JPH11260142A - Polarization converting device and polar screen element - Google Patents

Polarization converting device and polar screen element

Info

Publication number
JPH11260142A
JPH11260142A JP8047598A JP8047598A JPH11260142A JP H11260142 A JPH11260142 A JP H11260142A JP 8047598 A JP8047598 A JP 8047598A JP 8047598 A JP8047598 A JP 8047598A JP H11260142 A JPH11260142 A JP H11260142A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
polarization
beam splitter
polarized light
light source
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
JP8047598A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3591288B2 (en
Inventor
Akihiro Funamoto
昭宏 船本
Shigeru Aoyama
茂 青山
Masayuki Shinohara
正幸 篠原
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.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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 Omron Corp, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Corp
Priority to JP08047598A priority Critical patent/JP3591288B2/en
Publication of JPH11260142A publication Critical patent/JPH11260142A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3591288B2 publication Critical patent/JP3591288B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a polarization converting device capable of converting natural light to one directional linearly polarized light with high efficiency of nearly 100% by a small optical system without optical axis separation of emitted light. SOLUTION: When the light from a light source is incident on a polarization beam splitter 23, P polarized light penetrates the polarization beam splitter 23 to come to the front, and S polarized light is reflected to the side of the polarization beam splitter 23. A regression reflector 24 is provided on the side of the polarization beam splitter 23, and the S polarized light is reflected by the regression reflector 24, further it is reflected by the polarization beam splitter 23 to get back to the light source 22. The light source 22 is composed of a light emitting body 25, a curved surface reflector element 26 and a hemispherical reflector element 27, and the S polarized light regressed to the light source 22 is reflected by the curved surface reflector element 26 and the hemispherical reflector element 27 to be converted to elliptically polarized light, thus it is incident on the polarization beam splitter 23 again.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、偏光変換装置及び
偏光フィルタ素子に関する。具体的には、偏光方向が互
いに直交する2つの直線偏光を、偏光方向が揃った直線
偏光に変換して出射させるための技術に関する。
[0001] The present invention relates to a polarization conversion device and a polarization filter element. Specifically, the present invention relates to a technique for converting two linearly polarized light beams whose polarization directions are orthogonal to each other into linearly polarized light beams having the same polarization direction and emitting the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】プロジェクションテレビは、図1(a)
に示すように、正面に設置した液晶プロジェクタ1から
スクリーン2に向けて光Rを投射し、投射方向から画像
を鑑賞するようになったフロント投射方式のものと、図
1(b)に示すように、一対のミラー3,4を用いて背
面に設置された液晶プロジェクタ1からスクリーン2に
光Rを投射し、前面側から画像を鑑賞するようにしたリ
ア投射方式のものとがある。
2. Description of the Related Art A projection television is shown in FIG.
As shown in FIG. 1B, a liquid crystal projector 1 installed on the front projects light R toward a screen 2 so that an image can be viewed from a projection direction. There is a rear projection type in which light R is projected onto a screen 2 from a liquid crystal projector 1 installed on the back using a pair of mirrors 3 and 4 so that an image can be viewed from the front side.

【0003】図2は液晶プロジェクタ1の構成を示す図
である。フロント投射方式のプロジェクションテレビと
リア投射方式のプロジェクションテレビとの相違はミラ
ー3,4の有無だけであり、原理的構成はいずれも同じ
である。図2に表わされているメタルハライドランプ等
のランプ5は、リフレクタ6の焦点位置に配置されてい
る。リフレクタ6は、放物面鏡を持ち、ランプ5の光R
を反射することによって平行光とするものである。リフ
レクタ6の前方には、偏光板7,8に挟まれた液晶表示
パネル9が配置され、投射レンズ10を介してスクリー
ン2上に光Rを投射するように構成されている。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the liquid crystal projector 1. The difference between the front projection type projection television and the rear projection type projection television is only the presence or absence of the mirrors 3 and 4, and the principle configuration is the same. A lamp 5 such as a metal halide lamp shown in FIG. 2 is disposed at a focal position of a reflector 6. The reflector 6 has a parabolic mirror, and the light R of the lamp 5
Is reflected to make parallel light. A liquid crystal display panel 9 sandwiched between polarizers 7 and 8 is disposed in front of the reflector 6, and is configured to project light R onto the screen 2 via a projection lens 10.

【0004】しかし、液晶表示パネルを用いた液晶プロ
ジェクタでは、ブラウン管と比べると、低コストで大画
面を実現できるという長所があるが、画面が暗いという
本質的な欠点がある。特に、液晶表示パネルとしては、
高コントラストかつ多階調の特性を持つTN(ツイステ
ッド・ネマティック)型液晶パネルが用いられている
が、このTN型液晶表示パネルは偏光板により光の流れ
を制御するものであり、偏光板は一方向の偏光成分だけ
を通過させるものであるため、入射側の偏光板で光源光
の50%の光が無条件にロスしてしまうという問題があ
った。
However, a liquid crystal projector using a liquid crystal display panel has an advantage that a large screen can be realized at low cost as compared with a cathode ray tube, but has an essential disadvantage that a screen is dark. In particular, as a liquid crystal display panel,
A TN (twisted nematic) type liquid crystal panel having high contrast and multi-gradation characteristics is used. This TN type liquid crystal display panel controls the flow of light by a polarizing plate. Since only the polarization component in the direction is allowed to pass, there is a problem that 50% of the light of the light source light is unconditionally lost by the polarizing plate on the incident side.

【0005】このような偏光板による光量ロスを防止す
るため、従来にあっては、図3に示すような偏光変換光
学素子が考えられている。この偏光変換光学素子は、画
像表示に有効なP偏光と、完全にロスとなるS偏光との
両者を含む自然光を入射させ、その全光量をP偏光に変
換して出力することができる。よって、このような偏光
変換光学素子を用いることにより、液晶表示パネルにお
ける光の利用効率は、ほぼ100%になる。
[0005] In order to prevent the light amount loss due to such a polarizing plate, a polarization conversion optical element as shown in FIG. 3 has been conventionally considered. This polarization conversion optical element can input natural light containing both P-polarized light effective for image display and S-polarized light that is completely lost, and can convert the total amount of light into P-polarized light and output it. Therefore, the use efficiency of light in the liquid crystal display panel becomes almost 100% by using such a polarization conversion optical element.

【0006】図3に示す偏光変換光学素子11は、1つ
の偏光ビームスプリッタ(PBS)12と4個の直角プ
リズム13,14,15,16により構成されている。
光源からの自然光は、偏光ビームスプリッタ12で偏光
方向が互いに直交する二つの直線偏光成分に分離され
る。偏光ビームスプリッタ12は、二つの直角プリズム
のうち一方の斜面に誘電体多層膜を蒸着し、斜面どうし
を接合したものである。その斜面を透過する光がP偏光
の光、斜面で反射される光がS偏光の光である。
The polarization conversion optical element 11 shown in FIG. 3 is constituted by one polarization beam splitter (PBS) 12 and four right-angle prisms 13, 14, 15, and 16.
Natural light from the light source is split by the polarizing beam splitter 12 into two linearly polarized light components whose polarization directions are orthogonal to each other. The polarizing beam splitter 12 has a structure in which a dielectric multilayer film is deposited on one slope of two right-angle prisms and the slopes are joined to each other. The light transmitted through the slope is P-polarized light, and the light reflected by the slope is S-polarized light.

【0007】偏光ビームスプリッタ12を透過したP偏
光の光は、直角プリズム13,14に順次入射する。直
角プリズム13,14の斜面で全反射を2回行う過程に
おいて、反射面の傾き方向が90度回転した関係にある
と、光の偏光方向は90度回転する。偏光方向が90度
回転することにより、直角プリズム13に入射する光の
偏光方向が水平(P偏光)となっているのに対し、直角
プリズム14から出射する光の偏光方向は垂直(S偏
光)となっている。
The P-polarized light transmitted through the polarizing beam splitter 12 sequentially enters right-angle prisms 13 and 14. In the process of performing total internal reflection twice on the inclined surfaces of the right-angle prisms 13 and 14, if the inclination direction of the reflection surfaces is rotated by 90 degrees, the polarization direction of light is rotated by 90 degrees. By rotating the polarization direction by 90 degrees, the polarization direction of the light incident on the right-angle prism 13 is horizontal (P polarization), whereas the polarization direction of the light emitted from the right-angle prism 14 is vertical (S polarization). It has become.

【0008】一方、偏光ビームスプリッタ12の斜面で
反射したS偏光の光は、直角プリズム15,16に順次
入射し、P偏光の場合と同様に直角プリズム15,16
の斜面で2回全反射する。しかし、それらの反射面の配
置は、互いに平行であるため、偏光方向は変化しない。
従って、直角プリズム15,16を出射する光の偏光方
向は、直角プリズム15に入射する光の偏光方向(S偏
光)と等しく垂直(S偏光)である。この結果、偏光ビ
ームスプリッタ12で分けられた二つの直線偏光光は、
どちらも同じ偏光方向を持ち、かつ進行方向が等しくな
る。これによって、光源から出たほぼ100%の光が、
一方向の直線偏光に変換されて投射される。
On the other hand, the S-polarized light reflected by the inclined surface of the polarizing beam splitter 12 sequentially enters the right-angle prisms 15 and 16 and, as in the case of the P-polarized light, the right-angle prisms 15 and 16.
Is totally reflected twice on the slope. However, since the arrangement of the reflecting surfaces is parallel to each other, the polarization direction does not change.
Accordingly, the polarization direction of the light exiting the right-angle prisms 15 and 16 is equal to the polarization direction (S-polarization) of the light incident on the right-angle prism 15 and is perpendicular (S-polarization). As a result, the two linearly polarized lights split by the polarizing beam splitter 12 are:
Both have the same polarization direction and the traveling directions are equal. As a result, almost 100% of the light emitted from the light source is
The light is converted into linear polarized light in one direction and projected.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
偏光変換光学素子11は、図3に示すようにプリズム1
4,15,16が飛び出ているため、光源のみの場合と
比較して非常に大掛かりな光学系になっていた。このた
め、偏光変換光学素子の小型化に難がある、偏光変換光
学素子のコストが高くつく、といった問題があった。
However, the conventional polarization conversion optical element 11 has a prism 1 as shown in FIG.
Since the light sources 4, 15, and 16 are protruding, the optical system becomes much larger in comparison with the case where only the light source is used. For this reason, there are problems that it is difficult to reduce the size of the polarization conversion optical element and that the cost of the polarization conversion optical element is high.

【0010】さらに、偏光方向を揃えられた2つの直線
偏光の光軸が2軸に分離されており、全体として光束が
広く広がってしまっていた。このため出射光束を絞りに
くく、光束を絞ろうとすると、レンズ径やレンズ厚が大
きくなり、コストが高くついていた。また、光束を絞ら
ないと、2つの光束を1軸光学系に結合することが不十
分になり、液晶表示パネル等の画質が低下する問題があ
った。
Furthermore, the optical axes of the two linearly polarized lights whose polarization directions have been aligned are separated into two axes, and the light beam has spread widely as a whole. For this reason, it is difficult to stop the emitted light beam, and if the light beam is to be stopped, the lens diameter and the lens thickness are increased, and the cost is high. In addition, if the light beams are not stopped down, it is insufficient to couple the two light beams to the one-axis optical system, and there is a problem that the image quality of a liquid crystal display panel or the like deteriorates.

【0011】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、より小さな
光学系によって実現でき、しかも光軸の分離のない偏光
変換装置を提供することにある。また、その偏光変換装
置に用いられる偏光フィルタ素子を提供することにあ
る。
The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the conventional example, and an object thereof is to provide a polarization conversion device which can be realized by a smaller optical system and has no separation of optical axes. It is in. Another object of the present invention is to provide a polarization filter element used for the polarization conversion device.

【0012】[0012]

【発明の開示】請求項1に記載の偏光変換装置は、光を
発生すると共に、入射した直線偏光を非直線偏光又は偏
光方向の異なる直線偏光に変換して反射させる機能を有
する光源と、光源の光を偏光方向が異なる2つの直線偏
光に分離して一方の直線偏光を外部へ出射する偏光分離
手段と、偏光分離手段で分離された他方の直線偏光を前
記光源へ導く偏光回収手段とを備えたことを特徴として
いる。
DISCLOSURE OF THE INVENTION A light source having a function of generating light, converting incident linearly polarized light into non-linearly polarized light or linearly polarized light having a different polarization direction and reflecting the light, and a light source. Polarization splitting means for splitting the light into two linearly polarized lights having different polarization directions and emitting one of the linearly polarized lights to the outside, and a polarization recovery means for guiding the other linearly polarized light separated by the polarization separating means to the light source. It is characterized by having.

【0013】本発明の偏光変換装置は、光源から出射さ
れた光を偏光分離手段で2つの直線偏光に分離して一方
の直線偏光を外部へ出射し、もう一方の直線偏光を光源
へ戻し、光源で偏光状態を変化させたのち再び偏光分離
手段へ入射させているので、一方の偏光方向の直線偏光
だけを出射することができる。また、他方の偏光方向の
光も偏光分離手段と光源との間を往復するうちに出射可
能な偏光方向に変換される。従って、自然光も高い変換
効率で1方向に揃った直線偏光に変換することができ
る。しかも、出射される直線偏光が従来例のように2軸
とならず、1軸の直線偏光を出射することができるの
で、容易に出射光を絞ることができ、また偏光変換装置
も小型化することができる。
In the polarization conversion device of the present invention, the light emitted from the light source is separated into two linearly polarized lights by the polarization separating means, one of the linearly polarized lights is emitted to the outside, and the other is returned to the light source. Since the state of polarization is changed by the light source and the light is again incident on the polarization separation means, only linearly polarized light in one polarization direction can be emitted. Also, the light in the other polarization direction is converted into a polarization direction that can be emitted while reciprocating between the polarization separation means and the light source. Therefore, natural light can be converted into linearly polarized light aligned in one direction with high conversion efficiency. Moreover, the linearly polarized light to be emitted is not biaxial as in the conventional example, but can be linearly polarized light of one axis. Therefore, the emitted light can be narrowed down easily and the polarization converter can be downsized. be able to.

【0014】また、請求項2に記載の実施態様は、請求
項1に記載の偏光変換装置において、前記光源が、発光
体と、光源に入射した直線偏光の偏光方向をほぼ90度
回転させて光源から出射させる機能を有する反射素子と
からなることを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the polarization converter according to the first aspect, the light source rotates the luminous body and the polarization direction of linearly polarized light incident on the light source by approximately 90 degrees. And a reflecting element having a function of emitting light from a light source.

【0015】この実施態様にあっては、偏光分離素子側
から光源に戻った光は、光源で偏光方向を90度回転さ
せられて再び偏光分離素子へ入射されるので、その大部
分が偏光分離素子から出射される。よって、偏光分離側
と光源との間における光の往復回数を低減させ、効率良
く1方向の直線偏光に変換することができる。
In this embodiment, the light returned to the light source from the polarization separation element side is rotated by 90 degrees by the light source and is incident on the polarization separation element again. The light is emitted from the element. Therefore, the number of round trips of light between the polarization separation side and the light source can be reduced, and the light can be efficiently converted into linear polarized light in one direction.

【0016】請求項3に記載の実施態様は、請求項1に
記載の偏光変換装置において、前記偏光分離手段が偏光
ビームスプリッタからなり、前記偏光回収手段は前記偏
光ビームスプリッタの側面に対向して設けられた光反射
手段からなり、前記光源と前記光反射手段とは互いに共
役の位置関係にあることを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, in the polarization conversion device according to the first aspect, the polarization separation means comprises a polarization beam splitter, and the polarization recovery means faces the side surface of the polarization beam splitter. The light source is provided with a light reflecting means, and the light source and the light reflecting means are conjugated to each other.

【0017】光源と光反射手段を互いに共役の位置関係
にすれば、光源から出た光のうち出射されなかった直線
偏光は光反射手段に集められ、光反射手段で反射された
光も光源に集められるので、光源と光反射手段との間で
光を往復させているうちに光量が低下しにくく、直線偏
光への変換効率を高くすることができる。
If the light source and the light reflecting means are conjugated to each other, the linearly polarized light not emitted from the light source is collected by the light reflecting means, and the light reflected by the light reflecting means is also transmitted to the light source. Since the light is collected, the amount of light hardly decreases while the light is reciprocated between the light source and the light reflecting means, and the conversion efficiency to linearly polarized light can be increased.

【0018】請求項4に記載の偏光フィルタ素子は、偏
光ビームスプリッタの一面に回帰反射板を対向配置し、
偏光ビームスプリッタに入射した光を偏光ビームスプリ
ッタで偏光方向の異なる2つの直線偏光に分離し、一方
の直線偏光を偏光ビームスプリッタから出射させ、他方
の直線偏光を回帰反射板へ導き、回帰反射板で反射した
直線偏光を偏光ビームスプリッタへ戻して始めの入射方
向へ向けて逆行させるようにしたことを特徴としてい
る。
According to a fourth aspect of the present invention, in the polarization filter element, a regression reflection plate is disposed to face one surface of the polarization beam splitter,
The light incident on the polarizing beam splitter is split into two linearly polarized lights having different polarization directions by the polarizing beam splitter, and one linearly polarized light is emitted from the polarizing beam splitter, and the other linearly polarized light is guided to the regression reflection plate. The reflected linearly polarized light is returned to the polarization beam splitter and is reversed in the first incident direction.

【0019】この偏光フィルタ素子は、請求項1の偏光
変換装置における偏光分離手段及び偏光回収手段として
用いられるものである。そして、偏光回収手段として回
帰反射板を用いているので、偏光分離手段から出射され
なかった直線偏光を正確に元の方向へ戻すことができる
ので、光量ロスが低減され、直線偏光への変換効率が向
上する。
This polarization filter element is used as polarization separation means and polarization recovery means in the polarization conversion device of the first aspect. In addition, since a recursive reflection plate is used as the polarization recovery means, the linearly polarized light that has not been emitted from the polarization separation means can be accurately returned to the original direction, so that the light amount loss is reduced and the conversion efficiency to the linearly polarized light is reduced. Is improved.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】図4は本発明の一実施形態による
偏光変換装置21を示す斜視図、図5はその概略断面図
である。この偏光変換装置21は、光源22と、1個の
偏光ビームスプリッタ23と、1枚の回帰反射板24に
より構成されている。光源22は、ランプ等の発光体2
5と、放物面鏡や楕円面鏡等からなる曲面反射素子2
6、半球状をした半球状反射素子27から構成されてい
る。発光体25から出射された光は、曲面反射素子2
6、もしくは曲面反射素子26と半球状反射素子27で
反射された後、集束されながら偏光ビームスプリッタ2
3側へ出射される。
FIG. 4 is a perspective view showing a polarization converter 21 according to one embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a schematic sectional view thereof. The polarization conversion device 21 includes a light source 22, one polarization beam splitter 23, and one return reflection plate 24. The light source 22 is a luminous body 2 such as a lamp.
5 and a curved reflecting element 2 composed of a parabolic mirror, an elliptical mirror, etc.
6. A hemispherical reflecting element 27 having a hemispherical shape. The light emitted from the light emitter 25 is reflected by the curved surface reflection element 2.
6, or after being reflected by the curved reflecting element 26 and the hemispherical reflecting element 27, while being focused, the polarization beam splitter 2
The light is emitted to the third side.

【0021】偏光ビームスプリッタ23へ入射した光
は、偏光方向が互いに直交する2つの直線偏光に分離さ
れ、S偏光は偏光ビームスプリッタ23内の斜面23a
で反射され、P偏光は斜面23aを透過して前方の液晶
表示パネル28側へ出射される。回帰反射板24は、斜
面23aで反射したS偏光が出てくる側の、偏光ビーム
スプリッタ23側面に対向して配置されている。回帰反
射板24は、偏光ビームスプリッタ23の側面に接着さ
れていてもよい。この回帰反射板24としては、頂角が
90度のプリズムが配列したプリズムアレイによって構
成されている。
The light that has entered the polarization beam splitter 23 is separated into two linearly polarized lights whose polarization directions are orthogonal to each other, and the S-polarized light is inclined 23 a in the polarization beam splitter 23.
, And the P-polarized light is transmitted through the inclined surface 23a and emitted toward the liquid crystal display panel 28 in front. The regression reflection plate 24 is disposed so as to face the side surface of the polarization beam splitter 23 on the side where the S-polarized light reflected on the inclined surface 23a comes out. The retroreflector 24 may be bonded to the side surface of the polarization beam splitter 23. The retroreflective plate 24 is constituted by a prism array in which prisms having a vertical angle of 90 degrees are arranged.

【0022】また、回帰反射板24は光源22と共役の
位置関係となるように配置されている。すなわち、光源
22から出た光は回帰反射板24の反射面で収束し、逆
に、回帰反射板24の1点から出た光は光源22で収束
するような配置とする。
The retroreflector 24 is arranged so as to have a conjugate positional relationship with the light source 22. That is, the light emitted from the light source 22 converges on the reflection surface of the regression reflector 24, and conversely, the light emitted from one point of the regression reflector 24 converges on the light source 22.

【0023】つぎに、上記偏光変換装置21の作用の概
略を図6(a)(b)(c)により説明する。発光体2
5を発光させて光源22から自然光を出射させると、曲
面反射素子26で反射した自然光が偏光ビームスプリッ
タ23に入射する。偏光ビームスプリッタ23に自然光
が入射すると、図6(a)に示すように、自然光は偏光
方向が直交する2つの直線偏光に分離され、一方の直線
偏光すなわちP偏光は偏光ビームスプリッタ23を透過
し、他方の直線偏光すなわちS偏光は偏光ビームスプリ
ッタ23の斜面23aで反射する。偏光ビームスプリッ
タ23で反射したS偏光は側面の回帰反射板24へ入射
し、S偏光のまま回帰反射板24で反射され、再び偏光
ビームスプリッタ23に入射する。再び偏光ビームスプ
リッタ23に入射したS偏光は斜面23aで反射される
ので、光源22の方向へ戻る。
Next, the outline of the operation of the polarization conversion device 21 will be described with reference to FIGS. 6 (a), 6 (b) and 6 (c). Luminous body 2
When light is emitted from the light source 22 to emit natural light, the natural light reflected by the curved reflecting element 26 enters the polarization beam splitter 23. When natural light enters the polarization beam splitter 23, as shown in FIG. 6A, the natural light is split into two linearly polarized lights having polarization directions orthogonal to each other, and one of the linearly polarized lights, that is, the P-polarized light, passes through the polarization beam splitter 23. The other linearly polarized light, that is, the S-polarized light is reflected by the inclined surface 23 a of the polarization beam splitter 23. The S-polarized light reflected by the polarization beam splitter 23 enters the regression reflection plate 24 on the side surface, is reflected by the regression reflection plate 24 as S-polarized light, and enters the polarization beam splitter 23 again. The S-polarized light that has entered the polarization beam splitter 23 again is reflected by the inclined surface 23a, and returns to the light source 22.

【0024】光源22側へ戻ったS偏光は、図6(b)
に示すように、曲面反射素子26及び半球状反射素子2
7で反射された後、再び光源22から出射する。曲面反
射素子26及び半球状反射素子27は金属でできている
から、再び光源22から出射する光は、曲面反射素子2
6と半球状反射素子27で反射を繰り返すことによって
楕円偏光となっている。
The S-polarized light returned to the light source 22 side is shown in FIG.
As shown in the figure, the curved reflecting element 26 and the hemispherical reflecting element 2
After being reflected at 7, the light is emitted again from the light source 22. Since the curved surface reflection element 26 and the hemispherical reflection element 27 are made of metal, the light emitted from the light source 22
Elliptical polarization is obtained by repeating reflection at 6 and the hemispherical reflecting element 27.

【0025】光源22から出た楕円偏光は、図6(c)
に示すように偏光ビームスプリッタ23に入射し、その
P偏光成分は偏光ビームスプリッタ23を透過し、S偏
光成分は偏光ビームスプリッタ23で反射する。偏光ビ
ームスプリッタ23で反射したS偏光は、回帰反射板2
4で反射し、再び偏光ビームスプリッタ23で反射して
光源22側へ戻る。
The elliptically polarized light emitted from the light source 22 is shown in FIG.
As shown in (1), the P-polarized light component enters the polarization beam splitter 23, passes through the polarization beam splitter 23, and the S-polarized light component is reflected by the polarization beam splitter 23. The S-polarized light reflected by the polarization beam splitter 23 is reflected by the retroreflector 2
4, the light is reflected again by the polarization beam splitter 23, and returns to the light source 22 side.

【0026】この偏光変換装置21は、図6(a)
(b)(c)のような過程を繰り返すことにより、P偏
光だけを前方へ出射し、S偏光も徐々にP偏光に変換し
ながら偏光ビームスプリッタ23から前方へ出射する。
従って、理論的には、光源22から出た自然光を100
%P偏光に変換して前方へ出射させることが可能にな
る。しかも、この偏光変換装置21から出射される直線
偏光は、1軸性のものであって1本の光束として出射さ
れるため、従来例のように光束を重ね合わせたりする必
要もなく、またレンズ等によって容易に絞ることもでき
る。
This polarization converter 21 is shown in FIG.
By repeating the steps (b) and (c), only the P-polarized light is emitted forward, and the S-polarized light is also emitted forward from the polarization beam splitter 23 while being gradually converted to P-polarized light.
Therefore, theoretically, natural light emitted from the light
It is possible to convert the light into% P polarized light and emit it forward. In addition, since the linearly polarized light emitted from the polarization conversion device 21 is uniaxial and emitted as one light beam, there is no need to overlap the light beams as in the conventional example, It can also be squeezed easily by the method described above.

【0027】また、この偏光変換装置21において、光
源22以外に必要なものは、偏光ビームスプリッタ23
と回帰反射板24だけであり、従来の偏光変換光学素子
と比較して非常に小型化される。
In this polarization conversion device 21, what is required other than the light source 22 is a polarization beam splitter 23.
And the retroreflective plate 24 alone, which is very small compared to a conventional polarization conversion optical element.

【0028】次に、上記のような原理による偏光変換装
置21の各構成部分の作用を詳しく説明する。まず、回
帰反射板24について説明する。回帰反射板24は、屈
折率の大きな透明光学樹脂によって板状に形成されてお
り、裏面に三角プリズム状の凹凸条が配列してあり(こ
の凹凸には、図8に示すように、屈折率の小さな樹脂3
0を充填してあってもよい)、各プリズム29の頂角は
90度となっている。しかして、この回帰反射板24に
光線が入射すると、光線はプリズム29内に入射して傾
斜面で2度反射することによって元の方向へ反射され
る。しかも、プリズム29は頂角が90度の三角プリズ
ムとなっているので、反射光線は入射光線から最大1ピ
ッチずれるが、入射光線の方向にかかわらず反射光線は
入射光線と平行な方向へ戻る。
Next, the operation of each component of the polarization converter 21 based on the above principle will be described in detail. First, the regression reflection plate 24 will be described. The retroreflective plate 24 is formed of a transparent optical resin having a large refractive index in the form of a plate, and has a triangular prism-shaped uneven stripe arranged on the back surface (this unevenness has a refractive index as shown in FIG. 8). Small resin 3
0 may be filled in), and the apex angle of each prism 29 is 90 degrees. When a light beam enters the recursive reflection plate 24, the light beam enters the prism 29, is reflected twice on the inclined surface, and is reflected in the original direction. In addition, since the prism 29 is a triangular prism having a vertex angle of 90 degrees, the reflected light is shifted by a maximum of one pitch from the incident light, but the reflected light returns in a direction parallel to the incident light regardless of the direction of the incident light.

【0029】偏光ビームスプリッタ23で反射されたS
偏光を再び偏光ビームスプリッタ23へ戻すための手段
としては、金属鏡を用いることもできるが、光源22
(発光体25)は理想的な点光源ではないので、通常の
金属鏡を用いると光源22へ戻るS偏光が光源22から
外れて光源22に捕捉されなくなり、ロスが大きくな
る。また、金属鏡では、それ自体の反射率も悪い(70
〜80%)ので、より一層ロスが大きくなる。
S reflected by the polarizing beam splitter 23
As means for returning the polarized light to the polarizing beam splitter 23 again, a metal mirror can be used.
Since the (light-emitting body 25) is not an ideal point light source, if a normal metal mirror is used, the S-polarized light returning to the light source 22 will be deviated from the light source 22 and will not be captured by the light source 22, resulting in a large loss. In addition, the metal mirror itself has poor reflectance (70).
8080%), the loss is further increased.

【0030】これに対し、回帰反射板24を用いれば、
S偏光を偏光ビームスプリッタ23へ戻す際に光線方向
が変化しないので、S偏光を偏光変換装置21の外部へ
逃がすことなく光源22へ集めることができ、偏光変換
装置21の効率を高くすることができる。また、プリズ
ム29による全反射を利用しているので、反射率も高く
なり、金属鏡に比べてロスを非常に小さくできる。
On the other hand, if the retroreflector 24 is used,
Since the beam direction does not change when returning the S-polarized light to the polarization beam splitter 23, the S-polarized light can be collected in the light source 22 without escaping to the outside of the polarization conversion device 21, and the efficiency of the polarization conversion device 21 can be increased. it can. Further, since the total reflection by the prism 29 is used, the reflectance is high, and the loss can be made very small as compared with a metal mirror.

【0031】また、偏光ビームスプリッタ23へS偏光
を反射させるために通常の金属鏡を用いると、偏光ビー
ムスプリッタ23へ反射されて戻る光は楕円偏光となる
ので、全てが光源22側へ戻らず、楕円偏光の一部(P
偏光成分)は偏光ビームスプリッタ23を透過してロス
となる。
When an ordinary metal mirror is used to reflect the S-polarized light to the polarization beam splitter 23, the light reflected back to the polarization beam splitter 23 becomes elliptically polarized light, so that all the light does not return to the light source 22 side. , Part of elliptically polarized light (P
The polarized light component passes through the polarization beam splitter 23 and becomes a loss.

【0032】これに対し、回帰反射板24では、図9に
示すように、偏光方向がプリズム29の長手方向と平行
な直線偏光が入射した場合や、図10に示すように、偏
光方向がプリズム29の短手方向と平行な直線偏光が入
射した場合には、反射する直線偏光の偏光方向は変化し
ないが、図11に示すように、偏光方向がプリズム29
の長手方向に対して45度回転した直線偏光が入射した
場合には、反射する直線偏光の偏光方向は90度回転す
る性質がある。従って、偏光ビームスプリッタ23の側
面に配置する回帰反射板24をプリズム29の長手方向
又は短手方向が入射するS偏光の偏光方向と平行となる
ようにしてあれば、回帰反射板24から偏光ビームスプ
リッタ23へ戻る光は、偏光ビームスプリッタ23によ
りほぼ完全に光源22側へ反射され、ロスが発生しな
い。
On the other hand, as shown in FIG. 9, the retroreflector 24 receives linearly polarized light whose polarization direction is parallel to the longitudinal direction of the prism 29, or as shown in FIG. When the linearly polarized light parallel to the short side direction of the incident light is incident, the polarization direction of the reflected linearly polarized light does not change, but as shown in FIG.
When the linearly polarized light rotated by 45 degrees with respect to the longitudinal direction is incident, the polarization direction of the reflected linearly polarized light is rotated by 90 degrees. Therefore, if the retroreflector 24 disposed on the side surface of the polarizing beam splitter 23 is set so that the longitudinal direction or the shorter direction of the prism 29 is parallel to the polarization direction of the incident S-polarized light, the polarized beam The light returning to the splitter 23 is almost completely reflected by the polarizing beam splitter 23 to the light source 22 side, and no loss occurs.

【0033】次に、光源22の曲面反射素子26と半球
状反射素子27について述べる。曲面状反射素子及び半
球状反射素子27は、少なくとも表面(反射面)が金属
でできていて結晶軸の方向がランダムである(結晶軸が
ない)ので、直線偏光が入射すると、位相ずれが発生
し、反射光は楕円偏光となる。この偏光変換装置21の
構成では、偏光ビームスプリッタ23から戻ってきたS
偏光は、曲面反射素子26で2回、半球状反射素子27
で1回の合計3回反射するので、S偏光はかなり楕円率
の高い楕円偏光となって偏光ビームスプリッタ23へ戻
る。よって、再度偏光ビームスプリッタ23に入射する
際、偏光ビームスプリッタ23を透過してP偏光が取り
出される率はかなり高くなる。なお、曲面反射素子26
や半球状反射素子27の金属材料としては、可視光領域
のほぼ全域で高い反射率をもつアルミニウムを用いるの
が好ましい。
Next, the curved reflecting element 26 and the hemispherical reflecting element 27 of the light source 22 will be described. At least the surface (reflection surface) of the curved surface reflection element and the hemispherical reflection element 27 is made of metal and the direction of the crystal axis is random (there is no crystal axis). Then, the reflected light becomes elliptically polarized light. In the configuration of this polarization conversion device 21, S returned from the polarization beam splitter 23
The polarized light is reflected twice by the curved reflecting element 26 and the hemispherical reflecting element 27.
Is reflected three times in total, so that the S-polarized light becomes elliptically polarized light having a considerably high ellipticity and returns to the polarization beam splitter 23. Therefore, when the light again enters the polarization beam splitter 23, the rate of transmission of the P-polarized light through the polarization beam splitter 23 is significantly increased. Note that the curved reflection element 26
As the metal material of the hemispherical reflective element 27, it is preferable to use aluminum having a high reflectance over almost the entire visible light region.

【0034】偏光変換装置21のさらなる特徴として
は、光源22と回帰反射板24とが、共役の位置関係と
なるように配置されていることがある。このような共役
の関係を保つことにより、回帰反射板24で反射したS
偏光が光源22に集められるので、光源22側へ戻るS
偏光が偏光変換装置21外へ漏れて逃げるのを防止し、
変換効率を向上させることができる。
As a further feature of the polarization converter 21, the light source 22 and the retroreflector 24 are arranged so as to have a conjugate positional relationship. By maintaining such a conjugate relationship, the S
Since the polarized light is collected by the light source 22, the light returns to the light source 22 side S
Preventing the polarized light from leaking out of the polarization conversion device 21 and escaping,
Conversion efficiency can be improved.

【0035】また、光源22と回帰反射板24とは共役
の位置にあるので、図12に示すように、偏光ビームス
プリッタ23に入射する光は、S偏光成分が回帰反射板
24で収束するよう、ある角度で集光されている。偏光
変換装置21のサイズ(つまり、光源22と偏光ビーム
スプリッタ23との距離)を小さくするためには、この
集光角度θを大きくすればよい。一方、偏光ビームスプ
リッタ23には入射光の角度依存性があり、理想的には
集光角度θは小さい方が望ましい。そこで、実際には、
集光角度θは、偏光ビームスプリッタ23の許容範囲内
でできるだけ大きな角度をとるように設計している。具
体的には、現在入手可能な偏光ビームスプリッタのうち
で入射光角度依存性の最も緩やかなものを用いた場合に
は、集光角度θは約20〜30度くらいまでは可能であ
る。
Further, since the light source 22 and the retroreflector 24 are located at conjugate positions, as shown in FIG. 12, the light incident on the polarizing beam splitter 23 is such that the S-polarized component converges on the retroreflector 24. , At a certain angle. In order to reduce the size of the polarization conversion device 21 (that is, the distance between the light source 22 and the polarization beam splitter 23), the condensing angle θ may be increased. On the other hand, the polarization beam splitter 23 has an angle dependency of incident light, and ideally, the condensing angle θ is desirably small. So, actually,
The condensing angle θ is designed to take as large an angle as possible within the allowable range of the polarizing beam splitter 23. Specifically, when a currently available polarizing beam splitter that has the gentlest incident light angle dependency is used, the condensing angle θ can be up to about 20 to 30 degrees.

【0036】なお、図13に示すように、偏光ビームス
プリッタ23を構成する一方の三角プリズムの表面に頂
角90度の三角プリズム29を平行に複数条加工するこ
とにより、回帰反射板24と偏光ビームスプリッタ23
とを一体化した偏光フィルタ素子を用いてもよい。
As shown in FIG. 13, by forming a plurality of triangular prisms 29 having a vertical angle of 90 degrees on the surface of one triangular prism constituting the polarizing beam splitter 23 in parallel, the retroreflective plate 24 and the polarization Beam splitter 23
May be used.

【0037】また、図14に示すように、偏光ビームス
プリッタ23の側面に、紫外線硬化型樹脂によって頂角
90度の三角プリズム29を平行に複数条成形すること
により、回帰反射板24と偏光ビームスプリッタ23と
を一体化した偏光フィルタ素子を用いてもよい。
Further, as shown in FIG. 14, a plurality of triangular prisms 29 having a vertical angle of 90 degrees are formed in parallel on the side surface of the polarizing beam splitter 23 with an ultraviolet curable resin, so that the retroreflective plate 24 and the polarizing beam splitter 23 are formed. A polarization filter element integrated with the splitter 23 may be used.

【0038】これらの場合、プリズム29のピッチLp
はできるだけ小さければ小さいほどよい。その理由は、
ピッチLpが小さいと、入射光と反射光の強度分布がほ
ぼ等しくなるためである。また、光を回帰反射板24の
表面に絞るためには、プリズム29のピッチLpが大き
いと、反射光の入射光に対する光軸のずれを無視できな
くなるからである。現在の技術では、30μm程度の充
分に小さなピッチが実現可能である。
In these cases, the pitch Lp of the prism 29
The smaller the better, the better. The reason is,
This is because when the pitch Lp is small, the intensity distributions of the incident light and the reflected light become substantially equal. Also, in order to focus the light on the surface of the regression reflection plate 24, if the pitch Lp of the prism 29 is large, the deviation of the optical axis of the reflected light with respect to the incident light cannot be ignored. With the current technology, a sufficiently small pitch of about 30 μm can be realized.

【0039】(第2の実施形態)図15は本発明の別な
実施形態による偏光変換装置21の構成を示す平面図で
ある。この偏光変換装置21では、偏光ビームスプリッ
タ23の光源22光を入射させる面と反対側に回帰反射
板24を配置し、偏光ビームスプリッタ23で反射した
P偏光を光源22へ戻し、偏光ビームスプリッタ23で
反射したS偏光だけを前方へ取り出すようにしている。
(Second Embodiment) FIG. 15 is a plan view showing a configuration of a polarization conversion device 21 according to another embodiment of the present invention. In this polarization conversion device 21, a regression reflection plate 24 is disposed on the side of the polarization beam splitter 23 opposite to the surface on which light from the light source 22 is incident, and the P-polarized light reflected by the polarization beam splitter 23 is returned to the light source 22. Only the S-polarized light reflected by the light source is extracted forward.

【0040】(第3の実施形態)図16は本発明のさら
に別な実施形態における光源22の構造を示す概略断面
図である。この光源22にあっては、半球状反射素子2
7の内面に、図17に示すように、斜め45度の(すな
わち、偏光ビームスプリッタ23から戻ってくるS偏光
の偏光方向に対して45度傾いた)方向に長手方向が延
びた頂角90度のプリズムがアレイ状に配列されてい
る。一方、曲面反射素子26は、入射する直線偏光を楕
円偏光化せず、できるだけそのままの偏光方向を保って
反射するものを用いる。
(Third Embodiment) FIG. 16 is a schematic sectional view showing the structure of a light source 22 according to still another embodiment of the present invention. In this light source 22, the hemispherical reflecting element 2
As shown in FIG. 17, a vertex angle 90 whose longitudinal direction extends in an oblique direction of 45 degrees (that is, inclined 45 degrees with respect to the polarization direction of the S-polarized light returning from the polarization beam splitter 23) is formed on the inner surface of the substrate 7. Degree prisms are arranged in an array. On the other hand, as the curved surface reflection element 26, one that does not convert incident linearly polarized light into elliptically polarized light and reflects it while maintaining the polarization direction as it is as much as possible is used.

【0041】従って、偏光ビームスプリッタ23からS
偏光が戻ってくると、曲面反射素子26で反射されたS
偏光は半球状反射素子27に入射すると、図18のよう
に、偏光方向に対して斜め45度のプリズムで反射され
ることによってP偏光に変換され、曲面反射素子26で
再度反射されて光源22から出射される。このように、
偏光ビームスプリッタ23から戻ったS偏光は、P偏光
に変換されて再度偏光ビームスプリッタ23に入射する
ので、大部分が偏光ビームスプリッタ23を透過するこ
とになる。従って、光源22で楕円偏光が発生しないの
で、偏光ビームスプリッタ23と光源22との間での、
光の往復回数が少なくなり、反射時の光量ロスや光軸ず
れによる光量ロスを低減させることができる。
Therefore, the polarization beam splitter 23 outputs S
When the polarized light returns, S reflected by the curved reflecting element 26
When the polarized light is incident on the hemispherical reflecting element 27, as shown in FIG. Is emitted from. in this way,
The S-polarized light returned from the polarization beam splitter 23 is converted into P-polarized light and is incident on the polarization beam splitter 23 again. Therefore, most of the S-polarized light passes through the polarization beam splitter 23. Therefore, since elliptically polarized light does not occur in the light source 22, the light between the polarization beam splitter 23 and the light source 22
The number of light reciprocations is reduced, and the light amount loss at the time of reflection and the light amount loss due to optical axis shift can be reduced.

【0042】図16〜図18の実施形態では、半球状反
射素子27に直線偏光の偏光方向を回転させる機能を持
たせたが、半球状反射素子27は入射した直線偏光その
ままの偏光方向で反射させるようにし、曲面反射素子2
6で直線偏光を45度回転させるようにしてもよい。す
なわち、図19に示すように、曲面反射素子26の内面
に三角プリズム32をアレイ状に配列し、このプリズム
32で反射させることにより、入射した直線偏光の偏光
方向が45度回転するようにすれば、偏光ビームスプリ
ッタ23から戻ったS偏光は、P偏光に変換されて再度
偏光ビームスプリッタ23に入射する。ただし、曲面反
射素子26の場合には、プリズム32の頂角は場所によ
って異なり、中心部よりも周辺部で大きくなっている。
例えば、図19に示す中心部のプリズム32の頂角をφ
2、周辺部のプリズム32の頂角をφ1とすれば、φ2
φ1となる。
In the embodiments shown in FIGS. 16 to 18, the hemispherical reflecting element 27 is provided with a function of rotating the polarization direction of linearly polarized light. And the curved reflection element 2
In step 6, the linearly polarized light may be rotated by 45 degrees. That is, as shown in FIG. 19, the triangular prisms 32 are arranged in an array on the inner surface of the curved reflecting element 26 and reflected by this prism 32 so that the polarization direction of the incident linearly polarized light is rotated by 45 degrees. For example, the S-polarized light returned from the polarization beam splitter 23 is converted into P-polarized light and then enters the polarization beam splitter 23 again. However, in the case of the curved reflecting element 26, the vertex angle of the prism 32 differs depending on the location, and is larger in the peripheral part than in the central part.
For example, the vertex angle of the central prism 32 shown in FIG.
2, if the apex angle of the prism 32 of the periphery phi 1 and, phi 2 <
φ 1

【0043】(第4の実施形態)図20は本発明のさら
に別な実施形態における光源22の構造を示す概略断面
図である。この光源22にあっては、曲面反射素子26
の内面に、図21に示すような放射状パターンのプリズ
ム33を形成している。このパターンの頂角は、入射し
た直線偏光を45度回転させて反射するように設計して
いる。偏光ビームスプリッタ23から戻ったS偏光は、
曲面反射素子26で2度反射されて偏光方向が90度回
転するので、P偏光に変換されて再度偏光ビームスプリ
ッタ23に入射し、大部分が偏光ビームスプリッタ23
を透過することになる。従って、光源22で楕円偏光が
発生しないので、偏光ビームスプリッタ23と光源22
との間での、光の往復回数が少なくなり、反射時の光量
ロスや光軸ずれによる光量ロスを低減させることができ
る。
(Fourth Embodiment) FIG. 20 is a schematic sectional view showing the structure of a light source 22 according to still another embodiment of the present invention. In the light source 22, the curved reflection element 26
A prism 33 having a radial pattern as shown in FIG. The apex angle of this pattern is designed to reflect the incident linearly polarized light by rotating it by 45 degrees. The S-polarized light returned from the polarization beam splitter 23 is
Since the light is reflected twice by the curved surface reflection element 26 and the polarization direction is rotated by 90 degrees, it is converted into P-polarized light and re-enters the polarization beam splitter 23, and most of the polarization beam splitter 23
Will be transmitted. Accordingly, no elliptically polarized light is generated in the light source 22, so that the polarization beam splitter 23 and the light source 22
The number of reciprocations of light between the light source and the light source is reduced, and the light amount loss at the time of reflection and the light amount loss due to optical axis shift can be reduced.

【0044】また、図示しないが、半球状反射素子27
の内面に直線偏光を90度回転させるように放射状パタ
ーンのプリズムを設けてもよい。
Although not shown, the hemispherical reflecting element 27
A prism having a radial pattern may be provided on the inner surface of the lens to rotate the linearly polarized light by 90 degrees.

【0045】(その他)また、偏光ビームスプリッタか
らの光を反射して偏光ビームスプリッタへ戻すための平
面反射素子としては、プリズムを配列した回帰反射板の
代りに、偏光方向と結晶軸方向の揃ったSi等の半導体
結晶板を用いてもよい。このような平面反射素子でも、
偏光ビームスプリッタで反射又は透過した直線偏光を偏
光方向を回転させることなく直線のままで偏光ビームス
プリッタへ戻すことができる。従って、このような平面
反射素子でも偏光ビームスプリッタによるロスが生じな
い。
(Others) In addition, as a planar reflecting element for reflecting light from the polarizing beam splitter and returning it to the polarizing beam splitter, a polarization direction and a crystal axis direction are aligned instead of a retroreflector in which prisms are arranged. Alternatively, a semiconductor crystal plate of Si or the like may be used. Even with such a plane reflection element,
The linearly polarized light reflected or transmitted by the polarization beam splitter can be returned to the polarization beam splitter in a straight line without rotating the polarization direction. Therefore, even with such a planar reflection element, no loss is caused by the polarization beam splitter.

【0046】(応用分野)本発明の偏光変換素子は、種
々の分野で使用することができる。例えば、プロジェク
タの光源、回帰反射型光電センサの光源(投光部)、偏
光光を用いる表面検査装置の光源、光沢度測定器、その
他の偏光光を用いる計測装置などに採用することができ
る。一例を挙げると、回帰反射型の光電センサにおい
て、投光部に本発明の偏光変換光学素子を置き、回帰反
射板で反射した光を偏光板を通して受光部で受光するよ
うにすればよい。
(Application Field) The polarization conversion element of the present invention can be used in various fields. For example, the present invention can be applied to a light source of a projector, a light source (light emitting unit) of a regression reflection photoelectric sensor, a light source of a surface inspection device using polarized light, a glossiness measuring device, and other measuring devices using polarized light. As an example, in the regression reflection type photoelectric sensor, the polarization conversion optical element of the present invention may be placed in the light projecting unit, and the light reflected by the regression reflection plate may be received by the light receiving unit through the polarization plate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a)はフロント投射方式のプロジェクション
テレビを示す概略図、(b)はリア投射方式のプロジェ
クションテレビを示す概略図である。
1A is a schematic diagram showing a front projection type projection television, and FIG. 1B is a schematic diagram showing a rear projection type projection television.

【図2】液晶プロジェクタの構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a liquid crystal projector.

【図3】従来の偏光変換光学素子の構造を示す斜視図で
ある。
FIG. 3 is a perspective view showing a structure of a conventional polarization conversion optical element.

【図4】本発明の一実施形態による偏光変換装置の構造
を示す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing the structure of a polarization conversion device according to an embodiment of the present invention.

【図5】同上の偏光変換装置の概略平面図である。FIG. 5 is a schematic plan view of the polarization conversion device.

【図6】(a)(b)(c)は同上の偏光変換装置の作
用説明図である。
FIGS. 6 (a), (b) and (c) are views for explaining the operation of the polarization converter of the above.

【図7】同上の偏光変換装置に用いられている回帰反射
板の斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view of a retroreflective plate used in the polarization converter of the above.

【図8】同上の回帰反射板の作用を説明するための拡大
断面図である。
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view for explaining the function of the above-described retroreflective plate.

【図9】同上の回帰反射板に、プリズムの長手方向と平
行な偏光方向の直線偏光が入射した時の、作用を示す図
である。
FIG. 9 is a diagram illustrating an operation when linearly polarized light having a polarization direction parallel to the longitudinal direction of the prism is incident on the retroreflective plate.

【図10】同上の回帰反射板に、プリズムの長手方向と
直交する偏光方向の直線偏光が入射した時の、作用を示
す図である。
FIG. 10 is a diagram showing an operation when linearly polarized light having a polarization direction orthogonal to the longitudinal direction of the prism is incident on the retroreflective plate.

【図11】同上の回帰反射板に、プリズムの長手方向と
45度の角度をなす偏光方向の直線偏光が入射した時
の、作用を示す図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating an operation when linearly polarized light having a polarization direction that forms an angle of 45 degrees with the longitudinal direction of the prism is incident on the retroreflector according to the first embodiment.

【図12】同上の偏光ビームスプリッタに入射する光の
集光角度を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a converging angle of light incident on the polarizing beam splitter according to the first embodiment.

【図13】回帰反射板と偏光ビームスプリッタが一体化
された偏光フィルタ素子を示す平面図である。
FIG. 13 is a plan view showing a polarization filter element in which a retroreflector and a polarization beam splitter are integrated.

【図14】回帰反射板と偏光ビームスプリッタが一体化
された別な偏光フィルタ素子を示す平面図である。
FIG. 14 is a plan view showing another polarization filter element in which a regression reflection plate and a polarization beam splitter are integrated.

【図15】本発明の別な実施形態による偏光変換装置の
構造を示す概略平面図である。
FIG. 15 is a schematic plan view showing the structure of a polarization conversion device according to another embodiment of the present invention.

【図16】本発明のさらに別な実施形態による光源の構
成を示す断面図である。
FIG. 16 is a sectional view showing a configuration of a light source according to still another embodiment of the present invention.

【図17】同上の光源の半球状反射素子の正面図であ
る。
FIG. 17 is a front view of a hemispherical reflecting element of the light source.

【図18】同上の半球状反射素子の作用説明図である。FIG. 18 is an explanatory diagram of the operation of the above hemispherical reflecting element.

【図19】本発明のさらに別な実施形態による光源の構
成及び作用を示す断面図である。
FIG. 19 is a cross-sectional view showing the configuration and operation of a light source according to still another embodiment of the present invention.

【図20】本発明のさらに別な実施形態による光源の構
成を示す断面図である。
FIG. 20 is a sectional view showing a configuration of a light source according to still another embodiment of the present invention.

【図21】同上の光源の曲面反射素子の正面図である。FIG. 21 is a front view of a curved reflecting element of the light source of the above.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

22 光源 23 偏光ビームスプリッタ 24 回帰反射板 25 発光体 26 曲面反射素子 27 半球状反射素子 REFERENCE SIGNS LIST 22 light source 23 polarizing beam splitter 24 retroreflector 25 light emitter 26 curved reflecting element 27 hemispherical reflecting element

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光を発生すると共に、入射した直線偏光
を非直線偏光又は偏光方向の異なる直線偏光に変換して
反射させる機能を有する光源と、 光源の光を偏光方向が異なる2つの直線偏光に分離して
一方の直線偏光を外部へ出射する偏光分離手段と、 偏光分離手段で分離された他方の直線偏光を前記光源へ
導く偏光回収手段と、を備えた偏光変換装置。
1. A light source having a function of generating light, converting incident linearly polarized light into non-linearly polarized light or linearly polarized light having a different polarization direction and reflecting the light, and two linearly polarized lights having different polarization directions from the light from the light source. 1. A polarization conversion device comprising: a polarization separation unit that separates one linearly polarized light and emits one of the linearly polarized light to the outside; and a polarization recovery unit that guides the other linearly polarized light separated by the polarization separation unit to the light source.
【請求項2】 前記光源は、発光体と、光源に入射した
直線偏光の偏光方向をほぼ90度回転させて光源から出
射させる機能を有する反射素子とからなることを特徴と
する、請求項1に記載の偏光変換装置。
2. The light source according to claim 1, wherein the light source includes a luminous body and a reflecting element having a function of rotating the polarization direction of the linearly polarized light incident on the light source by approximately 90 degrees to emit the light from the light source. 3. The polarization conversion device according to item 1.
【請求項3】 前記偏光分離手段は偏光ビームスプリッ
タからなり、前記偏光回収手段は前記偏光ビームスプリ
ッタの側面に対向して設けられた光反射手段からなり、
前記光源と前記光反射手段とは互いに共役の位置関係に
あることを特徴とする、請求項1に記載の偏光変換装
置。
3. The polarization separation means comprises a polarization beam splitter, and the polarization recovery means comprises light reflection means provided on a side of the polarization beam splitter,
2. The polarization conversion device according to claim 1, wherein the light source and the light reflection unit have a conjugate positional relationship with each other.
【請求項4】 偏光ビームスプリッタの一面に回帰反射
板を対向配置し、偏光ビームスプリッタに入射した光を
偏光ビームスプリッタで偏光方向の異なる2つの直線偏
光に分離し、一方の直線偏光を偏光ビームスプリッタか
ら出射させ、他方の直線偏光を回帰反射板へ導き、回帰
反射板で反射した直線偏光を偏光ビームスプリッタへ戻
して始めの入射方向へ向けて逆行させるようにしたこと
を特徴とする偏光フィルタ素子。
4. A retroreflector is disposed on one surface of the polarizing beam splitter so as to separate light incident on the polarizing beam splitter into two linearly polarized lights having different polarization directions by the polarizing beam splitter. A polarization filter, which is emitted from the splitter, guides the other linearly polarized light to the regression reflection plate, and returns the linearly polarized light reflected by the regression reflection plate to the polarization beam splitter and reverses toward the first incident direction. element.
JP08047598A 1998-03-11 1998-03-11 Polarization conversion device and polarization conversion method Expired - Fee Related JP3591288B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP08047598A JP3591288B2 (en) 1998-03-11 1998-03-11 Polarization conversion device and polarization conversion method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP08047598A JP3591288B2 (en) 1998-03-11 1998-03-11 Polarization conversion device and polarization conversion method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11260142A true JPH11260142A (en) 1999-09-24
JP3591288B2 JP3591288B2 (en) 2004-11-17

Family

ID=13719304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP08047598A Expired - Fee Related JP3591288B2 (en) 1998-03-11 1998-03-11 Polarization conversion device and polarization conversion method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3591288B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001215505A (en) * 2000-02-02 2001-08-10 Omron Corp Liquid crystal display device and mobile information terminal device
JP2003075825A (en) * 2001-08-31 2003-03-12 Toshiba Corp Liquid crystal display device
US9348208B2 (en) 2008-01-22 2016-05-24 Nikon Corporation Projector having a light-emitting element, image forming unit and reflecting member
CN108758563A (en) * 2018-03-13 2018-11-06 深圳市美斯特光电技术有限公司 Light control element and light supply apparatus

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001215505A (en) * 2000-02-02 2001-08-10 Omron Corp Liquid crystal display device and mobile information terminal device
JP2003075825A (en) * 2001-08-31 2003-03-12 Toshiba Corp Liquid crystal display device
US9348208B2 (en) 2008-01-22 2016-05-24 Nikon Corporation Projector having a light-emitting element, image forming unit and reflecting member
CN108758563A (en) * 2018-03-13 2018-11-06 深圳市美斯特光电技术有限公司 Light control element and light supply apparatus
CN108758563B (en) * 2018-03-13 2023-09-29 深圳市美斯特光电技术有限公司 Light control element and light source device

Also Published As

Publication number Publication date
JP3591288B2 (en) 2004-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102537642B1 (en) LCOS lighting via LOE
KR100566020B1 (en) Planar Polarizer For LCD Projectors
KR100877011B1 (en) Polarization Recovery System and Projection System
EP1120682B1 (en) Liquid crystal projector with polarization conversion element
JPH03215817A (en) Reflection type projector
JPH07294906A (en) Picture display device
US5590942A (en) Polarizing conversion unit, illuminating device and projector using them
KR100395149B1 (en) Projection-type display device and illumination optical system therefor
WO1998019212A1 (en) Projection display and illuminating optical system for it
JP3647145B2 (en) Optical deflection apparatus and liquid crystal bulb type projection system using the apparatus
JP3591288B2 (en) Polarization conversion device and polarization conversion method
JPH03288815A (en) Light beams synthesizer
US20090021829A1 (en) Optical module
JPH11260141A (en) Polarization converting optical element and linear polarization rotating method
JPH04340918A (en) Polarized light illumination element and projection type display device with the same
JPH0643453A (en) Liquid crystal display device
JPH04331913A (en) Polarized light illumination element and projection type display device with the same
US6048079A (en) Illumination optical system for liquid crystal display
JP3960733B2 (en) Image projection device
JP3587198B2 (en) Projection display device
JP3373388B2 (en) Polarization conversion element, polarization conversion element array, and projection display device using the polarization conversion element or the polarization conversion element array
KR100364670B1 (en) Replective Type Liquid Crystal Projective Apparatus
JP2006518486A (en) Polarization recovery system using redirection
JPH08286152A (en) Polarized light converting device
JPH04184383A (en) Polarized light illuminating device and projection type display device having this polarized light illuminating device

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040323

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040521

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

Effective date: 20040803

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040816

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080903

Year of fee payment: 4

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080903

Year of fee payment: 4

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

Year of fee payment: 5

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090903

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090903

Year of fee payment: 5

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

Year of fee payment: 6

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100903

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees