JP2575558Y2 - 液晶投写形ディスプレイの光学系構造 - Google Patents

液晶投写形ディスプレイの光学系構造

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JP2575558Y2 JP1991107442U JP10744291U JP2575558Y2 JP 2575558 Y2 JP2575558 Y2 JP 2575558Y2 JP 1991107442 U JP1991107442 U JP 1991107442U JP 10744291 U JP10744291 U JP 10744291U JP 2575558 Y2 JP2575558 Y2 JP 2575558Y2
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は液晶投写形ディスプレイ
の光学系構造に関するもので、詳しくは偏光プリズムと
色反射鏡を具備した反射形液晶パネルを用いてより簡単
な構成で画質及び画像の解像度を向上させることができ
るようにした液晶投写形ディスプレイの光学系構造に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】通常、色を具現するために赤色、青色、
緑色の調合を用いる。一般的な液晶投写形ディスプレイ
に使用されているハロゲンランプはスペクトル分布上赤
色、青色、緑色の光を全て有し、ハロゲンランプからの
光を色分離鏡と称する光学的器具を用いて赤色、青色、
緑色に分離させた後、この光をの透過程度を調節し得
る3枚の液晶パネルをそれぞれ通過させて画像を得、色
選別プリズムのような色分離及び合成用プリズムを用い
て各色の画像を重ねて所定のカラー映像を得た後、映写
レンズを通じてスクリーンに投射させる原理で構成され
ている。
【0003】前記色分離及び合成用プリズムは3方向
から入る特定波長領域の光を集めて合成するか又は合成
された光をその色分離及び合成プリズムの一方向で入射
させると各色別に分離させる役割を行する。前述した
ような従来液晶投写形ディスプレイの光学系の典型的
な一例を添付された図面に基づいて以下に説明する
【0004】図に示すように、照明系として高輝度ハ
ロゲンランプ1が使用され、該高輝度ハロゲンランプ1
から出た光中で青色光反射鏡2を経て反射された青色光
は第1全反射鏡3で反射された後、第1液晶パネル4に
入り、青色反射鏡2で反射されて残った光等は透過され
緑色光反射鏡5に入射される。このように入射された光
の中で緑色は緑色光反射鏡5で反射されて第2液晶パネ
ル6に入り、緑色光反射鏡5を透過した残りの赤色光は
第2,3全反射鏡7,8を経て第3液晶パネル9を透過
する。
【0005】以後、各色の液晶パネル4,6,9の画像
に従う透過光が色分離及び合成プリズム10の3方向に
入射されて合成された後、映写レンズ11から投射され
拡大された映像でスクリーン12に像を現すように
る。
【0006】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、述し
たような従来液晶投写形ディスプレイの照明系として
高輝度ハロゲンランプを使用するが、このような高輝度
ハロゲンランプはスペクトル分布上赤色部分が他の色に
比べてかなり多く分布ているので、これを補正するた
めに赤色部分の光路を他の色に比べて長くして合成プリ
ズムでの合成時赤色光の強さを弱化させようとした
が、十分でなくて全体的な画面の色相が赤く見える欠点
があり、且つ光の合成のために製作が難しく高価色選
別プリズムのような色分離及び合成プリズムを使用する
欠点があると共に複数個の液晶パネルを使用すること
により光学系の構成が複雑で画像の輝度が低下る等の
問題があった。
【0007】従って、本考案は従来の前記問題に鑑みて
なされたもので、偏光プリズムとメタルハライドランプ
を使用することにより、光学系の構成が簡単になり鮮明
度が向上る液晶投写形ディスプレイの光学系構造を提
供することをその目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るための本考案の液晶投写形ディスプレイの光学系構造
は、光を発散する高輝度照明系としてのメタルハライド
ランプと、ランプからの光等をそれぞれの特性に従って
分離る偏光プリズムと、前記ランプと偏光プリズムの
間に配置されランプからの光から可視光線を除外した光
線の透過を遮断して熱を除去する熱吸収フィルターと、
偏光プリズムの前方及び一方側部にそれぞれ配置され、
背面にそれぞれ青色、緑色、赤色反射鏡が付着される反
射形液晶パネルと、前記それぞれの液晶パネル等から入
射される光等を合成してスクリーンに投射る映写レン
ズとから構成される。
【0009】
【作用】このような本考案の光学系構造によれば、照明
系としてメタルハライドランプを使用して全体的に画面
の色相を改選し、偏光プリズム及びそれぞれ赤色、青
色、緑色の反射鏡が付着された反射形液晶パネルを使用
して光の進行経路を短くすることにより画面の解像度を
改善すると共に光学界の構成を簡単にし得る。
【0010】
【実施例】以下、このように構成された本考案の実施例
を添付図面に基づいて詳しく説明する。図は本考案に
よる液晶投写形ディスプレイの光学系を示す構成図であ
る。即ち、高輝度照明系として使用されるメタルハライ
ドランプ21と、メタルハライドランプ21の一方側に
一定間隔を持って配置される可視光線領域偏光分離プリ
ズム23と、メタルハライドランプ21と偏光プリズム
23の間に配置されてメタルハライドランプ21の光か
ら可視光線の熱を吸収する熱吸収フィルター22と、メ
タルハライドランプ21及び偏光分離プリズム23と同
に設置され、背面に青色反射鏡24が付着された
第1反射形液晶パネル24と、偏光分離プリズム23の
後方側に一定距離を持って設置される45°緑色反射鏡
25と、前記45°緑色反射鏡25の後方側に設置さ
れ、背面に赤色反射鏡26が付着された反射形液晶パ
ネル26と、45°緑色反射鏡25の一方側に設置さ
れ、背面に緑色反射鏡27が付着された第3反射形液
晶パネル27と、偏光分離プリズム23の前方側に一定
間隔を持ってそれぞれ設置される映写レンズ及びスクリ
ーン29とから構成される。
【0011】基本的な動作において、反射形液晶パネル
24,26,27は、図に示すように、光の2種の偏
光波(S波、P波)中のいずれの波に対応して使用さ
れるので、図に示すように、ランプの光は偏光分離プ
リズム23を用いてS波とP波とに分離し、その中一つ
の偏光波は反射させ、その他の一つの偏光波は透過させ
ることになる。
【0012】さらに、図に示すように、液晶パネル2
4,26,27は一方向に入る偏光波の偏光方向を液晶
両端の電圧差に従って回転させ、その偏光波は再び色反
射鏡24,26,27で反射されながら回転され
て入射波の偏光方向に対して所定の角度差を有するよう
になり、S波の入射波の場合はP波の反射波と作ること
になる。
【0013】本考案で使用されるメタルハライドランプ
は放電ランプの一種として、一般のハロゲンランプとは
違って赤色部分より青色部分と緑色等のスペクトル特性
が強化されたランプであり、各色分離及び反射鏡等の特
性と調合されて色相の再現性を向上させるために本考案
で使用するランプである。しかし、本考案の光学系にお
いては、どの種のランプを使用しても構わないが、最
の色再現のためメタルハライドランプを使用し、本考案
の各液晶パネルの相対的位置と色反射鏡の色反射特性が
ランプのスペクトル特性に従って相互調節される時だけ
の色再現効果が得られる。
【0014】45°緑色反射鏡は、図に示す本考案の
実施例にあって、45°の角度を有するものと例示され
ているが、その設置角度は必ず45°に限定されるもの
ではなく、もし角度を変更する場合は光学系の全体的な
設置設計を多少修正しなければならない。実際に光学系
の構成及び性能を鑑みて最も有利な角度は45°である
ので、本実施例に適用する。
【0015】さらに、添付された図面では図示しない
が、緑色光反射鏡25の代わりに赤色光反射鏡を同一位
置に設置し得、その場合は青色光反射鏡24を具備す
る第1液晶パネル24は図に図示する位置と同一の位
置に配置されるが、赤色光反射鏡26を具備する第2
液晶パネル26と緑色光反射鏡27を具備する第3液
晶パネル27はそれぞれの位置を互いに交換して第2液
晶パネル26は図の第3液晶パネル27の位置に、第
3液晶パネル27は図の第2液晶パネル26の位置に
配置される。
【0016】熱吸収フィルターは光源から反射される光
の可視光線のみ透過させ、熱に関係る残りの光線、例
えば赤外線のような光線を吸収又は反射させる役割を行
うフィルターとして、偏光プリズム及び色反射鏡等が表
面コーティング処理されて製造されるので熱によりコー
ティング表面が損傷される心配があり、液晶パネルの液
晶の特性が熱により変化て十分な機能を発揮し得なく
なる現象を防止するためのものである。
【0017】前述したように構成される本考案による液
晶投写形ディスプレイの光学系構造の動作において、先
ず高輝度照明系として使用されるメタルハライドランプ
21から青色、緑色の合成光が出ると、その合成光は熱
吸収フィルター22を通過しながら熱に関係る光線は
吸収され可視光線領域の光だけ透過て偏光分離プリズ
ム23に入射され、このプリズム23内で、図に示し
たような作用により、それぞれスペクトル特性に従って
2種形態の偏光波(S波、P波)に分離される。
【0018】このように分離された光の偏光プリズム2
3は、図に示すように、S波は透過P波は反射
ことになる。この時、図1に示すようにプリズム23を
透過したS波の光は第1反射形液晶パネル24に入射
し、画像信号に従って青色光反射鏡24により反射さ
れて図に示すような作用により、偏光方向が入射偏光
方向に対して変化することになる。従って、偏光プリズ
ム23を透過し第1反射形液晶パネル24に入射される
S波の入射偏光波は青色光反射鏡24で反射されなが
らP波の偏光波に変わって偏光プリズム23に入射さ
れ、この偏光プリズム23により映写レンズ28の方に
反射される。且つ、青色以外の光は青色光反射鏡24
を透過する。併せて、偏光分離プリズム23により分離
された光中で反射されたP波の光は45°緑色反射鏡
25で緑色光が反射され、第3反射形液晶パネル27と
緑色光反射鏡27で入射及び反射された後、画像信号
に従う変換偏光波、つまりS波の偏光波が偏光分離プリ
ズム23に入射することになる。
【0019】又、45°緑色反射鏡25で透過された残
りの光は第2反射形液晶パネル26と赤色反射鏡26
で前述したような同一原理で入射された後分離される。
従って、第2反射形液晶パネル26に入射されるP波の
光はS波の偏光波で反射されて偏光プリズム23に入射
される。このような方法で分離されて得た各色の画像信
号は初めの偏光方向に対して変化ることにより、偏光
分離プリズム23の特性に従って透過及び反射、つまり
P波(青色光)は反射され、S波(赤色光、緑色光)は
透過て映写レンズ28を通じてスクリーン29に拡大
された像で現れることになる。
【0020】
【考案の効果】以上説明したように、本考案は光学系の
構造をより簡単にし得、画面の色相を改善し得、且つ色
の分離及び合成動作において、色分離鏡を経る回数を減
少させて画像の解像度が向上る等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案による液晶投写形ディスプレイの光学系
を示す構成図である。
【図2】本考案による液晶投写形ディスプレイの光学系
の作用を示すもので、反射形液晶パネルによる偏光波の
方向変換図である。
【図3】本考案による液晶投写形ディスプレイの光学系
の作用を示すもので、偏光プリズムの反射及び透過によ
る分光作動図である。
【図4】従来技術による液晶投写形ディスプレイの光学
系を示す構成図である。
【符号の説明】
21…メタルハライドランプ 22…熱吸収フィルター 23…偏光分離プリズム 24,26,27…青色、赤色、緑色反射形液晶パネル 24′,26′,27′…青色、赤色、緑色反射鏡 25…緑色反射鏡 28…映写レンズ 29…スクリーン
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03B 33/12 G03B 21/00 G02F 1/1335 H04N 5/74

Claims (2)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 赤色部分の分布が青色及び緑色部分の分
    布より相対的に少ないようになっているスペクトル特性
    を有する高輝度照明手段と、 前記高輝度照明手段の前方に一定間隔を有して配置さ
    れ、前記高輝度照明手段から放射される光をスペクトル
    特性に従って分離させる偏光プリズムと、 前記偏光プリズムにより分離された可視光線領域の光を
    映写手段に入射させるために前記偏光プリズムの前方に
    配置され背面に青色光反射鏡が付着された第1反射形液
    晶パネルと、前記偏光プリズムの一方側に一定角度で配
    置される緑色光反射鏡と、前記緑色光反射鏡の後方側に
    配置され背面に赤色光反射鏡が付着された第2反射形液
    晶パネルと、前記緑色光反射鏡の一方側に配置され背面
    に緑色光反射鏡が付着された第3反射形液晶パネルとを
    備え、前記第1、第2及び第3反射形液晶パネル間の相
    互位置と、前記青色、緑色及び赤色光反射鏡の各々の色
    光反射特性が、前記高輝度照明手段のスペクトル特性に
    より相互調節されるようになっている反射手段と、 前記偏光プリズムの一方側に配置されて前記反射手段に
    より入射される光を合成しスクリーンに投射させるため
    に映写手段と、 を具備することを特徴とする液晶投写形ディスプレイの
    光学系構造。
  2. 【請求項2】 赤色部分の分布が青色及び緑色部分の分
    布より相対的に少ないようになっているスペクトル特性
    を有する高輝度照明手段と、 前記高輝度照明手段の前方に一定間隔を有して配置さ
    れ、前記高輝度照明手段から放射される光をスペクトル
    特性に従って分離させる偏光プリズムと、 前記偏光プリズムにより分離された可視光線領域の光を
    映写手段に入射させるために前記偏光プリズムの前方に
    配置され背面に青色光反射鏡が付着された第1反射形液
    晶パネルと、前記偏光プリズムの一方側に一定角度で配
    置される赤色光反射鏡と、前記赤色光反射鏡の一方側に
    配置され背面に赤色光反射鏡が付着された第2反射形液
    晶パネルと、前記赤色光反射鏡の後方側に配置され背面
    に緑色光反射鏡が付着された第3反射形液晶パネルとを
    備え、前記第1、第2及び第3反射形液晶パネル間の相
    互位置と、前記青色、緑色及び赤色光反射鏡の各々の色
    光反射特性が、前記高輝度照明手段のスペクトル特性に
    より相互調節されるように なっている反射手段と、 前記偏光プリズムの一方側に配置されて前記反射手段に
    より入射される光を合成しスクリーンに投射させるため
    に映写手段と、 を具備することを特徴とする液晶投写形ディスプレイの
    光学系構造。
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