JP2765471B2 - 投写型液晶表示装置 - Google Patents
投写型液晶表示装置Info
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
- G02B27/283—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining
- G02B27/285—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining comprising arrays of elements, e.g. microprisms
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、偏光ビームスプリッタ
を用いた投写型液晶表示装置に関し、特に、光利用効率
の向上と装置の小型化及び投射画面輝度分布の均一化を
図ることのできる投写型液晶表示装置に関する。
を用いた投写型液晶表示装置に関し、特に、光利用効率
の向上と装置の小型化及び投射画面輝度分布の均一化を
図ることのできる投写型液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、映像を大画面で表示する要望が高
まり、小型液晶表示素子の表示内容をスクリーン等に拡
大投写する投写型液晶表示装置が用いられている。図７
は、第一従来例に係る投写型液晶表示装置を示すのもで
ある。この投写型液晶表示装置は、メタルハライドラン
プ等の高輝度白色光源１０と、この光源１０から発せら
れる光束の一部を反射させ、平行光束を発生させる放物
面形状の反射鏡１１と、この反射鏡１１を介して入射さ
れる光束の熱線を吸収または反射させる熱線フィルタ１
００と、熱線が除去された前記平行光束を直線偏光成分
光に変換させる偏光子３１と、直線偏光成分光を画像信
号に応じて変調させる液晶表示素子４０と、変調された
直線偏光成分光のうち、その透過軸方向の成分のみを透
過させる検光子３２と、透過する直線偏光成分光をスク
リーン６０に拡大投写させる投写レンズ５０とを備えた
構成となっていた。
まり、小型液晶表示素子の表示内容をスクリーン等に拡
大投写する投写型液晶表示装置が用いられている。図７
は、第一従来例に係る投写型液晶表示装置を示すのもで
ある。この投写型液晶表示装置は、メタルハライドラン
プ等の高輝度白色光源１０と、この光源１０から発せら
れる光束の一部を反射させ、平行光束を発生させる放物
面形状の反射鏡１１と、この反射鏡１１を介して入射さ
れる光束の熱線を吸収または反射させる熱線フィルタ１
００と、熱線が除去された前記平行光束を直線偏光成分
光に変換させる偏光子３１と、直線偏光成分光を画像信
号に応じて変調させる液晶表示素子４０と、変調された
直線偏光成分光のうち、その透過軸方向の成分のみを透
過させる検光子３２と、透過する直線偏光成分光をスク
リーン６０に拡大投写させる投写レンズ５０とを備えた
構成となっていた。
【０００３】ところが、このような構成の投写型液晶表
示装置では、光源１０から発せられる光束のうち、偏光
板３１を透過した直線偏光成分光のみが液晶パネル４０
の照明光として利用され、この直線偏光成分光と直交す
る他の直線偏光成分光が損失となり、光源１０からの光
束の約４０％程度しか投写光として利用できなかった。
このため、上記投写型液晶表示装置では、光利用効率が
悪く、投写画面が暗いという問題があった。
示装置では、光源１０から発せられる光束のうち、偏光
板３１を透過した直線偏光成分光のみが液晶パネル４０
の照明光として利用され、この直線偏光成分光と直交す
る他の直線偏光成分光が損失となり、光源１０からの光
束の約４０％程度しか投写光として利用できなかった。
このため、上記投写型液晶表示装置では、光利用効率が
悪く、投写画面が暗いという問題があった。
【０００４】そこで、このような問題点を解決するた
め、特願平４−３３８２１号では、光源から発せられた
直線偏光成分光をＰ偏光成分光又はＳ偏光成分光のいず
れかの偏光方向に揃え、光源からの光を液晶表示素子の
照明光として有効利用できる投写型液晶表示装置が提案
されている。以下、第二従来例として、この特願平４−
３３８２１号の投写型液晶表示装置について、図８を参
照しつつ説明する。同図において、１２０は偏光変換光
学系であり、偏光ビームスプリッタ１２１，１２２と光
束反射素子１２３，１２４及び位相差板１２５，１２６
によって構成されている。
め、特願平４−３３８２１号では、光源から発せられた
直線偏光成分光をＰ偏光成分光又はＳ偏光成分光のいず
れかの偏光方向に揃え、光源からの光を液晶表示素子の
照明光として有効利用できる投写型液晶表示装置が提案
されている。以下、第二従来例として、この特願平４−
３３８２１号の投写型液晶表示装置について、図８を参
照しつつ説明する。同図において、１２０は偏光変換光
学系であり、偏光ビームスプリッタ１２１，１２２と光
束反射素子１２３，１２４及び位相差板１２５，１２６
によって構成されている。
【０００５】偏光ビームスプリッタ１２１，１２２は、
光源１０から発せられた直線偏光成分光を入射し、偏光
分離面１２１ａ，１２２ａによって、この直線偏光成分
光をＰ偏光成分光とＳ偏光成分光に分離する。すなわ
ち、偏光ビームスプリッタ１２１，１２２は、Ｐ偏光成
分光又はＳ偏光成分光のいずれか一方を液晶表示素子４
０側に透過させるとともに、他方を偏光分離面１２１
ａ，１２２ａで反射させる。光束反射素子１２３，１２
４は、偏光ビームスプリッタ１２１，１２２の反射光束
の出射面に約４５°傾けた状態で取り付けてあり、偏光
分離面１２１ａ，１２２ａからの反射光束を受け、液晶
表示素子４０側に反射させる。位相差板１２５，１２６
は、光束反射素子１２３，１２４が反射した前記反射光
束の光路中に配置されており、前記反射光束を透過させ
て位相変換を行なわせる。すなわち、位相差板１２５，
１２６は、前記反射光束の偏光方向を、偏光ビームスプ
リッタ１２１，１２２の透過光束の偏光方向と同じ方向
に変換させる。
光源１０から発せられた直線偏光成分光を入射し、偏光
分離面１２１ａ，１２２ａによって、この直線偏光成分
光をＰ偏光成分光とＳ偏光成分光に分離する。すなわ
ち、偏光ビームスプリッタ１２１，１２２は、Ｐ偏光成
分光又はＳ偏光成分光のいずれか一方を液晶表示素子４
０側に透過させるとともに、他方を偏光分離面１２１
ａ，１２２ａで反射させる。光束反射素子１２３，１２
４は、偏光ビームスプリッタ１２１，１２２の反射光束
の出射面に約４５°傾けた状態で取り付けてあり、偏光
分離面１２１ａ，１２２ａからの反射光束を受け、液晶
表示素子４０側に反射させる。位相差板１２５，１２６
は、光束反射素子１２３，１２４が反射した前記反射光
束の光路中に配置されており、前記反射光束を透過させ
て位相変換を行なわせる。すなわち、位相差板１２５，
１２６は、前記反射光束の偏光方向を、偏光ビームスプ
リッタ１２１，１２２の透過光束の偏光方向と同じ方向
に変換させる。
【０００６】また、他の偏光ビームスプリッタを用いた
投写型液晶表示装置としては、特開平３−１５２５２３
号、実開平２−２９０７６号及び実開平２−１２１７７
９号等に記載されたものがある。
投写型液晶表示装置としては、特開平３−１５２５２３
号、実開平２−２９０７６号及び実開平２−１２１７７
９号等に記載されたものがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した特
願平４−３３８２１号の投写型液晶表示装置では、光源
１０からの光束を二つの偏光ビームスプリッタ１２１，
１２２により、左右二方向に分割する構成となっていた
ため、光軸方向に大きい偏光ビームスプリッタ１２１，
１２２を用いなければならず、装置が大きくなり、か
つ、大重量となってしまう問題があった。また、大きな
偏光ビームスプリッタ１２１，１２２を必要とするた
め、装置が高価になってしまうという問題もあった。さ
らに、上記投写型液晶表示装置では、液晶表示素子４０
の中央及びその両側の三ケ所に照明用の光束を出射させ
ていたので、照明光の照度分布において、図９に示すよ
うに三つのピークが生じ、投写画面輝度分布に不均一を
きたし、投写画面の画質が劣化してしまうという問題が
あった。
願平４−３３８２１号の投写型液晶表示装置では、光源
１０からの光束を二つの偏光ビームスプリッタ１２１，
１２２により、左右二方向に分割する構成となっていた
ため、光軸方向に大きい偏光ビームスプリッタ１２１，
１２２を用いなければならず、装置が大きくなり、か
つ、大重量となってしまう問題があった。また、大きな
偏光ビームスプリッタ１２１，１２２を必要とするた
め、装置が高価になってしまうという問題もあった。さ
らに、上記投写型液晶表示装置では、液晶表示素子４０
の中央及びその両側の三ケ所に照明用の光束を出射させ
ていたので、照明光の照度分布において、図９に示すよ
うに三つのピークが生じ、投写画面輝度分布に不均一を
きたし、投写画面の画質が劣化してしまうという問題が
あった。
【０００８】なお、特開昭６３−１８２９８７号では、
光軸方向に一列に並べた複数個の偏光ビームスプリッタ
の一側端部に光源からの光を入射させ、これら複数個の
偏光ビームスプリッタの一側面から一方向に光束を出射
させる構成の投写型液晶表示装置が提案されている。し
かし、このような構成からなる装置では、装置が光軸方
向に大型化するという問題があり、また、一個の偏光ビ
ームスプリッタに光源からの光束を入射させる構成とな
っていたので、入射面が小さく、偏光ビームスプリッタ
に入射されない、すなわち、液晶表示素子の照明光とし
て利用されない光束があり、光利用効率が悪いという問
題もあった。
光軸方向に一列に並べた複数個の偏光ビームスプリッタ
の一側端部に光源からの光を入射させ、これら複数個の
偏光ビームスプリッタの一側面から一方向に光束を出射
させる構成の投写型液晶表示装置が提案されている。し
かし、このような構成からなる装置では、装置が光軸方
向に大型化するという問題があり、また、一個の偏光ビ
ームスプリッタに光源からの光束を入射させる構成とな
っていたので、入射面が小さく、偏光ビームスプリッタ
に入射されない、すなわち、液晶表示素子の照明光とし
て利用されない光束があり、光利用効率が悪いという問
題もあった。
【０００９】本発明は、上記問題点にかんがみてなされ
たものであり、光利用効率の向上と装置の小型化及び投
射画面輝度分布の均一化を図ることのできる投写型液晶
表示装置の提供を目的とする。
たものであり、光利用効率の向上と装置の小型化及び投
射画面輝度分布の均一化を図ることのできる投写型液晶
表示装置の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の投写型液晶表示装置は、光源か
らの光束を液晶表示素子で変調し、この変調した光を投
写レンズによりスクリーン上に拡大投写する投写型液晶
表示装置において、前記光源から発せられる光束のＰ偏
光成分光とＳ偏光成分光のいずれか一方の成分光を透過
させて前記液晶表示素子に出射させ、他方の成分光を反
射させて分離する第一偏光分離面をそれぞれ有し、これ
ら第一偏光分離面が互いに直交するように配置された第
一偏光ビームスプリッタと、この第一偏光ビームスプリ
ッタの外側に隣接してそれぞれ配置してあり、前記第一
偏光分離面に反射されたＰ偏光成分光又はＳ偏光成分光
を前記液晶表示素子に反射させるとともに、光源から直
接入射された光束を反射させる第一光束反射素子と、こ
の第一光束反射素子の外側に隣接してそれぞれ配置して
あり、第一光束反射素子に反射された前記光源からの光
束のＰ偏光成分光とＳ偏光成分光のいずれか一方の成分
光を透過させ、他方の成分光を反射させ、前記液晶表示
素子に出射させて分離する第二偏光分離面を有する第二
偏光ビームスプリッタと、この第二偏光ビームスプリッ
タの外側に隣接してそれぞれ配置してあり、前記第二偏
光分離面を透過したＰ偏光成分光又はＳ偏光成分光を前
記液晶表示素子に反射させる第二光束反射素子と、前記
第一及び第二偏光分離面により分離されたＰ偏光成分光
又はＳ偏光成分光のいずれか一方の光路中にそれぞれ配
置され、入射したＰ偏光成分光又はＳ偏光成分光の偏光
方向を９０°回転させて、Ｓ偏光成分光又はＰ偏光成分
光に変換する位相差板とを備えた構成としてある。
に、本発明の請求項１の投写型液晶表示装置は、光源か
らの光束を液晶表示素子で変調し、この変調した光を投
写レンズによりスクリーン上に拡大投写する投写型液晶
表示装置において、前記光源から発せられる光束のＰ偏
光成分光とＳ偏光成分光のいずれか一方の成分光を透過
させて前記液晶表示素子に出射させ、他方の成分光を反
射させて分離する第一偏光分離面をそれぞれ有し、これ
ら第一偏光分離面が互いに直交するように配置された第
一偏光ビームスプリッタと、この第一偏光ビームスプリ
ッタの外側に隣接してそれぞれ配置してあり、前記第一
偏光分離面に反射されたＰ偏光成分光又はＳ偏光成分光
を前記液晶表示素子に反射させるとともに、光源から直
接入射された光束を反射させる第一光束反射素子と、こ
の第一光束反射素子の外側に隣接してそれぞれ配置して
あり、第一光束反射素子に反射された前記光源からの光
束のＰ偏光成分光とＳ偏光成分光のいずれか一方の成分
光を透過させ、他方の成分光を反射させ、前記液晶表示
素子に出射させて分離する第二偏光分離面を有する第二
偏光ビームスプリッタと、この第二偏光ビームスプリッ
タの外側に隣接してそれぞれ配置してあり、前記第二偏
光分離面を透過したＰ偏光成分光又はＳ偏光成分光を前
記液晶表示素子に反射させる第二光束反射素子と、前記
第一及び第二偏光分離面により分離されたＰ偏光成分光
又はＳ偏光成分光のいずれか一方の光路中にそれぞれ配
置され、入射したＰ偏光成分光又はＳ偏光成分光の偏光
方向を９０°回転させて、Ｓ偏光成分光又はＰ偏光成分
光に変換する位相差板とを備えた構成としてある。
【００１１】また、本発明の請求項２の投写型液晶表示
装置は、光源からの光束を液晶表示素子で変調し、この
変調した光を投写レンズによりスクリーン上に拡大投写
する投写型液晶表示装置において、前記光源から発せら
れる光束のＰ偏光成分光とＳ偏光成分光のいずれか一方
の成分光を透過させて前記液晶表示素子に出射させ、他
方の成分光を反射させて分離する第一偏光分離面をそれ
ぞれ有し、これら第一偏光分離面が互いに直交するよう
に配置された第一偏光ビームスプリッタと、この第一偏
光ビームスプリッタの外側に隣接してそれぞれ配置して
あり、前記第一偏光分離面により反射されたＰ偏光成分
光又はＳ偏光成分光を入射して偏光方向を９０°回転さ
せ、Ｓ偏光成分光又はＰ偏光成分光に変換する第一位相
差板と、この第一位相差板の外側に隣接してそれぞれ配
置してあり、該第一位相差板に位相変換されたＳ偏光成
分光又はＰ偏光成分光を透過し、かつ前記光源から直接
入射される光束をＰ偏光成分光とＳ偏光成分光のいずれ
か一方の成分光を透過させて前記液晶表示素子に出射さ
せ、他方の成分光を反射させて分離する第二偏光分離面
を有する第二偏光ビームスプリッタと、この第二偏光ビ
ームスプリッタの外側に隣接してそれぞれ配置してあ
り、前記第二偏光分離面に反射されたＰ偏光成分光又は
Ｓ偏光成分光のいずれか一方の成分光を透過させ、他方
の成分光を反射させ前記液晶表示素子に出射させて分離
する第三偏光分離面を有する第三偏光ビームスプリッタ
と、この第三偏光ビームスプリッタの外側に隣接してそ
れぞれ配置してあり、前記第三偏光分離面を透過したＳ
偏光成分光又はＰ偏光成分光を前記液晶表示素子に反射
させる反射光束素子と、前記第一偏光分離面、第二偏光
分離面及び第三偏光分離面により分離されたＰ偏光成分
光又はＳ偏光成分光のいずれか一方の光路中に配置さ
れ、入射したＰ偏光成分光又はＳ偏光成分光の偏光方向
を９０°回転させて、Ｓ偏光成分光又はＰ偏光成分光に
変換する第二位相差板とを備えた構成としてある。
装置は、光源からの光束を液晶表示素子で変調し、この
変調した光を投写レンズによりスクリーン上に拡大投写
する投写型液晶表示装置において、前記光源から発せら
れる光束のＰ偏光成分光とＳ偏光成分光のいずれか一方
の成分光を透過させて前記液晶表示素子に出射させ、他
方の成分光を反射させて分離する第一偏光分離面をそれ
ぞれ有し、これら第一偏光分離面が互いに直交するよう
に配置された第一偏光ビームスプリッタと、この第一偏
光ビームスプリッタの外側に隣接してそれぞれ配置して
あり、前記第一偏光分離面により反射されたＰ偏光成分
光又はＳ偏光成分光を入射して偏光方向を９０°回転さ
せ、Ｓ偏光成分光又はＰ偏光成分光に変換する第一位相
差板と、この第一位相差板の外側に隣接してそれぞれ配
置してあり、該第一位相差板に位相変換されたＳ偏光成
分光又はＰ偏光成分光を透過し、かつ前記光源から直接
入射される光束をＰ偏光成分光とＳ偏光成分光のいずれ
か一方の成分光を透過させて前記液晶表示素子に出射さ
せ、他方の成分光を反射させて分離する第二偏光分離面
を有する第二偏光ビームスプリッタと、この第二偏光ビ
ームスプリッタの外側に隣接してそれぞれ配置してあ
り、前記第二偏光分離面に反射されたＰ偏光成分光又は
Ｓ偏光成分光のいずれか一方の成分光を透過させ、他方
の成分光を反射させ前記液晶表示素子に出射させて分離
する第三偏光分離面を有する第三偏光ビームスプリッタ
と、この第三偏光ビームスプリッタの外側に隣接してそ
れぞれ配置してあり、前記第三偏光分離面を透過したＳ
偏光成分光又はＰ偏光成分光を前記液晶表示素子に反射
させる反射光束素子と、前記第一偏光分離面、第二偏光
分離面及び第三偏光分離面により分離されたＰ偏光成分
光又はＳ偏光成分光のいずれか一方の光路中に配置さ
れ、入射したＰ偏光成分光又はＳ偏光成分光の偏光方向
を９０°回転させて、Ｓ偏光成分光又はＰ偏光成分光に
変換する第二位相差板とを備えた構成としてある。
【００１２】さらに、本発明の請求項３の投写型液晶表
示装置は、前記第二偏光ビームスプリッタと第三偏光ビ
ームスプリッタの間にそれぞれ配置されており、第一位
相差板により変換されたＳ偏光成分光又はＰ偏光成分光
を、Ｐ偏光成分光又はＳ偏光成分光に変換し、かつ第二
偏光分離面に分離されたＰ偏光成分光又はＳ偏光成分光
を、Ｓ偏光成分光又はＰ偏光成分光に変換する第三位相
差板を備えた構成としてある。
示装置は、前記第二偏光ビームスプリッタと第三偏光ビ
ームスプリッタの間にそれぞれ配置されており、第一位
相差板により変換されたＳ偏光成分光又はＰ偏光成分光
を、Ｐ偏光成分光又はＳ偏光成分光に変換し、かつ第二
偏光分離面に分離されたＰ偏光成分光又はＳ偏光成分光
を、Ｓ偏光成分光又はＰ偏光成分光に変換する第三位相
差板を備えた構成としてある。
【００１３】
【作用】上記構成からなる本発明の投写型液晶表示装置
によれば、複数組の偏光ビームスプリッタと光束反射素
子及び位相差板を光軸と直角方向に一列に組合せたこと
により、光源からの出射光束が各偏光ビームスプリッタ
及び光束反射素子から細分化されて出射され、液晶表示
素子が均一に照明される。
によれば、複数組の偏光ビームスプリッタと光束反射素
子及び位相差板を光軸と直角方向に一列に組合せたこと
により、光源からの出射光束が各偏光ビームスプリッタ
及び光束反射素子から細分化されて出射され、液晶表示
素子が均一に照明される。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の投写型液晶表示装置の実施例
について、図面を参照しつつ説明する。まず、第一実施
例に係る投写型液晶表示装置について説明する。図１
は、本実施例に係る投写型液晶表示装置を示すブロック
図である。本実施例に係る投写型液晶表示装置では、二
組の偏光ビームスプリッタと二組の光束反射素子を、光
軸と直角方向に一列に組合せた構成としてある。
について、図面を参照しつつ説明する。まず、第一実施
例に係る投写型液晶表示装置について説明する。図１
は、本実施例に係る投写型液晶表示装置を示すブロック
図である。本実施例に係る投写型液晶表示装置では、二
組の偏光ビームスプリッタと二組の光束反射素子を、光
軸と直角方向に一列に組合せた構成としてある。
【００１５】同図において、光源１０は、例えばメタル
ハライドランプ，キセノンランプ，ハロゲンランプ等の
高輝度光源であり、この光源１０から出射された光束
は、放物面の反射鏡１１によって反射され、平行な不定
偏光光束として出射される。また、光源１０から出射さ
れた光束は、図示しないコールドミラー，紫外線カット
フィルター等により、可視光以外の光の成分を除去され
ている。
ハライドランプ，キセノンランプ，ハロゲンランプ等の
高輝度光源であり、この光源１０から出射された光束
は、放物面の反射鏡１１によって反射され、平行な不定
偏光光束として出射される。また、光源１０から出射さ
れた光束は、図示しないコールドミラー，紫外線カット
フィルター等により、可視光以外の光の成分を除去され
ている。
【００１６】２１，２２は第一偏光ビームスプリッタで
あり、それぞれ第一偏光分離面２１ａ，２２ａを有す
る。そして、これら第一偏光ビームスプリッタ２１，２
２は、互いの偏光分離面が直交するように光軸の中心に
配置されている。これら第一偏光ビームスプリッタ２
１，２２は、それぞれ二個の直角プリズムの一方の斜面
に、偏光分離面として作用する誘電体多層膜からなる半
透明膜をコートし、互いの斜面を接合した構成としてあ
る。また、本第一偏光ビームスプリッタの光源１０から
の光束の入射面、透過光束の出射面及び反射光束の出射
面には、誘電体多層膜からなる反射防止膜が施してあ
る。なお、第一偏光ビームスプリッタ２１，２２、第一
光束反射素子２３，２４、第二偏光ビームスプリッタ２
５，２６及び第二光束反射素子２７，２８を接着剤によ
り接合する場合には、前記反射光束の出射面に反射防止
膜を施す必要はない。本実施例の第一偏光ビームスプリ
ッタは、光源１０からの不定偏光光束のうち、Ｐ偏光成
分光を透過させ、Ｓ偏光成分光を反射させて分離するも
のとしてある。本発明者が実験したところ、第一偏光ビ
ームスプリッタ２１，２２の透過光束のＰ偏光成分光と
Ｓ偏光成分光の光の強度比（消光比）は、１００：１以
上であった。
あり、それぞれ第一偏光分離面２１ａ，２２ａを有す
る。そして、これら第一偏光ビームスプリッタ２１，２
２は、互いの偏光分離面が直交するように光軸の中心に
配置されている。これら第一偏光ビームスプリッタ２
１，２２は、それぞれ二個の直角プリズムの一方の斜面
に、偏光分離面として作用する誘電体多層膜からなる半
透明膜をコートし、互いの斜面を接合した構成としてあ
る。また、本第一偏光ビームスプリッタの光源１０から
の光束の入射面、透過光束の出射面及び反射光束の出射
面には、誘電体多層膜からなる反射防止膜が施してあ
る。なお、第一偏光ビームスプリッタ２１，２２、第一
光束反射素子２３，２４、第二偏光ビームスプリッタ２
５，２６及び第二光束反射素子２７，２８を接着剤によ
り接合する場合には、前記反射光束の出射面に反射防止
膜を施す必要はない。本実施例の第一偏光ビームスプリ
ッタは、光源１０からの不定偏光光束のうち、Ｐ偏光成
分光を透過させ、Ｓ偏光成分光を反射させて分離するも
のとしてある。本発明者が実験したところ、第一偏光ビ
ームスプリッタ２１，２２の透過光束のＰ偏光成分光と
Ｓ偏光成分光の光の強度比（消光比）は、１００：１以
上であった。
【００１７】第一光束反射素子２３，２４は、前記第一
偏光ビームスプリッタ２１，２２の外側に隣接してそれ
ぞれ配置されている。これら第一光束反射素子２３，２
４は、それぞれ二個の直角プリズムの一方の斜面に、可
視光を反射する誘電体多層膜からなるコーティング、す
なわち、コールドミラーと同様のコーティングを施した
構成としてある。このような第一光束反射素子は、入射
された光束を全て反射させる。第二偏光ビームスプリッ
タ２５，２６は、前記第一光束反射素子２３，２４の外
側に隣接してそれぞれ配置されている。この第二偏光ビ
ームスプリッタ２５，２６の構成は、上述した第一偏光
ビームスプリッタ２１，２２と同じであり、入射された
光束のうち、Ｐ偏光成分光を透過させ、Ｓ偏光成分光を
反射させる。
偏光ビームスプリッタ２１，２２の外側に隣接してそれ
ぞれ配置されている。これら第一光束反射素子２３，２
４は、それぞれ二個の直角プリズムの一方の斜面に、可
視光を反射する誘電体多層膜からなるコーティング、す
なわち、コールドミラーと同様のコーティングを施した
構成としてある。このような第一光束反射素子は、入射
された光束を全て反射させる。第二偏光ビームスプリッ
タ２５，２６は、前記第一光束反射素子２３，２４の外
側に隣接してそれぞれ配置されている。この第二偏光ビ
ームスプリッタ２５，２６の構成は、上述した第一偏光
ビームスプリッタ２１，２２と同じであり、入射された
光束のうち、Ｐ偏光成分光を透過させ、Ｓ偏光成分光を
反射させる。
【００１８】第二光束反射素子２７，２８は、前記第二
偏光ビームスプリッタ２５，２６の外側に隣接してそれ
ぞれ配置されている。この第二光束反射素子２７，２８
の構成は、上述した第一光束反射素子２３，２４と同じ
であり、入射された光束を全て反射させる。
偏光ビームスプリッタ２５，２６の外側に隣接してそれ
ぞれ配置されている。この第二光束反射素子２７，２８
の構成は、上述した第一光束反射素子２３，２４と同じ
であり、入射された光束を全て反射させる。
【００１９】２９ａ，２９ｂ及び２９ｃ，２９ｄは第一
及び第二位相差板であり、これらのうち、第一位相差板
２９ａ，２９ｂは、第一光束反射素子２３，２４の液晶
表示素子４０側の面に近接してそれぞれ配置され、ま
た、第二位相差板２９ｃ，２９ｄは、第二偏光ビームス
プリッタ２５，２６の液晶表示素子４０側の面に近接し
てそれぞれ配置されている。これら第一及び第二位相差
板２９ａ，２９ｂ及び２９ｃ，２９ｄは、ポリビニルア
ルコールフィルムを延伸し、１／２波長板として作用す
るような複屈折率をもたせ、これをガラス基板に貼り付
けた構成としてある。また、これら第一及び第二位相差
板２９ａ，２９ｂ及び２９ｃ，２９ｄの光束の入射面に
は、誘電体多層膜からなる反射防止膜を施してある。
及び第二位相差板であり、これらのうち、第一位相差板
２９ａ，２９ｂは、第一光束反射素子２３，２４の液晶
表示素子４０側の面に近接してそれぞれ配置され、ま
た、第二位相差板２９ｃ，２９ｄは、第二偏光ビームス
プリッタ２５，２６の液晶表示素子４０側の面に近接し
てそれぞれ配置されている。これら第一及び第二位相差
板２９ａ，２９ｂ及び２９ｃ，２９ｄは、ポリビニルア
ルコールフィルムを延伸し、１／２波長板として作用す
るような複屈折率をもたせ、これをガラス基板に貼り付
けた構成としてある。また、これら第一及び第二位相差
板２９ａ，２９ｂ及び２９ｃ，２９ｄの光束の入射面に
は、誘電体多層膜からなる反射防止膜を施してある。
【００２０】偏光子３１及び検光子３２は、液晶表示素
子４０の前後にそれぞれ配置されている。これら偏光子
３１及び検光子３２は、まず、ポリビニルアルコールフ
ィルムに沃素を配向させて吸着させることにより偏光膜
を形成し、次いで、この偏光膜の両面に、保護のための
トリアセテートフィルムを粘着さて偏光板とし、この偏
光板をガラス基板の一面に粘着させた構成としてある。
また、前記ガラス基板の他面には、誘電体多層膜からな
る反射防止膜を施した構成としてある。
子４０の前後にそれぞれ配置されている。これら偏光子
３１及び検光子３２は、まず、ポリビニルアルコールフ
ィルムに沃素を配向させて吸着させることにより偏光膜
を形成し、次いで、この偏光膜の両面に、保護のための
トリアセテートフィルムを粘着さて偏光板とし、この偏
光板をガラス基板の一面に粘着させた構成としてある。
また、前記ガラス基板の他面には、誘電体多層膜からな
る反射防止膜を施した構成としてある。
【００２１】液晶表示素子４０は、画素を形成する透明
電極膜を施した二枚のガラス基板に液晶を封入したもの
で、図示されていない映像信号処理回路及び液晶駆動回
路からの映像信号により、各画素ごとに印加される電圧
が制御されている。液晶としては、ツイステッド・ネマ
ティック（ＴＮ）液晶を用いており、各画素の印加電圧
による液晶の状態変化は、光源１０からの出射光束の偏
光状態を変化させる。また、偏光子１３、検光子１４を
用いることで光源１０からの出射光束は、画像に応じた
強度変調を受ける。液晶の駆動方式には、各画素ごとに
スイッチング素子である薄膜トランジスタを形成し液晶
を駆動するアクティブマトリクス方式を用いた構成とし
てある。投写レンズ５０は、液晶表示素子４０の表示画
像をスクリーン６０に拡大投写するためのものであり、
投写画像のピントを調整できるようにフォーカス調整機
構と、画面の大きさを投写距離を変えずに変化させるた
めのズーム機構を備えている。
電極膜を施した二枚のガラス基板に液晶を封入したもの
で、図示されていない映像信号処理回路及び液晶駆動回
路からの映像信号により、各画素ごとに印加される電圧
が制御されている。液晶としては、ツイステッド・ネマ
ティック（ＴＮ）液晶を用いており、各画素の印加電圧
による液晶の状態変化は、光源１０からの出射光束の偏
光状態を変化させる。また、偏光子１３、検光子１４を
用いることで光源１０からの出射光束は、画像に応じた
強度変調を受ける。液晶の駆動方式には、各画素ごとに
スイッチング素子である薄膜トランジスタを形成し液晶
を駆動するアクティブマトリクス方式を用いた構成とし
てある。投写レンズ５０は、液晶表示素子４０の表示画
像をスクリーン６０に拡大投写するためのものであり、
投写画像のピントを調整できるようにフォーカス調整機
構と、画面の大きさを投写距離を変えずに変化させるた
めのズーム機構を備えている。
【００２２】次に、上記構成からなる本実施例の投写型
液晶表示装置の動作について、図１を参照しつつ説明す
る。同図において、光源１０から出射された光束は、第
一偏光ビームスプリッタ２１，２２の第一偏光分離面２
１ａ，２２ａによって、偏光方向が互いに直交する二つ
の直線偏光成分光であるＰ偏光成分光とＳ偏光成分光に
分離される。このうち、Ｐ偏光成分光は、第一偏光分離
面２１ａ，２２ａをそれぞれ透過し、液晶表示素子４０
を照明する。また、Ｓ偏光成分光は、第一偏光分離面２
１ａ，２２ａにより、それぞれ反射され、第一光束反射
素子２３，２４に入射される。第一光束反射素子２３，
２４は、第一偏光分離面２１ａ，２２ａに反射されたＳ
偏光成分光をそれぞれ反射させる。ここで、反射された
Ｓ偏光成分光は、第一位相差板２９ａ，２９ｂを透過
し、偏光方向を９０°回転させられてＰ偏光成分光とな
り、液晶表示素子４０を照明する。
液晶表示装置の動作について、図１を参照しつつ説明す
る。同図において、光源１０から出射された光束は、第
一偏光ビームスプリッタ２１，２２の第一偏光分離面２
１ａ，２２ａによって、偏光方向が互いに直交する二つ
の直線偏光成分光であるＰ偏光成分光とＳ偏光成分光に
分離される。このうち、Ｐ偏光成分光は、第一偏光分離
面２１ａ，２２ａをそれぞれ透過し、液晶表示素子４０
を照明する。また、Ｓ偏光成分光は、第一偏光分離面２
１ａ，２２ａにより、それぞれ反射され、第一光束反射
素子２３，２４に入射される。第一光束反射素子２３，
２４は、第一偏光分離面２１ａ，２２ａに反射されたＳ
偏光成分光をそれぞれ反射させる。ここで、反射された
Ｓ偏光成分光は、第一位相差板２９ａ，２９ｂを透過
し、偏光方向を９０°回転させられてＰ偏光成分光とな
り、液晶表示素子４０を照明する。
【００２３】また、光源１０から出射された光束のう
ち、第一光束反射素子２３，２４にそれぞれ入射された
光束は、これら第一光束反射素子２３，２４に反射さ
れ、第二偏光ビームスプリッタ２５，２６に入射され
る。ここで、入射された光束はＰ偏光成分光とＳ偏光成
分光に分離される。このうち、Ｐ偏光成分光は、第二偏
光分離面２５ａ，２６ａをそれぞれ透過し、第二光束反
射素子２７，２８に入射される。そして、Ｐ偏光成分光
は第二光束反射素子２７，２８にそれぞれ反射され、液
晶表示素子４０を照明する。また、Ｓ偏光成分光は、第
二偏光分離面２５ａ，２６ａにそれぞれ反射され、第二
位相差板２９ｃ，２９ｄを透過してＰ偏光成分光となっ
た後、液晶表示素子４０を照明する。したがって、光源
１０から出射された光束は全てＰ偏光成分光となって液
晶表示素子４０を照明することとなる。
ち、第一光束反射素子２３，２４にそれぞれ入射された
光束は、これら第一光束反射素子２３，２４に反射さ
れ、第二偏光ビームスプリッタ２５，２６に入射され
る。ここで、入射された光束はＰ偏光成分光とＳ偏光成
分光に分離される。このうち、Ｐ偏光成分光は、第二偏
光分離面２５ａ，２６ａをそれぞれ透過し、第二光束反
射素子２７，２８に入射される。そして、Ｐ偏光成分光
は第二光束反射素子２７，２８にそれぞれ反射され、液
晶表示素子４０を照明する。また、Ｓ偏光成分光は、第
二偏光分離面２５ａ，２６ａにそれぞれ反射され、第二
位相差板２９ｃ，２９ｄを透過してＰ偏光成分光となっ
た後、液晶表示素子４０を照明する。したがって、光源
１０から出射された光束は全てＰ偏光成分光となって液
晶表示素子４０を照明することとなる。
【００２４】このような構成からなる本実施例の投写型
液晶表示装置によれば、光源１０からの出射光束の直線
偏光成分光への変換効率が、図７に示す第二従来例の投
写型液晶表示装置の約２倍となり、光利用効率の向上を
図ることができる。また、偏光子３１における光の吸収
が、第二従来例の投写型液晶表示装置の約１／６に低下
し、偏光子３１の温度上昇を防止できるので、偏光子３
１が劣化せず、投写画像の画質を向上させることができ
る。さらに、第一偏光ビームスプリッタ２１，２２、第
一光束反射素子２３，２４、第二偏光ビームスプリッタ
２５，２６及び第二光束反射素子２７，２８を光軸と直
角方向に一列に組合せたことにより、偏光変換光学系の
小型かつ軽量化が図れ、装置全体をコンパクトかつ軽量
にすることができる。ここで、上記実施例の投写型液晶
表示装置では、第一及び第二偏光ビームスプリッタ２
１，２２及び２５，２６等の偏光変換光学系の光軸方向
の寸法を従来例の約半分にすることができ、また、装置
全体の体積を従来例の約９割にすることができた。
液晶表示装置によれば、光源１０からの出射光束の直線
偏光成分光への変換効率が、図７に示す第二従来例の投
写型液晶表示装置の約２倍となり、光利用効率の向上を
図ることができる。また、偏光子３１における光の吸収
が、第二従来例の投写型液晶表示装置の約１／６に低下
し、偏光子３１の温度上昇を防止できるので、偏光子３
１が劣化せず、投写画像の画質を向上させることができ
る。さらに、第一偏光ビームスプリッタ２１，２２、第
一光束反射素子２３，２４、第二偏光ビームスプリッタ
２５，２６及び第二光束反射素子２７，２８を光軸と直
角方向に一列に組合せたことにより、偏光変換光学系の
小型かつ軽量化が図れ、装置全体をコンパクトかつ軽量
にすることができる。ここで、上記実施例の投写型液晶
表示装置では、第一及び第二偏光ビームスプリッタ２
１，２２及び２５，２６等の偏光変換光学系の光軸方向
の寸法を従来例の約半分にすることができ、また、装置
全体の体積を従来例の約９割にすることができた。
【００２５】図２は、本実施例に係る投写型液晶表示装
置の照明光の照度分布を示すものである。同図に示すよ
うに、本実施例の投写型液晶表示装置によれば、第一偏
光ビームスプリッタ２１，２２、第一光束反射素子２
３，２４、第二偏光ビームスプリッタ２５，２６及び第
二光束反射素子２７，２８が光軸と直角方向に長く組合
わされ、かつ、出射面が細分化されていることにより、
第二従来例の投写型液晶表示装置に比べ、液晶表示素子
４０の照明光の均一性が増し、照度の均一性の良い投写
画面を得られることが分かる。
置の照明光の照度分布を示すものである。同図に示すよ
うに、本実施例の投写型液晶表示装置によれば、第一偏
光ビームスプリッタ２１，２２、第一光束反射素子２
３，２４、第二偏光ビームスプリッタ２５，２６及び第
二光束反射素子２７，２８が光軸と直角方向に長く組合
わされ、かつ、出射面が細分化されていることにより、
第二従来例の投写型液晶表示装置に比べ、液晶表示素子
４０の照明光の均一性が増し、照度の均一性の良い投写
画面を得られることが分かる。
【００２６】なお、上述した第一実施例の投写型液晶表
示装置では、第一位相差板２９ａ，２９ｂを第一光束反
射素子２３，２４の液晶表示素子４０側の面に近接して
配置したが、第一偏光ビームスプリッタ２１，２２と第
一光束反射素子２３，２４の間に配置することとしても
よい。また、上記実施例では、第一及び第二位相差板２
９ａ，２９ｂ及び２９ｃ，２９ｄをＳ偏光成分光の光路
中に配置したが、Ｓ偏光成分光を液晶表示素子４０の照
明光として用いる場合は、Ｐ偏光成分光の光路中に配置
することとしても同様の効果を奏する。例えば、第一偏
光ビームスプリッタ２１，２２の液晶表示素子４０側の
面、第二光束反射素子２７，２８の液晶表示素子４０側
の面に近接して配置してもよく、また、第二偏光ビーム
スプリッタ２５，２６と第二光束反射素子２７，２８の
間に配置してもよい。この場合、偏光子３１、検光子３
２の吸収軸が９０°回転するように配置する。
示装置では、第一位相差板２９ａ，２９ｂを第一光束反
射素子２３，２４の液晶表示素子４０側の面に近接して
配置したが、第一偏光ビームスプリッタ２１，２２と第
一光束反射素子２３，２４の間に配置することとしても
よい。また、上記実施例では、第一及び第二位相差板２
９ａ，２９ｂ及び２９ｃ，２９ｄをＳ偏光成分光の光路
中に配置したが、Ｓ偏光成分光を液晶表示素子４０の照
明光として用いる場合は、Ｐ偏光成分光の光路中に配置
することとしても同様の効果を奏する。例えば、第一偏
光ビームスプリッタ２１，２２の液晶表示素子４０側の
面、第二光束反射素子２７，２８の液晶表示素子４０側
の面に近接して配置してもよく、また、第二偏光ビーム
スプリッタ２５，２６と第二光束反射素子２７，２８の
間に配置してもよい。この場合、偏光子３１、検光子３
２の吸収軸が９０°回転するように配置する。
【００２７】また、第一及び第二位相差板２９ａ，２９
ｂ及び２９ｃ，２９ｄをＳ偏光成分光とＰ偏光成分光の
両方の光路中に配置する構成とすることもできる。この
場合、Ｓ偏光成分光の光路は、第一光束反射素子２３，
２４の液晶表示素子４０側の面に近接した位置、又は、
第一偏光ビームスプリッタ１８１ａ，１８１ｂの間のど
ちらでもよい。一方、Ｐ偏光成分光の光路は、第二光束
反射素子２７，２８の液晶表示素子４０側の面に近接し
た位置、又は、第二偏光ビームスプリッタ２５，２６と
第二光束反射素子２７，２８の間のどちらでもよい。ま
た、この場合、第一及び第二位相差板２９ａ，２９ｂ及
び２９ｃ，２９ｄに１／２波長板を使用するならば、そ
の光学軸を２２．５°に設定することにより、偏光方向
が４５°回転した照明光を得ることができる。さらに、
１／４波長板をそれぞれ二枚使用することにより、第一
及び第二位相差板２９ａ，２９ｂ及び２９ｃ，２９ｄの
光学軸を４５°ずらす構成としても同様の効果が得られ
る。この場合、偏光子３１、検光子３２の吸収軸を４５
°回転するように配置するとともに、液晶の配向方向も
その角度に合わせる。
ｂ及び２９ｃ，２９ｄをＳ偏光成分光とＰ偏光成分光の
両方の光路中に配置する構成とすることもできる。この
場合、Ｓ偏光成分光の光路は、第一光束反射素子２３，
２４の液晶表示素子４０側の面に近接した位置、又は、
第一偏光ビームスプリッタ１８１ａ，１８１ｂの間のど
ちらでもよい。一方、Ｐ偏光成分光の光路は、第二光束
反射素子２７，２８の液晶表示素子４０側の面に近接し
た位置、又は、第二偏光ビームスプリッタ２５，２６と
第二光束反射素子２７，２８の間のどちらでもよい。ま
た、この場合、第一及び第二位相差板２９ａ，２９ｂ及
び２９ｃ，２９ｄに１／２波長板を使用するならば、そ
の光学軸を２２．５°に設定することにより、偏光方向
が４５°回転した照明光を得ることができる。さらに、
１／４波長板をそれぞれ二枚使用することにより、第一
及び第二位相差板２９ａ，２９ｂ及び２９ｃ，２９ｄの
光学軸を４５°ずらす構成としても同様の効果が得られ
る。この場合、偏光子３１、検光子３２の吸収軸を４５
°回転するように配置するとともに、液晶の配向方向も
その角度に合わせる。
【００２８】第一及び第二光束反射素子２３，２４及び
２７，２８は、誘電体多層膜によるものに限らず、アル
ミニウム又は銀などの金属を蒸着したものでもよい。ま
た、プリズムではなくガラス基板にアルミニウム、銀な
どの金属、あるいは、誘電体多層膜を蒸着したものでも
よく、直角プリズムの斜面における内部全反射を利用す
ると、より反射率を高くすることができる。第一及び第
二光束反射素子２３，２４及び２７，２８は、必ずし
も、それぞれ一個のプリズムで形成する必要はなく、複
数個のプリズムを、反射面が同一平面上になるように配
置して形成してもよい。液晶表示素子４０は、ツイステ
ッド・ネマティック（ＴＮ）液晶に限らず、スーパーツ
イステッド・ネマティック液晶（ＳＴＮ）等、偏光子３
１、検光子３２により表示するものであれば変更でき
る。偏光子３１、検光子３２は、沃素系の偏光板に限ら
ず、染料系の偏光板としてもよい。
２７，２８は、誘電体多層膜によるものに限らず、アル
ミニウム又は銀などの金属を蒸着したものでもよい。ま
た、プリズムではなくガラス基板にアルミニウム、銀な
どの金属、あるいは、誘電体多層膜を蒸着したものでも
よく、直角プリズムの斜面における内部全反射を利用す
ると、より反射率を高くすることができる。第一及び第
二光束反射素子２３，２４及び２７，２８は、必ずし
も、それぞれ一個のプリズムで形成する必要はなく、複
数個のプリズムを、反射面が同一平面上になるように配
置して形成してもよい。液晶表示素子４０は、ツイステ
ッド・ネマティック（ＴＮ）液晶に限らず、スーパーツ
イステッド・ネマティック液晶（ＳＴＮ）等、偏光子３
１、検光子３２により表示するものであれば変更でき
る。偏光子３１、検光子３２は、沃素系の偏光板に限ら
ず、染料系の偏光板としてもよい。
【００２９】次に、本発明の第二実施例に係る投写型液
晶表示装置について、図３を参照しつつ説明する。図３
は、本実施例に投写型液晶表示装置を示すブロック図で
ある。本実施例の投写型液晶表示装置では、第一偏光ビ
ームスプリッタ２１，２２、第二偏光ビームスプリッタ
２５，２６、第三偏光ビームスプリッタ７１，７２及び
光束反射素子７３，７４を光軸に対して直角方向に組合
せ、第一偏光ビームスプリッタ２１，２２と第二偏光ビ
ームスプリッタ２３，２４の間、及び、第三偏光ビーム
スプリッタ７１，７２の液晶表示素子４０側の面に、そ
れぞれ第一及び第二位相差板２９ａ，２９ｂ及び２９
ｃ，２９ｄを配置した構成としてある。
晶表示装置について、図３を参照しつつ説明する。図３
は、本実施例に投写型液晶表示装置を示すブロック図で
ある。本実施例の投写型液晶表示装置では、第一偏光ビ
ームスプリッタ２１，２２、第二偏光ビームスプリッタ
２５，２６、第三偏光ビームスプリッタ７１，７２及び
光束反射素子７３，７４を光軸に対して直角方向に組合
せ、第一偏光ビームスプリッタ２１，２２と第二偏光ビ
ームスプリッタ２３，２４の間、及び、第三偏光ビーム
スプリッタ７１，７２の液晶表示素子４０側の面に、そ
れぞれ第一及び第二位相差板２９ａ，２９ｂ及び２９
ｃ，２９ｄを配置した構成としてある。
【００３０】次に、上記構成からなる本実施例の投写型
液晶表示装置の動作について、図３を参照しつつ説明す
る。同図において、光源１０から出射された光束は、第
一偏光ビームスプリッタ２１，２２の第一偏光分離面２
１ａ，２２ａによって、Ｐ偏光成分光とＳ偏光成分光に
分離される。このうち、Ｐ偏光成分光は、第一偏光分離
面２１ａ，２２ａをそれぞれ透過し、液晶表示素子４０
を照明する。また、Ｓ偏光成分光は、第一偏光分離面２
１ａ，２２ａによって、それぞれ反射され、第一位相差
板２９ａ，２９ｂを透過してＰ偏光成分光に変換され
る。この第一位相差板２９ａ，２９ｂで変換されたＰ偏
光成分光は、第二偏光ビームスプリッタ２５，２６の第
二偏光分離面２５ａ，２６ａ、及び第三偏光ビームスプ
リッタ７１，７２の第三偏光分離面７１ａ，７２ａをそ
れぞれ透過して、光束反射素子７３，７４に入射され
る。光束反射素子７３，７４は、入射してきたＰ偏光成
分光をそれぞれ反射させ、液晶表示素子４０を照明す
る。
液晶表示装置の動作について、図３を参照しつつ説明す
る。同図において、光源１０から出射された光束は、第
一偏光ビームスプリッタ２１，２２の第一偏光分離面２
１ａ，２２ａによって、Ｐ偏光成分光とＳ偏光成分光に
分離される。このうち、Ｐ偏光成分光は、第一偏光分離
面２１ａ，２２ａをそれぞれ透過し、液晶表示素子４０
を照明する。また、Ｓ偏光成分光は、第一偏光分離面２
１ａ，２２ａによって、それぞれ反射され、第一位相差
板２９ａ，２９ｂを透過してＰ偏光成分光に変換され
る。この第一位相差板２９ａ，２９ｂで変換されたＰ偏
光成分光は、第二偏光ビームスプリッタ２５，２６の第
二偏光分離面２５ａ，２６ａ、及び第三偏光ビームスプ
リッタ７１，７２の第三偏光分離面７１ａ，７２ａをそ
れぞれ透過して、光束反射素子７３，７４に入射され
る。光束反射素子７３，７４は、入射してきたＰ偏光成
分光をそれぞれ反射させ、液晶表示素子４０を照明す
る。
【００３１】また、光源１０から出射された光束のう
ち、第二偏光ビームスプリッタ２５，２６に直接入射さ
れた光束は、第二偏光分離面２５ａ，２６ａによって、
Ｐ偏光成分光とＳ偏光成分光に分離される。このうち、
Ｐ偏光成分光は、第二偏光分離面２５ａ，２６ａをそれ
ぞれ透過し、液晶表示素子４０を照明する。また、Ｓ偏
光成分光は、第二偏光分離面２５ａ，２６ａによって、
それぞれ反射され、第三偏光ビームスプリッタ７１，７
２に入射される。これら第三偏光ビームスプリッタ７
１，７２に入射されたＳ偏光成分光は、第三偏光分離面
７１ａ，７２ａに反射され、位相差板２９ｃ，２９ｄを
透過してＰ偏光成分光に変換された後、液晶表示素子４
０を照明する。
ち、第二偏光ビームスプリッタ２５，２６に直接入射さ
れた光束は、第二偏光分離面２５ａ，２６ａによって、
Ｐ偏光成分光とＳ偏光成分光に分離される。このうち、
Ｐ偏光成分光は、第二偏光分離面２５ａ，２６ａをそれ
ぞれ透過し、液晶表示素子４０を照明する。また、Ｓ偏
光成分光は、第二偏光分離面２５ａ，２６ａによって、
それぞれ反射され、第三偏光ビームスプリッタ７１，７
２に入射される。これら第三偏光ビームスプリッタ７
１，７２に入射されたＳ偏光成分光は、第三偏光分離面
７１ａ，７２ａに反射され、位相差板２９ｃ，２９ｄを
透過してＰ偏光成分光に変換された後、液晶表示素子４
０を照明する。
【００３２】このような構成からなる本実施例の投写型
液晶表示装置によっても、上述した第一実施例の投写型
液晶表示装置と同様の効果が得られる。また、図４は本
実施例に係る投写型液晶表示装置の照明光の照度分布を
示すものであり、第二従来例の投写型液晶表示装置に比
べ、照明光の均一性に優れていることが分かる。
液晶表示装置によっても、上述した第一実施例の投写型
液晶表示装置と同様の効果が得られる。また、図４は本
実施例に係る投写型液晶表示装置の照明光の照度分布を
示すものであり、第二従来例の投写型液晶表示装置に比
べ、照明光の均一性に優れていることが分かる。
【００３３】なお、上述した第二実施例の投写型液晶表
示装置でも、上記第一実施例の投写型液晶表示装置と同
様の変更実施が可能である。
示装置でも、上記第一実施例の投写型液晶表示装置と同
様の変更実施が可能である。
【００３４】次に、本発明の第三実施例に係る投写型液
晶表示装置について、図５を参照しつつ説明する。図５
は、本実施例に係る投写型液晶表示装置を示すブロック
図である。本実施例の投写型液晶表示装置では、上述し
た第二実施例における第二偏光ビームスプリッタ２５，
２６と第三偏光ビームスプリッタ７１，７２の間に、第
三位相差板２９ｅ，２９ｆを配置した構成としてある。
晶表示装置について、図５を参照しつつ説明する。図５
は、本実施例に係る投写型液晶表示装置を示すブロック
図である。本実施例の投写型液晶表示装置では、上述し
た第二実施例における第二偏光ビームスプリッタ２５，
２６と第三偏光ビームスプリッタ７１，７２の間に、第
三位相差板２９ｅ，２９ｆを配置した構成としてある。
【００３５】次に、上記構成からなる本実施例の投写型
液晶表示装置の動作について、図５を参照しつつ説明す
る。同図において、光源１０から出射された光束は、第
一偏光ビームスプリッタ２１，２２の第一偏光分離面２
１ａ，２２ａによって、Ｐ偏光成分光とＳ偏光成分光に
分離される。このうち、Ｐ偏光成分光は、第一偏光分離
面２１ａ，２２ａをそれぞれ透過し、液晶表示素子４０
を照明する。また、Ｓ偏光成分光は、第一偏光分離面２
１ａ，２２ａによってそれぞれ反射され、第一位相差板
２９ａ，２９ｂを透過して、Ｐ偏光成分光に変換された
後、第二偏光ビームスプリッタ２５，２６に入射され
る。この第一位相差板２９ａ，２９ｂで変換されたＰ偏
光成分光は、第二偏光分離面２５ａ，２６ａ及び第三位
相差板２９ｅ，２９ｆを透過して、再びＳ偏光成分光に
変換され、第三偏光ビームスプリッタ７１，７２に入射
される。
液晶表示装置の動作について、図５を参照しつつ説明す
る。同図において、光源１０から出射された光束は、第
一偏光ビームスプリッタ２１，２２の第一偏光分離面２
１ａ，２２ａによって、Ｐ偏光成分光とＳ偏光成分光に
分離される。このうち、Ｐ偏光成分光は、第一偏光分離
面２１ａ，２２ａをそれぞれ透過し、液晶表示素子４０
を照明する。また、Ｓ偏光成分光は、第一偏光分離面２
１ａ，２２ａによってそれぞれ反射され、第一位相差板
２９ａ，２９ｂを透過して、Ｐ偏光成分光に変換された
後、第二偏光ビームスプリッタ２５，２６に入射され
る。この第一位相差板２９ａ，２９ｂで変換されたＰ偏
光成分光は、第二偏光分離面２５ａ，２６ａ及び第三位
相差板２９ｅ，２９ｆを透過して、再びＳ偏光成分光に
変換され、第三偏光ビームスプリッタ７１，７２に入射
される。
【００３６】この第三位相差板２９ｅ，２９ｆによって
変換されたＳ偏光成分光は、第三偏光分離面７１ａ，７
２ａによって反射され、第二位相差板２９ｃ，２０ｄを
透過して、再びＰ偏光成分光に変換された後、液晶表示
素子４０を照明する。また、光源１０から出射された光
束のうち、第二偏光ビームスプリッタ２５，２６に直接
入射された光束は、第二偏光分離面２５ａ，２６ａによ
って、Ｐ偏光成分光とＳ偏光成分光に分離される。この
うち、Ｐ偏光成分光は、第二偏光分離面２５ａ，２６ａ
をそれぞれ透過し、液晶表示素子４０を照明する。ま
た、Ｓ偏光成分光は、第二偏光分離面２５ａ，２６ａに
よってそれぞれ反射され、第三位相差板２９ｅ，２９ｆ
を透過してＰ偏光成分光に変換され、第三偏光ビームス
プリッタ７１，７２に入射される。この第三位相差板２
９ｅ，２９ｆによって変換されたＰ偏光成分光は、第三
偏光分離面７１ａ，７２ａを透過し、光束反射素子７
３，７４に入射される。光束反射素子７３，７４は、入
射した前記Ｐ偏光成分光を反射させ、液晶表示素子４０
を照明する。
変換されたＳ偏光成分光は、第三偏光分離面７１ａ，７
２ａによって反射され、第二位相差板２９ｃ，２０ｄを
透過して、再びＰ偏光成分光に変換された後、液晶表示
素子４０を照明する。また、光源１０から出射された光
束のうち、第二偏光ビームスプリッタ２５，２６に直接
入射された光束は、第二偏光分離面２５ａ，２６ａによ
って、Ｐ偏光成分光とＳ偏光成分光に分離される。この
うち、Ｐ偏光成分光は、第二偏光分離面２５ａ，２６ａ
をそれぞれ透過し、液晶表示素子４０を照明する。ま
た、Ｓ偏光成分光は、第二偏光分離面２５ａ，２６ａに
よってそれぞれ反射され、第三位相差板２９ｅ，２９ｆ
を透過してＰ偏光成分光に変換され、第三偏光ビームス
プリッタ７１，７２に入射される。この第三位相差板２
９ｅ，２９ｆによって変換されたＰ偏光成分光は、第三
偏光分離面７１ａ，７２ａを透過し、光束反射素子７
３，７４に入射される。光束反射素子７３，７４は、入
射した前記Ｐ偏光成分光を反射させ、液晶表示素子４０
を照明する。
【００３７】このような構成からなる本実施例の投写型
液晶表示装置にによれば、照明光の照度分布は図６に示
すように第二従来例とほぼ同じであるが、光利用効率の
向上，投写画像の画質の向上及び装置の小型化かつ軽量
化については、上述した第一及び第二実施例と同様の効
果がある。
液晶表示装置にによれば、照明光の照度分布は図６に示
すように第二従来例とほぼ同じであるが、光利用効率の
向上，投写画像の画質の向上及び装置の小型化かつ軽量
化については、上述した第一及び第二実施例と同様の効
果がある。
【００３８】なお、上述した第三実施例の投写型液晶表
示装置でも、上記第一及び第二実施例と同様の変更実施
が可能である。
示装置でも、上記第一及び第二実施例と同様の変更実施
が可能である。
【００３９】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明の投写型
液晶表示装置によれば、光利用効率の向上と装置の小型
化及び投射画面輝度分布の均一化が図れる。
液晶表示装置によれば、光利用効率の向上と装置の小型
化及び投射画面輝度分布の均一化が図れる。
【図１】本発明の第一実施例に係る投写型液晶表示装置
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】上記投写型液晶表示装置の照明光の照度分布を
示す図である。
示す図である。
【図３】本発明の第二実施例に係る投写型液晶表示装置
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図４】上記投写型液晶表示装置の照明光の照度分布を
示す図である。
示す図である。
【図５】本発明の第三実施例に係る投写型液晶表示装置
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図６】上記投写型液晶表示装置の照明光の照度分布を
示す図である。
示す図である。
【図７】第一従来例に係る投写型液晶表示装置を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図８】第二従来例に係る投写型液晶表示装置を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図９】第二従来例に係る投写型液晶表示装置の照明光
の照度分布を示す図である。
の照度分布を示す図である。
１０ 光源 １１ 反射鏡 ２１，２２ 第一偏光ビームスプリッタ ２１ａ，２２ａ 第一偏光分離面 ２３，２４ 第一光束反射素子 ２５，２６ 第二偏光ビームスプリッタ ２５ａ，２６ａ 第二偏光分離面 ２７，２８ 第二光束反射素子 ２９ａ，２９ｂ 第一位相差板 ２９ｃ，２９ｄ 第二位相差板 ２９ｅ，２９ｆ 第三位相差板 ３１ 偏光子 ３２ 検光子 ４０ 液晶表示素子 ５０ 投写レンズ ６０ スクリーン ７１，７２ 第三偏光ビームスプリッタ ７１ａ，７２ａ 第三偏光分離面 ７３，７４ 光束反射素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｄ 21/14 21/14 Ａ Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ａ
Claims (3)
- 【請求項１】 光源からの光束を液晶表示素子で変調
し、この変調した光を投写レンズによりスクリーン上に
拡大投写する投写型液晶表示装置において、 前記光源から発せられる光束のＰ偏光成分光とＳ偏光成
分光のいずれか一方の成分光を透過させて前記液晶表示
素子に出射させ、他方の成分光を反射させて分離する第
一偏光分離面をそれぞれ有し、これら第一偏光分離面が
互いに直交するように配置された第一偏光ビームスプリ
ッタと、 この第一偏光ビームスプリッタの外側に隣接してそれぞ
れ配置してあり、前記第一偏光分離面に反射されたＰ偏
光成分光又はＳ偏光成分光を前記液晶表示素子に反射さ
せるとともに、光源から直接入射された光束を反射させ
る第一光束反射素子と、 この第一光束反射素子の外側に隣接してそれぞれ配置し
てあり、第一光束反射素子に反射された前記光源からの
光束のＰ偏光成分光とＳ偏光成分光のいずれか一方の成
分光を透過させ、他方の成分光を反射させ、前記液晶表
示素子に出射させて分離する第二偏光分離面を有する第
二偏光ビームスプリッタと、 この第二偏光ビームスプリッタの外側に隣接してそれぞ
れ配置してあり、前記第二偏光分離面を透過したＰ偏光
成分光又はＳ偏光成分光を前記液晶表示素子に反射させ
る第二光束反射素子と、 前記第一及び第二偏光分離面により分離されたＰ偏光成
分光又はＳ偏光成分光のいずれか一方の光路中にそれぞ
れ配置され、入射したＰ偏光成分光又はＳ偏光成分光の
偏光方向を９０°回転させて、Ｓ偏光成分光又はＰ偏光
成分光に変換する位相差板とを備えたことを特徴とする
投写型液晶表示装置。 - 【請求項２】 光源からの光束を液晶表示素子で変調
し、この変調した光を投写レンズによりスクリーン上に
拡大投写する投写型液晶表示装置において、 前記光源から発せられる光束のＰ偏光成分光とＳ偏光成
分光のいずれか一方の成分光を透過させて前記液晶表示
素子に出射させ、他方の成分光を反射させて分離する第
一偏光分離面をそれぞれ有し、これら第一偏光分離面が
互いに直交するように配置された第一偏光ビームスプリ
ッタと、 この第一偏光ビームスプリッタの外側に隣接してそれぞ
れ配置してあり、前記第一偏光分離面により反射された
Ｐ偏光成分光又はＳ偏光成分光を入射して偏光方向を９
０°回転させ、Ｓ偏光成分光又はＰ偏光成分光に変換す
る第一位相差板と、 この第一位相差板の外側に隣接してそれぞれ配置してあ
り、該第一位相差板に位相変換されたＳ偏光成分光又は
Ｐ偏光成分光を透過し、かつ前記光源から直接入射され
る光束のＰ偏光成分光とＳ偏光成分光のいずれか一方の
成分光を透過させて前記液晶表示素子に出射させ、他方
の成分光を反射させて分離する第二偏光分離面を有する
第二偏光ビームスプリッタと、 この第二偏光ビームスプリッタの外側に隣接してそれぞ
れ配置してあり、前記第二偏光分離面に反射されたＰ偏
光成分光又はＳ偏光成分光のいずれか一方の成分光を透
過させ、他方の成分光を反射させ前記液晶表示素子に出
射させて分離する第三偏光分離面を有する第三偏光ビー
ムスプリッタと、 この第三偏光ビームスプリッタの外側に隣接してそれぞ
れ配置してあり、前記第三偏光分離面を透過したＳ偏光
成分光又はＰ偏光成分光を前記液晶表示素子に反射させ
る反射光束素子と、 前記第一偏光分離面、第二偏光分離面及び第三偏光分離
面により分離されたＰ偏光成分光又はＳ偏光成分光のい
ずれか一方の光路中に配置され、入射したＰ偏光成分光
又はＳ偏光成分光の偏光方向を９０°回転させて、Ｓ偏
光成分光又はＰ偏光成分光に変換する第二位相差板とを
備えたことを特徴とする投写型液晶表示装置。 - 【請求項３】 前記第二偏光ビームスプリッタと第三偏
光ビームスプリッタの間にそれぞれ配置されており、第
一位相差板により変換されたＳ偏光成分光又はＰ偏光成
分光を、Ｐ偏光成分光又はＳ偏光成分光に変換し、かつ
第二偏光分離面に分離されたＰ偏光成分光又はＳ偏光成
分光を、Ｓ偏光成分光又はＰ偏光成分光に変換する第三
位相差板を備えた請求項２記載の投写型液晶表示装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6040445A JP2765471B2 (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | 投写型液晶表示装置 |
| US08/389,174 US5555186A (en) | 1994-02-15 | 1995-02-15 | Projection type liquid crystal display apparatus using multiple polarizing beam splitters |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6040445A JP2765471B2 (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | 投写型液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07225379A JPH07225379A (ja) | 1995-08-22 |
| JP2765471B2 true JP2765471B2 (ja) | 1998-06-18 |
Family
ID=12580853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6040445A Expired - Lifetime JP2765471B2 (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | 投写型液晶表示装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5555186A (ja) |
| JP (1) | JP2765471B2 (ja) |
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1995
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