JPH03287224A - 液晶式プロジェクタ - 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〕 この発明は液晶式プロジェクタに関する。

〔発明の概要〕

この発明は、液晶式プロジェクタにおいて、偏光ビーム
スプリッタを使用して液晶パネルの熱の負担を軽減した
場合に、その信号光の偏光方向を制御しておくことによ
り、一般の液晶パネルを使用できるようにしたものであ
る。

〔従来の技術〕

透過型の液晶パネルを使用した液晶式プロジェクタは、
例えば第５図に示すように、構成されている。

すなわち、同図において、白色光ａ（１）からの白色光
及びコールドミラー（２）により反射した可視光が、コ
ールドフィルタ（３）に供給されて白色光（可視光）Ｗ
が取り出され、この白色光Ｗが、緑色光を反射するダイ
クロイックよラー（４Ｇ）に供給されて緑色光Ｇと、マ
ゼンタ色光（Ｒ＋Ｂ）とが分離され、その緑色光Ｇが、
ミラー（１１）により反射されてから液晶パネル（５Ｇ
）に供給される。

この液晶パネル（５Ｇ）は、例えばアクティブマトリッ
クス駆動型の透過型液晶パネルとされ、所定の分解能の
画素数を有する。そして、このパネル（５Ｇ）の前後に
、偏光方向が互いに例えば直交する偏光板（６Ｇ）、（
７Ｇ）が設けられているとともに、このパネル（５Ｇ）
にカラービデオ信号のうちの緑色信号が供給される。

したがって、偏光板（７Ｇ）からは、緑色信号により強
度が変調された緑色光が取り出される。

また、ダイクロイックミラー（４Ｇ）からのマゼンタ光
（Ｒ＋８）が、赤色光Ｒを反射するダイクロイックミラ
ー（４Ｒ）に供給されて赤色光Ｒと、青色光Ｂとに分離
され、その赤色光Ｒが、液晶パネル（５Ｇ）及び偏光板
（６Ｇ）、（７Ｇ）と同様の液晶パネル（５Ｒ）及び偏
光板（６Ｒ）、（７Ｒ）に供給されるとともに、パネル
（５Ｒ）に赤色信号が供給される。こうして、偏光板（
７Ｒ）からは、赤色信号により強度が変調された赤色光
Ｒが取り出される。

そして、この赤色光Ｒと、偏光板（７Ｇ）からの緑色光
Ｇとが、ダイクロイックミラー（１１）に供給されて黄
色光（１？＋Ｇ）に合成される。

さらに、ダイクロイックミラー（４Ｒ）からの青色光Ｂ
が、液晶パネル（５Ｇ）及び偏光板（６Ｇ）、（７Ｇ）
と同様の液晶パネル（５Ｂ）及び偏光板（６Ｂ）、（７
Ｂ）に供給されるとともに、パネル（５Ｂ）に青色信号
が供給される。こうして、偏光板（７Ｂ）からは、青色
信号により強度が変調された青色光Ｂが取り出される。

そして、この青色光Ｂがごラー（Ｉ２〉により反射され
てからダイクロイックもラー（４Ｂ）に供給されるとと
もに、ダイクロイックミラー（８Ｒ）からの黄色光（Ｒ
＋Ｇ）がダイクロイックミラー（４Ｂ）に供給されて白
色光Ｗに合成され、この白色光Ｗが、投影レンズ（１３
）によりスクリーン（図示せず）に投影される。

したがって、そのスクリーンには、カラー画像が表示さ
れる。

以上が、透過型の液晶パネルを使用した液晶式プロジェ
クタの代表的な構成である。

ところが、このような液晶プロジェクタにおいては、偏
光板（６Ｒ）〜（６Ｂ）に供給される色光Ｒ−Ｂのうち
、５０％が偏光板（６Ｒ）〜（６Ｂ）において吸収され
て熱となる。また、液晶パネル（５Ｒ）〜（５Ｂ）から
偏光板（７Ｒ）〜（７Ｂ）に供給される色光Ｒ−Ｂも、
パネル（５Ｒ）〜（５Ｂ）における偏光に対応して偏光
板（７Ｒ）〜（７Ｂ）において吸収されて熱となる。

したがって、スクリーンの輝度を上げるため、光源（１
）の光量を増やすと、偏光板（６Ｒ）〜（６Ｂ）、（７
Ｒ）〜（７Ｂ）における発熱量が増加し、これら偏光板
（６Ｒ）〜（６Ｂ）、（７Ｒ）〜（７Ｂ）により前後を
挟まれた液晶パネル（５Ｒ）〜（５Ｂ）の温度が上昇し
てしまい、最悪の場合には、液晶パネル（５Ｒ）〜（５
Ｂ）の耐熱温度を越えてしまう。

あるいは、液晶パネル（５Ｒ）〜（５Ｂ）の耐熱温度に
より、スクリーンの輝度が制限されてしまう。

そこで、液晶パネルに偏光ビームスプリッタを組み合わ
せることにより、色信号にまり色光の強度を変調するよ
うにしたプロジェクタが考えられている。

第６図は、そのような偏光ビームスプリッタを使用した
液晶式プロジェクタの一例を示す。

すなわち、同図において、液晶パネル（５Ｒ）〜（５Ｂ
）の前後の偏光板（６Ｒ）〜（６Ｂ）、（７Ｒ）〜（７
Ｂ）は設けられない。

そして、コールドフィルタ（３）と、ダイクロインク短
う−（４Ｇ）との間の光路上に、第１の偏光ビームスプ
リッタ（２１）が設けられ、フィルタ（３）からの白色
光Ｗが、このスプリッタ（２１）に供給されて偏光方向
が互いに直交するＳ偏光波−８と、Ｐ偏光波ＷＰとに分
離され、そのＳ偏光波ＷＳはダイクロイックミラー（４
Ｇ）に供給され、Ｐ偏光波計は光吸収体（２３）に供給
されて吸収される。

さらに、グイクロイック砒う−（４Ｂ）と、投影レンズ
（１３）との間の光路上に、第２の偏光ビームスプリッ
タ（２２）が設けられ、ミラー（４Ｂ）からの白色光Ｗ
が、このスプリッタ（２２）に供給されて偏光方向が互
いに直交するＰ偏光波と、Ｓ偏光波とに分離され、その
Ｐ偏光波はレンズ（１３）に供給され、Ｓ偏光波は光吸
収体（２４）に供給されて吸収される。

このような構成によれば、ダイクロイックミラー　（４
Ｇ）には、白色のＳ偏光波ＷＳが供給されているので、
液晶パネル（５Ｒ）〜（５Ｂ）には、赤色〜青色のＳ偏
光波Ｒ３−Ｂ５がそれぞれ供給されることになる。

そして、この偏光波Ｒ３〜８Ｓが、液晶パネル（５Ｒ）
〜（５Ｂ）において、赤色信号〜青色信号にしたがって
偏光方向が回転させられ、その回転させられた偏光波Ｒ
３−Ｂ５が、偏光ビームスプリッタ（２２）に供給され
てＰ偏光波成分Ｒ３Ｐ−ＢＳＰだけがレンズ（１３）に
供給されるので、レンズ（１３）から出力される赤色光
〜青色光の各強度は、赤色信号〜青色信号により変調さ
れていることになる。したがって、スクリーンにはカラ
ー画像が表示される。

こうして、このプロジェクタによれば、液晶パネル（５
Ｒ）〜（５Ｂ）の光学的な前後に偏光ビームスプリッタ
（２１）、（２２）を設け、これら偏光ビームスプリン
ク（２１）、（２２Ｂ）の屈折及び透過により、有効な
光成分を取り出すとともに、不要な光成分を除去してい
るので、偏光ビームスプリッタ（２１）、（２２）にお
ける光の吸収はほとんどない。

したがって、偏光ビームスプリッタ（２１）、（２２）
や液晶パネル（５Ｒ）〜（５Ｂ）における熱の蓄積もほ
とんどないので、光源（１）の光量を増やしてスクリン
の輝度を高くすることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、偏光ビームスプリッタを使用する場合、通常
の使用方法では、第７図Ａに示すように、偏光ビームス
プリッタの偏光方向は垂直方向及び水平方向となる。

このため、上述のように、偏光ビームスプリッタ（２１
）、（２２）を使用した場合には、液晶パネル（５Ｒ）
〜（５Ｂ）の分子の配列方向（偏光方向）も同図Ａに示
すように、垂直方向あるいは水平方向でなければならな
い。

ところが、一般の透過型の液晶パネルは、液晶テレビセ
ットなどに使用するためのものなので、その視野角を広
くするため、同図Ｂに示すように、分子が４５°方向に
配列されている。

したがって、上述のプロジェクタの液晶パネル（５Ｒ）
〜（５Ｂ）として一般の液晶パネルを使用することはで
きず、液晶パネル（５Ｒ）〜（５Ｂ）として特別仕様の
ものが必要になる。

この発明は、このような問題点を解決しようとするもの
である。

〔課題を解決するための手段〕

このため、この発明においζは、偏光ビームスプリッタ
（２１）、（２２）に供給される偏光波の偏光方向と、
偏光ビームスプリッタ〈２１）、（２２）の偏光方向と
を、液晶パネル（５Ｒ）〜（５Ｂ）の偏光方向に対応し
てあらかじめ相対的に回転させておくようにしたもので
ある。

〔作用〕

液晶パネルに供給される偏光波の偏光方向は、垂直方向
あるいは水平方向となり、液晶パネル（５Ｒ）〜（５Ｂ
）として一般のものを使用できる。

〔実施例〕

第１図において、偏光ビームスプリッタ（２１）と、ダ
イクロイック５ラー（４Ｇ）との間の光路上に、第１の
１７２波長板（３１）が設けられるとともに、ダイクロ
イックミラー（４Ｂ）と、偏光ビームスブリック（２２
）との間に、第２の１／２波長板（３２）が設けられる
。

この場合、液晶パネル（５Ｒ）〜（５Ｂ）は、一般の透
過型液晶パネルであり、したがって、その偏光方向は第
７図Ｂに示すように、４５°方向である。

このような構成によれば、偏光ビームスプリッタ（２１
）からの偏光波ｔＶＳは、偏光方向が水平方向であるが
、液晶パネル（５Ｒ）〜（５Ｂ）に供給される色光Ｒ３
−Ｂ５は、１７２波長板（３１）により４５°回転させ
られている。

また、液晶パネル（５Ｒ）〜（５Ｂ）から出力される色
光も、１／２波長板（３２）により４５°回転させられ
ている。

したがって、液晶パネル（５Ｒ）〜（５Ｂ）の実際の偏
光方向が、第７図Ｂに示すように、４５°方向であって
も、偏光ビームスプリッタ（２１）から見た液晶パネル
（５Ｒ）〜（５Ｂ）の等偏曲な偏光方向は同図Ａに示す
ように、水平方向となるとともに、偏光ビームスプリッ
タ（２２）から見た等偏曲な偏光方向は垂直方向となる
。

したがって、偏光ビームスプリッタ（２２）からは赤色
信号〜青色信号により強度が変調されたＰ偏光波成分Ｒ
３Ｐ−ＢＳＰが出力されことになり、スクリーンにはカ
ラー画像が表示される。

こうして、この発明によれば、液晶パネルを使用して投
射式で画像を表示できるが、この場合、特にこの発明に
よれば、液晶パネル（５Ｒ）〜（５Ｂ）の偏光方向が４
５°方向であっても、１７２波長板（３１）、（３２）
により等偏曲な偏光方向は、水平方向及び垂直方向とな
るので、液晶パネル（５Ｒ）〜（５Ｂ〉として−ｉの液
晶テレビセント用の液晶パネルを使用することができ、
特別仕様の液晶パネルを必要とすることがない。

したがって、量産されている液晶パネルをそのまま使用
できるので、プロジェクタをコストダウンすることがで
きる。

第２図〜第４図は、この発明の他の例を示し、第２図は
その側面図、第３図はその背面図、第４図は第２図のＡ
−Ａ線における断面図である。

そして、この例においては、液晶パネル（５Ｒ）〜（５
Ｂ）の偏光方向は４５°方向であるが、１／２波長板（
３１）、（３２）は設けられない。

そして、光源（１）、コールドミラー（２）、コールド
フィルタ（３）、偏光ビームスプリッタ（２１）及び光
吸収体（２３）が、主光軸に対して、液晶パネル（５Ｒ
）〜（５Ｂ）の偏光方向に対応して４５°だけ傾いて設
けられる。

さらに、偏光ビームスプリッタ（２２）及び光吸収体（
２４）も同様に４５°傾いて設けられる。

このような構成によれば、液晶パネル（５Ｒ）〜（５Ｂ
）に対して、入力光Ｒ３−Ｂ５の偏光方向が一致すると
ともに、出力光Ｒ３Ｐ−ＭＳＰの偏光方向が直交す１す るので、その出力光Ｒ３Ｐ−ＢＳＰにより、カラー画像
が表示される。

したがって、この場合には、１７２波長板などを追加す
ることなく、一般の液晶パネルを使用して高輝度のプロ
ジェクタを実現できる。

なお、第１図の例において、１７２波長板（３１）、（
３２）の代わりに１７４波長板を２枚１組として使用す
ることもできる。また、任意の分子配列の液晶ハネルを
使用することもできる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、液晶パネル（５Ｒ）〜（５Ｂ）の偏
光方向が４５°方向であっても、１７２波長板（３１）
、（３２）により等偏曲な偏光方向は、水平方向及び垂
直方向となるので、液晶パネル（５Ｒ）〜（５Ｂ）とし
て一般の液晶テレビセット用の液晶パネルを使用するこ
とができ、特別仕様の液晶パネルを必要とすることがな
い。

したがって、量産されている液晶パネルをそのまま使用
できるので、プロジェクタをコストダウ２ ンすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一例の構成図、第２図はこの発明の
他の例の側面図、第３図はその背面図、第４図りよＡ二
Ａ線における断面図、第５図〜第７図はその説明のため
の図である。 （１）は光源、（５Ｇ）〜（５Ｂ）は液晶パネル、（１
３）は投影レンズ、（２１）〜（２２）は偏光ビームス
プリッタ、（３１）、（３２）は１７２波長板である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 透過型の液晶パネルの前後に、第１及び第２の偏光ビー
   ムスプリッタを設け、 上記第１の偏光ビームスプリッタに入力光を供給し、 上記液晶パネルにビデオ信号を供給し、 上記第１の偏光ビームスプリッタ、上記液晶パネル及び
   上記第２の偏光ビームスプリッタにより、上記第２の偏
   光ビームスプリッタから上記ビデオ信号により強度の変
   調された出力光を得、 この出力光をスクリーンに投影してこのスクリーンに上
   記ビデオ信号による画像を表示するとともに、 上記第１及び第２の偏光ビームスプリッタに供給される
   偏光波の偏光方向と、これら第１及び第２の偏光ビーム
   スプリッタの偏光方向とを、上記液晶パネルの偏光方向
   に対応してあらかじめ相対的に回転させておくようにし
   た 液晶式プロジェクタ。