JPH03243932A

JPH03243932A - 背面投写型受像機

Info

Publication number: JPH03243932A
Application number: JP2039757A
Authority: JP
Inventors: Haruyuki Yanagi; 治幸柳
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-02-22
Filing date: 1990-02-22
Publication date: 1991-10-30

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］本発明はスクリーン・投写手段一体型の背面投写型受像
機に関する。

［従来の技術］スクリーンに対して背面から画像を投写して表示する背
面投写型受像機は、明室下においても、明るく、コント
ラストの大きい画像が得られ、その用途は広がってきて
いる。

従来の背面投写型受像機は、第４図（Ａ）、（Ｂ）に示
すように、キャビネット５１の前面にスクリーン５２が
取付けられ、さらに、キャビネット５１の内部に、投写
レンズ５４を有する投写手段５３と該投写手段５３から
投写レンズ５４を通して出射される画像光を前記スクリ
ーン５２方向へ反射する反射ミラー５５とを備えたちの
か、あるいは、前記画像光を反射する反射ミラーを複数
備えたちのが知られており、共にキャビネット内で画像
光の光路を折り曲げるようにして装置全体のコンパクト
化を図っていた。

［発明か解決しようとする課題］しかしながら、上記従来の技術では、反射ミラーを用い
て画像光を反射するため、該反射ミラーを配置する位置
によっては画像光の投写光路を遮断する場合があり、反
射ミラーの配置を考慮するとコンパクト化には限界があ
る。

例えば、投写手段の画像表示デバイスとして７″ＣＲＴ
を用いた、画面サイズ５０″　（アスペクト比９：１６
）、投写距１１９００ｍｍの場合は奥行き約６００ｍｍ
　、高さ１１００ｍｍ程度あるいはそれ以上になってし
まう。また、ＣＲＴのかわりに液晶パネルを画像表示デ
バイスとして用いた場合、さらにコンパクトにはなるが
奥行き約５００＋ｎｍ　、高さ９００ｍｍ程度あるいは
それ以上になってしまい、ホーム使用を考慮すると、ま
だ、コンパクト化の必要性が残るという欠点がある。

本発明は、上記従来の技術の有する欠点に鑑みてなされ
たもので、コンパクト化を可能にする背面投写型受像機
を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明は、；夜具パネルを用いて画像を形成する画像表
示手段と、該画像表示手段の画像光を投写する投写レン
ズと、この投写レンズの収束面の位置に配置されたスク
リーンとを有する背面投写型受像機において、前記スクリーンに平行して、λ／４光学位相板と全反射
ミラーとが、該スクリーン側から順に配置されており、さらに、前記投写レンズから投写された画像光を前記λ
／４光学位相板の方向に反射する偏光ビームスプリッタ
が、前記λ／４光学位相板と前記スクリーンとの間の投
写光路上に配置されたものであり、前記画像表示手段が
、赤、緑、青の各色画像を形成する３つの液晶パネルを
有するものがある。

また、画像を形成する画像表示手段と、該画像表示手段
の画像光を投写する投写レンズと、この投写レンズの収
束面の位置に配置されたスクリーンとを有する背面投写
型受像機において、前記スクリーンに平行して、λ／４
光学位相板と全反射ミラーとか、該スクリーン側から順
に配置されており、前記投写レンズから投写された画像光が入射する第１の
偏光ビームスプリッタを備え、さらに、前記画像光のう
ち前記第１の偏光ビームスプリッタで反射した画像光成
分を前記λ／４光学位相板の方向に反射する第２の偏光
ビームスプリッタが、前記λ／４光学位相板と前記スク
リーンとの間の投写光路上に配置されたものである。

［作用］画像表示手段において液晶パネルを用いて画像を形成す
る場合、その画像光は偏光面が揃ったものとなる。この
画像光の偏光面をＳ偏光に設定することにより、投写レ
ンズを通して投写された画像光は偏光ビームスプリッタ
に入射した際、該偏光ビームスプリッタで反射して、λ
／４光学位相板および全反射ミラーに入射する。このと
き、ます、λ／４光学位相板を透過して全反射ミラーで
反射し、反射後、再びλ／４光学位相板を透過すること
になるので、画像光はその偏光面が９０゛回転されＰ偏
光光となって、再度前記偏光ビームスプリッタへ入射す
る。この場合、画像光はＰ偏光光であるので、該偏光ビ
ームスプリッタを透過し、そののちスクリーンへ投写さ
れる。

また、請求項３項に記載したように、画像表示手段か液
晶パネルを用いて画像を形成するものに限らない場合、
投写レンズから投写される画像光か偏光面の揃った偏光
光とならないものかある。

この場合、投写レンズから投写した画像光を、ます、第
１の偏光ビームスプリッタに入射させることにより、Ｓ
偏光の画像光成分のみ反射させて、偏光面の揃ったＳ偏
光の画像光を投写画像光として抽出する。その後は、Ｓ
偏光の画像光か、第２の偏光ヒームスプリツタに入射す
ることにより、該第２の偏光ビームスプリッタにて反射
して、λ／４光学位相板および全反射ミラーに対して■
Ｅ直に入射することとなり、前述と同様にＰ（漏光の画
像光となって第２の偏光ヒームスプリツタを透過したの
ちスクリーンへ投写される。

［実施例］次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１　［Ａは本発明の背面投写型受像機の一実施例を示
す図である。

本実施例は、前面にスクリーン２か取付けられたキャビ
ネット１内に、後述する第１ないし第３の成品パネル１
６Ｒ１１６Ｇ、１６Ｂを用いて画像を形成する不図示の
画像表示手段と該画像表示手段の画像光を投写する投写
レンズ４とを有する投写手段３が一体化されたものであ
る。また、キャビネット１内には、前記スクリーン２に
平行して、λ／４光学位相板９と第２の全反射ミラー１
０とか近接して、前記スクリーン２側から順に配置され
ており、さらに、前記投写手段３の画像光の出射先に配
置された第１の全反射ミラー５で反射した画像光の光軸
が４５°の角度で入射し、該画像光の光軸を、前記λ／
４光学位相板９に対して垂直に反射する偏光ビームスプ
リッタ６か、前記λ／４光学位相板９と前記スクリーン
２との間の投写光路上に配置されている。

上述のスクリーン２は、サイズ５″、アスペクト比９１
６て、ブラックストライプを有したタブルレンチキコラ
ーレンズシート、同心円フレネルレンズ等から形成され
ており、視野角が広く、前記スクリーンに平行して、λ
／４光学位相板と全反射ミラーとか、該スクリーン側か
ら順に配置されており、さらに、前記投写レンズから投写された画像光を前記λ
／４光学位相板の方向に反射する偏光ビームスプリッタ
か、前記λ／４光学位相板と前記スクリーンとの間の投
写光路上に配置されたものであり、前記画像表示手段か
、赤、緑、青の各色画像を形成する３つの液晶パネルを
有するものかある。

また、画像を形成する画像表示手段と、該画像表示手段
の画像光を投写する投写レンズと、この投写レンズの収
束面の位置に配置されたスクリーンとを有する背面投写
型受像機において、前記スクリーンに平行して、λ／４
光学位相板と全反射ミラーとか、該スクリーン側から順
に配置されており、前記投写レンズから投写された画像光か入射する第１の
偏光ビームスプリッタを備え、さらに、前記画像光のう
ち府記第１の偏光ヒームズブリツタで反射した画像光成
分を前記λ／４光学位相板の方向に反射する第２の偏光
ビームスプリッタが、前記λ／４光学位相板と前記スク
リーンとの間の投写光路上に配置されたものである。

［作用］画像表示手段において液晶パネルを用いて画像を形成す
る場合、その画像光は偏光面が揃ったものとなる。この
画像光の偏光面をＳ偏光に設定することにより、投写レ
ンズを通して投写された画像光は偏光ビームスプリッタ
に入射した際、該偏光ビームスプリッタで反射して、λ
／４光学位相板および全反射ミラーに入射する。このと
き、まず、λ／４光学位相板を透過して全反射ミラーで
反射し、反射後、再びλ／４光学位相板を透過すること
になるので、画像光はその偏光面か９０゜回転されＰ偏
光光となって、再度前記偏光ビームスプリッタへ入射す
る。この場合、画像光はＰ偏光光であるので、該偏光ビ
ームスプリッタを透過し、そののちスクリーンへ投写さ
れる。

また、請求項３項に記載したように、画像表示手段が液
晶パネルを用いて画像を形成するものに限らない場合、
投写レンズから投写される画像光か偏光面の揃った偏光
光とならないものがある。

この場合、投写レンズから投写した画像光を、ます、第
１の偏光ビームスプリッタに入射させることにより、Ｓ
偏光の画像光成分のみ反射させて、偏光面の揃ったＳ偏
光の画像光を投写画像光として抽出する。その後は、Ｓ
偏光の画像光か、第２の偏光ビームスプリッタに入射す
ることにより、該第２の偏光ビームスプリッタにて反射
して、λ／４光学位相板および全反射ミラーに対して垂
直に入射することとなり、前述と同様にＰ偏光の画像光
となって第２の偏光ビームスプリッタを透過したのちス
クリーンへ投写される。

［実施例コ次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の背面投写型受像機の一実施例を示す図
である。

本実施例は、前面にスクリーン２が取付けられたキャビ
ネット１内に、後述する第１ないし第３の液晶パネル１
６Ｒ１１６Ｇ、１６Ｂを用いて画像を形成する不図示の
画像表示手段と該画像表示手段の画像光を投写する投写
レンズ４とを有する投写手段３が一体化されたものであ
る。また、キャビネット１内には、前記スクリーン２に
平行して、λ／４光学位相板９と第２の全反射ミラー１
０とが近接して、前記スクリーン２側から順に配置され
ており、さらに、前記投写手段３の画像光の出射先に配
置された第１の全反射ミラー５で反射した画像光の光軸
が４５°の角度で入射し、該画像光の光軸を、前記λ／
４光学位相板９に対して垂直に反射する偏光ビームスプ
リッタ６が、前記λ／４光学位相板９と前記スクリーン
２との間の投写光路りに配置されている。

上述のスクリーン２は、サイズ５″、アスペクト比９：
１６で、ブラックストライプを有したダブルレンチキュ
ラーレンズシート、同心円フレネルレンズ等から形成さ
れており、視野角が広く、コントラストか大きい画像か
得られるものである。また、偏光ビームスプリッタ６は
、フロートガラスあるいはメタクリル樹脂等から成る透
明板７に蒸着されている。

ここて、前述の投写手段３について、第２図を参照して
説明する。

本実施例の投写手段３は、赤、縁、青の各色画像を形成
する第１ないし第３の液晶パネル１６Ｒ１１６Ｇ、１６
Ｂと該各色画像を合成するクロスダイクロプリズム２０
とで構成される画像表示手段を備え、該画像表示手段で
合成された合成画像光を投写レンズ４を通して出射する
構成となっている。さらに、この投写手段３は、出射光
束１万〜２万ルーメンのメタロハライドランプ等の光源
１１を備え、該光源１１からの出射光をリフレクタ１２
で平行光にし、平行光となった前記出射光の中の赤外線
成分を赤外線吸収フィルタ１３て吸収して第１ないし第
３の液晶パネル１６Ｒ１１６Ｇ、１６Ｂの、光によるン
温度上昇を抑える構成となっている。また、投写レンズ
４は、Ｆ　＝　２．０〜４．０のもので、レンズ先端か
らスクリーン２までの投写距離は１ｍに設定されている
。

上述のように赤外線が吸収された、光源１１からの出射
光は、その出射先に位置する、青色光Ｂ反射の特性を有
する第１のダイクロイックミラー１４に入射して、該第
１のダイクロイックミラー１４で反射する青色光Ｂと該
第１のダイクロイックミラー１４を透過する赤色光Ｒお
よび緑色光Ｇとに分離される。第１のダイクロイックミ
ラー１４を透過した赤色光Ｒおよび緑色光Ｇは、緑色光
Ｇ反射の特性を有する第２のダイクロイックミラー１５
に入射して、該第２のダイクロイックミラー１５で反射
する緑色光Ｇと該第２のダイクロイックミラー１５を透
過する赤色光Ｒとに分離される。この第２のダイクロイ
ックミラー１５で反射した緑色光Ｇは、緑色画像用の第
２の液晶パネル１６Ｇの照明光となる。また、第２のダ
イクロイックミラー１５を透過した赤色光Ｒは、つづい
て赤色光Ｒ反射の特性を有する第３のダイクロイックミ
ラー１７て反射し、そののち、さらに反射ミラー１８で
反射して、赤色画像用の第１の液晶パネル１６Ｒの照明
光となる。

一方、前述のように第１のタイクロイックミラー１４に
て反射分離した青色光Ｂは、反射ミラへ１９で反射した
のち青色画像用の第３の液晶パネル１６Ｂの照明光とな
る。

上述した第１ないし第３の各液晶パネル１６Ｒ１１６Ｇ
、１６Ｂは、溝膜トランジスタ（ＴｈｉｎＦｉｌｍ　Ｔ
ｒａｎｓｉｓｔｏｒ　　：　ＴＦＴ）アクティブマトリ
クス駈動方式て、パネルサイズ対角１〜３インチ、絵素
数８万〜３０万絵素の透過型のものてあり、それぞれ、
赤、緑、青の各色に対応する画像４５号に応して各色画
像を形成する。これらの第１ないし第３の液晶パネル１
８Ｒ１１６Ｇ、１６Ｂは、四角社状で、かつ、その四角
形断面の対角線上に、それぞれ赤反射タイクロイックミ
ラーと青反射タイクロイックミラーとを備えたクロスタ
イクロプリズム２０の３側面にそれぞれ接着されている
。

前述のように、第１ないし第３の各７夜晶パネル１６Ｒ
１１６Ｇ、１６Ｂの照明光となった各色光Ｒ，Ｇ、Ｂは
第１ないし第３の各液晶パネル１６Ｒ１１６Ｇ、１６Ｂ
を透過して各色画像光となって出射したのち、前記クロ
スタイクロプリズム２０で合成され、その合成画像光か
投写レンズ４を通って出射される。また、本実施例の投
写手段３においては、投写レンズ４を通して出射する、
赤、緑、青の各色画像の合成画像光は前述の偏光ヒーム
スブリッタ６に対してＳ偏光光となるよう構成されてい
る。

つづいて、本実施例の動作について説明する。

上述のように、１！写手段３から出射したＳ偏光の合成
画像光は、その出射光に位置する第１の全反射ミラー５
で反射して方向を換えられ、前記偏光ビームスプリッタ
６に対して約４５°の０度で入射する。ここでは、合成
画像光は、Ｓ偏光光となっているので、該偏光ビームス
プリッタ６により反射されて、餌記人／４光学位相板９
および第２の全反射ミラー１０へ垂直に入射する。この
人／４光学位相板９および第２の全反射ミラー１０によ
り、前記合成画像光は、その偏光面がπ／２回転されて
Ｐ偏光光となって再び偏光ビームスプリッタ６に約４５
°の角度で入射する。この際、合成画像光は、Ｐ偏光光
となっているので、偏光ビームスプリッタ６を透過する
ことになり、透過した合成画像光かスクリーン２上に収
束され画像として表示される。

本実施例によるものでは、画面サイズ５０″（アスペク
ト比９・１６）のプロジェクションテレビながら装置サ
イズが奥行き約３７０ｍｍ、高さ約７５０ｍｍ、幅約１
２００ｍｍとなり、前述の従来のものよりも大幅にコン
パクト化されている。

また、本実施例では画像表示手段が赤、緑、青の各色画
像用の液晶パネルを備えたカラー画像を投写するものに
ついて述べたが、白黒画像を投写する場合についても目
様に考えることができるものである。

次に、本発明の他の実施例について説明する。

本実施例の背面投写型受像機は、第３図に示すように、
前述した実施例の場合と同様に、前面にスクリーン３２
が取付けられたキャビネット３１内に投写手段３３か一
体化されたものである。さらに、本実施例の場合、上記
キャビネット３１内に、投写手段３３から出射した画像
光が入射する第１の偏光ビームスプリッタ３５と、該第
１の偏光ビームスプリッタ３５で反射した画像光成分が
４５°の角度で入射する、第１のプリズム３７と第２の
プリズム３８との接合面に形成された第２の偏光ビーム
スプリッタ３６とを備えている。また、上記第２のプリ
ズム３８の、キャビネット３１の後部側の、エア界面は
前記スクリーン３２と平行に形成されており、該エア界
面には、前記第２の偏光ビームスプリッタ３６で反射す
る画像光成分の光軸が垂直に入射する、λ／４光学位相
板３９と全反射ミラー４０とが前記第２の偏光ビームス
プリッタ３６側から順に接着されている。Ｅ述の第１の
偏光ビームスプリッタ３５の裏面には、該第１の偏光ビ
ームスプリッタ３５を透過した光成分を吸収する、植毛
等による光吸収部材４１か設けられている。

本実施例の場合、投写手段３３がら出射した画像光は、
まず、第１の偏光ビームスプリッタ３５に入射し、この
第１の偏光ビームスプリッタ３５において、前記画像光
のうちＳ偏光光のみ反射されて前記第２の偏光ヒームス
プリッタ３６に対して４５°の角度で入射する。前記画
像光のうちＰ偏光成分は第１の偏光ビームスプリッタ３
５を透過し、投写光路から外れて光吸収部材４１によっ
て吸収される。

第２の偏光ビームスプリッタ３６に入射したＳ偏光の画
像光は、該第２の偏光ビームスプリッタ３６においても
反射されて前記λ／４光学位相板３９および全反射ミラ
ー４０に対して垂直に入射する。このとき、Ｓ偏光の画
像光は、前述の実施例の場合と同様に、偏光面の回転を
受けてＰ偏光の画像光となって、再度、前記第２の偏光
ビームスプリッタ３６方向へ反射される。この第２の偏
光ビームスプリッタ３６に対しては、画像光がＰ偏光と
なっているため、該第２の偏光ビームスプリッタ３６を
透過することになり、透過したのち、スクリーン３２へ
投写される。

本実施例によれば、投写手段３３としては、前述の実施
例のように、液晶パネルを用いて偏光面の揃った画像光
を出射するものばがっでなく、ＣＲＴ式等のように、偏
光面の異なる偏光光を含んだ画像光を出射するものを用
いることもできる。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば以下に示すような
効果を奏する。

（１）投写光の偏光面を投写光路中で回転させることに
より、反射面としての偏光ビームスプリッタを前記投写
光路中に配置することができるので、該投写光路を遮断
することなく、効果的に投写光路を重複させることが可
能となり、従来限界であった装置のコンパクト化をさら
に進めることができる。

（２）画像表示手段に、液晶パネルを用いて画像形成を
行なう場合、該画像表示手段から出射される画像光は偏
光面の揃ったものとなるので、光量の低下を生じること
がなくなり、光の使用効率が向上する。

（３）投写レンズからの画像光の出射光に、該画像光が
入射する偏光ビームスプリッタを配置することにより、
画像表示手段として、偏光面の揃った画像光を出射する
もの、および偏光面の揃っていない画像光を出射するも
のの使用が可能となり装置の設計自由度が増大する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の背面投写型受像機の一実施例を示す図
、第２図は第１図に示した投写手段３の一例を示す図、
第３図は本発明の他の実施例を示す図であり、第４図は
従来の背面投写型受像機を示し、（Ａ）はその正面図、
（Ｂ、）はその側面図である。１．３１・・・キャビネット、　２．３２・・・スクリ
ーン、３．３３・・・投写手段、　　　４．３４・・・
投写レンズ、５．４０・・・全反射ミラー６．３５．３６−・・偏光ビームスプリッタ、７・・・
透明板、　　９．３９・・・λ／４光学位相板、１１・
・・光源、　　　　１２・・・リフレクタ、１３・・・
赤外線吸収フィルタ、１４．１５．１７−・・ダイクロイックミラー１６・・
・液晶パネル、　１８．１９−・・反射ミラー２０・・
・クロスダイクロプリズム、４１・・・光吸収部材、　３７．３８・・・プリズム。

Claims

【特許請求の範囲】１、液晶パネルを用いて画像を形成する画像表示手段と
、該画像表示手段の画像光を投写する投写レンズと、こ
の投写レンズの収束面の位置に配置されたスクリーンと
を有する背面投写型受像機において、前記スクリーンに平行して、λ／４光学位相板と全反射
ミラーとが、該スクリーン側から順に配置されており、さらに、前記投写レンズから投写された画像光を前記λ
／４光学位相板の方向に反射する偏光ビームスプリッタ
が、前記λ／４光学位相板と前記、スクリーンとの間の
投写光路上に配置されたことを特徴とする背面投写型受
像機。２、画像表示手段が、赤、緑、青の各色画像を形成する
３つの液晶パネルを有することを特徴とする請求項１記
載の背面投写型受像機。３、画像を形成する画像表示手段と、該画像表示手段の
画像光を投写する投写レンズと、この投写レンズの収束
面の位置に配置されたスクリーンとを有する背面投写型
受像機において、前記スクリーンに平行して、λ／４光学位相板と全反射
ミラーとが、該スクリーン側から順に配置されており、前記投写レンズから投写された画像光が入射する第１の
偏光ビームスプリッタを備え、さらに、前記画像光のうち前記第１の偏光ビームスプリ
ッタで反射した画像光成分を前記λ／４光学位相板の方
向に反射する第２の偏光ビームスプリッタが、前記λ／
４光学位相板と前記スクリーンとの間の投写光路上に配
置されたことを特徴とする背面投写型受像機。