JPH06202063A - 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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- JPH06202063A JPH06202063A JP4348868A JP34886892A JPH06202063A JP H06202063 A JPH06202063 A JP H06202063A JP 4348868 A JP4348868 A JP 4348868A JP 34886892 A JP34886892 A JP 34886892A JP H06202063 A JPH06202063 A JP H06202063A
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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】 第１の多眼式レンズ３により複数個の光源を
構成させ、偏光ビームスプリッタ４により空間的偏光分
離した２つの直線偏光成分を２つの第２の多眼式レンズ
６、偏光方向を旋光させコントロールする第１及び第２
のＴＮ液晶５、８、偏光軸を対称反転させる全反射ミラ
−７とから構成され、前記２枚の多眼式レンズは、偏光
分離手段から照射面までの各々の距離に応じた焦点距離
に設定することにより明るさ及びユニフォーミティを改
善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】 第１の多眼式レンズ３により複数個の光源を
構成させ、偏光ビームスプリッタ４により空間的偏光分
離した２つの直線偏光成分を２つの第２の多眼式レンズ
６、偏光方向を旋光させコントロールする第１及び第２
のＴＮ液晶５、８、偏光軸を対称反転させる全反射ミラ
−７とから構成され、前記２枚の多眼式レンズは、偏光
分離手段から照射面までの各々の距離に応じた焦点距離
に設定することにより明るさ及びユニフォーミティを改
善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、第１の多眼式レンズによる複数個の２次的な光源を
用い照射面に第２の多眼式レンズにより重ね合わせるが
如く照射することにより集光効率の高い偏光変換素子を
提供することにある。更に複数個の２次的な光源からビ
ームスプリッタにて空間的にｐもしくはｓ偏光に分離さ
れた光に対して、２つの同一長もしくはそれぞれ異なる
光路長に対し２つの第２の多眼式レンズにより照射面に
対して光軸を重ね合わせるが如く照明することにより、
所望する偏光軸を最短で一軸上にて合成させ、色むが少
なく照度分布が均一な偏光変換素子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、第１の多眼式レンズによる複数個の２次的な光源を
用い照射面に第２の多眼式レンズにより重ね合わせるが
如く照射することにより集光効率の高い偏光変換素子を
提供することにある。更に複数個の２次的な光源からビ
ームスプリッタにて空間的にｐもしくはｓ偏光に分離さ
れた光に対して、２つの同一長もしくはそれぞれ異なる
光路長に対し２つの第２の多眼式レンズにより照射面に
対して光軸を重ね合わせるが如く照明することにより、
所望する偏光軸を最短で一軸上にて合成させ、色むが少
なく照度分布が均一な偏光変換素子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、光源ランプからの放射光を、集光性を有する手段を
用いて集光し、複数個の２次的な光源を形成する第一の
多眼式レンズ、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、第１及び第２の２枚のＴＮ液晶に近接し設けられた
２枚の第２の多眼式レンズ、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２枚の第２の多眼
式レンズの焦点距離は、偏光分離手段から照射面までの
それぞれの距離に応じた焦点距離に設定したことを特徴
とする。
に、光源ランプからの放射光を、集光性を有する手段を
用いて集光し、複数個の２次的な光源を形成する第一の
多眼式レンズ、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、第１及び第２の２枚のＴＮ液晶に近接し設けられた
２枚の第２の多眼式レンズ、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２枚の第２の多眼
式レンズの焦点距離は、偏光分離手段から照射面までの
それぞれの距離に応じた焦点距離に設定したことを特徴
とする。
【０００８】また複数個の２次元的な光源を形成する第
１の多眼式レンズ及び２枚の第２の多眼式レンズは、照
射面の形状の外枠と相似形の形状を複数個で組合せたこ
とを特徴とする。
１の多眼式レンズ及び２枚の第２の多眼式レンズは、照
射面の形状の外枠と相似形の形状を複数個で組合せたこ
とを特徴とする。
【０００９】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。
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。
【００１０】また光源と、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、前記光源光学系に前記記載の偏光変換素子を用いた
ことを特徴とする。
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、前記光源光学系に前記記載の偏光変換素子を用いた
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１から放射された光束は、リフレクタ２
により反射されて概ね平行な無偏光光１となり、多眼式
レンズ３に入射する。第１の多眼式レンズ３は図４に示
すように、複数個の矩形にカットされたレンズを組み合
わせたもので、各レンズの焦点距離ａは、第２の多眼式
レンズの見かけ上の入射瞳位置に結像する。
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１から放射された光束は、リフレクタ２
により反射されて概ね平行な無偏光光１となり、多眼式
レンズ３に入射する。第１の多眼式レンズ３は図４に示
すように、複数個の矩形にカットされたレンズを組み合
わせたもので、各レンズの焦点距離ａは、第２の多眼式
レンズの見かけ上の入射瞳位置に結像する。
【００１３】この矩形にカットされたレンズの形状は、
照射面の形状に対し相似の形状であり、この第１の多眼
式レンズ３は光源の出射面側からみると放物面反射鏡の
リム径内に内接もしくは外接し含まれるように配されて
いる。
照射面の形状に対し相似の形状であり、この第１の多眼
式レンズ３は光源の出射面側からみると放物面反射鏡の
リム径内に内接もしくは外接し含まれるように配されて
いる。
【００１４】第１の多眼式レンズ３の光軸に垂直に設け
られた偏光ビームスプリッタ４は、入射角が４５度で偏
光分離をするためのガラスもしくは、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４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１のＴ
Ｎ液晶５による旋光板に入射される。第１のＴＮ液晶５
は偏光ビームスプリッタ４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、第２の多眼式レンズ６を透過し全反射ミラー７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４により分離されたｐ偏光に関して
は、第２のＴＮ液晶８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。
られた偏光ビームスプリッタ４は、入射角が４５度で偏
光分離をするためのガラスもしくは、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４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１のＴ
Ｎ液晶５による旋光板に入射される。第１のＴＮ液晶５
は偏光ビームスプリッタ４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、第２の多眼式レンズ６を透過し全反射ミラー７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４により分離されたｐ偏光に関して
は、第２のＴＮ液晶８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。
【００１５】この第１及び第２のＴＮ液晶の材料は、一
例としてＭＥＲＣＫ社の液晶ＮＯ．ＺＬＩ−４１０３の
高温液晶（クリアリングポイントｃ．ｒ．＝１０４°
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１及び第２のＴＮ液晶から出
射した光は、第２の多眼式レンズに入射する。この第２
の多眼式レンズは図４に示すように第１の多眼式レンズ
と同様な矩形にカットされたレンズで構成されている。
この第２の多眼式レンズの焦点距離は図５に示す関係で
構成され、第２の多眼式レンズの各レンズは、第１の多
眼式レンズの各レンズの矩形像を相似形である照射面に
重ねる。
例としてＭＥＲＣＫ社の液晶ＮＯ．ＺＬＩ−４１０３の
高温液晶（クリアリングポイントｃ．ｒ．＝１０４°
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１及び第２のＴＮ液晶から出
射した光は、第２の多眼式レンズに入射する。この第２
の多眼式レンズは図４に示すように第１の多眼式レンズ
と同様な矩形にカットされたレンズで構成されている。
この第２の多眼式レンズの焦点距離は図５に示す関係で
構成され、第２の多眼式レンズの各レンズは、第１の多
眼式レンズの各レンズの矩形像を相似形である照射面に
重ねる。
【００１６】全反射ミラ−７は、それぞれの分離された
光に対し光路変換し同一の方向に合わせるためのミラ−
で、偏光方向は対称的に反転する。それぞれ異なる経路
を経た２つの光は、それぞれの第２の多眼式レンズに入
射する。この第２の多眼式レンズのそれぞれに分割され
たレンズは、それぞれが光軸を平行にずらしたいわゆる
あおり光学系で構成されており、第１の多眼式レンズに
ある複数個の光源を照射面に結像し合成することによ
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１及び第２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。
光に対し光路変換し同一の方向に合わせるためのミラ−
で、偏光方向は対称的に反転する。それぞれ異なる経路
を経た２つの光は、それぞれの第２の多眼式レンズに入
射する。この第２の多眼式レンズのそれぞれに分割され
たレンズは、それぞれが光軸を平行にずらしたいわゆる
あおり光学系で構成されており、第１の多眼式レンズに
ある複数個の光源を照射面に結像し合成することによ
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１及び第２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。
【００１７】（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。
【００１８】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。
【００１９】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を一部色分離光学系の中に組み
入れた実施例である。
表示装置の偏光変換素子を一部色分離光学系の中に組み
入れた実施例である。
【００２０】光源１０から出射した光は、第１の多眼式
レンズ３を介してビームスプリッタ４に光が入射する。
入射した光は偏光選択面の反射特性によりｓ偏光成分の
光は第２の多眼式レンズ６を透過し青反射ダイックロイ
ックミラー２０により青色ライトバルブ１７Ｂに照射さ
れる。一方ビームスプリッタを透過した光は液晶パネル
８により旋光されもう一方の第２の多眼式レンズ６によ
り緑反射ダイクロイックミラー２４を介して緑色ライト
バルブ１７Ｇに照射される。緑色ダイクロイックミラー
２４を透過した光は、マゼンダ色の光であるため赤色選
択のフィルタ２６により赤色ライトバルブ１７Ｒに色選
択され照射される。
レンズ３を介してビームスプリッタ４に光が入射する。
入射した光は偏光選択面の反射特性によりｓ偏光成分の
光は第２の多眼式レンズ６を透過し青反射ダイックロイ
ックミラー２０により青色ライトバルブ１７Ｂに照射さ
れる。一方ビームスプリッタを透過した光は液晶パネル
８により旋光されもう一方の第２の多眼式レンズ６によ
り緑反射ダイクロイックミラー２４を介して緑色ライト
バルブ１７Ｇに照射される。緑色ダイクロイックミラー
２４を透過した光は、マゼンダ色の光であるため赤色選
択のフィルタ２６により赤色ライトバルブ１７Ｒに色選
択され照射される。
【００２１】この実施例においては偏光変換した光に関
しては、ｓ偏光成分に関しては液晶を介さず直接、光を
第２の多眼式レンズ６を透過しもう一方のｐ偏光の光に
関してのみ液晶パネル８により旋光させ偏光方向を合わ
せている。
しては、ｓ偏光成分に関しては液晶を介さず直接、光を
第２の多眼式レンズ６を透過しもう一方のｐ偏光の光に
関してのみ液晶パネル８により旋光させ偏光方向を合わ
せている。
【００２２】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、複数
個に分離した第１の多眼式レンズにより複数個の光源と
し扱えることが可能な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、偏光分離した光の偏光方向を旋光さ
せるための液晶パネルと、２つの第２の多眼式レンズに
よりライトバルブ面に第１の多眼式レンズの複数個の光
源像を結像する事により、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、ガラスでも良いがガラスの屈折率
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１の多眼式レンズもビームスプリッタに貼
り合わせ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Ｆナンバーの値から定められる呑込み角
に第２の多眼式レンズを合わせることにより明るい投写
型液晶表示装置が提供できる。
個に分離した第１の多眼式レンズにより複数個の光源と
し扱えることが可能な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、偏光分離した光の偏光方向を旋光さ
せるための液晶パネルと、２つの第２の多眼式レンズに
よりライトバルブ面に第１の多眼式レンズの複数個の光
源像を結像する事により、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、ガラスでも良いがガラスの屈折率
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１の多眼式レンズもビームスプリッタに貼
り合わせ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Ｆナンバーの値から定められる呑込み角
に第２の多眼式レンズを合わせることにより明るい投写
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。
示す構成図。
【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。
置の構成図。
【図３】 本発明の偏光変換素子を一部色分離光学系に
組み入れ用いた投射型表示装置の構成図。
組み入れ用いた投射型表示装置の構成図。
【図４】 本発明の多眼式レンズの構成を示す斜視図。
１・・・光源 ２・・・リフレクタ ３・・・第１の多眼式レンズ ４・・・偏光ビームスプリッタ ５・・・第１のＴＮ液晶 ６・・・第２の多眼式レンズ ７・・・全反射ミラー ８・・・第２のＴＮ液晶 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 ２３・・・青反射ダイクロイックミラー ２４・・・緑反射ダイクロイックミラー ２６・・・赤色選択のフィルタ
Claims (4)
- 【請求項１】 光源ランプからの放射光を、集光性を有
する手段を用いて集光し、複数個の２次的な光源を形成
する第一の多眼式レンズ、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、第１及び第２の２枚のＴＮ液晶に近接し
設けられた２枚の第２の多眼式レンズ、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２枚の
第２の多眼式レンズの焦点距離は、偏光分離手段から照
射面までのそれぞれの距離に応じた焦点距離に設定した
ことを特徴とする偏光変換素子。 - 【請求項２】 複数個の２次元的な光源を形成する第１
の多眼式レンズ及び２枚の第２の多眼式レンズは、照射
面の形状の外枠と相似形の形状を複数個で組合せたこと
を特徴とする請求項１に記載の偏光変換素子。 - 【請求項３】 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、前記光源光学系に請求項１及び請求項２、請求項３
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。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP34886892A JP3413226B2 (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 偏光変換装置及び投写型表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34886892A JP3413226B2 (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 偏光変換装置及び投写型表示装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001273659A Division JP3371898B2 (ja) | 2001-09-10 | 2001-09-10 | 偏光変換装置及び投写型表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06202063A true JPH06202063A (ja) | 1994-07-22 |
| JP3413226B2 JP3413226B2 (ja) | 2003-06-03 |
Family
ID=18399931
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP34886892A Expired - Lifetime JP3413226B2 (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 偏光変換装置及び投写型表示装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3413226B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6406149B2 (en) * | 1997-02-13 | 2002-06-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Illuminating apparatus and projecting apparatus |
| US6667834B2 (en) * | 1994-12-28 | 2003-12-23 | Seiko Epson Corporation | Polarization luminaire and projection display |
| USRE39040E1 (en) | 1996-08-19 | 2006-03-28 | Seiko Epson Corporation | Projector |
| USRE39702E1 (en) | 1996-08-19 | 2007-06-26 | Seiko Epson Corporation | Projector |
-
1992
- 1992-12-28 JP JP34886892A patent/JP3413226B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| USRE39702E1 (en) | 1996-08-19 | 2007-06-26 | Seiko Epson Corporation | Projector |
| USRE41680E1 (en) | 1996-08-19 | 2010-09-14 | Seiko Epson Corporation | Projector |
| US5978136A (en) * | 1996-12-18 | 1999-11-02 | Seiko Epson Corporation | Optical element, polarization illumination device, and projection display apparatus |
| USRE39243E1 (en) * | 1996-12-18 | 2006-08-22 | Seiko Epson Corporation | Optical element, polarization illumination device, and projector |
| USRE40251E1 (en) | 1996-12-18 | 2008-04-22 | Seiko Epson Corporation | Optical element, polarization illumination device, and projector |
| US6406149B2 (en) * | 1997-02-13 | 2002-06-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Illuminating apparatus and projecting apparatus |
Also Published As
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