JPH08220635A - 反射形lcd投射装置の光学系 - Google Patents

反射形lcd投射装置の光学系

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JPH08220635A
JPH08220635A JP7294577A JP29457795A JPH08220635A JP H08220635 A JPH08220635 A JP H08220635A JP 7294577 A JP7294577 A JP 7294577A JP 29457795 A JP29457795 A JP 29457795A JP H08220635 A JPH08220635 A JP H08220635A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は反射形LCDプロジェクタ−の光学
系を提供する。 【解決手段】本発明による液晶プロジェクタ−の光学系
は光源より出射される光の特定の波長のみを通過させる
光分離器を具備し、この光分離器により分離された特定
の波長の光に対応して各波長の光をLCDのオン、オフ
状態に応じて透過及び散乱されるように設けられた2枚
のLCD即ち、白黒Y信号用LCD1枚を具備して白黒
信号用LCD1枚とカラ−信号用LCD1枚とを具備し
て白黒信号用LCDとカラ−信号用LCDを重畳投射す
ることにより解像度を向上させ得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示素子のプロ
ジェクタ−に係り、さらに詳細には二枚の反射形液晶表
示素子を用いて画質を向上させ得る液晶表示素子プロジ
ェクタ−の光学系に関する。
【0002】
【従来の技術】今日情報産業の発達と共にさらに大型化
した画面を有する映像表示手段の要求が漸増してきた。
しかしながら、従来の一般的な映像表示手段であったテ
レビジョン受像機を構成する直視形陰極線管は画面を大
型化させるために陰極線管自体を大型に制作すべきであ
るが、これに伴う現実的諸制約条件などによって大型化
に限界があった。さらに、前記した技術的難題を乗り越
えある程度大型化された陰極線管の制作が可能になって
も、それに伴う陰極線管の荷重が増えるようになる。
【0003】このような背景で様々な技術的要因の難題
を乗り越えてさらに大型化した画面が得られるように開
発されて実用化されたのが所謂プロジェクションテレビ
ジョンやビデオプロジェクタ−などのような映像投射シ
ステムである。このような映像投射システムは特殊制作
された小型陰極線管(CRT)や液晶表示素子(以下L
CDと言う)などの映像ディスプレイ手段を用いて映像
を発生させ、該映像を光学レンズを通じて拡大させて大
型スクリ−ンに投射する方式のシステムである。
【0004】前記したような映像システムの典型として
図1に示されたような前面投射形LCDプロジェクタ−
がある。このLCDプロジェクタ−は光源として白色光
を出射するランプ11とビデオ映像のディスプレイ手段
として前面にコリメ−ティングレンズ12′,13′,
14′が備えられた3枚の透過形LCD12,13,1
4を具備している。そして、前記ランプ11から発散さ
れる白色光は二色性ミラー(dichroic mirror) 15,1
6,16′17によりR,G,Bの三色に分離される。
このように分離された各カラ−の光はそれぞれそれに対
応する映像信号を示す前記LCD12,13,14に照
らされ、このLCDを通過した各カラ−の光は再び二色
性ミラー15′,17,17′,18により再合成され
た状態でプロジェクションレンズ19に入射する。次
に、前記プロジェクションレンズ19は前記LCD1
2,13,14に示された映像をスクリ−ン20に投射
するようになる。
【0005】しかしながら、前記した前面投射形LCD
プロジェクタ−は偏光フィルタを使用するなど、その照
明光により画面の明るさ及びコントラストが落ちる短所
があった。画面のコントラストを高めるためには映画館
でのように室内照明をできるだけ抑制して暗い状態にし
なければならない不便があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記した問題
点を勘案したものであり、本発明の目的は画質がなお向
上されるように2枚の反射形液晶表示素子を用いるLC
Dプロジェクタ−の光学系を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ために本発明によるLCDプロジェクタ−の光学系は光
源と、この光源より出射される光の特定の波長のみを通
過させ他の波長の光を反射させる光分離器と、この光分
離器により分離されたそれぞれの光に対応して各波長の
光を反射させるように設けられた第1液晶表示パネル及
び第2液晶表示パネルと、前記第1液晶表示パネル及び
第2液晶表示パネルにより反射された光が透過される投
射レンズと、この投射レンズを透過した光の経路上に位
置する背面投射スクリ−ンとを含み、前記第1液晶表示
パネルと前記光分離器、前記投射レンズ及び前記スクリ
−ンは同一光軸上に位置して第1光軸を成し、前記光源
と前記光分離器及び前記第2液晶表示パネルは前記第1
光軸に対して所定の角度を成す第2光軸がなされるよう
に同一な光軸上に位置することを特徴とする。
【0008】前記本発明の液晶プロジェクタ−の光学系
において、特に前記第1液晶表示パネル及び前記第2液
晶表示パネル中いずれか一つはカラ−信号用液晶表示パ
ネルであるのが望ましく、もう一つは黒白信号用液晶表
示パネルであるのが望ましい。そして、前記第1液晶表
示パネルと第2液晶表示パネルはそれぞれ前記光分離器
により分離されたそれぞれの波長光が集光できるように
その前面に第1集光レンズと第2集光レンズとをそれぞ
れ具備するのが望ましく、前記第1液晶表示パネルと前
記第1集光レンズ及び前記第2液晶表示パネルと前記第
2集光レンズとの間にはそれぞれλ/4波長板を具備す
るのが望ましい。そして、前記光分離器は前記光源より
出射される光の軸に対して一定の角度に傾いて設けられ
たPBS(Polarizing Beam Splitter)であるのが望まし
く、前記光分離器は前記光源より出射される光の軸に対
し45°に傾いて設けられるのが望ましい。さらに、前
記第1光軸と前記第2光軸は前記光分離器を中心に交差
し実質的には90°の角度をなすのが望ましい。
【0009】前記本発明による液晶プロジェクタ−の光
学系において、前記第1光軸と第2光軸とがなす角度
は、そして前記光源に対し前記光分離器がなす角度はそ
れぞれ光学系の特性に応じて望ましく調整して所定の角
度を成させ得る。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明を詳細に説明する。図2及び図3を参照するに、本発
明によるLCDプロジェクタ−の光学系は光源としての
ランプ31とこのランプ31より出射される光の軸に対
して一定の角度に傾いて設けられたPBS32を含む。
ここで、前記PBS32は前記ランプ31より出射され
る光の特定の波長だけを通過させ他の波長の光は反射さ
せる光分離器である。そして、前記光分離器であるPB
S32により分離された光が集光できるようにそれぞれ
に対応して設けられた第1集光レンズ33と第2集光レ
ンズ34とを含む。さらに、前記第1集光レンズ33と
第2集光レンズ34によりそれぞれ集光された特定の波
長の光が前記PBS32に再び反射されるよう、前記第
1集光レンズ33及び前記第2集光レンズ34と並んで
位置する第1液晶表示パネル37と第2液晶表示パネル
38とを含んでいる。さらに、互いに並んで位置するよ
うに設けられた前記第1液晶表示パネル37と前記第1
集光レンズ33及び前記第2液晶表示パネル38と前記
第2集光レンズ34との間にはそれぞれλ/4波長板3
5,36を含む。そして、前記第1液晶表示パネル37
と第2液晶表示パネル38により反射された光が透過さ
れる投射レンズ39と、この投射レンズ39を透過した
光の経路上に位置するスクリ−ンSとを含めてなる構造
である。
【0011】このような構造を有する本発明の液晶プロ
ジェクタ−の光学系において、前記ランプ31より出射
される光は偏光方向のない状態で出射されるが前記PB
S32を透過しながらs波とp波の直線偏光に分離され
る。従って,前記ランプ31より出射された光は光損失
が生じない。このように光損失が生じない状態で前記P
BS32により分離されたs波は前記PBS32に反射
されて前記第1集光レンズ33とλ/4波長板35を通
りながら円偏光に変わる。この円偏光はLCDがオン
(ON)状態の場合前記第1液晶表示パネル37より反
射されて再びλ/4波長板35を通過する。この際、入
射光軸に対し90°に偏光された状態で出射されるので
p波に変わる。このように偏光されたp波は前記PBS
32を透過して投射レンズ39を通じてスクリ−ンSに
投射される。
【0012】一方、LCDがオフ(OFF)状態の場合
はLCDで入射光が散乱して投射レンズ39に届かなく
なる。本発明の液晶プロジェクタ−の光学系は2枚のL
CDを具備しているが、これらはそれぞれ図4及び図5
に示したように1枚のLCDは黒白信号用に用いられ、
もう1枚のLCDはカラ−信号用に用いられる。従っ
て、画面上では2個の画像が重畳されて一つのカラ−画
像が表せるようになる。
【0013】図4は本発明による液晶プロジェクタ−の
光学系に具備される2枚のLCD中カラ−LCDの構造
を示した概略図であり、図5は本発明による液晶プロジ
ェクタ−の光学系に具備される2枚のLCD中白黒LC
Dの構造を示した概略図である。ここで、カラ−LCD
1枚だけを用いる場合は画素が赤R、緑G、青Bとに分
離されて解像度が落ちるが、白黒Y信号用LCDと重畳
投射することにより解像度の低下を防止し得る。
【0014】
【発明の効果】以上、前記したように本発明による液晶
プロジェクタ−光学系は光源より出射される光の特定の
波長だけを通過させる光分離器を具備し、この光分離器
により分離された光に対応して各波長の光をLCDのオ
ン、オフ状態に応じて透過及び散乱させるように設けら
れた2枚の反射形LCD即ち、白黒信号用LCD1枚と
カラ−信号用LCD1枚を具備して白黒信号用LCDと
カラ−信号用LCDを重畳投射することにより解像度を
向上させ得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の典型的な前面投射形LCDプロジェクタ
−の光学系の構成を示した概略図である。
【図2】本発明による反射形LCDプロジェクタ−の光
学系の構成を示した概略図である。
【図3】本発明による反射形LCDプロジェクタ−の光
学系を説明するためのλ/4波長板の原理を示した概略
図である。
【図4】本発明による反射形LCDプロジェクタ−の光
学系に具備される2枚のLCD中カラ−LCDの構造を
示した概略図である。
【図5】本発明による反射形LCDプロジェクタ−の光
学系に具備される2枚のLCD中白黒LCDの構造を示
した概略図である。
【符号の説明】
31 ランプ 32 PBS 33 第1集光レンズ 34 第2集光レンズ 35,36 λ/4波長板 37 第1液晶表示パネル 38 第2液晶表示パネル 39 投射レンズ S スクリーン

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源と、 この光源より出射される光の特定の波長のみを通過させ
    他の波長の光を反射させる光分離器と、 この光分離器により分離されたそれぞれの光に対応して
    各波長の光を反射させるように設けられた第1液晶表示
    パネル及び第2液晶表示パネルと、 前記第1液晶表示パネル及び第2液晶表示パネルにより
    反射された光が透過される投射レンズと、この投射レン
    ズを透過した光の経路上に位置する投射スクリ−ンとを
    含み、 前記第1液晶表示パネルと前記光分離器、前記投射レン
    ズ及び前記スクリ−ンは同一の光軸上に位置して第1光
    軸を成し、前記光源と前記光分離器及び前記第2液晶表
    示パネルは前記第1光軸に対して所定の角度を成す第2
    光軸をなすように同一な光軸上に位置することを特徴と
    するLCDプロジェクタ−の光学系。
  2. 【請求項2】 前記第1液晶表示パネルと第2液晶表示
    パネル中いずれか一つはカラ−信号用液晶表示パネルで
    あることを特徴とする請求項1記載のLCDプロジェク
    タ−の光学系。
  3. 【請求項3】 前記第1液晶表示パネルと第2液晶表示
    パネル中いずれか一つは白黒信号用液晶表示パネルであ
    ることを特徴とする請求項1記載のLCDプロジェクタ
    −の光学系。
  4. 【請求項4】 前記第1液晶表示パネルと第2液晶表示
    パネルはそれぞれ前記光分離器により分離されたそれぞ
    れの波長光が集光できるようにその前面に第1集光レン
    ズと第2集光レンズをそれぞれ具備してなることを特徴
    とする請求項1記載のLCDプロジェクタ−の光学系。
  5. 【請求項5】 前記第1液晶表示パネルと第2液晶表示
    パネルはそれぞれ前記光分離器により分離されたそれぞ
    れの波長光が集光できるようにその前面に第1集光レン
    ズと第2集光レンズをそれぞれ具備してなることを特徴
    とする請求項2記載のLCDプロジェクタ−の光学系。
  6. 【請求項6】 前記第1液晶表示パネルと第2液晶表示
    パネルはそれぞれ前記光分離器により分離されたそれぞ
    れの波長光が集光できるようにその前面に第1集光レン
    ズと第2集光レンズとをそれぞれ具備してなることを特
    徴とする請求項3記載のLCDプロジェクタ−の光学
    系。
  7. 【請求項7】 前記第1液晶表示パネルとその前面に位
    置する前記第1集光レンズ及び前記第2液晶表示パネル
    とその前面に位置する前記第2集光レンズとの間にはλ
    /4波長板がそれぞれ具備されていることを特徴とする
    請求項1記載のLCDプロジェクタ−の光学系。
  8. 【請求項8】 前記第1液晶表示パネルとその前面に位
    置する前記第1集光レンズ及び前記第2液晶表示パネル
    とその前面に位置する前記第2集光レンズとの間にはλ
    /4波長板がそれぞれ具備されていることを特徴とする
    請求項2記載のLCDプロジェクタ−の光学系。
  9. 【請求項9】 前記第1液晶表示パネルとその前面に位
    置する前記第1集光レンズ及び前記第2液晶表示パネル
    とその前面に位置する前記第2集光レンズとの間にはλ
    /4波長板がそれぞれ具備されていることを特徴とする
    請求項3記載のLCDプロジェクタ−の光学系。
  10. 【請求項10】 前記光分離器は前記光源より出射され
    る光の軸に対して一定の角度に傾いて設けられたPBS
    (Polarizing Beam Splitter)であることを特徴とする請
    求項1記載のLCDプロジェクタ−の光学系。
  11. 【請求項11】 前記光分離器は前記光源より出射され
    る光の軸に対して45°に傾いて設置されたことを特徴
    とする請求項10記載のLCDプロジェクタ−の光学
    系。
  12. 【請求項12】 前記第1光軸と前記第2光軸は前記光
    分離器を中心に交差し実質的に90°の角度をなすこと
    を特徴とする請求項1記載のLCDプロジェクタ−の光
    学系。
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