JP2006010953A - 投写型画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 偏光度を高め、色ムラ及びコントラストの低下を防ぐことが可能な投写型画像表示装置をローコストに提供する。
【解決手段】 投写型画像表示装置１０は、光源部１１と、ミラー１２、集光レンズ１３ａ，１３ｂ、偏光ビームスプリッタ１５、反射型液晶パネル１６、投写レンズ１７、支持部材１８、ケーシング２１、ベース２２からなる。光源部１１から照射された照明光はミラー１２で反射して偏光ビームスプリッタ１５へ入射する。偏光ビームスプリッタ１５は、支持部材１８によって底面側から支持されており、照明光を高い偏光度でＳ偏光及びＰ偏光に分離する。偏光ビームスプリッタ１５から出射したＳ偏光は、反射型液晶パネル１６によってＳ偏光及びＰ偏光からなる画像光に生成されて反射され、再び偏光ビームスプリッタ１５に入射した画像光のうちＰ偏光のみが透過して投写レンズ１７へ入射する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、投写型画像表示装置に関するものである。

近年、光変調手段としての液晶表示素子を備え、この液晶表示素子によって光変調された画像光をスクリーンに投映する投写型画像表示装置が知られており、この投写型画像表示装置を構成する液晶表示素子として、反射型液晶パネルを用いたものが注目されている。

この反射型液晶パネルを用いたものとして、特許文献１，２に記載されているような従来の投写型画像表示装置を図５及び図６に示す。この従来の投写型画像表示装置９０は、光源部９１、この光源部９１からの光軸上に設けられたミラー９４、偏光ビームスプリッタ９５、反射型液晶パネル９６、及び投写レンズ９７などからなる。光源部９１からの照明光は偏光ビームスプリッタ９５に入射し、この偏光ビームスプリッタ９５に設けられた反射面９５ａによってＰ偏光が透過し、Ｓ偏光が反射する。偏光ビームスプリッタ９５の反射面９５ａで反射したＳ偏光は、反射型液晶パネル９６に入射する。反射型液晶パネル９６は、輝度の高い部分（画像白色部分）に対してはＳ偏光をＰ偏光に変換して反射させるとともに、輝度の低い部分（画像黒色部分）に対してはＳ偏光をそのまま反射させるように配置されている。反射型液晶パネル９６で反射した照明光のうち、Ｐ偏光のみが偏光ビームスプリッタ９５を透過して投写レンズ９７へ入射する。これにより、画像白色部分の画素のみが投写レンズ９７で拡大されてスクリーン９８へ投写され、大画面の画像が得られる。

特開２００２−２６８０１５号公報 特開平７−８７４２７号公報

しかしながら、上述のような投写型画像表示装置では、偏光ビームスプリッタによる偏光分離後出射する光束の偏光度が偏光ビームスプリッタの内部歪みの影響で低下することによって、色ムラやコントラストの低下が起こるという問題点を持つ。そこで、このような問題を防ぐためには、偏光ビームスプリッタを適正な位置に確実に固定して、高い偏光度を有する構成にする必要がある。ところが、従来の投写型表示装置では、一般的に図５に示すような構成で偏光ビームスプリッタ９５を固定しており、偏光ビームスプリッタ９５を保持する保持部材１０２は、ケーシング１０１に対して固着されているととともに、偏光ビームスプリッタ９５の一方の端面側のみを片持ち保持する構成となっている。この構成では、偏光ビームスプリッタ自体の重さによって他端側が下方へ向かう応力がかかり、応力歪みが生じてしまうため、偏光度が低下して色ムラやコントラストが低下することになる。なお、従来は、偏光ビームスプリッタの応力歪みを軽減する目的で、柔軟性に優れる鉛ガラスを透明光学部材として使用するなどの対策を施していたが、応力歪みを完全に無くすことは困難であり、高価な鉛ガラスを使用することはローコスト化の妨げになる。

本発明は、上記問題点を解決するためのものであり、偏光ビームスプリッタを確実に固定して高い偏光度の光束を投写し、色ムラ及びコントラストの低下を防ぐことが可能な投写型画像表示装置をローコストに提供することを目的とする。

上記問題点を解決するために、本発明の投写型画像表示装置は、照明光を照射する光源と、この光源からの照明光を受光し、入力された映像信号に応じて前記照明光を第１及び第２の偏光成分からなる画像光に光変調する光変調手段と、前記第１の偏光成分を反射し、且つ前記第２の偏光成分を透過させる反射面を有する偏光ビームスプリッタと、この偏光ビームスプリッタを透過した前記第２の偏光成分をスクリーンへ投映する投映光学系とを備えた投写型画像表示装置において、鉛直方向に照射される前記照明光を通過させる開口部が形成されるとともに、前記偏光ビームスプリッタを底面側、又は上面側から支持する支持部材を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、鉛直方向に照射される照明光を通過させる開口部が形成されるとともに、偏光ビームスプリッタを底面側、又は上面側から支持する支持部材を備えているので、偏光ビームスプリッタを確実に固定して高い偏光度の光束を投写し、色ムラ及びコントラストの低下を防ぐことができる投写型画像表示装置をローコストに提供することが可能となる。

図１は、本発明の投写型画像表示装置の構成を示す斜視図である。投写型画像表示装置１０は、光源部１１と、ミラー１２、集光レンズ１３ａ，１３ｂ、偏光ビームスプリッタ１５、反射型液晶パネル１６、投写レンズ１７、支持部材１８、これらを内部に収納するケーシング２１、及びこのケーシング２１が固着されたベース２２を備えている。

図２に示すように、光源部１１、ミラー１２、集光レンズ１３ａ，１３ｂは、ケーシング２１内の下方部に位置する。ケーシング２１は、箱状に形成され、ベース２２の上面に固定されている。

光源部１１は、光源１１ａと、この光源１１ａが照射する照明光をミラー１２に向けて反射するリフレクタ１１ｂとからなる。光源１１ａとしては、例えば、キセノン管や水銀灯、メタルハイドランプなどの白色光源が使用される。ミラー１２は、光源部１１からの照明光を鉛直方向上方へと反射させる。ミラー１２で反射した照明光は偏光ビームスプリッタ１５へ入射する。集光レンズ１３ａ，１３ｂは、光源部１１からの照明光を収束させる。

図２及び図３に示すように、反射型液晶パネル１６、及び投写レンズ１７は、偏光ビームスプリッタ１５を間に挟んで画像光の投映方向Ａに沿って、平行に配置されており、ケーシング２１内の上方部に位置する。偏光ビームスプリッタ１５の反射面１５ａは、Ｓ偏光を反射するとともにＰ偏光を透過するように形成されており、水平面に対して４５°傾斜して配置されている。よって、光源部１１から入射した照明光のうち、Ｓ偏光は反射面１５ａで反射して水平方向へ出射し、Ｐ偏光は上方へ出射する。偏光ビームスプリッタ１５から出射したＳ偏光は、後方に位置する反射型液晶パネル１６へ入射する。

光変調手段としての反射型液晶パネル１６は、従来のものと同様であり、輝度の高い部分（画像白色部分）に対してはＳ偏光をＰ偏光に変換して反射させるとともに、輝度の低い部分（画像黒色部分）に対してはＳ偏光をそのまま反射させる。反射型液晶パネル１６で反射したＳ偏光及びＰ偏光は入射の際と同じ光路上に反射して出射し、再度偏光ビームスプリッタ１５に入射する。そして、反射型液晶パネル１６で反射した照明光のうち、Ｐ偏光のみが偏光ビームスプリッタ１５を透過して投写レンズ１７へ入射する。また、この反射型液晶表示パネル１６は、支持部材２３などを介してケーシング２１に固定されている。

支持部材１８は、詳しくは図４に示すように、偏光ビームスプリッタ１５の下方に位置している。この支持部材１８は、Ｌ字断面の板状に形成されており、ケーシング２１に固着される取り付け部２６と、この取り付け部１６から垂直に延びる平面部２７とが一体に設けられている。平面部２７には、矩形状の開口２７ａが形成されている。支持部材１８がケーシング２１に取り付けられたとき、平面部２７が投映方向Ａと平行になるように位置する。偏光ビームスプリッタ１５は、接着などにより支持部材１８の平面部２７に固定されて底面側から支持される。平面部２７の開口２７ａは、ミラー１２で反射された照明光を通過させて偏光ビームスプリッタ１５へ入射させる。

上記構成の作用について以下に説明する。投写型画像表示装置１０の電源をオンにすると、光源部１１から照明光が照射され、偏光ビームスプリッタ１５によってＳ偏光とＰ偏光に分離され、Ｓ偏光のみが反射型液晶パネル１６に入射される。反射型液晶パネル１６には、入力された画像が表示され、偏光ビームスプリッタ１５から出射された照明光をＳ偏光とＰ偏光からなる画像光に光変調して反射させる。反射型液晶パネル１６で生成された画像光のうち、Ｐ偏光のみが偏光ビームスプリッタ１５を透過して投写レンズ１７へ入射し、投写レンズ１７によって大画面に拡大された画像がスクリーン２４へ投写される。上述したように支持部材１８によって偏光ビームスプリッタ１５が底面側から支持され、所定の位置に確実に固定されているので、偏光ビームスプリッタ１５の自重による応力歪みを防ぐことが可能であり、高い偏光度を保持しつづけることが可能となる。これによって、色ムラやコントラストの低下を防ぐことができる。また、偏光ビームスプリッタ１５の自重による応力歪みが発生することを防ぐことが可能であるから、偏光ビームスプリッタ１５を構成する透明光学部材として鉛ガラスなどの高価な部材を使用する必要がなくなるので、ローコスト化を図ることが可能となる。

なお、上記実施形態においては、偏光ビームスプリッタ１５を支持部材１８によって底面側から支持しているが、本発明はこれに限らず上面側から支持してもよい。また、鉛直方向上方に照射される照明光を通過させる開口部の形状は、光源部１１からの照明光のうち有効な光束を通過させることが可能であればどのような形状でもよく、貫通孔に限らず、切欠き形状でもよい。

本発明の投写画像表示装置の構成を示す斜視図である。 投写画像表示装置を鉛直方向に沿って切断した縦断面図である。 投写画像表示装置を水平方向に沿って切断した横断面図である。 偏光ビームスプリッタの支持部材の構成を示す斜視図である。 従来の投写型画像表示装置を鉛直方向に沿って切断した縦断面図である。 従来の投写型画像表示装置を水平方向に沿って切断した横断面図である。

符号の説明

１０ 投写型画像表示装置
１１ 光源部
１５，９５ 偏光ビームスプリッタ
１６，９６ 反射型液晶パネル
１８ 支持部材

Claims (1)

1. 照明光を照射する光源と、この光源からの照明光を受光し、入力された映像信号に応じて前記照明光を第１及び第２の偏光成分からなる画像光に光変調する光変調手段と、前記第１の偏光成分を反射し、且つ前記第２の偏光成分を透過させる反射面を有する偏光ビームスプリッタと、この偏光ビームスプリッタを透過した前記第２の偏光成分をスクリーンへ投映する投映光学系とを備えた投写型画像表示装置において、
   鉛直方向に照射される前記照明光を通過させる開口部が形成されるとともに、前記偏光ビームスプリッタを底面側、又は上面側から支持する支持部材を備えたことを特徴とする投写型画像表示装置。
   

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