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JPH09185053A - Liquid crystal display - Google Patents

Liquid crystal display

Info

Publication number
JPH09185053A
JPH09185053A JP7344214A JP34421495A JPH09185053A JP H09185053 A JPH09185053 A JP H09185053A JP 7344214 A JP7344214 A JP 7344214A JP 34421495 A JP34421495 A JP 34421495A JP H09185053 A JPH09185053 A JP H09185053A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
crystal display
light
polarized light
polarization
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.)
Granted
Application number
JP7344214A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3175915B2 (en
Inventor
Takuji Yamatani
拓司 山谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP34421495A priority Critical patent/JP3175915B2/en
Publication of JPH09185053A publication Critical patent/JPH09185053A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3175915B2 publication Critical patent/JP3175915B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶表示装置の小型化、および軽量化を図
る。平行照明光源からの光の利用効率を向上させ、偏光
板の光吸収を抑制すると共に、明るい画像表示を得る。 【解決手段】 微小サイズまたはストライプ状の複数の
偏光ビームスプリッタ4aからなる偏光分離素子4を、
液晶表示素子3の光入射面に沿って配置する。また、偏
光分離素子4と同様の構造を有する偏光分離素子5を、
液晶表示素子3の光出射面に沿って配置する。偏光分離
素子4は、P偏光光P1 を透過させ、S偏光光S1 を9
0°角度を変えて反射させる。液晶表示素子3は、入射
した直線偏光の偏光状態を制御し、偏光分離素子5へ出
射させる。偏光分離素子5では、同様に、P偏光光P1
を透過させ、S偏光光S1 を90°角度を変えて反射さ
せる。これにより、進行方向の揃った光束が出力され、
画像が表示される。
(57) Abstract: To reduce the size and weight of a liquid crystal display device. The utilization efficiency of light from the parallel illumination light source is improved, light absorption of the polarizing plate is suppressed, and a bright image display is obtained. SOLUTION: A polarization separation element 4 including a plurality of polarization beam splitters 4a having a minute size or stripes is
The liquid crystal display element 3 is arranged along the light incident surface. In addition, the polarization separation element 5 having the same structure as the polarization separation element 4 is
The liquid crystal display element 3 is arranged along the light emitting surface. The polarization separation element 4 transmits the P-polarized light P 1 and converts the S-polarized light S 1 into 9
0 ° Change the angle and reflect. The liquid crystal display element 3 controls the polarization state of the incident linearly polarized light and makes it output to the polarization separation element 5. In the polarization splitting element 5, similarly, the P-polarized light P 1
Is transmitted, and the S-polarized light S 1 is reflected by changing the angle by 90 °. As a result, a light beam with a uniform traveling direction is output,
The image is displayed.

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、光源からの自然光
を直線偏光に分離する、例えば偏光ビームスプリッタ等
の偏光分離素子を有し、該偏光分離素子によって分離さ
れた直線偏光の偏光状態を制御し、画像を形成する液晶
表示装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention has a polarization separation element such as a polarization beam splitter for separating natural light from a light source into linearly polarized light, and controls the polarization state of the linearly polarized light separated by the polarization separation element. However, the present invention relates to a liquid crystal display device that forms an image.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、代表的な電界効果型の光変調
素子として、TN(Twisted Nematic;ねじれネマチッ
ク)型液晶表示素子が知られている。TN型液晶表示素
子を用いた液晶表示装置は、例えば偏光ビームスプリッ
タ等の偏光分離素子によって分離された直線偏光を、上
記TN型液晶表示素子に照射して光変調を行い、表示を
行うものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, a TN (Twisted Nematic) type liquid crystal display element has been known as a typical field effect type light modulating element. A liquid crystal display device using a TN type liquid crystal display element irradiates the TN type liquid crystal display element with linearly polarized light separated by a polarization separation element such as a polarization beam splitter to perform light modulation and display. is there.

【0003】上記TN型液晶表示素子には、通常、液晶
層をはさんでその光束入射側と出射側とにそれぞれ偏光
子、検光子と呼ばれる2枚の偏光板が、その偏光方位が
互いに直交するように液晶層をはさんで貼り合わされて
いる。
In the above-mentioned TN type liquid crystal display element, usually, two polarizing plates called a polarizer and an analyzer are respectively disposed on the light beam incident side and the light emitting side across the liquid crystal layer, and their polarization directions are orthogonal to each other. As shown in the figure, the liquid crystal layer is sandwiched between them.

【0004】上記液晶層に電界を印加しない場合、入射
側偏光板を通過した光は、液晶分子の光学異方性の効果
により、液晶分子のねじれに沿って回転(旋光)する。
この結果、上記光は出射側偏光板を通過し、明るい状態
が得られる。一方、液晶層に電界を印加した場合、液晶
分子のねじれ配向が解け、もはや偏波面を回転させる効
果はなくなる。このため、入射側偏光板を通過した光
は、出射側偏光板で遮られ、暗い状態が得られる。
When no electric field is applied to the liquid crystal layer, the light passing through the incident side polarizing plate rotates (rotates) along the twist of the liquid crystal molecules due to the effect of the optical anisotropy of the liquid crystal molecules.
As a result, the light passes through the exit side polarization plate, and a bright state is obtained. On the other hand, when an electric field is applied to the liquid crystal layer, the twisted orientation of the liquid crystal molecules is released, and the effect of rotating the plane of polarization is no longer present. Therefore, the light that has passed through the incident side polarization plate is blocked by the emission side polarization plate, and a dark state is obtained.

【0005】ところで、上記のように動作を行うTN型
液晶表示素子を用いた液晶表示装置では、従来、以下の
ような問題があった。すなわち、TN型液晶表示素子が
利用できる照明光の有効な成分は、偏光板の方位に沿っ
たものに限られてしまい、透過できなかった不要な成分
は偏光板に吸収され、また、熱に変換されるので、光の
利用効率が1/2以下となり、明るい表示が得られない
という問題があった。また、偏光板自身の熱吸収で、偏
光板の特性が悪化したり、また、TN型液晶表示素子の
温度上昇によって液晶が相変化し、表示特性が悪化する
という問題があった。
By the way, in the liquid crystal display device using the TN type liquid crystal display element which operates as described above, there have conventionally been the following problems. That is, the effective components of the illumination light that can be used by the TN type liquid crystal display element are limited to those along the azimuth of the polarizing plate, and unnecessary components that could not be transmitted are absorbed by the polarizing plate, and heat is absorbed. Since the light is converted, the light utilization efficiency becomes 1/2 or less, and there is a problem that a bright display cannot be obtained. In addition, there is a problem that the characteristics of the polarizing plate are deteriorated due to heat absorption of the polarizing plate itself, and the liquid crystal undergoes a phase change due to a temperature rise of the TN type liquid crystal display element, thereby deteriorating the display characteristics.

【0006】そこで、上記のような問題を解決しようと
した液晶表示装置が、例えば、特開平4−178683
号公報に開示されている。上記公報に開示された液晶表
示装置の偏光変換光学系を図8に示す。
Therefore, a liquid crystal display device which has tried to solve the above problems is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-178683.
No. 6,086,045. FIG. 8 shows a polarization conversion optical system of the liquid crystal display device disclosed in the above publication.

【0007】図8に示すように、この偏光変換光学系
は、平行照明光源51と、キューブ型の広帯域偏光ビー
ムスプリッタ52(又は、それと等価な機能を有する光
学素子)と、偏光回転素子53と、反射体54と、プリ
ズム55と、液晶表示素子56とから構成されている。
As shown in FIG. 8, this polarization conversion optical system includes a parallel illumination light source 51, a cube-type broadband polarization beam splitter 52 (or an optical element having a function equivalent thereto), and a polarization rotation element 53. , A reflector 54, a prism 55, and a liquid crystal display element 56.

【0008】平行照明光源51から照射される白色ラン
ダム偏光は、広帯域偏光ビームスプリッタ52により、
P偏光光a1 とS偏光光a2 とに分離される。広帯域偏
光ビームスプリッタ52は、特定の偏光成分(図8では
P偏光光a1 )を透過させると共に、それに直交する偏
光成分(図8ではS偏光光a2 )を側面方向に反射させ
て分離する。
The white random polarized light emitted from the parallel illumination light source 51 is converted by the broadband polarization beam splitter 52.
It is separated into P-polarized light a 1 and S-polarized light a 2 . The broadband polarization beam splitter 52 transmits a specific polarization component (P-polarized light a 1 in FIG. 8) and reflects a polarization component (S-polarized light a 2 in FIG. 8) orthogonal to the specific polarization component in the side direction to separate it. .

【0009】広帯域偏光ビームスプリッタ52を透過し
たP偏光光a1 は、そのままプリズム55に入射する。
一方、側面方向に反射されたS偏光光a2 は、偏光回転
素子53を透過することにより、その偏波面が90度回
転させられる。これにより、上記のS偏光光a2 は、P
偏光光a1 と同じ偏光方向に揃えられ、P偏光光a
となる。その後、上記のP偏光光a′は反射体54
で反射され、プリズム55に入射する。そして、P偏光
光a1 とP偏光光a2 ′との2光束は、プリズム55に
よって合成され、液晶表示素子56に照射される。この
ように、上記構成では、P偏光光a1 、S偏光光a2
2光束の偏波面を揃えて液晶表示素子56に照射するこ
とにより、光の利用効率を向上させ、入射側偏光板(図
示しない)の光吸収と温度上昇とを抑制している。
The P-polarized light a 1 transmitted through the broadband polarization beam splitter 52 enters the prism 55 as it is.
On the other hand, the S-polarized light a 2 reflected in the side direction is transmitted through the polarization rotator 53, so that its plane of polarization is rotated by 90 degrees. As a result, the above S-polarized light a 2 becomes P
The P-polarized light a 2 ′ is aligned in the same polarization direction as the polarized light a 1.
Becomes Then, the P-polarized light a 2 ′ is reflected by the reflector 54.
Is reflected by and is incident on the prism 55. Then, the two light fluxes of the P-polarized light a 1 and the P-polarized light a 2 ′ are combined by the prism 55 and applied to the liquid crystal display element 56. As described above, in the above-described configuration, the polarization planes of the two light fluxes of the P-polarized light a 1 and the S-polarized light a 2 are aligned and irradiated on the liquid crystal display element 56, so that the light utilization efficiency is improved and the incident side polarization plate is It suppresses light absorption (not shown) and temperature rise.

【0010】また、特開平2−106792号公報、お
よび特開平6−324329号公報では、上述のように
2光束の偏波面を揃えることなく、P偏光光、S偏光光
のまま液晶表示素子に照射する液晶表示装置について開
示されている。
Further, in JP-A-2-106792 and JP-A-6-324329, the liquid crystal display element is used as it is as P-polarized light and S-polarized light without aligning the polarization planes of the two light fluxes as described above. An illuminating liquid crystal display device is disclosed.

【0011】前者の特開平2−106792号公報に開
示された液晶表示装置の光学系を図9に示す。この図9
に示す光学系は、放射源61と、第1の偏光感知ビーム
スプリッタ62と、第2の偏光感知ビームスプリッタ6
3と、反射体64、65、66、67と、液晶表示素子
68と、投射レンズ系69とから構成されている。
FIG. 9 shows an optical system of the liquid crystal display device disclosed in the former Japanese Patent Laid-Open No. 2-106792. This figure 9
The optical system shown in FIG. 1 includes a radiation source 61, a first polarization-sensitive beam splitter 62, and a second polarization-sensitive beam splitter 6
3, a reflector 64, 65, 66, 67, a liquid crystal display element 68, and a projection lens system 69.

【0012】放射源61から放射される照明光は、第1
の偏光感知ビームスプリッタ62に入射し、偏光方向が
互いに直交するS偏光光b1 とP偏光光b2 とに分離さ
れる。S偏光光b1 、P偏光光b2 は、それぞれ反射体
64、65により、液晶表示素子68の同一側に向けて
それぞれ反射され、液晶表示素子68にて光変調され
る。S偏光光b1 、P偏光光b2 は、液晶表示素子68
を通過後、それぞれ別の反射体66、67により、第2
の偏光感知ビームスプリッタ63に向けて反射される。
この第2の偏光感知ビームスプリッタ63で、S偏光光
1 とP偏光光b2 とが結合され、投射レンズ系69を
介して投射パネル(図示しない)に投射される。このよ
うに、上記公報の構成では、先述の特開平4−1786
83号公報の構成のように、偏光回転素子を用いて2光
束の偏波面を揃えず、P、S両偏光光を利用すること
で、光利用効率を向上させている。
The illumination light emitted from the radiation source 61 is
Is incident on the polarization sensitive beam splitter 62 and is separated into S-polarized light b 1 and P-polarized light b 2 whose polarization directions are orthogonal to each other. The S-polarized light b 1 and the P-polarized light b 2 are reflected toward the same side of the liquid crystal display element 68 by the reflectors 64 and 65, respectively, and are modulated by the liquid crystal display element 68. The S-polarized light b 1 and the P-polarized light b 2 are generated by the liquid crystal display element 68.
After passing through the second
Is reflected toward the polarization sensitive beam splitter 63.
The S-polarized light b 1 and the P-polarized light b 2 are combined by the second polarization-sensitive beam splitter 63 and projected onto a projection panel (not shown) via the projection lens system 69. Thus, in the configuration of the above publication, the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 4-1786.
As in the configuration of Japanese Patent Publication No. 83, the polarization rotation element is not used to align the polarization planes of the two light fluxes and both P and S polarized lights are used to improve the light utilization efficiency.

【0013】一方、後者の特開平6−324329号公
報に開示された液晶表示装置を図10に示す。図10
は、主に、光源(図示しない)からの光束が、偏光選択
手段71を介して液晶表示パネル72に入射する様子を
示している。液晶表示パネル72には、透明電極73が
形成されたガラス基板74と、透明電極からなる画素7
5A、75Bが形成されたガラス基板76とが対向して
設けられており、その間には液晶77が充填されてい
る。また、液晶表示パネル72の光束入射側には、マイ
クロレンズアレイ78が装着されていると共に、光束出
射側には、偏光子79が装着されている。
On the other hand, FIG. 10 shows a liquid crystal display device disclosed in the latter Japanese Patent Laid-Open No. 6-324329. FIG.
Shows a state in which a light beam from a light source (not shown) mainly enters the liquid crystal display panel 72 via the polarization selecting means 71. The liquid crystal display panel 72 includes a glass substrate 74 on which a transparent electrode 73 is formed and a pixel 7 including the transparent electrode.
A glass substrate 76 on which 5A and 75B are formed is provided so as to face it, and a liquid crystal 77 is filled between them. A microlens array 78 is mounted on the light flux incident side of the liquid crystal display panel 72, and a polarizer 79 is mounted on the light flux outgoing side.

【0014】上記のマイクロレンズアレイ78は、微小
レンズ80を隙間なく配置したものであって、一方向に
は画素ピッチの2倍のピッチで配列されており、別な方
向には画素ピッチと同じピッチで配列されている。つま
り、2個の画素75A、75Bに対して1個の微小レン
ズ80が対応している。
The microlens array 78 has microlenses 80 arranged without a gap, and is arranged at a pitch twice the pixel pitch in one direction and the same as the pixel pitch in the other direction. They are arranged on a pitch. That is, one minute lens 80 corresponds to two pixels 75A and 75B.

【0015】上記の構成によれば、光源(図示しない)
から出射された光束のうち、一方の偏光成分の光束c1
はそのまま偏光選択手段71を透過し、マイクロレンズ
アレイ78によって一方の画素75Aに集光させられ
る。また、他方の偏光成分の光束c2 は、偏光選択手段
71で進行方向を変えられ、他方の画素75Bに集光さ
せられる。液晶表示パネル72を透過した光束は、一定
の偏光面を持つ偏光子79によって検光され、一方の画
素75A(又は75B)では、電圧無印加時に白表示と
なる、いわゆるノーマリーホワイト画像となる。また、
他方の画素75B(又は75A)では、電圧無印加時に
黒表示となる、いわゆるノーマリーブラック画像とな
る。このように、上記公報では、光源(図示しない)か
ら出射されたすべての光束が、液晶表示パネル72を透
過することで、光の利用効率を向上させている。
According to the above structure, a light source (not shown)
Of the light beams emitted from the light beam of one polarization component c 1
Is transmitted through the polarization selecting means 71 as it is, and is focused on one pixel 75A by the microlens array 78. Further, the light beam c 2 of the other polarization component has its traveling direction changed by the polarization selecting means 71 and is condensed on the other pixel 75B. The light flux that has passed through the liquid crystal display panel 72 is analyzed by a polarizer 79 having a constant polarization plane, and one pixel 75A (or 75B) produces a so-called normally white image in which white display is performed when no voltage is applied. . Also,
In the other pixel 75B (or 75A), a so-called normally black image is displayed in which black is displayed when no voltage is applied. As described above, in the above publication, all the luminous fluxes emitted from the light source (not shown) pass through the liquid crystal display panel 72 to improve the light utilization efficiency.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記特開平
4−178683号公報の構成では、液晶表示素子56
の表示面積が大きくなると、それに応じてキューブ型の
広帯域偏光ビームスプリッタ52の体積を増やさなけれ
ばならない。この結果、光学系のサイズが大きくなり、
広帯域偏光ビームスプリッタ52を液晶プロジェクタタ
イプでしか用いることができないという問題が生ずる。
However, in the structure of the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 4-178683, the liquid crystal display element 56 is used.
As the display area of the cube becomes larger, the volume of the cube-type broadband polarization beam splitter 52 must be increased accordingly. As a result, the size of the optical system increases,
There is a problem that the wide band polarization beam splitter 52 can be used only in the liquid crystal projector type.

【0017】また、上記公報の構成では、2方向から液
晶表示素子56に照明して光束の合成を行うため、照明
光の入射角が大きくなる。このように照明光の入射角が
大きくなると、例えば液晶プロジェクタで良く用いられ
るダイクロイックミラー、マイクロレンズ、および光フ
ァイバー等においてはその特性が変化するので、それら
を簡単に使用することができないという問題が生ずる。
さらに、照明光の入射角が大きくなると、投影レンズ
(図示しない)を大型化しなければ、照明光が投影レン
ズ面で遮られるので、光利用率を向上させることができ
ない。しかし、この投影レンズの大型化は、直接コスト
高に繋がるという問題が生ずる。さらに、上記公報の構
成では、偏波面を揃えるための偏光回転素子53を用い
るため、照明系の部品点数が多いという問題も生ずる。
Further, in the configuration of the above publication, since the liquid crystal display element 56 is illuminated from two directions to combine the light fluxes, the incident angle of the illumination light becomes large. When the angle of incidence of the illumination light is increased in this way, the characteristics of dichroic mirrors, microlenses, optical fibers, etc., which are often used in liquid crystal projectors, change, so there is the problem that they cannot be used easily. .
Further, when the incident angle of the illumination light increases, the illumination light is blocked by the projection lens surface unless the projection lens (not shown) is upsized, so that the light utilization rate cannot be improved. However, increasing the size of this projection lens directly leads to higher costs. Further, in the configuration of the above publication, since the polarization rotating element 53 for aligning the plane of polarization is used, there is a problem that the number of parts of the illumination system is large.

【0018】一方、上記特開平2−106792号公報
の構成では、第1の偏光感知ビームスプリッタ62、第
2の偏光感知ビームスプリッタ63、反射体64、6
5、66、67等を配置するため、光学系のサイズが大
きくなり、液晶プロジェクタタイプでしか用いることが
できないという問題が生ずる。また、投影光学系側で反
射体66、67を用いているので、一つの液晶表示素子
68の画像が2光束で反転するという問題が生ずる。ま
た、この問題を解決するために、反射体をさらに加える
構成について提示されているが、これは光学系の更なる
大型化であり、コンパクトな液晶表示装置が得られない
という問題が生ずる。
On the other hand, in the structure disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-106792, the first polarization sensing beam splitter 62, the second polarization sensing beam splitter 63, and the reflectors 64 and 6 are included.
Since 5, 66, 67, etc. are arranged, the size of the optical system becomes large, which causes a problem that it can be used only in the liquid crystal projector type. Further, since the reflectors 66 and 67 are used on the side of the projection optical system, there arises a problem that an image on one liquid crystal display element 68 is inverted by two light fluxes. Further, in order to solve this problem, a configuration in which a reflector is further added is presented, but this causes a further increase in the size of the optical system, which causes a problem that a compact liquid crystal display device cannot be obtained.

【0019】また、上記特開平6−324329号公報
の構成では、画素75A、75Bごとに表示動作モード
が、ノーマリーホワイトとノーマリーブラックとなる。
このため、画素75A、75Bのうち、一方の画素75
A(又は75B)の電極信号を反転させなければ、各動
作モードの性能の違いによって表示むらが生じるという
問題が生ずる。
Further, in the structure of Japanese Patent Laid-Open No. 6-324329, the display operation modes are normally white and normally black for each of the pixels 75A and 75B.
Therefore, one of the pixels 75A and 75B
If the A (or 75B) electrode signal is not inverted, display unevenness will occur due to the difference in performance between the operation modes.

【0020】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、その目的は、光源からの光の利用効率
を向上させ、明るい画像を表示でき、また、表示むらの
生じない液晶表示装置を提供すると共に、小型で且つ軽
量の液晶表示装置を提供することにある。
The present invention has been made to solve the above problems, and its purpose is to improve the utilization efficiency of light from a light source, to display a bright image, and to prevent liquid crystal from becoming uneven. It is an object of the present invention to provide a display device and a small-sized and lightweight liquid crystal display device.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る液
晶表示装置は、上記の課題を解決するために、平行光を
出射する照明手段と、入射した直線偏光の偏光状態を制
御することにより表示を行う光透過型の液晶表示素子
と、偏光方向が互いに直交する2種類の直線偏光の一方
を透過させ、他方を反射させることにより、上記平行光
を上記2種類の直線偏光に分離する偏光分離素子を有
し、この偏光分離素子の複数個が、上記液晶表示素子の
光入射面に沿い、かつ上記2種類の直線偏光を液晶表示
素子へ入射させるように並設されている第1偏光分離手
段と、上記液晶表示素子を透過した上記2種類の直線偏
光の一方を透過させ、他方を反射させる偏光分離素子を
有し、この偏光分離素子の複数個が、上記液晶表示素子
の光出射面に沿って並設されている第2偏光分離手段と
を備えていることを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, a liquid crystal display device according to the invention of claim 1 controls an illuminating means for emitting parallel light and a polarization state of incident linearly polarized light. And a light-transmissive liquid crystal display element that performs display, and transmits one of two types of linearly polarized light whose polarization directions are orthogonal to each other and reflects the other, thereby separating the parallel light into the two types of linearly polarized light. A first polarization separation element having a plurality of polarization separation elements arranged side by side along a light incident surface of the liquid crystal display element and for allowing the two types of linearly polarized light to enter the liquid crystal display element; It has a polarization splitting means and a polarization splitting element that transmits one of the two types of linearly polarized light that has passed through the liquid crystal display element and reflects the other of the two types of linearly polarized light. Lined up along the exit surface It is characterized by comprising a second polarization separator being.

【0022】上記の構成によれば、照明手段が出射した
平行光は、第1偏光分離手段に入射する。上記第1偏光
分離手段は、例えば、微小サイズ、またはストライプ状
の複数個の偏光ビームスプリッタ等の偏光分離素子から
なっている。上記複数個の偏光分離素子は、上記液晶表
示素子の光入射面に沿うように並設されている。
According to the above arrangement, the parallel light emitted from the illumination means is incident on the first polarized light separating means. The first polarized light separating means is composed of a polarized light separating element such as a plurality of polarizing beam splitters having a minute size or stripes. The plurality of polarization separation elements are arranged side by side along the light incident surface of the liquid crystal display element.

【0023】上記偏光分離素子は、上記照明手段が出射
した平行光を、偏光方向が互いに直交する2種類の直線
偏光に分離する。そして、分離された2種類の直線偏光
のうち、一方の直線偏光は偏光分離素子を透過し、液晶
表示素子に入射する。また、他方の直線偏光は偏光分離
素子で反射され、液晶表示素子に入射する。
The polarization splitting element splits the parallel light emitted by the illuminating means into two types of linearly polarized light whose polarization directions are orthogonal to each other. Then, of the two types of separated linearly polarized light, one linearly polarized light passes through the polarization separation element and enters the liquid crystal display element. The other linearly polarized light is reflected by the polarization separation element and enters the liquid crystal display element.

【0024】上記液晶表示素子は、光透過型の液晶表示
素子であり、入射した2種類の直線偏光の偏光状態を制
御し、その後2種類の直線偏光を透過させる。つまり、
液晶表示素子に例えばP偏光光が入射した場合、液晶表
示素子が光変調を行えば、上記P偏光光はS偏光光とな
る。また、液晶表示素子が光変調を行わない場合、入射
した上記P偏光光はP偏光光のままである。このように
偏光状態が制御された後の直線偏光が、液晶表示素子を
透過し出射される。
The above liquid crystal display element is a light transmission type liquid crystal display element, and controls the polarization state of two types of incident linearly polarized light, and then transmits the two types of linearly polarized light. That is,
When P-polarized light is incident on the liquid crystal display element, if the liquid crystal display element performs light modulation, the P-polarized light becomes S-polarized light. When the liquid crystal display element does not perform light modulation, the incident P-polarized light remains P-polarized light. The linearly polarized light whose polarization state has been controlled in this way is transmitted through the liquid crystal display element and emitted.

【0025】上記液晶表示素子から出射される2種類の
直線偏光は、第2偏光分離手段に入射する。上記第2偏
光分離手段は、上記第1偏光分離手段と同様に、例え
ば、微小サイズ、またはストライプ状の複数個の偏光ビ
ームスプリッタ等の偏光分離素子からなっている。上記
複数個の偏光分離素子は、上記液晶表示素子の光出射面
に沿うように並設されている。
The two types of linearly polarized light emitted from the liquid crystal display element enter the second polarized light separating means. Similar to the first polarized light separating means, the second polarized light separating means is composed of, for example, a polarized light separating element such as a plurality of polarizing beam splitters having a minute size or stripes. The plurality of polarization separation elements are arranged side by side along the light emitting surface of the liquid crystal display element.

【0026】上記第2偏光分離手段の偏光分離素子に入
射した2種類の直線偏光のうち、一方の直線偏光は上記
偏光分離素子を透過し出射される。また、他方の直線偏
光は偏光分離素子で反射され、出射される。このとき、
上記偏光分離素子に入射する進行方向の互いに異なった
2種類の直線偏光は、進行方向が揃って上記偏光分離素
子から出射されることになる。上記2種類の直線偏光を
利用して画像が表示される。
Of the two types of linearly polarized light that have entered the polarization separation element of the second polarization separation means, one of the linearly polarized light is transmitted through the polarization separation element and emitted. The other linearly polarized light is reflected by the polarization separation element and emitted. At this time,
The two types of linearly polarized light having different traveling directions that are incident on the polarization separating element are emitted from the polarization separating element in the same traveling direction. An image is displayed using the above two types of linearly polarized light.

【0027】したがって、上記構成によれば、第1偏光
分離手段および第2偏光分離手段として、複数個の微小
サイズの偏光分離素子を用い、また、特に上記第1偏光
分離手段においては、複数個の偏光分離素子によって偏
光分離を行うことができるので、従来のように重くて大
きな偏光分離素子を用いる必要がなく、その結果、液晶
表示装置自体を小型化し、且つ軽量化することができ
る。
Therefore, according to the above construction, a plurality of minute polarization separation elements are used as the first polarization separation means and the second polarization separation means, and in particular, in the first polarization separation means, a plurality of polarization separation elements are used. Since the polarized light separating element can separate the polarized light, it is not necessary to use a heavy and large polarized light separating element as in the conventional case, and as a result, the liquid crystal display device itself can be downsized and lightened.

【0028】また、従来のように偏光回転素子を用い
ず、偏光方向の異なった2種類の直線偏光を利用して、
画像表示を行うことができるので、偏光回転素子を用い
ない分、照明系の部品点数を少なくすることができると
共に、偏光回転素子を用いずに光利用率を従来よりも著
しく向上させることができ、明るい表示を得ることがで
きる。また、吸収型の偏光板を用いる必要がなく、偏光
板の光吸収に起因する温度上昇及び発熱を回避すること
ができる。
Further, unlike the conventional case, a polarization rotating element is not used, but two kinds of linearly polarized light having different polarization directions are used,
Since the image can be displayed, the number of parts of the illumination system can be reduced because the polarization rotator is not used, and the light utilization rate can be significantly improved compared to the conventional case without using the polarization rotator. , You can get a bright display. Further, since it is not necessary to use an absorption type polarizing plate, it is possible to avoid temperature rise and heat generation due to light absorption of the polarizing plate.

【0029】請求項2の発明に係る液晶表示装置は、上
記の課題を解決するために、平行光を出射する照明手段
と、入射した直線偏光の偏光状態を制御することにより
表示を行う光反射型の液晶表示素子と、偏光方向が互い
に直交する2種類の直線偏光の一方を透過させ、他方を
反射させることにより、上記平行光を上記2種類の直線
偏光に分離する偏光分離素子を有し、この偏光分離素子
の複数個が、上記液晶表示素子の光入出射面に沿い、か
つ上記2種類の直線偏光を液晶表示素子へ入射させると
ともに、上記液晶表示素子にて反射された上記2種類の
直線偏光を液晶表示素子外へ導くように並設されている
偏光分離手段とを備えていることを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, the liquid crystal display device according to a second aspect of the present invention is a light reflection device for displaying by illuminating means for emitting parallel light and controlling the polarization state of the incident linearly polarized light. Type liquid crystal display element and a polarization separation element that separates the parallel light into the two types of linearly polarized light by transmitting one of the two types of linearly polarized light whose polarization directions are orthogonal to each other and reflecting the other. A plurality of the polarization splitting elements are provided along the light incident / exiting surface of the liquid crystal display element, and the two types of linearly polarized light are made incident on the liquid crystal display element, and the two types of light reflected by the liquid crystal display element are provided. And a polarized light separating means arranged in parallel so as to guide the linearly polarized light to the outside of the liquid crystal display element.

【0030】上記の構成によれば、照明手段が出射した
平行光は、偏光分離手段に入射する。上記偏光分離手段
は、例えば、微小サイズ、またはストライプ状の複数個
の偏光ビームスプリッタ等の偏光分離素子からなってい
る。上記複数個の偏光分離素子は、上記液晶表示素子の
光入出射面に沿うように並設されている。
According to the above structure, the parallel light emitted from the illumination means is incident on the polarization separation means. The polarization separation means is composed of a polarization separation element such as a plurality of polarization beamsplitters having a minute size or stripes. The plurality of polarization separation elements are arranged side by side along the light incident / emission surface of the liquid crystal display element.

【0031】上記偏光分離素子は、上記照明手段が出射
した平行光を、偏光方向が互いに直交する2種類の直線
偏光に分離する。そして、分離された2種類の直線偏光
のうち、一方の直線偏光は偏光分離素子を透過し、液晶
表示素子に入射する。また、他方の直線偏光は偏光分離
素子で反射され、液晶表示素子に入射する。
The polarization splitting element splits the parallel light emitted by the illuminating means into two types of linearly polarized light whose polarization directions are orthogonal to each other. Then, of the two types of separated linearly polarized light, one linearly polarized light passes through the polarization separation element and enters the liquid crystal display element. The other linearly polarized light is reflected by the polarization separation element and enters the liquid crystal display element.

【0032】上記液晶表示素子は、光反射型の液晶表示
素子であり、入射した2種類の直線偏光の偏光状態を制
御する。つまり、液晶表示素子に例えばP偏光光が入射
した場合、液晶表示素子が光変調を行えば、上記P偏光
光はS偏光光となる。また、液晶表示素子が光変調を行
わない場合、入射した上記P偏光光はP偏光光のままで
ある。このように偏光状態が制御された後の直線偏光
が、液晶表示素子で反射され、再び上記偏光分離素子に
入射する。
The above liquid crystal display element is a light reflection type liquid crystal display element, and controls the polarization states of two types of incident linearly polarized light. That is, when, for example, P-polarized light is incident on the liquid crystal display element, if the liquid crystal display element performs light modulation, the P-polarized light becomes S-polarized light. When the liquid crystal display element does not perform light modulation, the incident P-polarized light remains P-polarized light. The linearly polarized light whose polarization state has been controlled in this way is reflected by the liquid crystal display element and again enters the polarization separation element.

【0033】上記偏光分離素子に再び入射した2種類の
直線偏光のうち、一方の直線偏光は偏光分離素子を透過
し出射される。また、他方の直線偏光は偏光分離素子で
反射され、出射される。このとき、上記偏光分離素子に
入射する2種類の直線偏光は、進行方向が揃って上記偏
光分離素子から出射されることになる。上記2種類の直
線偏光を利用して画像が表示される。
Of the two types of linearly polarized light that have entered the polarization separation element again, one linearly polarized light is transmitted through the polarization separation element and emitted. The other linearly polarized light is reflected by the polarization separation element and emitted. At this time, the two types of linearly polarized light entering the polarization separation element are emitted from the polarization separation element in the same traveling direction. An image is displayed using the above two types of linearly polarized light.

【0034】したがって、上記構成によれば、偏光分離
手段として、複数個の微小サイズの偏光分離素子を用
い、偏光分離を行うことができるので、従来のように重
くて大きな偏光分離素子を用いる必要がなく、その結
果、液晶表示装置自体を小型化し、且つ軽量化すること
ができる。また、上記構成は、光反射型の液晶表示素子
を用いているので、偏光分離手段を上記液晶表示素子の
光入出射面に1個配置するだけでよく、光透過型の液晶
表示素子を用いる場合よりもさらにコンパクト化するこ
とができると共に、低コスト化を図ることができる。
Therefore, according to the above configuration, since a plurality of minute size polarization separation elements can be used as the polarization separation means to perform polarization separation, it is necessary to use a heavy and large polarization separation element as in the conventional case. As a result, the liquid crystal display device itself can be reduced in size and weight. Further, since the above-mentioned configuration uses the light reflection type liquid crystal display element, it is only necessary to dispose one polarization separating means on the light input / output surface of the liquid crystal display element, and the light transmission type liquid crystal display element is used. It is possible to make the device more compact than in the case and reduce the cost.

【0035】また、従来のように偏光回転素子を用い
ず、偏光方向の異なった2種類の直線偏光を利用して、
画像表示を行うことができるので、偏光回転素子を用い
ない分、照明系の部品点数を少なくすることができると
共に、偏光回転素子を用いずに光利用率を従来よりも著
しく向上させることができ、明るい表示を得ることがで
きる。また、吸収型の偏光板を用いる必要がなく、偏光
板の光吸収に起因する温度上昇及び発熱を回避すること
ができる。
Further, unlike the conventional case, a polarization rotating element is not used, and two kinds of linearly polarized light having different polarization directions are used,
Since the image can be displayed, the number of parts of the illumination system can be reduced because the polarization rotator is not used, and the light utilization rate can be significantly improved compared to the conventional case without using the polarization rotator. , You can get a bright display. Further, since it is not necessary to use an absorption type polarizing plate, it is possible to avoid temperature rise and heat generation due to light absorption of the polarizing plate.

【0036】請求項3の発明に係る液晶表示装置は、上
記の課題を解決するために、請求項1または2の構成に
加えて、照明手段から出射された平行光の進行方向を規
制する平行光進行方向規制手段を備えている構成であ
る。
In order to solve the above-mentioned problems, a liquid crystal display device according to a third aspect of the present invention is, in addition to the structure of the first or second aspect, a parallel direction for restricting the traveling direction of the parallel light emitted from the illumination means. This is a configuration including a light traveling direction regulating means.

【0037】上記の構成によれば、請求項1または2の
構成において、上記偏光分離素子は、偏光方向の互いに
直交する2種類の直線偏光を上記液晶表示素子に入射さ
せるように液晶表示素子の入射面(又は入出射面)に沿
って複数個並設されている。したがって、上記偏光分離
素子にて分離される2種類の直線偏光を上記液晶表示素
子に入射させるために、上記照明手段を上記偏光分離素
子の光入射面に対して対向した位置に配置し、平行光を
上記偏光分離素子の光入射面に対して垂直に入射させる
ことが必要となる。
According to the above structure, in the structure of claim 1 or 2, the polarization splitting element of the liquid crystal display element is configured so that two kinds of linearly polarized light whose polarization directions are orthogonal to each other are incident on the liquid crystal display element. A plurality of them are arranged side by side along the entrance surface (or the entrance / exit surface). Therefore, in order to make the two types of linearly polarized light separated by the polarization separation element incident on the liquid crystal display element, the illuminating means is arranged at a position facing the light incident surface of the polarization separation element and is parallel. It is necessary to make light incident perpendicularly to the light incident surface of the polarization separation element.

【0038】ここで、上記照明手段から出射された平行
光の進行方向を規制する平行光進行方向規制手段を、例
えば、上記照明手段と上記偏光分離手段との間に配置す
れば、上記照明手段を上記偏光分離素子の光入射面に対
して対向した位置に配置する必要がなくなる。つまり、
上記照明手段が上記偏光分離素子の光入射面に対して対
向した位置に配置されていなくても、上記平行光進行方
向規制手段によって、上記照明手段からの平行光を、上
記偏光分離素子の光入射面に対して垂直に入射させるこ
とが可能となる。
Here, if parallel light traveling direction regulating means for regulating the traveling direction of the parallel light emitted from the illuminating means is disposed between the illuminating means and the polarization separating means, the illuminating means Need not be disposed at a position facing the light incident surface of the polarization separation element. That is,
Even if the illuminating means is not arranged at a position facing the light incident surface of the polarization separating element, the parallel light from the illuminating means is converted into the light of the polarization separating element by the parallel light traveling direction regulating means. It is possible to make the light incident perpendicularly to the incident surface.

【0039】したがって、上記構成のように、照明手段
から出射された平行光の進行方向を規制する平行光進行
方向規制手段を設けることにより、上記照明手段を上記
偏光分離素子の光入射面に対して対向した位置以外にも
配置することができ、上記照明手段の配置位置を好適に
選択することができる。また、これによって液晶表示装
置自体をさらに小型化することができると共に、本発明
の光学系を従来の液晶表示装置に簡単に適合させて簡単
に使用することができる。
Therefore, by providing parallel light advancing direction restricting means for restricting the advancing direction of the parallel light emitted from the illuminating means as in the above structure, the illuminating means is directed to the light incident surface of the polarization separation element. It is also possible to arrange the illuminating means at positions other than the facing positions, and to appropriately select the arranging position of the lighting means. In addition, this allows the liquid crystal display device itself to be further miniaturized, and the optical system of the present invention can be easily adapted to a conventional liquid crystal display device for easy use.

【0040】請求項4の発明に係る液晶表示装置は、上
記の課題を解決するために、請求項1または2の構成に
加えて、液晶表示素子と偏光分離手段とをこの順に経た
直線偏光の進行方向を規制する直線偏光進行方向規制手
段を備えている構成である。
In order to solve the above-mentioned problems, a liquid crystal display device according to a fourth aspect of the present invention, in addition to the structure of the first or second aspect, is provided with a linearly polarized light obtained by passing a liquid crystal display element and a polarization separation means in this order. This is a configuration including linearly polarized light traveling direction regulating means for regulating the traveling direction.

【0041】上記の構成によれば、請求項1または2の
構成において、液晶表示素子と偏光分離手段とをこの順
に経た、偏光方向の互いに直交する2種類の直線偏光
は、上記液晶表示素子に対して、例えば斜め方向に出射
される。しかしながら、出射される上記2種類の直線偏
光は、直線偏光進行方向規制手段によってその進行方向
が規制される。このうち、画像表示に必要な直線偏光
は、上記直線偏光進行方向規制手段によって上記液晶表
示素子に対して、例えば垂直方向に出射される。また、
画像表示に不要な直線偏光は、直線偏光進行方向規制手
段の傾きおよび屈折率を調整することにより全反射さ
れ、出射側に出射されない。
According to the above structure, in the structure of claim 1 or 2, two kinds of linearly polarized light whose polarization directions are orthogonal to each other, which have passed through the liquid crystal display element and the polarization separation means in this order, are applied to the liquid crystal display element. On the other hand, the light is emitted in an oblique direction, for example. However, the traveling directions of the two types of linearly polarized light that are emitted are regulated by the linearly polarized light traveling direction regulating means. Of these, the linearly polarized light required for image display is emitted by the linearly polarized light advancing direction regulating means, for example, in a direction perpendicular to the liquid crystal display element. Also,
The linearly polarized light unnecessary for image display is totally reflected by adjusting the inclination and the refractive index of the linearly polarized light advancing direction regulating means, and is not emitted to the emission side.

【0042】したがって、上記直線偏光進行方向規制手
段を用いることによって、2種類の直線偏光が、上記液
晶表示素子に対して、例えば垂直方向に出射されるの
で、本発明の光学系を従来の液晶表示装置に簡単に適合
させて簡単に使用することができる。また、直線偏光進
行方向規制手段の傾きおよび屈折率を調整することによ
り、画像表示に不要な直線偏光を排除することができ
る。
Therefore, by using the linearly polarized light advancing direction regulating means, two kinds of linearly polarized light are emitted, for example, in a direction perpendicular to the liquid crystal display element. It can be easily adapted to the display device and used easily. Further, by adjusting the inclination and the refractive index of the linearly polarized light advancing direction regulating means, it is possible to eliminate the linearly polarized light unnecessary for image display.

【0043】[0043]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

〔実施の形態1〕本発明の実施の一形態について図1な
いし図7に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
[Embodiment 1] An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0044】まず、図6に、本発明の液晶表示装置1の
断面図を示す。直視型の液晶表示装置1は、平行照明光
源2(照明手段)と、液晶表示素子3と、液晶表示素子
3の光束入射側に設けられた偏光分離素子4(第1偏光
分離手段)と、液晶表示素子3の光束出射側に設けられ
た偏光分離素子5(第2偏光分離手段)と、投影側に設
けられた角度規制板6と、平行照明光源2と偏光分離素
子4との間に設けられたフレネルプリズム素子7(平行
光進行方向規制手段)と、偏光分離素子5と角度規制板
6との間に設けられたフレネルプリズム素子7(直線偏
光進行方向規制手段)とから構成されている。
First, FIG. 6 shows a sectional view of the liquid crystal display device 1 of the present invention. The direct-view type liquid crystal display device 1 includes a parallel illumination light source 2 (illuminating means), a liquid crystal display element 3, a polarization separation element 4 (first polarization separation means) provided on the light flux incident side of the liquid crystal display element 3, Between the polarization separation element 5 (second polarization separation means) provided on the light flux emission side of the liquid crystal display element 3, the angle regulation plate 6 provided on the projection side, and between the parallel illumination light source 2 and the polarization separation element 4. The Fresnel prism element 7 (parallel light advancing direction restricting means) provided and the Fresnel prism element 7 (linear polarization advancing direction restricting means) provided between the polarization separation element 5 and the angle restricting plate 6 are provided. There is.

【0045】平行照明光源2は、ほぼ平行な光を出射す
る光源である。また、液晶表示素子3は、印加電圧のO
N/OFFによって、入射した2種類の直線偏光、すな
わち、P偏光光、S偏光光の偏光状態を制御することに
より表示を行う光透過型の液晶表示素子である。これに
より、直線偏光の偏光方位の光変調を行うことが可能で
ある。
The parallel illumination light source 2 is a light source that emits substantially parallel light. Further, the liquid crystal display element 3 has an O
It is a light-transmissive liquid crystal display element that performs display by controlling the polarization states of two types of incident linearly polarized light, that is, P-polarized light and S-polarized light, by N / OFF. Thereby, it is possible to perform optical modulation of the polarization direction of linearly polarized light.

【0046】液晶表示素子3の光束入射側には、偏光分
離素子4が設けられている。また、液晶表示素子3の光
束出射側には、偏光分離素子5が設けられている。ここ
で、上記偏光分離素子4および上記偏光分離素子5につ
いて、図1(a)および図1(b)に基づいてその詳細
を説明する。
A polarization separation element 4 is provided on the light beam incident side of the liquid crystal display element 3. A polarization separation element 5 is provided on the light flux emission side of the liquid crystal display element 3. Here, the polarization separation element 4 and the polarization separation element 5 will be described in detail with reference to FIGS. 1A and 1B.

【0047】図1(a)および図1(b)は、偏光分離
素子4および偏光分離素子5と液晶表示素子3との配置
を示した断面図である。偏光分離素子4は、微小サイズ
またはストライプ状の複数個の偏光ビームスプリッタ4
aからなっている。そして、上記複数個の偏光ビームス
プリッタ4aは、液晶表示素子3の光束入射側の画面全
域を覆うように平面アレイ状に配されている。つまり、
この偏光ビームスプリッタ4aの複数個は、上記液晶表
示素子3の光入射面に沿い、かつ2種類の直線偏光、す
なわち、P偏光光とS偏光光とを上記液晶表示素子に入
射させるように並設されている。また、これに加えて、
複数個の偏光ビームスプリッタ4aは、その偏光面が液
晶表示素子3の表面に対して垂直になるように並設され
ている。
1 (a) and 1 (b) are sectional views showing the arrangement of the polarization separation element 4, the polarization separation element 5 and the liquid crystal display element 3. As shown in FIG. The polarization separation element 4 is composed of a plurality of polarization beam splitters 4 each having a minute size or stripe shape.
a. The plurality of polarization beam splitters 4a are arranged in a planar array so as to cover the entire screen of the liquid crystal display element 3 on the light beam incident side. That is,
A plurality of the polarization beam splitters 4a are arranged along the light incident surface of the liquid crystal display element 3 and arranged so that two kinds of linearly polarized light, that is, P-polarized light and S-polarized light are incident on the liquid crystal display element. It is set up. In addition to this,
The plurality of polarization beam splitters 4a are juxtaposed such that their polarization planes are perpendicular to the surface of the liquid crystal display element 3.

【0048】上記偏光ビームスプリッタ4aは、偏光方
向が互いに直交する2種類の直線偏光の一方を透過さ
せ、他方を反射させることにより、上記平行照明光源2
(図6参照)から出射された平行光を上記2種類の直線
偏光に分離する機能を有している。つまり、上記偏光ビ
ームスプリッタ4aは、2種類の直線偏光、すなわち、
P偏光光とS偏光光のうち、P偏光光を透過させ、S偏
光光を90°角度を変えて反射させることにより、上記
平行照明光源2(図6参照)から出射された平行光を上
記2種類の直線偏光に分離する機能を有している。
The polarization beam splitter 4a transmits one of two types of linearly polarized light whose polarization directions are orthogonal to each other and reflects the other, thereby causing the parallel illumination light source 2 to travel.
It has a function of separating the parallel light emitted from (see FIG. 6) into the above two types of linearly polarized light. That is, the polarization beam splitter 4a has two types of linearly polarized light, that is,
Of the P-polarized light and the S-polarized light, the P-polarized light is transmitted, and the S-polarized light is reflected at a 90 ° angle to reflect the parallel light emitted from the parallel illumination light source 2 (see FIG. 6). It has the function of separating two types of linearly polarized light.

【0049】一方、偏光分離素子5は、微小サイズまた
はストライプ状の複数個の偏光ビームスプリッタ5aか
らなっている。そして、上記複数個の偏光ビームスプリ
ッタ5aは、液晶表示素子3の光束出射側の画面全域を
覆うように平面アレイ状に配されている。つまり、この
偏光ビームスプリッタ5aの複数個は、上記液晶表示素
子3の光出射面に沿い、かつ2種類の直線偏光、すなわ
ち、P偏光光とS偏光光とを上記液晶表示素子と反対側
に出射させるように並設されている。また、これに加え
て、複数個の偏光ビームスプリッタ5aは、その偏光面
が液晶表示素子3の表面と垂直になるように並設されて
いる。
On the other hand, the polarization separation element 5 is composed of a plurality of polarization beam splitters 5a having a minute size or stripes. The plurality of polarization beam splitters 5a are arranged in a planar array so as to cover the entire screen of the liquid crystal display element 3 on the light beam exit side. In other words, a plurality of the polarization beam splitters 5a are arranged along the light exit surface of the liquid crystal display element 3 and have two types of linearly polarized light, that is, P-polarized light and S-polarized light, on the opposite side of the liquid crystal display element. They are arranged side by side so as to emit light. In addition to this, the plurality of polarization beam splitters 5a are arranged in parallel so that the polarization plane thereof is perpendicular to the surface of the liquid crystal display element 3.

【0050】上記偏光分離素子5は、上記液晶表示素子
3を透過した上記2種類の直線偏光の一方を透過させ、
他方を反射させる機能を有している。つまり、上記偏光
分離素子5は、上記液晶表示素子3を透過した上記2種
類の直線偏光、すなわち、P偏光光とS偏光光とのう
ち、P偏光光を透過させ、S偏光光を90°角度を変え
て反射させる機能を有している。
The polarization separation element 5 transmits one of the two types of linearly polarized light that has passed through the liquid crystal display element 3,
It has the function of reflecting the other. That is, the polarization separation element 5 transmits the P-polarized light of the two types of linearly polarized light that has passed through the liquid crystal display element 3, that is, the P-polarized light and the S-polarized light, and the S-polarized light is 90 °. It has the function of changing the angle and reflecting.

【0051】また、図5に示すように、本実施の形態1
で用いた角度規制板6は、ハニカム状に筒が並んだシー
ト状のものであり、側面には遮光層が形成されている。
出射光の角度は、角度制御板6の厚さおよび各筒の径で
制御される。
In addition, as shown in FIG.
The angle regulating plate 6 used in (1) is a sheet-shaped structure in which cylinders are arranged in a honeycomb shape, and a light-shielding layer is formed on the side surface.
The angle of the emitted light is controlled by the thickness of the angle control plate 6 and the diameter of each cylinder.

【0052】なお、本実施の形態1では、図1(a)お
よび図1(b)に示すように、偏光分離素子4を配置す
るため、平行照明光源2(図6参照)からの照明光を、
偏光ビームスプリッタ4aの光入射面に対して垂直に、
つまり、液晶表示素子3に対して斜めに入射させる必要
がある。また、図1(a)および図1(b)に示すよう
に、偏光分離素子5を配置するため、液晶表示素子3か
らの出射光は、液晶表示素子3に対して斜め方向に出射
する。しかし、本発明の液晶表示装置1を従来の液晶表
示装置に適合させるため、あるいは、上記液晶表示装置
1を簡単に使用するためには、平行照明光源2(図6参
照)からの照明光を液晶表示素子3に対して垂直方向に
入射させる方がよい。また、液晶表示素子3からの出射
光を、液晶表示素子3に対して垂直方向に出射させる方
がよい。このため、本実施の形態1では、図3に示すよ
うなフレネルプリズム素子7を、液晶表示素子3の光束
入射側および光束出射側に設けている。
In the first embodiment, as shown in FIGS. 1A and 1B, since the polarization separation element 4 is arranged, the illumination light from the parallel illumination light source 2 (see FIG. 6) is used. To
Perpendicular to the light incident surface of the polarization beam splitter 4a,
That is, it is necessary to make the liquid crystal display element 3 enter obliquely. Further, as shown in FIGS. 1A and 1B, since the polarization separation element 5 is arranged, the light emitted from the liquid crystal display element 3 is emitted obliquely to the liquid crystal display element 3. However, in order to adapt the liquid crystal display device 1 of the present invention to a conventional liquid crystal display device, or to simply use the liquid crystal display device 1, the illumination light from the parallel illumination light source 2 (see FIG. 6) is used. It is better to make the liquid crystal display element 3 enter in a vertical direction. Further, it is preferable that the light emitted from the liquid crystal display element 3 is emitted in a direction perpendicular to the liquid crystal display element 3. Therefore, in the first embodiment, the Fresnel prism element 7 as shown in FIG. 3 is provided on the light flux incident side and the light flux exit side of the liquid crystal display element 3.

【0053】図3に示すフレネルプリズム素子7は、ノ
コギリ型の断面形状を有するシート状のプリズム素子で
ある。上記フレネルプリズム素子7は、図4(a)およ
び図4(b)に示すようなプリズム素子8と同等の機能
を有している。ここで、以下、プリズム素子8を用いて
その機能を具体的に図4(a)および図4(b)に基づ
いて説明し、フレネルプリズム素子7の機能の説明の代
替とする。
The Fresnel prism element 7 shown in FIG. 3 is a sheet-shaped prism element having a sawtooth cross-sectional shape. The Fresnel prism element 7 has the same function as the prism element 8 shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b). Here, the function of the prism element 8 will be specifically described below with reference to FIGS. 4A and 4B, and will be used as an alternative to the description of the function of the Fresnel prism element 7.

【0054】例えば、図4(a)に示すように、プリズ
ム素子8を液晶表示素子3の光束入射側に配置した場
合、液晶表示素子3に対して垂直に入射する平行照明光
源2(図6参照)から出射された平行光は、プリズム素
子8において屈折する。つまり、平行照明光源2(図6
参照)から出射された平行光の進行方向がプリズム素子
8によって規制される。その結果、上記照明光が上記偏
光ビームスプリッタ4a(図1(a)および図1(b)
参照)の光入射面に対して垂直に、つまり、液晶表示素
子3に対して斜めに入射することが可能となる。
For example, as shown in FIG. 4A, when the prism element 8 is arranged on the light-incident side of the liquid crystal display element 3, the parallel illumination light source 2 (FIG. The parallel light emitted from the reference element is refracted in the prism element 8. That is, the parallel illumination light source 2 (see FIG.
The prism element 8 regulates the traveling direction of the parallel light emitted from As a result, the illumination light is emitted from the polarization beam splitter 4a (see FIGS. 1A and 1B).
It is possible to make the light incident perpendicularly to the light incident surface (see), that is, obliquely to the liquid crystal display element 3.

【0055】また、図4(b)に示すように、プリズム
素子8を液晶表示素子3の光束出射側に配置した場合、
上記プリズム素子8は、上記液晶表示素子3と上記偏光
分離素子5(図1(a)および図1(b)参照)とをこ
の順に経た直線偏光の進行方向を規制する機能を有して
いる。すなわち、液晶表示素子3から斜めに出射された
出射光は、同様にプリズム素子8において屈折する。そ
の結果、上記出射光は液晶表示素子3に対して垂直方向
に進行することが可能となる。さらに、後者の場合、プ
リズム素子8の傾きおよび屈折率を調整すれば、画像表
示に不要な光束を全反射させ、上記の光束を出射側に出
射しないようにすることができる。
Further, as shown in FIG. 4B, when the prism element 8 is arranged on the luminous flux exit side of the liquid crystal display element 3,
The prism element 8 has a function of restricting the traveling direction of linearly polarized light that has passed through the liquid crystal display element 3 and the polarization separation element 5 (see FIGS. 1A and 1B) in this order. . That is, the outgoing light obliquely emitted from the liquid crystal display element 3 is similarly refracted in the prism element 8. As a result, the emitted light can travel in the direction perpendicular to the liquid crystal display element 3. Further, in the latter case, by adjusting the inclination and the refractive index of the prism element 8, it is possible to totally reflect a light beam unnecessary for image display and prevent the above light beam from being emitted to the emission side.

【0056】上記のような機能と同等の機能を有するフ
レネルプリズム素子7は、断面がノコギリ型であるた
め、全体的にシート化することができ、プリズム素子8
よりも一層コンパクトになる。そのため、本実施の形態
1では、液晶表示素子3の光束入射側、および光束出射
側ともにフレネルプリズム素子7を用いている。また、
このフレネルプリズム素子7は、高屈折率ガラス、プラ
スチック、または樹脂などを用い、フレネルレンズを製
造する周知の方式と同じ方式で製造されるので、簡単に
製造することができると共に、低コストでフレネルプリ
ズム素子7を得ることができるという利点を有してい
る。
The Fresnel prism element 7 having a function equivalent to the above-mentioned function can be formed into a sheet as a whole because the cross-section is a sawtooth type, and the prism element 8 is used.
More compact than that. Therefore, in the first embodiment, the Fresnel prism element 7 is used on both the light flux incident side and the light flux exit side of the liquid crystal display element 3. Also,
The Fresnel prism element 7 is manufactured by using the same method as a known method for manufacturing a Fresnel lens, using high refractive index glass, plastic, resin, or the like, so that it can be manufactured easily and at a low cost. This has the advantage that the prism element 7 can be obtained.

【0057】次に、本発明の液晶表示装置1の動作につ
いて、図1(a)、図1(b)、および図6に基づいて
説明する。
Next, the operation of the liquid crystal display device 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 (a), 1 (b) and 6.

【0058】図6において、平行照明光源2から照射さ
れる照明光は、フレネルプリズム素子7によって屈折さ
れ、偏光分離素子4に対して必要な角度で入射する。入
射した照明光は、偏光分離素子4でP偏光光、S偏光光
に分離され、液晶表示素子3に入射する。上記P偏光
光、S偏光光は、液晶表示素子3における印加電圧がO
N状態のとき、偏光方位が変調されて偏光分離素子5に
向けて出射される。また、印加電圧のOFF状態では、
上記P偏光光、S偏光光の偏光方位は変調されずに偏光
分離素子5に向けて出射される。
In FIG. 6, the illumination light emitted from the parallel illumination light source 2 is refracted by the Fresnel prism element 7 and is incident on the polarization separation element 4 at a required angle. The incident illumination light is separated into P-polarized light and S-polarized light by the polarization separation element 4, and enters the liquid crystal display element 3. The P-polarized light and the S-polarized light have an applied voltage of 0 in the liquid crystal display element 3.
In the N state, the polarization azimuth is modulated and emitted toward the polarization separation element 5. Moreover, in the OFF state of the applied voltage,
The polarization directions of the P-polarized light and the S-polarized light are not modulated and are emitted toward the polarization separation element 5.

【0059】ここで、上記の照明光が、偏光分離素子4
を介して液晶表示素子3に入射するときの様子、および
偏光分離素子5を介して液晶表示素子3から出射すると
きの様子を図1(a)および図1(b)に示し、以下、
図1(a)および図1(b)に基づいて、その詳細を説
明する。なお、図1(a)および図1(b)では、平行
照明光源2(図6参照)からの照明光を、光線A1 およ
び光線A2 で表す。
Here, the above-mentioned illumination light is the polarization separation element 4
FIG. 1A and FIG. 1B show how the light enters the liquid crystal display element 3 through the, and how it exits the liquid crystal display element 3 through the polarization separation element 5.
The details will be described based on FIGS. 1A and 1B. In addition, in FIG. 1A and FIG. 1B, the illumination light from the parallel illumination light source 2 (see FIG. 6) is represented by a light ray A 1 and a light ray A 2 .

【0060】まず、液晶表示素子3における印加電圧が
OFFの状態、すなわち液晶表示素子3が直線偏光の偏
光方位を変調しない状態を図1(a)に示す。
First, FIG. 1A shows a state in which the applied voltage to the liquid crystal display element 3 is OFF, that is, a state in which the liquid crystal display element 3 does not modulate the polarization azimuth of linearly polarized light.

【0061】光線A1 は、偏光分離素子4でP偏光光P
1 、およびS偏光光S1 に分離される。このうち、P偏
光光P1 は偏光分離素子4を透過し、液晶表示素子3に
入射する。液晶表示素子3は、偏光方位を変調しないの
で、P偏光光P1 はP偏光のまま偏光分離素子5に入射
する。この偏光分離素子5でもP偏光光P1 は透過し、
偏光分離素子5から出射される(図1(a)では、右下
方に出射される)。
The light ray A 1 is P-polarized light P by the polarization separation element 4.
1 and S-polarized light S 1 . Of these, the P-polarized light P 1 passes through the polarization separation element 4 and enters the liquid crystal display element 3. Since the liquid crystal display element 3 does not modulate the polarization direction, the P-polarized light P 1 is incident on the polarization separation element 5 as it is as P-polarized light. This polarization separation element 5 also transmits the P-polarized light P 1 ,
The light is emitted from the polarization separation element 5 (it is emitted to the lower right in FIG. 1A).

【0062】一方、光線A2 は、偏光分離素子4でP偏
光光P2 、およびS偏光光S2 に分離される。このう
ち、S偏光光S2 は、偏光分離素子4で反射され、液晶
表示素子3に入射する。液晶表示素子3は、偏光方位を
変調しないので、S偏光光S2はS偏光のまま偏光分離
素子5に入射する。この偏光分離素子5でも、S偏光光
2 は反射され、偏光分離素子5から出射される(図1
(a)では、右下方に出射される)。
On the other hand, the light beam A 2 is separated by the polarization separation element 4 into P-polarized light P 2 and S-polarized light S 2 . Of these, the S-polarized light S 2 is reflected by the polarization separation element 4 and enters the liquid crystal display element 3. Since the liquid crystal display element 3 does not modulate the polarization direction, the S-polarized light S 2 is incident on the polarization separation element 5 as it is as S-polarized light. The S-polarized light S 2 is also reflected by the polarization separation element 5 and is emitted from the polarization separation element 5 (see FIG. 1).
In (a), the light is emitted to the lower right.

【0063】次に、液晶表示素子3における印加電圧が
ONの状態、すなわち液晶表示素子3が直線偏光の偏光
方位を変調する状態を図1(b)に示す。
Next, FIG. 1B shows a state in which the applied voltage to the liquid crystal display element 3 is ON, that is, a state in which the liquid crystal display element 3 modulates the polarization azimuth of linearly polarized light.

【0064】光線A1 は、偏光分離素子4でP偏光光P
1 、およびS偏光光S1 に分離される。このうち、P偏
光光P1 は、偏光分離素子4を透過し、液晶表示素子3
に入射する。液晶表示素子3は、偏光方位を変調するの
で、P偏光光P1 はS偏光光S1 ′となり、液晶表示素
子3から出射され、偏光分離素子5に入射する。その
後、上記S偏光光S1 ′は、偏光分離素子5で反射さ
れ、偏光分離素子5から出射される(図1(b)では、
左下方に出射される)。
The light beam A 1 is P-polarized light P by the polarization separation element 4.
1 and S-polarized light S 1 . Of these, the P-polarized light P 1 is transmitted through the polarization separation element 4 and the liquid crystal display element 3
Incident on. Since the liquid crystal display element 3 modulates the polarization azimuth, the P polarized light P 1 becomes S polarized light S 1 ′, which is emitted from the liquid crystal display element 3 and enters the polarization separation element 5. Then, the S-polarized light S 1 ′ is reflected by the polarization separation element 5 and emitted from the polarization separation element 5 (in FIG. 1B,
It is emitted to the lower left).

【0065】一方、光線A2 は、偏光分離素子4でP偏
光光P2 、およびS偏光光S2 に分離される。このう
ち、S偏光光S2 は、偏光分離素子4で反射され、液晶
表示素子3に入射する。液晶表示素子3は、偏光方位を
変調するので、S偏光光S2 はP偏光光P2 ′となり、
液晶表示素子3から出射され、偏光分離素子5に入射す
る。その後、上記P偏光光P2 ′は、偏光分離素子5を
透過し、偏光分離素子5から出射される(図1(b)で
は、左下方に出射される)。
On the other hand, the light beam A 2 is separated by the polarization separation element 4 into P-polarized light P 2 and S-polarized light S 2 . Of these, the S-polarized light S 2 is reflected by the polarization separation element 4 and enters the liquid crystal display element 3. Since the liquid crystal display element 3 modulates the polarization direction, the S-polarized light S 2 becomes P-polarized light P 2 ′,
The light is emitted from the liquid crystal display element 3 and enters the polarization separation element 5. After that, the P-polarized light P 2 ′ passes through the polarization separation element 5 and is emitted from the polarization separation element 5 (it is emitted to the lower left in FIG. 1B).

【0066】その後、上記の出射光は、図6に示すよう
に、フレネルプリズム素子7および角度規制板6を介し
て出射される。上記の出射光は、フレネルプリズム素子
7を透過することで、液晶表示素子3に対して垂直な光
線となる。また、フレネルプリズム素子7および角度規
制板6によって、不要な方向の光束が遮光され、画像が
表示される。
After that, the emitted light is emitted through the Fresnel prism element 7 and the angle regulating plate 6, as shown in FIG. The emitted light is transmitted through the Fresnel prism element 7 and becomes a light ray perpendicular to the liquid crystal display element 3. Further, the Fresnel prism element 7 and the angle regulating plate 6 block the light flux in an unnecessary direction and display an image.

【0067】このように、偏光分離素子5から出射され
る出射光は、図1(a)および図1(b)に示すよう
に、液晶表示素子3における印加電圧のON/OFF状
態によって、2方向に分離される。そして、この2方向
の光束のうち、片側に揃った光束だけを出力すれば、画
像が表示され、直接液晶表示装置を観察することができ
る。
As described above, the emitted light emitted from the polarization beam splitting element 5 is changed depending on the ON / OFF state of the applied voltage in the liquid crystal display element 3 as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b). Separated into directions. Then, by outputting only the light fluxes aligned on one side of the light fluxes in the two directions, an image is displayed and the liquid crystal display device can be directly observed.

【0068】また、上記の角度規制板6の代わりに、図
7に示すように、投影レンズ9を用いれば、投影型の液
晶表示装置としても使用することが可能である。つま
り、フレネルプリズム素子7からの出射光を、フィール
ドレンズ10を介して投影レンズ9に入射させることに
より、画像表示に不要な光束を遮光することができる。
そして、投影レンズを透過した光束をスクリーン11に
投影することにより画像が表示される。このように、角
度規制板6および投影レンズ9等を好適に選択すること
によって、直視型としても、また、投影型としても使用
することが可能である。
If a projection lens 9 is used as shown in FIG. 7 instead of the angle regulating plate 6, it can be used as a projection type liquid crystal display device. That is, by making the light emitted from the Fresnel prism element 7 incident on the projection lens 9 via the field lens 10, it is possible to block a light flux unnecessary for image display.
Then, an image is displayed by projecting the light flux that has passed through the projection lens onto the screen 11. Thus, by appropriately selecting the angle regulation plate 6, the projection lens 9 and the like, it is possible to use both the direct-view type and the projection type.

【0069】なお、上記のように、偏光方向の異なる2
種類の直線偏光を利用して画像表示を行うことにより、
光利用率が従来よりも著しく向上し、また、吸収型の偏
光板を用いる必要がなく、偏光板自身の温度上昇および
発熱を回避することができる。また、従来のように、画
素毎に表示動作モードが異ならないので、本発明の液晶
表示装置は、画像に表示むらが生じることはない。
It should be noted that, as described above, 2
By displaying images using linearly polarized light of various types,
The light utilization rate is remarkably improved as compared with the conventional one, and there is no need to use an absorption type polarizing plate, and the temperature rise and heat generation of the polarizing plate itself can be avoided. Further, unlike the conventional case, since the display operation mode does not differ for each pixel, the liquid crystal display device of the present invention does not cause display unevenness in an image.

【0070】また、さらなる、輝度の向上が必要なけれ
ば、光源の低輝度化、すなわち光源の低消費電力化、液
晶表示装置の省電力化が可能である。
Further, if it is not necessary to further improve the luminance, the luminance of the light source can be reduced, that is, the power consumption of the light source can be reduced and the power consumption of the liquid crystal display device can be reduced.

【0071】上記の構成により、微小サイズ、またはス
トライプ状の複数個の偏光ビームスプリッタ4a、5a
を用い、また、それらを平面アレイ状に配置して偏光分
離素子4、5を形成しているので、従来のように、偏光
分離素子として、重くて大きな偏光ビームスプリッタを
用いる必要がなく、光学系自体を小型化、且つ軽量化す
ることができる。
With the above structure, a plurality of polarization beam splitters 4a, 5a having a minute size or stripes are formed.
Since the polarization separating elements 4 and 5 are formed by arranging them in a plane array, it is not necessary to use a heavy and large polarization beam splitter as the polarization separating element as in the conventional case. The system itself can be made compact and lightweight.

【0072】また、偏光方位の異なった2種類の直線偏
光、つまり、P偏光光P1 、S偏光光S2 、又はP偏光
光P2 ′、S偏光光S1 ′が、偏光分離素子5から進行
方向を揃えて出射され、これら2つの直線偏光を利用し
て画像表示を行うことができるので、従来のように、偏
光回転素子を用いずに、光利用率を従来よりも著しく向
上させることができる。また、偏光回転素子を用いない
分、照明系の部品点数を少なくすることができる。ま
た、上記のような投影レンズ9等を用いることにより、
直視型として以外にも、投影型として液晶表示装置を用
いることができる。
Two types of linearly polarized light having different polarization directions, that is, P-polarized light P 1 , S-polarized light S 2 , or P-polarized light P 2 ′, S-polarized light S 1 ′, are used. Since the light is emitted in a uniform traveling direction from the light source and an image can be displayed using these two linearly polarized lights, the light utilization rate is significantly improved as compared with the conventional case without using a polarization rotation element. be able to. Further, the number of parts of the illumination system can be reduced because no polarization rotation element is used. Further, by using the projection lens 9 and the like as described above,
Besides the direct-view type, a liquid crystal display device can be used as a projection type.

【0073】〔実施の形態2〕次に、本発明の実施の他
の一形態である液晶表示装置について説明する。本実施
の形態2では、実施の形態1で用いた光透過型の液晶表
示素子3(図1参照)の代わりに光反射型の液晶表示素
子を用いている。なお、説明の便宜上、実施の形態1で
用いた部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番
号を付記し、その説明を省略する。そして、以下、主
に、この光反射型の液晶表示素子について、図2
(a)、図2(b)、および図11に基づいて説明す
る。
[Embodiment 2] Next, a liquid crystal display device as another embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, a light reflection type liquid crystal display element is used instead of the light transmission type liquid crystal display element 3 (see FIG. 1) used in the first embodiment. For convenience of explanation, members having the same functions as members used in Embodiment 1 are given the same member numbers, and descriptions thereof are omitted. Then, in the following, mainly regarding this light reflection type liquid crystal display element, FIG.
A description will be given based on (a), FIG. 2 (b), and FIG.

【0074】図2(a)および図2(b)は、光反射型
の液晶表示素子21の断面図を示す。この液晶表示素子
21は、入射した直線偏光の偏光状態を制御することに
より表示を行う光反射型の液晶表示素子である。また、
上記液晶表示素子21の画面全域を覆うように、偏光分
離素子4が配置されている。ちなみに、偏光分離素子4
は、実施の形態1と同様に、微小サイズまたはストライ
プ状の複数個の偏光ビームスプリッタ4aからなってい
る。そして、上記複数個の偏光ビームスプリッタ4a
は、液晶表示素子21の光束入出射側の画面全域を覆う
ように平面アレイ状に配されている。つまり、この偏光
ビームスプリッタ4aの複数個は、上記液晶表示素子2
1の光入出射面に沿い、かつ2種類の直線偏光、すなわ
ち、P偏光光とS偏光光とを上記液晶表示素子21に入
射させるとともに、上記液晶表示素子21にて反射され
た上記2種類の直線偏光を液晶表示素子21外へ導くよ
うに並設されている。また、これに加えて、複数個の偏
光ビームスプリッタ4aは、その偏光面が液晶表示素子
21の表面に対して垂直になるように並設されている。
FIGS. 2A and 2B are sectional views of the light reflection type liquid crystal display element 21. The liquid crystal display element 21 is a light reflection type liquid crystal display element that performs display by controlling the polarization state of incident linearly polarized light. Also,
The polarization separation element 4 is arranged so as to cover the entire screen of the liquid crystal display element 21. By the way, the polarization separation element 4
Is composed of a plurality of polarization beam splitters 4a having a minute size or stripes, as in the first embodiment. Then, the plurality of polarization beam splitters 4a
Are arranged in a planar array so as to cover the entire screen of the liquid crystal display element 21 on the light flux entrance / exit side. That is, a plurality of the polarization beam splitters 4a are provided in the liquid crystal display element 2 described above.
The two types of linearly polarized light, that is, the P-polarized light and the S-polarized light, are incident on the liquid crystal display element 21 and are reflected by the liquid crystal display element 21 along the light input / output surface of 1. Are arranged side by side so as to guide the linearly polarized light of the above to the outside of the liquid crystal display element 21. In addition to this, the plurality of polarization beam splitters 4a are arranged in parallel so that the polarization plane thereof is perpendicular to the surface of the liquid crystal display element 21.

【0075】次に、光反射型の液晶表示素子21の動作
について、図2(a)および図2(b)に基づいて説明
する。なお、図2(a)および図2(b)では、平行照
明光源(図示しない)からの照明光を、光線A1 および
光線A2 で表す。
Next, the operation of the light reflection type liquid crystal display element 21 will be described with reference to FIGS. 2 (a) and 2 (b). In FIGS. 2A and 2B, the illumination light from the parallel illumination light source (not shown) is represented by rays A 1 and A 2 .

【0076】まず、液晶表示素子21における印加電圧
がOFFの状態、すなわち液晶表示素子21が直線偏光
の偏光方位を変調しない状態を図2(a)に示す。
First, FIG. 2A shows a state in which the applied voltage to the liquid crystal display element 21 is OFF, that is, a state in which the liquid crystal display element 21 does not modulate the polarization direction of the linearly polarized light.

【0077】光線A1 は、偏光分離素子4でP偏光光P
1 、およびS偏光光S1 に分離される。このうち、P偏
光光P1 は、偏光分離素子4を透過し、液晶表示素子2
1に入射する。ここで、液晶表示素子21は偏光方位を
変調しないので、P偏光光P1 はP偏光のまま反射さ
れ、再び偏光分離素子4に入射する。この偏光分離素子
4でもP偏光光P1 は透過し、偏光分離素子4から出射
される(図2(a)では右上方に出射される)。
The light ray A 1 is P-polarized light P by the polarization separation element 4.
1 and S-polarized light S 1 . Of these, the P-polarized light P 1 is transmitted through the polarization separation element 4 and the liquid crystal display element 2
Incident on 1. Here, since the liquid crystal display element 21 does not modulate the polarization direction, the P-polarized light P 1 is reflected as it is as P-polarized light and is incident on the polarization separation element 4 again. The P-polarized light P 1 is also transmitted through this polarization separation element 4 and is emitted from the polarization separation element 4 (it is emitted to the upper right in FIG. 2A).

【0078】一方、光線A2 は、偏光分離素子4でP偏
光光P2 、およびS偏光光S2 に分離される。このう
ち、S偏光光S2 は、偏光分離素子4で反射され、液晶
表示素子21に入射する。ここで、液晶表示素子21
は、偏光方位を変調しないので、S偏光光S2 はS偏光
のまま反射され、再び偏光分離素子4に入射する。上記
S偏光光S2 は偏光分離素子4で反射され、偏光分離素
子4から出射される(図2(a)では右上方に出射され
る)。
On the other hand, the light beam A 2 is separated by the polarization separation element 4 into P-polarized light P 2 and S-polarized light S 2 . Of these, the S-polarized light S 2 is reflected by the polarization separation element 4 and enters the liquid crystal display element 21. Here, the liquid crystal display element 21
Does not modulate the polarization azimuth, the S-polarized light S 2 is reflected as S-polarized light and is incident on the polarization separation element 4 again. The S-polarized light S 2 is reflected by the polarization separation element 4 and is emitted from the polarization separation element 4 (it is emitted to the upper right in FIG. 2A).

【0079】次に、液晶表示素子21における印加電圧
がONの状態、すなわち液晶表示素子21が直線偏光の
偏光方位を変調する状態を図2(b)に示す。
Next, FIG. 2B shows a state in which the applied voltage in the liquid crystal display element 21 is ON, that is, the state in which the liquid crystal display element 21 modulates the polarization direction of the linearly polarized light.

【0080】光線A1 は、偏光分離素子4でP偏光光P
1 、およびS偏光光S1 に分離される。このうち、P偏
光光P1 は、偏光分離素子4を透過し、液晶表示素子2
1に入射する。ここで、液晶表示素子21は偏光方位を
変調するので、P偏光光P1はS偏光光S1 ′となり、
液晶表示素子21で反射して、再び偏光分離素子4に入
射する。入射した上記S偏光光S1 ′は、偏光分離素子
4で再度反射され、偏光分離素子4から出射される(図
2(b)では左上方に出射される)。
The light beam A 1 is P-polarized light P by the polarization separation element 4.
1 and S-polarized light S 1 . Of these, the P-polarized light P 1 is transmitted through the polarization separation element 4 and the liquid crystal display element 2
Incident on 1. Here, since the liquid crystal display element 21 modulates the polarization direction, the P-polarized light P 1 becomes the S-polarized light S 1 ′,
The light is reflected by the liquid crystal display element 21 and again enters the polarization separation element 4. The incident S-polarized light S 1 ′ is reflected again by the polarization separation element 4 and is emitted from the polarization separation element 4 (it is emitted to the upper left in FIG. 2B).

【0081】一方、光線A2 は、偏光分離素子4でP偏
光光P2 、およびS偏光光S2 に分離される。このう
ち、S偏光光S2 は、偏光分離素子4で反射され、液晶
表示素子21に入射する。ここで、液晶表示素子21は
偏光方位を変調するので、S偏光光S2 はP偏光光
2 ′となり、液晶表示素子21で反射されて、再び偏
光分離素子4に入射する。入射した上記P偏光光P2
は、偏光分離素子4を透過し、偏光分離素子4から出射
される(図2(b)では左上方に出射される)。
On the other hand, the light beam A 2 is separated by the polarization separation element 4 into P-polarized light P 2 and S-polarized light S 2 . Of these, the S-polarized light S 2 is reflected by the polarization separation element 4 and enters the liquid crystal display element 21. Here, since the liquid crystal display element 21 modulates the polarization azimuth, the S-polarized light S 2 becomes P-polarized light P 2 ′, which is reflected by the liquid crystal display element 21 and enters the polarization separation element 4 again. The incident P-polarized light P 2
Is transmitted through the polarization separation element 4 and is emitted from the polarization separation element 4 (emitted to the upper left in FIG. 2B).

【0082】このように、偏光分離素子4から出射され
る出射光は、図2(a)および図2(b)に示すよう
に、液晶表示素子21における印加電圧のON/OFF
状態によって、2方向に分離される。
As described above, the emitted light emitted from the polarization separation element 4 is turned ON / OFF of the applied voltage in the liquid crystal display element 21 as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b).
Depending on the state, they are separated in two directions.

【0083】そして、図2(a)および図2(b)にお
いて、出力された2方向の直線偏光のうち、片側に揃っ
た直線偏光だけを出力すれば、表示が可能となる。特
に、図2(a)および図2(b)に示した光学系では、
光反射型の液晶表示素子21の表面反射等を考慮し、例
えば角度規制板6(図5参照)、フレネルプリズム素子
7(図3参照)等を用いれば、不要な方向の直線偏光を
遮光することができ、その結果、コントラスト比が良好
で、高輝度の液晶表示装置を得ることができる。
In FIG. 2A and FIG. 2B, it is possible to display by outputting only the linearly polarized light which is aligned on one side among the outputted linearly polarized lights in two directions. In particular, in the optical system shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b),
Considering the surface reflection and the like of the light reflection type liquid crystal display element 21, if an angle regulating plate 6 (see FIG. 5), a Fresnel prism element 7 (see FIG. 3), etc. are used, linearly polarized light in an unnecessary direction is shielded. As a result, a high-brightness liquid crystal display device having a good contrast ratio can be obtained.

【0084】また、図11に示すように、平行照明光源
2と対向して、レンズ25、フレネルプリズム素子7、
偏光分離素子4、及び液晶表示素子21を設け、平行照
明光源2とレンズ25との間にミラー26、および投影
レンズ9を配置することにより、スクリーン11上に投
影画像を表示させることもでき、直視型以外にも、投影
型の液晶表示装置として使用することが可能となる。
As shown in FIG. 11, the lens 25, the Fresnel prism element 7, and the parallel illumination light source 2 are provided so as to face each other.
By providing the polarization separation element 4 and the liquid crystal display element 21 and disposing the mirror 26 and the projection lens 9 between the parallel illumination light source 2 and the lens 25, it is possible to display a projection image on the screen 11. Besides the direct-view type, it can be used as a projection type liquid crystal display device.

【0085】また、上記のように、偏光方向の異なる2
種類の直線偏光を利用して画像表示を行うことにより、
光利用率が従来よりも著しく向上し、また、吸収型の偏
光板を用いる必要がなく、偏光板自身の温度上昇および
発熱を回避することができる。また、従来のように、画
素毎に表示動作モードが異ならないので、本発明の液晶
表示装置は、画像に表示むらが生じることはない。
Further, as described above, the two polarization directions differ from each other.
By displaying images using linearly polarized light of various types,
The light utilization rate is remarkably improved as compared with the conventional one, and there is no need to use an absorption type polarizing plate, and the temperature rise and heat generation of the polarizing plate itself can be avoided. Further, unlike the conventional case, since the display operation mode does not differ for each pixel, the liquid crystal display device of the present invention does not cause display unevenness in an image.

【0086】上記の構成により、微小サイズ、またはス
トライプ状の複数の偏光ビームスプリッタ4a、を用
い、また、それらを平面アレイ状に配置して偏光分離素
子4を形成しているので、従来のように、偏光分離素子
として、重くて大きな偏光ビームスプリッタを用いる必
要がなく、光学系自体を小型化、且つ軽量化することが
できる。また、さらに上記構成は、光反射型の液晶表示
素子21を用いているので、液晶表示素子21の光束入
射側(出射側)に偏光分離素子4を1個配置するだけで
よく、光透過型の液晶表示素子を用いる場合よりもさら
に装置自体をコンパクト化することができると共に、低
コスト化を図ることができる。
With the above configuration, a plurality of polarization beam splitters 4a having a minute size or stripes are used, and they are arranged in a plane array to form the polarization separation element 4. In addition, it is not necessary to use a heavy and large polarization beam splitter as the polarization separation element, and the optical system itself can be made compact and lightweight. Further, since the above-described configuration uses the light reflection type liquid crystal display element 21, it is sufficient to dispose one polarization separation element 4 on the light flux incident side (emission side) of the liquid crystal display element 21. As compared with the case of using the liquid crystal display element, the device itself can be made more compact and the cost can be reduced.

【0087】また、偏光方位の異なった2種類の直線偏
光、つまり、P偏光光P1 、S偏光光S2 、又はP偏光
光P2 ′、S偏光光S1 ′は、偏光分離素子4から進行
方向を揃えて出射され、これら2つの直線偏光を利用し
て画像表示を行うことができるので、従来のように、偏
光回転素子を用いずに、光利用率を従来よりも著しく向
上させることができる。また、上記構成は、偏光回転素
子を用いない分、照明系の部品点数を少なくすることが
できる。さらにまた、投影レンズ9等を用いれば、投影
画像を表示することも可能である。これにより、直視型
以外に、投影型の液晶表示装置としても、偏光子を用い
ずに明るい画像を表示することができる。
Two kinds of linearly polarized light having different polarization directions, that is, P-polarized light P 1 , S-polarized light S 2 , or P-polarized light P 2 ′, S-polarized light S 1 ′ are used. Since the light is emitted in a uniform traveling direction from the light source and an image can be displayed using these two linearly polarized lights, the light utilization rate is significantly improved as compared with the conventional case without using a polarization rotation element. be able to. Further, in the above configuration, since the polarization rotation element is not used, the number of parts of the illumination system can be reduced. Furthermore, a projection image can be displayed by using the projection lens 9 and the like. With this, a bright image can be displayed without using a polarizer even in a projection type liquid crystal display device other than the direct-view type.

【0088】[0088]

【発明の効果】請求項1の発明に係る液晶表示装置は、
以上のように、平行光を出射する照明手段と、入射した
直線偏光の偏光状態を制御することにより表示を行う光
透過型の液晶表示素子と、偏光方向が互いに直交する2
種類の直線偏光の一方を透過させ、他方を反射させるこ
とにより、上記平行光を上記2種類の直線偏光に分離す
る偏光分離素子を有し、この偏光分離素子の複数個が、
上記液晶表示素子の光入射面に沿い、かつ上記2種類の
直線偏光を液晶表示素子へ入射させるように並設されて
いる第1偏光分離手段と、上記液晶表示素子を透過した
上記2種類の直線偏光の一方を透過させ、他方を反射さ
せる偏光分離素子を有し、この偏光分離素子の複数個
が、上記液晶表示素子の光出射面に沿って並設されてい
る第2偏光分離手段とを備えている構成である。
The liquid crystal display device according to the invention of claim 1
As described above, the illuminating means for emitting parallel light, the light transmission type liquid crystal display element for displaying by controlling the polarization state of the incident linearly polarized light, and the polarization directions orthogonal to each other 2
There is provided a polarization separating element for separating the parallel light into the two kinds of linearly polarized light by transmitting one of the kinds of linearly polarized light and reflecting the other, and a plurality of the polarization separating elements are provided.
First polarized light separating means arranged along the light incident surface of the liquid crystal display element and arranged so as to make the two types of linearly polarized light incident on the liquid crystal display element, and the two types of light transmitted through the liquid crystal display element. A second polarization splitting means having a polarization splitting element that transmits one of the linearly polarized lights and reflects the other, and a plurality of the polarization splitting elements are arranged in parallel along the light exit surface of the liquid crystal display element. It is a configuration provided with.

【0089】それゆえ、第1偏光分離手段および第2偏
光分離手段として、複数個の微小サイズの偏光分離素子
を用い、また、特に上記第1偏光分離手段においては、
複数個の偏光分離素子によって偏光分離を行うことがで
きるので、従来のように重くて大きな偏光分離素子を用
いる必要がなく、その結果、液晶表示装置自体を小型化
し、且つ軽量化することができる。
Therefore, a plurality of minute size polarization separation elements are used as the first polarization separation means and the second polarization separation means, and particularly, in the first polarization separation means,
Since the polarization separation can be performed by a plurality of polarization separation elements, it is not necessary to use a heavy and large polarization separation element as in the past, and as a result, the liquid crystal display device itself can be downsized and lightened. .

【0090】また、従来のように偏光回転素子を用い
ず、偏光方向の異なった2種類の直線偏光を利用して、
画像表示を行うことができるので、偏光回転素子を用い
ない分、照明系の部品点数を少なくすることができると
共に、偏光回転素子を用いずに光利用率を従来よりも著
しく向上させることができ、明るい表示を得ることがで
きる。また、吸収型の偏光板を用いる必要がなく、偏光
板の光吸収に起因する温度上昇及び発熱を回避すること
ができるという効果を併せて奏する。
Further, unlike the conventional case, a polarization rotating element is not used, and two kinds of linearly polarized light having different polarization directions are used,
Since the image can be displayed, the number of parts of the illumination system can be reduced because the polarization rotator is not used, and the light utilization rate can be significantly improved compared to the conventional case without using the polarization rotator. , You can get a bright display. In addition, it is not necessary to use an absorption type polarizing plate, and it is possible to avoid temperature rise and heat generation due to light absorption of the polarizing plate.

【0091】請求項2の発明に係る液晶表示装置は、以
上のように、平行光を出射する照明手段と、入射した直
線偏光の偏光状態を制御することにより表示を行う光反
射型の液晶表示素子と、偏光方向が互いに直交する2種
類の直線偏光の一方を透過させ、他方を反射させること
により、上記平行光を上記2種類の直線偏光に分離する
偏光分離素子を有し、この偏光分離素子の複数個が、上
記液晶表示素子の光入出射面に沿い、かつ上記2種類の
直線偏光を液晶表示素子へ入射させるとともに、上記液
晶表示素子にて反射された上記2種類の直線偏光を液晶
表示素子外へ導くように並設されている偏光分離手段と
を備えている構成である。
As described above, the liquid crystal display device according to the invention of claim 2 is a light-reflecting liquid crystal display for performing display by controlling the illumination means for emitting parallel light and the polarization state of the incident linearly polarized light. The element and a polarization separation element that separates the parallel light into the two types of linearly polarized light by transmitting one of the two types of linearly polarized light whose polarization directions are orthogonal to each other and reflecting the other are provided. A plurality of elements are arranged along the light incident / exiting surface of the liquid crystal display element and allow the two types of linearly polarized light to be incident on the liquid crystal display element, and the two types of linearly polarized light reflected by the liquid crystal display element are And a polarized light separating means arranged in parallel so as to be guided to the outside of the liquid crystal display element.

【0092】それゆえ、偏光分離手段として、複数個の
微小サイズの偏光分離素子を用い、偏光分離を行うこと
ができるので、従来のように重くて大きな偏光分離素子
を用いる必要がなく、その結果、液晶表示装置自体を小
型化し、且つ軽量化することができる。また、上記構成
は、光反射型の液晶表示素子を用いているので、偏光分
離手段を上記液晶表示素子の光入出射面に1個配置する
だけでよく、光透過型の液晶表示素子を用いる場合より
もさらにコンパクト化することができると共に、低コス
ト化を図ることができる。
Therefore, since a plurality of minute size polarization separation elements can be used as the polarization separation means to perform the polarization separation, there is no need to use a heavy and large polarization separation element as in the conventional case. The liquid crystal display device itself can be made compact and lightweight. Further, since the above-mentioned configuration uses the light reflection type liquid crystal display element, it is only necessary to dispose one polarization separating means on the light input / output surface of the liquid crystal display element, and the light transmission type liquid crystal display element is used. It is possible to make the device more compact than in the case and reduce the cost.

【0093】また、従来のように偏光回転素子を用い
ず、偏光方向の異なった2種類の直線偏光を利用して、
画像表示を行うことができるので、偏光回転素子を用い
ない分、照明系の部品点数を少なくすることができると
共に、偏光回転素子を用いずに光利用率を従来よりも著
しく向上させることができ、明るい表示を得ることがで
きる。また、吸収型の偏光板を用いる必要がなく、偏光
板の光吸収に起因する温度上昇及び発熱を回避すること
ができるという効果を併せて奏する。
Further, unlike the conventional case, a polarization rotating element is not used, and two kinds of linearly polarized light having different polarization directions are used,
Since the image can be displayed, the number of parts of the illumination system can be reduced because the polarization rotator is not used, and the light utilization rate can be significantly improved compared to the conventional case without using the polarization rotator. , You can get a bright display. In addition, it is not necessary to use an absorption type polarizing plate, and it is possible to avoid temperature rise and heat generation due to light absorption of the polarizing plate.

【0094】請求項3の発明に係る液晶表示装置は、以
上のように、請求項1または2の構成に加えて、照明手
段から出射された平行光の進行方向を規制する平行光進
行方向規制手段を備えている構成である。
As described above, in the liquid crystal display device according to the invention of claim 3, in addition to the configuration of claim 1 or 2, the parallel light traveling direction regulation for regulating the traveling direction of the parallel light emitted from the illumination means is provided. It is a configuration including means.

【0095】それゆえ、請求項1または2の構成による
効果に加えて、上記照明手段を上記偏光分離素子の光入
射面に対して対向した位置以外にも配置することがで
き、上記照明手段の配置位置を好適に選択することがで
きる。また、これによって液晶表示装置自体をさらに小
型化することができると共に、本発明の光学系を従来の
液晶表示装置に簡単に適合させて簡単に使用することが
できるという効果を併せて奏する。
Therefore, in addition to the effect of the structure of claim 1 or 2, the illuminating means can be arranged at a position other than the position facing the light incident surface of the polarization separating element, and The arrangement position can be suitably selected. In addition, the liquid crystal display device itself can be further miniaturized, and the optical system of the present invention can be easily adapted to the conventional liquid crystal display device and can be easily used.

【0096】請求項4の発明に係る液晶表示装置は、以
上のように、請求項1または2の構成に加えて、液晶表
示素子と偏光分離手段とをこの順に経た直線偏光の進行
方向を規制する直線偏光進行方向規制手段を備えている
構成である。
As described above, in the liquid crystal display device according to the invention of claim 4, in addition to the structure of claim 1 or 2, the traveling direction of the linearly polarized light passing through the liquid crystal display element and the polarization separating means in this order is regulated. This is a configuration including a linearly polarized light traveling direction regulating means.

【0097】それゆえ、請求項1または2の構成による
効果に加えて、上記直線偏光進行方向規制手段を用いる
ことによって、2種類の直線偏光が、上記液晶表示素子
に対して、例えば垂直方向に出射されるので、本発明の
光学系を従来の液晶表示装置に簡単に適合させて簡単に
使用することができる。また、直線偏光進行方向規制手
段の傾きおよび屈折率を調整することにより、画像表示
に不要な直線偏光を排除することができるという効果を
併せて奏する。
Therefore, in addition to the effect of the structure of claim 1 or 2, by using the linearly polarized light traveling direction regulating means, two kinds of linearly polarized light are, for example, perpendicular to the liquid crystal display element. Since the light is emitted, the optical system of the present invention can be easily adapted to a conventional liquid crystal display device and used easily. Further, by adjusting the inclination and the refractive index of the linearly polarized light advancing direction regulating means, it is possible to remove the linearly polarized light unnecessary for image display.

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

【図1】本発明に係る液晶表示装置において、(a)
は、偏光分離素子と透過型液晶表示素子との配置、およ
び液晶表示素子が直線偏光の光変調を行わない場合の、
平行照明光源から照明された光線の光路を示す説明図で
あり、(b)は、偏光分離素子と透過型液晶表示素子と
の配置、および液晶表示素子が直線偏光の光変調を行う
場合の、平行照明光源から照明された光線の光路を示す
説明図である。
FIG. 1 (a) shows a liquid crystal display device according to the present invention.
Is the arrangement of the polarization separation element and the transmissive liquid crystal display element, and when the liquid crystal display element does not perform light modulation of linearly polarized light,
It is explanatory drawing which shows the optical path of the light beam illuminated from the parallel illumination light source, (b) is arrangement | positioning of a polarization separation element and a transmissive liquid crystal display element, and when a liquid crystal display element performs the light modulation of linearly polarized light, It is explanatory drawing which shows the optical path of the light beam illuminated from the parallel illumination light source.

【図2】(a)は、偏光分離素子と反射型液晶表示素子
との配置、および液晶表示素子が直線偏光の光変調を行
わない場合の、平行照明光源から照明された光線の光路
を示す説明図であり、(b)は、偏光分離素子と反射型
液晶表示素子との配置、および液晶表示素子が直線偏光
の光変調を行う場合の、平行照明光源から照明された光
線の光路を示す説明図である。
FIG. 2A shows an arrangement of a polarization separation element and a reflective liquid crystal display element, and an optical path of a light beam illuminated from a parallel illumination light source when the liquid crystal display element does not perform optical modulation of linearly polarized light. FIG. 3B is an explanatory diagram showing the arrangement of the polarization separation element and the reflective liquid crystal display element, and the optical path of the light beam illuminated from the parallel illumination light source when the liquid crystal display element performs linearly polarized light modulation. FIG.

【図3】フレネルプリズム素子の断面を示す断面図であ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cross section of a Fresnel prism element.

【図4】(a)は、平行照明光源から出射された光線
の、プリズムを透過するときの光路を示す説明図であ
り、(b)は、液晶表示素子から出射された出射光の、
プリズムを透過するときの光路を示す説明図である。
FIG. 4A is an explanatory diagram showing an optical path of a light beam emitted from a parallel illumination light source when passing through a prism, and FIG. 4B is a diagram showing an emitted light beam emitted from a liquid crystal display element;
It is explanatory drawing which shows the optical path when transmitting a prism.

【図5】角度制御板の断面を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a cross section of an angle control plate.

【図6】本発明の直視型液晶表示装置の構成を示す断面
図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of a direct-viewing type liquid crystal display device of the present invention.

【図7】本発明の投影型液晶表示装置の構成を示す断面
図である。
FIG. 7 is a sectional view showing a configuration of a projection type liquid crystal display device of the present invention.

【図8】従来の液晶表示装置の構成を示す断面図であ
る。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional liquid crystal display device.

【図9】従来の他の液晶表示装置の構成を示す平面図で
ある。
FIG. 9 is a plan view showing the configuration of another conventional liquid crystal display device.

【図10】従来のさらに他の液晶表示装置の構成を示す
断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the configuration of still another conventional liquid crystal display device.

【図11】本発明の他の投影型液晶表示装置の構成を示
す断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing the configuration of another projection type liquid crystal display device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 平行照明光源(照明手段) 3 液晶表示素子 4 偏光分離素子(第1偏光分離手段) 4a 偏光ビームスプリッタ(偏光分離素子) 5 偏光分離素子(第2偏光分離手段) 5a 偏光ビームスプリッタ(偏光分離素子) 7 フレネルプリズム素子(平行光進行方向規制手
段、直線偏光進行方向規制手段) 21 液晶表示素子
2 parallel illumination light source (illuminating means) 3 liquid crystal display element 4 polarization separation element (first polarization separation means) 4a polarization beam splitter (polarization separation element) 5 polarization separation element (second polarization separation means) 5a polarization beam splitter (polarization separation) Element 7 Fresnel prism element (parallel light traveling direction regulating means, linearly polarized light traveling direction regulating means) 21 liquid crystal display element

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】平行光を出射する照明手段と、 入射した直線偏光の偏光状態を制御することにより表示
を行う光透過型の液晶表示素子と、 偏光方向が互いに直交する2種類の直線偏光の一方を透
過させ、他方を反射させることにより、上記平行光を上
記2種類の直線偏光に分離する偏光分離素子を有し、こ
の偏光分離素子の複数個が、上記液晶表示素子の光入射
面に沿い、かつ上記2種類の直線偏光を液晶表示素子へ
入射させるように並設されている第1偏光分離手段と、 上記液晶表示素子を透過した上記2種類の直線偏光の一
方を透過させ、他方を反射させる偏光分離素子を有し、
この偏光分離素子の複数個が、上記液晶表示素子の光出
射面に沿って並設されている第2偏光分離手段とを備え
ていることを特徴とする液晶表示装置。
1. An illumination means for emitting parallel light, a light-transmissive liquid crystal display element for displaying by controlling the polarization state of incident linearly polarized light, and two kinds of linearly polarized light whose polarization directions are orthogonal to each other. A polarization splitting element that splits the parallel light into the two types of linearly polarized light by transmitting one and reflecting the other is provided, and a plurality of the polarization splitting elements are provided on the light incident surface of the liquid crystal display element. A first polarized light separating means that is arranged in parallel so as to allow the two types of linearly polarized light to enter the liquid crystal display element; and one of the two types of linearly polarized light that has passed through the liquid crystal display element, and the other Has a polarization separation element that reflects
A liquid crystal display device, wherein a plurality of the polarization splitting elements are provided with second polarization splitting means arranged in parallel along the light emitting surface of the liquid crystal display element.
【請求項2】平行光を出射する照明手段と、 入射した直線偏光の偏光状態を制御することにより表示
を行う光反射型の液晶表示素子と、 偏光方向が互いに直交する2種類の直線偏光の一方を透
過させ、他方を反射させることにより、上記平行光を上
記2種類の直線偏光に分離する偏光分離素子を有し、こ
の偏光分離素子の複数個が、上記液晶表示素子の光入出
射面に沿い、かつ上記2種類の直線偏光を液晶表示素子
へ入射させるとともに、上記液晶表示素子にて反射され
た上記2種類の直線偏光を液晶表示素子外へ導くように
並設されている偏光分離手段とを備えていることを特徴
とする液晶表示装置。
2. An illumination means for emitting parallel light, a light reflection type liquid crystal display element for displaying by controlling the polarization state of incident linearly polarized light, and two kinds of linearly polarized light whose polarization directions are orthogonal to each other. A polarization splitting element that splits the parallel light into the two types of linearly polarized light by transmitting one and reflecting the other is provided. Of the two types of linearly polarized light that are incident on the liquid crystal display element along with the above, and the two types of linearly polarized light reflected by the liquid crystal display element are guided in parallel to outside the liquid crystal display element. And a liquid crystal display device.
【請求項3】上記照明手段から出射された平行光の進行
方向を規制する平行光進行方向規制手段を備えているこ
とを特徴とする請求項1または2に記載の液晶表示装
置。
3. The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising a parallel light traveling direction regulating means for regulating a traveling direction of the parallel light emitted from the illuminating means.
【請求項4】上記液晶表示素子と偏光分離手段とをこの
順に経た直線偏光の進行方向を規制する直線偏光進行方
向規制手段を備えていることを特徴とする請求項1また
は2に記載の液晶表示装置。
4. The liquid crystal according to claim 1, further comprising a linearly polarized light traveling direction regulating means for regulating a traveling direction of linearly polarized light which has passed through the liquid crystal display element and the polarized light separating means in this order. Display device.
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