JPH09113858A - Projection device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】液晶方式の投射型ディスプレ
イ等に用いられる投射装置に関し、特に投影用の液晶パ
ネルを一枚用いて構成する単板式の投射装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection apparatus used for a liquid crystal projection type display, etc., and more particularly to a single plate projection apparatus configured by using one liquid crystal panel for projection.
【０００２】[0002]
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】すでに
提案されている単板式の投射装置を図７に示す。この投
射装置は、青反射用のダイクロイックミラー１０２、赤
反射用のダイクロイックミラー１０３及び緑反射用のダ
イクロイックミラー１０４を、光源１０１から出射され
る光束に対してそれぞれ角度を変えて配設して構成して
いる。このように配設することで、角度の違う３枚のダ
イクロイックミラー１０２〜１０４によって、光源１０
１の白色光を、赤色光（図に「Ｒ」として示す）、青色
光（図に「Ｂ」として示す）、緑色光（図に「Ｇ」とし
て示す）に分離している。分離した各光は、図示しない
レンズアレイを介して、液晶パネル１０５の各画素に照
射される。そして、液晶パネル１０５の各画素を透過し
た光は、投射光学系を介してスクリーン上にその像が結
ばれる。2. Description of the Related Art FIG. 7 shows a previously proposed single plate type projection apparatus. This projection device is configured by arranging a blue reflecting dichroic mirror 102, a red reflecting dichroic mirror 103, and a green reflecting dichroic mirror 104 at different angles with respect to a light beam emitted from a light source 101. doing. By arranging in this way, the light source 10 can be formed by the three dichroic mirrors 102 to 104 having different angles.
1 white light is separated into red light (shown as "R" in the figure), blue light (shown as "B" in the figure), and green light (shown as "G" in the figure). Each separated light is applied to each pixel of the liquid crystal panel 105 via a lens array (not shown). Then, the light transmitted through each pixel of the liquid crystal panel 105 forms an image on the screen via the projection optical system.
【０００３】このように構成する投射装置は、旧タイプ
のようにＲＧＢフィルターを用いていないため、投射照
度を３倍以上に高めることができ、スクリーン上に写し
出されるの画面の明るさも３倍以上にすることができ
る。Since the projection apparatus thus constructed does not use the RGB filter unlike the old type, the projection illuminance can be increased three times or more, and the brightness of the screen projected on the screen is three times or more. Can be
【０００４】また、近年、各装置の小型化が進み、この
ような投射装置を配設した装置本体の大きさも、より小
型に構成することが望まれている。Further, in recent years, the miniaturization of each device has progressed, and it is desired that the size of the main body of the device in which such a projection device is arranged be made smaller.
【０００５】しかし、図７に示したタイプの投射装置で
は、液晶パネル１０５の入射面側に、この入射面から離
れるような状態に傾けて、３枚のダイクロイックミラー
１０２〜１０４を配設しなければならず、その分、余分
な設置スペースが必要であり、装置本体の小型化をより
一層進める上で、大きな支障となっていた。However, in the projection apparatus of the type shown in FIG. 7, the three dichroic mirrors 102 to 104 must be disposed on the incident surface side of the liquid crystal panel 105 so as to be inclined away from the incident surface. Therefore, an extra installation space is required, which is a great obstacle to further miniaturization of the apparatus body.
【０００６】本発明は、このような課題を解決すべく為
されたものであり、その目的は、投射照度を低減させる
ことなく、装置本体の小型化を一層進めることができる
投射装置の新たな構造を提案することにある。The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a new projection apparatus capable of further miniaturizing the apparatus body without reducing the projection illuminance. To propose a structure.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】そこで、本発明にかかる
投射装置は、赤色光を透過させ得る赤画素、緑色光を透
過させ得る緑画素及び青色光を透過させ得る青画素を一
組の画素群として、マトリクス状に配列させた液晶パネ
ル、この液晶パネルに対して白色光を入射させる光源、
及び、液晶パネルと光源との間に配設される光学手段と
を備えて構成する。この光学手段は、各一組の画素群に
対して個々に対応させて配列した複数の光学素子を備え
ており、この各光学素子は、光源に対向する側に、入射
する白色光を赤色光、緑色光及び青色光に分光するプリ
ズム面を備え、液晶パネルに対向する側に、分光された
赤色光、緑色光及び青色光を、対応する一組の赤画素、
緑画素及び青画素の各画素に対し、それぞれ集光させる
レンズ面を備えて構成する。Therefore, a projection apparatus according to the present invention is a set of pixels including a red pixel capable of transmitting red light, a green pixel capable of transmitting green light, and a blue pixel capable of transmitting blue light. As a group, a liquid crystal panel arranged in a matrix, a light source for making white light incident on the liquid crystal panel,
And an optical means arranged between the liquid crystal panel and the light source. This optical means is provided with a plurality of optical elements arranged so as to correspond individually to each set of pixels, and each of the optical elements is arranged so that incident white light is converted into red light on the side facing the light source. , A prism surface for splitting into green light and blue light, and a pair of red pixels corresponding to the split red light, green light and blue light on the side facing the liquid crystal panel,
Each of the green pixel and the blue pixel is provided with a lens surface for collecting light.
【０００８】このように構成することで、光学手段をほ
ぼ平板状に形成することもでき、液晶パネルの直近に配
設できる。With this structure, the optical means can be formed in a substantially flat plate shape and can be arranged in the immediate vicinity of the liquid crystal panel.
【０００９】また、請求項２にかかる投射装置では、光
学素子のレンズ面を円筒レンズ面として構成する。この
ように構成することで、プリズム面で分離された赤色
光、緑色光、及び青色光の各光は、円筒レンズ面から、
円筒の軸方向に沿った線状に出射される状態となる。こ
のため、各円筒レンズ面からは、赤色光、緑色光、及び
青色光がストライプ状となって、対応する一組の画素に
照射される。Further, in the projection apparatus according to the second aspect, the lens surface of the optical element is formed as a cylindrical lens surface. With such a configuration, the red light, the green light, and the blue light separated by the prism surface are separated from the cylindrical lens surface by
The light is emitted linearly along the axial direction of the cylinder. Therefore, from each cylindrical lens surface, red light, green light, and blue light are stripe-shaped and are applied to a corresponding set of pixels.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につき、
添付図面を参照して説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below.
This will be described with reference to the accompanying drawings.
【００１１】図１に本実施形態にかかる投射装置を概略
的に示す。この投射装置は、白色光を発する光源１０
と、及びＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の多数の画素を
マトリクス状に配列させた投射型の液晶パネル２０とを
備えており、さらに、光源１０側に向かう液晶パネル２
０の入射面には、光学手段としてのプリズム・レンズア
レイ３０を配設している。FIG. 1 schematically shows a projection apparatus according to this embodiment. This projection device includes a light source 10 that emits white light.
And a projection type liquid crystal panel 20 in which a large number of pixels of R (red), G (green), and B (blue) are arranged in a matrix, and further, the liquid crystal panel 2 facing the light source 10 side.
A prism / lens array 30 as an optical unit is arranged on the incident surface of 0.
【００１２】図２にプリズム・レンズアレイ３０を拡大
して示す。このプリズム・レンズアレイ３０は、光源１
０に相対する側には、プリズム面３１を多数段にわたっ
て形成したプリズムアレイを構成しており、その裏面と
なる液晶パネル２０に向う側には、円筒状に突出した円
筒レンズ面３２を、多数段にわたって形成したレンズア
レイを構成している。なお、このプリズム・レンズアレ
イ３０は、ガラス、或はアクリルなどの所定の屈折率を
有する光透過性の光学材料で形成している。FIG. 2 is an enlarged view of the prism / lens array 30. This prism / lens array 30 includes a light source 1
A prism array having prism surfaces 31 formed in a large number of steps is formed on the side opposite to 0, and a cylindrical lens surface 32 protruding in a cylindrical shape is formed in a large number on the side facing the liquid crystal panel 20, which is the back surface thereof. A lens array is formed over the entire area. The prism / lens array 30 is made of glass or an optically transparent optical material having a predetermined refractive index such as acrylic.
【００１３】図３に示すように、光源１０から発せられ
た白色光（Ｗ）は、プリズム・レンズアレイ３０のプリ
ズム面３１において赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、及び
青色光（Ｂ）の３原色の光に分離され、それぞれ異なっ
た角度で円筒レンズ面３２に入射する。この３原色の光
が円筒レンズ面３２を透過すると、赤色光（Ｒ）、緑色
光（Ｇ）、及び青色光（Ｂ）が、それぞれの焦点位置
に、線状に集光する。As shown in FIG. 3, white light (W) emitted from the light source 10 is red light (R), green light (G), and blue light (B) on the prism surface 31 of the prism / lens array 30. ) Are separated into three primary colors of light and enter the cylindrical lens surface 32 at different angles. When the lights of the three primary colors pass through the cylindrical lens surface 32, the red light (R), the green light (G), and the blue light (B) are linearly condensed at respective focal positions.
【００１４】なお、このような現象は、プリズム・レン
ズアレイ３０を構成する各段のプリズム面−円筒レンズ
面で生じ、プリズム・レンズアレイ３０を構成する各段
の円筒レンズ面３２からは、Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色光がス
トライプ状に出射され、３本の線状に集光する状態とな
る。Incidentally, such a phenomenon occurs in each stage of the prism / lens array 30 forming the prism surface-cylindrical lens surface, and from each stage of the prism / lens array 30 forming the cylindrical lens surface 32, R The three primary color lights of G, G, and B are emitted in a stripe shape and are condensed into three linear shapes.
【００１５】一方、このような光束が入射する液晶パネ
ル２０には、図４に示すように、光の透過を制御する多
数の画素がマトリクス状に形成されている。図に四角形
で示した領域を１画素として示しており、各画素ｒでは
赤色光（Ｒ）の透過を制御し、各画素ｇでは緑色光
（Ｇ）の透過を制御し、また、各画素ｂでは青色光
（Ｂ）の透過を制御している。前述したストライプ状に
出射されるＲ、Ｇ、Ｂの３原色光に対応させて、画素ｒ
を配列した画素列ｌ1 、画素ｇを配列させた画素列
ｌ2、画素ｂを配列させた画素列ｌ3 を構成しており、
液晶パネル２０全体では、各画素列がこの順に繰り返す
ような状態で配列している。On the other hand, as shown in FIG. 4, a large number of pixels for controlling the transmission of light are formed in a matrix on the liquid crystal panel 20 on which such a light flux enters. The region shown by a quadrangle in the drawing is shown as one pixel, each pixel r controls the transmission of red light (R), each pixel g controls the transmission of green light (G), and each pixel b Controls the transmission of blue light (B). Pixels r are made to correspond to the three primary color lights of R, G, and B emitted in the above-mentioned stripe shape.
Pixel column l 1 was arranged, the pixel row l 2 was arranged pixels g, constitutes a pixel column l 3 in which are arranged the pixel b,
In the liquid crystal panel 20 as a whole, the pixel columns are arranged in such a state that they are repeated in this order.
【００１６】また、各画素ｒ、ｇ、ｂの配置は、後述す
るように、プリズム・レンズアレイ３０を透過したＲ、
Ｇ、Ｂの３原色光が結ぶ焦点上に位置するように設計さ
れており、画素列ｌ1 には線状の赤色光（Ｒ）が入射
し、画素列ｌ2 には線状の緑色光（Ｇ）が入射し、画素
列ｌ3 には線状の青色光（Ｂ）が入射する。図４には、
一段のプリズム面３１〜円筒レンズ面３２で分離された
３原色光が入射する範囲を、領域Ｓとして示している。The arrangement of the pixels r, g, and b is R, which has passed through the prism / lens array 30, as will be described later.
G, 3 primary color light B are tie is designed so as to be positioned on the focal point, the incident linear red light (R) is the pixel column l 1, linear green light to the pixel columns l 2 (G) enters, and linear blue light (B) enters the pixel column l 3 . In Figure 4,
A range in which the three primary color lights separated by the one-stage prism surface 31 to the cylindrical lens surface 32 are incident is shown as a region S.
【００１７】このように構成する投射装置では、図５に
示すように、光源１０から発せられた白色光がプリズム
・レンズアレイ３０を透過し、その際に、各段の円筒レ
ンズ面３２からは、Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色光がストライプ
状にそれぞれ出射される。各段毎に出射される赤色光、
緑色光、青色光は、対応する各領域Ｓの画素列ｌ1 、ｌ
2 、ｌ3 にそれぞれ入射する。液晶パネル２０の対応す
る各画素ｒ、ｇ、ｂに入射した各光は、各画素を透過す
る際にその透過光量が制御されて出射される。そして、
各画素ｒ、ｇ、ｂから出射された光は、投射光学形４０
において合成され、スクリーン５０上に映像として写し
出される（図１）。In the projection apparatus constructed as described above, as shown in FIG. 5, the white light emitted from the light source 10 passes through the prism / lens array 30, and at that time, from the cylindrical lens surface 32 of each stage. , R, G and B primary color lights are emitted in stripes. Red light emitted for each stage,
The green light and the blue light correspond to the pixel columns l 1 and l of the corresponding regions S, respectively.
It is incident on 2 and l 3 , respectively. The light incident on each of the corresponding pixels r, g, and b of the liquid crystal panel 20 is emitted while the amount of transmitted light is controlled when passing through each pixel. And
The light emitted from each of the pixels r, g, and b is projected by the projection optical system 40.
Are combined and displayed as an image on the screen 50 (FIG. 1).
【００１８】ここで、プリズム・レンズアレイ３０と液
晶パネル２０の液晶画素面までの距離を算出する。空気
の屈折率を１とし、赤色光（波長６５０ｎｍ）の屈折率
をｎ’R 、青色光（波長４６０ｎｍ）の屈折率をｎ’B
とする。また、白色光の入射角をｉ、赤色光（波長６５
０ｎｍ）の屈折角をｉ’R 、青色光（波長４６０ｎｍ）
の屈折角をｉ’B とすると、次式が得られる。Here, the distance between the prism / lens array 30 and the liquid crystal pixel surface of the liquid crystal panel 20 is calculated. The refractive index of air is 1, the refractive index of the red light (wavelength 650 nm) n 'R, the refractive index of the blue light (wavelength 460 nm) n' B
And In addition, the incident angle of white light is i, and the red light (wavelength 65
The refraction angle i 'R of 0 nm), blue light (wavelength 460 nm)
When the refraction angle of is i ′ B , the following equation is obtained.
【００１９】 ｉ’R ＝ｓｉｎ−１（ｓｉｎ（ｉ）／ｎ’R ） ｉ’B ＝ｓｉｎ−１（ｓｉｎ（ｉ）／ｎ’B ） 画素ｒと画素ｂとの間隔をＰとすると、プリズム・レン
ズアレイ３０から液晶パネル２０の液晶画素面までの距
離Ｌは、次式から得られる。I ′ R = sin−1 (sin (i) / n ′ R ) i ′ B = sin−1 (sin (i) / n ′ B ), where P is the interval between the pixel r and the pixel b. The distance L from the prism / lens array 30 to the liquid crystal pixel surface of the liquid crystal panel 20 is obtained from the following equation.
【００２０】Ｌ＝Ｐ／ｔａｎ（ｉ’R −ｉ’B ） 従って、円筒レンズ面３２は、焦点距離ｆ≒Ｌとなるよ
うなレンズ面を構成すればよい。[0020] L = P / tan (i ' R -i' B) Thus, the cylindrical lens surface 32 may be a lens surface such that the focal length f ≒ L.
【００２１】以上説明した実施形態では、プリズム・レ
ンズアレイ３０に形成するレンズ面を、円筒レンズ面と
して例示したが、このレンズ面に対して異なる角度で入
射する３原色光を、対向する画素ｒ、ｇ、ｂにそれぞれ
集光させ得るレンズ面であれば、特に限定するものでは
ない。In the embodiment described above, the lens surface formed on the prism / lens array 30 is exemplified as a cylindrical lens surface. However, the three primary color lights incident at different angles on this lens surface are provided to the opposing pixel r. , G, b are not particularly limited as long as they are lens surfaces that can be focused.
【００２２】[0022]
【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる投
射装置によれば、液晶パネルに対して配設する光学手段
を、白色光を分離するプリズム面と、このプリズム面で
分離した３原色光をそれぞれ対応する色の画素に集光さ
せるレンズ面とを備えて構成したので、このような光学
手段を平板状に形成するなどにより、液晶パネルの入射
面の直近に配設することができる。このため、従来のよ
うに、３枚のダイクロイックミラーによって３原色光に
分離する場合に比べ、設置スペースを大幅に縮小できる
ため、装置本体の小型化にも十分に寄与することができ
る。As described above, according to the projection apparatus of the present invention, the optical means provided for the liquid crystal panel is provided with the prism surface for separating white light and the three primary colors separated by the prism surface. Since the lens surface for condensing the light into the pixels of the corresponding color is provided, it is possible to dispose the optical means in the shape of a flat plate and to dispose the optical means in the vicinity of the incident surface of the liquid crystal panel. . Therefore, the installation space can be significantly reduced as compared with the conventional case where three primary color lights are separated by three dichroic mirrors, which can sufficiently contribute to downsizing of the apparatus body.
【図１】本実施形態にかかる投射装置の構成を概略的に
示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a configuration of a projection apparatus according to the present embodiment.
【図２】プリズム・レンズアレイの一部を示す拡大図で
ある。FIG. 2 is an enlarged view showing a part of a prism / lens array.
【図３】入射する白色光を３原色光に分離する状態を示
す説明図である。なお、本図は、プリズム・レンズアレ
イの一段を取り出して代表的に示している。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state in which incident white light is separated into three primary color lights. In this figure, one stage of the prism / lens array is representatively shown.
【図４】液晶パネルに配列した各画素を示す説明図であ
る。FIG. 4 is an explanatory diagram showing pixels arranged on a liquid crystal panel.
【図５】プリズム・レンズアレイで白色光が分離され、
液晶パネルの各画素に集光する状態を示す説明図であ
る。FIG. 5: White light is separated by a prism / lens array,
It is explanatory drawing which shows the state which condenses on each pixel of a liquid crystal panel.
【図６】プリズム・レンズアレイと液晶パネルとの位置
関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a positional relationship between a prism / lens array and a liquid crystal panel.
【図７】従来の投射装置の構成を概略的に示す図であ
る。FIG. 7 is a diagram schematically showing a configuration of a conventional projection device.
１０…光源、２０…液晶パネル、３０…プリズム・レン
ズアレイ（光学手段） ３１…プリズム面、３２…円筒レンズ10 ... Light source, 20 ... Liquid crystal panel, 30 ... Prism / lens array (optical means) 31 ... Prism surface, 32 ... Cylindrical lens
Claims (2)
透過させ得る緑画素及び青色光を透過させ得る青画素を
一組の画素群として、マトリクス状に配列させた液晶パ
ネルと、 前記液晶パネルに対して白色光を入射させる光源と、 前記液晶パネルと前記光源との間に配設される光学手段
とを備え、 前記光学手段は、前記各一組の画素群に対して個々に対
応させて配列した複数の光学素子を備えており、 前記各光学素子は、 前記光源に対向する側に、入射する白色光を赤色光、緑
色光及び青色光に分光するプリズム面を有し、前記液晶
パネルに対向する側に、分光された赤色光、緑色光及び
青色光を、対応する前記一組の赤画素、緑画素及び青画
素の各画素に対して、それぞれ集光させるレンズ面を有
する投射装置。1. A liquid crystal panel in which red pixels capable of transmitting red light, green pixels capable of transmitting green light, and blue pixels capable of transmitting blue light are arranged in a matrix form as a set of pixel groups, and The liquid crystal panel includes a light source that allows white light to enter, and an optical unit that is arranged between the liquid crystal panel and the light source. The optical unit is individually provided for each of the one set of pixel groups. It comprises a plurality of optical elements arranged corresponding to each other, each optical element, on the side facing the light source, has a prism surface for separating incident white light into red light, green light and blue light, On the side facing the liquid crystal panel, a lens surface for condensing the dispersed red light, green light, and blue light into each of the corresponding set of red pixels, green pixels, and blue pixels is provided. Projection device having.
面である請求項１記載の投射装置。2. The projection device according to claim 1, wherein the lens surface of the optical element is a cylindrical lens surface.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26862195A JPH09113858A (en) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | Projection device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26862195A JPH09113858A (en) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | Projection device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09113858A true JPH09113858A (en) | 1997-05-02 |
Family
ID=17461095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26862195A Pending JPH09113858A (en) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | Projection device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09113858A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000022417A1 (en) * | 1998-10-12 | 2000-04-20 | Carl Zeiss | Imaging system with a cylindrical lens array |
-
1995
- 1995-10-17 JP JP26862195A patent/JPH09113858A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000022417A1 (en) * | 1998-10-12 | 2000-04-20 | Carl Zeiss | Imaging system with a cylindrical lens array |
| US6473239B2 (en) | 1998-10-12 | 2002-10-29 | Carl-Zeiss-Stiftung | Imaging system with a cylindrical lens array |
| AU759896B2 (en) * | 1998-10-12 | 2003-05-01 | Carl-Zeiss-Stiftung Trading As Carl Zeiss | Imaging system with a cylindrical lens array |
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