JPH04177335A - Projection type liquid crystal display device - Google Patents
Projection type liquid crystal display deviceInfo
- Publication number
- JPH04177335A JPH04177335A JP2304057A JP30405790A JPH04177335A JP H04177335 A JPH04177335 A JP H04177335A JP 2304057 A JP2304057 A JP 2304057A JP 30405790 A JP30405790 A JP 30405790A JP H04177335 A JPH04177335 A JP H04177335A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polarized light
- liquid crystal
- wave
- crystal display
- light wave
- 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
Links
Landscapes
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
- Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、背面から偏光波を入射されて前面から画像を
投射する透過形の液晶表示素子を用いた投射形液晶表示
装置に関するものであり、さらに詳しくは、光源からの
光の利用効率の向上を図ることを可能にした、かかる投
射形液晶表示装置に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a projection type liquid crystal display device using a transmission type liquid crystal display element that receives polarized light waves from the back and projects an image from the front. More specifically, the present invention relates to such a projection type liquid crystal display device that makes it possible to improve the efficiency of using light from a light source.
従来の投射型液晶表示装置は、例えば、特開昭62、−
125791号公報に記載のように、単一光源から出力
された白色光をグイクロインクミラーにより、赤、青、
緑の色の三原色に分光し、この三原色光を3枚の液晶パ
ネルにそれぞれ入射することにより、三原色に対応する
画像を表示し、この三原色に対応する画像をグイクロイ
ンクプリズムを用い合成することにより、カラー画像を
得て、このカラー画像を1本の投写レンズを用いて、ス
クリーン上に拡大投射するものであった。Conventional projection type liquid crystal display devices are disclosed, for example, in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 1986-62.
As described in Japanese Patent No. 125791, white light output from a single light source is converted into red, blue,
By splitting the light into the three primary colors of green, and making each of these three primary color lights incident on three liquid crystal panels, images corresponding to the three primary colors are displayed, and images corresponding to these three primary colors are synthesized using a guicro ink prism. A color image is obtained by this method, and this color image is enlarged and projected onto a screen using a single projection lens.
上記従来技術においては、各液晶パネルの構造は、2枚
の偏光板により光学的に挟まれた液晶素子から成ってお
り、前記液晶パネルに入射された光線は、本来、P偏光
波とS偏光波に分離できるものであるが、その中のP偏
光波あるいはS偏光波しか液晶パネルから出射されない
ようになっている。すなわち、前記液晶パネルを透過す
る光量は、入射光量の半分以下になってしまい、かなり
の光の損失が生じてしまうという問題があった。In the above conventional technology, the structure of each liquid crystal panel consists of a liquid crystal element optically sandwiched between two polarizing plates, and the light rays incident on the liquid crystal panel are originally P-polarized waves and S-polarized waves. Although it can be separated into waves, only the P-polarized wave or the S-polarized wave is emitted from the liquid crystal panel. That is, the amount of light transmitted through the liquid crystal panel is less than half of the amount of incident light, resulting in a problem that a considerable loss of light occurs.
ここで、P偏光波とは入射面に対して平行な偏光面(電
気ベクトルの振動している平面)を持つ直線偏光のこと
を言い、S偏光波とは入射面に対して垂直な偏光面をも
つ直線偏光のことを言う。Here, P-polarized light refers to linearly polarized light with a polarization plane parallel to the plane of incidence (the plane in which the electric vector oscillates), and S-polarized light refers to linearly polarized light whose plane of polarization is perpendicular to the plane of incidence. It refers to linearly polarized light with .
例えば、従来では、前記偏光板として、一般に染料(2
色性色素など)を含有する偏光板を用いており、その場
合、P偏光波を透過する素子ではS偏光波は吸収すると
いう状況にあるので、光の損失が生してしまうことにな
るわけである。For example, conventionally, dyes (2
In this case, an element that transmits P-polarized light absorbs S-polarized light, resulting in light loss. It is.
そこで、本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を
解決し、S偏光波(あるいはP偏光波)のみならず、P
偏光波(あるいはS偏光波)も有効に利用して、光の利
用率を向上させ、明るい画面を得ることのできる投射型
液晶表示装置を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to solve not only S-polarized waves (or P-polarized waves) but also P-polarized waves.
It is an object of the present invention to provide a projection type liquid crystal display device that can effectively utilize polarized light waves (or S-polarized light waves) to improve the light utilization efficiency and obtain a bright screen.
上記目的を達成するために、本発明では、光源からの光
を、凹面鏡と凸レンズによりほぼ平行光とし、この平行
光を入射されて、直線偏光したP偏光波とS偏光波とに
分離する偏光ビームスプリッタと、該偏光ビームスプリ
ッタによって分離した偏光波のうちP偏光波(またはS
偏光波)を1/4波長板内で往復させることにより、そ
の位相を変えS偏光波(またはP偏光波)に変換する偏
光変換手段と、を設け、該偏光変換手段により変換して
得られたS偏光波(またはP偏光波)と、前記偏光ビー
ムスプリッタによって分離したS偏光波(またはP偏光
波)とを合成し、この合成光を液晶表示素子に照射する
よう構成したものである。In order to achieve the above object, the present invention converts light from a light source into almost parallel light using a concave mirror and a convex lens, and then polarizes the incident parallel light to separate it into linearly polarized P-polarized light waves and S-polarized light waves. Among the polarized waves separated by the beam splitter and the polarized beam splitter, P polarized waves (or S
polarization conversion means for changing the phase of the polarized light wave (or P polarized light wave) by reciprocating the polarized light wave within a quarter-wave plate; The S-polarized light wave (or P-polarized light wave) is combined with the S-polarized light wave (or P-polarized light wave) separated by the polarizing beam splitter, and the combined light is irradiated onto a liquid crystal display element.
本発明の上記の構成によれば、前記偏光ビームスプリッ
タでは光源からの光をほとんど損失なくP偏光波とS偏
光波の直線偏光に分離する。次に、その片方の光束を1
/4波長板内を反射膜を使って往復させることにより、
他方と同一方向の偏光波に変換する。このとき1/4波
長板の透過損失および反射膜等の反射損失を十分抑える
ことで、光源からの光束すべてを偏光光束として液晶表
示素子ムこ照射することができ、光の有効利用率を倍近
くまで改善できる。この結果、画面の明るさの向上が図
れる。According to the above configuration of the present invention, the polarizing beam splitter separates the light from the light source into linearly polarized light of P-polarized light and S-polarized light with almost no loss. Next, the luminous flux on one side is 1
/4 By reciprocating within the wavelength plate using a reflective film,
Converts it into a polarized wave in the same direction as the other. At this time, by sufficiently suppressing the transmission loss of the 1/4 wavelength plate and the reflection loss of the reflective film, it is possible to irradiate all the light flux from the light source to the liquid crystal display element as a polarized light flux, doubling the effective utilization rate of light. It can be improved almost. As a result, the brightness of the screen can be improved.
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明の第1の実施例としての投射型液晶表示
装置を示す概略構成閲である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a projection type liquid crystal display device as a first embodiment of the present invention.
第1図において、1は光源であり、例えばメタルハライ
ドランプ、キセノンランプ等の白色光源である。2は凹
面鏡、3は赤外カットフィルタ、4はコンデンサレンズ
、5は偏光変換手段と合成手段とを含む偏光光学系であ
り、本実施例では、6の偏光ビームスプリッタと7の1
/4波長板と該1/4波長板7の片側の面に蒸着等の手
段により形成した8の反射膜、と9の直角プIJズムお
よび10の合成プリズムにより構成している。11〜1
3までが液晶表示素子であり、11の偏光板、12の透
明電極、13の液晶(例えばTN液晶)、で構成してい
る。14は投写レンズ、I5はスクリーンである。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a light source, such as a white light source such as a metal halide lamp or a xenon lamp. 2 is a concave mirror, 3 is an infrared cut filter, 4 is a condenser lens, 5 is a polarization optical system including a polarization conversion means and a combining means, and in this embodiment, a polarization beam splitter 6 and 1 7 are used.
It consists of a /4 wavelength plate, a reflective film (8) formed on one side of the /4 wavelength plate (7) by means such as vapor deposition, a right angle prism (9), and a composite prism (10). 11-1
3 are liquid crystal display elements, which are composed of 11 polarizing plates, 12 transparent electrodes, and 13 liquid crystals (for example, TN liquid crystal). 14 is a projection lens, and I5 is a screen.
以下、本実施例の動作について第1図および第2図を用
いて説明する。なお第2図は、第1図における偏光光学
系5の部分拡大図である。The operation of this embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. Note that FIG. 2 is a partially enlarged view of the polarizing optical system 5 in FIG. 1.
第1図において、光源lからおよび凹面鏡2によって反
射された光は、熱線を反射し、可視光を通過させる赤外
カットフィルタ3を通過し、コンデンサレンズ4に入射
され、はぼ平行光束として出射し、さらに、偏光光学系
5の構成部品である偏光ビームスプリッタ6に入射する
。In FIG. 1, light from a light source 1 and reflected by a concave mirror 2 passes through an infrared cut filter 3 that reflects heat rays and passes visible light, enters a condenser lens 4, and is emitted as a nearly parallel beam of light. The light then enters a polarizing beam splitter 6, which is a component of the polarizing optical system 5.
次に第2図を用いて説明をつづける。前記偏光ビームス
プリッタ6に入射する光!16は不定偏光波17であり
、前記偏光ビームスプリッタ6でS偏光波18とP偏光
波19とに分離される。Next, the explanation will be continued using FIG. Light incident on the polarizing beam splitter 6! 16 is an undefined polarized light wave 17, which is separated by the polarization beam splitter 6 into an S polarized light wave 18 and a P polarized light wave 19.
次に、前記偏光ビームスプリッタ6で分離された前記S
偏光波は直角プリズム9によってその゛進路を折り曲げ
て、さらに合成プリズム10にて、液晶表示素子(液晶
13とその両側に透明電極5と偏光板11とが配置され
たもの)に入射される。Next, the S separated by the polarizing beam splitter 6
The polarized light wave has its path bent by a right-angle prism 9, and then enters a liquid crystal display element (comprising a liquid crystal 13 and transparent electrodes 5 and polarizing plates 11 arranged on both sides of the liquid crystal 13) through a synthesis prism 10.
また、一方のP偏光波19は、その片側の面に蒸着等の
手段によって反射膜8を形成されている1/4波長板7
に入射され、前記反射膜8によって反射され、再度前記
1/4波長板7を通過することにより、P偏光波19は
S偏光波20に変換されて、前記偏光ビームスプリッタ
6に入射される。Further, one P-polarized light wave 19 is transmitted to a quarter-wave plate 7 on which a reflective film 8 is formed by means such as vapor deposition on one side of the plate.
The P-polarized light beam 19 is incident on the P-polarized light beam 19, is reflected by the reflective film 8, and passes through the quarter-wave plate 7 again, thereby being converted into an S-polarized light wave 20, which is then incident on the polarization beam splitter 6.
ここで前記偏光ビームスプリッタ6はP偏光波は反射し
、S偏光波は透過する性質をもつことから、S偏光波2
0はそのまま偏光ビームスプリッタ6内を通過し、合成
プリズム10にて液晶表示素子に入射される。Here, since the polarizing beam splitter 6 has a property of reflecting P polarized light waves and transmitting S polarized light waves, the S polarized light waves 2
0 passes through the polarizing beam splitter 6 as it is, and enters the liquid crystal display element at the combining prism 10.
ここで、合成プリズム10は、出射するS偏光波18お
よび20が、第1図に示すように、液晶13の面で一致
するように合成すべく構成している。Here, the combining prism 10 is configured to combine the emitted S-polarized light waves 18 and 20 so that they coincide on the surface of the liquid crystal 13, as shown in FIG.
さらに、液晶13の面上に表示される画像を投写レンズ
14によって拡大し、スクリーン15上に拡大した実像
を得る。Further, the image displayed on the surface of the liquid crystal 13 is enlarged by the projection lens 14 to obtain an enlarged real image on the screen 15.
以上のように、光源1からの光のうち、従来ではその半
分だけしか利用されていなかったものが、本実施例によ
れば、はぼ全てを有効に利用することができるので、光
の利用率が大幅に改善される。As described above, conventionally only half of the light from the light source 1 was used, but according to this embodiment, almost all of it can be used effectively. rate will be significantly improved.
なお、第1図に示すように、本実施例では前記液晶13
の両側に偏光板11 (本実施例ではS偏光波のみを選
択して出射させる)を設けているが、合成プリズム10
側の偏光板11は取り除いても同様の効果を得ることは
できる。合成プリズム10側に偏光板11を設けた場合
には、合成プリズム10から出射されて液晶13に入射
される光の偏光の純度が更に向上し、コントラスト性能
をも合せて向上させることができる。Note that, as shown in FIG. 1, in this embodiment, the liquid crystal 13
Polarizing plates 11 (in this embodiment, only S-polarized waves are selected and emitted) are provided on both sides of the combining prism 10.
The same effect can be obtained even if the side polarizing plate 11 is removed. When the polarizing plate 11 is provided on the side of the combining prism 10, the purity of the polarized light of the light emitted from the combining prism 10 and incident on the liquid crystal 13 is further improved, and the contrast performance can also be improved.
また、液晶表示素子の駆動回路としては、例えば第1図
の下方に示す如き回路がある。すなわち、レーザーディ
スク、VTR等から入力されるビデオ入力をビデオクロ
マ処理回路30により処理しRGB出力回路31に入力
する。RGB出力回路30ではR,G、Bに対応する映
像信号及び液晶表示素子をAC駆動するため、垂直期間
ごとに極性反転し、Xドライバ32を介して透明電極1
2に入力する。ビデオクロマ処理回路30、RGB出力
回路3LXドライバ32、およびYトライバ35は同期
処理回路33およびコントローラ34により同期が取ら
れている。Further, as a driving circuit for a liquid crystal display element, there is a circuit as shown in the lower part of FIG. 1, for example. That is, video input from a laser disc, VTR, etc. is processed by the video chroma processing circuit 30 and input to the RGB output circuit 31. In the RGB output circuit 30, in order to AC drive the video signals corresponding to R, G, and B and the liquid crystal display element, the polarity is inverted every vertical period, and the transparent electrode 1 is outputted via the X driver 32.
Enter 2. The video chroma processing circuit 30, the RGB output circuit 3LX driver 32, and the Y driver 35 are synchronized by a synchronization processing circuit 33 and a controller 34.
さらに、第2図に示すごとく、本実施例における偏光光
学系5は、その諸構成部品(偏光ビームスプリッタ6、
反射膜8を形成した1/4波長板7、直角プリズム9、
および合成プリズム10)を相互に光学的接着により一
体化することができ、これによって小形な偏光光学系5
を実現できる。Furthermore, as shown in FIG. 2, the polarizing optical system 5 in this embodiment has its various components (polarizing beam splitter 6,
a quarter-wave plate 7 with a reflective film 8 formed thereon, a right-angle prism 9,
and the composite prism 10) can be integrated with each other by optical adhesion, thereby creating a compact polarizing optical system 5.
can be realized.
第3図は本発明の第2の実施例の主要部を示す構成図で
あり、第1図、第2図におけるものと対応する部分には
同一符号を付し、その詳細説明は省略する。FIG. 3 is a block diagram showing the main parts of a second embodiment of the present invention, and parts corresponding to those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted.
本実施例の特徴は第1図の実施例に比べ偏光光学系5の
構成部品を少なくできる点である。すなわち、第3図に
おいては、第2図で示した偏光変換原理によって偏光ビ
ームスプリッタ6および直角プリズム9を通過してきた
S偏光波1日と、前記偏光ビームスプリッタ6と片側に
反射膜8を形成した1/4波長板7を往復することによ
り偏光が変換されたS偏光波20とを、合成するのでは
なく、第3図に示すように、偏光板11と透明電極12
と液晶13とで構成される液晶表示素子に対して、その
上半面と下半面(或いは右半面と左半面)のように、半
分ずつ入射するように構成する。A feature of this embodiment is that the number of components of the polarization optical system 5 can be reduced compared to the embodiment shown in FIG. That is, in FIG. 3, the S-polarized light beam that has passed through the polarizing beam splitter 6 and the right-angle prism 9 according to the polarization conversion principle shown in FIG. Instead of combining the S-polarized light wave 20 whose polarization has been converted by reciprocating through the quarter-wave plate 7, as shown in FIG.
A liquid crystal display element composed of a liquid crystal 13 and a liquid crystal 13 is configured so that the light is incident on each half, such as the upper half surface and the lower half surface (or the right half surface and the left half surface).
こうすることで、第1図、第2図に示した合成プリズム
10を取り除くことができる。なお、本実施例では前記
液晶表示素子における左右もしくは上下方向の明るさの
バランスをとるために、明るい領域の方に、光を吸収す
るためのフィルタ21を設けている。このフィルタ21
の光の吸収率を最適化することによって、明るさの均一
化を実現できる。By doing so, the combining prism 10 shown in FIGS. 1 and 2 can be removed. In this embodiment, a filter 21 for absorbing light is provided in a bright area in order to balance the brightness in the left and right or up and down directions of the liquid crystal display element. This filter 21
Uniform brightness can be achieved by optimizing the absorption rate of light.
また、第3図においては、フィルタ21を直角プリズム
9から離して配置しているが、直角プリズム9と光学的
接着により一体化すれば、さらに偏光光学系5の小形化
が図れる。さらに、第3図において、第1図に示した投
写レンズ14、スクリーン15は図示を省略しているが
、当然台まれる。Further, in FIG. 3, the filter 21 is placed apart from the right angle prism 9, but if it is integrated with the right angle prism 9 by optical adhesion, the polarization optical system 5 can be further miniaturized. Furthermore, in FIG. 3, the projection lens 14 and screen 15 shown in FIG. 1 are not shown, but are of course mounted.
第4図は本発明の第3の実施例の主要部を示す構成図で
あり、第1図、第2図におけるものと対応する部分には
同一符号を付し、その詳細説明は省略する。FIG. 4 is a block diagram showing the main parts of a third embodiment of the present invention, and parts corresponding to those in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted.
本実施例の特徴は、第1図および第3図に示した実施例
に比べ、さらに偏光光学系5の構成部品を少なくできる
点であり、以下に説明する。A feature of this embodiment is that the number of components of the polarization optical system 5 can be further reduced compared to the embodiments shown in FIGS. 1 and 3, which will be explained below.
第4図において、光源1から出射された光線16は熱線
を反射し、可視光を通過させる赤外カントフィルタ3を
通過し、コンデンサレンズ4に入射され、はぼ平行光束
として出射する。ここまでは、第1図、第2図に示した
実施例と同様であり、前記出射光は不定偏光波17であ
る。In FIG. 4, a light ray 16 emitted from a light source 1 passes through an infrared cant filter 3 that reflects heat rays and passes visible light, enters a condenser lens 4, and is emitted as a substantially parallel light beam. The process up to this point is the same as the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, and the emitted light is an undefined polarized light wave 17.
次に本実施例では、偏光光学系5の構成部品であ乞1/
4波長板7に入射される。この場合、入射光線は前記の
ごとく不定偏光波17であるので、そのままの偏光波で
偏光ビームスプリッタ6に入射され、S偏光波18とP
偏光波19とに分離され、P偏光波19は直接、偏光板
11と透明電極12と液晶13とで構成される液晶表示
素子に入射される。ここで、偏光板11は第1図、第3
図に示したものと偏光特性が異なり、ここではP偏光波
のみを選択するものである。Next, in this embodiment, the components of the polarizing optical system 5 are
The light is incident on the four-wavelength plate 7. In this case, since the incident light beam is the undefined polarized light wave 17 as described above, the incident light beam enters the polarization beam splitter 6 as it is, and the S polarized light wave 18 and the P
The polarized light wave 19 is separated into a polarized light wave 19, and the P polarized light wave 19 is directly incident on a liquid crystal display element composed of a polarizing plate 11, a transparent electrode 12, and a liquid crystal 13. Here, the polarizing plate 11 is shown in FIGS.
The polarization characteristics are different from those shown in the figure, and only P-polarized waves are selected here.
一方のS偏光波18は、偏光ビームスプリッタ6の片側
に形成された反射膜8によって反射され、該偏光ビーム
スプリッタ6を再び通過し、1/4波長板7に入射され
る。これによって該1/4波長板7から出射される光線
16は前記S偏光波18から円偏光波22に変換される
。One of the S-polarized waves 18 is reflected by a reflective film 8 formed on one side of the polarizing beam splitter 6, passes through the polarizing beam splitter 6 again, and enters the quarter-wave plate 7. As a result, the light beam 16 emitted from the quarter-wave plate 7 is converted from the S-polarized light wave 18 to a circularly polarized light wave 22.
さらに、光源1の後にある凹面鏡2を最適に設計するこ
とにより、1/4波長板7から出射された光線16は、
コンデンサレンズ4および赤外カットフィルタ3を通過
し、凹面鏡2で反射され、あたかも光源1から再度出射
されたようになり、1/4波長板7まで戻ってきて、再
度該1/4波長板7に入射される。そして、出射された
光線I6は円偏光波22からP偏光波23に変換され、
偏光ビームスプリッタ6によって液晶表示素子に入射さ
れる。Furthermore, by optimally designing the concave mirror 2 located after the light source 1, the light ray 16 emitted from the quarter-wave plate 7 is
The light passes through the condenser lens 4 and the infrared cut filter 3, is reflected by the concave mirror 2, becomes as if it were emitted from the light source 1 again, returns to the 1/4 wavelength plate 7, and is reflected by the 1/4 wavelength plate 7 again. is incident on the Then, the emitted light ray I6 is converted from a circularly polarized light wave 22 to a P polarized light wave 23,
The light is incident on the liquid crystal display element by the polarizing beam splitter 6.
なお、第3図中において、光線16の経路をずらして複
数本として示しているが、これは、説明を分りやすくす
る為であって当然−木の線上を往復する。In FIG. 3, the paths of the light rays 16 are shown as a plurality of staggered lines, but this is to make the explanation easier to understand, and of course the light rays 16 travel back and forth on the tree line.
以上のように、本実施例によれば、偏光光学系5の構成
部品を第1図、第3図に示した実施例の場合よりも少な
くでき、かつ同様の効果も得ることができる。また、第
3図と同様に、第1図で示した投写レンズ14、スクリ
ーン15の図示を省略している。As described above, according to this embodiment, the number of components of the polarization optical system 5 can be reduced compared to the embodiments shown in FIGS. 1 and 3, and the same effects can be obtained. Further, similar to FIG. 3, illustration of the projection lens 14 and screen 15 shown in FIG. 1 is omitted.
以上述べた実施例は、全て、液晶表示素子が一枚構成の
時に適用した例であるが、いわゆる色の3原色(R,G
、 B)に対応する3枚の液晶表示素子を用いる方法
にも適用できる。その構成を第5関に示す。All of the embodiments described above are examples applied when the liquid crystal display element has a single-layer configuration, but the so-called three primary colors (R, G,
, B) can also be applied to a method using three liquid crystal display elements. Its configuration is shown in Section 5.
第5図は、第4図で示した偏光光学系5を用いた本発明
の第4の実施例を示す概略構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a fourth embodiment of the present invention using the polarizing optical system 5 shown in FIG.
第5図において、前述した実施例と同一部品には同一符
号を付し、その詳細説明は省略する。光源1から出射し
た光は、コンデンサレンズ4によってほぼ平行光束にな
るようにコリメートされて、第4図においてその偏光変
換原理を示した偏光光学系5に入射される。In FIG. 5, parts that are the same as those in the embodiment described above are designated by the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted. The light emitted from the light source 1 is collimated by a condenser lens 4 into a substantially parallel beam, and then enters a polarization optical system 5 whose polarization conversion principle is shown in FIG.
該偏光光学系5より出射した光線は、該光線の光軸に対
して45°の角度に配置されたB(青色)反射のダイク
ロイックミラー25により、Bは反射され、R(赤色)
とG(緑色)は透過する。The light beam emitted from the polarizing optical system 5 is reflected by a B (blue) reflecting dichroic mirror 25 arranged at an angle of 45 degrees with respect to the optical axis of the light beam, and R (red) is reflected.
and G (green) are transmitted.
反射したB光線は、全反射ミラー27によってその進路
を折り曲げられて偏光板11と透明電極12と液晶13
とで構成される液晶表示素子に入射される。一方、B反
射ダイクロイックミラー25を透過したR、G光線は、
該光線の光軸に対して45″′の角度に配置したG反射
ダイクロインクミラー26によりGは反射され、Rは透
過する。The reflected B light beam is bent by the total reflection mirror 27 and passes through the polarizing plate 11, the transparent electrode 12, and the liquid crystal 13.
The light is incident on a liquid crystal display element composed of. On the other hand, the R and G rays transmitted through the B reflection dichroic mirror 25 are
G is reflected by the G reflection dichroic ink mirror 26 arranged at an angle of 45'' with respect to the optical axis of the light beam, and R is transmitted.
反射したG光線はそのまま液晶表示素子に入射される。The reflected G ray enters the liquid crystal display element as it is.
一方、G反射ダイクロインクミラー26を透過したR光
線は、全反射ミラー27によってその進路を折り曲げら
れて液晶表示素子に入射される。On the other hand, the R light beam transmitted through the G reflection dichroic ink mirror 26 has its course bent by the total reflection mirror 27 and enters the liquid crystal display element.
さらに各液晶表示素子の液晶13面上に表示されるR、
B、Gにそれぞれ対応する画像をB反射面29、および
R反射面36を有し、かつその反射面は光軸に対して4
5°の角度となるように構成されたダイクロインクプリ
ズム28によって各画像が合成され、この合成された画
像を投写レンズ14によって拡大し、スクリーン15上
に拡大した実像を得ている。Furthermore, R displayed on the liquid crystal 13 surface of each liquid crystal display element,
The images corresponding to B and G, respectively, have a B reflective surface 29 and an R reflective surface 36, and the reflective surfaces are oriented 4 times relative to the optical axis.
Each image is combined by a dichroic ink prism 28 configured to form an angle of 5°, and this combined image is enlarged by a projection lens 14 to obtain an enlarged real image on a screen 15.
本発明によれば、従来では偏光板により半分以上の光が
吸収されていた光源からの光を偏光変換することにより
、すべて偏光光束として液晶表示素子に照射することが
できるので、光の有効利用率を大幅に改善でき、この結
果、画面の明るい投射型液晶表示装置を実現することが
できる。According to the present invention, by converting the polarization of the light from the light source, where more than half of the light was conventionally absorbed by a polarizing plate, it is possible to irradiate the liquid crystal display element entirely as a polarized light beam, making effective use of light. As a result, a projection type liquid crystal display device with a bright screen can be realized.
また、本発明によれば、偏光光学系を一体化構成とする
ことができ、その分、小形化することもできる。Further, according to the present invention, the polarizing optical system can be integrated into an integrated configuration, and the size can be reduced accordingly.
第1図は本発明の第1の実施例としての投射型液晶表示
装置を示す概略構成図、第2図は第1図の部分拡大図、
第3図は本発明の第2の実施例の主要部を示す構成図、
第4図は本発明の第3の実施例の主要部を示す構成図、
第5図は本発明の第4の実施例を示す概略構成図、であ
る。
符号の説明
1・・・光源、2・・・凹面鏡、3・・・赤外カットフ
ィルタ、4・・・コンデンサレンズ、5・・・偏光光学
系、6・・・偏光ビームスプリッタ、7・・・1/4波
長板、8・・・反射膜、9・・・直角プリズム、10・
・・合成プリズム、11・・・偏光板、12・・・透明
電極、13・・・液晶、14・・・投写レンズ、15・
・・スクリーン、16・・・光線、17・・・不定偏光
波、18・・・S偏光波、19・・・P偏光波、20・
・・S偏光波、21・・・フィルタ、22・・・円偏光
波、23・・・P偏光波、25・・・B反射ダイクロイ
ックミラー、26・・・G反射ダイクロインクミラー、
27・・・全反射ミラー、28・・・ダックロイツクプ
リズム、29・・・B反射面、36・・・R反射面、3
0・・・ビデオ・クロマ処理回路、31・・・RGB出
力回路、32・・・Xドライバ、33・・・同期処理回
路、34・・・コントローラ、35・・・Yドライバ。
代理人 弁理士 並 木 昭 天
真 1 図
叢2 図
11!3図
填 4 図FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a projection type liquid crystal display device as a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. 1,
FIG. 3 is a configuration diagram showing the main parts of the second embodiment of the present invention,
FIG. 4 is a configuration diagram showing the main parts of the third embodiment of the present invention,
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a fourth embodiment of the present invention. Explanation of symbols 1... Light source, 2... Concave mirror, 3... Infrared cut filter, 4... Condenser lens, 5... Polarizing optical system, 6... Polarizing beam splitter, 7...・1/4 wavelength plate, 8...Reflection film, 9...Right angle prism, 10.
... Synthesis prism, 11 ... Polarizing plate, 12 ... Transparent electrode, 13 ... Liquid crystal, 14 ... Projection lens, 15.
...Screen, 16...Light ray, 17...Undefined polarized light wave, 18...S polarized light wave, 19...P polarized light wave, 20.
... S polarized light wave, 21... Filter, 22... Circularly polarized light wave, 23... P polarized light wave, 25... B reflective dichroic mirror, 26... G reflective dichroic ink mirror,
27... Total reflection mirror, 28... Duckroitzk prism, 29... B reflective surface, 36... R reflective surface, 3
0... Video chroma processing circuit, 31... RGB output circuit, 32... X driver, 33... Synchronization processing circuit, 34... Controller, 35... Y driver. Agent Patent Attorney Akira Namiki Tenshin 1 Illustrations 2 Illustrations 11!3 Illustrations 4 Illustrations
Claims (1)
る透過形の液晶表示素子を用いた投射形液晶表示装置に
おいて、 不定偏光波を出力する光源(1)と、該光源からの不定
偏光波を入射されS偏光波とP偏光波に分離して出力す
る偏光ビームスプリッタ(6)と、分離された前記P偏
光波(又はS偏光波)を1/4波長板(7)を往復透過
させることによりS偏光波(又はP偏光波)に変換する
偏光変換手段(7、8)と、前記偏光ビームスプリッタ
により分離された前記S偏光波(又はP偏光波)と前記
偏光変換手段により変換された前記S偏光波(又はP偏
光波)とを合成して前記液晶表示素子の背面に入射せし
める偏光波合成手段(9、10)と、を具備して成るこ
とを特徴とする投射形液晶表示装置。 2、請求項1に記載の投射形液晶表示装置において、前
記偏光波合成手段が、入射光を直角に曲げて出力する直
角プリズム(9)と、該直角プリズムからの光を前記液
晶表示素子の背面に向けて出力させる合成プリズム(1
0)と、から成り、かつ前記偏光ビームスプリッタ(6
)と、前記1/4波長板(7)と、前記直角プリズム(
9)と、前記合成プリズム(10)と、をそれぞれの所
要面同士を張り合わせて一体化し、前記偏光ビームスプ
リッタ(6)に入射した光が前記合成プリズム(10)
から出力されるまでの間、外に洩れないようにしたこと
を特徴とする投射形液晶表示装置。 3、背面から偏光波を入射されて前面から画像を投射す
る透過形の液晶表示素子を用いた投射形液晶表示装置に
おいて、 不定偏光波を出力する光源(1)と、該光源からの不定
偏光波を入射されS偏光波とP偏光波に分離して出力す
る偏光ビームスプリッタ(6)と、分離された前記P偏
光波(又はS偏光波)を1/4波長板(7)を往復透過
させることによりS偏光波(又はP偏光波)に変換する
偏光変換手段(7、8)と、前記偏光ビームスプリッタ
により分離された前記S偏光波(又はP偏光波)を前記
液晶表示素子の全背面の半面に対して入射せしめる第1
の光学手段と、前記偏光変換手段により変換された前記
S偏光波(又はP偏光波)を前記液晶表示素子の全背面
の残りの反面に対して入射せしめる第2の光学手段と、
を具備して成ることを特徴とする投射形液晶表示装置。 4、請求項1、2又は3に記載の投射形液晶表示装置に
おいて、 前記偏光変換手段が、その光の出射面に反射膜(8)を
付加された前記1/4波長板(7)を含み、該1/4波
長板(7)の入射面から入射した光を前記反射膜(8)
により反射させて該入射面から出射させることにより変
換を行う偏光変換手段から成ることを特徴とする投射形
液晶表示装置。 5、請求項1、2又は3に記載の投射形液晶表示装置に
おいて、 前記偏光変換手段が、前記1/4波長板(7)と、前記
光源(1)の背後に設けた凹面鏡(2)を含み、該1/
4波長板(7)の出射面から出射した偏光波を前記凹面
鏡(2)により反射させて出射面から再び該1/4波長
板(7)に入射させることにより変換を行う偏光変換手
段から成ることを特徴とする投射形液晶表示装置。[Claims] 1. In a projection type liquid crystal display device using a transmissive type liquid crystal display element that receives polarized waves from the back and projects an image from the front, the light source (1) outputs undefined polarized waves; a polarizing beam splitter (6) that separates the input undefined polarized light wave from the light source into S-polarized light wave and P-polarized light wave and outputs the same; and a quarter-wave plate that separates the separated P-polarized light wave (or S-polarized light wave). polarization conversion means (7, 8) that converts the S-polarized light wave (or P-polarized light wave) into an S-polarized light wave (or P-polarized light wave) by transmitting the S-polarized light wave (7) back and forth; and Polarized wave combining means (9, 10) for combining the S-polarized light wave (or P-polarized light wave) converted by the polarization conversion means and making it incident on the back surface of the liquid crystal display element. Characteristic projection type liquid crystal display device. 2. In the projection type liquid crystal display device according to claim 1, the polarized light wave combining means includes a right-angle prism (9) that bends incident light at right angles and outputs the same, and a right-angle prism (9) that bends incident light at right angles and outputs the same; Synthesizing prism (1
0), and the polarizing beam splitter (6
), the quarter wavelength plate (7), and the right angle prism (
9) and the synthetic prism (10) are integrated by pasting their required surfaces together, and the light incident on the polarizing beam splitter (6) is integrated into the synthetic prism (10).
A projection type liquid crystal display device characterized in that it does not leak outside until it is output. 3. In a projection type liquid crystal display device using a transmissive type liquid crystal display element that receives polarized light waves from the back and projects an image from the front, there is a light source (1) that outputs undefined polarized light waves, and undefined polarized light from the light source. A polarizing beam splitter (6) that separates an incident wave into S-polarized light wave and P-polarized light wave and outputs the same, and the separated P-polarized light wave (or S-polarized light wave) is transmitted round-trip through a quarter-wave plate (7). polarization converting means (7, 8) for converting the S-polarized light wave (or P-polarized light wave) into an S-polarized light wave (or P-polarized light wave) by The first beam is incident on the half surface of the back surface.
a second optical means for causing the S-polarized light wave (or P-polarized light wave) converted by the polarization conversion means to be incident on the remaining opposite surface of the entire back surface of the liquid crystal display element;
A projection type liquid crystal display device comprising: 4. The projection type liquid crystal display device according to claim 1, 2 or 3, wherein the polarization conversion means includes the quarter wavelength plate (7) having a reflective film (8) added to its light exit surface. The reflecting film (8)
1. A projection type liquid crystal display device comprising a polarization converting means that performs polarization conversion by reflecting the light and emitting it from the incident surface. 5. The projection type liquid crystal display device according to claim 1, 2 or 3, wherein the polarization conversion means comprises a concave mirror (2) provided behind the quarter wavelength plate (7) and the light source (1). including, said 1/
It consists of polarization conversion means that converts the polarized light emitted from the output surface of the four-wave plate (7) by reflecting it on the concave mirror (2) and making it enter the quarter-wave plate (7) again from the output surface. A projection type liquid crystal display device characterized by:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2304057A JPH04177335A (en) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | Projection type liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2304057A JPH04177335A (en) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | Projection type liquid crystal display device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04177335A true JPH04177335A (en) | 1992-06-24 |
Family
ID=17928524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2304057A Pending JPH04177335A (en) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | Projection type liquid crystal display device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04177335A (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0665460A3 (en) * | 1994-01-28 | 1996-01-17 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Optical system for a transparency projection image display device. |
| KR970057671A (en) * | 1995-12-30 | 1997-07-31 | 구자홍 | Light source device for increasing light efficiency of LCD projector |
| JP2000206614A (en) * | 1999-01-12 | 2000-07-28 | Sony Corp | Projector device and large-size multi-projector device using the same |
| KR100385879B1 (en) * | 2000-10-26 | 2003-06-02 | 엘지전자 주식회사 | Optical System Of Liquid Crystal Projector |
| USRE38488E1 (en) * | 1994-01-28 | 2004-04-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical system including a reflecting polarizer for a rear projection picture display apparatus |
| JP2007199538A (en) * | 2006-01-30 | 2007-08-09 | Hitachi Ltd | Projection-type image display device |
| JP2017049486A (en) * | 2015-09-03 | 2017-03-09 | 日本電信電話株式会社 | Polarization split element |
-
1990
- 1990-11-13 JP JP2304057A patent/JPH04177335A/en active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0665460A3 (en) * | 1994-01-28 | 1996-01-17 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Optical system for a transparency projection image display device. |
| US5557343A (en) * | 1994-01-28 | 1996-09-17 | Matsushita Electric Industrial, Co., Ltd. | Optical system including a reflecting polarizer for a rear projection picture display apparatus |
| USRE38488E1 (en) * | 1994-01-28 | 2004-04-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical system including a reflecting polarizer for a rear projection picture display apparatus |
| KR970057671A (en) * | 1995-12-30 | 1997-07-31 | 구자홍 | Light source device for increasing light efficiency of LCD projector |
| JP2000206614A (en) * | 1999-01-12 | 2000-07-28 | Sony Corp | Projector device and large-size multi-projector device using the same |
| KR100385879B1 (en) * | 2000-10-26 | 2003-06-02 | 엘지전자 주식회사 | Optical System Of Liquid Crystal Projector |
| JP2007199538A (en) * | 2006-01-30 | 2007-08-09 | Hitachi Ltd | Projection-type image display device |
| JP2017049486A (en) * | 2015-09-03 | 2017-03-09 | 日本電信電話株式会社 | Polarization split element |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH03243912A (en) | Liquid crystal type video projector | |
| JPH04230705A (en) | Polarized light conversion device, polarized light illuminating device having this polarized light conversion device and projection type display device having polarized light illuminating device | |
| JP2000199883A (en) | Reflective projector | |
| JP2004020621A (en) | Reflection type video projection device, projection type video display device using the same, and light source device used therefor | |
| JP2010204333A (en) | Projector | |
| JP3614001B2 (en) | Projection device | |
| JP3951897B2 (en) | Polarization conversion unit and projector using the same | |
| JPH04177335A (en) | Projection type liquid crystal display device | |
| JPH0384538A (en) | Projection type display device | |
| JP2001066551A (en) | Image display device and lighting device | |
| JP4172532B2 (en) | Projection type liquid crystal display device | |
| JP2759595B2 (en) | LCD projector | |
| JP2674021B2 (en) | LCD projector | |
| JPH0772428A (en) | Polarization light source device for projection type liquid crystal display device | |
| JPH03202846A (en) | lcd projector | |
| JP2800271B2 (en) | Liquid crystal display | |
| JPH03208013A (en) | Polarized illumination system for LCD video projector | |
| JP2796653B2 (en) | Projection type liquid crystal display | |
| CN206162063U (en) | Reflective holographical display system | |
| JP3428004B2 (en) | Color separation light emitting device | |
| JP2939860B2 (en) | Projection type liquid crystal display | |
| JP2678957B2 (en) | Projection type liquid crystal display | |
| KR0141833B1 (en) | L.c.d projector by using polarized light rotation | |
| JPH1097012A (en) | Color combining optical device and projection display device | |
| JP3260821B2 (en) | Light source device and projection type liquid crystal image display device |