JPH0695106A

JPH0695106A - 投写型表示装置

Info

Publication number: JPH0695106A
Application number: JP3140683A
Authority: JP
Inventors: Jiyunko Aragaki; 純子新嘉喜; Hideaki Mitsutake; 英明光武
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-05-17
Filing date: 1991-05-17
Publication date: 1994-04-08

Abstract

(57)【要約】【目的】投写型表示装置を、画像の画質の向上，投写
レンズの設計条件の緩和および画像のコントラストの低
下防止が図れるようにする。【構成】投写型表示装置は、平行白色光Ｌ_S＋Ｌ_Pを出
射する光源部１０と、平行白色光Ｌ_S＋Ｌ_Pを第１のＰ偏
光光Ｌ_P と第１のＳ偏光光Ｌ_S とに分離し、第１のＳ偏
光光Ｌ_S の偏光面を９０°回転させて第２のＰ偏光光Ｌ
_P ^*に変換し、第１および第２のＰ偏光光Ｌ_P，Ｌ_P ^* を別
々に出射する偏光照明素子２０と、偏光照明素子２０と
液晶ライトバルブ７１との間に設けられた、偏光照明素
子２０から別々に出射した第１および第２のＰ偏光光Ｌ
_P，Ｌ_P ^* を透過させる第１の偏光板７０と、第１の偏光
板７０を透過した第１および第２のＰ偏光光Ｌ_P，Ｌ_P ^*
が入射される液晶ライトバルブ７１と、第２の偏光板７
２と、投写レンズ７３とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は偏光照明素子で液晶ライ
トバルブを照明する投写型表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、スクリーンに投写される画像の高
輝度化を図る目的で、光源から出射した不定偏光光を、
互いに直交する偏光面をもつ２つの直線偏光光に分離
し、該分離された２つの直線偏光光の偏光面を等しく
し、該偏光面が等しくされた２つの直線偏光光を別々に
出射する偏光照明素子により、液晶ライトバルブを照明
する投写型表示装置の提案がなされている。

【０００３】図５はこの種の投写型表示装置の従来例の
一つである、特開昭６１−９０５８４号公報に記載され
た投写型表示装置を示す概略構成図である。

【０００４】この投写型表示装置は、光源301 ，反射ミ
ラー302 ，赤外線カットフィルタ303 およびコンデンサ
レンズ304 からなる光源部と、偏光ビームスプリッタ30
5 ，全反射プリズム321 ，λ／２光学位相板322 および
第１，第２のクサビ型レンズ323 ，324 からなる偏光照
明素子と、液晶ライトバルブ310 と、偏光板325 と、投
写レンズ326 とから構成されている。

【０００５】光源301 から出射した不定偏光光である白
色光は、赤外線カットフィルタ303で可視光以外の赤外
線などの光が吸収されたのち、コンデンサレンズ304 で
平行白色光Ｌ_S＋Ｌ_Pに変換される。平行白色光Ｌ_S＋Ｌ_P
は偏光ビームスプリッタ305に入射し、偏光ビームスプ
リッタ305 の作用面（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る蒸着膜）311aでＰ偏光光が透過
され、Ｓ偏光光が上方に直角に反射されることにより、
第１のＰ偏光光Ｌ_P と第１のＳ偏光光Ｌ_S とに分離され
る。ここで、Ｓ偏光光とは偏光ビームスプリッタ305 の
作用面311aに平行な偏光面をもつ直線偏光光のことであ
り、Ｐ偏光光とはＳ偏光光と直交する偏光面をもつ直線
偏光光のことである。第１のＰ偏光光Ｌ_P は偏光ビーム
スプリッタ305 の出射面から出射する。また、第１のＳ
偏光光Ｌ_S は全反射プリズム321に入射し、全反射プリ
ズム321 の斜面で右方に直角に反射されたのち、第１の
Ｐ偏光成分Ｌ_P と平行に全反射プリズム321 の出射面か
ら出射する。このとき、第１のＳ偏光光Ｌ_S は、全反射
プリズム321 の出射面と互いに対向して設けられたλ／
２光学位相板322 を透過することにより、偏光面が９０
°回転させられて第２のＰ偏光光Ｌ_P ^*に変換される。偏
光ビームスプリッタ305 およびλ／２光学位相板322 の
各出射面側には、光路変更用の第１および第２のクサビ
型レンズ323，324がそれぞれ配設されており、偏光ビー
ムスプリッタ305 から出射した第１のＰ偏光光Ｌ_P およ
びλ／２光学位相板322 から出射した第２のＰ偏光光Ｌ
_P ^*は、液晶ライトバルブ310 の入射面上の点Ｐ₀ で交差
するように第１および第２のクサビ型レンズ323，324で
光路がそれぞれ変更され、点Ｐ₀ で合成される。第１お
よび第２のＰ偏光光Ｌ_P，Ｌ_P ^* は、液晶ライトバルブ31
0 で画像信号に応じて変調され、Ｐ偏光光とＳ偏光光と
を含む画像光に変換される。画像光のＰ偏光光が偏光板
325 を透過したのち、投写レンズ326 によりスクリーン
（不図示）に投射されることにより、スクリーンに画像
が拡大投写される。

【０００６】したがって、この投写型表示装置は、光源
部から出射した平行白色光Ｌ_S＋Ｌ_P（不定偏光光）を偏
光ビームスプリッタ305 で第１のＰ偏光光Ｌ_P と第１の
Ｓ偏光光Ｌ_S （互いに直交する偏光面をもつ２つの直線
偏光光）に分離し、第１のＳ偏光光Ｌ_S をλ／２光学位
相板322 で第２のＰ偏光光Ｌ_P ^*に変換することにより、
偏光面が等しくされた第１のＰ偏光光Ｌ_P と第２のＰ偏
光光Ｌ_P ^*とで液晶ライトバルブ310 を照明することがで
きるため、第１のＳ偏光光Ｌ_S を液晶ライトバルブ310
の前に配設した偏光板で吸収し、第１のＰ偏光光Ｌ_P の
みで液晶ライトバルブ310 を照明する投写型表示装置よ
りも、スクリーンに拡大投写される画像の輝度を向上さ
せることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た投写型表示装置は、次に示す４つの欠点がある。

【０００８】（１）各クサビ型レンズ323，324と液晶ラ
イトバルブ310 との位置関係を精度よく設定しないと、
スクリーンに投写される画像に輝度差が生じるという欠
点がある。すなわち、各クサビ型レンズ323，324から液
晶ライトバルブ310 までの距離を短くした場合には、図
６に示すように、第１のクサビ型レンズ323 から出射し
た第１のＰ偏光光Ｌ_P と第２のクサビ型レンズ324 から
出射した第２のＰ偏光光Ｌ_P ^*とは、液晶ライトバルブ31
0 の入射面で一部分のみが重なるため、スクリーンに投
写された画像の中央部と周辺部とで輝度差が生じる。し
たがって、各クサビ型レンズ323，324と液晶ライトバル
ブ310 との距離は、第１のクサビ型レンズ323 から出射
した第１のＰ偏光光Ｌ_P と第２のクサビ型レンズ324 か
ら出射した第２のＰ偏光光Ｌ_P ^*とが、図７に示すよう
に、液晶ライトバルブ310 の入射面で全部重なるように
調節する必要がある。

【０００９】（２）スクリーンに投写される画像の画質
が劣化するという欠点がある。すなわち、液晶ライトバ
ルブ310 は、一般に入射光の入射角が大きくなると変調
特性および透過特性が劣化するという性質を有するた
め、第１および第２のＰ偏光光Ｌ_P，Ｌ_P ^* が液晶ライト
バルブ310 の全入射面について入射角θ₁ で入射する上
述した投写型表示装置では、画質の劣化が避けられな
い。

【００１０】（３）有効径の大きい投写レンズ326 が必
要なため、収差補正を考慮すると投写レンズ326 の設計
条件が厳しくなるとともに、レンズ焦点距離（すなわち
投写型表示装置の投写距離）が長くなるという欠点があ
る。すなわち、図７に示すように、液晶ライトバルブ31
0 の任意の一点から出射した画像光は、入射角θ₁ に対
して角度２θ₁ の広がりをもって出射するため、液晶ラ
イトバルブ310 の周辺部から出射した画像光を含めたす
べての画像光を取込むには、投写レンズ326 の有効径を
かなり大きくする必要がある。

【００１１】（４）偏光照明素子の偏光変換率が１００
％でないと、スクリーンに投写された画像のコントラス
トの低下が生じるという欠点がある。すなわち、偏光ビ
ームスプリッタ305 の作用面における偏光分離率および
λ／２光学位相板322 におけるリタデーション量の波長
依存性などに起因して偏光照明素子の偏光変換率が１０
０％でなくなると、偏光照明素子から別々に出射した第
１および第２のＰ偏光光Ｌ_P，Ｌ_P ^* に偏光面が多少ずれ
た偏光光が含まれるため、このような第１および第２の
Ｐ偏光光Ｌ_P，Ｌ_P ^* で液晶ライトバルブ310 を照明する
と、液晶ライトバルブ310 から出射した画像光にも不要
光が含まれる結果、スクリーンに投写された画像のコン
トラストが低下する。

【００１２】本発明の目的は、画像の画質の向上，投写
レンズの設計条件の緩和および画像のコントラストの低
下防止が図れる投写型表示装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の偏光照明素子
は、前記偏光照明素子の出射面に、正のパワーをもつ光
学素子が設けられ、前記偏光照明素子と前記液晶ライト
バルブとの間に、前記偏光照明素子から別々に出射した
２つの直線偏光光を透過させる偏光板が設けられてい
る。

【００１４】

【作用】本発明の投写型表示装置は、偏光面が等しくさ
れた２つの直線偏光光を正のパワーをもつ光学素子を介
して偏光照明素子から別々に出射させることにより、各
直線偏光光を互いに重なり合うことなしに、出射面の中
心部から出射する各直線偏光光の出射角を出射面の周辺
部から出射する各直線偏光光の出射角よりも小さくして
液晶ライトバルブに入射させることができる。また、正
のパワーをもつ光学素子で各直線偏光光を集光させるこ
とにより、投写レンズの入射瞳を液晶ライトバルブの長
径よりも小さくすることができるため、投写レンズの有
効径を小さくすることができる。さらに、偏光照明素子
と液晶ライトバルブとの間に偏光板を設けることによ
り、各直線偏光光に偏光面が多少ずれた偏光光が含まれ
ていても、各直線偏光光の偏光面を液晶ライトバルブに
入射する前に揃えることができる。

【００１５】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１６】図１は本発明の投写型表示装置の一実施例
の要部を示す図であり、図２は図１に示した光源部１０
および偏光照明素子２０の概略構成図である。

【００１７】本実施例の投写型表示装置は、平行白色光
Ｌ_S＋Ｌ_P（不定偏光光）を出射する光源部１０と、光源
部１０から出射した平行白色光Ｌ_S＋Ｌ_Pを、互いに直交
する偏光面をもつ第１のＰ偏光光Ｌ_P と第１のＳ偏光光
Ｌ_S （２つの直線偏光光）とに分離し、第１のＳ偏光光
Ｌ_S の偏光面を９０°回転させて第２のＰ偏光光Ｌ_P ^*に
変換することにより第１のＰ偏光光Ｌ_P と第１のＳ偏光
光Ｌ_S との偏光面を等しくし、第１および第２のＰ偏光
光Ｌ_P，Ｌ_P ^* （偏光面が等しくされた２つの直線偏光
光）を別々に出射する偏光照明素子２０と、偏光照明素
子２０と液晶ライトバルブ７１との間に設けられた、偏
光照明素子２０から別々に出射した第１および第２のＰ
偏光光Ｌ_P，Ｌ_P ^* を透過させる第１の偏光板７０と、第
１の偏光板７０を透過した第１および第２のＰ偏光光Ｌ
_P，Ｌ_P ^* が入射される液晶ライトバルブ７１と、液晶ラ
イトバルブ７１の出射面と互いに対向して設けられた第
２の偏光板７２と、偏光板７２の液晶ライトバルブ７１
と反対側に設けられた投写レンズ７３とからなる。

【００１８】ここで、光源部１０は、図２に示すよう
に、ハロゲンランプ，メタルハライドランプなどからな
る、白色光を出射する光源１１と、光源１１から出射し
た白色光の一部を反射する反射ミラー１２と、光源１１
から直接または反射ミラー１２を介して入射する白色光
の熱線を吸収または反射する熱線カットフィルタ１３
と、熱線が除去された白色光を平行白色光Ｌ_S＋Ｌ_Pに変
換するコンデンサレンズ１４とからなる。また、偏光照
明素子２０は、図２に示すように、入射面の一端と４５
°の角度をもって一端が接する作用面（２つの直角プリ
ズムが互いに接着された斜面に形成された蒸着膜）２１
ａおよび入射面の一端と９０°の角度をもって一端が接
する出射面を有する偏光ビームスプリッタ２１と、偏光
ビームスプリッタ２１の作用面２１ａの他端と９０°の
角度をもって一端が接する全反射面２２ａを有し、第１
のＰ偏光光Ｌ_P を右方に直角に反射して出射面から出射
させる全反射プリズム２２と、偏光ビームスプリッタ２
１の作用面２１ａの他端と４５°の角度をもって一端が
接するとともに、偏光ビームスプリッタ２１の入射面の
他端と９０°の角度をもって他端が接しており、第１の
Ｓ偏光光Ｌ_S が垂直に入射されるλ／４光学位相板２３
と、アルミ蒸着膜または光学多層膜からなる反射面がλ
／４光学位相板２３の偏光ビームスプリッタ２１と反対
側の面に接着されており、λ／４光学位相板２３を透過
してくる第１のＳ偏光光Ｌ_S をλ／４光学位相板２３の
方向に反射させる反射板２４と、平面側が偏光ビームス
プリッタ２１の出射面および全反射プリズム２２の出射
面に密着されて設けられた、正のパワーをもつ光学素子
である平凸レンズ２５とからなる。

【００１９】次に、図１に示した投写型表示装置の動作
について説明する。

【００２０】光源部１０から出射した平行白色光Ｌ_S＋
Ｌ_Pは、偏光ビームスプリッタ２１の作用面２１ａでＰ
偏光光が透過され、Ｓ偏光光が左方に直角に反射される
ことにより、第１のＰ偏光光Ｌ_P と第１のＳ偏光光Ｌ_S
とに分離される。第１のＳ偏光光Ｌ_S はλ／４光学位相
板２３に垂直に入射したのち、λ／４光学位相板２３を
透過し、反射板２４の反射面で反射され、再びλ／４光
学位相板２３を透過することにより、偏光面が９０°回
転させられて第２のＰ偏光光Ｌ_P ^*に変換される。第２の
Ｐ偏光光Ｌ_P ^*は偏光ビームスプリッタ２１の作用面２１
ａをそのまま透過して、偏光ビームスプリッタ２１の出
射面から出射する。このとき、偏光ビームスプリッタ２
１の出射面の上端から出射する第２のＰ偏光光Ｌ_P ^*は、
一点鎖線で示す光軸とほぼ平行に平凸レンズ２５から出
射し、偏光ビームスプリッタ２１の出射面の下端から出
射する第２のＰ偏光光Ｌ_P ^*は、破線で示すように角度θ
₁ だけ集光されて平凸レンズ２５から出射する。一方、
第１のＰ偏光光Ｌ_P は、全反射プリズム２２の全反射面
２２ａで右方に直角に反射されたのち、全反射プリズム
２２の出射面から出射する。このとき、全反射プリズム
２２の下端から出射する第１のＰ偏光光Ｌ_P は、一点鎖
線で示す光軸とほぼ平行に平凸レンズ２５から出射し、
全反射プリズム２２の出射面の上端から出射する第１の
Ｐ偏光光Ｌ_P は、破線で示すように角度θ₁ だけ集光さ
れて平凸レンズ２５から出射する。このとき、偏光ビー
ムスプリッタ２１の作用面２１ａにおける偏光分離率お
よびλ／４光学位相板２３におけるリタデーション量の
波長依存性などに起因して偏光照明素子２０の偏光変換
率が１００％でなくなると、偏光照明素子２０から別々
に出射した第１および第２のＰ偏光光Ｌ_P，Ｌ_P ^* に偏光
面が多少ずれた偏光光が含まれるが、第１および第２の
Ｐ偏光光Ｌ_P，Ｌ_P ^* が第１の偏光板７０を透過すること
により、偏光面が多少ずれた偏光光は第１の偏光板７０
で遮断されるため、第１および第２のＰ偏光光Ｌ_P，Ｌ_P
^* の偏光面が揃えられる。偏光面が揃えられた第１およ
び第２のＰ偏光光Ｌ_P，Ｌ_P ^* は、液晶ライトバルブ７１
で画像信号に応じて変調され、Ｐ偏光光とＳ偏光光とを
含む画像光に変換される。このとき、第１および第２の
Ｐ偏光光Ｌ_P，Ｌ_P ^* の偏光面は揃えられているため、画
像光に不要光が含まれることはない。画像光のＰ偏光光
が第２の偏光板７２を透過したのち、投写レンズ７３で
スクリーン（不図示）に投射されることにより、スクリ
ーンに画像が拡大投写される。

【００２１】したがって、本実施例の投写型表示装置
は、次に示す利点を有する。

【００２２】（１）偏光照明素子２０と投写レンズ７３
との位置関係を、偏光照明素子２０から別々に出射する
第１および第２のＰ偏光光Ｌ_P，Ｌ_P ^* が平凸レンズ２５
でそれぞれ集光されて、投写レンズ７３の瞳面に光源１
１の像を作るように設定することにより、投写レンズ７
３の入射瞳を液晶ライトバルブ７１の長径よりも必ず小
さくすることができるため、投写レンズ７３の有効径を
非常に小さくできるとともに、スクリーンに収差の少な
い明るい画像を形成することができる。

【００２３】（２）偏光照明素子２０から別々に出射し
た第１および第２のＰ偏光光Ｌ_P ，Ｌ_P ^*とは互いに重な
り合うことなしに液晶ライトバルブ７１に入射するた
め、スクリーンに投写される画像に輝度差が生じること
を防げる。

【００２４】（３）偏光照明素子２０と液晶ライトバル
ブ７１との距離を同じとした場合には、図１に破線で示
す偏光照明素子２０の上端および下端から出射した第１
および第２のＰ偏光光Ｌ_P，Ｌ_P ^* の液晶ライトバルブ７
１への入射角θ₁ は、図７に示した従来の投写型表示装
置と同じになるが、偏光照明素子２０の中央部から出射
した第１および第２のＰ偏光光Ｌ_P，Ｌ_P ^* の液晶ライト
バルブ７１への入射角は入射角θ₁ よりも必ず小さくな
るため、液晶ライトバルブ７１の中央部における変調特
性および透過特性を改善することができるので、スクリ
ーンに投写される画像の画質を向上させることができ
る。換言すれば、図７に示した従来の投写型表示装置と
同程度の画質を有する画像をスクリーンに投写させる場
合には、偏光照明素子２０と液晶ライトバルブ７１との
距離を短くすることができるため、投写型表示装置全体
のコンパクト化が図れる。また、偏光照明素子２０の平
凸レンズ２５のパワーをさらに大きくすることにより、
投写型表示装置全体のコンパクト化がさらに図れる。

【００２５】（４）第１および第２のＰ偏光光Ｌ_P，Ｌ_P
^* は第１の偏光板７０で偏光面が揃えられたのち液晶ラ
イトバルブ７１に入射されるため、液晶ライトバルブ７
１から出射した画像光に不要光が含まれることがないの
で、偏光照明素子２０の変換効率が１００％でなくても
スクリーンに投写された画像のコントラストの低下を防
げる。

【００２６】なお、図７に示した従来の投写型表示装置
においても、偏光照明素子（第１および第２のクサビ型
レンズ323，324）と液晶ライトバルブ310 との間に、図
１に示した第１の偏光板７０を設けることにより、上記
（４）に示した効果を得ることができるが、上記（１）
〜（３）に示した効果を得ることはできない。すなわ
ち、本発明の投写型表示装置は、図２に示した偏光照明
素子２０と第１の偏光板７０とを組み合わせることによ
り、上記（１）〜（４）に示した効果を得るものであ
る。ただし、本発明の投写型表示装置に用いることがで
きる偏光照明素子は図２に示した偏光照明素子２０に限
られず、たとえば図３および図４に示す偏光照明素子４
０，６０であってもよい。

【００２７】図３に示した偏光照明素子４０が図２に示
した偏光照明素子２０と異なる点は、偏光ビームスプリ
ッタ４１の作用面４１ａで分離された第１のＰ偏光光Ｌ
_P がそのまま偏光ビームスプリッタ４１の出射面から出
射し、また、偏光ビームスプリッタ４１の作用面４１ａ
で分離された第１のＳ偏光光Ｌ_S が、λ／４光学位相板
４３と反射板４４とで第２のＰ偏光光Ｌ_P ^*に変換された
のち、全反射プリズム４２の全反射面４２ａで右方に直
角に反射されて、全反射プリズム２２の出射面から出射
することである。したがって、図２に示した偏光照明素
子２０では、出射光の進行方向は入射光の進行方向に対
して９０゜ずれるが、本実施例の偏光照明素子４０で
は、他の光学部品を付加することなしに、入射光と出射
光との進行方向を一致させることができる。

【００２８】図４に示した偏光照明素子６０が図２およ
び図３に示した偏光照明素子２０，４０と異なる点は、
第１のＳ偏光光Ｌ_S と第２のＳ偏光光Ｌ_S ^*とを出射する
ことである。すなわち、本実施例の偏光照明素子６０
は、光源部５０から出射した平行白色光Ｌ_S＋Ｌ_PのＰ偏
光光を透過させるとともにＳ偏光光を上方に直角に反射
させる第１の作用面（３つの直角プリズムが接着される
２つの斜面の一つに形成される蒸着膜）６１ａ、および
一端が第１の作用面６１ａと直角に接する同様の第２の
作用面（２つの斜面の他の一つに形成される蒸着膜）６
１ｂをもつ偏光ビームスプリッタ６１と、一端が第２の
作用面６１ｂの他端と互いに４５゜の角度で接し、偏光
ビームスプリッタ６１の反入射面側に接着されたλ／４
光学位相板６３と、λ／４光学位相板６３の偏光ビーム
スプリッタ６１と反対側に接着された反射面をもつ反射
板６４と、偏光ビームスプリッタ６１の出射面に密着さ
れて設けられた平凸レンズ６５とからなる。

【００２９】コンデンサレンズ５４から出射した平行白
色光Ｌ_S＋Ｌ_Pは、Ｐ偏光光が偏光ビームスプリッタ６１
の第１の作用面６１ａを透過し、Ｓ偏光光が第１の作用
面６１ａで上方に直角に反射されることにより、第１の
Ｐ偏光光Ｌ_P と第１のＳ偏光光Ｌ_S とに分離される。第
１のＰ偏光光Ｌ_P は偏光ビームスプリッタ６１の第２の
作用面６１ｂを透過し、λ／４光学位相板６３に垂直に
入射したのち、λ／４光学位相板６３を透過し、反射板
６４の反射面で反射され、再びλ／４光学位相板６３を
透過することにより、偏光面が９０°回転させられて第
２のＳ偏光光Ｌ_S ^*に変換される。第２のＳ偏光光Ｌ
_S ^*は、偏光ビームスプリッタ６１の第２の作用面６１ｂ
で上方に直角に反射されて偏光ビームスプリッタ６１の
出射面から出射する。このとき、偏光ビームスプリッタ
６１の出射面の中央部から出射する第２のＳ偏光光Ｌ_S ^*
は、一点鎖線で示す光軸とほぼ平行に平凸レンズ６５か
ら出射し、偏光ビームスプリッタ６１の出射面の左端か
ら出射する第２のＳ偏光光Ｌ_S ^*は、破線で示すように角
度θだけ集光されて平凸レンズ６５から出射する。一
方、第１のＳ偏光光Ｌ_S は偏光ビームスプリッタ６１の
出射面から出射するが、偏光ビームスプリッタ６１の出
射面の中央部から出射する第１のＳ偏光光Ｌ_S は、一点
鎖線で示す光軸とほぼ平行に平凸レンズ６５から出射
し、偏光ビームスプリッタ６１の右端から出射する第１
のＳ偏光光Ｌ_S は、破線で示すように角度θだけ集光さ
れて平凸レンズ６５から出射する。したがって、本実施
例の偏光照明素子６０は、第１のＳ偏光光Ｌ_S と第２の
Ｓ偏光光Ｌ_S ^*とが互いに重なり合うことなしに一点に集
光するように、第１のＳ偏光光Ｌ_S と第２のＳ偏光光Ｌ
_S ^*とを出射させることができる。

【００３０】以上の説明において、図２に示した平凸レ
ンズ２５は、偏光ビームスプリッタ２１および全反射プ
リズム２２の出射面に密着されて設けられたが、偏光ビ
ームスプリッタ２１および全反射プリズム２２と一体化
してもよいし、偏光ビームスプリッタ２１および全反射
プリズム２２と離して設けてもよい。なお、偏光ビーム
スプリッタ２１および全反射プリズム２２と一体化した
場合には、光学部品間（偏光ビームスプリッタ２１およ
び全反射プリズム２２と平凸レンズ２５との間）の表面
反射ロスが少なくなるという効果が生じる。また、偏光
ビームスプリッタ２１および全反射プリズム２２と離し
て設けた場合には、光学部品間の表面反射ロスが生じる
が、偏光ビームスプリッタ２１および全反射プリズム２
２の出射面または平凸レンズ２５の入射面に反射防止コ
ーティングを施すことにより、光学部品間の表面反射ロ
スを防止することができる。図３に示した平凸レンズ４
５および図４に示した平凸レンズ６５についても同様で
ある。また、偏光照明素子の構造は、図２〜図４に示し
た偏光照明素子２０，４０，６０のように、λ／４光学
位相板２３，４３，６３と反射板２４，４４，６４とを
用いて第１のＳ偏光光Ｌ_S または第１のＰ偏光光Ｌ_P の
偏光面を９０゜回転させるものに限らず、たとえば、図
５に示した偏光照明素子の第１および第２のクサビ型レ
ンズ323，324の代わりに、平凸レンズを用いて構成して
もよい。さらに、図１〜図３に示した平凸レンズ２５，
４５，６５の代わりに、全体で正のパワーをもつレンズ
群または正のパワーをもつミラーを用いてもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明は，偏光面が
等しくされた２つの直線偏光光を正のパワーをもつ光学
素子を介して偏光照明素子から別々に出射させることに
より、各直線偏光光を互いに重なり合うことなしに液晶
ライトバルブに入射させることができるため、スクリー
ンに投写される画像に輝度差が生じないようにすること
ができ、また、正のパワーをもつ光学素子で各直線偏光
光を集光させることにより、投写レンズの有効径を小さ
くできるため、装置全体のコンパクト化が図れ、かつ投
写レンズの設計条件を緩和させることができ、さらに、
偏光照明素子と液晶ライトバルブとの間に偏光板を設け
ることにより、各直線偏光光に偏光面が多少ずれた偏光
光が含まれていても、各直線偏光光の偏光面を液晶ライ
トバルブに入射する前に揃えることができるため、偏光
照明素子の変換効率が１００％でなくてもスクリーンに
投写される画像のコントラストの低下が防げる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の投写型表示装置の一実施例の要部を示
す図である。

【図２】図１に示した光源部１０および偏光照明素子２
０を示す概略構成図である。

【図３】本発明の投写型表示装置に用いることができる
偏光照明素子の他の例を示す概略構成図である。

【図４】本発明の投写型表示装置に用いることができる
偏光照明素子のその他の例を示す概略構成図である。

【図５】特開昭６１−９０５８４号公報に記載されてい
る投写型表示装置を示す要部構成図である。

【図６】図５に示した投写型表示装置において第１およ
び第２のクサビ型レンズ323，324と液晶ライトバルブ31
0 との距離を短くしたときの欠点を示す図である。

【図７】図５に示した投写型表示装置の液晶ライトバル
ブ310 から出射する画像光の角度広がりを示す図であ
る。

【符号の説明】

１０，３０，５０光源部１１，２１，３１光源１２，２２，３２反射ミラー１３，２３，３３熱線カットフィルタ１４，２４，３４コンデンサレンズ２０，４０，６０偏光照明素子２１，４１，６１偏光ビームスプリッタ２１ａ，４１ａ，６１ａ，６１ｂ作用面２２，４２全反射プリズム２２ａ，４２ａ全反射面２３，４３，６３ λ／４光学位相板２４，４４，６４反射板２５，４５，６５平凸レンズ７０第１の偏光板７１液晶ライトバルブ７２第２の偏光板７３投写レンズＬ_P 第１のＰ偏光光Ｌ_S 第１のＳ偏光光Ｌ_P ^* 第２のＰ偏光光Ｌ_S ^* 第２のＳ偏光光Ｌ_S＋Ｌ_P 平行白色光 θ，θ₁ 角度

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】不定偏光光を出射する光源部と、該光源
部から出射した前記不定偏光光を、互いに直交する偏光
面をもつ２つの直線偏光光に分離し、該分離された２つ
の直線偏光光の偏光面を等しくし、該偏光面が等しくさ
れた２つの直線偏光光を別々に出射する偏光照明素子
と、該偏光照明素子から別々に出射した前記偏光面が等
しくされた２つの直線偏光光が入射される液晶ライトバ
ルブとを含む投写型表示装置において、前記偏光照明素子の出射面に、正のパワーをもつ光学素
子が設けられ、前記偏光照明素子と前記液晶ライトバルブとの間に、前
記偏光照明素子から別々に出射した２つの直線偏光光を
透過させる偏光板が設けられていることを特徴とする投
写型表示装置。