JPH09185047A - 液晶プロジェクタ - Google Patents
液晶プロジェクタInfo
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- JPH09185047A JPH09185047A JP7352555A JP35255595A JPH09185047A JP H09185047 A JPH09185047 A JP H09185047A JP 7352555 A JP7352555 A JP 7352555A JP 35255595 A JP35255595 A JP 35255595A JP H09185047 A JPH09185047 A JP H09185047A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フレネルレンズの欠点を解消し、光源部から
の光の利用効率を向上させ、全体的に明るい投影画像を
得ることができるようにする。 【解決手段】 光源３からの光をリフレクタ２で反射し
て収束させる光源部１と、この光源部１からの光が投影
光学系５を介して発散光として照射され、かつこの照射
される発散光を平行光に反射する放物面ミラー６と、こ
の放物面ミラー６で反射された平行光が垂直に入射する
液晶表示素子７と、この液晶表示素子７を透過した光を
画像として拡大投影する投影レンズユニット１１とを備
えた。したがって、光源部１側から照射される発散光を
放物面ミラー６によって平行光に反射するので、従来の
フレネルレンズのように周辺部での光の損失がなく、光
源部１からの光を液晶表示素子７の全面にほぼ均一に照
射することができ、これにより光の利用効率が向上し、
全体的に明るい投影画像が得られる。
の光の利用効率を向上させ、全体的に明るい投影画像を
得ることができるようにする。 【解決手段】 光源３からの光をリフレクタ２で反射し
て収束させる光源部１と、この光源部１からの光が投影
光学系５を介して発散光として照射され、かつこの照射
される発散光を平行光に反射する放物面ミラー６と、こ
の放物面ミラー６で反射された平行光が垂直に入射する
液晶表示素子７と、この液晶表示素子７を透過した光を
画像として拡大投影する投影レンズユニット１１とを備
えた。したがって、光源部１側から照射される発散光を
放物面ミラー６によって平行光に反射するので、従来の
フレネルレンズのように周辺部での光の損失がなく、光
源部１からの光を液晶表示素子７の全面にほぼ均一に照
射することができ、これにより光の利用効率が向上し、
全体的に明るい投影画像が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は液晶プロジェクタ
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶プロジェクタは、光源部からの光を
液晶表示素子の背面に照射し、液晶表示素子に表示され
た画像を投影レンズユニットでスクリーンに拡大投影す
るものである。このような液晶プロジェクタの光源部
は、一般に、光源から発生した光を放物曲面や楕円曲面
などからなるリフレクタで反射して液晶表示素子に照射
させる構造になっており、光源から発生した光を十分に
活用するために、光源からの光をリフレクタで収束さ
せ、この収束する光または収束して発散する光をフレネ
ルレンズで平行光に変換し、この変換された平行光を液
晶表示素子に照射している。この場合、フレネルレンズ
は、光源部からの収束する光または収束して発散する光
を平行光に変換するために、フレネル角がフレネルレン
ズの中心部から周辺部に向かうに従って次第に大きくな
るように構成されている。ここで言うフレネル角とは、
光軸に対して垂直な面と各レンズ面（レンズ部の傾斜
面）とのなす角のことである。
液晶表示素子の背面に照射し、液晶表示素子に表示され
た画像を投影レンズユニットでスクリーンに拡大投影す
るものである。このような液晶プロジェクタの光源部
は、一般に、光源から発生した光を放物曲面や楕円曲面
などからなるリフレクタで反射して液晶表示素子に照射
させる構造になっており、光源から発生した光を十分に
活用するために、光源からの光をリフレクタで収束さ
せ、この収束する光または収束して発散する光をフレネ
ルレンズで平行光に変換し、この変換された平行光を液
晶表示素子に照射している。この場合、フレネルレンズ
は、光源部からの収束する光または収束して発散する光
を平行光に変換するために、フレネル角がフレネルレン
ズの中心部から周辺部に向かうに従って次第に大きくな
るように構成されている。ここで言うフレネル角とは、
光軸に対して垂直な面と各レンズ面（レンズ部の傾斜
面）とのなす角のことである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな液晶プロジェクタでは、光源部からの光を平行光に
するフレネルレンズのフレネル角がフレネルレンズの中
心部側では小さく、光源部からの光の入射角も小さい
（垂直に近い）ので、レンズ部の境界部分に入射する光
およびレンズ面で反射する光の損失は少ないが、周辺部
側ではフレネル角が大きく、入射角も大きいので、レン
ズ部の境界部分に入射する光およびレンズ面で反射する
光の損失が多く、周辺部での光の利用効率が悪く、投影
画像の周辺部が中心部に比べて極端に暗くなるという不
都合があった。この発明の課題は、フレネルレンズの欠
点を解消し、光源部からの光の利用効率を向上させ、全
体的に明るい投影画像を得ることができるようにするこ
とである。
うな液晶プロジェクタでは、光源部からの光を平行光に
するフレネルレンズのフレネル角がフレネルレンズの中
心部側では小さく、光源部からの光の入射角も小さい
（垂直に近い）ので、レンズ部の境界部分に入射する光
およびレンズ面で反射する光の損失は少ないが、周辺部
側ではフレネル角が大きく、入射角も大きいので、レン
ズ部の境界部分に入射する光およびレンズ面で反射する
光の損失が多く、周辺部での光の利用効率が悪く、投影
画像の周辺部が中心部に比べて極端に暗くなるという不
都合があった。この発明の課題は、フレネルレンズの欠
点を解消し、光源部からの光の利用効率を向上させ、全
体的に明るい投影画像を得ることができるようにするこ
とである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
光源からの光をリフレクタで反射して収束させる光源部
と、この光源部からの収束して発散する光を平行光に反
射する放物面ミラーと、この放物面ミラーで反射された
平行光が垂直に入射する液晶表示素子と、この液晶表示
素子を透過した光を拡大投影する投影レンズユニットと
を備えたものである。したがって、この請求項１記載の
発明によれば、放物面ミラーによって光源部からの光を
平行光に反射するので、従来のフレネルレンズのように
周辺部での光の損失がまったくなく、光源部からの光を
液晶表示素子の全面にほぼ均一に照射することができ、
これにより光の利用効率が向上し、全体的に明るい投影
画像を得ることができる。
光源からの光をリフレクタで反射して収束させる光源部
と、この光源部からの収束して発散する光を平行光に反
射する放物面ミラーと、この放物面ミラーで反射された
平行光が垂直に入射する液晶表示素子と、この液晶表示
素子を透過した光を拡大投影する投影レンズユニットと
を備えたものである。したがって、この請求項１記載の
発明によれば、放物面ミラーによって光源部からの光を
平行光に反射するので、従来のフレネルレンズのように
周辺部での光の損失がまったくなく、光源部からの光を
液晶表示素子の全面にほぼ均一に照射することができ、
これにより光の利用効率が向上し、全体的に明るい投影
画像を得ることができる。
【０００５】また、請求項２記載の発明は、光源からの
光をリフレクタで反射して収束させる光源部と、この光
源部からの収束して発散する光を各レンズ部で平行光に
反射するフレネルミラーと、このフレネルミラーで反射
された平行光が垂直に入射する液晶表示素子と、この液
晶表示素子を透過した光を拡大投影する投影レンズユニ
ットとを備えたものである。したがって、この請求項２
記載の発明によれば、フレネルミラーの各レンズ部で光
源部からの光を平行光に反射するので、従来のフレネル
レンズのように周辺部での光の損失が少なく、光源部か
らの光を液晶表示素子の全面にほぼ均一に照射すること
ができ、これにより光の利用効率が向上し、全体的に明
るい投影画像を得ることができる。この場合、請求項３
に記載のごとく、フレネルミラーの各レンズ部のレンズ
面には反射層が設けられていることが望ましい。
光をリフレクタで反射して収束させる光源部と、この光
源部からの収束して発散する光を各レンズ部で平行光に
反射するフレネルミラーと、このフレネルミラーで反射
された平行光が垂直に入射する液晶表示素子と、この液
晶表示素子を透過した光を拡大投影する投影レンズユニ
ットとを備えたものである。したがって、この請求項２
記載の発明によれば、フレネルミラーの各レンズ部で光
源部からの光を平行光に反射するので、従来のフレネル
レンズのように周辺部での光の損失が少なく、光源部か
らの光を液晶表示素子の全面にほぼ均一に照射すること
ができ、これにより光の利用効率が向上し、全体的に明
るい投影画像を得ることができる。この場合、請求項３
に記載のごとく、フレネルミラーの各レンズ部のレンズ
面には反射層が設けられていることが望ましい。
【０００６】さらに、請求項４記載の発明は、光源から
の光をリフレクタで反射して収束させる光源部と、この
光源部からの収束して発散する光を取り込んで各レンズ
部の内面で反射させて平行光として透過する反射領域を
少なくとも周辺部側に有する反射式フレネルレンズと、
この反射式フレネルレンズを透過した平行光が垂直に入
射する液晶表示素子と、この液晶表示素子を透過した光
を拡大投影する投影レンズユニットとを備えたものであ
る。したがって、この請求項４記載の発明によれば、反
射式フレネルレンズの少なくとも周辺部側に各レンズ部
で光源部からの光を取り込んで各レンズ部の内面で反射
させて平行光として透過する反射領域を有するので、こ
の反射領域の各レンズ部で光源部からの光を平行光とし
て透過することができ、このため従来のフレネルレンズ
のように周辺部での光の損失が少なく、光源部からの光
を液晶表示素子の全面にほぼ均一に照射することがで
き、これにより光の利用効率が向上し、全体的に明るい
投影画像を得ることができる。この場合、請求項５に記
載のごとく、反射式フレネルレンズは、周辺部側の各レ
ンズ部がその境界部分の段差面から光を取り込んでその
レンズ部の傾斜したレンズ面で反射する反射構造をな
し、中心部側の各レンズ部がその傾斜したレンズ面から
光を取り込んで屈折させる屈折構造をなす複合型レンズ
であることが望ましく、また請求項６に記載のごとく、
反射式フレネルレンズの周辺部側におけるレンズ部のレ
ンズ面に反射層が設けられていることが望ましい。
の光をリフレクタで反射して収束させる光源部と、この
光源部からの収束して発散する光を取り込んで各レンズ
部の内面で反射させて平行光として透過する反射領域を
少なくとも周辺部側に有する反射式フレネルレンズと、
この反射式フレネルレンズを透過した平行光が垂直に入
射する液晶表示素子と、この液晶表示素子を透過した光
を拡大投影する投影レンズユニットとを備えたものであ
る。したがって、この請求項４記載の発明によれば、反
射式フレネルレンズの少なくとも周辺部側に各レンズ部
で光源部からの光を取り込んで各レンズ部の内面で反射
させて平行光として透過する反射領域を有するので、こ
の反射領域の各レンズ部で光源部からの光を平行光とし
て透過することができ、このため従来のフレネルレンズ
のように周辺部での光の損失が少なく、光源部からの光
を液晶表示素子の全面にほぼ均一に照射することがで
き、これにより光の利用効率が向上し、全体的に明るい
投影画像を得ることができる。この場合、請求項５に記
載のごとく、反射式フレネルレンズは、周辺部側の各レ
ンズ部がその境界部分の段差面から光を取り込んでその
レンズ部の傾斜したレンズ面で反射する反射構造をな
し、中心部側の各レンズ部がその傾斜したレンズ面から
光を取り込んで屈折させる屈折構造をなす複合型レンズ
であることが望ましく、また請求項６に記載のごとく、
反射式フレネルレンズの周辺部側におけるレンズ部のレ
ンズ面に反射層が設けられていることが望ましい。
【０００７】
［第１実施形態］以下、図１を参照して、この発明の液
晶プロジェクタの第１実施形態について説明する。図１
は液晶プロジェクタの全体構成図である。この図におい
て、１は光源部であり、楕円曲面からなるリフレクタ２
の焦点位置に光源３が配置され、この光源３から発生し
た光をリフレクタ２で反射して光軸４上の収束点Ｓに収
束させる構造になっている。この光源部１の前方（反射
側）における光軸４上には、投影光学系５が配置されて
いる。投影光学系５は、光源部１からの光が入射し、こ
の入射光の照度分布を補正するロッドレンズ、およびロ
ッドレンズから出射された光の平行度を良くして放物面
ミラー６に向けて投影する投影レンズなどから構成され
ている。この場合、投影光学系５の入射面、つまりロッ
ドレンズの入射面は光源部１からの光の収束点Ｓに位置
している。放物面ミラー６は、投影光学系５からの発散
する投影光を平行光に反射するものであり、投影光学系
５の出射部の中心、つまり投影レンズの焦点位置を焦点
Ｆとする放物曲面からなり、この焦点Ｆを通る光軸４上
の光を放物曲面でほぼ直角に反射し、これ以外の光をこ
れとすべて平行に反射する構造になっている。
晶プロジェクタの第１実施形態について説明する。図１
は液晶プロジェクタの全体構成図である。この図におい
て、１は光源部であり、楕円曲面からなるリフレクタ２
の焦点位置に光源３が配置され、この光源３から発生し
た光をリフレクタ２で反射して光軸４上の収束点Ｓに収
束させる構造になっている。この光源部１の前方（反射
側）における光軸４上には、投影光学系５が配置されて
いる。投影光学系５は、光源部１からの光が入射し、こ
の入射光の照度分布を補正するロッドレンズ、およびロ
ッドレンズから出射された光の平行度を良くして放物面
ミラー６に向けて投影する投影レンズなどから構成され
ている。この場合、投影光学系５の入射面、つまりロッ
ドレンズの入射面は光源部１からの光の収束点Ｓに位置
している。放物面ミラー６は、投影光学系５からの発散
する投影光を平行光に反射するものであり、投影光学系
５の出射部の中心、つまり投影レンズの焦点位置を焦点
Ｆとする放物曲面からなり、この焦点Ｆを通る光軸４上
の光を放物曲面でほぼ直角に反射し、これ以外の光をこ
れとすべて平行に反射する構造になっている。
【０００８】放物面ミラー６の出射側には、液晶表示素
子７が平行光に対し垂直に配置されている。この液晶表
示素子７は、入射側偏光板８、液晶セル９、および出射
側偏光板１０から構成されている。入射側偏光板８は、
放物面ミラー６からの平行光が垂直に入射し、この入射
光のうち、特定偏光成分の光を選択して透過するもので
ある。液晶セル９は、一対の透明な電極基板間に液晶を
封入したものであり、多数の画素がドットマトリックス
状に配列され、入射側偏光板８を透過した特定偏光成分
の光が垂直に入射する構造になっている。この場合、液
晶セル９は、カラーフィルタを備えていても良く、また
カラーフィルタを備えていなくても良い。出射側偏光板
９は、液晶セル９の各画素を透過した光が入射し、この
入射光のうち、特定偏光成分の光を選択して透過するも
のである。そして、液晶表示素子７の出射側には、投影
レンズユニット１１が配置されている。投影レンズユニ
ット１１は、複合レンズからなり、出射側偏光板１０を
透過した光をスクリーン（図示せず）に画像として拡大
投影するものである。この場合、液晶セル９がカラーフ
ィルタを備えていれば、カラー画像が投影される。
子７が平行光に対し垂直に配置されている。この液晶表
示素子７は、入射側偏光板８、液晶セル９、および出射
側偏光板１０から構成されている。入射側偏光板８は、
放物面ミラー６からの平行光が垂直に入射し、この入射
光のうち、特定偏光成分の光を選択して透過するもので
ある。液晶セル９は、一対の透明な電極基板間に液晶を
封入したものであり、多数の画素がドットマトリックス
状に配列され、入射側偏光板８を透過した特定偏光成分
の光が垂直に入射する構造になっている。この場合、液
晶セル９は、カラーフィルタを備えていても良く、また
カラーフィルタを備えていなくても良い。出射側偏光板
９は、液晶セル９の各画素を透過した光が入射し、この
入射光のうち、特定偏光成分の光を選択して透過するも
のである。そして、液晶表示素子７の出射側には、投影
レンズユニット１１が配置されている。投影レンズユニ
ット１１は、複合レンズからなり、出射側偏光板１０を
透過した光をスクリーン（図示せず）に画像として拡大
投影するものである。この場合、液晶セル９がカラーフ
ィルタを備えていれば、カラー画像が投影される。
【０００９】このような液晶プロジェクタでは、図１に
示すように、光源３から発生した光をリフレクタ２で反
射して光軸４上の収束点Ｓに収束させ、この収束した光
を投影光学系５に入射させ、この入射光を投影光学系５
で放物面ミラー６に向けて投影する。放物面ミラー６に
投影された発散光は、投影光学系５の出射部の中心が放
物面ミラー６の焦点Ｆと一致しているので、放物面ミラ
ー６によってすべて平行光として反射され、液晶表示素
子７の入射側偏光板８に垂直に入射する。この入射光
は、入射側偏光板８によって特定偏光成分の光が選択さ
れて透過し、この透過した光が液晶セル９に入射する。
そして、液晶セル９の各画素を透過した光は出射側偏光
板１０に入射して特定偏光成分の光を選択して透過し、
この透過光が投影レンズユニット１１によってスクリー
ンに画像として拡大投影される。
示すように、光源３から発生した光をリフレクタ２で反
射して光軸４上の収束点Ｓに収束させ、この収束した光
を投影光学系５に入射させ、この入射光を投影光学系５
で放物面ミラー６に向けて投影する。放物面ミラー６に
投影された発散光は、投影光学系５の出射部の中心が放
物面ミラー６の焦点Ｆと一致しているので、放物面ミラ
ー６によってすべて平行光として反射され、液晶表示素
子７の入射側偏光板８に垂直に入射する。この入射光
は、入射側偏光板８によって特定偏光成分の光が選択さ
れて透過し、この透過した光が液晶セル９に入射する。
そして、液晶セル９の各画素を透過した光は出射側偏光
板１０に入射して特定偏光成分の光を選択して透過し、
この透過光が投影レンズユニット１１によってスクリー
ンに画像として拡大投影される。
【００１０】このように、この液晶プロジェクタでは、
光源部１からの光を投影光学系５により発散光として放
物面ミラー６に照射し、この放物面ミラー６によって照
射光を平行光として反射するので、従来のフレネルレン
ズのように周辺部での光の損失がまったくなく、照射光
を液晶表示素子７の全面にほぼ均一に照射することがで
き、これにより光の利用効率が向上し、全体的に明るい
投影画像を得ることができる。この場合、光源部１から
の収束光を投影光学系５のロッドレンズに入射させてい
るので、このロッドレンズで照度分布が補正され、かつ
ロッドレンズから出射された光を投影光学系５の投影レ
ンズによって放物面ミラー６に向けて投影するので、光
束中の光線の平行度が良くなり、これにより放物面ミラ
ー６に照射される光の照度分布が均一化され、かつ光の
平行度が良いので、光の利用効率も高くなり、これによ
っても投影画像が明るくなる。
光源部１からの光を投影光学系５により発散光として放
物面ミラー６に照射し、この放物面ミラー６によって照
射光を平行光として反射するので、従来のフレネルレン
ズのように周辺部での光の損失がまったくなく、照射光
を液晶表示素子７の全面にほぼ均一に照射することがで
き、これにより光の利用効率が向上し、全体的に明るい
投影画像を得ることができる。この場合、光源部１から
の収束光を投影光学系５のロッドレンズに入射させてい
るので、このロッドレンズで照度分布が補正され、かつ
ロッドレンズから出射された光を投影光学系５の投影レ
ンズによって放物面ミラー６に向けて投影するので、光
束中の光線の平行度が良くなり、これにより放物面ミラ
ー６に照射される光の照度分布が均一化され、かつ光の
平行度が良いので、光の利用効率も高くなり、これによ
っても投影画像が明るくなる。
【００１１】［第２実施形態］次に、図２および図３を
参照して、この発明の液晶プロジェクタの第２実施形態
について説明する。なお、図１に示された第１実施形態
と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
光源部１からの収束光を投影する投影光学系５の出射側
には、図２に示すように、フレネルミラー２０が光軸４
に対し所定角度傾いて配置されている。このフレネルミ
ラー２０は、光軸４を中心にレンズ部２１をほぼ同心円
状に形成したものであり、図３に示すように各レンズ部
２１の傾斜したレンズ面にそれぞれ反射層２２が設けら
れ、各反射層２２を入射側に向けて配置され、投影光学
系５からの発散する投影光を各反射層２２で平行光に反
射する構造になっている。すなわち、このフレネルミラ
ー２０は、光軸４上の光をほぼ直角に反射し、これ以外
の光をこれと平行に各レンズ面の反射層２２で反射する
ようになっている。なお、フレネルミラー２０で反射さ
れた平行光は、第１実施形態と同様、液晶表示素子７に
入射され、投影レンズユニット１１でスクリーンに画像
として拡大投影される。
参照して、この発明の液晶プロジェクタの第２実施形態
について説明する。なお、図１に示された第１実施形態
と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
光源部１からの収束光を投影する投影光学系５の出射側
には、図２に示すように、フレネルミラー２０が光軸４
に対し所定角度傾いて配置されている。このフレネルミ
ラー２０は、光軸４を中心にレンズ部２１をほぼ同心円
状に形成したものであり、図３に示すように各レンズ部
２１の傾斜したレンズ面にそれぞれ反射層２２が設けら
れ、各反射層２２を入射側に向けて配置され、投影光学
系５からの発散する投影光を各反射層２２で平行光に反
射する構造になっている。すなわち、このフレネルミラ
ー２０は、光軸４上の光をほぼ直角に反射し、これ以外
の光をこれと平行に各レンズ面の反射層２２で反射する
ようになっている。なお、フレネルミラー２０で反射さ
れた平行光は、第１実施形態と同様、液晶表示素子７に
入射され、投影レンズユニット１１でスクリーンに画像
として拡大投影される。
【００１２】このような液晶プロジェクタでは、第１実
施形態と同様の作用効果がある。すなわち、光源部１か
らの収束光が投影光学系５によってフレネルミラー２０
に発散する投影光として照射されると、フレネルミラー
２０の各レンズ部２１のレンズ面に設けられた反射層２
２によって発散する光を平行光として反射するので、従
来のフレネルレンズのように周辺部での光の損失が少な
く、光源部１からの光を液晶表示素子７の全面にほぼ均
一に照射することができ、これにより光の利用効率が向
上し、全体的に明るい投影画像を得ることができる。
施形態と同様の作用効果がある。すなわち、光源部１か
らの収束光が投影光学系５によってフレネルミラー２０
に発散する投影光として照射されると、フレネルミラー
２０の各レンズ部２１のレンズ面に設けられた反射層２
２によって発散する光を平行光として反射するので、従
来のフレネルレンズのように周辺部での光の損失が少な
く、光源部１からの光を液晶表示素子７の全面にほぼ均
一に照射することができ、これにより光の利用効率が向
上し、全体的に明るい投影画像を得ることができる。
【００１３】ちなみに、このフレネルミラー２０と従来
のフレネルレンズとの光の利用効率を表１および表２に
示す。表１はフレネルミラー２０の光の利用効率を示
し、表２は従来のフレネルレンズの光の利用効率を示し
ている。
のフレネルレンズとの光の利用効率を表１および表２に
示す。表１はフレネルミラー２０の光の利用効率を示
し、表２は従来のフレネルレンズの光の利用効率を示し
ている。
【表１】 ただし、フレネルミラー２０の光軸４上の位置から投影
光学系５の出射部の中心までの距離Ｌは１１０ｍｍ、フ
レネルミラー２０のレンズ部２１のピッチｐは０．１ｍ
ｍであり、フレネルミラー２０の光軸４上の点を像高を
０ｍｍとし、投影光学系４からの光を鋭角に反射する側
（図２では上側）の像高を「＋」、鈍角に反射する側
（同図では下側）の像高を「−」とする。
光学系５の出射部の中心までの距離Ｌは１１０ｍｍ、フ
レネルミラー２０のレンズ部２１のピッチｐは０．１ｍ
ｍであり、フレネルミラー２０の光軸４上の点を像高を
０ｍｍとし、投影光学系４からの光を鋭角に反射する側
（図２では上側）の像高を「＋」、鈍角に反射する側
（同図では下側）の像高を「−」とする。
【００１４】
【表２】 ただし、フレネルレンズの焦点距離ｆは１１０ｍｍ、屈
折率ｎは１．４９４、レンズ部のピッチｐは０．１ｍ
ｍ、レンズ厚は１．５ｍｍである。
折率ｎは１．４９４、レンズ部のピッチｐは０．１ｍ
ｍ、レンズ厚は１．５ｍｍである。
【００１５】このように、表１および表２から明らかな
ように、フレネルミラー２０は像高が「＋」側では像高
が高くなるに従って形状損失が多くなるが、総合効率は
従来のフレネルレンズと概ね同じである。しかし、像高
が「−」側では形状損失がほとんどないため総合効率は
像高に係わらず９０％と非常に高く、従来のフレネルレ
ンズに比べて効率が非常に良いことがわかる。
ように、フレネルミラー２０は像高が「＋」側では像高
が高くなるに従って形状損失が多くなるが、総合効率は
従来のフレネルレンズと概ね同じである。しかし、像高
が「−」側では形状損失がほとんどないため総合効率は
像高に係わらず９０％と非常に高く、従来のフレネルレ
ンズに比べて効率が非常に良いことがわかる。
【００１６】なお、上記第２実施形態では、フレネルミ
ラー２０の各レンズ２１のレンズ面に反射層２２を設け
たが、必ずしも反射層２２を設ける必要はなく、例えば
各レンズ部２１のレンズ面で投影光学系５からの光を全
反射させるようにしても良い。また、上記第２実施形態
では、投影光学系５からの光が入射する入射側に反射層
２２を向けてフレネルミラー２０を配置したが、これに
限らず、例えば図４に示すように、フレネルミラー２０
の平坦面を入射側に向けて各レンズ部２１の反射面を出
射側に向けて配置しても良い。この場合には、投影光学
系５からの光をフレネルミラー２０の平坦面から取り込
み、この取り込んだ光を各レンズ部２１の内部におい
て、各レンズ面に設けられた反射層２２で平行光に反射
するようにしても良く、また反射層２２を設けずに、各
レンズ部２１内に取り込んだ光を各レンズ面で全反射さ
せるようにしても良い。
ラー２０の各レンズ２１のレンズ面に反射層２２を設け
たが、必ずしも反射層２２を設ける必要はなく、例えば
各レンズ部２１のレンズ面で投影光学系５からの光を全
反射させるようにしても良い。また、上記第２実施形態
では、投影光学系５からの光が入射する入射側に反射層
２２を向けてフレネルミラー２０を配置したが、これに
限らず、例えば図４に示すように、フレネルミラー２０
の平坦面を入射側に向けて各レンズ部２１の反射面を出
射側に向けて配置しても良い。この場合には、投影光学
系５からの光をフレネルミラー２０の平坦面から取り込
み、この取り込んだ光を各レンズ部２１の内部におい
て、各レンズ面に設けられた反射層２２で平行光に反射
するようにしても良く、また反射層２２を設けずに、各
レンズ部２１内に取り込んだ光を各レンズ面で全反射さ
せるようにしても良い。
【００１７】［第３実施形態］次に、図５および図６を
参照して、この発明の液晶プロジェクタの第３実施形態
について説明する。この場合にも、図１に示された第１
実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明は省
略する。光源部１からの収束光を投影する投影光学系５
の出射側には、図５に示すように、反射式フレネルレン
ズ３０が光軸４に対し垂直に配置されている。この反射
式フレネルレンズ３０は、周辺部側の各レンズ部３１が
反射構造をなし、中心部側の各レンズ部３２が屈折構造
をなす複合型レンズであり、周辺部側の各レンズ３１の
傾斜したレンズ面３１ａに反射層３３が設けられた構造
になっている。すなわち、この反射式フレネルレンズ３
０は、周辺部側のレンズ部３１では図６（ａ）に示すよ
うにその境界部分の段差面３１ｂから光を取り込んでレ
ンズ部３１の反射層３３で反射して光軸４に平行な光と
して透過し、中心部側の各レンズ部３２では図６（ｂ）
に示すようにその傾斜したレンズ面３２ａから光を取り
込んで屈折させて光軸４に平行な光として透過する構造
になっている。なお、反射式フレネルレンズ３０を透過
した平行光は、第１実施形態と同様、液晶表示素子７に
入射され、投影レンズユニット１１でスクリーンに画像
として拡大投影される。
参照して、この発明の液晶プロジェクタの第３実施形態
について説明する。この場合にも、図１に示された第１
実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明は省
略する。光源部１からの収束光を投影する投影光学系５
の出射側には、図５に示すように、反射式フレネルレン
ズ３０が光軸４に対し垂直に配置されている。この反射
式フレネルレンズ３０は、周辺部側の各レンズ部３１が
反射構造をなし、中心部側の各レンズ部３２が屈折構造
をなす複合型レンズであり、周辺部側の各レンズ３１の
傾斜したレンズ面３１ａに反射層３３が設けられた構造
になっている。すなわち、この反射式フレネルレンズ３
０は、周辺部側のレンズ部３１では図６（ａ）に示すよ
うにその境界部分の段差面３１ｂから光を取り込んでレ
ンズ部３１の反射層３３で反射して光軸４に平行な光と
して透過し、中心部側の各レンズ部３２では図６（ｂ）
に示すようにその傾斜したレンズ面３２ａから光を取り
込んで屈折させて光軸４に平行な光として透過する構造
になっている。なお、反射式フレネルレンズ３０を透過
した平行光は、第１実施形態と同様、液晶表示素子７に
入射され、投影レンズユニット１１でスクリーンに画像
として拡大投影される。
【００１８】このような液晶プロジェクタでは、光源部
１からの収束光が投影光学系５によって発散光として反
射式フレネルレンズ３０に投影されると、反射式フレネ
ルレンズ３０の周辺部側では各レンズ部３１の境界部分
の段差面３１ｂから光を取り込んで各レンズ部３１の反
射層３３で反射して光軸４に平行な光として透過し、中
心部側では各レンズ部３２のレンズ面３２ａからそのま
ま取り込んで屈折させて光軸４に平行な光として透過す
るので、従来のフレネルレンズのように周辺部での光の
損失が少なく、光源部１からの光を液晶表示素子７の全
面にほぼ均一に照射することができ、これにより光の利
用効率が向上し、全体的に明るい投影画像を得ることが
できる。
１からの収束光が投影光学系５によって発散光として反
射式フレネルレンズ３０に投影されると、反射式フレネ
ルレンズ３０の周辺部側では各レンズ部３１の境界部分
の段差面３１ｂから光を取り込んで各レンズ部３１の反
射層３３で反射して光軸４に平行な光として透過し、中
心部側では各レンズ部３２のレンズ面３２ａからそのま
ま取り込んで屈折させて光軸４に平行な光として透過す
るので、従来のフレネルレンズのように周辺部での光の
損失が少なく、光源部１からの光を液晶表示素子７の全
面にほぼ均一に照射することができ、これにより光の利
用効率が向上し、全体的に明るい投影画像を得ることが
できる。
【００１９】なお、上記第３実施形態では、周辺部側の
各レンズ３１のレンズ面３１ａに反射層３３を設けた
が、必ずしも反射層３３を設ける必要はなく、例えばレ
ンズ面３１ａで入射した光を全反射させるにしても良
い。また、上記第１〜第３実施形態では、光源部１から
の収束光を投影光学系５を介して放物面ミラー６、フレ
ネルミラー２０、反射式フレネルレンズ３０に発散光と
して投影するようにしたが、必ずしも投影光学系５を設
ける必要はなく、光源部１からの光を収束点Ｓに収束さ
せ、この収束した光の発散光を直接照射するようにして
も良い。
各レンズ３１のレンズ面３１ａに反射層３３を設けた
が、必ずしも反射層３３を設ける必要はなく、例えばレ
ンズ面３１ａで入射した光を全反射させるにしても良
い。また、上記第１〜第３実施形態では、光源部１から
の収束光を投影光学系５を介して放物面ミラー６、フレ
ネルミラー２０、反射式フレネルレンズ３０に発散光と
して投影するようにしたが、必ずしも投影光学系５を設
ける必要はなく、光源部１からの光を収束点Ｓに収束さ
せ、この収束した光の発散光を直接照射するようにして
も良い。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、光源部から収束して発散する光を放物面ミ
ラーによって平行光に反射するので、従来のフレネルレ
ンズのように周辺部での光の損失がまったくなく、光源
部からの光を液晶表示素子の全面にほぼ均一に照射する
ことができ、これにより光の利用効率が向上し、全体的
に明るい投影画像を得ることができる。また、請求項２
記載の発明によれば、光源部から収束して発散する光を
フレネルミラーの各レンズ部で平行光に反射するので、
従来のフレネルレンズのように周辺部での光の損失が少
なく、光源部からの光を液晶表示素子の全面にほぼ均一
に照射することができ、これにより光の利用効率が向上
し、全体的に明るい投影画像を得ることができる。さら
に、請求項４記載の発明によれば、反射式フレネルレン
ズの少なくとも周辺部側に光源部から収束して発散する
光を各レンズ部で取り込んで各レンズ部の内面で反射さ
せて平行光として透過する反射領域を有しているので、
この反射領域の各レンズ部で光源部からの光を平行光と
して透過することができ、このため従来のフレネルレン
ズのように周辺部での光の損失が少なく、光源部からの
光を液晶表示素子の全面にほぼ均一に照射することが可
能になり、このため光の利用効率が向上し、全体的に明
るい投影画像を得ることができる。
明によれば、光源部から収束して発散する光を放物面ミ
ラーによって平行光に反射するので、従来のフレネルレ
ンズのように周辺部での光の損失がまったくなく、光源
部からの光を液晶表示素子の全面にほぼ均一に照射する
ことができ、これにより光の利用効率が向上し、全体的
に明るい投影画像を得ることができる。また、請求項２
記載の発明によれば、光源部から収束して発散する光を
フレネルミラーの各レンズ部で平行光に反射するので、
従来のフレネルレンズのように周辺部での光の損失が少
なく、光源部からの光を液晶表示素子の全面にほぼ均一
に照射することができ、これにより光の利用効率が向上
し、全体的に明るい投影画像を得ることができる。さら
に、請求項４記載の発明によれば、反射式フレネルレン
ズの少なくとも周辺部側に光源部から収束して発散する
光を各レンズ部で取り込んで各レンズ部の内面で反射さ
せて平行光として透過する反射領域を有しているので、
この反射領域の各レンズ部で光源部からの光を平行光と
して透過することができ、このため従来のフレネルレン
ズのように周辺部での光の損失が少なく、光源部からの
光を液晶表示素子の全面にほぼ均一に照射することが可
能になり、このため光の利用効率が向上し、全体的に明
るい投影画像を得ることができる。
【図１】この発明の液晶プロジェクタの第１実施形態の
全体構成図。
全体構成図。
【図２】この発明の液晶プロジェクタの第２実施形態の
全体構成図。
全体構成図。
【図３】図２のフレネルミラーの要部拡大図。
【図４】図３のフレネルミラーの変形例を示す要部拡大
図。
図。
【図５】この発明の液晶プロジェクタの第３実施形態の
全体構成図。
全体構成図。
【図６】図５の反射式フレネルレンズの要部拡大図。
１ 光源部 ５ 投影光学系 ６ 放物面ミラー ７ 液晶表示素子 １１ 投影レンズユニット ２０ フレネルミラー ２１ レンズ部 ２２、３３ 反射層 ３０ 反射式フレネルレンズ ３１ 周辺部側のレンズ部 ３１ａ レンズ面 ３１ｂ 段差部 ３２ 中心部側のレンズ部 ３２ａ レンズ面
Claims (7)
- 【請求項１】 光源からの光をリフレクタで反射して収
束させる光源部と、この光源部からの収束して発散する
光を平行光に反射する放物面ミラーと、この放物面ミラ
ーで反射された平行光が垂直に入射する液晶表示素子
と、この液晶表示素子を透過した光を拡大投影する投影
レンズユニットとを備えたことを特徴とする液晶プロジ
ェクタ。 - 【請求項２】 光源からの光をリフレクタで反射して収
束させる光源部と、この光源部からの収束して発散する
光を各レンズ部で平行光に反射するフレネルミラーと、
このフレネルミラーで反射された平行光が垂直に入射す
る液晶表示素子と、この液晶表示素子を透過した光を拡
大投影する投影レンズユニットとを備えたことを特徴と
する液晶プロジェクタ。 - 【請求項３】 前記フレネルミラーの前記各レンズ部の
レンズ面には、反射層が設けられていることを特徴とす
る請求項２記載の液晶プロジェクタ。 - 【請求項４】 光源からの光をリフレクタで反射して収
束させる光源部と、この光源部からの収束して発散する
光を取り込んで各レンズ部の内面で反射させて平行光と
して透過する反射領域を少なくとも周辺部側に有する反
射式フレネルレンズと、この反射式フレネルレンズを透
過した平行光が垂直に入射する液晶表示素子と、この液
晶表示素子を透過した光を拡大投影する投影レンズユニ
ットとを備えたことを特徴とする液晶プロジェクタ。 - 【請求項５】 前記反射式フレネルレンズは、周辺部側
の各レンズ部がその境界部分の段差面から光を取り込ん
で前記レンズ部の傾斜したレンズ面で反射する反射構造
をなし、中心部側の各レンズ部がその傾斜したレンズ面
から光を取り込んで屈折させる屈折構造をなす複合型レ
ンズであることを特徴とする請求項４記載の液晶プロジ
ェクタ。 - 【請求項６】 前記反射式フレネルレンズの周辺部側に
おける前記レンズ部のレンズ面には、反射層が設けられ
ていることを特徴とする請求項４または５記載の液晶プ
ロジェクタ。 - 【請求項７】 前記光源部の前方には、前記リフレクタ
による光の収束点に入射面を位置させた状態で投影光学
系が配置されていることを特徴とする請求項１〜６のい
ずれかに記載の液晶プロジェクタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7352555A JPH09185047A (ja) | 1995-12-29 | 1995-12-29 | 液晶プロジェクタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7352555A JPH09185047A (ja) | 1995-12-29 | 1995-12-29 | 液晶プロジェクタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09185047A true JPH09185047A (ja) | 1997-07-15 |
Family
ID=18424867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7352555A Abandoned JPH09185047A (ja) | 1995-12-29 | 1995-12-29 | 液晶プロジェクタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09185047A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001356404A (ja) * | 2000-06-09 | 2001-12-26 | Mitsubishi Electric Corp | 画像表示装置 |
| JP2003004910A (ja) * | 2001-06-22 | 2003-01-08 | Olympus Optical Co Ltd | 光学素子及びそれを用いた光学装置 |
| JP2008203244A (ja) * | 2006-12-22 | 2008-09-04 | Alcon Inc | 単一光源による均一で並行な光のカーテン |
-
1995
- 1995-12-29 JP JP7352555A patent/JPH09185047A/ja not_active Abandoned
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001356404A (ja) * | 2000-06-09 | 2001-12-26 | Mitsubishi Electric Corp | 画像表示装置 |
| JP2003004910A (ja) * | 2001-06-22 | 2003-01-08 | Olympus Optical Co Ltd | 光学素子及びそれを用いた光学装置 |
| JP4667655B2 (ja) * | 2001-06-22 | 2011-04-13 | オリンパス株式会社 | 光学素子及びそれを用いた光学装置 |
| JP2008203244A (ja) * | 2006-12-22 | 2008-09-04 | Alcon Inc | 単一光源による均一で並行な光のカーテン |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050329 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050426 |
|
| A762 | Written abandonment of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762 Effective date: 20050627 |