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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- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
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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