JPH11271682A - 偏光変換装置及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 偏光変換装置及び液晶表示装置に関し、短い
光路長で照明用光の色と明るさのむらをなくし均一化す
るとともに、入射光の全てを同じ偏光面を有する偏光に
変換する。 【解決手段】 入射光束１を特定の方向に屈折させる第
１のプリズム２と屈折させた光束を再び入射光束１の伝
播方向に向けて屈折させる第２のプリズム３からなり、
第１のプリズム２及び第２のプリズム３において光の入
射面での光の入射角度が、光の出射面での光の出射角度
よりも小さくなるように配置された光束変換素子４と、
光束変換素子４からの光を互いに直交する２つの直線偏
光の成分に分離する偏光分離手段５と、この偏光分離手
段５によって分離されたそれぞれの直線偏光成分の光の
進行方向を同じ方向に揃えるための反射手段６と、分離
された光の偏光方向を揃えるための１／２波長板７とか
らなる偏光変換素子８との組合せを複数個並列に配置す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は偏光変換装置及び液
晶表示装置に関するものであり、特に、液晶素子を用い
たライトバルブによって強度変調された光を投影レンズ
でスクリーンに投影する表示装置等における光源の利用
率を高めるための構成に特徴のある偏光変換装置及びそ
れを用いた液晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶素子における透過光の偏光方
向の印加電圧依存性を利用し、偏光子と組み合わせるこ
とによって液晶表示パネルや液晶テレビ、或いは、画像
を投影レンズでスクリーンに拡大投影する表示装置用の
ライトバルブとして利用されている。ここで、図６を参
照して、従来の液晶素子によるライトバルブを説明す
る。

【０００３】図６参照 ほぼ平行光線となっている光源（図示せず）からの入射
光３１を第１の偏光子３２を透過させることによって偏
光子３２の偏光軸の方向に応じた特定の直線偏光成分の
みに入射光３１を揃えたのち、液晶素子３３に入射す
る。入射した光は、局所的に液晶３４に印加される電圧
によって偏光方向が特定の角度だけ回転したのち第２の
偏光子３５に入射し、再び、偏光子３５の偏光軸の方向
に応じた特定の直線偏光成分のみが出力光３６として得
られる。

【０００４】この場合、液晶３４に印加する電圧によっ
て画素毎に偏光の回転角度を調整することによって、文
字や画像等を任意に生成することができ、例えば、図に
示す様に、第１の偏光子３２と第２の偏光子３５の偏光
軸が互いに直交するように配置した場合、液晶３４によ
って９０°だけ偏光面が回転された光は、偏光子３５を
透過して出力光３６として出射して白表示部となり、一
方、液晶３４によって回転されなかった光は第２の偏光
子３５を透過することができないので、黒表示部とな
る。

【０００５】しかし、ライトバルブを照明する入射光３
１は、通常、偏光がランダムであり、そのため、第１の
偏光子３２を通過する際に、光の量が約半分に減衰され
てしまい、ここで除かれた光は表示に全く関与すること
はなく無駄となっていた。

【０００６】そこで、この様な無駄な光をなくするため
に、ランダムな偏光を全て同じ偏光面の直線偏光の光に
変換し、この全て同じ偏光面の直線偏光の光を液晶素子
３３に入射することが提案されているので、この様な従
来の偏光変換装置を図７を参照して説明する。

【０００７】図７（ａ）参照 図７（ａ）は、偏光変換装置の基本構成を示す断面図で
あり、２つのプリズムの間に多層膜４３を設けた偏光プ
リズム４２、斜面に反射膜４５を設けるとともに、光の
出射面側にλ／２板（１／２波長板）４６を設けたプリ
ズム４４によって構成されるものであり、多層膜４３は
Ｓ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過する性質を有するため、
Ｐ偏光とＳ偏光とがランダムに混合した入射光４１が偏
光プリズム４２に入射した場合、多層膜４３によってＳ
偏光は反射され、Ｐ偏光はそのまま透過する。

【０００８】一方、多層膜４３によって反射されたＳ偏
光は、反射膜４５によって再び反射されたのち、λ／２
板４６によって偏光面を９０°回転させられてＰ偏光に
変換され、出射光４７として出射するので、この偏光変
換装置に入射した入射光４１は、全て同じＰ偏光に変換
されることになる。

【０００９】しかし、この様な偏光変換方法では、偏光
プリズム４２を透過する光と、偏光プリズム４２によっ
て反射される光との間で波長スペクトルの分布が若干異
なっており、そのため、偏光プリズムから直接出射した
出射光４７と、λ／２板４６を介して出射した出射光４
７とでは、色や明るさが若干異なることになる。したが
って、この様な偏光変換装置で生成された光を液晶ライ
トバルブの照明光に使用した場合には、表示画像内で色
や明るさのむらを生じてしまうことになる。

【００１０】この様な、色や明るさのむらをなくすため
には、偏光変換装置を液晶素子から適度に離れた位置に
配置し、離れた位置で光が混じり合うことによってむら
をなくす必要があるが、照明光の光路長を長くすること
は液晶ライトバルブ装置のサイズを大きくすることに相
当するので現実的ではない。

【００１１】この様な色や明るさのむらが均一化される
光路長は偏光プリズム４２の大きさに依存しており、偏
光プリズム４２が小さければ光路長が短くて済むことに
なり、したがって、この様な偏光プリズム４２を小さく
して複数個配置することによって、短い光路長によって
光や明るさのむらの均一化が可能になるので、この事情
を図７（ｂ）を参照して説明する。

【００１２】図７（ｂ）参照 図７（ｂ）は、微小にした偏光プリズム４２を複数個ア
レイ状に並列に配置したものであり、偏光プリズム４２
に入射した入射光４１は全てＰ偏光の出射光４７となっ
て偏光プリズム４２及びλ／２板４６から出射され、出
射された出射光４７はほぼ平行であっても光の拡散によ
って液晶素子の位置で混じり合うので、色と明るさのむ
らがなくなり均一化されることになる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の様に微
小な偏光プリズムを複数個アレイ状に並列に配置した場
合には、偏光プリズムに入射した光は全てＰ偏光の出射
光に変換されるものの、偏光プリズムに入射しなかった
光は無駄になるか或いはＳ偏光となり、いずれにしても
無駄な光となって損失になる問題があるので、この事情
を図８を参照して説明する。

【００１４】図８参照 図８は、図７（ｂ）に示した偏光プリズムのアレイを拡
大したものであり、図から明らかなように、偏光プリズ
ム４２に入射せずに反射膜４５の背面に入射した光は、
反射膜４５の背面によって反射されて９０°偏向した隣
接する偏光プリズム４２に入射し、Ｓ偏光成分は多層膜
４３によって反射されてそのまま偏光プリズム４２から
出射することになる。

【００１５】一方、Ｐ偏光成分は、多層膜４３を透過
し、反射膜４５で反射されたのち、λ／２板４６によっ
て偏光面を９０°回転させられてＳ偏光に変換され、出
射光４７として出射するので、この反射膜４５側に入射
した入射光４１は、全て同じＳ偏光に変換されることに
なり、したがって、この反射膜４５側に入射した入射光
４１は液晶素子の前段に設けられた偏光子によって除去
されるので液晶素子に対する有効な光とならず、入射光
４１の全体の１／２が無駄になり、従来の入射光の無駄
は結果的に改善されないことになる。なお、反射膜４５
を非反射性膜で覆った場合には、Ｓ偏光は出射されない
ものの、反射膜４５に入射した段階で損失になるので、
やはり入射光の無駄は改善されない。

【００１６】したがって、本発明は、短い光路長で照射
用光の色と明るさのむらをなくし均一化するとともに、
入射光の全てを同じ偏光面を有する偏光に変換する偏光
変換装置を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理的構
成の説明図であり、この図１を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。 図１参照 （１）本発明は、偏光変換装置において、入射光束１を
特定の方向に屈折させる第１のプリズム２と屈折させた
光束を再び入射光束１の伝播方向に向けて屈折させる第
２のプリズム３からなり、第１のプリズム２及び第２の
プリズム３において光の入射面での光の入射角度が、光
の出射面での光の出射角度よりも小さくなるように配置
された光束変換素子４と、光束変換素子４からの光を互
いに直交する２つの直線偏光の成分に分離する偏光分離
手段５と、この偏光分離手段５によって分離されたそれ
ぞれの直線偏光成分の光の進行方向を同じ方向に揃える
ための反射手段６と、分離された光の偏光方向を揃える
ための１／２波長板７とからなる偏光変換素子８とから
構成され、この光束変換素子４と偏光変換素子８との組
合せが複数個並列に配置されていることを特徴とする。

【００１８】この様に、入射光束１の偏光方向を揃える
偏光変換素子８の前段に、入射光束１を小さくして偏光
変換素子８に入射する光束変換素子４を設けているの
で、入射光束１を有効に偏光変換素子８に入射すること
ができ、それによって、光の損失を大幅に低減すること
ができ、また、この様な光束変換素子４と偏光変換素子
８との組合わせを複数個並列に配置しているので、出射
光束９の色や明るさのむらをなくし均一にすることがで
きる。

【００１９】（２）また、本発明は、上記（１）におい
て、第１のプリズム２及び第２のプリズム３の頂角が、
第２のプリズム３から出射される変換された光束の幅が
入射光束１の幅の１／２以下になる角度であることを特
徴とする。

【００２０】この様に、第１のプリズム２及び第２のプ
リズム３の頂角θを、第２のプリズム３から出射される
変換された光束の幅Ｗ″が入射光束１の幅Ｗの１／２以
下になる角度にすることによって、入射光束１の全てを
一方の直線偏光成分の光に変換することができ、入射光
束１を完全有効利用することができる。例えば、第１の
プリズム２及び第２のプリズム３の屈折率をｎと、入射
光束１が各プリズムの入射面に垂直に入射した場合、即
ち、入射角を０°とした場合、入射光束１の幅Ｗに対す
る出射光束９の幅Ｗ″は、 Ｗ″／Ｗ＝｛ｃｏｓ〔ｓｉｎ^-1（ｎ・ｓｉｎθ）〕／ｃ
ｏｓθ｝² で表されるので、ｎ≒１．５２の場合、Ｗ″／Ｗ≦１／
２とするためには、頂角θを、θ≦３１．６°≒３２°
とする必要がある。

【００２１】（３）また、本発明は、上記（１）または
（２）において、第１のプリズム２及び第２のプリズム
３において光が入射面に垂直に入射するように第１のプ
リズム２及び第２のプリズム３を配置したことを特徴と
する。

【００２２】この様に、第１のプリズム２及び第２のプ
リズム３に対する光の入射角が０°になるように配置す
ることによって入射光束１の幅の縮小を最も効率的に行
うことができる。

【００２３】（４）また、本発明は、上記（１）乃至
（３）のいずれかにおいて、第１のプリズム２及び第２
のプリズム３が、それぞれ一体構造であることを特徴と
する。

【００２４】この様に、第１のプリズム２及び第２のプ
リズム３をそれぞれ一体構造にすることによって、即
ち、射出成型或いは金型成型によって一体成形すること
によって個々の第１のプリズム２及び第２のプリズム３
の位置合わせが不要になり、したがって、偏光変換装置
の組立が容易になる。

【００２５】（５）また、本発明は、液晶素子の前段に
偏光変換装置を設けた液晶表示装置において、偏光変換
装置として上記（１）乃至（４）のいずれかの偏光変換
装置を用いたことを特徴とする。

【００２６】このように、上述の本発明の偏光変換装置
を用いることによって、色むら或いは明るさのむらがな
く、且つ、光の利用効率を高めることによって表示輝度
の高い液晶表示装置を構成することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】ここで、図２乃至図４を参照し
て、本発明の第１の実施の形態の偏光変換装置を説明す
る。 図２参照 図２は、本発明の第１の実施の形態の偏光変換装置の１
要素の概念的構成図であり、第１プリズム１２と第２プ
リズム１３とからなる光束変換素子と、２つのプリズム
の間に多層膜１５を設けた偏光プリズム１４、プリズム
１６の斜辺に設けた反射膜１７、及び、プリズム１６の
出射端面に設けたλ／２板１８とからなる偏光変換素子
によって構成される。

【００２８】光源（図示しない）から放出されたほぼ平
行な光束の幅がＷの入射光１１は第１プリズム１２に入
射して屈折することによって幅Ｗ′の光に変換されて第
２プリズム１３に入射し、第２プリズム１３によって屈
折することによって幅Ｗ″の光に変換されることにな
り、この幅Ｗ″の光が偏光プリズム１４へ完全に入射す
るためには、光束の幅Ｗ″を偏光プリズム１４の入射面
の幅以下にする必要があるが、この偏光プリズム１４
は、後述するように色及び明るさのむらをなくために並
列配置することになり、且つ、反射膜１７の占める大き
さを考慮するならば、偏光プリズム１４の幅はＷ／２と
する必要があるので、Ｗ″／Ｗ≦１／２の関係を満たす
必要がある。

【００２９】即ち、第１プリズム１２及び第２プリズム
１３の頂角をθとし、その屈折率をｎとし、第１プリズ
ム１２の入射面に対する入射角をιとし、出射面におけ
る出射角をρとした場合、ι＝０°の場合、即ち、垂直
入射の場合には、光束の変換効率が最大になるので、ι
＝０°になるように第１プリズム１２を入射光１１に対
して配置した場合、第１プリズム１２から出射する光束
の幅Ｗ′は、 Ｗ′＝Ｗ・ｃｏｓρ／ｃｏｓθ となり、屈折の法則により、ｎ＝ｓｉｎρ／ｓｉｎθで
あるので、ρ＝ｓｉｎ^-1（ｎ・ｓｉｎθ）となり、この
ρを代入することによって、 Ｗ′＝Ｗ・ｃｏｓ〔ｓｉｎ^-1（ｎ・ｓｉｎθ）〕／ｃｏ
ｓθ となる。

【００３０】次に、同じく光束の変換効率を最大にする
ために、幅Ｗ′の光が第２プリズム１３に垂直入射し、
且つ、入射光１１の伝播方向を元に戻すように配置する
ことによって、第２プリズム１３からは幅Ｗ″の光が、
入射光１１とほぼ平行になって出射され、入射光１１を
完全に偏光プリズム１４に入射するためには、光束の幅
Ｗ″がＷ″／Ｗ≦１／２の関係を満たす必要がある。

【００３１】一方、光束の幅Ｗ″は、上記の式と同様
に、 Ｗ″＝Ｗ′・ｃｏｓ〔ｓｉｎ^-1（ｎ・ｓｉｎθ）〕／ｃｏｓθ ＝Ｗ×｛ｃｏｓ〔ｓｉｎ^-1（ｎ・ｓｉｎθ）〕／ｃｏｓθ｝² となるので、入射光１１を完全に偏光プリズム１４に入
射させるためには、 Ｗ″／Ｗ＝｛ｃｏｓ〔ｓｉｎ^-1（ｎ・ｓｉｎθ）〕／ｃ
ｏｓθ｝² ≦１／２ となるように頂角θを設定する必要があり、これを計算
すると、 θ≦３１．６°≒３２° となる。

【００３２】なお、より簡単には、光束の幅Ｗ″は、 Ｗ″／Ｗ＝｛ｃｏｓρ／ｃｏｓθ｝² で表され、ｎ＝ｓｉｎρ／ｓｉｎθであるので、 ｃｏｓ² ρ＝１−ｓｉｎ² ρ＝１−ｎ² ｓｉｎ² θ ＝（１−ｎ² ）＋ｎ² ｃｏｓ² θ となり、したがって、 Ｗ″／Ｗ＝〔（１−ｎ² ）＋ｎ² ｃｏｓ² θ〕／ｃｏｓ
² θ≦１／２ を解くことによって、 θ≦３１．６°≒３２° が得られる。

【００３３】次に、幅Ｗ″に変換された光束は、全て偏
光プリズム１４へ入射し、２つのプリズムの間に設けら
れた多層膜１５によって、入射光１１の直線偏光成分の
内のＰ偏光はそのまま透過して出射光１９として放出さ
れる。

【００３４】一方、Ｐ偏光と偏光面が直交するＳ偏光は
多層膜１５で反射され、プリズム１６の斜辺に設けられ
た反射膜１７によって再び反射されて進行方向がＰ偏光
と揃えられたのち、λ／２板１８を透過することによっ
て偏光面が９０°回転したＰ偏光の出射光１９として放
出される。

【００３５】この様にして、光束の幅がＷの入射光１１
は、光束変換手段によって光束の幅がＷ″の光に変換さ
れたのち、偏光変換手段に入射し、全ての光がＰ偏光に
なった状態で出射光１９として放出されることになる。

【００３６】なお、光束変換手段としては、レンズ等を
用いることも考えられるが、屈折率の波長依存性によ
り、この場合には、波長毎に集光状態や平行度が異なる
ことになるが、本発明の第１の実施の形態においては、
光束変換手段として２つのプリズム、即ち、第１プリズ
ム１２及び第２プリズム１３を用いているので、屈折率
の波長依存性に基づく第１プリズム１２で発生した波長
分散を第２プリズム１３によって相殺することができ、
光束変換手段としてレンズ等を用いた場合よりも波長分
散の問題を改善することができる。

【００３７】図３参照 図３は、上記の様な第１プリズム１２及び第２プリズム
１からなる光束変換手段と、偏光プリズム１４、反射膜
１５、λ／２板１８とからなる偏光変換手段との組合せ
を複数個（図においては、６組）並列に配置した場合の
偏光変換装置の概念的構成図であり、この様に並列に複
数個配置することによって、全ての入射光１１を同じ光
束の幅で、同じ偏光面を有するＰ偏光からなる出射光１
９に有効に変換することができ、且つ、この様な光束変
換手段及び偏光変換手段は微小であるので、一要素にお
いて発生する色と明るさのむらを短い光路長で均一化し
て解消することができる。

【００３８】図４参照 図４は、本発明の第１の実施の形態の偏光変換装置の概
念的全体構成図であり、メタルハライドランプや超高圧
水銀ランプ等の発光管及び放物面鏡からなる光源２０の
発光管で発せられた各種の偏光が混合した光は放物面鏡
によってほぼ平行な入射光１１に変換されて三角柱状の
第１プリズム１２及び第２プリズム１３からなる光束変
換手段に入射し、この光束変換手段によって光束の幅が
入射光束の幅より狭くなった、理想的には１／２の幅に
狭められた短冊状の光束に変換される。

【００３９】そして、短冊状に変換された光束は、多層
膜を備えた偏光プリズム１４、反射膜１７、及び、λ／
２板１８からなる偏光変換手段によってＰ偏光に偏光さ
れて入射光１１と同じ幅の光束の直線偏光の出射光１９
として出射され、この出射光１９が液晶ライトバルブを
構成する液晶素子の照明光として使用される。

【００４０】この様に、本発明の第１の実施の形態にお
いては、第１プリズム１２及び第２プリズム１３からな
る光束変換手段を用いているので、波長分散の問題を生
ずることなく入射光を偏光プリズム１４の有効領域に入
射することができ、したがって、光の損失が大幅に低減
されるので、液晶ライトバルブにおける光の利用効率が
向上し、それに伴い投影される表示の明るさを向上する
ことができる。

【００４１】また、個々の多層膜１５を備えた偏光プリ
ズム１４、反射膜１７、及び、λ／２板１８からなる偏
光変換手段の一要素を微小に形成し、この要素を複数個
並列にアレイ状に配置しているので、短い光路長によっ
てＰ偏光に変換された出射光１９の色及び明るさのむら
をなくし均一な照明光を得ることができる。

【００４２】次に、図５を参照して、本発明の第２の実
施の形態を説明する。 図５参照 図５は、本発明の第２の実施の形態の偏光変換装置の概
念的構成図であり、第１プリズム及び第２プリズムを一
体構成としたものであり、その他の構成は上記の第１の
実施の形態と全く同様である。

【００４３】即ち、この第２の実施の形態の偏光変換装
置における第１プリズム及び第２プリズムは、射出成型
或いは金型成型等によって一体成形された一体成形第１
プリズム２１及び一体成形第２プリズム２２によって構
成されるものであり、この様な一体成形プリズムを用い
ることによって個々のプリズムの位置合わせが不要にな
るので、偏光変換装置の組立が容易になる。

【００４４】以上、本発明の各実施の形態を説明してき
たが、本発明は実施の形態に記載した構成に限られるも
のではなく、各種の変更が可能であり、例えば、反射手
段を構成する反射膜１７及びλ／２板１８は、断面が二
等辺三角形のプリズム１６を利用し、プリズム１６の斜
面に反射膜を形成して反射手段とし、プリズム１６の一
方の等辺にλ／２板１８を設けて偏光変換素子としてい
るが、プリズム１６の部分を空間とし、反射体及びλ／
２板を別の手段によって固定・配置しても良いものであ
る。

【００４５】また、上記の実施の形態の説明において
は、光束の変換効率を高めるために第１プリズム１２に
入射する入射光１１の入射角ιをι＝０の垂直入射とし
ているが、垂直入射に限られるものでなく、必要に応じ
てι≠０としても良いものである。

【００４６】また、上記の実施の形態の説明において
は、入射光束の幅Ｗを１／２以下にした幅Ｗ″の光束に
変換するために、第１プリズム１２及び第２プリズム１
３の頂角θを屈折率ｎに応じて、ｎ＝１．５２の場合、
θ≦３１．６°としているが、必ずしも、Ｗ″／Ｗ≦１
／２を満たす必要はなく、それにともなって、θ＞３
１．６°としても良いものであり、さらに、第１プリズ
ム１２及び第２プリズム１３の頂角θは互いに異なった
値であっても良いものである。

【００４７】また、上記の実施の形態の説明において
は、偏光毎に光を分離するために、多層膜１５を備えた
偏光プリズム１４、反射膜１７、及び、λ／２板１８か
らなる偏光変換手段を用いているが、互いに直交する偏
光成分に対し異方性を持った光学素子、例えば、方解石
或いは液晶等を用いても良いものである。

【００４８】この場合、光学素子において一方の直線偏
光は直進し、他方の直線偏光は一方の直線偏光とは距離
Δｄだけ異なった位置から放出されることになるので、
光学素子の出射端面に幅Δｄのλ／２板を幅Δｄの間隔
で配置し、幅２Δｄの光束を幅Δｄの光束に変換する光
束変換素子をアレイ状に配置することによって、全ての
入射光を一種類の直線偏光成分のみの出射光に変換する
ことができる。

【００４９】さらに、上記の各実施の形態の説明におい
ては、光束変換手段によって光束を狭められた光を偏光
変換手段に入射する際に、偏光プリズム１４に入射する
ように位置合わせしているが、場合によっては反射膜１
７の背面に入射するようにしても良いものであり、その
場合には、図８に関して説明したように、全てがＳ偏光
の出射光として得られるようになる。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、偏光変換手段の前段に
光束変換手段を設けているので、入射光を有効に利用す
ることができ、また、光束変換手段と偏光変換手段の組
合せを微小に形成し、この微小な組合せを複数個並列に
配置しているので、色や明るさのむらがなくなり、それ
によって、表示ムラのない明るい液晶ライトバルブを用
いた投影表示装置を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理的構成の説明図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態の偏光変換装置の１
要素の概念的構成図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態の偏光変換装置の概
念的構成図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態の偏光変換装置の概
略的全体構成図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態の偏光変換装置の概
念的構成図である。

【図６】従来の液晶素子によるライトバルブの説明図で
ある。

【図７】従来のライトバルブに用いる偏光変換装置の説
明図である。

【図８】従来の偏光変換装置の問題点の説明図である。

【符号の説明】

１ 入射光束 ２ プリズム ３ プリズム ４ 光束変換素子 ５ 偏光分離手段 ６ 反射手段 ７ １／２波長板 ８ 偏光変換素子 ９ 出射光束 １１ 入射光 １２ 第１プリズム １３ 第２プリズム １４ 偏光プリズム １５ 多層膜 １６ プリズム １７ 反射膜 １８ λ／２板 １９ 出射光 ２０ 光源 ２１ 一体成形第１プリズム ２２ 一体成形第２プリズム ３１ 入射光 ３２ 偏光子 ３３ 液晶素子 ３４ 液晶 ３５ 偏光子 ３６ 出射光 ４１ 入射光 ４２ 偏光プリズム ４３ 多層膜 ４４ プリズム ４５ 反射膜 ４６ λ／２板 ４７ 出射光

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入射光束を特定の方向に屈折させる第１
   のプリズムと屈折させた光束を再び入射光束の伝播方向
   に向けて屈折させる第２のプリズムからなり、前記第１
   のプリズム及び第２のプリズムにおいて光の入射面での
   光の入射角度が、光の出射面での光の出射角度よりも小
   さくなるように配置された光束変換素子と、 前記光束変換手段からの光を互いに直交する２つの直線
   偏光の成分に分離する偏光分離手段と、前記偏光分離手
   段によって分離されたそれぞれの直線偏光成分の光の進
   行方向を同じ方向に揃えるための反射手段と、前記分離
   された光の偏光方向を揃えるための１／２波長板とから
   なる偏光変換素子とから構成され、 前記光束変換素子と前記偏光変換素子との組合せが複数
   個並列に配置されていることを特徴とする偏光変換装
   置。
2. 【請求項２】 上記第１のプリズム及び第２のプリズム
   の頂角が、前記第２のプリズムから出射される変換され
   た光束の幅が上記入射光束の幅の１／２以下になる角度
   であることを特徴とする請求項１記載の偏光変換装置。
3. 【請求項３】 上記第１のプリズム及び第２のプリズム
   において光が入射面に垂直に入射するように前記第１の
   プリズム及び第２のプリズムを配置したことを特徴とす
   る請求項１または２に記載の偏光変換装置。
4. 【請求項４】 上記第１のプリズム及び第２のプリズム
   が、それぞれ一体構造であることを特徴とする請求項１
   乃至４のいずれか１項に記載の偏光変換装置。
5. 【請求項５】 液晶素子の前段に偏光変換装置を設けた
   液晶表示装置において、偏光変換装置として請求項１乃
   至４のいずれか１項に記載の偏光変換装置を用いたこと
   を特徴とする液晶表示装置。