JPH0659235A - 投射型表示装置 - Google Patents

投射型表示装置

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JPH0659235A
JPH0659235A JP4211713A JP21171392A JPH0659235A JP H0659235 A JPH0659235 A JP H0659235A JP 4211713 A JP4211713 A JP 4211713A JP 21171392 A JP21171392 A JP 21171392A JP H0659235 A JPH0659235 A JP H0659235A
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JP
Japan
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light
polarizing
display device
light source
projection type
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JP4211713A
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English (en)
Inventor
Isamu Oshita
勇 大下
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Pioneer Corp
Original Assignee
Pioneer Electronic Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光源から出射された光を有効利用することが
できる投射型液晶表示装置を提供する。 【構成】 光源から出射された光線束が透過する偏光ビ
ームスプリッタを含む偏光素子を備え、該光線束におけ
るS又はP偏光成分を投影光として用いる投射型表示装
置であって、光線束の中心光軸上の光源と偏光素子との
間に配置され、中心光軸に対して対称に傾斜し偏光素子
に向けて凸形状となりかつ光線束が入射角45度で入射
する偏光板からなる偏光フィルタと、光源と偏光フィル
タとの間に配置された位相板と、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光源から出射された光
線束が透過する偏光フィルタ、偏光板、偏光ビームスプ
リッタ等の偏光素子を備え、該光線束におけるS又はP
偏光成分を投影光として用いる投射光学系を有する投射
型表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】かかる投射型表示装置には、例えば、光
導電型液晶ライトバルブ(LCLV素子)等を用いた液
晶表示装置がある。かかる光導電型液晶ライトバルブ
は、液晶層と光導電層との間に反射層等を設けた反射型
のものである。図1は、かかる反射型の投射型液晶表示
装置の構成の一例を示す。図において、光導電型液晶ラ
イトバルブ1の光導電層側は、CRT2のフロントフェ
イスに結合されている。CRTは、そのフロントフェイ
スに表示された像を光ファイバ層を介して導電型液晶ラ
イトバルブの光導電層に書き込む。光導電層の電位に応
じて液晶層の投影画像の濃淡が形成される。一方、メタ
ルハライドランプ等の光源3から発せられた光束は、コ
ールドミラー4、コンデンサレンズ5及び偏光板7等の
光学素子を経て、偏光ビームスプリッタ6に入射する。
この入射光のうちP偏光成分は、偏光ビームスプリッタ
6を通過する。S偏光成分は、偏光ビームスプリッタ6
で進行方向が曲げられて光導電型液晶ライトバルブ1に
入射する。
【0003】ここで、光導電型液晶ライトバルブ1の液
晶層に投影画像が描かれていると、光導電型液晶ライト
バルブにおいて反射された反射光中には液晶層の像の濃
淡に応じて局部的にP偏光成分が含まれることになる。
そして、この反射光中のP偏光成分のみが偏光ビームス
プリッタ6をそのまま通過することにより、このP偏光
成分による像が投射レンズ8を介してスクリーン9上に
像が投射される。
【0004】このように、これら投射型表示装置の筺体
中にメタルハライドランプ3等の高輝度な光源の下流
に、偏光ビームスプリッタ6、偏光板7等の光学素子が
配置されている。偏光ビームスプリッタの完全な偏光分
離は不可能であり、全波長用の偏光ビームスプリッタに
おいては最良でも2〜5%以上の漏れ光、即ち、偏光さ
れない余分な光が下流の光学系に達し、最終的には熱へ
変わる。偏光板7は、偏光度を上げる為に、偏光ビーム
スプリッタ6の上流に偏光板7を設け、熱対策から熱容
量の大きい偏光ビームスプリッタに貼り付けることが行
われる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、偏光板や偏光
ビームスプリッタ等の光学素子は光吸収率が高く温度性
能限界があるので、高温度では使用できなくなる。さら
に、光導電型液晶ライトバルブを用いた投射型表示装置
では、その漏れ光は解像度及びコントラストの低下をも
招来する。
【0006】本発明の目的は、光源から出射された光を
有効利用することができる投射型液晶表示装置を提供す
ることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の投射型表示装置
は、光源から出射された光線束が透過する偏光ビームス
プリッタを含む偏光素子を備え、該光線束におけるS又
はP偏光成分を投影光として用いる投射型表示装置であ
って、前記光線束の中心光軸上の前記光源と前記偏光素
子との間に配置され、前記中心光軸に対して対称に傾斜
し前記偏光素子に向けて凸形状となりかつ前記光線束が
入射角45度で入射する偏光板からなる偏光フィルタ
と、前記光源と前記偏光フィルタとの間に配置された位
相板と、を有することを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明により、光源から出射された光を有効利
用することができるだけでなく、偏光ビームスプリッタ
への漏れ光を有効に除去し、偏光ビームスプリッタ或い
は偏光板等の光学素子の冷却を促進できる。
【0009】
【実施例】図2は本発明による実施例の投射型表示装置
を示す。この投射表示装置は、光源3と該光源から出射
された光を受光する偏光ビームスプリッタ6の間、受光
面近傍に配置された偏光フィルタ20を有している。偏
光フィルタ20は、入射光束の中心光軸に対して対称で
かつ略45度傾斜した一対の偏光板であって偏光ビーム
スプリッタに向けて凸形状となった偏光板で20bを有
している。さらに、この投射表示装置は、光源3と偏光
フィルタ20との間に配置された位相板21を有してい
る。この表示装置における他の構成部材は図1の同一符
号に示すものと同一である。偏光ビームスプリッタ6の
更に受光面近傍に配置された偏光板7は、偏光度を上げ
るため設けられている。このように所望のP偏光成分を
投影光として用いるために偏光ビームスプリッタ6上流
において予め偏光度を上げるので偏光フィルタ20はプ
リポラライザともいう。
【0010】図3に示すように、かかる偏光フィルタ2
0の偏光板20bは、例えば入射光束の中心光軸を含む
平面に対して対称的な傾斜受光面を有する形状をしてい
る。これは、2枚の長方形の偏光板を、その各一辺縁部
にて当該平面内で接着することで形成できる。このよう
に、偏光板20bは、偏光ビームスプリッタ6の受光面
の光源側すなわち、光線の入射側に設置される。
【0011】偏光板20bは、例えば図4に示すよう
に、ガラス平板10及びその両面に成膜された偏光膜1
1からなる。所定膜厚の偏光膜11には、屈折率が2.
25程度と高いTiO2,ZnS,ZrO2が用いられ
る。偏光膜11は各々同一膜厚dの一対の層であり、n
>ng(n=偏光膜11の屈折率,ng=ガラス平板1
0の屈折率)であり、かつn・d≒550/4nmであ
ることが好ましい。ガラス平板10の両面に偏光膜11
を成膜したのは、偏光度を上げるためである。
【0012】ここで、2枚の長方形の偏光膜のついたガ
ラス平板からなる偏光板20bの場合、投射型表示装置
において、図3に示す偏光板20bの図面の上方または
下方からへ空気を送るファン、空気経路等の送風手段を
配置すれば、偏光板20bを冷却できる。本実施例にお
いては、図5に示すように、偏光フィルタ20の偏光板
20bの形状は、光源3に向けて開放する即ち偏光ビー
ムスプリッタ6に向けて凸形状となり光軸に対して45
°傾斜した偏光板20bとする。本実施例においては、
メタルハライドランプ等の光源3とプリポラライザ20
との間に位相差を与える透明体即ち位相板21を設置す
る。この位相板21には例えば1/4波長板などがあ
る。また、位相板21としては光を施光させる液晶を用
いた液晶シャッターなどでも良い。本実施例において
は、1/4波長板21に直線偏光を角度θ=45°(直
線偏光の入射光線の電界ベクトルの振動方向と1/4波
長板の主断面とがなす角度)で入射させた場合、もし角
度θが−45°であるとすると、射出光線は逆回転の円
偏光となり、また伝搬の方向を逆にすると、すなわち円
偏光の光線を1/4波長板に入射させると、その射出光
線は直線偏光に変換される、ことを用いている。
【0013】したがって、図5において、メタルハライ
ドランプ光源3から出射した自然光は後方のリフレクタ
32によって、ほぼ平行光となり、下流へ向かう。その
後λ/4波長板21を通り、プリポラライザ20へ達す
る。プリポラライザ20では前述の作用により、偏光分
離され、光学系に対し、有効なP偏光は多く透過し、そ
のまま下流の光学系へ向かう。それに対し、不要なP偏
光成分は、図示の如くプリポラライザ20の偏光板20
bで2回反射され、再び光源方向に戻る。このP偏光成
分光は1/4波長板を通過することにより、π/2の位
相差を与えられ円又は楕円偏光となる。
【0014】この戻る光はリフレクタ32によってメタ
ルハライドランプ3の線光源へ集光されて戻り、メタル
ハライドランプ3の線光源近傍に設けられた反射膜33
で再び反射され、リフレクタ32から、また1/4波長
板21を通る。ここで再びπ/2の位相差が与えられ、
この光線は最初の振動方向を90°まげられる形とな
る。これにより、はじめはプリポラライザ20でカット
されたP偏光成分の光が有効となる。
【0015】このように、プリポラライザ20の偏光板
20bへの光線束の入射角が45°近傍になるように、
偏光板20bの形状は、光源3に向けて開放する中心光
軸に対して45°傾斜させることが望ましい。これによ
り偏光特性も良く、忠実にP偏光成分の光線がリフレク
タ32に戻る。実験の結果、偏光板20bの入射角を4
5°の他40°及び50°に変化させた場合でも、図6
に示すように、部分偏光における不要なS偏光の反射率
が約80%と高く、透過すべきP偏光の反射率が数%以
下との良好な結果を得た。このように、得られる部分偏
光におけるP偏光の反射率及びS偏光の反射率の差は大
きく、さらにS偏光を再度投影光として用いることがで
きる。
【0016】プリポラライザ20において、偏光板20
bへの光線束の入射角を45°とする場合、偏光板20
bの周囲は屈折率の低い空気で満たすことなく、偏光板
20bを囲む透明筐体内に屈折率n=1.5程度の液体
20aを充填し偏光板20bの包囲することが好まし
い。偏光特性を向上させるためである。又、偏光板20
bを冷却できるためである。
【0017】図7は具体的に、RGB(赤緑青)発光の
3本のCRTを用いた投写型表示装置を示す。該装置
は、R、G及びGのCRT2、それぞれに対応するLC
LV素子1、全反射ミラーM、G反射ミラーMG、B反
射ミラーMB、液体偏光プリズム6、ズームレンズ8、
偏光板7、プリポラライザ20、位相差板21、IRカ
ットフィルタ31、リフレクタ32、メタルハライドラ
ンプ3を備えている。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、光源から出射された光
線束が透過する偏光ビームスプリッタを含む偏光素子を
備え、該光線束におけるS又はP偏光成分を投影光とし
て用いる投射型表示装置において、光線束の中心光軸上
の光源と偏光素子との間に配置され、中心光軸に対して
対称に傾斜し偏光素子に向けて凸形状となりかつ光線束
が入射角45度で入射する偏光板からなる偏光フィルタ
と、光源と偏光フィルタとの間に配置された位相板と、
を有するので、光源から出射された光を有効利用するこ
とができるだけでなく、偏光素子の冷却をなすことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】反射型の投射型液晶表示装置の概略図である。
【図2】本実施例の反射型の投射型液晶表示装置の概略
図である。
【図3】投射型表示装置における偏光ビームスプリッタ
及び入射光束の中心光軸に対して対称的に45度傾斜し
た偏光板を有する偏光フィルタの斜視図である。
【図4】偏光板の拡大部分断面図である。
【図5】本実施例における偏光フィルタ及び該中心光軸
に対して傾斜受光面を有する偏光板への入射光束の様子
を示す概略図である。
【図6】本発明による偏光フィルタの入射波長に対する
反射率の特性を示すグラフである。
【図7】本実施例の投射型液晶表示装置の概略斜視図で
ある。
【主要部分の符号の説明】
1 光導電型液晶ライトバルブ 2 CRT 3 メタルハライドランプ 4 コールドミラー 5 コンデンサレンズ 7 偏光板 6 偏光ビームスプリッタ 8 投射レンズ 9 スクリーン 20 偏光フィルタ 21 位相差板

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源から出射された光線束が透過する偏
    光ビームスプリッタを含む偏光素子を備え、該光線束に
    おけるS又はP偏光成分を投影光として用いる投射型表
    示装置であって、 前記光線束の中心光軸上の前記光源と前記偏光素子との
    間に配置され、前記中心光軸に対して対称に傾斜し前記
    偏光素子に向けて凸形状となりかつ前記光線束が入射角
    45度で入射する偏光板からなる偏光フィルタと、 前記光源と前記偏光フィルタとの間に配置された位相板
    と、を有することを特徴とする投射型表示装置。
  2. 【請求項2】 前記偏光板の周囲を液体で充填したこと
    を特徴とする請求項1記載の投射型表示装置。
  3. 【請求項3】 前記偏光板はガラス平板の両面に偏光膜
    をそれぞれ成膜したことを特徴とする請求項1記載の投
    射型表示装置。
JP4211713A 1992-08-07 1992-08-07 投射型表示装置 Pending JPH0659235A (ja)

Priority Applications (1)

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JP4211713A JPH0659235A (ja) 1992-08-07 1992-08-07 投射型表示装置

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JP4211713A JPH0659235A (ja) 1992-08-07 1992-08-07 投射型表示装置

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JPH0659235A true JPH0659235A (ja) 1994-03-04

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ID=16610371

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JP4211713A Pending JPH0659235A (ja) 1992-08-07 1992-08-07 投射型表示装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5934778A (en) * 1998-03-10 1999-08-10 Nec Corporation Optical system for liquid crystal projector

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5934778A (en) * 1998-03-10 1999-08-10 Nec Corporation Optical system for liquid crystal projector

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