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JPH02153336A - 投影型液晶表示装置 - Google Patents

投影型液晶表示装置

Info

Publication number
JPH02153336A
JPH02153336A JP63308568A JP30856888A JPH02153336A JP H02153336 A JPH02153336 A JP H02153336A JP 63308568 A JP63308568 A JP 63308568A JP 30856888 A JP30856888 A JP 30856888A JP H02153336 A JPH02153336 A JP H02153336A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polarized light
liquid crystal
light component
component
light
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.)
Pending
Application number
JP63308568A
Other languages
English (en)
Inventor
Hisashi Shin
新　久司
Yutaka Takato
裕 高藤
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 JP63308568A priority Critical patent/JPH02153336A/ja
Priority to KR1019890017967A priority patent/KR940006261B1/ko
Priority to US07/446,304 priority patent/US5172254A/en
Priority to DE68927797T priority patent/DE68927797T2/de
Priority to EP89312663A priority patent/EP0372905B1/en
Publication of JPH02153336A publication Critical patent/JPH02153336A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141—Constructional details thereof
    • H04N9/315—Modulator illumination systems
    • H04N9/3167—Modulator illumination systems for polarizing the light beam

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

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、液晶セルを偏光制御素子として用いた投影型
液晶表示装置に関する。
従来の技術 従来の投影型液晶表示装置として、たとえば特開昭６２
−５９９１９号公報に開示されているように、液晶セル
の表裏面に漏光子・検光子としてそれぞれ偏光板を貼り
付けてライトバルブを構成し、このライトバルブを透過
する光をスクリーン上に結像するようにしたものが知ら
れている。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、上述した従来の投影型液晶表示装置では
、液晶セルの光入射面側に偏光板を貼り付けてライトバ
ルブを構成していたため、光源がら照射されるランダム
偏光のうち偏光板を透過する単一の直線偏光成分しか投
影光として利用できず、スクリーン上に明るく鮮明な画
像を結像できないという問題点があった。
したがって、本発明の目的は、明るく鮮明な画像を得る
ことのできる投影型液晶表示装置を提供することを目的
とする。
課題を解決するための手段 本発明は、光源から照射される光を互いに直交する２つ
の直線偏光成分に分離する偏光分離手段と、 前記２つの直線偏光成分のうち第１の直線偏光成分の光
路途中に設けられ、透光・非透光を表す２種類の表示デ
ータのうち第゛１の表示データに対応する画素部分に入
射する第１の直線偏光成分を直接透過し、第２の表示デ
ータに対応する画素部分に入射する第１の直線偏光成分
を第２の直線偏光成分に変換して透過する第１の液晶セ
ルと、前記２つの直線偏光成分のうち第２の直線偏光成
分の光路途中に設けられ　透光・非透光を表す２種類の
表示データのうち第１の表示データに対応する画素部分
に入射する第２の直線偏光成分を直接透過し、第ミの表
示データに対応する画素部分に入射する第２の直線偏光
成分を第１の直線偏光成分に変換して透過する第２の液
晶セルと、第１および第２の液晶セルの各画素部分のう
ち、第１および第２の表示データのいずれか一方に対応
する画素部分を透過する第１および第２の直線偏光成分
を合成する偏光合成手段と、 偏光合成手段によって合成された光をスクリーン上に投
影する光学手段とを備えたことを特徴とする投影型液晶
表示袋！である。
作　　用 本発明に従えば、スクリーン上の画面の高輝度の画素部
分には、第１の液晶セルを直接透過して第１の直線偏光
成分と第２の液晶セルを直接透過した第２の直線偏光成
分との合成光、または第１の液晶セルで第１の直ｍｌ光
成分がら第２の直線偏光成分に変換された光と第２の液
晶セルで第２の直線偏光成分から第１の直線偏光成分に
変換された光との合成光が投影されるので、投影される
画面は明るく鮮明になる。
実施例 第１図は本発明の第１の実施例である投影型液晶表示装
置の構成を示す系統図である。
第１図において、光源１がら放射される光は放物面集光
鏡２で集光され偏光分離手段である偏光ビームスプリッ
タ３に向けて照射される。（ｌ！光ビームスプリッタ３
は、光源１から照射されるランダム偏光をＰ偏光成分く
偏光ビームスプリッタ３を透過する光）と、このＰ偏光
成分に直交するＳ偏光成分く偏光ビームスプリッタ３で
反射される光）とに分離する機能を持つ。
偏光ビームスプリッタ３を透過するＰ（ｌｉ光成分の光
路の途中には、このＰ偏光成分を集光するコンデンサレ
ンズ４Ｐと、第１の液晶セルであるツィステッドネマテ
ィック型液晶セル（以下、ＴＮ液晶セルと略称する）５
Ｐとが配置されている。
ＴＮ液晶セル５Ｐは偏光板を持たず、ガラス板などの透
明絶縁基板上に電極などを形成した２枚の表示を極基板
などで液晶層を挟んで構成されており、マトリクス状に
並ぶ複数の画素部分を持ち、たとえばアクティブマトリ
クス駆動によって各画素部分が画像データ（高輝度・低
輝度の表示データ）に応じて光学的性質を変える機能を
備えている。
具体的には、各画素部分に対応する液晶層に、高輝度の
表示データとして液晶の駆動しきい値を越える実効値を
有する電圧が印加されたとき、その液晶層の液晶分子は
入射してくるＰ＠光成分をそのまま透過させるような配
列状態となる一方、しきい値に達しない実効値を有する
電圧が低輝度の表示データとして印加されたとき、その
液晶層の液晶分子は入射してくるＰ偏光成分を９０度旋
光させＳ偏光成分に変換して透過するようなツイスト状
態となる。
また、偏光ビームスプリッタ３でＰ偏光成分の光路に対
して直交する向きに分離されたＳ偏光成分は、その光路
の途中に配置された平面ミラー６によって反射され、そ
の反射光の光路の途中に配置されたコンデンサレンズ４
ｓと、第２の液晶セルであるＴＮ液晶セル５ｓに入射さ
れる。このコンデンサレンズ４ＳおよびＴＮ液晶セル５
ｓは、上述したコンデンサレンズ４ＰおよびＴＮ液晶セ
ル５Ｐと同一機能を持つ。
すなわち、コンデンサレンズ４Ｓは平面ミラー６で反射
されたＳ偏光成分を集光し、ＴＮ液晶セル５Ｓは高輝度
の表示データとしてしきい値を越える実効値を有する電
圧が印加される画素部分において入射してくるＳ偏光成
分をそのまま透過する一方、低輝度の表示データとして
しきい値に達しない実効値を有する電圧が印加される画
素部分において入射してくる５ｌｉｌ光を９０度旋光さ
せＰ偏光成分に変換して透過する。
ＴＮ液晶セル５Ｐを透過した光は、その光路の途中に配
置された偏光合成手段である別の偏光ビームスプリッタ
７に入射され、またＴＮ液晶セル５Ｓを透過した光は平
面ミラー８で反射されたあとＴＮ液晶セル５Ｐからの光
の光路と直交する方向から上記偏光ビームスプリッタ７
に入射される。
ＴＮ液晶セル５Ｐを透過した光が偏光ビームスプリッタ
７へ入射する光路の延長線上には、投影レンズ９および
スクリーン１０がこれらの顕序に配置されている。
偏光ビームスプリッタ７は上述した光分離用の偏光ビー
ムスプリッタ３と同様に、入射してくるＰ偏光成分をそ
のまま透過する一方、入射してくるＳ偏光成分を反射す
る機能を有する。したがって、ＴＮ液晶セル５Ｐがら入
射されてくるＰ偏光成分はスクリーンｌｏ側へ向けてそ
のまま透過され、またＴＮ液晶セル５Ｓがら平面ミラー
８を経て入射されてくる５（ｉｉ光成分はスクリーンｌ
ｏ側へ向けて反射されることになり、結局、偏光ビーム
スプリッタ７はこれらＰ偏光成分とＳ偏光成分を合成し
てスクリーン１０側に照射する機能を持つことになる。
なお、ＴＮ液晶セル５Ｐがら投影レンズ９までの光路長
と、ＴＮ液晶セル５ｓがら投影レンズ９までの光路長と
は等しくなるように設定されている。上述した偏光ビー
ムスプリッタ３．７はプレート型、キューブ型のいずれ
を用いてもよい。
次に上記投影型表示装置の動作について説明する。
光源１から放射されるランダム偏光は、放物面集光鏡２
で集光されて偏光ビームスプリッタ３に入射する。入射
した光は偏光ビームスプリッタ３によってＰ偏光成分と
Ｓ偏光成分に分離され、Ｐ偏光成分はコンデンサレンズ
４Ｐを経てＴＮ液晶セル５Ｐに入射する。ＴＮ液晶セル
５Ｐでは、画像データに応じてそれぞれの画素部分がＰ
＠光成分をそのまま透過する光学的性質とＰ偏光成分を
９０度旋光させてＳ（Ｉ光成分に変換し透過する光学的
性質とに設定される。
すなわち、最終的にスクリーン１ｏ上に投影される画像
において、白レベル（高輝度）となる画素に対応する画
素部分にはしきい値を越える実効値を有する電圧が印加
され、この画素部分では入射してくるＰ偏光成分がその
まま透過する一方、スクリーン１０上に投影される画像
において黒レベル（低輝度）となる画素に対応する画素
部分にはしきい値に達しない実効値を有する電圧が印加
され、この画素部分では入射してくるＰ　４ＮＮ光分が
Ｓｌｉ光成分に変換されて透過する。
一方、偏光ビームスプリッタ３で分離されたＳ偏光成分
は平面ミラー６、コンデンサレンズ４ｓを経てＴＮ液晶
セル５ｓに入射する。ＴＮ液晶セル５Ｓでも、画像デー
タに応じてそれぞれの画素部分がＳ偏光成分をそのまま
透過する光学的性質とＳ偏光成分を９０度旋光させてＰ
偏光成分に変換し透過する光学的性質とに設定される。
すなわち、最終的にスクリーンｌｏ上に投影される画像
において白レベルとなる画素に対応する画素部分にはし
きい値を越える実効値を有する電圧が印加され、この画
素部分では入射してくるＳ偏光成分がそのまま透過する
一方、スクリーンｌｏ上に投影される画像において黒レ
ベルとなる画素に対応する画素部分にはしきい値に達し
ない実効値を有する電圧が印加され、この画素部分では
入射してくるＳ４光成分がＰ（ｑ光成分に変換されて透
過する。
ＴＮ液晶セル５Ｐから偏光ビームスプリッタ７に入射す
る光のうち、スクリーン１０上の画像における白レベル
に対応するＰａ光成分は１扁光ビームスプリツタ７を透
過して投影レンズ９に入射するのに対して、スクリーン
１０上の画像における黒レベルに対応するＳ偏光成分は
曙光ビームスプリッタ７で反射されるため投影レンズ９
に入射しない。これに対して、ＴＮ液晶セル５Ｓから平
面ミラー８を経て偏光ビームスプリッタフに入射する光
のうち、スクリーン１０上の画像における白レベルに対
応するＳ偏光成分はは光ビームスプリッタ７で反射され
て投影レンズ９に入射するのに対して、スクリーン１０
上の画像における黒レベルに対応するＰａ光成分は偏光
ビームスプリッタ７を透過するため投影レンズ９に入射
しない。
したがって、スクリーン１０上の画像における白レベル
の画素には、ＴＮ液晶セル５Ｐを透過したＰａ光成分と
、ＴＮＭ晶セル５Ｓを透過したＳ偏光成分とを合成した
光が、投影レンズ９を経て拡大投影されることになる。
スクリーン１０上の画像における黒レベルの画素には光
は投影されない、このようにして、スクリーン１０上に
は明るい鮮明な拡大投影画像が結像する。
第２図は、ＴＮ液晶セル５Ｐ、５Ｓにおける各画素部分
への印加電圧の実効値とこれに対応するスクリーン１０
上の画素の輝度レベルとの関係を示すグラフである。
第３図は本発明の第２の実施例である投影型表示装置の
構成を示す系統図である。第３図において、光源１、放
物面集光鏡２、偏光ビームスプリッタ３、コンデンサレ
ンズ４Ｐ、４Ｓ、ＴＮ液晶セル５Ｐ、５３、平面ミラー
６．８、偏光ビームスプリッタ７の配置については第１
の実施例と同様であるので、それらについては説明を省
略する。
この実施例では、ＴＮ液晶セル５Ｐから偏光ビームスブ
リッタフに入射する光の光路に対して直角方向、つまり
ＴＮ液晶セル５Ｐから漏光ビームスプリッタ７に入射す
るＳＩＭ光成分が反射される方向に、投影レンズ９およ
びスクリーン１０がこれらの順序で配置されている点が
先の実施例と異なる。
また、Ｐ漏光成分が入射するＴＮ液晶セル５Ｐでは、最
終的にスクリーン１０上に投影される画（象において白
レベルとなる画素に対応する画素部分にはしきい値に達
しない実効値を有する電圧が印加され、この画素部分で
は入射してくるｐＨｉ光成分がＳ［光成分に変換されて
透過する一方、スクリーン１０上に投影される画像にお
いて黒レベルとなる画素に対応する画素部分にはしきい
値を越える実効値を有する電圧が印加され、この画素部
分では入射してくるＰａ光成分がそのまま透過する。す
なわち、この実施例では、ＴＮ液晶セル５Ｐの各画素部
分に与えられる印加電圧の実効値が第１の実施例の場合
と逆の関係にされる。
Ｓ偏光成分が入射するＴＮ液晶セル５Ｓについても第１
の実施例の場合と逆で、最終的にスクリーン１０上に投
影される画像において白レベルとなる画素に対応する画
素部分には、しきい値に達しない実効値を有する電圧が
印加され、この画素部分では入射してくるＳ＠光成分が
Ｐａ光成分に変換されて透過する一方、スクリーン１０
上に投影される画像において黒レベルとなる画素に対応
する画素部分にはしきい値を越える実効値を有する電圧
が印加され、この画素部分では入射してぐるＳｌｉ光成
分がそのまま透過する。
そのほかの構成要素の機能については゛、第１の実施例
の場合と同様である。
この実施例の場合、ＴＮ液晶セル５Ｐから曙光ビームス
プリッタ７に入射する光のうち、スクリーン１０上の画
像における白レベルに対応するＳ偏光成分は偏光ビーム
スプリッタ７で反射して投影レンズ９に入射するのに対
して、スクリーン１０上の画像における黒レベルに対応
するＰ偏光成分は偏光ビームスプリッタ７を透過するた
め、投影レンズ９に入射しない。
これに対して、ＴＮ液晶セル５Ｓから平面ミラー８を経
て偏光ビームスプリッタ７に入射する光のうち、スクリ
ーン１０上の画像における白レベルに対応するＰｌｉ光
成分は、漏光ビームスプリッタ７を透過して投影レンズ
９に入射するのに対して、スクリーン１０上の画像にお
ける黒レベルに対応するＳ＠光成分は偏光ビームスプリ
ッタ７で、反射されるため投影レンズ９に入射しない。
したがって、スクリーン１０上の画像における白レベル
の画素には、ＴＮ液晶セル５Ｐを透過したＳｌｉ！光成
分と、ＴＮ液晶セル５Ｓを透過したＰ偏光成分とを合成
した光が、投影レンズ９を経て拡大投影されることにな
る。スクリーン１０上の画像における黒レベルの画素に
は光は投影されない、このようにして、スクリーン１０
上に明るい鮮明な拡大投影画像が結像する。
第４図は、上記実施例におけるＴＮ液晶セル５Ｐ、５Ｓ
での各画素部分への印加電圧の実効値とこれに対応する
スクリーン１０上の画素の輝度レベルとの関係を示すグ
ラフである。
また第１図、第３図の実施例におけるＴＮ液晶セルにカ
ラーフィルタを形成しておけば、スクリーン１０で得ら
れる画像をカラー画像とすることも可能である。
第５図は本発明の第３の実施例である投影型表示装置の
構成を示す系統口である。
この実施例は、ＴＮ液晶セルにカラーフィルタを形成し
なくても、スクリーン１０上でカラー画像を得ることが
できるばかりでなく、第１図、第３図の実施例で用いた
ＴＮ液晶セルと同じ解像度を有するＴＮ液晶セルを用い
ても、より高解像度のスクリーン画像を得ることができ
る場きを示したものであって、原理的な構成は第１の実
施例の渇きと同様である。すなわち、第５図において、
光源１１から放射される光は放物面集光鏡１２で集光さ
れ、偏光ビームスプリッタ１３に向けて照射されるラン
ダム偏光をＰＩｉ光成分とＳ偏光成分とに分離される。
偏光ビームスプリッタ１３を透過するＰ１！光成分の光
路の途中には、このＰ（Ｉ光成分から青色光を反射し他
の色光を透過させるダイクロイックミラー２１ＢＰが配
置されている。ダイクロイックミラー２１８Ｐを透過す
る光の光路の途中には、そのＰ偏光成分から緑色光を反
射し他の色光（赤色光）を透過させるダイクロイックミ
ラー２１ＧＰ１が配置されている。またダイクロイック
ミラー２１ＢＰで反射される青色のＰＩ光成分の光路の
途中には平面ミラー２２Ｐが配置され、この平面ミラー
２２Ｐで反射した光の光路の途中には青色光用のコンデ
ンサレンズ１４ＢＰとＴＮ液晶セル１５ＢＰとが配置さ
れている。
またダイクロイックミラー２１ＧＰ１で反射される緑色
のＰ偏光成分の光路の途中には、緑色光用のコンデンサ
レンズ１４ＧＰとＴＮ液晶セル１５ＧＰとが配置されて
いる。またダイクロイックミラー２１ＧＰ１を透過する
赤色のＰ偏光成分の光路の途中には、赤色光用のコンデ
ンサレンズ１４ＲＰとＴＮ液晶セル１５ＲＰとが配置さ
れている。各ＴＮ液晶セル１５ＢＰ、１５ＧＰ、１５Ｒ
Ｐは偏光板を持たず、ガラス板などの透明絶縁基板上に
電極などを形成した２枚の表示電極基板で液晶層を挟ん
で構成されており、マトリクス状に並ぶ複数の画素部分
を持ち、たとえばアクティブマトリクス駆動によって各
画素部分が画像データ（青・緑・赤の各色光の高輝度・
低輝度の表示データ）に応じて光学的性質を変える機能
を備えている。
具体的には、たとえば青色光用ＴＮ液晶セル１５ＢＰの
場合、各画素部分に対応する液晶層に青色の高輝度の表
示データとして、しきい値を越える実効値を有する電圧
が印加されたとき、その液晶層の液晶分子は入射してく
る青色光のＰ（［光成分をそのまま透過させるような配
列状態となる一方、しきい値に達しない実効値を有する
電圧が青色の低輝度の表示データとして印加されたとき
、その液晶層の液晶分子は入射してくる青色光のＰ偏光
成分を９０度旋光させＳ　（Ｉ光成分に変換して透過す
るようなツイスト状態となる。他の２つのＴＮ液晶セル
１５ＧＰ、１５ＲＰについてもそれぞれが担う色光につ
いて同様の機能を持つ。
ＴＮ液晶セル１５ＢＰを透過する光の光路と、ＴＮ液晶
セル１５ＧＰを透過する光の光路とが交わる位１には、
緑色光を反射し他の色光を透過する別のダイクロイック
ミラー２１ＧＰ２が配置されている。ＴＮ液晶セル１５
ＲＰを透過する赤色のＰ＠光成分の光路の途中には平面
ミラー２３Ｐが配置され、この平面ミラー２３Ｐで反射
した光の光路と上述したダイクロイックミラー２１ＧＰ
２を反射または透過する光の光路とが交わる位置には赤
色光を反射し他の色光を透過するダイクロイックミラー
２１ＲＰが配置されている。
また、偏光ビームスプリッタ１３で分離されたＳｉ光成
分は、その光路の途中に配置された平面ミラー１６によ
って反射され、その反射光の光路の途中には、このＳ偏
光成分から青色光を反射し他の色光を透過させるダイク
ロイックミラー２１ＢＳが配置されている。以下、ｐ（
１完成分例の光学系のダイクロイックミラー２１ＧＰ１
　２１ＧＰ２，２１ＲＰ、平面ミラー２２Ｐ、２３Ｐ、
コンデンサレンズ１４ＢＰ、１４ＧＰ、１４ＲＰ、ＴＮ
液晶セル１５ＢＰ、１５ＧＰ、１５ＲＰと同様の機能を
持つダイクロイックミラー２１ＧＳ１゜２１ＧＳ２，２
１Ｒ３、平面ミラー２２Ｓ、２３Ｓ、コンデンサレンズ
１４ＢＳ、１４ＧＳ、１４ＲＳ、ＴＮ液晶セル１５ＢＳ
、１５ＧＳ、１５Ｒ８が同様に配置されている。
ダイクロイックミラー２１ＲＰを透過または反射した光
は、その光路のｊ中に配置された光合成用の偏光ビーム
スプリッタ１７に入射され、またダイクロイックミラー
２１Ｒ８を透過または反射した光はその光路の途中に配
置された平面ミラー１８で反射されたあと、ダイクロイ
ックミラー２ＩＲＰからの光の光路と直交する方向から
上記曙光ビームスプリッタ１７に入射される。ダイクロ
イックミラー２１ＲＰを透過した光が漏光ビームスプリ
ッタ１７へ入射する光路の延長線上には投影レンズ１９
およびスクリーン２０がこれらの順序に配置されている
。
偏光ビームスプリッタ１７は上述した光分離用の偏光ビ
ームスプリッタ１３と同様に、入射してくるＰｌ光成分
をそのまま透過する一方、入射してくる５（ｉＩ光成分
を反射する機能を持つ、すなわち、偏光ビームスプリッ
タ１７は、ダイクロイックミラー２１ＲＰから入射され
てくるＰｌｉ光成分とダイクロイックミラー２１ＲＳが
ら平面ミラー１８を経て入射されてくるＳｌｉ光成分を
合成してスクリーン２０側に照射する機能を持つ、なお
、各ＴＮ液晶セル１５ＢＰ、１５ＧＰ、１５ＲＰ１５Ｂ
Ｓ、１５ＧＳ、１５Ｒ３から投影レンズ１つまでの光路
長は等しくなるように設定されている。
次に上記投影型表示装置の動作について説明する。
光源１１から放射されるランダム偏光は放物面集光鏡１
２で集光されて偏光ビームスプリッタ１３に入射する。
入射した光は曙光ビームスプリッタ１３によってｐ　＋
ｉ光成分とＳ偏光成分に分離され、Ｐ偏光成分はダイク
ロイックミラー２１ＢＰ。
２、　Ｉ　Ｇ　Ｐ　１によって青、緑、赤の各色光にさ
らに分離される。そのうち青色のＰ（ｉ光成分は平面ミ
ラー２２Ｐ、コンデンサレンズ１４ＢＰを経てＴＮ液晶
セル１５ＢＰに、緑色のＰｉ光成分はコンデンサレンズ
１４０Ｐを経てＴＮ液晶セル１５ＧＰに、また赤色のＰ
漏光成分はコンデンサレンズ１４ＲＰを経てＴＮ液晶セ
ル１５ＲＰにそれぞれ入射する。各ＴＮ液晶セル１５Ｂ
Ｐ、１５ＧＰ。
１５ＲＰでは、画像データに応じてそれぞれの画素部分
が、Ｐ偏光成分をそのまま透過する光学的性質とＰ偏光
成分を９０度旋光させてＳ偏光成分に変換して透過する
光学的性質とに設定される。
一方、偏光ビームスプリッタ１３で分離されたＳＩＩ光
成分は平面ミラー１６を経てダイクロイックミラー２１
ＢＳ、２１ＧＳ１によって青、緑。
赤の色光にさらに分離されたあと、Ｐ偏光成分の場合と
同様に、各ＴＮ液晶セル１５ＢＳ、１５ＧＳ、１５Ｒ８
にそれぞれ入射する。各ＴＮ液晶セル１５ＢＳ、１５Ｇ
Ｓ、１５Ｒ３では、画像データに応じてそれぞれの画素
部分がＳ偏光成分をそのまま透過する光学的性質とＳ　
ｌ！！光成分を９０度旋光させてＰＩｉ光成分に変換し
て透過する光学的性質とに設定される。
ダイクロイックミラー２１ＲＰがら偏光ビームスプリッ
タ１７に入射する光のうちＰ偏光成分は偏光ビームスプ
リッタ１７を透過して投影レンズ１つに入射するのに対
して、ＳＩｉ光成分は偏光ビームスプリッタ１７で反射
されるため投影レンズ１９に入射しない、これに対して
、グイクロイックミラー２１ＲＳから平面ミラー１８を
経て偏光ビームスプリッタ１７に入射する光のうちＳ　
Ｉｔｉ光成分は漏光ビームスプリッタ１７で反射されて
投影レンズ１９に入射するのに対して、Ｐ＠光成分は偏
光ビームスプリッタ１７を透過するため投影レンズ１つ
に入射しない。
したがって、スクリーン２０上の画像における高輝度の
画素には、Ｐ偏光成分の色光とＳ偏光成分の色光とを合
成した光が、投影レンズ１９を経て拡大投影されること
になる。このようにして、スクリーン２０上には明るい
鮮明な拡大投影カラー画像が結像する。第５図では、第
１図の実施例の構成を基本としたが、第２図の実施例の
構成を応用しても高解像度のカラー画像を得ることので
きる投影型液晶表示装置も可能である。
なお、上記各実施例ではスクリーン１０．２０の前面に
投影するフロンＩ・・プロジェクション方式の場合につ
いて示したが、これに限らずスクリーン１０．２０を透
過型としてその背面に投影するリア・プロジェクション
方式とすることもできる。
また、各ＴＮ液晶セルへの印加電圧の実効値に階調を付
けることによって、画像に濃度を付けることもできる。
発明の効果 以上のように、本発明の投影型表示装置によれば、第１
の液晶セルを直接透過した第１の直線偏光成分と第２の
液晶セルを直線透過した第２の直線漏光成分との合成光
、または第１の液晶セルで第１の直線偏光成分から第２
の直線偏成分に変換された光と第２の液晶セルで第２の
直線偏光成分から第１の直線偏光成分に変換された光と
の合成光がスクリーンに投影されるので投影される画面
が明るく鮮明になる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の第１の実施例である投影型表示装置の
構成を示す系統図、第２図はその投影型表示装置におけ
る液晶セルの各画素部分への印加電圧の実効値とスクリ
ーン上の輝度との関係を示すグラフ、第３図は本発明の
第２の実施例である投影型表示装置の構成を示す系統図
、第４図はその投影型表示装置における液晶セルの各画
素部分への印加電圧の実効値とスクリーン上の輝度との
関係を示すグラフ、第５図は本発明の第３の実施例であ
る投影型表示装置の構成を示す系統図である。 １．１１・・・光源、３．１３・・偏光ビームスプリッ
タ、５Ｐ、５Ｓ、１５ＢＰ、１５ＧＰ、１５ＲＰ。 １５ＢＳ、１５ＧＳ、１５Ｒ３・・・ＴＮ液晶セル、７
．１７・・・偏光ビームスプリッタ、９，１つ・・・投
影レンズ、１０．２０・・・スクリーン代理人　　弁理
士　画数　圭一部 第１図 第２図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 光源から照射される光を互いに直交する２つの直線偏光
    成分に分離する偏光分離手段と、 前記２つの直線偏光成分のうち第１の直線偏光成分の光
    路途中に設けられ、透光・非透光を表す２種類の表示デ
    ータのうち第１の表示データに対応する画素部分に入射
    する第１の直線偏光成分を直接透過し、第２の表示デー
    タに対応する画素部分に入射する第１の直線偏光成分を
    第２の直線偏光成分に変換して透過する第１の液晶セル
    と、前記２つの直線偏光成分のうち第２の直線偏光成分
    の光路途中に設けられ、透光・非透光を表す２種類の表
    示データのうち第１の表示データに対応する画素部分に
    入射する第２の直線偏光成分を直接透過し、第２の表示
    データに対応する画素部分に入射する第２の直線偏光成
    分を第１の直線偏光成分に変換して透過する第２の液晶
    セルと、第１および第２の液晶セルの各画素部分のうち
    、第１および第２の表示データのいずれか一方に対応す
    る画素部分を透過する第１および第２の直線偏光成分を
    合成する偏光合成手段と、 偏光合成手段によって合成された光をスクリーン上に投
    影する光学手段とを備えたことを特徴とする投影型液晶
    表示装置。
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