JPH0566368A - 偏光照明装置および該偏光照明装置を用いた投写表示装置 - Google Patents

偏光照明装置および該偏光照明装置を用いた投写表示装置

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JPH0566368A
JPH0566368A JP3338581A JP33858191A JPH0566368A JP H0566368 A JPH0566368 A JP H0566368A JP 3338581 A JP3338581 A JP 3338581A JP 33858191 A JP33858191 A JP 33858191A JP H0566368 A JPH0566368 A JP H0566368A
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polarization
polarized light
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JP3338581A
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Nobuo Minoura
信夫 箕浦
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 偏光照明装置および該装置を用いた投写表示
装置を、光の利用効率および光の偏光変換効率がよく、
投写画像の高輝度化が可能なようにする。 【構成】 偏光照明装置２００は、光源２０１と球面反
射鏡２０２とコンデンサレンズ２０３とλ／４光学位相
板２０４と偏光素子２０５とを含む。ここで、偏光素子
２０５は、直角三角形を断面とする三角柱の形状をした
直角プリズム２１１と、直角プリズム２１１の直角を挟
んでいる面と同じ形でかつ同じ面積の面を備えた、直角
に近い鋭角プリズム２１２とが図示のように貼り合わさ
れ、貼り合わされた面に偏光分離作用膜２１３が設けら
れたものである。また、直角プリズム２１１の直角を挟
んでいる他方の面は、第１の全反射面２１４となってお
り、鋭角プリズム２１２の前記面と互いに対向する面
は、第２の全反射面２１５となっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、偏光照明装置および該
偏光照明装置を用いた投写表示装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の投写型液晶プロジェクションテレ
ビに用いられる偏光照明装置について、図１３を参照し
て説明する。
【０００３】この偏光照明装置では、光源１０１から発
せられた光源光がリフレクタ１０２にて反射されて、赤
外線カットフィルタ１０３を通過した後、コンデンサレ
ンズ１０４を通って平行光にされる。平行光となった光
源光は、絞り板１０５およびλ／４光学位相板１０６を
経た後、偏光ビームスプリッタ１０７に入射して該偏光
ビームスプリッタ１０７を透過するＰ偏光成分と偏光ビ
ームスプリッタ１０７にて反射するＳ偏光成分とに分離
される。偏光ビームスプリッタ１０７を透過したＰ偏光
成分は、カマボコ形レンズ１０９を通った後、透明支持
板１１０に保持されている液晶デバイス１１１を照射す
る。偏光ビームスプリッタ１０７で偏光分離された（反
射された）Ｓ偏光成分は、平面反射鏡１０８で平面反射
されて、偏光ビームスプリッタ１０７に再入射して再度
反射される。偏光ビームスプリッタ１０７で反射したＳ
偏光成分は、λ／４光学位相板１０６，絞り板１０５，
コンデンサレンズ１０４および赤外線カットフィルタ１
０３を経て光源１０１に戻る（光の可逆の原理）。光源
１０１に戻ったＳ偏光成分は、さらに直進し、リフレク
タ１０２で反射されて再び光源１０１に戻り、該光源１
０１から発せられた如く、上述と同様な光路を経て偏光
ビームスプリッタ１０７に入射する。この偏光ビームス
プリッタ１０７に入射する、リフレクタ１０２で反射さ
れたＳ偏光成分は、再び偏光ビームスプリッタ１０７に
入射するまでの間に、λ／４光学位相板１０６を２回通
過していることになるため、見掛け上λ／２光学位相板
を通過した如く働き、再び偏光ビームスプリッタ１０７
に入射する時は、Ｐ偏光成分となっている。
【０００４】偏光ビームスプリッタ１０７ではＰ偏光成
分は透過することになるので、前記リフレクタ１０２で
反射された後、再び偏光ビームスプリッタ１０７に入射
するＰ偏光成分は、前記光源１０１が発した光源光のＰ
偏光成分とともに、前記偏光ビームスプリッタ１０７を
透過して前記液晶デバイス１１１の照明光となる。
【０００５】このように、従来の偏光照明装置では、偏
光分離した二つの直線偏光成分のうち一方の偏光成分
を、他方の偏光成分に変換して照明光とすることで、高
輝度化を図る構成となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術では、光源より発せられたＰ偏光成分とＳ偏光成
分が加算されるので、理想的には（各部における損失が
なければ）、２倍の輝度（エネルギー）になるはずであ
るが、実際には損失があるため、通常１．３〜１．５倍
が限界である。
【０００７】前述の図１３に示した偏光照明装置におい
て、リフレクタ１０２の反射率を９５％、赤外線カット
フィルタ１０３の透過率を９８％、コンデンサレンズ１
０４の透過率を９５％、偏光ビームスプリッタ１０７の
Ｓ偏光成分反射率を９８％、平面反射鏡１０８の反射率
を９９％としても、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分との加算に
よる輝度アップは２０％〜５０％が限界である。これ
は、偏光ビームスプリッタ１０７で偏光分離されたＳ偏
光成分が、リフレクタ１０２にて反射される前後に、光
源１０１を２度通過するが、その時に光の散乱，吸収を
受けるため、再度、偏光ビームスプリッタ１０７に入射
する光成分は、前記Ｓ偏光成分の３０〜５０％程度とな
るからである。
【０００８】本発明の目的は、光の利用効率および光の
偏光変換効率が良く、投写画像の高輝度化を可能にする
偏光照明装置および該偏光照明装置を用いた投写表示装
置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の偏光照明装置
は、発光部および該発光部の背面に設けられた反射鏡を
備える照明手段と、該照明手段からの光を互いに偏光面
が異なる第１および第２の偏光光に分割する偏光分割手
段と、該偏光分割手段からの前記第１の偏光光を前記照
明手段へ戻す再帰手段とを有し、前記照明手段が、前記
再帰手段からの前記第１の偏光光を前記反射鏡で反射し
該第１の偏光光の偏光面を変調して前記第２の偏光光の
偏光面と一致せしめて前記偏光分割手段に入射させ、前
記第１の偏光光を前記偏光分割手段を介して出射する偏
光照明装置において、前記再帰手段が、前記照明手段へ
戻される前記第１の偏光光の少なくとも一部が前記発光
部を通過しないよう構成されている。
【００１０】ここで、前記偏光分割手段と前記再帰手段
とは、互いに一端が接し、かつ、前記照明手段の光軸に
対してそれぞれ斜設されており、前記照明手段からの光
の一部を前記偏光分割手段で前記第２の偏光光と前記第
１の偏光光とに分割して、該第２の偏光光を第１の方向
に向け、前記照明手段からの残りの光を前記再帰手段で
前記偏光分割手段へ向けて反射し、該残りの光を前記偏
光分割手段で互いに偏光面が異なる第１および第２の偏
光光に分割して、該第２の偏光光を第２の方向へ向ける
とともに該第１の偏光光を前記照明手段へ向け、前記第
１の方向と前記第２の方向とに向けた前記各第２の偏光
光の進行方向をほぼ同一にして出射してもよい。
【００１１】また、前記再帰手段は、第２の偏光分割手
段を備え、前記照明手段からの光の一部を前記偏光分割
手段で受け、前記照明手段からの残りの光を前記第２の
偏光分割手段で互いに偏光面が異なる第１および第２の
偏光光に分割して、該第２の偏光分割手段により該第２
の偏光光を前記第１の方向に向けるとともに該第１の偏
光光を前記偏光分割手段に向け、該第１の偏光光を前記
偏光分割手段を介して前記照明手段に向けてもよい。
【００１２】さらに、前記照明手段は、前記発光部の前
面にλ／４光学位相板を有しており、前記偏光分割手段
は、誘電体の多層膜からなっていてもよいし、前記照明
手段は、前記発光部の前面にλ／４光学位相板を有して
おり、前記偏光分割手段は、グリッド偏光子からなって
いてもよいし、前記偏光分割手段は、コレステリック液
晶層からなっていてもよい。
【００１３】本発明の投写表示装置は、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
画像を形成する画像形成手段と、該画像形成手段により
形成された画像光を投影する投影手段とを有する投写表
示装置において、前記偏光照明装置が、発光部および該
発光部の背面に設けられた反射鏡を備える照明手段と、
該照明手段からの光を互いに偏光面が異なる第１および
第２の偏光光に分割する偏光分割手段と、該偏光分割手
段からの前記第１の偏光光を前記照明手段へ戻す再帰手
段とを有し、前記照明手段が、前記再帰手段からの前記
第１の偏光光を前記反射鏡で反射し該第１の偏光光の偏
光面を変調して前記第２の偏光光の偏光面と一致せしめ
て前記偏光分割手段に入射させ、前記第１の偏光光を前
記偏光分割手段を介して出射する偏光照明装置であっ
て、前記再帰手段が、前記照明手段へ戻される前記第１
の偏光光の少なくとも一部が前記発光部を通過しないよ
う構成されている。
【００１４】
【作用】本発明の偏光照明装置は、発光部および該発光
部の背面に設けられた反射鏡を備える照明手段と、該照
明手段からの光を互いに偏光面が異なる第１および第２
の偏光光に分割する偏光分割手段と、該偏光分割手段か
らの前記第１の偏光光を前記照明手段へ戻す再帰手段と
を有し、前記照明手段が、前記再帰手段からの前記第１
の偏光光を前記反射鏡で反射し該第１の偏光光の偏光面
を変調して前記第２の偏光光の偏光面と一致せしめて前
記偏光分割手段に入射させ、前記第１の偏光光を前記偏
光分割手段を介して出射する偏光照明装置において、前
記再帰手段が、前記照明手段へ戻される前記第１の偏光
光の少なくとも一部が前記発光部を通過しないよう構成
されていることにより、光源より出射された光束は損失
なく偏光光に変換される。
【００１５】本発明の投写表示装置は、本発明の偏光照
明装置により液晶ライトバルブを照明するため、スクリ
ーンに投写される画像の輝度の向上が図れる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【００１７】図１は、本発明の偏光照明装置の第１の実
施例を示す概略構成図である。
【００１８】偏光照明装置２００は、ハロゲンランプま
たはメタルハライドランプなどからなる光源２０１と、
光源２０１の背面に設けられた球面反射鏡２０２と、光
源２０１から発せられる光束の一部を平行光束に変換す
るコンデンサレンズ２０３と、平行光束の光路に設けら
れたλ／４光学位相板２０４と、平行光束を直線偏光光
に変換する偏光素子２０５とを含む。
【００１９】ここで、偏光素子２０５は、直角三角形を
断面とする三角柱の形状をした直角プリズム２１１と、
直角プリズム２１１の直角を挟んでいる面と同じ形でか
つ同じ面積の面を備えた、直角に近い鋭角プリズム２１
２（図示破線を含んだ断面積が直角三角形である。）と
が図示のように貼り合わされ、貼り合わされた面に偏光
分離作用膜２１３が設けられたものである。また、直角
プリズム２１１の直角を挟んでいる他方の面は、第１の
全反射面２１４となっており、鋭角プリズム２１２の前
記面と互いに対向する面は、第２の全反射面２１５とな
っている。なお、多層膜である偏光分離作用膜２１３
は、直角プリズム２１１および鋭角プリズム２１２の少
なくとも一方の面に設けられていればよい。また、第１
および第２の全反射面には、アルミニウム蒸着などが施
されていてもよい。
【００２０】偏光分離作用膜２１３は、偏光分離作用膜
２１３へほぼ４５°の入射角で入射する光に対して、Ｓ
偏光成分ＬS （偏光分離作用膜２１３に平行な偏光方向
をもつ直線偏光光）を反射し、Ｓ偏光成分ＬS に対して
垂直な偏光方向をもつＰ偏光成分ＬP を透過する作用を
有する。
【００２１】次に、偏光照明装置２００の動作について
説明する。
【００２２】コンデンサレンズ２０３により平行光束に
変換された光（平行光Ｌ）は、λ／４光学位相板２０４
を不定偏光光のまま透過したのち、偏光分離作用膜２１
３にほぼ４５°の入射角で入射する。平行光ＬのＰ偏光
成分ＬP は、偏光分離作用膜２１３をそのまま透過した
のち、直角プリズム２１１から出射される。一方、平行
光ＬのＳ偏光成分ＬS は、偏光分離作用膜２１３で図示
上方向にほぼ直角に反射されたのち、鋭角プリズム２１
２の第２の全反射面２１５で図示左方向に直角よりもや
や鋭角に反射される。すなわち、偏光分離作用膜２１３
と第２の全反射面２１５とのなす角は直角になっていな
いので、第２の全反射面２１５で反射されたＳ偏光成分
ＬS は、平行光Ｌとは平行にならずに鋭角プリズム２１
２から出射される。
【００２３】鋭角プリズム２１２から出射されたＳ偏光
成分ＬS は、所望の方向に光学軸が設定されたλ／４光
学位相板２０４の作用を受けて円偏光光ＬC に変換され
たのち、コンデンサレンズ２０３を透過し、コンデンサ
レンズ２０３の焦点位置であり、かつ、球面反射鏡２０
２の曲率中心位置にある光源２０１に向かう。このと
き、前述したように円偏光光ＬC は平行光Ｌとは平行で
ないため、正確に光源２０１に向かわずに光源２０１を
避けて球面反射鏡２３２に向かうので、円偏光光ＬC は
光源２０１により散乱，吸収されることがない。
【００２４】その後、円偏光光ＬC は、球面反射鏡２０
２で反射される際に円偏光光の回転方向が変わり円偏光
光ＬC *に変換されたのち、再び光源２０１の近傍を通過
してコンデンサレンズ２０３に入射する。コンデンサレ
ンズ２０３を透過してほぼ平行光に変換された円偏光光
ＬC *は、λ／４光学位相板２０４を透過するときにＰ偏
光成分ＬP *に変換されて、鋭角プリズム２１２に入射す
る。Ｐ偏光成分ＬP *は、第２の全反射面２１５で図示下
方向にほぼ直角に反射されたのち、偏光分離作用膜２１
３に入射する。偏光分離作用膜２１３に入射したＰ偏光
成分ＬP *は、偏光分離作用膜２１３をそのまま透過した
のち、直角プリズム２１１の第１の全反射面２１４で図
示右方向にほぼ直角に反射され、直角プリズム２１１か
らＰ偏光成分ＬP とほぼ平行に出射する。このように、
Ｓ偏光成分ＬS は、λ／４光学位相板２０４を２回透過
することによりλ／２光学位相板を１回透過したのと同
じ作用を受け、偏光方向が９０°回転させられてＰ偏光
成分ＬP *に変換される。
【００２５】本発明の偏光照明装置においては、偏光分
離作用膜２１３で反射されたのち光源２０１の方へ戻さ
れる光のうち少なくとも一部が、光源２０１を通過しな
いというのが本質的なものであるため、第２の全反射面
２１５が平行光Ｌと４５°をなすようにし、偏光分離作
用膜２１３が平行光Ｌと４５°以外の角をなすように設
定しても構わない。また、偏光分離作用膜２１３および
第２の全反射面２１５の少なくとも一方に曲率を持たせ
ることによって、光源２０１の方へ戻される光の一部が
光源２０１を通過しないようにすることもできる。ただ
し、最終的に得られる２つのＰ偏光光ＬP ，ＬP *がほぼ
平行に近くなるようにするのが好ましいのは言うまでも
ない。なお、最も望ましい形態は、照明手段（光源２０
１および球面反射鏡２０２）からの平行光Ｌが、偏光分
離作用膜２１３に対して最も偏光分離作用の優れた角度
で入射することを最優先にし、再帰手段（第２の全反射
面２１５）によって一度照明手段の方へ戻される光が光
源２０１（発光部）を通過しないことを最優先とする構
成である。また、光源２０１を通過しないという条件と
ともに、一度光源２０１へ戻った光が再び偏光分離作用
膜２１３に入射するときの角度を偏光分離作用膜２１３
が効率よく偏光分離できる許容角度内に収められるよう
に設計する必要がある。
【００２６】図１に示した偏光照明装置２００では、図
からも明らかなように、光源２０１からの光束のうち中
央部の強い光は偏光素子２０５を通過したのちは周辺光
として、また、光源２０１からの光束のうち周辺部の弱
い光は偏光素子２０５を通過したのちは中央部の光とし
て、画像形成手段（不図示）に入射する。すなわち、偏
光照明装置２００では、中央部の光と周辺部の光とを入
れ替えることができるため、周辺光量アップというさら
なる効果も期待できる。
【００２７】図２は、本発明の偏光照明装置の第２の実
施例を示す概略構成図である。
【００２８】偏光照明装置２３０は、ハロゲンランプま
たはメタルハライドランプなどからなる光源２３１と、
光源２３１の背面に設けられた球面反射鏡２３２と、光
源２３１から発せられる光束の一部を平行光束に変換す
るコンデンサレンズ２３３と、平行光束の光路に設けら
れたλ／４光学位相板２３４と、平行光束を直線偏光光
に変換する偏光素子２３５とを含む。
【００２９】ここで、偏光素子２３５は、断面が直角に
近い鋭角三角形の形状をした鋭角プリズム２４１と、鋭
角プリズム２４１の直角に近い角を挟む面にそれぞれ斜
面が貼り付けられた第１の直角プリズム２４２および第
２の直角プリズム２４３と、鋭角プリズム２４１と第１
および第２の直角プリズム２４２，２４３との貼り付け
面にそれぞれ設けられた第１の偏光分離作用膜２４４お
よび第２の偏光分離作用膜２４５とからなる。なお、第
１の偏光分離作用膜２４４は光源２３１からの光軸に対
してほぼ４５°に、また、第２の偏光分離作用膜２４５
は光源２３１からの光軸に対して４５°よりややきつい
角度に設定されている。
【００３０】次に、偏光照明装置２３０の動作について
説明する。
【００３１】コンデンサレンズ２３３により平行光束に
変換された光（平行光Ｌ）は、λ／４光学位相板２３４
を不定偏光光のまま透過したのち、第１の偏光分離作用
膜２４４にほぼ４５°の入射角で入射する。平行光Ｌの
Ｐ偏光成分ＬP は、第１の偏光分離作用膜２４４をその
まま透過したのち、第１の直角プリズム２４２から出射
する。一方、平行光ＬのＳ偏光成分ＬS は、第１の偏光
分離作用膜２４４で図示上方向にほぼ直角に反射された
のち、第２の偏光分離作用膜２４５で図示左方向に直角
よりもやや鋭角に反射され、第２の直角プリズム２４３
から出射する。このとき、第１の偏光分離作用膜２４４
および平行光Ｌの光軸のなす角と第２の偏光分離作用膜
２４５および平行光Ｌの光軸のなす角とは同一でないた
め、Ｓ偏光成分ＬS は、平行光Ｌとは平行にならずに第
２の直角プリズム２４３から出射する。
【００３２】第２の直角プリズム２４３から出射された
Ｓ偏光成分ＬS は、所望の方向に光学軸が設定されたλ
／４光学位相板２３４の作用を受けて円偏光光ＬC に変
換されたのち、コンデンサレンズ２３３を透過し、コン
デンサレンズ２３３の焦点位置であり、かつ、球面反射
鏡２３２の曲率中心位置にある光源２３１に向かう。こ
のとき、前述したように円偏光光ＬCは平行光Ｌとは平
行でないため、正確に光源２３１に向かわずに光源２３
１を避けて球面反射鏡２３２に向かうので、円偏光光Ｌ
C は光源２３１により散乱，吸収されることがない。
【００３３】その後、円偏光光ＬC は、球面反射鏡２３
２で反射される際に円偏光光の回転方向が変わり円偏光
光ＬC *に変換されたのち、再び光源２３１の近傍を通過
してコンデンサレンズ２３３に入射する。コンデンサレ
ンズ２３３を透過してほぼ平行光に変換された円偏光光
ＬC *は、λ／４光学位相板２３４を透過するときにＰ偏
光成分ＬP *に変換されて、第２の直角プリズム２４３に
入射する。Ｐ偏光成分ＬP *は、第２の偏光分離作用膜２
４５をそのまま透過したのち、第２の直角プリズム２４
３からＰ偏光成分ＬP とほぼ平行に出射する。このよう
に、Ｓ偏光成分ＬS は、λ／４光学位相板２３４を２回
透過することによりλ／２光学位相板を１回透過したの
と同じ作用を受け、偏光方向が９０°回転させられてＰ
偏光成分ＬP *に変換される。
【００３４】図１に示した第１の実施例の偏光照明装置
２００および図２に示した第２の実施例の偏光照明装置
２３０においては、光源の背面に設ける反射鏡として球
面反射鏡を用いたが、放物面反射鏡または楕円反射鏡な
ども用いることができる。一般に、平行光束を得ようと
するときには、球面反射鏡よりも放物面反射鏡の方が光
利用効率がよい。しかし、偏光変換効率については、反
射鏡での反射回数が奇数回である球面反射鏡の方がよい
放物面反射鏡のように反射鏡での反射回数が偶数回であ
ると偏光変換効率が悪くなるが、それを補う偏光照明装
置の一例として、図３に示す偏光照明装置２６０があ
る。
【００３５】偏光照明装置２６０は、λ／４光学位相板
が光源２６１からの光軸を境にして第１λ／４光学位相
板２６４1 と第２のλ／４光学位相板２６４2 とに分か
れており、入射光である白色光ＬP＋ＬSのＳ偏光成分Ｌ
S に対してより多くの出射光がＰ偏光成分ＬP として得
られるように、第１および第２のλ／４光学位相板２６
４1，２６４2の光学軸が設定されているものである。な
お、一般には、第１および第２のλ／４光学位相板２６
４1，２６４2の光学軸は、偏光変換効率を最もよくする
ため、互いにほぼ９０°をなすように設定される。
【００３６】次に、偏光照明装置２６０の構成について
説明する。
【００３７】偏光照明装置２６０は、放物面反射鏡２６
２、および放物面反射鏡２６２の焦点位置近傍に配設さ
れた、不定偏光光である白色光ＬP＋ＬSを発するメタル
ハライドランプなどからなる光源２６１を有する光源部
と、該光源部から出射された白色光ＬP＋ＬSの光軸に対
して垂直に設けられた、光学軸が互いにほぼ９０°をな
すように設定された第１および第２のλ／４光学位相板
２６４1，２６４2と、第１および第２のλ／４光学位相
板２６４1，２６４2と入射面２６５1 が対向するよう設
けられた、入射面２６５1 の一辺と出射面２６５2 の一
辺とが９０°の角度をもって接した、扇形の断面形状を
有する偏光ビームスプリッタ２６５とを具備する。
【００３８】ここで、偏光ビームスプリッタ２６５は、
一辺が入射面２６５1 の一辺と４５°の角度をもって接
しているとともに、他辺が対角面と接した、白色光ＬP
＋ＬSのＰ偏光成分ＬP を透過させるとともにＳ偏光成
分ＬS を反射させる偏光分離作用膜（以下、「作用面２
６５4 」と称する。）を具備している。作用面２６５4
は、扇形の断面形状を有する２つのプリズムが互いに接
着される斜面に形成された蒸着膜からなる。また、偏光
ビームスプリッタ２６５の前記対角面は、扇形の断面形
状の円弧状の表面に反射膜（不図示）が設けられた反射
面２６５3 を備えている前記光源部と第１および第２の
λ／４光学位相板２６４1，２６４2との間には、赤外線
カットフィルタ２６３が第１および第２のλ／４光学位
相板２６４1，２６４2と互いに対向して設けられてい
る。
【００３９】次に、偏光照明装置２６０の動作について
説明する。
【００４０】光源２６１から放物面反射鏡２６２に向け
て発せられた白色光ＬP＋ＬS（図３に実線で示す）は、
放物面反射鏡２６２で反射されて平行光にされたのち、
赤外線カットフィルタ２６３に入射して、赤外線カット
フィルタ２６３で可視光以外の赤外光などが吸収され
る。その後、白色光ＬP＋ＬSは、第１のλ／４光学位相
板２６４1 を透過したのち、偏光ビームスプリッタ２６
５に入射し、偏光ビームスプリッタ２６５の作用面２６
５4 でＰ偏光成分ＬP が透過されるとともにＳ偏光成分
ＬS が直角（図示右方向）に反射されることにより、Ｐ
偏光成分ＬP とＳ偏光成分ＬS とに分離される。
【００４１】前記作用面２６５4 で透過されたＰ偏光成
分ＬP は、偏光ビームスプリッタ２６５の反射面２６５
3 で図示左方向に反射され、偏光ビームスプリッタ２６
５の出射面２６５2 から出射するが、前記反射面２６５
3 は凹面となっているため、該反射面２６５3 で集光作
用を受け前記出射面２６５2 から出射する。
【００４２】一方、前記作用面２６５4 で反射されたＳ
偏光成分ＬS （同図に破線で示す）は、前記反射面２６
５3 で図示上方向に反射されるが、該反射面２６５3 は
凹面となっているため、光軸が光源２６１側にずれて反
射される。前記反射面２６５ 3 で反射されたＳ偏光成分
ＬS は、偏光ビームスプリッタ２６５の入射面２６５ 1
から出射したのち、第２のλ／４光学位相板２６４2 に
入射し、第２のλ／４光学位相板２６４2 の作用を受け
て円偏光光ＬC に変換される。円偏光光ＬC は赤外線カ
ットフィルタ２６３を透過したのち、放物面反射鏡２６
２に入射する。円偏光光ＬC は放物面反射鏡２６２で光
源２６１側に反射されるが、このとき、円偏光の回転方
向が変わり円偏光光ＬC *に変換される。前記反射面２６
５3 で反射された円偏光光ＬC *の光軸は前述したように
光源２６１側にずれているため、光源２６１から白色光
ＬP＋ＬSとして出射したときの光路とは非対称な光路を
通って放物面反射鏡２６２に戻るので、円偏光光ＬC *は
光源２６１に当たらず、光源２６１の近傍を通過したの
ち、再び放物面反射鏡２６２で反射される。このとき、
円偏光光ＬC *は円偏光の回転方向が変わり、もとの円偏
光光ＬC に変換される。円偏光光ＬC は、ほぼ平行光と
して前記光源部から出射する。該光源部から出射された
円偏光光ＬC は、赤外線カットフィルタ２６３を透過し
たのち、第１のλ／４光学位相板２６４1 に入射する。
このとき、円偏光光ＬC は、第１のλ／４光学位相板２
６４1 の作用を受けてＰ偏光成分ＬP *に変換される。す
なわち、Ｓ偏光成分ＬS は、前記反射面２６５3 で反射
されたのち、第２のλ／４光学位相板２６４2 と第１の
λ／４光学位相板２６４1 とを透過することにより、偏
光方向が９０°回転させられるため、第１のλ／４光学
位相板２６４1 から出射される直線偏光成分はＰ偏光成
分ＬP *となる。Ｐ偏光成分ＬP *は、偏光ビームスプリッ
タ２６５に再度入射し、前記作用面２６５4 を透過した
のち、前記反射面２６５3 で図示左方向に反射され、前
記出射面２６５2 から出射する。このとき、前記反射面
２６５3 は凹面となっているため、Ｐ偏光成分ＬP *は、
該反射面２６５3 で集光作用を受けて前記出射面２６５
2 から出射する。
【００４３】なお、本実施例で用いた分割式のλ／４光
学位相板２６４1，２６４2は、以下に説明する他の実施
例にも適用できるのはいうまでもない。
【００４４】図４は、本発明の偏光照明装置の第４の実
施例を示す概略構成図である。
【００４５】偏光照明装置１０は、放物面反射鏡２、お
よび放物面反射鏡２の焦点位置近傍に配設された、不定
偏光光である白色光ＬP＋ＬSを発するメタルハライドラ
ンプなどからなる光源１を有する光源部と、該光源部か
ら出射された白色光ＬP＋ＬSの光軸に対して垂直に設け
られたλ／４光学位相板４と、λ／４光学位相板４と入
射面５1 が対向するよう設けられた、入射面５1 の一辺
と出射面５2 の一辺とが９０°の角度をもって接した、
扇形の断面形状を有する偏光ビームスプリッタ５とを具
備する。
【００４６】ここで、偏光ビームスプリッタ５は、一辺
が入射面５1の一辺と４５°の角度をもって接している
とともに、他辺が対角面と接した、白色光ＬP＋ＬSのＰ
偏光成分ＬP を透過させるとともにＳ偏光成分ＬS を反
射させる作用面５4 （扇形の断面形状を有する、２つの
プリズムが互いに接着される斜面に形成された蒸着膜）
を具備している。また、偏光ビームスプリッタ５の前記
対角面は、扇形の断面形状の円弧状の表面に反射膜（不
図示）が設けられた反射面５3 を備えている。また、前
記光源部とλ／４光学位相板４との間には、赤外線カッ
トフィルタ３がλ／４光学位相板４と互いに対向して設
けられている。
【００４７】次に、偏光照明装置１０の動作について説
明する。ただし、説明の簡単のため、たとえば、図３に
示した偏光変換装置２６０において、反射面２６５3 で
反射されたＳ偏光成分ＬS が第２のλ／４光学位相板２
６４2 の作用を受けて円偏光光ＬC に変換されるよう
な、直線偏光成分から円偏光光への変換については省略
し、すべて直線偏光成分として説明する。
【００４８】偏光照明装置１０では、光源１から放物面
反射鏡２に向けて発せられた白色光ＬP＋ＬS（図４に実
線で示す）は、放物面反射鏡２で反射されて平行光にさ
れたのち、赤外線カットフィルタ３に入射して、赤外線
カットフィルタ３で可視光以外の赤外光などが吸収され
る。その後、白色光ＬP＋ＬSは、λ／４光学位相板４を
透過したのち、偏光ビームスプリッタ５に入射し、偏光
ビームスプリッタ５の作用面５4 でＰ偏光成分ＬP が透
過されるとともにＳ偏光成分ＬS が直角（図示右方向）
に反射されることにより、Ｐ偏光成分ＬP とＳ偏光成分
ＬS とに分離される。
【００４９】前記作用面５4 で透過されたＰ偏光成分Ｌ
Pは、偏光ビームスプリッタ５の反射面５3 で図示左方
向に反射され、偏光ビームスプリッタ５の出射面５2 か
ら出射するが、前記反射面５3 は凹面となっているた
め、該反射面５3 で集光されて前記出射面５2 から出射
する。
【００５０】一方、前記作用面５4 で反射されたＳ偏光
成分ＬS （同図に破線で示す）は、前記反射面５3 で図
示上方向に反射されるが、該反射面５3 は凹面となって
いるため、光軸が光源１側にずれて反射される。前記反
射面５3 で反射されたＳ偏光成分ＬS は、偏光ビームス
プリッタ５の入射面５1 から出射したのち、λ／４光学
位相板４および赤外線カットフィルタ３を透過して、放
物面反射鏡２に入射する。Ｓ偏光成分ＬS は放物面反射
鏡２で光源１側に反射されるが、前記反射面５ 3 で反射
されたＳ偏光成分ＬS の光軸は前述したように光源１側
にずれているため、光源１から白色光ＬP＋ＬSとして出
射したときの光路とは非対称な光路を通って放物面反射
鏡２に戻るので、Ｓ偏光成分ＬS は光源１に当たらず、
光源１の近傍を通過したのち、再び放物面反射鏡２で反
射され、ほぼ平行な光として前記光源部から出射する。
該光源部から出射されたＳ偏光成分ＬS は、赤外線カッ
トフィルタ３およびλ／４光学位相板４を透過して、偏
光ビームスプリッタ５に再度入射する。このとき、Ｓ偏
光成分ＬS は、前記反射面５3 で反射されたのちλ／４
光学位相板４を２回透過することにより、偏光方向が９
０°回転させられＰ偏光成分ＬP *に変換されているた
め、前記作用面５4 を透過したのち、前記反射面５3 で
図示左方向に反射され、前記出射面５2 から出射する。
このとき、前記反射面５3 は凹面となっているため、変
換されたＰ偏光成分ＬP *は、該反射面５ 3 で集光されて
前記出射面５2 から出射する。
【００５１】したがって、偏光照明装置１０では、偏光
ビームスプリッタ５から放物面反射鏡２に戻されたＳ偏
光成分ＬS が光源１に当たって、光源１において散乱お
よび吸収されることを防ぐことができるため、図１３に
示した従来の偏光照明装置よりもＳ偏光成分ＬS をＰ偏
光成分ＬP *に変換する際の変換ロスを少なくすることが
できるので、偏光ビームスプリッタ５から出射される照
明光の光量を増やす（Ｐ偏光成分ＬP のみを出射させる
場合に比べて約１．８倍の光量とする）ことができる。
【００５２】なお、反射面５3 は、偏光ビームスプリッ
タ５の前記対角面に反射膜を設けることにより、偏光ビ
ームスプリッタ５と一体的に形成されてもよい。
【００５３】図５は、本発明の偏光照明装置の第５の実
施例を示す概略構成図である。
【００５４】偏光照明装置２０は、偏光ビームスプリッ
タ１５が、直角三角形の断面形状を有し、作用面１５4
（２つの直角プリズムが互いに接着される斜面に形成さ
れた偏光分離作用膜）の一辺が入射面１５1 の一辺と４
５°の角度をもって接しているとともに、前記作用面１
５4 の他辺が対角面１５3 と接している点、および曲面
に反射膜（不図示）が設けられて形成された反射面１６
1 を有する凸レンズ１６が、偏光ビームスプリッタ１５
の対角面１５3 に貼り付けられている点が、図４に示し
た偏光照明装置と異なっている。
【００５５】次に、偏光照明装置２０の動作について説
明する。ただし、説明の簡単のため、たとえば、図３に
示した偏光変換装置２６０において、反射面２６５3 で
反射されたＳ偏光成分ＬS が第２のλ／４光学位相板２
６４2 の作用を受けて円偏光光ＬC に変換されるよう
な、直線偏光成分から円偏光光への変換については省略
し、すべて直線偏光成分として説明する。
【００５６】光源１１から放物面反射鏡１２に向けて発
せられた白色光ＬP＋ＬS（図５に実線で示す）は、放物
面反射鏡１２で反射されて平行光にされたのち、赤外線
カットフィルタ１３に入射し、赤外線カットフィルタ１
３で可視光以外の赤外光などが吸収される。その後、白
色光ＬP＋ＬSは、λ／４光学位相板１４を透過したの
ち、偏光ビームスプリッタ１５に入射して、偏光ビーム
スプリッタ１５の作用面１５4 でＰ偏光成分ＬP が透過
されるとともにＳ偏光成分ＬS が直角（図示右方向）に
反射されることにより、Ｐ偏光成分ＬP とＳ偏光成分Ｌ
S とに分離される。
【００５７】前記作用面１５4 で透過されたＰ偏光成分
ＬP は、凸レンズ１６の反射面１６ 1 で図示左方向に反
射され、偏光ビームスプリッタ１５の出射面１５2 から
出射するが、前記反射面１６1 は凹面となっているた
め、該反射面１６1 で集光されて前記出射面５2 から出
射する。
【００５８】一方、前記作用面１５4 で反射されたＳ偏
光成分ＬS （同図に破線で示す）は、凸レンズ１６の反
射面１６1 で図示上方向に反射されるが、該反射面１６
1 は凹面となっているため、光軸が光源１１側にずれて
反射される。前記反射面１６ 1 で反射されたＳ偏光成分
ＬS は、偏光ビームスプリッタ１５の入射面１５1 から
出射したのち、λ／４光学位相板１４および赤外線カッ
トフィルタ１３を透過して、放物面反射鏡１２に入射す
る。Ｓ偏光成分ＬS は、放物面反射鏡１２で光源１１側
に反射されるが、凸レンズ１６の反射面１６1 で反射さ
れたＳ偏光成分ＬS の光軸は前述したように光源１１側
にずれているため、光源１１から白色光ＬP＋ＬSとして
出射されたときの光路とは非対称な光路を通って放物面
反射鏡１２に戻るので、Ｓ偏光成分ＬS は光源１１に当
たらず、光源１１の近傍を通過したのち、再び放物面反
射鏡１２で反射され、ほぼ平行な光として前記光源部か
ら出射する。該光源部から出射されたＳ偏光成分ＬS
は、赤外線カットフィルタ１３およびλ／４光学位相板
１４を透過して、偏光ビームスプリッタ１５に再度入射
する。このとき、Ｓ偏光成分ＬS は、凸レンズ１６の反
射面１６1 で反射されたのちλ／４光学位相板１４を２
回透過することにより、偏光方向が９０°回転させられ
Ｐ偏光成分ＬP *に変換されているため、偏光ビームスプ
リッタ１５の作用面１５4 を透過したのち、凸レンズ１
６の反射面１６1 で図示左方向に反射され、偏光ビーム
スプリッタ１５の出射面５2 から出射する。このとき、
前記反射面１６1 は凹面となっているため、変換された
Ｐ偏光成分ＬP *は、該反射面１６ 1 で集光されて前記出
射面５2 から出射する。
【００５９】したがって、偏光照明装置２０では、偏光
ビームスプリッタ１５から放物面反射鏡１２に戻された
Ｓ偏光成分ＬS が光源１１に当たって、光源１１におい
て散乱および吸収されることを防ぐことができるため、
図１３に示した従来の偏光照明装置よりもＳ偏光成分Ｌ
S をＰ偏光成分ＬP *に変換する際の変換ロスを少なくす
ることができるので、偏光ビームスプリッタ１５から出
射される照明光の光量を増やすことができる。ただし、
偏光照明装置２０では、偏光ビームスプリッタ１５の作
用面１５4 が凸レンズ１６の反射面１６1 までないた
め、作用面１５4がない部分でＳ偏光成分ＬS をＰ偏光
成分ＬP *に変換できず変換ロスが生じるので、図４に示
した偏光照明装置よりも前記光量の増加量は少ない。
【００６０】なお、偏光照明装置２０を用いて投写表示
装置を構成すると、偏光ビームスプリッタ１５の作用面
１５4 が凸レンズ１６の反射面１６1 までないため、無
偏光の光が出射する可能性があるので、補助の偏光板を
出射光の光路に設ける必要がある。
【００６１】図６は、本発明の偏光照明装置の第６の実
施例を示す概略構成図である。
【００６２】偏光照明装置３０は、偏光ビームスプリッ
タ２５が、直角三角形の断面形状を有し、作用面２５4
（２つの直角プリズムが互いに接着される斜面に形成さ
れた偏光分離作用膜）の一辺が入射面２５1 の一辺と４
５°の角度をもって接しているとともに、作用面２５4
の他辺が対角面と接し、該対角面に反射膜（不図示）が
設けられて形成された反射面２５3 を有する点、および
偏光ビームスプリッタ２５の出射面２５2 側に、集光レ
ンズ２６が設けられている点が、図４に示した偏光照明
装置１０と異なっている。
【００６３】次に、偏光照明装置３０の動作について説
明する。ただし、説明の簡単のため、たとえば、図３に
示した偏光変換装置２６０において、反射面２６５3 で
反射されたＳ偏光成分ＬS が第２のλ／４光学位相板２
６４2 の作用を受けて円偏光光ＬC に変換されるよう
な、直線偏光成分から円偏光光への変換については省略
し、すべて直線偏光成分として説明する。
【００６４】光源２１から放物面反射鏡２２に向けて発
せられた白色光ＬP＋ＬS（図６に実線で示す）は、放物
面反射鏡２２で反射されて平行光にされたのち、赤外線
カットフィルタ２３に入射して、赤外線カットフィルタ
２３で可視光以外の赤外光などが吸収される。その後、
白色光ＬP＋ＬSは、λ／４光学位相板２４を透過したの
ち、偏光ビームスプリッタ２５に入射し、偏光ビームス
プリッタ２５の作用面２５4 でＰ偏光成分ＬP が透過さ
れるとともにＳ偏光成分ＬS が直角（図示右方向）に反
射されることにより、Ｐ偏光成分ＬP とＳ偏光成分ＬS
とに分離される。
【００６５】前記作用面２５4 で透過されたＰ偏光成分
ＬP は、偏光ビームスプリッタ２５の対角面に形成され
た反射面２５3で直角（図示左方向）に反射されて、出
射面２５2 から出射したのち、集光レンズ２６で集光さ
れる。
【００６６】一方、前記作用面２５4 で反射されたＳ偏
光成分ＬS （同図に破線で示す）は、前記反射面２５3
で直角（図示上方向）に反射され、偏光ビームスプリッ
タ２５の入射面２５1 から出射したのち、λ／４光学位
相板２４および赤外線カットフィルタ２３を透過して、
放物面反射鏡２２に入射する。Ｓ偏光成分ＬS は、放物
面反射鏡２２で光源２１側に反射され、光源２１の近傍
を通過したのち、再び放物面反射鏡２２で反射され、平
行光として前記光源部から出射する。該光源部から出射
されたＳ偏光成分ＬS は、赤外線カットフィルタ２３お
よびλ／４光学位相板２４を透過して、偏光ビームスプ
リッタ２５に再度入射する。このとき、Ｓ偏光成分ＬS
は、前記反射面２５3 で反射されたのちλ／４光学位相
板２４を２回透過することにより、偏光方向が９０°回
転させられＰ偏光成分ＬP *に変換されているため、前記
作用面２５4を透過したのち、前記反射面２５3 で直角
（図示左方向）に反射されて、前記出射面２５2 から出
射したのち、集光レンズ２６で集光される。
【００６７】図７は、本発明の偏光照明装置の第７の実
施例を示す概略構成図である。
【００６８】偏光照明装置３００は、光源３０１と、光
源３０１が発した光源光を平行光にするためのリフレク
タ３０２と、光源３０１が発した光の赤外線を吸収する
赤外線カットフィルタ３０３と、λ／４光学位相板３０
４と、偏光ビームスプリッタ３０５と、後述する非平面
反射ミラー３０６とを備えたものである。
【００６９】次に、偏光照明装置３００の動作について
説明する。ただし、説明の簡単のため、たとえば、図３
に示した偏光変換装置２６０において、反射面２６５3
で反射されたＳ偏光成分ＬS が第２のλ／４光学位相板
２６４2 の作用を受けて円偏光光ＬC に変換されるよう
な、直線偏光成分から円偏光光への変換については省略
し、すべて直線偏光成分として説明する。
【００７０】光源３０１から出射した光源光がリフレク
タ３０２で一度反射され、赤外線カットフィルタ３０３
を通過した後、λ／４光学位相板３０４を通過して偏光
ビームスプリッタ３０５に入射する。偏光ビームスプリ
ッタ３０５に入射した光は、偏光膜面でＰ偏光成分
Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3 とＳ偏光成分Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3 に分けられ
る。Ｐ偏光成分Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3 はそのまま透過し不図示
の液晶デバイスの照明光として出射するが、Ｓ偏光成分
Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3 は、前記偏光膜面で非平面反射ミラー３
０６方向へ反射される。反射したＳ偏光成分Ｓ1，Ｓ2，
Ｓ3 は非平面反射ミラー３０６で反射されて再度偏光ビ
ームスプリッタ３０５へ入射する。
【００７１】非平面反射ミラー３０６は、反射面を、入
射光に対してダブル凸面鏡として形成したものであり、
該反射面で反射した反射光の光路は、前記入射光の光路
とはややずれたものとなる。
【００７２】したがって、前記偏光ビームスプリッタ３
０５で分離されて非平面反射ミラー３０６に入射したＳ
偏光成分Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3 は、該非平面反射ミラー３０６
によって反射され、入射光路とは別の反射光路を経て再
び偏光ビームスプリッタ３０５へ入射することになる。
【００７３】偏光ビームスプリッタ３０５へ再入射した
Ｓ偏光成分Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3 は、該偏光ビームスプリッタ
３０５の偏光膜面でさらに反射され、λ／４光学位相板
３０４および赤外線カットフィルタ３０３を順に通過し
てリフレクタ３０２方向へ向う。このとき、前記Ｓ偏光
成分Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3 は、前記非平面反射ミラー３０６で
反射された後であるので、光源３０１から発せられた際
の出射光路とは別の光路を経てリフレクタ３０２へ達す
る。リフレクタ３０２へ達したＳ偏光成分Ｓ1，Ｓ2，Ｓ
3 は、リフレクタ３０２によって反射され、前記光源３
０１の近傍を通過して再びリフレクタ３０２に当って前
記赤外線カットフィルタ３０３方向へ反射される。そし
て、Ｓ偏光成分Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3 は赤外線カットフィルタ
３０３を経た後、λ／４光学位相板３０４へ入射する。
このとき、前記Ｓ偏光成分Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3 はλ／４光学
位相板３０４に対して、前記偏光ビームスプリッタ３０
５で偏光分離されてから２度目の入射となるので、該偏
光ビームスプリッタ３０５を通過すると、偏光方向がπ
／２回転されてＰ偏光成分Ｐ1'，Ｐ2'，Ｐ3'に変換され
る。
【００７４】Ｐ偏光成分Ｐ1'，Ｐ2'，Ｐ3'は、つづいて
偏光ビームスプリッタ３０５に入射するが、ここでは該
偏光ビームスプリッタ３０５を透過して、前記Ｐ偏光成
分Ｐ 1，Ｐ2，Ｐ3 とともに出射する。
【００７５】このように、偏光ビームスプリッタ３０５
で偏光分離されたＰ，Ｓ両偏光成分は、偏光ビームスプ
リッタ３０５、λ／４光学位相板３０４、非平面反射ミ
ラー３０６、リフレクタ３０２等の働きでＰ偏光成分に
そろえられ合成されて出射される。
【００７６】偏光照明装置３００は、光源３０１から発
せられるＰ偏光およびＳ偏光の成分を含んだ光源光を極
力平行光線として出力すると同時に、偏光ビームスプリ
ッタ３０５により反射されたＳ偏光成分を非平面反射ミ
ラー３０６により、光の可逆の原理にもとづいて、光源
３０１内を通過しないように反射し、光源３０１内の再
通過による光の散乱および減衰を防ぐものである。
【００７７】ここで、前記非平面反射ミラー３０６につ
いて、図８を参照して説明する。
【００７８】非平面反射ミラー３０６は、上述したよう
に、反射光が光源３０１内を通過しないようにするた
め、その反射面３０６ａを入射光に対して凸面鏡として
形成したものであり、本実施例では中央部とその周辺部
とで凸面の曲率が異なるダブル凸面鏡を形成している。
【００７９】前記反射面３０６ａの形状は、光源３０１
から出射したＳ偏光成分Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3 （図７参照）に
対する反射光が前記入射光Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3 の光路とは別
の光路を経て偏光ビームスプリッタ３０５で反射した
後、前記光源３０１内を通過しないように、前記光源３
０１の大きさを考慮して前記凸面の曲率を決定する。特
に、前記反射面３０６ａの中央部は、光源３０１の中央
部から出射したＳ偏光成分Ｓ1 の反射光が前記光源３０
１の略接線上を通過するような曲率が望ましい。なお、
光源３０１の発光部の大きさは、メタルハライドランプ
の場合、直径５ｍｍ程度が一般的である。また、光源３
０１の周辺から発せられた光に対しても、その反射光が
光源３０１内を通過せず近傍を通過するような反射面形
状としなければならない。
【００８０】このような非平面反射ミラー３０６を用い
たことにより、偏光照明装置３００から出射されたＰ偏
光成分は、偏光ビームスプリッタ３０５によって偏光分
離した２種の偏光成分の一方のみを用いる場合に比較し
て約１．８倍の輝度とすることができた。
【００８１】以上、本発明の偏光照明装置の実施例につ
いていくつか説明したが、本発明の偏光照明装置は以上
の実施例に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱
しない範囲で種々の構成が可能である。
【００８２】たとえば、図１に示した偏光照明装置２０
０に用いた偏光分離作用膜２１３の代わりに、グリッド
偏光子やコレステリック液晶を用いることもできる。
【００８３】グリッド偏光子は、金属を平行に配列して
非常に細かい格子構造をしており、この格子間隔の２倍
以上の波長をもつ光が入射する場合、格子に平行な偏光
成分は反射し、格子に垂直な偏光成分は透過する。
【００８４】コレステリック液晶は、不定偏光光を右回
りと左回りとの一対の円偏光光に分離する機能をもって
おり、一方を反射し、他方を透過する。また、反射鏡で
反射する際、右円偏光光は左円偏光光に、左円偏光光は
右円偏光光になるので、前述した各実施例のように光源
の前面にλ／４光学位相板を設置して、直線偏光光を円
偏光光に変換する必要がなくなる。さらに、コレステリ
ック液晶を用いた偏光照明装置から出射される光束は円
偏光光になるので、直線偏光光を変調することによって
画像を形成する液晶ライトバルブに用いる際には、出射
光の光路に光学位相板などを置いて円偏光光を直線偏光
光に変換すればよい。
【００８５】各実施例において、光源の方へ向けて反射
させる全反射面，偏光分離作用膜，グリッド偏光子，コ
レステリック液晶などを形成する面は、前述したように
平面でも、ある曲面を有するような非平面でも構わな
い。要は、光源の方へ戻る光束の少なくとも一部が発光
部に当たらないようにすればよい。このことは、ほＮ明
細書の実施例のみならず、偏光光を光源に戻す形態の偏
光照明装置すべてに実施可能である。また、光源の方へ
戻ってくる光束の少なくとも一部が、最低限フィラメン
トなどの発光部を通過しないようにすれば本発明の目的
は達成されるが、ハロゲン，キセノン，メタルハライド
などの光源は、発光時間の経過につれて、発光体内部に
いろいろな金属付着物が付いたり、発光体のガラス部の
劣化によりフロスト状になったりするため、発光部の周
りのガラスによってさらなる光の吸収，散乱が起きる。
よって、さらに好ましくは、光源に戻ってくる光の少な
くとも一部が発光部の周りガラス部材を避けて通過する
ようにするとよい。
【００８６】各実施例で用いたプリズムは、偏光分離作
用膜の分離機能を最適に保つために、光学的な基本特性
の異なる多くの種類が存在し、かつ、屈折率選択の自由
度の大きい光学ガラスを用いることが多いが、プラスチ
ック材によるものを用いてもよい。また、プリズムを用
いないで、平行平板の組み合せで構成することもできる
が、Ｐ偏光光の透過率はプリズムに比べて劣る。
【００８７】偏光分離作用膜は、通常、光学多層膜によ
り構成することができる。また、λ／４光学位相板とし
ては、雲母や水晶などの結晶性のもの，延伸した高分子
フィルム，一定の厚みをもち一定方向に分子軸を揃えて
配向させた低分子液晶、または側鎖型高分子液晶，高分
子中に分散させた低分子液晶などを用いることができ
る。
【００８８】図９は、本発明の投写表示装置の第１の実
施例を示す概略構成図である。
【００８９】この投写表示装置は、図４に示した偏光照
明装置１０と同じ構成の偏光照明装置４０と、偏光照明
装置４０から出射された白色光を赤，緑，青の各色光に
分解する色分解手段と、該色分解手段で分解された前記
各色光をカラー画像信号の赤色成分，緑色成分，青色成
分に応じてそれぞれ変調する、各ＴＮ型液晶デバイスか
らなる、３個の液晶ライトバルブと、該各液晶ライトバ
ルブで変調された前記各色光を合成する色合成手段と、
該色合成手段で合成された前記各色光をスクリーン６１
に投射する投写レンズ６０とを具備する。
【００９０】ここで、前記色分解手段は、偏光照明装置
４０から出射された白色光ＰR ＋Ｐ G ＋ＰB のうち黄色
光ＰR ＋ＰG を透過させ、青色光ＰB を直角（図示上方
向）に反射させる第１の分解用ダイクロイックミラー５
１と、前記黄色光ＰR ＋ＰGのうち赤色光ＰR を透過さ
せ、緑色光ＰG を直角（図示上方向）に反射させる第２
の分解用ダイクロイックミラー５２と、前記反射された
青色光ＰB を直角（図示左方向）に反射させる分解用反
射ミラー５３とからなる。
【００９１】前記３個の液晶ライトバルブは、第２の分
解用ダイクロイックミラー５２で透過された前記赤色光
ＰR を前記カラー画像信号の赤色成分に応じて変調する
赤色用液晶ライトバルブ５４R と、第２の分解用ダイク
ロイックミラー５２で反射された前記緑色光ＰG を前記
カラー画像信号の緑色成分に応じて変調する緑色用液晶
ライトバルブ５４G と、分解用反射ミラー５３で反射さ
れた前記青色光ＰB を前記カラー画像信号の青色成分に
応じて変調する青色用液晶ライトバルブ５４Bとからな
る。
【００９２】前記色合成手段は、緑色用液晶ライトバル
ブ５４G で変調された緑色光Ｇ* を直角（図示左方向）
に反射させ、青色用液晶ライトバルブ５４B で変調され
た青色光Ｂ* を透過させることにより、前記変調された
緑色光Ｇ* と前記変調された青色光Ｂ* とを合成して、
変調されたシアン光Ｇ* ＋Ｂ* とする合成用ダイクロイ
ックミラー５５と、赤色用液晶ライトバルブ５４R で変
調された赤色光Ｒ* を直角（図示上方向）に反射させる
合成用反射ミラー５６と、λ／２光学位相板５９を介し
て入射される、前記変調された赤色光Ｒ* のＳ偏光成分
を透過させ、Ｐ偏光成分を直角（図示左方向）に反射さ
せるとともに、前記変調されたシアン光Ｇ* ＋Ｂ* のＰ
偏光成分を透過させ、Ｓ偏光成分を直角（図示左方向）
に反射させる作用面５７1 を有する合成用偏光ビームス
プリッタ５７とからなる。なお、合成用偏光ビームスプ
リッタ５７のλ／２光学位相板５９と反対側の面には、
光吸収板５８が貼り付けられており、図示破線で示し
た、前記作用面５７1 で透過された前記変調された赤色
光Ｒ* のＳ偏光成分、および前記作用面５７1 で反射さ
れた前記変調されたシアン光Ｇ* ＋Ｂ* のＳ偏光成分を
吸収する。
【００９３】次に、この投写表示装置の動作について説
明する。
【００９４】光源４１から発せられた、不定偏光光であ
る白色光は、λ／４光学位相板４４と偏光ビームスプリ
ッタ４５とで直線偏光光（Ｐ偏光成分からなる白色光Ｐ
R ＋ＰG ＋ＰB ）に変換されて、偏光照明装置４０から
出射する。
【００９５】偏光照明装置４０から出射された前記白色
光ＰR ＋ＰG ＋ＰB は、第１の分解用ダイクロイックミ
ラー５１で黄色光ＰR ＋ＰG と青色光ＰB とに分離さ
れ、また、該黄色光ＰR ＋ＰG が第２の分解用ダイクロ
イックミラー５２で赤色光ＰRと緑色光ＰG とに分離さ
れることにより、赤，緑，青の各色光に分解される。
【００９６】前記赤色光ＰR は、赤色用液晶ライトバル
ブ５４R で前記カラー画像信号の赤色成分に応じて偏光
方向が回転させられることにより変調され、Ｐ偏光成分
およびＳ偏光成分の両方を含む、変調された赤色光Ｒ*
に変換される。同様にして、前記緑色光ＰG は、緑色用
液晶ライトバルブ５４G で前記カラー画像信号の緑色成
分に応じて変調され、Ｐ偏光成分およびＳ偏光成分の両
方を含む、変調された緑色光Ｇ* に変換され、また、前
記青色光ＰB は、分解用反射ミラー５３で反射されたの
ち、青色用液晶ライトバルブ５４B で前記カラー画像信
号の青色成分に応じて変調され、Ｐ偏光成分およびＳ偏
光成分の両方を含む、変調された青色光Ｂ* に変換され
る。
【００９７】前記変調された赤色光Ｒ* は、合成用反射
ミラー５６で反射されたのち、λ／２光学位相板５９を
透過することにより、偏光方向が９０°回転させられた
のち、合成用偏光ビームスプリッタ５７に入射する。こ
のとき、前記変調された赤色光Ｒ* のＰ偏光成分は、λ
／２光学位相板５９で偏光方向が９０°回転させられる
ことにより、合成用偏光ビームスプリッタ５７の作用面
５７1 に対してＳ偏光成分となるため、該作用面５７1
で直角（図示左方向）に反射される。一方、前記変調さ
れた赤色光Ｒ* のＳ偏光成分は、λ／２光学位相板５９
で偏光方向が９０°回転させられることにより、前記作
用面５７1 に対してＰ偏光成分となるため、該作用面５
７1 を透過したのち、光吸収板５８に入射して、光吸収
板５８で吸収される。
【００９８】また、前記変調された緑色光Ｇ* と前記変
調された青色光Ｂ* とは、合成用ダイクロイックミラー
５５で合成されて、変調されたシアン光Ｇ* ＋Ｂ* に変
換されて合成用偏光ビームスプリッタ５７に入射され
る。このとき、前記変調された緑色光Ｇ* のＰ偏光成分
と前記変調された青色光Ｂ* のＰ偏光成分とは、前記作
用面５７1 で透過されるが、前記変調された緑色光Ｇ*
のＳ偏光成分と前記変調された青色光Ｂ* のＳ偏光成分
とは、前記作用面５７1 で反射されたのち、光吸収板５
８で吸収される。
【００９９】したがって、前記変調された赤色光Ｒ* の
Ｐ偏光成分が合成用偏光ビームスプリッタ５７の作用面
５７1 で反射され、前記変調された緑色光Ｇ* のＰ偏光
成分と前記変調された青色光Ｂ* のＰ偏光成分とが前記
作用面５７1 で透過されることにより、該３つのＰ偏光
成分が合成されるため、前記カラー画像信号に応じて変
調された白色光が、合成用偏光ビームスプリッタ５７か
ら出射する。
【０１００】該変調された白色光は、投写レンズ６０に
よりスクリーン６１に投射され、スクリーン６１にカラ
ー画像が拡大投写されて表示される。
【０１０１】図１０は、本発明の投写表示装置の第２の
実施例を示す概略構成図である。
【０１０２】この投写表示装置は、液晶ライトバルブと
して、出射面が偏光板を介して透明支持板により支持さ
れた液晶パネルで構成されている点、および変調された
赤色光Ｒ* と変調されたシアン光Ｇ* ＋Ｂ* との合成を
第２の合成用ダイクロイックミラー８７を用いて行って
いる点が、図９に示した投写表示装置と異なる。
【０１０３】この投写表示装置においては、光源７１か
ら発せられた、不定偏光光である白色光は、λ／４光学
位相板７４と偏光ビームスプリッタ７５とで直線偏光光
（Ｐ偏光成分からなる白色光ＰR ＋ＰG ＋ＰB ）に変換
されて、偏光照明装置７０から出射する。
【０１０４】該白色光ＰR ＋ＰG ＋ＰB は、第１の分解
用ダイクロイックミラー８１で黄色光ＰR ＋ＰG と青色
光ＰB とに分離され、また、該黄色光ＰR ＋ＰG が第２
の分解用ダイクロイックミラー８２で赤色光ＰR と緑色
光ＰG とに分離されることにより、赤，緑，青の各色光
に分解される。
【０１０５】前記赤色光ＰR は、赤色用液晶パネル８４
Rでカラー画像信号の赤色成分に応じて偏光方向が回転
させられることにより変調され、偏光膜９２R でＳ偏光
成分が吸収されることにより、Ｐ偏光成分のみを含む、
変調された赤色光Ｒ* に変換されたのち、透明支持板９
３R を透過して出射する。同様にして、前記緑色光Ｐ G
は、緑色用液晶パネル８４G で前記カラー画像信号の緑
色成分に応じて変調され、偏光膜９２G でＳ偏光成分が
吸収されることにより、Ｐ偏光成分のみを含む、変調さ
れた緑色光Ｇ* に変換されて出射し、また、前記青色光
ＰB は、分解用反射ミラー５３で反射されたのち、青色
用液晶ライトバルブ５４B で前記カラー画像信号の青色
成分に応じて変調され、偏光膜９２B でＳ偏光成分が吸
収されることにより、Ｐ偏光成分のみを含む、変調され
た青色光Ｂ* に変換されて出射する。
【０１０６】前記変調された赤色光Ｒ* は、合成用反射
ミラー８６で直角（図示上方向）に反射されたのち、第
２の合成用ダイクロイックミラー８７に入射する。ま
た、前記変調された緑色光Ｇ* と前記変調された青色光
Ｂ* とは、第１の合成用ダイクロイックミラー８５で合
成されて、変調されたシアン光Ｇ* ＋Ｂ* に変換されて
第２の合成用ダイクロイックミラー８７に入射する。
【０１０７】第２の合成用ダイクロイックミラー８７
で、前記変調された赤色光Ｒ* が直角（図示左方向）に
反射され、前記変調されたシアン光Ｇ* ＋Ｂ* が透過さ
れることにより、該２つの変調された光が合成されて、
前記カラー画像信号に応じて変調された白色光が、第２
の合成用ダイクロイックミラー８７から出射する。
【０１０８】該変調された白色光は、投写レンズ９０に
よりスクリーン９１に投射され、スクリーン９１にカラ
ー画像が拡大投写されて表示される。
【０１０９】図１１は、本発明の投写表示装置の第２の
実施例を示す概略構成図である。
【０１１０】この投写表示装置は、図７に示した偏光照
明装置３００と同様の構成を有する偏光照明装置と、該
偏光照明装置から出射した照明光の集光用のコンデンサ
レンズ４０７と、該コンデンサレンズ４０７によって集
光された前記照明光を赤，緑，青の各色光に分離するた
めの、青反射用ダイクロイックミラー４０８および緑反
射用ダイクロイックミラー４０９と、赤，緑，青の各色
画像を形成するための赤色用液晶パネル４１０Ｒ，緑色
用液晶パネル４１０Ｇおよび青色用液晶パネル４１０Ｂ
と、２つの反射ミラー４１１，４１２と、前記赤、緑、
青の各色画像光を合成するための緑反射用ダイクロイッ
クミラー４１３および偏光ビームスプリッタ４１４と、
λ／２光学位相板４１６と、前記偏光ビームスプリッタ
４１４にて合成された各色画像の合成像をスクリーン４
１８へ拡大投写するための投写レンズ４１７とを備えて
いる。さらに、前記偏光ビームスプリッタ４１４には前
記各色画像光のうちの不要な光成分を吸収するための光
吸収板４１５が取付けられている。
【０１１１】前記赤色用液晶パネル４１０Ｒ，緑色用液
晶パネル４１０Ｇおよび青色用液晶パネル４１０Ｂは、
ＴＮタイプの透過型液晶デバイスであり、これらは各色
用の画像信号に応じた印加電圧によって画素毎に、入射
光を変調する特性を有するものである。
【０１１２】なお、図１１においては、偏光照明装置か
ら出射する光束は、便宜上、図７のＰ1，Ｐ3' のみ示し
ている。
【０１１３】前記偏光照明装置から出射されたＰ偏光の
照明光（Ｐ1＋Ｐ3')は、コンデンサレンズ７でわずかに
集光されて青反射用ダイクロイックミラー４０８に入射
する。
【０１１４】この青反射用ダイクロイックミラー４０８
では、前記照明光のうち青色成分（Ｐ1B＋Ｐ3B' ）が反
射ミラー４１２の方向へ反射され、その他の赤，緑色成
分（Ｐ1RG＋Ｐ3RG' ）は透過する。
【０１１５】前記青色成分（Ｐ1B＋Ｐ3B' ）は、つづい
て反射ミラー４１２で反射されて青色用液晶パネル４１
０Ｂへ入射する。この青色用液晶パネル４１０Ｂへ入射
した青色成分（Ｐ1B＋Ｐ3B'）は、各画素毎に変調さ
れ、変調の度合いに応じてＰ偏光成分およびＳ偏光成分
を含んだ青色画像光となって出射する。該青色画像光
は、つづいて緑反射用ダイクロイックミラー４１３へ入
射する。
【０１１６】一方、前記青反射用ダイクロイックミラー
４０８を透過した赤，緑色成分（Ｐ 1RG＋Ｐ3RG' ）は、
緑反射用ダイクロイックミラー４０９へ入射して、該緑
反射用ダイクロイックミラー４０９で反射される緑色成
分（Ｐ1G＋Ｐ3G' ）と前記緑反射用ダイクロイックミラ
ー４０９を透過する赤色成分（Ｐ1R＋Ｐ3R' ）とに分離
される。反射した緑色成分（Ｐ1G＋Ｐ3G'）は緑色用液
晶パネル４１０Ｇへ入射し、前記青色成分（Ｐ1B＋
Ｐ3B' ）の場合と同様に、変調されてＰ偏光成分および
Ｓ偏光成分を含んだ緑色画像光になって出射する。該緑
色画像光は、その後、緑反射用ダイクロイックミラー４
１３へ入射して前記青色画像光と合成される。
【０１１７】この青色画像光と緑色画像光との合成は、
前記緑反射用ダイクロイックミラー４１３において、青
色画像光が透過し、緑色画像光が反射することによりな
される。この緑、青の合成画像光は、つづいて偏光ビー
ムスプリッタ４１４へ入射する。
【０１１８】また、前記赤色成分（Ｐ1R＋Ｐ3R' ）は前
記緑反射用ダイクロイックミラー４０９を透過して赤色
用液晶パネル４１０Ｒへ入射し、前記青色成分（Ｐ1B＋
Ｐ3B' ）の場合と同様に、変調されてＰ偏光成分および
Ｓ偏光成分を含んだ赤色画像光となって出射する。赤色
用液晶パネル４１０Ｒから出射した赤色画像光は、反射
ミラー４１１で反射した後、λ／２光学位相板４１６を
通って偏光ビームスプリッタ４１４へ入射する。このと
き、前記赤色画像光は、λ／２光学位相板４１６を通過
しているため、Ｐ偏光成分およびＳ偏光成分は、何れも
偏光方向がπ／２回転されて、それぞれＳ偏光成分およ
びＰ偏光成分となっている。これにより、前記赤色画像
光が偏光ビームスプリッタ４１４へ入射すると、Ｐ偏光
成分は透過して不要光として前記光吸収板４１５へ吸収
され、Ｓ偏光成分は反射されて投写レンズ４１７へ入射
する。
【０１１９】また、前記緑反射用ダイクロイックミラー
４１３で合成された、緑、青の合成画像光が前記偏光ビ
ームスプリッタ４１４へ入射すると、Ｓ偏光成分は反射
されて不要光として前記光吸収板４１５に吸収され、Ｐ
偏光成分は透過して前記投写レンズ４１７へ入射する。
このとき、緑、青の合成画像光のＰ偏光成分と前記赤色
画像光のＳ偏光成分とが合成され、赤，緑，青の各色の
合成光像として前記投写レンズ４１７を通してスクリー
ン４１８上に拡大投写されることになる。
【０１２０】図１２は、本発明の投写表示装置の第４の
実施例を示す概略構成図である。
【０１２１】本実施例の投写表示装置に用いられている
偏光照明装置は、図１１に示した偏光照明装置がＰ偏光
の照明光を出射したのに対し、Ｓ偏光の照明光を出射す
るものである。なお、該偏光照明装置の非平面反射ミラ
ー５４７は、反射面の中央部に凹部が形成された凸面鏡
である。
【０１２２】光源５４１から出射された光源光は、リフ
レクタ５４２で一度反射されて平行光にされ、赤外線カ
ットフィルタ５４３，λ／４光学位相板５４４およびコ
ンデンサレンズ５４５を通過した後、偏光ビームスプリ
ッタ５４６に入射する。
【０１２３】偏光ビームスプリッタ５４６に入射した光
源光は、該偏光ビームスプリッタ５４６の偏光膜を透過
するＰ偏光成分（たとえば、Ｐ5 ）と偏光ビームスプリ
ッタ５４６の偏光膜で反射されるＳ偏光成分（例えば、
Ｓ4 ）とに分離される。分離されたＰ偏光成分Ｐ5 は、
偏光ビームスプリッタ５４６を透過した後、非平面反射
ミラー５４７に入射して反射され、その反射光Ｐ5'は再
び前記偏光ビームスプリッタ５４６に入射して、その偏
光膜を透過する。偏光ビームスプリッタ５４６を透過し
た反射光Ｐ5'は、コンデンサレンズ５４５，λ／４光学
位相板５４４および赤外線カットフィルタ５４３を順に
通過して光源５４１側へ戻る。赤外線カットフィルタ５
４３を通過した反射光Ｐ5'は、さらにリフレクタ５４２
で反射され、再び赤外線カットフィルタ５４３，λ／４
光学位相板５４４およびコンデンサレンズ５４５を順に
通過して偏光ビームスプリッタ５４６へ入射する。
【０１２４】このとき、前記反射光Ｐ5'は、前記偏光ビ
ームスプリッタ５４６にて分離された後、二度λ／４光
学位相板５４４を通過しているのでＳ偏光光に変換され
ており、Ｓ偏光成分Ｓ5'として偏光ビームスプリッタ５
４６に再入射することになる。偏光ビームスプリッタ５
４６においては、Ｓ偏光光は反射されるので、前記Ｓ偏
光成分Ｓ5'は前述のＳ偏光成分Ｓ4 とともに反射され
て、偏光ビームスプリッタ５４６から照明光（Ｓ4＋
Ｓ5' ）として出射し、その出射先に配されたクロスダ
イクロプリズム５４８に入射する。
【０１２５】クロスダイクロプリズム５４８は、その対
角線上に赤反射用ダイクロイック膜５４９と青反射用ダ
イクロイック膜５５０とが形成されたものである。さら
に、前記クロスダイクロプリズム５４８の、前記照明光
（Ｓ4＋Ｓ5' ）の入射面を除く各側面には、前記赤反射
用ダイクロイック膜５４９および青反射用ダイクロイッ
ク膜５５０による、赤，緑，青の各色光の反射あるいは
透過方向に対応して、赤，緑，青の各色用反射型液晶パ
ネル５５１Ｒ，５５１Ｇ，５５１Ｂが取付けられてい
る。
【０１２６】前記赤、緑、青の各色用反射型液晶パネル
５５１Ｒ，５５１Ｇ，５５１Ｂは、ＥＣＢ（電界効果複
屈折）タイプの反射型の液晶デバイスであり、これら
は、各色用の画像信号に応じた印加電圧によって画素毎
に、入射光を変調する。したがって、各色用反射型液晶
パネル５５１Ｒ，５５１Ｇ，５５１Ｂからの出射光は、
前述のＴＮタイプのものと同様に、それぞれ、Ｓ偏光成
分およびＰ偏光成分を含んだ複合光となる。
【０１２７】前記照明光（Ｓ4＋Ｓ5' ）は、クロスダイ
クロプリズム５４８に入射すると、赤色光（ＳR＋ＳR'
），緑色光（ＳG＋ＳG' ）および青色用（ＳB＋ＳB'
）に分離されて、それぞれ、赤色用反射型液晶パネル
５５１Ｒ，緑色用反射型液晶パネル５５１Ｇおよび青色
用反射型液晶パネル５５１Ｂに入射する。前記赤，緑，
青の各色光は、それぞれ、対応する前記各色用反射型液
晶パネル５５１Ｒ，５５１Ｇ，５５１Ｂから、変調を受
けてＳ偏光成分およびＰ偏光成分を含んだ赤，緑，青の
各色画像光Ｒ，Ｇ，Ｂとして出射する。そして、出射し
た各色画像光Ｒ，Ｇ，Ｂは、クロスダイクロプリズム５
４８にて合成され、合成画像光ＲＧＢとなって偏光ビー
ムスプリッタ５４６へ入射する。合成画像光ＲＧＢは、
偏光ビームスプリッタ５４６へ入射すると、Ｓ偏光成分
が不要成分として光源５４１方向へ反射され、該偏光ビ
ームスプリッタ５４６を透過するＰ偏光成分ＰRGB が投
写画像光として投写レンズ５５２を通してスクリーン５
５３上へ拡大投写される。
【０１２８】本実施例において、偏光ビームスプリッタ
５４６は各色用反射型液晶パネル５５１Ｒ，５５１Ｇ，
５５１Ｂに対して偏光子と検光子を兼ねたものとなって
いる。
【０１２９】上述した図１１および図１２に示した各実
施例においては、反射手段として、非平面の反射面を有
するものについて述べたが、本発明はそれに限定するも
のでなく、前記反射手段の反射面が一定の角度の斜面の
ものも考えられ、同様な効果を得ることができる。
【０１３０】反射面が斜面の反射手段を前記図７に示し
た偏光照明装置に用いた場合、該反射手段で反射された
Ｓ偏光成分Ｓ1，Ｓ2，Ｓ，Ｓ3 は、該反射手段への入射
光路とは別の光路を経て偏光ビームスプリッタへ再入射
することになる。そして、光源からの出射光路とは別の
光路を経て、光源内を通過することなくリフレクタによ
って反射される。その後は同様に赤外線カットフィルタ
およびλ／４光学位相板を通ってＰ偏光成分Ｐ1'，
Ｐ2'，Ｐ3'に変換されて偏光ビームスプリッタへ再入射
し、Ｐ偏光成分Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3 とともに出射して液晶デ
バイスの照明光とされる。
【０１３１】
【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、次に記載する効果を奏する。
【０１３２】本発明の偏光照明装置は、発光部および該
発光部の背面に設けられた反射鏡を備える照明手段と、
該照明手段からの光を互いに偏光面が異なる第１および
第２の偏光光に分割する偏光分割手段と、該偏光分割手
段からの前記第１の偏光光を前記照明手段へ戻す再帰手
段とを有し、前記照明手段が、前記再帰手段からの前記
第１の偏光光を前記反射鏡で反射し該第１の偏光光の偏
光面を変調して前記第２の偏光光の偏光面と一致せしめ
て前記偏光分割手段に入射させ、前記第１の偏光光を前
記偏光分割手段を介して出射する偏光照明装置におい
て、前記再帰手段が、前記照明手段へ戻される前記第１
の偏光光の少なくとも一部が前記発光部を通過しないよ
う構成されていることにより、光源より出射された光束
は損失なく偏光光に変換されるため、光の利用効率およ
び光の偏光変換効率をよくすることができるとともに、
投写画像の高輝度化を可能にすることができる。
【０１３３】特に、光源の寿命との関係で発光体内部に
いろいろな金属付着物は付いたり、発光体のガラス部の
劣化によりフロスト状になった場合でも、照明手段に戻
ってきた光の少なくとも一部が発光体内を通過しないの
で、高効率の偏光照明装置として動作する。
【０１３４】本発明の投写表示装置は、本発明の偏光照
明装置により液晶ライトバルブを照明するため、スクリ
ーンに投写される画像の輝度の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の偏光照明装置の第１の実施例を示す概
略構成図である。
【図２】本発明の偏光照明装置の第２の実施例を示す概
略構成図である。
【図３】本発明の偏光照明装置の第３の実施例を示す概
略構成図である。
【図４】本発明の偏光照明装置の第４の実施例を示す概
略構成図である。
【図５】本発明の偏光照明装置の第５の実施例を示す概
略構成図である。
【図６】本発明の偏光照明装置の第６の実施例を示す概
略構成図である。
【図７】本発明の偏光照明装置の第７の実施例を示す概
略構成図である。
【図８】図７に示した非平面反射ミラーの形状を説明す
るための図である。
【図９】本発明の投写表示装置の第１の実施例を示す概
略構成図である。
【図１０】本発明の投写表示装置の第２の実施例を示す
概略構成図である。
【図１１】本発明の投写表示装置の第３の実施例を示す
概略構成図である。
【図１２】本発明の投写表示装置の第４の実施例を示す
概略構成図である。
【図１３】従来の投写型液晶プロジェクションテレビの
偏光照明装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
１，１１，２１，４１，７１，２０１，２３１，２６
１，３０１，４０１，５４１ 光源 ２，１２，２２，４２，７２，２６２ 放物面反射鏡 ３，１３，２３，４３，７３，２６３，３０３，４０
３，５４３ 赤外線カットフィルタ ４，１４，２４，４４，７４，２０４，２３４，２６４
1，２６４2，３０４，４０４，５４４ λ／４光学位
相板 ５，１５，２５，４５，７５，２６５，３０５，４０
５，５４６ 偏光ビームスプリッタ ５1，１５1，２５1，２６５1 入射面 ５2，１５2，２５2，２６５2 出射面 ５3，１６1，２５3，２６５3 反射面 ５4，１５4，２５4，５７1，２６５4 作用面 １０，２０，３０，４０，７０，２００，２３０，２６
０，３００ 偏光照明装置 １５3 対角面 １６ 凸レンズ ２６ 集光レンズ ５１，８１ 第１の分解用ダイクロイックミラー ５２，８２ 第２の分解用ダイクロイックミラー ５３，８３ 分解用反射ミラー ５４R 赤色用液晶ライトバルブ ５４G 緑色用液晶ライトバルブ ５４B 青色用液晶ライトバルブ ５５ 合成用ダイクロイックミラー ５６，８６ 合成用反射ミラー ５７ 合成用偏光ビームスプリッタ ５８，４１５ 光吸収板 ５９，４１６ λ／２光学位相板 ６０，９０，４１７，５５２ 投写レンズ ６１，９１，４１８，５５３ スクリーン ８４R，４１０Ｒ 赤色用液晶パネル ８４G，４１０Ｇ 緑色用液晶パネル ８４B，４１０Ｂ 青色用液晶パネル ８５ 第１の合成用ダイクロイックミラー ８７ 第２の合成用ダイクロイックミラー ９２R，９２G，９２B 偏光膜 ９３R，９３G，９３B 透明支持板 ２０２，２３２ 球面反射鏡 ２０３，２３３，４０７，５４５ コンデンサレンズ ２０５，２３５ 偏光素子 ２１１，２４２，２４３ 直角プリズム ２１２，２４１ 鋭角プリズム ２１３，２４４，２４５ 偏光分離作用膜 ２１４，２１５ 全反射面 ３０２，４０２ リフレクタ ３０６，４０６，５４７ 非平面反射ミラー ３０６ａ 反射板 ４０８ 青反射用ダイクロイックミラー ４０９，４１３ 緑反射用ダイクロイックミラー ４１１，４１２ 反射ミラー ５４８ クロスダイクロプリズム ５４９ 赤反射用ダイクロイック膜 ５５０ 青反射用ダイクロイック膜 ５５１Ｒ 赤色用反射型液晶パネル ５５１Ｇ 緑色用反射型液晶パネル ５５１Ｂ 青色用反射型液晶パネル Ｌ 平行光 ＬP＋ＬS 白色光 ＬP，ＬP * Ｐ偏光成分 ＬS Ｓ偏光成分 ＬC，ＬC * 円偏光光

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 発光部および該発光部の背面に設けられ
    た反射鏡を備える照明手段と、 該照明手段からの光を互いに偏光面が異なる第１および
    第２の偏光光に分割する偏光分割手段と、 該偏光分割手段からの前記第１の偏光光を前記照明手段
    へ戻す再帰手段とを有し、 前記照明手段が、前記再帰手段からの前記第１の偏光光
    を前記反射鏡で反射し該第１の偏光光の偏光面を変調し
    て前記第２の偏光光の偏光面と一致せしめて前記偏光分
    割手段に入射させ、前記第１の偏光光を前記偏光分割手
    段を介して出射する偏光照明装置において、 前記再帰手段が、前記照明手段へ戻される前記第１の偏
    光光の少なくとも一部が前記発光部を通過しないよう構
    成されていることを特徴とする偏光照明装置。
  2. 【請求項２】 前記偏光分割手段と前記再帰手段とは、
    互いに一端が接し、かつ、前記照明手段の光軸に対して
    それぞれ斜設されており、 前記照明手段からの光の一部を前記偏光分割手段で前記
    第２の偏光光と前記第１の偏光光とに分割して、該第２
    の偏光光を第１の方向に向け、 前記照明手段からの残りの光を前記再帰手段で前記偏光
    分割手段へ向けて反射し、該残りの光を前記偏光分割手
    段で互いに偏光面が異なる第１および第２の偏光光に分
    割して、該第２の偏光光を第２の方向へ向けるとともに
    該第１の偏光光を前記照明手段へ向け、 前記第１の方向と前記第２の方向とに向けた前記各第２
    の偏光光の進行方向をほぼ同一にして出射することを特
    徴とする請求項１記載の偏光照明装置。
  3. 【請求項３】 前記再帰手段は、第２の偏光分割手段を
    備え、 前記照明手段からの光の一部を前記偏光分割手段で受
    け、 前記照明手段からの残りの光を前記第２の偏光分割手段
    で互いに偏光面が異なる第１および第２の偏光光に分割
    して、該第２の偏光分割手段により該第２の偏光光を前
    記第１の方向に向けるとともに該第１の偏光光を前記偏
    光分割手段に向け、該第１の偏光光を前記偏光分割手段
    を介して前記照明手段に向けることを特徴とする請求項
    １記載の偏光照明装置。
  4. 【請求項４】 前記照明手段は、前記発光部の前面にλ
    ／４光学位相板を有しており、 前記偏光分割手段は、誘電体の多層膜からなることを特
    徴とする請求項１乃至請求項３いずれか１項記載の偏光
    照明装置。
  5. 【請求項５】 前記照明手段は、前記発光部の前面にλ
    ／４光学位相板を有しており、 前記偏光分割手段は、グリッド偏光子からなることを特
    徴とする請求項１乃至請求項３いずれか１項記載の偏光
    照明装置。
  6. 【請求項６】 前記偏光分割手段は、コレステリック液
    晶層からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３い
    ずれか１項記載の偏光照明装置。
  7. 【請求項７】 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を形成する画像形成手
    段と、該画像形成手段により形成された画像光を投影す
    る投影手段とを有する投写表示装置において、 前記偏光照明装置が、 発光部および該発光部の背面に設けられた反射鏡を備え
    る照明手段と、 該照明手段からの光を互いに偏光面が異なる第１および
    第２の偏光光に分割する偏光分割手段と、 該偏光分割手段からの前記第１の偏光光を前記照明手段
    へ戻す再帰手段とを有し、 前記照明手段が、前記再帰手段からの前記第１の偏光光
    を前記反射鏡で反射し該第１の偏光光の偏光面を変調し
    て前記第２の偏光光の偏光面と一致せしめて前記偏光分
    割手段に入射させ、前記第１の偏光光を前記偏光分割手
    段を介して出射する偏光照明装置であって、 前記再帰手段が、前記照明手段へ戻される前記第１の偏
    光光の少なくとも一部が前記発光部を通過しないよう構
    成されていることを特徴とする投写表示装置。
JP3338581A 1990-12-27 1991-12-20 偏光照明装置および該偏光照明装置を用いた投写表示装置 Pending JPH0566368A (ja)

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EP91122276A EP0492636B1 (en) 1990-12-27 1991-12-27 Polarization illumination device and projector having the same
DE69119880T DE69119880T2 (de) 1990-12-27 1991-12-27 Polarisierte Beleuchtungsvorrichtung und Projektor

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JP41498890 1990-12-27
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JP3-80467 1991-03-20

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002279823A (ja) * 2001-03-22 2002-09-27 Ricoh Co Ltd 球面鏡を用いた照明装置、照明システム、及び照明方法
JP2002323478A (ja) * 2001-04-27 2002-11-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 有機ハロゲン化合物の検出装置
KR100630022B1 (ko) * 1999-04-26 2006-09-27 닛토덴코 가부시키가이샤 적층 편광판 및 액정 표시 장치
JP2006292903A (ja) * 2005-04-08 2006-10-26 Casio Comput Co Ltd 光源装置及びプロジェクタ

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