JPH0470713A - 反射形液晶投写装置 - 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】 ［概要コ 偏光ビームスプリッタを用いた液晶投写装置に関し、 光源からの光の偏光成分を有効に利用することのできる
反射形液晶投写装置を提供することを目的とし、 入射光を偏光成分によって一方は反射させ、他方は透過
させる偏光ビームスグリツタと、偏光ビームスプリッタ
の反射光に対して設けられた第１の反射形液晶パネルと
、偏光ビームスプリッタの透過光に対して設けられた第
２の反射形液晶パネルとを有するように構成する。

［産業上の利用分野］ 本発明は液晶投写装置に関し、特に偏光ビームスプリッ
タを用いた液晶投写装置に関する。

［従来の技術］ 液晶表示装置、液晶投写装置においては、入射光を１つ
の偏光成分とし、液晶の旋光性、複屈折性を利用して各
画素での出力光強度を調整している。

たとえば、次世代テレビとして期待される投写用反射形
液晶パネルでは１つの偏光成分だけをスクリーンに照射
している。

第２図に従来の技術による反射形液晶投写装置の要部を
示す。

偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１は、４５度プリスム
を２つ貼合せた形状を有する。２つのプリズムの界面に
は、誘電体多層膜が形成されており、入射光の内Ｓ成分
を反射し、Ｐ成分を透過する。このため、上方から下方
に向かう入射光のＳ成分は図示のように反射されて右方
向に向かい、Ｐ成分は下方に向かう。

したがって、偏光ビームスプリッタの右方向に反射形液
晶セル２を配置すると、この液晶セル２には一方の偏光
成分のみが入射する。液晶セル２に電圧を印加しない状
態においては、液晶層５は４５度入射光を回転させる構
造を有し、反射面６によって反射される０反射した光は
入射時と逆方向に回転され、液晶セル２を出射する際に
は入射時と同じ偏光状態となる。このため、出射光は偏
光ビームスプリッタ１で反射され、入射方向に戻る６ 一方、反射形液晶セル２に電圧が印加されると、液晶層
５の光学的性質が変化し、複屈折が生じる。

複屈折が生じると、Ｓ成分が入射しても液晶層内でＰ成
分の光が生じ、偏光ビームスプリ・ｙり１の界面で反射
されず、直進する成分が生じる。この直進成分は偏光成
分としてはＰ成分であり、投写レンズ７を介してスクリ
ーン上に照射される。このような光によって映像が形成
される。

ところで、このような液晶プロジェクタにおいては、投
写用レンズ７によって投写された光のスクリーン上での
照度が問題になる。照度が低いと部屋を暗くして画像を
鑑賞しなければならない等ということが生じる。

［発明が解決しようとする課題］ 以上説明した従来の技術のように、偏光を用いた液晶投
写装置においては、光源からの光の内−方の偏光成分を
取出し、他方の偏光成分は単に除去していた。

本発明の目的は、光源からの光の偏光成分を有効に利用
することのできる反射形液晶投写装置を提供することで
ある。

「課題を解決するための手段］ 第１図は本発明の原理説明図である。

偏光ビームスプリッタ１に入射する光は、偏光成分に応
じて図中右方向と下方に向かう成分に別れる。これら反
射光、透過光のそれぞれに対して反射形液晶セル２．３
が配置される。すなわち、入射光の偏光成分の各々に対
して液晶セルが配置され、液晶セルにおいて制御された
光が出力される。

なお、図示の構成においては、反射形液晶セル２．３に
おいて、制御された出力光が再び偏光ビームスプリッタ
１に入射し、信号成分は合成されて図中左方に出射する
。他の成分は入射方向に戻る。なお、反射形液晶セル２
．３の出力光は直接取出してもよい。

反射形液晶セル２．３を用いて、１つの画像を得る場合
には、反射形液晶セル２．３にそれぞれ鏡面対称の同一
形式の信号を供給すればよい。

また、立体画像等を得る場合には、反射形液晶セル２．
３に興なる信号を供給する。

［作用コ 偏光ビームスプリッタ１に入射する光は、偏光成分によ
って進行方向を分離される。これら各々の光成分に対し
て反射形液晶セル２．３が設けられるため、入射光の偏
光成分がすべて有効に利用される。

たとえば、２つの偏光成分が同じ強度である場合、２成
分を合成することにより、スクリーン上での光強度は２
倍になる。

また、反射形液晶セル２．３が異なる画像を生成する場
合には、たとえば立体画像等を得ることができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第３図（Ａ＞、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の実施例によ
る投写用反射形液晶パネルを示す。

第３図（Ａ）は投写用反射形液晶パネルの構成を示す斜
視図である。金属ハロゲンランプ等の光源１１から出射
した白色光は、青色反射ダイクロイックミラー１２によ
って青色成分が反射され、残りの成分は透過する。この
透過光に対して、緑色反射ダイクロイックミラー１３が
配置されており、緑色成分は反射され、残りの成分は透
過する。

この透過成分に対してさらに赤色反射ダイクロイックミ
ラー１４が配置されており、赤色成分が反射される。

このようにして青色入射光、緑色入射光、赤色入射光か
形成される。これらそれぞれの入射光に対して、液晶投
写器１６．１７．１８が配置される。液晶投写器１６は
、偏光ビームスグリツタ２１とそのそれぞれの出射光成
分に対して設けられた液晶パネル２２．２３を有し、さ
らに出射光を投写する投写レンズ２４を有する。同様に
、液晶投写器１７は、偏光ビームスプリッタ２６．２つ
の液晶パネル２７．２８よおび投写レンズ２９を有する
。また、液晶投写器１８は、偏光ビームスプリッタ３１
、液晶パネル３２．３３、投写レンズ３４を有する。こ
れらの液晶投写器１６．１７．１８に対して駆動回路３
６が設けられており、赤色駆動信号、緑色駆動信号、青
色駆動信号がそれぞれ出力されている。たとえば、赤色
駆動信号３７は、赤色用液晶投写器１８の液晶パネル３
２．３３に共通に供給されている。液晶パネル３２．３
３は鏡面対称な構造を有し、同一の信号３７を供給され
ることにより、投写レンズ３４は同一の画像を投写する
。他の液晶投写器１６．１７も同様の構造を有する。

第３図（Ｂ）、（Ｃ）は・液晶投写器の機能を説明する
ための概略断面図である。

第３図（Ｂ）は、液晶パネルに電圧が印加されていない
状態の光の振舞いを示す、たとえば、入射光が偏光ビー
ムスプリッタ２１に入射すると、偏光ビームスプリッタ
の誘電体多層膜界面においてＳ成分は反射され、Ｐ成分
は透過する６反射されたＳ成分は液晶パネル２２に入射
する。液晶パネル２２においては、液晶層４１において
入射光の偏光面が４５度回転され、反射面４２に到達す
る。ここで反射された光は、入射時と逆方向に偏光面を
回転され、出射する時には元と同じＳ成分の偏光となる
。このＳ成分の偏光は偏光ビームスプリッタ２１の誘電
体多層膜界面において再び反射され、入射方向に戻る。

同様に入射光のＰ成分は、偏光ビームスプリッタ２１の
誘電体多層膜界面を透過し、下方に向かい、液晶パネル
２３に入射する。８！晶パネル２３に入射した光は、液
晶層４３で旋光され、反射面４４で反射されて、液晶層
４３内で再び逆方向にせん光され、出射する時には元と
同じＰ成分になる。この反射Ｐ成分偏光は偏光ビームス
プリッタ２１を透過し、入射方向に戻る。

このように、液晶パネルに電圧が印加されていない状態
においては、入射光は分離され、それぞれ液晶パネルに
入射するか、液晶パネルで反射された光は再び入射方向
に戻る。

第３図（Ｃ）は、液晶パネルに電圧が印加された状態の
光の振舞いを示す。

Ｐ成分、Ｓ成分を有する入射光は、偏光ビームスプリッ
タ２１の誘電体多層膜界面において分離され、Ｓ成分は
図中右方向に、Ｐ成分は図中下方に向かう、たとえば、
Ｓ成分は液晶パネル２２に入射し、液晶層４１内で旋光
されるが、電圧が印加されているため、異なる成分の偏
光を生じる。

反射面４２で反射され、再び液晶層４１を透過して出射
する成分は、Ｓ成分の他Ｐ成分を含むようになる。同機
に、液晶パネル２３に入射し、液晶層４３を透過し、反
射面４４で反射し、再び液晶層４３を透過して出射する
光は、Ｐ成分の他Ｓ成分を含むようになる。これらＳ成
分中のＰ成分および、Ｐ成分中のＳ成分は偏光ビームス
プリッタ２１でそれぞれ他の成分とは異なる作用を受け
、図中左側に出射する。すなわち、この偏光ビームスプ
リッタから出射する光成分がスクリーン上に照射され、
白色ないしそれぞれの色成分を生ずる。

金属ハライドランプ等の光源は、Ｐ成分、Ｓ成分両方を
含む光を発生する。これに対して、偏光ビームスプリッ
タは偏光成分によって光を分離するが、分離された各偏
光成分に対してそれぞれ液晶パネルが配置されているた
め、全光成分が有効に利用され、出射される。このため
、スクリーン上における光強度が増大する。

第４図は本発明的の実施例による液晶投写装置を示す。

偏光ビームスプリッタ５１に入射する光は、偏光成分に
より分離されて図中上方に向かう成分と、右方に向かう
成分に分離される。上方に向かう偏光成分に対しては液
晶パネル５２が配置されており、右方に向かう偏光成分
に対しては液晶パネル５３が配置されている。これらの
液晶パネル５２．５３はそれぞれ左眼用駆動回路５４お
よび、右眼用駆動回路５５によって僅かに異なる画像を
生じるように駆動される。液晶パネル５２から反射され
た光の信号成分は偏光ビームスプリッタ５１を透過して
下方に向かう、また、液晶パネル５３で反射された信号
成分は、偏光ビームスプリッタ５１で反射されて下方に
向かう、このように、液晶パネル５２．５３でそれぞれ
変調された光成分は、偏光ビームスプリッタ５１を介す
ることにより合成され、下方に向けられる。

すなわち、下方にいるａ察者にとっては、液晶パネル５
２で変調された光および、液晶パネル５３で変調された
光が共に入射する。１１察者は、たとえば、右眼用には
水平方向に偏光軸を有する偏光板、左眼用には垂直方向
に偏光軸を有する偏光板を備えた立体画像用メガネ５６
を着用して画像を観察する。左眼用駆動回路５４で制御
された液晶パネル５２からは、水平方向に振動する光成
分が出射するなめ、［Ｉ！察者の左眼には到達するが右
眼には到達しない、同機に液晶パネル５３で変調され、
偏光ビームスプリッタ５１で反射された光は、紙面に対
して垂直方向の偏光軸を有し、左眼用偏光板には遮断さ
れ、右眼用偏光板を透過する。

このようにして、観察者の左眼および右眼にはそれぞれ
異なる液晶パネルで変調された光が到達する。これらの
画像を適当に調整することにより、！！察者は立体画像
を得ることができる。

以上の実施例において、偏光ビームスプリッタで偏光成
分を取出す際、従来は単に除去されていた成分に対して
も液晶パネルを設け、有効に利用することにより、入射
光の光成分を有効に利用することができる。たとえは、
投写形液晶パネルにおいては、スクリーン照度をほぼ２
倍に向上することが可能となる。

以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれ
らに制限されるものではない、たとえば、種々の変更、
改良、組み合わせ等か可能なことは当業者に自明であろ
う。

「発明の効果コ 以上説明したように、本発明によれば、入射光を偏光ビ
ームスプリッタで分離し、それぞれ分離された成分に対
して反射形液晶セルを配置”し、これら反射形液晶セル
で変調された光を投写することにより、入射光成分を有
効に利用した液晶投写装置を得ることができる。たとえ
ば、スクリーン上に画像を投写する際、スクリーン上の
光強度を増大させることができる。

また、簡単化された構成で立体画像を得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の原理説明図、 第２図は、従来の技術による液晶投写装置を説明するた
めの主要部断面図、 第３図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の実施例によ
る反射形液晶投写装置を説明するための図であり、第３
図（Ａ）は構成を示す斜視図、第３図（Ｂ）、（Ｃ）は
２つの動作モードにおけ光の振舞いを説明するための概
略断面図、第４図は、本発明の他の実施例を説明するた
めの概略断面図である。 ２４、 ５２． ５４． ２９、３４ 液晶パネル 投写レンズ 駆動回路 偏光ビームスプリッタ 液晶パネル 駆動回路 図において、 ２．３ １２．１３． １６．１７． ２１．２６． ２２．２３、 ２７、 ＢＳ 反射形液晶セル 光源 ダイクロイ 液晶投写器 偏光ビームスプリッタ ２８．３２．３３ ツクミラー （Ａ）構成 第１図 （Ｂ）電圧印加なし くＣ）電圧印加あり 実施例 第３図 第２図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）、入射光を偏光成分によって一方は反射させ、他
   方は透過させる偏光ビームスプリッタ（１）と、 偏光ビームスプリッタの反射光に対して設けられた第１
   の反射形液晶パネル（２）と、 偏光ビームスプリッタの透過光に対して設けられた第２
   の反射形液晶パネル（３）と を有する反射形液晶投写装置。
2. （２）、さらに、液晶パネル駆動用信号を発生する液晶
   パネル駆動回路を含み、前記第１および第２の反射形液
   晶パネルが前記液晶パネル駆動回路からの同一の信号に
   よって駆動される請求項１記載の反射形液晶投写装置。
3. （３）、前記第１の反射形液晶パネルと前記第２の反射
   形液晶パネルが鏡面対称のセル配置を有し、それぞれ出
   力光を前記偏光ビームスプリッタに戻し、偏光ビームス
   プリッタが合成された出力光を発生するように配置され
   ている請求項１ないし２記載の反射形液晶投写装置
4. （４）、さらに、前記第１の反射形液晶パネルを駆動す
   るための第１駆動回路と、前記第２の反射形液晶パネル
   を駆動するための第２駆動回路とを有し、前記第１駆動
   回路と前記第２駆動回路は立体画像を発生させるのに適
   した小さな変化を有する画像を形成するための信号を発
   生する請求項１記載の反射形液晶投写装置。