JP2553593B2 - 液晶投射型ディスプレイの光学系 - Google Patents
液晶投射型ディスプレイの光学系Info
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- JP2553593B2 JP2553593B2 JP62287842A JP28784287A JP2553593B2 JP 2553593 B2 JP2553593 B2 JP 2553593B2 JP 62287842 A JP62287842 A JP 62287842A JP 28784287 A JP28784287 A JP 28784287A JP 2553593 B2 JP2553593 B2 JP 2553593B2
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- liquid crystal
- light source
- light
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は液晶ディスプレイ素子の背面に光源部を配備
し、液晶ディスプレイ素子の映像を投影レンズによって
大画面に投影する液晶投射型ディスプレイの光学系に関
するものである。
し、液晶ディスプレイ素子の映像を投影レンズによって
大画面に投影する液晶投射型ディスプレイの光学系に関
するものである。
従来の技術 液晶投射型ディスプレイのうち、大画面ディスプレイ
を実現する方法として大型の液晶ディスプレイ素子を使
用する方法と小さい液晶ディスプレイ素子の映像を投影
レンズによって拡大する方法がある。後者の方法の一つ
として第５図に示すようにRGB3色の映像信号による映像
をスクリーン上で合成する方法があげられる。
を実現する方法として大型の液晶ディスプレイ素子を使
用する方法と小さい液晶ディスプレイ素子の映像を投影
レンズによって拡大する方法がある。後者の方法の一つ
として第５図に示すようにRGB3色の映像信号による映像
をスクリーン上で合成する方法があげられる。
第５図において１は光源部で、光源3,反射鏡2,レンズ
４からなる。ダイクロイックミラー6,7はそれぞれ青反
射型ダイクロイックミラー，赤反射型ダイクロイックミ
ラーを示す。
４からなる。ダイクロイックミラー6,7はそれぞれ青反
射型ダイクロイックミラー，赤反射型ダイクロイックミ
ラーを示す。
光源部から出た光は上記ダイクロイックミラーを通し
て平面ミラー５で反射する光はＢ（青色）、平面ミラー
８で反射する光はＲ（赤色）、そして直進する光はＧ
（緑色）にそれぞれ分離される。また9,10,11はそれぞ
れB,G,R専用の映像を表わす液晶ディスプレイ素子で、
それぞれの投影レンズ12,13,14を経て大画面スクリーン
15に投影される。
て平面ミラー５で反射する光はＢ（青色）、平面ミラー
８で反射する光はＲ（赤色）、そして直進する光はＧ
（緑色）にそれぞれ分離される。また9,10,11はそれぞ
れB,G,R専用の映像を表わす液晶ディスプレイ素子で、
それぞれの投影レンズ12,13,14を経て大画面スクリーン
15に投影される。
発明が解決しようとする問題点 このように光源部からの光をダイクロイックミラーで
RGB3色に分離して液晶ディスプレイ素子に投影する方法
では、光源からの光がすべて平行光で液晶ディスプレイ
素子に入射するような理想状態ではカラーバランスの崩
れや画面の局部的な色ずれは生じない。しかし、液晶デ
ィスプレイ素子には光源部からの斜め入射光が混入し、
液晶ディスプレイ素子の分光ゴニオ特性によって上に示
すカラーバランスの崩れや画面の局部的な色ずれを生じ
る場合がある。また光源部がダイクロイックミラーなど
の分光系のうしろに位置するので光学系の奥行きが増
し、装置全体が大きくなる。
RGB3色に分離して液晶ディスプレイ素子に投影する方法
では、光源からの光がすべて平行光で液晶ディスプレイ
素子に入射するような理想状態ではカラーバランスの崩
れや画面の局部的な色ずれは生じない。しかし、液晶デ
ィスプレイ素子には光源部からの斜め入射光が混入し、
液晶ディスプレイ素子の分光ゴニオ特性によって上に示
すカラーバランスの崩れや画面の局部的な色ずれを生じ
る場合がある。また光源部がダイクロイックミラーなど
の分光系のうしろに位置するので光学系の奥行きが増
し、装置全体が大きくなる。
本発明はこのような従来の問題を解消するもので、液
晶ディスプレイ素子の光透過特性がもつ分光ゴニオ特性
を生かして光源部および分光系の改良をはかり、コンパ
クトでカラーシフトのない光学系を実現することを目的
としている。
晶ディスプレイ素子の光透過特性がもつ分光ゴニオ特性
を生かして光源部および分光系の改良をはかり、コンパ
クトでカラーシフトのない光学系を実現することを目的
としている。
問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、液晶投射用光源
部から投射された光に対して液晶ディスプレイ素子の透
過光の分光ゴニオ特性の小さい順にB,R,Gの各色光選択
用のダイクロイックミラーおよび表面鏡を配置し、かつ
液晶投射用光源部の集光点を、光源部からもっとも遠い
表面鏡と赤反射型ダイクロイックミラーの中点より表面
鏡側の光軸上に配置している。
部から投射された光に対して液晶ディスプレイ素子の透
過光の分光ゴニオ特性の小さい順にB,R,Gの各色光選択
用のダイクロイックミラーおよび表面鏡を配置し、かつ
液晶投射用光源部の集光点を、光源部からもっとも遠い
表面鏡と赤反射型ダイクロイックミラーの中点より表面
鏡側の光軸上に配置している。
作用 本発明は上記の構成とすることにより、液晶ディスプ
レイ素子がもつ透過光の分光ゴニオ特性を効果的に相殺
し、カラーシフトのない小型の液晶ディスプレイ装置を
実現可能とするものである。
レイ素子がもつ透過光の分光ゴニオ特性を効果的に相殺
し、カラーシフトのない小型の液晶ディスプレイ装置を
実現可能とするものである。
実施例 第２図はツイストネマティック型（TN型）液晶ディス
プレイ素子の分光ゴニオ特性の一例を表わすもので、液
晶ディスプレイ素子（以下LCDとよぶ。）の透過率が入
射角度αおよび入射光の波長によってどのように変化す
るかを表わしている。この特性からわかるように、緑の
光は入射角の増大にともなって急激に透過率が増加する
のに対し、青の光は入射角の影響をもっとも受け難い。
プレイ素子の分光ゴニオ特性の一例を表わすもので、液
晶ディスプレイ素子（以下LCDとよぶ。）の透過率が入
射角度αおよび入射光の波長によってどのように変化す
るかを表わしている。この特性からわかるように、緑の
光は入射角の増大にともなって急激に透過率が増加する
のに対し、青の光は入射角の影響をもっとも受け難い。
第１図は第２図に示すLCDの分光ゴニオ特性を利用し
て構成した本発明の一実施例を示すもので、光源部１か
ら投射された光は青反射型ダイクロイックミラー51によ
って反射され青成分のみが青の映像専用のLCD91に入射
する。また上記の青反射型ダイクロイックミラー51を透
過した光は、赤反射型ダイクロイックミラー52によって
反射され、赤成分のみが赤の映像専用のLCD92に入射す
る。一方、上記の赤反射型ダイクロイックミラー52を透
過した緑の光は表面鏡53で反射され緑成分の映像専用の
LCD93に入射する。ここで青反射型および赤反射型ダイ
クロイックミラーの分光透過特性は第３図に示すとおり
である。
て構成した本発明の一実施例を示すもので、光源部１か
ら投射された光は青反射型ダイクロイックミラー51によ
って反射され青成分のみが青の映像専用のLCD91に入射
する。また上記の青反射型ダイクロイックミラー51を透
過した光は、赤反射型ダイクロイックミラー52によって
反射され、赤成分のみが赤の映像専用のLCD92に入射す
る。一方、上記の赤反射型ダイクロイックミラー52を透
過した緑の光は表面鏡53で反射され緑成分の映像専用の
LCD93に入射する。ここで青反射型および赤反射型ダイ
クロイックミラーの分光透過特性は第３図に示すとおり
である。
第１図において光源部１の集光点はLCD93の面上の点
Ｑにある。この集光点は光源部のレンズ４を調整するこ
とにより光軸上の任意の位置に設定できるが、たとえば
青反射型ダイクロイックミラー51の付近に設定すると、
LCD91の透過光が増大し、反対にLCD93の透過光は減少し
て効率的な光の利用ができない。第４図は光源部の集光
点を移動させたときのB,R,Gの各LCD面上の照度を表わす
もので、集光点が第１図の点P1の付近にある場合は第４
図の実線のようにＧのLCD面上の照度は他のB,Rに比べて
極端に低くなることが実験によって確められている。こ
れに対し集光点がP3付近にある場合は第４図の一点鎖線
に示すようにB,R,Gの各LCD上の照度がそろってくる。こ
の傾向は集光点が第１図の赤反射型ダイクロイックミラ
ー52と表面鏡53の中点P2からP3寄りに位置するときにと
くに良好である。
Ｑにある。この集光点は光源部のレンズ４を調整するこ
とにより光軸上の任意の位置に設定できるが、たとえば
青反射型ダイクロイックミラー51の付近に設定すると、
LCD91の透過光が増大し、反対にLCD93の透過光は減少し
て効率的な光の利用ができない。第４図は光源部の集光
点を移動させたときのB,R,Gの各LCD面上の照度を表わす
もので、集光点が第１図の点P1の付近にある場合は第４
図の実線のようにＧのLCD面上の照度は他のB,Rに比べて
極端に低くなることが実験によって確められている。こ
れに対し集光点がP3付近にある場合は第４図の一点鎖線
に示すようにB,R,Gの各LCD上の照度がそろってくる。こ
の傾向は集光点が第１図の赤反射型ダイクロイックミラ
ー52と表面鏡53の中点P2からP3寄りに位置するときにと
くに良好である。
つぎに第１図において光源部から出る光は点Ｑに集光
するほかに、光源が一定の大きさをもつことによって種
々の方向に放射される。たとえば第１図の点線の示す光
はＢのLCDに対してある角度をもって透過する。各LCDへ
の最大入射角度は、第１図のような構成をとれば、第４
図の点線に示すようにB,R,Gの順に小さくなる。これに
よって、第２図に示すように分光ゴニオ特性の最も大き
いＧの最大入射角度を最も小さくとり、分光ゴニオ特性
の小さいＢの最大入射角度を大きくとることにより、B,
R,GのLCDの透過光の色シフトを最小限に抑えることがで
きる。
するほかに、光源が一定の大きさをもつことによって種
々の方向に放射される。たとえば第１図の点線の示す光
はＢのLCDに対してある角度をもって透過する。各LCDへ
の最大入射角度は、第１図のような構成をとれば、第４
図の点線に示すようにB,R,Gの順に小さくなる。これに
よって、第２図に示すように分光ゴニオ特性の最も大き
いＧの最大入射角度を最も小さくとり、分光ゴニオ特性
の小さいＢの最大入射角度を大きくとることにより、B,
R,GのLCDの透過光の色シフトを最小限に抑えることがで
きる。
また、第１図の構成によれば、第５図の従来例に比べ
て、光学系の奥行きを縮めて、コンパクトが液晶投射型
ディスプレイ装置を実現できる利点をもつ。また、従来
例に比べて色分解のミラーの枚数が少なく、その配置方
法も簡単である利点をもつ。
て、光学系の奥行きを縮めて、コンパクトが液晶投射型
ディスプレイ装置を実現できる利点をもつ。また、従来
例に比べて色分解のミラーの枚数が少なく、その配置方
法も簡単である利点をもつ。
発明の効果 本発明による液晶投射型ディスプレイの光学系は、簡
単な色分解系でLCDのもつ分光ゴニオ特性をフルに生か
し、色シフトが少なく、かつ３色の光配分がきわめて効
率的であるため、その実用的価値は大なるものがある。
単な色分解系でLCDのもつ分光ゴニオ特性をフルに生か
し、色シフトが少なく、かつ３色の光配分がきわめて効
率的であるため、その実用的価値は大なるものがある。
第１図は本発明による液晶投射型ディスプレイの光学系
の一実施例を示す図、第２図はLCDの分光ゴニオ特性を
示す図、第３図はダイクロイックミラーの分光透過特性
を表わす図、第４図は光源部の集光点を変えたときのB,
R,GのLCD上の照度および最大入射角を表わす図、第５図
は従来の液晶投射型ディスプレイの光学系の一例を示す
図である。 １……光源部、51……青反射型ダイクロイックミラー、
52……赤反射型ダイクロイックミラー、53……表面鏡、
91,92,93……液晶ディスプレイ素子。
の一実施例を示す図、第２図はLCDの分光ゴニオ特性を
示す図、第３図はダイクロイックミラーの分光透過特性
を表わす図、第４図は光源部の集光点を変えたときのB,
R,GのLCD上の照度および最大入射角を表わす図、第５図
は従来の液晶投射型ディスプレイの光学系の一例を示す
図である。 １……光源部、51……青反射型ダイクロイックミラー、
52……赤反射型ダイクロイックミラー、53……表面鏡、
91,92,93……液晶ディスプレイ素子。
Claims (1)
- 【請求項１】液晶投射用光源部と、この光源部から投射
された光に対して液晶ディスプレイ素子の透過光の分光
ゴニオ特性の小さい順に配置した青反射型ダイクロイッ
クミラー，赤反射型ダイクロイックミラー及び緑の色光
反射用表面鏡とから構成し、上記液晶投射用光源部の集
光点が、光源部からもっとも遠い前記表面鏡と赤反射型
ダイクロイックミラーの中点より表面鏡側の光軸上にあ
ることを特徴とする液晶投射型ディスプレイの光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62287842A JP2553593B2 (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 液晶投射型ディスプレイの光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62287842A JP2553593B2 (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 液晶投射型ディスプレイの光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01129286A JPH01129286A (ja) | 1989-05-22 |
| JP2553593B2 true JP2553593B2 (ja) | 1996-11-13 |
Family
ID=17722480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62287842A Expired - Fee Related JP2553593B2 (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 液晶投射型ディスプレイの光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2553593B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3554634A (en) | 1965-12-23 | 1971-01-12 | Ibm | Optical logic device for position-encoding a light beam |
-
1987
- 1987-11-13 JP JP62287842A patent/JP2553593B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3554634A (en) | 1965-12-23 | 1971-01-12 | Ibm | Optical logic device for position-encoding a light beam |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01129286A (ja) | 1989-05-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |