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經濟部中央標準局員工消资合作社印製 五、發明説明（i ) 〔技術領域〕 本發明係關於一種使用使偏極方向一致之偏極光而均 匀地照明矩形之照明領域等的偏極照明裝置者。又，本發 明關於一種將從該偏極照明裝置所出射之偏極光藉燈泡予 以調變並將影像放大顯示在屏蔽（銀幕）上的投影型顯示 裝置者。 〔背景技術〕 作爲將液晶燈泡等之矩形照明領域予以均勻地照明之 光學系統，從以往眾知有使用兩枚透鏡板的積分電路光學 系統。積分電器光學系統係揭示於例如日本專利公報特開 平3-1 1 1806號，作爲使用液晶燈泡的投影型顯示 裝置之照明裝置已被實用化。 在使用調變偏極光型式之液晶燈泡的一般投影型顯示 裝置，因僅可利用一種類之偏極光，因此欲得到明亮之投 影影像，提高光之利用效率成爲重要問題。 本發明之課題係在於提供一種適用於作爲使用將偏極 光予以調變之型式之液晶燈泡的投影型顯示裝置之照明裝 置的照明裝置。 具體而言，本發明係提供一種具備積分電路光學系統 與偏極變換光學系統，可有效率地利用偏極光’並可施行 均勻照明的偏極照明裝置。又’本發明係提供—種具備該 新穎之偏極照明裝置的投影型顯示裝置。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公羞] ' ' (請先閏讀背面之注意事項再填寫本頁) 袈· 訂 ^^3862 A7 經濟部中央標準局爲工消費合作社印製 ________B7_五、發明説明（2 ) 〔發明之揭示〕 本發明之偏極照明裝置，係屬於具有偏極方向射出隨 機之偏極光的光源，及具備由複數透鏡所構成之第1透鏡 板及由複數透鏡所構成之第2透鏡板的積分電路光學系統 ;來自上述光源之射出光經由上述第1透鏡板投影於構成 上述第2透鏡板的各透鏡之入射面上分別作爲二次光源像 ，並使用來自該第2透鏡板之射出光來照明被照射對象物 的型式者，採用具有將從上述光源所射出之偏極光分離成 偏極方向成直交之兩種偏極光而以未滿9 0度之角度施行 分離方向的偏極分離手段，及使上述兩種偏極光之偏極方 向一致的偏極變換手段；上述偏極分離手段係配置於上述 積分電路光學系統之上述第1透鏡板之入射側及射出側中 的任何一方側者。 在此，依上述偏極分離手段的兩種偏極光之分離方向 ，係從積分電路光學系統所射出之偏極光之照明領域如長 方形等之一方側較長時，成爲其長度方向較理想。 又，在構成積分電路光學系統之第2透鏡板，將構成 此之各透鏡形狀，形成與第1透鏡板之各透鏡相似形較理 想。 作爲上述偏極分離手段係可採用將液晶層夾在稜鏡基 板與玻璃基板之間，而與上述稜鏡基板上之液晶層的界面 成爲對光軸稍傾斜未滿9 0度之角度的多段傾斜面之構造 者（液晶構造者）。 作爲上述偏極分離手段係採用代替使用液晶，可採用 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~ ' -5 - -------L---- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 ΑΊ _ B7_ 五、發明説明（3 ) 具備由介質多層膜所成的偏極分離膜；藉該偏極分離膜將 從上述光源部所射出之偏極方向分離成與將隨機之偏極光 成爲偏光方向直交之兩種偏極光而射出在具有未滿9 0度 之偏差之角度方向的稜鏡分光鏡。 作爲稜鏡分光鏡之構成，係可採用如下者。 (1 )可採用具有平板狀的四角柱稜鏡，及在該四角 柱稜鏡相對向之兩側面部中之其中一方的側面部接合斜面 部的三角柱稜鏡；在上述四角柱稜鏡與上述三角柱稜鏡之 接合部分，形成有上述偏極分離膜，而在上述四角柱稜鏡 之另一方的側面部，形成有將上述兩種偏極光中透過上述 偏極分離膜的偏極光反射在所定方向所用的反射膜之構成 的稜鏡分光鏡。 作爲上述三角柱稜鏡，係可使用在其內部填充液體者 0 經濟部中央標準局員工消費合作社印製

In —1— tm n^i ^^^1 I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (2 )可採用具有平板狀的第1四角柱稜鏡，及在該 四角柱稜鏡相對向之兩側面部中之其中一方的側面部接合 側面部的平板狀的第2四角柱稜鏡，在上述第1四角柱稜 鏡與上述第2四角柱稜鏡之接合部分，形成有上述偏極分 離膜，而在上述第1四角柱稜鏡之另一方的側部，形成有 將上述偏極光中透過上述偏極分離膜的偏極光反射在所定 方向所用的反射膜之構成的稜鏡分光鏡。 (3 )可採用具有平板狀的四角柱稜鏡，及在該四角 柱稜鏡相對向之兩側面部中之其中一方的側面部接合斜面 部的複數三角柱棱鏡；在上述四角柱稜鏡與上述三角柱稜 本紙ife尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -6 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 2 細 02 μ _Β7_五、發明説明（4 ) 鏡之接合部分，形成有上述偏極分離膜，而在上述四角柱 稜鏡之另一方的側面部，形成有將上述兩種偏極光中透過 上述偏極分離膜的偏極光反射在所定方向所用的反射膜之 構成的稜鏡分光鏡。 作爲上述三角柱稜鏡，係可使用在其內部填充液體者 〇 • ( 4 )可採用具有在斜面部形成有上述偏極分離膜的 第1三角柱稜鏡，及將上述兩種偏極光中透過上述偏極分 離膜之偏極光反射在所定方向所用的反射膜形成於斜面部 的第2三角柱稜鏡；該第2三角柱稜鏡與上述第1三角柱 稜鏡，係在斜面部之間填充液體之狀態下一體化之構成的 稜鏡分光鏡。 (5 )可採用具備平板狀的四角柱稜鏡，及在該四角 柱稜鏡相對向之兩側面部中之其中一方的側面部接合斜面 部的第1三角柱稜鏡，及在上述四角柱稜鏡之另一方的側 面部接合斜面部的第2三角柱棱鏡的複數四角柱狀之稜鏡 合成體； 在該稜鏡合成體，係在上述四角柱稜鏡與上述第1三 角柱稜鏡之接合部分形成有上述偏極分離膜，而在上述四 角柱稜鏡與上述第2三角柱稜鏡之接合部形成有反射膜， 而且上述稜鏡合成體係配設一列在與上述積分電路光學系 統之光軸成直角方向，且上述偏極分離膜彼此間成爲平行 ;上述反射膜係將來自入射於該反射膜所形成的稜鏡合成 體之上述光源部的上述隨機之偏極光射出在以一方側相鄰 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（2I0X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 -7 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 *^3882 A7 ___B7五、發明説明（5 ) 接的稜鏡合成體，而且將從以另一方側相鄰接的稜鏡合成 體所入射之偏極方向隨機的偏極光中透過形成於該相同稜 鏡合成體之上述偏極分離膜的偏極光反射在所定方向所形 成的稜鏡分光鏡。 此時，上述稜鏡合成體係上述偏極分離膜設定對上述 積分電路光學系統之光軸形成例如約4 5角之角度。 (6)可採用在內部具有形成有上述偏極分離膜的四 角柱狀之複數稜鏡合成體；該稜鏡合成體係配置一列使上 述偏極分離膜對上述積分電路光學系統成大約相同方向的 直角方向的稜鏡分光鏡。 (7 )可採用在內部具有形成有上述偏極分離膜的四 角柱狀之複數稜鏡合成體，該稜鏡合成體係配置一列使上 述偏極分離膜對上述積分電路光學系統大約相同方向的直 角方向，而且在上述積分電路光學系統的光軸兩側，上述 偏極分離膜之方向成爲大約相反的棱鏡分光鏡。 又，如上所述，在稜鏡分光鏡係具備稜鏡合成體時， 可將該稜鏡合成體之寬度尺寸設成如下。將構成積分電路 光學系統之第1透鏡板的各透鏡作爲矩形透鏡時，則稜鏡 合成體之寬度尺寸，係可成爲該矩形透鏡之寬度尺寸的1 /η (η係1以上之整數）。 又，在偏極分離手段與積分電路光學系統之間，可配 置變角稜鏡。又，在光源與偏極分離手段之間也可配置變 角稜鏡，在此時，可將變角稜鏡構成與偏極分離手段之入 射側光學元件一體化者。又，也可將變角稜鏡，及偏光分 本紙張尺度適用中國國家搮準（CNS) Α4规格（2丨0乂297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) ~ 8 - 經濟部中央棣準局員工消費合作杜印製 A7 B7五、發明説明（6 ) 離手段，及積分電路光學系統的第1透鏡板成爲一體構造 者。 又，在作爲偏光分離手段採用稜鏡分光鏡時，如上所 述，代替配設位於比積分電路光學系統之第 透鏡板接近 光源側，可配置於第1透鏡板與第2透鏡板間的光路上之 構成。在此時，採用以下之構成的稜鏡分光鏡即可以。亦 即，·可採用具有平板狀的四角柱稜鏡，及在該四角柱稜鏡 相對向之兩側面部中之其中一方的斜面部接合斜面部的直 角稜鏡，在上述四角柱稜鏡與上述直角稜鏡之接合部分形 成有上述偏極分離膜，而在上述四角柱稜鏡之另一方的側 面部，形成有將上述兩種偏極光中透過上述偏極分離膜的 偏極光反射在所定方向所用的反射膜，上述直角稜鏡之直 交的兩面成爲入射面及射出面，由該入射面入射，藉由上 述偏極分離膜及上述反射膜加以分離反射而從上述射出面 射出的兩種上述偏極光，以對光軸成略對稱之直角施以篩 分的稜鏡分光鏡。 在此時，在上述直角稜鏡之入射面，將積分電路光學 系統之第1透鏡板配置成接合之狀態，而在較接近光源側 之位置配置變角稜鏡，將來自光源之射出光，對於第1透 鏡板，不是直角入射而是具有某一程度之入射角度使之入 射即可以。當然也可在第1透鏡板與直角透鏡之入射面之 間配置變角透鏡。又，也可以在稜鏡分光鏡之射出面與第 2透鏡板之間配置變角透鏡。 又，作爲積分電路光學系統係代替第1透鏡板，也可 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） i^i In ^^1 m - - - I n ^ HI n 1^1 ^^1 In (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -9 ** 經濟部中央梯準局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（7 ) 採用使用由複數鏡所構成的第1及第2聚光鏡板者。亦即 ，採用本發明之該構成的偏極照明裝置係可採用具有：偏 極方向射出隨機之光的光源，及具備以兩個直角稜鏡夾住 介質多層膜所成之偏極分離膜之構造，並藉該偏極分離膜 將來自上述光源之射出光分離成偏極方向互相直角之P偏 極光與S偏極光並輸出的偏極分離手段，及由具有矩形狀 之外形的複數聚光鏡所構成，聚光從上述偏極分離手段所 射出之P偏極光，用於形成P偏極光所成之複數2次光源 像所用的第1聚光鏡板，及形成與上述第1聚光鏡板大略 同樣之尺寸形狀，聚光從上述偏極分離手段所射出之S偏 極光，在與形成有上述P偏極光所成之複數2次光源像的 位置稍不同之位置用於形成上述S偏極光所成之複數2次 光源像所用的第2聚光鏡板，及在上述第1聚光鏡板與上 述偏極分離手段之間，及上述第2聚光鏡板與上述偏極分 離手段之間，分別配置的第1及第2之λ/4相位差板， 及配置於形成有上述Ρ偏極光所成之複數2次光源像與上 述S偏極光所成之複數2次光源像的位置之近旁，由與構 成上述第1或第2聚光鏡板之聚光鏡同數之透鏡所構成的 聚光透鏡及λ/2相位差板等之構成。 在此，在上述光源與上述偏極分離手段之間，可配置 變角稜鏡。 又，在上述偏極分離手段與上述第1聚光鏡板之間， 及在上述偏極分離手段與上述第2聚光鏡板之間，分別可 配置變角稜鏡。 本ϋ尺度適用中國國家¥準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） ~ _ 10 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 ^^3882 A7 _B7__五、發明説明（8 ) 使用變角稜鏡時，也可將此與上述偏極分離手段一體 化，又，也可將變角稜鏡與上述第1聚光鏡板一體化，或 是也可將上述第2聚光鏡板一體化。 上述之偏光分離手段係可由平板狀偏極分離板所構成 〇 又，構成上述偏極分離手段的上述直角稜鏡係可形成 液體填充稜鏡。 又，藉上述兩個聚光鏡板所形成的兩種類之2次光源 像的分離方向，係照明對象領域如長方形等在其中一方側 較長時，較理想是在其長度方向相一致。 又，構成上述聚光透鏡板之各透鏡，係與構成上述第 1及第2鏡板的聚光鏡相似形者較理想。 又，在採用作爲偏極分離手段之稜鏡分光鏡時’如上 所述，代替配置於比積分電路光學系統之第1透鏡板較接 近光源側之構成，配置於第1透鏡板與第2透鏡板之間的 光路上之構成，可採用配置於第2透鏡板之內部的構成。 具備該構成的本發明之偏極照明裝置，係構成：具有 偏極方向射出隨機之光的光源，及由具有矩形狀之外形的 複數聚光透鏡所構成，聚光從上述光源所射出之光’用於 形成複數之2次光源像所用的第1透鏡板，及置放在形成 有上述複數之2次光源像的位置之近旁，具備聚光透鏡陣 列，偏極分離稜鏡陣列，λ / 2相位差板，及射出側透鏡 之第2透鏡板；上述聚光透鏡陣列係與構成上述第1透鏡 板之上述聚光透鏡同數之聚光透鏡所構成’上述偏極分離 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210Χ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _ 11 一 經濟部中央標準局貞工消費合作杜印製 Α7 Β7 五、發明説明（9 ) 稜鏡陣列係將隨機之偏極光分離成P偏極光與S偏極光者 ，由複數偏極分光器與複數反射鏡所構成，上述λ/2相 位差板係配置於偏極光分離稜鏡陣列之射出面之一側，上 述射出側透鏡係配置於上述λ / 2相位差板之射出面之一 側者之構成。 在此時，構成上述第2透鏡板之上述聚光透鏡係與構 成上述第1透鏡板之上述聚光透鏡相似形者較理想。 又，在上述光源與上述第1透鏡板之間，可配置變角 透鏡。此時，可將變角透鏡形成與上述第1透鏡體一體化 者。 又，可將構成上述第1透鏡板之上述聚光透鏡成爲偏 心系統之透鏡。同樣地，可將構成上述第2透鏡板之上述 聚光透鏡陣列的上述聚光透鏡成爲偏心系統之透鏡。 又，將構成上述第2透鏡板之上述聚光透鏡陣列的上 述聚光透鏡之橫寬，相等於上述偏極分光鏡之橫寬較理想 〇 又，在上述各構成所使用之λ/2相位差板及λ/4 相位差板，係可用Τ Ν液晶形成。 一方面，本發明係有關於具備上述各構成之偏極照明 裝置的投影型顯示裝置者。亦即，屬於具有照明裝置，及 將調變包括於來自該照明裝置之光束的偏極光而具備包括 畫像資訊之液晶燈泡的調變手段，及將調變光束投影顯示 在屏蔽上的投影光學系統的投影型顯示裝置，作爲上述照 明裝置，採用適用上述各構成的偏極照明裝置之構成。 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Μ規格（210X297公釐） —------：---^ ^-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 五、發明説明（10 ) 在此，使用液晶燈泡之投影型顯示裝置，大致區分成 使用一個液晶燈泡之裝置（尤其是稱爲單板式）與使用複 數裝置，由於重視明亮與顯示品位時一般使用後者之複數 液晶燈泡之投影型顯示裝置。在使用複數液晶燈泡的投影 型顯示裝置，因配合液晶燈泡須分離處理來自照明裝置， 因此，須有爲此之機構。 •因此，一般性之投影型顯示裝置係具有：將來自上述 上述照明裝置之光束至少分離成兩種光束的色光分離手段 ’及合成藉上述調變手段所調變後之調變光束的色光合成 手段，形成將由該色光合成手段所得到之合成光束經由上 述投影光學系統而將彩色影像投影顯示在屏蔽上之構成。 〔實施發明所用之最佳形態〕 以下，參照圖式說明本發明之實施形態。 又，在以下之各實施例之說明及所附圖式中，在互相 對應之部分附與相同記號，避免這些說明之重複。 〔實施例1〕 參照第1圖說明本發明之實施例1之偏極照明裝置 100，係具備光源101，及續分電路光學系命102 ，及使用液晶的偏極分離器1 0 3，及偏極變換元件的λ /2相位差板1 0 4 »積分電路光學系統1 〇 2係由第1 透鏡板1 0 5 ’及第2透鏡板1 0 6所構成。在第1透鏡 板1 0 5之入射面側，亦即，該光源1 〇 1側，配設有偏 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） ~ ~~ -13 - ---------裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 A 7 B7 經濟部中央樣隼局員工消費合作社印製 五、發明説明（u) 極分離器1 0 3。在第2透鏡板1 〇 6之射出面一體形成 有λ/2相位差板1〇4。又，在該相位差板1〇4之射 出面貼有物鏡1 〇 7 ^ 如第1 (Β)圖所示，積分電路光學系統1〇2之第 1透鏡1 0 5，係具備複數微小之矩形透鏡1 〇 8，第2 透鏡板1 0 6也使用具備與矩形透鏡1 〇 8同數相似形之 微小透鏡者。 從光源1 0 1所射出之偏極方向成爲隨機之偏極光（ 實際上’可能爲Ρ偏極光與S偏極光之混合光），係入射 於將液晶材料作爲主要構成元件的偏光分離器1 〇 3 ，藉 由該偏極分離器1 0 3所具有之每一偏極光的射出角度依 存特性’分離成射出角度稍不同之ρ偏極光與s偏極光。 在圖中，.以角度β施行方向分離。從偏極分離器1 〇 3出 來之兩種偏極光，係入射於積分電路光學系統1 〇 2之第 1透鏡板1 0 5 ，而在構成此之各矩形透鏡1 〇 8之焦點 位置附近，亦即，在相對應之第2透鏡板1 0 6之各矩形 透鏡之內側，形成有依Ρ偏極光之光源像與依S偏極光之 光源像所構成的一對之2次光源像。 一對2次光源像之數係相等於構成第1透鏡板之矩形 透鏡數。在此，因在第2透鏡板1 0 6之射出側配合2次 光源像之各形成位置配置有λ/2相位差板1 04，藉其 中一方之偏極光（例如Ρ偏極光）通過該相位差板1 0 4 ，該偏極光係接受偏極面之旋轉作用，使另一方之偏極光 (例如S偏極光）與偏極面相一致之狀態》之後，經由射 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、τ 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) Α4規格（210Χ297公釐） 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 ____B7_五、發明説明（12 ) 出側之物鏡1 0 7，使偏極方向一致之光束集中在液晶燈 泡等之照明領域1 0 9 ，並將該照明領域1 0 9大約均勻 地照明。因此，原理上，來自光源1 0 1之光束，係形成 均入射在照明領域1 0 9 ^ 在第1 (C)圖，表示偏極分離器103之構成，係 成爲將液晶層111以具有鋸齒狀溝之稜鏡基板112與 玻璃基板1 1 3所夾住之構造。因液晶分子係平行地定向 於稜鏡基板11 2之溝（均相定向），因此，垂直地入射 於基板之光束係對液晶分子分成異常光與常光，成爲方向 地分離者。大略垂直地入射於稜鏡基板1 1 2之平坦面的 無偏轉光1 1 4，係對稜鏡基板1 1 2之溝傾斜面1 1 5 以α角度入射者。對於液晶分子之常光之折射率η 〇與稜 鏡基板1 1 2之折射率相等時，常光1 1 6係在傾斜面 1 1 5不被折射而直進，異常光1 1 7係被折射。由此， 在常光與異常光之進行方向有0之直角差。在此，將異常 光之折射率作爲η 1時，則近似地成立以下之式。 a =arc tan{siη 0 /(cos-η0/η 1} 以PMMA製作稜鏡基板1 1 2時，因折射率係成爲 約1 . 4 8 ，因此，也可略相同地選擇液晶之常光折射率 。液晶之折射率差愈大則愈可增加角度Θ。現在市售折射 率差約0_ 25者。入射光束係作爲光源使用金靥鹵素燈 時，射出光之擴展角度係一般對於主光線分布至約正負5 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --------I ^-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

，tT -15 - ^^3882 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（13 ) 度，惟使用電弧長度較短之燈而對光學系統加以下工夫可 抑制分布至約正負3度。又，若偏極光之分離角度Θ爲最 低6度，因可完全地分離兩偏極光，因此將這些數值代入 上述而求出α時，爲37度。因此，稜鏡基板112之平 坦面與傾斜面所成之角度也成爲約3 7度’故可使用聚甲 基丙嫌酸甲醋（polymetyl mettacrylate)或聚碳酸醋（ pol.ycarbonate)等之有機物可容易地製作。 又，實際上，入射光束係第1(C)圖所示，對棱鏡 基板1 1 2之入射面1 1 8以一定角度0入射。如此，因 經偏光分離之整體光束之主光線對偏極分離器形成垂直， 因此整體光學系之構成成爲容易。因角度Θ係相等於0/ 2 ，在角度0爲6度時成爲3度，實際上僅稍傾斜光源 即可以。 在效率上，將異常光之折射率與稜鏡基板1 1 2之折 射率相一致者即可以。在該方法中，常光1 1 6成爲折射 ，惟常光1 1 6係對稜鏡基板1 1 2之傾斜面1 1 5爲P 偏光，而且，界面之入射角接近擾亂r (fluster)角度 ，反射損失係可抑制至1 %以下。因此，使用此方法，又 對於與空氣之界面未施以無反射塗敷，則在理論上可將光 束透過率成爲9 7%以上β 在第1 (C)圖所示之偏極分離器10 3 ，係使用液 晶加以製作者。但是在原理上可用有機薄膜加以製作。例 如沖壓加工相位差板而形成鋸齒狀之溝，可低成本地製作 ，在熱上也穩定。又，代替液晶而定向單體，藉紫外線或 — I -1- - - - I - I · I Iw*^I I I m ----- .^-5 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（ 14 ) 1 1 熱加 以單 體 化， 也 可 得到熱 上 穩 定 之 偏 極 分 離 器 〇 1 1 在積 分 電路 光 學 系統中 9 矩 形 透 鏡 1 2 1 之 形 狀 係 與 1 1 照明 領域 1 0 9 之 形 狀有相 似 關 係 〇 因 _. 般 之 T V 畫 面 之 1 | 請 1 I 形狀 係橫 長 之矩 形 狀 ，因此 在 將 積 分 電 路 光 學 系 統 裝 配 在 先 聞 1 I 讀 1 1 投影 型顯 示 裝置 時 > 配合T V 書 面 之 形 狀 » 矩 形 透 鏡 背 1 I 12 1之 形 狀也 成 爲 橫長之 矩 形 狀 〇 之 注 意 1 I 在未 使 用偏 極 分 離器之 一 般 積 分 電 路 光 學 系 統 1 0 2 事 項 再 1 1 中， 填 在第 2 透鏡 板 1 0 6之 各 矩 形 透 鏡 中 心 形 成 有 2 次 光 寫 本 裝 1 源像 。光 源 光之 角 度 分布在 Θ 度 以 內 9 又 > 第 1 透 鏡 板 頁 '--- 1 1 10 5與 第 2透 AtV 鏡 板 10 6 之 間 的 距 離 爲 L 時 該 2 次 光 1 1 源像 係如 第 1 ( D ) 圖所示 在 各 矩 形 透 鏡 1 2 1 之 中 心 1 1 形成 在直 徑 Θ L 之 圓 形領域 1 2 2 內 〇 在 此 可 知 矩 形 透 訂 I 鏡1 2 1 之 兩側 很 多 沒有2 次 光 源 像 之 領 域 1 2 3 0 本 發 1 1 I 明係 利用 該 領域 1 2 3而施 行 偏 轉 變 換 者 0 在 例 中 第 1 1 2透 鏡板 1 0 6 上 如 第1 ( E ) 圖 所 示 在 各 矩 形 透 鏡 1 1 12 1上 形 成有 對 應 於兩偏 極 光 的 兩 種 類 之 2 次 光 源 像 iT 1 13 1， 1 3 2 0 因 此2次 光 源 像 間 之 距 離 係 相 等 於 2 次 1 1 光源 像之 直 徑0 L » 因此， 如 圖 所 示 地 剛 好 被 分 離 0 而 且 1 剛好 收容 於 矩形 透 鏡 12 1 內 0 當 然 » 以 上 之 現 象 係 照 明 1 I 領域 之形 狀 並不 被 限 定於橫 長 時 惟 若 充 分 減 小 2 次 光 源 1 1 I 像之 大小 也可 符 合 對沒有 橫 長 的 照 明 領 域 之 現 象 〇 1 1 在第 1 (E ) ΓΗΙ 圖 中，對 應 於 依 各 偏 極 光 之 2 次 光 源 像 1 1 13 1， 1 3 2 » 條 紋狀地 配 置 有 構 成 相 位 差 板 1 0 4 之 1 1 相位 差層 1 0 4 a > 10 4 b 〇 該 相 位 差 板 1 0 4 a 1 1 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -17 - Μ Β7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 15 ) 1 1 1 0 4 b 係 分 別 旋 轉 偏 極 光 4 5 度 使 方 向 相 一 致 時 9 或 是 1 I 如 本 例 子 t 只 要 將 相 位 差 板 向 任 何 方 向 之 一 方 使 用 入 / 1 1 | 2 波 長 板 1 0 4 而 旋 轉 偏 極 方 向 9 0 度 使 之 一 致 之 情 形 0 /—' 1 | 請 I 又 > 在 本 例 子 1 該 相 位 差 板 1 0 4 係 如 第 1 ( A ) I.bJI 圖 所 示 先 閱 1 I 讀 1 I > 因 夾 在 第 2 透 鏡 板 1 0 6 與 物 鏡 1 0 7 之 間 i 並 予 以 黏 背 Jr 1 1 接 » 故 可 避 免 依 界 面 所 產 生 之 反 射 損 失 0 注 意 1 I 事 又 > 在 本 例 子 > 將 偏 光 分 離 器 1 0 3 配 置 於 第 1 透 鏡 項 再 1 填 板 1 0 5 之 正 、乂. 刖 面 惟 代 替 此 > 也 可 配 置 於 第 1 透 鏡 板 % 本 裝 I 1 0 5 與 第 2 透 鏡 板 1 0 6 0 頁 1 1 1 [ 使 用 實 施 例 1 之 偏 極 照 明 裝 置 的 投 影 型 顯 示 裝 置 ) 1 1 1 在 第 2 圖 表 示 使 用 表 示 於 第 1 I ca | 圖 的 偏 極 照 明 裝 置 訂 1 1 0 0 之 投 影 型 顯 示 裝 置 的 概 略 構 成 〇 在 fci 1 圖 中 在 第 1 圖 1 I 之 偏 極 照 明 裝 置 1 0 0 之 構 成 部 分 附 與 相 同 之 記 號 〇 1 1 I 在 本 例 子 之 投 影 型 顯 示 裝 置 2 0 0 光 源 1 0 1 係 鹵 I 1 素 燈 金 屬 鹵 化 燈 氣 燈 等 之 光 源 所 放 射 之 光 束 係 以 反 r 1 射 雄 1 0 1 a 反 射 成 爲 接 近 平 行 之 光 束 〇 光 束 係 藉 藍 色 綠 1 色 反 射 分 色 鏡 2 0 3 透 過 紅 色 光 而 反 射 綠 色 光 與 藍 色 1 I % 紅 色 光 束 係 此 後 依 次 經 兩 面 全 反 射 鏡 2 0 6 全 反 射 1 I 鏡 2 1 0 2 1 1 反 射 並 經 聚 光 透 鏡 2 1 3 > 到 達 液 晶 1 1 | 燈 泡 1 0 9 R 〇 綠 色 光 係 在 全 反 射 鏡 2 0 7 被 反 射 » 之 後· 1 在 綠 色 反 射 分 色 鏡 2 1 2 被 反 射 i 又 在 兩 面 反 射 鏡 2 0 6 1 1 被 反 射 經 聚 光 透 鏡 2 1 3 j 到 達 相 對 應 之 液 晶 燈 泡 1 1 1 0 9 G 〇 藍 色 光 係 在 全 反 射 鏡 2 0 7 被 反 射 透 過 綠 色 1 1 本紙張尺度適用中國國家揉率（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） -18 - 2^)3882 Μ Β7 五、發明説明（16 ) 反射分色鏡2 1 2而在全反射鏡2 1 7被反射，與其他之 色光同樣地經聚光透鏡2 1 3 ，之後入射於液晶燈泡 109B »三個液晶燈泡109係調變各該色光，包括對 應於各色的影像資訊。分色稜鏡2 1 5係合成各該調變光 束者，紅色反射之介質多層膜與藍色反射之介質多層膜形 成十字狀》所合成之光束係通過投影透鏡2 1 6而將影像 形成在屏蔽上。 積分電路光學系統1 0 2係配置對於被藍色綠色反射 分色鏡2 0 3分割之各該光束。在紅色光束，將第1透鏡 板1 0 5與第2透鏡板1 0 6配置於兩全面反射鏡2 0 6 V 之前後，而在光束與藍色光束，將第1透鏡板1 0 5 與第2透鏡板•配置於全反射鏡2 0 7之前後。各透 鏡板之間爲全反極重要之情事。在各透鏡板之間也 •可能爲裝進分色鏡之構成。在此時，由於在分色鏡有入射 角度偏差之光束被入射，因此依介質多層膜之角度依存性 ，而在顯示畫面容易產生色不均。又，如配置成第2圖， 實質上之工作距離係相等游〗| 2透鏡板1 0 6與液晶燈泡 (#先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局貝工消費合作社印製 1 0 9之距離，與沒有積

光學系統之情形相比較 成爲1/2。實際上，光利用效率係與沒有積分電路 光學系統時相比較成爲約兩倍，也成爲幾乎沒有顯示不均 句 。 如上所述，在構成積分電路光學系統1 0 2之第1透 鏡板1 0 5之入射側安裝有液晶偏極分離器1 〇 3。又， 在第2透鏡板1 0 6之射出面側配置有作爲偏極變換元件 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 19 - 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A7 _ B7__五、發明説明（17 ) 的λ/2相位差板104。 在本投影光學系統中，因投影透鏡2 1 6之後焦點較 短，因此投影透鏡之尺寸係可容易設計成在較小狀態下增 大開口數，可最大限度地發揮依積分電路所產生之效果。 又，在現在成爲實用之投影型顯示裝置（液晶投影機 )，使用調變偏極光之型式的液晶燈泡。因此’從光源燈 所放射之無偏極光中之一半係在偏極板被吸收而變爲熱’ 故降低光利用效率，及用於抑制偏極光之發熱所用的冷卻 之必要性成爲問題。但是，在本例中，在積分電路光學系 統附加偏轉變換系統，將來自光源之光束幾乎全部變換成 一種類之偏極光並加以利用。因此，可提光利用效率，也 可抑制偏極板（未予圖示）之發熱。 在第3圖表示使用表示於第1圖之偏極照明裝置 1 0 0的投影型顯示裝置之其他構成例子。在此，表示使 用兩枚液晶燈泡的投影型顯示裝置之例子。 如3第（Α)圖所示，在本例子之投影型顯示裝置 3 0 0，從光源1 0 1所放射之光束，係被反射鏡 1 0 1 a反射之後，通過以第1透鏡板1 〇 5與第2透鏡 板1 0 6所構成的積分電路光學系統。然後，藉由綠色反 射分色鏡3 0 1 ，白色光束係被分割成綠光束與紅色光束 。各該光束係被全反射鏡302，317反射，經由聚光 透鏡3 1 3，之後入射至液晶燈泡1 0 9 a ，1 〇 9 b。 經調變之光束係以合成綠色光束與紅色光束之分色稜鏡 3 0 3加以合成，藉投影透鏡3 1 6施行投影顯示。 ---------ί裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 _B7_五、發明説明（18 ) 在本構成中，因液晶燈泡爲二枚，因此在其中一方之 面板須設置濾色鏡而分離調變兩色。第3 (B)圖係表示 液晶燈泡1 0 9 b之像素構成的圖式。紅色透過濾色鏡 3 0 4與藍色透過濾色3 0 5係交互地配置》 因本構成係僅使用兩枚液晶燈泡，因此與光學系統之 構成相比較極簡化》而且對於綠色光因使用一枚之液晶燈 泡，.因此在清晰度性上幾乎惡化。又，因投影影像之亮度 係依綠色之亮度而大致決定，因此在亮度上也不會惡化》 因此除了如電腦畫面在一像素須同時顯示三色光時之外， 在顯示一般之影像時，使用這種簡易構成也幾乎沒有問題 〇 但是，色再現性係可說不充分，因紅色與藍色會不足 ，因此調整光源燈之光譜構成，將紅色與藍色發光成比一 般較多即可以。例如在三波長發光型之金屬鹵化燈中，因 添加有對應於各原色光之鹵化物，現在成爲實用者，有封 入鋰，鉈，銦等之鹵化物者。在此時，因鋰對應於紅色， 而銦對應於藍色，因此添加比一般較多即可以。 在現在成爲實用之影像顯示用之金屬鹵化燈中，有紅 色容易不足之共通問題點。如此，作爲第3 (A)圖之變 形例，可考量在紅色光束準備一枚液晶燈泡，而對於綠色 光束與藍色光束以共通之面板施行調變之方法。在一般性 之投影型顯示裝置，‘爲了補足紅色之不足，採用減少綠色 之方法 > 惟在本例之方法，因充分地獲得紅色，因此不必 減少綠色，投影影像係成爲大約相同光量。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -21 - 2^3862 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7_五、發明説明（19) 本例子之投影型顯示裝置，係因與上述之投影型顯示 ^置時同樣地投影透鏡之後焦點較短，因此雖使用積分電 $ ’也可將投影透鏡設計較小，整體之構成係成爲極單純 °又，在清晰度，亮度上也與上述之裝置時並沒有惡化而 極適合於一般之影像顯示。 〔實施例2〕 在實施例1之偏極照明裝置，使用作爲偏極分離手段 使用液晶材料之光學系統，在該光學系統中，因提高光之 利用效率，因此具有可得到明亮之投影影像等之優點。但 是，因液晶材料係折射率之溫度依存性較大，因此，當裝 進產生顯著之溫度變化的投影型顯示裝置之光源系統時， 有偏極分離角度成爲不穩定之虞。 在本例子中，如下述，藉將偏極分離角度之溫度依存 性上優異的稜鏡分光鏡使用作爲偏極分離手段，即使隨著 顯著之溫度變化之環境下也可實現發揮優異性能上穩定的 照明裝置》 第4圖係表示平面地觀看本例子之偏極照明裝置時的 概略構成。在第4 (A)圖，本例子之偏極照明裝置 4 0 0係沿著在其直角折彎之系統光軸L ，具有光源部 401 ，偏極分離部402，及積分電路光學系統403 :從光源部4 0 1所放射之光，係經偏極分離部4 0 2及 積分電路光學系統4 0 3而成爲到達矩形狀之照明領域 4 0 4° 本紙張尺度適用中國國家揲準（CNS ) A4規格（210 X297公釐） — -22 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 」 -s 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（20 ) 光源部4 Ο 1係由光源燈4 1 1 ，及放物面反射鏡 4 1 2大略構成；而從光源燈4 〇 1所放射之偏極方向成 爲隨機之偏極光（以下，簡稱爲偏極光），係藉放物面反 射鏡4 1 2向一方向反射，形成略平行之光束形成入射於 偏光分離部4 0 2。在此，代替放物面反射鏡4 1 2，也 可使用橢圓面反射鏡，或球面反射鏡等》 .偏極分離部4 〇 2，係基本上改良一般性之分光鏡者 ’係由具有三角柱形狀之直角稜鏡421(三角柱稜鏡） ’及平板狀四角柱稜鏡4 2 2大略構成。在本例子中，在 偏極分離部4 0 2之射出面4 2 3 ，光學性地黏接有具有 三角柱形狀的變角稜鏡4 2 4。 如第4 (B)圖所示，在直角稜鏡421之斜面部 4 2 5 ’形成有偏極分離膜4 2 6 ，以夾住該偏極分離膜 4 2 6狀’於直角稜遍4 2 1之斜面部4 2 5光學性黏接 有四角柱稜鏡4 2 2之第1側面部4 2 7。在四角柱稜鏡 4 2 2中，在對向於第1側面部4 2 7之第2側面部 4 2 8形成有反射膜4 2 9。偏光分離膜4 2 6係對偏極 分離部4 0 2之入射面4 3 1形成角度α，在本例中，角 度α係4 5度。反射膜4 2 9係對偏極分離膜4 2 6形成 0之角度。但是，對於偏極分離膜4 2 6與入射面4 3 1 形成角度α ，並不被限定於4 5度，隨著來自光源部 4 Ο 1之入射光束的入射角度加以設定即可以。 在本例子，直角稜鏡4 2 1及四角柱稜鏡4 2 2係由 熱性上穩定之玻璃材料所構成。偏極分離膜4 2 6係由無 本紙浪尺度適用中國國家標準（CMS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閣請背面之注意事項再填寫本頁) 訂 A7 B7 經濟部中央橾準局貝工消費合作杜印製 五、發明説明（21 ) 機材料所成介質多層膜所構成。反射膜4 2 9係由—般之 鋁蒸著膜所構成。 在偏極分離部4 0 2及變角稜鏡4 2 4之後段’構成 有具備第1透鏡板4 4 1及第2透鏡板4 4 2的積分電路 光學系統40 3所構成。第1透鏡板44 1及第2透鏡板 4 4 2係如使用第1 ( B )圖所述’均具備相同數之微小 透鏡443，444的複合透鏡體。在此，第1透鏡板 4 4 1之微小透鏡4 4 3係具有與照明領域4 0 4相似的 橫長矩形形狀。 又，在本例中，在第2透鏡板4 4 2，位於微小透鏡 4 4 4及射出側之平凸透鏡4 4 5之間，形成有作爲偏極 變換元件之λ/2相位差板4 4 6。λ/2相位差板 4 4 6係在經下述之過程第1透鏡板4 4 1形成2次光源 像之位置上形成對系統光軸L成爲垂直方向。又，形成於 入/2相位差板4 4 6的相位差層4 4 7 ，係S偏極光及 Ρ偏極光所形成之2次光源像中，規則地形成對應於Ρ偏 極光形成2次光源像的位置。 在如此所構成的偏極照明裝置4 0 0，如第4 (Α) 圖所示，從光源部4 0 1放射隨機之偏極光，入射於偏極 分離部4 0 2。入射於偏極分離部4 0 2的隨機之偏極光 係可考量作爲Ρ偏極光與S偏極光之混合光，在偏極分離 部4 0 2中’混合光係藉由偏極分離膜4 2 6橫方向地〔 第4 (Α)圖之上下方向）分離成ρ偏極光與s偏極光的 兩種類之偏極光。亦即，包括於隨機之偏極光的s偏極成 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 293882 五、發明説明（22 ) 分，係在偏極分離膜4 2 6被反射而變更其進行方向，惟 P偏極成分係直接透過偏極分離膜4 2 6，而在反射膜 4 2 9才被反射。在此，因反射膜4 2 9係對偏極分離膜 4 2 6形成0角度，因此兩種類之偏極光係在以玻璃材料 所構成之各稜鏡內形成具有2 0之角度而進行方向稍向橫 方向〔第4 (A)圖之上下方向，即相當於照明領域 4 0 4之長度方向）地被分離。 又，稍被分離進行方向之兩種類之偏極光係在射出變 角稜鏡4 2 4時，在橫方向夾住系統光軸L設成具有大略 對稱之入射角的射出角，在該狀態下入射在積分電路光學 系統4 0 3。 在積分電路光學系統4 0 3 ，兩種類之偏極光係入射 在第1透鏡板44 1 ，在第2透鏡板4 4 2中分別形成2 次光源像。在形成該2次光源像之位置配置有λ/2相位 差板4 4 6。 在此，因兩種類之偏極光係在偏極分離4 0 2將進行 方向稍向橫方向被分離，因此，對於第1透鏡板4 4 1之 入射角稍不同。因此，從照明領域4 0 4側觀看第2透鏡 板4 4 2時，將兩種類之偏極光所形成之2次光源像表示 在第4 ( C )圖時，兩種類之偏極光係成爲以橫方向並排 狀態形成Ρ偏極光所形成之2次光源像C1 (圓形像中， 附與向左上方之斜線的領域），及S偏極光所形成之2次 光源像C 2 (圓形像中，附與向右上方之斜線的領域）的 兩個2次光源像。而且構成第1透鏡板441之各微小透 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） —---------1 裝— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 25 -9C； _ ^93882 at B7 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 五、發明説明（ 23 ) 1 I 鏡 4 4 3 係 分 別 形 成 依 P 偏 極 光 的 2 次 光 源 像 C 1 及 依 S 1 1 I 偏 極 光 的 2 次 光 源 像 C 2 〇 在 Λ / 2 相 位 差 板 4 4 6 對 1 1 應 於 依 P 偏 極 光 的 2 次 光 源 像 C 1 之 形 成 位 置 選 擇 性 地 形 1 I 請 1 I 成 有 相 位 差 層 4 4 7 〇 因 此 » Ρ 偏 極 光 係 在 通 過 相 位 差 層 先 聞 1 I 讀 1 1 4 4 7 時 受 到 偏 極 面 之 旋 轉 作 用 而 Ρ 偏 極 光 係 變 換 成 S 背 ιέ 1 I 偏 極 光 0 — 方 面 因 S 偏 極 光 係 未 通 週 相 位 差 層 4 4 7 之 注 意 1 事 1 因 此 不 受 偏 極 面 之 旋 轉 作 用 而 通 過 λ / 2 相 位 差 板 4 4 6 項 再 1 填 U 0 因 此 從 積 分 電 路 光 學 系 統 4 0 3 所 射 出 之 所 有 光 束 寫 本 裝 I 係 形 成 S 偏 極 光 〇 頁 1 1 如 上 所 述 與 S 偏 極 光 相 — 致 之 光 束 係 藉 由 平 凸 透 鏡 1 1 4 4 5 照 射 在 照 明 領 域 4 0 4 〇 亦 即 因 以 第 1 透 鏡 1 1 4 4 1 之 微 小 透 鏡 4 4 3 所 切 出 之 影 像 面 係 藉 第 2 透 鏡 訂 I 板 4 4 2 重 疊 結 像 在 一 處 而 在 通 過 λ / 2 相 位 差 板 1 I 4 4 6 時 變 換 成 —· 種 類 之 偏 極 光 而 幾 乎 所 有 光 到 達 照 明 領 1 1 | 域 4 0 4 因 此 照 明 領 域 4 0 4 係 幾 乎 以 一 種 類 之 偏 極 1 1 光 均 勻 地 照 明 〇 Γ 1 如 上 所 述 依 照 本 例 之 偏 極 照 明 裝 置 4 0 0 以 偏 極 1 分 離 部 4 0 2 方 向 分 離 由 光 源 部 4 0 1 所 放 射 之 隨 機 之 I 偏 極 光 成 爲 兩 種 類 之 偏 極 光 後 將 各 偏 極 光 引 導 至 λ / 2 1 I 丰目 位 差 板 4 4 6 之 所 定 領 域 而 將 Ρ 偏 極 光 變 換 成 S 偏 極 1 1 I 光 〇 因 此 在 將 從 光 源 部 4 0 1 所 放 射 的 隨 機 之 偏 極 光 幾 1 1 乎 形 成 爲 S 偏 極 光 之 狀 態 下 照 射 在 照 明 領 域 〇 1 1 而 且 欲 將 兩 種 類 之 偏 極 光 分 別 引 導 至 λ / 2 相 位 差 1 1 板 4 4 6 之 所 定 領 域 時 須 較 高 之 偏 極 分 離 部 4 0 2 的 偏 1 1 A Ns c /l\ 準 標 家 國 國 中 用 適 度 尺 張 紙

釐 公 7 9 2 X 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ______B7五、發明説明（24 ) 極分離性能，惟在本例子，因利用玻璃製之稜鏡及無機材 料所成之介質多層膜以構成偏極分離部4 0 2，因此，偏 極分離部4 0 2之偏極分離性能係熱性上穩定。因此，即 使被要求大輸出之照明裝置，因也經常地發揮穩定之偏極 分離性能，因此可實現具有可得到滿足之性能的偏極照明 裝置。 .又，變角稜鏡4 2 4係在偏極分離部4 0 2與積分電 路光學系統4 0 3之間接合於偏極分離部4 0 2之射出面 4 2 3 ，而與偏極分離部4 0 2成爲一體化。因此可削減 因直角稜鏡4 2 1與變角棱鏡4 2 4之界面的光反射所產 生之光量損失。 在本例子中，由於從偏極分離部4 0 2所射出的兩種 類之偏極光，係被分離成橫方向，因此將第2透鏡板 4 4 2之微小透鏡4 4 4形成橫長之矩形。因此，即使形 成其有橫長之矩形形狀之照明領域4 0 4時，也不會浪費 光量。具有橫長之矩形形狀之照明領域4 0 4係在例如使 用在照出各種影像時，具有比縱長之影像容易觀看，而且 在畫像上有迫力之優點。 又，配置於第2透鏡板4 4 2之射出側的平凸透鏡 4 4 5，係用於將從第2透鏡板4 4 2所射出之光束引導 至照明領域4 0 4而配置。因此，若將第2透鏡板4 4 2 成爲偏心透鏡，即可省略平凸透鏡4 4 5。 在本例子，在依P偏極光之聚光位置形成λ/2相位 差板4 4 6之相位差層4 4 7。惟相反地，也可在依S偏 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· *1Τ 本紙張尺度適用中國國家揉率（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） ^^〇8β2 Β7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 五、> 资明説明（ 25 ) 1 I 極 光 之 聚 光 位 置 形 成 相 位 差 層 4 4 7 〇 在 此 時 因 S 偏 極 1 1 光 變 換 成 P 偏 極 光 因 此 » 在 齊 備 成 P 偏 極 光 之 狀 態 下 可 1 1 照 射 在 照 明 領 域 4 0 4 0 又 > 對 於 配 置 λ / 2 相 位 差 板 1 I 請 1 I 4 4 6 之 位 置 1 並 不 被 限 定 在 微 小 透 鏡 4 4 9 與 平 凸 透 鏡 先 58 1 | 讀 1 4 4 5 之 間 > 若 形 成 有 2 次 光 源 像 之 位 置 近 旁 可 在 其 他 位 背 1 I 之 1 置 9 並 沒 有 限 定 0 注 意 1 I 又 ， 將 特 性 不 同 的 兩 種 類 之 相 位 差 層 分 別 配 置 於 依 Ρ 事 項 再 1 偏 極 光 之 聚 光 位 置 及 依 S 偏 極 光 之 聚 光 位 置 而 齊 備 成 具 填 % 本 裝 有 某 一 特 定 之 偏 極 方 向 的 —- 種 類 之 偏 極 光 也 可 以 〇 頁 1 1 又 在 本 例 子 中 將 第 1 透 鏡 板 4 4 1 之 微 小 透 鏡 1 1 4 4 3 作 爲 橫 長 的 矩 形 透 鏡 惟 對 於 第 2 透 鏡 板 4 4 2 之 1 I 微 小 透 鏡 4 4 4 並 沒 有 對 於 其 形 狀 有 所 限 定 〇 但 是 如 訂 | 第 4 ( C ) 圖 所 示 因 P 偏 極 光 所 形 成 之 2 次 光 源 像 C 1 1 1 I > 及 S 偏 極 光 所 形 成 之 2 次 光 源 像 C 2 係 形 成 向 橫 方 向 並 1 1 1 排 狀 態 因 此 對 應 於 這 種 像 之 形 成 位 置 對 於 第 2 透 鏡 1 1 板 4 4 2 之 微 小 透 鏡 4 4 4 之 形 狀 形 成 與 第 1 透 鏡 板 Γ 1 4 4 1 之 微 小 透 鏡 4 4 3 相 似 形 之 橫 長 矩 形 透 鏡 也 可 以 0 1 1 C 實 施 例 3 1 1 | 在 實 施 例 2 中 因 變 角 稜 鏡 4 2 4 係 用 於 將 兩 種 之 偏 1 1 極 光 的 射 出 方 向 設 成 所 定 方 向 並 配 置 1 因 此 對 於 其 配 置 1 1 位 置 並 不 限 定 於 偏 極 分 離 部 之 射 出 側 1 而 在 偏 極 分 離 部 1 1 之 入 射 側 > 亦 即 相 鄰 接 於 光 源 部 側 或 積 分 電 路 光 學 系 統 1 1 之 第 1 透 鏡 板 之 位 置 也 可 以 〇 1 1 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21 〇 X 297公釐） 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 A7 _B7五、發明説明（26 ) 亦即，構成如表示於第5圖之實施例3之偏極照明裝 置也可以。在該偏極照明裝置及以下所說明之各實施例， 因基本上之構成係與實施例2之偏極照明裝置相同，因此 在具有相同功能之部分附與相同記號，而省略其說明。 在表示於第5圖之偏極照明裝置5 0 0，係將變角棱 鏡4 2 4相同地配置於偏極分離部4 0 2與積分電路光學 系統4 0 3之間，惟接合於積分電路光學系統4 0 3之第 1透鏡板4 4 1 ，而與積分電路光學系統4 0 3形成一體 化。因此，可削減因變角稜鏡4 2 4及第1透鏡板4 4 1 之界面的光反射所產生之光量損失。 〔實施例4〕 又，如表示於第6圖之偏極照明裝置6 0 0 ，將變角 稜鏡4 2 4配置於偏極分離部4 0 2與光源部4 0 1之間 ，而且接合於偏極分離部4 0 2之入射面，而與偏極分離 部4 0 2 —體化也可以。此時，可削減因變角稜鏡4 2 4 與直角稜鏡4 2 1之界面的光反射所產生的光量損失。又 ，在這種構造時，對於偏極分離部4 0 2之射出面4 2 3 ’連接積分電路光學系統403之第1透鏡板441 ，並 一體化變角稜鏡4 2 4，偏極分離部4 0 2及積分電路光 學系統4 0 3也可以。在此時，更可削減界面之光反射所 產生之光量損失。 又’將光源部4 0 1之方向，如虛線所示，若對系統 光軸L稍傾斜，即可省略變角稜鏡4 2 4。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) % 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（27 ) 〔實施例5〕 又，在表示於第7圖之偏極照明裝置7 0 0，在偏極 分離部4 0 2，入射面4 3 1與偏極分離膜4 2 6所形成 之角度爲4 5度，而入射面4 3 1與反射膜4 2 9所形成 之角度爲4 5度以下時，則將變角透鏡2 4之方向形成與 表示於第4 (A)圖時相反也可以。因此，即使變更偏極 分離部4 0 2之構造，也可仍然保持積分電路光學系統 4 0 3等之構造，而不須要變更。 〔實施例6〕 在表示於第8圖之偏極照明裝置8 0 0，各光學系統 之配置，係與實施例2相同，惟構成偏極分離部4 0 2之 直角稜鏡4 2 1 (三角柱稜鏡）及四角柱稜鏡4 2 2中， 直角稜鏡4 2 1係由：具備構成該壁面之六枚透明板的稜 鏡構造體4 2 1 G，及填充於其內部之液體4 2 1 L所構 成。因此，可得到直角稜鏡4 2 1之低成本化。又，在直 角稜鏡4 2 1 ，作爲液體4 21 L藉將比重小之液體填充 於稜鏡構造體4 2 1 G之內部，可得到其輕量化。 同樣地，在偏極分離膜4 2 6與反射膜4 2 9所夾住 部分，亦即在四角柱稜鏡4 2 2之內部填充透明之液體時 ’可得到四角柱稜鏡4 2 2之低成本化及輕量化。 〔實施例7〕 本紙張尺度適用中國國家揉率（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) — -30 - 經濟部中央梂準局貝工消費合作社印製 A7 _B7____五、發明説明（28 ) 在表示於第9圖的偏極分離裝置9 0 0之偏極分離部 4 0 2，係使用在相對向之兩側面部中之第1側面部 9 2 1形成有偏極分離膜4 2 6 ，在第2側面部9 2 2形 成有反射膜4 2 9的平板狀四角柱稜鏡4 2 2。對於四角 柱稜鏡422之第1側面部921 ，夾住偏極分離膜 426地接合有複數小型的直角棱鏡91A，91B， 91C，91D (三角柱稜鏡）之斜面部91 1A， 911B，911C，91 1D。在偏極分離部402之 射出面，亦即，在各直角稜鏡9 1 A〜9 1 D之射出面， 接合有小型變角稜鏡90A，90B，90C，90D。 在此，直角稜鏡91A〜91D(三角柱稜鏡）之數，與 在第1透鏡板4 1 1向寬度方向整隊的微小透鏡4 4 3之 數並不必相一致。 構成如此時，作爲直角棱鏡9 1 A〜9 1 D，及變角 稜鏡9 0A〜9 0D，雖數量多，惟因小型者，因此整體 上可得到輕量化及低成本化。 〔實施例8〕 在表示於第1 0圖的偏極照明裝置1 〇 〇 〇之偏極分 離部4 0 2，係在相對向之兩側面部中之第1側面部 4 2 7形成有偏極分離膜4 2 6，而在第2側面部4 2 8 具有形成有反射膜4 2 9的平板狀之第1四角柱棱鏡 4 2 2 ，及夾住偏極分離膜而被第1四角柱稜鏡4 2.2 — 體化的平板狀之第2四角柱稜鏡4 2 2 A。在構成如此之 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ297公釐） ---------ί^-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 293882 A7 B7 經濟部中央標準局員工消费合作杜印製 五、發明説明（29 ) 偏極照明裝置1 〇 〇 〇 ’因可用薄型之第1及第2四角柱 稜鏡422 ’ 422A構成偏極分離部402，因此，可 得到其輕量化° 〔實施例9〕 在表示於第1 1圖的偏極照明裝置1 1 〇 0之偏極分 離部4 6 2，係使用在斜面部1 1 ο 1形成有偏極分離膜 426的第1三角柱稜鏡1 1 02，及在斜面部1 1 03 形成有反射膜429的第2三角柱稜鏡1 1 〇4。第1三 角柱稜鏡1 1 0 2及第2三角柱稜鏡1 1 〇 4係斜·面部 1 1 0 1 (偏極分離膜426)與斜面部1 1 03 (反射 膜4 2 9 )隔著所定之間隙G之狀態下以框體（未予圖示 )等加以固定’而成爲一體。在此，在間隙G之內部，填 充有液體Η ’而且液體Η係藉封閉材料1 1 〇 5保持在間 隙G之內部。 在構成如此之偏極照明裝置1 1 〇 〇，係與如實施例 2至實施例8利用稜鏡之厚度而在偏極分離膜4 2 6與反 射膜4 2 9之間確保間隙以形成所定之角度0時不相同， 因可任意地變狹窄間隙，故具有減低光之損失的優點。 〔實施例1 0〕 第1 2圖係表示平面地觀看實施例1 〇的偏極照明裝 置之要部的概略構成圖及使用該偏極分離部之稜鏡之構成 的外觀圖。 本乡氏張尺度適财關家縣（CNS )〜胁（2淑297公董） ' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 A7 _B7五、發明説明（30 ) 在第12 (A)圖，本例子之偏極照明裝置1200 ，也與實施例2之偏極照明裝置同樣地，沿著系統光軸L 具有光源部4 0 1 ，偏極分離部1 2 0 1及積分電路光學 系統4 0 3，從光源部4 0 1所放射之光係通過偏極分離 部1 2 0 1及積分電路光學系統4 0 3而形成達到矩形狀 之照明領域4 0 4。但是，光源部4 0 1係朝向矩形狀之 照明領域4 0 4，系統光軸L係整體上形成直線狀。 光源部4 0 1係與實施例2同樣，從光源4 1 1所放 射的隨機之偏極光藉由放物面反光鏡412向一邊方向反 射，成爲略平行之光束而成爲入射於偏極分離部1 2 0 1 。在此，光源部4 0 1係對於系統光軸L形成向所定角度 之方向。 偏極分離部1 2 0 1係由：具有三角柱形狀之第1及 第2直角稜鏡1 202 ，1 203 (三角柱稜鏡），及由 平板狀之四角柱稜鏡1 2 0 4所構成的四角柱形狀之稜鏡 合成體 1205A，1205B，1205C， 1205E所構成。 在稜鏡合成體1 20 5A〜1 20 5D中，如第1 2 (B )圖所示，首先四角柱稜鏡2 0 4之相對向之兩側面 部1211 ，1212中，在第1側面部1211形成有 偏光分離膜4 2 6 ’在第2側面部1 2 1 2形成有反射膜 429。第1直角稜鏡1 202之斜面部122 1 ，係夾 住偏極分離膜4 2 6而接合於四角柱棱鏡1 2 0 4之第1 側面部1211。又，第2直角稜鏡1203之斜面部 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 *^^〇882 A7 B7五、發明説明（31 ) 1 2 3 1係夾住反射膜4 2 9而接合於四角柱稜鏡 1 204之第2側面部1 2 1 2。但是，對於稜鏡合成體 1 2 0 5 E，因僅負擔反射來自光源部4 0 1的隨機之偏 極光之功能，因此未形成有偏極分離膜4 2 6。因此，代 替稜鏡合成體1 2 0 5 E，也可使用具有其他之反射功能 的光學零件。 .構成如此的四角柱狀之稜鏡合成體1 2 0 5 A〜 1 2 0 5 E，係均以相同方向對系統光軸L形成直角之橫 方向排列成一列。因此，在各稜鏡合成體1 2 0 5 A〜 1 2 0 5 D之間，偏極分離膜4 2 6彼此間形成平行，而 反射膜4 2 9彼此間也形成平行。 偏極分離膜4 2 6係形成對偏極分離部1 2 0 1之入 射面1241成爲角度α，在本例子，角度〇:係45度。 反射膜4 2 9係形成對偏極分離膜4 2 6成爲0之角度。 在本例子，第1及第2直角稜鏡1 202 ，1203 及四角柱稜鏡1 2 0 4係也由熱性上穩定之玻璃材料所構 成。偏極分離膜4 2 6係由介質多層膜所構成。反射膜 4 2 9係由一般之鋁蒸著膜所構成。 在第1 2 (Α)圖，在本例中，由於將光源部40 1 向對系統光軸L形成所定角度之方向，因可調整從偏極分 離部1 2 0 1所射出之偏極光之方向，因此可省略變角稜 鏡。 在本例子，如下述，來自光源部4 0 1之光一面以僅 相當於稜鏡合成體1 2 0 5Α〜1 2 0 5 Ε之一個分量的 本紙法尺度適用中國國家梯準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本莧) ’裝· 訂 -34 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 ^^〇8β2 Μ __ Β7 五、發明説明（32 ) 寬度向橫方向〔對第1 2 (Β)圖之上方〕移位一面通過 偏極分離部1201。因此，將光源部401對系統光軸 L僅相當於稜鏡合成體1 2 0 5Α〜1 2 0 5 Ε之一個分 量的寬度尺寸與光之移位方向偏離向相反〔對第1 2 (Α )圖之下方〕。 在偏極分離部1 2 0 1之後段，構成有由第1透鏡板 4 4 1及第2透鏡板4 4 2所成之兩個透鏡板所構成的積 分電路光學系統4 0 3。第1透鏡板4 4 1及第2透鏡板 4 4 2 ，係具備相同數之微小透鏡4 4 3 ，4 4 4的複合 透鏡體。微小透鏡4 4 3係對應於照明領域4 0 4形成矩 形，且形成照明領域4 0 4之相似形。在第2透鏡板 4 4 2 ，於微小透鏡4 4 4與射出側之平凸透鏡4 5 1之 間形成有λ/2相位差板4 4 6。在Λ/2相位差板 4 4 6 ，於第1透鏡板4 4 1形成2次光源像之位置形成 有相位差層4 4 7，相位差層4 4 7係S偏極光及Ρ偏極 光所形成之二次光源像中，Ρ偏極光規則地形成於形成2 次光源像之位置。 在構成如此之偏極照明裝置1 2 0 0 ，來自光源部 4 0 1係放射隨機之偏極光，而入射於偏極分離部4 0 2 。入射於偏極分離部4 0 2的隨機之偏極光係首先在反射 膜4 2 9向橫方向反射，入射至相鄰接之稜鏡合成體 1 2 0 5 Α〜1 2 0 5 D。在此，因隨機之偏極光係可考 量作爲P偏極光與S偏極光之間的混合光，因此，混合光 係藉偏極分離膜4 2 6橫方向地分離成P偏極光與S偏極 本紙張尺度適闲中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------ί/衣-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

，1T -35 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ^〇B882 A7 _B7_五、發明説明（33 ) 光的兩種類偏極光。亦即，移位在相鄰接之稜鏡合成體 1205A〜1205D的隨機之偏極光中，S偏極成分 係在偏極分離膜4 2 6被反射而變更其進行方向，惟P偏 極成分係仍一直通過偏極分離膜4 2 6，而在反射膜 4 2 9才被反射。在此，因反射膜4 2 9係形成對偏極分 離膜4 2 6成爲0之角度，因此·兩種類之偏極光係以玻璃 材料所構成的各稜鏡內具有2 Θ之角度差而進行方向成爲 稍向橫方向分離之狀態。 分離進行方向之兩種類偏極光，係入射至積分電路光 學系統4 0 3。在積分電路光學系統4 0 3中，在偏極分 離部1 2 0 1稍分離進行方向的兩種偏極光，係入射至第 1透鏡板4 4 1 ，而在第2透鏡板4 4 2中形成2次光源 液。形成2次光源像之位置係形成有λ/2相位差板 446之位置。而且在λ/2相位差板446 ，對應於依 Ρ偏極光之2次光源像的形成位置選擇性地形成有相位差 層4 4 7。因此，Ρ偏極光係在通過相位差層4 4 7時受 到偏極面之旋轉作用，Ρ偏極光係變換成S偏極光。一方 面’因S偏極光係未通過相位差層4 4 7 ，因此不受偏極 面之旋轉作用而通過λ/2相位差板4 4 6。因此，從積 分電路光學系統4 0 3所射出之光束係均在S偏極光之狀 態。如此，作爲S偏極光之狀態的光束，係藉偏心透鏡 1 2 3 1照射在照明領域4 0 4。 如上所述，依照本例子之偏極照明裝置1 2 0 0，以 偏極分離部1 2 0 1方向分離從光源部4 0 1所放射的隨 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .1 裝- 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製

Sc/3882 A7 _B7__五、發明説明（34 ) 機之偏極光成爲兩種類之偏極光之後，將各偏極光引導至 λ/2相位差板4 4 6之所定領域，而將P偏極光變換成 S偏極光。因此，在將從光源部4 0 1所放射的隨機之偏 極光幾乎成爲S偏極光之狀態下’具有可照射照明領域 4 0 4之效果。欲將兩種類之偏極光分別引導至λ/2相 位差板4 4 6之所定領域，必須具有較高之偏極分離部 1 2 0 1的偏極分離性能，惟在本例子，因利用玻璃製之 稜鏡及介質多層膜來構成偏極分離部1 2 0 1 ，因此，偏 極分離部1 2 0 1之偏極分離性能，係熱性上穩定。因此 ，即使在被要求較大之光輸出的照明裝置也經常發揮穩定 之偏極分離性能，故可實現具有可得到滿足之性能的偏極 照明裝置。 又，在本例子中，由於從偏極分離部1 2 0 1所射出 的兩種類之偏極光，係向橫方向分離，因此將第2透鏡板 4 4 2之微小透鏡4 4 4形成在橫長之矩形。因此，不浪 費光量’可形成具有橫長之矩形形狀的照明領域4 〇 4。 具有這種橫長之矩形形狀的照明領域4 0 4，係例如照出 各種影像時，比縱長之投影型樣更容易觀看，而且具有迫 力之優點。 〔實施例1 0之變形例〕 又，在實施例1 0中，將第1透鏡板4 4 1之微小透 鏡4 4 3之寬度，與相當於四角柱稜鏡合成體1 2 〇 5Α 〜1205Ε之一個分量的寬度形成相同。亦即，將^作 本紙張尺度通财國@家標準（CNS ) Α4胁（21GX297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -37 - 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（35 ) 爲1以上之整數時，將稜鏡合成體1 2 〇 5 A〜 1205E之寬度尺寸W1’表示作爲第1透鏡板441 之矩形透鏡4 4 3的寬度尺寸W2之l/η倍，則η相當 於1之條件。將η增加爲2 ’ 3 .........時，隨著此，因相 當於稜鏡合成體1 2 0 5 Α〜1 2 0 5 Ε之一個分量的寬 度變狹窄，因此，可減薄稜鏡合成體1205A〜 1205E之厚度。 例如，在將η設定在η時’則成爲表示於第1 3圖的 偏極照明裝置1250之偏極分離部1201。亦即，四 角柱狀之稜鏡合成體1205Α，1205Β， 1 2 0 5 C .........之寬度尺寸W1 ’係第1透鏡板4 4 1 之矩形透鏡4 4 3的寬度尺寸W2之1 /2倍。在此時， 可得到偏極分離部1 2 0 1之薄型化，而且可縮短從系統 光軸L偏離光源部4 0 1之距離X。 一方面，在表示於第1 2圖之例子，係將偏極分離部 1 2 0 1配置在第1透鏡板4 4 1之光源部，惟代替此， 也可配置在第1透鏡板4 4 1與第2透鏡板4 4 2之間。 〔實施例1 1〕 第1 4圖係表示平面觀看實施例1 1之偏極照明裝置 之要部的概略構成圖。本例子之偏極照明裝置1 4 0 0， 也與實施例2之偏極照明裝置同樣》沿著系統光軸L，具 有光源部401 ，偏極分離部1401 ，及積分光學系統 4 0 3，從光源部4 0 1所放射之光，係形成通過偏極分 本紙張尺度適用中國國家#準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝' 訂 經濟部中央橾準局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（36 ) 離部1 4 0 1及積分電路光學系1 〇 3而到達矩形狀之照 明領域4 0 4。但是，光源部4 0 1係向矩形狀之照明領 域4 0 4，而系統光軸L係整體上爲直線性。 光源部4 0 1係與實施例2同樣，從光源燈4 1 1所 放射的隨機之偏極光藉放物面反射鏡412方一方向反射 ，形成略平行之光束而形成入射在偏極分離部1 4 0 1。 .偏極分離部1 4 0 1係由具有三角柱形狀之第1及第 2直角稜鏡1402，1403 (三角柱稜鏡）所構成的 四角柱形狀之稜鏡合成體1 4 0 4A，1 4 0 1 B ， 1404C，1404D，14 0 4E 所構成。 在稜鏡合成體1 404B〜1 4 04E中，於第1直 角稜鏡1 4 0 2之斜面部1 4 1 1形成有偏極分離膜 426，第2直角稜鏡1403之斜面部1412，係夾 住偏極分離膜4 2 6之狀態下接合於第1直角稜鏡 1402之斜面部1411»又，稜鏡合成體1404A 係僅負擔反射被稜鏡合成體1 4 0 4 B分離的S偏極光之 功能。 構成如此之稜鏡合成體1 404A〜1 404E，係 均以大略相同方向排列成對系統光軸L呈直角之橫方向。 但是，在本例子，各稜鏡合成體1404A〜1404E 係寬度係均相同之尺寸，惟各稜鏡合成體1 4 0 4 A〜 1 4 0 4 E之厚度不相同。因此，對於偏極分離部 1401之入射面1421 ，各稜鏡合成體1404 B〜 1 4 0 4 E之偏極分離膜4 2 6所形成之角度稍些地不相 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀_背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 經濟部中央標準局貝工消費合作社印装 A7 __ B7_ 五、發明説明（37 ) 同。 在本例子，第1及第2直角棱鏡1402 ，1403 ’係熱性上穩定之玻璃材料所構成。又，偏極分離膜 4 2 6係以介質多層膜所構成。 本例子，也可以使用變角棱鏡來調整從偏極分離部 1 4 0 1所射出的偏極光之方向，惟在本例子，因藉將光 源部4 Ο 1向對系統光軸L形成所定角度之方向，來調整 從偏極分離部1 4 01所射出的偏極光之方向，故可省略 變角棱鏡。 與實施例1 0同樣，在偏極分離部1 4 0 1 ，由於來 自光源部4 0 1之光一面向僅相當於稜鏡合成體 1 4 0 4A〜1 4 0 4 E之一個分量的寬度向橫方向（對 第1 4圖之上方）移位，一面通過偏極分離部1 4 0 1 ， 因此，在本例子，將光源部4 Ο 1對系統光軸L僅相當於 稜鏡合成體1 4 0 4A〜1 4 0 4 E之一個分量的寬度尺 寸與光之移位方向向相反側（對第1 4圖之下方）偏離》 在偏極分離部1 4 0 4之後段，構成有具備第1透鏡 板4 4 1及第2透鏡板4 4 2的積分電路光學系統4 0 3 。又，透鏡板4 4 1及第2透鏡板4 4 2係均具備相同數 之微小透鏡4 4 3 ，4 4 4的複合透鏡板。第1透鏡板 4 4 1之微小透鏡4 4 3係相對應於照明領域4 0 4形成 矩形且成爲照明領域4 0 4之相似形。又，在第1透鏡板

4 4 1之微小透鏡4 4 3中位於兩端之微小透鏡4 4 3 A (附與斜線之微小透鏡），因僅入射P偏極光或s偏極光 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）~ -40 - ---------裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 ΑΊ B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 五、發明説明（ 38 ) 1 | * 因 此 > 與 其 他 部 分 變 更 其 出 射 出 方 向 0 1 1 在 本 例 子 中 第 2 透 鏡 板 4 4 2 係 在 微 小 透 鏡 4 4 4 1 1 > 及 射 出 側 之 平 凸 透 鏡 4 4 5 之 間 形 成 有 Λ / 2 相 位 差 板 /--N 1 I 請 1 1 1 4 3 0 〇 在 該 λ / 2 相 位 差 板 1 4 3 0 > 位 於 形 成 有 S 先 閱 1 1 讀 1 偏 極 光 及 P 偏 極 光 之 2 次 光 源 像 中 P 偏 極 光 形 成 2 次 光 源 背 1 I 像 的 位 置 規 則 地 形 成 有 相 位 差 層 1 4 3 1 〇 之 注 意 1 1 I 在 構 成 如 此 之 偏 極 照 明 裝 置 1 4 0 0 » 也 將 來 白 光 源 事 項 再 1 部 4 0 1 的 隨 機 之 偏 極 光 入 射 於 偏 極 分 離 部 1 4 0 1 9 而 填 寫 本 裝 隨 機 之 偏 極 光 係 藉 偏 極 分 離 4 2 6 向 橫 方 向 地 分 離 成 P 偏 頁 '---- 1 1 極 光 與 S 偏 極 光 的 兩 種 類 之 偏 極 光 〇 1 1 將 此 原 理 以 入 射 於 稜 鏡 合 成 體 1 4 0 4 C 的 隨 機 之 1 I 偏 極 光 作 爲 例 子 加 以 說 明 〇 首 先 包 括 於 入 射 在 稜 鏡 合 成 訂 I 體 1 4 0 4 C 的 隨 機 之 偏 極 光 的 偏 極 成 分 係 在 偏 極 分 離 1 1 I 膜 4 2 6 反 射 而 變 更 其 進 行 方 向 之 後 入 射 於 相 鄰 接 之 稜 1 1 鏡 合 成 體 1 4 0 4 B 〇 然 後 S 偏 極 成 分 係 在 稜 鏡 合 成 體 1 1 1 4 0 4 B 中 在 偏 極 分 離 膜 4 2 6 被 反 射 而 從 偏 極 分 Γ 1 離 部 1 4 0 1 射 出 0 一 方 面 包 括 於 隨 機 之 偏 極 光 的 P 偏 1 極 成 分 > 係 在 稜 鏡 合 成 體 1 4 0 4 C 仍 然 透 過 偏 極 分 離 | 膜 4 2 6 0 在 此 y 在 各 稜 鏡 合 成 體 1 4 0 4 Β 1 I 1 4 0 4 E » 對 偏 極 分 離 部 1 4 0 1 之 入 射 面 1 4 2 1 因 1 1 1 偏 極 分 離 膜 4 2 6 所 成 的 角 度 Θ 〆 偏 離 些 微 角 度 > 因 此 1 1 兩 種 類 之 偏 極 光 係 在 以 玻 璃 材 料 所 構 成 的 各 稜 鏡 內 具 有 些 1 1 微 角 度 差 成 爲 進 行 方 向 向 橫 方 向 分 離 之 狀 態 0 1 1 進 行 方 向 被 分 離 的 兩 種 類 之 偏 極 光 t 係 入 射 至 積 分 電 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 29*7公釐） -41 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（39 ) 路光學系統4 0 3。在積分電路光學系統4 0 3中，偏光 分離部1 4 0 1以些微進行方向被分離的兩種類之偏極光 ，係入射在第1透鏡板44 1 ，而在第2透鏡板4 4 2中 形成2次光源液。形成該2次光源像之位置，係λ/2相 位差板1 4 3 0所形成的位置。而且，在λ/2相位差板 1 4 3 0，對應於依Ρ偏極光之2次光源像之形成位置選 擇性地形成有相位差層1 4 3 1。因此，Ρ偏極光係在通 過相位差層1 4 3 1時受到偏極面之旋轉作用，Ρ偏極光 係變換成S偏極光。一方面，因S偏極光係未通過相位差 層1 4 3 1 ，因此不受偏極面之旋轉作用而通過λ/2相 位差板1 4 3 0，因此，從積分電路光學系統4 0 3所射 出之光束係均在S偏極光之狀態。如此，作爲S偏極光之 狀態的光束，係藉偏心透鏡1 2 3 1照射在照明領域 4 0 4» 如上所述，依照本例子之偏極照明裝置1 4 0 0 ，以 偏極分離部1 4 0 1方向分離從光源部4 0 1所放射的隨 機之偏極光成爲兩種類之偏極光之後，將各偏極光引導至 又/2相位差板1 4 3 0之所定領域，而將Ρ偏極光變換 成S偏極光。因此，在將從光源部4 0 1所放射的隨機之 偏極光幾乎成爲S偏極光之狀態下，具有可照射照明領域 4 0 4之效果》因利用玻璃製之稜鏡及介質多層膜來構成 偏極分離部1 4 0 1 ，因此，偏極分離部1 4 0 1之偏極 分離性能，係熱性上穩定》因此，即使在被要求較大之光 输出的照明裝置也經常發揮穩定之偏極分離性能，故可實 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局员工消费合作社印製 A7 _ _B7_ 五、發明説明（40 ) 現具有可得到滿足之性能的偏極照明裝置。 又，在本例子中，由於從偏極分離部1 4 〇 1所射出 的兩種類之偏極光，係向橫方向分離，因此適用於形成具 有橫長之矩形形狀之照明領域4 0 4。 又，在本例子中，將偏極分離部1 4 Ο 1配置於第1 透鏡板4 4 1之光源部，惟代替此，也可配置於第1透鏡 板44 1與第2透鏡板442之間。 〔實施例1 2〕 第1 5圖係表示平面地觀看實施例1 2的偏極照明裝 置之要部的概略構成圖。在圖中，本例子之偏極照明裝置 1 5 0 0，也與實施例1 0之偏極照明裝置同樣，沿著系 統光軸L具有光源部4 Ο 1 ，偏極分離部1 5 Ο 1及積分 電路光學系統4 0 3，從光源部4 Ο 1所放射之光係通過 偏極分離部1 5 Ο 1及積分電路光學系統4 0 3而形成達 到矩形狀之顯明領域4 0 4。光源部4 Ο 1係朝向矩形狀 之照明領域4 0 4，系統光軸L係整體上形成直線狀。在 本例子，也由於將光源部4 Ο 1對於系統光軸L朝向形成 所定之角度，以調整從偏極分離部1 5 Ο 1所射出之偏極 光的方向，因此，可省略變角棱鏡。 偏極分離部1 5 Ο 1係由具有三角柱形狀之第1及第 2直角稜鏡1502，1503 (三角柱稜鏡）所構成的 四角柱形狀之稜鏡合成體1 504A，1 504B， 1504C，1504D，1504E，1504F 所構 成。 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） — 4:5 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 經濟部中央樣準局負工消費合作社印製 A7 __ B7 五、發明説明（41 ) 在稜鏡合成體1 504B〜1 504E中，於第1直 角銨鏡1 5 0 2之斜面部1 5 1 0形成有偏極分離膜 426 ，而第2直角鎪鏡1 503之斜面部1511 ，係 夾住偏極分離膜4 2 6而接合於第1直角錶鏡1 5 0 2之 斜面部1 5 1 0。 構成如此之稜鏡合成體1 5 04B〜1 5 04E，係 各偏極分離膜4 2 6之方向在系統光軸L之兩邊爲相反。 即，由光源部4 0 1側觀看時，對於系統光軸L位在右邊 ，分離膜4 2 6向外側，而對於系統光軸L位在左邊，分 離膜4 2 6也向外側。又，各稜鏡合成體1 5 Ο 4A〜 1 5 0 4 F之寬度均形成相同之尺寸，惟各棱鏡合成體 1 5 0 4 A〜1 5 0 4 F之厚度不相同，因此，對於偏極 分離部1501之入射面1530 ，各稜鏡合成體 1 504B〜1 504E之偏極分離膜426所形成之角 度不相同。又，稜鏡合成體1 504A，1 504F ，係 僅負擔反射以稜鏡合成體1 504B，1 504E所分離 之S偏極光的功能。 在本例子中，第1及第2直角錶鏡1 502 ， 1 5 0 3 ，係由熱性上穩定之玻璃材料所構成。又，偏極 分離膜4 2 6係以介質多層膜所構成。 在偏極分離部1 2 0 1之後段，構成有由第1透鏡板 4 4 1及第2透鏡板4 4 2所成之兩個透鏡板所構成的積 分電路光學系統4 0 3。第1透鏡板4 4 1及第2透鏡板 4 4 2 ，係均具備相同數之微小透鏡443 ，444的複 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本育) 訂 -44 -

A7 _ _ _B7_ 五、發明説明（42 ) 合透鏡體。第1透鏡板4 4 1之微小透鏡4 4 3係對應於 照明領域4 0 4形成矩形，且形成照明領域4 0 4之相似 形。又，在第1透鏡板4 4 1之微小透鏡4 4 3中位於兩 端之微小透鏡4 4 3 A (附與斜線之微小透鏡），因僅S 偏極光入射，因此將其射出方向與其他部分變更。 在第2透鏡板4 4 2，於微小透鏡4 4 4與射出側之 平凸透鏡445之間形成有λ/2相位差板1550。又 ，形成於λ/2相位差板1550之相位差層1551， 係形成在S偏極光及Ρ偏極光所形成之2次光源像中位於 Ρ偏極光形成2次光源像之位置》 在構成如此之偏極照明裝置1 5 0 0，來自光源部 4 0 1的隨機之偏極光，係入射於偏極分離部1 5 0 1 ， 向橫方向分離Ρ偏極光與S偏極光的兩種類之偏極光。在 此處，在各棱鏡合成體1504Β〜1504Ε，因對於 偏極分離部1 5 0 1之入射面1 5 3 0偏極分離膜4 2 6 所成之角度0 >各僅偏離些微角度。因此兩種類之偏極光 係在以玻璃材料所構成之各稜鏡內成爲以些微角度差橫方 向地分離進行方向。進行方向被分離之兩種類之偏極光， 係入射至積分電路光學系統4 0 3。在積分電路光學系統 4 0 3中，以偏極分離部1 5 0 1稍分離進行方向的兩種 類之偏極光，係入射至第1透鏡板441 ，而在第2透鏡 板4 4 2中形成2次光源像。在形成該2次光源像之位置 中，位於依Ρ偏極光之2次光源像之形成位置選擇性地形 成有相位差板1 5 5 1。因此，Ρ偏極光係通過相位差層 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 -45 - 經濟部中央樣準局負工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（43 ) 1 5 5 1時受到偏極面之旋轉作用，？偏極光係變換成S 偏極光。一方面，因S偏極光係未通過相位差層1 5 5 1 ，因此不受偏極面之旋轉作用而通過λ/2相位差板 1 5 5 0 ，因此，從積分電路光學系統4 0 3所射出之光 束係均在S偏極光之狀態。如此’作爲S偏極光之狀態的 光束，係藉平凸透鏡1445照射在照明領域404。 .如上所述，依照本例子之偏極照明裝置1 5 0 0 ，以 偏極分離部1 5 0 1方向分離從光源部4 0 1所放射的隨 機之偏極光成爲兩種類之偏極光之後，將各偏極光引導至 λ/2相位差板1 5 5 0之所定領域，而將Ρ偏極光變換 成S偏極光。因此，在將從光源部4 0 1所放射的隨機之 偏極光幾乎成爲S偏極光之狀態下，具有可照射照明領域 4 0 4之效果。因利用玻璃製之稜鏡及介質多層膜來構成 偏極分離部1501 ，因此，偏極分離部1501之偏極 分離性能，係熱性上穩定。因此，即使在被要求較大之光 輸出的照明裝置也經常發揮穩定之偏極分離性能，故可實 現具有可得到滿足之性能的偏極照明裝置。 又，在本例子中，由於從偏極分離部1 5 0 1所射出 的兩種類之偏極光，係向橫方向分離，因此適用於形成具 有橫長之矩形形狀之照明領域4 0 4。 又，在本例子中，將偏極分離部1 5 0 1配置於第1 透鏡板4 4 1之光源部，惟代替此，也可配置於第1透鏡 板44 1與第2透鏡板44 2之間。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） —---------ί 裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) *1Τ A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（44 ) 〔使用實施例1 0之偏極照明裝置的投影型顯示裝置之例 子〕 上述之實施例2至12的偏極照明裝置係可使用於具 備液晶燈泡的投影型顯示裝置。 在第1 6圖表示將上述實施例1 〇的裝置適用於投影 型顯示裝置（液晶投影機）之例子。 .在圖所示之投影型顯示裝置1 6 0 0，構成有將隨機 之偏極光向一方向射出之光源部401 ’而從該光源部 4 0 1所放射的隨機之偏極光係在偏極分離部1 2 0 1分 離成兩種類之偏極光，而且對於被分離之各偏極光中之P 偏極光，係藉由積分電路光學系統4 0 3之λ/2相位差 板446，形成轉換成S偏極光。 由這些偏極照明裝置1 6 0 0所射出之光束，係首先 ，在藍色綠色分色鏡1 6 0 1 ，透過紅色光，形成反射藍 色光及綠色光之狀態。紅色光係被反射鏡1 6 0 2反射， 而達到第1液晶燈泡1 6 0 3。一方面，藍色光及綠色光 中，綠色光係藉由綠色反射分色鏡1 6 0 4被反射，而達 到第2液晶燈泡1 6 0 5。 在此，因藍色光係與其他之二色光相比較具有較長之 光路長度（紅色光之光路長度與綠色光之光路長度相等） 。因此，對於藍色光，設置由入射側透鏡1606，中繼 透鏡1 6 0 8，及射出側透鏡1 6 0 1所成的中繼透鏡系 統所構成的導光手段1 6 5 0。亦即，藍色光係透過綠色 反射分色鏡1 6 0 4之後，首先經射出側透鏡1 6 0 6及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） —~~" -47 - • ^ ---------^裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 ^〇3882 A7 B7 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 五、發明説明（45 ) 反射鏡1 607 ’導引至中繼透鏡1 608 ’聚焦在該中 繼透鏡1 6 0 8內之後’經反射鏡1 6 0 9導引至射出側 透鏡1 6 1 〇，然後，到達第3液晶燈泡1 6 1 1 »在此 ，第1及第3液晶燈泡1 6 0 3，1 6 0 5，1 6 1 1 ， 係調變各該色光，包括對應於各色之影像資訊之後，將調 變之色光入射至分色稜鏡（色合成手段）1 6 1 3 »分色 稜鏡1 6 1 3係十字狀地具有紅色反射之介質多層膜及藍 色反射之介質多層膜，合成各該之調變光束。在此放合成 之光束係通過投影透鏡1614(投影手段）而成爲在屏 蔽1615上形成影像。 構成如此之投影型顯示裝置1 6 0 0，係使用調變一 種類之偏極光之型式的液晶燈泡。因此，使用以往之照明 裝置而將隨機之偏極光導引至液晶燈泡時，隨機之偏極光 中之一半，係在偏極板被吸收而變成熱，因此光之利用效 率低，而且具有須要抑制偏極板之發熱的大型又噪音大的 冷卻裝置之問題點，惟在本例子之投影型顯示裝置 1600，可大幅度解決這種問題點。 亦即，在本例子之投影型顯示裝置1 6 0 0，係在偏 極照明裝置1 2 0 0，對於其中一方之偏極光（例如P偏 極光），藉由λ/2相位差板4 4 6附與偏極面之旋轉作 用’使偏極面與其他之偏極光（例如S偏極光）成爲一致 之狀態。因爲，因偏極方向相一致之偏極光被導至第1至 第3之液晶燈泡1603 ，1605 ，1611 ，因此， 可提高光之利用效率，可得到明亮之投影影像。又，因減 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4洗格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 A7 _B7__五、發明説明（46 ) 低依偏極板（未予圖示）之光吸收量，因此可抑制在偏極 板上之溫度上昇。因此，可實現冷卻裝置之小型化或低噪 音化。而且因在偏極照明裝置1 2 0 0，作爲偏極分離膜 使用熱性上穩定之介質體多層膜，因此偏極分離部 1 2 0 1之偏極分離性能係在熱性上穩定者。因此，即使 被要求光輸出大之投影型顯示裝置1 6 0 0，也可經常地 發揮穩定之偏極分離性能。 又，在偏極照明裝置1 2 0 0，由於從偏極分離部 1 2 0 1所射出的兩種類之偏極光，係向橫方向分離，因 此不浪費光量，可形成具有橫長的矩形形狀之照明領域。 因此，偏極照明裝置係適用於容易觀賞且可投影具有迫力 之影像的橫長之液晶燈泡用。 還有，在本例子，因作爲色合成手段使用分色稜鏡 1613，因此可成爲小型化，而且液晶燈泡1603， 1605，1611與投影型透鏡1614之間的光路長 度較短。因此，即使使用較小口徑之投影透鏡，也具有可 實現明亮之投影影像的特徵。又，在本例子，對於光路長 度比其他之二色光較長之藍色光，因設置以入射側透鏡 1606 ，中繼透鏡1608 ，及射出側透鏡1610所 成的中繼透鏡系統所構成的導光手段1 6 5 0 ，因此不會 產生色不均。 〔作用實施例2之偏極照明裝置的投影型顯示裝置之例子 ) 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·

*1T -49 - Α7 ^^〇882 Β7 五、發明説明（47 ) 作爲投影型顯示裝置係如第1 7圖所示，以鏡光學系 統構成色合成手段也可以。在表示於第1 7圖之投影型顯 示裝置1 7 0 0，使用表示於第4圖之偏極照明裝置 400，該偏極照明裝置400，從光源部401所放射 的隨機之偏極光，係在偏極分離部4 0 2，也分離成兩種 類之偏極光，而且對於被分離之各偏極光中的P偏極光， 藉由積分光學系統4 0 3之λ/2相位差板4 4 6，形成 變換成S偏極光。 由這些偏極照明裝置4 0 0所射出之光束，係首先， 在紅色分色鏡1 7 0 1 ，反射紅色光，形成透過藍色光及 綠色光之狀態。紅色光係被反射鏡1 7 0 5反射，而達到 第1液晶燈泡1 7 0 7。一方面，藍色光及綠色光中，綠 色光係藉由綠色反射分色鏡1 7 0 2被反射，而達到第2 液晶燈泡1 7 0 8 ，藍色光係透過綠色反射分色鏡 1 7 0 2之後，到達第3液晶燈泡1 7 0 9。然後，第1 及第3液晶燈泡1 7 0 7，1 7 0 8，1 7 0 9係調變各 該色光，包括對應於各色之影像資訊之後，射出調變之色 光。在此，經調變色之紅色光，係透過綠色反射分色鏡1 7 0 3及藍色反射分色鏡1 7 0 4，而達到投影透鏡 1 7 1 0 (投影手段）。經調變色之綠色光係被綠色反射 分色鏡1 7 0 3反射之後，透過藍色反射分色鏡1 7 0 4 ，而到達投影透鏡1 7 1 0，經調變色之藍色光係被藍色 反射分色鏡1 7 0 4反射之後，到達投影透鏡1 7 1 0。 如此，在以分色鏡所成之鏡光學系統來構成色合成手 本紙張尺度適用中國國家檫準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝_ 'βτ 經濟部中央標準局男工消費合作社印製 -50 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 ___B7_五、發明説明（48 ) 段的投影型顯示裝置1 7 0 0，也因使用調變一種類之偏 極光之型式的液晶燈泡，因此使用以往之照明裝置而將隨 機之偏極光引導至液晶燈泡時，隨機之偏極光中之一半， 係在偏極板被吸收而變成熱。因此在以往之照明裝置中， 光之利用效率低，而且具有須要抑制偏極板之發熱的大型 又噪音大的冷卻裝置之問題點，惟在本例子之投影型顯示 裝置1 7 0 0，可大幅度解決這種問題點。 亦即，在本例子之投影型顯示裝置1 7 0 0，係在偏 極照明裝置1 2 0 0，對於其中一方之偏極光（例如P偏 極光），藉由λ/2相位差板446附與偏極面之旋轉作 用，使偏極面與其他之偏極光（例如S偏極光）成爲一致 之狀態。因爲，因偏極方向相一致之偏極光被導至第1至 第3之液晶燈泡1707，1708 ，1709 ，因此， 可提高光之利用效率，可得到明亮之投影影像。又，因減 低依偏極板（未予圖示）之光吸收量，因此可抑制在偏極 板上之溫度上昇。因此，可實現冷卻裝置之小型化或低噪 音化。而且因在偏極照明裝置4 0 0，作爲偏極分離膜使 用熱性上穩定之介質體多層膜，因此偏極分離部4 0 2之 偏極分離性能係在熱性上穩定者。因此，即使被要求光輸 出大之投影型顯示裝置1 7 0 0，也可經常地發揮穩定之 偏極分離性能。 〔實施例1 3〕 在第1 8圖表示本例子之其他的偏極照明裝置。本例 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝- 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4说格（210Χ297公釐） 3^3862 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 49 ) 1 I 子 之 偏 極 照 明 裝 置 1 8 0 0 在 基 本 上 也 具 備 光 源 1 I 4 0 1 > 及 偏 極 分 離 部 4 0 2 ♦ 及 積 分 電 路 光 學 系 統 1 1 4 0 3 〇 但 是 > 在 上 述 之 各 實 施 例 1 係 採 用 將 構 成 偏 極 分 /--V 1 I 請 I 離 部 之 稜 鏡 分 光 鏡 配 置 於 比 積 分 電 路 光 學 系 統 的 第 1 透 鏡 先 閱 1 | 讀 1 I 板 更 接 近 之 光 源 側 的 構 成 〇 在 本 例 子 之 裝 置 係 將 構 成 偏 背 面 1 1 極 分 離 部 之 稜 鏡 分 光 鏡 採 用 配 置 於 第 1 透 鏡 板 與 第 2 透 之 注 素 1 ★ 1 ArV 鏡 板 之 間 的 構 成 將 光 學 系 統 構 成 更 精 緻 小 巧 者 〇 項 再 1 填 L- 如 第 1 8 圖 所 示 來 白 光 源 4 0 1 的 隨 機 之 偏 極 光 寫 本 I 係 沿 著 系 統 光 軸 L 而 射 出 入 射 於 配 置 在 偏 極 分 離 部 頁 1 1 4 0 2 之 入 射 側 的 變 角 透 鏡 1 8 0 1 9 偏 極 光 之 進 行 方 向 1 1 係 藉 該 變 角 稜 鏡 稍 微 傾 斜 〇 因 此 偏 極 光 係 對 於 構 成 在 變 1 1 角 稜 鏡 1 8 0 1 之 射 出 側 所 配 置 的 積 分 電 路 光 學 系 統 訂 | 4 0 3 的 第 1 透 鏡 板 4 4 1 僅 傾 斜 Θ 角 度 以 垂 直 入 射 方 向 1 I 入 射 0 在 圖 中 係 沿 著 向 右 側 僅 傾 斜 Θ 角 度 方 向 對 系 統 光 1 1 1 軸 L 入 0 1 1 第 1 透 鏡 板 4 4 1 係 光 學 地 密 貼 於 棱 鏡 分 光 鏡 丨 1 8 1 0 之 構 成 元 件 的 直 角 銨 鏡 1 8 1 1 之 入 射 面 1 1 1 8 1 2 0 在 直 角 於 直 角 綾 鏡 1 8 1 1 之 入 射 面 I 1 8 1 2 的 射 出 面 1 8 1 3 密 貼 有 偏 極 變 換 元 件 的 入 / 1 1 I 2 相 位 差 板 4 4 6 在 該 λ / 2 相 位 差 板 4 4 6 之 射 出 面 1 1 1 密 貼 有 積 分 ill 路 光 學 系 統 之 第 2 透 鏡 板 4 4 2 0 1 1 棱 鏡 分 光 鏡 1 8 1 0 係 具 備 直 角 錶 鏡 1 8 1 1 > 及 密 1 1 貼 於 該 傾 斜 而 1 8 1 3 的 大 約 平 板 狀 之 四 角 柱 稜 鏡 1 1 1 8 2 0 〇 與 上 述 之 例 子 同 樣 地 » 在 直 角 綾 鏡 1 8 1 1 之 1 1 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS )A4規格（210X 297公釐） -52 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（50 ) 傾斜面1 8 1 4形成有偏極分離膜4 2 6 ，在此構成偏極 光中，例如僅S偏極光被全面反射，而P偏極光係一直通 過之構造。又，在四角柱稜鏡1 8 2 0之外側傾斜面 1 8 2 1形成有反射膜4 2 9 ，在此成爲全面反射P偏極 光。 在本例子，係構成藉適當地設定偏極分離膜4 2 6與 反射膜4 2 9所成之角度，經變角稜鏡1 8 Ο 1以稍折射 之狀態入射的隨機之偏極光，被這些膜4 2 6，4 2 9反 射，而對於系統光軸L以對稱之角度篩分在相反側面而射 出至λ / 2相位差板4 4 6側之構造。在圖中，係形成對 系統光軸L僅上下地篩分相同角度之狀態。 又/2相位差板4 4 6係具備旋轉通過之偏光方向 9 0度的相位差層（在圖中以斜線表示之部分）4 4 7， 及直接通過偏光的層4 4 8。此構成係與上述之各實施例 同樣。在偏極分離部4 0 2被分離，而且對系統光軸L上 下地篩分成對稱方向的Ρ偏極光及S偏極光中，S偏極光 係入射於相位差層4 4 7之部分。對此，Ρ偏極光側係入 射於層448之一邊。因此，S偏極光係旋轉偏極方向 9 0度而成爲Ρ偏極光射出。結果，在第2透鏡板4 4 2 入射有成爲Ρ偏極光之光，經由此，成爲向照明領域 4 0 4° 使用構成如此之本例子的偏極照明裝置1 8 0 0 ，也 可得到與上述之各實施例同樣之效果。又，在本例子之構 成，係構成積分電路光學系統之各該第1及第2透鏡板密 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -s°

53 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 2^3882 Α7 Β7 五、發明説明（51 ) 貼於稜鏡分光鏡之入射面及射出面形成一體》因此，由於 可精緻小型化構造，而且可減少光學元件與大氣之界面， 故可提高光之利用效率。 在此，將變角透鏡1 8 0 1配置於光學路徑之理由， 係用於篩分如上述所分離之P偏極光及S偏極光對系統光 軸成爲對稱。因此，變角透鏡1 8 0 1係不是配置於第1 透鏡板之入射側，而是配置於其射出側也可以。例如，如 第1 8 ( B )圖所示，在稜鏡分光鏡之入射面密貼變角透 鏡1801 ，並在該變角透鏡1801之入射面密貼第1 透鏡板也可以。構成如此，則也可避免變角透鏡與第1透 鏡板之間與大氣之界面，因而可更提高光之利用效率。 又，省略變角透鏡，作爲第1透鏡板，如第1 8 ( C )圖所示，也可使用由偏心系統之透鏡所構成者。 在本例子中，構成第2透鏡板4 4 2的微小透鏡 444之數，係與構成第1透鏡板441之微小透鏡 4 4 3之數量相同數。但是，作爲其兩倍，例如，如第1 8 ( D )圖所示，較理想爲由對應於λ / 2相位差板 4 4 6之相位差層4 4 7及其以外之層4 4 8的一對透鏡 444Α，444Β構成各該第2透鏡板444。其理由 ，係藉對應於各該偏極光來改變透鏡之特性，吸收產生在 第1透鏡板與第2透鏡板之間的稍微不相同之Ρ，S偏極 光的光路差，而將藉第2透鏡板所形成之第1透鏡的像大 小，在照明領域均形成相同者。 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) Α4規格（210X297公釐〉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 、1Τ -54 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 293862 A7 _B7 五、發明説明（52 ) 〔實施例1 4〕 第1 9圖係表示另一偏極照明裝置的概略構成圖。本 例子係使用作爲積分電路光學系統具備第1聚光鏡板及第 2聚光鏡板之構成者。如圖所示，本例子之偏極照明裝置 1900，係沿著折彎在其直角之系統光軸L(L>), 具備光源部40 1 ，偏極分離部4 0 2，第1聚光鏡板 1 9 0 1及第2聚光鏡板1 9 0 2的積分電路光學系統 403，及具有聚光透鏡部1940，從光源部401所 射出之光束係在偏極分離部4 0 2分離成兩種之偏極光束 之後，藉由第1聚光鏡板1 9 0 1及第2聚光鏡板 1 9 0 2及偏極分離部4 0 2以及聚光透鏡部1 9 4 0再 合成成一種類之偏極光束，成爲達到矩形狀之照明領域 4 0 4 〇 · 光源部4 0 1係大略由光源燈4 1 1 ，及放物面反射 鏡4 1 2所構成，從光源燈4 1 1所放射之偏極方向成爲 隨機之偏極光，係藉由放物面反射鏡4 1 2向單方向反射 ，成爲大略平行之光束而入射至偏極分離部4 0 2。在此 ，代替放物面反射鏡4 1 2 ，也可以使用橢圓面反射鏡， 球面反射鏡等。 偏極分離部4 0 2係一般的四角柱狀之偏極分光鏡， 形成以兩個玻璃製之直角銨鏡（三角柱稜鏡）9 1 0之斜 面夾持介質多層膜所成的偏極分離膜4 2 6。此時，偏極 分離膜4 2 6係對偏極分離部4 0 2之入射面1 9 1 1形 成角度α = 4 5度。但是，偏極分離膜4 2 6與入射面 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 -55 - 經濟部中央榡隼局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 5； 3) 1 I 1 9 1 1 所 形 成 之 角 度 a 並 不 被 限 定 於 4 5 度 1 也 可 以 1 1 1 隨 著 來 白 光 源 部 4 0 1 的 入 射 光 束 之 入 射 角 度 加 以 設 定 0 1 1 在 偏 極 分 離 部 4 0 2 之 第 1 射 出 面 形 成 有 第 1 λ / 4 ^—S 1 I 請 1 1 相 位 差 板 1 9 2 1 又 在 第 2 射 出 面 1 9 1 3 形 成 第 2 λ 先 閲 1 I 讀 1 I / 4 相 位 差 板 1 9 2 2 » 在 這 些 相 位 差 板 之 外 側 設 有 第 1 背 1 I 之 1 聚 光 鏡 板 1 9 0 1 及 第 2 聚 光 鏡 板 1 9 0 2 成 爲 向 偏 極 分 注 意 1 事 1 離 部 4 0 2 之 大 約 中 心 〇 這 些 之 聚 光 鏡 板 係 將 外 觀 圖 表 示 項 1 形 狀 外 填 U- 於 第 1 9 ( B ) 圖 矩 陣 狀 地 均 配 列 複 數 具 有 矩 形 % 本 裝 I 的 相 同 之 微 小 聚 光 鏡 1 9 0 3 » 因 在 其 表 面 上 形 成 — 般 之 頁 Ν_ 1 1 鋁 的 蒸 著 膜 所 成 的 射 出 面 1 9 0 4 者 在 本 例 子 微 小 聚 1 1 光 鏡 1 9 0 3 之 射 出 面 1 9 0 4 係 形 成 在 放 物 面 狀 〇 但 是 1 1 » 該 反 射 面 1 9 0 4 之 曲 率 形 狀 係 球 面 狀 橢 圓 面 狀 或 訂 | 特 技 面 狀 也 可 以 這 些 係 隨 著 來 白 光 源 部 4 0 1 之 入 射 光 1 I 束 之 特 性 可 予 以 設 定 0 1 1 | 在 偏 極 分 離 部 4 0 2 之 第 3 射 出 面 1 9 1 4 的 照 明 領 1 1 域 4 0 4 側 藉 聚 光 透 鏡 板 1 9 4 1 及 λ / 2 相 位 差 板 1 4 4 6 所 構 成 的 聚 光 鏡 部 1 9 4 0 經 由 下 述 之 過 程 在 藉 1 由 第 1 聚 光 鏡 板 1 9 0 1 及 第 2 聚 光 鏡 板 1 9 0 2 形 成 2 | 次 光 源 像 之 位 置 對 系 統 光 軸 L 設 成 向 垂 直 之 方 向 0 聚 光 透 1 I 鏡 板 1 9 4 1 係 如 先 < t- 刖 以 第 1 ( B ) 圖 所 示 爲 矩 形 狀 之 1 1 1 微 小 透 鏡 1 9 4 2 所 成 的 複 合 透 鏡 體 構 成 聚 光 透 鏡 板 1 1 1 9 4 1 之 微 小 透 AiV 鏡 之 數 量 係 相 等 於 構 成 第 1 及 第 2 聚 光 1 1 鏡 板 ( 1 9 0 1 及 1 9 0 2 ) 的 微 小 聚 光 鏡 1 9 0 3 之 數 1 1 量 相 等 〇 又 ) 本 例 子 時 » 在 複 數 之 微 小 透 鏡 ( 1 9 4 2 ) 1 1 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨Ο X 297公釐） -56 - 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 Α7 _Β7 五、發明説明（54 ) 之一部分使用偏心透鏡。又，形成於λ/2相位差板 4 2 6的λ/2相位差層4 2 7係形成有S偏極光及Ρ偏 極光之2次光源像中，在對應於Ρ偏極光形成2次光源像 之位置規則地形成。 在如上所構成之偏極照明裝置1 9 0 0，如第19 ( Α)圖所示，從光源部4 0 1放射隨機之偏極光，入射於 偏極分離部4 0 2。入射於偏極分離部4 0 2的隨機之偏 極光係可能爲Ρ偏極光與S偏極光之混合光，在偏極分離 部4 0 2，混合光係藉由偏極分離成Ρ偏極光及S偏極光 的兩種類之偏極光。亦即，包括於隨機之偏極光的ρ偏極 光係一直透過偏極分離膜4 2 6而向第1射出面1 9 1 2 ’惟S偏極光係在偏極分離膜4 2 6被反射而向偏極分離 部4 0 2之第2射出面1 9 1 3改變進行方向。 由偏極分離部4 0 2所分離的兩種類之偏極光，係通 過λ/4相位差板，被聚光鏡板反射，在再通過λ/4相 位差板之期間，反轉偏極光之進行方向大約1 8 0度而同 時反轉偏極面90度。由第19 (C)圖說明該偏極光之 變化的情形。又，在該圖中，爲了說明之簡化，將第1或 第2聚光鏡板1 9 0 1 ，1 9 0 2繪成平面狀之.鏡板 I960。入射於λ/4相位差板1921 ，1922之 Ρ偏極光1 9 6 1 ，係藉Λ/4相位差板變換成右轉之圓 偏極光1 9 6 2 (但是，依Α/4相位差板之設置方式會 成爲左轉之圓偏極光）。而達到鏡板1 9 6 0。光被鏡板 1 9 6 0反射，惟同時，也變更偏極面之旋轉方向。亦即 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 -57 - 經濟部中央標準局貝工消费合作社印裝 扣388 A7 ____B7_ 五、發明説明（55 ) ，右轉之偏極光係變化成左轉之偏極光（左轉之偏極光係 變化成右轉之偏極光）。由鏡板1 9 6 0反轉光之進行方 向1 8 0度，同時，成爲左轉之圓偏極光1 9 6 3之偏極 光’係再通過λ/4相位差板1921，1922時變換 成S偏極光（右轉之圓偏極光係變換成ρ偏極光）。又， 經過同樣之過程，S偏極光係變換成Ρ偏極光》 .因此’到達第1射出面1 9 1 2之Ρ偏極光係藉由第 1 λ/4相位差板1 9 2 1及第1聚光鏡板1 9 0 1反轉 偏極光之進行方向大略1 8 0度而同時變換成S偏極光， 之後在偏極分離膜4 2 6被反射變更進行方向，向第3射 出面1 9 1 4。另一方面，到達第2射出面1 9 1 3之S 偏極光係藉第2 Α/4相位差板1 9 2 2及第2聚光鏡板 1 9 0 2反轉偏極光之進行方向大略1 8 0度而同時變換 成Ρ偏極光，這次一直透過偏極分離膜4 2 6 ，之後向第 3射出面19 14。亦即，此時，偏極分離膜426係也 作爲偏極合成膜施行作用。 因第1聚光鏡板1 9 0 1及第2聚光鏡板1 9 0 2係 由具有聚光作用之微小聚光鏡1 9 0 3所構成，因此大約 反轉偏極光之進行方向，同時形成與構成各該聚光鏡板之 微小聚光鏡相同數的複數聚光像。 此時’因第1聚光鏡板1 9 0 1及第2聚光鏡板 1 9 0 2係設置成分別稍些傾斜之狀態（第1聚光鏡板 1 9 0 1係對系統光軸L <設成石度之角度，而第2聚光 鏡板1 9 0 2係對系統光軸L設成Θ度之角度），因此， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ‘々882 A7 B7 五、發明説明（56 )

依P偏極光之2次光源像與依偏極光之2次光源像係成爲 形成在稍微不同之位置。亦即，由偏極分離部4 0 2側觀 看透鏡部1 9 4 0時，將形成兩種類之偏極光的2次光源 像表示於第1 9 ( D )圖，則以橫方向地並排狀態形成P 偏極光所形成之2次光源像C 1 (圓形像中，附與向左上 方之斜線的領域），及S偏極光所形成之2次光源像C2 (圓形像中，附與向右上方之斜線的領域）的兩種2次光 源像。對此，在A/2相位差板446，對應於依S偏極 光之2次光源像C1之形成位置選擇性地形成有相位差板 447 (從光源部所射出之P偏極光係依在第19 (C) 圖所說明之過程變換成S偏極光，而入射在Λ/2相位差 板4 4 6 )。因此，S偏極光係在通過相位差板4 4 7時 受到偏極面之旋轉作用，變換成P偏極光。一方面，因P 偏極光係未通過相位差板4 4 7，因此不受偏極面之旋轉 作用而通過λ/2相位差板4 4 6。因此，所有從聚光透 鏡1 9 4 0所射出之光束係均成爲Ρ偏極光。 如此成爲Ρ偏極光之光束係藉由聚光透鏡部1 9 4 0 照射在照明領域4 0 4。亦即，在第1聚光鏡板1 9 0 1 及第2聚光鏡板1 9 0 2之微小聚光鏡1 9 0 3所分出的 影像面，係藉由聚光透鏡板1 9 4 1重疊結像在一處，通 過λ/2相位差板4 4 6時變換成一種類之偏極光而幾乎 所有光到達照明領域4 0 4，因此，照明領域4 0 4係幾 乎以一種類之偏極光均勻地照明。 如上所述’依照本例子之偏極照明裝置1 9 0 0 ，以 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. -59 - A7 B7 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 五、發明説明（ 57 ) 1 I 偏 極 分 離 部 4 0 2 方 向 分 離 從 光 源 部 4 0 1 所 放 射 的 隨 機 1 I 之 偏 極 光 成 爲 兩 種 類 之 偏 極 光 後 » 將 各 偏 極 光 引 導 至 λ / I 1 2 相 位 差 板 4 4 6 之 所 定 領 域 > 而 將 S 偏 極 光 變 換 成 Ρ 偏 1 I 請 1 I 極 光 〇 因 此 » 具 有 可 將 從 光 源 部 4 0 1 所 放 射 的 隨 機 之 偏 先 閱 1 I 1 1 極 光 幾 乎 成 爲 P 偏 極 光 之 狀 態 下 照 射 在 照 明 領 域 4 0 4 之 背 ιέ 1 | 效 果 0 之 注 意 1 I 事 1 而 且 欲 將 兩 種 類 之 偏 極 光 分 別 引 導 至 λ / 2 相 位 差 項 1 填 板 4 4 6 之 所 定 領 域 須 要 偏 極 分 離 部 4 0 2 之 高 偏 極 分 寫 本 裝 1 離 性 能 惟 在 本 例 子 中 因 利 用 玻 璃 製 之 稜 鏡 及 4πτ. m 機 材 料 頁 — 1 1 所 成 的 介 質 多 層 膜 來 構 成 偏 極 分 離 部 4 0 2 因 此 偏 極 1 1 分 離 部 4 0 2 之 偏 極 分 離 性 能 係 熱 性 上 穩 定 〇 因 此 即 使 1 I 被 要 求 大 光 輸 出 之 照 明 裝 置 也 可 經 常 地 發 揮 穩 定 之 偏 極 訂 I 分 離 性 能 故 可 實 現 具 有 得 到 滿 足 之 性 能 的 偏 極 照 明 裝 置 1 1 1 I 又 在 本 例 子 配 合 橫 長 之 矩 形 形 狀 的 照 明 領 域 1 1 1 4 0 4 之 形 狀 將 第 1 聚 光 鏡 板 1 9 0 1 及 第 2 之 聚 光 鏡 1 板 1 9 0 2 之 微 小 聚 光 鏡 1 9 0 3 成 爲 橫 長 的 矩 形 形 狀 I 同 時 > 從 偏 極 分 離 部 4 0 2 所 射 出 的 兩 種 類 之 偏 極 光 係 成 I 爲 向 橫 方 向被 分 離 之 狀 態 0 因 此 即 使 形 成 具 有 橫 長 之 矩 1 1 | 形 形 狀 的 照 明 領 域 4 0 4 時 t 也 不 會 浪 費 光 量 可 提 局 照 1 1 明 效 率 〇 1 1 在 實 施 例 1 4 中 » 將 λ / 2 相 位 差 板 4 4 6 配 設 在 聚 1 1 光 鏡 板 1 9 4 1 之 照 明 領 域 側 » 惟 2 次 光 源 像 所 形 成 之 位 1 | 置 近 旁 則 在 其 他 位 置 也 可 以 ， 並 沒 有 加 以 限 定 〇 例 如 將 λ 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ说格（210X297公釐） -60 - A7 B7 五、發明説明（58 ) /2相位差板4 4 6配置在聚光透鏡1 9 4 1之光源部側 也可以。 又，構成聚光鏡板1 9 4 1之微小透鏡1 9 4 2係作 爲橫長之矩形透鏡，惟對於其形狀並沒有特別加以限定。 但是，如第1 9 (D)圖所示，P偏極光所形成之2次光 源像C 1 ，及S偏極光所形成之2次光源像C 2，係形成 橫方向地排列之狀態，因此對應於這種像之形成位置，來 決定構成聚光透鏡板1 9 4 1的微小透鏡1 9 4 2之形狀 較理想。 又，將特性不同的兩種類之相位差層分別配置於依P 偏極光之聚光位置，及依S偏極光之聚光位置，使成爲具 有某一特定之偏極方向的一種類之偏極光也可以。 〔實施例1 5〕 經濟部中央標隼局員工消費合作社印裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

在實施例1 4，由於將依P偏極光之2次光源像與依 S偏極光之2次光源像的形成位置空間地分離，因此，須 將第1聚光鏡板1 9 0 1及第2聚光鏡板1 9 0 2配置成 均稍微傾斜之狀態（設成第1聚光鏡板1 9 0 1係對於系 統光軸L > ，又第2聚光鏡板1 9 0 2係對於系統光軸L 分別設成B之角度），惟藉使用變角透鏡，將其中一方之 聚光鏡或雙方之聚光鏡板對於系統光軸L (或L >)可垂 直地設置。如下所述，若實現垂直之配置，則容易成爲偏 極分離部402或λ/4相位差板1921(或是λ/4 相位差板1 9 2 1 )等之一體化。 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（210X297公釐） A7 B7 經濟部中央標準局負工消費合作社印裝 五、發明説明（ 5{ )) 1 有 關 於 表 示 在 第 2 0 I isf-l 圖 之 實 施 例 的 偏 極 照 明 裝 置 1 1 2 0 0 0 係 考 慮 這 點 者 〇 該 偏 極 照 明 裝 置 2 0 0 0 係 基 本 1 1 上 構 成 關 於 實 施 例 1 4 的 偏 極 照 明 裝 置 1 9 0 0 相 同 因 1 I 請 1 I 此 » 在 具 有 相 同 之 功 能 之 部 分 附 與 相 同 之 記 號 省 略 其 說 先 閱 1 I 讀 1 明 〇 背 ιέ 1 I 之 1 在 偏 極 照 明 裝 置 2 0 0 0 > taf. 變 角 稜 鏡 2 0 0 1 配 置 於 注 意 1 1, 光 源 部 4 0 1 與 偏 極 分 離 部 4 0 2 之 間 〇 在 該 位 置 配 置 變 章 項 JL ί 稜 鏡 鬌 填 U 角 2 0 0 1 第 1 聚 光 鏡 板 1 9 0 1 係 對 系 統 光 軸 寫 本 裝 L 可 配 置 於 垂 直 之 位 置 成 爲 容 易 製 造 光 學 系 統 〇 當 然 頁 «—^ 1 1 > 若 將 變 角 稜 鏡 2 0 0 1 之 方 向 成 爲 相 反 ( 在 第 2 0 固 圖 J 1 1 配 置 成 變 角 稜 鏡 之 銳 角 部 分 向 第 2 聚 光 鏡 板 1 9 0 2 之 —* 1 I 方 ) 0 代 指 第 1 聚 光 鏡 板 1 9 0 1 可 將 第 2 聚 光 鏡 板 訂 I 1 9 0 2 配 置 成 對 系 統 光 軸 L 成 爲 垂 直 之 位 置 〇 1 1 I 又 變 角 稜 鏡 2 0 0 1 係 可 與 偏 極 分 離 部 4 0 2 成 爲 1 1 1 — 體 化 在 此 時 具 有 可 削 減 在 變 角 稜 角 棱 鏡 2 0 0 1 與 1 1 偏 極 分 離 部 4 0 2 之 入 射 面 1 9 1 1 之 間 的 光 之 反 射 損 失 r Ί 的 效 果 〇 L i C 實 施 例 1 6 ] 1 1 I 又 如 表 示 於 第 2 2 \ts!\ 圖 之 偏 極 照 明 裝 置 2 2 0 0 也 1 1 1 可 以 將 變 角 稜 鏡 2 0 0 1 配 置 成 偏 極 分 離 部 4 0 2 及 第 1 1 1 聚 光 鏡 板 1 9 0 1 及 第 2 聚 光 鏡 板 1 9 0 2 之 兩 處 之 構 1 1 成 0 在 此 時 ) 可 將 第 1 聚 光 鏡 板 1 9 0 1 及 第 2 聚 光 鏡 板 i 1 1 9 0 2 之 U.U, 雙 方 配 成 對 系 統 光 軸 L 一 ( 或 是 系 統 光 軸 L 1 1 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS > A4規格（210X297公釐） -62 - 五、發明説明（60 ) )成爲垂直之位置，可形成容易設置聚光鏡板。 又，在本例子時’將變角棱鏡2 Ο Ο 1藉光學黏接於 偏極分離部4 0 2之第1射出面1 9 1 2 ’及第2射出面 1 9 1 3成爲一體化，而具有可削減在界面上的光之反射 損失。 又，第1λ/4相位差板192 1 (或第2λ/4相 位差板1 9 2 2 ) ’係配置於偏極分離部4 0 2之第1射 出面1 9 1 2 (或第2出射面1 9 1 3)與變角稜鏡 2 0 Ο 1之間也可以。 〔實施例1 8〕 經濟部中央樣準局貝工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在實施例1 7可將配置於兩處之變角稜鏡2 0 0 1以 一體化之形態配置於第1聚光鏡板1 9 0 1及第1聚光鏡 板1 9 0 2，在此時，具有可削減在界面上之光的反射損 失之效果。將此時之構成例作爲實施例1 8之偏極照明裝 置2 3 0 0表示於第2 3圖。在本例子中，因將變角稜鏡 2001與第1聚光鏡板1901 ，及變角稜鏡2001 與第2聚光鏡板1 9 0 2成爲一體化，使用與在先前之實 施例1 6所示者同樣之聚光鏡板2 1 0 1。 又，第1λ/4相位差板1921 (或是第2λ/4 相位差板1922)，係配置於第1聚光鏡板2101 ( 或是第2聚光鏡板2 1 〇 2 )與變角稜鏡2 0 0 1之間也 可以》 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X297公董） -63 - 經濟部中央樣準局貝工消費合作社印製 〜的8的 A7 B7 五、發明説明（61 ) 〔實施例1 9〕 又，如表示於第24圖之偏極照明裝置2400 ’均 可一體化偏極分離部4 0 2與第1 λ/4相位差1 9 1 2 及變角稜鏡2001以及第1聚光鏡板2101 ’或是偏 極分離部4 0 2與第2 λ/4相位差板1 9 2 2及變角稜 鏡2 0 0 1以及第2聚光鏡板2 1 0 2，在此時，可削減 界面上的光之反射損失，而且也可小型化整體光學系統之 效果。在本例子，使用與表示在先前之實施例1 6者同樣 的聚光鏡板1201。 又，第1；1/4相位差板192 1 (或是第2 λ/4 相位差板1922)，係配置於第1聚光鏡板2101 ( 或是第2聚光鏡板2 1 0 2 )與變角稜鏡2 0 0 1之間也 可以。 〔實施例2 0〕 在表示於第2 5圖之偏極照明裝置2 5 0 0中，各光 學系統之配置係與實施例1 4相同，惟以構成壁面之六枚 透明板2 5 0 1來構成銨鏡構造體4 0 2，其特徵爲：在 其內部配置偏極分離膜4 2 6所形成的平板狀之偏極分離 板2 5 0 2，又將填充液體2 5 0 3所成之構造體使用作 爲偏極分離部4 0 2。藉此，可提高偏極分離部4 0 2之 低成本化及輕量化。 〔實施例2 1〕 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝‘ 訂 -64 - 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 A7 __B7_ 五、發明説明（62 ) 在表示於第2 6圖之偏極照明裝置2 6 0 0中，各光 學系統之配置係與實施例1 4相同，惟將偏光分離部 4 0 2作爲平板狀之構造體爲其特徵者。亦即，藉將偏極 分離膜4 2 6所形成的偏極分離板2 5 0 2配置成對系統 光軸L >成爲r = 4 5度之角度，可發揮與表示於第1 4 圖之主要由兩個直角綾鏡所成的偏極分離部4 0 2大約相 同之功能。由此，可提高偏極分離部4 0 2之低成本化與 輕量化。 〔使用實施例14的偏極照明裝置之投影型顯示裝置〕 在第2 7圖表示，實施例1 4至實施例2 1之偏極照 明裝置中使用實施例1 4者，提高該影像之亮度的投影型 顯示裝置之一例子》 在第2 7圖，裝進本例子之投影型顯示裝置2 7 0 0 的偏極照明裝置1 4 0 0 ，係具有將隨機之偏極光向單方 向射出的光源部4 0 1 ，而從該光源部4 0 1所射出的隨 機之偏極光，係在偏極分離部4 0 2被分離成兩種類之偏 極光，而且被分離之各偏極光中，對於S偏極光係藉由聚 光透鏡部1 940之λ/2相位差板446 ，形成變換成 Ρ偏極光。 從該偏極照明裝置1 9 0 0所射出之光束，首先係在 藍色綠色反射分色鏡2 7 0 1 ，透過紅色光，而反射藍色 光及綠色光。紅色光係被反射鏡2 7 0 2反射，而到達第 1液晶燈泡2 7 0 3 » —方面，藍色光及綠色光中，綠色 本紙伕尺度適用中國國家梯準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝_ 訂 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 A7 B7五、發明説明（63 ) 光係藉由綠色反射分色鏡2 7 0 4被反射，而到達第2液 晶燈泡2 7 0 5。 在此，因藍色光係與其他二色光相比較光路長度較長 ，因此對於藍色光設置由入射側透鏡2 7 0 6 ，中繼透鏡 2 7 0 8，及射出側透鏡2 7 1 0所成的中繼透鏡系統所 構成的導光手段2 7 5 0。亦即，藍色光係透過綠色反射 分色鏡2 7 0 4之後，首先，經由射出側透鏡2 7 0 6及 反射鏡2 7 0 7引導至中繼透鏡2 7 0 8，被聚束在該中 繼透鏡2 7 0 8內之後，經由反射鏡2 7 0 9引導至射出 側透鏡2 7 1 0 »然後，到達第3液晶燈泡2 7 1 1。在 此，第1及第3液晶燈泡2703，2705 ，2711 係調變各該色光，包括對應於各色之影像資訊之後，將調 變之色光入射於分色稜鏡2713 (色合成手段）。分色 稜鏡2 7 1 3係具有由紅色反射之介質多層膜，及藍色反 射之介質多層膜形成十字狀之構成，以合成各該之調變光 束。合成之光束係通過投影透鏡2 7 1 4 (投影手段）而 成爲在屏蔽2 7 1 5上形成影像之狀態。 在構成如此之投影型顯示裝置2 7 0 0，使用調變一 種類之偏極光之型式的液晶燈泡。因此，使用以往之照明 裝置將隨機之偏極光引導至液晶燈泡時，則隨機之偏極光 中之一半，係在偏極板被吸收而變成熱，因此，具有須要 降低光之利用效率，而且抑制偏極板之發熱的大型又大噪 音的冷卻裝置之問題點，惟在本例子之投影型顯示裝置 2 7 0 0中，可大度解決這種問題點。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 、^τ 女··' 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 A7 _B7_ _ 五、發明説明（64 ) 亦即，在本例子之投影型顯示裝置2 7 0 0中，在偏 極照明裝置1 9 0 0 ，僅對於其中一方之偏極光（例如S 偏極光），藉由λ/2相位差板446附與偏極面之旋轉 作用，形成與另一方之偏極光（例如Ρ偏極光）在偏極面 成爲一致之狀態。因此，偏極方向成爲一致之偏極光被引 導至第1至第3液晶燈泡2703 ，2705 ，271 1 ，因而可提高光之利用效率，可得明亮之投影影像。又， 因可減低依偏極板（未予圖示）的光吸收量，而可抑制在 偏極板之溫度上昇。因此，可實現冷卻裝置之小型化或低 噪音化。而且，在偏極照明裝置1900，由於作爲偏極 分離膜使用熱性上穩定之介質多層膜，因此偏極分離部 4 0 2之偏極分離性能係在熱性上穩定。因此，即使被要 求大光輸出力的投影型顯示裝置2 7 0 0也可發揮經常穩 定之偏極分離性能。 又，在偏極照明裝置1900，從偏極分離部402 所射出的兩種類之偏極光係向橫方向分離，因此不浪費光 量，可形成具有橫長之矩形形狀的照明領域。因此，偏極 照明裝置1 9 0 0係適用於容易觀看且可投影具有迫力之 影像的橫長之液晶燈泡。 還有，在本例子，由於作爲色合成手段使用分色稜鏡 2 7 1 3 ，因此可小型化，而且縮短液晶燈泡2 7 0 3 ， 2705 ，2711與投影透鏡2714之間的光路長度 。因此即使使用較小口徑之投影透鏡，也可實現明亮之投 影影像的特徵。又，各色光係僅三光路內之一光路，該光 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝‘ 訂 67 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（65) 路長:度不同，惟在本例子，對於光路長度最長之藍色光， 係設置以入射側透鏡2706 ，中繼透鏡2708 ，及射 出側透鏡2 7 1 0所成的中繼透鏡系統所構成的導光手段 2750，因此不會產色不均等。 又，代替照明裝置1 9 0 0當然也可使用其他實施例 的照明裝置。 作爲投影型顯示裝置，如第2 8圖所示，也可用鏡光 學系統構成色合成手段。在色合成手段使用鏡光學系統時 ’因三處之液晶燈泡2703 ，2705 ，271 1與光 源部4 0 1之光路長度均相等，因此不必使用特別之導光 手段，也具有實行亮度不均或色不均較少的有效果之照明 之特徵》 亦即，在如第2 8圖所示之投影型顯示裝置2 8 0 0 ，使用表示於第1 9圖之偏極照明裝置1 9 0 0，從光源 部4 0 1所放射的隨機之偏極光，係在偏極分離部4 0 2 ，分離成兩種類之偏極光，而且被分離之各偏極光中，對 於S偏極光，係藉由聚光透鏡部1 9 4 0之λ/2相位差 板446，形成變換成Ρ偏極光。 由這些偏極照明裝置1 9 0 0所射出之光束，係首先 在紅色分色鏡2 8 0 1 ，反射紅色光，形成透過藍色光及 綠色光之狀態。紅色光係被反射鏡2 8 0 2反射，而達到 第1液晶燈泡2703。一方面，藍色光及綠色光中，綠 色光係由綠色反射分色鏡2 8 0 3被反射，而達到第2液 晶燈泡2 7 0 5 ，藍色光係透過綠色反射分色鏡2 8 0 3 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 裝· 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 68 - 經濟部中央標华局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（66 ) 之後，到達第3液晶燈泡2711。然後，第1及第3液 晶燈泡2703，2705，2711係調變各該色光， 包括對應於各色之影像資訊之後，射出調變之色光。在此 ，經調變色之紅色光，係透過綠色反射分色鏡2 8 0 4及 藍色反射分色鏡2 8 0 5，而達到投影透鏡2 7 1 4 (投 影手段）。經調變色之綠色光係被綠色反射分色鏡 2804反射之後，透過藍色反射分色鏡2805，而到 達投影透鏡2 7 1 4，經調變色之藍色光係被藍色反射分 色鏡2 8 0 5反射之後，到達投影透鏡1 7 1 4。 如此，在以分色鏡所成之鏡光學系統來構成色合成手 段的投影型顯示裝置2 8 0 0，也因使用調變一種類之偏 極光之型式的液晶燈泡，因此使用以往之照明裝置而將隨 機之偏極光引導至液晶燈泡時，隨機之偏極光中之一半， 係在偏極板被吸收而變成熱》因此在以往之照明裝置中， 光之利用效率低，而且具有須要抑制偏極板之發熱的大型 又噪音大的冷卻裝置之問題點，惟在本例子之投影型顯示 裝置2 8 0 0 ，可大幅度解決這種問題點。 亦即，在本例子之投影型顯示裝置2 8 0 0中，在偏 極照明裝置1 9 0 0，僅對於其中一方之偏極光（例如S 偏極光），藉由λ/2相位差板446附與偏極面之旋轉 作用，形成與另一方之偏極光（例如Ρ偏極光）在偏極面 成爲一致之狀態。因此，偏極方向成爲一致之偏極光被引 導至第1至第3液晶燈泡2703 ，2705 ，27 11 ，因而可提高光之利用效率，可得明亮之投影影像。又， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· -β 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 __ B7 五、發明説明（67 ) 因可減低依偏極板（未予圖示）的光吸收量，而可抑制在 偏極板之溫度上昇。因此，可實現冷卻裝置之小型化或低 噪音化。而且’在偏極照明裝置1 9 0 0 ，由於作爲偏極 分離膜使用熱性上穩定之介質多層膜，因此偏極分離部 4 0 2之偏極分離性能係在熱性上穩定。因此，即使被要 求大光輸出力的投影型顯示裝置2 8 0 0也可發揮經常穩 定之偏極分離性能》 〔實施例2 2〕 第2 9圖係表示本發明的偏極照明裝置之另一例子》 本例子之偏極照明裝置2 0 0 0係大約由沿著系統光軸L 所配置的光源部401 ，第1鏡板441 ，第2鏡板 2 9 0 1所構成。從光源部4 0 1所射出之光，係藉第1 鏡板4 4 1聚光至第2透鏡板2 9 0 1內，在通過第2透 鏡2 9 0 1之過程中，隨機之偏極光係變換成偏極方向成 爲一致的偏極光，而成爲到達照明領域4 0 4。 光源部4 0 1係大約由光源燈4 1 1與放物面反射鏡 4 1 2所構成，從光源燈4 1 1所放射的隨機之偏極光， 係藉放物面反射鏡4 1 2向單方向反射，而成爲大約平行 之光束而入射至第1透鏡板4 4 1 。在此，代替放物面反 射鏡4 1 2，也可使用橢圓面反射鏡，及球面反射鏡等。 第1透鏡板4 4 1係排列具有矩形狀外形形狀之複數 微小聚光透鏡4 4 3所成者，入射於第1透鏡板4 4 1之 光，係藉由微小聚光透鏡4 4 3之聚光作用，在與系統光 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） --------P裝丨| (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（68 ) 軸L成爲垂直之平面內形成與微小聚光透鏡4 4 3之數量 相同數量之聚光像。該複數之聚光像係不外乎光源燈之投 影像，因此在以下稱爲2次光源像。 本例之第2透鏡板2 9 0 1係與上述之各實施例之第 2透鏡板不相同，由聚光鏡陣列2 9 0 2，偏極分離稜鏡 陣列2903，λ/2相位差板2904，及射出側透鏡 所構成的複合積層體，配置於形成有依第1透鏡板4 4 1 之2次光源像的位置近旁的對於系統光軸L的垂直平面內 。該第2透鏡板2 9 0 1係同時具有作爲積分電路光學系 統之第2透鏡板之功能，作爲偏極分離手段之功能，以及 作爲偏極變換元件之功能。 聚光透鏡陣列2 9 0 2係形成與第1透鏡板4 4 1大 約同樣之構成，亦即，排列與構成第1透鏡板4 4 1之微 小聚光透鏡4 4 3相同數量的複數聚光透鏡2 9 1 0者， 具有聚光來自第1透鏡板4 4 1之光的作用。在此，構成 聚光透鏡陣列2 9 0 2之聚光透鏡2 9 0 1及構成第1透 鏡板4 4 1的微小聚光透鏡4 4 3 ，係不須要具有完全相 同之尺寸形狀及透鏡特性，較理想是配合來自光源部 4 0 1之光的特性成爲最適當者。但是，入射於偏極光束 稜鏡陣列2 9 0 3之光，係該主光線之傾斜與系統L平行 較理想，從此點，聚光透鏡2 9 0 1係大都具有與構成第 1透鏡板4 4 1之微小聚光透鏡4 4 3相同之透鏡特性者 ，或是具有形成與微小聚光透鏡4 4 3相似形之形狀相同 的透鏡特性者。如此，聚光透鏡陣列2 9 0 2係相當於積 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（69 ) 分電路光學系統之第2透鏡板者。 偏極光分離稜鏡陣列2 9 0 3係將該外觀表示於第 2 9圖（B)圖，將一個四角柱狀之偏極分光鏡2 9 2 1 與一個四角柱狀之反射鏡2 9 2 2所成一對作爲基本構成 單位，因該一對平面地形成複數排列（排列在形成有2次 光源像之平面內）者，因此，對於構成聚光透鏡陣列 2 9. 0 2之聚光透鏡2 9 1 0規則地配置成對應有一對之 基本構成單位。又，一個偏極分光鏡29 2 1之橫寬度 Wp與一個反射鏡2 9 2 2之橫寬度Wm相等，且在構成 聚光透鏡陣列2 9 0 2之聚光透鏡2 9 1 0之橫寬度的1 /2處設定成Wp與Wm。 在此，依第1透鏡板4 4 1所形成的2次光源像位置 於偏極分光鏡2 9 2 1之部分，配置包括偏極光分離稜鏡 陣列2 9 3之第2透鏡板，因此，光源部4 0 1係其光源 光軸R配置成對系統光軸L形成稍微角度。 入射於偏極光分離稜鏡陣列2 9 2 1的隨機之偏極光 ，係藉由偏極分光鏡2 9 2 1分離成偏極方向不同的P偏 極光與S偏極光的兩種類之偏極光。P偏極光係不變更進 行方向而仍一直通過偏極分光鏡2 9 2 1 ，惟另一方面， S偏極光係在偏極分光鏡2 9 2 1之偏極分離面2 9 3 1 反射而改變約9 0度進行方向，再度在相鄰接之反射鏡 2 9 2 2 (形成一對之反射鏡）的反射面2 9 4 1反射而 改變約9 0度進行方向，最後，從偏極光分離稜鏡陣列 2 9 0 3以與P偏極光大略平行之角度射出。 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4规格（2丨0X297公釐） " I I 裝 I n n 訂 (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（ 70 ) 1 I 在 偏 極 光 分 離 稜 AiV 鏡 陣 列 2 9 0 3 之 射 出 面 > 設 有 λ / 1 1 2 相 位 差 膜 2 9 5 1 規 則 地 配 置 之 Λ / 2 相 位 差 板 1 1 2 9 0 4 〇 亦 即 1 僅 在 稱 成 偏 極 分 離 稜 鏡 陣 列 2 9 0 3 的 1 I 請 1 I 偏 極 分 光 鏡 2 9 2 1 之 射 出 面 部 分 配 置 有 λ / 2 相 位 差 膜 先 閱 1 | 讀 1 2 9 5 1 在 反 射 鏡 2 9 2 2 之 射 出 面 部 分 未 配 置 λ / 2 背 1 1 相 位 差 膜 2 9 5 1 〇 藉 由 如 此 λ / 2 相 位 差 膜 2 9 5 1 之 责 1 1 iQ· 事 1 配 置 狀 態 由 偏 極 分 光 AtV 鏡 2 9 2 1 所 射 出 的 P 偏 極 光 係 項 再 1 μ· 在 通 過 λ / 2 相 位 差 膜 2 9 5 1 時 會 受 到 偏 極 面 之 旋 轉 作 4 % 本 裝 用 而 變 換 成 S 偏 極 光 另 一 方 面 從 反 射 鏡 2 9 2 2 所 射 頁 1 1 出 之 S 偏 極 光 係 未 通 •iJH, 過 λ / 2 相 位 差 膜 2 9 5 1 因 此 完 1 1 全 未 受 到 偏 極 面 之 旋 轉 作 用 而 以 S 偏 極 光 — 直 通 過 λ / 1 I 2 相 位 差 板 2 9 0 4 〇 綜 上 所 述 藉 由 偏 極 光 分 離 稜 鏡 陣 訂 I 列 2 9 0 3 與 λ / 2 相 位 差 板 2 9 0 4 隨 機 之 偏 極 光 係 1 I 形 成 變 換 — 種 類 之 偏 極 光 ( 此 時 係 S 偏 極 光 ) 〇 1 1 I 如 此 成 爲 一 致 爲 S 偏 極 光 之 光 束 係 藉 由 射 出 側 透 1 L 鏡 2 9 0 5 引 導 至 照 明 領 域 4 0 4 重 疊 結 合 在 照 明 領 域 矣 1 4 0 4 上 面 〇 亦 即 由 第 1 透 鏡 板 4 4 1 所 切 出 之 影 像 面 1 » 係 藉 由 第 2 透 鏡 板 2 9 0 1 重 疊 結 像 在 照 明 領 域 4 0 4 I 上 同 時 藉 由 途 中 之 偏 極 分 離 稜 鏡 陣 列 2 9 0 3 隨 機 1 I 之 偏 極 光 係 空 間 地 分 離 成 偏 極 方 向 不 相 同 的 兩 種 類 之 偏 極 1 1 I 光 在 通 λ / 2 相 位 差 板 2 9 0 4 時 變 換 成 一 種 類 之 偏 1 1 極 光 因 幾 乎 所 有 之 光 會 到 達 照 明 領 域 4 0 4 » 因 此 照 1 1 明 領 域 4 0 4 係 形 成 均 以 一 種 類 之 偏 極 光 成 爲 大 約 均 匀 地 1 1 照 明 0 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -73 - 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（71 ) 如上所述，依照本例子之偏極照明裝置2 9 0 0，將 從光源部4 0 1所放射的隨機之偏極光藉由第1透鏡板 4 4 1聚光於偏極分離稜鏡陣列2 9 0 3的所定之微小領 域，空間地分離成偏極方向不相同的兩種類之偏極光後， 將各偏極光引導至λ/2相位差板2 9 0 4的所定之領域 ，並將Ρ偏極光變換成S偏極光。因此，具有將從光源部 4 0 1所放射的隨機之偏極光幾乎成爲S偏極光之狀態下 可照射至照明領域4 0 4的效果。又，在偏極光之變換過 程中，幾乎不會有光損失，因此具有光源光之利用效率極 高的特徵。 在本例子中，配合橫長之矩形形狀的照明領域4 0 4 之形狀，將構成第1透鏡板4 1之微小聚光透鏡4 4 3成 爲橫長之矩形形狀，同時，將從偏極分離稜鏡陣列 2 9 0 3射出的兩種類之偏極光成爲向橫方向分離之形態 。因此，即使照明具有橫長之矩形形狀的照明領域4 0 4 時’也不會浪費光量，可提高照明效率。 〔實施例2 3〕 在實施例2 2中，依第1透鏡板4 4 1所形成的2次 光源像位置於偏極分光鏡2 9 2 1部分，光源部4 0 1係 須具有其光源光軸R配置成對系統光軸L形成稍微角度。 惟配置變角稜鏡，可將光源光軸R與系統光軸L 一致，而 不必傾斜地配置光源部。 亦即，也可構成如表示於第3 0圖之實施例2 3的偏 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Α4規格（210X297公釐） — -74 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 經濟部中央橾準局員工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（72 ) 極照明裝置3 0 0 0。在表示於第3 0圖之偏極照明裝置 3 000中，變角稜鏡300 1配置於光源部40 1及第 1透鏡板4 4 1之間。從光源部4 0 1入射於變角稜鏡 3 0 0 1之光，係藉變角稜鏡稍彎曲進行方向，以不是垂 直之某一角度入射於第1透鏡板4 4 1 ，到達偏極分光鏡 2 9 2 1的所定位置。 .亦即，因將依第1透鏡板44 1所形成的2次光源像 之位置藉變角稜鏡3 0 0 1之設置可自由地設置，因此可 將光源部4 0 1配置於系統光軸L上，成爲更簡單且容易 製作光學系統之製作。 又，可一體化變角稜鏡3 0 0 1及第1透鏡板4 4 1 ，在此時，因可減少在變角稜鏡及第1透鏡板4 4 1之間 成爲光之反射損失之原因的界面數，因此不會損失來自光 源部4 0 1之光而可引導至第2透鏡板2 9 0 1 。 〔實施例2 4〕 在須將對系統光軸L配成稍微傾斜之狀態的光源部 4 0 1配置在系統光軸上，除了表示在先前之實施例 2 3之方法以外，將構成第1透鏡板4 4 1之微小聚光透 鏡4 4 3藉由成爲偏心系統之透鏡之方法也可以實現。將 該具體例作爲實施例2 4之偏極照明裝置3 1 0 0表示於 第3 1圖。 如第3 1圖所示，在本例子之照明裝置3 1 0 0，係 由偏心系統微小聚光透鏡3101構成第1透鏡板441 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐〉 ---------裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 〜抑882 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 73 ) 1 1 9 設 成 稍 傾 斜 射 出 第 1 透 鏡 板 4 4 1 的 光 束 之 主 光 線 並 1 1 1 在 偏 極 分 光 鏡 2 9 2 1 的 所 定 位 置 形 成 有 2 次 光 源 像 0 因 1 1 此 9 可 將 光 源 部 4 0 1 配 置 於 系 統 光 軸 L 上 成 爲 更 簡 單 —V 1 I 請 1 I 且 容 易 地 製 作 光 學 系 統 0 先 閱 1 I . 讀 1 背 1 I 之 1 [ 實 施 例 2 5 注 意 1 事 1 使 用 於 上 述 之 實 施 例 2 2 實 施 例 2 4 的 第 2 透 鏡 板 項 1 填 1， 2 9 0 1 係 均 具 備 聚 光 透 鏡 陣 列 2 9 0 2 及 射 出 側 透 鏡 寫 本 裝 頁 1 2 9 0 5 〇 由 於 入 射 於 偏 極 光 束 稜 鏡 陣 2 9 0 3 之 光 係 1 其 主 光 線 之 傾 斜 與 系 統 光 軸 L 平 行較 理 想 因 此 聚 光 透 1 1 鏡 陣 列 2 9 0 2 係 大 都 由 與 構 成 第 1 透 鏡 板 4 4 1 之 微 小 1 I 聚 光 透 鏡 板 4 4 3 相 同 之 透 鏡 所 構 成 之 情 形 又 射 出 側 訂 I 透 鏡 2 9 0 5 係 必 須 將 通 過 從 第 2 透 鏡 板 2 9 0 1 上 之 系 1 1 I 統 光 軸 L 遠 離 之 不 相 同 位 置 的 光 束 重 叠 結 合 在 所 定 之 照 明 1 1 1 領 域 4 0 4 上 0 1 1 1 但 是 將 聚 光 透 鏡 陣 列 2 9 0 2 作 爲 偏 心 系 統 之 透 鏡 » 而 且 藉 設 計 反 射 規 2 9 2 2 之 反 射 面 2 9 4 1 之 設 置 角 1 度 因 而 可 省 略 射 出 側 透 鏡 2 9 0 5 〇 將 該 具 體 例 作 爲 I 實 施 例 2 5 之 偏 極 照 明 裝 置 3 2 0 0 表 示 於 第 3 2 rag 圖 〇 1 1 I 如 第 3 2 t ca 1 圖 所 示 因 在 本 例 子 使 用 偏 心 系 統 聚 光 透 鏡 1 1 I 3 2 0 2 而 構 成 聚 光 透 現 陣 列 2 9 0 2 因 此 在 聚 光 透 1 1 鏡 陣 列 2 9 0 2 可 將 通 過 偏 極 分 光 鏡 2 9 2 1 的 P 偏 極 光 1 1 之 主 光 線 向 照 明 領 域 之 中 心 4 0 4 a 〇 對 於 通 •ira, 過 位 於 從 系 1 1 統 光 軸 L 所 遠 離 之 位 置 的 偏 極 分 光 鏡 2 9 2 1 之 光 束 藉 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格·（ 210X297公釐） -76 - A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 74 ) 1 I 增 大 偏 心 系 統 聚 光 系 統 3 2 0 1 之 偏 心 量 可 加 以 對 應 〇 — 1 I 方 面 » 對 於 經 由 偏 極 分 光 鏡 2 9 2 1 及 反 射 鏡 2 9 2 2 所 1 1 射 出 的 S 偏 極 光 9 也 可 將 反 射 AiV 鏡 2 9 2 2 的 反 射 面 1 I 請 1 I 2 9 4 1 之 設 置 角 度 作 爲 適 當 之 數 值 » 可 將 S 偏 極 光 之 主 先 閱 1 | 讀 1 1 光 線 向 照 明 領 域 之 中 心 4 0 4 a 0 當 然 在 此 時 > 相 對 應 背 1 I 之 1 於 來 白 系 統 光 軸 L 之 距 離 分 別 須 將 反 射 面 之 設 置 角 度 成 爲 注 意 1 事 1 最 適 當 化 〇 項 再 1 由 填 構 成 如 上 之 揉 稱 成 射 出 側 透 鏡 2 9 0 5 係 成 爲 不 須 寫 本 裝 要 頁 1 ， 可 形 成 光 學 系 統 之 低 成 本 化 〇 '— 1 又 > 如 本 例 子 在 未 使 用 射 出 側 透 鏡 之 構 成 > 聚 光 透 鏡 1 1 陣 列 2 9 0 2 之 設 置 場 所 係 並 不 被 限 定 偏 極 分 離 稜 鏡 陣 列 1 1 2 9 0 3 之 光 源 側 藉 由 聚 光 透 鏡 陣 列 2 9 0 2 的 偏 心 系 訂 1 統 聚 光 透 鏡 3 2 0 1 之 透 鏡 特 性 及 偏 光 分 離 稜 鏡 陣 列 1 I 2 9 0 3 之 偏 極 分 離 面 2 9 3 1 與 反 射 面 2 9 4 1 之 配 置 1 1 1 角 度 也 可 將 聚 光 透 鏡 陣 列 2 9 0 2 設 置 於 偏 極 分 離 稜 鏡 1 L 陣 列 2 9 0 3 之 照 明 領 域 側 〇 矣 1 C 實 施 例 2 6 1 I 在 上 述 實 施 例 2 2 實 施 例 2 5 中 在 任 何 情 形 也 將 1 1 I 光 源 部 4 0 1 及 第 1 透 鏡 4 4 1 配 設 於 系 統 光 軸 L 上 藉 1 1 I 由 彐田 節 光 源 部 4 0 1 之 方 向 或 第 1 透 鏡 板 4 4 1 之 透 鏡 特 1 1 性 y 而 在 偏 極 分 光 鏡 2 9 2 1 之 所 定 位 置 結 像 2 次 光 源 像 1 1 〇 對 於 這 些 ) 藉 將 光 源 部 4 0 1 及 第 1 透 鏡 板 4 4 1 平 行 1 I 移 位 對 系 統 光 軸 » 也 可 得 到 同 樣 之 結 果 〇 1 1 C /V 準 標 家 國 國 中 用 通 度 尺 張 紙 本 釐 公 7 9 2 X ο 7 7 經濟部中央榡準局員工消費合作社印製 A7 _B7___ 五、發明説明（75 ) 又，若注重於構成第2透鏡板2 9 0 1之聚光透鏡陣 列2 9 0 2的聚光透鏡2 9 1 0之橫方向大小（橫寬度） 時，由於2次光源像之結像位置係經常被限定在偏極分光 鏡2 9 2 1上。因此聚光透鏡2 9 1 0之橫寬度係若相等 於偏極分光鏡2 9 2 1之橫寬度Wp之大小’可知可施行 充分功能。 .將加進以上之內容的具體例作爲實施例2 6之偏極照 明裝置3 3 0 0表示於第3 3圖。在本例子’對於系統光 軸L，以相當於偏極分光鏡4 3之橫寬度Wp之1/2的 移位量（ = D)，在偏極分離稜鏡陣列2 9 0 3存在有偏 極分光鏡2 9 2 1之方向（在圖中的下方向），以平行移 位光源部4 0 1及第1透鏡板4 4 1之狀態下配置’又， 使用具有與偏極分光鏡2 9 2 1之橫寬度Wp相等之透鏡 寬度（橫寬度）的聚光半透鏡3 3 0 1 ，藉對應於偏極分 光鏡之存在場所而排列，來構成第2透鏡板2 9 0 1之聚 光透鏡陣列2902。 藉如上所構成，成爲容易設計之光學系統，而且可形 成光學系統之低成本化。 〔使用實施例2 4之照明裝置的投影型顯示裝置〕 在第3 4圖係表示實施例2 3至2 6之照明裝置中使 用表示於第3 1圖之偏極照明裝置3 1 0 0的投影型顯示 裝置之例子。 如第3 4圖所示，本例子之裝置3 4 0 0之偏極照明 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·

、1T _ 78 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印袈 A7 B7五、發明説明（76 ) 裝置3 1 0 0 ，係構成有將隨機之偏極光向單方向射出的 光源部4 0 1 ，從該光源部4 0 1所放射的隨機之偏極光 係在藉第1透鏡板4 4 1被聚光之狀態下引導至第2透鏡 板2 9 0 1之所定位置後，藉由第2透鏡板2 9 0 1中之 偏極分離稜鏡陣列2 9 0 3分離成兩種類之偏極光》又， 被分離之各偏極光中，對於P偏極光藉由λ/ 2相位差板 2904變換成S偏極光。 從該偏極照明裝置3 1 0 0所射出之光束，首先係在 藍色綠色反射分色鏡3 4 0 1 ，透過紅色光，而反射藍色 光及綠色光。紅色光係被反射鏡3 4 0 2反射，而到達第 1液晶燈泡3 4 0 3。一方面，藍色光及綠色光中，綠色 光係藉由綠色反射分色鏡3 4 0 4被反射，而到達第2液 晶燈泡3 4 0 5。 在此，因藍色光係與其他二色光相比較光路長度較長 ，因此對於藍色光設置由入射側透鏡3 4 0 6，中繼透鏡 3 4 0 8，及射出側透鏡3 4 1 0所成的中繼透鏡系統所 構成的導光手段3 4 5 0。亦即，藍色光係透過綠色反射 分色鏡3 4 0 4之後，首先，經由射出側透鏡3 4 0 6及 反射鏡3 4 0 7引導至中繼透鏡3 4 0 8，被聚束在該中 繼透鏡3 4 0 8內之後，經由反射鏡3 4 0 9引導至射出 側透鏡3 4 1 0。然後，到達第3液晶燈泡3 4 1 1。在 此，第1及第3液晶燈泡3403 ，3405 ，3411 係調變各該色光，包括對應於各色之影像資訊之後，將調 變之色光入射於分色稜鏡3 4 1 3 (色合成手段）。分色 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝1 訂 -79 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 2-S882 A7 ____B7_五、發明説明（77 ) 稜鏡3 4 1 3係具有由紅色反射之介質多層膜，及藍色反 射之介質多層膜形成十字狀之構成，以合成各該之調變光 束。合成之光束係通過投影透鏡3 4 1 4 (投影手段）而 成爲在屏蔽3 4 1 5上形成影像之狀態。 在構成如此之投影型顯示裝置3 4 0 〇 ，使用調變一 種類之偏極光之型式的液晶燈泡。因此，使用以往之照明 裝置將隨機之偏極光引導至液晶燈泡時，則隨機之偏極光 中之一半，係在偏極板被吸收而變成熱，因此，具有須要 降低光之利用效率，而且抑制偏極板之發熱的大型又大噪 音的冷卻裝置之問題點，惟在本例子之投影型顯示裝置 3 4 0 0中，可大度解決這種問題點。 亦即，在本例子之投影型顯示裝置3 4 0 0中，在偏 極照明裝置3 1 0 0，僅對於其中一方之偏極光例如P.偏 極光，藉由λ/2相位差板2 9 0 4附與偏極面之旋轉作 用，形成與另一方之偏極光例如S偏極光在偏極面成爲一 致之狀態。因此，偏極方向成爲一致之偏極光被引導至第 1至第3液晶燈泡3403，3405 ，3411 ，因而 依偏極板（未予圖示）的光吸收量，故可提高光之用效率 ，可得到明亮之投影影像。又，因減低依偏極板之光吸收 量，故可抑制在偏極板之溫度上昇。因此可達成冷卻裝置 之小型化或低噪音化，可實現高性能之投影型顯示裝置。 又，在偏極照明裝置3 1 0 0中，在第2透鏡板 2901 ，配合聚光透鏡2911之形狀向橫方向分離兩 種類之偏極光》因此不會浪費光量，可形成成爲橫長矩形 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Α4規格（21〇Χ297&ίΓ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 -80 ~ A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 B7 五、發明説明（ 78 ) 1 1 形 狀 的 照 明 領 域 0 因 此 » 偏 極 照 明 裝 置 3 1 0 0 係 適 合 1 1 I 於 可 投 影 容 易 觀 看 且 具 有 迫 力 之 影 像 的 橫 長 之 液 晶 燈 泡 0 1 1 如 在 先 刖 之 實 施 例 2 2 所 述 > 在 本 例 子 之 偏 極 照 明 裝 /-V 1 I 請 1 | 置 中 不 但 加 上 偏 極 變 換 光 學 元 件 ， 而 且 抑 制 射 出 偏 極 變 先 閱 1 I 換 讀 1 I 稜 鏡 陣 列 2 9 0 3 之 光 束 寬 度 的 擴 展 〇 此 乃 意 味 著 在 照 背 1 | 明 液 晶 燈 泡 時 完 全 沒 有 隨 伴 大 角 度 入 射 於 液 晶 燈 泡 之 光 注 意 1 事 1 〇 因 此 使 未 使 用 F 號 數 小 而 極 大 Π 徑 之 投 影 透 鏡 也 可 項 再 1 實 現 明 亮 之 投 影 影 像 0 填 寫 本 裝 I 又 在 本 例 子 作 爲 色 合 成 手 段 因 使 用 分 色 棱 鏡 頁 Sw/ 1 1 3 4 1 3 因 此 可 小 型 化 0 又 因 液 晶 燈 泡 3 4 0 3 1 1 3 4 0 5 3 4 1 1 與 投 影 透 鏡 3 4 1 4 之 間 的 光 路 長 度 1 1 較 短 因 此 即 使 使 用 較 小 □ 徑 之 投 影 透 鏡 也 可 實 現 明 亮 訂 | 之 投 影 影 像 〇 又 各 色 光 係 僅 三 光 路 中 之 一 光 路 該 光 路 1 I 長 度 不 相 同 惟 在 本 例 子 因 對 於 光 路 長 度 最 長 之 藍 色 光 1 1 I y 設 置 以 入 射 側 透 鏡 3 4 0 6 中 繼 透 鏡 3 4 0 8 及 射 出 1 1 側 透 鏡 3 4 1 0 所 成 的 中 繼 透 鏡 系 統 所 稱 成 的 導 光 手 段 1 1 3 4 5 0 因 此 不 會 產 生 色 不 均 0 I 1# 1 又 作 爲 投 影 型 顯 示 裝 置 在 色 合 成 手 段 也 可 以 藉 使 1 用 二 枚 之 分 色 鏡 之 鏡 光 學 系 統 所 稱 成 0 當 然 在 此 時 也 可 1 I 加 上 本 例 子 之 偏 極 照 明 裝 置 與 本 例 子 之 情 形 同 樣 地 可 1 1 形 成 光 之 利 用 效 率 上 優 異 的 明 亮 又 局 品 位 之 投 影 影 像 〇 1 1 1 C 其 他 之 實 施 形 態 1 1 1 又 在 上 述 之 實 施 例 中 大 都 情 形 在 偏 極 變 換 手 段 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -81 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 29^SS2 A7 B7 五、發明説明（79 ) ，例如將P偏極光成爲與s偏極光一致’惟當然’偏極方 向係成爲任何方向一致也可以。又’對於？偏極光及S偏 極光之雙方，藉由相位差層附與偏極面之旋轉作用，使偏 極面成爲一致也可以。 一方面，在各實施例中’作爲λ/2相位差板，λ/ 4相位差板可由一般性之高分子薄膜所構成者。但是，使 用Τ Ν液晶構成這些相位差板也可以。在使用Τ Ν液晶時 ，因減小相位差板之波長依存性，與使用一般性之高分子 薄膜時相比較，可提高λ/2相位差板及λ/4相位差板 之偏極變換性能。 〔產業上之利用可能性〕 在本發明之偏極照明裝置中，在具備積分電路光學系 統之照明裝置，具備將從光源所射出之偏極光分離成偏極 方向直交的兩種偏極光而以未滿9 0度之角度分離方向的 偏極分離手段，及使這些偏極光之偏極方向成爲一致的偏 極變換手段，偏極分離手段係採用配置於構成積分電路光 學系統之第1透鏡板之入射側及射出側中之任何一方側， 或是配置於第2透鏡板之內部之構成。 因此，依照本發明之偏極照明裝置，可將偏極方向成 爲一致的偏極光照射在照射領域。因此，在使用液晶燈泡 之投影型顯示裝置使用本發明之偏極照明裝置時，由於可 將偏極面成爲一致之偏極光供應於液晶燈泡，因此可提高 光之利用效率，可提高投影影像之亮度。又，由於減低依 本紙张尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 、1Τ A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（80 ) 偏極板之光吸收量，因此可抑制在偏極板之溫度上昇。故 ，可實現冷卻裝置之小型化或低噪音化。 又，在本發明中，利用所謂生成積分電路光學系統之 特徵的微小2次光源像之過程而可避免因偏極光之分離所 產生的空間上之擴展。因此，即使具備偏極變換元件之光 學系統，也可將裝置尺寸抑制成與以往之照明裝置相同程 度之尺寸。 又，作爲偏極分離手段，依照使用稜鏡分光鏡之構成 時，由於作爲偏極分離膜使用熱性上穩定之介質多層膜， 因此，偏極分離部之偏極分離性能係在熱性上穩定。因此 ，即使在被要求大光輸出之投影型顯示裝置也可經常地發 揮穩定之偏極分離性能。 若將稜鏡分光鏡採用配置於第1透鏡之入射面側的構 成時，可使P偏極光與S偏極光之分離性能成爲良好。乃 因稜鏡分光鏡係對於光之入射角左右偏極光之分離特性》 因此，藉反射鏡將大約平行化之光入射於稜鏡分光鏡，而 可使偏極光之分離特性成爲更良好又穩定者。 又，若採用將稜鏡分光鏡配置於第1透鏡板之射出面 側的構成時，可將裝置形成更小型化。乃由於可將第1透 鏡板及第2透鏡板之間隙成爲狹窄所致者。 〔圖式之簡單說明〕 第1圖係表示本發明之實施例1的偏極照明裝置之光 學系統的圖式；（A)係表示其概略構成圖，（B)係表 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（81 ) 示其第1透鏡板的斜視圖，（C)係表示其偏極分離器的 概略構成圖，（D)係表示形成在其第2透鏡板之2次光 源像的說明圖，（E)係表示其λ/2相位差板之構造的 說明圖。 第2圖係表示加上第1圖之偏極照明裝置的投影型顯 示裝置之一例子之光學系統的概略構成圖。 .第3圖係表示加上第1圖之偏極照明裝置的投影型顯 示裝置之另一例子的圖式；（Α)係表示其光學系統的概 略構成圖，（Β)係表示其濾色鏡之構成的說明圖。 第4圖係表示本發明的實施例2之偏極照明裝置的圖 式；（Α)係表示其光學系統之概略構成圖，（Β)係表 示其偏極分離部之構成的說明圖，（C)係表示其第2透 鏡板之2次光源像之形成位置的說明圖。 第5圖係表示本發明之實施例3的偏極照明裝置之光 學系統的概略構成圖。 第6圖係表示本發明之實施例4的偏極照明裝置之光 學系統的概略構成圖。 第7圖係表示本發明之實施例5的偏極照明裝置之光 學系統的概略構成圖。 第8圖係表示本發明之實施例6的偏極照明裝置之光 學系統的概略構成圖。 第9圖係表示本發明之實施例7的偏極照明裝置之光 學系統的概略構成圖。 第1 0圖係表示本發明之實施例8的偏極照明裝置之 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 一 84 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本萸) 裝· 訂 經濟部中央樣準局員工消費合作杜印策 〜响的 A7 _ B7 五、發明説明（82 ) 光學系統的概略構成圖。 第1 1圖係表示本發明之實施例9的偏極照明裝置之 光學系統的概略構成圖。 第1 2圖係表示本發明之實施例1 0的偏極照明裝置 的圖式，（A)係表示其光學系統的概略構成圖，（B) ' 係表示其偏光分離部之構成的斜視圖。 .第1 3圖係表示實施例1 〇的偏極照明裝置之變形例 之光學系統的概略構成圖。 第1 4圖係表示本發明之實施例1 1的偏極照明裝置 之光學系統的概略構成圖。 第1 5圖係表示本發明之實施例1 2的偏極照明裝置 之光學系統的概略構成圖。 第1 6圖係表示具備表示於第1 2圖的偏極光學系統 之投影型顯示裝置之例子的光學系統概略構成圖。 第1 7圖係表示具備表示於第4圖的偏極光學系統之 投影型顯示裝置之例子的光學系統概略構成圖。 第1 8圖係表示發明之實施例1 3的偏極照明裝置之 光學系統之概略構成圖。 第1 9圖係表示本發明之實施例1 4的偏極照明裝置 的圖式；（A)係表示其光學系統的概略構成圖，（B) 係表示其聚光鏡板的斜視圖，（C)係表示在其聚光透鏡 板之2次光源像之形成位置的說明圖。 第2 0圖係表示本發明之實施例1 5的偏極照明裝置 之光學系統的概略構成圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 -85 - 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 A7 _B7_______ 五、發明説明（83 ) 第2 1圖係表示本發明之實施例1 6的偏極照明裝置 的圖式；（A)係表示其光學系統的概略構成圖，（B) 係表示其聚光鏡板的斜視圖》 第2 2圖係表示本發明之實施例1 7的偏極照明裝置 之光學系統的概略構成圖。 第2 3圖係表示本發明之實施例1 8的偏極照明裝置 之光學系統的概略構成圖。 第2 4圖係表示本發明之實施例1 9的偏極照明裝置 之光學系統的概略構成圖。 第2 5圖係表示本發明之實施例2 0的偏極照明裝置 之光學系統的概略構成圖。 第2 6圖係表示本發明之實施例2 1的偏極照明裝置 之光學系統的概略構成圖。 第2 7圖係表示具備表示於第1 9圖的偏極光學系統 之投影型顯示裝置之例子的光學系統概略構成圖。 第2. 8圖係表示具備表示於第1 9圖的偏極光學系統 之投影型顯示裝置之其他例子的光學系統概略構成圖。 第2 9圖係表示本發明之實施例2 2的偏極照明裝置 的圖式；（A)係表示其光學系統的概略構成圖，（B) 係表示其偏極分離部的斜視圖。 第3 0圖係表示本發明之實施例2 3的偏極照明裝置 • 之光學系統的概略構成圖。 第3 1圖係表示本發明之實施例2 4的偏極照明裝置 之光學系統的概略構成圖。 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐j I 訂 11 Μ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -86 - 2 五、發明穿

a A7 B7 84 ； 圖係表示本發明之實施例2 5的偏極照明裝置 之光學系^前的概略構成圖。 置 裝 明 照 極 偏 的 6 2 例 施 實 之 明。 發圖 本成 示構 表略 係概 圖的 3 統 3 系 第學 光 之 統 系 學 光。 極圖 偏成 的構 圖 略 1 概 3 統 第系 於學 示 光 表的 備子 具例 示之 表置 係裝 圖示 4 顯 3 型 第影 投 之 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 87

Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 1 · 一種偏極照明裝置，係屬於具有偏極方向射出隨 機之偏極光的光源，及具備由複數透鏡所之第1透鏡 板及由複數透鏡所構成之第2透鏡板的fk 光#系統 ;來自上述光源之射出光經由上述第1透鏡影於構成 上述第2透鏡板的各透鏡之入射面上分別作爲二次光源像 ’並使用來自該第2透鏡板之射出光來照明被照射對象物 的照明裝置，其特徵爲：具有 將從上述光源所射出之偏極光分離成偏極方向成直交 之兩種偏極光而以未滿9 0度之角度施行分離方向的偏極 分離手段，及使上述兩種偏極光之偏極方向一致的偏極變 換手段：上述偏極分離手段係配置於上述積分電路光學系 統之上述第1透鏡板之入射側及射出側中的任何一方側者 〇 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 2.如申請專利範圍第1項所述之偏極照明裝置，其 中，上述偏極分離手段係將液晶層夾在棱鏡基板與玻璃基 板之間的構成，與上述稜鏡基板上之液晶層的界面係成爲 對光軸稍傾斜未滿9 0度之角度的多段傾斜面，藉由上述 棱鏡基板與上述液晶層之界面，將從上述光源部所射出之 偏極光分離成偏極方向成爲直交的兩種偏極光而射出在具 有未滿9 0度之角度方向者。 3 .如申請專利範圍第1項所述之偏極照明裝置，其 中，上述偏極分離手段，係具備由介質多層膜所成的偏極 分離膜；藉該偏光分離膜將從上述光源部所射出之偏極方 向分離成與將隨機之偏極光成爲偏極方向直交之兩種偏極 本紙張尺度適用中ί國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） ' ABCD 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 六、申請專利範圍 光而射出在具有未滿9 0度之偏差之角度方向的稜鏡分光 鏡者。 4. 如申請專利範圍第3項所述之偏極照明裝置，其 中，作爲上述偏極分離手段之稜鏡分光鏡，係具有平板狀 的四角柱棱鏡，及在該四角柱稜鏡相對向之兩側面部中之 其中一方的側面部接合斜面部的三角柱稜鏡；在上述四角 柱稜鏡與上述三角柱稜鏡之接合部分，形成有上述偏極分 離膜，而在上述四角柱稜鏡之另一方的側面部，形成有將 上述兩種偏極光中透過上述偏極分離膜的偏極光反射在所 定方向所用的反射膜。 5. 如申請專利範圍第3項所述之偏極照明裝置，其 中，作爲上述偏極分離手段之稜鏡分光鏡，係具有平板狀 的第1四角柱稜鏡，及在該四角柱稜鏡相對向之兩側面部 中之其中一方的側面部接合側面部的平板狀的第2四角柱 稜鏡，在上述第1四角柱稜鏡與上述第2四角柱稜鏡之接 合部分，形成有上述偏極分離膜，而在上述第1四角柱稜 鏡之另一方的側部，形成有將上述偏極光中透過上述偏極 分離膜的偏極光反射在所定方向所用的反射膜者》 6. 如申請專利範圍第3項所述之偏極照明裝置，其 中，作爲上述偏極分離手段之棱鏡分光鏡，係具有平板狀 的四角柱稜鏡，及在該四角柱稜鏡相對向之兩側面部中之 其中一方的側面部接合斜面部的複數三角柱稜鏡；在上述 四角柱·稜鏡與上述三角柱稜鏡之接合部分，形成有上述偏 極分離膜，而在上述四角柱稜鏡之另一方的側面部，形成 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~ -89 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 、1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ^9S882 μ C8 D8 六、申請專利範圍 有將上述兩種偏極光中透過上述偏極分離膜的偏極光反射 在所定方向所用的反射膜者。 7. 如申請專利範圍第3項所述之偏極照明裝置，其 中，作爲上述偏極分離手段之稜鏡分光鏡，係具有在斜面 部形成有上述偏極分離膜的第1三角柱稜鏡，及將上述兩 種偏極光中透過上述偏極分離膜之偏極光反射在所定方向 所用的反射膜形成於斜面部的第2三角柱稜鏡；該第2三 角柱稜鏡與上述第1三角柱稜鏡，係在斜面部之間填充液 體之狀態下一體化者。 8. 如申請專利範圍第3項所述之偏極照明裝置，其 中，作爲上述偏極分離手段之稜鏡分光鏡，係具有平板狀 的四角柱稜鏡，及在該四角柱稜鏡相對向之兩側面部中之 其中一方的側面部接合斜面部的第1三角柱稜鏡，及在上 述四角柱稜鏡之另一方的側面部接合斜面部的第2三角柱 稜鏡的複數四角柱狀之稜鏡合成體； 在該稜鏡合成體，係在上述四角柱稜鏡與上述第1三 角柱稜鏡之接合部分形成有上述偏極分離膜，而在上述四 角柱稜鏡與上述第2三角柱稜鏡之接合部形成有反射膜， 而且上述稜鏡合成體係配設一列在與上述積分電路光學系 統之光軸成直角方向，且上述偏極分離膜彼此間成爲平行 » 上述反射膜係將來自入射於該反射膜所形成的稜鏡合 成體之上述光源部的上述隨機之偏極光射出在以一方側相 鄰接的稜鏡合成體，而且將從以另一方側相鄰接的稜鏡合 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝- 訂 -90 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 成體所入射之偏極方向隨機的偏極光中透過形成於該相同 稜鏡合成體之上述偏極分離膜的偏極光反射在所定方向者 〇 9.如申請專利範圍第3項所述之偏極照明裝置，其 中，作爲上述偏極分離手段之稜鏡分光鏡，係在內部具有 形成有上述偏極分離膜的四角柱狀之複數稜鏡合成體；該 稜鏡合成體係配置一列使上述偏極分離膜對上述積分電路 光學系統成大約相同方向的直角方向者。 1 〇 .如申請專利範圍第3項所述之偏極照明裝置， 其中，作爲上述偏極分離手段之稜鏡分光鏡，係在內部具 有形成有上述偏極分離膜的四角柱狀之複數稜鏡合成體， 該稜鏡合成體係配置一列使上述偏極分離膜對上述積分電 路光學系統大約相同方向的直角方向，而且在上述積分電 路光學系統的光軸兩側，上述偏極分離膜之方向成爲大約 相反者》 1 1 .如申請專利範圍第1項所述之偏極照明裝置， 其中，上述偏極分離手段，係具備由介質多層膜所成的偏 極分離膜；藉該偏極分離膜將從上述光源部所射出之偏極 方向分離成與將隨機之偏極光成爲偏光方向直交之兩種偏 極光而射出在具未滿9 0度之偏差之角度方向的稜鏡分光 鏡，排列在上述第1透鏡板與上述第2透鏡板之間； 該稜鏡分光鏡係係具有平板狀的四角柱稜鏡，及在該 四角柱稜鏡相對向之兩側面部中之其中一方的斜面部接合 斜面部的直角稜鏡，在上述四角柱稜鏡與上述直角稜鏡之 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 接合部分形成有上述偏極分離膜，而在上述四角柱稜鏡之 另一方的側面部，形成有將上述兩種偏極光中透過上述偏 極分離膜的偏極光反射在所定方向所用的反射膜， 上述直角稜鏡之直交的兩面成爲入射面及射出面，由 該入射面入射，藉由上述偏極分離膜及上述反射膜加以分 離反射而從上述射出面的兩種上述偏極光，以對光軸成略 對稱之直角施以篩分者。 12.—種偏極照明裝置，其特徵爲：具有 偏極方向射出隨機之光的光源，及 具備以兩個直角稜鏡夾住介質多層膜所成之偏極分離 膜之構造，並藉該偏極分離膜將來自上述光源之射出光分 離成偏極方向互相直角之P偏極光與S偏極光並輸出的偏 極分離手段，及 由具有矩形狀之外形的複數聚光鏡所構成，聚光從上 述偏極分離手段所射出之P偏極光，用於形成P偏極光所 成之複數2次光源像所用的第1聚光鏡板，及 形成與上述第1聚光鏡板大略同樣之尺寸形狀，聚光 從上述偏極分離手段所射出之S偏極光，在與形成有上述 P偏極光所成之複數2次光源像的位置稍不同之位置用於 形成上述S偏極光所成之複數2次光源像所用的第2聚光 鏡板，及 在上述第1聚光鏡板與上述偏極分離手段之間，及上 述第2聚光鏡板與上述偏極分離手段之間，分別配置的第 1及第2之λ/4相位差板，及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） ~ -92 - (讀先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 • L 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 配置於形成有上述P偏極光所成之複數2次光源像與 上述S偏極光所成之複數2次光源像的位置之近旁，由與 構成上述第1或第2聚光鏡板之聚光鏡同數之透鏡所構成 的聚光透鏡及λ/2相位差板者。 1 3 .如申請專利範圍第1 2項所述之偏極照明裝置 ，其中，上述之偏極分離手段係由平板狀偏極分離板所構 成者。 14_ 一種偏極照明裝置，其特徵爲：具有 偏極方向射出隨機之光的光源，及 由具有矩形狀之外形的複數聚光透鏡所構成，聚光從 上述光源所射出之光，用於形成複數之2次光源像所用的 第1透鏡板，及 置放在形成有上述複數之2次光源像的位置之近旁， 具備聚光透鏡陣列，偏極分離稜鏡陣列，λ / 2相位差板 ，及射出側透鏡之第2透鏡板； 上述聚光透鏡陣列係與構成上述第1透鏡板之上述聚 光透鏡同數之聚光透鏡所構成，上述偏極光分離稜鏡陣列 係將隨機之偏極光分離成Ρ偏極光與S偏極光者，由複數 偏極分光器與複數反射鏡所構成，上述λ/2相位差板係 配置於偏極光分離稜鏡陣列之射出面之一側，上述入射側 透鏡係配置於上述Α/2相位差板之射出面之一側者。 1 5 . —種投影型顯示裝置，係屬於具有照明裝置， 及將調變包括於來自該照明裝置之光束的偏極光而具備包 括畫像資訊之液晶燈泡的調變手段，及將調變光束投影顯 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 、?τ -93 - 六、申請專利範圍 示在屏蔽上的投影光學系統的投影型顯示裝置，其特徵爲 上述照明裝置，係具有偏極方向射出隨機之偏極光的 光源，及具備由複數透鏡所構成之第1透鏡板及由複數透 鏡所構成之第2透鏡板的積分電路光學系統；來自上述光 源之射出光經由上述第1透鏡板投影於構成上述第2透鏡 板的各透鏡之入射面上分別作爲二次光源像，並使用來自 該第2透鏡板之射出光來照明上述調變手段； 該照明裝置，又具有將從上述光源所射出之偏極光分 離成偏極方向成直交之兩種偏極光而以未滿9 0度之角度 施行分離方向的偏極分離手段，及使上述兩種偏極光之偏 極方向一致的偏極變換手段；上述偏極分離手段係配置於 上述積分電路光學系統之上述第1透鏡板之入射側及射出 側中的任何一方側者。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 6 .如申請專利範圍第1 5項所述之投影型顯示裝 置，其中，又具有將來自上述照明裝置之光束至少分離成 兩種光束的色光分離手段，及合成藉由上述調變手段調變 後之調變光束的色光合成手段；藉由該色光合成手段所得 到合成光束經由上述投影光學系統投影顯示在屏蔽上者。 1 7.如申請專利範圍第1 5項或第1 6項所述之投 影型顯示裝置’其中’上述偏極分離手段係將液晶層夾在 稜鏡基板與玻璃基板之間的構成，與上述稜鏡基板上之液 晶層的界面係成爲對光軸稍傾斜未滿9 0度之角度的多段 傾斜面者。 本紙張尺度適用中國國家橾隼（CNS ) A4规格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 8 .如申請專利範圍第1 5項或第1 6項所述之投 影型顯示裝置，其中，上述偏光分離手段，係具備由介質 多層膜所成的偏極分離膜，藉該偏極分離膜將從上述光源 部所射出之偏極方向分離成與將隨機之偏極光成爲偏光方 向直交之兩種偏極光而射出在具有未滿9 0度之偏差之角 度方向的稜鏡分光鏡，配置於上述第1透鏡板之入射側者 〇 1 9 .如申請專利範圍第1 5項或第1 6項所述之投 影型顯示裝置，其中，上述偏光分離手段，係具備由介質 多層膜所成的偏極分離膜：藉該偏極分離膜將從上述光源 部所射出之偏極方向分離成與將隨機之偏極光成爲偏光方 向直交之兩種偏極光而射出在具有未滿9 0度之偏差之角 度方向的稜鏡分光鏡，排列於上述第1透鏡板與第2透鏡 板之間， 該稜鏡分光鏡係具有平板狀的四角柱稜鏡，及在該四 角柱稜鏡相對向之兩側面部中之其中一方的側面部接合斜 面部的直角稜鏡；在上述四角柱稜鏡與上述直角稜鏡之接 合部分，形成有上述偏極分離膜，而在上述四角柱稜鏡之 另一方的側面部，形成有將上述兩種偏極光中透過上述偏 極分離膜的偏極光反射在所定方向所用的反射膜， 上述直角稜鏡之直交的兩面成爲入射面及射出面，由 該入射面入射，藉由上述偏極分離膜及上述反射膜加以分 離反射而從上述射出面的射出兩種上述偏極光，以對光軸 成略對稱之角度施以篩分者。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4洗格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 -95 - 扣38的 A8 Βδ C8 D8 々、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 2 Ο . —種投影型顯示裝置，係具有照明裝置，及調 變包括來自該照明裝置之光束的偏極光而包括畫像資訊的 調變手段，及將調變光束投影顯示於屏蔽上的投影光學系 統的投影型顯示裝置，其特徵爲：上述照明裝置具有 偏極方向射出隨機之光的光源，及 具備以兩個直角稜鏡夾住介質多層膜所成之偏極分離 膜之構造，並藉該偏極分離膜將來自上述光源之射出光分 離成偏極方向互相直交之P偏極光與S偏極光並輸出的偏 極分離手段，及 由具有矩形狀之外形的複數聚光鏡所構成，聚光從上 述偏極分離手段所射出之P偏極光，用於形成P偏極光所 成之複數2次光源像所用的第2聚光鏡板，及 形成與上述第1聚光鏡板大略同樣之尺寸形狀，聚光 從上述偏極分離手段所射出之S偏極光，在與形成有上述 P偏極光所成之複數2次光源像的位置稍不同之位置用於 形成上述S偏極光所成之複數2次光源像所用的第2聚光 鏡板，及 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 在上述第1聚光鏡板與上述偏極分離手段之間，及上 述第2聚光鏡板與上述偏極分離手段之間，分別配置的第 1及第2之Λ/4相位差板，及 配置於形成有上述P偏極光所成之複數2次光源像與 上述S偏極光所成之複數2次光源像的位置之近旁，由與 構成上述第1或第2聚光鏡板之聚光鏡同數之透鏡所構成 的聚光透鏡及λ/2相位差板者。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X29*7公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 2 1 .如申請專利範圍第2 0項所述之投影型顯示裝 置，其中，又具有將來自上述照明裝置之光束至少分離成 兩種光束的色光分離手段，及合成藉由上述調變手段調變 後之調變光束的色光合成手段；藉由該色光合成手段所得 到合成光束經由上述投影光學系統投影顯示在屏蔽上者。 2 2 . —種投影型顯示裝置，係具有照明裝置，及調 變包括來自該照明裝置之光束的偏極光而包括晝像資訊的 調變手段，及將調變光束投影顯示於屏蔽上的投影光學系 統的投影型顯示裝置，其特徵爲：上述照明裝置具有 偏極方向射出隨機之光的光源，及 由具有矩形狀之外形的複數聚光透鏡所構成，聚光從 上述光源所射出之光，用於形成複數之2次光源像所用的 第1透鏡板，及 置放在形成有上述複數之2次光源像的位置之近旁， 具備聚光透鏡陣列，偏極分離稜鏡陣列，λ/2相位差板 ，及射出側透鏡之第2透鏡板； 上述聚光透鏡陣列係與構成上述第1透鏡板之上述聚 光透鏡同數之聚光透鏡所構成，上述偏極光分離稜鏡陣列 係將隨機之偏極光分離成Ρ偏極光與S偏極光者，由複數 偏極分光器與複數反射鏡所構成，上述λ /2相位差板係 配置於偏極光分離稜鏡陣列之射出面之一側，上述射出側 透鏡係配置於上述λ/2相位差板之射出面之一側者。 23.如申請專利範圍第22項所述之投影型顯示裝 置，其中，又具有將來自上述照明裝置之光束至少分離成 本紙張尺度適用中國國家樣隼（CNS〉Α4规格（210X297公* ) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝- 訂 -97 - A8 Βδ C8 D8 六、申請專利範圍 兩種光束的色光分離手段，及合成藉由上述調變手段調變 得。 所者 段上 手蔽 成屏 合在 光示 色顯 該影 由投 藉統 ; 系 段學 手光 成影 合投 光述 色上 的由 束經 光束 變光 調成 之合 後到 * 一 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 98