JPH0212291A - 投射型画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、反射型液晶表示素子を使用する投射型画像
表示装置に関する。

〔発明の概要〕

この発明は、反射型液晶表示素子の直前に集光用レンズ
が配され、光源が中心軸に対してずれた位置に配され、
さらに投射レンズが光源とは対称角度位置に配され、光
源からの光が、集光用レンズを介して液晶表示素子に入
射されると共に、その反射光が投射レンズを介してスク
リーン上に投射されて拡大画像が表示されるようにした
ことにより、光源からの光の利用効率の向上を図ると共
に、省スペース化を図るようにしたものである。

〔従来の技術〕

第３図は、投射型画像表示装置の一例を示すものである
。

同図において、（ＩＲ）　、　　（ＩＧ）　、　　（Ｉ
Ｂ）は、それぞれ赤、緑、青原色信号ＳＲ，ＳＯ，ＳＢ
に基づき、各画素部分ごとに偏光面の回転を行なう反射
型液晶装置である。これら液晶装置（１１？）。

（ＩＧ）　、　　（ＩＢ）に偏光が入射すると、各画素
部分ごとに偏光面の回転した偏光が反射光として得られ
る。つまり、画像が偏光回転潜像として得られる。

（１６）は偏光ビームスプリッタ、（１７）　４；Ｊ：
ｉ１反射グイクロイックミラー　（１８）は赤反射ダイ
クロイックミラーで、これらは順次並べられる。ミラー
（１８）の直進側には液晶装置（ＩＧ）が配されると共
に、その反射側には液晶装置（ＩＲ）が配される。ミラ
ー（１７）の反射側には距離合せのための光路マツチガ
ラス（１９）を介して液晶装置（ＩＢ）が配される。

（２０）は光源を構成するキセノンランプであり、（２
１）はだ内面鏡である。（２２）はコールドタイプの平
行化凹レンズ、（２３）は開口（２３ａ）を有する遮光
板、（２４）は可視光だけを通す光学的バンドパスフィ
ルタである。キセノンランプ（２０）からの光は、レン
ズ（２２）で平行光とされた後、開口（２３ａ　）を通
ってビームスプリッタ（１６）に供給され、直進するＰ
成分偏光Ｎｐと反射するＳ成分偏光１３とに分けられる
。Ｓ成分偏光１３はミラー（１７）　、　　（１Ｂ）で
、赤、緑、青の色光１票。

ｌｊ！　ＳＧ　Ｈ１１ｓ８に分解され、それぞれ液晶装
置（１１？）。

（ＩＧ）　、　　（ＩＢ）に入射するようにされる。

ナオ、（２５）は投射レンズである。

以上の構成において、液晶装置（１）１）に色光βＳＲ
が入射すると、この液晶装置（ＩＲ）からは、各画素電
極ごとに偏光面の回転した偏光が反射光として得られ、
これが再度ビームスプリッタ（１６）に供給される。そ
して、偏光面の回転により生じるＰ成分偏光のみが直進
して投射レンズ（２５）に供給され、残りのＳ成分偏光
は反射してキセノンランプ（２０）の方に戻っていく、
液晶装置（ＩＧ）。

（ＩＢ）に入射する色光１３Ｇ＋　　１３８に関しても
同様である。

したがって、投射レンズ（２５）には、各画素ごとに明
暗変調がなされた赤色、緑色、青色の画像を形成すべき
像光が供給され、スクリーン（図示せず）上には拡大さ
れたカラー画像が表示される。

この第３図例のような投射型画像表示装置は、特開昭６
１−１３８８５号公報に記載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

この第３図例によれば、キセノンランプ（２０）からの
光を利用するものであり、このキセノンランプ（２０）
の輝度を上げることによりスクリーン上に高輝度のカラ
ー画像を得ることができる。また、液晶装置（ＩＲ）　
、　　（ＩＧ）　、　　（１Ｂ）への光路を重複させて
いるので、これらの照度分布が同じくなり、カラーユニ
フォミティーに優れたものとなる。

しかしながら、この第３図例によれば、キセノンランプ
（２０）からの光を平行化凹レンズ（２２）等を用いて
平行光として使用するものであるが、キセノンランプ（
２０）は点光源でないので収差が生じ、実際には更に種
々のレンズ等のエレメントが必要であり、光の利用効率
が低下する不都合があった。また、キセノンランプ（２
０）からの光の光路と、投射レンズ（２５）への光の光
路とが互いに直交する方向にあるので、占有スペースが
大きく、省スペース化に支障となるものであった。

そこで、この発明では、光源からの光の利用効率の向上
を図ると共に、省スペース化を図ることを目的とするも
のである。

〔課題を解決するための手段」 この発明は、光＃（３４）と、反射型液晶表示素子（３
１Ｒ）　、　　（３１Ｇ　）　、　　（３１Ｂ　）と、
この液晶表示素子（３１）１　）　、　　（３１Ｇ　）
　、　　（３１Ｂ　）の直前に配される集光用レンズ（
３２１？　）　、　　（３２Ｇ　）　、　　（３２Ｂ　
）と、投射レンズ（３５）とを備え、光源（３４）は中
心軸１０に対し”ζずれた位置に配されると共に、投射
レンズ（３５）は光源（３４）とは対称角度位置に配さ
れ、光源（３４）からの光は、集光用レンズ（３２Ｒ）
　、　　（３２Ｇ　）　、　　（３２Ｂ　）を介して液
晶表示素子（３１）１　）　、　　（３１Ｇ　）　、　
　（３１Ｂ　）に入射され、この液晶表示素子（３１ｋ
）、　　（３１Ｇ）、　　（３１Ｂ）からの反射光が投
射レンズ（３５）を介してスクリーン上に投射され、こ
のスクリーン上に拡大画像が表示されるものである。

〔作用〕

上述構成においては、液晶表示素子（３１Ｒ）　。

（３１Ｇ　＞　、　　（３１Ｂ　）の直前に集光用レン
ズ（３２Ｒ）（３２Ｇ　）　、　　（３２Ｂ　）が配さ
れ、この集光用レンズ（３２Ｒ）、　　（３２Ｇ　）　
、　　（３２Ｂ　）によって光源（３４）からの光、し
たがって液晶表示素子（３１Ｒ）　。

（３１Ｇ　）　、　　（３１Ｂ　）からの反射光が投射
レンズ（３５）に集光するようになされるので、光源（
３４）からの光の利用効率が向上する。また、光源（３
４）からの光の光路と、投射レンズ（３５）への光の光
路とが路間一方向となるので、占有スペースが小さくな
る。

〔実施例〕

以下、第１図を参照しながらこの発明の一実施例につい
て説明する。

同図において、（３１Ｒ）　、　　（３１Ｇ　）　、　
　（３１Ｂ　）は、それぞれ反射型液晶表示素子である
。これら液晶表示素子（３１Ｒ）　、　　（３１Ｇ　）
　、　　（３１Ｂ　）に、それぞれ赤、緑、青の色光が
入射されると、赤色、緑色、青色の画像を形成すべき像
光が反射光としてｉすられる。すなわち、これら液晶表
示素子（３１Ｒ）（３１Ｇ　）　、　　（３１Ｂ　）は
第３図例における液晶装置（ｌ）ｌ）　、　　（ＩＧ）
　、　　（１Ｂ）に、それぞれ偏光子が備えられた周知
のものである。

これら液晶表示素子（３１Ｒ）　、　　（３１Ｇ　）　
、　　（３１Ｂ　）の直前には、それぞれフレネルレン
ズ（３２Ｒ）。

（３２Ｇ　’）　、　　（３２Ｂ　）が配される。（３
３Ｍ）は赤反射ダイクロインクミラー　（３３Ｂ　）は
青反射グイクロイックミラーであり、これらミラー（３
３１？）。

（３３Ｂ）は互いに直交するように配される。ミラー（
３３Ｒ）の反射側には液晶表示素子（３１Ｒ）が配され
、ミラー（３３Ｂ）の反射側には液晶表示素子（３１Ｂ
　）が配され、ミラー（３３Ｒ）、（３３Ｂ）の直進側
には液晶表示素子（３１Ｇ　）が配されている。

（３４）は白色光の光源であり、ハロゲンランプ、キセ
ノンランプ、メタルハライドランプ等で構成される。こ
の光源（３４）は、液晶表示素子（３１Ｒ）。

（３１Ｇ）、（３１Ｂ　＞の中心軸１０に対してずれた
位置に配される。　　（３５）は投射レンズであり、こ
の投射レンズ（３５）は、中心軸ｉｏに対して光源（３
４）と対称角度位置に配される。また、光源（３４）の
位置は、フレネルレンズ（３２１）　、　　（３２Ｇ　
）　。

（３２Ｂ）の焦点位置近傍とされる。フレネルレンズ（
３２１？　）　、　　（３２Ｇ　）　、　　（３２Ｂ　
）は、光＃（３４）からの光、したがって液晶表示素子
（３１Ｒ）。

（３１Ｇ　）　、　　（３１Ｂ　）からの反射光を投射
レンズ（３５）に集光するためのものである。なお、フ
レネルレンズ（３２ぜ）　、　　（３２Ｇ）　、　　（
３２Ｂ）は平凸レンズであってもよい。

以上の構成において、光ｆｉ（３４）からの光は、ミラ
ー（３３Ｒ）　、　　（３３Ｂ　）に供給されて赤、縁
、青の色光ｇ、、、ｚａ、　　βＢに分解され、それぞ
れフレネルレンズ（３２１？）　、　　（３２Ｇ）　、
　　（３２Ｂ）で屈折して液晶表示素子（３１１？）　
、　　（３１Ｇ）　、　　（３１Ｂ）に略垂直に照射さ
れる。そして、これら液晶表示素子（３１Ｒ）　、　　
（３１Ｇ＞　、　　（３１Ｂ）からは、それぞれ赤色、
緑色、青色の画像を形成すべき像光が得られる。そして
、これら像光は、フレネルレンズ（３２Ｒ’）　、　　
（３２Ｇ　）　、　　（３２Ｂ　）を介して投射レンズ
（３５）に供給され、スクリーン（図示せず）上には拡
大されたカラー画像が表示される。

このような本例によれば、光１１（３４）からの光を利
用すると共に、液晶表示素子（３１Ｒ）　、　　（３１
Ｇ）（３１Ｂ　）への光路を重複させて照度分布が同じ
くなるようにしているので、第３図例と同様に高輝度の
カラー画像を得ることができると共に、カラーユニフオ
ミティーに優れたものを得ることができる。

また本例によれば、液晶表示素子（３１Ｒ）。

（３１Ｇ）　、　　（３１Ｂ）の直前にフレネルレンズ
（３２Ｒ’）（３２Ｇ　）　、　　（３２Ｂ　）が配さ
れ、このフレネルレンズ（３２Ｒ）　、　　（３２Ｇ　
）、　　（３２Ｂ　）によって液晶表示素子（３１Ｒ）
　、　　（３１Ｇ）　、　　（３１Ｂ）から得られるは
光が投射レンズ（３５）に集光するようになされるので
、光ｍ＜３４＞からの光の利用効率を上げることができ
る。さらに、投射レンズ（３５）は中ノし・軸！！ｏに
対して光源（３４）と対称角度位置に配され、光＃（３
４）からの照射光路と、投射レンズ（３５）への反射光
路とが路間一方向となるので、占有スペースを小さくで
き、省スペース化を図ることができる。

つぎに、第２図は、この発明の他の実施例を示すもので
ある。この！ｆ４２図において、第１図と対応する部分
には同一符号を付して示し、その詳細説明は省略する。

本例においては、赤反射ダイクロインクミラー青反射グ
イクロイックミラー（３３１？）　、　　（３３Ｂ）が
順次並べられる。ミラー（３３Ｒ）の反射側には液晶表
示素子（３１Ｒ）が配され、その直進側にはミラー（３
３Ｂ）が配される。そして、ミラー（３３Ｂ）の反射側
には液晶表示素子（３１Ｂ　）が配され、その直進側に
は液晶表示素子（３１Ｇ　）が配される。

なおこの場合も、光源（３４）から液晶表示素子（３１
Ｈ）　、　　（３１Ｇ）　、　　（３１Ｂ）までの光路
長が全て等しくなるようにされる。

本例は以上のように構成され、その他は第１図例と同様
に構成される。

以上の構成においても、光源（３４）からの光はミラー
（３３Ｒ）　、　　（３３Ｂ）に供給されて赤、緑、ｆ
ｔの色光７！＊、ｉ！Ｈ，７！Ｂに分解され、それぞれ
フレネルレンズ（３２Ｒ）、　　（３２Ｇ　）　、　　
（３２Ｂ　）で屈折して、液晶表示素子（３１Ｒ）　、
　　（３１Ｇ）　。

（３１Ｂ　）に隙垂直に照射される。そして、これら液
晶表示素子（３１）１）　、　　（３１Ｇ）　、　　（
３１Ｂ）からは、それぞれ赤色、緑色、青色の画像を形
成すべき像光が得られる。そして、これら像光は、フレ
ネルレンズ（３２Ｒ）　、　　（３２Ｇ　）　、　　（
３２Ｂ　）を介して投射レンズ（３５）に供給され、ス
クリーン（図示せず）上には拡大されたカラー画像が表
示される。

このような本例においても、第１図例と同様の作用効果
が得られることは明らかである。

なお、上述実施例の液晶表示素子（３１Ｒ）。

（３１Ｇ　）　、　　（３１Ｂ　）の配置は一例であり
、これに限定されるものでないことは勿論である。要は
、液晶表示素子（３１Ｒ）　、　　（３ｉＧ）　、　　
（３１Ｂ）の直賢ｊカにフレネルレンズ（３２Ｒ）　、
　　（３２Ｇ　）　、　　（３２Ｂ　）が配され、光源
（３４）が中心軸に対してずれた位置に配され、さらに
投射レンズ（３５）が光源（３４）とは対称角度位置に
配されてあればよい。

（３４）は光源、（３５）は投射レンズである。

〔発明の効果〕

この発明によれば、液晶表示素子の直前に集光用レンズ
が配され、この集光用レンズによって光源からの光、し
たがって液晶表示素子からの反射光が投射レンズに集光
するようになされるので、光源からの光の利用効率を向
上させることができる。また、光源からの光の光路と、
投射レンズへの光の光路とが路間一方向となるので、占
有スペースを小さくすることができ、省スペース化を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図はこ
の発明の他の実施例を示す構成図、第３図は従来例の構
成図である。 （３１Ｒ）　　（３１Ｇ　）および（３１Ｂ　）は反射
型液晶表示素子、（３２）１　）　　（３２Ｇ　）およ
び（３２Ｂ）はフレネルレンズ、（３３１？）は赤反射
ダイクロイックミラー　（３３Ｂ）は蒔反射ダイクロイ
ンクミラー同 松隈秀盛 ３２１２７Ｌ％ルレシで゛ 梵亮ｆＪめ構成国 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光源と、反射型液晶表示素子と、この液晶表示素子の直
   前に配される集光用レンズと、投射レンズとを備え、 上記光源は中心軸に対してずれた位置に配されると共に
   、上記投射レンズは上記光源とは対称角度位置に配され
   、 上記光源からの光は、上記集光用レンズを介して上記液
   晶表示素子に入射され、この液晶表示素子からの反射光
   が上記投射レンズを介してスクリーン上に投射され、こ
   のスクリーン上に拡大画像が表示されることを特徴とす
   る投射型画像表示装置。