JPH0822035A - プロジェクター - Google Patents
プロジェクターInfo
- Publication number
- JPH0822035A JPH0822035A JP6154817A JP15481794A JPH0822035A JP H0822035 A JPH0822035 A JP H0822035A JP 6154817 A JP6154817 A JP 6154817A JP 15481794 A JP15481794 A JP 15481794A JP H0822035 A JPH0822035 A JP H0822035A
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- JP
- Japan
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- light
- face
- pipe
- incident
- totally
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Projection Apparatus (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】高い照度でライトバルブ上を均一に照射するこ
とができ、且つ光源からの光を有効に利用することがで
きる液晶プロジェクターを提供する。 【構成】所定の画像を表示するライトバルブ４に対して
光源１からの光を反射鏡２を介して照射し、ライトバル
ブ４を介した光をスクリーン６上に投影するプロジェク
ターにおいて、反射鏡２とライトバルブ４との間の光路
中に、入射端面３ａではほぼ全入射し側面３ｂでは全反
射し射出端面３ｃではほぼ全射出するライトパイプ３を
介在させたことを特徴とする。 １…光源 ２…反射鏡 ３…
ライトパイプ ３ａ…入射端面 ３ｂ…側面 ３ｃ
…射出端面 ４…透過型ライトバルブ ５…投影レンズ ６…
スクリーン ７…リレーレンズ ８…ハーフミラー ９…
反射型ライトバルブ
とができ、且つ光源からの光を有効に利用することがで
きる液晶プロジェクターを提供する。 【構成】所定の画像を表示するライトバルブ４に対して
光源１からの光を反射鏡２を介して照射し、ライトバル
ブ４を介した光をスクリーン６上に投影するプロジェク
ターにおいて、反射鏡２とライトバルブ４との間の光路
中に、入射端面３ａではほぼ全入射し側面３ｂでは全反
射し射出端面３ｃではほぼ全射出するライトパイプ３を
介在させたことを特徴とする。 １…光源 ２…反射鏡 ３…
ライトパイプ ３ａ…入射端面 ３ｂ…側面 ３ｃ
…射出端面 ４…透過型ライトバルブ ５…投影レンズ ６…
スクリーン ７…リレーレンズ ８…ハーフミラー ９…
反射型ライトバルブ
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶をライトバルブと
して用いる液晶プロジェクターに関するものである。
して用いる液晶プロジェクターに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】液晶をライトバルブとして用いるビデオ
プロジェクターでは、スクリーン上で明るくムラの無い
画像を得るために、ライトバルブ上を均一に高い照度で
照明する必要がある。このため、従来から光源として、
高輝度が得られるメタルハライドランプやキセノンラン
プが用いられ、また、これらの光源からの光を効率よく
利用するための反射鏡として、楕円鏡、放物面鏡、球面
鏡などが光源と組み合わされて用いられてきた。これら
の光源と反射鏡、及びコンデンサーレンズとを組み合わ
せることによって、光源からの光をほぼ平行化し、ライ
トバルブ上をなるべく均一に効率よく照明するのであ
る。
プロジェクターでは、スクリーン上で明るくムラの無い
画像を得るために、ライトバルブ上を均一に高い照度で
照明する必要がある。このため、従来から光源として、
高輝度が得られるメタルハライドランプやキセノンラン
プが用いられ、また、これらの光源からの光を効率よく
利用するための反射鏡として、楕円鏡、放物面鏡、球面
鏡などが光源と組み合わされて用いられてきた。これら
の光源と反射鏡、及びコンデンサーレンズとを組み合わ
せることによって、光源からの光をほぼ平行化し、ライ
トバルブ上をなるべく均一に効率よく照明するのであ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、高い照度で
ライトバルブ上を均一に照明することは容易でない。そ
の理由の一つは、光源の発光部が理想的な点ではなく、
ある程度の広がりを持っていることにある。特にメタル
ハライドランプの場合には、発光部は数ミリの長さに達
する。
ライトバルブ上を均一に照明することは容易でない。そ
の理由の一つは、光源の発光部が理想的な点ではなく、
ある程度の広がりを持っていることにある。特にメタル
ハライドランプの場合には、発光部は数ミリの長さに達
する。
【０００４】また、放物面鏡や楕円鏡と組み合わせた場
合には、そのまま用いると構造上照射面の中心部が暗く
なるため、反射鏡の焦点の位置に対して光源を少しずら
せて利用する。その結果、光源からの光を効率よく利用
しようとすると、ライトバルブの中央付近に光が片寄っ
て周辺部が暗くなってしまい、画面上で明るさに大きな
ムラが生じてしまう。逆に均一性を保とうとすると、光
の利用効率が下がってしまい、画面が暗くなってしまう
という問題点がある。
合には、そのまま用いると構造上照射面の中心部が暗く
なるため、反射鏡の焦点の位置に対して光源を少しずら
せて利用する。その結果、光源からの光を効率よく利用
しようとすると、ライトバルブの中央付近に光が片寄っ
て周辺部が暗くなってしまい、画面上で明るさに大きな
ムラが生じてしまう。逆に均一性を保とうとすると、光
の利用効率が下がってしまい、画面が暗くなってしまう
という問題点がある。
【０００５】さらに、上記の光学系で照明される範囲は
一般に円形であるが、ライトバルブの形状は長方形であ
るため、ライトバルブが照明範囲の円に内接するように
設定される。従ってライトバルブの外側に照明された光
を完全に捨ててしまうこととなり、光源からの光の利用
効率に制限を与えてしまうという問題点がある。
一般に円形であるが、ライトバルブの形状は長方形であ
るため、ライトバルブが照明範囲の円に内接するように
設定される。従ってライトバルブの外側に照明された光
を完全に捨ててしまうこととなり、光源からの光の利用
効率に制限を与えてしまうという問題点がある。
【０００６】したがって本発明は、高い照度でライトバ
ルブ上を均一に照射することができ、且つ光源からの光
を有効に利用することができる液晶プロジェクターを提
供することを目的とする。
ルブ上を均一に照射することができ、且つ光源からの光
を有効に利用することができる液晶プロジェクターを提
供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、反射鏡とライ
トバルブとの間の光路中に、入射端面ではほぼ全入射し
側面では全反射し射出端面ではほぼ全射出するライトパ
イプを介在させることによって、上記課題を達成したも
のである。
トバルブとの間の光路中に、入射端面ではほぼ全入射し
側面では全反射し射出端面ではほぼ全射出するライトパ
イプを介在させることによって、上記課題を達成したも
のである。
【０００８】
【作用】図５に示すように光源１から出た光は、反射鏡
２によって集められて再度集光する。光はこのあとライ
トパイプ３の入射端面３ａから、ライトパイプ３内に入
射する。ここでライトパイプ３の形状が角柱状の場合に
は、ライトパイプの入射端面３ａへの光の入射角θが次
の条件を満足すれば、光はライトパイプの内部側面３ｂ
を全反射しながら伝搬していく。
２によって集められて再度集光する。光はこのあとライ
トパイプ３の入射端面３ａから、ライトパイプ３内に入
射する。ここでライトパイプ３の形状が角柱状の場合に
は、ライトパイプの入射端面３ａへの光の入射角θが次
の条件を満足すれば、光はライトパイプの内部側面３ｂ
を全反射しながら伝搬していく。
【０００９】（ｎ2−１）1/2 ＞ ｓｉｎθ 但しｎはライトパイプ材料の屈折率である。
【００１０】入射した光は、ライトパイプ３内部で反射
を繰り返しながら伝搬してゆき、射出端面３ｃに達す
る。このとき射出端面３ｃでの光の強度分布は平均化さ
れている。ライトパイプ３が無ければ、ライトパイプ３
に入射するそれぞれの入射角θの光は、本来ならば図５
で破線で示したように円錐状に広がっていくはずである
が、反射によって折り畳まれて射出端面３ｃで重なりあ
うから、もとの強度分布にむらがあっても重なりあうこ
とで打ち消しあってしまうからである。
を繰り返しながら伝搬してゆき、射出端面３ｃに達す
る。このとき射出端面３ｃでの光の強度分布は平均化さ
れている。ライトパイプ３が無ければ、ライトパイプ３
に入射するそれぞれの入射角θの光は、本来ならば図５
で破線で示したように円錐状に広がっていくはずである
が、反射によって折り畳まれて射出端面３ｃで重なりあ
うから、もとの強度分布にむらがあっても重なりあうこ
とで打ち消しあってしまうからである。
【００１１】この様子をライトパイプの射出端面３ｃ側
から見ると図６のようになる。ライトパイプ３が無けれ
ば、本来は光は破線で示した円形に広がるはずである。
ところが光はライトパイプ３内部を反射を繰り返しなが
ら伝わっていく。このため円形に広がるはずだった光
は、一ますの形がライトパイプ３の断面と同じ形の碁盤
の目で区切られて、それぞれのます目が射出端面３ｃで
重ね合わされることになるのである。
から見ると図６のようになる。ライトパイプ３が無けれ
ば、本来は光は破線で示した円形に広がるはずである。
ところが光はライトパイプ３内部を反射を繰り返しなが
ら伝わっていく。このため円形に広がるはずだった光
は、一ますの形がライトパイプ３の断面と同じ形の碁盤
の目で区切られて、それぞれのます目が射出端面３ｃで
重ね合わされることになるのである。
【００１２】このように、ライトパイプ３を用いること
で光の強度分布の平均化ができるとともに、光の分布形
状を円形から四角形に変換することができる。したがっ
て光の分布形状をライトバルブの形にあわせることがで
きるので、ライトバルブからはみ出てしまう光を最小限
にすることができ、光を高い効率で利用することができ
る。
で光の強度分布の平均化ができるとともに、光の分布形
状を円形から四角形に変換することができる。したがっ
て光の分布形状をライトバルブの形にあわせることがで
きるので、ライトバルブからはみ出てしまう光を最小限
にすることができ、光を高い効率で利用することができ
る。
【００１３】
【実施例】図１は本発明の第１実施例を示し、光源１か
らの光は、反射鏡２によって集光されてライトパイプ３
に入射する。光はライトパイプ３の射出端面で強度が平
均化されるとともに四角形の分布形状となって、ライト
パイプ３の直後に置かれた透過型ライトバルブ４に入射
する。光はこのライトバルブ４で変調されると、投影レ
ンズ５をへてスクリーン６上に投射される。本実施例の
ライトバルブ４は多数個の液晶を並置して構成されてお
り、各液晶を制御することによってスクリーン６上に画
像を構成するものである。
らの光は、反射鏡２によって集光されてライトパイプ３
に入射する。光はライトパイプ３の射出端面で強度が平
均化されるとともに四角形の分布形状となって、ライト
パイプ３の直後に置かれた透過型ライトバルブ４に入射
する。光はこのライトバルブ４で変調されると、投影レ
ンズ５をへてスクリーン６上に投射される。本実施例の
ライトバルブ４は多数個の液晶を並置して構成されてお
り、各液晶を制御することによってスクリーン６上に画
像を構成するものである。
【００１４】ライトパイプ３は四角柱状に形成されてお
り、その全面が鏡面研磨されており、材質は光学ガラス
によって形成されている。但し光を透過させることがで
きれば樹脂などでもかまわない。またライトパイプ３
は、入射端面では光が実質的にすべて入射し、側面では
すべて反射し、射出端面では実質的にすべて射出するよ
うに配置されている。ライトパイプ３の射出端面の形状
は、例えばライトバルブ４が現行のＴＶ対応のものであ
れば縦横の比を３：４にとればよく、ハイビジョン対応
であれば９：１６にとればよく、すなわちライトバルブ
４の光軸と直交する平面形状と相似な形状に形成すれば
よい。この縦横比については必要に応じて適宜決定すれ
ばよい。
り、その全面が鏡面研磨されており、材質は光学ガラス
によって形成されている。但し光を透過させることがで
きれば樹脂などでもかまわない。またライトパイプ３
は、入射端面では光が実質的にすべて入射し、側面では
すべて反射し、射出端面では実質的にすべて射出するよ
うに配置されている。ライトパイプ３の射出端面の形状
は、例えばライトバルブ４が現行のＴＶ対応のものであ
れば縦横の比を３：４にとればよく、ハイビジョン対応
であれば９：１６にとればよく、すなわちライトバルブ
４の光軸と直交する平面形状と相似な形状に形成すれば
よい。この縦横比については必要に応じて適宜決定すれ
ばよい。
【００１５】本実施例は以上のように構成されており、
すなわち反射鏡２とライトバルブ４との間にライトパイ
プ３が介在しており、光はライトパイプ３内で反射を繰
り返しながら伝わっていくから、光の強度分布の平均化
が図られる。また光の分布形状が円形から四角形に変換
されるから、ライトバルブ４からはみ出る光を最小限に
とどめることができ、光の利用効率の向上を図ることが
できる。
すなわち反射鏡２とライトバルブ４との間にライトパイ
プ３が介在しており、光はライトパイプ３内で反射を繰
り返しながら伝わっていくから、光の強度分布の平均化
が図られる。また光の分布形状が円形から四角形に変換
されるから、ライトバルブ４からはみ出る光を最小限に
とどめることができ、光の利用効率の向上を図ることが
できる。
【００１６】図２は第２実施例を示し、ライトパイプ３
までの構成は上記第１実施例と同様であるが、この第２
実施例ではライトパイプ３を射出した光をリレーレンズ
７に入射させている。リレーレンズ７は、ライトパイプ
３の射出端面と透過型ライトバルブ４とが共役になるよ
うに配置されており、ライトパイプ３の射出端面像をラ
イトバルブ４上に投影している。
までの構成は上記第１実施例と同様であるが、この第２
実施例ではライトパイプ３を射出した光をリレーレンズ
７に入射させている。リレーレンズ７は、ライトパイプ
３の射出端面と透過型ライトバルブ４とが共役になるよ
うに配置されており、ライトパイプ３の射出端面像をラ
イトバルブ４上に投影している。
【００１７】図３は第３実施例を示し、リレーレンズ７
までの構成は上記第２実施例と同様であるが、この第３
実施例ではリレーレンズ７を射出した光をハーフミラー
８を介して反射型ライトバルブ９に入射させている。リ
レーレンズ７は、ライトパイプ３の射出端面と反射型ラ
イトバルブ９とが共役になるように配置されており、ラ
イトパイプ３の射出端面像を、ハーフミラー８を介して
ライトバルブ９上に投影している。光はこのライトバル
ブ９で変調されて反射すると、ハーフミラー８、投影レ
ンズ５をへてスクリーン６上に投射される。なおハーフ
ミラー８に代えて、例えば偏光ビームスプリッターやダ
イクロイックミラーなどを用いることもできる。これら
の第２及び第３実施例によっても、上記第１実施例と同
様の効果を得ることができる。
までの構成は上記第２実施例と同様であるが、この第３
実施例ではリレーレンズ７を射出した光をハーフミラー
８を介して反射型ライトバルブ９に入射させている。リ
レーレンズ７は、ライトパイプ３の射出端面と反射型ラ
イトバルブ９とが共役になるように配置されており、ラ
イトパイプ３の射出端面像を、ハーフミラー８を介して
ライトバルブ９上に投影している。光はこのライトバル
ブ９で変調されて反射すると、ハーフミラー８、投影レ
ンズ５をへてスクリーン６上に投射される。なおハーフ
ミラー８に代えて、例えば偏光ビームスプリッターやダ
イクロイックミラーなどを用いることもできる。これら
の第２及び第３実施例によっても、上記第１実施例と同
様の効果を得ることができる。
【００１８】以上のとおりライトバルブは透過型でも反
射型でもかまわない。また、位相変調型ライトバルブで
も散乱型ライトバルブでも必要に応じて使い分ければよ
い。さらにライトパイプ３については、四角柱でなくて
も例えば図４に示すように四角錐を切断したものでもか
まわない。ライトパイプに入射した光が全反射で進むこ
とができれば、その形状は必要に応じて決定すればよ
い。
射型でもかまわない。また、位相変調型ライトバルブで
も散乱型ライトバルブでも必要に応じて使い分ければよ
い。さらにライトパイプ３については、四角柱でなくて
も例えば図４に示すように四角錐を切断したものでもか
まわない。ライトパイプに入射した光が全反射で進むこ
とができれば、その形状は必要に応じて決定すればよ
い。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、光の強度分布の平均化
が図られ、同時に光の分布形状がライトバルブの形状に
変換されるから、光の利用効率の向上を図ることがで
き、したがって画面が明るくむらの無い液晶プロジェク
ターを得ることができる。
が図られ、同時に光の分布形状がライトバルブの形状に
変換されるから、光の利用効率の向上を図ることがで
き、したがって画面が明るくむらの無い液晶プロジェク
ターを得ることができる。
【図１】本発明の第１実施例を示す説明図
【図２】第２実施例を示す説明図
【図３】第３実施例を示す説明図
【図４】ライトパイプの他の形状を示す斜視図
【図５】本発明の作用を示す説明図
【図６】図５中Ａ−Ａ線矢視図
１…光源 ２…反射鏡 ３
…ライトパイプ ３ａ…入射端面 ３ｂ…側面 ３
ｃ…射出端面 ４…透過型ライトバルブ ５…投影レンズ ６
…スクリーン ７…リレーレンズ ８…ハーフミラー ９
…反射型ライトバルブ
…ライトパイプ ３ａ…入射端面 ３ｂ…側面 ３
ｃ…射出端面 ４…透過型ライトバルブ ５…投影レンズ ６
…スクリーン ７…リレーレンズ ８…ハーフミラー ９
…反射型ライトバルブ
Claims (1)
- 【請求項１】所定の画像を表示するライトバルブに対し
て光源からの光を反射鏡を介して照射し、前記ライトバ
ルブを介した光をスクリーン上に投影するプロジェクタ
ーにおいて、 前記反射鏡と前記ライトバルブとの間の光路中に、入射
端面ではほぼ全入射し側面では全反射し射出端面ではほ
ぼ全射出するライトパイプを介在させたことを特徴とす
るプロジェクター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6154817A JPH0822035A (ja) | 1994-07-06 | 1994-07-06 | プロジェクター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6154817A JPH0822035A (ja) | 1994-07-06 | 1994-07-06 | プロジェクター |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0822035A true JPH0822035A (ja) | 1996-01-23 |
Family
ID=15592529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6154817A Pending JPH0822035A (ja) | 1994-07-06 | 1994-07-06 | プロジェクター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0822035A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0899600A3 (en) * | 1997-08-26 | 2000-04-26 | Victor Company of Japan, Ltd. | Projection-type display apparatus having polarized beam splitters and an illuminating device |
| US6231193B1 (en) | 1997-02-27 | 2001-05-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Light source device, illuminating system and image projecting apparatus |
-
1994
- 1994-07-06 JP JP6154817A patent/JPH0822035A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6231193B1 (en) | 1997-02-27 | 2001-05-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Light source device, illuminating system and image projecting apparatus |
| EP0899600A3 (en) * | 1997-08-26 | 2000-04-26 | Victor Company of Japan, Ltd. | Projection-type display apparatus having polarized beam splitters and an illuminating device |
| US6174060B1 (en) | 1997-08-26 | 2001-01-16 | Victor Company Of Japan, Ltd. | Projection-type display apparatus having polarized beam splitters and an illuminating device |
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