JPH09318924A

JPH09318924A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH09318924A
Application number: JP8137819A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Ueda; 和彦上田; Takahiro Miyake; 隆浩三宅
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-05-31
Filing date: 1996-05-31
Publication date: 1997-12-12

Abstract

(57)【要約】【課題】スクリーン上における中心部分と周辺部との
光量差を低減し、明るく見え易い映像を表示できる液晶
表示装置を提供する。【解決手段】光源１からの光束１２を集光する多分割
集光レンズ１３は複数の領域に多分割されている。集光
レンズ１３の分割された各領域を透過した光は、それぞ
れ、液晶パネル４−Ｒ，４−Ｇ，４−Ｂ上の相異なる位
置に集光される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光束をスクリーン
に投射することによって映像を表示する液晶表示装置に
関し、特に、スクリーン上における周辺部の光量の低下
を抑制することのできる液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】投影型画像表示装置に液晶パネルを用い
た液晶プロジェクターは、従来のＣＲＴに代わる大画面
画像表示装置として、近年、特に注目を浴びている。

【０００３】この液晶プロジェクターに用いられるＴＦ
Ｔ液晶表示パネルには、従来より、アモルファスＳｉで
形成されたＴＦＴが使用されているが、ここに来て多結
晶Ｓｉにて形成されたＴＦＴを使用されるようになって
きた。多結晶ＳｉによるＴＦＴ液晶パネルは、アモルフ
ァスＳｉＴＦＴ液晶パネルよりＴＦＴを小さく形成でき
るため、高い開口率（画素領域の面積に対する光束が透
過できる有効部分の面積比率）を得た上で解像度を向上
させることができる。すなわち、従来より小型の液晶パ
ネルで従来と同様の解像度を得ることができることか
ら、多結晶Ｓｉ液晶パネルを用いた場合、液晶パネルを
含めた光学系を従来よりも小型化できるメリットがあ
る。

【０００４】ここで、液晶プロジェクターに使用されて
いる従来の光学系について説明する。

【０００５】図１６は、従来のカラー液晶プロジェクタ
ーで用いられる光学系の構成の一例を示す模式図であ
る。この光学系では、光源１から発せられた光束が、パ
ラボラミラー２にて反射され平行光とされた後、ダイク
ロイックミラー３−Ｒ，３−Ｂにて赤，緑，青の３原色
に色分離され、各色に対応した液晶パネル４−Ｒ，４−
Ｇ，４−Ｂへ入射する。液晶パネル４−Ｒ，４−Ｇ，４
−Ｂにて変調された光束は、フィールドレンズ５，色合
成用ダイクロイックミラー６−Ｂ，６−ＲＢ，投射レン
ズ７を透過した後、スクリーン８上に結像する。尚、図
１６において、９は全反射ミラーである。

【０００６】図１６に示した光学系は、従来のアモルフ
ァスＳｉＴＦＴを用いた液晶パネルを使用する場合にお
いて使用されるものであるが、この光学系を多結晶Ｓｉ
ＴＦＴを用いた液晶パネルを使用する場合に適用する
と、光源１から発せられた光束の中で液晶パネル４−
Ｒ，４−Ｇ．４−Ｂへ入射して有効に利用できる光束の
割合が減少してしまうという問題がある。これは、小型
になった液晶パネルの大きさに合わせてパラボラミラー
２を小径化すると、光源１から発せられた光束の中でパ
ラボラミラー２にて反射される光束の割合が減少した
り、光源１とパラボラミラー２の反射面との距離が短く
なることによってパラボラミラー２にて反射された光束
の平行度が悪化し、液晶パネル４−Ｒ，４−Ｇ．４−Ｂ
へ有効に光束が入射しなくなるためである。

【０００７】この問題を解決する方法として、図１７に
示すように、従来と同様の径を持つパラボラミラーを用
いて平行光１２とした後、集光レンズ１０にて小型液晶
パネル上へ集光させる方法が考えられる。尚、図１７で
は、ダイクロイックミラーを除いた単色光路のみを示し
ている。

【０００８】ところで、液晶表示装置の多くでは、光源
として、発光効率が高く、自然光に近い光色を有するメ
タルハライドランプ等の白色光を発するものが使用され
ている。このような光源は、ある特定の一点から光を発
する点光源ではなく、ある拡がりを持った範囲で発光す
る。そのため、図１７において、光源１から発せられパ
ラボラミラー２にて反射された光束は、完全な平行光で
はなく平行光に近い発散光となる。従って、液晶パネル
４上に照射される光束は一点に集光されず、集光レンズ
１０の焦点位置を中心にその光束が持つ平行度に応じた
拡がりを持って集光される。そこで、液晶パネル４の全
面が照射されるように、光学系が構成される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１７
に示したような光学系を用いた場合、液晶パネルの中心
部と周辺部に照射される光に非常に大きな光量差が生じ
てしまうという問題がある。この問題について図１８，
図１９を用いて説明する。

【００１０】ここでは、集光レンズの焦点位置が、図１
８における液晶パネル４上の中心位置Ｗにあり、液晶パ
ネル全面が照射されている場合について説明する。この
場合、図１８の矢印Ｋ−Ｋ’で示したラインにおける液
晶パネル４の照度分布は、一般に、図１９に示すよう
に、液晶パネル中心位置Ｗで最も明るくなり周辺部へ行
くに従って光量が落ちるものとなる。この中心位置Ｗと
周辺部との光量差は、そのままスクリーン上での照度差
となる。したがって、スクリーン上における映像は、周
辺位置では暗く、中心位置ではホットスポットと呼ばれ
るような非常に明るいものとなり、明暗の大きな分布を
持つ映像となる。このため、スクリーン周辺部での周辺
光量比が低く、映像が暗く見えにくくなる。

【００１１】上記問題点を解決する手段の一つとして、
一般にフライアイレンズ方式、あるいは、インテグレー
タ方式と呼ばれる光学系構成が知られている（例えば、
特開平３−１１１８０６号公報）。図２０は、この光学
系の一構成例を示す模式図である。尚、図２０ではダイ
クロイックミラーを除いた単色光路のみを示している。

【００１２】図２０において、フライアイレンズ１１は
第１レンズ１１−ａ，第２レンズ１１−ｂから構成さ
れ、各レンズは小さなレンズの集合体である。フライア
イレンズ１１による光学系は、一般的に、第１レンズ１
１−ａの出射面とスクリーン面８とが結像関係にあるた
め、一つ一つの微小レンズはスクリーン形状と相似形で
あることが多い。

【００１３】このような構成の光学系では、光源１から
発せられパラボラミラー２にて反射された平行光束１２
は、第１レンズ１１−ａを経て第２レンズ１１−ｂに入
射される。フライアイレンズ１１を透過した光束は、液
晶パネル４に入射し、変調された後、フィールドレンズ
５、投射レンズ７を経て、スクリーン８上に結像する。

【００１４】上述のようにフライアイレンズ１１を構成
する一つ一つの微小レンズ形状はスクリーン形状と相似
形をしており、一つの微小レンズの照度分布がスクリー
ン上へ拡大される。したがって、フライアイレンズを構
成する微小レンズの数だけスクリーン上で光束が重なり
合うことになり、スクリーン周辺部での周辺光量比が向
上される。

【００１５】しかしながら、このフライアイレンズ方式
は、微小レンズの集合体からなる２組のレンズが必要と
なるためコストがかかるという問題がある。また、第１
レンズ１１−ａと第２レンズ１１−ｂとの位置を密着さ
せることはできず、ある程度の間隔を必要とするため光
学系構成が大型化するという問題点があった。

【００１６】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであって、簡単な構成で、スクリーン周辺部に
おける光量の低下を抑制することのできる液晶表示装置
を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の液晶表
示装置は、発光手段から発せられた第１の光束の断面形
状を、液晶パネルの形状に準じた大きさに変換して液晶
パネル上に照射する集光手段を有し、液晶パネルを透過
した第２の光束をスクリーン上に投射することにより映
像を表示する液晶表示装置において、集光手段が、第１
の光束を複数の分割光に分割するとともに、各分割光を
互いに相異なる位置で集光させるよう設定されてなるも
のである。

【００１８】請求項２に記載の液晶表示装置は、請求項
１に記載の液晶表示装置において、集光手段が、分割光
の光軸方向の焦点位置が略液晶パネル上になるよう設定
されてなるものである。

【００１９】請求項３に記載の液晶表示装置は、請求項
１または請求項２に記載の液晶表示装置において、集光
手段が、フレネルレンズからなるものである。

【００２０】請求項４に記載の液晶表示装置は、発光手
段から発せられた第１の光束の断面形状を、液晶パネル
の形状に準じた大きさに変換して液晶パネルに照射する
とともに、液晶パネルを透過した第２の光束をスクリー
ン上に投射することにより映像を表示する液晶表示装置
において、第１の光束を複数の分割光に分割して、各分
割光をそれぞれ異なる角度で出射する分割手段と、分割
手段から出射された複数の分割光を、互いに相異なる位
置で集光させて液晶パネル上に照射する集光手段と、を
有してなるものである。

【００２１】請求項５に記載の液晶表示装置は、発光手
段から発せられた第１の光束の断面形状を、液晶パネル
の形状に準じた大きさに変換して液晶パネルに照射する
とともに、液晶パネルを透過した第２の光束をスクリー
ン上に投射することにより映像を表示する液晶表示装置
において、第１の光束を集光する集光手段と、集光手段
からの出射光を、複数の分割光に分割して、互いに相異
なる位置で集光するように、液晶パネル上に照射する分
割手段と、を有してなるものである。

【００２２】請求項６に記載の液晶表示装置は、請求項
５に記載の液晶表示装置において、分割手段が、ダイク
ロイックミラーからなるものである。

【００２３】以上の構成の本発明の液晶表示装置では、
液晶パネルに対して発光手段からの第１の光束を入射さ
せる際に、その第１の光束を複数に分割光に変換して、
各分割光の集光位置が互いに異なるように液晶パネル上
に集光する。このため、液晶パネル上での光量分布を改
善することができる。従って、スクリーン周辺部での光
量の低下を抑制することができ、明るく見易い映像を提
供することが可能となる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。

【００２５】（第１の実施の形態）図１は、本実施の形
態の液晶表示装置の光学系の構成を示す模式図である。

【００２６】図１において、メタルハライドランプ，ハ
ロゲンランプ，キセノンランプなど白色光を発する光源
１から発せられた光は、パラボラミラー２にて反射され
て、光束形状が円形の光束１２となる。ここで、光源１
及び光束１２は請求項における発光手段を構成してい
る。

【００２７】光束１２の光束径は、パラボラミラー２の
内径により決定される。前述のように、光源１は点光源
ではなく、ある拡がりを持った光源であるため、光束１
２は理想的な平行光束ではなく、厳密に言えば拡散光束
であり、パラボラミラーの内径２が大きくなると平行光
に近づき、逆に、パラボラミラー２の内径が小さくなる
とその光束の平行度は悪化する。このため、パラボラミ
ラー２の内径は、液晶パネル４−ａ，４−ｂ，４−ｃ、
あるいは、投射レンズ７等の光学系構成要素に固有の許
容入射角度を満足できる平行度を持つような内径とされ
る。

【００２８】パラボラミラー２からの光束１２は、その
光束の大きさを液晶パネル４−ａ，４−ｂ，４−ｃに準
じた大きさとして、液晶パネル４−ａ，４−ｂ，４−ｃ
へと入射させるために集光レンズ１３へ入射される。集
光レンズ１３からの出射光は、ダイクロイックミラー３
−Ｒ，３−Ｂに入射する。

【００２９】ダイクロイックミラー３−Ｒは、赤色の波
長帯の光を選択的に反射し、他の光は透過する特性を有
している。同様にダイクロイックミラー３−Ｂは青色の
光を反射する特性を有している。したがって、緑色の光
のみが、ダイクロイックミラー３−Ｒ，３−Ｂの両方を
透過することとなる。

【００３０】この２種類のダイクロイックミラー３−
Ｒ，３−Ｂにより、集光レンズ１３からの出射光は３原
色の各波長帯域に分光され、各色専用の液晶パネル４−
Ｒ，４−Ｇ，４−Ｂへと導かれる。液晶パネル４−Ｒ，
４−Ｇ，４−Ｂを透過した光は、フィールドレンズ５，
光合成用ダイクロイックミラー６−Ｂ，６−ＲＢを透
過、あるいは、反射した後、投射レンズ７を経てスクリ
ーン８に達する。

【００３１】ここで、液晶パネル４−Ｒ，４−Ｇ，４−
Ｂに光束１２を導く光学系について詳細に説明する。

【００３２】集光レンズ１３は、図２に示すように４分
割されている。４分割された個々の領域は、それぞれ独
立したレンズとして働くよう構成されており、各レンズ
１３−ａ．１３−ｂ，１３−ｃ，１３−ｄの焦点位置が
互いに異なるよう設定されている。例えば、レンズ１３
−ａの中心位置Ａは、図２に示すように集光レンズ全体
の中心位置Ｒに対してＬなる距離だけ離れた位置にあ
り、このレンズ１３−ａにより集光された光束の液晶パ
ネル４−Ｒ，４−Ｇ，４−Ｂ上における焦点位置ａ（レ
ンズ１３−ａへの入射光が平行光とした場合における焦
点位置）は、図３に示すように、液晶パネル４の中心位
置Ｐに対して、Ｍだけずれた位置にある。実際には、レ
ンズ１３−ａへの入射光は平行光に近いが拡散光であ
り、レンズの収差の影響もあって焦点位置ａの一点のみ
に集光する訳ではなく、焦点位置ａを中心にした照度分
布を持つ。したがって、集光レンズに入射した光束のう
ち１／４の光束は、焦点位置ａを中心とした照度分布を
持つことになる。同様にして、４分割された集光レンズ
の他の領域、レンズ１３−ｂ，１３−ｃ，１３−ｄのレ
ンズ中心をＢ，Ｃ，Ｄとすると、液晶パネル４上での焦
点位置ｂ，ｃ，ｄを中心として、集光レンズに入射した
光束の１／４づつの光束がそれぞれ照度分布を持つこと
になる。これらのａ〜ｄを中心としたそれぞれの照度分
布を重ね合わせた後の分布が液晶パネル４上での照度分
布となり、スクリーン上での総合的な照度分布となる。

【００３３】上記４分割集光レンズを用いた際の、図３
に示した液晶パネルの矢印Ｔ−Ｔ′位置での照度分布を
図４に示す。４分割集光レンズを用いない際の照度分布
である図１８と比較して、液晶パネル中心位置での明る
さは落ちているが、周辺部での光量の低下の割合が小さ
く、その光量差は小さい。このため、スクリーン周辺部
での周辺光量比も大きく向上し、スクリーンの隅々まで
映像を明るく鮮明に見ることができるようになる。

【００３４】図５に、４分割された集光レンズ１３’の
レンズ中心位置が図２，図３に示したものと異なる位置
にある場合の例を示す。１／４の領域を構成するレンズ
１３−ａ’のレンズ中心Ａ’は、レンズ１３−ａ’の領
域外の位置にある。同様にしてレンズ１３−ｂ’，１３
−ｃ’，１３−ｄ’のレンズ中心もそれぞれの領域外で
あるＢ’，Ｃ’，Ｄ’の位置にある。この場合、図６に
示すように、それぞれのレンズの焦点位置は液晶パネル
４の上でａ’〜ｄ’の位置にあり、図２，図３の場合と
同様に、各レンズ１３−ａ’，１３−ｂ’，１３−
ｃ’，１３−ｄ’を透過した光束はそれぞれ対応する焦
点位置を中心とした照度分布を持ち、これらの照度分布
の重ね合わせが総合的な照度分布となる。

【００３５】このようにして、多分割された集光レンズ
の個々のレンズ中心位置を変えてやることにより、スク
リーン上での照度分布を必要に応じて変えることがで
き、周辺光量比を大きく改善して、隅々まで明るく鮮明
な映像を得ることができる。

【００３６】ところで、液晶プロジェクターを構成する
光学系において、集光レンズは、パラボラミラーからの
反射光を液晶パネルに準じた形状に光束径を変換するた
めのレンズであり、集光レンズへの入射光の光束径はパ
ラボラミラーの径より一回り大きく、光学部品としては
最も大きなものの一つである。したがって、この集光レ
ンズを一般的な球面、非球面凸レンズの組み合わせにて
作製した場合、レンズ厚みが大きく重たい上に、非常に
高価なレンズとなってしまう。そのため、本実施の形態
の多分割集光レンズは、レンズ表面が平担なフレネルレ
ンズにて構成することが望ましい。フレネルレンズは、
精密な形状の同心の溝にて形成され、各溝面がそれぞれ
異なる角度と深さを有しているものであり、入射光を屈
折させて透過させ、実質的に通常の曲面レンズと同様の
光学特性を持つものである。大口径ながら薄型のレンズ
となり、通常のガラスレンズと比較して、軽量，安価，
機械加工も容易であるという特性を持ち、多分割集光レ
ンズにフレネルレンズを用いることでフレネルレンズが
持つ種々の特性が生かせる。

【００３７】尚、本実施の形態では、集光レンズ１３を
４分割した例を示したが、分割数を多くすることで、さ
らに細かな照度分布の調整をすることも可能である。

【００３８】また、多分割集光レンズは、１枚のレンズ
から必要とするレンズ部分を切り出して貼り合わせる方
法や、金型を用いてガラスやプラスチックといった光学
材料にて一体的に成形する方法など、様々な方法により
製造することができる。

【００３９】（第２の実施の形態）図７は、第２の実施
の形態における液晶表示装置の光学系の一構成例を示す
模式図である。また、図８は図７におけるウエッジプリ
ズム１４の機能を説明する図であり、図９はウエッジプ
リズム１４の形状の例を示す斜視図である。

【００４０】この光学系では、パラボラミラー２からの
出射光束１２は、ウエッジプリズム１４を通ることによ
り、図８に示すように、領域Ｊ１の光束の主光線ｊ１
と、領域Ｊ２の光束の主光線ｊ２が、角度差２φを持っ
て出射する。その後、それらは集光レンズ１０へ入射さ
れ、液晶パネル４上に結像する。ウエッジプリズム１４
によって２分割された集光レンズ１０への入射光は、上
記のように主光線ｊ１，ｊ２がそれぞれφなる角度差を
持っているため、集光レンズ１０の焦点面である液晶パ
ネル４上においては、その角度差に応じてお互いに相異
なる位置ｓ，ｓ’に集光される。

【００４１】パラボラミラー２からの光束１２は、前述
のように理想的な平行光ではなく、平行光に近い拡散光
であるため、液晶パネル４上の集光位置ｓ，ｓ’の一点
に集光せず、相異なる集光位置を中心とした照度分布の
重ね合わせにより、液晶パネル４上での照度分布及びス
クリーン上での照度分布が決定される。液晶パネル上で
の集光位置は、ウエッジプリズム８のプリズム頂角θ
（図８参照）を変えて、分割された光束の主光線の傾き
を変化させることにより調整することができる。

【００４２】上記構成においても、第１の実施の形態と
同様に、スクリーン上における周辺光量比を大きく向上
して、隅々まで明るく鮮明な映像を得ることができる。

【００４３】尚、ここでは，ウエッジプリズム８により
光束を２分割する例について示したが、プリズム形状
を、例えば、図１０−ａに示す４分割としたり、図１０
−ｂに示す６分割としたり、あるいは、図１０−ｃに示
す７分割とするなど、更に多数に分割してもよい。

【００４４】また、図１１に示すようにパラボラミラー
２の反射面を領域Ｑ１，Ｑ２に２分割し、それぞれの反
射面を光源１を中心に内側を向いた形状とし、パラボラ
ミラー２からの出射光の主光線ｑ１，ｑ２に角度差２φ
を与えて集光レンズへと導いても、図７に示す光学系と
同様の機能を持たせることができる。この構成では、図
７に示した光学系のように、新たな光学素子（図７では
ウエッジプリズム１４）を加えることなく、光源１から
の光束を複数の角度から集光レンズに入射させることが
できる。この場合も、集光レンズから出射する複数の光
束は、それぞれ光軸が液晶パネルと異なる位置で交わる
こととなり、スクリーン上における周辺光量比を大きく
向上して、隅々まで明るく鮮明な映像を得ることができ
る。もちろん、パラボラミラー２は、上述の２分割に限
らず４分割等の多分割のものであってもよい。

【００４５】図１２は、本実施の形態の主要部の更に他
の構成例を示す模式図である。

【００４６】ここで、図中の偏光分離素子１５の働きに
ついて簡単に説明すると、液晶プロジェクターなどの液
晶を利用した光学システムに有効な光としては、偏光方
向が一定方向に直線偏光した光が用いられることが多
い。このようなある一定方向に直線偏光した光を得るた
めに、メタルハライドランプなど偏光方向が混在する光
源と偏光板とを組み合わせる方法が一般に用いられてい
る。この場合、偏光板に入射した光のうち、偏光板を透
過する光に対して垂直な偏光面を持つ偏光成分光が除去
されるため、偏光板を透過して利用できる光の光量割合
は元来の半分以下に減少してしまうことになり、光量損
失が大きいという問題がある。

【００４７】そこで、本願出願人は、先に、その対策の
一つとして、光量損失を抑えたうえで一定方向に直線偏
光した光を得る方法を提案した（特願平７−３５０１１
号）。この方法では、光源からの光を偏光ビームスプリ
ッタにてＰ偏光及びＳ偏光の２つの直線偏光成分に分離
し、このうち片方の光を波長板を透過させることによ
り、その偏光面を９０°回転させてもう一方の光の偏光
方向と一致させ、その後もう一方の光と再度合成させ
る。

【００４８】図１２に示した光学系は、本願出願人が先
に提案した上記の方法を、本願発明に適用したものであ
る。以下、この光学系について説明する。

【００４９】パラボラミラー２からの出射光１２は偏光
分離素子１５へ入射される。偏光分離膜１５−ａ及び反
射体１５−ｂ，１５−ｂ’は、一般に、光束の入射角度
に対して４５°に構成されており、偏光分離素子１５か
らの光束の出射光１６は、入射光と同じ角度をもってい
る。そして、偏光分離膜１５−ａ及び反射体１５−ｂ，
１５−ｂ’の働きによって、偏光分離素子１５からの出
射光は８つの領域１６−１〜１６−８に分離されてい
る。この偏光分離膜１５−ａ及び反射体１５−ｂ，１５
−ｂ’の構成角度を４５°からずらすことによって、偏
光分離素子１５からの出射光の角度を分割された領域ご
とに変化させてやることができる。本実施の形態では、
反射体１５−ｂ’の構成角度を４５°＋ψとして、出射
領域１６−１，１６−２，１６−７，１６−８の光束が
入射光１２に対して２ψだけの角度をもって偏光分離素
子より出射されるように設定している。

【００５０】偏向分離合成素子１５を出射した光束は、
その後、集光レンズ１０を透過して、集光レンズの焦点
面である液晶パネル上においては、上記の角度差に応じ
た互いに相異なる位置に集光する。

【００５１】したがって、図７，図１１に示した光学系
を用いる場合と同様に、スクリーン上における周辺光量
比を大きく向上して、隅々まで明るく鮮明な映像を得る
ことができる。

【００５２】（第３の実施の形態）図１３は、第３の実
施の形態の液晶表示装置の光学系の一構成例を示す模式
図である。以下、この図に基づいて、本実施の形態の液
晶表示装置について説明する。

【００５３】パラボラミラー２からの出射光１２は、そ
の光束の大きさを液晶パネル４に準じた大きさとして液
晶パネルへ照射するため、集光レンズ１０へ入射され
る。集光レンズ１０を透過した光束は、ミラー１８にて
反射された後、ミラー１８の後方に構成されたダイクロ
イックミラー３−Ｒ，３−Ｂ及びその他の光学系を経て
スクリーン８上に投射される。

【００５４】ここで、ミラー１８の表面は領域Ｕ１，Ｕ
２に２分割されており、両者は角度差δをもって構成さ
れている。このため、集光レンズ１０の出射光のうち、
２分割されたミラー領域Ｕ１部にて反射される光束の主
光線とミラー領域Ｕ２部にて反射される光束の主光線と
は角度差２δを持つ。集光面である液晶パネル４上で
は、この角度差２δに相当すｓ、ｓ’に結像する。

【００５５】このような構成によっても、液晶パネル４
−Ｒ，４−Ｇ，４−Ｂ上に、焦点位置の異なる２つの光
束が入射する。このため、スクリーン８に投射される光
の照度分布を抑制することができ、隅々まで明るく鮮明
な映像を得ることができる。

【００５６】図１４は、本実施の形態の他の構成例を示
す模式図である。ここでは、液晶パネル４の直前に、そ
れぞれ多分割されたミラー１８を配置している。この方
式によっても、ミラー１８により反射された光はそれぞ
れ異なる角度から液晶パネル４−Ｒ，４−Ｇ，４−Ｂ上
の異なる位置に入射する。したがって、隅々まで明るく
鮮明な映像を得ることができる。

【００５７】（第４の実施の形態）図１５は、本実施の
形態の液晶表示装置に用いるダイクロイックミラーの構
成を説明する図である。以下、この図に基づいて説明を
行う。

【００５８】本実施の形態の液晶表示装置は、図１６に
示した従来の光学系におけるダイクロイックミラー３−
Ｒ，３−Ｂとして、図１５−ｂ，１５−ｃ，１５−ｄに
示すような複数の領域を有するダイクロイックミラー１
９’，２１，２３を用いるものである。

【００５９】図１５−ａは、従来のダイクロイックミラ
ー１９の構成を示す図である。この図に示すように、ダ
イクロイックミラー１９は一般に入射光束２０−ａに対
して４５°に構成されており、反射された平行光束２０
−ｂは入射光２０−ａに対して９０°の方向に反射され
る。

【００６０】本実施の形態の図１５−ｂに示すダイクロ
イックミラーは、ダイクロイックミラー１９’の反射面
１９−ａを多分割し、分割された反射面の構成角度を４
５°からずらしている。このため、ダイクロイックミラ
ー１９’からの反射光２０−ｂ’の反射角度を分割され
た領域ごとに変化させてやることができる。これによ
り、液晶パネル４−Ｒ，４−Ｇ，４−Ｂ上に、互いに入
射位置の異なる複数の光束を入射させることが可能とな
る。

【００６１】図１５−ｂに示した上記のダイクロイック
ミラー１９’では、透過光２０−ｃ’に関しては、ダイ
クロイックミラー１９’への入射角度と出射角度とは同
じであるが、図１５−ｃ，１５−ｄに示すようなダイク
ロイックミラー２１，２３では、透過光の入射角度と出
射角度も異ならせることが可能である。以下、これらの
ダイクロイックミラー２１，２３について説明する。

【００６２】図１５−ｃに示すダイクロイックミラー２
１では、出射面２１−ｂを入射面２１−ａとは異なる角
度を持つように構成している。このため、ダイクロイッ
クミラー２１からの透過光２２−ｃの透過角度を反射光
２２−ｂと同様に分割された領域ごとに変化させてやる
ことができる。図１５−ｄに示すダイクロイックミラー
２３では、出射面２３−ｂを階段状に構成している。こ
のため、ダイクロイックミラー２３からの透過光の透過
角度を反射光と同様に分割された領域ごとに変化させて
やることができる。また、このダイクロイックミラー２
３は、上記したダイクロイックミラー２１に比べて薄型
形状とすることができる。

【００６３】

【発明の効果】本発明の液晶表示装置によれば、簡単な
構成でスクリーン上の照度分布を変えてやることがで
き、スクリーン中心部と周辺部との光量差が小さく隅々
まで明るく鮮明な映像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態の液晶表示装置の光学系の構
成を示す模式図である。

【図２】図１の多分割集光レンズの構成を示す拡大図で
ある。

【図３】図２の多分割集光レンズからの光束の液晶パネ
ル上での集光位置を示す図である。

【図４】液晶パネル上での照度分布を示す図である。

【図５】多分割集光レンズの他の構成を示す拡大図であ
る。

【図６】図５の多分割集光レンズからの光束の液晶パネ
ル上での集光位置を示す図である。

【図７】第２の実施の形態の液晶表示装置の光学系を示
す模式図である。

【図８】図７のウエッジプリズムの構成を示す拡大図で
ある。

【図９】図７のウエッジプリズムの斜視図である。

【図１０】多分割プリズムの他の例を示す図である。

【図１１】多分割パラボラミラーの構成を示す拡大図で
ある。

【図１２】偏光分離素子による光束分離を説明する図で
ある。

【図１３】第３の実施の形態の液晶表示装置の光学系を
示す模式図である。

【図１４】第３の実施の形態の液晶表示装置の光学系の
他の例を示す模式図である。

【図１５】第４の実施の形態の液晶表示装置の光学系に
用いるダイクロイックミラーの構成を説明する図であ
る。

【図１６】従来の液晶表示装置の光学系の構成を示す模
式図である。

【図１７】従来の集光レンズ方式による光学系の構成を
示す図である。

【図１８】従来の液晶パネル上での光束の集光位置を示
す図である。

【図１９】従来の液晶パネル上での照度分布を示す図で
ある。

【図２０】従来のフライアイレンズ方式による光学系の
構成を示す図である。

【符号の説明】

１光源２パラボラミラー３ダイクロイックミラー４液晶パネル６ダイクロイックミラー１０集光レンズ１１フライアイレンズ１３多分割集光レンズ１４ウエッジプリズム１５偏光分離素子１８多分割ミラー１９，１９’，２１，２３ダイクロイックミラー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光手段から発せられた第１の光束の断
面形状を、液晶パネルの形状に準じた大きさに変換して
前記液晶パネルに照射する集光手段を有し、前記液晶パ
ネルを透過した第２の光束をスクリーン上に投射するこ
とにより映像を表示する液晶表示装置において、前記集光手段は、前記第１の光束を複数の分割光に分割
するとともに、各分割光を互いに相異なる位置で集光さ
せるよう設定されてなることを特徴とする液晶表示装
置。
【請求項２】前記集光手段は、前記分割光の光軸方向
の焦点位置が略液晶パネル上になるよう設定されてなる
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】前記集光手段は、フレネルレンズからな
ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液
晶表示装置。
【請求項４】発光手段から発せられた第１の光束の断
面形状を、液晶パネルの形状に準じた大きさに変換して
前記液晶パネルに照射するとともに、前記液晶パネルを
透過した第２の光束をスクリーン上に投射することによ
り映像を表示する液晶表示装置において、前記第１の光束を複数の分割光に分割して、各分割光を
それぞれ異なる角度で出射する分割手段と、該分割手段から出射された前記複数の分割光を、互いに
相異なる位置で集光させて前記液晶パネル上に照射する
集光手段と、を有してなることを特徴とする液晶表示装
置。
【請求項５】発光手段から発せられた第１の光束の断
面形状を、液晶パネルの形状に準じた大きさに変換して
前記液晶パネルに照射するとともに、前記液晶パネルを
透過した第２の光束をスクリーン上に投射することによ
り映像を表示する液晶表示装置において、前記第１の光束を集光する集光手段と、該集光手段からの出射光を、複数の分割光に分割して、
互いに相異なる位置で集光するように、前記液晶パネル
上に照射する分割手段と、を有してなることを特徴とす
る液晶表示装置。
【請求項６】前記分割手段は、ダイクロイックミラー
からなることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装
置。