JP3010806B2 - 液晶プロジェクタ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶パネルを用いて映
像の投射を行う液晶プロジェクタ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、図６に示すような例えば透過
型の液晶パネルを用いて映像を投射する液晶プロジェク
タ装置が知られている。この液晶プロジェクタ装置で
は、電源５９により発光部５１を駆動し、該発光部５１
の発光により生ずる光を色分解用のダイクロイックプリ
ズム５２に入射する。

【０００３】ここで、上記発光部５１の発光により生ず
る光はほぼ全方向に発散するため、ダイクロイックプリ
ズム５２、液晶５４を通る光はごく一部であり、投影レ
ンズ５６に取込める光は少なくなってしまう。

【０００４】そこで、従来の液晶プロジェクタ装置は、
反射面が放物面を有するいわゆる放物面鏡であるリフレ
クタ６０を用いていた。上記発光部５１は、上記リフレ
クタ６０の放物面の焦点に位置するように設けられ、該
発光部５１と該リフレクタ６０とで光源部を構成するよ
うにしていた。上記発光部５１からの上記拡散光は、上
記リフレクタ６０により反射され平行光として上記色分
解用のダイクロイックプリズム５２に入射される。従っ
て、上記色分解用のダイクロイックプリズム５２に入射
する平行光の量を多くすることができる。従来の液晶プ
ロジェクタ装置は、このようにして上記スクリーン５７
に写し出される映像の輝度の向上を図っていた。

【０００５】上記リフレクタ６０を用いずに色分解用の
ダイクロイックプリズム５２に入射される平行光の量を
多くするには、上記発光部５１を大電力で駆動して発光
される光の量を多くすればよいが、上記発光部５１は発
光の際に発熱する。このため、上記発光部５１を大電力
で駆動することにより高い熱が生じ、周囲の回路等に悪
影響を及ぼしてしまうため、あまり好ましくない。

【０００６】なお、従来の液晶プロジェクタ装置には、
上記発光部５１の発光による発熱の悪影響を防止するた
め、輻射による熱の伝達を防止する赤外線カットフィル
タ５０及び空冷用のファン等の冷却装置５８が設けられ
ており、該発光部５１からの平行光に含まれる赤外線成
分は該赤外線カットフィルタ５０により除去され、該発
光部５１自体の熱は該冷却装置５８により放熱されるよ
うになっている。

【０００７】上記ダイクロイックプリズム５２は、上記
光源部から入射される平行光を赤色（Ｒ），緑色
（Ｇ），青色（Ｂ）の光に分解する。上記ダイクロイッ
クプリズム５２により分解された上記各色の光のうち、
上記赤色の光はミラー５３ａ及びミラー５３ｂを介して
赤色用液晶パネル５４Ｒに入射される。また、上記緑色
の光は緑色用液晶パネル５４Ｇに直接入射され、上記青
色の光はミラー５３ｃ及びミラー５３ｄを介して青色用
液晶パネル５４Ｂに入射される。

【０００８】上記各色用の液晶パネル５４Ｒ，５４Ｇ，
５４Ｂは、図示しない画像表示回路により任意の画像を
表示するように制御されている。このため、上記任意の
画像に応じた各色の光が、それぞれ上記各色用の液晶パ
ネル５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂを透過することとなる。こ
の各色の透過光は、それぞれ色合成用のダイクロイック
プリズム５５に入射される。上記色合成用のダイクロイ
ックプリズム５５は、上記各色用の液晶パネル５４Ｒ，
５４Ｇ，５４Ｂを介してそれぞれ入射される各色の透過
光を合成する。この合成された透過光が映像光としてレ
ンズ５６を通じてスクリーン５７に投射される。

【０００９】これにより、任意のカラー画像が上記スク
リーン５７に写し出されることとなる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の液晶プ
ロジェクタ装置は、図７に示すように上記発光部５１が
発光することにより生ずる光を有効に利用するために上
記リフレクタ６０を用い、なるべく多くの平行光Ａを上
記色分解用のダイクロイックプリズム５２に入射しよう
としているが、該リフレクタ６０では平行光Ａとするこ
とができない拡散光である発散光Ｂ，Ｃが多々生じてい
るのが現状である。

【００１１】このため、例えば図８に示すように上記平
行光Ａは、上記液晶パネル５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂの外
接円の領域である平行光領域７０に入射され、上記発散
光Ｂ，Ｃは、上記平行光領域７０を取り囲む円の領域で
ある発散光領域７１に入射される。この図７から分かる
ように、上記平行光Ａであっても実際に上記液晶パネル
５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂに入射されるのは、該平行光Ａ
全体の６割程度であり、残りの４割は該液晶パネル５４
Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂには入射されない。また、上記発散
光Ｂ，Ｃは、上記リフレクタ６０から上記色分解用のダ
イクロイックプリズム５２に入射される光全体の３割に
相当し、これも液晶パネル５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂには
入射されない。

【００１２】このように、従来の液晶プロジェクタ装置
は、上記リフレクタ６０を使用しても上記各色用の液晶
パネル５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂには入射されない無駄な
光があるため、上記スクリーンに投射される映像の輝度
が不十分であり、該スクリーン５７が設けられている部
屋全体を暗くしないで該スクリーン５７に投射される映
像を認識することは困難であった。

【００１３】本発明は上述の課題に鑑みてなされたもの
であり、発光部が発光することにより生ずる光を無駄な
く赤色用，緑色用，青色用の各液晶パネルに入射するこ
とができ、スクリーンに投射される映像光による映像の
輝度を上げることができるような液晶プロジェクタ装置
の提供を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、発光部から放
射される光を反射する放物面鏡を有する光源部からの光
を液晶パネルに入射し、この液晶パネルを介することに
より生ずる映像光をスクリーンに投射する液晶プロジェ
クタ装置において、上記光源部からの光をそのまま通過
させ上記液晶パネルに入射する開口部と、上記開口部を
囲むように設けられ、上記光源部からの光のうち拡散光
を屈折により偏向して上記液晶パネルに入射する偏向部
とを有する偏向手段を備えることを特徴とする。

【００１５】

【作用】本発明に係る液晶プロジェクタ装置では、光源
部からの光を偏向手段の開口部を介して上記液晶パネル
に入射するとともに、上記光源部からの光のうち拡散光
を上記開口部を囲むように設けられた偏向部を介して上
記液晶パネルに入射する。

【００１６】

【実施例】以下、本発明に係る液晶プロジェクタ装置の
実施例について図面を参照しながら説明する。本実施例
に係る液晶プロジェクタ装置は、図１に示すように、発
光部１と、上記発光部１から拡散的に出射される拡散光
を平行光に偏向するリフレクタ２と、偏向手段であるフ
レネルレンズ３と、例えば上記リフレクタ２及びフレネ
ルレンズ３の間に設けられ、入射される光から赤外線成
分を除去する赤外線カットフィルタ１２と、入射される
平行光を例えば赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の
光に分解する色分解用のダイクロイックプリズム５とを
有している。なお、上記発光部１とリフレクタ２とで光
源部を構成している。

【００１７】また、本実施例に係る液晶プロジェクタ装
置は、上記色分解用のダイクロイックプリズム５により
分解された上記各色の光のうち、上記赤色の光を反射す
るミラー４ａ及びミラー４ｂと、上記ミラー４ａ及びミ
ラー４ｂを介した上記赤色の光が入射される赤色用液晶
パネル７Ｒと、上記ダイクロイックプリズム５により分
解された上記各色の光のうち、上記青色の光を反射する
ミラー４ｃ及びミラー４ｄと、上記ミラー４ｃ及びミラ
ー４ｄを介した上記青色の光が入射される青色用液晶パ
ネル７Ｂと、上記色分解用のダイクロイックプリズム５
により分解された上記各色の光のうち、上記緑色の光が
入射される緑色用液晶パネル７Ｇとを有している。

【００１８】また、本実施例に係る液晶プロジェクタ装
置は、上記各色の液晶パネル７Ｒ，７Ｇ，７Ｂを透過す
ることにより生ずる各色の透過光が、それぞれ入射され
る色合成用のダイクロイックプリズム６と、上記色合成
用のダイクロイックプリズム６が上記各色の透過光を合
成することにより生成される映像光をスクリーン９に投
射するレンズ８と、上記発光部１の発光により生ずる熱
を除くための例えば空冷用のファン等である冷却装置１
０と、上記発光部１等に電力を供給する電源１１とを有
している。

【００１９】上記リフレクタ２は、例えば反射面が放物
面を有する放物面鏡であり、上記発光部１は該リフレク
タ２の反射面である放物面の焦点に位置するように設け
られる。

【００２０】上記フレネルレンズ３は、例えば図２に示
すように外形が略々矩形状となっており、該フレネルレ
ンズ３の中心点と一致する中心点を有する円形状の開口
部３ａが設けられている。この開口部３ａの径の大きさ
は、図２中点線で示す上記リフレクタ２の内径２ａより
も若干小さめとなっている。また、上記フレネルレンズ
３の上記開口部３ａ以外の部分は入射される発散光を平
行光に偏向する偏向部３ｂとなっている。

【００２１】このようなフレネルレンズ３は、上記図１
に示すように上記リフレクタ２の開口部の近傍に位置
し、かつ、上記赤外線カットフィルタ１２を挟んで該リ
フレクタ２の開口部の中心と該フレネルレンズ３の開口
部３ａの中心とが一致するように設けられる。

【００２２】上記色分解用のダイクロイックプリズム
５，緑色用液晶パネル７Ｇ，色合成用のダイクロイック
プリズム６及びレンズ８は、それぞれの中心点が上記フ
レネルレンズ３の中心点と一致するように設けられる。

【００２３】なお、本実施例の説明では上記偏向手段と
して上記図２に示すフレネルレンズ３を用いることとし
たが、該偏向手段として図３に示すような外形が略々円
形状であり上記フレネルレンズ３と同様に上記リフレク
タ２の内径２ａよりも若干小さめの略々円形状の開口部
３０ａ及び該開口部３０ａ以外の部分である偏向部３０
ｂを有するガラスレンズ３０を用いるようにしてもよ
い。

【００２４】次に動作説明をする。この液晶プロジェク
タ装置では、電源１により発光部１を駆動する。これに
より、上記発光部１が発光する。この発光部１が発光す
ることにより生ずる光は、拡散光である。上記リフレク
タ２は、上記拡散光を平行光に偏向して出射する。な
お、上記リフレクタ２により平行光に偏向しきれない光
（以下、発散光と言う。）が生ずる。上記平行光及び発
散光は、それぞれ上記赤外線カットフィルタ１２に入射
される。上記赤外線カットフィルタ１２は、上記入射さ
れる平行光及び発散光から赤外線成分を取り除く。この
赤外線カットフィルタ１２により赤外線成分が除去され
た平行光は上記フレネルレンズ３の開口部３ａに、又、
発散光は該フレネルレンズ３の偏向部３ｂに入射され
る。

【００２５】上述のように、上記フレネルレンズ３の開
口部３ａは、入射される平行光をそのまま通過させる。
このため、図４に示すように上記平行光Ａは、上記フレ
ネルレンズ３の開口部３ａを介して上記色分解用のダイ
クロイックプリズム５に入射される。一方、上記フレネ
ルレンズ３の偏向部３ｂは、入射される発散光の発散角
を修正して平行光として出射する。このため、図４に示
すように上記偏向部３ｂに入射された発散光は、それぞ
れ平行光に修正され上記色分解用のダイクロイックプリ
ズム５に入射される。

【００２６】これにより、図５に示すように上記開口部
３ａを介した平行光Ａは、後に説明する各色用の液晶パ
ネル７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの内接円の領域である平行光領域
２０に入射され、上記偏向部３ｂにより平行光に偏向さ
れた平行光Ｂ，Ｃは、該液晶パネル７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの
外接円の領域である平行光領域２１に入射されることと
なる。

【００２７】従って、上記各色用の液晶パネル７Ｒ，７
Ｇ，７Ｂにそれぞれ入射する平行光の光量を多くするこ
とができる。

【００２８】上記色分解用のダイクロイックプリズム５
は、上記フレネルレンズ３を介して入射される光を、例
えば赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の光に分解す
る。上記ダイクロイックプリズム５により分解された上
記各色の光のうち、上記赤色の光はミラー４ａ及びミラ
ー４ｂを介して上記赤色用液晶パネル７Ｒに入射され
る。また、上記緑色の光は上記緑色用液晶パネル７Ｇに
直接入射され、上記青色の光はミラー４ｃ及びミラー４
ｄを介して上記青色用液晶パネル７Ｂに入射される。

【００２９】上記各色用の液晶パネル７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ
は、図示しない画像表示回路により任意の画像を表示す
るように制御されている。このため、上記任意の画像に
応じた各色の光が、それぞれ上記各色用の液晶パネル７
Ｒ，７Ｇ，７Ｂを透過することとなる。この各色の透過
光は、それぞれ色合成用のダイクロイックプリズム６に
入射される。上記色合成用のダイクロイックプリズム６
は、上記各色用の液晶パネル７Ｒ，７Ｇ，７Ｂを介して
それぞれ入射される各色の透過光を合成する。この合成
された透過光が映像光としてレンズ３を通じてスクリー
ン９に投射される。

【００３０】上述のように、上記フレネルレンズ３を用
いることにより、上記各色用の液晶パネル７Ｒ，７Ｇ，
７Ｂにそれぞれ入射される平行光の光量を多くすること
ができる。このため、上記色合成用のダイクロイックプ
リズム６により生成され上記スクリーン９に投射される
映像光の光量も多くすることができ、明るい部屋でも該
スクリーン９に投射される映像を認識することができる
ようになる。

【００３１】以上の説明から明らかなように、本実施例
に係る液晶プロジェクタ装置は、上記光源部から発光さ
れる光のうち、平行光はそのまま通過させ、発散光は発
散角を修正して平行光として出射するようなフレネルレ
ンズ３を設けることにより、より多くの平行光を上記各
色用の液晶パネル７Ｒ，７Ｇ，７Ｂに入射することがで
きるため、該各色用の液晶パネル７Ｒ，７Ｇ，７Ｂを透
過した透過光から生成される映像光の光量も多くするこ
とができる。

【００３２】このため、上記スクリーン９に投射された
映像の輝度を上げることができ、明るい部屋でも該スク
リーン９に投射される映像を認識することができるよう
な液晶プロジェクタ装置を実現することができる。

【００３３】

【発明の効果】本発明に係る液晶プロジェクタ装置で
は、光源部からの光を偏向手段の開口部を介して液晶パ
ネルに入射するとともに、上記光源部からの光のうち拡
散光を上記開口部を囲むように設けられた偏向部を介し
て上記液晶パネルに入射するので、より多くの光を液晶
パネルに入射することができる。このため、上記液晶パ
ネルを透過した透過光から生成される映像光の光量も多
くすることができ、スクリーンに投射された映像の輝度
を上げることができる。

【００３４】従って、明るい部屋でも該スクリーンに投
射される映像を認識することができるような液晶プロジ
ェクタ装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図 １】本発明に係る液晶プロジェクタ装置の構成を
示す概略図である。

【図 ２】本発明に係る液晶プロジェクタ装置に偏向手
段として設けられているフレネルレンズを示す概略図で
ある。

【図 ３】本発明に係る液晶プロジェクタ装置に偏向手
段として設けられるガラスレンズを示す概略図である。

【図 ４】上記フレネルレンズの機能を説明するための
概略図である。

【図 ５】上記フレネルレンズを介した平行光が各色用
の液晶パネルに入射される様子を説明するための概略図
である。

【図 ６】従来の液晶プロジェクタ装置の構成を示す概
略図である。

【図 ７】光源部から発光される光を説明するための概
略図である。

【図 ８】従来の液晶プロジェクタ装置の光源部から発
光された光が各色用の液晶パネルに入射される様子を説
明するための概略図である。

【符号の説明】

１・・・・・・・・・・発光部 ２・・・・・・・・・・リフレクタ ３・・・・・・・・・・フレネルレンズ ３ａ・・・・・・・・・開口部 ３ｂ・・・・・・・・・偏向部 ４ａ〜４ｄ・・・・・・ミラー ５・・・・・・・・・・色分解用のダイクロイックプリ
ズム ６・・・・・・・・・・色合成用のダイクロイックプリ
ズム ７Ｒ・・・・・・・・・赤色用液晶パネル ７Ｇ・・・・・・・・・緑色用液晶パネル ７Ｂ・・・・・・・・・青色用液晶パネル ８・・・・・・・・・・レンズ ９・・・・・・・・・・スクリーン １０・・・・・・・・・冷却装置 １１・・・・・・・・・電源 １２・・・・・・・・・赤外線カットフィルタ ３０・・・・・・・・・ガラスレンズ ３０ａ・・・・・・・・開口部 ３０ｂ・・・・・・・・偏向部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03B 33/12

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光部から放射される光を反射する放物
   面鏡を有する光源部からの光を液晶パネルに入射し、こ
   の液晶パネルを介することにより生ずる映像光をスクリ
   ーンに投射する液晶プロジェクタ装置において、 上記光源部からの光をそのまま通過させ上記液晶パネル
   に入射する開口部と、上記開口部を囲むように設けら
   れ、上記光源部からの光のうち拡散光を屈折により偏向
   して上記液晶パネルに入射する偏向部とを有する偏向手
   段を備えることを特徴とする液晶プロジェクタ装置。