JPH02275933A - 液晶プロジェクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は液晶プロジェクタに関するものである。

〔発明の技術〕

液晶プロジェクタは、透過型の液晶表示パネルを用いて
画像を表示させ、この液晶表示パネルの表示像を投影レ
ンズによりスクリーン面に拡大投影するもので、この液
晶プロジェクタは次のような構成となっている。

すなわち、第１１図は従来の液晶プロジェクタを示した
もので、図中１は透過型ドツトマトリ・ソクス液晶表示
パネル、２は液晶表示パネル１の後方に設けられた光源
部であり、この光源部２は、光源ランプ３とこの光源ラ
ンプ３からの放射光を光軸Ｏと平行な方向に反射させる
放物鏡面リフレクタ４とからなる、液晶表示パネル１に
向けて光軸○と平行な照明光Ａを照射する構成となって
いる。なお、第１１図には、光源部２のリフレクタ４を
放物鏡面リフレクタとした液晶プロジェクタを示したか
、リフレクタとして通常の楕円鏡面リフレクタを使用し
ている液晶プロジェクタでは、光源部にリレーレンズを
設けて、リフレクタからの反射光をこのリレーレンズに
より平行光に補正して液晶表示パネルに照射している。

また、５は液晶表示パネル１の前方に設けられた投影レ
ンズであり、液晶表示パネル１を透過した光つまり液晶
表示パネル１の表示像は、この投影レンズ５により拡大
されたスクリーンＳ面に投影されるようになっている。

なお、液晶表示パネル１はＴＮ（ツィステッド・ネマテ
ィック）型のものであり、この液晶表示パネル１は、そ
の裏面側からの照明光Ａの入射効率が最もよくなるよう
に光軸Ｏに対し所定角度傾けて設けられている。また、
７は液晶表示パネル１を支持する枠状の遮光板であり、
光源部２からの照明光Ａのうち、液晶表示パネル１の表
示部（表示領域）ｌａに入射する光は液晶表示パネル１
を透過するが、表示部１ａの外側に照射された光は液晶
表示パネルおよび遮光板７により遮られるから、スクリ
ーンＳ面には液晶表示パネル１の表示部１ａを透過した
光だけが投影される。

つまり、この液晶プロジェクタは、液晶表示パネル］の
表示像をスクリーンＳ面に拡大投影するもので、この液
晶プロジェクタによれば、スライドフィルムを使用する
通常のプロジェクタのようにスライドフィルムを挿入抜
き出しする必要はないし、またテレビジョン画像のよう
な動画像もスクリーン面に投影することができる。

ところで、上記液晶プロジェクタにおいては、完全な画
像をスクリーンＳ面に投影するために、液晶表示パネル
１の表示部１ａにその全域にわたって照明光Ａを入射さ
せることが必要であるが、液晶表示パネル１の表示部１
ａは一般に矩形状であるのに対して、リフレクタ４によ
り反射された光源部２からの照明光Ａの光束は一般に円
形であるために、照明光Ａの光束径が小さいと、液晶表
示パネル１の表示部１ａの角部分に照明光が入射せずに
、角部分が欠けた画面の画像がスクリーンＳ面に投影さ
れてしまうことになる。

このため、上記液晶プロジェクタにおいては、光源部２
のリフレクタ４の径を、液晶表示パネル１に向けて照射
する照明光Ａの光束径が液晶表示パネル１の矩形状表示
部１ａの外接円よりも十分大きくなるように選んで、液
晶表示パネル１の表示部１ａをその全域にわたって照明
するようにしており、このようにすれば、画面の角部分
に欠けのない完全な画像をスクリーンＳ面に投影するこ
とができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の液晶プロジェクタでは、光源部２
からの円形な光束の照明光Ａをそのまま液晶表示パネル
１に照射しているために、液晶表示パネル１の表示部１
ａ以外の部分を照射する不使用光（表示部１ａの外側お
よび遮光板７で遮られる光）の量が非常に多く、そのた
めに、光源部２からの照明光Ａを効率よく利用できない
という問題をもっていた。これは上述したように、液晶
表示パネル１の表示部１ａが矩形状であるのに対して、
リフレクタ４により反射された光源部２からの照明光Ａ
の光束が円形であるためであり、たとえば液晶表示パネ
ル１が第１２図に示すようにその表示部１ａの長手方向
を横向きにした状態で設置されている場合は、表示部１
ａ以外の部分を照射する不使用光の量が表示部１ａの上
下において非常に多くなるために、光源部２からの照明
光Ａの大部分が無駄となってしまうことになる。

この発明は上記のような実情にかんがみてなされたもの
であって、その目的とするところは、光源部からの照明
光のうち液晶表示パネルの表示部以外の部分を照射する
不使用光の量を少なくして光源部からの照明光を効率よ
く画像に利用できるようにするとともに、液晶表示パネ
ルの表示部に入射する光の密度を高くして輝度の高い明
るい画像をスクリーン面に投影することができるように
した液晶プロジェクタを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、光源部と液晶表示パネルとの間に、前記光
源部からの照明光の光束を前記液晶表示パネルの矩形状
表示部の狭幅方向にのみ集光させる第１のリニアフレネ
ルレンズと、この第１リニアフレネルレンズの集光作用
により幅を圧縮された光束を前記光軸と平行な平行光束
に補正する第２のリニアフレネルレンズとを設けたもの
である。

〔作用〕

つまりこの発明は、光源部からの照明光の光束を第１リ
ニアフレネルレンスにより液晶表示パネルの表示部の狭
幅方向にのみ集光させてからこの光束を第２リニアフレ
ネルレンズにより再び慣行光束にして液晶表示パネルを
照明するようにしたものであり、この発明によれば、液
晶表示パネルの表示部の長手方向における光束幅は光源
部からの光束幅にしたまま表示部の狭幅方向における光
束幅だけを圧縮させて表示部の狭幅方向の両側を照射す
る不使用光量を少なくすることができるから、液晶表示
パネルの表示部以外の部分を照射する不使用光の量を少
なくして光源部からの照明光を効率よく画像の投影に利
用することができる。

しかも、この発明においては、光源部からの照明光の光
束を集光させて液晶表示パネルに照射するようにしてい
るから、従来は表示部以外の部分を照射していた不使用
光のうちのかなりの足を液晶表示パネルの表示部に入射
させて表示部に入射する光の密度を高くすることができ
、したがって、液晶表示パネルの照明輝度を高くするこ
とができるから、輝度の高い明るい画像をスクリーン面
に投影することができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図において、］は表示部１ａが矩形状をなす透過型
のドツトマトリックス液晶表示パネルであり、この液晶
表示パネル１は、その表示部１ａの長手方向を第２図に
示すように横に向けた状態で、光軸Ｏに対し斜めに傾け
て枠状の遮光板７に支持されている。この液晶表示パネ
ル１は、その前面側（投影レンズ側）に三原色カラーフ
ィルタ８を設けたカラー液晶表示パネルとされている。

この三原色カラーフィルタ８は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、
青（Ｂ）の三色のストライプ状フィルタＲＦ、ＧＦ、Ｂ
Ｆを第９図に示すように交互に並べて形成したもので、
このカラーフィルタ８は、その各ストライブ状フィルタ
ＲＦ、ＧＦ、ＢＦを液晶表示パネル１の各走査電極また
は信号電極（図示せず）に対向させて設けられている。

また、２は液晶表示パネル１の後方に配置されて液晶表
示パネル１を裏面側から照明する光源部であり、この光
源部２は第１１図に示した従来の液晶プロジェクタと同
様に、キセノンランプ等の光源ランプ３と、この光源ラ
ンプ３がらの放射光を光軸Ｏと平行な方向に反射させる
放物鏡面リフレクタ４とからなる、液晶表示パネル１に
向けて光軸Ｏと平行な照明光ＡＯを照射する構成となっ
ている。なお、５は液晶表示パネル１の前方に設けられ
た投影レンズであり、液晶表示パネル］の表示像はこの
投影レンズによりスクリーンＳ面の拡大投影されるよに
なっている。

一方、第１図において、９および１ｏは光源部２と液晶
表示パネル１との間に設けられた第１および第２のリニ
アフレネルレンズであり、第１リニアフレネルレンズ９
は第３図および第４図に示すような凸レンズの作用をも
つものとされ、第２リニアフレネルレンズ１０は第５図
および第６図に示すような凸レンズの作用をもつものと
されている。この第１および第２のリニアフレネルレン
ズ９および１０は、−面にレンズ中心Ｌ１およびＬ２を
はさんで対称となるように多数の細幅帯状レンズ部９ａ
、９ａおよび１０　ａ　％　１０　ａを平行に形成した
板状のもので、第１リニアフレネルレンズ９はそのレン
ズ面を光源部２に向けて光源部２側に配置され、第２リ
ニアフレネルレンズ１゜はそのレンズ面を液晶表示パネ
ル１に向けて液晶表示パネル１側に配置されている。な
お、第１リニアフレネルレンズ９と第２リニアフレネル
レンズ１０との間の距離は、第１リニアフレネルレンズ
９の焦点距離よりも十分小さくとっである。また、この
両リニアフレネルレンズ９，１ｏは、その帯状レンズ部
９ａ、９ａおよび１０ａ、１０ａの長手方向を水平にし
た状態で、そのレンズ中心ＬＬ、Ｌ２をプロジェクタの
光軸０に一致させて設置されている。

前記第１リニアフレネルレンズ９は、光源部２からの光
軸Ｏと平行な照明光ＡＯの光束を、各帯状レンズ部９ａ
、９ａによりこの帯状レンズ部９ａ、９ａの幅方向つま
り縦方向にのみ集光させるもので、光源部２からの円形
光束の照明光ＡＯは、この第１リニアフレネルレンズ９
を通ってその集光作用により縦方向の光束幅だけを第７
図に示すように圧縮され、横方向の光軸幅は圧縮されず
に第８図に示すように直進する。また第２リニアフレネ
ルレンズ１０は、第１リニアフレネルレンズ９により縦
方向の幅を圧縮された光束を光軸０と平行な平行光束に
補正するもので、第１リニアフレネルレンズ９により集
光されて第２リニアフレネルレンズ１０に斜めに入る光
はこの第２リニアフレネルレンズ１０の波光作用により
第７図に示すように拡充されて光軸Ｏと平行な光となり
、第１リニアフレネルレンズ９の集光作用を受けずに直
進してきた光はそのままこの第２リニアフレネルレンズ
１０を通って第８図に示すように直進する。したがって
、光源部２からの円形光束の照明光ＡＯは、縦方向つま
り液晶表示パネル１の矩形状表示部１ａの狭幅方向のみ
に圧縮された第２図に示すような楕円光束の平行光Ａ１
となって液晶表示パネル１を照射することになる。なお
、この楕円光ＡＩは光源部２からの円形光束の照明光Ａ
Ｏを縦方向にのみ圧縮したものであるから、光源部２か
らの照明光ＡＯの光束径を液晶表示パネル１の表示部１
ａの横幅（長手方向の幅）より十分大きくしておきさえ
すれば前記表示部１ａをその横幅全域にわたって照射す
ることができるし、また第１リニアフレネルレンズ９に
より集光された楕円光束の縦方向幅が表示部１ａの縦幅
（狭幅方向の幅）より小さくなる前にこの光束が第２リ
ニアフレネルレンス１０により平行光に補正されるよう
に、第１リニアフレネルレンズ９の焦点距離に応じて第
１リニアフレネルレンズ９と第２リニアフレネルレンズ
１０との間の距離を選択しておけば、前記表示部１ａを
その縦方向においても全域にわたって照射することがで
きる。

しかして、この液晶プロジェクタにおいては、上記のよ
うに光源部２と液晶表示パネル１との間に、光源部２か
らの照明光ＡＯの光束を液晶表示パネル１の矩形状表示
部１ａの狭幅方向にのみ集光させる第１リニアフレネル
レンズ９と、この第１リニアフレネルレンズ９の集光作
用により幅を圧縮された光束を光軸Ｏと平行な平行光束
に補正する第２リニアフレネルレンズ１０とを設けてい
るから、光源部２からの照明光ＡＯを、液晶表示パネル
１の表示部１ａの長手方向における光束幅は光源部２か
らの光束幅（表示部１ａ全域を十分に照明できる幅）に
したまま表示部１ａの狭幅方向における光束幅だけを表
示部１ａの狭幅方向幅より小さくならない範囲で圧縮さ
せて液晶表示パネル１に照射させることができる。した
がって、この液晶プロジェクタによれば、光源部２から
の照明光をそのまま液晶表示パネル１に照射しているこ
とかできるから、液晶表示パネル１の表示部１ａ以外の
部分を照射する不使用光の量を少なくして光源部２から
の照明光を効率よく画像の投影に利用することができる
。しかも、上記液晶プロジェクタにおいては、光源部２
からの照明光ＡＯの光束を集光させて液晶表示パネル１
に照射するようにしているから、従来は表示部以外の部
分を照射していた不使用光のうちのかなりの量を液晶表
示パネル１の表示部１ａに入射させて表示部１ａに入射
する光の密度を高くすることができ、したがって、液晶
表示パネル１の照明輝度を高くすることができるから、
輝度の高い明るい画像をスクリーンＳ面に投影すること
ができる。

また、この液晶プロジェクタにおいては、第１リニアフ
レネルレンズ９により光束幅を圧縮された光を第２リニ
アフレネルレンズ１０により光軸０と平行な平行光とし
てから液晶表示パネル１に入射させるようにしているか
ら、液晶表示パネル１の表示部１ａを透過した光がその
前面のカラフィルタ８を通って着色される際に色の混じ
りを生ずることはない。すなわち、第１リニアフレネル
レンズ９により光束幅を圧縮された光をそのまま液晶表
示パネル１に入射させると、液晶表示パネル１の縦方向
においてはその表示部１ａに光が斜め方向から入射する
ために、この表示部１ａを透過した光かカラーフィルタ
８を第９図に破線で示すように斜めに通るから、カラー
フィルタ８の各ストライプ状フィルタＲＦ、ＧＦ、ＢＦ
の境界部例近を通る光が隣接する二色のフィルタを通っ
て二重に着色されてしまうことになり、そのためにこの
光の色が濁った色となるが、」１記のように第１リニア
フレネルレンズ９により光束幅を圧縮された光を第２リ
ニアフレネルレンス］０により光軸Ｏと平行な平行光と
してから液晶表示パネル１に入射させるようにすれば、
液晶表示パネル１の表示部１　ａを透過した光かカラー
フィルタ８を第９図に実線で示すように通るから、光の
二重着色を防いで、色ずれや色むらのない鮮明なカラ画
像をスクリーンＳ面に投影することができる。

第９図および第１０図はこの発明の他の実施例を示して
いる。この実施例は、第１リニアフレネルレンズ９によ
り縦方向の幅を圧縮された光束を光軸Ｏと平行な平行光
束に補正する第２リニアフレネルレンズとして、凸レン
ズとしての作用をもつ第１リニアフレネルレンズ９と同
様なリニアフレネルレンズ］−１を用い、この第２リニ
アフレネルレンズ１１を、そのレンズ面を第１リニアフ
レネルレンズ９側に向けた状態で、第１リニアフレネレ
ンズ９からその焦点距離よりも大きく離して配置したも
のであり、この実施例によっても上記と同様な効果を得
ることができる。

なお、上記実施例では、液晶表示ノくネル１をその表示
部］ａの長手方向を横に向けた状態に設けているが、こ
の液晶表示パネル１はその表示部１ａの長手方向を縦に
向けた状態に設けてスクリン面に縦長の矩形画面の画像
を投影するようにしてもよく、その場合は、第１リニア
フレネルレンズ９および第２リニアフレネルレンズ１０
または］１を縦向きに設けて、光源部２からの照明光の
光束を液晶表示パネル］の表示部１ａの狭幅方向にのみ
集光させるようにすればよい。また」１記実施例では、
カラー液晶表示パネルを用いてカラ画像をスクリーン面
に投影するカラー液晶プロジェクタについて説明したが
、この発明は、白黒］　６ 画像を表示する液晶表示パネルを用いて白黒画像をスク
リーン面に投影する液晶プロジェクタにも適用できるこ
とはもちろんである。

〔発明の効果〕

この発明は、光源部からの照明光の光束を第１リニアフ
レネルレンズにより液晶表示パネルの表示部の狭幅方向
にのみ集光させてからこの光束を第２リニアフレネルレ
ンズにより再びゝ１シ行光束にして液晶表示パネルを照
明するようにしたものであり、この発明によれば、液晶
表示パネルの表示部の長手方向における光束幅は光源部
からの光束幅にしたまま表示部の狭幅方向における光束
幅だけを圧縮させて表示部の狭幅方向の両側を照射する
不使用光量を少なくすることができるから、液晶表示パ
ネルの表示部以外の部分を照射する不使用光の量を少な
くして光源部からの照明光を効率よく画像の投影に利用
することかできる。しかも、この発明においては、光源
部からの照明光の光束を集光させて液晶表示パネルに照
射するようにしているから、従来は表示部以外の部分を
照射していた不使用光のうぢのかなりの量を液晶表示パ
ネルの表示部に入射させて表示部に入射する光の密度を
高くすることができ、したがって、液晶表示パネルの照
明輝度を高くすることができるから、輝度の高い明るい
画像をスクリーン面に投影することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第９図はこの発明の一実施例を示したもので、
第１図は液晶プロジェクタの縦断側面図、第２図は第１
図の■−■線に沿う断面図、第３図および第４図は第１
リニアフレネルレンズの正面図および側面図、第５図お
よび第６図は第２リニアフレネルレンズの正面図および
側面図、第７図および第８図はリニアフレネルレンズを
透過した光の方向を示す横方向および上方向から見た説
明図、第９図は液晶表示パネル前面のカラーフィルタを
通る光の方向を示す横方向からみた説明図である。第１
０図はこの発明の他の実施例を示す液晶プロジェクタの
縦断側面図である。第１１図は従来の液晶プロジェクタ
の縦断側面図、第１２図は第１１図のＸＨ−ＸＨ線に沿
う断面図である。 １・・・液晶表示パネル、］ａ・・・表示部、２・・・
光源部、３・・・光源ランプ、４・・・リフレクタ、６
・・投影レンズ、８・・・カラーフィルタ、９・・・第
１リニアフレネルレンズ、１．０．１１・・・第２リニ
アフレネルレンズ、Ｓ・・・スクリーン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 表示部が矩形状をなす透過型液晶表示パネルの後方に、
   この液晶表示パネルに向けて光軸と平行な照明光を照射
   する光源部を設け、前記液晶表示パネルの表示像を、こ
   の液晶表示パネルの前方に設けた投影レンズによりスク
   リーン面に拡大投影する液晶プロジェクタにおいて、前
   記光源部と液晶表示パネルとの間に、前記光源部からの
   照明光の光束を前記液晶表示パネルの表示部の狭幅方向
   にのみ集光させる第１のリニアフレネルレンズと、この
   第１リニアフレネルレンズの集光作用により幅を圧縮さ
   れた光束を前記光軸と平行な平行光束に補正する第２の
   リニアフレネルレンズとを設けたことを特徴とする液晶
   プロジェクタ。