JP2002268015A - 投写型画像表示装置 - Google Patents

投写型画像表示装置

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JP2002268015A
JP2002268015A JP2001070445A JP2001070445A JP2002268015A JP 2002268015 A JP2002268015 A JP 2002268015A JP 2001070445 A JP2001070445 A JP 2001070445A JP 2001070445 A JP2001070445 A JP 2001070445A JP 2002268015 A JP2002268015 A JP 2002268015A
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light
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Kazuya Yoneyama
一也 米山
Yasuyuki Miyata
保幸 宮田
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Fujinon Corp
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Fuji Photo Optical Co Ltd
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04N9/00Details of colour television systems
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    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3102Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
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    • H04N9/3114Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying the colours sequentially, e.g. by using sequentially activated light sources by using a sequential colour filter producing one colour at a time
    • HELECTRICITY
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    • H04N9/315Modulator illumination systems
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像表示素子として応答速度の速い強誘電体
反射型液晶表示素子を用い、これと面順次色分解照明光
学系を組み合わせることによって画像表示素子を1枚で
構成することができ、これにより製造コストの低減およ
び装置の軽量化を図る。 【構成】 光源16と、面順次色分解照明光学系17
と、PBS11と、PBS11からのS偏光を入射さ
れ、画像入力信号に応じ、照明光の光変調を行う強誘電
体反射型液晶表示素子12と、投写レンズ13と、コン
トラストを高めるための検光子14および1/4位相板
15とを備えている。応答速度の速い強誘電体反射型液
晶表示素子12を用い、これと面順次色分解照明光学系
17を組み合わせることによって画像表示素子を1枚で
構成することができ、これにより製造コストの低減を図
っている。また、面順次色分解照明光学系17はカラー
ホイールやカラースイッチ(登録商標)等の部材で形成
されており、従来に比して、大幅な軽量化を図ることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、小型の強誘電体型
液晶表示素子を用い、その強誘電体型液晶表示素子から
出射された光束に担持された画像情報を、投写レンズを
用い高コントラストに拡大投写する投写型画像表示装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、液晶表示素子から出射された画像
情報を担持した光束を投写レンズによりスクリーン上に
拡大投写する各種の投写型画像表示装置が知られてお
り、その液晶表示素子として反射型液晶表示素子を用い
たものが注目されている。
【0003】ところで、反射型液晶表示素子を用いてカ
ラー画像を投写する投写型画像表示装置として図2に示
すような装置が知られている。
【0004】すなわち、図2に示すように、照明光とし
てのS偏光は偏光ビームスプリッタ(以下PBSと称す
る)31を介して3色色分解/合成プリズム36に入射
し、3色色分解/合成プリズム36でR、G、Bの3色
光に分離され、各色光は対応する反射型液晶表示素子3
2A〜Cに入射され、該素子32A〜Cへの画像入力信
号に応じて変調される。この変調は輝度の高い部分(画
像白色部分)については画素をON状態とし、その一方
輝度の低い部分(画像黒色部分)については画素をOF
F状態とする。ON状態の画素により反射された光束は
P偏光に変換されることとなるため、この後PBS31
を透過することとなり、投写レンズ33によりスクリー
ン上に投写される。なお、投写画像のコントラストを高
めることを目的として投写レンズ直前に検光子34が挿
入されている。
【0005】このような装置においては、PBS31を
透過した光が投写レンズ33に到達すると、強度として
はごく僅かではあるがその各レンズ表面で反射され、所
定の投写環境下において、反射型画像表示素子で再反射
されてスクリーンにまで到達する。すなわち、迷光(ゴ
ースト)となってコントラストを下げることとなる。
【0006】そこで、このような場合において、スクリ
ーン上のコントラストを改善することが可能な装置とし
て、特開平8−271855号公報記載の技術が知られ
ている。これは、基本構成は図2に示す構成を採用し、
コントラストを改善させるために投写レンズと画像表示
素子の間に1/4位相板を挿入するようにしている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報記載の技術によれば、画像表示素子を3枚使用してお
り、また偏光ビームスプリッタの他に色分解/合成プリ
ズムをも用いているため、重量がかさみコストも高くな
っている。最近では、投写型画像表示装置の重量やコス
トを削減することが強く求められているが、上記従来技
術の構成を採用する限り飛躍的な改善は望めない。コス
トに関しては画像表示素子の枚数削減によることが効果
的であり、重量に関しては光学部品(特にプリズムのよ
うなガラス部品)の点数を減らす事が効果的である。
【0008】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、反射型画像表示素子を用いてカラー画像を投写
する投写型画像表示装置において、コストや重量を大幅
に削減し得るコントラストが良好な投写型画像表示装置
を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の投写型画像表示
装置は、反射型画像表示素子から出射された光束に担持
された画像情報を投写レンズを用いて拡大投写する投写
型画像表示装置において、前記反射型画像表示素子が強
誘電体液晶表示素子であり、該強誘電体液晶表示素子に
照射される照明色光を生成する面順次色分解照明光学系
を備え、この強誘電体液晶表示素子と前記投写レンズの
間に、この強誘電体液晶表示素子側から順に検光子と1
/4位相板が配置されていることを特徴とするものであ
る。
【0010】また、前記強誘電体型液晶表示素子と前記
検光子の間に偏光ビームスプリッタが配置されているこ
とが望ましい。さらに、前記面順次色分解照明光学系が
カラーホイール手段またはカラースイッチ手段とするこ
とも可能である。
【0011】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態に係る投写
型画像表示装置の具体的な実施例を図面を用いて説明す
る。
【0012】図1は本発明の実施例である投写型画像表
示装置の主要部を示す概略図である。すなわち、光源1
6と、光源16からの照明光を3原色(R、G、B)の
色順次光とする面順次色分解照明光学系17と、S偏光
(照明光)を反射するとともにP偏光を透過せしめるP
BS(偏光ビームスプリッタ)11と、PBS11から
のS偏光(照明光)を入射され、画像入力信号に応じ、
輝度の高い部分(画像白色部分)については画素をON
状態としてS偏光をP偏光に変換して出力し、その一方
輝度の低い部分(画像黒色部分)については画素をOF
F状態としてS偏光をそのまま出力するようにして光変
調を行う強誘電体反射型液晶表示素子12と、投写画像
を図示されないスクリーン上に投写する投写レンズ13
と、コントラストを高めることを目的として該投写レン
ズ13の直前に配される検光子4とを備えている。
【0013】ところで、従来のカラー画像投写用の投写
型画像表示装置によれば、画像表示素子を3枚使用して
おり、また偏光ビームスプリッタの他に色分解/合成プ
リズムも用いているため、どうしても重量がかさみコス
トも高くなっていた。上述した本発明の実施形態装置に
おいては、画像表示素子として応答速度の速い強誘電体
反射型液晶表示素子を用い、これと面順次色分解照明光
学系17を組み合わせることによって画像表示素子を1
枚で構成することができ、これにより製造コストの低減
を図っている。また、面順次色分解照明光学系17は通
常カラーホイールやカラースイッチ(登録商標)等の部
材で形成されており、色分解/合成プリズム等のガラス
ブロックで構成された部材に比して、大幅な軽量化を図
ることができる。なお、カラーホイールとは、円板の中
心角を3等分するような3つの扇形部分に各色光に対応
するカラーフィルタが形成されてなり、その円板の回転
に応じて、各カラーフィルタに順次照射される照明光を
時系列的に変化する色光とするものである。また、カラ
ースイッチ(登録商標)も同様の機能を有する半導体素
子であるが、3色各々について、P偏光とS偏光を選択
的に出力し得るようになっており、前述したPBS11
への照射光として用いる場合は、各色光についてのS偏
光のみを選択的に使用すればよい。
【0014】また、本実施例装置においては、S偏光に
揃えられPBS11に入射する各色光照明光はPBS1
1の反射面で強誘電体反射型液晶表示素子12方向に折
り曲げられ、S偏光の状態で強誘電体反射型液晶表示素
子12に入射する。
【0015】強誘電体反射型液晶表示素子12は、前述
したように輝度の高い部分(画像白色部分)については
S偏光をP偏光に変換して出力し、輝度の低い部分(画
像黒色部分)についてはS偏光をそのまま出力する。し
たがって、白色表示画素で旋光作用を受け略P偏光とさ
れた照明光は正規投写光としてPBS11を透過するこ
とになり、一方、黒色表示画素からはS偏光のままの照
明光がPBS11によって照明系側に反射される。した
がって、正規投写光として投写レンズ13に入射するの
は白表示画素からのP偏光とされた光線のみとなる。た
だし、PBS11を透過した光線には前述したようにP
偏光成分以外の光線が若干混入しているため、PBS1
1の後段の検光子14によってより完全なP偏光とされ
るようになっている。
【0016】ところで、一般に投写レンズ13の表面に
は反射防止コートがなされているため、正規投写光の多
くは反射することなくスクリーンにまで到達するが、反
射防止コートによって完全に表面反射をなくすことは極
めて困難であるためごく僅かではあるが戻り光が存在
し、これにより上記コントラストが低下する。すなわ
ち、前述したように、従来技術における迷光の問題であ
る。
【0017】そこで本実施例においては、この迷光の問
題を解決するために、検光子14の後段に1/4位相板
15を配設している。すなわち、この1/4位相板15
は検光子14からのP偏光を透過させる際に、円偏光に
変換し、投写レンズ13のレンズ表面(任意反射面13
A)で反射された上記戻り光は円偏光のまま1/4位相
板15方向に戻ることになる。この戻り光が1/4位相
板15を再度透過すると円偏光はS偏光に変換される。
そしてこのS偏光とされた戻り光は検光子14に入射し
たところでこの検光子14に吸収されることになる。こ
れは、検光子15がP偏光のみを透過する作用を有する
ためである。このように、迷光の原因となる投写レンズ
13のレンズ表面からの戻り光をこの検光子15で吸収
させることにより、上記迷光の発生を抑制することがで
きる。
【0018】なお、上記反射型画像表示装置としては、
特に、応答速度の速さおよび反射率の高さから注目され
ている強誘電体液晶反射型表示素子を用いており、上記
迷光による影響が大きな問題とされるから、強誘電体液
晶表示素子を用いた場合、その実際上の効果はより高い
ものとなる。
【0019】なお、図1の上方には、光学系の各位置に
おける投射光(戻り光を含む)の偏光状態がチャート形
式で示されている。
【0020】なお、PBS11に入射させる照明光とし
てのS偏光は、面順次色分解照明光学系17内において
生成されるようにしておいてもよいし、この光学系17
の前後において形成されるようにしておいてもよい。例
えば、上記実施例においては照明光は予めS偏光とされ
ているが、PBSの偏光分離膜によってはじめて直線偏
光とするように構成してもよい。この偏光分離膜の反射
特性および反射型画像表示装置のON状態となる条件を
調整することで、画像表示素子への照明光をP偏光とす
ることも可能であるが、この場合においても同様に迷光
の発生の抑制が可能である。
【0021】また、上記実施例において、PBS11を
配設せず、照明光を斜めから直接強誘電体反射型液晶表
示素子12に入射させることも可能である。
【0022】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の投写型
画像表示装置においては、画像表示素子として応答速度
の速い強誘電体反射型液晶表示素子を用い、これと面順
次色分解照明光学系を組み合わせることによって画像表
示素子を1枚で構成することができ、これにより製造コ
ストの低減を図っている。また、面順次色分解照明光学
系は通常カラーホイールやカラースイッチ(登録商標)
等の部材で形成されており、色分解/合成プリズム等の
ガラスブロックで構成された部材に比して、大幅な軽量
化を図ることができる。また、コントラストの高い画像
を映出できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例にかかる投写型画像表示装置の
主要部を示す概略図
【図2】従来技術にかかる投写型画像表示装置の主要部
を示す概略図
【符号の説明】
11、31 PBS(偏光ビームスプ
リッタ) 12 強誘電体反射型液晶表示
素子 13、33 投写レンズ 14、34 検光子 15、35 1/4位相板 16 光源 17 面順次色分解照明光学系 32A〜C 反射型液晶表示素子 36 3色色分解/合成プリズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03B 21/00 G03B 21/00 E 33/08 33/08 H04N 9/30 H04N 9/30 9/31 9/31 B Fターム(参考) 2H088 EA14 EA15 EA16 HA17 HA18 HA20 HA21 HA24 JA17 MA02 MA06 2H091 FA08X FA11X FA14Z FA26X HA12 LA16 LA17 MA07 2H099 AA12 BA09 CA02 CA07 CA11 DA05 5C060 AA07 BA03 BA08 BC05 EA01 HC00

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反射型画像表示素子から出射された光束
    に担持された画像情報を投写レンズを用いて拡大投写す
    る投写型画像表示装置において、 前記反射型画像表示素子が強誘電体液晶表示素子であ
    り、 該強誘電体液晶表示素子に照射される照明色光を生成す
    る面順次色分解照明光学系を備え、 この強誘電体液晶表示素子と前記投写レンズの間に、こ
    の強誘電体液晶表示素子側から順に検光子と1/4位相
    板が配置されていることを特徴とする投写型画像表示装
    置。
  2. 【請求項2】前記強誘電体型液晶表示素子と前記検光子
    の間に偏光ビームスプリッタが配置されていることを特
    徴とする請求項1記載の投射型画像表示装置。
  3. 【請求項3】前記面順次色分解照明光学系がカラーホイ
    ール手段またはカラースイッチ手段であることを特徴と
    する請求項1または2記載の投射型画像表示装置。
JP2001070445A 2001-03-13 2001-03-13 投写型画像表示装置 Withdrawn JP2002268015A (ja)

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