JPH0511217A

JPH0511217A - 放光装置

Info

Publication number: JPH0511217A
Application number: JP3167167A
Authority: JP
Inventors: Takehisa Natori; 武久名取
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1991-07-08
Filing date: 1991-07-08
Publication date: 1993-01-19

Abstract

(57)【要約】【目的】光源から出射される光を直線偏波にする際
に、光の利用効率を上げる。【構成】光源１１から出射され、放物面１３によって
平行光Ｌ₁₁とされた光を偏光ビームスプリッタ１７で直
線偏波であるＰ波とＳ波とに分離する。偏光ビームスプ
リッタ１７で分離された直線偏波であるＰ波とＳ波のう
ち、いずれか一方の波、例えば、Ｓ波を第１のミラー２
１によって反射させ、１／４波長板１６および第２のミ
ラーであるコールドリフレクタ１２によって、偏光を９
０゜回転させて他の一方のＰ波に変換するようにしてい
る。このため、通常は捨てられていた一方の直線偏波Ｓ
波をＰ波として利用できる。したがって、光源１１から
出射される平行光Ｌ₁₁の利用効率が比較的に向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、液晶用光源に
適用して好適な放光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ねじれネマチック（Ｔｗｉｓｔｅ
ｄＮｅｍａｔｉｃ）構造の液晶を液晶表示装置として
使用する場合には、図４に示すように、液晶板１の両側
の面に１組の偏光板２，３を配置する。この１組の偏光
板２，３は平行ニコルの状態に配置されているものとす
る。

【０００３】このように構成される液晶表示装置では、
偏光板２に入射した平行光Ｌ₁は直線偏波Ｌ₂に変えら
れて、液晶板１に入射する。この液晶板１の両側に電圧
が印加されていない状態では、直線偏波Ｌ₂は液晶板１
により偏波面が９０゜回転されて偏光板３に入射しよう
とする。しかし、偏光板３の偏光方向がこれと直交して
いるために、回転された光は偏光板３に吸収される。こ
のため、矢印Ａ方向から液晶表示装置を見たときには暗
状態になる。

【０００４】一方、液晶板１の両側に規定以上の電圧が
印加された状態では、直線偏波Ｌ₂は、その状態が保持
されて偏光板３を通過することになるので、矢印Ａ方向
から液晶表示装置を見たときには明状態になる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の液晶
表示装置において、液晶板１に対して直線偏波Ｌ₂を供
給する偏光板２とこの偏光板２に平行光Ｌ₁を供給する
光源（図示していない）とは、直線偏波Ｌ₂を放光する
放光装置４を形成すると考えることができる。

【０００６】しかしながら、この従来の技術による放光
装置４では、平行光Ｌ₁のうち、直線偏波Ｌ₂を除く光
は、偏光板２に吸収されてしまうため、平行光Ｌ₁の利
用効率が低いという問題があった。

【０００７】また、光を吸収した偏光板２が熱くなっ
て、特に、吸収光量が大きい場合には焦げてしまい、偏
光板２が偏光作用を行うことができなくなるという問題
があった。この焦げの問題を回避するためには、その偏
光板２の放熱用のファンを取り付けなければならず、放
光装置４が大形になるという問題があった。さらに、こ
のようにファンを取り付けた場合には、空気の流れによ
り巻き込まれたほこりが液晶板１についたり、ファン回
転用のモータによる雑音が発生するという問題もあっ
た。液晶板１にほこりがついた場合、その液晶板１を液
晶プロジェクター等に使用した場合には、画像の表示面
に、そのほこりを原因とする画像の欠けが発生するとい
うような問題が発生する。特に、カラー液晶プロジェク
ター等に使用した場合には、いわゆる、色のしみになる
という問題が発生する。

【０００８】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであり、光の利用効率が比較的に高くなる放光装置
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明放光装置は、例え
ば、図１に示すように、光源１１からの光Ｌ₁₁が入射さ
れてＰ波とＳ波とに分離する偏光ビームスプリッタ１７
と、分離されたＰ波とＳ波のうち、いずれか一方の波
（図１例ではＳ波）を反射させて偏光ビームスプリッタ
１７に再び入射させる第１のミラー２１と、再び入射し
たいずれか一方の波（Ｓ波）が偏光ビームスプリッタ１
７により反射され、この反射された波（Ｓ波）が入射さ
れて円偏波として出射する１／４波長板１６と、出射さ
れた円偏波を反射して１／４波長板１６に再び入射させ
る第２のミラー１２とを有するものである。

【００１０】

【作用】本発明放光装置によれば、第１および第２のミ
ラー２１，１２によって反射された光が、第１のミラー
２１によって反射されなかった光、言い換えれば、偏光
ビームスプリッタ１７を通過する光と同一のＰ波あるい
はＳ波となるので、光源１１から出射される光Ｌ₁₁の利
用効率が比較的に高くなる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明放光装置の一実施例について図
面を参照して説明する。なお、以下に参照する図面にお
いて、上述の図４に示したものと対応するものには同一
の符号を付けてその詳細な説明は省略する。

【００１２】図１において、１１は光源であり、この光
源１１は、コールドリフレクタ１２に形成された放物面
１３の焦点位置に配置されている。したがって、光源１
１からでた光Ｌ₁₀は直接、あるいは、コールドリフレク
タ１２に形成された放物面１３によって反射されて平行
光Ｌ₁₁として出射する。なお、コールドリフレクタ１２
では、可視光のみが反射されて平行光Ｌ₁₁とされ、それ
以外の光は通過する。

【００１３】平行光Ｌ₁₁は、ホットミラー１５に入射し
て、入射した平行光Ｌ₁₁のうち、熱線は、図中、矢印Ｂ
方向に逃がされ、それ以外の平行光Ｌ₁₁が通過する。こ
の平行光Ｌ₁₁は、１／４波長板１６をそのまま通過して
偏光ビームスプリッタ１７に入射する。

【００１４】偏光ビームスプリッタ１７は、入射した平
行光Ｌ₁₁を直線偏波であるＰ波とＳ波とに分離する。こ
の場合、Ｐ波は偏光ビームスプリッタ１７を通過し、Ｓ
波は矢印Ｂ方向に反射する。反射したＳ波は、第１のミ
ラー２１によって反射されて、再び偏光ビームスプリッ
タ１７に入射する。偏光ビームスプリッタ１７は、再び
入射したＳ波を矢印Ａ方向に反射させる。このようにし
て反射された直線偏波であるＳ波は、１／４波長板１６
に入射して、この１／４波長板１６により円偏波にされ
て出射する。

【００１５】この円偏波は、ホットミラー１５を通過
し、第２のミラーとしてのコールドリフレクタ１２によ
って反射された後、、逆回転の円偏波として、ホットミ
ラー１５を通過する。ホットミラー１５を通過した逆回
転の円偏波が１／４波長板１６を通過することにより、
９０゜回転されて直線偏波であるＰ波に変換される。

【００１６】この変換されたＰ波は偏光ビームスプリッ
タ１７を通過する。

【００１７】このように、図１例によれば、光源１１か
ら出射されて最初に偏光ビームスプリッタ１７を通過し
たＰ波と、偏光ビームスプリッタ１７によって反射され
たＳ波が変換されたＰ波とが加算されることになるの
で、偏光ビームスプリッタ１７から矢印Ｄ方向に出射さ
れるＰ波の光量が増加する。また、図４例に示した従来
の技術の項で説明したような光を吸収する偏光板２がな
いので、光源１１から出射される光Ｌ₁₀、したがって、
平行光Ｌ₁₁の利用効率が比較的に高くなる。

【００１８】このため、従来の技術では必要とされた放
熱用のファンは不要となり、図１例の放光装置におい
て、Ｐ波の進行方向に液晶板１を配置した場合に、この
液晶板１にほこりが付くことがなくなる。また、ファン
回転用のモータによる雑音も発生しない。したがって、
図１例の放光装置を液晶プロジェクター等に適用した場
合には、ほこりを原因とする画像の劣化がなく、また、
音も静であるという特性を有することになる。

【００１９】なお、図１例では、放光装置から出射する
光は、直線偏波であるＰ波を利用する構成としている
が、図２に示すように、Ｐ波側に、そのＰ波を偏光ビー
ムスプリッタ１７側に反射する第１のミラー２１を配置
することにより、液晶板１側に直線偏波であるＳ波を出
射する放光装置とすることもできる。図２例において、
図１例に示すものと対応するものには同一の符号を付け
ている。

【００２０】このように、図１例および図２例によれ
ば、偏光ビームスプリッタ１７で分離されたＰ波とＳ波
のうち、いずれか一方の波を第１のミラー２１によって
反射させ、１／４波長板１６および第２のミラーである
コールドリフレクタ１２によって、偏光を９０゜回転さ
せて他の一方の波に変換するようにしているので、通常
は捨てられていた一方の直線偏波を利用できる。このた
め、光源１１から出射される光Ｌ₁₀、したがって、平行
光Ｌ₁₁の利用効率が比較的に向上するという効果が得ら
れる。

【００２１】図３は、図１例および図２例に示す放光装
置のうち、平行光Ｌ₁₁を得る部分を変更した放光装置を
示すものである。なお、図３において、図１および図２
に示したものと対応するものには同一の符号を付け、そ
の詳細な説明は省略する。

【００２２】図３において、３１はメタルハライドラン
プによる光源であり、この光源３１は、コールドリフレ
クタ３２に形成された楕円面３３の一方の焦点位置に配
置されている。したがって、光源３１からでた光Ｌ₁₀は
楕円面３３によって反射され、他方の焦点３４に集光さ
れて、その焦点３４を通過する。

【００２３】コールドリフレクタ３２には、開口３５が
形成されており、この開口３５に凸レンズ３６が配置さ
れている。この場合、凸レンズ３６は、その焦点が楕円
面３３の焦点３４と一致するように配置されている。し
たがって、焦点３４を通過した光Ｌ₁₀は、凸レンズ３６
により平行光Ｌ₁₁とされて矢印Ｄ方向に出射する。

【００２４】この平行光１２を用いて、上述したよう
に、ホットミラー１５、１／４波長板１６、偏光ビーム
スプリッタ１７および第１のミラー２１、凸レンズ３６
およびコールドリフレクタ３２を利用して、直線偏波で
ある、例えば、Ｐ波を得ることができる。

【００２５】この図３例では、楕円面３３を有するコー
ルドリフレクタ３２を使用しているので、図１例および
図２例に示したような放物面１３を有するコールドリフ
レクタ１２に比較して装置全体を小形にすることができ
る。

【００２６】なお、本発明は上述の実施例に限らず本発
明の要旨を逸脱することなく種々の構成を採り得ること
はもちろんである。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明放光装置に
よれば、第１および第２のミラーによって反射された光
が、第１のミラーによって反射されなかった光、言い換
えれば、偏光ビームスプリッタを通過する光と同一のＰ
波あるいはＳ波となるので、光源から出射される光の利
用効率が比較的に高くなるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による放光装置の一実施例の構成を示す
線図である。

【図２】本発明による放光装置の他の実施例の構成を示
す線図である。

【図３】本発明による放光装置のさらに他の実施例によ
る構成を示す線図である。

【図４】従来の技術による放光装置が適用された液晶表
示装置の構成を示す線図である。

【符号の説明】

１１光源１２コールドリフレクタ（第２のミラー）１３放物面１６１／４波長板１７偏光ビームスプリッタ２１第１のミラーＬ₁₁ 平行光

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】光源からの光が入射されてＰ波とＳ波と
に分離する偏光ビームスプリッタと、分離されたＰ波とＳ波のうち、いずれか一方の波を反射
させて上記偏光ビームスプリッタに再び入射させる第１
のミラーと、再び入射したいずれか一方の波が上記偏光ビームスプリ
ッタにより反射され、この反射された波が入射されて円
偏波として出射する１／４波長板と、出射された円偏波を反射して上記１／４波長板に再び入
射させる第２のミラーとを有することを特徴とする放光
装置。