JP2001281612A - 液晶プロジェクタ - Google Patents

液晶プロジェクタ

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JP2001281612A
JP2001281612A JP2000089488A JP2000089488A JP2001281612A JP 2001281612 A JP2001281612 A JP 2001281612A JP 2000089488 A JP2000089488 A JP 2000089488A JP 2000089488 A JP2000089488 A JP 2000089488A JP 2001281612 A JP2001281612 A JP 2001281612A
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JP
Japan
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light
liquid crystal
color
side polarizing
crystal projector
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Application number
JP2000089488A
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English (en)
Inventor
Kenji Yamauchi
謙二 山内
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶ライトバルブの出射側偏光板の温度上昇
を抑制できる液晶プロジェクタを提供する。 【構成】 光源10からの白色光は、第1ダイクロイッ
クミラー14にて赤色波長帯域の光が分離され、また第
1ダイクロイックミラー14にて反射された光は、第2
ダイクロイックミラー17にて緑色波長帯域及び青色波
長帯域の光に分離される。各色光は、夫々液晶ライトバ
ルブ31、32、33を透過することで光変調され、ダ
イクロイックプリズム24にて合成される。この時、ダ
イクロイックプリズム24内には各液晶ライトバルブ3
1、32、33の出射側偏光板31c、32c、33c
にて発生する熱を冷却する液体24dが封入されてお
り、この液体24dにて出射側偏光板31c、32c、
33cにて発生する熱が冷却される。そして、ダイクロ
イックプリズム24にて合成された光は、投射レンズ2
5を介して出射される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、液晶ライトバルブを
用いた液晶プロジェクタにかかり、具体的には液晶ライ
トバルブの出射側偏光板により発生する熱を冷却する構
造に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は、従来の液晶プロジェクタの一例
である。
【0003】図3において、超高圧水銀ランプ、メタル
ハライドランプ、キセノンランプ等から成る光源10か
ら出射された白色光は、パラボラリフレクタ9によって
平行光となって出射され、インテグレータレンズ11、
偏光変換装置12、及び集光レンズ13を経た後、第1
ダイクロイックミラー14へと導かれる。
【0004】上記のインテグレータレンズ11は、一対
のレンズ群から構成され、個々のレンズ部分が後述する
液晶ライトバルブの全面を照射するように設計されてお
り、光源10から出射された光に存在する部分的な輝度
ムラを平均化し、画面中央と周辺部とでの光量差を低減
する。
【0005】また、偏光変換装置12は、詳細は図示し
ないが、小さな複数の偏光ビームスプリッタアレイ(以
下PBSアレイと称する)によって構成されているもの
である。PBSアレイは、偏光分離膜を備え、インテグ
レータレンズ11からの光のうちP偏光を通過させ、S
偏光を90°光路変更して反射する。PBSアレイを透
過したP偏光はその前側(光出射側)に設けてある図示
しない1/2λ板によってS偏光に変換されて出射され
る。すなわち、ほぼ全ての光はS偏光に変換されるよう
になっている。ただし、P偏光も漏れ出てきており、こ
れが液晶ライトバルブの入射側偏光板の温度上昇を招く
原因となる。
【0006】第1ダイクロイックミラー14は、赤色波
長帯域の光を透過し、シアン(緑+青)の波長帯域の光
を反射する。第1ダイクロイックミラー14を透過した
赤色波長帯域の光は、反射ミラー15にて反射されて光
路を変更される。反射ミラー15にて反射された赤色光
はレンズ16を経て赤色光用の透過型の液晶ライトバル
ブ31を透過することによって光変調される。一方、第
1ダイクロイックミラー14にて反射したシアンの波長
帯域の光は、第2ダイクロイックミラー17に導かれ
る。
【0007】第2ダイクロイックミラー17は、青色波
長帯域の光を透過し、緑色波長帯域の光を反射する。第
2ダイクロイックミラー17にて反射した緑色波長帯域
の光は、レンズ18を経て緑色光用の透過型の液晶ライ
トバルブ32に導かれ、これを透過することで光変調さ
れる。また、第2ダイクロイックミラー17を透過した
青色波長帯域の光は、リレーレンズ19、全反射ミラー
20、リレーレンズ21、反射ミラー22、及びリレー
レンズ23を経て青色光用の透過型の液晶ライトバルブ
33に導かれ、これを透過することで光変調される。
【0008】液晶ライトバルブ31,32,33を経る
ことで得られた変調光(各色映像光)は、ダイクロイッ
クプリズム24によって合成されてカラー映像光とな
る。このカラー映像光は、投写レンズ25によって拡大
投写され、スクリーン26上に投影表示される。
【0009】各液晶ライトバルブ31,32,33は、
入射側偏光板31a,32a,33aと、一対のガラス
基板(画素電極や配向膜を形成してある)間に液晶を封
入して成るパネル部31b,32b,33bと、出射側
偏光板31c,32c,33cとを備えて成る。入射側
偏光板31a,32a,33aは、この実施形態ではP
偏光(偏光変換装置12から漏れ出てくる)は吸収し、
S偏光は透過する。出射側偏光板31a,32a,33
aは、この実施形態ではS偏光は吸収し、P偏光は透過
する。
【0010】ここで、入射側偏光板は、その透過軸に平
行な振動方向の直線偏光であるS偏光は透過させるが、
直交する振動方向の直線偏光であるP偏光は吸収するた
め、この吸収したP偏光エネルギーによって昇温する。
また、出射側偏光板においても、液晶を透過、旋光され
たP偏光は、その一部は完全なP偏光になっておらず、
この不完全なP偏光エネルギーを吸収し昇温する。映像
が黒表示の場合、液晶を透過後の光は全てS偏光となっ
ており、出射側偏光板で全て吸収され、偏光板を昇温さ
せる。
【0011】このため、液晶プロジェクタでは、液晶ラ
イトバルブを空冷ファン等によって冷却し、出射側偏光
板が許容温度を越えて温度上昇することがないようにし
ている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】近年、ランプの高電力
化或いは多灯化に伴い、出射側偏光板の温度上昇が一層
高くなってきている。この一層の温度上昇を空冷ファン
によって抑制しようとすると、消費電力の増大、ファン
の回転による騒音の増大、ファンの大型化による液晶プ
ロジェクタの大型化という問題を招来する。また、偏光
板ガラスとして白板ガラスや青板ガラス(フロートガラ
ス)等よりも熱伝導率が高いサファイアガラスを用いる
ことも考えられるが、当該サファイアガラスは割高であ
るため、液晶プロジェクタの価格が高くなるという欠点
がある。
【0013】この発明は、上記の事情に鑑み、液晶ライ
トバルブの出射側偏光板の温度上昇を抑制できる液晶プ
ロジェクタを提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】この発明の液晶プロジェ
クタは、上記課題を解決するために、光源と、該光源か
らの光を複数の色光に分離する色分離手段と、各色光を
変調し出射側偏光板を有する液晶ライトバルブと、該液
晶ライトバルブにより変調された映像光を合成する色合
成手段と、該色合成手段で合成された映像光を投写する
投写手段と、を備えた液晶プロジェクタにおいて、前記
出射側偏光板を前記色合成手段に密着固定すると共に、
前記色合成手段には液晶ライトバルブの出射側偏光板を
冷却するための液体が封入されていることを特徴とす
る。
【0015】具体的には、色合成手段を、映像光の入射
面以外の2面に互いに異なる波長選択反射層を有する第
1の三角プリズムと第2の三角プリズムと、該第1及び
第2の三角プリズムに間挿され第1若しくは第2の三角
プリズムと同等の屈折率を有する液体とから構成するこ
とを特徴とする。
【0016】上記構成において、分液晶ライトバルブに
設けられた出射側偏光板で発生する熱は、ダイクロイッ
クプリズム内の液体にて冷却され、、その温度上昇が抑
制されることになる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、この発明の1実施例の液晶
プロジェクタを図1乃至図2に基づいて説明する。
【0018】図1は、この実施形態の3板式液晶プロジ
ェクタの光学系を示した平面図である。超高圧水銀ラン
プ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等から成る
光源10から出射された白色光は、パラボラリフレクタ
9によって平行光となって出射され、インテグレータレ
ンズ11、偏光変換装置12、及び集光レンズ13を経
た後、第1ダイクロイックミラー14へと導かれる。
【0019】上記のインテグレータレンズ11は、一対
のレンズ群から構成され、個々のレンズ部分が後述する
液晶ライトバルブの全面を照射するように設計されてお
り、光源10から出射された光に存在する部分的な輝度
ムラを平均化し、画面中央と周辺部とでの光量差を低減
する。
【0020】また、偏光変換装置12は、詳細は図示し
ないが、小さな複数の偏光ビームスプリッタアレイ(以
下PBSアレイと称する)によって構成されているもの
である。PBSアレイは、偏光分離膜を備え、インテグ
レータレンズ11からの光のうちP偏光を通過させ、S
偏光を90°光路変更して反射する。PBSアレイを透
過したP偏光はその前側(光出射側)に設けてある図示
しない1/2λ板によってS偏光に変換されて出射され
る。すなわち、ほぼ全ての光はS偏光に変換されるよう
になっている。ただし、P偏光も漏れ出てきており、こ
れが液晶ライトバルブの入射側偏光板の温度上昇を招く
原因となる。
【0021】第1ダイクロイックミラー14は、赤色波
長帯域の光を透過し、シアン(緑+青)の波長帯域の光
を反射する。第1ダイクロイックミラー14を透過した
赤色波長帯域の光は、反射ミラー15にて反射されて光
路を変更される。
【0022】反射ミラー15にて反射された赤色光はレ
ンズ16を経て赤色光用の透過型の液晶ライトバルブ3
1を透過することによって光変調される。
【0023】一方、第1ダイクロイックミラー14にて
反射したシアンの波長帯域の光は、第2ダイクロイック
ミラー17に導かれる。
【0024】第2ダイクロイックミラー17は、青色波
長帯域の光を透過し、緑色波長帯域の光を反射する。第
2ダイクロイックミラー17にて反射した緑色波長帯域
の光は、レンズ18を経て緑色光用の透過型の液晶ライ
トバルブ32に導かれ、これを透過することで光変調さ
れる。
【0025】また、第2ダイクロイックミラー17を透
過した青色波長帯域の光は、リレーレンズ19、全反射
ミラー20、リレーレンズ21、反射ミラー22、及び
リレーレンズ23を経て青色光用の透過型の液晶ライト
バルブ33に導かれ、これを透過することで光変調され
る。
【0026】各液晶ライトバルブ31,32,33は、
入射側偏光板31a,32a,33aと、一対のガラス
基板(画素電極や配向膜を形成してある)間に液晶を封
入して成るパネル部31b,32b,33bと、出射側
偏光板31c,32c,33cとを備えて成る。入射側
偏光板31a,32a,33aは、この実施例ではP偏
光(偏光変換装置12から漏れ出てくる)は吸収し、S
偏光は透過する。出射側偏光板31c,32c,33c
は、この実施形態ではS偏光は吸収し、P偏光は透過す
る。
【0027】ここで、ダイクロイックプリズム24は、
図2に示す如く、第1の三角プリズム24aと、第2の
三角プリズム24bと、後述する冷却用液体24dを封
入するための平面ガラス24cとから構成されており、
平面ガラス24cの外周面に出射側偏光板31c,32
c,33cが接着剤等で貼り付けられている。
【0028】そして、第1の三角プリズム24a及び第
2の三角プリズム24bの直角を挟む2面には、異なる
波長選択特性を持つ反射層がコーティングされており、
液晶ライトバルブ31,32,33からの各変調光(各
色映像光)は、ダイクロイックプリズム24によって合
成されてカラー映像光となる。
【0029】尚、第1及び第2の三角プリズム24a,
24bと平面ガラス24cとの間には、出射側偏光板3
1c,32c,33cにより発生する熱を冷却するため
の冷却用液体24dが封入されており、この冷却用液体
24dとしては、ガラスの屈折率に近いエチレングリコ
ール等が使用される。
【0030】また、図4に示すように、冷却用液体24
dの放熱を効果的に行うため、プリズム24の上部に金
属製ヒートシンク34を設置している。
【0031】次に、ダイクロイックプリズム24にて合
成されたカラー映像光は、投写レンズ25によって拡大
投写され、スクリーン26上に投影表示される。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の液晶プ
ロジェクタであれば、前記液晶ライトバルブの出射側偏
光板で発生する熱は、ダイクロイックプリズム内に封入
された液体により、効率的に冷却され、その温度上昇が
抑制されることになる。よって、偏光板をプリズムに直
接貼付できるため、偏光板ガラスが不要となり低価格化
が図れるとともに、空冷ファンにおける騒音や電力消費
増大を抑制できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液晶プロジェクタの光学系を示す図で
ある。
【図2】本発明の液晶プロジェクタに使用されるダイク
ロイックプリズムを示す図である。
【図3】従来の液晶プロジェクタの光学系を示す図であ
る。
【図4】本発明の液晶プロジェクタに使用されるダイク
ロイックプリズムにヒートシンクを設置した時の側面図
である。
【符号の説明】
10 光源 11 インテグレータレンズ 12 偏光変換装置 14 第1ダイクロイックミラー 15 反射ミラー 15A 偏光ビームスプリッタ 15B 偏光ビームスプリッタ 15C 偏光ビームスプリッタ 17 第2ダイクロイックミラー 22 反射ミラー 22A 偏光ビームスプリッタ 22B 偏光ビームスプリッタ 22C 偏光ビームスプリッタ 24 ダイクロイックプリズム 24a 第1の三角プリズム 24b 第2の三角プリズム 24c 平面ガラス 24d 液体 25 投写レンズ 31 液晶ライトバルブ 31c 出射側偏光板 32 液晶ライトバルブ 32c 出射側偏光板 33 液晶ライトバルブ 33c 出射側偏光板

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源と、該光源からの光を複数の色光に
    分離する色分離手段と、各色光を変調し出射側偏光板を
    有する液晶ライトバルブと、該液晶ライトバルブにより
    変調された映像光を合成する色合成手段と、該色合成手
    段で合成された映像光を投写する投写手段と、を備えた
    液晶プロジェクタにおいて、前記出射側偏光板を前記色
    合成手段に密着固定すると共に、前記色合成手段は液晶
    ライトバルブの出射側偏光板を冷却するための液体が封
    入されていることを特徴とする液晶プロジェクタ。
  2. 【請求項2】 前記色合成手段は、映像光の入射面以外
    の2面に互いに異なる波長選択反射層を有する第1の三
    角プリズムと第2の三角プリズムと、該第1及び第2の
    三角プリズムに間挿され前記第1若しくは第2の三角プ
    リズムと同等の屈折率を有する液体とから構成されてい
    ることを特徴とする請求項1記載の液晶プロジェクタ。
JP2000089488A 2000-03-28 2000-03-28 液晶プロジェクタ Pending JP2001281612A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7281804B2 (en) 2004-12-16 2007-10-16 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Prism assembly for separating light
US7300156B2 (en) 2004-12-16 2007-11-27 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Prism assembly for separating light

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7281804B2 (en) 2004-12-16 2007-10-16 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Prism assembly for separating light
US7300156B2 (en) 2004-12-16 2007-11-27 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Prism assembly for separating light

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