JPH08184801A - 偏光方向整列素子およびこれを用いた液晶ビデオプロジェクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 無偏光の光を所定の偏光に変換する場合に、
広い可視光領域に亘りその変換効率を良好とし、さらに
製造コストも安価とする。 【構成】 偏光方向整列素子を構成する単位素子10Ｃ
は、偏光ビームスプリッタ11、第１の全反射プリズム12
および第２の全反射プリズム13からなる。光ビーム３Ｃ
は偏光ビームスプリッタ11に入射され、互いに直交する
２つの偏光成分に分離される。第１の偏光成分14Ａはこ
の偏光ビームスプリッタ11の前面11Ｂから射出され、第
２の偏光成分14Ｂは作用面11Ａにおいて側方に反射さ
れ、第１の全反射プリズム12の反射面12Ａで上方に反射
され、第２の全反射プリズム13の反射面13Ａで前方に反
射され、第２の全反射プリズム13の前面13Ｂから射出さ
れる。この素子から射出された２つの偏光成分14Ａ，14
Ｂはそのビーム進行方向および偏光方向が互いに平行と
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は無偏光の光を偏光に変換
する偏光方向整列素子およびこれを用いた液晶ビデオプ
ロジェクタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶板を用いて所定の画像信号に
より照明光を変調し、この変調光をスクリーン上に拡大
投影する液晶ビデオプロジェクタが広く知られている。

【０００３】このような液晶ビデオプロジェクタはスク
リーン輝度をより高くすることが求められており、その
要求に応じて例えば特開平3-294841号公報に記載されて
いるように、２つの光源を用い、これらの光源からの光
ビームによって各々対応する液晶板を照明し、各液晶板
を透過した２系の光ビームを光合成手段により合成し、
これにより投影光の光量を上げるようにしたものが知ら
れている。

【０００４】また、液晶板の本体である液晶セルはその
性質上照明光の偏光方向を単一方向とする必要があり、
そのため、通常液晶セルの前面および後面には偏光板が
設けられていて所定の単一方向の偏光成分のみを液晶セ
ル内に入射せしめるように構成されている。

【０００５】すなわち、液晶セルの前面に設けた偏光板
において非選択方向の光成分は吸収によって熱に変換さ
れ、理論上全光量の半分しか利用できない。

【０００６】したがって、上記従来技術によっては、２
つの光源からの光ビームを照明光として用いてはいる
が、事実上１つの光源からの光量と同等の光量しか有効
に利用されていないことになる。

【０００７】このような問題を解決するための技術とし
て特開平6-202041号公報等に記載されたものが知られて
いる。

【０００８】すなわち、この技術は光源と液晶板との間
に偏光ビームスプリッタ、全反射プリズムおよびλ／２
光学位相板からなる偏光方向整列部材を設けたものであ
る。この偏光方向整列部材は、偏光ビームスプリッタに
より、光源からの光ビームのうちＰ偏光成分を透過する
とともにＳ偏光成分を直角に反射し、反射されたＳ偏光
成分を全反射プリズムによりさらに直角に反射して上記
偏光ビームスプリッタを透過したＰ偏光成分と平行にそ
ろえ、さらに、λ／２光学位相板によりこのＳ偏光成分
の偏光方向を90°回転せしめてＰ偏光成分に変換するよ
うにしている。これにより光源から射出された光ビーム
の光量が液晶板の照明光として有効に利用されることと
なる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来技
術においてはＰ偏光成分の偏光面を90°回転させるため
にλ／２光学位相板を用いている。しかし、光学位相板
により偏光面を回転させるとその回転角は光の波長に依
存するため、特定の波長の光については偏光面を所望の
角度だけ回転させることができても、他の波長の光につ
いては楕円偏光となり、所望の偏光面の光量としては低
下してしまう。

【００１０】したがって、偏光面が所望の角度だけ回転
した光以外はこのλ／２光学位相板の後段でカットしな
ければならず、結局偏光成分の変換効率が低下するとい
う問題が生じ、さらに白色光照明によりカラー画像を投
影する場合には投影画像の色再現性の問題や色ムラ等の
問題も生じる。

【００１１】さらに、１／２光学位相板はコスト的にも
高価であるから装置全体のコストが高くなってしまうと
いう問題もある。

【００１２】そこで本願発明は、無偏光の光を所定の偏
光の光に変換する場合に、広い可視光領域に亘り変換効
率が良好でコスト的にも安価な偏光方向整列素子および
これを用いて液晶板の照明光を生成する液晶ビデオプロ
ジェクタを提供することを目的とするものである。

【００１３】また、上記特開平6-202041号公報の図12に
示されるような液晶ビデオプロジェクタに関する従来技
術では、偏光ビームスプリッタを透過したＰ偏光成分と
１／２光学位相板により変換したＰ偏光成分とをくさび
形プリズムで合成しているが、このような従来技術にお
いては、くさび形プリズムと液晶板との距離を近づける
と、合成される２つの偏光成分のビームが互いに大きな
角度を有して液晶板に入射することになり、各々が液晶
板を斜めから照明することとなるため液晶板および投影
レンズにおいてケラレが生じ照明光の利用効率がその分
だけ低下するという問題があり、一方このくさび形プリ
ズムと液晶板との距離を大きくとると光学系が大型化す
るという問題がある。さらに、上記偏光方向整列部材が
光源の近くの光ビーム径の大きい位置に配されているた
め、この部材を構成する各光学素子、ひいては光学系が
大型化しコスト低減という要請に反するという問題があ
った。

【００１４】本願発明はこのような問題を解決するため
にもなされたものであり、照明光の利用効率の低下を防
止し、光学系の小型化およびコストの低減を図り得る、
液晶ビデオプロジェクタを提供することを他の目的とす
るものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本願発明の偏光方向整列
素子は、一本の光ビームを互いに直交する第１および第
２の偏光成分に分離し、該第１の偏光成分を前方に、該
第２の偏光成分を側方に各々射出する偏光ビームスプリ
ッタと、該前方に射出された第１の偏光成分または側方
に射出された第２の偏光成分を上方または下方に反射す
る第１の全反射ミラー部材と、該上方または下方に反射
された第１の偏光成分を側方に、または該上方または下
方に反射された第２の偏光成分を前方に反射する第２の
全反射ミラー部材とからなり、前記偏光ビームスプリッ
タから射出された第２の偏光成分と前記第２の全反射ミ
ラー部材から反射された第１の偏光成分、または前記偏
光ビームスプリッタから射出された第１の偏光成分と該
第２の全反射ミラー部材から反射された第２の偏光成分
とのビーム進行方向および偏光方向を互いに平行とする
ように構成されてなることを特徴とするものである。

【００１６】また、互いに左右対称となる請求項１記載
の偏光方向整列素子を組み合わせて、一方の該偏光方向
整列素子からは左上方および右下方から、他方の該偏光
方向整列素子からは右上方および左下方からビーム進行
方向および偏光方向が互いに平行となる偏光成分が各々
射出されるように構成することも可能である。

【００１７】さらに、この左右対称に組み合わせたもの
をさらに上下対称に組み合わせて８本の平行かつ偏光方
向のそろった偏光ビームを射出するように構成すること
も可能である。

【００１８】なお、上記全反射ミラー部材とは光を全反
射する面を有する部材の総称であって、全反射ミラーの
他、例えば全反射プリズムも含まれる。

【００１９】また、本願発明の液晶ビデオプロジェクタ
は、上述した偏光方向整列素子を用いた液晶プロジェク
タであって、該偏光方向整列素子に照明光を照射する光
源と、該偏光方向整列素子から射出された偏光成分を照
射され、その照射された偏光成分を透過するようにその
偏光透過方向が設定された、該偏光成分を所定の画像信
号により変調する液晶板と、該変調された偏光成分を投
影面上に拡大投影する投影レンズとを備えてなることを
特徴とするものである。

【００２０】さらに、前記光源と前記偏光方向整列素子
との間の光路上に、該光源からの光ビームの径を小さく
し、かつ該光ビームを平行光束とする光学系を配設して
なる構成とするのが好ましい。

【００２１】

【作用および発明の効果】上記本願発明の偏光方向整列
素子によれば、光源からの光ビームを偏光ビームスプリ
ッタにおいて、２つの互いに直交する偏光成分に分離
し、一方の偏光成分を２つの全反射ミラー部材でその偏
光面を90°だけ回転させ、偏光ビームスプリッタからそ
のまま射出された他方の偏光成分と、ビーム直進方向お
よび偏光方向が互いに平行となるようにしており、光源
から射出された光ビームの光量をほとんど減じることな
く所定方向に偏光面を有する偏光に変換することができ
る。

【００２２】また、２つの全反射ミラー部材の光反射に
より偏光成分の偏光面を回転させているので、１／２光
学位相板を用いた従来技術のように光波長を変化させた
場合に直線偏光が楕円偏光となることがなく、広い可視
光領域に亘り偏光成分の変換効率を略100 ％とすること
ができる。したがって、広い可視光領域に亘って偏光面
の回転角がそろえられた偏光を得ることができ、この広
い可視光領域の略全光量を照明光として使用することが
可能である。

【００２３】また、１／２光学位相板を使用せず２つの
全反射ミラー部材を用いることで製造コストを低減する
ことができる。

【００２４】また、偏光ビームスプリッタと２つの全反
射ミラー部材を所定の位置関係に配列したものを左右対
称に組み合わせることで、ビーム進行方向と偏光方向が
そろえられた４本の偏光ビームを射出することができ、
光ビーム射出面積および射出光量を安価かつ容易に増加
させることができる。

【００２５】また、上記本願発明の液晶ビデオプロジェ
クタは、液晶板を照明する偏光成分を得るため偏光成分
を変換する際に上記偏光方向整列素子を用いており、広
い可視光領域に亘って偏光面の回転角がそろえられた偏
光を得ることができるから、この広い可視光領域の略全
光量を照明光として使用することが可能であり、さらに
投影画像の色再現性の問題や色ムラ等の問題も解決する
ことができる。さらに装置の製造コストも低下すること
ができる。

【００２６】また、上記本願発明の液晶ビデオプロジェ
クタにおいて、光源と偏光方向整列素子との間の光路上
に、光源からの光ビームの径を小さくし、かつ該光ビー
ムを平行光束とする光学系を配することにより、光ビー
ムが平行方向整列素子に入射する位置においてそのビー
ム径を小さく絞ることができるので、偏光成分を変換す
る偏光方向整列素子のサイズを小さく形成することがで
き、装置の小型化および製造コストの低減を図ることが
できる。またビーム径を小さく絞ることで光ビームの光
量分布を均一化することできる。

【００２７】さらに平行光束とすることで、この偏光方
向整列素子から射出された偏光成分の光ビームも平行光
束となり、そのまま液晶板の照明光とすることが可能で
あり、液晶板や投影レンズにおいてケラレがない、利用
効率の高い照明光を得ることができる。

【００２８】

【実施例】以下、本願発明の実施例について図面を用い
て説明する。

【００２９】図１は本願発明の一実施例に係る液晶ビデ
オプロジェクタを示す概略図である。この液晶ビデオプ
ロジェクタは図示するように、反射手段である放物面反
射鏡１Ａ，１Ｂと、この反射鏡１Ａ，１Ｂの焦点位置近
傍に配された、ハロゲンランプ、あるいはメタルハライ
ドランプ等からなる２つの光源２Ａ，２Ｂと、光源２
Ａ，２Ｂから直接または反射鏡１Ａ，１Ｂを介して射出
された光ビーム３Ａ，３Ｂを互いに反対の反射面４Ａ，
４Ｂに入射され、その反射面４Ａ，４Ｂにおいてこれら
光ビーム３Ａ，３Ｂを各々直角に反射する両面全反射ミ
ラー４と、この両面全反射ミラー４で直角に反射された
光ビーム３Ａ，３Ｂを各々直角に反射する全反射ミラー
５Ａ，５Ｂと、この全反射ミラー５Ａ，５Ｂから反射さ
れた光ビーム３Ａ，３Ｂが入射され、Ｐ偏光成分Ｌ_P を
射出する偏光方向整列素子10ＡおよびＳ偏光成分Ｌ_S を
射出する偏光方向整列素子10Ｂと、偏光方向整列素子10
ＡからのＰ偏光成分Ｌ_P および偏光方向整列素子10Ｂか
らのＳ偏光成分Ｌ_S を所定の画像信号に応じて変調す
る、画像形成手段としての単板カラー液晶板６Ａおよび
単板カラー液晶板６Ｂと、単板カラー液晶板６Ａを透過
したＰ偏光成分Ｌ_P を透過せしめるとともに単板カラー
液晶板６Ｂを透過したＳ偏光成分Ｌ_S を作用面（蒸着膜
面）７Ａで反射させて、これら２つの偏光成分Ｌ_P ，Ｌ
_S を合成する第２の偏光ビームスプリッタ７と、これら
合成された２つの偏光成分Ｌ_P ，Ｌ_S をスクリーン８上
に拡大投影する投影レンズ９とから構成されている。

【００３０】上述したようにこの液晶ビデオプロジェク
タでは、２つの光源２Ａ，２Ｂから互いに直交する方向
に射出された光ビーム３Ａ，３Ｂが各々両面全反射ミラ
ー４の互いに反対の全反射面４Ａ，４Ｂで直角に反射さ
れる。

【００３１】次に、この反射された２つの光ビーム３
Ａ，３Ｂの各々が全反射ミラー５Ａ，５Ｂによって再度
直角に反射され、各々、対応する偏光方向整列素子10
Ａ，10Ｂに照射される。

【００３２】この偏光方向整列素子10Ａ，10Ｂは後述す
るように、偏光ビームスプリッタおよび２つの全反射プ
リズムを所定の位置関係で配設した単位素子を所定の位
置関係で４つ組み合せたもので、照射された無偏光の光
ビーム３Ａ，３Ｂを偏光方向整列素子10ＡではＰ偏光成
分Ｌ_P に、また偏光方向整列素子10ＢではＳ偏光成分Ｌ
_S に各々光量を減じることなく変換する。

【００３３】これら偏光方向整列素子10Ａ，10Ｂから射
出された２つの偏光成分Ｌ_P ，Ｌ_Sは、各々に対応して
設けられた２つの単板カラー液晶板６Ａ，６Ｂに照射さ
れる。

【００３４】単板カラー液晶板６Ａは、それに照射され
るＰ偏光成分Ｌ_P に対し、その偏光透過方向および作用
方向がそろえられるように設定された偏光板および液晶
セルを備えており、一方、液晶板６Ｂは、それに照射さ
れるＳ偏光成分Ｌ_S に対し、その偏光透過方向および作
用方向がそろえられるように設定された偏光板および液
晶セルを備えている。これにより、Ｐ偏光成分Ｌ_P およ
びＳ偏光成分Ｌ_S の両者共、単板カラー液晶板６Ａおよ
び単板カラー液晶板６Ｂにおいて、各々同一タイミング
で入力される同一の所定の画像信号により有効に変調処
理をうけることになる。

【００３５】したがって、従来技術のように光源からの
無偏光光ビームの略半分の光量が液晶板の偏光板でカッ
トされるというような事態は生ぜず、光エネルギの有効
利用が図れるとともにカットされた光が熱に変換されて
液晶板の熱変形等を引き起こすという従来の問題を改善
することができる。

【００３６】なお、これらの単板カラー液晶板６Ａ，６
Ｂの後面には、通常の液晶板と同様に、変調された偏光
を透過せしめるように所定方向に偏光透過方向が設定さ
れた偏光板が配設されている。

【００３７】このようにして２つの単板カラー液晶板６
Ａ，６Ｂにより変調された２つの偏光成分Ｌ_P ，Ｌ_S は
図示されるように、互いに直交する方向から第２の偏光
ビームスプリッタ７に入射する。

【００３８】この第２の偏光ビームスプリッタ７におい
て、Ｐ偏光成分Ｌ_P は作用面（蒸着膜面）７Ａを透過
し、一方Ｓ偏光成分Ｌ_S はこの作用面７Ａにより反射さ
れることになるので、変調されて画像情報を担持した２
つの偏光成分Ｌ_P ，Ｌ_S はこの第２の偏光ビームスプリ
ッタ７により合成されて投影レンズ９の方向に射出され
ることになる。この後、合成された２つの偏光成分
Ｌ_P ，Ｌ_S は投影レンズ９によってスクリーン８上に投
影され、所定の画像がスクリーン８上に映出されること
になる。これにより２つの光源２Ａ，２Ｂから射出され
た光ビーム３Ａ，３Ｂの全光量を有効に利用してスクリ
ーン輝度を充分高くすることができる。

【００３９】なお、２つの偏光成分Ｌ_P ，Ｌ_S により担
持された画像情報に係る画像がスクリーン８上で互いに
確実に重なり合うように第２の偏光ビームスプリッタ７
に入射する２つの偏光成分Ｌ_P ，Ｌ_S のビーム進行方向
およびビーム位置を調整する必要がある。

【００４０】また、本実施例においては、各光源１Ａ，
１Ｂと、それに対応する偏光方向整列素子10Ａ，10Ｂと
の間の光路上には光ビーム３Ａ，３Ｂのビーム径を小さ
くし、かつ該光ビーム３Ａ，３Ｂを平行光束とする光学
系が配設されている。この光学系を図２を用いて説明す
る。

【００４１】すなわち、放物面反射鏡１Ａ，１Ｂと光源
２Ａ，２Ｂとからなる光源部から射出された光ビーム３
Ａ，３Ｂは紫外線および赤外線をカットするフィルタ
（ＵＶ／ＩＲカットフィルタ）101 を介して凸レンズ10
2 および凹レンズ103 から構成されてなる光ビーム径変
換光学系に入射する。

【００４２】この光ビーム径変換光学系では、まず光ビ
ーム３Ａ，３Ｂが凸レンズ102 で集束光ビームとされ、
次に凹レンズ103 で平行光ビームとされる。この凹レン
ズ103 から射出される光ビーム３Ａ，３Ｂのビーム径は
光源部から射出される光ビーム３Ａ，３Ｂのビーム径に
比べて大幅に絞られたものとなっており、この光ビーム
３Ａ，３Ｂが照射される偏光方向整列素子10Ａ，10Ｂの
サイズを小さなものとすることができる。また、光源部
から射出された直後の光ビーム３Ａ，３Ｂに比べ光量分
布の均一化を図ることができ、スクリーン８上に映出さ
れた投影画像の輝度ムラを小さくすることができる。さ
らに、偏光方向整列素子10Ａ，10Ｂには光束となった平
行光ビーム３Ａ，３Ｂが照射されることとなるのでこの
偏光方向整列素子10Ａ，10Ｂから射出された偏光成分Ｌ
_P ，Ｌ_S も平行光束とされ、このまま液晶板６Ａ，６Ｂ
の照明光として使用することが可能である。

【００４３】次に、前述した偏光方向整列素子10Ａ，10
Ｂについて図３〜５を用いてさらに詳細に説明する。

【００４４】図３は、この偏光方向整列素子10Ａ，10Ｂ
を構成する単位素子10Ｃを示すものである。すなわち、
この単位素子10Ｃは互いに隣接する面が接着された、偏
光ビームスプリッタ11、第１の全反射プリズム12および
第２の全反射プリズム13からなる。なお、偏光ビームス
プリッタ11と第２の全反射プリズム13は同一サイズの立
方体ブロック、第１の全反射プリズム12はこの立方体ブ
ロックを半分に切断したサイズの三角柱ブロックからな
る。光ビーム３Ｃは偏光ビームスプリッタ11に入射さ
れ、この偏光ビームスプリッタ11において互いに直交す
る２つの偏光成分に分離される。すなわち、第１の偏光
成分14Ａは作用面（蒸着膜面）11Ａを透過し、この偏光
ビームスプリッタ11の前面11Ｂから射出され、一方第２
の偏光成分14Ｂは上記作用面11Ａにおいて側方に反射さ
れ、第１の全反射プリズム12の反射面12Ａにおいて上方
に反射され、さらに第２の全反射プリズム13の反射面13
Ａにおいて前方に反射され、この第２の全反射プリズム
13の前面13Ｂから射出される。上記２つの反射面12Ａ，
13Ａは、照射される第２の偏光成分14Ｂのビームが入射
角45°で入射されるように配されており、第２の偏光成
分14Ｂはこれらの反射面12Ａ，13Ａにおいて直角に反射
される。したがって、第２の全反射プリズム13の前面13
Ｂから射出された際の第２の偏光成分14Ｂは、偏光ビー
ムスプリッタ11の作用面11Ａから反射された際の第２の
偏光成分14Ｂに対し、偏光面が90°だけ回転した状態と
なり、結局、第２の全反射プリズム13の前面13Ｂから射
出された第２の偏光成分14Ｂは偏光ビームスプリッタ11
の前面11Ｂから射出された第１の偏光成分14Ａとそのビ
ーム進行方向および偏光方向が互いに平行となる。

【００４５】これにより、無偏光の光ビーム３Ｃの略全
光量が所定方向に偏光面を有する偏光に変換される。

【００４６】また、図４に示すように、偏光ビームスプ
リッタ11、第１の全反射プリズム１２および第２の全反
射プリズム１３からなる単位素子10Ｃと、この単位素子
10Ｃに対し光学部材の配列が左右対称となる、偏光ビー
ムスプリッタ21、第１の全反射プリズム22および第２の
全反射プリズム23からなる単位素子10Ｄとを前後方向に
組み合わせることにより、２本の光ビーム３Ｃ，３Ｄか
ら４本の偏光成分14Ａ，14Ｂ，24Ａ，24Ｂを生成するこ
とができる。

【００４７】すなわち、単位素子10Ｃにより、偏光ビー
ムスプリッタ11に入射する光ビーム３Ｃが、第１の偏光
成分14Ａ、およびこの第１の偏光成分14Ａとビーム進行
方向および偏光方向を平行とされた第２の偏光成分14Ｂ
に変換され、また、単位素子10Ｄにより、偏光ビームス
プリッタ21に入射する光ビーム３Ｄが、第１の偏光成分
24Ａ、およびこの第１の偏光成分24Ａとビーム進行方向
および偏光方向を平行とされた第２の偏光成分24Ｂに変
換される。

【００４８】２本の無偏光の光ビーム３Ｃ，３Ｄのビー
ム進行方向が互いに平行であれば、これら２つの単位素
子10Ｃ，10Ｄから射出される偏光成分14Ａ，14Ｂ，24
Ａ，24Ｂはビーム進行方向および偏光方向が互いに平行
となる。

【００４９】図３および図４においては単位素子10Ｃ，
10Ｄに入射する光ビーム３Ｃ，３Ｄおよびこれらの単位
素子10Ｃ，10Ｄから射出される偏光成分14Ａ，14Ｂ，24
Ａ，24Ｂのビームが各々直線で示されているが、実際に
は各光ビーム３Ｃ，３Ｄは対応する偏光ビームスプリッ
タ11，21の後面の全領域に入射し、偏光ビームスプリッ
タ11，21および第２の全反射プリズム13，23の前面の全
領域から射出されるので、結局偏光ビームスプリッタ1
1，21の前面の面積の４倍に相当する正方形状の面の全
領域から同一の偏光方向にそろえられた偏光成分が射出
されることとなる。

【００５０】なお、単位素子10Ｃに入力される光ビーム
３Ｃは単位素子10Ｄの第１の全反射プリズム22を透過
し、単位素子10Ｄから射出された偏光成分24Ａは単位素
子10Ｃの第１の全反射プリズム12を透過することになる
が、これらの第１の全反射プリズム12，22は前後方向に
略透明であり、これらの第１の全反射プリズム12，22を
通過しても実質的に光量は低下しない。

【００５１】図５は、上記実施例における偏光方向整列
素子10Ａ，10Ｂの具体的構成を示すものであり、図４に
示す２つの単位素子10Ｃ，10Ｄを組み合わせたものを、
さらに上下対称に組み合わせたものであり、結局図３に
示す単位素子10Ｃを４つ組み合わせて構成されている。

【００５２】したがって、放物面反射鏡１Ａ，１Ｂと光
源２Ａ，２Ｂからなる光源部から射出された光ビーム３
Ａ，３Ｂはこの偏光方向整列素子10Ａ，10Ｂの４つの偏
光ビームスプリッタ11，21の後面から入射し、この偏光
方向整列素子10Ａ，10Ｂの４つの偏光ビームスプリッタ
11，21および４つの第２の全反射プリズム13，23の前面
から、ビーム進行方向および偏光方向がそろえられた８
本の偏光成分14Ａ，14Ｂ，24Ａ，24Ｂに変換されて射出
される。

【００５３】図示されるように、本実施例における偏光
方向整列素子10Ａ，10Ｂは略同一形状の立方体ブロック
である偏光ビームスプリッタ11，21と第１の全反射プリ
ズム12，22、さらにその半分のサイズの三角柱ブロック
である第２の全反射プリズム13，23の組み合わせで構成
されており、製造が容易であるから、製造コストも安価
である。

【００５４】また、偏光方向整列素子10Ａ，10Ｂから射
出された偏光の偏光方向を、単板カラー液晶板６Ａ，６
Ｂの前面に配された偏光板の偏光透過方向と合致するよ
うに偏光方向整列素子10Ａ，10Ｂの配設角度を調整する
のが好ましい。

【００５５】また、液晶板６Ａ，６Ｂから射出された偏
光の偏光方向がその表示画像の上下方向に対して互いに
直交もしくは平行となる場合以外には、液晶板６Ａ，６
Ｂから射出された偏光の偏光方向を所定方向に回転させ
てから偏光ビームスプリッタ７に入射せしめる必要があ
る。例えば上記両方向が45°の角度をなしている場合に
は偏光ビームスプリッタ７の前面に１／２光学位相板等
の旋光素子を配設し、これにより該偏光の偏光面を45°
だけ回転させるようにする。

【００５６】なお、本願発明の偏光方向整列素子および
液晶ビデオプロジェクタとしては上記実施例のものに限
られるものではなく、種々の態様の変更が可能である。

【００５７】例えば、偏光方向整列素子として、図３お
よび図４に示す単位素子、および単位素子の組合せをそ
のまま用いることも可能であり、任意の数の単位素子を
組み合せて偏光方向整列素子を構成することも可能であ
る。また、上記全反射プリズムに代えて全反射ミラーを
用いることも可能である。

【００５８】さらに、液晶ビデオプロジェクタとして
は、上記実施例の全反射ミラー４，５Ａ，５Ｂを省略し
て図６の如き構成とすることも可能である。すなわち、
光源202 Ａ，202 Ｂからの光ビーム203 Ａ，203 Ｂを反
射部材を介することなく、直接偏光方向整列素子210
Ａ，210 Ｂに入射せしめることも可能である。

【００５９】なお、図６において各部材に付した記号
は、図１において同一機能を有する各部材に付した記号
に200 を加算して表わしている。

【００６０】また、上記実施例装置の如き構成とすれ
ば、投影レンズのバックフォーカルレングスを比較的短
くすることができ、投影レンズの非点収差も少なくする
ことができる。

【００６１】また、２つの偏光成分Ｌ_P ，Ｌ_S の光量を
等しくすることができ、さらに光源２Ａ，２Ｂから、対
応する単板カラー液晶板６Ａ，６Ｂまでの距離も等しく
することができるので、合成された２つの偏光成分によ
り形成されるスクリーン８上の画像の色むらを少なくす
ることができる。

【００６２】また、単板カラー液晶板６Ａ，６Ｂに入力
される画像信号のうち一方は右眼用の画像信号、他方は
左眼用の画像信号とし、単板カラー液晶板６Ａおよび／
または単板カラー液晶板６Ｂを各々若干の距離だけ光軸
と垂直方向に平行移動させることにより立体画像観賞用
の画像をスクリーン８上に映出することも可能である。
なお、観者がこの立体画像を見る際には所定の偏光眼鏡
を用いることになる。

【００６３】なお、上記実施例においては光源部１Ａ，
１Ｂ，２Ａ，２Ｂ、偏光方向整列素子10Ａ，10Ｂおよび
カラー液晶６Ａ，６Ｂを各々２組設けているが、これら
は各々１組とすることも可能である。この場合にはビー
ム合成用の偏光ビームスプリッタは不要である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る液晶ビデオプロジェクタ
を示す概略図

【図２】図１に示す実施例装置の一部を詳しく説明する
ための図

【図３】本願発明の偏光方向整列素子の一部を示す概略
図

【図４】本願発明の偏光方向整列素子の一部を示す概略
図

【図５】本願発明の偏光方向整列素子を示す概略図

【図６】図１に示す実施例装置とは異なる実施例装置を
示す概略図

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ，201 Ａ，201 Ｂ 放物面反射鏡 ２Ａ，２Ｂ，202 Ａ，202 Ｂ 光源 ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，203 Ａ，203 Ｂ 光ビーム ４ 両面全反射ミラー ７Ａ，11Ａ，207 Ａ 作用面 ５Ａ，５Ｂ 全反射ミラー ６Ａ，６Ｂ，206 Ａ，206 Ｂ 単板カラー液晶板 ７，11，21，207 第２の偏光ビームスプリッタ ８，208 スクリーン ９，209 投影レンズ 10Ａ，10Ｂ，10Ｃ，10Ｄ，210 Ａ，210 Ｂ 偏光方向
整列素子 12，22 第１の全反射プリズム ４Ａ，４Ｂ，12Ａ，13Ａ 反射面 13，23 第２の全反射プリズム 14Ａ，14Ｂ，24Ａ，24Ｂ 偏光成分 102 凸レンズ 103 凹レンズ

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｇ０３Ｂ 33/12 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ａ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一本の光ビームを互いに直交する第１お
   よび第２の偏光成分に分離し、該第１の偏光成分を前方
   に、該第２の偏光成分を側方に各々射出する偏光ビーム
   スプリッタと、 該前方に射出された第１の偏光成分または側方に射出さ
   れた第２の偏光成分を上方または下方に反射する第１の
   全反射ミラー部材と、 該上方または下方に反射された第１の偏光成分を側方
   に、または該上方または下方に反射された第２の偏光成
   分を前方に反射する第２の全反射ミラー部材とからな
   り、 前記偏光ビームスプリッタから射出された第２の偏光成
   分と前記第２の全反射ミラー部材から反射された第１の
   偏光成分、または前記偏光ビームスプリッタから射出さ
   れた第１の偏光成分と該第２の全反射ミラー部材から反
   射された第２の偏光成分とのビーム進行方向および偏光
   方向を互いに平行とするように構成されてなることを特
   徴とする偏光方向整列素子。
2. 【請求項２】 互いに左右対称となる請求項１記載の偏
   光方向整列素子を組み合わせて、一方の該偏光方向整列
   素子からは左上方および右下方から、他方の該偏光方向
   整列素子からは右上方および左下方からビーム進行方向
   および偏光方向が互いに平行となる偏光成分が各々射出
   されるように構成してなることを特徴とする偏光方向整
   列素子。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の偏光方向整列素
   子を用いた液晶プロジェクタであって、 該偏光方向整列素子に照明光を照射する光源と、 該偏光方向整列素子から射出された偏光成分を照射さ
   れ、該偏光成分を所定の画像信号により変調する液晶板
   と、 該変調された偏光成分を投影面上に拡大投影する投影レ
   ンズとを備えてなることを特徴とする液晶ビデオプロジ
   ェクタ。
4. 【請求項４】 前記光源と前記偏光方向整列素子との間
   の光路上に、該光源からの光ビームの径を小さくし、か
   つ該光ビームを平行光束とする光学系を配設してなるこ
   とを特徴とする請求項３記載の液晶ビデオプロジェク
   タ。