JPH09146065A - 液晶プロジェクター - Google Patents
液晶プロジェクターInfo
- Publication number
- JPH09146065A JPH09146065A JP7300924A JP30092495A JPH09146065A JP H09146065 A JPH09146065 A JP H09146065A JP 7300924 A JP7300924 A JP 7300924A JP 30092495 A JP30092495 A JP 30092495A JP H09146065 A JPH09146065 A JP H09146065A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical system
- liquid crystal
- lens array
- light source
- polarization
- Prior art date
- 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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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 偏光変換光学系及びオプティカルインテグレ
ータを用いてもコンパクトな照明光学系を有する液晶プ
ロジェクターを提供すること。 【構成】 光源1からの光をリフレクタ2で反射し、I
R−UVカットフィルタを通過させた後、第1のレンズ
アレイ4と第2のレンズアレイの間に偏光板45を配設
したオプティカルインテグレータに入射させる。
ータを用いてもコンパクトな照明光学系を有する液晶プ
ロジェクターを提供すること。 【構成】 光源1からの光をリフレクタ2で反射し、I
R−UVカットフィルタを通過させた後、第1のレンズ
アレイ4と第2のレンズアレイの間に偏光板45を配設
したオプティカルインテグレータに入射させる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、明るく均一な投影
画像を得るため偏光変換光学系及びオプティカルインテ
グレータを包含する照明光学系を有する液晶プロジェク
タに関する。
画像を得るため偏光変換光学系及びオプティカルインテ
グレータを包含する照明光学系を有する液晶プロジェク
タに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の液晶プロジェクターの分野では、
例えば特開平6−265887号公報、或いは、特開平
7−120753号公報に示されるように、明るく均一
な照度分布の投影画像を得るための偏光変換光学系とオ
プティカルインテグレータを包含する照明光学系を有す
る液晶プロジェクターが知られている。
例えば特開平6−265887号公報、或いは、特開平
7−120753号公報に示されるように、明るく均一
な照度分布の投影画像を得るための偏光変換光学系とオ
プティカルインテグレータを包含する照明光学系を有す
る液晶プロジェクターが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した偏
光変換光学系とオプティカルインテグレータを包含する
照明光学系を有する液晶プロジェクターでは、偏光変換
光学系及びオプティカルインテグレータのためのスペー
スがそれぞれ必要であり、照明光学系が大型化するとい
う問題があった。本発明の目的は、偏光変換光学系及び
オプティカルインテグレータを用いてもコンパクトな照
明光学系を有する液晶プロジェクターを提供することに
ある。
光変換光学系とオプティカルインテグレータを包含する
照明光学系を有する液晶プロジェクターでは、偏光変換
光学系及びオプティカルインテグレータのためのスペー
スがそれぞれ必要であり、照明光学系が大型化するとい
う問題があった。本発明の目的は、偏光変換光学系及び
オプティカルインテグレータを用いてもコンパクトな照
明光学系を有する液晶プロジェクターを提供することに
ある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に,本発明は,光源,光源から順に第1のレンズアレ
イ,第2のレンズアレイよりなる照明光学系と,液晶パ
ネルよりなる液晶プロジェクターにおいて,前記第1の
レンズアレイと前記第2のレンズアレイの間に偏光変換
光学系を配置したものである。本発明の構成によると、
オプティカルインテグレータを構成する第1及び第2の
レンズアレイの間に偏光変換光学系を配置したので、オ
プティカルインテグレータのためのスペースのなかに偏
光変換光学系のためのスペースが含まれるため、省スペ
ースで偏光変換光学系とオプティカルインテグレータを
包含する照明光学系を有する液晶プロジェクターが得ら
れる。
に,本発明は,光源,光源から順に第1のレンズアレ
イ,第2のレンズアレイよりなる照明光学系と,液晶パ
ネルよりなる液晶プロジェクターにおいて,前記第1の
レンズアレイと前記第2のレンズアレイの間に偏光変換
光学系を配置したものである。本発明の構成によると、
オプティカルインテグレータを構成する第1及び第2の
レンズアレイの間に偏光変換光学系を配置したので、オ
プティカルインテグレータのためのスペースのなかに偏
光変換光学系のためのスペースが含まれるため、省スペ
ースで偏光変換光学系とオプティカルインテグレータを
包含する照明光学系を有する液晶プロジェクターが得ら
れる。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施の形態
の構成図であり、図2乃至図5は本発明の第2乃至第5
の実施の形態の照明光学系の要部構成図である。図1に
於いて、光源1より出射した白色ランダム偏光の光束
は、リフレクタ2により反射されIR−UVカットフィ
ルター3によって不要な波長域をカットされた後、オプ
ティカルインテグレータを構成する第1のレンズアレイ
4に入射する。第1のレンズアレイ4によって光源から
の光束は複数の光束に分割されて偏光ビームスプリッタ
5に入射し、それぞれ互いに直交する二つの直線偏光成
分の光束に分離される。この内、液晶パネル6a、6
b、6cの照明に必要な偏光成分の光束はオプティカル
インテグレータを構成する第2のレンズアレイ7に導か
れる。
を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施の形態
の構成図であり、図2乃至図5は本発明の第2乃至第5
の実施の形態の照明光学系の要部構成図である。図1に
於いて、光源1より出射した白色ランダム偏光の光束
は、リフレクタ2により反射されIR−UVカットフィ
ルター3によって不要な波長域をカットされた後、オプ
ティカルインテグレータを構成する第1のレンズアレイ
4に入射する。第1のレンズアレイ4によって光源から
の光束は複数の光束に分割されて偏光ビームスプリッタ
5に入射し、それぞれ互いに直交する二つの直線偏光成
分の光束に分離される。この内、液晶パネル6a、6
b、6cの照明に必要な偏光成分の光束はオプティカル
インテグレータを構成する第2のレンズアレイ7に導か
れる。
【0006】本実施形態の場合、偏光ビームスプリッタ
5の偏光分離面にて反射される光束が液晶パネル6a、
6b、6cの照明に必要な偏光成分の光束であり、液晶
パネルの照明に偏光ビームスプリッタを透過する偏光成
分の光束が必要であればそちらを使用すればよい。この
ように、液晶パネル6a、6b、6cに到達する光束に
不要な偏光成分の光束が無いため、液晶パネルでの不要
な偏光成分による余計な発熱を防ぐことができ、液晶パ
ネルの劣化を防ぐことができる。このため、不要な偏光
成分の光束が液晶パネルに到達している場合より、より
多量の照明に必要な偏光成分の光束で液晶パネルを照明
することが可能となり、より明るい投影画像が得られ
る。
5の偏光分離面にて反射される光束が液晶パネル6a、
6b、6cの照明に必要な偏光成分の光束であり、液晶
パネルの照明に偏光ビームスプリッタを透過する偏光成
分の光束が必要であればそちらを使用すればよい。この
ように、液晶パネル6a、6b、6cに到達する光束に
不要な偏光成分の光束が無いため、液晶パネルでの不要
な偏光成分による余計な発熱を防ぐことができ、液晶パ
ネルの劣化を防ぐことができる。このため、不要な偏光
成分の光束が液晶パネルに到達している場合より、より
多量の照明に必要な偏光成分の光束で液晶パネルを照明
することが可能となり、より明るい投影画像が得られ
る。
【0007】光源1と第2のレンズアレイ7上の個々の
レンズは光学的に共役の関係にあり、光源1の像が第2
のレンズアレイ7上の個々のレンズ上に結像され、それ
ぞれが二次光源となっている。第2のレンズアレイ7に
導かれた光束はダイクロイックミラー8a、8bにより
R・G・Bの三つの波長帯に分離される。ダイクロイック
ミラー8aを透過したRの波長帯の光束は全反射ミラー
9aにより反射されフィールドレンズ10aを透過後、
液晶パネル6aを照明し、ダイクロイックミラー8bに
より反射されたGの波長帯の光束はフィールドレンズ1
0bを透過後、液晶パネル6bを照明し、ダイクロイッ
クミラー8bを透過したBの波長帯の光束は全反射ミラ
ー9b、9c、リレー光学系11a、11b、フィール
ドレンズ10cを透過後、液晶パネル6cを照明する。
レンズは光学的に共役の関係にあり、光源1の像が第2
のレンズアレイ7上の個々のレンズ上に結像され、それ
ぞれが二次光源となっている。第2のレンズアレイ7に
導かれた光束はダイクロイックミラー8a、8bにより
R・G・Bの三つの波長帯に分離される。ダイクロイック
ミラー8aを透過したRの波長帯の光束は全反射ミラー
9aにより反射されフィールドレンズ10aを透過後、
液晶パネル6aを照明し、ダイクロイックミラー8bに
より反射されたGの波長帯の光束はフィールドレンズ1
0bを透過後、液晶パネル6bを照明し、ダイクロイッ
クミラー8bを透過したBの波長帯の光束は全反射ミラ
ー9b、9c、リレー光学系11a、11b、フィール
ドレンズ10cを透過後、液晶パネル6cを照明する。
【0008】液晶パネル6cと第2のレンズアレイ7と
の距離は、液晶パネル6a、6bそれぞれの第2のレン
ズアレイ7との距離とは異なるため、リレー光学系11
a、11bを用いて液晶パネル6cの照明状態を液晶パ
ネル6a、6bと同じ照明状態としている。フィールド
レンズ10a、10b、10cにより液晶パネル6a、
6b、6cはテレセントリック照明されている。
の距離は、液晶パネル6a、6bそれぞれの第2のレン
ズアレイ7との距離とは異なるため、リレー光学系11
a、11bを用いて液晶パネル6cの照明状態を液晶パ
ネル6a、6bと同じ照明状態としている。フィールド
レンズ10a、10b、10cにより液晶パネル6a、
6b、6cはテレセントリック照明されている。
【0009】ここに、第1のレンズアレイ4上の個々の
レンズと液晶パネル6a、6b、6cは光学的に共役の
関係にあり、第1のレンズアレイ4によって分割された
それぞれの光束が液晶パネル6a、6b、6c上で重ね
合わされるため、液晶パネル6a、6b、6cは均一な
光量分布で照明される。よって、液晶パネル6a、6
b、6cに表示された各R・G・Bの画像は、ダイクロイ
ックプリズム12により合成されて投影レンズ13によ
りスクリーン(図示せず)に上に均一な照度分布でカラ
ー画像として投影される。
レンズと液晶パネル6a、6b、6cは光学的に共役の
関係にあり、第1のレンズアレイ4によって分割された
それぞれの光束が液晶パネル6a、6b、6c上で重ね
合わされるため、液晶パネル6a、6b、6cは均一な
光量分布で照明される。よって、液晶パネル6a、6
b、6cに表示された各R・G・Bの画像は、ダイクロイ
ックプリズム12により合成されて投影レンズ13によ
りスクリーン(図示せず)に上に均一な照度分布でカラ
ー画像として投影される。
【0010】このように本実施形態においては、明るく
均一な照度分布の投影画像を得るため、照明光学系に偏
光ビームスプリッタとオプティカルインテグレータを用
いているが、偏光ビームスプリッタをオプティカルイン
テグレータを構成する第1及び第2のレンズアレイの間
に配置して、偏光ビームスプリッタとオプティカルイン
テグレータの占有空間を共有することにより省スペース
な照明光学系となっており、非常にコンパクト液晶プロ
ジェクターを実現している。
均一な照度分布の投影画像を得るため、照明光学系に偏
光ビームスプリッタとオプティカルインテグレータを用
いているが、偏光ビームスプリッタをオプティカルイン
テグレータを構成する第1及び第2のレンズアレイの間
に配置して、偏光ビームスプリッタとオプティカルイン
テグレータの占有空間を共有することにより省スペース
な照明光学系となっており、非常にコンパクト液晶プロ
ジェクターを実現している。
【0011】本実施形態においては、光源1にメタルハ
ライドランプを用いたが、キセノンランプやハロゲンラ
ンプでも良いことは言うまでもない。また、図2に示す
ように、液晶パネルの照明に必要な偏光成分の光束が通
過しないプリズム側をカットした偏光ビームスプリッタ
15を用いたり、或いは、図3に示すように平板で形成
された偏光ビームスプリッタ25を用いると偏光変換光
学系の軽量化がはかれる。また、図4に示すように偏光
変換光学系に偏光ビームスプリッタの代わりに偏光板3
5と全反射ミラー39を用いた構成、或いは、図5に示
すように偏光板45のみを用いた構成でも同様の効果が
得られる。
ライドランプを用いたが、キセノンランプやハロゲンラ
ンプでも良いことは言うまでもない。また、図2に示す
ように、液晶パネルの照明に必要な偏光成分の光束が通
過しないプリズム側をカットした偏光ビームスプリッタ
15を用いたり、或いは、図3に示すように平板で形成
された偏光ビームスプリッタ25を用いると偏光変換光
学系の軽量化がはかれる。また、図4に示すように偏光
変換光学系に偏光ビームスプリッタの代わりに偏光板3
5と全反射ミラー39を用いた構成、或いは、図5に示
すように偏光板45のみを用いた構成でも同様の効果が
得られる。
【0012】図6乃至図10は本発明の第6乃至第10
の実施の形態の照明光学系の要部構成図である。図6に
於いて、光源51より出射したランダム偏光の光束は、
リフレクタ52により反射されIR−UVカットフィル
ター53によって不要な波長域をカットされた後、オプ
ティカルインテグレータを構成する第1のレンズアレイ
54に入射する。第1のレンズアレイ54によって光源
からの光束は複数の光束に分割されて偏光ビームスプリ
ッタ55に入射し、それぞれ互いに直交する二つの直線
偏光成分の光束に分離される。この内、液晶パネルの照
明に必要な偏光成分の光束は、本実施形態の場合、偏光
ビームスプリッタ55の偏光分離面で反射され、オプテ
ィカルインテグレータを構成する第2のレンズアレイ5
7に導かれ液晶パネルを照明する。偏光ビームスプリッ
タ55の偏光分離面を透過した液晶パネルの照明に不要
な偏光成分の光束は、全反射ミラー59にて反射され、
光源51部に戻され再びリフレクタ52により反射され
偏光ビームスプリッタ55に導かれる。ここで、リフレ
クタ52と偏光ビームスプリッタ55の間に1/4波長
板56が設けられており、液晶パネルの照明に不要な偏
光成分の光束は、液晶パネルの照明に必要な偏光成分の
光束へと変換されている。このため、再び偏光ビームス
プリッタ55に導かれた光束は、今度は偏光分離面で反
射され第2のレンズアレイ57に導かれ液晶パネルを照
明することになり、光源51からのエネルギーを有効に
利用することができ、更に明るい投影画像が得られる。
の実施の形態の照明光学系の要部構成図である。図6に
於いて、光源51より出射したランダム偏光の光束は、
リフレクタ52により反射されIR−UVカットフィル
ター53によって不要な波長域をカットされた後、オプ
ティカルインテグレータを構成する第1のレンズアレイ
54に入射する。第1のレンズアレイ54によって光源
からの光束は複数の光束に分割されて偏光ビームスプリ
ッタ55に入射し、それぞれ互いに直交する二つの直線
偏光成分の光束に分離される。この内、液晶パネルの照
明に必要な偏光成分の光束は、本実施形態の場合、偏光
ビームスプリッタ55の偏光分離面で反射され、オプテ
ィカルインテグレータを構成する第2のレンズアレイ5
7に導かれ液晶パネルを照明する。偏光ビームスプリッ
タ55の偏光分離面を透過した液晶パネルの照明に不要
な偏光成分の光束は、全反射ミラー59にて反射され、
光源51部に戻され再びリフレクタ52により反射され
偏光ビームスプリッタ55に導かれる。ここで、リフレ
クタ52と偏光ビームスプリッタ55の間に1/4波長
板56が設けられており、液晶パネルの照明に不要な偏
光成分の光束は、液晶パネルの照明に必要な偏光成分の
光束へと変換されている。このため、再び偏光ビームス
プリッタ55に導かれた光束は、今度は偏光分離面で反
射され第2のレンズアレイ57に導かれ液晶パネルを照
明することになり、光源51からのエネルギーを有効に
利用することができ、更に明るい投影画像が得られる。
【0013】また、液晶パネルの照明に不要な偏光成分
の光束が、再び光源51部に戻されるため、液晶プロジ
ェクター内で迷光となりゴースト、フレアの原因となる
ことが無くなる。また、図7に示すように、図6の実施
形態における全反射ミラー59の変わりに全反射凹面ミ
ラー69を設け、光源近傍に集光させて液晶パネルの照
明に不要な偏光成分の光束を戻すと、元々の光源光とほ
ぼ同じ光路で再び偏光ビームスプリッタの方へ戻るの
で、更に光源光の利用光率があがる。図8に示すよう
に、全反射凹面ミラー69の変わりに凸レンズ78と全
反射ミラー79の組み合わせにしたり、或いは、図9に
示すように、凸レンズと反射面85aが一体に形成され
た偏光ビームスプリッタ85を用いても同様の効果が得
られる。偏光ビームスプリッタ85を用いた場合には部
品点数の削減もはかれる。
の光束が、再び光源51部に戻されるため、液晶プロジ
ェクター内で迷光となりゴースト、フレアの原因となる
ことが無くなる。また、図7に示すように、図6の実施
形態における全反射ミラー59の変わりに全反射凹面ミ
ラー69を設け、光源近傍に集光させて液晶パネルの照
明に不要な偏光成分の光束を戻すと、元々の光源光とほ
ぼ同じ光路で再び偏光ビームスプリッタの方へ戻るの
で、更に光源光の利用光率があがる。図8に示すよう
に、全反射凹面ミラー69の変わりに凸レンズ78と全
反射ミラー79の組み合わせにしたり、或いは、図9に
示すように、凸レンズと反射面85aが一体に形成され
た偏光ビームスプリッタ85を用いても同様の効果が得
られる。偏光ビームスプリッタ85を用いた場合には部
品点数の削減もはかれる。
【0014】また、図10に示すように、反射凹面ミラ
ー69により戻された光束をリフレクタ52ではなく、
反射部材98の反射面98aにて再び偏光ビームスプリ
ッタの方へ戻してもよい。また、反射部材98の反射面
98bにより、光源からの光束でリフレクタ52へ直接
到達せず無駄になっている光束をリフレクタ52へ戻す
ことにより、更に有効に光源光を利用することもでき
る。
ー69により戻された光束をリフレクタ52ではなく、
反射部材98の反射面98aにて再び偏光ビームスプリ
ッタの方へ戻してもよい。また、反射部材98の反射面
98bにより、光源からの光束でリフレクタ52へ直接
到達せず無駄になっている光束をリフレクタ52へ戻す
ことにより、更に有効に光源光を利用することもでき
る。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、オプテ
ィカルインテグレータを構成する第1及び第2のレンズ
アレイの間に偏光変換光学系を配置したので、オプティ
カルインテグレータのためのスペースのなかに偏光変換
光学系のためのスペースが含まれるため、省スペースで
偏光変換光学系とオプティカルインテグレータを包含す
る照明光学系構成することができる。このため、明るく
均一な照度分布を有する画像を投影できる非常にコンパ
クトな液晶プロジェクターが得られる。
ィカルインテグレータを構成する第1及び第2のレンズ
アレイの間に偏光変換光学系を配置したので、オプティ
カルインテグレータのためのスペースのなかに偏光変換
光学系のためのスペースが含まれるため、省スペースで
偏光変換光学系とオプティカルインテグレータを包含す
る照明光学系構成することができる。このため、明るく
均一な照度分布を有する画像を投影できる非常にコンパ
クトな液晶プロジェクターが得られる。
【図1】本発明の第1の実施の形態の構成図
【図2】本発明の第2の実施の形態の照明光学系の要部
構成図
構成図
【図3】本発明の第3の実施の形態の照明光学系の要部
構成図
構成図
【図4】本発明の第4の実施の形態の照明光学系の要部
構成図
構成図
【図5】本発明の第5の実施の形態の照明光学系の要部
構成図
構成図
【図6】本発明の第6の実施の形態の照明光学系の要部
構成図
構成図
【図7】本発明の第7の実施の形態の照明光学系の要部
構成図
構成図
【図8】本発明の第8の実施の形態の照明光学系の要部
構成図
構成図
【図9】本発明の第9の実施の形態の照明光学系の要部
構成図
構成図
【図10】本発明の第10の実施の形態の照明光学系の
要部構成図
要部構成図
1 光源 2 リフレクタ 3 IR−UVカットフィルタ 4 第1のレンズアレイ 5 偏光ビームスプリッタ 6a 液晶パネル 6b 液晶パネル 6c 液晶パネル 7 第2のレンズアレイ 8a ダイクロイックミラー 8b ダイクロイックミラー 9a 全反射ミラー 9b 全反射ミラー 9c 全反射ミラー 10a フィールドレンズ 10b フィールドレンズ 10c フィールドレンズ 11a リレー光学系 11b リレー光学系 12 ダイクロイックプリズム 13 投影レンズ 15 偏光ビームスプリッタ 25 偏光ビームスプリッタ 35 偏光板 39 全反射ミラー 45 偏光板 51 光源 52 リフレクタ 53 IR−UVカットフィルタ 54 第1のレンズアレイ 55 偏光ビームスプリッタ 56 1/4波長板 57 第2のレンズアレイ 59 全反射ミラー 69 全反射凹面ミラー 78 凸レンズ 79 全反射ミラー 85 偏光ビームスプリッタ 85a 反射面 98a 反射面 98b 反射面
Claims (1)
- 【請求項1】光源、光源から順に第1のレンズアレイ、
第2のレンズアレイよりなる照明光学系と、液晶パネル
よりなり、前記第1のレンズアレイと前記第2のレンズ
アレイの間に偏光変換光学系を配置したことを特徴とす
る液晶プロジェクター。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7300924A JPH09146065A (ja) | 1995-11-20 | 1995-11-20 | 液晶プロジェクター |
US08/749,887 US6331879B1 (en) | 1995-11-20 | 1996-11-18 | Liquid crystal projector with an illumination optical system |
US09/876,081 US20010028423A1 (en) | 1995-11-20 | 2001-06-08 | Liquid crystal projector with an illumination optical system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7300924A JPH09146065A (ja) | 1995-11-20 | 1995-11-20 | 液晶プロジェクター |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09146065A true JPH09146065A (ja) | 1997-06-06 |
Family
ID=17890773
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7300924A Pending JPH09146065A (ja) | 1995-11-20 | 1995-11-20 | 液晶プロジェクター |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09146065A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6204972B1 (en) * | 1997-03-28 | 2001-03-20 | Seiko Epson Corporation | Illumination optical system and projection-type display apparatus |
US6517208B1 (en) | 1998-12-21 | 2003-02-11 | Seiko Epson Corporation | Illumination system and projector |
-
1995
- 1995-11-20 JP JP7300924A patent/JPH09146065A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6204972B1 (en) * | 1997-03-28 | 2001-03-20 | Seiko Epson Corporation | Illumination optical system and projection-type display apparatus |
US6517208B1 (en) | 1998-12-21 | 2003-02-11 | Seiko Epson Corporation | Illumination system and projector |
US6669345B2 (en) | 1998-12-21 | 2003-12-30 | Seiko Epson Corporation | Illumination system and projector |
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