JPS6219834A - 液晶投写型画像表示装置 - Google Patents
液晶投写型画像表示装置Info
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- JPS6219834A JPS6219834A JP60159239A JP15923985A JPS6219834A JP S6219834 A JPS6219834 A JP S6219834A JP 60159239 A JP60159239 A JP 60159239A JP 15923985 A JP15923985 A JP 15923985A JP S6219834 A JPS6219834 A JP S6219834A
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- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
a、技術分野
本発明は、′IfL品投写型画像表示装置の改良に関す
る。
る。
b、従来技術及びその問題点
一対の平行偏光子間に配置されたネマスティック型液晶
セルから成る液晶表示板は、周知の如く、電圧無印加で
光を遮断し、電圧印加で光を透過するものであり、液晶
の分子長軸は、電圧印加時に電極に対し垂直配向を示し
、完全な垂直配向を示した時に最大の表示効果を9!揮
する。しかしながら、実際上は、印加電圧に限界がある
ため、液晶の分子長軸は、電極に対し、完全な垂直配向
を示さずある傾きを持った配向を示す。
セルから成る液晶表示板は、周知の如く、電圧無印加で
光を遮断し、電圧印加で光を透過するものであり、液晶
の分子長軸は、電圧印加時に電極に対し垂直配向を示し
、完全な垂直配向を示した時に最大の表示効果を9!揮
する。しかしながら、実際上は、印加電圧に限界がある
ため、液晶の分子長軸は、電極に対し、完全な垂直配向
を示さずある傾きを持った配向を示す。
そのため、液晶表示板に対する照明光の入射角度並びに
該液晶表示板を観察するa察者の視線の角度によって、
液晶表示板の透過光量並びにwi察者の視覚に向う光層
が異なり、映像のコントラストが著しく変化する。つま
り、液晶分子の傾き配向並びに観察者の見る角度に起因
して、見映えが異なるという現象が生じる。
該液晶表示板を観察するa察者の視線の角度によって、
液晶表示板の透過光量並びにwi察者の視覚に向う光層
が異なり、映像のコントラストが著しく変化する。つま
り、液晶分子の傾き配向並びに観察者の見る角度に起因
して、見映えが異なるという現象が生じる。
照明光が効率良く液晶表示板を透過する方法としては、
平行照明光を液晶表示板に垂直でなく液晶分子長軸の配
向角度と平行に入射させることが考えられる。
平行照明光を液晶表示板に垂直でなく液晶分子長軸の配
向角度と平行に入射させることが考えられる。
しかしながら、この方法でも、液晶表示板の透過効率は
、!&大となるが、観察者の見る角度によって見映えが
異なるという現象は5改苦されないため、液晶表示板を
垂直方向から1131察した場合、明瞭な像が1rfl
察さlLない。
、!&大となるが、観察者の見る角度によって見映えが
異なるという現象は5改苦されないため、液晶表示板を
垂直方向から1131察した場合、明瞭な像が1rfl
察さlLない。
現在商品化されている、投写型両僅表示装置としては、
CRTの画像を投写レンズを用いてスクリーンに投写す
るビデオプロジェクタ−が−1般的であり、該投写レン
ズとしてはFl:1.3又はFl:1.0クラスで焦点
距離1100rn前後の大口径なものが使用されている
。このような大口径投写レンズとしては、ガラスレンズ
のみの、6群6枚構成、非球面プラスチックレンズ2枚
とガラスレンズ1枚を用いた3群3枚構成のものなどが
知られているがいずれも硝材費、加工費が高く、装置全
体の価格を高くする主因となっている。
CRTの画像を投写レンズを用いてスクリーンに投写す
るビデオプロジェクタ−が−1般的であり、該投写レン
ズとしてはFl:1.3又はFl:1.0クラスで焦点
距離1100rn前後の大口径なものが使用されている
。このような大口径投写レンズとしては、ガラスレンズ
のみの、6群6枚構成、非球面プラスチックレンズ2枚
とガラスレンズ1枚を用いた3群3枚構成のものなどが
知られているがいずれも硝材費、加工費が高く、装置全
体の価格を高くする主因となっている。
上述した液晶表示板を投写レンズを用いてスクリーンに
投写する場合、従来のビデオプロジェクタ−と異なる点
は、ビデオプロジェクタ−ではCRT白身が発光体であ
るのに対し、該液晶表示板は照明光が必要であり、かつ
液晶分子長軸の配向角度と平行な光が最も効率良ぐ透過
することである。
投写する場合、従来のビデオプロジェクタ−と異なる点
は、ビデオプロジェクタ−ではCRT白身が発光体であ
るのに対し、該液晶表示板は照明光が必要であり、かつ
液晶分子長軸の配向角度と平行な光が最も効率良ぐ透過
することである。
第11a図に示す如く、投写レンズ口の光軸上に液晶表
示板イの中心を垂直に配置すると、投写レンズ口の画角
、口径は該液晶表示板イの寸法をカバーしていれば良い
わけであるが、該液晶表示板イの小型化が困雉なため対
角寸法3.0インチ前後のものが使用されることになり
、投写レンズ口の焦点距filloommとし、投写倍
率20倍とすれば、Fl:1.3となり、ビデオプロジ
ェクタ−と同クラスの大口径投写レンズが必要となるが
通常、光源ハは、拡散光源であり、前記液晶表示板イを
透過する光軸との平行光は少ないため投写レンズ口に入
射する有効光が少なく第11b図に示す如くスクリーン
S上で明瞭な像が得ら、[シない。投写レンズ口の入射
光を増す方法としては、第13図に示す如く、投写レン
ズ口に対し液晶表示板イを傾けて、ティルト光学系とす
る方法がある。液晶分子の配向方向が光軸と平行になる
ように傾ければ液晶表示板イを透過する光は効率よく投
写レンズ口に入射することになるが、スクリーンSが光
軸に対して傾き、顔が台形状になる欠点を有している。
示板イの中心を垂直に配置すると、投写レンズ口の画角
、口径は該液晶表示板イの寸法をカバーしていれば良い
わけであるが、該液晶表示板イの小型化が困雉なため対
角寸法3.0インチ前後のものが使用されることになり
、投写レンズ口の焦点距filloommとし、投写倍
率20倍とすれば、Fl:1.3となり、ビデオプロジ
ェクタ−と同クラスの大口径投写レンズが必要となるが
通常、光源ハは、拡散光源であり、前記液晶表示板イを
透過する光軸との平行光は少ないため投写レンズ口に入
射する有効光が少なく第11b図に示す如くスクリーン
S上で明瞭な像が得ら、[シない。投写レンズ口の入射
光を増す方法としては、第13図に示す如く、投写レン
ズ口に対し液晶表示板イを傾けて、ティルト光学系とす
る方法がある。液晶分子の配向方向が光軸と平行になる
ように傾ければ液晶表示板イを透過する光は効率よく投
写レンズ口に入射することになるが、スクリーンSが光
軸に対して傾き、顔が台形状になる欠点を有している。
また別の方法としては、第12a図に示すごとく、液晶
表示板イの中心と投写レンズ口の光軸をずらす、シフト
光学系がある。液晶表示板イに斜め入+t L t=光
は効率良く透過し投写レンズ口に入)・↑する。ティル
ト光学系と異なり、スクリーンS 1.i (aかない
ので像が台形状になることはないが投写レンズ口の画角
が大きくなる。
表示板イの中心と投写レンズ口の光軸をずらす、シフト
光学系がある。液晶表示板イに斜め入+t L t=光
は効率良く透過し投写レンズ口に入)・↑する。ティル
ト光学系と異なり、スクリーンS 1.i (aかない
ので像が台形状になることはないが投写レンズ口の画角
が大きくなる。
例えば、対角寸法3インチ(たて46mm、よこ61m
m)の液晶表示板を焦点距1ll100rnの投写レン
ズで20倍に投写する場合シフトしなければ画角は、液
晶表示はの対角寸法3インチ(φ77)をカバーしてい
ればよいが、液晶表示板からの出射光が光l1111I
とのなす角を15°とすjtば、シフ1〜量は26.8
mmとなり、画角は4.フインチ(φ120)をカバー
しなければならなくなる。液晶表示板の出射光をとり込
むための大口径化に加え画角を大きくしなければならず
、より高価な投写レンズとなってしまう。
m)の液晶表示板を焦点距1ll100rnの投写レン
ズで20倍に投写する場合シフトしなければ画角は、液
晶表示はの対角寸法3インチ(φ77)をカバーしてい
ればよいが、液晶表示板からの出射光が光l1111I
とのなす角を15°とすjtば、シフ1〜量は26.8
mmとなり、画角は4.フインチ(φ120)をカバー
しなければならなくなる。液晶表示板の出射光をとり込
むための大口径化に加え画角を大きくしなければならず
、より高価な投写レンズとなってしまう。
C1目的
本発明の第1の目的は液晶表示板を透過した照明光を該
液晶表示板に対してほぼ垂直方向に屈折させると共に、
投写光学系の入射瞳付近に集光させ、これによって、画
角が小さく且つ口径比の小さい投写光学系で照明光の効
率の良い利用が出来、且つ観察者も見易い液晶投写型画
像表示装置を提供せんとするものである。
液晶表示板に対してほぼ垂直方向に屈折させると共に、
投写光学系の入射瞳付近に集光させ、これによって、画
角が小さく且つ口径比の小さい投写光学系で照明光の効
率の良い利用が出来、且つ観察者も見易い液晶投写型画
像表示装置を提供せんとするものである。
・また本発明の第2の目的は、本発明の第1の目的に示
された液晶投写型画像表示装置を油泥とし、照明光源か
らの照明光を液晶分子長軸の配向角度とほぼ下行に入射
させ、これによって−府、照明光の効率の良い利用が出
来、且つFfl察者も見易い液晶投写型画像表示装置を
提供せんとするものである。
された液晶投写型画像表示装置を油泥とし、照明光源か
らの照明光を液晶分子長軸の配向角度とほぼ下行に入射
させ、これによって−府、照明光の効率の良い利用が出
来、且つFfl察者も見易い液晶投写型画像表示装置を
提供せんとするものである。
d、実施例の構成
以下、図面に従って本発明の詳細な説明する。
第1図から第3図までは、照明光源(図示せず)と該照
明光源から出射した照明光を透過させるネマスティック
液晶表示板1と該液晶表示板1を透過した光をスクリー
ン上に膜形させる投写レンズ2とから成り、L、記液晶
表示板1を透過した照明光を、該液晶表示+!21に対
してほぼ垂直方向に屈折させ、しかもその延長線上にあ
る上記投写レンズ2の入射瞳付近に集光させ、そして該
照明光を投写レンズ2の瞳に入射させる光学作用を持っ
た光学素子3を液晶表示板1の出射側に配置した液晶投
写型両像表示装置を示すものであり、第1図は、」−記
光学累子3として、液晶表示板透過後の照明光を液晶表
示板1にス・jし、はぼ取直方向に屈折させるために、
液晶表示板側の面を第1alllに示す如く、平行状に
iffを有し断面が鋸歯状のプリズムが多数配列するよ
うに構成さ才したプリズム作用を有する階段状プリズム
面とし、更に上記照明光を投写レンズ2の入射瞳付近に
集光させるために投写レンズ側の面を第1b図に示す如
く同心円状に溝を有し、断面が鋸歯状のプリズムが多数
配列するように構成された収れん作用を有するサーキュ
ラ−フレネルレンズ面とした光学素子をtり用したもの
である。このような光学素子は、Nc旋盤で金型ヲ裂作
し、プラスチックのコンプレッション又はインジェクシ
ョンで製作することができ。
明光源から出射した照明光を透過させるネマスティック
液晶表示板1と該液晶表示板1を透過した光をスクリー
ン上に膜形させる投写レンズ2とから成り、L、記液晶
表示板1を透過した照明光を、該液晶表示+!21に対
してほぼ垂直方向に屈折させ、しかもその延長線上にあ
る上記投写レンズ2の入射瞳付近に集光させ、そして該
照明光を投写レンズ2の瞳に入射させる光学作用を持っ
た光学素子3を液晶表示板1の出射側に配置した液晶投
写型両像表示装置を示すものであり、第1図は、」−記
光学累子3として、液晶表示板透過後の照明光を液晶表
示板1にス・jし、はぼ取直方向に屈折させるために、
液晶表示板側の面を第1alllに示す如く、平行状に
iffを有し断面が鋸歯状のプリズムが多数配列するよ
うに構成さ才したプリズム作用を有する階段状プリズム
面とし、更に上記照明光を投写レンズ2の入射瞳付近に
集光させるために投写レンズ側の面を第1b図に示す如
く同心円状に溝を有し、断面が鋸歯状のプリズムが多数
配列するように構成された収れん作用を有するサーキュ
ラ−フレネルレンズ面とした光学素子をtり用したもの
である。このような光学素子は、Nc旋盤で金型ヲ裂作
し、プラスチックのコンプレッション又はインジェクシ
ョンで製作することができ。
大量生産が可能である。
尚、前記階段状プリズムとサーキュラ−フレネルレンズ
とは、第1図に示す如く、一体化したものでもよく、ま
た、別々に製作したものでもよいが、なるへく液晶表示
板1に近づけて用いるのがよい。
とは、第1図に示す如く、一体化したものでもよく、ま
た、別々に製作したものでもよいが、なるへく液晶表示
板1に近づけて用いるのがよい。
更に、本実施例においては1階段状プリズム面とサーキ
ュラ−フレネルレンズ面が接近しているためモアレ縞が
生じるが、投写レンズ2の焦点深度との関係で、モアレ
縞をぼがすことが出来る。加えて上記サーキュラ−フレ
ネルレンズ面は、一般には球面をベースカーブにフレネ
ル化したものであるが、光源の像を少ない収差で効率よ
く投写レンズ2の瞳に入射させるためには、非球面をベ
ースカーブにフレネル化したものが良い。
ュラ−フレネルレンズ面が接近しているためモアレ縞が
生じるが、投写レンズ2の焦点深度との関係で、モアレ
縞をぼがすことが出来る。加えて上記サーキュラ−フレ
ネルレンズ面は、一般には球面をベースカーブにフレネ
ル化したものであるが、光源の像を少ない収差で効率よ
く投写レンズ2の瞳に入射させるためには、非球面をベ
ースカーブにフレネル化したものが良い。
第2図イ2口は、上記光学素子3として、平行状に溝を
有し断面が鋸歯状のプリズムが多数配列するように構成
された一方向に収れん作用を有するシリンダーレンズを
フレネル化したリニアフレネルレンズ面(第2 a図に
示されるもの)を光学素子の両面にシリンダーレンズの
軸を互いに直交させて配した直交リニアフレネルレンズ
(第2b図に示さ」するもの)を用いた実施例であり1
本実施例においては、投写レンズ2の光軸に斜めに入射
した光を光軸上に集光させるため、液晶表示板lに対し
て上下方向にパワへのあるフレネルレンズ面を該液晶表
示板から液晶分子長軸の配向角度と平行に出射した光が
該液晶表示板に対し垂直になるように偏心させて第2c
図に示す偏心リニアフレネルレンズ面として使用するも
のである。
有し断面が鋸歯状のプリズムが多数配列するように構成
された一方向に収れん作用を有するシリンダーレンズを
フレネル化したリニアフレネルレンズ面(第2 a図に
示されるもの)を光学素子の両面にシリンダーレンズの
軸を互いに直交させて配した直交リニアフレネルレンズ
(第2b図に示さ」するもの)を用いた実施例であり1
本実施例においては、投写レンズ2の光軸に斜めに入射
した光を光軸上に集光させるため、液晶表示板lに対し
て上下方向にパワへのあるフレネルレンズ面を該液晶表
示板から液晶分子長軸の配向角度と平行に出射した光が
該液晶表示板に対し垂直になるように偏心させて第2c
図に示す偏心リニアフレネルレンズ面として使用するも
のである。
即ち、本実施例によれば、第2d図及び第2c図に示す
如く、直交リニアフレネルレンズに斜めに入I)■する
照明光は、」1下方向にパワーのある偏心リニアフレネ
ルレンズ面で上下方向の光線が集光され、左右方向にパ
ワーのあるリニアフレネルレンズ面で左右方向の光線が
四元されるが、照明光は、上下方向では、第2e図に示
す如く偏心リニアフレネルレンズ面によって軸外焦点位
置に41ミ光し、該焦点位置から直交リニアフレネルレ
ンズヘおろした垂線を投写レンズ2の光軸とし、液晶表
示板1の中心を該光軸と一致させ、且つ該液晶表示板1
を光軸に対して垂直に配置すれば、該液晶表示板1透過
後の光は、投写レンズ2の入射隨寸近の光軸上に集光す
ることになり、照明光は、液晶表示板1をカバーする光
束であれば充分である。
如く、直交リニアフレネルレンズに斜めに入I)■する
照明光は、」1下方向にパワーのある偏心リニアフレネ
ルレンズ面で上下方向の光線が集光され、左右方向にパ
ワーのあるリニアフレネルレンズ面で左右方向の光線が
四元されるが、照明光は、上下方向では、第2e図に示
す如く偏心リニアフレネルレンズ面によって軸外焦点位
置に41ミ光し、該焦点位置から直交リニアフレネルレ
ンズヘおろした垂線を投写レンズ2の光軸とし、液晶表
示板1の中心を該光軸と一致させ、且つ該液晶表示板1
を光軸に対して垂直に配置すれば、該液晶表示板1透過
後の光は、投写レンズ2の入射隨寸近の光軸上に集光す
ることになり、照明光は、液晶表示板1をカバーする光
束であれば充分である。
尚、上記リニアフレネルレンズ面は、第1図の実施例で
説明したように1球面をベースカーブにフレネルレンズ
化したものでも良く、また非球面をベースカーブにフレ
ネル化したもので良い。また。
説明したように1球面をベースカーブにフレネルレンズ
化したものでも良く、また非球面をベースカーブにフレ
ネル化したもので良い。また。
本実施例では、両面の溝が直交しているため両面の溝に
よるモアレ縞は生じない。
よるモアレ縞は生じない。
第3図は、上記光学素子3として、−面を第1図の実施
例で説明したサーキュラ−フレネルレンズ面とし、もう
−面を平面とし、該サーキュラ−フレネルレンズ面を該
液晶表示板から液晶分子長軸の配向角度と平行に出射し
た光が該液晶表示板に対し垂直になるように偏心させた
偏心サーキュラ−フレネルレンズ面ズ3a図に示すもの
)を用いた実施例であり、この実施例によれば、第3b
図及び第3c[2Iに示す如く偏心サーキュラ−フレネ
ルレンズに斜めに入射する照明光は、上下方向及び左右
方向にパワーのある偏心サーキュラフレネルレンズ面で
集光され、上下方向では第3c図に示す如く軸外四点位
置に集光するが、該焦点位置から偏心サーキュラ−フレ
ネルレンズへおろした垂線を投写レンズ2の光軸とし、
液晶表示板1を中心を該光軸と一致させ且つ該液晶表示
板1を光軸に対して垂直に配置すれば、該液晶表示板1
透過後の光は、投写レンズ2の入射瞳付近の光軸上に集
光することになり、照明光は、液晶表示板1をカバーす
る光束であれば充分である。
例で説明したサーキュラ−フレネルレンズ面とし、もう
−面を平面とし、該サーキュラ−フレネルレンズ面を該
液晶表示板から液晶分子長軸の配向角度と平行に出射し
た光が該液晶表示板に対し垂直になるように偏心させた
偏心サーキュラ−フレネルレンズ面ズ3a図に示すもの
)を用いた実施例であり、この実施例によれば、第3b
図及び第3c[2Iに示す如く偏心サーキュラ−フレネ
ルレンズに斜めに入射する照明光は、上下方向及び左右
方向にパワーのある偏心サーキュラフレネルレンズ面で
集光され、上下方向では第3c図に示す如く軸外四点位
置に集光するが、該焦点位置から偏心サーキュラ−フレ
ネルレンズへおろした垂線を投写レンズ2の光軸とし、
液晶表示板1を中心を該光軸と一致させ且つ該液晶表示
板1を光軸に対して垂直に配置すれば、該液晶表示板1
透過後の光は、投写レンズ2の入射瞳付近の光軸上に集
光することになり、照明光は、液晶表示板1をカバーす
る光束であれば充分である。
尚、上記偏心サーキュラ−フレネルレンズのフレネルレ
ンズ面は第1図の実施例で説明したように。
ンズ面は第1図の実施例で説明したように。
球面をベースカーブにフレネル化したものでも良く、非
球面をベースカーブにフレネル化したものでも良い。
球面をベースカーブにフレネル化したものでも良い。
また1本実施例では溝が片面のみのため、加工が容易で
あり、フレネル面と液晶表示板1とが一面に揃うため像
のボケが少ないという特徴を有している。
あり、フレネル面と液晶表示板1とが一面に揃うため像
のボケが少ないという特徴を有している。
このように第1図から第3図に示さえた液晶投写型画像
表示装置によれば、液晶表示板1を透過した照明光によ
って形成された像は、投写レンズ2の入射瞳付近に結像
されるので投写レンズ2の口径は、この像より大きけれ
ば照明光線のケラしがなく明るい像を得ることが出来る
と共に液晶表示板lを透過した照明光は、液晶表示板1
に対して垂直方向に屈折し、その延長線上に投写レンズ
2が配置されていることから、液晶表示板1の中心と投
写レンズ2の光軸が一致するため、投写レンズのイメー
ジサイクルは、液晶表示板1の画面サイズをカバーして
いれば充分となる。
表示装置によれば、液晶表示板1を透過した照明光によ
って形成された像は、投写レンズ2の入射瞳付近に結像
されるので投写レンズ2の口径は、この像より大きけれ
ば照明光線のケラしがなく明るい像を得ることが出来る
と共に液晶表示板lを透過した照明光は、液晶表示板1
に対して垂直方向に屈折し、その延長線上に投写レンズ
2が配置されていることから、液晶表示板1の中心と投
写レンズ2の光軸が一致するため、投写レンズのイメー
ジサイクルは、液晶表示板1の画面サイズをカバーして
いれば充分となる。
次に、第4図から第10図までは、上記第1図から第3
図までの表示装置を前提とし、光源から出射した照明光
を液晶分子長軸の配向角度とほぼ平行に液晶表示板1に
入射させる第2の光学素子4を液晶表示板1の入射側に
配置した液晶投写型画像表示装置を示すものであり、こ
れによって、液晶表示板1の透過効率を向上させ明るい
像が観察出来るものである。即ち、第4図は、第1図に
示す階段状プリズム面とサーキュラ−フレネルレンズ面
をもった光学素子を上記第2の光学素子4として使用す
るものであるが第4図に於ては、サーキュラ−フレネル
レンズ面は光源5側に、階段状プリズム面は、液晶表示
板イ側に向けており、光源5から出射した照明光は、サ
ーキュラ−フレネルレンズ面で平行光となり階段状プリ
ズ11面で液晶分子長軸の配向角度とほぼ平行に屈折さ
れ、液晶表示板1に入射する。
図までの表示装置を前提とし、光源から出射した照明光
を液晶分子長軸の配向角度とほぼ平行に液晶表示板1に
入射させる第2の光学素子4を液晶表示板1の入射側に
配置した液晶投写型画像表示装置を示すものであり、こ
れによって、液晶表示板1の透過効率を向上させ明るい
像が観察出来るものである。即ち、第4図は、第1図に
示す階段状プリズム面とサーキュラ−フレネルレンズ面
をもった光学素子を上記第2の光学素子4として使用す
るものであるが第4図に於ては、サーキュラ−フレネル
レンズ面は光源5側に、階段状プリズム面は、液晶表示
板イ側に向けており、光源5から出射した照明光は、サ
ーキュラ−フレネルレンズ面で平行光となり階段状プリ
ズ11面で液晶分子長軸の配向角度とほぼ平行に屈折さ
れ、液晶表示板1に入射する。
尚、上記フレネルレンズ面は、一般には球面&ベースカ
ーブにフレネル化したものであるが光源からの光を精度
の良い平行光とするために非球面カーブをベースとする
フレネル面であっても1薄ねない。
ーブにフレネル化したものであるが光源からの光を精度
の良い平行光とするために非球面カーブをベースとする
フレネル面であっても1薄ねない。
第5図は、第2図に示す直交リニアフレネルレンズを上
記第2の光学素子4に用いた実施例であり。
記第2の光学素子4に用いた実施例であり。
照明光源側の面は第5図イ)に示す如く無偏心のリニア
フレネルレンズ面で、液晶表示板1側の面は、第5図口
)に示す如く液晶・表示板に対して上下方向にパワーの
ある偏心リニアフレネルレンズ面であって、光源5から
出射した照明光は、無偏心のリニアフレネルレンズ面で
左右方向がほぼ平行光となり偏心リニアフレネルレンズ
面で上下方向がほぼ平行光で且つ液晶分子長軸の配向角
度とほぼ平行に屈折され液晶表示板1に入射する。
フレネルレンズ面で、液晶表示板1側の面は、第5図口
)に示す如く液晶・表示板に対して上下方向にパワーの
ある偏心リニアフレネルレンズ面であって、光源5から
出射した照明光は、無偏心のリニアフレネルレンズ面で
左右方向がほぼ平行光となり偏心リニアフレネルレンズ
面で上下方向がほぼ平行光で且つ液晶分子長軸の配向角
度とほぼ平行に屈折され液晶表示板1に入射する。
尚、上記フレネルレンズ面は、第4図の実施例で説明し
たように球面或は非球面カーブをベースとしてフレネル
化したもので構わない。第6図は。
たように球面或は非球面カーブをベースとしてフレネル
化したもので構わない。第6図は。
第3図に示す偏心サーキュラ−フレネルレンズを第2の
光学素子4として用いた実施例であり、偏心サーキュラ
−フレネルレンズ面は、液晶表示板1側に向っている。
光学素子4として用いた実施例であり、偏心サーキュラ
−フレネルレンズ面は、液晶表示板1側に向っている。
フレネルレンズの焦点位置の軸外に置かれた光源5から
出射した照明光は、前記フレネルレンズが偏心している
ことから、@心す−キュラーフレネルレンズ面でほぼ平
行光となりかつ液晶分子長軸の配向角度とほぼ平行に屈
折され液晶表示板1に入射する。尚、上記フレネルレン
ズ面は、第4図の実施例で説明したように球面或は非球
面カーブをベースとしてプレネル化したもので構わない
。第7図は、第2の光学素子4として、コリメートレン
ズを用いたものであり。
出射した照明光は、前記フレネルレンズが偏心している
ことから、@心す−キュラーフレネルレンズ面でほぼ平
行光となりかつ液晶分子長軸の配向角度とほぼ平行に屈
折され液晶表示板1に入射する。尚、上記フレネルレン
ズ面は、第4図の実施例で説明したように球面或は非球
面カーブをベースとしてプレネル化したもので構わない
。第7図は、第2の光学素子4として、コリメートレン
ズを用いたものであり。
光源とコリメートレンズ4の中心とを結ぶ光軸は、液晶
分子長軸の配向角度とほぼ平行となっており、上記コリ
メートレンズを通過した照明光は、液晶分子長軸の配向
角度とほぼ平行な平行光として液晶表示板1に入射する
。
分子長軸の配向角度とほぼ平行となっており、上記コリ
メートレンズを通過した照明光は、液晶分子長軸の配向
角度とほぼ平行な平行光として液晶表示板1に入射する
。
第8図は第2の光学素子4としてコリメートレンズll
と模型プリズム4′を用いたものであり、光源とコリメ
ートレンズ4の中心とを結ぶ光軸は。
と模型プリズム4′を用いたものであり、光源とコリメ
ートレンズ4の中心とを結ぶ光軸は。
この実施例では液晶表示FL+に対して垂直方向となっ
ているが、コリメートレンズ4と液晶表示板1との間に
は、模型プリズム4′が配置されているので、光源から
出射された照明光は、コリメートレンズ4によって平行
光となり、該平行光は模型プリズム4′によって液晶分
子長軸の配向角度とほぼ平行に屈折して液晶表示板1に
入射する。
ているが、コリメートレンズ4と液晶表示板1との間に
は、模型プリズム4′が配置されているので、光源から
出射された照明光は、コリメートレンズ4によって平行
光となり、該平行光は模型プリズム4′によって液晶分
子長軸の配向角度とほぼ平行に屈折して液晶表示板1に
入射する。
第9図は、第2の光学素子4としてコリメートレンズ4
と階段状プリズム4′を用いたものであり、この実施例
でも光源とコリメートレンズ4の中心とを結ぶ光軸は、
液晶表示板1に対して垂直方向となっているが、コリメ
ートレンズ4と液晶表示板1との間には階段状プリズム
4′が配置されているので光源から出射された照明光は
、コリメートレンズ4によって平行光となり、該平行光
は、階段状プリズム4′によって液晶分子長軸の配向角
度とほぼ平行に屈折して液晶表示板1に入射する。
と階段状プリズム4′を用いたものであり、この実施例
でも光源とコリメートレンズ4の中心とを結ぶ光軸は、
液晶表示板1に対して垂直方向となっているが、コリメ
ートレンズ4と液晶表示板1との間には階段状プリズム
4′が配置されているので光源から出射された照明光は
、コリメートレンズ4によって平行光となり、該平行光
は、階段状プリズム4′によって液晶分子長軸の配向角
度とほぼ平行に屈折して液晶表示板1に入射する。
第10図は、第2の光学素子4として軸外れ放物面鏡4
を使用したものであり、該放物面鏡4の焦点に光源5が
位置しており、光源5から出射された照明光は、上記軸
外れ放物面鏡4によって液晶分子長軸の配向角度とほぼ
平行な平行光となって液晶表示板1に入射する。
を使用したものであり、該放物面鏡4の焦点に光源5が
位置しており、光源5から出射された照明光は、上記軸
外れ放物面鏡4によって液晶分子長軸の配向角度とほぼ
平行な平行光となって液晶表示板1に入射する。
このように第4図から第10図に示された液晶投写型画
像表示装置では、シンプルな光学素子を用いて、照明光
の液晶への入射角度が、液晶分子長軸とほぼ平行にする
ことが可能となる。また、特に第4図から第6図に示さ
れたフレネルレンズを使用した液晶投写型画像表示装置
では、フレネルレンズが薄く加工出来るため、装置の小
型化が可能となり、第1図から第3図に示した光学素子
と連化することにより低価格化が可能となる。
像表示装置では、シンプルな光学素子を用いて、照明光
の液晶への入射角度が、液晶分子長軸とほぼ平行にする
ことが可能となる。また、特に第4図から第6図に示さ
れたフレネルレンズを使用した液晶投写型画像表示装置
では、フレネルレンズが薄く加工出来るため、装置の小
型化が可能となり、第1図から第3図に示した光学素子
と連化することにより低価格化が可能となる。
e、効果
以上、説明したように本発明に係る液晶投写型画像表示
装置は、容易に加工でき、安価な光学素子を使用するこ
とにより、液晶表示板のごとく。
装置は、容易に加工でき、安価な光学素子を使用するこ
とにより、液晶表示板のごとく。
透過光に角度依存性がある表示素子を用いながら、光源
のサイズを按配し、Fl:2.0又はFl:2.8クラ
スで画角がせまい投写レンズの使用を実現し、投写レン
ズの小型化が可能となり、装置全体の小型化、低価格化
が可能となると共に、カラーフィルターを用いた液晶カ
ラー画像表示装置においては、透明電極とカラーフィル
ターとの間に、透明電極板の厚みによる距離がある場合
でも、下値が暗い投写レンズのため焦点深度が深くなり
シャープな像が得られ、光量損失が少なくi察者に極め
て見易い表示がなされるものであり、その効果は極めて
大きい。
のサイズを按配し、Fl:2.0又はFl:2.8クラ
スで画角がせまい投写レンズの使用を実現し、投写レン
ズの小型化が可能となり、装置全体の小型化、低価格化
が可能となると共に、カラーフィルターを用いた液晶カ
ラー画像表示装置においては、透明電極とカラーフィル
ターとの間に、透明電極板の厚みによる距離がある場合
でも、下値が暗い投写レンズのため焦点深度が深くなり
シャープな像が得られ、光量損失が少なくi察者に極め
て見易い表示がなされるものであり、その効果は極めて
大きい。
第1図は、液晶表示板の出射側に光学素子を配置した本
発明の一実施例を示す図、第1a図、第1b図は、第1
図に示された光学素子の形状を説明するための図、第2
図は同じく液晶表示板の出ル1側に光学素子を配置した
本発明の一実施例を示すものであり、第2図イ)は、左
右方向の断面図。 第2図口)は、上下方向の断面図、第2a図、第2b図
、第2c図は、第2図に示された光学素子の形状を説明
するための図、第2d図、第2e図は、第2図に示され
た光学素子の集光状態を示すものであり、第2d図は、
左右方向の断面図、第2e図は、上下方向の断面図、第
3図は、液晶表示板の出射側に光学素子を配置した本発
明の更に別の実施例を示す図、第3a図は第3図に示さ
れた光学素子の形状を説明するための図、第3b図。 第3C図は、第3図に示された光学素子の集光状態を示
すものであり、第3b図は、左右方向の断面図、第3c
図は、上下方向の断面図、第4図乃至第10図は、液晶
表示板の入射側に第2の光学素子を配置した本発明の実
施例を示す図で、第5図イ)は、左右方向の、第5図口
)は、上下方向の断面図、第4図、第6図、第7図、第
8図、第9図、第10図は上下方向の断面図、第11a
図。 第ttb図、第12a図、第12b図、第13図は、従
来例を説明するための図である。 1:液晶表示板 2:投写レンズ 3:光学素子 4:第2の光学素子5:光源 特許出願人 旭光学工業株式会社 代表者 松 本 徹 $11因 ′I−1へIB 矛21お 才2α目 矛ユb口 矛zdl’B 〉)d1必 ¥31コ 汗跨1i 塗1しIB 注4(図 矛的初 矛9邑 オr71コ 矛と1舅 斗1m 矛to 1ajl 〕Pイ/1ali ンt1bl¥l −1l 沖+z& I¥1 坤(3(L 手 続 補 正 書 昭−和61年 7月ll 日
発明の一実施例を示す図、第1a図、第1b図は、第1
図に示された光学素子の形状を説明するための図、第2
図は同じく液晶表示板の出ル1側に光学素子を配置した
本発明の一実施例を示すものであり、第2図イ)は、左
右方向の断面図。 第2図口)は、上下方向の断面図、第2a図、第2b図
、第2c図は、第2図に示された光学素子の形状を説明
するための図、第2d図、第2e図は、第2図に示され
た光学素子の集光状態を示すものであり、第2d図は、
左右方向の断面図、第2e図は、上下方向の断面図、第
3図は、液晶表示板の出射側に光学素子を配置した本発
明の更に別の実施例を示す図、第3a図は第3図に示さ
れた光学素子の形状を説明するための図、第3b図。 第3C図は、第3図に示された光学素子の集光状態を示
すものであり、第3b図は、左右方向の断面図、第3c
図は、上下方向の断面図、第4図乃至第10図は、液晶
表示板の入射側に第2の光学素子を配置した本発明の実
施例を示す図で、第5図イ)は、左右方向の、第5図口
)は、上下方向の断面図、第4図、第6図、第7図、第
8図、第9図、第10図は上下方向の断面図、第11a
図。 第ttb図、第12a図、第12b図、第13図は、従
来例を説明するための図である。 1:液晶表示板 2:投写レンズ 3:光学素子 4:第2の光学素子5:光源 特許出願人 旭光学工業株式会社 代表者 松 本 徹 $11因 ′I−1へIB 矛21お 才2α目 矛ユb口 矛zdl’B 〉)d1必 ¥31コ 汗跨1i 塗1しIB 注4(図 矛的初 矛9邑 オr71コ 矛と1舅 斗1m 矛to 1ajl 〕Pイ/1ali ンt1bl¥l −1l 沖+z& I¥1 坤(3(L 手 続 補 正 書 昭−和61年 7月ll 日
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、照明光源と、該照明光源から出射した光線を透過さ
せるネマステイック液晶表示板と、該液晶表示板を透過
した光をスクリーンに投影させ表示を行なう投写光学系
とから成る表示装置において、上記液晶表示板を透過し
た照明光源からの光を、上記液晶表示板に対してほぼ垂
直方向に屈折させ、しかも、上記投写光学系の入射瞳付
近に集光させる光学作用を持った光学素子を上記液晶表
示板の出射側に配置したことを特徴とする液晶投写型画
像表示装置。 2、上記光学素子は、断面が鋸歯状の階段状プリズムと
サーキュラーフレネルレンズとから成ることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の液晶投写型画像表示装置
。 3、上記サーキュラーフレネルレンズは、球面をベース
カーブにフレネル化したレンズであることを特徴とする
特許請求の範囲第2項記載の液晶投写型画像表示装置。 4、上記サーキュラーフレネルレンズは、非球面をベー
スカーブにフレネル化したレンズであることを特徴とす
る特許請求の範囲第2項記載の液晶投写型画像表示装置
。 5、上記光学素子は、偏心直交リニアフレネルレンズか
ら成ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の液
晶投写型画像表示装置。 6、上記偏心直交リニアフレネルレンズは、球面をベー
スカーブにフレネル化したレンズであることを特徴とす
る特許請求の範囲第5項記載の液晶投写型画像表示装置
。 7、上記偏心直交リニアフレネルレンズは、非球面をベ
ースカーブにフレネル化したレンズであることを特徴と
する特許請求の範囲第5項記載の液晶投写型画像表示装
置。 8、上記光学素子は、偏心サーキュラーフレネルレンズ
から成ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
液晶投写型画像表示装置。 9、上記偏心サーキュラーフレネルレンズは、球面をベ
ースカーブにフレネル化したレンズであることを特徴と
する特許請求の範囲第8項記載の液晶投写型画像表示装
置。 10、上記偏心サーキュラーフレネルレンズは、非球面
をベースカーブにフレネル化したレンズであることを特
徴とする特許請求の範囲第8項記載の液晶投写型画像表
示装置。 11、照明光源と、該照明光源から出射した光線を透過
させるネマステイック液晶表示板と、該液晶表示板を透
過した光をスクリーンに投影させ表示を行なう投写光学
系と、から成る表示装置において、 液晶分子長軸の配向角度とほぼ平行に入射し上記液晶表
示板を透過した照明光源からの光を、該液晶表示板に対
してほぼ垂直方向に屈折させしかも上記投写光学系の入
射瞳付近に集光させる光学作用を持った光学素子を上記
液晶表示板の出射側に配置したことを特徴とする液晶投
写型画像表示装置。 12、上記液晶表示板に対し、液晶分子長軸の配向角度
とほぼ平行に照明光源からの光を入射させるため、該液
晶表示板の入射側に所望の光学素子を配置したことを特
徴とする特許請求の範囲第11項記載の液晶投写型画像
表示装置。 13、上記光学素子は、コリメートレンズから成り、該
コリメートレンズの光軸を上記液晶表示板に対し傾けた
ことを特徴とする特許請求の範囲第12項記載の液晶投
写型画像表示装置。 14、上記光学素子は、コリメートレンズとプリズムと
から成ることを特徴とする特許請求の範囲第12項記載
の液晶投写型画像表示装置。 15、上記光学素子は、コリメートレンズと断面が鋸歯
状の階段状プリズムとから成ることを特徴とする特許請
求の範囲第12項記載の液晶投写型画像表示装置。 16、上記光学素子は、サーキュラーフレネルレンズと
断面が鋸歯状の階段状プリズムとから成ることを特徴と
する特許請求の範囲第12項記載の液晶投写型画像表示
装置。 17、上記サーキュラーフレネルレンズは、球面をベー
スカーブにフレネル化したレンズであることを特徴とす
る特許請求の範囲第16項記載の液晶投写型画像表示装
置。 18、上記サーキュラフレネルレンズは、非球面をベー
スカーブにフレネル化したレンズであることを特徴とす
る特許請求の範囲第16項記載の液晶投写型画像表示装
置。 19、上記光学素子は、偏心直交リニアフレネルレンズ
から成ることを特徴とする特許請求の範囲第12項記載
の液晶投写型画像表示装置。 20、上記偏心直交リニアフレネルレンズは、球面をベ
ースカーブにフレネル化したレンズであることを特徴と
する特許請求の範囲第19項記載の液晶投写型画像表示
装置。 21、上記偏心直交リニアフレネルレンズは、非球面を
ベースカーブにフレネル化したレンズであることを特徴
とする特許請求の範囲第19項記載の液晶投写型画像表
示装置。 22、上記光学素子は、偏心サーキュラーフレネルレン
ズから成ることを特徴とする特許請求の範囲第12項記
載の液晶投写型画像表示装置。 23、上記偏心サーキュラーフレネルレンズは、球面を
ベースカーブにフレネル化したレンズであることを特徴
とする特許請求の範囲第22項記載の液晶投写画像表示
装置。 24、上記偏心サーキュラーフレネルレンズは、非球面
をベースカーブにフレネル化したレンズであることを特
徴とする特許請求の範囲第22項記載の液晶投写型画像
表示装置。 25、上記光学素子は、軸外れ放物面鏡から成ることを
特徴とする特許請求の範囲第12項記載の液晶投写型画
像表示装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60159239A JPH0623817B2 (ja) | 1985-07-18 | 1985-07-18 | 液晶投写型画像表示装置 |
GB8617309A GB2179484B (en) | 1985-07-18 | 1986-07-16 | Projection type liquid-crystal video display device using a fresnel lens |
DE19863624188 DE3624188A1 (de) | 1985-07-18 | 1986-07-17 | Fluessigkristall- videoprojektionsanzeigevorrichtung |
US06/886,852 US4936657A (en) | 1985-07-18 | 1986-07-18 | Projection type liquid-crystal video display device using a fresnel lens |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60159239A JPH0623817B2 (ja) | 1985-07-18 | 1985-07-18 | 液晶投写型画像表示装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6219834A true JPS6219834A (ja) | 1987-01-28 |
JPH0623817B2 JPH0623817B2 (ja) | 1994-03-30 |
Family
ID=15689383
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60159239A Expired - Fee Related JPH0623817B2 (ja) | 1985-07-18 | 1985-07-18 | 液晶投写型画像表示装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4936657A (ja) |
JP (1) | JPH0623817B2 (ja) |
DE (1) | DE3624188A1 (ja) |
GB (1) | GB2179484B (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JPH0444023A (ja) * | 1990-06-12 | 1992-02-13 | Nippon Avionics Co Ltd | 液晶投射装置 |
JPH0444022A (ja) * | 1990-06-12 | 1992-02-13 | Nippon Avionics Co Ltd | 液晶投射装置 |
JP2005315924A (ja) * | 2004-04-27 | 2005-11-10 | Enplas Corp | 面光源装置、画像表示装置及び光束制御板 |
JP2012134309A (ja) * | 2010-12-21 | 2012-07-12 | Panasonic Corp | 紫外線照射装置 |
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JP2537951B2 (ja) * | 1988-02-25 | 1996-09-25 | 松下電器産業株式会社 | 液晶ライトバルブ光学装置 |
DE8812322U1 (de) * | 1988-09-29 | 1988-12-08 | Rohrer, Emil, 8901 Königsbrunn | Abdeckung von Beleuchtungseinrichtungen an Kraftfahrzeugen |
KR920007165B1 (ko) * | 1989-01-31 | 1992-08-27 | 주식회사 금성사 | 비데오 프린터 겸용의 액정프로젝터 |
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