JPWO2004012006A1 - プロジェクタ - Google Patents
プロジェクタ Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2004012006A1 JPWO2004012006A1 JP2004524126A JP2004524126A JPWO2004012006A1 JP WO2004012006 A1 JPWO2004012006 A1 JP WO2004012006A1 JP 2004524126 A JP2004524126 A JP 2004524126A JP 2004524126 A JP2004524126 A JP 2004524126A JP WO2004012006 A1 JPWO2004012006 A1 JP WO2004012006A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- modulation means
- light
- projector
- crystal panel
- 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
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/12—Picture reproducers
- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
- H04N9/3102—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
- H04N9/3105—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying all colours simultaneously, e.g. by using two or more electronic spatial light modulators
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/14—Details
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/12—Picture reproducers
- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
- H04N9/3141—Constructional details thereof
- H04N9/3144—Cooling systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
本発明は、外部のスクリーンに画像を投射するプロジェクタであり、光学ユニット(1)において、液晶パネル(22)(23)(24)は、その短辺がクロスプリズム(25)によって合成される各色光の主光線で構成される平面と略々平行となるように配置される。液晶パネル(22)(23)(24)の短辺側から伝送系ケーブル(30)が引き出される。冷却ファン(40)は、冷却風の吹出方向が液晶パネル(22)(23)(24)の長辺方向と略々平行となるように配置される。
Description
本発明は、外部のスクリーン等に画像を投射することができるプロジェクタに関する。
本出願は、日本国において2002年7月26日に出願された日本特許出願番号2002−218733を基礎として優先権を主張するものであり、この出願は参照することにより、本出願に援用される。
本出願は、日本国において2002年7月26日に出願された日本特許出願番号2002−218733を基礎として優先権を主張するものであり、この出願は参照することにより、本出願に援用される。
従来、カラー液晶プロジェクタのユニットとして、その内部光学系の構造がそれぞれ横型及び縦型のものがある。図1Aに示すように横型としたプロジェクタ200a、図1Bに示すように縦型としたプロジェクタ200bは、いずれも、図示しない光源から発せられた白色光をダイクロイックミラー201によって赤、緑、青の3原色に分光した後、3つの液晶パネルを画像信号に基づいて変調し、その変調光を色合成した後、投影レンズ202により拡大投射してスクリーン上に表示する。
ここで、投影される現像画面Iのサイズを図示したようにH×Vとすれば、図1A及び図1Bに示すダイクロイックミラー201の配設形態から、横型プロジェクタ200aの場合にはその筐体の奥行きと幅が現像画面Iの横方向寸法Hに関連して決定され、縦型プロジェクタ200bの場合にはその筐体の奥行きと高さが現像画面Iの縦方向寸法Hに関連して決定される。液晶パネルのパネルの横方向の長さは、縦方向の長さよりも長いため、横型プロジェクタ200aの方が縦型プロジェクタ200bよりも光源から発せられた白色光の分離合成用の光学系が大きくなり、コストアップの原因となる。特に、ビデオ映像投射に適合するアスペクト比が例えば16:9の液晶パネル(ワイドパネル)を用いた場合、データ投射に適合するアスペクト比が4:3の液晶パネルと対角長が同じであっても、長辺方向が長くなるため、この問題はさらに顕著なものとなる。
ところで、プロジェクタユニットに関する問題として、そのサイズを小さくすることは重要であり、また、天吊り、床置きなどの設置形態のバリエーションに応えることも重要である。ユニットサイズを小さくするために縦型の光学系を採用すれば、高さ方向のサイズが大きくなるため、天吊り等への対応が難しくなる。逆に、横型の光学系を採用すれば、設置形態のバリエーションは増えるが、同じ液晶パネルを用いた場合、縦型よりもユニットサイズが大きくなってしまう。この問題は、上述したように、アスペクト比が例えば16:9の液晶パネル(ワイドパネル)を用いた場合に特に顕著となる。
このように、従来のプロジェクタでは、縦型ユニット及び横型ユニットともに一長一短があり、いずれを採用するにしても不都合がある。
ここで、投影される現像画面Iのサイズを図示したようにH×Vとすれば、図1A及び図1Bに示すダイクロイックミラー201の配設形態から、横型プロジェクタ200aの場合にはその筐体の奥行きと幅が現像画面Iの横方向寸法Hに関連して決定され、縦型プロジェクタ200bの場合にはその筐体の奥行きと高さが現像画面Iの縦方向寸法Hに関連して決定される。液晶パネルのパネルの横方向の長さは、縦方向の長さよりも長いため、横型プロジェクタ200aの方が縦型プロジェクタ200bよりも光源から発せられた白色光の分離合成用の光学系が大きくなり、コストアップの原因となる。特に、ビデオ映像投射に適合するアスペクト比が例えば16:9の液晶パネル(ワイドパネル)を用いた場合、データ投射に適合するアスペクト比が4:3の液晶パネルと対角長が同じであっても、長辺方向が長くなるため、この問題はさらに顕著なものとなる。
ところで、プロジェクタユニットに関する問題として、そのサイズを小さくすることは重要であり、また、天吊り、床置きなどの設置形態のバリエーションに応えることも重要である。ユニットサイズを小さくするために縦型の光学系を採用すれば、高さ方向のサイズが大きくなるため、天吊り等への対応が難しくなる。逆に、横型の光学系を採用すれば、設置形態のバリエーションは増えるが、同じ液晶パネルを用いた場合、縦型よりもユニットサイズが大きくなってしまう。この問題は、上述したように、アスペクト比が例えば16:9の液晶パネル(ワイドパネル)を用いた場合に特に顕著となる。
このように、従来のプロジェクタでは、縦型ユニット及び横型ユニットともに一長一短があり、いずれを採用するにしても不都合がある。
本発明の目的は、上述したような従来の技術が有する問題点を解消することができる新規なプロジェクタを提供することにある。
本発明の他の目的は、アスペクト比が例えば16:9の液晶パネル(ワイドパネル)を用いた場合のユニットサイズを小さくするとともに、設置形態のバリエーションに応えることの可能なプロジェクタを提供することにある。
本発明に係るプロジェクタは、光源と、光源からの光を複数の色光に分解する光分解用ミラーと、光分解用ミラーによって分解された各色光をそれぞれ変調する複数の変調手段と、変調手段によって変調された色光を合成するプリズムと、プリズムによって合成された光を投影する投影手段とを有する光学系を備えている。このプロジェクタに用いられる変調手段は、アスペクト比がn:1(n≧1.6)である略矩形形状とされ、当該変調手段の短辺がプリズムによって合成される各色光の主光線で構成される平面と略々平行となるように配置される。
本発明に係るプロジェクタでは、変調手段を駆動するための伝送系ケーブルが、当該変調手段の短辺側から引き出される。
このプロジェクタは、少なくとも変調手段を冷却するための冷却ファンを有し、冷却ファンは、冷却風の吹出方向が上記変調手段の長辺方向と略々平行となるように配置される。
本発明の更に他の目的、本発明によって得られる具体的な利点は、以下において図面を参照して説明される実施の形態の説明から一層明らかにされるであろう。
本発明の他の目的は、アスペクト比が例えば16:9の液晶パネル(ワイドパネル)を用いた場合のユニットサイズを小さくするとともに、設置形態のバリエーションに応えることの可能なプロジェクタを提供することにある。
本発明に係るプロジェクタは、光源と、光源からの光を複数の色光に分解する光分解用ミラーと、光分解用ミラーによって分解された各色光をそれぞれ変調する複数の変調手段と、変調手段によって変調された色光を合成するプリズムと、プリズムによって合成された光を投影する投影手段とを有する光学系を備えている。このプロジェクタに用いられる変調手段は、アスペクト比がn:1(n≧1.6)である略矩形形状とされ、当該変調手段の短辺がプリズムによって合成される各色光の主光線で構成される平面と略々平行となるように配置される。
本発明に係るプロジェクタでは、変調手段を駆動するための伝送系ケーブルが、当該変調手段の短辺側から引き出される。
このプロジェクタは、少なくとも変調手段を冷却するための冷却ファンを有し、冷却ファンは、冷却風の吹出方向が上記変調手段の長辺方向と略々平行となるように配置される。
本発明の更に他の目的、本発明によって得られる具体的な利点は、以下において図面を参照して説明される実施の形態の説明から一層明らかにされるであろう。
図1A及び図1Bは、従来のプロジェクタを説明する斜視図であり、図1Aは横型プロジェクタを示し、図1Bは縦型プロジェクタを示す。
図2は、透過型液晶パネルを用いたプロジェクタにおける縦型の光学ユニットの一例を示す側面図である。
図3A〜図3Cは従来の横型の光学ユニットを説明する図であり、図3Aは内部光学系が横型に配置されている例を示し、図3Bは液晶パネルの長辺がプリズムによって合成される各色光の主光線で構成される平面と略々平行となるように配置される状態を示し、図3Cは、現像画像の長辺方向にシェーディングが生じる例を示す。
図4A〜図4Cは本発明に係る縦型の光学ユニットを説明する図であり、図4Aは内部光学系が縦型に配置されている例を示し、図4Bは液晶パネルの短辺がプリズムによって合成される各色光の主光線で構成される平面と略々平行となるように配置される状態を示し、図4Cは現像画像の短辺方向にシェーディングが生じる例を示す。
図5は、奥行き方向の長さを短くするための光学ユニットの構成例を説明する斜視図である。
図6Aは光学ユニットと冷却ファンとが横型の筐体に格納された状態を示す斜視図であり、図6Bは冷却ファンの送風経路を示す斜視図である。
図7は、従来の液晶パネルの内部配線を説明する図である。
図8は、本発明に係る液晶パネルの内部配線を説明する図である。
図9は、本発明に係る光学ユニットの他の例を示す側面図である。
図10は、本発明に係る光学ユニットの他の例を示す側面図である。
図2は、透過型液晶パネルを用いたプロジェクタにおける縦型の光学ユニットの一例を示す側面図である。
図3A〜図3Cは従来の横型の光学ユニットを説明する図であり、図3Aは内部光学系が横型に配置されている例を示し、図3Bは液晶パネルの長辺がプリズムによって合成される各色光の主光線で構成される平面と略々平行となるように配置される状態を示し、図3Cは、現像画像の長辺方向にシェーディングが生じる例を示す。
図4A〜図4Cは本発明に係る縦型の光学ユニットを説明する図であり、図4Aは内部光学系が縦型に配置されている例を示し、図4Bは液晶パネルの短辺がプリズムによって合成される各色光の主光線で構成される平面と略々平行となるように配置される状態を示し、図4Cは現像画像の短辺方向にシェーディングが生じる例を示す。
図5は、奥行き方向の長さを短くするための光学ユニットの構成例を説明する斜視図である。
図6Aは光学ユニットと冷却ファンとが横型の筐体に格納された状態を示す斜視図であり、図6Bは冷却ファンの送風経路を示す斜視図である。
図7は、従来の液晶パネルの内部配線を説明する図である。
図8は、本発明に係る液晶パネルの内部配線を説明する図である。
図9は、本発明に係る光学ユニットの他の例を示す側面図である。
図10は、本発明に係る光学ユニットの他の例を示す側面図である。
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
この実施の形態は、本発明を、アスペクト比が例えば16:9の液晶パネル(ワイドパネル)を用いるプロジェクタに適用したものである。なお、以下の説明では、データ投射に適合するアスペクト比が4:3の液晶パネルよりも横長であるアスペクト比がn:1(n≧1.6)の液晶パネル、例えばアスペクト比が16:10、16:9、2.33:1等である液晶パネルをワイドパネルと定義して用いる。
典型的な透過型液晶パネルを用いたプロジェクタにおける光学ユニットの一例を図2に示す。図2に示す光学ユニット1において、ランプ10から照射された照明光束は、リフレクタ(反射板)11によって反射され、前方に射出される。その光は、フライアイインテグレータレンズ12a,12bにより均一化され、PSコンバータ13により光束の偏光方向が揃えられる。以上のように均一化され偏光方向の揃えられた照明光は、メインコンデンサレンズ14により液晶に向けて集光される。
この時点で白色の照明光は、ダイクロイックミラー15により分光され、透過方向に青色光、反射方向に黄色光と分けられる。さらに黄色光は、ダイクロイックミラー16により反射方向の緑色光と透過方向の赤色光に分光される。このように、ダイクロイックミラー15,16によって、白色の照明光は、青色(B)、緑色(G)、赤色(R)の3原色に分光される。
青色照明光は、反射ミラー17aによって反射され、コンデンサレンズ19aによって集光されて青色用液晶パネル22を照明する。この青色用液晶パネル22の前後には、偏光板20a,21aが青色用液晶パネル22を挟み込むようにして離間して配置されており、青色用液晶パネル22とともに照明光を変調して表示画像の青色成分を構成する。緑色照明光は、コンデンサレンズ19bによって集光されて緑色用液晶パネル23を照明する。この緑色用液晶パネル23の前後には、偏光板20b,21bが緑色用液晶パネル23を挟み込むようにして離間して配置されており、緑色用液晶パネル23とともに照明光を変調して表示画像の緑色成分を構成する。赤色照明光は、リレーレンズ18a,18bによって、緑色照明光、青色照明光との光路差を吸収され、反射ミラー17b,17cによって反射され、コンデンサレンズ19cによって集光されて赤色用液晶パネル24を照明する。この赤色用液晶パネル24の前後には、偏光板20c,21cが赤色用液晶パネル24を挟み込むようにして離間して配置されており、赤色用液晶パネル24とともに照明光を変調して表示画像の赤色成分を構成する。
以上のようにして、3枚の液晶パネル22,23,24によって変調されて構成された画像は、クロスプリズム25によって合成されて白色に戻され、投影レンズ26によって投射される。
なお、上述した光学ユニット1における液晶パネル22,23,24の色配置は、ダイクロイックミラー15,16の配置を変えることで変更可能であり、上述の配置例に限定されるものではない。また、上述の説明では、便宜上、照明光学系についても説明したが、図2に示した構成例に限定されるものではない。
ところで、従来のプロジェクタの光学ユニット100は、図3Aに示すように、内部光学系が横型となるように地面に平行に配置されるのが一般的である。この場合、図3Bに示すように、クロスプリズム125により合成される各原色の主光線R,G,Bで構成される平面P1と液晶パネル123の長辺L1とが略々平行となっている。図示しないが、液晶パネル122,124についても、その長辺とクロスプリズム125により合成される各原色の主光線R,G,Bで構成される平面とが略々平行となる。なお、クロスプリズム125の断面サイズや投射光学系のサイズは、液晶パネル122,123,124の長辺の長さによって決定付けられる。
これに対して本発明に係る光学ユニット1では、図4Aに示すように、内部光学系が縦型となるように地面に垂直に配置される。この場合、図4Bに示すように、クロスプリズム25により合成される各原色の主光線R,G,Bで構成される平面P2と液晶パネル23の短辺L2とが略々平行となっている。図示しないが、液晶パネル22,24についても、その短辺とクロスプリズム25により合成される各原色の主光線R,G,Bで構成される平面とが略々平行となる。なお、クロスプリズム25の断面サイズや投射光学系のサイズは、液晶パネル22,23,24の短辺の長さによって決定付けられる。
図3と図4とを比較して分かるように、液晶パネル22,23,24の短辺を基準に構成した図4の方が、光学系のサイズをより小さく構成可能である。これは、長辺L1と短辺L2の長さの差が大きいワイドパネルを用いた場合にメリットが大きくなる。
例えば、0.7型の液晶パネル同士で比較すると、アスペクト比が4:3である液晶パネルでは、長辺14.3mm、短辺10.8mmであるが、アスペクト比が16:9である液晶パネルでは、長辺15.4mmに対して短辺は8.6mmになる。この場合、図3に示した横型の配置では、光学系のサイズが液晶パネル122,123,124の長辺の長さによって決定付けられるため、長辺14.3mmである0.7型4:3パネルに対して、長辺15.4mmである0.7型16:9パネルでは、光学系のサイズが若干大きくなる。
これに対して、図4に示す本発明に係る縦型の配置では、光学系のサイズが液晶パネル22,23,24の短辺の長さによって決定付けられるため、短辺10.8mmである0.7型4:3パネルに対して、短辺8.6mmである0.7型16:9パネルでは、光学系のサイズが小さくなる。具体的には、図3に示した横型の配置と比較して、長さで約1/2、面積で約1/4、体積で約1/8まで小型化することができる。
すなわち、アスペクト比が16:9である液晶パネルの場合、光学系を縦型に構成した方が光学系のサイズを小さくできるメリットが大きい。光学系を小さく構成すれば、光学系に含まれる光学パーツも全て小型化が図れるため、全体としてのコストダウン幅は非常に大きくなる。特に、投影レンズは、イメージサークル、バックフォーカスともに小さくできるため、レンズを非常に小型化することができ、メリットは大きい。
以上のように、本発明では、クロスプリズム25により合成される各原色の主光線R,G,Bで構成される平面と液晶パネル22,23,24の短辺とが略々平行になるように構成することにより、光学ユニット1のサイズを従来と比較して非常に小さくすることができる。また、光学ユニット1の奥行き方向の長さを短くするために、例えば図5に斜視図を示すように、ランプ10から照射された照明光束を反射ミラー27によって90度曲げるように構成してもよい。このようにして光学ユニット1を小型化することで、図6Aに示すように、縦型の光学系でありながら、従来の横型プロジェクタのように投影レンズ26を有する外筐体42の垂直方向の高さより水平方向の幅が長く構成された横型の筐体に実装することができ、天吊り、床置きなどの設置形態のバリエーションに応えることが可能となる。このような縦型の光学系により従来の横型プロジェクタと略同一の高さとなる横型の筐体41を実現するためには、16:9のアスペクト比の液晶パネルではその対角を0.7型、すなわち0.7インチ以下とすることが好適である。その他のワイドパネルについてもその短辺側の寸法が0.7型、16:9のアスペクト比の液晶パネルの短辺側寸法以下とすることが好適である。
ここで、図3Aに示した横型の構成では、液晶パネル122,123,124の長辺からハーネスやフラットケーブル等の伝送系ケーブル130が引き出されているが、図4に示す本発明における縦型の配置では、液晶パネル22,23,24の短辺から伝送系ケーブル30が引き出されている。すなわち、従来の液晶パネルでは、図7に示すように、実際に光の照射される有効エリア131の周囲に、Pre−chargeドライブ回路132、垂直方向シフトレジスタ回路133a,133b、水平方向シフトレジスタ回路134及び水平方向垂直方向レベルシフタ135が設けられ、水平方向シフトレジスタ回路134及び水平方向垂直方向レベルシフタ135からの配線が、液晶パネルの長辺方向に設けられた電極136に接続されている。
これに対して、本発明における液晶パネルでは、図8に示すように、有効エリア31の周囲に、Pre−chargeドライブ回路32、垂直方向シフトレジスタ回路33a,33b、水平方向シフトレジスタ回路34、水平方向レベルシフタ35及び垂直方向レベルシフタ36が設けられ、水平方向シフトレジスタ回路34、水平方向レベルシフタ35及び垂直方向レベルシフタ36からの配線が、液晶パネルの短辺方向に設けられた電極37に接続されている。
このように、本発明では、液晶パネル22,23,24の短辺から伝送系ケーブル30を引き出すように構成することで、伝送系ケーブル30の引き回しが容易になる。また、短辺側に伝送ケーブル30の電極37を配置することにより、有効エリアの周囲に必要とされる短辺側の回路領域が小さくなり、液晶パネル22,23,24の短辺側の寸法を短くすることができるため、光学ユニット1のサイズをさらに小型化できる。
このような縦型の光学系により従来の横型プロジェクタと略同一の高さとなる横型の筐体41を実現した場合には、光学系を縦型とすることにより従来の横型光学系により占められていた空間を、有用な機構や回路を配置するための空間として利用することができる。
図3Aに示した横型の構成では、光学系の高さを低く取るために、図のように冷却ファン140が配置されることが多いが、この場合、冷やすべき液晶パネル122,123,124周りの手前で冷却風の向きを90度変更する必要がある。これに対して図4Aに示す本発明における縦型の配置では、光学系の横に冷却ファン40を配置しても光学系の高さに影響を与えることがない。したがって、冷却風の向きを大きく変えることなく冷やすべき液晶パネル22,23,24の周りに導くことができ、冷却効率が向上する。この例においては、離間して配置された液晶パネル22と一体の偏光板20a,21aの間に冷却ファン40により送風することにより、液晶パネル22の両面及び偏光板20a,21aの少なくとも片面が効率的に冷却される。勿論液晶パネル22の片側のみに送風経路を形成するようにしてよい。他の液晶パネル23,24及び偏光板20b,21b,20cについても同様である。
さらに、冷却ファン40による液晶パネル22,23,24の周りを冷却するとともに図6Bに示すように、冷却ファン40の直線的な送風経路上に配置された冷却が必要な熱源となる回路部品を有する回路基板43を同時に効率的に冷やすことができる。
また、図2に示した光学ユニット1において、ダイクロイックミラー15,16に入射する照明光の角度分布の差が原因で、スクリーンに投射された現像画面Iのうち、クロスプリズム25により合成される各原色の主光線で構成される平面に平行な辺の両端で色むら(シェーディング)が生じる場合が多い。すなわち、図3に示した横型の構成では、液晶パネル122,123,124の長辺方向に、図4に示した本発明における縦型の構成では、液晶パネル22,23,24の短辺方向に生じる場合が多い。ここで、長辺方向基準に構成された図3の光学ユニット100では、図3Cに示すように、シェーディングが長さの長い長辺方向(左右方向)に生じるため、顕著に見えやすい特徴を持つ。これに対して、本発明に係る光学ユニット1では、図4Cに示すように、シェーディングが長さの短い短辺方向(上下方向)に生じるため、殆ど目立たなくなる。
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施例に限定されるものではなく、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な変更、置換又はその同等のものを行うことができることは当業者にとって明らかである。
例えば、上述の実施の形態では、透過型の液晶パネルを用いるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、図9に示すように、反射型の液晶パネル50,51,52を用いるようにしても構わない。この場合、反射型であるため、図2に示した偏光板21a〜21cの代わりにPBSプリズム53a〜53cが用いられる。
また、図10に示すように、クロスプリズム25の代わりにフィリップスタイプのプリズム63を用いるようにしても構わない。反射型の液晶パネル60,61,62を用いる場合には、PBSプリズム64とともに、図示のように構成することができる。
この実施の形態は、本発明を、アスペクト比が例えば16:9の液晶パネル(ワイドパネル)を用いるプロジェクタに適用したものである。なお、以下の説明では、データ投射に適合するアスペクト比が4:3の液晶パネルよりも横長であるアスペクト比がn:1(n≧1.6)の液晶パネル、例えばアスペクト比が16:10、16:9、2.33:1等である液晶パネルをワイドパネルと定義して用いる。
典型的な透過型液晶パネルを用いたプロジェクタにおける光学ユニットの一例を図2に示す。図2に示す光学ユニット1において、ランプ10から照射された照明光束は、リフレクタ(反射板)11によって反射され、前方に射出される。その光は、フライアイインテグレータレンズ12a,12bにより均一化され、PSコンバータ13により光束の偏光方向が揃えられる。以上のように均一化され偏光方向の揃えられた照明光は、メインコンデンサレンズ14により液晶に向けて集光される。
この時点で白色の照明光は、ダイクロイックミラー15により分光され、透過方向に青色光、反射方向に黄色光と分けられる。さらに黄色光は、ダイクロイックミラー16により反射方向の緑色光と透過方向の赤色光に分光される。このように、ダイクロイックミラー15,16によって、白色の照明光は、青色(B)、緑色(G)、赤色(R)の3原色に分光される。
青色照明光は、反射ミラー17aによって反射され、コンデンサレンズ19aによって集光されて青色用液晶パネル22を照明する。この青色用液晶パネル22の前後には、偏光板20a,21aが青色用液晶パネル22を挟み込むようにして離間して配置されており、青色用液晶パネル22とともに照明光を変調して表示画像の青色成分を構成する。緑色照明光は、コンデンサレンズ19bによって集光されて緑色用液晶パネル23を照明する。この緑色用液晶パネル23の前後には、偏光板20b,21bが緑色用液晶パネル23を挟み込むようにして離間して配置されており、緑色用液晶パネル23とともに照明光を変調して表示画像の緑色成分を構成する。赤色照明光は、リレーレンズ18a,18bによって、緑色照明光、青色照明光との光路差を吸収され、反射ミラー17b,17cによって反射され、コンデンサレンズ19cによって集光されて赤色用液晶パネル24を照明する。この赤色用液晶パネル24の前後には、偏光板20c,21cが赤色用液晶パネル24を挟み込むようにして離間して配置されており、赤色用液晶パネル24とともに照明光を変調して表示画像の赤色成分を構成する。
以上のようにして、3枚の液晶パネル22,23,24によって変調されて構成された画像は、クロスプリズム25によって合成されて白色に戻され、投影レンズ26によって投射される。
なお、上述した光学ユニット1における液晶パネル22,23,24の色配置は、ダイクロイックミラー15,16の配置を変えることで変更可能であり、上述の配置例に限定されるものではない。また、上述の説明では、便宜上、照明光学系についても説明したが、図2に示した構成例に限定されるものではない。
ところで、従来のプロジェクタの光学ユニット100は、図3Aに示すように、内部光学系が横型となるように地面に平行に配置されるのが一般的である。この場合、図3Bに示すように、クロスプリズム125により合成される各原色の主光線R,G,Bで構成される平面P1と液晶パネル123の長辺L1とが略々平行となっている。図示しないが、液晶パネル122,124についても、その長辺とクロスプリズム125により合成される各原色の主光線R,G,Bで構成される平面とが略々平行となる。なお、クロスプリズム125の断面サイズや投射光学系のサイズは、液晶パネル122,123,124の長辺の長さによって決定付けられる。
これに対して本発明に係る光学ユニット1では、図4Aに示すように、内部光学系が縦型となるように地面に垂直に配置される。この場合、図4Bに示すように、クロスプリズム25により合成される各原色の主光線R,G,Bで構成される平面P2と液晶パネル23の短辺L2とが略々平行となっている。図示しないが、液晶パネル22,24についても、その短辺とクロスプリズム25により合成される各原色の主光線R,G,Bで構成される平面とが略々平行となる。なお、クロスプリズム25の断面サイズや投射光学系のサイズは、液晶パネル22,23,24の短辺の長さによって決定付けられる。
図3と図4とを比較して分かるように、液晶パネル22,23,24の短辺を基準に構成した図4の方が、光学系のサイズをより小さく構成可能である。これは、長辺L1と短辺L2の長さの差が大きいワイドパネルを用いた場合にメリットが大きくなる。
例えば、0.7型の液晶パネル同士で比較すると、アスペクト比が4:3である液晶パネルでは、長辺14.3mm、短辺10.8mmであるが、アスペクト比が16:9である液晶パネルでは、長辺15.4mmに対して短辺は8.6mmになる。この場合、図3に示した横型の配置では、光学系のサイズが液晶パネル122,123,124の長辺の長さによって決定付けられるため、長辺14.3mmである0.7型4:3パネルに対して、長辺15.4mmである0.7型16:9パネルでは、光学系のサイズが若干大きくなる。
これに対して、図4に示す本発明に係る縦型の配置では、光学系のサイズが液晶パネル22,23,24の短辺の長さによって決定付けられるため、短辺10.8mmである0.7型4:3パネルに対して、短辺8.6mmである0.7型16:9パネルでは、光学系のサイズが小さくなる。具体的には、図3に示した横型の配置と比較して、長さで約1/2、面積で約1/4、体積で約1/8まで小型化することができる。
すなわち、アスペクト比が16:9である液晶パネルの場合、光学系を縦型に構成した方が光学系のサイズを小さくできるメリットが大きい。光学系を小さく構成すれば、光学系に含まれる光学パーツも全て小型化が図れるため、全体としてのコストダウン幅は非常に大きくなる。特に、投影レンズは、イメージサークル、バックフォーカスともに小さくできるため、レンズを非常に小型化することができ、メリットは大きい。
以上のように、本発明では、クロスプリズム25により合成される各原色の主光線R,G,Bで構成される平面と液晶パネル22,23,24の短辺とが略々平行になるように構成することにより、光学ユニット1のサイズを従来と比較して非常に小さくすることができる。また、光学ユニット1の奥行き方向の長さを短くするために、例えば図5に斜視図を示すように、ランプ10から照射された照明光束を反射ミラー27によって90度曲げるように構成してもよい。このようにして光学ユニット1を小型化することで、図6Aに示すように、縦型の光学系でありながら、従来の横型プロジェクタのように投影レンズ26を有する外筐体42の垂直方向の高さより水平方向の幅が長く構成された横型の筐体に実装することができ、天吊り、床置きなどの設置形態のバリエーションに応えることが可能となる。このような縦型の光学系により従来の横型プロジェクタと略同一の高さとなる横型の筐体41を実現するためには、16:9のアスペクト比の液晶パネルではその対角を0.7型、すなわち0.7インチ以下とすることが好適である。その他のワイドパネルについてもその短辺側の寸法が0.7型、16:9のアスペクト比の液晶パネルの短辺側寸法以下とすることが好適である。
ここで、図3Aに示した横型の構成では、液晶パネル122,123,124の長辺からハーネスやフラットケーブル等の伝送系ケーブル130が引き出されているが、図4に示す本発明における縦型の配置では、液晶パネル22,23,24の短辺から伝送系ケーブル30が引き出されている。すなわち、従来の液晶パネルでは、図7に示すように、実際に光の照射される有効エリア131の周囲に、Pre−chargeドライブ回路132、垂直方向シフトレジスタ回路133a,133b、水平方向シフトレジスタ回路134及び水平方向垂直方向レベルシフタ135が設けられ、水平方向シフトレジスタ回路134及び水平方向垂直方向レベルシフタ135からの配線が、液晶パネルの長辺方向に設けられた電極136に接続されている。
これに対して、本発明における液晶パネルでは、図8に示すように、有効エリア31の周囲に、Pre−chargeドライブ回路32、垂直方向シフトレジスタ回路33a,33b、水平方向シフトレジスタ回路34、水平方向レベルシフタ35及び垂直方向レベルシフタ36が設けられ、水平方向シフトレジスタ回路34、水平方向レベルシフタ35及び垂直方向レベルシフタ36からの配線が、液晶パネルの短辺方向に設けられた電極37に接続されている。
このように、本発明では、液晶パネル22,23,24の短辺から伝送系ケーブル30を引き出すように構成することで、伝送系ケーブル30の引き回しが容易になる。また、短辺側に伝送ケーブル30の電極37を配置することにより、有効エリアの周囲に必要とされる短辺側の回路領域が小さくなり、液晶パネル22,23,24の短辺側の寸法を短くすることができるため、光学ユニット1のサイズをさらに小型化できる。
このような縦型の光学系により従来の横型プロジェクタと略同一の高さとなる横型の筐体41を実現した場合には、光学系を縦型とすることにより従来の横型光学系により占められていた空間を、有用な機構や回路を配置するための空間として利用することができる。
図3Aに示した横型の構成では、光学系の高さを低く取るために、図のように冷却ファン140が配置されることが多いが、この場合、冷やすべき液晶パネル122,123,124周りの手前で冷却風の向きを90度変更する必要がある。これに対して図4Aに示す本発明における縦型の配置では、光学系の横に冷却ファン40を配置しても光学系の高さに影響を与えることがない。したがって、冷却風の向きを大きく変えることなく冷やすべき液晶パネル22,23,24の周りに導くことができ、冷却効率が向上する。この例においては、離間して配置された液晶パネル22と一体の偏光板20a,21aの間に冷却ファン40により送風することにより、液晶パネル22の両面及び偏光板20a,21aの少なくとも片面が効率的に冷却される。勿論液晶パネル22の片側のみに送風経路を形成するようにしてよい。他の液晶パネル23,24及び偏光板20b,21b,20cについても同様である。
さらに、冷却ファン40による液晶パネル22,23,24の周りを冷却するとともに図6Bに示すように、冷却ファン40の直線的な送風経路上に配置された冷却が必要な熱源となる回路部品を有する回路基板43を同時に効率的に冷やすことができる。
また、図2に示した光学ユニット1において、ダイクロイックミラー15,16に入射する照明光の角度分布の差が原因で、スクリーンに投射された現像画面Iのうち、クロスプリズム25により合成される各原色の主光線で構成される平面に平行な辺の両端で色むら(シェーディング)が生じる場合が多い。すなわち、図3に示した横型の構成では、液晶パネル122,123,124の長辺方向に、図4に示した本発明における縦型の構成では、液晶パネル22,23,24の短辺方向に生じる場合が多い。ここで、長辺方向基準に構成された図3の光学ユニット100では、図3Cに示すように、シェーディングが長さの長い長辺方向(左右方向)に生じるため、顕著に見えやすい特徴を持つ。これに対して、本発明に係る光学ユニット1では、図4Cに示すように、シェーディングが長さの短い短辺方向(上下方向)に生じるため、殆ど目立たなくなる。
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施例に限定されるものではなく、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な変更、置換又はその同等のものを行うことができることは当業者にとって明らかである。
例えば、上述の実施の形態では、透過型の液晶パネルを用いるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、図9に示すように、反射型の液晶パネル50,51,52を用いるようにしても構わない。この場合、反射型であるため、図2に示した偏光板21a〜21cの代わりにPBSプリズム53a〜53cが用いられる。
また、図10に示すように、クロスプリズム25の代わりにフィリップスタイプのプリズム63を用いるようにしても構わない。反射型の液晶パネル60,61,62を用いる場合には、PBSプリズム64とともに、図示のように構成することができる。
上述したように、本発明に係るプロジェクタによれば、変調手段の短辺がプリズムによって合成される各色光の主光線で構成される平面と略々平行となるように変調手段を配置することで、現像画像に生じるシェーディングを目立たなくすることができ、また、光学ユニットのサイズを従来と比較して非常に小さくすることができる。これにより、装置全体の小型化が可能となる。また、伝送系ケーブルを変調手段の短辺側から引き出すようにすることで、伝送系ケーブルの引き回しが容易となる。さらに、冷却ファンの冷却風の吹出方向を変調手段の長辺方向と略々平行となるように配置することで、冷却効率を向上させることができる。
Claims (7)
- 光源と、上記光源からの光を複数の色光に分解する光分解用ミラーと、上記光分解用ミラーによって分解された各色光をそれぞれ変調する複数の変調手段と、上記変調手段によって変調された色光を合成するプリズムと、上記プリズムによって合成された光を投影する投影手段とを有する光学系を備えたプロジェクタにおいて、
上記変調手段は、アスペクト比がn:1(n≧1.6)である略矩形形状とされ、当該変調手段の短辺が上記プリズムによって合成される各色光の主光線で構成される平面と略々平行となるように配置されていることを特徴とするプロジェクタ。 - 上記変調手段を駆動するための伝送系ケーブルが、当該変調手段の短辺側から引き出されていることを特徴とする請求の範囲第1項記載のプロジェクタ。
- 少なくとも上記変調手段を冷却するための冷却ファンを有し、上記冷却ファンは、冷却風の吹出方向が上記変調手段の長辺方向と略々平行となるように配置されていることを特徴とする請求の範囲第1項記載のプロジェクタ。
- 上記変調手段は、液晶パネルと、当該液晶パネルを挟み込むように離間して配置された偏光板とを有し、上記冷却ファンにより上記液晶パネルと上記偏光板との間に送風することにより上記変調手段を冷却することを特徴とする請求の範囲第3項記載のプロジェクタ。
- 上記変調手段が配置された上記冷却ファンの直線的な送風経路に沿って回路基板が配置され、上記冷却ファンは、上記変調手段とともに上記回路基板を冷却することを特徴とする請求の範囲第3項記載のプロジェクタ。
- 上記光学系は、上記投射手段を有する外筐面の垂直方向の高さより水平方向の幅が長く構成された横型の筐体に実装されることを特徴とする請求の範囲第3項記載のプロジェクタ。
- 上記変調手段の有効画面の対角が0.7インチ以下であることを特徴とする請求の範囲第1項記載のプロジェクタ。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002218733 | 2002-07-26 | ||
JP2002218733 | 2002-07-26 | ||
PCT/JP2003/009341 WO2004012006A1 (ja) | 2002-07-26 | 2003-07-23 | プロジェクタ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2004012006A1 true JPWO2004012006A1 (ja) | 2005-11-24 |
Family
ID=31184688
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004524126A Pending JPWO2004012006A1 (ja) | 2002-07-26 | 2003-07-23 | プロジェクタ |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7029122B2 (ja) |
JP (1) | JPWO2004012006A1 (ja) |
KR (1) | KR100985121B1 (ja) |
CN (1) | CN1564965A (ja) |
WO (1) | WO2004012006A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4165479B2 (ja) * | 2004-09-08 | 2008-10-15 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクタ |
JP2009003106A (ja) * | 2007-06-20 | 2009-01-08 | Sony Corp | 液晶表示装置 |
JP2009192876A (ja) * | 2008-02-15 | 2009-08-27 | Seiko Epson Corp | プロジェクタ |
CN103529627A (zh) * | 2013-10-17 | 2014-01-22 | 深圳雅图数字视频技术有限公司 | 投影机的光机结构及投影机 |
CN114994965B (zh) * | 2022-05-23 | 2024-02-27 | 湖北如新电子有限公司 | 一种端边侧出排线液晶屏投影仪 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3257067B2 (ja) * | 1992-03-24 | 2002-02-18 | ソニー株式会社 | 液晶プロジェクタ |
JPH07128664A (ja) * | 1993-11-08 | 1995-05-19 | Hitachi Ltd | 液晶プロジェクタ |
EP1965249B1 (en) * | 1999-06-29 | 2012-04-18 | Sony Corporation | Projection display device with air cooling system |
US6375330B1 (en) * | 1999-12-30 | 2002-04-23 | Gain Micro-Optics, Inc. | Reflective liquid-crystal-on-silicon projection engine architecture |
JP2001257436A (ja) * | 2000-03-13 | 2001-09-21 | Seiko Epson Corp | 折り曲げ型配線基板用ベース基板、折り曲げ型配線基板、及び液晶装置並びに電子機器 |
JP3488687B2 (ja) * | 2000-12-28 | 2004-01-19 | 株式会社東芝 | 着脱可能な消音装置及びこれを伴う投写型プロジェクタ装置 |
JP2002286904A (ja) * | 2001-03-27 | 2002-10-03 | Seiko Epson Corp | 光学部品およびこれを用いたプロジェクタ |
JP4250896B2 (ja) * | 2002-02-19 | 2009-04-08 | 株式会社日立製作所 | 投影装置及びそれを用いた投写型画像表示装置 |
-
2003
- 2003-07-23 KR KR1020047004176A patent/KR100985121B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2003-07-23 WO PCT/JP2003/009341 patent/WO2004012006A1/ja active Application Filing
- 2003-07-23 CN CNA038011417A patent/CN1564965A/zh active Pending
- 2003-07-23 JP JP2004524126A patent/JPWO2004012006A1/ja active Pending
- 2003-07-23 US US10/488,366 patent/US7029122B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR100985121B1 (ko) | 2010-10-05 |
US20050001984A1 (en) | 2005-01-06 |
US7029122B2 (en) | 2006-04-18 |
WO2004012006A1 (ja) | 2004-02-05 |
KR20050020745A (ko) | 2005-03-04 |
CN1564965A (zh) | 2005-01-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103207506B (zh) | 投影显示器 | |
US6657680B2 (en) | Optical component with frame members directly attached to a prism block and projector containing the same | |
CN101063795B (zh) | 光学装置及具备该光学装置的投影机 | |
JP2003270720A (ja) | リアプロジェクタ | |
JP2000010191A (ja) | 投写型表示装置 | |
JP3838028B2 (ja) | 投射型表示装置 | |
US6943850B2 (en) | Optical apparatus and projection type display apparatus for reducing a physical distance between a light source and a display | |
KR100441506B1 (ko) | 영상투사장치 | |
JP2001337308A (ja) | 液晶プロジェクター | |
JPH11295814A (ja) | 液晶パネル冷却装置 | |
JPWO2004012006A1 (ja) | プロジェクタ | |
JP2007226030A (ja) | 光学部品保持部材およびプロジェクタ | |
CN100388055C (zh) | 光学仪器和投影仪器 | |
JP3772614B2 (ja) | プロジェクタ | |
JP4125631B2 (ja) | 投写型表示装置 | |
JP3528832B2 (ja) | 液晶プロジェクター | |
JP2004279498A (ja) | 画像投影装置 | |
EP2223185A1 (en) | Illumination optical system and image projection apparatus | |
JP2000089360A (ja) | 投写型表示装置 | |
JP2002098937A (ja) | 3板式反射型液晶プロジェクタ装置 | |
JP2828048B2 (ja) | 投写型表示装置 | |
JP2000075408A (ja) | 投写型表示装置 | |
JP2008191531A (ja) | リアプロジェクタ | |
JP3575244B2 (ja) | 照明装置および投写型表示装置 | |
JPH10221690A (ja) | 偏光光照明装置及び投写型画像表示装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060614 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070911 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071112 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080115 |