JPH10186302A - 表示装置及び偏光光源装置 - Google Patents
表示装置及び偏光光源装置Info
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- JPH10186302A JPH10186302A JP8351357A JP35135796A JPH10186302A JP H10186302 A JPH10186302 A JP H10186302A JP 8351357 A JP8351357 A JP 8351357A JP 35135796 A JP35135796 A JP 35135796A JP H10186302 A JPH10186302 A JP H10186302A
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- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133528—Polarisers
- G02F1/133536—Reflective polarizers
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/12—Picture reproducers
- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
- H04N9/3102—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
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- H04N9/315—Modulator illumination systems
- H04N9/3167—Modulator illumination systems for polarizing the light beam
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- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 表示装置及び偏光光源装置に関し、光源光の
利用効率が高く且つコンパクトに構成可能な表示装置及
び偏光光源装置を得ることを目的とする。 【解決手段】 表示装置１０は、光源１２と、液晶パネ
ル１４と、反射型の偏光子１６と、検光子１８と、該偏
光子１６からの反射偏光を該偏光子へ向かって反射させ
るように配置された少なくとも１つのミラー２０と、偏
光回転膜２２とを備え、該偏光子１６は入射光線と出射
光線との間の角度が９０度未満となるように光軸に対し
て斜めに配置され、ミラー２０は光源１２に隣接して配
置され、光源光の一部の偏光は偏光子１６を透過し、最
初に該偏光子１６で反射した一部の偏光は該ミラー２０
で反射し且つ偏光回転膜２２により振動面が回転して偏
光子１６を透過するようにした構成とする。
利用効率が高く且つコンパクトに構成可能な表示装置及
び偏光光源装置を得ることを目的とする。 【解決手段】 表示装置１０は、光源１２と、液晶パネ
ル１４と、反射型の偏光子１６と、検光子１８と、該偏
光子１６からの反射偏光を該偏光子へ向かって反射させ
るように配置された少なくとも１つのミラー２０と、偏
光回転膜２２とを備え、該偏光子１６は入射光線と出射
光線との間の角度が９０度未満となるように光軸に対し
て斜めに配置され、ミラー２０は光源１２に隣接して配
置され、光源光の一部の偏光は偏光子１６を透過し、最
初に該偏光子１６で反射した一部の偏光は該ミラー２０
で反射し且つ偏光回転膜２２により振動面が回転して偏
光子１６を透過するようにした構成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は投射型液晶表示装置
等の表示装置及び偏光光源装置に関する。
等の表示装置及び偏光光源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】投射型液晶表示装置は、光源と、ライト
バルブとしての液晶パネルと、投射レンズとを備えてい
る。液晶パネルは一般的に直線偏光を必要とする。例え
ば、液晶パネルがツイストネマチック型液晶を使用する
場合には、偏光子が液晶パネルの光源側に配置され、検
光子が液晶パネルの光源とは反対側に配置される。
バルブとしての液晶パネルと、投射レンズとを備えてい
る。液晶パネルは一般的に直線偏光を必要とする。例え
ば、液晶パネルがツイストネマチック型液晶を使用する
場合には、偏光子が液晶パネルの光源側に配置され、検
光子が液晶パネルの光源とは反対側に配置される。
【０００３】ツイストネマチック型液晶表示装置におい
ては、一般的に吸収型の偏光子が使用される。吸収型の
偏光子は、光源光のうちの一部の直線偏光を透過させ且
つ残りの一部の偏光を吸収し、よって偏光子を透過した
偏光のみが液晶パネルに導かれる。しかし、このような
液晶表示装置では、光源光の内の約半分の光は使用され
ないことになり，表示装置としての効率が低く、表示が
暗いという問題があった。
ては、一般的に吸収型の偏光子が使用される。吸収型の
偏光子は、光源光のうちの一部の直線偏光を透過させ且
つ残りの一部の偏光を吸収し、よって偏光子を透過した
偏光のみが液晶パネルに導かれる。しかし、このような
液晶表示装置では、光源光の内の約半分の光は使用され
ないことになり，表示装置としての効率が低く、表示が
暗いという問題があった。
【０００４】明るい表示を得るためにはより強力な光源
を用いる必要があり、装置の消費電力の増大を招いてい
た。また、偏光子の吸収作用により偏光子が発熱し、偏
光子が劣化するのを防止するために、強力な冷却を行う
必要があった。これに対して、反射型の偏光子は、光源
光のうちの一部の直線偏光を透過させ且つ残りの一部の
偏光を反射させる。フィルム状に形成されたそのような
偏光子の例は、特開平６─５１３９９号公報に記載され
ている。この公報では、反射型の偏光子を透過したＰ偏
光のみが液晶パネルに向かうようになっている。また、
偏光ビームスプリッタも反射型の偏光子の一例である。
を用いる必要があり、装置の消費電力の増大を招いてい
た。また、偏光子の吸収作用により偏光子が発熱し、偏
光子が劣化するのを防止するために、強力な冷却を行う
必要があった。これに対して、反射型の偏光子は、光源
光のうちの一部の直線偏光を透過させ且つ残りの一部の
偏光を反射させる。フィルム状に形成されたそのような
偏光子の例は、特開平６─５１３９９号公報に記載され
ている。この公報では、反射型の偏光子を透過したＰ偏
光のみが液晶パネルに向かうようになっている。また、
偏光ビームスプリッタも反射型の偏光子の一例である。
【０００５】偏光ビームスプリッタを透過した偏光及び
偏光ビームスプリッタで反射された偏光をともに利用で
きるようになれば、光の利用効率は高くなる。例えば、
特開平７─７２４２８号公報は、光源を通る光軸上に逆
Ｖ字状に配置された２つの偏光ビームスプリッタを含む
投射型液晶表示装置を開示している。２つの偏光ビーム
スプリッタは、逆Ｖ字の脚部が光源側を向き、逆Ｖ字の
頂部が液晶パネル側を向いて配置される。１／２波長板
が該２つの偏光ビームスプリッタの中心線上に配置さ
れ、２つのミラーが２つの偏光ビームスプリッタの外側
ですぐ横に配置されている。光源光のうちの一部の直線
偏光（例えばＰ偏光）は２つの偏光ビームスプリッタを
透過して液晶パネルに向かう。光源光のうちの残りの一
部の直線偏光（Ｓ偏光）はそれぞれの偏光ビームスプリ
ッタで反射し、１／２波長板を通って他の偏光（Ｐ偏
光）となって他方の偏光ビームスプリッタを透過し、ミ
ラーで反射されて液晶パネルに向かうようになってい
る。従って、光源光のうちのほとんどの光を利用するこ
とができる。
偏光ビームスプリッタで反射された偏光をともに利用で
きるようになれば、光の利用効率は高くなる。例えば、
特開平７─７２４２８号公報は、光源を通る光軸上に逆
Ｖ字状に配置された２つの偏光ビームスプリッタを含む
投射型液晶表示装置を開示している。２つの偏光ビーム
スプリッタは、逆Ｖ字の脚部が光源側を向き、逆Ｖ字の
頂部が液晶パネル側を向いて配置される。１／２波長板
が該２つの偏光ビームスプリッタの中心線上に配置さ
れ、２つのミラーが２つの偏光ビームスプリッタの外側
ですぐ横に配置されている。光源光のうちの一部の直線
偏光（例えばＰ偏光）は２つの偏光ビームスプリッタを
透過して液晶パネルに向かう。光源光のうちの残りの一
部の直線偏光（Ｓ偏光）はそれぞれの偏光ビームスプリ
ッタで反射し、１／２波長板を通って他の偏光（Ｐ偏
光）となって他方の偏光ビームスプリッタを透過し、ミ
ラーで反射されて液晶パネルに向かうようになってい
る。従って、光源光のうちのほとんどの光を利用するこ
とができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術で
は、偏光ビームスプリッタは該偏光ビームスプリッタへ
の入射角度が４５度になるように配置され、２つのミラ
ーが２つの偏光ビームスプリッタの外側ですぐ横に配置
されており、且つ各ミラーは各偏光ビームスプリッタの
大きさと同等の大きさをもつ構成であるので、２つのミ
ラーは、２つの偏光ビームスプリッタで規定される光路
の断面積よりも外側へ大きく張出し、装置が大型化にな
る。さらに、ミラーから液晶パネルへ向かう偏光は、か
なり大きな角度で液晶パネルへ入射することになり、こ
の偏光は液晶パネルを通っても投射レンズを通るように
することは難しい。
は、偏光ビームスプリッタは該偏光ビームスプリッタへ
の入射角度が４５度になるように配置され、２つのミラ
ーが２つの偏光ビームスプリッタの外側ですぐ横に配置
されており、且つ各ミラーは各偏光ビームスプリッタの
大きさと同等の大きさをもつ構成であるので、２つのミ
ラーは、２つの偏光ビームスプリッタで規定される光路
の断面積よりも外側へ大きく張出し、装置が大型化にな
る。さらに、ミラーから液晶パネルへ向かう偏光は、か
なり大きな角度で液晶パネルへ入射することになり、こ
の偏光は液晶パネルを通っても投射レンズを通るように
することは難しい。
【０００７】さらに、カラー表示の液晶表示装置の場合
には、３セットの色分離及び偏光分離装置が必要であ
り、各セットの偏光分離装置は上記した２つの偏光ビー
ムスプリッタと１／２波長板と２つのミラーとを含むこ
とになる。従って、装置はさらに大型化することにな
る。本発明の目的は、光源光の利用効率が高く且つコン
パクトに構成可能な表示装置及び偏光光源装置を提供す
ることである。
には、３セットの色分離及び偏光分離装置が必要であ
り、各セットの偏光分離装置は上記した２つの偏光ビー
ムスプリッタと１／２波長板と２つのミラーとを含むこ
とになる。従って、装置はさらに大型化することにな
る。本発明の目的は、光源光の利用効率が高く且つコン
パクトに構成可能な表示装置及び偏光光源装置を提供す
ることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による表示装置
は、光源と、ライトバルブと、該光源と該ライトバルブ
との間に配置され、一部の偏光を透過させ且つ一部の偏
光を反射させる偏光子と、該ライトバルブを透過した光
を受ける検光子と、該偏光子からの反射偏光を該偏光子
へ向かって反射させるように配置された少なくとも１つ
のミラーと、該偏光子と該少なくとも１つのミラーとの
間に配置された偏光回転膜とを備え、該偏光子は、該光
源から該偏光子へ入射する光線と該偏光子から該少なく
とも１つのミラーへ反射する光線との間の角度が９０度
未満となるように該光源と該ライトバルブを通る光軸に
対して斜めに配置され、該少なくとも１つのミラーは該
光軸に直交し且つ該偏光子の中心を通る平面よりも該光
源の側に配置され、光源光の一部の偏光は該偏光子を透
過し、光源光の最初に該偏光子で反射した一部の偏光は
該少なくとも１つのミラーで反射し且つ該偏光回転膜に
より振動面が回転して該偏光子を透過するようにしたこ
とを特徴とするものである。
は、光源と、ライトバルブと、該光源と該ライトバルブ
との間に配置され、一部の偏光を透過させ且つ一部の偏
光を反射させる偏光子と、該ライトバルブを透過した光
を受ける検光子と、該偏光子からの反射偏光を該偏光子
へ向かって反射させるように配置された少なくとも１つ
のミラーと、該偏光子と該少なくとも１つのミラーとの
間に配置された偏光回転膜とを備え、該偏光子は、該光
源から該偏光子へ入射する光線と該偏光子から該少なく
とも１つのミラーへ反射する光線との間の角度が９０度
未満となるように該光源と該ライトバルブを通る光軸に
対して斜めに配置され、該少なくとも１つのミラーは該
光軸に直交し且つ該偏光子の中心を通る平面よりも該光
源の側に配置され、光源光の一部の偏光は該偏光子を透
過し、光源光の最初に該偏光子で反射した一部の偏光は
該少なくとも１つのミラーで反射し且つ該偏光回転膜に
より振動面が回転して該偏光子を透過するようにしたこ
とを特徴とするものである。
【０００９】この構成においては、光源光のうちの一部
の偏光は偏光子を透過し、ライトバルブへ入射する。最
初に該偏光子で反射し且つ該少なくとも１つのミラーで
反射した一部の偏光は該偏光回転膜により振動面が回転
して該偏光子を透過し、ライトバルブへ入射する。従っ
て、光源光のうちのほとんど全ての偏光をライトバルブ
へ入射させ、光源光の利用効率が高くなる。さらに、最
初に該偏光子を透過した偏光のライトバルブへの入射角
度と、最初に該偏光子で反射し且つ該少なくとも１つの
ミラーで反射してから該偏光子を透過する偏光のライト
バルブへの入射角度とは、それほど差がないので、投射
レンズへ入射させるのに困難がない。
の偏光は偏光子を透過し、ライトバルブへ入射する。最
初に該偏光子で反射し且つ該少なくとも１つのミラーで
反射した一部の偏光は該偏光回転膜により振動面が回転
して該偏光子を透過し、ライトバルブへ入射する。従っ
て、光源光のうちのほとんど全ての偏光をライトバルブ
へ入射させ、光源光の利用効率が高くなる。さらに、最
初に該偏光子を透過した偏光のライトバルブへの入射角
度と、最初に該偏光子で反射し且つ該少なくとも１つの
ミラーで反射してから該偏光子を透過する偏光のライト
バルブへの入射角度とは、それほど差がないので、投射
レンズへ入射させるのに困難がない。
【００１０】しかも、ミラーは、該光軸に直交し且つ該
偏光子を通る平面よりも該光源の側に配置されており、
好ましくは該光源のすぐ近傍に配置される。表示装置内
で、光源の近傍は比較的に溶融のあるスペースであるの
で、表示装置を大型化する必要がない。しかも、後で説
明されるように、カラー表示装置の場合でも、３セット
の色分離及び偏光分離装置が必要であるが、３セットの
偏光分離装置に対してミラーは共通のものとして構成す
ることができるので、装置がさらに大型化することはな
い。
偏光子を通る平面よりも該光源の側に配置されており、
好ましくは該光源のすぐ近傍に配置される。表示装置内
で、光源の近傍は比較的に溶融のあるスペースであるの
で、表示装置を大型化する必要がない。しかも、後で説
明されるように、カラー表示装置の場合でも、３セット
の色分離及び偏光分離装置が必要であるが、３セットの
偏光分離装置に対してミラーは共通のものとして構成す
ることができるので、装置がさらに大型化することはな
い。
【００１１】上記構成において、さらに、投射レンズを
備えた。また、該ライトバルブが液晶パネルからなる。
すなわち、上記表示装置は投射型液晶表示装置として構
成される。好ましくは、該少なくとも１つのミラーは該
偏光子で反射した光が該少なくとも１つのミラーにほぼ
垂直に入射するように配置されている。
備えた。また、該ライトバルブが液晶パネルからなる。
すなわち、上記表示装置は投射型液晶表示装置として構
成される。好ましくは、該少なくとも１つのミラーは該
偏光子で反射した光が該少なくとも１つのミラーにほぼ
垂直に入射するように配置されている。
【００１２】好ましくは、該少なくとも１つのミラー
が、該光源から該偏光子へ向かう光線の光路の外側で該
光源に隣接する位置に配置されている。あるいは、該少
なくとも１つのミラーが、該光源から該偏光子へ向かう
光線の光路内に配置されている。該偏光子は平坦な反射
面を有する。あるいは、該偏光子は湾曲した反射面を有
する。後者の場合、該偏光子の湾曲した反射面は光源側
から見て凸面からなり、あるいは、該偏光子の湾曲した
反射面は光源側から見て凹面からなる。そして、該偏光
子の湾曲した反射面はその中心に関して対称に湾曲した
少なくとも第１の部分及び第２の部分を有し、該少なく
とも１つのミラーは、該少なくとも第１の部分及び第２
の部分に対応する少なくとも２つのミラーからなる。
が、該光源から該偏光子へ向かう光線の光路の外側で該
光源に隣接する位置に配置されている。あるいは、該少
なくとも１つのミラーが、該光源から該偏光子へ向かう
光線の光路内に配置されている。該偏光子は平坦な反射
面を有する。あるいは、該偏光子は湾曲した反射面を有
する。後者の場合、該偏光子の湾曲した反射面は光源側
から見て凸面からなり、あるいは、該偏光子の湾曲した
反射面は光源側から見て凹面からなる。そして、該偏光
子の湾曲した反射面はその中心に関して対称に湾曲した
少なくとも第１の部分及び第２の部分を有し、該少なく
とも１つのミラーは、該少なくとも第１の部分及び第２
の部分に対応する少なくとも２つのミラーからなる。
【００１３】さらに、該偏光子から該少なくとも１つの
ミラーへ向かう光を収束させるレンズが設けられる。あ
るいは、さらに、該偏光子から該少なくとも１つのミラ
ーへ向かう光を収束させ、且つ該偏光子を透過した光を
該投射レンズに向かって収束させるレンズが設けられ
る。あるいは、さらに、該偏光子から該少なくとも１つ
のミラーへ向かう光を収束させる第１のレンズと、該偏
光子を透過した光を該投射レンズに向かって収束させる
第２のレンズが設けられる。
ミラーへ向かう光を収束させるレンズが設けられる。あ
るいは、さらに、該偏光子から該少なくとも１つのミラ
ーへ向かう光を収束させ、且つ該偏光子を透過した光を
該投射レンズに向かって収束させるレンズが設けられ
る。あるいは、さらに、該偏光子から該少なくとも１つ
のミラーへ向かう光を収束させる第１のレンズと、該偏
光子を透過した光を該投射レンズに向かって収束させる
第２のレンズが設けられる。
【００１４】好ましくは、さらに、該偏光子と該ライト
バルブとの間に、該偏光子を透過する偏光と同じ振動方
向の偏光を透過させ且つ直行する振動方向の偏光を吸収
する偏光手段を設けた。該偏光子は、円偏光の選択反射
性を有するフィルムと右回転または左回転円偏光を直線
偏光に変換する位相差フィルムとを積層してなるフィル
ム、及び、表面に微小なプリズムを形成し、プリズムの
各辺に屈折率の異なる薄膜を積層してなるフィルムのい
ずれかからなる。あるいは、該偏光子は、ガラス基板に
貼りつけられて、かつガラス基板側を光源側へ向けて配
置する。また、該偏光回転膜は、該ガラス基板の裏面に
貼りつけてある。あるいは、該偏光回転膜は、該少なく
とも１つのミラーに貼りつけてある。
バルブとの間に、該偏光子を透過する偏光と同じ振動方
向の偏光を透過させ且つ直行する振動方向の偏光を吸収
する偏光手段を設けた。該偏光子は、円偏光の選択反射
性を有するフィルムと右回転または左回転円偏光を直線
偏光に変換する位相差フィルムとを積層してなるフィル
ム、及び、表面に微小なプリズムを形成し、プリズムの
各辺に屈折率の異なる薄膜を積層してなるフィルムのい
ずれかからなる。あるいは、該偏光子は、ガラス基板に
貼りつけられて、かつガラス基板側を光源側へ向けて配
置する。また、該偏光回転膜は、該ガラス基板の裏面に
貼りつけてある。あるいは、該偏光回転膜は、該少なく
とも１つのミラーに貼りつけてある。
【００１５】好ましくは、該少なくとも１つのミラーが
１つのミラーからなり、該投射レンズの光軸は該光源と
該ライトバルブを通る光軸に対して該ミラーとは反対側
にずらして配置される。さらに、本発明による投射型液
晶表示装置は、光源と、複数のライトバルブと、該光源
と該ライトバルブとの間にそれぞれに配置され、一部の
偏光を透過させ且つ一部の偏光を反射させる複数の偏光
子と、それぞれのライトバルブを透過した光を受ける検
光子と、該複数の偏光子からの反射偏光をそれぞれ元の
偏光子へ向かって反射させるように配置された少なくと
も１つのミラーと、該偏光子と該少なくとも１つのミラ
ーとの間に配置された該少なくとも１つのミラーと同数
の偏光回転膜と、投射レンズとを備え、該偏光子は、該
光源から該偏光子へ入射する光線と該偏光子から該少な
くとも１つのミラーへ反射する光線との間の角度が９０
度未満となるように該光源と該ライトバルブを通る光軸
に対して斜めに配置され、該少なくとも１つのミラーは
該光源の近傍に配置され、光源光の一部の偏光は各偏光
子を透過し、光源光の最初に該各偏光子で反射し且つ該
少なくとも１つのミラーで反射した一部の偏光は該偏光
回転膜により振動面が回転して該偏光子を透過するよう
にしたことを特徴とする。
１つのミラーからなり、該投射レンズの光軸は該光源と
該ライトバルブを通る光軸に対して該ミラーとは反対側
にずらして配置される。さらに、本発明による投射型液
晶表示装置は、光源と、複数のライトバルブと、該光源
と該ライトバルブとの間にそれぞれに配置され、一部の
偏光を透過させ且つ一部の偏光を反射させる複数の偏光
子と、それぞれのライトバルブを透過した光を受ける検
光子と、該複数の偏光子からの反射偏光をそれぞれ元の
偏光子へ向かって反射させるように配置された少なくと
も１つのミラーと、該偏光子と該少なくとも１つのミラ
ーとの間に配置された該少なくとも１つのミラーと同数
の偏光回転膜と、投射レンズとを備え、該偏光子は、該
光源から該偏光子へ入射する光線と該偏光子から該少な
くとも１つのミラーへ反射する光線との間の角度が９０
度未満となるように該光源と該ライトバルブを通る光軸
に対して斜めに配置され、該少なくとも１つのミラーは
該光源の近傍に配置され、光源光の一部の偏光は各偏光
子を透過し、光源光の最初に該各偏光子で反射し且つ該
少なくとも１つのミラーで反射した一部の偏光は該偏光
回転膜により振動面が回転して該偏光子を透過するよう
にしたことを特徴とする。
【００１６】この構成では、上記したように、少なくと
も１つのミラーは該光源の近傍に配置され、全ての色の
ライトバルブに対して共通的に設けられるものである。
さらに、本発明による偏光光源装置は、楕円リフレクタ
と、該楕円リフレクタの一方の焦点に配置されたランプ
と、該楕円リフレクタの他方の焦点に配置されたピンホ
ール板と、該楕円リフレクタの他方の焦点に焦点をもつ
フィールドレンズと、該フィールドレンズの出射側に楕
円リフレクタ及び該ピンホール板で決まる光軸に対して
傾けて配置され、一部の偏光を透過させ且つ一部の偏光
を反射させる偏光子と、該フィールドレンズと該ピンホ
ール板との間で該ピンホール板のピンホール近傍に配置
されたミラーと、該ミラーと該偏光子との間に配置され
た偏光回転子とを備えたことを特徴とする。
も１つのミラーは該光源の近傍に配置され、全ての色の
ライトバルブに対して共通的に設けられるものである。
さらに、本発明による偏光光源装置は、楕円リフレクタ
と、該楕円リフレクタの一方の焦点に配置されたランプ
と、該楕円リフレクタの他方の焦点に配置されたピンホ
ール板と、該楕円リフレクタの他方の焦点に焦点をもつ
フィールドレンズと、該フィールドレンズの出射側に楕
円リフレクタ及び該ピンホール板で決まる光軸に対して
傾けて配置され、一部の偏光を透過させ且つ一部の偏光
を反射させる偏光子と、該フィールドレンズと該ピンホ
ール板との間で該ピンホール板のピンホール近傍に配置
されたミラーと、該ミラーと該偏光子との間に配置され
た偏光回転子とを備えたことを特徴とする。
【００１７】さらに、本発明による偏光光源装置は、球
面リフレクタと、該球面リフレクタの焦点に配置された
ランプと、該ランプの位置に焦点をもつフィールドレン
ズと、該フィールドレンズの出射側に該ランプ及び該フ
ィールドレンズで決まる光軸に対して傾けて配置され、
一部の偏光を透過させ且つ一部の偏光を反射させる偏光
子と、該ランプの近傍に配置されたミラーと、該ミラー
と該偏光子との間に配置された偏光回転子とを備えたこ
とを特徴とする。
面リフレクタと、該球面リフレクタの焦点に配置された
ランプと、該ランプの位置に焦点をもつフィールドレン
ズと、該フィールドレンズの出射側に該ランプ及び該フ
ィールドレンズで決まる光軸に対して傾けて配置され、
一部の偏光を透過させ且つ一部の偏光を反射させる偏光
子と、該ランプの近傍に配置されたミラーと、該ミラー
と該偏光子との間に配置された偏光回転子とを備えたこ
とを特徴とする。
【００１８】さらに、本発明による偏光光源装置は、放
物面リフレクタと、該放物面リフレクタの焦点に配置さ
れたランプと、コンデンサレンズと、該コンデンサレン
ズの出射側に該ランプと該コンデンサレンズで決まる光
軸に対して垂直に配置され、一部の偏光を透過させ且つ
一部の偏光を反射させる偏光子と、、該ランプと該コン
デンサレンズとの間で前記光軸上に配置されたミラー
と、該反射ミラーと該偏光子の間に配置された偏光回転
膜とを備えたことを特徴とする。
物面リフレクタと、該放物面リフレクタの焦点に配置さ
れたランプと、コンデンサレンズと、該コンデンサレン
ズの出射側に該ランプと該コンデンサレンズで決まる光
軸に対して垂直に配置され、一部の偏光を透過させ且つ
一部の偏光を反射させる偏光子と、、該ランプと該コン
デンサレンズとの間で前記光軸上に配置されたミラー
と、該反射ミラーと該偏光子の間に配置された偏光回転
膜とを備えたことを特徴とする。
【００１９】上記した偏光源装置を用いて、投射型表示
装置を構成することができる。
装置を構成することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１実施例の表示
装置１０を示す図である。この表示装置１０は、光源１
２と、ライトバルブとしての液晶パネル１４と、光源１
２と液晶パネル１４との間に配置された反射型の偏光子
１６と、液晶パネル１４を透過した偏光を受ける検光子
１８と、偏光子１６で反射された偏光を反射するミラー
２０と、偏光回転膜２２とからなる。図１の表示装置１
０は投射型表示装置として形成され、さらにコンデンサ
レンズ２４及び投射レンズ２６を含む。
装置１０を示す図である。この表示装置１０は、光源１
２と、ライトバルブとしての液晶パネル１４と、光源１
２と液晶パネル１４との間に配置された反射型の偏光子
１６と、液晶パネル１４を透過した偏光を受ける検光子
１８と、偏光子１６で反射された偏光を反射するミラー
２０と、偏光回転膜２２とからなる。図１の表示装置１
０は投射型表示装置として形成され、さらにコンデンサ
レンズ２４及び投射レンズ２６を含む。
【００２１】光源１２はメタルハライドランプや、ハロ
ゲンランプや、キセノンランプ等の高輝度の発光を行う
ランプ及びリフレクタを含む。液晶パネル１４はツイス
トネマチック型液晶を一対の透明なガラス基板の間に挿
入してなる。反射型の偏光子１６は、光源１２の光のう
ちの一部の直線偏光を透過させ且つ光源光の振動面の異
なった残りの一部の直線偏光を反射させるものである。
このような偏光子１６は、偏光ビームスプリッタとして
構成されることができ、あるいはフィルム状の偏光膜と
して構成されることができる。フィルム状の偏光膜の場
合には、ガラス基板に貼りつけて使用される。図１の偏
光子１６は平坦な反射面をもつ。
ゲンランプや、キセノンランプ等の高輝度の発光を行う
ランプ及びリフレクタを含む。液晶パネル１４はツイス
トネマチック型液晶を一対の透明なガラス基板の間に挿
入してなる。反射型の偏光子１６は、光源１２の光のう
ちの一部の直線偏光を透過させ且つ光源光の振動面の異
なった残りの一部の直線偏光を反射させるものである。
このような偏光子１６は、偏光ビームスプリッタとして
構成されることができ、あるいはフィルム状の偏光膜と
して構成されることができる。フィルム状の偏光膜の場
合には、ガラス基板に貼りつけて使用される。図１の偏
光子１６は平坦な反射面をもつ。
【００２２】偏光回転膜２２は偏光子１６で反射される
偏光の振動方向に対して４５度の光学軸をもつλ／４位
相差板で形成され、偏光が偏光子１６とミラー２０との
間を往復する間に偏光の振動方向が９０度回転するよう
になっている。従って、偏光子１６で反射された偏光
は、偏光回転膜２２によって振動方向が９０度回転して
偏光子１６に入射し、偏光子１６を透過できるようにな
る。従って、偏光子１６を最初に透過した偏光及び偏光
子１６で最初に反射されて偏光回転された偏光はともに
液晶パネル１４に入射し、光の利用効率の高い液晶表示
装置を実現することができる。
偏光の振動方向に対して４５度の光学軸をもつλ／４位
相差板で形成され、偏光が偏光子１６とミラー２０との
間を往復する間に偏光の振動方向が９０度回転するよう
になっている。従って、偏光子１６で反射された偏光
は、偏光回転膜２２によって振動方向が９０度回転して
偏光子１６に入射し、偏光子１６を透過できるようにな
る。従って、偏光子１６を最初に透過した偏光及び偏光
子１６で最初に反射されて偏光回転された偏光はともに
液晶パネル１４に入射し、光の利用効率の高い液晶表示
装置を実現することができる。
【００２３】偏光子１６は、光源１２から偏光子１６へ
入射する入射光線と偏光子１６からミラー２０へ反射す
る出射光線との間の角度が９０度未満となるように光源
１２と液晶パネル１４を通る光軸に対して斜めに配置さ
れている。実施例においては、光源１２から偏光子１６
へ入射する光線と偏光子１６からミラー２０へ反射する
光線との間の角度が約１０度となっている。ミラー２０
は偏光子１６からミラー２０に進む光軸に直交し且つ偏
光子１６の中心を通る平面よりも光源１２の側に配置さ
れ、偏光子１６のある位置で反射し、ミラー２０でさら
に反射した偏光が、偏光子１６の最初の入射位置とでき
るだけ近い位置に再入射するようになっている。
入射する入射光線と偏光子１６からミラー２０へ反射す
る出射光線との間の角度が９０度未満となるように光源
１２と液晶パネル１４を通る光軸に対して斜めに配置さ
れている。実施例においては、光源１２から偏光子１６
へ入射する光線と偏光子１６からミラー２０へ反射する
光線との間の角度が約１０度となっている。ミラー２０
は偏光子１６からミラー２０に進む光軸に直交し且つ偏
光子１６の中心を通る平面よりも光源１２の側に配置さ
れ、偏光子１６のある位置で反射し、ミラー２０でさら
に反射した偏光が、偏光子１６の最初の入射位置とでき
るだけ近い位置に再入射するようになっている。
【００２４】好ましくは、ミラー２０は偏光子１６で反
射した光が該ミラー２０にほぼ垂直に入射するように配
置されている。従って、偏光子１６のある位置で反射
し、ミラー２０でさらに反射した偏光が、偏光子１６の
最初の入射位置と同じ位置に入射するようになってい
る。ただし、偏光子１６を最初に透過した偏光が光軸と
ほぼ平行に進むのに対して、偏光子１６で最初反射し、
ミラー２０でさらに反射した後で偏光子１６に入射する
偏光は、光軸に対して多少傾いて進む。この偏光の傾き
角度は偏光子１６の傾き角度に従って定まるので、偏光
子１６の傾き角度はできるだけ小さい方がよい。
射した光が該ミラー２０にほぼ垂直に入射するように配
置されている。従って、偏光子１６のある位置で反射
し、ミラー２０でさらに反射した偏光が、偏光子１６の
最初の入射位置と同じ位置に入射するようになってい
る。ただし、偏光子１６を最初に透過した偏光が光軸と
ほぼ平行に進むのに対して、偏光子１６で最初反射し、
ミラー２０でさらに反射した後で偏光子１６に入射する
偏光は、光軸に対して多少傾いて進む。この偏光の傾き
角度は偏光子１６の傾き角度に従って定まるので、偏光
子１６の傾き角度はできるだけ小さい方がよい。
【００２５】そして、ミラー２０が、光源１２から偏光
子１６へ向かう光線の光路の外側で光源１２に隣接する
位置に配置されていることが好ましい。こうすることに
よって、偏光子１６の傾き角度を小さくできるととも
に、光源１２から偏光子１６へ向かう光線がミラー２０
によって邪魔されることなく、偏光子１６の傾き角度を
できるだけ小さくできる。また、表示装置１０内では光
源１２の近傍には空きスペースがあることが多く、表示
装置１０をそれほど大型化しなくてもミラー２０を設置
することができる。
子１６へ向かう光線の光路の外側で光源１２に隣接する
位置に配置されていることが好ましい。こうすることに
よって、偏光子１６の傾き角度を小さくできるととも
に、光源１２から偏光子１６へ向かう光線がミラー２０
によって邪魔されることなく、偏光子１６の傾き角度を
できるだけ小さくできる。また、表示装置１０内では光
源１２の近傍には空きスペースがあることが多く、表示
装置１０をそれほど大型化しなくてもミラー２０を設置
することができる。
【００２６】図２は本発明の第２実施例の表示装置１０
を示す図である。この表示装置１０も、光源１２と、液
晶パネル１４と、反射型の偏光子１６と、検光子１８
と、偏光子１６からの光を反射するミラー２０ｘ、２０
ｙと、偏光回転膜２２と、コンデンサレンズ２４と、投
射レンズ２６とを含む。この実施例では、偏光子１６の
反射面は光源１２側から見て凸に湾曲し、その中心に関
して対称な第１の部分１６ｘ及び第２の部分１６ｙを有
する。第１の部分１６ｘ及び第２の部分１６ｙの各々は
平坦である。そして、２つのミラー２０ｘ、２０ｙは、
偏光子１６の第１の部分１６ｘ及び第２の部分１６ｙに
対応して光源１２の両側に隣接して配置される。偏光回
転膜２２は各ミラー２０ｘ、２０ｙに貼りつけられてい
る。なお、実施例では、偏光子１６の反射面を第１の部
分１６ｘ及び第２の部分１６ｙに分割しているが、偏光
子１６の反射面の分割は２分割に限定されるものではな
く、その他に分割することができる。
を示す図である。この表示装置１０も、光源１２と、液
晶パネル１４と、反射型の偏光子１６と、検光子１８
と、偏光子１６からの光を反射するミラー２０ｘ、２０
ｙと、偏光回転膜２２と、コンデンサレンズ２４と、投
射レンズ２６とを含む。この実施例では、偏光子１６の
反射面は光源１２側から見て凸に湾曲し、その中心に関
して対称な第１の部分１６ｘ及び第２の部分１６ｙを有
する。第１の部分１６ｘ及び第２の部分１６ｙの各々は
平坦である。そして、２つのミラー２０ｘ、２０ｙは、
偏光子１６の第１の部分１６ｘ及び第２の部分１６ｙに
対応して光源１２の両側に隣接して配置される。偏光回
転膜２２は各ミラー２０ｘ、２０ｙに貼りつけられてい
る。なお、実施例では、偏光子１６の反射面を第１の部
分１６ｘ及び第２の部分１６ｙに分割しているが、偏光
子１６の反射面の分割は２分割に限定されるものではな
く、その他に分割することができる。
【００２７】この実施例の基本的な作動は前の実施例の
作動と同様である。つまり、光源１２の光のうちの一部
の偏光は偏光子１６の第１及び第２の部分１６ｘ、１６
ｙを透過して液晶パネル１４に向かい、光源１２の光の
うちの残りの偏光は偏光子１６の第１及び第２の部分１
６ｘ、１６ｙで反射し、ミラー２０ｘ、２０ｙで反射し
且つ偏光回転して、液晶パネル１４に向かう。
作動と同様である。つまり、光源１２の光のうちの一部
の偏光は偏光子１６の第１及び第２の部分１６ｘ、１６
ｙを透過して液晶パネル１４に向かい、光源１２の光の
うちの残りの偏光は偏光子１６の第１及び第２の部分１
６ｘ、１６ｙで反射し、ミラー２０ｘ、２０ｙで反射し
且つ偏光回転して、液晶パネル１４に向かう。
【００２８】図３は本発明の第３実施例の表示装置１０
を示す図である。この表示装置１０も、光源１２と、液
晶パネル１４と、反射型の偏光子１６と、検光子１８
と、偏光子１６からの光を反射するミラー２０ｘ、２０
ｙと、偏光回転膜２２と、コンデンサレンズ２４と、投
射レンズ２６とを含む。この実施例では、偏光子１６の
反射面は光源１２側から見て凸に湾曲し、その中心に関
して対称な第１の部分１６ｘ及び第２の部分１６ｙを有
する。そして、２つのミラー２０ｘ、２０ｙは、偏光子
１６の第１の部分１６ｘ及び第２の部分１６ｙに対応し
て光源１２の両側に隣接して配置される。偏光子１６の
第１の部分１６ｘ及び第２の部分１６ｙの各々は光源１
２側から見て凹に湾曲している。従って、第１の部分１
６ｘ及び第２の部分１６ｙで反射した光はミラー２０
ｘ、２０ｙに向かって収束性の光線となる。
を示す図である。この表示装置１０も、光源１２と、液
晶パネル１４と、反射型の偏光子１６と、検光子１８
と、偏光子１６からの光を反射するミラー２０ｘ、２０
ｙと、偏光回転膜２２と、コンデンサレンズ２４と、投
射レンズ２６とを含む。この実施例では、偏光子１６の
反射面は光源１２側から見て凸に湾曲し、その中心に関
して対称な第１の部分１６ｘ及び第２の部分１６ｙを有
する。そして、２つのミラー２０ｘ、２０ｙは、偏光子
１６の第１の部分１６ｘ及び第２の部分１６ｙに対応し
て光源１２の両側に隣接して配置される。偏光子１６の
第１の部分１６ｘ及び第２の部分１６ｙの各々は光源１
２側から見て凹に湾曲している。従って、第１の部分１
６ｘ及び第２の部分１６ｙで反射した光はミラー２０
ｘ、２０ｙに向かって収束性の光線となる。
【００２９】この実施例の基本的な作動は前の実施例の
作動と同様である。つまり、光源１２の光のうちの一部
の偏光は偏光子１６の第１及び第２の部分１６ｘ、１６
ｙを透過して液晶パネル１４に向かい、光源１２の光の
うちの残りの偏光は偏光子１６の第１及び第２の部分１
６ｘ、１６ｙで反射し、ミラー２０ｘ、２０ｙで反射し
て、液晶パネル１４に向かう。そして、偏光子１６の第
１の部分１６ｘ及び第２の部分１６ｙで反射した光はミ
ラー２０ｘ、２０ｙに向かって収束性の光線となるの
で、偏光子１６の大きさと比べて、ミラー２０ｘ、２０
ｙの大きさを小さくできる。従って、装置をそれほど大
型化する必要はない。
作動と同様である。つまり、光源１２の光のうちの一部
の偏光は偏光子１６の第１及び第２の部分１６ｘ、１６
ｙを透過して液晶パネル１４に向かい、光源１２の光の
うちの残りの偏光は偏光子１６の第１及び第２の部分１
６ｘ、１６ｙで反射し、ミラー２０ｘ、２０ｙで反射し
て、液晶パネル１４に向かう。そして、偏光子１６の第
１の部分１６ｘ及び第２の部分１６ｙで反射した光はミ
ラー２０ｘ、２０ｙに向かって収束性の光線となるの
で、偏光子１６の大きさと比べて、ミラー２０ｘ、２０
ｙの大きさを小さくできる。従って、装置をそれほど大
型化する必要はない。
【００３０】図４は図１の表示装置１０の原理を利用し
た投射型カラー表示装置１００を示す図である。この投
射型カラー表示装置１００は、青、緑、赤の３色のため
の、３セットの液晶パネル１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、偏
光子１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、検光子１８ａ、１８ｂ、
１８ｃ、及びコンデンサレンズ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ
を含む。
た投射型カラー表示装置１００を示す図である。この投
射型カラー表示装置１００は、青、緑、赤の３色のため
の、３セットの液晶パネル１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、偏
光子１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、検光子１８ａ、１８ｂ、
１８ｃ、及びコンデンサレンズ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ
を含む。
【００３１】ダイクロイックミラー３０ａ、３０ｂ、３
０ｃ、３０ｄが配置される。ダイクロイックミラー３０
ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄは、公知のように特定の色
の光を透過させ、残りの色の光を反射させることによ
り、色分離及び色合成を行う。また、全反射ミラー３２
ａ、３２ｂが配置される。単一のミラー２０が、光源１
２に隣接して配置される。ミラー２０は３個の偏光子１
６ａ、１６ｂ、１６ｃに対して共通のものである。偏光
回転膜２２はミラー２０に貼り付けられる。また、投射
レンズ２６が設けられる。従って、１個のミラー２０を
設置するスペースを確保するだけで、従来の投射型カラ
ー表示装置の構成をほぼそのまま使用することができ
る。
０ｃ、３０ｄが配置される。ダイクロイックミラー３０
ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄは、公知のように特定の色
の光を透過させ、残りの色の光を反射させることによ
り、色分離及び色合成を行う。また、全反射ミラー３２
ａ、３２ｂが配置される。単一のミラー２０が、光源１
２に隣接して配置される。ミラー２０は３個の偏光子１
６ａ、１６ｂ、１６ｃに対して共通のものである。偏光
回転膜２２はミラー２０に貼り付けられる。また、投射
レンズ２６が設けられる。従って、１個のミラー２０を
設置するスペースを確保するだけで、従来の投射型カラ
ー表示装置の構成をほぼそのまま使用することができ
る。
【００３２】各セットの液晶パネル１４ａ、１４ｂ、１
４ｃ及び偏光子１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、並びにミラー
２２及び偏光回転膜２２について、図１の実施例の原理
が適用される。すなわち、各偏光子１６ａ、１６ｂ、１
６ｃは、光源１２と各液晶パネル１４ａ、１４ｂ、１４
ｃを通る光軸に対して傾斜して配置されている。液晶パ
ネル１４ａ及び偏光子１６ａについてみると、光源１２
の光は、ダイクロイックミラー３０ａを透過し、全反射
ミラー３２ａで反射して、偏光子１６ａに達する。一部
の偏光は偏光子１６ａを透過して液晶パネル１４ａへ向
かい、残りの一部の偏光は偏光子１６ａで反射し、全反
射ミラー３２ａで反射して、ミラー２０に向かう、ミラ
ー２０で反射された偏光は、偏光回転膜２２により振動
面が９０度回転して全反射ミラー３２ａを経て偏光子１
６ａに再度入射する。この偏光は偏光子１６ａを透過し
て液晶パネル１４ａへ向かう。従って、例えば赤色の偏
光成分は全て偏光子１６ａを透過して液晶パネル１４ａ
で画像変調され、ダイクロイックミラー３０ｃ、３０ｄ
で他の色の偏光成分と合成されて、投射レンズ２６から
スクリーン（図示せず）へ投射される。
４ｃ及び偏光子１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、並びにミラー
２２及び偏光回転膜２２について、図１の実施例の原理
が適用される。すなわち、各偏光子１６ａ、１６ｂ、１
６ｃは、光源１２と各液晶パネル１４ａ、１４ｂ、１４
ｃを通る光軸に対して傾斜して配置されている。液晶パ
ネル１４ａ及び偏光子１６ａについてみると、光源１２
の光は、ダイクロイックミラー３０ａを透過し、全反射
ミラー３２ａで反射して、偏光子１６ａに達する。一部
の偏光は偏光子１６ａを透過して液晶パネル１４ａへ向
かい、残りの一部の偏光は偏光子１６ａで反射し、全反
射ミラー３２ａで反射して、ミラー２０に向かう、ミラ
ー２０で反射された偏光は、偏光回転膜２２により振動
面が９０度回転して全反射ミラー３２ａを経て偏光子１
６ａに再度入射する。この偏光は偏光子１６ａを透過し
て液晶パネル１４ａへ向かう。従って、例えば赤色の偏
光成分は全て偏光子１６ａを透過して液晶パネル１４ａ
で画像変調され、ダイクロイックミラー３０ｃ、３０ｄ
で他の色の偏光成分と合成されて、投射レンズ２６から
スクリーン（図示せず）へ投射される。
【００３３】また、液晶パネル１４ｂ及び偏光子１６ｂ
についてみると、光源１２の光は、ダイクロイックミラ
ー３０ａで反射し且つダイクロイックミラー３０ｂを透
過し、偏光子１６ｂに達する。一部の偏光は偏光子１６
ｂを透過して液晶パネル１４ｂへ向かい、残りの一部の
偏光は偏光子１６ｂで反射し、ダイクロイックミラー３
０ａで反射して、ミラー２０に向かう、ミラー２０で反
射された偏光は、偏光回転膜２２により振動面が９０度
回転して偏光子１６ｂに再度入射する。この偏光は偏光
子１６ｂを透過して液晶パネル１４ｂへ向かう。従っ
て、例えば青色の偏光成分は全て偏光子１６ｂを透過し
て液晶パネル１４ｂで画像変調され、全反射ミラー３２
ｂで反射されて、ダイクロイックミラー３０ｄで他の色
の偏光成分と合成されて、投射レンズ２６からスクリー
ン（図示せず）へ投射される。
についてみると、光源１２の光は、ダイクロイックミラ
ー３０ａで反射し且つダイクロイックミラー３０ｂを透
過し、偏光子１６ｂに達する。一部の偏光は偏光子１６
ｂを透過して液晶パネル１４ｂへ向かい、残りの一部の
偏光は偏光子１６ｂで反射し、ダイクロイックミラー３
０ａで反射して、ミラー２０に向かう、ミラー２０で反
射された偏光は、偏光回転膜２２により振動面が９０度
回転して偏光子１６ｂに再度入射する。この偏光は偏光
子１６ｂを透過して液晶パネル１４ｂへ向かう。従っ
て、例えば青色の偏光成分は全て偏光子１６ｂを透過し
て液晶パネル１４ｂで画像変調され、全反射ミラー３２
ｂで反射されて、ダイクロイックミラー３０ｄで他の色
の偏光成分と合成されて、投射レンズ２６からスクリー
ン（図示せず）へ投射される。
【００３４】また、液晶パネル１４ｃ及び偏光子１６ｃ
についてみると、光源１２の光は、ダイクロイックミラ
ー３０ｂで反射し且つダイクロイックミラー３０ｂで反
射し、偏光子１６ｃに達する。一部の偏光は偏光子１６
ｃを透過して液晶パネル１４ｃへ向かい、残りの一部の
偏光は偏光子１６ｃで反射し、ダイクロイックミラー３
０ｂで反射しｄ、ミラー２０に向かう、ミラー２０で反
射された偏光は、偏光回転膜２２により振動面が９０度
回転してダイクロイックミラー３０ｂを経て偏光子１６
ｃに再度入射する。この偏光は偏光子１６ｃを透過して
液晶パネル１４ｃへ向かう。従って、例えば緑色の偏光
成分は全て偏光子１６ｃを透過して液晶パネル１４ｃで
画像変調され、ダイクロイックミラー３０ｃ、３０ｄで
他の色の偏光成分と合成されて、投射レンズ２６からス
クリーン（図示せず）へ投射される。
についてみると、光源１２の光は、ダイクロイックミラ
ー３０ｂで反射し且つダイクロイックミラー３０ｂで反
射し、偏光子１６ｃに達する。一部の偏光は偏光子１６
ｃを透過して液晶パネル１４ｃへ向かい、残りの一部の
偏光は偏光子１６ｃで反射し、ダイクロイックミラー３
０ｂで反射しｄ、ミラー２０に向かう、ミラー２０で反
射された偏光は、偏光回転膜２２により振動面が９０度
回転してダイクロイックミラー３０ｂを経て偏光子１６
ｃに再度入射する。この偏光は偏光子１６ｃを透過して
液晶パネル１４ｃへ向かう。従って、例えば緑色の偏光
成分は全て偏光子１６ｃを透過して液晶パネル１４ｃで
画像変調され、ダイクロイックミラー３０ｃ、３０ｄで
他の色の偏光成分と合成されて、投射レンズ２６からス
クリーン（図示せず）へ投射される。
【００３５】光源１２から偏光子１６ａまでの光路長、
光源１２から偏光子１６ｂまでの光路長、及び光源１２
から偏光子１６ｃまでの光路長は互いに等しくなるよう
に形成されている。同様に、偏光子１６ａからミラー２
０までの光路長、偏光子１６ｂからミラー２０までの光
路長、及び偏光子１６ｃからミラー２０までの光路長も
互いに等しくなるように形成されている。後者の構成
は、ダイクロイックミラー３０ｂの大きさを光源１２の
光路面積及びミラー２０の光路面積を含む大きさにする
ことによって達成されている。
光源１２から偏光子１６ｂまでの光路長、及び光源１２
から偏光子１６ｃまでの光路長は互いに等しくなるよう
に形成されている。同様に、偏光子１６ａからミラー２
０までの光路長、偏光子１６ｂからミラー２０までの光
路長、及び偏光子１６ｃからミラー２０までの光路長も
互いに等しくなるように形成されている。後者の構成
は、ダイクロイックミラー３０ｂの大きさを光源１２の
光路面積及びミラー２０の光路面積を含む大きさにする
ことによって達成されている。
【００３６】図５は図２の表示装置１０の原理を利用し
た投射型カラー表示装置１００を示す図である。この投
射型カラー表示装置１００は、図２と同様に、各偏光子
１６ａ、１６ｂ、１６ｃが湾曲し、２つのミラー２０
ｘ、２０ｙが設けられ、偏光回転膜２２がそれぞれのミ
ラー２０ｘ、２０ｙに貼りつけられている点を除くと、
図４の投射型カラー表示装置１００と類似している。
た投射型カラー表示装置１００を示す図である。この投
射型カラー表示装置１００は、図２と同様に、各偏光子
１６ａ、１６ｂ、１６ｃが湾曲し、２つのミラー２０
ｘ、２０ｙが設けられ、偏光回転膜２２がそれぞれのミ
ラー２０ｘ、２０ｙに貼りつけられている点を除くと、
図４の投射型カラー表示装置１００と類似している。
【００３７】図６は図３の表示装置１０の原理を利用し
た投射型カラー表示装置１００を示す図である。この投
射型カラー表示装置１００は、図３と同様に、各偏光子
１６ａ、１６ｂ、１６ｃが湾曲し、２つのミラー２０
ｘ、２０ｙが設けられ、偏光回転膜２２がそれぞれのミ
ラー２０ｘ、２０ｙに貼りつけられている点を除くと、
図４の投射型カラー表示装置１００と類似している。
た投射型カラー表示装置１００を示す図である。この投
射型カラー表示装置１００は、図３と同様に、各偏光子
１６ａ、１６ｂ、１６ｃが湾曲し、２つのミラー２０
ｘ、２０ｙが設けられ、偏光回転膜２２がそれぞれのミ
ラー２０ｘ、２０ｙに貼りつけられている点を除くと、
図４の投射型カラー表示装置１００と類似している。
【００３８】図３の実施例においては、偏光子１６の反
射面は光源１２側から見て凸に湾曲した第１の部分１６
ｘ及び第２の部分１６ｙを有し、第１の部分１６ｘ及び
第２の部分１６ｙの各々は光源１２側から見て凹に湾曲
し、第１の部分１６ｘ及び第２の部分１６ｙで反射した
光はミラー２０ｘ、２０ｙに向かって収束性の光線とな
っていた。
射面は光源１２側から見て凸に湾曲した第１の部分１６
ｘ及び第２の部分１６ｙを有し、第１の部分１６ｘ及び
第２の部分１６ｙの各々は光源１２側から見て凹に湾曲
し、第１の部分１６ｘ及び第２の部分１６ｙで反射した
光はミラー２０ｘ、２０ｙに向かって収束性の光線とな
っていた。
【００３９】図７及び図８に示す実施例においては、偏
光子１６の反射面は光源１２側から見て凸に湾曲した第
１の部分１６ｘ及び第２の部分１６ｙを有し、第１の部
分１６ｘ及び第２の部分１６ｙの各々は平坦であるが、
第１の部分１６ｘ及び第２の部分１６ｙからミラー２０
ｘ、２０ｙに向かう光を収束させるレンズが設けられ
る。
光子１６の反射面は光源１２側から見て凸に湾曲した第
１の部分１６ｘ及び第２の部分１６ｙを有し、第１の部
分１６ｘ及び第２の部分１６ｙの各々は平坦であるが、
第１の部分１６ｘ及び第２の部分１６ｙからミラー２０
ｘ、２０ｙに向かう光を収束させるレンズが設けられ
る。
【００４０】図７においては、コンデンサレンズ２４が
偏光子１６よりも光源１２側に配置されており、コンデ
ンサレンズ２４が、偏光子１６からミラー２０ｘ、２０
ｙに向かうへ向かう光を収束させ、且つ偏光子１６の第
１の部分１６ｘ及び第２の部分１６ｙを透過した光を投
射レンズ２６に向かって収束させる。ただし、偏光子１
６の第１の部分１６ｘ及び第２の部分１６ｙで反射し、
さらにミラー２０ｘ、２０ｙで反射した偏光は２回コン
デンサレンズ２４を通るため、偏光子１６を最初に透過
した偏光とは、集光点が異なることになる。従って、こ
の構成は、光源１２と偏光子１６との間の距離が、偏光
子１６と投射レンズ２６との間の距離よりも短い場合に
有効である。
偏光子１６よりも光源１２側に配置されており、コンデ
ンサレンズ２４が、偏光子１６からミラー２０ｘ、２０
ｙに向かうへ向かう光を収束させ、且つ偏光子１６の第
１の部分１６ｘ及び第２の部分１６ｙを透過した光を投
射レンズ２６に向かって収束させる。ただし、偏光子１
６の第１の部分１６ｘ及び第２の部分１６ｙで反射し、
さらにミラー２０ｘ、２０ｙで反射した偏光は２回コン
デンサレンズ２４を通るため、偏光子１６を最初に透過
した偏光とは、集光点が異なることになる。従って、こ
の構成は、光源１２と偏光子１６との間の距離が、偏光
子１６と投射レンズ２６との間の距離よりも短い場合に
有効である。
【００４１】図８においては、コンデンサレンズは２つ
のコンデンサレンズ２４ｘ、２４ｙで構成され、第１の
コンデンサレンズ２４ｘは偏光子１６よりも光源１２側
に配置されており、その中央部は比較的に平坦であっ
て、主として偏光子１６の第１の部分１６ｘ及び第２の
部分１６ｙからミラー２０ｘ、２０ｙに向かうへ向かう
光を収束させるようになっている。第２のコンデンサレ
ンズ２４ｙは偏光子１６と液晶パネル１４との間に配置
され、主として偏光子１６を透過した光を投射レンズ２
６に向かって収束させるようになっている。
のコンデンサレンズ２４ｘ、２４ｙで構成され、第１の
コンデンサレンズ２４ｘは偏光子１６よりも光源１２側
に配置されており、その中央部は比較的に平坦であっ
て、主として偏光子１６の第１の部分１６ｘ及び第２の
部分１６ｙからミラー２０ｘ、２０ｙに向かうへ向かう
光を収束させるようになっている。第２のコンデンサレ
ンズ２４ｙは偏光子１６と液晶パネル１４との間に配置
され、主として偏光子１６を透過した光を投射レンズ２
６に向かって収束させるようになっている。
【００４２】こうすれば、１回コンデンサレンズ２４ｘ
を通る偏光の集光点と２回コンデンサレンズ２４ｘを通
る偏光の集光点の差を、第２のコンデンサレンズ２４ｙ
で補正することができる。また、図８の構成において、
偏光子１６を図１のような平坦な偏光子とすることもで
きる。この場合、第１のコンデンサレンズ２４ｘを分割
タイプ（左右、上下等に２つの焦点をもつもの）とし、
偏光子１６で反射した光を２つのミラー２０ｘ、２０ｙ
に導くようにすることもできる。また、第１のコンデン
サレンズ２４ｘの分割部間に暗い領域が生じる場合があ
るが、このときにはレンズをフレネル化するとよい。図
９から図２３はその他の実施例を示す。
を通る偏光の集光点と２回コンデンサレンズ２４ｘを通
る偏光の集光点の差を、第２のコンデンサレンズ２４ｙ
で補正することができる。また、図８の構成において、
偏光子１６を図１のような平坦な偏光子とすることもで
きる。この場合、第１のコンデンサレンズ２４ｘを分割
タイプ（左右、上下等に２つの焦点をもつもの）とし、
偏光子１６で反射した光を２つのミラー２０ｘ、２０ｙ
に導くようにすることもできる。また、第１のコンデン
サレンズ２４ｘの分割部間に暗い領域が生じる場合があ
るが、このときにはレンズをフレネル化するとよい。図
９から図２３はその他の実施例を示す。
【００４３】図９においては、表示装置１０は、光源１
２と、液晶パネル１４と、偏光子１６と、検光子１８
と、偏光子１６の反射光を受けるミラー２０と、偏光回
転膜２２とからなる。コンデンサレンズ２４と投射レン
ズ２６はここでは図示省略されている。偏光子１６は、
ガラス基板上にＳｉＯ2 やＡｌ2 Ｏ3 等の屈折率の異な
る薄膜を積層した偏光ビームスプリッタや、屈折率の異
なる結晶を組み合わせた偏光ビームスプリッタからな
る。
２と、液晶パネル１４と、偏光子１６と、検光子１８
と、偏光子１６の反射光を受けるミラー２０と、偏光回
転膜２２とからなる。コンデンサレンズ２４と投射レン
ズ２６はここでは図示省略されている。偏光子１６は、
ガラス基板上にＳｉＯ2 やＡｌ2 Ｏ3 等の屈折率の異な
る薄膜を積層した偏光ビームスプリッタや、屈折率の異
なる結晶を組み合わせた偏光ビームスプリッタからな
る。
【００４４】図１０においては、表示装置１０は、光源
１２と、液晶パネル１４と、偏光子１６と、検光子１８
と、偏光子１６の反射光を受けるミラー２０と、偏光回
転膜２２とからなる。コンデンサレンズ２４と投射レン
ズ２６はここでは図示省略されている。さらに、偏光子
１６と液晶パネル１４との間に、偏光子１６を透過する
偏光と同じ振動方向の偏光を透過させ且つ直行する振動
方向の偏光を吸収する偏光子３６が設けられている。偏
光子１６の偏光分離特性がシャープでない場合に、所定
の振動方向以外の振動方向の偏光が偏光子１６を透過す
ることがあり、そのような場合には、この偏光子３６は
望ましくない振動方向の偏光を吸収して、望ましい振動
方向の偏光のみを透過させて、表示品質を向上させるも
のである。
１２と、液晶パネル１４と、偏光子１６と、検光子１８
と、偏光子１６の反射光を受けるミラー２０と、偏光回
転膜２２とからなる。コンデンサレンズ２４と投射レン
ズ２６はここでは図示省略されている。さらに、偏光子
１６と液晶パネル１４との間に、偏光子１６を透過する
偏光と同じ振動方向の偏光を透過させ且つ直行する振動
方向の偏光を吸収する偏光子３６が設けられている。偏
光子１６の偏光分離特性がシャープでない場合に、所定
の振動方向以外の振動方向の偏光が偏光子１６を透過す
ることがあり、そのような場合には、この偏光子３６は
望ましくない振動方向の偏光を吸収して、望ましい振動
方向の偏光のみを透過させて、表示品質を向上させるも
のである。
【００４５】図１１は図１０の表示装置１０と同様の表
示装置１０を示す図である。ただし、図１１において
は、偏光子１６は、フィルム状の偏光子１６からなる。
図１２はフィルム状の偏光子１６の一例を示しており、
この偏光子１６は、液晶のコレステリック相の光学特性
である円偏光の回転方向によって選択反射性を有するフ
ィルム３８と、右回転または左回転円偏光を直線偏光に
変換するλ／４位相差フィルム４０とを積層してなるフ
ィルムである。
示装置１０を示す図である。ただし、図１１において
は、偏光子１６は、フィルム状の偏光子１６からなる。
図１２はフィルム状の偏光子１６の一例を示しており、
この偏光子１６は、液晶のコレステリック相の光学特性
である円偏光の回転方向によって選択反射性を有するフ
ィルム３８と、右回転または左回転円偏光を直線偏光に
変換するλ／４位相差フィルム４０とを積層してなるフ
ィルムである。
【００４６】図１３はフィルム状の偏光子１６の他の例
を示しており、この偏光子１６は、アクリルやポリカー
ボネートのフィルム４２の表面に微小なプリズムを形成
し、プリズムの各辺に屈折率の異なる薄膜（例えばＳｉ
Ｏ2 や、ＴｉＯ2 や、ＭｇＦ等の薄膜）を積層してなる
フィルムである。フィルム状の偏光子１６は、設置容積
を小さくでき、光学系の小型化、軽量化に寄与する。
を示しており、この偏光子１６は、アクリルやポリカー
ボネートのフィルム４２の表面に微小なプリズムを形成
し、プリズムの各辺に屈折率の異なる薄膜（例えばＳｉ
Ｏ2 や、ＴｉＯ2 や、ＭｇＦ等の薄膜）を積層してなる
フィルムである。フィルム状の偏光子１６は、設置容積
を小さくでき、光学系の小型化、軽量化に寄与する。
【００４７】図１４は図１３の表示装置１０と同様の表
示装置１０を示す図である。ただし、図１４において
は、フィルム状の偏光子１６はガラス基板４６に貼り付
けられ、ガラス基板４６が光源１２側に配置される。こ
の構成により、光源１２のオン─オフに伴う熱サイクル
によるフィルムの伸び縮みやこの伸び縮みによる屈折率
の変動による偏光特性の変化を防止することが可能にな
る。また、ガラス基板４６を光源１２側に配置すること
で、フィルムの光源１２側がより平坦になり、光の乱反
射等を防止でき、光の利用効率を高くすることができ
る。
示装置１０を示す図である。ただし、図１４において
は、フィルム状の偏光子１６はガラス基板４６に貼り付
けられ、ガラス基板４６が光源１２側に配置される。こ
の構成により、光源１２のオン─オフに伴う熱サイクル
によるフィルムの伸び縮みやこの伸び縮みによる屈折率
の変動による偏光特性の変化を防止することが可能にな
る。また、ガラス基板４６を光源１２側に配置すること
で、フィルムの光源１２側がより平坦になり、光の乱反
射等を防止でき、光の利用効率を高くすることができ
る。
【００４８】図１５においては、偏光回転膜２２は偏光
子１６の反射偏光を反射させるミラー２０の表面に貼り
つけられている。図１４の偏光回転膜２２は空気と接し
ているので、偏光が往復する間に、偏光が、空気中から
偏光回転膜２２に入射し、偏光回転膜２２から空気中に
出射し、さらに、空気中から偏光回転膜２２に入射し、
偏光回転膜２２から空気中に出射する。光の入出射があ
る度に表面反射による光量の減少が生じるが、図１４の
構成では光量の減少が４回生じる。図１５の構成によれ
ば、光量の減少を最低限に抑えることができる。なお、
同様の目的で、偏光回転膜２２を偏光子１６を貼り付け
たガラス基板４６の表面に貼り付けることもできる。
子１６の反射偏光を反射させるミラー２０の表面に貼り
つけられている。図１４の偏光回転膜２２は空気と接し
ているので、偏光が往復する間に、偏光が、空気中から
偏光回転膜２２に入射し、偏光回転膜２２から空気中に
出射し、さらに、空気中から偏光回転膜２２に入射し、
偏光回転膜２２から空気中に出射する。光の入出射があ
る度に表面反射による光量の減少が生じるが、図１４の
構成では光量の減少が４回生じる。図１５の構成によれ
ば、光量の減少を最低限に抑えることができる。なお、
同様の目的で、偏光回転膜２２を偏光子１６を貼り付け
たガラス基板４６の表面に貼り付けることもできる。
【００４９】図１６においては、コンデンサレンズ２４
を検光子１８と投射レンズ２６との間に配置する例が示
される。これによっても、前の実施例と同様に、全ての
光線はコンデンサレンズ２４により投射レンズ２６に集
光される。図１７においては、コンデンサレンズ２４を
光源１２と偏光子１６との間に配置する例が示される。
コンデンサレンズ２４は偏光子１６で反射してミラー２
０に向かう偏光を収束させる。ミラー２０は偏光子１６
からの入射光がミラー２０に対して垂直でなくある入射
角度で入射するように配置され、それによって、ミラー
２０で反射して偏光子１６に入射する偏光が投射レンズ
２６から大きく外れるのを防止するようになっている。
コンデンサレンズ２４は偏光子１６及び液晶パネル１４
を透過した光線を投射レンズ２６に集光させる機能も有
する。
を検光子１８と投射レンズ２６との間に配置する例が示
される。これによっても、前の実施例と同様に、全ての
光線はコンデンサレンズ２４により投射レンズ２６に集
光される。図１７においては、コンデンサレンズ２４を
光源１２と偏光子１６との間に配置する例が示される。
コンデンサレンズ２４は偏光子１６で反射してミラー２
０に向かう偏光を収束させる。ミラー２０は偏光子１６
からの入射光がミラー２０に対して垂直でなくある入射
角度で入射するように配置され、それによって、ミラー
２０で反射して偏光子１６に入射する偏光が投射レンズ
２６から大きく外れるのを防止するようになっている。
コンデンサレンズ２４は偏光子１６及び液晶パネル１４
を透過した光線を投射レンズ２６に集光させる機能も有
する。
【００５０】図１８においては、投射レンズ２６の光軸
ａが光源及び液晶パネル１４を通る光軸ｂに対して平行
にずれている。ずれる方向は、ミラー２０とは光軸を挟
んで反対側である。これによって、最初に偏光子１６を
透過した偏光及び最初に偏光子１６で反射して再入射し
た偏光を投射レンズ２６へ効率よく入射させることがで
きるようになる。そのため、投射レンズ２６の焦点距離
を短くしたり、入射瞳を大きくしたりする必要がなくな
り、装置の低コスト化に効果がある。
ａが光源及び液晶パネル１４を通る光軸ｂに対して平行
にずれている。ずれる方向は、ミラー２０とは光軸を挟
んで反対側である。これによって、最初に偏光子１６を
透過した偏光及び最初に偏光子１６で反射して再入射し
た偏光を投射レンズ２６へ効率よく入射させることがで
きるようになる。そのため、投射レンズ２６の焦点距離
を短くしたり、入射瞳を大きくしたりする必要がなくな
り、装置の低コスト化に効果がある。
【００５１】図１９は本発明による偏光光源装置５０の
実施例を示す図である。この偏光光源装置５０は表示装
置１０や投射型カラー表示装置１００の一部として使用
できることは明らかであろう。図１９において、偏光光
源装置５０は、楕円リフレクタ５２と、ランプ５４と、
光の平行度を制御するピンホール板５６と、発散光を平
行にするフィールドレンズ５８と、反射型の偏光子６０
と、ミラー６２と、偏光回転子６４とからなる。ランプ
５４はメタルハライドランプや、ハロゲンランプや、キ
セノンランプ等の高輝度の発光を行うものを使用するこ
とができる。
実施例を示す図である。この偏光光源装置５０は表示装
置１０や投射型カラー表示装置１００の一部として使用
できることは明らかであろう。図１９において、偏光光
源装置５０は、楕円リフレクタ５２と、ランプ５４と、
光の平行度を制御するピンホール板５６と、発散光を平
行にするフィールドレンズ５８と、反射型の偏光子６０
と、ミラー６２と、偏光回転子６４とからなる。ランプ
５４はメタルハライドランプや、ハロゲンランプや、キ
セノンランプ等の高輝度の発光を行うものを使用するこ
とができる。
【００５２】ランプ５４は楕円リフレクタ５２の一方の
焦点に配置され、光は楕円リフレクタ５２で反射された
後他方の焦点で集光した後発散する。ピンホール板５６
のピンホール５６ａは楕円リフレクタ５２の他方の焦点
に配置され、集光光を制限して光の散乱量を制御する。
フィールドレンズ５８はピンホール板５６に焦点をも
ち、ピンホール板５６からの出射発散光を平行光線にす
る。
焦点に配置され、光は楕円リフレクタ５２で反射された
後他方の焦点で集光した後発散する。ピンホール板５６
のピンホール５６ａは楕円リフレクタ５２の他方の焦点
に配置され、集光光を制限して光の散乱量を制御する。
フィールドレンズ５８はピンホール板５６に焦点をも
ち、ピンホール板５６からの出射発散光を平行光線にす
る。
【００５３】偏光子６０は上記した偏光子１６と同様に
一部の偏光を透過させ且つ一部の偏光を反射させるもの
であって、楕円リフレクタ５２及びピンホール板５６で
決まる光軸に対して傾けて配置される。ミラー６２はフ
ィールドレンズ５８とピンホール板５６との間でピンホ
ール板５６からの出射光を遮らない位置に配置され、偏
光子６０からの反射光がフィールドレンズ５８を通って
ピンホール板５６のピンホール５６ａ近傍にあるミラー
６２で集光される。ミラー６２はその反射光が再度フィ
ールドレンズ５８に入射されるように偏光子６０の反射
光の光軸に対して垂直に配置される。偏光回転膜６４は
ミラー６２とフィールドレンズ５８との間に配置され、
上記偏光回転膜２２と同様に偏光が往復する間に偏光の
振動方向を９０度回転させる。
一部の偏光を透過させ且つ一部の偏光を反射させるもの
であって、楕円リフレクタ５２及びピンホール板５６で
決まる光軸に対して傾けて配置される。ミラー６２はフ
ィールドレンズ５８とピンホール板５６との間でピンホ
ール板５６からの出射光を遮らない位置に配置され、偏
光子６０からの反射光がフィールドレンズ５８を通って
ピンホール板５６のピンホール５６ａ近傍にあるミラー
６２で集光される。ミラー６２はその反射光が再度フィ
ールドレンズ５８に入射されるように偏光子６０の反射
光の光軸に対して垂直に配置される。偏光回転膜６４は
ミラー６２とフィールドレンズ５８との間に配置され、
上記偏光回転膜２２と同様に偏光が往復する間に偏光の
振動方向を９０度回転させる。
【００５４】この偏光光源装置５０の動作を説明する。
楕円リフレクタ５２の一方の焦点にあるランプ５４から
の出射光は、楕円リフレクタ５２で反射され、他方の焦
点に集光される。集光しきれない光はピンホール板５６
によりカットされ、ピンホール板５６を通過した光線が
フィールドレンズ５８側へ出射される。フィールドレン
ズ５８はピンホール５６ａからの発散光を平行光にす
る。それから、光は偏光子６０に達し、一部の偏光が偏
光子６０を透過し且つ一部の偏光が偏光子６０で反射す
る。偏光子６０で反射した偏光はフィールドレンズ５８
及び偏光回転膜６４を通ってミラー６２に達し、ミラー
６２で反射されて偏光回転膜６４及びフィールドレンズ
５８を通って再度偏光子６０に達する。この偏光は振動
方向が９０度回転しているので、偏光子６０を透過す
る。このようにして、ランプ５４のほとんど全ての出射
光を、平行な偏光として提供することができる。
楕円リフレクタ５２の一方の焦点にあるランプ５４から
の出射光は、楕円リフレクタ５２で反射され、他方の焦
点に集光される。集光しきれない光はピンホール板５６
によりカットされ、ピンホール板５６を通過した光線が
フィールドレンズ５８側へ出射される。フィールドレン
ズ５８はピンホール５６ａからの発散光を平行光にす
る。それから、光は偏光子６０に達し、一部の偏光が偏
光子６０を透過し且つ一部の偏光が偏光子６０で反射す
る。偏光子６０で反射した偏光はフィールドレンズ５８
及び偏光回転膜６４を通ってミラー６２に達し、ミラー
６２で反射されて偏光回転膜６４及びフィールドレンズ
５８を通って再度偏光子６０に達する。この偏光は振動
方向が９０度回転しているので、偏光子６０を透過す
る。このようにして、ランプ５４のほとんど全ての出射
光を、平行な偏光として提供することができる。
【００５５】図２０は本発明による偏光光源装置５０の
他の実施例を示す図である。偏光光源装置５０は、球面
リフレクタ５２ａと、ランプ５４と、発散光を平行にす
るフィールドレンズ５８と、反射型の偏光子６０と、ミ
ラー６２と、偏光回転子６４とからなる。ランプ５４は
球面リフレクタ５２の焦点に配置され、ランプ５４から
の出射光の一部はフィールドレンズ５８へ向かって進む
が、球面リフレクタ５２ａで反射された光は焦点、すな
わちランプ５４で集光してフィールドレンズ５８へ向か
って進む。フィールドレンズ５８はランプ５４に焦点を
もち、ランプ５４からの出射発散光を平行光線にする。
他の実施例を示す図である。偏光光源装置５０は、球面
リフレクタ５２ａと、ランプ５４と、発散光を平行にす
るフィールドレンズ５８と、反射型の偏光子６０と、ミ
ラー６２と、偏光回転子６４とからなる。ランプ５４は
球面リフレクタ５２の焦点に配置され、ランプ５４から
の出射光の一部はフィールドレンズ５８へ向かって進む
が、球面リフレクタ５２ａで反射された光は焦点、すな
わちランプ５４で集光してフィールドレンズ５８へ向か
って進む。フィールドレンズ５８はランプ５４に焦点を
もち、ランプ５４からの出射発散光を平行光線にする。
【００５６】偏光子６０は上記した偏光子１６と同様に
一部の偏光を透過させ且つ一部の偏光を反射させるもの
であって、球面リフレクタ５２及びフィールドレンズ５
８で決まる光軸に対して傾けて配置される。ミラー６２
はフィールドレンズ５８とランプ５４との間でランプ５
４の近傍に配置され、偏光子６０からの反射光がフィー
ルドレンズ５８を通ってミラー６２で集光される。ミラ
ー５６はその反射光が再度フィールドレンズ５８に入射
するように偏光子６０からの反射光の光軸に対して垂直
に設置される。偏光回転膜６４は上記偏光回転膜２２と
同様に偏光が往復する間に偏光の振動方向を９０度回転
させる。従って、この構成においても、ランプ５４のか
なりの出射光を、平行な偏光として提供することができ
る。
一部の偏光を透過させ且つ一部の偏光を反射させるもの
であって、球面リフレクタ５２及びフィールドレンズ５
８で決まる光軸に対して傾けて配置される。ミラー６２
はフィールドレンズ５８とランプ５４との間でランプ５
４の近傍に配置され、偏光子６０からの反射光がフィー
ルドレンズ５８を通ってミラー６２で集光される。ミラ
ー５６はその反射光が再度フィールドレンズ５８に入射
するように偏光子６０からの反射光の光軸に対して垂直
に設置される。偏光回転膜６４は上記偏光回転膜２２と
同様に偏光が往復する間に偏光の振動方向を９０度回転
させる。従って、この構成においても、ランプ５４のか
なりの出射光を、平行な偏光として提供することができ
る。
【００５７】図２１は図１９の実施例の変形例を示す図
である。この例では、偏光回転子６４の位置が図１９の
実施例のものとは異なっている。偏光回転膜６４はフィ
ールドレンズ５８の出射側に配置される。すなわち、偏
光子６０はガラス基板６６の一方の表面に貼りつけら
れ、偏光回転膜６４はガラス基板６６の他方の表面に貼
りつけられる。
である。この例では、偏光回転子６４の位置が図１９の
実施例のものとは異なっている。偏光回転膜６４はフィ
ールドレンズ５８の出射側に配置される。すなわち、偏
光子６０はガラス基板６６の一方の表面に貼りつけら
れ、偏光回転膜６４はガラス基板６６の他方の表面に貼
りつけられる。
【００５８】この構成によれば、フィールドレンズ５８
により平行化された光を偏光回転膜６４に入射させるこ
とができるので、偏光回転膜６４への入射角度がほぼ垂
直になり、入射角度依存性のある安価な偏光回転膜６４
を使用できるようになる。図２２は、安価な偏光回転膜
６４を使用した場合の偏光回転効率を示すカーブＰと、
高価な偏光回転膜６４を使用した場合の偏光回転効率を
示すカーブＱとを示している。高価な偏光回転膜６４を
使用すれば、入射角度のバラツキによる偏光回転効率は
小さいが、安価な偏光回転膜６４を使用すれば、入射角
度のバラツキによって偏光回転効率が大きく変動する。
そこで、偏光回転膜６４への入射角度のバラツキを小さ
くすれば、安価な偏光回転膜６４を使用しても、偏光回
転効率の変動の小さい範囲で使用することができる。こ
の特徴はその他の実施例にも適用できる。
により平行化された光を偏光回転膜６４に入射させるこ
とができるので、偏光回転膜６４への入射角度がほぼ垂
直になり、入射角度依存性のある安価な偏光回転膜６４
を使用できるようになる。図２２は、安価な偏光回転膜
６４を使用した場合の偏光回転効率を示すカーブＰと、
高価な偏光回転膜６４を使用した場合の偏光回転効率を
示すカーブＱとを示している。高価な偏光回転膜６４を
使用すれば、入射角度のバラツキによる偏光回転効率は
小さいが、安価な偏光回転膜６４を使用すれば、入射角
度のバラツキによって偏光回転効率が大きく変動する。
そこで、偏光回転膜６４への入射角度のバラツキを小さ
くすれば、安価な偏光回転膜６４を使用しても、偏光回
転効率の変動の小さい範囲で使用することができる。こ
の特徴はその他の実施例にも適用できる。
【００５９】図２３は本発明による偏光光源装置５０の
他の実施例を示す図である。偏光光源装置５０は、放物
面リフレクタ５２ｂと、ランプ５４と、平行光を集光す
るコンデンサレンズ５９と、反射型の偏光子６０と、ミ
ラー６２と、偏光回転子６４とからなる。ランプ５４は
放物面リフレクタ５２ｂの焦点に配置され、放物面リフ
レクタ５２ｂで反射した光は平行光となる。
他の実施例を示す図である。偏光光源装置５０は、放物
面リフレクタ５２ｂと、ランプ５４と、平行光を集光す
るコンデンサレンズ５９と、反射型の偏光子６０と、ミ
ラー６２と、偏光回転子６４とからなる。ランプ５４は
放物面リフレクタ５２ｂの焦点に配置され、放物面リフ
レクタ５２ｂで反射した光は平行光となる。
【００６０】偏光子６０は上記した偏光子１６と同様に
一部の偏光を透過させ且つ一部の偏光を反射させるもの
であって、放物面リフレクタ５２及びコンデンサレンズ
５９で決まる光軸に対して垂直に配置される。ミラー６
２はコンデンサレンズ５９とランプ５４との間で放物面
リフレクタ５２からの反射光の光路内に配置される。ミ
ラー６２はその反射光が再度コンデンサレンズ５９に入
射するように偏光子６０からの反射光の光軸に対して垂
直に設置される。偏光子６０はガラス基板６６の一方の
表面に貼りつけられ、偏光回転膜６４はガラス基板６６
の他方の表面に貼りつけられる。偏光回転膜６４は偏光
が往復する間に偏光の振動方向を９０度回転させる。
一部の偏光を透過させ且つ一部の偏光を反射させるもの
であって、放物面リフレクタ５２及びコンデンサレンズ
５９で決まる光軸に対して垂直に配置される。ミラー６
２はコンデンサレンズ５９とランプ５４との間で放物面
リフレクタ５２からの反射光の光路内に配置される。ミ
ラー６２はその反射光が再度コンデンサレンズ５９に入
射するように偏光子６０からの反射光の光軸に対して垂
直に設置される。偏光子６０はガラス基板６６の一方の
表面に貼りつけられ、偏光回転膜６４はガラス基板６６
の他方の表面に貼りつけられる。偏光回転膜６４は偏光
が往復する間に偏光の振動方向を９０度回転させる。
【００６１】従来の放物面リフレクタを使用した光源装
置では、ランプ管が影となり、照射面の中央部に暗い部
分が生じていた。これを防止するため、ランプと、リフ
レクタと、コンデンサレンズとの距離を大きくとってい
た。この実施例の光源装置を使用すれば、光の利用効率
の高い偏光を得るばかりでなく、偏光子６０からの反射
光により照射面の中央部の影の部分を補償することがで
き、明るい照射面を得ることができる。
置では、ランプ管が影となり、照射面の中央部に暗い部
分が生じていた。これを防止するため、ランプと、リフ
レクタと、コンデンサレンズとの距離を大きくとってい
た。この実施例の光源装置を使用すれば、光の利用効率
の高い偏光を得るばかりでなく、偏光子６０からの反射
光により照射面の中央部の影の部分を補償することがで
き、明るい照射面を得ることができる。
【００６２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光源光の利用効率が高く且つコンパクトに構成可能な表
示装置及び偏光光源装置を得ることができる。
光源光の利用効率が高く且つコンパクトに構成可能な表
示装置及び偏光光源装置を得ることができる。
【図１】本発明の第１実施例の表示装置を示す図であ
る。
る。
【図２】本発明の第１実施例の表示装置を示す図であ
る。
る。
【図３】本発明の第１実施例の表示装置を示す図であ
る。
る。
【図４】図１の装置の原理を使用した投射型カラー表示
装置の例を示す図である。
装置の例を示す図である。
【図５】図２の装置の原理を使用した投射型カラー表示
装置の例を示す図である。
装置の例を示す図である。
【図６】図３の装置の原理を使用した投射型カラー表示
装置の例を示す図である。
装置の例を示す図である。
【図７】本発明の他の実施例の表示装置を示す図であ
る。
る。
【図８】本発明の他の実施例の表示装置を示す図であ
る。
る。
【図９】本発明の他の実施例の表示装置を示す図であ
る。
る。
【図１０】本発明の他の実施例の表示装置を示す図であ
る。
る。
【図１１】本発明の他の実施例の表示装置を示す図であ
る。
る。
【図１２】本発明の他の実施例の表示装置を示す図であ
る。
る。
【図１３】本発明の他の実施例の表示装置を示す図であ
る。
る。
【図１４】本発明の他の実施例の表示装置を示す図であ
る。
る。
【図１５】本発明の他の実施例の表示装置を示す図であ
る。
る。
【図１６】本発明の他の実施例の表示装置を示す図であ
る。
る。
【図１７】本発明の他の実施例の表示装置を示す図であ
る。
る。
【図１８】本発明の他の実施例の表示装置を示す図であ
る。
る。
【図１９】本発明の他の実施例の偏光光源装置を示す図
である。
である。
【図２０】本発明の他の実施例の偏光光源装置を示す図
である。
である。
【図２１】本発明の他の実施例の偏光光源装置を示す図
である。
である。
【図２２】図２１の偏光回転子の作動を説明する図であ
る。
る。
【図２３】本発明の他の実施例の偏光光源装置を示す図
である。
である。
１０…表示装置 １２…光源 １４…液晶パネル １６…偏光子 １８…検光子 ２０…ミラー ２２…偏光回転子 ２４…コンデンサレンズ ２６…投射レンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅原 真理 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 鈴木 敏弘 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内
Claims (25)
- 【請求項１】 光源と、ライトバルブと、該光源と該ラ
イトバルブとの間に配置され、一部の偏光を透過させ且
つ一部の偏光を反射させる偏光子と、該ライトバルブを
透過した光を受ける検光子と、該偏光子からの反射偏光
を該偏光子へ向かって反射させるように配置された少な
くとも１つのミラーと、該偏光子と該少なくとも１つの
ミラーとの間に配置された偏光回転子とを備え、該偏光
子は、該光源から該偏光子へ入射する光線と該偏光子か
ら該少なくとも１つのミラーへ反射する光線との間の角
度が９０度未満となるように該光源と該ライトバルブを
通る光軸に対して斜めに配置され、該少なくとも１つの
ミラーは該偏光子の平面よりも該光源の側に配置され、
光源光の一部の偏光は該偏光子を透過し、光源光の最初
に該偏光子で反射した一部の偏光は該少なくとも１つの
ミラーで反射し且つ該偏光回転子により振動面が回転し
て該偏光子を透過するようにしたことを特徴とする投射
型液晶表示装置。 - 【請求項２】 さらに、投射レンズを備えたことを特徴
とする請求項１に記載の表示装置。 - 【請求項３】 該ライトバルブが液晶パネルからなるこ
とを特徴とする請求項１に記載の表示装置。 - 【請求項４】 該少なくとも１つのミラーは該偏光子で
反射した光が該少なくとも１つのミラーにほぼ垂直に入
射するように配置されていることを特徴とする請求項１
に記載の表示装置。 - 【請求項５】 該少なくとも１つのミラーが、該光源か
ら該偏光子へ向かう光線の光路の外側で該光源に隣接す
る位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記
載の表示装置。 - 【請求項６】 該少なくとも１つのミラーが、該光源か
ら該偏光子へ向かう光線の光路内に配置されていること
を特徴とする請求項１に記載の表示装置。 - 【請求項７】 該偏光子は平坦な反射面を有することを
特徴とする請求項１に記載の表示装置。 - 【請求項８】 該偏光子は湾曲した反射面を有すること
を特徴とする請求項１に記載の表示装置。 - 【請求項９】 該偏光子の湾曲した反射面は光源側から
見て凸面からなることを特徴とする請求項８に記載の表
示装置。 - 【請求項１０】 該偏光子の湾曲した反射面は光源側か
ら見て凹面からなることを特徴とする請求項８に記載の
表示装置。 - 【請求項１１】 該偏光子の湾曲した反射面はその中心
に関して点対称、あるいは該中心を通る線に関して線対
称に湾曲した少なくとも第１の部分及び第２の部分を有
し、該少なくとも１つのミラーは、該少なくとも第１の
部分及び第２の部分に対応する少なくとも２つのミラー
からなることを特徴とする請求項８に記載の表示装置。 - 【請求項１２】 さらに、該偏光子から該少なくとも１
つのミラーへ向かう光を収束させるレンズが設けられる
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。 - 【請求項１３】 さらに、該偏光子から該少なくとも１
つのミラーへ向かう光を収束させ、且つ該偏光子を透過
した光を該投射レンズに向かって収束させるレンズが設
けられることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。 - 【請求項１４】 さらに、該偏光子から該少なくとも１
つのミラーへ向かう光を収束させる第１のレンズと、該
偏光子を透過した光を該投射レンズに向かって収束させ
る第２のレンズが設けられることを特徴とする請求項２
に記載の表示装置。 - 【請求項１５】 さらに、該偏光子と該ライトバルブと
の間に、該偏光子を透過する偏光と同じ振動方向の偏光
を透過させ且つ直行する振動方向の偏光を吸収する偏光
手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の表示装
置。 - 【請求項１６】 該偏光子は、円偏光の選択反射性を有
するフィルムと右回転または左回転円偏光を直線偏光に
変換する位相差フィルムとを積層してなるフィルム、及
び、表面に微小なプリズムを形成し、プリズムの各面に
屈折率の異なる薄膜を積層してなるフィルムのいずれか
からなることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。 - 【請求項１７】 該偏光子は、ガラス基板に貼りつけら
れて、かつガラス基板側を光源側へ向けて配置すること
を特徴とする請求項１に記載の表示装置。 - 【請求項１８】 該偏光回転子は、該ガラス基板の裏面
に貼りつけてあることを特徴とする請求項１７に記載の
表示装置。 - 【請求項１９】 該偏光回転子は、該少なくとも１つの
ミラーに貼りつけてあることを特徴とする請求項１に記
載の表示装置。 - 【請求項２０】 該少なくとも１つのミラーが１つのミ
ラーからなり、該投射レンズの光軸は該光源と該ライト
バルブを通る光軸に対して該ミラーとは反対側にずらし
て配置されることを特徴とする請求項２に記載の表示装
置。 - 【請求項２１】 光源と、複数のライトバルブと、該光
源と該ライトバルブとの間にそれぞれに配置され、一部
の偏光を透過させ且つ一部の偏光を反射させる複数の偏
光子と、それぞれのライトバルブを透過した光を受ける
検光子と、該複数の偏光子からの反射偏光をそれぞれ元
の偏光子へ向かって反射させるように配置された少なく
とも１つのミラーと、該偏光子と該少なくとも１つのミ
ラーとの間に配置された該少なくとも１つのミラーと同
数の偏光回転子と、投射レンズとを備え、該偏光子は、
該光源から該偏光子へ入射する光線と該偏光子から該少
なくとも１つのミラーへ反射する光線との間の角度が９
０度未満となるように該光源と該ライトバルブを通る光
軸に対して斜めに配置され、該少なくとも１つのミラー
は該光源の近傍に配置され、光源光の一部の偏光は各偏
光子を透過し、光源光の最初に該各偏光子で反射し且つ
該少なくとも１つのミラーで反射した一部の偏光は該偏
光回転子により振動面が回転して該偏光子を透過するよ
うにしたことを特徴とする投射型液晶表示装置。 - 【請求項２２】 楕円リフレクタと、該楕円リフレクタ
の一方の焦点に配置されたランプと、該楕円リフレクタ
の他方の焦点に配置されたピンホール板と、該楕円リフ
レクタの他方の焦点に焦点をもつフィールドレンズと、
該フィールドレンズの出射側に楕円リフレクタ及び該ピ
ンホール板で決まる光軸に対して傾けて配置され、一部
の偏光を透過させ且つ一部の偏光を反射させる偏光子
と、該フィールドレンズと該ピンホール板との間で該ピ
ンホール板のピンホール近傍に配置されたミラーと、該
ミラーと該偏光子との間に配置された偏光回転子とを備
えたことを特徴とする偏光光源装置。 - 【請求項２３】 球面リフレクタと、該球面リフレクタ
の焦点に配置されたランプと、該ランプの位置に焦点を
もつフィールドレンズと、該フィールドレンズの出射側
に該ランプ及び該フィールドレンズで決まる光軸に対し
て傾けて配置され、一部の偏光を透過させ且つ一部の偏
光を反射させる偏光子と、該ランプの近傍に配置された
ミラーと、該ミラーと該偏光子との間に配置された偏光
回転子とを備えたことを特徴とする偏光光源装置。 - 【請求項２４】 放物面リフレクタと、該放物面リフレ
クタの焦点に配置されたランプと、コンデンサレンズ
と、該コンデンサレンズの出射側に該ランプと該コンデ
ンサレンズで決まる光軸に対して垂直に配置され、一部
の偏光を透過させ且つ一部の偏光を反射させる偏光子
と、該ランプと該コンデンサレンズとの間で前記光軸上
に配置されたミラーと、該反射ミラーと該偏光子の間に
配置された偏光回転子とを備えたことを特徴とする偏光
光源装置。 - 【請求項２５】 請求項２２から２４のいずれか１項に
記載の偏光光源装置を用いることを特徴とする投射型表
示装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8351357A JPH10186302A (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 表示装置及び偏光光源装置 |
| TW086109585A TW338107B (en) | 1996-12-27 | 1997-07-08 | Projection type display device with polarized light reflecting mirror and polarized light source |
| US08/889,973 US5826960A (en) | 1996-12-27 | 1997-07-10 | Protection type display device with polarized light reflecting mirror and polarized light source |
| KR1019970037140A KR19980063393A (ko) | 1996-12-27 | 1997-08-02 | 표시장치 및 편광 광원장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8351357A JPH10186302A (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 表示装置及び偏光光源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10186302A true JPH10186302A (ja) | 1998-07-14 |
Family
ID=18416759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8351357A Withdrawn JPH10186302A (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 表示装置及び偏光光源装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5826960A (ja) |
| JP (1) | JPH10186302A (ja) |
| KR (1) | KR19980063393A (ja) |
| TW (1) | TW338107B (ja) |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040302 |