JPH04127120A - 投写型表示装置 - 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］ この発明は、液晶プロジェクタの高輝度化に関する。

［従来の技術］ 第７図は実願平２−６２４７５号公報に記載されている
一実施例である。図において、１は光源２は光源の出射
光を平行光にする放物面鏡、３ａは光源の出射光束、１
１は二つのＰ、Ｓ直線偏光光に分離し一方の直線偏光光
を光源側に反射する偏光ビームスプリッタ、１０は偏光
面回転手段に用いられる１／４波長板、４ａ、４ｂは偏
光ビームスプリッタの透過光束、１２はコンデンサレン
ズ、１３ａ、１３ｂは偏光板、１４は画像を形成する液
晶パネル、１５は液晶パネル１４の表示画像をスクリー
ン１６上に拡大投写する投写レンズである。

次に、動作について説明する。

光源ｌから発せられた光は放物面鏡２で反射され平行光
束３ａとなる。平行光束３ａは自然光であり偏光ビーム
スプリッタ１１においてＰ偏光光４ａとＳ偏光光３ｂに
分離される。Ｓ偏光光３ｂは偏光ビームスプリッタ１１
の２つの接合面で光源側に反射され、１／４波長板ｌＯ
を介して円偏光光３ｃとなる。円偏光光３Ｃは放物面鏡
２で反射され、円偏光光３ｄが再びｌ／４波長板１０を
介することにより４ａのＰ偏光と同方向の直線偏光光４
ｂに変換され偏光ビームスプリッタ１１を透過する。直
線偏光光４ａ、４ｂにより２枚の偏元板１３ａ、１３ｂ
で挟んだ液晶パネル１４を照明し、投写レンズ１５によ
り表示画像を拡大してスクリーン１６に投写する。自然
光を直接液晶表示素子に照射すると、半分以上の光を入
射側偏光板１３ａにおいて損失していた。

この方式は損失を受けていた光成分も、液晶表示素子の
入射側偏光板を透過できる直線偏光光に変換しているた
め、偏光板の透過光量が増し、高輝度の投写型表示装置
が実現される。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の投写型表示装置は、以上のように構成されている
ので、１／４波長板における光吸収、反射により照明光
を損失する。また、熱によりｌ／４波長板が劣化すると
いった問題点がある゛。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、コンパクトな照明光学系で液晶ビデオプロジ
ェクタの高輝度化が実現できる投写型表示装置を提供す
ることを目的とするものである。

［Ｈ題を解決するための手段］ この発明に係る投写型表示装置は、液晶表示パネルと光
源との間に、前記光源の照明光のうちＰ偏光光を透過さ
せ、Ｓ偏光光を前記光源側に反射させる偏光ビームスプ
リッタを備えたことを特徴とするものである。

［作用〕 この発明における上記の照明光を直線偏光化する照明系
において、ｌ／４波長板を削除することにより照明光の
吸収、反射損失が低減され偏光ビームスプリッタの透過
光量が増加する。また偏光板の接合面が折返し構造とな
っているため直線偏光化のための照明系がコンパクトに
なる。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例による投写型表示装置を示
す構成図であり、図に示すごとく、光源１より発せられ
た光は放物面鏡２で反射され平行光束３ａとなる。自然
光である平行光束３ａは偏光ビームスプリッタ１１にお
いてＰ偏光光４ａとＳ偏光光３ｂに分離される。Ｓ偏光
光３ｂは放物面鏡２を２回反射して前面出射光束３ｆと
なる。

放物面鏡２への入射光束３ｂは直線偏光であるが、出射
光束３ｆは放物面鏡２での反射において放物面鏡の断面
内の位置により偏光面が回転した光成分より成るが、詳
細は後に述べる。偏光面が回転した光成分は再び偏光ビ
ームスプリッタ１１において、Ｐ偏光光４ｂとＳ偏光光
３ｇに分離される。偏光ビームスプリッタｌｌを透過し
た照明光４ａ、４ｂはコンデンサレンズ１２を介して２
つの偏光板１３ａ、１３ｂに挾まれた液晶パネル１４を
照明し、投写レンズ１５により表示画像を拡大してスク
リーン１６に投写される。

次に、偏光回転の原理について説明する。

第２図は第１図に示す直線偏光化照明系の斜視図である
。図に示すごと（、偏光ビームスプリッタ１１で反射さ
れたＳ偏光光３ｂは、放物面鏡２の入射位置により放物
面鏡２での２回反射において偏光面が回転する。

上記偏光面が回転する原理については、第３図に示すご
とく、放物面鏡２への入射光３１の電界成分はタンジェ
ンシャル方向成分とラジアル方向成分に分解される。放
物面鏡を２回反射することにより放物面鏡の出射光のラ
ジアル方向成分は入射光に対して反転する。放物面鏡２
への入射光３１ａ、３１ｂに対しては、出射光３２ａ、
３２ｂの偏光面は回転しないが、入射光３１ｃ、３１ｄ
に対しては、出射光３２ｃ、’３２ｄのように偏光面が
回転する。つまり、放物面鏡に直線偏光を入射すると反
射される光束は断面内の位置によって偏光方向が異なっ
た直線偏光光となる。

この様に、第一回目の偏光ビームスプリッタ１１による
反射光３ｂは、放物面鏡２で反射され反射光３ｆとなり
、反射光３ｆの一部が有効な第二の直線偏光照明光４ｂ
となり、第二回目の偏光ビームスプリッタの反射光３ｇ
は再び放物面鏡２で反射されて第三の有効な直線偏光照
明光となる。

このため、第１図の光学系により第７図で用いられてい
た１７４波長板１０がなくても、直線偏光光４ａ、４ｂ
等の多重反射後、偏光ビームスプリッタ１１を透過した
直線偏光光が液晶パネル１４の照明光となり高輝度な投
写画像が得られる。

［他の実施例］ 第２の実施例を第４図に示す。偏光ビームスプリッタ１
１を透過した直線偏光光４ａ、４ｂの消光比が良好であ
れば、本実施例の如（液晶パネル１４の入射側偏光板を
省略でき、光損失が低減される。その他の構成は、第１
の実施例と同様であるので説明を省略する。

第３の実施例を第５図に示す。偏光ビームスプリッタの
接合面を複数回折返すことにより、図に示すように偏光
ビームスプリッタ２１を薄くできる。

第４の実施例を第６図に示す。管面がフロスト処理され
た光源１７を用いた場合、偏光ビームスプリッタ１１に
より反射されたＳ偏光光３ｂが光源１７に入射される。

その際、管面における反射光は散乱して偏光方向がラン
ダムな光となり、光源の前面出射光３ｈとして放物面鏡
２で反射される。そして、再び偏光ビームスプリッタ１
１を介することにより、有効な直線偏光の照明光４Ｃと
なる。

［発明の効果コ 以上のようにこの発明によれば、光源から出射する自然
光を簡便な光学系により直線偏光化できる。この結果液
晶パネルへの照明光量が増えることになり、高輝度の投
写画像を実現できる。また、入射側偏光板の発熱による
劣化を低減できる。

さらに、直線偏光光の消光比が高ければ入射側偏光板を
省略できるため、より照明光の利用効率が向上する。ま
た、１／４波長板を使用しないので、それだけ低コスト
の装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例による投写型表示装置
を示す構成図、第２図は第１図に示す直線偏光化照明系
の斜視図、第３図は偏光回転の原理説明図、第４図は第
２の実施例による投写型表示装置を示す構成図、第５図
は第３の実施例による投写型表示装置を示す構成図、第
６図は第３の実施例による照明系の原理説明図、第７図
は従来の投写型表示装置の構成図である。 図において、ｌは光源、２は放物面鏡、１１は偏光ビー
ムスプリッタ、１２はコンデンサレンズ１３ａ、１３ｂ
は偏光板、１４は液晶パネル、１５は投写レンズである
。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液晶表示パネルを放物面鏡を備えた光源により照明し、
   表示画像を投写レンズによってスクリーン面に拡大投写
   する表示装置において、前記液晶表示パネルと前記光源
   との間に、前記光源の照明光のうちＰ偏光光を透過させ
   、Ｓ偏光光を前記光源側に反射させる偏光ビームスプリ
   ッタを備えたことを特徴とする投写型表示装置。