JPH08179311A - 液晶投射装置 - Google Patents
液晶投射装置Info
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- JPH08179311A JPH08179311A JP6336689A JP33668994A JPH08179311A JP H08179311 A JPH08179311 A JP H08179311A JP 6336689 A JP6336689 A JP 6336689A JP 33668994 A JP33668994 A JP 33668994A JP H08179311 A JPH08179311 A JP H08179311A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光源の出力を減少させることなく光学部品の
温度上昇を効率よく防止し、高輝度の液晶投射装置を提
供する。 【構成】 光源１とコンデンサレンズ５との間に、液晶
パネル６前面の偏光子１０Ａ同一偏光方向を有する高耐
熱性前置偏光板を配設する。
温度上昇を効率よく防止し、高輝度の液晶投射装置を提
供する。 【構成】 光源１とコンデンサレンズ５との間に、液晶
パネル６前面の偏光子１０Ａ同一偏光方向を有する高耐
熱性前置偏光板を配設する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶パネルを用いた液
晶投射装置に係り、特に白黒液晶パネルもしくはカラー
液晶パネル１枚を用い、この液晶パネルの表示映像を投
射する液晶投射装置に関するものである。
晶投射装置に係り、特に白黒液晶パネルもしくはカラー
液晶パネル１枚を用い、この液晶パネルの表示映像を投
射する液晶投射装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、液晶ディスプレイ技術の進展は著
しく、コントラストや色再現性に優れる液晶パネルの出
現によって、白黒液晶パネルもしくはカラー液晶パネル
を映像表示担体として用い、大型スクリーンに拡大投射
する液晶投射装置が実用化されている。この種の装置は
光源からの光を収束光学系で略平行光線に収束して、透
過型液晶パネルに照射し、透過光を投射光学系を介して
スクリーン上に拡大投射するものであり、映像表示担体
として白黒液晶パネルもしくはカラー液晶パネル１枚を
用いる単板式のものと、液晶パネルを用いた際の絵素数
の粗さを克服するため、３枚の白黒液晶パネルを用い、
これらの液晶パネルに全波長の光源をＲ、Ｇ、Ｂの３色
光に分離（分光）する色分離（ダイクロイック）ミラー
を介してＲ、Ｇ、Ｂの光を入射させ、各々の液晶板でＲ
画像、Ｇ画像、Ｂ画像を生成してダイクロイックプリズ
ム（プリズム方式）あるいはダイクロイックミラー（ミ
ラー方式）で混合し、投射光学系を介して大型スクリー
ン上にカラー画像を再生する３板式の液晶投射装置があ
る。
しく、コントラストや色再現性に優れる液晶パネルの出
現によって、白黒液晶パネルもしくはカラー液晶パネル
を映像表示担体として用い、大型スクリーンに拡大投射
する液晶投射装置が実用化されている。この種の装置は
光源からの光を収束光学系で略平行光線に収束して、透
過型液晶パネルに照射し、透過光を投射光学系を介して
スクリーン上に拡大投射するものであり、映像表示担体
として白黒液晶パネルもしくはカラー液晶パネル１枚を
用いる単板式のものと、液晶パネルを用いた際の絵素数
の粗さを克服するため、３枚の白黒液晶パネルを用い、
これらの液晶パネルに全波長の光源をＲ、Ｇ、Ｂの３色
光に分離（分光）する色分離（ダイクロイック）ミラー
を介してＲ、Ｇ、Ｂの光を入射させ、各々の液晶板でＲ
画像、Ｇ画像、Ｂ画像を生成してダイクロイックプリズ
ム（プリズム方式）あるいはダイクロイックミラー（ミ
ラー方式）で混合し、投射光学系を介して大型スクリー
ン上にカラー画像を再生する３板式の液晶投射装置があ
る。
【０００３】図２は単板式の液晶投射装置の従来例を示
す模式図である。同図において、１はメタルハライドラ
ンプ等の光源であり、この光源１から放射された光は反
射面が放物面からなり光源光を光軸と平行な平行光にす
る反射鏡２で反射されて、光軸に４５度傾斜させて設け
た全反射ミラー３に入射する。全反射ミラー３は前記平
行光を全反射し、紫外線および赤外線成分を除去するＵ
Ｖ−ＩＲフィルタ４に導く。ＵＶ−ＩＲフィルタ４を透
過した平行光はコンデンサレンズ５で収束されて、透過
型液晶パネル６に入射する。液晶パネル６には投射すべ
き任意の映像の構成画素に応じて選択的に電圧が供給さ
れており、該液晶パネル６を透過した映像光７は投射光
学系８を介して大型スクリーン９に拡大投射されて、白
黒もしくはカラー映像が再生される。
す模式図である。同図において、１はメタルハライドラ
ンプ等の光源であり、この光源１から放射された光は反
射面が放物面からなり光源光を光軸と平行な平行光にす
る反射鏡２で反射されて、光軸に４５度傾斜させて設け
た全反射ミラー３に入射する。全反射ミラー３は前記平
行光を全反射し、紫外線および赤外線成分を除去するＵ
Ｖ−ＩＲフィルタ４に導く。ＵＶ−ＩＲフィルタ４を透
過した平行光はコンデンサレンズ５で収束されて、透過
型液晶パネル６に入射する。液晶パネル６には投射すべ
き任意の映像の構成画素に応じて選択的に電圧が供給さ
れており、該液晶パネル６を透過した映像光７は投射光
学系８を介して大型スクリーン９に拡大投射されて、白
黒もしくはカラー映像が再生される。
【０００４】また、透過型液晶パネル６は、両側に設け
られた２枚の偏光板からなる偏光子１０Ａ、検光子１０
Ｂを備えている。その理由は、液晶パネル６に使用され
る液晶（ツイステッド・ネマティック液晶）は、電圧の
印加状態によって光を透過したり、遮断したりするので
はなく、入射した光の偏光面を回転させるからである。
すなわち、偏光方向の定まっていない自然光を入射させ
ると、電圧の印加状態に関係なく、自然光として出てく
るため、液晶パネルに画像が形成されていても、認識す
ることはできない。
られた２枚の偏光板からなる偏光子１０Ａ、検光子１０
Ｂを備えている。その理由は、液晶パネル６に使用され
る液晶（ツイステッド・ネマティック液晶）は、電圧の
印加状態によって光を透過したり、遮断したりするので
はなく、入射した光の偏光面を回転させるからである。
すなわち、偏光方向の定まっていない自然光を入射させ
ると、電圧の印加状態に関係なく、自然光として出てく
るため、液晶パネルに画像が形成されていても、認識す
ることはできない。
【０００５】そこで、まず液晶パネル６の前に偏光子１
０Ａを置き、自然光のうち一定方向の偏光の光だけを透
過させて、直線偏光の光に変える。つまり、自然光が偏
光子１０Ａを透過すると、互いに直交する２つの直線偏
光の光に分解され、このうち、偏光方向に平行な成分は
透過し、直交する成分は吸収される。そして、偏光方向
に平行な直線偏光光を液晶パネル６に入射させると、画
像に応じて部分的に偏光方向が回転し、液晶パネル６か
ら出る。ここで再度検光子１０Ｂを用いて一定方向の偏
光の光だけを透過させると、初めて濃淡画像が得られ
る。なお、偏光方向に直交する成分は偏光子１０Ａに吸
収されると、熱に変換される。
０Ａを置き、自然光のうち一定方向の偏光の光だけを透
過させて、直線偏光の光に変える。つまり、自然光が偏
光子１０Ａを透過すると、互いに直交する２つの直線偏
光の光に分解され、このうち、偏光方向に平行な成分は
透過し、直交する成分は吸収される。そして、偏光方向
に平行な直線偏光光を液晶パネル６に入射させると、画
像に応じて部分的に偏光方向が回転し、液晶パネル６か
ら出る。ここで再度検光子１０Ｂを用いて一定方向の偏
光の光だけを透過させると、初めて濃淡画像が得られ
る。なお、偏光方向に直交する成分は偏光子１０Ａに吸
収されると、熱に変換される。
【０００６】この場合、偏光子１０Ａと液晶パネル６と
は適宜距離離間して配設する必要がある。その理由は、
自然光から偏光子１０Ａで偏光した直線偏光光を取り出
す段階で少なくとも半分の光が偏光子１０Ａによって吸
収されて熱に変換され、偏光子１０Ａの温度が上昇する
と、液晶パネル６に悪影響を及ぼすからである。なお、
検光子１０Ｂについては、液晶パネル６の開口部分が全
面積の４０％程度（開口率の増大も液晶投射型ディスプ
レイの高輝度化の重要なファクタである）であるため、
偏光子１０Ａほど大きな問題にならない。
は適宜距離離間して配設する必要がある。その理由は、
自然光から偏光子１０Ａで偏光した直線偏光光を取り出
す段階で少なくとも半分の光が偏光子１０Ａによって吸
収されて熱に変換され、偏光子１０Ａの温度が上昇する
と、液晶パネル６に悪影響を及ぼすからである。なお、
検光子１０Ｂについては、液晶パネル６の開口部分が全
面積の４０％程度（開口率の増大も液晶投射型ディスプ
レイの高輝度化の重要なファクタである）であるため、
偏光子１０Ａほど大きな問題にならない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た単板式液晶投射装置は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色光を３系
統の光路に分けて照射する３板式の液晶カラー投射装置
に比べ光が１系統に集中するため、同じ出力のランプを
使用した場合光学部品の熱負荷が大きい。従って、光学
部品を風冷する場合、３板式のものよりもより多くの風
を流す必要があるが、液晶パネル６とコンデンサレンズ
５との間隙が狭隘であるばかりでなく、偏光子１０Ａと
その保持部材（図示せず）は液晶パネル６を冷却するた
めの風の流れに対して障害物となるので、冷却効率が悪
く、偏光子１０Ａ並びに液晶パネル６を熱から守るため
には光源１そのものの出力を落とし、液晶パネル６に到
達する光量を減少させなければならず、明るさが生命と
もいえる投射装置としては、暗く性能の悪いものとなっ
てしまうという問題があった。
た単板式液晶投射装置は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色光を３系
統の光路に分けて照射する３板式の液晶カラー投射装置
に比べ光が１系統に集中するため、同じ出力のランプを
使用した場合光学部品の熱負荷が大きい。従って、光学
部品を風冷する場合、３板式のものよりもより多くの風
を流す必要があるが、液晶パネル６とコンデンサレンズ
５との間隙が狭隘であるばかりでなく、偏光子１０Ａと
その保持部材（図示せず）は液晶パネル６を冷却するた
めの風の流れに対して障害物となるので、冷却効率が悪
く、偏光子１０Ａ並びに液晶パネル６を熱から守るため
には光源１そのものの出力を落とし、液晶パネル６に到
達する光量を減少させなければならず、明るさが生命と
もいえる投射装置としては、暗く性能の悪いものとなっ
てしまうという問題があった。
【０００８】したがって、本発明は上述したような従来
の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするとこ
ろは、光源の出力を減少させることなく光学部品の温度
上昇を効率よく防止した液晶投射装置を提供することに
ある。
の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするとこ
ろは、光源の出力を減少させることなく光学部品の温度
上昇を効率よく防止した液晶投射装置を提供することに
ある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、光源からの光をコンデンサレンズを含む収
束光学系で略平行光線に収束して偏光子と検光子を各々
の面に備えてなる透過型液晶パネルに照射し、透過光を
投射光学系を介してスクリーン上に拡大投射する液晶投
射装置において、前記光源と偏光子の間、好ましくは前
記光源とコンデンサレンズとの間に前記偏光子と同一偏
光方向を有する高耐熱性の前置偏光板を配設したもので
ある。
するために、光源からの光をコンデンサレンズを含む収
束光学系で略平行光線に収束して偏光子と検光子を各々
の面に備えてなる透過型液晶パネルに照射し、透過光を
投射光学系を介してスクリーン上に拡大投射する液晶投
射装置において、前記光源と偏光子の間、好ましくは前
記光源とコンデンサレンズとの間に前記偏光子と同一偏
光方向を有する高耐熱性の前置偏光板を配設したもので
ある。
【００１０】
【作用】本発明において、前置偏光板は光源と液晶パネ
ル前面の偏光子との間、好ましくは光源とコンデンサレ
ンズとの間に配設されることで、光源の出力を下げずに
偏光子の発熱を抑えて光学部品の熱負荷を小さくすると
共に、映像光出力の低下を最小限に抑える。
ル前面の偏光子との間、好ましくは光源とコンデンサレ
ンズとの間に配設されることで、光源の出力を下げずに
偏光子の発熱を抑えて光学部品の熱負荷を小さくすると
共に、映像光出力の低下を最小限に抑える。
【００１１】
【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。図１は本発明に係る液晶投射装置の一
実施例を示す模式図であり、図中図２と同一構成部品の
ものに対しては同一符号を以て示し、その説明を省略す
る。
詳細に説明する。図１は本発明に係る液晶投射装置の一
実施例を示す模式図であり、図中図２と同一構成部品の
ものに対しては同一符号を以て示し、その説明を省略す
る。
【００１２】図１において、１１はＵＶ−ＩＲフィル４
とコンデンサレンズ５との間に配設された前置偏光板で
あり、その偏光方向は液晶パネル７前面の偏光子１０Ａ
と同方向に揃えられている。一般的に偏光板は、自然光
の入射に対して直線偏光を出射する機能を持つフィルム
であり、一般的構造は偏光層をＴＡＣ（三酢酸セルロー
ス）の保護層でサンドイッチしたものであり、性能によ
って（１）高偏光度タイプ（ＰＶＡ（ポリビニルアルコ
ール）−ヨウ素系、単体透過率Ｔ＝４３％、偏光度Ｐ＝
９９．９％）、（２）標準タイプ（ＰＶＡ−ヨウ素系、
Ｔ＝４３％，Ｐ＝９７％）、（３）高耐久タイプ（ＰＶ
Ａ−染料系、Ｔ＝４３％，Ｐ＝９３％）に分けられる。
とコンデンサレンズ５との間に配設された前置偏光板で
あり、その偏光方向は液晶パネル７前面の偏光子１０Ａ
と同方向に揃えられている。一般的に偏光板は、自然光
の入射に対して直線偏光を出射する機能を持つフィルム
であり、一般的構造は偏光層をＴＡＣ（三酢酸セルロー
ス）の保護層でサンドイッチしたものであり、性能によ
って（１）高偏光度タイプ（ＰＶＡ（ポリビニルアルコ
ール）−ヨウ素系、単体透過率Ｔ＝４３％、偏光度Ｐ＝
９９．９％）、（２）標準タイプ（ＰＶＡ−ヨウ素系、
Ｔ＝４３％，Ｐ＝９７％）、（３）高耐久タイプ（ＰＶ
Ａ−染料系、Ｔ＝４３％，Ｐ＝９３％）に分けられる。
【００１３】本発明において使用する前置偏光板１１は
常に強い光に曝されるため、特に熱に強い染料系（高耐
久タイプ）の偏光板が使用される。このように構成され
た液晶投射装置の作用について以下に説明する。光源１
から放射された光は全反射ミラー３で反射され、ＵＶ−
ＩＲフィルタ４にて紫外線および赤外線が除去されて前
置偏光板１１に入射する。前置偏光板１１では偏光方向
に平行な成分のみを透過し、直交する成分は吸収され光
の振動方向が一方向になると共に、５７％減衰（透過率
４３％の場合）した光量が射出されてコンデンサレンズ
５を経て液晶パネル前面の偏光子１０Ａに入射する。
常に強い光に曝されるため、特に熱に強い染料系（高耐
久タイプ）の偏光板が使用される。このように構成され
た液晶投射装置の作用について以下に説明する。光源１
から放射された光は全反射ミラー３で反射され、ＵＶ−
ＩＲフィルタ４にて紫外線および赤外線が除去されて前
置偏光板１１に入射する。前置偏光板１１では偏光方向
に平行な成分のみを透過し、直交する成分は吸収され光
の振動方向が一方向になると共に、５７％減衰（透過率
４３％の場合）した光量が射出されてコンデンサレンズ
５を経て液晶パネル前面の偏光子１０Ａに入射する。
【００１４】偏光子１０Ａは従来装置と同様の上記高偏
光度タイプのヨウ素系偏光板が使用される。この偏光子
１０Ａは前置偏光板１１と偏光方向が同じであるため、
この偏光子１０Ａに入射した光は、偏光度約９３％の前
置偏光板１１と偏光度約１００％の偏光子１０Ａとの偏
光度の差約７％の散乱光が除去される程度の減衰を受け
るだけで、液晶パネル６および検光子１０Ｂを通り、映
像光７として投射光学系８を介して大型スクリーン９に
拡大投射される。
光度タイプのヨウ素系偏光板が使用される。この偏光子
１０Ａは前置偏光板１１と偏光方向が同じであるため、
この偏光子１０Ａに入射した光は、偏光度約９３％の前
置偏光板１１と偏光度約１００％の偏光子１０Ａとの偏
光度の差約７％の散乱光が除去される程度の減衰を受け
るだけで、液晶パネル６および検光子１０Ｂを通り、映
像光７として投射光学系８を介して大型スクリーン９に
拡大投射される。
【００１５】従って、光源光が前置偏光板１１及び偏光
子１０Ａを透過すると約５０％の減衰を受けることにな
るが（従来装置は偏光子１０Ａによる４３％の減衰の
み）、ＰＶＡ−染料系の前置偏光板１１の耐熱温度は約
７０度であるので、液晶パネル６直前の耐熱温度約５０
度の偏光子１０Ａに直接光源光を入射させる場合に比し
て高出力の光源を用いることができ、前置偏光板１１で
大きく光量を落として偏光子１０Ａおよび液晶パネル６
の熱負荷を小さくしても、液晶投射装置全体としての光
量は光源１の出力を前置偏光板１１での減衰量と同じだ
け下げた時より多く得ることができる。
子１０Ａを透過すると約５０％の減衰を受けることにな
るが（従来装置は偏光子１０Ａによる４３％の減衰の
み）、ＰＶＡ−染料系の前置偏光板１１の耐熱温度は約
７０度であるので、液晶パネル６直前の耐熱温度約５０
度の偏光子１０Ａに直接光源光を入射させる場合に比し
て高出力の光源を用いることができ、前置偏光板１１で
大きく光量を落として偏光子１０Ａおよび液晶パネル６
の熱負荷を小さくしても、液晶投射装置全体としての光
量は光源１の出力を前置偏光板１１での減衰量と同じだ
け下げた時より多く得ることができる。
【００１６】
【発明の効果】上記に説明したように本発明に係る液晶
投射装置は、光源と液晶パネル直前の偏光子との間に高
耐熱性の前置偏光板を配設して構成したので、従来装置
における偏光子と同等の減衰率を有する前置偏光板にて
偏光による熱吸収を負担させることができ、特に前置偏
光板を光源とコンデンサレンズとの間に配設した時は、
冷却風の流れを妨げる光学部品がないので冷却効率が向
上する。また前置偏光板の透過光は液晶パネル直前の高
偏光度の偏光子において僅かの減衰を受けるだけである
から、この偏光子では耐えられない高輝度の光源を用
い、前置偏光板で大きく光量を落として液晶パネル直前
の偏光子の熱負荷を小さくしても、液晶投射装置全体で
の光量は光源出力を前置偏光板での減衰量と同じだけ下
げた時よりも多くなり、高輝度の液晶投射装置を得るこ
とができる。
投射装置は、光源と液晶パネル直前の偏光子との間に高
耐熱性の前置偏光板を配設して構成したので、従来装置
における偏光子と同等の減衰率を有する前置偏光板にて
偏光による熱吸収を負担させることができ、特に前置偏
光板を光源とコンデンサレンズとの間に配設した時は、
冷却風の流れを妨げる光学部品がないので冷却効率が向
上する。また前置偏光板の透過光は液晶パネル直前の高
偏光度の偏光子において僅かの減衰を受けるだけである
から、この偏光子では耐えられない高輝度の光源を用
い、前置偏光板で大きく光量を落として液晶パネル直前
の偏光子の熱負荷を小さくしても、液晶投射装置全体で
の光量は光源出力を前置偏光板での減衰量と同じだけ下
げた時よりも多くなり、高輝度の液晶投射装置を得るこ
とができる。
【図１】本発明になる液晶投射装置の構成を示す模式図
である。
である。
【図２】従来の液晶投射装置の構成を示す模式図であ
る。
る。
１ 光源手段 ３ 全反射ミラー ５ コンデンサレンズ ６ 液晶パネル ７ 映像光 ８ 投射光学系 ９ スクリーン １０Ａ 偏光板（偏光子） １０Ｂ 偏光板（検光子） １１ 前置偏光板
Claims (2)
- 【請求項１】光源からの光をコンデンサレンズを含む収
束光学系で略平行光線に収束して偏光子と検光子を各々
の面に備えてなる透過型液晶パネルに照射し、透過光を
投射光学系を介してスクリーン上に拡大投射する液晶投
射装置において、前記光源と偏光子との間に該偏光子と
同一偏光方向を有する高耐熱性前置偏光板を配設したこ
とを特徴とする液晶投射装置。 - 【請求項２】前記高耐熱性前置偏光板を前記光源とコン
デンサレンズとの間に配設したことを特徴とする請求項
１記載の液晶投射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6336689A JPH08179311A (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | 液晶投射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6336689A JPH08179311A (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | 液晶投射装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08179311A true JPH08179311A (ja) | 1996-07-12 |
Family
ID=18301795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6336689A Pending JPH08179311A (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | 液晶投射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08179311A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5940149A (en) * | 1997-12-11 | 1999-08-17 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Planar polarizer for LCD projectors |
| US8422132B2 (en) | 2008-12-02 | 2013-04-16 | Shanghai Lexvu Opto Microelectronics Technology Co., Ltd. | Integrated planar polarizing device |
| WO2019064691A1 (ja) * | 2017-09-28 | 2019-04-04 | マクセル株式会社 | ヘッドアップディスプレイ装置 |
-
1994
- 1994-12-26 JP JP6336689A patent/JPH08179311A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5940149A (en) * | 1997-12-11 | 1999-08-17 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Planar polarizer for LCD projectors |
| US8422132B2 (en) | 2008-12-02 | 2013-04-16 | Shanghai Lexvu Opto Microelectronics Technology Co., Ltd. | Integrated planar polarizing device |
| WO2019064691A1 (ja) * | 2017-09-28 | 2019-04-04 | マクセル株式会社 | ヘッドアップディスプレイ装置 |
| US10852538B2 (en) | 2017-09-28 | 2020-12-01 | Maxell, Ltd. | Head-up display |
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