JP4633391B2 - 画像表示装置及び画像表示方法 - Google Patents
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Description
Hirokazu Furuta, Jun Xu, Shunsuke Kobayashi共著「Electro-optic properties of an intrinsic half-V-mode FLCD and its application to field-sequential full color LCDs using a poly-Si TFT matrix array, Journal of the SID」 V. 11, No. 3,2003年出版、 P. 433
また、光学素子内の液晶配向方向を、光学素子に入射する偏光の振動方向もしくは回転方向に合わせて設定して時間的に切り替えることで、時間的に偏光状態を切り替える照明光を形成することができる。この場合、従来のランプを用いた画像表示装置と比較してほぼ同等の大きさの照明光学系とすることができる。
また、光学素子内の液晶配向方向を、光学素子に入射する偏光の振動方向もしくは回転方向に合わせて設定して時間的に切り替えることで、時間的に偏光状態を切り替える照明光を形成することができる。この場合、従来のランプを用いた画像表示装置と比較してほぼ同等の大きさの照明光学系とすることができる。
本発明に係る実施例1の画像表示装置の構成を図5に示す。
[実施例2]
本発明に係る実施例2の画像表示装置の構成を図7に示す。
[実施例3]
本実施例3の画像表示装置の構成を図9に示す。
[実施例4]
図16に示す本実施例4の画像表示装置は、図9に示した照明光学系において画像表示素子1と投射レンズ28との間に光路偏向素子47を配置したもので、その他の構成は図9のものと同様である。この照明光学系を用いる画像表示装置では、複数のサブフレームにより1つの画像フレームを構成し、光路偏向素子47でサブフレームごとに画像表示素子1からの出射光の位置を変位させ、画像表示素子1のみかけ上の画素数を増やして表示することができる。ここで、光路偏向素子47およびその駆動方法としては、たとえば特開2002−328402号公報に記載されたものを用いる。なお、ここでも、偏光状態切替え手段としての多角体偏光フィルタ43を用いる。
[実施例5]
本実施例5の画像表示素子は、図17に示すように、投射型画像表示装置に搭載する透過型の画像表示素子15であって、各画素液晶部の照明範囲が画素範囲より小さくなるように、各画素に対応させて、入射側の基板2a上に集光素子としてのレンズ48が複数個配置される。その他の構成は図1のものと同様である。
1a 画素
2a、2b 基板
3 画素電極
5 液晶層
5a 液晶分子
20 照明切替え手段
21 第1照明光学系
22 第2照明光学系
23、24、30、40 光源
27 偏光ビームスプリッタ
28 投射レンズ
32 偏光状態切替え用光学素子
43、45、53a、53b、53c 多角体偏光フィルタ
43a、43b、45a、45b、45c 偏光フィルタ面
48 レンズ(集光素子)
50a、51a、52a 入射面
50b、51b、52b 出射面
Claims (16)
- 少なくとも片方が透明である一対の基板と、該基板間に設けられて該基板と平行な面内で配向方向が切り替えられる強誘電性液晶又は反強誘電性液晶からなる液晶層と、前記透明の基板の液晶層側に設けられて前記強誘電性液晶又は前記反強誘電性液晶の配列方向を画像表示信号に応じて切り替える画素電極とを有する画像表示素子を用い、該画像表示素子を照明光学系の光源からの偏光状態を変化させる照明光で照明して画像を表示する画像表示装置において、
前記照明光学系内に、前記画像表示素子の極性反転前後における出射画像光の偏光状態が同一となるように、該画像表示素子に入射される入射光の偏光状態を時間的に切り替える偏光状態切替え手段を設けるとともに、
前記偏光状態切替え手段が、一対の透明基板と、該透明基板間に設けられ前記透明基板と平行な面内で配向方向が切り替えられる強誘電性液晶又は反強誘電性液晶からなる液晶層と、前記透明基板の内面側に設けられて前記液晶層の配向方向をフレーム信号に応じて切り替える電極とを有する光学素子であることを特徴とする画像表示装置。 - 請求項1に記載の画像表示装置において、
前記偏光状態切替え手段が、互いに異なる偏光状態をとる複数の照明光学系と、該照明光学系の照明光を時間的に切り替えて前記画像表示素子を照明する照明切替え手段とを有することを特徴とする画像表示装置。 - 請求項2に記載の画像表示装置において、
前記互いに異なる偏光状態をとる複数の照明光学系の光源が固体レーザであることを特徴とする画像表示装置。 - 少なくとも片方が透明である一対の基板と、該基板間に設けられて該基板と平行な面内で配向方向が切り替えられる強誘電性液晶又は反強誘電性液晶からなる液晶層と、前記透明の基板の液晶層側に設けられて前記強誘電性液晶又は前記反強誘電性液晶の配列方向を画像表示信号に応じて切り替える画素電極とを有する画像表示素子を用い、該画像表示素子を照明光学系の光源からの偏光状態を変化させる照明光で照明して画像を表示する画像表示装置において、
前記照明光学系内に、前記画像表示素子の極性反転前後における出射画像光の偏光状態が同一となるように、該画像表示素子に入射される入射光の偏光状態を時間的に切り替える偏光状態切替え手段を設けるとともに、
前記偏光状態切替え手段が、前記照明光の入射面及び出射面となる複数の異なる偏光方向の偏光フィルタ面が形成され、回転中心が照明光の光軸と直交する方向を向いた状態で前記光源と前記画像表示素子との間に配置されて、フレーム周波数と同期する回転速度で回転され、前記照明光光線の前記入射面及び前記出射面の組合せを異ならせることにより偏光状態を切り替える多角体偏光フィルタを有することを特徴とする画像表示装置。 - 請求項4に記載の画像表示装置において、
前記多角体偏光フィルタは四角柱状であり、4つの側面が偏光フィルタ面であることを特徴とする画像表示装置。 - 請求項4又は5に記載の画像表示装置において、
前記多角体偏光フィルタによって前記画像表示素子上の画素に入射する光の偏光状態が切り替わるタイミングと、前記画像表示信号による前記画素の書替えタイミングとが一致するようにしたことを特徴とする画像表示装置。 - 請求項1乃至6のいずれかに記載の画像表示装置において、
1つの画像フレームを構成する複数のサブフレームごとに前記画像表示素子からの出射光の位置を変位させ、前記画像表示素子のみかけ上の画素数を増やして表示する光路偏向手段を設けたことを特徴とする画像表示装置。 - 前記一対の基板が、両基板とも透明基板からなる請求項1乃至7のいずれかに記載の画像表示装置において、
前記画像表示素子が、この各画素の入射光側の基板上に設けられて照明光を前記画素の中央に集光する集光素子を有することを特徴とする画像表示装置。 - 少なくとも片方が透明である一対の基板と、該基板間に設けられて該基板と平行な面内で配向方向が切り替えられる強誘電性液晶又は反強誘電性液晶からなる液晶層と、前記透明の基板の液晶層側に設けられて前記強誘電性液晶又は前記反強誘電性液晶の配列方向を画像表示信号に応じて切り替える画電極素とを有する画像表示素子を用い、該画像表示素子を照明光学系の光源からの偏光状態を変化させる照明光で照明して画像を表示する画像表示方法において、
前記画像表示素子に入射される入射光の偏光状態を時間的に切り替えることにより、前記画像表示素子の極性反転前後における出射画像光の偏光状態が同一となるようにするとともに、
前記画像表示素子に入射される入射光の偏光状態の切り替えが、前記一対の透明基板と、該透明基板間に設けられ前記透明基板と平行な面内で配向方向が切り替えられる強誘電性液晶又は反強誘電性液晶からなる液晶層と、前記透明基板の内面側に設けられて前記液晶層の配向方向をフレーム信号に応じて切り替える電極とを有する光学素子により行われることを特徴とする画像表示方法。 - 請求項9に記載の画像表示方法において、
互いに異なる偏光状態をとる複数の照明光学系から照射される照明光を時間的に切り替えることにより、前記画像表示素子に入射する入射光の偏光状態を切り替えることを特徴とする画像表示方法。 - 請求項10に記載の画像表示方法において、
前記互いに異なる偏光状態をとる複数の照明光学系の光源が固体レーザであることを特徴とする画像表示方法。 - 少なくとも片方が透明である一対の基板と、該基板間に設けられて該基板と平行な面内で配向方向が切り替えられる強誘電性液晶又は反強誘電性液晶からなる液晶層と、前記透明の基板の液晶層側に設けられて前記強誘電性液晶又は前記反強誘電性液晶の配列方向を画像表示信号に応じて切り替える画電極素とを有する画像表示素子を用い、該画像表示素子を照明光学系の光源からの偏光状態を変化させる照明光で照明して画像を表示する画像表示方法において、
前記画像表示素子に入射される入射光の偏光状態を時間的に切り替えることにより、前記画像表示素子の極性反転前後における出射画像光の偏光状態が同一となるようにするとともに、
前記画像表示素子に入射される入射光の偏光状態の切り替えが、前記照明光の入射面及び出射面となる複数の異なる偏光方向の偏光フィルタ面が形成され、回転中心が照明光の光軸と直交する方向を向いた状態で前記光源と前記画像表示素子との間に配置されて、フレーム周波数と同期する回転速度で回転され、前記照明光光線の前記入射面及び前記出射面の組合せを異ならせることにより偏光状態を切り替える多角体偏光フィルタにより行われることを特徴とする画像表示方法。 - 請求項12に記載の画像表示方法において、
前記多角体偏光フィルタは四角柱状であり、4つの側面が偏光フィルタ面であることを特徴とする画像表示方法。 - 請求項12又は13に記載の画像表示方法において、
前記多角体偏光フィルタによって前記画像表示素子上の画素に入射する光の偏光状態が切り替わるタイミングと、前記画像表示信号による前記画素の書替えタイミングとが一致するようにしたことを特徴とする画像表示方法。 - 請求項9乃至14のいずれかに記載の画像表示方法において、
1つの画像フレームを構成する複数のサブフレームごとに前記画像表示素子からの出射光の位置を変位させ、前記画像表示素子のみかけ上の画素数を増やして表示することを特徴とする画像表示方法。 - 前記一対の基板が、両基板とも透明基板からなる請求項9乃至15のいずれかに記載の画像表示方法において、
前記画像表示素子が、この各画素の入射光側の基板上に設けられて照明光を前記画素の中央に集光する集光素子を有することを特徴とする画像表示方法。
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