JPH0815525A - 偏光ビームスプリッタ及び液晶プロジェクタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶プロジェクタ装置などに使用される偏光
ビームスプリッタを小型化，軽量化できるようにする。 【構成】 第１の光学ブロック１１と第２の光学ブロッ
ク１２とを偏光依存性を持つ蒸着面を介して接合して構
成され、接合面１１ａ，１２ａで入射光をＰ波偏光成分
とＳ波偏光成分とに分光する偏光ビームスプリッタ１０
において、接合面１１ａ，１２ａとして、所定長毎に９
０°曲折した面の連続で階段状とすると共に、この９０
°曲折したそれぞれの面を、第１の光学ブロックの入射
面１１ｄ及び第２の光学ブロックの出射面１２ｄに対し
４５°傾斜した面とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｐ波偏光成分とＳ波偏
光成分とに分離する偏光ビームスプリッタ及びこの偏光
ビームスプリッタを使用した液晶プロジェクタ装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、投写型のカラー画像表示装置とし
て、液晶パネルを使用した液晶プロジェクタと称される
ものが開発されている。この液晶プロジェクタは、画像
表示手段である液晶パネルに入射する光として、平行光
の内のＰ波偏光成分だけを使用するのが好ましい。この
Ｐ波偏光成分だけを使用するための構成として、従来例
えば図３に示す構成で液晶パネルの照明光を形成させて
いた。即ち、図３に示すように、キセノンランプなどの
光源１からの光を、球面反射鏡２とコリメータレンズ３
により平行光線とした後、この平行光を赤外線除去フィ
ルタ４及び１／４波長板５を通過させた後、偏光ビーム
スプリッタ６に入射させる。

【０００３】この偏光ビームスプリッタ６は、２個の直
角プリズムの４５°傾斜面どうしを接合させて構成さ
れ、この接合面６ａに蒸着膜を形成させる。この蒸着膜
は、入射光のうちのＳ波偏光成分を反射させ、Ｐ波偏光
成分を透過させる膜として形成され、接合面６ａを透過
したＰ波偏光成分を、投写する画像が表示される液晶パ
ネル（図示せず）に入射させる。そして、液晶パネルの
透過により像光を形成させ、この像光を投写レンズによ
りスクリーン（図示せず）に拡大投写させる。

【０００４】そして、偏光ビームスプリッタ６の接合面
６ａで反射したＳ波偏光成分を、この反射光の出射部に
配置したミラー７で反射させて、再度偏光ビームスプリ
ッタ６に入射させる。このミラー７から入射したＳ波偏
光成分は、接合面６ａで反射して光源１側に戻る。この
とき、偏光ビームスプリッタ６と光源１との間に配され
た１／４波長板５を通過することで、この戻り光が円偏
波となり、この円偏波となった戻り光が、球面反射鏡２
での反射で逆回転の円偏波となり、再度１／４波長板５
を通過することで、Ｐ波偏光成分に変換される。

【０００５】従って、このＰ波に変換された成分は、偏
光ビームスプリッタ６の接合面６ａを透過し、結局光源
１からの光の全ての成分がＰ波偏光成分となって液晶パ
ネル側に入射するようになり、良好に液晶パネルに表示
される画像に基づいた像光を形成させることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図３に示し
たような光学ガラス製の２個の直角プリズムを接合させ
て形成させた偏光ビームスプリッタは、液晶プロジェク
タを構成する部品として、その大きさが比較的大型であ
ると共に重量もあり、液晶プロジェクタ装置の小型化及
び軽量化を阻む要因になっていた。また、偏光ビームス
プリッタの近傍にミラーを配置する必要があり、構成部
品が多くなっていた。

【０００７】なお、偏光ビームスプリッタとして２枚の
光学ガラス板より構成される偏光ビームスプリッタもあ
るが、このビームスプリッタを使用しても上述した不都
合を解決することはできない。即ち、２枚の光学ガラス
板より構成される偏光ビームスプリッタは、２個の直角
プリズムより構成される偏光ビームスプリッタに比べ
て、体積が小さいと共に軽量であるが、２枚の光学ガラ
ス板より構成される偏光ビームスプリッタは、２個の直
角プリズムより構成される偏光ビームスプリッタよりも
特性が劣る不都合があり、可視光の広い周波数範囲に亘
って効率良く偏光分離を行うためには、偏光ビームスプ
リッタへの平行光の入射角度を７０°程度にする等の処
理が必要である。このため、結局ビームスプリッタの設
置スペースが大きくなってしまう等の不都合があり、ガ
ラス板より構成される偏光ビームスプリッタを使用して
も上述した不都合は解決できない。

【０００８】これらの問題点を解決するために、本出願
人は先に図４に示した偏光ビームスプリッタを提案した
（特開平５−１８１０１４号）。この偏光ビームスプリ
ッタについて説明すると、図４に示す偏光ビームスプリ
ッタ４０は、第１の光学ブロック４１と、第２の光学ブ
ロック４２と、両光学ブロック４１，４２の接合面に形
成された蒸着膜４３とで構成され、蒸着膜４３はＰ波偏
光成分を透過させＳ波偏光成分を反射する特性を有す
る。

【０００９】そして、第１の光学ブロック４１と、第２
の光学ブロック４２とは、図４中に点線で示す直角プリ
ズムの４５°の傾斜面に対応する傾斜面４１ａ及び４２
ａがが突き合わせられており、このように突き合わせた
接合面に蒸着膜４３を形成させることにより、両刃のこ
ぎり形状の偏光ビームスプリッタが構成される。

【００１０】そして、第１の光学ブロック４１は、入射
角が４５°の光に対して垂直となるように設けられた複
数の入射面４１ｂと、蒸着膜４３で反射したＳ波偏光成
分が出射される面であり、入射面４１ｂに対して９０°
の角度を有するように設けられた複数のＳ波出射面４１
ｃとを有し、この入射面４１ｂとＳ波出射面４１ｃとで
階段状の微小の凹凸を形成してなるプリズムプレートと
なっている。

【００１１】また、第２の光学ブロック４２は、蒸着膜
４３を透過したＰ波偏光成分が出射される面であり、第
１の光学ブロック１の入射面４と平行となるように設定
されたＰ波出射面４２ｂと、このＰ波出射面４２ｂに対
して９０°の角度を有するように設けられた上面４２ｃ
とを有しており、このＰ波出射面４２ｂ及び上面４２ｃ
で第１光学ブロック４１と同様の階段状の微小の凹凸を
形成してなるプリズムプレートとなっている。

【００１２】ここで、このように構成される偏光ビーム
スプリッタ４０で液晶プロジェクタ装置を構成させた例
を図５に示すと、光源１からの光を、球面反射鏡２など
により平行光線とした後、この平行光を赤外線除去フィ
ルタ４を通過させた後、偏光ビームスプリッタ４０に入
射させる。このときの偏光ビームスプリッタ４０への入
射角度としては、上述した入射面４１ｂに対して垂直に
入射（即ち上面４２ｃから入射）するように構成され、
第２の光学ブロック４２を介して蒸着膜４３に入射され
る。

【００１３】蒸着膜４３は、上述したように入射される
平行光の内、Ｐ波偏光成分を透過させＳ波偏光成分を反
射する特性を有する。このため、蒸着膜４３に入射され
た平行光の内、Ｓ波偏光成分は反射されＳ波出射面４２
ｂから出射する。そして、このＳ波出射面４２ｂから出
射するＳ波偏光成分が到達する位置に、このＳ波偏光成
分の平行光の進む方向に対して４５°傾斜して配置され
た第１のダイクロイックミラー２１に入射させる。ま
た、蒸着膜４３に入射された平行光の内、Ｐ波偏光成分
は蒸着膜４３を透過し、Ｐ波出射面４１ｃから出射す
る。このＰ波偏光成分の出射光は、このＰ波偏光成分の
平行光の進む方向に対して４５°傾斜して配置されたミ
ラー２６に入射させる。

【００１４】そして、ミラー２６で反射して９０°曲折
されたＰ波偏光成分の平行光を、１／２λ波長板２７に
入射させ、Ｐ波偏光成分の偏光角を９０°回転（旋光）
させて、Ｓ波偏光成分に変換する。そして、この１／２
λ波長板２７が出射するＳ波偏光成分を、第１のダイク
ロイックミラー２１に入射させる。

【００１５】そして、第１のダイクロイックミラー２１
では、偏光ビームスプリッタ４０から直接照射されたＳ
波偏光成分の内、赤色成分Ｒを透過させ緑色成分Ｇ及び
青色成分Ｂを反射させる。この第１のダイクロイックミ
ラー２１を透過した赤色成分Ｒをミラー２２で反射させ
て９０°曲折させた後、赤色用液晶表示パネル３１Ｒに
入射させる。また、第１のダイクロイックミラー２１で
反射した緑色成分Ｇ及び青色成分Ｂを、第２のダイクロ
イックミラー２３に入射させる。この第２のダイクロイ
ックミラー２３は、青色成分Ｂを透過させ緑色成分Ｇを
反射させるミラーで、この第２のダイクロイックミラー
２３で反射した緑色成分Ｇを、緑色用液晶表示パネル３
１Ｇに入射させる。さらに、第２のダイクロイックミラ
ー２３を透過した青色成分Ｂをミラー２４，２５でそれ
ぞれ反射させて９０°ずつ曲折させた後、青色用液晶表
示パネル３１Ｂに入射させる。

【００１６】そして、この液晶プロジェクタ装置に供給
される映像信号より得た３原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂで各色の
液晶表示パネル３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂを駆動させ、投
写する画像の赤色画像，緑色画像及び青色画像を形成さ
せる。そして、各液晶表示パネル３１Ｒ，３１Ｇ，３１
Ｂに入射される赤色成分，緑色成分及び青色成分の光
が、それぞれの表示パネルを透過することで、各色の像
光が形成される。

【００１７】そして、この各色の像光を、色合成用ダイ
クロイックプリズム３２に入射させ、この各色の像光を
合成させてカラー像光を形成させ、このカラー像光を投
写レンズ３３によりスクリーン３４に投写させ、スクリ
ーン３４にカラー画像を表示させる。

【００１８】このように構成される図５の例の液晶プロ
ジェクタ装置に使用される偏光ビームスプリッタ４０
は、図３に示す従来の偏光ビームスプリッタ６に比べ
て、その体積の縮小化を図ることができ、それに伴って
液晶プロジェクタ装置の軽量化，低コスト化を図ること
ができる。

【００１９】ところが、この図５に示す液晶プロジェク
タ装置の場合には、偏光ビームスプリッタ４１から出射
するＰ波偏光成分を反射させるミラー２６と、このミラ
ー２６の反射光の偏光角を９０°回転（旋光）させる１
／２λ波長板２７とが必要で、光路を構成する部品が多
く必要であると共に、このミラー２６と１／２λ波長板
２７を配置するスペースが必要で、それだけ液晶プロジ
ェクタ装置を大型化させる問題点があった。

【００２０】本発明はこれらの点に鑑み、液晶プロジェ
クタ装置などに使用される偏光ビームスプリッタを小型
化，軽量化できるようにすると共に、この偏光ビームス
プリッタを使用した液晶プロジェクタ装置を小型化でき
るようにすることを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明の偏光ビームスプ
リッタは、例えば図１に示すように、第１の光学ブロッ
ク１１と第２の光学ブロック１２とを偏光依存性を持つ
蒸着面を介して接合して構成され、接合面１１ａ，１２
ａで入射光をＰ波偏光成分とＳ波偏光成分とに分光する
偏光ビームスプリッタ１０において、接合面１１ａ，１
２ａとして、所定長毎に９０°曲折した面の連続で階段
状とすると共に、この９０°曲折したそれぞれの面を、
第１の光学ブロックの入射面１１ｄ及び第２の光学ブロ
ックの出射面１２ｄに対し４５°傾斜した面としたもの
である。

【００２２】また、この場合に第１の光学ブロックの入
射面１１ｄから接合面１１ａ，１２ａの曲折点までの最
大幅ｔ₁₂を１０ｍｍ以下としたものである。

【００２３】また、本発明の液晶プロジェクタ装置は、
例えば図１及び図２に示すように、第１の光学ブロック
１１と第２の光学ブロック１２とを偏光依存性を持つ蒸
着面を介して接合して構成され、接合面１１ａ，１２ａ
で入射光をＰ波偏光成分とＳ波偏光成分とに分光する偏
光ビームスプリッタ１０を、光源１と液晶パネル３１
Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂとの間の光路に配置した液晶プロジ
ェクタ装置において、偏光ビームスプリッタ１０の接合
面として、所定長毎に９０°曲折した面の連続で階段状
とすると共に、この９０°曲折したそれぞれの面を、第
１の光学ブロックの入射面１１ｄ及び第２の光学ブロッ
クの出射面１２ｄに対し４５°傾斜した面としたもので
ある。

【００２４】また、この場合に偏光ビームスプリッタ１
０の第１の光学ブロックの入射面１１ｄと第２の光学ブ
ロックの出射面１２ｄの少なくとも何れか一方に、可視
光のみを通過させる膜を形成させたものである。

【００２５】さらに、それぞれの場合に光源と偏光ビー
ムスプリッタ１０との間に、１／４波長板を配置したも
のである。

【００２６】

【作用】本発明の偏光ビームスプリッタは、第１の光学
ブロックと第２の光学ブロックとの接合面を、所定長毎
に９０°曲折した面の連続で階段状としたことで、この
接合面に入射した平行光は、Ｐ波偏光成分がそのまま透
過して第２の光学ブロックから出射すると共に、Ｓ波偏
光成分は接合面で反射して９０°曲折した後、隣接する
接合面に入射して再度９０°曲折して、平行光の入射面
から出射する。従って、第２の光学ブロックからはＰ波
偏光成分だけが出射するようになり、プリズムによる偏
光分離が行われて良好に偏光分離できる。この構成によ
ると、接合面は階段状に形成されているので、第１の光
学ブロックの入射面から第２の光学ブロックの出射面ま
での長さを短くすることができ、薄型に構成することが
できる。

【００２７】この場合、第１の光学ブロックの入射面か
ら接合面の曲折点までの最大幅を１０ｍｍ以下とするこ
とで、軽量かつ低価格に構成できる。

【００２８】また、この偏光ビームスプリッタを光源と
液晶パネルとの間の光路に配置した液晶プロジェクタ装
置によると、薄型の偏光ビームスプリッタを使用するこ
とで光源から液晶パネルまでの光路を短くして、プロジ
ェクタ装置の小型化，軽量化を図ることができる。

【００２９】また、この場合に偏光ビームスプリッタの
第１の光学ブロックの入射面と第２の光学ブロックの出
射面の少なくとも何れか一方に、可視光のみを通過させ
る膜を形成させたことで、可視光以外を除去するフィル
タを別に設ける必要がなくなる。

【００３０】また、それぞれの場合に光源と偏光ビーム
スプリッタとの間に、１／４波長板を配置したことで、
平行光の入射面から出射するＳ波偏光成分が光源側に戻
る際に右（又は左）円偏光に変化し、この変化した戻り
光が光源側の反射手段により反射して左（又は右）円偏
光になり再度１／４波長板を透過してＰ波の直接偏光に
なって偏光ビームスプリッタに入射するようになり、そ
のまま偏光ビームスプリッタから出射するようになる。

【００３１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図１及び図２を
参照して説明する。

【００３２】図１は本例の偏光ビームスプリッタを側面
から示す図（一部破断させてある）で、図中１０は偏光
ビームスプリッタ全体を示す。この偏光ビームスプリッ
タ１０は、第１光学ブロック１１と第２光学ブロック１
２とで構成され、両光学ブロック１１，１２は合成樹脂
（ポリメチルメタクリレート，ポリカーボネート，ポリ
エチレン等）で樹脂成形される。そして、両ブロック１
１，１２の接合部１１ａ，１２ａは、一定の長さ毎に９
０°曲折した階段状に形成される。即ち、接合部１１
ａ，１２ａは一定の長さ毎に９０°曲折するのを繰り返
すようにしてあり、第１光学ブロック１１の曲折点であ
る頂点１１ｂ，底点１１ｃの角度θ₁ ，θ ₂ は何れも９
０°とされる。また、第２光学ブロック１２の曲折点で
ある頂点１２ｂ，底点１２ｃの角度も何れも９０°とさ
れる。

【００３３】また、第１光学ブロック１１の接合部１１
ａと反対側の面は平面状とされ、この面を平行光入射面
１１ｄとする。さらに、第２光学ブロック１２の接合部
１２ａと反対側の面も平面状とされ、この面をＰ波偏光
成分出射面１２ｄとする。そして、この第１光学ブロッ
ク１１側の入射面１１ｄ及び第２光学ブロック１２の出
射面１２ｄに対して、接合部１１ａ，１２ａの各面を４
５°傾斜する状態に配置する。

【００３４】そして、この両光学ブロック１１，１２の
接合部１１ａ，１２ａの何れか一方の面に、Ｓ波偏光成
分を反射させ、Ｐ波偏光成分を透過させる蒸着膜を形成
させる。

【００３５】また、第１光学ブロック１１の入射面１１
ｄから接合部１１ａの底点１１ｃまでの距離ｔ₁₁を５ｍ
ｍとし、入射面１１ｄから頂点１１ｂまでの距離をｔ₁₂
を１０ｍｍとする。同様に、第２光学ブロック１２の出
射面１２ｄから接合部１２ａの底点１２ｃまでの距離ｔ
₂₁を５ｍｍとし、出射面１２ｄから頂点１２ｂまでの距
離をｔ₂₂を１０ｍｍとする。従って、両光学ブロック１
１，１２を接合した状態では、厚さが約１５ｍｍにな
る。

【００３６】なお、図１では一部分の側面だけを示し、
実際にはこの図示した形状が必要な長さだけ連続してい
る。

【００３７】このように構成される偏光ビームスプリッ
タ１０を使用する際には、図１に矢印で光路を示すよう
に、平行光を第１光学ブロック１１の入射面１１ｄと直
交するように入射させる。このようにすることで、第１
光学ブロック１１の入射面１１ｄに入射する平行光の中
のＰ波偏光成分は、接合部１１ａ又は１２ａに形成され
た蒸着膜を透過して、第２光学ブロック１２の出射面１
２ｄから出射するようになる。

【００３８】また、第１光学ブロック１１の入射面１１
ｄに入射する平行光の中のＳ波偏光成分は、接合部１１
ａ又は１２ａに形成された蒸着膜で反射する。このと
き、蒸着膜が形成された面と平行光とのなす角度は、何
れの箇所でも４５°となり、蒸着膜で反射するＳ波偏光
成分は、９０°曲折する。この９０°曲折した反射光
は、接合部１１ａ，１２ａの隣接する面に４５°の角度
を持って入射し、再度９０°曲折する。従って、結局１
８０°曲折することになり、第１光学ブロック１１の入
射面１１ｄから、Ｓ波偏光成分が出射するようになる。

【００３９】このように構成される本例の偏光ビームス
プリッタ１０は、幅が非常に薄い（例えば約１５ｍｍ程
度）形状であるので、この偏光ビームスプリッタを液晶
プロジェクタ装置内などに設置する場合、わずかな設置
スペースで設置できるようになり、偏光ビームスプリッ
タを必要とする装置の小型化に貢献する。

【００４０】そして、本例の偏光ビームスプリッタ１０
は、光学プリズムと蒸着膜とを組み合わせたものである
ので、可視光の広い周波数範囲に亘って効率良く偏光分
離を行うことができ、良好な偏光分離特性が確保され
る。この場合、本例の場合には平行光の入射面１１ｄか
ら第１光学ブロック１１の接合面１１ａまでの最大幅
（即ち入射面１１ｄから頂点１１ｂまでの距離）を１０
ｍｍとしたので、平行光が第１光学１１内に入射してか
ら分離処理されるまでの光路の距離が短く、第１光学ブ
ロック１１内で入射光の散乱を防止することができ、効
率の良い偏光分離ができるようになる。なお、この第１
光学１１の入射面１１ｄから頂点１１ｂまでの距離は、
１０ｍｍ或いはそれ以下とすることで、入射光の散乱防
止に大きな効果がある。

【００４１】また、本例の場合には偏光ビームスプリッ
タ１０内の各光学ブロック１１，１２の接合面１１ａ，
１２ａに形成した蒸着膜での反射だけで、Ｓ波偏光成分
が平行光の入射面１１ｄから出射するようになり、従来
の直角プリズムで構成させた場合（図３の例）のよう
に、別体のミラーを配置する必要がなく、偏光ビームス
プリッタの周辺の構成を簡単にすることができる。

【００４２】なお、上述実施例では偏光ビームスプリッ
タ１０を構成する各光学ブロック１１，１２を合成樹脂
で成形させるとしたが、各光学ブロック１１，１２を光
学ガラスで形成させても良い。この場合には、合成樹脂
製とした場合に比べて若干重量が重くなるが、図３に示
す従来の偏光ビームスプリッタに比べると、軽量化，製
造コストの低減化を図ることができる。

【００４３】次に、本例の偏光ビームスプリッタ１０
を、液晶プロジェクタ装置に組み込ませた場合の構成
を、図２を参照して説明する。

【００４４】図２は液晶プロジェクタ装置の全体構成を
示す図で、光源１からの光を、この光源１の周囲に配さ
れた球面反射鏡２とコリメータレンズ３により平行光線
とした後、この平行光を赤外線除去フィルタ４及び１／
４波長板５を透過させた後、本例の偏光ビームスプリッ
タ１０に入射させる。

【００４５】そして、この偏光ビームスプリッタ１０か
ら出射するＰ波偏光成分の平行光を、第１のダイクロイ
ックミラー２１に入射させる。この第１のダイクロイッ
クミラー２１は、入射光の中の赤色成分Ｒを透過させ緑
色成分Ｇ及び青色成分Ｂを反射させるミラーで、この第
１のダイクロイックミラー２１を透過した赤色成分Ｒを
ミラー２２で反射させて９０°曲折させた後、赤色用液
晶表示パネル３１Ｒに入射させる。また、第１のダイク
ロイックミラー２１で反射した緑色成分Ｇ及び青色成分
Ｂを、第２のダイクロイックミラー２３に入射させる。
この第２のダイクロイックミラー２３は、青色成分Ｂを
透過させ緑色成分Ｇを反射させるミラーで、この第２の
ダイクロイックミラー２３で反射した緑色成分Ｇを、緑
色用液晶表示パネル３１Ｇに入射させる。さらに、第２
のダイクロイックミラー２３を透過した青色成分Ｂをミ
ラー２４，２５でそれぞれ反射させて９０°ずつ曲折さ
せた後、青色用液晶表示パネル３１Ｂに入射させる。

【００４６】そして、この液晶プロジェクタ装置に供給
される映像信号より得た３原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂで各色の
液晶表示パネル３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂを駆動させ、投
写する画像の赤色画像，緑色画像及び青色画像を形成さ
せる。そして、各液晶表示パネル３１Ｒ，３１Ｇ，３１
Ｂに入射される赤色成分，緑色成分及び青色成分の光
が、それぞれの表示パネルを透過することで、各色の像
光が形成される。

【００４７】そして、この各色の像光を、色合成用ダイ
クロイックプリズム３２に入射させ、この各色の像光を
合成させてカラー像光を形成させ、このカラー像光を投
写レンズ３３によりスクリーン３４に投写させ、スクリ
ーン３４にカラー画像を表示させる。

【００４８】このように構成される本例の液晶プロジェ
クタによると、光源１と各液晶パネル３１Ｒ，３１Ｇ，
３１Ｂとの間に偏光ビームスプリッタ１０があるので、
各液晶パネル３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂを透過させる平行
光が、Ｐ波偏光成分だけになり、各液晶パネル入口に偏
光板を設ける必要が少なくなり、偏光板を設けても光の
吸収が少ないため、発熱が少なく、冷却ファンが必要な
くなる。この場合、偏光ビームスプリッタ１０が薄型で
あるので、光源１から第１のダイクロイックミラー２１
までの距離を短くすることができ、液晶プロジェクタ装
置をそれだけ小型に構成することができると共に、偏光
ビームスプリッタ１０が軽量であるので、液晶プロジェ
クタ装置の軽量化を図ることができる。

【００４９】また、図４に示した偏光ビームスプリッタ
を使用した図５の液晶プロジェクタ装置に比べた場合で
も、本例の場合には偏光ビームスプリッタを厚さが薄い
状態で配置することができ、光源１から第１のダイクロ
イックミラー２１までの距離を短くすることができ、液
晶プロジェクタ装置をそれだけ小型に構成することがで
きる。

【００５０】また本例の場合には、偏光ビームスプリッ
タ１０と光源１との間に１／４波長板５を配置したの
で、偏光ビームスプリッタ１０から光源１側に戻るＳ波
偏光成分が、Ｐ波偏光成分に変換されて再度偏光ビーム
スプリッタ１０に入射するようになり、この戻り光がＰ
波偏光成分として偏光ビームスプリッタ１０から各液晶
パネル３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂに供給され、効率の良い
液晶パネル照明用平行光が形成される。即ち、偏光ビー
ムスプリッタ１０から光源１側に戻るＳ波偏光成分が、
光源１と偏光ビームスプリッタ１０との間に配された１
／４波長板５を通過することで円偏波となり、この円偏
波となった戻り光が、球面反射鏡２での反射で逆回転の
円偏波となり、再度１／４波長板５を通過することで、
Ｐ波偏光成分に変換される。

【００５１】このようにＳ波偏光成分もＰ波偏光成分に
変換されて液晶パネル照明用平行光として使用され、効
率の良い照明光が形成されるが、本例の場合には図３に
示した従来例のように偏光ビームスプリッタにＳ波偏光
成分を反射させるミラーを配置する必要がなく、簡単な
構成で実現できる。

【００５２】なお、偏光ビームスプリッタ１０の第１光
学ブロック１１の入射面１１ｄ又は第２光学ブロック１
２の出射面１２ｄの何れか一方、或いは双方の面に、可
視光のみを通過させる膜を形成させるようにしても良
い。このようにすることで、可視光のみを通過させるフ
ィルタ（即ち赤外線除去フィルタ或いは紫外線除去フィ
ルタ）を別体で設ける必要がなくなり、それだけ液晶プ
ロジェクタ装置の構成を簡単にすることができる。

【００５３】また、上述実施例では各色毎に液晶パネル
を使用したいわゆる３板式の液晶プロジェクタ装置に適
用したが、液晶パネルが１枚の単板式液晶プロジェクタ
装置などの他の液晶プロジェクタ装置にも適用できるこ
とは勿論である。さらに、偏光ビームスプリッタは、液
晶プロジェクタ装置以外の光学機器にも適用できる。

【００５４】

【発明の効果】本発明の偏光ビームスプリッタによる
と、プリズムによる偏光分離が行われて良好に偏光分離
できる。そして、接合面は階段状に形成されているの
で、第１の光学ブロックの入射面から第２の光学ブロッ
クの出射面までの長さを短くすることができ、薄型，軽
量に構成することができると共に、ミラーを配置するこ
となく入射面からＳ波偏光成分を戻すことができ、構成
を簡単にすることができる。

【００５５】この場合、第１の光学ブロックの入射面か
ら接合面の曲折点までの最大幅を１０ｍｍ以下とするこ
とで、入射光の散乱を防止することができ、効率の良い
偏光分離ができるようになる。

【００５６】また、この偏光ビームスプリッタを光源と
液晶パネルとの間の光路に配置した液晶プロジェクタ装
置によると、薄型の偏光ビームスプリッタを使用するこ
とで光源から液晶パネルまでの光路を短くして、プロジ
ェクタ装置の小型化，軽量化を図ることができる。

【００５７】また、この場合に偏光ビームスプリッタの
第１の光学ブロックの入射面と第２の光学ブロックの出
射面の少なくとも何れか一方に、可視光のみを通過させ
る膜を形成させたことで、可視光以外を除去するフィル
タを別に設ける必要がなく、液晶プロジェクタ装置の構
成を簡単にすることができる。

【００５８】また、それぞれの場合に光源と偏光ビーム
スプリッタとの間に、１／４波長板を配置したことで、
平行光の入射面から出射するＳ波偏光成分が光源側に戻
る際円偏波に変化し、この円偏波に変化した戻り光が光
源側の反射手段により反射して再度１／４波長板を透過
することによりＰ波偏光成分となって偏光ビームスプリ
ッタを透過する。結局、Ｓ波偏光成分がＰ波偏光成分に
変換されて偏光ビームスプリッタから出射するようにな
り、簡単な構成で光源からの光を効率良く使用すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の偏光ビームスプリッタを示
す平面図である。

【図２】一実施例の偏光ビームスプリッタを適用した液
晶プロジェクタ装置の構成を示す構成図である。

【図３】従来の偏光ビームスプリッタとその周辺構成の
一例を示す構成図である。

【図４】従来の偏光ビームスプリッタの他の例を示す平
面図である。

【図５】図４の例の偏光ビームスプリッタを適用した液
晶プロジェクタ装置の構成を示す構成図である。

【符号の説明】

１ 光源 ５ １／４波長板 １０ ビームスプリッタ １１ 第１光学ブロック １１ａ 接合面 １１ｄ 入射面 １２ 第２光学ブロック １２ａ 接合面 １２ｄ 出射面

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の光学ブロックと第２の光学ブロッ
   クとを偏光依存性を持つ蒸着面を介して接合して構成さ
   れ、上記接合面で入射光をＰ波偏光成分とＳ波偏光成分
   とに分光する偏光ビームスプリッタにおいて、 上記接合面として、所定長毎に９０°曲折した面の連続
   で階段状とすると共に、 この９０°曲折したそれぞれの面を、上記第１の光学ブ
   ロックの入射面及び上記第２の光学ブロックの出射面に
   対し４５°傾斜した面とした偏光ビームスプリッタ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の偏光ビームスプリッタ
   において、 上記第１の光学ブロックの入射面から上記接合面の曲折
   点までの最大幅を１０ｍｍ以下とした偏光ビームスプリ
   ッタ。
3. 【請求項３】 第１の光学ブロックと第２の光学ブロッ
   クとを偏光依存性を持つ蒸着面を介して接合して構成さ
   れ、上記接合面で入射光をＰ波偏光成分とＳ波偏光成分
   とに分光する偏光ビームスプリッタを、光源と液晶パネ
   ルとの間の光路に配置した液晶プロジェクタ装置におい
   て、 上記偏光ビームスプリッタの接合面として、所定長毎に
   ９０°曲折した面の連続で階段状とすると共に、 この９０°曲折したそれぞれの面を、上記第１の光学ブ
   ロックの入射面及び上記第２の光学ブロックの出射面に
   対し４５°傾斜した面とした液晶プロジェクタ装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の液晶プロジェクタ装置
   において、 上記偏光ビームスプリッタの第１の光学ブロックの入射
   面と第２の光学ブロックの出射面の少なくとも何れか一
   方に、可視光のみを通過させる膜を形成させた液晶プロ
   ジェクタ装置。
5. 【請求項５】 請求項３又は請求項４に記載の液晶プロ
   ジェクタ装置において、 上記光源と上記偏光ビームスプリッタとの間に、１／４
   波長板を配置した液晶プロジェクタ装置。