JPS62264088A - 投写式液晶表示装置 - 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］ 本発明は投写式液晶表示装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、投写式液晶表示装置として、特開昭６０−２９１
６号公報に開示されたものがある。これは、Ｒ，Ｇ、Ｂ
の画素を形成した３枚の液晶パネルを用い、各液晶パネ
ルのそれぞれに光源を設け、各液晶パネルを透過した光
をダイクロイックミラーを用いて合成してスクリーン上
に画像を表示するものである。

〔発明が解決しようとする問題点］ 上記のものでは、３つの光源を必要とし、光の利用効率
が悪いものであるし、ランプの劣化によるばらつきが生
じ、画質が低下する欠点があった。

また３つのランプおよび３枚の液晶パネルを用いるため
、全体の構成が大型になるものであった。

さらに、ダイクロイックミラーにはそれぞれ異なったも
のを用いなければならず、製造コストの増大を招来する
ものであった。

本発明は、光源が一つですみしかも小型化が可能な投写
式液晶表示装置を提供するものである。

［問題を解決するための手段］ 本発明は、一つの光源からの光を直交する２系統の平行
光線に分割し、各系統の平行光線を反射光学系によって
両者が直交する向きに反射させ、その交点にダイクロイ
ックミラーを設け、このダイクロイックミラーと各反射
光学系との間にそれぞれ液晶パネルを設けるようにした
ものである。

［実施例］ 第１図において、１はハロゲンランプあるいはキセノン
ランプ等の光源、２，２はコールドミラー、３．３は光
源からの光を直交する２方向の平行光線に分割するコン
デンサレンズ、４．４は防熱フィルタである。５．５は
反射ミラー、６はＲ９Ｂの液晶パネル、７はＧの液晶パ
ネルである。本例では、液へ晶パネル６．７として、ポ
ジタイプのＴＮ型液晶を用いており、第２図のように互
いに直交する偏光軸を有した２枚の偏光板８，９を用い
、ダイクロイックミラー１０にＰ波偏光の光が入射され
るように構成しである。１１．１１は平行光線をθ（０
≦θ≦５＠）だけ収束させる凸レンズ、１２は投写レン
ズ系である。

以上の構成において、光［１からの光は直接あるいはコ
ールドミラー２．２によって反射されてコンデンサレン
ズ３，３に入射され、平行光線となって生じる。この平
行光線は防熱フィルタ４゜４を介して反射ミラー５．５
で反射され液晶パネル６．７に供給される。偏光板８．
液晶パネル７゜偏光板９を透過した光および偏光板８．
液晶パネル６、偏光板９を透過した光はＰ波偏光の光と
なっており、これが凸レンズ１１．１１によってθだけ
収束されてダイクロイックミラー１０に供給される。こ
のように凸レンズによって平行光線を収束させることに
より、投写レンズ系の口ｉ￥を小さくすることができし
かも収差を小さくすることができる。

但し、θを５°以上にすると、画面に色シェーディング
が発生し易くなり、画質を低下させることになってしま
う。

さて、ダイクロイックミラー１０はＧ反射のものを使用
しており、液晶パネル７を透過したＧの光は反射され、
液晶パネル６を透過したＲ、Ｂの光は透過して合成され
、投写レンズ系１２によって投写される。

本例では、ダイクロイックミラー１０にはＰ波偏光され
た光が入射されるように構成しであるが、これは以下の
理由による。本出願人の実験によると、液晶パネルにＴ
Ｎ（ツイストネマティック）型液晶を用いた直線偏光の
場合には、ダイクロイックミラーに入射される光の光軸
によっては多重反射によるゴースト画像が発生してしま
うとともに色純度の悪い画像になってしまうことが判明
した。つまり、Ｐ波偏光で入射させれば問題はないので
あるが、Ｓ波偏光で入射させると上記欠点が発生してし
まうのである。これは、Ｐ波とＳ波とでは第３図に示す
ようにガラスの表面反射率が異なることと、第４図のよ
うにダイクロイックミラーの分光特性がＰ波とＳ波とで
異なることに起因するものである。

第３図かられかるように、入射角が４５°近傍において
は、Ｐ波はほとんど反射されないが、Ｓ波では反射がみ
られる。このことは、第５図において、ダイクロイック
ミラー１３にＳ波で入射した場合に、不要な波長の光の
うち、多層薄膜１４を透過し後ガラスと空気との境界面
で反射された光ｋが大きいことを意味している。これは
透過光ｊにも当てはまり、反射光にとｋおよび透過光Ｊ
とｊが、ガラスの板厚をｔとしたとき２ｔだけ横にずれ
て投写レンズ系に入射してしまう。投写レンズではｌＯ
〜１００倍程度に拡大されるため、通常の３ｍｍ程度の
厚さのミラーを用いると、上記のずれが目につき、ゴー
スト画像となって投写されてしまうのである。

また第４図においては、４５°入射のＧ反射グイクロイ
ックミラーの分光特性を示してあり、Ｐ波においては、
反射する光の波長の範囲が狭いのに対し、Ｓ波ではその
範囲が広いことがわかる。

つまり、Ｓ波を入射させると、Ｃだけでなく、Ｒおよび
Ｂに近い範囲の光まで反射してしまい、色純度が悪化し
てしまうのである。

そこで本例においては、ダイクロイックミラー１０には
Ｐ波偏光の光が入射されるように構成しである。そのた
め不要な波長の光の反射はほとんどなく、しかも第５図
における反射光ｊ、にもほとんどなくなる。したがって
画面にゴーストが現れることはなくムリ、しかも不要な
波長の光の反射がなくなるため色純度の良好な画像が得
られるのである。

ところで光源１は熱をもつため、空冷が必要になるもの
であるが、本例の構成によれば、図面前方あるいは後方
からファンを回すことによって風が抜け、効率良く冷却
することができるものである。

ところで、第１図の例を２組用いることによって、立体
画像の表示装置を構成する場合には、第６図のように、
投写レンズ１５．１６の前に、第１図のダイクロイック
ミラー１０に相当する各組の６反射のダイクロイックミ
ラー１７．１８を同図示のように設けるようにすればよ
い。この場合には、投写レンズ１５．１６の正面からＲ
およびＢの光を入射させてダイクロイックミラー１７゜
１８を透過させるとともにダイクロイックミラー１７の
側方およびダイクロイックミラー１８の上方からＧの光
を入射させるものである。これによってダイクロイック
ミラー１７．１８によりＲ２Ｏ，Ｂの光が合成されて投
写レンズ１５．１６に供給され、立体画像が投写される
ものである。

但し、各ダイクロイックミラー１７．１８に入射される
光はＰ波のみとするものである。

なお偏光板の位置については、液晶パネルの両面になく
てもよく、投写レンズの手前あるいはスクリーンの前面
に配置するようにしても同様の効果を得ることができる
。

また上記の実施例では、ＴＮ型液晶パネルとしてポジタ
イプのものを用いたが、ネガタイプのものを用いてもよ
い。この場合には、２枚の偏光板として偏光軸が平行な
ものを用いるもやである。

［発明の効果］ 本発明によれば、光源が一つですむため、これが劣化し
ても色むらを生じることがなく、構成的にもコスト的に
も有利であり、光源の調整も容易である。しかも高価な
ダイクロイックミラーが１枚ですみ安価になるとともに
構成的に小型化ができ、組立て工程においても有利なも
のとなる。

また光源の光を直交する２系統に分割して使用するため
、光源の空冷が容易に行え、光の利用効率も上昇するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した説明図、第２図は第
１図の一部を摘出して示した斜視図、第３図はガラスの
表面反射率を示した特性図、第４図は４５″入射のＧ反
射グイクロイックミラーの分光特性を示した特性図、第
５図はダイクロイックミラーによる反射光を示した説明
図、第６図は立体画像表示装置を構成する際の投写レン
ズとその手前のダイクロイックミラーとを示した説明図
である。 １・・・光源 ２．２・・・コールドミラー ３．３・・・コンデンサレンズ ５．５・・・反射ミラー ６．７・・・液晶パネル １０・・・ダイクロイックミラー １２・・・投写レンズ系 １５．１６・・・投写レンズ系 １７．１８・・・ダイクロイックミラー以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光源からの光を直交する２系統の略平行な光線に分割す
   る光学系と、上記各系統の光線をこの両者が直交する向
   きに直角に反射させる２つの反射光学系と、一方の反射
   光学系からの光線を透過し他方の反射光学系からの光線
   を反射して上記各反射光学系からの光線を合成するダイ
   クロイックミラーと、このダイクロイックミラーと上記
   一方の反射光学系との間および上記ダイクロイックミラ
   ーと上記他方の反射光学系との間のそれぞれに設けた液
   晶パネルと、上記ダイクロイックミラーからの光線を投
   写する投写レンズ系とからなる投写式液晶表示装置。