JPH04114049U - 液晶投写形デイスプレイの光学系構造 - Google Patents

液晶投写形デイスプレイの光学系構造

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JPH04114049U JP1991107442U JP10744291U JPH04114049U JP H04114049 U JPH04114049 U JP H04114049U JP 1991107442 U JP1991107442 U JP 1991107442U JP 10744291 U JP10744291 U JP 10744291U JP H04114049 U JPH04114049 U JP H04114049U
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶投写形ディスプレイの光学系構造をより
簡単に構成して画質及び画像の鮮明度を向上させること
を目的とする。 【構成】 本考案は、高輝度照明系として使用されるメ
タルハライドランプと、メタルハライドランプの一方側
に一定間隔を持って配置される熱吸収フィルター及び可
視光線領域偏光分離プリズムと、前記メタルハライドラ
ンプ及び偏光分離プリズムと同軸的に設置され、背面に
青色反射鏡が付着された第１反射形液晶パネルと、前記
偏光分離プリズムの後方側に一定間隔を持って設置され
る４５°緑色反射鏡と、前記４５°緑色反射鏡の後方側
に設置され、背面に赤色反射鏡が付着された反射形液晶
パネルと、４５°緑色反射鏡の一方側に設置され、背面
に緑色反射鏡が付着された第３反射形液晶パネルと、前
記偏光分離プリズム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とから構成され
る。

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】
通常的に、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 と言う光学的器具を用いて赤色、青色、緑色に分離させた後、この光を光の透過 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遂行する。 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説明すると次のようである。
【０００４】 図１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に像を現すようにされる。
【０００６】
【考案が解決しようとする課題】
しかしながら、前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されているので、これを補正 するために赤色部分の光経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の色選別プリズムの ような色分離及び合成プリズムを使用すべきであ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される等 の問題点があった。
【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 向上され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させる偏光プリズムと、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 ーンに投射させ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２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と同軸的に設置され、 背面に青色反射鏡２４ａ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２６ａ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２７ａ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のは、図３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されて使用され るので、図４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３に示すように、液晶パネル２４，２６，２７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 ２４ａ，２６ａ，２７ａ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、最上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最上の色再現効 果が得られる。
【００１４】 ４５°緑色反射鏡は、図２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が少し修正されなけ 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２４ａを具備する第１ 液晶パネル２４は図２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２６ａを具備する第２液晶パネル２６と緑色光反射鏡２７ａ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２の第 ３液晶パネル２７の位置に、第３液晶パネル２７は図２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中可視光線のみ透過させ、熱に関係 される残りの光線、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され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 ながら熱に関係される光線は吸収され可視光線領域の光だけ透過されて偏光分離 プリズム２３に入射され、このプリズム２３内で、図４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中偏光プリズム２３は、図４に示すように、Ｓ波は透 過させＰ波は反射させることになる。この時、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２４ａに より反射されて図３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２４ａ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２４ａ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２７ａ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２６ａ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 化されることにより、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）は透過されて映写レンズ 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される等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】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。
【図２】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
の作用を示すものとして、反射形液晶パネルによる偏光
波の方向変換図である。
【図４】本考案による液晶投写形ディスプレイの光学系
の作用を示すものとして、偏光プリズムの反射及び透過
による分光作動図である。
【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

Claims (8)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項１】 高輝度照明手段と、前記照明手段の前方
    に一定間隔を持って配置されて前記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の反射手段と、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の映写
    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】 前記照明手段はメタルハライドランプで
    ある請求項１に記載の液晶投写形ディスプレイの光学系
    構造。
  3. 【請求項３】 前記照明手段のスペクトル特性は赤色部
    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
    ようになっている請求項１に記載の液晶投写形ディスプ
    レイの光学系構造。
  4. 【請求項４】 前記液晶投写形ディスプレイの光学系構
    造は前記照明手段から放射される光中可視光線だけ透過
    させるために前記照明手段と前記偏光プリズムとの間に
    設置されたフィルターリング手段を備える請求項１に記
    載の液晶投写形ディスプレイの光学系構造。
  5. 【請求項５】 前記反射手段は、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、を具備する請求項１に記載の液晶投写形ディス
    プレイの光学系構造。
  6. 【請求項６】 前記反射手段は、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反射形
    第２液晶パネルと、前記赤色光反射鏡の後方に配置さ
    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、を具備する請求項１に記載の液晶投写形ディス
    プレイの光学系構造。
  7. 【請求項７】 前記反射手段の各液晶パネル間の相互位
    置と各色光反射鏡の色光反射特性は前記照明手段のスペ
    クトル特性により相互調節されるようになっている請求
    項５又は６に記載の液晶投写形ディスプレイの光学系構
    造。
  8. 【請求項８】 前記色光反射鏡の角度は４５°である請
    求項５又は６に記載の液晶投写形ディスプレイの光学系
    構造。
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