JPH0894986A - 液晶プロジェクタ - Google Patents

液晶プロジェクタ

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Publication number
JPH0894986A
JPH0894986A JP6226904A JP22690494A JPH0894986A JP H0894986 A JPH0894986 A JP H0894986A JP 6226904 A JP6226904 A JP 6226904A JP 22690494 A JP22690494 A JP 22690494A JP H0894986 A JPH0894986 A JP H0894986A
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JP
Japan
Prior art keywords
light
liquid crystal
crystal panel
lens
wave
Prior art date
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Pending
Application number
JP6226904A
Other languages
English (en)
Inventor
Eimei Miyashita
栄明 宮下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0894986A publication Critical patent/JPH0894986A/ja
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 高輝度で、かつ均一な輝度の液晶プロジェク
タを得る。 【構成】 第1コンデンサレンズ7には、平面ガラス4
を透過したP波と平面ガラス4で反射してS波を変換し
たP波とを合成した光が入射される。次に、第1コンデ
ンサレンズ7では、入射されたP波光束を集光し、この
光束はフィールドレンズアレー8にて更に集光された
後、プロジェクションレンズアレー9により拡散されて
第2コンデンサレンズ10に入射される。第2コンデン
サ10では上述の光束を第1偏光板11に向けて集光
し、偏光板11には均一な光束が入射され、全ての光束
が液晶パネル12を照射する。そして、液晶パネル12
では、映像信号に基づいて光変調され、この変調された
光が第2偏光板13、及び投射レンズ14を介してスク
リーン15に拡大投影される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶プロジェクタに関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の投射型液晶プロジェクタの一例を
図3に示す。
【0003】図3において、光源1から出射された光束
は、リフレクタ2により平行光とされた後、赤外線・紫
外線除去フィルタ3を通過して、コンデンサレンズ7に
入射する。コンデンサレンズ7では、入射された光束を
集光し、この集光された光は第1偏光板11を介して液
晶パネル12へ入射される。液晶パネル12では、入射
された光を映像信号に応じて光変調し、この光変調され
た光は第2偏光板13を通過した後、投射レンズ14を
介してスクリーン15に拡大投影される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
装置においては、光源1から出射された無偏光の光束
は、第1偏光板11により第1偏光板11の偏光方向に
一致した光束(例えば、P成分)のみ通過し、その他の
光束は除去される。このため、第1偏光板11、及び第
2偏光板13の透過する光束は、光源1からの光束の約
40%と低く、スクリーン上の輝度が高められないとい
う問題を生じる。
【0005】更に、スクリーン上において、左右で輝度
差を生じるという問題も生じる。
【0006】また、上述の欠点を解決する方法として、
特開昭63−121821号公報に記載の技術がある。
【0007】この装置においては、光源から出射された
無偏光の光束を偏光ビームスプリッタを用いて同一偏光
方向の光束に変換して光源からの光束を有効に利用する
というものである。しかしながら、この方法では、光束
を同一偏光方向に変換するために偏光ビームスプリッタ
を必要とするが、この偏光ビームスプリッタは極めて高
価な部品のため、装置が高価なものとなってしまうばか
りか、装置が重量化してしまう。また、上述の左右の輝
度差については何ら解消されていない。
【0008】本発明は、上述の欠点に鑑みなされたもの
であり、高輝度で、かつ均一な輝度の液晶プロジェクタ
を得ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、メタルハライ
ドランプなどからなる光源と、該光源からの光を集光す
るコンデンサレンズと、該コンデンサレンズを通過した
光を光変調する液晶パネルと、該液晶パネルにより光変
調された光をスクリーン上に拡大表示するための投射レ
ンズと、前記光源と前記液晶パネルとの間に光軸に対し
てブリュースター角を満足する角度に配置された少なく
とも1枚以上の平面ガラスと、該平面ガラスにより反射
される光束を反射する全反射ミラーと、該全反射ミラー
により反射された光束の偏光方向を変換する位相変換手
段とを有することを特徴とする液晶プロジェクタであ
る。
【0010】また、本発明は、メタルハライドランプな
どからなる光源と、該光源からの光を集光するコンデン
サレンズと、該コンデンサレンズを通過した光を光変調
する液晶パネルと、該液晶パネルにより光変調された光
をスクリーン上に拡大表示するための投射レンズと、前
記光源と前記液晶パネルとの間に光軸に対してブリュー
スター角を満足する角度に配置された少なくとも1枚以
上の平面ガラスと、該平面ガラスにより反射される光束
を反射する全反射ミラーと、該全反射ミラーにより反射
された光束の偏光方向を変換する位相変換手段と、該位
相偏光手段、及び前記平面ガラスと前記投射レンズとの
間に配置されたインテグレータレンズとを有することを
特徴とする液晶プロジェクタである。
【0011】
【作用】本発明は、上述の如く構成することにより、光
源1から照射された光は、リフレクタ2によって反射さ
れ、略平行光線とされ、この平行光は赤外・紫外線カッ
トフィルタ3を通過した後、平面ガラス4に入射され
る。平面ガラス4では、入射された光のうち、P波のみ
が通過し、第1コンデンサレンズ7に出射する。また、
平面ガラス4ではS波が反射され、このS波は、更に全
反射ミラー5で反射された後、位相差板6に入射する。
そして、この位相差板6では、入射されたS波の偏光方
向が変換され、P波となり、この変換されたP波が第1
コンデンサレンズ7に入射する。
【0012】この結果、第1コンデンサレンズ7には、
平面ガラス4を透過したP波と平面ガラス4で反射して
S波を変換したP波とを合成した光が入射されることに
なる。
【0013】次に、第1コンデンサレンズ7では、入射
されたP波光束を集光し、この光束はフィールドレンズ
アレー8にて更に集光された後、プロジェクションレン
ズアレー9により拡散されて第2コンデンサレンズ10
に入射される。第2コンデンサ10では上述の光束を第
1偏光板11に向けて集光し、偏光板11には均一な光
束が入射され、全ての光束が液晶パネル12を照射す
る。そして、液晶パネル12では、映像信号に基づいて
光変調され、この変調された光が第2偏光板13、及び
投射レンズ14を介してスクリーン15に拡大投影され
る。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例に係わる液晶プロジェ
クタについて、図面を参照して詳細に説明する。
【0015】図1は、本発明の第1実施例に係わる液晶
プロジェクタの光学ブロック図である。
【0016】図1において、光源1から照射された光
は、リフレクタ2によって反射され、略平行光線とな
る。この平行光は、赤外・紫外線カットフィルタ3を通
過した後、平面ガラス4に入射される。この平面ガラス
4では、入射された光のうち、P波のみが通過し、第1
コンデンサレンズ7に出射する。また、平面ガラス4で
はS波が反射され、このS波は、更に全反射ミラー5で
反射された後、位相差板6に入射する。そして、この位
相差板6では、入射されたS波の偏光方向が変換され、
P波となり、この変換されたP波が第1コンデンサレン
ズ7に入射する。
【0017】この結果、第1コンデンサレンズ7には、
平面ガラス4を透過したP波と平面ガラス4で反射して
S波を変換したP波とを合成した光が入射されることに
なる。
【0018】しかしながら、上述の平面ガラス4を透過
したP波光束と、位相差板6により変換されたP波光束
とでは、光強度が異なり、このまま液晶パネル、及び投
射レンズを介してスクリーンに拡大表示した場合、スク
リーンの左右において輝度ムラを生じることになる。
【0019】そこで、第1コンデンサレンズ7では、入
射されたP波光束を集光し、この光束はフィールドレン
ズアレー8にて更に集光された後、プロジェクションレ
ンズアレー9により拡散されて第2コンデンサレンズ1
0に入射される。第2コンデンサ10では上述の光束を
第1偏光板11に向けて集光し、偏光板11には均一な
光束が入射され、全ての光束が液晶パネル12を照射す
る。そして、液晶パネル12では、映像信号に基づいて
光変調され、この変調された光が第2偏光板13、及び
投射レンズ14を介してスクリーン15に拡大投影され
る。
【0020】次に、平面ガラス4の分離作用について説
明する。
【0021】分離手段として、平面ガラスを用いた場
合、入射面と平行に偏光された光線(P波)の反射率R
P がゼロとなる角度に平面ガラスを配置する。この角度
は、一般にブリュースター角(θβ)と呼ばれ、空気中
の屈折率n1を1.0、またガラス中の屈折率n2を1.53
とした場合、次式で表される。
【0022】
【数1】
【0023】また、平面ガラスを光軸に対してブリュー
スター角の角度で配置した場合、S成分は反射され、そ
の反射率(RS)は次式で求められる。
【0024】
【数2】
【0025】しかしながら、平面ガラスを光軸に対して
ブリュースター角の角度で配置した場合、反射されるS
波はS波全体の十数%程度のため、通常、複数枚重ね合
わせて使用することが好ましい。
【0026】そこで、本実施例では同一条件の平面ガラ
ス4を4枚使用することにより、P波はほぼ100%透
過するとともに、平面ガラス4により反射されたS波は
約45%に達する。そして、この45%のS波を全反射
ミラー5にて反射した後、位相差板6により偏光方向を
90°回転させ、P波にする。尚、位相差板6としては
1/2波長板を用いる。
【0027】次に、インテグレータレンズについて説明
する。
【0028】インテグレータレンズの特徴は、フィール
ドレンズアレー8に入射した光束はプロジェクションレ
ンズアレイ9によって液晶パネル画面全体を照射するよ
うな光学構造となっている。
【0029】このインテグレータレンズは、フィールド
レンズアレー8、及びプロジェクションレンズアレー9
とから構成されており、これらのレンズアレー8、9は
複数枚〜数十枚のレンズを蜂の巣状、または正方形や長
方形の角型レンズを縦、横に整列させた構成となってい
る。
【0030】そして、フィールドレンズ、及びプロジェ
クションレンズを複数枚配備した場合、フィールドレン
ズアレー8を通過した個々の光束は配備したレンズの枚
数分だけ重ねられて液晶パネル12画面全面を照射する
ため、画面全体に均等な照度が得られる。
【0031】このため、インテグレーターレンズを配備
しない場合は、画面の左側と右側で約2対1の照度差が
生じるのに対し、インテグレーターレンズを配備した場
合、画面全体で輝度ムラのない均一な照度が得られる。
【0032】次に、図2に本発明の第2実施例を示す。
【0033】尚、基本的動作は第1実施例と同様なため
その説明は省略する。
【0034】第2実施例が第1実施例と異なる点は以下
の点である。
【0035】まず、第1の点は、第1平面ガラス4a、
及び第2平面ガラス4bとからなるV字形平面ガラス4
を配備した点である。また、第2の点は、第1平面ガラ
ス4aにより反射される第1S波光束を反射する第1全
反射ミラー5a、及び第2平面ガラス4bにより反射さ
れる第2S波光束を反射する第2全反射ミラー5bを配
備した点である。そして、第3の点は、第1全反射ミラ
ー5aにより反射された第1S波光束の偏光方向を変換
する第1位相差板6a、及び第2全反射ミラー5bによ
り反射された第2S波光束の偏光方向を変換する第2位
相差板6bを配備した点である。
【0036】上述の如く構成することにより、第1実施
例に比べ、光路長を短縮することができ、装置の小型化
を図ることができる。
【0037】尚、第1実施例、及び第2実施例とも液晶
パネルを1枚使用したプロジェクタについて説明を行っ
たが、液晶パネルを3枚使用したプロジェクタにも当然
使用できる。
【0038】
【発明の効果】本発明は、上述の如く構成することによ
り、従来不要となっていた45%のS波の光束を有効利
用することが可能となり高輝度の液晶プロジェクタを得
ることができるばかりか、インテグレータレンズを用い
ることにより画面全体で輝度ムラのない均一な照度が得
られる。また、第1偏光板に入射されるS波の光束を4
5%除去することができるため、第1偏光板における発
熱を抑えることができ、従来よりも高出力の光源を使用
することができる。更に、偏光分離手段として平面ガラ
スを用いているので、安価になるばかりか、小型化を図
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明液晶プロジェクタの第1実施例を示す光
学ブロック図である。
【図2】本発明液晶プロジェクタの第2実施例を示す光
学ブロック図である。
【図3】従来の液晶プロジェクタの光学ブロック図であ
る。
【符号の説明】
1 光源 2 リフレクタ 3 赤外・紫外線カットフィルタ 4 平面ガラス 5 全反射ミラー 6 位相差板 7 第1コンデンサレンズ 8 フィールドレンズアレー 9 プロジェクションレンズアレー 10 第2コンデンサレンズ 11 第1偏光板 12 液晶パネル 13 第2偏光板 14 投射レンズ 15 スクリーン

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メタルハライドランプなどからなる光源
    と、該光源からの光を集光するコンデンサレンズと、該
    コンデンサレンズを通過した光を光変調する液晶パネル
    と、該液晶パネルにより光変調された光をスクリーン上
    に拡大表示するための投射レンズと、前記光源と前記液
    晶パネルとの間に光軸に対してブリュースター角を満足
    する角度に配置された少なくとも1枚以上の平面ガラス
    と、該平面ガラスにより反射される光束を反射する全反
    射ミラーと、該全反射ミラーにより反射された光束の偏
    光方向を変換する位相変換手段とを有することを特徴と
    する液晶プロジェクタ。
  2. 【請求項2】 メタルハライドランプなどからなる光源
    と、該光源からの光を集光するコンデンサレンズと、該
    コンデンサレンズを通過した光を光変調する液晶パネル
    と、該液晶パネルにより光変調された光をスクリーン上
    に拡大表示するための投射レンズと、前記光源と前記液
    晶パネルとの間に光軸に対してブリュースター角を満足
    する角度に配置された少なくとも1枚以上の平面ガラス
    と、該平面ガラスにより反射される光束を反射する全反
    射ミラーと、該全反射ミラーにより反射された光束の偏
    光方向を変換する位相変換手段と、該位相偏光手段、及
    び前記平面ガラスと前記投射レンズとの間に配置された
    インテグレータレンズとを有することを特徴とする液晶
    プロジェクタ。
JP6226904A 1994-09-21 1994-09-21 液晶プロジェクタ Pending JPH0894986A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6532047B1 (en) 1998-10-27 2003-03-11 Ushiodenki Kabushiki Kaisha Irradiation device for polarized light for optical alignment of a liquid crystal cell element
US7286290B2 (en) 2000-04-21 2007-10-23 Minolta Co., Ltd. Optical illumination apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6532047B1 (en) 1998-10-27 2003-03-11 Ushiodenki Kabushiki Kaisha Irradiation device for polarized light for optical alignment of a liquid crystal cell element
US6652111B2 (en) 1998-10-27 2003-11-25 Ushiodenki Kabushiki Kaisha Irradiation device for polarized light for optical alignment of a liquid crystal cell element
US7286290B2 (en) 2000-04-21 2007-10-23 Minolta Co., Ltd. Optical illumination apparatus

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