JPH08201751A

JPH08201751A - 画像表示装置

Info

Publication number: JPH08201751A
Application number: JP7013459A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Deguchi; 雅晴出口; Takashi Tsunoda; 隆史角田; Futoshi Yamazaki; 太志山崎; Hisao Inage; 久夫稲毛; Takesuke Maruyama; 竹介丸山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-01-31
Filing date: 1995-01-31
Publication date: 1996-08-09

Abstract

(57)【要約】【目的】明るく且つ視聴者に与える違和感の少ない画像
を表示する表示装置を得る。【構成】光源１から入射する不定偏光光の直交する一方
の偏光光を通過させ、他方の偏光光を反射する偏光面５
ａ，５ｂと、反射した偏光光の偏光方向を回転させる１
／２波長板４と、この１／２波長板４を通過した偏光光
を反射して前記通過光の両側に対称的に合成する反射面
６ａ，６ｂとを有する偏光素子３を介して液晶表示素子
２を照射し、光源１から放射される光の光利用効率を高
めると共に光学特性の差による表示画像の違和感を軽減
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主に一対の透明基板間
に注入した液晶の電気光学効果により画像情報を表示す
る透過型の液晶表示素子をライトバルブとして用い、該
ライトバルブに形成される光学効果像を光源を含む照明
光学系による照明光で照射して表示する画像表示装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】画像表示装置として、例えばライトバル
ブに光学的特性の変化として映像信号に応じて形成され
る光学効果像を光源を含む照明光学系による照明光で照
射することにより光学像として直視する直視型表示装
置、あるいはこの光学像を投射レンズによりスクリ−ン
上に投影する投射型表示装置等があり、ライトバルブと
しては透過型の液晶表示素子を使用したものが数多く提
案されている。液晶表示素子の代表例であるツイステッ
ド・ネマティック（ＴＮ）型液晶表示素子は、透明な電
極被膜をもつ一対の透明基板間に液晶を注入して成る液
晶セルの前後に各々の偏光方向が互いに９０°異なるよ
うに２枚の偏光子を配置した構成であり、液晶の電気光
学効果により偏光面を回転させる機能（作用）と、偏光
子の偏光成分の選択機能（作用）とを組み合わせること
により、入射光の透過光量を制御して画像情報を表示す
るようになっている。近年、こうした透過型の液晶表示
素子自体の小型化が進むと共に解像度等の性能も急速に
向上し、この液晶表示素子を用いた画像表示装置の小
型，高性能化が進んでいる。

【０００３】一般に、ライトバルブに光を照射する所謂
バックライトと透過型の液晶表示素子を用いた画像表示
装置、あるいは、更に該画像表示装置により得られる光
学像を投射レンズによりスクリ−ン上に投影する投射型
画像表示装置は、明るい光学像が得られ、且つ小型で解
像度等の性能が良いものであることが望まれている。こ
うした画像表示装置において、像の明るさを向上させる
ためには、光源自体の明るさを増すこと、この光源から
放射される総ての光のエネルギ−に対する透過型の液晶
表示素子等のライトバルブ上に照射される光のエネルギ
−の比率（以下光利用効率と呼ぶ）を高くすること、液
晶表示素子等のライトバルブヘ入射する光のエネルギ−
に対して該ライトバルブを透過して出射する光のエネル
ギ−の比率が高いこと、更に、投射型画像表示装置の場
合には投射レンズの透過率が高く、且つ投射レンズがラ
イトバルブから出射された光束の総てを取り込めるよう
な充分に明るいＦ値を有していること、などが必要であ
る。

【０００４】このように、近年、液晶表示素子を用いた
画像表示装置の小型，高性能化が進んでいるが、更に明
るく小型な画像表示装置を得るためには、小型化したラ
イトバルブを用いて、且つ光利用効率の高い照明光学系
とすることが必要である。

【０００５】しかし、一般に、光源から放射される光は
不定偏光光であるため、直線偏光光を利用する液晶表示
素子を用いた装置の場合には光利用効率が低くならざる
を得ない。例えば、前述したＴＮ型液晶を用いた液晶表
示素子においては、液晶表示素子に照射された光は、２
枚の偏光板を通過する間に表示に利用される直線偏光で
ない成分、すなわち光源から放射される光の半分以上が
損失し、光源の明るさに対して充分に明るい表示画像が
得られないという問題がある。

【０００６】このような光利用効率の低下を補うため
に、特開昭６３−１６８６２２号公報及び特開平３−２
４３９１２号公報に開示された発明は、光源から放射さ
れる光の偏光方向を揃えることにより光利用効率を高め
る工夫を提案している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た２つの手段は、偏光方向を揃える手段からの出射光が
領域によって光源からの光路（距離）が異なることによ
る光学特性の差を含んでしまい、この出射光による光学
像表示画面には、該表示画面を上下方向または左右方向
に２分する光学特性差（明るさの片寄り）が発生して視
聴者に違和感を与える問題がある。

【０００８】従って、本発明の目的はこうした従来の問
題点を解決し、光利用効率が良く且つ光学特性の差が視
聴者に与える違和感を軽減することができる画像表示装
置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、不定偏光光を放射する光源の出射
光を映像信号に応じた光学効果像が形成されるライトバ
ルブ上に照射する照明光学系を備えた画像表示装置にお
いて、前記光源から入射する不定偏光光の直交する一方
の偏光光を通過させ、他方の偏光光を反射する偏光面
と、反射した偏光光の偏光方向を回転させる偏光方向回
転手段と、この偏光方向回転手段を通過した偏光光を反
射して前記通過光の両側に対称的に合成する反射面とを
有する偏光素子を設けたことを特徴とする。

【００１０】そして、更に、前記偏光素子には、入射光
側にＶ字状に開いて対向する２つの偏光面と、この２つ
の偏光面の間に位置して前記偏光面で反射された偏光光
の通過させることによりその偏光方向を回転させる偏光
方向回転手段と、偏光方向が回転した偏光光を前記偏光
面を通過した偏光光の外側の領域に合成するように反射
する反射面を設けたことを特徴とする。

【００１１】また、前記偏光方向回転手段は、１／２波
長板とすることを特徴とする。

【００１２】また、前記偏光素子の反射面は、外付けと
することを特徴とする。

【００１３】また、前記光源から後方に出射した光を前
記偏光素子に向けて反射する反射鏡と、横方向に出射し
た光を前記反射鏡に向けて反射する反射鏡を設けたこと
を特徴とする。

【００１４】また、前記ライトバルブは液晶表示素子と
したことを特徴とする。

【００１５】また、不定偏光光を放射する光源の出射光
を映像信号に応じた光学効果像が形成されるライトバル
ブ上に照射する照明光学系を備えた画像表示装置におい
て、前記光源から第１の入射面に入射する不定偏光光の
直交する一方の偏光光を通過させ、他方の偏光光を反射
する第１の偏光面と、第２の入射面に入射する不定偏光
光の直交する他方の偏光光を通過させ、一方の偏光光を
反射する第２の反射面と、前記第２の偏光面で反射した
偏光光を第１の偏光面を通過した偏光光の外側領域に合
成して第１の合成偏光光を形成する第１の反射面と、前
記第１の偏光面で反射した偏光光を第２の偏光面を通過
した偏光光の外側領域に合成して第２の合成偏光光を形
成する第２の反射面とを有する偏光素子と、前記第１の
合成偏光光が照射される第１のライトバルブと、前記第
２の合成偏光光が照射される第２のライトバルブとを設
けたことを特徴とする。

【００１６】そして、更に、前記第１のライトバルブを
通過した光と第２のライトバルブを通過した光を合成す
る合成プリズムを設け、第１のライトバルブと第２のラ
イトバルブは、前記合成プリズムによって合成されて整
合した状態で重畳する同一画像を生成するようにしたこ
とを特徴とする。

【００１７】また、前記光源は、前記偏光素子の第１の
入射面に不定偏光光を入射する第１の光源と、前記偏光
素子の第２の入射面に不定偏光光を入射する第２の光源
を備えたことを特徴とする。

【００１８】

【作用】偏光素子から出射される偏光方向が揃った２系
統の偏光光は、対称的または同一面となるように合成さ
れるので、２つの光路の光学特性差によって表示画像に
現れる影響は対称的に分布するようになり、従って、視
聴者に与える違和感を少なくして光利用効率が向上す
る。

【００１９】

【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
先ず、図１を参照して光の利用効率を高めるために光源
からの光の偏光方向を揃える偏光素子について説明す
る。

【００２０】図１において、光源１は、メタルハライド
ランプ，キセノンランプ，ハロゲンランプ等の白色ラン
プである。偏光素子３は、この光源１から出射された不
定偏光光の偏光方向を揃えた直線偏光光として出力し、
この直線偏光光を利用する液晶表示素子を組み合わせた
表示装置とすることにより、光利用効率の良い、すなわ
ち明るい画像表示装置を実現するものである。

【００２１】偏光素子３は、入射光側にそれぞれ約４５
度の傾斜角度で配置されてＶ字状に開いて対向する２つ
の偏光面５ａ，５ｂを備え、前記光源１から出射された
不定偏光光を入射し、左半分の領域の入射面１１ａから
の入射光ＰＳ₁を偏光面５ａで互いに偏光方向が直交す
るＰ偏光光とＳ偏光光に分離し、また、他の右半分の領
域の入射面１１ｂからの入射光ＰＳ₂を偏光面５ｂで、
同様に、Ｐ偏光光とＳ偏光光に分離する。そして、例え
ば、前記偏光面５ａ，５ｂには共にＰ偏光光を透過し、
Ｓ偏光光を反射する機能をもたせることにより、この偏
光素子３に入射して偏光面５ａ，５ｂでＰ偏光光に分離
された光は該偏光面５ａ，５ｂを通過してそのまま該偏
光素子３の出射面１２ａ，１２ｂの内側の領域から
Ｐ₁，Ｐ₂として出射されるようになる。

【００２２】一方、光源１から偏光素子３に入射した光
のうちでＳ偏光光は前記偏光面５ａ，５ｂで反射する。
偏光面５ａに入射したＳ偏光光Ｓ₁は反射されて他方の
偏光面５ｂの方向に向い、また、同様に、偏光面５ｂに
入射したＳ偏光光Ｓ₂は反射されて他方の偏光面５ａの
方向に向う。

【００２３】偏光素子３は、該偏光素子３の２つの偏光
面５ａ，５ｂの向かい合った間に１／２波長板４を備え
ている。この１／２波長板４は、直線偏光光の偏光方向
（偏光面）を回転させて通過させる機能を有し、前記偏
光面５ａに入射して反射されて他方の偏光面５ｂの方向
に向かうＳ偏光光Ｓ₁がこの１／２波長板４を通過する
ときに該Ｓ偏光光の偏光方向を回転させてＰ偏光光
Ｐ₁’として偏光面５ｂに入射するように作用する。偏
光面５ｂはＰ偏光光を透過するために、回転してＰ偏光
光となった光をそのまま通過させ、全反射面６ｂにより
反射して偏光素子３の出射面１２ｂの外側の領域からＰ
偏光光Ｐ₁’として出射させる。この１／２波長板４
は、同様に、前記偏光面５ｂに入射して反射されて他方
の偏光面５ａの方向に向かうＳ偏光光Ｓ₂が通過すると
きにその偏光方向を回転させてＰ偏光光Ｐ₂’として偏
光面５ａに入射する。この偏光面５ａはＰ偏光光を透過
するために、回転してＰ偏光光となった光をそのまま通
過させ、全反射面６ａにより反射して偏光素子３の出射
面１２ａの外側の領域からＰ偏光光Ｐ₂’として出射す
る。以上のような偏光素子３の作用により、不定偏光
で該偏光素子３に入射した光ＰＳ₁，ＰＳ₂のほどんどを
直線偏光光としてのＰ偏光光で出射させることが可能と
なる。これにより、この偏光素子３の光の出射側にこの
直線偏光光を利用する液晶表示素子を設けることによ
り、光利用効率の良い、すなわち明るい液晶表示装置を
実現することが可能となる。しかも、この出射光Ｐ₁，
Ｐ₁’，Ｐ₂，Ｐ₂’は、光源１からの光路の違いに基づ
く光学特性差による影響が中央部で少なく、その両側で
多くなるような分布となるように対称的に合成されるの
で、光学特性差による違和感が軽減する。

【００２４】なお、偏光素子３の２つの入射面１１ａ，
１１ｂへの入射光ＰＳ₁，ＰＳ₂を１つの光源１により発
生する例で説明したが、入射光ＰＳ₁，ＰＳ₂を別々の光
源で発生するようにすることもできる。

【００２５】また、この偏光素子３の偏光面５ａ，５ｂ
は、Ｐ偏光光を通過させてＳ偏光光を反射するように構
成したが、Ｓ偏光光を通過させてＰ偏光光を反射するよ
うに構成すれば、該偏光素子３からの出射光をＳ偏光光
に揃えることができる。

【００２６】次に、このような偏光素子３を用いた液晶
表示装置の具体的な一実施例を図２を参照して説明す
る。図２において、光源１は、例えばメタルハライドラ
ンプ，キセノンランプ，ハロゲンランプ等の白色ランプ
である。この光源１から放射された光の一部は偏光素子
３に直接入射するが、後方に放射された他の一部は、例
えばその断面が楕円面形状を有するような反射鏡７ａで
反射して偏光素子３に入射し、更に横方向に放射された
他の一部は、例えばその断面が球面形状を有するような
反射鏡７ｂ₁，７ｂ₂で前記反射鏡７ａに向けて反射する
と共に更にこの反射鏡７ａで反射して偏光素子３に入射
する。この偏光素子３は、前述したような構成であり、
不定偏光光で入射した光を直線偏光光にして該偏光素子
３を出射する機能を有する。尚、この偏光素子３の基本
的な機能及び作用に関しては、前述した通りであるの
で、ここでは詳細な説明を省略する。

【００２７】偏光素子３を出射した直線偏光光は、該直
線偏光光を透過させる偏光子である入射側偏光板８と、
この入射側偏光板８に対して９０°回転した偏光面を有
する直線偏光光を通過させる偏光子である出射側偏光板
９とに挟まれた透過型の液晶表示素子２に入射する。こ
の液晶表示素子２は、液晶の電気光学効果により偏光面
を回転させる機能と、前記偏光子である偏光板８，９の
偏光成分の選択機能とを組み合わせることにより、入射
光の透過光量を制御して画像情報を表示するようになっ
ている。この液晶表示装置は、前記液晶表示素子２の表
示画像を投射レンズ１０によってスクリ−ン等に投影す
る投射型の液晶表示装置である。なお、２３は筐体であ
る。

【００２８】この実施例において、断面が球面形状を有
する反射鏡７ｂ₁，７ｂ₂は、従来の装置においては液晶
表示素子の照射にはほとんど利用されていなかった領域
の放射光を反射鏡７ａに向けて反射し、恰も光源１から
放射した放射光と同様に反射鏡７ａで反射して偏光素子
３に入射させるように作用する。これにより、光源１か
ら放射された光のうちで偏光素子３に入射する光の量が
増え、光利用効率が向上する効果がある。また、この反
射鏡７ｂ₁，７ｂ₂は、光源１に対する反射面の一部を負
担するので、反射鏡７ａの反射面の面積を小さくするこ
と、すなわち反射鏡７ａの外径を小さくすることが可能
である。これにより、反射鏡７ａの最周辺で反射して偏
光素子３に入射する光の入射角度が小さくなる。言い換
えれば、反射鏡７ｂ₁，７ｂ₂の作用によって集光性と光
の入射角度が揃う所謂光の平行性が向上するため、偏光
素子３を小型化できる。加えて、一般に、偏光素子の偏
光面は該偏光面に入射する光の角度に対して特性が変わ
るため、入射する光の角度が揃っていればいる程性能が
向上することが知られており、前記光源１及び反射鏡７
ａ，７ｂ₁，７ｂ₂で構成された照明光学系によって光の
入射角度を揃えることにより偏光素子３の全体の性能を
向上させることができる。従って、前記照明光学系と前
記偏光素子３を組み合わせることにより、両者の相乗効
果により、光利用効率を大幅に向上させると共に光学特
性差による違和感を軽減した小型な液晶表示装置が実現
できる。

【００２９】図３は、本発明になるこのような液晶表示
装置における偏光素子３の一実施例の外観を示す斜視図
である。

【００３０】この偏光素子３は、通常の液晶表示素子２
の形状に合わせて該偏光素子３への光の入射面１１ａ，
１１ｂ及び出射面１２ａ，１２ｂが矩形形状に形成され
ている。偏光素子３は１／２波長板４を中心にして対称
な形状を成しているため、例えば製造過程において、１
つの偏光面を有する２つの偏光素子片を１／２波長板４
を介して対称に張り合わせて構成することができ、低コ
スト化できる効果もある。なお、図２に示した実施例に
おいては、光源１から放射されて凹面鏡７ａ，７ｂ₁，
７ｂ₂で反射されて偏光素子３に入射するところの前記
凹面鏡７ｂ₁，７ｂ₂の光の出射窓の形状を偏光素子３の
入射面１１ａ，１１ｂと同じ形状にすることにより、更
に光利用効率の良い液晶表示装置が得られる。

【００３１】図４は、本発明になる液晶表示装置におけ
る偏光素子３の他の例を示す断面図である。この偏光素
子３は、光源１から放射された不定偏光光を入射し、入
射面１１ａへの入射光ＰＳ₁はこの偏光素子３の偏光面
１３ａで互いに偏光方向が直交するＰ偏光光Ｐ₁とＳ偏
光光Ｓ₁に分離し、また、他の入射面１１ｂへの入射光
ＰＳ₂は、該偏光素子３の偏光面１３ｂで、同様に、Ｐ
偏光光Ｐ₂とＳ偏光光Ｓ₂に分離する。そして、例えば、
前記偏光面１３ａには、Ｐ偏光光Ｐ₁を透過してＳ偏光
光Ｓ₁を反射する機能をもたせ、偏光面１３ｂには、Ｓ
偏光光Ｓ₂を透過してＰ偏光光Ｐ₂を反射する機能をもた
せことにより、偏光面１３ａは入射してＰ偏光光になっ
た光Ｐ₁を透過させてそのまま該偏光素子３の出射面１
２ａの内側の領域から出射する。一方、偏光面１３ａは
Ｓ偏光成分の光Ｓ₁を反射して他方の偏光面１３ｂの方
向に向ける。また、同様に、偏光面１３ｂはＳ偏光光に
なった光Ｓ₂を透過してそのまま偏光素子３の出射面１
２ｂの内側の領域から出射する。一方、偏光面１３ｂは
Ｐ偏光成分の光Ｐ₂を反射して他方の偏光面１３ａの方
向に向ける。

【００３２】偏光面１３ａで反射して他方の偏光面１３
ｂの方向に向けたＳ偏光光Ｓ₁は、該偏光面１３ｂを透
過後に全反射面１４ｂで反射して偏光素子３の出射面１
２ｂの外側の領域から出射する。同様に、偏光面１３ｂ
で反射して他方の偏光面１３ａの方向に向けたＰ偏光光
Ｐ₂は、偏光面１３ａを透過後に全反射面１４ａで反射
して偏光素子３の外側の領域から出射する。

【００３３】このような偏光素子３は、同図の向かって
左側の出射面１２ａからは２本の矢印で示したＰ偏光光
Ｐ₁，Ｐ₂を出射し、同図の向かって右側の出射面１２ｂ
からは２本の矢印で示したＳ偏光光Ｓ₁，Ｓ₂を出射す
る。

【００３４】図５は、図４に示す偏光素子３を用いた本
発明になる液晶表示装置の他の実施例を示すものであ
る。なお、この実施例は、２組の照明光学系を用いた液
晶表示装置である。

【００３５】図５において、光源１ａ，１ｂは、例えば
メタルハライドランプ，キセノンランプ，ハロゲンラン
プのような白色ランプである。この光源１ａ，１ｂから
放射した光は、例えばその断面が楕円面形状を有する反
射鏡１５ａ，１５ｂで反射して偏光素子３の入射面１１
ａ，１１ｂに入射する。この偏光素子３は、図４を参照
して説明したように、不定偏光光で入射した光を直線偏
光で出射する。例えば、この偏光素子３に入射した光Ｐ
Ｓ₁，ＰＳ₂は、最終的には直線偏光光として、該偏光素
子３の左側の出射面１２ａからはＰ偏光光Ｐ₁，Ｐ₂のみ
が、また、右側の出射面１２ｂからはＳ偏光光Ｓ₁，Ｓ₂
のみが出射する。この偏光素子３を出射した直線偏光光
としてのＰ偏光光Ｐ₁，Ｐ₂は、該直線偏光光を透過させ
る偏光子である入射側偏光板１６ａと該入射側偏光板１
６ａに対して９０°回転した偏光面を有する直線偏光光
を通過させる偏光子である出射側偏光板１７ａに挟まれ
た透過型の液晶表示素子１８ａに入射する。この液晶表
示素子１８ａは液晶の電気光学効果により偏光面を回転
させる機能と、前記偏光子である偏光板１６ａ，１７ａ
の偏光成分の選択作用とを組み合わせることにより、入
射光の透過光量を制御して画像情報を表示するようにな
っている。Ｐ偏光光Ｐ₁，Ｐ₂は液晶表示素子１８ａ及び
偏光板１６ａ，１７ａを透過することによりＳ偏光光と
って合成プリズム１９に入射する。

【００３６】一方、同様に、前記偏光素子３を出射した
直線偏光光としてのＳ偏光光Ｓ₁，Ｓ₂は、該直線偏光光
を透過させる偏光子である入射側偏光板１６ｂと該入射
側偏光板１６ｂに対して９０°回転した偏光面を有する
直線偏光光を通過させる偏光子である出射側偏光板１７
ｂに挟まれた透過型の液晶表示素子１８ｂに入射し、該
液晶表示素子１８ｂ及び偏光板１６ｂ，１７ｂを透過す
ることによりＰ偏光光となって全反射ミラ−２０で反射
された後に前記合成プリズム１９に入射する。

【００３７】合成プリズム１９は、その内部の合成面２
１が、Ｐ偏光光を反射し、Ｓ偏光光を透過させる機能を
有している。この機能により、この合成プリズム１９
は、前記液晶表示装置１８ａ，１８ｂを通過してきたそ
れぞれの光を合成して出射して投射レンズ１０に入射す
る。そしてこの投影レンズ１０は、合成プリズム１９か
ら入射した光をスクリーン等に投射することにより前記
液晶表示素子１８ａ，１８ｂと偏光板１６ａ，１６ｂ，
１７ａ，１７ｂによって生成した画像を同一画面上に重
ねるように合成して前記スクリ−ン等に投影する。

【００３８】液晶表示素子１８ａと偏光板１６ａ，１７
ａによって生成してスクリーンに投影される画像と液晶
表示素子１８ｂと偏光板１６ｂ，１７ｂによって生成し
てスクリーンに投影される画像が整合した状態に重畳さ
れる同一画像となるように両液晶表示素子１８ａ，１８
ｂを連係して制御すれば、明るくむらのない画像表示を
実現することが可能となる。また、所望の明るさの表示
画像を得るための１つの光源１ａ，１ｂの負担を軽減す
ることができるので、光源の長寿命化をはかることがで
きる。また、万一、一方の光源１ａ（１ｂ）や液晶表示
素子１８ａ（１８ｂ）が消えても画像表示を継続するこ
とが可能となり、装置の信頼性が向上する。

【００３９】また、液晶表示素子１８ａ，１８ｂを異な
る画像情報源からの情報によりそれぞれ異なる画像を生
成するように制御すれば、２つの異なる情報系の画像を
合成して表示することができ、応用性の高い画像表示装
置となる。

【００４０】なお、この実施例において、光源１５ａ，
１５ｂは、光利用効率改善の観点では、１つの光源に変
形することもできる。

【００４１】図６は、本発明になる液晶表示装置におけ
る偏光素子３の他の実施例を示す断面図である。この光
学素子３は、例えば、図１に示した偏光素子３における
全反射面６ａ，６ｂあるいは図４に示した偏光素子３に
おける全反射面１４ａ，１４ｂを外付けした全反射ミラ
−２１ａ，２１ｂで置換したものである。これにより、
偏光素子３の軽量化が可能となる。

【００４２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、光源か
ら放射される光の光利用効率が良く且つ光学系の特性差
が視聴者に与える違和感を軽減した画像表示装置を実現
することができる。

【００４３】また、２つのライトバルブを通して生成し
た２つの光学像を合成して表示する画像表示は、更に、
装置の信頼性あるいは応用性の高い画像表示装置の実現
を可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる液晶表示装置における偏光素子の
横断平面図である。

【図２】本発明になる液晶表示装置の一実施例を示す横
断平面図である。

【図３】本発明になる液晶表示装置における偏光素子の
一実施例を示す外観斜視図である。

【図４】本発明になる液晶表示装置における偏光素子の
他の実施例を示す横断平面図である。

【図５】図４に示した偏光素子を使用した液晶表示装置
の横断平面図である。

【図６】本発明になる液晶表示装置における偏光素子の
更に他の実施例を示す横断平面図である。

【符号の説明】

１…光源、２…液晶表示素子、３…偏光素子、４
…１／２波長板、５ａ，５ｂ…偏光面、６ａ，ｂ…
全反射面、７ａ，７ｂ₁，７ｂ₂…反射鏡、８…入射側
偏光板、９…出射側偏光板、１０…投射レンズ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者稲毛久夫神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所映像メディア研究所内 (72)発明者丸山竹介神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所映像メディア研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】不定偏光光を放射する光源の出射光を映像
信号に応じた光学効果像が形成されるライトバルブ上に
照射する照明光学系を備えた画像表示装置において、前記光源から入射する不定偏光光の直交する一方の偏光
光を通過させ、他方の偏光光を反射する偏光面と、反射
した偏光光の偏光方向を回転させる偏光方向回転手段
と、この偏光方向回転手段を通過した偏光光を反射して
前記通過光の両側に対称的に合成する反射面とを有する
偏光素子を設けたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】請求項１において、前記偏光素子は、入射
光側にＶ字状に開いて対向する２つの偏光面と、この２
つの偏光面の間に位置して前記偏光面で反射された偏光
光の通過させることによりその偏光方向を回転させる偏
光方向回転手段と、偏光方向が回転した偏光光を前記偏
光面を通過した偏光光の外側の領域に合成するように反
射する反射面を備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】請求項１または２において、前記偏光方向
回転手段は、１／２波長板であることを特徴とする画像
表示装置。
【請求項４】請求項１または２において、前記偏光素子
の反射面は、外付けされたことを特徴とする画像表示装
置。
【請求項５】請求項１または２において、前記光源から
後方に出射した光を前記偏光素子に向けて反射する反射
鏡と、横方向に出射した光を前記反射鏡に向けて反射す
る反射鏡を設けたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項６】請求項１〜５の１項において、前記ライト
バルブは液晶表示素子であることを特徴とする画像表示
装置。
【請求項７】不定偏光光を放射する光源の出射光を映像
信号に応じた光学効果像が形成されるライトバルブ上に
照射する照明光学系を備えた画像表示装置において、前記光源から第１の入射面に入射する不定偏光光の直交
する一方の偏光光を通過させ、他方の偏光光を反射する
第１の偏光面と、第２の入射面に入射する不定偏光光の
直交する他方の偏光光を通過させ、一方の偏光光を反射
する第２の反射面と、前記第２の偏光面で反射した偏光
光を第１の偏光面を通過した偏光光の外側領域に合成し
て第１の合成偏光光を形成する第１の反射面と、前記第
１の偏光面で反射した偏光光を第２の偏光面を通過した
偏光光の外側領域に合成して第２の合成偏光光を形成す
る第２の反射面とを有する偏光素子と、前記第１の合成偏光光が照射される第１のライトバルブ
と、前記第２の合成偏光光が照射される第２のライトバルブ
と、を備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項８】請求項７において、第１のライトバルブを
通過した光と第２のライトバルブを通過した光を合成す
る合成プリズムを備え、第１のライトバルブと第２のラ
イトバルブは、前記合成プリズムによって合成されて整
合した状態で重畳する同一画像を生成することを特徴と
する画像表示装置。
【請求項９】請求項７または８において、前記光源は、
前記偏光素子の第１の入射面に不定偏光光を入射する第
１の光源と、前記偏光素子の第２の入射面に不定偏光光
を入射する第２の光源を備えたことを特徴とする画像表
示装置。
【請求項１０】請求項７において、第１のライトバルブ
を通過した光と第２のライトバルブを通過した光を合成
する合成プリズムを備え、第１のライトバルブと第２の
ライトバルブは異なる画像を生成することを特徴とする
画像表示装置。
【請求項１１】請求項７〜１０の１項において、前記ラ
イトバルブは液晶表示素子であることを特徴とする画像
表示装置。