JPH05203912A - 投影型液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】光源からの光を無駄なく液晶表示パネルでの表
示に利用して、スクリーン面に高輝度でコントラストの
高いフルカラー投影画像を投影する。 【構成】光源３からの光Ａをビームスプリッタ１３によ
りＰ偏光光Ａp とＳ偏光光Ａs とに分離し、Ｐ偏光光Ａ
p はＰ偏光光を使用して表示を行なう緑色画像表示用液
晶表示パネル１１ａに、Ｓ偏光光Ａs はＳ偏光光を使用
して表示を行なう赤青色画像表示用液晶表示パネル１１
ｂに入射させ、前記緑色画像表示用液晶表示パネル１１
ａを透過したＰ偏光の緑色画像光と、前記赤青色画像表
示用液晶表示パネル１１ｂを透過したＳ偏光の赤青色画
像光とを、画像合成用偏光ビームスプリッタ１４により
合成して投影レンズ６に入射させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は投影型液晶表示装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、液晶表示パネルを用いてテレビジ
ョン画像等を表示する液晶表示装置として、投影型液晶
表示装置が考えられている。

【０００３】図４は従来の投影型液晶表示装置を示した
もので、図中１は液晶表示パネルであり、この液晶表示
パネル１としては一般に、液晶分子をツイスト配列させ
るとともに光入射側と出射側とにそれぞれ偏光板２ａ，
２ｂを配置したＴＮ（ツィステッド・ネマティック）型
のものが使用されている。

【０００４】３は前記液晶表示パネル１に光入射面に対
向させて配置された光源である。この光源３は、ハロゲ
ンランプやキセノンランプ等の高輝度の光源ランプ４
と、この光源ランプ４からの放射光を液晶表示パネル１
に向けて反射させるリフレクタ５とからなっており、上
記リフレクタ５は、光源ランプ４からの放射光をリフレ
クタ光軸に平行な平行光として反射させる放物面リフレ
クタとされている。また、６は液晶表示パネル１の光出
射面に対向させて配置された投影レンズ、７はスクリー
ンである。

【０００５】この投影型液晶表示装置は、光源３からの
照射光を液晶表示パネル１に入射させ、この液晶表示パ
ネル１を通った画像光を投影レンズ６により拡大してス
クリーン７面に投影するもので、この投影型液晶表示装
置によれば、表示画面が小さい液晶表示パネル１の表示
画像を大きく拡大して見ることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の投影型液晶表示装置では、光源３からの照射光をそ
のまま液晶表示パネル１に入射させているために、光源
３からの照射光のうちのほぼ半分の光だけしか液晶表示
パネル１での表示に利用することができず、そのために
光源３からの照射光のほぼ半分が無駄になってしまう
し、また特に液晶表示パネル１にフルカラー画像を表示
させてこのフルカラー画像をスクリーン７面に拡大投影
する投影型液晶表示装置の場合は、スクリーン７面に拡
大投影されるフルカラー画像がコントラストの悪い暗い
画像となってしまうという問題をもっていた。

【０００７】これは、光源３からの照射光が様々な振動
方向のランダム光であるのに対して、ＴＮ型液晶表示パ
ネル１が、その入射側偏光板２ａを透過した直線偏光光
だけを使用して表示を行なうものであるためであり、光
源３からの照射光のうち上記入射側偏光板２ａの透過軸
方向に沿う振動方向の光は入射側偏光板２ａを透過して
液晶表示パネル１に入射するが、入射側偏光板２ａの透
過軸方向に対して直交する振動方向の光は入射側偏光板
２ａで吸収されてしまうから、実際に液晶表示パネル１
に入射する光の量は、光源３からの照射光量のほぼ半分
となる。

【０００８】そして、フルカラー画像を表示する液晶表
示パネルでは、液晶表示パネルを透過する光が赤、緑、
青のカラーフィルタにより特定の波長帯或の光を吸収さ
れて着色光となるために、この液晶表示パネル１を透過
したフルカラー画像光をそのままスクリーン７面に拡大
投影したのでは、スクリーン７面に拡大投影されるフル
カラー画像がコントラストの悪い暗い画像となってしま
う。

【０００９】本発明は上記のような実情にかんがみてな
されたものであって、その目的とするところは、光源か
らの照射光のほとんどを無駄なく液晶表示パネルでの表
示に利用して、スクリーン面に高輝度でコントラストの
高いフルカラー投影画像を投影することができる投影型
液晶表示装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、赤、緑、青の三原色のうちの１色の画像を
表示する液晶表示パネルと、他の２色の画像を表示する
液晶表示パネルとの２枚の液晶表示パネルを備え、かつ
一方の液晶表示パネルはＰ偏光光を使用して表示を行な
うものとし、他方の液晶表示パネルはＳ偏光光を使用し
て表示を行なうものとするとともに、

【００１１】前記一方の液晶表示パネルは前記光源に対
向させて配置し、この一方の液晶表示パネルと前記光源
との間に、前記光源からの照射光のうちＰ偏光光は透過
させて前記一方の液晶表示パネルに入射させＳ偏光光は
側面に向けて反射させる光分離用偏光ビームスプリッタ
を配置し、

【００１２】前記一方の液晶表示パネルと前記投影レン
ズとの間には、前記一方の液晶表示パネルを透過したＰ
偏光光は透過させて前記投影レンズに入射させ側面から
入射するＳ偏光光は前記投影レンズに向けて反射させる
画像合成用偏光ビームスプリッタを配置するとともに、

【００１３】前記光分離用偏光ビームスプリッタの側面
と前記画像合成用偏光ビームスプリッタの側面とにそれ
ぞれ斜めに対向させてミラーを配置して、このミラーに
より前記光分離用偏光ビームスプリッタの側面から出射
する前記Ｓ偏光光を前記画像合成用偏光ビームスプリッ
タにその側面から入射させるＳ偏光光路を構成し、この
Ｓ偏光光路に前記他方の液晶表示パネルを配置したもの
である。

【００１４】

【作用】すなわち、本発明の投影型液晶表示装置は、光
源からの照射光を光分離用偏光ビームスプリッタによっ
てＰ偏光光とＳ偏光光とに分離し、この光分離用偏光ビ
ームスプリッタを透過したＰ偏光光は２枚の液晶表示パ
ネルのうちのＰ偏光光を使用して表示を行なう液晶表示
パネルに入射させ、残りの光つまり光分離用偏光ビーム
スプリッタによりその側面に向けて反射されたＳ偏光光
は、Ｓ偏光光路を介して、Ｓ偏光光を使用して表示を行
なう液晶表示パネルに入射させるとともに、前記Ｐ偏光
光を使用して表示を行なう液晶表示パネルを透過したＰ
偏光の画像光と、Ｓ偏光光を使用して表示を行なう液晶
表示パネルを透過したＳ偏光の画像光とを、画像合成用
偏光ビームスプリッタにより合成して投影レンズに入射
させてやるようにしたものである。

【００１５】この投影型液晶表示装置において、上記２
枚の液晶表示パネルのうちの一方は赤、緑、青の三原色
のうちの１色の画像を表示するものであり、他方の液晶
表示パネルは他の２色の画像を表示するものであるか
ら、上記２枚の液晶表示パネルを透過した画像光を画像
合成用偏光ビームスプリッタで合成した画像はフルカラ
ー画像となり、このフルカラー画像が投影レンズによっ
てスクリーン面に拡大投影される。

【００１６】そして、この投影型液晶表示装置では、光
源からの照射光を光分離用偏光ビームスプリッタにより
Ｐ偏光光とＳ偏光光とに分離して、Ｐ偏光光を一方の液
晶表示パネルに、Ｓ偏光光を他方の液晶表示パネルに入
射させているため、各液晶表示パネルに入射する光の量
はそれぞれ光源からの照射光量のほぼ半分である。

【００１７】しかし、Ｐ偏光光を入射させる液晶表示パ
ネルはＰ偏光光を使用して表示を行なうものであり、Ｓ
偏光光を入射させる液晶表示パネルはＳ偏光光を使用し
て表示を行なうものであるため、この各液晶表示パネル
に入射する光の全部をそれぞれ各液晶表示パネルでの表
示に使用することができる。

【００１８】このため、光源からの照射光のほとんどを
無駄なく液晶表示パネルでの表示に利用することができ
るし、また、２枚の液晶表示パネルを透過した２つの画
像光を合成したフルカラー画像の輝度は、上記２つの画
像光の輝度を合せた輝度となるから、スクリーン面に高
輝度でコントラストの高いフルカラー投影画像を投影す
ることができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図３を参照
して説明する。

【００２０】図１において、３は光源ランプ４と放物面
リフレクタ５とからなる光源、６は投影レンズ、７はス
クリーンであり、これらは図４に示した従来の投影型液
晶表示装置と同じものである。

【００２１】１１ａ，１１ｂは２枚のＴＮ型液晶表示パ
ネルであり、一方の液晶表示パネル１１ａは、図２
（ａ）に示すように緑色画素Ｇだけを表示する緑色画像
表示用とされ、他方の液晶表示パネル１１ｂは、図２
（ｂ）に示すように赤色画素Ｒと青色画素Ｂとを交互に
並ぶ状態に表示する緑色画像表示用とされている。

【００２２】なお、緑色画像表示用液晶表示パネル１１
ａは、その光入射面側または出射面側にその全面にわた
る面積の緑色フィルタＦＧを設けたものとされ、赤青色
画像表示用液晶表示パネル１１ｂは、パネル内に各画素
表示電極に対応させて赤色フィルタと青色フィルタを交
互に設けたものとされている。

【００２３】また、上記緑色画像表示用液晶表示パネル
１１ａは、Ｐ偏光光（図上紙面に平行な振動方向の直線
偏光光）を使用して表示を行なうものとされ、赤青色画
像表示用液晶表示パネル１１ｂは、Ｓ偏光光（図上紙面
に対して垂直な振動方向の直線偏光光）を使用して表示
を行なうものとされている。

【００２４】そして、Ｐ偏光光を使用して表示を行なう
緑色画像表示用液晶表示パネル１１ａは、光源３に対向
させて配置されており、この緑色画像表示用液晶表示パ
ネル１１ａと光源３との間には、光分離用偏光ビームス
プリッタ１３が配置されている。

【００２５】この光分離用偏光ビームスプリッタ８は、
光源３からの照射光ＡをＰ偏光光Ａp とＳ偏光光Ａs と
に分離するもので、光源３からの照射光ＡのうちのＰ偏
光光Ａp はそのまま透過させて上記緑色画像表示用液晶
表示パネル１１ａに入射させ、Ｓ偏光光Ａs はスプリッ
タ側面に向けて反射させる。

【００２６】また、上記緑色画像表示用液晶表示パネル
１１ａと投影レンズ６との間には、画像合成用偏光ビー
ムスプリッタ１４が配置されている。この画像合成用偏
光ビームスプリッタ１４は、緑色画像表示用液晶表示パ
ネル１１ａを透過したＰ偏光光Ａp は透過させて投影レ
ンズ６に入射させ、スプリッタ側面から入射するＳ偏光
光Ａs は投影レンズ６に向けて反射させるもので、前記
光分離用偏光ビームスプリッタ１３で分離されてその側
面に出射したＳ偏光光Ａs は、この光分離用偏光ビーム
スプリッタ１３の側面と前記画像合成用偏光ビームスプ
リッタ１４の側面とにそれぞれ４５°の角度で斜めに対
向させてミラー１５，１６を配置して構成したＳ偏光光
路１７を経て、画像合成用偏光ビームスプリッタ１４に
その側面から入射するようになっている。

【００２７】そして、前記Ｓ偏光光を使用して表示を行
なう赤青色画像表示用液晶表示パネル１１ｂは、上記Ｓ
偏光光路１７に、画像合成用偏光ビームスプリッタ１４
の側面に対向させて配置されている。

【００２８】この投影型液晶表示装置は、光源３からの
照射光Ａを光分離用偏光ビームスプリッタ１３によって
Ｐ偏光光Ａp とＳ偏光光Ａs とに分離し、この光分離用
偏光ビームスプリッタ１３を透過したＰ偏光光Ａp は２
枚の液晶表示パネル１１ａ，１１ｂのうちのＰ偏光光を
使用して表示を行なう緑色画像表示用液晶表示パネル１
１ａに入射させ、残りの光つまり光分離用偏光ビームス
プリッタ１３によりその側面に向けて反射されたＳ偏光
光Ａs は、Ｓ偏光光路１７を介して、Ｓ偏光光を使用し
て表示を行なう赤青色画像表示用液晶表示パネル１１ｂ
に入射させるとともに、前記Ｐ偏光光を使用して表示を
行なう緑色画像表示用液晶表示パネル１１ａを透過した
Ｐ偏光の緑色画像光と、Ｓ偏光光を使用して表示を行な
う赤青色画像表示用液晶表示パネル１１ｂを透過したＳ
偏光の赤青色画像光とを、画像合成用偏光ビームスプリ
ッタ１４により合成して投影レンズ６に入射させてやる
ようにしたものである。

【００２９】この投影型液晶表示装置において、上記２
枚の液晶表示パネル１１ａ，１１ｂのうちの一方１１ａ
は赤、緑、青の三原色のうちの緑色の画像を表示するも
のであり、他方の液晶表示パネル１１ｂは他の２色つま
り赤色と青色の画像を表示するものであるから、上記２
枚の液晶表示パネル１１ａ，１１ｂを透過した画像光を
画像合成用偏光ビームスプリッタ１４で合成した画像は
フルカラー画像となり、このフルカラー画像が投影レン
ズ６によってスクリーン７面に拡大投影される。

【００３０】なお、緑色画像表示用液晶表示パネル１１
ａを透過した緑色画像光と、赤青色画像表示用液晶表示
パネル１１ｂを透過した赤青色画像光とは、図３に示す
ように、赤青色画像の赤色画素Ｒと青色画素Ｂとの間に
緑色画素Ｇがくるようにして合成すればよく、このよう
にして合成されたフルカラー画像は、赤，緑，青の原色
画素Ｒ，Ｇ，Ｂと、赤と緑の合成色である黄色画素Ｙ
と、緑と青の合成色であるシアン色画素Ｃとが、図３に
示すようにＲ，Ｙ，Ｇ，Ｃ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｙ，…の順で
並んだ画像となる。

【００３１】そして、この投影型液晶表示装置では、光
源３からの照射光Ａを光分離用偏光ビームスプリッタ１
３によりＰ偏光光Ａp とＳ偏光光Ａs とに分離して、Ｐ
偏光光Ａp を一方の液晶表示パネル１１ａに、Ｓ偏光光
Ａs を他方の液晶表示パネル１１ｂに入射させているた
め、各液晶表示パネル１１ａ，１１ｂに入射する光の量
はそれぞれ光源３からの照射光量のほぼ半分である。

【００３２】しかし、Ｐ偏光光Ａp を入射させる液晶表
示パネル１１ａはＰ偏光光を使用して表示を行なうもの
であり、Ｓ偏光光Ａs を入射させる液晶表示パネル１１
ｂはＳ偏光光を使用して表示を行なうものであるため、
この各液晶表示パネル１１ａ，１１ｂに入射する光の全
部をそれぞれ各液晶表示パネル１１ａ，１１ｂでの表示
に使用することができるから、光源３からの照射光Ａの
ほとんどを無駄なく液晶表示パネルでの表示に利用する
ことができる。

【００３３】また、２枚の液晶表示パネル１１ａ，１１
ｂを透過した２つの画像光を合成したフルカラー画像の
輝度は、上記２つの画像光の輝度を合せた輝度となるか
ら、スクリーン７面に高輝度でコントラストの高いフル
カラー投影画像を投影することができる。

【００３４】なお、上記投影型液晶表示装置では、光源
３からの照射光ＡをＰ偏光光Ａp とＳ偏光光Ａs とに分
離して各液晶表示パネル１１ａ，１１ｂに入射させるよ
うにしているから、各液晶表示パネル１１ａ，１１ｂに
入射する光は直線偏光光であり、したがって、各液晶表
示パネル１１ａ，１１ｂの光入射面側に入射光を直線偏
光光とするための偏光板を設ける必要はないから、各液
晶表示パネル１１ａ，１１ｂはそれぞれ図１に示すよう
に出射面側だけに偏光板１２を設けたものでよい。

【００３５】なお、上記実施例では、Ｓ偏光光を使用し
て表示を行なう赤青色画像表示用液晶表示パネル１１ｂ
を画像合成用偏光ビームスプリッタ１４の側面に対向さ
せて配置しているが、このＳ偏光光を使用して表示を行
なう液晶表示パネル１１ｂは、Ｓ偏光光路１７中であれ
ばどの位置に設けてもよい。

【００３６】また、上記実施例では、画像合成用偏光ビ
ームスプリッタ１４の側面に対向させて配置されている
Ｐ偏光光を使用して表示を行なう液晶表示パネル１１ａ
に緑色画像を表示させ、Ｓ偏光光を使用して表示を行な
う液晶表示パネル１１ｂに赤色と青色の画像を表示させ
るようにしているが、これに限らず、Ｓ偏光光を使用し
て表示を行なう液晶表示パネルに赤、緑、青の三原色の
うちの１色画像を表示させ、Ｐ偏光光を使用して表示を
行なう液晶表示パネル他の２色の画像を表示させるよう
にしてもよい。

【００３７】

【発明の効果】本発明の投影型液晶表示装置は、赤、
緑、青の三原色のうちの１色の画像を表示する液晶表示
パネルと、他の２色の画像を表示する液晶表示パネルと
の２枚の液晶表示パネルを備え、かつ一方の液晶表示パ
ネルはＰ偏光光を使用して表示を行なうものとし、他方
の液晶表示パネルはＳ偏光光を使用して表示を行なうも
のとするとともに、前記一方の液晶表示パネルは前記光
源に対向させて配置し、この一方の液晶表示パネルと前
記光源との間に、前記光源からの照射光のうちＰ偏光光
は透過させて前記一方の液晶表示パネルに入射させＳ偏
光光は側面に向けて反射させる光分離用偏光ビームスプ
リッタを配置し、前記一方の液晶表示パネルと前記投影
レンズとの間には、前記一方の液晶表示パネルを透過し
たＰ偏光光は透過させて前記投影レンズに入射させ側面
から入射するＳ偏光光は前記投影レンズに向けて反射さ
せる画像合成用偏光ビームスプリッタを配置するととも
に、前記光分離用偏光ビームスプリッタの側面と前記画
像合成用偏光ビームスプリッタの側面とにそれぞれ斜め
に対向させてミラーを配置して、このミラーにより前記
光分離用偏光ビームスプリッタの側面から出射する前記
Ｓ偏光光を前記画像合成用偏光ビームスプリッタにその
側面から入射させるＳ偏光光路を構成し、このＳ偏光光
路に前記他方の液晶表示パネルを配置したものであるか
ら、光源からの照射光のほとんどを無駄なく液晶表示パ
ネルでの表示に利用して、スクリーン面に高輝度でコン
トラストの高いフルカラー投影画像を投影することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す投影型液晶表示装置の
側面図。

【図２】同じく各液晶表示パネルが表示する画像の画素
配列図。

【図３】同じく合成されたフルカラー画像の画素配列
図。

【図４】従来の投影型液晶表示装置の側面図。

【符号の説明】

３…光源 ６…投影レンズ ７…スクリーン ８…偏光ビームスプリッタ １１ａ…緑色画像表示用液晶表示パネル ＧＦ…緑色フィルタ １１ｂ…赤青色画像表示用液晶表示パネル １２…偏光板 １３…光分離用偏光ビームスプリッタ １４…画像合成用偏光ビームスプリッタ １５，１６…ミラー １７…Ｓ偏光光路 Ａ…光源からの照射光 Ａp …Ｐ偏光光 Ａs …Ｓ偏光光

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カラー画像を表示する液晶表示パネルに光
   源からの照射光を入射させ、前記液晶表示パネルを透過
   したカラー画像光を投影レンズにより拡大してスクリー
   ン面に投影する投影型液晶表示装置において、 赤、緑、青の三原色のうちの１色の画像を表示する液晶
   表示パネルと、他の２色の画像を表示する液晶表示パネ
   ルとの２枚の液晶表示パネルを備え、かつ一方の液晶表
   示パネルはＰ偏光光を使用して表示を行なうものとし、
   他方の液晶表示パネルはＳ偏光光を使用して表示を行な
   うものとするとともに、 前記一方の液晶表示パネルは前記光源に対向させて配置
   し、この一方の液晶表示パネルと前記光源との間に、前
   記光源からの照射光のうちＰ偏光光は透過させて前記一
   方の液晶表示パネルに入射させＳ偏光光は側面に向けて
   反射させる光分離用偏光ビームスプリッタを配置し、 前記一方の液晶表示パネルと前記投影レンズとの間に
   は、前記一方の液晶表示パネルを透過したＰ偏光光は透
   過させて前記投影レンズに入射させ側面から入射するＳ
   偏光光は前記投影レンズに向けて反射させる画像合成用
   偏光ビームスプリッタを配置するとともに、 前記光分離用偏光ビームスプリッタの側面と前記画像合
   成用偏光ビームスプリッタの側面とにそれぞれ斜めに対
   向させてミラーを配置して、このミラーにより前記光分
   離用偏光ビームスプリッタの側面から出射する前記Ｓ偏
   光光を前記画像合成用偏光ビームスプリッタにその側面
   から入射させるＳ偏光光路を構成し、このＳ偏光光路に
   前記他方の液晶表示パネルを配置したことを特徴とする
   投影型液晶表示装置。