JP3268791B2 - 投写型表示装置 - Google Patents

投写型表示装置

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隆平 天野
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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、液晶プロジェクター等
の投写型表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】液晶プロジェクターは、外部から供給さ
れる映像信号に応じて液晶パネルに光学像を形成し、該
液晶パネルの背部から光を照射して、該照射光を液晶パ
ネルによって強度変調し、変調を受けた透過光を、投写
レンズを経て前方のスクリーンに拡大投写するものであ
る。斯種投写型表示装置の光源としては、従来よりメタ
ルハライドランプ(特開平2-61958)やハロゲンランプが
用いられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、例えばメタ
ルハライドランプを光源として用いた場合、ランプの陰
極と陽極を結ぶ中心線上では緑色及び青色のアーク放電
が生じ、その周辺部では赤色のアーク放電が生じるた
め、図10に模式的に示す如く、投写レンズ(8)の光軸
を中心としてランプ中心部(実線ハッチング領域)では赤
色成分の発光強度が大きく、ランプ周辺部(破線ハッチ
ング領域)では緑及び青色成分の発光強度が大きくな
る。この光成分毎の発光強度の分布の偏りは、投写レン
ズ(8)を経てスクリーン(6)に投写された画像にも反映
される。
【0004】即ち、図9に示す如く、スクリーン(6)の
周辺部では、緑及び青色光に比べて赤色光の照度が大き
くなり、画面が赤っぽくなる。この様な色むらを防止す
るには、ランプ表面にサンドブラストやケミカルエッチ
ング等のフロスト処理を施して、放射光を拡散させる対
策が考えられる。しかし、これによってランプの発光輝
度が低下する問題を生じる。
【0005】本発明の目的は、発光輝度を低下させるこ
となく、色むらを効果的に防止出来る投写型表示装置を
提供することである。
【0006】
【課題を解決する為の手段】本発明に係る投写型表示装
置は、光源ランプ(1)から放射される白色光を反射せし
めて光学系(5)へ供給する凹面リフレクター(2)を具
え、該凹面リフレクター(2)は、光源ランプ(1)からの
白色光を複数の波長成分に分離して、これらの光成分を
選択的に反射する複数の反射面(3)(4)を具え、これら
の反射面(3)(4)は、焦点距離が略同一で、光源ランプ
(1)からの各光成分を相対的に異なる収束度のビームと
して反射する凹面形状に夫々形成されている。
【0007】
【作用】凹面リフレクター(2)の複数の反射面(3)(4)
は、光源ランプ(1)の発光特性に応じて、例えばメタル
ハライドランプの場合は、光源ランプ(1)からの白色光
の緑及び青色成分を選択的に光学系(5)へ向けて反射す
る第1反射面(3)と、前記白色光の赤色成分を選択的に
光学系(5)へ向けて反射すると共に該反射光は前記緑及
び青色成分の反射光に対して相対的に収束せしめる第2
反射面(4)とから構成される。
【0008】この場合、光源ランプ(1)からの緑及び青
色成分を第1反射面(3)にて反射せしめて、平行ビーム
を形成するとき、光源ランプ(1)からの赤色成分は第2
反射面(4)にて反射せしめて、収束ビームを形成する。
これによって、光学系(5)を経てスクリーンに投写され
た画像は、周辺部での赤色の照度が中心部よりも弱めら
れ、スクリーン上での赤色成分の照度分布は、緑及び青
色成分の照度分布と一致或いは近似することになる。
【0009】メタルハライドランプ以外の光源ランプを
用いる場合も同様に、その白色光に含まれる複数の波長
成分の発光強度の偏り分布に応じ、凹面リフレクター
(2)の複数の反射面(3)(4)によって、各波長成分を平
行ビームに対して収束せしめ、或いは拡散せしめること
により、各波長成分のスクリーン上での照度分布を相互
に一致或いは近似せしめることが可能である。
【0010】
【発明の効果】本発明に係る投写型表示装置によれば、
光源ランプにフロスト処理を施すことなく、光源ランプ
から光の波長成分毎の照度分布の偏りを補正出来るか
ら、発光輝度を低下させることなく、スクリーン上での
色むらを防止出来る。
【0011】
【実施例】図1は、本発明を実施するための光源ランプ
(1)及び凹面リフレクター(2)の構成例を示しており、
光源ランプ(1)としてはメタルハライドランプを使用
し、凹面リフレクター(2)は、内面に、光源ランプ(1)
からの白色光の緑及び青色成分を選択的に光学系(5)へ
向けて反射する第1反射面(3)を具えると共に、外面に
は、赤色成分を選択的に光学系(5)へ向けて反射する第
2反射面(4)を具えている。第1反射面(3)と第2反射
面(4)は互いに同一の放物面から形成され、該放物面の
焦点距離は13mmであって、両反射面の間隔Dは2mm
に設定されている。
【0012】光源ランプ(1)は、凹面リフレクター(2)
の第1反射面(3)の焦点位置P0に設置される。従っ
て、光源ランプ(1)からの白色光の緑及び青色成分は第
1反射面(3)にて反射され、平行ビームとして光学系
(5)へ入射する。一方、光源ランプ(1)からの白色光の
赤色成分は第1反射面(3)を透過し、第2反射面(4)に
て反射される。この際、第2反射面(4)の焦点位置P1
は光源ランプ(1)よりも内側であるから、第2反射面
(4)にて反射された赤色光は図示の如く収束して光学系
(5)へ入射することになる。
【0013】図2は、第1反射面(3)及び第2反射面
(4)の具体的構成を示しており、凹面リフレクター(2)
の本体となる凹面ガラス板(21)の内面に、緑及び青色光
のみを反射して赤色光は透過せしめる第1のダイクロイ
ックコーティング膜(31)を形成し、凹面ガラス板(21)の
外面には、赤色光を反射せしめる第2のダイクロイック
コーティング膜(41)を形成する。
【0014】尚、凹面リフレクター(2)を第1凹面ガラ
ス板(21)及び第2凹面ガラス板(22)からなる2層構造と
して、各凹面ガラス板(21)(22)の内面に前記第1及び第
2ダイクロイックコーティング膜(31)(41)を形成して、
これらの凹面ガラス板を張り合わせて、第1反射面(3)
及び第2反射面(4)を形成することも可能である。
【0015】第1ダイクロイックコーティング膜(31)は
図3に示す如き光透過特性を有し、図示の如く青及び緑
色成分は完全に反射し、赤色成分は大部分を透過せしめ
るものである。又、第2ダイクロイックコーティング膜
(41)は図4に示す如き光透過特性を有し、図示の如く
青、緑及び赤色成分を全て反射するものである。従っ
て、第1コーティング膜(31)を透過した赤色成分は第2
コーティング膜(41)にて反射されることになる。
【0016】ところで、図8は、放物面からなる反射面
の焦点位置に対して、光源の位置をずらした場合のスク
リーン上での照度分布を示している。図示の如く放物面
の頂点から焦点までの距離d0に対し、光源の位置を
1、d2とずらした場合、スクリーンの周辺部における
照度は、スクリーン中央部に比べて相対的に低下するこ
とがわかる。これは、光学的にも立証される現象であ
る。
【0017】従って、図1に示す如く、第2反射面(4)
にて反射される赤色光の光源位置、即ち光源ランプ(1)
の位置は、第2反射面(4)の焦点位置P1よりも外側に
あるから、第2反射面(4)にて反射された赤色光のスク
リーン上での照度分布は図8に実線で示す従来の分布か
ら破線で示す分布へ変化することになる。図7は、図1
に示す凹面リフレクター(2)を用いて光源ランプ(1)か
らの光を反射させ、スクリーン上に投写した場合の赤色
光の照度分布と緑及び青色光の分布を示しており、両分
布は互いに略一致している。
【0018】図5は、上記光源ランプ(1)及び凹面リフ
レクター(2)を用いた液晶プロジェクターの構成例を示
している。光源ランプ(1)から発せられた赤、緑及び青
の3原色を含む白色光は、直接、或いは凹面リフレクタ
ー(2)にて反射されて、熱線及び紫外線カットフィルタ
(9)へ入射する。
【0019】熱線及び紫外線カットフィルタ(9)を通過
した光は青色反射ダイクロイックミラー(91)にて、青色
光のみが反射され、赤及び緑色光は青色反射ダイクロイ
ックミラー(91)を通過する。前記青色光は反射ミラー(9
2)にて反射されて青色用液晶パネル(93)へ入射し、青色
の光学画像に応じた強度変調を受けた後、緑色反射ダイ
クロイックミラー(94)へ入射する。
【0020】青色反射ダイクロイックミラー(91)の透過
光は緑色反射ダイクロイックミラー(96)にて緑色光のみ
が反射され、赤色光は緑色反射ダイクロイックミラー(9
6)を通過する。前記緑色光は緑色用液晶パネル(97)へ入
射し、緑色の光学画像に応じた強度変調を受けた後、緑
色反射ダイクロイックミラー(94)にて反射され、前記変
調青色光と共に赤色反射ダイクロイックミラー(95)へ入
射する。
【0021】緑色反射ダイクロイックミラー(96)の透過
光は赤色用液晶パネル(98)へ入射し、赤色の光学画像に
応じた強度変調を受けた後、反射ミラー(99)及び赤色反
射ダイクロイックミラー(95)にて反射され、前記変調青
色及び赤色光と合成されて、投写レンズ(90)へ出射され
る。投写レンズ(90)からの画像光線はスクリーン(6)へ
照射され、映像信号に応じた画像が表示される。
【0022】ここで、光源ランプ(1)からの白色光の青
色及び緑色成分は凹面リフレクター(2)にて反射されて
平行ビームとなって、上記光学系を通過し、投写レンズ
(90)へ入射するのに対し、赤色成分は凹面リフレクター
(2)にて反射されて稍収束するビームに形成され、上記
光学系を通過して投写レンズ(90)へ入射することにな
る。この結果、スクリーン(6)上には、色むらのない高
品位の画像が得られる。
【0023】図6は、液晶パネル(7)の前面にRGBカ
ラーフィルタ(71)を配置して、1枚の液晶パネル(7)に
よってカラー画像をスクリーン(6)に投写する液晶プロ
ジェクターの構成例を示している。光源ランプ(1)及び
凹面リフレクター(2)の構成は前記実施例と同一であ
る。
【0024】上記液晶プロジェクターによれば、光源ラ
ンプ(1)にフロスト処理を施すことなく、むらのない高
輝度の画面が得られる。
【0025】上記実施例の説明は、本発明を説明するた
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは
勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る投写型表示装置における光源ラン
プの配置及び凹面リフレクターの構成を示す図である。
【図2】第1反射面及び第2反射面の構成例の要部を示
す拡大断面図である。
【図3】第1反射面を形成する第1コーティング膜の特
性を示すグラフである。
【図4】第2反射面を形成する第2コーティング膜の特
性を示すグラフである。
【図5】本発明を実施した液晶プロジェクターの構成例
を示す図である。
【図6】本発明を実施した液晶プロジェクターの他の構
成例を示す図である。
【図7】本発明に係る投写型表示装置におけるスクリー
ン上での赤色光と緑及び青色光の照度分布を示すグラフ
である。
【図8】放物面からなる反射面の焦点位置に対する光源
位置の変化に伴う照度分布の変化を示すグラフである。
【図9】従来装置における図7に対応するグラフであ
る。
【図10】光源が発する光の色成分毎の発光強度分布と
スクリーン上の照度分布との関係を説明する図である。
【符号の説明】 (1) 光源ランプ (2) 凹面リフレクター (3) 第1反射面 (4) 第2反射面 (5) 光学系
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−367835(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/74 G03B 21/14

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源ランプ(1)から放射される光を凹面
    リフレクター(2)にて反射せしめて光学系(5)へ供給
    し、該光学系(5)にて形成した光学像をスクリーンへ投
    写する投写型表示装置において、 前記凹面リフレクター(2)は、光源ランプ(1)からの光
    を複数の波長成分に分離して、これらの光成分を選択的
    に反射する複数の反射面(3)(4)を具え、これらの反射
    面(3)(4)は、焦点距離が略同一で、光源ランプ(1)か
    らの各光成分を相対的に異なる収束度のビームとして反
    射する凹面形状に夫々形成されていることを特徴とする
    投写型表示装置。
  2. 【請求項2】 光源ランプ(1)から放射される光を凹面
    リフレクター(2)にて反射せしめて光学系(5)へ供給
    し、該光学系(5)にて形成した光学像をスクリーンへ投
    写する投写型表示装置において、 前記凹面リフレクター(2)は、光源ランプ(1)からの光
    の緑及び青色成分を選択的に光学系(5)へ向けて反射す
    る第1反射面(3)と、赤色成分を選択的に光学系(5)へ
    向けて反射す第2反射面(4)とを具え 該第1反射面(3)及び第2反射面(4)は焦点距離が略同
    一となる凹面形状に夫々形成され、第2反射面(4)から
    の赤色成分の反射光は、第1反射面(3)からの緑及び青
    色成分の反射光に対して相対的に収束したビームと なる
    ことを特徴とする投写型表示装置。
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