JPH10293300A - 液晶プロジェクタ - Google Patents

液晶プロジェクタ

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JPH10293300A
JPH10293300A JP9102867A JP10286797A JPH10293300A JP H10293300 A JPH10293300 A JP H10293300A JP 9102867 A JP9102867 A JP 9102867A JP 10286797 A JP10286797 A JP 10286797A JP H10293300 A JPH10293300 A JP H10293300A
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JP
Japan
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light
liquid crystal
polarizing plate
transmitted
beam splitter
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Pending
Application number
JP9102867A
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English (en)
Inventor
Midori Kanetani
みどり 金谷
Mikiya Kobayashi
三輝也 小林
Toshihiro Fukuda
俊広 福田
Sayuri Shigeuchi
小百合 茂内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPH10293300A publication Critical patent/JPH10293300A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133621Illuminating devices providing coloured light
    • G02F1/133623Inclined coloured light beams

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高輝度化に伴う吸収光量の増加によって偏光
板の特性劣化が問題視されていた。 【解決手段】 光源1から出射された光を青色光、赤色
光、緑色光にそれぞれ分離して反射させるとともに、そ
の反射させた各色の光を偏光板8に通し、この偏光板8
を透過した偏光成分をマイクロレンズ搭載のカラーフィ
ルタレス液晶パネル9に取り込んで、そのカラーフィル
タレス液晶パネル9からの透過光を投射する液晶プロジ
ェクタにおいて、光源1から偏光板8に至る光路の途中
に、偏光板8で透過対象としている偏光成分を透過し、
それ以外の偏光成分を除去する偏光ビームスプリッタ1
1を配設した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラーフィルタレ
ス液晶パネルを採用した液晶プロジェクタに関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】一般に、液晶パネルを1枚用いた単板式
の液晶プロジェクタでは、より高輝度、高精細表示を実
現するものとして、マイクロレンズを搭載したカラーフ
ィルタレス液晶パネルを採用したものが知られている。
この種の液晶プロジェクタでは、光源から出射された光
を3枚のダイクロイックミラーにより青色光、赤色光、
緑色光に分離し、この分離した各色の光をそれぞれ異な
る角度で液晶パネルに入射させることにより、各色光の
入射角度に対応した色画素に光を導き、そこを通過した
光を投射レンズを介してスクリーンに投射するようにし
ている。
【0003】ここで、液晶プロジェクタには、その構成
上必須の光学素子として、液晶パネルの光入射側と光出
射側にそれぞれ1枚ずつ偏光板が配設されている。この
うち、光入射側の偏光板は、光源から出射される光の中
で、液晶パネルに入射すべき偏光成分のみを通過し、そ
れ以外の偏光成分を吸収(遮断)する役目を果たす。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで近年では、液
晶プロジェクタ市場において、ますますの高輝度化が要
求されおり、これに伴って光源での発光量も増大してい
る。このように発光量が増大すると、液晶パネルの光入
射側の偏光板で吸収(遮断)される光量も増大すること
から、その熱とエネルギーによる偏光板の特性劣化が懸
念されている。
【0005】そこで従来においては、ファンを用いて偏
光板を空冷するようにしている。しかしながら、ファン
の使用にあたっては、モータの駆動音や羽根の風きり音
といった騒音が発生するため、十分に偏光板を冷却する
ことが難しかった。特に、AV(Audio-Visual)用途とし
て液晶プロジェクタを利用する場合は、騒音の発生が商
品価値を低下させる大きな要因となるため、ファンを使
用するうえでの制約が一段と厳しいものになっていた。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、光源から出射
された光を青色光、赤色光、緑色光にそれぞれ分離して
反射させるとともに、その反射させた各色の光を偏光板
に通し、該偏光板を透過した偏光成分をマイクロレンズ
搭載のカラーフィルタレス液晶パネルに取り込んで、そ
のカラーフィルタレス液晶パネルからの透過光を投射す
る液晶プロジェクタにおいて、光源から偏光板に至る光
路の途中に、その偏光板で透過対象としている偏光成分
を透過し、それ以外の偏光成分を除去する光学素子を配
設した構成となっている。
【0007】上記構成からなる液晶プロジェクタでは、
液晶パネルの光入射側の偏光板で吸収対象としている偏
光成分が、その偏光板に至る光路の途中で予め光学素子
により除去されるようになるため、その分だけ偏光板で
の吸収光量が少なくなる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しつつ詳細に説明する。図1は本発明に係
る液晶プロジェクタの実施形態を示す概略構成図であ
る。先ず、本発明が適用される液晶プロジェクタの基本
的な動作機能について概略説明する。図1において、メ
タルハライドランプ等の光源1から出射された光(白色
光)は、UV(紫外線)/IR(赤外線)カットフィル
タ2を介してガラスロッドインテグレータ3に取り込ま
れ、そこで光の反射により光量が均一化される。このよ
うに均一化された光はリレーレンズ4a,4bで所定の
倍率に拡大され、この拡大された光が3つのダイクロイ
ックミラー5,6,7に伝達される。
【0009】これらのダイクロイックミラー5,6,7
では、光源1から出射された光が青色光、赤色光、緑色
光に分離され、ここで分離・反射させた各色の光が偏光
板8を介してそれぞれ異なる角度でカラーフィルタレス
液晶パネル(以下、単に液晶パネルと略称する)9に入
射される。この液晶パネル9では、上述の如く互いに異
なる角度で入射する各色の光を図示せぬマイクロレンズ
で受け、各色の光毎にその対応する色画素へと光を導
く。このとき、液晶パネル9では、予め制御系によって
各画素毎に光の透過度合いが調整されていることから、
この調整に応じて各画素に光が入射し、これを透過す
る。そして、各色画素を透過した光が投射レンズ10を
透過することにより、図示せぬスクリーン上にカラー画
像が投射されることになる。
【0010】ここで、液晶パネル9の光入射側に設けら
れた偏光板8では、各々のダイクロイックミラー5,
6,7で分離された各色の光の中で、液晶パネル9への
入射に必要となるP偏光成分のみを透過し、不要なS偏
光成分を吸収(遮断)するようにしている。その際、高
輝度化に伴って偏光板8への入射光量が多くなると、そ
れにつれて偏光板8での吸収光量も上がるため、熱によ
る偏光板8の特性劣化が問題となる。
【0011】そこで本実施形態においては、偏光板8で
透過対象としている偏光成分(P偏光成分)を透過し、
それ以外の偏光成分(S偏光成分)を除去する光学素子
としてプリ偏光子11を採用し、このプリ偏光子11
を、光源1から偏光板8に至る光路の途中、例えば図示
のごとくリレーレンズ4a,4bの間に配設することと
した。
【0012】このプリ偏光子11としては、液晶パネル
9への入射光として不要なS偏光成分を除去し得るもの
であればよく、有機系の材料としては偏光度の低い偏光
板、また無機系材料としてはプリズムPBS(キュー
ブ)型,プレートPBS(平板)型,パイルオブプレー
ツ型など、いずれの構造のものを採用してもかまわない
が、プリズム型やパイルオブプレーツ型の場合は、コス
トが高いうえに、大型で非常に重く、特にパイルオブプ
レーツ型では、ブルースター角を用いていることから角
度依存性が大きいため、本実施形態においては、プリ偏
光子11として軽量かつ低価格なプレート型の偏光ビー
ムスプリッタ(以下、プリ偏光子を偏光ビームスプリッ
タと称す)を採用することとした。
【0013】また、偏光ビームスプリッタ11の膜材料
としても、有機系、無機系のいずれを採用してもかまわ
ないが、一般に有機系の場合は熱に弱いことから、本実
施形態では無機系の材料(例えば、SiO2 、MgF)
を採用することとした。
【0014】上記構成からなる液晶プロジェクタにおい
ては、光源1から出射された光がUV/IRカットフィ
ルタ2,ガラスロッドインテグレータ3を経てリレーレ
ンズ4a,4bに伝達されるが、そのリレーレンズ4
a,4bの間に偏光ビームスプリッタ11が配設されて
いることから、偏光ビームスプリッタ11にて不要なS
偏光成分が除去され、パネル入射に必要とされるP偏光
成分のみ透過される。その際、偏光ビームスプリッタ1
1では、光源1からの入射光の中から不要なS偏光成分
を反射して取り除くため、偏光板のごとき光吸収による
発熱が起こらない。また、上述のごとく偏光ビームスプ
リッタ11が熱に強い無機系の材料で構成されているた
め、高い信頼性を確保できる。
【0015】一方、リレーレンズ4a,4bを透過した
光は、ダイクロイックミラー5,6,7で青色光、赤色
光、緑色光に分離して反射され、この反射された各色の
光が偏光板8に入射される。このとき、偏光板8に入射
される光は、そこに至る光路の途中で予め偏光ビームス
プリッタ11によりS偏光成分が除去されたものとなっ
ているため、偏光板8での吸収光量は従来に比較して格
段に少なくなる。したがって、偏光板8での光吸収によ
る発熱を大幅に軽減することが可能となる。
【0016】ところで、偏光ビームスプリッタ11の配
設位置としては、上述の如く光源1から偏光板8に至る
光路の途中であれば、いずれの位置に設定してもかまわ
ないが、実際に偏光ビームスプリッタ11を光学系の中
に組み込む場合には、設置スペースの制約を受ける。そ
のため本実施形態では、比較的スペース的に余裕のある
リレーレンズ4a,4bの間に偏光ビームスプリッタ1
1を斜めに挿入するようにしている。
【0017】そうした場合、前段のリレーレンズ4aか
ら偏光ビームスプリッタ11に入射する光が平行光とな
らないため、偏光ビームスプリッタ11に対する光の入
射角度に差が出る。そうすると、青色光、赤色光、緑色
光に対応した各波長において透過光量(P偏光成分の透
過光量)に差が生じ、実際にスクリーンにカラー画像を
表示した場合に色むらが発生してしまう。
【0018】例えば、偏光ビームスプリッタ11に入射
する光の角度が50°〜70°であった場合に、偏光ビ
ームスプリッタ11の特性を図2(a)に示す条件で設
定したと仮定する。そうした場合、青色光に対応する4
50nmの波長では、入射角度50°と70°で透過光
量がほぼ等しいのに対し、緑色光に対応する550nm
の波長や赤色光に対応する600nmの波長では、入射
角度50°と70°で透過光量に一様な差が出ている。
そうすると、実際にスクリーン上に各色光を重ねて白色
画面を表示した場合、入射角度50°近辺に対応した画
面領域では青みがかった白色となり、入射角度70°近
辺に対応した画面領域では緑が強調された白色となるた
め、画面全体で白色での色むらが発生してしまう。
【0019】そこで本実施形態においては、偏光ビーム
スプリッタ11の特性を、図2(b)に示すように、偏
光ビームスプリッタ11への光の入射角度による透過光
量比が、青色光、赤色光、緑色光に対応した各波長にお
いて略等しくなるように設定している。即ち、青色光に
対応した波長(450nm)で入射角度70°の透過率
を「T B1」,入射角度50°での透過率を「TB2」と
し、緑色光に対応した波長(550nm)で入射角度7
0°の透過率を「TG1」,入射角度50°での透過率を
「TG2」とし、赤色光に対応した波長(600nm)で
入射角度70°の透過率を「TR1」,入射角度50°で
の透過率を「TR2」とした場合、入射角度による各波長
での透過光量比「TB1/TB2」,「TG1/TG2」,「T
R1/TR2」がほぼ等しくなるよう(例えば、透過光量比
の差が±1パーセント以下の条件で)、偏光ビームスプ
リッタ11の特性を設定している。
【0020】このように偏光ビームスプリッタ11の特
性を設定することにより、先述のように光の入射角度が
50°〜70°と差が出る場合でも、それぞれの入射角
度における各色光の透過光量比がほぼ一定となるため、
スクリーン上に白色画面を表示した場合でも色むらが発
生することはなくなる。ちなみに、光の入射角度が50
°と70°の場合では、偏光ビームスプリッタ11を透
過する光量そのものにも数パーセントほどの差がでる
が、この程度の光量差であれば、スクリーン上の画面を
目で見た場合に殆ど認識できないため、特に問題になる
ことはない。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明の液晶プロジ
ェクタによれば、光源から偏光板に至る光路の途中に、
その偏光板で透過対象としている偏光成分を透過し、そ
れ以外の偏光成分を除去する光学素子を配設したこと
で、パネル入射側の偏光板で吸収される偏光成分が予め
光学素子でも除去されるようになるため、従来に比較し
て偏光板での吸収光量を大幅に減らすことができる。こ
れにより、偏光板での光の吸収(遮断)による発熱を軽
減することができるため、熱による偏光板の特性劣化を
有効に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る液晶プロジェクタの実施形態を示
す概略構成図である。
【図2】偏光ビームスプリッタの分光特性の比較図であ
る。
【符号の説明】
1 光源 8 偏光板 9 液晶パネル 11 偏光ビームスプリッタ(プリ偏光子)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 茂内 小百合 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源から出射された光を青色光、赤色
    光、緑色光にそれぞれ分離して反射させるとともに、そ
    の反射させた各色の光を偏光板に通し、該偏光板を透過
    した偏光成分をマイクロレンズ搭載のカラーフィルタレ
    ス液晶パネルに取り込んで、そのカラーフィルタレス液
    晶パネルからの透過光を投射する液晶プロジェクタにお
    いて、 前記光源から前記偏光板に至る光路の途中に、前記偏光
    板で透過対象としている偏光成分を透過し、それ以外の
    偏光成分を除去する光学素子を配設してなることを特徴
    とする液晶プロジェクタ。
  2. 【請求項2】 前記光学素子をプリ偏光子として採用し
    てなることを特徴とする請求項1記載の液晶プロジェク
    タ。
  3. 【請求項3】 前記プリ偏光子に無機系の材料からなる
    偏光ビームスプリッタを採用してなることを特徴とする
    請求項2記載の液晶プロジェクタ。
  4. 【請求項4】 前記偏光ビームスプリッタにプレート型
    構造を採用してなることを特徴とする請求項2記載の液
    晶プロジェクタ。
  5. 【請求項5】 前記偏光ビームスプリッタの特性を、該
    偏光ビームスプリッタへの光の入射角度による透過光量
    比が、青色光、赤色光、緑色光に対応した各波長におい
    て略等しくなるように設定してなることを特徴とする請
    求項2記載の液晶プロジェクタ。
JP9102867A 1997-04-21 1997-04-21 液晶プロジェクタ Pending JPH10293300A (ja)

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