JPH05199485A - 投写型表示装置 - Google Patents

投写型表示装置

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JPH05199485A
JPH05199485A JP4027327A JP2732792A JPH05199485A JP H05199485 A JPH05199485 A JP H05199485A JP 4027327 A JP4027327 A JP 4027327A JP 2732792 A JP2732792 A JP 2732792A JP H05199485 A JPH05199485 A JP H05199485A
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JP
Japan
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light
lamps
projection
pairs
light source
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Application number
JP4027327A
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English (en)
Inventor
Motoo Sugawara
元雄 菅原
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Fujitsu General Ltd
Original Assignee
Fujitsu General Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光の利用効率を高くするとともに、輝度むら
を低減すること。 【構成】パネル面が矩形状の液晶パネル30、32、3
4に光源から出力した光を照射し、その透過光を投写レ
ンズ40によって拡大投写する投写型表示装置におい
て、複数対(例えば2対)のランプと反射板10と1
2、10と12で光源50を形成し、この光源50から
出力した複数の光ビ−ム52、54が液晶パネル30、
…のパネル面で部分的に重なり合うとともに、光ビ−ム
52、54の中心がパネル面の中心から長手方向にずれ
た異なる位置となるように、ランプと反射板10と1
2、10と12を配置する。このため、液晶パネル3
0、…のパネル面の長手方向の中央帯を照射する光量を
従来より均一化させて、光の利用効率を向上させること
ができるとともに、輝度むらを低減させることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ランプと反射板で光源
を形成し、この光源から出力した光を照射面が矩形状の
被投写体(例えば縦横比が3:4のライトバルブとして
の液晶パネル)に照射し、その透過光または反射光を投
写レンズによって拡大投写する投写型表示装置の改良に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の投写型表示装置は図5に
示すように構成されていた。すなわち、点光源としての
ランプ(例えばメタルハライドランプ)10と反射面が
放物線を回転させた形状の反射板12とによって光源1
4を形成し、この光源14からの光をコ−ルドミラ−1
6およびコ−ルドフィルタ−18を介した後、ダイクロ
イックミラ−20、22でR、G、Bの3原色光に分解
する。そして、このR、G、Bの3原色光のそれぞれ
を、コンデンサ−レンズ24、26、28を介して被投
写体としての液晶パネル(例えばライトバルブの一例)
30、32、34のパネル面(照射面)に照射し、その
透過光をダイクロイックミラ−36、38で色合成し、
投写レンズ40によってスクリ−ン上に拡大投写するよ
うにしていた。
【0003】42、44は光を所定方向へ導くためのミ
ラ−である。前記液晶パネル30、32、34は、印加
電界によって光の偏光方向を変調するR、G、B用の液
晶素子と、その両側に配置された偏光子および検光子と
からなっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図5に
示した従来例では、1対のランプ10と反射板12で光
源14を形成し、この光源14から出力する横断面が円
形の1つの光ビ−ムを利用していただけなので、光の利
用効率が低くなり易いとともに、輝度むらが生じ易いと
いう問題点があった。
【0005】すなわち、一般に光源14から出力した横
断面が円形の光ビ−ムは、図6に示すように、光路が互
いに平行な光ビ−ムとなって液晶パネル30、32、3
4のパネル面に垂直に照射する。このときの液晶パネル
30、32、34のパネル面上の光量分布は図7に示す
ようなベル型(ド−ム型)になる。この光量分布の形状
は光源14を形成するランプ10と反射板12の形状に
よって決まる。
【0006】図7において、x軸は液晶パネル30のパ
ネル面の中心を通り、かつパネル面に沿った長手方向を
表わし、y軸は液晶パネル30、32、34のパネル面
の中心Oを通り、かつパネル面に沿った短手方向を表わ
し、z軸は液晶パネル30、32、34のパネル面の中
心Oを通り、かつパネル面に垂直な方向を表わし、この
z軸方向の大きさは光量の相対的な大きさを表わす。
【0007】図7からも明らかなように、液晶パネル3
0、32、34のパネル面が矩形状(例えば縦横比が3
対4の矩形状)であるのに対して、この矩形状のパネル
面に横断面が円形の光ビ−ムが照射しているので、この
形状の相違に基づく光の損失が存在する。
【0008】さらに、光ビ−ムは中心が明るく周辺が暗
くなっているので、光ビ−ムの周辺部分を使用すること
ができず、光の利用効率が低下し易いとともに、輝度む
ら生じ易いという問題点があった。すなわち、液晶パネ
ル30、32、34のパネル面の中央に光ビ−ムの中央
を一致させると、パネル面の中央を照射する光量が相対
的に最も大きくなり、パネル面の四隅を照射する光量が
相対的に最も小さくなり、しかもパネル面の長手方向
(x軸方向)の中央帯の輝度差が大きくなるので、光の
利用効率が低下するとともに、輝度むら生ずるという問
題点があった。
【0009】例えば、パネル面の中央を照射する光量を
100%で表わしたときに、パネル面の四隅を照射する
光量が50%となる範囲まで光ビ−ムを使用するものと
すると、液晶パネル30、32、34のパネル面の長手
方向(x軸方向)に垂直な両端部の光量は一点鎖線l、
lのようになり、光ビ−ムの全光量の30〜35%しか
使用できなかった。本発明は上述の問題点に鑑みなされ
たもので、光の利用効率を高くすることができるととも
に、輝度むらを低減することのできる投写型表示装置を
提供することを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、照射面が矩形
状の被投写体に光源から出力した光を照射し、その透過
光または反射光を投写レンズによって拡大投写する投写
型表示装置において、前記光源を複数対のランプと反射
板で形成し、この複数対のランプと反射板で形成された
光源から出力した複数の光ビ−ムが前記被投写体の照射
面で部分的に重なり合うとともに、前記複数の光ビ−ム
の中心が前記被投写体の照射面の中心から長手方向にず
れた異なる位置となるように、前記複数対のランプと反
射板を配置してなることを特徴とするものである。
【0011】
【作用】光源は複数対のランプと反射板で形成され、こ
の光源から出力した複数の光ビ−ムを照射面が矩形状の
被投写体に照射したとき、これらの光ビ−ムは被投写体
の照射面(すなわちパネル面)で部分的に重なり合うと
ともに、これらの光ビ−ムの中心は被投写体の照射面の
中心から長手方向にずれた異なる位置となるので、被投
写体の照射面の長手方向の中央帯を照射する光量が均一
化する。
【0012】
【実施例】以下、本発明による投写型表示装置の一実施
例を図1から図3までの図面を用いて説明する。図1に
おいて、図5と同一部分は同一符号とする。図1におい
て、10、10は点光源としてのランプ(例えばメタル
ハライドランプ)、12、12は反射面が放物線を回転
させた形状の反射板である。前記2対のランプと反射板
10と12、10と12は光源50を形成している。
【0013】前記光源50以外の構成は従来例と同様な
ので、説明を補充する以外は説明を省略する。16は可
視光のみを反射し赤外光などを透過するコ−ルドミラ−
で、このコ−ルドミラ−16は前記光源50からの光ビ
−ムをコ−ルドフィルタ−18を介してダイクロイック
ミラ−20に照射するように配置されている。前記コ−
ルドフィルタ−18は可視光のみを透過し赤外光などを
反射するように構成されている。
【0014】つぎに、前記実施例の作用を図2および図
3を併用して説明する。 (イ)2対のランプと反射板10と12、10と12か
らなる光源50から出力した2つの光ビ−ム52、54
は、コ−ルドミラ−16およびコ−ルドフィルタ−18
によって赤外光成分などが除去されてほぼ可視光成分の
みとなり、ダイクロイックミラ−20、22によってR
(赤)、G(緑)、B(青)の3原色の光ビ−ムに分解
される。
【0015】(ロ)Rの光ビ−ムはミラ−42およびコ
ンデンサ−レンズ24を介してR用の液晶パネル30の
パネル面に入射し、Gの光ビ−ムはミラ−44およびコ
ンデンサ−レンズ26を介してG用の液晶パネル32の
パネル面に入射し、Bの光ビ−ムはコンデンサ−レンズ
28を介してB用の液晶パネル34のパネル面に入射す
る。説明の便宜上、パネル面の縦方向(y軸方向)の長
さを3H/4、横方向(x軸方向)の長さをHとし、縦
横比を一般的な3:4とする。
【0016】(ハ)このとき、2対のランプと反射板1
0と12、10と12は、図2に示すように、それぞれ
から出力する2つの光ビ−ム52、54がΘの角度を持
って重なり合うことによって、一方の光ビ−ム52の中
心O1が液晶パネル30、32、34のパネル面の中心
Oから長手方向(x軸方向)の一方向(例えばパネル面
に向かって左側方向)にH/4ずれ、他方の光ビ−ム5
4の中心O2が液晶パネル30、32、34のパネル面
の中心Oから長手方向(x軸方向)の反対方向(例えば
パネル面に向かって右側方向)にH/4ずれるように配
置されている。この結果、2つの光ビ−ム52、54
は、液晶パネル30、32、34のパネル面においてそ
の光ビ−ム径の50%が重なり合うことになる。この光
ビ−ム径の重なり度合いは50%に限るものでないが、
30〜50%が望ましい。
【0017】(ニ)このため、液晶パネル30、32、
34のパネル面上の光量分布は、図3に示すように、パ
ネル面の長手方向の中心帯の光量分布がほぼ均一なもの
になるので、輝度むらが減少するとともに光の利用効率
が向上する。すなわち、光ビ−ム52、54の中心部が
パネル面の対応する部分を照射する光量を100%で表
わしたときに、パネル面の四隅を照射する光量が50%
となる範囲まで光ビ−ムを使用するものとすると、液晶
パネル30、32、34のパネル面の長手方向(x軸方
向)に垂直な両端部の光量は一点鎖線L、Lのようにな
り、光ビ−ム52、54の全光量の40〜50%も利用
できる。
【0018】(ホ)ついで、R、G、B用の液晶パネル
30、32、34に入射した光ビ−ム52、54は液晶
パネル30、32、34によって変調され、ついでダイ
クロイックミラ−36、38によって合成され、投写レ
ンズ40によってスクリ−ン上に投写される。このと
き、出力に限界がある1個のランプ10と1個の反射板
12で光源14を形成していた従来例のものと異なり、
2対のランプと反射板10と12、10と12で光源5
0を形成しているので、2個のランプ10、10を定格
内で用いることによって高輝度映像にすることができ、
ランプ10の寿命を伸ばすことができる。
【0019】前記実施例では、ランプ10、10を反射
板12、12の焦点位置に配置して、光源50から出力
する2つの光ビ−ム52、54は、それぞれを構成する
光のビ−ムが平行なビ−ムとなるようにし、かつ反射板
12と12を並列した状態から若干内側に傾けることに
よって、2つの光ビ−ム52と54が角度Θで交差する
ようにしたが、本発明はこれに限るものでなく、2対の
ランプと反射板で形成された光源から出力した2つの光
ビ−ムが液晶パネルのパネル面で部分的に重なり合うと
ともに、2つの光ビ−ムの中心が液晶パネルのパネル面
の中心から長手方向にずれた異なる位置となるように、
2対のランプと反射板を配置してなるものであればよ
い。
【0020】例えば、図4に示すように、ランプ10、
10を反射板12、12の焦点位置より内側に配置する
ことによって、光源50aから出力する2つの光ビ−ム
52a、54aはそれぞれを構成する光のビ−ムが集光
するビ−ムとなるようにし、かつ反射板12と12を並
列した状態から若干内側に傾けることによって、2つの
光ビ−ム52aと54aが角度Θaで交差するように
し、しかも光源50aと液晶パネル30、32、34の
間に凹レンズ56を設けることによって、2つの光ビ−
ム52aと54aを平行な光ビ−ムとして液晶パネル3
0、32、34のパネル面に垂直に入射し、2つの光ビ
−ム52a、54aのビ−ム径の2/3が重なり合うよ
うにしてもよい。
【0021】このとき、光ビ−ム52aと54aはほぼ
平行なビ−ムとなって液晶パネル30、32、34のパ
ネル面に垂直に入射するので、光源50aと液晶パネル
30、32、34の間の距離を大きくせずに、投写レン
ズ40による光の余分な広がりを抑制することができ
る。なお、上述の凹レンズ56が果たす機能を凸面鏡で
達成させるようにしてもよい。
【0022】前記実施例では、2対のランプと反射板で
光源を形成し、この光源から出力した2つの光ビ−ムが
液晶パネルのパネル面で部分的に重なり合うとともに、
2つの光ビ−ムの中心が液晶パネルのパネル面の中心か
ら長手方向にずれた異なる位置となるように、2対のラ
ンプと反射板を配置するようにしたが、本発明はこれに
限るものでなく、複数対のランプと反射板で光源を形成
し、この光源から出力した複数の光ビ−ムが液晶パネル
のパネル面で部分的に重なり合うとともに、複数の光ビ
−ムの中心が液晶パネルのパネル面の中心から長手方向
にずれた異なる位置となるように、複数対のランプと反
射板を配置してなるものであればよい。
【0023】前記実施例では、カラ−の投写型表示装置
について本発明を利用した場合について説明したが、本
発明はこれに限るものでなく、モノクロの投写型表示装
置について本発明を利用することができる。この場合、
色分解素子および色合成素子が不要になるとともに、被
投写体(例えば液晶パネル)も、R、G、B用の3種類
必要でなく1種類でよい。
【0024】前記実施例では、被投写体として液晶パネ
ルを用いた場合について説明したが、本発明はこれに限
るものでない。例えば、被投写体としてPLZTパネル
を用いた投写型表示装置についても利用することができ
る。
【0025】前記実施例では、光源からの光を被投写体
の照射面に照射し、その透過光を投写レンズによって拡
大投写する透過型の投写型表示装置について本発明を利
用するようにしたが、本発明はこれに限るものでなく、
光源からの光を被投写体の照射面に照射し、その反射光
を投写レンズによって拡大投写する反射型の投写型表示
装置についても利用することができる。
【0026】
【発明の効果】本発明による投写型表示装置は、上記の
ように、光源を複数対のランプと反射板で形成し、この
光源から出力した複数の光ビ−ムが被投写体(例えば液
晶パネル)の照射面(例えばパネル面)で部分的に重な
り合うとともに、複数の光ビ−ムの中心が被投写体の照
射面の中心から長手方向にずれた異なる位置となるよう
に、複数対のランプと反射板を配置したので、被投写体
の照射面の長手方向の中央帯を照射する光ビ−ムの光量
を従来より均一化させて、光の利用効率を向上させるこ
とができるとともに、輝度むらを低減させることができ
る。例えば、被投写体の照射面の中央部と四隅部との相
対的な光量比を従来例と同様にした場合、光ビ−ムの全
光量の40〜50%を利用することができた。
【0027】しかも、被投写体の照射面の長手方向の中
央帯を照射する光量を従来より均一化させることができ
るので、光ビ−ムの横断面形状が円形であることと被投
写体の照射面の形状が矩形であることの形状の相違に基
づく光の利用効率の低下を防止することができる。ま
た、1対のランプと反射板で形成された光源でなく、複
数対のランプと反射板で形成された光源を有するので、
個々のランプを定格内で使用しても高輝度の映像を得る
ことができ、高輝度映像化とランプの長寿命化とを同時
に図ることができる。
【0028】そして、光源を2対のランプと反射板で形
成し、この光源からの光ビ−ムを前記被投写体に照射さ
せたときに、前記2つの光源からの光ビ−ムの中心が前
記被投写体の照射面の中心から長手方向の一方向とその
反対方向とにずれるとともに、その光ビ−ム径の30〜
50%が重なり合う位置となるように、2対のランプと
反射板を配置した場合には、被投写体の照射面の中央部
と四隅部との相対的な光量比を従来例と同様にしたもの
とすると、1対のランプと反射板で光源を形成した場合
と比較して、光ビ−ムの全光量の40〜50%も利用す
ることができた(従来例では光ビ−ムの全光量の30〜
35%しか利用できなかった)。
【0029】また、複数対のランプと反射板で光源を形
成し、この光源と被投写体の間に、前記複数の光源から
の光ビ−ムをほぼ平行な光ビ−ムとして前記被投写体の
照射面にほぼ垂直に照射せしめる光学系(例えば凹レン
ズまたは凸面鏡)を設けるようにした場合には、複数の
光源と被投写体との間の距離を小さくすることができ、
装置の形状を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による投写型表示装置の一実施例の光学
系の概略構成図である。
【図2】図1の要部の構成とその作用を説明する説明図
である。
【図3】図1の液晶パネル上の光量分布を説明する説明
図である。
【図4】他の実施例の構成の要部とその作用を説明する
説明図である。
【図5】従来例の装置の概略構成図である。
【図6】図5の要部の構成とその作用を説明する説明図
である。
【図7】図5の液晶パネル上の光量分布を説明する説明
図である。
【符号の説明】
10…ランプ、 12…反射板、 16…コ−ルドミラ
−、18…コ−ルドフィルタ−、20、22、36、3
8…ダイクロイックミラ−、24、26、28…コンデ
ンサ−レンズ、30、32、34…液晶パネル(被投写
体の一例)、 40…投写レンズ、50、50a…光
源、 52、52a、54、54a…光ビ−ム、H…液
晶パネルの横方向の長さ、 Θ…2つの光ビ−ムが交差
する角度。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03B 33/12 7316−2K

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】照射面が矩形状の被投写体に光源から出力
    した光を照射し、その透過光または反射光を投写レンズ
    によって拡大投写する投写型表示装置において、前記光
    源を複数対のランプと反射板で形成し、この複数対のラ
    ンプと反射板で形成された光源から出力した複数の光ビ
    −ムが前記被投写体の照射面で部分的に重なり合うとと
    もに、前記複数の光ビ−ムの中心が前記被投写体の照射
    面の中心から長手方向にずれた異なる位置となるよう
    に、前記複数対のランプと反射板を配置してなることを
    特徴とする投写型表示装置。
  2. 【請求項2】光源を2対のランプと反射板で形成し、こ
    の2対のランプと反射板で形成された光源から出力した
    2つの光ビ−ムを被投写体の照射面に照射させたとき
    に、前記2つの光ビ−ムの中心が前記被投写体の照射面
    の中心から長手方向の一方向とその反対方向にずれると
    ともに、その光ビ−ム径の30〜50%が重なり合う位
    置となるように、前記2対のランプと反射板を配置して
    なる請求項1記載の投写型表示装置。
  3. 【請求項3】複数対のランプと反射板で形成された光源
    と被投写体との間に、前記光源から出力した複数の光ビ
    −ムをほぼ平行な光ビ−ムとして前記被投写体の照射面
    にほぼ垂直に照射せしめる光学系を設けてなる請求項1
    または2記載の投写型表示装置。
JP4027327A 1992-01-17 1992-01-17 投写型表示装置 Pending JPH05199485A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5504544A (en) * 1994-11-23 1996-04-02 Minnesota Mining And Manufacturing Company Projector with multiple lamp light source

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5504544A (en) * 1994-11-23 1996-04-02 Minnesota Mining And Manufacturing Company Projector with multiple lamp light source

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