JPH04127118A - 投写型表示装置 - 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、投写型表示装置に関し、更に詳しくは高輝
度の液晶プロジェクタを簡素な構成でかつ低コストで提
供するものである。

［従来の技術］ 第４図は従来の投写型表示装置の光学系の説明図である
。図において、ｌは光源、２は光源の出射光を平行光に
する放物面鏡、ｌｌａ、ｌｌｂ。

１４ａ、１４ｂは特定波長領域を反射するダイクロイッ
クミラー　１２．１３は反射ミラー　１７は２枚の偏光
板１５ａ、１５ｂと偏光板に挟まれた液晶セル１６とか
ら構成される透過型液晶表示素子、１９は液晶表示素子
１７の表示画像をスクリーン２０に拡大投写する投写レ
ンズである。

次に、動作について説明する。

白色光源ｌから発せられた光は放物面鏡２により平行光
束７として出射され、２枚のダイクロイックミラー１１
ａ、ｌｌｂによりＲＧＢ三色の光７ａ、７ｂ、７ｃに分
離される。ＲＧＢ三色の光７ａ、７ｂ、７ｃはそれぞれ
液晶表示素子１７ａ１７ｂ、１７ｃを照明する。液晶表
示素子１７の画像表示部はＮＴＳ、Ｃの場合、縦横比が
３：４、ＨＤＴＶの場合、縦横比が９＝１６の短辺と長
辺を有する長方形である（第４図右下の図を参照）。液
晶表示素子１７ａ、１７ｂ、１７ｃで形成されたＲＧＢ
画像をグイクロイックミラー１４ａ１４ｂにより合成し
、合成画像を投写レンズ１９によって拡大してスクリー
ン２０に投写する。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の投写型表示装置は以上のように構成されているの
で、光源１から出射される光は自然光（偏光方向がラン
ダムに変化する光）であり、第４図に示す例において出
射光束７は、液晶表示素子１７の入射側偏光板１５ａの
偏光軸方向と直交する偏光成分は吸収される。原理的に
は入射側偏光板１５ａにおいて半分の光が損失を受け、
高輝度な投写画像を得る上での妨げとなる。又、偏光板
で吸収された光パワーにより偏光板の温度が上昇し、偏
光選択性が劣化する問題があった。

そこで、従来より液晶表示素子を直線偏光光で照明する
ことが提案されていた。しかし、従来装置では、入射側
偏光板の偏光軸方向は、水平方向に対して、４５°をな
す方向に設定されていた。

このような入射側偏光板の偏光軸方向が水平方向から４
５°傾いた液晶表示素子を適用するならば、照明光の偏
光方向も水平方向から４５°傾ける必要がある。しかし
照明光はミラーの反射回数により、偏光方向が９０°反
転する。このため、偏光軸が４５°傾いた液晶表示素子
の場合、１枚だけ偏光板の偏光軸方向が逆の液晶表示素
子を使用するか、照明光の偏光面を回転するため、位相
板等の偏光面回転手段を用いる等の対策が考えられてい
た。しかし、１枚だけ入射側偏光板の偏光軸方向が９０
°異なる液晶表示素子を用いることは、素子作成のコス
トが高くなる要因となっていた。また、偏光面回転手段
を採用すると特殊な光学素子が必要となり同じく装置が
コスト高になるなどの問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、簡単な構成であり、かつ低コスト化が実現で
きる投写型表示装置を提供す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］ この発明に係る投写型表示装置は、自然光を直線偏光光
に変換した光束を液晶表示素子の照明光とし、入射側偏
光板の偏光軸方向が矩形表示部の長手方向に対して平行
あるいは垂直な３枚の同一液晶表示素子を備えることを
特徴とする。

［作用コ この発明における投写型表示装置は、照明光に直線偏光
光を使用し、偏光軸方向が矩形表示部の長手方向に対し
て水平あるいは垂直な３枚同一の設けているので、液晶
表示素子の入射側偏光板における損失が低減され、高輝
度の投写画像が得られる。

［実施例］ 第１図は本発明の実施例である投写型表示装置の構成図
である。

図において、ｌＯは直線偏光光を出射する光源部であり
、光源の出射光９は特定波長領域を反射するダイクロイ
ックミラー１１ａ、ｌｌｂによりＲＧＢ三色の光２１ａ
、２１ｂ、２１ｃに分離される。ＲＧＢ三色の光２１ａ
、２１ｂ、２１ｃはそれぞれ液晶表示素子１７ａ、１７
ｂ、１７ｃを照明する。液晶表示素子１７ａ、１７ｂ、
１７ｃの入射側偏光板の偏光軸方向は、矩形表示部の長
手方向に対して平行な３枚同一構造の液晶表示素子であ
る。照明光９の偏光方向も偏光板の偏光軸方向と一致し
た直線偏光光を出射する。

従来装置に適用されている偏光軸方向が水平方向に対し
て４５°傾いた液晶表示素子と、偏光方向が水平方向に
対して４５°傾いた照明光により装置を構成した場合、
前述したように、１枚だけ入射側偏光板の偏光方向が９
０°異なる液晶表示素子を用いるか、照明光の偏光面を
回転する手段を必要とした。

第１図の構成にすれば３枚同一構造の液晶表示素子でよ
く、また偏光面回転手段は不要である。

ＲＧＢの表示画像をダイクロイックミラー１４ａ、１４
ｂで合成して、投写レンズ１９で拡大しスクリーン２０
にカラー映像を投写する。

第２図は光源部の構成図であり、図に示すような光源１
０内部の光学系が、簡素で高効率に自然光から直線偏光
光へ変換できる方式である。

図を用いて動作を説明する。

光源１の出射光は放物面鏡２により平行光束７となる。

平行光束７は自然光である。平行光束７は偏光ビームス
プリッタ３によりＰ偏光光８ａとＳ偏光光８ｂの２つの
直線偏光光に分離される。

Ｐ偏光光８ａ、ｌ！：Ｓ偏光光８ｂの偏光方向は９０”
異なるため、Ｓ偏光光８ｂは反射ミラー４によって偏向
した後、位相板５によりＳ偏光光８ｂの偏光面を９０°
回転する。位相板５のリタデーションＲは、偏光面を９
０°回転したい中心波長λに対し、Ｒ＝λ／２のものを
使用し、直交する光学軸を公知の如く、Ｓ偏光８ｂの偏
光面に対し４５゛傾けて配置するのが適当である。そし
てウェッジプリズム６等により２光束を合成する。２つ
の光束９ａ、９ｂは、略同一方向の直線偏光であり、合
成光束９も直線偏光となり、効率よく液晶表示素子１７
を照明できる。

［他の実施例］ 第３図に本発明の第２の実施例である投写型表示装置の
構成図を示す。液晶表示素子１７の入射側偏光板１５ａ
の偏光軸方向は矩形表示部の長手方向に対し垂直な３枚
同一構造の液晶表示素子である。また、照明光９の偏光
軸方向も入射側偏光板１５ａの偏光軸方向と一致した直
線偏光光を出射する。第１図における投写型表示装置と
同様に３枚が同一構造でまた偏光面回転手段を必要とし
ない。その他の効果についても第１の実施例と同様であ
る。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、直線偏光光で液晶表示
素子を照明する光学系より成る投写型表示装置において
、３枚が同一構造の液晶表示素子で装置が構成されるた
め低コストな装置が実現できる。しかも直線偏光照明で
あるために、入射側偏光板の発熱が小さく特性劣化が小
さい。また、光源１０中でＰ、８両偏光が合成されるの
で、その利用効率がよく高輝度な投写画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例である投写型表示装置の
構成図、第２図は光源部の構成図、第３図は本発明にお
ける第２の実施例である投写型表示装置の構成図、第４
図は従来の投写型表示装置の構成図である。 図において、ｌＯは直線偏光照明系（光源）、１７は液
晶表示素子、１９は投写レンズである。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　光源と、この光源から出射する直線偏光光を受けて、
   矩形領域に画像を形成する３枚の液晶表示素子と、表示
   画像を拡大投写する投写レンズとからなる投写型表示装
   置において、前記液晶表示素子は各々の液晶層が２枚の
   偏光板に挟まれた構造であり、前記光源の出射光が入射
   する側の偏光板の偏光軸方向が前記矩形領域の長手方向
   に対して、平行あるいは垂直な３枚の同一構造の液晶表
   示素子を備えることを特徴とする投写型表示装置。