JP2000206530A - 投射型液晶表示装置 - Google Patents
投射型液晶表示装置Info
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- JP2000206530A JP2000206530A JP11004568A JP456899A JP2000206530A JP 2000206530 A JP2000206530 A JP 2000206530A JP 11004568 A JP11004568 A JP 11004568A JP 456899 A JP456899 A JP 456899A JP 2000206530 A JP2000206530 A JP 2000206530A
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- polarized light
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 楕円反射鏡により集光された光源ランプの全
光束をコリメータレンズで平行光に変えた直後にPS分
離合成素子でPS分離合成を行うように構成した光学系
を有する投射型液晶表示装置において、PS分離合成素
子に設ける位相差板の寿命を延ばすこと。 【解決手段】 上記PS分離合成素子は、入射光の光軸
と直交する方向に小プリズムを複数個組み合わせて構成
し、入射光を光軸近傍の小プリズムを直接透過するP偏
光と、該小プリズムで反射され隣接小プリズムを経て上
記P偏光と平行に出力するS偏光とに分割して出力する
ようになし、上記PS分離合成素子のS偏光出射面に位
相差板を設ける。
光束をコリメータレンズで平行光に変えた直後にPS分
離合成素子でPS分離合成を行うように構成した光学系
を有する投射型液晶表示装置において、PS分離合成素
子に設ける位相差板の寿命を延ばすこと。 【解決手段】 上記PS分離合成素子は、入射光の光軸
と直交する方向に小プリズムを複数個組み合わせて構成
し、入射光を光軸近傍の小プリズムを直接透過するP偏
光と、該小プリズムで反射され隣接小プリズムを経て上
記P偏光と平行に出力するS偏光とに分割して出力する
ようになし、上記PS分離合成素子のS偏光出射面に位
相差板を設ける。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、投射型液晶表示装
置に関する。
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の液晶ビデオプロジェクタの光学系
について図4を参照して下記に簡単に説明する。ここに
例示する装置は、発散角をおさえて色純度を高く保ちな
がら高輝度化を達成するために楕円リフレクタを用いた
装置である。
について図4を参照して下記に簡単に説明する。ここに
例示する装置は、発散角をおさえて色純度を高く保ちな
がら高輝度化を達成するために楕円リフレクタを用いた
装置である。
【0003】光源ランプG01から出た光は、直接また
は楕円反射鏡G02の反射面で反射して図の右の方向に
進み、紫外線及び赤外線除去フィルタG03を通過した
後第1のコリメータレンズの手前で焦点を結びその後方
に発散光を作る。この発散光はコリメータレンズG04
で平行光に変換され、PS分離合成プリズムG05に送
られる。
は楕円反射鏡G02の反射面で反射して図の右の方向に
進み、紫外線及び赤外線除去フィルタG03を通過した
後第1のコリメータレンズの手前で焦点を結びその後方
に発散光を作る。この発散光はコリメータレンズG04
で平行光に変換され、PS分離合成プリズムG05に送
られる。
【0004】PS分離合成プリズムに入射した光は、中
心付近の小プリズムの斜め方向の面でP偏光とS偏光に
分かれ、P偏光はそのまま直進して反対方向の面から出
ていく。S偏光はプリズムの斜め方向面で90°反射し
て隣接する小プリズム内に進みその斜め方向面で再び反
射してプリズム外に出ていく。この様子は図3を参照し
て後で詳しく説明する。
心付近の小プリズムの斜め方向の面でP偏光とS偏光に
分かれ、P偏光はそのまま直進して反対方向の面から出
ていく。S偏光はプリズムの斜め方向面で90°反射し
て隣接する小プリズム内に進みその斜め方向面で再び反
射してプリズム外に出ていく。この様子は図3を参照し
て後で詳しく説明する。
【0005】プリズム中心付近のP偏光は位相差板(1
/2λ板)を通してS偏光に変換される。PS分離合成
プリズムG05を出たS偏光はダイクロイックミラーG
06〜G08で反射して偏光板G09を通して液晶表示
パネルG10に入射し、そこを透過した光が投射レンズ
G11で拡大されてスクリーン上に投影される。
/2λ板)を通してS偏光に変換される。PS分離合成
プリズムG05を出たS偏光はダイクロイックミラーG
06〜G08で反射して偏光板G09を通して液晶表示
パネルG10に入射し、そこを透過した光が投射レンズ
G11で拡大されてスクリーン上に投影される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記の液晶ビデオプロ
ジェクタ装置の光学系においては、楕円反射鏡G02に
より集光されたランプの全光束を、コリメータレンズG
04で平行光にした直後にPS分離合成プリズムG05
に入射し、その中心付近の強い光を直接透過させている
ので、この直接透過光の光路に配置された位相差板を強
い光が通過することになる。このために位相差板の寿命
が短くなるという問題があった。
ジェクタ装置の光学系においては、楕円反射鏡G02に
より集光されたランプの全光束を、コリメータレンズG
04で平行光にした直後にPS分離合成プリズムG05
に入射し、その中心付近の強い光を直接透過させている
ので、この直接透過光の光路に配置された位相差板を強
い光が通過することになる。このために位相差板の寿命
が短くなるという問題があった。
【0007】本発明は、上記従来の液晶ビデオプロジェ
クタ装置の光源光学系に用いられたPS分離合成プリズ
ムに取り付ける位相差板(1/2λ板)の耐久性を改善
することを課題とする。
クタ装置の光源光学系に用いられたPS分離合成プリズ
ムに取り付ける位相差板(1/2λ板)の耐久性を改善
することを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、下記の手段を備えた投射型液晶表示装
置を提供する。即ち、楕円反射鏡により集光された光源
ランプの全光束をコリメータレンズで平行光に変えた直
後にPS分離合成素子でPS分離合成を行うように構成
した光学系を有する投射型液晶表示装置において、上記
PS分離合成素子は、入射光の光軸と直交する方向に小
プリズムを複数個組み合わせて構成し、入射光を光軸近
傍の小プリズムを直接透過するP偏光と、該小プリズム
で反射され隣接小プリズムを経て上記P偏光と平行に出
力するS偏光とに分割して出力するようになし、上記P
S分離合成素子のS偏光出射面に位相差板を設けた投射
型液晶表示装置を提供する。
めに、本発明は、下記の手段を備えた投射型液晶表示装
置を提供する。即ち、楕円反射鏡により集光された光源
ランプの全光束をコリメータレンズで平行光に変えた直
後にPS分離合成素子でPS分離合成を行うように構成
した光学系を有する投射型液晶表示装置において、上記
PS分離合成素子は、入射光の光軸と直交する方向に小
プリズムを複数個組み合わせて構成し、入射光を光軸近
傍の小プリズムを直接透過するP偏光と、該小プリズム
で反射され隣接小プリズムを経て上記P偏光と平行に出
力するS偏光とに分割して出力するようになし、上記P
S分離合成素子のS偏光出射面に位相差板を設けた投射
型液晶表示装置を提供する。
【0009】
【発明の実施の形態】添付図面を参照して下記に本発明
の投射型液晶表示装置の一実施形態について説明する。
図1は本実施形態の投射型液晶表示装置の全体の構成を
示す。図示の装置において、光源H01から出た光は直
進または楕円リフレクタの反射面で反射して紫外線及び
赤外線(UV/IR)カットフィルタH03を通過して
リフレクタを構成する楕円の第2焦点Fに集光される。
の投射型液晶表示装置の一実施形態について説明する。
図1は本実施形態の投射型液晶表示装置の全体の構成を
示す。図示の装置において、光源H01から出た光は直
進または楕円リフレクタの反射面で反射して紫外線及び
赤外線(UV/IR)カットフィルタH03を通過して
リフレクタを構成する楕円の第2焦点Fに集光される。
【0010】上記第2焦点に集光した光は再び発散して
コリメータレンズH04に入射する。このコリメータレ
ンズH04で光源からの光は平行光にされ、PS分離合
成素子H05へと導かれる。PS分離合成素子を通過し
た光は第1フライアイH06と第2フライアイH07で
構成されるレンズ系によって収束され、再び発散してコ
リメータレンズH08に入射する。
コリメータレンズH04に入射する。このコリメータレ
ンズH04で光源からの光は平行光にされ、PS分離合
成素子H05へと導かれる。PS分離合成素子を通過し
た光は第1フライアイH06と第2フライアイH07で
構成されるレンズ系によって収束され、再び発散してコ
リメータレンズH08に入射する。
【0011】コリメータレンズH08で平行光線に変換
された後、3枚のダイクロイックミラーH09〜H11
(赤、青、緑用)に入射し、これらのミラーで図示のよ
うに反射されて偏光板H12を通過後、液晶パネルH1
3面にスポット光として当たり、そこを出射した光が投
射レンズH14を通ってスクリーン上に送られる。
された後、3枚のダイクロイックミラーH09〜H11
(赤、青、緑用)に入射し、これらのミラーで図示のよ
うに反射されて偏光板H12を通過後、液晶パネルH1
3面にスポット光として当たり、そこを出射した光が投
射レンズH14を通ってスクリーン上に送られる。
【0012】次に図2を参照して上記PS分離合成素子
について更に詳しく説明する。図示のとおり本PS分離
合成素子は複数の小プリズムで構成されており、図の左
方向からこのPS合成プリズムの中心近傍に入射した光
が同プリズムの斜め方向面でP偏光とS偏光に分離して
別の光路に進む。
について更に詳しく説明する。図示のとおり本PS分離
合成素子は複数の小プリズムで構成されており、図の左
方向からこのPS合成プリズムの中心近傍に入射した光
が同プリズムの斜め方向面でP偏光とS偏光に分離して
別の光路に進む。
【0013】ここで、P偏光は紙面に垂直な方向に振動
する波であり、S偏光は紙面に平行な方向に振動する波
であるとすれば、上記斜め方向の面でP偏光はこの面を
透過して直進するのに対して、S偏光は上記斜め方向の
面で反射して図示のように横方向に進み、隣接プリズム
の斜め方向面に入射して再び反射して右方向へ出てい
く。
する波であり、S偏光は紙面に平行な方向に振動する波
であるとすれば、上記斜め方向の面でP偏光はこの面を
透過して直進するのに対して、S偏光は上記斜め方向の
面で反射して図示のように横方向に進み、隣接プリズム
の斜め方向面に入射して再び反射して右方向へ出てい
く。
【0014】斜め方向面で反射された光が出ていく光路
には1/2λ板(位相差板)が設けられておりS偏光は
この1/2λ板を透過することにより電気ベクトルの振
動方向が変換されP′偏光となる。つまり、最終的にP
S分離合成素子を通過した全光の振動方向は同一とな
り、LCDパネルの偏光特性によって光量を損なうこと
なく効率良くパネルを投射することができる。
には1/2λ板(位相差板)が設けられておりS偏光は
この1/2λ板を透過することにより電気ベクトルの振
動方向が変換されP′偏光となる。つまり、最終的にP
S分離合成素子を通過した全光の振動方向は同一とな
り、LCDパネルの偏光特性によって光量を損なうこと
なく効率良くパネルを投射することができる。
【0015】次に上記位相差板の貼付について説明す
る。図2の左側に示すPS合成プリズムに入射する光は
平行光線として示す光の中心付近の光強度の強い部分を
用いるようになっている。図示の例では、入射光は中心
付近の2つのプリズムの斜め方向面でP偏光とS偏光に
分離され、P偏光はそのまま直進し、S偏光は外側のプ
リズムに入射して当該プリズムの斜め方向面で再び反射
してP偏光と平行になってプリズムから出ていく。
る。図2の左側に示すPS合成プリズムに入射する光は
平行光線として示す光の中心付近の光強度の強い部分を
用いるようになっている。図示の例では、入射光は中心
付近の2つのプリズムの斜め方向面でP偏光とS偏光に
分離され、P偏光はそのまま直進し、S偏光は外側のプ
リズムに入射して当該プリズムの斜め方向面で再び反射
してP偏光と平行になってプリズムから出ていく。
【0016】プリズムのS偏光が出射する面に1/2λ
板を貼り付けることにより、S偏光は位相遅延してP偏
光に変わる。このP偏光を同図においしてはP′で示し
ている。こうして作られた平行P偏光は図1に示すよう
にフレンネルレンズで形成された第1フライアイで収束
光に変換され第2フライアイを通って発散光となり第2
のコリメータレンズに達する。
板を貼り付けることにより、S偏光は位相遅延してP偏
光に変わる。このP偏光を同図においしてはP′で示し
ている。こうして作られた平行P偏光は図1に示すよう
にフレンネルレンズで形成された第1フライアイで収束
光に変換され第2フライアイを通って発散光となり第2
のコリメータレンズに達する。
【0017】第2のコリメータレンズは図2の右側に描
かれているように、入射する発散光を平行光に変換する
働きをするく。コリメータレンズには図示のように1/
2λ板が貼り付けられており、これにより、入射するP
偏光の位相遅延を行ってS偏光に変える。同図において
は、このS偏光をS′で示している。なお、このS′平
行光は後方に設けられたダイクロイックミラーで反射し
て液晶表示パネルに向けられるようになっている。
かれているように、入射する発散光を平行光に変換する
働きをするく。コリメータレンズには図示のように1/
2λ板が貼り付けられており、これにより、入射するP
偏光の位相遅延を行ってS偏光に変える。同図において
は、このS偏光をS′で示している。なお、このS′平
行光は後方に設けられたダイクロイックミラーで反射し
て液晶表示パネルに向けられるようになっている。
【0018】図2の光学系を一層良く理解するために図
3に示すPS分離合成素子と比較してみると、図3に描
かれたプリズムの本体部分は図2に描かれたプリズムと
同じである。異なる点は1/2λ板が中心付近のプリズ
ムの光出射面に貼られている点である。
3に示すPS分離合成素子と比較してみると、図3に描
かれたプリズムの本体部分は図2に描かれたプリズムと
同じである。異なる点は1/2λ板が中心付近のプリズ
ムの光出射面に貼られている点である。
【0019】図3のプリズムに入射する光は偏光してい
ない通常の光であり、出射する光はS偏光である。従っ
て、このプリズムは図2のプリズムとコリメータレンズ
を合わせた全体の構成と同等の働きをする。しかしなが
ら、図3のプリズムの場合には中心付近の強い光が1/
2λ板に当たるので、これに耐える1/2λが必要にな
る。逆に言えば1/2λ板の寿命が短くなる。
ない通常の光であり、出射する光はS偏光である。従っ
て、このプリズムは図2のプリズムとコリメータレンズ
を合わせた全体の構成と同等の働きをする。しかしなが
ら、図3のプリズムの場合には中心付近の強い光が1/
2λ板に当たるので、これに耐える1/2λが必要にな
る。逆に言えば1/2λ板の寿命が短くなる。
【0020】それに対して図2に示すようにプリズムの
反射面で反射したS偏光の通過する光路に1/2λ板を
設けた構造では、図2に細線で示すようにS偏光の光路
長が長いため光が発散することにより強度が弱まってお
り、かつプリズムの反射率が100%でないことを考慮
するとプリズムの中央部に位相差板(1/2λ板)を設
置したプリズムに比べて位相差板を通過する光の強度は
弱い。
反射面で反射したS偏光の通過する光路に1/2λ板を
設けた構造では、図2に細線で示すようにS偏光の光路
長が長いため光が発散することにより強度が弱まってお
り、かつプリズムの反射率が100%でないことを考慮
するとプリズムの中央部に位相差板(1/2λ板)を設
置したプリズムに比べて位相差板を通過する光の強度は
弱い。
【0021】図2に示すプリズムの1/2λ板を通過す
る光の強度は、図3に示すプリズムの1/2λ板を通過
する光の強度の0.7倍程度となる。このため、位相差
板の耐久性は図3に示す通常のPS分離合成素子と比べ
てかなり向上する。それゆえ、図2に示す光学系を用い
ることによって、装置の信頼性を確保しつつ高輝度化を
達成することが可能となる。
る光の強度は、図3に示すプリズムの1/2λ板を通過
する光の強度の0.7倍程度となる。このため、位相差
板の耐久性は図3に示す通常のPS分離合成素子と比べ
てかなり向上する。それゆえ、図2に示す光学系を用い
ることによって、装置の信頼性を確保しつつ高輝度化を
達成することが可能となる。
【0022】
【発明の効果】本発明の投射型液晶表示装置は、PS分
離合成素子の中心付近の強い光が通過する領域を避け、
周辺方向に反射された比較的弱い光の出射面に位相差板
を設けるようにしたので、位相差板の寿命を長くするこ
とができる。またそれによって、PS分離合成素子を通
る光の強度を強くすることができるので信頼性を確保し
つつ高輝度化を達成することができる。
離合成素子の中心付近の強い光が通過する領域を避け、
周辺方向に反射された比較的弱い光の出射面に位相差板
を設けるようにしたので、位相差板の寿命を長くするこ
とができる。またそれによって、PS分離合成素子を通
る光の強度を強くすることができるので信頼性を確保し
つつ高輝度化を達成することができる。
【図1】本発明の投射型液晶表示装置の光学系の模式図
である。
である。
【図2】本発明に用いられたPS分離合成素子の模式図
である。
である。
【図3】従来の投射型液晶表示装置にもちいられたPS
分離合成素子の一例の模式図である。
分離合成素子の一例の模式図である。
【図4】従来の投射型液晶表示装置の光学系の模式図で
ある。
ある。
H01‥‥光源ランプ、H02‥‥反射鏡、H03‥‥
紫外線及び赤外線除去フィルタ、H04‥‥コリメータ
レンズ、H05‥‥PS分離合成素子、H06‥‥第1
フライアイ、H07‥‥第2フライアイ、H08‥‥コ
リメータレンズ、H09〜H11‥‥ダイクロイックミ
ラー、H12‥‥偏光板、H13‥‥液晶表示パネル、
H14‥‥投射レンズ
紫外線及び赤外線除去フィルタ、H04‥‥コリメータ
レンズ、H05‥‥PS分離合成素子、H06‥‥第1
フライアイ、H07‥‥第2フライアイ、H08‥‥コ
リメータレンズ、H09〜H11‥‥ダイクロイックミ
ラー、H12‥‥偏光板、H13‥‥液晶表示パネル、
H14‥‥投射レンズ
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 5/74 H04N 5/74 K Fターム(参考) 2H042 CA10 CA14 CA17 2H088 EA13 HA13 HA16 HA20 HA24 HA25 HA28 MA06 2H091 FA10Z FA11Z FA17Z FA26Z FA27Z FD07 FD12 FD22 LA03 LA09 LA18 MA07 5C058 AA06 BA05 EA11 5G435 AA00 AA03 BB12 BB17 CC12 DD02 DD05 DD13 FF03 FF05 GG01 GG02 GG03 GG04 GG11 GG16 LL15
Claims (1)
- 【請求項1】 楕円反射鏡により集光された光源ランプ
の全光束をコリメータレンズで平行光に変えた直後にP
S分離合成素子でPS分離合成を行うように構成した光
学系を有する投射型液晶表示装置において、 上記PS分離合成素子は、 入射光の光軸と直交する方向に小プリズムを複数個組み
合わせて構成し、 入射光を光軸近傍の小プリズムを直接透過するP偏光
と、該小プリズムで反射され隣接小プリズムを経て上記
P偏光と平行に出力するS偏光とに分割して出力するよ
うになし、 上記PS分離合成素子のS偏光出射面に位相差板を設け
た投射型液晶表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11004568A JP2000206530A (ja) | 1999-01-11 | 1999-01-11 | 投射型液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11004568A JP2000206530A (ja) | 1999-01-11 | 1999-01-11 | 投射型液晶表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000206530A true JP2000206530A (ja) | 2000-07-28 |
Family
ID=11587655
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11004568A Pending JP2000206530A (ja) | 1999-01-11 | 1999-01-11 | 投射型液晶表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000206530A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20020039798A (ko) * | 2000-11-22 | 2002-05-30 | 김순택 | 3개의 컬러 휠을 구비한 프로젝션 시스템 |
WO2005019927A1 (ja) * | 2003-08-22 | 2005-03-03 | Seiko Epson Corporation | 照明装置及びこれを備えたプロジェクタ |
-
1999
- 1999-01-11 JP JP11004568A patent/JP2000206530A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20020039798A (ko) * | 2000-11-22 | 2002-05-30 | 김순택 | 3개의 컬러 휠을 구비한 프로젝션 시스템 |
WO2005019927A1 (ja) * | 2003-08-22 | 2005-03-03 | Seiko Epson Corporation | 照明装置及びこれを備えたプロジェクタ |
US7052140B2 (en) | 2003-08-22 | 2006-05-30 | Seiko Epson Corporation | Illumination device and projector equipped therewith |
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