JP3170041B2 - 投射型表示装置 - Google Patents
投射型表示装置Info
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- JP3170041B2 JP3170041B2 JP13096092A JP13096092A JP3170041B2 JP 3170041 B2 JP3170041 B2 JP 3170041B2 JP 13096092 A JP13096092 A JP 13096092A JP 13096092 A JP13096092 A JP 13096092A JP 3170041 B2 JP3170041 B2 JP 3170041B2
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- Japan
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- polarizing
- housing
- liquid
- polarizing plate
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、投影光学系を備えた投
射型表示装置に関し、特に光源から出射された光束を受
光しかつ偏光させる偏光ビームスプリッタに特徴を有し
た投射型表示装置に関する。
射型表示装置に関し、特に光源から出射された光束を受
光しかつ偏光させる偏光ビームスプリッタに特徴を有し
た投射型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の投射型表示装置としては、反射型
の光導電型液晶ライトバルブを用いたものがあり、図１
にその一構成例を示す。本図において、反射型の光導電
型液晶ライトバルブ１は、ＣＲＴ（陰極線管）２のフロ
ントフェイスに結合されている。ＣＲＴは、そのフロン
トフェイスに表示された像を光ファイバ層を介して各光
導電型液晶ライトバルブの光導電層に書き込む。光導電
層の電位に応じて液晶層に複屈折が生じ投影画像の濃淡
が形成される。
の光導電型液晶ライトバルブを用いたものがあり、図１
にその一構成例を示す。本図において、反射型の光導電
型液晶ライトバルブ１は、ＣＲＴ（陰極線管）２のフロ
ントフェイスに結合されている。ＣＲＴは、そのフロン
トフェイスに表示された像を光ファイバ層を介して各光
導電型液晶ライトバルブの光導電層に書き込む。光導電
層の電位に応じて液晶層に複屈折が生じ投影画像の濃淡
が形成される。
【０００３】一方、メタルハライドランプ等の光源３か
ら発せられた光束は、コールドミラー４及びコンデンサ
レンズ５を経て、偏光ビームスプリッタ６に入射する。
この入射光のうちＰ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ
６を通過する。Ｓ偏光成分の多くは、偏光ビームスプリ
ッタ６で進行方向が曲げられて光導電型液晶ライトバル
ブ１へ入射する。ここで用いられている偏光ビームスプ
リッタは、２個の直角プリズムのどちらか一方の斜面に
偏光膜を施し、両者を接着して立方体にしたものであ
る。さらに、偏光ビームスプリッタ６の上流には、偏光
度を高めるために偏光板７が設けられている。
ら発せられた光束は、コールドミラー４及びコンデンサ
レンズ５を経て、偏光ビームスプリッタ６に入射する。
この入射光のうちＰ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ
６を通過する。Ｓ偏光成分の多くは、偏光ビームスプリ
ッタ６で進行方向が曲げられて光導電型液晶ライトバル
ブ１へ入射する。ここで用いられている偏光ビームスプ
リッタは、２個の直角プリズムのどちらか一方の斜面に
偏光膜を施し、両者を接着して立方体にしたものであ
る。さらに、偏光ビームスプリッタ６の上流には、偏光
度を高めるために偏光板７が設けられている。
【０００４】ここで、光導電型液晶ライトバルブ１の液
晶層にＣＲＴの画像に対応した複屈折率が生じている
と、光導電型液晶ライトバルブにおいて反射された反射
光中では液晶層の複屈折率に応じてＳ偏光成分がＰ偏光
成分に変換される。そして、この反射光中のＰ偏光成分
が偏光ビームスプリッタ６をそのまま通過することによ
り、このＰ偏光成分すなわち投影光による像が投影レン
ズ８を介してスクリーン９上に投影される。このよう
に、液晶層は光スイッチをなす。
晶層にＣＲＴの画像に対応した複屈折率が生じている
と、光導電型液晶ライトバルブにおいて反射された反射
光中では液晶層の複屈折率に応じてＳ偏光成分がＰ偏光
成分に変換される。そして、この反射光中のＰ偏光成分
が偏光ビームスプリッタ６をそのまま通過することによ
り、このＰ偏光成分すなわち投影光による像が投影レン
ズ８を介してスクリーン９上に投影される。このよう
に、液晶層は光スイッチをなす。
【０００５】このようなメタルハライドランプ等の如く
高輝度な光源を用いる場合、投射型表示装置筐体中に偏
光ビームスプリッタ、偏光板等の光学素子が配置されて
いるので、偏光板及び偏光ビームスプリッタを通過して
も偏光されない余分な光（以下、漏れ光という）は多く
下流の光学系に達し、最終的には熱へ変わる。また、偏
光ビームスプリッタ６上流の偏光板７は、熱対策から熱
容量の大きい偏光ビームスプリッタ６外表面に貼り付け
ることが一般的である。
高輝度な光源を用いる場合、投射型表示装置筐体中に偏
光ビームスプリッタ、偏光板等の光学素子が配置されて
いるので、偏光板及び偏光ビームスプリッタを通過して
も偏光されない余分な光（以下、漏れ光という）は多く
下流の光学系に達し、最終的には熱へ変わる。また、偏
光ビームスプリッタ６上流の偏光板７は、熱対策から熱
容量の大きい偏光ビームスプリッタ６外表面に貼り付け
ることが一般的である。
【０００６】しかし、偏光板７は約６０％の光を吸収す
るため、熱によりその偏光特性が劣化する。また、ガラ
スからなる偏光ビームスプリッタは、光吸収率が高く熱
による内部応力歪によりレタデーションが発生するの
で、その偏光効果には限界がある。また、メタルハライ
ドランプからの光束の光量分布は中心部が高いゆえに、
熱により偏光板の中心部が周囲よりも先に劣化する。か
かる加熱防止のため偏光板７の風冷が行われるが、その
表面に沿った空気の吹き付けしか出来ず、十分な冷却が
達成されていない。
るため、熱によりその偏光特性が劣化する。また、ガラ
スからなる偏光ビームスプリッタは、光吸収率が高く熱
による内部応力歪によりレタデーションが発生するの
で、その偏光効果には限界がある。また、メタルハライ
ドランプからの光束の光量分布は中心部が高いゆえに、
熱により偏光板の中心部が周囲よりも先に劣化する。か
かる加熱防止のため偏光板７の風冷が行われるが、その
表面に沿った空気の吹き付けしか出来ず、十分な冷却が
達成されていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の問題点
に鑑み、本発明の目的とするところは、光源からの光に
よる加熱を防止して十分な偏光度が得られる偏光ビーム
スプリッタを具備した投射型表示装置を提供することに
ある。
に鑑み、本発明の目的とするところは、光源からの光に
よる加熱を防止して十分な偏光度が得られる偏光ビーム
スプリッタを具備した投射型表示装置を提供することに
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による投射型表示
装置は、光源から出射された光を偏光分離する偏光ビー
ムスプリッタを具備する投射型表示装置であって、前記
偏光ビームスプリッタは、透明な材料によって形成され
る筐体と、前記筐体内において所定入射角を形成すべく
配設された偏光膜を有する透明平板と、前記筐体内に充
填されかつ該筐体と略同等の屈折率を有する液体と、前
記筐体内でかつ光源から出射された光の入射経路におい
て前記偏光膜を施した透明平板よりも前記光源側に位置
しその両面が前記液体と接触するように配置固定された
偏光板と、からなることを特徴とする。
装置は、光源から出射された光を偏光分離する偏光ビー
ムスプリッタを具備する投射型表示装置であって、前記
偏光ビームスプリッタは、透明な材料によって形成され
る筐体と、前記筐体内において所定入射角を形成すべく
配設された偏光膜を有する透明平板と、前記筐体内に充
填されかつ該筐体と略同等の屈折率を有する液体と、前
記筐体内でかつ光源から出射された光の入射経路におい
て前記偏光膜を施した透明平板よりも前記光源側に位置
しその両面が前記液体と接触するように配置固定された
偏光板と、からなることを特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明による投射型表示装置においては、光源
から出射された入射光は偏光ビームスプリッタの筐体、
液体、偏光板、液体を介して偏光膜を施した平板に達
し、その入射光のうちＰ偏光成分はそのまま直進させ、
Ｓ偏光成分のみ方向が変えられることになる。
から出射された入射光は偏光ビームスプリッタの筐体、
液体、偏光板、液体を介して偏光膜を施した平板に達
し、その入射光のうちＰ偏光成分はそのまま直進させ、
Ｓ偏光成分のみ方向が変えられることになる。
【００１０】かかる光の入射過程において、偏光板に入
射した光は単一の振動成分を除き偏光板本体に吸収され
ることになる。そして、この吸収された光のエネルギが
偏光板内において熱に変換される。ここで変換された熱
は、平衡状態に安定すべく伝導及び伝達しようとする
が、偏光板の両面が気体等に比べ熱容量の大きい液体に
接していることから熱伝熱がスムーズに行われ、偏光板
自体の昇温が防止される。また、液体の自然対流により
この伝熱作用はより効果的になる。
射した光は単一の振動成分を除き偏光板本体に吸収され
ることになる。そして、この吸収された光のエネルギが
偏光板内において熱に変換される。ここで変換された熱
は、平衡状態に安定すべく伝導及び伝達しようとする
が、偏光板の両面が気体等に比べ熱容量の大きい液体に
接していることから熱伝熱がスムーズに行われ、偏光板
自体の昇温が防止される。また、液体の自然対流により
この伝熱作用はより効果的になる。
【００１１】尚、偏光板を通過した光はさらにガラス
板、ガラス筐体に受光されるが、筐体内が液体で満たさ
れていることから極部的な昇温が防止され初期の偏光特
性が保持される。
板、ガラス筐体に受光されるが、筐体内が液体で満たさ
れていることから極部的な昇温が防止され初期の偏光特
性が保持される。
【００１２】
【実施例】図２は、本発明の一実施例による投射型表示
装置における偏光ビームスプリッタの構成を示す図であ
る。図において、かかる偏光ビームスプリッタは、硝子
等の透明な材質よりなる例えば直方体の筐体６０ｈを有
しており、その筐体６０ｈ内に透明な液体６０Ｌが充填
される。そして、かかる液体の屈折率を考慮した上で偏
光特性を有する多層膜が蒸着された硝子板等の透明な平
板６０ｇが、筐体６０ｈの対角線上に立てられて埋設さ
れている。なお、図は平板６０ｇの位置を明確とするた
めに筐体６０ｈの上面部材を切離して描いたものであ
る。
装置における偏光ビームスプリッタの構成を示す図であ
る。図において、かかる偏光ビームスプリッタは、硝子
等の透明な材質よりなる例えば直方体の筐体６０ｈを有
しており、その筐体６０ｈ内に透明な液体６０Ｌが充填
される。そして、かかる液体の屈折率を考慮した上で偏
光特性を有する多層膜が蒸着された硝子板等の透明な平
板６０ｇが、筐体６０ｈの対角線上に立てられて埋設さ
れている。なお、図は平板６０ｇの位置を明確とするた
めに筐体６０ｈの上面部材を切離して描いたものであ
る。
【００１３】さらに、筐体６０ｈ内には光源から出射さ
れた光の入射経路で平板６０ｇよりも上流部に偏光板６
０ｐがその両面が液体６０Ｌに接するように配置されて
いる。 かかる偏光板６０ｐの固定方法として、その側
面を筐体に直接固着（例えば、筐体に設けた溝に、偏光
板の両側面を嵌挿して固着する）あるいは後述する別個
の固定手段を介して固定してもよい。
れた光の入射経路で平板６０ｇよりも上流部に偏光板６
０ｐがその両面が液体６０Ｌに接するように配置されて
いる。 かかる偏光板６０ｐの固定方法として、その側
面を筐体に直接固着（例えば、筐体に設けた溝に、偏光
板の両側面を嵌挿して固着する）あるいは後述する別個
の固定手段を介して固定してもよい。
【００１４】また、筐体内に充填される液体６０Ｌは、
透明であることが必須であり、その他、毒性や揮発性
（蒸気圧）が低いことや、引火点が高いこと、及びコス
トパフォーマンスにつき考慮される。例えば、エチレン
グリコールＣ2Ｈ6Ｏ2（屈折率ｎ＝１．４３）やグリセ
リンＣ3Ｈ5Ｏ3（ｎ＝１．４７４）はＣＲＴプロジェク
ション用のマッチング液として使用されるが、ここでの
液体にも適している。その他の液体としてはベンジルア
ルコールＣ7Ｈ8Ｏ（ｎ＝１．５４）等がある。
透明であることが必須であり、その他、毒性や揮発性
（蒸気圧）が低いことや、引火点が高いこと、及びコス
トパフォーマンスにつき考慮される。例えば、エチレン
グリコールＣ2Ｈ6Ｏ2（屈折率ｎ＝１．４３）やグリセ
リンＣ3Ｈ5Ｏ3（ｎ＝１．４７４）はＣＲＴプロジェク
ション用のマッチング液として使用されるが、ここでの
液体にも適している。その他の液体としてはベンジルア
ルコールＣ7Ｈ8Ｏ（ｎ＝１．５４）等がある。
【００１５】図３及び４は、図２に示した偏光板６０ｐ
を別個の固定手段を用いて固定する際の一実施例を示し
たものであり、図３は偏光ビームスプリッタに組み込ん
だ状態での断面図を、また、図４は固定手段単体の斜視
構成図を示すものである。図４に示す如く、コ字状の枠
７０ａには内側に溝７０ｂが設けられており、かかる溝
７０ｂに偏光板６０ｐを嵌挿し得るようになっている。
を別個の固定手段を用いて固定する際の一実施例を示し
たものであり、図３は偏光ビームスプリッタに組み込ん
だ状態での断面図を、また、図４は固定手段単体の斜視
構成図を示すものである。図４に示す如く、コ字状の枠
７０ａには内側に溝７０ｂが設けられており、かかる溝
７０ｂに偏光板６０ｐを嵌挿し得るようになっている。
【００１６】一方、偏光ビームスプリッタ６０に組み込
む場合には、図３に示す如く偏光板６０Ｐを嵌挿した固
定手段７０を筐体６０ｈの光入射側内面に固着すればよ
い。図５及び６は、図２に示した偏光板６０ｐを別個の
固定手段を用いて固定する際の他の実施例を示したもの
であり、図５は偏光ビームスプリッタに組み込んだ状態
での断面図を、また、図６は固定手段単体と偏光板の斜
視構成図を示すものである。
む場合には、図３に示す如く偏光板６０Ｐを嵌挿した固
定手段７０を筐体６０ｈの光入射側内面に固着すればよ
い。図５及び６は、図２に示した偏光板６０ｐを別個の
固定手段を用いて固定する際の他の実施例を示したもの
であり、図５は偏光ビームスプリッタに組み込んだ状態
での断面図を、また、図６は固定手段単体と偏光板の斜
視構成図を示すものである。
【００１７】図６に示す如く、一対の直線部材８０ａの
上面には軸方向に各々２個のピン８０ｂが設けられ、こ
のピン８０ｂは頭部８０ｂｈと首部８０ｂｋとからなっ
ている。一方、偏光ビームスプリッタ６０内に組み込む
場合には、図５に示す如く、固定手段８０を筐体６０ｈ
の光入射側内面の隅部に固着し、偏光板６０ｐに設けた
孔６１の円孔６１ａ内にピン８０ｂを嵌挿させ、その後
ピン８０ｂの首部８０ｂｋが長孔６１ｂに位置するよう
に偏光板６０ｐを移動させて固定する。
上面には軸方向に各々２個のピン８０ｂが設けられ、こ
のピン８０ｂは頭部８０ｂｈと首部８０ｂｋとからなっ
ている。一方、偏光ビームスプリッタ６０内に組み込む
場合には、図５に示す如く、固定手段８０を筐体６０ｈ
の光入射側内面の隅部に固着し、偏光板６０ｐに設けた
孔６１の円孔６１ａ内にピン８０ｂを嵌挿させ、その後
ピン８０ｂの首部８０ｂｋが長孔６１ｂに位置するよう
に偏光板６０ｐを移動させて固定する。
【００１８】尚、偏光板６０ｐを固定する手段として
は、上記の実施例に限られるものではなく、偏光板６０
ｐの両面が液体に接触し得るよう、かつ、耐熱性に優れ
偏光特性に影響を及ぼさない手段であれば如何なるもの
でもよい。上述した内容から解るように、本発明に係る
偏光ビームスプリッタは、その筐体内部空間が偏光膜を
施した平板６０ｇと偏光板６０ｐにより３つの領域に分
割されるが、それぞれの空間は完全に密閉するのではな
く、連通性をもたせて内填した液体６０Ｌが移動できる
ようにすれば、かかる液体の自然対流により温度分布が
均一になり、部分的な熱応力の発生による構成部材の歪
み等も生じず、初期の偏光特性を維持することができ
る。
は、上記の実施例に限られるものではなく、偏光板６０
ｐの両面が液体に接触し得るよう、かつ、耐熱性に優れ
偏光特性に影響を及ぼさない手段であれば如何なるもの
でもよい。上述した内容から解るように、本発明に係る
偏光ビームスプリッタは、その筐体内部空間が偏光膜を
施した平板６０ｇと偏光板６０ｐにより３つの領域に分
割されるが、それぞれの空間は完全に密閉するのではな
く、連通性をもたせて内填した液体６０Ｌが移動できる
ようにすれば、かかる液体の自然対流により温度分布が
均一になり、部分的な熱応力の発生による構成部材の歪
み等も生じず、初期の偏光特性を維持することができ
る。
【００１９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の投射型表示
装置によれば、透明な材料によって形成される筐体内に
該筐体と略同等の屈折率を有する液体を充填し、偏光膜
を有する透明平板と偏光度を高くするために別個に設け
た偏光板の各々の両面が全域に亘って液体と接触してい
ることから、各々の両面が液体により均一に冷却される
ことで、両面間で温度勾配があるが故に生じる熱応力に
よる反り、歪み等の発生を防止できる。
装置によれば、透明な材料によって形成される筐体内に
該筐体と略同等の屈折率を有する液体を充填し、偏光膜
を有する透明平板と偏光度を高くするために別個に設け
た偏光板の各々の両面が全域に亘って液体と接触してい
ることから、各々の両面が液体により均一に冷却される
ことで、両面間で温度勾配があるが故に生じる熱応力に
よる反り、歪み等の発生を防止できる。
【００２０】また、充填された液体は偏光板等からの伝
熱により部分的に昇温しても、その自然対流により温度
分布が均一な平衡状態に安定しようとする作用があるた
め、偏光ビームスプリッタ全体としても温度分布が均一
になり、結果として内部歪み等の少ない良好な偏光特性
を得ることができる。これにより、画質の良好な投射型
表示装置が得られることになる。
熱により部分的に昇温しても、その自然対流により温度
分布が均一な平衡状態に安定しようとする作用があるた
め、偏光ビームスプリッタ全体としても温度分布が均一
になり、結果として内部歪み等の少ない良好な偏光特性
を得ることができる。これにより、画質の良好な投射型
表示装置が得られることになる。
【図１】 従来の反射型方式による投射型表示装置の概
略構成図を示すものである。
略構成図を示すものである。
【図２】 本発明の投射型表示装置に係る偏光ビームス
プリッタの構成を示す斜視図である。
プリッタの構成を示す斜視図である。
【図３】 偏光板を一実施例の固定手段を介して筐体内
に配置固定した状態を示す断面図である。
に配置固定した状態を示す断面図である。
【図４】 図３で示した固定手段単体の斜視構成図を示
すものである。
すものである。
【図５】 偏光板を一実施例の固定手段を介して筐体内
に配置固定した状態を示す断面図である。
に配置固定した状態を示す断面図である。
【図６】 図５で示した固定手段単体の斜視構成図を示
すものである。
すものである。
１ 光導電型液晶ライトバルブ ２ ＣＲＴ ３ 光源 ４ コールドミラー ５ コンデンサレンズ ８ 投影レンズ ９ スクリーン ６０ 液体充填偏光ビームスプリッタ ６０ｇ 偏光膜を有する透明平板 ６０ｈ 筐体 ６０Ｌ 液体 ６０Ｐ 偏光板 ６１ 孔 ６１ａ 円孔 ６１ｂ 長孔 ７０ 固定手段 ７０ａ コ字状枠 ７０ｂ 溝 ８０ 固定手段 ８０ａ 直線部材 ８０ｂ ピン ８０ｂｈ 頭部 ８０ｂｋ 首部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−288907（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−120503（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−320202（ＪＰ，Ａ) 特表 平２−502588（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 5/30 G02B 5/04 G02B 5/06
Claims (2)
- 【請求項１】 光源から出射された光を偏光分離する偏
光ビームスプリッタを具備する投射型表示装置であっ
て、前記偏光ビームスプリッタは、透明な材料によって
形成される筐体と、前記筐体内において所定入射角を形
成すべく配設された偏光膜を有する透明平板と、前記筐
体内に充填されかつ該筐体と略同等の屈折率を有する液
体と、前記筐体内でかつ光源から出射された光の入射経
路において前記偏光膜を施した透明平板よりも前記光源
側に位置しその両面が前記液体と接触するように配置固
定された偏光板と、からなることを特徴とする投射型表
示装置。 - 【請求項２】 前記偏光板をその両面が液体に接触する
ように配置固定する手段が、前記筐体内に固着された固
定手段に偏光板を嵌着させることにより固定することを
特徴とする請求項１記載の投射型表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13096092A JP3170041B2 (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | 投射型表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13096092A JP3170041B2 (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | 投射型表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05323121A JPH05323121A (ja) | 1993-12-07 |
| JP3170041B2 true JP3170041B2 (ja) | 2001-05-28 |
Family
ID=15046659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13096092A Expired - Fee Related JP3170041B2 (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | 投射型表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3170041B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11149041A (ja) * | 1997-09-10 | 1999-06-02 | Hitachi Ltd | 投写用レンズ装置及びそれを用いた投写型画像デイスプレイ装置 |
| KR100391979B1 (ko) * | 2000-11-01 | 2003-07-22 | 주식회사 대우일렉트로닉스 | 광 굴절 물질을 이용한 가변 광 분리기 |
| JP4575682B2 (ja) * | 2004-03-03 | 2010-11-04 | 株式会社日立製作所 | 投射型映像表示装置及び偏光分離用構造体 |
| JP2008197185A (ja) * | 2007-02-09 | 2008-08-28 | Ricoh Co Ltd | 画像形成ユニットと画像合成ユニット及び画像投射装置 |
-
1992
- 1992-05-22 JP JP13096092A patent/JP3170041B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05323121A (ja) | 1993-12-07 |
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