JPH09101511A - 液晶プロジェクタ - Google Patents

液晶プロジェクタ

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JPH09101511A
JPH09101511A JP7259795A JP25979595A JPH09101511A JP H09101511 A JPH09101511 A JP H09101511A JP 7259795 A JP7259795 A JP 7259795A JP 25979595 A JP25979595 A JP 25979595A JP H09101511 A JPH09101511 A JP H09101511A
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JP
Japan
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liquid crystal
crystal panel
convex lens
light
lens
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Application number
JP7259795A
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English (en)
Inventor
Yoshihiro Konuma
順弘 小沼
Kenji Sato
健児 佐藤
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】反射分散型の液晶パネルを用いた液晶プロジェ
クタにおいて、凸レンズでの不要反射光の発生によりス
クリーン投写画像のコントラストが低下しないようにす
る。 【解決手段】液晶パネル8R,8G,8Bを、投写レン
ズ12の光軸15に対して開口絞り11が位置する方向
に光学的にシフトして配置する。不要反射光16がスク
リーンの中央からはずれた位置に移動して目立たなくな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光源からの照明光
を反射分散型の液晶パネルに照射し、液晶パネルの画像
を投写レンズによりスクリーン上に投写する液晶プロジ
ェクタに関する。
【0002】
【従来の技術】この種の反射分散型の液晶パネルを用い
た液晶プロジェクタとしては、例えば特開平4−194
921号公報の図1に開示されているように、開口絞り
(第1の遮断マスク7に相当)、微小ミラー(反射鏡8
に相当)、凸レンズ(集光レンズ6に相当)、反射分散
型液晶パネル(赤色用反射・散乱型液晶デバイス5R、
緑色用反射・散乱型液晶デバイス5G、青色用反射・散
乱型液晶デバイス5Bに相当)とを備え、光源からの照
明光を微小ミラー、凸レンズを介して液晶パネルに照射
し、液晶パネルからの反射光を凸レンズと開口絞りを介
して投写レンズによりスクリーン上に投写するものが知
られている。
【0003】この構成の液晶プロジェクタによれば、T
N(ツイステッドネマティック)型の液晶パネルを使用
した液晶プロジェクタに比べて、偏光板を使用しないの
でスクリーン上で明るく大画面の画像が得られる。ま
た、反射型の液晶パネルを使用しているため、透過型の
液晶パネルを使用したプロジェクタに比べて光学系が小
形になる。また、透過型の液晶パネルに比べ、反射型の
液晶パネルは画素の開口率が大きいため、より明るい画
像が得られる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
この構成の液晶プロジェクタにおいては、投写レンズと
液晶パネルとの間に凸レンズを用いているために、この
レンズ面で不要反射光が発生し、スクリーン投写画像の
コントラストを低下させるという課題があるが、これに
ついては配慮されていなかった。
【0005】以下、図面を用いてこの凸レンズでの不要
反射光がスクリーン上に投写される様子を詳細に説明す
る。図4は、従来の液晶プロジェクタ光学系の側面図で
ある。光源であるメタルハライドランプ1からの照明光
2は、微小ミラー3、コンデンサーレンズである平凸レ
ンズ50を介してクロスダイクロイックプリズム51に
入射する。入射光52は、クロスダイクロイックプリズ
ム51により、赤色光53R、緑色光53Gおよび青色
光53Bとに分離される。各色光53R,53G,53
Bは、それぞれ反射分散型液晶パネル54R,54G,
54Bにより、赤色光55R、緑色光55G、青色光5
5Bが反射される。各反射光55R,55G,55B
は、クロスダイクロイックプリズム51により色合成さ
れ、出射光56となる。出射光56は、平凸レンズ5
0、開口絞り11を介して投写レンズ12に入射され、
スクリーン(図示せず)に投写される。
【0006】ここで、入射光の一部57は、平凸レンズ
50の凸レンズ面50aのうちの投写レンズ12の光軸
15近傍の領域58、すなわち液晶パネル面と略平行な
領域58において反射し、その不要反射光59は開口絞
り11を通過して、出射光56とともにスクリーン上に
スポット状に投写される。
【0007】図5は、不要反射光59がスポット状に投
写される様子を示すスクリーンの投写画像である。不要
反射光59は、スクリーン中央よりのやや下側に位置
し、かつスポット状で目立つために、画質を損ねてい
た。凸レンズ面50aは空気とガラスとの境界面なの
で、3層の反射防止膜を形成しても、0.2〜0.3%
程度の反射は残り、スクリーン投写画像のコントラスト
の低下はさけられないという問題があった。
【0008】そこで本発明の目的は、凸レンズでの不要
反射光の発生によりスクリーン投写画像のコントラスト
を低下させることのない液晶プロジェクタ光学系の構成
を提案することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、液晶パネルを、投写レンズの光軸に対し
て第2の微小ミラーまたは第2の開口絞りが位置する方
向に光学的にシフトして配置した。
【0010】さらに上記目的を達成するために本発明で
は、液晶パネルのシフト量sを、第2の微小ミラーまた
は第2の開口絞りの中心と投写レンズの光軸との距離
r、第2の微小ミラーまたは第2の開口絞りと凸レンズ
との距離a、凸レンズと液晶パネルとの距離b、凸レン
ズから液晶パネルまでの屈折率n、液晶パネルのシフト
方向の幅hに対して、
【0011】
【数1】s>h/2−b・tan(arcsin(sin(arctan
(r/a))/n)) なる関係に設定した。
【0012】さらに上記目的を達成するために本発明で
は、凸レンズを、投写レンズの光軸に対して第2の微小
ミラーまたは第2の開口絞りが位置する側のみに配置し
た。これにより、凸レンズの凸レンズ面で発生する不要
反射光がスクリーンの中央からはずれた位置に移動し、
目立たなくなる。
【0013】特に、液晶パネルを所定のシフト量に設定
すれば、不要反射光はついにスクリーンの投写画面外に
投写されることになる。
【0014】また、凸レンズを、投写レンズの光軸に対
して第2の微小ミラーまたは第2の開口絞りが位置する
側のみに配置すれば、スクリーン上に投写される不要反
射光の発生源である平凸レンズの凸レンズ面のうちの投
写レンズの光軸近傍の領域、すなわち液晶パネル面と略
平行な領域がないので、不要反射光自体が発生しない。
したがって、不要反射光の発生によりスクリーン投写画
像のコントラストを低下させることのない液晶プロジェ
クタ光学系の構成を得ることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
例を詳細に説明する。
【0016】図1は、本発明の第1の実施例の液晶プロ
ジェクタ光学系の側面図である。光源であるメタルハラ
イドランプ1からの照明光2は、微小ミラー3、コンデ
ンサーレンズである平凸レンズ4を介してダイクロイッ
クプリズム5に入射する。
【0017】入射光6は、ダイクロイックプリズム5に
より、赤色光7R、緑色光7Gおよび青色光7Bとに分
離される。各色光7R,7G,7Bは、それぞれ反射分
散型液晶パネル8R,8G,8Bにより、赤色光9R、
緑色光9G、青色光9Bが反射される。各反射光9R,
9G,9Bは、ダイクロイックプリズム5により色合成
され、出射光10となる。出射光10は、開口絞り11
を介して投写レンズ12に入射され、スクリーン(図示
せず)に投写される。
【0018】ここで、入射光の一部13は平凸レンズ4
の凸レンズ面4aのうちの投写レンズ12の光軸15近
傍の領域14、すなわち液晶パネル面8R,8G,8B
と光学的に略平行な領域14において反射し、その不要
反射光16は開口絞り11を通過して、出射光10とと
もにスクリーンへ向かう。しかし、液晶パネル8R,8
G,8Bを、投写レンズ12の光軸15に対して開口絞
り11が位置する方向、すなわち下方に光学的にシフト
して配置したので、不要反射光16がスクリーンの中央
からはずれた位置に移動し、目立たなくなる。特に、液
晶パネルを所定のシフト量に設定すれば、不要反射光は
ついにスクリーンの投写画面外に投写されることにな
る。
【0019】以下、説明の簡単のために、液晶パネル8
Gについてのみ説明する。
【0020】すなわち、液晶パネル8Gのシフト量s
を、開口絞り11の中心と投写レンズの光軸15との距
離r、開口絞り11と平凸レンズ4との距離a、平凸レ
ンズ4と液晶パネル8Gとの距離b、平凸レンズ4から
液晶パネル8Gまでの屈折率n、液晶パネル8Gのシフ
ト方向の幅hに対して、
【0021】
【数1】s>h/2−b・tan(arcsin(sin(arctan
(r/a))/n)) なる関係に設定した。
【0022】この関係に設定することにより、液晶パネ
ル8Gの上端と投写レンズ12の光軸15との距離f
と、液晶パネル8Gにおける不要反射光16の虚像位置
16と投写レンズ12の光軸15との距離gは、
【0023】
【数2】f=h/2−s
【0024】
【数3】g=b・tan(arcsin(sin(arctan(r/
a))/n)) であり、
【0025】
【数4】g>f を満たすことになる。
【0026】例えば、r=11mm,a=120mm,
b=70.8mm,n=1.51,h=21.3mmの
場合には、s>6.4mmとすれば良い。実際、s=
7.6mmで試作してみたところ、不要反射光はスクリ
ーン上に投写されなかった。
【0027】図2は、不要反射光16がスポット状に投
写される様子を示すスクリーンの投写画像である。不要
反射光16は、スクリーンの投写画像の下側に位置する
ようになり、不要反射光により画質を損ねることがなく
なった。
【0028】不要反射光16はスクリーンに投写されな
いわけであるから、面4aは反射防止膜の形成の有無に
かかわらず、スクリーン投写画像のコントラストは低下
しない。したがって、面4aの反射防止膜を省略、また
はより低コストの単層の反射防止膜を採用でき、よりコ
ストを下げられるという効果もある。
【0029】図3は、本発明の第2の実施例の液晶プロ
ジェクタ光学系の側面図である。図3は、図1に比べて
平凸レンズ17の位置が異なり、投写レンズ12の光軸
15に対して開口絞り11が位置する側のみに配置し
た。光源であるメタルハライドランプ1からの照明光2
は、微小ミラー3、平凸レンズ17を介してダイクロイ
ックプリズム5に入射する。
【0030】入射光6は、ダイクロイックプリズム5に
より、赤色光7R、緑色光7Gおよび青色光7Bとに分
離される。各色光7R,7G,7Bは、それぞれ反射分
散型液晶パネル8R,8G,8Bにより、赤色光9R、
緑色光9G、青色光9Bが反射される。各反射光9R,
9G,9Bは、ダイクロイックプリズム5により色合成
され、出射光10となる。出射光10は、開口絞り11
を介して投写レンズ12に入射され、スクリーン(図示
せず)に投写される。
【0031】ここで、平凸レンズ17の凸レンズ面に
は、投写レンズ12の光軸15近傍の領域19におい
て、液晶パネル面8R,8G,8Bと光学的に略平行な
領域が存在しないので、不要反射光は発生しない。
【0032】不要反射光自体が発生しないわけであるか
ら、面17aは反射防止膜の形成の有無にかかわらず、
スクリーン投写画像のコントラストは低下しない。した
がって、面17aの反射防止膜を省略、またはより低コ
ストの単層の反射防止膜を採用でき、よりコストを下げ
られるという効果もある。
【0033】なお、上記した実施例においては、入射側
に微小ミラー3、出射側に開口絞り11を配置したが、
この順番は本発明の主旨とは直接関係がなく、入射側に
開口絞り、出射側に微小ミラーを配置してもかまわな
い。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
液晶パネルを、投写レンズの光軸に対して第2の微小ミ
ラーまたは第2の開口絞りが位置する方向に光学的にシ
フトして配置したので、凸レンズの凸レンズ面で発生す
る不要反射光がスクリーンの中央からはずれた位置に移
動し、目立たなくなるという効果がある。
【0035】また、本発明によれば、液晶パネルのシフ
ト量sを、第2の微小ミラーまたは第2の開口絞りの中
心と投写レンズの光軸との距離r、第2の微小ミラーま
たは第2の開口絞りと凸レンズとの距離a、凸レンズと
液晶パネルとの距離b、凸レンズから液晶パネルまでの
屈折率n、液晶パネルのシフト方向の幅hに対して、
【0036】
【数1】s>h/2−b・tan(arcsin(sin(arctan
(r/a))/n)) なる関係に設定したので、不要反射光はついにスクリー
ンの投写画面外に投写されることになり、不要反射光の
発生によりスクリーン投写画像のコントラストを低下さ
せることのないといった効果がある。
【0037】また、本発明によれば、凸レンズを、投写
レンズの光軸に対して第2の微小ミラーまたは第2の開
口絞りが位置する側のみに配置したので、スクリーン上
に投写される不要反射光の発生源である平凸レンズの凸
レンズ面のうちの投写レンズの光軸近傍の領域、すなわ
ち液晶パネル面と略平行な領域がないので、不要反射光
自体が発生しない。したがって、不要反射光の発生によ
りスクリーン投写画像のコントラストを低下させること
のないといった効果がある
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の液晶プロジェクタ光学
系の側面図である。
【図2】スクリーンの投写画像における不要反射光16
の位置を示す図である。
【図3】本発明の第2の実施例の液晶プロジェクタ光学
系の側面図である。
【図4】従来の液晶プロジェクタ光学系の側面図であ
る。
【図5】スクリーンの投写画像における不要反射光59
の位置を示す図である。
【符号の説明】
1…メタルハライドランプ、 2…照明光、 3…微小ミラー、 4…平凸レンズ、 4a…凸レンズ面、 5…ダイクロイックプリズム、 6…入射光、 7R…赤色光、 7G…緑色光、 7B…青色光、 8R…液晶パネル、 8G…液晶パネル、 8B…液晶パネル、 9R…反射光、 9G…反射光、 9B…反射光、 10…出射光、 11…開口絞り、 12…投写レンズ、 13…入射光、 14…領域、 15…光軸、 16…不要反射光、 17…平凸レンズ、 17a…凸レンズ面、 18…入射光、 19…領域、 50…平凸レンズ、 50a…凸レンズ面、 51…クロスダイクロイックプリズム、 52…入射光、 53R…赤色光、 53G…緑色光、 53B…青色光、 54R…液晶パネル、 54G…液晶パネル、 54B…液晶パネル、 55R…反射光、 55G…反射光、 55B…反射光、 56…出射光、 57…入射光、 58…領域、 59…不要反射光、 s…シフト量、 r…距離、 a…距離、 b…距離、 h…幅、 f…距離、 g…距離。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光源からの照明光を第1の微小ミラーまた
    は第1の開口絞り、及び凸レンズを介して液晶パネルに
    照射し、反射分散型液晶パネルからの反射光を凸レン
    ズ、及び第2の微小ミラーまたは第2の開口絞りを介し
    て投写レンズによりスクリーン上に投写する液晶プロジ
    ェクタにおいて、 液晶パネルを、投写レンズの光軸に対して第2の微小ミ
    ラーまたは第2の開口絞りが位置する方向に光学的にシ
    フトして配置したことを特徴とする液晶プロジェクタ。
  2. 【請求項2】液晶パネルの上記シフト量sを、第2の微
    小ミラーまたは第2の開口絞りの中心と投写レンズの光
    軸との距離r、第2の微小ミラーまたは第2の開口絞り
    と凸レンズとの距離a、凸レンズと液晶パネルとの距離
    b、凸レンズから液晶パネルまでの屈折率n、液晶パネ
    ルのシフト方向の幅hに対して、 【数1】s>h/2−b・tan(arcsin(sin(arctan
    (r/a))/n)) なる関係に設定したことを特徴とする請求項1に記載の
    液晶プロジェクタ。
  3. 【請求項3】光源からの照明光を第1の微小ミラーまた
    は第1の開口絞り、及び凸レンズを介して液晶パネルに
    照射し、反射分散型液晶パネルからの反射光を凸レン
    ズ、及び第2の微小ミラーまたは第2の開口絞りを介し
    て投写レンズによりスクリーン上に投写する液晶プロジ
    ェクタにおいて、 凸レンズを、投写レンズの光軸に対して第2の微小ミラ
    ーまたは第2の開口絞りが位置する側のみに配置したこ
    とを特徴とする液晶プロジェクタ。
JP7259795A 1995-10-06 1995-10-06 液晶プロジェクタ Pending JPH09101511A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7178920B2 (en) 2003-08-14 2007-02-20 Nec Vietechnology, Ltd. Projection display device
US7483216B2 (en) * 2001-12-31 2009-01-27 Texas Instruments Incorporated Integrated TIR prism and lens element

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