JPH08190006A - 表示装置 - Google Patents

表示装置

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JPH08190006A
JPH08190006A JP7001285A JP128595A JPH08190006A JP H08190006 A JPH08190006 A JP H08190006A JP 7001285 A JP7001285 A JP 7001285A JP 128595 A JP128595 A JP 128595A JP H08190006 A JPH08190006 A JP H08190006A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光の利用効率を高めること。 【構成】 光源22のランプ21からの光を凹面鏡20
によって反射させ、そのうちのP偏光をプリズムアレイ
30を透過させて出射するとともに、プリズムアレイ3
0のS偏光選択反射面30a,30bによって反射され
たS偏光をλ/4波長板31により1/4波長に偏光し
てP偏光とし、反射鏡32によってプリズムアレイ30
側に折り返した後、プリズムアレイ30を透過して出射
するようにようにした。また、光源22から出射される
光のP偏光及びλ/4波長板31による偏光はプリズム
アレイ30を通過した際、プリズムアレイ30の屈折率
によって楕円形状とされる。 【効果】 P偏光及びS偏光の両方を利用することがで
き、併せて長方形のパネルからはみ出してしまう光源か
らのスポット光の領域を極力減少させることができるた
め、光の利用効率が高められる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶ライトバルブ方式
の表示装置に係り、特に液晶パネルに照射される光の利
用効率アップを図った表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、液晶投写形ディスプレイは、
高画質という点ではCRT方式に比べ劣るものの、セッ
トをコンパクト・軽量化しやすい点や大画面が得られる
点で注目されている。
【0003】図1は、3パネル単レンズ方式の液晶投写
形ディスプレイを示すものであり、光源1からの光は干
渉フィルタ2を通過した後、B(青)色光のみを反射さ
せるダイクロイックミラー3、G(緑)色光のみを反射
させるダイクロイックミラー4、R(赤)色光のみを反
射させるダイクロイックミラー5によってそれぞれの特
定の色の光が反射される。
【0004】ダイクロイックミラー3によって反射され
たB(青)色光はダイクロイックミラープリズム6によ
ってB用液晶ライトバルブ8を通過した後、ダイクロイ
ックミラープリズム11側に到達する。ダイクロイック
ミラー4によって反射されたG(緑)色光はG用液晶ラ
イトバルブ9を通過してダイクロイックミラープリズム
11側に到達する。ダイクロイックミラー5によって反
射されたR(赤)色光はダイクロイックミラープリズム
5によってR用液晶ライトバルブ10を通過した後、ダ
イクロイックミラープリズム11側に到達する。
【0005】ダイクロイックミラープリズム11から
は、R(赤),G(緑),B(青)のそれぞれの色が合
成されて投写レンズ12によりスクリーン13に投写さ
れる。
【0006】ここで、ダイクロイックミラープリズム1
1において、R(赤),B(青)光は、1回の反射を経
て、またG(緑)光は透過によって投写レンズ12に導
かれるため、R,B用液晶ライトバルブ8,10とG用
液晶ライトバルブ9との液晶配向分布は互いに面対称と
なるように設定されている。
【0007】ここでは、R,G用が80度右周りねじれ
構造であり、G用が80度左周りねじれ構造となってい
る。また、R,B用の液晶ライトバルブ6,10のXラ
インシフトレジスタの走査方向とG用液晶ライトバルブ
9のXラインシフトレジスタの走査方向は、互いに逆方
向となっている。これにより、R,B光画像とG光画像
とは垂直軸(ミラー反転軸)に対して対称に作られてい
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の液晶投写形ディスプレイにあっては、光源1からの
光にP偏光成分(面内振動方向の光)とS偏光成分(面
内振動方向に対し垂直方向の光)とが含まれているが、
この光がR用液晶ライトバルブ10、G用液晶ライトバ
ルブ9、B用液晶ライトバルブ8を通過するとき、P偏
光又はS偏光の何れか一方のみが通過するようになって
いる。すなわち、R用液晶ライトバルブ10、G用液晶
ライトバルブ9、B用液晶ライトバルブ8のそれぞれの
液晶パネル面の両側には偏光面が互いに90度ねじれた
状態とされた偏光板が配設されているため、光源1から
の光が偏光板によって直線偏光に偏光されることによ
り、P偏光又はS偏光の何れか一方のみが利用されるこ
とになり、光源1からの光の利用率が最大でも50%と
されていることから、光の利用効率が悪いという不具合
がある。
【0009】また、図2に示すように、光源1からの光
の形状は一般に円形であり、それに内接するパネル15
の形状は長方形となっているため、斜線で示すようにパ
ネル15からはみ出てしまう領域が生じてしまい、光の
面積利用効率が悪くなってしまうという不具合もある。
このような光の面積利用効率の悪化は、パネル15のア
スペクト比が大きい程顕著なものとなっている。
【0010】本発明は、このような事情に対処してなさ
れたもので、光の利用効率を高めることができる表示装
置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
光源と、前記光源から出射される光のうちP波又はS波
を通過させるとともに、S波又はP波を反射させるプリ
ズムアレイと、前記プリズムアレイによって反射された
前記S波又はP波を前記P波又はS波に変換して前記プ
リズムアレイに入射させる変換手段とを備え、前記プリ
ズムアレイによって反射された前記S波又はP波が前記
変換手段によって前記プリズムアレイを通過する前記P
波又はS波に変換されることにより、前記光源から出射
される光の両波が前記プリズムアレイを通過することを
特徴とする。
【0012】請求項2記載の発明は、前記変換手段は、
前記プリズムアレイによって反射された前記S波又はP
波の何れか一方の成分を1/4波長に偏光するλ/4波
長板と、このλ/4波長板によって1/4波長に偏光さ
れた通過光を反射し、前記λ/4波長板に再度入射させ
る反射鏡とを備え、前記反射鏡によって反射された反射
光が前記λ/4波長板を通過する際に前記P波又はS波
に変換された後、前記プリズムアレイを通過することを
特徴とする。
【0013】
【作用】本発明の表示装置では、プリズムアレイによっ
て反射されたS波又はP波を変換手段によってプリズム
アレイを通過するP波又はS波に変換するようにした。
【0014】また、プリズムアレイによって反射された
S波又はP波をP波又はS波に変換する際には、λ/4
波長板によってS波又はP波をP波又はS波に偏光する
ことができる。
【0015】更に、光源から出射される光の両波がプリ
ズムアレイを通過する際には、屈折によって楕円形状と
されるので、従来のように、長方形のパネルからはみ出
してしまう光源からのスポット光の領域が極力減少され
るので、光の面積利用効率がアップする。すなわち、プ
リズムアレイを通過した後の楕円形状のスポット光は、
プリズムアレイの屈折率、プリズム頂角及びプリズムア
レイに対しての光源からの光の入射角を適宜設定するこ
とで、スポット光の楕円形状をコントロールすることが
可能であり、パネルに対してスポット光のはみ出る領域
が減少するようにコントロールすることにより、光の面
積利用効率がアップすることによる。
【0016】したがって、光源から出射される光の両波
をプリズムアレイを通過させることができ、併せて長方
形のパネルからはみ出してしまう光源からのスポット光
の領域を極力減少させることができるため、光の利用効
率が高められる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例の詳細を図面に基づい
て説明する。図3は、本発明の表示装置の一実施例を示
すものである。同図に示すように、凹面鏡20の焦点位
置にランプ21が配置された光源22が設けられてい
る。ランプ21からの光は、凹面鏡20によって反射さ
れることで、P偏光(面内振動方向の光)とS偏光(面
内振動方向に対し垂直方向の光)とを含む平行光とされ
る。
【0018】光源22からの平行光がプリズムアレイ3
0に入射されると、図4に示すように、そのうちのP偏
光がプリズムアレイ30を透過して出射される。
【0019】一方、残りのS偏光は、プリズムアレイ3
0のS偏光選択反射面30a,30bで反射された後、
変換光手段としてのλ/4波長板31を通過し、更に変
換光手段としての反射鏡32によって折り返される。す
なわち、S偏光がλ/4波長板31を往復で通過するこ
とにより、λ/2位相が生じ、S偏光がP偏光とされて
プリズムアレイ30側に折り返されることになり、図5
に示すように、プリズムアレイ30を透過して出射さ
れ、先のP偏光と合成される。
【0020】ここで、図6に示すように、単体の断面3
角形のプリズム40は、屈折光41とプリズム40の斜
面42とが平行であると光源22からの光の利用効率が
高くなるものの、光源22に対して断面3角形のプリズ
ムを単体とした場合では、成形において精度が要求され
るばかりか、内部で複屈折が発生したりすることから、
プリズム40を複数個配設したプリズムアレイ30が用
いられている。
【0021】ちなみに、同図におけるランプ入射角aは
41.9618度であり、プリズム頂角bは26.60
56度であり、屈折率Nd は1.493(PMMA)1
である。これにより、プリズム40を通過した光源22
からのスポット光は、プリズム40の屈折によって楕円
形状とされるので、図2に示した長方形状のバネル15
が楕円形の光スポットに内接した場合、円形状のスポッ
ト光にバネル15が内接する場合に比べ、パネル15か
らはみ出てしまう領域が小さくされるので、光の面積利
用効率が高められる。このような光の面積利用効率の向
上は、パネル15のアスペクト比が大きい程顕著なもの
となる。
【0022】続いて、このような構成の表示装置の動作
について説明する。光源22からの平行光に含まれてい
るP偏光及びS偏光がプリズムアレイ30に到達する
と、P偏光のみがプリズムアレイ30を透過する。残り
のS偏光はプリズムアレイ30のS偏光選択反射面30
a,30bで反射された後、λ/4波長板31を通過
し、反射鏡32によってプリズムアレイ30側に折り返
される。このとき、λ/4波長板31を通過したS偏光
は、λ/4波長板31の作用によってP偏光とされ、プ
リズムアレイ30を透過し、先のP偏光と合成されるの
で、従来では、光の利用効率が理論上最大50%であっ
たものが、光源22からの光の略全てを利用することが
可能となるため、理論上最大100%の利用効率とな
る。
【0023】これにより、P偏光及びS偏光の両方が利
用されるので、光利用効率が高められる。このとき、図
6で説明したように、プリズムアレイ30を透過したス
ポット光は、プリズムアレイ30の屈折によって楕円形
状とされるので、上述したように、長方形状のバネル1
5が楕円形の光スポットに内接した場合、円形状のスポ
ット光にバネル15が内接する場合に比べ、パネル15
からはみ出てしまう領域が小さくされるので、光の面積
利用効率が高められる。
【0024】このように、本実施例では、光源22のラ
ンプ21からの光を凹面鏡20によって反射させ、その
うちのP偏光をプリズムアレイ30を透過させて出射す
るとともに、プリズムアレイ30のS偏光選択反射面3
0a,30bによって反射されたS偏光をλ/4波長板
31により1/4波長に偏光してP偏光とし、反射鏡3
2によってプリズムアレイ30側に折り返した後、プリ
ズムアレイ30を透過して出射するようにようにしたの
で、P偏光及びS偏光の両方を利用することができ、光
の利用効率が高められる。
【0025】また、光源22から出射される光のP偏光
及びλ/4波長板31による偏光がプリズムアレイ30
を通過した際、プリズムアレイ30の屈折率によって楕
円形状とされるので、長方形状のバネル15が楕円形の
光スポットに内接した場合、従来の円形状のスポット光
にバネル15が内接する場合に比べてパネル15からは
み出てしまう領域が小さくされるので、光の面積利用効
率が高められる。
【0026】なお、本実施例では、プリズムアレイ30
を通過させる光の成分をP偏光とした場合について説明
したが、P偏光に変えてS偏光としてもよい。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の表示装置
によれば、プリズムアレイによって反射されたS波又は
P波を変換手段によってプリズムアレイを通過するP波
又はS波に変換するようにした。 また、プリズムアレ
イによって反射されたS波又はP波をP波又はS波に変
換する際には、λ/4波長板によってS波又はP波をP
波又はS波に偏光することができる。
【0028】また、光源から出射される光の両波がプリ
ズムアレイを通過する際には、屈折によって楕円形状と
されるので、従来のように、長方形のパネルからはみ出
してしまう光源からのスポット光の領域が極力減少され
るので、光の面積利用効率がアップする。すなわち、プ
リズムアレイを通過した後の楕円形状のスポット光は、
プリズムアレイの屈折率、プリズム頂角及びプリズムア
レイに対しての光源からの光の入射角を適宜設定するこ
とで、スポット光の楕円形状をコントロールすることが
可能であり、パネルに対してスポット光のはみ出る領域
が減少するようにコントロールすることにより、光の面
積利用効率がアップすることによる。
【0029】したがって、光源から出射される光の両波
をプリズムアレイを通過させることができ、併せて長方
形のパネルからはみ出してしまう光源からのスポット光
の領域を極力減少させることができるため、光の利用効
率が高められる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の3パネル単レンズ方式の液晶投写形ディ
スプレイを示す図である。
【図2】従来の光源からの円形のスポット光に対して長
方形状のパネルが内接している状態を示す図である。
【図3】本発明の表示装置の一実施例を示す図である。
【図4】図3の表示装置におけるP偏光のみがプリズム
アレイを透過した状態を示す図である。
【図5】図の3表示装置におけるプリズムアレイによっ
て反射されたS偏光がP偏光に変換された後、再度プリ
ズムアレイを透過した状態を示す図である。
【図6】図3のプリズムアレイの作用を示す図である。
【符号の説明】
20 凹面鏡 21 ランプ 22 光源 30 プリズムアレイ 30a,30b S偏光選択反射面 31 λ/4波長板 32 反射鏡

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源と、 前記光源から出射される光のうちP波又はS波を通過さ
    せるとともに、S波又はP波を反射させるプリズムアレ
    イと、 前記プリズムアレイによって反射された前記S波又はP
    波を前記P波又はS波に変換して前記プリズムアレイに
    入射させる変換手段とを備え、 前記プリズムアレイによって反射された前記S波又はP
    波が前記変換手段によって前記プリズムアレイを通過す
    る前記P波又はS波に変換されることにより、前記光源
    から出射される光の両波が前記プリズムアレイを通過す
    ることを特徴とする表示装置。
  2. 【請求項2】 前記変換手段は、 前記プリズムアレイによって反射された前記S波又はP
    波の何れか一方の成分を1/4波長に偏光するλ/4波
    長板と、 このλ/4波長板によって1/4波長に偏光された通過
    光を反射し、前記λ/4波長板に再度入射させる反射鏡
    とを備え、 前記反射鏡によって反射された反射光が前記λ/4波長
    板を通過する際に前記P波又はS波に変換された後、前
    記プリズムアレイを通過することを特徴とする請求項1
    記載の表示装置。
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