JPH0336588A - 投影型液晶表示装置 - 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］ 本発明はフレネル型の背面反射鏡等を使い、映像や、文
字を表示する反射式の投影型液晶表示装置に関する。

［従来の技術］ 従来技術での映像や文字を表示する装置は、ＣＲＴがあ
る。最近それに代わる成品表示パネル、ＥＬパネル、さ
らには液晶表示パネルに対して一方向で一回のみ透過さ
せた投影型液晶表示装置がある。

例えば公開特許公報（Ａ）昭６３−９３９６等がある。

これらは構成が大がかりになり扱いが難しい等の難点が
あって、極めて限られた用途のみ実用化されているにす
ぎない。つまり第５図の様な従来技術の基本的な例とし
て、液晶表示パネルに対して一方向で一回のみ透過させ
た投影型液晶表示装置がある。以下、透過式の投影型液
晶表示装置の基本構成を第５図で説明する。

照明光学系の光源ｌの近くに、集光用レンズ５１と、成
品表示パネル５２と投影用レンズ５３を第５図の様に設
置する。液晶表示パネル５２の裏と表には偏光板５４を
設置した。液晶表示パネル及び２枚の偏光板には必ず大
がかりな冷却装置５５を設置していた。そして照明光学
系の光源ｌにより液晶表示パネル５２の画像を、スクリ
ーン１０に投影していた。そしてこの方式には赤と緑及
び青の３色の光を合成する方法もある。

さらには、液晶表示パネル及び２枚の偏光板の温度上昇
を避ける他の従来技術がある。以下、反射式の投影型液
晶表示装置の基本構成を第６図によって説明する。

第６図の様に、液晶表示パネル２に対して照明光学系の
光１ｉと反対側である背面電極側に、背面反射鏡４を密
着設置する。そして、照明光学系の照明光が液晶表示パ
ネル２を透過後背面反射鏡４に反射し再度液晶表示パネ
ル２を透過した投影光の画像を、スクリーン１０に拡大
投影する。遮光板９は、照明光学系の光源と照明光を囲
み、漏れ光を遮光している。スクリーンには光源の像５
６が投影されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、前記の従来技術のＣＲＴにおいては、大画面は
装置が大型になり移動や持ち運びが困難であり高価な商
品となる。

又、液晶表示パネル、ＥＬパネルにおいては、大画面は
製造上困難である。

さらには赤と緑及び青の３色の光を合成する方法も含め
液晶表示パネルに対して一方向で一回のみ透過させた透
過式の投影型液晶表示装置があるが、光源の熱により液
晶表示パネルの温度が上がり液晶表示パネルの動作不良
となる。そして、ｒｅｉ。

高表示パネル及び偏光板の温度を下げるには大がかりの
冷却装置が必要の為装置が大型になり、移動や持ち運び
が困難で且つ、高価な商品となる。

さらに、液晶表示パネルに対して照明光学系の光源と反
対側である背面電極側に背面反射鏡を密着設置し、照明
光学系の照明光が液晶表示パネルを透過後背面反射鏡に
反射し再度液晶表示パネルを透過した投影光の映像を、
拡大投影する反射式の投影型液晶表示装置がある。しか
しこの方式において、液晶表示パネルを照明する照明光
学系が光源と凹面集光鏡だけだったりで簡素化しである
と、光源の像が液晶表示パネルの表面に直接反射し投影
してしまう。その為フレネル型の背面反射鏡の一番明る
い部分を避は液晶表示パネルを小さくしなくてはならず
、投影した映像が暗くなる欠点がある。

そこで本発明はこのような課題を解決するもので、その
目的とするところは、軽量の為移動時の携帯性が良好で
、且つ安価で、明るく大画面である投影型液晶表示装置
を提供するところにある。

［課題を解決するための手段］ （１）本発明の投影型液晶表示装置は、画像を表示する
液晶表示パネルと２枚の偏光板と投影の為の光源と該液
晶表示パネルを照明する照明光学系と該液晶表示パネル
の表示を拡大投影する投影光学系と該液晶表示パネルを
通過した光を反射し再度該液晶表示パネルを通過し集光
させる為のフレネル背面反射鏡とを具備した反射式の投
影型液晶表示装置に於て、該光源の像が該液晶表示パネ
ルの表面に直接反射し投影しない構成とした事を特徴と
する。

（２）該光源を該液晶表示パネルに効率良く照明する為
の凹面集光鏡と該光源を傾け該フレネル背面反射鏡の中
心より半分のみ照明し、該フレネル背面反射鏡の中心よ
り半分のみ使う事を特徴とする。

（３）該液晶表示パネルが該フレネル背面反射鏡に対し
て０度から４５度まで傾斜している事を特徴とする。

（４）該液晶表示パネルの表面に無反射膜を成膜してい
る事を特徴とする。

（５）該光源と凹面集光鏡の前に輝度平均化板を設置し
、該液晶表示パネルを照明する構成とした事を特徴とす
る。

［作用］ 本発明の上記構成によれば、光源より出た照明光と、凹
面集光鏡で集めた照明光で液晶表示パネルの全面を照明
する。すると照明光は液晶表示パネルを透過して背面反
射鏡に反射し、もう−度液晶表示パネルを透過し投影光
となる。投影光は背面反射鏡で投影用レンズに集光され
、投影用反射鏡に反射してスクリーンに投影される。

そして、従来技術において液晶表示パネルを照明する照
明光学系が光源と凹面集光鏡だけだったりで簡素化しで
あると、光源の像が液晶表示パネルの表面に直接反射し
投影してしまう。そこで、光源が液晶表示パネルの表面
に直接反射し投影しない次の様な構成とした。

例えば、光源と凹面集光鏡を傾けフレネル背面反射鏡の
中心より半分のみ照明し、フレネル背面反射鏡の中心よ
り半分のみ使ったことで、光源の像が液晶表示パネルの
表面に反射する部分をなくした構成にした。

さらに、液晶表示パネルが反射鏡に対して０度から４５
度まで傾斜させ、光源の像が液晶表示パネルの表面に反
射し、その反射した投影光が、投影用レンズに入射しな
い構成とした。

又、液晶表示パネルの表面にＭｇＦ２等の無反射膜を底
膜し　光源の像が液晶表示パネルの表面に反射しない構
成とした。

そして、光源と凹面集光鏡の前に輝度平均化板を設置し
、光源の像を散らす構成とした。

これらの事で、光源の像が液晶表示パネルの表面に直接
反射し投影しない構成となった。

［実施例１］ 本発明の具体的応用分野の実施例１は光源と液晶表示パ
ネルを離し、単体の照明充用偏光板と、単体のフレネル
型で凹面の背面反射鏡を光源と反対側の液晶表示パネル
に密着設置させた。そして、光源を該液晶表示パネルに
効率良く照明する為の凹面集光鏡と光源を傾けフレネル
背面反射鏡の中心より半分のみ照明し、フレネル背面反
射鏡の中心より半分のみ使う構成とした場合である。

本発明の実施例１の反射式の投影型液晶表示装置の基本
構成を第１図に示して詳述する。

照明光学系の光源１１と液晶表示パネル１３を第１図の
様に約３００ｍｍ離した所に設置した。

そして液晶表示パネル１３に対して光［１１と反対側の
背面電極側に単体の照明光用偏光板１４と、単体のプレ
ネル型で凹面の背面反射鏡１５を密着設置した。又、照
明光学系の光源１１と並べて投影用レンズ５を設置した
。さらにその上側に、スクリーンＩＯに投影できるよう
に平面の投影用反射鏡６を設置した。投影光用偏光板７
は、投影用レンズ５の後に設置した。又、光源１１を効
率良く液晶表示パネル１３を照明する為に凹面集光鏡１
２を設置した。そして、光源を該液晶表示パネルに効率
良く照明する為の凹面集光鏡１２と光源１１を傾けフレ
ネル背面反射鏡、の中心より半分のみ照明できる様設置
しである。

光源１１より出た照明光と凹面集光鏡１２で集めた照明
光で、液晶表示パネル１３の全面を照明する。すると照
明光は液晶表示パネル１３を透過し、照明光用偏光板１
４を透過し、背面反射鏡１５に反射し、もう−反照明光
用偏光板１４と液晶表示パネル１３を透過して投影光と
なる。投影光は背面反射鏡１５で投影用レンズ５に集光
され、投影光用偏光板７を透過し、投影用反射鏡６に反
射してスクリーンｌＯに投影される。

そして、液晶表示パネルの表面には光源の像が直接反射
する部分がない為、光源の像が液晶表示パネルの表面に
直接反射し投影する事はない。

［実施例２］ 本発明の具体的応用分野の実施例２は光源と液晶表示パ
ネルを離し、単体の照明光用偏光板と、単体のフレネル
型で凹面の背面反射鏡を光源と反対側の液晶表示パネル
に密着設置させた。そして、液晶表示パネルが背面反射
鏡に対して２０度傾斜している構成とした場合である。

本発明の実施例２の反射式の投影型液晶表示装置の基本
構成全第２図に示して詳述する。

背面反射鏡に対して２０度傾斜している液晶表示パネル
１６を第２図の様に照明光学系の光源１と約３００ｍｍ
離した所に設置した。−そして液晶表示パネル１６に対
して光源１と反対側の背面電極側に単体の照明充用偏光
板３と、単体のフレネル型で凹面の背面反射鏡４を密着
設置した。又、照明光学系の光源ｌと並べて投影用レン
ズ５を設置した。さらにその上側に、スクリーンｌＯに
投影できるように平面の投影用反射鏡６を設置した。

投影光用偏光板７は、投影用レンズ５の後に設置した。

又、光源ｌを効率良く液晶表示パネル１６を照明する為
に凹面集光鏡８を設置した。

光源ｌより出た照明光と凹面集光鏡８で集めた照明光で
、液晶表示パネル１６の全面を照明する。

すると照明光は液晶表示パネル１６を透過し、照明光用
偏光板３を透過し、背面反射鏡４に反射し、もう−反照
明光用偏光板３と液晶表示パネル１６を透過して投影光
となる。投影光は背面反射鏡４で投影用レンズ５に集光
され、投影光用偏光板７を透過し、投影用反射鏡６に反
射してスクリーンｌＯに投影される。

そして、液晶表示パネル１６が背面反射鏡４に対して２
０度傾斜している為液晶表示パネルの表面に反射した投
影光は投影用レンズに入射しない。

尚、本発明では液晶表示パネル１６が背面反射鏡４に対
して２０度傾斜しているが、液晶表示パネル１６の大き
さと背面反射鏡４の大きさで傾斜角度はきまり、角度は
０度から４５度まで調節しても効果は同じである。

［実施例３］ 本発明の具体的応用分野の実施例３は光源と１成品表示
パネルを離し、単体の照明光用偏光板と、単体のフレネ
ル型で凹面の背面反射鏡を光源と反対側の液晶表示パネ
ルに密着−設置させた。そして、液晶表示パネルの表面
に無反射膜を成膜している構成とした場合である。

本発明の実施例３の反射式の投影型液晶表示装置の基本
構成を第３図に示して詳述する。

液晶表示パネル２の表面にＭｇＦ２を０．０５ミクロン
の無反射膜１７を成膜し、第３図の様に照明光学系の光
源１と約３００ｍｍ離した所に設置した。そして液晶表
示パネル２に対して光源１と反対側の背面電極側に単体
の照明光用偏光板３と、単体のフレネル型で凹面の背面
反射鏡４を密着設置した。又、照明光学系の光源ｌと並
べて投影用レンズ５を設置した。さらにその上側に、ス
クリーン１０に投影できるように平面の投影用反射鏡６
を設置した。投影光用偏光板７は、投影用レンズ５の後
に設置した。又、光源ｌを効率良く成品表示パネル２を
照明する為に凹面集光鏡８を設置（−た。

光源ｌより出た照明光と凹面集光鏡８で集めた照明光で
、液晶表示パネル２の全面を照明する。

すると照明光は無反射膜１７と液晶表示パネル２を透過
し、照明充用偏光板３を透過し、背面反射鏡４に反射し
、もう−反照明光用偏光板３と液晶表示パネル２及び無
反射膜１７を透過して投影光となる。投影光は背面反射
鏡４で投影用レンズ５に集光され、投影光用偏光板７を
透過し、投影用反射鏡６に反射してスクリーン１０に投
影される。

そして、液晶表示パネルの表面に無反射膜１７を成膜し
ている為、液晶表示パネルの表面に光源の像は反射しな
い。

又、本発明では液晶表示パネルの表面に無反射膜１７を
全面成膜しているが、光源の像が反射するフレネル型で
凹面の背面反射鏡の中心部のみ成膜しても効果は同じで
ある。

尚、本発明では液晶表示パネルの表面に無反射膜１７を
ＭｇＦ２で０．０５ミクロン全面成膜しているが、Ｍｇ
Ｆ２でなくとも又、厚みをｏ、。

０５から１．０００ミクロン成膜しても目的が達成され
れば効果は同じである。

［実施例４］ 本発明の具体的応用分野の実施例４は光源と液晶表示パ
ネルを離し、単体の照明光用偏光板と、単体のフレネル
型で凹面の背面反射鏡を光源と反対側の液晶表示パネル
に密着設置させた。そして、光源と凹面集光鏡の前に輝
度平均化板を設置し、液晶表示パネルを照明する構成と
した場合である。

本発明の実施例４の反射式の投影型液晶表示装置の基本
構成を第４図に示して詳述する。

照明光学系の光＃ｌと成品表示パネル２を第４図の様に
約３００　ｍｍ離した所に設置した。そして液晶表示パ
ネル２に対して光源１と反対側の背面電極側に単体の照
明光用偏光板３と、単体のフレネル型で凹面の背面反射
鏡４を密着設置した。

又、照明光学系の光源ｌと並べて投影用レンズ５を設置
した。さらにその上側に、スクリーン１０に投影できる
ように平面の投影用反射鏡６を設置した。投影光用偏光
板７は、投影用レンズ５の後に設置した。又、光源１を
効率良く液晶表示パネル２を照明する為に凹面集光鏡８
を設置した。又、光源と凹面集光鏡８の前に輝度平均化
板１８を設置しである。

光源１より出た照明光と凹面集光鏡８で集めた照明光で
、液晶表示パネル２の全面を照明する。

すると照明光は液晶表示パネル２を透過し、照明光用偏
光板３を透過し、背面反射鏡４に反射し、もう−反照明
光用偏光板３と液晶表示パネル２を透過して投影光とな
る。投影光は背面反射鏡４で投影用レンズ５に集光され
、投影光用偏光板７を透過し、投影用反射鏡６に反射し
てスクリーン１０に投影される。

そして、光源と凹面集光鏡の前に輝度平均化板１８が設
置しであるので、液晶表示パネル２の表面に反射した光
源の像は散らされる。

又、本発明では実施例１と実施例２を組み合わせれば効
果は大きい。さらに実施例１と実施例２と実施例３と実
施例４を各々組み合わせても効果は大きくなる。

そして、本発明では平面の投影用反射鏡６を設置したが
、本体を横にすれば投影用反射鏡６を省略できる。

尚、・この投影型液晶表示装置は、スクリーンとの距離
を自由に変え拡大できる事はもちろん、スクリーンとの
距離を固定した装置にも応用できる。

［発明の効果］ 以上に述べたように、本説明により、反射鏡を使い映像
や、文字を表示する反射型投影表示装置で、背面電極側
に背面反射鏡を密着設置させ、拡大投影した事により光
源側の光学系を大幅に簡素化でき、さらに液晶表示パネ
ル及び２枚の偏光板の温度を上昇させず光源の輝度を上
げ、画像を明るくすることにも成功した。

そして、光源が液晶表示パネルの表面に直接反射投影し
ない構成とした事で成品表示パネルを大きくシ、画像を
明るくすることに成功した。

これにより、明るく大画面であるが軽量で移動時の携帯
性が良好で且つ、安価な表示装置を提供する事が可能と
なった。

さらに他の効果として反射鏡にフレネル型の凹面鏡、凸
面鏡又は、平面鏡を使った場合は組立式が可能となり、
コンパクトな装置となった。

【図面の簡単な説明】 第１図が、本発明の実施例１における反射式の投影型液
晶表示装置の基本概略図。 第２図が、本発明の実施例２における反射式の投影型液
晶表示装置の基本概略図。 第３図が、本発明の実施例３における反射式の投影型液
晶表示装置の基本概略図。 第４図が、本発明の実施例４における反射式の投影型液
晶表示装置の基本概略図。 第５図は、従来技術の基本的な透過式の投影型液晶表示
装置の基本概略図。 第６図は、従来技術の反射式の投影型液晶表示装置の基
本概略図。 ｌ・・・光源 ２・・・従来技術の液晶表示パネル ３・・・照明光用偏光板 ４・・・背面反射鏡 ５・・・投影用レンズ ６・・・投影用反射鏡 ７・・・投影光用偏光板 ８・・・凹面集光鏡 ９・・・遮光板 １０・・・スクリーン １１・・本発明の実施例１の光源 １２・・本発明の実施例１の凹面集光鏡１３・・本発明
の実施例１の液晶表示パネル本発明の実施例１の照明充
用偏光板 本発明の実施例１の背面反射鏡 本発明の実施例２の液晶表示パネル 本発明の実施例３の無反射膜 本発明の実施例４の輝度平均化板 従来技術の集光用レンズ 従来技術の液晶表示パネル 従来技術の投影用レンズ 従来技術の偏光板 従来技術の冷却装置 従来技術の光源の像 以上

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像を表示する液晶表示パネルと２枚の偏光板と
   投影の為の光源と該液晶表示パネルを照明する照明光学
   系と該液晶表示パネルの表示を拡大投影する投影光学系
   と該液晶表示パネルを通過した光を反射し再度該液晶表
   示パネルを通過し集光させる為のフレネル背面反射鏡と
   を具備した反射式の投影型液晶表示装置に於て、該光源
   の像が該液晶表示パネルの表面に直接反射し投影しない
   構成とした事を特徴とする投影型液晶表示装置。
2. （２）該光源を該液晶表示パネルに効率良く照明する為
   の凹面集光鏡と該光源を傾け該フレネル背面反射鏡の中
   心より半分のみ照明し、該フレネル背面反射鏡の中心よ
   り半分のみ使う事を特徴とする請求項１記載の投影型液
   晶表示装置。
3. （３）該液晶表示パネルが該フレネル背面反射鏡に対し
   て０度から４５度まで傾斜している事を特徴とする請求
   項１記載の投影型液晶表示装置。
4. （４）該液晶表示パネルの表面に無反射膜を成膜してい
   る事を特徴とする請求項１記載の投影型液晶表示装置。
5. （５）該光源と凹面集光鏡の前に輝度平均化板を設置し
   、該液晶表示パネルを照明する構成とした事を特徴とす
   る請求項１記載の投影型液晶表示装置。