JPH095699A - 液晶スクリーンの照明装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 欠点を回避し、光束において３以上の利得を
提供することである。 【解決手段】 マイクロレンズ（μＬ）のマトリクスを
有し、該マイクロレンズマトリクスは、液晶スクリーン
の少なくとも２つの隣接する画素（ＥＬ１，ＥＬ２）に
対するものであり、各マイクロレンズは、前記２つの画
素の一方（ＥＬ１）で受信される第１の光ビームの部分
と、前記２つの画素の他方（ＥＬ２）で受信される第２
の光ビームの部分とを方向付ける。
提供することである。 【解決手段】 マイクロレンズ（μＬ）のマトリクスを
有し、該マイクロレンズマトリクスは、液晶スクリーン
の少なくとも２つの隣接する画素（ＥＬ１，ＥＬ２）に
対するものであり、各マイクロレンズは、前記２つの画
素の一方（ＥＬ１）で受信される第１の光ビームの部分
と、前記２つの画素の他方（ＥＬ２）で受信される第２
の光ビームの部分とを方向付ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶スクリーンの
照明装置、とくに使用すべき非偏光照明源の２偏光を効
率的に可能にする装置に関する。
照明装置、とくに使用すべき非偏光照明源の２偏光を効
率的に可能にする装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶スクリーン技術の出現はビデオプロ
ジェクタ技術に対して優れた出力手段を提供する。アー
クランプから放出される光が液晶セルによって変調され
る。液晶表示デバイスによって形成された画像は光学系
によりスクリーンに投影される。いわゆるＡＭ−ＴＦＴ
ＴＮＬＣＤ技術（薄膜トランジスタのアクティブマト
リクスにより制御されるtwisted-nematic liquidcrysta
l display）は、各画素（ピクセル）がトランジスタに
より制御される液晶スクリーンに対して重要とみなされ
ている。液晶スクリーンへの入射光は線形に偏光されな
ければならない。この技術の主たる欠点は効率が悪いこ
とである。
ジェクタ技術に対して優れた出力手段を提供する。アー
クランプから放出される光が液晶セルによって変調され
る。液晶表示デバイスによって形成された画像は光学系
によりスクリーンに投影される。いわゆるＡＭ−ＴＦＴ
ＴＮＬＣＤ技術（薄膜トランジスタのアクティブマト
リクスにより制御されるtwisted-nematic liquidcrysta
l display）は、各画素（ピクセル）がトランジスタに
より制御される液晶スクリーンに対して重要とみなされ
ている。液晶スクリーンへの入射光は線形に偏光されな
ければならない。この技術の主たる欠点は効率が悪いこ
とである。
【０００３】実際、光の１から２％しかスクリーンに到
達しない。３つの主なパラメータがこの効率を制限して
いる。すなわち、 １．光の５０％以上が失われてしまう（６０％まで）。
なぜならランプから到来する光は偏光されていないから
である。
達しない。３つの主なパラメータがこの効率を制限して
いる。すなわち、 １．光の５０％以上が失われてしまう（６０％まで）。
なぜならランプから到来する光は偏光されていないから
である。
【０００４】２．セルの充填率が、とくに大画面の解像
力と液晶変調器の小径に対して制限されている。充填率
またはＯＡＲ（Open Aperture Ratio）は約５０％であ
る。
力と液晶変調器の小径に対して制限されている。充填率
またはＯＡＲ（Open Aperture Ratio）は約５０％であ
る。
【０００５】３．ランプが小さくないので、液晶ディス
プレイの小径の照明が光効率を低減させる。（光ビーム
はＬＣＤのコントラストに適合した立体角により定義さ
れる）１６：９フォーマットのスクリーンは４０％以下
の光効率しか有しない。
プレイの小径の照明が光効率を低減させる。（光ビーム
はＬＣＤのコントラストに適合した立体角により定義さ
れる）１６：９フォーマットのスクリーンは４０％以下
の光効率しか有しない。
【０００６】他に減衰を引き起こす要因は、演色性、白
バランスおよびフレネル損失である。
バランスおよびフレネル損失である。
【０００７】これらの投影装置の光効率を改善するため
に多くの解決手段が提案されてきた。第２偏光を照明ボ
ックスで変換することが提案された（例えば刊行物"Lar
ge Aperture Polarized Light Souce and Novel Liquid
Crystal Display OperatingModes" S.V.Belayes, M.Ac
hadt, M.I.Bamik, J.Fuenufschilling, N.V.Malimonelo
p and K.Schmitt著、Japanese Journal of Applied Phy
sics, Vol. 29.,April 1990, pp.L634-L637参照）。他
に、光をスクリーンのピクセルのアクティブエリアに集
光するマイクロレンズの使用が推奨される（例えば刊行
物”BrightnessEnhancement of an LCD Projection by
Planar Microlens Arry", H.Hamada, F.Funada, M.Hiji
kigawa and K.Awane, SID 92 DIGEST, pp. 269-272）。
に多くの解決手段が提案されてきた。第２偏光を照明ボ
ックスで変換することが提案された（例えば刊行物"Lar
ge Aperture Polarized Light Souce and Novel Liquid
Crystal Display OperatingModes" S.V.Belayes, M.Ac
hadt, M.I.Bamik, J.Fuenufschilling, N.V.Malimonelo
p and K.Schmitt著、Japanese Journal of Applied Phy
sics, Vol. 29.,April 1990, pp.L634-L637参照）。他
に、光をスクリーンのピクセルのアクティブエリアに集
光するマイクロレンズの使用が推奨される（例えば刊行
物”BrightnessEnhancement of an LCD Projection by
Planar Microlens Arry", H.Hamada, F.Funada, M.Hiji
kigawa and K.Awane, SID 92 DIGEST, pp. 269-272）。
【０００８】本発明は、高性能偏光変換器に関するもの
であり、この変換器は従来のマイクロレンズと高効率プ
ロジェクタの得られるように組み合わせることができ
る。この変換器は従来の装置と比較して３倍までの優れ
た能力を特徴とする。
であり、この変換器は従来のマイクロレンズと高効率プ
ロジェクタの得られるように組み合わせることができ
る。この変換器は従来の装置と比較して３倍までの優れ
た能力を特徴とする。
【０００９】本発明の装置に加えられる種々の変形実施
例を説明するために、有用な幾何範囲に基づき作業を
し、範囲の分析を行った。
例を説明するために、有用な幾何範囲に基づき作業を
し、範囲の分析を行った。
【００１０】表面Ｓを通る光ビームの範囲の値は前記表
面の面積と、光ビームを定める立体角との積である。： Ｅ（ｍｍ2．ｓｒ）＝Ｓ（円領域）×Ω ここで、Ω＝２π［１−ｃｏｓ（β）］ βは照明ハーフアパーチャである。
面の面積と、光ビームを定める立体角との積である。： Ｅ（ｍｍ2．ｓｒ）＝Ｓ（円領域）×Ω ここで、Ω＝２π［１−ｃｏｓ（β）］ βは照明ハーフアパーチャである。
【００１１】液晶投影ディスプレイ装置に使用されるラ
ンプは空間広がりを有する。（これはいわば、非ゼロ空
間広がりである）これはその広がりによって表すことが
できる。：Ｅlampまたはフラックス（Ｆｌｕｘ＝Ｅ（広
がり）×Ｌ（輝度）、ただしＬが定数ならば）。
ンプは空間広がりを有する。（これはいわば、非ゼロ空
間広がりである）これはその広がりによって表すことが
できる。：Ｅlampまたはフラックス（Ｆｌｕｘ＝Ｅ（広
がり）×Ｌ（輝度）、ただしＬが定数ならば）。
【００１２】さらに、ＬＣＤ液晶ディスプレイのコント
ラストは照明アパーチャに大きく依存している。β＜±
１０ｄｅｇならば、コントラストは常に投影に対して許
容できる範囲である。したがって、ΩはΩ１の値に制限
される。前記制限はまた投影使用される対物レンズに関
連する。
ラストは照明アパーチャに大きく依存している。β＜±
１０ｄｅｇならば、コントラストは常に投影に対して許
容できる範囲である。したがって、ΩはΩ１の値に制限
される。前記制限はまた投影使用される対物レンズに関
連する。
【００１３】さらに非常に小さな直径を有する液晶スク
リーンが選択される。これは前記装置と光学素子のコス
トを低減するためである。その結果、Ｓ１の照明エリア
が小さくなる。
リーンが選択される。これは前記装置と光学素子のコス
トを低減するためである。その結果、Ｓ１の照明エリア
が小さくなる。
【００１４】Ｓ１×Ω１の積（すなわちＥ１）がＥlamp
より小さければ、光効率が悪くなり、Ｅ１／Ｅlampの比
に等しくなる。
より小さければ、光効率が悪くなり、Ｅ１／Ｅlampの比
に等しくなる。
【００１５】Ｅ１がＥlampよりも大きければ、光効率は
１００％に等しくなる。
１００％に等しくなる。
【００１６】Ｅ１がＥlampと等しければ、装置は申し分
なく最適化されている。
なく最適化されている。
【００１７】偏光変換装置は、程度Ｅを２倍にする。な
ぜなら、２つの偏光素子から到来する光が空間的に２つ
の方向に分割されるからである。
ぜなら、２つの偏光素子から到来する光が空間的に２つ
の方向に分割されるからである。
【００１８】偏光スリットを通過した後、光Ｅは２Ｅと
なる。この段階では２つの場合が考えられる。
なる。この段階では２つの場合が考えられる。
【００１９】２Ｅ＝（２Ｓ）×Ω、 これは、均質性と
スペースの問題から受け入れることはできない。
スペースの問題から受け入れることはできない。
【００２０】２Ｅ＝Ｓ×（２Ω）、 現在の技術では多
くの装置がこの最小値（例えば２Ω）を達成することが
できず、これよりも高い。
くの装置がこの最小値（例えば２Ω）を達成することが
できず、これよりも高い。
【００２１】程度の分析は、光を液晶スクリーンのピク
セルにフォーカスする方法に適用することができる。球
形マイクロレンズのマトリクスを使用する従来のフォー
カシングに対して、１つのマイクロレンズが各ピクセル
に対して１００％フォーカシングするから、１００％の
充填率を得る必要があり、もはや５０％（またはそれ以
下）ではない。その理由はフォーカシングエリアがピク
セルのアクティブエリアより小さいか、または等しいか
らである。したがって、 ２ｆ×ｔａｎ（βglass）≦アクティブエリア ここで、ピクセルのアクティブ表面エリアは、ピクセル
エリアからブラックマトリクスエリア（マスキングマト
リクス）を引いたものに等しい。例えばピクセルのサイ
ズ−ブラックマトリクスである。
セルにフォーカスする方法に適用することができる。球
形マイクロレンズのマトリクスを使用する従来のフォー
カシングに対して、１つのマイクロレンズが各ピクセル
に対して１００％フォーカシングするから、１００％の
充填率を得る必要があり、もはや５０％（またはそれ以
下）ではない。その理由はフォーカシングエリアがピク
セルのアクティブエリアより小さいか、または等しいか
らである。したがって、 ２ｆ×ｔａｎ（βglass）≦アクティブエリア ここで、ピクセルのアクティブ表面エリアは、ピクセル
エリアからブラックマトリクスエリア（マスキングマト
リクス）を引いたものに等しい。例えばピクセルのサイ
ズ−ブラックマトリクスである。
【００２２】ｆは液晶スクリーンの厚さ、βglassはＬ
ＣＤディスプレイのガラス内の照明ハーフアングルであ
る。
ＣＤディスプレイのガラス内の照明ハーフアングルであ
る。
【００２３】装置のパラメータ、ｆ、βglass、サイズ
およびＬＣＤディスプレイの次元が既知であるから、フ
ォーカシング後にスクリーンを通過する光の品質を定め
ることができる。
およびＬＣＤディスプレイの次元が既知であるから、フ
ォーカシング後にスクリーンを通過する光の品質を定め
ることができる。
【００２４】Ｅfocusing＝Ｓ（ＬＣＤディスプレイの周
辺における円形エリア）×２π［１−ｃｏｓ（ｎ・β
glass）］ ここでｎはＬＣＤディスプレイのガラスの屈折率であ
る。
辺における円形エリア）×２π［１−ｃｏｓ（ｎ・β
glass）］ ここでｎはＬＣＤディスプレイのガラスの屈折率であ
る。
【００２５】前に述べたように、全体の効率はＥ
focusingのＥlampに対する比である。
focusingのＥlampに対する比である。
【００２６】偏光またはフォーカシングに基づく変換装
置の設けられた従来の照明装置は実際には使用すること
はできない。なぜなら例えば、程度値の拡張のためと、
偏光変換器の特性のためである。このためランプが制限
された幾何広がりを有していても、フォーカシングの利
点が相殺されてしまう。
置の設けられた従来の照明装置は実際には使用すること
はできない。なぜなら例えば、程度値の拡張のためと、
偏光変換器の特性のためである。このためランプが制限
された幾何広がりを有していても、フォーカシングの利
点が相殺されてしまう。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
欠点を回避し、光束において３以上の利得を提供するこ
とである。
欠点を回避し、光束において３以上の利得を提供するこ
とである。
【００２８】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によ
り、マイクロレンズのマトリクスを有し、該マイクロレ
ンズマトリクスは、液晶スクリーンの少なくとも２つの
隣接する画素に対するものであり、各マイクロレンズ
は、前記２つの画素の一方で受信される第１の光ビーム
の部分と、前記２つの画素の他方で受信される第２の光
ビームの部分とを方向付けるように構成して解決され
る。
り、マイクロレンズのマトリクスを有し、該マイクロレ
ンズマトリクスは、液晶スクリーンの少なくとも２つの
隣接する画素に対するものであり、各マイクロレンズ
は、前記２つの画素の一方で受信される第１の光ビーム
の部分と、前記２つの画素の他方で受信される第２の光
ビームの部分とを方向付けるように構成して解決され
る。
【００２９】
【発明の実施の形態】さらに、立体角Ωの広がりは種々
の仕方で達成することができる。オリフィスの一方向、
または別の方向で（ＬＣＤディスプレイの等コントラス
トの分散を基準にして水平または垂直）。スクリーンの
コントラストに対する正しい方向での広がりがこの場合
可能である。
の仕方で達成することができる。オリフィスの一方向、
または別の方向で（ＬＣＤディスプレイの等コントラス
トの分散を基準にして水平または垂直）。スクリーンの
コントラストに対する正しい方向での広がりがこの場合
可能である。
【００３０】
【実施例】本発明の装置の１実施例を、図１と図２に基
づいて説明する。
づいて説明する。
【００３１】例えば放物線反射器にあるアークランプＡ
Ｌにより放出される光は偏光スプリッタＰＢＳ（偏光ビ
ームスプリッタ）に入射する。この偏光スプリッタはコ
レステリンフィルタまたは他の偏光感受素子を有する。
光は相補偏光の２つの部分（ビームＦ１とＦ２）に分割
される。偏光の１つは、例えばＴＮ液晶セルを使用した
λ/２を通って回転される。２つのビームはミラーＭ１
とＭ２、またはダブルプリズムＤＰＣでの全反射プリズ
ムにより再び結合される。後者は２つのビームＦ１とＦ
２を結合し、２倍の光束の拡張照明を提供する（フレン
ネル損失をのぞく）。
Ｌにより放出される光は偏光スプリッタＰＢＳ（偏光ビ
ームスプリッタ）に入射する。この偏光スプリッタはコ
レステリンフィルタまたは他の偏光感受素子を有する。
光は相補偏光の２つの部分（ビームＦ１とＦ２）に分割
される。偏光の１つは、例えばＴＮ液晶セルを使用した
λ/２を通って回転される。２つのビームはミラーＭ１
とＭ２、またはダブルプリズムＤＰＣでの全反射プリズ
ムにより再び結合される。後者は２つのビームＦ１とＦ
２を結合し、２倍の光束の拡張照明を提供する（フレン
ネル損失をのぞく）。
【００３２】この装置の中心はダブルプリズムＤＰＣで
ある。図１のｂに示すように、このプロズムの動作は次
のとおりである。全内部反射がガラス、例えばガラス/
空気屈折インターフェースで、光の入射角が臨界角θc
より大きくなると生じる（ａｒｃｓｉｎ（１/ｎ）に等
しい、ｎはガラスの屈折率）。この表面でθcよりも大
きな入射角を有する各ビームは完全に反射される。しか
し小さな入射角を有するビームは空気へ伝送される（フ
レンネル損失をのぞく）。または空気からガラスへ透過
される。なぜなら、伝播の対称性のためである。したが
って、ミラーＭ１，Ｍ２により供給されるビームＦ１，
Ｆ２の方向に依存して、ビームＦ２はダブルプリズムＤ
ＰＣにより透過され、ビームＦ１は反射される。
ある。図１のｂに示すように、このプロズムの動作は次
のとおりである。全内部反射がガラス、例えばガラス/
空気屈折インターフェースで、光の入射角が臨界角θc
より大きくなると生じる（ａｒｃｓｉｎ（１/ｎ）に等
しい、ｎはガラスの屈折率）。この表面でθcよりも大
きな入射角を有する各ビームは完全に反射される。しか
し小さな入射角を有するビームは空気へ伝送される（フ
レンネル損失をのぞく）。または空気からガラスへ透過
される。なぜなら、伝播の対称性のためである。したが
って、ミラーＭ１，Ｍ２により供給されるビームＦ１，
Ｆ２の方向に依存して、ビームＦ２はダブルプリズムＤ
ＰＣにより透過され、ビームＦ１は反射される。
【００３３】光は、マイクロレンズμＬのマトリクスを
介し液晶ディスプレイＬＣＤに入射する。これらのマイ
クロレンズは球形または円筒形である。１つのマイクロ
レンズは少なくとも２つのピクセルをカバーする。した
がって一方のビームが一方のピクセルに、他方のビーム
が他方のピクセルに向けられるようにする。例えば、マ
イクロレンズμＬにより透過されるビームＦ１はピクセ
ルＥＬ１を照明し、ビームＦ２はピクセルＥＬ２を照明
する。この方法によれば、光すべてが液晶ディスプレイ
を通過し、したがって最良の結果が得られる。
介し液晶ディスプレイＬＣＤに入射する。これらのマイ
クロレンズは球形または円筒形である。１つのマイクロ
レンズは少なくとも２つのピクセルをカバーする。した
がって一方のビームが一方のピクセルに、他方のビーム
が他方のピクセルに向けられるようにする。例えば、マ
イクロレンズμＬにより透過されるビームＦ１はピクセ
ルＥＬ１を照明し、ビームＦ２はピクセルＥＬ２を照明
する。この方法によれば、光すべてが液晶ディスプレイ
を通過し、したがって最良の結果が得られる。
【００３４】図２は、本発明による装置を示す。この装
置では、回転可能なミラーがプリズムによって置換され
ている。この場合、２つのガラス/空気屈折インターフ
ェースの、再結合面における傾きは問題とならない。
置では、回転可能なミラーがプリズムによって置換され
ている。この場合、２つのガラス/空気屈折インターフ
ェースの、再結合面における傾きは問題とならない。
【００３５】光源からの光ビームは平行ではなく、±β
airの照明アパーチャを有することがわかっている。し
たがって、結合のためには、臨界角βｃに関連する条件
と傾き角度に関連する条件とを満足しなければならない
（図１と図２参照）。
airの照明アパーチャを有することがわかっている。し
たがって、結合のためには、臨界角βｃに関連する条件
と傾き角度に関連する条件とを満足しなければならない
（図１と図２参照）。
【００３６】図３は、ガラス（ＢＫ７）が屈折率1.5168
を有する実施例を示す。ダブルプリズムから放出された
光は、ダブルプリズムの出射面に対する垂線にセンタリ
ングされていない。この場合、液晶スクリーンを直接プ
リズムを傾けることにより照明することができる（図３
ａ）。または外部プリズムＰ３を設けることにより照明
することができる（図３ｂ）。これにより、光ビームを
屈折させ、照明のための光を液晶スクリーンにセンタリ
ングすることができる。
を有する実施例を示す。ダブルプリズムから放出された
光は、ダブルプリズムの出射面に対する垂線にセンタリ
ングされていない。この場合、液晶スクリーンを直接プ
リズムを傾けることにより照明することができる（図３
ａ）。または外部プリズムＰ３を設けることにより照明
することができる（図３ｂ）。これにより、光ビームを
屈折させ、照明のための光を液晶スクリーンにセンタリ
ングすることができる。
【００３７】放出された光をセンタリングするために、
非常に低い屈折率（ｎ＝１．４）をダブルプリズムに対
して提供する必要がある。しかしこの指数は必ずしも絶
対必要ではなく、コストが高くなる。
非常に低い屈折率（ｎ＝１．４）をダブルプリズムに対
して提供する必要がある。しかしこの指数は必ずしも絶
対必要ではなく、コストが高くなる。
【００３８】図４には本発明の実施例が示されている。
この実施例では、各マイクロレンズが照明すべき４つの
ピクセルをイネーブルする。
この実施例では、各マイクロレンズが照明すべき４つの
ピクセルをイネーブルする。
【００３９】装置は２つのレンズＳＬ１，ＳＬ２を有す
る。これらは角度的に分離された２つのビームを、上に
述べたビーム分割装置から受信する。例えば、これら２
つのビームは図１と図２のダブルプリズムから供給され
る。
る。これらは角度的に分離された２つのビームを、上に
述べたビーム分割装置から受信する。例えば、これら２
つのビームは図１と図２のダブルプリズムから供給され
る。
【００４０】レンズＳＬ１は２つのビームＦ３とＦ４を
供給する。レンズＳＬ２は２つのビームＦ５とＦ６を供
給する。これらは図示されていないが、ビームＦ３、Ｆ
４と同じである。これらの種々のビームは４つのリレー
レンズＲＬと集光レンズＣＬによりまとめられ、各ビー
ムはマイクロレンズμＬのマトリクスの表面に重ね合わ
される。これら種々のビームはμＬの表面に異なる入射
角で入射する。各マイクロレンズμＬ１はビームをピク
セルＥＬ１〜ＥＬ４にフォーカスする。したがって各マ
イクロレンズμＬ１は４つのピクセルを照明すべきＬＣ
Ｄスクリーンにイネーブルする。
供給する。レンズＳＬ２は２つのビームＦ５とＦ６を供
給する。これらは図示されていないが、ビームＦ３、Ｆ
４と同じである。これらの種々のビームは４つのリレー
レンズＲＬと集光レンズＣＬによりまとめられ、各ビー
ムはマイクロレンズμＬのマトリクスの表面に重ね合わ
される。これら種々のビームはμＬの表面に異なる入射
角で入射する。各マイクロレンズμＬ１はビームをピク
セルＥＬ１〜ＥＬ４にフォーカスする。したがって各マ
イクロレンズμＬ１は４つのピクセルを照明すべきＬＣ
Ｄスクリーンにイネーブルする。
【００４１】本発明によれば、光源は液晶ディスプレイ
の最大の次元の方向に拡張することができる。例えば１
６×９スクリーンに対しては１６の次元に沿って拡張す
ることができる。マイクロレンズは円筒状（１６軸にそ
ってフォーカシングする）または球形である。後者の場
合の法が光束の利得が大きい。マイクロレンズは従来技
術にしたがって製造することができる。
の最大の次元の方向に拡張することができる。例えば１
６×９スクリーンに対しては１６の次元に沿って拡張す
ることができる。マイクロレンズは円筒状（１６軸にそ
ってフォーカシングする）または球形である。後者の場
合の法が光束の利得が大きい。マイクロレンズは従来技
術にしたがって製造することができる。
【００４２】ピクセルの形状に関しては制限がない（図
１４から図１６参照）。例えば図１５によれば、ピクセ
ルは行と列に配置されている。４つのピクセルを、図４
の照明装置による１つのマイクロレンズμＬにより照明
することができる。または２つのピクセルの各群を１つ
のマイクロレンズにより照明することができる。図１６
によれば、ピクセルの列が相互にオフセットされてい
る。２つのピクセルの各群は１つのマイクロレンズμＬ
により照明される。
１４から図１６参照）。例えば図１５によれば、ピクセ
ルは行と列に配置されている。４つのピクセルを、図４
の照明装置による１つのマイクロレンズμＬにより照明
することができる。または２つのピクセルの各群を１つ
のマイクロレンズにより照明することができる。図１６
によれば、ピクセルの列が相互にオフセットされてい
る。２つのピクセルの各群は１つのマイクロレンズμＬ
により照明される。
【００４３】図１８と図１９の実施例によれば、マイク
ロレンズの配置構成をピクセルを基準にして行うことが
できる。これにより各マイクロレンズが複数のピクセル
を照明する。また図１９に示すように、マイクロレンズ
の形状を例え六角形に構成することができる。これによ
り、投影対物レンズの円形形状に適合する。
ロレンズの配置構成をピクセルを基準にして行うことが
できる。これにより各マイクロレンズが複数のピクセル
を照明する。また図１９に示すように、マイクロレンズ
の形状を例え六角形に構成することができる。これによ
り、投影対物レンズの円形形状に適合する。
【００４４】次に偏光変換器として使用される偏光スプ
リッタまたはコレステリンフィルタの実施例を説明す
る。
リッタまたはコレステリンフィルタの実施例を説明す
る。
【００４５】図５と図６は本発明による装置を示す。こ
の装置ではダブルプリズムＤＰＣが偏光分割、偏光回
転、液晶スクリーン方向へのビームの再結合の機能を果
たす。
の装置ではダブルプリズムＤＰＣが偏光分割、偏光回
転、液晶スクリーン方向へのビームの再結合の機能を果
たす。
【００４６】この装置は２つのビームを結合するのに全
内部反射の原理に基づく。非偏光ビームＦは第１のガラ
ス/空気屈折インターフェースＤ１で全反射される。ビ
ーム強度の５０％は（例えば）右円偏波に対して透過さ
れ、５０％はコレステリンフィルタＣＦにより反射さ
れ、ガラス/空気屈折インターフェースＤ１に、入射角
θ２で入射する。これによりθ２はこの臨界角よりも小
さい。次に、ビームはそれがミラーＭ３（金属表面）で
反射される限り透過される。反射に基づき、偏光の方向
が右から左に反転される。次にこのビームはガラス/空
気屈折インターフェースＤ２を通過する。この通過は前
に述べたのと同じ条件の下で行われ、さらにコレステリ
ンフィルタＣＦを通過する。なぜなら偏光が今や適切に
配向されているからである。生じた光ビームＦ１とＦ２
は角度βを形成し、液晶スクリーンを照明するのに適し
たものとなる。
内部反射の原理に基づく。非偏光ビームＦは第１のガラ
ス/空気屈折インターフェースＤ１で全反射される。ビ
ーム強度の５０％は（例えば）右円偏波に対して透過さ
れ、５０％はコレステリンフィルタＣＦにより反射さ
れ、ガラス/空気屈折インターフェースＤ１に、入射角
θ２で入射する。これによりθ２はこの臨界角よりも小
さい。次に、ビームはそれがミラーＭ３（金属表面）で
反射される限り透過される。反射に基づき、偏光の方向
が右から左に反転される。次にこのビームはガラス/空
気屈折インターフェースＤ２を通過する。この通過は前
に述べたのと同じ条件の下で行われ、さらにコレステリ
ンフィルタＣＦを通過する。なぜなら偏光が今や適切に
配向されているからである。生じた光ビームＦ１とＦ２
は角度βを形成し、液晶スクリーンを照明するのに適し
たものとなる。
【００４７】ただ１つの付加的なプリズム、例えばＰ’
１だけを設けることも可能である。これは図６に示され
ている。コレステリンフィルタの面に対して重要なこと
は、ミラーＭ３の面に対して平行ではないことである。
１だけを設けることも可能である。これは図６に示され
ている。コレステリンフィルタの面に対して重要なこと
は、ミラーＭ３の面に対して平行ではないことである。
【００４８】図７は別の偏光変換装置を示す。この装置
はコレステリンフィルタに基づくものである。ミラーＭ
３を再帰反射器ＭＲとλ/４プレートにより、入射光の
偏光面を配向するため置換すると有利である。（９０゜
の）再帰反射器は実用的である。なぜなら、入射光が再
帰反射器で平行に反射されるからである。
はコレステリンフィルタに基づくものである。ミラーＭ
３を再帰反射器ＭＲとλ/４プレートにより、入射光の
偏光面を配向するため置換すると有利である。（９０゜
の）再帰反射器は実用的である。なぜなら、入射光が再
帰反射器で平行に反射されるからである。
【００４９】図８は別の偏光変換装置を示す。この装置
はコレステリンフィルタの使用に基づくものである。前
の図と比較して、非偏光光は２つのガラス/空気インタ
ーフェースＤ１，Ｄ２を通って完全に透過される。次に
ビームは２つの部分に分割される、円偏波光の５０％が
透過され、他の部分が反射される。コレステリンフィル
タＣＦへの入射角は、反射される光が完全に内部のガラ
ス/空気インターフェースで反射されるように選定され
る。このビームはミラーＭ３で一回再反射され（入射の
仮想ゼロ角で）、その偏光が反転され、次に屈折インタ
ーフェースＤ２によってフィルタＣＦへ反射される。Ｄ
ＰＣ素子はしたがって同じ偏光の２つのビームを供給す
る。ビームＦ１とＦ２の間の角度は、フィルタＣＦがミ
ラーＭ３に対して垂直ではないという事実から増大す
る。
はコレステリンフィルタの使用に基づくものである。前
の図と比較して、非偏光光は２つのガラス/空気インタ
ーフェースＤ１，Ｄ２を通って完全に透過される。次に
ビームは２つの部分に分割される、円偏波光の５０％が
透過され、他の部分が反射される。コレステリンフィル
タＣＦへの入射角は、反射される光が完全に内部のガラ
ス/空気インターフェースで反射されるように選定され
る。このビームはミラーＭ３で一回再反射され（入射の
仮想ゼロ角で）、その偏光が反転され、次に屈折インタ
ーフェースＤ２によってフィルタＣＦへ反射される。Ｄ
ＰＣ素子はしたがって同じ偏光の２つのビームを供給す
る。ビームＦ１とＦ２の間の角度は、フィルタＣＦがミ
ラーＭ３に対して垂直ではないという事実から増大す
る。
【００５０】ビームＦ１，Ｆ２間の角度を得るために、
図８では装置の光軸（ビームＦを基準にして）対して傾
くべきコレステリンフィルタＣＦに対する準備が行われ
る。したがって、フィルタＣＦにより反射されるビーム
はビームＦ、したがってＦ１を基準にして傾いている。
この傾きは付加プリズムＰ’１によって設定される。
図８では装置の光軸（ビームＦを基準にして）対して傾
くべきコレステリンフィルタＣＦに対する準備が行われ
る。したがって、フィルタＣＦにより反射されるビーム
はビームＦ、したがってＦ１を基準にして傾いている。
この傾きは付加プリズムＰ’１によって設定される。
【００５１】図９は、図８の装置の択一的実施例を示
す。この実施例では、２つのプリズムＰ１とＰ２が４５
゜の二等辺三角形にない。この図によれば、プリズムＰ
２の入力面Ａ１は、プリズムの斜辺に対して４５゜より
も小さな角度βを形成する。偏光の一方はビームＦ１と
してフィルタＣＦにより透過される。他方の偏光はフィ
ルタＣＦ、２つのプリズムの分割屈折インターフェース
およびミラーＭ３によりビームＦ２を与えるために反射
される。ビームＦ２はビームＦ１と角度を形成する。プ
リズム間のインターフェースにおける反射の臨界角の理
由から、ビームＦの方向は面Ａ１を基準にして傾くこと
ができる。
す。この実施例では、２つのプリズムＰ１とＰ２が４５
゜の二等辺三角形にない。この図によれば、プリズムＰ
２の入力面Ａ１は、プリズムの斜辺に対して４５゜より
も小さな角度βを形成する。偏光の一方はビームＦ１と
してフィルタＣＦにより透過される。他方の偏光はフィ
ルタＣＦ、２つのプリズムの分割屈折インターフェース
およびミラーＭ３によりビームＦ２を与えるために反射
される。ビームＦ２はビームＦ１と角度を形成する。プ
リズム間のインターフェースにおける反射の臨界角の理
由から、ビームＦの方向は面Ａ１を基準にして傾くこと
ができる。
【００５２】この装置は、２つの“大きな”プリズムを
介して投影装置に適用することができる。しかし非常に
薄い偏光変換器を複数の小さな偏光変換装置によって形
成することも可能である。これは図１０に示されてい
る。この場合、比較的に薄い偏光変換器が得られる。動
作原理はすでに上で図８（この場合はフィルタＣＦが角
度αでプリズムの出射面に対して傾いている）または図
９に関連して説明したものと同じである。
介して投影装置に適用することができる。しかし非常に
薄い偏光変換器を複数の小さな偏光変換装置によって形
成することも可能である。これは図１０に示されてい
る。この場合、比較的に薄い偏光変換器が得られる。動
作原理はすでに上で図８（この場合はフィルタＣＦが角
度αでプリズムの出射面に対して傾いている）または図
９に関連して説明したものと同じである。
【００５３】円偏波光（例えば右円偏波）が反射され
る。
る。
【００５４】内部全反射により、ｓ要素とｐ要素間でδ
の位相シフトが生じる。
の位相シフトが生じる。
【００５５】ミラーＭ３での反射はπの位相シフトを引
き起こす。
き起こす。
【００５６】内部全反射は再びｓ要素とｐ要素との間の
−δの位相シフトを引き起こす。
−δの位相シフトを引き起こす。
【００５７】したがって、全位相シフトはπである。右
円偏波光は左円偏波光となる。
円偏波光は左円偏波光となる。
【００５８】小型化された装置はいくつかの利点を有す
る。
る。
【００５９】−小型化された偏光変換器が液晶ディスプ
レイ（偏光器とアナライザを有する）に適合されれば、
損失を回避し、光効率を係数２改善することができる。
レイ（偏光器とアナライザを有する）に適合されれば、
損失を回避し、光効率を係数２改善することができる。
【００６０】−プリズム系を薄く簡単に製造することが
できる。これは成形透明材料（ガラスまたはアクリル）
から構成することができる。
できる。これは成形透明材料（ガラスまたはアクリル）
から構成することができる。
【００６１】このようにするため、２つの有歯プレート
Ｐ５，Ｐ６（ガラス製）が使用される。これらは相補形
状を有し、これにより図１１のプリズムを形成する。各
歯は例えば、プレートの面に対して垂直な第１の面を有
し、第２の面は実質的に４５゜傾いている。第１の面は
金属化され、ミラーＭ３を形成する。
Ｐ５，Ｐ６（ガラス製）が使用される。これらは相補形
状を有し、これにより図１１のプリズムを形成する。各
歯は例えば、プレートの面に対して垂直な第１の面を有
し、第２の面は実質的に４５゜傾いている。第１の面は
金属化され、ミラーＭ３を形成する。
【００６２】コレステリンフィルタＣＦはプレートＰ６
の扁平面の上に配置することができる。
の扁平面の上に配置することができる。
【００６３】次に２つのプレートＰ５，Ｐ６が他方の内
側に適合される。
側に適合される。
【００６４】プリズム系は２つの可能な方向に沿って、
すなわちＬＣＤディスプレ長い方の側と短い方の側に沿
って配列することができる。現在のＡＭ形ＬＣＤディス
プレイの場合は、ＬＣＤディスプレイの長い方の側に沿
った照明の角度に対してコントラストが優れているの
で、装置を液晶スクリーンの短い方の側の方向に沿って
組み込まなければならない。
すなわちＬＣＤディスプレ長い方の側と短い方の側に沿
って配列することができる。現在のＡＭ形ＬＣＤディス
プレイの場合は、ＬＣＤディスプレイの長い方の側に沿
った照明の角度に対してコントラストが優れているの
で、装置を液晶スクリーンの短い方の側の方向に沿って
組み込まなければならない。
【００６５】図１２は択一的実施例を示す。ここでは、
コレステリンフィルタが２つのプリズムの２つの共通の
面の間に配置されている。この実施例では、コレステリ
ンフィルタをホログラフィック素子ＨＯＥを使用する択
一的装置によって置換することができる。ホログラフィ
ック光学素子は相容積回析素子からなり、非常に薄いフ
ィルム（厚さ約１０μｍ）に製造される場合には、有効
な光学作用を引き起こす。これらの素子はそれほど高価
ではなく、軽量で、他の光学機能と結合することができ
る。
コレステリンフィルタが２つのプリズムの２つの共通の
面の間に配置されている。この実施例では、コレステリ
ンフィルタをホログラフィック素子ＨＯＥを使用する択
一的装置によって置換することができる。ホログラフィ
ック光学素子は相容積回析素子からなり、非常に薄いフ
ィルム（厚さ約１０μｍ）に製造される場合には、有効
な光学作用を引き起こす。これらの素子はそれほど高価
ではなく、軽量で、他の光学機能と結合することができ
る。
【００６６】偏光分割機能は、薄膜受光材料の２つのコ
ヒーレントな平面はの干渉により生じる干渉パターンを
記録することによって達成される。材料に引き起こされ
る指数変動（ｄｎ）は大きい。記録指数における変動は
第１の偏光要素（４５゜ブルースター条件）に対して鏡
機能をイネーブルし、第２の偏光要素は完全に透過され
る。
ヒーレントな平面はの干渉により生じる干渉パターンを
記録することによって達成される。材料に引き起こされ
る指数変動（ｄｎ）は大きい。記録指数における変動は
第１の偏光要素（４５゜ブルースター条件）に対して鏡
機能をイネーブルし、第２の偏光要素は完全に透過され
る。
【００６７】図１３は図１２の装置の実施例を示す。ホ
ログラフィックスプリッタＨＯＥはガラスプレートの上
に形成され、プリズムＰ１の斜辺に、指数整合物質を使
用して接着される。プリズムＰ１とＰ２はそれぞれ単片
から形成され、面Ｍ７、Ｍ８が金属化されている。
ログラフィックスプリッタＨＯＥはガラスプレートの上
に形成され、プリズムＰ１の斜辺に、指数整合物質を使
用して接着される。プリズムＰ１とＰ２はそれぞれ単片
から形成され、面Ｍ７、Ｍ８が金属化されている。
【００６８】この形式の構成要素は種々異なる色に対し
て共通に使用される（いわば帯域制限）。
て共通に使用される（いわば帯域制限）。
【００６９】この本発明の偏光変換装置は、したがっ
て、非常にコンパクトなホログラフィック光学偏光器に
基づくものである。後者は白色光または各色の光に対す
る投影装置に使用される。
て、非常にコンパクトなホログラフィック光学偏光器に
基づくものである。後者は白色光または各色の光に対す
る投影装置に使用される。
【００７０】非偏光光（白色または単色）は偏光器ＨＯ
Ｅに入射する。方向“Ｓ”に偏光された光は全反射され
る。垂直偏光光“ｐ”は回折されず、偏光器ＨＯＥを通
過する（プリズムの斜辺に適合されて）。入射角のた
め、θが臨界角より小さい［θｃ＝ａｒｃｓｉｎ（１／
ｎ）］。次に“ｐ”要素がＨＯＥ／空気および空気／Ｈ
ＯＥ境界を２回透過される。この“ｐ”要素は傾斜され
たミラーＭ７により、次に内部全反射（ＴＩＲ）の現象
によって反射される。次に、“ｓ”タイプの偏光ビーム
が“ｐ”タイプの偏光ビームになる。このビームは再び
偏光器ＨＯＥに入射し、次に完全に透過される。まず最
初にＨＯＥにより、次にＨＯＥ／空気および空気／ガラ
ス境界によって。
Ｅに入射する。方向“Ｓ”に偏光された光は全反射され
る。垂直偏光光“ｐ”は回折されず、偏光器ＨＯＥを通
過する（プリズムの斜辺に適合されて）。入射角のた
め、θが臨界角より小さい［θｃ＝ａｒｃｓｉｎ（１／
ｎ）］。次に“ｐ”要素がＨＯＥ／空気および空気／Ｈ
ＯＥ境界を２回透過される。この“ｐ”要素は傾斜され
たミラーＭ７により、次に内部全反射（ＴＩＲ）の現象
によって反射される。次に、“ｓ”タイプの偏光ビーム
が“ｐ”タイプの偏光ビームになる。このビームは再び
偏光器ＨＯＥに入射し、次に完全に透過される。まず最
初にＨＯＥにより、次にＨＯＥ／空気および空気／ガラ
ス境界によって。
【００７１】このようにして、光は完全に偏光される。
この方法はいくつかの利点を有する。すなわち：−２つ
の光学経路が同じである。したがって、ＬＣＤディスプ
レイを照明するときに不均質の問題が生じない。
この方法はいくつかの利点を有する。すなわち：−２つ
の光学経路が同じである。したがって、ＬＣＤディスプ
レイを照明するときに不均質の問題が生じない。
【００７２】−現在各色に使用されるホログラフィック
偏光ビームスプリッタのおかげで、偏光変換器を３つの
ＬＣＤ装置の各チャネルに対して、投影装置の全体寸法
を過度に増大することなしに構成することができる。
偏光ビームスプリッタのおかげで、偏光変換器を３つの
ＬＣＤ装置の各チャネルに対して、投影装置の全体寸法
を過度に増大することなしに構成することができる。
【００７３】−ガラス／空気および空気／ガラス屈折イ
ンターフェースを通過するｐ偏光が実質的に減衰されな
い。これは装置のフレンネル損失を最小に低減する。
ンターフェースを通過するｐ偏光が実質的に減衰されな
い。これは装置のフレンネル損失を最小に低減する。
【００７４】液晶スクリーンはしたがって、２つの主ビ
ームＦ１，Ｆ２を受ける。これらのビームは同じように
偏光され、それぞれはマイクロレンズによりピクセルの
半分に（例えば各列に）フォーカスされる。各ピクセル
内で、フォーカシングはランプの照明アパーチャのみに
依存する。したがって偏光装置が無視されるなら以下は
全く相違しない。
ームＦ１，Ｆ２を受ける。これらのビームは同じように
偏光され、それぞれはマイクロレンズによりピクセルの
半分に（例えば各列に）フォーカスされる。各ピクセル
内で、フォーカシングはランプの照明アパーチャのみに
依存する。したがって偏光装置が無視されるなら以下は
全く相違しない。
【００７５】しかし理想焦点条件は次のとおりである。
【００７６】各ピクセルに対して焦点は、軸を基準にし
てわずかにオフセットされる。
てわずかにオフセットされる。
【００７７】したがって装置を最適化するため、次の条
件を満足する必要がある。
件を満足する必要がある。
【００７８】ａｒｃｔａｎ（ｐ／ｆ）≧βglassここで
ｐは液晶ディスプレイの水平ピッチであり（図１０参
照）、ｆはガラスまたは液晶ディスプレイの厚さにおけ
る各マイクロレンズの焦点距離である。
ｐは液晶ディスプレイの水平ピッチであり（図１０参
照）、ｆはガラスまたは液晶ディスプレイの厚さにおけ
る各マイクロレンズの焦点距離である。
【００７９】この条件が満たされなければ（例えばピッ
チが小さすぎるか大きすぎる）、ディスプレイの厚さを
変更することができる。
チが小さすぎるか大きすぎる）、ディスプレイの厚さを
変更することができる。
【００８０】照明アパーチャβが大きすぎる場合は、再
結合器が角度フィルタとしてどうサウスルことができ
る。これは、偏光変換器が空気中で±βｄｅｇ．を得る
ように構成されていれば、例えば、そしてランプの程度
の値が変化すれば（その照明時間を通して、またはそれ
が変化された後で）、βより大きな角度のすべてのビー
ムは１つのアームだけに対して透過され（内部全反射で
ない）、そして第２のアームに対して反射され、全体は
透過されない。このようにして、照明ボックスは角度フ
ィルタである。したがってさらに拡張された光源を液晶
ディスプレイのコントラストに影響することなく使用す
ることができる。
結合器が角度フィルタとしてどうサウスルことができ
る。これは、偏光変換器が空気中で±βｄｅｇ．を得る
ように構成されていれば、例えば、そしてランプの程度
の値が変化すれば（その照明時間を通して、またはそれ
が変化された後で）、βより大きな角度のすべてのビー
ムは１つのアームだけに対して透過され（内部全反射で
ない）、そして第２のアームに対して反射され、全体は
透過されない。このようにして、照明ボックスは角度フ
ィルタである。したがってさらに拡張された光源を液晶
ディスプレイのコントラストに影響することなく使用す
ることができる。
【００８１】このような偏光変換器の効率は従来の装置
と比較して次のとおりである。
と比較して次のとおりである。
【００８２】利得＝［Ｒ＋Ｔ］／Ｔpolarizer 反射係数Ｒ＝０．９９と透過係数Ｔ＝０．９５を有する
偏光スプリッタ（従来のマルチレイヤーＰＢＳ）に対し
て（図５）： Ｒ＝0.5×0.99×1×0.86×0.98＝0.416 Ｔ＝0.5×0.95×１×0.94×1×0.98＝0.437 利得＝［0.416＋0.437］／0.41≒2.1 偏光器なし 利得＝［0.416＋0.437］×［0.82/0.41］≒1.7 偏光器
付き； Ｒ＝０．９６、Ｔ＝０．９６を有するコレステリンフィ
ルタに対して： Ｒ＝［0.86/2］×0.96×0.98×0.98×0.9＝0.356 Ｔ＝［0.86/2］×0.96×0.98×0.98＝0.404 利得＝［0.356＋0.440］×［（0.82×0.93）/0.41］≒
1.32 偏光器付き２つの計算は次のパラメータの下で実
行された： −プリズムおよびダブルプリズムの両方に対して０．９
８の惑光防止係数； −全反射係数、Ｒ＝１； −ダブルプリズムの透過係数、０．８６； −偏光器の透過係数、０．４１； −分析器の透過係数、０．８２； −ミラーＭ３の反射係数＝０．９； −コレステリンフィルタの偏光率＝０．９３；そして −λ偏光回転プレートの透過係数は９４％に等しいと仮
定した。
偏光スプリッタ（従来のマルチレイヤーＰＢＳ）に対し
て（図５）： Ｒ＝0.5×0.99×1×0.86×0.98＝0.416 Ｔ＝0.5×0.95×１×0.94×1×0.98＝0.437 利得＝［0.416＋0.437］／0.41≒2.1 偏光器なし 利得＝［0.416＋0.437］×［0.82/0.41］≒1.7 偏光器
付き； Ｒ＝０．９６、Ｔ＝０．９６を有するコレステリンフィ
ルタに対して： Ｒ＝［0.86/2］×0.96×0.98×0.98×0.9＝0.356 Ｔ＝［0.86/2］×0.96×0.98×0.98＝0.404 利得＝［0.356＋0.440］×［（0.82×0.93）/0.41］≒
1.32 偏光器付き２つの計算は次のパラメータの下で実
行された： −プリズムおよびダブルプリズムの両方に対して０．９
８の惑光防止係数； −全反射係数、Ｒ＝１； −ダブルプリズムの透過係数、０．８６； −偏光器の透過係数、０．４１； −分析器の透過係数、０．８２； −ミラーＭ３の反射係数＝０．９； −コレステリンフィルタの偏光率＝０．９３；そして −λ偏光回転プレートの透過係数は９４％に等しいと仮
定した。
【００８３】本発明の装置はいくつかの利点を有する。
すなわち、 ＊装置が偏光変換器および焦点変換器に対して最適であ
る。
すなわち、 ＊装置が偏光変換器および焦点変換器に対して最適であ
る。
【００８４】＊水平軸に沿ったフォーカシングはコント
ラスト値を変化させない。なぜなら、液晶ディスプレイ
の水平許容角度は非常に広いからである。
ラスト値を変化させない。なぜなら、液晶ディスプレイ
の水平許容角度は非常に広いからである。
【００８５】＊ガラス／空気および空気／ガラス屈折イ
ンターフェースを通過するｐ偏光は強く減衰される。な
ぜなら、“ｐ”だからである。このことは装置のフレン
ネル損失を最小に制限する。
ンターフェースを通過するｐ偏光は強く減衰される。な
ぜなら、“ｐ”だからである。このことは装置のフレン
ネル損失を最小に制限する。
【００８６】この装置の出口には、このビームを直接、
モノバルブまたは単色プロジェクタ（図１７参照）また
は３色投影に対する３バルブ装置の液晶セルの照明に使
用することができる。この装置では、上に述べたように
２つのビームを供給する照明ボック、ＬＣＤスクリーン
およびマイクロレンズμＬのアレイがある。
モノバルブまたは単色プロジェクタ（図１７参照）また
は３色投影に対する３バルブ装置の液晶セルの照明に使
用することができる。この装置では、上に述べたように
２つのビームを供給する照明ボック、ＬＣＤスクリーン
およびマイクロレンズμＬのアレイがある。
【図１】本発明による簡単な実施例の概略図である。
【図２】図１の装置の択一的実施例の概略図である。
【図３】スクリーンの平面に対する垂線を基準にして光
をセンタリングするための手段の概略図でえある。
をセンタリングするための手段の概略図でえある。
【図４】１つのマイクロレンズが照明すべきスクリーン
の４つのピクセル素子をイネーブルする本発明の装置の
実施例の概略図である。
の４つのピクセル素子をイネーブルする本発明の装置の
実施例の概略図である。
【図５】コレステリンフィルタを使用した偏光装置の実
施例の概略図である。
施例の概略図である。
【図６】コレステリンフィルタを使用した偏光装置の実
施例の概略図である。
施例の概略図である。
【図７】コレステリンフィルタを使用した偏光装置の実
施例の概略図である。
施例の概略図である。
【図８】コレステリンフィルタを使用した偏光装置の実
施例の概略図である。
施例の概略図である。
【図９】コレステリンフィルタを使用した偏光装置の実
施例の概略図である。
施例の概略図である。
【図１０】図９の偏光装置に適用される照明装置の概略
図である。
図である。
【図１１】図１０の装置の別の実施例の概略図である。
【図１２】ホログラフィックな偏光分割装置を有する照
明装置の概略図である。
明装置の概略図である。
【図１３】ホログラフィックな偏光分割装置を有する照
明装置の概略図である。
明装置の概略図である。
【図１４】スクリーンの画素構造を示す概略図である。
【図１５】スクリーンの画素構造を示す概略図である。
【図１６】スクリーンの画素構造を示す概略図である。
【図１７】本発明の装置の一般的構成を示す概略図であ
る。
る。
【図１８】液晶スクリーンを照明するための配置構成と
レンズ形状を示す概略図である。
レンズ形状を示す概略図である。
【図１９】液晶スクリーンを照明するための配置構成と
レンズ形状を示す概略図である。
レンズ形状を示す概略図である。
ＣＦ コレステリンフィルタ Ｆ１，Ｆ２ ビーム Ｍ ミラー ＤＰＣ ダブルプリズム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ａ
Claims (19)
- 【請求項１】 非偏光ビーム（Ｆ）を放出する光源と、
該非偏光ビームを受光し、液晶スクリーンに第１と第２
のビーム（Ｆ１，Ｆ２）を再伝達する偏光分割装置（Ｐ
ＢＳ）とを有し、 前記第１と第２のビームは同じ偏光方向に偏光されてお
り、 当該２つのビームの軸は所定の角度（２β）を定める形
式の液晶スクリーンの照明装置において、 マイクロレンズ（μＬ）のマトリクスを有し、 該マイクロレンズマトリクスは、液晶スクリーンの少な
くとも２つの隣接する画素（ＥＬ１，ＥＬ２）に対する
ものであり、 各マイクロレンズは、前記２つの画素の一方（ＥＬ１）
で受信される第１の光ビームの部分と、前記２つの画素
の他方（ＥＬ２）で受信される第２の光ビームの部分と
を方向付けることを特徴とする、液晶スクリーンの照明
装置。 - 【請求項２】 スクリーン（ＬＣＤ）はマイクロレンズ
（μＬ）の焦点面である、請求項１記載の照明装置。 - 【請求項３】 マイクロレンズ（μＬ）は球形である、
請求項１記載の照明装置。 - 【請求項４】 マイクロレンズ（μＬ）は円筒形であ
り、各々は照明すべき画素の２つの列をイネーブルす
る、請求項１記載の照明装置。 - 【請求項５】 偏光分割装置（ＰＢＳ）は偏光スプリッ
タと、ビーム再結合器とを有し、 該偏光スプリッタは光源からの光を空間的に２つのビー
ムに分割し、 前記２つのビームは異なって偏光され、 少なくとも１つの反射器（Ｍ１，Ｍ２）が１つのビーム
（Ｆ１，Ｆ２）の経路に配置され、 前記ビーム再結合器（ＤＰＣ）は２つのビームを受光
し、これらをスクリーンに伝達する、請求項１記載の照
明装置。 - 【請求項６】 ２つの反射器（Ｍ１，Ｍ２）を有し、各
々はビーム（Ｆ１，Ｆ２）の経路に配置されている、請
求項５記載の照明装置。 - 【請求項７】 反射器（Ｍ１，Ｍ２）は回転可能であ
る、請求項５または６記載の照明装置。 - 【請求項８】 偏光回転（λ/２）装置を有し、該装置
はビームの一方（Ｆ１またはＦ２）の経路に配置されて
いる請求項５記載の照明装置。 - 【請求項９】 第１のビームを第３及び第４のビームに
分割し、第２のビームを第５及び第６のビームに分割す
るための装置と、 マイクロレンズ（μＬ）マトリクスに得られる４つのビ
ームを重ね合わせるための装置（ＯＩ）とを有し、 各マイクロレンズ（μＬ１）は、４つのピクセル（ＥＬ
１，ＥＬ２，ＥＬ３，ＥＬ４）に別個に伝達すべき４つ
のビームをイネーブルする、請求項１記載の照明装置。 - 【請求項１０】 偏光スプリッタはダブルプリズムを有
し、 該ダブルプリズムは入射面（Ａ１）と、反射面（Ａ３）
と、出射面（Ａ２）と、偏光フィルタ（ＣＦ）とを有
し、 前記入射面は非偏光ビーム（Ｆ）を受光し、 前記出射面は非偏光ビーム（Ｆ）を受光し、ダブルプリ
ズムを介して透過し、 前記偏光フィルタは出射面（Ａ２）と関連し、一方の偏
光形式の光（Ｆ１）を透過し、他方の偏光形式の光を反
射面（Ａ３）に反射し、 該反射面は光を偏光回転の後、出射面（Ａ２）に反射す
る、請求項１記載の照明装置。 - 【請求項１１】 偏光フィルタ（ＣＦ）は非偏光ビーム
の方向と９０゜以外の角度をなす、請求項１０記載の照
明装置。 - 【請求項１２】 ダブルプリズムは内部反射面を有し、
該内部反射面は入射面および出射面を基準にして実質的
に４５゜で傾いており、 非偏光ビーム（Ｆ）は当該面上で４５゜以外の入射角
（θ）を有する、請求項１０記載の照明装置。 - 【請求項１３】 反射面は再帰反射ミラー（ＲＭ）を有
する、請求項１０記載の照明装置。 - 【請求項１４】 反射面はλ/４偏光回転装置を有す
る、請求項１０記載の照明装置。 - 【請求項１５】 入射面と出射面はダブルプリズムの２
つの向かい合わせの面であり、 プリズムの１つはこれら隣接する２つの面の一方に偏光
フィルタ（ＣＦ）を有し、他方に反射面（Ｍ３）を有す
る、請求項１０記載の照明装置。 - 【請求項１６】 直列に並置されたダブルプリズムを有
し、種々のダブルプリズムの入射面は同じ第１の平面に
あり、種々のダブルプリズムの出射面は同じ第２の平面
にある、請求項１５記載の照明装置。 - 【請求項１７】 ２つの有歯プレート（Ｐ５，Ｐ６）を
有し、該プレートはその歯によって相互に適合されてお
り、各歯はプレートの平面に対して垂直な面と傾いた面
を有し、 プレートの一方の傾いた面は少なくとも反射性である、
請求項１６記載の照明装置。 - 【請求項１８】 一方のプレート（Ｐ６）の平坦面は有
歯面に対応しており、偏光フィルタが設けられている、
請求項１７記載の照明装置。 - 【請求項１９】 偏光スプリッタ（ＰＢＳ）はダブルプ
リズムを有し、 該ダブルプリズムは第１の入射面と、第２の面と、第３
の面を有し、 該第１の入射面は非偏光ビーム（Ｆ）を受光し、 前記第２の面は前記第１の面に対向しており、反射手段
（Ｍ８）を有し、 前記第３の面は第１及び第２の面に隣接しており、反射
手段（Ｍ７）を有し、 ２つんぼハーフプリズムの間には受光材料の層が設けら
れており、該層にはホログラムが記録されており、照明
すべき第１の方向への光偏向をイネーブルし、 第１の方向に対して垂直の照明すべき第２の方向への光
偏向をイネーブルする、請求項１記載の照明装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9505113 | 1995-04-28 | ||
| FR9505113A FR2733619B1 (fr) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | Systeme d'eclairement d'un ecran a cristal liquide |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH095699A true JPH095699A (ja) | 1997-01-10 |
| JP3657347B2 JP3657347B2 (ja) | 2005-06-08 |
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ID=9478535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10889296A Expired - Fee Related JP3657347B2 (ja) | 1995-04-28 | 1996-04-30 | 液晶スクリーンの照明装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5877824A (ja) |
| EP (1) | EP0740476B1 (ja) |
| JP (1) | JP3657347B2 (ja) |
| DE (1) | DE69610734T2 (ja) |
| FR (1) | FR2733619B1 (ja) |
| ZA (1) | ZA963007B (ja) |
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| JP2009086672A (ja) * | 2000-01-28 | 2009-04-23 | Seiko Epson Corp | 光反射型偏光子及びこれを用いたプロジェクタ |
| KR101403761B1 (ko) * | 2013-01-08 | 2014-06-03 | 김재희 | 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치 및 방법 |
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- 1995-04-28 FR FR9505113A patent/FR2733619B1/fr not_active Expired - Fee Related
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| ZA963007B (en) | 1996-08-28 |
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