JP2703446B2 - 反射光バルブシステムにおけるコントラストの増大およびゴーストの除去 - Google Patents

反射光バルブシステムにおけるコントラストの増大およびゴーストの除去

Info

Publication number
JP2703446B2
JP2703446B2 JP4030776A JP3077692A JP2703446B2 JP 2703446 B2 JP2703446 B2 JP 2703446B2 JP 4030776 A JP4030776 A JP 4030776A JP 3077692 A JP3077692 A JP 3077692A JP 2703446 B2 JP2703446 B2 JP 2703446B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
lens
beam splitter
polarization
reflected
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP4030776A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0593887A (ja
Inventor
ピーター・エー・ゼイドラー
Original Assignee
ヒューズ―ジェイブイシー・テクノロジー・コーポレーション
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ヒューズ―ジェイブイシー・テクノロジー・コーポレーション filed Critical ヒューズ―ジェイブイシー・テクノロジー・コーポレーション
Publication of JPH0593887A publication Critical patent/JPH0593887A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2703446B2 publication Critical patent/JP2703446B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141Constructional details thereof
    • H04N9/315Modulator illumination systems
    • H04N9/3167Modulator illumination systems for polarizing the light beam

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、反射光バルブシステム
に関し、特に液晶光バルブ投影システムのコントラスト
の増大およびゴーストの除去に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶光バルブ(LCLV)は、2つの透
明電極の間に挟まれた液晶層と、誘電体ミラーと、光遮
断層と、光感応層とから形成される薄いフィルムの多重
層構造である。LCLV投影システムにおいて、偏光さ
れた投影ビームは液晶層を通り誘電体ミラーに向けられ
る。陰極線管によって生成されるような低い強度の光の
入力画像は光感応層に供給され、それによって液晶を動
作させる液晶層上の光感応層から電極を横切る電界を切
替える。ハイパワー光源からの直線偏光された投影光は
液晶層を通り、光感応層上に入射する光情報に従って偏
光変調される誘電体ミラーから反射される。それ故、例
えば高解像度の入力画像である光の複雑な分布が光導電
体表面に集束される場合、装置は高い輝度の画像をスク
リーン上に生成するために拡大して投影するため反射レ
プリカ画像に画像を変換する。このタイプの投影システ
ムはKoda氏らによる米国特許第4,650,286 号明細書、Bl
eha,Jr. 氏による米国特許第4,343,535 号明細書、Jaco
bsen氏らによる米国第4,127,322 号明細書、およびHong
氏らによる米国特許第4,191,456 号明細書を含むいくつ
かの米国特許明細書に記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このようなシステムに
使用されているハイパワー光源の高輝度は投影された画
像のコントラストを減少させ、光源のゴースト像の表示
を与えるという問題を生じる。投影レンズのレンズ部品
は反射防止被覆が設けられ、したがって入射する光の反
射の割合が非常に低い場合でも、高輝度の光源から反射
されるこの低い割合の光は、投影スクリーンの後方の光
バルブのオフ状態によって十分に反射される。これはア
ークランプ光源および投影スクリーンの反射器の好まし
くない画像であり、スクリーンの部分のみが白い場合に
スクリーンの黒い領域でさらに目立つゴーストを生じ
る。好ましくないゴーストはレンズ部品の空気とガラス
の協会面から反射している光の一部分であり、光バルブ
表面の後方にアークランプの収束した像を形成する。こ
の像は液晶光バルブによって反射され、レンズを通って
スクリーンに供給される。この問題はバルブミラーにア
ークランプ画像を形成するすべてのレンズレンズ部品表
面に関連し、スクリーン上に投影レンズによって投影さ
れて画像が生成される。
【0004】ゴースト像の強度は、レンズ部品上の高い
効率の反射防止被覆によって減少される。しかしなが
ら、非常に明るいアークランプ光源ではその1%でさえ
スクリーンの暗い領域に投影されたときに非常に目立
ち、全体のコントラストの損失が生じ、スクリーン上の
ランプおよび反射器の画像を乱す。
【0005】したがって、本発明の目的は、上記の問題
を避け、或いは最小にする反射液晶光バルブ投影システ
ムを提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】好ましい実施例にしたが
った本発明の原理の実行において、投影レンズの全部品
の表面から反射される光は、液晶光バルブへ戻る伝送か
阻止される。これは、システムの偏光ビームスプリッ
タを通り再透過して戻ることを阻止するように光の偏光
状態の変化によって達成される。さらに詳しく説明する
と、1/4波長プレートが、偏光ビームスプリッタと投
影レンズの間に位置され、それによって偏光ビームスプ
リッタからレンズへ伝送される光は1/4波長プレート
によって変換された第1の偏光状態を有し、レンズの背
面から偏光ビームスプリッタに反射される光は1/4波
長板によって再び変換されて、その光は前記第1の偏光
状態に直交する第2の偏光状態を有するような偏光を有
し、ここで第2の偏光状態を有する前記光はその後前記
偏光ビームスプリッタにより反射され放棄される
【0007】
【実施例】図1は、Bleha,Jr. 氏による米国特許第 4,3
43,535号明細書およびKoda氏らによる第 4,650,286号明
細書に示されるようなタイプの液晶光バルブ投影システ
ムを示す。この投影システムは高光度アークランプ10の
ようなハイパワー光源を含み、偏光されていない光を放
射し光ビーム14を埋設されたMacNeille プリズムとして
示される偏光ビームスプリッタ18に向ける視準レンズ12
を通って伝送される。MacNeille プリズムは、MacNeill
e 氏による米国特許第 2,403,731号明細書に記載される
ように選択式偏光を達成する偏光ビームスプリッタであ
る。図1に概略的に表される埋設されたプリズム18はMa
cNeille 氏の米国特許第 2,403,731号明細書に記載され
たようなプリズム流体20に配置された複数の薄い誘電体
の層で被覆された平行な平坦な側面の透明プリズムプレ
ート16を備え、それは22で示される液密ハウジングに配
置され、透明な正面の窓24および透明な出口の窓26を有
する。。
【0008】偏光ビームスプリッタ18はアークランプ光
源10から、不規則に偏光された光を受け入れる入力窓28
を含む。通常、ビームスプリッタは例えば、“P”偏光
状態のような1つの偏光状態の光を透過し、“S”偏光
状態のような別の偏光状態の光を反射する。
【0009】反射されるS偏光状態の光は、反射された
ビーム32に沿って陰極線管36のような画像生成源によっ
て変調される液晶光バルブ34へ伝送される。陰極線管36
のスクリーンが蛍光放射しない暗い場所では光バルブ34
の対応する領域はオフ状態あるいは暗い状態のままにさ
れ、光は光バルブ34の暗い部分から偏光状態を変えずに
偏光ビームスプリッタに向って逆方向に反射される。光
の偏光が元のS状態から変わらないので、光は再びビー
ムスプリッタプリズムプレートから反射され、光源10に
戻る。このS偏光状態の光は光バルブ34から投影レンズ
38にビームスプリッタによっていずれも伝送されず、し
たがって投影レンズ38によって画像の対応領域は暗いま
まである。陰極線管36のスクリーンの明るい領域に対し
ては、液晶光バルブの対応する領域はオン状態あるいは
明るい状態である。光バルブ34の明るい領域から反射さ
れる光は、一部または全部がS偏光状態からP偏光状態
に回転され、陰極線管スクリーンからの光の強度に比例
した強度を得る。偏光状態Pの逆方向に反射された光は
偏光ビームスプリッタ18を通って液晶光バルブから伝送
され、ビームスプリッタの出口の窓26および投影スクリ
ーン(示されていない)上の明るい画像を形成するため
の投影レンズ38を通る。
【0010】図2は、種々に偏光された状態の光の透過
および反射を概略的に示し、その方法のある観点を表す
ように配置されている図1のシステムの概略図である。
それにおけるゴースト像あるいはコントラストの減少が
この反射液晶光バルブ投影システムに生ずる。
【0011】図2において、光それぞれの反射角度を示
そうとするのではなく、適当な下付き文字を有するSあ
るいはPで示される矢印が各伝播状態SおよびPの光の
透過および反射を示すために使用される。
【0012】図2に示されるように、高強度アークラン
プ10は偏光ビームスプリッタ16に光S0 およびP0 によ
って示される偏光でない光あるいは不規則な偏光の光を
伝送する。偏光ビームスプリッタ16は、矢印P0 によっ
て示されるような偏光状態P0 の光を伝送し、矢印S0
によって示されるようなS状態の偏光の光を反射する。
S状態の光S0 は液晶光バルブ34の領域42のような暗い
領域(陰極線管の暗い領域に相当している)に入射した
とき、S1成分によって示されるように偏光の変化なし
に反射され、それはビームスプリッタに伝送され、そこ
からアークランプの方法に反射される。偏光状態Sの光
がS0 によって示されるように液晶光バルブ(陰極線管
36の明るい領域に相当している)の明るい領域44に入射
するときには、ビームスプリッタに偏光状態P1 で反射
される。後者はレンズ38に偏光状態Pの光P1 を伝送す
る。これはスクリーン上にレンズシステムによって投影
される光である。すなわち、液晶光バルブの明るい領域
からの偏光状態Pで反射される光は、スクリーンにレン
ズを通して伝送される。しかしながら、上記のように、
レンズ部品の表面上に入射する少量の光は、成分P2
よって示されるようなビームスプリッタの方向に反射し
て戻される。この偏光状態Pの光はビームスプリッタを
通って伝送され、レンズの曲率およびレンズによって受
け入れられる種々の光の角度に依存して液晶光バルブの
種々の領域に入射する可能性がある。
【0013】矢印P2 によって示されるような投影レン
ズから反射される偏光状態Pの光は、液晶光バルブの暗
い領域46のような暗い領域に入射すると、そこから図2
にP3 として示される光成分のように偏光状態の変化な
しに逆反射される。液晶光バルブの“暗い”領域から再
反射された光P3 の成分は、レンズシステムに向ってビ
ームスプリッタを通り、それからレンズシステム(レン
ズ部品の表面からの非常に低い反射を除く)を通ってス
クリーンに伝送され、そこでアークランプのゴースト像
を形成し、投影スクリーンの理想的には暗い領域の照射
強度を増加してそれによってコントラストを減少させ
る。
【0014】以下の議論は、レンズ部品の反射による問
題を理解するためのものである。通常のスクリーン画像
はアークランプから放射される光で構成され、光バルブ
表面を照射し、投影レンズを通りスクリーンに選択的に
反射される。本発明に関係する不快なゴーストは、投影
スクリーン上のアークランプおよび反射器の好ましくな
い画像であり、スクリーンの部分のみ白い場合にスクリ
ーンの黒い領域でさらに目立つ。
【0015】星形のポイント目標物体の好ましくない画
像である標準的なゴースト像とは違って、このゴースト
像はスクリーンに広がる光源の画像である。好ましくな
いゴーストはレンズ部品の表面の空気とガラスの境界面
から再び反射する光の部分であり、光バルブ表面にアー
クランプの焦点の結ばれた画像を形成する。この画像は
レンズを通ってバルブによって反射され、スクリーンに
送られる。広帯域反射防止被覆がゴースト像の制御を助
けるけれども、アークランプの輝度はわずかな反射率で
もスクリーンで目立つ非常に明るいものである。
【0016】本発明にしたがって、上記の問題は、図3
に示されるようにビームスプリッタとレンズ38の間に
1/4波長プレート50を挟入することによって解決さ
れる。プレート50は、各伝送の45゜の偏光シフトで
光を伝送する広帯域の1/4波長プレートである。それ
は広帯域の可視周波数によって動作する。成分Pによ
って示されるP状態の偏光の光は、液晶光バルブ34の
明るい領域44に入射するS偏光状態の光Sの変化さ
れる偏光状態によって再び反射する。図2の配置のよう
なこれらの成分Pはビームスプリッタを通り、1/4
波長プレート50(図3)を通る。1/4波長プレート
は図3にP+45゜(第1の偏光状態)として表され
る光の小さい部分は、同じ偏光で前記と同様の方法でレ
ンズ38の後面からから反射される。これは、成分P
+45゜として図3に示される。レンズから反射される
成分P+45゜は2回目に1/4波長プレート50を
通り、成分Sによって図面に示されるようにS(第1
の偏光状態に直交する第2の偏光状態)に偏光状態を効
果的に変化する、偏光状態Sの成分はビームスプリッ
タを通る伝送はされず、それと反対に液晶バルブ及びシ
ステムから外部へ反射される。このように光のビームス
プリッタ通過後に液晶光バルブからの光の偏光状態を変
化することによって、レンズ部品の表面からのこれらの
弱い反射さえ液晶光バルブの到達が阻止される。レン
ズから反射される光の偏光状態は、ビームスプリッタを
通り伝送されないようビームスプリッタにより反射され
放棄されるように変化される。したがって、このゴース
ト像の原因は完全に排除されコントラストの減少は著し
く改善される。
【0017】異なるレンズによって行われた試験におい
て、投影スクリーンに入射する光の強度を測定するため
に種々の位置で光度計による測定が行われた。測定は前
記位置の1/4波長プレートを設けて、またはそれなし
で行われ、ゴースト像あるいはコントラスト減少が生ず
ることのないスクリーンの白い側の測定値と比較され
た。試験はシミュレートされたハーフオン/ハーフオフ
光バルブによって行われた。
【0018】スクリーンの暗い領域に入射する光強度に
対するスクリーンの明るい領域に入射する光の強度であ
るコントラスト比は、1/4波長プレートなしの場合の
36:1の値からレンズに対して正しい位置にある1/
4波長プレートを有する場合の105:1の値に増加さ
れる。それは別のスクリーンでは1/4波長プレートな
しの43:1の値から1/4波長プレートを有する11
0:1の値に増加される。第2のレンズ関するコントラ
スト比は38:1から54:1に増加される。好ましい
偏光に対する光の損失は、反射防止被覆を有していない
1/4波長プレートの使用により11%以下である。1
/4波長プレートの存在における損失を著しく減少する
反射防止被覆を有する1/4波長プレートを使用するこ
とが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の液晶光バルブ投影システムの部品を示す
図。
【図2】システム部品間で反射される光の様々な偏光状
態を示している図1に表されるシステムの模式図。
【図3】投影システムレンズのコントラストを増大しゴ
ースト像を除去するための偏光ビームスプリッタと投影
レンズの間に挟入される偏光プレートを有する液晶投影
システムを示す図。
【符号の説明】
10…アークランプ,16…偏光ビームスプリッタ,34…液
晶光バルブ,36…画像発生器,38…投影レンズ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−207716(JP,A) 実開 平2−83524(JP,U)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源からの光が偏光ビームスプリッタか
    ら液晶光バルブに反射され、その液晶光バルブはそれに
    伝送され、それから反射される光を変調する画像発生器
    によって制御され、光が光バルブから反射され偏光ビー
    ムスプリッタを通りシステム中のスクリーン上に投影す
    るための投影レンズに伝送され、ここで投影レンズは偏
    光ビームスプリッタに対し所定の角度で配置され、ここ
    レンズに伝送される光の一部分がレンズ背面から光バ
    ルブに反射され、そしてスクリーンのコントラストを減
    少し、可視ゴースト像を生成する望ましくない光として
    レンズに再び反射され反射液晶光バルブ投影システム
    において、 レンズの背面から反射され、前記液晶光バルブに伝送さ
    れ、そこでスクリーンに望ましくない光として再反射さ
    れる光の成分を阻止するためのシステム内の手段を具備
    し、 前記システム内の手段は、レンズ背面と偏光ビームスプ
    リッタの間に挟入されている偏光制御手段を有し、前記
    偏光制御手段は、偏光ビームスプリッタとレンズの間に
    配置された1/4波長板遅延素子有し、これによっ
    て、偏光ビームスプリッタからレンズに伝送される光は
    1/4波長板によって変換された第1の偏光状態を有
    し、レンズの背面から偏光ビームスプリッタに反射され
    る光は1/4波長板によって再び変換されて、その光は
    前記第1の偏光状態に直交する第2の偏光状態を有する
    ような偏光を有し、ここで第2の偏光状態を有する前記
    光はその後前記偏光ビームスプリッタにより放棄される
    ことを特徴とする反射液晶光バルブ投影システム。
  2. 【請求項2】 前記偏光制御手段が、レンズから反射さ
    れる光の成分の偏光を、前記光の成分が前記ビームスプ
    リッタから反射させる偏光状態に変化させる手段を具備
    している請求項1記載の投影システム。
  3. 【請求項3】 前記偏光制御手段が偏光ビームスプリッ
    タからレンズに伝送される光の偏光を回転し、レンズか
    ら偏光ビームスプリッタに反射される光の偏光を回転す
    るための手段を具備している請求項1記載の投影システ
    ム。
  4. 【請求項4】 前記阻止するための手段が前記偏光ビー
    ムスプリッタ手段と前記ビームスプリッタ手段とレンズ
    の間に挟入された偏光回転装置を具備する請求項記載
    の投影システム。
  5. 【請求項5】 前記阻止するための手段が前記投影レン
    ズに入射し、そこから前記ビームスプリッタ手段に反射
    される光を生じて前記偏光ビームスプリッタ手段から反
    射される偏光状態を有する光を生ずるための手段を具備
    している請求項記載の投影システム。
  6. 【請求項6】 前記阻止するための手段が前記偏光ビー
    ムスプリッタ手段と前記投影レンズの間に挟入された1
    /4波長プレートを具備する請求項記載の投影システ
    ム。
JP4030776A 1991-02-19 1992-02-18 反射光バルブシステムにおけるコントラストの増大およびゴーストの除去 Expired - Lifetime JP2703446B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US65689691A 1991-02-19 1991-02-19
US656896 1991-02-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0593887A JPH0593887A (ja) 1993-04-16
JP2703446B2 true JP2703446B2 (ja) 1998-01-26

Family

ID=24635021

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4030776A Expired - Lifetime JP2703446B2 (ja) 1991-02-19 1992-02-18 反射光バルブシステムにおけるコントラストの増大およびゴーストの除去

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2703446B2 (ja)
FR (1) FR2673006B1 (ja)
NL (1) NL9200303A (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5576854A (en) * 1993-11-12 1996-11-19 Hughes-Jvc Technology Corporation Liquid crystal light valve projector with improved contrast ratio and with 0.27 wavelength compensation for birefringence in the liquid crystal light valve
US6390626B2 (en) * 1996-10-17 2002-05-21 Duke University Image projection system engine assembly
US6204901B1 (en) 1997-07-31 2001-03-20 Duke University Liquid crystal color shutters that include reflective polarizers that pass color components of light of a first polarization and that reflect a majority of color components of light of a second polarization
US6185041B1 (en) 1998-10-23 2001-02-06 Duke University Projection lens and system
GB0030861D0 (en) * 2000-12-18 2001-01-31 Seos Displays Ltd Display apparatus for displaying an image by pack projection
JP2006047947A (ja) * 2004-06-21 2006-02-16 Victor Co Of Japan Ltd 投射表示装置
JP4913996B2 (ja) 2004-09-16 2012-04-11 キヤノン株式会社 投射型画像表示装置
JP6296950B2 (ja) * 2014-09-22 2018-03-20 シチズンファインデバイス株式会社 電子ビューファインダ装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2212559B1 (ja) * 1972-12-29 1977-08-05 Thomson Csf
JPS63123018A (ja) * 1986-11-12 1988-05-26 Hitachi Ltd 投射型液晶表示装置
JPH01207716A (ja) * 1988-02-16 1989-08-21 Seiko Instr & Electron Ltd 偏光像投影装置
JP2782520B2 (ja) * 1988-12-14 1998-08-06 旭光学工業株式会社 液晶投影表示装置
JPH0283524U (ja) * 1988-12-19 1990-06-28
US4995718A (en) * 1989-11-15 1991-02-26 Honeywell Inc. Full color three-dimensional projection display

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0593887A (ja) 1993-04-16
FR2673006A1 (fr) 1992-08-21
FR2673006B1 (fr) 1993-10-22
NL9200303A (nl) 1992-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5268775A (en) Contrast enhancement and ghost elimination, for reflective light valve system
JP2765471B2 (ja) 投写型液晶表示装置
TW560186B (en) System and method for contrast enhancement in projection imaging system
US5580142A (en) Image forming apparatus and projector using the same
US5374968A (en) Optics for a single-lens video projector with color-specific polarization channels
US6116739A (en) Color projection display apparatus
US20050190445A1 (en) Wire grid polarizer
US6276802B1 (en) Rear projection display
US6089718A (en) Projection display device
US6582081B2 (en) Projection display device
JP2006145644A (ja) 偏光分離装置及びそれを用いた投射型表示装置
JP3192251B2 (ja) 反射型液晶表示装置
US6144492A (en) Optical block and display unit
JP2703446B2 (ja) 反射光バルブシステムにおけるコントラストの増大およびゴーストの除去
JP3639842B2 (ja) 投射型表示装置
JPH07120753A (ja) 液晶プロジェクター
JPH0433016B2 (ja)
JPH09325417A (ja) 画像表示システム
US6052214A (en) System and method for producing an enhanced image
JP2985799B2 (ja) 投射型液晶表示装置
KR0184364B1 (ko) 반사형 광모듈레이터를 이용한 투사형 입체화상표시장치
JP2001264727A (ja) 投射型表示装置
JP2874163B2 (ja) 偏光光源、液晶表示装置及び投射型表示装置
JPH10260313A (ja) 反射型偏光変調素子用光源装置
KR100342829B1 (ko) 액정 프로젝터의 광학계

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071003

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081003

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091003

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101003

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111003

Year of fee payment: 14

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111003

Year of fee payment: 14

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121003

Year of fee payment: 15

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121003

Year of fee payment: 15