JPH04238334A - 投写型画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気信号により光の透
過、散乱を制御して画像を形成するライトバルブ上の画
像を明るく拡大投影する投写型画像表示装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】大画面の表示装置としては、ビデオプロ
ジェクターがあり、この中には高輝度のＣＲＴを投写レ
ンズでスクリーン上に投影するタイプ、液晶パネルをラ
イトバルブとしてその画像を投影するタイプなどがある
。近年は、液晶技術の進歩にともないセットサイズの小
型、軽量化等が期待できる液晶を用いるものが注目され
ている。図４に液晶パネルをライトバルブとする投写型
画像表示装置の原理図を示す。図４において、１は光源
ランプ、２は凹面反射鏡、３はフィールドレンズ、４は
液晶ライトバルブ、５は投写レンズ、６はスクリーンで
ある。光源１からの光は凹面反射鏡２で集光され、フィ
ールドレンズ３を通して液晶ライトバルブ４に入射する
。その液晶ライトバルブ４は映像信号にしたがい画素の
透過率を制御し、その画像を投写レンズ５によりスクリ
ーン６に拡大投影する。

【０００３】液晶ライトバルブで、現在主流となってい
るものは液晶パネルにツイストネマティック液晶あるい
はスーパーツイストネマティック液晶を用いたものであ
り、そのため光の吸収、透過を制御するために偏光板を
用いている。偏光板は光の偏光方向をそろえるため光源
からの照明光の内、半分以上を吸収し、表示画像が暗く
なる欠点がある。また、偏光板が光エネルギーを吸収す
る事により発熱し、液晶パネルの特性あるいは信頼性に
悪影響を及ぼす原因にもなっていた。

【０００４】それに対して例えば高分子分散液晶などを
用いた液晶パネルをライトバルブとすれば、偏光板を用
いないで光の透過と散乱が制御でき、光の透過率が高く
なり明るい画像が得られることになる。

【０００５】図３（ａ），（ｂ）は高分子分散液晶パネ
ルの表示の原理を示すものである。７は高分子、８は粒
状液晶であり、粒状液晶８が高分子７中に分散した状態
となっている。図３（ｂ）は、液晶に対して電界が印加
された状態を示す。このとき、粒状液晶８中の液晶分子
は電界方向に配列し、電界方向の屈折率が高分子と等し
くなるように粒状液晶を選択すると、光は散乱せずに透
過する。図３（ａ）は、電界を印加していない状態で、
粒状液晶８中の液晶分子は粒状液晶８と高分子７の界面
に沿って配列する。粒状液晶８の屈折率は高分子７の屈
折率と異なるので、光は粒状液晶８を高分子７の界面で
屈折を繰り返して散乱することになる。このようにして
映像信号に応じて光の透過、散乱を制御することができ
る。ここで９は入射光、１０は散乱光、１１は透過光を
おのおの示す。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら液晶が散
乱状態のとき、散乱光が投写レンズを通りスクリーンに
まで到達してしまえば画像のコントラストを下げる要因
となり、不要の散乱光の入射を防ぐために投写レンズの
Ｆナンバーを大きくし絞り込まなければならない。すな
わち、コントラストを高めるためには、やはり光の利用
効率を下げることとなるという問題点を有している。

【０００７】本発明は上記課題に鑑み、電気信号により
光の透過、散乱を制御して画像を形成するライトバルブ
上の画像を高いコントラストで、しかも明るく拡大投影
する投写型画像表示装置を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の画像表示装置は、高輝度の光源と凹面鏡によ
る光源部と映像信号に応じて光の透過、散乱を制御する
画像表示素子をライトバルブとする画像形成部と、その
画像をスクリーンに拡大投写する投写レンズを具備し、
前記光源部の像が投写レンズの瞳位置に像を結ぶよう照
明するケーラー照明を行い、さらに前記投写レンズの絞
り位置付近には中心遮蔽を設けるよう構成するものであ
る。

【０００９】

【作用】本発明は、この構成によって上記問題点を解決
している。図５にケーラー照明における、ライトバルブ
が透過状態のときの投写レンズの瞳位置に写る光源像の
概略図を示す。図５（ａ）は軸上、図５（ｂ）は軸外で
投写レンズの口径食がある状態で、光源像が投写レンズ
の瞳の中心に写るようにフィールドレンズ３の屈折力を
設定した場合である。光源の中心付近には、図５のハッ
チング部のように凹面反射鏡への光源ランプの挿入口や
、電極の口金、光源の配光特性等のため照明に無効な部
分が存在する。したがって、投写レンズの絞り近傍の光
軸付近に遮蔽を設けても、透過状態では照明光を損失す
る事は少ない。それに対して、散乱状態では前記投写レ
ンズの中心付近にも散乱光が侵入するため、それがスク
リーンに投写されると画像のコントラストを低下させる
原因となる。このため投写レンズの絞り近傍の光軸付近
に遮蔽を設けることで、この不要光をカットすることに
よりライトバルブ上の画像を高いコントラストで、しか
も明るく拡大投写することができる。

【００１０】

【実施例】（実施例１）以下本発明の一実施例について
、図面を参照しながら説明する。

【００１１】図１において、１は光源ランプ、２は凹面
反射鏡、３はフィールドレンズ、４は液晶ライトバルブ
、５は投写レンズ、６はスクリーン、１２は投写レンズ
の絞り近傍に具備した中心遮蔽である。これにより散乱
状態の不要光をカットすることによりライトバルブ上の
画像を高いコントラストで、しかも明るく拡大投写する
ことができる。

【００１２】（実施例２）以下本発明の第２の実施例に
ついて、図２を参照しながら説明する。

【００１３】図２では、投写レンズ５の等価的絞りの近
傍のレンズ上に中心遮蔽１２を設けている。この中心遮
蔽１２を円形にしておけば、レンズの回転が生じたとし
ても遮蔽の効果は変化することはないという作用効果を
有する。

【００１４】

【発明の効果】以上のように本発明は、高輝度の光源と
凹面鏡による光源部と映像信号に応じて光の透過、散乱
を制御する画像表示素子をライトバルブとする画像形成
部と、その画像をスクリーンに拡大投写する投写レンズ
を具備し、前記光源部の像が投写レンズの瞳位置近傍に
像を結ぶよう照明するケーラー照明を行い、前記投写レ
ンズの絞り位置付近には中心遮蔽を設けることにより、
電気信号による光の透過、散乱を制御して画像を形成す
るライトバルブ上の画像を高いコントラストで、しかも
明るく拡大投写する投写型画像表示装置を提供すること
ができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による投写型画像表示装置の
概略構成図

【図２】本発明の第２実施例による投写型画像表示装置
の概略構成図

【図３】（ａ）は高分子分散液晶パネルの表示の原理図
で、電界を印加していない散乱状態を示す図（ｂ）は高
分子分散液晶パネルの表示の原理図で、電界を印加した
透過状態を示す図

【図４】従来の液晶パネルをライトバルブとする投写型
画像表示装置の原理図

【図５】（ａ）投写レンズの瞳上に写る光源像が軸上の
場合の概略図 （ｂ）投写レンズの瞳上に写る光源像が軸外の場合の概
略図

【符号の説明】 １　　光源ランプ ２　　凹面反射鏡 ３　　フィールドレンズ ４　　液晶ライトバルブ ５　　投写レンズ ６　　スクリーン ７　　高分子 ８　　粒状液晶 ９　　入射光 １０　　散乱光 １１　　透過光 １２　　中心遮蔽

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高輝度の光源と凹面鏡による光源部と映像
   信号に応じて光の透過、散乱を制御する画像表示素子を
   ライトバルブとする画像形成部と、その画像をスクリー
   ンに拡大投写する投写レンズを具備し、前記光源部の像
   が投写レンズの瞳位置近傍に像を結ぶよう照明するケー
   ラー照明を行い、前記投写レンズの絞り位置近傍には中
   心遮蔽を設けることを特徴とする投写型画像表示装置。
2. 【請求項２】投写レンズの絞り位置近傍のレンズ面上に
   中心遮蔽を設けることを特徴とする請求項１記載の投写
   型画像表示装置。
3. 【請求項３】投写レンズの絞り位置近傍の中心遮蔽を円
   形とする事を特徴とする請求項１記載の投写型画像表示
   装置。