CN104136975A - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

导光板(3)供从光源(2)发出的光入射并从发光面(32)射出光。棱镜片(5)反射从发光面(32)射出的光中的规定角度的光而使之向导光板(3)入射，并使其它角度的光透过。在1/4波长板(12)与反射式液晶显示元件(1)之间与发光面(32)平行地设有偏振光控制元件(8)。偏振光控制元件(8)将从1/4波长板(12)射出的光分离成作为入射到反射式液晶显示元件(1)的照明光而使之透过的第一偏振光和使之反射以便向导光板(3)入射的第二偏振光，由反射式液晶显示元件(1)调制并射出的光朝向成像透镜(10)反射。成像透镜(10)将入射后的光朝向组合器(21)射出。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及使用了反射式液晶显示元件的显示装置。
背景技术
近几年，销售了安装有使用液晶显示装置的电子取景器的数字单镜头反射式照相机。数字单镜头反射式照相机所采用的微型4/3系统规格中，无法使用以往的光学取景器，使用电子取景器。例如，专利文献1中记载了作为电子取景器而使用的反射式液晶显示装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3539904号公报(图1、图3)
发明内容
然而，作为电子取景器所寻求的一个性能，能够举出具有与光学取景器同等以上的MTF(Modulation Transfer Function)。电子取景器中，需要使由反射式液晶显示元件反射的映像向眼睛的视网膜成像。
专利文献1所记载的反射式液晶显示装置(投影装置)中，使用了相对于反射式液晶显示元件以45度的倾斜配置的半透过型反射板。以45度的倾斜配置的半透过型反射板产生像散，因此使成像系统的MTF降低。
另外，若使用半透过型反射板，则仅使用一半偏振光，从而映像变暗。若欲使映像变亮，则需要增大从光源发出的光量，从而增大消耗电力。不限于电子取景器，在具有反射式液晶显示元件的显示装置具有相同的问题。
鉴于这样的问题点，本发明的目的在于提供能够抑制MTF的降低、且能够显示明亮的映像的投影装置。
根据本发明的一个方案，提供如下的显示装置：具备：光源；导光板，其供从上述光源发出的光入射，并从发光面射出光；棱镜片，其反射从上述发光面射出的光中的规定角度的光而使之再次向上述导光板入射，并使其它角度的光透过；1/4波长板，其供透过上述棱镜片的光入射；反射式液晶显示元件，其相对于上述发光面倾斜地设置，并对入射的照明光进行调制而使之射出；偏振光控制元件，其以与上述发光面平行的方式设置在上述1/4波长板与上述反射式液晶显示元件之间，将从上述1/4波长板射出的光分离为第一偏振光和第二偏振光，并且使由上述反射式液晶显示元件调制而射出的光以朝向成像透镜的方式反射；以及组合器，其使由上述偏振光控制元件反射且从上述成像透镜射出的光反射，上述第一偏振光是使从上述1/4波长板射出的光作为上述照明光而向上述反射式液晶显示元件透过的光，上述第二偏振光是反射从上述1/4波长板射出的光而使之再次向上述1/4波长板入射的光。
根据本发明的显示装置，不必降低MTF便能够显示明亮的映像。
附图说明
图1是表示在本发明中使用的投影装置的第一方式的结构图。
图2是表示在本发明中使用的投影装置的第二方式的结构图。
图3是表示本发明的显示装置的第一实施例的结构图。
图4是表示本发明的显示装置的第二实施例的结构图。
图5是表示本发明的显示装置的第三实施例的结构图。
图6是表示本发明的显示装置的第四实施例的结构图。
图7是表示本发明的显示装置的第五实施例的结构图。
具体实施方式
以下，参照附图对在本发明中使用的投影装置的各方式进行说明。
＜投影装置的第一方式＞
在图1中，在导光板3的端面31设有LED等光源2。从光源2发出的光从端面31向导光板3的内部入射。在导光板3的一个面上设有反射板(反射体)15。可以在导光板3设置突起作为反射体，还可以通过印刷来形成反射面。
向导光板3的内部前进并入射到反射板15的光被反射板15反射，而朝向作为导光板3的另一个面的发光面32。与发光面32接触或者接近地从靠近发光面32的一侧设有漫射板4、棱镜片5、漫射板16、1/4波长板12。
入射到漫射板4的光漫射并向棱镜片5入射。棱镜片5具备角度选择性，使以某种角度入射的光反射，并使以其以外的角度入射光透过。
被棱镜片5反射后的光通过漫射板4而再次向导光板3入射，并被反射板15反射。被反射板15反射的光由漫射板4漫射而向棱镜片5入射，从而反复进行相同的动作。由此，导光板3使光的亮度不均大致减少，以成形照明光的光束的方式发挥作用。棱镜片5以增加照明光的方式发挥作用。
透过棱镜片5的光向漫射板16入射而被漫射，透过1/4波长板12而向偏振光控制元件8入射。由于利用漫射板16使光漫射，所以能够进一步使亮度不均减少。此外，通过适当地构成导光板3、漫射板4、16以及棱镜片5，能够使从1/4波长板12射出的光成为具有相对于与发光面32正交的方向朝向倾斜的方向的指向性的光。
偏振光控制元件8以与1/4波长板12分离规定的距离的状态配置。偏振光控制元件8与导光板3的发光面32、漫射板4、棱镜片5、漫射板16、1/4波长板12平行配置，并以与1/4波长板12接近的状态与1/4波长板12正对。
作为一个例子，偏振光控制元件8是线栅型偏振光分光器。通过使用组合了导光板3、漫射板4、棱镜片5以及漫射板16的结构，能够使光的亮度不均减少，从而能够提高投影显示的映像的画质。此外，线栅型偏振光分光器指的是如下偏振光控制元件，即，在玻璃基板上蒸镀金属材料，通过纳米等级的微细蚀刻来形成线状的栅。
以与偏振光控制元件8分离规定的距离的状态，配置有反射式液晶显示元件1。反射式液晶显示元件1以相对于导光板3的发光面32、漫射板4、棱镜片5、漫射板16、1/4波长板12、偏振光控制元件8成45度的倾斜的方式配置。
向偏振光控制元件8入射的光是不定偏振光，并由偏振光控制元件8分离偏振光成分。透过偏振光控制元件8的直线偏振光(第一偏振光)作为照明光而向反射式液晶显示元件1入射。另一方面，被偏振光控制元件8反射的直线偏振光(第二偏振光)的偏振光方向与透过偏振光控制元件8的偏振光的偏振光方向正交。被偏振光控制元件8反射的直线偏振光再次向1/4波长板12入射。1/4波长板12将入射的直线偏振光变换为圆偏振光。
从1/4波长板12射出的圆偏振光透过漫射板16、棱镜片5、漫射板4而向导光板3的内部入射，并被反射板15反射。反射后的圆偏振光再次透过导光板3的内部以及漫射板4而向棱镜片5入射。与上述相同，棱镜片5使以某角度入射的光反射，并使以除此以外的角度入射的光透过。透过棱镜片5的圆偏振光透过漫射板16而向1/4波长板12入射，从而返回为直线偏振光。
该直线偏振光的偏振光方向两次透过1/4波长板12，从而相对于被偏振光控制元件8反射的偏振光方向旋转90度。因此，从1/4波长板12射出的直线偏振光不被偏振光控制元件8反射，而透过偏振光控制元件8，从而作为照明光向反射式液晶显示元件1入射。
向反射式液晶显示元件1入射的光与投影的映像对应地被反射式液晶显示元件1调制而射出。从反射式液晶显示元件1射出的光被偏振光控制元件8反射，透过偏光板9而向成像透镜10入射。
以上说明的投影装置的第一方式的各光学构件通过未图示的电路基板、定位部件定位。
在投影装置的第一方式中，被反射式液晶显示元件1反射的光不会透过以往的结构中所具有的那样的以45度的倾斜配置的半透过型反射板，而被偏振光控制元件8反射，从而没有MTF降低的情况。被偏振光控制元件8反射的光透过偏光板9，但由于偏光板9相对于光轴以90度的角度配置，从而基本不会影响MTF，即使有也是很轻微的。
另外，在投影装置的第一方式中，由于使用透过某偏振光方向的光、而使具有与该偏振光方向成90度的角度的偏振光方向的光反射的偏振光控制元件8和1/4波长板12，所以能够不浪费地利用光，从而能够增大照明光量。因此，能够减少光源2的消耗电力。
在将投影装置的第一方式用于显示装置的情况下，能够更长时间地使用显示装置。如果是与以往相同的使用时间则能够缩小电池，还能减小显示装置的重量。
并且，在投影装置的第一方式中，由于使偏振光控制元件8与导光板3的发光面32、漫射板4、棱镜片5、漫射板16、1/4波长板12平行，并使之与1/4波长板12接近地对置，从而被偏振光控制元件8反射的光经由1/4波长板12、漫射板16、棱镜片5、漫射板4直接被导光板3获取。
因此，不需要设置用于使导光板3获取被偏振光控制元件8反射的光的反射镜。由于不需要设置用于使导光板3获取被偏振光控制元件8反射的光的反射镜，从而能够使投影装置的第一方式小型化。
＜投影装置的第二方式＞
在图2所示的投影装置的第二方式中，与图1所示的第一方式相同部分标记相同符号，省略其说明。在图2所示的第二方式中，代替偏振光控制元件8，而设置以向1/4波长板12侧凸出的曲面形成的偏振光控制元件80。
偏振光控制元件80在使由反射式液晶显示元件1调制而射出的光反射时，实现聚光的透镜的作用。由于偏振光控制元件80实现聚光的透镜的作用，从而能够以偏振光控制元件80和成像透镜10双方来成像。
使用图3至图7，对使用第一方式的投影装置的显示装置的第一实施例至第五实施例进行说明。在图3至图7中，对于图1所示的结构相同的部分标记相同的符号，省略其说明。另外，还可以替代第一方式的投影装置，使用第二方式的投影装置，这种情况的显示装置的结构与在以下说明的第一实施例至第五实施例相同。显示装置例如是平视显示器。
＜显示装置的第一实施例＞
图3表示使用第一方式的投影装置的显示装置的第一实施例。按照在第一方式的投影装置所具备的反射式液晶显示元件1投影的画像调制的光如上所述经由偏振光控制元件8以及偏振光板9，从成像透镜10射出来作为画像显示光。
在第一实施例中，显示装置具备将从成像透镜10射出的画像显示光作为虚像提示的组合器21。组合器21是反射从投影装置投射的画像显示光，并且使外来光透过的光学元件。用户UA能够将从投影装置投射的画像显示光所得到的虚像经由组合器21而与背景重叠地进行视觉辨认。
组合器21还可以调整与投影装置的位置、距离、角度来设置，以便用户UA容易视觉辨认画像显示光所得到的虚像。此外，组合器21不限于图3所示的凹面形状，还可以是平面形状。
＜显示装置的第二实施例＞
图4是表示显示装置的第二实施例。在第二实施例中，显示装置具备反射由成像透镜10射出的画像显示光的镜22和组合器21。画像显示光由镜22反射并投射到组合器21。用户UA经由组合器21识别画像显示光所得到的虚像。
＜显示装置的第三实施例＞
图5表示显示装置的第三实施例。在第三实施例中，显示装置具备将基于由成像透镜10射出的画像显示光的实像进行成像的透过式中间像屏幕23和组合器2。从投影装置投射且在中间像屏幕23成像的实像的画像显示光透过中间像屏幕23并投射到组合器21。用户UA经由组合器21识别画像显示光所得到的虚像。
＜显示装置的第四实施例＞
图6表示显示装置的第四实施例。在第四实施例中，显示装置具备基于由成像透镜10射出的画像显示光的实像所成像的反射式中间像屏幕231和组合器21。从投影装置投射且在中间像屏幕231成像的实像的画像显示光在中间像屏幕231反射并投影到组合器21。用户UA经由组合器21识别画像显示光所得到的虚像。
＜显示装置的第五实施例＞
图7表示显示装置的第五实施例。在第五实施例中，代替显示装置所具备的成像透镜10，而使用一个或者多个成像透镜101。成像透镜101以下述方式设置在显示装置，即、成像透镜101的光轴与由偏振光控制元件8反射并经由偏振光板9射出的光的光轴平行地移动。
由于成像透镜101的光轴和经由偏振光板9射出的光的光轴平行地错开，所以由偏振光板9射出并入射到成像透镜101的画像显示光作为成像透镜101的轴外光束并向相对于成像透镜101的光轴倾斜的方向射出。
在图7所示的一例中，从成像透镜101射出的光朝向设有组合器21的斜上方，但并不限于此，还可以按照组合器21和投影装置的关系来调整从成像透镜101射出的光的光轴。用户UA经由组合器21识别画像显示光所得到的虚像。
此外，成像透镜101的光轴是指成像透镜101的光学中心轴。
通过采用以上结构的显示装置，用户UA能够将基于从投影装置输出的画像信号的虚像经由组合器21与现实的背景重叠地来进行视觉辨认。
本发明不限于以上说明的第一方式、第二方式的投影装置、第一实施例至第五实施例的显示装置，在不脱离本申请的宗旨的范围内能够进行各种变更。在第一、第二方式的投影装置中，虽然将漫射板4与导光板3分体设置，但可以使导光板3含有漫射板4的功能。另外，虽然在导光板3的端面31设置光源2，但可以设于导光板3的背面，光源2的设置场所、与导光板3的连接构成是任意的。
工业上的可利用性
本发明能够利用于电子取景器、头戴式显示器等的投影装置。

Claims (3)

1.一种显示装置，其特征在于，具备：
光源；
导光板，其供从上述光源发出的光入射，并从发光面射出光；
棱镜片，其反射从上述发光面射出的光中的规定角度的光而使之再次向上述导光板入射，并使其它角度的光透过；
1/4波长板，其供透过上述棱镜片的光入射；
反射式液晶显示元件，其相对于上述发光面倾斜地设置，并对入射的照明光进行调制而使之射出；
偏振光控制元件，其以与上述发光面平行的方式设置在上述1/4波长板与上述反射式液晶显示元件之间，将从上述1/4波长板射出的光分离为第一偏振光和第二偏振光，并且使由上述反射式液晶显示元件调制而射出的光以朝向成像透镜的方式反射；以及
组合器，其将由上述偏振光控制元件反射并从上述成像透镜射出的光作为虚像来提示，
上述第一偏振光是使从上述1/4波长板射出的光作为上述照明光而向上述反射式液晶显示元件透射的光，
上述第二偏振光是反射从上述1/4波长板射出的光而使之再次向上述1/4波长板入射的光。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
上述偏振光控制元件相对于上述反射式液晶显示元件以倾斜45度的方式设置。
3.根据权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于，
上述偏振光控制元件以向上述1/4波长板侧凸出的曲面形成。
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