JP2000292746A - 光学ブロック - Google Patents
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04N9/00—Details of colour television systems
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- H04N5/7416—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor involving the use of a spatial light modulator, e.g. a light valve, controlled by a video signal
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- Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】実用的かつコンパクトな液晶プロジェクター用
の光学ブロックを提供する。 【解決手段】外部制御により偏光を変換する３枚の反射
型液晶パネルＲＰ−Ｒ，ＲＰ−Ｇ，ＲＰ−Ｂと、入射光
の偏光成分のうちの必要な偏光成分が反射型液晶パネル
に入射するよう制限する第１の偏光スプリッタＰＢＳ−
Ｒ，ＰＢＳ−Ｇ，ＰＢＳ−Ｂと、入射白色光を３色に色
分解して各々の反射型液晶パネルに必要な色波長成分を
振り分けて反射型液晶パネルに入力する色分解と、反射
型液晶パネルにより外部から制御される画像情報に相当
するよう偏光変調された各色成分の反射光を再度合成す
る色合成を行う色分解合成素子ＣＤ１，ＣＤ２と、偏光
変換された出力光をその偏光に応じて出力方向または非
出力方向に分離する第２の偏光スプリッタＰＢＳ−Ｒ，
ＰＢＳ−Ｇ，ＰＢＳ−Ｂとからなり、上記色分解合成素
子を各々光路的に別の素子で、かつ両者を空間的に隣り
合わせて配置した。
の光学ブロックを提供する。 【解決手段】外部制御により偏光を変換する３枚の反射
型液晶パネルＲＰ−Ｒ，ＲＰ−Ｇ，ＲＰ−Ｂと、入射光
の偏光成分のうちの必要な偏光成分が反射型液晶パネル
に入射するよう制限する第１の偏光スプリッタＰＢＳ−
Ｒ，ＰＢＳ−Ｇ，ＰＢＳ−Ｂと、入射白色光を３色に色
分解して各々の反射型液晶パネルに必要な色波長成分を
振り分けて反射型液晶パネルに入力する色分解と、反射
型液晶パネルにより外部から制御される画像情報に相当
するよう偏光変調された各色成分の反射光を再度合成す
る色合成を行う色分解合成素子ＣＤ１，ＣＤ２と、偏光
変換された出力光をその偏光に応じて出力方向または非
出力方向に分離する第２の偏光スプリッタＰＢＳ−Ｒ，
ＰＢＳ−Ｇ，ＰＢＳ−Ｂとからなり、上記色分解合成素
子を各々光路的に別の素子で、かつ両者を空間的に隣り
合わせて配置した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学ブロックに係
り、特に光源装置、液晶表示素子、結像光学系および投
射光学系を実装する筺体の空間を効率的に利用して小型
化した液晶プロジェクタに好適な光学ブロックに関す
る。
り、特に光源装置、液晶表示素子、結像光学系および投
射光学系を実装する筺体の空間を効率的に利用して小型
化した液晶プロジェクタに好適な光学ブロックに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】テレビ受像機やパソコン等の情報機器の
モニター、その他の各種表示装置用の表示デバイスとし
て液晶表示素子が多く用いられている。その中でも近
年、液晶表示素子をプロジェクタの作像手段として用い
たものが小型でかつ大画面表示を可能とした表示装置と
して利用されている。
モニター、その他の各種表示装置用の表示デバイスとし
て液晶表示素子が多く用いられている。その中でも近
年、液晶表示素子をプロジェクタの作像手段として用い
たものが小型でかつ大画面表示を可能とした表示装置と
して利用されている。
【０００３】この種の液晶表示素子は、一方の基板に画
素選択用の給電電極もしくはスイッチング素子の給電電
極となる駆動電極を形成し、他方の基板に共通電極を形
成して、両電極側を対向させて貼り合わせ、この貼り合
わせギャップに液晶層を挟持して構成されるものが一般
的である。
素選択用の給電電極もしくはスイッチング素子の給電電
極となる駆動電極を形成し、他方の基板に共通電極を形
成して、両電極側を対向させて貼り合わせ、この貼り合
わせギャップに液晶層を挟持して構成されるものが一般
的である。
【０００４】一方、作像手段として、透明基板に共通電
極を形成し、シリコン基板等の不透明基板に駆動電極を
形成して両者を貼り合わせ、貼り合わせギャップに液晶
層あるいは高分子分散型の液晶を挟持してなる液晶パネ
ルをパッケージに埋設してなる反射型液晶表示素子が小
型で高精細の画像形成を得ることのできる液晶表示素子
として知られている。
極を形成し、シリコン基板等の不透明基板に駆動電極を
形成して両者を貼り合わせ、貼り合わせギャップに液晶
層あるいは高分子分散型の液晶を挟持してなる液晶パネ
ルをパッケージに埋設してなる反射型液晶表示素子が小
型で高精細の画像形成を得ることのできる液晶表示素子
として知られている。
【０００５】液晶プロジェクタは一般に、液晶パネルに
画像等を生成し、生成した画像等により透過光または反
射光を変調し（制御し）、その変調光をスクリーンに投
射することで拡大画像を得るものである。
画像等を生成し、生成した画像等により透過光または反
射光を変調し（制御し）、その変調光をスクリーンに投
射することで拡大画像を得るものである。
【０００６】図９は本発明に用いる反射型液晶表示素子
を構成する液晶パネルの構成例の説明図であって、
（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断
面図である。
を構成する液晶パネルの構成例の説明図であって、
（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断
面図である。
【０００７】この種の液晶表示装置は、一方の基板（透
明基板、共通基板またはコモン基板）ＳＵＢ１と他方の
基板（駆動基板、シリコン基板）ＳＵＢ２の間に液晶組
成物あるいは高分子分散型液晶層ＬＣを挟持し、両基板
をシール材ＳＬで接着してなる反射型液晶パネルを、樹
脂を好適とするパッケージ本体ＰＣＧのキャビティ内に
収納し、その一端縁に信号および電力を給電するための
フレキシブルプリント基板ＦＰＣの一端を接続すると共
に、前面ガラスＦＧＬで封止して上記キャビティを密閉
してなる。
明基板、共通基板またはコモン基板）ＳＵＢ１と他方の
基板（駆動基板、シリコン基板）ＳＵＢ２の間に液晶組
成物あるいは高分子分散型液晶層ＬＣを挟持し、両基板
をシール材ＳＬで接着してなる反射型液晶パネルを、樹
脂を好適とするパッケージ本体ＰＣＧのキャビティ内に
収納し、その一端縁に信号および電力を給電するための
フレキシブルプリント基板ＦＰＣの一端を接続すると共
に、前面ガラスＦＧＬで封止して上記キャビティを密閉
してなる。
【０００８】駆動基板ＳＵＢ２の内面に形成した電極の
上に多層膜などでなる誘電反射膜を被覆したり、電極自
体を反射体（ミラー電極）としたものがある。ここでは
後者の例を示す。
上に多層膜などでなる誘電反射膜を被覆したり、電極自
体を反射体（ミラー電極）としたものがある。ここでは
後者の例を示す。
【０００９】パッケージ本体ＰＣＧの背面には金属製の
放熱板ＨＳＣが、その周辺を当該パッケージ本体ＰＣＧ
の下部４辺に埋設した状態で設置され、液晶パネルは放
熱板ＨＳＣとの間に比較的弾性を有する放熱シートＨＤ
Ｓを介して収納される。したがって、液晶パネルの背面
は放熱シートＨＤＳにより放熱板ＨＳＣに密着し、放熱
効果が十分に得られる構造となっている。
放熱板ＨＳＣが、その周辺を当該パッケージ本体ＰＣＧ
の下部４辺に埋設した状態で設置され、液晶パネルは放
熱板ＨＳＣとの間に比較的弾性を有する放熱シートＨＤ
Ｓを介して収納される。したがって、液晶パネルの背面
は放熱シートＨＤＳにより放熱板ＨＳＣに密着し、放熱
効果が十分に得られる構造となっている。
【００１０】パッケージ本体ＰＣＧのキャビティ内部に
収納した液晶パネルは、その一方の基板の裏側で接着材
ＡＤＨにより当該パッケージ本体ＰＣＧの底部内周に形
成された段部に固定され、また、前面ガラスＦＧＬをパ
ッケージ本体ＰＣＧとフレキシブルプリント基板ＦＰＣ
を固定するためのスペーサＳＰＣに接着剤等で固定され
る。なお、スペーサＳＰＣはフレキシブルプリント基板
ＦＰＣに図示しない接着材で固定されている。
収納した液晶パネルは、その一方の基板の裏側で接着材
ＡＤＨにより当該パッケージ本体ＰＣＧの底部内周に形
成された段部に固定され、また、前面ガラスＦＧＬをパ
ッケージ本体ＰＣＧとフレキシブルプリント基板ＦＰＣ
を固定するためのスペーサＳＰＣに接着剤等で固定され
る。なお、スペーサＳＰＣはフレキシブルプリント基板
ＦＰＣに図示しない接着材で固定されている。
【００１１】液晶層ＬＣは、画像信号に対応する印加電
圧に従い、ある偏光成分（Ｐ波、Ｓ波）をその入射偏光
成分と別の偏光成分に変調する機能が要求される。ここ
では、以降の記述を簡単にするため、反射型液晶パネル
はＳ波の入力に対し、光学ブロックから出ていくべき成
分をＰ波に変調し、出力されないようにする成分をＳ波
のまま反射するものとして説明する。
圧に従い、ある偏光成分（Ｐ波、Ｓ波）をその入射偏光
成分と別の偏光成分に変調する機能が要求される。ここ
では、以降の記述を簡単にするため、反射型液晶パネル
はＳ波の入力に対し、光学ブロックから出ていくべき成
分をＰ波に変調し、出力されないようにする成分をＳ波
のまま反射するものとして説明する。
【００１２】なお、このような反射型液晶パネルとして
は、平行配向ネマティック液晶を使い、液晶の複屈折性
を用いるホモジニアスＥＣＢ（Electrically Controlle
d Birefrengence ）、垂直配向ネマチィック液晶を使
い、液晶の複屈折性を用いるホメオトロピックＥＣＢ、
コモン基板）ＳＵＢ１側と駆動基板ＳＵＢ２側で液晶の
配向を変えたＨＡＮ（Hybrid Aligned Nematic）型ＥＣ
Ｂ、あるいは液晶の旋光性と複屈折性の性質の両者を用
いてツイストさせた液晶構成としたＳＰＴＮ（Single P
olarizer Twisted Nematic）、あるいはＳＣＴＮ（Self
Conpensated Twisted Nematic）などの方式が提案さ
れ、実用化されている。
は、平行配向ネマティック液晶を使い、液晶の複屈折性
を用いるホモジニアスＥＣＢ（Electrically Controlle
d Birefrengence ）、垂直配向ネマチィック液晶を使
い、液晶の複屈折性を用いるホメオトロピックＥＣＢ、
コモン基板）ＳＵＢ１側と駆動基板ＳＵＢ２側で液晶の
配向を変えたＨＡＮ（Hybrid Aligned Nematic）型ＥＣ
Ｂ、あるいは液晶の旋光性と複屈折性の性質の両者を用
いてツイストさせた液晶構成としたＳＰＴＮ（Single P
olarizer Twisted Nematic）、あるいはＳＣＴＮ（Self
Conpensated Twisted Nematic）などの方式が提案さ
れ、実用化されている。
【００１３】次に、上記の液晶表示素子を用いた液晶プ
ロジェクタの光学ブロックについて説明する。
ロジェクタの光学ブロックについて説明する。
【００１４】図１０は図９に示した反射型液晶パネルを
用いた従来の液晶プロジェクタを構成する光学ブロック
を説明する模式図である。この構成例は、反射型液晶パ
ネルを３枚用いた光学系の最も簡単な光学構成を示す。
用いた従来の液晶プロジェクタを構成する光学ブロック
を説明する模式図である。この構成例は、反射型液晶パ
ネルを３枚用いた光学系の最も簡単な光学構成を示す。
【００１５】また、図１１は図１０の光学ブロックの機
能を説明するために各構成部品を離して示した展開図で
ある。
能を説明するために各構成部品を離して示した展開図で
ある。
【００１６】この光学ブロックの光学系は、ランプＬＭ
Ｐ、偏光ビームスプリッタＰＢＳ−Ｇ、クロスダイクロ
イックプリズム（以下、単にクロスダイクロと称する）
ＣＤ１、３枚の反射型液晶パネルＲＰ−Ｇ、ＲＰ−Ｂ、
ＲＰ−Ｒ、投射レンズＰＬから構成される。
Ｐ、偏光ビームスプリッタＰＢＳ−Ｇ、クロスダイクロ
イックプリズム（以下、単にクロスダイクロと称する）
ＣＤ１、３枚の反射型液晶パネルＲＰ−Ｇ、ＲＰ−Ｂ、
ＲＰ−Ｒ、投射レンズＰＬから構成される。
【００１７】ランプＬＭＰから出力した入射光ＩＬは偏
光ビームスプリッタＰＢＳでＳ波とＰ波の２つの偏光成
分に分けられ、それぞれ別の方向に出力される。ここで
は、Ｓ波を液晶パネルの入力として用いる光学系で説明
するため、図１１においてはＳ波がクロスダイクロＣＤ
に向かい、Ｐ波成分は光学系外に放出される。
光ビームスプリッタＰＢＳでＳ波とＰ波の２つの偏光成
分に分けられ、それぞれ別の方向に出力される。ここで
は、Ｓ波を液晶パネルの入力として用いる光学系で説明
するため、図１１においてはＳ波がクロスダイクロＣＤ
に向かい、Ｐ波成分は光学系外に放出される。
【００１８】クロスダイクロＣＤに入力されたＳ波成分
はここで、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の波長成分に
分解され、それぞれの分担の反射型液晶パネルＲＰ−
Ｒ、ＲＰ−Ｇ、ＲＰ−Ｂに入力される。
はここで、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の波長成分に
分解され、それぞれの分担の反射型液晶パネルＲＰ−
Ｒ、ＲＰ−Ｇ、ＲＰ−Ｂに入力される。
【００１９】反射型液晶パネルからは、前記したような
画像信号に相当した偏光変調を受けた反射光ＲＬ−Ｒ、
ＲＬ−Ｇ、ＲＬ−Ｂが出力される。この出力光は、偏光
変調を選択的に受けているので、Ｓ波成分とＰ波成分が
混じり合っている。
画像信号に相当した偏光変調を受けた反射光ＲＬ−Ｒ、
ＲＬ−Ｇ、ＲＬ−Ｂが出力される。この出力光は、偏光
変調を選択的に受けているので、Ｓ波成分とＰ波成分が
混じり合っている。
【００２０】これらの反射光はクロスダイクロＣＤで再
度合成され、入射とは反対に偏光ビームスプリッタＰＢ
Ｓに入力される。偏光ビームスプリッタＰＢＳで出力光
のうちのＰ波成分はクロスダイクロＣＤのダイクロイッ
ク面を通過するため、そのまま投射レンズＰＬに入力さ
れて投射される。
度合成され、入射とは反対に偏光ビームスプリッタＰＢ
Ｓに入力される。偏光ビームスプリッタＰＢＳで出力光
のうちのＰ波成分はクロスダイクロＣＤのダイクロイッ
ク面を通過するため、そのまま投射レンズＰＬに入力さ
れて投射される。
【００２１】一方、Ｓ波成分は偏光ビームスプリッタＰ
ＢＳのダイクロイック部で反射され、ランプＬＭＰ方向
に向きを変えられるため、出力とならない。
ＢＳのダイクロイック部で反射され、ランプＬＭＰ方向
に向きを変えられるため、出力とならない。
【００２２】このようにして、出力は液晶パネルにより
変調されたＰ波成分だけとなるため、画像信号に応じて
液晶パネルに供給する電圧を制御することで、画像信号
に応じた投射画像が図示しないスクリーンに得られるこ
とになる。
変調されたＰ波成分だけとなるため、画像信号に応じて
液晶パネルに供給する電圧を制御することで、画像信号
に応じた投射画像が図示しないスクリーンに得られるこ
とになる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の液晶プ
ロジェクタの光学ブロックでは、３枚の反射型液晶パネ
ルの光学系としては部品点数も少なく、最もコンパクト
である。このような光学ブロックを実現する際の最大の
問題点は、可視光領域の全域をカバーする偏光ビームス
プリッタが必要なことである。
ロジェクタの光学ブロックでは、３枚の反射型液晶パネ
ルの光学系としては部品点数も少なく、最もコンパクト
である。このような光学ブロックを実現する際の最大の
問題点は、可視光領域の全域をカバーする偏光ビームス
プリッタが必要なことである。
【００２４】しかし、現状では、この実現は困難であ
り、可能であるとしても高価になり、サイズも大きくな
る。
り、可能であるとしても高価になり、サイズも大きくな
る。
【００２５】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解消し、実用的かつコンパクトな光学ブロックを提供す
ることにある。
解消し、実用的かつコンパクトな光学ブロックを提供す
ることにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、２つのクロスダイクロと３個のビームス
プリッタ、３個のミラーブロックと３枚の反射型液晶パ
ネル、およびランプと投射レンズとで構成した。また、
本発明は、上記クロスダイクロに代えて所要数のダイク
ロイックプリズムを用いて構成した。さらに、本発明
は、上記のクロスダイクロ、あるいはダイクロイックミ
ラーに代えて所要数のミラーあるいはハーフミラーで構
成した。
に、本発明は、２つのクロスダイクロと３個のビームス
プリッタ、３個のミラーブロックと３枚の反射型液晶パ
ネル、およびランプと投射レンズとで構成した。また、
本発明は、上記クロスダイクロに代えて所要数のダイク
ロイックプリズムを用いて構成した。さらに、本発明
は、上記のクロスダイクロ、あるいはダイクロイックミ
ラーに代えて所要数のミラーあるいはハーフミラーで構
成した。
【００２７】本発明の代表的な構成を記述すれば、次の
とおりである。すなわち、 （１）外部制御により偏光を変換する３枚の反射型液晶
パネルと、入射光の偏光成分のうちの必要な偏光成分が
反射型液晶パネルに入射するよう制限する第１の偏光ス
プリッタと、入射白色光を３色に色分解して各々の反射
型液晶パネルに必要な色波長成分を振り分けて反射型液
晶パネルに入力する色分解と、反射型液晶パネルにより
外部から制御される画像情報に相当するよう偏光変調さ
れた各色成分の反射光を再度合成とを行う色分解合成素
子と、偏光変換された出力光をその偏光に応じて出力方
向または非出力方向に分離する第２の偏光スプリッタと
からなり、上記色分解素子と上記色合成素子を各々光路
的に別の素子、かつ両者を空間的に隣り合わせて配置し
たことを特徴とする光学ブロック。
とおりである。すなわち、 （１）外部制御により偏光を変換する３枚の反射型液晶
パネルと、入射光の偏光成分のうちの必要な偏光成分が
反射型液晶パネルに入射するよう制限する第１の偏光ス
プリッタと、入射白色光を３色に色分解して各々の反射
型液晶パネルに必要な色波長成分を振り分けて反射型液
晶パネルに入力する色分解と、反射型液晶パネルにより
外部から制御される画像情報に相当するよう偏光変調さ
れた各色成分の反射光を再度合成とを行う色分解合成素
子と、偏光変換された出力光をその偏光に応じて出力方
向または非出力方向に分離する第２の偏光スプリッタと
からなり、上記色分解素子と上記色合成素子を各々光路
的に別の素子、かつ両者を空間的に隣り合わせて配置し
たことを特徴とする光学ブロック。
【００２８】（２）（１）における前記色分解合成素子
をクロスダイクロイックミラーとした。
をクロスダイクロイックミラーとした。
【００２９】（３）（１）における前記色分解合成素子
をダイクロイックミラーとした。
をダイクロイックミラーとした。
【００３０】（４）（１）における前記第１の偏光スプ
リッタ、色分解合成素子、第２の偏光スプリッタをミラ
ーおよびハーフミラーの組合せとした。
リッタ、色分解合成素子、第２の偏光スプリッタをミラ
ーおよびハーフミラーの組合せとした。
【００３１】上記の各構成としたことにより、実用的か
つコンパクトな光学ブロックを提供できる。
つコンパクトな光学ブロックを提供できる。
【００３２】なお、本発明は、上記の手段に限定される
ものではなく、上記（２）〜（４）の組合せも可能であ
り、また、本発明の技術思想の範囲内で種々の変形した
構成とすることもできる。
ものではなく、上記（２）〜（４）の組合せも可能であ
り、また、本発明の技術思想の範囲内で種々の変形した
構成とすることもできる。
【００３３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、実施例を参照して詳細に説明する。
き、実施例を参照して詳細に説明する。
【００３４】図１は液晶プロジェクタを構成する本発明
による光学ブロックの第１実施例を説明する模式図であ
る。また、図２は図１の光学ブロックの機能を説明する
ために各構成部品を離して赤色成分の光路を示した展開
図、図３は同じく緑色成分の光路、図４は同じく青色成
分の光路を示した展開図ある。
による光学ブロックの第１実施例を説明する模式図であ
る。また、図２は図１の光学ブロックの機能を説明する
ために各構成部品を離して赤色成分の光路を示した展開
図、図３は同じく緑色成分の光路、図４は同じく青色成
分の光路を示した展開図ある。
【００３５】この実施例では、２つのクロスダイクロＣ
Ｄ１，ＣＤ２と３個のビームスプリッタＰＢＳ−Ｒ，Ｐ
ＢＳ−Ｇ，ＰＢＳ−Ｂ、３個のミラーブロックＭＢ−
Ｒ，ＭＢ−Ｇ，ＭＢ−Ｂ、３枚の反射型液晶パネルＲＰ
−Ｒ，ＲＰ−Ｇ，ＲＰ−Ｂとからなる光学ブロックと、
ランプＬＭＰおよび投射レンズＰＬで構成される。
Ｄ１，ＣＤ２と３個のビームスプリッタＰＢＳ−Ｒ，Ｐ
ＢＳ−Ｇ，ＰＢＳ−Ｂ、３個のミラーブロックＭＢ−
Ｒ，ＭＢ−Ｇ，ＭＢ−Ｂ、３枚の反射型液晶パネルＲＰ
−Ｒ，ＲＰ−Ｇ，ＲＰ−Ｂとからなる光学ブロックと、
ランプＬＭＰおよび投射レンズＰＬで構成される。
【００３６】まず、赤色成分（以下、赤色を単にＲと言
う）の光路について、図２を参照して説明する。ランプ
ＬＭＰから出た入射光ＩＬは第１のクロスダイクロＣＤ
１でＲ，Ｇ，Ｂの波長成分に分けられる。このうちのＲ
成分はＲ用の偏光ビームスプリッタＰＢＳ−Ｒ方向に出
力される。
う）の光路について、図２を参照して説明する。ランプ
ＬＭＰから出た入射光ＩＬは第１のクロスダイクロＣＤ
１でＲ，Ｇ，Ｂの波長成分に分けられる。このうちのＲ
成分はＲ用の偏光ビームスプリッタＰＢＳ−Ｒ方向に出
力される。
【００３７】この偏光ビームスプリッタＰＢＳ−Ｒによ
りＲ入射光ＩＬ−ＲはＰ波成分とＳ波成分に分解され、
Ｐ波成分ＩＬ−ＲＰは図の下方向に出力され、光学ブロ
ック外に吐き出される。
りＲ入射光ＩＬ−ＲはＰ波成分とＳ波成分に分解され、
Ｐ波成分ＩＬ−ＲＰは図の下方向に出力され、光学ブロ
ック外に吐き出される。
【００３８】一方、Ｓ波成分ＲＬ−ＲＳは反射型液晶パ
ネルＲＰ−Ｒに入射し、ここで画像信号に応じて偏光変
調され、当該液晶パネルで反射して出力される。この反
射光は再び偏光ビームスプリッタＰＢＳ−ＲでＰ波成分
とＳ波成分に分解される。
ネルＲＰ−Ｒに入射し、ここで画像信号に応じて偏光変
調され、当該液晶パネルで反射して出力される。この反
射光は再び偏光ビームスプリッタＰＢＳ−ＲでＰ波成分
とＳ波成分に分解される。
【００３９】Ｓ波成分ＲＬ−ＲＳは偏光ビームスプリッ
タＰＢＳ−Ｒを直進して入射光路を逆に辿ってランプＬ
ＭＰに戻る。Ｐ波成分ＲＬ−ＲＰは偏光ビームスプリッ
タＰＢＳ−Ｒで光路を変更されてミラーブロックＭＢ−
Ｒに入射し、ここのミラー面Ｍ−Ｒで９０°方向を変え
られ、第２のクロスダイクロＣＤ２に入射する。この第
２のクロスダイクロＣＤ２により他の色成分と合成さ
れ、投射レンズＰＬ方向に出力される。
タＰＢＳ−Ｒを直進して入射光路を逆に辿ってランプＬ
ＭＰに戻る。Ｐ波成分ＲＬ−ＲＰは偏光ビームスプリッ
タＰＢＳ−Ｒで光路を変更されてミラーブロックＭＢ−
Ｒに入射し、ここのミラー面Ｍ−Ｒで９０°方向を変え
られ、第２のクロスダイクロＣＤ２に入射する。この第
２のクロスダイクロＣＤ２により他の色成分と合成さ
れ、投射レンズＰＬ方向に出力される。
【００４０】緑色成分（以下、緑色を単にＧと言う）の
光路について、図３を参照して説明する。Ｒ成分の場合
と同様に、ランプＬＭＰから出た入射光ＩＬは第１のク
ロスダイクロＣＤ１でＲ，Ｇ，Ｂの波長成分に分けられ
る。このうちのＧ成分はＧ用の偏光ビームスプリッタＰ
ＢＳ−Ｇ方向に出力される。
光路について、図３を参照して説明する。Ｒ成分の場合
と同様に、ランプＬＭＰから出た入射光ＩＬは第１のク
ロスダイクロＣＤ１でＲ，Ｇ，Ｂの波長成分に分けられ
る。このうちのＧ成分はＧ用の偏光ビームスプリッタＰ
ＢＳ−Ｇ方向に出力される。
【００４１】この偏光ビームスプリッタＰＢＳ−Ｇによ
りＧ入射光ＩＬ−ＧはＰ波成分とＳ波成分に分解され、
Ｐ波成分ＩＬ−ＧＰは図の下方向に出力され、光学ブロ
ック外に吐き出される。
りＧ入射光ＩＬ−ＧはＰ波成分とＳ波成分に分解され、
Ｐ波成分ＩＬ−ＧＰは図の下方向に出力され、光学ブロ
ック外に吐き出される。
【００４２】一方、Ｓ波成分ＲＬ−ＧＳは反射型液晶パ
ネルＲＰ−Ｇに入射し、ここで画像信号に応じて偏光変
調され、当該液晶パネルで反射して出力される。この反
射光は再び偏光ビームスプリッタＰＢＳ−ＧでＰ波成分
とＳ波成分に分解される。
ネルＲＰ−Ｇに入射し、ここで画像信号に応じて偏光変
調され、当該液晶パネルで反射して出力される。この反
射光は再び偏光ビームスプリッタＰＢＳ−ＧでＰ波成分
とＳ波成分に分解される。
【００４３】Ｓ波成分ＲＬ−ＧＳは偏光ビームスプリッ
タＰＢＳ−Ｇを直進して入射光路を逆に辿ってランプＬ
ＭＰに戻る。Ｐ波成分ＲＬ−ＧＰは偏光ビームスプリッ
タＰＢＳ−Ｇで光路を偏光されてミラーブロックＭＢ−
Ｇに入射し、ここのミラー面Ｍ−Ｇで９０°方向を変え
られ、第２のクロスダイクロＣＤ２に入射する。この第
２のクロスダイクロＣＤ２により他の色成分と合成さ
れ、投射レンズＰＬ方向に出力される。
タＰＢＳ−Ｇを直進して入射光路を逆に辿ってランプＬ
ＭＰに戻る。Ｐ波成分ＲＬ−ＧＰは偏光ビームスプリッ
タＰＢＳ−Ｇで光路を偏光されてミラーブロックＭＢ−
Ｇに入射し、ここのミラー面Ｍ−Ｇで９０°方向を変え
られ、第２のクロスダイクロＣＤ２に入射する。この第
２のクロスダイクロＣＤ２により他の色成分と合成さ
れ、投射レンズＰＬ方向に出力される。
【００４４】青色成分（以下、青色を単にＢと言う）の
光路について、図４を参照して説明する。Ｒ，Ｇ成分の
場合と同様に、ランプＬＭＰから出た入射光ＩＬは第１
のクロスダイクロＣＤ１でＲ，Ｇ，Ｂの波長成分に分け
られる。このうちのＢ成分はＢ用の偏光ビームスプリッ
タＰＢＳ−Ｂ方向に出力される。
光路について、図４を参照して説明する。Ｒ，Ｇ成分の
場合と同様に、ランプＬＭＰから出た入射光ＩＬは第１
のクロスダイクロＣＤ１でＲ，Ｇ，Ｂの波長成分に分け
られる。このうちのＢ成分はＢ用の偏光ビームスプリッ
タＰＢＳ−Ｂ方向に出力される。
【００４５】この偏光ビームスプリッタＰＢＳ−Ｂによ
りＢ入射光ＩＬ−ＢはＰ波成分とＳ波成分に分解され、
Ｐ波成分ＩＬ−ＢＰは図の下方向に出力され、光学ブロ
ック外に吐き出される。
りＢ入射光ＩＬ−ＢはＰ波成分とＳ波成分に分解され、
Ｐ波成分ＩＬ−ＢＰは図の下方向に出力され、光学ブロ
ック外に吐き出される。
【００４６】一方、Ｓ波成分ＲＬ−ＢＳは反射型液晶パ
ネルＲＰ−Ｂに入射し、ここで画像信号に応じて偏光変
調され、当該液晶パネルで反射して出力される。この反
射光は再び偏光ビームスプリッタＰＢＳ−ＢでＰ波成分
とＳ波成分に分解される。
ネルＲＰ−Ｂに入射し、ここで画像信号に応じて偏光変
調され、当該液晶パネルで反射して出力される。この反
射光は再び偏光ビームスプリッタＰＢＳ−ＢでＰ波成分
とＳ波成分に分解される。
【００４７】Ｓ波成分ＲＬ−ＢＳは偏光ビームスプリッ
タＰＢＳ−Ｂを直進して入射光路を逆に辿ってランプＬ
ＭＰに戻る。Ｐ波成分ＲＬ−ＢＰは偏光ビームスプリッ
タＰＢＳ−Ｂで光路を偏光されてミラーブロックＭＢ−
Ｂに入射し、ここのミラー面Ｍ−Ｂで９０°方向を変え
られ、第２のクロスダイクロＣＤ２に入射する。この第
２のクロスダイクロＣＤ２により他の色成分と合成さ
れ、投射レンズＰＬ方向に出力される。
タＰＢＳ−Ｂを直進して入射光路を逆に辿ってランプＬ
ＭＰに戻る。Ｐ波成分ＲＬ−ＢＰは偏光ビームスプリッ
タＰＢＳ−Ｂで光路を偏光されてミラーブロックＭＢ−
Ｂに入射し、ここのミラー面Ｍ−Ｂで９０°方向を変え
られ、第２のクロスダイクロＣＤ２に入射する。この第
２のクロスダイクロＣＤ２により他の色成分と合成さ
れ、投射レンズＰＬ方向に出力される。
【００４８】この構成は、色分解に使用した第１のクロ
スダイクロＣＤ１の真上に第２のクロスダイクロＣＤ２
を置くことが可能であり、光学ブロックのコンパクト化
が達成される。
スダイクロＣＤ１の真上に第２のクロスダイクロＣＤ２
を置くことが可能であり、光学ブロックのコンパクト化
が達成される。
【００４９】ところで、クロスダイクロは製造が難しい
上に、クロス点が画質劣化の原因となる場合がある。こ
れを避けるため、クロスダイクロに代えて各々が独立し
たダイクロイックミラーを用いた実施例を説明する。
上に、クロス点が画質劣化の原因となる場合がある。こ
れを避けるため、クロスダイクロに代えて各々が独立し
たダイクロイックミラーを用いた実施例を説明する。
【００５０】図５は液晶プロジェクタを構成する本発明
による光学ブロックの第２実施例を説明する模式図であ
る。また、図６は図５の光学ブロックの機能を説明する
ために各構成部品を離して各色成分の光路を示した展開
図である。
による光学ブロックの第２実施例を説明する模式図であ
る。また、図６は図５の光学ブロックの機能を説明する
ために各構成部品を離して各色成分の光路を示した展開
図である。
【００５１】本実施例では、上記第１実施例におけるク
ロスダイクロＣＤ１，ＣＤ２に代えてダイクロイックミ
ラーＤＭ−Ｇ１，ＤＭ−Ｇ２、ＤＭ−Ｒ１，ＤＭ−Ｒ２
を用いて構成した。本実施例におけるＲ成分、Ｇ成分、
Ｂ成分それぞれの光路は、図６に示したとおりであり、
ランプＬＭＰからの入射光をダイクロイックミラーＤＭ
−Ｇ１，ＤＭ−Ｇ２、ＤＭ−Ｒ１，ＤＭ−Ｒ２、偏光ビ
ームスプリッタＰＢＳ−Ｒ，ＰＢＳ−Ｇ，ＰＢＳ−Ｂに
より各色ごとに反射型液晶パネルＲＰ−Ｒ，ＲＰ−Ｇ，
ＲＰ−Ｂで変調され、再び合成されて投射レンズＰＬで
図示しないスクリーンに拡大投射される。
ロスダイクロＣＤ１，ＣＤ２に代えてダイクロイックミ
ラーＤＭ−Ｇ１，ＤＭ−Ｇ２、ＤＭ−Ｒ１，ＤＭ−Ｒ２
を用いて構成した。本実施例におけるＲ成分、Ｇ成分、
Ｂ成分それぞれの光路は、図６に示したとおりであり、
ランプＬＭＰからの入射光をダイクロイックミラーＤＭ
−Ｇ１，ＤＭ−Ｇ２、ＤＭ−Ｒ１，ＤＭ−Ｒ２、偏光ビ
ームスプリッタＰＢＳ−Ｒ，ＰＢＳ−Ｇ，ＰＢＳ−Ｂに
より各色ごとに反射型液晶パネルＲＰ−Ｒ，ＲＰ−Ｇ，
ＲＰ−Ｂで変調され、再び合成されて投射レンズＰＬで
図示しないスクリーンに拡大投射される。
【００５２】本実施例でも、Ｇ用の合成用ダイクロイッ
クミラーＤＭ−Ｇ２は、その分解用ダイクロイックミラ
ーＤＭ−Ｇ１の真上に重ね、またＲ用の合成用ダイクロ
イックミラーＤＭ−Ｒ２は、その分解用ダイクロイック
ミラーＤＭ−Ｒ１の真上に重ねて構成され、光学ブロッ
クのコンパクト化が達成される。
クミラーＤＭ−Ｇ２は、その分解用ダイクロイックミラ
ーＤＭ−Ｇ１の真上に重ね、またＲ用の合成用ダイクロ
イックミラーＤＭ−Ｒ２は、その分解用ダイクロイック
ミラーＤＭ−Ｒ１の真上に重ねて構成され、光学ブロッ
クのコンパクト化が達成される。
【００５３】上記した各実施例におけるクロスダイク
ロ、ダイクロイックミラー、偏光ビームスプリッタは、
可視光領域で透明な媒体（例えば、ガラス、光学プラス
チックなど）で構成し、各々を屈折率が等しいような液
体あるいは接着材で光学的にマッチングさせることによ
り、輝度低下や画質の劣化をもたらす不要反射を抑制す
る。
ロ、ダイクロイックミラー、偏光ビームスプリッタは、
可視光領域で透明な媒体（例えば、ガラス、光学プラス
チックなど）で構成し、各々を屈折率が等しいような液
体あるいは接着材で光学的にマッチングさせることによ
り、輝度低下や画質の劣化をもたらす不要反射を抑制す
る。
【００５４】なお、上記の媒体の屈折率が空気（≒１）
より大きければ光路長を実効的に長くできるという長所
があるが、本発明はこのようなものに限定されるもので
はない。
より大きければ光路長を実効的に長くできるという長所
があるが、本発明はこのようなものに限定されるもので
はない。
【００５５】図７は液晶プロジェクタを構成する本発明
による光学ブロックの第３実施例を説明する模式図であ
る。また、図８は図７の光学ブロックの機能を説明する
ために各構成部品を離して示した展開図である。
による光学ブロックの第３実施例を説明する模式図であ
る。また、図８は図７の光学ブロックの機能を説明する
ために各構成部品を離して示した展開図である。
【００５６】本実施例では、光学ブロックを構成する光
学素子をミラーあるいはハーフミラーおよびその組合せ
で構成したものである。Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の光路は図７と
図８に示したとおりである。
学素子をミラーあるいはハーフミラーおよびその組合せ
で構成したものである。Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の光路は図７と
図８に示したとおりである。
【００５７】なお、本実施例のミラーあるいはハーフミ
ラーの一部を前記実施例のクロスダイクロやダイクロイ
ックミラーに組み込んで構成することも可能である。
ラーの一部を前記実施例のクロスダイクロやダイクロイ
ックミラーに組み込んで構成することも可能である。
【００５８】さらに、上記各実施例では、分離された各
々の入射光のＰ波成分の光を光学ブロックの外に捨てて
いるが、この光を捨てないで、例えば偏光ビームスプリ
ッタのＰ波成分出口にミラーを設置してランプＬＭＰに
戻すように構成することで、光源効率を向上することも
できる。
々の入射光のＰ波成分の光を光学ブロックの外に捨てて
いるが、この光を捨てないで、例えば偏光ビームスプリ
ッタのＰ波成分出口にミラーを設置してランプＬＭＰに
戻すように構成することで、光源効率を向上することも
できる。
【００５９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
２つのクロスダイクロイックミラー、３個のビームスプ
リッタ、３個のミラーブロックと３枚の反射型液晶パネ
ル、また、上記クロスダイクロに代えて所要数のダイク
ロイックプリズム、あるいは上記のクロスダイクロ、あ
るいはダイクロイックミラーに代えて所要数のミラーあ
るいはハーフミラーを用いることでコンパクトな光学ブ
ロックが構成でき、コンパクトな液晶プロジェクタが提
供するとができる。
２つのクロスダイクロイックミラー、３個のビームスプ
リッタ、３個のミラーブロックと３枚の反射型液晶パネ
ル、また、上記クロスダイクロに代えて所要数のダイク
ロイックプリズム、あるいは上記のクロスダイクロ、あ
るいはダイクロイックミラーに代えて所要数のミラーあ
るいはハーフミラーを用いることでコンパクトな光学ブ
ロックが構成でき、コンパクトな液晶プロジェクタが提
供するとができる。
【図１】液晶プロジェクタを構成する本発明による光学
ブロックの第１実施例を説明する模式図である。
ブロックの第１実施例を説明する模式図である。
【図２】図１の光学ブロックの機能を説明するために各
構成部品を離して赤色成分の光路を示した展開図であ
る。
構成部品を離して赤色成分の光路を示した展開図であ
る。
【図３】図１の光学ブロックの機能を説明するために各
構成部品を離して緑色成分の光路を示した展開図であ
る。
構成部品を離して緑色成分の光路を示した展開図であ
る。
【図４】図１の光学ブロックの機能を説明するために各
構成部品を離して青色成分の光路を示した展開図であ
る。
構成部品を離して青色成分の光路を示した展開図であ
る。
【図５】液晶プロジェクタを構成する本発明による光学
ブロックの第２実施例を説明する模式図である。
ブロックの第２実施例を説明する模式図である。
【図６】図５の光学ブロックの機能を説明するために各
構成部品を離して各色成分の光路を示した展開図であ
る。
構成部品を離して各色成分の光路を示した展開図であ
る。
【図７】液晶プロジェクタを構成する本発明による光学
ブロックの第３実施例を説明する模式図である。
ブロックの第３実施例を説明する模式図である。
【図８】図７の光学ブロックの機能を説明するために各
構成部品を離して示した展開図である。
構成部品を離して示した展開図である。
【図９】本発明に用いる反射型液晶表示素子を構成する
液晶パネルの構成例の説明図である。
液晶パネルの構成例の説明図である。
【図１０】図９に示した反射型液晶表示素子を用いた従
来の液晶プロジェクタを構成する光学ブロックを説明す
る模式図である。
来の液晶プロジェクタを構成する光学ブロックを説明す
る模式図である。
【図１１】図１０の光学ブロックの機能を説明するため
に各構成部品を離して示した展開図である。
に各構成部品を離して示した展開図である。
ＣＤ１ 第１のクロスダイクロイックミラー ＣＤ２ 第１のクロスダイクロイックミラー ＰＢＳ−Ｒ，ＰＢＳ−Ｇ，ＰＢＳ−Ｂ 偏光ビームスプ
リッタ ＭＢ−Ｒ，ＭＢ−Ｇ，ＭＢ−Ｂ ミラーブロック ＲＰ−Ｒ，ＲＰ−Ｇ，ＲＰ−Ｂ 反射型液晶パネル ＬＭＰ ランプ ＰＬ 投射レンズＱ
リッタ ＭＢ−Ｒ，ＭＢ−Ｇ，ＭＢ−Ｂ ミラーブロック ＲＰ−Ｒ，ＲＰ−Ｇ，ＲＰ−Ｂ 反射型液晶パネル ＬＭＰ ランプ ＰＬ 投射レンズＱ
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｆ 9/00 ３６０ Ｇ０９Ｆ 9/00 ３６０Ｚ ５Ｇ４３５ Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ａ 9/31 9/31 Ｃ Ｆターム(参考） 2H088 EA14 EA15 EA16 EA18 HA13 HA20 HA21 HA23 HA24 HA28 MA16 2H091 FA05X FA05Z FA10X FA10Z FA14X FA21X FA26X FA41Z LA11 MA07 2H099 AA12 BA09 CA02 DA05 5C058 AB05 AB06 EA11 EA13 EA26 5C060 BA03 BC05 DA04 HC21 HC25 JB06 5G435 AA18 BB12 BB16 BB17 CC12 DD02 DD05 FF05 GG01 GG04 GG08 GG09 GG28 LL15
Claims (4)
- 【請求項１】外部制御により偏光を変換する３枚の反射
型液晶パネルと、入射光の偏光成分のうちの必要な偏光
成分が反射型液晶パネルに入射するよう制限する第１の
偏光スプリッタと、入射白色光を３色に色分解して各々
の反射型液晶パネルに必要な色波長成分を振り分けて反
射型液晶パネルに入力する色分解と、反射型液晶パネル
により外部から制御される画像情報に相当するよう偏光
変調された各色成分の反射光を再度合成とを行う色分解
合成素子と、偏光変換された出力光をその偏光に応じて
出力方向または非出力方向に分離する第２の偏光スプリ
ッタとからなり、上記色分解素子と上記色合成素子を各
々光路的に別の素子、かつ両者を空間的に隣り合わせて
配置したことを特徴とする光学ブロック。 - 【請求項２】前記色分解合成素子がクロスダイクロイッ
クミラーであることを特徴とする請求項１に記載の光学
ブロック。 - 【請求項３】前記色分解合成素子がダイクロイックミラ
ーであることを特徴とする請求項１に記載の光学ブロッ
ク。 - 【請求項４】前記第１の偏光スプリッタ、色分解合成素
子、第２の偏光スプリッタがミラーとハーフミラーの組
合せであることを特徴とする請求項１に記載の光学ブロ
ック。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11101326A JP2000292746A (ja) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | 光学ブロック |
| US09/518,679 US6549248B1 (en) | 1999-04-08 | 2000-03-03 | System for a compact projection display using reflection type liquid crystal panels |
| TW089104096A TW475336B (en) | 1999-04-08 | 2000-03-07 | Optical system and projection display device |
| CNB001065394A CN1135419C (zh) | 1999-04-08 | 2000-04-07 | 光学系统和投射型显示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11101326A JP2000292746A (ja) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | 光学ブロック |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000292746A true JP2000292746A (ja) | 2000-10-20 |
Family
ID=14297711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11101326A Pending JP2000292746A (ja) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | 光学ブロック |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6549248B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000292746A (ja) |
| CN (1) | CN1135419C (ja) |
| TW (1) | TW475336B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100354690C (zh) * | 2000-12-02 | 2007-12-12 | Lg电子株式会社 | 液晶投影仪的光学系统 |
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|---|---|---|---|---|
| KR100661378B1 (ko) * | 1998-12-14 | 2006-12-27 | 인터디지탈 테크날러지 코포레이션 | 임의 접근 채널 프리앰블 감지 |
| GB0007337D0 (en) * | 2000-03-28 | 2000-05-17 | Koninkl Philips Electronics Nv | Radio communication system |
| JP2003140257A (ja) * | 2001-11-05 | 2003-05-14 | Sekinosu Kk | 照明光学系及びカラー画像投射装置 |
| US7188954B2 (en) * | 2003-03-14 | 2007-03-13 | Victor Company Of Japan Limited | Image displaying apparatus and color separating-combining optical system |
| WO2005057939A1 (en) * | 2003-12-12 | 2005-06-23 | Universiteit Gent | Method and system for guiding light in a multicolour projector |
| KR101019478B1 (ko) * | 2003-12-31 | 2011-03-09 | 엘지전자 주식회사 | 투사 표시 장치 |
| US20180017735A1 (en) * | 2016-07-13 | 2018-01-18 | Futurewei Technologies, Inc. | Wavelength Division Multiplexer/Demultiplexer with Flexibility of Optical Adjustment |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100343376B1 (ko) * | 1993-12-31 | 2002-11-23 | 고려화학 주식회사 | 반도체소자봉지용경화제의제조방법및이를함유하는반도체소자봉지용수지조성물 |
| US5795047A (en) * | 1994-12-09 | 1998-08-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Projection lens and projection display apparatus |
| US6062694A (en) * | 1995-03-06 | 2000-05-16 | Nikon Corporation | Projection type display apparatus |
| JPH09211209A (ja) * | 1996-01-31 | 1997-08-15 | Canon Inc | 光学部材及びそれを有する光学機器 |
| JP3444521B2 (ja) * | 1997-06-20 | 2003-09-08 | シャープ株式会社 | 投影型画像表示装置 |
| US6067193A (en) * | 1997-10-15 | 2000-05-23 | Nikon Corporation | Polarization device and projection type display apparatus |
-
1999
- 1999-04-08 JP JP11101326A patent/JP2000292746A/ja active Pending
-
2000
- 2000-03-03 US US09/518,679 patent/US6549248B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-03-07 TW TW089104096A patent/TW475336B/zh not_active IP Right Cessation
- 2000-04-07 CN CNB001065394A patent/CN1135419C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100354690C (zh) * | 2000-12-02 | 2007-12-12 | Lg电子株式会社 | 液晶投影仪的光学系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6549248B1 (en) | 2003-04-15 |
| CN1275721A (zh) | 2000-12-06 |
| CN1135419C (zh) | 2004-01-21 |
| TW475336B (en) | 2002-02-01 |
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