JPH0534823A - 投射型表示装置 - Google Patents
投射型表示装置Info
- Publication number
- JPH0534823A JPH0534823A JP3154935A JP15493591A JPH0534823A JP H0534823 A JPH0534823 A JP H0534823A JP 3154935 A JP3154935 A JP 3154935A JP 15493591 A JP15493591 A JP 15493591A JP H0534823 A JPH0534823 A JP H0534823A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- display device
- projection
- metal halide
- halide lamp
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 平行光線の光量を増大させた光学系を有する
投射型表示装置に提供する。 【構成】 投射型表示装置は、放物面鏡からなる集光リ
フレクタの焦点に発光部を備えた光源を有する投射型表
示装置であって、集光リフレクタの光放射方向における
焦点を通過する光軸上に頂点が位置する円錐面を有しか
つ中心軸が光軸に一致して配置された円錐台筒状ミラー
を有する。
投射型表示装置に提供する。 【構成】 投射型表示装置は、放物面鏡からなる集光リ
フレクタの焦点に発光部を備えた光源を有する投射型表
示装置であって、集光リフレクタの光放射方向における
焦点を通過する光軸上に頂点が位置する円錐面を有しか
つ中心軸が光軸に一致して配置された円錐台筒状ミラー
を有する。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は投射型表示装置に関し、特に投影
光線を形成する光学系を有する装置に関する。
光線を形成する光学系を有する装置に関する。
【０００２】
【背景技術】かかる投射型表示装置には、例えば、光導
電型液晶ライトバルブ等を用いた液晶表示装置がある。
かかる光導電型液晶ライトバルブには、液晶層と電極の
間に光導電層を介在させた透過型のものや、さらに液晶
層と光導電層との間に反射層等を設けた反射型のものが
ある。
電型液晶ライトバルブ等を用いた液晶表示装置がある。
かかる光導電型液晶ライトバルブには、液晶層と電極の
間に光導電層を介在させた透過型のものや、さらに液晶
層と光導電層との間に反射層等を設けた反射型のものが
ある。
【０００３】図６は、かかる反射型の投射型液晶表示装
置の構成の一例を示す。図において、光導電型液晶ライ
トバルブ１は、ＣＲＴ２のフロントフェイスに結合され
ている。ＣＲＴは、そのフロントフェイスに表示された
像を光ファイバ層を介して各導電型液晶ライトバルブの
光導電層に書き込む。光導電層の電位に応じて液晶層の
投影画像の濃淡が形成される。一方、メタルハライドラ
ンプ等の光源３から発せられた光束は、コールドミラー
４及びコンデンサレンズ５を経て、偏光ビームスプリッ
タ６に入射する。この入射光のうちＰ偏光成分は、偏光
ビームスプリッタ６を通過する。Ｓ偏光成分は、偏光ビ
ームスプリッタ６で進行方向が曲げられて光導電型液晶
ライトバルブ１に入射する。
置の構成の一例を示す。図において、光導電型液晶ライ
トバルブ１は、ＣＲＴ２のフロントフェイスに結合され
ている。ＣＲＴは、そのフロントフェイスに表示された
像を光ファイバ層を介して各導電型液晶ライトバルブの
光導電層に書き込む。光導電層の電位に応じて液晶層の
投影画像の濃淡が形成される。一方、メタルハライドラ
ンプ等の光源３から発せられた光束は、コールドミラー
４及びコンデンサレンズ５を経て、偏光ビームスプリッ
タ６に入射する。この入射光のうちＰ偏光成分は、偏光
ビームスプリッタ６を通過する。Ｓ偏光成分は、偏光ビ
ームスプリッタ６で進行方向が曲げられて光導電型液晶
ライトバルブ１に入射する。
【０００４】ここで、光導電型液晶ライトバルブ１の液
晶層に投影画像が描かれていると、光導電型液晶ライト
バルブにおいて反射された反射光中には液晶層の像の濃
淡に応じて局部的にＰ偏光成分が含まれることになる。
そして、この反射光中のＰ偏光成分のみが偏光ビームス
プリッタ６をそのまま通過することにより、このＰ偏光
成分による像が投影レンズ８を介してスクリーン９上に
像が投影される。
晶層に投影画像が描かれていると、光導電型液晶ライト
バルブにおいて反射された反射光中には液晶層の像の濃
淡に応じて局部的にＰ偏光成分が含まれることになる。
そして、この反射光中のＰ偏光成分のみが偏光ビームス
プリッタ６をそのまま通過することにより、このＰ偏光
成分による像が投影レンズ８を介してスクリーン９上に
像が投影される。
【０００５】図６に示すような投影型表示装置において
は、より平行に近い光線を光導電型液晶ライトバルブ１
に当てる必要があるので、メタルハライドランプ３から
の光を放物面鏡からなる集光リフレクタ７によって集光
して投影する光学系が用いられる。光軸に対して傾斜角
度を有した光は光導電型液晶ライトバルブ１の液晶層を
通過すると複屈折を生じ、コントラストの低下を招くか
らである。
は、より平行に近い光線を光導電型液晶ライトバルブ１
に当てる必要があるので、メタルハライドランプ３から
の光を放物面鏡からなる集光リフレクタ７によって集光
して投影する光学系が用いられる。光軸に対して傾斜角
度を有した光は光導電型液晶ライトバルブ１の液晶層を
通過すると複屈折を生じ、コントラストの低下を招くか
らである。
【０００６】このように、投影型表示装置は高輝度、高
効率が要求される為、光源としてはメタルハライドラン
プが多く使用されている。メタルハライドランプの一般
的な形状を図３に示す。メタルハライドランプ３は、水
銀蒸気内に金属ハロゲン化物を添加したものを封入する
透明石英等からなる発光管３１及びその両側の伸長して
リード線を支持する伸長部３２を有している。両側の伸
長部３２は発熱による全体の歪みを防ぐ機能もあり、あ
る程度の長さ及び厚みが必要である。発光部は発光管３
１内部の一対の対向する電極３３の間の空間であり、該
空間において放電により光が生じる。
効率が要求される為、光源としてはメタルハライドラン
プが多く使用されている。メタルハライドランプの一般
的な形状を図３に示す。メタルハライドランプ３は、水
銀蒸気内に金属ハロゲン化物を添加したものを封入する
透明石英等からなる発光管３１及びその両側の伸長して
リード線を支持する伸長部３２を有している。両側の伸
長部３２は発熱による全体の歪みを防ぐ機能もあり、あ
る程度の長さ及び厚みが必要である。発光部は発光管３
１内部の一対の対向する電極３３の間の空間であり、該
空間において放電により光が生じる。
【０００７】図５に示すように、メタルハライドランプ
の集光リフレクタ７はメタルハライドランプの光利用効
率を上げ、光束に指向性を確保している。この集光リフ
レクタ７を設計する際には、全体を小型化することやメ
タルハライドランプ自身に反射光が当たらなくすること
等の条件が必要である。しかしながら、メタルハライド
ランプの電極３３の間の発光部が線光源である為、効率
良く、平行光線束を光導電型液晶ライトバルブ等の液晶
素子受光面に当てるのは困難である。
の集光リフレクタ７はメタルハライドランプの光利用効
率を上げ、光束に指向性を確保している。この集光リフ
レクタ７を設計する際には、全体を小型化することやメ
タルハライドランプ自身に反射光が当たらなくすること
等の条件が必要である。しかしながら、メタルハライド
ランプの電極３３の間の発光部が線光源である為、効率
良く、平行光線束を光導電型液晶ライトバルブ等の液晶
素子受光面に当てるのは困難である。
【０００８】このことは、光源としてメタルハライドラ
ンプを用いた場合に限らない。すなわち、光源の発光個
所は点ではなく、拡がりがあり、集光リフレクタの反射
光には光軸に対する非平行光も存在して、光利用効率が
低下する。
ンプを用いた場合に限らない。すなわち、光源の発光個
所は点ではなく、拡がりがあり、集光リフレクタの反射
光には光軸に対する非平行光も存在して、光利用効率が
低下する。
【０００９】
【発明の目的】本発明の目的は、放物断面を有する集光
リフレクタの焦点に光源を配した光学系の光利用効率を
高めた投射型表示装置を提供することにある。
リフレクタの焦点に光源を配した光学系の光利用効率を
高めた投射型表示装置を提供することにある。
【００１０】
【発明の構成】本発明の投射型表示装置は、放物面鏡か
らなる集光リフレクタの焦点に発光部を備えた光源を有
する投射型表示装置であって、前記集光リフレクタの光
軸を中心軸とし前記集光リフレクタの光放射方向におい
て前記光源の下流側に配置されかつ前記光放射方向にお
いて縮径する円錐台筒状ミラーを有することを特徴とす
る。
らなる集光リフレクタの焦点に発光部を備えた光源を有
する投射型表示装置であって、前記集光リフレクタの光
軸を中心軸とし前記集光リフレクタの光放射方向におい
て前記光源の下流側に配置されかつ前記光放射方向にお
いて縮径する円錐台筒状ミラーを有することを特徴とす
る。
【００１１】
【発明の作用】本発明によれば、円錐台筒状ミラーによ
って集光リフレクタを経た反射光の非平行光を平行光に
変換できる。
って集光リフレクタを経た反射光の非平行光を平行光に
変換できる。
【００１２】
【実施例】図１は本発明による実施例の投射型表示装置
を示す。投射型表示装置は、円錐台筒状ミラー１０を備
えているほか、他の構成部材は図４の同一符号に示すも
のと同一である。図１に示すように本実施例において
は、メタルハライドランプ１及び放物面鏡からなる集光
リフレクタ７の光学的下流に円錐台筒状ミラー１０を設
け、これらの下流に偏光ビームスプリッタ等の光学素子
を配置している。
を示す。投射型表示装置は、円錐台筒状ミラー１０を備
えているほか、他の構成部材は図４の同一符号に示すも
のと同一である。図１に示すように本実施例において
は、メタルハライドランプ１及び放物面鏡からなる集光
リフレクタ７の光学的下流に円錐台筒状ミラー１０を設
け、これらの下流に偏光ビームスプリッタ等の光学素子
を配置している。
【００１３】図２に示すように、円錐台筒状ミラー１０
は、放物面鏡の集光リフレクタ７の焦点を通過する光軸
上に頂点が位置する円錐面を有するように、すなわち中
心軸が光軸に一致して配置されている。円錐台筒状ミラ
ー１０は、光放射方向において縮径している。円錐台筒
状ミラー１０は、かかる光軸に対して傾斜する筒状円錐
台１０ａとその円錐面上に形成された鏡面１０ｂとから
なり、筒状円錐台１０ａの材質はメタルハライドランプ
１との放電を防ぐため、ガラスが望ましいが、放電しな
い距離を保っているならば、金属でもかまわない。外周
鏡面１０ｂは反射率を上げるため、アルミニウム薄膜ミ
ラーまたは誘電体ミラー等を施す。円錐台筒状ミラー１
０を図１に示すようにメタルハライドランプの片腕の伸
長部３２に挿入し、接着剤でメタルハライドランプと結
合する。
は、放物面鏡の集光リフレクタ７の焦点を通過する光軸
上に頂点が位置する円錐面を有するように、すなわち中
心軸が光軸に一致して配置されている。円錐台筒状ミラ
ー１０は、光放射方向において縮径している。円錐台筒
状ミラー１０は、かかる光軸に対して傾斜する筒状円錐
台１０ａとその円錐面上に形成された鏡面１０ｂとから
なり、筒状円錐台１０ａの材質はメタルハライドランプ
１との放電を防ぐため、ガラスが望ましいが、放電しな
い距離を保っているならば、金属でもかまわない。外周
鏡面１０ｂは反射率を上げるため、アルミニウム薄膜ミ
ラーまたは誘電体ミラー等を施す。円錐台筒状ミラー１
０を図１に示すようにメタルハライドランプの片腕の伸
長部３２に挿入し、接着剤でメタルハライドランプと結
合する。
【００１４】これにより、本来、ガラス伸長部３２自身
に当たってしまった集光リフレクタからの反射光が円錐
台筒状ミラーにより、さらに反射され、有効な光線とな
る。また、集光リフレクタの１次反射では光軸に対して
大きな角度が付き過ぎてしまった光も、外面鏡面１０ｂ
の角度による２次反射でより平行光に近づく。実験の結
果、ある条件において、有効利用効率が最高とされてい
た形状の集光リフレクタに円錐台筒状ミラーを設置する
ことにより、同条件で約１割程度増加、良好な結果が得
られた。すなわち、図３、図４及び図５に示す寸法及び
配置関係を保って、下記の如き寸法及び距離の条件の本
実施例の装置に付いて実験を行った結果、本実施例は利
用効率３３．５９％と、円錐台筒状ミラー１０を外した
ものの利用効率３０．６４％よりも高い結果を得た。 ［メタルハライドランプ寸法］ アーク長（電極間距離）Ａ：５ｍｍ 発光管長Ｂ：１２ｍｍ 発光管直径Ｃ：１２ｍｍ 伸長部直径Ｄ：６ｍｍ メタルハライドランプ全長Ｅ：６１ｍｍ ［円錐台筒状ミラー寸法］ 大開口直径Ｆ：１４ｍｍ 小開口直径Ｇ：５ｍｍ 円錐台筒状ミラー長Ｈ：５０ｍｍ ［メタルハライドランプ、集光リフレクタ、円錐台筒状
ミラーの位置関係］ 開口直径Ｉ：７５ｍｍメタルハライドランプの電極間中
点が集光リフレクタの頂点からの焦点（焦点距離Ｊ：１
２ｍｍ）に位置するようにメタルハライドランプを配置
する。
に当たってしまった集光リフレクタからの反射光が円錐
台筒状ミラーにより、さらに反射され、有効な光線とな
る。また、集光リフレクタの１次反射では光軸に対して
大きな角度が付き過ぎてしまった光も、外面鏡面１０ｂ
の角度による２次反射でより平行光に近づく。実験の結
果、ある条件において、有効利用効率が最高とされてい
た形状の集光リフレクタに円錐台筒状ミラーを設置する
ことにより、同条件で約１割程度増加、良好な結果が得
られた。すなわち、図３、図４及び図５に示す寸法及び
配置関係を保って、下記の如き寸法及び距離の条件の本
実施例の装置に付いて実験を行った結果、本実施例は利
用効率３３．５９％と、円錐台筒状ミラー１０を外した
ものの利用効率３０．６４％よりも高い結果を得た。 ［メタルハライドランプ寸法］ アーク長（電極間距離）Ａ：５ｍｍ 発光管長Ｂ：１２ｍｍ 発光管直径Ｃ：１２ｍｍ 伸長部直径Ｄ：６ｍｍ メタルハライドランプ全長Ｅ：６１ｍｍ ［円錐台筒状ミラー寸法］ 大開口直径Ｆ：１４ｍｍ 小開口直径Ｇ：５ｍｍ 円錐台筒状ミラー長Ｈ：５０ｍｍ ［メタルハライドランプ、集光リフレクタ、円錐台筒状
ミラーの位置関係］ 開口直径Ｉ：７５ｍｍメタルハライドランプの電極間中
点が集光リフレクタの頂点からの焦点（焦点距離Ｊ：１
２ｍｍ）に位置するようにメタルハライドランプを配置
する。
【００１５】円錐台筒状ミラーの大開口縁部が集光リフ
レクタの頂点から１９ｍｍの距離Ｋに位置するように円
錐台筒状ミラーを配置する。光軸上に集光リフレクタの
頂点から２３０ｍｍの距離Ｌに１．３８インチ及びアス
ペクト比３：４の液晶素子３０を配置して、その受光面
における光量を測定する。
レクタの頂点から１９ｍｍの距離Ｋに位置するように円
錐台筒状ミラーを配置する。光軸上に集光リフレクタの
頂点から２３０ｍｍの距離Ｌに１．３８インチ及びアス
ペクト比３：４の液晶素子３０を配置して、その受光面
における光量を測定する。
【００１６】上記実施例においてはメタルハライドラン
プを光源とした投射型表示装置を説明したが、集光リフ
レクタの焦点上に発光点を有するものであれば、キセノ
ンランプ、ハロゲンランプ等を光源として用いることも
できる。
プを光源とした投射型表示装置を説明したが、集光リフ
レクタの焦点上に発光点を有するものであれば、キセノ
ンランプ、ハロゲンランプ等を光源として用いることも
できる。
【００１７】
【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、放物断面
を有する集光リフレクタの焦点に配置された光源の下流
側に円錐台状ミラーを配置したので、集光リフレクタか
らの反射光から円錐台筒状ミラーにより平行光線を更に
生ぜしめるので、光源の放射光の利用効率を向上でき
る。
を有する集光リフレクタの焦点に配置された光源の下流
側に円錐台状ミラーを配置したので、集光リフレクタか
らの反射光から円錐台筒状ミラーにより平行光線を更に
生ぜしめるので、光源の放射光の利用効率を向上でき
る。
【図１】本発明による投射型表示装置の光学系の概略図
である。
である。
【図２】本発明にかかる円錐台筒状ミラーの斜視図であ
る。
る。
【図３】実施例による投射型表示装置のメタルハライド
ランプの概略平面図である。
ランプの概略平面図である。
【図４】実施例による投射型表示装置の円錐台筒状ミラ
ーの概略平面図である。
ーの概略平面図である。
【図５】実施例による投射型表示装置の光源の部分切欠
概略平面図である。
概略平面図である。
【図６】従来の投射型表示装置の光学系の概略図であ
る。
る。
１……光導電型液晶ライトバルブ
２……ＣＲＴ
３……メタルハライドランプ
４……コールドミラー
５……コンデンサレンズ
７……集光リフレクタ
６……偏光ビームスプリッタ
８……投影レンズ
９……スクリーン
１０……円錐台筒状ミラー
Claims (2)
- 【請求項１】 放物面鏡からなる集光リフレクタの焦点
に発光部を備えた光源を有する投射型表示装置であっ
て、前記集光リフレクタの光軸を中心軸とし前記集光リ
フレクタの光放射方向において前記光源の下流側に配置
されかつ前記光放射方向において縮径する円錐台筒状ミ
ラーを有することを特徴とする投射型表示装置。 - 【請求項２】 前記光源がメタルハライドランプであ
り、前記メタルハライドランプの電極の伸長方向が前記
光軸の方向と略一致していることを特徴とする請求項１
記載の投射型表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3154935A JPH0534823A (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 投射型表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3154935A JPH0534823A (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 投射型表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0534823A true JPH0534823A (ja) | 1993-02-12 |
Family
ID=15595157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3154935A Pending JPH0534823A (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 投射型表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0534823A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009230933A (ja) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Ushio Inc | 光源装置 |
| CN102222813A (zh) * | 2011-03-25 | 2011-10-19 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 太赫兹波轴向聚焦器 |
-
1991
- 1991-06-26 JP JP3154935A patent/JPH0534823A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009230933A (ja) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Ushio Inc | 光源装置 |
| CN102222813A (zh) * | 2011-03-25 | 2011-10-19 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 太赫兹波轴向聚焦器 |
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