JP4142087B2 - 投写型表示装置 - Google Patents
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Description
前記光源から出射された光を変調する反射型変調素子と、
前記反射型変調素子によって変調された光を投写する投写光学系と、
前記光源と前記反射型変調素子との間の光路中に配置され、前記光源から出射された光を反射または透過させて前記反射型変調素子に到達させるとともに、前記反射型変調素子により変調された光を透過または反射させて前記投写光学系へ到達させる偏光光束選択素子と、を有する投写型表示装置であって、
前記光源と前記偏光光束選択素子との間には、前記光源から出射された光束を複数の中間光束に分割する第1の光学要素と、前記第1の光学要素の光出射面側に配置された第2の光学要素と、前記偏光光束選択素子と前記反射型変調素子との間に配置され、前記第2の光学要素から出射された光束を集光する集光レンズと、が設けられ、
前記第2の光学要素は、前記中間光束のそれぞれをP偏光光束とS偏光光束とに分離し、前記P偏光光束、S偏光光束のうちいずれか一方の偏光方向をλ/2位相差層によって他方の偏光光束の偏光方向と揃えて出射する偏光変換素子と、前記偏光変換素子の光出射面側に配置され、前記中間光束のそれぞれを前記集光レンズを介して前記反射型変調素子に重畳させる重畳素子と、を有することを特徴とする。
また、第2の光学要素によって、中間光束をP偏光光束、S偏光光束に分離した後、どちらか一方の偏光方向を他方の偏光方向と揃え、最終的に一箇所の被照明領域上に重畳させることができる。従来の投写型表示装置においては、P偏光光束、S偏光光束のいずれか一方しか用いることができず、光損失が大きなものもあったが、本発明の第2の光学要素を用いれば、どちらの偏光光束も無駄なく用いることが可能となるため、明るい画像を得ることが可能となる。また、分割された複数の中間光束を、最終的に一箇所の被照明領域上で重畳させるため、光源からの出射光束が光束の断面内で不均一な光強度分布を有していた場合でも、明るさが均一な偏光光束を照明光として得ることができる。特に、均等な光強度や分光特性で中間光束をP偏光光束とS偏光光束に分離できない場合や、両偏光光束の偏光方向を揃える過程で一方の偏光光束の光強度やその分光特性が変化した場合においても、明るさが均一で色ムラの少ない偏光光束を照明光として得ることができる。
図1は、第1の実施形態にかかる投写型表示装置の要部を平面的に見た概略構成図である。なお、図1は、後に詳しく述べる第1の光学要素120の中心を通るXZ平面における断面図である。
よって、被照明領域である反射型液晶素子300を、一種類の偏光光束でほぼ均一に照明することができる。なお、出射側レンズ150は1つのレンズ体である必要はなく、第1の光学要素120のように、複数のレンズから構成されたレンズアレイとしても良い。
この対向電極331とそれぞれの画素電極319との間に電圧を印加することによって、液晶層320の駆動が行われる。
図7は、第2の実施形態にかかる投写型表示装置2の要部を平面的に見た概略構成図である。なお、図7は、第1の光学要素120の中心を通るXZ平面における断面図である。本実施形態の投写型表示装置2において、前に説明した第1の実施形態にかかる投写型表示装置の構成要素と同様の構成要素については、図1〜図6で用いたものと同じ参照番号を付し、その詳細な説明については省略する。
前述した第1の実施形態にかかる投写型表示装置においては、偏光照明装置100と偏光ビームスプリッタ200との間に、第1の光学要素から出射された光束を集光する集光レンズ400を設けている。この集光レンズを、偏光ビームスプリッタ200と反射型液晶素子300との間に配置することも可能である。このような投写型表示装置の例を図8に示す。
前述した第2の実施形態にかかる投写型表示装置においても、第3の実施形態と同様、集光レンズを偏光ビームスプリッタ200R、200G、200Bと反射型液晶素子300R、300G、300Bとの間に配置することができる。このような投写型表示装置の例を図12に示す。
なお、この発明は、上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
11 光源ランプ
12 放物面リフレクター
20 偏光ビームスプリッタ
21 偏光分離面
30R、30G、30B 反射型液晶装置
50 ダイクロイックプリズム
60 投写光学系
70 投写面
100、101 偏光照明装置
110 光源部
111 光源ランプ
112 放物面リフレクター
120 第1の光学要素
121 光束分割レンズ
122 中間光束
123 集光像
130 第2の光学要素
131 集光レンズアレイ
132 集光レンズ
140 偏光変換素子
141 偏光分離ユニットアレイ
142 偏光分離ユニット
143 偏光分離面
144 反射面
145 P偏光光束出射面
146 S偏光光束出射面
147 選択位相差板
148 λ/2位相差層
150 出射側レンズ
160 反射ミラー
200 偏光ビームスプリッタ
201 S偏光光束反射面
202、203 プリズム部品
300、300R、300G、300B 反射型液晶装置
310 基板
311 ソース
312 ソース電極
313 チャネル
314 珪素層
315 タンタル層
316 ドレイン
317 ドレイン電極
318 層間絶縁膜
319 反射画素電極
320 液晶層
321 液晶分子
330 基板
331 対向電極
332 反射防止層
340 二酸化珪素層
341 珪素層
342 タンタル層
400、400R、400G、400B 集光レンズ
410、410R、410G、410B 集光レンズ
500 色光分離光学系
501、502、505 ダイクロイックミラー
503、504 反射ミラー
550 クロスダイクロイックプリズム
551、552 ダイクロイック膜
600 投写光学系
700 投写面
Claims (2)
- 光源と、
前記光源から出射された光を変調する反射型変調素子と、
前記反射型変調素子によって変調された光を投写する投写光学系と、
前記光源と前記反射型変調素子との間の光路中に配置され、前記光源から出射された光を反射または透過させて前記反射型変調素子に到達させるとともに、前記反射型変調素子により変調された光を透過または反射させて前記投写光学系へ到達させる偏光光束選択素子と、を有する投写型表示装置であって、
前記光源と前記偏光光束選択素子との間には、前記光源から出射された光束を複数の中間光束に分割する第1の光学要素と、前記第1の光学要素の光出射面側に配置された第2の光学要素と、前記偏光光束選択素子と前記反射型変調素子との間に配置され、前記第2の光学要素から出射された光束を集光する集光レンズと、が設けられ、
前記第2の光学要素は、前記中間光束のそれぞれをP偏光光束とS偏光光束とに分離し、前記P偏光光束、S偏光光束のうちいずれか一方の偏光方向をλ/2位相差層によって他方の偏光光束の偏光方向と揃えて出射する偏光変換素子と、前記偏光変換素子の光出射面側に配置され、前記中間光束のそれぞれを前記集光レンズを介して前記反射型変調素子に重畳させる重畳素子と、を有し、
前記集光レンズは、前記第1の光学要素の焦点位置から前記集光レンズの主点までの光路長の約2倍の焦点距離を有することを特徴とする投写型表示装置。 - 光源と、
前記光源から出射された光を変調する反射型変調素子と、
前記反射型変調素子によって変調された光を投写する投写光学系と、
前記光源と前記反射型変調素子との間の光路中に配置され、前記光源から出射された光を反射または透過させて前記反射型変調素子に到達させるとともに、前記反射型変調素子により変調された光を透過または反射させて前記投写光学系へ到達させる偏光光束選択素子と、を有する投写型表示装置であって、
前記光源と前記偏光光束選択素子との間には、前記光源から出射された光束を複数の中間光束に分割する第1の光学要素と、前記第1の光学要素の光出射面側に配置された第2の光学要素と、前記偏光光束選択素子と前記反射型変調素子との間に配置され、前記第2の光学要素から出射された光束を集光する集光レンズと、が設けられ、
前記第2の光学要素は、前記中間光束のそれぞれをP偏光光束とS偏光光束とに分離し、前記P偏光光束、S偏光光束のうちいずれか一方の偏光方向をλ/2位相差層によって他方の偏光光束の偏光方向と揃えて出射する偏光変換素子と、前記偏光変換素子の光出射面側に配置され、前記中間光束のそれぞれを前記集光レンズを介して前記反射型変調素子に重畳させる重畳素子と、を有し、
前記集光レンズは、前記第1の光学要素の焦点位置から前記集光レンズの主点までの光路長とほぼ等しい焦点距離を有することを特徴とする投写型表示装置。
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JP2007274324A JP4142087B2 (ja) | 2007-10-22 | 2007-10-22 | 投写型表示装置 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Publications (2)
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Country | Link |
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-
2007
- 2007-10-22 JP JP2007274324A patent/JP4142087B2/ja not_active Expired - Lifetime
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