JPH06202042A - 偏光合成光学装置並びに光源装置及び光投射型液晶表示装置 - Google Patents

偏光合成光学装置並びに光源装置及び光投射型液晶表示装置

Info

Publication number
JPH06202042A
JPH06202042A JP5016911A JP1691193A JPH06202042A JP H06202042 A JPH06202042 A JP H06202042A JP 5016911 A JP5016911 A JP 5016911A JP 1691193 A JP1691193 A JP 1691193A JP H06202042 A JPH06202042 A JP H06202042A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plate
light
polarized light
polarization
reflection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5016911A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsuo Nakayama
三男 中山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP5016911A priority Critical patent/JPH06202042A/ja
Publication of JPH06202042A publication Critical patent/JPH06202042A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【目的】 偏光板での発熱を低減し、熱劣化を防止す
る。 【構成】 平板状PBS7で反射されたS偏光を位相差
板8と反射板9とでP偏光に変換し、光源ランプ1の光
を有効利用するものである。すなわち、平板状PBS7
は、光源ランプ1からの光束の偏光成分P偏光若しくは
S偏光の一方を透過し、他方を反射させることにより各
偏光成分に分光する。位相差板8及び該位相差板8を密
着若しくは近接配置した反射板9は、前記平板状PBS
7により反射された他方の偏光成分の位相を変化させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、偏光合成光学装置並び
に光源装置及び光投射型液晶表示装置に関し、より詳細
には、平板状偏光ビームスプリッタと位相差板と反射板
の組み合わせによるP偏光とS偏光との合成を実施し、
光源ランプの光の利用効率を高めるようにした偏光合成
光学装置並びに光源装置及び光投射型液晶表示装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】図6は、従来の偏光合成光学装置の構成
図で、液晶パネル1板の単板式液晶プロジェクタについ
て説明する。図中、31は光源ランプ、32は紫外・赤
外カットフィルタ、33は入射側偏光板、34は液晶パ
ネル、35は出射側偏光板、36aは投射レンズ、36
bはフィールドレンズ、37は冷却用ファンである。光
源ランプ31はメタルハライドランプやハロゲンランプ
やキセノンランプ等が用いられる。フィールドレンズ3
6bは光を集光し、投写レンズ36aと対で結像し、フ
レネルレンズを用いている。また、冷却用ファン11が
設けられている。通常の液晶パネルにおいて、偏光板は
液晶パネルに貼っているが、液晶プロジェクタの場合に
は、発熱量が多いため、入射側と出射側とも液晶パネル
より分離して冷却効率を上げている。
【0003】入射側偏光板33にてランダム光を直線偏
光板にて液晶パネルに入射し、液晶パネル34を電気的
に変調し、出射側偏光板35との組合わせで白から黒ま
での階調をつける。投写レンズ36aにてスクリーンに
拡大投写する。図6において、従来例の液晶プロジェク
タの光の利用効率を概算にて求める。まず、ランプリフ
レクタの形状と、液晶パネルの形状の差による効率があ
る。図8に示すように、ランプリフレクタは円に対し、
液晶パネルは長方形であり、液晶パネルに入らない光が
生ずる。また、図6に示すように、光源は点光源ではな
いため、平行光以外の成分も有し、斜線部分に示す光は
液晶パネルに入らない。これらの効率を液晶パネルの入
射光効率として総称する。これを80%と仮定する。次
に、紫外・赤外の効率95%、入射側偏光板の透過率4
0%、図7に示す液晶パネルのカラーフィルタを含む透
過率8%、出射側偏光板の透過率85%、レンズの透過
率70%と仮定する。総合透過率は1〜2%程度とな
る。 0.8×0.95×0.40×0.08×0.85×0.7=
0.014 上記の中で、格段に効率向上が考えられるのが、入射側
偏光板の透過率である。図7に示す通り、P偏光又S偏
光で、入射側偏光板は約40%の透過率であり、残りは
熱となる。この熱となる成分の光の方向を変え、偏光板
の透過率を向上させればプロジェクタの照度を向上させ
ることができる。
【0004】図9は、従来の偏光合成光学装置の構成図
で、図中、21は光源ランプ、22は入射側偏光板、2
3は液晶パネル、24は出射側偏光板、25aは投写レ
ンズ、25bはフィールドレンズ、26は平板状偏光ビ
ームスプリッタ(PBS)、27は位相差板、28a〜
28dは全反射ミラーである。平板状PBS26にてP
偏光とS偏光が分離され、S偏光はA光路を通じて液晶
パネル23に入射される。P偏光は位相差板27により
S偏光に変調され、液晶パネル23に入射される。この
システムはスペース的に大きくなる点と、A,Bの光路
差による画面左右の照度ムラが出やすい欠点を有してい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
液晶プロジェクタにおいては、光の約半分が偏光板で熱
に変わるため、光の利用効率が悪い上に、発熱での偏光
板の劣化が発生するという問題点があった。
【0006】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たもので、偏光板で熱になっていた光の成分を有効利用
することにより画面を明るくするとともに、偏光板での
発熱を低減し、熱劣化を防止するようにした偏光合成光
学装置並びに光源装置及び光投射型液晶表示装置を提供
することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、(1)光束を偏光面が互いに直交する透
過光線と反射光線とに分岐する平板状偏向ビームスプリ
ッタと、光線の位相を変化させる位相差板と、光線を反
射させる反射板とから成る偏向合成光学装置であって、
前記平板状偏向ビームスプリッタと位相差板及び反射板
は、平成状変光ビームスプリッタからの反射光線が位相
差板を介して反射板により反射され、位相変せられた光
線として平板状偏向ビームスプリッタに再度入射され、
平板状偏向ビームスプリッタからの透過光線と共に偏光
面の揃った偏光として合成するように配置されているこ
と、更には(2)前記位相差板が前記反射板の反射面に
密着若しくは近接配置されると共に、該反射板の2枚が
反射面を対向するように配置され、該2枚の反射板の間
に前記平板状偏光ビームスプリッタの2枚が挿入され、
前記2枚の反射板と前記2枚の平板状偏光ビームスプリ
ッタとが略W字状に配置されていること、或いは、
(3)前記(1)又は(2)に記載の偏光合成光学装置
と、該偏光合成光学装置の後部端面に配置された発光源
より成る光源装置であること、或いは、(4)前記
(3)に記載の光源装置を用いた光投射型液晶表示装置
であることを特徴としたものである。
【0008】
【作用】光源ランプの光を平板状偏光ビームスプリッタ
によって、P偏光とS偏光に分離し、S偏光を位相差板
と反射板にてP偏光に変調して合成する。入射側偏光板
はP偏光の偏光軸と発熱ロスを少なくする。このよう
に、平板状偏光ビームスプリッタを用いているため、透
過光成分と位相が異なる光成分は位相差板側に反射され
るため、発熱しない。したがって、発熱ロスは偏光板を
用いたものよりも低下させることができ、全体としての
光利用効率も高まる。
【0009】
【実施例】実施例について、図面を参照して以下に説明
する。まず、図3に、本発明で採用する平板状偏光ビー
ムスプリッタの分光透過率を示す。TiO2の両面コー
トを付加したガラスを約75°に使用したもののデータ
を示す。本発明はS偏光の反射成分をP偏光に変調して
有効利用を図るものである。従来例がP偏光又はS偏光
の40%の効率であるのに対し、P偏光(40%)にS
偏光の反射成分(80%)にP偏光への変換効率(70
%と仮定)を考慮すると 4.0+40×0.8×0.7=62.4 約62%となり、従来の1.5倍以上の照度が得られ
る。
【0010】図1は、本発明による偏光合成光学装置の
一実施例を説明するための構成図で、図中、1は光源ラ
ンプ、2は紫外・赤外カットフィルタ、3は入射側偏光
板、4は液晶パネル、5は出射側偏光板、6aは投写レ
ンズ、6bはフィールドレンズ、7は平板状偏光ビーム
スプリッタ(PBS)、8は位相差板、9は反射板であ
る。平板状偏光ビームスプリッタ7で反射されたS偏光
を位相差板8と反射板9でP偏光に変換し、光源ランプ
1の光を有効利用するものである。
【0011】すなわち、平板状偏光ビームスプリッタ7
は、光源ランプ1からの光束の偏光成分P偏光を透過
し、S偏光を反射させることにより各偏光成分に分光す
る。位相差板8及び該位相差板8を密着若しくは近接配
置した反射板9は、前記平板状偏光ビームスプリッタに
より反射された他方の偏光成分の位相を変化させる。前
記平板状偏光ビームスプリッタ7を透過して分光された
P偏光成分と、前記平板状偏光ビームスプリッタ7によ
り反射されて分光されたS偏光成分とを合成することに
より、偏光面の揃った光波成分を得ることができる。ま
た、前記平板状偏光ビームスプリッタ7及び前記反射板
9を夫々一対有しており、前記一対の平板状偏光ビーム
スプリッタは、所定の角度をもって前記反射板とともに
略W字状に配置されている。
【0012】図2は、本発明による偏光合成光学装置の
他の実施例を示す図である。図1においては、平板状偏
光ビームスプリッタ7と反射板9を夫々一対有し、平板
状偏光ビームスプリッタ7をV字状にしてあるのに対
し、図2においては、平板状偏光ビームスプリッタ7を
V字状にすることなく真直ぐのまま、S偏光とP偏光に
対して傾斜を有している。また、反射板9及び位相差板
8は一方のみに設けられている。図1の照度分布を図4
に示す通り、図2の照度分布である図5に比べて左右均
一化が得やすい点と、平板状偏光ビームスプリッタ7を
二つ折にしているため、該平板状偏光ビームスプリッタ
の全長が短くなり、スペース的に有利である。以上にお
いては、本発明を単板式で説明したが、三板式液晶プロ
ジェクタのP/S合成機能としても利用可能である。
【0013】
【効果】以上の説明から明らかなように、本発明による
と、以下のような効果がある。すなわち、本発明は、平
板状偏光ビームスプリッタと位相差板と反射板を用いた
P/S合成機能を備え、光の有効利用効率の向上と偏光
板での発熱対策をした液晶プロジェクタであり、また、
偏光板で熱になっていた光の成分を有効利用することに
より画面を明るくすると共に、偏光板での発熱を低減
し、熱劣化を防止する。また、平板状偏光ビームスプリ
ッタを二つ折(クサビ型)にした光学装置により、光軸
方向の奥行きをコンパクトにしたので、従来のP/S合
成システムに比較し、コンパクトなP/S合成システム
を提供することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による偏光合成光学装置の一実施例を説
明するための構成図である。
【図2】本発明による偏光合成光学装置の他の実施例を
示す図である。
【図3】本発明の平板状偏光ビームスプリッタの分光透
過率を示す図である。
【図4】図1における照度分布を示す図である。
【図5】図2における照度分布を示す図である。
【図6】従来の液晶プロジェクタを示す図である。
【図7】従来の入射側偏光板の透過率を示す図である。
【図8】従来の光源ランプのランプリフレクタと液晶パ
ネルの形状を示した図である。
【図9】従来の偏光合成光学装置を示す図である。
【符号の説明】
1…光源ランプ、2…紫外・赤外カットフィルタ、3…
入射側偏光板、4…液晶パネル、5…出射側偏光板、6
a…投写レンズ、6b…フィールドレンズ、7…平板状
偏光ビームスプリッタ(PBS)、8…位相差板、9…
反射板。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光束を偏光面が互いに直交する透過光線
    と反射光線とに分岐する平板状偏向ビームスプリッタ
    と、光線の位相を変化させる位相差板と、光線を反射さ
    せる反射板とから成る偏向合成光学装置であって、前記
    平板状偏向ビームスプリッタと位相差板及び反射板は、
    平成状変光ビームスプリッタからの反射光線が位相差板
    を介して反射板により反射され、位相変せられた光線と
    して平板状偏向ビームスプリッタに再度入射され、平板
    状偏向ビームスプリッタからの透過光線と共に偏光面の
    揃った偏光として合成するように配置されていることを
    特徴とする偏光合成光学装置。
  2. 【請求項2】 前記位相差板が前記反射板の反射面に密
    着若しくは近接配置されると共に、該反射板の2枚が反
    射面を対向するように配置され、該2枚の反射板の間に
    前記平板状偏光ビームスプリッタの2枚が挿入され、前
    記2枚の反射板と前記2枚の平板状偏光ビームスプリッ
    タとが略W字状に配置されていることを特徴とする請求
    項1記載の偏光合成光学装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の偏光合成光学装
    置と、該偏光合成光学装置の後部端面に配置された発光
    源より成る光源装置。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の光源装置を用いた光投
    射型液晶表示装置。
JP5016911A 1993-01-07 1993-01-07 偏光合成光学装置並びに光源装置及び光投射型液晶表示装置 Pending JPH06202042A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5016911A JPH06202042A (ja) 1993-01-07 1993-01-07 偏光合成光学装置並びに光源装置及び光投射型液晶表示装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5016911A JPH06202042A (ja) 1993-01-07 1993-01-07 偏光合成光学装置並びに光源装置及び光投射型液晶表示装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06202042A true JPH06202042A (ja) 1994-07-22

Family

ID=11929329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5016911A Pending JPH06202042A (ja) 1993-01-07 1993-01-07 偏光合成光学装置並びに光源装置及び光投射型液晶表示装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06202042A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002514778A (ja) * 1998-05-14 2002-05-21 モックステク 概して偏光した光ビームをつくり出すための偏光子装置
JP2002514781A (ja) * 1998-05-14 2002-05-21 モックステク 概して偏光した光ビームをつくり出すための偏光子装置
US9632223B2 (en) 2013-10-24 2017-04-25 Moxtek, Inc. Wire grid polarizer with side region

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002514778A (ja) * 1998-05-14 2002-05-21 モックステク 概して偏光した光ビームをつくり出すための偏光子装置
JP2002514781A (ja) * 1998-05-14 2002-05-21 モックステク 概して偏光した光ビームをつくり出すための偏光子装置
US9632223B2 (en) 2013-10-24 2017-04-25 Moxtek, Inc. Wire grid polarizer with side region

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7119957B2 (en) Polarization luminaire and projection display
US5898521A (en) LCD Projector
EP0777146B1 (en) Projection type display device
JP3635867B2 (ja) 投射型液晶表示装置
US6402325B1 (en) Illuminating optical system having multiple light sources and lenticular arrays for use with a projection-type display unit
KR100441506B1 (ko) 영상투사장치
JP3654798B2 (ja) 画像表示装置および照明装置
JPH06202042A (ja) 偏光合成光学装置並びに光源装置及び光投射型液晶表示装置
JP3335885B2 (ja) 偏光照明装置、および投写型液晶表示装置
JPH0756167A (ja) 偏光光源装置及びそれを用いた投写型液晶表示装置
JP2000347589A (ja) プロジェクタ用照明装置
JP2000056266A (ja) 光学装置
JPH11119151A (ja) 光源装置および投影装置
KR100327197B1 (ko) 색균일도를개선한액정프로젝터
US6365526B1 (en) Optical illumination system and projection apparatus
JPH0772428A (ja) 投写型液晶表示装置の偏光光源装置
JPH04177335A (ja) 投射形液晶表示装置
JP2818537B2 (ja) 偏光光源装置を用いた液晶プロジェクタ
JP3640360B2 (ja) 偏光方向整列素子
JP2000066138A (ja) 光学装置
KR100359728B1 (ko) 액정 프로젝터의 광학 장치
KR100207725B1 (ko) 반사형 프로젝트 장치
JP3000993B2 (ja) 液晶プロジェクタ装置
JPH0534638A (ja) 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
KR100474882B1 (ko) 다수개의광원을갖는엘시디프로젝터