JPH09185057A - 偏光照明系及びそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents
偏光照明系及びそれを用いた液晶表示装置Info
- Publication number
- JPH09185057A JPH09185057A JP8017134A JP1713496A JPH09185057A JP H09185057 A JPH09185057 A JP H09185057A JP 8017134 A JP8017134 A JP 8017134A JP 1713496 A JP1713496 A JP 1713496A JP H09185057 A JPH09185057 A JP H09185057A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- polarized
- liquid crystal
- polarized light
- display device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 輝度ムラ、色ムラを発生せず、入射光束断面
積と照明光束断面積の差を少なくして小型の偏光照明系
を達成して、これを利用して照明手段の光量を増加させ
なくても明るい画像表示ができ、昇温にともなうLCD の
性能低下による画像劣化が防げる偏光照明系及びそれを
用いた液晶表示装置を得ること。 【解決手段】 光源より射出される光束を照明光学系に
より略平行光束とし、該平行光束を偏光分離手段により
２つの異なる偏光光束に分離し、分離した一方の偏光光
束の進行方向を光路合成手段により偏向して他方の偏光
光束の進行方向に対して所定角度傾け、該２つの偏光光
束を集光手段によって別々の点に集光させ、該別々の点
に集光した２つの偏光光束で所定面上を照明している。
積と照明光束断面積の差を少なくして小型の偏光照明系
を達成して、これを利用して照明手段の光量を増加させ
なくても明るい画像表示ができ、昇温にともなうLCD の
性能低下による画像劣化が防げる偏光照明系及びそれを
用いた液晶表示装置を得ること。 【解決手段】 光源より射出される光束を照明光学系に
より略平行光束とし、該平行光束を偏光分離手段により
２つの異なる偏光光束に分離し、分離した一方の偏光光
束の進行方向を光路合成手段により偏向して他方の偏光
光束の進行方向に対して所定角度傾け、該２つの偏光光
束を集光手段によって別々の点に集光させ、該別々の点
に集光した２つの偏光光束で所定面上を照明している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は偏光照明系及びそれ
を用いた液晶表示装置に関し、特に偏光光束を利用して
光変調等を行い画像を表示する際に好適なものである。
を用いた液晶表示装置に関し、特に偏光光束を利用して
光変調等を行い画像を表示する際に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、液晶表示素子を光変調デバイス
（ライトバルブ）として投影表示を行う液晶表示装置
は、例えば図 8に示すように構成されている。
（ライトバルブ）として投影表示を行う液晶表示装置
は、例えば図 8に示すように構成されている。
【０００３】図中、 1は光源、 2は反射笠、81は偏光子
（ポラライザー）、 6は液晶光変調手段（ライトバル
ブ、以後LCD と略記する）、 8は検光子（アナライザ
ー）、10は投影レンズ、11はスクリーンである。
（ポラライザー）、 6は液晶光変調手段（ライトバル
ブ、以後LCD と略記する）、 8は検光子（アナライザ
ー）、10は投影レンズ、11はスクリーンである。
【０００４】光源 1と反射笠 2で構成される照明手段か
らの無偏光照明光を偏光子81により偏光光束に変換し
て、LCD 6 により変調を行い、検光子 8により画像情報
光束のみ取り出して、これを投影レンズ10によりスクリ
ーン11上に結像させ、該スクリーン上に画像情報を表示
している。なお、場合によっては、LCD 6 と投影レンズ
10の間にフィールドレンズを設けることもある。
らの無偏光照明光を偏光子81により偏光光束に変換し
て、LCD 6 により変調を行い、検光子 8により画像情報
光束のみ取り出して、これを投影レンズ10によりスクリ
ーン11上に結像させ、該スクリーン上に画像情報を表示
している。なお、場合によっては、LCD 6 と投影レンズ
10の間にフィールドレンズを設けることもある。
【０００５】又、投影レンズ10を設けずに、検光子 8を
直視する液晶表示装置はいわゆる液晶TVである。
直視する液晶表示装置はいわゆる液晶TVである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、次のような問題点があった。 偏光子81では特定方向の偏光光だけを選択的に透過
するのでバックライト側からの照明光の約50％が透過し
ない。 LCD 6 には、構造上、光を透過しない非開口部があ
り、ここで光のロスが生じる。
来例では、次のような問題点があった。 偏光子81では特定方向の偏光光だけを選択的に透過
するのでバックライト側からの照明光の約50％が透過し
ない。 LCD 6 には、構造上、光を透過しない非開口部があ
り、ここで光のロスが生じる。
【０００７】以上の理由により、上記の従来例では光の
利用効率が50％以下になっている。これを明るい表示装
置にしようとして照明手段の光量をアップさせれば昇温
が発生し、LCD 6 の温度特性により、その表示性能が劣
化するなどの 2次的問題が生じる。
利用効率が50％以下になっている。これを明るい表示装
置にしようとして照明手段の光量をアップさせれば昇温
が発生し、LCD 6 の温度特性により、その表示性能が劣
化するなどの 2次的問題が生じる。
【０００８】一方、LCD 6 の非開口部についてはLCD の
各画素に対応したマイクロレンズアレーを設ける解決策
が提案されているが、LCD の小型化に伴いマイクロレン
ズアレーの各レンズサイズも著しく小さくなり製造が困
難になってきている。
各画素に対応したマイクロレンズアレーを設ける解決策
が提案されているが、LCD の小型化に伴いマイクロレン
ズアレーの各レンズサイズも著しく小さくなり製造が困
難になってきている。
【０００９】又、偏光子81によるロスを排除するものと
して図 9に示すような偏光変換手段を用いる偏光照明系
が提案されている。これについて説明する。図中、302,
303は夫々直角プリズムであり、両プリズムは偏光分離
膜301 を介して互いに斜面で接合して偏光ビームスプリ
ッタ（PBS ）を構成している。401 は反射ミラー、701
はλ/2波長板である。
して図 9に示すような偏光変換手段を用いる偏光照明系
が提案されている。これについて説明する。図中、302,
303は夫々直角プリズムであり、両プリズムは偏光分離
膜301 を介して互いに斜面で接合して偏光ビームスプリ
ッタ（PBS ）を構成している。401 は反射ミラー、701
はλ/2波長板である。
【００１０】非偏光光である入射光ＬがPBS に入射する
と、入射光Ｌは偏光分離膜301 にてP偏光光束LP， S偏
光光束LSに分離する。 S偏光光束LSは反射面401 によっ
て進行方向を P偏光光束LPと同じにし、次いでλ/2波長
板701 にて P偏光光束LP' に変換して P偏光光束LPとと
もに同じ P偏光として被照明体を照明する。
と、入射光Ｌは偏光分離膜301 にてP偏光光束LP， S偏
光光束LSに分離する。 S偏光光束LSは反射面401 によっ
て進行方向を P偏光光束LPと同じにし、次いでλ/2波長
板701 にて P偏光光束LP' に変換して P偏光光束LPとと
もに同じ P偏光として被照明体を照明する。
【００１１】この偏光照明系を用いると入射光Ｌがすべ
て P偏光に変換されるが、次の問題が生じる。
て P偏光に変換されるが、次の問題が生じる。
【００１２】イ．入射光Ｌの光束断面積に対して射出光
束はLP＋LP' となり、断面積は 2倍となる。これは例え
ばNTSC方式の4:3 のアスペクト・レシオの照明には不向
きとなる。
束はLP＋LP' となり、断面積は 2倍となる。これは例え
ばNTSC方式の4:3 のアスペクト・レシオの照明には不向
きとなる。
【００１３】ロ．両 P偏光光束LP，LP' の境界に光量差
が生じやすい。
が生じやすい。
【００１４】ハ． P偏光光束LPと P偏光光束LP' では光
量・分光分布に差があるのでLCD 画像上では色ムラ・輝
度ムラになる。
量・分光分布に差があるのでLCD 画像上では色ムラ・輝
度ムラになる。
【００１５】ニ．偏光照明系が大きくなる。
【００１６】又、射出光束径の問題を回避するために P
偏光光束LP，LP' を大きい凸レンズ311 で重ね合わせる
方法が提案されているが、この方法では光路長が長くな
るとか凸レンズが必要となりコストアップするなどの問
題が発生する。
偏光光束LP，LP' を大きい凸レンズ311 で重ね合わせる
方法が提案されているが、この方法では光路長が長くな
るとか凸レンズが必要となりコストアップするなどの問
題が発生する。
【００１７】本発明は、輝度ムラ、色ムラを発生せず、
入射光束断面積と照明光束断面積の差を少なくして小型
の偏光照明系を達成して、これを利用して照明手段の光
量を増加させなくても明るい画像表示ができ、昇温にと
もなうLCD の性能低下による画像劣化が防げる偏光照明
系及びそれを用いた液晶表示装置の提供を目的とする。
入射光束断面積と照明光束断面積の差を少なくして小型
の偏光照明系を達成して、これを利用して照明手段の光
量を増加させなくても明るい画像表示ができ、昇温にと
もなうLCD の性能低下による画像劣化が防げる偏光照明
系及びそれを用いた液晶表示装置の提供を目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明の偏光照明系は、 （１−１） 光源より射出される光束を照明光学系によ
り略平行光束とし、該平行光束を偏光分離手段により２
つの異なる偏光光束に分離し、分離した一方の偏光光束
の進行方向を光路合成手段により偏向して他方の偏光光
束の進行方向に対して所定角度傾け、該２つの偏光光束
を集光手段によって別々の点に集光させ、該別々の点に
集光した２つの偏光光束で所定面上を照明していること
等を特徴としている。
り略平行光束とし、該平行光束を偏光分離手段により２
つの異なる偏光光束に分離し、分離した一方の偏光光束
の進行方向を光路合成手段により偏向して他方の偏光光
束の進行方向に対して所定角度傾け、該２つの偏光光束
を集光手段によって別々の点に集光させ、該別々の点に
集光した２つの偏光光束で所定面上を照明していること
等を特徴としている。
【００１９】特に、 （１−１−１） 前記偏光分離手段は平面の偏光分離層
を有しており、 前記光路合成手段は平面の反射面を有
しており、該反射面により反射される前記一方の偏光光
束は該反射面により反射された後該偏光分離層を透過
し、その際他方の偏光光束が該偏光分離層で反射される
範囲と少なくとも75% 重なる。 （１−１−２） 前記集光手段は単位集光手段を２次元
的に配列したレンズアレーである。 こと等を特徴としている。
を有しており、 前記光路合成手段は平面の反射面を有
しており、該反射面により反射される前記一方の偏光光
束は該反射面により反射された後該偏光分離層を透過
し、その際他方の偏光光束が該偏光分離層で反射される
範囲と少なくとも75% 重なる。 （１−１−２） 前記集光手段は単位集光手段を２次元
的に配列したレンズアレーである。 こと等を特徴としている。
【００２０】又、本発明の液晶表示装置は、 （１−２） (1-1-2) 項に記載の偏光照明系で画像情報
によって変調された液晶光変調手段を照明し、該液晶光
変調手段をアナライザーを介することにより該画像情報
を表示する液晶表示装置を構成する際、前記単位集光手
段の”PS平面”に平行な方向のピッチは該液晶光変調手
段の該方向の画素ピッチのほぼ２倍であり、該単位集光
手段の該”PS平面”に垂直な方向のピッチは該液晶光変
調手段の該方向の画素ピッチにほぼ等しく、前記集光手
段のほぼ集光位置に該液晶光変調手段を配置したこと等
を特徴としている。
によって変調された液晶光変調手段を照明し、該液晶光
変調手段をアナライザーを介することにより該画像情報
を表示する液晶表示装置を構成する際、前記単位集光手
段の”PS平面”に平行な方向のピッチは該液晶光変調手
段の該方向の画素ピッチのほぼ２倍であり、該単位集光
手段の該”PS平面”に垂直な方向のピッチは該液晶光変
調手段の該方向の画素ピッチにほぼ等しく、前記集光手
段のほぼ集光位置に該液晶光変調手段を配置したこと等
を特徴としている。
【００２１】特に、 （１−２−１） 前記単位集光手段の焦点距離を f、前
記偏光分離層と前記反射面のなす角度をθ、前記”PS平
面”に平行な方向の前記液晶光変調手段の画素ピッチを
Xとするとき、
記偏光分離層と前記反射面のなす角度をθ、前記”PS平
面”に平行な方向の前記液晶光変調手段の画素ピッチを
Xとするとき、
【００２２】
【数２】 （ただし、n は奇数）の関係にある。 （１−２−２） 前記”PS平面”に平行な方向の前記液
晶光変調手段の画素列が１列おきにその光入射面に位相
シフトフィルターを有している。 （１−２−３） 前記”PS平面”に平行な方向の前記液
晶光変調手段の画素列を隣合う列同志で光変調特性を逆
転して駆動する。 （１−２−４） 前記アナライザーと離して投影レンズ
を設け、該アナライザーを介して前記液晶光変調手段に
表示する画像情報をスクリーン上に投影する際、前記偏
光分離層と前記反射面のなす角度をθとしたとき、該投
影レンズの該液晶光変調手段側のNAが、 NA≧sin θ なる条件を満たしている。 こと等を特徴としている。
晶光変調手段の画素列が１列おきにその光入射面に位相
シフトフィルターを有している。 （１−２−３） 前記”PS平面”に平行な方向の前記液
晶光変調手段の画素列を隣合う列同志で光変調特性を逆
転して駆動する。 （１−２−４） 前記アナライザーと離して投影レンズ
を設け、該アナライザーを介して前記液晶光変調手段に
表示する画像情報をスクリーン上に投影する際、前記偏
光分離層と前記反射面のなす角度をθとしたとき、該投
影レンズの該液晶光変調手段側のNAが、 NA≧sin θ なる条件を満たしている。 こと等を特徴としている。
【００２３】更に、本発明の液晶表示装置は、 （１−３） (1-1) 項に記載の偏光照明系により別々の
点に集光した２つの偏光光束のうち一方の偏光光束を位
相シフトフィルタによって他方の偏光光束と同じ偏光状
態に変換した後、２つの偏光光束により画像情報により
変調された液晶光変調手段を照明し、該液晶光変調手段
をアナライザーを介することにより該画像情報を表示す
ること等を特徴としている。
点に集光した２つの偏光光束のうち一方の偏光光束を位
相シフトフィルタによって他方の偏光光束と同じ偏光状
態に変換した後、２つの偏光光束により画像情報により
変調された液晶光変調手段を照明し、該液晶光変調手段
をアナライザーを介することにより該画像情報を表示す
ること等を特徴としている。
【００２４】又、本発明の光学装置は、 （１−４） (1-1) 〜(1-1-2) のいずれか１項に記載の
偏光照明系の前記集光手段によって別々に集光された前
記偏光光束の集光点より該偏光光束を別々に取り込むこ
と等を特徴としている。
偏光照明系の前記集光手段によって別々に集光された前
記偏光光束の集光点より該偏光光束を別々に取り込むこ
と等を特徴としている。
【００２５】又、本発明の照明光学系は、 （１−５） 光源からの光束を偏光分離手段で反射光と
透過光の偏光状態の異なる２つの光束に分離し、該２つ
の光束のうち一方の光束を該偏光分離手段に隣接して傾
斜させた光路合成手段で偏向させた後該偏光分離手段を
介して他方の光束の進行方向に対して所定角度で取り出
させ、該偏光分離手段からの２つの光束を利用して所定
面上を照明していること等を特徴としている。
透過光の偏光状態の異なる２つの光束に分離し、該２つ
の光束のうち一方の光束を該偏光分離手段に隣接して傾
斜させた光路合成手段で偏向させた後該偏光分離手段を
介して他方の光束の進行方向に対して所定角度で取り出
させ、該偏光分離手段からの２つの光束を利用して所定
面上を照明していること等を特徴としている。
【００２６】
【発明の実施の形態】図 1は本発明の偏光照明系の実施
形態 1の要部概略図である。図中、 1は光源、 2は回転
放物面形状の反射笠（照明光学系）、 3は平行平面のガ
ラス板の片面に設けた偏光分離層、 4は反射ミラーの反
射面、 5は集光レンズ（集光手段）である。反射笠 2は
放物面形状でその焦点位置に光源 1を設けている。
形態 1の要部概略図である。図中、 1は光源、 2は回転
放物面形状の反射笠（照明光学系）、 3は平行平面のガ
ラス板の片面に設けた偏光分離層、 4は反射ミラーの反
射面、 5は集光レンズ（集光手段）である。反射笠 2は
放物面形状でその焦点位置に光源 1を設けている。
【００２７】なお、光源 1、反射笠 2等は照明手段の一
要素を構成しており、略平行光束を発生する。この平行
光束の進行方向は偏光分離層 3、反射面 4の法線を含む
面に平行な方向である。又、偏光分離層 3を設けたガラ
ス板は偏光分離手段の一要素を構成している。又、反射
面 4を設けた反射ミラーは光路合成手段の一要素を構成
している。
要素を構成しており、略平行光束を発生する。この平行
光束の進行方向は偏光分離層 3、反射面 4の法線を含む
面に平行な方向である。又、偏光分離層 3を設けたガラ
ス板は偏光分離手段の一要素を構成している。又、反射
面 4を設けた反射ミラーは光路合成手段の一要素を構成
している。
【００２８】本実施形態の作用を説明する。光源 1と反
射笠 2で平行照明光束Ｌ（無偏光光束（自然光束））を
発生させる。平行照明光束Ｌは偏光分離層 3で S偏光光
束Ls（進行方向に垂直で紙面に対して垂直な方向の偏光
面を有する偏光）と P偏光光束LP（進行方向に垂直で紙
面に対して平行な方向の偏光面を有する偏光）の 2つに
分離され、 S偏光光束Lsは偏光分離層 3で反射され、 P
偏光光束LPは偏光分離層 3を透過する。
射笠 2で平行照明光束Ｌ（無偏光光束（自然光束））を
発生させる。平行照明光束Ｌは偏光分離層 3で S偏光光
束Ls（進行方向に垂直で紙面に対して垂直な方向の偏光
面を有する偏光）と P偏光光束LP（進行方向に垂直で紙
面に対して平行な方向の偏光面を有する偏光）の 2つに
分離され、 S偏光光束Lsは偏光分離層 3で反射され、 P
偏光光束LPは偏光分離層 3を透過する。
【００２９】反射面 4は偏光分離層 3に対して図示する
ように微少角度θ傾いて配置している。 P偏光光束LPは
この反射面 4で反射されて、再び偏光分離層 3に入射す
る。そして P偏光光束LPはこれを透過し、 S偏光光束Ls
と微少角度 2θ異なって光路を再び重ねることになる。
つまり S偏光光束Lsと P偏光光束LPはそれぞれ平行光束
で、進行方向に 2θの角度差がある 2つの異なる偏光光
束となって集光レンズ5に入射する。よってこれらの 2
つの偏光光束は、夫々集光レンズ 5の焦点面上の点OP，
OSに集光し、点OP，OSではそれぞれ P偏光， S偏光の照
明光が得られる。
ように微少角度θ傾いて配置している。 P偏光光束LPは
この反射面 4で反射されて、再び偏光分離層 3に入射す
る。そして P偏光光束LPはこれを透過し、 S偏光光束Ls
と微少角度 2θ異なって光路を再び重ねることになる。
つまり S偏光光束Lsと P偏光光束LPはそれぞれ平行光束
で、進行方向に 2θの角度差がある 2つの異なる偏光光
束となって集光レンズ5に入射する。よってこれらの 2
つの偏光光束は、夫々集光レンズ 5の焦点面上の点OP，
OSに集光し、点OP，OSではそれぞれ P偏光， S偏光の照
明光が得られる。
【００３０】点OPと点OSとの間隔E は、集光レンズ 5の
焦点距離を fとする時 E=2f・tan θとなる。なお、点OP
と点OSは集光レンズ 5の前側主点Hを通る P偏光光線の
進行方向と S偏光光線の進行方向に平行な平面（本実施
形態では、この平面を”PS平面”と呼ぶこととする）内
にある。
焦点距離を fとする時 E=2f・tan θとなる。なお、点OP
と点OSは集光レンズ 5の前側主点Hを通る P偏光光線の
進行方向と S偏光光線の進行方向に平行な平面（本実施
形態では、この平面を”PS平面”と呼ぶこととする）内
にある。
【００３１】このように設定した偏光照明系の実施形態
1を偏光照明系29とする。
1を偏光照明系29とする。
【００３２】本実施形態によれば自然光束の照明光Ｌを
P偏光光束LPと S偏光光束Lsに分けて、これを集光レン
ズ 5を介して別々の点に結像させているので、偏光光束
を利用する光学装置にこの偏光照明系を採用すれば、 P
偏光集光点OP及び S偏光集光点OSから取り込んだ光を夫
々の偏光状態に応じて適切に処理することにより、照明
光Ｌを殆どロス無く利用することができる。
P偏光光束LPと S偏光光束Lsに分けて、これを集光レン
ズ 5を介して別々の点に結像させているので、偏光光束
を利用する光学装置にこの偏光照明系を採用すれば、 P
偏光集光点OP及び S偏光集光点OSから取り込んだ光を夫
々の偏光状態に応じて適切に処理することにより、照明
光Ｌを殆どロス無く利用することができる。
【００３３】しかも、 P偏光光束LPと S偏光光束Lsとを
所定角度(2θ) 傾けて集光レンズ 5に入射させる際、両
偏光光束を略重なった状態で集光レンズ 5に入射させる
ので、従来の偏光照明系のように大きくなることはな
い。本発明においては反射面 4により反射される P偏光
光束LPは該反射面により反射された後，該偏光分離層 3
を透過し、その際 S偏光光束Lsが該偏光分離層 3で反射
される範囲と少なくとも75% 重なるようにすれば本発明
の目的を達する。
所定角度(2θ) 傾けて集光レンズ 5に入射させる際、両
偏光光束を略重なった状態で集光レンズ 5に入射させる
ので、従来の偏光照明系のように大きくなることはな
い。本発明においては反射面 4により反射される P偏光
光束LPは該反射面により反射された後，該偏光分離層 3
を透過し、その際 S偏光光束Lsが該偏光分離層 3で反射
される範囲と少なくとも75% 重なるようにすれば本発明
の目的を達する。
【００３４】この P偏光光束LPと S偏光光束Lsが偏光分
離層 3で重なる範囲を求める。図 1において、照明手段
からの略平行な光束の紙面内の直径を2D、該光束の光軸
から偏光分離層 3と反射面 4の交わる線G までの距離を
F 、該平行光束の紙面内の周縁光線が該偏光分離層 3と
交わる点をA 及びB 、偏光分離層 3を透過した P偏光光
束LPの周縁光線が反射面 4で反射した後再び偏光分離層
3と交わる点をA'及びB'とする。
離層 3で重なる範囲を求める。図 1において、照明手段
からの略平行な光束の紙面内の直径を2D、該光束の光軸
から偏光分離層 3と反射面 4の交わる線G までの距離を
F 、該平行光束の紙面内の周縁光線が該偏光分離層 3と
交わる点をA 及びB 、偏光分離層 3を透過した P偏光光
束LPの周縁光線が反射面 4で反射した後再び偏光分離層
3と交わる点をA'及びB'とする。
【００３５】
【数３】 と表される。前記のように本発明ではこの割合が≧0.75
であることが望ましい。
であることが望ましい。
【００３６】反射笠 2が回転放物面であることから、 3
の偏光分離層に入射する照明光はほぼ円形をしている。
円形の照明光で効率よく照明できる矩形被照明体は、正
方形であるが、例えばNTSC方式の被照明体は 4:3なの
で、 2つの円形照明光を75%以上重ねれば効率よく照明
できる。
の偏光分離層に入射する照明光はほぼ円形をしている。
円形の照明光で効率よく照明できる矩形被照明体は、正
方形であるが、例えばNTSC方式の被照明体は 4:3なの
で、 2つの円形照明光を75%以上重ねれば効率よく照明
できる。
【００３７】本実施形態では、略平行光束を発生する照
明光学系として放物面の反射笠 2を用いたが、照明光学
系としては楕円面反射笠とレンズを用いるもの、コリメ
ータレンズを用いるもの等、略平行光束を発生する照明
光学系ならば本実施形態に使用できる。
明光学系として放物面の反射笠 2を用いたが、照明光学
系としては楕円面反射笠とレンズを用いるもの、コリメ
ータレンズを用いるもの等、略平行光束を発生する照明
光学系ならば本実施形態に使用できる。
【００３８】又、偏光分離層 3としては多層膜を用いた
もの、ブリュースター角を利用したもの、複屈折力を利
用したものなどの偏光分離作用を有する光デバイスを用
いて構成する。
もの、ブリュースター角を利用したもの、複屈折力を利
用したものなどの偏光分離作用を有する光デバイスを用
いて構成する。
【００３９】又、集光レンズ 5は凸レンズの他、フレネ
ルレンズ、GIレンズなど集光作用を有する光学素子を用
いることもできる。
ルレンズ、GIレンズなど集光作用を有する光学素子を用
いることもできる。
【００４０】図 2は本発明の偏光照明系の実施形態 2の
要部概略図である。本実施形態は実施形態 1の集光レン
ズ 5の部分のみが異なっており、その他の点は同じであ
る。実施形態 1と同じ要素には同じ番号を付しており、
説明は省略する。
要部概略図である。本実施形態は実施形態 1の集光レン
ズ 5の部分のみが異なっており、その他の点は同じであ
る。実施形態 1と同じ要素には同じ番号を付しており、
説明は省略する。
【００４１】図中、25はレンズアレー（集光手段）であ
り、微小なレンズ501 を単位集光手段として、これを 2
次元的に配列して構成している。なお、紙面内における
レンズ501 の配置ピッチは2Xである。
り、微小なレンズ501 を単位集光手段として、これを 2
次元的に配列して構成している。なお、紙面内における
レンズ501 の配置ピッチは2Xである。
【００４２】図2は１つのレンズ501 の前側主点Hを通る
P偏光光線の進行方向と S偏光光線の進行方向に平行な
平面（本実施形態ではこの平面を”PS平面”と呼ぶこと
とする）の断面図である。
P偏光光線の進行方向と S偏光光線の進行方向に平行な
平面（本実施形態ではこの平面を”PS平面”と呼ぶこと
とする）の断面図である。
【００４３】本実施形態の作用を説明する。偏光分離層
3からは２つの偏光平行光束， S偏光光束Lsと P偏光光
束LPが僅かの角度差２θを持ってレンズアレー25に入射
する。各レンズ501iに達した 2つの偏光平行光束、 S偏
光光束Lsと P偏光光束LPは、それぞれ点OS，OPに別れて
集光する。そして、点OPと点OSとの間隔E は、レンズ50
1 の焦点距離を fとする時 E=2f・tan θとなる。そこ
で、レンズ501 の焦点距離 fとして
3からは２つの偏光平行光束， S偏光光束Lsと P偏光光
束LPが僅かの角度差２θを持ってレンズアレー25に入射
する。各レンズ501iに達した 2つの偏光平行光束、 S偏
光光束Lsと P偏光光束LPは、それぞれ点OS，OPに別れて
集光する。そして、点OPと点OSとの間隔E は、レンズ50
1 の焦点距離を fとする時 E=2f・tan θとなる。そこ
で、レンズ501 の焦点距離 fとして
【００４４】
【数４】 と設定すれば、紙面内において集光点OPと集光点OSが等
間隔 Xで交互に形成されることとなる。なお、焦点距離
fが一定のもとでは、n が小さい程２つの偏光光束の角
度差が小さくなり、両偏光光束の重なる範囲が大きくな
るので、より大きいレンズアレー25を照明することがで
きる。
間隔 Xで交互に形成されることとなる。なお、焦点距離
fが一定のもとでは、n が小さい程２つの偏光光束の角
度差が小さくなり、両偏光光束の重なる範囲が大きくな
るので、より大きいレンズアレー25を照明することがで
きる。
【００４５】このように設定した偏光照明系の実施形態
2を偏光照明系30とする。
2を偏光照明系30とする。
【００４６】本実施形態によれば自然光束の照明光Ｌを
P偏光光束LPと S偏光光束Lsに分けて、これをレンズア
レー25を介して別々の点に結像させているので、偏光光
を利用する光学装置にこの偏光照明系を採用すれば、 P
偏光集光点OP及び S偏光集光点OSから取り込んだ光を夫
々の偏光状態に応じて適切に処理することにより、照明
光Ｌを殆どロス無く利用することができる。
P偏光光束LPと S偏光光束Lsに分けて、これをレンズア
レー25を介して別々の点に結像させているので、偏光光
を利用する光学装置にこの偏光照明系を採用すれば、 P
偏光集光点OP及び S偏光集光点OSから取り込んだ光を夫
々の偏光状態に応じて適切に処理することにより、照明
光Ｌを殆どロス無く利用することができる。
【００４７】以上の偏光照明系30を液晶表示装置に利用
する。液晶表示装置は図 8の従来の液晶表示装置で説明
したように、偏光光で照明した液晶光変調手段（LCD ）
を検光子（アナライザー）を介してスクリーン上に投影
するか、又は直接肉眼で検光子を観察することで液晶表
示素子上の表示画像を認識する。
する。液晶表示装置は図 8の従来の液晶表示装置で説明
したように、偏光光で照明した液晶光変調手段（LCD ）
を検光子（アナライザー）を介してスクリーン上に投影
するか、又は直接肉眼で検光子を観察することで液晶表
示素子上の表示画像を認識する。
【００４８】LCD は一般に S偏光と P偏光の反転した入
射光に対して出射光も反転してしまう。このため、液晶
表示装置において偏光照明系を利用して適正な画像を得
るためには、 ．LCD への入射光を同一の偏光状態とする。
射光に対して出射光も反転してしまう。このため、液晶
表示装置において偏光照明系を利用して適正な画像を得
るためには、 ．LCD への入射光を同一の偏光状態とする。
【００４９】．若しくは入射光の偏光状態に応じてLC
D 画素の駆動を反転させることが必要である。
D 画素の駆動を反転させることが必要である。
【００５０】図 3は本発明の液晶表示装置の実施形態 1
の一部の要部概略図である。図中、30は前記の偏光照明
系の実施形態 2であり、図中ではレンズアレー25のみを
図示し、その他の要素は省略している。図は前記”PS平
面”の断面図である。
の一部の要部概略図である。図中、30は前記の偏光照明
系の実施形態 2であり、図中ではレンズアレー25のみを
図示し、その他の要素は省略している。図は前記”PS平
面”の断面図である。
【００５１】6は液晶光変調手段（ライトバルブ、LCD
）である。 601はLCD 6 の開口部（画素）、602 はLCD
6 の非開口部であり、非開口部602 にはLCD 6 を光変
調するための駆動回路などを設けており、この部分はマ
スキングされている。駆動回路は開口部601 に入射する
光束を光変調駆動している。なお、LCD 6 の紙面（”PS
平面”）内の画素ピッチはX である。
）である。 601はLCD 6 の開口部（画素）、602 はLCD
6 の非開口部であり、非開口部602 にはLCD 6 を光変
調するための駆動回路などを設けており、この部分はマ
スキングされている。駆動回路は開口部601 に入射する
光束を光変調駆動している。なお、LCD 6 の紙面（”PS
平面”）内の画素ピッチはX である。
【００５２】レンズアレー25はレンズ501 を単位集光手
段としてこれを2 次元的に配列して構成している。レン
ズ501 の紙面("PS平面" ）内のピッチは2Xで、又紙面("
PS平面" ）に垂直方向のピッチはLCD 6 のその方向の画
素ピッチと同じである。
段としてこれを2 次元的に配列して構成している。レン
ズ501 の紙面("PS平面" ）内のピッチは2Xで、又紙面("
PS平面" ）に垂直方向のピッチはLCD 6 のその方向の画
素ピッチと同じである。
【００５３】又、 8は検光子（アナライザー）であり、
観察者は該検光子 8を介してLCD 上の表示画像を視認す
る。
観察者は該検光子 8を介してLCD 上の表示画像を視認す
る。
【００５４】本実施形態の作用を説明する。偏光照明系
30中に形成された P偏光光束LPと S偏光光束LSは１つの
レンズ501 に入射して、紙面（”PS平面”）内で点OPと
点OSに集光する。点OPと点OSの間隔 Eは E ＝2f・tanθ となる。本実施形態ではこの間隔 Eとして E＝nX（ただ
し、n は奇数）と設定しているので、集光点OPと集光点
OSが等間隔で交互にLCD 6 の開口部601 上に形成され
て、夫々の偏光光がLCD 6 の画素に入射する。（図 3は
n=1の場合を図示している。）つまり、本実施形態にお
いては
30中に形成された P偏光光束LPと S偏光光束LSは１つの
レンズ501 に入射して、紙面（”PS平面”）内で点OPと
点OSに集光する。点OPと点OSの間隔 Eは E ＝2f・tanθ となる。本実施形態ではこの間隔 Eとして E＝nX（ただ
し、n は奇数）と設定しているので、集光点OPと集光点
OSが等間隔で交互にLCD 6 の開口部601 上に形成され
て、夫々の偏光光がLCD 6 の画素に入射する。（図 3は
n=1の場合を図示している。）つまり、本実施形態にお
いては
【００５５】
【数５】 の条件を満たすように諸要素を設定している。
【００５６】本実施形態では、LCD 6 の画素に入射する
入射光の偏光状態が異なるので、入射光の偏光状態に応
じてLCD 画素の駆動を反転させている。図 4は本実施形
態の駆動特性図である。図 4の横軸は表示したい画像濃
度 I、縦軸はLCD の画素の偏光の回転の度合い Tであ
る。 P偏光が入射する画素は実線に示すように、また S
偏光が入射する画素は破線に示すように、それぞれ反転
して駆動する。
入射光の偏光状態が異なるので、入射光の偏光状態に応
じてLCD 画素の駆動を反転させている。図 4は本実施形
態の駆動特性図である。図 4の横軸は表示したい画像濃
度 I、縦軸はLCD の画素の偏光の回転の度合い Tであ
る。 P偏光が入射する画素は実線に示すように、また S
偏光が入射する画素は破線に示すように、それぞれ反転
して駆動する。
【００５７】このようにLCD 6 の画素を駆動し、検光子
8により画像情報光束のみ取り出して視認する。
8により画像情報光束のみ取り出して視認する。
【００５８】本実施形態の場合、各レンズ501 に達した
2つの偏光平行光束、 S偏光光束Lsと P偏光光束LPは、
それぞれ点OS，OPに集光し、この位置にLCD 6 の開口部
601S，601Pが配置されている。そして、”PS平面”に平
行な方向の液晶光変調手段の画素列を隣合う列同志で光
変調特性を逆転して駆動する。
2つの偏光平行光束、 S偏光光束Lsと P偏光光束LPは、
それぞれ点OS，OPに集光し、この位置にLCD 6 の開口部
601S，601Pが配置されている。そして、”PS平面”に平
行な方向の液晶光変調手段の画素列を隣合う列同志で光
変調特性を逆転して駆動する。
【００５９】このように、本実施形態では各開口部601
S，601Pを図 4に示す駆動特性に従って駆動することに
より、効率よく照明光束をLCD 6 に取り込んで、LCD 6
上の表示画像を明るく適正に表示することができる。
S，601Pを図 4に示す駆動特性に従って駆動することに
より、効率よく照明光束をLCD 6 に取り込んで、LCD 6
上の表示画像を明るく適正に表示することができる。
【００６０】更に、本実施形態においては、レンズアレ
ー25へ入射する両偏光光束の重なる範囲が大きいので、
大きいLCD 6 も容易に照明することができる。
ー25へ入射する両偏光光束の重なる範囲が大きいので、
大きいLCD 6 も容易に照明することができる。
【００６１】又、従来の偏光照明系を使用する場合と比
べて、 P偏光光束と S偏光光束に多少の光量差があって
も P偏光照明画素と S偏光照明画素が密に混在している
ので視覚的には光量差を認識できない効果がある。
べて、 P偏光光束と S偏光光束に多少の光量差があって
も P偏光照明画素と S偏光照明画素が密に混在している
ので視覚的には光量差を認識できない効果がある。
【００６２】図 5は本発明の液晶表示装置の実施形態 2
の一部の要部概略図である。図中、30は前記の偏光照明
系の実施形態 2であり、図中ではレンズアレー25のみを
図示し、その他の要素は省略している。図は前記”PS平
面”の断面図である。
の一部の要部概略図である。図中、30は前記の偏光照明
系の実施形態 2であり、図中ではレンズアレー25のみを
図示し、その他の要素は省略している。図は前記”PS平
面”の断面図である。
【００６３】本実施形態は図 3の実施形態 1と比べて、
LCD 6 の画素列の１つおきに位相シフトフィルターを設
けていることと、画素の駆動方法が異なる点が異なって
おりその他の点は同じである。
LCD 6 の画素列の１つおきに位相シフトフィルターを設
けていることと、画素の駆動方法が異なる点が異なって
おりその他の点は同じである。
【００６４】6は液晶光変調手段（ライトバルブ、LCD
）である。 601はLCD 6 の開口部（画素）、602 はLCD
6 の非開口部であり、非開口部602 にはLCD 6 を光変
調するための駆動回路などを設けており、この部分はマ
スキングされている。駆動回路は開口部601 に入射する
光束を光変調駆動している。なお、LCD 6 の紙面（”PS
平面”）内の画素ピッチはX である。
）である。 601はLCD 6 の開口部（画素）、602 はLCD
6 の非開口部であり、非開口部602 にはLCD 6 を光変
調するための駆動回路などを設けており、この部分はマ
スキングされている。駆動回路は開口部601 に入射する
光束を光変調駆動している。なお、LCD 6 の紙面（”PS
平面”）内の画素ピッチはX である。
【００６５】レンズアレー25はレンズ501 を単位集光手
段としてこれを2 次元的に配列して構成している。レン
ズ501 の紙面("PS平面" ）内のピッチは2Xで、又紙面("
PS平面" ）に垂直方向のピッチはLCD 6 のその方向の画
素ピッチと同じである。
段としてこれを2 次元的に配列して構成している。レン
ズ501 の紙面("PS平面" ）内のピッチは2Xで、又紙面("
PS平面" ）に垂直方向のピッチはLCD 6 のその方向の画
素ピッチと同じである。
【００６６】又、 8は検光子（アナライザー）であり、
観察者は該検光子 8を介してLCD 上の表示画像を視認す
る。
観察者は該検光子 8を介してLCD 上の表示画像を視認す
る。
【００６７】本実施形態では、LCD 6 の S偏光光束Lsが
集光する開口部（画素）601Sの光入射側には位相シフト
フィルター(λ/2波長板) 7を設けている。この位相シフ
トフィルター 7は S偏光光束の位相を180 °ずらして P
偏光に変換しており、隣り合う601P画素に入射する P偏
光光束と偏光状態を一致させている。従って、”PS平
面”に平行な方向の液晶光変調手段の画素列が１列おき
にその光入射面に位相シフトフィルターを有している。
集光する開口部（画素）601Sの光入射側には位相シフト
フィルター(λ/2波長板) 7を設けている。この位相シフ
トフィルター 7は S偏光光束の位相を180 °ずらして P
偏光に変換しており、隣り合う601P画素に入射する P偏
光光束と偏光状態を一致させている。従って、”PS平
面”に平行な方向の液晶光変調手段の画素列が１列おき
にその光入射面に位相シフトフィルターを有している。
【００６８】又、 8は検光子（アナライザー）であり、
観察者は該検光子 8を介してLCD 6上の表示画像を視認
する。本実施形態の作用を説明する。偏光照明系30によ
って、紙面（”PS平面”）内で集光点OPと集光点OSが等
間隔で交互にLCD 6 の開口部601 上に形成されて、偏光
光がLCD 6 の画素に入射するが、その際 S偏光の集光点
OSには位相シフトフィルター 7が設けられているので、
S偏光はLCD 6 の画素への入射に際して P偏光光に変換
され、全ての画素は同じ P偏光光で照明され、通常の液
晶の駆動回路で光駆動した画素が検光子 8を介して視認
される。
観察者は該検光子 8を介してLCD 6上の表示画像を視認
する。本実施形態の作用を説明する。偏光照明系30によ
って、紙面（”PS平面”）内で集光点OPと集光点OSが等
間隔で交互にLCD 6 の開口部601 上に形成されて、偏光
光がLCD 6 の画素に入射するが、その際 S偏光の集光点
OSには位相シフトフィルター 7が設けられているので、
S偏光はLCD 6 の画素への入射に際して P偏光光に変換
され、全ての画素は同じ P偏光光で照明され、通常の液
晶の駆動回路で光駆動した画素が検光子 8を介して視認
される。
【００６９】本実施形態の場合、各レンズ501 に達した
2つの偏光平行光束、 S偏光光束Lsと P偏光光束LPは、
それぞれ点OS，OPに集光し、この位置にLCD 6 の開口部
601S，601Pが配置されている。そして、 S偏光がLCD の
開口部601Sへ入射するに際して位相シフトフィルター 7
によって P偏光光に変換されることにより、効率よく照
明光束をLCD 6 に取り込んで、LCD 6 上の表示画像を明
るく適正に表示することができる。
2つの偏光平行光束、 S偏光光束Lsと P偏光光束LPは、
それぞれ点OS，OPに集光し、この位置にLCD 6 の開口部
601S，601Pが配置されている。そして、 S偏光がLCD の
開口部601Sへ入射するに際して位相シフトフィルター 7
によって P偏光光に変換されることにより、効率よく照
明光束をLCD 6 に取り込んで、LCD 6 上の表示画像を明
るく適正に表示することができる。
【００７０】その他の効果は図 3の実施形態 1と同じで
ある。
ある。
【００７１】図 6は本発明の液晶表示装置の実施形態 3
である。図中、 1は光源、 2は反射笠、 3は偏光分離
層、 4は反射面、25はレンズアレー（集光手段）、 6は
LCD 、7は位相シフトフィルター、 8はアナライザー、
9はフィールドレンズ、10は投影レンズ、11はスクリー
ンである。図は前記”PS平面”の断面図である。
である。図中、 1は光源、 2は反射笠、 3は偏光分離
層、 4は反射面、25はレンズアレー（集光手段）、 6は
LCD 、7は位相シフトフィルター、 8はアナライザー、
9はフィールドレンズ、10は投影レンズ、11はスクリー
ンである。図は前記”PS平面”の断面図である。
【００７２】光源 1、反射傘 2、偏光分離層 3、反射面
4、レンズアレー25等は偏光照明系30を構成しており、
LCD 6 、位相シフトフィルター 7、検光子 8等は液晶表
示装置の実施形態 2と同じ構成である。LCD 6 は不図示
のLCD 駆動系により所望の画像を表示するために駆動さ
れる。
4、レンズアレー25等は偏光照明系30を構成しており、
LCD 6 、位相シフトフィルター 7、検光子 8等は液晶表
示装置の実施形態 2と同じ構成である。LCD 6 は不図示
のLCD 駆動系により所望の画像を表示するために駆動さ
れる。
【００７３】偏光分離層 3と反射ミラー 4の角度をθと
すると、 S偏光光束Lsと P偏光光束LPのレンズアレー25
への入射角度差は 2θとなる。よって投影レンズ10は 2
θの拡がり以上の光束を取り込めるNAを必要とする。つ
まり投影レンズ10の物体側（LCD 側）の軸上物点からの
周縁光線が光軸となす角度をθ’とすると、 2θ≦ 2
θ’でなければならない。一方、投影レンズ10のLCD 側
のNAは、NA＝sin θ’と示せるので、結果として、投影
レンズ10のLCD 側のNAはNA≧sin θを満たすことが必要
である。
すると、 S偏光光束Lsと P偏光光束LPのレンズアレー25
への入射角度差は 2θとなる。よって投影レンズ10は 2
θの拡がり以上の光束を取り込めるNAを必要とする。つ
まり投影レンズ10の物体側（LCD 側）の軸上物点からの
周縁光線が光軸となす角度をθ’とすると、 2θ≦ 2
θ’でなければならない。一方、投影レンズ10のLCD 側
のNAは、NA＝sin θ’と示せるので、結果として、投影
レンズ10のLCD 側のNAはNA≧sin θを満たすことが必要
である。
【００７４】投影レンズのNAはコスト、サイズ、設計限
界等により、θの最大値は一般には10〜 15 °程度にな
る。
界等により、θの最大値は一般には10〜 15 °程度にな
る。
【００７５】図 7は本発明の液晶表示装置の実施形態 4
の要部概略図である。図中、29は偏光照明系であり、前
記の偏光照明系の実施形態 1である。図は前記”PS平
面”の断面図である。
の要部概略図である。図中、29は偏光照明系であり、前
記の偏光照明系の実施形態 1である。図は前記”PS平
面”の断面図である。
【００７６】図中、 1は光源、 2は反射笠（照明光学
系）、 3は平行平面のガラス板の片面に設けた偏光分離
層、 4は反射ミラーの反射面、 5は集光レンズ（集光手
段）である。反射笠 2は放物面形状でその焦点位置に光
源 1を設けている。
系）、 3は平行平面のガラス板の片面に設けた偏光分離
層、 4は反射ミラーの反射面、 5は集光レンズ（集光手
段）である。反射笠 2は放物面形状でその焦点位置に光
源 1を設けている。
【００７７】本実施形態では S偏光光束LSが集光する点
OSに位相シフトフィルター 7を設けている。12はコリメ
ータレンズであり、集光点OS,OP からの光を略平行光に
変換する。
OSに位相シフトフィルター 7を設けている。12はコリメ
ータレンズであり、集光点OS,OP からの光を略平行光に
変換する。
【００７８】6は液晶光変調手段（ライトバルブ、LCD
）である。 8は検光子（アナライザー）であり、観察
者は該検光子 8を介してLCD 上の表示画像を視認する。
）である。 8は検光子（アナライザー）であり、観察
者は該検光子 8を介してLCD 上の表示画像を視認する。
【００７９】本実施形態の作用を説明する。偏光照明系
29は P偏光光束LPを点OPに集光し、S偏光光束LSを点OS
に集光する。これらの点OP,OS に集光した光は続いてコ
リメータレンズ12によって略平行光に変換されてLCD 6
を照明するが、その際、点OSに集光した S偏光光束LSは
位相シフトフィルター 7によって P偏光光束に変換され
るので、結局LCD 6 は共に P偏光の２つの光束で照明さ
れる。そしてLCD 6 上に表示した画像情報が検光子 8を
介して視認される。
29は P偏光光束LPを点OPに集光し、S偏光光束LSを点OS
に集光する。これらの点OP,OS に集光した光は続いてコ
リメータレンズ12によって略平行光に変換されてLCD 6
を照明するが、その際、点OSに集光した S偏光光束LSは
位相シフトフィルター 7によって P偏光光束に変換され
るので、結局LCD 6 は共に P偏光の２つの光束で照明さ
れる。そしてLCD 6 上に表示した画像情報が検光子 8を
介して視認される。
【００８０】本実施形態では、照明手段からの光束 Lを
ロス無く P偏光の光束に変換してLCD 6 を照明するの
で、光源の光量を上げずとも明るい画像表示ができる。
ロス無く P偏光の光束に変換してLCD 6 を照明するの
で、光源の光量を上げずとも明るい画像表示ができる。
【００８１】
【発明の効果】本発明は以上の構成により、図 9の従来
の偏光照明系を使用する場合と較べて、 （２−１−１） 輝度ムラ、色ムラを発生せず、入射光
束断面積と照明光束断面積の差を少なくして、小型化す
る。 （２−１−２） 偏光分離手段及び光路合成手段を夫々
平行平板で構成しているので、コストダウン及び小型軽
量化が可能になる。 （２−１−３） P偏光と S偏光とを重ね合わせるため
の光路が短くて済み小型化が可能になる。 等の効果がある偏光照明系を達成する。
の偏光照明系を使用する場合と較べて、 （２−１−１） 輝度ムラ、色ムラを発生せず、入射光
束断面積と照明光束断面積の差を少なくして、小型化す
る。 （２−１−２） 偏光分離手段及び光路合成手段を夫々
平行平板で構成しているので、コストダウン及び小型軽
量化が可能になる。 （２−１−３） P偏光と S偏光とを重ね合わせるため
の光路が短くて済み小型化が可能になる。 等の効果がある偏光照明系を達成する。
【００８２】そして、この光の利用効率を格段に向上し
た偏光照明系を利用することにより、 （２−２−１） バックライトの光量を増加させなくて
も明るい画像表示ができる。 （２−２−２） 照明光の利用効率が大きいので、光源
の光量を上げなくとも良く、発熱しずらい構成となるの
で昇温にともなうLCD の性能低下による画像劣化が防げ
る。 （２−２−３） LCD の各画素にマイクロレンズを設け
る方法に比べて集光手段を構成するレンズの大きさは従
来の 2倍であり、製造し易い。 等の少なくとも１つの効果がある液晶表示装置を達成す
る。
た偏光照明系を利用することにより、 （２−２−１） バックライトの光量を増加させなくて
も明るい画像表示ができる。 （２−２−２） 照明光の利用効率が大きいので、光源
の光量を上げなくとも良く、発熱しずらい構成となるの
で昇温にともなうLCD の性能低下による画像劣化が防げ
る。 （２−２−３） LCD の各画素にマイクロレンズを設け
る方法に比べて集光手段を構成するレンズの大きさは従
来の 2倍であり、製造し易い。 等の少なくとも１つの効果がある液晶表示装置を達成す
る。
【図１】 本発明の偏光照明系の実施形態 1の要部概略
図
図
【図２】 本発明の偏光照明系の実施形態 2の要部概略
図
図
【図３】 本発明の液晶表示装置の実施形態 1の一部の
要部概略図
要部概略図
【図４】 液晶表示装置の実施形態 1の液晶の駆動特性
図
図
【図５】 本発明の液晶表示装置の実施形態 2の一部の
要部概略図
要部概略図
【図６】 本発明の液晶表示装置の実施形態 3の要部概
略図
略図
【図７】 本発明の液晶表示装置の実施形態 4の要部概
略図
略図
【図８】 従来の液晶表示装置の要部概略図
【図９】 従来の偏光照明系の要部概略図
1 光源 2 反射笠 3 偏光分離層 4 反射ミラーの反射面 5 集光レンズ（集光手段） 6 液晶光変調デバイス（LCD ） 7 位相シフトフィルター 8 検光子 9 フィールドレンズ 10 投影レンズ 11 スクリーン 12 コリメータレンズ 25 レンズアレー（集光手段） 29 偏光照明系（実施形態 1） 30 偏光照明系（実施形態 2） 501 レンズ（単位集光手段） 601 開口部 602 非開口部
Claims (11)
- 【請求項１】 光源より射出される光束を照明光学系に
より略平行光束とし、該平行光束を偏光分離手段により
２つの異なる偏光光束に分離し、分離した一方の偏光光
束の進行方向を光路合成手段により偏向して他方の偏光
光束の進行方向に対して所定角度傾け、該２つの偏光光
束を集光手段によって別々の点に集光させ、該別々の点
に集光した２つの偏光光束で所定面上を照明しているこ
とを特徴とする偏光照明系。 - 【請求項２】 前記偏光分離手段は平面の偏光分離層を
有しており、 前記光路合成手段は平面の反射面を有しており、 該反射面により反射される前記一方の偏光光束は該反射
面により反射された後該偏光分離層を透過し、その際他
方の偏光光束が該偏光分離層で反射される範囲と少なく
とも75% 重なることを特徴とする請求項１の偏光照明
系。 - 【請求項３】 前記集光手段は単位集光手段を２次元的
に配列したレンズアレーであることを特徴とする請求項
２の偏光照明系。 - 【請求項４】 請求項３に記載の偏光照明系で画像情報
によって変調された液晶光変調手段を照明し、該液晶光
変調手段をアナライザーを介することにより該画像情報
を表示する液晶表示装置を構成する際、 前記単位集光手段の”PS平面”に平行な方向のピッチは
該液晶光変調手段の該方向の画素ピッチのほぼ２倍であ
り、該単位集光手段の該”PS平面”に垂直な方向のピッ
チは該液晶光変調手段の該方向の画素ピッチにほぼ等し
く、前記集光手段のほぼ集光位置に該液晶光変調手段を
配置したことを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項５】 前記単位集光手段の焦点距離を f、前記
偏光分離層と前記反射面のなす角度をθ、前記”PS平
面”に平行な方向の前記液晶光変調手段の画素ピッチを
Xとするとき、 【数１】 （ただし、n は奇数） の関係にあることを特徴とする請求項４の液晶表示装
置。 - 【請求項６】 前記”PS平面”に平行な方向の前記液晶
光変調手段の画素列が１列おきにその光入射面に位相シ
フトフィルターを有していることを特徴とする請求項４
又は５の液晶表示装置。 - 【請求項７】 前記”PS平面”に平行な方向の前記液晶
光変調手段の画素列を隣合う列同志で光変調特性を逆転
して駆動することを特徴とする請求項４又は５の液晶表
示装置。 - 【請求項８】 前記アナライザーと離して投影レンズを
設け、該アナライザーを介して前記液晶光変調手段に表
示する画像情報をスクリーン上に投影する際、前記偏光
分離層と前記反射面のなす角度をθとしたとき、該投影
レンズの該液晶光変調手段側のNAが、 NA≧sin θ なる条件を満たしていることを特徴とする請求項６又は
７の液晶表示装置。 - 【請求項９】 請求項１に記載の偏光照明系により別々
の点に集光した２つの偏光光束のうち一方の偏光光束を
位相シフトフィルタによって他方の偏光光束と同じ偏光
状態に変換した後、 ２つの偏光光束により画像情報により変調された液晶光
変調手段を照明し、該液晶光変調手段をアナライザーを
介することにより該画像情報を表示することを特徴とす
る液晶表示装置。 - 【請求項１０】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の
偏光照明系の前記集光手段によって別々に集光された前
記偏光光束の集光点より該偏光光束を別々に取り込むこ
とを特徴とする光学装置。 - 【請求項１１】 光源からの光束を偏光分離手段で反射
光と透過光の偏光状態の異なる２つの光束に分離し、該
２つの光束のうち一方の光束を該偏光分離手段に隣接し
て傾斜させた光路合成手段で偏向させた後該偏光分離手
段を介して他方の光束の進行方向に対して所定角度で取
り出させ、該偏光分離手段からの２つの光束を利用して
所定面上を照明していることを特徴とする照明光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01713496A JP3376197B2 (ja) | 1996-01-06 | 1996-01-06 | 偏光照明系及びそれを用いた液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01713496A JP3376197B2 (ja) | 1996-01-06 | 1996-01-06 | 偏光照明系及びそれを用いた液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09185057A true JPH09185057A (ja) | 1997-07-15 |
| JP3376197B2 JP3376197B2 (ja) | 2003-02-10 |
Family
ID=11935563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01713496A Expired - Fee Related JP3376197B2 (ja) | 1996-01-06 | 1996-01-06 | 偏光照明系及びそれを用いた液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3376197B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999024852A1 (fr) * | 1997-10-16 | 1999-05-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dispositif de separation de la polarisation d'elements d'hologramme, dispositif d'eclairage par polarisation et affichage d'image |
| WO2005059628A1 (en) * | 2003-12-16 | 2005-06-30 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Compact light collection optics including polarization conversion |
| JP2011053564A (ja) * | 2009-09-03 | 2011-03-17 | Nikon Corp | 表示装置および撮像装置 |
-
1996
- 1996-01-06 JP JP01713496A patent/JP3376197B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999024852A1 (fr) * | 1997-10-16 | 1999-05-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dispositif de separation de la polarisation d'elements d'hologramme, dispositif d'eclairage par polarisation et affichage d'image |
| WO2005059628A1 (en) * | 2003-12-16 | 2005-06-30 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Compact light collection optics including polarization conversion |
| JP2011053564A (ja) * | 2009-09-03 | 2011-03-17 | Nikon Corp | 表示装置および撮像装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3376197B2 (ja) | 2003-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3823659B2 (ja) | プロジェクタ | |
| KR100400114B1 (ko) | 고효율조명디바이스및그러한디바이스를포함하는영상투영장치 | |
| US5184248A (en) | Image projection apparatus | |
| EP1120682B1 (en) | Liquid crystal projector with polarization conversion element | |
| JP5494678B2 (ja) | 照明光学系およびプロジェクタ装置 | |
| EP0467447B1 (en) | Image projection apparatus | |
| US6513934B1 (en) | Projection apparatus and observation apparatus | |
| JP3610789B2 (ja) | 照明装置およびそれを用いた投写型表示装置 | |
| JP3110336B2 (ja) | 投射型カラー液晶表示装置 | |
| JP2011022311A (ja) | 液晶パネル及びそれを用いた投写型表示装置 | |
| WO2020012751A1 (ja) | 光源装置、および投写型表示装置 | |
| JP3951180B2 (ja) | 偏光変換素子および照明光学系、ならびにプロジェクタ | |
| JPH09133905A (ja) | 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 | |
| JP3746905B2 (ja) | 画像プロジェクタ | |
| JP2003131212A (ja) | 投写型表示装置 | |
| JP3376197B2 (ja) | 偏光照明系及びそれを用いた液晶表示装置 | |
| JPH11271668A (ja) | 照明光学装置および投写型表示装置 | |
| JPH1164850A (ja) | 偏光照明装置、および投写型液晶表示装置 | |
| KR100352973B1 (ko) | 2 램프를 이용한 액정 프로젝터의 광학계 | |
| JPH06317800A (ja) | 表示装置及びそれを用いた投射装置 | |
| JP3591026B2 (ja) | 照明装置及びそれを用いた投写型表示装置 | |
| JP2001305653A (ja) | 画像投影装置 | |
| JP3019825B2 (ja) | 投射型カラー液晶表示装置 | |
| JPH08184801A (ja) | 偏光方向整列素子およびこれを用いた液晶ビデオプロジェクタ | |
| JP2001305485A (ja) | プロジェクタ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081129 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091129 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |