JP2956861B2 - 導光器 - Google Patents
導光器Info
- Publication number
- JP2956861B2 JP2956861B2 JP3216999A JP21699991A JP2956861B2 JP 2956861 B2 JP2956861 B2 JP 2956861B2 JP 3216999 A JP3216999 A JP 3216999A JP 21699991 A JP21699991 A JP 21699991A JP 2956861 B2 JP2956861 B2 JP 2956861B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light guide
- liquid crystal
- refractive index
- incident surface
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Projection Apparatus (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
- Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は液晶プロジェクタ装置に
係り、スクリーンに投写される画像の輝度を向上すると
共に画像の輝度むらを減少するため、光源の前部に配置
する導光器に関する。
係り、スクリーンに投写される画像の輝度を向上すると
共に画像の輝度むらを減少するため、光源の前部に配置
する導光器に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶プロジェクタ装置では、液晶パネル
を照射するための光源としてメタルハライドランプ等を
使用し、このランプを放物線状の反射面を有する反射鏡
の焦点付近に置き、ランプよりの光の大部分が前方に出
力し液晶パネルに入射するようにしている。しかし、反
射鏡の焦点付近にランプの発光の中心を置いた場合、ラ
ンプの周辺部よりの光には拡散されて液晶パネルに入射
しないものがあり、ランプの発光する全光線の約３分の
２程度しか利用できない。そのため、光の光軸を液晶パ
ネルの中央となるように設定した場合、図４に示す画像
の明るさ分布の概念図の如く、光源51より液晶パネル52
に入射し生成された画像53の明るさの分布は、曲線54の
如く中心部が明るく周辺部が徐々に暗くなるものとな
る。
を照射するための光源としてメタルハライドランプ等を
使用し、このランプを放物線状の反射面を有する反射鏡
の焦点付近に置き、ランプよりの光の大部分が前方に出
力し液晶パネルに入射するようにしている。しかし、反
射鏡の焦点付近にランプの発光の中心を置いた場合、ラ
ンプの周辺部よりの光には拡散されて液晶パネルに入射
しないものがあり、ランプの発光する全光線の約３分の
２程度しか利用できない。そのため、光の光軸を液晶パ
ネルの中央となるように設定した場合、図４に示す画像
の明るさ分布の概念図の如く、光源51より液晶パネル52
に入射し生成された画像53の明るさの分布は、曲線54の
如く中心部が明るく周辺部が徐々に暗くなるものとな
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような点
に鑑みなされたもので、周辺に拡散され液晶パネルに入
射されない光を集光し、これにより、画像の周辺部分の
輝度を高めると共に画像全体の輝度を向上させる光源の
前方に設置するための導光器を提供するものである。
に鑑みなされたもので、周辺に拡散され液晶パネルに入
射されない光を集光し、これにより、画像の周辺部分の
輝度を高めると共に画像全体の輝度を向上させる光源の
前方に設置するための導光器を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するため、光源部よりの光を映像信号で駆動される液
晶パネルに入射し画像の光に変換しスクリーンに投写す
る液晶プロジェクタ装置において、前記光源部よりの光
路の周辺部分に配置され略円筒状で中空をなし、光源部
に相対する入射面および入射面と略同一の内径で入射面
の外径より小さい外径でなり入射面よりの光を前記光路
方向に出射するための出射面を有し、前記出射面を除く
円筒部を第１の屈折率で略透明な第１導光体で形成し、
前記出射面を第１の屈折率より大きい第２の屈折率で略
透明な第２導光体で形成し、前記中空部分に前記第２導
光体に近似の屈折率の第３導光体を充填してなる導光部
と、前記出射面に相対し出射面と略同一の内径で円環状
をなす導光レンズとで構成した導光器を提供するもので
ある。
決するため、光源部よりの光を映像信号で駆動される液
晶パネルに入射し画像の光に変換しスクリーンに投写す
る液晶プロジェクタ装置において、前記光源部よりの光
路の周辺部分に配置され略円筒状で中空をなし、光源部
に相対する入射面および入射面と略同一の内径で入射面
の外径より小さい外径でなり入射面よりの光を前記光路
方向に出射するための出射面を有し、前記出射面を除く
円筒部を第１の屈折率で略透明な第１導光体で形成し、
前記出射面を第１の屈折率より大きい第２の屈折率で略
透明な第２導光体で形成し、前記中空部分に前記第２導
光体に近似の屈折率の第３導光体を充填してなる導光部
と、前記出射面に相対し出射面と略同一の内径で円環状
をなす導光レンズとで構成した導光器を提供するもので
ある。
【０００５】
【作用】以上のように構成したので、本発明による導光
器においては、光源より発光され周辺部に拡散される光
を光軸方向に導光し、液晶パネルに入射させ、これによ
り、液晶パネルに入射する光の総量を増加させると共
に、入射光量の分布のむらを減少させる。
器においては、光源より発光され周辺部に拡散される光
を光軸方向に導光し、液晶パネルに入射させ、これによ
り、液晶パネルに入射する光の総量を増加させると共
に、入射光量の分布のむらを減少させる。
【０００６】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明による導光器の
実施例を詳細に説明する。図１は本発明による導光器の
一実施例の要部断面図である。図において、１は光源
で、メタルハライドランプ２等の発光する白色光を反射
鏡３の放物線状の反射面で反射し光軸４の方向に出力す
る。５は導光部で、光源１に相対し光源１よりの光を入
射するための入射面部６、および入射面部６よりの光を
光軸４の方向に出射するための出射面部７を有する略円
筒形状をなし、入射面部６および出射面部７の間の円筒
内側部８の内径を均一径とし、入射面部６側の外径より
出射面部７側が徐々に小径となる円筒外側部９でなり、
入射面部６、円筒内側部８および円筒外側部９を所要の
屈折率を有する透明な材料、例えば、アクリル樹脂で形
成し、また、出射面部７は、前記入射面部６等より高い
屈折率を持つ透明な材料、例えば、ガラス等で形成す
る。そして、これら入射面部６、円筒内側部８、円筒外
側部９および出射面部７で囲まれた中空部10に、前記入
射面部７に使用されるガラスと略近似の屈折率を持つ、
例えば、水（純水）を充填する。なお、円筒外側部９の
外面を反射率の高い、例えば、アルミニウムの蒸着膜等
で覆い、円筒外側部９を突き抜けた光を反射し中空部10
に戻すようにする。11は導光レンズで、凸レンズの中心
部を前記円筒内側部８と略同じ内径となるように除去し
円環状にしたもの、若しくは前記中心部を均一厚とし、
この部分で光が屈折しないようにしたもので、出射面部
７よりの光を光軸４の方向に導光すると共に、円環の中
心部で前記円筒内側部８の内側を通過する光源１よりの
光を通過する。
実施例を詳細に説明する。図１は本発明による導光器の
一実施例の要部断面図である。図において、１は光源
で、メタルハライドランプ２等の発光する白色光を反射
鏡３の放物線状の反射面で反射し光軸４の方向に出力す
る。５は導光部で、光源１に相対し光源１よりの光を入
射するための入射面部６、および入射面部６よりの光を
光軸４の方向に出射するための出射面部７を有する略円
筒形状をなし、入射面部６および出射面部７の間の円筒
内側部８の内径を均一径とし、入射面部６側の外径より
出射面部７側が徐々に小径となる円筒外側部９でなり、
入射面部６、円筒内側部８および円筒外側部９を所要の
屈折率を有する透明な材料、例えば、アクリル樹脂で形
成し、また、出射面部７は、前記入射面部６等より高い
屈折率を持つ透明な材料、例えば、ガラス等で形成す
る。そして、これら入射面部６、円筒内側部８、円筒外
側部９および出射面部７で囲まれた中空部10に、前記入
射面部７に使用されるガラスと略近似の屈折率を持つ、
例えば、水（純水）を充填する。なお、円筒外側部９の
外面を反射率の高い、例えば、アルミニウムの蒸着膜等
で覆い、円筒外側部９を突き抜けた光を反射し中空部10
に戻すようにする。11は導光レンズで、凸レンズの中心
部を前記円筒内側部８と略同じ内径となるように除去し
円環状にしたもの、若しくは前記中心部を均一厚とし、
この部分で光が屈折しないようにしたもので、出射面部
７よりの光を光軸４の方向に導光すると共に、円環の中
心部で前記円筒内側部８の内側を通過する光源１よりの
光を通過する。
【０００７】次に、本発明による導光器の動作を図２に
より説明する。図は光源１の前部に本発明による導光器
を配置した場合の光路および画像の輝度分布を説明する
ための図で、入射面部６に相対する光源１の周辺部より
の光は導光部５の入射面部６に入射する。入射面部６は
空気より高い屈折率の透明なアクリル樹脂等で形成され
ているため、アクリル樹脂の全反射角度より大きい角度
で入射した光は空気とアクリル樹脂との界面で出射面部
７の方向に屈折する。そして、アクリル樹脂を通過しア
クリル樹脂等より高い屈折率を有する水等で充填された
中空部10に入射する光は、アクリル樹脂と水との界面で
さらに出射面部７の方向に屈折し、水等の屈折率に略近
い屈折率の透明なガラス等でなる出射面部７を殆ど通過
し光路方向に出射する。また、アクリル樹脂面で反射さ
れた光は反対側のアクリル樹脂面で再度反射し、これら
を適宜に繰り返し出射面部７より出射する。なお、円筒
外側部９を通過した光は、円筒外側部９の外側を被覆す
るように設けられた、例えば、アルミニウムの蒸着膜等
の面で反射され、出射面部７の方向に反射された光は他
の光と共に出射面部７より出射する。
より説明する。図は光源１の前部に本発明による導光器
を配置した場合の光路および画像の輝度分布を説明する
ための図で、入射面部６に相対する光源１の周辺部より
の光は導光部５の入射面部６に入射する。入射面部６は
空気より高い屈折率の透明なアクリル樹脂等で形成され
ているため、アクリル樹脂の全反射角度より大きい角度
で入射した光は空気とアクリル樹脂との界面で出射面部
７の方向に屈折する。そして、アクリル樹脂を通過しア
クリル樹脂等より高い屈折率を有する水等で充填された
中空部10に入射する光は、アクリル樹脂と水との界面で
さらに出射面部７の方向に屈折し、水等の屈折率に略近
い屈折率の透明なガラス等でなる出射面部７を殆ど通過
し光路方向に出射する。また、アクリル樹脂面で反射さ
れた光は反対側のアクリル樹脂面で再度反射し、これら
を適宜に繰り返し出射面部７より出射する。なお、円筒
外側部９を通過した光は、円筒外側部９の外側を被覆す
るように設けられた、例えば、アルミニウムの蒸着膜等
の面で反射され、出射面部７の方向に反射された光は他
の光と共に出射面部７より出射する。
【０００８】出射面部７よりの光は相対し配置された円
環状に形成された導光レンズ11に入射する。導光レンズ
11の焦点距離は、出射面部７よりの光の大部分が液晶パ
ネル22の周辺部を中心とする範囲21に入射するように適
宜に設定する。また、導光部５および導光レンズ11の中
心部25を通過する光は直接液晶パネル22を照射する。こ
れにより、液晶パネル22による画像23の輝度分布は、曲
線24で示す如く、特に周辺部の明るさが増大し、輝度の
むらが減少する。
環状に形成された導光レンズ11に入射する。導光レンズ
11の焦点距離は、出射面部７よりの光の大部分が液晶パ
ネル22の周辺部を中心とする範囲21に入射するように適
宜に設定する。また、導光部５および導光レンズ11の中
心部25を通過する光は直接液晶パネル22を照射する。こ
れにより、液晶パネル22による画像23の輝度分布は、曲
線24で示す如く、特に周辺部の明るさが増大し、輝度の
むらが減少する。
【０００９】図３は本発明による導光器を液晶プロジェ
クタ装置に装着した場合の一例の要部断面図である。す
なわち、光源１よりの白色光は前方に装着された導光器
31（前記導光部５および導光レンズ11で構成）を介し導
光され、熱線を除去するためのコールドミラー32で反射
し、さらにコールドフィルタ33で熱線を除去し、ダイク
ロイックミラー34に入射し青色光Ｂのみが上方向に反射
する。青色光Ｂは鏡35で右方向に反射され、集光レンズ
36を介し青色原色の映像信号で駆動される液晶パネル37
に入射する。一方、ダイクロイックミラー34を通過した
光のうち緑色光Ｇはダイクロイックミラー38で上方向に
反射され、集光レンズ39を介し緑色原色の映像信号で駆
動される液晶パネル40に入射する。また、ダイクロイッ
クミラー38を通過した赤色光Ｒは集光レンズ41を介し赤
色原色の映像信号で駆動される液晶パネル42に入射す
る。液晶パネル37で生成された青色画像の光はダイクロ
イックミラー43で液晶パネル40による緑色画像の光と合
成され、次いで、鏡44で上方向に反射された液晶パネル
42よりの赤色画像のとダイクロイックミラー45を介し合
成され、投写レンズ46によりスクリーンに投写される。
クタ装置に装着した場合の一例の要部断面図である。す
なわち、光源１よりの白色光は前方に装着された導光器
31（前記導光部５および導光レンズ11で構成）を介し導
光され、熱線を除去するためのコールドミラー32で反射
し、さらにコールドフィルタ33で熱線を除去し、ダイク
ロイックミラー34に入射し青色光Ｂのみが上方向に反射
する。青色光Ｂは鏡35で右方向に反射され、集光レンズ
36を介し青色原色の映像信号で駆動される液晶パネル37
に入射する。一方、ダイクロイックミラー34を通過した
光のうち緑色光Ｇはダイクロイックミラー38で上方向に
反射され、集光レンズ39を介し緑色原色の映像信号で駆
動される液晶パネル40に入射する。また、ダイクロイッ
クミラー38を通過した赤色光Ｒは集光レンズ41を介し赤
色原色の映像信号で駆動される液晶パネル42に入射す
る。液晶パネル37で生成された青色画像の光はダイクロ
イックミラー43で液晶パネル40による緑色画像の光と合
成され、次いで、鏡44で上方向に反射された液晶パネル
42よりの赤色画像のとダイクロイックミラー45を介し合
成され、投写レンズ46によりスクリーンに投写される。
【００１０】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明による導
光器によれば、光源より出射した光のうち、液晶パネル
に入射せず周辺に拡散する光を液晶パネルの周辺部を中
心とする範囲に入射するように導光するものであるか
ら、液晶パネル面への入射光の絶対量が増加すると共に
入射光の分布が均一になるように集光され、これによ
り、この導光器を用いた液晶プロジェクタ装置では、ス
クリーンに投写される画像の輝度が向上し、特に、従
来、中心部より暗かった周辺部の輝度が向上するという
効果を奏するものである。
光器によれば、光源より出射した光のうち、液晶パネル
に入射せず周辺に拡散する光を液晶パネルの周辺部を中
心とする範囲に入射するように導光するものであるか
ら、液晶パネル面への入射光の絶対量が増加すると共に
入射光の分布が均一になるように集光され、これによ
り、この導光器を用いた液晶プロジェクタ装置では、ス
クリーンに投写される画像の輝度が向上し、特に、従
来、中心部より暗かった周辺部の輝度が向上するという
効果を奏するものである。
【図１】本発明による導光器の一実施例の要部断面図で
ある。
ある。
【図２】本発明による導光器を用いた画像の輝度分布を
説明するための図である。
説明するための図である。
【図３】液晶プロジェクタ装置の構成を説明するための
要部概念図である。
要部概念図である。
【図４】従来の画像の輝度分布の一例である。
１ 光源 ５ 導光部 ６ 入射面部 ７ 出射面部 ８ 円筒内側部 ９ 円筒外側部 10 導光体充填部 11 導光レンズ
Claims (1)
- 【請求項１】 光源部よりの光を映像信号で駆動される
液晶パネルに入射し画像の光に変換しスクリーンに投写
する液晶プロジェクタ装置において、前記光源部よりの
光路の周辺部分に配置され略円筒状で中空をなし、光源
部に相対する入射面および入射面と略同一の内径で入射
面の外径より小さい外径でなり入射面よりの光を前記光
路方向に出射するための出射面を有し、前記出射面を除
く円筒部を第１の屈折率で略透明な第１導光体で形成
し、前記出射面を第１の屈折率より大きい第２の屈折率
で略透明な第２導光体で形成し、前記中空部分に前記第
２導光体に近似の屈折率の第３導光体を充填してなる導
光部と、前記出射面に相対し出射面と略同一の内径で円
環状をなす導光レンズとで構成したことを特徴とする導
光器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3216999A JP2956861B2 (ja) | 1991-08-28 | 1991-08-28 | 導光器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3216999A JP2956861B2 (ja) | 1991-08-28 | 1991-08-28 | 導光器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0553199A JPH0553199A (ja) | 1993-03-05 |
| JP2956861B2 true JP2956861B2 (ja) | 1999-10-04 |
Family
ID=16697233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3216999A Expired - Lifetime JP2956861B2 (ja) | 1991-08-28 | 1991-08-28 | 導光器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2956861B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR970057652A (ko) * | 1995-12-21 | 1997-07-31 | 윤종용 | 액정 프로젝터의 반사경 및 그 제조 방법 |
-
1991
- 1991-08-28 JP JP3216999A patent/JP2956861B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0553199A (ja) | 1993-03-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20040611 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040706 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Effective date: 20040713 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 |