JPH07218910A - Liquid crystal projector - Google Patents

Liquid crystal projector

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Publication number
JPH07218910A
JPH07218910A JP6012375A JP1237594A JPH07218910A JP H07218910 A JPH07218910 A JP H07218910A JP 6012375 A JP6012375 A JP 6012375A JP 1237594 A JP1237594 A JP 1237594A JP H07218910 A JPH07218910 A JP H07218910A
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JP
Japan
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liquid crystal
lamp
reflector
optical axis
light
Prior art date
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Pending
Application number
JP6012375A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Jitsukata
寛 實方
Yoshihiro Konuma
順弘 小沼
Susumu Kojima
進 小島
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH07218910A publication Critical patent/JPH07218910A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a high-contrast image without generating the shadow of a lamp on a screen by providing a first lamp reflector and a spare reflector out of an optical axis and providing a second reflector on the optical axis. CONSTITUTION:The liquid crystal projector is composed of a lamp 1, first lamp reflector 2 combining rotationally symmetric paraboloids equipped with different focal distances, spare reflector 9 out of the optical axis, and second reflector 8 arranged on the optical axis. In light flux 6 from the lamp 1, the light flux reflected by the paraboloid reflector nearer to the optical axis is turned to light flux 61 almost parallel to the optical axis and lights up the image display plane of a liquid crystal panel. In this case, the light flux near the optical axis is shielded by a glass tube sealing the electrode of the lamp 1, and the light flux is reduced in comparison with the other part. On the other hand, the light flux away from the optical axis is reflected by the reflector and turned to the light flux directed toward the spare reflector 9. Then, the light flux reflected by the spare reflector 9 is reflected in the direction of the second reflector 9 and turned to the light flux to be converged on the optical axis.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は液晶パネル上の画像を投
写レンズを用いてスクリーン上に投影して、拡大した画
像を得る液晶プロジェクタに関し、特に開口絞りを用い
て平行度の良いランプ光で光散乱モードの液晶パネルを
照明すると共に、投写光学系の口径比(F値)を大きく
することにより、高コントラストな画像を再生するのに
好適な液晶プロジェクタに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal projector for projecting an image on a liquid crystal panel onto a screen using a projection lens to obtain a magnified image. The present invention relates to a liquid crystal projector suitable for reproducing a high-contrast image by illuminating a liquid crystal panel in a light scattering mode and increasing the aperture ratio (F value) of a projection optical system.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の液晶プロジェクタはTN(ツイス
トネマチック)液晶パネル,光散乱モード液晶パネルな
どを用いたものが知られており、例えば特開平4−19
4921号公報に開示されたものがある。
2. Description of the Related Art Conventional liquid crystal projectors using a TN (twisted nematic) liquid crystal panel, a light scattering mode liquid crystal panel, etc. are known.
There is one disclosed in Japanese Patent No. 4921.

【0003】TN液晶パネルを用いた液晶プロジェクタ
の構造の1例を図9に示す。この液晶プロジェクタはラ
ンプ1とランプリフレクタ2,液晶パネル3,投写レン
ズ4,スクリーン5から構成される。ランプ1から放出
された光束6は光軸に関して回転対称な放物面鏡のラン
プリフレクタ2で反射され平行な光束61となりTN型
液晶パネル3を照明する。液晶パネル3に再生された画
像は投写レンズ4により投影され、スクリーン5に拡大
した画像を表示する。
An example of the structure of a liquid crystal projector using a TN liquid crystal panel is shown in FIG. This liquid crystal projector comprises a lamp 1, a lamp reflector 2, a liquid crystal panel 3, a projection lens 4 and a screen 5. The light beam 6 emitted from the lamp 1 is reflected by the lamp reflector 2 of a parabolic mirror which is rotationally symmetric with respect to the optical axis to become a parallel light beam 61, which illuminates the TN type liquid crystal panel 3. The image reproduced on the liquid crystal panel 3 is projected by the projection lens 4 and the enlarged image is displayed on the screen 5.

【0004】光散乱モードの液晶パネルを用いた液晶プ
ロジェクタの構成の1例を図11に示す。この液晶プロ
ジェクタは前記TN型液晶プロジェクタと同様にランプ
1とランプリフレクタ2,光散乱モード液晶パネル3
1,投写レンズ4,スクリーン5から構成される。ラン
プ1から放出された光束6は放物面鏡のランプリフレク
タ2により反射され、平行な光束61となり光散乱モー
ド型の液晶パネル31を照明する光となる。液晶パネル
31上に再生された画像は投写レンズ4により投影さ
れ、スクリーン5に拡大した画像を表示する。光散乱モ
ード液晶パネルは供給した電圧に応じ、入射したランプ
光をそのまま透過あるいは広い範囲に散乱する。光散乱
モード液晶プロジェクタでスクリーン上に高いコントラ
ストの画像を再生するためには、液晶パネルを平行度の
良いランプ光で照明すること及び投写光学系に配置した
絞り45によって液晶パネル31からの散乱光と透過光
を選択し、散乱光がスクリーン5に投影されないように
する必要がある。
FIG. 11 shows an example of the structure of a liquid crystal projector using a liquid crystal panel in the light scattering mode. This liquid crystal projector has a lamp 1, a lamp reflector 2, a light scattering mode liquid crystal panel 3 as in the TN type liquid crystal projector.
1, a projection lens 4, and a screen 5. The light flux 6 emitted from the lamp 1 is reflected by the lamp reflector 2 which is a parabolic mirror, and becomes a parallel light flux 61 which becomes light for illuminating the liquid crystal panel 31 of the light scattering mode type. The image reproduced on the liquid crystal panel 31 is projected by the projection lens 4 and the enlarged image is displayed on the screen 5. The light-scattering mode liquid crystal panel transmits the incident lamp light as it is or scatters it in a wide range according to the supplied voltage. In order to reproduce a high-contrast image on a screen with a light scattering mode liquid crystal projector, the liquid crystal panel is illuminated with lamp light having a high degree of parallelism and the light scattered from the liquid crystal panel 31 is stopped by a diaphragm 45 arranged in the projection optical system. And transmitted light to prevent scattered light from being projected on the screen 5.

【0005】前記液晶プロジェクタはランプ1と回転放
物面鏡のランプリフレクタ2を用いて、光軸に平行な光
束61を得る。更に、コンデンサレンズ41を用い、ラ
ンプ光束が最も細くなる位置すなわち、レンズ41の焦
点面の近傍に配置した開口絞り42によりランプ光束6
1の非平行光成分を遮断することによって、ランプ光の
平行度を良くする。前記ランプ光の平行度は開口絞り4
2の口径D1と凸レンズ(平行化レンズ)43の焦点距
離f1から決まる口径比(以下、照明光学系のF値(F
1=f1/D1)と呼ぶ)に依存する。そして、ランプ
光束61は凸レンズ43により平行な光束68に変換さ
れ、液晶パネル31を照明する。
The liquid crystal projector uses a lamp 1 and a lamp reflector 2 of a paraboloid of revolution to obtain a light beam 61 parallel to the optical axis. Further, by using the condenser lens 41, the lamp light flux 6 is generated by the aperture stop 42 arranged at the position where the lamp light flux becomes the thinnest, that is, near the focal plane of the lens 41.
By blocking the non-parallel light component of 1, the parallelism of the lamp light is improved. The parallelism of the lamp light is determined by the aperture stop 4
Aperture ratio determined by the aperture diameter D1 of 2 and the focal length f1 of the convex lens (parallelizing lens) 43 (hereinafter, F value of the illumination optical system (F
1 = f1 / D1)). Then, the lamp luminous flux 61 is converted into a parallel luminous flux 68 by the convex lens 43 and illuminates the liquid crystal panel 31.

【0006】投写光学系は凸レンズ(フィールドレン
ズ)44,絞り45及び投写レンズ4から成り、絞り4
5は液晶パネル31からの透過光をそのまま通過させ、
散乱光の大部分を遮断する。したがって、スクリーン上
に投影された画像の明部と暗部の明るさの比を表すコン
トラストは投写光学系の絞り45の口径D2と凸レンズ
44の焦点距離f2から決まる投写光学系のF値(F2
=f2/D2)に依存する。
The projection optical system is composed of a convex lens (field lens) 44, a diaphragm 45 and a projection lens 4.
5 allows the transmitted light from the liquid crystal panel 31 to pass through,
Blocks most of the scattered light. Therefore, the contrast representing the ratio of the brightness of the bright portion and the dark portion of the image projected on the screen is determined by the aperture D2 of the diaphragm 45 of the projection optical system and the focal length f2 of the convex lens 44.
= F2 / D2).

【0007】このように絞りによって光散乱モード液晶
パネルからの光を選択し、スクリーン上にコントラスト
比が良好な画像を再生する光学系をシュリーレン光学系
と呼んでいる。
An optical system for selecting light from the light scattering mode liquid crystal panel by the diaphragm and reproducing an image having a good contrast ratio on the screen is called a Schlieren optical system.

【0008】上記した光散乱モードの液晶パネルを用い
る液晶プロジェクタは、ランプ光の半分以上を偏光板が
吸収してしまうTN液晶プロジェクタに比べ、明るい画
像を再生できる特長がある。
The liquid crystal projector using the above-mentioned light scattering mode liquid crystal panel has a feature that a bright image can be reproduced as compared with the TN liquid crystal projector in which the polarizing plate absorbs more than half of the lamp light.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかし、図9,図11
に示した従来の液晶プロジェクタにおいてはランプリフ
レクタ2の中央部にランプ1を配置しているために、ラ
ンプリフレクタ2で反射されたランプ光束のうち、光軸
付近の光束はランプのガラス管11によって遮られてし
まい、照明光の中央部に影62が発生する課題があっ
た。すなわち、図9,図11中の斜線で示した領域62
はランプ光束が他の部分より少ないため、暗くなり、い
わゆる影を生じてしまう。
However, FIG. 9 and FIG.
In the conventional liquid crystal projector shown in FIG. 1, since the lamp 1 is arranged at the center of the lamp reflector 2, the light flux near the optical axis of the lamp light flux reflected by the lamp reflector 2 is reflected by the glass tube 11 of the lamp. There was a problem in that the shadow 62 was generated and a shadow 62 was generated in the central portion of the illumination light. That is, the shaded area 62 in FIGS.
Since the light flux of the lamp is smaller than that of other parts, it becomes dark and produces a so-called shadow.

【0010】図10(a)は図9に示した液晶プロジェ
クタのスクリーン上の影を示したもの、図10(b)は
スクリーン中央部のXーX’方向の照度分布を示したも
のである。また、図12,図13は図11に示した液晶
プロジェクタのスクリーン上の影の様子及びスクリーン
上水平方向のXーX’の照度分布を示した図である。
FIG. 10 (a) shows the shadow on the screen of the liquid crystal projector shown in FIG. 9, and FIG. 10 (b) shows the illuminance distribution in the XX 'direction at the center of the screen. . 12 and 13 are diagrams showing a shadow on the screen of the liquid crystal projector shown in FIG. 11 and an illuminance distribution of XX ′ in the horizontal direction on the screen.

【0011】図9に示したTN液晶プロジェクタはF値
の小さな光学系を使用するので、スクリーン中央部の影
は見えなかった。しかし、図11に示した光散乱モード
の液晶プロジェクタにおいて高コントラストな画像を再
生するためには、前記したように液晶パネルを平行度の
良いランプ光で照明し、かつ液晶パネルからの散乱光の
大部分を投写光学系中の絞りで遮断するため、投写光学
系のF値を大きくする必要があった。ランプ光の平行度
を良くすることは開口絞り42の開口径D1を小さく、
すなわち照明光学系46のF値(F1=f1/D1)を
大きくすることである。また、投写光学系47の絞り4
5の開口径を小さくすることは投写光学系のF値(F2
=f2/D2)を大きくすることである。照明光学系及
び投写光学系のF値を大きくすると、図13(a)に示
したように前記のランプ影がスクリーン上にはっきりと
見えるようになり、スクリーンの中央部が暗くなる問題
があった。従って、光学系のF値をある値以下で使用せ
ざるを得ないため、光散乱モードの液晶プロジェクタの
コントラストが十分でない課題があった。
Since the TN liquid crystal projector shown in FIG. 9 uses an optical system having a small F value, the shadow at the center of the screen was not visible. However, in order to reproduce a high-contrast image in the light-scattering mode liquid crystal projector shown in FIG. 11, the liquid crystal panel is illuminated with lamp light having good parallelism and the scattered light from the liquid crystal panel is used as described above. Since most of the light is blocked by the diaphragm in the projection optical system, it is necessary to increase the F value of the projection optical system. To improve the parallelism of the lamp light, the aperture diameter D1 of the aperture stop 42 should be reduced.
That is, the F value (F1 = f1 / D1) of the illumination optical system 46 is increased. In addition, the diaphragm 4 of the projection optical system 47
To make the aperture diameter of 5 smaller is the F value (F2
= F2 / D2). When the F value of the illumination optical system and the projection optical system is increased, the lamp shadow becomes clearly visible on the screen as shown in FIG. 13A, and there is a problem that the central portion of the screen becomes dark. . Therefore, the F value of the optical system has to be used below a certain value, and there is a problem that the contrast of the liquid crystal projector in the light scattering mode is not sufficient.

【0012】一方、ランプの影の問題に対して、特開平
3−196134号公報において、ランプ,回転楕円面
鏡のランプリフレクタ,開口絞りを有する球面鏡,凸レ
ンズ,及び互いに略平行な2つの円錐面を持つ光屈折板
を具備した照明装置が提案されている。図14に前記公
開公報の主な部分を示して、その動作を説明する。光屈
折板7の2つの円錐面により、ランプ光束61の進行方
向は変えずに、光束を光軸側に変換し、光軸付近の影を
生じていた領域を低減しようとするものである。しか
し、この様な光屈折板により中央部の影を少なくするに
ために必要な光屈折板の中央部の板厚tを見積ったとこ
ろ、板厚を約50mmにする必要がある。従って、光屈
折板は厚く、大きなプリズム状なものとなり、高価なも
のとなる問題がある。また、ランプ1の中心と光屈折板
7の円錐面71の頂点72との間隔lは中心厚tよりも
大きい値に設定する必要があるので、距離lも非常に大
きな値となってしまい、影の除去が不十分となる問題も
ある。
On the other hand, with respect to the problem of the shadow of the lamp, in Japanese Patent Laid-Open No. 3-196134, a lamp, a lamp reflector of a spheroidal mirror, a spherical mirror having an aperture stop, a convex lens, and two conical surfaces substantially parallel to each other are used. There is proposed an illuminating device including a light refraction plate. FIG. 14 shows the main part of the publication, and the operation thereof will be described. With the two conical surfaces of the light refracting plate 7, the light flux is converted to the optical axis side without changing the traveling direction of the lamp light flux 61, and the area where the shadow near the optical axis is generated is reduced. However, when the plate thickness t of the central part of the light refraction plate necessary for reducing the shadow of the central part by such a light refraction plate is estimated, the plate thickness needs to be about 50 mm. Therefore, the light refraction plate becomes thick and has a large prismatic shape, which is expensive. Further, the distance l between the center of the lamp 1 and the apex 72 of the conical surface 71 of the light refracting plate 7 needs to be set to a value larger than the central thickness t, so the distance 1 also becomes a very large value, There is also a problem that the shadow removal is insufficient.

【0013】そこで、本発明は従来技術の問題点を改善
して、液晶パネルの照明光の光軸近傍の影を改善して、
特に光散乱モード液晶パネルを用いた液晶プロジェクタ
の高コントラスト化を実現するものである。
Therefore, the present invention improves the problems of the prior art and improves the shadow near the optical axis of the illumination light of the liquid crystal panel.
In particular, the present invention realizes high contrast of a liquid crystal projector using a light scattering mode liquid crystal panel.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、ランプ,回転対称な放物面鏡からなる第
1のランプリフレクタ,ランプ光の進行方向を変更する
補助リフレクタを光軸外に、ランプの一方の封止部の先
端に回転対称な非球面あるいは2次曲面の形状を有する
第2のリフレクタを光軸上に具備する。
In order to achieve the above object, in the present invention, a lamp, a first lamp reflector comprising a rotationally symmetric parabolic mirror, and an auxiliary reflector for changing the traveling direction of the lamp light are used as optical axes. In addition, a second reflector having a rotationally symmetric aspherical surface or a quadric surface is provided on the optical axis at the tip of one sealing portion of the lamp.

【0015】第1のランプリフレクタ2は光軸の近傍と
光軸から離れた部分の焦点距離が異なる回転対称な放物
面20,21を組み合わせたものである。光軸近傍の放
物面鏡20は該放物面鏡の焦点位置に配置したランプ1
から放出された光を光軸に平行な光束61に変換する。
一方、光軸から離れた部分の放物面鏡21で反射された
光は補助リフレクタ9により光軸上に設けた第2リフレ
クタの焦点近傍に集束する光束となる。前記光束は第2
リフレクタの焦点を通過した後、第2リフレクタ8で反
射され、光軸近傍において平行な光束66になる。
The first lamp reflector 2 is a combination of paraboloids 20 and 21 which are rotationally symmetric and have different focal lengths in the vicinity of the optical axis and the portion apart from the optical axis. The parabolic mirror 20 near the optical axis is the lamp 1 arranged at the focal position of the parabolic mirror.
The light emitted from is converted into a light flux 61 parallel to the optical axis.
On the other hand, the light reflected by the parabolic mirror 21 in the portion away from the optical axis becomes a light flux which is focused by the auxiliary reflector 9 in the vicinity of the focal point of the second reflector provided on the optical axis. The luminous flux is the second
After passing through the focal point of the reflector, it is reflected by the second reflector 8 and becomes a parallel light beam 66 in the vicinity of the optical axis.

【0016】[0016]

【作用】上記構成によれば、ランプの一端に具備した第
2リフレクタによりランプリフレクタの周辺部で反射さ
れた光を光軸に対して平行な光束とするので、液晶パネ
ルを照明する光軸近傍のランプ光の影を改善でき、照明
光の均一性を改善できる。従って、光散乱モード液晶パ
ネルを用いた液晶プロジェクタにおいて、光学系のF値
を大きくすること、すなわち照明光の平行度改善と投写
光学系の絞りの開口部を小さくできるので、高コントラ
ストな画像が再生できる。
According to the above construction, since the light reflected by the peripheral portion of the lamp reflector is made into a light beam parallel to the optical axis by the second reflector provided at one end of the lamp, the vicinity of the optical axis for illuminating the liquid crystal panel is obtained. The shadow of the lamp light can be improved, and the uniformity of the illumination light can be improved. Therefore, in a liquid crystal projector using a light scattering mode liquid crystal panel, the F value of the optical system can be increased, that is, the parallelism of the illumination light can be improved and the aperture of the diaphragm of the projection optical system can be reduced, so that a high contrast image can be obtained. Can be played.

【0017】[0017]

【実施例】図1は本発明の第1の実施例である光散乱モ
ードの液晶パネルを1枚用いた液晶プロジェクタの構成
図である。図1に示した液晶プロジェクタはランプ1,
ランプリフレクタ2,開口絞り42から成る照明光学系
46と、液晶パネル31と、絞り45,投写レンズ4か
ら成る投写光学系47と、スクリーン5から構成され
る。メタルハライドランプ,キセノンランプなどの高効
率なランプ1から放出された光束6はランプリフレクタ
2で反射され、照明光学系46によって平行な光束68
に変換され、光散乱モード液晶パネル31を照明する。
光散乱モードの液晶パネル31は液晶に印加した電圧に
応じて、液晶が透明(液晶パネルの入射光はそのまま透
過)あるいは白濁(入射光は広い範囲に散乱)する。液
晶パネル31の透明な部分を透過した光は絞り45の開
口部を通過し、投写レンズ4によりスクリーン5に投影
され、明るい画像となる。一方、液晶パネル31の白濁
した部分に入射した光は広い範囲に散乱し、散乱光の大
部分は絞り45により遮断されるので、絞り45の開口
部を通過した一部の光のみが投写レンズ4により投影さ
れ、スクリーン5は暗くなる。上記のように光散乱モー
ド液晶プロジェクタは液晶パネルからの透過光と散乱光
を投写光学系内の絞りによって選択し、スクリーン上に
画像の明るい部分と暗い部分を再生するもので、光散乱
モード液晶パネル31には例えば、PDLC(高分子分
散型液晶(Polymer Dispersed LiquidCrystal))が用い
られる。
FIG. 1 is a block diagram of a liquid crystal projector using one light scattering mode liquid crystal panel according to a first embodiment of the present invention. The liquid crystal projector shown in FIG.
An illumination optical system 46 including the lamp reflector 2 and the aperture stop 42, a liquid crystal panel 31, a projection optical system 47 including the stop 45 and the projection lens 4, and a screen 5. A light beam 6 emitted from a highly efficient lamp 1 such as a metal halide lamp or a xenon lamp is reflected by a lamp reflector 2 and a parallel light beam 68 is emitted by an illumination optical system 46.
The light is converted into the light and the light scattering mode liquid crystal panel 31 is illuminated.
In the liquid crystal panel 31 in the light scattering mode, the liquid crystal is transparent (incident light of the liquid crystal panel is transmitted as it is) or opaque (incident light is scattered in a wide range) depending on the voltage applied to the liquid crystal. The light transmitted through the transparent portion of the liquid crystal panel 31 passes through the opening of the diaphragm 45 and is projected on the screen 5 by the projection lens 4 to form a bright image. On the other hand, the light incident on the cloudy portion of the liquid crystal panel 31 is scattered over a wide range, and most of the scattered light is blocked by the diaphragm 45, so that only a part of the light that has passed through the aperture of the diaphragm 45 is projected onto the projection lens. 4, the screen 5 is darkened. As described above, the light-scattering mode liquid crystal projector reproduces the bright and dark parts of the image on the screen by selecting the transmitted light and scattered light from the liquid crystal panel by the diaphragm in the projection optical system. For the panel 31, for example, PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal) is used.

【0018】次に、本発明の主要部である照明光学系4
6のランプ部を拡大して図2に示す。ランプ1,異なる
焦点距離を有する回転対称な放物面20,21を組み合
わせた第1のランプリフレクタ2,光軸外に補助リフレ
クタ9及び光軸上に配置した第2リフレクタ8から成
る。ランプ1から放出された光束6のうち光軸に近い部
分の放物面リフレクタ20によって反射され光束は光軸
にほぼ平行な光束61となり、液晶パネル31(図示せ
ず)の画像表示面を照明する。光軸近傍の光束(図1,
図2の斜線で示した部分)はランプ1の電極を封止した
球形のガラス管11により遮られるため、光束が他の部
分に比べ少なくなる。一方、光軸から離れた光束はリフ
レクタ21で反射され補助リフレクタ9に向かう光束6
3となる。補助リフレクタ9より反射された光束は第2
リフレクタ8の方向に反射され、光軸上で収束する光束
64,65となる。
Next, the illumination optical system 4 which is the main part of the present invention.
FIG. 2 shows an enlarged view of the lamp portion of No. 6. It comprises a lamp 1, a first lamp reflector 2 in which rotationally symmetrical paraboloids 20 and 21 having different focal lengths are combined, an auxiliary reflector 9 outside the optical axis, and a second reflector 8 arranged on the optical axis. Of the light flux 6 emitted from the lamp 1, the light flux reflected by the parabolic reflector 20 in the portion close to the optical axis becomes a light flux 61 substantially parallel to the optical axis and illuminates the image display surface of the liquid crystal panel 31 (not shown). To do. Light flux near the optical axis (Fig. 1,
The shaded portion in FIG. 2) is blocked by the spherical glass tube 11 that seals the electrodes of the lamp 1, so that the luminous flux is smaller than in other portions. On the other hand, the light beam 6 distant from the optical axis is reflected by the reflector 21 and travels toward the auxiliary reflector 9 with the light beam 6.
It becomes 3. The luminous flux reflected from the auxiliary reflector 9 is the second
The light beams 64 and 65 are reflected in the direction of the reflector 8 and converge on the optical axis.

【0019】第2リフレクタ8は回転対称な放物面鏡等
の2次曲面鏡あるいは非球面鏡をランプ1の先端に取付
けたものである。第2リフレクタ8の口径は液晶パネル
31を照明するランプ光束61を遮らないようにランプ
のガラス管11(本実施例で使用したランプは約11m
m)の直径にほぼ等しくする。補助リフレクタ9はラン
プ光束64,65を光軸上の第2リフレクタ8の焦点位
置に収束する。光束64,65は第2リフレクタ8の焦
点を通過した後、反射され、光軸の近傍に新たな平行光
束66を得ることができる。従って、図1,図2中に斜
線で示したランプの影62を小さな影67に、影の断面
積を30%以下に改善した。この結果、投写光学系,照
明光学系のF値を実用的に良好なコントラストの画像が
得られる7以上に設定しても、スクリーン上に影を生じ
ることなく、高品位で高いコントラストの画像を再生で
きるようにした。
The second reflector 8 is formed by attaching a quadric curved mirror such as a rotationally symmetric parabolic mirror or an aspherical mirror to the tip of the lamp 1. The aperture of the second reflector 8 has a glass tube 11 of the lamp (about 11 m for the lamp used in this embodiment) so as not to block the lamp luminous flux 61 illuminating the liquid crystal panel 31.
m) is approximately equal to the diameter. The auxiliary reflector 9 converges the lamp luminous fluxes 64 and 65 to the focal position of the second reflector 8 on the optical axis. The light beams 64 and 65 are reflected after passing through the focal point of the second reflector 8, and a new parallel light beam 66 can be obtained in the vicinity of the optical axis. Therefore, the shade 62 of the lamp shown in FIG. 1 and FIG. 2 is improved to a small shade 67 and the cross-sectional area of the shade is improved to 30% or less. As a result, even if the F value of the projection optical system and the illumination optical system is set to 7 or more, which can obtain a practically good contrast image, a high-quality and high-contrast image is generated without causing a shadow on the screen. I made it playable.

【0020】一方、図2では第2リフレクタ8の光軸近
傍は補助リフレクタ9により反射された光束65の入射
角度の関係で一部影67が残ってしまうが、図3に示し
た様に光軸方向に長くした補助リフレクタ90を用い、
光65の入射角度(光線65の光軸に対する角度)を小
さくすることにより、更に光軸近傍の影67を小さくで
きる。
On the other hand, in FIG. 2, a portion of the shadow 67 remains near the optical axis of the second reflector 8 due to the incident angle of the light beam 65 reflected by the auxiliary reflector 9, but as shown in FIG. Using an auxiliary reflector 90 that is long in the axial direction,
By reducing the incident angle of the light 65 (angle of the light ray 65 with respect to the optical axis), the shadow 67 near the optical axis can be further reduced.

【0021】図4(a)は本実施例を適用した液晶プロジ
ェクタのスクリーン5上の影52の様子を示したもので
ある。また、図4(b)にスクリーン中央部のXーX’
方向の照度分布を示した。光学系のF値を大きくした場
合にもランプ影によるスクリーン中央部の照度低下を少
なくし、照度分布の均一性を改善して、高品位な画像を
生できるようにした。
FIG. 4A shows a shadow 52 on the screen 5 of the liquid crystal projector to which this embodiment is applied. In addition, in FIG. 4B, XX ′ in the center of the screen is displayed.
The illuminance distribution in the direction is shown. Even when the F value of the optical system is increased, the decrease in illuminance at the center of the screen due to the shadow of the lamp is reduced, the uniformity of the illuminance distribution is improved, and a high quality image can be produced.

【0022】なお、第2リフレクタ8は回転対称な放物
面鏡に限定されるものではなく、例えば球面鏡(曲率半
径r)を用い、補助リフレクタ9から反射された光束を
光軸上の球面鏡中心からr/2の距離の点を通過するよ
うにしても、ほぼ光軸に平行な光束を得ることができる
ので、同様な効果が得られる。
The second reflector 8 is not limited to a rotationally symmetric parabolic mirror, and for example, a spherical mirror (radius of curvature r) is used, and the light flux reflected from the auxiliary reflector 9 is centered on the spherical mirror on the optical axis. Even if the light beam passes through a point at a distance of r / 2 from, a light beam substantially parallel to the optical axis can be obtained, and the same effect can be obtained.

【0023】本発明の第2の実施例で用いる補助リフレ
クタ91及びランプ部を図5に示す。補助リフレクタ9
1は複数の反射面を階段状に配置した回転対称なリフレ
クタからなるもので、リフレクタ21から反射された光
束を第2リフレクタ9の焦点に収差なく集束することに
より、光軸に平行な光束66を得る。他の動作は第1の
実施例と同じであるから説明を省略する。
FIG. 5 shows the auxiliary reflector 91 and the lamp portion used in the second embodiment of the present invention. Auxiliary reflector 9
Reference numeral 1 denotes a rotationally symmetric reflector having a plurality of reflecting surfaces arranged in a stepwise manner. By focusing the light flux reflected from the reflector 21 at the focal point of the second reflector 9 without aberration, a light flux 66 parallel to the optical axis is formed. To get Since the other operations are the same as those in the first embodiment, the description will be omitted.

【0024】本発明の第3の実施例で用いる照明光学系
を図6に示す。なお、第1の実施例(図1,図2)と同
じものには同一の符号を付けた。第1の実施例と異なる
のは開口絞り42のランプ光61が入射する側に反射面
48を設けたことであり、他は図1に示した第1の実施
例と同じである。図6に点線で示した光束69はランプ
光束61の内、反射面48によって反射され、ランプ1
側に戻り、液晶パネル31を照明するランプ光として再
利用される。従って、光学系の効率を改善でき、明るい
画像を再生できる。
FIG. 6 shows an illumination optical system used in the third embodiment of the present invention. The same components as those in the first embodiment (FIGS. 1 and 2) are designated by the same reference numerals. The difference from the first embodiment is that a reflecting surface 48 is provided on the side of the aperture stop 42 on which the lamp light 61 is incident, and the other points are the same as those of the first embodiment shown in FIG. The luminous flux 69 shown by the dotted line in FIG. 6 is reflected by the reflecting surface 48 of the lamp luminous flux 61, and the lamp 1
It returns to the side and is reused as lamp light for illuminating the liquid crystal panel 31. Therefore, the efficiency of the optical system can be improved and a bright image can be reproduced.

【0025】図7は本発明の第4の実施例の液晶プロジ
ェクタで用いるランプ部の構造図である。なお、図2と
同じものには同一な符号を付けた。図7においては第2
リフレクタ81は液晶パネル31(図示せず)側に凸面を
有する回転対称な放物面鏡,球面鏡あるいは非球面鏡を
光軸上に具備したものである。第2リフレクタ81の作
用は図2に示した第1の実施例と同様であり、第1リフ
レクタの光軸から離れた部分21から反射された光束を
補助リフレクタ9及び第2リフレクタ81によって反射
し、光軸近傍にほぼ平行な光束66を得て、中央部の影
62を小さな影67に改善する。
FIG. 7 is a structural diagram of a lamp portion used in the liquid crystal projector of the fourth embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals. Second in FIG.
The reflector 81 is equipped with a rotationally symmetric parabolic mirror, a spherical mirror, or an aspherical mirror having a convex surface on the liquid crystal panel 31 (not shown) side on the optical axis. The operation of the second reflector 81 is similar to that of the first embodiment shown in FIG. 2, and the light flux reflected from the portion 21 of the first reflector away from the optical axis is reflected by the auxiliary reflector 9 and the second reflector 81. , A beam 66 that is substantially parallel to the vicinity of the optical axis is obtained, and the shadow 62 in the central portion is improved to a small shadow 67.

【0026】図8は本実施例に用いる第2リフレクタ8
をランプ1の一方の先端に保持,固定するための構造を
説明する図である。ランプ1は電極12,13をガラス
管11の内部に封止し、ベース電極15とリード線14
に高圧電圧を引加して電極12,13間を放電させる。
第2リフレクタ8はランプ1の封止部15との結合部8
2を有している。また、結合部82はランプの封止部1
5を挿入する部分83と電極のリード線14を通すスリ
ット84を設けてある。ランプの一方の封止部15を第
2リフレクタ8の挿入部83に入れ、所定な位置に第2
リフレクタ8配置し、セラミックス系接着材で固定して
使用する。
FIG. 8 shows a second reflector 8 used in this embodiment.
FIG. 3 is a diagram for explaining a structure for holding and fixing one end of the lamp 1. In the lamp 1, the electrodes 12 and 13 are sealed inside the glass tube 11, and the base electrode 15 and the lead wire 14 are sealed.
A high voltage is applied to discharge between the electrodes 12 and 13.
The second reflector 8 is a connecting portion 8 with the sealing portion 15 of the lamp 1.
Have two. Further, the connecting portion 82 is the sealing portion 1 of the lamp.
A portion 83 for inserting 5 and a slit 84 for passing the lead wire 14 of the electrode are provided. The one sealing portion 15 of the lamp is put into the insertion portion 83 of the second reflector 8, and the second sealing member 15 is placed at a predetermined position.
The reflector 8 is arranged and fixed by a ceramic adhesive for use.

【0027】以上の実施例は1枚の液晶パネルを用いた
液晶プロジェクタで説明したが、複数の液晶パネルを用
いる液晶プロジェクタにおいても同様に適用できる。ま
た、光散乱モードの液晶パネルを用いた液晶プロジェク
タに関して説明したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなくTN液晶パネルを用いた液晶プロジェクタ等に
も適用できることは明らかである。すなわちTN液晶パ
ネルの場合には光散乱モード液晶パネルのようにコント
ラスト特性は投写光学系のF値に依存しないので、投写
光学系のF値を大きくする必要はない。しかし、TN液
晶パネル上に高コントラストな画像を再生するために
は、拡がりの小さな平行光で液晶パネルを照明する必要
があり、照明光学系のF値を大きくして光束の平行度を
改善する場合に本発明を適用できることは明らかであ
る。
Although the above embodiments have been described with respect to a liquid crystal projector using one liquid crystal panel, the same can be applied to a liquid crystal projector using a plurality of liquid crystal panels. Further, although the liquid crystal projector using the light scattering mode liquid crystal panel has been described, the present invention is not limited to this, and it is apparent that the present invention can be applied to a liquid crystal projector using a TN liquid crystal panel and the like. That is, in the case of the TN liquid crystal panel, unlike the light scattering mode liquid crystal panel, the contrast characteristic does not depend on the F value of the projection optical system, so that it is not necessary to increase the F value of the projection optical system. However, in order to reproduce a high-contrast image on the TN liquid crystal panel, it is necessary to illuminate the liquid crystal panel with parallel light having a small spread, and the F value of the illumination optical system is increased to improve the parallelism of the light flux. It is obvious that the present invention can be applied in some cases.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明によれば、特に光散乱モードの液
晶パネルを用いた液晶プロジェクタにおいて、照明光学
系及び投写光学系のF値を大きくしても、スクリーン上
にランプの影を生ずることなく、スクリーン上の照度分
布の均一性を改善でき、明るく、高コントラストな画像
を得られるので、実用的に見やすく品位の高い画像が再
生できる。
According to the present invention, particularly in a liquid crystal projector using a light-scattering mode liquid crystal panel, a shadow of a lamp is produced on a screen even if the F value of the illumination optical system and the projection optical system is increased. In addition, the uniformity of the illuminance distribution on the screen can be improved, and a bright, high-contrast image can be obtained, so that a high-quality image that is practically easy to see can be reproduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例を示す液晶プロジェクタの
構造図である。
FIG. 1 is a structural diagram of a liquid crystal projector showing a first embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施例のランプ部及びその動作を説明す
る図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a lamp unit according to the first embodiment and its operation.

【図3】第1の実施例で用いる他のランプ部及びその動
作を説明する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating another lamp unit used in the first embodiment and its operation.

【図4】スクリーン上に投影されたランプ影を説明する
図及びスクリーン中央部の水平方向の照度分布を示す図
である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a lamp shadow projected on a screen and a diagram showing an illuminance distribution in the horizontal direction at the center of the screen.

【図5】第2の実施例のランプ部及びその動作を説明す
る図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a lamp unit and its operation according to a second embodiment.

【図6】第3の実施例のランプ部及びその動作を説明す
る図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a lamp unit and its operation according to a third embodiment.

【図7】第4の実施例のランプ部及びその動作を説明す
る図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a lamp unit and its operation according to a fourth embodiment.

【図8】本発明に用いる第2リフレクタの結合部を説明
する図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a connecting portion of a second reflector used in the present invention.

【図9】従来の液晶プロジェクタの動作を説明する図で
ある。
FIG. 9 is a diagram illustrating an operation of a conventional liquid crystal projector.

【図10】従来の液晶プロジェクタのスクリーン上の影
を説明する図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a shadow on a screen of a conventional liquid crystal projector.

【図11】従来の液晶プロジェクタの動作を説明する図
である。
FIG. 11 is a diagram illustrating an operation of a conventional liquid crystal projector.

【図12】従来の液晶プロジェクタのスクリーン上の影
を説明する図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a shadow on a screen of a conventional liquid crystal projector.

【図13】従来の液晶プロジェクタのスクリーン上の影
を説明する図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating a shadow on a screen of a conventional liquid crystal projector.

【図14】従来の液晶プロジェクタの照明光学系を説明
する図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating an illumination optical system of a conventional liquid crystal projector.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ランプ、 2…第1のランプリフレクタ、 3,31…液晶パネル、 4…投写レンズ、 5…スクリーン、 6…ランプ光束、 8,81…第2リフレクタ、 9,90,91…補助リフレクタ、 11…ランプガラス管、 20,21…放物面鏡、 42,45…絞り、 41,43,44…レンズ、 48…開口絞りに設けた反射面、 61,66,68…液晶パネルの照明光、 62,67…ランプ光の影、 52…スクリーン上に投影されたランプの影。 1 ... Lamp, 2 ... First lamp reflector, 3, 31 ... Liquid crystal panel, 4 ... Projection lens, 5 ... Screen, 6 ... Lamp luminous flux, 8, 81 ... Second reflector, 9, 90, 91 ... Auxiliary reflector, 11 ... Lamp glass tube, 20, 21 ... Parabolic mirror, 42, 45 ... Diaphragm, 41, 43, 44 ... Lens, 48 ... Reflective surface provided on aperture diaphragm, 61, 66, 68 ... Illumination light of liquid crystal panel , 62, 67 ... Shadow of lamp light, 52 ... Shadow of lamp projected on the screen.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ランプ,第1のランプリフレクタ,液晶パ
ネル及び投写レンズから構成され、液晶パネルの画像を
スクリーン上に投影する液晶プロジェクタにおいて、少
なくとも前記ランプと液晶パネルの間にランプ光の一部
を反射する補助リフレクタを光軸外に具備するととも
に、前記補助リフレクタにより反射された光束を液晶パ
ネル側に反射する第2のリフレクタを光軸上に具備した
ことを特徴とする液晶プロジェクタ。
1. A liquid crystal projector comprising a lamp, a first lamp reflector, a liquid crystal panel and a projection lens, which projects an image of the liquid crystal panel onto a screen, and at least a part of the lamp light is present between the lamp and the liquid crystal panel. And a second reflector for reflecting the light beam reflected by the auxiliary reflector to the liquid crystal panel side is provided on the optical axis.
【請求項2】ランプ,第1のランプリフレクタ,ランプ
光の一部を遮断する開口絞り,液晶パネル及び投写レン
ズから構成され、前記開口絞りの開口部を通過したラン
プ光により液晶パネルを照明し、液晶パネルの画像をス
クリーン上に投影する液晶プロジェクタにおいて、少な
くとも前記ランプと開口絞りの間にランプ光の一部を反
射する補助リフレクタを光軸外に具備するとともに、前
記補助リフレクタにより反射された光束を開口絞り側に
反射する第2のリフレクタを光軸上に具備したことを特
徴とする液晶プロジェクタ。
2. A lamp, a first lamp reflector, an aperture stop for blocking a part of the lamp light, a liquid crystal panel and a projection lens, and the lamp light passing through the opening of the aperture stop illuminates the liquid crystal panel. In a liquid crystal projector for projecting an image of a liquid crystal panel on a screen, an auxiliary reflector for reflecting a part of the lamp light is provided outside the optical axis between at least the lamp and the aperture stop, and the auxiliary reflector is reflected by the auxiliary reflector. A liquid crystal projector comprising a second reflector on the optical axis for reflecting a light beam to the aperture stop side.
【請求項3】請求項1または請求項2記載の液晶プロジ
ェクタにおいて、第1のランプリフレクタは光軸に対し
て回転対称な放物面鏡であり、該ランプリフレクタは光
軸近傍の焦点距離と光軸から離れた部分の焦点距離が異
なり、補助リフレクタは回転対称な曲面鏡あるいは多数
の小さな反射面からなる複合反射面鏡,第2のリフレク
タは回転対称な非球面鏡あるいは2次曲面鏡であること
を特徴とする液晶プロジェクタ。
3. The liquid crystal projector according to claim 1 or 2, wherein the first lamp reflector is a parabolic mirror rotationally symmetrical with respect to the optical axis, and the lamp reflector has a focal length near the optical axis and Auxiliary reflectors are rotationally symmetric curved mirrors or compound reflecting mirrors consisting of many small reflecting surfaces, and second reflectors are rotationally symmetric aspherical mirrors or quadratic curved mirrors, since the focal lengths of the portions away from the optical axis are different. A liquid crystal projector characterized by the above.
【請求項4】請求項3記載の液晶プロジェクタにおい
て、第2のリフレクタの開口部が液晶パネル側に向いて
いることを特徴とする液晶プロジェクタ。
4. The liquid crystal projector according to claim 3, wherein the opening of the second reflector faces the liquid crystal panel side.
【請求項5】請求項3記載の液晶プロジェクタにおい
て、第2リフレクタの開口部が第1のランプリフレクタ
側に向いていることを特徴とする液晶プロジェクタ。
5. A liquid crystal projector according to claim 3, wherein the opening of the second reflector faces the first lamp reflector side.
【請求項6】請求項1,2,3,4または5記載の液晶
プロジェクおいて、入力信号に応じてランプ光を透過あ
るいは散乱する光散乱モードの液晶パネルを具備したこ
とを特徴とする液晶プロジェクタ装置。
6. A liquid crystal project according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, further comprising a liquid crystal panel of a light scattering mode which transmits or scatters the lamp light according to an input signal. Projector device.
【請求項7】請求項2,3,4,5または6記載の液晶
プロジェクタにおいて、前記開口絞りのランプ側の面に
反射面を設け、前記ランプからの光束のうち開口部を通
過する光束以外はランプ側に戻すようにしたことを特徴
とする液晶プロジェクタ装置。
7. A liquid crystal projector according to claim 2, 3, 4, 5 or 6, wherein a reflection surface is provided on a surface of said aperture stop on the lamp side, and a light flux from said lamp other than a light flux passing through the opening. Is a liquid crystal projector device characterized by being returned to the lamp side.
【請求項8】請求項1,2,3,4,5,6または7記
載の液晶プロジェクタにおいて、第2リフレクタをラン
プの一方の端に挿入して保持する構造を具備したことを
特徴とする液晶プロジェクタ装置。
8. The liquid crystal projector according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7, further comprising a structure for inserting and holding a second reflector at one end of the lamp. Liquid crystal projector device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100685579B1 (en) * 2004-03-22 2007-02-22 세이코 엡슨 가부시키가이샤 Lamp device and projector equipped with the same

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