
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ランダムな偏光状態の光を放射する白色光源の
光を極めて効率良く、直線偏光に変換して放射できる新
規な光源装置および、この光源装置を用いることにより
明るい表示画像を実現できる投影型液晶画像表示装置を
提供する。 【構成】ランダムな偏光状態の光を放射する白色光源１
１１からの光を、第１の偏光分離素子１２１によりＳ偏
光成分とＰ偏光成分とに分離し、分離されたＰ偏光成分
を第２の偏光分離素子１２２を介して位相板１２３に入
射させる。位相板を透過した光をダイクロイックミラー
１２４に入射させ、緑色光は透過させ、赤色光と青色光
とは反射させる。位相板１２４のリターダンスを調整
し、位相板を透過してダイクロイックミラーを透過する
緑色光と、位相板を往復透過して第２の偏光分離素子１
２２に際入射する赤色光・青色光との大部分が、Ｓ偏光
成分となるようにする。
光を極めて効率良く、直線偏光に変換して放射できる新
規な光源装置および、この光源装置を用いることにより
明るい表示画像を実現できる投影型液晶画像表示装置を
提供する。 【構成】ランダムな偏光状態の光を放射する白色光源１
１１からの光を、第１の偏光分離素子１２１によりＳ偏
光成分とＰ偏光成分とに分離し、分離されたＰ偏光成分
を第２の偏光分離素子１２２を介して位相板１２３に入
射させる。位相板を透過した光をダイクロイックミラー
１２４に入射させ、緑色光は透過させ、赤色光と青色光
とは反射させる。位相板１２４のリターダンスを調整
し、位相板を透過してダイクロイックミラーを透過する
緑色光と、位相板を往復透過して第２の偏光分離素子１
２２に際入射する赤色光・青色光との大部分が、Ｓ偏光
成分となるようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は光源装置および投影型
液晶画像表示装置に関する。この発明の光源装置は、投
影型液晶画像表示装置の光源として、また偏光顕微鏡
等、直線偏光した光を利用する光学装置の光源として利
用できる。
液晶画像表示装置に関する。この発明の光源装置は、投
影型液晶画像表示装置の光源として、また偏光顕微鏡
等、直線偏光した光を利用する光学装置の光源として利
用できる。
【０００２】
【従来の技術】投影型液晶画像表示装置、即ち所謂「液
晶プロジェクター」や偏光顕微鏡等、直線偏光した照明
光を必要とする光学装置は多い。直線偏光した光束を得
る方法としては、偏光板を用いるのが最も容易である
が、偏光板を用いると光量の損失が大きいという問題が
ある。このような光量損失があると、投影型液晶画像表
示装置のように大きな照明光量を要求される装置では、
光源装置における光源に極めて発光量の大きなものが必
要となり、光源において発生する熱量も膨大になって熱
に対する対策も大がかりなものとなる。
晶プロジェクター」や偏光顕微鏡等、直線偏光した照明
光を必要とする光学装置は多い。直線偏光した光束を得
る方法としては、偏光板を用いるのが最も容易である
が、偏光板を用いると光量の損失が大きいという問題が
ある。このような光量損失があると、投影型液晶画像表
示装置のように大きな照明光量を要求される装置では、
光源装置における光源に極めて発光量の大きなものが必
要となり、光源において発生する熱量も膨大になって熱
に対する対策も大がかりなものとなる。
【０００３】ランダムな偏光状態を直線偏光状態にする
他の例として、特開平３−２０２８４６号公報、同３−
２１７８１４号公報に開示された「偏光変換モジュー
ル」があるが、これら公報には上記偏光変換モジュール
の具体的な構造・作用が開示されておらず、どのような
原理・機構により偏光変換を行うのか明らかでない。
他の例として、特開平３−２０２８４６号公報、同３−
２１７８１４号公報に開示された「偏光変換モジュー
ル」があるが、これら公報には上記偏光変換モジュール
の具体的な構造・作用が開示されておらず、どのような
原理・機構により偏光変換を行うのか明らかでない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上述した事
情に鑑みてなされたものであって、ランダムな偏光状態
の光を放射する白色光源の光を極めて効率良く、直線偏
光に変換して放射できる新規な光源装置および、この光
源装置を用いることにより明るい表示画像を実現できる
投影型液晶画像表示装置の提供を目的とする。
情に鑑みてなされたものであって、ランダムな偏光状態
の光を放射する白色光源の光を極めて効率良く、直線偏
光に変換して放射できる新規な光源装置および、この光
源装置を用いることにより明るい表示画像を実現できる
投影型液晶画像表示装置の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明の光源装置は
「直線偏光した光束を放射する」光源装置であって、白
色光源と、第１および第２の偏光分離素子と、位相板
と、ダイクロイックミラーと分光手段と、反射手段とを
有する（請求項１）。
「直線偏光した光束を放射する」光源装置であって、白
色光源と、第１および第２の偏光分離素子と、位相板
と、ダイクロイックミラーと分光手段と、反射手段とを
有する（請求項１）。
【０００６】「白色光源」は、ランダムな偏光状態の光
を放射する。白色光源としては通常の白色光ランプのほ
か、赤、緑、青に発光する３個のＬＥＤを組み合わせた
もの等を用いることができる。
を放射する。白色光源としては通常の白色光ランプのほ
か、赤、緑、青に発光する３個のＬＥＤを組み合わせた
もの等を用いることができる。
【０００７】「第１の偏光分離素子」は、白色光源から
の光をＳ偏光成分とＰ偏光成分とに分離する光学素子で
ある。「位相板」は、第１の偏光分離素子により分離さ
れたＰ（もしくはＳ）偏光成分を透過させる。
の光をＳ偏光成分とＰ偏光成分とに分離する光学素子で
ある。「位相板」は、第１の偏光分離素子により分離さ
れたＰ（もしくはＳ）偏光成分を透過させる。
【０００８】「第２の偏光分離手段」は、「第１の偏光
分離素子と位相板との間」に配備され、第１の偏光分離
素子により分離されたＰ（もしくはＳ）偏光成分を位相
板側へ通過させるとともに、位相板側から戻る光のＳ
（もしくはＰ）偏光成分を、第１の偏光分離素子により
分離されたＳ（もしくはＰ）偏光成分と同方向へ射出さ
せる。
分離素子と位相板との間」に配備され、第１の偏光分離
素子により分離されたＰ（もしくはＳ）偏光成分を位相
板側へ通過させるとともに、位相板側から戻る光のＳ
（もしくはＰ）偏光成分を、第１の偏光分離素子により
分離されたＳ（もしくはＰ）偏光成分と同方向へ射出さ
せる。
【０００９】「ダイクロイックミラー」は、第２の偏光
分離手段を通過して位相板を透過した光のうち、緑色光
を選択的に透過させ、赤色光と青色光とを位相板側へ選
択的に反射する。
分離手段を通過して位相板を透過した光のうち、緑色光
を選択的に透過させ、赤色光と青色光とを位相板側へ選
択的に反射する。
【００１０】「反射手段」は、ダイクロイックミラーを
透過した緑色光を、所定の方向へ反射する。
透過した緑色光を、所定の方向へ反射する。
【００１１】位相板は、その「リターダンス」が、緑色
波長：λG、赤色波長：λR、青色波長：λB、に対し
て、ｌ，ｍ，ｎを自然数として、それぞれ、 （２ｌ−１）・λG，｛（２ｍ±１）/２｝・λR，
｛（２ｎ±１）/２｝・λB となるように設定されている。
波長：λG、赤色波長：λR、青色波長：λB、に対し
て、ｌ，ｍ，ｎを自然数として、それぞれ、 （２ｌ−１）・λG，｛（２ｍ±１）/２｝・λR，
｛（２ｎ±１）/２｝・λB となるように設定されている。
【００１２】上記第１・第２の偏光分離手段としては、
偏光ビームスプリッターもしくは偏光ビームプレートを
用いることができる（請求項２）。また、白色光源と第
１の偏光分離素子との間には、紫外光成分と赤外光成分
とを除去するＵＶ−ＩＲフィルター（請求項３）および
／またはコールドミラーを用いることができる（請求項
４）。位相板としては、複屈折結晶板を用いても良いし
（請求項５）、「透明平行平板の片面に金属酸化膜を斜
め蒸着した」ものでもよい（請求項６）。
偏光ビームスプリッターもしくは偏光ビームプレートを
用いることができる（請求項２）。また、白色光源と第
１の偏光分離素子との間には、紫外光成分と赤外光成分
とを除去するＵＶ−ＩＲフィルター（請求項３）および
／またはコールドミラーを用いることができる（請求項
４）。位相板としては、複屈折結晶板を用いても良いし
（請求項５）、「透明平行平板の片面に金属酸化膜を斜
め蒸着した」ものでもよい（請求項６）。
【００１３】位相板とダイクロイックミラーとは、これ
らを第２の偏光分離素子と一体化してもよい（請求項
７）。
らを第２の偏光分離素子と一体化してもよい（請求項
７）。
【００１４】請求項８記載の投影型液晶画像表示装置
は、「印加される画像信号に応じて偏光面の旋回により
微小な画素シャッターの開閉を行う２次元の液晶シャッ
ターアレイに白色光源からの光束を照射し、液晶シャッ
ターアレイを透過した光を投影レンズにより投影して、
画像信号に従う画像を投影面上に表示する投影型液晶画
像表示装置」であって、その光源装置が、請求項１また
は２または３または４または５または６または７記載の
光源装置であることを特徴とする。
は、「印加される画像信号に応じて偏光面の旋回により
微小な画素シャッターの開閉を行う２次元の液晶シャッ
ターアレイに白色光源からの光束を照射し、液晶シャッ
ターアレイを透過した光を投影レンズにより投影して、
画像信号に従う画像を投影面上に表示する投影型液晶画
像表示装置」であって、その光源装置が、請求項１また
は２または３または４または５または６または７記載の
光源装置であることを特徴とする。
【００１５】投影型液晶画像表示装置は、モノクロ画像
を表示するものとして実施することもできるし、カラー
画像を表示するものとして実施することもできる。カラ
ー画像表示用の投影型液晶画像表示装置では、液晶シャ
ッターアレイが、「投影レンズに対して光学的に等価な
位置に配備され、それぞれ赤画像信号、緑画像信号、青
画像信号を印加される、赤画像用と緑画像用および青画
像用の各シャッターアレイ」により構成される。また、
上記カラー画像表示用の投影型液晶画像表示装置は、上
記３個のシャッターアレイに、光源からの光束を色分解
して、それぞれ照射する「色分解光学系」と、３個のシ
ャッターアレイを透過した各光束を投影レンズに入射す
る単一の光束に合成する「色合成光学系」とを有する。
を表示するものとして実施することもできるし、カラー
画像を表示するものとして実施することもできる。カラ
ー画像表示用の投影型液晶画像表示装置では、液晶シャ
ッターアレイが、「投影レンズに対して光学的に等価な
位置に配備され、それぞれ赤画像信号、緑画像信号、青
画像信号を印加される、赤画像用と緑画像用および青画
像用の各シャッターアレイ」により構成される。また、
上記カラー画像表示用の投影型液晶画像表示装置は、上
記３個のシャッターアレイに、光源からの光束を色分解
して、それぞれ照射する「色分解光学系」と、３個のシ
ャッターアレイを透過した各光束を投影レンズに入射す
る単一の光束に合成する「色合成光学系」とを有する。
【００１６】
【作用】白色光源からの光束はランダムな偏光状態にあ
るが、第１の偏光分離素子によりＰ偏光成分とＳ偏光成
分に分離される。分離されたＰ，Ｓ偏光成分の一方は第
２の偏光分離素子に入射する。ここでは、説明の具体性
のため、Ｐ偏向成分が第２の偏光分離素子に入射するも
のとする。するとＰ偏光成分は、第２の偏光分離素子を
通過し、位相板に入射し、これを透過する。
るが、第１の偏光分離素子によりＰ偏光成分とＳ偏光成
分に分離される。分離されたＰ，Ｓ偏光成分の一方は第
２の偏光分離素子に入射する。ここでは、説明の具体性
のため、Ｐ偏向成分が第２の偏光分離素子に入射するも
のとする。するとＰ偏光成分は、第２の偏光分離素子を
通過し、位相板に入射し、これを透過する。
【００１７】位相板の「リターダンス」は、前述のよう
に緑色波長：λG、赤色波長：λR、青色波長：λB、に
対して、ｌ，ｍ，ｎを自然数として、それぞれ、 （２ｌ−１）・λG，｛（２ｍ±１）/２｝・λR，
｛（２ｎ±１）/２｝・λB となるように設定されている。従って、位相板を透過し
た緑色波長：λGの光には、半波長の奇数倍の位相差が
与えられ、位相板を透過した緑色波長：λGの光は偏光
面が入射以前の状態から９０度旋回して、それ以前のＰ
偏光成分からＳ偏光成分へ偏光状態が変換される。そし
て、偏光状態の変換された緑色波長：λGの光はダイク
ロイックミラーを透過する。
に緑色波長：λG、赤色波長：λR、青色波長：λB、に
対して、ｌ，ｍ，ｎを自然数として、それぞれ、 （２ｌ−１）・λG，｛（２ｍ±１）/２｝・λR，
｛（２ｎ±１）/２｝・λB となるように設定されている。従って、位相板を透過し
た緑色波長：λGの光には、半波長の奇数倍の位相差が
与えられ、位相板を透過した緑色波長：λGの光は偏光
面が入射以前の状態から９０度旋回して、それ以前のＰ
偏光成分からＳ偏光成分へ偏光状態が変換される。そし
て、偏光状態の変換された緑色波長：λGの光はダイク
ロイックミラーを透過する。
【００１８】一方、赤色波長：λR，青色波長：λBの光
は、位相板を透過し、ダイクロイックミラーにより反射
されて、再び位相板を透過する。従って、これらの光
は、位相板を往復透過するが、これら光にたいするリタ
ーダンスが上記の如く設定されているところから、位相
板を往復透過した、これら光にも、半波長の奇数倍の位
相差が与えられ、その偏光状態は入射時のＰ偏光状態か
らＳ偏光状態へ変換される。そして、これら赤色波長：
λR，青色波長：λBの光は、第２の偏光分離素子に戻
り、第２の偏光分離素子を通過し、第１の偏光分離素子
により分離されたＳ偏光成分と、同じ方向へ射出するこ
とになる。
は、位相板を透過し、ダイクロイックミラーにより反射
されて、再び位相板を透過する。従って、これらの光
は、位相板を往復透過するが、これら光にたいするリタ
ーダンスが上記の如く設定されているところから、位相
板を往復透過した、これら光にも、半波長の奇数倍の位
相差が与えられ、その偏光状態は入射時のＰ偏光状態か
らＳ偏光状態へ変換される。そして、これら赤色波長：
λR，青色波長：λBの光は、第２の偏光分離素子に戻
り、第２の偏光分離素子を通過し、第１の偏光分離素子
により分離されたＳ偏光成分と、同じ方向へ射出するこ
とになる。
【００１９】勿論、上記説明で、偏光面が９０度旋回す
るのは、波長：λR，λG，λBを持つ光であり、白色光
源からの光束は一般に、上記波長以外の波長の光を含
む。従って、ダイクロイックミラーを透過する光にも、
第２の偏光分離素子に戻る光（Ｓ方向を長軸とする楕円
偏光となる）にも、以前としてＰ偏光成分は残っている
が、これら光の全体に占めるＰ偏光成分の量は、少量で
あり、ダイクロイックミラーを透過する光および第２の
偏光分離素子に戻る光の、かなりの部分をＳ偏光として
利用できるのである。
るのは、波長：λR，λG，λBを持つ光であり、白色光
源からの光束は一般に、上記波長以外の波長の光を含
む。従って、ダイクロイックミラーを透過する光にも、
第２の偏光分離素子に戻る光（Ｓ方向を長軸とする楕円
偏光となる）にも、以前としてＰ偏光成分は残っている
が、これら光の全体に占めるＰ偏光成分の量は、少量で
あり、ダイクロイックミラーを透過する光および第２の
偏光分離素子に戻る光の、かなりの部分をＳ偏光として
利用できるのである。
【００２０】
【実施例】以下、具体的な実施例を説明する。図１は、
この発明の光源装置の１実施例を説明するための図であ
る。符号１１１で示す白色光源は白色ランプとリフレク
ターにより構成され、ランダムな偏光状態の白色光束を
放射する。この白色光束は、コールドミラー１１２によ
り熱成分を除去され、ＵＶ−ＩＲフィルター１１３によ
り紫外光成分と赤外光成分を除かれて、第１の偏光分離
素子である偏光ビームスプリッター１２１に入射する。
偏光ビームスプリッター１２１は入射してくる白色光束
ＷのＳ偏光成分を、光束ＳWとして反射し、Ｐ偏光成分
を透過させる。
この発明の光源装置の１実施例を説明するための図であ
る。符号１１１で示す白色光源は白色ランプとリフレク
ターにより構成され、ランダムな偏光状態の白色光束を
放射する。この白色光束は、コールドミラー１１２によ
り熱成分を除去され、ＵＶ−ＩＲフィルター１１３によ
り紫外光成分と赤外光成分を除かれて、第１の偏光分離
素子である偏光ビームスプリッター１２１に入射する。
偏光ビームスプリッター１２１は入射してくる白色光束
ＷのＳ偏光成分を、光束ＳWとして反射し、Ｐ偏光成分
を透過させる。
【００２１】透過したＰ偏光成分の光束ＰWは、偏光ビ
ームスプリッター１２１に接合された第２の偏光分離素
子としての偏光ビームスプリッター１２２を、そのまま
透過する。偏光ビームスプリッター１２２の光射出面に
は波長板１２３が接着され、波長板１２３には、ダイク
ロイックミラー１２４が接着されている。ダイクロイッ
クミラー１２４は、その反射波長領域と透過反射波長領
域とが、図１（Ｂ）に示すようになっており、青色波
長：λBを含む青色光と、赤色波長：λRを含む赤色光は
反射される。
ームスプリッター１２１に接合された第２の偏光分離素
子としての偏光ビームスプリッター１２２を、そのまま
透過する。偏光ビームスプリッター１２２の光射出面に
は波長板１２３が接着され、波長板１２３には、ダイク
ロイックミラー１２４が接着されている。ダイクロイッ
クミラー１２４は、その反射波長領域と透過反射波長領
域とが、図１（Ｂ）に示すようになっており、青色波
長：λBを含む青色光と、赤色波長：λRを含む赤色光は
反射される。
【００２２】偏光ビームスプリッター１２２を透過した
光束ＰWは、位相板１２３を透過する。位相板１２３
は、リターダンス量８００ｎｍに設定された複屈折板で
あり、透過光に対して与えられる位相差は実線の曲線Ｔ
で示すようであり、位相板１２３を往復透過する光に対
しては、破線の曲線Ｒで示す如き位相差を与える。
光束ＰWは、位相板１２３を透過する。位相板１２３
は、リターダンス量８００ｎｍに設定された複屈折板で
あり、透過光に対して与えられる位相差は実線の曲線Ｔ
で示すようであり、位相板１２３を往復透過する光に対
しては、破線の曲線Ｒで示す如き位相差を与える。
【００２３】従って、位相板１２３とダイクロイックミ
ラー１２４を透過する光は、緑色波長：λGを含む緑色
光であり、この緑色光は、大部分が１／２波長に近い位
相差を与えられることによりＳ偏光成分を大量に含んだ
光となり、反射手段としてのプリズム１２５により光路
方向を１８０度反転され、光束ＳGとして射出する。ま
た、ダイクロイックミラー１２４により反射された光
は、波長：λBを含む青色光と、波長：λRを含む赤色光
であり、ともに１／２波長に近い位相差を与えられてＳ
偏光成分を多量に含んだ光であり、第２の偏光分離素子
である偏光ビームスプリッター１２３に入射すると、大
部分を占めるＳ偏光成分が反射されて光束ＳR，ＳBとし
て射出する。
ラー１２４を透過する光は、緑色波長：λGを含む緑色
光であり、この緑色光は、大部分が１／２波長に近い位
相差を与えられることによりＳ偏光成分を大量に含んだ
光となり、反射手段としてのプリズム１２５により光路
方向を１８０度反転され、光束ＳGとして射出する。ま
た、ダイクロイックミラー１２４により反射された光
は、波長：λBを含む青色光と、波長：λRを含む赤色光
であり、ともに１／２波長に近い位相差を与えられてＳ
偏光成分を多量に含んだ光であり、第２の偏光分離素子
である偏光ビームスプリッター１２３に入射すると、大
部分を占めるＳ偏光成分が反射されて光束ＳR，ＳBとし
て射出する。
【００２４】図２，３には、光源装置の変形実施例をそ
れぞれ示す。繁雑を避けるため、混同の慮がないと思わ
れるものに就いては図１におけると同一の符号を用い
る。白色光源１１１からの白色光は、コールドミラー１
１２とＵＶ−ＩＲフィルター１１３を介して、偏光ビー
ムスプリッター１２１に入射し、Ｐ偏光成分は、そのま
ま透過して、白色光束ＰWとして射出する。反射により
分離されたＳ偏光成分は偏光ビームスプリッター１２２
に入射して反射され、位相板１２３に入射してこれを透
過し、ダイクロイックミラー１２４に入射する。位相板
１２３と、ダイクロイックミラー１２４とは、図１に示
した例と同じ物である。
れぞれ示す。繁雑を避けるため、混同の慮がないと思わ
れるものに就いては図１におけると同一の符号を用い
る。白色光源１１１からの白色光は、コールドミラー１
１２とＵＶ−ＩＲフィルター１１３を介して、偏光ビー
ムスプリッター１２１に入射し、Ｐ偏光成分は、そのま
ま透過して、白色光束ＰWとして射出する。反射により
分離されたＳ偏光成分は偏光ビームスプリッター１２２
に入射して反射され、位相板１２３に入射してこれを透
過し、ダイクロイックミラー１２４に入射する。位相板
１２３と、ダイクロイックミラー１２４とは、図１に示
した例と同じ物である。
【００２５】ダイクロイックフィルター１２４を透過し
た、緑色光はプリズム１２５により光路方向を偏向され
てＰ偏光成分を多量に含む光ＰSとして射出する。ダイ
クロイックミラー１２４により反射された光は、青色光
と赤色光であり、その内の大部分を占めるＰ偏光成分が
偏光ビームスプリッター１２２を透過して光束ＰR，ＰB
として射出する。
た、緑色光はプリズム１２５により光路方向を偏向され
てＰ偏光成分を多量に含む光ＰSとして射出する。ダイ
クロイックミラー１２４により反射された光は、青色光
と赤色光であり、その内の大部分を占めるＰ偏光成分が
偏光ビームスプリッター１２２を透過して光束ＰR，ＰB
として射出する。
【００２６】図３に示す例は、図１（Ａ）に示した実施
例からコールドミラーを省略し、反射手段をプリズムか
らミラー１２６に変えた例である。白色光源１１１から
の光の大部分はＳ偏向した光に変換される。
例からコールドミラーを省略し、反射手段をプリズムか
らミラー１２６に変えた例である。白色光源１１１から
の光の大部分はＳ偏向した光に変換される。
【００２７】図４，５には、請求項９に記載したカラー
画像表示用の投影型液晶画像表示装置の実施例を、それ
ぞれ示す。図４において、符号１は光源装置、符号２は
投影画像形成装置、符号３は投影レンズ装置を示してい
る。光源装置１は、図１の実施例と同一であり、図１に
即して説明したように、Ｓ偏光状態の光束ＳW，ＳR，Ｓ
B，ＳGを放射する。符号１２は、図１（Ａ）に示す「偏
光ビームスプリッター１２１，１２２、位相板１２３、
ダイクロイックミラー１２４、プリズム１２５の部分」
を取りまとめて示している。
画像表示用の投影型液晶画像表示装置の実施例を、それ
ぞれ示す。図４において、符号１は光源装置、符号２は
投影画像形成装置、符号３は投影レンズ装置を示してい
る。光源装置１は、図１の実施例と同一であり、図１に
即して説明したように、Ｓ偏光状態の光束ＳW，ＳR，Ｓ
B，ＳGを放射する。符号１２は、図１（Ａ）に示す「偏
光ビームスプリッター１２１，１２２、位相板１２３、
ダイクロイックミラー１２４、プリズム１２５の部分」
を取りまとめて示している。
【００２８】投影画像形成装置２は、ダイクロイックミ
ラー２１１，２１２，２１３，２１４、全反射ミラー２
４１，２４２、液晶シャッターアレイを構成するシャッ
ターアレイ２２１，２２２，２２３、およびコンデンサ
ーレンズ２３１，２３２，２３３を、図示のように組み
合わせて構成されている。
ラー２１１，２１２，２１３，２１４、全反射ミラー２
４１，２４２、液晶シャッターアレイを構成するシャッ
ターアレイ２２１，２２２，２２３、およびコンデンサ
ーレンズ２３１，２３２，２３３を、図示のように組み
合わせて構成されている。
【００２９】ダイクロイックミラー２１１，２１２、全
反射ミラー２４１、および、コンデンサーレンズ２３
１，２３２，２３３は、「色分解光学系」を構成し、ダ
イクロイックミラー２１３，２１４、全反射ミラー２４
２は、「色合成光学系」を構成している。
反射ミラー２４１、および、コンデンサーレンズ２３
１，２３２，２３３は、「色分解光学系」を構成し、ダ
イクロイックミラー２１３，２１４、全反射ミラー２４
２は、「色合成光学系」を構成している。
【００３０】液晶シャッターアレイを構成するシャッタ
ーアレイ２２１，２２２，２２３は同一構造のもので
「印加される画像信号に応じて偏光面の旋回により微小
な画素シャッターの開閉を行う液晶シャッターを２次元
にアレイ配列した」公知のものであり、光源装置１から
放射される光束の直線偏光方向は、これら各シャッター
アレイの入射側の偏光子の偏光方向と対応するように設
定されている。
ーアレイ２２１，２２２，２２３は同一構造のもので
「印加される画像信号に応じて偏光面の旋回により微小
な画素シャッターの開閉を行う液晶シャッターを２次元
にアレイ配列した」公知のものであり、光源装置１から
放射される光束の直線偏光方向は、これら各シャッター
アレイの入射側の偏光子の偏光方向と対応するように設
定されている。
【００３１】シャッターアレイ２２１には緑成分画像に
対応する画像信号ＧＳが印加され、シャッターアレイ２
２２，２２３には、それぞれ赤成分画像、青成分画像に
対応する画像信号ＲＳ，ＢＳが印加される。ダイクロイ
ックミラー２１１は緑色光を選択的に反射し、他の色の
光を透過させる。ダイクロイックミラー２１２，２１３
は赤色光を選択的に反射し、他の色の光を透過させる。
ダイクロイックミラー２１４は青色光を選択的に反射
し、他の色の光を透過させる。
対応する画像信号ＧＳが印加され、シャッターアレイ２
２２，２２３には、それぞれ赤成分画像、青成分画像に
対応する画像信号ＲＳ，ＢＳが印加される。ダイクロイ
ックミラー２１１は緑色光を選択的に反射し、他の色の
光を透過させる。ダイクロイックミラー２１２，２１３
は赤色光を選択的に反射し、他の色の光を透過させる。
ダイクロイックミラー２１４は青色光を選択的に反射
し、他の色の光を透過させる。
【００３２】従って、液晶シャッターアレイ２２１，２
２２，２２３にそれぞれ画像信号ＧＳ，ＲＳ，ＢＳを印
加しつつ光源１を動作させれば、液晶シャッターアレイ
２２１，２２２，２２３には、それぞれ赤色画像、緑色
画像、青色画像が得られる。各シャッターアレイは、投
影レンズ装置３の投影レンズに対しては互いに光学的に
等価な位置にある。従って、各シャッターアレイの画像
を投影レンズ装置３によりスクリーン４上に拡大投影し
てカラー画像を表示することができる。
２２，２２３にそれぞれ画像信号ＧＳ，ＲＳ，ＢＳを印
加しつつ光源１を動作させれば、液晶シャッターアレイ
２２１，２２２，２２３には、それぞれ赤色画像、緑色
画像、青色画像が得られる。各シャッターアレイは、投
影レンズ装置３の投影レンズに対しては互いに光学的に
等価な位置にある。従って、各シャッターアレイの画像
を投影レンズ装置３によりスクリーン４上に拡大投影し
てカラー画像を表示することができる。
【００３３】図５に示す実施例例では、光源装置１Ａ
が、図３に示した実施例と同一のものである。また投影
画像形成装置２Ａは、ダイクロイックミラープリズム２
１５，１１６、全反射ミラー２４１，２４２，２４３，
２４４、液晶シャッターアレイを構成するシャッターア
レイ２２１，２２２，２２３、およびコンデンサーレン
ズ２３１，２３２，２３３を、図示のように組み合わせ
て構成されている。シャッターアレイ２２１，２２２，
２２３は、図４の実施例に即して説明したものと同じも
のであり、シャッターアレイ２２１には緑成分画像に対
応する画像信号ＧＳが、シャッターアレイ２２２，２２
３には、それぞれ赤成分画像、青成分画像に対応する画
像信号ＲＳ，ＢＳが印加される。ダイクロイックミラー
プリズム２１５，１１６は共に、赤色光を選択的に透過
させ、他の色の光を反射する。
が、図３に示した実施例と同一のものである。また投影
画像形成装置２Ａは、ダイクロイックミラープリズム２
１５，１１６、全反射ミラー２４１，２４２，２４３，
２４４、液晶シャッターアレイを構成するシャッターア
レイ２２１，２２２，２２３、およびコンデンサーレン
ズ２３１，２３２，２３３を、図示のように組み合わせ
て構成されている。シャッターアレイ２２１，２２２，
２２３は、図４の実施例に即して説明したものと同じも
のであり、シャッターアレイ２２１には緑成分画像に対
応する画像信号ＧＳが、シャッターアレイ２２２，２２
３には、それぞれ赤成分画像、青成分画像に対応する画
像信号ＲＳ，ＢＳが印加される。ダイクロイックミラー
プリズム２１５，１１６は共に、赤色光を選択的に透過
させ、他の色の光を反射する。
【００３４】ダイクロイックミラープリズム２１５と、
全反射ミラー２４１，２４２，２４３，２４４、コンデ
ンサーレンズ２３１，２３２，２３３は、色分解光学系
を構成し、ダイクロイックミラープリズム１１６は、色
合成光学系を構成する。
全反射ミラー２４１，２４２，２４３，２４４、コンデ
ンサーレンズ２３１，２３２，２３３は、色分解光学系
を構成し、ダイクロイックミラープリズム１１６は、色
合成光学系を構成する。
【００３５】光源装置１Ａを点燈すると、放射される光
束は直線偏光であり、緑・赤・青色光成分は、それぞれ
シャッターアレイ２２１，２２２，２２３に照射され
る。
束は直線偏光であり、緑・赤・青色光成分は、それぞれ
シャッターアレイ２２１，２２２，２２３に照射され
る。
【００３６】シャッターアレイ２２１，２２２，２２３
にそれぞれ画像信号ＧＳ，ＲＳ，ＢＳを印加しつつ光源
１を動作させれば、液晶シャッターアレイ２２１，２２
２，２２３には、それぞれ赤色画像、緑色画像、青色画
像が得られる。各シャッターアレイは、投影レンズ装置
３の投影レンズに対しては互いに光学的に等価な位置に
あり、各シャッターアレイの画像を投影レンズ装置３に
よりスクリーン４上に拡大投影してカラー画像を表示す
ることができる。
にそれぞれ画像信号ＧＳ，ＲＳ，ＢＳを印加しつつ光源
１を動作させれば、液晶シャッターアレイ２２１，２２
２，２２３には、それぞれ赤色画像、緑色画像、青色画
像が得られる。各シャッターアレイは、投影レンズ装置
３の投影レンズに対しては互いに光学的に等価な位置に
あり、各シャッターアレイの画像を投影レンズ装置３に
よりスクリーン４上に拡大投影してカラー画像を表示す
ることができる。
【００３７】上には、カラー画像の投影表示を行う場合
の例を説明したが、モノクロ画像の投影表示を行うので
あれば、液晶シャッターアレイは一つのシャッターアレ
イで構成でき、光源装置からの光を、このシャッターア
レイに照射しつつ、画像信号に従うモノクロ画像をシャ
ッターアレイに得、この画像を投影レンズ装置でスクリ
ーン上に投影表示すれば良い。
の例を説明したが、モノクロ画像の投影表示を行うので
あれば、液晶シャッターアレイは一つのシャッターアレ
イで構成でき、光源装置からの光を、このシャッターア
レイに照射しつつ、画像信号に従うモノクロ画像をシャ
ッターアレイに得、この画像を投影レンズ装置でスクリ
ーン上に投影表示すれば良い。
【００３８】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、新規
な光源装置および投影型液晶画像表示装置を提供でき
る。この発明の光源装置は、上記の如き構成となってい
るから、白色光源からのランダムな偏光状態の光を、極
めて効率良く直線偏光状態の光に変換して放射できる。
従って、この光源装置を光源として用いる投影型液晶画
像表示装置は、極めて光利用効率が高く、大発光量の光
源を用いること無く、明るい画像表示を実現できる。
な光源装置および投影型液晶画像表示装置を提供でき
る。この発明の光源装置は、上記の如き構成となってい
るから、白色光源からのランダムな偏光状態の光を、極
めて効率良く直線偏光状態の光に変換して放射できる。
従って、この光源装置を光源として用いる投影型液晶画
像表示装置は、極めて光利用効率が高く、大発光量の光
源を用いること無く、明るい画像表示を実現できる。
【図１】光源装置の１実施例を説明するための図であ
る。
る。
【図２】光源装置の別実施例を示す図である。
【図３】光源装置の他の実施例を示す図である。
【図４】投影型液晶画像表示装置の１実施例の要部のみ
を略示する図である。
を略示する図である。
【図５】投影型液晶画像表示装置の別実施例を要部のみ
略示する図である。
略示する図である。
１１１ 白色光源 １１２ コールドミラー
１１３ ＵＶ−ＩＲフィルター １２１，１
２２ 偏光ビームスプリッター １２３位相板
１２４ ダイクロイックミラー １２５
プリズム
１１３ ＵＶ−ＩＲフィルター １２１，１
２２ 偏光ビームスプリッター １２３位相板
１２４ ダイクロイックミラー １２５
プリズム
Claims (9)
- 【請求項１】直線偏光した光束を放射する光源装置であ
って、 ランダムな偏光状態の光を放射する白色光源と、 この白色光源からの光をＳ偏光成分とＰ偏光成分とに分
離する第１の偏光分離素子と、 第１の偏光分離素子により分離されたＰ（もしくはＳ）
偏光成分を透過させる位相板と、 第１の偏光分離素子と位相板との間に配備され、第１の
偏光分離素子により分離されたＰ（もしくはＳ）偏光成
分を上記位相板側へ通過させるとともに、上記位相板側
から戻る光のＳ（もしくはＰ）偏光成分を、上記第１の
偏光分離素子により分離されたＳ（もしくはＰ）偏光成
分と同方向へ射出させる第２の偏光分離手段と、 第２の偏光分離手段を通過し、上記位相板を透過した光
のうち、緑色光を選択的に透過させ、赤色光と青色光と
を上記位相板側へ反射するダイクロイックミラーと、 このダイクロイックミラーを透過した緑色光を、所定の
方向へ反射する反射手段とを有し、 上記位相板は、そのリターダンスが、 緑色波長：λG、赤色波長：λR、青色波長：λB、に対
して、ｌ，ｍ，ｎを自然数として、それぞれ、 （２ｌ−１）・λG，｛（２ｍ±１）/２｝・λR，
｛（２ｎ±１）/２｝・λB となるように設定されていることを特徴とする、光源装
置。 - 【請求項２】請求項１記載の光源装置において、 第１及び第２の偏光分離手段が、偏光ビームスプリッタ
ーもしくは偏光ビームプレートであることを特徴とする
光源装置。 - 【請求項３】請求項１または２記載の光源装置におい
て、 白色光源と第１の偏光分離素子との間に、紫外光成分と
赤外光成分とを除去するＵＶ−ＩＲフィルターを有する
ことを特徴とする光源装置。 - 【請求項４】請求項１または２または３記載の光源装置
において、 白色光源と第１の偏光分離素子との間に、コールドミラ
ーを有することを特徴とする光源装置。 - 【請求項５】請求項１または２または３または４記載の
光源装置において、 位相板が、複屈折結晶板であることを特徴とする光源装
置。 - 【請求項６】請求項１または２または３または４記載の
光源装置において、 位相板が、透明平行平板の片面に金属酸化膜を斜め蒸着
したものであることを特徴とする光源装置。 - 【請求項７】請求項１または２または３または４または
５または６記載の光源装置に於て、 位相板とダイクロイックミラーとが第２の偏光分離素子
と一体化されていることを特徴とする光源装置。 - 【請求項８】印加される画像信号に応じて偏光面の旋回
により微小な画素シャッターの開閉を行う２次元の液晶
シャッターアレイに白色光源からの光束を照射し、上記
液晶シャッターアレイを透過した光を投影レンズにより
投影して、上記画像信号に従う画像を投影面上に表示す
る投影型液晶画像表示装置であって、 その光源装置が、請求項１または２または３または４ま
たは５または６または７記載の光源装置であることを特
徴とする投影型液晶画像表示装置。 - 【請求項９】請求項８記載の投影型液晶画像表示装置に
おいて、 液晶シャッターアレイは投影レンズに対して光学的に等
価な位置に配備され、それぞれ赤画像信号、緑画像信
号、青画像信号を印加される、赤画像用と緑画像用およ
び青画像用の各シャッターアレイにより構成され、 これら３個のシャッターアレイに、光源からの光束を色
分解して、それぞれ照射する色分解光学系と、 上記３個のシャッターアレイを透過した各光束を上記投
影レンズに入射する単一の光束に合成する色合成光学系
とを有することを特徴とするカラー画像表示用の投影型
液晶画像表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15359692A JP3260821B2 (ja) | 1992-06-12 | 1992-06-12 | 光源装置および投影型液晶画像表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15359692A JP3260821B2 (ja) | 1992-06-12 | 1992-06-12 | 光源装置および投影型液晶画像表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05341255A true JPH05341255A (ja) | 1993-12-24 |
| JP3260821B2 JP3260821B2 (ja) | 2002-02-25 |
Family
ID=15565950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15359692A Expired - Fee Related JP3260821B2 (ja) | 1992-06-12 | 1992-06-12 | 光源装置および投影型液晶画像表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3260821B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006301519A (ja) * | 2005-04-25 | 2006-11-02 | Nikon Corp | 投射型表示装置 |
-
1992
- 1992-06-12 JP JP15359692A patent/JP3260821B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006301519A (ja) * | 2005-04-25 | 2006-11-02 | Nikon Corp | 投射型表示装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3260821B2 (ja) | 2002-02-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071214 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |