JPS6315220A - 投写式液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は投写式液晶表示装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、Ｒ，Ｇ、Ｂの各色のそれぞれに対して液晶パネル
を設け、各液晶パネルを透過した光をダイクロイックミ
ラーによって合成して投写する投写型液晶表示装置が特
開昭６０−２９１６号公報に開示されている。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記のものでは、４５＠入射のダイクロイックミラーを
２枚用いて、Ｒ，Ｇ、Ｂを合成しているが、ダイクロイ
ックミラーに入射される光は全て平行光線になっている
。そのため投写レンズ系に入射される光の径が大きくな
り、ダイクロイックミラーは大面積が必要となり、また
投写レンズ系には大口径のものを用いなければならず、
高価になるとともに投写レンズ系の収差が大きくなり、
スクリーン上で鮮明な画像が得られないものであった。

本発明はダイクロイックミラーを小型化でき、投写レン
ズ系の口径を小さくでき、鮮明な画家が得られる投写式
液晶表示装置を提供するものである。

［問題を解決するための手段〕 本発明は、液晶パネルを透過した光をレンズによって収
束させた後にダイクロイックミラーに入射させるように
したものである。

［実施例コ 第１図において、１はハロゲンランプあるいはキセノン
ランプ等の光源、２．２はコールドミラー、３．３は光
源からの光を直交する２方向の略平行な光線に分割する
コンデンサレンズ、４．４は防熱フィルタである。５，
５は反射ミラー、６はＲ，Ｂの液晶パネル、７はＧの液
晶パネルである。本例では、液晶パネル６．７として、
ポジタイプのＴＮ型液晶を用いており、第２図のように
互いに直交する偏光軸を有した２枚の偏光板８゜９を用
い、ダイクロイックミラー１０にＰ波偏光の光が入射さ
れるように構成しである。１１．１１は平行光線をθ（
０≦θ≦５＠）だけ収束させる凸レンズ、１２は投写レ
ンズ系である。

以上の構成において、光源１からの光は直接あるいはコ
ールドミラー２，２によって反射されてコンデンサレン
ズ３，３に入射され、平行光線となって生じる。この平
行光線は防熱フィルタ４゜４を介して反射ミラー５．５
で反射され液晶パネル６．７に供給される。偏光板８．
液晶パネル７゜偏光板９を透過した光および偏光板８．
液晶パネル６、偏光板９を透過した光はＰ波偏光の光と
なっており、これが凸レンズ１１．１１によってθだけ
収束されてダイクロイックミラー１０に供給される。こ
のように凸レンズによって平行光線を収束させることに
より、ダイクロイックミラーを小型化でき、投写レンズ
系の口径を小さくすることができしかも収差を小さくす
ることができる。

但し、θを５°以上にすると、画面に色シ、Ｚ−ディン
グが発生し易くなり、画質を低下させることになってし
まう。

さて、ダイクロイックミラー１０はＧ反射のものを使用
しており、液晶パネル７を透過したＧの光は反射され、
液晶パネル６を透過したＲ、Ｂの光は透過して合成され
、投写レンズ系１２によって投写される。

本例では、ダイクロイックミラー１０にはＰ波偏光され
た光が入射されるように構成しであるが、これは以下の
理由による。本出願人の実験によると、液晶パネルにＴ
Ｎ（ツイストネマティック）型液晶を用いた直線偏光の
場合には、ダイクロイックミラーに入射される光の光軸
によっては多重反射によるゴースト画像が発生してしま
うとともに色純度の悪い画像になってしまうことが判明
した。つまり、Ｐ波偏光で入射させれば問題はないので
あるが、Ｓ波偏光で入射させると上記欠点が発生してし
まうのである。これは、Ｐ波とＳ波とでは第３図に示す
ようにガラスの表面反射率が異なることと、第４図のよ
うにダイクロイックミラーの分光特性がＰ波とＳ波とで
異なることに起因するものである。

第３図かられかるように、入射角が４５＠近傍において
は、Ｐ波はほとんど反射されないが、Ｓ波では反射がみ
られる。このことは、第５図において、ダイクロイック
ミラー１３にＳ波で入射した場合に、不要な波長の光の
うち、多層薄膜１４を透過後ガラスと空気との境界面で
反射された光ｋが大きいことを意味している。これは透
過光ｊにも当てはまり、反射光にとｋおよび透過光Ｊと
ｊが、ガラスの板厚をｔとしたとき２ｔだけ横にずれて
投写レンズ系に入射してしまう。投写レンズでは１０〜
１００倍程度に拡大されるため、通常の３ｍｍ程度の厚
さのミラーを用いると、上記のずれが目につき、ゴース
ト画像となって投写されてしまうのである。

また第４図においては、４５°入射のＧ反射ダイクロイ
ックミラーの分光特性を示してあり、Ｐ波においては、
反射する光の波長の範囲が狭いのに対し、Ｓ波ではその
範囲が広いことがわかる。

つまり、Ｓ波を入射させると、Ｇだけでなく、Ｒおよび
Ｂに近い範囲の光まで反射してしまい、色純度が悪化し
てしまうのである。

そこで本例においては、ダイクロイックミラー１０には
Ｐ波偏光の光が入射されるように構成しである。そのた
め不要な波長の光の反射はほとんどなく、しかも第５図
における反射光ｊ、にもほとんどな（なる。したがって
画面にゴーストが現れることはなくなり、しかも不要な
波長の光の反射がなくなるため色純度の良好な画像が得
られるのである。

ところで光源１は熱をもつため、空冷が必要になるもの
であるが、本例の構成によれば、図面前方あるいは後方
からファンを回すことによって風が抜け、効率良く冷却
することができるものである。

第６図は、Ｒ，Ｇ、Ｂに対応した３枚の液晶パネル１５
．１６．１７を用いた例を示しである。

同図において、１１１１．１９は互いに直寥する偏光軸
を有した偏光板、２０．２１はＢ反射のダイクロイック
ミラー、２２〜２４は平行光線を５°以内の角度で収束
させる凸レンズである。

以上の構成において、ダイクロイックミラー１０および
２１にはＰ波偏光の光が入射されるように構成しである
。

液晶パネル１５を透過したＲの光は凸レンズ２２によっ
て収束されてダイクロイックミラー２１．１０を透過す
る。

一方、ダイクロイックミラー２０によって反射されたＢ
の光は液晶パネル１７を透過し凸レンズ２３によって収
束された後、ダイクロイックミラー２１によって反射さ
れ、さらにダイクロイックミラー１０を透過する。

またダイクロイックミラー２０を透過した光は液晶パネ
ル１６を透過し、凸レンズ２４によって収束された後、
反射ミラー５で反射され、さらにダイクロイックミラー
１０で反射される。

このように各液晶パネルを透過した光が合成されて投写
レンズ系１２に供給され、投写される。

この例においてもダイクロイックミラー１０゜２１には
Ｐ波偏光の光が入射されるため、先の実施例と同様にゴ
ーストを除去できるとともに色純度の良好な画像を得る
ことができる。

ところで第６図の例において、光源としてハロゲンラン
プを用いた場合に、その配光特性に応じてランプの向き
を調整しである。すなわち同図のようにランプのフィラ
メントの配線方向がＲの液晶パネル１５側に向くように
配置しである。これは以下の理由によるものである。

ハロゲンランプの放射スペクトル分布は第７図のように
、Ｒ，Ｇ、ＢのうちではＲにおいて最も強くなっている
。

一方、ハロゲンランプのフィラメントの配線方向と光強
度との関係は第８図のように、配線方向に弱くなってい
る。

そこでＲ，Ｇ、Ｂの光強度のバランスをとるために、Ｒ
側への光強度がＧ、Ｂ側に比べて弱くなるように、フィ
ラメントの配線方向がＲの液晶ノ（ネル側に向くように
配置したものである。

ところで、第１図の例あるいは第６図の例を２組用いる
ことによって、立体画像の表示装置を構成する場合には
、第９図のように、投写レンズ２５．２６の前に、各組
のＧ反射のダイクロイックミラー１０．１０を同図示の
ように設けるようにすればよい。

但し、各ダイクロイックミラーに入射される光はＰ波の
みとするものである。

なお本発明は、上記の実施例に限るものではなく、ＴＮ
型液晶パネルとダイクロイ・ツクミラーを使用した投写
型の表示装置には全て適用可能である。

また偏光板の位置については、液晶パネルの両面になく
てもよく、投写レンズの手前あるいはスクリーンの前面
に配置するようにしても同様の効果を得ることができる
。

また上記の実施例では、ＴＮ型液晶パネルとしてポジタ
イプのものを用いたが、ネガタイプのものを用いてもよ
い。この場合には、２枚の偏光板として偏光軸が平行な
ものを用いるものである。

［発明の効果コ 本発明によれば、複数のＴＮ型液晶パネルを透過した光
をレンズによって一定角度だけ収束させたのちにダイク
ロイックミラーによって合成するようにしたので、ダイ
クロイックミラーを小型化できるとともに投写レンズ系
に入射される光の口径を小さくできるため、ダイクロイ
ックミラーおよび、投写レンズ系に安価なものを用いる
ことができ、しかも投写レンズ系の収差が小さくなり、
鮮明な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した説明図、第２図は第
１図の一部を摘出して示した斜視図、第３図はガラスの
表面反射率を示した特性図、第４図は４５″入射のＧ反
射ダイクロイックミラーの分光特性を示した特性図、第
５図はダイクロイックミラーによる反射光を示した説明
図、第６図は他の実施例を示した説明図、第７図はハロ
ゲンランプの放射スペクトル分布を示した特性図、第８
図はハロゲンランプの配光特性を示した特性図、第９図
は立体画像表示装置を構成する際の投写レンズとその手
前のダイクロイックミラーとを示した説明図である。 ６．７・・・液晶パネル １０・・・ダイクロイックミラー １１・・・凸レンズ １３．１４．１５・・・液晶パネル ２２〜２４・・・凸レンズ １９・・・ダイクロイックミラー 以　　上 第３図 一人１１Ｐ！ 第４図 ＢＧＲｌ炙（ｎ、ｍ） 第５図 第７１個 第９１３１

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の液晶パネルと、この各液晶パネルを透過し
   た光を一定角度だけ収束させるレンズと、このレンズに
   よって収束された光を合成するためのダイクロイックミ
   ラーとを有したことを特徴とする投写式液晶表示装置。
2. （２）上記レンズによる収束角は０°から５°の範囲で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の投写
   式液晶表示装置。