JPH05157995A - 投射型表示装置 - Google Patents
投射型表示装置Info
- Publication number
- JPH05157995A JPH05157995A JP3323413A JP32341391A JPH05157995A JP H05157995 A JPH05157995 A JP H05157995A JP 3323413 A JP3323413 A JP 3323413A JP 32341391 A JP32341391 A JP 32341391A JP H05157995 A JPH05157995 A JP H05157995A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polarizing
- light
- display device
- projection type
- filter
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 偏光ビームスプリッタ等の偏光素子への漏れ
光を有効に除去し、偏光素子の冷却を促進できる投射型
表示装置を提供する。 【構成】 光源から出射された光線束が透過する偏光フ
ィルタ、偏光板、偏光ビームスプリッタ等の偏光素子を
含む投射型表示装置であって、光源と偏光素子との間に
かつ光線束の中心光軸上に配置されかつ中心光軸に対し
て対称でかつ傾斜した透過面を有する偏光フィルタを有
することを特徴とする。
光を有効に除去し、偏光素子の冷却を促進できる投射型
表示装置を提供する。 【構成】 光源から出射された光線束が透過する偏光フ
ィルタ、偏光板、偏光ビームスプリッタ等の偏光素子を
含む投射型表示装置であって、光源と偏光素子との間に
かつ光線束の中心光軸上に配置されかつ中心光軸に対し
て対称でかつ傾斜した透過面を有する偏光フィルタを有
することを特徴とする。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、光源から出射された光線束が透
過する偏光フィルタ、偏光板、偏光ビームスプリッタ等
の偏光素子を含む投射光学系を有する投射型表示装置に
関する。
過する偏光フィルタ、偏光板、偏光ビームスプリッタ等
の偏光素子を含む投射光学系を有する投射型表示装置に
関する。
【０００２】
【背景技術】かかる投射型表示装置には、例えば、光導
電型液晶ライトバルブ等を用いた液晶表示装置がある。
かかる光導電型液晶ライトバルブは、液晶層と光導電層
との間に反射層等を設けた反射型のものである。他に投
射型液晶表示装置として、ＴＦＴ型液晶テレビパネルを
用いた透過型のものもある。
電型液晶ライトバルブ等を用いた液晶表示装置がある。
かかる光導電型液晶ライトバルブは、液晶層と光導電層
との間に反射層等を設けた反射型のものである。他に投
射型液晶表示装置として、ＴＦＴ型液晶テレビパネルを
用いた透過型のものもある。
【０００３】図７（ａ）は、かかる反射型の投射型液晶
表示装置の構成の一例を示す。図において、光導電型液
晶ライトバルブ１は、ＣＲＴ２のフロントフェイスに結
合されている。ＣＲＴは、そのフロントフェイスに表示
された像を光ファイバ層を介して各導電型液晶ライトバ
ルブの光導電層に書き込む。光導電層の電位に応じて液
晶層の投影画像の濃淡が形成される。一方、メタルハラ
イドランプ等の光源３から発せられた光束は、コールド
ミラー４、コンデンサレンズ５及び偏光板７を経て、偏
光ビームスプリッタ６に入射する。この入射光のうちＰ
偏光成分は、偏光ビームスプリッタ６を通過する。Ｓ偏
光成分は、偏光ビームスプリッタ６で進行方向が曲げら
れて光導電型液晶ライトバルブ１に入射する。
表示装置の構成の一例を示す。図において、光導電型液
晶ライトバルブ１は、ＣＲＴ２のフロントフェイスに結
合されている。ＣＲＴは、そのフロントフェイスに表示
された像を光ファイバ層を介して各導電型液晶ライトバ
ルブの光導電層に書き込む。光導電層の電位に応じて液
晶層の投影画像の濃淡が形成される。一方、メタルハラ
イドランプ等の光源３から発せられた光束は、コールド
ミラー４、コンデンサレンズ５及び偏光板７を経て、偏
光ビームスプリッタ６に入射する。この入射光のうちＰ
偏光成分は、偏光ビームスプリッタ６を通過する。Ｓ偏
光成分は、偏光ビームスプリッタ６で進行方向が曲げら
れて光導電型液晶ライトバルブ１に入射する。
【０００４】ここで、光導電型液晶ライトバルブ１の液
晶層に投影画像が描かれていると、光導電型液晶ライト
バルブにおいて反射された反射光中には液晶層の像の濃
淡に応じて局部的にＰ偏光成分が含まれることになる。
そして、この反射光中のＰ偏光成分のみが偏光ビームス
プリッタ６をそのまま通過することにより、このＰ偏光
成分による像が投射レンズ８を介してスクリーン９上に
像が投射される。
晶層に投影画像が描かれていると、光導電型液晶ライト
バルブにおいて反射された反射光中には液晶層の像の濃
淡に応じて局部的にＰ偏光成分が含まれることになる。
そして、この反射光中のＰ偏光成分のみが偏光ビームス
プリッタ６をそのまま通過することにより、このＰ偏光
成分による像が投射レンズ８を介してスクリーン９上に
像が投射される。
【０００５】さらに、図７（ｂ）は、ＴＦＴ型液晶テレ
ビパネルを用いた透過型の液晶表示装置の構成の一例を
示す。該液晶表示装置は、偏光板７に挾まれたＴＦＴ型
液晶テレビパネルによる画像の濃淡に応じて、光源から
の透過光線束の光量を変化させて、投射レンズ８を介し
てスクリーン９上に像を投射する。このように、これら
投射型表示装置の筺体中にメタルハライドランプ３等の
高輝度な光源の下流に、偏光ビームスプリッタ６、偏光
板７等の光学素子が配置されている。偏光ビームスプリ
ッタの完全な偏光分離は不可能であり、全波長用の偏光
ビームスプリッタにおいては最良でも２〜５％以上の漏
れ光、即ち、偏光されない余分な光が下流の光学系に達
し、最終的には熱へ変わる。偏光板７は、偏光度を上げ
る為に、偏光ビームスプリッタ６の上流に偏光板７を設
け、熱対策から熱容量の多い偏光ビームスプリッタに貼
り付けることが行われる。
ビパネルを用いた透過型の液晶表示装置の構成の一例を
示す。該液晶表示装置は、偏光板７に挾まれたＴＦＴ型
液晶テレビパネルによる画像の濃淡に応じて、光源から
の透過光線束の光量を変化させて、投射レンズ８を介し
てスクリーン９上に像を投射する。このように、これら
投射型表示装置の筺体中にメタルハライドランプ３等の
高輝度な光源の下流に、偏光ビームスプリッタ６、偏光
板７等の光学素子が配置されている。偏光ビームスプリ
ッタの完全な偏光分離は不可能であり、全波長用の偏光
ビームスプリッタにおいては最良でも２〜５％以上の漏
れ光、即ち、偏光されない余分な光が下流の光学系に達
し、最終的には熱へ変わる。偏光板７は、偏光度を上げ
る為に、偏光ビームスプリッタ６の上流に偏光板７を設
け、熱対策から熱容量の多い偏光ビームスプリッタに貼
り付けることが行われる。
【０００６】しかし、偏光板や偏光ビームスプリッタ等
の光学素子は光吸収率が高く温度性能限界があるので、
高温度では使用できなくなる。さらに、光導電型液晶ラ
イトバルブを用いた投射型表示装置では、その漏れ光は
解像度及びコントラストの低下をも招来する。したがっ
て、投射型表示装置の筺体中において、光源側の反射鏡
やフィルタ等の光学素子にファン等で空気を送り局部的
に冷却を行ない熱を除いているが、完全でなく光学素子
に支障を起こすことがある。また、このようにファンで
局部的に冷却を行なう場合でも光路を邪魔しないよう
に、偏光ビームスプリッタ等の光学素子の受光面に略平
行に上下左右からの方向から風を当てる方法しかなく、
最も温度が高いと思われる受光面中心部は殆ど風が当た
らず、冷却されていない。
の光学素子は光吸収率が高く温度性能限界があるので、
高温度では使用できなくなる。さらに、光導電型液晶ラ
イトバルブを用いた投射型表示装置では、その漏れ光は
解像度及びコントラストの低下をも招来する。したがっ
て、投射型表示装置の筺体中において、光源側の反射鏡
やフィルタ等の光学素子にファン等で空気を送り局部的
に冷却を行ない熱を除いているが、完全でなく光学素子
に支障を起こすことがある。また、このようにファンで
局部的に冷却を行なう場合でも光路を邪魔しないよう
に、偏光ビームスプリッタ等の光学素子の受光面に略平
行に上下左右からの方向から風を当てる方法しかなく、
最も温度が高いと思われる受光面中心部は殆ど風が当た
らず、冷却されていない。
【０００７】
【発明の目的】本発明の目的は、漏れ光の除去及び偏光
ビームスプリッタ等の光学素子の冷却をなすことができ
る投射型液晶表示装置を提供することにある。
ビームスプリッタ等の光学素子の冷却をなすことができ
る投射型液晶表示装置を提供することにある。
【０００８】
【発明の構成】本発明の投射型表示装置は、光源から出
射された光線束が透過する偏光フィルタ、偏光板、偏光
ビームスプリッタ等の偏光素子を含む投射型表示装置で
あって、前記光源と前記偏光素子との間にかつ前記光線
束の中心光軸上に配置されかつ前記中心光軸に対して対
称でかつ傾斜した透過面を有する偏光フィルタを有する
ことを特徴とする。
射された光線束が透過する偏光フィルタ、偏光板、偏光
ビームスプリッタ等の偏光素子を含む投射型表示装置で
あって、前記光源と前記偏光素子との間にかつ前記光線
束の中心光軸上に配置されかつ前記中心光軸に対して対
称でかつ傾斜した透過面を有する偏光フィルタを有する
ことを特徴とする。
【０００９】
【発明の作用】かかる構成により、偏光ビームスプリッ
タへの漏れ光を有効に除去し、偏光ビームスプリッタ或
いは偏光板の冷却を促進できる。
タへの漏れ光を有効に除去し、偏光ビームスプリッタ或
いは偏光板の冷却を促進できる。
【００１０】
【実施例】図１は本発明による実施例の投射型表示装置
を示す。図１（ａ）に示す反射型の投射表示装置は、光
源３から出射された光を受光する偏光ビームスプリッタ
６の受光面近傍に配置された偏光フィルタ２０、即ち光
源３と偏光ビームスプリッタ６との間に配置された偏光
フィルタを有している。図１（ｂ）に示す透過型の投射
表示装置は、光源３とＴＦＴ型液晶テレビパネルを挾む
偏光板７の光源側のものとの間に配置された偏光フィル
タ２０を有している。これら表示装置における他の構成
部材は図７の同一符号に示すものと同一である。偏光フ
ィルタ２０は、入射光束の中心光軸に対して対称でかつ
傾斜した透過面を有している偏光作用をもつ光学部品で
ある。これにより、放熱効果が向上する。
を示す。図１（ａ）に示す反射型の投射表示装置は、光
源３から出射された光を受光する偏光ビームスプリッタ
６の受光面近傍に配置された偏光フィルタ２０、即ち光
源３と偏光ビームスプリッタ６との間に配置された偏光
フィルタを有している。図１（ｂ）に示す透過型の投射
表示装置は、光源３とＴＦＴ型液晶テレビパネルを挾む
偏光板７の光源側のものとの間に配置された偏光フィル
タ２０を有している。これら表示装置における他の構成
部材は図７の同一符号に示すものと同一である。偏光フ
ィルタ２０は、入射光束の中心光軸に対して対称でかつ
傾斜した透過面を有している偏光作用をもつ光学部品で
ある。これにより、放熱効果が向上する。
【００１１】図２に示すように、かかる偏光フィルタ２
０は、例えば入射光束の中心光軸を含む平面に対して対
称的な傾斜受光面を有する形状をしている。これは、２
枚の長方形の偏光板を、その各一辺縁部にて当該平面内
で接着することで形成できる。このように、偏光フィル
タ２０は、偏光ビームスプリッタ６の受光面の光源側す
なわち、光線の入射側に設置され、光源から出射された
入射光束に対して傾斜する受光面を有している。
０は、例えば入射光束の中心光軸を含む平面に対して対
称的な傾斜受光面を有する形状をしている。これは、２
枚の長方形の偏光板を、その各一辺縁部にて当該平面内
で接着することで形成できる。このように、偏光フィル
タ２０は、偏光ビームスプリッタ６の受光面の光源側す
なわち、光線の入射側に設置され、光源から出射された
入射光束に対して傾斜する受光面を有している。
【００１２】ここで、２枚の長方形の偏光膜のついたガ
ラス平板からなる偏光フィルタ２０の場合、投射型表示
装置において、偏光フィルタ２０の図面の上方または下
方からへ空気を送るために、ファン、空気経路等の送風
手段を配置すれば、偏光ビームスプリッタ６の受光面を
局部的に冷却できる。これによって、この偏光フィルタ
２０自体も冷却される。
ラス平板からなる偏光フィルタ２０の場合、投射型表示
装置において、偏光フィルタ２０の図面の上方または下
方からへ空気を送るために、ファン、空気経路等の送風
手段を配置すれば、偏光ビームスプリッタ６の受光面を
局部的に冷却できる。これによって、この偏光フィルタ
２０自体も冷却される。
【００１３】図３に示すように、偏光フィルタ２０は、
ガラス平板１０及びその両面に成膜された偏光膜１１か
らなる。所定膜厚の偏光膜１１には、屈折率が２．２５
程度と高いＴｉＯ2，ＺｎＳ，ＺｒＯ2が用いられる。偏
光膜１１は各々同一膜厚ｄの一対の層であり、ｎ＞ｎｇ
（ｎ＝偏光膜１１の屈折率，ｎｇ＝ガラス平板１０の屈
折率）であり、かつｎ・ｄ≒５５０／４ｎｍであること
が好ましい。ガラス平板１０の両面に偏光膜１１を成膜
したのは、偏光度を上げるためである。
ガラス平板１０及びその両面に成膜された偏光膜１１か
らなる。所定膜厚の偏光膜１１には、屈折率が２．２５
程度と高いＴｉＯ2，ＺｎＳ，ＺｒＯ2が用いられる。偏
光膜１１は各々同一膜厚ｄの一対の層であり、ｎ＞ｎｇ
（ｎ＝偏光膜１１の屈折率，ｎｇ＝ガラス平板１０の屈
折率）であり、かつｎ・ｄ≒５５０／４ｎｍであること
が好ましい。ガラス平板１０の両面に偏光膜１１を成膜
したのは、偏光度を上げるためである。
【００１４】図４に示すように、メタルハライドランプ
３から出射される光束は、平行光束であることが望まし
いが、一般にその中心光軸へ向けて数度の割合で収束し
ている。図４（ａ）に示すように、中心光軸に対して対
称な傾斜受光面を有する偏光フィルタ２０は、その受光
面に対称的に入射する光の入射角が均一になる（θ＝
θ’）が、図４（ｂ）に示すように中心光軸に対して傾
斜した単一偏光平板７を設けた場合は、その受光面への
入射角にムラが生じる（θ＜θ”）。また、図４（ａ）
に示す中心光軸に対して対称な傾斜受光面を有する偏光
フィルタ２０は、図４（ｂ）に示す単一偏光平板７と比
べて狭いスペースしか必要としない。
３から出射される光束は、平行光束であることが望まし
いが、一般にその中心光軸へ向けて数度の割合で収束し
ている。図４（ａ）に示すように、中心光軸に対して対
称な傾斜受光面を有する偏光フィルタ２０は、その受光
面に対称的に入射する光の入射角が均一になる（θ＝
θ’）が、図４（ｂ）に示すように中心光軸に対して傾
斜した単一偏光平板７を設けた場合は、その受光面への
入射角にムラが生じる（θ＜θ”）。また、図４（ａ）
に示す中心光軸に対して対称な傾斜受光面を有する偏光
フィルタ２０は、図４（ｂ）に示す単一偏光平板７と比
べて狭いスペースしか必要としない。
【００１５】図５（ａ）に示すように、偏光フィルタ２
０の形状は、光源に向けて突出するようになしてもよい
が、図５（ｂ）に示すように、光源に向けて開放するす
るような偏光フィルタ２０ｂになしてもよい。また、図
５（ｃ）に示すように、偏光フィルタの形状は、光源に
向けて中心が突出するジグザグ形状の光フィルタ２０ｃ
としてもよく、図５（ｄ）に示すように、それを反転さ
せた配置のジグザグ形状の光フィルタ２０ｄでもよい。
０の形状は、光源に向けて突出するようになしてもよい
が、図５（ｂ）に示すように、光源に向けて開放するす
るような偏光フィルタ２０ｂになしてもよい。また、図
５（ｃ）に示すように、偏光フィルタの形状は、光源に
向けて中心が突出するジグザグ形状の光フィルタ２０ｃ
としてもよく、図５（ｄ）に示すように、それを反転さ
せた配置のジグザグ形状の光フィルタ２０ｄでもよい。
【００１６】ガラス平板１０の屈折率ｎｇ＝１．４８、
偏光膜１１の屈折率ｎ＝２．２５、及び偏光膜の厚さｄ
＝１（ただしｎ・ｄ≒５５０／４ｎｍ）とする偏光フィ
ルタ２０を使用して、入射光束の中心光軸に対する出射
角θを６０°，６９°及び７８°となる場合（図５
（ａ））の入射波長に対する反射率測定実験を行った。
なお、平行入射光束を用いているので、偏光フィルタ２
０の受光面への入射角は、それぞれ６０°，６９°及び
７８°となる。その結果、それぞれ図６（ａ）〜（ｃ）
に示すように、入射光束の中心光軸に対して対称的な傾
斜受光面を有する偏光フィルタ用いることによって、部
分偏光における不要なＳ偏光の反射率が約６０〜８０％
と高く、透過すべきＰ偏光の反射率が数％以下との良好
な結果を得た。このように、得られる部分偏光における
Ｐ偏光の反射率及びＳ偏光の反射率の差は大きく、赤色
及び赤外線領域でもＳ偏光の反射率を低く抑制できる。
偏光膜１１の屈折率ｎ＝２．２５、及び偏光膜の厚さｄ
＝１（ただしｎ・ｄ≒５５０／４ｎｍ）とする偏光フィ
ルタ２０を使用して、入射光束の中心光軸に対する出射
角θを６０°，６９°及び７８°となる場合（図５
（ａ））の入射波長に対する反射率測定実験を行った。
なお、平行入射光束を用いているので、偏光フィルタ２
０の受光面への入射角は、それぞれ６０°，６９°及び
７８°となる。その結果、それぞれ図６（ａ）〜（ｃ）
に示すように、入射光束の中心光軸に対して対称的な傾
斜受光面を有する偏光フィルタ用いることによって、部
分偏光における不要なＳ偏光の反射率が約６０〜８０％
と高く、透過すべきＰ偏光の反射率が数％以下との良好
な結果を得た。このように、得られる部分偏光における
Ｐ偏光の反射率及びＳ偏光の反射率の差は大きく、赤色
及び赤外線領域でもＳ偏光の反射率を低く抑制できる。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、光源から出射された光
線束を受光する偏光ビームスプリッタ或いは偏光板等の
偏光素子を含む投射型表示装置において、光源と偏光素
子との間にかつ光線束の中心光軸上に配置されかつ中心
光軸に対して対称でかつ傾斜した透過面を有する偏光フ
ィルタを有するので、Ｓ偏光の漏れ光の除去及び偏光ビ
ームスプリッタ或いは偏光板等の偏光素子の冷却をなす
ことができる。
線束を受光する偏光ビームスプリッタ或いは偏光板等の
偏光素子を含む投射型表示装置において、光源と偏光素
子との間にかつ光線束の中心光軸上に配置されかつ中心
光軸に対して対称でかつ傾斜した透過面を有する偏光フ
ィルタを有するので、Ｓ偏光の漏れ光の除去及び偏光ビ
ームスプリッタ或いは偏光板等の偏光素子の冷却をなす
ことができる。
【図１】本発明による反射型及び透過型の投射型液晶表
示装置の概略図である。
示装置の概略図である。
【図２】投射型表示装置における偏光ビームスプリッタ
及び入射光束の中心光軸に対して対称的な傾斜受光面を
有する偏光フィルタの斜視図である。
及び入射光束の中心光軸に対して対称的な傾斜受光面を
有する偏光フィルタの斜視図である。
【図３】偏光フィルタの拡大部分断面図である。
【図４】入射光束の中心光軸に対して対称的な傾斜受光
面を有する偏光フィルタ及び該中心光軸に対して傾斜受
光面を有する単一偏光平板フィルタへの入射光束の様子
を示す概略図である。
面を有する偏光フィルタ及び該中心光軸に対して傾斜受
光面を有する単一偏光平板フィルタへの入射光束の様子
を示す概略図である。
【図５】本発明による偏光フィルタの形状を示す概略平
面図である。
面図である。
【図６】本発明による偏光フィルタの入射波長に対する
反射率の特性を示すグラフである。
反射率の特性を示すグラフである。
【図７】従来の反射型及び透過型の投射型液晶表示装置
の概略図である。
の概略図である。
１ 光導電型液晶ライトバルブ ２ ＣＲＴ ３ メタルハライドランプ ４ コールドミラー ５ コンデンサレンズ ７ 偏光板 ６ 偏光ビームスプリッタ ８ 投射レンズ ９ スクリーン ２０ 中心光軸に対して対称的な傾斜受光面を有する偏
光フィルタ
光フィルタ
Claims (3)
- 【請求項１】 光源から出射された光線束が透過する偏
光フィルタ、偏光板、偏光ビームスプリッタ等の偏光素
子を含む投射型表示装置であって、前記光源と前記偏光
素子との間にかつ前記光線束の中心光軸上に配置されか
つ前記中心光軸に対して対称でかつ傾斜した透過面を有
する偏光フィルタを有することを特徴とする投射型表示
装置。 - 【請求項２】 前記偏光フィルタは入射光束の中心光軸
を含む平面に対して対称であることを特徴とする請求項
１記載の投射型表示装置。 - 【請求項３】 前記偏光フィルタはガラス平板の両面に
偏光膜を成膜したことを特徴とする請求項１又は２記載
の投射型表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3323413A JPH05157995A (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | 投射型表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3323413A JPH05157995A (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | 投射型表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05157995A true JPH05157995A (ja) | 1993-06-25 |
Family
ID=18154425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3323413A Pending JPH05157995A (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | 投射型表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05157995A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE39243E1 (en) | 1996-12-18 | 2006-08-22 | Seiko Epson Corporation | Optical element, polarization illumination device, and projector |
-
1991
- 1991-12-06 JP JP3323413A patent/JPH05157995A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE39243E1 (en) | 1996-12-18 | 2006-08-22 | Seiko Epson Corporation | Optical element, polarization illumination device, and projector |
| USRE40251E1 (en) | 1996-12-18 | 2008-04-22 | Seiko Epson Corporation | Optical element, polarization illumination device, and projector |
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