(57)【要約】  不規則に偏向された光を提供するランプと、該ランプからの光を誘導する結合器であって、前記ランプからの光を、前記結合器の軸に沿って誘導する結合器と、該結合器の一端に設置されたワイヤグリッド偏光器と、を有する偏向光源が提供される。この偏向光源は、ランプで形成された非所望の偏向を有する光の一部を回収する。また、光の偏向を所望の方向に戻す偏向光源を含む液晶オンシリコン（ＬＣＯＳ）式光エンジンが提供される。
2007524131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
不規則に偏向された光を提供するランプと、
該ランプからの光を誘導する結合器であって、前記ランプからの光を、前記結合器の軸に沿って誘導する結合器と、
該結合器の第１の端部に設置されたワイヤグリッド偏光器と、
を有する光源。
【請求項２】
前記ワイヤグリッド偏光器は、前記結合器の光入射端部に設置されることを特徴とする請求項１に記載の光源。
【請求項３】
前記ワイヤグリッド偏光器は、前記結合器の光出力端部に設置されることを特徴とする請求項１に記載の光源。
【請求項４】
前記ランプは、楕円型または放物線型の反射器を備える水銀アークランプであることを特徴とする請求項１に記載の光源。
【請求項５】
前記結合器の第２の端部は、いかなる偏光手段に対しても自由な端部であることを特徴とする請求項１に記載の光源。
【請求項６】
不規則に偏向された光を提供するランプと、
該ランプからの光を誘導する結合器であって、前記ランプからの光を、前記結合器の軸に沿って誘導する結合器と、
該結合器の第１の端部に設置されたワイヤグリッド偏光器と、
前記結合器からの偏向された光を、ビデオ信号に応じて画素毎に変調し、ビデオ画像を形成する液晶オンシリコン（ＬＣＯＳ）式結像器と、
を有する液晶オンシリコン（ＬＣＯＳ）式光エンジン。
【請求項７】
さらに、前記ワイヤグリッド偏光器と液晶オンシリコン（ＬＣＯＳ）式結像器の間に設置された一掃式偏光手段を有することを特徴とする請求項６に記載の液晶オンシリコン（ＬＣＯＳ）式光エンジン。
【請求項８】
前記一掃式偏光手段は、偏光ビーム分割器であることを特徴とする請求項７に記載の液晶オンシリコン（ＬＣＯＳ）式光エンジン。
【請求項９】
前記一掃式偏光手段は、直線偏光器であることを特徴とする請求項７に記載の液晶オンシリコン（ＬＣＯＳ）式光エンジン。
【請求項１０】
前記ワイヤグリッド偏光器は、前記結合器の光入射端部に設置されることを特徴とする請求項６に記載の液晶オンシリコン（ＬＣＯＳ）式光エンジン。
【請求項１１】
前記ワイヤグリッド偏光器は、前記結合器の光出力端部に設置されることを特徴とする請求項６に記載の液晶オンシリコン（ＬＣＯＳ）式光エンジン。
【請求項１２】
前記ワイヤグリッド偏光器は、前記結合器の出力端部と同等の寸法であることを特徴とする請求項１１に記載の液晶オンシリコン（ＬＣＯＳ）式光エンジン。
【請求項１３】
前記ランプは、楕円型または放物線型の反射器を備える水銀アークランプであることを特徴とする請求項６に記載の液晶オンシリコン（ＬＣＯＳ）式光エンジン。
【請求項１４】
前記結合器の第２の端部は、いかなる偏光手段に対しても自由な端部であることを特徴とする請求項６に記載の液晶オンシリコン（ＬＣＯＳ）式光エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶オンシリコン（ＬＣＯＳ）式光エンジンにおいて、より多くの所望の偏向の光を形成する機器および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶オンシリコン（ＬＣＯＳ）式結像器は、リアプロジェクションテレビジョン等の投写型システム向けに普及し始めている。ＬＣＯＳ投射システムには、偏向光が必要であり、この光は、ＬＣＯＳ式結像器によって変調される。通常の場合、偏光ビーム分割器（ＰＢＳ）のような偏光手段を用いた偏向によって光が分離され、所望の偏向の光は、ＬＣＯＳ式結像器を通過し、非所望の偏向の光は、投射光路から回折される。投射システムに偏向光を利用することに関する一つの問題は、システム固有の損失に関するものであり、そのようなシステムでは、所望の偏向の光を形成する過程で、ランプで生成した光（すなわち非所望の偏向光）の半分（またはそれ以上）が「浪費」される。
【０００３】
偏向光を提供するとともに、別の偏向の光の一部を回収するための一つの方法は、反射性表面に覆われた小さな入射開口および出力開口を有する結合器を使用することである。偏光手段は、結合器内に設置され、所望の偏向の光のみが結合器を通過することができる。１／４波長板（ＱＷＰ）が出力開口を取り囲んでおり、光の偏向は、回転されたまま維持され、光が所望の偏向を有した状態で出力開口に入射するまで、光は、結合器内で逆向きに反射される。しかしながら、この方法は、複雑であり、製作コストおよび維持コストが高い。また、ＱＷＰおよび偏光手段によって生じる熱は、それらの部品が結合器内に設置されているため、逸散させることが難しい。さらに、ＱＷＰおよび偏光手段を結合器内に設置するためには、照明システム全体の大幅な設計見直しが必要となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、前述の問題を解決する偏向光源、および液晶オンシリコン（ＬＣＯＳ）式光エンジンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
不規則に偏向された光を提供するランプと、該ランプからの光を誘導する結合器であって、前記ランプからの光を、前記結合器の軸に沿って誘導する結合器と、該結合器の一端に設置されたワイヤグリッド偏光器と、を有する偏向光源が提供される。この偏向光源は、ランプから生じた非所望の偏向を有する光の一部を回収する。また、光の偏向を所望の方向に戻す偏向光源を含む液晶オンシリコン（ＬＣＯＳ）式光エンジンが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図面を参照して、以下に本発明の一実施例を示す。
【０００７】
本発明の一実施例では、機器は、偏向光を提供するとともに、別の偏向を有する光の一部を回収する。ランプ１０は、不規則な偏向の光２を生成する。ランプ１０は、例えば、所望の方向に光を誘導する楕円型または放物線型の反射器（図示されていない）を有する水銀アークランプであり、オランダ、アイントホーフェンのフィリップス照明社のＵＨＰ（登録商標）ランプあるいは別のＵＨＰ式ランプであっても良い。
【０００８】
不規則な偏向光２は、結合器２０に入射し、この結合器は、不規則な偏向光を結合器２０の軸に沿って誘導する。従来から知られているように、結合器２０は、反射性内表面を有する細長い中空構造を有し、この内表面は、不規則に偏向された光２を反射し、光は、結合器２０の入力端部２２に設置された入射開口２１から結合器２０を通って、結合器２０の出力端部２４に設置された出力開口２３まで誘導される。あるいは、結合器２０は、例えば表面に設置された銀メッキのような、反射性コーティングを有する非中空の細長い透明構造を有しても良く、これにより、不規則に偏向された光２は、入射端部２２に設置された入射開口２１から結合器２０を通り、出力端部２４に設置された出力開口２３まで誘導される。投写型システムに使用する場合、結合器２０は、所望の被投射画像とアスペクト比（例えば９×１６）が等しい、矩形状出力開口２３を有することが好ましい。
【０００９】
一次偏光器３０は、結合器２０の端部２２、２４に設置される。図１の実施例では、偏光器３０は、反射式ワイヤグリッド偏光器であり、この反射式ワイヤグリッド偏光器は、可視光のスペクトル内で作動し、出力開口２３に隣接し、出力開口２３と揃うようにして、結合器２０の出力端部２４に設置される。また、図１に示す一例としての偏向光源では、一掃式偏光手段および偏光器３０のみが必要となる。これは、複数の偏光器を使用する既存のシステムにはない改良点である。所望の偏向の光２’は、偏光器３０を通過するが、別のあるいは非所望の偏向の光は反射されることは、当業者には明らかである。
【００１０】
非所望の偏光を有する反射光４は、ランプ１０に至るまで結合器２０内を逆向きに誘導され、ランプ１０で、結合器２０に向かって逆向きに反射される。発明者らは、ランプによって、反射光４の一部が、非所望の偏光から所望の偏光に回転するようにシステムを設計している。すなわち、ランプ１０によって反射された光の一部である回収光６は、所望の偏向を有するため、結合器２０を通って誘導され、偏光器３０を通過する。
【００１１】
回収光６の一部は、再度反射され、再度回収される。全回収光６’は、この回収過程全体を通じて、偏光器３０を通過した所望の偏向の光を累積したものに等しい。一例としての偏向光源によって提供された全偏向光の出力は、初期の所望の偏向光２’に、全回収光６’を加えたものに等しい。
【００１２】
図２には、本発明の一実施例を示す。この図では、光の偏光を所望の方向に戻す偏向光源を用いたＬＣＯＳ式光エンジンが提供される。ランプ１０は、不規則な偏向光２を生成し、この光は、ランプ１０内の放物線型または楕円型反射器（図示されていない）によって、結合器２０の方に誘導される。不規則な偏向光２は、結合器２０によって、入力端部２２の入射開口２１から、出力端部２４の出力開口２３に誘導される。偏光器３０は、出力端部２４に近接して、出力開口２３と揃えて設置される。偏光器３０は、可視光スペクトル内で作動する反射式ワイヤグリッド偏光器であることが好ましい。前述のように、ワイヤグリッド偏光器３０の配向によって定まる好ましい偏向を有する光は、偏光器３０を通過するが、非所望の偏向を有する光は、偏光器３０によって反射される。また、所望の偏光を有する回収光６’も、偏光器を通過する。さらに、ワイヤグリッド偏光器３０は、結合器２０の端部近傍に設置されているため、結合器２０からの光には発散する機会がなく、本発明の一実施例に使用されるワイヤグリッド偏光器３０は、結合器２０の出力開口２３よりも僅かに大きくするだけで良い。
【００１３】
偏光器３０を通過した後、所望の偏光を有する偏向光２’、６’は、リレーレンズ組４０によって、結像組立体に集束される。結像組立体は、偏光ビーム分割器（ＰＢＳ）５０と、ＬＣＯＳ結像器６０とを有する。ＰＢＳ５０は、一つの配向の光を通過させ、反対の偏向の光を回折する。図２に示す実施例では、所望の偏向を有する光は、ＰＢＳ５０の第１の面５１に入射し、第２の面５２を通って、ＬＣＯＳ結像器６０に回折される。ＬＣＯＳ結像器は、画素毎に光を変調して、変調光の画素マトリクス９０を形成し、変調光の偏向を回転し、変調光を第２の面５２に向けて逆向きに反射する。変調光の画素マトリクス９０は、偏向光２’、６’の偏向とは逆の偏向を有するため、ＰＢＳ５０を通過して第３の面５３から放射される。次に、投射型レンズ組（図示されていない）が、変調光のマトリクス９０をスクリーン（図示されていない）上に投射し、視認可能な画像が形成される。
【００１４】
偏向光２’、６’をＬＣＯＳ式結像器６０の方に誘導すること、および変調光の画素のマトリクス９０を投射式レンズ組に誘導することに加えて、ＰＢＳ５０は、さらに偏向の一掃化を実施する（すなわち、非所望の偏向を有する光が漏洩して、ＬＣＯＳ結像器６０に到達することを防止する）。図の実施例では、ＬＣＯＳ式投射光路を形成することが必要なため、偏向の一掃化にＰＢＳ５０が使用されるが、偏向の一掃化に、直線偏光器等の他の偏光手段が使用されても良い。
【００１５】
本発明の一つの利点は、既存の光エンジン（または結像器）の構造を変更する必要がないことである。従って、光エンジン構造の再設計が必要となるシステムに比べて、大幅なコスト削減が可能となる。また、本発明の一実施例に使用されるワイヤグリッド偏光器３０では、この偏光器を結合器の出力開口に比べて僅かに大きくすることしか必要ではないため、ワイヤグリッド偏光器の表面積（さらにはそのコスト）は、結像組立体に近接して（すなわちリレーレンズ組の後段側に）設置された偏光器に比べて、少なくとも４分の１削減できる。偏光器３０は、その位置が結合器２０の端部２２、２４に近接しているため、偏光器３０は、開口２１、２３の寸法に端部の漏洩を防ぐためのガード幅を加えた寸法とほぼ等しくなっていれば良い。従って、偏光器３０は、結像組立体に近接して設置された偏光手段に比べてより小型にすることができ、より安価となる。
【００１６】
大きな光パイプ（１６×９×８０ｍｍ）を有する結合器を用いた場合、ルーメン量は、約１９％向上する。より一般的な寸法の光パイプ（８×４．５×４０ｍｍ）を用いた場合、ルーメン量は、約１４％向上する。
【００１７】
前述の実施例には、本発明を実施するためのいくつかの可能性について示した。本発明の範囲および観念から逸脱しないで、多くの他の実施例を行うことが可能である。従って、前述の記載は、本発明の一例に過ぎず、本発明を限定するものと捉えてはならず、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載およびこれと等価なものによって定められる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施例による偏向光源を示す図である。
【図２】本発明の一実施例による液晶オンシリコン（ＬＣＯＳ）式光エンジンを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
2007524131.tif 000005
2007524131.tif 000006