JPH08334623A - 偏光分割装置 - Google Patents
偏光分割装置Info
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- JPH08334623A JPH08334623A JP8109732A JP10973296A JPH08334623A JP H08334623 A JPH08334623 A JP H08334623A JP 8109732 A JP8109732 A JP 8109732A JP 10973296 A JP10973296 A JP 10973296A JP H08334623 A JPH08334623 A JP H08334623A
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- G02F1/133528—Polarisers
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光束において３以上の利得を提供することで
ある。 【解決手段】 非偏光ビーム（Ｆ）を受光する入射面
（Ａ１）を有するダブルプリズム（ＤＰＣ）と、第１の
偏光方向の偏光光を透過し、第２の偏光方向の偏光光を
反射する偏光スプリッタ（ＣＦ，ＨＯＥ）と、同じく反
射面（Ａ３）を有するダブルプリズム（ＤＰＣ）とを有
し、前記ダブルプリズムにはミラー（Ｍ３）と出射面
（Ａ２）が設けられており、前記ミラー（Ｍ３）は偏光
スプリッタにより反射された光を受光し、前記出射面
（Ａ２）は偏光スプリッタ（ＣＦ）により透過され、か
つ前記ミラー（Ｍ３）により反射された光を透過する。
ある。 【解決手段】 非偏光ビーム（Ｆ）を受光する入射面
（Ａ１）を有するダブルプリズム（ＤＰＣ）と、第１の
偏光方向の偏光光を透過し、第２の偏光方向の偏光光を
反射する偏光スプリッタ（ＣＦ，ＨＯＥ）と、同じく反
射面（Ａ３）を有するダブルプリズム（ＤＰＣ）とを有
し、前記ダブルプリズムにはミラー（Ｍ３）と出射面
（Ａ２）が設けられており、前記ミラー（Ｍ３）は偏光
スプリッタにより反射された光を受光し、前記出射面
（Ａ２）は偏光スプリッタ（ＣＦ）により透過され、か
つ前記ミラー（Ｍ３）により反射された光を透過する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、偏光分割装置、お
よび液晶スクリーン照明装置へのその適用に関するもの
であり、とくに効率的に使用すべき非偏光照明スクリー
ンの２つの偏光を可能にする装置への適用に関するもの
である。
よび液晶スクリーン照明装置へのその適用に関するもの
であり、とくに効率的に使用すべき非偏光照明スクリー
ンの２つの偏光を可能にする装置への適用に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】液晶スクリーン技術の出現はビデオプロ
ジェクタ技術に対して優れた出力手段を提供する。アー
クランプから放出される光が液晶セルによって変調され
る。液晶表示デバイスによって形成された画像は光学系
によりスクリーンに投影される。いわゆるＡＭ−ＴＦＴ
ＴＮＬＣＤ技術（薄膜トランジスタのアクティブマト
リクスにより制御されるtwisted-nematic liquidcrysta
l display）は、各画素（ピクセル）がトランジスタに
より制御される液晶スクリーンに対して重要とみなされ
ている。液晶スクリーンへの入射光は線形に偏光されな
ければならない。この技術の主たる欠点は効率が悪いこ
とである。
ジェクタ技術に対して優れた出力手段を提供する。アー
クランプから放出される光が液晶セルによって変調され
る。液晶表示デバイスによって形成された画像は光学系
によりスクリーンに投影される。いわゆるＡＭ−ＴＦＴ
ＴＮＬＣＤ技術（薄膜トランジスタのアクティブマト
リクスにより制御されるtwisted-nematic liquidcrysta
l display）は、各画素（ピクセル）がトランジスタに
より制御される液晶スクリーンに対して重要とみなされ
ている。液晶スクリーンへの入射光は線形に偏光されな
ければならない。この技術の主たる欠点は効率が悪いこ
とである。
【０００３】実際、光の１から２％しかスクリーンに到
達しない。３つの主なパラメータがこの効率を制限して
いる。すなわち、 １．光の５０％以上が失われてしまう（６０％まで）。
なぜならランプから到来する光は偏光されていないから
である。
達しない。３つの主なパラメータがこの効率を制限して
いる。すなわち、 １．光の５０％以上が失われてしまう（６０％まで）。
なぜならランプから到来する光は偏光されていないから
である。
【０００４】２．セルの充填率が、とくに大画面の解像
力と液晶変調器の小径に対して制限されている。充填率
またはＯＡＲ（Open Aperture Ratio）は約５０％であ
る。
力と液晶変調器の小径に対して制限されている。充填率
またはＯＡＲ（Open Aperture Ratio）は約５０％であ
る。
【０００５】３．ランプが小さくないので、液晶ディス
プレイの小径の照明が光効率を低減させる。（光ビーム
はＬＣＤのコントラストに適合した立体角により定義さ
れる） １６：９フォーマットのスクリーンは４０％以下の光効
率しか有しない。
プレイの小径の照明が光効率を低減させる。（光ビーム
はＬＣＤのコントラストに適合した立体角により定義さ
れる） １６：９フォーマットのスクリーンは４０％以下の光効
率しか有しない。
【０００６】他に減衰を引き起こす要因は、演色性、白
バランスおよびフレネル損失である。
バランスおよびフレネル損失である。
【０００７】これらの投影装置の光効率を改善するため
に多くの解決手段が提案されてきた。第２偏光を照明ボ
ックスで変換することが提案された（例えば刊行物"Lar
ge Aperture Polarized Light Souce and Novel Liquid
Crystal Display OperatingModes" S.V.Belayes, M.Ac
hadt, M.I.Bamik, J.Fuenufschilling, N.V.Malimonelo
p and K.Schmitt著、Japanese Journal of Applied Phy
sics, Vol. 29.,April 1990, pp.L634-L637参照）。他
に、光をスクリーンのピクセルのアクティブエリアに集
光するマイクロレンズの使用が推奨される（例えば刊行
物”BrightnessEnhancement of an LCD Projection by
Planar Microlens Arry", H.Hamada, F.Funada, M.Hiji
kigawa and K.Awane, SID 92 DIGEST, pp. 269-272）。
に多くの解決手段が提案されてきた。第２偏光を照明ボ
ックスで変換することが提案された（例えば刊行物"Lar
ge Aperture Polarized Light Souce and Novel Liquid
Crystal Display OperatingModes" S.V.Belayes, M.Ac
hadt, M.I.Bamik, J.Fuenufschilling, N.V.Malimonelo
p and K.Schmitt著、Japanese Journal of Applied Phy
sics, Vol. 29.,April 1990, pp.L634-L637参照）。他
に、光をスクリーンのピクセルのアクティブエリアに集
光するマイクロレンズの使用が推奨される（例えば刊行
物”BrightnessEnhancement of an LCD Projection by
Planar Microlens Arry", H.Hamada, F.Funada, M.Hiji
kigawa and K.Awane, SID 92 DIGEST, pp. 269-272）。
【０００８】本発明は、高性能偏光変換器に関するもの
であり、この変換器は従来のマイクロレンズと高効率プ
ロジェクタの得られるように組み合わせることができ
る。この変換器は従来の装置と比較して３倍までの優れ
た能力を特徴とする。
であり、この変換器は従来のマイクロレンズと高効率プ
ロジェクタの得られるように組み合わせることができ
る。この変換器は従来の装置と比較して３倍までの優れ
た能力を特徴とする。
【０００９】本発明の装置に加えられる種々の変形実施
例を説明するために、有用な幾何範囲に基づき作業を
し、範囲の分析を行った。
例を説明するために、有用な幾何範囲に基づき作業を
し、範囲の分析を行った。
【００１０】表面Ｓを通る光ビームの範囲の値は前記表
面の面積と、光ビームを定める立体角との積である。： Ｅ（ｍｍ2．ｓｒ）＝Ｓ（円領域）×Ω ここで、Ω＝２π［１−ｃｏｓ（β）］ βは照明ハーフアパーチャである。
面の面積と、光ビームを定める立体角との積である。： Ｅ（ｍｍ2．ｓｒ）＝Ｓ（円領域）×Ω ここで、Ω＝２π［１−ｃｏｓ（β）］ βは照明ハーフアパーチャである。
【００１１】液晶投影ディスプレイ装置に使用されるラ
ンプは空間広がりを有する。（これはいわば、非ゼロ空
間広がりである）これはその広がりによって表すことが
できる。：Ｅlampまたはフラックス（Ｆｌｕｘ＝Ｅ（広
がり）×Ｌ（輝度）、ただしＬが定数ならば）。
ンプは空間広がりを有する。（これはいわば、非ゼロ空
間広がりである）これはその広がりによって表すことが
できる。：Ｅlampまたはフラックス（Ｆｌｕｘ＝Ｅ（広
がり）×Ｌ（輝度）、ただしＬが定数ならば）。
【００１２】さらに、ＬＣＤ液晶ディスプレイのコント
ラストは照明アパーチャに大きく依存している。β＜±
１０ｄｅｇならば、コントラストは常に投影に対して許
容できる範囲である。したがって、ΩはΩ１の値に制限
される。前記制限はまた投影使用される対物レンズに関
連する。
ラストは照明アパーチャに大きく依存している。β＜±
１０ｄｅｇならば、コントラストは常に投影に対して許
容できる範囲である。したがって、ΩはΩ１の値に制限
される。前記制限はまた投影使用される対物レンズに関
連する。
【００１３】さらに非常に小さな直径を有する液晶スク
リーンが選択される。これは前記装置と光学素子のコス
トを低減するためである。その結果、Ｓ１の照明エリア
が小さくなる。
リーンが選択される。これは前記装置と光学素子のコス
トを低減するためである。その結果、Ｓ１の照明エリア
が小さくなる。
【００１４】Ｓ１×Ω１の積（すなわちＥ１）がＥlamp
より小さければ、光効率が悪くなり、Ｅ１／Ｅlampの比
に等しくなる。
より小さければ、光効率が悪くなり、Ｅ１／Ｅlampの比
に等しくなる。
【００１５】Ｅ１がＥlampよりも大きければ、光効率は
１００％に等しくなる。
１００％に等しくなる。
【００１６】Ｅ１がＥlampと等しければ、装置は申し分
なく最適化されている。
なく最適化されている。
【００１７】偏光変換装置は、程度Ｅを２倍にする。な
ぜなら、２つの偏光素子から到来する光が空間的に２つ
の方向に分割されるからである。
ぜなら、２つの偏光素子から到来する光が空間的に２つ
の方向に分割されるからである。
【００１８】偏光スリットを通過した後、光Ｅは２Ｅと
なる。この段階では２つの場合が考えられる。
なる。この段階では２つの場合が考えられる。
【００１９】２Ｅ＝（２Ｓ）×Ω、 これは、均質性と
スペースの問題から受け入れることはできない。
スペースの問題から受け入れることはできない。
【００２０】２Ｅ＝Ｓ×（２Ω）、 現在の技術では多
くの装置がこの最小値（例えば２Ω）を達成することが
できず、これよりも高い。
くの装置がこの最小値（例えば２Ω）を達成することが
できず、これよりも高い。
【００２１】程度の分析は、光を液晶スクリーンのピク
セルにフォーカスする方法に適用することができる。球
形マイクロレンズのマトリクスを使用する従来のフォー
カシングに対して、１つのマイクロレンズが各ピクセル
に対して１００％フォーカシングするから、１００％の
充填率を得る必要があり、もはや５０％（またはそれ以
下）ではない。その理由はフォーカシングエリアがピク
セルのアクティブエリアより小さいか、または等しいか
らである。したがって、 ２ｆ×ｔａｎ（βglass）≦アクティブエリア ここで、ピクセルのアクティブ表面エリアは、ピクセル
エリアからブラックマトリクスエリア（マスキングマト
リクス）を引いたものに等しい。例えばピクセルのサイ
ズ−ブラックマトリクスである。
セルにフォーカスする方法に適用することができる。球
形マイクロレンズのマトリクスを使用する従来のフォー
カシングに対して、１つのマイクロレンズが各ピクセル
に対して１００％フォーカシングするから、１００％の
充填率を得る必要があり、もはや５０％（またはそれ以
下）ではない。その理由はフォーカシングエリアがピク
セルのアクティブエリアより小さいか、または等しいか
らである。したがって、 ２ｆ×ｔａｎ（βglass）≦アクティブエリア ここで、ピクセルのアクティブ表面エリアは、ピクセル
エリアからブラックマトリクスエリア（マスキングマト
リクス）を引いたものに等しい。例えばピクセルのサイ
ズ−ブラックマトリクスである。
【００２２】ｆは液晶スクリーンの厚さ、βglassはＬ
ＣＤディスプレイのガラス内の照明ハーフアングルであ
る。
ＣＤディスプレイのガラス内の照明ハーフアングルであ
る。
【００２３】装置のパラメータ、ｆ、βglass、サイズ
およびＬＣＤディスプレイの次元が既知であるから、フ
ォーカシング後にスクリーンを通過する光の品質を定め
ることができる。
およびＬＣＤディスプレイの次元が既知であるから、フ
ォーカシング後にスクリーンを通過する光の品質を定め
ることができる。
【００２４】Ｅfocusing＝Ｓ（ＬＣＤディスプレイの周
辺における円形エリア）×２π［１−ｃｏｓ（ｎ・β
glass）］ ここでｎはＬＣＤディスプレイのガラスの屈折率であ
る。
辺における円形エリア）×２π［１−ｃｏｓ（ｎ・β
glass）］ ここでｎはＬＣＤディスプレイのガラスの屈折率であ
る。
【００２５】前に述べたように、全体の効率はＥ
focusingのＥlampに対する比である。
focusingのＥlampに対する比である。
【００２６】偏光またはフォーカシングに基づく変換装
置の設けられた従来の照明装置は実際には使用すること
はできない。なぜなら例えば、程度値の拡張のためと、
偏光変換器の特性のためである。このためランプが制限
された幾何広がりを有していても、フォーカシングの利
点が相殺されてしまう。
置の設けられた従来の照明装置は実際には使用すること
はできない。なぜなら例えば、程度値の拡張のためと、
偏光変換器の特性のためである。このためランプが制限
された幾何広がりを有していても、フォーカシングの利
点が相殺されてしまう。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
欠点を回避し、光束において３以上の利得を提供するこ
とである。
欠点を回避し、光束において３以上の利得を提供するこ
とである。
【００２８】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によ
り、非偏光ビームを受光する入射面を有するダブルプリ
ズムと、第１の偏光方向の偏光光を透過し、第２の偏光
方向の偏光光を反射する偏光スプリッタと、同じく反射
面を有するダブルプリズムとを有し、前記ダブルプリズ
ムにはミラーと出射面が設けられており、前記ミラーは
偏光スプリッタにより反射された光を受光し、前記出射
面は偏光スプリッタにより透過され、かつ前記ミラーに
より反射された光を透過するように構成して解決され
る。
り、非偏光ビームを受光する入射面を有するダブルプリ
ズムと、第１の偏光方向の偏光光を透過し、第２の偏光
方向の偏光光を反射する偏光スプリッタと、同じく反射
面を有するダブルプリズムとを有し、前記ダブルプリズ
ムにはミラーと出射面が設けられており、前記ミラーは
偏光スプリッタにより反射された光を受光し、前記出射
面は偏光スプリッタにより透過され、かつ前記ミラーに
より反射された光を透過するように構成して解決され
る。
【００２９】
【発明の実施の形態】さらに、立体角Ωの拡張は種々の
手段で、オリフィスの方向でも、別の方向（ＬＣＤディ
スプレイの等コントラストの分布を基準にして水平また
は垂直）でも実施することができる。スクリーンのコン
トラストに対する正しい方向での拡張がこの場合可能で
ある。
手段で、オリフィスの方向でも、別の方向（ＬＣＤディ
スプレイの等コントラストの分布を基準にして水平また
は垂直）でも実施することができる。スクリーンのコン
トラストに対する正しい方向での拡張がこの場合可能で
ある。
【００３０】
【実施例】光偏光装置を以下説明する。
【００３１】図１は、本発明による装置を示す。この装
置では、ダブルプリズムＤＰＣがビームの偏光分割、偏
光回転および液晶スクリーン方向への再結合を行う。
置では、ダブルプリズムＤＰＣがビームの偏光分割、偏
光回転および液晶スクリーン方向への再結合を行う。
【００３２】この装置は、２つのビームを結合するため
に内部全反射の原理に基づく。図１のダブルプリズムＤ
ＰＣは入射ビームＦに対する入射面Ａ１と、出射面Ａ２
と、反射面Ａ３を有する。出射面は偏光フィルタ、例え
ばコレステリンフィルタと共働する。反射面とはミラー
Ｍ３が関連する。非偏光ビームＦは第１のガラス/空気
屈折インターフェースＤ１で完全に反射される。ビーム
強度の５０％は右円偏波（例えば）に対して透過され、
５０％はコレステリンフィルタＣＦにより反射され、ガ
ラス/空気屈折インターフェースＤ１に入射角θ２で入
射する。したがってθ２はこの臨界角よりも小さい。
に内部全反射の原理に基づく。図１のダブルプリズムＤ
ＰＣは入射ビームＦに対する入射面Ａ１と、出射面Ａ２
と、反射面Ａ３を有する。出射面は偏光フィルタ、例え
ばコレステリンフィルタと共働する。反射面とはミラー
Ｍ３が関連する。非偏光ビームＦは第１のガラス/空気
屈折インターフェースＤ１で完全に反射される。ビーム
強度の５０％は右円偏波（例えば）に対して透過され、
５０％はコレステリンフィルタＣＦにより反射され、ガ
ラス/空気屈折インターフェースＤ１に入射角θ２で入
射する。したがってθ２はこの臨界角よりも小さい。
【００３３】次に、ビームはミラーＭ３（金属表面）で
反射され、伝達される。反射に基づき偏光の方向が右か
ら左へ反転される。このビームは次にガラス/空気屈折
インターフェースＤ２を、上記と同じ条件の下で通過
し、さらにコレステリンフィルタＣＦを通過する。なぜ
なら、偏光が今や適切に配列されているからである。
反射され、伝達される。反射に基づき偏光の方向が右か
ら左へ反転される。このビームは次にガラス/空気屈折
インターフェースＤ２を、上記と同じ条件の下で通過
し、さらにコレステリンフィルタＣＦを通過する。なぜ
なら、偏光が今や適切に配列されているからである。
【００３４】図２は、角度βをなす２つの出射ビームＦ
１とＦ２を供給することのできる実施例を示す。このよ
うにするために、コレステリンフィルタＣＦとミラーＭ
３とは相互に平行でない。図２の実施例によれば、フィ
ルタＣＦに対してプリズムＰ１の１つの面に対して傾く
ための準備が行われる。またミラーＭ３もプリズムＰ２
の１つの面に対して傾くようにする。傾きは付加的プリ
ズムＰ’１とＰ’２により与えられる。プリズムＰ１と
Ｐ’１を同等に、プリズムＰ２とＰ’２を同等に製造す
ることができる。
１とＦ２を供給することのできる実施例を示す。このよ
うにするために、コレステリンフィルタＣＦとミラーＭ
３とは相互に平行でない。図２の実施例によれば、フィ
ルタＣＦに対してプリズムＰ１の１つの面に対して傾く
ための準備が行われる。またミラーＭ３もプリズムＰ２
の１つの面に対して傾くようにする。傾きは付加的プリ
ズムＰ’１とＰ’２により与えられる。プリズムＰ１と
Ｐ’１を同等に、プリズムＰ２とＰ’２を同等に製造す
ることができる。
【００３５】１つだけの付加プリズム、例えばＰ’１を
設けることもできる。これは図３に示されている。コレ
ステリンフィルタＣＦの平面に対して重要なのは、ミラ
ーＭ３の平面と平行ではないことである。
設けることもできる。これは図３に示されている。コレ
ステリンフィルタＣＦの平面に対して重要なのは、ミラ
ーＭ３の平面と平行ではないことである。
【００３６】図４は別の偏光変換装置を示す。この装置
はコレステリンフィルタに基づく。ミラーＭ３を再帰反
射器ＭＲとλ/４プレートにより置換すると有利であ
る。これは入射光の偏光平面を配列するためである。
（９０゜）再帰反射器は実用的である。なぜなら、再帰
反射器で反射される入射光が平行だからである。
はコレステリンフィルタに基づく。ミラーＭ３を再帰反
射器ＭＲとλ/４プレートにより置換すると有利であ
る。これは入射光の偏光平面を配列するためである。
（９０゜）再帰反射器は実用的である。なぜなら、再帰
反射器で反射される入射光が平行だからである。
【００３７】図５は別の偏光変換装置を示す。この装置
はコレステリンフィルタの使用に基づくものである。図
４と比較して、非偏光光は２つのガラス/空気インター
フェースＤ１，Ｄ２を完全に透過する。次にビームは２
つの部分に分割される。円偏波光の５０％は透過し、残
りの部分は反射される。コレステリンフィルタＣＦへの
入射角は、反射光がガラス/空気インターフェースで完
全に内部反射されるような角度である。このビームはミ
ラーＭ３でいったんもう一度反射され（実質的に入射角
はゼロ）、偏光が反転され、次に屈折インターフェース
Ｄ２によってフィルタＣＦに反射される。ＤＰＣ素子は
したがって同じ偏光の２つのビームを供給する。ビーム
Ｆ１とＦ２の間の角度は、フィルタＣＦがミラーＭ３に
対して垂直ではないという事実から上昇する。
はコレステリンフィルタの使用に基づくものである。図
４と比較して、非偏光光は２つのガラス/空気インター
フェースＤ１，Ｄ２を完全に透過する。次にビームは２
つの部分に分割される。円偏波光の５０％は透過し、残
りの部分は反射される。コレステリンフィルタＣＦへの
入射角は、反射光がガラス/空気インターフェースで完
全に内部反射されるような角度である。このビームはミ
ラーＭ３でいったんもう一度反射され（実質的に入射角
はゼロ）、偏光が反転され、次に屈折インターフェース
Ｄ２によってフィルタＣＦに反射される。ＤＰＣ素子は
したがって同じ偏光の２つのビームを供給する。ビーム
Ｆ１とＦ２の間の角度は、フィルタＣＦがミラーＭ３に
対して垂直ではないという事実から上昇する。
【００３８】ビームＦ１，Ｆ２間の角度を得るために、
図５ではコレステリンフィルタＣＦが装置の光軸（ビー
ムＦを基準にして）に対して傾けられている。したがっ
て、フィルタＣＦにより反射されるビームはビームＦ、
したがいＦ１に対して傾いている。この傾きは補助プリ
ズムＰ’１によって行われる。
図５ではコレステリンフィルタＣＦが装置の光軸（ビー
ムＦを基準にして）に対して傾けられている。したがっ
て、フィルタＣＦにより反射されるビームはビームＦ、
したがいＦ１に対して傾いている。この傾きは補助プリ
ズムＰ’１によって行われる。
【００３９】図６は、図５の装置の択一的実施例を示
す。この装置では２つのプリズムＰ１とＰ２が４５゜の
二等辺三角形にない。この図によれば、プリズムＰ２の
入射面Ａ１はプリズムの斜辺と４５゜よりも小さな角度
を形成する。偏光の一方はビームＦ１としてフィルタＣ
Ｆにより透過される。他方の偏光はフィルタＣＦ、２つ
のプリズムの分割屈折インターフェースおよびミラーＭ
３により、ビームＦ２を形成するため反射される。こう
してビームＦ２はビームＦ１と角度をなす。プリズム間
のインターフェースにおける反射の臨界角があるから、
ビームＦの方向は面Ａ１を基準にして傾くことができ
る。
す。この装置では２つのプリズムＰ１とＰ２が４５゜の
二等辺三角形にない。この図によれば、プリズムＰ２の
入射面Ａ１はプリズムの斜辺と４５゜よりも小さな角度
を形成する。偏光の一方はビームＦ１としてフィルタＣ
Ｆにより透過される。他方の偏光はフィルタＣＦ、２つ
のプリズムの分割屈折インターフェースおよびミラーＭ
３により、ビームＦ２を形成するため反射される。こう
してビームＦ２はビームＦ１と角度をなす。プリズム間
のインターフェースにおける反射の臨界角があるから、
ビームＦの方向は面Ａ１を基準にして傾くことができ
る。
【００４０】この装置は２つの“大きな”プリズムを介
した投影装置に適用することができる。しかし非常に薄
い偏光変換器を複数の小さな偏光変換装置のセットによ
り形成することもできる。この構成は図７に示されてい
る。このようにして、薄い偏光変換器が得られる。動作
原理は、前に図５（この場合はフィルタＣＦがプリズム
の出射面を基準にして角度αで傾いている）で説明した
もの、または図６で説明したものと同じである。円偏波
光（例えば右円偏波）が反射される。
した投影装置に適用することができる。しかし非常に薄
い偏光変換器を複数の小さな偏光変換装置のセットによ
り形成することもできる。この構成は図７に示されてい
る。このようにして、薄い偏光変換器が得られる。動作
原理は、前に図５（この場合はフィルタＣＦがプリズム
の出射面を基準にして角度αで傾いている）で説明した
もの、または図６で説明したものと同じである。円偏波
光（例えば右円偏波）が反射される。
【００４１】内部全反射によりｓ要素とｐ要素との間に
δの位相シフトが引き起こされる。
δの位相シフトが引き起こされる。
【００４２】ミラーＭ３における反射はπの位相シフト
を引き起こす。
を引き起こす。
【００４３】内部全反射はここでもｓ要素とｐ要素との
間で−δの位相シフトを引き起こす。
間で−δの位相シフトを引き起こす。
【００４４】したがって全位相シフトはπである。右円
偏波光は左円偏波光になる。
偏波光は左円偏波光になる。
【００４５】この小型化装置はいくつかの利点を有す
る。
る。
【００４６】−小型偏光変換器が液晶ディスプレイに
（偏光器および分析器により）適合されれば、損失を回
避し、光効率を係数２だけ改善することができる。
（偏光器および分析器により）適合されれば、損失を回
避し、光効率を係数２だけ改善することができる。
【００４７】−プリズム装置は薄く簡単に製造すること
ができる。これは成形透明材料（ガラスまたはアクリ
ル）から製造することができる。
ができる。これは成形透明材料（ガラスまたはアクリ
ル）から製造することができる。
【００４８】このようにするため、２つの有歯プレート
Ｐ５，Ｐ６（ガラス製）が使用される。これらは相補形
状を有し、図８のプリズムを形成する。各歯は例えば、
プレートの平面に対して垂直な第１の面と、実質的に４
５゜傾いている第２の面を有する。第１の面はミラーＭ
３を形成するために金属化されている。
Ｐ５，Ｐ６（ガラス製）が使用される。これらは相補形
状を有し、図８のプリズムを形成する。各歯は例えば、
プレートの平面に対して垂直な第１の面と、実質的に４
５゜傾いている第２の面を有する。第１の面はミラーＭ
３を形成するために金属化されている。
【００４９】コレステリンフィルタＣＦはプレートＰ６
の平坦面に配置されている。
の平坦面に配置されている。
【００５０】次に２つのプレートＰ５，Ｐ６は内側で相
互に適合されている。
互に適合されている。
【００５１】プリズム装置は２つの可能な方向、すなわ
ちＬＣＤディスプレイの長手側と短手側に沿って構成す
ることができる。現在のＡＭ形ＬＣＤディスプレイの場
合、コントラストがＬＣＤディスプレイの長手側に沿っ
た照明角度に対して優れているから、装置を液晶スクリ
ーンの単手側の方向に沿って組み込むべきである。
ちＬＣＤディスプレイの長手側と短手側に沿って構成す
ることができる。現在のＡＭ形ＬＣＤディスプレイの場
合、コントラストがＬＣＤディスプレイの長手側に沿っ
た照明角度に対して優れているから、装置を液晶スクリ
ーンの単手側の方向に沿って組み込むべきである。
【００５２】図９は、コレステリンフィルタが２つのプ
リズムの２つの共通面間に配置された選択的実施例を示
す。この選択的実施例では、コレステリンフィルタがホ
ログラム素子ＨＯＥを使用した択一的装置により準備さ
れている。ホログラム光学素子は相容積回析素子からな
る。このホログラム光学素子は薄膜として形成されてい
るとき（厚さ約１０μｍ）有効な光学機能を果たす。こ
れらの素子は安価、軽量であり、他の光学機能と組み合
わせることができる。
リズムの２つの共通面間に配置された選択的実施例を示
す。この選択的実施例では、コレステリンフィルタがホ
ログラム素子ＨＯＥを使用した択一的装置により準備さ
れている。ホログラム光学素子は相容積回析素子からな
る。このホログラム光学素子は薄膜として形成されてい
るとき（厚さ約１０μｍ）有効な光学機能を果たす。こ
れらの素子は安価、軽量であり、他の光学機能と組み合
わせることができる。
【００５３】偏光分割機能は、薄膜受光材料における２
つのコヒーレント平面波の干渉から生じた干渉パターン
を記録することによって達成される。材料において引き
起こされる指数変化（ｄｎ）は大きい。記録指数の変化
は、第１の偏光要素（４５゜ブルースター条件）に対し
て引き起こすべきミラー作用を可能にし、第２の偏光要
素は完全に透過される。
つのコヒーレント平面波の干渉から生じた干渉パターン
を記録することによって達成される。材料において引き
起こされる指数変化（ｄｎ）は大きい。記録指数の変化
は、第１の偏光要素（４５゜ブルースター条件）に対し
て引き起こすべきミラー作用を可能にし、第２の偏光要
素は完全に透過される。
【００５４】図１０は、図９の装置の実施例を示す。ホ
ログラムスプリッタＨＯＥはガラス板に形成され、プリ
ズムＰ１の斜面に、指数整合物質を用いて接着される。
プリズムＰ１とＰ２はそれぞれシングルピースから作製
され、それらの面Ｍ７，Ｍ８が金属化されている。
ログラムスプリッタＨＯＥはガラス板に形成され、プリ
ズムＰ１の斜面に、指数整合物質を用いて接着される。
プリズムＰ１とＰ２はそれぞれシングルピースから作製
され、それらの面Ｍ７，Ｍ８が金属化されている。
【００５５】要素の形式は種々の色に対して共通に使用
される（いわば帯域制限）。
される（いわば帯域制限）。
【００５６】本発明の偏光変換装置は、非常に小型のホ
ログラム光学偏光器に基づくものである。後者は白色光
または各色に対する投影装置に使用することができる。
ログラム光学偏光器に基づくものである。後者は白色光
または各色に対する投影装置に使用することができる。
【００５７】非偏光光（白または単色）が偏光器ＨＯＥ
に入射する。方向“ｓ”に偏光された光は完全に反射さ
れる。垂直偏光光“ｐ”は回折されずに、偏光器ＨＯＥ
を通過する（プリズムの斜辺に適合されて）。入射角が
あるので、θは臨界角より小さい［θｃ＝ａｒｃｓｉｎ
（１／ｎ）］。次に、“ｐ”要素がＨＯＥ/空気境界お
よび空気/ガラス境界で２回透過される。この“ｐ”要
素は傾斜ミラーＭ８および内部全反射（ＴＩＲ）の現象
によって反射される。“ｓ”要素は偏光器ＨＯＥにより
λ/４プレートを２回通過し、傾斜ミラーＭ７で反射さ
れる。次に、“ｓ”タイプの偏光されたビームは“ｐ”
タイプ偏光ビームとなる。このビームは再び偏光器ＨＯ
Ｅに入射し、次に完全に透過される。まず最初にＨＯＥ
によって、次にＨＯＥ/空気境界と空気/ガラス境界によ
って。
に入射する。方向“ｓ”に偏光された光は完全に反射さ
れる。垂直偏光光“ｐ”は回折されずに、偏光器ＨＯＥ
を通過する（プリズムの斜辺に適合されて）。入射角が
あるので、θは臨界角より小さい［θｃ＝ａｒｃｓｉｎ
（１／ｎ）］。次に、“ｐ”要素がＨＯＥ/空気境界お
よび空気/ガラス境界で２回透過される。この“ｐ”要
素は傾斜ミラーＭ８および内部全反射（ＴＩＲ）の現象
によって反射される。“ｓ”要素は偏光器ＨＯＥにより
λ/４プレートを２回通過し、傾斜ミラーＭ７で反射さ
れる。次に、“ｓ”タイプの偏光されたビームは“ｐ”
タイプ偏光ビームとなる。このビームは再び偏光器ＨＯ
Ｅに入射し、次に完全に透過される。まず最初にＨＯＥ
によって、次にＨＯＥ/空気境界と空気/ガラス境界によ
って。
【００５８】このようにして光は完全に偏光される。こ
の方法はいくつかの利点を有する。すなわち： −２つの光学経路が等しい。そしてＬＣＤディスプレイ
を照明する際に不均一性の問題が生じない。
の方法はいくつかの利点を有する。すなわち： −２つの光学経路が等しい。そしてＬＣＤディスプレイ
を照明する際に不均一性の問題が生じない。
【００５９】−現在各色に対して使用されるホログラム
偏光ビームスプリッタのおかげで、偏光変換器を３つの
ＬＣＤ装置の角チャネルに対して設けることができ、そ
の際に投影装置のサイズ全体が上昇することがない。
偏光ビームスプリッタのおかげで、偏光変換器を３つの
ＬＣＤ装置の角チャネルに対して設けることができ、そ
の際に投影装置のサイズ全体が上昇することがない。
【００６０】−ガラス/空気および空気/ガラス屈折イン
ターフェースを通過するｐ偏光は実質的に減衰されな
い。このことは装置のフレンネル損失を最小に低減す
る。
ターフェースを通過するｐ偏光は実質的に減衰されな
い。このことは装置のフレンネル損失を最小に低減す
る。
【００６１】図１１、図１２には、本発明の装置を液晶
スクリーンの照明に使用する例が示されている。以下こ
れを説明する。
スクリーンの照明に使用する例が示されている。以下こ
れを説明する。
【００６２】光は液晶ディスプレイＬＣＤにマイクロレ
ンズμＬのマトリクスを介して入射する。これらのマイ
クロレンズは球形または円筒形である。１つのマイクロ
レンズは少なくとも２つのピクセルをカバーする。した
がって一方のビームが一方のピクセルに、他方のビーム
が他方のピクセルに向けられる。例えば、ビームＦ１は
マイクロレンズμＬ１によって透過され、ピクセルＥＬ
１を照明し、ビームＦ２はピクセルＥＬ２を照明する。
この方法によれば、すべての光が液晶ディスプレイを通
過し、したがって最適の結果が得られる。
ンズμＬのマトリクスを介して入射する。これらのマイ
クロレンズは球形または円筒形である。１つのマイクロ
レンズは少なくとも２つのピクセルをカバーする。した
がって一方のビームが一方のピクセルに、他方のビーム
が他方のピクセルに向けられる。例えば、ビームＦ１は
マイクロレンズμＬ１によって透過され、ピクセルＥＬ
１を照明し、ビームＦ２はピクセルＥＬ２を照明する。
この方法によれば、すべての光が液晶ディスプレイを通
過し、したがって最適の結果が得られる。
【００６３】実際には２Ωの波が実質表面エリア１Ｓに
対して得られる。このことは程度の最小値に達している
ことを意味する。
対して得られる。このことは程度の最小値に達している
ことを意味する。
【００６４】図１２は本発明による装置を示し、この装
置はミラーＭ３のような構成要素の１つが配置可能であ
る。
置はミラーＭ３のような構成要素の１つが配置可能であ
る。
【００６５】光源からの光ビームは平行ではなく、±β
airの照明アパーチャを有している。したがって結合の
ためには臨界角βｃに関連する条件と傾斜角に関連する
条件とを満足しなければならない（図１から図７参
照）。
airの照明アパーチャを有している。したがって結合の
ためには臨界角βｃに関連する条件と傾斜角に関連する
条件とを満足しなければならない（図１から図７参
照）。
【００６６】図１３は、ガラス（ＢＫ７）が１．５１６
８の指数を有する実施例である。ダブルプリズムから放
出された光はダブルプリズムの出射面に対して垂直には
センタリングされない。この場合、液晶スクリーンをダ
ブルプリズムを傾斜することにより直接照明することが
できる。また出射プリズムＰ３（図１３）を設けて光ビ
ームを屈折し、液晶スクリーンの照明のために光をセン
タリングすることもできる。
８の指数を有する実施例である。ダブルプリズムから放
出された光はダブルプリズムの出射面に対して垂直には
センタリングされない。この場合、液晶スクリーンをダ
ブルプリズムを傾斜することにより直接照明することが
できる。また出射プリズムＰ３（図１３）を設けて光ビ
ームを屈折し、液晶スクリーンの照明のために光をセン
タリングすることもできる。
【００６７】放出された照明をセンタリングするため、
ダブルプリズムに対して低屈折率（ｎ＝１．４）を提供
する必要がある。しかしこの指数は絶対に必要ではな
く、またコストが上昇する。
ダブルプリズムに対して低屈折率（ｎ＝１．４）を提供
する必要がある。しかしこの指数は絶対に必要ではな
く、またコストが上昇する。
【００６８】このような偏光変換器の効率は従来の装置
と比較して次のとおりである。
と比較して次のとおりである。
【００６９】利得＝［Ｒ＋Ｔ］／Ｔpolarizer 反射係数Ｒ＝０．９９と透過係数Ｔ＝０．９５の偏光ス
プリッタに対して（従来のマルチレイヤーＰＢＳ）以下
が得られる（図１１）。
プリッタに対して（従来のマルチレイヤーＰＢＳ）以下
が得られる（図１１）。
【００７０】Ｒ＝0.5×0.99×1×0.86×0.98＝0.416 Ｔ＝0.5×0.95×１×0.94×1×0.98＝0.437 利得＝［0.416＋0.437］／0.41≒2.1 偏光器なし 利得＝［0.416＋0.437］×［0.82/0.41］≒1.7 偏光器
付き； Ｒ＝０．９６、Ｔ＝０．９６を有するコレステリンフィ
ルタに対して： Ｒ＝［0.86/2］×0.96×0.98×0.98×0.9＝0.356 Ｔ＝［0.86/2］×0.96×0.98×0.98＝0.404 利得＝［0.356＋0.440］×［（0.82×0.93）/0.41］≒
1.32 偏光器付き ２つの計算は次のパラメータの下で実行された： −プリズムおよびダブルプリズムの両方に対して０．９
８の惑光防止係数； −全反射係数、Ｒ＝１； −ダブルプリズムの透過係数、０．８６； −偏光器の透過係数、０．４１； −分析器の透過係数、０．８２； −ミラーＭ３の反射係数＝０．９； −コレステリンフィルタの偏光率＝０．９３；そして −λ偏光回転プレートの透過係数は９４％に等しいと仮
定した。
付き； Ｒ＝０．９６、Ｔ＝０．９６を有するコレステリンフィ
ルタに対して： Ｒ＝［0.86/2］×0.96×0.98×0.98×0.9＝0.356 Ｔ＝［0.86/2］×0.96×0.98×0.98＝0.404 利得＝［0.356＋0.440］×［（0.82×0.93）/0.41］≒
1.32 偏光器付き ２つの計算は次のパラメータの下で実行された： −プリズムおよびダブルプリズムの両方に対して０．９
８の惑光防止係数； −全反射係数、Ｒ＝１； −ダブルプリズムの透過係数、０．８６； −偏光器の透過係数、０．４１； −分析器の透過係数、０．８２； −ミラーＭ３の反射係数＝０．９； −コレステリンフィルタの偏光率＝０．９３；そして −λ偏光回転プレートの透過係数は９４％に等しいと仮
定した。
【００７１】本発明の実施例を示す図１４を説明する。
ここでは各マイクロレンズが照明すべき４つのピクセル
をイネーブルする。
ここでは各マイクロレンズが照明すべき４つのピクセル
をイネーブルする。
【００７２】装置は２つのレンズＳＬ１，ＳＬ２を有
し、これらのレンズは角度的に分離された２つのビーム
を受光する。これらのビームは上記のビーム分割装置に
より供給される。例えば、これら２つのビームは図１１
と図１２のダブルプリズムＤＰＣから供給される。
し、これらのレンズは角度的に分離された２つのビーム
を受光する。これらのビームは上記のビーム分割装置に
より供給される。例えば、これら２つのビームは図１１
と図１２のダブルプリズムＤＰＣから供給される。
【００７３】レンズＳＬ１は２つのビームＦ３とＦ４を
供給する。レンズＳＬ２は２つのビームＦ５とＦ６を供
給する。これらは図示されていないが、ビームＦ３、Ｆ
４と同じである。これらの種々のビームは４つのリレー
レンズＲＬと集光レンズＣＬによりまとめられ、各ビー
ムはマイクロレンズμＬのマトリクスの表面に重ね合わ
される。これら種々のビームはμＬの表面に異なる入射
角で入射する。各マイクロレンズμＬ１はビームをピク
セルＥＬ１〜ＥＬ４にフォーカスする。したがって各マ
イクロレンズμＬ１は４つのピクセルを照明すべきＬＣ
Ｄスクリーンにイネーブルする。
供給する。レンズＳＬ２は２つのビームＦ５とＦ６を供
給する。これらは図示されていないが、ビームＦ３、Ｆ
４と同じである。これらの種々のビームは４つのリレー
レンズＲＬと集光レンズＣＬによりまとめられ、各ビー
ムはマイクロレンズμＬのマトリクスの表面に重ね合わ
される。これら種々のビームはμＬの表面に異なる入射
角で入射する。各マイクロレンズμＬ１はビームをピク
セルＥＬ１〜ＥＬ４にフォーカスする。したがって各マ
イクロレンズμＬ１は４つのピクセルを照明すべきＬＣ
Ｄスクリーンにイネーブルする。
【００７４】したがって液晶スクリーンは２つの主ビー
ムＦ１，Ｆ２を受光する。これらのビームは同じように
偏光され、各ビームはマイクロレンズによってピクセル
の半分にフォーカスされる（各列に、例えば）。各ピク
セル内ではフィーか寝具はランプの照明アパーチャのみ
に依存する。したがって以下では、偏光装置が関係なく
ても相違はない。
ムＦ１，Ｆ２を受光する。これらのビームは同じように
偏光され、各ビームはマイクロレンズによってピクセル
の半分にフォーカスされる（各列に、例えば）。各ピク
セル内ではフィーか寝具はランプの照明アパーチャのみ
に依存する。したがって以下では、偏光装置が関係なく
ても相違はない。
【００７５】しかし最適フォーカシング条件は次のとお
りである。
りである。
【００７６】各ピクセルに対してフォーカシングが軸を
基準にしてわずかにオフセットされている。
基準にしてわずかにオフセットされている。
【００７７】最適化された装置を得るためには、したが
って次の条件を満たす必要がある。
って次の条件を満たす必要がある。
【００７８】ａｒｃｔａｎ（ｐ／ｆ）≧βglass ここでｐは液晶ディスプレイの水平ピッチであり（図１
２参照）、ｆはガラスまたは液晶ディスプレイの厚さに
おける各マイクロレンズの焦点距離である。
２参照）、ｆはガラスまたは液晶ディスプレイの厚さに
おける各マイクロレンズの焦点距離である。
【００７９】この条件が満たされなければ（例えばピッ
チが小さすぎるか大きすぎる）、ディスプレイの厚さを
変更することができる。
チが小さすぎるか大きすぎる）、ディスプレイの厚さを
変更することができる。
【００８０】照明アパーチャβが大きすぎる場合は、再
結合器が角度フィルタとしてどうサウスルことができ
る。これは、偏光変換器が空気中で±βｄｅｇ．を得る
ように構成されていれば、例えば、そしてランプの程度
の値が変化すれば（その照明時間を通して、またはそれ
が変化された後で）、βより大きな角度のすべてのビー
ムは１つのアームだけに対して透過され（内部全反射で
ない）、そして第２のアームに対して反射され、全体は
透過されない。このようにして、照明ボックスは角度フ
ィルタである。したがってさらに拡張された光源を液晶
ディスプレイのコントラストに影響することなく使用す
ることができる。
結合器が角度フィルタとしてどうサウスルことができ
る。これは、偏光変換器が空気中で±βｄｅｇ．を得る
ように構成されていれば、例えば、そしてランプの程度
の値が変化すれば（その照明時間を通して、またはそれ
が変化された後で）、βより大きな角度のすべてのビー
ムは１つのアームだけに対して透過され（内部全反射で
ない）、そして第２のアームに対して反射され、全体は
透過されない。このようにして、照明ボックスは角度フ
ィルタである。したがってさらに拡張された光源を液晶
ディスプレイのコントラストに影響することなく使用す
ることができる。
【００８１】本発明によれば、光源は液晶ディスプレイ
の最大次元方向に、例えば１６×９スクリーンに対して
は１６の次元に沿って拡張することができる。マイクロ
レンズは円筒形（１６軸に沿ってフォーカシング）また
は円形にすることができる。円形の場合は、光束での利
得が比較的に大きい。マイクロレンズは従来技術にした
がって製造することができる。
の最大次元方向に、例えば１６×９スクリーンに対して
は１６の次元に沿って拡張することができる。マイクロ
レンズは円筒形（１６軸に沿ってフォーカシング）また
は円形にすることができる。円形の場合は、光束での利
得が比較的に大きい。マイクロレンズは従来技術にした
がって製造することができる。
【００８２】ピクセルの形状に関しては制限がない（図
１６、図１７参照）。例えば図１６によれば、ピクセル
は行と列に配置されている。４つのピクセルを、図１４
の照明装置による１つのマイクロレンズμＬにより照明
することができる。または２つのピクセルの各群を１つ
のマイクロレンズにより照明することができる。図１２
によれば、ピクセルの列が相互にオフセットされてい
る。２つのピクセルの各群は１つのマイクロレンズμＬ
により照明される。
１６、図１７参照）。例えば図１６によれば、ピクセル
は行と列に配置されている。４つのピクセルを、図１４
の照明装置による１つのマイクロレンズμＬにより照明
することができる。または２つのピクセルの各群を１つ
のマイクロレンズにより照明することができる。図１２
によれば、ピクセルの列が相互にオフセットされてい
る。２つのピクセルの各群は１つのマイクロレンズμＬ
により照明される。
【００８３】図１９と図２０の実施例によれば、マイク
ロレンズの配置構成をピクセルを基準にして行うことが
できる。これにより各マイクロレンズが複数のピクセル
を照明する。また図２０に示すように、マイクロレンズ
の形状を例え六角形に構成することができる。これによ
り、投影対物レンズの円形形状に適合する。
ロレンズの配置構成をピクセルを基準にして行うことが
できる。これにより各マイクロレンズが複数のピクセル
を照明する。また図２０に示すように、マイクロレンズ
の形状を例え六角形に構成することができる。これによ
り、投影対物レンズの円形形状に適合する。
【００８４】本発明の装置は次のような利点を有する。
すなわち、 ＊装置が偏光変換器および焦点変換器に対して最適であ
る。
すなわち、 ＊装置が偏光変換器および焦点変換器に対して最適であ
る。
【００８５】＊水平軸に沿ったフォーカシングはコント
ラスト値を変化させない。なぜなら、液晶ディスプレイ
の水平許容角度は非常に広いからである。
ラスト値を変化させない。なぜなら、液晶ディスプレイ
の水平許容角度は非常に広いからである。
【００８６】この装置の出口では、このビームを直接、
モノバルブまたは単色プロジェクタ（図１８参照）また
は３色投影に対する３バルブ装置の液晶セルの照明に使
用することができる。この装置では、上に述べたように
２つのビームを供給する照明ボックス、ＬＣＤスクリー
ンおよびマイクロレンズμＬのアレイがある。
モノバルブまたは単色プロジェクタ（図１８参照）また
は３色投影に対する３バルブ装置の液晶セルの照明に使
用することができる。この装置では、上に述べたように
２つのビームを供給する照明ボックス、ＬＣＤスクリー
ンおよびマイクロレンズμＬのアレイがある。
【図１】コレステリンフィルタを使用して光偏向を形成
するための手段の概略図である。
するための手段の概略図である。
【図２】コレステリンフィルタを使用して光偏向を形成
するための手段の概略図である。
するための手段の概略図である。
【図３】コレステリンフィルタを使用して光偏向を形成
するための手段の概略図である。
するための手段の概略図である。
【図４】コレステリンフィルタを使用して光偏向を形成
するための手段の概略図である。
するための手段の概略図である。
【図５】コレステリンフィルタを使用して光偏向を形成
するための手段の概略図である。
するための手段の概略図である。
【図６】コレステリンフィルタを使用して光偏向を形成
するための手段の概略図である。
するための手段の概略図である。
【図７】偏光装置に適用される照明装置の概略図であ
る。
る。
【図８】本発明の装置の別の実施例の概略図である。
【図９】ホログラム偏光分割装置を有する照明装置の概
略図である。
略図である。
【図１０】ホログラム偏光分割装置を有する照明装置の
概略図である。
概略図である。
【図１１】本発明の装置の簡単化した実施例である。
【図１２】本発明の装置の簡単化した実施例である。
【図１３】光をスクリーンの平面に対して垂直にセンタ
リングするための手段の概略図である。
リングするための手段の概略図である。
【図１４】マイクロレンズが照明すべきスクリーンの４
つのピクセルをイネーブルする本発明の装置の概略図で
ある。
つのピクセルをイネーブルする本発明の装置の概略図で
ある。
【図１５】スクリーンの画素構成を示す概略図である。
【図１６】スクリーンの画素構成を示す概略図である。
【図１７】スクリーンの画素構成を示す概略図である。
【図１８】本発明の装置の一般的構成を示す概略図であ
る。
る。
【図１９】液晶スクリーンを照明するためのレンズ形状
および配置構成の概略図である。
および配置構成の概略図である。
【図２０】液晶スクリーンを照明するためのレンズ形状
および配置構成の概略図である。
および配置構成の概略図である。
Ａ１ 入射面 Ａ２ 出射面 Ｄ１ 干渉インターフェース ＣＦ コレステリンフィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｆ 1/13 ５０５ Ｇ０２Ｆ 1/13 ５０５ Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｄ
Claims (25)
- 【請求項１】 非偏光ビーム（Ｆ）を受光する入射面
（Ａ１）を有するダブルプリズム（ＤＰＣ）と、 第１の偏光方向の偏光光を透過し、第２の偏光方向の偏
光光を反射する偏光スプリッタ（ＣＦ，ＨＯＥ）と、 同じく反射面（Ａ３）を有するダブルプリズム（ＤＰ
Ｃ）とを有し、 前記ダブルプリズムにはミラー（Ｍ３）と出射面（Ａ
２）が設けられており、 前記ミラー（Ｍ３）は偏光スプリッタにより反射された
光を受光し、 前記出射面（Ａ２）は偏光スプリッタ（ＣＦ）により透
過され、かつ前記ミラー（Ｍ３）により反射された光を
透過する、ことを特徴とする偏光分割装置。 - 【請求項２】 偏光スプリッタ（ＣＦ）はコレステリン
フィルタであり、 該コレステリンフィルタはダブルプリズム（ＤＰＣ）の
出射面（Ａ２）に配置されている、請求項１記載の装
置。 - 【請求項３】 偏光スプリッタ（ＨＯＥ）はホログラフ
ィックスプリッタまたはコレステリンフィルタであり、 ２つのハーフプリズムの２つの共通の面間に配置されて
いる、請求項１記載の装置。 - 【請求項４】 出射面（Ａ２）は入射面（Ａ１）に隣接
しており、 反射面（Ａ３）は出射面（Ａ２）の反対側にある、請求
項２または３記載の措置。 - 【請求項５】 出射面（Ａ２）は入射面（Ａ１）の反対
側にあり、 反射面（Ａ３）は入射面と出射面に隣接している、請求
項２または３記載の装置。 - 【請求項６】 反射面（Ａ３）は１/４波板を有し、 ホログラフィックスプリッタにより透過された第１の偏
光方向の光は別の付加的反射面（Ａ４）に透過され、 該反射面は光を出射面に（Ａ２）に屈折インターフェー
スを介して反射し、 該屈折インターフェースは半立方体を分割する、請求項
３記載の装置。 - 【請求項７】 出射面（Ａ２）は反射面（Ａ３）に対し
て平行ではない、請求項４記載の装置。 - 【請求項８】 反射面（Ａ３）は出射面（Ａ２）に対し
て垂直ではない、請求項５記載の装置。 - 【請求項９】 ダブルプリズムのプリズム（Ｐ１，Ｐ
２）は等スケールではない、請求項５記載の装置。 - 【請求項１０】 非変更ビームの入射角は零度ではな
い、請求項９記載の装置。 - 【請求項１１】 付加的反射角（Ａ４）は出射面（Ａ
２）と９０゜以外の角度をなす、請求項６記載の装置。 - 【請求項１２】 出射面（Ａ２）と反射面（Ａ３）との
角度は、同じ条件を満たすプリズムの使用または付加プ
リズム（Ｐ３）の使用によって得られ、 該付加プリズムはダブルプリズム（ＤＰＣ）のプリズム
の１つに付加される、請求項７記載の装置。 - 【請求項１３】 反射面は再帰反射ミラー（ＲＭ）を有
する、請求項８記載の装置。 - 【請求項１４】 反射面はλ/４偏光回転装置を有す
る、請求項１３記載の装置。 - 【請求項１５】 並列配置された複数のダブルプリズム
を有し、当該ダブルプリズムの入射面は同じ第１の平面
にあり、かつ出射面は同じ第２の平面にある、請求項１
記載の装置。 - 【請求項１６】 ２つの透明有歯プレート（Ｐ５，Ｐ
６）を有し、当該有歯プレートは歯によって相互に係合
し、 当該各歯はプレートの平面に対して垂直の面と傾いた面
とを有し、 プレートの１つの垂直面は少なくとも反射性である、請
求項15記載の装置。 - 【請求項１７】 １つのプレート（Ｐ６）の、有歯面に
対向する平面には偏光フィルタが設けられている、請求
項１６記載の装置。 - 【請求項１８】 請求項１から１７までのいずれか１項
記載の偏光分割装置に適用される液晶スクリーン用の照
明装置において、 非偏光ビーム（Ｆ）を放出する光源と、 前記非偏光ビームを受光し、液晶スクリーンに第１のビ
ーム（Ｆ１）と第２のビーム（Ｆ２）を再透過する偏光
分割装置（ＰＢＳ）と、 マイクロレンズのマトリクスとを有し、 前記第１のビームと第２のビームは同じ偏光方向に偏光
され、該２つのビームの軸は所定の角度（２β）を形成
し、 前記マイクロレンズの１つは液晶スクリーンにおいて隣
接する少なくとも２つの画素（ＥＬ１，ＥＬ２）に対す
るものであり、 各マイクロレンズは第１のビームの部分を２つの画素の
一方（ＥＬ１）に向け、第２のビームの部分を他方の画
素（ＥＬ２）に向ける、ことを特徴とする照明装置。 - 【請求項１９】 スクリーン（ＬＣＤ）はマイクロレン
ズ（μＬ）の焦点面にある、請求項１８記載の装置。 - 【請求項２０】 マイクロレンズ（μＬ）は球形であ
る、請求項１８記載の装置。 - 【請求項２１】 マイクロレンズ（μＬ）は円筒状であ
り、各マイクロレンズは照明すべき画素の２つの列をイ
ネーブルする、請求項１８記載の装置。 - 【請求項２２】 偏光分割装置（ＰＢＳ）は偏光スプリ
ッタ（ＰＢＳ）と、ビーム再結合器とを有し、 前記偏光スプリッタは光源からの光を２つのビームに空
間的に分離し、 当該２つのビームは異なって偏光され、 少なくとも１つの反射器（Ｍ１，Ｍ２）が一方のビーム
（Ｆ１，Ｆ２）の経路に配置されており、 前記ビーム再結合器は２つのビームを受光し、それらを
スクリーン（ＬＣＤ）に透過する、請求項１８記載の装
置。 - 【請求項２３】 ２つの反射器（Ｍ１，Ｍ２）を有し、
当該反射器はそれぞれ１つのビーム（Ｆ１，Ｆ２）の経
路に配置されている、請求項１８記載の装置。 - 【請求項２４】 反射器（Ｍ１，Ｍ２）の向きが可変で
ある、請求項２２または２３記載の装置。 - 【請求項２５】 （λ/２）偏光回転装置がビームの一
方（Ｆ１またはＦ２）の経路に配置されている、請求項
２２記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9505114 | 1995-04-28 | ||
| FR9505114A FR2733601B1 (fr) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | Dispositif de separation de polarisation et application a un systeme d'eclairement d'un ecran a cristal liquide |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08334623A true JPH08334623A (ja) | 1996-12-17 |
Family
ID=9478536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8109732A Pending JPH08334623A (ja) | 1995-04-28 | 1996-04-30 | 偏光分割装置 |
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| JP (1) | JPH08334623A (ja) |
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| DE (1) | DE69610736T2 (ja) |
| FR (1) | FR2733601B1 (ja) |
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