JPH0772447A

JPH0772447A - 液晶プロジェクター

Info

Publication number: JPH0772447A
Application number: JP21842793A
Authority: JP
Inventors: Goro Hamagishi; 五郎濱岸; Haruhisa Kosaka; 治久小坂; Koichi Yoneda; 広一米田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1993-09-02
Filing date: 1993-09-02
Publication date: 1995-03-17

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明は、偏光板の耐久性を向上させた液
晶プロジェクターを提供することを目的とする。【構成】この発明の液晶プロジェクターは、画像を形
成する液晶パネル３１と、この液晶パネル３１に形成さ
れた画像を拡大投写する投写レンズ２１と、液晶パネル
３１を照明する光束を出射する光源１と、を備えた液晶
プロジェクターにおいて、液晶パネル３１の光の入射側
に、２枚の偏光板３２，３６を偏光軸と平行にして配置
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、液晶パネルを用いた
液晶プロジェクターに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、大画面の画像表示を行う装置とし
て液晶プロジェクターが知られている。この液晶プロジ
ェクターでは、光源から放射された光を液晶パネル上に
照射し、この液晶パネルに映像信号に対応する光学像を
形成させることにより照射光の強度変調を行って透過さ
せ、その透過光を投写レンズに入射させて光学像をスク
リーンに拡大投写するように構成されている。

【０００３】このような液晶プロジェクターにおいて、
フルカラー画像の表示を行う場合、例えば、図１に示す
ように構成される。投写用光源から放射される光は、例
えば、反射面が放物面に形成されたリフレクタ２で一方
向に向けられ、熱線及び紫外線をカットフィルタ３でカ
ットした後、緑色光のみ反射するＧ反射ダイクロイック
ミラー４でＧ原色光（緑色光）が分離され、赤色光のみ
反射するＲ反射ダイクロイックミラー５でＲ原色光（赤
色光）とＢ原色光（青色光）とが分離される。

【０００４】Ｇ反射ダイクロイックミラー４で分離され
たＧ原色光は反射ミラー６で反射された後、Ｇ色用コン
デンサレンズ７に入射して集光され、更にＧ色用アクテ
ィブマトリックス型液晶パネルを含むＧ色用液晶ユニッ
ト８に入射する。そして、この液晶ユニット８の液晶パ
ネルに形成されたＧ系の映像信号に対応する光学像によ
って強度変調された後、液晶ユニット８からＲ反射ダイ
クロイックミラー９、青色光のみ反射するＢ反射ダイク
ロイックミラー１０を透過して投写レンズ２１に入射
し、図示しないスクリーンに拡大投写される。

【０００５】Ｒ反射ダイクロイックミラー５で分離され
たＲ原色光は、Ｒ色用コンデンサレンズ１１に入射して
集光され、更にＲ色用アクティブマトリックス型液晶パ
ネルを含むＲ色用液晶ユニット１２に入射する。そし
て、この液晶ユニット１２の液晶パネルに形成されるＲ
系の映像信号に対応する光学像によって強度変調された
後、液晶ユニット１２からＲ反射ダイクロイックミラー
９に入射し、ここで反射されてＧ系の光学像で合成さ
れ、Ｂ反射ダイクロイックミラー１０を透過して投写レ
ンズ２１に入射し、スクリーンに拡大投写される。

【０００６】また、Ｒ反射ダイクロイックミラー５で分
離されたＢ原色光は、Ｂ色用コンデンサレンズ１３に入
射して集光され、Ｂ色用アクティブマトリックス型液晶
パネルを含むＢ色用液晶ユニット１４に入射する。この
液晶ユニット１４の液晶パネルに形成されるＢ系の映像
信号に対応する光学像によって強度変調された後、液晶
ユニット１３から反射ミラー１５を経てＢ反射ダイクロ
イックミラー１０に入射し、ここで反射されてＧ系並び
にＲ系の合成光学像と合成されてから投写レンズ２１に
入射し、スクリーンに拡大投写される。

【０００７】尚、上記光学部品１〜１５はベース部材２
０にて保持されている。

【０００８】一方、上述した構成とは異なり、ダイクロ
イックミラーで色分離及び色合成をせずに１枚のカラー
フィルターを内蔵した液晶パネルを用いて、投写レンズ
で拡大投影する単板式液晶プロジェクターも商品化され
ている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、液晶パネル
は現在小型・高画素化の傾向にあり、例えば、図１の構
成においては、現在３インチ程度の液晶パネルが主流で
あるが、今後１インチ程度の液晶パネルが主流となる可
能性がある。その場合、入射側偏光板には、現状の９倍
程度の光量が入射することになり偏光板の耐久性が問題
となる。

【００１０】一方、単板式の液晶プロジェクターにおい
ては、Ｒ、Ｇ、Ｂに分離しない光量の光が、１枚の入射
側偏光板に入射するので、やはり偏光板の耐久性が問題
となる。

【００１１】このように、上述した２例の場合におい
て、どちらもさらに高輝度化の要望も高いので、耐久性
の高い偏光板もしくは、耐久性のある偏光板の使用方法
が望まれている。

【００１２】この発明は、上述した従来の問題点を解消
するためになされたものにして、偏光板の耐久性を向上
させた液晶プロジェクターを提供することを目的とす
る。

【００００１】

【課題を解決するための手段】この発明の液晶プロジェ
クターは、画像を形成する液晶パネルと、この液晶パネ
ルに形成された画像を拡大投写する投写レンズと、前記
液晶パネルを照明する光束を出射する光源手段と、を備
えた液晶プロジェクターにおいて、前記液晶パネルの光
の入射側に、少なくとも２枚の偏光板を偏光軸と平行に
して配置することを特徴とする。

【００１３】更に、この発明は、赤、緑、青の３色の光
を変調する３枚の液晶パネルを備えた液晶プロジェクタ
ーにおいて、青色光の液晶パネルの入射側にのみ２枚の
偏光板を偏光軸と平行にして配置することを特徴とす
る。

【００１４】

【作用】この発明は、液晶パネルの入射側偏光板を２
枚、偏光軸を平行にして配置することで、入射側偏光板
を通過し、液晶パネルに入射する光量は、従来の偏光板
を１枚配置するのと比較して約８５〜９０％程度減衰す
る。しかし、２枚目の偏光板に入射する光量は、１枚目
の偏光板と比較すると約４５％に減衰する。また、基本
的に２枚目の偏光板に入射する光は偏光軸が整っている
ので、光の吸収が生じず、光の吸収による温度の上昇も
生じない。更に、１枚目の偏光板が劣化しても、劣化の
症状は、赤色光の透過率が上昇する傾向にあり、最も偏
光板を劣化させる要因である青色光の透過率はあまり変
化しない。

【００１５】従って、２枚目の偏光板は、入射光量の減
少並びに昇温の減少により、１枚目の偏光板の２倍以上
の寿命が期待できる。

【００１６】

【実施例】次に、この発明の実施例につき図面を参照し
て説明する。この発明は、上述した図１の液晶プロジェ
クター等に用いられる液晶パネルの偏光板の耐久性を向
上させるものであり、液晶パネルを含めた液晶ユニット
の構成を中心として説明する。

【００１７】図２は、この発明の第１の実施例の液晶ユ
ニットを示す断面図であり、偏光板の配置例を示す。こ
の図において、液晶ユニット内のアクティブマトリック
ス型液晶パネル３１の入射側に偏光板３２が設けられ、
この偏光板３２は板硝子３３に貼付され保持されてい
る。また、液晶パネル３１の出射側には、偏光板３４が
同じく板硝子３５に貼付され保持されている。図示のよ
うに両偏光板３２，３４は、それぞれ貼付されている板
硝子３３，３５で偏光を乱さないように、液晶パネル３
１側に配置されている。更に、この発明においては、液
晶パネル３１の入射側に２枚目の偏光板３６が板硝子３
７に貼付されて設けられている。

【００１８】そして、図中矢印方向より光が入射する
と、第１の偏光板３６で光の約５５％がカットされ、偏
光が整えられる。従って、この偏光板３６は、光による
劣化、並びに光吸収に伴う温度上昇による劣化のため特
性が悪くなる。

【００１９】この偏光板３６の劣化は、例えば色分離し
ない白色光を照射した場合、図７に示すような状態とな
る。図７は１５０Ｗのメタルハライドランプの光を放物
面鏡でほぼ平行光に変換し、更に赤外線及び紫外線カッ
トフィルターを通過させた後に、１．７インチの偏光板
に照射した場合のデータである。図中透過率が高いの
は、劣化していない清浄な偏光板と偏光軸を平行配置し
た場合のデータ、透過率が低いのは劣化していない正常
な偏光板と偏光軸を直交させて配置した場合のデータで
あり、実線は初期データ、点線は３５０時間経過後のデ
ータである。

【００２０】図示のように赤色光の偏光が乱れ光の漏れ
が生じているのが確認できるが、青色側の特性はあまり
変化がないことが分かる。

【００２１】また、実験により偏光板は、赤・青・緑色
のうちでは、青色光による劣化が最も激しく、赤及び緑
色光による劣化はほとんどないことが確認されている。
その点では、第１の偏光板３６は劣化するが、青色光の
偏光を整え、遮断するという点では初期性能がほぼ維持
されるといえる。

【００２２】第１の偏光板３６を通過した４５％の光は
第２の偏光板３２に入射するが、第１の偏光板３６と第
２の偏光板３２は偏光軸が一致しているため、ほぼ８５
〜９０％の光が通過する。従って、第２の偏光板３２で
は光の吸収による温度の上昇はほとんど生じない。ま
た、第１の偏光板３６で約５５％の光がカットされてい
るため、光による劣化も遥かに少なくなる。更に、第１
の偏光板３６が劣化した場合でも、図７に示すように青
色光の偏光性能はほぼ維持されるので、第２の偏光板３
２の光による劣化が加速される心配はない。従って、第
２の偏光板３２は、第１の偏光板３６の２倍以上の寿命
が期待される。

【００２３】一方、第２の偏光板３２に入射した光は、
この偏光板３２でさらに偏光を整えられ、液晶パネル３
１に入射し、ここで変調された後、出射側偏光板３４に
入射する。

【００２４】尚、上記構成において、第２の偏光板３２
はほとんど昇温しないが、昇温により板硝子３３が歪
み、第１の偏光板３６による偏光が乱されるような場合
には、第２の偏光板３２は板硝子に貼り合わせずに、偏
光板単体を保持するような構成の方がよい。

【００２５】また、第１の偏光板３６と第２の偏光板３
２の材質を変え、第１の偏光板３６を温度特性に優れる
染料系偏光板、第２の偏光板３２は透過率に優れるヨウ
素系偏光板を使用するような構成にする方がよい。

【００２６】次に、この発明の第２の実施例を図３に従
い説明する。図３は、この発明の第２の実施例の液晶ユ
ニットを示す断面図であり、第１の実施例と同一部分に
は同一符号を付し、説明の重複を避けるために、ここで
は説明を省略する。この第２の実施例と、上記第１の実
施例とが異なる点は、偏光軸の揃った２枚の偏光板３
２，３６を１枚の板硝子４０に貼付している点である。
このように構成にすることで、第１の実施例と比較し
て、硝子部材は削減する。

【００２７】しかしながら、第１の偏光板３６の昇温に
より板硝子４０が歪み、第１の偏光板３６で整えられた
偏光を乱して第２の偏光板３２での光の吸収が増えるの
と、第１の偏光板３６の昇温が直接第２の偏光板３２に
悪影響を与えるという２点の問題点が生じるおそれがあ
る。

【００２８】この発明の第３の実施例を図４に従い説明
する。図４は、この発明の第３の実施例の液晶ユニット
を示す断面図であり、この実施例においても、第１の実
施例と同一部分には同一符号を付し、説明の重複を避け
るために、ここでは説明を省略する。

【００２９】図４に示すように、この第３の実施例にお
いては、第１の偏光板３６並びに第２の偏光板３２は、
液体冷却器を構成する２枚の硝子パネル４１，４２に貼
付されている。そして、液体冷却器には、放熱フィン４
３が設けられ、液体冷却器の内部には冷媒４４が注入さ
れている。

【００３０】このような構成にすることで、特に第１の
偏光板３６の冷却がよく行われ、第１の偏光板３６の耐
熱性が向上する。また、第１の偏光板３６と第２の偏光
板３２の間を屈曲率のほぼ同等な冷却液で満たすこと
で、表面反射等が減少し、利用される光量が増加する。

【００３１】上述した各実施例は、液晶パネル３１の入
射側近傍に第１の偏光板３６を有する例について述べた
が、図５に示す第４の実施例においては、３板式液晶プ
ロジェクターの場合において、光の分離前に板硝子３７
に貼付された第１の偏光板３６を配置したものである。
すなわち、熱線及び紫外線カットフィルタ３の前に第１
の偏光板３６を配置したものである。このように構成す
ると、各液晶ユニット８，１２，１４に第１の偏光板３
６を設ける必要がない。尚、図５において、図１と同一
部分には同一符号を付して、説明の重複を避けるために
ここでは説明を省略する。

【００３２】続いて、この発明の第５の実施例を図６に
示す。尚、液晶プロジェクタの基本構成は図１と同様で
あり、図１と同一部分には同一符号を付し、説明の重複
を避けるため、ここでは説明を省略する。

【００３３】図６に示すように、この実施例において
は、青色用の液晶ユニット１４の液晶パネル３１には、
本発明の第１の実施例のような構成で入射側に偏光板が
２枚配置してある。すなわち、液晶ユニット１４内の液
晶パネル３１の入射側に第２の偏光板３２が板硝子３３
に貼付され保持されている。また、液晶パネル３１の出
射側には偏光板３４が同じく板硝子３５に貼付され保持
されている。そして、液晶パネル３１の入射側に第１の
偏光板３６が板硝子３７に貼付されて設けられている。

【００３４】このように劣化の危険性のある青色用の入
射側の偏光板を２枚の構成とすることで、劣化の危険性
のない他の色（緑及び赤色）の有効利用が図れると共
に、偏光板を２枚配置することで若干減少する青色は、
メタルハライドランプのハロゲン化金属の封入量を操作
したり、ダイクロイックミラーのカットオフ特性を操作
することで対応可能となるので、赤・青・緑色の３枚の
液晶パネルにそれぞれ入射側偏光板を２枚配置したり、
図５に示すようにダイクロイックミラーで光を分離する
前に偏光板を１枚配置するよりも、より光の有効利用が
可能となる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明は、液晶
パネルの入射側偏光板を２枚、偏光軸を平行にして配置
することで、２枚目の偏光板は、入射光量の減少並びに
昇温の減少により、１枚目の偏光板の２倍以上の寿命が
期待でき、偏光板の劣化が少なく、明るいプロジェクタ
ーが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】液晶プロジェクターの光学配置を示す構成図で
ある。

【図２】この発明の第１の実施例の液晶ユニット部分を
示す断面図である。

【図３】この発明の第２の実施例の液晶ユニット部分を
示す断面図である。

【図４】この発明の第３の実施例の液晶ユニット部分を
示す断面図である。

【図５】この発明の第４の実施例のを示す構成図であ
る。

【図６】この発明の第５の実施例のを示す構成図であ
る。

【図７】偏光板の白色光照射時の経時変化を示す特性図
である。

【符号の説明】

３１液晶パネル３２第１の入射側偏光板３４出射側偏光板３６第２の入射側偏光板３３、３５、３７、４０板硝子

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【手続補正書】

【提出日】平成６年８月１１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】また、Ｒ反射ダイクロイックミラー５で分
離されたＢ原色光は、Ｂ色用コンデンサレンズ１３に入
射して集光され、Ｂ色用アクティブマトリックス型液晶
パネルを含むＢ色用液晶ユニット１４に入射する。この
液晶ユニット１４の液晶パネルに形成されるＢ系の映像
信号に対応する光学像によって強度変調された後、液晶
ユニット１４から反射ミラー１５を経てＢ反射ダイクロ
イックミラー１０に入射し、ここで反射されてＧ系並び
にＲ系の合成光学像と合成されてから投写レンズ２１に
入射し、スクリーンに拡大投写される。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】この偏光板３６の劣化は、例えば色分離し
ない白色光を照射した場合、図７に示すような状態とな
る。図７は１５０Ｗのメタルハライドランプの光を放物
面鏡でほぼ平行光に変換し、更に赤外線及び紫外線カッ
トフィルターを通過させた後に、１．７インチの偏光板
に照射した場合のデータである。図中透過率が高いの
は、劣化していない正常な偏光板と偏光軸を平行配置し
た場合のデータ、透過率が低いのは劣化していない正常
な偏光板と偏光軸を直交させて配置した場合のデータで
あり、実線は初期データ、点線は３５０時間経過後のデ
ータである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像を形成する液晶パネルと、この液晶
パネルに形成された画像を拡大投写する投写レンズと、
前記液晶パネルを照明する光束を出射する光源手段と、
を備えた液晶プロジェクターにおいて、前記液晶パネル
の光の入射側に、少なくとも２枚の偏光板を偏光軸と平
行にして配置することを特徴とする液晶プロジェクタ
ー。
【請求項２】赤、緑、青の３色の光を変調する３枚の
液晶パネルを備えた請求項１に記載の液晶プロジェクタ
ーにおいて、青色光の液晶パネルの入射側にのみ２枚の
偏光板を偏光軸と平行にして配置することを特徴とする
液晶プロジェクター。