JP2001318359A - 液晶プロジェクター - Google Patents
液晶プロジェクターInfo
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- JP2001318359A JP2001318359A JP2000134586A JP2000134586A JP2001318359A JP 2001318359 A JP2001318359 A JP 2001318359A JP 2000134586 A JP2000134586 A JP 2000134586A JP 2000134586 A JP2000134586 A JP 2000134586A JP 2001318359 A JP2001318359 A JP 2001318359A
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- Japan
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- liquid crystal
- light source
- lens array
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 偏光変換素子、位相差フィルムの自然冷却を
可能にする。 【解決手段】 液晶プロジェクターの偏光変換素子１３
及びそれに用いる位相差フィルム４１を貼り合わせるガ
ラスに放熱性の高いサファイアガラスを用いて構成。
可能にする。 【解決手段】 液晶プロジェクターの偏光変換素子１３
及びそれに用いる位相差フィルム４１を貼り合わせるガ
ラスに放熱性の高いサファイアガラスを用いて構成。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶パネル類の映像
を拡大投写する液晶プロジェクターに関するもので、特
に偏光変換素子の冷却構造に関するものである。
を拡大投写する液晶プロジェクターに関するもので、特
に偏光変換素子の冷却構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来からメタルハライド等の光源を使用
して液晶パネルの映像を拡大投影する装置が発売されて
いる。これは光源から発する光がミラ−等を経由して液
晶パネルに集光され、投写レンズを通してスクリ−ンに
写し出されるものである。
して液晶パネルの映像を拡大投影する装置が発売されて
いる。これは光源から発する光がミラ−等を経由して液
晶パネルに集光され、投写レンズを通してスクリ−ンに
写し出されるものである。
【０００３】最近では明るい部屋でも大画面で投写映像
が見られるように高輝度なもの（１．３インチ液晶で３
０００ＡＮＳＩルーメンの光出力）や、０．９型や０．
７型といった小型の液晶パネルを用いた超小型のプロジ
ェクター（Ｂ５サイズ相当）も登場しているがいずれも
偏光光を用いるためランプからのランダム光を予め同一
の偏光軸に揃えて照明させる偏光変換素子が用いられて
いる。これら偏光変換素子は位相差フィルムを用いるの
が一般的なため、高温になればフィルム特性の劣化（焼
け、膜の剥離など）が避けられず常にファンなどで冷却
させる必要があった。またランプから直接光を強く受け
小型になればさらに光束が絞られるため温度上昇をどの
ように防ぐかが大きな課題であった。
が見られるように高輝度なもの（１．３インチ液晶で３
０００ＡＮＳＩルーメンの光出力）や、０．９型や０．
７型といった小型の液晶パネルを用いた超小型のプロジ
ェクター（Ｂ５サイズ相当）も登場しているがいずれも
偏光光を用いるためランプからのランダム光を予め同一
の偏光軸に揃えて照明させる偏光変換素子が用いられて
いる。これら偏光変換素子は位相差フィルムを用いるの
が一般的なため、高温になればフィルム特性の劣化（焼
け、膜の剥離など）が避けられず常にファンなどで冷却
させる必要があった。またランプから直接光を強く受け
小型になればさらに光束が絞られるため温度上昇をどの
ように防ぐかが大きな課題であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の液晶
プロジェクターの偏光変換素子に、冷却ファンにより位
相差フィルムに風を送る風量コントロール方法には限界
がある。超小型プロジェクターなどランプ反射鏡が小型
のものを用いる場合など光束が絞られればさらに位相差
フィルムの表面冷却が不完全となる。そして温度スペッ
ク以内に位相差フィルムの温度上昇を押さえられず劣化
が進行する。その結果、フィルム褐色焼けで変換効率が
低下し、偏光変換された透過光だけでなく吸収光成分が
多くなっていくことによる入射偏光板や液晶パネルへの
温度上昇などの副作用が発生していた。本発明は上記課
題を解決し、偏光変換素子で発熱する熱成分を熱伝導率
の高い材料により直ちに放熱する放熱構造であって、位
相変換フィルムを温度スペック内（約８０℃以下）に保
ち、偏光変換素子の寿命を伸ばす液晶プロジェクターを
提供するものである。またこの偏光変換素子と液晶パネ
ルに均一に照明する第２レンズアレイを一体化し、その
中にランプアークの不要光が透過しないように遮光膜を
その中にサンドイッチさせ、偏光変換効率を高めた容易
な構成の液晶プロジェクターを提供するものである。
プロジェクターの偏光変換素子に、冷却ファンにより位
相差フィルムに風を送る風量コントロール方法には限界
がある。超小型プロジェクターなどランプ反射鏡が小型
のものを用いる場合など光束が絞られればさらに位相差
フィルムの表面冷却が不完全となる。そして温度スペッ
ク以内に位相差フィルムの温度上昇を押さえられず劣化
が進行する。その結果、フィルム褐色焼けで変換効率が
低下し、偏光変換された透過光だけでなく吸収光成分が
多くなっていくことによる入射偏光板や液晶パネルへの
温度上昇などの副作用が発生していた。本発明は上記課
題を解決し、偏光変換素子で発熱する熱成分を熱伝導率
の高い材料により直ちに放熱する放熱構造であって、位
相変換フィルムを温度スペック内（約８０℃以下）に保
ち、偏光変換素子の寿命を伸ばす液晶プロジェクターを
提供するものである。またこの偏光変換素子と液晶パネ
ルに均一に照明する第２レンズアレイを一体化し、その
中にランプアークの不要光が透過しないように遮光膜を
その中にサンドイッチさせ、偏光変換効率を高めた容易
な構成の液晶プロジェクターを提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の液晶プロジェクターは、光源と、複数の矩
形レンズから成る第１のレンズアレイと、前記第１のレ
ンズアレイの各レンズセルに対応し前記光源のアーク像
を２次光源像として投写させる微小レンズから成る第２
のレンズアレイと、前記光源からのランダム光を偏光方
向を直交する２つの偏光光に分離しその内の一方には位
相を略９０度回転する位相差板が貼りつけられ前記位相
差板により位相差板を通過しない光束と偏光方向を同一
に揃える偏光変換素子と、前記光源を赤青緑に分離する
色分離手段と、前記赤青緑光の各々を変調する液晶パネ
ルと、前記液晶パネルの入射光側および出射側とに配置
した偏光板と、前記変調された光を合成する色合成光学
手段と、合成された光を投影する投写レンズとからなる
液晶プロジェクターであって、前記偏光変換素子は高放
熱部材と位相差フィルムで構成されることを特徴とす
る。また、偏光変換素子に入射するランダム光は略平行
に入射され、Ｓ波反射Ｐ波透過の誘電体膜が形成される
一辺４５度の四角柱が高放熱部材で複数接合され、かつ
出射側の交互に位相フィルムが設けられた平板直方体で
あることを特徴とする。また、偏光変換素子は第１のレ
ンズアレイと、前記第１のレンズアレイの各レンズセル
に対応する２倍のセル数で光源のアーク像を２次光源像
として投写される微小レンズから成る第２のレンズアレ
イと、一辺が９０度の三角柱プリズムが複数平板プレー
トに貼り付き、前記平板プレートの貼り付き面にはＳ波
反射Ｐ波透過の誘電体膜が形成され、他面には全反射コ
ートを施した変換プリズムとで構成され、前記第２のレ
ンズアレイの入射面が平板の高放熱部材で形成されるこ
とを特徴とする。また偏光変換素子と前記第２のレンズ
アレイの平板側に前記発光管のアーク像の不要光を遮光
する格子状のマスキング部材を施し、前記偏光変換素
子、前記第２のレンズアレイ、前記マスキング部材を一
体化することを特徴とする。また偏光変換素子に入射す
るランダム光は略平行に入射され、Ｓ波反射Ｐ波透過の
誘電体膜が形成される一辺４５度の四角柱の高放熱部材
で積層されることを特徴とする。また、上記格子状のマ
スキングをクロムやアルミニウムのような蒸着部材にて
コーティングすることを特徴とする。さらに、高放熱部
材は例えば熱伝導率が４０〜４５Ｗ／ｍＫであるサファ
イアガラスである構成を特徴とする。上記構成により本
発明は、偏光変換素子のフィルムが発熱しても放熱部材
にてスムーズに放熱するため、光量を多く照明すること
が可能となる偏光変換素子の高効率な冷却をする液晶プ
ロジェクターを得る。また上記構成により本発明は、偏
光変換素子、第２のレンズアレイ、マスキング部材を一
体化するため、従来偏光変換素子と第２のレンズアレイ
の位置バラツキにより偏光変換効率が劣化していたのを
防止し、かつ高効率な冷却性でかつ組立てが簡単になる
液晶プロジェクターを得る。
に、本発明の液晶プロジェクターは、光源と、複数の矩
形レンズから成る第１のレンズアレイと、前記第１のレ
ンズアレイの各レンズセルに対応し前記光源のアーク像
を２次光源像として投写させる微小レンズから成る第２
のレンズアレイと、前記光源からのランダム光を偏光方
向を直交する２つの偏光光に分離しその内の一方には位
相を略９０度回転する位相差板が貼りつけられ前記位相
差板により位相差板を通過しない光束と偏光方向を同一
に揃える偏光変換素子と、前記光源を赤青緑に分離する
色分離手段と、前記赤青緑光の各々を変調する液晶パネ
ルと、前記液晶パネルの入射光側および出射側とに配置
した偏光板と、前記変調された光を合成する色合成光学
手段と、合成された光を投影する投写レンズとからなる
液晶プロジェクターであって、前記偏光変換素子は高放
熱部材と位相差フィルムで構成されることを特徴とす
る。また、偏光変換素子に入射するランダム光は略平行
に入射され、Ｓ波反射Ｐ波透過の誘電体膜が形成される
一辺４５度の四角柱が高放熱部材で複数接合され、かつ
出射側の交互に位相フィルムが設けられた平板直方体で
あることを特徴とする。また、偏光変換素子は第１のレ
ンズアレイと、前記第１のレンズアレイの各レンズセル
に対応する２倍のセル数で光源のアーク像を２次光源像
として投写される微小レンズから成る第２のレンズアレ
イと、一辺が９０度の三角柱プリズムが複数平板プレー
トに貼り付き、前記平板プレートの貼り付き面にはＳ波
反射Ｐ波透過の誘電体膜が形成され、他面には全反射コ
ートを施した変換プリズムとで構成され、前記第２のレ
ンズアレイの入射面が平板の高放熱部材で形成されるこ
とを特徴とする。また偏光変換素子と前記第２のレンズ
アレイの平板側に前記発光管のアーク像の不要光を遮光
する格子状のマスキング部材を施し、前記偏光変換素
子、前記第２のレンズアレイ、前記マスキング部材を一
体化することを特徴とする。また偏光変換素子に入射す
るランダム光は略平行に入射され、Ｓ波反射Ｐ波透過の
誘電体膜が形成される一辺４５度の四角柱の高放熱部材
で積層されることを特徴とする。また、上記格子状のマ
スキングをクロムやアルミニウムのような蒸着部材にて
コーティングすることを特徴とする。さらに、高放熱部
材は例えば熱伝導率が４０〜４５Ｗ／ｍＫであるサファ
イアガラスである構成を特徴とする。上記構成により本
発明は、偏光変換素子のフィルムが発熱しても放熱部材
にてスムーズに放熱するため、光量を多く照明すること
が可能となる偏光変換素子の高効率な冷却をする液晶プ
ロジェクターを得る。また上記構成により本発明は、偏
光変換素子、第２のレンズアレイ、マスキング部材を一
体化するため、従来偏光変換素子と第２のレンズアレイ
の位置バラツキにより偏光変換効率が劣化していたのを
防止し、かつ高効率な冷却性でかつ組立てが簡単になる
液晶プロジェクターを得る。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明における第１の発明は、光
源と、複数の矩形レンズから成る第１のレンズアレイ
と、前記第１のレンズアレイの各レンズセルに対応し前
記光源のアーク像を２次光源像として投写させる微小レ
ンズから成る第２のレンズアレイと、前記光源からのラ
ンダム光を偏光方向を直交する２つの偏光光に分離しそ
の内の一方には位相を略９０度回転する位相差板が貼り
つけられ前記位相差板により位相差板を通過しない光束
と偏光方向を同一に揃える偏光変換素子と、前記光源を
赤青緑に分離する色分離手段と、前記赤青緑光の各々を
変調する液晶パネルと、前記液晶パネルの入射光側およ
び出射側とに配置した偏光板と、前記変調された光を合
成する色合成光学手段と、合成された光を投影する投写
レンズとからなる液晶プロジェクターであって、前記偏
光変換素子は高放熱部材と位相差フィルムで構成される
ため、超小型プロジェクターなど液晶が小型のものを用
いる場合のように照明系が小さく、偏光変換素子にも多
くの光束が照明されることによる発熱も放熱部材により
自然冷却が可能な冷却構造を持つ液晶プロジェクターを
得ることができる。また偏光変換素子に入射するランダ
ム光は略平行に入射され、Ｓ波反射Ｐ波透過の誘電体膜
が形成される一辺４５度の四角柱が高放熱部材で複数接
合され、かつ出射側の交互に位相フィルムが設けられた
平板直方体あるため、コンパクトな素子が容易に製作で
きるものである。
源と、複数の矩形レンズから成る第１のレンズアレイ
と、前記第１のレンズアレイの各レンズセルに対応し前
記光源のアーク像を２次光源像として投写させる微小レ
ンズから成る第２のレンズアレイと、前記光源からのラ
ンダム光を偏光方向を直交する２つの偏光光に分離しそ
の内の一方には位相を略９０度回転する位相差板が貼り
つけられ前記位相差板により位相差板を通過しない光束
と偏光方向を同一に揃える偏光変換素子と、前記光源を
赤青緑に分離する色分離手段と、前記赤青緑光の各々を
変調する液晶パネルと、前記液晶パネルの入射光側およ
び出射側とに配置した偏光板と、前記変調された光を合
成する色合成光学手段と、合成された光を投影する投写
レンズとからなる液晶プロジェクターであって、前記偏
光変換素子は高放熱部材と位相差フィルムで構成される
ため、超小型プロジェクターなど液晶が小型のものを用
いる場合のように照明系が小さく、偏光変換素子にも多
くの光束が照明されることによる発熱も放熱部材により
自然冷却が可能な冷却構造を持つ液晶プロジェクターを
得ることができる。また偏光変換素子に入射するランダ
ム光は略平行に入射され、Ｓ波反射Ｐ波透過の誘電体膜
が形成される一辺４５度の四角柱が高放熱部材で複数接
合され、かつ出射側の交互に位相フィルムが設けられた
平板直方体あるため、コンパクトな素子が容易に製作で
きるものである。
【０００７】さらに、第２の発明において、偏光変換素
子は、第１のレンズアレイと、前記第１のレンズアレイ
の各レンズセルに対応する２倍のセル数で光源のアーク
像を２次光源像として投写される微小レンズから成る第
２のレンズアレイと、一辺が９０度の三角柱プリズムが
複数平板プレートに貼り付き、前記平板プレートの貼り
付き面にはＳ波反射Ｐ波透過の誘電体膜が形成され、他
面には全反射コートを施した変換プリズムとで構成さ
れ、前記第２のレンズアレイの入射面が平板の高放熱部
材で形成されるため、別の偏光変換素子の構成にも同様
な効果が得られる。さらに、第３の発明において、前記
偏光変換素子と前記第２のレンズアレイの平板側に前記
発光管のアーク像の不要光を遮光する格子状のマスキン
グ部材を施し、前記偏光変換素子、前記第２のレンズア
レイ、前記マスキング部材を一体化し、その格子状のマ
スキングをクロムやアルミニウムのような蒸着部材にて
コーティングするため、不要光をカットして位相差フィ
ルムへの熱による負担を軽減でき、そこで発熱した熱成
分も高放熱部材により冷却性を増すことが可能である。
子は、第１のレンズアレイと、前記第１のレンズアレイ
の各レンズセルに対応する２倍のセル数で光源のアーク
像を２次光源像として投写される微小レンズから成る第
２のレンズアレイと、一辺が９０度の三角柱プリズムが
複数平板プレートに貼り付き、前記平板プレートの貼り
付き面にはＳ波反射Ｐ波透過の誘電体膜が形成され、他
面には全反射コートを施した変換プリズムとで構成さ
れ、前記第２のレンズアレイの入射面が平板の高放熱部
材で形成されるため、別の偏光変換素子の構成にも同様
な効果が得られる。さらに、第３の発明において、前記
偏光変換素子と前記第２のレンズアレイの平板側に前記
発光管のアーク像の不要光を遮光する格子状のマスキン
グ部材を施し、前記偏光変換素子、前記第２のレンズア
レイ、前記マスキング部材を一体化し、その格子状のマ
スキングをクロムやアルミニウムのような蒸着部材にて
コーティングするため、不要光をカットして位相差フィ
ルムへの熱による負担を軽減でき、そこで発熱した熱成
分も高放熱部材により冷却性を増すことが可能である。
【０００８】これら第１，２，３の発明に用いる高放熱
部材は例えば熱伝導率が４０〜４５Ｗ／ｍＫであるサフ
ァイアガラスであるため従来の白板ガラスのように熱伝
導１Ｗ／ｍＫのものに比較し、放熱効果を増すことが可
能な液晶プロジェクターを得ることができる。以下、本
発明の実施例における液晶プロジェクターついて図面を
用いて説明する。 （実施例）図１は本発明の第１の実施例における液晶プ
ロジェクター全体の概念の構成を示す平面図で、図２は
別の光学系での第２の実施例における液晶プロジェクタ
ー全体の概念の構成を示す平面図である。図３、図４は
図１、図２を構成する部材を拡大した側面図と斜視図を
示す。また図５は本発明の第３の実施例でレンズアレイ
と偏光変換素子（以下ＰＢＳと呼ぶ）を一体化させた平
面図（ａ）及び正面図（ｂ）である。また図６は図５
（ｂ）でのランプアーク像を示すモデル図（側面図）で
ある。また図７（ａ）（ｂ）（ｃ）は偏光変換素子（以
下ＰＢＳと呼ぶ）の製造方法を示し、（ａ）が平板貼り
合わせ正面図、（ｂ）はカットした断面図、（ｃ）位相
差板を貼った状態を示す断面図である。図１、図３を用
いて第１の実施例における本発明のレイアウト全体を説
明する。３板式液晶プロジェクターの光学系の一般的の
主な構成は、ランプ（光源）１からの光を複数のミラー
２を使い赤、緑、青に色分解し、液晶パネルユニット３
に入射させ、Ｘプリズム４などで合成し、投写レンズ５
により拡大投影する方式である。液晶パネルユニット３
に入射させる前に予め光りを均一に照明するために、第
１レンズアレイ１１と、第１レンズアレイ１１の各レン
ズセルに対応する２倍のセル数で光源のアーク像を２次
光源像として投写される微小レンズから成る第２レンズ
アレイ１２、及び偏光方向を１方向に揃えるためにＰＢ
Ｓ１３を配列してある。液晶パネルユニット３は前後入
射側偏光板７と出射側偏光板９が各３枚ずつ設けられ、
各画素の電位ｏｎ，ｏｆｆをコントロールすることで、
全白、全黒、中間調の光量制御を行い、各画素ごとに色
合成されている。また、この液晶パネルユニット３及び
各偏光板７，９は光学ベース１０に形成される。図３は
本発明装置を構成するＰＢＳ１３、第１レンズアレイ１
１、第２レンズアレイ１２を拡大し、詳細に示したもの
である。インテグレーター照明系は第１レンズアレイ１
１の各レンズセルＡ３１でランプ１からのアーク像を２
次光源像（図６）としてレンズアレイ１２の各レンズセ
ルＢ３２に投写される。ＰＢＳ１３は第２レンズアレイ
１２の各界面にＰ波、Ｓ波を分離する誘電体膜４０およ
び全反射膜３３を交互に成膜してなる。光束は図４の位
相図に示すごとく、Ｐ波（縦）、Ｓ波（横）のランダム
光である。ランダム光は前記ＰＢＳ１３により偏光方向
を直交する２つの偏光光（図３のａ，ｂの反射光及び透
過光）に分離される。さらに、交互に貼り付けた位相差
板４１（通常１／２波長板と呼ぶ）によりＳ波をＰ波に
位相を変えて（図３のｂはＳ波がＰ波に位相を変えて）
同一位相に変換される。前記ＰＢＳ１３は図７に示すよ
うに、ガラス基板たとえば高放熱性のサファイア基板で
構成した。その結果、ＰＢＳ１３は放熱しやすく自然冷
却により温度上昇を防止できる。 （実施例２）次に、第２の実施例における液晶プロジェ
クターを図２、図４のインテグレーター照明系を用いて
説明する。３板式液晶プロジェクターの光学系は、ラン
プ（光源）１からの光を複数のミラー２を使い赤、緑、
青に色分解し、液晶パネルユニット３に入射させ、Ｘプ
リズム４などで合成し、投写レンズ５により拡大投影す
る構成が一般的である。
部材は例えば熱伝導率が４０〜４５Ｗ／ｍＫであるサフ
ァイアガラスであるため従来の白板ガラスのように熱伝
導１Ｗ／ｍＫのものに比較し、放熱効果を増すことが可
能な液晶プロジェクターを得ることができる。以下、本
発明の実施例における液晶プロジェクターついて図面を
用いて説明する。 （実施例）図１は本発明の第１の実施例における液晶プ
ロジェクター全体の概念の構成を示す平面図で、図２は
別の光学系での第２の実施例における液晶プロジェクタ
ー全体の概念の構成を示す平面図である。図３、図４は
図１、図２を構成する部材を拡大した側面図と斜視図を
示す。また図５は本発明の第３の実施例でレンズアレイ
と偏光変換素子（以下ＰＢＳと呼ぶ）を一体化させた平
面図（ａ）及び正面図（ｂ）である。また図６は図５
（ｂ）でのランプアーク像を示すモデル図（側面図）で
ある。また図７（ａ）（ｂ）（ｃ）は偏光変換素子（以
下ＰＢＳと呼ぶ）の製造方法を示し、（ａ）が平板貼り
合わせ正面図、（ｂ）はカットした断面図、（ｃ）位相
差板を貼った状態を示す断面図である。図１、図３を用
いて第１の実施例における本発明のレイアウト全体を説
明する。３板式液晶プロジェクターの光学系の一般的の
主な構成は、ランプ（光源）１からの光を複数のミラー
２を使い赤、緑、青に色分解し、液晶パネルユニット３
に入射させ、Ｘプリズム４などで合成し、投写レンズ５
により拡大投影する方式である。液晶パネルユニット３
に入射させる前に予め光りを均一に照明するために、第
１レンズアレイ１１と、第１レンズアレイ１１の各レン
ズセルに対応する２倍のセル数で光源のアーク像を２次
光源像として投写される微小レンズから成る第２レンズ
アレイ１２、及び偏光方向を１方向に揃えるためにＰＢ
Ｓ１３を配列してある。液晶パネルユニット３は前後入
射側偏光板７と出射側偏光板９が各３枚ずつ設けられ、
各画素の電位ｏｎ，ｏｆｆをコントロールすることで、
全白、全黒、中間調の光量制御を行い、各画素ごとに色
合成されている。また、この液晶パネルユニット３及び
各偏光板７，９は光学ベース１０に形成される。図３は
本発明装置を構成するＰＢＳ１３、第１レンズアレイ１
１、第２レンズアレイ１２を拡大し、詳細に示したもの
である。インテグレーター照明系は第１レンズアレイ１
１の各レンズセルＡ３１でランプ１からのアーク像を２
次光源像（図６）としてレンズアレイ１２の各レンズセ
ルＢ３２に投写される。ＰＢＳ１３は第２レンズアレイ
１２の各界面にＰ波、Ｓ波を分離する誘電体膜４０およ
び全反射膜３３を交互に成膜してなる。光束は図４の位
相図に示すごとく、Ｐ波（縦）、Ｓ波（横）のランダム
光である。ランダム光は前記ＰＢＳ１３により偏光方向
を直交する２つの偏光光（図３のａ，ｂの反射光及び透
過光）に分離される。さらに、交互に貼り付けた位相差
板４１（通常１／２波長板と呼ぶ）によりＳ波をＰ波に
位相を変えて（図３のｂはＳ波がＰ波に位相を変えて）
同一位相に変換される。前記ＰＢＳ１３は図７に示すよ
うに、ガラス基板たとえば高放熱性のサファイア基板で
構成した。その結果、ＰＢＳ１３は放熱しやすく自然冷
却により温度上昇を防止できる。 （実施例２）次に、第２の実施例における液晶プロジェ
クターを図２、図４のインテグレーター照明系を用いて
説明する。３板式液晶プロジェクターの光学系は、ラン
プ（光源）１からの光を複数のミラー２を使い赤、緑、
青に色分解し、液晶パネルユニット３に入射させ、Ｘプ
リズム４などで合成し、投写レンズ５により拡大投影す
る構成が一般的である。
【０００９】そして、液晶パネルユニット３に入射させ
る前に予め光りを均一に照明するために、第１レンズア
レイ１１と、第１レンズアレイ１１の各レンズセルに対
応する２倍のセル数で光源のアーク像を２次光源像とし
て投写される微小レンズから成る第２レンズアレイ１２
Ａ、及び偏光方向を１方向に揃えるためにＰＢＳ１３Ａ
を配列している。
る前に予め光りを均一に照明するために、第１レンズア
レイ１１と、第１レンズアレイ１１の各レンズセルに対
応する２倍のセル数で光源のアーク像を２次光源像とし
て投写される微小レンズから成る第２レンズアレイ１２
Ａ、及び偏光方向を１方向に揃えるためにＰＢＳ１３Ａ
を配列している。
【００１０】液晶パネルユニット３は前後入射側偏光板
７と出射側偏光板９が各３枚ずつ設けられ、各画素の電
位ｏｎ，ｏｆｆをコントロールすることで、全白、全
黒、中間調の光量制御を行い、各画素ごと色合成されて
いる。また、この液晶パネルユニット３及び各偏光板は
光学ベース１０に形成される。
７と出射側偏光板９が各３枚ずつ設けられ、各画素の電
位ｏｎ，ｏｆｆをコントロールすることで、全白、全
黒、中間調の光量制御を行い、各画素ごと色合成されて
いる。また、この液晶パネルユニット３及び各偏光板は
光学ベース１０に形成される。
【００１１】同様に、第１レンズアレイ１１の各レンズ
セルＡ３１（図４）でランプ１からのアーク像を２次光
源像２５として各レンズセルＢ３２に投写させて実現す
る。またこのＰＢＳ１３Ａ方式の場合の構成で、三角柱
プリズム３３には全光束のＳ波を反射させる界面Ａと、
残りのＰ波を反射させる全反射面Ｂ３４があり、第１レ
ンズアレイの各セルの２倍設けられた第２レンズアレイ
のレンズセルＢにそれぞれ交互（図の→方向）に投写さ
れ、またＰ波の位相をずらす位相差板３５によりＰ波を
Ｓ波に変換させ、同一位相波にして位相変換を実現して
いる。
セルＡ３１（図４）でランプ１からのアーク像を２次光
源像２５として各レンズセルＢ３２に投写させて実現す
る。またこのＰＢＳ１３Ａ方式の場合の構成で、三角柱
プリズム３３には全光束のＳ波を反射させる界面Ａと、
残りのＰ波を反射させる全反射面Ｂ３４があり、第１レ
ンズアレイの各セルの２倍設けられた第２レンズアレイ
のレンズセルＢにそれぞれ交互（図の→方向）に投写さ
れ、またＰ波の位相をずらす位相差板３５によりＰ波を
Ｓ波に変換させ、同一位相波にして位相変換を実現して
いる。
【００１２】図４にこの詳細を示すが、第２レンズアレ
イの曲率をもたない平板側３６には位相差板の放熱を助
けるため熱伝導性の高い放熱性の良いサファイアガラス
などを用いる。この平板側とレンズアレイの向きは図と
反対側になる場合は位相差板３５も同様逆となる。（図
２は図４の逆を記している）第１の実施例の中でＰＢＳ
１３の一般的製造方法を図７（ａ），（ｂ），（ｃ）の
製造プロセスで示す。まず、平板状の高放熱部材２０を
積層し、その界面には光のＰ波透過、Ｓ波反射をさせる
誘電体膜４０及び全反射膜３３が交互に形成されてい
る。これをワイヤーソーなどの切断手段によりＡ方向４
５°に切断し、その後図↑Ｂ方向にカットすることで図
７（ｂ）の状態を形成する。その表面をさらに研磨す
る。（図７（ｃ））前記透明な高放熱性部材２０として
は熱伝導率が４０〜４５Ｗ／ｍＫと非常に高いサファイ
アなどのガラス基材を用いた。前記サファイアで構成し
た場合、自然冷却が可能となる。なお、本実施例では高
放熱部材２０、誘電体膜４０、全反射膜３３で完成した
ものをＰＢＳ１３と記した。 （実施例３）次に、第３の実施例における偏光変換素子
ついて図５を用いて説明する。図５は前記第２レンズア
レイと、高放熱性ガラス等で製作したＰＢＳ１３Ａを一
体化した部品を示す。
イの曲率をもたない平板側３６には位相差板の放熱を助
けるため熱伝導性の高い放熱性の良いサファイアガラス
などを用いる。この平板側とレンズアレイの向きは図と
反対側になる場合は位相差板３５も同様逆となる。（図
２は図４の逆を記している）第１の実施例の中でＰＢＳ
１３の一般的製造方法を図７（ａ），（ｂ），（ｃ）の
製造プロセスで示す。まず、平板状の高放熱部材２０を
積層し、その界面には光のＰ波透過、Ｓ波反射をさせる
誘電体膜４０及び全反射膜３３が交互に形成されてい
る。これをワイヤーソーなどの切断手段によりＡ方向４
５°に切断し、その後図↑Ｂ方向にカットすることで図
７（ｂ）の状態を形成する。その表面をさらに研磨す
る。（図７（ｃ））前記透明な高放熱性部材２０として
は熱伝導率が４０〜４５Ｗ／ｍＫと非常に高いサファイ
アなどのガラス基材を用いた。前記サファイアで構成し
た場合、自然冷却が可能となる。なお、本実施例では高
放熱部材２０、誘電体膜４０、全反射膜３３で完成した
ものをＰＢＳ１３と記した。 （実施例３）次に、第３の実施例における偏光変換素子
ついて図５を用いて説明する。図５は前記第２レンズア
レイと、高放熱性ガラス等で製作したＰＢＳ１３Ａを一
体化した部品を示す。
【００１３】図５に示すように、第２レンズアレイ１２
ＢとＰＢＳ１３Ｂを一体化し、その内部にはクロムやア
ルミニウム蒸着などによる遮光膜１４を設ける場合があ
る。このガラス材の内、平板側には例えばサファイアガ
ラスなどの高放熱基材を用いている。（図３では１２
Ｂ，１３Ｂが相当）このようにランプからの２次光源像
は点光源でないため、通常レンズアレイからはみ出し液
晶パネルに照明されない損失分でありかなり熱に変るも
のである。よってこの不要光をあらかじめカットした方
が（図５ではＡＬ蒸着膜１４などでカット）位相差板４
１が不要光の熱でやられる心配がない。このＰＢＳ１３
Ａに用いるガラスもサファイアなどの放熱性のよいもの
を用いている。
ＢとＰＢＳ１３Ｂを一体化し、その内部にはクロムやア
ルミニウム蒸着などによる遮光膜１４を設ける場合があ
る。このガラス材の内、平板側には例えばサファイアガ
ラスなどの高放熱基材を用いている。（図３では１２
Ｂ，１３Ｂが相当）このようにランプからの２次光源像
は点光源でないため、通常レンズアレイからはみ出し液
晶パネルに照明されない損失分でありかなり熱に変るも
のである。よってこの不要光をあらかじめカットした方
が（図５ではＡＬ蒸着膜１４などでカット）位相差板４
１が不要光の熱でやられる心配がない。このＰＢＳ１３
Ａに用いるガラスもサファイアなどの放熱性のよいもの
を用いている。
【００１４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ＰＢＳを
搭載した液晶プロジェクターで、そのガラス部分に高放
熱性ガラスを用いれば、偏光変換素子を用いる位相差板
がフィルムなので通常８０℃以下の温度で使用しないと
焼けが発生し、その結果偏光変換したい光束の位相がう
まく変換されなかったり、透過率がダウンしどんどん温
度上昇をまねき破損にいたるといったトラブルを解決す
ることができる。また、前記高放熱性ガラス基板は例え
ば熱伝導率が４０〜４５Ｗ／ｍＫであるサファイアガラ
スを用いればさらに放熱効果を増す。さらに、ＰＢＳと
レンズアレイを一体化しその内部界面にＡＬなどの蒸着
で不要なアークをマスキングすれば、位相差板に回り込
む不要光を事前にカットすることが可能となる。そのＰ
ＢＳをさらに高放熱性ガラス基板で一体的に形成すれ
ば、さらに放熱効果を増す液晶プロジェクターを得るこ
とができる。
搭載した液晶プロジェクターで、そのガラス部分に高放
熱性ガラスを用いれば、偏光変換素子を用いる位相差板
がフィルムなので通常８０℃以下の温度で使用しないと
焼けが発生し、その結果偏光変換したい光束の位相がう
まく変換されなかったり、透過率がダウンしどんどん温
度上昇をまねき破損にいたるといったトラブルを解決す
ることができる。また、前記高放熱性ガラス基板は例え
ば熱伝導率が４０〜４５Ｗ／ｍＫであるサファイアガラ
スを用いればさらに放熱効果を増す。さらに、ＰＢＳと
レンズアレイを一体化しその内部界面にＡＬなどの蒸着
で不要なアークをマスキングすれば、位相差板に回り込
む不要光を事前にカットすることが可能となる。そのＰ
ＢＳをさらに高放熱性ガラス基板で一体的に形成すれ
ば、さらに放熱効果を増す液晶プロジェクターを得るこ
とができる。
【図１】第１の実施例における液晶プロジェクター全体
の概念の構成を示す平面図
の概念の構成を示す平面図
【図２】第２の実施例における液晶プロジェクター全体
の概念の構成を示す平面図
の概念の構成を示す平面図
【図３】図１の本発明の部材を拡大した平面図
【図４】図２の本発明の部材を拡大した平面図
【図５】（ａ）第３の実施例でレンズアレイと偏光変換
素子を一体化させた平面図 （ｂ）第３の実施例でレンズアレイと偏光変換素子を一
体化させた正面図
素子を一体化させた平面図 （ｂ）第３の実施例でレンズアレイと偏光変換素子を一
体化させた正面図
【図６】図５（ｂ）でのランプアーク像を示すモデルの
側面図
側面図
【図７】（ａ）偏光変換素子の製造方法過程を示す平板
貼り合わせの正面図 （ｂ）図７（ａ）の断面図 （ｃ）偏光変換素子を構成する位相差板を貼った状態の
断面図
貼り合わせの正面図 （ｂ）図７（ａ）の断面図 （ｃ）偏光変換素子を構成する位相差板を貼った状態の
断面図
１ ランプ ２ ミラー ３ 液晶パネルユニット ４ Ｘプリズム ５ 投写レンズ ７ 入射偏光板 ８ 放熱部材 ９ 出射偏光板 １０ 光学ベース １１ 第１レンズアレイ １２ 第２レンズアレイ １３ ＰＢＳ ２０ 放熱部材 ３５ 位相差板 ４０ 誘電体膜
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） Ｇ０３Ｂ 33/12 Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０ Ｆターム(参考） 2H049 BA05 BA06 BB03 BB51 BB62 BC22 2H088 EA12 HA16 HA21 HA23 HA24 HA28 MA20 2H091 FA07X FA07Z FA11X FA14Z FA21X FA26X FA41Z FB13 LA04 MA07
Claims (7)
- 【請求項１】 光源と、複数の矩形レンズから成る第１
のレンズアレイと、前記第１のレンズアレイの各レンズ
セルに対応し前記光源のアーク像を２次光源像として投
写させる微小レンズから成る第２のレンズアレイと、前
記光源からのランダム光を偏光方向を直交する２つの偏
光光に分離しその内の一方には位相を略９０度回転する
位相差板が貼りつけられ前記位相差板により位相差板を
通過しない光束と偏光方向を同一に揃える偏光変換素子
と、前記光源を赤青緑に分離する色分離手段と、前記赤
青緑光の各々を変調する液晶パネルと、前記液晶パネル
の入射光側および出射側とに配置した偏光板と、前記変
調された光を合成する色合成光学手段と、合成された光
を投影する投写レンズとからなる液晶プロジェクターで
あって、前記偏光変換素子は高放熱部材と位相差フィル
ムで構成されることを特徴とする液晶プロジェクター。 - 【請求項２】 偏光変換素子に入射するランダム光は略
平行に入射され、Ｓ波反射Ｐ波透過の誘電体膜が形成さ
れる一辺４５度の四角柱が高放熱部材で複数接合され、
かつ出射側の交互に位相フィルムが設けられた平板直方
体であることを特徴とする請求項１記載の液晶プロジェ
クター。 - 【請求項３】 偏光変換素子は、第１のレンズアレイ
と、前記第１のレンズアレイの各レンズセルに対応する
２倍のセル数で光源のアーク像を２次光源像として投写
される微小レンズから成る第２のレンズアレイと、一辺
が９０度の三角柱プリズムが複数平板プレートに貼り付
き、前記平板プレートの貼り付き面にはＳ波反射Ｐ波透
過の誘電体膜が形成され、他面には全反射コートを施し
た変換プリズムとで構成され、前記第２のレンズアレイ
の入射面が平板の高放熱部材で形成されることを特徴と
する請求項１記載の液晶プロジェクター。 - 【請求項４】 光源と、複数の矩形レンズから成る第１
のレンズアレイと、前記第１のレンズアレイの各レンズ
セルに対応し前記光源のアーク像を２次光源像として投
写させる微小レンズから成る第２のレンズアレイと、前
記光源からのランダム光を偏光方向を直交する２つの偏
光光に分離しその内の一方には位相を略９０度回転する
位相差板が貼りつけられ前記位相差板により位相差板を
通過しない光束と偏光方向を同一に揃える偏光変換素子
と、前記光源を赤青緑に分離する色分離手段と、前記赤
青緑光の各々を変調する液晶パネルと、前記液晶パネル
の入射光側および出射側とに配置した偏光板と、前記変
調された光を合成する色合成光学手段と、合成された光
を投影する投写レンズとからなる液晶プロジェクターで
あって、前記偏光変換素子と前記第２のレンズアレイの
平板側に前記発光管のアーク像の不要光を遮光する格子
状のマスキング部材を施し、前記偏光変換素子、前記第
２のレンズアレイ、前記マスキング部材を一体化した液
晶プロジェクター。 - 【請求項５】 偏光変換素子に入射するランダム光は略
平行に入射され、Ｓ波反射Ｐ波透過の誘電体膜が形成さ
れる一辺４５度の四角柱の高放熱部材で積層される請求
項４記載の液晶プロジェクター。 - 【請求項６】 格子状のマスキングをクロムやアルミニ
ウムのような蒸着部材にてコーティングする請求項４記
載の液晶プロジェクター。 - 【請求項７】 高放熱部材は例えば熱伝導率が４０〜４
５Ｗ／ｍＫであるサファイアガラスであることを特徴と
する請求項１または５のいずれかに記載の液晶プロジェ
クター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000134586A JP2001318359A (ja) | 2000-05-08 | 2000-05-08 | 液晶プロジェクター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000134586A JP2001318359A (ja) | 2000-05-08 | 2000-05-08 | 液晶プロジェクター |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001318359A true JP2001318359A (ja) | 2001-11-16 |
Family
ID=18642841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000134586A Pending JP2001318359A (ja) | 2000-05-08 | 2000-05-08 | 液晶プロジェクター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001318359A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002006281A (ja) * | 2000-06-21 | 2002-01-09 | Toshiba Corp | 液晶プロジェクタ |
| JP2010230856A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Fujifilm Corp | 偏光変換素子及び偏光照明光学素子並びに液晶プロジェクタ |
| JP2010230857A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Fujifilm Corp | 偏光変換素子及び偏光照明光学素子並びに液晶プロジェクタ |
| US7837334B2 (en) | 2007-08-21 | 2010-11-23 | Seiko Epson Corporation | Projector and display device |
| JP2011013590A (ja) * | 2009-07-06 | 2011-01-20 | Nikon Corp | 照明光学系及びこの照明光学系を用いたプロジェクタ装置 |
-
2000
- 2000-05-08 JP JP2000134586A patent/JP2001318359A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002006281A (ja) * | 2000-06-21 | 2002-01-09 | Toshiba Corp | 液晶プロジェクタ |
| US7837334B2 (en) | 2007-08-21 | 2010-11-23 | Seiko Epson Corporation | Projector and display device |
| JP2010230856A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Fujifilm Corp | 偏光変換素子及び偏光照明光学素子並びに液晶プロジェクタ |
| JP2010230857A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Fujifilm Corp | 偏光変換素子及び偏光照明光学素子並びに液晶プロジェクタ |
| JP2011013590A (ja) * | 2009-07-06 | 2011-01-20 | Nikon Corp | 照明光学系及びこの照明光学系を用いたプロジェクタ装置 |
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