JP2877620B2 - 液晶投射型表示装置 - Google Patents

液晶投射型表示装置

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JP2877620B2
JP2877620B2 JP4184007A JP18400792A JP2877620B2 JP 2877620 B2 JP2877620 B2 JP 2877620B2 JP 4184007 A JP4184007 A JP 4184007A JP 18400792 A JP18400792 A JP 18400792A JP 2877620 B2 JP2877620 B2 JP 2877620B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶パネルを用いて画
像を投影する液晶投射型表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、液晶パネルが持つ薄型、小型、軽
量、低消費電力などの特性を生かし、テレビ受信装置へ
応用した液晶テレビ、及び液晶プロジェクタ等の液晶投
射表示装置が提案されている。
【0003】図6は従来例の液晶投射型表示装置の概略
図である。この従来例は例えば、特開平3−20777
号公報(G09F 9/00)に記載されている。
【0004】図6において、1はメタルハライドランプ
等からなっている光源である。2は光源1の光を反射さ
せ、平行光とするリフレクタ、4R、4G、4Bは集光
レンズである。5R、5G、5Bは液晶ライトバルブ
(液晶パネルとも言う)であり、3原色の赤(R)、緑
(G)、青(B)の映像信号(図示していない)によっ
て、光の通過量を変化する。
【0005】6はスクリーン7に投射するための投射レ
ンズである。8は赤外線及び紫外線をカットするUVカ
ットフィルタ、9は特定の色(R、G、Bのいずれか)
を反射させ、その特定色以外は通過させるダイクロイッ
クミラー、10は光を反射する反射ミラーである。
【0006】まず、光源1から発せられた光は赤外線及
び紫外線をUVカットフィルタ8でカットし、第1ダイ
クロイックミラー9aに入射する。
【0007】この第1ダイクロイックミラー9aは青色
(B)の波長の光を反射し、その他の赤色(R)、緑色
(G)を通過させる。そして、反射した青色(B)光は
反射ミラー10aによって反射され、所定の光幅にする
集光レンズ4Bを介して、青色の映像信号で駆動される
液晶ライトバルブ5Bに入射する。
【0008】また、第2ダイクロイックミラー9bは第
1ダイクロイックミラー9a通過した光を入射して、緑
色(G)の波長の光を反射し、残りの赤色(R)を通過
させる。そして、反射した緑色(G)光は所定の光幅に
する集光レンズ4Gを介して、緑色の映像信号で駆動さ
れる液晶ライトバルブ5Gに入射する。
【0009】そして、第2ダイクロイックミラー9bを
通過した赤色(R)光は所定の光幅にする集光レンズ4
Rを介して、緑色の映像信号で駆動される液晶ライトバ
ルブ5Rに入射する。
【0010】ここで、液晶ライトバルブの説明を簡単に
しておく。この液晶ライトバルブは入力される信号レベ
ルによって、入射される光の通過量を変えるものであ
り、つまり、ここでは図示していないが映像信号のレベ
ルに応じて、光の通過量を変えている。
【0011】そして、液晶ライトバルブ5Bの出力は第
3ダイクロイックミラー9cを通過する。また、液晶ラ
イトバルブ5Gの出力は第3ダイクロイックミラー9c
で反射するために、第3ダイクロイックミラー9cの光
出力は青色(B)光と緑色(G)光を加えた光になる。
【0012】さらに、この加算された光は第4ダイクロ
イックミラー9dを通過し、第2ダイクロイックミラー
9bを通過した赤色(R)光は第4ダイクロイックミラ
ー9dで反射するために、第4ダイクロイックミラー9
dの光出力は青色(B)光と緑色(G)光と赤色(R)
光を加えた、いわゆる映像信号の光になる。
【0013】その復元された映像信号は投射レンズ6を
通して、スクリーン7に写し出される。
【0014】図7は従来例の液晶投射型表示装置の投射
系を示す図である。これによると、集光レンズ4を介し
た光は投射レンズ6で一点に集まり投射されている。た
だし、図6に示しているダイクロイックミラー等の経路
中の処理構成は省略している。つまり、赤色(R)、緑
色(G)、青色(B)は区別なく、同図構成をなしてい
るため夫々の説明は省略する。
【0015】しかしながら、図8に示すように光源1の
リフレクタ2の反射光の分布は中央付近がもっとも高
く、光源との角度が急になるほど分布が減少しているこ
とが分かる。つまり、スクリーンへ照射された光量は中
央がもっとも明るく、周辺は徐々に暗くなっており、ス
クリーンの端は最も暗くなり、輝度ムラを生じる。これ
は、投射レンズの大きさ曲面材質には係わらず「COS
4 θの法則」によって定まってしまうものである。
【0016】また、リフレクタにおいても、反射した光
の輝度分布は(1+COSθ)2 で定まり、これによっ
ても中心が明るく、周辺が暗くなる。
【0017】つまり、この双方の相乗効果によって、ス
クリーンの中心は明るく、周辺は暗くなるといった状況
が起こる。
【0018】そのために、視聴者が画面周囲を見辛いと
言った問題が生じてくる。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題を
解決するものであり、スクリーン全体の光量をほぼ均一
化にすることを目的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】本発明は、投射光学系か
ら出力された光を所定レベルに集光する集光レンズと、
信号によって入射される光の透過量が変化する液晶ライ
トバルブと、その透過した光を投影する投射レンズとか
らなる液晶投射型表示装置において、前記投射光学系か
らの出力を偏光部材によって周辺光量が増加するように
したことを特徴とする液晶投射型表示装置を提供するも
のである。
【0021】また、投射光学系から出力された光を3原
色に分離する第1ミラーと、該第1ミラーの出力を所定
レベルに集光する集光レンズと、入射される光の透過量
が信号によって変化する液晶ライトバルブと、その透過
した3原色光を合成する第2ミラーと、該第2ミラーを
透過した光を投影する投射レンズとからなる液晶投射型
表示装置において、前記集光レンズに入射された光の周
辺光量が増加するように、前記投射光源系と集光レンズ
の間に周辺光量増加手段を挿入したことを特徴とする液
晶投射型表示装置である。
【0022】さらに、投射光学系から出力された光の赤
外線を除去する赤外線カットフィルタを介して、その光
を3原色に分離する第1ミラーと、該第1ミラーの出力
を所定レベルに集光する集光レンズと、入射される光の
透過量が信号によって変化する液晶ライトバルブと、そ
の透過した3原色光を合成する第2ミラーと、該第2ミ
ラーを透過した光を投影する投射レンズとからなる液晶
投射型表示装置において、前記赤外線カットフィルタに
入射された光の周辺光量が増加するようにこの赤外線カ
ットフィルタの中央部を変形させたことを特徴とする液
晶投射型表示装置である。
【0023】また、前記赤外線カットフィルタの中央部
の変形が凹型或るいは凸型であることを特徴とする上記
記載の液晶投射型表示装置である。
【0024】
【作用】本発明は、UVフィルタの中央部を凹部或るい
は凸型にして、中央部の光を広げるようにしたものであ
る。
【0025】
【実施例】図1は本発明の第1の実施例の液晶投射型表
示装置の投射系を示す図である。従来例と同一部分には
同一符号を付け、説明は省略する。
【0026】3は中央部に凹みを設けた凹部付きUVカ
ットフィルタである。
【0027】同図を参照しながら説明する。光源1は光
を出力し、その出力光はリフレクタ2によって平行光に
なる。そして、平行になった光は凹部付きUVカットフ
ィルタ3に入射される。UVカットフィルタ3における
中心部を除いた光は従来と同様にそのまま赤外線及び紫
外線をカットして通過する。
【0028】しかしながら、UVカットフィルタ3にお
ける中心部の光は凹部があるために、赤外線及び紫外線
をカットして通過し、拡散する。そのため、集光レンズ
4へ入射する光は、外側方向に拡散した光が増加する。
【0029】それによって、投射レンズ6を介して、ス
クリーン7へ投射したとき、周辺部の光量が増大し、中
心付近の光量との差が非常に少なくなる。即ち、スクリ
ーン上の光量がほぼ均一な画像を得ることができる。
【0030】図2は本発明の第2の実施例の液晶投射型
表示装置の投射系を示す図である。
【0031】3’は図1とは逆の面の中央部に凹みを設
けた凹部付きUVカットフィルタである。
【0032】同図を参照しながら説明する。光源1は光
を出力し、その出力光はリフレクタ2によって平行光に
なる。そして、平行になった光は凹部付きUVカットフ
ィルタ3’に入射される。UVカットフィルタ3’にお
ける中心部を除いた光は従来と同様にそのまま赤外線及
び紫外線をカットして通過する。しかしながら、UVカ
ットフィルタ3’における中心部の光は凹部があるため
に、赤外線及び紫外線をカットして通過し、拡散する。
そのため、集光レンズ4へ入射する光は、外側方向に拡
散した光が増加する。
【0033】ここで、UVカットフィルタ3’の凹部は
図1のUVカットフィルタ3の凹部と同一の曲率であ
る。そして、入射偏向角(フィルタ面に入射する角度と
フィルタ面で偏向する角度)と出力偏向角(フィルタ内
からフィルタ面に入射する角度とフィルタ面で外側に出
力する際に偏向する角度)は夫々は異なるものの、トー
タル的にフィルタに入射した角度と出力する角度はどち
らのUVカットフィルタも等しいものである。
【0034】それによって、図1と同様に投射レンズ6
を介して、スクリーン7へ投射したとき、周辺部の光量
が増大し、中心付近の光量との差が非常に少なくなる。
即ち、スクリーン上の光量がほぼ均一な画像を得ること
ができる。
【0035】図3は本発明の第3の実施例の液晶投射型
表示装置の投射系を示す図である。
【0036】11は出力側の中央部に凹みを設けた凹部
付き偏光レンズである。
【0037】同図を参照しながら説明する。光源1は光
を出力し、その出力光はリフレクタ2によって平行光に
なる。そして、平行になった光はUVカットフィルタ8
に入射される。UVカットフィルタ8は従来例と同様で
あり、そのまま赤外線をカットして通過する。しかしな
がら、UVカットフィルタ8の後段に設けた偏光レンズ
11によって、中心部の光は凹部があるために、拡散す
る。そのため、集光レンズ4へ入射する光は、外側方向
に拡散した光が増加する。
【0038】ここで、偏光レンズ4の凹部は図1のUV
カットフィルタ3の凹部と略同様な曲率であり、偏向す
る角度も同様である。
【0039】それによって、投射レンズ6を介して、ス
クリーン7へ投射したとき、周辺部の光量が増大し、中
心付近の光量との差が非常に少なくなる。即ち、スクリ
ーン上の光量がほぼ均一な画像を得ることができる。
【0040】図4は本発明の第4の実施例の液晶投射型
表示装置の投射系を示す図である。
【0041】11’は入力側の中央部に凹みを設けた凹
部付き偏光レンズであるが、そのほかの点は第3の実施
例と同様であり、同様な効果を得ることができることは
いうまでもない。
【0042】図5は本発明の第5の実施例の液晶投射型
表示装置の投射系を示す図である。
【0043】3aは出力側の中央部に凸部を設けた凸部
付きUVカットフィルタである。この実施例は中央部の
光が一度集光レンズ4との間で焦点が合い、そしてその
まま拡散した光が集光レンズ4に入射している。それに
よって、図1と同様に集光レンズ4には中心部の光が周
辺部に拡散して、周辺部の光量が増加する。そのほかの
点は第1の実施例と同様であり、同様な効果を得ること
ができることはいうまでもない。また、凸部付きUVカ
ットフィルタを反転させても、凸部付き偏光レンズを用
いても、本発明の効果と同様な効果を得ることはいうま
でもないことである。
【0044】つまり、本発明によると図8の点線で示す
ように、中央部の光量が減少し、周辺部(中央からはな
れる方向)は従来に比べ増加して、全体を見ると略均一
の光量分布になる。
【0045】また、本発明を利用して、液晶投射型表示
装置を複数台用い、画像をつなぎ合わせて表示するマル
チビジョンタイプの投射型表示装置において、画像のつ
なぎ合わせた部分が自然になり、違和感を感じさせるこ
となく画面表示が行える。
【0046】さらに、図1の如くダイクロイックミラー
を削除したものは単板式液晶投射型表示装置(RGBの
フィルタを持つ1枚の液晶ライトバルブに白色光を当て
て、投射するタイプ、つまり液晶ライトバルブは1枚し
か使用しないタイプによるもの)にも使用できることは
いうまでもないことである。それによって、本発明を利
用した単板式液晶投射型表示装置で投射した映像は、画
面にムラがなく、違和感のないものを得ることができ
る。
【0047】
【発明の効果】本発明によると簡単な構成で周辺光量が
増加して、輝度ムラがなくなり、視聴者が見辛いと言っ
たことが起こらない。
【0048】また、液晶投射型表示装置を複数組み合わ
せてなる多画面表示装置においても投射装置とのつなが
り部分の光量を増加させることができるので、画面全体
にわたってムラのない画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の液晶投射型表示装置の
投射系を示す図である。
【図2】本発明の第2の実施例の液晶投射型表示装置の
投射系を示す図である。
【図3】本発明の第3の実施例の液晶投射型表示装置の
投射系を示す図である。
【図4】本発明の第4の実施例の液晶投射型表示装置の
投射系を示す図である。
【図5】本発明の第5の実施例の液晶投射型表示装置の
投射系を示す図である。
【図6】従来例の液晶投射型表示装置の概略図である。
【図7】従来例の液晶投射型表示装置の投射系を示す図
である。
【図8】光量分布を示す図である。
【符号の説明】
1 光源 2 リフレクタ 3、3’ 凹部付きUVカットフィルタ 3a 凸部付きUVカットフィルタ 4 集光レンズ 5 液晶ライトバルブ 6 投射レンズ 7 スクリーン 9a、9b、9c、9d 第1〜第4ダイクロイック
ミラー 11、11’ 凹部付き偏光レンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02F 1/13 505 G02F 1/1335 G02B 27/00 G03B 33/12 G03B 21/14 H04N 5/74

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 投射光学系から出力された光を所定レベ
    ルに集光する集光レンズと、信号によって入射される光
    の透過量が変化する液晶ライトバルブと、その透過した
    光を投影する投射レンズとからなる液晶投射型表示装置
    において、 前記投射光学系からの出力を偏光部材によって周辺光量
    が増加するようにしたことを特徴とする液晶投射型表示
    装置。
  2. 【請求項2】 投射光学系から出力された光の赤外線及
    び紫外線を除去するUVカットフィルタを介して、その
    光を3原色に分離する第1ミラーと、該第1ミラーの出
    力を所定レベルに集光する集光レンズと、該集光レンズ
    から入射される光の透過量が信号によって変化する液晶
    ライトバルブと、その透過した3原色光を合成する第2
    ミラーと、該第2ミラーを透過した光を投影する投射レ
    ンズとからなる液晶投射型表示装置において、 前記UVカットフィルタに入射された光の周辺光量が増
    加するようにこのUVカットフィルタの中央部を変形さ
    せたことを特徴とする液晶投射型表示装置。
  3. 【請求項3】 前記UVカットフィルタの中央部の変形
    が凹型或いは凸型であることを特徴とする請求項2記載
    の液晶投射型表示装置。
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KR100801175B1 (ko) * 2006-11-14 2008-02-05 한국기초과학지원연구원 광학렌즈 설계를 통한 컴팩트형 텔레비전 기능을 갖는프로젝터

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