JP3496014B2 - 液晶投射装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶投射装置に関
し、特に駆動信号（電気信号）によって光学特性、例え
ば透過率が変化する画素をマトリックス状に複数個配置
した、例えば液晶ライトバルブ（液晶表示パネル）に光
源からの光束を入射させ、該入射光束を該ライトバルブ
で光変調させて画像表示を行ない、又該画像情報を所定
面（スクリーン面）上に投影する際に好適なものであ
る。
し、特に駆動信号（電気信号）によって光学特性、例え
ば透過率が変化する画素をマトリックス状に複数個配置
した、例えば液晶ライトバルブ（液晶表示パネル）に光
源からの光束を入射させ、該入射光束を該ライトバルブ
で光変調させて画像表示を行ない、又該画像情報を所定
面（スクリーン面）上に投影する際に好適なものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より液晶ライトバルブ（液晶表示パ
ネル）を用いて画像情報の表示を行なう表示装置や、該
表示装置で形成された画像情報をスクリーン面上に投影
するようにした投射装置が種々と提案されている。
ネル）を用いて画像情報の表示を行なう表示装置や、該
表示装置で形成された画像情報をスクリーン面上に投影
するようにした投射装置が種々と提案されている。
【０００３】一般に液晶ライトバルブは複数の画素をマ
トリックス状に配列して構成しており、複数の画素の透
過率を駆動電圧を印加して変化させて入射光束を光変調
させることにより画像情報の表示を行なっている。
トリックス状に配列して構成しており、複数の画素の透
過率を駆動電圧を印加して変化させて入射光束を光変調
させることにより画像情報の表示を行なっている。
【０００４】図７は従来の液晶ライトバルブを用いてカ
ラー画像を投影する投射装置（液晶プロジェクター）の
要部概略図である。
ラー画像を投影する投射装置（液晶プロジェクター）の
要部概略図である。
【０００５】図中１１１，１１２，１１３は各々青色
（Ｂ）、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）の各色に対応したモノ
クローム画像を表示するＴＮ型などの液晶パネルであ
る。
（Ｂ）、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）の各色に対応したモノ
クローム画像を表示するＴＮ型などの液晶パネルであ
る。
【０００６】１０１はメタルハライドランプなどの白色
光源である。１０２は白色光源１０１から発した光束を
効果的に液晶パネル１１１，１１２，１１３の方向へ導
く為の放物面形状などのリフレクターである。１０３は
白色光に含まれる紫外線と赤外線をカットするためのフ
ィルターである。
光源である。１０２は白色光源１０１から発した光束を
効果的に液晶パネル１１１，１１２，１１３の方向へ導
く為の放物面形状などのリフレクターである。１０３は
白色光に含まれる紫外線と赤外線をカットするためのフ
ィルターである。
【０００７】１０４は白色光源１０１からの光束を第１
の色光（例えばＧ）と第２，３の色光（Ｒ，Ｂ）に分離
するための第１のダイクロイックミラーである。１０５
は第２の色光（Ｒ）と第３の色光（Ｂ）に分離するため
の第２のダイクロイックミラーである。１０９は第１の
色光（Ｇ）を反射する全反射ミラーで、１０８は第３の
色光（Ｂ）を反射する全反射ミラーである。１０６は第
１の色光（Ｇ）と第２の色光（Ｒ）を合成するための第
３のダイクロイックミラーである。１０７は第１，２の
色光（Ｇ，Ｒ）と第３の色光（Ｂ）を合成するための第
４のダイクロイックミラーである。
の色光（例えばＧ）と第２，３の色光（Ｒ，Ｂ）に分離
するための第１のダイクロイックミラーである。１０５
は第２の色光（Ｒ）と第３の色光（Ｂ）に分離するため
の第２のダイクロイックミラーである。１０９は第１の
色光（Ｇ）を反射する全反射ミラーで、１０８は第３の
色光（Ｂ）を反射する全反射ミラーである。１０６は第
１の色光（Ｇ）と第２の色光（Ｒ）を合成するための第
３のダイクロイックミラーである。１０７は第１，２の
色光（Ｇ，Ｒ）と第３の色光（Ｂ）を合成するための第
４のダイクロイックミラーである。
【０００８】１１０は液晶パネル１１１，１１２，１１
３の画像をスクリーンＳに投影する投影レンズである。
１１４，１１５，１１６は各液晶パネル１１１，１１
２，１１３に至る照明光を投射レンズ１１０のパネル側
瞳上に集光するためのコンデンサーレンズである。
３の画像をスクリーンＳに投影する投影レンズである。
１１４，１１５，１１６は各液晶パネル１１１，１１
２，１１３に至る照明光を投射レンズ１１０のパネル側
瞳上に集光するためのコンデンサーレンズである。
【０００９】尚、各液晶パネル１１１，１１２，１１３
の前後には偏光方向の直交する偏光フィルターがおか
れ、液晶パネルの入射側の偏光フィルターは照明光を偏
光とする偏光子としての作用をし、射出側の偏光フィル
ターは液晶パネルで偏光方向が旋回しない光をカットし
変調する検光子としての作用をしている。
の前後には偏光方向の直交する偏光フィルターがおか
れ、液晶パネルの入射側の偏光フィルターは照明光を偏
光とする偏光子としての作用をし、射出側の偏光フィル
ターは液晶パネルで偏光方向が旋回しない光をカットし
変調する検光子としての作用をしている。
【００１０】同図では以上のような構成により液晶パネ
ル１１１，１１２，１１３に形成された画像情報を重ね
合わせて投射レンズ１１０によりスクリーンＳ面上に投
影している。
ル１１１，１１２，１１３に形成された画像情報を重ね
合わせて投射レンズ１１０によりスクリーンＳ面上に投
影している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】液晶ライトバルブ（液
晶パネル）を用いた投射装置では、その液晶パネルの開
口率が数１０％しかなく、液晶パネルにより投射光量が
大幅に減少してしまう欠点があった。
晶パネル）を用いた投射装置では、その液晶パネルの開
口率が数１０％しかなく、液晶パネルにより投射光量が
大幅に減少してしまう欠点があった。
【００１２】これを解決する手段として特開平２−１１
５８８９号公報では図８に示すように液晶パネルの各画
素８１ごとに微小なレンズ８２を設け、液晶パネル上に
集光するようにして、光量の損失を少なくするようにし
た投射装置を提案している。
５８８９号公報では図８に示すように液晶パネルの各画
素８１ごとに微小なレンズ８２を設け、液晶パネル上に
集光するようにして、光量の損失を少なくするようにし
た投射装置を提案している。
【００１３】しかしながら同公報で提案されている投射
装置では図８に示すように液晶パネルから射出する光束
が大きく広がりＦナンバーＦＮｏの小さな明るい投射レ
ンズを用いる必要があった。
装置では図８に示すように液晶パネルから射出する光束
が大きく広がりＦナンバーＦＮｏの小さな明るい投射レ
ンズを用いる必要があった。
【００１４】又、特開平２−２６２１８５号公報では図
９に示すように各画素毎の液晶素子９１をはさんで対称
な位置に液晶素子９１に焦点のある微小レンズ９２，９
３を置き、液晶パネル９１からの出射光束を平行とし、
光束の広がりを抑えた投射装置を提案している。
９に示すように各画素毎の液晶素子９１をはさんで対称
な位置に液晶素子９１に焦点のある微小レンズ９２，９
３を置き、液晶パネル９１からの出射光束を平行とし、
光束の広がりを抑えた投射装置を提案している。
【００１５】しかしながら同公報で提案されている投射
装置は図９に示すように２つの微小レンズ９２，９３の
大きさは画素の大きさより大きくできないので、第２の
レンズ９３による光束のケラレが発生し、微小レンズの
効果を損なってしまうという欠点があった。
装置は図９に示すように２つの微小レンズ９２，９３の
大きさは画素の大きさより大きくできないので、第２の
レンズ９３による光束のケラレが発生し、微小レンズの
効果を損なってしまうという欠点があった。
【００１６】 本発明は複数の画素をマトリックス状に
配列した液晶ライトバルブ（液晶パネル）に対して複数
の微小レンズ（集光部材）を有した第１集光手段を適切
に配置した表示装置を用いることにより、比較的大きな
Ｆナンバーの暗い投射レンズであっても液晶パネルに表
示された画像情報を光量の損失を少なくしつつ明るく投
射することができる液晶投射装置の提供を目的とする。
配列した液晶ライトバルブ（液晶パネル）に対して複数
の微小レンズ（集光部材）を有した第１集光手段を適切
に配置した表示装置を用いることにより、比較的大きな
Ｆナンバーの暗い投射レンズであっても液晶パネルに表
示された画像情報を光量の損失を少なくしつつ明るく投
射することができる液晶投射装置の提供を目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明の液晶投
射装置は、マトリックス状の複数の画素と、該複数の画
素の光入射側に複数の集光部材をマトリックス状に配置
した第 1 集光手段と、前記複数の画素の光学特性を変化
させることにより光変調して画像情報を形成するＴＮ型
の液晶パネルとを有する表示装置と、該表示装置により
形成された画像情報を被投射面に投射する投射光学系と
を有する液晶投射装置であって、前記複数の画素から出
射する複数の光束が、屈折力のある光学素子を経ずに前
記投射光学系が有する同一のレンズに入射しており、前
記第 1 集光手段に入射した相異なる入射角度を有する複
数の光束はそれぞれ前記画素を介して、前記画素より光
出射側の前記第 1 集光手段の焦点位置に集光した後、発
散光束となって前記表示装置から出射し、前記複数の画
素の光入射側と光出射側とに偏光フィルターを有し、前
記光射出側の偏光フィルターは前記画素で偏光方向が旋
回しない光をカットすることを特徴としている。請求項
２の発明は、請求項１の発明において、前記第１集光手
段の焦点距離は前記第１集光手段の後面から該画素の光
軸方向の中心までの距離の１ . ３倍から２ . ５倍の範囲内
にあることを特徴としている。請求項３の発明の液晶投
射装置は、マトリックス状の複数の画素と、該複数の画
素の光入射側に複数の集光部材をマトリックス状に配置
した第 1 集光手段と、前記複数の画素の光学特性を変化
させることにより光変調して画像情報を形成するＴＮ型
の液晶パネルとを有する表示装置と、該表示装置により
形成された画像情報を被投射面に投射する投射光学系と
を有する液晶投射装置であって、前記第１集光手段に入
射した相異なる入射角度を有する複数の光束はそれぞれ
前記画素を介して前記第１集光手段の焦点位置に集光し
た後、発散光束となって前記表示装置から出射し、前記
複数の画素の光入射側と光出射側とに偏光フィルターを
有し、前記光射出側の偏光フィルターは前記画素で偏光
方向が旋回しない光をカットしており、前記第１集光手
段の焦点距離は前記第１集光手段の後面から該画素の光
軸方向の中心までの距離の１ . ３倍から２ . ５倍の範囲内
にあることを特徴としている。
射装置は、マトリックス状の複数の画素と、該複数の画
素の光入射側に複数の集光部材をマトリックス状に配置
した第 1 集光手段と、前記複数の画素の光学特性を変化
させることにより光変調して画像情報を形成するＴＮ型
の液晶パネルとを有する表示装置と、該表示装置により
形成された画像情報を被投射面に投射する投射光学系と
を有する液晶投射装置であって、前記複数の画素から出
射する複数の光束が、屈折力のある光学素子を経ずに前
記投射光学系が有する同一のレンズに入射しており、前
記第 1 集光手段に入射した相異なる入射角度を有する複
数の光束はそれぞれ前記画素を介して、前記画素より光
出射側の前記第 1 集光手段の焦点位置に集光した後、発
散光束となって前記表示装置から出射し、前記複数の画
素の光入射側と光出射側とに偏光フィルターを有し、前
記光射出側の偏光フィルターは前記画素で偏光方向が旋
回しない光をカットすることを特徴としている。請求項
２の発明は、請求項１の発明において、前記第１集光手
段の焦点距離は前記第１集光手段の後面から該画素の光
軸方向の中心までの距離の１ . ３倍から２ . ５倍の範囲内
にあることを特徴としている。請求項３の発明の液晶投
射装置は、マトリックス状の複数の画素と、該複数の画
素の光入射側に複数の集光部材をマトリックス状に配置
した第 1 集光手段と、前記複数の画素の光学特性を変化
させることにより光変調して画像情報を形成するＴＮ型
の液晶パネルとを有する表示装置と、該表示装置により
形成された画像情報を被投射面に投射する投射光学系と
を有する液晶投射装置であって、前記第１集光手段に入
射した相異なる入射角度を有する複数の光束はそれぞれ
前記画素を介して前記第１集光手段の焦点位置に集光し
た後、発散光束となって前記表示装置から出射し、前記
複数の画素の光入射側と光出射側とに偏光フィルターを
有し、前記光射出側の偏光フィルターは前記画素で偏光
方向が旋回しない光をカットしており、前記第１集光手
段の焦点距離は前記第１集光手段の後面から該画素の光
軸方向の中心までの距離の１ . ３倍から２ . ５倍の範囲内
にあることを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１は本発明の表示装置を用いた
液晶投射装置の実施例１の要部概略図である。
液晶投射装置の実施例１の要部概略図である。
【００１９】図１の実施例１は一般的なカラー液晶に形
成された投影像原画を投影するカラー液晶プロジェクタ
ーに適用した場合を示している。
成された投影像原画を投影するカラー液晶プロジェクタ
ーに適用した場合を示している。
【００２０】図中、３０は白色光源でコリメートされた
光束を射出している。２１，２２，２３は各々赤用、緑
用、青用の液晶表示素子（液晶ライトバルブ）を用いた
表示装置である。各表示装置２１，２２，２３は制御手
段３６からの制御信号によって光の透過率や反射率が変
化する複数の画素より成り、光源３０からの光を変調
し、画像を形成している。
光束を射出している。２１，２２，２３は各々赤用、緑
用、青用の液晶表示素子（液晶ライトバルブ）を用いた
表示装置である。各表示装置２１，２２，２３は制御手
段３６からの制御信号によって光の透過率や反射率が変
化する複数の画素より成り、光源３０からの光を変調
し、画像を形成している。
【００２１】液晶ライトバルブは複数の画素をマトリッ
クス状に配列した構成より成っている。３３ａ，３３
ｂ，３３ｃは各々反射ミラー、３１は赤反射ダイクロイ
ックミラーで赤色光を反射し赤用の表示装置２１を照明
している。３２，３３は緑反射ダイクロイックミラーで
緑用の表示装置２２を照明及び反射している。
クス状に配列した構成より成っている。３３ａ，３３
ｂ，３３ｃは各々反射ミラー、３１は赤反射ダイクロイ
ックミラーで赤色光を反射し赤用の表示装置２１を照明
している。３２，３３は緑反射ダイクロイックミラーで
緑用の表示装置２２を照明及び反射している。
【００２２】青用の表示装置２３は赤反射ダイクロイッ
クミラー３１と緑反射ダイクロイックミラー３２を通過
した青色光で照明される。３４は青反射ダイクロイック
ミラーである。光源３０、反射ミラー３３ａ，３３ｂ，
３３ｃ、ダイクロイックミラー３１，３２，３３，３４
等は照明手段の一要素を構成している。
クミラー３１と緑反射ダイクロイックミラー３２を通過
した青色光で照明される。３４は青反射ダイクロイック
ミラーである。光源３０、反射ミラー３３ａ，３３ｂ，
３３ｃ、ダイクロイックミラー３１，３２，３３，３４
等は照明手段の一要素を構成している。
【００２３】同図においては白色光源３０からの白色光
をダイクロイックミラー（３１，３２，３３，３４）で
赤、緑、青の各色光に色分解し、これら赤、緑、青の各
色光により各々赤、緑、青用の表示装置（２１，２２，
２３）を照明し、これらの各色光に基づく表示装置（２
１，２２，２３）の像を投影系３５によりスクリーンＳ
面上に重ねて投影し、カラー画像を得ている。
をダイクロイックミラー（３１，３２，３３，３４）で
赤、緑、青の各色光に色分解し、これら赤、緑、青の各
色光により各々赤、緑、青用の表示装置（２１，２２，
２３）を照明し、これらの各色光に基づく表示装置（２
１，２２，２３）の像を投影系３５によりスクリーンＳ
面上に重ねて投影し、カラー画像を得ている。
【００２４】図２は図１に用いた表示装置２１，２２，
２３の説明図である。図２では表示装置を構成する複数
の画素のうちの１つの画素近傍を示している。
２３の説明図である。図２では表示装置を構成する複数
の画素のうちの１つの画素近傍を示している。
【００２５】図２において１は液晶ライトバルブを構成
する複数の画素のうちの１画素である。１１は１画素１
のうちの光が透過する開口部、１２は光が遮光される遮
蔽部である。２は各画素毎に設けた照明光を集光する集
光部材であり、３は各画素から出射した光の拡がり角を
小さくするために配したフィールドレンズの役割を果た
す集光部材であり、両集光手段は、例えばレンズ、フレ
ネルレンズ、回折格子、そして表面に垂直な軸から半径
方向に屈折率分布を持つ平行平板等から成っている。同
図ではレンズを用いた場合を示している。
する複数の画素のうちの１画素である。１１は１画素１
のうちの光が透過する開口部、１２は光が遮光される遮
蔽部である。２は各画素毎に設けた照明光を集光する集
光部材であり、３は各画素から出射した光の拡がり角を
小さくするために配したフィールドレンズの役割を果た
す集光部材であり、両集光手段は、例えばレンズ、フレ
ネルレンズ、回折格子、そして表面に垂直な軸から半径
方向に屈折率分布を持つ平行平板等から成っている。同
図ではレンズを用いた場合を示している。
【００２６】本実施例では図２に示した画素１を複数
個、マトリックス状に配列して液晶ライトバルブを構成
している。又複数の画素に各々対応してレンズ２及び３
に示すような集光部材を複数個対向配置して第１集光手
段、第２集光手段を構成している。１つの画素１と２つ
の集光部材２及び３で１つの画素ユニット１ａを構成し
ている。
個、マトリックス状に配列して液晶ライトバルブを構成
している。又複数の画素に各々対応してレンズ２及び３
に示すような集光部材を複数個対向配置して第１集光手
段、第２集光手段を構成している。１つの画素１と２つ
の集光部材２及び３で１つの画素ユニット１ａを構成し
ている。
【００２７】本実施例ではこのような構成の液晶ライト
バルブと第１集光手段、第２集光手段より表示装置を構
成している。
バルブと第１集光手段、第２集光手段より表示装置を構
成している。
【００２８】また、本実施例では、集光部材３は集光部
材２の集光点２ａ近傍に配置されており、集光部材３は
画素１からの射出光束の拡がり角が小さくなるように各
画素１から射出する光束の向きを制御して、光束のケラ
レを少なくしている。又集光部材３の焦点位置が集光部
材２近傍に位置するように各要素の屈折力を設定してい
る。
材２の集光点２ａ近傍に配置されており、集光部材３は
画素１からの射出光束の拡がり角が小さくなるように各
画素１から射出する光束の向きを制御して、光束のケラ
レを少なくしている。又集光部材３の焦点位置が集光部
材２近傍に位置するように各要素の屈折力を設定してい
る。
【００２９】また、本実施例では図２に示すようにレン
ズ(集光部材）２からレンズ２の集光点２ａまでの距離
（即ちレンズ２の焦点距離ｆ）が、レンズ２の後面から
画素１の光軸方向の中心（画素１の光軸方向の厚さの中
心）までの距離をＬとしたとき、１.３倍から２.５倍の
範囲内としている。即ち １．３＜ｆ／Ｌ＜２．５ ‥‥‥‥（１） となるように各要素を設定している。
ズ(集光部材）２からレンズ２の集光点２ａまでの距離
（即ちレンズ２の焦点距離ｆ）が、レンズ２の後面から
画素１の光軸方向の中心（画素１の光軸方向の厚さの中
心）までの距離をＬとしたとき、１.３倍から２.５倍の
範囲内としている。即ち １．３＜ｆ／Ｌ＜２．５ ‥‥‥‥（１） となるように各要素を設定している。
【００３０】これにより液晶ライトバルブの照明光が画
素１の開口部１１に集光せず画素１の開口部１１を通過
し、レンズ２より離れた方向の位置（集光点）２ａで集
光状態となるようにしている。即ち、レンズ２からの光
束の発散角が図８に比べて値小さくなるようにしてい
る。特に前述の如く集光点２ａの位置を特定することに
より画素１から射出する光束の拡がり角が図８に示す画
素上に集光する場合に比べて約半分となるようにしてい
る。さらに集光部材３を集光点２a近傍に配置してフィ
ールドレンズの役割を果たさせることによってさらに拡
がり角を小さくし、画素１の開口部１１を通過した光束
が、後続する投射系の瞳でケラレずに、多く入射するよ
うにして、さらなる光束の有効利用を図っている。
素１の開口部１１に集光せず画素１の開口部１１を通過
し、レンズ２より離れた方向の位置（集光点）２ａで集
光状態となるようにしている。即ち、レンズ２からの光
束の発散角が図８に比べて値小さくなるようにしてい
る。特に前述の如く集光点２ａの位置を特定することに
より画素１から射出する光束の拡がり角が図８に示す画
素上に集光する場合に比べて約半分となるようにしてい
る。さらに集光部材３を集光点２a近傍に配置してフィ
ールドレンズの役割を果たさせることによってさらに拡
がり角を小さくし、画素１の開口部１１を通過した光束
が、後続する投射系の瞳でケラレずに、多く入射するよ
うにして、さらなる光束の有効利用を図っている。
【００３１】尚、本実施例において第１集光手段と第２
集光手段とを液晶ライトバルブと共に貼り合わせて構成
しても良い。又第１集光手段と第２集光手段とを同一形
状のレンズより構成しても良い。
集光手段とを液晶ライトバルブと共に貼り合わせて構成
しても良い。又第１集光手段と第２集光手段とを同一形
状のレンズより構成しても良い。
【００３２】又、第１集光手段と液晶ライトバルブとの
間又は第２集光手段と液晶ライトバルブとの間に偏光フ
ィルターや位相フィルターそしてカラーフィルター等を
設けて構成しても良い。
間又は第２集光手段と液晶ライトバルブとの間に偏光フ
ィルターや位相フィルターそしてカラーフィルター等を
設けて構成しても良い。
【００３３】図３は本発明の表示装置の実施例２の説明
図である。図３では表示装置を構成する複数の画素のう
ちの１つの画素近傍を示している。
図である。図３では表示装置を構成する複数の画素のう
ちの１つの画素近傍を示している。
【００３４】本実施例では図２の実施例１の透過型の液
晶ライトバルブの代わりに反射型の液晶ライトバルブを
用いている点が異なっており、その他の構成は同じであ
る。
晶ライトバルブの代わりに反射型の液晶ライトバルブを
用いている点が異なっており、その他の構成は同じであ
る。
【００３５】図３において１３は反射部であり、画素１
毎に設けられている。点線の光束Ｌａは光源からの照明
光であり、実線の光束Ｌｂはライトバルブ１の反射部１
３で反射した画像情報を有した光束である。
毎に設けられている。点線の光束Ｌａは光源からの照明
光であり、実線の光束Ｌｂはライトバルブ１の反射部１
３で反射した画像情報を有した光束である。
【００３６】レンズ２から出射した光は反射部１３で反
射され、レンズ２近傍で集光するように設定されてい
る。さらに本実施例では、レンズ２からその集光点２ａ
までの距離ｆとレンズ２から画素１の中心までの距離Ｌ
は前述の条件式（１）を満足するように設定されてい
る。
射され、レンズ２近傍で集光するように設定されてい
る。さらに本実施例では、レンズ２からその集光点２ａ
までの距離ｆとレンズ２から画素１の中心までの距離Ｌ
は前述の条件式（１）を満足するように設定されてい
る。
【００３７】 図４は本発明の表示装置を用いた液晶投
射装置の実施例２の要部概略図である。本実施例の表示
装置４０は図２に示す画素ユニット１ａを図５に示すよ
うにマトリックス状に複数個配列した構成より成ってい
る。
射装置の実施例２の要部概略図である。本実施例の表示
装置４０は図２に示す画素ユニット１ａを図５に示すよ
うにマトリックス状に複数個配列した構成より成ってい
る。
【００３８】図４において４１はメタルハライドランプ
等の白色光源、４２は放物面等のコールドミラーから成
る反射鏡で白色光源４１からの光束を反射させている。
４３はコンデンサーレンズであり、白色光源４１からの
照明光を効率良く表示装置４０に導光している。表示装
置４０は図５に示すように複数の集光部材を有する第１
集光手段４４、複数の画素を有する液晶ライトバルブ４
５そして複数の集光部材を有する第２集光手段４６より
成っている。
等の白色光源、４２は放物面等のコールドミラーから成
る反射鏡で白色光源４１からの光束を反射させている。
４３はコンデンサーレンズであり、白色光源４１からの
照明光を効率良く表示装置４０に導光している。表示装
置４０は図５に示すように複数の集光部材を有する第１
集光手段４４、複数の画素を有する液晶ライトバルブ４
５そして複数の集光部材を有する第２集光手段４６より
成っている。
【００３９】図４において４７は投影系であり、表示装
置４０に形成された画像情報をスクリーン（不図示）面
上に投影している。４７ａは投影系４７の入射瞳であ
り、その面上に白色光源４１の像がコンデンサーレンズ
４３と表示装置４０を介して結像するようにしている。
置４０に形成された画像情報をスクリーン（不図示）面
上に投影している。４７ａは投影系４７の入射瞳であ
り、その面上に白色光源４１の像がコンデンサーレンズ
４３と表示装置４０を介して結像するようにしている。
【００４０】表示装置４０は図５に示すように各画素の
開口部の中心と投影系４７の入射瞳４７ａの中心を結ぶ
線Ｌａi （ｉ＝１，〜ｎ）が第１集光手段４４の各レン
ズの中心と第２集光手段４６の各レンズの中心とを通過
するように各要素を構成している。
開口部の中心と投影系４７の入射瞳４７ａの中心を結ぶ
線Ｌａi （ｉ＝１，〜ｎ）が第１集光手段４４の各レン
ズの中心と第２集光手段４６の各レンズの中心とを通過
するように各要素を構成している。
【００４１】これにより各画素からの射出光束が入射瞳
４７ａ上で重なるようにして、液晶ライトバルブ４５か
らの光束を効率良く投影系４７の入射瞳４７ａに集光し
ている。
４７ａ上で重なるようにして、液晶ライトバルブ４５か
らの光束を効率良く投影系４７の入射瞳４７ａに集光し
ている。
【００４２】本実施例において第１集光手段４４と液晶
ライトバルブ４５との間、及び第２集光手段４６と液晶
ライトバルブ４５との間に偏光フィルターや位相フィル
ターを設けても良い。
ライトバルブ４５との間、及び第２集光手段４６と液晶
ライトバルブ４５との間に偏光フィルターや位相フィル
ターを設けても良い。
【００４３】又、Ｒ，Ｇ，Ｂ色用のカラーフィルターを
設けてカラー画像の投影を行なっても良い。コンデンサ
ーレンズ４３と表示装置４０の組合わせを３つ用いて図
１の表示装置２１，２２，２３の位置に各々配置してカ
ラー画像の投影を行なうようにしても良い。
設けてカラー画像の投影を行なっても良い。コンデンサ
ーレンズ４３と表示装置４０の組合わせを３つ用いて図
１の表示装置２１，２２，２３の位置に各々配置してカ
ラー画像の投影を行なうようにしても良い。
【００４４】 図６は本発明の表示装置を用いた液晶投
射装置の実施例３の要部概略図である。
射装置の実施例３の要部概略図である。
【００４５】同図において６３は第１集光手段、６４は
液晶ライトバルブ、６５は第２集光手段であり、これよ
り表示装置４０を構成しており、この構成は図５に示す
構成と略同じである。６６１，６６２は各々投影系６６
の一部を構成するレンズである。
液晶ライトバルブ、６５は第２集光手段であり、これよ
り表示装置４０を構成しており、この構成は図５に示す
構成と略同じである。６６１，６６２は各々投影系６６
の一部を構成するレンズである。
【００４６】本実施例では投影系６６の表示装置４０側
をテレセントリック系とし、投影系６６の入射瞳６６ａ
が無限遠に位置するようにしている。これにより第１集
光手段６３と第２集光手段６５とを液晶ライトバルブ６
４に対して対称形となるように構成している。この他の
構成は図４の実施例２と同様である。
をテレセントリック系とし、投影系６６の入射瞳６６ａ
が無限遠に位置するようにしている。これにより第１集
光手段６３と第２集光手段６５とを液晶ライトバルブ６
４に対して対称形となるように構成している。この他の
構成は図４の実施例２と同様である。
【００４７】
【発明の効果】本発明によれば前述の如く複数の画素を
マトリックス状に配列した液晶ライトバルブ（液晶パネ
ル）に対して複数の微小レンズ（集光部材）を有した集
光手段を適切に配置した表示装置を用いることにより、
比較的大きなＦナンバーの暗い投射レンズであっても液
晶パネルに表示された画像情報を光量の損失を少なくし
つつ明るく投射することができる液晶投射装置を達成す
ることができる。
マトリックス状に配列した液晶ライトバルブ（液晶パネ
ル）に対して複数の微小レンズ（集光部材）を有した集
光手段を適切に配置した表示装置を用いることにより、
比較的大きなＦナンバーの暗い投射レンズであっても液
晶パネルに表示された画像情報を光量の損失を少なくし
つつ明るく投射することができる液晶投射装置を達成す
ることができる。
【図１】 本発明の表示装置を用いた液晶投射装置の実
施例１の要部概略図
施例１の要部概略図
【図２】 本発明の表示装置の実施例１の一部分の説明
図
図
【図３】 本発明の表示装置の実施例２の一部分の説明
図
図
【図４】 本発明の表示装置を用いた液晶投射装置の実
施例２の要部概略図
施例２の要部概略図
【図５】 図４の一部分の説明図
【図６】 本発明の表示装置を用いた液晶投射装置の実
施例３の要部概略図
施例３の要部概略図
【図７】 従来の投射装置の概略図
【図８】 従来の表示装置の概略図
【図９】 従来の表示装置の概略図
１ 画素
２，３ 集光部材
１ａ 画素ユニット
２１，２２，２３ 液晶ライトバルブ
３１，３２，３３ ダイクロイックミラー
３０，４１ 光源
３５，４７，６６ 投射系
３６ 制御手段
４０ 表示装置
４３ コンデンサーレンズ
４４ 第１集光手段
４５ ライトバルブ
４６ 第２集光手段
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G03B 21/00
G02F 1/13 505
G02F 1/1335 510
H04N 5/74
Claims (3)
- 【請求項１】 マトリックス状の複数の画素と、該複数
の画素の光入射側に複数の集光部材をマトリックス状に
配置した第 1 集光手段と、前記複数の画素の光学特性を
変化させることにより光変調して画像情報を形成するＴ
Ｎ型の液晶パネルとを有する表示装置と、該表示装置に
より形成された画像情報を被投射面に投射する投射光学
系とを有する液晶投射装置であって、前記複数の画素から出射する複数の光束が、屈折力のあ
る光学素子を経ずに前記投射光学系が有する同一のレン
ズに入射しており、 前記第 1 集光手段に入射した相異なる入射角度を有する
複数の光束はそれぞれ前記画素を介して、前記画素より
光出射側の前記第 1 集光手段の焦点位置に集光した後、
発散光束となって前記表示装置から出射し、 前記複数の画素の光入射側と光出射側とに偏光フィルタ
ーを有し、前記光射出側の偏光フィルターは前記画素で
偏光方向が旋回しない光をカットする ことを特徴とする
液晶投射装置。 - 【請求項２】 前記第１集光手段の焦点距離は前記第１
集光手段の後面から該画素の光軸方向の中心までの距離
の１ . ３倍から２ . ５倍の範囲内にあることを特徴とする
請求項１記載の液晶投射装置。 - 【請求項３】 マトリックス状の複数の画素と、該複数
の画素の光入射側に複数の集光部材をマトリックス状に
配置した第 1 集光手段と、前記複数の画素の光学特性を
変化させることにより光変調して画像情報を形成するＴ
Ｎ型の液晶パネルとを有する表示装置と、該表示装置に
より形成された画像情報を被投射面に投射する投射光学
系とを有する液晶投射装置であって、 前記第１集光手段に入射した相異なる入射角度を有する
複数の光束はそれぞれ前記画素を介して前記第１集光手
段の焦点位置に集光した後、発散光束となって前記表示
装置から 出射し、前記複数の画素の光入射側と光出射側とに偏光フィルタ
ーを有し、前記光射出側の偏光フィルターは前記画素で
偏光方向が旋回しない光をカットしており、 前記第１集光手段の焦点距離は前記第１集光手段の後面
から該画素の光軸方向の中心までの距離の１ . ３倍から
２ . ５倍の範囲内にあることを特徴とする投射装置用の
液晶投射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002131974A JP3496014B2 (ja) | 2002-05-07 | 2002-05-07 | 液晶投射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002131974A JP3496014B2 (ja) | 2002-05-07 | 2002-05-07 | 液晶投射装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000359600A Division JP3327908B2 (ja) | 2000-11-27 | 2000-11-27 | 表示装置及びそれを用いた投射装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003057747A JP2003057747A (ja) | 2003-02-26 |
| JP3496014B2 true JP3496014B2 (ja) | 2004-02-09 |
Family
ID=19194379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002131974A Expired - Fee Related JP3496014B2 (ja) | 2002-05-07 | 2002-05-07 | 液晶投射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3496014B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005062626A (ja) * | 2003-08-18 | 2005-03-10 | Seiko Epson Corp | 投射型表示装置 |
-
2002
- 2002-05-07 JP JP2002131974A patent/JP3496014B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003057747A (ja) | 2003-02-26 |
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