JPH08314009A - プロジェクタ用光源 - Google Patents
プロジェクタ用光源Info
- Publication number
- JPH08314009A JPH08314009A JP7121602A JP12160295A JPH08314009A JP H08314009 A JPH08314009 A JP H08314009A JP 7121602 A JP7121602 A JP 7121602A JP 12160295 A JP12160295 A JP 12160295A JP H08314009 A JPH08314009 A JP H08314009A
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- JP
- Japan
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- light
- optical fiber
- fiber bundle
- projector
- incident surface
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光線の形状や光量分布を光量の損失なく変え
て光利用率の良いプロジェクタ用光源を提供する。 【構成】 メタルハライドランプ等のランプ２を放物面
鏡１の焦点付近に置き、略平行光線３を得る。光線３は
ダイクロイックミラ等の光学系４で色分解や光路変更等
を行って、液晶パネル６を照明する。液晶パネル６で形
成されて映像を投写レンズ７でスクリーン（図示せず）
に投写して表示映像を得る。液晶パネル６のランプ２側
には、光フィイバ束５を配置する。光ファイバ束５の光
入射面５ａは円形とし、出射面に向けて各光ファイバの
相対位置をずらし、同出射面５ｂは液晶パネルの光入射
面と同一形状の長方形とする。光線３の断面は略円形と
なり、これをＮＴＳＣ方式テレビ映像のアスペクト比
４：３の矩形で受ける面積は約４０％となるが、光ファ
イバ束５を挿入するとこれが略１００％となる。
て光利用率の良いプロジェクタ用光源を提供する。 【構成】 メタルハライドランプ等のランプ２を放物面
鏡１の焦点付近に置き、略平行光線３を得る。光線３は
ダイクロイックミラ等の光学系４で色分解や光路変更等
を行って、液晶パネル６を照明する。液晶パネル６で形
成されて映像を投写レンズ７でスクリーン（図示せず）
に投写して表示映像を得る。液晶パネル６のランプ２側
には、光フィイバ束５を配置する。光ファイバ束５の光
入射面５ａは円形とし、出射面に向けて各光ファイバの
相対位置をずらし、同出射面５ｂは液晶パネルの光入射
面と同一形状の長方形とする。光線３の断面は略円形と
なり、これをＮＴＳＣ方式テレビ映像のアスペクト比
４：３の矩形で受ける面積は約４０％となるが、光ファ
イバ束５を挿入するとこれが略１００％となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、テレビ映像等を拡大表
示する液晶プロジェクタ等に使用する、光量の利用率を
向上したプロジェクタ用光源に関する。
示する液晶プロジェクタ等に使用する、光量の利用率を
向上したプロジェクタ用光源に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶プロジェクタでは、メタルハライド
ランプ等と放物面鏡の組み合わせ等で略平行光線を得
て、ダイクロイックミラー等でＲ、Ｇ、Ｂ三原色に分解
し、各原色用の液晶パネルを照明して画像を形成した
後、再びダイクロイックミラーで合成して投写レンズで
スクリーンに投影して映像表示を行ったいる。しかし、
前記平行光線の断面の光量分布は一般に摺鉢状になった
おり、矩形の光変調素子を照明するとき、円形で矩形を
照明する時の形状による光量損失を生ずる。また光変調
素子の周辺部が暗くなる問題もある。
ランプ等と放物面鏡の組み合わせ等で略平行光線を得
て、ダイクロイックミラー等でＲ、Ｇ、Ｂ三原色に分解
し、各原色用の液晶パネルを照明して画像を形成した
後、再びダイクロイックミラーで合成して投写レンズで
スクリーンに投影して映像表示を行ったいる。しかし、
前記平行光線の断面の光量分布は一般に摺鉢状になった
おり、矩形の光変調素子を照明するとき、円形で矩形を
照明する時の形状による光量損失を生ずる。また光変調
素子の周辺部が暗くなる問題もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みなされたもので、ランプからの光線の光量分布と
光変調素子の形状が整合しないときでも、光利用率の良
いプロジェクタ用光源を提供することにある。
に鑑みなされたもので、ランプからの光線の光量分布と
光変調素子の形状が整合しないときでも、光利用率の良
いプロジェクタ用光源を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】ランプ等から出た光線と
プロジェクタの光変調素子の間に光入射面の形状と光出
射面の形状を変えた光ファイバ束を挿入する。
プロジェクタの光変調素子の間に光入射面の形状と光出
射面の形状を変えた光ファイバ束を挿入する。
【０００５】光ファイバ束の光入射面は円形で同光出射
面は矩形とする。
面は矩形とする。
【０００６】光ファイバ束の光ファイバは、光入射側か
ら出射側に向けて次第に細くし、各光ファイバ間で細く
する程度を変えて、光入射面の面積と光出射面の面積の
比が光ファイバ束の光入射面における最も強い光強度と
当該光ファイバの光入射面の光強度の比に比例するよう
に配置する。
ら出射側に向けて次第に細くし、各光ファイバ間で細く
する程度を変えて、光入射面の面積と光出射面の面積の
比が光ファイバ束の光入射面における最も強い光強度と
当該光ファイバの光入射面の光強度の比に比例するよう
に配置する。
【０００７】光ファイバ束の各光ファイバの光出射面で
の断面積は等しく、光入射面での断面積が入射面の各位
置で異なるようにする。
の断面積は等しく、光入射面での断面積が入射面の各位
置で異なるようにする。
【０００８】光ファイバ束の光入射面に、各光ファイバ
の光入射面が焦点付近となるフライズアイレンズを配置
する。
の光入射面が焦点付近となるフライズアイレンズを配置
する。
【０００９】楕円面鏡の一方の焦点付近に配置したラン
プから出た光線でプロジェクタの光変調素子を照明する
プロジェクタ用光源において、前記楕円面鏡の他方の焦
点付近に前記光ファイバ束を挿入する。
プから出た光線でプロジェクタの光変調素子を照明する
プロジェクタ用光源において、前記楕円面鏡の他方の焦
点付近に前記光ファイバ束を挿入する。
【００１０】光ファイバ束の光出射窓は光変調素子の光
入射窓の形状と同一で、前記光変調素子の各画素に対応
して前記光ファイバ束の中の一本の光ファイバを配置す
る。
入射窓の形状と同一で、前記光変調素子の各画素に対応
して前記光ファイバ束の中の一本の光ファイバを配置す
る。
【００１１】
【作用】ランプ等から出た光線とプロジェクタの光変調
素子の間に光入射面の形状と光出射面の形状を変えた光
ファイバ束を挿入することで、ランプからの光線の光量
分布を照明対象の形状に整合させることができる。
素子の間に光入射面の形状と光出射面の形状を変えた光
ファイバ束を挿入することで、ランプからの光線の光量
分布を照明対象の形状に整合させることができる。
【００１２】光ファイバの光入射面は円形で同光出射面
は矩形とすることで、摺鉢状となるランプからの光量分
布を、液晶パネルなどの矩形の光変調素子の形状に合わ
せることができる。
は矩形とすることで、摺鉢状となるランプからの光量分
布を、液晶パネルなどの矩形の光変調素子の形状に合わ
せることができる。
【００１３】光ファイバ束の光ファイバは、光入射側か
ら出射側に向けて次第に細くし、同光ファイバの光入射
面の断面積と光出射面の断面積の比が光ファイバ束の光
入射面における最も強い光強度と当該光ファイバの光入
射面の光強度の比に比例するように配置することで、光
ファイバ束の出射面の光量分布が一様となる。
ら出射側に向けて次第に細くし、同光ファイバの光入射
面の断面積と光出射面の断面積の比が光ファイバ束の光
入射面における最も強い光強度と当該光ファイバの光入
射面の光強度の比に比例するように配置することで、光
ファイバ束の出射面の光量分布が一様となる。
【００１４】光ファイバ束の各光ファイバの光出射面で
の断面積は等しく、光入射面での断面積が入射面の各位
置で異なるようにすることで、光ファイバ束の光入射面
での各光ファイバの間隔が等しくなる。従って光量分布
の一様性が良くなり、また各光ファイバを光変調素子の
画素に対応させ易くなる。
の断面積は等しく、光入射面での断面積が入射面の各位
置で異なるようにすることで、光ファイバ束の光入射面
での各光ファイバの間隔が等しくなる。従って光量分布
の一様性が良くなり、また各光ファイバを光変調素子の
画素に対応させ易くなる。
【００１５】光ファイバ束の光入射面に、各光ファイバ
の光入射面が焦点付近となるフライズアイレンズを配置
することで、光ファイバへの光入射損失が小さくなる。
の光入射面が焦点付近となるフライズアイレンズを配置
することで、光ファイバへの光入射損失が小さくなる。
【００１６】楕円面鏡の一方の焦点付近に配置したラン
プから出た光線でプロジェクタの光変調素子を照明する
プロジェクタ用光源において、前記楕円面鏡の他方の焦
点付近に前記光ファイバ束を挿入することで、高性能な
光インテグレータとなる。
プから出た光線でプロジェクタの光変調素子を照明する
プロジェクタ用光源において、前記楕円面鏡の他方の焦
点付近に前記光ファイバ束を挿入することで、高性能な
光インテグレータとなる。
【００１７】光ファイバ束の光出射窓は光変調素子の光
入射窓の形状と同一で、前記光変調素子の各画素に対応
して前記光ファイバ束の中の一本の光ファイバを配置す
ことで、光変調素子の画素の有効面のみを照明できる。
入射窓の形状と同一で、前記光変調素子の各画素に対応
して前記光ファイバ束の中の一本の光ファイバを配置す
ことで、光変調素子の画素の有効面のみを照明できる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明による，プロジェクタ用光源に
ついて、図を用いて詳細に説明する。図１は、本発明に
よる，プロジェクタ用光源の一実施例を説明するための
（Ａ）液晶プロジェクタの光学系の概念図、（Ｂ）光フ
ァイバ束の光入射面の正面図、（Ｃ）光ファイバ束の光
出射面の正面図である。メタルハライドランプ等のラン
プ２を放物面鏡１の略焦点に置き、略平行光線３を得
る。光線３はダイクロイックミラ等の光学系４で色分解
や光路変更等を行って、光変調素子となる液晶パネル６
を照明する。液晶パネル６で形成された映像を投写レン
ズ７でスクリーン（図示せず）に投影して、表示映像を
得る。液晶パネル６のランプ２側には、光フィイバ束５
を配置する。光ファイバ束５の光入射面５ａは円形と
し、出射面に向けて各光ファイバの相対位置をずらし、
同出射面５ｂは液晶パネルの光入射面と同一形状の長方
形とする。一般に光線３の断面は略円形となり、これを
ＮＴＳＣ方式テレビ映像のアスペクト比４：３の矩形で
受けると、受ける面積が円形部分の約４０％となるが、
光ファイバ束５を挿入するとこれが略１００％となる。
ついて、図を用いて詳細に説明する。図１は、本発明に
よる，プロジェクタ用光源の一実施例を説明するための
（Ａ）液晶プロジェクタの光学系の概念図、（Ｂ）光フ
ァイバ束の光入射面の正面図、（Ｃ）光ファイバ束の光
出射面の正面図である。メタルハライドランプ等のラン
プ２を放物面鏡１の略焦点に置き、略平行光線３を得
る。光線３はダイクロイックミラ等の光学系４で色分解
や光路変更等を行って、光変調素子となる液晶パネル６
を照明する。液晶パネル６で形成された映像を投写レン
ズ７でスクリーン（図示せず）に投影して、表示映像を
得る。液晶パネル６のランプ２側には、光フィイバ束５
を配置する。光ファイバ束５の光入射面５ａは円形と
し、出射面に向けて各光ファイバの相対位置をずらし、
同出射面５ｂは液晶パネルの光入射面と同一形状の長方
形とする。一般に光線３の断面は略円形となり、これを
ＮＴＳＣ方式テレビ映像のアスペクト比４：３の矩形で
受けると、受ける面積が円形部分の約４０％となるが、
光ファイバ束５を挿入するとこれが略１００％となる。
【００１９】図２は、本発明による，プロジェクタ用光
源の光ファイバ束を構成する各光ファイバの概念図であ
る。プロジェクタ用光源に使用する光ファイバ束を構成
する各光ファイバは、入射面と出射面が同一となる通常
の光ファイバでも良いが、光入射面２１が出射面２３に
向かって次第に細くなる側面２２となるような光ファイ
バで細くなる程度が種々の光ファイバを用いることもで
きる。このような光ファイバで入射面々積と出射面々積
の比を光ファイバ束の各光ファイバに入射する光の強度
（ここで光強度とは単位面積当たりの放射パワーつまり
照度に該当する量をいう）の内最も強い強度と当該光フ
ァイバに入射する光強度の比と等しくする。このように
することで、光ファイバ束の出射面の光強度分布は一様
となる。
源の光ファイバ束を構成する各光ファイバの概念図であ
る。プロジェクタ用光源に使用する光ファイバ束を構成
する各光ファイバは、入射面と出射面が同一となる通常
の光ファイバでも良いが、光入射面２１が出射面２３に
向かって次第に細くなる側面２２となるような光ファイ
バで細くなる程度が種々の光ファイバを用いることもで
きる。このような光ファイバで入射面々積と出射面々積
の比を光ファイバ束の各光ファイバに入射する光の強度
（ここで光強度とは単位面積当たりの放射パワーつまり
照度に該当する量をいう）の内最も強い強度と当該光フ
ァイバに入射する光強度の比と等しくする。このように
することで、光ファイバ束の出射面の光強度分布は一様
となる。
【００２０】本発明によるプロジェクタ用光源の別の実
施例としては、図１の液晶パネル６の各画素を構成する
液晶セルに対応して光ファイバ束５の光出射面５ｂの各
光ファイバを配置する。各液晶セルは電極等によりその
有効面が限られているが、前記のようにすることでその
有効面のみを照明することができ、光量損失を少なくす
ることができる。この場合、前記入射面から出射面に向
かって次第に細くなる光ファイバの各出射面の径が同一
（即ち面積が同一）で、入射面の径がそれぞれ異なる光
ファイバとすると、光ファイバと液晶セルの対応が付け
易い。
施例としては、図１の液晶パネル６の各画素を構成する
液晶セルに対応して光ファイバ束５の光出射面５ｂの各
光ファイバを配置する。各液晶セルは電極等によりその
有効面が限られているが、前記のようにすることでその
有効面のみを照明することができ、光量損失を少なくす
ることができる。この場合、前記入射面から出射面に向
かって次第に細くなる光ファイバの各出射面の径が同一
（即ち面積が同一）で、入射面の径がそれぞれ異なる光
ファイバとすると、光ファイバと液晶セルの対応が付け
易い。
【００２１】一般に光ファイバの断面は円形であるが、
これで前記光ファイバ束を構成すると光ファイバ間に隙
間ができる。光ファイバ束の光入射面の前にマイクロレ
ンズの２次元配列からなるフライズアイレンズを配置し
て、各レンズの焦点を各光ファイバの光入射面付近とす
ることで、効率よく光線を光ファイバ束に導入すること
ができる。
これで前記光ファイバ束を構成すると光ファイバ間に隙
間ができる。光ファイバ束の光入射面の前にマイクロレ
ンズの２次元配列からなるフライズアイレンズを配置し
て、各レンズの焦点を各光ファイバの光入射面付近とす
ることで、効率よく光線を光ファイバ束に導入すること
ができる。
【００２２】図３は、本発明による，プロジェクタ用光
源の別の実施例を説明するための（Ａ）液晶プロジェク
タの光学系の概念図、（Ｂ）光ファイバ束の光入射面の
正面図、（Ｃ）光ファイバ束の光出射面の正面図であ
る。楕円面鏡３１の一方（鏡側）の焦点付近にランプ３
２を置き他方の焦点付近に光ファイバ束３３を配置す
る。略点光源となる光ファイバ束の出射面３３ｂの光線
をレンズ３５で略平行光線３４とし、色分解等の光学系
３６を介して液晶パネル３７を照明し、液晶パネルで形
成される映像を投写レンズ３８でスクリーン（図示せ
ず）上に投影して投写映像を得る。一般に光ファイバ束
３３の光入射面の光強度分布はランプの電極の影等のた
め一様とならないが、図２に示すような光入射面２１が
出射面２３に向かって次第に細くなる側面２２となるよ
うな光ファイバで細くなる程度が種々の光ファイバを用
い、入射面々積と出射面々積の比を光ファイバ束の各光
ファイバに入射する光の強度の内最も強い強度に対する
当該光ファイバに入射する光強度の比と等しくすること
で、光ファイバ束の出射面の光強度分布は一様となり、
完全な光インテグレータが得られる。また光ファイバの
出射面の形状を液晶パネルの形状と相似形とすること
で、液晶パネル上の光強度分布の一様性が改善される。
源の別の実施例を説明するための（Ａ）液晶プロジェク
タの光学系の概念図、（Ｂ）光ファイバ束の光入射面の
正面図、（Ｃ）光ファイバ束の光出射面の正面図であ
る。楕円面鏡３１の一方（鏡側）の焦点付近にランプ３
２を置き他方の焦点付近に光ファイバ束３３を配置す
る。略点光源となる光ファイバ束の出射面３３ｂの光線
をレンズ３５で略平行光線３４とし、色分解等の光学系
３６を介して液晶パネル３７を照明し、液晶パネルで形
成される映像を投写レンズ３８でスクリーン（図示せ
ず）上に投影して投写映像を得る。一般に光ファイバ束
３３の光入射面の光強度分布はランプの電極の影等のた
め一様とならないが、図２に示すような光入射面２１が
出射面２３に向かって次第に細くなる側面２２となるよ
うな光ファイバで細くなる程度が種々の光ファイバを用
い、入射面々積と出射面々積の比を光ファイバ束の各光
ファイバに入射する光の強度の内最も強い強度に対する
当該光ファイバに入射する光強度の比と等しくすること
で、光ファイバ束の出射面の光強度分布は一様となり、
完全な光インテグレータが得られる。また光ファイバの
出射面の形状を液晶パネルの形状と相似形とすること
で、液晶パネル上の光強度分布の一様性が改善される。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、プロジェクタのラ
ンプと光変調素子の間に光ファイバ束を挿入すること
で、光の利用率が向上し、光強度分布も一様とすること
ができるため、明るく且つ輝度むらのない投写映像が得
られることになる。
ンプと光変調素子の間に光ファイバ束を挿入すること
で、光の利用率が向上し、光強度分布も一様とすること
ができるため、明るく且つ輝度むらのない投写映像が得
られることになる。
【図１】本発明によるプロジェクタ用光源の一実施例を
説明するための（Ａ）液晶プロジェクタの光学系の概念
図、（Ｂ）光ファイバ束の光入射面の正面図、（Ｃ）光
ファイバ束の光出射面の正面図である。
説明するための（Ａ）液晶プロジェクタの光学系の概念
図、（Ｂ）光ファイバ束の光入射面の正面図、（Ｃ）光
ファイバ束の光出射面の正面図である。
【図２】本発明による，プロジェクタ用光源の光ファイ
バ束を構成する光ファイバの概念図である。
バ束を構成する光ファイバの概念図である。
【図３】本発明によるプロジェクタ用光源の別の実施例
を説明するための（Ａ）液晶プロジェクタの光学系の概
念図、（Ｂ）光ファイバ束の光入射面の正面図、（Ｃ）
光ファイバ束の光出射面の正面図である。
を説明するための（Ａ）液晶プロジェクタの光学系の概
念図、（Ｂ）光ファイバ束の光入射面の正面図、（Ｃ）
光ファイバ束の光出射面の正面図である。
１ 放物面鏡 ２ ランプ ３ 光線 ４ 光学系 ５ 光ファイバ束 ５ａ 光ファイバ束の光入射面 ５ｂ 光ファイバ束の光出射面 ６ 液晶パネル ７ 投写レンズ ２１ 光ファイバの光入射面 ２２ 光ファイバの側面 ２３ 光ファイバの光出射面 ３１ 楕円面鏡 ３２ ランプ ３３ 光ファイバ束 ３３ａ 光ファイバ束の光入射面 ３３ｂ 光ファイバ束の光出射面 ３５ レンズ ３４ 光線 ３６ 光学系 ３７ 液晶パネル ３８ 投写レンズ
Claims (7)
- 【請求項１】 ランプ等から出た光線でプロジェクタの
光変調素子を照明するプロジェクタ用光源において、前
記光線の中途に光入射面の形状と光出射面の形状を変え
た光ファイバ束を挿入することを特徴としたプロジェク
タ用光源。 - 【請求項２】 光ファイバ束の光入射面は円形で同光出
射面は矩形とすることを特徴とした請求項１記載のプロ
ジェクタ用光源。 - 【請求項３】 光ファイバ束の光ファイバは、光入射側
から出射側に向けて次第に細くし、同光ファイバの光入
射面の面積と光出射面の面積の比が光ファイバ束の光入
射面における最も強い光強度と当該光ファイバの光入射
面の光強度の比に比例するように配置することを特徴と
した請求項１又は請求項２記載のプロジェクタ用光源。 - 【請求項４】 光ファイバ束の各光ファイバの光出射面
での断面積は等しく、光入射面での断面積が入射面の各
位置で異なることを特徴とした請求項３記載のプロジェ
クタ用光源。 - 【請求項５】 光ファイバ束の光入射面に、略各光ファ
イバの光入射面が焦点となるフライズアイレンズを配置
することを特徴とした請求項１、請求項２、請求項３又
は請求項４記載のプロジェクタ用光源。 - 【請求項６】 楕円面鏡の一方の焦点付近に配置したラ
ンプから出た光線でプロジェクタの光変調素子を照明す
るプロジェクタ用光源において、前記楕円面鏡の他方の
焦点付近に光ファイバ束を挿入することを特徴とした請
求項１、請求項、請求項３又は請求項４記載のプロジェ
クタ用光源。 - 【請求項７】 光ファイバ束の光出射窓は光変調素子の
光入射窓の形状と同一で、前記光変調素子の各画素に対
応して前記光ファイバ束の中の一本の光ファイバを配置
することを特徴とした請求項１、請求項２、請求項３、
請求項４、請求項５又は請求項６記載のプロジェクタ用
光源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7121602A JPH08314009A (ja) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | プロジェクタ用光源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7121602A JPH08314009A (ja) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | プロジェクタ用光源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08314009A true JPH08314009A (ja) | 1996-11-29 |
Family
ID=14815322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7121602A Pending JPH08314009A (ja) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | プロジェクタ用光源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08314009A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1043899A1 (de) * | 1999-04-06 | 2000-10-11 | Raytheon Marine GmbH | Licht-Querschnittswandler |
| WO2002009414A3 (de) * | 2000-07-22 | 2002-06-06 | Bts Holding Internat Bv | Beleuchtungsanordnung für einen filmabtaster |
-
1995
- 1995-05-19 JP JP7121602A patent/JPH08314009A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1043899A1 (de) * | 1999-04-06 | 2000-10-11 | Raytheon Marine GmbH | Licht-Querschnittswandler |
| WO2002009414A3 (de) * | 2000-07-22 | 2002-06-06 | Bts Holding Internat Bv | Beleuchtungsanordnung für einen filmabtaster |
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