JPH06265884A - 液晶プロジェクター用光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光源に発光長が存在する場合でもリフレクタ
ーによる反射光の拡がりを抑え、マイクロレンズ等によ
る集光の効果を最大限に取り出すことである。 【構成】 表示面４を有する液晶パネル３と、大きな焦
点距離を有する放物面形状又は回転２次曲面形状リフレ
クター１と、該リフレクター１の焦点位置に設置される
光源２と、前記リフレクター１の前記液晶パネル３対向
面に形成される開口と、微小なマイクロレンズ６を規則
的に多数個配列形成するとともに前記開口に設けられる
ガラスプレート５とよりなる。そして前記ガラスプレー
ト５は、前記光源２からの光の出射側の面に前記マイク
ロレンズ６を形成すると共に、前記光源２からの光の入
射側の面の前記マイクロレンズ６に対応する位置に、微
小な開口部７ａ〜７ｃを有する反射ミラー７を形成した
ものが望ましく、さらには前記マイクロレンズ６の焦点
を前記各微小開口部７ａ〜７ｃの近傍に設定したものが
望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶プロジェクター用液
晶パネルに表示される画像をスクリーン上に拡大投影す
るための光源に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の液晶プロジェクターに用いられる
光源のリフレクター１０１は、図３に示すように略放物
面形状を呈し、その口径１０２を液晶パネル１０３の表
示部１０４の大きさ１０５よりも若干大きく設定してお
り、前記リフレクター１０１の内部に配置されるメタル
ハライドランプ等の光源１０６の光を略平行光に変換し
て、前記液晶パネル１０３の表示部１０４に照射する構
成となっていた。

【０００３】また前記液晶パネル１０３を通過した光が
図示しない投写レンズに取り込めるように前記光源１０
６と液晶パネル１０３との間に図示しないコンデンサー
レンズを配置する例が特開平２−２０９０９３号公報(H
04N 5/74)や、特開平３ー１９６１３４号公報(H04N 5
/74)に開示されている。

【０００４】さらに特開平４−１２７１３６号公報(G03
B 21/00)には微小開口を多数有し、入射光速の内、垂直
に入射した光速成分のみを選択的に透過させる導光管を
設けてこれにより光源からの不要な散乱光を遮断する技
術が開示されている。

【０００５】しかしながら、メタルハライドランプ等の
光源は発光部が、例えばアーク長が存在するために、５
ｍｍ程度の長さを有するため、リフレクターにより変換
される光は図７の実線や点線で示されるように略平行光
とはいうものの、実際には±５〜６°程度の拡がりが生
じてしまう欠点があった。

【０００６】また前２つの公報には、光源を利用して液
晶パネル１０３の入光側に該液晶パネルの各画素に対応
してマイクロレンズを配列したマイクロレンズアレイを
設けて、液晶の実質上の開口率を向上させる技術が開示
されている。

【０００７】図４はその様子を示した液晶パネル１０３
の断面図であり、液晶パネルを構成する２枚のガラスパ
ネル１０７、１０８の間に、液晶１１０が挟まれて封入
されている。またガラスパネル１０８の内面にはＴＦＴ
に光が入射するのを防止するためのブラックマトリック
ス１０９が形成されている。一方のガラスパネル１０８
表面にはマイクロレンズを複数個配列したマイクロレン
ズアレイ１１１が設けられ、このマイクロレンズアレイ
１１１表面を覆うマイクロレンズガラス基板１１２が設
けられている。

【０００８】斯かる図４において、前記リフレクターに
よって平行光に変換された光は図中実線で示すようにマ
イクロレンズアレイ１１１の作用により集光され、液晶
１１０の各画素を通過する。

【０００９】しかしながら実際には、上述したように光
源１０６には発光長が存在するため、リフレクター１０
１により反射した光には拡がりが生じ、図中点線や一点
鎖線で示されるようにマクロレンズアレイ１１１により
集光された後に、ブラックマトリックス１０９に入射し
てしまう光が存在する結果となる。

【００１０】従ってマイクロレンズアレイ１１１の効果
はある角度範囲内の入射角の光においては効果が期待で
きるが、それ以上になると逆効果になってしまうという
場合も起こり効率が悪くなるという問題点があった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、上記従来技術のように光源に発光長が存在
する場合でもリフレクターによる反射光の拡がりを抑
え、マイクロレンズ等による集光の効果を最大限に取り
出すことである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、表示面を有す
る液晶パネルと、大きな焦点距離を有する放物面形状又
は回転２次曲面形状リフレクターと、該リフレクターの
焦点位置に設置される光源と、前記リフレクターの前記
液晶パネル対向面に形成される開口と、微小なマイクロ
レンズを規則的に多数個配列形成するとともに前記開口
に設けられるガラスプレートとよりなる。

【００１３】そして前記ガラスプレートは、前記光源か
らの光の出射側の面に前記マイクロレンズを形成すると
共に、前記光源からの光の入射側の面の前記マイクロレ
ンズに対応する位置に、微小な開口部を有する反射ミラ
ーを形成したものが望ましく、さらには前記マイクロレ
ンズの焦点を前記各微小開口部の近傍に設定したものが
望ましい。

【００１４】

【作用】上記の構成によって光源より出る光はリフレク
ターで１度反射された後、あるいはガラスプレート入射
側表面の反射ミラーと該リフレクターとの間で乱反射を
繰り返した後に、反射ミラーに設けられた微小開口部に
入射する。この微小開口部に入射した光は各微小開口部
に対応したマイクロレンズに入射し、該マイクロレンズ
の働きにより略平行光に変換される。この結果光源より
出る光の量を落とすことなく光の平行度を増すことが可
能となる。

【００１５】このようにして平行度を増した光は液晶パ
ネルの入光側に配置されたマイクロレンズの働きにより
液晶パネルの各画素の開口部に集光され、結果として液
晶パネルを通過する光量が増加し、液晶パネルの実質上
の開口率が増大する。

【００１６】

【実施例】以下本発明液晶プロジェクター用光源装置を
図１の断面図及び図２の要部拡大図の一実施例に沿って
詳細に説明する。

【００１７】図１及び図２において、１は回転２次曲面
形状の焦点距離が大きく大口径のリフレクター、２は該
リフレクター１の内部に焦点位置に配置された光源とし
てのメタルハライドランプ、３は前記リフレクター１の
前方に位置する液晶パネル、４は該液晶パネルの表示
部、５は前記リフレクター１の開口に配置されるガラス
プレートである。

【００１８】前記ガラスプレート５は図２の拡大図を見
れば明らかなように微小なマイクロレンズ６を光の出射
側表面に多数個並べて配置するともに、光の入射側表面
に前記マイクロレンズ６の各々に対応した位置に微小開
口部７ａ〜７ｃを有する反射ミラー７を形成している。
この反射ミラーは７は例えばＡｌ等の高い反射率を有す
る物質より形成される。

【００１９】なお前記マイクロレンズ６の焦点は前記各
微小開口部７ａ〜７ｃの近傍に来るように設定してあ
る。

【００２０】上記の構成において、図１のランプ２より
出る光は図中点線Ａのようにリフレクター１で反射され
た後、反射ミラー７に設けられた微小な開口部７ａ〜７
ｃに入射したり、１点鎖線Ｂのようにランプ２より直接
反射ミラー７に設けられた微小開口部７ａ〜７ｃ内に入
射する光も存在するが、光の大部分はガラスプレート５
表面の反射ミラー７で反射されてランプ２側に戻され
る。

【００２１】しかしながら図中実線Ｃで示すように反射
ミラー７とリフレクター１との間で反射を繰り返した後
に結局微小開口部７ａ〜７ｃ内に入射する。このように
して微小開口部７ａ〜７ｃ内に入射した光は図２に示す
如く各微小開口部７ａ〜７ｃに対応するマイクロレンズ
６に入射し、図示の如くこのマイクロレンズ６の働きに
より出射光を略平行光に変換する。

【００２２】以上のようにマイクロレンズ６並びにマイ
クロレンズ６に対して光路前方に設けられた微小開口部
７ａ〜７ｃを有する反射ミラー７の働きにより、ランプ
２からの光の平行度を高めることが可能となる。

【００２３】そしてこのような光源装置を備えた液晶プ
ロジェクターにおいて、液晶パネル３の各画素に対応す
る位置にマイクロレンズ６を持つマイクロレンズアレイ
を液晶パネル３の入光側に配置すると、光の平行度が高
まっているので、マイクロレンズに入射した光はすべて
液晶パネル３の各画素の開口部に集光され、液晶パネル
３の実質上の開口率が増大する結果となる。

【００２４】

【発明の効果】本発明は以上のような構成にすること
で、光源から出射される光の光量を減らすことなく光の
平行度を増すことが可能となり、液晶パネルの入射側に
液晶パネルの各画素に対応した位置にマイクロレンズを
持つマイクロレンズアレイを配置すると、該マイクロレ
ンズの働きによりこのマイクロレンズを通過する光は全
て液晶パネルの開口部を通過するので、液晶パネルの実
質上の透過率が増大し、明るい液晶プロジェクターが可
能となる効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光源装置を示す断面図である。

【図２】図１の要部拡大図である。

【図３】従来の光源装置を示す断面図である。

【図４】従来の光源から出た光の経路を示す液晶パネル
の断面図である。

【符号の説明】

１ リフレクター ２ 光源 ３ 液晶パネル ５ ガラスプレート ６ マイクロレンズ ７ 反射ミラー ７ａ〜７ｃ 微小開口部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 天野 隆平 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三洋 電機株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表示面を有する液晶パネルと、大きな焦
   点距離を有する放物面形状又は回転２次曲面形状リフレ
   クターと、該リフレクターの焦点位置に設置される光源
   と、前記リフレクターの前記液晶パネル対向面に形成さ
   れる開口と、微小なマイクロレンズを規則的に多数個配
   列形成するとともに前記開口に設けられるガラスプレー
   トとよりなる液晶プロジェクター用光源装置。
2. 【請求項２】 前記ガラスプレートは、前記光源からの
   光の出射側の面に前記マイクロレンズを形成すると共
   に、前記光源からの光の入射側の面の前記マイクロレン
   ズに対応する位置に、微小な開口部を有する反射ミラー
   を形成したものである上記請求項１記載の液晶プロジェ
   クター用光源装置。
3. 【請求項３】 前記マイクロレンズの焦点を前記各微小
   開口部の近傍に設定したことを特徴とする上記請求項２
   記載の液晶プロジェクター用光源装置。