JPH08286152A - 偏光変換装置 - Google Patents
偏光変換装置Info
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- JPH08286152A JPH08286152A JP7112535A JP11253595A JPH08286152A JP H08286152 A JPH08286152 A JP H08286152A JP 7112535 A JP7112535 A JP 7112535A JP 11253595 A JP11253595 A JP 11253595A JP H08286152 A JPH08286152 A JP H08286152A
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- linearly polarized
- polarization
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光利用率が高く、かつ輝度シェーディングの
少ない偏光変換装置を提供する。 【構成】 光源からの不定偏光６はＰＢＳ３でＰ1 偏光
波７とＳ1 偏光波８に分離され、Ｓ1 偏光波８はＰＢＳ
３で反射され、λ／４板４を透過し、全反射ミラ−５に
より進行方向とは逆方向に折り返し反射され、この際、
Ｓ1 偏光波８は９０度の偏光変換されＰ1 偏光波７と同
じ偏光方向の第三の直線偏光（Ｐ2 偏光波９）に変換さ
れＰＢＳ３を透過して出射される。一方、ＰＢＳ３を透
過したＰ1偏光波７は全反射ミラ−１０によりＰ2 偏光
波９と同方向に反射され出射される。このような偏光変
換機能を有する偏光変換素子２（小単位）を複数個並列
に配列することにより偏光変換装置１は構成されてい
る。
少ない偏光変換装置を提供する。 【構成】 光源からの不定偏光６はＰＢＳ３でＰ1 偏光
波７とＳ1 偏光波８に分離され、Ｓ1 偏光波８はＰＢＳ
３で反射され、λ／４板４を透過し、全反射ミラ−５に
より進行方向とは逆方向に折り返し反射され、この際、
Ｓ1 偏光波８は９０度の偏光変換されＰ1 偏光波７と同
じ偏光方向の第三の直線偏光（Ｐ2 偏光波９）に変換さ
れＰＢＳ３を透過して出射される。一方、ＰＢＳ３を透
過したＰ1偏光波７は全反射ミラ−１０によりＰ2 偏光
波９と同方向に反射され出射される。このような偏光変
換機能を有する偏光変換素子２（小単位）を複数個並列
に配列することにより偏光変換装置１は構成されてい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は偏光変換装置に関わり、
特に直線偏光を利用する装置において高い光利用率を得
るのに好適な偏光変換装置に関する。
特に直線偏光を利用する装置において高い光利用率を得
るのに好適な偏光変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ツイステッド・ネマティック液
晶によるマトリクス型画像表示素子を用いる液晶プロジ
ェクタ−においては、直線偏光が液晶表示板に照射光と
して利用される。従来、光源からの不定偏光は偏光変換
手段である偏光ビ−ムスプリッタ−（以下ＰＢＳと記
す）により、垂直偏光するＳ偏光波と水平偏光するＰ偏
光波の二つの直線偏光に分離され、その内の一方例えば
Ｓ偏光波を液晶表示板の照射光として利用し、他のＰ偏
光波は捨てられていた。即ち、光利用率は最大５０％に
しかならず、明るい投射映像を得ることが困難であっ
た。
晶によるマトリクス型画像表示素子を用いる液晶プロジ
ェクタ−においては、直線偏光が液晶表示板に照射光と
して利用される。従来、光源からの不定偏光は偏光変換
手段である偏光ビ−ムスプリッタ−（以下ＰＢＳと記
す）により、垂直偏光するＳ偏光波と水平偏光するＰ偏
光波の二つの直線偏光に分離され、その内の一方例えば
Ｓ偏光波を液晶表示板の照射光として利用し、他のＰ偏
光波は捨てられていた。即ち、光利用率は最大５０％に
しかならず、明るい投射映像を得ることが困難であっ
た。
【０００３】一方、光利用率の向上を目的としたものと
して、例えば、特開平３−１３９８３号公報、特開昭６
１−９０５８号公報、特開平５−６６４７６号公報にそ
の代表的例を見ることができる。特開平３−１３９８３
号公報が開示するところによれば、光源からの不定偏光
をＰＢＳでＰ及びＳ偏光波の二つの直線偏光に分離した
後、例えばＳ偏光波をλ／２板を通して偏光方向を９０
度回転変換し、前記のＰ偏光波と共に液晶表示板の照射
に利用するものである。この場合、この二つの直線偏光
の光束の光軸は平行で液晶表示板の左右（又は上下）半
分づつを照射するように供給される。
して、例えば、特開平３−１３９８３号公報、特開昭６
１−９０５８号公報、特開平５−６６４７６号公報にそ
の代表的例を見ることができる。特開平３−１３９８３
号公報が開示するところによれば、光源からの不定偏光
をＰＢＳでＰ及びＳ偏光波の二つの直線偏光に分離した
後、例えばＳ偏光波をλ／２板を通して偏光方向を９０
度回転変換し、前記のＰ偏光波と共に液晶表示板の照射
に利用するものである。この場合、この二つの直線偏光
の光束の光軸は平行で液晶表示板の左右（又は上下）半
分づつを照射するように供給される。
【０００４】特開昭６１−９０５８号公報が開示すると
ころは、上記特開平３−１３９８３号公報において述べ
た偏光方向が揃えられた二つの直線偏光を、その光軸が
互いに所定の角度をなして表示素子に入射させ表示素子
上で重ね合成するものである。
ころは、上記特開平３−１３９８３号公報において述べ
た偏光方向が揃えられた二つの直線偏光を、その光軸が
互いに所定の角度をなして表示素子に入射させ表示素子
上で重ね合成するものである。
【０００５】また、特開平５−６６４７６号公報が開示
するところによれば、光源からの不定偏光をλ／４板を
透過させ、後段の偏光器でＰ及びＳ偏光波に分離する。
例えば、Ｓ偏光波を反射しＰ偏光波を透過する機能を有
する偏光器を使用するなら、Ｓ偏光波はこの偏光器で反
射され光源側に戻される。そして、λ／４板を透過し、
光源後部のリフレクタ−で反射され、λ／４板を再透過
する間に、Ｓ偏光波は９０度の偏光変換を受けＰ偏光波
に変換され、前記のＰ偏光波と共に偏光器を透過し液晶
表示板の照射光として利用される。この場合、この二つ
の照射光の光束の光軸は一致する。
するところによれば、光源からの不定偏光をλ／４板を
透過させ、後段の偏光器でＰ及びＳ偏光波に分離する。
例えば、Ｓ偏光波を反射しＰ偏光波を透過する機能を有
する偏光器を使用するなら、Ｓ偏光波はこの偏光器で反
射され光源側に戻される。そして、λ／４板を透過し、
光源後部のリフレクタ−で反射され、λ／４板を再透過
する間に、Ｓ偏光波は９０度の偏光変換を受けＰ偏光波
に変換され、前記のＰ偏光波と共に偏光器を透過し液晶
表示板の照射光として利用される。この場合、この二つ
の照射光の光束の光軸は一致する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】これらの偏光変換装置
は、共に従来捨てていた直線偏光の一つも液晶表示板の
照射光と利用しようとしたもので、光利用率の向上が期
待できるが、次のような問題点を有していた。即ち、特
開平３−１３９８３号公報の偏光変換装置によれば、偏
光方向が揃えられた二つの直線偏光が二つの平行光軸に
より液晶表示板の左右（又は上下）半分づつを照射する
ように出射されるため、この二つの直線偏光の光量が一
致していないとスクリ−ン上で輝度シェ−ディングが発
生することになる。ところが、実際にはこの二つの直線
偏光の一方はλ／２板を透過したものであり、λ／２板
を透過する際反射吸収を受け光量が減少し、もう一方の
直線偏光と液晶表示板上で光量差が生じてしまい輝度シ
ェ−ディングが発生し高品位な投射映像が得られない場
合があった。
は、共に従来捨てていた直線偏光の一つも液晶表示板の
照射光と利用しようとしたもので、光利用率の向上が期
待できるが、次のような問題点を有していた。即ち、特
開平３−１３９８３号公報の偏光変換装置によれば、偏
光方向が揃えられた二つの直線偏光が二つの平行光軸に
より液晶表示板の左右（又は上下）半分づつを照射する
ように出射されるため、この二つの直線偏光の光量が一
致していないとスクリ−ン上で輝度シェ−ディングが発
生することになる。ところが、実際にはこの二つの直線
偏光の一方はλ／２板を透過したものであり、λ／２板
を透過する際反射吸収を受け光量が減少し、もう一方の
直線偏光と液晶表示板上で光量差が生じてしまい輝度シ
ェ−ディングが発生し高品位な投射映像が得られない場
合があった。
【０００７】一方、特開昭６１−９０５８４号公報の偏
光変換装置によれば、偏光方向が揃えられた二つの直線
偏光を、その光軸が互いに所定の角度で入射させ表示素
子上で重ね合成するものであるから、両直線偏光の光量
差は問題にならない。しかし、表示素子に対して直線偏
光が斜めに入射することになるから液晶表示素子の入射
角度依存性によりコントラストが劣化する。さらには、
スクリーン上で二重像が発生し高解像度が得られないと
いう問題があった。
光変換装置によれば、偏光方向が揃えられた二つの直線
偏光を、その光軸が互いに所定の角度で入射させ表示素
子上で重ね合成するものであるから、両直線偏光の光量
差は問題にならない。しかし、表示素子に対して直線偏
光が斜めに入射することになるから液晶表示素子の入射
角度依存性によりコントラストが劣化する。さらには、
スクリーン上で二重像が発生し高解像度が得られないと
いう問題があった。
【０００８】また、特開平５−６６４７６号公報の偏光
変換装置によれば、光をλ／４板を透過させる回数が多
いため、λ／４板自身による光の反射吸収によって光量
が減少し、期待するほどには光利用率の向上は成らなか
った。
変換装置によれば、光をλ／４板を透過させる回数が多
いため、λ／４板自身による光の反射吸収によって光量
が減少し、期待するほどには光利用率の向上は成らなか
った。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題に鑑
みてなされたものであり、不定偏光から第一の直線偏光
を透過し、第二の直線偏光を直交方向に反射して分離す
る偏光分離手段と、前記偏光分離手段により分離された
前記第二の直線偏光の偏光方向を９０度回転変換して、
前記第一の直線偏光と偏光方向が一致した第三の直線偏
光に変換すると共に、進行方向を１８０度変換して出射
する偏光変換手段と、前記偏光分離手段を透過した前記
第一の直線偏光の出射方向を前記第三の直線偏光の出射
方向と等しくして反射する全反射ミラ−とを備えた偏光
変換素子を複数並列に設け、前記第１の直線偏光と第３
の直線偏光とが密に交互に並んで同方向に出射されるよ
うにしたことを特徴とする偏光変換装置を提供する。
みてなされたものであり、不定偏光から第一の直線偏光
を透過し、第二の直線偏光を直交方向に反射して分離す
る偏光分離手段と、前記偏光分離手段により分離された
前記第二の直線偏光の偏光方向を９０度回転変換して、
前記第一の直線偏光と偏光方向が一致した第三の直線偏
光に変換すると共に、進行方向を１８０度変換して出射
する偏光変換手段と、前記偏光分離手段を透過した前記
第一の直線偏光の出射方向を前記第三の直線偏光の出射
方向と等しくして反射する全反射ミラ−とを備えた偏光
変換素子を複数並列に設け、前記第１の直線偏光と第３
の直線偏光とが密に交互に並んで同方向に出射されるよ
うにしたことを特徴とする偏光変換装置を提供する。
【００１０】また、不定偏光から第一の直線偏光を透過
し、第二の直線偏光を直交方向に反射して分離する第一
の偏光分離手段と、前記第一の偏光分離手段と略直交し
て設けられ、前記第一の偏光分離手段を透過した前記第
一の直線偏光を透過する第二の偏光分離手段と、第二の
偏光分離手段を透過した前記第一の直線偏光の偏光方向
を９０度回転変換して、前記第二の直線偏光と偏光方向
が一致した第三の直線偏光に変換すると共に、進行方向
を１８０度変換して出射する偏光変換手段とを備え、前
記偏光変換手段から出射された前記第三の直線偏光を、
前記第二の偏光分離手段により前記第二の直線偏光の出
射方向と等しくして反射する偏光変換素子を複数並列に
設け、前記第１の直線偏光と第３の直線偏光とが密に交
互に並んで同方向に出射されるようにしたことを特徴と
する偏光変換装置を提供する。
し、第二の直線偏光を直交方向に反射して分離する第一
の偏光分離手段と、前記第一の偏光分離手段と略直交し
て設けられ、前記第一の偏光分離手段を透過した前記第
一の直線偏光を透過する第二の偏光分離手段と、第二の
偏光分離手段を透過した前記第一の直線偏光の偏光方向
を９０度回転変換して、前記第二の直線偏光と偏光方向
が一致した第三の直線偏光に変換すると共に、進行方向
を１８０度変換して出射する偏光変換手段とを備え、前
記偏光変換手段から出射された前記第三の直線偏光を、
前記第二の偏光分離手段により前記第二の直線偏光の出
射方向と等しくして反射する偏光変換素子を複数並列に
設け、前記第１の直線偏光と第３の直線偏光とが密に交
互に並んで同方向に出射されるようにしたことを特徴と
する偏光変換装置を提供する。
【００１１】また、不定偏光から一方の直線偏光を透過
し、他方の直線偏光を反射して第一の直線偏光と第二の
直線偏光とに分離する偏光分離手段と、前記第一の直線
偏光と前記第二の直線偏光との出射方向を一致させる方
向変更手段と、前記方向変換手段により出射した前記第
一の直線偏光の偏光方向を９０度回転変換して前記第二
の直線偏光と偏光方向が一致した第三の直線偏光に変換
して出射する偏光変換手段とを備えた偏光変換素子を複
数並列に設け、前記第１の直線偏光と第３の直線偏光と
が密に交互に並んで同方向に出射されるようにしたこと
を特徴とする偏光変換装置を提供する。
し、他方の直線偏光を反射して第一の直線偏光と第二の
直線偏光とに分離する偏光分離手段と、前記第一の直線
偏光と前記第二の直線偏光との出射方向を一致させる方
向変更手段と、前記方向変換手段により出射した前記第
一の直線偏光の偏光方向を９０度回転変換して前記第二
の直線偏光と偏光方向が一致した第三の直線偏光に変換
して出射する偏光変換手段とを備えた偏光変換素子を複
数並列に設け、前記第１の直線偏光と第３の直線偏光と
が密に交互に並んで同方向に出射されるようにしたこと
を特徴とする偏光変換装置を提供する。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の偏光変換装置の実施例を図１
〜図３を用いて詳細に説明する。まず、本発明の偏光変
換装置の第一実施例を図１を用いて説明する。同図
（ａ）は偏光変換装置を示す図で、同図（ｂ）はこの小
単位である偏光変換素子を示す図である。同図におい
て、１は偏光変換装置、２はこの小単位の偏光変換素
子、３は不定偏光を偏光方向の異なる第一の直線偏光
（以下Ｐ1 偏光波と記す）と第二の直線偏光（以下Ｓ1
偏光波と記す）に分離するためのＰＢＳ、４は直線偏光
を円偏光に変換するためのλ／４板、５は全反射ミラ−
を示す。
〜図３を用いて詳細に説明する。まず、本発明の偏光変
換装置の第一実施例を図１を用いて説明する。同図
（ａ）は偏光変換装置を示す図で、同図（ｂ）はこの小
単位である偏光変換素子を示す図である。同図におい
て、１は偏光変換装置、２はこの小単位の偏光変換素
子、３は不定偏光を偏光方向の異なる第一の直線偏光
（以下Ｐ1 偏光波と記す）と第二の直線偏光（以下Ｓ1
偏光波と記す）に分離するためのＰＢＳ、４は直線偏光
を円偏光に変換するためのλ／４板、５は全反射ミラ−
を示す。
【００１３】偏光変換装置１の小単位である偏光変換素
子２を用いて偏光変換装置１の基本動作原理を説明す
る。光源からの不定偏光６はＰＢＳ３でＰ1 偏光波７と
Ｓ1 偏光波８に分離される。Ｓ1 偏光波８はＰＢＳ３で
反射されるが、Ｓ1 偏光波８はその進行方向に且つ直交
して備えられたλ／４板４を透過し、その裏面に備えら
れた全反射ミラ−５により進行方向とは逆方向に折り返
し反射される。この際、Ｓ1 偏光波８はλ／４板４を２
回通過することになり、Ｓ1 偏光波８は９０度の偏光変
換されＰ1 偏光波７と同じ偏光方向の第三の直線偏光
（以下Ｐ2 偏光波と記す）に変換される。このＰ2 偏光
波９はＰＢＳ３を透過して出射される。一方、ＰＢＳ３
を透過したＰ1 偏光波７は全反射ミラ−１０でＰ2 偏光
波９と同方向に反射され出射される。尚、当然のことな
がらＰＢＳ３はガラスと同等の屈折率を有する媒体１
１，１２で挟持されている。
子２を用いて偏光変換装置１の基本動作原理を説明す
る。光源からの不定偏光６はＰＢＳ３でＰ1 偏光波７と
Ｓ1 偏光波８に分離される。Ｓ1 偏光波８はＰＢＳ３で
反射されるが、Ｓ1 偏光波８はその進行方向に且つ直交
して備えられたλ／４板４を透過し、その裏面に備えら
れた全反射ミラ−５により進行方向とは逆方向に折り返
し反射される。この際、Ｓ1 偏光波８はλ／４板４を２
回通過することになり、Ｓ1 偏光波８は９０度の偏光変
換されＰ1 偏光波７と同じ偏光方向の第三の直線偏光
（以下Ｐ2 偏光波と記す）に変換される。このＰ2 偏光
波９はＰＢＳ３を透過して出射される。一方、ＰＢＳ３
を透過したＰ1 偏光波７は全反射ミラ−１０でＰ2 偏光
波９と同方向に反射され出射される。尚、当然のことな
がらＰＢＳ３はガラスと同等の屈折率を有する媒体１
１，１２で挟持されている。
【００１４】以上説明した偏光変換機能を有する偏光変
換素子２を複数個並列に配列することにより偏光変換装
置１を得ることができる。尚、図１（ａ）において、光
源側（不定偏光６の進行方向側）からＰＢＳ３を見た
時、ＰＢＳ３の端部ａとｂ及びｃとｄが過不足なく一致
するように偏光変換素子２を配置することにより光利用
率の高い偏光変換装置１が得られる。
換素子２を複数個並列に配列することにより偏光変換装
置１を得ることができる。尚、図１（ａ）において、光
源側（不定偏光６の進行方向側）からＰＢＳ３を見た
時、ＰＢＳ３の端部ａとｂ及びｃとｄが過不足なく一致
するように偏光変換素子２を配置することにより光利用
率の高い偏光変換装置１が得られる。
【００１５】次に、本発明の偏光変換装置の第二実施例
を図２を用いて説明する。同図（ａ）は偏光変換装置を
示す図で、同図（ｂ）はこの小単位である偏光変換素子
を示す図である。尚、図１と同じ部分は同符号で示し
た。同図において、２０は偏光変換装置、２１はこの小
単位の偏光変換素子、２２はＰＢＳ1 、２３はＰＢＳ2
、２４はλ／４板、２５は全反射ミラ−を示す。
を図２を用いて説明する。同図（ａ）は偏光変換装置を
示す図で、同図（ｂ）はこの小単位である偏光変換素子
を示す図である。尚、図１と同じ部分は同符号で示し
た。同図において、２０は偏光変換装置、２１はこの小
単位の偏光変換素子、２２はＰＢＳ1 、２３はＰＢＳ2
、２４はλ／４板、２５は全反射ミラ−を示す。
【００１６】偏光変換装置２０の小単位である偏光変換
素子２１を用いて偏光変換装置２０の基本動作原理を説
明する。光源からの不定偏光６はＰＢＳ1 ２２によりＰ
1 偏光波７とＳ1 偏光波８に分離される。Ｓ1 偏光波８
はＰＢＳ1 ２２で反射され出射されるが、一方、Ｐ1 偏
光波７はＰＢＳ1 ２２を透過する。ＰＢＳ1 ２２を透過
したＰ1 偏光波７は更にＰＢＳ1 ２２と回転対称の位置
に配置されたＰＢＳ2 ２４をも透過し出射される。その
後Ｐ1 偏光波７はその進行方向に且つ直交して備えられ
たλ／４板２４を透過し、その裏面に備えられた全反射
ミラ−２５により進行方向とは逆方向に折り返し反射さ
れる。この際、Ｐ1 偏光波７はλ／４板４を２回通過す
ることになり、Ｐ1 偏光波７は９０度の偏光変換されＳ
1 偏光波８と同じ偏光方向の第四の直線偏光（以下Ｓ2
偏光波と記す）に変換される。このＳ2 偏光波２６はＰ
ＢＳ2 ２４によりＳ1偏光波８と同方向に反射出射され
る。
素子２１を用いて偏光変換装置２０の基本動作原理を説
明する。光源からの不定偏光６はＰＢＳ1 ２２によりＰ
1 偏光波７とＳ1 偏光波８に分離される。Ｓ1 偏光波８
はＰＢＳ1 ２２で反射され出射されるが、一方、Ｐ1 偏
光波７はＰＢＳ1 ２２を透過する。ＰＢＳ1 ２２を透過
したＰ1 偏光波７は更にＰＢＳ1 ２２と回転対称の位置
に配置されたＰＢＳ2 ２４をも透過し出射される。その
後Ｐ1 偏光波７はその進行方向に且つ直交して備えられ
たλ／４板２４を透過し、その裏面に備えられた全反射
ミラ−２５により進行方向とは逆方向に折り返し反射さ
れる。この際、Ｐ1 偏光波７はλ／４板４を２回通過す
ることになり、Ｐ1 偏光波７は９０度の偏光変換されＳ
1 偏光波８と同じ偏光方向の第四の直線偏光（以下Ｓ2
偏光波と記す）に変換される。このＳ2 偏光波２６はＰ
ＢＳ2 ２４によりＳ1偏光波８と同方向に反射出射され
る。
【００１７】以上説明した偏光変換機能を有する偏光変
換素子２１を複数個並列に配列することにより偏光変換
装置２０を得ることができる。尚、図２（ａ）において
光源側（不定偏光６の進行方向側）からＰＢＳ1 ２２を
見た時、ＰＢＳ1 ２２の端部ｅとｆ及びｇとｈが過不足
なく一致するように偏光変換素子２１を配置することに
より光利用率の高い偏光変換装置２０が得られる。
換素子２１を複数個並列に配列することにより偏光変換
装置２０を得ることができる。尚、図２（ａ）において
光源側（不定偏光６の進行方向側）からＰＢＳ1 ２２を
見た時、ＰＢＳ1 ２２の端部ｅとｆ及びｇとｈが過不足
なく一致するように偏光変換素子２１を配置することに
より光利用率の高い偏光変換装置２０が得られる。
【００１８】次に、本発明の偏光変換装置の第三実施例
を図３を用いて説明する。同図（ａ）は偏光変換装置を
示す図で、同図（ｂ）はこの小単位である偏光変換素子
を示す図である。尚、図１と同じ部分は同符号で示し
た。同図において、３０は偏光変換装置、３１はこの小
単位の偏光変換素子を示す。また、３２及び３３は出射
光の屈折面を、３４はλ／２板を示す。
を図３を用いて説明する。同図（ａ）は偏光変換装置を
示す図で、同図（ｂ）はこの小単位である偏光変換素子
を示す図である。尚、図１と同じ部分は同符号で示し
た。同図において、３０は偏光変換装置、３１はこの小
単位の偏光変換素子を示す。また、３２及び３３は出射
光の屈折面を、３４はλ／２板を示す。
【００１９】偏光変換装置の小単位である偏光変換素子
３１を用いて偏光変換装置３０の基本動作原理を説明す
る。光源からの不定偏光６はＰＢＳ３によりＰ1 偏光波
７とＳ1 偏光波８に分離される。Ｐ1 偏光波７はＰＢＳ
３を透過し、Ｓ1 偏光波８はＰＢＳ３で反射され出射さ
れる。Ｐ1 偏光波７及びＳ1 偏光波８はそれぞれ偏光変
換素子３１の出射側屈折面３２及び３３でそれぞれの偏
光波の進行方向が同じとなるように屈折を受け出射され
る。ここで、屈折面３２及び３３への入射光の入射角θ
及び偏光変換素子３１の媒体屈折率ｎ1 ，出射側の媒体
の屈折率ｎ2 の関係において、次式が成立するように入
射角θを設計することにより高い光利用率が得られる。
即ち、 ｎ1 ＞ｎ2 ｎ1 ｓｉｎθ＝ｎ2 ｓｉｎ（π／４＋θ／２） 屈折面３２及び３３より出射されたＰ1 偏光波７及びＳ
1 偏光波８の何方か一方の進路途中にλ／２板３４を備
えることによりＰ1 偏光波７及びＳ1 偏光波８の偏光方
向を等しくすることができる。ここでは、Ｓ1 偏光波８
の偏光方向を変換してＰ2 偏光波９としている。以上説
明した偏光変換機能を有する偏光変換素子３１を複数個
並列に配列することにより偏光変換装置３０を得ること
ができる。
３１を用いて偏光変換装置３０の基本動作原理を説明す
る。光源からの不定偏光６はＰＢＳ３によりＰ1 偏光波
７とＳ1 偏光波８に分離される。Ｐ1 偏光波７はＰＢＳ
３を透過し、Ｓ1 偏光波８はＰＢＳ３で反射され出射さ
れる。Ｐ1 偏光波７及びＳ1 偏光波８はそれぞれ偏光変
換素子３１の出射側屈折面３２及び３３でそれぞれの偏
光波の進行方向が同じとなるように屈折を受け出射され
る。ここで、屈折面３２及び３３への入射光の入射角θ
及び偏光変換素子３１の媒体屈折率ｎ1 ，出射側の媒体
の屈折率ｎ2 の関係において、次式が成立するように入
射角θを設計することにより高い光利用率が得られる。
即ち、 ｎ1 ＞ｎ2 ｎ1 ｓｉｎθ＝ｎ2 ｓｉｎ（π／４＋θ／２） 屈折面３２及び３３より出射されたＰ1 偏光波７及びＳ
1 偏光波８の何方か一方の進路途中にλ／２板３４を備
えることによりＰ1 偏光波７及びＳ1 偏光波８の偏光方
向を等しくすることができる。ここでは、Ｓ1 偏光波８
の偏光方向を変換してＰ2 偏光波９としている。以上説
明した偏光変換機能を有する偏光変換素子３１を複数個
並列に配列することにより偏光変換装置３０を得ること
ができる。
【００２０】尚、小単位である偏光変換素子を複数設け
偏光変換装置を構成するが、この小単位をより細かくし
て構成すれば、偏光方向が同じ方向に揃えられた二つの
直線偏光の光束の光軸はより良好に一致させることがで
きる。
偏光変換装置を構成するが、この小単位をより細かくし
て構成すれば、偏光方向が同じ方向に揃えられた二つの
直線偏光の光束の光軸はより良好に一致させることがで
きる。
【００２１】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の偏光変換
装置によれば、偏光変換装置の小単位である上述したよ
うな偏光変換素子を複数個並列的に配置することによ
り、偏光方向が同じ方向に揃えられた二つの直線偏光の
光束の光軸を略一致させたものであるから、光利用率が
高く、従来技術の問題の一つであったスクリ−ン上での
輝度シェ−ディングの発生やスクリーン上での二重像の
発生もなく、高品質の照明、映像の投影表示を可能にす
る。また、偏光方向の異なる二つの直線偏光の何方か一
方の直線偏光のみを、９０度の偏光変換手段を１個通す
だけであるから、偏光変換手段における光の反射吸収に
よる光量の減衰量は少なく光利用率の高い明るい投射映
像表示を可能にする。
装置によれば、偏光変換装置の小単位である上述したよ
うな偏光変換素子を複数個並列的に配置することによ
り、偏光方向が同じ方向に揃えられた二つの直線偏光の
光束の光軸を略一致させたものであるから、光利用率が
高く、従来技術の問題の一つであったスクリ−ン上での
輝度シェ−ディングの発生やスクリーン上での二重像の
発生もなく、高品質の照明、映像の投影表示を可能にす
る。また、偏光方向の異なる二つの直線偏光の何方か一
方の直線偏光のみを、９０度の偏光変換手段を１個通す
だけであるから、偏光変換手段における光の反射吸収に
よる光量の減衰量は少なく光利用率の高い明るい投射映
像表示を可能にする。
【図１】本発明の偏光変換装置の第一実施例を示す図で
ある。
ある。
【図２】本発明の偏光変換装置の第二実施例を示す図で
ある。
ある。
【図３】本発明の偏光変換装置の第三実施例を示す図で
ある。
ある。
１ 偏光変換装置 ２ 偏光変換素子 ３ ＰＢＳ（偏光分離手段） ４ λ／４板（偏光変換手段） ５ 全反射ミラー ６ 不定偏光 ７ Ｐ1 偏光波（第一の直線偏光） ８ Ｓ1 偏光波（第二の直線偏光） ９ Ｐ2 偏光波（第三の直線偏光） １０ 全反射ミラー １１，１２ 媒体
Claims (3)
- 【請求項１】不定偏光から第一の直線偏光を透過し、第
二の直線偏光を直交方向に反射して分離する偏光分離手
段と、 前記偏光分離手段により分離された前記第二の直線偏光
の偏光方向を９０度回転変換して、前記第一の直線偏光
と偏光方向が一致した第三の直線偏光に変換すると共
に、進行方向を１８０度変換して出射する偏光変換手段
と、 前記偏光分離手段を透過した前記第一の直線偏光の出射
方向を前記第三の直線偏光の出射方向と等しくして反射
する全反射ミラ−とを備えた偏光変換素子を複数並列に
設け、 前記第１の直線偏光と第３の直線偏光とが密に交互に並
んで同方向に出射されるようにしたことを特徴とする偏
光変換装置。 - 【請求項２】不定偏光から第一の直線偏光を透過し、第
二の直線偏光を直交方向に反射して分離する第一の偏光
分離手段と、 前記第一の偏光分離手段と略直交して設けられ、前記第
一の偏光分離手段を透過した前記第一の直線偏光を透過
する第二の偏光分離手段と、 第二の偏光分離手段を透過した前記第一の直線偏光の偏
光方向を９０度回転変換して、前記第二の直線偏光と偏
光方向が一致した第三の直線偏光に変換すると共に、進
行方向を１８０度変換して出射する偏光変換手段とを備
え、 前記偏光変換手段から出射された前記第三の直線偏光
を、前記第二の偏光分離手段により前記第二の直線偏光
の出射方向と等しくして反射する偏光変換素子を複数並
列に設け、 前記第１の直線偏光と第３の直線偏光とが密に交互に並
んで同方向に出射されるようにしたことを特徴とする偏
光変換装置。 - 【請求項３】不定偏光から一方の直線偏光を透過し、他
方の直線偏光を反射して第一の直線偏光と第二の直線偏
光とに分離する偏光分離手段と、 前記第一の直線偏光と前記第二の直線偏光との出射方向
を一致させる方向変更手段と、 前記方向変換手段により出射した前記第一の直線偏光の
偏光方向を９０度回転変換して前記第二の直線偏光と偏
光方向が一致した第三の直線偏光に変換して出射する偏
光変換手段とを備えた偏光変換素子を複数並列に設け、 前記第１の直線偏光と第３の直線偏光とが密に交互に並
んで同方向に出射されるようにしたことを特徴とする偏
光変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7112535A JPH08286152A (ja) | 1995-04-13 | 1995-04-13 | 偏光変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7112535A JPH08286152A (ja) | 1995-04-13 | 1995-04-13 | 偏光変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08286152A true JPH08286152A (ja) | 1996-11-01 |
Family
ID=14589083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7112535A Pending JPH08286152A (ja) | 1995-04-13 | 1995-04-13 | 偏光変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08286152A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE39243E1 (en) | 1996-12-18 | 2006-08-22 | Seiko Epson Corporation | Optical element, polarization illumination device, and projector |
-
1995
- 1995-04-13 JP JP7112535A patent/JPH08286152A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
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