JP2001296514A - 投写型映像表示装置 - Google Patents
投写型映像表示装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高コントラストな投写型映像表示装置を得るこ
と。 【解決手段】反射型液晶パネルと組合わせ使用する偏光
ビームスプリッタ、ダイクロイックプリズム等の偏光透
過部品の光弾性定数、該部品に加わる応力、光透過長３
者の積を一定値以下として複屈折の発生を抑える。ま
た、画像光である偏光が透過する光学部品の支持、固定
に弾力性止め具を使用し該部品へ加わる応力を緩和す
る。
と。 【解決手段】反射型液晶パネルと組合わせ使用する偏光
ビームスプリッタ、ダイクロイックプリズム等の偏光透
過部品の光弾性定数、該部品に加わる応力、光透過長３
者の積を一定値以下として複屈折の発生を抑える。ま
た、画像光である偏光が透過する光学部品の支持、固定
に弾力性止め具を使用し該部品へ加わる応力を緩和す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、投射型表示装置に
係わり、特に高コントラスト化を実現する反射型液晶パ
ネルを用いた投射型表示装置に関する。
係わり、特に高コントラスト化を実現する反射型液晶パ
ネルを用いた投射型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】反射形液晶パネル、該反射型液晶パネル
へ入射させる偏光を形成するための偏光ビームスプリッ
タ等からなる従来の投写型液晶表示装置として、例え
ば、特開平９−５４２１３号公報に開示された技術が挙
げられる。
へ入射させる偏光を形成するための偏光ビームスプリッ
タ等からなる従来の投写型液晶表示装置として、例え
ば、特開平９−５４２１３号公報に開示された技術が挙
げられる。
【０００３】上記の投写型液晶表示装置おいては、光源
からの白色光はクロスダイクロイックミラーでＲ光、Ｇ
光、Ｂ光の３色に分光された後、偏光ビームスプリッタ
を経て偏光となり、Ｒ画像表示用、Ｇ画像表示用、Ｂ画
像表示用それぞれのモノクロ反射形液晶パネルに入射す
る構成である。該反射形液晶パネルへの入射光は該反射
形液晶パネルで反射し該液晶パネルより出射、該偏光ビ
ームスプリッタで検光された後、投写レンズで画像投写
する。
からの白色光はクロスダイクロイックミラーでＲ光、Ｇ
光、Ｂ光の３色に分光された後、偏光ビームスプリッタ
を経て偏光となり、Ｒ画像表示用、Ｇ画像表示用、Ｂ画
像表示用それぞれのモノクロ反射形液晶パネルに入射す
る構成である。該反射形液晶パネルへの入射光は該反射
形液晶パネルで反射し該液晶パネルより出射、該偏光ビ
ームスプリッタで検光された後、投写レンズで画像投写
する。
【０００４】上記構成において、偏光ビームスプリッタ
の光弾性定数を１．５×１０-8cm2／Ｎ以下としてお
り、この設定により該ビームスプリッタの複屈折を小さ
くできる可能性があり、それにより該表示装置の投写画
像を高コントラストにできる可能性がある。
の光弾性定数を１．５×１０-8cm2／Ｎ以下としてお
り、この設定により該ビームスプリッタの複屈折を小さ
くできる可能性があり、それにより該表示装置の投写画
像を高コントラストにできる可能性がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一般に、偏光ビームス
プリッタなどの光透過部品で生ずる複屈折の大きさを左
右する因子としては、該材料の光弾性定数Ｃ、該部品へ
加わる応力Ｆ、該部品の光透過長Ｌ、該部品を透過する
光の波長λ等がある。該光透過部品に偏光を入射させた
ときに該部品内で生ずる複屈折の大きさは該部品内で生
ずる位相差ΔＳに関連しており、位相差ΔＳが大きくな
ると複屈折も大きくなる。その位相差ΔＳは一般に次式
（１）であらわすことができる。
プリッタなどの光透過部品で生ずる複屈折の大きさを左
右する因子としては、該材料の光弾性定数Ｃ、該部品へ
加わる応力Ｆ、該部品の光透過長Ｌ、該部品を透過する
光の波長λ等がある。該光透過部品に偏光を入射させた
ときに該部品内で生ずる複屈折の大きさは該部品内で生
ずる位相差ΔＳに関連しており、位相差ΔＳが大きくな
ると複屈折も大きくなる。その位相差ΔＳは一般に次式
（１）であらわすことができる。
【０００６】 ΔＳ＝２π・Ｃ・Ｆ・Ｌ／λ…………（１） ただし、Ｃ：光透過部品材料の光弾性定数〔m2／Ｎ〕 Ｆ：光透過部品材料へ加わる応力〔Ｎ／m2〕 Ｌ：光透過部品の光透過長 〔ｍ〕 λ：光の波長 〔ｍ〕 すなわち、光透過部品において生ずる複屈折の大きさは
光透過部品材料の光弾性定数、該部品に加わる応力、該
部品の光透過長に比例し、光の波長に反比例する関係に
ある。
光透過部品材料の光弾性定数、該部品に加わる応力、該
部品の光透過長に比例し、光の波長に反比例する関係に
ある。
【０００７】ところで、前記特開平９−５４２１３号公
報では光透過部品で生ずる複屈折低減のため光弾性定数
の上限値を１．５×１０-8cm2／Ｎとしているが、他の
因子については述べていない。光弾性定数の上限値を
１．５×１０-8cm2／Ｎとしても、光透過部品へ加わる
応力が大きく、該部品が大きく、光透過長が長い場合は
該部品で生ずる複屈折を小さくすることができない。ま
た、光透過部品が非常に小さく、該部品のへ加わる応力
も非常に小さい場合、該部品の光弾性定数を１．５×１
０-8cm2／Ｎより大としても複屈折を小さく抑えること
が出来る可能性がある。
報では光透過部品で生ずる複屈折低減のため光弾性定数
の上限値を１．５×１０-8cm2／Ｎとしているが、他の
因子については述べていない。光弾性定数の上限値を
１．５×１０-8cm2／Ｎとしても、光透過部品へ加わる
応力が大きく、該部品が大きく、光透過長が長い場合は
該部品で生ずる複屈折を小さくすることができない。ま
た、光透過部品が非常に小さく、該部品のへ加わる応力
も非常に小さい場合、該部品の光弾性定数を１．５×１
０-8cm2／Ｎより大としても複屈折を小さく抑えること
が出来る可能性がある。
【０００８】すなわち、前記従来技術特開平９−５４２
１３号公報によれば偏光ビームスプリッタで生ずる複屈
折を小さく出来る場合もあるが、出来ない場合もあり、
前記従来技術だけでは偏光ビームスプリッタで生ずる複
屈折低減、投写型映像表示装置の高コントラスト化にと
って不十分である。
１３号公報によれば偏光ビームスプリッタで生ずる複屈
折を小さく出来る場合もあるが、出来ない場合もあり、
前記従来技術だけでは偏光ビームスプリッタで生ずる複
屈折低減、投写型映像表示装置の高コントラスト化にと
って不十分である。
【０００９】本発明の目的は上記問題点を解決し、画像
光を形成するための偏光ビームスプリッタ、または他の
透明光学部品で生ずる複屈折を抑制し、該スプリッタ、
または該光学部品を適用した投写型映像表示装置の投写
画像を十分に高画質、高コントラスト化する構成を得る
ことにある。
光を形成するための偏光ビームスプリッタ、または他の
透明光学部品で生ずる複屈折を抑制し、該スプリッタ、
または該光学部品を適用した投写型映像表示装置の投写
画像を十分に高画質、高コントラスト化する構成を得る
ことにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、画像光を形成するための偏光を透過させ
る光学部品、具体的な部品として、光学部品に誘電体多
層膜を形成してなる偏光ビームスプリッタ、またはダイ
クロイックプリズム等において、該光学部品使用時にお
ける該光学部品に加わる応力をＦ〔N/m2〕、光が該透明
光学部品、該ビームスプリッタ中を透過するときの該部
品、該スプリッタ中の光透過長をＬ〔ｍ〕、それらの光
弾性定数をＣ〔m2/N〕、透過光の中心波長をλ〔ｍ〕と
したとき、それらＦ、Ｌ、Ｃ、λが、（２π／λ）×Ｆ
×Ｌ×Ｃ≦０．１ を満足する関係となるような構成と
した。 また、投写型映像表示装置において前記構成の
偏光ビームスプリッタ、ダイクロイックプリズムを適用
する光学系構成とした。さらに、投写形液晶表示装置内
における偏光ビームスプリッタ、ダイクロイックプリズ
ムの設置方法として、弾性体、弾力性止め具等を介して
の設置など該偏光ビームスプリッタ、ダイクロイックプ
リズム等に出来るだけ応力が加わらない手段を適用し
た。反射型液晶パネルと該透明光学部品の相互位置を固
定しなければならない場合、それら両者を弾性体、また
は弾力性止め具等を介して装置内に設置する手段等を適
用した。
達成するため、画像光を形成するための偏光を透過させ
る光学部品、具体的な部品として、光学部品に誘電体多
層膜を形成してなる偏光ビームスプリッタ、またはダイ
クロイックプリズム等において、該光学部品使用時にお
ける該光学部品に加わる応力をＦ〔N/m2〕、光が該透明
光学部品、該ビームスプリッタ中を透過するときの該部
品、該スプリッタ中の光透過長をＬ〔ｍ〕、それらの光
弾性定数をＣ〔m2/N〕、透過光の中心波長をλ〔ｍ〕と
したとき、それらＦ、Ｌ、Ｃ、λが、（２π／λ）×Ｆ
×Ｌ×Ｃ≦０．１ を満足する関係となるような構成と
した。 また、投写型映像表示装置において前記構成の
偏光ビームスプリッタ、ダイクロイックプリズムを適用
する光学系構成とした。さらに、投写形液晶表示装置内
における偏光ビームスプリッタ、ダイクロイックプリズ
ムの設置方法として、弾性体、弾力性止め具等を介して
の設置など該偏光ビームスプリッタ、ダイクロイックプ
リズム等に出来るだけ応力が加わらない手段を適用し
た。反射型液晶パネルと該透明光学部品の相互位置を固
定しなければならない場合、それら両者を弾性体、また
は弾力性止め具等を介して装置内に設置する手段等を適
用した。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を用いて説明する。
面を用いて説明する。
【００１２】図１は本発明による偏光ビームスプリッ
タ、および該ビームスプリッタを適用した投写型映像表
示装置である第１実施形態の光学系要部の模式構成図で
ある。同図において、１は光源、２は反射型液晶パネ
ル、３は偏光ビームスプリッタ、４は投写レンズであ
る。なお、他の光学系部品は本発明の本質を説明する上
で、必須でないため省略してある。
タ、および該ビームスプリッタを適用した投写型映像表
示装置である第１実施形態の光学系要部の模式構成図で
ある。同図において、１は光源、２は反射型液晶パネ
ル、３は偏光ビームスプリッタ、４は投写レンズであ
る。なお、他の光学系部品は本発明の本質を説明する上
で、必須でないため省略してある。
【００１３】図１の構成において、光源からの出射光５
は側面の寸法形状がl×ｈの偏光ビームスプリッタ３の
光入射面３−１から入射し、誘電体多層膜を形成した偏
光分離面３−２でＰ波、Ｓ波に分離される。これらＰ
波、Ｓ波のうちＰ波は直進して第１の光出射面３−３か
ら偏光ビームスプリッタ３外に出射する。一方、Ｓ波は
入射方向、及びＰ波出射光方向に対して９０度異なった
方向に進み、第２の光出射光面３−４から該偏光ビーム
スプリッタ３外に出射し、該出射光は反射型液晶パネル
２への入射光６となる。該入射光６は該液晶パネル２の
反射面（図示せず）で反射し、また、表示画像内容に対
応した偏光状態となり該パネル２から出射し、偏光ビー
ムスプリッタ３に再入射する。該再入射光７は偏光分離
面３−２で画像光となるＰ波７−１と不要光となるＳ波
７−２に分離され、画像光であるＰ波７−１は光出射面
３−５から出射し、投写レンズ４を経てスクリーン（図
示せず）上への投写光８になる。
は側面の寸法形状がl×ｈの偏光ビームスプリッタ３の
光入射面３−１から入射し、誘電体多層膜を形成した偏
光分離面３−２でＰ波、Ｓ波に分離される。これらＰ
波、Ｓ波のうちＰ波は直進して第１の光出射面３−３か
ら偏光ビームスプリッタ３外に出射する。一方、Ｓ波は
入射方向、及びＰ波出射光方向に対して９０度異なった
方向に進み、第２の光出射光面３−４から該偏光ビーム
スプリッタ３外に出射し、該出射光は反射型液晶パネル
２への入射光６となる。該入射光６は該液晶パネル２の
反射面（図示せず）で反射し、また、表示画像内容に対
応した偏光状態となり該パネル２から出射し、偏光ビー
ムスプリッタ３に再入射する。該再入射光７は偏光分離
面３−２で画像光となるＰ波７−１と不要光となるＳ波
７−２に分離され、画像光であるＰ波７−１は光出射面
３−５から出射し、投写レンズ４を経てスクリーン（図
示せず）上への投写光８になる。
【００１４】投写型映像表示装置の表示画像のコントラ
ストを高めるには液晶パネル２の性能、偏光ビームスプ
リッタ３の性能、投写レンズ４の性能を高めることが重
要である。偏光ビームスプリッタ３の高性能化に着目し
た場合、該ビームスプリッタ３の偏光分離面３−２での
Ｐ波、Ｓ波の分離性能がよいことのほかに、該Ｐ波、Ｓ
波が偏光ビームスプリッタ３内部透過時にその偏光状態
が保存されること、すなわち、該ビームスプリッタ内で
の新たな複屈折の発生を抑えることが重要である。
ストを高めるには液晶パネル２の性能、偏光ビームスプ
リッタ３の性能、投写レンズ４の性能を高めることが重
要である。偏光ビームスプリッタ３の高性能化に着目し
た場合、該ビームスプリッタ３の偏光分離面３−２での
Ｐ波、Ｓ波の分離性能がよいことのほかに、該Ｐ波、Ｓ
波が偏光ビームスプリッタ３内部透過時にその偏光状態
が保存されること、すなわち、該ビームスプリッタ内で
の新たな複屈折の発生を抑えることが重要である。
【００１５】一般に、画像表示用の偏光が部品透過中に
新たな複屈折、すなわち、新たな位相差を生じた場合、
その位相差成分は画像全体を白く浮かせる漏れ光とな
る。すなわち、該光学部品が図１の３に示す偏光ビーム
スプリッタの場合、新たな複屈折成分は反射型液晶パネ
ル２の表示画像コントラストを低下させることになる。
新たな複屈折、すなわち、新たな位相差を生じた場合、
その位相差成分は画像全体を白く浮かせる漏れ光とな
る。すなわち、該光学部品が図１の３に示す偏光ビーム
スプリッタの場合、新たな複屈折成分は反射型液晶パネ
ル２の表示画像コントラストを低下させることになる。
【００１６】ところで、画像表示用偏光が偏光ビームス
プリッタ等の光学部品を透過中に生じた位相差に起因し
て発生する漏洩光強度Ｔはほぼ次式（２）で表すことが
出来る。
プリッタ等の光学部品を透過中に生じた位相差に起因し
て発生する漏洩光強度Ｔはほぼ次式（２）で表すことが
出来る。
【００１７】 Ｔ＝Ｋsin2(ΔS/2) ……………… （２） Ｋ：定数 ΔＳ：透明部品中で新たに生じた位相差 反射型液晶パネルが、全ての表示諧調にわたって良好な
コントラストを得るには漏れ光sin2(ΔS/2)の値を出来
るだけ小さくする必要がある。通常、投写画像を良好な
コントラストと認識する上で必要なコントラスト値とし
ては少なくとも約１００程度のコントラストが必要であ
る。液晶パネル２の表示画像の投写表示において、その
コントラストを左右する要因として、液晶パネル２の性
能、偏光ビームスプリッタ３の性能、投写レンズ４の性
能等が考えられるが、上記画像コントラストとして少な
くとも約１００程度のコントラストを得るには各種主要
部品のコントラスト性能を約１００の３倍の少なくとも
約３００程度必要である。
コントラストを得るには漏れ光sin2(ΔS/2)の値を出来
るだけ小さくする必要がある。通常、投写画像を良好な
コントラストと認識する上で必要なコントラスト値とし
ては少なくとも約１００程度のコントラストが必要であ
る。液晶パネル２の表示画像の投写表示において、その
コントラストを左右する要因として、液晶パネル２の性
能、偏光ビームスプリッタ３の性能、投写レンズ４の性
能等が考えられるが、上記画像コントラストとして少な
くとも約１００程度のコントラストを得るには各種主要
部品のコントラスト性能を約１００の３倍の少なくとも
約３００程度必要である。
【００１８】そこで、偏光ビームスプリッタ起因のコン
トラストも最低でも３００程度必要である。偏光ビーム
スプリッタ起因コントラストを３００以上とするために
は、洩れ光sin2(ΔS/2)を０．００３３以下に抑える必
要がある。
トラストも最低でも３００程度必要である。偏光ビーム
スプリッタ起因コントラストを３００以上とするために
は、洩れ光sin2(ΔS/2)を０．００３３以下に抑える必
要がある。
【００１９】このとき、位相差ΔＳは、ほぼ、ΔＳ＜
０．１………………（３） となる関係になる。
０．１………………（３） となる関係になる。
【００２０】偏光ビームスプリッタ内で位相差が生じて
洩れ光が生じても、コントラストを最低でも３００以上
とするためには先に示した（１）式、および上記（３）
式より、偏光ビームスプリッタに関する各定数の関係を
（４）式に示す関係とする必要がある。
洩れ光が生じても、コントラストを最低でも３００以上
とするためには先に示した（１）式、および上記（３）
式より、偏光ビームスプリッタに関する各定数の関係を
（４）式に示す関係とする必要がある。
【００２１】 ２π・Ｃ・Ｆ・Ｌ／λ＜０．１ ………………………………（４） ただし、Ｃ：光透過部品材料の光弾性定数〔m2／Ｎ〕 Ｆ：光透過部品材料へ加わる応力〔Ｎ／m2〕 Ｌ：光透過部品の光透過長 〔ｍ〕 λ：光の波長 〔ｍ〕 すなわち、偏光ビームスプリッタにおけるコントラスト
劣化を防止するには該ビームスプリッタの光弾性定数Ｃ
とそれに加わる応力Ｆ、該ビームスプリッタ内部を透過
する光の透過長Ｌの積を式（４）のように規定すること
が有効である。
劣化を防止するには該ビームスプリッタの光弾性定数Ｃ
とそれに加わる応力Ｆ、該ビームスプリッタ内部を透過
する光の透過長Ｌの積を式（４）のように規定すること
が有効である。
【００２２】式（４）では位相差の関係を規定したが、
光路差δを規定してもよい。すなわち、該偏光ビームス
プリッタ使用時における該ビームスプリッタに加わる応
力をＦ〔Pa〕、光が該ビームスプリッタ中を透過すると
きの該ビームスプリッタ中の光透過長をｄ〔cｍ〕、該
ビームスプリッタの光弾性定数をβ〔nm/cm/105Pa〕と
したとき、光路差δとしては式（５）の関係を満足させ
る必要がある。
光路差δを規定してもよい。すなわち、該偏光ビームス
プリッタ使用時における該ビームスプリッタに加わる応
力をＦ〔Pa〕、光が該ビームスプリッタ中を透過すると
きの該ビームスプリッタ中の光透過長をｄ〔cｍ〕、該
ビームスプリッタの光弾性定数をβ〔nm/cm/105Pa〕と
したとき、光路差δとしては式（５）の関係を満足させ
る必要がある。
【００２３】 δ＝Ｆ×ｄ×β≦１２〔ｎｍ〕 ……… （５） 図１における光透過長Ｌとしては偏光分離面３−２で偏
光分離後、該ビームスプリッタ３を出射するまでの光路
長l／２、液晶パネル２で反射後再入射して投写レンズ
４方向に再出射するまでの光路長ｌの合計（３l）／２
となる。
光分離後、該ビームスプリッタ３を出射するまでの光路
長l／２、液晶パネル２で反射後再入射して投写レンズ
４方向に再出射するまでの光路長ｌの合計（３l）／２
となる。
【００２４】図２は本発明偏光ビームスプリッタ、およ
び該ビームスプリッタを適用した投写型映像表示装置で
ある第２実施形態の光学系要部の模式断面図である。同
図において、基本的に図１と同一の部品には図１の記号
と同じ記号を付した。図２において、偏光ビームスプリ
ッタ３は弾力性止め具１２を介してビームスプリッタ固
定材１１に固定し、装置筐体９に固定している。なお、
１０は投写レンズ固定材である。偏光ビームスプリッタ
３の近傍には反射型液晶パネル２が配置してあり、該パ
ネル２も該固定材１１に固定している。この構成で、偏
光ビームスプリッタ３は弾力性止め具１２により取り付
けられているので、該ビームスプリッタ３に加わる応力
を非常に小さいものとすることが出来、偏光が該ビーム
スプリッタ３透過中に生ずる位相差を非常に小さいもの
とすることが出来る。なお、本実施例では偏光ビームス
プリッタ３の該固定材１１と反射型液晶パネル２の該固
定材１１は同一であるが、別個に構成してもよい。
び該ビームスプリッタを適用した投写型映像表示装置で
ある第２実施形態の光学系要部の模式断面図である。同
図において、基本的に図１と同一の部品には図１の記号
と同じ記号を付した。図２において、偏光ビームスプリ
ッタ３は弾力性止め具１２を介してビームスプリッタ固
定材１１に固定し、装置筐体９に固定している。なお、
１０は投写レンズ固定材である。偏光ビームスプリッタ
３の近傍には反射型液晶パネル２が配置してあり、該パ
ネル２も該固定材１１に固定している。この構成で、偏
光ビームスプリッタ３は弾力性止め具１２により取り付
けられているので、該ビームスプリッタ３に加わる応力
を非常に小さいものとすることが出来、偏光が該ビーム
スプリッタ３透過中に生ずる位相差を非常に小さいもの
とすることが出来る。なお、本実施例では偏光ビームス
プリッタ３の該固定材１１と反射型液晶パネル２の該固
定材１１は同一であるが、別個に構成してもよい。
【００２５】図３は本発明偏光ビームスプリッタ、およ
び該ビームスプリッタを適用した投写型映像表示装置で
ある第３実施形態の光学系要部の模式断面図である。同
図において、基本的に図２と同一の部品には図２の記号
と同じ記号を付した。本第３実施形態の図２に示した第
２実施形態に対しての主な違いは偏光ビームスプリッタ
３と反射型液晶パネル２は両者の相互位置が変化しない
ように部分固定具１３で部分的に固定し、それら両者
２、３を弾性止め具１２を介して固定材１１に固定し、
該固定材１１を装置筐体９に取り付けた構成にある。
び該ビームスプリッタを適用した投写型映像表示装置で
ある第３実施形態の光学系要部の模式断面図である。同
図において、基本的に図２と同一の部品には図２の記号
と同じ記号を付した。本第３実施形態の図２に示した第
２実施形態に対しての主な違いは偏光ビームスプリッタ
３と反射型液晶パネル２は両者の相互位置が変化しない
ように部分固定具１３で部分的に固定し、それら両者
２、３を弾性止め具１２を介して固定材１１に固定し、
該固定材１１を装置筐体９に取り付けた構成にある。
【００２６】投写型映像表示装置が２板、３板構成など
複数板構成の場合、液晶パネル２と偏光ビームスプリッ
タ３の相対位置の僅かな変化が画素ずれの原因になるこ
とがあるが、本第３実施形態構成は液晶パネル２と偏光
ビームスプリッタ３の相対位置は変化しない構成である
ので、複数板構成の投写型表示装置へ適用する場合に有
効である。なお、本構成での注意点として、部分固定具
１３の大きさ形状を工夫し、偏光ビームスプリッタ３の
光が透過する内部にまで応力が加わらないようにする必
要がある。具体的例の一つとしては偏光ビームスプリッ
タ３のコーナ部、エッジ部と反射型液晶パネル２との間
に部分固定具１３を適用することが考えられる。
複数板構成の場合、液晶パネル２と偏光ビームスプリッ
タ３の相対位置の僅かな変化が画素ずれの原因になるこ
とがあるが、本第３実施形態構成は液晶パネル２と偏光
ビームスプリッタ３の相対位置は変化しない構成である
ので、複数板構成の投写型表示装置へ適用する場合に有
効である。なお、本構成での注意点として、部分固定具
１３の大きさ形状を工夫し、偏光ビームスプリッタ３の
光が透過する内部にまで応力が加わらないようにする必
要がある。具体的例の一つとしては偏光ビームスプリッ
タ３のコーナ部、エッジ部と反射型液晶パネル２との間
に部分固定具１３を適用することが考えられる。
【００２７】図４は本発明偏光ビームスプリッタ、およ
び該ビームスプリッタを適用した投写型映像表示装置で
ある第４実施形態の光学系要部の模式構成図である。同
図において、基本的に図３と同一の部品には図３の記号
と同じ記号を付した。本第４実施形態の図３に示した第
３実施形態に対しての主な違いは反射型液晶パネル２−
１、２−２、２−３を偏光ビームスプリッタ３の近傍に
配置せず、ダイクロイックプリズム１４の周辺に配置し
た３板構成にある。透明部品透過中の偏光が位相差成分
を変化させる現象は偏光ビームスプリッタ３中だけでな
く、同じ透明部品であるダイクロイックプリズム１４中
でもあり、投写画像の高コントラスト化のためには両者
３、１４による位相差成分の変化を抑える必要がある。
び該ビームスプリッタを適用した投写型映像表示装置で
ある第４実施形態の光学系要部の模式構成図である。同
図において、基本的に図３と同一の部品には図３の記号
と同じ記号を付した。本第４実施形態の図３に示した第
３実施形態に対しての主な違いは反射型液晶パネル２−
１、２−２、２−３を偏光ビームスプリッタ３の近傍に
配置せず、ダイクロイックプリズム１４の周辺に配置し
た３板構成にある。透明部品透過中の偏光が位相差成分
を変化させる現象は偏光ビームスプリッタ３中だけでな
く、同じ透明部品であるダイクロイックプリズム１４中
でもあり、投写画像の高コントラスト化のためには両者
３、１４による位相差成分の変化を抑える必要がある。
【００２８】ダイクロイックプリズム１４と反射型液晶
パネル２―１、２−２、２−３は両者の相互位置が変化
しないように部分固定具１５で部分的に固定し、それら
２−１、２−２、２−３と１４のブロックを弾力性止め
具１６を介して固定部１８に取り付け固定した構造とし
ている。また、偏光ビームスプリッタ３も弾力性止め具
１７を介して固定部１８に取り付け固定している。この
ような構成により、経時変化による画素ずれ発生が抑制
でき、また、偏光ビームスプリッタ３にもダイクロイッ
クプリズム１４にも応力が加わりにくく、したがって、
位相差状態の変化が発生しにくく、高コントラスト画面
を得やすい投写型映像表示装置とすることが出来る。
パネル２―１、２−２、２−３は両者の相互位置が変化
しないように部分固定具１５で部分的に固定し、それら
２−１、２−２、２−３と１４のブロックを弾力性止め
具１６を介して固定部１８に取り付け固定した構造とし
ている。また、偏光ビームスプリッタ３も弾力性止め具
１７を介して固定部１８に取り付け固定している。この
ような構成により、経時変化による画素ずれ発生が抑制
でき、また、偏光ビームスプリッタ３にもダイクロイッ
クプリズム１４にも応力が加わりにくく、したがって、
位相差状態の変化が発生しにくく、高コントラスト画面
を得やすい投写型映像表示装置とすることが出来る。
【００２９】図５は本発明偏光ビームスプリッタ、およ
び該ビームスプリッタを適用した投写型映像表示装置で
ある第５実施形態の上面の模式構成図である。また、図
６は本発明偏光ビームスプリッタ、および該ビームスプ
リッタを適用した投写型映像表示装置である第５実施形
態の光学系要部の模式構成図である。図５、図６におい
て、図４と基本的に同一の部品には図４の記号と同じ記
号を付した。本第５実施形態の図４に示した第４実施形
態に対しての主な違いは第４実施形態では３枚の反射型
液晶パネル２−１、２−２、２−３をダイクロイックプ
リズム１４の周辺に配置した３板構成であるのに対し、
第５実施形態では３枚の反射型液晶パネル２−１、２−
２、２−３のうちの、１枚の該液晶パネル２−１を第１
の偏光ビームスプリッタ３１の側面に、他の２枚の該液
晶パネル２−２、２−３を第２の偏光ビームスプリッタ
３２の側面に配置し、それら偏光ビームスプリッタ３
１、３２からの出射光をダイクロイックプリズム２４で
合成している構成にある。この構成において、偏光ビー
ムスプリッタ３１、３２の位相差ΔＳ、または光路差δ
をΔＳ＜０．１、または、光路差δ＜１２〔ｎｍ〕とし
ている。
び該ビームスプリッタを適用した投写型映像表示装置で
ある第５実施形態の上面の模式構成図である。また、図
６は本発明偏光ビームスプリッタ、および該ビームスプ
リッタを適用した投写型映像表示装置である第５実施形
態の光学系要部の模式構成図である。図５、図６におい
て、図４と基本的に同一の部品には図４の記号と同じ記
号を付した。本第５実施形態の図４に示した第４実施形
態に対しての主な違いは第４実施形態では３枚の反射型
液晶パネル２−１、２−２、２−３をダイクロイックプ
リズム１４の周辺に配置した３板構成であるのに対し、
第５実施形態では３枚の反射型液晶パネル２−１、２−
２、２−３のうちの、１枚の該液晶パネル２−１を第１
の偏光ビームスプリッタ３１の側面に、他の２枚の該液
晶パネル２−２、２−３を第２の偏光ビームスプリッタ
３２の側面に配置し、それら偏光ビームスプリッタ３
１、３２からの出射光をダイクロイックプリズム２４で
合成している構成にある。この構成において、偏光ビー
ムスプリッタ３１、３２の位相差ΔＳ、または光路差δ
をΔＳ＜０．１、または、光路差δ＜１２〔ｎｍ〕とし
ている。
【００３０】または、偏光ビームスプリッタ３１とダイ
クロイックプリズム２４の合計の位相差ΔＳ、または、
光路差δ、および、偏光ビームスプリッタ３２とダイク
ロイックプリズム２４の合計の位相差ΔＳ、または、光
路差δをΔＳ＜０．１、またはδ＜１２〔ｎｍ〕として
いる。このような設定により、投写型映像表示装置の高
コントラスト化を図ることが出来る。
クロイックプリズム２４の合計の位相差ΔＳ、または、
光路差δ、および、偏光ビームスプリッタ３２とダイク
ロイックプリズム２４の合計の位相差ΔＳ、または、光
路差δをΔＳ＜０．１、またはδ＜１２〔ｎｍ〕として
いる。このような設定により、投写型映像表示装置の高
コントラスト化を図ることが出来る。
【００３１】図７は本発明の６実施形態で投写型映像表
示装置内における偏光ビームスプリッタの支持取り付け
状態説明図である。偏光ビームスプリッタ２５の上面、
下面の両面に支持部品２６，２７を当接し、該支持部品
２６、２７にほとんど歪を生じない、かつ、該ビームス
プリッタが容易に位置変化しない適切、均一な支持力５
０を加えて偏光ビームスプリッタ２５を支持固定してい
る。
示装置内における偏光ビームスプリッタの支持取り付け
状態説明図である。偏光ビームスプリッタ２５の上面、
下面の両面に支持部品２６，２７を当接し、該支持部品
２６、２７にほとんど歪を生じない、かつ、該ビームス
プリッタが容易に位置変化しない適切、均一な支持力５
０を加えて偏光ビームスプリッタ２５を支持固定してい
る。
【００３２】図８は本発明の７実施形態で投写型映像表
示装置内における偏光ビームスプリッタの支持取り付け
状態説明図である。偏光ビームスプリッタ２５の上面、
下面の両面の周辺部に支持部品２８，２９を当接し、主
に該ビームスプリッタの周辺部にのみ支持力５１が加わ
るようにし、光が通るビームスプリッタの中央部には歪
がほとんどない状態にしている。
示装置内における偏光ビームスプリッタの支持取り付け
状態説明図である。偏光ビームスプリッタ２５の上面、
下面の両面の周辺部に支持部品２８，２９を当接し、主
に該ビームスプリッタの周辺部にのみ支持力５１が加わ
るようにし、光が通るビームスプリッタの中央部には歪
がほとんどない状態にしている。
【００３３】図９は本発明の８実施形態で投写型映像表
示装置内における偏光ビームスプリッタの支持取り付け
状態説明図である。偏光ビームスプリッタ２５の下部の
周辺部に支持部品４０を当接し、該支持部品をネジ４１
で適切な締め付け力５２で締め付け固定している。この
場合も、偏光ビームスプリッタ２５の光透過部分には大
きな歪が発生せず、したがって透過光に大きな位相差が
発生することはない。
示装置内における偏光ビームスプリッタの支持取り付け
状態説明図である。偏光ビームスプリッタ２５の下部の
周辺部に支持部品４０を当接し、該支持部品をネジ４１
で適切な締め付け力５２で締め付け固定している。この
場合も、偏光ビームスプリッタ２５の光透過部分には大
きな歪が発生せず、したがって透過光に大きな位相差が
発生することはない。
【００３４】図１０は本発明の９実施形態で投写型映像
表示装置内における偏光ビームスプリッタの支持取り付
け状態説明図である。偏光ビームスプリッタ３０の上面
の端部をバネ性のある指示部品５５，５６で支持固して
いる。５３は該上面端部に加える適切な支持力である。
この場合も、偏光ビームスプリッタ２５の光透過部分に
は大きな歪が発生せず、したがって透過光に大きな位相
差が発生することはない。以上において、支持部品２
６、２７、２８、２９、４０を適切な弾性を有する材料
から構成すると偏光ビームスプリッタの歪軽減に有効な
場合があり、そのときは該支持部品を弾性材で形成す
る。
表示装置内における偏光ビームスプリッタの支持取り付
け状態説明図である。偏光ビームスプリッタ３０の上面
の端部をバネ性のある指示部品５５，５６で支持固して
いる。５３は該上面端部に加える適切な支持力である。
この場合も、偏光ビームスプリッタ２５の光透過部分に
は大きな歪が発生せず、したがって透過光に大きな位相
差が発生することはない。以上において、支持部品２
６、２７、２８、２９、４０を適切な弾性を有する材料
から構成すると偏光ビームスプリッタの歪軽減に有効な
場合があり、そのときは該支持部品を弾性材で形成す
る。
【００３５】また、図７、図８、図９、図１０において
は偏光ビームスプリッタの支持固定方法について説明し
たが、他の光学部品の支持固定方法においても上記の支
持固定方法を適用できるものである。
は偏光ビームスプリッタの支持固定方法について説明し
たが、他の光学部品の支持固定方法においても上記の支
持固定方法を適用できるものである。
【００３６】また、以上において、偏光ビームスプリッ
タ、ダイクロイックプリズム等の位相差ΔＳ、または光
路差δ、すなわち、光学部品の光弾性定数、それらに加
わる応力、それらの中を光が透過するときの光透過長の
積を規定したが、その他表示画像光にかかわる偏光が透
過する部品を光路中に設けた場合はそれらについての位
相差変化、光路差変化をも抑制出来るよう偏光が透過す
る部品の光弾性定数、それに加わる応力、それの中を光
が透過するときの光透過長の積等からなる位相差ΔＳを
ほぼ０．１以下に、または光路差δをほぼ１２〔ｎｍ〕
以下に規定する必要がある。また、該部品に加わる応力
軽減のため弾性体等を利用しての支持固定が有効であ
る。
タ、ダイクロイックプリズム等の位相差ΔＳ、または光
路差δ、すなわち、光学部品の光弾性定数、それらに加
わる応力、それらの中を光が透過するときの光透過長の
積を規定したが、その他表示画像光にかかわる偏光が透
過する部品を光路中に設けた場合はそれらについての位
相差変化、光路差変化をも抑制出来るよう偏光が透過す
る部品の光弾性定数、それに加わる応力、それの中を光
が透過するときの光透過長の積等からなる位相差ΔＳを
ほぼ０．１以下に、または光路差δをほぼ１２〔ｎｍ〕
以下に規定する必要がある。また、該部品に加わる応力
軽減のため弾性体等を利用しての支持固定が有効であ
る。
【００３７】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、偏光ビ
ームスプリッタ、ダイクロイックプリズム等光学部品に
画像形成のための偏光が透過する際、生ずる位相差状態
の変化を抑制することが出来、従って、投写レンズ、液
晶パネルそれぞれのコントラストが３００以上ある場合
は反射型液晶表示装置の投写画像コントラストとして１
００以上のコントラストを得ることが出来る。また、本
発明構成では透明部品の光弾性定数が多少大きい場合で
もそれに加わる応力を緩和できるので、位相差状態変化
の発生を抑制することが出来、結果的に光弾性の大きい
部品を使用しても高コントラスト画像の表示が可能とな
る。
ームスプリッタ、ダイクロイックプリズム等光学部品に
画像形成のための偏光が透過する際、生ずる位相差状態
の変化を抑制することが出来、従って、投写レンズ、液
晶パネルそれぞれのコントラストが３００以上ある場合
は反射型液晶表示装置の投写画像コントラストとして１
００以上のコントラストを得ることが出来る。また、本
発明構成では透明部品の光弾性定数が多少大きい場合で
もそれに加わる応力を緩和できるので、位相差状態変化
の発生を抑制することが出来、結果的に光弾性の大きい
部品を使用しても高コントラスト画像の表示が可能とな
る。
【図１】本発明の投写型映像表示装置である第１実施形
態の光学系要部の模式構成図である。
態の光学系要部の模式構成図である。
【図２】本発明の投写型映像表示装置である第２実施形
態の光学系要部の模式断面図である。
態の光学系要部の模式断面図である。
【図３】本発明の投写型映像表示装置である第３実施形
態の光学系要部の模式断面図である。
態の光学系要部の模式断面図である。
【図４】本発明の投写型映像表示装置である第４実施形
態の光学系要部の模式構成図である。
態の光学系要部の模式構成図である。
【図５】本発明の投写型映像表示装置である第５実施形
態の上面の模式構成図である。
態の上面の模式構成図である。
【図６】本発明の投写型映像表示装置である第５実施形
態の光学系要部の模式構成図である。
態の光学系要部の模式構成図である。
【図７】本発明の投写型映像表示装置である第６実施形
態の偏光ビームスプリッタの支持取り付け状態説明図で
ある。
態の偏光ビームスプリッタの支持取り付け状態説明図で
ある。
【図８】本発明の投写型映像表示装置である第７実施形
態の偏光ビームスプリッタの支持取り付け状態説明図で
ある。
態の偏光ビームスプリッタの支持取り付け状態説明図で
ある。
【図９】本発明の投写型映像表示装置である第８実施形
態の偏光ビームスプリッタの支持取り付け状態説明図で
ある。
態の偏光ビームスプリッタの支持取り付け状態説明図で
ある。
【図１０】本発明の投写型映像表示装置である第９実施
形態の偏光ビームスプリッタの支持取り付け状態説明図
である。
形態の偏光ビームスプリッタの支持取り付け状態説明図
である。
１：光源、２：反射型液晶パネル、３：偏光ビームスプ
リッタ、３−１：光入射面、３−２：偏光分離面、３−
３,３−４：光出射面、４：投写レンズ、５：光源から
の出射光、６：液晶パネル入射光 、７：偏光ビームス
プリッタ入射光、８：投写光、９：装置筐体、１０：投
写レンズ固定材、１１：ビームスプリッタ固定材、１
２,１６,１７：弾力性止め具、１３,１５：部分固定
具、１４：ダイクロイックプリズム
リッタ、３−１：光入射面、３−２：偏光分離面、３−
３,３−４：光出射面、４：投写レンズ、５：光源から
の出射光、６：液晶パネル入射光 、７：偏光ビームス
プリッタ入射光、８：投写光、９：装置筐体、１０：投
写レンズ固定材、１１：ビームスプリッタ固定材、１
２,１６,１７：弾力性止め具、１３,１５：部分固定
具、１４：ダイクロイックプリズム
フロントページの続き (72)発明者 大内 敏 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所デジタルメディア開発本 部内 Ｆターム(参考） 2H088 EA16 HA13 HA18 HA20 HA21 HA24 HA28 MA02 2H091 FA05Z FA10Z FA41Z KA05 LA17 MA07 5C060 AA00 BA03 BA09 BC05 GA01 GB06 HC01 HC10 HC22 HC24 JA17
Claims (9)
- 【請求項１】光源と、前記光源からの光のうち、表示画
像光にかかわる偏光を透過させる光学部品と、前記光学
部品からの偏光を入射光として画像表示する反射型液晶
パネルと、前記パネルの表示画像を拡大投写するための
投写レンズとを有する投写型映像表示装置であって、前
記光学部品に加わる応力をＦ〔N/m2〕、光が前記光学部
品中を透過するときの前記光学部品中の光透過長をＬ
〔ｍ〕、前記光学部品の光弾性定数をＣ〔m2/N〕、前記
光学部品中を透過する光の中心波長をλ〔ｍ〕としたと
き、Ｆ、Ｌ、Ｃ、λが、（２π／λ）×Ｆ×Ｌ×Ｃ≦
０．１ を満足する関係にあることを特徴とする投射型
映像表示装置。 - 【請求項２】光源と、前記光源からの光のうち、表示画
像光にかかわる偏光を透過させる光学部品と、前記光学
部品からの偏光を入射光として画像表示する反射型液晶
パネルと、前記パネルの表示画像を拡大投写するための
投写レンズとを有する投写型映像表示装置であって、前
記光学部品に加わる応力をｆ〔Pa〕、光が前記光学部品
中を透過するときの前記光学部品中の光透過長をｄ〔c
ｍ〕、前記光学部品の光弾性定数をβ〔nm/cm/105Pa〕
としたとき、ｆ、ｄ、βが、ｆ×ｄ×β≦１２〔ｎｍ〕
を満足する関係にあることを特徴とする投射型映像表示
装置。 - 【請求項３】前記光学部品が偏光ビームスプリッタであ
ることを特徴とする請求項１乃至２の何れかに記載の投
射型映像表示装置。 - 【請求項４】前記光学部品がダイクロイックプリズムで
あることを特徴とする請求項１乃至２の何れかに記載の
投射型映像表示装置。 - 【請求項５】光源と、前記光源からの光を偏光にする偏
光ビームスプリッタと、前記ビームスプリッタからの偏
光を入射光として画像表示する反射型液晶パネルと、前
記パネルの表示画像を拡大投写するための投写レンズと
を有する投写型映像表示装置であって、前記偏光ビーム
スプリッタは、前記偏光ビームスプリッタに加わる応力
をＦ〔N/m2〕、光が前記偏光ビームスプリッタを透過す
るときの前記偏光ビームスプリッタ中の光透過長をＬ
〔ｍ〕、前記偏光ビームスプリッタの光弾性定数をＣ
〔m2/N〕、前記偏光ビームスプリッタ中を透過する光の
中心波長をλ〔ｍ〕としたとき、Ｆ、Ｌ、Ｃ、λが、
（２π／λ）×Ｆ×Ｌ×Ｃ≦０．１ を満足する関係に
あることを特徴とする投写型映像表示装置。 - 【請求項６】光源と、前記光源からの光を偏光にする偏
光ビームスプリッタと、前記ビームスプリッタからの偏
光を入射光として画像表示する反射型液晶パネルと、前
記パネルの表示画像を拡大投写するための投写レンズを
有する投写型映像表示装置であって、前記偏光ビームス
プリッタは、前記偏光ビームスプリッタに加わる応力を
ｆ〔Pa〕、光が前記偏光ビームスプリッタ中を透過する
ときの前記偏光ビームスプリッタ中の光透過長をｄ〔c
ｍ〕、前記偏光ビームスプリッタの光弾性定数をβ〔nm
/cm/105Pa〕としたとき、ｆ、ｄ、βが、ｆ×ｄ×β≦
１２〔ｎｍ〕を満足する関係にあることを特徴とする投
写型映像表示装置。 - 【請求項７】光源からの白色光を第１の成分を含む光
と、第２と第３の成分を含む光に分離する分離手段と、
前記第１の成分を含む光を映像表示素子に入射するため
に検光する第１の光学部品と、前記第２と第３の成分を
含む光を分離して、第２、第３の映像表示素子に入射す
るために検光する第２の光学部品と、前記第１、第２、
第３の成分を含む光を合成する第３の光学部品とを有す
る投写形映像表示装置であって、前記第１と第２と第３
の光学部品の少なくとも何れか一つは、前記光学部品に
加わる応力をＦ〔N/m2〕、光が前記光学部品中を透過す
るときの前記光学部品中の光透過長をＬ〔ｍ〕、前記光
学部品の光弾性定数をＣ〔m2/N〕、前記光学部品中を透
過する光の中心波長をλ〔ｍ〕としたとき、Ｆ、Ｌ、
Ｃ、λが、（２π／λ）×Ｆ×Ｌ×Ｃ≦０．１ を満足
する関係にあることを特徴とする投写型映像表示装置。 - 【請求項８】前記偏光ビームスプリッタを、弾力性のあ
る固定支持手段を介して装置内に固定したことを特徴と
する請求項５乃至６の何れかに記載の投写型映像表示装
置。 - 【請求項９】前記光学部品を、弾力性のある固定支持手
段を介して装置内に固定したことを特徴とする請求項７
に記載の投写型映像表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000115780A JP2001296514A (ja) | 2000-04-11 | 2000-04-11 | 投写型映像表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000115780A JP2001296514A (ja) | 2000-04-11 | 2000-04-11 | 投写型映像表示装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005255822A Division JP2006023776A (ja) | 2005-09-05 | 2005-09-05 | 投写型映像表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001296514A true JP2001296514A (ja) | 2001-10-26 |
Family
ID=18627346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000115780A Pending JP2001296514A (ja) | 2000-04-11 | 2000-04-11 | 投写型映像表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001296514A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006010954A (ja) * | 2004-06-24 | 2006-01-12 | Fujinon Corp | 投写型画像表示装置 |
| JP2009003458A (ja) * | 2008-07-10 | 2009-01-08 | Hitachi Ltd | 投影装置及びそれを用いた投写型画像表示装置 |
| JP2012150439A (ja) * | 2010-12-28 | 2012-08-09 | Panasonic Corp | 光学素子保持体及びこれを用いたステレオ画像撮像装置 |
-
2000
- 2000-04-11 JP JP2000115780A patent/JP2001296514A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006010954A (ja) * | 2004-06-24 | 2006-01-12 | Fujinon Corp | 投写型画像表示装置 |
| JP4610241B2 (ja) * | 2004-06-24 | 2011-01-12 | 富士フイルム株式会社 | 投写型画像表示装置 |
| JP2009003458A (ja) * | 2008-07-10 | 2009-01-08 | Hitachi Ltd | 投影装置及びそれを用いた投写型画像表示装置 |
| JP2012150439A (ja) * | 2010-12-28 | 2012-08-09 | Panasonic Corp | 光学素子保持体及びこれを用いたステレオ画像撮像装置 |
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