JPH10161065A - 偏光照明装置 - Google Patents

偏光照明装置

Info

Publication number
JPH10161065A
JPH10161065A JP8320591A JP32059196A JPH10161065A JP H10161065 A JPH10161065 A JP H10161065A JP 8320591 A JP8320591 A JP 8320591A JP 32059196 A JP32059196 A JP 32059196A JP H10161065 A JPH10161065 A JP H10161065A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
parallel light
light beam
parallel
polarization
polarized
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
Application number
JP8320591A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3631865B2 (ja
Inventor
Atsushi Shiba
篤志 柴
Masayuki Yazawa
正之 矢澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kodak Digital Product Center Japan Ltd
Original Assignee
Kodak Digital Product Center Japan Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kodak Digital Product Center Japan Ltd filed Critical Kodak Digital Product Center Japan Ltd
Priority to JP32059196A priority Critical patent/JP3631865B2/ja
Publication of JPH10161065A publication Critical patent/JPH10161065A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3631865B2 publication Critical patent/JP3631865B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高精度を要する偏光分離面の設定や、光屈折
手段の屈折率の設定作業が不要で、コストや工程上の問
題を生じない偏光照明装置を提供する。 【解決手段】 平行光束照射手段1からの平行光束を、
光束圧縮手段2によりこの平行光束よりも幅の狭い平行
な光束に圧縮する。偏光分離手段3の偏光分離面21m に
より、平行光束をP偏光成分の平行光束とS偏光成分の
平行光束に分離する。反射面22r により、分離されたP
偏光成分の平行光束を、S偏光成分の平行光束と平行な
方向に反射させる。偏光分離された2つの平行光束のい
ずれかを、位相差板4によって他の平行光束の偏光成分
に変換する。P偏光光およびS偏光光は光合成手段5に
よって合成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光源から放射され
た光の偏光方向を揃える光学系を備えた偏光照明装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】白色光源の偏光方向を揃える光学系を有
し、光源光の光束の利用率を高め、高輝度化を可能とし
た偏光照明装置として、たとえば特開平8−23420
5号公報に記載の構成が知られている。
【0003】この特開平8−234205号公報には、
偏光分離手段は偏光方向がランダムな平行光束を入射
し、この平行光束を偏光分離膜が形成された第1面に
て、偏光方向に対応した反射・透過特性によりP偏光光
とS偏光光とに分離し、この第1面を透過した偏光光
を、反射面が形成された第2面にて反射させ、これら第
1面と第2面との角度差により、分離されたP偏光光と
S偏光光とを相異なる方向に反射させている。そして、
これらP偏光光およびS偏光光のいずれか一方を位相差
板に入射させることにより偏光面を回転させ、他方の偏
光光と同じ偏光方向に変換して、光源からのランダム光
の偏光方向を揃えている。
【0004】そして、偏光分離手段によって相異なる方
向に偏光分離されたP偏光光とS偏光光との進行方向
は、光学系の光軸方向に対して非対称であるため、光軸
を対象にして位相差板に入射できるようにする必要があ
る。このため偏光分離手段と位相差板との間に、変角プ
リズムといわれる光屈折手段を設けることを必要とす
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように、P偏光光
とS偏光光とを相異なる角度で反射させるための、第1
面と第2面との角度差の設定や、光屈折手段の屈折率の
設定などは、相互に高い精度を要するため、多くの工程
を要し、コスト高を招くなどの問題を有している。
【0006】本発明は、高精度を要する偏光分離面の設
定や、光屈折手段の屈折率の設定作業が不要で、コスト
や工程を抑えることができる偏光照明装置を提供するこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の偏光照明
装置は、平行光束を照射する平行光束照射手段と、この
平行光束照射手段からの平行光束をこの平行光束よりも
幅の狭い平行光束に圧縮する光束圧縮手段と、この光束
圧縮手段からの平行光束の光路中に配設され、この平行
光束をP偏光成分の平行光束とS偏光成分の平行光束に
分離する偏光分離面、および、この偏光分離面で分離さ
れたいずれか一方の偏光成分の平行光束の光路中に設け
られ、この平行光束を他方の偏光成分の平行光束と平行
な方向に反射させる反射面を有する偏光分離手段と、こ
の偏光分離手段により偏光分離された2つの平行光束の
いずれかの光路中に設けられ、対応する平行光束の偏光
成分を他の平行光束の偏光成分に変換する位相差板とを
具備したもので、平行光束照射手段からの平行光束を、
光束圧縮手段によりこの平行光束よりも幅の狭い平行な
光束に圧縮し、偏光分離手段の偏光分離面によりこの平
行光束をP偏光成分の平行光束とS偏光成分の平行光束
とに分離し、反射面により分離されたいずれか一方の偏
光成分の平行光束を他方の偏光成分の平行光束と平行な
方向に反射させ、この偏光分離された2つの平行光束の
いずれかを、位相差板によって他の平行光束の偏光成分
に変換している。
【0008】請求項2記載の偏光照明装置は、平行光束
を照射する平行光束照射手段と、この平行光束照射手段
からの平行光束をこの平行光束よりも幅の狭い平行光束
に圧縮する光束圧縮手段と、この光束圧縮手段からの平
行光束の光路中に配設され、この平行光束をP偏光成分
の平行光束とS偏光成分の平行光束とに分離する第1の
偏光分離面、この第1の偏光分離面で反射分離された第
1の平行光束の光路中に設けられ、この第1の平行光束
を前記第1の偏光分離面で透過分離された第2の平行光
束と平行で反対の方向に反射させる前記第1の偏光分離
面と同じ偏光特性の第2の偏光分離面、および、この第
2の偏光分離面で反射する第1の平行光束の光路中に設
けられた反射手段を有する偏光分離手段と、この偏光分
離手段における反射手段と前記第2の偏光分離面との間
に設けられ、この間の平行光束の偏光成分を前記第2の
平行光束の偏光成分に変換する位相差板とを具備したも
ので、光束圧縮手段によって幅方向を圧縮された平行光
束を偏光分離手段の第1の偏光分離面によってP偏光成
分の平行光束とS偏光成分の平行光束に分離し、この第
1の偏光分離面で反射分離された第1の平行光束を第1
の偏光分離面と同じ偏光特性を有する第2の偏光分離面
によって、第1の偏光分離面で透過分離された第2の平
行光束と平行で、反対の方向に反射させ、第2の偏光分
離面で反射する第1の平行光束を反射手段によって反対
向きに反射させるさせるとともに、平行光束の偏光成分
を位相差板によって第2の平行光束の偏光成分に変換し
ている。
【0009】請求項3記載の偏光照明装置は、請求項1
または2記載の偏光照明装置において、偏光分離手段の
第1の偏光分離面は、光束圧縮手段からの平行光束の一
方の偏光成分を、この平行光束に直交する2方向に分割
して反射分離し、第2の偏光分離面は、第1の偏光分離
面により分割された各平行光束に対応して設けられ、こ
の第2の偏光分離面に対応して反射手段が設けられたも
ので、光束圧縮手段からの平行光束の一方の偏光成分を
対称的に2分割するので、光束圧縮手段と偏光分離手段
の光軸を一致させることができ、しかも各部品を対称構
造により無駄なく配置構成できる。
【0010】請求項4記載の偏光照明装置は、請求項1
ないし3いずれか記載の偏光照明装置において、光束圧
縮手段は、平行光束照射手段からの平行光束の幅を1/
3以下に圧縮するもので、平行光束照射手段からの平行
光束の幅を1/3以下に圧縮するので、偏光分離手段の
側方への突出を、平行光束照射手段からの平行光束の幅
以下にすることができ、装置全体ををコンパクトに構成
できる。
【0011】請求項5に記載の偏光照明装置は、請求項
1ないし3いずれか記載の偏光照明装置において、光束
圧縮手段は、平行光束照射手段からの平行光束を複数の
平行光束に分割するとともに、これら分割された平行光
束の幅の総和が、前記平行光束照射手段からの平行光束
の幅の1/2以下に圧縮し、これら分割された複数の平
行光束毎に偏光分離手段を設けるとともに、これら偏光
分離手段に対応して位相差板を設けたもので、光束圧縮
手段により、平行光束照射手段からの平行光束を複数の
平行光束に分割するとともに、これら分割された平行光
束の幅の総和が平行光束照射手段からの平行光束の幅の
1/2以下になるように圧縮し、各平行光束毎に偏光分
離と位相差板による偏光成分の変換し、平行光束の幅を
1/2以下に圧縮しているため、各偏光分離手段の反射
面の辺長を適切な長さにすることができ、隣の分割され
た平行光束に対する干渉を防止できる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の偏光照明装置の一
実施の形態を図面を参照して説明する。
【0013】図1に示す偏光照明装置は、平行光束照射
手段1、光束圧縮手段2、偏光分離手段3、位相差板と
しての1/2波長板4および光合成手段5を平行光束照
射手段1の照射方向に沿って順次配設して構成される。
【0014】まず、平行光束照射手段1は、偏光方向が
ランダムなランダム光の発光部11を有し、この発光部11
の背面側にはリフレクタ12が設けられ、このリフレクタ
12の前面側には熱線カットガラス13が設けられている。
また、リフレクタ12は放物面の鏡面を有し、焦点位置に
発光部11を位置決めしており、発光部11から放射された
ランダム光を平行光束に反射して、前面側に配設された
熱線カットガラス13を介して出射する。そして、熱線カ
ットガラス13は、いわゆるUV−IRカットガラスであ
り、リフレクタ12で反射された平行光束から赤外光およ
び紫外光を選択的に除去し、熱線カットガラス13の熱線
除去作用により、偏光照明装置の構成部品や、この偏光
照明装置が適用される、たとえば投射装置などの構成部
品の発熱を抑える。
【0015】また、平行光束照射手段1の前方に光束圧
縮手段2が設けられており、この光束圧縮手段2はこの
平行光束照射手段1からの照射方向に向って順次配設さ
れた集光レンズ15と発散レンズ16とを有している。これ
ら集光レンズ15および発散レンズ16は、それぞれの焦点
位置が互いに一致するように設定され、このため、平行
光束照射手段1から集光レンズ15に入射した平行光束
は、発散レンズ16から光束幅を圧縮された平行光束の状
態で出射される。
【0016】ここで、光束圧縮手段2による光束の圧縮
率は、圧縮前の幅に対し圧縮後の光束の幅が30%以下
になるように設定することが好ましい。
【0017】さらに、光束圧縮手段2の出射側に偏光分
離手段3が設けられており、この偏光分離手段3は三角
断面の柱状の直角プリズム21と、菱形断面の柱状の菱形
プリズム22とを有する。そして、直角プリズム21は、直
角面の辺長を圧縮された平行光束の幅と等しく設定した
もので、傾斜面が光束圧縮手段2側を向き、直角面の一
方が平行光束と垂直になるように配置される。また、菱
形プリズム22は、直角プリズム21の傾斜面と辺長の等し
い互いに平行な2つの長面と、この直角プリズム21の直
角面の一方の辺長と等しい互いに平行な2つの短面とを
有し、これら長面と短面との角度を直角プリズム21の直
角面と傾斜面との角度、たとえばそれぞれ45°で等し
く設定している。
【0018】また、この菱形プリズム22は、一方の長面
が直角プリズム21の傾斜面と、偏光分離面21m を介して
接合するように組み立てられる。したがって、この菱形
プリズム22の一方の短面は直角プリズム21の直角面の一
方とともに、平行光束と垂直になるように配置される。
すなわち、光束圧縮手段2からの平行光束は、菱形プリ
ズム22に対し一方の短面から垂直に入射し、偏光分離面
21m に45°の角度で入射する。
【0019】さらに、直角プリズム21の傾斜面に形成さ
れた偏光分離面21m は、平行光束のP偏光成分およびS
偏光成分のいずれか一方を透過し、他方を反射する偏光
分離特性を有し、たとえばP偏光成分を透過し、S偏光
成分を反射する。また、この偏光分離面21m と接合して
いる菱形プリズム22の一方の長面と平行な他方の長面に
は反射面22r が形成されている。なお、直角プリズム21
の斜面と菱形プリズム22の一方の長面とは、前述のよう
に偏光分離面21m を介して接合されるが、この接合され
る部分は光の透過を許容するように、いわゆるUV接着
剤などにより光学的に接着し、一体に構成する。また、
偏光分離面21m は、無機質の誘電体多層膜の蒸着により
形成しており、反射面22r はアルミニウム蒸着を施すこ
とによって形成している。
【0020】また、1/2波長板4は、菱形プリズム22
の他方の短面にバルサム材などにより光学的に接着され
ており、この菱形プリズム22内を通って、他方の短面か
ら出射される平行光束の偏光面を回転させ、この偏光成
分、たとえばS偏光成分を他の偏光成分、たとえばP偏
光成分の平行光束に変換する。
【0021】さらに、光合成手段5は、直角プリズム21
の垂直面、すなわち偏光分離手段3の出射面および1/
2波長板4の出射面と対向するように配設されており、
集光レンズ31およびインテグレータレンズ32,33により
構成されている。
【0022】そして、平行光束照射手段1から照射され
たランダム光の平行光束は、光束圧縮手段2により所定
の圧縮率にて幅方向が圧縮され、偏光分離手段3に入射
される。すなわち、平行光束照射手段1からの平行光束
は、菱形プリズム22の一方の短面から垂直に入射し、光
学的に接着された偏光分離面21m に45°の角度で入射
する。
【0023】この偏光分離面21m に入射された平行光束
のうち、一方の偏光成分、たとえばP偏光成分は、この
偏光分離面21m を透過して直角プリズム21内を直進し、
この直角プリズム21の垂直面から出射される。
【0024】これに対し、他方の偏光成分、たとえばS
偏光成分は、偏光分離面21m で反射され、菱形プリズム
22の他方の長面に達し、この菱形プリズム22に形成され
た反射面22r によりP偏光成分と平行な方向に再度反射
され、菱形プリズム22の他方の短面から出射する。そし
て、この他方の短面である出射面に光学的に接着した1
/2波長板4によって、出射光の偏光面が回転させら
れ、S偏光成分からP偏光成分の平行光束に変換され
る。
【0025】このように、偏光分離手段3の直角プリズ
ム21からの出射光と、1/2波長板4からの出射光と
は、それぞれ一方の偏光成分であるP偏光成分に揃えら
れた偏光光であり、これらP偏光光およびS偏光光は光
合成手段5によって合成され、図示しない照明対象に照
射される。
【0026】ここで、上述の偏光照明装置では、偏光分
離手段3により偏光分離されたP偏光光とS偏光光とを
平行な状態で出射させているので、従来のP偏光光とS
偏光光とを相異なる角度で反射させるために、第1面と
第2面との角度差の設定や、光屈折手段の屈折率の設定
等、相互に高い精度を要する作業が不要となり、その後
の偏光成分を揃えて合成するための1/2波長板4や光
合成手段5の構成も簡潔となる。
【0027】また、光束圧縮手段2によって、平行光束
照射手段1からの光束の幅が30%以下になるように圧
縮することが好ましいとしているが、これは次の理由に
よる。すなわち、偏光分離手段3および1/2波長板4
から出射される平行光束の合計幅は、光束圧縮手段2か
ら出射される平行光束の倍の幅になるので、圧縮された
平行光束の幅が1/3より大きくなると、偏光分離手段
3の幅寸法が大きくなり、平行光束照射手段1から出射
される平行光束に対して側方に突出して配設されるの
で、装置の小型化のために好ましくないためである。
【0028】次に、他の実施の形態を図2を参照して説
明する。
【0029】図2に示すように、この偏光照明装置は、
平行光束照射手段1からの平行光束を圧縮するとともに
複数の平行光束に分割し、これら分割された平行光束毎
に偏光方向を揃えるものである。
【0030】この偏光照明装置は、平行光束照射手段
1、光束圧縮手段41、偏光分離手段42、位相差板として
の1/2波長板43、光合成手段5を、平行光束照射手段
1からの照射方向に沿って順次配設して構成される。
【0031】そして、光束圧縮手段41は、平行光束照射
手段1からの平行光束を複数の平行光束に分割、たとえ
ば4分割するとともに、これら分割された平行光束の幅
の総和が、平行光束照射手段1からの平行光束の幅の、
好ましくは1/2以下になるように圧縮するもので、集
光用の第1レンズ45と、発散用の第2レンズ46とで構成
される。そして、第1レンズ45は、光学特性が同じ複数
の集光レンズLs を規則的に配置して一体に構成したも
のである。また、第2レンズ46も、光学特性が同じ複数
の発散レンズLt を規則的に配置して一体に構成してい
る。
【0032】次に、第1レンズ45および第2レンズ46の
具体的な構成を図3を参照して説明する。
【0033】図3に示すように、第1レンズ45における
各集光レンズLs は、それぞれ矩形の外形に形成されて
おり、隣接する集光レンズLs 相互間に隙間が生じない
ように、マトリクス状に一体に配置構成される。したが
って、平行光束照射手段1から第1レンズ45に入射した
平行光束は各集光レンズLs 毎に収束され、これら集光
レンズLa の数に対応した複数の平行光束に分割され、
第2レンズ46側に出射される。この際、相隣接する集光
レンズLs は互いに隙間なく形成されているため、これ
ら集光レンズLs に入射した平行光束は、光量損失なく
分割され出射される。
【0034】また、第2レンズ46の各発散レンズLt
は、第1レンズ45の各集光レンズLsに対し、それぞれ
光軸を一致させて配設しており、これら各集光レンズL
s と各発散レンズLt とは1対1に対応している。ま
た、これら各集光レンズLs と各発散レンズLt の焦点
距離が一致するように配置している。
【0035】これらの結果、光束圧縮手段41は、平行光
束照射手段1から照射された平行光束を分割された複数
の平行な光束、いわゆる分割平行光束に圧縮する。この
場合、分割平行光束の幅の総和が、平行光束照射手段1
からの平行光束の幅の1/2以下になるように圧縮する
ことが好ましい。
【0036】また、偏光分離手段42は、光束圧縮手段41
の出射側に、上述の分割された平行光束毎に対応して設
けられる。これら各偏光分離手段42は、両側部に位置す
る三角断面の柱状の直角プリズム51,52と、これら直角
プリズム51,52の間に接合状態で順次組合される複数の
菱形断面の柱状の菱形プリズム531 〜537 とで構成され
る。
【0037】さらに、直角プリズム51,52は、両直角面
の辺長を分割された平行光束の幅と等しく設定したもの
で、光束圧縮手段41から見て左側に位置する直角プリズ
ム51は、傾斜面が光束圧縮手段41側を向き、直角面の一
方が平行光束と垂直になるように配置される。これに対
し、右側に位置するものは、傾斜面が光束圧縮手段2と
反対の方向に向き、直角面の一方が平行光束と垂直をな
るように配置される。
【0038】また、各菱形プリズム531 〜537 は、直角
プリズム51,52の傾斜面と辺長の等しい互いに平行な2
つの長面と、この直角プリズム51,52の直角面の辺長と
等しい互いに平行な2つの短面とを有し、これら長面と
短面との角度を、直角プリズム51の直角面と傾斜面との
角度をそれぞれ45°と等しく設定したものである。
【0039】さらに、これら各菱形プリズム531 〜537
は、前述のように両側の直角プリズム51,52間に接合状
態で組み合わせられるが、このうち、直角プリズム51,
52に隣接する菱形プリズム531 ,537 は、それぞれ一方
の長面が直角プリズム51,52の傾斜面と接するように配
置される。一方、他の菱形プリズム532 〜536 は、互い
に隣接する他の菱形プリズム531 〜537 の長面と接する
ように配置する。
【0040】このため、各菱形プリズム531 〜537 の一
方の短面は、光束圧縮手段41に対し、この光束圧縮手段
41からの分割された平行光束と垂直になるように対面す
る。また、他方の短面は、後続の光合成手段5側に対向
する。
【0041】ここで、左側の直角プリズム51に隣接する
菱形プリズム531 は、一方の短面が分割された平行光束
の入射面となるように、光束圧縮手段41の対応する拡散
レンズLt と対向して配置される。また、この菱形プリ
ズム511 の一方の長面は、直角プリズム51の傾斜面と、
この間に形成された偏光分離面42m を介して光学的に接
着している。さらに、この菱形プリズム511 の他方の長
面には反射面42r が形成されており、この反射面42r を
挟んで右側に隣接する菱形プリズム54の一方の長面と接
着される。
【0042】また、左端から3番目の菱形プリズム513
の一方の短面も、分割された左から2番目の平行光束の
入射面となるように配置される。この菱形プリズム513
の一方の長面は、左側に隣接する菱形プリズム532 の他
方の長面と偏光分離面42m を介して光学的に接着し、さ
らに、この菱形プリズム533 の他方の長面は右側に隣接
する菱形プリズム534 の一方の長面と、反射面42r を挟
んで接着される。
【0043】このように、各菱形プリズム531 〜53
7 は、左右に隣接する菱形プリズム531〜537 と偏光分
離面42m および反射面42r を介して組み合され、このう
ち、奇数番目の菱形プリズム531 ,533 ,535 ,537
一方の短面が、光束圧縮手段41からの分割された平行光
束の入射面となるように配置される。なお、左右端の菱
形プリズム531 ,537 は、直角プリズム51,52と組み合
される。したがって、右端の菱形プリズム537 の他方の
長面は、右側に隣接する直角プリズム52の傾斜面と反射
面42r を挟んで接着される。
【0044】また、偏光分離面42m は、平行光束のP偏
光成分およびS偏光成分のいずれか一方を透過し、他方
を反射、たとえばP偏光成分を透過し、S偏光成分を反
射する偏光特性を有する。このため、左端の直角プリズ
ム51の平行光束と垂直な短面および偶数番目の菱形プリ
ズム532 ,534 ,536 の他方の短面は、それぞれ偏光分
離面42m を透過した一方の偏光光、たとえばP偏光光の
出射面となる。これに対し、奇数番目の菱形プリズム53
1 ,533 ,535 ,537 の他方の短面は、偏光分離面42m
で反射され、反射面42r で反射された他方の偏光光、た
とえばS偏光光の出射面となる。
【0045】さらに、1/2波長板43は、奇数番目の菱
形プリズム531 ,533 ,535 ,537の他方の短面に、そ
れぞれ光学的に接着されており、これら菱形プリズム53
1 ,533 ,535 ,537 内を通って、この他方の短面から
出射される平行光束の偏光面を回転させ、S偏光光をP
偏光光に変換する。
【0046】また、光合成手段5は、図1で示したもの
と同様のもので、偏光分離手段42の出射面および1/2
波長板43の出射面と対向するように配置されており、一
方の偏光成分に揃えられた偏光光、たとえばP偏光光を
合成して、図示しない照明対象に出射する。
【0047】そして、平行光束照射手段1からの平行光
束は、光束圧縮手段41により幅方向が圧縮された複数の
平行光束となって、偏光分離手段42に入射される。すな
わち、各分割平行光束は奇数番目の菱形プリズム531
533 ,535 ,537 の一方の短面からそれぞれ垂直に入射
し、偏光分離面42m に45°の角度で入射する。そし
て、この偏光分離面42m にて一方の偏光成分、たとえば
P偏光成分は透過し、直角プリズム51の垂直面および偶
数番目の菱形プリズム532 ,534 ,536 の他方の短面か
らP偏光光として出射される。
【0048】これに対し、他方の偏光成分、たとえばS
偏光成分は、各偏光分離面42m でそれぞれ反射され、各
反射面42r に入射される。そして、各反射面42r にて、
P偏光光と平行な方向に再度反射され、奇数番目の菱形
プリズム531 ,533 ,535 ,537 の他方の短面からそれ
ぞれS偏光光として出射する。これらS偏光光は、出射
面に光学的に接着している1/2波長板43によって、偏
光面が回転させられ、S偏光光からP偏光光に変換され
る。
【0049】このように、一方の偏光成分、たとえばP
偏光成分に揃えられた各分割平行光束は光合成手段5に
よって合成され、図示しない照明対象に照射される。
【0050】ここで、光束圧縮手段41における発散レン
ズLt から出射される分割平行光束の幅を、集光レンズ
Ls に入射される入射する光束に対して1/2以下の幅
にすることが好ましいとしているが、それは次の理由に
よる。
【0051】すなわち、各分割平行光束の圧縮幅を1/
2とすると、これら分割平行光束の幅と分割平行光束間
の間隔が等しくなるため、偏光分離手段42において反射
面42r を挟むプリズム同士を接着することができる。こ
のため、偏光分離面42m を挟むプリズムを光学的に接着
することにより、複数のプリズム531 〜537 を有する偏
光分離手段42を一体に構成することができる。
【0052】また、発散レンズLt から出射される分割
平行光束の幅を、集光レンズLs に入射される入射する
光束に対して1/2より大きくすると、菱形プリズム53
1 ,533 ,535 ,537 の各反射面42r の辺長が長くな
り、隣の分割平行光束内にこの反射面42r が干渉してし
まい、照射光の損失を招くことになるが、1/2以下に
すると、このような干渉が生じず、照射光の損失を生じ
ることなく、十分な光量を得ることができる。
【0053】なお、図4の例では、図2で示した光束圧
縮手段41における集光用第1レンズ45として、半円筒形
の凸面を複数個並行に形成したものを用い、また、発散
用第2レンズ46として、半円筒形の凹面を複数個並行に
形成したものを用いている。
【0054】図5で示す偏光照明装置は、図2で示した
偏光照明装置の光束圧縮手段41に代えて、別の光束圧縮
手段61を用いたものである。この光束圧縮手段61も、平
行光束照射手段1からの平行光束を複数の平行光束に分
割するとともに、これら分割された平行光束の幅の総和
が、平行光束照射手段1からの平行光束の幅の好ましく
は1/2以下になるように圧縮するもので、第1レンズ
62と第2レンズ63を有している。
【0055】また、第1レンズ62は、光学特性が同じ複
数の集光レンズLs1を規則的に配置して一体に構成した
ものである。また、第2レンズ63も、光学特性が互いに
同じ複数の集光レンズLs2を規則的に配置して一体に構
成したものである。ただし、第2レンズ63を構成する各
集光レンズLs2は、第1レンズ62の各集光レンズLs1と
は反対向きに対向配置する。
【0056】これらの結果、第1レンズ62により集光し
た光束を第2レンズ63で発散させることになり、複数に
分割され、所定の圧縮率で幅方向を圧縮された分割平行
光束が得られる。
【0057】次に、上記第1レンズ62および第2レンズ
63の具体的な構成を図6および図7を参照して説明す
る。
【0058】図6の例では、各集光レンズLs1,Ls2
は、図示のようにそれぞれ矩形および円形の外形に個別
に形成されており、また、図7の例では、各集光レンズ
Ls1,Ls2として、半円筒形の凸面を複数個並行に形成
したものを用いており、これら各集光レンズLs1,Ls2
はいずれも隣接する各レンズ相互間に隙間が生じないよ
うに一体に構成される。したがって、これら集光レンズ
Ls1,Ls2に入射した平行光束は、光量損失なく分割さ
れ出射される。
【0059】図8で示す偏光照明装置は、図2で示した
偏光照明装置の光束圧縮手段41に代えて別の光束圧縮手
段71を設けたものである。
【0060】この光束圧縮手段71も、平行光束照射手段
1からの平行光束を所定の圧縮率で複数の平行光束に分
割するものであるが、図2で示した光束圧縮手段41のよ
うに集光用の第1レンズ62と発散用の第2レンズ63とを
別々に設けずに、これら第1レンズ62および第2レンズ
63の両者を図示のように一体化したものである。すなわ
ち、平行光束照射手段1との対向面には集光機能を有す
る凸面Lssを形成し、偏光分離手段42との対向面には発
散機能を有する凹面Lttを形成したものである。
【0061】このように構成することにより、平行光束
照射手段1からの平行光束は、各凸面Lssにて集光され
た後、各凹面Lttにて発散することになり、複数に分割
され、所定の圧縮率で幅方向を圧縮された分割平行光束
となる。
【0062】次に、この光束圧縮手段71の具体的なレン
ズ構成を図9および図10を参照して説明する。
【0063】図9の例では、各凸面Lssおよび各凹面L
ttは、図示のようにそれぞれ矩形および円形の外形に個
別に形成されており、また、図10の例では、それぞれ
半円筒形の各凸面Lssおよび各凹面Lttをそれぞれ複数
個並行に形成したものを用いており、これらはいずれも
隣接する相互間に隙間が生じないように一体に構成され
る。したがって、各凸面Lssに入射した平行光束は、光
量損失なく分割され出射される。
【0064】また、他の実施の形態を図11を参照して
説明する。
【0065】この図11に示す実施の形態の偏光照明装
置は、図1で示した偏光照明装置における偏光分離手段
3および1/2波長板4に代えて、別の偏光分離手段81
および位相差板としての1/4波長板82を用いている。
【0066】まず、偏光分離手段81は、3つの三角断面
の柱状の直角プリズム831 ,832 ,833 と反射手段84と
を有する。このうち、2つの直角プリズム831 ,832
同形のもので、光束圧縮手段2からの平行光束の幅と等
しい辺長の直角面をそれぞれ有しており、これらの各傾
斜面が開角90°のV型になるように組み合わされる。
また、直角プリズム833 は、両直角プリズム831 ,832
の各傾斜面の辺長と等しい直角面を有するもので、これ
ら直角面は、図示のように、両直角プリズム831 ,832
の傾斜面と、偏光分離面831m,832mを挟んで光学的に接
着している。
【0067】これら直角プリズム831 ,832 ,833 は、
直角プリズム831 の傾斜面と直角プリズム833 の一方の
直角面との間に挟まれた偏光分離面、すなわち第1の偏
光分離面831mが、光束圧縮手段2からの平行光束の光路
中に位置し、この平行光束が第1の偏光分離面831mに4
5°の角度で入射するように配設される。この第1の偏
光分離面831mは、光束圧縮手段2からの平行光束のう
ち、一方の偏光成分、たとえばP偏光成分を透過分離
し、他方の偏光成分、たとえばS偏光成分を反射分離す
る。
【0068】この第1の偏光分離面831mと直角の他の偏
光分離面、いわゆる第2の偏光分離面832mは、第1の偏
光分離面831mと同じ偏光特性を有するもので、第1の偏
光分離面831mで反射分離された第1の平行光束、たとえ
ばS偏光光の光路中に設けられ、この第1の平行光束
を、第1の偏光分離面831mで透過分離された第2の平行
光束、たとえばP偏光光と平行で、反対の方向に反射さ
せる。
【0069】また、反射手段84は、第2の偏光分離面83
2mで反射した第1の平行光束の光路中に位置するよう
に、光束圧縮手段2を構成する発散レンズ22の発散機能
に影響のない部分に設けられている。
【0070】さらに、1/4波長板82は、偏光分離手段
81における反射手段84と第2の偏光分離面832mとの間に
設けられ、この間の平行光束の偏光成分、たとえばS偏
光成分を第2の平行光束の偏光成分、たとえばP偏光成
分に変換する。
【0071】そして、光束圧縮手段2によって所定の圧
縮率、たとえば圧縮前の1/3以下が幅が好ましく、圧
縮された平行光束は、偏光分離手段81を構成する直角プ
リズム833 の底面の右半面部分に垂直に入射され、第1
の偏光分離面831mに45°の角度で入射される。この第
1の偏光分離膜831mにおいて、第1の偏光成分、たとえ
ばS偏光成分は反射分離され、第2の偏光成分、たとえ
ばP偏光成分は透過分離される。そして、透過分離され
たP偏光成分の平行光束は、直角プリズム831内を通
り、垂直面から光束合成手段5に向って出射される。
【0072】これに対し、第1の偏光分離面831mにて反
射分離したS偏光成分の平行光束は、第2の偏光分離膜
832mに45°の角度で入射されるが、第1の偏光分離膜
831mを同じ偏光特性により、左方に反射される。このよ
うに第2の偏光分離膜832mにて反射されたS偏光光は、
直角プリズム833 の底面の左半面部分から出射され、反
射手段84に達する。
【0073】そして、反射手段84の表面には1/4波長
板82が設けられており、反射手段84に達したS偏光光は
この1/4波長板82を往復通過することにより偏光面が
回転させられ、P偏光光に変換される。この変換された
P偏光光は、再び直角プリズム833 の底面の左半面部分
に垂直に入射し、さらに第2の偏光分離面832mに45°
の角度で入射する。また、第2の偏光分離膜832mはP偏
光成分を透過する偏光分離特性であるため、このP偏光
光は第2の偏光分離面832mを透過し、さらに直角プリズ
ム832 を通ってその垂直面から出射される。
【0074】すなわち、これら偏光分離手段81および1
/4波長板82によって、光束圧縮手段2からの平行光束
はP偏光成分に揃えられ、直角プリズム831 ,832 の各
垂直面からP偏光光として出射される。そして、これら
両P偏光光は後段の光束合成手段5によって合成され、
図示しない照明対象に向って出射される。
【0075】さらに、他の実施の形態の偏光照明装置を
図12を参照して説明する。
【0076】この偏光照明装置は、図11で説明した偏
光照明装置と基本的に同じ偏光分離機能を有するもので
あるが、平行光束照射手段1からの平行光束を、複数の
平行光束に分割し、しかも、分割された平行光束の幅の
総和が、平行光束照射手段1からの平行光束の幅の1/
2以下になるように圧縮している。このような光束圧縮
手段として、ここでは図8で示した一体型の光束圧縮手
段71を用いている。なお、図2あるいは図5で示した光
束圧縮手段41,61を用いても同様の効果を得ることがで
きる。
【0077】そして、光束圧縮手段71からは複数の分割
平行光束が生じるので、これら分割平行光束毎に偏光分
離手段91および位相差板としての1/4波長板92を設け
る。そして、各偏光分離手段91は、図11で示した偏光
分離手段81と基本的に同じ構成であるが、複数個の偏光
分離手段91を隣接して一体に構成するため、光束出射側
のプリズム構造が異なる。
【0078】すなわち、各偏光分離手段91は、図13で
示すように、光束出射側に設けられる3種類の三角断面
を有する柱状の直角プリズム931 ,932 ,933 、およ
び、光束入射側に設けられる1種類の三角断面の柱状の
直角プリズム934 と、図14または図15で示すよう
に、光束圧縮手段71側に設けられた、各分割平行光束毎
の反射手段94とを有する。
【0079】また、直角プリズム931 ,932 は同形のも
ので、光束圧縮手段71からの平行光束の幅と等しい辺長
の直角面をそれぞれ有しており、これらの傾斜面が互い
に対向するように両端部に配設される。さらに、直角プ
リズム933 は、直角プリズム931 ,932 の各傾斜面の辺
長と等しい直角面と、光束圧縮手段71からの平行光束の
幅の2倍の辺長を有する底面とを有する。そして、この
直角プリズム933 は、分割平行光束の数に対応して複数
個隣接される。たとえば分割平行光束が4本であるた
め、直角プリズム933 は3個設けられ、両端部には直角
プリズム931 ,932 が設けられる。
【0080】これら直角プリズム931 ,933 ,・・,93
2 は、隣接するプリズム931 ,933,・・,932 の傾斜
面が、図示のように開角90°のV型になるように組み
合わされる。このため、直角プリズム931 ,932 の直角
面の一方、および、各直角プリズム933 の底面は、一直
線状に配置され、偏光分離された光束の出射面となる。
【0081】また、光束入射側の直角プリズム934 は、
上記直角プリズム933 と同形のもので、これら直角プリ
ズム934 ,933 の直角面は、図示のように、各直角プリ
ズム931 ,933 ,・・,932 間に形成された開角90°
のV型傾斜面と、偏光分離面935m,936mを挟んで光学的
に接着している。
【0082】これら一体構成された直角プリズム931
933 ,・・,932 は、V型の偏光分離面935m,936mのう
ち、光束圧縮手段71からみて左側の偏光分離面、いわゆ
る第1の偏光分離面935mが、光束圧縮手段71からの各分
割平行光束の光路中に位置し、これら各平行光束が各第
1の偏光分離面935mに45°の角度で入射するように配
設される。この第1の偏光分離面935mは、光束圧縮手段
71からの平行光束のうち、一方の偏光成分、たとえばP
偏光成分を透過分離し、他方の偏光成分、たとえばS偏
光成分を反射分離する。
【0083】この第1の偏光分離面935mと直角の右側の
偏光分離面、いわゆる第2の偏光分離面936mは、第1の
偏光分離面935mと同じ偏光特性を有するもので、第1の
偏光分離面935mで反射分離された第1の平行光束である
S偏光光の光路中に設けられ、この第1の平行光束を第
1の偏光分離面935mで透過分離された第2の平行光束で
あるP偏光光と平行で、反対の方向に反射させる。
【0084】また、反射手段94は、各第2の偏光分離面
936mで反射した各第1の平行光束の光路中にそれぞれ位
置するように、光束圧縮手段71の圧縮機能とは関係のな
い部分それぞれに設けられている。
【0085】さらに、1/4波長板92は、各偏光分離手
段91における各反射手段94と各第2の偏光分離面936m
の間にそれぞれ設けられ、この間の平行光束の偏光成分
であるS偏光成分を第2の平行光束の偏光成分であるP
偏光成分に変換する。
【0086】そして、光束圧縮手段71によって所定の圧
縮率で圧縮および分割された複数の分割平行光束は、各
偏光分離手段91を構成する直角プリズム934 の底面の右
半面部分にそれぞれ垂直に入射され、さらに第1の偏光
分離面935mに45°の角度でそれぞれ入射される。これ
ら各第1の偏光分離面935mにおいて、第1の偏光成分で
あるS偏光成分は反射分離され、第2の偏光成分である
P偏光成分は透過分離される。そして、透過分離された
P偏光成分の平行光束は、直角プリズム931 内および直
角プリズム933 の右側部分をそれぞれ通り、それらの垂
直面から光束合成手段5に向って出射される。
【0087】これに対し、各第1の偏光分離面935mにて
それぞれ反射分離したS偏光成分の平行光束は、第2の
偏光分離面936mに45°の角度でそれぞれ入射される。
そして、第2の偏光分離面936mは、第1の偏光分離面93
5mと同じ偏光特性により、このS偏光光を左方にそれぞ
れ反射させる。このように各第2の偏光分離面936mにて
反射されたS偏光光は、直角プリズム934 の底面の左半
面部分からそれぞれ出射され、各反射手段94に達する。
【0088】また、各反射手段94の表面には1/4波長
板92がそれぞれ設けられており、反射手段94に達したS
偏光光は、この1/4波長板92を往復通過することによ
り偏光面が回転させられ、P偏光光に変換される。この
変換されたP偏光光は、再び直角プリズム934 の底面の
左半面部分にそれぞれ垂直に入射し、さらに、各第2の
偏光分離面936mに45°の角度で入射する。そして、こ
れら各第2の偏光分離面936mを透過し、さらに直角プリ
ズム933 の左側部分および直角プリズム932 内を通っ
て、垂直面から出射される。
【0089】すなわち、これら偏光分離手段91および1
/4波長板92によって、光束圧縮手段71からの各分割平
行光束はそれぞれP偏光成分に揃えられ、直角プリズム
933,932 の各垂直面からP偏光光として出射される。
そして、これら各P偏光光は後段の光束合成手段5によ
って合成され、図示しない照明対象に出射される。
【0090】ここで、光束圧縮手段71の具体例として
は、図9に示すように、各凸面Lssおよび各凹面Ltt
を、矩形および円形の外形に個別に形成したものや、図
10に示すように、それぞれ半円筒形の各凸面Lssおよ
び各凹面Lttをそれぞれ複数個並行に形成したものを用
いればよい。ただし、図14および図15で示すよう
に、凹面Ltt側の圧縮機能に関係のない位置、すなわち
各凹面Ltt間に、反射手段94および1/4波長板92をそ
れぞれ設けている。
【0091】またさらに、他の実施の形態の偏光照明装
置を図16を参照して説明する。
【0092】この図16に示す偏光照明装置は、図11
で示した偏光照明装置における偏光分離手段81および1
/4波長板82に代えて、別の偏光分離手段101 および位
相差板としての1/4波長板102 を用いている。
【0093】偏光分離手段101 は、光束圧縮手段2から
の平行光束の偏光成分を、図8で示した偏光分離装置81
と同様に、第1の偏光分離面、第2の偏光分離面および
反射手段を用いて偏光分離するものであるが、光束圧縮
手段2からの平行光束全てを同じ方向に反射分離するの
ではなく、光束圧縮手段2からの平行光束を2分割し、
それぞれについて偏光分離する。
【0094】そして、各偏光分離手段101 は、光束出射
側に設けられる3個の三角断面の柱状の直角プリズム10
3 1 ,103 2 ,103 3 および光束入射側に設けられる2
個の三角断面の柱状の直角プリズム103 4 ,103 5 と、
光束圧縮手段2側に設けられた、分割された光束毎の反
射手段104a,104bとで構成される。
【0095】また、直角プリズム103 4 ,103 5 は同形
のもので、光束圧縮手段71からの平行光束の幅の1/2
の辺長を有する直角面をそれぞれ有している。さらに、
直角プリズム103 3 は、直角プリズム103 1 ,103 2
各傾斜面の辺長と等しい直角面と、光束圧縮手段71から
の平行光束の幅と等しい辺長を有する底面とを有する。
この直角プリズム103 3 は、直角面の頂角が光束圧縮手
段2からの平行光束の幅方向中心に位置し、底面が同平
行光束と垂直になるように配設される。
【0096】そして、この直角プリズム103 3 の両側に
は、直角プリズム103 1 ,103 2 が直角プリズム103 3
の直角面に対しそれぞれ開角90°のV型になるよう
に、各傾斜面を対向させて配設される。
【0097】また、光束入射側の直角プリズム103 4
103 5 は、直角プリズム103 3 と同形のもので、これら
直角面は各直角プリズム103 1 ,103 3 ,103 2 間に形
成された開角90°のV型傾斜面内にはめ込まれる。こ
れら互いに対向する傾斜面間は、偏光分離面103 6m,10
3 7mを挟んで光学的に接着している。
【0098】そして、各偏光分離面103 6m,103 7mのう
ち、直角プリズム103 3 の直角面に形成された一対の偏
光分離面103 6mをそれぞれ第1の偏光分離面とし、直角
プリズム103 1 ,103 2 の傾斜面にそれぞれ形成された
と偏光分離面103 7mをぞれぞれ第2の偏光分離面とす
る。これら第1の偏光分離面103 6m、第2の偏光分離面
103 7mは、それぞれ一方の偏光成分であるP偏光成分を
透過分離し、他方の偏光成分であるS偏光成分を反射分
離する。
【0099】また、反射手段104a,104bは、各第2の偏
光分離面103 7mでの反射光路中に位置するように、光束
圧縮手段2を構成する発散レンズ22の発散機能とは関係
のない部分にそれぞれ設けられている。
【0100】さらに、1/4波長板102 は、偏光分離手
段101 における反射手段104a,104bと対応する第2の偏
光分離面103 7mとの間にそれぞれ設けられ、この間の平
行光束の偏光面を回転させ、偏光成分を変換する。
【0101】そして、光束圧縮手段2によって所定の圧
縮率、たとえば圧縮前の1/3以下が幅が好ましく、圧
縮された平行光束は偏光分離手段101 を構成する直角プ
リズム103 4 ,103 5 の底面の中央よりの半面部分にそ
れぞれ垂直に入射され、各第1の偏光分離面103 6mにそ
れぞれ45°の角度で入射される。この第1の偏光分離
面103 6mにおいて、第1の偏光成分であるS偏光成分は
反射分離され、第2の偏光成分であるP偏光成分は透過
分離される。そして、透過分離されたP偏光成分の各平
行光束は、直角プリズム103 3 内を通り、垂直面から光
束合成手段5に向って出射される。
【0102】これに対し、各第1の偏光分離面103 6m
てそれぞれ反射分離したS偏光成分の平行光束は、各第
2の偏光分離面103 7mに45°の角度で入射するが、こ
のS偏光光は図示左方に反射される。このように各第2
の偏光分離面103 7mにてそれぞれ反射されたS偏光光
は、各直角プリズム103 4 ,103 5 の底面の外よりの半
面部分から出射され、反射手段104a,104bに達する。
【0103】また、反射手段104a,104bの表面には1/
4波長板102 がそれぞれ設けられており、反射手段104
a,104bに達したS偏光光は、この1/4波長板102 を
往復通過することにより、P偏光光に変換される。この
変換されたP偏光光は、再び直角プリズム103 4 ,103
5 の底面の外よりの半面部分にそれぞれ垂直に入射し、
第2の偏光分離面103 7mにぞれぞれ45°の角度で入射
する。さらに、第2の偏光分離面103 7mはP偏光成分を
透過する偏光特性であるため、第2の偏光分離面637mを
透過したP偏光光は直角プリズム103 1 ,103 2 内を通
って垂直面から出射される。
【0104】すなわち、これら偏光分離手段101 および
1/4波長板102 によって、光束圧縮手段2からの平行
光束はP偏光成分に揃えられ、直角プリズム103 1 ,10
3 3,103 2 の各垂直面からP偏光光として出射され
る。そして、光束合成手段5によって合成され、図示し
ない照明対象に向って出射される。
【0105】さらに、他の実施の形態の偏光照明装置を
図17を参照して説明する。
【0106】この偏光照明装置は、図11で説明した偏
光照明装置と基本的に同じ偏光分離機能を有するもので
あるが、平行光束照射手段1からの平行光束を、複数の
平行光束に分割し、分割された平行光束の幅の総和が、
分割前の平行光束の幅の1/2以下になるように圧縮す
る光束圧縮手段71を用いている。これは図8で示したも
のと基本的に同じ構成である。
【0107】まず、光束圧縮手段71からは複数の分割平
行光束が生じるので、これら分割平行光束毎に偏光分離
手段111 および位相差板としての1/4波長板112 ,11
3 を設ける。そして、各偏光分離手段111 は、図11で
示した偏光分離手段101 と基本的に同じ構成であるが、
複数個の偏光分離手段111 を隣接して一体に構成するた
め、プリズム構造および反射手段114 ,115 が異なる。
【0108】そして、光束出射側のプリズム116 は、透
明材の表面に開溝幅が分割平行光束の幅に等しい開角9
0°のV型溝を分割平行光束数nに対して2n個、平行
に隣接形成することにより、これらV型溝間に底辺長が
分割平行光束の幅に等しい頂角90°の断面三角形状の
凸部を2n−1個、一体に形成する。
【0109】これに対し、光束入射側のプリズム117
は、透明材の表面に、光束出射側プリズム116 の各V型
溝と同形の頂角90°の断面三角形状の凸部を2n個、
一体に形成したものである。
【0110】これらプリズム116 ,117 は、凸部とV型
溝とが互いに噛み合うように組み合わされ、プリズム11
6 ,117 の互いに接合する傾斜面間は、一方の偏光成分
であるP偏光成分を透過分離し、他方の偏光成分である
S偏光成分を反射分離する偏光分離面117m,118mをそれ
ぞれ挟んで光学的に接着される。
【0111】これらのプリズム118m,119mは、光束出射
側のプリズム116 に形成された凸部の頂角が、1つおき
に光束圧縮手段71からの複数の分割平行光束の幅方向中
心に位置するように配置される。
【0112】また、この偏光分離手段111 を構成する反
射手段114 ,115 は、分割平行光束と等しい幅を有する
反射手段114 と、1/2の幅の反射手段115 を有する。
これらは光束圧縮手段71側の、分割された平行光束の出
射部分に隣接して設けられる。
【0113】さらに、1/4波長板112 ,113 は偏光分
離手段111 における反射手段114 ,115 に対応して表面
に設けられ、これら反射手段114 ,115 に入射される平
行光束の偏光面を回転させて偏光成分を変換する。
【0114】そしてて、光束圧縮手段71によって所定の
圧縮率で圧縮および分割された複数の分割平行光束は、
偏光分離手段111 にそれぞれ垂直に入射される。この分
割平行光束は、その幅方向中心に頂角が位置するよう
に、90°の角度に配設された一対の第1偏光分離面11
8mに、それぞれ45°の角度で入射される。
【0115】これら各第1偏光分離面118mにおいて、第
1の偏光成分であるS偏光成分は左右に反射分離され、
第2の偏光成分であるP偏光成分は透過分離される。透
過分離されたP偏光成分の平行光束はプリズム117 内を
通り、垂直面から光束合成手段5に向って出射される。
【0116】これに対し、各第1偏光分離面118mにてそ
れぞれ反射分離したS偏光成分の平行光束は、それぞれ
90°の角度で対向する第2の偏光分離面119mに45°
の角度でそれぞれ入射され、第1の偏光分離面118mと同
じ偏光特性により、このS偏光光を図示左方にそれぞれ
反射させる。このように各第2の偏光分離面119mにて反
射されたS偏光光は、プリズム117 の垂直面から出射さ
れ、対応する反射手段114 ,115 に達する。
【0117】また、各反射手段114 ,115 の表面には1
/4波長板112 ,113 がそれぞれ設けられており、反射
手段114 ,115 に達したS偏光光は対応する1/4波長
板112 ,113 を往復通過することによりP偏光光に変換
される。この変換されたP偏光光は再びプリズム117 の
垂直面に入射し、各第2の偏光分離面119mを透過し、プ
リズム116 内を通って、垂直面から出射される。
【0118】上記実施の形態によれば、プリズム116 ,
117 を細かな鋸波状に形成でき、金型成型などにより低
コストで作成できる。
【0119】
【発明の効果】請求項1記載の偏光照明装置によれば、
平行光束照射手段からの平行光束を、光束圧縮手段によ
りこの平行光束よりも幅の狭い平行な光束に圧縮し、偏
光分離手段の偏光分離面によりこの平行光束をP偏光成
分の平行光束とS偏光成分の平行光束とに分離し、反射
面により分離されたいずれか一方の偏光成分の平行光束
を他方の偏光成分の平行光束と平行な方向に反射させ、
この偏光分離された2つの平行光束のいずれかを、位相
差板によって他の平行光束の偏光成分に変換でき、従来
のように高精度を要する偏光分離面の設定や、光屈折手
段の屈折率の設定作業が不要で、コストや工程上の問題
を生じることなく偏光照射装置を構成できる。
【0120】請求項2記載の偏光照明装置によれば、光
束圧縮手段によって幅方向を圧縮された平行光束を偏光
分離手段の第1の偏光分離面によってP偏光成分の平行
光束とS偏光成分の平行光束に分離し、この第1の偏光
分離面で反射分離された第1の平行光束を第1の偏光分
離面と同じ偏光特性を有する第2の偏光分離面によっ
て、第1の偏光分離面で透過分離された第2の平行光束
と平行で、反対の方向に反射させ、第2の偏光分離面で
反射する第1の平行光束を反射手段によって反対向きに
反射させるさせるとともに、平行光束の偏光成分を位相
差板によって第2の平行光束の偏光成分に変換し、従来
のように高精度を要する偏光分離面の設定や、光屈折手
段の屈折率の設定作業が不要で、コストや工程上の問題
を生じることなく偏光照射装置を構成できる。
【0121】請求項3記載の偏光照明装置によれば、請
求項1または2記載の偏光照明装置に加え、光束圧縮手
段からの平行光束の一方の偏光成分を対称的に2分割す
るので、光束圧縮手段と偏光分離手段の光軸を一致させ
ることができ、しかも各部品を対称構造により無駄なく
配置構成できる。
【0122】請求項4記載の偏光照明装置によれば、請
求項1ないし3いずれか記載の偏光照明装置に加え、平
行光束照射手段からの平行光束の幅を1/3以下に圧縮
するので、偏光分離手段の側方への突出を、平行光束照
射手段からの平行光束の幅以下にすることができ、装置
全体をコンパクトに構成できる。
【0123】請求項5に記載の偏光照明装置によれば、
請求項1ないし3いずれか記載の偏光照明装置に加え、
光束圧縮手段により、平行光束照射手段からの平行光束
を複数の平行光束に分割するとともに、これら分割され
た平行光束の幅の総和が平行光束照射手段からの平行光
束の幅の1/2以下になるように圧縮し、各平行光束毎
に偏光分離と位相差板による偏光成分の変換し、平行光
束の幅を1/2以下に圧縮しているため、各偏光分離手
段の反射面の辺長を適切な長さにすることができ、隣の
分割された平行光束に対する干渉を防止できる。
【0124】従来のように高精度を要する偏光分離面の
設定や、光屈折手段の屈折率の設定作業が不要で、コス
トや工程上の問題を生じることなく偏光照射装置を構成
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の偏光照明装置の一実施の形態を示す平
面図である。
【図2】同上他の実施形態を示す平面図である。
【図3】同上実施の形態の光束圧縮手段および偏光分離
手段の具体例を示す斜視図である。
【図4】同上他の光束圧縮手段および偏光分離手段の具
体例を示す斜視図である。
【図5】同上また他の実施の形態を示す平面図である。
【図6】同上実施の形態の光束圧縮手段および偏光分離
手段の具体例を示す斜視図である。
【図7】同上他の光束圧縮手段および偏光分離手段の具
体例を示す斜視図である。
【図8】同上さらに他の実施の形態を示す平面図であ
る。
【図9】同上実施の形態の光束圧縮手段および偏光分離
手段の具体例を示す斜視図である。
【図10】同上他の光束圧縮手段および偏光分離手段の
具体例を示す斜視図である。
【図11】同上またさらに他の実施の形態を示す平面図
である。
【図12】同上さらに他の実施の形態を示す平面図であ
る。
【図13】同上実施の形態の光束圧縮手段および偏光分
離手段の具体例を示す斜視図である。
【図14】同上他の光束圧縮手段および偏光分離手段の
具体例を示す斜視図である。
【図15】同上また他の光束圧縮手段および偏光分離手
段の具体例を示す斜視図である。
【図16】同上またさらに他の実施の形態を示す平面図
である。
【図17】同上さらに他の実施の形態を示す平面図であ
る。
【符号の説明】
1 平行光束照射手段 2,41,61,71 光束圧縮手段 3,42,81,91,101 ,111 偏光分離手段 21m ,42m ,831m,832m,935m,936m,103 6m,103
7m,117m,118m偏光分離面 22r ,42r 反射面 4,43 位相差板としての1/2波長板 82,92,102 ,112 ,113 位相差板としての1/4
波長板 5 光合成手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G02F 1/1335 530 G02B 27/00 E

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平行光束を照射する平行光束照射手段
    と、 この平行光束照射手段からの平行光束をこの平行光束よ
    りも幅の狭い平行光束に圧縮する光束圧縮手段と、 この光束圧縮手段からの平行光束の光路中に配設され、
    この平行光束をP偏光成分の平行光束とS偏光成分の平
    行光束に分離する偏光分離面、および、この偏光分離面
    で分離されたいずれか一方の偏光成分の平行光束の光路
    中に設けられ、この平行光束を他方の偏光成分の平行光
    束と平行な方向に反射させる反射面を有する偏光分離手
    段と、 この偏光分離手段により偏光分離された2つの平行光束
    のいずれかの光路中に設けられ、対応する平行光束の偏
    光成分を他の平行光束の偏光成分に変換する位相差板と
    を具備したことを特徴とする偏光照明装置。
  2. 【請求項2】 平行光束を照射する平行光束照射手段
    と、 この平行光束照射手段からの平行光束をこの平行光束よ
    りも幅の狭い平行光束に圧縮する光束圧縮手段と、 この光束圧縮手段からの平行光束の光路中に配設され、
    この平行光束をP偏光成分の平行光束とS偏光成分の平
    行光束とに分離する第1の偏光分離面、この第1の偏光
    分離面で反射分離された第1の平行光束の光路中に設け
    られ、この第1の平行光束を前記第1の偏光分離面で透
    過分離された第2の平行光束と平行で反対の方向に反射
    させる前記第1の偏光分離面と同じ偏光特性の第2の偏
    光分離面、および、この第2の偏光分離面で反射する第
    1の平行光束の光路中に設けられた反射手段を有する偏
    光分離手段と、 この偏光分離手段における反射手段と前記第2の偏光分
    離面との間に設けられ、この間の平行光束の偏光成分を
    前記第2の平行光束の偏光成分に変換する位相差板とを
    具備したことを特徴とする偏光照明装置。
  3. 【請求項3】 偏光分離手段の第1の偏光分離面は、光
    束圧縮手段からの平行光束の一方の偏光成分を、この平
    行光束に直交する2方向に分割して反射分離し、 第2の偏光分離面は、第1の偏光分離面により分割され
    た各平行光束に対応して設けられ、この第2の偏光分離
    面に対応して反射手段が設けられたことを特徴とする請
    求項1または2記載の偏光照明装置。
  4. 【請求項4】 光束圧縮手段は、平行光束照射手段から
    の平行光束の幅を1/3以下に圧縮することを特徴とす
    る請求項1ないし3いずれか記載の偏光照明装置。
  5. 【請求項5】 光束圧縮手段は、平行光束照射手段から
    の平行光束を複数の平行光束に分割するとともに、これ
    ら分割された平行光束の幅の総和が、前記平行光束照射
    手段からの平行光束の幅の1/2以下に圧縮し、 これら分割された複数の平行光束毎に偏光分離手段を設
    けるとともに、これら偏光分離手段に対応して位相差板
    を設けたことを特徴とする請求項1ないし3いずれか記
    載の偏光照明装置。
JP32059196A 1996-11-29 1996-11-29 偏光照明装置 Expired - Fee Related JP3631865B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32059196A JP3631865B2 (ja) 1996-11-29 1996-11-29 偏光照明装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32059196A JP3631865B2 (ja) 1996-11-29 1996-11-29 偏光照明装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10161065A true JPH10161065A (ja) 1998-06-19
JP3631865B2 JP3631865B2 (ja) 2005-03-23

Family

ID=18123135

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP32059196A Expired - Fee Related JP3631865B2 (ja) 1996-11-29 1996-11-29 偏光照明装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3631865B2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6497488B1 (en) 1999-08-06 2002-12-24 Ricoh Company, Ltd. Illumination system and projector
US6513953B1 (en) 1999-02-23 2003-02-04 Seiko Epson Corporation Illumination system and projector
US6866404B2 (en) 2001-04-23 2005-03-15 Ricoh Company, Ltd. Illumination apparatus and a liquid crystal projector using the illumination apparatus
JP2008299298A (ja) * 2006-06-08 2008-12-11 Canon Inc 照明光学系、画像投射用光学系及び画像投射装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6513953B1 (en) 1999-02-23 2003-02-04 Seiko Epson Corporation Illumination system and projector
US6497488B1 (en) 1999-08-06 2002-12-24 Ricoh Company, Ltd. Illumination system and projector
US6866404B2 (en) 2001-04-23 2005-03-15 Ricoh Company, Ltd. Illumination apparatus and a liquid crystal projector using the illumination apparatus
US7077546B2 (en) 2001-04-23 2006-07-18 Ricoh Company, Ltd. Illumination apparatus and liquid crystal projector using the illumination apparatus
JP2008299298A (ja) * 2006-06-08 2008-12-11 Canon Inc 照明光学系、画像投射用光学系及び画像投射装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP3631865B2 (ja) 2005-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6229646B1 (en) Plate-like polarizing element, a polarizing conversion unit provided with the element, and a projector provided with the unit
JP3298437B2 (ja) 光学素子、偏光照明装置および投写型表示装置
US6690521B2 (en) Light-selective prism, projection display apparatus using the same, and method of manufacturing light-selective prism
US6104536A (en) High efficiency polarization converter including input and output lenslet arrays
EP0890128B1 (en) Polarized illumination system for lcd projector
US20060034557A1 (en) Polarization recovery system using redirection
KR100909926B1 (ko) 조명 광학계 및 프로젝터
US5590942A (en) Polarizing conversion unit, illuminating device and projector using them
JPH08234205A (ja) 偏光照明装置および投写型表示装置
JPH10161065A (ja) 偏光照明装置
US5724183A (en) Light gathering apparatus
JP3986136B2 (ja) 偏光光源装置
KR100335437B1 (ko) 반사형 프로젝트장치
JPH0566367A (ja) 偏光照明装置および該偏光照明装置を備えた投写表示装置
JPH10319349A (ja) 偏光変換素子及びそれを用いた投影装置
JP2800271B2 (ja) 液晶表示装置
JPH0534638A (ja) 偏光照明装置及び該偏光照明装置を用いた投写表示装置
JPH05181090A (ja) 偏光照明装置及び該偏光照明装置を用いた投写表示装置
JP3298579B2 (ja) 偏光照明装置
JPH04340919A (ja) 偏光照明素子および該素子を有する投写型表示装置
JPH0815525A (ja) 偏光ビームスプリッタ及び液晶プロジェクタ装置
JP3367501B2 (ja) 光学素子の製造方法
JPH09171157A (ja) 照明装置
JPH10221647A (ja) 偏光照明装置および偏光ビームスプリッターアレイ
JP3298580B2 (ja) 投写型表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040707

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040830

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040922

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041115

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20041208

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20041220

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081224

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081224

Year of fee payment: 4

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081224

Year of fee payment: 4

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081224

Year of fee payment: 4

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081224

Year of fee payment: 4

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091224

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091224

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101224

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101224

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111224

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111224

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121224

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees