JPH0271240A - 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〕 本発明は、液晶パネルにて表示される像を拡大して、大
画面を得る液晶プロジェクタに関するものである。

〔従来の技術〕

従来の液晶プロジェクタとしては、例えば、特開昭６２
−１５９１２０号公報に記載されている様な構成が知ら
れている。

その構成を第２図に示す。

第２図において、液晶パネル３の背後に点光源（以下、
単に光源と呼ぶ。）１．集光レンズ２が、また液晶パネ
ル３の前面には投写レンズ４が、それぞれ設けられてい
る。光源１からの光は、集光レンズ２により集光され、
液晶パネル３に照射される。液晶パネル３を通過した光
は、投写レンズ４に入射する。投写レンズ４は、液晶パ
ネル３上の像の拡大投影像を反射型のスクリーン５上に
結像させる。そして、観視者は、そのスクリーン５の反
射光を観視する。本構成により、小さな画面の液晶パネ
ルを用いて大画面の表示像を得ることができる。

以上の様な、特開昭６２−１５９１２０号公報に記載の
既提案例においては以下に示す様な問題があった。

（１）投写レンズ４が必要であり、構成が複雑となる。

（２）反射型のスクリーン５での反射光を観視する構成
であるので、観視時に、同時に外光も反射されると、得
られる大画面はコントラストの悪い画面となる。

（３）投写レンズ４から反射型のスクリーン５までの投
写距離が長いため、投写時にはかなりのスペースを必要
とする。例えば、４０インチ（以下、インチを″と表す
。）の表示画面サイズを確保するためには、１〜２ｍの
投写距離が必要である。従って、セット全体の奥行きが
長くなり、大型になってしまう。

そこで、上記した（ＩＬ（２）の問題点を解決した液晶
プロジェクタとして、例えば、特開昭６１−１３８２８
８号公報に記載されているものなどがある。

その構成を第３図に示す。この装置は、第３図に示す様
に、光源１からの光を液晶パネル３に照射し、その拡大
像を透過型の拡散用スクリーン（以下、単にスクリーン
と呼ぶこともある。）６上に結像させる構成になってい
る。

この構成では、投写レンズが不要であり、かつ液晶パネ
ル３よりも大きなサイズの画面が得られる。しかも、透
過形の拡散用スクリーン６を用いることによって、外光
反射を低減し、ハイコントラストを実現することができ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、上記した特開昭６１−１３８２８８号公
報に記載の既提案例においては、構成は単純であるが、
液晶パネル３のサイズに対する表示像の拡大率を大きく
とろうとすると、光源１が成る大きさを持っているため
、どうしても像がぼけるという問題があった。特に、ド
ツト数（画素数）の多い、きめの細かい液晶パネルを用
いたときには、この像がぼけるという問題は致命的な問
題である。

また、この既提案例では、カラー画像を得るために、液
晶パネル３にカラーフィルタを配しているが、液晶パネ
ル３の光の透過率はそのカラーフィルタによって低減さ
れるため、スクリーン６上に得られる大画面の輝度は低
く抑えられてしまうという問題もあった。

更にまた、この既提案例では、セット全体のコンパクト
化についてはあまり配慮されていなかった。

なお、セット全体をコンパクト化した従来例として、例
えば、第４図に示す様に、投写レンズ８とスクリーン６
との間に光路折返しミラー９を設けて、セット全体をコ
ンパクトにしたプロジェクタが知られているが、しかし
、このプロジェクタは投写管７を用いたプロジェクタで
あり、液晶パネルを用いた液晶プロジェクタではない。

従って、本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を
解決し、像がぼけることなく大画面の表示を行うことが
でき、また、セット全体の奥行きを短くしてコンパクト
にすることができ、更にまた、得られる大画面の輝度を
向上させることができる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〕

本発明では、上記した目的のうち、像がぼけることなく
大画面の表示を行い得るようにするために、光源と、液
晶パネルと、光を拡散するためのスクリーンと、から成
り、前記光源からの光を前記液晶パネルに照射し、該液
晶パネルにて得られる像を前記スクリーン上に拡大投写
して結像させる液晶プロジェクタにおいて、前記光源の
大きさを、前記液晶パネルの各画素のピッチ以下の大き
さにするか、或いは、前記スクリーンを、光透過形スク
リーンで構成し、前記液晶パネルから該スクリーンに入
射される光のうち、該スクリーン」二に結像する像のフ
ォーカスを劣化させる不要光が、該スクリーンの液晶パ
ネル側とは反対側に出射しないように、前記不要光を遮
断する遮断手段を前記スクリーンに設けるようにした。

また、本発明では、上記した目的のうち、セット全体の
奥行きを短くしてコンパクトにするために、前記液晶パ
ネルから出射された光を反射して前記スクリーンに入射
させるミラーを設けて、前記液晶パネルから前記スクリ
ーンに至る光路を折り曲げるようにした。

更にまた、本発明では、上記した目的のうち、得られる
大画面の輝度を向上させるために、白色光を発する点光
源と、該点光源からの光を平行光にして出射する凸レン
ズと、該凸レンズからの平行光を異なる３色の光に分離
して出射するグイクロイックミラーと、分離された３色
の光をそれぞれ集束または発散させる３組のレンズと、
３枚の液晶パネルと、光を拡散するためのスクリーンと
、で液晶プロジェクタを構成し、３組の前記レンズから
の３色の光を各々異なる液晶パネルに照射し、各液晶パ
ネルにて得られる像を前記スクリーン上にそれぞれ拡大
投写し、合成して結像させるようにした。

〔作用］ 光源と、液晶パネルと、光を拡散するためのスクリーン
と、で構成される液晶プロジェクタにおいて、光源から
の光は、まず液晶パネルに照射される。その後、光は直
進しスクリーンに到達する。

このとき、スクリーン」−には液晶パネルにて得られる
像が拡大投写して結像されるが、一般には、光源が成る
大きさを持つために、この液晶パネルによる拡大像は、
本来の液晶パネル上の像よりもぼけてしまう。

以下、このことについて第５図及び第６図を用いて説明
する。

第５図は液晶プロジェクタにおいて光源が成る大きさを
持つために液晶パネルの成る画素を介した光が広がる様
子を示した説明図、第６図は液晶Ｇ プロジェクタにおいて液晶パネルを介した光の広がりに
より像がぼける様子を示した説明図、である。

第５図に示すように、光源１の大きさをｄｙ光源１と液
晶パネル３との距離を！、液晶パネル３からスクリーン
６までの距離をＬとしたとき、液晶パネル３の成る画素
を介した光のスクリーン６上での広がり量ａは、 で与えられる。

即ち、第６図に示す様に、大きさｄを有する光源１から
出射した光は、液晶パネル３上のある画素Ｎを通過し、
スクリーン６上で、 隣の画素Ｎ＋１を通過した光も、同様にスクリーン６上
で幅ａの光束となる。

従って、この時、２つの光束の間には、互いの重なり合
う部分１０ができる。スクリーン６上でこの光束の重な
り合いが、フォーカスを劣化させ拡大像をぼけさせる原
因となっている。

ここで、液晶パネル３の各画素のピッチをｐとしたとき
、液晶パネル３の各画素を介した光のスクリーン６上で
のピッチｐｏは、 で与えられる。

従って、拡大像のぼけ量を実質上、問題とならないレベ
ルとするためには、ａ≦ｐｏ、即ち、（１）Ｉ（２）式
より、ｄ≦ｐとすればよいことが判る。

そこで、本発明では、光源１の大きさｄを、液晶パネル
３の各画素のピッチル以下の大きさにするようにした。

しかし、ａｌｐの時には、拡大像がぼけると言う問題は
、依然解決されないことになる。そこで、この場合には
、ｄ＞ｐでない限り、以下に述べる原理にて、これを解
決するようにする。

即ち、第６図に示した如く、互いの光束の重なり合う部
分（オーバラップ部）は、フォーカスを劣化させる働き
をするのみであり、不要な光である。従って、液晶パネ
ル３上の画素Ｎを通過した光の内、このオーバラップ部
１０を解消することにより、フォーカスの劣化を防ぐこ
とができる。

そのために、本発明では、スクリーン６の構造を第７図
に示す如くにした。

第７図において、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡＡ′方間
断面図である。スクリーン６は透明板であり、透過光を
観視する構造となっている。液晶パネル側の面には、液
晶パネル上の各画素に対応して多くの凸レンズ１１がマ
トリクス状に並べられており、レンズアレイ２０を構成
している。

また、反対側の面には、それぞれの凸レンズ１１に対応
して、光通過部１２と光遮蔽部１３とが交互に設けられ
ている。

第８図を用いて、第７図のスクリーンの作用を詳しく述
べる。

第８図は、第７図のスクリーンの一部を拡大したもので
ある。

レンズアレイ２０を有する光透過板の厚みをｔ各凸レン
ズ１１の中心軸からの距離をｒとし、第５図で示した如
く光源１と液晶パネル３の間隔を！、液晶パネルとスク
リーン６の間隔をＬとすると、光通過部１２の中心と対
応する凸レンズ１１の中心とは、次式で示される量りだ
け偏心している。

このような構成にすると、液晶パネル上の画素Ｎを通過
した光のうち、必要な光、即ち第８図に示す光Ｂは凸レ
ンズ１１によって絞られ、その後、スクリーン６の反対
側に設けられた光通過部１２を透過し、観視方向に向か
う。しかし、不要な光Ａは、スクリーン６上の前述した
凸レンズの隣の凸レンズを通過する。しかし、この光Ａ
は、光遮蔽部１３でさえぎられ、観視方向には進まない
。

また、本発明では、液晶パネルから出射された光を反射
してスクリーンに入射させるミラーを設けるようにした
。このミラーによって、液晶パネルからスクリーンに至
る光路を折り曲げることにより、セット全体の奥行きを
短くでき、セット全体をコンパクトにできる。また、こ
のミラーを曲面とすることによって、更に、コンパクト
にすることができる。

更にまた、本発明では、液晶プロジェクタを、白色光を
発する点光源と、該点光源からの光を平行光にして出射
する凸レンズと、該凸レンズからの平行光を異なる３色
の光に分離して出射するグイクロイックミラーと、分離
された３色の光をそれぞれ集束または発散させる３組の
レンズと、３枚の液晶パネルと、光を拡散するためのス
クリーンと、で構成して、３組の前記レンズからの３色
の光を各々異なる液晶パネルに照射し、各液晶パネルに
て得られる像を前記スクリーン上にそれぞれ拡大投写し
、合成して結像させるようにした。

この様に構成することにより、液晶パネルにカラーフィ
ルタを配することなく、カラー画像の表示を行うことが
できる。従って、液晶パネルの光の透過率は低減される
ことがなく、そのため、スクリーン上に得られる大画面
の輝度を向上させることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて順次説明をする。

第１図（ａ）は本発明の一実施例を示す構成図である。

第１図（ａ）において、光源１は、７０Ｗのキセノンラ
ンプを用いている。この光ａ１の大きさは約０．２　Ｘ
　Ｏ，６ｍ　ｍである。

また、液晶パネル３としては、第１図（ｂ）に示すカラ
ーフィルタ配置をしている対角５″の液晶パネルを用い
ている。この液晶パネル３の画素数は縦２４０．横４８
０である。したがって、各画素の大きさは、ＭＯ，３ｍ
ｍ、横０．２　ｍ　ｍである。

緑色のフィルタについて、ピンチをみると、縦０゜６ｍ
ｍ、横０．６ｍｍとなっている。したがって、光＃ｔ１
の大きさよりも画素ピンチの方が粗い。

スクリーン６は、光源１とスクリーン６との間隔が光源
１と液晶パネル３との間隔の６倍になるような、位置に
配置する。この結果、スクリーン６上には、６倍の拡大
像が得られる。

本実施例においては、スクリーン６上でのフォーカス劣
化は殆んど認められなかった。

また、上記と同一光源で、液晶パネル３として、５″サ
イズで、上記と同じカラーフィルタ配置を有し、縦４８
０Ｘ６４０画素の液晶パネルを用いて投写した。このと
きの液晶パネル３上での緑色のフィルタのピッチは、縦
方向０．３ｍｍ、横方向０．４８ｍｍとなっている。

この場合もスクリーン６上の像のフォーカス劣化は余り
認められなかった。

この理由は以下の通りである。実際の光源１の発光部は
、成る輝度分布を持っており、上記の０゜２　Ｘ　０．
６　ｍ　ｍという光源１の大きさは、かなり低輝度の領
域まで含めたものである。したがって、輝度がピーク輝
度の半分になる領域までを光源１の有効な大きさと考え
ると、０．２　Ｘ　０．６　ｍ　ｍよりも小さくなる。

以上の理由により、上記４８０Ｘ６４０の画素数を有す
る液晶パネル３を用いて、投写しても殆んどフォーカス
劣化が認められなかったと考えられる。

第９図は本発明の他の実施例を示す構成図である。第９
図において、第１図（ａ）と同一の部品には、同一番号
を付しである。その他、１４は凹面鏡である。

第９図の実施例では、光ｔｉ、１の液晶パネル３と反対
側には、光の集光率を向上するために凹面鏡１４が配置
されている。

第１０図は本発明の別の実施例を示す構成図である。第
１０図において、第９図と同一の部品には、同一番号を
付しである。

本実施例では、液晶パネル３が手動、電動あるいはその
他の手段により、中心軸方向、あるいはそれと垂直な断
面内で可動できる構造となっている。

したがって、液晶パネル３上の任意の一部を拡大するこ
とが可能である。例えば、液晶パネル３を３′の位置に
動かずことによって、Ｃの部分をスクリーン−杯に拡大
することができる。

第１１図は本発明のさらに他の実施例を示す構成図であ
る。

本実施例では、第１図（ａ）の実施例に比べて、集光用
のフレネルレンズ２１が配置されている点に特徴がある
。フレネルレンズ２１の焦点に光源１が位置している。

フレネルレンズ２１を通過した光は、フレネルレンズ２
１の中心軸と平行となる。

この様な構成にすることによって、スクリーン６への光
の入射を、スクリーン６とほぼ垂直にすることができ、
画面の隅々まで光の輝度分布を均一にできるという長所
がある。なお、本実施例では、厳密に光源１をフレネル
レンズ２１の焦点に配置しなくても十分な効果を得るこ
とができる。

第１２図は本発明のさらに別の実施例を示す構成図であ
る。第１２図において、第１図（ａ）と同一の部品には
同一番号を付しである。その他、１７は縮小レンズ、１
８はスリット板、である。

本実施例では、対角５″の液晶パネル３による像を拡大
して、対角ｉｏｏ”のスクリーン６に投写像を得る構成
になっている。この場合には、スクリーンサイズが大き
いため、輝度の明るい光源が必要となる。

本実施例では、光源１として１００ＯＷのキセノンラン
プを用いている。光源１のアーク寸法は４．３Ｘ２．０
ｍｍである。

第１２図の光源１における電極間のアーク部の輝度分布
を第１３図に示す。

第１３図において、」−の電極１５と−の電極１６との
間でアークをおこしている。各数字は輝度の相対値を示
している。輝度の特に高い領域はこのアーク部寸法の半
分以下であることが判る。

第１２図に示した構成では、光源１としてのキセノンラ
ンプの発光部を縮小レンズ１７により、０点に結像させ
ている。この縮小レンズ１７は倍率Ｍ（Ｍ＜１）の縮小
倍率系で用いる。したかって、光源１における大きさ２
．０　Ｘ　４．３　ｍ　ｍの発光部は、０点では、２．
　ＯＭ　Ｘ　４．３　Ｍの大きさの像となる。本実施例
では、Ｍ−□としているので、したがって、発光部の像
として約０．７Ｘ１．５ｍｍの像が得られる。

また、位置Ｐには、０．３　Ｘ　Ｏ，５ｍ　ｍの穴があ
けられたスリット板１８が配置されている。したがって
、光源１の発光部の像のうち、０．３　Ｘ　０．５　ｍ
ｍの領域の像のみが通過する。この際、スリット板１８
により遮蔽される光束は、前述したように、元々の輝度
分布の低い領域からの光であり、そのため、エネルギー
損失はそれ程大きくない。むしろ、光源を見かけ上小さ
くできるというメリットの方が大きい。

本実施例では、液晶パネル３は、前述した様に対角５″
であり、画素数は６４０Ｘ４８０である。

したがって、この液晶パネル３上での緑色のフィルタの
ピッチは前述した如＜０．３ｍｍＸ０．４８ｍｍであり
、はぼ光源１の発光部の像の大きさと同じとなる。した
がって、スクリーン６上で得られる像のフォーカス劣化
は殆んど認められない。

なお、本実施例では、縮小レンズ１７　スリット板１８
の両方を用いた構造で説明したが、どちらか一方でも良
い。

第１４図は本発明の他の実施例を示す構成図である。

本実施例では、光源１と液晶パネル３との間に、凹レン
ズ１９が配置されており、光源１の大きさを見かけ上小
さくする働きをする。

第１５図（ａ）は本発明の別の実施例を示す構成図であ
る。

本実施例では、スクリーン６に特殊な工夫をしている。

即ち、スクリーン６は、主として透明材から成る光透過
板で構成されており、その液晶パネル側の面には、第１
５図（ｂ）に示すように、液晶パネル３の画素数と同じ
数の凸レンズ１１が２次元にマトリクス状に配置されて
、レンズアレイ２０が構成されている。また、スクリー
ン６の観視側（液晶パネル側とは反対方向）の面は、第
１５図（Ｃ）に示すように、やはり液晶パネル３の画素
数と同し数だけの領域に分けられ、各微小領域は、光通
過部１２と光遮蔽部１３から構成されている。

なお、各凸レンズ１１の中心軸からの距離をｒ光透過板
の厚みをも、光源１からスクリーン６までの距離をｂと
したとき、光通過部１２の中心と対応する凸レンズ１１
の中心とは□・ｔ　だけ偏心している。

そこで先ず、液晶パネル３の画素Ｎを通過した光は、レ
ンズアレイ２０としてマトリクス状に配置された複数の
凸レンズ１１の内、凸レンズＮあるいはその近傍に到達
する。そして、凸レンズＮを通過した光は、スクリーン
６の観視側の面に設けられた各微小領域の内、微小領域
Ｎに達するが、凸レンズＮにより絞られるため、微小頭
域Ｎの光通過部１２より透過する。

液晶バネ°ル３の画素Ｎを通過した光の内、凸レンズＮ
以外、例えば、近接する凸レンズＮ′に到達した光は、
その凸レンズＮ′によって絞られるが、観視側の面では
、光遮蔽部２２によってさえぎられ、観視側には出て来
ない。

したがって、液晶パネル３の画素Ｎを通過した光は、必
ずスクリーン６上の対応する微小領域Ｎを通過すること
になり、光源１が成る大きさを持つことによるフォーカ
ス劣化を防止することができる。

第１６図は本発明のさらに他の実施例を示す構成図であ
る。

本実施例では、第１５図（ａ）の構成に比べて、集光用
のフレネルレンズ２１が配置されている点に特徴がある
。フレネルレンズ２１の焦点に光源１が位置している。

したがって、フレネルレンズ２１を通過した光は、フレ
ネルレンズ２１の中心軸と平行となる。この様な構成に
することによって、スクリーン６への光の入射を、スク
リーン６とほぼ垂直にすることができ、画面の隅々まで
光の輝度分布を均一できるという長所がある。

しかしながら、光源１は成る大きさを持つため、フレネ
ルレンズ２１の中心軸と平行でない光線もある。そこで
、本実施例では、この芥子行光を、スクリーン６によっ
てカットする。

このスクリーン６の構成は、第１５図（ａ）に示すもの
と同し形状であり、第１５図（ｂ）に示した如く液晶パ
ネル側の面にはマトリクス状に凸レンズ１１が配置され
、レンズアレイ２０を構成しており、また、第１５図（
Ｃ）に示した如く、観視側の面にはスリット群（光通過
部１２と光道両部１３とから成る。）が、やはりマトリ
クス状に配置されている。そして、各凸レンズ１１の焦
点に光通過部１２の中心が来るようになっている。

この様な構成とすることによってレンズアレイ２０を通
過する平行光は、それぞれ−点に絞られスリット群を通
過する。しかし、非平行光は光遮蔽部１３でカットされ
る。したがって、実質的に光源の大きさは、非常に小さ
くなり、液晶パネル３にて得られる像を拡大投写したと
きの、フォーカス劣化を大幅に低減できる。

また、本実施例では、レンズアレイ２０の各凸レンズ１
１と液晶パネル３の各画素とを１対１に対応させる必要
がなく、製作精度が大幅に緩和される。

さて、以上説明した様に、以上の各実施例においては、
スクリーン上におけるフォーカスの劣化を防止して、像
がぼけることなく大画面の表示を行うことができる。そ
こで、次に、主として、セット全体の奥行きを短くして
コンパクトにすることができる本発明の実施例について
説明する。

第１７図は本発明のさらに別の実施例を示す構成図であ
る。

本実施例では、液晶パネル３と拡散用スクリーン６との
間に凹レンズ２２が配置されている。これにより、液晶
パネル３とスクリーン６との間隔を短かくでき、セット
全体の奥行きを短くすることができる。

第１８図は本発明の他の実施例を示す構成図である。

本実施例では液晶パネル３と拡散用スクリーン６との間
にミラー２３を設けて、液晶パネル３からスクリーン６
に至る光路を折り曲げることにより、セント全体の奥行
きを短くしている。即ち、例えば、拡散用スクリーン６
の対角が３０“、液晶パネル３の対角が５″のときには
、セット全体の奥行きを２５ｃｍにすることができる。

第１９図は本発明の別の実施例を示す構成図である。

本実施例は液晶パネル３と拡散用スクリーン６との間に
ミラー２４が配置されている点では、第１８図の実施例
と同じであるが、このミラー２４の形状が曲面となって
いる点に特徴がある。この様な構成とすることによって
、セット全体の奥行きを一層短くすることができる。な
お、ミラー２４は第１９図ではわからないが、紙面に垂
直な方向にも湾曲している。

また、本実施例の場合、ミラー２４の曲面形状により、
スクリーン６の下部で画像が歪むことがある。そのため
、液晶パネル３は成る角度を持って傾けることが望まし
い。

第２０図は本発明のさらに他の実施例を示す構成図であ
る。

本実施例は、液晶パネル３と拡散用スクリーン６との間
にミラー２３が配置されている点では、第１８図の実施
例と同じであるが、光源１と液晶パネル３とスクリーン
６の各配置が以下のようになっている点に特徴がある。

即ち、本実施例において、液晶パネル３がらスクリーン
６に至る光路がミラー２３によって折り曲げられない場
合の構成は、第２１図に示す如くになっており、光源１
からの光が液晶パネル３に対し下方より照射され、液晶
パネル３の中心軸と拡散用スクリーン６の中心軸とが一
致しないように構成されている。

したがって、第２１図に示す様な構成において液晶パネ
ル３からスクリーン６に至る光路をミラー２３によって
折り曲げると、第２０図に示す如く、セット全体の奥行
きを第１８図の実施例と比較してさらに一層短くするこ
とができる。例えば、拡散用スクリーン６の対角が３０
”、液晶パネル３の対角が５″のときには、セット全体
の奥行きを約１４ｃｍにすることができる。

以上説明した様に、第１７図以降の各実施例においては
、セット全体の奥行きを短くしてコンパクトにすること
ができる。さて、次に、以上説明した各実施例の応用例
として、セット全体の奥行きは上記した各実施例と同じ
ままでありながら、画面のサイズを大きくすることので
きる本発明の実施例について説明する。

第２２図は本発明のさらに別の実施例を示す構成図であ
る。

本実施例は、第１図（ａ）の実施例の構成を縦方向に並
置して構成される。即ち、２個の光源１と２枚の液晶パ
ネル３とを用い、それぞれの液晶パネル３にて得られる
像を拡散用スクリーン６上に拡大投写して、つなぎ合わ
せて大画面を得ている。

したがって、本実施例によれば、セットの全体の奥行き
は第１図（ａ）の実施例と同じ長さでありながら、２倍
の大画面を得ることができる。

同様にして、Ｎ個の光源１．Ｎ枚の液晶パネル３を用い
ることによって、セット全体の奥行きを変えないで、Ｎ
倍の大きさの画面を実現できる。

また、本実施例では、スクリーン６上のラスターの形状
は、光学系の幾何学的配置のみによって決まるため、従
来より知られている投写レンズを用いてスクリーン６上
に画面を合成する方式と異なり、各画面を合成すること
が容易である。

また、各画面のつなぎ合わせの調整は、各液晶パネル３
、あるは各光源１の位置の調整を行なうことにより容易
に行なうことができる。

また、本実施例の場合、拡大率が大きくとれるので、逆
に各液晶パネル間の寸法にも余裕がある。

したがって、液晶パネル３として周辺回路の大きな液晶
パネルを用いても、十分に画面合成を行うことが可能で
ある。

例えば、５″ザイスの液晶パネル３にて得られる像を６
倍に拡大し、３０″の表示像が得られる光学系を、縦方
向に４組、横方向に４組、すなわち１６組配置すると、
合成画面としては、対角寸法１２０″を実現できる。各
光学系の半画角を４５°とすると、セット全体の奥行き
を約４０ｃｍにできる。また、この時、各液晶パネル３
の画素数を４８０Ｘ６４０とすると、スクリーン６上の
全体の画素数は、（４８０ｘ４）ｘ　（６４０ｘ４）と
なり、映画並みの非常に高精細な画面を実現できる。

第２３図は本発明の他の実施例を示す構成図である。

本実施例は、第１１図の実施例の構成を縦方向に並置し
て構成される。即ち、言い換えれば、第２２図の実施例
において、スクリーン６の手前に各光学系毎に中心軸の
異なるフレネルレンズ２１を配置したものである。

したがって、本実施例によれば、画面上で均一な輝度分
布を実現することができる。

第２４図は本発明の別の実施例を示す構成図である。

本実施例は、第１８図の実施例の構成を縦方向に並置し
て構成したもので、その特徴は、第２２図の実施例と異
なって、液晶パネル３は２枚用いているが光源１は１個
と簡略化している点にある。

本実施例において、光源１の上半分から出射した光は、
上方に設けられた液晶パネル３に照射される。この光は
、ミラー２３で折り返しされ、スクリーン６上に到達す
る。また、光源１の下半分から出射した光は、下方に設
けられた液晶パネル３に照射される。この光は、その後
ミラー２３で折り返され、スクリーン６上に到達する。

こうして、両者の画像をつなぎ合わせることによって、
−枚の液晶パネルで投写した場合に比べて、奥行きを短
くし、かつ少ない部品点数で２倍の大きさの画面を実現
することができる。

さて、本実施例は、第１８図の実施例の構成を縦方向に
並置して構成したものであったが、第２０回の実施例の
構成を並置して構成しても良い。

例えば、第２０図の実施例の構成を縮方向と横方向とに
各２台ずつつなぎ合わせることによって、セット全体の
奥行き約１４　ｃｍのまま、対角６０″のスクリーンサ
イズを実現できる。また逆に、スクリーンサイズを対角
３０″としたとき、七ソト全体の奥行きを約７　ｃ　ｍ
にすることもできる。また、各液晶パネル３の画素数が
６４０Ｘ４８０のとき、スクリーン６上での画素数は（
６４０Ｘ２）ｘ（４８０ｘ２）となり、非常に高精細の
画像を再現できる。

また、第１９図の実施例（ミラーを曲面とした実施例）
の構成を並置して構成しても良い。この場合には、セン
ト全体の奥行きを一層短くすることができる。

第２５図は本発明のさらに他の実施例を概略的に示した
斜視図である。

本実施例は、第１図（ａ）の実施例の構成、即ち、光源
１．液晶パネル３．スクリーン６から成る光学系（第２
５図では直方体として描いである。）を縦方向と横方向
とに各３台ずつ並置して、計９台にて構成される。

本実施例の特徴は、各光学系は分離可能な形となってい
る。

したがって、移動、運搬時は互い分解して運ぶことがで
きる。また、各光学系の各スクリーンには独立した画像
を表示することも可能であり、９台のテレビとして使う
ことができる。

以上説明した様に、第２２図以降の各実施例においては
、セット全体の奥行きは前述した各実施例と同じままで
ありながら、画面のサイズを大きくすることができる。

さて、次に、得られる大画面の輝度を向上させることの
できる本発明の実施例について説明する。

第２６図は本発明のさらに別の実施例を示す構成図であ
る。

第２６図において、■は白色光を発する光源、３は液晶
パネル、６はスクリーン、２５はコンデンサレンズ、２
６は赤色光を反射、緑色光と青色光を透過するダイクロ
イックミラー、２７は緑色光を反射、青色光を透過する
ダイクロイックミラー２日は通常のミラー、２９はコン
デンサレンズ、である。

光源１からの白色光はコンデンサレンズ２５により平行
光となる。その後、この光はグイクロイックミラー２６
．２７により３色の光に分離される。この各色に分離さ
れたそれぞれの平行光は、コンデンサレンズ２９によっ
て一点に絞られる。

その後、各党はそれぞれの液晶パネル３を通過し、スク
リーン６上に到達して合成される。

本実施例では、液晶パネル３に配されるカラーフィルタ
が不要となるため、液晶パネル３の透過率が向上し、ス
クリーン６上の輝度を大幅に改善することができる。

また、本実施例では、液晶パネル３からスクリ−ン６ま
での距離が変化したときには、上記した３色の画面がず
れる。しかし、液晶パネル３．あるいはコンデンサレン
ズ９の相対間隔を変えることによって容易に調整できる
。例えば、液晶パネル３とスクリーン６の間隔が短かく
なったときには、液晶パネル３の相対間隔を狭めるか、
あるいは、コンデンサレンズ２９の相対間隔を広げれば
よい。

また、本実施例において、スクリーン６の手前にフレネ
ルレンズを配置した場合には、今までの実施例で述べた
のと同じ理由により、画面上における輝度の均一性の向
上を実現できる。

また、本実施例において、スクリーン６として、第１５
図（ａ）に示した構成のスクリーンを用いることによっ
て、品質を向上させることもできる。

この場合、スリットの形状を、第２６図の上下方向で長
く１紙面に垂直方向で短かくすることが望ましい。

第２７図は本発明のさらにさらに別の実施例を示す構成
図である。

本実施例が、第２６図の実施例と異なっているのは、液
晶パネル３と、グイクロイックミラー２６．２７、ある
いはミラー２５との間に凹レンズ３０が配置されている
点にある。凹レンズ３０は入射される平行光に対して、
虚像を形成する働きをしている。この凹レンズ３０を通
過した光は、その後、液晶パネル３に照射され、やはり
、第２６図の実施例と同様、スクリーン６上で３色の合
成像を得る構成となっている。

本実施例は、第２６図の実施例と比べて投写部を小形化
できる点に特徴がある。

以上説明した様に、第２６図以降の各実施例においては
、得られる大画面の輝度を向上させることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、以下に述べる何れかの効果を得ること
ができる。

（１）スクリーン上のフォーカスの劣化を防止して像が
ぼけることなく大画面の表示を行うことができる。

４　】 （２）セット全体の奥行きを短くしてコンパクトにする
ことができる。例えば、１２０”の画面で奥行き４０ｃ
ｍ、あるいは３０″の画面で奥行き７ｃｍが可能である
。

（３）得られる大画面の輝度を向上させることができる
。

（４）セット全体の奥行きを変えることなくより大きな
画面での表示を行うことができ、高精細な画像を得るこ
とができる。

（５）投写レンズが不要であり、構造が簡略化できる。

（６）各小画面に分解することが可能であり、運搬、移
動が非常に容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例を示す構成図、第１図
（ｂ）は第１図（ａ）における液晶パネルのカラーフィ
ルタ配置を示す説明図、第２図及び第３図はそれぞれ従
来の液晶プロジェクタを示す構成図、第４図は従来の投
写管を用いたプロジェクタを示す構成図、第５図は液晶
プロジェクタにおいて光源が成る大きさを持つために液
晶パネルの成る画素を介した光が広がる様子を示した説
明図、第６図は液晶プロジェクタにおいて液晶パネルを
介した光の広がりにより像がぼける様子を示した説明図
、第７図（ａ）は本発明において用いられるスクリーン
を示す平面図、第７図（ｂ）は第７図（ａ）のＡ−Ａ’
方向断面図、第８図は第７図（ｂ）の部分拡大図、第９
図乃至第１２図はそれぞれ本発明の一実施例を示す構成
図、第１３図は第１２図の光源における電極間のアーク
部の輝度分布を示す説明図、第１４図及び第１５図（ａ
）はそれぞれ本発明の一実施例を示す構成図、第１５図
（ｂ）は第１５図（ａ）におけるスクリーンの液晶パネ
ル側の面を示す平面図、第１５図（Ｃ）は第１５図（ａ
）におけるスクリーンの観視側の面を示す平面図、第１
６図乃至第２０図はそれぞれ本発明の一実施例を示す構
成図、第２１図は第２０図において液晶パネルからスク
リーンに至る光路がミラーによって折り曲げられない場
合の構成を示す構成図、第２２図乃至第２４図はそれぞ
れ本発明の一実施例を示す構成図、第２５図は本発明の
一実施例を概略的に示した斜視図、第２６図及び第２７
図はそれぞれ本発明の一実施例を示す構成図、である。 符号の説明 １・・・光源、３・・・液晶パネル、６・・・スクリー
ン、２１・・・フレネルレンズ、２３・・・ミラー薯１
図（α） 代理人　弁理士　並　木　昭　夫 薯　１　図（ｂ） −〉℃ Ｍ Ｎつ ｒつ ｑ〕 α〕

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光源と、液晶パネルと、光を拡散するためのスクリ
   ーンと、から成り、前記光源からの光を前記液晶パネル
   に照射し、該液晶パネルにて得られる像を前記スクリー
   ン上に拡大投写して結像させる液晶プロジェクタにおい
   て、 前記液晶パネルにおける複数の画素のうち、同一の色を
   表すための画素同士の間の水平方向のピッチをｐ＿ｘ、
   垂直方向のピッチをｐ＿ｙとし、前記光源における前記
   液晶パネルのパネル面と平行な面内の輝度分布において
   、ピーク輝度の１／２以上の輝度になる領域の水平方向
   の長さをｄ＿ｘ、垂直方向の長さをｄ＿ｙとした時、ｐ
   ＿ｘ≧ｄ＿ｘ、ｐ＿ｙ≧ｄ＿ｙ なる関係を満足することを特徴とする液晶プロジェクタ
   。 ２、有限の大きさを持つ光源と、該光源からの光を入射
   して、該光源の縮小像を得るレンズと、液晶パネルと、
   光を拡散するためのスクリーンと、から成り、前記レン
   ズにより得られた前記光源の縮小像からの光を前記液晶
   パネルに照射し、該液晶パネルにて得られる像を前記ス
   クリーン上に拡大投写して結像させることを特徴とする
   液晶プロジェクタ。 ３、請求項２に記載の液晶プロジェクタにおいて、前記
   レンズにより得られる前記光源の縮小像は実像であるこ
   とを特徴とする液晶プロジェクタ。 ４、請求項３に記載の液晶プロジェクタにおいて、前記
   レンズにより得られる前記光源の縮小像の近傍に、該縮
   小像を更に小さくさせるためのスリットを配置したこと
   を特徴とする液晶プロジェクタ。 ５、請求項２に記載の液晶プロジェクタにおいて、前記
   レンズにより得られる前記光源の縮小像は虚像であるこ
   とを特徴とする液晶プロジェクタ。 ６、光源と、液晶パネルと、光を拡散するためのスクリ
   ーンと、から成り、前記光源からの光を前記液晶パネル
   に照射し、該液晶パネルにて得られる像を前記スクリー
   ン上に拡大投写して結像させる液晶プロジェクタにおい
   て、 前記液晶パネルにおける複数の画素のうち、同一の色を
   表すための画素同士の間の水平方向のピッチをｐ＿ｘ、
   垂直方向のピッチをｐ＿ｙとし、前記光源における前記
   液晶パネルのパネル面と平行な面内の輝度分布において
   、ピーク輝度の１／２以上の輝度になる領域の水平方向
   の長さをｄ＿ｘ、垂直方向の長さをｄ＿ｙとした時、ｐ
   ＿ｘ＞ｐ＿ｙ、ｄ＿ｘ＞ｄ＿ｙ或いは ｐ＿ｘ＜ｐ＿ｙ、ｄ＿ｘ＜ｄ＿ｙ なる関係を満足するように、前記光源及び液晶パネルを
   配置したことを特徴とする液晶プロジェクタ。 ７、光源と、液晶パネルと、光を拡散するためのスクリ
   ーンと、から成り、前記光源からの光を前記液晶パネル
   に照射し、該液晶パネルにて得られる像を前記スクリー
   ン上に拡大投写して結像させる液晶プロジェクタにおい
   て、 前記スクリーンは、光透過形スクリーンから成り、前記
   液晶パネルから該スクリーンに入射される光のうち、該
   スクリーン上に結像する像のフォーカスを劣化させる不
   要光が、該スクリーンの液晶パネル側とは反対側に出射
   しないように、前記不要光を遮断する遮断手段を有する
   ことを特徴とする液晶プロジェクタ。 ８、請求項７に記載の液晶プロジェクタにおいて、前記
   遮断手段は、前記スクリーンの液晶パネル側のスクリー
   ン面に沿って配される複数のレンズから成るレンズアレ
   イと、前記スクリーンの液晶パネル側とは反対側のスク
   リーン面に沿って、前記レンズアレイを構成する各レン
   ズとそれぞれ対応して配される複数のスリットと、で構
   成されることを特徴とする液晶プロジェクタ。 ９、請求項８に記載の液晶プロジェクタにおいて、前記
   レンズアレイを構成する各レンズは、それぞれ、前記液
   晶パネルにおける各画素と一対一に対応することを特徴
   とする液晶プロジェクタ。 １０、請求項７に記載の液晶プロジェクタにおいて、前
   記遮断手段は、前記スクリーンの液晶パネル側のスクリ
   ーン面に沿って配されるレンチキュラーレンズと、前記
   スクリーンの液晶パネル側とは反対側のスクリーン面に
   沿って配される光遮蔽部と光透過部とが交互にストライ
   プ状に並んだスリットと、で構成されることを特徴とす
   る液晶プロジェクタ。１１、光源と、液晶パネルと、光
   を拡散するためのスクリーンと、から成り、前記光源か
   らの光を前記液晶パネルに照射し、該液晶パネルにて得
   られる像を前記スクリーン上に拡大投写して結像させる
   液晶プロジェクタにおいて、 前記液晶パネルから出射された光を反射して前記スクリ
   ーンに入射させるミラーを設けて、前記液晶パネルから
   前記スクリーンに至る光路を折り曲げるようにしたこと
   を特徴とする液晶プロジェクタ。 １２、請求項１１に記載の液晶プロジェクタにおいて、
   前記ミラーは、曲面を成すことを特徴とする液晶プロジ
   ェクタ。 １３、請求項１、２、６、７又は１１に記載の液晶プロ
   ジェクタから成る光学系を複数個、少なくとも各光学系
   のスクリーンが同一平面上に配されるよう、並置して構
   成され、各光学系により拡大投写して得られる複数の像
   を、同一平面上に配された前記スクリーン上につなぎ合
   わして結像させることを特徴とする液晶プロジェクタ。 １４、請求項１、２、６、７、１１又は１３に記載の液
   晶プロジェクタにおいて、前記液晶パネルは、該液晶パ
   ネルのパネル面の法線方向及び／又は該液晶パネルのパ
   ネル面に平行な方向に移動可能としたことを特徴とする
   液晶プロジェクタ。 １５、請求項１、２、６、７、１１、１３又は１４に記
   載の液晶プロジェクタにおいて、前記液晶パネルから前
   記スクリーンに至る光路中に集光用のフレネルレンズを
   配置したことを特徴とする液晶プロジェクタ。 １６、赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ発する３つの
   点光源と、３枚の液晶パネルと、光を拡散するためのス
   クリーンと、から成り、各点光源からの光を各々異なる
   液晶パネルに照射し、各液晶パネルにて得られる像を前
   記スクリーン上にそれぞれ拡大投写し、合成して結像さ
   せることを特徴とする液晶プロジェクタ。 １７、請求項１６に記載の液晶プロジェクタにおいて、
   ３つの前記点光源の代わりに、白色光を発する点光源か
   らの光を赤色光、緑色光、青色光にそれぞれ分離して出
   射する手段を設けたことを特徴とする液晶プロジェクタ
   。 １８、白色光を発する点光源と、該点光源からの光を平
   行光にして出射する凸レンズと、該凸レンズからの平行
   光を異なる３色の光に分離して出射するダイクロイック
   ミラーと、分離された３色の光をそれぞれ集束させる３
   組の集束用凸レンズと、３枚の液晶パネルと、光を拡散
   するためのスクリーンと、から成り、３組の前記集束用
   凸レンズからの３色の光を各々異なる液晶パネルに照射
   し、各液晶パネルにて得られる像を前記スクリーン上に
   それぞれ拡大投写し、合成して結像させることを特徴と
   する液晶プロジェクタ。 １９、請求項１８に記載の液晶プロジェクタにおいて、
   ３枚の前記液晶パネル間の間隔或いは３組の前記集束用
   凸レンズ間の間隔を可変する間隔可変手段を設け、該間
   隔可変手段により、前記スクリーン上に結像した像にお
   ける、前記３色の合成状態を調整するようにしたことを
   特徴とする液晶プロジェクタ。 ２０、白色光を発する点光源と、該点光源からの光を平
   行光にして出射する凸レンズと、該凸レンズからの平行
   光を異なる３色の光に分離して出射するダイクロイック
   ミラーと、分離された３色の光をそれぞれ発散させる３
   組の発散用凹レンズと、３枚の液晶パネルと、光を拡散
   するためのスクリーンと、から成り、３組の前記発散用
   凹レンズからの３色の光を各々異なる液晶パネルに照射
   し、各液晶パネルにて得られる像を前記スクリーン上に
   それぞれ拡大投写し、合成して結像させることを特徴と
   する液晶プロジェクタ。 ２１、請求項２０に記載の液晶プロジェクタにおいて、
   ３枚の前記液晶パネル間の間隔或いは３組の前記発散用
   凹レンズ間の間隔を可変する間隔可変手段を設け、該間
   隔可変手段により、前記スクリーン上に結像した像にお
   ける、前記３色の合成状態を調整するようにしたことを
   特徴とする液晶プロジェクタ。 ２２、請求項１３に記載の液晶プロジェクタにおいて、
   複数の前記光学系は、互いに分離可能であることを特徴
   とする液晶プロジェクタ。 ２３、請求項２２に記載の液晶プロジェクタにおいて、
   複数の前記光学系により拡大投写して得られる複数の像
   を、各々独立した像として各スクリーン上に結像させ得
   るようにしたことを特徴とする液晶プロジェクタ。 ２４、請求項２２に記載の液晶プロジェクタにおいて、
   複数の前記光学系を、分離後、移動し得るよう構成した
   ことを特徴とする液晶プロジェクタ。