JPH11160655A

JPH11160655A - 偏光光源装置

Info

Publication number: JPH11160655A
Application number: JP9327253A
Authority: JP
Inventors: Yoji Kubota; 洋治久保田; Takashi Sugiyama; 隆杉山
Original assignee: NAGANO KOGAKU KENKYUSHO KK; Nagano Optics Laboratory Corp
Current assignee: NAGANO KOGAKU KENKYUSHO KK; Nagano Optics Laboratory Corp
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1997-11-28
Publication date: 1999-06-18

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶プロジェクター等の高輝度の光源として
利用するのに適した小型、コンパクトで廉価に製造可能
な偏光変換光学系を備えた偏光光源装置を提案するこ
と。【解決手段】偏光光源装置１の偏光変換光学系４は板
状の偏光フィルム６を備えている。光源ランプ２からの
出射光束Ｉ（２）に含まれているＰ偏光成分およびＳ偏
光成分のうち、Ｓ偏光成分の光のみが偏光フィルム６を
そのまま透過し、Ｐ偏光成分の光は偏光フィルム６で反
射されて、再び光源ランプ２の側に戻る。この反射光は
１／４波長板５を２回通過して、Ｓ偏光成分の光となる
ので、偏光フィルム６を透過して出射される。この結
果、Ｓ偏光成分のみからなる偏光光束Ｉ（ｏｕｔ）が出
射される。偏光分離用の光学素子として、一般的なプリ
ズム合成体からなる偏光ビームスプリッターの代わり
に、板状の偏光フィルム６を使用しているので、光学系
を小型でコンパクトに構成でき、廉価に製造できる。ま
た、光損失および偏光変換効率の低下も抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶プロジェクタ
ー等の光源装置として使用される特定の偏光成分のみか
らなる偏光光束を照明光として出射可能な偏光光源装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶プロジェクター等の液晶表示装置に
おいては、メタルハライドランプ等のアークランプやハ
ロゲンランプからなる光源ランプからの出射光を液晶パ
ネルからなるライトバルブに照射し、当該ライトバブル
において表示画像に対応する変調を施した後に投写光学
系を介して投写面上に投写画像を形成するようになって
いる。ここで、画像情報に対応した変調を光に施すため
の液晶ライトバルブは特定の偏光成分のみを使用してお
り、光源ランプからの出射光をそのまま液晶ライトバル
ブに照射しても偏光方向が異なる半分の光成分は利用さ
れないので、光の利用効率が悪く、投写画像を明るくで
きない。

【０００３】そこで、従来においては、光源ランプから
の出射光を、偏光変換光学系に導き、ここを介して偏光
方向を揃えた後に液晶ライトバルブに照射することによ
り、光の利用効率を高め、明るい投写画像を得るように
している。例えば、特開平３−１３９８３号公報には、
偏光変換光学系を備えた投写型液晶表示装置が開示され
ている。

【０００４】また、従来においては、偏光変換光学系を
採用すると共に、投写画像の明るさを更に高めることを
目的として、複数個、例えば２個の光源ランプを備え、
これらから出射される光に偏光変換光学系において偏光
変換を施した後に液晶ライトバルブに導くようにした構
成も提案されている。例えば、特開平８−２９７３４号
公報には、複数個の光源ランプおよび偏光変換光学系を
備えた表示装置の光源が開示されている。

【０００５】図４には特開平８−２９７３４号公報に記
載の光源を示してあり、この光源１００は対向する２個
の光源ランプ１０１、１０２と、これらの間に配置した
偏光変換光学系とを備えている。偏光変換光学系は、光
源光軸上に配置された偏光ビームスプリッター１０３を
挟み、各光源ランプ側に配置された１／４波長板１０
４、１０５と、偏光ビームスプリッタ１０３の側方に配
置された全反射ミラー１０６とを備えている。偏光ビー
ムスプリッター１０３は光源ランプ１０１、１０２から
出射される出射光のうちのＳ偏光成分を直交方向に反射
し、Ｐ偏光成分をそのまま透過させる偏光分離膜１０３
ａが備わっている。

【０００６】この構成の光源１００では、一方の光源ラ
ンプ１０１からの出射光は１／４波長板１０４を介して
偏光ビームスプリッター１０３に入射し、Ｓ偏光成分の
光のみが直角に反射されて図の上方に向けて出射され
る。Ｐ偏光成分の光は、反対側に配置されている１／４
波長板１０５および光源ランプ１０２の反射鏡１０２ａ
を少なくとも７回は通過し、５回は偏光ビームスプリッ
ター１０３を通過した後に、Ｓ偏光成分の光となって図
の上方に向けて出射される。さらに、このように偏光変
換を施される光は少なくとも３回は光源ランプ１０２の
発光部１０２ｂを通過する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来における偏光変換
光学系は一般にプリズム合成体からなる偏光ビームスプ
リッターと１／４波長から構成されている。この構成の
偏光変換光学系では、偏光ビームスプリッターが他の光
学素子に比べて大きいので、光学系が大型化してしま
い、またプリズムは一般に高価であるので光学系のコス
トが上昇してしまうという弊害がある。

【０００８】さらには、光源ランプからの出射光のうち
偏光変換が施される光成分が、多数回に亘り偏光ビーム
スプリッターを構成しているプリズム内を通過するの
で、光量損失が大きくなり、偏光効率の劣化も無視でき
ないという弊害がある。

【０００９】一方、従来における複数個の光源ランプと
偏光変換光学系を備えた光源装置においても、同様に、
光源ランプからの出射光のうち偏光変換が施される光成
分が、多数回に亘り１／４波長板、偏光ビームスプリッ
ターを通過する必要があり、このために、これらの光学
素子を通過する際に発生する光量損失や、偏光効率の劣
化を無視できない。また、光源ランプの発光部を繰り返
す通過することによる光量損失も無視できない。よっ
て、偏光変換による光の利用効率の向上を期待できな
い。

【００１０】また、複数個の光源ランプのそれぞれの射
出開口に対応する大きさの１／４波長板等の偏光変換用
の光学素子を配置する必要があるので、光学系が大型化
してしまうと共に、製造価格も高騰してしまうという問
題点がある。

【００１１】本発明の課題は、偏光変換を光量損失が少
なく、しかも偏光変換効率の低下を招くことなく行うこ
とができる廉価な偏光光源装置を提案することにある。

【００１２】また、本発明の課題は、偏光変換を行うた
めに必要な光学素子を小型化でき、以て、装置の小型化
およびその製造コストの低減化を実現することにある。

【００１３】一方、本発明の課題は、２個の光源ランプ
を備えた偏光光源装置において、偏光変換を光量損失が
少なく、しかも偏光効率の低下を招くことなく行うこと
を可能にすることにある。

【００１４】また、本発明の課題は、２個の光源ランプ
を備えた偏光光源装置において、偏光変換を行うために
必要な光学素子を小型化でき、以て、装置の小型化およ
びその製造コストの低減化を実現することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】図面を参照して本発明に
よる偏光光源装置の構成を説明する。

【００１６】図１には、本願の請求項１、２に係る発明
による偏光光源装置の光学系を示してある。この図を参
照して説明すると、偏光光源装置１は、光源ランプ２
と、この光源ランプ２からの出射光束Ｉ（２）の偏光方
向を揃えて偏光光束Ｉ（ｏｕｔ）として出射する偏光変
換光学系４を有している。

【００１７】光源ランプ２は、メタルハライドランプ、
キセノンランプ等のランプ本体２ａと、放物面等の非球
面反射鏡２ｂを備えており、ランプ本体２ａの発光管か
らの発散光が反射鏡２ｂによって光源光軸１ａに沿った
方向に向けて実質的に平行光束として出射されるように
なっている。

【００１８】偏光変換光学系４は、１／４波長板５と、
偏光フィルム６とを備えている。偏１フィルム６は特定
の偏光成分の光、例えば、Ｓ偏光成分を透過し、当該偏
光成分に対して偏光方向が直交する偏光成分の光、例え
ばＰ偏光成分を反射する偏光分離特性を備えている。こ
の偏光分離特性は逆の特性でもよい。

【００１９】１／４波長板５および偏光フィルム６は、
光源ランプ２の側から光源光軸１ａに沿って、光源光軸
１ａに直交する状態に配列されている。

【００２０】ここで、上記の構成の加えて、赤外線除去
フィルタ７を、光源ランプ２と１／４波長板５の間に配
置してもよい。さらには、好適な実施の形態としては、
１／４波長板５と偏光フィルム６の間に紫外線除去フィ
ルタ８を配置してもよい。例えば、図に示すように、偏
光フィルム６を、光入射側に配置した紫外線除去フィル
タ８と光出射側に配置した透明なカバーガラス９の間に
挟み込んだ構成を採用することができる。

【００２１】この構成の偏光光源装置１による偏光変換
動作について説明する。まず、光源ランプ２のランプ本
体２ａからの発散光は反射鏡２ｂによってほぼ平行な出
射光束Ｉ（２）となり、赤外線除去フィルタ７、１／４
波長板５、赤外線除去フィルタ８を介して、偏光フィル
ム６に入射する。出射光束Ｉ（２）に含まれているＰ偏
光成分およびＳ偏光成分のうち、Ｓ偏光成分の光のみが
偏光フィルム６をそのまま通過する。これに対して、Ｐ
偏光成分の光は偏光フィルム６で反射されて、再び光源
ランプ２の側に戻る。

【００２２】偏光フィルム６で反射されたＰ偏光成分の
反射光は、１／４波長板５を通過して光源ランプ２の側
に戻り、当該光源ランプ２の反射鏡２ｂで反射されて、
再び１／４波長板５を通過して偏光フィルム６の側に出
射される。このように、偏光フィルム６で反射されたＰ
偏光成分の反射光は、１／４波長板５を２度通過するの
で、その偏光方向が９０度回転して、２度目に１／４波
長板５を通過した後はＳ偏光成分の光となって偏光フィ
ルム６に入射する。この結果、当該偏光フィルム６を透
過して出射される。このように、光源ランプ２の出射光
束Ｉ（２）は全てＳ偏光成分の光となって出射される。
すなわち、偏光光源装置１からはＳ偏光成分の偏光光束
Ｉ（ｏｕｔ）が出射される。

【００２３】以上のように、本発明の偏光光源装置１
は、偏光分離用の光学素子として、従来において一般的
に使用されているプリズム合成体からなる偏光ビームス
プリッターの代わりに、板状の偏光フィルム６を使用し
ている。従って、従来構成の偏光変換光学系に比べて、
光学系を小型でコンパクトに構成でき、また、廉価に製
造することができる。さらには、偏光変換を施すための
光を、プリズムに複数回に亘って通過させる必要が無い
ので、光損失も抑制でき、また、偏光変換効率の低下も
抑制できる。

【００２４】次に、図２には、本願の請求項３、４、
６、７に係る発明による偏光光源装置の光学系を示して
ある。この図を参照して説明すると、偏光光源装置１１
は、第１および第２の光源ランプ１２、１３と、これら
の光源ランプ１２、１３からの出射光束Ｉ（１２）、Ｉ
（１３）の偏光方向を揃えて偏光光束Ｉ（ｏｕｔ）とし
て出射する偏光変換光学系１４を有している。

【００２５】第１の光源ランプ１２は、出射光束Ｉ（１
２）の射出開口１２ａと第１の反射板１２ｂとを備え、
この第１の反射板１２ｂは、射出開口１２ａを当該開口
形状の一つの対称軸を中心として片側半分を遮蔽し、当
該片側部分から出射しようとする出射光を反対方向に反
射するものである。図示の例では、射出開口１２ａは円
形であり、この場合には射出開口１２ａの片側の半円形
の部分が遮蔽され、反対側の半円形の部分１２ｃのみか
ら半円形断面の出射光束Ｉ（１２）が射出される。

【００２６】第２の光源ランプ１３も第１の光源ランプ
１２と同様な構成となっており、出射光束Ｉ（１３）の
射出開口１３ａと第２の反射板１３ｂとを備え、この第
２の反射板１３ｂは、射出開口１３ａを当該開口形状の
一つの対称軸を中心として片側半分を遮蔽し、当該片側
部分から出射しようとする出射光を反対方向に反射する
ものである。図示の例では、射出開口１３ａは円形であ
り、従って、片側の半円形の部分１３ｃのみから半円形
断面の出射光束Ｉ（１３）が射出される。

【００２７】ここで、第１および第２の光源ランプ１
２、１３のそれぞれの射出開口１２ａ、１３ａは同一形
状であり、従って、反射板１２ｂ、１３ｂによって遮蔽
されていない片側部分１２ｃ、１３ｃも同一形状であ
る。さらには、これらの部分１２ｃ、１３ｃは同一の側
となるように設定されている。

【００２８】偏光変換光学系１４は、第１および第２の
１／４波長板１５、１６と、第１および第２の偏光フィ
ルム１７、１８と、第１および第２の全反射ミラー２
１、２２とを備えている。第１および第２の偏光フィル
ム１７、１８は、同一の偏光分離特性を備えており、特
定の偏光成分の光を透過し、当該偏光成分に対して偏光
方向が直交する偏光成分の光を反射するものである。こ
れらの偏光フィルム１７、１８は、図１に示す偏光フィ
ルム６と同様に、光入射側の紫外線除去フィルタと光出
射側の透明ガラスカバーとによって挟まれた構成とする
ことができる。

【００２９】次に、上記の各光学素子の配置関係につい
て説明する。まず、第１および第２の光源ランプ１２、
１３はそれぞれの光源光軸１２ｄ、１３ｄが平行となる
ように相互に向かい合わせの状態で配置されている。図
示の例では、光源光軸１２ｄ、１３ｄが一致するように
配置されている。

【００３０】これら第１および第２の光源ランプ１２、
１３の間において、第１の光源ランプ１２からの出射光
束Ｉ（１２）の光路上には、第１の偏光フィルム１７が
光源光軸１２ｄに直交する状態で配置されている。同様
に、第２の光源ランプ１３からの出射光束Ｉ（１３）の
光路上には、第２の偏光フィルム１８が光源光軸１３ｄ
に直交する状態で配置されている。

【００３１】また、これら第１および第２の偏光フィル
ム１７、１８の間において、第１の光源ランプ１２から
の出射光束Ｉ（１２）の光路上には、第１の全反射ミラ
ー２１が光源光軸１２ｄに対して４５度傾斜した状態で
第１の光源ランプ１２に対峙する向きに配置されてい
る。これに対して、第２の光源ランプ１３からの出射光
束Ｉ（１３）の光路上には、第２の全反射ミラー２２が
光源光軸１３ｄに対して４５度傾斜した状態で第２の光
源ランプ１３に対峙する向きに配置されている。これら
第１および第２の全反射ミラー２１、２２の反射面は同
一方向を向いている。

【００３２】さらに、第１の光源ランプ１２と第１の偏
光フィルム１７の間の光路上には、第１の１／４波長板
１５が光源光軸１２ｄに直交する状態で配置され、第２
の光源ランプ１３と第２の偏光フィルム１８の間の光路
上には、第２の１／４波長板１６が光源光軸１３ｄに直
交する状態に配置されている。

【００３３】上記の構成に加えて、図示の例では、更
に、第１および第２の赤外線除去フィルタ２３、２４を
有している。第１の赤外線除去フィルタ２３は第１の光
源ランプ１２の射出開口１２ａと第１の１／４波長板１
５の間に配置され、第２の赤外線除去フィルタ２４は第
２の光源ランプ１３の射出開口１３ａと第２の１／４波
長板１６の間に配置されている。さらに、偏光変換光学
系１４の偏光光束の出射側にはコンデンサーレンズ２５
が配置されている。

【００３４】なお、第１および第２の光源ランプ１２、
１３は、図１の場合と同様に、その発光管１２ｅ、１３
ｅがメタルハライドランプ等のアークランプやハロゲン
ランプであり、反射鏡１２ｆ、１３ｆは、その反射面が
楕円面、放物面等の非球面反射面となっている。

【００３５】このように構成した偏光光源装置１１によ
る作用効果を説明する。まず、第１の光源ランプ１２の
発光管１２ｅからの発散光の一部は直接に反射鏡１２ｆ
に照射し、ここで反射されて射出開口の半円形の開口部
分１２ｃから射出される。発散光の残りの部分は射出開
口１２ａの半分を遮蔽している反射板１２ｂによって発
散光路を逆行して反射鏡１２ｆに到り、ここで反射され
て半円形の開口部分１２ｃから射出される。このよう
に、光源ランプ１２からは半円形断面の出射光束が射出
される。

【００３６】ここで、反射鏡１２ｆは可視光を反射し、
赤外線を透過する、いわゆるコールドミラーとすること
のが望ましい。このようにすれば、反射鏡１２ｆからの
反射光は可視光帯域となる。

【００３７】第１の光源ランプ１２から射出された半円
形断面の出射光束Ｉ（１２）は、赤外線除去フィルタ２
４を通過して近赤外の波長帯が除去された後に、偏光変
換光学系１４に導かれる。まず、１／４波長板１５を通
過した後に、第１の偏光フィルム１７に到る。この第１
の偏光フィルム１７は例えばＳ偏光成分の光を反射し、
Ｐ偏光成分の光を透過する偏光分離特性を備えている。
この場合には、第１の偏光フィルム１７に照射した出射
光束Ｉ（１２）に含まれているＳ偏光成分の光Ｓ（１
２）が当該偏光フィルム１７を透過して４５度傾斜配置
した全反射ミラー２１に入射し、ここで直角に反射され
てコンデンサーレンズ２５の側に出射する。

【００３８】これに対して出射光束Ｉ（１２）に含まれ
ているＰ偏光成分の光Ｐ（１２）は第１の偏光フィルム
１７で逆方向に全反射され、光源ランプ２の側に戻る。
この戻り光Ｐ（２）は、第１の１／４波長板１５を通過
して偏光面が４５度回転した後に半円形の開口部１２ｃ
から光源ランプ１２内に戻る。この後は、反射鏡１２
ｆ、反射板１２ｂによる反射作用を受けて、再度、半円
形の開口部１２ｃから射出され、赤外線除去フィルタ２
４を通過した後に第１の１／４波長板１５を通過するこ
とにより、再度、偏光面が４５度回転させられる。この
結果、光Ｐ（１２）はＳ偏光成分の光Ｓ’（１２）に変
わる。この結果、第１の偏光フィルム１７を透過して、
全反射ミラー２１によって直角に反射されて、コンデサ
ーレンズ２５の側に向けて出射される。

【００３９】このようにして、第１の光源ランプ１２か
らの発散光は全て、Ｓ偏光成分の半円形断面の出射光束
（Ｓ（１２）＋Ｓ’（１２））となってコンデンサーレ
ンズ２５を介して出射される。

【００４０】第２の光源ランプ１３からの半円形断面の
出射光束Ｉ（１３）の場合にも同様に偏光変換が施され
て、Ｓ偏光成分の半円形断面の出射光束（Ｓ（１３）＋
Ｓ’（１３））となってコンデンサーレンズ２５を介し
て出射される。

【００４１】ここで、このようにして得られた双方から
の出射光束（Ｓ（１２）＋Ｓ’（１２））と（Ｓ（１
３）＋Ｓ’（１３））は軸対称な半円形をしているの
で、コンデンサーレンズ２５を介して合成された後の合
成光束Ｉ（ｏｕｔ）は円形断面の光束となり、この形状
は各光源ランプの円形射出開口１２ａ、１３ａに対応す
る形状となっている。

【００４２】このように偏光光源装置１１においては、
偏光変換対象の出射光束は、光源ランプの射出開口の半
分の大きさでよい。従って、従来のように、光源ランプ
の射出開口に対応する大きさの偏光プリズムや１／４波
長板を備えている光学系に比べて、光学素子の大きさを
半分にでき、光学系全体を小型でコンパクトにすること
が可能になる。また、その分、廉価になる。

【００４３】さらに、偏光変換用の光学素子として板状
の偏光フィルムを用いているので、従来の偏光変換光学
系に対して、図１に示す偏光光源装置と同様な効果が得
られる。すなわち、光学系を小型でコンパクトに構成で
き、また、廉価に構成できる。さらには、光損失および
偏光変換効率の低下を抑制できる。この結果、２個の光
源ランプを備えた高輝度の偏光光源装置を実現できる。

【００４４】さらにまた、液晶プロジェクター等におい
ては光源側での熱対策や液晶周辺での冷却をいかに効率
良く行うのかが重要な課題となっているが、本発明で
は、例えば、全光束の１／２に当たる光束は反射鏡１２
ｆにより一次反射光として射出され、このうち、偏光変
換を必要とする成分はコールドミラーである反射鏡１２
ｆに複数回入射する。従って、熱対策上極めて有効であ
る。

【００４５】次に、図３には、本願の請求項５、６、７
に係る発明による偏光光源装置を示してある。この偏光
光源装置３０の基本的な構成要素は図２の偏光光源装置
１１と同様である。異なる点は、第１および第２の光源
ランプ１２、１３を、それらの光源光軸１２ｄ、１３ｄ
が直交するように配置し、それに伴って第１および第２
の１／４波長板１５、１６、第１および第２の赤外線除
去フィルタ２３、２４の配置位置を変更した点と、全反
射ミラーとして第１の全反射ミラー２１のみが配置され
ている点である。

【００４６】この構成の偏光光源装置３０においては、
第２の光源ランプ１３からの出射光束Ｉ（１３）は、第
２の１／４波長板１６、および第２の偏光フィルム１８
からなる偏光変換光学系によって、その偏光面が全て同
一方向に揃った出射光束が得られる。この後は、双方の
光源ランプ１２、１３から得られる偏光面が同一となっ
て半円形断面の出射光束はコンデンサーレンズ２５を介
して合成されて、円形断面の出射光束Ｉ（ｏｕｔ）とし
て出射される。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の偏光光源
装置では、偏光変換用の光学素子として板状の偏光フィ
ルムを採用しているので、従来のようにプリズム合成体
からなる偏光ビームスプリッターを用いた場合に比べて
光学系を小型でコンパクトに構成でき、また廉価に構成
できる。さらに、偏光変換が施される光の光路長を短く
できるので、光損失や偏光変換効率の低下を抑制でき
る。

【００４８】一方、本発明の偏光光源装置は、第１およ
び第２の光源ランプのそれぞれの射出開口の片側半分か
ら光を出射させ、この出射光に対して偏光変換を施し、
偏光変換後の光を合成することにより、射出開口に対応
する形状の偏光光束を形成するようにしていると共に、
偏光変換用の光学素子として板状の偏光フィルムを採用
している。従って、従来のように光源ランプの射出開口
に対応する大きさの偏光変換用の光学素子を用いる場合
に比べて、小さな光学素子を用いることができ、光学系
を小型でコンパクトに構成でき、また廉価に製造するこ
ともできるという効果を奏する。

【００４９】また、偏光変換のための光路長の増加を抑
制できると共に偏光変換対象の光が光学素子を通過する
回数を少なくできるので、全体として、光損失および偏
光効率の低下も抑制でき、結果として高輝度の光源を実
現できる。

【００５０】次に、本発明の偏光光源装置では、上記の
構成に加えて、各光源ランプの反射鏡としてコールドミ
ラーを採用している。また、この構成とは別に、あるい
はこの構成に加えて、赤外線除去フィルタを配置するよ
うにしている。従って、偏光光源装置の発熱を効果的に
抑制できるという利点も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した偏光光源装置の光学系を示す
概略構成図である。

【図２】本発明を適用した２個の光源ランプを備えた偏
光光源装置の光学系を示す概略構成図である。

【図３】本発明を適用した２個の光源ランプを備えた別
の偏光光源装置の光学系を示す概略構成図である。

【図４】従来における偏光変換光学系を説明するための
概略構成図である。

【符号の説明】

１、１１、３０偏光光源装置２、１２第１の光源ランプ３、１３第２の光源ランプ１２ａ、１３ａ射出開口１２ｂ、１３ｂ反射板１２ｃ、１３ｃ半円形の開口部１２ｄ、１３ｄ光源光軸１２ｅ、１３ｅ発光管１２ｆ、１３ｆ反射鏡４、１４偏光変換光学系１５、１６１／４波長板１７、１８偏光分離膜２１、２２全反射膜２３、２４赤外線除去フィルタ２５コンデンサレンズＩ（２）、Ｉ（１２）第１の光源ランプからの出射光
束Ｉ（３）、Ｉ（１３）第２の光源ランプからの出射光
束Ｓ（２）、Ｓ（１２）第１の光源ランプの出射光束の
うちのＳ偏光成分の光Ｐ（２）、Ｐ（１２）第１の光源ランプの出射光束の
うちのＰ偏光成分の光Ｓ（３）、Ｓ（１３）第２の光源ランプの出射光束の
うちのＳ偏光成分の光Ｐ（３）、Ｐ（１３）第２の光源ランプの出射光束の
うちのＰ偏光成分の光Ｓ（２）、Ｓ（１３）第１の光源ランプの出射光束の
うちのＳ偏光成分の光Ｓ’（２）、Ｓ’（１２）偏光変換により得られたＳ偏
光成分の光Ｓ’（３）、Ｓ’（１３）偏光変換により得られたＳ偏
光成分の光Ｉ（ｏｕｔ）偏光光束

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源ランプと、当該光源ランプからの出
射光束の偏光方向を揃え偏光光束として出射する偏光変
換光学系とを有する偏光光源装置において、前記偏光変換光学系は、１／４波長板と、偏光フィルム
とを備えており、前記偏光フィルムは特定の偏光成分の光を透過し、当該
偏光成分に対して偏光方向が直交する偏光成分の光を反
射する偏光分離特性を備えており、前記光源ランプの側から光源光軸に沿って、前記１／４
波長板および前記偏光フィルタが光源光軸に直交する状
態に配列されていることを特徴とする偏光光源装置。
【請求項２】請求項１において、赤外線除去フィルタ
を有しており、当該赤外線除去フィルタは、前記光源ラ
ンプと前記１／４波長板の間に配列されていることを特
徴とする偏光光源装置。
【請求項３】第１および第２の光源ランプと、これら
第１および第２の光源ランプからの出射光束の偏光方向
を揃えて偏光光束として出射する偏光変換光学系とを有
する偏光光源装置において、前記第１の光源ランプは、出射光束の射出開口と第１の
反射板とを備え、この第１の反射板は、前記射出開口を
当該開口形状の一つの対称軸を中心として片側半分を遮
蔽し、当該片側部分から出射する出射光を反対方向に反
射するものであり、前記第２の光源ランプは、出射光束の射出開口と第２の
反射板とを備え、この第２の反射板は、前記射出開口を
当該開口形状の一つの対称軸を中心として片側半分を遮
蔽し、当該片側部分から出射する出射光を反対方向に反
射するものであり、前記第１および第２の光源ランプのそれぞれの前記射出
開口は同一形状であり、前記第１および第２の反射板に
より遮蔽されている部分は同一の側となっており、前記偏光変換光学系は、第１および第２の１／４波長板
と、第１および第２の偏光フィルムと、第１および第２
の全反射ミラーとを備え、前記第１および第２の偏光フ
ィルムは、特定の偏光成分の光を透過し、当該偏光成分
に対して偏光方向が直交する偏光成分の光を反射するよ
うに設定された同一の偏光分離特性を備えたものであ
り、前記第１および第２の光源ランプはそれぞれの光源光軸
が平行となるように相互に向かい合わせの状態で配置さ
れており、これら第１および第２の光源ランプの間において、前記
第１の光源ランプからの出射光の光路上には、前記第１
の偏光フィルムが光源光軸に対して直交した状態で配置
され、前記第２の光源ランプからの出射光の光路上に
は、前記第２の偏光フィルムが直交した状態で配置され
ており、前記第１および第２の偏光フィルムの間において、前記
第１の光源ランプからの出射光の光路上に、前記第１の
全反射ミラーが光源光軸に対して４５度傾斜した状態で
前記第１の光源ランプに対峙し、前記第２の光源ランプ
からの出射光の光路上に、前記第２の全反射ミラーが光
源光軸に対して前記第１の全反射ミラーとは反対方向に
４５度傾斜した状態で前記第２の光源ランプに対峙して
おり、前記第１の光源ランプと前記第１の偏光フィルムの間の
光路上には、前記第１の１／４波長板が光源光軸に垂直
な状態に配置され、前記第２の光源ランプと前記第２の
偏光フィルムの間の光路上には、前記第２の１／４波長
板が光源光軸に垂直な状態に配置されていることを特徴
とする偏光光源装置。
【請求項４】請求項３において、前記第１および第２
の光源ランプは光源光軸が一致するように配置されてい
ることを特徴とする偏光光源装置。
【請求項５】第１および第２の光源ランプと、これら
第１および第２の光源ランプからの出射光束の偏光方向
を揃えて偏光光束として出射する偏光変換光学系とを有
する偏光光源装置において、前記第１の光源ランプは、出射光束の射出開口と第１の
反射板とを備え、この第１の反射板は、前記射出開口を
当該開口形状の一つの対称軸を中心として片側半分を遮
蔽し、当該片側部分から出射する出射光を反対方向に反
射するものであり、前記第２の光源ランプは、出射光束の射出開口と第２の
反射板とを備え、この第２の反射板は、前記射出開口を
当該開口形状の一つの対称軸を中心として片側半分を遮
蔽し、当該片側部分から出射する出射光を反対方向に反
射するものであり、前記第１および第２の光源ランプのそれぞれの前記射出
開口は同一形状であり、前記第１および第２の反射板に
より遮蔽されている部分は同一の側となっており、前記偏光変換光学系は、第１および第２の１／４波長板
と、第１および第２の偏光フィルムと、全反射ミラーと
を備えており、前記第１および第２の偏光フィルムは、
特定の偏光成分の光を透過し、当該偏光成分に対して偏
光方向が直交する偏光成分の光を反射するように設定さ
れた同一の偏光分離特性を備えたものであり、前記第１および第２の光源ランプはそれぞれの光源光軸
が直交するように配置されており、前記第１の光源ランプからの出射光の光路上には、前記
第１の偏光フィルムが光源光軸に対して直交した状態で
配置され、前記第２の光源ランプからの出射光の光路上
には、前記第２の偏光フィルムが直交した状態で配置さ
れており、前記第１の偏光フィルムの光出射側には光源光軸に対し
て４５度傾斜状態で前記全反射ミラーが配置されてお
り、前記第１の光源ランプと前記第１の偏光フィルムの間の
光路上には、前記第１の１／４波長板が光源光軸に直交
する状態で配置され、前記第２の光源ランプと前記第２
の偏光フィルムの間の光路上には、前記第２の１／４波
長板が光源光軸に直交する状態で配置されていることを
特徴とする偏光光源装置。
【請求項６】請求項３ないし５のうちの何れかの項に
おいて、更に、第１および第２の赤外線除去フィルタを
有し、前記第１の赤外線除去フィルタは前記第１の光源ランプ
の射出開口と前記第１の１／４波長板の間に配置され、
前記第２の赤外線除去フィルタは前記第２の光源ランプ
の射出開口と前記第２の１／４波長板の間に配置されて
いることを特徴とする偏光光源装置。
【請求項７】請求項１ないし６のうちの何れかの項に
おいて、前記第１および第２の光源ランプは、それぞ
れ、発光管と、当該発光管からの発散光を反射する反射
鏡とを備えており、この反射鏡は赤外線透過形のコール
ドミラーであることを特徴とする偏光光源装置。