JP5247328B2

JP5247328B2 - 投写型映像表示装置

Info

Publication number: JP5247328B2
Application number: JP2008245015A
Authority: JP
Inventors: 謙二山内
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2008-09-24
Filing date: 2008-09-24
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2028-09-24
Also published as: JP2010078727A

Description

本発明は、偏光板を有する投写型映像表示装置に関する。

従来、赤成分光を変調する液晶パネルと、緑成分光を変調する液晶パネルと、青成分光を変調する液晶パネルとを備えた投写型映像表示装置が広く知られている。

一般的に、各液晶パネルの光入射側には、偏光板が配置される（例えば、特許文献１参照）。偏光板は、一の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を透過して、他の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を遮光する。各成分光は、偏光板を介して各液晶パネルに入射する。
特開平８−２２７０６４号公報

ここで、集光された光を偏光板に入射させるために、偏光板は、各液晶パネルの光入射面に隣接して配置される。これによって、偏光板の小型化が図られる。

しかしながら、各液晶パネルに偏光板を複数組み合わせる必要があるため、投写型映像表示装置の製造コストが増加してしまう。また、各液晶パネル周囲のスペースが狭くなるため、液晶パネル及び偏光板の冷却効率が低下してしまう。

本発明は、上述した状況に鑑みてなされたものであり、液晶パネルの冷却効率の向上と製造コストの低減とを可能とする投写型映像表示装置を提供することを目的とする。

本発明の特徴に係る投写型映像表示装置は、光源と、前記光源から出射される光のうち赤成分光を透過させる第１ミラーと、前記第１ミラーによって反射された光のうち青成分光を透過させる第２ミラーと、前記第１ミラーにより分離された赤成分光を変調する赤成分光用液晶パネルと、前記第２ミラーにより分離された緑成分光を変調する緑成分光用液晶パネルと、前記第２ミラーにより分離された青成分光を変調する青成分光用液晶パネルとを備えた投写型映像表示装置において、赤成分光用液晶パネルの入射側偏光板は、赤成分光用液晶パネルの近傍に配置され、緑成分光用液晶パネル及び青成分光用液晶パネル共用の入射側偏光板は、透光性基板上に所定方向に沿って格子状に複数本の金属線を配置した構成にすると共に、前記第１ミラーと前記第２ミラーとの間に配置されていることを要旨とする。

かかる特徴によれば、光源から出射される光のうち緑成分光と青成分光との複数の成分光を１つの偏光板によって偏光することができる。従って、複数の成分光それぞれの液晶パネルと偏光板とを組み合わせて配置する必要がない。その結果、投写型映像表示装置の製造コストを低減することができる。また、液晶パネルの周囲にスペースを確保することができるため、液晶パネルの冷却効率を向上させることができる。

本発明によれば、冷却装置の組付け作業性を向上できる投写型映像表示装置を提供することができる。

以下において、本発明の実施形態に係る投写型映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。

ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

（投写型映像表示装置の構成）
以下において、実施形態に係る投写型映像表示装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、投写型映像表示装置１００の構成を示す模式図である。

図１に示すように、投写型映像表示装置１００は、光源１０と、ＵＶ／ＩＲカットフィルタ２０と、フライアイレンズユニット３０と、ＰＢＳアレイ４０と、複数の液晶パネル５０（液晶パネル５０Ｒ、液晶パネル５０Ｇ、液晶パネル５０Ｂ）と、クロスダイクロイックプリズム６０と、投写レンズユニット１６０とを有する。

光源１０は、白色光を発するＵＨＰなどの超高圧水銀ランプなどである。光源１０が発する光は、赤成分光、緑成分光及び青成分光を含む。

ＵＶ／ＩＲカットフィルタ２０は、可視光成分（赤成分光、緑成分光及び青成分光）を透過する一方、視外光成分（例えば、赤外成分光や紫外成分光）を遮光する。

フライアイレンズユニット３０は、光源１０が発する光を均一化する。具体的には、フライアイレンズユニット３０は、フライアイレンズ３０ａ及びフライアイレンズ３０ｂによって構成される。

フライアイレンズ３０ａ及びフライアイレンズ３０ｂは、それぞれ、複数の微小レンズによって構成される。各微小レンズは、コンデンサレンズ１３１と組み合わせることで光源１０が発する光が液晶パネル５０の全面に照射されるように、光源１０が発する光を導く。

ＰＢＳアレイ４０は、フライアイレンズユニット３０から出射された光の偏光状態を揃える光偏光素子である。例えば、ＰＢＳアレイ４０は、フライアイレンズユニット３０から出射された光をＳ偏光に揃える。

クロスダイクロイックプリズム６０は、液晶パネル５０から出射された光を合成する。クロスダイクロイックプリズム６０は、投写レンズユニット１６０側に合成光を出射する。

投写レンズユニット１６０は、クロスダイクロイックプリズム６０から出射された合成光（映像光）をスクリーン上などに投写する。

また、投写型映像表示装置１００は、ミラー群（ダイクロイックミラー１１１、ダイクロイックミラー１１２、反射ミラー１２１〜反射ミラー１２３）と、レンズ群（コンデンサレンズ１３１〜コンデンサレンズ１３３、コンデンサレンズ１４０Ｒ、コンデンサレンズ１４０Ｇ、コンデンサレンズ１４０Ｂ、リレーレンズ１５１〜リレーレンズ１５３）と、入射側偏光板１５０とを有する。

ダイクロイックミラー１１１は、光源１０から出射された光のうち赤成分光を透過させる。ダイクロイックミラー１１１は、ＰＢＳアレイ４０から出射された光のうち緑成分光及び青成分光を反射する。

ダイクロイックミラー１１２は、ダイクロイックミラー１１１で反射された光のうち青成分光を透過させる。ダイクロイックミラー１１２は、ダイクロイックミラー１１１で反射された光のうち緑成分光を反射する。

反射ミラー１２１は、赤成分光を反射して赤成分光を液晶パネル５０Ｒ側に導く。反射ミラー１２２及び反射ミラー１２３は、青成分光を反射して青成分光を液晶パネル５０Ｂ側に導く。

コンデンサレンズ１３３は、ダイクロイックミラー１１１で反射された緑成分光及び青成分光を集光する。

コンデンサレンズ１４０Ｒは、液晶パネル５０Ｒに赤成分光が照射されるように、赤成分光を略平行光化する。コンデンサレンズ１４０Ｇは、液晶パネル５０Ｇに緑成分光が照射されるように、緑成分光を略平行光化する。コンデンサレンズ１４０Ｂは、液晶パネル５０Ｂに青成分光が照射されるように、青成分光を略平行光化する。コンデンサレンズ１４０Ｂの光出射側には、紫外成分を遮光するＵＶカットフィルタ２１が設けられる。

リレーレンズ１５１〜リレーレンズ１５３は、青成分光の拡大を抑制しながら、液晶パネル５０Ｂ上に青成分光を略結像する。

液晶パネル５０Ｒは、赤成分光の偏光方向を回転させることによって赤成分光を変調する。液晶パネル５０Ｒの光入射側には、光の拡散を抑えて、コントラスト比や透過率を向上させる補償板５１Ｒが設けられている。

補償板５１Ｒの光入射側には、一の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を透過して、他の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を遮光する入射側偏光板５２Ｒが設けられている。入射側偏光板５２Ｒの光入射側には、入射側偏光板５２Ｒに入射する光の光量や熱負担を軽減させる入射側プリ偏光板５３Ｒが設けられている。

液晶パネル５０Ｒの光出射側には、後述する出射側偏光板５５Ｒに入射する光の光量や熱負担を軽減させる出射側プリ偏光板５４Ｒが設けられている。出射側プリ偏光板５４Ｒの光出射側には、一の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を遮光して、他の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を透過する出射側偏光板５５Ｒが設けられている。

一方、液晶パネル５０Ｇは、緑成分光の偏光方向を回転させることによって緑成分光を変調する。液晶パネル５０Ｇの光入射側には、補償板５１Ｇが設けられている。液晶パネル５０Ｇの光出射側には、出射側プリ偏光板５４Ｇ及び出射側偏光板５５Ｇが設けられている。

同様に、液晶パネル５０Ｂは、青成分光の偏光方向を回転させることによって青成分光を変調する。液晶パネル５０Ｂの光入射側には、補償板５１Ｂが設けられている。液晶パネル５０Ｂの光出射側には、出射側プリ偏光板５４Ｂ及び出射側偏光板５５Ｂが設けられている。

ここで、本実施形態では、液晶パネル５０Ｇ及び液晶パネル５０Ｂそれぞれの光入射側には、入射側偏光板５２及び入射側プリ偏光板５３は設けられない。本実施形態では、ダイクロイックミラー１１１とダイクロイックミラー１１２との間に、入射側偏光板１５０が配置される。

入射側偏光板１５０は、ダイクロイックミラー１１１で反射された緑成分光及び青成分光のうち一の偏光方向を有する光（例えば、Ｐ偏光）を透過する。一方で、入射側偏光板１５０は、ダイクロイックミラー１１１で反射された緑成分光及び青成分光のうち他の偏光方向を有する光（例えば、Ｓ偏光）を遮光する。入射側偏光板１５０の構成については後述する。

なお、上述した入射側偏光板１５０、液晶パネル５０、出射側プリ偏光板５４、出射側偏光板５５、コンデンサレンズ１４０Ｒ,１４０Ｇ及びリレーレンズ１５３は、本実施形態に係る光学素子を構成する。このような光学素子は、光が照射されることによって加熱される。特に、入射側偏光板１５０は、他の光学素子に比べて光源１０の近くに配置されるため、より加熱されやすい。

そこで、投写型映像表示装置１００は、光学素子を冷却する冷却装置２００を備える。冷却装置２００は、光学素子に送風するためのファンを有する。また、冷却装置２００は、コンプレッサーユニットやペルチェ素子を利用した冷却部を有していてもよい。

（入射側偏光板の構成）
以下において、本実施形態に係る入射側偏光板の構成について、図面を参照しながら説明する。図２は、入射側偏光板１５０の構成を示す斜視図である。図３は、入射側偏光板１５０を光入射側から見た平面図である。図４は、図３のＡ−Ａ線における断面図である。

図２乃至図４に示すように、入射側偏光板１５０は、透光性基板１５０Ａと、複数本の金属線１５０Ｂとを有する。

透光性基板１５０Ａは、図４に示すように、ダイクロイックミラー１１１で反射された緑成分光及び青成分光が入射する光入射面Ｓ１と、光入射面Ｓ１の反対側に設けられる光出射面Ｓ２とを有する。透光性基板１５０Ａは、透光性及び耐熱性を有する部材によって構成される。このような部材としては、例えばガラスを用いることができる。

複数本の金属線１５０Ｂは、図３に示すように、透光性基板１５０Ａの光入射面Ｓ１上において、所定方向に沿って格子状に配置される。複数本の金属線１５０Ｂそれぞれは、図４に示すように、所定の間隔Ｌで略平行に並べられる。ここで、所定の間隔Ｌは、可視光（具体的には、緑成分光及び青成分光）の波長よりも十分に短いことが好ましい。これによって、入射側偏光板１５０は、一の偏光方向を有する光（例えば、Ｐ偏光）を透過させ、他の偏光方向を有する光（例えば、Ｓ偏光）を遮光する。複数本の金属線１５０Ｂは、耐熱性を有する金属部材によって構成される。このような金属部材としては、例えばアルミニウムを用いることができる。

（作用及び効果）
本実施形態に係る投写型映像表示装置１００は、ダイクロイックミラー１１１とダイクロイックミラー１１２との間に配置された入射側偏光板１５０を備える。

本実施形態に係る投写型映像表示装置１００によれば、緑成分光及び青成分光を１つの偏光板によって偏光することができる。従って、液晶パネル５０Ｇ及び液晶パネル５０Ｂそれぞれに偏光板を組み合わせて配置する必要がない。その結果、投写型映像表示装置１００の製造コストを低減することができる。また、液晶パネル５０Ｇ及び液晶パネル５０Ｂそれぞれの周囲にスペースを確保することができるため、冷却装置２００による冷却効率を向上させることができる。

また、入射側偏光板１５０は、耐熱性を有する透光性基板１５０Ａと複数本の金属線１５０Ｂとによって構成されている。従って、入射側偏光板１５０を光源１０の近くに配置しても、入射側偏光板１５０の熱劣化を抑制することができる。

また、投写型映像表示装置１００は、入射側偏光板１５０を冷却するための冷却装置２００を備える。そのため、入射側偏光板１５０の熱劣化をさらに抑制することができる。

（その他の実施形態）
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、上述した実施形態では、入射側偏光板１５０は、ダイクロイックミラー１１１とダイクロイックミラー１１２との間に配置されることとしたが、入射側偏光板１５０は、光源１０とダイクロイックミラー１１２との間に配置されていればよい。例えば、図５に示すように、入射側偏光板１５０は、コンデンサレンズ１３１とダイクロイックミラー１１１との間に配置されていてもよい。この場合、液晶パネル５０Ｒの光入射側に、入射側偏光板５２Ｒ及び入射側プリ偏光板５３Ｒを設ける必要がなくなるため、さらに投写型映像表示装置１００の製造コストを低減することができる。

また、上述した実施形態では、ダイクロイックミラー１１１は、赤成分光を透過させることとしたが、ダイクロイックミラー１１１は、緑成分光又は青成分光のいずれかを透過させてもよい。

また、上述した実施形態では、表示装置として液晶パネル５０が用いられるが、これに限定されるものではない。表示装置としては、ＬＣＯＳ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌｏｎＳｉｌｉｃｏｎ）などが用いられてもよい。

また、上述した実施形態では、光源１０としてＵＨＰランプが用いられることとしたが、固体光源を用いてもよい。

この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

本発明の実施形態に係る投写型映像表示装置１００の構成を示す模式図である。本発明の実施形態に係る入射側偏光板１５０の構成を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る入射側偏光板１５０を光入射側から見た平面図である。図３のＡ−Ａ線における断面図である。本発明の実施形態に係る投写型映像表示装置１００の構成を示す模式図である。

符号の説明

１０…光源
２０…ＵＶ／ＩＲカットフィルタ
２１…ＵＶカットフィルタ
３０…フライアイレンズユニット
３０ａ,３０ｂ…フライアイレンズ
４０…ＰＢＳアレイ
５０…液晶パネル
５１Ｒ…補償板
５２Ｒ…入射側偏光板
５３Ｒ…入射側プリ偏光板
５４…出射側プリ偏光板
５５…出射側偏光板
６０…クロスダイクロイックプリズム
１００…投写型映像表示装置
１１１,１１２…ダイクロイックミラー
１２１〜１２３…反射ミラー
１３１〜１３３…コンデンサレンズ
１４０Ｒ,１４０Ｇ,１４０Ｂ…コンデンサレンズ
１５０…入射側偏光板
１５０Ａ…透光性基板
１５０Ｂ…金属線
１５１〜１５３…リレーレンズ
１６０…投写レンズユニット
２００…冷却装置

Claims

光源と、
前記光源から出射される光のうち赤成分光を透過させる第１ミラーと、
前記第１ミラーによって反射された光のうち青成分光を透過させる第２ミラーと、
前記第１ミラーにより分離された赤成分光を変調する赤成分光用液晶パネルと、
前記第２ミラーにより分離された緑成分光を変調する緑成分光用液晶パネルと、
前記第２ミラーにより分離された青成分光を変調する青成分光用液晶パネルと、
を備えた投写型映像表示装置において、
赤成分光用液晶パネルの入射側偏光板は、赤成分光用液晶パネルの近傍に配置され、
緑成分光用液晶パネル及び青成分光用液晶パネル共用の入射側偏光板は、透光性基板上に所定方向に沿って格子状に複数本の金属線を配置した構成にすると共に、前記第１ミラーと前記第２ミラーとの間に配置されている
ことを特徴とする投写型映像表示装置。