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JPH08190080A - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device

Info

Publication number
JPH08190080A
JPH08190080A JP7266769A JP26676995A JPH08190080A JP H08190080 A JPH08190080 A JP H08190080A JP 7266769 A JP7266769 A JP 7266769A JP 26676995 A JP26676995 A JP 26676995A JP H08190080 A JPH08190080 A JP H08190080A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
liquid crystal
crystal panel
display device
crystal display
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
JP7266769A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masanori Ogino
正規 荻野
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP7266769A priority Critical patent/JPH08190080A/en
Publication of JPH08190080A publication Critical patent/JPH08190080A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】液晶ディスプレイの光利用率,周辺光量比,コ
ントラスト比、及び画質を向上する。 【解決手段】図13において、光源手段1から液晶パネ
ル手段3への光路中に、第1の光屈折手段113,第2
の光屈折手段10,第1の光反射手段117、及び第3
の光屈折手段10′が配置され、該第3の光屈折手段の
光収束パワ(焦点距離の逆数)は、その外周部において
代数的に小さく、その内周部において大きく設定され
る。光利用率を向上し、かつ、液晶パネルの外周部の相
対照度比を向上することができる。
(57) Abstract: To improve the light utilization rate, peripheral light amount ratio, contrast ratio, and image quality of a liquid crystal display. In FIG. 13, a first light refracting means 113 and a second light refracting means 113 are provided in an optical path from a light source means 1 to a liquid crystal panel means 3.
Light refracting means 10, first light reflecting means 117, and third
Is arranged, and the light converging power (the reciprocal of the focal length) of the third light refracting means is algebraically small at its outer peripheral portion and is large at its inner peripheral portion. The light utilization rate can be improved, and the relative illuminance ratio of the outer peripheral portion of the liquid crystal panel can be improved.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光利用効率及び画
質の優れた、液晶ディスプレイ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device having excellent light utilization efficiency and image quality.

【0002】本発明は、主として、投写式液晶ディスプ
レイ装置に関して開陳されるが、直視式及びファイバ式
のものにも利用可能である。
The present invention is primarily intended for projection liquid crystal display devices, but is also applicable to direct view and fiber types.

【0003】[0003]

【従来の技術】画質、即ちコントラスト比の優れた液晶
ディスプレイ装置を構築するには、液晶パネルを通過す
る光を、極力平行化する必要がある。近年の研究成果に
よると、例えば、200対1以上のコントラスト比を得
るには、液晶パネルを通過する光の発散角を第1の方向
(狭指向性方向)に関して約0.15rad p-pの範囲に
制限し、かつ、第2の方向(広指向性方向)に関して、
0.3rad p-p(上記0.15の約2倍)の範囲に制限
する必要がある。
2. Description of the Related Art In order to construct a liquid crystal display device having an excellent image quality, that is, a contrast ratio, it is necessary to collimate light passing through a liquid crystal panel as much as possible. According to recent research results, for example, in order to obtain a contrast ratio of 200: 1 or more, the divergence angle of light passing through a liquid crystal panel is set to a range of about 0.15 rad pp in the first direction (narrow directivity direction). Limiting and with respect to the second direction (wide directional direction),
It is necessary to limit the range to 0.3 rad pp (about twice the above 0.15).

【0004】従来技術における光平行化手段またはコリ
メータ手段の代表例は、パラボラミラーであった。従来
技術の投写式液晶ディスプレイを図1に示す。
A parabolic mirror is a typical example of the light collimating means or collimator means in the prior art. A prior art projection liquid crystal display is shown in FIG.

【0005】同図で、1は光源、2はパラボラミラー、
3は液晶パネル、4は投写用レンズ、5はスクリンであ
る。矢印は光線の経路を示す。この従来技術において少
く共下記の問題点があった。
In the figure, 1 is a light source, 2 is a parabolic mirror,
3 is a liquid crystal panel, 4 is a projection lens, and 5 is a screen. The arrows indicate the paths of light rays. In this prior art, there were at least the following problems.

【0006】(1)図1において、パラボラミラー2を
経由せずに直接液晶パネル3に到達する光6,6´は、
平行光化されていない。従って、再生画像のコントラス
ト比及び画質を劣化させる。
(1) In FIG. 1, the light 6, 6 ′ that directly reaches the liquid crystal panel 3 without passing through the parabolic mirror 2 is
It is not collimated. Therefore, the contrast ratio and the image quality of the reproduced image are deteriorated.

【0007】(2)図1において、光利用効率の向上
と、周辺光量比の向上とが互いに矛盾する。即ち、一方
を改善すると他方が劣化する。ここに周辺光量比とは、
液晶パネルの中央照度に対する周辺照度の比であって、
以下RCI(Relative CornerIlluminance)と略記
する。
(2) In FIG. 1, the improvement of the light utilization efficiency and the improvement of the peripheral light amount ratio are contradictory to each other. That is, when one is improved, the other is deteriorated. Here, the peripheral light intensity ratio is
The ratio of the peripheral illuminance to the central illuminance of the liquid crystal panel,
Hereinafter, it is abbreviated as RCI (Relative Corner Illuminance).

【0008】(3)図1において、パラボラミラー2
は、その光軸を軸とした回転対称形である。従って出力
光の断面は円形であり、半径を1とするとその面積はπ
である。一方液晶パネル3は長方形状ないしは正方形状
であり、単位円に内接する長方形の面積は2以下であ
る。従って、周辺部において、アスペクトのミスマッチ
によって約36%(1−2/π)の損失が発生する。
(3) In FIG. 1, the parabolic mirror 2
Is a rotationally symmetric shape about the optical axis. Therefore, the cross section of the output light is circular, and if the radius is 1, its area is π
Is. On the other hand, the liquid crystal panel 3 has a rectangular shape or a square shape, and the area of the rectangle inscribed in the unit circle is 2 or less. Therefore, in the peripheral portion, about 36% (1-2 / π) loss occurs due to the aspect mismatch.

【0009】(4)パラボラミラー(2)によって光源
(1)が囲われていて空気の流通経路が直線状に通じて
いないために光源からの熱放散効率を高めることが困難
である。
(4) Since the light source (1) is surrounded by the parabolic mirror (2) and the air circulation path is not in a straight line, it is difficult to increase the efficiency of heat dissipation from the light source.

【0010】上記第2の問題点の原因を自然法則に基い
て、発明者が解明した結果を次に示す。図2に座標系を
示す。Zをパラボラミラー2の光軸の方向に採り、rを
光軸からの距離とする。パラボラミラー2の形状は次式
で与えられるものとする。
The result of the inventor's clarification of the cause of the second problem based on the law of nature is shown below. The coordinate system is shown in FIG. Z is taken in the direction of the optical axis of the parabolic mirror 2, and r is the distance from the optical axis. The shape of the parabolic mirror 2 is given by the following equation.

【0011】[0011]

【数1】 [Equation 1]

【0012】光源1はミラー2の焦点(Z=0.5
1)に位置させてある。従ってミラーで反射された出
力光は平行光となる。光源は等方的であると仮定し、そ
の光度をI[cd]とする。従って、その全光束は、4π
I[lm]である。等方光源からの出射光束の増分は、そ
の立体角増分に比例する。球面幾何学によれば、立体角
増分は、光源を通る光軸から測った天頂角θの余弦の増
分に比例する。パラボラミラー2によって平行光化され
る全光束T及び光利用率E(θM)を求めると次式とな
る。但し、液晶パネルの形状を円板形状と仮定し、上記
(3)のアスペクトミスマッチ損失を無視してある。
The light source 1 is focused on the mirror 2 (Z = 0.5).
R 1 ). Therefore, the output light reflected by the mirror becomes parallel light. The light source is assumed to be isotropic, and its luminous intensity is I [cd]. Therefore, the total luminous flux is 4π
I [lm]. The increment of the luminous flux emitted from the isotropic light source is proportional to the solid angle increment. According to spherical geometry, the solid angle increment is proportional to the cosine increment of the zenith angle θ measured from the optical axis through the light source. The total light flux T and the light utilization factor E (θ M ) that are converted into parallel light by the parabolic mirror 2 are calculated as follows. However, the shape of the liquid crystal panel is assumed to be a disk shape, and the aspect mismatch loss of (3) above is ignored.

【0013】[0013]

【数2】 [Equation 2]

【0014】一方、パラボラミラー2の出力平行光の照
度Jは、光源からミラーまでの距離の2乗に反比例す
る。よって、
On the other hand, the illuminance J of the parallel light output from the parabolic mirror 2 is inversely proportional to the square of the distance from the light source to the mirror. Therefore,

【0015】[0015]

【数3】 (Equation 3)

【0016】上式の意味するところは、ミラー上の各点
から光源までの距離は、Z+0.5R1に等しいと言う
ことである。ミラー上の各点の出力照度をミラーの中心
部の照度(式3においてZ=0)によって除し、基準化
してJ1とおくと次式を得る。上式の変形過程における
等号の下の( )は、その番号の式が等号を導出するた
めに用いられたことを示す。以下同様である。
What is meant by the above equation is that the distance from each point on the mirror to the light source is equal to Z + 0.5R 1 . The following formula is obtained by dividing the output illuminance at each point on the mirror by the illuminance at the center of the mirror (Z = 0 in Formula 3) and standardizing it as J 1 . The () under the equal sign in the transformation process of the above equation indicates that the equation of that number was used to derive the equal sign. The same applies hereinafter.

【0017】[0017]

【数4】 [Equation 4]

【0018】次にJ1を天頂角θで表わすことを考え
る。図2において、ミラー上の各点と光源との間の距離
がZ+0.5R1に等しいという上述の関係を利用して
次式を得る。
Next, let us consider expressing J 1 by the zenith angle θ. In FIG. 2, the following equation is obtained using the above-mentioned relationship that the distance between each point on the mirror and the light source is equal to Z + 0.5R 1 .

【0019】[0019]

【数5】 (Equation 5)

【0020】式3と式8を各々図3と図4に示す。図3
から判るようにθMを0.5π即ち1直角とすると光利
用率は50%となる。またθMを2π/3とすると、光
利用率は75%となる。図4から判るように、θが0.
5πの場合、周辺光量比は25%となる。また、θが2
π/3の場合、周辺光量比は6.3%と小さくなってし
まう。
Equations 3 and 8 are shown in FIGS. 3 and 4, respectively. FIG.
As can be seen from the above, when θ M is 0.5π, that is, 1 right angle, the light utilization rate is 50%. If θ M is 2π / 3, the light utilization rate is 75%. As can be seen from FIG. 4, θ is 0.
In the case of 5π, the peripheral light amount ratio is 25%. Also, θ is 2
In the case of π / 3, the peripheral light amount ratio becomes as small as 6.3%.

【0021】上述の関係:式4〜式8を解析的に求めた
が、代りにパラボラの幾何学に基いて求めることもでき
る。これを図5に示す。同図において、点線2´はパラ
ボラの準線である。同図の詳細説明は省略する。
The above-mentioned relation: Although the equations 4 to 8 are analytically obtained, the equations 4 to 8 can be alternatively obtained based on the parabolic geometry. This is shown in FIG. In the figure, the dotted line 2'is the parabola quasi-line. Detailed description of the figure is omitted.

【0022】図3,図4から了解されるように、従来技
術においては、光利用率を向上すると、周辺光量比が劣
化するという問題点があった。
As can be seen from FIGS. 3 and 4, the conventional technique has a problem in that the peripheral light amount ratio is deteriorated when the light utilization rate is improved.

【0023】周知の通り、従来の1パネル式カラー液晶
ディスプレイにおいては、3原色画素用に3原色色素を
用いていた。従って、白色光源の発生する光エネルギー
の内の1/3以下(いわゆるシャドウマスク損失)のエ
ネルギーしか利用することができていなかった。このシ
ャドウマスク損失を補償し、光利用率を3倍に向上する
策として、USP5,161,042号には、3原色3
方向化手段と、マイクロレンズ手段とを液晶パネル手段
の光入射側に配置することが提案されている。しかし、
上記の提案においては、液晶パネルへ入射される光の平
行度が損われ、入射光の発散角が約6倍の値に劣化する
という問題点があった。再生画像の質の良さ即ちコント
ラスト比は、入射光の発散角の2乗にほぼ反比例してい
て劣化する。従って上記提案は、コントラスト比を約3
6倍に劣化させてしまう。従って、上記提案は、未だ実
用化された例がなかった。
As is well known, in the conventional one-panel type color liquid crystal display, three primary color dyes are used for three primary color pixels. Therefore, only the energy of 1/3 or less (so-called shadow mask loss) of the light energy generated by the white light source can be used. As a measure for compensating for this shadow mask loss and improving the light utilization rate three times, USP 5,161,042 describes three primary colors 3
It has been proposed to arrange the orientation means and the microlens means on the light incident side of the liquid crystal panel means. But,
The above-mentioned proposal has a problem that the parallelism of the light incident on the liquid crystal panel is impaired and the divergence angle of the incident light deteriorates to a value of about 6 times. The quality of the reproduced image, that is, the contrast ratio is inversely proportional to the square of the divergence angle of the incident light and deteriorates. Therefore, the above proposal provides a contrast ratio of about 3
It deteriorates 6 times. Therefore, the above proposal has not been put into practical use yet.

【0024】また本発明者のJP−A−93−3782
4には、液晶パネルの入射側と出射側の各々にレンチキ
ュラーレンズを配置することが提案されている。しか
し、上記コントラスト比劣化の問題の解決には、役立ち
得なかった。
In addition, the present inventor's JP-A-93-3782
4 proposes disposing lenticular lenses on each of the incident side and the emitting side of the liquid crystal panel. However, it could not be useful for solving the problem of deterioration of the contrast ratio.

【0025】また、従来技術における投写式液晶ディス
プレイにおいては、図1において、液晶パネル3の画素
構造模様とスクリン5の構成要素であるところのレンチ
キュラーレンズの縦ストライプ状構造とが干渉し、モア
レ妨害を発生するという問題点があった。更に独立の問
題として、スクリン中に使用されるフレネルシートにお
ける内部往復光反射に起因するゴースト障害の問題があ
った。このフレネルゴースト障害は、別途詳細実施例の
項において説明される理由に基き、再生画面上の上下端
において特に著しく発生することを発明者は見い出し
た。
Further, in the projection type liquid crystal display of the prior art, in FIG. 1, the pixel structure pattern of the liquid crystal panel 3 and the vertical stripe-shaped structure of the lenticular lens which is a constituent element of the screen 5 interfere with each other to prevent moire. There was a problem that occurs. A further independent problem was the problem of ghosting due to internal round-trip light reflection in the Fresnel sheet used in the screen. The inventor has found that the Fresnel ghost disorder particularly occurs at the upper and lower ends on the playback screen based on the reason explained in the detailed example section separately.

【0026】以下に開陳される本発明は、本発明者の既
出願特許JPA81−158062,JPA−89−3
97,JPA−92−54749,及びJPA−93−
37824を基礎として更に新規な発想によって構築さ
れ得たものである。
The present invention disclosed below is based on the patent applications JPA 81-158062 and JPA-89-3 already filed by the present inventor.
97, JPA-92-54749, and JPA-93-.
It can be constructed by a new idea based on 37824.

【0027】[0027]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的のひとつ
は、上記従来技術の問題点の内の少くともひとつを克服
して、コントラスト比及び画質の優れた液晶ディスプレ
イを提供するにある。
SUMMARY OF THE INVENTION One of the objects of the present invention is to overcome at least one of the problems of the prior art and to provide a liquid crystal display having an excellent contrast ratio and image quality.

【0028】本発明の他のひとつの目的は、液晶ディス
プレイの光利用率の向上にある。
Another object of the present invention is to improve the light utilization rate of liquid crystal displays.

【0029】本発明の他のひとつの目的は、液晶ディス
プレイの周辺光量比の劣化の防止及び向上にある。
Another object of the present invention is to prevent and improve the deterioration of the peripheral light amount ratio of the liquid crystal display.

【0030】本発明の他のひとつの目的は、熱放散効率
の改善された投写式液晶ディスプレイ用の光源装置を提
供するにある。
Another object of the present invention is to provide a light source device for a projection type liquid crystal display with improved heat dissipation efficiency.

【0031】本発明の他のひとつの目的は、解像度の劣
化が少くかつモアレ妨害の低減された投写式液晶ディス
プレイを提供するにある。
Another object of the present invention is to provide a projection type liquid crystal display with little deterioration in resolution and reduced moire interference.

【0032】本発明の他のひとつの目的は、ゴースト障
害の低減された投写式液晶ディスプレイを提供するにあ
る。
Another object of the present invention is to provide a projection type liquid crystal display with reduced ghost disturbance.

【0033】本発明の他のひとつの目的は、上記改善さ
れた液晶ディスプレイ技術を応用して、光利用率の優れ
た直視式,光ファイバ式または投写式の液晶ディスプレ
イを提供するにある。
Another object of the present invention is to provide a direct view type, optical fiber type or projection type liquid crystal display having an excellent light utilization rate by applying the above-mentioned improved liquid crystal display technology.

【0034】本発明の他のひとつの目的は人間の目の分
解能に関する視覚心理により整合した画素配列を有する
液晶ディスプレイ装置を提供するにある。
Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having a pixel array that is more visually matched to the resolution of the human eye.

【0035】本発明の他のひとつの目的は、周囲環境の
温度,重力などの変化に強い大形液晶ディスプレイ装置
を提供するにある。
Another object of the present invention is to provide a large-sized liquid crystal display device that is resistant to changes in the ambient environment such as temperature and gravity.

【0036】[0036]

【課題を解決するための手段】上記目的達の内の少なく
共ひとつを達成するために、本発明の第1の実施例にお
いては、第1,第2、及び第3の光屈折手段、並びに第
1の光反射手段を備える。
In order to achieve at least one of the above objects, in the first embodiment of the present invention, first, second and third light refraction means, and A first light reflecting means is provided.

【0037】該第1の光屈折手段には、光源からの出力
光の一部が入力され、その出力光が該第2の光屈折手段
を経て、液晶パネル手段の内周部の方向へと供給され、
該第1の光反射手段には、光源からの出力光の一部が入
力され、その出力光が該第3の光屈折手段を経て、液晶
パネル手段の外周部の方向へと供給され、該第3の光屈
折手段は、その最外周部の光偏向角がその最内周部の偏
向角に比べて、代数的により小さく形成され、該第3の
光屈折手段の最内周部の光偏向角は、該第1及び該第2
の光屈折手段の最外周部の各光偏向角の和よりも小であ
って、かつ、該第3の光屈折手段の最内周部の出射光の
方向と該第2の光屈折手段の最外周部の出射光の方向と
が実質的に合致するように形成される。
A part of the output light from the light source is input to the first light refraction means, and the output light goes through the second light refraction means to the inner peripheral portion of the liquid crystal panel means. Supplied,
Part of the output light from the light source is input to the first light reflecting means, and the output light is supplied to the outer peripheral portion of the liquid crystal panel means through the third light refracting means, The light deflection angle of the outermost peripheral portion of the third light refracting means is formed algebraically smaller than the deflection angle of the innermost peripheral portion thereof. The deflection angle is the first and second
Is smaller than the sum of the respective light deflection angles of the outermost peripheral portion of the light refracting means, and the direction of the emitted light at the innermost peripheral portion of the third light refracting means and the direction of the second light refracting means. It is formed so that the direction of outgoing light at the outermost peripheral portion substantially coincides.

【0038】本発明の他のひとつの実施例においては、
光源を原点とする極座標系において、西半球に球面状光
反射手段を備え、東半球に光進行方向変換手段(コリメ
ータ手段)を備え、該コリメータ手段は少く共、第1方
向光偏向手段及び第2方向光偏向手段から構成される。
In another embodiment of the present invention,
In a polar coordinate system having a light source as an origin, a spherical light reflecting means is provided in the western hemisphere, and a light advancing direction changing means (collimator means) is provided in the eastern hemisphere. It is composed of light deflection means.

【0039】本発明の他のひとつの実施例においては、
光源を原点とする極座標系において、西半球に球面状光
反射手段を備え、該球面状光反射手段の南北端の高緯度
領域に空気流通用開口手段を備える。
In another embodiment of the present invention,
In a polar coordinate system having a light source as an origin, a spherical light reflecting means is provided in the western hemisphere, and an air circulation opening means is provided in a high latitude region at the north and south ends of the spherical light reflecting means.

【0040】本発明の他のひとつの実施例においてはコ
リメータ出力光の伝送路に整方器手段を備える。
In another embodiment of the present invention, a squarer means is provided in the transmission line of collimator output light.

【0041】本発明のもうひとつの実施例においては、
液晶パネル手段の光入射側に、光の進行方向に沿って、
3原色3方向化手段,3方向3位置化手段(第1のレン
チキュラーレンズ手段)、及び光発散角低減手段(第2
のレンチキュラーレンズ手段)を備え、更に変形例とし
て該3原色3方向化手段の光発散方向を、該液晶パネル
手段の広指向性方向に合致させるための偏光方向整合化
手段を備える。
In another embodiment of the invention,
On the light incident side of the liquid crystal panel means, along the light traveling direction,
Three-primary-color three-direction converting means, three-direction three-positioning means (first lenticular lens means), and light divergence angle reducing means (second
Lenticular lens means), and as a modification, a polarization direction matching means for matching the light diverging directions of the three primary color three-direction converting means with the wide directivity direction of the liquid crystal panel means.

【0042】本発明のもうひとつの実施例においては、
投写式液晶ディスプレイ装置において、液晶パネルと投
写用レンズとの間に少く共水平方向に光を発散する光発
散手段が配置される。
In another embodiment of the present invention,
In a projection type liquid crystal display device, a light diverging means for diverging light in a substantially horizontal direction is arranged between a liquid crystal panel and a projection lens.

【0043】本発明のもうひとつの実施例においては、
投写式液晶ディスプレイ装置において、液晶パネル手段
とスクリン手段との間にフレネルゴースト障害低減手段
を備える。
In another embodiment of the present invention,
In the projection type liquid crystal display device, Fresnel ghost disturbance reducing means is provided between the liquid crystal panel means and the screen means.

【0044】本発明のもうひとつの実施例においては、
回折格子を用いた3原色3方向化手段が示される。
In another embodiment of the present invention,
A three-primary three-direction means using a diffraction grating is shown.

【0045】本発明のもうひとつの実施例においては、
回折格子とプリズム列とを用いた3原色5方向化手段が
示される。
In another embodiment of the present invention,
A three-primary, five-direction directional means using a diffraction grating and a prism array is shown.

【0046】本発明のもうひとつの実施例においては、
プレアニールされた薄ガラス板を用いた液晶パネル手段
が示される。
In another embodiment of the present invention,
A liquid crystal panel means using a pre-annealed thin glass plate is shown.

【0047】本発明の第1の実施例においては、上記各
手段の構成によって、液晶パネル手段の外周部の相対照
度が向上されるように作用する。また、光屈折手段と光
反射手段との組合せによって、光利用率の向上が達成さ
れる。
In the first embodiment of the present invention, the structure of each of the above means acts to improve the relative illuminance of the outer peripheral portion of the liquid crystal panel means. Further, the combination of the light refraction means and the light reflection means achieves the improvement of the light utilization rate.

【0048】本発明の他のひとつの実施例において、該
球面状光反射手段は、光源から西半球に放射された光を
光源へと再帰させ、東半球へと再放射させるように作用
する。該第1方向光偏向手段は、緯度低減方向に光を偏
向するように作用する。該第2方向光偏向手段は、経度
拡がり低減方向に光を偏向するように作用する。上記第
1方向光偏向手段及び第2方向光偏向手段の作用によっ
て、その出力光の断面を長方形状とすることができる。
従って従来技術におけるアスペクト比ミスマッチ損失を
解消し、光利用率を向上することができる。
In another embodiment of the present invention, the spherical light reflecting means serves to return the light emitted from the light source to the western hemisphere to the light source and re-emit it to the eastern hemisphere. The first direction light deflection means acts so as to deflect light in the latitudinal reduction direction. The second direction light deflector operates so as to deflect the light in the longitude spread reduction direction. By the action of the first-direction light deflecting means and the second-direction light deflecting means, the output light can have a rectangular cross section.
Therefore, the aspect ratio mismatch loss in the prior art can be eliminated, and the light utilization rate can be improved.

【0049】本発明の他のひとつの実施例において、西
半球の該球面状光反射手段の南北端に設けられた該空気
流通用開口手段は、光源手段を直線状に見通せる位置に
対応する。従って、空気を効率良く流通させ、熱放散効
率を向上させることができる。
In another embodiment of the present invention, the air circulation opening means provided at the north and south ends of the spherical light reflecting means in the western hemisphere correspond to a position where the light source means can be seen straightly. Therefore, the air can be circulated efficiently and the heat dissipation efficiency can be improved.

【0050】本発明の他のひとつの実施例において、上
記整方器手段は、光の進行方向に沿って、多数の黒色状
薄板が戸棚状に配列されることによって形成され、該薄
板面に対して相対的に大角度で入射する平行性の悪い光
を吸収し、相対的に小角度で入射する平行性の良い光を
反射するように作用する。従って、光の平行性を改善
し、光の発散角を低減できる。従ってコントラスト比の
向上を図ることができる。
In another embodiment of the present invention, the aligner means is formed by arranging a large number of black thin plates in a cupboard shape along the traveling direction of light, and the thin plate surface is formed. On the other hand, it acts to absorb light with poor parallelism that enters at a relatively large angle and to reflect light with good parallelism that enters at a relatively small angle. Therefore, it is possible to improve the parallelism of light and reduce the divergence angle of light. Therefore, the contrast ratio can be improved.

【0051】本発明のもうひとつの実施例においては、
上記光発散角低減手段は、3原色光の発散角を約半分に
低減する作用を有する。従って、従来の提案における6
倍の発散角を3倍の発散角に低減できる。更に、上記偏
光方向整合化手段によって、該3倍の発散角の方向を、
該液晶パネル手段の広指向性方向に合致させることがで
きる。上記発散角の半減によってコントラスト比は約4
倍に向上される。上記偏光方向の整合化によって、45
度不整合の場合に比べて、コントラスト比を約2倍(se
c245°)に向上できる。また、従来の提案において
は、光利用率は3倍に向上されるがコントラスト比は致
命的に阻害されるのに対し、本案においては、コントラ
スト劣化を伴わずに、光利用率(輝度)を3倍に向上す
ることができる。本発明者の最近の研究結果(SID論
文M.Ogino,“Projection Diplays: Past an
d Future”,SID 94 DIGEST,P223
〜P226)によれば、ディスプレイの質のメリット指
数は、輝度と、コントラスト比との積に比例する。従っ
て本案のインパクトは大きい。
In another embodiment of the present invention,
The light divergence angle reducing means has an action of reducing the divergence angle of the three primary color lights by about half. Therefore, 6 in the conventional proposal
The double divergence angle can be reduced to triple the divergence angle. Furthermore, by the polarization direction matching means, the direction of the divergence angle of 3 times is
It is possible to match the wide directivity direction of the liquid crystal panel means. The contrast ratio is about 4 by halving the divergence angle.
Be doubled. By matching the above polarization directions, 45
The contrast ratio is about twice (se
c 2 45 °). In addition, in the conventional proposal, the light utilization factor is improved three times, but the contrast ratio is fatally impaired. In contrast, in the present proposal, the light utilization factor (luminance) is improved without causing contrast deterioration. It can be tripled. Recent research results of the present inventor (SID article M. Ogino, "Projection Displays: Past an
d Future ”, SID 94 DIGEST, P223
~ P226), the display quality merit index is proportional to the product of brightness and contrast ratio. Therefore, the impact of this plan is large.

【0052】本発明のもうひとつの実施例においては、
上記光発散手段によって、水平スポットサイズを増大で
きる。従って、スクリンの縦縞構造と液晶パネルの画素
配列構造との干渉によって発生するモアレ妨害を光損失
を伴わずに低減することができる。
In another embodiment of the present invention,
The light diverging means allows the horizontal spot size to be increased. Therefore, it is possible to reduce the moire interference caused by the interference between the vertical stripe structure of the screen and the pixel array structure of the liquid crystal panel without causing a light loss.

【0053】本発明のもうひとつの実施例においては、
上記フレネルゴースト障害低減手段は、投写光の偏波面
(電界の振動方向と光進行方向とを含む面)の方向を垂
直方向にそろえる作用を有する。垂直方向に偏波面を有
する光は、スクリンを形成するフレネルレンズに対し
て、その上下端においてP−波として作用する。
In another embodiment of the present invention,
The Fresnel ghost disturbance reducing means has the function of aligning the polarization plane of the projection light (the plane including the vibration direction of the electric field and the light traveling direction) in the vertical direction. The light having a plane of polarization in the vertical direction acts as a P-wave at the upper and lower ends of the Fresnel lens forming the screen.

【0054】フレネルレンズの上下端部はP−波に対す
る反射率が極めて小さいという性質を有する。従ってフ
レネル板内の往復光反射に起因するゴースト妨害が軽減
される。
The upper and lower ends of the Fresnel lens have the property that the reflectance for P-wave is extremely small. Therefore, the ghost interference caused by the round-trip light reflection in the Fresnel plate is reduced.

【0055】該回折格子を用いた3原色3方向化手段
は、回折格子によって出力される正極性の回折1次光を
液晶パネル手段の方向へと伝送し、回折格子によって出
力される負極性の回折1次光をミラーによって反射し、
その反射出力が上記正極性の回折1次光の方向に平行光
となるように作用する。従って、正負両極性の出射光を
活用できる。従って光利用効率を向上できる。
The three-primary-color three-direction directing means using the diffraction grating transmits the positive-order diffracted first-order light output by the diffraction grating toward the liquid crystal panel means, and outputs the negative-polarity directivity by the diffraction grating. The first-order diffracted light is reflected by the mirror,
The reflected output acts so as to become parallel light in the direction of the positive-order diffracted first-order light. Therefore, the positive and negative polarities of the emitted light can be utilized. Therefore, the light utilization efficiency can be improved.

【0056】該3原色5方向化手段は、入力平行白色光
を、RGBGRの5方向に分解する。この5方向の光
は、レンチキュラーレンズによって、3原色画素の5配
列位置(RGBGR)の各位置に収束される。従って、
光利用効率を向上できる。更に、上記画素配列は、人間
の目の分解能に関する視覚心理に適合する。
The three-primary-color five-direction converting means separates the input parallel white light into five directions of RGBGR. The light in the five directions is converged by the lenticular lens at each of the five array positions (RGBGR) of the three primary color pixels. Therefore,
The light utilization efficiency can be improved. Furthermore, the pixel array is compatible with the visual psychology of the resolution of the human eye.

【0057】該プレアニールされた薄ガラス板は、液晶
パネル手段の液晶層に対して、一様な圧力を付与するよ
うに作用する。従って、環境変化に依存する画質の一様
性のむらの少ない液晶ディスプレイ装置を構成できる。
The pre-annealed thin glass plate acts to apply a uniform pressure to the liquid crystal layer of the liquid crystal panel means. Therefore, it is possible to configure a liquid crystal display device that has less unevenness in image quality depending on environmental changes.

【0058】[0058]

【発明の実施の形態】本発明の詳細実施例を開陳する前
に、その理解を容易化するために、発明者によって見い
出された、液晶ディスプレイにおけるエネルギ保存則即
ち光束保存則を開陳する。この法則の助けによって、種
々の用途における各々の特殊目的に適した本発明の液晶
ディスプレイの発想が可能となったからである。該保存
則を次式に示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Before opening the detailed embodiments of the present invention, in order to facilitate the understanding thereof, the energy conservation law or the flux conservation law in a liquid crystal display found by the inventor will be explained. With the help of this law, the idea of the liquid crystal display of the present invention suitable for each special purpose in various applications becomes possible. The conservation law is shown in the following equation.

【0059】[0059]

【数6】 (Equation 6)

【0060】上式の意味は次の通りである。The meaning of the above equation is as follows.

【0061】一般に、光の進行経路上の任意のひとつの
断面積S1を通過する光束の量は、式(9)の右辺によ
って与えられ、その値は上記S1を通過した光が後続し
て通過する他のひとつの断面積S2における対応する
値、即ち式(9´)に等しい。この式は、無収差光学系
の結像面においてのみ成立するヘルムホルツラグランジ
ュの法則を、より一般的な、任意の収差を有する無損失
の光伝播路の途中の任意の界面に適用できるように発明
者が拡張したものである。
In general, the amount of light flux passing through any one cross-sectional area S 1 on the traveling path of light is given by the right side of equation (9), and its value follows that of the light passing through S 1. Is equal to the corresponding value in the other cross-sectional area S 2 that passes through, that is, equation (9 ′). This equation makes it possible to apply the Helmholtz Lagrange's law, which holds only in the image plane of the aberration-free optical system, to a more general interface in the middle of a lossless optical propagation path having an arbitrary aberration. Is extended by the person.

【0062】上式において、n1,n2は各々断面積
1,S2の属する媒質の屈折率である。dx,dyは、
光路上の断面積上の局所毎正規直交座標(x,y)の微
分である。θxは、断面積素分の法線方向から測った光
の方向θのx方向緯度成分、θyはy方向緯度成分であ
る。図6において、1は光源、1′は断面積素分、点線
1″は断面積素分の法線、1′′′は光の方向である。
上式におけるB(x,y,θx,θy)は輝度でありそ
の単位は、[lm/m2sr]=[nit]である。この単位
において、通常srを“ステラジアン”と称しているが、
式(9)から理解される通り、本来、“正弦面積”と呼
ぶのが適切である。
In the above equation, n 1 and n 2 are the refractive indexes of the mediums to which the cross-sectional areas S 1 and S 2 belong, respectively. dx and dy are
It is the differentiation of each local orthonormal coordinate (x, y) on the cross-sectional area on the optical path. θx is the x-direction latitude component of the light direction θ measured from the normal to the cross-section element, and θy is the y-direction latitude component. In FIG. 6, 1 is a light source, 1'is a cross-sectional area element, a dotted line 1 "is a normal to the cross-sectional area element, and 1 '" is a light direction.
B (x, y, θx, θy) in the above equation is luminance, and its unit is [lm / m 2 sr] = [nit]. In this unit, sr is usually called "steradian",
As understood from the equation (9), it is proper to call the “sine area” originally.

【0063】例えば、光源の発光部の表面が、半径3mm
の球面状であって、かつ、ランバーシャンであり、その
表面輝度が1億nitである場合、全光束は、1億nit・4
π(3mm)2・πsr即ち、約35500lmとなる。
For example, the surface of the light emitting portion of the light source has a radius of 3 mm.
If it is spherical and has a Lambertian surface brightness of 100 million nits, the total luminous flux is 100 million nits.
π (3 mm) 2 · πsr, that is, about 35500 lm.

【0064】光源と液晶パネルとの間に、光軸に関して
回転対称な無損失光平行化手段を想定し、液晶パネルの
直前に円板面を想定し、この円板面上の照度を均一化し
たものとする。図7に上記光源1と円板面7とを示す。
光平行化手段は図示していない。光源1と円板面7との
距離をLとすると、光平行化手段なしの場合の円板面の
中央照度E0は、次式となる。
Between the light source and the liquid crystal panel, a lossless light collimating means that is rotationally symmetric with respect to the optical axis is assumed, and a disk surface is assumed immediately before the liquid crystal panel, and the illuminance on this disk surface is made uniform. It is assumed that FIG. 7 shows the light source 1 and the disc surface 7.
The light collimating means is not shown. When the distance between the light source 1 and the disc surface 7 is L, the central illuminance E 0 of the disc surface without the light collimating means is given by the following equation.

【0065】[0065]

【数7】 (Equation 7)

【0066】上式において、B0は光源の輝度、S0は光
源の見かけの面積、r0は光源の半径である。光平行化
手段によって円板面の隅々まで、一様な照度E0を得た
とすると、該円板の直径R2は如何程となるか?これ
は、光束保存則から次式の通りに求まる。
In the above equation, B 0 is the brightness of the light source, S 0 is the apparent area of the light source, and r 0 is the radius of the light source. If a uniform illuminance E 0 is obtained by the light collimating means to every corner of the disc surface, what is the diameter R 2 of the disc? This is calculated from the law of conservation of luminous flux as follows.

【0067】[0067]

【数8】 (Equation 8)

【0068】即ち、円板の半径は、光源〜円板間の距離
Lの2倍となる。このことは、半径Lの球面の表面積が
半径2Lの円板の表面積に等しいことから、洞察でき
る。
That is, the radius of the disk is twice the distance L between the light source and the disk. This is insightable because the surface area of the spherical surface with radius L is equal to the surface area of the disk with radius 2L.

【0069】一般に、輝度が一様なランバーシャンな光
源の総面積をS1とすると、総光束はπS1であり、任意
の無損失の光学系によって、これを面積S2の受光面へ
と導き、かつ、照度を一様化したとすると、該受光面の
2次元発散角正弦の面積はS 1/S2比に等しいことが式
(9)から演繹できる。一方コントラスト比の優れた高
画質の再生画像を得るには発散角の低減を要する。従っ
て極力大形の液晶パネルを使うべきである。
In general, a Lambertian light having a uniform brightness
The total area of the source is S1Then, the total luminous flux is πS1And is optional
With the lossless optical system of2To the light receiving surface of
Assuming that the illuminance is made uniform,
The area of the two-dimensional divergence angle sine is S 1/ S2The expression is equal to the ratio
You can deduce from (9). On the other hand, the high contrast ratio
To obtain a reproduced image of high quality, it is necessary to reduce the divergence angle. Follow
You should use a large LCD panel as much as possible.

【0070】さて、次の問題は、等方的光源1から天頂
角θの方向に放出される光を、円板面7の上の光軸から
の半径距離Rの位置へ未知の光平行化手段によって到達
させるとして、Rをθの如何なる関数とすれば良いか?
である。その答は、前頁において、既に導出した、図3
の関係、即ち式3を用いれば良い。これを次式に示す。
Now, the next problem is that the light emitted from the isotropic light source 1 in the direction of the zenith angle θ is collimated to the position of the radial distance R from the optical axis on the disk surface 7 by unknown collimation. What kind of function should be used for R to reach it by means?
Is. The answer is shown in FIG.
Relationship, that is, Equation 3 may be used. This is shown in the following equation.

【0071】[0071]

【数9】 [Equation 9]

【0072】上式を満たすように、未知の無損失光平行
化手段を構成すれば、円板上の照度を一様化できる。即
ち周辺光量比を100%化できる。
If the unknown lossless light collimating means is constructed so as to satisfy the above equation, the illuminance on the disk can be made uniform. That is, the peripheral light amount ratio can be made 100%.

【0073】さてここで、円板上の半径Rの位置におけ
るミクロな光発散角の大きさεを求める。発散角は半径
方向即ちメリジョナル方向と円周方向即ちサジタル方向
とで相異なる。従って各々をεm(θ),εs(θ)と
おく。図7において、光源1を中心とする半径Lの球面
を仮想する。すると、該球面上の照度は等方光源の場
合、至る所既述E0に等しい。天頂角θ、幅Δθを共用
する球面上の円環の円周長は2πLsinθに等しく、そ
の幅はLΔθに等しい。一方、該球面上の円環に対応す
る円板7の上の円環は、その円周長が2πR即ち4πL
sin0.5θ(式12)に等しい。また、その幅は、Δ
2Lsin0.5θ即ちLcos0.5θΔθに等しい。従っ
て、未知の光平行化手段が、角θを円板上の半径距離R
に1対1連続的に写像するものと仮定して、次式を得
る。
Now, here, the size ε of the microscopic light divergence angle at the position of the radius R on the disk is determined. The divergence angle differs in the radial direction, that is, in the meridional direction and in the circumferential direction, that is, in the sagittal direction. Therefore, each is designated as εm (θ) and εs (θ). In FIG. 7, a sphere having a radius L centered on the light source 1 is assumed. Then, in the case of an isotropic light source, the illuminance on the spherical surface is equal to the above-described E 0 everywhere. The circumference of a circular ring on a spherical surface that shares the zenith angle θ and the width Δθ is equal to 2πLsinθ, and its width is equal to LΔθ. On the other hand, the circular ring on the circular plate 7 corresponding to the circular ring on the spherical surface has a circumferential length of 2πR, that is, 4πL.
It is equal to sin 0.5θ (Equation 12). The width is Δ
2Lsin0.5θ, that is, Lcos0.5θΔθ. Therefore, the unknown light collimating means changes the angle θ to the radial distance R on the disk.
Assuming one-to-one continuous mapping to, the following equation is obtained.

【0074】[0074]

【数10】 [Equation 10]

【0075】上式の導出に当って、既述式(9)の光束
保存則が上記各円環毎に成立し、かつ、1対1連続写像
において、輝度は一定であるという光学原理を用いた。
また、発散角εが小さい場合にその正弦は角度[rad]
そのものに等しいという近似を用いた。式(14)の意
味するところは、サジタル方向即ち円周方向には円板上
でその長さが拡大されるために発散角は小となり、メリ
ジョナル方向即ち半径方向には円板上でその長さが縮小
されるために発散角が大となるということである。上記
関係を図8に図示する。同図で曲線8はサジタル発散
角、曲線9はメリジョナル発散角を示す。
In the derivation of the above equation, the optical principle that the luminous flux conservation law of the above equation (9) is established for each of the above-mentioned annuli and the brightness is constant in the one-to-one continuous mapping is used. I was there.
When the divergence angle ε is small, the sine of the sine is the angle [rad]
We used the approximation that it is equal to itself. The expression (14) means that the divergence angle is small in the sagittal direction, that is, the circumferential direction because the length is enlarged on the disc, and the divergence angle is small in the meridional direction, that is, the radial direction. This means that the divergence angle becomes large due to the reduction of The above relationship is illustrated in FIG. In the figure, curve 8 shows the sagittal divergence angle, and curve 9 shows the meridional divergence angle.

【0076】図9に、上記発散角を、円板7の正面図上
に示す。同図において、発散角を示す楕円の長径はεm
(θ)に等しく、短径はεs(θ)に等しい。中央の円
の面積と周辺の楕円の面積が等しい場合に周辺の照度
は、中央の照度に等しくなる。従来技術の項で既述した
パラボラミラー方式においては、円板の周辺部における
発散角εm(θ),εs(θ)が各々ε(0)cos20.
5θに等しくなっていた。即ち、発散角面積cos40.5
θに比例していた。このことは、既述図4の従来技術の
問題点を別の側面から説明するものである。
FIG. 9 shows the divergence angle on the front view of the disk 7. In the figure, the major axis of the ellipse indicating the divergence angle is εm.
(Θ) and the minor axis is equal to εs (θ). When the area of the central circle is equal to the area of the ellipse of the periphery, the illuminance of the periphery becomes equal to the illuminance of the center. In the parabolic mirror system described in the section of the prior art, the divergence angles εm (θ) and εs (θ) in the peripheral portion of the disk are ε (0) cos 2 0.
It was equal to 5θ. That is, divergence angle area cos 4 0.5
It was proportional to θ. This explains the problem of the prior art shown in FIG. 4 from another side.

【0077】式(14)の最後の式のεm(θ),εs
(θ)比の形から理解されるように、この比の2乗が、
1/cos40.5θ、即ち周辺光量比の改善比となってい
る。本発明の実用上の効果を大ならしめるには、改善比
を約1.4倍以上とすることが望ましい。このために
は、従って、液晶パネル入射面(後述レンチキュラーレ
ンズを通過する前の入射面の意)の対角隅における入射
光のメリジョナル発散角を、サジタル発散角の約1.2
倍以上とすることが推奨される。以上の説明によって発
散角の意味が理解されたものと考える。
Εm (θ), εs of the last equation of equation (14)
As can be seen from the form of the (θ) ratio, the square of this ratio is
1 / cos 4 0.5θ, that is, the improvement ratio of the peripheral light amount ratio. In order to maximize the practical effect of the present invention, it is desirable that the improvement ratio is about 1.4 times or more. For this purpose, therefore, the meridional divergence angle of the incident light at the diagonal corner of the liquid crystal panel entrance surface (meaning the entrance surface before passing through the lenticular lens described later) is about 1.2 of the sagittal divergence angle.
It is recommended to double the time. It is assumed that the meaning of the divergence angle was understood by the above explanation.

【0078】次に未知の光平行化手段を具現化する方法
について図10,11,12,13の順序で示す。これ
らの図においては極座標が示される。その原点は光源の
中心に配置され、θは光軸から測った天頂角を意味す
る。これらの図において、1は光源、110は光軸、7
は図7におけると同じ円板である。
Next, a method for embodying the unknown light collimating means will be shown in the order of FIGS. Polar coordinates are shown in these figures. The origin is located at the center of the light source, and θ means the zenith angle measured from the optical axis. In these figures, 1 is a light source, 110 is an optical axis, and 7
Is the same disc as in FIG.

【0079】図10において、114,115は設計の
ための補助線である。114は天頂角約60度以下の部
分に対応し、115は天頂角約60度以上の部分に対応
する。動径ρの長さは、同図に示した通り、次式の通り
に設定される。
In FIG. 10, 114 and 115 are auxiliary lines for designing. Reference numeral 114 corresponds to a portion having a zenith angle of about 60 degrees or less, and 115 corresponds to a portion having a zenith angle of about 60 degrees or more. The length of the radius vector ρ is set according to the following equation, as shown in FIG.

【0080】[0080]

【数11】 [Equation 11]

【0081】光源1からθ方向に向かって放出される光
が、補助線114,115に交わって後、図10に示す
通り光軸110に平行な方向に変換されたとすれば、円
板7の入射照度が一様化される。その理由は、図7で既
述した原理に基く。しかし乍ら、ひとつの光学手段によ
って、図10によって表わされる機能を具現化すること
は極めて困難である。そこで、図10を図11に変換す
る。図11において、116は補助線であり、これは、
図10における天頂角約60度以上の部分を左右反転し
たものである。
If the light emitted from the light source 1 in the θ direction is crossed with the auxiliary lines 114 and 115 and then converted into a direction parallel to the optical axis 110 as shown in FIG. The incident illuminance is made uniform. The reason is based on the principle already described in FIG. However, it is extremely difficult to realize the function represented by FIG. 10 by one optical means. Therefore, FIG. 10 is converted into FIG. In FIG. 11, 116 is an auxiliary line, which is
This is a left-right inverted portion of the zenith angle of about 60 degrees or more in FIG.

【0082】次に、図11の補助線114で表わされる
機能を、第1の光屈折手段と第2の光屈折手段によって
実現し、更に、補助線116で表わされる機能を第1の
光反射手段と、第3の光屈折手段によって実現すること
を考える。これを図12に示す。同図で、113は第1
の光屈折手段、10は第2の光屈折手段、10′は第3
の光屈折手段、117は第1の光反射手段である。次に
その動作を説明する。同図で矢印付きの実線は、現実の
光線経路を示す。点線は、図11におけると同一のもの
である。
Next, the function represented by the auxiliary line 114 in FIG. 11 is realized by the first light refraction means and the second light refraction means, and the function represented by the auxiliary line 116 is performed by the first light reflection means. And the third optical refraction means. This is shown in FIG. In the figure, 113 is the first
Of light refraction means, 10 is second light refraction means, and 10 'is third light refraction means.
The light refracting means 117 is a first light reflecting means. Next, the operation will be described. In the figure, a solid line with an arrow indicates an actual ray path. The dotted line is the same as in FIG.

【0083】第1,第2及び第3の光屈折手段は、具体
的には光屈折レンズまたはフレネルレンズによって構成
できる。フレネルレンズを用いる場合には、上述の作図
によって既知の入射角をα、出射角をγとする時、次式
の通りにそのプリズム角βを選定すれば良い。各々の記
号の意味は図14に示す通りである。
Specifically, the first, second and third light refracting means can be constituted by a light refracting lens or a Fresnel lens. When a Fresnel lens is used, when the known incident angle is α and the outgoing angle is γ according to the above drawing, the prism angle β may be selected according to the following equation. The meaning of each symbol is as shown in FIG.

【0084】[0084]

【数12】 (Equation 12)

【0085】上式においてnは媒質の屈折率である。In the above equation, n is the refractive index of the medium.

【0086】また、117で示される第1の光反射手段
は、具体的には凹面鏡によって実現できる。図12か
ら、点線部及び補助線114,116を除いたものが本
発明の第1の実施例の要部である。この要部によって、
図1の従来技術の光源1とパラボラミラー2の部分を置
き換えることによって、本発明の第1の実施例が構築さ
れる。該要部の備えるべき要件は次の通りである。以下
の記述において、光屈折手段の光偏向角とは光屈折手段
への入射光の方向と光屈折手段からの出射光の方向との
間の角度である。
Further, the first light reflecting means indicated by 117 can be specifically realized by a concave mirror. 12 is a main part of the first embodiment of the present invention in which the dotted line part and the auxiliary lines 114 and 116 are removed. By this essential part,
A first embodiment of the present invention is constructed by replacing parts of the prior art light source 1 and parabolic mirror 2 of FIG. The requirements that the main part should have are as follows. In the following description, the light deflection angle of the light refraction means is the angle between the direction of light incident on the light refraction means and the direction of light output from the light refraction means.

【0087】(1)光源手段と液晶パネル手段とを備
え、(2)光源手段から液晶パネル手段へ至る経路に少
なく共、第1,第2及び第3の光屈折手段並びに第1の
光反射手段を備え、(3)第1の光屈折手段には該光源
手段からの出力光の一部が入力され、その出力光が該第
2の光屈折手段を経て該液晶パネル手段の内周部の方向
へと供給され、該第1の光反射手段には、該光源手段か
らの出力光の一部が入力され、その出力光が該第3の光
屈折手段を経て、該液晶パネル手段の外周部の方向へと
供給され、(4)該第3の光屈折手段は、その最外周部
の光偏向角がその最内周部の偏向角に比べて、代数的に
より小さく形成され、(5)該第3の光屈折手段の最内
周部の光偏向角は、該第1及び該第2の光屈折手段の最
外周部の各光偏向各の和よりも小であって、かつ、該第
3の光屈折手段の最内周部の出射光の方向と該第2の光
屈折手段の最外周部の出射光の方向とが実質的に合致す
るように形成されてなる液晶ディスプレイ装置。
(1) The light source means and the liquid crystal panel means are provided, and (2) the first, second and third light refracting means and the first light reflecting means are provided at least in the path from the light source means to the liquid crystal panel means. (3) A part of the output light from the light source means is input to the first light refraction means, and the output light passes through the second light refraction means and the inner peripheral portion of the liquid crystal panel means. Direction, the part of the output light from the light source means is input to the first light reflecting means, and the output light passes through the third light refracting means and then the liquid crystal panel means And (4) the third light refracting means is formed such that the light deflection angle of the outermost peripheral portion is algebraically smaller than the deflection angle of the innermost peripheral portion, 5) The light deflection angle of the innermost peripheral portion of the third light refracting means is equal to the light deflection angle of each outermost peripheral portion of the first and second light refracting means. It is smaller than the sum, and the direction of the emitted light at the innermost peripheral portion of the third light refracting means and the direction of the emitted light at the outermost peripheral portion of the second light refracting means substantially coincide with each other. A liquid crystal display device formed as described above.

【0088】上述の説明から判るように、図1における
投写レンズ4とスクリン5とは第1の実施例の必須要件
ではない。また、図12に示した通り、第2,第3の光
屈折手段を一体化して形成しても良い。
As can be seen from the above description, the projection lens 4 and the screen 5 in FIG. 1 are not essential requirements for the first embodiment. Further, as shown in FIG. 12, the second and third light refracting means may be integrally formed.

【0089】尚、図11の説明において、補助線114
及び116の切断境界を天頂角約60度と記したが、こ
の角度は、任意の鋭角に選定できる。また、第1の光反
射手段の形状は、一般には非球面状であるが、これを球
面鏡で代用しても良い。
In the description of FIG. 11, the auxiliary line 114
Although the cutting boundaries of 116 and 116 are described as a zenith angle of about 60 degrees, this angle can be selected as an arbitrary acute angle. The shape of the first light reflecting means is generally aspherical, but a spherical mirror may be used instead.

【0090】尚、既述の通り、液晶パネルの対角隅にお
ける入射光のメリジョナル発散角の大きさを、サジタル
発散角の約1.2倍以上とすることが推奨される。
As described above, it is recommended that the size of the meridional divergence angle of the incident light at the diagonal corner of the liquid crystal panel be about 1.2 times or more the sagittal divergence angle.

【0091】次に本発明の第1の実施例の変形例達を図
13に示す。同図が図12と異なる第1の変形例は、光
源1にその支持用ステム111を追加することである。
Next, FIG. 13 shows modifications of the first embodiment of the present invention. A first modified example in which the drawing is different from FIG. 12 is to add a supporting stem 111 to the light source 1.

【0092】第2の変形例は、第2の光反射手段118
を追加することである。該第2の光反射手段は、光源1
からの入力光を反射し、その出力光を光源1の方向へも
どすように反射することによって光利用効率を向上す
る。光源1として具体的にメタルハライドランプ,キセ
ノンランプまたはマグネトロン励起ランプを用いる場合
には、その出力反射光を、光源1の外周辺部の方向へも
どすように若干デセンタすることが望ましい。何故なら
該種光源族においては、光源内部のプラズマを光が通過
する際に青色の光が吸収される傾向があるからである。
The second modification is the second light reflecting means 118.
Is to add. The second light reflecting means is the light source 1
The light utilization efficiency is improved by reflecting the input light from the output light and returning the output light so as to return it to the light source 1. When a metal halide lamp, a xenon lamp, or a magnetron excitation lamp is specifically used as the light source 1, it is desirable to slightly decenter the output reflected light toward the outer peripheral portion of the light source 1. This is because in the seed light source group, blue light tends to be absorbed when the light passes through the plasma inside the light source.

【0093】第3の変形例は、光シールド手段119の
追加である。光シールド手段119は、図13に示した
通り、光源からの光放出方向に沿うように、第1の光屈
折手段113の外周部に配置される。該光シールド手段
の目的と効果は、第1の光反射手段117からの出力光
が第1の光屈折手段へと誤って入力されるのを防ぐこと
である。これによって、光発散角の異常な増大を防ぐこ
とができ、従って再生画像のコントラスト比を向上で
き、従って画質を向上できる。
The third modification is the addition of the light shield means 119. As shown in FIG. 13, the light shield means 119 is arranged on the outer peripheral portion of the first light refraction means 113 so as to be along the light emission direction from the light source. The purpose and effect of the light shield means is to prevent the output light from the first light reflection means 117 from being erroneously input to the first light refraction means. As a result, it is possible to prevent an abnormal increase in the light divergence angle, thus improving the contrast ratio of the reproduced image, and thus improving the image quality.

【0094】第4の変形例は、第3の光反射手段120
の追加である。該手段は、図13に示す通り、その後部
の光進行方向に液晶パネル3の有効面が存在しない領域
に配置され、光利用率の向上に資する。該手段の出力反
射光121は、光源1の方向へともどされる。図15に
液晶パネル手段から光源側を見た正面図を記す。同図
で、120は、第3の光反射手段即ち、陰の部分であ
る。122は、光透過部であり、その内周部は第2の光
屈折手段に対応し、その外周部は第3の光屈折手段に対
応する。第3の光反射手段は、第3の光屈折手段と第1
の光反射手段との間に配置しても良い。
The fourth modification is the third light reflecting means 120.
Is the addition of. As shown in FIG. 13, the means is arranged in the area where the effective surface of the liquid crystal panel 3 does not exist in the light traveling direction of the rear part, and contributes to the improvement of the light utilization rate. The output reflected light 121 of the means is returned in the direction of the light source 1. FIG. 15 shows a front view of the light source side viewed from the liquid crystal panel means. In the figure, reference numeral 120 denotes a third light reflecting means, that is, a shadow portion. Reference numeral 122 denotes a light transmitting portion, the inner peripheral portion of which corresponds to the second light refracting means, and the outer peripheral portion of which corresponds to the third light refracting means. The third light reflecting means includes a third light refracting means and a first light reflecting means.
It may be arranged between the light reflecting means and the light reflecting means.

【0095】図13において、手段10′,117,1
18及び111の相互間のスキマを密封して、ゴミの侵
入を防ぐようにすることがゴミの多い環境での使用に際
して推奨される。また、該密閉空間を小さな屈折率を有
する冷媒(シリコーンオイルなど)で充填することも有
効である。但しその場合には、光源1は周知の2重管形
とすることが望ましい。
In FIG. 13, means 10 ', 117, 1
Sealing the gap between 18 and 111 to prevent dust from entering is recommended for use in a dusty environment. It is also effective to fill the closed space with a refrigerant (silicone oil or the like) having a small refractive index. However, in that case, it is desirable that the light source 1 be a well-known double tube type.

【0096】上記本発明の第1の実施例及び変形例達に
おいて、光屈折手段とは可視光屈折手段の意であって、
赤外光または紫外光等の非可視光を反射することが望ま
しい。特に、少なく共、第1及び第2の光屈折手段の入
射面に非可視光反射膜を設けることが望ましい。また、
光反射手段とは、可視光反射手段の意であって、赤外光
または紫外光等の非可視光を透過することが望ましい。
このような望ましい性質を、周知の多層膜技術の応用に
よって付与可能である。以下の説明の大部分においても
このことは成立する。
In the above-mentioned first embodiment and modification examples of the present invention, the light refracting means means visible light refracting means,
It is desirable to reflect invisible light such as infrared light or ultraviolet light. In particular, it is desirable to provide an invisible light reflecting film on the incident surfaces of the first and second light refracting means, at least. Also,
The light reflection means means visible light reflection means, and it is desirable to transmit invisible light such as infrared light or ultraviolet light.
Such desirable properties can be imparted by applying well-known multilayer film technology. This also holds true for most of the description below.

【0097】図16に光源手段1の変形例を示す。FIG. 16 shows a modification of the light source means 1.

【0098】11は両側にステムを設けた球状光源、1
1′は光軸方向に長い発光部を有する光源である。光軸
方向に長い光源を図13の光源1の代りに用いる場合に
は、天頂角θに関して、光源が非等方的となり、周辺光
量が増加する傾向となる。従って本発明をより容易に実
現できる。
11 is a spherical light source having stems on both sides, 1
Reference numeral 1'denotes a light source having a light emitting portion which is long in the optical axis direction. When a light source that is long in the optical axis direction is used instead of the light source 1 in FIG. 13, the light source becomes anisotropic with respect to the zenith angle θ, and the amount of peripheral light tends to increase. Therefore, the present invention can be realized more easily.

【0099】図17に光源配置の変形例を示す。同図で
各番号は既述のものである。123は直方筒状の導光筒
である。光源11,11′の方向を画面の短辺の方向、
即ち、通常は画面の垂直方向に合わせると、光利用率の
向上に有効である。その場合、図17の第1の光反射手
段の117′で示される部分を削除することができる。
FIG. 17 shows a modification of the light source arrangement. In the figure, each number is as described above. Reference numeral 123 is a rectangular tube-shaped light guide tube. The direction of the light sources 11 and 11 'is the direction of the short side of the screen,
That is, it is usually effective to improve the light utilization rate by adjusting it in the vertical direction of the screen. In that case, the portion indicated by 117 'of the first light reflecting means in FIG. 17 can be deleted.

【0100】更に、本発明の第1実施例の変形例を示す
図13の変形例を図18に示す。同図が図13と異なる
第1の点は、第1の光屈折手段と第2の光屈折手段とを
113′で示されるひとつの屈折レンズで具現化した点
である。屈折レンズの入射側界面113は第1の光屈折
手段を形成し、その出射側界面10は第2の光屈折手段
を形成する。
Furthermore, FIG. 18 shows a modification of FIG. 13 showing a modification of the first embodiment of the present invention. The first difference of the figure from FIG. 13 is that the first light refracting means and the second light refracting means are embodied by one refracting lens indicated by 113 '. The incident-side interface 113 of the refraction lens forms the first light refracting means, and the exit-side interface 10 thereof forms the second light refracting means.

【0101】第2の相違点は、120′で示される第3
の光反射手段を、第1の光反射手段の光入射側に移動し
た点である。該第3の光反射手段は、後続液晶パネル手
段へと伝送される有効光が存在しない領域に配置され
る。該光反射手段は、光源から発射される光を光源の方
向もしくは光源の外周辺部の方向へ反射する。従って光
利用効率を向上できる。図18において、10′と11
3′とを構造上、一体化して形成しても良い。
The second difference is that the third difference is indicated by 120 '.
This is the point where the light reflecting means of (1) is moved to the light incident side of the first light reflecting means. The third light reflecting means is arranged in a region where there is no effective light transmitted to the subsequent liquid crystal panel means. The light reflecting means reflects the light emitted from the light source toward the light source or toward the outer peripheral portion of the light source. Therefore, the light utilization efficiency can be improved. In FIG. 18, 10 'and 11
3 ′ and 3 ′ may be structurally integrated and formed.

【0102】更に他の変形例を図19に示す。同図が図
18と異なっている点は、10′で示される第3の光屈
折手段の外周部が負の収束力を即ち負の光偏向角を有す
るように構成されている点である。
FIG. 19 shows still another modification. 18 is different from FIG. 18 in that the outer peripheral portion of the third light refracting means indicated by 10 'is configured to have a negative converging force, that is, a negative light deflection angle.

【0103】図19の構成における第3の光反射手段1
20′の形状を、光源手段1の方向から見たメルカトー
ル図法に基く正面図を図19の下方に示す。同図で4弁
の花びら状の環状部120′が第3の光反射手段であ
る。
Third light reflecting means 1 in the configuration of FIG.
A front view of the shape of 20 'based on the Mercator projection as seen from the direction of the light source means 1 is shown in the lower part of FIG. In the figure, the petal-shaped annular portion 120 'of the four-valve is the third light reflecting means.

【0104】該4弁の花びらの中の点線111′は、光
源手段1のステム部である。このステム部は図19の上
部に描かれた断面図においては省略して表現されてい
る。
A dotted line 111 'in the petals of the four valves is the stem portion of the light source means 1. This stem portion is omitted in the sectional view drawn in the upper part of FIG.

【0105】図20に更にもうひとつの第1実施例の変
形例を示す。同図においては、図19における第1,第
2及び第3の光屈折手段が構造的に一体化されたフレネ
ルレンズによって形成されている。同図の各番号の意味
はすべて既述のものである。第3の光屈折手段10′の
最内周部の光偏向角と、第1,第2の光屈折手段11
3,10の最外周部の光偏向角の和とが不連的に変化し
ていることに注目されたい。この性質は、第1の実施例
及びその変形達に共通する特質のひとつである。同図に
おいて、第1の光屈折手段113と第2の光屈折手段1
0との距離が近接しているために、第2の光屈折手段の
外周部の照度が不足する傾向にある。しかし乍ら、その
照度低下率は実用上許容できる。あるいは、その照度低
下を、第2の光反射手段118の光出射光方向を制御す
ることによって補償することができる。同図において、
第3の光屈折手段120′のそばに点線で示されている
120″の部分は、再生画像上の短辺方向即ち通常は上
下方向に対応し、該方向において、第3の光反射手段が
延長されていることを意味する。図20において、一体
化形成されたフレネルレンズの材質は、その光入射側を
ガラス材で構成し、その光出射側を合成樹脂で形成する
ことができる。また、フレネルレンズの入射面に非可視
光反射膜を形成することが推奨される。何故なら、そう
することによって出射側の合成樹脂の寿命を延長できる
からである。
FIG. 20 shows another modification of the first embodiment. In the figure, the first, second and third light refracting means in FIG. 19 are formed by a Fresnel lens which is structurally integrated. The meaning of each number in the figure is as described above. The light deflection angle of the innermost peripheral portion of the third light refracting means 10 ′ and the first and second light refracting means 11
Note that the sum of the light deflection angles at the outermost peripheral portions of 3 and 10 changes discontinuously. This property is one of the characteristics common to the first embodiment and its modifications. In the figure, the first light refracting means 113 and the second light refracting means 1
Since the distance to 0 is close, the illuminance on the outer peripheral portion of the second light refracting means tends to be insufficient. However, the illuminance reduction rate is practically acceptable. Alternatively, the decrease in illuminance can be compensated by controlling the light emission light direction of the second light reflecting means 118. In the figure,
A portion 120 ″ indicated by a dotted line beside the third light refracting means 120 ′ corresponds to a short side direction on the reproduced image, that is, a vertical direction in general, in which the third light reflecting means is arranged. 20, the material of the Fresnel lens integrally formed may be a glass material on its light incident side and a synthetic resin on its light emitting side. It is recommended to form a non-visible light reflection film on the entrance surface of the Fresnel lens, because the life of the synthetic resin on the exit side can be extended by doing so.

【0106】図20において、液晶パネル手段として、
対角10インチ,アスペクトレシオ4:3のものを使う
場合の実寸法の一例は下記の通りである。
In FIG. 20, as liquid crystal panel means,
An example of actual dimensions when using a diagonal of 10 inches and an aspect ratio of 4: 3 is as follows.

【0107】第2の光屈折手段の直径は約160mm、第
3の光屈折手段の最大直径は、約250mmである。
The diameter of the second light refracting means is about 160 mm, and the maximum diameter of the third light refracting means is about 250 mm.

【0108】上記各寸法は、比例的に縮小拡大すること
ができる。上例において液晶パネルの短辺の長さは約1
50mmであって、第2の光屈折手段の直径より小さい。
従って、短辺方向から、第3の光反射手段120′,1
20″の重力を支える構造体を設け、かつ該構造体を光
伝送路の外に設けることができる。
Each of the above dimensions can be scaled up and down proportionally. In the above example, the length of the short side of the liquid crystal panel is about 1
It is 50 mm, which is smaller than the diameter of the second light refracting means.
Therefore, from the short side direction, the third light reflecting means 120 ', 1
A 20 "gravity bearing structure can be provided and the structure can be provided outside the optical transmission line.

【0109】以上の説明において、第1〜第3の光屈折
手段及び第1の光反射手段の有効部は、光軸に関して回
転対称な形状と前提して説明した。しかしこれらは、一
般的には、回転非対称な形状としても良い。そうするこ
とによって、出力光束外縁を円状でなく、長方形(図1
5の122)に近い形に近づけることができる。
In the above description, the effective portions of the first to third light refracting means and the first light reflecting means have been described on the assumption that they are rotationally symmetric with respect to the optical axis. However, they may generally have a rotationally asymmetric shape. By doing so, the outer edge of the output luminous flux is not circular but rectangular (see FIG.
It is possible to get close to a shape close to 122) of 5).

【0110】次に、第1実施例に置ける問題点の対策に
ついて補足する。既述の図12,13,17,18,1
9,20において、第2の光屈折手段10と第3の光屈
折手段10′との境界において円環状の蔭部が生じる。
この蔭部を図13,17の液晶パネル手段上において実
用限度内に低減するための条件を図37に後掲する。同
図において、斜線130で示される部分が上記蔭部に相
当する。この陰を液晶パネル手段3のパネル面上におい
て消去するための条件を次式に示す。
Next, the countermeasure for the problem in the first embodiment will be supplemented. FIG. 12, 13, 17, 18, 1 described above
At 9 and 20, an annular shade is formed at the boundary between the second light refracting means 10 and the third light refracting means 10 '.
The conditions for reducing this shade to the practical limit on the liquid crystal panel means of FIGS. 13 and 17 are shown in FIG. In the same figure, the portion indicated by diagonal lines 130 corresponds to the above-mentioned shade. The condition for erasing this shadow on the panel surface of the liquid crystal panel means 3 is shown in the following equation.

【0111】[0111]

【数13】 (Equation 13)

【0112】上式において、Dは第2,第3光屈折手段
と液晶パネル手段との間の距離、γ(ガンマ)は、第2
光屈折手段の外周部の主出射方向と第3の光屈折手段の
内周部の主出射方向とが相交わる角度[rad]である。
Gは蔭の幅である。上式に示す通り、Dγの値を0.5
G〜1.5Gに選定することによって、実用上、上記蔭
妨害を目立たなくできる。
In the above equation, D is the distance between the second and third light refracting means and the liquid crystal panel means, and γ (gamma) is the second
It is an angle [rad] at which the main emitting direction of the outer peripheral portion of the light refracting means intersects with the main emitting direction of the inner peripheral portion of the third light refracting means.
G is the width of the shade. As shown in the above equation, set the value of Dγ to 0.5
By selecting G to 1.5 G, the shade interference can be made inconspicuous in practical use.

【0113】以上で本発明の第1実施例に関する説明を
終わる。上記第1の実施例は、基本的に光軸に関して回
転対称(出力光の外周部を除いて回転対称の意)な光学
系に属している。本発明者の発見した式(9)は、回転
非対称なコリメータ光学系の構築にも有効である。その
ような変形例は、図54以降に後述される。
This is the end of the description of the first embodiment of the present invention. The first embodiment basically belongs to an optical system which is rotationally symmetrical with respect to the optical axis (meaning rotationally symmetrical except for the outer peripheral portion of the output light). The formula (9) discovered by the present inventor is also effective for constructing a rotationally asymmetric collimator optical system. Such modifications will be described later with reference to FIG.

【0114】次に、本発明に用いることが有効な液晶パ
ネル3の入射面付近の改善について記す。
Next, the improvement in the vicinity of the incident surface of the liquid crystal panel 3 which is effectively used in the present invention will be described.

【0115】本発明の第2の実施例を図21に示す。同
図は水平断面図である。同図で3,4,5は既述のもの
と同一である。12は、光源手段及び光進行方向変換手
段をまとめたブロックであって、既述の本発明の第1実
施例を用いることができる。但し、それに限定される必
要はない。13,14,15は3原色3方向化手段であ
って具体的には、RGBの各原色を反射するためのダイ
クロイックミラーが使用される。ダイクロイックミラー
達の代りに、本発明者のJP−A−92−054749
に記されている回折格子フィルタ手段を用いても良い。
各ミラーの間の角度を図示の通り0.5ωとすると、そ
の3原色出射光の間の角度はωとなる。このωの値は、
既述の発散角ε(0)の1倍〜2倍程度に選定される。
16,16′は、偏光方向整合化手段であって、3原色
3方向化手段(13,14,15)の光発散方向を液晶
パネル手段3の広指向角方向に合致させるためのもので
ある。具体的には、16は45度斜め方向の偏光面を有
する光のみを通過する偏光板である。45度斜め方向と
は、ネマチック液晶式の液晶パネル手段(3)の液晶層
の入射側の分子の長軸配列方向の意である。16′は、
偏光面を45度回転するための半波長板である。周知の
通り、半波長板の光軸(光異方性軸)を22.5度傾斜
させて使用することにより、偏光面を45度回転させる
ことができる。尚、液晶パネル(3)の出射面には通
常、出射側偏光シートが接着されて一体化形成される。
但し本図ではその図示を省略してある。17は両面レン
チキュラーレンズで、その入射側に3方向3位置化手段
(第1のレンチキュラーレンズ手段)18を備え、その
出射側に光発散角低減手段(第2のレンチキュラーレン
ズ手段)19を備える。20は、液晶パネル手段(3)
の画素である。17,18,19の作用を図22,図2
3によって説明する。両図は各々1周期分の拡大図であ
る。図22において、3,17,18,19,20は既
述の通りである。20′及び20″は各々液晶パネル手
段3の入射面及び出射面である。液晶パネルの出射面
(20″)には図示しないが、通常、偏光板が粘着さ
れ、一体化して形成される。同図矢印付き実線はG色光
経路、矢印付き点線はR,B光経路である。本発明の典
型的応用例においては、光発散角低減手段(19)の焦
点距離(f1)は3方向3位置化手段(18)と19と
の間の距離(図22のT1)にほぼ等しく選定される。
液晶パネル手段(3)の入射面(20′)と画素面(2
0)との間の距離(T2)は、T1より小さく、実際上
は、T1の2/3倍より小さく選定される。そうするこ
とによって、出射光(液晶パネル画素面通過光)の発散
角は図示の通り約3ωとなる。実際的な応用に際して
は、式(19)の代りに、式(19′)に示す通り、T
1の値をf1の値の60%〜120%に選定することによ
って、本発明のひとつの重要な目的(発散角の低減によ
るコントラスト比の向上)を達成できる。何故なら、そ
うすることによって、R,B光のG光に比べての発散角
の増加を60%以上低減できるからである。尚、3方向
3位置化手段18の焦点距離f0は式(19″)を満た
すように選定される。
The second embodiment of the present invention is shown in FIG. The figure is a horizontal sectional view. In the figure, 3, 4 and 5 are the same as those described above. Reference numeral 12 is a block in which the light source means and the light traveling direction changing means are put together, and the first embodiment of the present invention described above can be used. However, it is not necessary to be limited thereto. Reference numerals 13, 14, and 15 are three-primary-color three-direction directing means, and specifically, dichroic mirrors for reflecting the RGB primary colors are used. Instead of the dichroic mirrors, the present inventor's JP-A-92-054749
You may use the diffraction grating filter means described in.
Assuming that the angle between the mirrors is 0.5ω as shown in the figure, the angle between the lights emitted from the three primary colors is ω. The value of this ω is
It is selected to be about 1 to 2 times the divergence angle ε (0) described above.
Reference numerals 16 and 16 ′ are polarization direction matching means for matching the light divergence directions of the three primary color three-direction means (13, 14, 15) with the wide directional angle direction of the liquid crystal panel means 3. . Specifically, 16 is a polarizing plate that transmits only light having a polarization plane in a 45-degree oblique direction. The 45-degree oblique direction means the long axis alignment direction of the molecules on the incident side of the liquid crystal layer of the nematic liquid crystal type liquid crystal panel means (3). 16 'is
It is a half-wave plate for rotating the plane of polarization by 45 degrees. As is well known, the plane of polarization can be rotated by 45 degrees by using the half-wave plate with its optical axis (optical anisotropy axis) tilted by 22.5 degrees. Incidentally, the exit side polarizing sheet is usually bonded and integrally formed on the exit surface of the liquid crystal panel (3).
However, the illustration is omitted in this figure. Reference numeral 17 denotes a double-sided lenticular lens, which is provided with three-direction / three-positioning means (first lenticular lens means) 18 on its incident side, and light divergence angle reducing means (second lenticular lens means) 19 on its outgoing side. 20 is a liquid crystal panel means (3)
Pixels. The action of 17, 18, and 19 is shown in FIGS.
3 will be described. Both figures are enlarged views for one cycle. In FIG. 22, 3, 17, 18, 19, and 20 are as described above. Reference numerals 20 'and 20 "respectively denote an incident surface and an emission surface of the liquid crystal panel means 3. Although not shown, a polarizing plate is usually adhered and integrally formed on the emission surface (20") of the liquid crystal panel. A solid line with an arrow in the figure shows a G color light path, and a dotted line with an arrow shows an R, B light path. In a typical application of the present invention, the focal length (f 1 ) of the light divergence reducing means (19) is set to the distance between the three-direction, three-positioning means (18) and 19 (T 1 in FIG. 22). Selected almost equally.
The incident surface (20 ') and the pixel surface (2) of the liquid crystal panel means (3)
0) The distance between the (T 2) is less than T 1, in practice, is chosen smaller than 2/3 of T 1. By doing so, the divergence angle of the emitted light (light passing through the pixel surface of the liquid crystal panel) becomes about 3ω as shown. In practical application, instead of equation (19), as shown in equation (19 ′), T
By selecting the value of 1 to be 60% to 120% of the value of f 1 , one important object of the present invention (improvement of contrast ratio by reduction of divergence angle) can be achieved. This is because by doing so, the increase in the divergence angle of the R and B lights as compared with the G light can be reduced by 60% or more. The focal length f 0 of the 3-direction 3-positioning means 18 is selected so as to satisfy the equation (19 ″).

【0116】[0116]

【数14】 [Equation 14]

【0117】従って本発明の本実施例における本質的な
構成要件は、式(19′),(19″)と式(20)と
を満たすことである。
Therefore, the essential constituent feature of this embodiment of the present invention is to satisfy the equations (19 '), (19 ") and the equation (20).

【0118】光発散角低減手段(19)の効果の理解の
ために、図23にこれを除いた場合を示す。図23にお
いては液晶パネルの画素面通過光のRGBの方向は統一
を欠いており、かつその発散角は約6ωと大きい。この
従来技術における発散角(6ω)に比べて、本発明にお
ける発散角(3ω)は約1/2倍に改善されている。再
生画像のコントラスト比は、液晶パネルの画素面を通過
する際の光発散角のほぼ2乗に反比例する。従って本案
によれば、コントラスト比を約4倍に改善できる。ま
た、光の発散方向が液晶パネル手段の広指向角方向に合
致させてあるため、コントラスト比向上効果が大とな
る。
In order to understand the effect of the light divergence angle reducing means (19), FIG. 23 shows a case excluding this. In FIG. 23, the directions of RGB of the light passing through the pixel surface of the liquid crystal panel are not uniform, and the divergence angle thereof is as large as about 6Ω. The divergence angle (3ω) in the present invention is improved by about 1/2 times compared to the divergence angle (6ω) in the conventional technique. The contrast ratio of the reproduced image is inversely proportional to the square of the light divergence angle when passing through the pixel surface of the liquid crystal panel. Therefore, according to the present invention, the contrast ratio can be improved to about 4 times. Further, since the diverging direction of light is matched with the wide directional angle direction of the liquid crystal panel means, the effect of improving the contrast ratio becomes great.

【0119】以上で本発明の第2の実施例の基本説明を
終る。図21において、レンチキュラーレンズは図の判
り易さの目的で4周期分のみを記したが、実際には、ひ
とつのパネルに数百周期以上が形成される。以降の図に
おいても同様である。図21において、用途によって
は、半波長板(16′)を省略しても良い。その場合に
は、色純度ないしはコントラスト比が若干劣化する。
This is the end of the basic description of the second embodiment of the present invention. In FIG. 21, the lenticular lens is shown only for four cycles for the purpose of easy understanding of the figure, but in reality, several hundred cycles or more are formed in one panel. The same applies to subsequent figures. In FIG. 21, the half-wave plate (16 ') may be omitted depending on the application. In that case, the color purity or the contrast ratio is slightly deteriorated.

【0120】図24(a),(b),(c)に光発散角
低減手段(19)の変形例を示す。図24(a)は、台
形柱状レンチキュラーレンズとした場合である。図24
(b)は、図24(a)の台形の各辺を凹レンズ化した
ものである。図24(c)は(a)の台形の各辺を凸レ
ンズ化したものである。即ち、同図に示す通り、R,B
光の左右方向への発散を防止すると共に、R,G,B各
光の発散を低減したものである。図24は既述の入射光
の発散角ε(0)がωより十分小さい場合には有効であ
る。しかしε(0)がωにほぼ等しい場合には有効では
ない。以上で図24(a),(b),(c)の説明を終
る。
24 (a), 24 (b) and 24 (c) show a modification of the light divergence angle reducing means (19). FIG. 24A shows the case of a trapezoidal columnar lenticular lens. FIG.
FIG. 24B shows a concave lens on each side of the trapezoid of FIG. FIG. 24 (c) shows a convex lens on each side of the trapezoid of FIG. 24 (a). That is, as shown in FIG.
The divergence of light in the left-right direction is prevented and the divergence of R, G, B lights is reduced. FIG. 24 is effective when the divergence angle ε (0) of the incident light described above is sufficiently smaller than ω. However, it is not effective when ε (0) is almost equal to ω. This is the end of the description of FIGS. 24 (a), (b), and (c).

【0121】図25(A)に更に変形例を示す。図21〜
24は水平断面図であったのに対し、図25(A)は垂直
断面図である。図25(A)は、図22の構成に加えて、
光利用率向上のために、垂直方向(液晶パネルの狭指向
角方向)に光を収束するレンチキュラーレンズ手段1
7′を追加した構成である。本構成の要件は、レンズ手
段17′の焦点距離を、レンズ手段18の焦点距離より
も大とすることである。そうすることによって、コント
ラスト比の劣化を最小限に抑えて光利用率を向上でき
る。
FIG. 25A shows a further modified example. 21-
24 is a horizontal sectional view, while FIG. 25 (A) is a vertical sectional view. In addition to the configuration of FIG. 22, FIG.
Lenticular lens means 1 for converging light in a vertical direction (a narrow directional angle direction of a liquid crystal panel) for improving the light utilization rate.
7'is added. The requirement of this configuration is that the focal length of the lens means 17 ′ is larger than the focal length of the lens means 18. By doing so, deterioration of the contrast ratio can be suppressed to the minimum and the light utilization rate can be improved.

【0122】図25(B)に本発明を偏光めがね式立体デ
ィスプレイに適用するための変形例を示す。同図で2
0″は既述の出射側偏光板であり、1000及び100
0′は偏光面を90°回転するための水平ストライプ状
半波長板である。周知の通り、半波長板の光異方性光軸
を45°傾斜させて使用することにより、偏光面を90
°回転できる。1001、1002、1003、100
4は各々第1、第2、第3、第4走査線に対応する出射
光である。同図から判るように、偶数番号の出射光のみ
がその偏光面を90°回転される。奇数番号の走査線に
対応する画素には、左目用信号が印加され、偶数番号の
走査線に対応する画素には、右目用信号が印加される。
観視者の着用する偏光めがねは、左目用には、偏光板2
0″に対応する光のみを通過する偏光板を付加し、右目
用には、半波長板1000、1000′、…を経由した
光のみを通過する偏光板を付加する。従って、立体画像
を観視することができる。実際的な水平ストライプ状半
波長板(1000、1000′、…)の形成方法として
は、液晶パネル製造技術において周知の配光膜利用式の
分子配列方向整列化手法を用いることができる。本構成
に固有の効果としては、レンチキュラーレンズ手段1
7′とストライプ状半波長板(1000、1000′、
…)との組合せによって、左目用出射光と右目用出射光
とを、相互間クロストークを排除して、分離でき、従っ
て高画質の立体画像を提供できる。
FIG. 25 (B) shows a modification for applying the present invention to a polarizing glasses type stereoscopic display. 2 in the figure
0 ″ is the exit side polarization plate described above,
Reference numeral 0'denotes a horizontal striped half-wave plate for rotating the plane of polarization by 90 °. As is well known, by using the half-wave plate with the optical anisotropy optical axis inclined by 45 °, the polarization plane can be adjusted to 90 °.
° Can rotate. 1001, 1002, 1003, 100
Reference numeral 4 denotes emitted light corresponding to the first, second, third and fourth scanning lines, respectively. As can be seen from the figure, only the even-numbered outgoing lights have their polarization planes rotated by 90 °. The left eye signal is applied to the pixels corresponding to the odd-numbered scanning lines, and the right eye signal is applied to the pixels corresponding to the even-numbered scanning lines.
Polarizing glasses worn by the viewer are polarizing plates 2 for the left eye.
A polarizing plate passing only light corresponding to 0 ″ is added, and a polarizing plate passing only light passing through the half-wave plates 1000, 1000 ′, ... Is added for the right eye. As a practical method of forming the horizontal stripe-shaped half-wave plates (1000, 1000 ′, ...), a light distribution film-using type molecular alignment direction alignment method well known in the liquid crystal panel manufacturing technology is used. The lenticular lens means 1 has an effect unique to this configuration.
7'and striped half-wave plate (1000, 1000 ',
...), the left-eye emission light and the right-eye emission light can be separated without mutual crosstalk, and thus a high-quality stereoscopic image can be provided.

【0123】図26(a)に本発明の第3の実施例を示
す。本例の特徴は、液晶パネル手段(3)の出射側にフ
レネルレンズ手段11を配置したことである。該フレネ
ルレンズ手段(11)によって出射光を投写レンズ手段
(4)の方向へ収束できるため、投写レンズ手段(4)
の口径を小形化できるという利点を有する。
FIG. 26A shows the third embodiment of the present invention. The feature of this example is that the Fresnel lens means 11 is arranged on the exit side of the liquid crystal panel means (3). The Fresnel lens means (11) can converge the emitted light in the direction of the projection lens means (4), so that the projection lens means (4)
It has the advantage that the diameter of can be reduced.

【0124】図26その他において、投写レンズ手段
(4)を図示の簡潔化のために単に1枚のレンズ要素で
表示したが実際には複数のレンズ要素によって構成され
る。該投写レンズ手段(4)のしぼりの形状を、図示は
してないが、該液晶パネル手段(3)の広指向性方向に
長軸を有する楕円ないしは長円状に形成することが推奨
される。何故ならそうすることによって不要な異常光の
通過を阻止することができ、従って、再生画像のコント
ラスト比(画質)を向上できるからである。
In FIG. 26 and other figures, the projection lens means (4) is shown as a single lens element for the sake of simplicity, but it is actually composed of a plurality of lens elements. Although not shown, the shape of the squeezing of the projection lens means (4) is recommended to be formed into an ellipse or an ellipse having a major axis in the wide directivity direction of the liquid crystal panel means (3). . This is because by doing so, unnecessary extraordinary light can be prevented from passing, and therefore the contrast ratio (image quality) of the reproduced image can be improved.

【0125】フレネルレンズ手段(11)の変形例を図
26(b)に示す。同図で170は第1のフレネルシー
ト、171は第2のフレネルシート、172は第1のフ
レネルシートの出射側に形成されたフレネルレンズ面、
173は第2のフレネルシートの入射側に形成されたフ
レネルレンズ面、174は第1のフレネルシートの不連
続部、175は第2のフレネルシートの不連続部、17
6は両シートを周辺部で貼り合わせるための接着部であ
る。本構成によれば画角(α)を約30度以上に拡大で
き、従って投写距離の短いコンパクトな光学系を構成で
きる。
A modified example of the Fresnel lens means (11) is shown in FIG. In the figure, 170 is a first Fresnel sheet, 171 is a second Fresnel sheet, 172 is a Fresnel lens surface formed on the exit side of the first Fresnel sheet,
173 is a Fresnel lens surface formed on the incident side of the second Fresnel sheet, 174 is a discontinuous portion of the first Fresnel sheet, 175 is a discontinuous portion of the second Fresnel sheet, 17
Reference numeral 6 is an adhesive portion for attaching both sheets at the peripheral portion. According to this configuration, the angle of view (α) can be expanded to about 30 degrees or more, and thus a compact optical system with a short projection distance can be configured.

【0126】光利用効率向上のための本発明の第4の実
施例を図27に示す。同図点線の内部が本実施例の要
部、光利用率向上手段であって、P波,S波の両方を利
用するための構成である。点線内は左右対称の構成であ
るため右半分について記す。21は偏光ビームスプリッ
タであってP波を通過し、S波を反射する。22は偏光
面を90度回転するための半波長板であってP波をS波
に変換する。23は反射鏡である。本図は、S波を利用
する形式で示したが、代りにP波を利用する形式として
も良い。
FIG. 27 shows a fourth embodiment of the present invention for improving the light utilization efficiency. The inside of the dotted line in the figure is the main part of this embodiment, the light utilization rate improving means, and is a structure for utilizing both the P wave and the S wave. The inside of the dotted line is a symmetrical structure, so only the right half will be described. Reference numeral 21 denotes a polarization beam splitter which transmits P waves and reflects S waves. Reference numeral 22 denotes a half-wave plate for rotating the plane of polarization by 90 degrees, which converts P waves into S waves. Reference numeral 23 is a reflecting mirror. Although this figure shows the format using the S wave, the format using the P wave may be used instead.

【0127】図27において、更に、3原色3方向化手
段(13,14,15)と点線で囲んだユニットとの間
に、色純度向上のために、不要スペクトルの一部を反射
するダイクロイックミラーを配置しても良い。
In FIG. 27, a dichroic mirror for reflecting a part of the unnecessary spectrum is further provided between the three primary color three-direction directing means (13, 14, 15) and the unit surrounded by the dotted line to improve the color purity. May be placed.

【0128】図28に図27の一部変形例を示す。2
1′は偏光ビームスプリッタ、22′は偏光面90度回
転用半波長板、23′は反射鏡である。
FIG. 28 shows a partial modification of FIG. Two
Reference numeral 1'denotes a polarizing beam splitter, 22 'a half-wave plate for rotating the polarization plane by 90 degrees, and 23' a reflecting mirror.

【0129】図27,28共に光利用効率を約2倍に向
上できる。両図において、偏光ビームスプリッタと反射
鏡23,23′との間の3角柱状空間を液体またはゲル
材で満たし、偏光ビームスプリッタ21,21′と一体
化して形成しても良い。以上で図27,28の説明を終
る。
27 and 28, the light utilization efficiency can be improved about twice. In both figures, the triangular columnar space between the polarization beam splitter and the reflecting mirrors 23, 23 'may be filled with a liquid or gel material and formed integrally with the polarization beam splitters 21, 21'. This is the end of the description of FIGS.

【0130】図29に本発明の光ファイバ式液晶ディス
プレイへの応用例を示す。光進行方向変換手段等の部分
は本図では図示を省略してある。同図で17,3は既述
のものである。24は光ファイバ群、25は光ファイバ
入力端、24′は光ファイバ出力端即ち画像表示部であ
る。
FIG. 29 shows an application example of the present invention to an optical fiber type liquid crystal display. The parts such as the light advancing direction changing means are not shown in this figure. In the figure, 17 and 3 are already described. Reference numeral 24 is an optical fiber group, 25 is an optical fiber input end, and 24 'is an optical fiber output end, that is, an image display section.

【0131】図29において、ファイバ受光端(25)
と液晶パネル手段3の出射面との間を、空気層を介さず
に液体またはシリコーンゲルで連結することが推奨され
る。そうすることによって、界面における反射損失を低
減でき、かつ、再生画像のコントラスト比を向上でき
る。
In FIG. 29, the fiber light receiving end (25)
It is recommended to connect the liquid crystal panel means 3 and the emission surface of the liquid crystal panel means 3 with a liquid or a silicone gel without an air layer. By doing so, the reflection loss at the interface can be reduced and the contrast ratio of the reproduced image can be improved.

【0132】図30に本発明の直視式液晶ディスプレイ
への応用例を示す。同図で26は、垂直方向に光を発散
するレンチキュラーレンズ手段である。
FIG. 30 shows an application example of the present invention to a direct-viewing type liquid crystal display. In the figure, 26 is a lenticular lens means for diverging light in the vertical direction.

【0133】図31に図30を90度回転した形式の直
視式液晶ディスプレイを示す。図30,31において、
液晶パネル手段(3,3′)の指向特性の広角方向は、
図30においては水平方向、図31においては垂直方向
である。
FIG. 31 shows a direct-viewing type liquid crystal display of the type obtained by rotating FIG. 30 by 90 degrees. 30 and 31,
The wide-angle direction of the directional characteristics of the liquid crystal panel means (3, 3 ') is
It is the horizontal direction in FIG. 30 and the vertical direction in FIG.

【0134】図31の実施例の水平断面拡大図を図32
に示す。同図で26′は水平方向に光を発散するレンチ
キュラーレンズ手段、35はレンチキュラーレンズ、3
6はブラックストライプ(黒印刷部)である。本構成に
おいて、液晶パネル手段(3′)の画素(20)構造と
レンチキュラーレンズ(35)構造との干渉に起因する
モアレ模様の妨害の発生を防ぐには、同図に併記した条
件式を満たす必要がある。即ち、画素面とレンチキュラ
ーレンズの焦点面との間の距離(T3)と入射光の発散
角(ε)との積を媒質の屈折率(n)で除した商がレン
チキュラーレンズの配列ピッチPの0.75倍より大と
する必要がある。商がピッチに等しい場合に、モアレ妨
害は非常に小さくなる。図30におけるモアレ妨害につ
いても同様である。
FIG. 32 is an enlarged horizontal sectional view of the embodiment shown in FIG.
Shown in In the figure, 26 'is a lenticular lens means for diverging light in the horizontal direction, 35 is a lenticular lens, 3
6 is a black stripe (black print portion). In this configuration, in order to prevent the occurrence of the interference of the moire pattern due to the interference between the pixel (20) structure of the liquid crystal panel means (3 ') and the lenticular lens (35) structure, the conditional expressions shown in FIG. There is a need. That is, the quotient obtained by dividing the product of the distance (T 3 ) between the pixel surface and the focal plane of the lenticular lens by the divergence angle (ε) of the incident light by the refractive index (n) of the medium is the array pitch P of the lenticular lens. Must be greater than 0.75 times. If the quotient is equal to the pitch, the Moire disturbance is very small. The same applies to moire interference in FIG.

【0135】図31の構成は、図30の構成に比べて液
晶ディスプレイの画像表示面の周囲外光12に起因する
コントラスト比の劣化を軽減できるという利点がある。
以上で図30,31の説明を終る。
The structure shown in FIG. 31 has an advantage over the structure shown in FIG. 30 in that deterioration of the contrast ratio due to ambient light 12 on the image display surface of the liquid crystal display can be reduced.
This is the end of the description of FIGS.

【0136】以上で本発明の第3実施例,第4実施例及
びその応用についての説明を終る。
This completes the description of the third and fourth embodiments of the present invention and their applications.

【0137】次に、本発明を透過形スクリンと組合わせ
て、投写式液晶ディスプレイを構成する際に、スクリン
の縦ストライプ構造と液晶パネルの縦ストライプ構造と
の干渉によって発生するモアレ妨害を軽減する手段につ
いて述べる。
Next, when the present invention is combined with a transmissive screen to form a projection type liquid crystal display, the moire interference caused by the interference between the screen vertical stripe structure and the liquid crystal panel vertical stripe structure is reduced. The means will be described.

【0138】透過式スクリンの構成例を図33に示す。FIG. 33 shows an example of the structure of a transparent screen.

【0139】同図で27は垂直方向に光を収束発散する
ためのレンチキュラーレンズでそのピッチは約0.1mm
以下、28はフレネルレンズ面でそのピッチは約0.1
mm、29は水平方向に光を収束発散するためのレンチキ
ュラーレンズでそのピッチは約0.5mm、30はブラッ
クストライプ面である。レンチキュラーレンズ29と液
晶パネルの縦ストライプ状画素構造とが干渉してモアレ
妨害を発生する。
In the figure, 27 is a lenticular lens for converging and diverging light in the vertical direction, and its pitch is about 0.1 mm.
Below, 28 is a Fresnel lens surface and its pitch is about 0.1.
mm and 29 are lenticular lenses for converging and diverging light in the horizontal direction, the pitch thereof is about 0.5 mm, and 30 is a black stripe surface. The lenticular lens 29 and the vertical stripe pixel structure of the liquid crystal panel interfere with each other to cause moire interference.

【0140】図34に、キャビネット入り投写式液晶デ
ィスプレイの側面図を示す。同図で12,3,4,5は
既述のものである。31,32,33は光反射手段であ
る。
FIG. 34 shows a side view of a projection type liquid crystal display in a cabinet. In the figure, reference numerals 12, 3, 4, and 5 are already described. Reference numerals 31, 32, and 33 are light reflecting means.

【0141】前述のモアレ妨害を消去するために、従来
技術においては、スクリン構成部材中に多量の拡散材を
混入する必要があった。このため、投写光が拡散材に吸
収されて、光利用率が低下するという問題があった。ま
た、多量の拡散材の混入によってフォーカス及びコント
ラスト比が劣化し、従って画質劣化を招いていた。
In order to eliminate the above-mentioned moiré disturbance, in the prior art, it was necessary to mix a large amount of diffusing material into the screen constituent member. Therefore, there is a problem that the projection light is absorbed by the diffusing material and the light utilization rate is reduced. In addition, the focus and contrast ratio are deteriorated due to the mixing of a large amount of the diffusing material, and thus the image quality is deteriorated.

【0142】本発明の第5の実施例、投写式液晶ディス
プレイにおいては、図34の光反射手段32を縦方向ま
たは横方向の円筒状とすることによって、モアレ妨害を
低減する。従って多量の拡散材の使用を不要化でき、従
って画質を向上できる。
In the projection type liquid crystal display according to the fifth embodiment of the present invention, the light reflecting means 32 of FIG. 34 is formed in a cylindrical shape in the vertical direction or the horizontal direction to reduce the moire interference. Therefore, it is possible to eliminate the use of a large amount of diffusing material and thus improve image quality.

【0143】モアレ妨害低減原理を図35に示す。The principle of reducing moire interference is shown in FIG.

【0144】同図で32は円筒状光反射手段、34は光
線束の断面である。実線矢印は、光線束の上下端光線、
点線矢印は光線束の左右端光線である。
In the figure, 32 is a cylindrical light reflecting means, and 34 is a cross section of a light beam. The solid arrows are the upper and lower rays of the bundle of rays,
The dotted arrows are the left and right rays of the bundle of rays.

【0145】スクリンを、上下端光線の収束位置に配置
すれば、スクリン上の再生画面において、垂直解像度は
劣化しない。一方水平スポットサイズは図示の通りAの
幅を持つ。この幅Aをレンチキュラーレンズ29のピッ
チTの約1.22倍に選定することによって、前記モア
レ妨害を大幅に低減できる。実用上は、水平デフォーカ
ス幅Aをレンチキュラーレンズ29のピッチTの0.8
倍以上に選定することによって十分その効果が得られ
る。図36に、投写レンズの収差を零と仮定した場合に
おける、円柱ミラーによるモアレ妨害低減効果の計算値
を示す。
If the screen is arranged at the converging position of the upper and lower light rays, the vertical resolution does not deteriorate in the reproduction screen on the screen. On the other hand, the horizontal spot size has a width A as shown. By selecting this width A to be about 1.22 times the pitch T of the lenticular lens 29, the moire interference can be greatly reduced. Practically, the horizontal defocus width A is set to 0.8 of the pitch T of the lenticular lens 29.
The effect can be sufficiently obtained by selecting more than twice. FIG. 36 shows the calculated value of the moire interference reduction effect of the cylindrical mirror when the aberration of the projection lens is assumed to be zero.

【0146】光反射手段32を円柱状化するには、モー
メントを付与すれば良い。モーメントを付与するには、
ミラー自体の重力によるたわみを利用するかまたは、バ
ネ等によってモーメントを付与すれば良い。付与したモ
ーメントをMとすると、ミラーの曲率半径Rは材料力学
に基き、次式で与えられる。
To make the light reflecting means 32 cylindrical, a moment may be applied. To give a moment,
The deflection of the mirror itself due to gravity may be used, or a moment may be applied by a spring or the like. When the given moment is M, the radius of curvature R of the mirror is given by the following equation based on the material mechanics.

【0147】[0147]

【数15】 (Equation 15)

【0148】半径Rと水平デフォーカス幅A、投写距離
D及び光線束の横幅Wとの関係は次式で与えられる。
The relationship between the radius R, the horizontal defocus width A, the projection distance D, and the lateral width W of the light bundle is given by the following equation.

【0149】[0149]

【数16】 [Equation 16]

【0150】上式を用いて、必要とされる半径値、従っ
て必要とされるモーメント値を求めることができ、本実
施例を容易に具現化できる。以上で、ミラーの変形を利
用したモアレ妨害低減の説明を終る。液晶パネル出射部
の工夫によるBSスクリーン用モアレ妨害低減策につい
ては、後述図65〜図70に示される。
The above equation can be used to find the required radius value and therefore the required moment value, and this embodiment can be easily embodied. This is the end of the description of the moire interference reduction utilizing the deformation of the mirror. Measures for reducing the BS screen moire interference by devising the liquid crystal panel emission unit are shown in FIGS.

【0151】図38に本発明を背面投写形ディスプレイ
に応用した場合の正面図を示す。同図で、5はスクリ
ン、177はキャビネット、178,178′はスピー
カ配置部、179,179′は光ディスクプレーヤ,V
TR,光ディスク,テープ等を収納する棚の配置部であ
る。本例は、図26,34に示した実施例と共に用いる
ことが推奨される。何故なら図26,34の実施例を適
用すれば、キャビネットの奥行をコンパクトにできるか
らである。
FIG. 38 shows a front view when the present invention is applied to a rear projection type display. In the figure, 5 is a screen, 177 is a cabinet, 178 and 178 'are speaker placement parts, 179 and 179' are optical disk players, and V
It is an arrangement part of a shelf for storing TRs, optical disks, tapes and the like. This example is recommended for use with the examples shown in FIGS. This is because the depth of the cabinet can be made compact by applying the embodiment of FIGS.

【0152】次に透過式スクリン中に使用されるフレネ
ルシートにおける投写光の内部往復反射に起因するゴー
スト障害について記す。
Next, the ghost trouble caused by the internal reciprocal reflection of the projection light in the Fresnel sheet used in the transmission screen will be described.

【0153】図33に例示した透過式スクリン中のフレ
ネルシートの水平断面図を図39に示す。同図で28′
はフレネルシート、28はフレネルレンズ面である。1
80,180′は有効投写光線、点線181,181′
はゴースト妨害光である。これらの妨害光は水平斜め方
向に向っているため、図33にて既述したブラックスト
ライプ(30)に吸収される。従って、スクリンの左右
端にはゴースト妨害は元来発生しない。しかし、一方、
スクリンの上下端においては、ブラックストライプ(3
0)によって吸収され得ない。従って、画面上には、図
40に示される形式のゴースト妨害が観測される。同図
で5′はスクリン枠であり、4個の丸印は画像である。
182,182′はゴースト妨害像である。
FIG. 39 shows a horizontal sectional view of the Fresnel sheet in the transparent screen shown in FIG. 28 'in the figure
Is a Fresnel sheet, and 28 is a Fresnel lens surface. 1
80 and 180 'are effective projection rays and dotted lines 181 and 181'
Is a ghost disturbing light. Since these disturbing lights are directed in the horizontal oblique direction, they are absorbed by the black stripes (30) described in FIG. Therefore, no ghost interference originally occurs at the left and right ends of the screen. But on the other hand,
Black stripes (3
0) cannot be absorbed. Therefore, a ghost disturbance of the type shown in FIG. 40 is observed on the screen. In the figure, 5'is a screen frame, and four circles are images.
182 and 182 'are ghost interference images.

【0154】発明者は、このゴースト妨害に着目して種
々の実験を試みた。その結果、スクリン入射光の偏波の
方向(電界)を垂直方向に限定することによって、ゴー
スト妨害が大幅に軽減されることを見い出した。
The inventor tried various experiments focusing on this ghost interference. As a result, they found that the ghost interference was significantly reduced by limiting the polarization direction (electric field) of the incident light to the screen.

【0155】スクリン入射光の偏波の方向を垂直方向に
限定することによって、上下端部のゴースト妨害が何故
低減されるかについて解明した結果を次に説明する。図
41に、P−波とS−波の界面反射率の光出射角度依存
性を示す。同図で曲線183はS−波の反射率、184
はP−波の反射率である。各反射率の値は後述式(4
2)によって計算されたものである。P−波の反射率
は、いわゆるブルースタ角において零となる。ブルース
タ角とは、図39において出射角(θ)がtan~11/n
(約56度)に等しくなる角度の意である。実際、背面
投写形ディスプレイにおいて、出射角(θ)はスクリン
の上下端において、通常図41の185に示される領域
に分布している。画面上下端におけるフレネルシートに
対するP−波とは垂直偏波を意味する。
Next, the result of the clarification as to why the ghost interference at the upper and lower ends is reduced by limiting the polarization direction of the screen incident light to the vertical direction will be described. FIG. 41 shows the light emitting angle dependence of the interface reflectance of P-wave and S-wave. In the figure, the curve 183 is the reflectance of the S-wave, 184
Is the reflectance of the P-wave. The value of each reflectance is given by the equation (4
It was calculated by 2). The reflectance of the P-wave is zero at the so-called Brewster angle. The Brewster angle, exit angle in FIG. 39 (theta) is tan ~ 1 1 / n
It means an angle equal to (about 56 degrees). In fact, in a rear projection display, the emission angles (θ) are usually distributed in the region shown by 185 in FIG. 41 at the upper and lower ends of the screen. The P-wave for the Fresnel sheet at the upper and lower ends of the screen means vertically polarized waves.

【0156】従って、光学原理に照らして、スクリン入
射光の偏波の方向を垂直方向に限定することによって上
下端部のゴースト妨害が軽減されることが納得される。
Therefore, in light of the optical principle, it is understandable that the ghost interference at the upper and lower ends is reduced by limiting the polarization direction of the screen incident light to the vertical direction.

【0157】上記実験と考察に基いてなされた本発明の
ひとつの実施例を図42に示す。同図で、16′,1
6,17,3,11,4,5は図26(a)と同様のも
のである。186は本実施例の要部をなすところの偏波
面45度回転用の半波長板であって、液晶パネル(3)
とスクリン(5)との間に配置される。動作原理を同図
187に示す偏波面推移によって説明する。偏波面45
度回転用半波長板16′への入射光は垂直偏波である。
偏光板16の出力光の偏波の方向は、右45度である。
液晶パネル3の出射面の偏光板(図22の20″)を経
た出力光の偏波の方向は、左45度である。半波長板
(186)を経た後の出力光の偏波の方向は垂直とな
る。従って、スクリンへの入射光の偏波の方向を垂直偏
波に限定することができる。従って、スクリンの上下端
部のゴースト妨害を軽減できる。
FIG. 42 shows one embodiment of the present invention made based on the above experiment and consideration. In the figure, 16 ', 1
Reference numerals 6, 17, 3, 11, 4, and 5 are the same as those in FIG. Reference numeral 186 denotes a half-wave plate for rotating a polarization plane of 45 degrees, which is a main part of the present embodiment, and is a liquid crystal panel (3).
And the screen (5). The operating principle will be described with reference to the polarization plane transition shown in FIG. Polarization plane 45
The incident light on the half-wave plate 16 'for rotation is vertically polarized.
The polarization direction of the output light of the polarizing plate 16 is 45 degrees to the right.
The polarization direction of the output light after passing through the polarizing plate (20 ″ in FIG. 22) on the exit surface of the liquid crystal panel 3 is 45 degrees left. The polarization direction of the output light after passing through the half-wave plate (186). Therefore, the polarization direction of the incident light on the screen can be limited to the vertical polarization, and therefore, the ghost interference at the upper and lower ends of the screen can be reduced.

【0158】本実施例の備えるべき必須条件は、スクリ
ンへの入射光の偏波の方向を実質的に垂直方向に限定す
ることである。図42における半波長板(186)の使
用は、本特殊実施例において、上記必須条件を満たすた
めのひとつの十分条件である。何故なら、例えば、液晶
パネル(3)への入力光を水平偏波とし、かつ、その出
力光を垂直偏波に限定することによって、半波長板1
6′,186を削除して、かつ、本実施例の目的とする
スクリン上下端ゴースト妨害低減が可能であり、かつ、
そのような構成は本発明の本実施例の容易な変形のひと
つとして含まれるからである。
The essential condition to be provided in this embodiment is that the polarization direction of the incident light on the screen is limited to the substantially vertical direction. The use of the half-wave plate (186) in FIG. 42 is one sufficient condition for satisfying the above-mentioned essential conditions in this special embodiment. Because, for example, the input light to the liquid crystal panel (3) is horizontally polarized and the output light is limited to vertically polarized light, the half-wave plate 1
6 ', 186 can be deleted, and the screen upper and lower end ghost interference reduction which is the object of this embodiment can be reduced, and
This is because such a configuration is included as one of easy modifications of this embodiment of the present invention.

【0159】更に図33で示されるブラックストライプ
式スクリーンのフレネルシートとブラックストライプシ
ートとの間に半波長板をその光異方性軸を45°斜め方
向に設定して配置することにより、出射光の偏波方向を
水平方向に変換できる。即ち、偏波方向水平化手段とし
て作用する。そうすることによって、ブラックストライ
プシートの入出射面における光反射損失を図41に既述
した原理の応用によって低減できる。従って左右方向へ
の視野角を拡大し、本発明の応用可能分野を拡大でき
る。上記偏波方向水平化手段はブラックストライプシー
トの光出射側に一体化接合して形成しても良い。
Furthermore, by arranging a half-wave plate between the Fresnel sheet and the black stripe sheet of the black stripe type screen shown in FIG. The polarization direction of can be converted to the horizontal direction. That is, it functions as a polarization direction leveling means. By doing so, the light reflection loss at the entrance / exit surface of the black stripe sheet can be reduced by applying the principle described above with reference to FIG. Therefore, the viewing angle in the left-right direction can be expanded, and the applicable fields of the present invention can be expanded. The polarization direction leveling means may be integrally joined to the light emitting side of the black stripe sheet.

【0160】図21において既述した3原色3方向化手
段(13,14,15)の変形例を図43の点線190
内に示す。同図で、12,16,17,3,20は既述
のものである。191は回折格子板、192はミラーで
ある。その詳細構成及び原理を図44に示す。
A modified example of the three-primary-color three-direction directing means (13, 14, 15) described above with reference to FIG. 21 is indicated by a dotted line 190 in FIG.
Shown in In the figure, 12, 16, 17, 3, and 20 are as described above. 191 is a diffraction grating plate, and 192 is a mirror. The detailed structure and principle thereof are shown in FIG.

【0161】191′は回折格子面であって、回折格子
の配列周期はpであり、変調深さはhである。193は
正回折1次光、194は負回折1次光である。関連数式
を次に示す。
Reference numeral 191 'denotes a diffraction grating surface, the diffraction grating array period is p, and the modulation depth is h. Reference numeral 193 is a positive diffraction first order light, and 194 is a negative diffraction first order light. The related formulas are shown below.

【0162】[0162]

【数17】 [Equation 17]

【0163】上式において、nは回折板の屈折率(約
1.5)、αは緑色回折1次光の回折角、λR,λG,λ
Bは各々赤,緑,青の波長である。
In the above equation, n is the refractive index of the diffraction plate (about 1.5), α is the diffraction angle of the green diffracted first-order light, λ R , λ G , and λ.
B is the wavelength of red, green, and blue, respectively.

【0164】式(23)は、回折板(191)の出力零
次光を消去するための条件である。
Expression (23) is a condition for eliminating the output zero-order light of the diffraction plate (191).

【0165】式(24)は、1次光の回折角(α)と回
折格子の配列周期(p)との関係を示す。式(26)は
2色間角度(ω)と回折角(α)との関係を示す。図4
5にこれをグラフ化して示す。図44から了解されるよ
うに、正回折1次光と負回折1次光とは、入射光の方向
を軸として互いに鏡像の関係にある。従って、ミラー
(192)を入射光の方向に平行して配置することによ
り、ミラー(192)の出射光(195)は、正回折1
次光(193)と平行したものとなる。即ちミラー(1
92)は入力負回折1次光を反射して、正回折1次光と
平行な出力光に変換する。図45の斜線部は本発明の有
効範囲を示し、これは式(24)に基き、回折格子の配
列周期(p)が1.6μm以下(α≧20°)0.65
μm以上(α≦55°)に相当する。何故なら、この範
囲を超えると2色間角度(ω)が過小または過大となる
からである。本構成によれば、図21の構成に比べて装
置をより小形化,廉価化できる。
Expression (24) shows the relationship between the diffraction angle (α) of the primary light and the array period (p) of the diffraction grating. Expression (26) shows the relationship between the two-color angle (ω) and the diffraction angle (α). FIG.
This is shown in FIG. As can be understood from FIG. 44, the positive diffraction first-order light and the negative diffraction first-order light have a mirror image relationship with each other with the direction of the incident light as an axis. Therefore, by arranging the mirror (192) in parallel with the direction of the incident light, the outgoing light (195) of the mirror (192) is reflected by the positive diffraction 1
It becomes parallel to the next light (193). That is, the mirror (1
Reference numeral 92) reflects the input negative diffracted first-order light and converts it into output light parallel to the positive diffracted first-order light. The shaded area in FIG. 45 indicates the effective range of the present invention. This is based on the equation (24), and the array period (p) of the diffraction grating is 1.6 μm or less (α ≧ 20 °) 0.65.
This is equivalent to μm or more (α ≦ 55 °). This is because the angle (ω) between the two colors becomes too small or too large when it exceeds this range. With this configuration, the device can be made smaller and less expensive than the configuration of FIG.

【0166】本発明者は、かつて、特願平04−054
749号の図12において、回折格子の利用を提案し
た。しかし該提案においては、正回折1次光のみが利用
されており負回折1次光が利用されていない。従って、
図43,44に示した本発明によれば、特願平04−0
54749号に比べて、光利用効率を向上することがで
きる。
The present inventor once found that Japanese Patent Application No. 04-054
In FIG. 12 of 749, the use of a diffraction grating was proposed. However, in this proposal, only the positive diffraction first-order light is used and the negative diffraction first-order light is not used. Therefore,
According to the present invention shown in FIGS. 43 and 44, Japanese Patent Application No. 04-0
The light utilization efficiency can be improved as compared with 54749.

【0167】図43のひとつの変形例を図52に示す。
同図で点線190′の内部が、3原色3方向化手段であ
る。図43においては、光透過式の回折格子板を用いた
のに対し、図52においては反射式の回折格子板38を
用いている。38′は回折反射面である。本例において
は、出力零次光を消去するための条件式は、式(23)
の代りに、回折格子の深さ:h=λG/4を用いる。こ
れは、180度の位相差を付与するという物理的意味に
おいて、式(23)と同一である。従って、式(24)
〜(26)もそのまま適用できる。従って動作原理も同
様である。
FIG. 52 shows a modification of FIG. 43.
In the figure, the inside of a dotted line 190 'is a three-primary-color three-direction directing means. In FIG. 43, a light transmission type diffraction grating plate is used, whereas in FIG. 52, a reflection type diffraction grating plate 38 is used. 38 'is a diffractive reflection surface. In this example, the conditional expression for eliminating the output zero-order light is expressed by Expression (23).
Instead of, the depth of the diffraction grating: h = λ G / 4 is used. This is the same as the equation (23) in the physical meaning of giving a phase difference of 180 degrees. Therefore, equation (24)
(26) can be applied as they are. Therefore, the operation principle is the same.

【0168】図53に更に他のひとつの変形例を示す。
同図で39は回折反射面(38′)をゴミ等から保護す
るための透明コーティングである。コーティング媒質の
屈折率をnとした場合、回折格子の深さは、h′=λG
/4nと前例に比べてより浅くすることができる。従っ
て、その製造が容易化される。
FIG. 53 shows still another modification.
In the figure, 39 is a transparent coating for protecting the diffraction reflection surface (38 ') from dust and the like. When the refractive index of the coating medium is n, the depth of the diffraction grating is h ′ = λ G
It can be made shallower than / 4n as compared with the previous example. Therefore, its manufacture is facilitated.

【0169】更に他のひとつの変形例を図46に示す。
同図で191′,196,197が本構成の要部であっ
て、その詳細は図47に示される。198は、色純度向
上のための中間色減衰用フィルタであって、光源中に含
まれる水銀の発生する橙色成分等を減衰させる。具体的
には、周知の多層干渉膜フィルタまたは、着色樹脂フィ
ルタを使用できる。図47において、191′は既述の
ものであって、3原色光を6方向化する。197はプリ
ズム列である。
FIG. 46 shows still another modification.
In the figure, reference numerals 191 ', 196 and 197 are the main parts of this configuration, and the details thereof are shown in FIG. Reference numeral 198 denotes an intermediate color attenuation filter for improving color purity, which attenuates an orange component or the like generated by mercury contained in the light source. Specifically, a well-known multilayer interference film filter or a colored resin filter can be used. In FIG. 47, reference numeral 191 'is as described above, and the three primary color lights are made into six directions. 197 is a prism array.

【0170】プリズム角(β)の大きさは、正負回析青
色1次光の間の角度(2α′)以下に選定される。更に
プリズム角(β)は出射青色が正負互いに平行となるよ
うに選定される。従って、196を3原色5方向化手段
と称することができる。
The size of the prism angle (β) is selected to be equal to or less than the angle (2α ′) between the positive and negative diffracted blue primary lights. Further, the prism angle (β) is selected so that the outgoing blue color is parallel to each other. Therefore, 196 can be referred to as a three-primary-color five-direction direction unit.

【0171】図46,47における液晶パネル手段
(3)の画素(20)の配列は、RGBG,RGBG,
RGBGとしてある。レンチキュラレンズ板(17)は
その配列周期をRGBG1区間の幅に等しく設定してあ
る。レンチキュラレンズ板の厚みはレンチキュラレンズ
の焦点距離にほぼ等しく選定する。(但し、図では圧縮
表示してある。)そうすることによって、5方向を有す
る入力光(青:1方向,赤:2方向,緑:2方向)を、
各々R,G,B,G,Rの画素の位置へ導くことができ
る。図47においてプリズム列(197)の配列周期
は、レンチキュラレンズのそれと合致させる必要はな
く、任意(約1mm〜0.1mm)に選定して良い。何
故なら、プリズム列(197)とレンチキュラレンズの
間に距離を設けることにより、両者の間のモアレ妨害を
容易に消去できるからである。
The arrangement of the pixels (20) of the liquid crystal panel means (3) in FIGS. 46 and 47 is RGBG, RGBG,
It is RGBG. The array period of the lenticular lens plate (17) is set equal to the width of the RGBG1 section. The thickness of the lenticular lens plate is selected to be approximately equal to the focal length of the lenticular lens. (However, it is shown compressed in the figure.) By doing so, input light having 5 directions (blue: 1 direction, red: 2 directions, green: 2 directions),
It is possible to lead to the positions of R, G, B, G, and R pixels, respectively. In FIG. 47, the array period of the prism array (197) does not have to match that of the lenticular lens, and may be arbitrarily selected (about 1 mm to 0.1 mm). This is because by providing a distance between the prism array (197) and the lenticular lens, moire interference between the two can be easily eliminated.

【0172】図46の構成によれば、既述の光利用率向
上効果に加えて、更に、画素配列模様を視覚心理と整合
させ得るという効果が得られる。周知の通り、緑色は、
細部の分解能に最も大きく寄与する。従って、緑色の画
素の数を赤,青の各々の数の2倍とする上記構成は視覚
心理上、好ましい性質を有する。
According to the configuration of FIG. 46, in addition to the effect of improving the light utilization rate described above, the effect that the pixel arrangement pattern can be matched with the visual psychology can be obtained. As is well known, green is
It contributes most to the resolution of details. Therefore, the above configuration in which the number of green pixels is twice the number of each of red and blue has a preferable property in terms of visual psychology.

【0173】尚、図47の構成はプリズム(197)に
よって色分解しているのではないことに注意されたい。
本構成においては、色分解は、回折格子(191′)に
よって達成される。従って、プリズム(197)は光を
屈折するのみである。以上で図46,47の説明を終
る。
It should be noted that the structure of FIG. 47 is not color-separated by the prism (197).
In this configuration, color separation is achieved by the diffraction grating (191 '). Therefore, the prism (197) only refracts light. This is the end of the description of FIGS.

【0174】更に上例の変形として、画素配列を(RG
BBGR)とし、図47の正負回析青色1次光を平行と
せずに両者間に集中角ωを設けることも可能である。こ
れを3原色6方向化、6方向6位置化と称する。
As a modification of the above example, the pixel array is (RG
BBGR), and the positive and negative diffracted blue primary light in FIG. This is referred to as three primary colors in six directions and six directions in six positions.

【0175】次に、図21,図43,図46における液
晶パネル手段(3)の入射側薄ガラス板の形成法につい
て記す。
Next, a method of forming the incident side thin glass plate of the liquid crystal panel means (3) in FIGS. 21, 43 and 46 will be described.

【0176】図48において、198は従来の液晶パネ
ル手段、3は本発明の液晶パネル手段、20は画素列、
2は入射側ガラス板の厚み、T3は出射側ガラス板の厚
みである。従来技術においては対角10インチサイズの
ものにおいては、T2,T3は相等しく、かつ、約1mm
であった。より薄いガラス板を用いることは、画精度不
足及び局所温度分布異常に起因する変形等の故に適さな
いと考えられていた。
In FIG. 48, 198 is a conventional liquid crystal panel means, 3 is a liquid crystal panel means of the present invention, 20 is a pixel column,
T 2 is the thickness of the incident side glass plate, and T 3 is the thickness of the exit side glass plate. In the prior art, in the case of a diagonal size of 10 inches, T 2 and T 3 are equal to each other and about 1 mm.
Met. It has been considered that using a thinner glass plate is not suitable due to insufficient image accuracy and deformation due to local temperature distribution abnormality.

【0177】本発明の液晶パネル手段(3)の入射側,
出射側ガラス板の厚みT2,T3の具体例は約0.2mm
及び1mmである。次に形成手順の概略を記す。
The incident side of the liquid crystal panel means (3) of the present invention,
A specific example of the thicknesses T 2 and T 3 of the exit side glass plate is about 0.2 mm
And 1 mm. Next, the outline of the forming procedure will be described.

【0178】(1)出射側ガラス板の光入射側に従来技
術と同様に配線パタン,TFT,電荷保持用キャパシタ
及び、配光膜を形成する。
(1) A wiring pattern, a TFT, a charge holding capacitor, and a light distribution film are formed on the light-incident side of the exit side glass plate as in the prior art.

【0179】(2)入射側ガラス板に実装時等分布価重
状密着力付与用プレアニールを施こす。プレアニール形
状の詳細は後述する。
(2) The incident side glass plate is subjected to pre-annealing for providing an even distribution valence heavy adhesion at the time of mounting. Details of the pre-annealed shape will be described later.

【0180】(3)入射側ガラス板の光出射側に従来技
術と同様に、透明導電膜(ITO)及び配光膜を形成す
る。
(3) A transparent conductive film (ITO) and a light distribution film are formed on the light exit side of the incident side glass plate as in the prior art.

【0181】(4)出射側ガラス板のTFT側の面に球
状スペーサ(数μm径)を一様に分布させる。周辺4辺
部には封止用の土手を形成する。
(4) Spherical spacers (diameter of several μm) are uniformly distributed on the surface of the exit side glass plate on the TFT side. Banks for sealing are formed on the four sides of the periphery.

【0182】(5)出射側ガラス板の上に入射側ガラス
板を重ねる。
(5) The incident side glass plate is superposed on the emitting side glass plate.

【0183】(6)両ガラス間のギャップに液晶を注入
し、封止する。
(6) Liquid crystal is injected into the gap between the two glasses and sealed.

【0184】上記形成手順の内、従来技術と異なるの
は、(2)項のプレアニールのみである。プレアニール
について以下に記す。
Of the above-mentioned forming procedures, the only difference from the prior art is the pre-annealing of item (2). The pre-annealing is described below.

【0185】図49に判り易く原理を示す。同図で19
9は無重力状態での平板を示す。200は、平板199
に重力を作用させると自重によって、たわむことを示
す。201は、プレアニールされた板の無重力状態にお
ける形状である。202は適切にプレアニールされた板
201に重力を作用させると平板となることを示す。
The principle is shown in FIG. 49 for easy understanding. 19 in the figure
9 shows a flat plate in a weightless state. 200 is a flat plate 199
It is shown that when gravity is applied to, it bends due to its own weight. 201 is the shape of the pre-annealed plate in the weightless state. Reference numeral 202 indicates that the plate 201 which has been appropriately pre-annealed becomes a flat plate when gravity is applied.

【0186】重力を作用させた状態においても、薄板が
上方への密着力を有するためには、更にプレアニールを
強めておく必要がある。以下にその条件を数式によって
示す。
Even if gravity is applied, the pre-annealing must be further strengthened in order for the thin plate to have an upward adhesive force. The conditions are shown below by mathematical expressions.

【0187】材料力学によれば、薄板の曲率θ1と加重
の面積密度F2の間には次式の関係がある。
According to the material mechanics, there is the following relationship between the curvature θ 1 of the thin plate and the weighted area density F 2 .

【0188】[0188]

【数18】 (Equation 18)

【0189】プレアニールはひとつの次元方向(通常は
短辺の方向)についてのみ板を反らせるので、その次元
方向に沿って測られた沿面座標をSとすると式(27)
中のΔθ1はθ1″となる。
Since the pre-annealing warps the plate only in one dimension (usually the direction of the short side), letting S be the creepage coordinate measured along that dimension, equation (27)
Δθ 1 in the inside becomes θ 1 ″.

【0190】[0190]

【数19】 [Formula 19]

【0191】重力作用状態においても密着力を付与する
ための条件は次式となる。
The condition for applying the adhesive force even in the gravitational action state is as follows.

【0192】[0192]

【数20】 (Equation 20)

【0193】式(30)の微分方程式を解いて次式を得
る。
The following equation is obtained by solving the differential equation of equation (30).

【0194】[0194]

【数21】 [Equation 21]

【0195】曲率θ1は図49に併記したガウスの複素
数座標(x,jy)=zを用いると次式となる。
The curvature θ 1 is given by the following equation by using the Gaussian complex coordinate (x, jy) = z shown in FIG.

【0196】[0196]

【数22】 [Equation 22]

【0197】式(36)を数値積分法によってコンピュ
ータ計算した結果をグラフ化して図50に示す。式(3
6)は複素数であり、既述定義に基き、その実部をx、
虚部をyとして右半分のみをグラフ表示してある。
FIG. 50 is a graph showing the result of computer calculation of the equation (36) by the numerical integration method. Expression (3
6) is a complex number, whose real part is x,
Only the right half of the graph is displayed with the imaginary part as y.

【0198】上記の記述によって理解される通り、薄板
の曲率の沿面1次元座標(s)に関する2次微分によっ
て決まるところの密着圧力を薄板の自重よりも大とする
ようにプレアニールを薄板に施こしておくことによっ
て、液晶パネル手段の画素形成部に常に安定に密着圧力
を付与することが実現される。本製造方法は、特に対角
サイズ15インチを超える大形のパネルに適用すること
が有効である。
As can be understood from the above description, pre-annealing is applied to the thin plate so that the adhesion pressure, which is determined by the second derivative with respect to the one-dimensional coordinate (s) of the curvature of the thin plate, is larger than the own weight of the thin plate. By doing so, it is possible to always apply a stable contact pressure to the pixel forming portion of the liquid crystal panel means. This manufacturing method is particularly effective when applied to a large-sized panel having a diagonal size of more than 15 inches.

【0199】図51に両面レンチキュラレンズ17の構
成材質を示す。同図で203は約0.5〜2mm厚のガ
ラス基材、204,205はアクリル系等の紫外線硬化
樹脂であって、ガラス基材(203)の表面に形成さ
れ、その厚みは通常約0.1mm以内である。従って両
面レンチキュラレンズ全体としての同図左右方向の線膨
張率はほぼガラス基材のそれに合致し、従って液晶パネ
ル手段のそれに合致する。両面レンチキュラレンズの4
辺端(上下端及び左右端)は液晶パネル手段(3)へ接
着固定される。
FIG. 51 shows the constituent materials of the double-sided lenticular lens 17. In the figure, 203 is a glass base material having a thickness of about 0.5 to 2 mm, and 204 and 205 are ultraviolet curing resins such as acrylic resin, which are formed on the surface of the glass base material (203), and the thickness thereof is usually about 0. Within 1 mm. Therefore, the coefficient of linear expansion of the double-sided lenticular lens as a whole in the left-right direction in the figure substantially matches that of the glass substrate, and therefore matches that of the liquid crystal panel means. Double-sided lenticular lens 4
Edges (upper and lower edges and left and right edges) are adhesively fixed to the liquid crystal panel means (3).

【0200】従って、レンチキュラレンズの配列位相と
液晶パネル手段(3)内の画素配列位相とが温度変化に
対して実質的に不変に保たれ得る。尚、上記4辺端接着
の代替手段として、液晶パネルと両面レンチキュラーレ
ンズとの間の空間にその屈折率がレンチキュラーレンズ
媒質の屈折率より小さ媒質(例えばシリコーン樹脂)を
充填することによって面全体を接着しても良い。
Therefore, the arrangement phase of the lenticular lenses and the arrangement phase of the pixels in the liquid crystal panel means (3) can be kept substantially unchanged with respect to the temperature change. As an alternative to the four edge bonding, the space between the liquid crystal panel and the double-sided lenticular lens is filled with a medium whose refractive index is smaller than that of the lenticular lens medium (for example, silicone resin) to cover the entire surface. You can glue it.

【0201】図51において、仮りに基材203を樹脂
材で構成すると、液晶パネル手段との間に約70ppm
/℃の線膨張率差を生じる。従って14℃の温度変化に
よって0.1%の伸縮差(パネルサイズ片側100mm
の場合0.1mmの差)を生じてしまう。これは画素サ
イズにほぼ等しい値故、画面左右端で全く色調が狂って
しまう。
In FIG. 51, if the base material 203 is made of a resin material, the distance between the base material 203 and the liquid crystal panel means is about 70 ppm.
A difference in linear expansion coefficient of / ° C occurs. Therefore, 0.1% difference in expansion and contraction due to a temperature change of 14 ° C (panel size 100 mm on one side
In that case, a difference of 0.1 mm) occurs. Since this value is almost equal to the pixel size, the color tones are totally wrong at the left and right edges of the screen.

【0202】即ち、レンチキュラーレンズ(17)の基
材を液晶パネル手段(3)と同質のガラス材として構成
することにより、温度変化に伴う色調の変化を未然に防
止することができる。
That is, by forming the base material of the lenticular lens (17) as a glass material of the same quality as the liquid crystal panel means (3), it is possible to prevent change in color tone due to temperature change.

【0203】既述の通り本発明の第1の実施例は、光軸
に関して回転対称な光学系に属している。そのアスペク
トミスマッチ損失は、従来技術に比べてかなり改善され
るが未だミスマッチ損失が残っている。このアスペクト
ミスマッチ損失を更に低減して光利用率を向上するため
のコリメータの変形例の基本構成を図54に示す。
As described above, the first embodiment of the present invention belongs to an optical system which is rotationally symmetric with respect to the optical axis. The aspect mismatch loss is considerably improved as compared with the prior art, but the mismatch loss still remains. FIG. 54 shows a basic configuration of a modified example of the collimator for further reducing the aspect mismatch loss and improving the light utilization rate.

【0204】図54において、1は光源,3は液晶パネ
ルである。説明の便宜上、光源を原点として緯度,経度
東西南北の定義された極座標系に基いて説明する。50
1は西半球に配置された球面状光反射手段,502は第
1方向光偏向手段,503は第2方向光偏向手段であ
る。502,503は本変形例のコリメータ手段を形成
する。504は、単に省略記号である。
In FIG. 54, 1 is a light source and 3 is a liquid crystal panel. For convenience of explanation, description will be given based on a defined polar coordinate system of latitude, longitude, east, west, north, and south with the light source as the origin. Fifty
Reference numeral 1 is a spherical light reflecting means arranged in the western hemisphere, 502 is a first direction light deflecting means, and 503 is a second direction light deflecting means. Reference numerals 502 and 503 form the collimator means of this modification. 504 is simply an ellipsis.

【0205】同図において、球面状光反射手段(50
1)は光源(1)から西半球に放射された光を光源
(1)へと再帰させ、東半球へと再放射させるように作
用する。第1方向光偏向手段(502)は、緯度低減方
向に光を偏向するように作用する。第2方向光偏向手段
(503)は、経度拡がり低減方向に光を偏向するよう
に作用する。上記第1方向光偏向手段及び第2方向光偏
向手段の作用によって、その出力光の断面を大略長方形
形状とすることができる。従って、従来技術におけるア
スペクト比ミスマッチ損失を解消し、光利用率を向上す
ることができる。
In the figure, spherical light reflecting means (50
1) acts so that the light emitted from the light source (1) to the western hemisphere is returned to the light source (1) and re-emitted to the eastern hemisphere. The first direction light deflector (502) acts to deflect the light in the latitudinal reduction direction. The second direction light deflecting means (503) acts so as to deflect the light in the longitude spread reduction direction. By the action of the first-direction light deflecting means and the second-direction light deflecting means, the cross section of the output light can be made into a substantially rectangular shape. Therefore, the aspect ratio mismatch loss in the prior art can be eliminated and the light utilization rate can be improved.

【0206】上記基本構成の具体例のひとつを図55に
示す。同図の上半分(A)は正面断面図であり、下半分
(B)は立面断面図,即ち、赤道断面図である。同図に
おいて、1は光源,11はそのステム,3は液晶パネ
ル,501は西半球に配置された球面状光反射手段,5
02は東半球に配置された半円筒状の第1方向光偏向手
段,503は東半球に配置された第2方向光偏向手段,
504は省略記号である。503は503−1,503
−2,503−3,503−2′,503−3′で示さ
れる各平板状のリニアフレネルシートから構成される。
第1方向光偏向手段(502)は、図示の通り、その外
面側にリニアフレネルレンズ面(502−1)が形成さ
れた半円筒状のフレネルシートである。該円筒形状は、
予め平板状に製造された薄い平板状フレネルシートを、
円筒状にアニールすることによって容易に具現化でき
る。または、平板状フレネルシートを、別途製造された
強固な透明半円筒体の外面に接着することによって形成
することができる。
FIG. 55 shows one specific example of the above basic configuration. The upper half (A) is a front sectional view, and the lower half (B) is an elevation sectional view, that is, an equator sectional view. In the figure, 1 is a light source, 11 is its stem, 3 is a liquid crystal panel, 501 is a spherical light reflecting means arranged in the western hemisphere, 5
Reference numeral 02 denotes a semi-cylindrical first-direction light deflector arranged in the eastern hemisphere, 503 denotes second-direction light deflector arranged in the eastern hemisphere,
504 is an ellipsis symbol. 503 is 503-1, 503
Each of the flat linear Fresnel sheets indicated by -2, 503-3, 503-2 'and 503-3'.
The first direction light deflecting means (502) is a semi-cylindrical Fresnel sheet having a linear Fresnel lens surface (502-1) formed on the outer surface side thereof, as shown in the figure. The cylindrical shape is
A thin flat plate Fresnel sheet manufactured in advance into a flat plate,
It can be easily realized by annealing in a cylindrical shape. Alternatively, it can be formed by adhering a flat Fresnel sheet to the outer surface of a rigid transparent semi-cylindrical body that is separately manufactured.

【0207】以上で図55の構成の説明を終り、次にそ
の作用を説明する。同図で光源(1)から放射される矢
印付実線は光線の経路を示す。角θは光放射方向を示す
緯度成分,hは液晶パネル(3)上の緯度方向距離座
標,角φは光放射方向を示す経度成分,kは液晶パネル
(3)上の経度方向距離座標である。
Above, the explanation of the configuration of FIG. 55 is finished, and then its operation will be explained. In the figure, the solid line with an arrow emitted from the light source (1) indicates the path of the light beam. The angle θ is the latitude component indicating the light emitting direction, h is the latitude distance coordinate on the liquid crystal panel (3), the angle φ is the longitude component indicating the light emitting direction, and k is the longitude distance coordinate on the liquid crystal panel (3). is there.

【0208】第1方向光偏向手段(502)は、図示の
通り緯度低減方向に光を屈折偏向する。その際次式を満
たすように第1方向光偏向手段(502)の偏向角を選
定すると、緯度方向に関して、液晶パネル(3)の入射
面の照度を該手段(502)の入射面のそれに比べてよ
り一様化,改善することができる。その理由は、点光源
を中心として測られる立体角が緯度(θ)の正弦に比例
するからである。(注:いわゆるメルカトール図法で
は、式(38)の右辺の代りにθを用いているために北
極,南極近傍の面が不当に拡大されてしまう。)
The first direction light deflecting means (502) refracts and deflects light in the latitudinal direction as shown in the figure. At that time, when the deflection angle of the first direction light deflecting means (502) is selected so as to satisfy the following equation, the illuminance of the incident surface of the liquid crystal panel (3) is compared with that of the incident surface of the means (502) in the latitudinal direction. Can be made more uniform and improved. The reason is that the solid angle measured around the point light source is proportional to the sine of the latitude (θ). (Note: In the so-called Mercator projection, θ is used instead of the right side of Eq. (38), so the planes near the North and South poles are unduly enlarged.)

【0209】[0209]

【数23】 (Equation 23)

【0210】ここに、θは緯度,hは液晶パネル(3)
上の緯度方向距離座標である。
Here, θ is the latitude, and h is the liquid crystal panel (3).
It is the upper latitude coordinate.

【0211】以上で第1方向光偏向手段(502)説明
を終り、次に第2方向光偏向手段(503)について説
明する。図55の立面図(b)は上下対称故上半分につ
いてのみ説明する。第2方向光偏向手段(503)は、
図示の通り、経度拡がり低減方向に光を屈折偏向する。
その際、各フレネルシート503−1,503−2′,
503−3′の偏向角の合計が次式を満たすように偏向
角を設定する。
Above, the description of the first-direction light deflecting means (502) is finished, and then the second-direction light deflecting means (503) will be explained. Since the elevation view (b) of FIG. 55 is vertically symmetrical, only the upper half will be described. The second-direction light deflector (503) is
As shown in the figure, the light is refracted and deflected in the longitude spread reduction direction.
At that time, each Fresnel sheet 503-1, 503-2 ',
The deflection angles are set so that the total of the deflection angles 503-3 'satisfies the following equation.

【0212】[0212]

【数24】 [Equation 24]

【0213】ここに、φは経度,kは液晶パネル(3)
上の経度方向距離座標である。
Here, φ is the longitude and k is the liquid crystal panel (3).
It is the upper longitude coordinate.

【0214】上式は、光源からの光放射特性が一般に経
度方向にほゞ回転対称であることに基く。
The above equation is based on the fact that the light emission characteristic from the light source is generally rotationally symmetrical in the longitudinal direction.

【0215】同図に示した通り、フレネルシート503
−2′と503−3′とを互いに鏡面対称形とすること
が簡明な設計手法である。即ち、フレネルシート(50
3−2′)の各位置に入射された光が、フレネルシート
面の法線方向に平行に出射して、フレネルシート(50
3−3′)への入射光となり、更にその出射光が、1′
で示される方向(点線にて図示)へと出射されるように
設定する。(フレネルレンズのプリズム角の設計公式は
式17にて既述である。)図55において、点1′は、
フレネルシート(503−2′/3′)に関して、光源
(1)と鏡面対称に位置する点である。
As shown in the figure, the Fresnel sheet 503
It is a simple design method to make -2 'and 503-3' mirror-symmetrical to each other. That is, Fresnel sheet (50
The light incident on each position of 3-2 ') is emitted parallel to the normal direction of the Fresnel sheet surface, and the Fresnel sheet (50
3-3 ′) becomes incident light, and the emitted light is 1 ′.
It is set so that the light is emitted in the direction indicated by (dotted line). (The design formula of the prism angle of the Fresnel lens has already been described in Equation 17.) In FIG. 55, the point 1'is
The Fresnel sheet (503-2 '/ 3') is located at a mirror-symmetrical position with respect to the light source (1).

【0216】フレネルシートの材質としてはアッベ数の
大きい、即ち色収差の少ない、メタクリル樹脂が適切で
ある。フレネルシート(503−1)の対応部は上記出
射光を受けて、式(39)がほゞ成立するように、液晶
パネル(3)の方向へと光を屈折偏向する。
As a material of the Fresnel sheet, a methacrylic resin having a large Abbe number, that is, a small chromatic aberration is suitable. The corresponding portion of the Fresnel sheet (503-1) receives the emitted light and refracts and deflects the light toward the liquid crystal panel (3) so that the expression (39) is substantially satisfied.

【0217】以上で図55の基本部分の原理,作用,構
成法の説明を終り、次に補足的部分について説明する。
Above, the explanation of the principle, operation, and construction method of the basic portion of FIG. 55 is completed, and then the supplementary portion will be explained.

【0218】図55の正面断面図(A)においては図の
外観上の不要な複雑さを避けるために、フレネルシート
(503−2,2′,503−3,3′)図示を省いて
ある。
In the front sectional view (A) of FIG. 55, the Fresnel sheets (503-2, 2 ', 503-3, 3') are not shown in order to avoid unnecessary complexity in the appearance of the drawing. .

【0219】図55(B)において、式(39)k〜φ
関係を満たすために、区間Dにおいて、光線は経度方向
に若干傾斜補正してある。傾斜補正を不要化するには、
フレネルシート(503−1)を平板状でなく曲板状
(503−1′の点線)とすれば良い。即ち、曲板(5
03−1′)への光入射座標が式(39)を満たすよう
に配置すれば良い。そのためには、該曲板の2次元座標
対が、(φcotφ,φ)に比例するような形状とすれ
ば良い。更に該曲板の形状を折線状に近似した形状とし
ても良い。そうすることによって、廉価にかつ、容易に
構成することができる。
In FIG. 55 (B), equations (39) k to φ
In order to satisfy the relationship, in section D, the rays are slightly tilt-corrected in the longitudinal direction. To eliminate tilt correction,
The Fresnel sheet (503-1) may have a curved plate shape (dotted line 503-1 ') instead of the flat plate shape. That is, the curved plate (5
It is sufficient to arrange so that the light incident coordinates on 03-1 ') satisfy Expression (39). For that purpose, the two-dimensional coordinate pair of the curved plate may be shaped so as to be proportional to (φcotφ, φ). Further, the curved plate may have a shape similar to a polygonal line. By doing so, it can be constructed inexpensively and easily.

【0220】図55において南北端に配置された50
5,505′は半円環状光反射手段である。
50 located at the north and south ends in FIG.
5,505 'are semi-annular light reflecting means.

【0221】該505/505′は、図の不要な複雑さ
を避けるために、正面断面図(A)側にのみ記してあ
る。該505/505′は、南北両極達の方向に放射さ
れる光の方向の緯度を反転して、有効に活用するための
ものである。該505/505′は、半円筒(502)
の内側筒面またはき南北端側面に半円筒(502)と接
近して(または、接着して)構成される。
The 505/505 'is shown only on the front sectional view (A) side in order to avoid unnecessary complexity of the drawing. The reference numeral 505/505 'is for reversing the latitude in the direction of the light emitted in the directions of the north and south poles and effectively utilizing it. The 505/505 'is a half cylinder (502)
The inner cylindrical surface or the north-south end side surface of the semi-cylindrical (502) is arranged close to (or adhered to).

【0222】506−1,−2,−3,−4は各々光路
の外縁に沿って配置された導光壁手段であって、鏡また
は整方器壁が使用される。該導光壁は、液晶パネル
(3)の周辺部の照度がその中央部のそれに比べて低下
するのを防止する作用を有する。該整方器式導光壁手段
は、後掲図62における整方器の原理を応用したもので
別途後述される。
Reference numerals 506-1, -2, -3, and -4 are light guide wall means arranged along the outer edge of the optical path, and mirrors or square walls are used. The light guide wall has a function of preventing the illuminance of the peripheral portion of the liquid crystal panel (3) from being lower than that of the central portion thereof. The squarer type light guide wall means applies the principle of the squarer shown in FIG. 62, which will be described later.

【0223】フレネルシート(503−1)と液晶パネ
ル(3)との間の距離(D)が液晶パネル(3)の寸法
に比べて非常に小さい応用例においては、液晶パネル
(3)への入射光を平行化するために、パネル(3)の
光入射側に更にレンズ手段を追加することが有効であ
る。あるいは、該レンズ手段によって、光を、液晶パネ
ル(3)の出射側に配置される投写レンズ手段の入射ひ
とみの方向へとコリメートすることが有効である。
In an application where the distance (D) between the Fresnel sheet (503-1) and the liquid crystal panel (3) is very small compared to the size of the liquid crystal panel (3), the liquid crystal panel (3) is In order to collimate the incident light, it is effective to add lens means to the light incident side of the panel (3). Alternatively, it is effective that the lens means collimates light in the direction of the entrance pupil of the projection lens means arranged on the exit side of the liquid crystal panel (3).

【0224】Dの値が液晶パネル(3)の寸法に比べて
同程度以上である場合には、そのようなレンズ手段を追
加する必要がない。何故なら、既に液晶パネル(3)へ
の入射光は充分平行だからである。
When the value of D is equal to or larger than the size of the liquid crystal panel (3), it is not necessary to add such lens means. This is because the incident light on the liquid crystal panel (3) is already sufficiently parallel.

【0225】図55において、液晶パネル(3)の経度
方向の寸法(X)の緯度方向の寸法(Y)に対する比、
即ちアスペクト比は約2である。従って、前者を画面の
横幅(水平幅)に対応させ、後者を画面の縦幅(垂直
幅)に対応させることが通常の用途に適している。
In FIG. 55, the ratio of the dimension (X) in the longitude direction of the liquid crystal panel (3) to the dimension (Y) in the latitude direction,
That is, the aspect ratio is about 2. Therefore, it is suitable for normal use to make the former correspond to the horizontal width (horizontal width) of the screen and the latter to correspond to the vertical width (vertical width) of the screen.

【0226】該アスペクト比の値をKとすると、図55
の配置例においては、次式で与えられる。
If the value of the aspect ratio is K, then FIG.
In the arrangement example of, the following equation is given.

【0227】[0227]

【数25】 (Equation 25)

【0228】従ってK値を更に大とするには、D503
/D502比を大とすれば良い。
Therefore, in order to further increase the K value, D503
The / D502 ratio should be large.

【0229】逆にK値を小さくするには、ふたつの方法
がある。第1の方法を図56に示す。同図において、
1,3,11,501,502,503,504は既述
のものである。本図においては、南北端光線(508−
1,508−2)を発散的としている点が図55とは異
なる。このことによって、走行距離(D)に応じて、そ
の縦幅(Y)をより大きくすることができ、従って、ア
スペクト比をより小さくすることができる。507は、
コリメータ用リニアフレネルシートである。D値がパネ
ル(3)の寸法に比べて十分大きい場合にはこのシート
(507)を省略することができる。本例においても、
既述式(38)のh〜θ関係を満たすことが、パネル
(3)面照度の一様化改善に有効である。以上で図56
の説明を終る。
On the contrary, there are two methods for reducing the K value. The first method is shown in FIG. In the figure,
1, 3, 11, 501, 502, 503, 504 are already described. In this figure, the north-south ray (508-
1, 508-2) is divergent, which is the difference from FIG. As a result, the vertical width (Y) can be increased according to the traveling distance (D), and thus the aspect ratio can be decreased. 507 is
A linear Fresnel sheet for a collimator. If the D value is sufficiently larger than the size of the panel (3), this sheet (507) can be omitted. Also in this example,
It is effective to improve the uniformity of the illuminance of the panel (3) by satisfying the relationship of h to θ in the above-mentioned expression (38). FIG.
Ends the explanation.

【0230】図56においては、区間Dにおける緯度方
向拡大を利用したが、逆に、区間Dにおいて、経度方向
縮小を用いても良い。そのためには、フレネルシート
(503−1)の出射側に鏡面対称式に異なるパワーを
有するもう一枚のフレネルシートを追加すれば良い。
In FIG. 56, the latitude direction enlargement in the section D is used, but conversely, the longitude direction reduction in the section D may be used. For that purpose, another Fresnel sheet having different powers in a mirror-symmetrical manner may be added to the emission side of the Fresnel sheet (503-1).

【0231】アスペクト比低減のための第2の方法は偏
光ビームスプリッタとミラーを用いて南北幅(縦幅)を
約2倍化する方法である。そのための図面は別途図62
に併記される。その場合アスペクト比は半減されるた
め、式(40′)のK′となる。
The second method for reducing the aspect ratio is to double the north-south width (vertical width) by using a polarization beam splitter and a mirror. The drawing for that is shown in FIG.
Will also be written. In that case, the aspect ratio is halved, and therefore K ′ in the equation (40 ′) is obtained.

【0232】以上で図55の補足的部分の説明を終る。This completes the description of the supplementary portion of FIG.

【0233】次に図55に示したコリメータの局所変形
例を図57に示す。図57が図55と異なる点は、50
2′と503′−1のみであって、その他は若干省略表
示されているがほゞ同一である。502′は第1方向光
偏向手段であって、非球面の半トロイダル状である。5
03′−1は第2方向光偏向手段503′の一部を形成
する所の非球面柱状レンズである。hとθとの関係及び
kとφとの関係は既述の式(38),(39)に示した
通りである。従ってその動作原理も同一である。但し本
例においては、残念乍ら半円環状光反射手段(図55の
505/505′)はその効果を発揮し得ない。以上で
図57の説明を終る。
Next, FIG. 57 shows a local modification of the collimator shown in FIG. 57 is different from FIG. 55 in that
Only 2'and 503'-1 are shown, and the others are slightly omitted, but they are almost the same. 502 'is a first-direction light deflecting means, which is an aspherical semi-toroidal shape. 5
Reference numeral 03'-1 is an aspherical columnar lens forming a part of the second-direction light deflector 503 '. The relationship between h and θ and the relationship between k and φ are as shown in the above equations (38) and (39). Therefore, the operation principle is also the same. However, in this example, unfortunately, the semi-annular light reflecting means (505/505 'in FIG. 55) cannot exert its effect. This is the end of the description of FIG. 57.

【0234】図55はフレネルシートが軽量であるた
め、比較的大寸法の光学系に適し、図57は比較的小寸
法の光学系に適する。
Since the Fresnel sheet is lightweight, FIG. 55 is suitable for an optical system having a relatively large size, and FIG. 57 is suitable for an optical system having a relatively small size.

【0235】図57においてパネル(3)の入射面にお
ける光の発散角(緯度方向に±εy,経度方向に±εx)
は次式によって与えられる。その理由は、式(9),
(9′)に関連して記した原理に基く。
In FIG. 57, the divergence angle of light on the incident surface of the panel (3) (± εy in the latitude direction, ± εx in the longitude direction)
Is given by The reason is that equation (9),
Based on the principle described in relation to (9 ').

【0236】[0236]

【数26】 (Equation 26)

【0237】上式中に含まれるcosθ因子から理解され
るように、赤道付近(θ≒0)に比べて、緯度の増加と
共に、εxが減少し、εyが増加することが判る。従って
利用限界の緯度(θM)を45°とした場合、εyの増加
比を約1.42以内に制限することができる。以上で発
散角についての説明を終る。
As can be understood from the cos θ factor included in the above equation, as compared with the vicinity of the equator (θ≈0), εx decreases and εy increases with increasing latitude. Therefore, when the latitude (θ M ) of the use limit is 45 °, the increase ratio of εy can be limited to within about 1.42. This is the end of the explanation of the divergence angle.

【0238】発散角の具体数値を次に示す。光源半径a
を1.5mmとした場合、式(41)の幅Xの値が27
0mmの場合、θ=0において、εxの値は、0.01
7rad(±1度相当)となる。またYの値が110mm
の場合、かつθMの値を45°とした場合、εyの値は、
0.019radとなる。即ち、極めて平行性の良いコリ
メータ出力が得られる。式(9),(9′)を用いてフ
レネルレンズ出力の発散角を求める場合には、次のこと
注意されたい。即ち、フレネルレンズ出射面の巨視的な
面積ではなく、微視的な実質出射面積の総和に着目する
必要がある。即ち前者に比べて後者はより小となるが故
に、発散角はより大となる。このことにさえ留意すれ
ば、フレネルレンズ用いて適切なコリメータを容易に構
成できる。上記説明から理解される通り、式(9),
(9′)はフレネルレンズを含む光学系においても適用
可能であって応用範囲の広いものである。
Specific numerical values of the divergence angle are shown below. Light source radius a
Is 1.5 mm, the value of the width X in the equation (41) is 27.
In the case of 0 mm, at θ = 0, the value of εx is 0.01
It becomes 7 rad (corresponding to ± 1 degree). Moreover, the value of Y is 110 mm.
And the value of θ M is 45 °, the value of εy is
It becomes 0.019 rad. That is, a collimator output with extremely good parallelism can be obtained. When calculating the divergence angle of the Fresnel lens output using the equations (9) and (9 '), note the following. That is, it is necessary to pay attention not to the macroscopic area of the exit surface of the Fresnel lens, but to the total of microscopic real exit areas. That is, since the latter is smaller than the former, the divergence angle is larger. With this in mind, an appropriate collimator can be easily constructed using a Fresnel lens. As can be understood from the above description, equation (9),
(9 ') is applicable to an optical system including a Fresnel lens and has a wide range of applications.

【0239】次に他のひとつの図54の変形例を図58
(赤道断面図)に示す。
Next, another modification of FIG. 54 is shown in FIG.
(Equatorial sectional view).

【0240】図58が図55と異なる点は、第2方向光
偏向手段503″の構成要素達のみにあり、その他は同
一である。フレネルシート503″−1,フレネルシー
ト対503″−2/3及び503″−2′/3′は図5
5の対応要素の小修正版である。主な相違点は、50
3″−4及び503″−4′で示される曲孤筒状光反射
手段の追加にある。該曲孤筒状光反射手段の曲孤は、本
例においては、光源1とその像1′とを焦点とする楕円
孤である。図55におけると同様に、式(39)のφ〜
k関係を大略満たすように第2方向光偏向手段(50
3″)の偏向角が設定される。従って、パネル(3)へ
の入射照度が一様化,改善される。以上で図58の構成
と作用の説明を終り、次に変形例について記す。
FIG. 58 is different from FIG. 55 only in the components of the second-direction light deflecting means 503 ″, and is otherwise the same. Fresnel sheet 503 ″ -1, Fresnel sheet pair 503 ″ -2 / 3 and 503 "-2 '/ 3' are shown in FIG.
It is a small modified version of the corresponding element of 5. The main difference is 50
3 "-4 and 503" -4 '. In the present example, the curved arc of the curved light reflecting means is an elliptical arc whose focal point is the light source 1 and its image 1 '. As in FIG. 55, φ in equation (39)
The second direction light deflecting means (50
The deflection angle of 3 ″) is set. Therefore, the illuminance incident on the panel (3) is made uniform and improved. With the above, the description of the configuration and operation of FIG.

【0241】図58において、走行距離Dがパネルサイ
ズに比べて十分大きい場合には、フレネルシート(50
3″−1)の経度正負約30度以内の部分のみを用い
て、残部を削除しても良い。その場合には、フレネルシ
ート503″−2/3及び2′/3′,曲孤筒状光反射
手段503″−4及び4′の出射光を像位置1′に向か
わせる代りに、直接、パネル(3)の方向へと出射させ
る。勿論その際既述式(39)のφ〜k関係を満たすこ
とによって、パネル入射面照度を一様化、改善すること
ができる。
In FIG. 58, when the traveling distance D is sufficiently larger than the panel size, the Fresnel sheet (50
The remaining part may be deleted by using only the part within 30 degrees positive and negative of 3 ″ -1). In that case, Fresnel sheet 503 ″ −2/3 and 2 ′ / 3 ′, a bent tube. Instead of directing the light emitted from the circular light reflecting means 503 ″ -4 and 4 ′ to the image position 1 ′, the light is directly emitted toward the panel (3). By satisfying the k relation, the illuminance on the incident surface of the panel can be made uniform and improved.

【0242】一般に大光出力の光源は多量の熱を付随し
て発生する。光源からの熱放散を改善するための本発明
の実施例を図59に示す。同図で上半部(A)は正面断
面図,下半部(B)は赤道断面図である。
Generally, a light source having a high light output generates a large amount of heat. An embodiment of the present invention for improving heat dissipation from a light source is shown in FIG. In the figure, the upper half (A) is a front sectional view and the lower half (B) is an equator sectional view.

【0243】図59において、1は光源,11は光源の
ステム,501は西半球に配置された半球状光反射手
段,501′,501″は501と一体的に形成された
南北端の半筒部,510は可視光を透過し、赤外線中の
少く共一部を吸収または反射する半球状光透過手段であ
って、東半球に配置される。510′,510″は51
0と一体的に形成された南北端の半筒部である。51
1,511′は送風器である。
In FIG. 59, 1 is a light source, 11 is a stem of a light source, 501 is a hemispherical light reflecting means arranged in the western hemisphere, and 501 'and 501 "are semi-cylindrical parts at the north and south ends integrally formed with 501. , 510 are hemispherical light transmitting means for transmitting visible light and absorbing or reflecting a small part of infrared rays, and are arranged in the eastern hemisphere.
It is a semi-cylindrical part at the north and south ends that is formed integrally with 0. 51
1, 511 'are blowers.

【0244】半球状光反射手段(501)の南北端高緯
度領域(半筒501′,501″,510′,510″
の内側)には、空気流通用開口手段が形成され、光源手
段(1)を直線状に見通すことができる。従って、空気
を効率良く流通させることができる。従って光源(1)
から発生する熱を効率良く放散することができる。
High-latitude regions at the north and south ends of the hemispherical light reflecting means (501) (half cylinders 501 ', 501 ", 510', 510")
The inside of) is formed with an opening for air circulation, so that the light source means (1) can be seen in a straight line. Therefore, air can be circulated efficiently. Therefore the light source (1)
It is possible to efficiently dissipate the heat generated from the.

【0245】以上で図59の基本構成と動作の説明を終
り、次に補足的事項について説明する。
The basic configuration and operation of FIG. 59 have been described above, and supplementary items will be described next.

【0246】図59において、半球状光反射手段(50
1)は主として可視光を反射し、赤外線を通過するよう
に形成することが推奨される。そのような特性は、周知
の通り屈折率の相異なる誘電体薄膜を多層状に形成する
ことによっていわゆるコールドミラーとして実現し得
る。コールドミラー(501),コールドフィルタ(5
10)及び送風器(511,511′)の協調作用によ
って、東半球には、その出力として有用な可視光成分を
効率良く抽出することができる。
In FIG. 59, the hemispherical light reflecting means (50
It is recommended that 1) be formed so as to mainly reflect visible light and pass infrared light. Such characteristics can be realized as a so-called cold mirror by forming dielectric thin films having different refractive indexes in a multi-layered manner as is well known. Cold mirror (501), cold filter (5
By virtue of the cooperative action of 10) and the blowers (511, 511 '), the visible light component useful as its output can be efficiently extracted in the eastern hemisphere.

【0247】コールドミラー(501)とコールドフィ
ルタ(510)とを一体的に形成しても良い。そうする
ことによって構造の簡潔化を図ることができる。
The cold mirror (501) and the cold filter (510) may be integrally formed. By doing so, the structure can be simplified.

【0248】以上で図59の説明を終る。This is the end of the description of FIG.

【0249】熱放散改善用の変形例を図60に示す。FIG. 60 shows a modification for improving heat dissipation.

【0250】図59の半球状コールドフィルタ(51
0)の代りに、図60においては、半筒状コールドフィ
ルタ(513)を用いてある。その他は図59と同様で
あり、従って図示の簡潔化のため省略して表示してあ
る。
The hemispherical cold filter (51
60), a semi-cylindrical cold filter (513) is used instead of 0). Others are the same as those in FIG. 59, and therefore are omitted for simplification of the drawing.

【0251】図60において、513,513′は連結
用支持部材である。514,514′はネジであって、
正面断面図(A)にのみ記し、赤道断面図においては図
示を省略してある。連結用支持部材(513,51
3′)とネジ(514,514′)によって、コールド
ミラー(501)と半筒状コールドフィルタ(512)
と連結支持することができる。この支持方式は勿論図5
9にも適用できる。
In FIG. 60, reference numerals 513 and 513 'are connection support members. 514 and 514 'are screws,
Only the front sectional view (A) is shown, and the illustration is omitted in the equatorial sectional view. Support member for connection (513, 51
3 ') and screws (514, 514'), the cold mirror (501) and the semi-cylindrical cold filter (512).
Can be connected and supported with. This support method is of course shown in FIG.
It is also applicable to 9.

【0252】半筒状コールドフィルタは、送風路に平行
している。従って、図59に比べて、より効率良く熱放
散を達成することができる。
The semi-cylindrical cold filter is parallel to the air passage. Therefore, as compared with FIG. 59, heat dissipation can be achieved more efficiently.

【0253】コールドフィルタ(512)の材質として
は、いわゆる熱吸収ガラス材または、通常のガラス材の
表面に赤外光反射膜を形成したものを使用できる。後者
の例としては、多層膜形式のものまたは、ITO(イン
ジウム/スズ酸化物)膜を使用することができる。
As the material of the cold filter (512), a so-called heat absorbing glass material or a normal glass material having an infrared light reflecting film formed on the surface thereof can be used. As an example of the latter, a multilayer type or an ITO (indium / tin oxide) film can be used.

【0254】大光出力用途への応用に際して、コールド
フィルタ(512)の熱応力破壊を防止するための変形
例を図61に示す。同図は、コールドフィルタの赤道断
面図であって512−1,512−2,512−3は各
々細長い平板状のコールドフィルタ部材である。これら
は、図示の通り、半筒を近似する多角形状に配列され
る。515,516で示される互接側面において、互い
に独立の自由な熱応力変形が許されるために熱応力破壊
を防止することができる。
FIG. 61 shows a modification for preventing the thermal stress destruction of the cold filter (512) when it is applied to the high light output. This figure is an equator cross-sectional view of the cold filter, and 512-1, 512-2, and 512-3 are elongated flat plate-shaped cold filter members. As shown, these are arranged in a polygonal shape that approximates a half cylinder. On the mutually adjacent side surfaces indicated by 515 and 516, free thermal stress deformation independent of each other is allowed, so that thermal stress fracture can be prevented.

【0255】上記説明におけるコールドミラー(50
1)及びコールドフィルタ(510,512)は一般名
称としては、各々光反射手段,光透過手段と称する。
The cold mirror (50
1) and the cold filters (510, 512) are generally referred to as light reflecting means and light transmitting means, respectively.

【0256】次に、図55、式(40)に関連して後述
すると約束したアスペクト比を低減するための第2の方
法を、図62の一部に示す。
Next, a part of FIG. 62 shows a second method for reducing the aspect ratio promised as will be described later with reference to FIG. 55 and the equation (40).

【0257】図62は、斜視図であって、本発明の投写
式液晶ディスプレイの前述(図54〜図61)のコリメ
ータ手段に後続する部分に相当する。同図において、図
示を簡潔化する目的で、各種の薄い板状の部材の厚みの
表示を省略してある。また、隣接して配置される複数の
薄い板状部材の断面をまとめて単一の実線で表示する場
合も含まれている。同図の構成と作用について光の進行
経路に沿って記す。
FIG. 62 is a perspective view and corresponds to a portion subsequent to the above-mentioned collimator means (FIGS. 54 to 61) of the projection type liquid crystal display of the present invention. In the same figure, for the purpose of simplifying the illustration, the display of the thickness of various thin plate-shaped members is omitted. Moreover, the case where the cross sections of a plurality of thin plate-shaped members arranged adjacently are collectively displayed by a single solid line is also included. The configuration and operation of the figure will be described along the light traveling path.

【0258】1は光源である。光源(1)の西半球に
は、既述図55の半球状光反射手段(501)を配置す
る。しかし同図においては表示の複雑化を避けるために
省いてある。同様にコールドフィルタ(図60の51
2)も図示を省いてある。502は既述第1方向光偏向
手段であって、緯度低減方向に光を偏向する(図55参
照)。503−1,503−2/503−3,503−
2′/503−3′は、既述の第2方向光偏向手段の要
素であって、経度拡がり低減方向に光を偏向する(図5
5参照)。従ってフレネルシート(503−1)の出力
には、大略、コリメートされた光が得られる。520
は、本発明者が案出し、整方器と名付けたものでその目
的は、コリメートされていない寄生有害光を除去するこ
とにある。その構造は単純であって、黒色状のその表面
が滑らかな長方形状のシートを多数枚、戸棚状に平行に
配列してある。その原理は、法線方向から観察すると黒
色状に見えるシートが、接線方向(入射角約85度以
上)から観察すると鏡のように光を反射するという性質
に基いている。一般に屈折率nのシートと空気との界面
における反射率はP波,S波各々に対して次式で与えら
れる。
Reference numeral 1 is a light source. In the western hemisphere of the light source (1), the hemispherical light reflecting means (501) shown in FIG. 55 is arranged. However, in the figure, it is omitted in order to avoid complication of the display. Similarly, the cold filter (51 in FIG. 60)
Also in 2), illustration is omitted. Reference numeral 502 is the already-described first-direction light deflecting means, which deflects light in the latitudinal reduction direction (see FIG. 55). 503-1, 503-2 / 503-3, 503-
Reference numeral 2 '/ 503-3' is an element of the second-direction light deflecting means described above, and deflects light in the longitude spread reduction direction (FIG. 5).
5). Therefore, collimated light is generally obtained at the output of the Fresnel sheet (503-1). 520
Was devised by the present inventor and named a squarer, and its purpose is to remove parasitic harmful light which is not collimated. The structure is simple, and a large number of black rectangular sheets each having a smooth surface are arranged in parallel in a cupboard shape. The principle is based on the property that a sheet that looks black when viewed from the normal direction reflects light like a mirror when viewed from the tangential direction (incident angle of about 85 degrees or more). Generally, the reflectance at the interface between a sheet having a refractive index n and air is given by the following equation for each of P wave and S wave.

【0259】[0259]

【数27】 [Equation 27]

【0260】α1が0.5πに十分近い場合において、
α1の代りにその余角θ(0.5π−α1)を用いて近似
解を求め、式(42),(43)から次式を得た。
When α 1 is sufficiently close to 0.5π,
An approximate solution was obtained using the complementary angle θ (0.5π−α 1 ) instead of α 1 and the following formula was obtained from formulas (42) and (43).

【0261】[0261]

【数28】 [Equation 28]

【0262】整方器用シートの配列間隔をdとし、整方
器用シートの長さ、即ち走行距離をlとすると、経度θ
radianの傾きを有する光の整方器中での平均反射回数は
lθ/dに等しい。1回反射毎に式(44)で示される
減衰がもたらされる。従って、総合減衰量Gp(θ),
Gs(θ)は次式で与えられる。
If the arrangement interval of the sheet for the squarer is d and the length of the sheet for the squarer, that is, the traveling distance is 1, the longitude θ
The average number of reflections of light with a radian slope in a cube is equal to lθ / d. Each reflection results in the attenuation shown in equation (44). Therefore, the total attenuation Gp (θ),
Gs (θ) is given by the following equation.

【0263】[0263]

【数29】 [Equation 29]

【0264】図63に上式(47)をプロットしてあ
る。同図から判るように、式(47)の数値例におい
て、経度約0.1rad以上の寄生有害光成分を約0.5
倍以下に減衰し得ることが判る。
The above equation (47) is plotted in FIG. As can be seen from the figure, in the numerical example of Expression (47), the parasitic harmful light component with a longitude of about 0.1 rad or more is about 0.5.
It can be seen that it can be attenuated to less than double.

【0265】大緯度有害光除去用には、整方器の配列方
向を縦戸棚状とすれば良い。
For removing large-latitude harmful light, the arrangement direction of the squarer may be a vertical cupboard shape.

【0266】本実施例においては、後続3原色3方向化
手段(13,14,15・・・・図22にて既述のもの
と同類)における3原色間クロストーク妨害、即ち色純
度劣化障害を防止するために、大経度有害光を除去する
方向(水平戸棚状)に選定してある。尚、整方器用シー
トは完全な黒色状である必要はなく、その光透過率が約
50%以下の半透明シートで代用できる。
In this embodiment, the crosstalk between the three primary colors in the subsequent three primary color three-direction directing means (13, 14, 15, ..., Similar to the one already described in FIG. 22), that is, color purity deterioration obstacle In order to prevent this, it is selected in the direction (horizontal closet shape) that removes large-longitude harmful light. It is not necessary that the sheet for a straightener is completely black, and a translucent sheet having a light transmittance of about 50% or less can be used instead.

【0267】以上で本発明の整方器(520)の説明を
終る。
This completes the description of the square regulator (520) of the present invention.

【0268】上記整方器の原理は、既述図55における
導光壁手段(506−1,−2,−3,−4)にも活用
できる。即ち導光壁手段用に、その表面が滑らかな黒色
状ないしは半透明状の平板手段を用いる。そうすること
によって、式(45)に基き、良くコリメートされた有
効な光のみを反射導光し、寄生的に悪くコリメートされ
た有害光(θの値が約0.1rad以上の光)を吸収消去
することができるからである。また、半透明式の導光壁
として構成することによって、光路箱内部の光伝播状態
を外部から観察できるために光学系の異常を発見し易
く、かつ、最適調整を効率良く遂行できるという長所を
有する。以上で本発明の整方器式導光壁手段(506−
1,−2,−3,−4・・・・図55参照)についての
説明を終る。上記整方器式導光壁手段は、図62におけ
る各ブロックの上下及び左右の各内壁に用いられてい
る。但し、タンク521の光路壁においては、内壁部に
その屈折率がタンク内液体の屈折率より小さい透明材質
を用いて、いわゆる光の全反射現象を利用して導光して
いる。
The principle of the aligner can be applied to the light guide wall means (506-1, -2, -3, -4) shown in FIG. That is, for the light guide wall means, a black or semitransparent flat plate means having a smooth surface is used. By doing so, based on the formula (45), only the well-collimated effective light is reflected and guided, and the parasitically badly collimated harmful light (the light whose θ value is about 0.1 rad or more) is absorbed. This is because it can be erased. Also, by configuring as a semi-transparent light guide wall, the light propagation state inside the optical path box can be observed from the outside, so it is easy to find an abnormality in the optical system, and optimal adjustment can be efficiently performed. Have. As described above, the light guide wall means (506-
1, -2, -3, -4 ... (see FIG. 55). The above-mentioned light guide wall means of the squarer type is used for the upper and lower and left and right inner walls of each block in FIG. However, in the optical path wall of the tank 521, a transparent material whose refractive index is smaller than that of the liquid in the tank is used for the inner wall portion, and light is guided by utilizing the so-called total reflection phenomenon of light.

【0269】図62において、521は偏光ビームスプ
リッタ用の液体封入用タンクである。タンクの液体の中
に、偏光ビームスプリッタ(21′)、半波長位相差板
(22′)及び鏡(23′)が挿入される。21′〜2
3′の作用については、図28にて既述した通りであ
る。同図では図示の便宜上、P波,S波の光線の矢印を
最上部にのみ記してある。同図から判るように、21′
及び23′の作用によって、アスペクト比K(式40)
を半減できる。
In FIG. 62, reference numeral 521 denotes a liquid filling tank for the polarization beam splitter. A polarizing beam splitter (21 '), a half-wave retarder (22') and a mirror (23 ') are inserted into the liquid in the tank. 21 '~ 2
The operation of 3'is as described above with reference to FIG. In the figure, for convenience of illustration, the arrows of the P-wave and S-wave rays are shown only at the top. As you can see from the figure, 21 '
And 23 ', the aspect ratio K (equation 40)
Can be halved.

【0270】タンク(521)の入射側壁に沿って液体
中には、更に522,523が挿入される。522は、
0.25波長位相差板であって、その光異方性軸を南北
方向から(東西軸を軸として)45度傾けて配置する。
そうすることによって、既述第1/第2方向光偏向手段
に起因する入射光の南北方向への偏波面の偏よりを円偏
波化して均等化することができる。そうすることによっ
て再生画像上の階調の一様性の阻害を防止することがで
きる。
Further, 522 and 523 are inserted into the liquid along the incident side wall of the tank (521). 522 is
The 0.25 wavelength retardation plate is arranged with its optical anisotropy axis inclined by 45 degrees from the north-south direction (with the east-west axis as an axis).
By doing so, the polarization of the plane of polarization of the incident light in the north-south direction due to the above-mentioned first / second direction light deflecting means can be circularly polarized and equalized. By doing so, it is possible to prevent the inhibition of the uniformity of gradation on the reproduced image.

【0271】522と併置される523は色純度改善用
多層膜フィルタ板である。該フィルタ板(523)はメ
タルハライド光源(1)の発光スペクトル中の橙色成分
を反射することによって阻止する。そうすることによっ
て、特に赤原色及び緑原色の色純度を改善することがで
きる。
Reference numeral 523, which is arranged in parallel with 522, is a multilayer filter plate for improving color purity. The filter plate (523) blocks the orange component in the emission spectrum of the metal halide light source (1) by reflecting it. By doing so, it is possible in particular to improve the color purity of the red and green primaries.

【0272】以上でタンク(521)内についての説明
を終る。
This is the end of the description of the inside of the tank (521).

【0273】周知の通り、P波とは光波の電界成分の方
向が、その入出射光の進行方向ベクトルを含む平面と平
行である成分を云う。S波とはその電界成分の方向が該
平面に直交する成分を云う。従ってタンク(521)出
力のS波(図62参照)とは、その電界方向が垂直方向
の成分を意味する。この成分はダイクロイックミラー
(13,14,15)の立場で定義すると、P波であ
る。従って図62にはそのように図示してある。尚、本
例においては、13,14,15は各々青,緑,赤反射
用ダイクロイックミラーであって、全体をまとめて、本
発明においては、3原色3方向化手段と称している。各
ダイクロイックミラーの表側には多層膜が形成されてお
り、裏側はガラス板が空中に露出されている。
As is well known, the P-wave means a component in which the direction of the electric field component of the light wave is parallel to the plane containing the traveling direction vector of the incoming / outgoing light. The S wave is a component in which the direction of the electric field component is orthogonal to the plane. Therefore, the S wave (see FIG. 62) output from the tank (521) means a component whose electric field direction is vertical. This component is a P wave when defined from the standpoint of the dichroic mirror (13, 14, 15). Therefore, it is so illustrated in FIG. In this example, reference numerals 13, 14, and 15 are blue, green, and red reflecting dichroic mirrors, respectively, which are collectively referred to as three primary color three-direction directing means in the present invention. A multilayer film is formed on the front side of each dichroic mirror, and a glass plate is exposed in the air on the back side.

【0274】図27,28に既述した実施例に比べて、
図62に示した実施例は、S波,P波の使い方におい
て、極めて効率が良いという長所を有する。何故なら、
図27,28,図62共にミラー23,23′はS波反
射用と使用しているために、既述の図41あるいは、式
(42)に示した原理に基き高効率の反射特性が得られ
る。一方、ダイクロイックミラーについては、図27,
28においては、S波であるために、ガラス基板の裏面
において約5%以上の非ダイクロイックな有害反射を生
じる。図62においては、P波であるために、その有害
反射を1%以下とできる(図41参照)。上記説明から
理解されている通り、図62に示した構成は、偏光ビー
ムスプリッタ用ミラー(23′)をS波反射用として構
成し、かつ、3原色3方向化手段用ダイクロイックミラ
ー(13,14,15)をP波反射用として構成するこ
とによって、光利用の向上を図り得るという固有の長所
を有する。
Compared with the embodiment described above with reference to FIGS.
The embodiment shown in FIG. 62 has the advantage of being extremely efficient in using S waves and P waves. Because,
27, 28, and 62, since the mirrors 23 and 23 'are used for reflecting S waves, a highly efficient reflection characteristic can be obtained based on the principle shown in FIG. 41 or the equation (42). To be On the other hand, for the dichroic mirror, see FIG.
In No. 28, since it is an S wave, about 5% or more non-dichroic harmful reflection occurs on the back surface of the glass substrate. In FIG. 62, since it is a P wave, its harmful reflection can be 1% or less (see FIG. 41). As understood from the above description, in the configuration shown in FIG. 62, the polarization beam splitter mirror (23 ') is configured for S-wave reflection, and the dichroic mirrors (13, 14) for the three primary color three-direction directing means. , 15) for P-wave reflection has an inherent advantage that the utilization of light can be improved.

【0275】後続する16′,16,17′17,3,
11は図25及び図26(a)で既述したものと同類で
ある。これらをまとめて液晶パネル組(530)と称す
る。4は投写レンズであり、4′はそれを収納する筒で
ある。3原色3方向化手段(13,14,15)によっ
て反射された光は、液晶パネル組(530)へと入力さ
れ、更にその出力光は、投写レンズ4を経て、後続ブラ
ックストライプ式スクリーンへと伝送され、スクリーン
上に美しい大画像を形成する。以上で図62の基本説明
を終る。有効対角長33cmの液晶パネルを使う場合、
図62に示した光学系の概略寸法は、投写レンズ部を除
いて、50cmW×50cmD×30cmHである。ま
た、ダイクロイックミラー13,14,15の相互間の
角度は約2度であり、従ってその出力光の相互間角度は
約4度である。従って投写レンズ(4)の実効F値とし
てF/3.8程度のものを使って大部分の光を投写する
ことができる。
The following 16 ', 16, 17'17, 3,
Reference numeral 11 is the same as that described above with reference to FIGS. 25 and 26 (a). These are collectively called a liquid crystal panel set (530). Reference numeral 4 is a projection lens, and 4'is a cylinder for housing it. The light reflected by the three-primary-color three-direction directing means (13, 14, 15) is input to the liquid crystal panel group (530), and its output light is further passed through the projection lens 4 to the subsequent black stripe type screen. It is transmitted and forms a beautiful large image on the screen. This is the end of the basic description of FIG. When using a liquid crystal panel with an effective diagonal length of 33 cm,
The approximate dimensions of the optical system shown in FIG. 62 are 50 cmW × 50 cmD × 30 cmH, excluding the projection lens portion. Further, the mutual angle between the dichroic mirrors 13, 14 and 15 is about 2 degrees, so that the mutual angle between the output lights thereof is about 4 degrees. Therefore, most of the light can be projected by using an effective F value of F / 3.8 of the projection lens (4).

【0276】次に液晶パネル出射部の若干の変形例につ
いて記す。図64は液晶パネル(3)及びその出射部を
示す。同図で20は画素,531は周知の出射側偏光板
である。532は入射光,533は出射光,534は有
害反射光である。大光出力が要求される応用分野におい
ては、この反射光が画素形成用半導素子を励起して、再
生画像のコントラスト比を劣化させるという問題があっ
た。この問題は535で示される1/4波長位相板を図
示の通り接着一体化形成することによって解消される。
該1/4波長板(535)の光異方性軸の方向は偏光板
(531)のそれの方向と45°の傾きを有するように
接着一体化する。そうすることによって、反射光(53
4)の偏波面を90°回転することができる。(1/4
波長板を光が往復することによって実質的に半波長位相
板として作用する。)従ってこの反射光(534)を偏
光板(531)によって吸収消去することができる。従
ってコントラスト比の劣化を防止できる。以上で図64
の説明を終る。
Next, a slight modification of the liquid crystal panel emitting section will be described. FIG. 64 shows a liquid crystal panel (3) and its emission part. In the figure, 20 is a pixel, and 531 is a well-known exit side polarization plate. 532 is incident light, 533 is outgoing light, and 534 is harmful reflected light. In an application field where a large light output is required, there is a problem that the reflected light excites the pixel forming semiconductor element and deteriorates the contrast ratio of the reproduced image. This problem is solved by integrally forming a quarter-wave phase plate indicated by 535 as shown in the figure.
The quarter-wave plate (535) is bonded and integrated so that the direction of the optical anisotropy axis thereof has an inclination of 45 ° with that of the polarizing plate (531). By doing so, the reflected light (53
The plane of polarization of 4) can be rotated by 90 °. (1/4
The reciprocal movement of light through the wave plate substantially acts as a half-wave phase plate. Therefore, the reflected light (534) can be absorbed and erased by the polarizing plate (531). Therefore, deterioration of the contrast ratio can be prevented. As shown in FIG.
Ends the explanation.

【0277】次に図65にモアレ妨害低減手段の変形例
を示す。いわゆるブラックストライプ式スクリーンにお
けるフレネルレンズとレンチキュラーレンズとの間で発
生するモアレ妨害については、既に本発明者のUSP4
725134号に詳述されている。該USPによって、
CRT投写形におけるモアレ妨害は克服できる。しかし
乍ら、投写式液晶ディスプレイにおいては、液晶パネル
の画素配列とスクリーンのブラックストライプ配列との
間の干渉によって新規に甚だ強いモアレ妨害を発生す
る。
Next, FIG. 65 shows a modification of the moire interference reducing means. Regarding the moire interference generated between the Fresnel lens and the lenticular lens in the so-called black stripe type screen, USP 4 of the present inventor has already been mentioned.
No. 725134. By the USP,
Moire interference in CRT projection can be overcome. However, in the projection type liquid crystal display, a very strong moire interference is newly generated due to the interference between the pixel arrangement of the liquid crystal panel and the black stripe arrangement of the screen.

【0278】図65において、3は液晶パネル,20は
液晶パネルの画素,4は投写レンズ,5はブラックスト
ライプ式スクリーンである。
In FIG. 65, 3 is a liquid crystal panel, 20 is a pixel of the liquid crystal panel, 4 is a projection lens, and 5 is a black stripe type screen.

【0279】536は透明板,537は、モアレ妨害低
減用の少く共水平方向に光を発散する水平方向光発散手
段である。透明板(536)は、既述図26(a)のフ
レネルシート(11)と共用しても良い。
Reference numeral 536 is a transparent plate, and 537 is a horizontal light diverging means for diverging light in a little co-horizontal direction for reducing moire interference. The transparent plate (536) may be shared with the Fresnel sheet (11) shown in FIG.

【0280】図66にその動作原理を示す。同図で、2
0は液晶パネルの画素であって、黒丸は緑色用画素であ
りその配列周期をTpで示す。537は水平方向光発散
手段であってレンチキュラーレンズの配列周期TLは緑
色用画素間隔Tp以下に選定される。538は、投写レ
ンズの共役面(スクリーンから出発して逆方向に光を追
跡した場合のパネル側結像面・・・conjugate plane)
である。ε1は入射光の発散角[rad]であり、ε2は該
水平方向光発散手段(537)の光発散角[rad]であ
る。t0は画素面と光発散手段(537)との間の距離
である。後述具体例においてはt0の値を3mmとした
場合を示す。t1は画素面から測った共役面の距離、t2
は光発散手段から測った共役面の距離である。共役面の
位置は投写レンズの周知のフォーカス調整機構によって
微調可能であり、更に、スクリーン上の位置(中央/周
辺)に依存して、投写レンズの像面収差に起因して若干
の拡がり(約0.2mm〜1mm)を有する。
FIG. 66 shows the operating principle. In the figure, 2
Reference numeral 0 is a pixel of the liquid crystal panel, black circles are green pixels, and the arrangement period thereof is indicated by Tp. Reference numeral 537 denotes a horizontal light diverging unit, and the array period T L of the lenticular lenses is selected to be equal to or less than the green pixel interval Tp. Reference numeral 538 denotes a conjugate plane of the projection lens (panel-side image plane when starting from the screen and tracing light in the opposite direction ... conjugate plane).
Is. ε 1 is the divergence angle [rad] of the incident light, and ε 2 is the light divergence angle [rad] of the horizontal light diverging means (537). t 0 is the distance between the pixel surface and the light diverging means (537). In a specific example described later, a case where the value of t 0 is 3 mm is shown. t 1 is the distance of the conjugate plane measured from the pixel plane, t 2
Is the distance of the conjugate plane measured from the light diverging means. The position of the conjugate plane can be finely adjusted by a well-known focus adjustment mechanism of the projection lens. Furthermore, depending on the position (center / periphery) on the screen, a slight spread (approximately 0.2 mm-1 mm).

【0281】同図の矢印付実線は光線の経路を示す。矢
印付点線は、光発散手段(537)の光発散範囲(半値
角)を虚像空間側に外挿表示したものである。TBは、
ブラックストライプ式スクリーン(5)のブラックスト
ライプ配列周期を、投写レンズ(4)の倍率を考慮して
液晶パネル(3)側へ換算した値である。同図D1,D2
は、各々、発散角ε1,ε2に起因する水平スポットサイ
ズの拡がり(半値幅)である。D1,D2の値は共役面の
位置(t1)に依存する。その依存模様を図67に示
す。同図で541,542は各々D1/TB,D2/TB
値を同図に併記した実際的な数値例に基き計算したグラ
フである。543はそれらの合計値である。D1,D2
値は各ε11,ε22に等しい。
The solid line with an arrow in the figure shows the path of the light beam. The dotted line with an arrow is an extrapolation display of the light divergence range (half-value angle) of the light divergence means (537) on the virtual image space side. T B is
It is a value obtained by converting the black stripe array period of the black stripe type screen (5) into the liquid crystal panel (3) side in consideration of the magnification of the projection lens (4). Same figure D 1 , D 2
Is the spread (half-value width) of the horizontal spot size due to the divergence angles ε 1 and ε 2 , respectively. The values of D 1 and D 2 depend on the position (t 1 ) of the conjugate plane. The dependence pattern is shown in FIG. 541 and 542 are each D 1 / T B, the graph calculated based on practical numerical example are also shown in the drawing the values of D 2 / T B in FIG. 543 is the total value of them. The values of D 1 and D 2 are equal to ε 1 t 1 and ε 2 t 2 , respectively.

【0282】スポットサイズと周波数応答との関係を、
次式に示す。
The relationship between spot size and frequency response is
It is shown in the following formula.

【0283】[0283]

【数30】 [Equation 30]

【0284】上式において、G1(f),G2(f)は、
各々スポットサイズD1,D2対応する周波数応答であ
る。ここに、fは空間周波数[cycle/mm]である。S
(x)の形を、図68に示した。同応答は電気工学の分
野にて、く形分布に対応するgate spectrumとして周知
のものである。D1,D2の畳込み合成された周波数応答
はコンヴォルーション原理に基き、上式(49)で与え
られる。再生画像のデフォーカスを防ぐには、上式(5
1)を満たすことが推奨される。ここに0.5fpは図
66の画素配列によって復元可能な最大の情報周波数で
ある(シャノンのサンプリング定理)。投写レンズの周
波数特性G3(f)をも含めると、総合周波数特性は、
上式(51)となる。モアレ妨害を低減するための推奨
条件は、上式(52)に示されている通りである。その
考え方については既述USP4725134号を参照さ
れたい。
In the above equation, G 1 (f) and G 2 (f) are
These are frequency responses corresponding to spot sizes D 1 and D 2 , respectively. Here, f is a spatial frequency [cycle / mm]. S
The shape of (x) is shown in FIG. 68. This response is well known in the electrical engineering field as a gate spectrum corresponding to a rectangular distribution. The convoluted frequency response of D 1 and D 2 is given by the above equation (49) based on the convolution principle. To prevent defocusing of the reproduced image, use the formula (5
It is recommended to meet 1). Here, 0.5 fp is the maximum information frequency that can be restored by the pixel array in FIG. 66 (Shannon's sampling theorem). Including the frequency characteristic G 3 (f) of the projection lens, the total frequency characteristic is
The above formula (51) is obtained. The recommended condition for reducing the moire disturbance is as shown in the above equation (52). For the idea, refer to the above-mentioned USP 4725134.

【0285】ブラックストライプ配列周波数(fB)は
通常液晶パネル画素配列周波数(fp)の約2倍以上に
設定される。即ち前記最大情報周波数(0.5fp)の
約4倍以上に相当する。通常、投写レンズの応答G
3(f)の周波数fBにおける値G3(fB)は約0.1以
下である。従って、式(52)の条件を満たすための条
件は、ほゞ上式(54)に示す通りG12(f)を0.1
以下とすることに相当する。
The black stripe array frequency (f B ) is usually set to about twice or more the liquid crystal panel pixel array frequency (fp). That is, it corresponds to about four times or more of the maximum information frequency (0.5 fp). Normally, the response G of the projection lens
The value G 3 (f B ) of 3 (f) at the frequency f B is about 0.1 or less. Therefore, the condition for satisfying the condition of the expression (52) is that G 12 (f) is 0.1 as shown in the above expression (54).
This is equivalent to

【0286】G1(fB),G2(fB)を図67の数値例
において上式達に基いて、計算した結果を図69に示
す。同図で551はG1(fB),552はG2(fB)で
ある。図70の553にG1(fB)とG2(fB)との積
12(fB)を示す。554はG12(0.5fp)であ
る。
FIG. 69 shows the calculation results of G 1 (f B ) and G 2 (f B ) based on the above equations in the numerical example of FIG. In the figure, 551 is G 1 (f B ) and 552 is G 2 (f B ). The product G 12 (f B ) of G 1 (f B ) and G 2 (f B ) is shown at 553 in FIG. 554 is G 12 (0.5 fp).

【0287】上式(50,54)を満たし得る領域は、
同図から、t1(画素面〜共役面)値0.3〜1.5m
mであることが判る。即ち、画像のフォーカス劣化を防
止し(式50)、かつ、モアレ妨害を低減する(式5
4)ことが可能であることが示された。
The area that can satisfy the above equation (50, 54) is
From the figure, t 1 (pixel plane to conjugate plane) value 0.3 to 1.5 m
It turns out that it is m. That is, the focus deterioration of the image is prevented (Equation 50) and the moire interference is reduced (Equation 5).
4) has been shown to be possible.

【0288】本発明の実際的な応用に際しては、特に液
晶パネルの対角寸法が約15cmを超える大形の分野に
おいて、(1)液晶パネル(3)の光出射側にフレネル
シート手段を配置し、(2)該フレネルシートの光入射
側にフレネルレンズ面を形成し、(3)該フレネルシー
ト手段の光出射側またはフレネルシートの内部に少く共
水平方向に光を発散する光発散手段を備え、該光発散手
段によって再生画像上のスポットサイズの水平半値幅
を、ブラックストライプスクリーンのブラックストライ
プ配列周期の0.75倍よりも大としたことに特徴があ
る。上記0.75倍の意味は、図70のt1の上限1.
5mmに対応する図67におけるD2/TB比が0.75
であることに対応している。液晶パネルの対角寸法が約
15cm以下の小形プロジェクタへの応用に際しては、
上記フレネルレンズを削除して、その代りに投写レンズ
の口径を大形としても良い。
In practical application of the present invention, particularly in a large field in which the diagonal dimension of the liquid crystal panel exceeds about 15 cm, (1) the Fresnel sheet means is arranged on the light emitting side of the liquid crystal panel (3). And (2) a Fresnel lens surface is formed on the light incident side of the Fresnel sheet, and (3) a light diverging unit for diverging light in the co-horizontal direction is provided inside the Fresnel sheet or the Fresnel sheet. The horizontal FWHM of the spot size on the reproduced image is set to be larger than 0.75 times the black stripe arrangement period of the black stripe screen by the light diverging means. The above 0.75 times means that the upper limit of t 1 in FIG.
D 2 / T B ratio in FIG. 67 corresponding to 5mm 0.75
It corresponds to being. When applying to a small projector with a diagonal dimension of the liquid crystal panel of about 15 cm or less,
The Fresnel lens may be eliminated and the projection lens may be replaced by a larger aperture.

【0289】以上でモアレ妨害低減に関する図65〜7
0の説明を終る。
As described above, FIGS.
The explanation of 0 ends.

【0290】本発明は主としてその光学系について記し
た。液晶パネルを駆動する電気回路系については周知の
技術を使用できる。特に再生画像上に残存する輝度むら
や色むらを低減する手段については、本発明者のUSP
4969731号,USP5355187号及びJP−
A−310111に示されている手段を用いることが有
効である。
The present invention has mainly described the optical system. Well-known techniques can be used for the electric circuit system for driving the liquid crystal panel. In particular, regarding the means for reducing the uneven brightness and uneven color remaining on the reproduced image, USP of the present inventor
4969731, USP 5355187 and JP-
It is effective to use the means shown in A-310111.

【0291】本発明をマルチスクリーン式ディスプレイ
へ応用する際に有用となる技術を次述する。マルチスク
リーン式ディスプレイとは、単位プロジェクタを上下左
右にマトリクス状に配列して全体として巨大な超高精細
画像を映出できるようにするものである。該応用におい
て、画像の継目部における幾何学歪みを微調して、継目
部の連続性を確保することが要求される。
A technique useful when the present invention is applied to a multi-screen display will be described below. The multi-screen display is one in which unit projectors are arranged in a matrix in the vertical and horizontal directions so that a huge ultra-high-definition image can be displayed as a whole. In the application, it is required to finely adjust the geometric distortion in the seam portion of the image to ensure the continuity of the seam portion.

【0292】しかし、液晶パネルの基材は剛体(ガラス
板)であるが故にその画素位置を局所的連続的に移動す
ることができない。
However, since the base material of the liquid crystal panel is a rigid body (glass plate), its pixel position cannot be locally and continuously moved.

【0293】図71に機械的光学的な本発明の幾何学歪
み補償手段を示す。
FIG. 71 shows the mechanical distortion compensating means of the present invention.

【0294】同図で3は液晶パネル,11はフレネルシ
ート,4は投写レンズであり、それらは既述のものであ
る。
In the figure, 3 is a liquid crystal panel, 11 is a Fresnel sheet, and 4 is a projection lens, which have already been described.

【0295】555は厚さ約1〜3mmの透明可曲板で
ある。該透明可曲板の各周辺部は独立に曲げられ得る機
構となっている。
555 is a transparent flexible plate having a thickness of about 1 to 3 mm. Each peripheral portion of the transparent flexible plate has a mechanism that can be independently bent.

【0296】図72にその補償原理を示す。同図で
(a)は非曲平板状態、(b)は液晶パネル面に対して
角θ1凸状に曲げた状態,(c)は角θ2凹状に曲げた状
態である。同図のΔは歪み補正量である。Δの大きさ
は、(θ1+θ2)の合計[rad]にほゞ比例し、次式で
与えられる。
FIG. 72 shows the compensation principle. In the same figure, (a) is a non-bent flat plate state, (b) is a state bent at an angle θ 1 convex to the liquid crystal panel surface, and (c) is a state bent at an angle θ 2 concave. Δ in the figure is a distortion correction amount. The magnitude of Δ is approximately proportional to the total [rad] of (θ 1 + θ 2 ) and is given by the following equation.

【0297】[0297]

【数31】 [Equation 31]

【0298】従って、曲げ角調整範囲(θ1+θ2)を約
0.45radとし、厚みtを2mm,屈折率nを1.5
とすれば約0.3mmの歪み補正が可能となる。投写レ
ンズ(4)の幾何学歪みの大きさは液晶パネル(3)の
対角隅部において約0.3mmの程度であるので、上述
の構成によって、歪み補正が可能となる。
Therefore, the bending angle adjustment range (θ 1 + θ 2 ) is set to about 0.45 rad, the thickness t is 2 mm, and the refractive index n is 1.5.
Then, distortion correction of about 0.3 mm becomes possible. Since the magnitude of the geometric distortion of the projection lens (4) is about 0.3 mm at the diagonal corner of the liquid crystal panel (3), the distortion can be corrected by the above configuration.

【0299】実際上は、図73の斜視図に示す通り、透
明可曲板(555)の長辺の中央部付近の4点555−
1,−2,−3,−4を固定支持し、555−6,−
7,−8,−9,−10の6点を可曲板(555)の法
線方向に微調し得る機構とすることによって具現化でき
る。以上で本発明をマルチスクリーン方式への応用につ
いての説明を終る。
In practice, as shown in the perspective view of FIG. 73, four points 555-near the central portion of the long side of the transparent flexible plate (555).
1, -2, -3, -4 are fixedly supported, and 555-6,-
It can be embodied by providing a mechanism capable of finely adjusting the six points of 7, -8, -9 and -10 in the normal direction of the flexible plate (555). This is the end of the description of the application of the present invention to the multi-screen method.

【0300】更に3方向3方向化手段(図21,図62
の13,14,15または、図43,44の191,1
92または図52,図53の38,192)の代替手段
を、次に記す。図74において3は液晶パネル556,
557は各々1対のプリズム板を鏡面対称に組合せたプ
リズム手段である。その材質としては既述図55の50
3−2,−3の場合とは逆に、アッベ数の小さい、即ち
色収差の大きいポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹
脂等を用いる。各プリズムシートのプリズム角は既述式
(17)によって計算でき、その値は屈折率の値約1.
58を代入して約60度となる。図74の矢印付き実線
559は緑色光線,558は赤色光線,560は青色光
線の方向を示す。各色の相互間角度は既述図62の具体
数値例とほゞ同じ程度(約4度)となる。
Further, three-direction / three-direction conversion means (see FIGS. 21 and 62)
13, 14, 15 or 191, 1 in FIGS.
92 or 38, 192 of FIGS. 52 and 53) will be described below. In FIG. 74, 3 is a liquid crystal panel 556.
Reference numeral 557 denotes prism means in which a pair of prism plates are combined in mirror symmetry. As the material, 50 in FIG.
Contrary to the cases of 3-2 and -3, a polycarbonate resin or polystyrene resin having a small Abbe number, that is, a large chromatic aberration is used. The prism angle of each prism sheet can be calculated by the above-mentioned formula (17), and the value thereof is about 1.
Substituting 58, it becomes about 60 degrees. A solid line 559 with an arrow in FIG. 74 indicates the direction of a green ray, 558 indicates the direction of a red ray, and 560 indicates the direction of a blue ray. The mutual angle of each color is about the same as the specific numerical value example of FIG. 62 (about 4 degrees).

【0301】図74の構成は、図62のダイクロミラー
方式の場合に比べて価格的にはより廉価に構成できる。
しかし乍ら、光路長が長くなるという欠点を有する。光
路長を短かくした変形例を図75に示す。同図で561
は3原色3方向化手段,562,563は1対のプリズ
ム板を鏡面対称に組合せたプリズム手段,564は両プ
リズム板(562,563)の間に充填した媒質であ
る。プリズム板562,563の材質としては、アッベ
数の大きい例えばポリカーボネートないしはポリスチレ
ン系統の樹脂を用いる。充填媒質(564)としては、
アッベ数の小さいメタクリル系ないしはシリコーン系の
樹脂を用いる。そうすることによって、色収差補正レン
ズと丁度逆の作用によって色収差を強調できる。従って
比較的に短かい光路長にて3原色3方向化が可能とな
る。実際の成形手法としては紫外線硬化方式を用いるこ
とができる。
The structure shown in FIG. 74 can be constructed at a lower cost than the case of the dichroic mirror system shown in FIG.
However, it has a drawback that the optical path length becomes long. A modification in which the optical path length is shortened is shown in FIG. 561 in the figure
Is three-primary-color three-direction directing means, 562 and 563 are prism means in which a pair of prism plates are mirror-symmetrically combined, and 564 is a medium filled between both prism plates (562 and 563). As the material of the prism plates 562 and 563, for example, polycarbonate or polystyrene resin having a large Abbe number is used. As the filling medium (564),
A methacrylic or silicone resin with a small Abbe number is used. By doing so, the chromatic aberration can be emphasized by the action exactly opposite to that of the chromatic aberration correction lens. Therefore, three primary colors in three directions can be achieved with a relatively short optical path length. An ultraviolet curing method can be used as an actual molding method.

【0302】以上で本発明の主要実施例及び主要変形例
についての説明を終る。本発明はTN(Twisted Nema
tic)形液晶パネルを想定して開陳したが、他の方式の
ライトバルブにも適用できる。また、偏光に関係しない
実施例については、液晶パネル手段の代りに一般の像源
手段(例えばOHP用シート)に置き換えて応用するこ
とができる。
This completes the description of the main embodiments and main modifications of the present invention. The present invention is based on TN (Twisted Nema).
Tic) type liquid crystal panel was assumed for opening, but it can be applied to other types of light valves. Further, the embodiment which is not related to the polarized light can be applied by being replaced with a general image source means (for example, an OHP sheet) instead of the liquid crystal panel means.

【0303】[0303]

【発明の効果】上記開陳から理解されるように、本発明
によれば、従来技術の問題点を克服して、コントラスト
比及び画質の優れた液晶ディスプレイを提供できる。
As can be understood from the above description, according to the present invention, it is possible to provide a liquid crystal display having an excellent contrast ratio and image quality by overcoming the problems of the prior art.

【0304】更に液晶ディスプレイにおける光利用率の
向上を達成することができる。
Further, it is possible to achieve an improvement in the light utilization rate in the liquid crystal display.

【0305】更に、液晶ディスプレイにおける相対周辺
光量比の向上を達成できる。
Furthermore, the improvement of the relative peripheral light amount ratio in the liquid crystal display can be achieved.

【0306】また、液晶パネル手段を形成する2枚のガ
ラス板の厚みを相異らしめて形成し、厚板側にTFT
(薄膜状半導体素子)を形成することによって、液晶パ
ネル手段の強度を保持してかつ総重量を低減できる。
Further, the two glass plates forming the liquid crystal panel means are formed with different thicknesses, and the TFTs are formed on the thick plate side.
By forming the (thin film semiconductor element), the strength of the liquid crystal panel means can be maintained and the total weight can be reduced.

【0307】これらの技術は、直視式、光ファイバ式、
及び投写式の液晶ディスプレイに応用することができ、
従ってその工業上の価値が高い。
These techniques are based on direct view type, optical fiber type,
And can be applied to projection type liquid crystal display,
Therefore, its industrial value is high.

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

【図1】従来技術の液晶ディスプレイ。FIG. 1 is a prior art liquid crystal display.

【図2】従来技術の性能を説明するための図。FIG. 2 is a diagram for explaining the performance of the conventional technique.

【図3】従来技術の性能を説明するための図。FIG. 3 is a diagram for explaining the performance of the conventional technique.

【図4】従来技術の性能を説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining the performance of the conventional technique.

【図5】従来技術の性能を説明するための図。FIG. 5 is a diagram for explaining the performance of the conventional technique.

【図6】本発明の基礎となった、一般化された光束保存
原理を説明するための座標系。
FIG. 6 is a coordinate system for explaining the generalized beam conservation principle on which the present invention is based.

【図7】本発明に至る思考過程を説明する図。FIG. 7 is a diagram illustrating a thought process leading to the present invention.

【図8】本発明に至る思考過程を説明する図。FIG. 8 is a diagram illustrating a thought process leading to the present invention.

【図9】本発明に至る思考過程を説明する図。FIG. 9 is a diagram explaining a thought process leading to the present invention.

【図10】本発明に至る思考過程を説明する図。FIG. 10 is a diagram illustrating a thought process leading to the present invention.

【図11】本発明に至る思考過程を説明する図。FIG. 11 is a diagram illustrating a thought process leading to the present invention.

【図12】本発明の第1実施例を示す断面図。FIG. 12 is a sectional view showing the first embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第1実施例の変形例を示す図。FIG. 13 is a diagram showing a modification of the first embodiment of the present invention.

【図14】フレネルレンズ設計法を説明するための図。FIG. 14 is a diagram for explaining a Fresnel lens design method.

【図15】液晶パネルのアスペクト比を示す図。FIG. 15 is a diagram showing an aspect ratio of a liquid crystal panel.

【図16】光源の変形例を示す。FIG. 16 shows a modification of the light source.

【図17】本発明の第1実施例の変形例を示す図。FIG. 17 is a diagram showing a modification of the first embodiment of the present invention.

【図18】本発明の第1実施例の変形例を示す図。FIG. 18 is a diagram showing a modification of the first embodiment of the present invention.

【図19】本発明の第1実施例の変形例を示す図。FIG. 19 is a diagram showing a modification of the first embodiment of the present invention.

【図20】本発明の第1実施例の変形例を示す図。FIG. 20 is a diagram showing a modification of the first embodiment of the present invention.

【図21】本発明の第2実施例を示す図。FIG. 21 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図22】図21の要部拡大図。FIG. 22 is an enlarged view of a main part of FIG.

【図23】従来技術。FIG. 23: Prior art.

【図24】第2実施例の変形例を示す図。FIG. 24 is a diagram showing a modification of the second embodiment.

【図25】第2実施例の変形例を示す図。FIG. 25 is a diagram showing a modification of the second embodiment.

【図26】本発明の他の実施例を示す図。FIG. 26 is a diagram showing another embodiment of the present invention.

【図27】光利用率向上のための他の実施例を示す図。FIG. 27 is a diagram showing another embodiment for improving the light utilization rate.

【図28】図27の変形例。FIG. 28 is a modification of FIG. 27.

【図29】本発明のファイバ式液晶ディスプレイへの応
用を示す図。
FIG. 29 is a diagram showing an application of the present invention to a fiber type liquid crystal display.

【図30】本発明の直視式液晶ディスプレイへの応用を
示す図。
FIG. 30 is a diagram showing an application of the present invention to a direct-viewing type liquid crystal display.

【図31】図30の変形例。FIG. 31 is a modification of FIG. 30.

【図32】図31の原理説明用水平断面拡大図。32 is an enlarged horizontal cross-sectional view for explaining the principle of FIG. 31.

【図33】透過式スクリンの一例。FIG. 33 shows an example of a transparent screen.

【図34】本発明の実施例。FIG. 34 is an example of the present invention.

【図35】図34の原理説明図。35 is an explanatory diagram of the principle of FIG. 34.

【図36】図34の原理説明図。36 is an explanatory diagram of the principle of FIG. 34.

【図37】第1実施例の問題点対策手段。FIG. 37 is a countermeasure for the problem of the first embodiment.

【図38】本発明の背面投写式液晶ディスプレイの正面
図。
FIG. 38 is a front view of the rear projection type liquid crystal display of the present invention.

【図39】フレネルシートの水平断面図。FIG. 39 is a horizontal sectional view of a Fresnel sheet.

【図40】ゴースト妨害を示す図。FIG. 40 is a diagram showing ghost jamming.

【図41】反射率のグラフ。FIG. 41 is a graph of reflectance.

【図42】本発明の実施例の一部を示す斜視図。FIG. 42 is a perspective view showing a part of the embodiment of the present invention.

【図43】本発明の第2実施例における3原色3方向化
手段の変形例を示す図。
FIG. 43 is a view showing a modified example of the three primary color three-direction direction means in the second embodiment of the present invention.

【図44】図43の要部詳細を示す図。FIG. 44 is a diagram showing details of a main part of FIG. 43.

【図45】図43の適用範囲を示す図。FIG. 45 is a diagram showing an application range of FIG. 43.

【図46】本発明の他のひとつの変形例を示す図。FIG. 46 is a diagram showing another modification of the present invention.

【図47】図46の要部、3原色5方向化手段の詳細構
成を示す図。
FIG. 47 is a diagram showing a detailed configuration of a main part and a three-primary-color five-direction directional means of FIG.

【図48】液晶パネルの断面図。FIG. 48 is a cross-sectional view of a liquid crystal panel.

【図49】本発明の液晶パネル形成方法の基本原理を示
す図。
FIG. 49 is a diagram showing a basic principle of a liquid crystal panel forming method of the present invention.

【図50】プレアニールプロファイルを示すグラフ図。FIG. 50 is a graph showing a pre-annealing profile.

【図51】両面レンチキュラレンズの材質を示す水平断
面図。
FIG. 51 is a horizontal sectional view showing the material of the double-sided lenticular lens.

【図52】3原色3方向手段の変形例を示す図。FIG. 52 is a view showing a modified example of the three-primary-color three-way means.

【図53】3原色3方向手段の変形例を示す図。FIG. 53 is a view showing a modified example of the three-primary-color three-way means.

【図54】本発明のアスペクトミスマッチ損失低減式コ
リメータの基本構成を示すブロック図。
FIG. 54 is a block diagram showing the basic configuration of an aspect mismatch loss reduction collimator of the present invention.

【図55】図54のひとつの具体的実施例の断面図。55 is a sectional view of one specific example of FIG. 54.

【図56】アスペクト比低減手段の断面図。FIG. 56 is a sectional view of the aspect ratio reducing means.

【図57】図54の他のひとつの具体的実施例の断面
図。
57 is a cross-sectional view of another specific example of FIG. 54. FIG.

【図58】図54の他のひとつの具体的実施例の断面
図。
FIG. 58 is a cross-sectional view of another specific example of FIG. 54.

【図59】光源の熱放散手段の断面図。FIG. 59 is a sectional view of the heat dissipation means of the light source.

【図60】他のひとつの熱放散手段の断面図。FIG. 60 is a sectional view of another heat dissipation means.

【図61】図60の局所変形例の断面図。61 is a cross-sectional view of the local modification example of FIG. 60.

【図62】光学系の斜視図。FIG. 62 is a perspective view of an optical system.

【図63】整方器の原理説明用グラフ。FIG. 63 is a graph for explaining the principle of a squarer.

【図64】パネル出射部のコントラスト比改善手段の断
面図。
FIG. 64 is a cross-sectional view of the contrast ratio improving means of the panel emission section.

【図65】モアレ妨害低減手段の断面図。FIG. 65 is a sectional view of the moire interference reducing means.

【図66】図65の原理説明用光路図。66 is an optical path diagram for explaining the principle of FIG. 65.

【図67】図66の原理説明用グラフ。67 is a graph for explaining the principle of FIG. 66.

【図68】図66の原理説明用グラフ。68 is a graph for explaining the principle of FIG. 66.

【図69】図66の原理説明用グラフ。69 is a graph for explaining the principle of FIG. 66.

【図70】図66の原理説明用グラフ。70 is a graph for explaining the principle of FIG. 66.

【図71】幾何学歪補正手段の基本構成を示す断面図。FIG. 71 is a cross-sectional view showing the basic configuration of geometric distortion correction means.

【図72】図71の原理説明用断面図。72 is a sectional view for explaining the principle of FIG. 71.

【図73】図71の具体例を示す斜視図。73 is a perspective view showing a specific example of FIG. 71. FIG.

【図74】3原色3方向化手段の変形例を示す断面図。FIG. 74 is a cross-sectional view showing a modified example of the three-primary-color three-direction directing means.

【図75】他のひとつの変形例を示す断面図。FIG. 75 is a cross-sectional view showing another modification.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…光源、 2…パラボラミラー、 3…液晶パネル、 4…投写レンズ、 5…スクリン、 7…照度計測面、 110…光軸、 114,115,116…設計用補助曲線、 113…第1の光屈折手段、 10…第2の光屈折手段、 117…第1の光反射手段、 10′…第3の光屈折手段、 118…第2の光屈折手段、 119…光シールド手段、 120,120′…第3の光反射手段、 32…円筒状光反射手段、 13,14,15…3原色3方向化手段、 18…3方向3位置化手段、 19…光発散角低減手段、 16,16′…光偏光方向整合化手段、 191…回折格子板、 192…ミラー、 196…3原色5方向化手段、 501…球面状光反射手段、 502…第1方向光偏向手段、 503…第2方向光偏向手段、 503−2/503−3…フレネルシート対、 503−2′/503−3′…フレネルシート対、 503−1…フレネルシート。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source, 2 ... Parabolic mirror, 3 ... Liquid crystal panel, 4 ... Projection lens, 5 ... Screen, 7 ... Illuminance measuring surface, 110 ... Optical axis, 114, 115, 116 ... Design auxiliary curve, 113 ... First Light refraction means, 10 ... Second light refraction means, 117 ... First light reflection means, 10 '... Third light refraction means, 118 ... Second light refraction means, 119 ... Light shield means, 120, 120 ??? ... Third light reflecting means, 32 ... cylindrical light reflecting means, 13,14,15 ... 3 primary color three-direction directing means, 18 ... three-direction three-positioning means, 19 ... light divergence angle reducing means, 16,16 ′ ... Optical polarization direction matching means, 191 ... Diffraction grating plate, 192 ... Mirror, 196 ... Three primary color five-direction directing means, 501 ... Spherical light reflecting means, 502 ... First direction light deflecting means, 503 ... Second direction Light deflection means, 503-2 / 503- ... Fresnel sheet pair, 503-2 '/ 503-3' ... Fresnel sheet pair, 503-1 ... Fresnel sheet.

Claims (34)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光源手段,液晶パネル手段、及び光進行方
向変換手段を備え、該光源手段から該液晶パネル手段へ
と光が伝送される経路に該光進行方向変換手段が配置さ
れ、該光進行方向変換手段は、少なく共、第1,第2及
び第3の光屈折手段並びに第1の光反射手段からなり、 該第1の光屈折手段には該光源手段からの出力光の一部
が入力され、その出力光が該第2の光屈折手段を経て該
液晶パネル手段の内周部の方向へと供給され、 該第1の光反射手段には該光源からの出力光の一部が入
力され、その出力光が該第3の光屈折手段を経て該液晶
パネル手段の外周部へと供給され、 該第3の光屈折手段は、その最外周部の光偏向角がその
最内周部の光偏向角に比べて、代数的により小さく形成
され、 該第3の光屈折手段の最内周部の光偏向角は、該第1及
び該第2の光屈折手段の最外周部の各光偏向角の和より
も小であって、かつ、該第3の光屈折手段の最内周部の
出射光の方向と該第2の光屈折手段の最外周部の出射光
の方向とが実質的に合致するように形成されてなる液晶
ディスプレイ装置。
1. A light source means, a liquid crystal panel means, and a light advancing direction changing means, wherein the light advancing direction changing means is arranged in a path through which light is transmitted from the light source means to the liquid crystal panel means. The traveling direction changing means is composed of at least first, second and third light refracting means and a first light reflecting means, and the first light refracting means has a part of output light from the light source means. Is input and its output light is supplied to the inner peripheral direction of the liquid crystal panel means via the second light refracting means, and a part of the output light from the light source is supplied to the first light reflecting means. Is input, and the output light is supplied to the outer peripheral portion of the liquid crystal panel means through the third light refracting means, and the third light refracting means has the light deflection angle of the outermost periphery of the innermost part. The light deflection angle of the innermost peripheral portion of the third light refracting means is formed algebraically smaller than the light deflection angle of the peripheral portion. The orientation angle is smaller than the sum of the respective light deflection angles of the outermost peripheral portions of the first and second light refracting means, and the emitted light of the innermost peripheral portion of the third light refracting means. And the liquid crystal display device formed so that the direction of the light emitted from the outermost peripheral portion of the second light refracting means substantially coincides with each other.
【請求項2】1項において、該第1及び第2の光屈折手
段をひとつの光屈折レンズ手段の入射側界面及び出射側
界面によって形成してなる液晶ディスプレイ装置。
2. A liquid crystal display device according to claim 1, wherein the first and second light refracting means are formed by an incident side interface and an outgoing side interface of one photorefractive lens means.
【請求項3】1項において、該第1,第2及び第3の光
屈折手段を一体化形成してなる液晶ディスプレイ装置。
3. A liquid crystal display device according to claim 1, wherein the first, second and third light refracting means are integrally formed.
【請求項4】光源手段,液晶パネル手段、及び光進行方
向変換手段を備え、該光源手段から該液晶パネル手段へ
と光が伝送される経路に該光進行方向変換手段が配置さ
れ、該光源手段の発光中心を原点とする南北緯度,東西
経度を有する極座標系において、西半球に球面状光反射
手段を備え、該光進行方向変換手段は少く共、東半球の
第1方向光偏向手段及び第2方向光偏向手段から形成さ
れ、 該球面状光反射手段は、該光源手段から西半球に放射さ
れる光を該光源手段へと再帰させ、東半球から再放射さ
せるように作用し、 該第1方向光偏向手段は緯度低減方向に光を偏向し、該
第2方向光偏向手段は経度拡がり低減方向に光を偏向す
るように形成してなる液晶ディスプレイ装置。
4. A light source means, a liquid crystal panel means, and a light advancing direction changing means, wherein the light advancing direction changing means is arranged in a path through which light is transmitted from the light source means to the liquid crystal panel means. In a polar coordinate system having north-south latitude and east-west longitude with the light emission center of the means as an origin, a spherical light reflecting means is provided in the western hemisphere, and the light traveling direction changing means includes at least the first direction light deflecting means and the second light deflecting means in the east hemisphere The spherical light reflecting means is configured to cause light emitted from the light source means to the western hemisphere to return to the light source means and to be re-emitted from the eastern hemisphere. The liquid crystal display device is formed so that the deflecting means deflects light in the latitudinal reduction direction and the second direction light deflecting means deflects light in the longitude spreading reduction direction.
【請求項5】4項において、該第1方向光偏向手段が半
筒状フレネルシートによって形成されてなる液晶ディス
プレイ装置。
5. A liquid crystal display device according to claim 4, wherein the first direction light deflecting means is formed by a semi-cylindrical Fresnel sheet.
【請求項6】5項において、該半筒状フレネルシートの
南北端の筒内側に半環状ミラー手段を配置し、該半環状
ミラー手段の反射出力が該半筒状フレネルシートの入射
光として活用されるように構成されてなる液晶ディスプ
レイ装置。
6. The semi-annular mirror means is disposed inside the tube at the north and south ends of the semi-cylindrical Fresnel sheet, and the reflected output of the semi-annular mirror means is utilized as incident light to the semi-cylindrical Fresnel sheet. A liquid crystal display device configured as described above.
【請求項7】5項において、該第1方向光偏向手段がト
ロイド状レンズの一部によって形成されてなる液晶ディ
スプレイ装置。
7. The liquid crystal display device according to claim 5, wherein the first direction light deflecting means is formed by a part of a toroidal lens.
【請求項8】5項において、該第2方向光偏向手段が、
少く共、第1の経度変換手段と第2の経度変換手段から
なり、該第1の経度変換手段は、少く共、ほゞ鏡面対称
式に接合された2対のリニアフレネルシートからなり、 該第2の経度変換手段は、その東方中央においては、該
光源手段の出力を入力として、該液晶パネル手段の東方
中央に対応する光を出力し、更に該第2の経度変換手段
はその東方外周部においては、該光源手段の出力が該第
1の経度変換手段を経由した後の光を入力として、該液
晶パネル手段の東方外周部に対応する光を出力するよう
に形成されてなる液晶ディスプレイ装置。
8. The light deflector in the second direction according to claim 5,
At least at least a first longitude conversion means and a second longitude conversion means, the first longitude conversion means at least made up of two pairs of linear Fresnel sheets joined in a substantially mirror-symmetrical manner, The second longitude conversion means receives the output of the light source means at the eastern center thereof and outputs light corresponding to the eastern center of the liquid crystal panel means, and the second longitude conversion means further has the east outer periphery thereof. In the section, the liquid crystal display formed so that the output of the light source means receives the light after passing through the first longitude conversion means and outputs the light corresponding to the east outer peripheral portion of the liquid crystal panel means. apparatus.
【請求項9】投写式ディスプレイにおいて、光源手段を
備え、該光源手段の発光中心を原点とする南北緯度及び
東西経度を有する極座標系において、西半球に球面状光
反射手段を備え、その南北端の高緯度領域に空気流通用
開口部を備えてなる投写式ディスプレイ装置。
9. A projection display, comprising a light source means, and in a polar coordinate system having north-south latitude and east-west longitude with an emission center of the light-source means as an origin, a spherical light reflecting means is provided in the western hemisphere, A projection display device having an opening for air circulation in a high latitude area.
【請求項10】9項において、更に東半球にその南北端
に空気流通用開口部を備えた半球状光透過手段を備えて
なる投写式ディスプレイ装置。
10. The projection display device according to claim 9, further comprising a hemispherical light transmitting means having an air circulation opening at the north and south ends of the eastern hemisphere.
【請求項11】9項において、更に東半球の南北方向に
沿って半筒状光透過手段を備え、該西半球の空気流通用
開口部と該半筒状光透過手段とがその南北端において1
対の空気流通用開口を形成するように構成されてなる投
写式ディスプレイ装置。
11. The semi-cylindrical light transmitting means according to claim 9, further comprising a semi-cylindrical light transmitting means along the north-south direction of the eastern hemisphere, wherein the air circulation opening of the western hemisphere and the semi-cylindrical light transmitting means are 1 at the north-south end thereof.
A projection display device configured to form a pair of air circulation openings.
【請求項12】11項において該半筒状光透過手段が、
半筒を近似する多角形状であって、各辺が細長い平板状
ガラス板によって構成されてなる投写式ディスプレイ装
置。
12. The semi-cylindrical light transmitting means according to claim 11,
A projection display device having a polygonal shape that approximates a half cylinder, and each side being configured by an elongated flat glass plate.
【請求項13】光源手段,液晶パネル手段、及び光進行
方向変換手段を備え、該光源手段から該液晶パネル手段
へと光が伝送される経路に該光進行方向変換手段が配置
され、更にその出力部に整方器手段が配置され、 該整方器手段は、戸棚状に光の進行方向に沿って配列さ
れた多数の黒色状薄板からなり、 該薄板の面に対して相対的に大角度で入射する平行性の
悪い光を吸収し、相対的に小角度で入射する平行性の良
い光を反射導光するように形成してなる液晶ディスプレ
イ装置。
13. A light source means, a liquid crystal panel means, and a light advancing direction changing means, wherein the light advancing direction changing means is arranged in a path through which light is transmitted from the light source means to the liquid crystal panel means, and further, Arranger means is arranged at the output part, and the means is composed of a large number of black thin plates arranged in a cupboard shape along the traveling direction of light, and is relatively large with respect to the surface of the thin plates. A liquid crystal display device formed so as to absorb light having poor parallelism incident at an angle and reflect and guide light having good parallelism incident at a relatively small angle.
【請求項14】光源手段,液晶パネル手段、及び光進行
方向変換手段を備え、該光源手段から該液晶パネル手段
へと光が伝送される経路に該光進行方向変換手段が配置
され、更に光伝送路の外縁部に整方器式導光壁手段を備
え、その壁面に対して相対的に大角度で入射する平行性
の悪い光を吸収し、相対的に小角度で入射する平行性の
良い光を反射導光するように形成してなる液晶ディスプ
レイ装置。
14. A light source means, a liquid crystal panel means, and a light advancing direction changing means, wherein the light advancing direction changing means is arranged in a path through which light is transmitted from the light source means to the liquid crystal panel means. The outer edge of the transmission line is provided with a square-shaped light guide wall means, which absorbs light with poor parallelism incident on the wall surface at a relatively large angle and makes it incident on a relatively small angle. A liquid crystal display device formed to reflect and guide good light.
【請求項15】光源手段,液晶パネル手段,及び光進行
方向変換手段を備え、該光進行方向変換手段は、少く共
偏光ビームスプリッタ,偏光ビームスプリッタ用ミラ
ー,及びダイクロイックミラー達を含み、該偏光ビーム
スプリッタ用ミラーはS波反射形式として構成され、か
つ、その出力S波が該ダイクロイックミラー達に対して
P波として入射するように構成されてなる液晶ディスプ
レイ装置。
15. A light source means, a liquid crystal panel means, and a light advancing direction changing means, wherein the light advancing direction changing means includes at least a co-polarizing beam splitter, a polarizing beam splitter mirror, and a dichroic mirror. A liquid crystal display device in which a beam splitter mirror is constructed as an S-wave reflection type, and the output S-wave is made incident on the dichroic mirrors as P-wave.
【請求項16】ブラックストライプ式スクリーン,投写
レンズ,及び液晶パネル手段を備えた投写式ディスプレ
イにおいて、 該液晶パネル手段の光出射側に、少く共水平方向に光を
発散する光発散手段を備え、該発散手段によるスポット
サイズの水平方向の拡がりの半値幅がブラックストライ
プの配列周期の0.75倍以上となるように構成されて
なるモアレ妨害低減式液晶ディスプレイ装置。
16. A projection type display comprising a black stripe type screen, a projection lens, and a liquid crystal panel means, the light emitting side of said liquid crystal panel means comprising light diverging means for diverging light in a substantially horizontal direction. A moiré disturbance reduction type liquid crystal display device configured such that the half-width of the horizontal spread of the spot size by the diverging means is 0.75 times or more the arrangement period of the black stripes.
【請求項17】投写式液晶ディスプレイにおいて、液晶
パネル手段と投写レンズ手段との間に透明可曲板手段を
備え、該透明可曲板手段の各周辺部を折り曲げ調整する
ことによって再生画像上の幾何学歪みを補償するように
構成されてなる投写式液晶ディスプレイ装置。
17. In a projection type liquid crystal display, a transparent bendable plate means is provided between a liquid crystal panel means and a projection lens means, and a peripheral portion of the transparent bendable plate means is bent and adjusted to adjust a reproduced image on a reproduced image. A projection liquid crystal display device configured to compensate for geometric distortion.
【請求項18】1〜9項または14,15項において、
該液晶パネル手段の出射側に光ファイバ手段の受光端を
配置してなる光ファイバ式液晶ディスプレイ装置。
18. The method according to claims 1 to 9 or 14, 15.
An optical fiber type liquid crystal display device in which a light receiving end of an optical fiber means is disposed on the emission side of the liquid crystal panel means.
【請求項19】白色光源手段,液晶パネル手段、及び該
光源手段の出射光を該液晶パネル手段へと導く光進行方
向変換手段を備え、 更に、該液晶パネル手段の入射側に、光進行方向に沿っ
て3原色光を相異なる3方向に分解するための3原色3
方向化手段、3方向を相異なる3位置の方向へ収束する
ための3方向3位置化手段、及び光発散角を低減するた
めの光発散角低減手段を備え、該光発散角低減手段によ
って、3原色光の方向差が低減され、かつ、実質的に互
いに同一方向化された3原色光が、該光発散角低減手段
によって、3原色画素の各位置へと導かれ、方向差の低
減によってコントラスト比が向上されるように構成され
てなる液晶ディスプレイ装置。
19. A white light source means, a liquid crystal panel means, and a light advancing direction changing means for guiding the light emitted from the light source means to the liquid crystal panel means, and further, the light advancing direction is provided on the incident side of the liquid crystal panel means. 3 primary colors for separating light of 3 primary colors along different directions into 3 different directions
Orientation means, three-direction three-positioning means for converging the three directions into three different directions, and light divergence angle reducing means for reducing the light divergence angle are provided, and by the light divergence angle reducing means, The direction difference of the three primary color lights is reduced, and the three primary color lights that are substantially in the same direction are guided to each position of the three primary color pixels by the light divergence angle reducing means, and the direction difference is reduced. A liquid crystal display device configured to improve a contrast ratio.
【請求項20】19項において、更に、該3原色3方向
化手段の光発散方向を該液晶パネル手段の広指向性方向
に実質的に合致させるための偏光方向整合化手段を該液
晶パネル手段と該3原色3方向化手段との間に備えてな
る液晶ディスプレイ装置。
20. The liquid crystal panel means according to claim 19, further comprising polarization direction matching means for causing the light diverging directions of the three primary color three-direction directing means to substantially coincide with the wide directivity direction of the liquid crystal panel means. And a liquid crystal display device provided between the three primary color three-direction directing means.
【請求項21】19項において、該3方向3位置化手段
と該光発散角低減手段とが該液晶パネル手段の光入射側
に配置された1枚の両面レンチキュラーレンズ手段の入
射側レンチキュラーレンズと出射側レンチキュラーレン
ズとによって形成されてなる液晶ディスプレイ装置。
21. The incident side lenticular lens of one double-sided lenticular lens means according to claim 19, wherein the three-direction three-positioning means and the light divergence angle reducing means are arranged on the light incident side of the liquid crystal panel means. A liquid crystal display device formed by an emission side lenticular lens.
【請求項22】21項において、更に該両面レンチキュ
ラーレンズ手段の光入射側に、レンチキュラーレンズ手
段を配置し、その光収束方向が該両面レンチキュラーレ
ンズ手段の光収束方向とほぼ直交するように構成されて
なる液晶ディスプレイ装置。
22. The lenticular lens means according to claim 21, further comprising a lenticular lens means disposed on the light incident side of the double-sided lenticular lens means, and the light converging direction thereof is substantially orthogonal to the light converging direction of the double-sided lenticular lens means. Liquid crystal display device.
【請求項23】19項において、更に投写レンズ手段,
スクリン手段を備え、該液晶パネル手段の出射側にフレ
ネルレンズ手段を備え、該フレネルレンズ手段によって
投写光を投写レンズのひとみの方向へと導くように形成
してなる投写形液晶ディスプレイ装置。
23. The projection lens means according to claim 19,
A projection type liquid crystal display device comprising screen means, Fresnel lens means on the exit side of the liquid crystal panel means, and the Fresnel lens means for guiding projection light in the direction of the pupil of the projection lens.
【請求項24】19項において、該光進行方向変換手段
と該3原色3方向化手段との間に、偏光ビームスプリッ
タと偏光面を90度回転するための半波長板と反射鏡と
からなる光利用率向上手段を備えてなる液晶ディスプレ
イ装置。
24. A polarization beam splitter, a half-wave plate for rotating a polarization plane by 90 degrees, and a reflecting mirror between the light traveling direction changing means and the three primary color three-direction changing means. A liquid crystal display device comprising light utilization rate improving means.
【請求項25】19項または22項において、該液晶パ
ネル手段の出射側に、光ファイバ手段の受光端を配置し
てなる光ファイバ式液晶ディスプレイ装置。
25. An optical fiber type liquid crystal display device according to claim 19 or 22, wherein a light receiving end of an optical fiber means is arranged on the emission side of said liquid crystal panel means.
【請求項26】19項または22項において、該液晶パ
ネル手段の出射側にレンチキュラーレンズ手段を備え、
該レンチキュラーレンズ手段による光発散方向を該液晶
パネル手段の狭指向性方向に実質的に合致させてなる直
視式液晶ディスプレイ装置。
26. The lenticular lens means according to claim 19 or 22, further comprising lenticular lens means on the exit side of the liquid crystal panel means,
A direct-view liquid crystal display device in which the direction of light divergence by the lenticular lens means is substantially matched with the narrow directivity direction of the liquid crystal panel means.
【請求項27】23項において、該スクリン手段の下方
の左,右部の少く共一方に光ディスク収納棚を設けてな
る背面投写式液晶ディスプレイ装置。
27. A rear projection type liquid crystal display device according to claim 23, wherein an optical disk storage shelf is provided on at least one of the left and right portions below the screen means.
【請求項28】光源手段,光進行方向変換手段,液晶パ
ネル手段,投写レンズ手段,透過式スクリン手段、及び
スクリン上下端フレネルゴースト妨害低減手段を備え、 該スクリン上下端フレネルゴースト妨害低減手段は該液
晶パネル手段と該透過式スクリン手段との間に配置され
た偏波方向垂直化手段によって構成されてなる投写式液
晶ディスプレイ装置。
28. A light source means, a light traveling direction changing means, a liquid crystal panel means, a projection lens means, a transmission type screen means, and a screen upper and lower end Fresnel ghost interference reducing means, wherein the screen upper and lower end Fresnel ghost interference reducing means are provided. A projection type liquid crystal display device comprising a polarization direction verticalizing means arranged between a liquid crystal panel means and the transmissive screen means.
【請求項29】28項において、更に、該透過式スクリ
ーン手段が偏波方向水平化手段を含むように形成されて
なる投写式液晶ディスプレイ装置。
29. A projection type liquid crystal display device according to claim 28, wherein said transmission screen means is further formed so as to include polarization direction leveling means.
【請求項30】白色光源手段,液晶パネル手段、及び該
光源手段の出力を該液晶パネル手段へと導く光進行方向
変換手段を備え、 更に該液晶パネル手段の入射側に、光進行方向に沿って
3原色を3方向に分解するための3原色3方向化手段、
3方向を3原色画素の各位置に収束するための3方向3
位置化手段を備え、 該3原色3方向化手段が、回折格子板とミラーとによっ
て形成され、かつ、該回折格子板の出射する1対の正負
回折1次光の内の一方のみを該ミラーによって反射し、
その反射出力光が該1対の正負回折1次光の内のもう一
方の光と実質的に平行となるように形成されてなる液晶
ディスプレイ装置。
30. A white light source means, a liquid crystal panel means, and a light advancing direction converting means for guiding the output of the light source means to the liquid crystal panel means, and further on the incident side of the liquid crystal panel means along the light advancing direction. Means for separating the three primary colors into three directions,
3 directions for converging 3 directions to each position of 3 primary color pixels 3
A positioning means, the three-primary-color three-directions forming means is formed by a diffraction grating plate and a mirror, and only one of the pair of positive and negative diffracted first-order lights emitted from the diffraction grating plate is mirrored. Reflected by,
A liquid crystal display device formed so that the reflected output light is substantially parallel to the other light of the pair of positive and negative diffracted first-order lights.
【請求項31】白色光源手段,液晶パネル手段、及び該
光源手段の出力を該液晶パネル手段へと導く光進行方向
変換手段を備え、 更に、該液晶パネル手段の入射側に、光進行方向に沿っ
て3原色を5方向に分解するための3原色5方向化手
段、5方向を3原色画素の5配列位置(RGBGR)の
各位置に収束するための5方向5位置化手段を備え、 該3原色5方向化手段が、回折格子とプリズム列とによ
って形成されてなる液晶ディスプレイ装置。
31. A white light source means, a liquid crystal panel means, and a light advancing direction changing means for guiding the output of the light source means to the liquid crystal panel means, and further to the incident side of the liquid crystal panel means in the light advancing direction. 3 primary color 5 direction conversion means for separating the 3 primary colors into 5 directions, and 5 direction 5 position conversion means for converging the 5 directions to each position of 5 array positions (RGBGR) of the 3 primary color pixels, A liquid crystal display device in which the three-primary-color five-direction directing means is formed by a diffraction grating and a prism array.
【請求項32】白色光源手段,液晶パネル手段、及び該
光源手段の出力を該液晶パネル手段へと導く光進行方向
変換手段を備え、 更に、該液晶パネル手段の入射側に、光進行方向に沿っ
て3原色を6方向に分解するための3原色6方向化手
段、6方向を3原色画素の6配列位置(RGBBGR)
の各位置に収束するための6方向6位置化手段を備え、 該3原色6方向化手段が、回折格子とプリズム列とによ
って形成されてなる液晶ディスプレイ装置。
32. A white light source means, a liquid crystal panel means, and a light advancing direction converting means for guiding the output of the light source means to the liquid crystal panel means, and further to the incident side of the liquid crystal panel means in the light advancing direction. 3 primary color 6 direction conversion means for separating 3 primary colors along 6 directions, 6 array positions of 3 primary color pixels in 6 directions (RGBBGR)
A liquid crystal display device comprising 6-direction 6-positioning means for converging to each position, and the 3-primary-color 6-direction positioning means being formed by a diffraction grating and a prism array.
【請求項33】白色光源手段,液晶パネル手段、及び該
白色光源手段の出力を該液晶パネル手段へと導く光進行
方向変換手段を備え、 更に該液晶パネル手段の入射側に、光進行方向に沿って
3原色を3方向に分解するための3原色3方向化手段、
3方向を3原色画素の各位置に収束するための3方向3
位置化手段を備え、 該3原色3方向化手段が、ほゞ鏡面対称式に接合された
少く共1対のプリズムシートによって形成されてなる液
晶ディスプレイ装置。
33. A white light source means, a liquid crystal panel means, and a light advancing direction changing means for guiding the output of the white light source means to the liquid crystal panel means, and further to the incident side of the liquid crystal panel means in the light advancing direction. Three-primary-three-direction converting means for separating the three primary colors into three directions,
3 directions for converging 3 directions to each position of 3 primary color pixels 3
A liquid crystal display device comprising a positioning means, wherein the three primary color three-direction means is formed by at least one pair of prism sheets joined in a substantially mirror-symmetrical manner.
【請求項34】22項において、更に該液晶パネル手段
の光出射側にストライプ状半波長板手段が配置され、該
ストライプ状半波長板手段によって該レンチキュラーレ
ンズ手段の出射光の偏光面が2行毎に1行ずつ90度回
転されるように構成されてなる液晶ディスプレイ装置。
34. The stripe-shaped half-wave plate means is further arranged on the light-exiting side of the liquid crystal panel means, and the planes of polarization of the light emitted from the lenticular lens means are arranged in two rows by the stripe-shaped half-wave plate means. A liquid crystal display device configured to rotate by 90 degrees for each row.
JP7266769A 1994-10-18 1995-10-16 Liquid crystal display device Pending JPH08190080A (en)

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JP6-273323 1994-11-08
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7090359B2 (en) 2003-02-28 2006-08-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Scrolling unit, color illuminating system, and projection system using the scrolling unit
US7301273B2 (en) 2003-02-20 2007-11-27 Barco Nv Display element array for emissive, fixed format display
WO2011135755A1 (en) * 2010-04-27 2011-11-03 シャープ株式会社 Backlight system and lcd device using the same

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