JPH09146061A - 液晶プロジェクション装置 - Google Patents

液晶プロジェクション装置

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JPH09146061A
JPH09146061A JP7299506A JP29950695A JPH09146061A JP H09146061 A JPH09146061 A JP H09146061A JP 7299506 A JP7299506 A JP 7299506A JP 29950695 A JP29950695 A JP 29950695A JP H09146061 A JPH09146061 A JP H09146061A
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JP
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polarized light
liquid crystal
light
projection device
wave plate
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JP7299506A
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English (en)
Inventor
Takehiro Okada
武博 岡田
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/28Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
    • G02B27/283Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/74Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor
    • H04N5/7416Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor involving the use of a spatial light modulator, e.g. a light valve, controlled by a video signal
    • H04N5/7441Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor involving the use of a spatial light modulator, e.g. a light valve, controlled by a video signal the modulator being an array of liquid crystal cells

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶プロジェクション装置の光源からの不定
偏光光を変換して同一偏光光で液晶パネルに入射させる
偏光変換方法において 半波長板と偏光ビームスプリッ
ターの構成にて簡単に明るさをアップさせ、かつインテ
グレーター機能を持つ2つのレンズアレイを省スペース
に配置させ 周辺の光量を均一にすることを目的とす
る。 【解決手段】 光源1からの光を偏光ビームスプリッタ
ー3でPS偏光光に分離させ半波長板4にて同一偏光波
に変え、液晶パネル7に左右同じ角度でそれら2つの偏
光波を入射させる。またこれら偏光変換素子の前後には
2つのレンズアレイ8、9から構成されるインテグレー
ターを配置することにより、簡単な構成と省スペースに
て明るさを均一にアップさせることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶パネル類の映像
を拡大投写する液晶プロジェクション装置に関するもの
であり、特に光源からの光の利用効率を図り液晶パネル
からの光出力を増大させる液晶プロジェクション装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来からメタルハライド等の光源を使用
して液晶パネルの映像を拡大投影する装置が発売されて
いる。これは光源から発する光がミラ−等を経由して液
晶パネルに集光され、投写レンズを通してスクリ−ンに
写し出されるものである。タイプとしては液晶パネル1
枚方式(以下単板方式と呼ぶ)と液晶パネル3枚をダイ
クロイックミラー等で色分解、色合成しする3板方式の
2種類がある。両方とも投写レンズから出てくる光は偏
光波となっており一般に上下方向の偏光波のみスクリー
ン面に出てくる場合が多い。
【0003】一般に、単板方式の液晶プロジェクション
装置は図10に示すように、投写レンズ41、フィ−ル
ドレンズ42、液晶43、入射側偏光板44、出射側偏
光板45にて構成され、入射側偏光板44にて半分の光
をカットしている。
【0004】3板方式の構成としては例えば特開昭63
−15225の構成が一般的であるが、これも入射側偏
光板にて半分の光(P偏光光又はS偏光光)を不要な光
として捨てている。また分離した2つのPS偏光光を同
じ偏光光に合わせて利用する方式としては例えば図8の
偏光変換素子が提案され、またその原理を用いて、従来
の特開平5−323236号公報のように3板の液晶に
P偏光光のみに変換して液晶パネルに投射し明るさを向
上させる提案がある(図9)。
【0005】図8は主にその偏光変換素子部であるが、
光源25からの不定偏光光26をP偏光光27とS偏光
光28の直線偏光光に分離する偏光ビームスプリッター
29と、いくつかのプリズム31、32、33、34で
P偏光光35、36となって液晶パネル37に多くの光
を収束させている。
【0006】図9の偏光変換素子部も同様に偏光ビーム
スプリッター37と、2つのプリズム38、39で同一
偏光光のみ液晶パネル面へ多くの光を収束させている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】液晶プロジェクション
装置は、3板式、単板式も液晶の前後に入射側偏光板と
出射側偏光板を配置し、液晶への電位、各画素の旋光角
度をコントロールしている。
【0008】図8や図9等の方式は、光源からの光束を
入射側偏光板に入射する前にP偏光光のみに変換し、従
来光源の半分の光しか利用していなかったものを2倍に
する方式のため 明るさをかせぐことが出来たが、プリ
ズムを多く組合せて実現しており莫大なコストがかかっ
ていた。
【0009】また、図9は2方向からのP偏光光を同様
にプリズムの組合せとそれらに貼り合わせた2種類のレ
ンズによりパネルに入射させるため部品の位置精度、コ
スト等で大きな問題があった。
【0010】さらに、液晶パネル面への周辺まで均一な
明るさを確保するシステムが提案されていなかった。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の液晶プロジェクション装置は、明るさを向
上させるために光源からの不定偏光光をP偏光光とS偏
光光の直線偏光光に分離する偏光ビームスプリッター
と、前記S偏光光を前記P偏光光と同じ偏光軸方向に捩
る1/2波長板と、前記1/2波長板で略90度捩った
P偏光光を前記ビームスプリッタからの直接P偏光光と
同方向に反射する反射手段とで構成する偏光変換手段を
保持し、反射手段より出射するP偏光光と前記第一のP
偏光光をそれぞれ前記液晶パネルに均一に当てるため左
右同一角度で入射するように配置したことを特徴とした
ものである。
【0012】また、パネル周辺まで明るさを均一にする
ためにこの偏光変換手段の前後に2つのレンズアレイを
設けて光を均一に分散できる液晶プロジェクション装置
を提供するものである。これにより液晶パネル周辺光量
を上げ、均一で多くの光束を入射させることができ、明
るい液晶プロジェクション装置を得ることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、光源と、前記光源からの光の透過を制御する液晶パ
ネルと、前記液晶による透過光線像を拡大縮小する投写
レンズとで構成する液晶プロジェクション装置であっ
て、前記光源からの不定偏光光を第一のP偏光光とS偏
光光の直線偏光光に分離する偏光ビームスプリッター
と、前記S偏光光を前記第一のP偏光光と同じ偏光軸方
向に捩る1/2波長板と、前記1/2波長板で略90度
捩った第二のP偏光光を前記第一のP偏光光と同方向に
反射する反射手段とで構成する偏光変換手段を保持し、
前記反射手段より出射する第二のP偏光光と前記第一の
P偏光光をそれぞれ前記液晶パネルに均一に当てるため
左右同一角度で入射するように配置したものであり、こ
れにより光源からのPS偏光光をP偏光光のみに変換し
かつ液晶パネル面左右同じレベルの光を入射する作用が
ある。
【0014】次に、請求項2に記載の発明は偏光変換手
段への入射側及び出射側に、光源の光束を複数に分割す
るレンズを一体的に形成した第一のレンズアレイと、前
記第一のレンズアレイに対応して前記光束を拡大する第
二のレンズアレイを配置したものであり、これにより液
晶パネル周辺まで均一に明るさが保てかつ偏光変換手段
の入出射前後に配置したことによる省スペース化もはか
れる。
【0015】次に、請求項3に記載の発明は偏光変換手
段は不定偏光光をそれぞれPS偏光光に分離する界面を
有し、前記S偏光光の出射側面にフィルム状の1/2波
長板を貼り付けた偏光プリズムと、前記1/2波長板で
捩られた第二のP偏光光を反射する反射板とで構成した
ものであり、これによりコストの安い偏光変換素子を提
供できかつ反射板により液晶パネルへの同一角度での入
射を簡単に調節することができる。
【0016】次に、請求項4に記載の発明は、偏光変換
手段は不定偏光光をそれぞれPS偏光光に分離する第一
のプリズムと、1/2波長板で捩られた第二のP偏光光
を反射する偏光面を持つ第二のプリズムと、前記第一の
プリズムと前記第二のプリズムの間に前記1/2波長板
を密着し一体的に構成したものであり、これによりプリ
ズムを最小限にし、小型でブロックとして扱いやすくか
つコストのかからない偏光変換手段を提供することがで
きる。
【0017】次に、請求項5に記載の発明は、偏光変換
手段は不定偏光光をそれぞれPS偏光光に分離する界面
を有し、前記S偏光光の出射側面にフィルム状の1/2
波長板を貼り付けた偏光プリズムと、前記1/2波長板
で捩られた第二のP偏光光を反射する反射板と、前記1
/2波長板と前記反射板の略下部にファン等の冷却手段
を配置したものであり、これにより1/2波長板の温度
上昇を抑え、高出力の光源を用いることができる。
【0018】以下、本発明の実施の形態について、図1
から図6を用いて説明する。 (実施の形態1)図1は本発明の一実施例における単板
方式の液晶プロジェクション装置の光学系の斜視図を示
し、図2はその上部平面図、図3は正面図を示す。
【0019】反射鏡と一体的になった光源1からの光束
はPS偏光光2となって偏光ビームスプリッター3へ入
射されa印のP偏光光とそれと直角のb印のS偏光光に
分離される。
【0020】符号4は1/2波長板と呼ばれそのS偏光
光を略90度捩る作用をもつ。そのP偏光光に変換され
た(図矢印の横方向)光束は反射鏡5または反射プリズ
ム6(図4)により反射され最初分離したP偏光光と同
じ偏光成分を液晶パネル7面に導いている。
【0021】さらに、図1ではこれら偏光変換素子群の
光入出射前後に2つのレンズアレイ8、9−1、9−2
(第一、第二のレンズアレイ)を用いた別の実施例を示
すが、レンズアレイ8により光源からの光束をまず複数
に分割し、レンズアレイ9−1、9−2によりこれらの
光束を拡大し液晶パネル7の表示領域上に重畳させるの
で均一性の高い照明を実現できる。この様にレンズアレ
イ8、9は一定の距離が必要であるがその間に前述の偏
光変換素子を形成して省スペースにしてある。
【0022】また図1〜図5の偏光変換させた各偏光光
(図c,d矢印)は液晶パネル7面に垂直軸からそれぞ
れA,B角度をもって入射されるが、本発明では反射鏡
5や反射プリズム6によりA=Bの条件にて入射される
ように設定している。
【0023】図7には液晶パネル7の構成を示している
が、入出射の偏光板10、11と液晶12とは一般的に
光は入射側偏光板10にて図矢印←→方向の光を透過
し、液晶12にて90゜旋光し縦方向の偏光成分のみと
なることを示し出射側偏光板11にて縦方向の成分のみ
通過するようになっていることを示す。それら透過した
光束は投写レンズ13により拡大されスクリーンに投影
される。
【0024】さらに、別の実施例を図5(斜視図)、図
6(正面図)に示すが、これは図1の反射鏡5と1/2
波長板4の下部に冷却用のファン14を配置した構成の
斜視図である。
【0025】これにより光源からの出力が増えた場合に
おきる1/2波長板4の温度上昇を防ぐ作用をもつ。
【0026】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、従来光
源からの光量の半分は偏光板にて捨てていたが、コスト
をかけない簡単な構成で不定偏光光を同一偏光光に変え
て偏光板に入射させることができ、かつ液晶パネル面へ
の入射角度を左右対称にできるという効果が得られる。
また2つのレンズアレイを偏光変換素子の前後のスペー
スに形成し省スペースにて明るさをパネル周辺まで均一
にする手段が得られる。また光源からの出力をアップさ
せてもフィルムである1/2波長板が温度上昇で破壊す
ることを冷却手段を用いて防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態における液晶プロジェク
ション装置の光学系の斜視図
【図2】図1の液晶プロジェクション装置の上部平面図
【図3】図1の液晶プロジェクション装置の正面図
【図4】本発明の一実施の形態における液晶プロジェク
ション装置の光学系の斜視図
【図5】本発明の一実施の形態における液晶プロジェク
ション装置の光学系の斜視図
【図6】本発明の一実施の形態における液晶プロジェク
ション装置の光学系の正面図
【図7】液晶パネルの構成を示す斜視図
【図8】従来の液晶プロジェクション装置の偏光変換素
子の原理を示す斜視図
【図9】従来の液晶プロジェクション装置の偏光変換素
子の原理を示す斜視図
【図10】従来の液晶プロジェクション装置の光学系を
示す正面図
【符号の説明】
1 光源 2 PS偏光光 3 偏光ビームスプリッター 4 1/2波長板 5反射鏡 6 反射プリズム 7 液晶パネル 8 第一のレンズアレイ 9 第二のレンズアレイ 10 入射側偏光板 11 出射側偏光板 13 投写レンズ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光源と、前記光源からの光の透過を制御す
    る液晶パネルと、前記液晶による透過光線像を拡大縮小
    する投写レンズとで構成する液晶プロジェクション装置
    であって、前記光源からの不定偏光光を第一のP偏光光
    とS偏光光の直線偏光光に分離する偏光ビームスプリッ
    ターと、前記S偏光光を前記第一のP偏光光と同じ偏光
    軸方向に捩る1/2波長板と、前記1/2波長板で略9
    0度捩った第二のP偏光光を前記第一のP偏光光と同方
    向に反射する反射手段とで構成する偏光変換手段を保持
    し、前記反射手段より出射する第二のP偏光光と前記第
    一のP偏光光をそれぞれ前記液晶パネルに均一に当てる
    ため左右同一角度で入射するように配置した液晶プロジ
    ェクション装置。
  2. 【請求項2】偏光変換手段への入射側及び出射側に、光
    源の光束を複数に分割するレンズを一体的に形成した第
    一のレンズアレイと、前記第一のレンズアレイに対応し
    て前記光束を拡大する第二のレンズアレイのを配置する
    請求項1記載の液晶プロジェクション装置。
  3. 【請求項3】偏光変換手段は不定偏光光をそれぞれPS
    偏光光に分離する界面を有し、前記S偏光光の出射側面
    にフィルム状の1/2波長板を貼り付けた偏光プリズム
    と、前記1/2波長板で捩られた第二のP偏光光を反射
    する反射板とで構成する請求項1記載の液晶プロジェク
    ション装置。
  4. 【請求項4】偏光変換手段は不定偏光光をそれぞれPS
    偏光光に分離する第一のプリズムと、1/2波長板で捩
    られた第二のP偏光光を反射する偏光面を持つ第二のプ
    リズムと、前記第一のプリズムと前記第二のプリズムの
    間に前記1/2波長板を密着し一体的に構成した請求項
    1記載の液晶プロジェクション装置。
  5. 【請求項5】偏光変換手段は不定偏光光をそれぞれPS
    偏光光に分離する界面を有し、前記S偏光光の出射側面
    にフィルム状の1/2波長板を貼り付けた偏光プリズム
    と、前記1/2波長板で捩られた第二のP偏光光を反射
    する反射板と、前記1/2波長板と前記反射板の略下部
    にファン等の冷却手段を配置したことを特徴とする請求
    項2記載の液晶プロジェクション装置。
JP7299506A 1995-11-17 1995-11-17 液晶プロジェクション装置 Pending JPH09146061A (ja)

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