JPH09304734A - 偏光照明装置および投写型表示装置 - Google Patents
偏光照明装置および投写型表示装置Info
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- JPH09304734A JPH09304734A JP8120647A JP12064796A JPH09304734A JP H09304734 A JPH09304734 A JP H09304734A JP 8120647 A JP8120647 A JP 8120647A JP 12064796 A JP12064796 A JP 12064796A JP H09304734 A JPH09304734 A JP H09304734A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光の利用効率の低下を招くことなく小型化を
実現可能な偏光照明装置およびそれを用いた投写型表示
装置を提案する。 【解決手段】 投写型表示装置１の偏光照明装置２は、
光源部２１からの出射光を変角プリズム２２を通してそ
の光束幅を狭めた後にプリズムビームスプリッタ２３に
入射して、ここで、ＰおよびＳ偏光光に分離する。分離
方向は、狭められた光束幅（Ｌｗ１、Ｌｗ２）の方向で
ある。各偏光光は偏光方向が揃えられた後にインテグレ
ータ光学系２７を経て均一光源とされて、液晶ライトバ
ルブを照射する。変角プリズム２２により光源の光束幅
を狭めているので、プリズムビームスプリッタ２３の幅
を小さくでき、また、ここでの偏光分離に伴う光束幅の
増加を抑制できる。よって、装置の小型化を実現でき
る。更に、光源の光束幅が広くないので、小さな投写レ
ンズを使用しても光を有効利用でき、明るい投写映像を
得ることができる。
実現可能な偏光照明装置およびそれを用いた投写型表示
装置を提案する。 【解決手段】 投写型表示装置１の偏光照明装置２は、
光源部２１からの出射光を変角プリズム２２を通してそ
の光束幅を狭めた後にプリズムビームスプリッタ２３に
入射して、ここで、ＰおよびＳ偏光光に分離する。分離
方向は、狭められた光束幅（Ｌｗ１、Ｌｗ２）の方向で
ある。各偏光光は偏光方向が揃えられた後にインテグレ
ータ光学系２７を経て均一光源とされて、液晶ライトバ
ルブを照射する。変角プリズム２２により光源の光束幅
を狭めているので、プリズムビームスプリッタ２３の幅
を小さくでき、また、ここでの偏光分離に伴う光束幅の
増加を抑制できる。よって、装置の小型化を実現でき
る。更に、光源の光束幅が広くないので、小さな投写レ
ンズを使用しても光を有効利用でき、明るい投写映像を
得ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、偏光方向を揃えた
偏光光を用いて矩形の照明領域等を均一に照明する偏光
照明装置に関し、さらに詳しくは光の利用効率の低下を
招くことなく装置の小型化を実現するための構成に関す
るものである。また、本発明は、この偏光照明装置から
出射された偏光光を液晶ライトバルブにより変調して映
像をスクリーン上に拡大表示する投写型表示装置に関す
るものである。
偏光光を用いて矩形の照明領域等を均一に照明する偏光
照明装置に関し、さらに詳しくは光の利用効率の低下を
招くことなく装置の小型化を実現するための構成に関す
るものである。また、本発明は、この偏光照明装置から
出射された偏光光を液晶ライトバルブにより変調して映
像をスクリーン上に拡大表示する投写型表示装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】投写型表示装置としては、偏光光を変調
する液晶ライトバルブを用いた形式のものが知られてい
る。この形式の投写型表示表示装置では、一種類の偏光
光しか利用できないので、明るい投写映像を得るために
は、光の利用効率を高めることが重要である。
する液晶ライトバルブを用いた形式のものが知られてい
る。この形式の投写型表示表示装置では、一種類の偏光
光しか利用できないので、明るい投写映像を得るために
は、光の利用効率を高めることが重要である。
【０００３】このために、この形式の投写型表示装置に
用いる照明装置としては、ハロゲンランプ等の光源から
出射する偏光方向がランダムな偏光光を、偏光方向が直
交するＰ偏光光およびＳ偏光光に分離し、しかる後に、
一方の偏光光、例えばＳ偏光光をＰ偏光光となるように
偏光変換し、偏光方向の揃った偏光光で液晶ライトバル
ブを照明するようにしている。
用いる照明装置としては、ハロゲンランプ等の光源から
出射する偏光方向がランダムな偏光光を、偏光方向が直
交するＰ偏光光およびＳ偏光光に分離し、しかる後に、
一方の偏光光、例えばＳ偏光光をＰ偏光光となるように
偏光変換し、偏光方向の揃った偏光光で液晶ライトバル
ブを照明するようにしている。
【０００４】図３には、このように構成された偏光照明
装置の従来例を示してある。図に示すように、光源５０
からは偏光方向がランダムな偏光光Ｌ１が出射され、こ
の偏光光Ｌ１は偏光分離手段であるプリズムビームスプ
リッタ６０に入射される。プリズムピームスプリッタ６
０は、三角プリズム６１ないし６６を貼り合わせて構成
したものである。光軸Ｌに対して４５度傾斜している三
角プリズム同士の貼り合わせ面には偏光分離膜６７、６
８が形成され、両側に位置する三角プリズム６１、６６
における４５度傾斜している傾斜側面の内側には反射膜
６９、７０が形成されている。光源５０からの光のう
ち、例えば、Ｐ偏光光は偏光分離膜６７、６８をそのま
ま通過するが、これとは偏光方向が直交するＳ偏光光は
これらの偏光分離膜６７、６８で光軸Ｌｏに対して直角
に反射されて、両側の反射膜６９、７０に向かい、これ
らの反射側６９、７０によって再度直角に反射されて光
軸Ｌｏに平行な方向に向かう。
装置の従来例を示してある。図に示すように、光源５０
からは偏光方向がランダムな偏光光Ｌ１が出射され、こ
の偏光光Ｌ１は偏光分離手段であるプリズムビームスプ
リッタ６０に入射される。プリズムピームスプリッタ６
０は、三角プリズム６１ないし６６を貼り合わせて構成
したものである。光軸Ｌに対して４５度傾斜している三
角プリズム同士の貼り合わせ面には偏光分離膜６７、６
８が形成され、両側に位置する三角プリズム６１、６６
における４５度傾斜している傾斜側面の内側には反射膜
６９、７０が形成されている。光源５０からの光のう
ち、例えば、Ｐ偏光光は偏光分離膜６７、６８をそのま
ま通過するが、これとは偏光方向が直交するＳ偏光光は
これらの偏光分離膜６７、６８で光軸Ｌｏに対して直角
に反射されて、両側の反射膜６９、７０に向かい、これ
らの反射側６９、７０によって再度直角に反射されて光
軸Ｌｏに平行な方向に向かう。
【０００５】この構成のプリズムビームスプリッタ６０
の出射側の面において、両側の三角プリズム６１、６６
の出射側の側面にはそれぞれ偏光変換手段であるλ／２
位相差板７１、７２が貼り合わされている。したがっ
て、これらのλ／２位相差板７１、７２を通過すること
によって、Ｓ偏光光はその偏光方向が９０度回転して、
Ｐ偏光光として出射する。
の出射側の面において、両側の三角プリズム６１、６６
の出射側の側面にはそれぞれ偏光変換手段であるλ／２
位相差板７１、７２が貼り合わされている。したがっ
て、これらのλ／２位相差板７１、７２を通過すること
によって、Ｓ偏光光はその偏光方向が９０度回転して、
Ｐ偏光光として出射する。
【０００６】このようにして、全ての偏光光がＰ偏光光
に揃った光が液晶ライトバルブ（図示せず）に照射され
ることになる。
に揃った光が液晶ライトバルブ（図示せず）に照射され
ることになる。
【０００７】一方、従来においては、液晶ライトバルブ
等の矩形の照明領域を均一に照明する光学系として、２
枚のレンズ板を用いたインテグレータ光学系が知られて
いる。インテグレータ光学系は、例えば、特開平３−１
１８０６号公報に開示されており、液晶ライトバルブを
用いた投写型表示装置の照明装置として実用化されてい
る。
等の矩形の照明領域を均一に照明する光学系として、２
枚のレンズ板を用いたインテグレータ光学系が知られて
いる。インテグレータ光学系は、例えば、特開平３−１
１８０６号公報に開示されており、液晶ライトバルブを
用いた投写型表示装置の照明装置として実用化されてい
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなプリズム
ビームスプリッタを用いた偏光照明装置においては、光
源からの光Ｌ１は、プリズムビームスプリッタによって
偏光光が光軸に直交する方向に分離される。したがっ
て、光源からの出射光の幅Ｌｗ１は、このプリズムビー
ムスプリッタを経て、約２倍の幅Ｌｗ２に広がる。この
ために、これ以後の光路幅は、偏光分離を行なわない場
合に比べて約２倍の幅のものが必要となり、装置の小型
化にとっては障害となる。
ビームスプリッタを用いた偏光照明装置においては、光
源からの光Ｌ１は、プリズムビームスプリッタによって
偏光光が光軸に直交する方向に分離される。したがっ
て、光源からの出射光の幅Ｌｗ１は、このプリズムビー
ムスプリッタを経て、約２倍の幅Ｌｗ２に広がる。この
ために、これ以後の光路幅は、偏光分離を行なわない場
合に比べて約２倍の幅のものが必要となり、装置の小型
化にとっては障害となる。
【０００９】また、投写レンズを介してスクリーン上に
拡大表示される投写映像の明るさは、投写レンズのＦナ
ンバーに左右される。焦点距離が一定の場合には、投写
映像を明るくするためにはＦナンバーを小さくする必要
がある。すなわち、投写レンズとして有効最大直径の大
きなものを使用する必要がある。ここで、投写レンズを
大きくすることなく明るい投写映像を得るためには、そ
ののみ込み角（ＮＡ）内に光源幅が収まるように、光源
幅をできるだけ小さくする必要がある。しかしながら、
上記のように、プリズムビームスプリッタを用いること
により、光源幅は広がってしまうので、明るい投写映像
を得るためには、光源幅が広がった分だけ、投写レンズ
を大きくする必要が生じてしまう。大きな投写レンズの
使用は、装置の小型化を実現するための障害となる。
拡大表示される投写映像の明るさは、投写レンズのＦナ
ンバーに左右される。焦点距離が一定の場合には、投写
映像を明るくするためにはＦナンバーを小さくする必要
がある。すなわち、投写レンズとして有効最大直径の大
きなものを使用する必要がある。ここで、投写レンズを
大きくすることなく明るい投写映像を得るためには、そ
ののみ込み角（ＮＡ）内に光源幅が収まるように、光源
幅をできるだけ小さくする必要がある。しかしながら、
上記のように、プリズムビームスプリッタを用いること
により、光源幅は広がってしまうので、明るい投写映像
を得るためには、光源幅が広がった分だけ、投写レンズ
を大きくする必要が生じてしまう。大きな投写レンズの
使用は、装置の小型化を実現するための障害となる。
【００１０】本発明の課題は、光の利用効率の低下を招
くことなく装置の小型化を実現可能な偏光照明装置を提
案することにある。
くことなく装置の小型化を実現可能な偏光照明装置を提
案することにある。
【００１１】また、本発明の課題は、かかる新たな偏光
照明装置を用いた投写型表示装置を提案することにあ
る。
照明装置を用いた投写型表示装置を提案することにあ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、偏光方向がランダムな偏光光を出射す
る光源と、この光源からの出射光を偏光方向が直交する
２つの偏光光となるように当該出射光の光軸に直交する
第１の方向に分離する偏光分離手段と、この偏光分離手
段で分離された２つの前記偏光光の偏光方向を揃える偏
光変換手段とを有する偏光照明装置において、前記光源
と前記偏光分離手段の間には、前記光源からの出射光
を、前記第１の方向にその光束幅を狭めて前記偏光分離
手段に出射する変角プリズムが配置された構成を採用し
ている。
めに、本発明は、偏光方向がランダムな偏光光を出射す
る光源と、この光源からの出射光を偏光方向が直交する
２つの偏光光となるように当該出射光の光軸に直交する
第１の方向に分離する偏光分離手段と、この偏光分離手
段で分離された２つの前記偏光光の偏光方向を揃える偏
光変換手段とを有する偏光照明装置において、前記光源
と前記偏光分離手段の間には、前記光源からの出射光
を、前記第１の方向にその光束幅を狭めて前記偏光分離
手段に出射する変角プリズムが配置された構成を採用し
ている。
【００１３】この構成によれば、光源からの出射光は、
変角プリズムを経てその幅が狭められた後に、偏光分離
手段に入射する。したがって、偏光分離手段において偏
光分離されて偏光光の幅が広がったとしても、変角プリ
ズムによって一旦幅を狭めてあるので、偏光光の広がり
量を抑制することができる。この結果、偏光分離手段を
備えていても装置の小型化を実現できる。
変角プリズムを経てその幅が狭められた後に、偏光分離
手段に入射する。したがって、偏光分離手段において偏
光分離されて偏光光の幅が広がったとしても、変角プリ
ズムによって一旦幅を狭めてあるので、偏光光の広がり
量を抑制することができる。この結果、偏光分離手段を
備えていても装置の小型化を実現できる。
【００１４】ここで、上記の構成に加えて、前記偏光変
換手段の出射側に、複数のレンズから構成されている第
１のレンズ板および複数のレンズから構成されている第
２のレンズ板を備えたインテグレータ光学系を配置し、
前記偏光変換手段からの出射光を前記第１のレンズ板を
介して前記第２のレンズ板を構成している各レンズの入
射面上にそれぞれ２次光源像として投写し、当該第２の
レンズ板からの出射光を用いて被照明対象物を照明する
ことが望ましい。
換手段の出射側に、複数のレンズから構成されている第
１のレンズ板および複数のレンズから構成されている第
２のレンズ板を備えたインテグレータ光学系を配置し、
前記偏光変換手段からの出射光を前記第１のレンズ板を
介して前記第２のレンズ板を構成している各レンズの入
射面上にそれぞれ２次光源像として投写し、当該第２の
レンズ板からの出射光を用いて被照明対象物を照明する
ことが望ましい。
【００１５】この構成を採用すれば、光源からの出射光
に変角プリズムを経て色分離が生じたとしても、インテ
グレータ光学系において色分離が解消される。
に変角プリズムを経て色分離が生じたとしても、インテ
グレータ光学系において色分離が解消される。
【００１６】一方、本発明の投写型表示装置は、上記の
構成を採用した偏光照明装置と、この偏光照明装置から
の光束に含まれる偏光光を変調して画像情報を含ませる
液晶ライトバルブを備えた変調手段と、この変調手段を
介して得られる変調光束をスクリーン上に投写表示する
投写光学系とを有する構成を採用している。
構成を採用した偏光照明装置と、この偏光照明装置から
の光束に含まれる偏光光を変調して画像情報を含ませる
液晶ライトバルブを備えた変調手段と、この変調手段を
介して得られる変調光束をスクリーン上に投写表示する
投写光学系とを有する構成を採用している。
【００１７】この構成の投写型表示装置においては、光
源幅の狭い偏光光を利用できるので、装置の小型化を実
現できる。また、光源幅を狭くできるので、投写光学系
を構成する投写レンズとして大きなものを採用すること
なく希望する明るさの投写映像を得ることができる。し
たがって、この点においても装置の小型化を実現でき
る。
源幅の狭い偏光光を利用できるので、装置の小型化を実
現できる。また、光源幅を狭くできるので、投写光学系
を構成する投写レンズとして大きなものを採用すること
なく希望する明るさの投写映像を得ることができる。し
たがって、この点においても装置の小型化を実現でき
る。
【００１８】また、インテグレータ光学系を備えた偏光
照明装置を用いている場合には、光源光が変角レンズを
通過することによってそこに色分離が生じたとしても、
インテグレータ光学系を経てそのような色分離が解消さ
れる。したがって、投写映像に色むらができることがな
い。
照明装置を用いている場合には、光源光が変角レンズを
通過することによってそこに色分離が生じたとしても、
インテグレータ光学系を経てそのような色分離が解消さ
れる。したがって、投写映像に色むらができることがな
い。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。
施の形態を説明する。
【００２０】図１には、本発明を適用した偏光照明装置
を用いた投写型表示装置の例を示してある。
を用いた投写型表示装置の例を示してある。
【００２１】図１に示すように、本例の投写型表示装置
１は偏光照明装置２を備え、ここからはＰ偏光光が出射
される。偏光照明装置２から出射された光束は、まず、
青色緑色反射ダイクロイックミラー３において、赤色光
が透過し、青色光および緑色光が反射する。赤色光は、
反射ミラー４で反射され、第１の液晶ライトバルブ５に
達する。一方、青色光および緑色光のうち、緑色光は、
緑色反射ダイクロイックミラー６によって反射され、第
２の液晶ライトバルブ７に達する。
１は偏光照明装置２を備え、ここからはＰ偏光光が出射
される。偏光照明装置２から出射された光束は、まず、
青色緑色反射ダイクロイックミラー３において、赤色光
が透過し、青色光および緑色光が反射する。赤色光は、
反射ミラー４で反射され、第１の液晶ライトバルブ５に
達する。一方、青色光および緑色光のうち、緑色光は、
緑色反射ダイクロイックミラー６によって反射され、第
２の液晶ライトバルブ７に達する。
【００２２】ここで、青色光は各色光のうちで最も長い
光路長さを持つので、青色光に対しては、入射側レンズ
８、リレーレンズ９および出射側レンズ１０からなるリ
レーレンズ系で構成された導光手段１１を設けてある。
すなわち、青色光は、緑色反射ダイクロイックミラー６
を透過した後に、まず、出射側レンズ８および反射ミラ
ー１２を経て、リレーレンズ９に導かれ、このリレーレ
ンズ９で集束された後、反射ミラー１３によって出射側
レンズ１０に導かれ、しかる後に、第３の液晶ライトバ
ルブ１４に達する。ここで、第１乃至第３の液晶ライト
バルブ５、７、１４は、それぞれの色光を変調し、各色
に対応した映像情報を含ませた後に、変調した色光をダ
イクロイックプリズム１５（色合成手段）に入射する。
ダイクロイックプリズム１５には、赤色反射の誘電体多
層膜と青色反射の誘電体多層膜とが十字状に形成されて
おり、それぞれの変調光束を合成する。ここで合成され
た光束は、投写レンズ１６（投写光学系）を通過してス
クリーン１７上に映像を形成することになる。
光路長さを持つので、青色光に対しては、入射側レンズ
８、リレーレンズ９および出射側レンズ１０からなるリ
レーレンズ系で構成された導光手段１１を設けてある。
すなわち、青色光は、緑色反射ダイクロイックミラー６
を透過した後に、まず、出射側レンズ８および反射ミラ
ー１２を経て、リレーレンズ９に導かれ、このリレーレ
ンズ９で集束された後、反射ミラー１３によって出射側
レンズ１０に導かれ、しかる後に、第３の液晶ライトバ
ルブ１４に達する。ここで、第１乃至第３の液晶ライト
バルブ５、７、１４は、それぞれの色光を変調し、各色
に対応した映像情報を含ませた後に、変調した色光をダ
イクロイックプリズム１５（色合成手段）に入射する。
ダイクロイックプリズム１５には、赤色反射の誘電体多
層膜と青色反射の誘電体多層膜とが十字状に形成されて
おり、それぞれの変調光束を合成する。ここで合成され
た光束は、投写レンズ１６（投写光学系）を通過してス
クリーン１７上に映像を形成することになる。
【００２３】次に、図２を参照して偏光照明装置２の構
成を説明する。偏光照明装置２は、ランダムな偏光光を
一方向に出射する光源部２１を備え、この光源部２１か
ら放射されたランダムな偏光光Ｌ１は、変角プリズム２
２に入射する。変角プリズム２２は、その入射面２２１
と出射面２２２が鋭角θ１をなしており、偏光光Ｌ１の
光軸Ｌｏに対して入射面２２１が直交する状態に配置さ
れている。偏光光Ｌ１はこの変角プリズム２２を経て角
度θ２だけ屈折されてその出射面２２２から出射する。
θ１とθ２の関係はスネルの法則により、 Δθ２／Δθ１＝（変角プリズムの屈折率） から求まる。したがって、出射する偏光光Ｌ２の幅Ｌｗ
２は入射した偏光光Ｌ１の幅Ｌｗ１よりも狭くなってい
る。すなわち、Ｌｗ２は次式で求まる。
成を説明する。偏光照明装置２は、ランダムな偏光光を
一方向に出射する光源部２１を備え、この光源部２１か
ら放射されたランダムな偏光光Ｌ１は、変角プリズム２
２に入射する。変角プリズム２２は、その入射面２２１
と出射面２２２が鋭角θ１をなしており、偏光光Ｌ１の
光軸Ｌｏに対して入射面２２１が直交する状態に配置さ
れている。偏光光Ｌ１はこの変角プリズム２２を経て角
度θ２だけ屈折されてその出射面２２２から出射する。
θ１とθ２の関係はスネルの法則により、 Δθ２／Δθ１＝（変角プリズムの屈折率） から求まる。したがって、出射する偏光光Ｌ２の幅Ｌｗ
２は入射した偏光光Ｌ１の幅Ｌｗ１よりも狭くなってい
る。すなわち、Ｌｗ２は次式で求まる。
【００２４】Ｌｗ２＝Ｌｗ１・（ｃｏｓθ２／ｃｏｓθ
１） このように屈折して幅の狭くなった偏光光Ｌ２は、プリ
ズムビームスプリッタ２３に入射して、偏光分離され
る。プリズムビームスプリッタ２３は６個の同一形状の
三角プリズム２３１乃至２３６を貼り合わせたものであ
る。中心側に位置している光軸Ｌｏに対して４５度傾斜
した貼り合わせ面には、偏光分離膜２３７、２３８が形
成されている。本例の偏光分離膜２３７、２３８は、Ｐ
偏光光はそのまま通過させるが、Ｓ偏光光は直角に反射
する性質のものである。両側に位置する三角プリズム２
３１、２３６における光軸Ｌｏに対して４５度傾斜して
いる傾斜側面の内側には反射膜２３９、２４０が形成さ
れている。
１） このように屈折して幅の狭くなった偏光光Ｌ２は、プリ
ズムビームスプリッタ２３に入射して、偏光分離され
る。プリズムビームスプリッタ２３は６個の同一形状の
三角プリズム２３１乃至２３６を貼り合わせたものであ
る。中心側に位置している光軸Ｌｏに対して４５度傾斜
した貼り合わせ面には、偏光分離膜２３７、２３８が形
成されている。本例の偏光分離膜２３７、２３８は、Ｐ
偏光光はそのまま通過させるが、Ｓ偏光光は直角に反射
する性質のものである。両側に位置する三角プリズム２
３１、２３６における光軸Ｌｏに対して４５度傾斜して
いる傾斜側面の内側には反射膜２３９、２４０が形成さ
れている。
【００２５】したがって、プリズムビームスプリッタ２
３に入射した偏光光Ｌ２のうち、Ｐ偏光光はそのまま偏
光分離膜２３７、２３８を通過する。しかし、ＰＳ光光
は偏光分離膜２３７、２３８で直角に反射されて、それ
ぞれ反射膜２３９、２４０の側に向かい、各反射膜２３
９、２４０において再び光軸Ｌｏに平行となるように反
射される。
３に入射した偏光光Ｌ２のうち、Ｐ偏光光はそのまま偏
光分離膜２３７、２３８を通過する。しかし、ＰＳ光光
は偏光分離膜２３７、２３８で直角に反射されて、それ
ぞれ反射膜２３９、２４０の側に向かい、各反射膜２３
９、２４０において再び光軸Ｌｏに平行となるように反
射される。
【００２６】次に、この構成のプリズムビームスプリッ
タ２２の出射側の面において、両側の三角プリズム２３
１、２３６の出射側の側面２４１、２４２にはそれぞれ
偏光変換手段であるλ／２位相差板２５、２６が貼り合
わされている。したがって、これらのλ／２位相差板２
５、２６を通過することによって、Ｓ偏光光はその偏光
方向が９０度回転して、Ｐ偏光光として出射する。
タ２２の出射側の面において、両側の三角プリズム２３
１、２３６の出射側の側面２４１、２４２にはそれぞれ
偏光変換手段であるλ／２位相差板２５、２６が貼り合
わされている。したがって、これらのλ／２位相差板２
５、２６を通過することによって、Ｓ偏光光はその偏光
方向が９０度回転して、Ｐ偏光光として出射する。
【００２７】このようにして、全ての偏光光がＰ偏光光
に揃った状態で出射された光Ｌ３は、２枚のレンズ板か
ら構成されるインテグレータ光学系２７に入射する。イ
ンテグレータ光学系２７は、第１のレンズ板２８と第２
のレンズ板２９から構成されている。第１のレンズ板２
８の入射面側には、偏光分離器１０３が配置されてい
る。これらのレンズ板２８は複数の微小な矩形レンズ２
８１を備えており、第２のレンズ板２９も、矩形レンズ
２８１と相似形の微小なレンズ２９１を同数備えるもの
が用いられる。
に揃った状態で出射された光Ｌ３は、２枚のレンズ板か
ら構成されるインテグレータ光学系２７に入射する。イ
ンテグレータ光学系２７は、第１のレンズ板２８と第２
のレンズ板２９から構成されている。第１のレンズ板２
８の入射面側には、偏光分離器１０３が配置されてい
る。これらのレンズ板２８は複数の微小な矩形レンズ２
８１を備えており、第２のレンズ板２９も、矩形レンズ
２８１と相似形の微小なレンズ２９１を同数備えるもの
が用いられる。
【００２８】インテグレータ光学系の第１のレンズ板２
８に入射したＳ偏光光は、それを構成している各矩形レ
ンズ２８１の焦点位置付近、即ち、対応する第２のレン
ズ板２９の各矩形レンズの内側に二次光源像を形成す
る。二次光源像の数は、第１のレンズ板２８を構成する
矩形レンズの数に等しい。この二次光源像が、各液晶ラ
イトバルブ５、７、１４の照明領域に集められ、これら
を均一に照明する。
８に入射したＳ偏光光は、それを構成している各矩形レ
ンズ２８１の焦点位置付近、即ち、対応する第２のレン
ズ板２９の各矩形レンズの内側に二次光源像を形成す
る。二次光源像の数は、第１のレンズ板２８を構成する
矩形レンズの数に等しい。この二次光源像が、各液晶ラ
イトバルブ５、７、１４の照明領域に集められ、これら
を均一に照明する。
【００２９】このように構成した投写型表示装置１で
は、その偏光照明装置２において光源幅を一旦狭めた後
にプリズムビームスプリッタ２３に入射している。した
がって、プリズムビームスプリッタ２３の幅を小さくで
きる。また、プリズムビームスプリッタ２３における偏
光分離による光源幅の広がりを抑制することができる。
従って、偏光照明装置を全体として小型にすることがで
きる。
は、その偏光照明装置２において光源幅を一旦狭めた後
にプリズムビームスプリッタ２３に入射している。した
がって、プリズムビームスプリッタ２３の幅を小さくで
きる。また、プリズムビームスプリッタ２３における偏
光分離による光源幅の広がりを抑制することができる。
従って、偏光照明装置を全体として小型にすることがで
きる。
【００３０】また、プリズムビームスプリッタ２３の出
射側にはインテグレータ光学系を配置してある。したが
って、光源幅を狭くするためにプリズムを通したことに
より、色分離が発生したとしても、インテグレータ光学
系２７を経ることによって、そのような色分離が解消さ
れる。よって、投写映像に色むら等ができることもな
い。
射側にはインテグレータ光学系を配置してある。したが
って、光源幅を狭くするためにプリズムを通したことに
より、色分離が発生したとしても、インテグレータ光学
系２７を経ることによって、そのような色分離が解消さ
れる。よって、投写映像に色むら等ができることもな
い。
【００３１】さらには、このように偏光分離に伴う光源
幅の広がりを抑制しているので、液晶ライトバルブを照
明する際に、大きな角度を伴って液晶ライトバルブに入
射する光が殆どなくなる。したがって、Ｆナンバーの小
さい極めて大口径の投写レンズを用いなくても、明るい
投写映像を実現できる。
幅の広がりを抑制しているので、液晶ライトバルブを照
明する際に、大きな角度を伴って液晶ライトバルブに入
射する光が殆どなくなる。したがって、Ｆナンバーの小
さい極めて大口径の投写レンズを用いなくても、明るい
投写映像を実現できる。
【００３２】（その他の実施形態）なお、上記の実施例
においては、偏光分離手段で、例えばＳ偏光をＰ偏光に
揃えるようにしているが、勿論、偏光方向はいずれの方
向に揃えてもよい。また、Ｐ偏光光およびＳ偏光光の双
方に対して、位相差層によって偏光面の回転作用を与え
て、偏光面を揃えてもよい。
においては、偏光分離手段で、例えばＳ偏光をＰ偏光に
揃えるようにしているが、勿論、偏光方向はいずれの方
向に揃えてもよい。また、Ｐ偏光光およびＳ偏光光の双
方に対して、位相差層によって偏光面の回転作用を与え
て、偏光面を揃えてもよい。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の偏光照明
装置においては、光源から出射されたランダムな偏光光
を変角プリズムに通してその光束幅を狭めた後に偏光分
離手段に入射するようにしている。したがって、偏光分
離手段を構成する光学素子の幅を小さなものとすること
ができ、また、偏光分離手段を経た後の光束幅の広がり
を抑制することができる。したがって、装置の小型化を
実現できる。
装置においては、光源から出射されたランダムな偏光光
を変角プリズムに通してその光束幅を狭めた後に偏光分
離手段に入射するようにしている。したがって、偏光分
離手段を構成する光学素子の幅を小さなものとすること
ができ、また、偏光分離手段を経た後の光束幅の広がり
を抑制することができる。したがって、装置の小型化を
実現できる。
【００３４】また、このように光源の幅の広がりを抑制
できるので、この偏光照明装置を用いた投写型表示装置
においては、大きな角度を伴って液晶ライトバルブに入
射する光が殆どなくなるので、投写レンズを大きなもの
にしなくとも、明るい投写映像を得ることができる。
できるので、この偏光照明装置を用いた投写型表示装置
においては、大きな角度を伴って液晶ライトバルブに入
射する光が殆どなくなるので、投写レンズを大きなもの
にしなくとも、明るい投写映像を得ることができる。
【００３５】さらには、偏光照明装置では、変角プリズ
ムを経た後の光をインテグレータ光学系に入射して均一
化するようにしている。したがって、変角プリズムを通
過させることにより光源に色分離が出来たとしても、イ
ンクグレータ光学系によって色分離が解消されるので、
投写映像に色むら等の不具合ができることがない。
ムを経た後の光をインテグレータ光学系に入射して均一
化するようにしている。したがって、変角プリズムを通
過させることにより光源に色分離が出来たとしても、イ
ンクグレータ光学系によって色分離が解消されるので、
投写映像に色むら等の不具合ができることがない。
【図１】本発明を適用した投写型表示装置の光学系を示
す概略構成図である。
す概略構成図である。
【図２】図１の装置に組み込まれている偏光照明装置の
光学系の構成を示す概略構成図である。
光学系の構成を示す概略構成図である。
【図３】従来の偏光照明装置の光学系を示す概略構成図
である。
である。
１ 投写型表示装置 ２ 偏光照明装置 ５、７、１４ 液晶ライトバルブ １６ 投写光学系 １７ スクリーン ２１ 光源部 ２２ プリズムビームスプリッタ（偏光分離手段） ２３ 変角プリズム ２５、２６ λ／２位相差板（偏光変換手段） ２７ インテグレータ光学系 ２８、２９ レンズ板 Ｌｗ１、Ｌｗ２ 光束幅 Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３ 光 Ｌｏ 光軸
───────────────────────────────────────────────────── 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 1/1347 Ｇ０２Ｆ 1/1347 Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｄ
Claims (4)
- 【請求項１】 偏光方向がランダムな偏光光を出射する
光源と、この光源からの出射光を偏光方向が直交する２
つの偏光光となるように当該出射光の光軸に直交する第
１の方向に分離する偏光分離手段と、この偏光分離手段
で分離された２つの前記偏光光の偏光方向を揃える偏光
変換手段とを有する偏光照明装置において、前記光源と
前記偏光分離手段の間には、前記光源からの出射光を、
前記第１の方向にその光束幅を狭めて前記偏光分離手段
に出射する変角プリズムが配置されていることを特徴と
する偏光照明装置。 - 【請求項２】 請求項１において、前記偏光変換手段の
出射側には、複数のレンズから構成されている第１のレ
ンズ板および複数のレンズから構成されている第２のレ
ンズ板を備えたインテグレータ光学系を有しており、前
記偏光変換手段からの出射光が前記第１のレンズ板を介
して前記第２のレンズ板を構成している各レンズの入射
面上にそれぞれ２次光源像として投写され、当該第２の
レンズ板からの出射光を用いて照明領域を照明するよう
になっていることを特徴とする偏光照明装置。 - 【請求項３】 偏光照明装置と、この偏光照明装置から
の光束に含まれる偏光光を変調して画像情報を含ませる
液晶ライトバルブを備えた変調手段と、この変調手段を
介して得られる変調光束をスクリーン上に投写表示する
投写光学系とを有する投写型表示装置において、 前記偏光照明装置は、偏光方向がランダムな偏光光を出
射する光源と、この光源からの出射光を、当該光軸に直
交する第１の方向にその光束幅を狭めて出射する変角プ
リズムと、この変角プリズムからの出射光を、偏光方向
が直交する２つの偏光光となるように前記第１の方向に
分離する偏光分離手段と、この偏光分離手段で分離され
た２つの前記偏光光の偏光方向を揃える偏光変換手段と
を有していることを特徴とする投写型表示装置。 - 【請求項４】 請求項３において、前記偏光変換手段の
出射側には、複数のレンズから構成されている第１のレ
ンズ板および複数のレンズから構成されている第２のレ
ンズ板を備えたインテグレータ光学系を有しており、前
記偏光変換手段からの出射光が前記第１のレンズ板を介
して前記第２のレンズ板を構成している各レンズの入射
面上にそれぞれ２次光源像として投写され、当該第２の
レンズ板からの出射光を用いて前記液晶ライトバルブを
照明するようになっていることを特徴とする投写型表示
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8120647A JPH09304734A (ja) | 1996-05-15 | 1996-05-15 | 偏光照明装置および投写型表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8120647A JPH09304734A (ja) | 1996-05-15 | 1996-05-15 | 偏光照明装置および投写型表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09304734A true JPH09304734A (ja) | 1997-11-28 |
Family
ID=14791410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8120647A Pending JPH09304734A (ja) | 1996-05-15 | 1996-05-15 | 偏光照明装置および投写型表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09304734A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020046148A (ko) * | 2000-12-12 | 2002-06-20 | 다나카 아키히로 | 편광 빔 스플리터를 구비한 광 배향용 편광 광 조사 장치 |
| US6597409B1 (en) | 1999-01-29 | 2003-07-22 | Nec Viewtechnology, Ltd. | Video projector |
| JP2003228024A (ja) * | 2002-02-04 | 2003-08-15 | Ushio Inc | 光学装置およびこの光学装置を用いたプロジェクタ |
| US6894729B2 (en) | 1999-01-21 | 2005-05-17 | Hitachi, Ltd. | Optical projection apparatus, transmission type screen, and projection type image display apparatus |
-
1996
- 1996-05-15 JP JP8120647A patent/JPH09304734A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6894729B2 (en) | 1999-01-21 | 2005-05-17 | Hitachi, Ltd. | Optical projection apparatus, transmission type screen, and projection type image display apparatus |
| US6956624B2 (en) | 1999-01-21 | 2005-10-18 | Hitachi, Ltd. | Optical projection apparatus, transmission type screen, and projection type image display apparatus |
| US7081927B2 (en) | 1999-01-21 | 2006-07-25 | Hitachi, Ltd. | Optical projection apparatus, transmission type screen, and projection type image display apparatus |
| US6597409B1 (en) | 1999-01-29 | 2003-07-22 | Nec Viewtechnology, Ltd. | Video projector |
| KR20020046148A (ko) * | 2000-12-12 | 2002-06-20 | 다나카 아키히로 | 편광 빔 스플리터를 구비한 광 배향용 편광 광 조사 장치 |
| JP2003228024A (ja) * | 2002-02-04 | 2003-08-15 | Ushio Inc | 光学装置およびこの光学装置を用いたプロジェクタ |
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