JPH09251149A - 背面投写型液晶プロジェクタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 投写される映像のコントラスト低下を軽減
し、画像品位を向上させることが可能な背面投写型液晶
プロジェクタ装置を提供する。 【解決手段】 光源ランプ１１１と、放物面鏡１１５
と、第１の偏光板１３と、液晶パネル１１と、第２の偏
光板１５と、投写レンズ１２７と、フレネルレンズ１２
９と、レンチキュラレンズ１３１とを備える背面投写型
液晶プロジェクタ装置において、液晶パネル１１は、複
数の液晶セル群に分割され、少なくともこの液晶パネル
の４つの角部分のいずれかに接する前記液晶セル群は、
その透過軸方向が略放射状であり、第１の偏光板１３と
第２の偏光板１５は、液晶パネル１１の液晶セル群に対
応した偏光方向とし、さらに、レンチキュラレンズ１３
１の前面に、液晶パネル１１の液晶セル群に対応した偏
光方向の第３の偏向板１７を備えて成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テレビジョン等の
映像を再生する拡大投写装置に関し、特に液晶パネルを
光シャッタとして用いてスクリーン背面から映像を投写
する背面投写型液晶プロジェクタ装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、ハイビジョン放送に続いて、地上
波テレビジョン放送もワイド画面による放送が始められ
た。また、ケーブルテレビジョンの普及や、今後開始さ
れるディジタルテレビジョン放送、さらにはディジタル
ビデオディスク等の高解像度ソフトウェアが新しく登場
することにより、高品質な大画面映像再生装置が望まれ
ている。ところが従来の直視型ディスプレイ装置に用い
られるＣＲＴは、製造技術、製造コスト、製品の寸法重
量等から４０型程度がほぼ限界となる。このため、これ
以上の大画面を実現するものとして、前面投写型または
背面投写型のプロジェクタ方式がある。

【０００３】さらに、これらのプロジェクタ方式は、そ
の拡大投写される元の画面を形成するデバイスによっ
て、それぞれＣＲＴ方式と液晶方式とがあり、液晶方式
はＣＲＴ方式に比べて最大輝度の点では劣るが、フォー
カス性能、装置重量および容積の点で勝ると考えられて
いる。

【０００４】図７は、従来の背面投写型液晶プロジェク
タ装置の概要を示すシステム構成図である。また、図８
は、この背面投写型液晶プロジェクタ装置の断面図であ
る。図７において、従来の背面投写型液晶プロジェクタ
装置１０１は、光源となる光源ランプ１１１と、光源ラ
ンプ１１１に電源を供給する電源回路１１３と、焦点に
光源ランプ１１１が位置するように配設された放物面鏡
１１５と、紫外線および赤外線をカットするＵＶ・ＩＲ
フィルタ１１７と、画像を再生する光シャッタを構成す
る第１の偏光板１１９、液晶パネル１２１および第２の
偏光板１２３と、再生された画像を拡大投写する投写レ
ンズ１２７と、スクリーンを構成するフレネルレンズ１
２９、レンチキュラレンズ１３１と、映像信号が入力さ
れる映像入力端子１３３と、映像信号から液晶パネル駆
動信号を生成する信号処理回路１３５と、を備えて構成
されている。

【０００５】この従来の背面投写型液晶プロジェクタ装
置１０１の動作は以下の通りである。まず、ハロゲンラ
ンプ、メタルハライドランプ等を使用した光源ランプ１
１１は、電源回路１１３から所定の電力供給を受けて発
光する。光源ランプ１１１より発する光は、放物面鏡１
１５により右方向に放射する略平行光に制御反射され
る。

【０００６】次いで、この放物面鏡１１５より得られた
略平行光から映像形成に不要かつ有害な紫外線および赤
外線領域の波長がＵＶ・ＩＲフィルタ１１７によりカッ
トされる。次いで、可視光の波長域の略平行光が偏光方
向を制限通過させるために第１の偏光板１１９に入射さ
れる。この第１の偏光板１１９により直線偏光された略
平行光は、それぞれの旋光性を制御可能なようにマトリ
ックス状に配置された複数の液晶セルを備えた液晶パネ
ル１２１に入射し、信号処理回路１３５から与えられる
液晶パネル駆動信号に応じた液晶セル毎の旋光性の空間
分布が与えられる。

【０００７】次いで、この液晶パネル１２１により旋光
性の空間分布が与えられた光を第２の偏光板１２３に入
射させ、この第２の偏光板１２３より任意偏光方向の光
のみを選択的に通過させることにより、前記旋光性の空
間分布を光の強さの空間分布すなわち明暗の空間分布を
持つ光（画像を担う光）に変換する。

【０００８】次いで、この第２の偏光板１２３を通過し
た光を、図８に示すように第２の偏光板１２３と投写レ
ンズ１２７の間に設けられた第１の反射板１３７により
方向を変更させて投写レンズ１２７に入射させる。次い
で、この投写レンズ１２７からフレネルレンズ１２９お
よびレンチキュラレンズ１３１により構成されたスクリ
ーンの背面に向かって拡大投写する。

【０００９】フレネルレンズ１２９は、投写レンズ１２
７から発せられた光を観察位置に集光させ、レンチキュ
ラレンズ１３１は、フレネルレンズ１２９を通過した光
を任意方向に制御及びまたは拡散する。

【００１０】一方、映像入力端子１３３に入力された映
像信号に基づいて信号処理回路１３５により液晶パネル
１２１の各セルの旋光性を制御するために液晶パネル駆
動信号が発生される。

【００１１】そして、この背面投写型液晶プロジェクタ
装置１０１は、レンチキュラレンズ１３１の前面が裸出
す筐体に格納され、レンチキュラレンズ１３１の右方か
ら符号１４１で視点を示す観察者により観察される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
背面投写型液晶プロジェクタ装置では、前面投写型液晶
プロジェクタ装置に比べて、とくに室内を暗くしなくて
も映像を見ることはできるが、外光がスクリーンに反射
するため映像の黒レベルが上昇し、周囲の明るさに応じ
て画像のコントラストが低下するという問題があった。
また、上記従来の背面投写型液晶プロジェクタ装置で
は、画面中央部に比べて画面周辺部、特に画面４隅部の
光量およびコントラストの低下が著しく、画面周辺部の
映像が見にくいという問題があった。

【００１３】また、入射面（入射光線と法線を含む平
面）内に振動するＰ偏光と、前記入射面に垂直な面内で
振動するＳ偏光では、図４に示すようにＳ偏光成分の反
射率Ｒs の方がＰ偏光成分の反射率Ｒp より反射率が高
くなる。特に、画面周辺部のように入射角θ₀ が大きく
なるとＳ偏光成分の反射率Ｒs の上昇がＰ偏光成分の反
射率Ｒp に比べ顕著となり、この反射ロスが画面周辺部
の映像を見にくくしている原因の１つになっている。

【００１４】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、投写される映像のコントラスト低下を軽減し、ま
た、画面周辺部の輝度を向上させ、画像品位を向上させ
ることが可能な背面投写型液晶プロジェクタ装置を提供
することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１記載の発明は、光源ランプと、この光源ランプ
より発する光を略平行光に制御反射する放物面鏡と、こ
の放物面鏡より得られた略平行光の偏光方向を制限通過
させる第１の偏光板と、この第１の偏光板を通過した略
平行光が照射されるとともに、それぞれの旋光性を制御
可能なようにマトリックス状に配置された複数の液晶セ
ルを備えた液晶パネルと、この液晶パネルを通過した光
から任意偏光方向の光のみを選択的に通過させる第２の
偏光板と、 この第２の偏光板を通過した光を拡大投写
する投写レンズと、この投写レンズより発せられた光を
任意位置に集光させるフレネルレンズと、このフレネル
レンズを通過した光を任意方向に制御およびまたは拡散
するレンチキュラレンズと、を備えて構成される背面投
写型液晶プロジェクタ装置において、前記液晶パネル
は、複数の独立な液晶セル群に分割され、少なくともこ
の液晶パネルの４つの角部分のいずれかに接する前記液
晶セル群については、その透過軸方向が略放射状であ
り、前記第１の偏光板と前記第２の偏光板は、前記液晶
パネルの液晶セル群に対応した偏光方向に形成され、さ
らに、前記投写レンズから前記レンチキュラレンズ前面
までの任意の位置に、前記液晶パネルの液晶セル群に対
応した偏光方向である第３の偏光板を備えたことを要旨
とする。

【００１６】請求項１記載の背面投写型液晶プロジェク
タ装置にあっては、液晶パネルを複数の独立な液晶セル
群に分割し、液晶パネルの４つの角部分のいずれかに接
する液晶セル群については、その透過軸方向が略放射状
であり、さらに、投写レンズからレンチキュラレンズ前
面までの任意の位置に前記液晶パネルの液晶セル群に対
応した偏光方向である第３の偏光板を備え、これによ
り、投写される映像のコントラスト低下を軽減し、ま
た、画面周辺部の輝度を向上させ、画像品位を向上させ
ることが可能となる。

【００１７】また、請求項２記載の発明は、この光源ラ
ンプより発する光を反射・集光する楕円面鏡と、この楕
円面鏡より得られた略平行光の偏光方向を制限通過させ
る第１の偏光板と、この第１の偏光板を通過した略平行
光が照射されるとともに、それぞれの旋光性を制御可能
なようにマトリックス状に配置された複数の液晶セルを
備えた液晶パネルと、この液晶パネルを通過した光から
任意偏光方向の光のみを選択的に通過させる第２の偏光
板と、この第２の偏光板を通過した光を拡大投写する投
写レンズと、この投写レンズより発せられた光を任意位
置に集光させるフレネルレンズと、このフレネルレンズ
を通過した光を任意方向に制御およびまたは拡散するレ
ンチキュラレンズと、を備えて構成される背面投写型液
晶プロジェクタ装置において、前記液晶パネルは、複数
の独立な液晶セル群に分割され、少なくともこの液晶パ
ネルの４つの角部分のいずれかに接する前記液晶セル群
については、その透過軸方向が略放射状であり、前記第
１の偏光板と前記第２の偏光板は、前記液晶パネルの液
晶セル群に対応した偏光方向に形成され、さらに、前記
投写レンズから前記レンチキュラレンズ前面までの任意
の位置に、前記液晶パネルの液晶セル群に対応した偏光
方向である第３の偏光板を備えたことを要旨とする。

【００１８】請求項２記載の背面投写型液晶プロジェク
タ装置にあっては、液晶パネルを複数の独立な液晶セル
群に分割し、液晶パネルの４つの角部分のいずれかに接
する液晶セル群については、その透過軸方向が略放射状
であり、さらに、投写レンズからレンチキュラレンズ前
面までの任意の位置に前記液晶パネルの液晶セル群に対
応した偏光方向である第３の偏光板を備え、これによ
り、投写される映像のコントラスト低下を軽減し、ま
た、画面周辺部の輝度を向上させ、画像品位を向上させ
ることが可能となる。

【００１９】また、請求項３記載の発明は、光源ランプ
と、この光源ランプより発する光を略平行光に制御反射
する放物面鏡と、この放物面鏡より得られた略平行光の
偏光方向を制限通過させる第１の偏光板と、この第１の
偏光板を通過した略平行光が照射されるとともに、それ
ぞれの旋光性を制御可能なようにマトリックス状に配置
された複数の液晶セルを備えた液晶パネルと、この液晶
パネルを通過した光から任意偏光方向の光のみを選択的
に通過させる第２の偏光板と、この第２の偏光板を通過
した光を拡大投写する投写レンズと、この投写レンズよ
り発せられた光を任意位置に集光させるフレネルレンズ
と、このフレネルレンズを通過した光を任意方向に制御
およびまたは拡散するレンチキュラレンズとを備えて構
成される背面投写型液晶プロジェクタ装置において、前
記液晶パネルは、透過軸方向が重心から略放射状に形成
され、前記第１の偏光板と前記第２の偏光板は、前記液
晶パネルの液晶セル群に対応した偏光方向に形成され、
さらに、前記投写レンズから前記レンチキュラレンズ前
面までの任意の位置に、前記液晶パネルの液晶セル群に
対応した偏光方向である第３の偏光板を備えたことを要
旨とする。

【００２０】請求項３記載の背面投写型液晶プロジェク
タ装置にあっては、液晶パネルの透過軸方向を重心から
略放射状に形成し、さらに、投写レンズからレンチキュ
ラレンズ前面までの任意の位置に前記液晶パネルの液晶
セル群に対応した偏光方向である第３の偏光板を備え、
これにより、投写される映像のコントラスト低下を軽減
し、また、画面周辺部の輝度を向上させ、画像品位を向
上させることが可能となる。

【００２１】また、請求項４記載の発明は、光源ランプ
と、この光源ランプより発する光を反射・集光する楕円
面鏡と、この楕円面鏡より得られた略平行光の偏光方向
を制限通過させる第１の偏光板と、この第１の偏光板を
通過した略平行光が照射されるとともに、それぞれの旋
光性を制御可能なようにマトリックス状に配置された複
数の液晶セルを備えた液晶パネルと、この液晶パネルを
通過した光から任意偏光方向の光のみを選択的に通過さ
せる第２の偏光板と、この第２の偏光板を通過した光を
拡大投写する投写レンズと、この投写レンズより発せら
れた光を任意位置に集光させるフレネルレンズと、この
フレネルレンズを通過した光を任意方向に制御およびま
たは拡散するレンチキュラレンズと、を備えて構成され
る背面投写型液晶プロジェクタ装置において、前記液晶
パネルは、透過軸方向が重心から略放射状に形成され、
前記第１の偏光板と前記第２の偏光板は、前記液晶パネ
ルの液晶セル群に対応した偏光方向に形成され、さら
に、前記投写レンズから前記レンチキュラレンズ前面ま
での任意の位置に、前記液晶パネルの液晶セル群に対応
した偏光方向である第３の偏光板を備えたことを要旨と
する。

【００２２】請求項４記載の背面投写型液晶プロジェク
タ装置にあっては、液晶パネルの透過軸方向を重心から
略放射状に形成し、さらに、投写レンズからレンチキュ
ラレンズ前面までの任意の位置に前記液晶パネルの液晶
セル群に対応した偏光方向である第３の偏光板を備え、
これにより、投写される映像のコントラスト低下を軽減
し、また、画面周辺部の輝度を向上させ、画像品位を向
上させることが可能となる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態を
図面を参照して説明する。図１は本発明に係る背面投写
型液晶プロジェクタ装置の第１実施形態の概要を示すシ
ステム構成図である。尚、図中、図７で示したものと同
一のものは同一の符号を付して詳細な説明を省略した。

【００２４】図１に示すように、第１実施形態の背面投
写型液晶プロジェクタ装置１は、図６に示した従来の背
面投写型液晶プロジェクタ装置１０１の液晶パネル１２
１を、４つの独立な液晶セル群に分割した液晶パネル１
１Ａに変更し、この液晶パネル１１Ａに対応させて図７
に示した第１の偏光板１１９を第１の偏光板１３に変更
すると共に、図７に示した第２の偏光板１２３を第２の
偏光板１５に変更し、さらに、レンチキュラレンズ１３
１の外側に液晶パネル１１Ａに対応させた第３の偏光板
１７を設けたものである。

【００２５】液晶パネル１１Ａは、図２に示すように、
同一面積である４つの液晶セル群１１Ａａ，１１Ａｂ，
１１Ａｃ，１１Ａｄに分割される。液晶セル群１１Ａａ
は、電圧オン状態から電圧オフ状態にすることで入射す
る光を略９０度旋光させ、液晶パネル１１Ａの重心を通
る映像走査方向と同一方向の分割線を基準にして、前記
重心から略４５度（π／４）の角を成す線と平行の透過
軸方向となるように構成されている。液晶セル群１１Ａ
ｂは、電圧オン状態から電圧オフ状態にすることで入射
する光を略９０度旋光させ、分割線を基準にして、前記
重心から略１３５度（３π／４）の角を成す線と平行の
透過軸方向となるように構成されている。液晶セル群１
１Ａｃは、電圧オン状態から電圧オフ状態にすることで
入射する光を略９０度旋光させ、分割線を基準にして、
前記重心から略２２５度（５π／４）の角を成す線と平
行の透過軸方向となるように構成されている。液晶セル
群１１Ａｄは、電圧オン状態から電圧オフ状態にするこ
とで入射する光を略９０度旋光させ、分割線Ｌを基準に
して、前記重心から略３１５度（７π／４）の角を成す
線と平行の透過軸方向となるように構成されている。

【００２６】第１の偏光板１３Ａは、図２に示すよう
に、液晶パネル１１Ａの液晶セル群１１Ａａ，１１Ａ
ｂ，１１Ａｃ，１１Ａｄに対応させて、同一面積の４つ
の領域１３Ａａ，１３Ａｂ，１３Ａｃ，１３Ａｄに分割
されている。領域１３Ａａ，１３Ａｂ，１３Ａｃ，１３
Ａｄのそれぞれの偏光方向は、それぞれ対応する液晶セ
ル群１１Ａａ，１１Ａｂ，１１Ａｃ，１１Ａｄの透過軸
方向に対し９０度の角を成すように構成さている。

【００２７】第２の偏光板１５Ａは、図２に示すよう
に、液晶パネル１１Ａの液晶セル群１１Ａａ，１１Ａ
ｂ，１１Ａｃ，１１Ａｄに対応させて、同一面積の４つ
の領域１５Ａａ，１５Ａｂ，１５Ａｃ，１５Ａｄに分割
されている。領域１５Ａａ，１５Ａｂ，１５Ａｃ，１５
Ａｄのそれぞれの偏光方向は、それぞれ対応する液晶セ
ル群１１Ａａ，１１Ａｂ，１１Ａｃ，１１Ａｄの透過軸
方向と同一方向となるように構成さている。

【００２８】第３の偏光板１７Ａは、図２に示すよう
に、液晶パネル１１Ａの液晶セル群１１Ａａ，１１Ａ
ｂ，１１Ａｃ，１１Ａｄに対応させて、同一面積の４つ
の領域１７Ａａ，１７Ａｂ，１７Ａｃ，１７Ａｄに分割
されている。領域１７Ａａ，１７Ａｂ，１７Ａｃ，１７
Ａｄのそれぞれの偏光方向は、それぞれ対応する液晶セ
ル群１１Ａａ，１１Ａｂ，１１Ａｃ，１１Ａｄの透過軸
方向と同一方向となるように構成さている。

【００２９】次に、第１実施形態の動作を図１〜図３を
用いて説明する。まず、図１に示す光源ランプ１１１
は、電源回路１１３から所定の電力供給を受けて発光す
る。光源ランプ１１１より発する光は、放物面鏡１１５
により右方向に放射する略平行光に制御反射される。

【００３０】次いで、この放物面鏡１１５より得られた
略平行光から映像形成に不要かつ有害な紫外線および赤
外線領域の波長がＵＶ・ＩＲフィルタ１１７によりカッ
トされる。次いで、可視光の波長域の略平行光が偏光方
向を制限通過させるために第１の偏光板１３に入射され
る。

【００３１】第１の偏光板１３Ａに入射する光は図３の
「入射光」に示すようにあらゆる方向の光を含んでい
る。このため、第１の偏光板１３Ａでは、入射した光の
内、図３の「第１の偏光板」に示すように映像走査方向
に対し領域１３Ａａ，１３Ａｂ，１３Ａｃ，１３Ａｄ毎
に、それぞれ略４５度、略１３５度、略２２５度、略３
１５度の角を成す光のみを通過させる。尚、図３では液
晶セル群１１Ａａに対応する第１の偏光板１３Ａの領域
１３Ａａ、第２の偏光板１５Ａの領域１５ａ，第３の偏
光板１７の領域１７ａのみを示している。そして、この
第１の偏光板１３Ａを通過した光は、図２に示すように
液晶パネル１１Ａに入射される。

【００３２】次いで、液晶パネル１１Ａでは、図１に示
す信号処理回路１３５から与えられる液晶パネル駆動信
号に応じて、図３の「液晶パネル」に示すように電圧オ
ン状態から電圧オフ状態にすることにより入射光を液晶
セル群１１Ａａ，１１Ａｂ，１１Ａｃ，１１Ａｄ毎に略
９０度旋光する。そして、この略９０度旋光された光は
図２に示すように第２の偏光板１５Ａに入射される。

【００３３】次いで、第２の偏光板１５Ａは、図３の
「第２の偏光板」に示すように液晶パネル１１Ａの透過
軸方向と同一方向の偏光のみを選択的に通過させる。そ
して、この第２の偏光板１５Ａを通過した光は、投写レ
ンズ１２７に入射され、フレネルレンズ１２９に映像と
して投写される。この投写された映像は、フレネルレン
ズ１２９により観察位置に集光され、レンチキュラレン
ズ１３１により任意方向に制御及びまたは拡散される。
即ち、フレネルレンズ１２９によりスクリーン周辺部が
暗くなるのが防止され、レンチキュラレンズ１３１によ
り視野角が広げられる。

【００３４】そして、第３の偏光板１７Ａでは、図３の
「第３の偏光板」に示すように、液晶パネル１１Ａの透
過軸方向と同一方向の偏光のみを選択的に通過させる。

【００３５】放射状の透過軸を持った第３の偏光板１７
Ａを通過した光は画面中心から放射状の偏光方向を持っ
た光であり、フレネルレンズ１２９の各部にＰ偏光で入
射することになる。ここで図４に示すようにＳ偏光成分
の反射率Ｒs の方がＰ偏光成分の反射率Ｒp より反射率
が高くなる。特に、画面周辺部のように入射角θ₀ が大
きくなるとＳ偏光成分の反射率Ｒs の上昇がＰ偏光成分
の反射率Ｒp に比べ顕著となり、この反射ロスが画面周
辺部の映像を見にくくしている原因の１つになってい
る。しかしながらここでは、フレネルレンズ１２９の各
部にＰ偏光で入射することになる。よって、フレネルレ
ンズ１２９での反射ロスがランダム光やＳ偏光の場合よ
り少なく、角度が大きい場所ほど効果が大きいために、
画面周辺部でのロスが減り、周辺部まで明るい映像を得
ることができる。

【００３６】また、第３の偏光板１７Ａを備えることに
より、レンチキュラレンズ１３１外側から反射する外光
に含まれる偏光板の偏光方向と垂直な偏光成分をカット
することができ、外光の反射率を低下させ、画像のコン
トラストの低下を軽減させる。

【００３７】そして、第３の偏光板１７Ａの右方向から
符号１４１で視点を示す観察者により観察される。

【００３８】このように、第１実施形態では、液晶パネ
ル１１Ａを４つの液晶セル群１１Ａａ，１１Ａｂ，１１
Ａｃ，１１Ａｄに分割し、第１の偏光板１３Ａと第２の
偏光板１５Ａをこの液晶パネル１１Ａに対応させて構成
し、さらに、レンチキュラレンズ１３１の外側に第３の
偏光板１７Ａを液晶パネル１１に対応させて配設してい
るので、投写される映像のコントラスト低下を軽減し、
また、画面周辺部の輝度を向上させることができる。

【００３９】次に、本発明に係る背面投写型液晶プロジ
ェクタ装置の第２実施形態を図５を用いて説明する。
尚、図５では、第２実施形態の主要部を示し、図１に示
した光源ランプ１１１、電源回路１１３、ＵＶ・ＩＲフ
ィルタ１１７、信号処理回路１３５および映像入力端子
１３７の記載は省略する。また、図５中、図１に示した
ものと同一のものは同一の符号を付して詳細な説明を省
略した。

【００４０】図５に示すように、第２実施形態では、図
２に示した第１実施形態の液晶パネル１１Ａを液晶パネ
ル１１Ｂに変更すると共に、第１の偏光板１３Ａ、第２
の偏光板１５Ａ、第３の偏光板１７Ａをこの液晶パネル
１１Ｂに対応させて、第１の偏光板１３Ｂ、第２の偏光
板１５Ｂ、第３の偏光板１７Ｂに変更したものである。

【００４１】液晶パネル１１Ｂは、特に、ハイビジョン
放送等のワイド画面（アスペクト比１６：９）に対応さ
せたもので、図５に示すように４つの角部分に接する同
一面積の４つの液晶セル群１１Ｂａ，１１Ｂｂ，１１Ｂ
ｃ，１１Ｂｄ，１１Ｂｅと、中央部分を映像走査方向に
対し垂直方向に分割した１つの液晶セル１１Ｂｅとから
成る。

【００４２】液晶パネル１１Ｂの４つの角部分に接する
同一面積の４つの液晶セル群１１Ｂａ，１１Ｂｂ，１１
Ｂｃ，１１Ｂｄは、図２に示す液晶セル１１Ａａ，１１
Ａｂ，１１Ａｃ，１１Ａｄと同様に略４５度、略１３５
度、略２２５度、略３１５度の角を成す光のみを通過さ
せる。また、液晶パネル１１Ｂの中央部分の液晶セル１
１Ｂｅは、電圧オン状態から電圧オフ状態にすることで
入射する光を略９０度旋光させ、映像走査方向と同一方
向の透過軸方向となるように構成されている。

【００４３】第１の偏光板１３Ｂは、図５に示すよう
に、液晶パネル１１Ｂの液晶セル群１１Ｂａ，１１Ｂ
ｂ，１１Ｂｃ，１１Ｂｄ，１１Ｂｅに対応させて、５つ
の領域１３Ｂａ，１３Ｂｂ，１３Ｂｃ，１３Ｂｄ、１３
Ｂｅに分割されている。領域１３Ｂａ，１３Ｂｂ，１３
Ｂｃ，１３Ｂｄ，１３Ｂｅのそれぞれの偏光方向は、そ
れぞれ対応する液晶セル群１１Ｂａ，１１Ｂｂ，１１Ｂ
ｃ，１１Ｂｄ，１１Ｂｅの透過軸方向に対し略９０度の
角を成すように構成されている。

【００４４】第２の偏光板１５Ｂは、図５に示すよう
に、液晶パネル１１Ｂの液晶セル群１１Ｂａ，１１Ｂ
ｂ，１１Ｂｃ，１１Ｂｄ，１１Ｂｅに対応させて、５つ
の領域１５Ｂａ，１５Ｂｂ，１５Ｂｃ，１５Ｂｄ，１５
Ｂｅに分割されている。領域１５Ｂａ，１５Ｂｂ，１５
Ｂｃ，１５Ｂｄ，１１Ｂｅのそれぞれの偏光方向は、そ
れぞれ対応する液晶セル群１１Ｂａ，１１Ｂｂ，１１Ｂ
ｃ，１１Ｂｄ，１１Ｂｅの透過軸方向と同一方向となる
ように構成さている。

【００４５】第３の偏光板１７Ｂは、図５に示すよう
に、液晶パネル１１Ｂの液晶セル群１１Ｂａ，１１Ｂ
ｂ，１１Ｂｃ，１１Ｂｄ，１１Ｂｅに対応させて、５つ
の領域１７Ｂａ，１７Ｂｂ，１７Ｂｃ，１７Ｂｄに分割
されている。領域１７Ｂａ，１７Ｂｂ，１７Ｂｃ，１７
Ｂｄのそれぞれの偏光方向は、それぞれ対応する液晶セ
ル群１１Ｂａ，１１Ｂｂ，１１Ｂｃ，１１Ｂｄ，１１Ｂ
ｅの透過軸方向と同一方向となるように構成さている。

【００４６】次に、第２実施形態の動作を図５を用いて
説明する。尚、図２に示した光源ランプ１１１、電源回
路１１３、方物面鏡１１５、ＵＶ・ＩＲフィルタ１１７
の動作は同一であるので第１の偏光板１３Ｂからの動作
を説明する。

【００４７】第１の偏光板１３Ｂに入射する光はあらゆ
る方向の光を含んでいる。このため、第１の偏光板１３
Ｂでは、入射した光の内、映像走査方向に対し領域１３
Ｂａ，１３Ｂｂ，１３Ｂｃ，１３Ｂｄ，１４Ｂｅ毎に、
それぞれ略４５度、略１３５度、略２２５度、略３１５
度、略９０度の角を成す光のみを通過させる。そして、
この第１の偏光板１３Ｂを通過した光は、図５に示すよ
うに液晶パネル１１Ｂに入射される。

【００４８】次いで、液晶パネル１１Ｂでは、図示しな
い信号処理回路から与えられる液晶パネル駆動信号に応
じて、電圧オン状態から電圧オフ状態にすることにより
入射光を液晶セル群１１Ｂａ，１１Ｂｂ，１１Ｂｃ，１
１Ｂｄ，１１Ｂｅ毎に略９０度旋光する。そして、この
略９０度旋光された光は第２の偏光板１５Ｂに入射され
る。

【００４９】次いで、第２の偏光板１５Ｂは、液晶パネ
ル１１Ｂの透過軸方向と同一方向の偏光のみを選択的に
通過させる。そして、この第２の偏光板１５Ｂを通過し
た光は、投写レンズ１２７に入射され、フレネルレンズ
１２９に映像として投写される。この投写された映像
は、フレネルレンズ１２９により観察位置に集光され、
レンチキュラレンズ１３１により任意方向に制御及びま
たは拡散される。即ち、フレネルレンズ１２９によりス
クリーン周辺部が暗くなるのが防止され、レンチキュラ
レンズ１３１により視野角が広げられる。

【００５０】そして、第３の偏光板１７Ｂでは、液晶パ
ネル１１Ｂの透過軸方向と同一方向の偏光のみを選択的
に通過させる。

【００５１】放射状の透過軸を持った第３の偏光板１７
Ｂを通過した光は画面中心から放射状の偏光方向を持っ
た光であり、フレネルレンズ１２９の各部にＰ偏光で入
射することになる。よって、フレネルレンズ１２９での
反射ロスがランダム光やＳ偏光の場合より少なく、角度
が大きい場所ほど効果が大きいために、画面周辺部での
ロスが減り、周辺部まで明るい映像を得ることができ
る。

【００５２】また、第３の偏光板１７Ｂを備えることに
より、レンチキュラレンズ１３１外側から反射する外光
に含まれる偏光板の偏光方向と垂直な偏光成分をカット
することができ、外光の反射率を低下させ、画像のコン
トラストの低下を軽減させる。

【００５３】このように、第２実施形態では、液晶パネ
ル１１Ｂを５つの液晶セル１１Ｂａ，１１Ｂｂ，１１Ｂ
ｃ，１１Ｂｄ，１１Ｂｅに分割し、第１の偏光板１３Ｂ
と第２の偏光板１５Ｂをこの液晶パネル１１Ｂに対応さ
せて構成し、さらに、レンチキュラレンズ１３１の外側
に第３の偏光板１７Ｂを液晶パネル１１に対応させて配
設しているので、投写される映像のコントラスト低下を
軽減し、また、画面周辺部の輝度を向上させることがで
きる。

【００５４】尚、第２の実施形態では、液晶パネル１１
Ｂ中央部分の透過軸方向を映像操作方向と同一方向と
し、ワイド画面に対応させているので、画面のワイド化
による画面周辺部のコントラストの低下を軽減すること
ができる。尚、第２実施形態は、ワイド画面に対応させ
たものであるが、アスペクト比４：３の画面に適用して
も良い。

【００５５】さらに、第１実施形態と第２実施形態で
は、液晶セル群１１Ａａ（１１Ｂａ），１１Ａｂ（１１
Ｂｂ），１１Ａｃ（１１Ｂｃ），１１Ａｄ（１１Ｂｃ）
の偏光方向をそれぞれ映像操作方向に対し、略４５度、
略１３５度、略２２５度、略３１５度としているが、こ
の偏光方向に限らず、液晶パネル１１Ａ全体として略放
射状になれば他の偏光方向でも良い。

【００５６】さらに、第１実施形態では液晶パネル１１
Ａを４つに分割、第２実施形態では液晶パネル１１Ｂを
５つに分割しているが、分割数および分割方法はこれら
に限定されるものではなく、他の分割数、分割方法でも
良い。

【００５７】次に、本発明に係る背面投写型液晶プロジ
ェクタ装置の第３実施形態を図６を用いて説明する。
尚、図６では、第３実施形態の主要部を示し、図１に示
した光源ランプ１１１、電源回路１１３、ＵＶ・ＩＲフ
ィルタ１１７、信号処理回路１３５および映像入力端子
１３７の記載は省略する。また、図６中、図１に示した
ものと同一のものは同一の符号を付して詳細な説明を省
略した。

【００５８】図６に示すように、第３実施形態では、図
２に示した第１実施形態の液晶パネル１１Ａを液晶パネ
ル１１Ｃに変更すると共に、第１の偏光板１３Ａ、第２
の偏光板１５Ａ、第３の偏光板１７Ａをこの液晶パネル
１１Ｂに対応させて、第１の偏光板１３Ｃ、第２の偏光
板１５Ｃ、第３の偏光板１７Ｃに変更したものである。

【００５９】液晶パネル１１Ｃは、図６に示すように透
過軸方向が放射状となるように形成されている。第１の
偏光板１３Ｃは、図６に示すように偏光方向が液晶パネ
ル１１Ｃの透過軸方向に対し、略９０度すなわち、重心
を中心とした同心円となるように形成されている。第２
の偏光板１５Ｃは、図６に示すように偏光方向が液晶パ
ネル１１Ｃの透過軸方向と同一方向となるように形成さ
れている。第３の偏光板１７Ｃは、図６に示すように、
偏光方向が液晶パネル１１Ｃの透過軸方向と同一方向と
なるように形成されている。

【００６０】次に、第３実施形態の動作を図６を用いて
説明する。尚、図２に示した光源ランプ１１１、電源回
路１１３、方物面鏡１１５、ＵＶ・ＩＲフィルタ１１７
の動作は同一であるので第１の偏光板１３Ｂからの動作
を説明する。第１の偏光板１３Ｃに入射する光はあらゆ
る方向の光を含んでいる。このため、第１の偏光板１３
Ｃでは、入射した光の内、重心を中心とした同心円の光
のみを通過させる。そして、この第１の偏光板１３Ｂを
通過した光は、図２に示すように液晶パネル１１Ｃに入
射される。

【００６１】次いで、液晶パネル１１Ｃでは、図示しな
い信号処理回路から与えられる液晶パネル駆動信号に応
じて、電圧オン状態から電圧オフ状態にすることにより
入射光を略９０度旋光する。即ち、偏光方向が同心円か
ら放射状に変換される。

【００６２】次いで、第２の偏光板１５Ｃは、液晶パネ
ル１１Ｃの透過軸方向と同一方向の偏光のみを選択的に
通過させる。そして、この第２の偏光板１５Ｃを通過し
た光は、投写レンズ１２７に入射され、フレネルレンズ
１２９に映像として投写される。この投写された映像
は、フレネルレンズ１２９により観察位置に集光され、
レンチキュラレンズ１３１により任意方向に制御及びま
たは拡散される。即ち、フレネルレンズ１２９によりス
クリーン周辺部が暗くなるのが防止され、レンチキュラ
レンズ１３１により視野角が広げられる。

【００６３】そして、第３の偏光板１７Ｃでは、液晶パ
ネル１１Ｃの透過軸方向と同一方向の偏光のみを選択的
に通過させる。

【００６４】放射状の透過軸を持った第３の偏光板１７
Ａを通過した光は画面中心から放射状の偏光方向を持っ
た光であり、フレネルレンズ１２９の各部にＰ偏光で入
射することになる。よって、フレネルレンズ１２９での
反射ロスがランダム光やＳ偏光の場合より少なく、角度
が大きい場所ほど効果が大きいために、画面周辺部での
ロスが減り、周辺部まで明るい映像を得ることができ
る。

【００６５】また、第３の偏光板１７Ｃを備えることに
より、レンチキュラレンズ１３１外側から反射する外光
に含まれる偏光板の偏光方向と垂直な偏光成分をカット
することができ、外光の反射率を低下させ、画像のコン
トラストの低下を軽減させる。

【００６６】このように、第３実施形態では、液晶パネ
ル１１Ｃの透過軸方向を放射状とし、第１の偏光板１３
Ｃと第２の偏光板１５Ｃをこの液晶パネル１１Ｃに対応
させて構成し、さらに、レンチキュラレンズ１３１の外
側に第３の偏光板１７Ｃを液晶パネル１１Ｃに対応させ
て配設しているので、投写される映像のコントラスト低
下を軽減し、また、画面周辺部の輝度を向上させること
ができる。

【００６７】尚、第３実施形態の液晶パネル１１Ｃの透
過軸方向は放射状であるが、液晶パネル１１を放射状の
液晶セル群に複数分割し、それぞれ液晶セル群の透過軸
方向を放射状もしくはぞれぞれの液晶セル群中の任意位
置と液晶パネル１１の重心を結ぶ線と平行となるように
しても良い。

【００６８】尚、上記の実施の形態の第３の偏光板１７
Ａ，１７Ｂ，１７Ｃの外側もしくはレンチキュラレンズ
１３１と第３の偏光板１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃの間に任
意の透過率を有する光透過板を設けても良い。この場
合、投写される映像の輝度は多少低下するが、コントラ
ストを向上させることができる。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように請求項１と請求項２
記載の発明によれば、液晶パネルが複数の独立な液晶セ
ル群に分割され、少なくともこの液晶パネルの４つの角
部分のいずれかに接する前記液晶セル群については、そ
の透過軸方向が略放射状であり、スクリーン（フレネ
ル）反射面の反射率を低下させるべくＰ偏光で照射させ
ているので、周辺の輝度が向上し、さらに、投写レンズ
からレンチキュラレンズ前面までの任意の位置に前記液
晶パネルの液晶セル群に対応した偏光方向である第３の
偏光板を備えているので、レンチキュラレンズ外側から
反射する外光に含まれる偏光板の偏光方向と垂直な偏光
成分をカットすることができ、外光の反射率を低下さ
せ、画像のコントラストの低下を軽減し、画像品位を向
上させることが可能となる。

【００７０】さらに、請求項３と請求項４記載の発明に
よれば、液晶パネルが透過軸方向が重心から略放射状に
形成され、スクリーン（フレネル）反射面の反射率を低
下させるべくＰ偏光で照射させているので、周辺の輝度
が向上し、さらに、投写レンズからレンチキュラレンズ
前面までの任意の位置に前記液晶パネルの液晶セル群に
対応した偏光方向である第３の偏光板を備えているの
で、レンチキュラレンズ外側から反射する外光に含まれ
る偏光板の偏光方向と垂直な偏光成分をカットすること
ができ、外光の反射率を低下させ、画像のコントラスト
の低下を軽減し、画像品位を向上させることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る背面投写型液晶プロジェクタ装置
の第１実施形態の概要を示すシステム構成図である。

【図２】本発明に係る背面投写型液晶プロジェクタ装置
の第１実施形態の主要部の構成を示した図である。

【図３】図２に示した偏光板の偏光方向および液晶パネ
ルの透過軸方向を示した図である。

【図４】Ｓ偏光とＰ偏光の反射率を示す図である。

【図５】本発明に係る背面投写型液晶プロジェクタ装置
の第２実施形態の主要部の構成を示した図である。

【図６】本発明に係る背面投写型液晶プロジェクタ装置
の第３実施形態の主要部の構成を示した図である。

【図７】従来の背面投写型液晶プロジェクタ装置の概要
を示すシステム構成図である。

【図８】従来の背面投写型液晶プロジェクタ装置の断面
図である。

【符号の説明】

１ 背面投写型液晶プロジェクタ装置 １１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ 液晶パネル １１Ａａ，１１Ａａ，１１Ａｂ，１１Ａｃ，１１Ａｄ，
１１Ｂａ，１１Ｂａ，１１Ｂｂ，１１Ｂｃ，１１Ｂｄ，
１１Ｂｅ 液晶セル群 １３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ 第１の偏光板 １５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ 第２の偏光板 １７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ 第３の偏光板 １１１ 光源ランプ １１５ 放物面鏡 １１７ ＵＶ・ＩＲフィルタ １２７ 投写レンズ １２９ フレネルレンズ １３１ レンチキュラレンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅沢 俊光 埼玉県深谷市幡羅町１−９−２ 株式会社 東芝深谷工場内 (72)発明者 斉藤 裕 埼玉県深谷市幡羅町１−９−２ 株式会社 東芝深谷工場内 (72)発明者 尾林 稔夫 埼玉県深谷市幡羅町１−９−２ 株式会社 東芝深谷工場内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源ランプと、この光源ランプより発す
   る光を略平行光に制御反射する放物面鏡と、 この放物面鏡より得られた略平行光の偏光方向を制限通
   過させる第１の偏光板と、 この第１の偏光板を通過した略平行光が照射されるとと
   もに、それぞれの旋光性を制御可能なようにマトリック
   ス状に配置された複数の液晶セルを備えた液晶パネル
   と、 この液晶パネルを通過した光から任意偏光方向の光のみ
   を選択的に通過させる第２の偏光板と、 この第２の偏光板を通過した光を拡大投写する投写レン
   ズと、 この投写レンズより発せられた光を任意位置に集光させ
   るフレネルレンズと、 このフレネルレンズを通過した光を任意方向に制御およ
   びまたは拡散するレンチキュラレンズと、 を備えて構成される背面投写型液晶プロジェクタ装置に
   おいて、 前記液晶パネルは、複数の独立な液晶セル群に分割さ
   れ、少なくともこの液晶パネルの４つの角部分のいずれ
   かに接する前記液晶セル群については、その透過軸方向
   が略放射状であり、前記第１の偏光板と前記第２の偏光
   板は、前記液晶パネルの液晶セル群に対応した偏光方向
   に形成され、さらに、前記投写レンズから前記レンチキ
   ュラレンズ前面までの任意の位置に、前記液晶パネルの
   液晶セル群に対応した偏光方向である第３の偏光板を備
   えたことを特徴とする背面投写型液晶プロジェクタ装
   置。
2. 【請求項２】 光源ランプと、 この光源ランプより発する光を反射・集光する楕円面鏡
   と、 この楕円面鏡より得られた略平行光の偏光方向を制限通
   過させる第１の偏光板と、 この第１の偏光板を通過した略平行光が照射されるとと
   もに、それぞれの旋光性を制御可能なようにマトリック
   ス状に配置された複数の液晶セルを備えた液晶パネル
   と、 この液晶パネルを通過した光から任意偏光方向の光のみ
   を選択的に通過させる第２の偏光板と、 この第２の偏光板を通過した光を拡大投写する投写レン
   ズと、 この投写レンズより発せられた光を任意位置に集光させ
   るフレネルレンズと、 このフレネルレンズを通過した光を任意方向に制御およ
   びまたは拡散するレンチキュラレンズと、 を備えて構成される背面投写型液晶プロジェクタ装置に
   おいて、 前記液晶パネルは、複数の独立な液晶セル群に分割さ
   れ、少なくともこの液晶パネルの４つの角部分のいずれ
   かに接する前記液晶セル群については、その透過軸方向
   が略放射状であり、前記第１の偏光板と前記第２の偏光
   板は、前記液晶パネルの液晶セル群に対応した偏光方向
   に形成され、さらに、前記投写レンズから前記レンチキ
   ュラレンズ前面までの任意の位置に、前記液晶パネルの
   液晶セル群に対応した偏光方向である第３の偏光板を備
   えたことを特徴とする背面投写型液晶プロジェクタ装
   置。
3. 【請求項３】 光源ランプと、 この光源ランプより発する光を略平行光に制御反射する
   放物面鏡と、 この放物面鏡より得られた略平行光の偏光方向を制限通
   過させる第１の偏光板と、 この第１の偏光板を通過した略平行光が照射されるとと
   もに、それぞれの旋光性を制御可能なようにマトリック
   ス状に配置された複数の液晶セルを備えた液晶パネル
   と、 この液晶パネルを通過した光から任意偏光方向の光のみ
   を選択的に通過させる第２の偏光板と、 この第２の偏光板を通過した光を拡大投写する投写レン
   ズと、 この投写レンズより発せられた光を任意位置に集光させ
   るフレネルレンズと、 このフレネルレンズを通過した光を任意方向に制御およ
   びまたは拡散するレンチキュラレンズと、 を備えて構成される背面投写型液晶プロジェクタ装置に
   おいて、 前記液晶パネルは、透過軸方向が重心から略放射状に形
   成され、前記第１の偏光板と前記第２の偏光板は、前記
   液晶パネルの液晶セル群に対応した偏光方向に形成さ
   れ、さらに、前記投写レンズから前記レンチキュラレン
   ズ前面までの任意の位置に、前記液晶パネルの液晶セル
   群に対応した偏光方向である第３の偏光板を備えたこと
   を特徴とする背面投写型液晶プロジェクタ装置。
4. 【請求項４】 光源ランプと、 この光源ランプより発する光を反射・集光する楕円面鏡
   と、 この楕円面鏡より得られた略平行光の偏光方向を制限通
   過させる第１の偏光板と、 この第１の偏光板を通過した略平行光が照射されるとと
   もに、それぞれの旋光性を制御可能なようにマトリック
   ス状に配置された複数の液晶セルを備えた液晶パネル
   と、 この液晶パネルを通過した光から任意偏光方向の光のみ
   を選択的に通過させる第２の偏光板と、 この第２の偏光板を通過した光を拡大投写する投写レン
   ズと、 この投写レンズより発せられた光を任意位置に集光させ
   るフレネルレンズと、 このフレネルレンズを通過した光を任意方向に制御およ
   びまたは拡散するレンチキュラレンズと、 を備えて構成される背面投写型液晶プロジェクタ装置に
   おいて、 前記液晶パネルは、透過軸方向が重心から略放射状に形
   成され、前記第１の偏光板と前記第２の偏光板は、前記
   液晶パネルの液晶セル群に対応した偏光方向に形成さ
   れ、さらに、前記投写レンズから前記レンチキュラレン
   ズ前面までの任意の位置に、前記液晶パネルの液晶セル
   群に対応した偏光方向である第３の偏光板を備えたこと
   を特徴とする背面投写型液晶プロジェクタ装置。
5. 【請求項５】 前記第３の偏光板の外側もしくは前記レ
   ンチキュラレンズと前記第３の偏光板との間に任意の透
   過率を有する光透過板をさらに設けたことを特徴とする
   請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の背面投写型
   液晶プロジェクタ装置。