JPH10319350A - 偏光照明装置及び投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光束の幅を広げることなく光源光を有効に活
用するとともに、ムラのない均一で良好な照明を行う。 【解決手段】 光源１０の不定偏光光は、第１及び第２
のレンズアレイ１２，１４によって集光され、２次光源
が得られる。各２次光源の光は、偏光変換素子アレイ１
６の第１の偏光分離面１６Ａによって偏光分離され、Ｐ
波は透過し、Ｓ波は反射される。反射されたＳ波は、第
２の偏光分離面１６Ｂで反射され、１／４波長板１６Ｃ
で偏光面が回転するとともにミラー１６Ｄで反射され、
Ｐ波となって第２の偏光分離面１６Ｂに入射する。Ｐ波
は、第２の偏光分離面１６Ｂを透過する。このため、偏
光変換素子アレイ１６からは、Ｐ波となった偏光光が出
力される。この光は、出射側レンズ１８及びフィールド
レンズ２０によって平行光化されて空間光変調素子２２
を照明する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光源から出力さ
れた光の偏光方向を揃えて照明する偏光照明装置及びこ
れを用いた投射型表示装置に関するものである。

【０００２】

【背景技術】液晶パネルなどの空間光変調素子を用いた
投射型表示装置は、光源から供給された照明光の偏光状
態を変調して画像を投射するが、直線偏光光しか利用で
きない。このため、光源から出力された不定偏光光の半
分以上が無駄になっている。このような不都合を改善す
るものとしては、特公平８−３０７９０号公報に開示さ
れた偏光変換光学系がある。これによれば、不定偏光光
は、偏光ビームスプリッタによって、直進するＰ偏光光
と反射するＳ偏光光とに偏光分離される。そして、反射
した偏光光の進行方向を直進光と揃えるとともに、波長
板で回転させて偏光方向も揃えることで、光利用率の向
上を図っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような背景技術には、次のような不都合がある。 （1）照明光束が横方向に広がるため、空間光変調素子
や偏光ビームスプリッタなどの光学部材に入射する照明
光の角度が大きくなって、コントラスト比が低下してし
まう。 （2）直進光と変換光とによって２重像が生じたり、照
度ムラが生ずることがある。

【０００４】この発明は、以上の点に着目したもので、
光束の幅を広げることなく光源光を有効に活用するとと
もに、ムラのない均一で良好な照明を行うことができる
偏光照明装置及び投射型表示装置を提供することを、そ
の目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、この発明の偏光照明装置は、不定偏光光を出射する
光源（10）；複数の集光レンズ（12A）が配列されてお
り、前記光源から出射された不定偏光光をそれら集光レ
ンズで集光して複数の２次光源像を形成する第１のレン
ズアレイ（12）；複数の集光レンズ（14A）が配列され
ており、前記２次光源像の形成位置近傍に配置された第
２のレンズアレイ（14）；この第２のレンズアレイに隣
接して配置されており、入射光を偏光変換する偏光変換
素子アレイ（16）；を備えており、前記偏光変換素子ア
レイは、前記第２のレンズアレイの集光レンズにそれぞ
れ対応する偏光変換素子が配列されており、各偏光変換
素子は、対応する集光レンズから出射された不定偏光光
を第１及び第２の偏光光に分離する第１の偏光分離手段
（16A）；第２の偏光光の偏光変換を行って第１の偏光
光と偏光方向を揃える１／４波長板（16C）；この１／
４波長板に入射した第２の偏光光を反射するためのミラ
ー（16D）；前記第１の偏光分離手段によって分離され
た第２の偏光光を前記１／４波長板に入射させるととも
に、前記ミラーによって反射されて１／４波長板を通過
した光を前記第１の偏光光と進行方向を揃えて出射する
第２の偏光分離手段（16B）；を備えたことを特徴とす
る。

【０００６】他の発明は、不定偏光光を出射する光源；
複数の集光レンズが配列されており、前記光源から出射
された不定偏光光をそれら集光レンズで集光して複数の
２次光源像を形成する第１のレンズアレイ；複数の集光
レンズが配列されており、前記２次光源像の形成位置近
傍に配置された第２のレンズアレイ；この第２のレンズ
アレイに隣接して配置されており、入射光を偏光変換す
る偏光変換素子アレイ（50）；を備えており、前記偏光
変換素子アレイは、前記第２のレンズアレイの集光レン
ズにそれぞれ対応する偏光変換素子が配列されており、
各偏光変換素子は、対応する集光レンズから出射された
不定偏光光を第１及び第２の偏光光に分離する偏光分離
手段（50A）；この偏光分離手段における第２の偏光光
の出射側に設けられており、第２の偏光光の偏光変換を
行って第１の偏光光と偏光方向を揃える１／２波長板
（50B）；この１／２波長板の光出射側に設けられてお
り、前記１／２波長板によって偏光変換された偏光光
を、前記第１の偏光光と進行方向を揃えて出射するミラ
ー手段（50C）；を備えたことを特徴とする。主要な形
態によれば、前記ミラー手段の前記第２のレンズアレイ
側に遮光板（50G）が設けられる。

【０００７】更に他の発明によれば、不定偏光光を出射
する光源；複数の集光レンズが配列されており、前記光
源から出射された不定偏光光をそれら集光レンズで集光
して複数の２次光源像を形成する第１のレンズアレイ；
前記２次光源像の形成位置近傍にそれぞれ配置されてお
り、各２次光源像の光を第１及び第２の偏光光に分離す
るとともに、第２の偏光光の偏光変換を行って第１の偏
光光と偏光方向を揃えて出射する偏光変換素子が複数配
列された偏光変換素子アレイ（16,50）；前記各偏光変
換素子から入射した光を照明領域に出射する第２のレン
ズアレイ（60）；を備えており、前記第２のレンズアレ
イは、前記偏光変換素子から入射した光のうち、第１の
偏光光（LA）を照明領域に出射するための複数の第１の
集光レンズ（60A）；偏光変換後の第２の偏光光（LB）
を照明領域に出射するための複数の第２の集光レンズ
（60B）；を備えており、前記第１及び第２の集光レン
ズを、出射光による照明領域が略一致する光学設定とし
たことを特徴とする。

【０００８】本発明の投射型表示装置は、前記いずれか
の偏光照明装置を備えており、前記偏光照明装置から出
射された照明光を画像信号に基づいて偏光変調する変調
手段（22,32）；これによって変調された光を投射して
画像を表示する投射手段（23,24,30,34）；を備えたこ
とを特徴とする。

【０００９】この発明の前記及び他の目的，特徴，利点
は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。

【００１０】

【発明の実施の形態】

【実施形態１】以下、発明の実施の形態について詳細に
説明する。最初に、図１〜図４を参照しながら実施形態
１について説明する。図１には、本形態にかかる偏光照
明装置と、それを使用した投射型表示装置の主要構成が
示されている。同図において、光源１０の照明光出射側
には、第１のレンズアレイ１２，第２のレンズアレイ１
４が順に設けられている。この第２のレンズアレイ１４
の光出射側には、偏光変換素子アレイ１６が設けられて
いる。偏光変換素子アレイ１６の光出射側には、出射側
レンズ１８，フィールドレンズ２０が順に配置されてお
り、更にその出射側に液晶バルブなどの空間光変調素子
２２が設けられている。空間光変調素子２２の光出射側
には、偏光板２３及び投射レンズ２４を介してスクリー
ン２６が配置されている。

【００１１】これらのうち、光源１０は、ランプ１０Ａ
とリフレクタ１０Ｂを主要構成としており、ランプ１０
Ａから出力された光は、そのまま直進するか、あるいは
リフレクタ１０Ｂで反射されて、レンズアレイ１２に入
射するようになっている。第１のレンズアレイ１２は、
図２（A）に平面を示すように、四角形状の集光レンズ
１２Ａを、光源１０の照明範囲１０Ｃに多数配列した構
成となっている。各集光レンズ１２Ａは入射した光を集
光して出力するので、各々を２次光源と考えることがで
きる。

【００１２】次に、第２のレンズアレイ１４は、第１の
レンズアレイ１２の焦点距離に相当する位置に配置され
ている。第２のレンズアレイ１４は、図２（B）に平面
を示すように、前記集光レンズ１２Ａに対応した複数の
集光レンズ１４Ａが配列されており、第１のレンズアレ
イ１２と同様の構成となっている。第１のレンズアレイ
１２の集光レンズ１２Ａによって集光出力された光は、
第２のレンズアレイ１４の集光レンズ１４Ａによって更
に集光されて、偏光変換プリズムアレイ１６に入射す
る。これら、第１及び第２のレンズアレイ１２，１４に
よって、インテグレータ光学系が構成されている。

【００１３】偏光変換素子アレイ１６は、図３（A）に
拡大して示すように、集光レンズ１４Ａから入射した光
を偏光分離する第１の偏光分離面１６Ａ，これによって
反射された光を更に反射する第２の偏光分離面１６Ｂ，
これによって反射された光の偏光面を回転させるための
１／４波長板１６Ｃ，これによる回転後の光を反射する
ミラー１６Ｄを含む偏光変換素子によって構成されてい
る。偏光分離面１６Ａ，１６Ｂは、プリズム１６Ｅ，１
６Ｆの接合によって形成されている。このような偏光変
換素子は、集光レンズ１４Ａに対応して複数配列されて
いる。なお、偏光変換素子は、集光レンズ１４Ａ毎に個
別に設けてよい。しかし、偏光分離面１６Ａ，１６Ｂを
得るためのプリズム１６Ｅ，１６Ｆや、１／４波長板１
６Ｃ，ミラー１６Ｄを、図３（B）示すようにストライ
プ状に形成すると、組み立てなどの点から好都合であ
る。また、図３（A）に点線で示すように、プリズム１
６Ｅを２つのプリズム１６ＥＡ，１６ＥＢで構成しても
よいし、プリズム１６Ｆを２つのプリズム１６ＦＡ，１
６ＦＢで構成してもよい。

【００１４】出射側レンズ１８及びフィールドレンズ２
０は、偏光変換素子アレイ１６から供給された光を平行
光化して空間光変調素子２２に照射するためのものであ
る。偏光板２３は、入射光からＳ波の成分を取り出すた
めのものである。投射レンズ２４は、入射光をスクリー
ン２６に投射して画像を表示するためのものである。

【００１５】次に、以上のように構成された本形態の作
用を説明する。光源１０のランプ１０Ａから出力された
不定偏光光は、直進するか、もしくはリフレクタ１０Ｂ
で反射されて第１のレンズアレイ１２に入射する。第１
のレンズアレイ１２では、各集光レンズ１２Ａによって
入射光が集光される。集光された光は、第２のレンズア
レイ１４の対応する集光レンズ１４Ａにそれぞれ入射す
る。第２のレンズアレイ１４でも、各集光レンズ１４Ａ
によって入射光が集光される。

【００１６】集光された光は、偏光変換素子アレイ１６
に入射し、最初に第１の偏光分離面１６Ａによって偏光
分離される。すなわち、入射光中のＰ波は第１の偏光分
離面１６Ａを透過し、Ｓ波は反射される。反射されたＳ
波は、第２の偏光分離面１６Ｂに入射するが、ここでも
反射され、１／４波長板１６Ｃに入射する。１／４波長
板１６Ｃでは、入射したＳ波の偏光面が回転する。位相
回転後の光は、ミラー１６Ｄで反射されて再び１／４波
長板１６Ｃに入射し、これを透過して第２の偏光分離面
１６Ｂに入射する。このとき、前記１／４波長板１６Ｃ
による位相回転によってＰ波に偏光変換されているた
め、光は第２の偏光分離面１６Ｂを透過するようにな
る。

【００１７】このようにして、偏光変換素子アレイ１６
からは、Ｐ波となった偏光光が出力される。この光は、
出射側レンズ１８及びフィールドレンズ２０によって平
行光化されて空間光変調素子２２に入射する。空間光変
調素子２２では、入射光が画像信号に基づいて偏光変調
され、Ｓ波が含まれるようになる。変調後の光は、偏光
板２３に入射する。偏光板２３では、入射光中の画像信
号に対応するＳ波成分が透過し、これが投射レンズ２４
を介してスクリーン２６に投影される。これによって、
画像信号に相当する画像がスクリーン２６上に投射表示
されることとなる。

【００１８】図４には、反射型の空間光変調素子を用い
た形態が示されている。この場合は、フィールドレンズ
２０の光射出側に偏光ビームスプリッタ３０を設け、そ
の光透過側に、反射型の空間光変調素子３２を配置す
る。一方、偏光ビームスプリッタ３０の反射光射出側に
投射レンズ３４及びスクリーン３６を配置する。上述し
たように、偏光変換素子アレイ１６の出力光はＰ波とな
っているので、偏光ビームスプリッタ３０を透過し、空
間光変調素子３２に入射する。空間光変調素子３２で
は、例えば液晶の作用によって画像信号に対応した偏光
変調が行われ、Ｓ波が生成される。このＳ波は、偏光ビ
ームスプリッタ３０で反射され、更には投影レンズ３４
によってスクリーン３６に投影される。

【００１９】以上のように、本形態では、レンズアレイ
によるインテグレータと、偏光変換素子アレイとを組み
合わせることによって、入射光中のＳ波をＰ波に偏光変
換する。このため、光源光の利用率が大幅に向上すると
ともにコントラスト比も向上し、均一なスクリーン投射
像を得ることができる。また、インテグテータ光学系を
利用しているため、光束の幅が広がることもなく、照度
ムラや２重像の発生といった不都合もない。偏光変換に
よって光が効果的に利用されているため、装置内に余分
な熱が蓄積しないという利点もある。更に、空間光変調
素子や偏光ビームスプリッタに入射する光束の角度特性
が、空間光変調素子の面内でも均一となる。

【００２０】

【実施形態２】次に、図５〜図６を参照しながら実施形
態２について説明する。この形態は、前記実施形態１の
偏光変換素子アレイの部分を図示のように変更したもの
で、他の部分は実施形態１と同様の構成となっている。
図５には図１に対応する投射型表示装置が示されてお
り、図６（A）にはその偏光変換素子アレイが拡大して
示されている。これらの図において、偏光変換素子アレ
イ５０は、上述した第２のレンズアレイ１４の集光レン
ズ１４Ａの光射出側に設けられた偏光分離面５０Ａ，こ
の偏光分離面５０Ａの光反射側に設けられた１／２波長
板５０Ｂ，この１／２波長板５０Ｂの光射出側に設けら
れたミラー面５０Ｃを含む偏光変換素子によって構成さ
れている。偏光分離面５０Ａは、偏光ビームスプリッタ
５０Ｄによって形成されており、ミラー面５０Ｃは、反
射ミラープリズム５０Ｅによって形成されている。

【００２１】このように、本形態における偏光変換素子
アレイ５０は、偏光ビームスプリッタ５０Ｄと反射ミラ
ープリズム５０Ｅの間に、１／２波長板５０Ｂを挟んだ
構成となっている。なお、１／２波長板５０Ｂの接合
に、光学ガラスなどによって形成されたプリズム材料と
屈折率マッチングのとれた接着剤を用いるようにする
と、１／２波長板５０Ｂの界面反射がなくなって好都合
である。本形態においても、偏光変換素子は、集光レン
ズ１４Ａ毎に個別に設けてよい。しかし、偏光分離面５
０Ａを得るための偏光ビームスプリッタ５０Ｄや、１／
２波長板５０Ｂ，ミラー面５０Ｃを得るための反射ミラ
ープリズム５０Ｅを、図６（A）の紙面方向にストライ
プ状に形成してもよい。

【００２２】次に、本形態の作用を説明する。第２のレ
ンズアレイ１４の各集光レンズ１４Ａによって集光され
た光は、偏光変換素子アレイ５０に入射し、最初に偏光
分離面５０Ａによって偏光分離される。すなわち、入射
光中のＰ波は偏光分離面５０Ａを透過し、Ｓ波は反射さ
れる。反射されたＳ波は、１／２波長板５０Ｂに入射す
る。１／２波長板５０Ｂでは、入射したＳ波の偏光面が
回転しＰ波となる。位相回転後の光は、ミラー面５０Ｃ
で反射される。このようにして、偏光変換素子アレイ５
０からは、Ｐ波となった偏光光が出力される。以後は、
前記形態１と同様である。

【００２３】なお、本形態において、ミラー面５０Ｃの
光源側に遮光板５０Ｇを設けるとよい。ミラー面５０Ｃ
に光が入射すると、Ｓ波の光がミラー面５０Ｃ，偏光分
離面５０Ａで反射されて出力されてしまう。これが、Ｐ
波成分に混入するとコントラストの低下などの原因とな
る。そこで、遮光板５０Ｇを設けるようにする。

【００２４】また、偏光ビームスプリッタ５０Ｄや反射
ミラープリズム５０Ｅの光が通る界面のうち、空気に露
出する部位の表面に反射防止膜を蒸着するとよい。ガラ
ス表面への蒸着は高温プロセスの使用が可能であるの
で、反射防止膜として多層膜を形成することができる。
このようにすることで、ガラス表面を極めて低い反射率
とすることができる。

【００２５】この形態によっても、前記形態と同様の効
果を得ることができる。また、本形態では、柔らかい部
分である波長板がプリズムで挟まれているので、傷が付
きにくいという利点もある。図４に示した反射型の空間
光変調素子に対しても、同様に適用可能である。

【００２６】図６（B）には変形例が示されており、１
／２波長板５０Ｂが偏光ビームスプリッタ５０Ｄの透過
光出射側に設けられている。同図（A）では前記形態１
と同様にＰ波が出力されるが、この例ではＳ波が出力さ
れる点で異なる。すなわち、偏光分離面５０Ａを透過し
たＰ波は、１／２波長板５０ＢによってＳ波となる。ま
た、偏光分離面５０Ａで反射されたＳ波は、ミラー面５
０Ｃで反射されてそのまま出力される。

【００２７】

【実施形態３】次に、図７〜図１０を参照しながら実施
形態３について説明する。上述した偏光変換素子アレイ
によれば、偏光分離面を直進する光と偏光分離面で反射
される光がある。前記形態１では、図７（A）に示すよ
うに、偏光分離面１６Ａを透過して直進した偏光光ＬＡ
と、偏光分離面１６Ａ，１６Ｂ，ミラー１６Ｄでそれぞ
れ反射されて偏光光ＬＡと進行方向が揃えられた偏光光
ＬＢとが存在する。前記形態２では、図７（B）に示す
ように、偏光分離面５０Ａを透過して直進した偏光光Ｌ
Ａと、偏光分離面５０Ａ，ミラー面５０Ｃで反射されて
偏光光ＬＡと進行方向が揃えられた偏光光ＬＢとが存在
する。

【００２８】これらＬＡ及びＬＢを比較すると、直進光
ＬＡと反射光ＬＢとでは光路長が異なる。このため、同
図（C）に示すように、偏光光ＬＡと偏光光ＬＢとで照
明する範囲が異なるようになる。すなわち、直進した偏
光光ＬＡの照明範囲よりも、反射した偏光光ＬＢの照明
範囲の方が広くなってしまう。なお、ＥＳは、空間光変
調素子の画素エリアである。本形態は、このような点に
着目したものである。

【００２９】図８には図５に対応する投射型表示装置が
示されており、図９にはその偏光変換素子アレイ及び第
２のレンズアレイが拡大して示されている。これらの図
において、偏光変換素子アレイ５０は、上述した実施形
態２と同様の構成となっている。

【００３０】ところで、本形態では、第２のレンズアレ
イ６０が、偏光変換素子アレイ５０の光出射側に設けら
れている。そして、偏光変換素子アレイ５０の偏光ビー
ムスプリッタ５０Ｄを直進した偏光光ＬＡの射出側には
集光レンズ６０Ａが設けられており、偏光分離面５０
Ａ，ミラー面５０Ｃで反射された偏光光ＬＢの射出側に
は集光レンズ６０Ｂが設けられている。すなわち、本形
態では、第１のレンズアレイ１２の集光レンズ１２Ａに
対して、第２のレンズアレイ６０の集光レンズ６０Ａ，
６０Ｂが対応している。例えば、第１のレンズアレイ１
２の集光レンズ１２Ａが図１０（A）のような平面配列
であるとすると、第２のレンズアレイ６０の集光レンズ
６０Ａ，６０Ｂは、同図（B）に示すような配列とな
る。

【００３１】更に本形態では、集光レンズ６０Ａから出
射される偏光光ＬＡと、集光レンズ６０Ｂから出射され
る偏光光ＬＢとが略同一の照明範囲となるように光学設
定が行われている。具体的には、偏光光ＬＡ，ＬＢの光
路差を補正するように、集光レンズ６０Ａ，６０Ｂの曲
率半径が設定されている。

【００３２】次に、本形態の作用を説明する。第１のレ
ンズアレイ１２の各集光レンズ１２Ａによって集光され
た光は、偏光変換素子アレイ５０に入射する。偏光変換
素子アレイ５０では、前記形態２と同様の偏光変換が行
われ、Ｐ波となった偏光光ＬＡ，ＬＢがそれぞれ出力さ
れる（図７（B）参照）。これらのうち、直進した偏光
光ＬＡは、第２のレンズアレイ６０の集光レンズ６０Ａ
に入射し、反射した偏光光ＬＢは、集光レンズ６０Ｂに
入射する。これら集光レンズ６０Ａ，６０Ｂをそれぞれ
透過した偏光光６０Ａ，６０Ｂは、出射側レンズ１８及
びフィールドレンズ２０によって平行光化された後、空
間光変調素子２２に入射し、その画像エリアＥＳ（図７
（C）参照）を照明する。

【００３３】この場合において、上述したように、集光
レンズ６０Ａ，６０Ｂは、偏光光ＬＡ，ＬＢの光路差を
補正するようなレンズ特性となっている。このため、偏
光光ＬＡ，ＬＢは、空間光変調素子２２の画像エリアＥ
Ｓを含む略同一範囲を照明するようになる。従って、光
が効率的に活用され、良好な照明が可能となる。

【００３４】

【他の実施形態】この発明には数多くの実施の形態があ
り、以上の開示に基づいて多様に改変することが可能で
ある。例えば、次のようなものも含まれる。 （1）前記形態では、空間光変調素子に対してＰ波の照
明光を入射しているが、空間光変調素子の手前に１／２
波長板を入れてＳ波の照明光を入射するようにしてもよ
い。 （2）前記形態３では、図６（A）に示した偏光変換素子
アレイを用いたが、図３に示したものや図６（B）に示
したものを用いてもよい。 （3）前記形態では、光源から出力された光を色分解す
ることなく空間光変調素子に照明したが、偏光変換後の
照明光を例えばＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）に色分解
し、各色毎に設けた空間光変調素子で変調して合成する
ようにすれば、カラーの画像表示も可能である。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次のような効果がある。 （1）２次光源像から出射された不定偏光光を第１及び
第２の偏光光に分離するとともに、第２の偏光光を波長
板を利用して偏光変換し、ミラーを利用して前記第１の
偏光光と進行方向を揃えて出射することとしたので、光
束の幅を広げることなく光源光を有効に活用するととも
に、ムラのない均一で良好な照明を行うことができる。 （2）偏光変換のない光と偏光変換された光の光路を考
慮した出射レンズ構成としたので、両者による照明範囲
が略同一となり、光が効率的に活用されて良好な照明が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を透過型の空間光変調素子に適用した
実施形態１を示す図である。

【図２】前記形態１におけるレンズアレイの対応関係を
示す図である。

【図３】前記形態１における偏光変換素子アレイを拡大
して示す図である。

【図４】前記形態１を反射型の空間光変調素子の適用例
を示す図である。

【図５】実施形態２の構成を示す図である。

【図６】前記形態２における偏光変換素子アレイを拡大
して示す図である。

【図７】前記形態１，２における照明範囲を示す図であ
る。

【図８】実施形態３の構成を示す図である。

【図９】前記形態３における偏光変換素子アレイを拡大
して示す図である。

【図１０】前記形態３におけるレンズアレイの対応関係
を示す図である。

【符号の説明】

１０…光源 １２，１４，６０…レンズアレイ １２Ａ，１４Ａ，６０Ａ，６０Ｂ…集光レンズ １６，５０…偏光変換素子アレイ １６Ａ，１６Ｂ，５０Ａ…偏光分離面 １６Ｃ…１／４波長板 １６Ｄ…ミラー １６Ｅ，１６Ｆ…プリズム １８…出射側レンズ ２０…フィールドレンズ ２２，３２…空間光変調素子 ２３…偏光板 ２４，３４…投射レンズ ２６，３６…スクリーン ３０，５０Ｄ…偏光ビームスプリッタ ５０Ｂ…１／２波長板 ５０Ｃ…ミラー面 ５０Ｅ…反射ミラープリズム ５０Ｇ…遮光板 ＥＳ…空間光変調素子の画像エリア ＬＡ…直進偏光光 ＬＢ…反射偏光光

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 不定偏光光を出射する光源；複数の集光
   レンズが配列されており、前記光源から出射された不定
   偏光光をそれら集光レンズで集光して複数の２次光源像
   を形成する第１のレンズアレイ；複数の集光レンズが配
   列されており、前記２次光源像の形成位置近傍に配置さ
   れた第２のレンズアレイ；この第２のレンズアレイに隣
   接して配置されており、入射光を偏光変換する偏光変換
   素子アレイ；を備えており、 前記偏光変換素子アレイは、前記第２のレンズアレイの
   集光レンズにそれぞれ対応する偏光変換素子が配列され
   ており、 各偏光変換素子は、 対応する集光レンズから出射された不定偏光光を第１及
   び第２の偏光光に分離する第１の偏光分離手段；第２の
   偏光光の偏光変換を行って第１の偏光光と偏光方向を揃
   える１／４波長板；この１／４波長板に入射した第２の
   偏光光を反射するためのミラー；前記第１の偏光分離手
   段によって分離された第２の偏光光を前記１／４波長板
   に入射させるとともに、前記ミラーによって反射されて
   １／４波長板を通過した光を前記第１の偏光光と進行方
   向を揃えて出射する第２の偏光分離手段；を備えたこと
   を特徴とする偏光照明装置。
2. 【請求項２】 不定偏光光を出射する光源；複数の集光
   レンズが配列されており、前記光源から出射された不定
   偏光光をそれら集光レンズで集光して複数の２次光源像
   を形成する第１のレンズアレイ；複数の集光レンズが配
   列されており、前記２次光源像の形成位置近傍に配置さ
   れた第２のレンズアレイ；この第２のレンズアレイに隣
   接して配置されており、入射光を偏光変換する偏光変換
   素子アレイ；を備えており、 前記偏光変換素子アレイは、前記第２のレンズアレイの
   集光レンズにそれぞれ対応する偏光変換素子が配列され
   ており、 各偏光変換素子は、 対応する集光レンズから出射された不定偏光光を第１及
   び第２の偏光光に分離する偏光分離手段；この偏光分離
   手段における第２の偏光光の出射側に設けられており、
   第２の偏光光の偏光変換を行って第１の偏光光と偏光方
   向を揃える１／２波長板；この１／２波長板の光出射側
   に設けられており、前記１／２波長板によって偏光変換
   された偏光光を、前記第１の偏光光と進行方向を揃えて
   出射するミラー手段；を備えたことを特徴とする偏光照
   明装置。
3. 【請求項３】 前記ミラー手段の前記第２のレンズアレ
   イ側に遮光板を設けたことを特徴とする請求項２記載の
   偏光照明装置。
4. 【請求項４】 不定偏光光を出射する光源；複数の集光
   レンズが配列されており、前記光源から出射された不定
   偏光光をそれら集光レンズで集光して複数の２次光源像
   を形成する第１のレンズアレイ；前記２次光源像の形成
   位置近傍にそれぞれ配置されており、各２次光源像の光
   を第１及び第２の偏光光に分離するとともに、第２の偏
   光光の偏光変換を行って第１の偏光光と偏光方向を揃え
   て出射する偏光変換素子が複数配列された偏光変換素子
   アレイ；前記各偏光変換素子から入射した光を照明領域
   に出射する第２のレンズアレイ；を備えており、 前記第２のレンズアレイは、 前記偏光変換素子から入射した光のうち、第１の偏光光
   を照明領域に出射するための複数の第１の集光レンズ；
   偏光変換後の第２の偏光光を照明領域に出射するための
   複数の第２の集光レンズ；を備えており、 前記第１及び第２の集光レンズを、出射光による照明領
   域が略一致する光学設定としたことを特徴とする偏光照
   明装置。
5. 【請求項５】 請求項１，２，３又は４のいずれかに記
   載の偏光照明装置を備えており、 前記偏光照明装置から出射された照明光を画像信号に基
   づいて偏光変調する変調手段；これによって変調された
   光を投射して画像を表示する投射手段；を備えたことを
   特徴とする投射型表示装置。