JPH06265895A - 光源装置 - Google Patents

光源装置

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JPH06265895A
JPH06265895A JP5080262A JP8026293A JPH06265895A JP H06265895 A JPH06265895 A JP H06265895A JP 5080262 A JP5080262 A JP 5080262A JP 8026293 A JP8026293 A JP 8026293A JP H06265895 A JPH06265895 A JP H06265895A
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JP
Japan
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light
luminous flux
component
light source
polarized
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Pending
Application number
JP5080262A
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English (en)
Inventor
Masakuni Iwanaga
正国 岩永
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Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光源装置において、1つの光源からの光束を
異なる偏光成分の2つの光束に分光した後、偏光成分が
同じ1つの光束として得ることができ、明るさを向上さ
せることができるようにする。 【構成】 光源10からの光束を偏光ビームスプリッタ
11によってP偏光成分の光束12とS偏光成分の光束
13とに分光し、この分光されたS偏光成分の光束13
を1/2波長板15によってP偏光成分の光束12と同
じP偏光成分の光束14に変換するので、1つの光源1
0からの光束を異なる偏光成分に分光しても、同一の偏
光成分の光束12、14を得ることができ、しかもこれ
ら2つのP偏光成分の光束12、14を全反射式合成プ
リズム17によって合成して平行光線として出射させる
ので、従来のように偏光フィルタが一方の偏光成分の光
束を選択して他の偏光成分の光束を吸収してしまう場合
に比べて、約2倍の明るさにすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、液晶プロジェクタに
用いられる光源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、プロジェクタには、液晶表示装置
に画像を表示し、この液晶表示装置の背面に光を照射す
ることにより、液晶表示装置に表示された画像を投影レ
ンズでスクリーンに拡大投影する液晶プロジェクタがあ
る。この液晶プロジェクタでは、液晶表示装置が液晶セ
ルを偏光板で挾んだ構造であるから、液晶表示装置に照
射される自然光のうち、実際に使用される光は、入射側
の偏光板によって選択された特定の偏光成分の光であ
る。このような液晶プロジェクタに用いられる光源装置
としては、例えば図4に示すように、リフレクタを有す
る光源1からの光束を偏光フィルタ2によってある特定
の偏光成分の光束、例えばP偏光成分とS偏光成分のう
ちのいずれかの偏光成分の光束を選択し、この選択した
単一偏光成分の光束を液晶表示装置に照射するようにし
たものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の光源装置では、偏光フィルタ2によってある
特定の偏光成分の光束を選択すると、その他の偏光成分
の光束が偏光フィルタ2に吸収されてしまうため、明る
さが低下するという問題がある。この発明は、上記事情
に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、1
つの光源からの光束を異なる偏光成分の2つの光束に分
光した後、偏光成分が同じ1つの光束として得ることが
でき、明るさを向上させることのできる光源装置を提供
することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するために、光源と、この光源からの光束をP偏光
成分とS偏光成分とに分光する光学素子と、この光学素
子によって分光された一方の光束を他方の光束の偏光成
分に合わせる波長板と、この波長板によって同一偏光成
分に合わされた前記一方の光束と前記他方の光束を合成
して平行光線として出射させる全反射式合成プリズムと
を具備したものである。
【0005】
【作用】この発明によれば、光学素子によって光源から
の光束をP偏光成分とS偏光成分とに分光し、この分光
された一方の光束を波長板によって他方の光束と同じ偏
光成分に合わせるので、1つの光源からの光束を異なる
偏光成分に分光しても、偏光成分が同じ2つの光束を得
ることができ、しかもこれら同一の偏光成分の光束を全
反射式合成プリズムによって合成して平行光線として出
射させるので、従来のように偏光フィルタが一方の偏光
成分の光束を選択して他の偏光成分の光束を吸収してし
まう場合に比べて、約2倍の明るさにすることができ
る。
【0006】
【実施例】以下、図1および図2を参照して、この発明
の一実施例を説明する。図1は光源装置の概略構成を示
す。この図において、10はリフレクタを備えた光源で
ある。この光源10の前方には、光源10からの光束を
P偏光成分とS偏光成分とに分光する偏光ビームスプリ
ッタ(光学素子)11が配置されている。この偏光ビー
ムスプリッタ11は、P偏光成分の光束12が透過し、
S偏光成分の光束13を反射する構造になっている。偏
光ビームスプリッタ11の反射側には、S偏光成分の光
束13をP偏光成分の光束12と同じ偏光成分(P偏光
成分)の光束14に変換する1/2波長板15がS偏光
成分の光束13に対して垂直に配置されている。この1
/2波長板15の出射側には変換されたP偏光成分の光
束14を反射する第1全反射ミラー16が配置されてい
るとともに、この第1全反射ミラー16の反射側には反
射されたP偏光成分の光束14を全反射式合成プリズム
17に反射する第2全反射ミラー18が配置されてい
る。全反射式合成プリズム17は、偏光ビームスプリッ
タ11を透過したP偏光成分の光束12と、第2全反射
ミラー18で反射されたP偏光成分の光束14とを合成
して平行光線として出射させるためのものであり、偏光
ビームスプリッタ11を透過したP偏光成分の光束12
と、第2全反射ミラー18で反射されたP偏光成分の光
束14とが互いに120°の角度をもって対称に入射す
る位置に配置されている。
【0007】図2は全反射式合成プリズム17の要部拡
大図である。この全反射式合成プリズム17は、屈折率
が約1.5の透明なアクリル樹脂によって構成されてい
る。そして、この全反射式合成プリズム17の入射面
は、頂点の角度が60°の三角柱状部20を上下方向に
配列した断面鋸歯状に形成されている。すなわち、三角
柱状部20は、偏光ビームスプリッタ11を透過したP
偏光成分の光束12を上面21に入射角0°で入射さ
せ、この入射した光束12を下面22に入射角60°で
入射させ、この入射した光束12を下面22で水平方向
に全反射するとともに、第2全反射ミラー18で反射さ
れたP偏光成分の光束14を下面22に入射角0°で入
射させ、この入射した光束14を上面21に入射角60
°で入射させ、この入射した光束12を上面21で水平
方向に全反射する形状に形成されている。この場合、三
角柱状部20の上面21と下面22の全反射条件は、ア
クリル樹脂の屈折率を1.5とすれば、屈折の法則によ
り、 sinθ=1/1.5 であるから、この式より、 θ≒41.8° となる。したがって、三角柱状部20内における全反射
条件の入射角は41.8°であり、これ以上の角度であ
れば全反射することになる。この実施例では、入射角が
60°であるから、この全反射条件を満足している。な
お、全反射式合成プリズム17の出射面23は各三角柱
状部20で水平方向に全反射された光束12、14に対
して垂直な平面に形成されている。
【0008】次に、このような光源装置の作用について
説明する。光源10からの光束は、偏光ビームスプリッ
タ11によってP偏光成分とS偏光成分とに分光され
る。そして、P偏光成分の光束12はそのまま偏光ビー
ムスプリッタ11を透過して全反射式合成プリズム17
の入射面に照射される。また、S偏光成分の光束13は
偏光ビームスプリッタ11で反射され、反射されたS偏
光成分の光束13は1/2波長板15によってP偏光成
分の光束12と同じ偏光成分の光束14に変換され、変
換されたP偏光成分の光束14は第1全反射ミラー16
および第2全反射ミラー18によって順次反射されて全
反射式合成プリズム17の入射面に照射される。このよ
うにして、全反射式合成プリズム17に照射された2つ
のP偏光成分の光束12、14は、互いに120°の角
度をもって全反射式合成プリズム17の入射面に入射す
る。このため、偏光ビームスプリッタ11を透過したP
偏光成分の光束12は、三角柱状部20の上面21に入
射角0°で入射し、この入射した光束12は下面22で
水平方向に全反射される。また、第2全反射ミラー18
で反射されたP偏光成分の光束14は、三角柱状部20
の下面22に入射角0°で入射し、この入射した光束1
4は上面21で水平方向に全反射される。そして、これ
らのP偏光成分の光束12、14は、全反射式合成プリ
ズム17で合成されて出射面23から平行光線として出
射される。
【0009】このように、この光源装置では、偏光ビー
ムスプリッタ11によって光源10からの光束をP偏光
成分とS偏光成分とに分光し、この分光された光束1
2、13のうち、S偏光成分の光束13を1/2波長板
15によってP偏光成分の光束に変換させるので、1つ
の光源10からの光束を異なる偏光成分の光束12、1
3に分光しても、偏光成分が同じ2つの光束12、14
を得ることができ、しかもこれらの光束12、14を全
反射式合成プリズム17によって合成して平行光線とし
て出射させるので、従来のように偏光フィルタ2が一方
の偏光成分の光束を選択して他の偏光成分の光束を吸収
してしまう場合に比べて、約2倍の明るさにすることが
できる。また、この光源装置では、偏光ビームスプリッ
タ11を透過したP偏光成分の光束12と、第2全反射
ミラー18で反射されたP偏光成分の光束14とが互い
に120°の角度をもって全反射式合成プリズム17の
入射面に照射されるように、全反射式合成プリズム17
が光軸に対し傾いて配置されているので、光源10から
出射された光束に比べて、縦方向もしくは横方向の長さ
が長くなり、広い面積で光束を出射させることができ、
このため光源10が小さくても、広い面積に光束を均等
に照射させることができる。
【0010】次に、この光源装置を用いた液晶プロジェ
クタの一例について、図3を参照しながら説明する。こ
の液晶プロジェクタは、光源装置30および投影レンズ
31を備え、これらの間に青用、緑用、赤用の3種類の
液晶表示装置32〜34が配置されているとともに、光
源装置30から液晶表示装置32〜34を介して投影レ
ンズ31までの光路上に第1〜第4ダイクロイックミラ
ー35〜38および全反射ミラー39、40が配置され
た構造となっている。この場合、各液晶表示装置32〜
34はそれぞれ液晶セルを偏光板で挾んだ構造になって
おり、各入射側の偏光板はP偏光成分の光束を選択して
透過するようになっている。また、各液晶表示装置32
〜34の出射側にはそれぞれ集光レンズ41〜43が配
置されている。なお、光源装置30は上述した光源装置
と全く同じ構造になっている。この液晶プロジェクタで
は、光源装置30の全反射式合成プリズム17から平行
光線として出射されたP偏光成分の光束が第1ダイクロ
イックミラー35によって青波長の光束のみが反射さ
れ、この青波長の光束が全反射ミラー39によって青用
の液晶表示装置32に照射される。一方、第1ダイクロ
イックミラー35を透過した光束は次の第2ダイクロイ
ックミラー36によって緑波長の光束が反射されて緑用
の液晶表示装置33に照射され、この第2ダイクロイッ
クミラー36を透過した赤波長の光束は赤用の液晶表示
装置34に照射される。そして、青用の液晶表示装置3
0および緑用の液晶表示装置31を透過した各波長の光
束は、それぞれ集光レンズ41、42で集光されなが
ら、青波長の光束が第3ダイクロイックミラー37を透
過するとともに緑波長の光束が第3ダイクロイックミラ
ー37で反射されることにより、両者の光束が合成され
て第4ダイクロイックミラー38に照射される。また、
赤用の液晶表示装置34を透過した赤波長の光束は、集
光レンズ43で集光されながら全反射ミラー40によっ
て第4ダイクロイックミラー38に反射される。第4ダ
イクロイックミラー38に照射された光束のうち、青波
長と緑波長が合成された光束は第4ダイクロイックミラ
ー38によって反射され、赤波長の光束は第4ダイクロ
イックミラー38を透過することにより、青波長、緑波
長、赤波長の各光束が合成され、この合成された光束が
投影レンズ31により図示しないスクリーンに拡大投影
される。このように、この液晶プロジェクタでは、光源
装置30によって予め特定されたP偏光成分の光束が全
反射式合成プリズム17から出射されるので、各波長の
光束が各液晶表示装置32〜34に入射するときに、各
液晶表示装置32〜34の入射側の各偏光板による損失
がないため、明るい画像をスクリーンに投影することが
できる。
【0011】なお、上述した実施例では、偏光ビームス
プリッタ11で光源10からの光束のうち、P偏光成分
の光束12を透過させてS偏光成分の光束13を反射さ
せ、この反射されたS偏光成分の光束13を1/2波長
板15でP偏光成分の光束14に変換させたが、これに
限らず、例えば偏光ビームスプリッタ11でS偏光成分
の光束を透過させてP偏光成分の光束を反射させ、この
反射されたP偏光成分の光束を波長板でS偏光成分の光
束に変換させるようにしてもよい。
【0012】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、光学素子によって光源からの光束をP偏光成分とS
偏光成分とに分光し、この分光された一方の光束を波長
板によって他方の光束と同じ偏光成分に合わせるので、
1つの光源からの光束を異なる偏光成分の光束に分光し
ても、偏光成分が同じ2つの光束を得ることができ、し
かもこれら同一偏光成分の光束を全反射式合成プリズム
によって合成して平行光線として出射させるので、従来
のように偏光フィルタが一方の偏光成分の光束を選択し
て他の偏光成分の光束を吸収してしまう場合に比べて、
約2倍の明るさにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す概略構成図。
【図2】図1の全反射式プリズムの要部拡大図。
【図3】図1の光源装置を用いた液晶プロジェクタの一
例を示す概略構成図。
【図4】従来の光源装置を示す概略図。
【符号の説明】
10 光源 11 偏光ビームスプリッタ 12 P偏光成分の光束 13 S偏光成分の光束 14 P偏光成分の光束 15 1/2波長板 17 全反射式合成プリズム 30 光源装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源と、この光源からの光束をP偏光成
    分とS偏光成分とに分光する光学素子と、この光学素子
    によって分光された一方の光束を他方の光束の偏光成分
    に合わせる波長板と、この波長板によって同一偏光成分
    に合わされた前記一方の光束と前記他方の光束を合成し
    て平行光線として出射させる全反射式合成プリズムとを
    具備したことを特徴とする光源装置。
JP5080262A 1993-03-16 1993-03-16 光源装置 Pending JPH06265895A (ja)

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JP5080262A JPH06265895A (ja) 1993-03-16 1993-03-16 光源装置

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09133905A (ja) * 1995-06-21 1997-05-20 Thomson Multimedia Sa 光偏向装置及びその装置を利用する液晶バルブ型の投射システム
CN100434972C (zh) * 2004-07-16 2008-11-19 台达电子工业股份有限公司 分色棱镜组
JP2014119607A (ja) * 2012-12-17 2014-06-30 Dainippon Printing Co Ltd 透過型スクリーン、背面投射型表示装置、多画面表示装置
JP2018054303A (ja) * 2016-09-26 2018-04-05 株式会社日立ハイテクノロジーズ 欠陥検出装置及び欠陥観察装置

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