[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JPH06265890A - Polarized light selecting element and image display device - Google Patents

Polarized light selecting element and image display device

Info

Publication number
JPH06265890A
JPH06265890A JP5054376A JP5437693A JPH06265890A JP H06265890 A JPH06265890 A JP H06265890A JP 5054376 A JP5054376 A JP 5054376A JP 5437693 A JP5437693 A JP 5437693A JP H06265890 A JPH06265890 A JP H06265890A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
polarized light
polarization
liquid crystal
polarizer
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.)
Withdrawn
Application number
JP5054376A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Mizuguchi
義弘 水口
Hiroshi Hamada
浩 浜田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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 Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP5054376A priority Critical patent/JPH06265890A/en
Publication of JPH06265890A publication Critical patent/JPH06265890A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide the polarized light selecting element which is small in size and lightweight and easily obtain linear polarized light in a necessary direction from a white light source for natural polarized light. CONSTITUTION:This polarized light selecting element 3 has plural polarized light separating surfaces 3b whose normals are at 45 deg. to the travel direction of incident light, so 50% of the incident light is transmitted as P-polarized light through the polarized light selecting element 3. Adjacent polarized light separating surfaces 3b cross each other at right angles, so S-polarized light is reflected by a polarized light separating surface 3b on which the light is made incident and then reflected again by a polarized light separating surface 3b on which its reflected light is made incident. Consequently, the S-polarized light is reflected to the light incidence side. Thus, a polarized light component in a necessary direction can be extracted from natural polarized light (unpolarized light).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は薄型で強い光に耐える偏
光選択素子に関し、更に、光源の発する自然偏光から必
要な方位の直線偏光を取り出して、その直線偏光の光変
調により画像を表示する画像表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polarization selecting element which is thin and can withstand strong light. Further, linear polarized light of a required direction is extracted from natural polarized light emitted from a light source, and an image is displayed by light modulation of the linear polarized light. The present invention relates to an image display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】代表的な光変調装置である、ねじれネマ
チック型液晶表示素子を使用した投射型の液晶プロジェ
クタは、直線偏光を液晶表示素子に照射して光変調を行
った後に、その液晶表示装置からの出射光を投射レンズ
によりスクリーン上に表示画像を拡大表示する。
2. Description of the Related Art A projection type liquid crystal projector using a twisted nematic liquid crystal display element, which is a typical light modulator, irradiates a liquid crystal display element with linearly polarized light to perform light modulation, and then displays the liquid crystal display. The emitted light from the device is enlarged and displayed on the screen by the projection lens.

【0003】このような液晶プロジェクタに使用される
表示素子では、光線の入射側と出射側とに、それぞれ偏
光子、検光子と呼ばれる2枚の偏光板が、その偏光方位
が互いに平行または直交するように設けられている。液
晶プロジェクタでは、この偏光子によって、表示素子に
照射される光(照明光)の中から直線偏光を取り出して
光変調を行う。照明光のうち、液晶表示素子が利用でき
るのは偏光子を透過した成分のみである。従って、照明
光のうち有効な成分は偏光子の偏光方位に沿ったものに
限られており、偏光子を透過できなかった不要な成分
は、偏光子に吸収され熱に変換される。偏光子が液晶表
示素子の表面に貼りつけられている場合には、偏光子で
の温度上昇が、液晶表示素子内の液晶に相変化を引き起
こすこととなり、表示素子の表示特性が悪化する。ま
た、照明光が強すぎる場合には、偏光子自身の温度上昇
により偏光能が低下するという問題が生じる。
In the display element used in such a liquid crystal projector, two polarizing plates called a polarizer and an analyzer are provided on the light incident side and the light emitting side, respectively, and their polarization directions are parallel or orthogonal to each other. Is provided. In the liquid crystal projector, linearly polarized light is extracted from the light (illumination light) with which the display element is irradiated by this polarizer to perform light modulation. Of the illumination light, the liquid crystal display element can utilize only the component that has passed through the polarizer. Therefore, effective components of the illumination light are limited to those along the polarization direction of the polarizer, and unnecessary components that cannot pass through the polarizer are absorbed by the polarizer and converted into heat. When the polarizer is attached to the surface of the liquid crystal display element, the temperature rise in the polarizer causes a phase change in the liquid crystal in the liquid crystal display element, which deteriorates the display characteristics of the display element. Further, when the illumination light is too strong, there is a problem in that the polarizing ability is lowered due to the temperature rise of the polarizer itself.

【0004】図6に、上記問題に対する対策として提案
された従来の方式の光学系の一例の正面図を示す。この
光学系は、光源1と、光源1からの光のうち紫外線と赤
外線と除去するためのUV−IRフィルタ2と、UV−
IRフィルタ2からの出射光が入射されるキューブ型の
広帯域偏光ビームスプリッタ11と、広帯域偏光ビーム
スプリッタ11を挟んでUV−IRフィルタ2と反対側
に配置された液晶表示素子8とを備えている。広帯域偏
光ビームスプリッタ11は、白色自然偏光をP偏光とS
偏光とに分離する。広帯域偏光ビームスプリッタ11
は、等価な機能を有する光学素子に置き換えてもよい。
FIG. 6 shows a front view of an example of a conventional optical system proposed as a measure against the above problem. This optical system includes a light source 1, a UV-IR filter 2 for removing ultraviolet rays and infrared rays from the light from the light source 1, and a UV-IR filter.
It is provided with a cube-type broadband polarization beam splitter 11 on which the light emitted from the IR filter 2 is incident, and a liquid crystal display element 8 arranged on the opposite side of the UV-IR filter 2 with the broadband polarization beam splitter 11 interposed therebetween. . The broadband polarization beam splitter 11 converts white natural polarization into P polarization and S polarization.
Separated into polarized light. Broadband polarization beam splitter 11
May be replaced with an optical element having an equivalent function.

【0005】上記構成を有する従来方式の光学系では、
広帯域偏光ビームスプリッタ11が、UV−IRフィル
タ2を介して光源1から入射された光のうち、特定の偏
光成分(図中ではP偏光)を透過させ、この偏光成分に
直交する偏光成分(図中ではS偏光)を側面に分離し
て、特定の偏光成分のみで、液晶表示素子8を照明す
る。従って、液晶表示素子8の光入射側に設ける偏光子
の偏光方位を、液晶表示素子に照明する特定の偏光成分
の方位と一致させれば、この偏光子での光吸収と温度上
昇とを抑えることができる。
In the conventional optical system having the above structure,
The broadband polarization beam splitter 11 transmits a specific polarization component (P-polarized light in the drawing) of the light incident from the light source 1 via the UV-IR filter 2, and a polarization component orthogonal to this polarization component (FIG. The S-polarized light is split into side surfaces, and the liquid crystal display element 8 is illuminated only with a specific polarization component. Therefore, if the polarization direction of the polarizer provided on the light incident side of the liquid crystal display element 8 is made to coincide with the direction of the specific polarization component that illuminates the liquid crystal display element, light absorption and temperature rise in this polarizer are suppressed. be able to.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来方式では、液晶表示素子8の表示面積を大きくする
と、それに応じて広帯域偏光ビームスプリッタ11の体
積が増える。このため、表示面積が大きい液晶表示素子
を使用する液晶プロジェクタでは、広帯域偏光ビームス
プリッタの体積が大きいことが要因で、光学系のサイズ
が大きくなり、液晶プロジェクタの重量も重くなる。
However, in the above-mentioned conventional method, when the display area of the liquid crystal display element 8 is increased, the volume of the broadband polarization beam splitter 11 is increased accordingly. Therefore, in a liquid crystal projector using a liquid crystal display element having a large display area, the size of the optical system becomes large and the weight of the liquid crystal projector becomes heavy due to the large volume of the broadband polarization beam splitter.

【0007】また、液晶表示素子において、画像の上方
向に視覚特性を得るためには、水平、垂直軸に対して4
5度方向に液晶を配向し、かつ偏光子の方位も同じ向き
に傾ければよいことが知られている。通常の液晶表示素
子においては、光の利用効率を高めるため、その偏光子
の方位を、広帯域偏光ビームスプリッタを透過するP偏
光または反射するS偏光のどちらか一方に一致させる。
通常の広帯域偏光ビームスプリッタはキューブ型である
ので、液晶表示素子の水平軸に対して傾いた偏光成分を
取り出して液晶表示素子を照明するためには、液晶表示
素子の液晶画面に対して斜め45度で外接する正方形の
サイズの広帯域偏光ビームスプリッタが必要である。そ
のため、一般の光学系にキューブ型広帯域偏光ビームス
プリッタを組み込む場合には、広帯域偏光ビームスプリ
ッタの形状及び大きさによる制限から、偏光子の方位
が、水平または垂直な方向となり、水平、垂直軸に対し
て45度方向に傾けることが困難である。その結果、画
像のコントラストの高い領域は、斜め上方向となり視覚
特性が不十分なものとなってしまう。
Further, in the liquid crystal display device, in order to obtain the visual characteristic in the upward direction of the image, the horizontal and vertical axes are set to four.
It is known that the liquid crystal may be oriented in the direction of 5 degrees and the orientation of the polarizer may be tilted in the same direction. In a normal liquid crystal display device, in order to improve the light utilization efficiency, the orientation of the polarizer is matched with either P-polarized light transmitted through the broadband polarization beam splitter or S-polarized light reflected.
Since an ordinary broadband polarization beam splitter is a cube type, in order to illuminate the liquid crystal display element by extracting the polarized component tilted with respect to the horizontal axis of the liquid crystal display element, the liquid crystal screen of the liquid crystal display element needs to be inclined 45 degrees. There is a need for a square size broadband polarization beam splitter that circumscribes in degrees. Therefore, when incorporating a cube-type wideband polarization beam splitter into a general optical system, the orientation of the polarizer is horizontal or vertical due to the limitation due to the shape and size of the wideband polarization beam splitter. On the other hand, it is difficult to tilt it in the direction of 45 degrees. As a result, a high-contrast area of the image is obliquely upward and the visual characteristics are insufficient.

【0008】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るものであり、小型且つ軽量であり、自然偏光の白色光
源から簡単に必要とする方位の直線偏光が得ることがで
きる偏光選択素子を提供することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and is a small-sized and light-weight polarization selection element capable of easily obtaining linearly polarized light of a desired direction from a naturally polarized white light source. The purpose is to provide.

【0009】更に、本発明は、上記偏光選択素子を使用
することにより、装置全体の小型化及び軽量化が図れる
とともに、表示素子を強い光で照明することができ、し
かも、熱による表示特性の低下が防止でき、明るくコン
トラストの高い画像を与える画像表示装置を提供するこ
とを目的とする。
Further, according to the present invention, by using the above-mentioned polarization selection element, the size and weight of the entire device can be reduced, and the display element can be illuminated with strong light, and the display characteristics due to heat can be improved. An object of the present invention is to provide an image display device capable of preventing deterioration and providing a bright and high-contrast image.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の偏光選択素子
は、入射光の進行方向に対して法線が45度の角度をな
す複数の偏光分離面を有し、隣接する該偏光分離面が互
いに直交しており、そのことにより上記目的が達成され
る。
The polarization selection element of the present invention has a plurality of polarization splitting surfaces whose normals form an angle of 45 degrees with respect to the traveling direction of incident light, and the adjacent polarization splitting surfaces are adjacent to each other. They are orthogonal to each other, which achieves the above objectives.

【0011】本発明の画像表示装置は、光源と、該光源
からの入射光の進行方向に対して法線が45度の角度を
なす複数の偏光分離面を有し、隣接する該偏光分離面が
互いに直交する偏光選択素子と、該偏光選択素子により
分離された直線偏光に光変調を行うことにより、画像を
可視化する表示素子とを備えており、そのことにより、
上記目的が達成される。
The image display device of the present invention has a light source and a plurality of polarization splitting surfaces whose normals form an angle of 45 degrees with respect to the traveling direction of incident light from the light source, and the adjacent polarization splitting surfaces. Polarization selecting elements which are orthogonal to each other, and by performing light modulation on the linearly polarized light separated by the polarization selecting element, a display element for visualizing an image is provided.
The above object is achieved.

【0012】[0012]

【作用】本発明の偏光選択素子は、入射光の進行方向に
対して法線が45度の角度をなす複数の偏光分離面を有
しているので、入射光の50%がP偏光として偏光選択
素子を透過する。S偏光については、隣接する偏光分離
面は互いに直交しているので、先ず、入射した偏光分離
面で反射され、その反射光が入射する隣接した偏光分離
面で再び反射される。その結果、S偏光は光入射側に反
射される。このようにして、自然偏光(無偏光)から必
要な方位の偏光成分を取り出すことができる。また直線
偏光の光変調によって画像表示を行う画像表示装置にこ
の偏光選択素子を使用することにより、表示に必要な偏
光成分の直線偏光のみが表示素子を照明するので、熱の
発生による表示特性の劣化が防止できる。
Since the polarization selection element of the present invention has a plurality of polarization splitting planes whose normal is at an angle of 45 degrees with respect to the traveling direction of the incident light, 50% of the incident light is polarized as P-polarized light. Permeate the selection element. With regard to S-polarized light, since the adjacent polarization separation surfaces are orthogonal to each other, first, the incident polarization separation surfaces are reflected, and the reflected light is reflected again by the incident adjacent polarization separation surfaces. As a result, the S-polarized light is reflected on the light incident side. In this way, it is possible to extract the polarized component of the desired orientation from the naturally polarized light (non-polarized light). In addition, by using this polarization selection element in an image display device that displays an image by light modulation of linearly polarized light, only the linearly polarized light of the polarization component necessary for display illuminates the display element, so that the display characteristics Deterioration can be prevented.

【0013】[0013]

【実施例】本発明の実施例について以下に説明する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.

【0014】<第1実施例>図1(a)に、本発明の第
1実施例である偏光選択素子3の斜視図を示し、図1
(b)に、図1(a)に示す偏光選択素子3を構成する
1単位である広帯域偏光ビームスプリッタ3aの斜視図
を示す。
<First Embodiment> FIG. 1A shows a perspective view of a polarization selection element 3 according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 1B is a perspective view of a broadband polarization beam splitter 3a which is one unit of the polarization selection element 3 shown in FIG.

【0015】図1(b)に示す広帯域偏光ビームスプリ
ッタ3aは、細い角柱状をしており、その偏光分離面3
bの法線は、入射光の進行方向に対して45度の角度を
なしている。この広帯域偏光ビームスプリッタ3aで
は、図示するように、入射した自然偏光のうちのP偏光
は偏光分離面3bを透過し、S偏光は偏光分離面3bに
より反射される。従って、広帯域偏光ビームスプリッタ
3aの配列方向を調整することにより、自然偏光から必
要な方位の偏光成分を取り出すことができる。
A broadband polarization beam splitter 3a shown in FIG. 1 (b) has a thin prism shape, and its polarization splitting surface 3
The normal line of b forms an angle of 45 degrees with the traveling direction of the incident light. In the broadband polarization beam splitter 3a, as shown in the figure, P polarized light of the incident natural polarized light is transmitted through the polarized light separating surface 3b, and S polarized light is reflected by the polarized light separating surface 3b. Therefore, by adjusting the arrangement direction of the broadband polarization beam splitter 3a, it is possible to take out the polarization component of the necessary orientation from the natural polarization.

【0016】図1(a)に示す偏光選択素子3は、複数
個(本実施例では4個)の上記広帯域偏光ビームスプリ
ッタ3aを一方向に隣接して配列させた構成をしてい
る。ここで、隣接する広帯域偏光ビームスプリッタ3a
の各偏光分離面3bは、互いに直交するように、広帯域
偏光ビームスプリッタ3aは配列される。このような偏
光選択素子3の作製方法としては、広帯域偏光ビームス
プリッタ3a同士を接着剤で接合する方法、又は適当な
部材で広帯域偏光ビームスプリッタ3aを保持する方法
などが挙げられる。
The polarization selection element 3 shown in FIG. 1 (a) has a structure in which a plurality (four in this embodiment) of the wide band polarization beam splitters 3a are arranged adjacent to each other in one direction. Here, adjacent broadband polarization beam splitters 3a
The broadband polarization beam splitters 3a are arranged so that the respective polarization separation surfaces 3b of 2 are orthogonal to each other. Examples of the method of manufacturing the polarization selection element 3 include a method of joining the broadband polarization beam splitters 3a to each other with an adhesive, a method of holding the broadband polarization beam splitter 3a with an appropriate member, and the like.

【0017】図2に、本実施例の偏光選択素子3を含む
光学系の正面図を示す。この光学系は、白色光源1から
の光が、UV−IRフィルタ2を介して、偏光選択素子
3に入射される構成となっている。
FIG. 2 shows a front view of an optical system including the polarization selection element 3 of this embodiment. This optical system is configured such that the light from the white light source 1 is incident on the polarization selection element 3 via the UV-IR filter 2.

【0018】図2に基づいて、偏光選択素子3の動作原
理を説明する。図示するように、光源1から無偏光の白
色光がUV−IRフィルタ2を通過して偏光選択素子3
に入射すると、広帯域偏光ビームスプリッタ3aの作用
によって、入射光の50%がP偏光として偏光選択素子
3を透過する。S偏光については、隣接する広帯域偏光
ビームスプリッタ3aの各偏光分離面3bは互いに直交
しているので、先ず、入射した広帯域偏光ビームスプリ
ッタ3aの偏光分離面3bで反射され、その反射光が入
射する隣接した広帯域偏光ビームスプリッタ3aの偏光
分離面3bで再び反射される。その結果、S偏光は光源
1側に全て反射される。S偏光を光源1側に全て反射さ
せると、周囲へS偏光が散乱することを防止できる。S
偏光を全て光源1側に反射させるためには、偏光選択素
子3を構成する広帯域偏光ビームスプリッタ3aを偶数
個使用すればよい。
The operation principle of the polarization selection element 3 will be described with reference to FIG. As shown in the figure, unpolarized white light from the light source 1 passes through the UV-IR filter 2 and the polarization selection element 3
When it is incident on, 50% of the incident light is transmitted through the polarization selection element 3 as P-polarized light by the action of the broadband polarization beam splitter 3a. Regarding the S-polarized light, since the polarization splitting surfaces 3b of the adjacent broadband polarization beam splitters 3a are orthogonal to each other, first, the polarization splitting surfaces 3b of the incident broadband polarization beam splitter 3a are reflected and the reflected light is incident. It is reflected again by the polarization splitting surface 3b of the adjacent broadband polarization beam splitter 3a. As a result, the S-polarized light is totally reflected on the light source 1 side. When all the S-polarized light is reflected to the light source 1 side, it is possible to prevent the S-polarized light from being scattered around. S
In order to reflect all the polarized light to the light source 1 side, an even number of broadband polarization beam splitters 3a forming the polarization selection element 3 may be used.

【0019】本実施例の偏光選択素子3を画像表示装置
に使用する場合は、偏光選択素子3を挟んで光源1とは
反対側に、光変調により画像を形成する表示素子が配置
され、偏光選択素子3を透過したP偏光がこの表示素子
に照明される。このとき、P偏光は表示素子の入射側に
設けられた偏光子の方位に沿ったものとするように、偏
光選択素子3の配列方向を調節する。
When the polarization selecting element 3 of this embodiment is used in an image display device, a display element for forming an image by light modulation is arranged on the side opposite to the light source 1 with the polarization selecting element 3 interposed therebetween, The P-polarized light transmitted through the selection element 3 illuminates this display element. At this time, the arrangement direction of the polarization selection elements 3 is adjusted so that the P-polarized light is along the azimuth of the polarizer provided on the incident side of the display element.

【0020】以上のように、本実施例の偏光選択素子3
は、従来例の広帯域偏光ビームスプリッタと比較すると
板状の薄い形状であるので、体積が小さく軽い。従っ
て、表示素子と光源1との間の距離を縮めることがで
き、画像表示装置の小型軽量化を図ることができる。
As described above, the polarization selection element 3 of this embodiment
Has a plate-like thin shape as compared with the conventional wide band polarization beam splitter, and therefore has a small volume and is light. Therefore, the distance between the display element and the light source 1 can be shortened, and the size and weight of the image display device can be reduced.

【0021】更に、良好な画像特性を得る目的で、表示
素子に設けられた偏光子の方位がその表示素子の画面水
平方向に対して任意の角度で傾いている場合は、図3に
示すように、偏光選択素子を、偏光子の方位に応じて広
帯域偏光ビームスプリッタ3aを画面水平方向に対して
傾けて配列した構成にして、表示素子の表示領域を全て
覆うようにする。この様な構成にすることにより、偏光
選択素子によって、光源からの光のうち、偏光子を通過
する必要な偏光成分のみを取り出すことができるので、
偏光子での光吸収及び発熱を抑えられる。これは、偏光
選択素子を透過したほぼ全てのP偏光を表示素子に照明
していることを意味する。即ち、光源の発光輝度を上げ
て明るい表示画像を得ることが可能となる。
Further, in order to obtain good image characteristics, when the azimuth of the polarizer provided on the display element is inclined at an arbitrary angle with respect to the horizontal direction of the screen of the display element, as shown in FIG. In addition, the polarization selection element is configured such that the wide band polarization beam splitters 3a are arranged so as to be inclined with respect to the horizontal direction of the screen according to the azimuth of the polarizer so as to cover the entire display area of the display element. With such a configuration, the polarization selection element can extract only the necessary polarization component that passes through the polarizer from the light from the light source.
Light absorption and heat generation in the polarizer can be suppressed. This means that the display element is illuminated with almost all P-polarized light transmitted through the polarization selection element. That is, it is possible to obtain a bright display image by increasing the emission brightness of the light source.

【0022】<第2実施例>図4に、本発明の第2実施
例である液晶プロジェクタの正面図を示す。この液晶プ
ロジェクタは、無偏光の白色光を発する光源1と、光源
1からの光のうち紫外線と赤外線とを除去するためのU
V−IRフィルタ2と、第1実施例に示した偏光選択素
子3と、偏光選択素子3からの照明光を受け画像を形成
する画像形成部40と、画像形成部40で形成された画
像をスクリーン(図示せず)に投射するための投射レン
ズ10とを備えている。
<Second Embodiment> FIG. 4 shows a front view of a liquid crystal projector which is a second embodiment of the present invention. This liquid crystal projector includes a light source 1 that emits unpolarized white light, and a U for removing ultraviolet rays and infrared rays of the light from the light source 1.
The V-IR filter 2, the polarization selecting element 3 shown in the first embodiment, the image forming section 40 that forms an image by receiving the illumination light from the polarization selecting element 3, and the image formed by the image forming section 40 A projection lens 10 for projecting on a screen (not shown).

【0023】画像形成部40は、偏光選択素子3からの
照明光を赤色光、緑色光及び青色光に色分解するための
ダイクロイックミラー4a及び4bと、光の進行方向を
変化させるための反射鏡5a及び5bと、各色光に対応
する液晶表示素子8a、8b及び8cと、各液晶表示素
子8a、8b及び8cの光入射側にそれぞれ設けられた
光を無駄なく投射レンズ10へ収束させるためのための
コンデンサレンズ6a、6b及び6cと、各液晶表示素
子8a、8b及び8cとそれぞれ対応するコンデンサレ
ンズ6a、6b及び6cとの間にそれぞれ配置された補
正用偏光子7a、7b及び7cと、各液晶表示素子8
a、8b及び8cの光出射側にそれぞれ設けられた検光
子9a、9b及び9cと、各液晶表示素子8a、8b及
び8cを透過した光を合成して投射レンズ10に入射さ
せるためのダイクロイックミラー4c及び4dとを備え
ている。各液晶表示素子8a、8b及び8cはそれぞれ
赤色、緑色及び青色画像を形成するための、透過型液晶
表示素子であり、それぞれが映像信号に基づいて照明光
を変調する。この変調は入射光に対して出射光の偏光方
向を90度回転させるものである。各補正用偏光子7
a、7b及び7cの方位は、それぞれ対応する検光子9
a、9b及び9cの方位とそれぞれ直交している。
The image forming section 40 includes dichroic mirrors 4a and 4b for separating the illumination light from the polarization selection element 3 into red light, green light and blue light, and a reflecting mirror for changing the traveling direction of the light. 5a and 5b, liquid crystal display elements 8a, 8b and 8c corresponding to each color light, and light provided on the light incident side of each liquid crystal display element 8a, 8b and 8c, respectively, for converging light to the projection lens 10 without waste. Condenser lenses 6a, 6b and 6c, and correction polarizers 7a, 7b and 7c respectively disposed between the respective liquid crystal display elements 8a, 8b and 8c and the corresponding condenser lenses 6a, 6b and 6c, Each liquid crystal display element 8
A dichroic mirror for combining the analyzers 9a, 9b and 9c respectively provided on the light emitting sides of a, 8b and 8c and the light transmitted through the respective liquid crystal display elements 8a, 8b and 8c and making them enter the projection lens 10. 4c and 4d. The liquid crystal display elements 8a, 8b, and 8c are transmissive liquid crystal display elements for forming red, green, and blue images, respectively, and each modulate the illumination light based on a video signal. This modulation rotates the polarization direction of outgoing light by 90 degrees with respect to incident light. Each correction polarizer 7
The azimuths of a, 7b, and 7c correspond to the respective analyzers 9
It is orthogonal to the azimuths of a, 9b and 9c.

【0024】このような構成を有する液晶プロジェクタ
では、光源1からの平行な白色光から偏光選択素子3に
よって偏光方位の揃った直線偏光を取り出し、画像形成
部40に照明光として出射する。この照明光は、ダイク
ロイックミラー4aによって赤色光、緑色光及び青色光
のうちのいずれか1つの色光である第1の色光が反射に
より分離され、コンデンサレンズ6a及び補正用偏光子
7aを介して液晶表示素子8aに照明される。ダイクロ
イックミラー4aを透過した光は、ダイクロイックミラ
ー4bによって、赤色光、緑色光及び青色光から第1の
色光を除いた2つの色光のうちの一方の色光である第2
の色光が反射により分離され、コンデンサレンズ6b及
び補正用偏光子7bを介して液晶表示素子8bに照明さ
れる。ダイクロイックミラー4bを透過した上記2つの
色光のうちの他方の色光である第3の色光は、コンデン
サレンズ6c及び補正用偏光子7cを介して液晶表示素
子8cに照明される。
In the liquid crystal projector having such a configuration, linearly polarized light having a uniform polarization direction is extracted from the parallel white light from the light source 1 by the polarization selection element 3 and is emitted to the image forming section 40 as illumination light. This illumination light is separated by reflection by the dichroic mirror 4a into the first color light that is any one of the red light, the green light and the blue light, and is separated via the condenser lens 6a and the correction polarizer 7a. The display element 8a is illuminated. The light transmitted through the dichroic mirror 4a is one of the two colored lights obtained by removing the first colored light from the red, green and blue lights by the dichroic mirror 4b.
The colored light of is separated by reflection and is illuminated on the liquid crystal display element 8b through the condenser lens 6b and the correction polarizer 7b. The third color light, which is the other color light of the two color lights transmitted through the dichroic mirror 4b, illuminates the liquid crystal display element 8c via the condenser lens 6c and the correcting polarizer 7c.

【0025】液晶表示素子8aを例に挙げて、画像形成
の原理を説明する。補正用偏光子7aを透過して液晶表
示素子8aを照明する光は、補正用偏光子7の方位の直
線偏光である。液晶表示素子8aの液晶部分に電界が印
加されていない場合は、この直線偏光は90度旋光さ
れ、補正用偏光子7aの方位と直交する方位を有する検
光子9aを透過することができる。従って、表示領域の
うちの液晶に電界が印加されていない部分は明るい状態
として視認される。一方、液晶表示素子8aの液晶部分
に電界が印加されている場合は、液晶部分によって変調
が生じず、入射光と同じ偏光方位の直線偏光が液晶表示
素子8aから出射する。この出射した直線偏光は検光子
9aによって遮られる。従って、表示領域のうちの液晶
に電界が印加されている部分は暗い状態となる。液晶表
示素子8aでは、映像信号に基づき液晶部分に電界を印
加して、上述のように照明光の透過を制御することによ
り、画像を形成する。
The principle of image formation will be described by taking the liquid crystal display element 8a as an example. The light that passes through the correcting polarizer 7a and illuminates the liquid crystal display element 8a is linearly polarized light in the direction of the correcting polarizer 7. When no electric field is applied to the liquid crystal portion of the liquid crystal display element 8a, this linearly polarized light is rotated by 90 degrees and can pass through the analyzer 9a having an azimuth orthogonal to the azimuth of the correction polarizer 7a. Therefore, a portion of the display area where no electric field is applied to the liquid crystal is visually recognized as a bright state. On the other hand, when an electric field is applied to the liquid crystal portion of the liquid crystal display element 8a, no modulation is caused by the liquid crystal portion, and linearly polarized light having the same polarization direction as the incident light is emitted from the liquid crystal display element 8a. The emitted linearly polarized light is blocked by the analyzer 9a. Therefore, the portion of the display area where the electric field is applied to the liquid crystal is in a dark state. In the liquid crystal display element 8a, an image is formed by applying an electric field to the liquid crystal portion based on a video signal to control the transmission of the illumination light as described above.

【0026】このように、各液晶表示素子8a、8b及
び8cにより各色に対応した画像情報を有する光が形成
され、その光は、反射鏡5bとダイクロイックミラー4
c及び4dとによって色合成される。色合成された光は
投射レンズ10によって図示されていないスクリーンへ
拡大投射される。
In this way, light having image information corresponding to each color is formed by the liquid crystal display elements 8a, 8b and 8c, and the light is reflected by the reflecting mirror 5b and the dichroic mirror 4.
Color combination is performed with c and 4d. The color-combined light is enlarged and projected by a projection lens 10 onto a screen (not shown).

【0027】図5(a)に、表示画像のコントラストを
上げるために、改良された液晶プロジェクタにおける検
光子の方位及び偏光子の方位を示し、図5(b)に、こ
の液晶プロジェクタの部分正面図を示す。図5(b)に
は、偏光子7、液晶表示素子8及び検光子9が示されて
いる。
FIG. 5 (a) shows the azimuths of the analyzer and the polarizer in the improved liquid crystal projector in order to increase the contrast of the displayed image, and FIG. 5 (b) shows a partial front view of the liquid crystal projector. The figure is shown. In FIG. 5B, the polarizer 7, the liquid crystal display element 8 and the analyzer 9 are shown.

【0028】この液晶プロジェクタでは、画像の上方向
に視覚特性を得るためには、上述したように、液晶表示
素子8における液晶分子を、水平軸X及び垂直軸Yに対
して45度方向に配向している。偏光子7の方位及び検
光子9の方位は、図5(a)に示すように、この液晶の
配向方向に合わせて、水平軸X及び垂直軸Yに対して4
5度傾いている。この液晶プロジェクタには、図3に示
すような広帯域偏光ビームスプリッタ3aが画面水平方
向に対して45度傾いて配列されている偏光選択素子3
が使用される。
In this liquid crystal projector, in order to obtain the visual characteristic in the upper direction of the image, as described above, the liquid crystal molecules in the liquid crystal display element 8 are oriented in the direction of 45 degrees with respect to the horizontal axis X and the vertical axis Y. is doing. As shown in FIG. 5A, the orientation of the polarizer 7 and the orientation of the analyzer 9 are 4 with respect to the horizontal axis X and the vertical axis Y in accordance with the orientation direction of the liquid crystal.
It is tilted 5 degrees. In this liquid crystal projector, a wide band polarization beam splitter 3a as shown in FIG. 3 is arranged with an inclination of 45 degrees with respect to the horizontal direction of the screen.
Is used.

【0029】上記構成の液晶プロジェクタでは、図5
(b)に矢印Lで示すように、液晶表示素子正面のやや
斜め下から照明光を入射させることで、パネルの出射側
のやや上半分で最良な視覚特性を得るように工夫されて
いる。この場合には、投射レンズ10から上向きに光を
出射させて液晶プロジェクタ本体よりも上に画像が形成
されるので、通常の使用に於て画像光線が床に当たらな
いという利点もある。
In the liquid crystal projector having the above-mentioned structure, FIG.
As indicated by an arrow L in (b), the illumination light is made to enter from a slightly oblique lower side of the front surface of the liquid crystal display element so that the best visual characteristics can be obtained in the slightly upper half on the emission side of the panel. In this case, since light is emitted upward from the projection lens 10 to form an image above the liquid crystal projector main body, there is also an advantage that the image light beam does not hit the floor in normal use.

【0030】本実施例の液晶プロジェクタにおける液晶
分子の配向方向は、斜め45度に限られず、任意の配向
方向が可能である。その場合は、偏光選択素子における
広帯域偏光ビームスプリッタを斜めに配列方向を液晶分
子の配向方向と対応させ、且つ偏光選択素子が表示領域
の全てを覆うようにすればよい。その結果、偏光選択素
子により必要な偏光成分が取り出せ、強い光で液晶表示
素子を照明できる。従って不要な偏光成分に起因する熱
による偏光子の劣化のおそれがなく、明るくコントラス
トの高い良好な画像を得ることができる。
The alignment direction of the liquid crystal molecules in the liquid crystal projector of this embodiment is not limited to 45 degrees obliquely, and any alignment direction is possible. In that case, the polarization direction of the wide band polarization beam splitter in the polarization selection element may be obliquely matched with the alignment direction of the liquid crystal molecules, and the polarization selection element may cover the entire display area. As a result, the required polarization component can be extracted by the polarization selection element, and the liquid crystal display element can be illuminated with strong light. Therefore, there is no fear of deterioration of the polarizer due to heat due to unnecessary polarization components, and it is possible to obtain a good image with high brightness and high contrast.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の偏光選択素子によれば、素子の小型化及び軽量化を実
現させて、自然偏光の白色光源から簡単に必要とする方
位の直線偏光が得られる。又、本発明の画像表示装置に
よれば、上記偏光選択素子を使用しているので、装置全
体の小型化及び軽量化が図れ、表示素子を強い光で照明
することができる。更に、偏光選択素子により得られる
直線偏光の方向を、偏光子の方向に容易に一致させるこ
とができるので、不要な直線偏光が偏光子に入射せず、
熱による表示特性の低下が防止でき、明るくコントラス
トの高い画像を与えることができる。
As is apparent from the above description, according to the polarization selection element of the present invention, it is possible to reduce the size and weight of the element, and to easily obtain a straight line of a desired direction from a naturally polarized white light source. Polarized light is obtained. Further, according to the image display device of the present invention, since the polarization selection element is used, the size and weight of the entire device can be reduced, and the display element can be illuminated with strong light. Furthermore, since the direction of linearly polarized light obtained by the polarization selection element can be easily matched with the direction of the polarizer, unnecessary linearly polarized light does not enter the polarizer,
It is possible to prevent deterioration of display characteristics due to heat, and it is possible to provide a bright and high-contrast image.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(a)は、本発明の第1実施例である偏光選択
素子の斜視図であり、(b)は、(a)に示す偏光選択
素子を構成する広帯域偏光ビームスプリッタの斜視図で
ある。
FIG. 1A is a perspective view of a polarization selection element that is a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a perspective view of a broadband polarization beam splitter that constitutes the polarization selection element shown in FIG. Is.

【図2】第1実施例の偏光選択素子における動作を示す
正面図である。
FIG. 2 is a front view showing the operation of the polarization selection element of the first embodiment.

【図3】本発明の他の偏光選択素子の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of another polarization selection element of the present invention.

【図4】本発明の第2実施例である液晶プロジェクタの
正面図である。
FIG. 4 is a front view of a liquid crystal projector that is a second embodiment of the present invention.

【図5】(a)は、改良された液晶プロジェクタにおけ
る検光子の方位及び偏光子の方位を示す図であり、
(b)は、この液晶プロジェクタの部分正面図である。
FIG. 5A is a diagram showing an orientation of an analyzer and an orientation of a polarizer in an improved liquid crystal projector,
(B) is a partial front view of the liquid crystal projector.

【図6】従来のキューブ型の広帯域偏光ビームスプリッ
タを使用した光学系の正面図である。
FIG. 6 is a front view of an optical system using a conventional cube-type broadband polarization beam splitter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 2 UV−IRフィルタ 3 偏光選択素子 3a 広帯域偏光ビームスプリッタ 3b 偏光分離面 4a、4b、4c、4d ダイクロイックミラー 5a、5b 反射鏡 6a、6b、6c コンデンサレンズ 7、7a、7b、7c 偏光子 8、8a、8b、8c 液晶表示素子 9、9a、9b、9c 検光子 10 投射レンズ 40 画像形成部 1 Light source 2 UV-IR filter 3 Polarization selection element 3a Broadband polarization beam splitter 3b Polarization separation surface 4a, 4b, 4c, 4d Dichroic mirror 5a, 5b Reflection mirror 6a, 6b, 6c Condenser lens 7, 7a, 7b, 7c Polarizer 8, 8a, 8b, 8c Liquid crystal display element 9, 9a, 9b, 9c Analyzer 10 Projection lens 40 Image forming unit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入射光の進行方向に対して法線が45度
の角度をなす複数の偏光分離面を有し、 隣接する該偏光分離面が互いに直交する偏光選択素子。
1. A polarization selection element having a plurality of polarization splitting planes whose normal line forms an angle of 45 degrees with respect to the traveling direction of incident light, and adjacent polarization splitting surfaces are orthogonal to each other.
【請求項2】 光源と、 該光源からの入射光の進行方向に対して法線が45度の
角度をなす複数の偏光分離面を有し、隣接する該偏光分
離面が互いに直交する偏光選択素子と、 該偏光選択素子により分離された直線偏光に光変調を行
うことにより、画像を可視化する表示素子とを備えた画
像表示装置。
2. A polarization selection device having a light source and a plurality of polarization splitting surfaces having a normal line at an angle of 45 degrees with respect to a traveling direction of incident light from the light source, and adjacent polarization splitting surfaces being orthogonal to each other. An image display device comprising: an element; and a display element for visualizing an image by optically modulating linearly polarized light separated by the polarization selection element.
JP5054376A 1993-03-15 1993-03-15 Polarized light selecting element and image display device Withdrawn JPH06265890A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5054376A JPH06265890A (en) 1993-03-15 1993-03-15 Polarized light selecting element and image display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5054376A JPH06265890A (en) 1993-03-15 1993-03-15 Polarized light selecting element and image display device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06265890A true JPH06265890A (en) 1994-09-22

Family

ID=12968963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5054376A Withdrawn JPH06265890A (en) 1993-03-15 1993-03-15 Polarized light selecting element and image display device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06265890A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0756167A (en) * 1993-08-18 1995-03-03 Nec Corp Polarization light source and projection type liquid crystal display device using the same
FR2766281A1 (en) * 1996-06-11 1999-01-22 Us Energy Beam splitter assembly with output insensitive to polarisation changes

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0756167A (en) * 1993-08-18 1995-03-03 Nec Corp Polarization light source and projection type liquid crystal display device using the same
FR2766281A1 (en) * 1996-06-11 1999-01-22 Us Energy Beam splitter assembly with output insensitive to polarisation changes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3060049B2 (en) Image projection device
US5327270A (en) Polarizing beam splitter apparatus and light valve image projection system
EP0389240B1 (en) Polarizing beam splitter apparatus and light valve image projection system
US6646806B1 (en) Polarized light source system with dual optical paths
KR100221376B1 (en) Image projection apparatus
US6508557B1 (en) Reflective LCD projector
US6019474A (en) Modified X-cube arrangement for improved contrast projection display
JP2000081603A (en) Projection display system for reflection type light valve
JPH07168129A (en) Reflection type picture projection screen and picture projection device
JPH1115074A (en) Projection type picture display device
JP3060230B2 (en) Image projection device
JP3610789B2 (en) Illumination device and projection display device using the same
WO2005032150A1 (en) Color-sequential lcos projector using single beam splitter
JP4422986B2 (en) Image display device
US5934778A (en) Optical system for liquid crystal projector
JPH08317428A (en) Liquid crystal projector
JPH06265890A (en) Polarized light selecting element and image display device
JPH0643453A (en) Liquid crystal display device
JPH06258600A (en) Polarized source device and image display device
JPH0458242A (en) Projection type liquid crystal display device
JPH06265895A (en) Light source device
JP3019825B2 (en) Projection type color liquid crystal display
JPH10260313A (en) Light source unit for reflection type polarizing and modulating element
JP3024077B2 (en) Light polarizing device and projector including light polarizing device
JPH10206983A (en) Polarizing illuminator and projection type display device using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20000530