JPH11337899A - 液晶プロジェクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】小型化および軽量化をはかるとともに、投影面
にコントラスの高い画像を投影することができる液晶プ
ロジェクタを提供する。 【解決手段】プロジェクタ本体３０をステージ板３１と
その上方に延びるアーム部３２とで構成し、前記ステー
ジ板３１の上に反射型液晶表示手段３３を配置し、前記
アーム部３２に光源部４７と投影手段５０とを設けると
ともに、前記反射型液晶表示手段３３を、液晶セル３４
の前面に偏光板４３を配置し、前記液晶セル３４の後面
に、互いにほぼ直交する方向に反射軸と透過軸とをも
ち、前記反射軸に沿った偏光成分の入射光を反射させ、
前記透過軸に沿った偏光成分の入射光を透過させる特性
を有する光学シート４４を配置し、この光学シート４４
の後面に光吸収体４５を設けた構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、液晶プロジェク
タに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶プロジェクタは、液晶表示手段によ
り画像を表示し、この液晶表示手段の表示画像を外部ス
クリーン等の投影面に投影するものであり、この液晶プ
ロジェクタとしては、従来、次のような構成のものが知
られている。

【０００３】図５は従来の液晶プロジェクタを示す側面
図であり、この液晶プロジェクタは、上面にステージ板
５を備えた光源ボックス２とその上方に延びるアーム部
６とからなるプロジェクタ本体１と、前記ステージ板５
の上に前面を上方に向けて配置された透過型液晶表示手
段７と、前記アーム部６に設けられた投影手段１９とを
備えている。

【０００４】前記光源ボックス２は、上面に照明光を出
射するための開口部を有するとともに側壁に放熱孔（図
示せず）を有する箱状をなしており、その内部に、高輝
度の光源ランプ３が設けられている。

【０００５】この光源ボックス２の上面の開口部は、前
記光源ランプ３からの照明光を透過型液晶表示手段７の
表示領域全体に照射するために、前記透過型液晶表示手
段７の表示領域よりも若干大きな面積に形成されてお
り、この開口部に、前記光源ランプ３からの照明光を前
記投影手段１９に向けて集光するためのフレネルレンズ
４が設けられ、その上に、ガラス板等からなる透明なス
テージ板５が設けられている。

【０００６】また、前記透過型液晶表示手段７として
は、一般にＴＮ（ツイステッド・ネマティック）型のも
のが用いられており、このＴＮ型の液晶表示手段７は、
液晶分子がツイスト配向した液晶層１６を有する液晶セ
ル８の前面と後面とにそれぞれ偏光板１７，１８を配置
して構成されている。なお、図５では液晶表示手段７を
大きく誇張して示したが、この液晶表示手段７の厚さは
数ｍｍ以下である。

【０００７】前記液晶セル８は、互いに対向する面それ
ぞれに透明電極１１，１２が形成されるとともにその上
に配向膜１３，１４が設けられた前後一対の透明基板
９，１０間に、前記電極１１，１２間に印加される電圧
に応じて複屈折性が変化する液晶層１６を挟持したもの
であり、前記一対の基板９，１０は枠状のシール材１５
を介して接合されており、液晶は、両基板９，１０間の
前記シール材１５で囲まれた領域に封入されている。

【０００８】この液晶セル８は、例えばＴＦＴ（薄膜ト
ランジスタ）をスイッチング素子とするアクティブマト
リックス型のものであり、一方の基板（図では後基板）
１０に設けられた透明電極１２はマトリックス状に配列
する複数の画素電極、他方の基板（図では前基板）９に
設けられた透明電極１１は、前記画素電極１２の全てに
対向する一枚膜状の対向電極である。

【０００９】なお、図では省略しているが、前記画素電
極１２を形成した基板１０の内面には、各画素電極１２
にそれぞれ接続された複数のＴＦＴと、各行のＴＦＴに
ゲート信号を供給するゲートラインと、各列のＴＦＴに
データ信号を供給するデータラインが設けられている。

【００１０】前記液晶セル８の一対の基板９，１０間に
挟持された液晶層１６の液晶の分子は、両基板９，１０
の内面に設けられた配向膜１３，１４によりそれぞれの
基板９，１０の近傍における配向方向を規制され、両基
板９，１０間において所定のツイスト角（例えばほぼ９
０°）でツイスト配向しており、前記一対の偏光板１
７，１８は、その透過軸を所定の方向に向けて前記両基
板９，１０の外面にそれぞれ貼付けられている。

【００１１】そして、この透過型液晶表示手段７は、そ
の前面（出射面）を上方に向けて前記ステージ板５の上
に配置されており、その液晶セル８の前記ゲートライン
およびデータラインと対向電極の端子部に、図示しない
表示駆動回路が接続されている。

【００１２】また、前記投影手段１８は、前記透過型液
晶表示手段７からの出射光を図示しない外部スクリーン
等の投影面に投影するための投影レンズ２０と、この投
影レンズ２０の出射側に配置されて前記投影レンズ２０
による投影光を前記投影面に向けて反射する角度調整可
能なミラー２１とからなっており、この投影手段１９
は、その投影レンズ２０を前記透過型液晶表示手段７の
前面に対向させて前記アーム部６に支持されている。

【００１３】この液晶プロジェクタは、前記光源ボック
ス２内の光源ランプ３を点灯させ、前記透過型液晶表示
手段７を駆動して、この透過型液晶表示手段７が表示す
る画像を前記投影手段１９により外部スクリーン等の投
影面に投影するものであり、前記光源ランプ３からの照
明光は、光源ボックス２の上面の開口部から出射し、前
記フレネルレンズ４とステージ板５とを透過して前記透
過型液晶表示手段７にその後面から入射する。

【００１４】一方、前記透過型液晶表示手段７は、前記
液晶セル８の両基板９，１０の電極１１，１２間に印加
する電圧を制御することにより駆動され、その印加電圧
に応じて前記電極１１，１２が互いに対向する各画素領
域の液晶分子の配向状態が変化し、その液晶分子の配向
状態に応じて各画素領域の液晶層１６の複屈折性が変化
する。

【００１５】前記透過型液晶表示手段７にその後面から
入射した光は、後側偏光板１８の偏光作用により直線偏
光となって液晶セル８に入射し、その各画素領域に入射
した光がそれぞれ、前記電極１１，１２間への電圧の印
加により制御される液晶層１６の複屈折性に応じて偏光
状態を変える。

【００１６】前記液晶セル８を透過した光は、前側偏光
板１７に入射し、その光のうちの前側偏光板１７の透過
軸に沿った偏光成分の光がこの偏光板１７を透過して出
射し、前記偏光板１７の吸収軸に沿った偏光成分の光は
この偏光板１７により吸収される。

【００１７】すなわち、前記透過型液晶表示手段７は、
後側偏光板１８の偏光作用と、液晶セル８の液晶層１６
の複屈折作用と、前側偏光板１７の検光作用とにより、
各画素領域の光の透過を制御して画像を表示するもので
ある。

【００１８】そして、前記透過型液晶表示手段７を出射
した光は、前記光源ボックス２からの出射時に透過した
前記フレネルレンズ４の集光作用により前記投影手段１
９の投影レンズ２０に集光し、この投影レンズ２０によ
りミラー２１を介して外部スクリーン等の投影面に投影
される。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の液
晶プロジェクタは、透過型液晶表示手段７を配置するス
テージ板５の下に光源ボックス２を設け、この光源ボッ
クス２の内部に光源ランプ３を設けたものであり、前記
光源ボックス２が図５に示したようにかなり大きいた
め、プロジェクタ全体が大型で、重量も重いという問題
をもっている。

【００２０】しかも、従来の液晶プロジェクタに用いら
れている前記透過型液晶表示手段７は、後側偏光板１８
の偏光作用と、液晶セル８の液晶層１６の複屈折作用
と、前側偏光板１７の検光作用とにより、各画素領域の
光の透過を制御して画像を表示するものであるため、前
側偏光板１７による光の吸収によって表示される暗表示
領域からもある程度の漏れ光が出射する。

【００２１】そのため、この透過型液晶表示手段７が表
示する画像は、暗表示の暗さが充分でないコントラスト
の低い画像であり、したがって、投影面に投影される画
像のコントラスが低い。

【００２２】この発明は、小型化および軽量化をはかる
とともに、投影面にコントラスの高い画像を投影するこ
とができる液晶プロジェクタを提供することを目的とし
たものである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】この発明の液晶プロジェ
クタは、ステージ板とその上方に延びるアーム部とから
なるプロジェクタ本体と、前記ステージ板の上に前面を
上方に向けて配置された反射型液晶表示手段と、前記ア
ーム部に設けられ、前記反射型液晶表示手段にその上方
から照明光を照射する光源部と、前記アーム部に設けら
れ、前記反射型液晶表示手段からの出射光を投影面に投
影する投影手段とを備え、前記反射型液晶表示手段は、
互いに対向する面それぞれに電極が形成された前後一対
の基板間に、前記電極間に印加される電圧に応じて複屈
折性が変化する液晶層を挟持した液晶セルと、この液晶
セルの前面に配置された偏光板と、前記液晶セルの後面
に配置され、互いにほぼ直交する方向に反射軸と透過軸
とをもち、前記反射軸に沿った偏光成分の入射光を反射
させ、前記透過軸に沿った偏光成分の入射光を透過させ
る特性を有する光学シートと、この光学シートの後面に
設けられた光吸収体とからなっていることを特徴とする
ものである。

【００２４】この液晶プロジェクタは、プロジェクタ本
体をステージ板とその上方に延びるアーム部とで構成
し、前記ステージ板の上に反射型液晶表示手段を配置す
るとともに、前記アーム部に光源部と投影手段とを設け
て、前記光源部からの照明光を前記反射型液晶表示手段
にその上方から照射し、この反射型液晶表示手段からの
出射光を、前記投影手段により投影面に投影するように
したものである。

【００２５】この液晶プロジェクタは、液晶表示手段に
反射型のものを用い、この反射型液晶表示手段にその上
方から照明光を照射するようにしたものであるため、透
過型の液晶表示手段を用いている従来の液晶プロジェク
タのように液晶表示手段を配置するステージ板の下に光
源ボックスを設ける必要がなく、したがって、小型化お
よび軽量化をはかることができる。

【００２６】しかも、この液晶プロジェクタは、前記反
射型液晶表示手段を、一対の基板間に液晶層を挟持した
液晶セルの前面に偏光板を配置し、前記液晶セルの後面
に、互いにほぼ直交する方向に反射軸と透過軸とをも
ち、前記反射軸に沿った偏光成分の入射光を反射させ、
前記透過軸に沿った偏光成分の入射光を透過させる特性
を有する光学シートを配置し、この光学シートの後面に
光吸収体を設けた構成としているため、投影面にコント
ラスの高い画像を投影することができる。

【００２７】すなわち、この液晶プロジェクタにおいて
は、プロジェクタ本体のアーム部に設けられた光源部か
らの照明光が、前記反射型液晶表示手段にその前面から
入射する。

【００２８】一方、前記反射型液晶表示手段は、前記液
晶セルの両基板の電極間に印加する電圧を制御すること
により駆動され、その印加電圧に応じて前記電極が互い
に対向する各画素領域の液晶分子の配向状態が変化し、
その液晶分子の配向状態に応じて各画素領域の液晶層の
複屈折性が変化する。

【００２９】前記反射型液晶表示手段にその前面から入
射した光は、その前面の偏光板の偏光作用により直線偏
光となって液晶セルに入射し、その各画素領域に入射し
た光がそれぞれ、前記電極間への電圧の印加により制御
される液晶層の複屈折性に応じて偏光状態を変え、前記
液晶セルの後面の前記光学シートに入射する。

【００３０】そして、前記光学シートは、互いにほぼ直
交する方向に反射軸と透過軸とをもち、前記反射軸に沿
った偏光成分の入射光を反射させ、前記透過軸に沿った
偏光成分の入射光を透過させる特性を有しているため、
前記液晶セルの各画素領域を透過して前記光学シートに
入射した光のうち、前記光学シートの反射軸に沿った偏
光成分の光がこの光学シートにより反射され、前記液晶
セルと前記偏光板とを順に透過して出射する。

【００３１】また、前記液晶セルの各画素領域を透過し
て前記光学シートに入射した光のうち、前記光学シート
の透過軸に沿った偏光成分の光は、この光学シートを透
過し、その後面に設けられた光吸収体により吸収され
る。

【００３２】このように、前記反射型液晶表示手段は、
その前面から入射し、前側偏光板および液晶セルの各画
素領域を透過した光を、その偏光状態に応じて、前記光
学シートにより反射するか、あるいは前記光学シートを
透過させてその後面の光吸収体で吸収することにより画
像を表示するものである。

【００３３】そのため、この反射型液晶表示手段が表示
する画像は、明表示の明るさが充分で、しかも暗表示の
暗さも充分な、コントラストの高い画像であり、この画
像が前記投影手段により投影面に投影される。したがっ
て、この発明の液晶プロジェクタによれば、小型化およ
び軽量化をはかるとともに、投影面にコントラスの高い
画像を投影することができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】この発明の液晶プロジェクタは、
上記のように、プロジェクタ本体をステージ板とその上
方に延びるアーム部とで構成し、前記ステージ板の上に
反射型液晶表示手段を配置し、前記アーム部に光源部と
投影手段とを設けて、前記光源部からの照明光を前記反
射型液晶表示手段にその上方から照射し、この反射型液
晶表示手段からの出射光を、前記投影手段により投影面
に投影するようにするとともに、前記反射型液晶表示手
段を、一対の基板間に液晶層を挟持した液晶セルの前面
に偏光板を配置し、前記液晶セルの後面に、互いにほぼ
直交する方向に反射軸と透過軸とをもち、前記反射軸に
沿った偏光成分の入射光を反射させ、前記透過軸に沿っ
た偏光成分の入射光を透過させる特性を有する光学シー
トを配置し、この光学シートの後面に光吸収体を設けた
構成とすることにより、小型化および軽量化をはかると
ともに、投影面にコントラスの高い画像を投影すること
ができるようにしたものである。

【００３５】この発明の液晶プロジェクタにおいて、前
記反射型液晶表示手段の光学シートの後面に設ける光吸
収体は、可視光帯域のほとんどの光を吸収する黒色膜で
あるのが望ましく、前記吸収体を黒色膜とすれば、暗表
示をより暗くして、さらにコントラストの高い画像を投
影面に投影することができる。

【００３６】さらに、この液晶プロジェクタにおいて
は、前記反射型液晶表示手段の前面に、この液晶表示手
段からの出射光を前記投影手段に集光させる集光手段を
配置するのが望ましく、このような構成とすれば、前記
反射型液晶表示手段からの出射光のほとんどを、ロスす
ることなく前記投影手段に入射させて投影面に投影する
ことができる。

【００３７】また、前記反射型液晶表示手段は、一対の
基板間に印加電圧に応じて複屈折性が変化する液晶層を
挟持した液晶セルを用い、この液晶セルの前面に偏光板
を配置し、前記液晶セルの後面に前記光学シートを配置
したものであれば、どのような動作モードのものでもよ
いが、例えば前記液晶セルに、液晶層の液晶分子が一対
の基板間においてほぼ９０°のツイスト角でツイスト配
向しているものを用いる場合は、前記偏光板を、その透
過軸を前記液晶セルの前基板の近傍における液晶分子の
配向方向とほぼ直交またはほぼ平行な方向に向けて配置
し、前記光学シートを、その反射軸を前記偏光板の透過
軸とほぼ直交またはほぼ平行な方向に向けて配置するの
が好ましい。

【００３８】前記反射型液晶表示手段をこのような構成
とすれば、前記液晶セルの電極間に、液晶分子が初期の
ツイスト配向状態に配向する電圧と、液晶分子が基板面
に対してほぼ垂直に立ち上がり配向する電圧とのうちの
いずれか一方の電圧を印加したときに、入射光のほとん
どが前記光学シートにより反射され、他方の電圧を印加
したときに、入射光のほとんどが前記光学シートを透過
して光吸収体により吸収されるため、前記反射型液晶表
示手段に明表示の明るさも暗表示の暗さも充分なコント
ラストの高い画像を表示させ、その画像を投影面に投影
することができる。

【００３９】

【実施例】図１〜図４はこの発明の一実施例を示してお
り、図１は液晶プロジェクタの側面図である。この液晶
プロジェクタは、ステージ板３１とその上方に延びるア
ーム部３２とからなるプロジェクタ本体３０と、前記ス
テージ板３１の上に前面を上方に向けて配置された反射
型液晶表示手段３３と、前記アーム部３２に設けられた
光源部４７および投影手段５０とを備えている。

【００４０】前記プロジェクタ本体３０のステージ板３
１は、金属または合成樹脂からなる平板（中空板でもよ
い）であり、その後縁部に、前記アーム部３２が垂直に
立設されている。このアーム部３２はパイプ材からなっ
ており、その上端に前記ステージ板３１の中央部付近の
上方に延びる屈曲部３２ａが設けられ、この屈曲部３２
ａに前記光源部４７と投影手段５０が設けられている。

【００４１】前記反射型液晶表示手段３３は、液晶セル
３４と、この液晶セル３４の前面に配置された偏光板４
３と、前記液晶セル３４の後面に配置された上述する特
性を有する光学シート４４と、この光学シート４４の後
面に設けられた光吸収体４５とからなっている。なお、
図１では液晶表示手段３３を大きく誇張して示したが、
この液晶表示手段３３の厚さは数ｍｍ以下である。

【００４２】この実施例で用いた反射型液晶表示手段３
３は、ＴＮ（ツイステッド・ネマティック）型の動作モ
ードものであり、図５に示した従来の液晶プロジェクタ
に用いられている透過型液晶表示手段と比較すると、そ
の後側偏光板が前記光学シート４４に置き換えられ、こ
の光学シート４４の後面に光吸収体４５が設けられてい
る点において異なっている。

【００４３】前記液晶セル３４は、互いに対向する面そ
れぞれに透明電極３７，３８が形成されるとともにその
上に配向膜３９，４０が設けられた前後一対の透明基板
３５，３６間に、前記電極３７，３８間に印加される電
圧に応じて複屈折性が変化する液晶層４２を挟持したも
のであり、前記一対の基板３５，３６は枠状のシール材
４１を介して接合されており、液晶は、両基板３５，３
６間の前記シール材４１で囲まれた領域に封入されてい
る。

【００４４】この液晶セル３４は、例えばＴＦＴ（薄膜
トランジスタ）をスイッチング素子とするアクティブマ
トリックス型のものであり、一方の基板（図では後基
板）３６に設けられた透明電極３８はマトリックス状に
配列する複数の画素電極、他方の基板（図では前基板）
３５に設けられた透明電極３７は、前記画素電極３８の
全てに対向する一枚膜状の対向電極である。

【００４５】なお、図では省略しているが、前記画素電
極３８を形成した基板３６の内面には、各画素電極３８
にそれぞれ接続された複数のＴＦＴと、各行のＴＦＴに
ゲート信号を供給するゲートラインと、各列のＴＦＴに
データ信号を供給するデータラインが設けられている。

【００４６】前記液晶セル３４の一対の基板３５，３６
間に挟持された液晶層４２の液晶の分子は、両基板３
５，３６の内面に設けられた配向膜３９，４０によりそ
れぞれの基板３５，３６の近傍における配向方向を規制
され、両基板３５，３６間において所定のツイスト角で
ツイスト配向しており、前記偏光板４３は、その透過軸
を所定の方向に向けて前記液晶セル３４の前基板３５の
外面に貼付けられ、前記光学シート４４は、その光学軸
を所定の方向に向けて前記液晶セル３４の後基板３６の
外面に貼付けられている。

【００４７】図２は前記光学シート４４の斜視図であ
り、この光学シート４４は、互いにほぼ直交する方向に
反射軸４４ｓと透過軸４４ｐとをもっており、前記反射
軸４４ｓに沿った偏光成分の入射光を反射させ、前記透
過軸４４ｐに沿った偏光成分の入射光を透過させる特性
を有している。

【００４８】すなわち、図２に示したように、この光学
シート４４に、その反射軸４４ｓに沿った偏光成分の光
ｓと、前記透過軸４４ｐに沿った偏光成分の光ｐとの両
方を含む光を入射させると、その入射光のうちの前記反
射軸４４ｓに沿った偏光成分の光ｓが光学シート４４で
反射され、前記透過軸４４ｐに沿った偏光成分の光ｐは
光学シート４４を透過する。

【００４９】また、この光学シート４４は、その反射特
性および透過特性がいずれも波長依存性の無い特性であ
る無色シートであり、前記反射軸４４ｓに沿った偏光成
分の光ｓを、鏡面反射板とほとんど変わらない高い反射
率で反射させる。

【００５０】この光学シート４４は、その構造は図示し
ないが、例えば、一方の面に微小幅の横長プリズム状部
がその幅方向に連続して互いに平行に並んだ形状の凹凸
面を形成した一対の透明フィルムを、その一方のフィル
ムの凹凸面の各頂部と他方のフィルムの凹凸面の各谷部
とを互いに向き合わせて重ね、その両フィルムの凹凸面
間に、屈折率の異なる複数の透明膜を交互に積層した積
層膜を挟持させたものであり、この種の光学シートは、
米国特許５，４２２，７５６号及び同５，５５９，６３
４号に開示されている。

【００５１】また、前記光学シート４４の後面に設けら
れた光吸収体３５は、可視光帯域のほとんどの光を吸収
する黒色膜であり、この光吸収体（以下、黒色膜とい
う）３５は、光学シート４４の後面に黒色塗料を印加す
るか、あるいは黒色フィルムを貼付けて形成されてい
る。

【００５２】図３は前記液晶セル３４の両基板３５，３
６の近傍における液晶分子の配向方向（配向膜３９，４
０の配向処理方向）３５ａ，３６ａと、前記偏光板４３
の透過軸４３ａの向きと、前記光学シート４４の反射軸
４４ｓおよび透過軸４４ｐの向きを示している。

【００５３】この図３のように、前記液晶セル３４の前
基板３５の近傍における液晶分子配向方向３５ａは、液
晶表示手段３３の画面の横軸ｘに対して前面側から見て
左回りにほぼ４５°ずれた方向、後基板３６の近傍にお
ける液晶分子配向方向３６ａは、前記横軸ｘに対して前
面側から見て右回りにほぼ４５°ずれた方向にあり、こ
の液晶セル３４の液晶層４２の液晶分子は、そのツイス
ト方向を図に破線矢印で示したように、後基板３６から
前基板３５に向かい、前面側から見て右回りにほぼ９０
°のツイスト角でツイスト配向している。

【００５４】そして、前記偏光板４３は、その透過軸４
３ａを前記横軸ｘに対して前面側から見て左回りにほぼ
４５°ずれた方向に向けて配置されており、したがっ
て、この偏光板４３の透過軸４３ａは、液晶セル３４の
前基板３５の近傍における液晶分子配向方向３５ａとほ
ぼ平行になっている。

【００５５】また、前記光学シート４４は、その反射軸
４４ｓを前記横軸ｘに対して前面側から見て右回りにほ
ぼ４５°ずれた方向に向けて配置されており、したがっ
て、この光学シート４４の反射軸４４ｓは前記偏光板４
３の透過軸４３ａとほぼ直交する方向にあり、透過軸４
４ｐは前記偏光板４３の透過軸４３ａとほぼ平行な方向
にある。

【００５６】前記反射型液晶表示手段３３は、その前面
（出射面）を上方に向けてプロジェクタ本体３０のステ
ージ板３１の上に配置されており、その液晶セル３４の
前記ゲートラインおよびデータラインと対向電極の端子
部に、図示しない表示駆動回路が接続されている。

【００５７】そして、この反射型液晶表示手段３３の前
面には、この液晶表示手段３３からの出射光をプロジェ
クタ本体３０のアーム部３２に設けられた投影手段５０
に集光させるための集光手段４６が配置されている。

【００５８】前記集光手段４６は、フレネルレンズから
なっており、この集光手段（以下、集光フレネルレンズ
という）４６は、反射型液晶表示手段３３の前面に、透
明な粘着剤または両面粘着シート（図示せず）により貼
付けられている。

【００５９】また、前記光源部４７は、高輝度の光源ラ
ンプ４８と、この光源ランプ４８からの放射光を前方に
反射するリフレクタ４９とからなっており、この光源部
４７は、前記反射型液晶表示手段３３の表示領域全体に
その上方から照明光を照射するように、この前記リフレ
クタ４９の開口面を前記反射型液晶表示手段３３の前面
に対向させて、前記アーム部３２の屈曲部３２ａの下面
に設けられている。

【００６０】さらに、前記投影手段５０は、前記反射型
液晶表示手段３３からの出射光を図示しない外部スクリ
ーン等の投影面に投影するための投影レンズ５１と、こ
の投影レンズ５１の出射側に配置されて前記投影レンズ
５１による投影光を前記投影面に向けて反射する角度調
整可能なミラー５２とからなっており、この投影手段５
０は、その投影レンズ５１を前記反射型液晶表示手段３
３の前面に対向させて前記アーム部３２の屈曲部３２ａ
の先端に設けられている。

【００６１】なお、図１において、Ｏ1 は前記光源部４
７から反射型液晶表示手段３３に照射される照明光の光
軸、Ｏ2 は前記反射型液晶表示手段３３に入射して前記
光学シート４４により反射された反射光の光軸を示して
おり、前記光源部４７は、前記反射型液晶表示手段３３
の前面に垂直な方向よりも若干プロジェクタ本体３０の
後部側（アーム部３２側）に傾いた方向から照明光を照
射するように設けられており、前記投影手段５０は、前
記反射光軸Ｏ2 上に投影レンズ５１を位置させて設けら
れている。

【００６２】この液晶プロジェクタは、プロジェクタ本
体３０のアーム部３２に設けた前記光源部４７の光源ラ
ンプ４７を点灯させ、前記プロジェクタ本体３０のステ
ージ板３１上に配置した反射型液晶表示手段３３を駆動
して、この反射型液晶表示手段３３が表示する画像を前
記投影手段５０により外部スクリーン等の投影面に投影
するものであり、前記光源部４７からの照明光は、反射
型液晶表示手段３３の前面に配置された集光フレネルレ
ンズ４６を透過して前記反射型液晶表示手段３３にその
前面から入射する。

【００６３】一方、前記反射型液晶表示手段３３は、前
記液晶セル３４の両基板３５，３６の電極３７，３８間
に印加する電圧を制御することにより駆動され、その印
加電圧に応じて前記電極３７，３８が互いに対向する各
画素領域の液晶分子の配向状態が変化し、その液晶分子
の配向状態に応じて各画素領域の液晶層４２の複屈折性
が変化する。

【００６４】前記反射型液晶表示手段３３に入射した光
は、その前面の偏光板４３の偏光作用により、この偏光
板４３の透過軸４３ａに沿った直線偏光となって液晶セ
ル３４に入射し、その各画素領域に入射した光がそれぞ
れ、前記電極３７，３８間への電圧の印加により制御さ
れる液晶層４２の複屈折性に応じて偏光状態を変え、前
記液晶セル３４の後面の光学シート４４に入射する。

【００６５】そして、前記光学シート４４は、上述した
ように、互いにほぼ直交する方向に反射軸４４ｓと透過
軸４４ｐとをもち、前記反射軸４４ｓに沿った偏光成分
の光を反射させ、前記透過軸４４ｐに沿った偏光成分の
光を透過させる特性を有しているため、液晶セル３４の
各画素領域を透過して光学シート４４に入射した光のう
ち、前記光学シート４４の反射軸４４ｓに沿った偏光成
分の光がこの光学シート４４により反射され、前記液晶
セル３４と前記偏光板４３とを順に透過して出射する。

【００６６】また、前記液晶セル３４の各画素領域を透
過して光学シート４４に入射した光のうち、前記光学シ
ート４４の透過軸４４ｐに沿った偏光成分の光は、この
光学シート４４を透過し、その後面に設けられた黒色膜
４５により吸収される。

【００６７】この実施例では、前記反射型液晶表示手段
３３を、図３に示したように、液晶セル３４の液晶分子
のツイスト角をほぼ９０°とし、この液晶セル３４の前
面に配置する偏光板４３を、その透過軸４３ａを前記液
晶セル３４の前基板３５の近傍における液晶分子配向方
向３５ａとほぼ平行にして設けるとともに、液晶セル３
４の後面に配置する前記光学シート４４を、その反射軸
４４ｓを前記偏光板４３の透過軸４３ａとほぼ直交させ
て設けた構成としているため、液晶セル４３の電極３
７，３８間に、液晶分子が初期のツイスト配向状態（液
晶分子が基板３５，３６面に対して配向膜３９，４０に
より規制されるプレチルト角をもって倒伏したツイスト
配向状態）に配向するＯＦＦ電圧を印加したときに、入
射光のほとんどが前記光学シートにより反射される。

【００６８】図４は、上記反射型液晶表示手段３３の１
つの画素領域における前記光学シート４４に入射した光
の反射および透過状態を示す拡大断面図であり、（ａ）
は、液晶セル３４の電極３７，３８間にＯＦＦ電圧を印
加したときの状態、（ｂ）は、前記液晶セル３４の電極
３７，３８間にＯＮ電圧を印加したときの状態を示して
いる。

【００６９】図４の（ａ）に示したように、前記ＯＦＦ
電圧の印加により液晶セル４３の液晶分子が初期のツイ
スト配向状態に配向したときは、前記偏光板４３を透過
して入射した直線偏光が、前記液晶セル３４の液晶層４
２を透過する過程でその複屈折性によりほほ９０°旋光
し、光学シート４４の反射軸４４ｓに沿った直線偏光と
なって前記光学シート４４に入射する。

【００７０】したがって、このときは、図４の（ａ）に
矢線で示したように、入射光のほとんどが光学シート４
４で反射され、その反射光が、液晶セル３４と偏光板４
３を透過して前面に出射する。

【００７１】また、図４の（ｂ）に示したように、前記
ＯＮ電圧の印加により液晶セル４３の液晶分子が基板３
５，３６面に対してほぼ垂直に立ち上がり配向したとき
は、液晶層４２の複屈折性がほとんど無くなるため、前
記偏光板４３を透過して入射した直線偏光が、ほとんど
旋光することなく、前記偏光板４３の透過軸４３ａに沿
った直線偏光のまま液晶セル３４を透過して光学シート
４４に入射する。

【００７２】このときの光学シート４４への入射光は、
この光学シート４４の反射軸４４ｓに対してほぼ直交す
る方向、つまり、前記光学シート４４の透過軸４４ｐに
沿った直線偏光であり、したがって、このときは、図４
の（ｂ）に矢線で示したように、入射光のほとんどが光
学シート４４を透過して、その後面の黒色膜４５により
吸収される。

【００７３】なお、前記液晶セル３４の各画素領域の間
の領域、つまり電極３７，３８が対向していない領域の
液晶分子は常に初期のツイスト配向状態にあり、したが
って、この画素領域の間の領域に入射した光は、液晶層
４２を透過する過程でほほ９０°旋光し、光学シート４
４の反射軸４４ｓに沿った直線偏光となって前記光学シ
ート４４に入射して、この光学シート４４により反射さ
れる。

【００７４】このように、前記反射型液晶表示手段３３
は、その前面から入射し、前側偏光板４３および液晶セ
ル３４の各画素領域を透過した光を、その偏光状態に応
じて、前記光学シート４４により反射するか、あるいは
前記光学シート４４を透過させてその後面の黒色膜４５
で吸収することにより画像を表示するものである。

【００７５】したがって、この反射型液晶表示手段３３
が表示する画像は、明表示の明るさが充分で、しかも暗
表示の暗さも充分な、コントラストの高い画像である。
すなわち、一般に知られているＴＮ型の反射型液晶表示
素子は、液晶セルをはさんで前後一対の偏光板を配置
し、その後側偏光板の背後に反射板を配置した構成とな
っているが、この反射型液晶表示素子は、その前面から
入射した光が前記反射板で反射されて素子前面に出射す
るまでの間に前後の偏光板を２度ずつ通るため、偏光板
による光の吸収が大きく、充分な明るさの表示が得られ
ないという問題をもっている。

【００７６】しかも、この液晶表示素子は、一方の偏光
板の偏光作用と、液晶セルの液晶層の複屈折作用と、他
方の偏光板の偏光作用とにより光の透過を制御して画像
を表示するものであるため、暗表示領域からも漏れ光が
出射し、したがって、暗表示の暗さが充分でない。な
お、暗表示の暗さが充分でないという点は、［発明が解
決しようとする課題］の項でも説明したように、図５に
示した従来の液晶プロジェクタに用いられている透過型
液晶表示手段においても言えることである。

【００７７】これに対して、上記実施例で用いた反射型
液晶表示手段３３は、液晶セル３４の前面だけに１枚の
偏光板４３を配置し、前記液晶セル３４の後面に前記光
学シート４４を配置することにより、前面から入射し、
前記偏光板４３および液晶セル３４の各画素領域を透過
して前記光学シート４４に入射する光のうち、前記光学
シート４４の反射軸４４ｓに沿った偏光成分の光を前記
光学シート４４で反射させて明表示を得るようにしたも
のであるため、偏光板による光の吸収が、前記一対の偏
光板を備えた反射型液晶表示素子に比べて少ない。

【００７８】また、前記光学シート４４は、上述したよ
うに、反射特性および透過特性がいずれも波長依存性の
無い特性である無色シートであり、前記反射軸４４ｓに
沿った偏光成分の光を鏡面反射板とほとんど変わらない
高い反射率で反射させる。

【００７９】そのため、この反射型液晶表示手段３３の
明表示の明るさは、前記光源部４７からの照明光と同じ
輝度の照明光を図５に示した透過型液晶表示手段に入射
させたときの明表示の明るさとほとんど変わらない充分
な明るさである。

【００８０】また、前記反射型液晶表示手段３３は、前
記光学シート４４の後面に光吸収体（黒色膜）４５を設
け、前記光学シート４４を透過した光を前記光吸収体４
５により吸収して暗表示を得るものであるため、暗表示
領域からの漏れ光がなく、したがって、暗表示の暗さも
充分である。

【００８１】なお、前記反射型液晶表示手段３３は、中
間調の明るさも表示できるものであり、前記液晶セル３
４の電極３７，３８間に、液晶分子がツイスト配向状態
を保ちながら基板３５，３６面に対して斜めに立ち上が
り配向する電圧（前記ＯＦＦ電圧とＯＮ電圧との間の値
の電圧）を印加すると、その画素領域を透過する光が前
記液晶分子の配向状態に応じた偏光状態の光となって前
記光学シート４４に入射し、その光のうちの前記光学シ
ート４４の反射軸４４ｓに沿った偏光成分の光がこの光
学シート４４により反射され、透過軸４４ｐに沿った偏
光成分の光が光学シート４４を透過して黒色膜４５によ
り吸収されて、中間調の明るさの画素が表示される。

【００８２】そして、前記反射型液晶表示手段３３を出
射した光は、その前面に配置された集光フレネルレンズ
４６を透過して、その集光作用により前記投影手段５０
の投影レンズ５１に集光し、この投影レンズ５１により
ミラー５２を介して外部スクリーン等の投影面に投影さ
れる。

【００８３】すなわち、上記液晶プロジェクタは、プロ
ジェクタ本体３０をステージ板３１とその上方に延びる
アーム部３２とで構成し、前記ステージ板３１の上に反
射型液晶表示手段３３を配置し、前記アーム部３２に光
源部４７と投影手段５０とを設けて、前記光源部４７か
らの照明光を前記反射型液晶表示手段３３にその上方か
ら照射し、この反射型液晶表示手段３３からの出射光
を、前記投影手段５０により投影面に投影するようにし
たものである。

【００８４】この液晶プロジェクタは、液晶表示手段３
３に反射型のものを用い、この反射型液晶表示手段３３
にその上方から照明光を照射するようにしたものである
ため、透過型の液晶表示手段を用いている従来の液晶プ
ロジェクタのように液晶表示手段を配置するステージ板
の下に光源ボックスを設ける必要がなく、したがって、
小型化および軽量化をはかることができる。

【００８５】しかも、この液晶プロジェクタは、前記反
射型液晶表示手段３３を、一対の基板間に液晶層４２を
挟持した液晶セル３４の前面に偏光板４３を配置し、前
記液晶セル３４の後面に、互いにほぼ直交する方向に反
射軸４４ｓと透過軸４４ｐとをもち、前記反射軸４４ｓ
に沿った偏光成分の入射光を反射させ、前記透過軸４４
ｐに沿った偏光成分の入射光を透過させる特性を有する
光学シート４４を配置し、この光学シート４４の後面に
光吸収体４５を設けた構成としているため、この反射型
液晶表示手段３３が表示する画像は、上述したように、
明表示の明るさが充分で、しかも暗表示の暗さも充分
な、コントラストの高い画像である。

【００８６】したがって、この発明の液晶プロジェクタ
によれば、小型化および軽量化をはかるとともに、投影
面にコントラスの高い画像を投影することができる。ま
た、上記実施例においては、前記反射型液晶表示手段３
３の光学シート４４の後面に設ける光吸収体４５を、可
視光帯域のほとんどの光を吸収する黒色膜としているた
め、暗表示をより暗くして、さらにコントラストの高い
画像を投影面に投影することができる。

【００８７】さらに、上記実施例では、前記反射型液晶
表示手段３３の前面に、この液晶表示手段からの出射光
を前記投影手段５０に集光させる集光手段（フレネルレ
ンズ）４６を配置しているため、前記反射型液晶表示手
段３３からの出射光のほとんどを、ロスすることなく前
記投影手段５０に入射させて投影面に投影することがで
きる。

【００８８】また、上記実施例では、前記反射型液晶表
示手段３３を、液晶セル３４に液晶層４２の液晶分子が
一対の基板３５，３６間においてほぼ９０°のツイスト
角でツイスト配向しているものを用い、前記偏光板４３
を、その透過軸４３ａを前記液晶セル３４の前基板３５
の近傍における液晶分子の配向方向３５ａとほぼ平行な
方向に向けて配置し、前記光学シート４４を、その反射
軸４４ｓを前記偏光板４３の透過軸４３ａとほぼ直交す
る方向に向けて配置しているため、液晶セル３４の電極
３７，３８間に液晶分子が初期のツイスト配向状態に配
向するＯＦＦ電圧を印加したときに、入射光のほとんど
が前記光学シート４４により反射され、前記電極３７，
３８間に液晶分子が基板３５，３６面に対してほぼ垂直
に立ち上がり配向するＯＮ電圧を印加したときに、入射
光のほとんどが前記光学シート４４を透過して光吸収体
４５により吸収される。

【００８９】そのため、上記実施例の液晶プロジェクタ
によれば、前記反射型液晶表示手段３３に、明表示の明
るさも暗表示の暗さも充分なコントラストの高い画像を
表示させ、その画像を投影面に投影することができる。

【００９０】なお、上記反射型液晶表示手段３３では、
前記偏光板４３を、その透過軸４３ａを液晶セル３４の
前基板３５の近傍における液晶分子の配向方向３５ａと
ほぼ平行な方向に向けて配置しているが、前記偏光板４
３は、その透過軸４３ａを液晶セル３４の前基板３５の
近傍における液晶分子の配向方向３５ａとほぼ直交する
方向に向けて配置してもよく、その場合も、液晶セル３
４の電極３７，３８間にＯＦＦ電圧を印加したときに入
射光のほとんどが前記光学シート４４により反射され、
ＯＮ電圧を印加したときに入射光のほとんどが前記光学
シート４４を透過して光吸収体４５により吸収される。

【００９１】さらに、前記反射型液晶表示手段３３は、
上記実施例とは逆に、前記光学シート４４を、その反射
軸４４ｓを前記偏光板４３の透過軸４３ａとほぼ平行な
方向に向けて配置した構成としてもよく、その場合は、
液晶セル３４の電極３７，３８間にＯＦＦ電圧を印加し
たときに入射光のほとんどが前記光学シートを透過して
光吸収体により吸収され、ＯＮ電圧を印加したときに入
射光のほとんどが前記光学シート４４により反射され
る。

【００９２】すなわち、前記反射型液晶表示手段３３
に、液晶分子がほぼ９０°のツイスト角でツイスト配向
しているものを用いる場合は、前記偏光板４３を、その
透過軸４３ａを前記液晶セル３４の前基板３５の近傍に
おける液晶分子配向方向３５ａとほぼ直交またはほぼ平
行な方向に向けて配置し、前記光学シート４４を、その
反射軸４４ｓを前記偏光板４３の透過軸４３ａとほぼ直
交またはほぼ平行な方向に向けて配置するのが好まし
い。

【００９３】前記反射型液晶表示手段３３をこのような
構成とすれば、前記液晶セル３４の電極３７，３８間
に、液晶分子が初期のツイスト配向状態に配向する電圧
と、液晶分子が基板３５，３６面に対してほぼ垂直に立
ち上がり配向する電圧とのうちのいずれか一方の電圧を
印加したときに、入射光のほとんどが前記光学シート４
４により反射され、他方の電圧を印加したときに、入射
光のほとんどが前記光学シート４４を透過して光吸収体
４５により吸収されるため、前記反射型液晶表示手段３
３に明表示の明るさも暗表示の暗さも充分なコントラス
トの高い画像を表示させ、その画像を投影面に投影する
ことができる。

【００９４】なお、上記実施例で用いた反射型液晶表示
手段３３は、白黒画像を表示するものであるが、この反
射型液晶表示手段３３は、その液晶セル３４のいずれか
一方の基板（例えば対向電極３７を形成した前基板３
５）の内面に各画素領域にそれぞれ対応させて複数の色
の着色膜（例えば赤、緑、青の３色のカラーフィルタ）
を設けた、フルカラー画像等の多色カラー画像を表示す
るものでもよい。

【００９５】また、前記反射型液晶表示手段３３に用い
る液晶セル３４は、ＴＦＴをスイッチング素子とするア
クティブマトリックス型のものに限らず、ＭＩＭをスイ
ッチング素子とするアクティブマトリックス型のもの
や、一方の基板の内面に行方向（画面の左右方向）に沿
う走査電極を複数本互いに平行に形成し、他方の基板の
内面に列方向（画面の上下方向）に沿う信号電極を複数
本互いに平行に形成した単純マトリックス型のものでも
よい。

【００９６】さらに、前記反射型液晶表示手段３３は、
ＴＮ型の動作モードのものに限らず、一対の基板間に印
加電圧に応じて複屈折性が変化する液晶層を挟持した液
晶セルを用い、この液晶セルの前面に偏光板を配置し、
前記液晶セルの後面に前記光学シートを配置したもので
あれば、例えば、液晶分子のツイスト角を１８０°〜２
７０°とした液晶セルを用いるＳＴＮ（スーパー・ツイ
ステッド・ネマティック）型、の動作モードのものや、
強誘電性液晶または反強誘電性液晶を用いた動作モード
のものなどでもよい。

【００９７】

【発明の効果】この発明の液晶プロジェクタは、プロジ
ェクタ本体をステージ板とその上方に延びるアーム部と
で構成し、前記ステージ板の上に反射型液晶表示手段を
配置し、前記アーム部に光源部と投影手段とを設けて、
前記光源部からの照明光を前記反射型液晶表示手段にそ
の上方から照射し、この反射型液晶表示手段からの出射
光を、前記投影手段により投影面に投影するようにする
とともに、前記反射型液晶表示手段を、一対の基板間に
液晶層を挟持した液晶セルの前面に偏光板を配置し、前
記液晶セルの後面に、互いにほぼ直交する方向に反射軸
と透過軸とをもち、前記反射軸に沿った偏光成分の入射
光を反射させ、前記透過軸に沿った偏光成分の入射光を
透過させる特性を有する光学シートを配置し、この光学
シートの後面に光吸収体を設けた構成としたものである
から、小型化および軽量化をはかるとともに、投影面に
コントラスの高い画像を投影することができる。

【００９８】この発明の液晶プロジェクタにおいて、前
記反射型液晶表示手段の光学シートの後面に設ける光吸
収体は、可視光帯域のほとんどの光を吸収する黒色膜で
あるのが望ましく、前記吸収体を黒色膜とすれば、暗表
示をより暗くして、さらにコントラストの高い画像を投
影面に投影することができる。

【００９９】さらに、この液晶プロジェクタにおいて
は、前記反射型液晶表示手段の前面に、この液晶表示手
段からの出射光を前記投影手段に集光させる集光手段を
配置するのが望ましく、このような構成とすれば、前記
反射型液晶表示手段からの出射光のほとんどを、ロスす
ることなく前記投影手段に入射させて投影面に投影する
ことができる。

【０１００】また、前記反射型液晶表示手段は、一対の
基板間に印加電圧に応じて複屈折性が変化する液晶層を
挟持した液晶セルを用いるものであれば、どのような動
作モードのものでもよいが、例えば前記液晶セルに、液
晶層の液晶分子が一対の基板間においてほぼ９０°のツ
イスト角でツイスト配向しているものを用いる場合は、
前記偏光板を、その透過軸を前記液晶セルの前基板の近
傍における液晶分子の配向方向とほぼ直交またはほぼ平
行な方向に向けて配置し、前記光学シートを、その反射
軸を前記偏光板の透過軸とほぼ直交またはほぼ平行な方
向に向けて配置するのが好ましく、前記反射型液晶表示
手段をこのような構成とすれば、前記液晶セルの電極間
に、液晶分子が初期のツイスト配向状態に配向する電圧
と、液晶分子が基板面に対してほぼ垂直に立ち上がり配
向する電圧とのうちのいずれか一方の電圧を印加したと
きに、入射光のほとんどが前記光学シートにより反射さ
れ、他方の電圧を印加したときに、入射光のほとんどが
前記光学シートを透過して光吸収体により吸収されるた
め、前記反射型液晶表示手段に明表示の明るさも暗表示
の暗さも充分なコントラストの高い画像を表示させ、そ
の画像を投影面に投影することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す液晶プロジェクタの
側面図。

【図２】前記液晶プロジェクタの反射型液晶表示手段に
用いた光学シートの斜視図

【図３】前記反射型液晶表示手段における液晶セルの両
基板の近傍における液晶分子の配向方向と、偏光板の透
過軸の向きと、光学シートの反射軸及び透過軸の向きを
示す図。

【図４】前記反射型液晶表示手段の１つの画素領域にお
ける光学シートに入射した光の反射および透過状態を示
す拡大断面図であり、（ａ）はＯＦＦ電圧を印加したと
きの状態、（ｂ）はＯＮ電圧を印加したときの状態を示
す。

【図５】従来の液晶プロジェクタの側面図。

【符号の説明】

３０…プロジェクタ本体 ３１…ステージ板 ３２…アーム部 ３３…反射型液晶表示手段 ３４…液晶セル ３５，３６…基板 ３５ａ…前基板の近傍における液晶分子の配向方向 ３６ｂ…後基板の近傍における液晶分子の配向方向 ４２…液晶層 ４３…偏光板 ４３ａ…透過軸 ４４…光学シート ４４ｓ…反射軸 ４４ｐ…透過軸 ４５…光吸収体（黒色膜） ４６…集光手段（フレネルレンズ） ４７…光源部 ５０…投影手段 ５１…投影レンズ ５２…ミラー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ステージ板とその上方に延びるアーム部と
   からなるプロジェクタ本体と、前記ステージ板の上に前
   面を上方に向けて配置された反射型液晶表示手段と、前
   記アーム部に設けられ、前記反射型液晶表示手段にその
   上方から照明光を照射する光源部と、前記アーム部に設
   けられ、前記反射型液晶表示手段からの出射光を投影面
   に投影する投影手段とを備え、 前記反射型液晶表示手段は、互いに対向する面それぞれ
   に電極が形成された前後一対の基板間に、前記電極間に
   印加される電圧に応じて複屈折性が変化する液晶層を挟
   持した液晶セルと、この液晶セルの前面に配置された偏
   光板と、前記液晶セルの後面に配置され、互いにほぼ直
   交する方向に反射軸と透過軸とをもち、前記反射軸に沿
   った偏光成分の入射光を反射させ、前記透過軸に沿った
   偏光成分の入射光を透過させる特性を有する光学シート
   と、この光学シートの後面に設けられた光吸収体とから
   なっていることを特徴とする液晶プロジェクタ。
2. 【請求項２】前記光吸収体は、可視光帯域のほとんどの
   光を吸収する黒色膜であることを特徴とする請求項１に
   記載の液晶プロジェクタ。
3. 【請求項３】前記反射型液晶表示手段の前面に、この液
   晶表示手段からの出射光を前記投影手段に集光させる集
   光手段が配置されていることを特徴とする請求項１に記
   載の液晶プロジェクタ。
4. 【請求項４】前記液晶セルの液晶層の液晶分子は前記一
   対の基板間においてほぼ９０°のツイスト角でツイスト
   配向しており、前記偏光板はその透過軸を前記液晶セル
   の前基板の近傍における液晶分子の配向方向とほぼ直交
   またはほぼ平行な方向に向けて配置され、前記光学シー
   トはその反射軸を前記偏光板の透過軸とほぼ直交または
   ほぼ平行な方向に向けて配置されていることを特徴とす
   る請求項１〜３のいずれか１つに記載の液晶プロジェク
   タ。