JPH09258211A - 背面投写型液晶プロジェクタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像輝度のダイナミックレンジが広くコント
ラストが改善された背面投写型液晶プロジェクタ装置を
提供する。 【解決手段】 光源ランプ１１１と放物面鏡１１５から
得た略平行光をダイクロイックミラー及び反射鏡により
光の３原色毎の光路に分解合成する。各色毎の光路に偏
光子、液晶パネル及び検光子からなる光シャッタを挿入
して、映像信号から画像を形成し、この画像を再度合成
して投写レンズによりスクリーンへ投写する。スクリー
ンは、フレネルレンズ１７５、レンチキュラレンズ１７
７及び偏光膜１３よりなり、偏光膜１３の偏光方向は、
各検光子による偏光方向と揃えられている。さらに、偏
光子１５５及び検光子１６５を相互の位置関係を保持し
つつ液晶パネル１４５に対して回転または傾斜させる変
位機構１５により、偏光膜１３を透過する緑色光の強度
を調整し色温度調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テレビジョン等の
再生映像を拡大投写する投写装置に係り、特に、液晶パ
ネルを映像再生用の光シャッタとして用いて、スクリー
ン背面から映像を投写する背面投写型液晶プロジェクタ
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ハイビジョン放送に続いて、地上波テレ
ビジョン放送もワイド画面による放送が始められた。ま
た、ケーブルテレビジョンの普及や、今後開始されるデ
ィジタルテレビジョン放送、さらにはディジタルビデオ
ディスク等の高解像度ソフトウェアが新しく登場するこ
とにより、高品質な大画面映像再生装置が望まれてい
る。

【０００３】ところが従来の直視型ディスプレイ装置に
用いられるＣＲＴは、製造技術、製造コスト、製品の寸
法重量等から４０型程度がほぼ限界となり、これ以上の
大画面を実現するには、前面投写型または背面投写型の
プロジェクター方式がある。さらに、これらのプロジェ
クター方式は、その拡大投写される元の画面を形成する
デバイスによって、それぞれＣＲＴ方式と液晶方式とが
あり、液晶プロジェクタはＣＲＴプロジェクタに比べて
最大輝度では劣るが、フォーカス性能、装置の小型軽量
化の点で優れると考えられている。

【０００４】図８は従来の３板式背面投写型液晶プロジ
ェクタ装置の概要を示すシステム構成図である。同図に
おいて、従来の背面投写型液晶プロジェクタ装置１０１
は、光源となる光源ランプ１１１と、光源ランプ１１１
に電源を供給する電源回路１１３と、焦点に光源ランプ
１１１が位置するように配設された放物面鏡１１５と、
紫外線及び赤外線をカットするＵＶ・ＩＲフィルタ１１
７と、色分解合成手段を構成するダイクロイックミラー
１２１、１２３、１３３、１３５及び全反射ミラー１２
５、１３１と、色分解された各色の光路毎に設けられた
液晶パネル１４１、１４３、１４５と、各液晶パネルの
光の入射側に設けられた偏光子となる偏光板１５１、１
５３、１５５と、各液晶パネルの光の出射側に設けられ
た検光子となる偏光板１６１、１６３、１６５と、色合
成された光が入射されを拡大投写する投写レンズ１７１
と、スクリーンとなるフレネルレンズ１７５及びレンチ
キュラレンズ１７７と、映像信号が入力される映像入力
端子１８１と、映像信号から液晶パネル１４１、１４３
及び１４５を駆動する駆動信号を生成する信号処理回路
１８３と、を備えて構成されている。

【０００５】この従来の背面投写型液晶プロジェクタ装
置１０１の動作は以下の通りである。まず、ハロゲンラ
ンプ、メタルハライドランプ等を使用した光源ランプ１
１１は、電源回路１１３から所定の電力供給を受けて発
光する。光源ランプ１１１より発する光は、放物面鏡１
１５により右方向に放射する略平行光に制御反射され
る。この放物面鏡１１５より得られた略平行光から画像
形成に不要かつ有害な紫外線及び赤外線領域の波長がＵ
Ｖ・ＩＲフィルタ１１７によりカットされる。

【０００６】次に、この略平行光の光路に対して４５°
の角度で配置された色分解合成手段の一部を構成するダ
イクロイックミラー１２１、１２３により、例えば、青
色光（以下Ｂと略す）、赤色光（以下Ｒと略す）及び緑
色光（以下Ｇと略す）の順に光の３原色毎の光路が分離
される。

【０００７】すなわち最初に、ダイクロイックミラー１
２１によりＢが反射されて分離され、次いで、ダイクロ
イックミラー１２３によりＲが反射されて分離される。
残ったＧは、偏光板１５５を介して液晶パネル１４５に
入射する。

【０００８】Ｂは、全反射ミラー１３１により反射さ
れ、偏光板１５１を介して液晶パネル１４１に入射す
る。Ｒは、偏光板１５３を介して液晶パネル１４３に入
射する。各液晶パネル１４１、１４３、１４５により映
像信号に対応する旋光性を付与されたＢ，Ｒ，Ｇの光
は、それぞれの液晶パネルの出射側に設けられた検光子
である偏光板１６１、１６３、１６５により旋光性の空
間分布が光の強度の空間分布に変換された後、反射鏡１
２５及びダイクロイックミラー１３３、１３５により色
合成されて投写レンズ１７１に入射する。

【０００９】フレネルレンズ１７５は、投写レンズ１７
１から発せられた光を観察位置に集光させ、レンチキュ
ラレンズ１７７は、このフレネルレンズ１７５を通過し
た光を任意方向に制御およびまたは拡散する。

【００１０】一方、映像入力端子１８１に入力された映
像信号に基づいて信号処理回路１８３により液晶パネル
１４１、１４３、１４５の各セルの旋光性を制御するた
めの駆動信号が発生され、これらの液晶パネルに供給さ
れる。

【００１１】そして、この背面投写型液晶プロジェクタ
装置１０１は、レンチキュラレンズ１７７の前面が裸出
する図示されない筐体に格納され、レンチキュラレンズ
１７７の右方から符号１９１で視点を示す観察者により
画像が観察される。

【００１２】この様な従来の背面投写型液晶プロジェク
タ装置においては、液晶パネル及び偏光板によりなる光
シャッタを通過した光は直線偏光であることを利用して
コントラストの向上を図ったものは存在しなかった。

【００１３】さらに、投写レンズとフレネルレンズとの
間に少なくとも１枚の反射鏡を設けて投写レンズからス
クリーンまでの光路を反射鏡により折り曲げ、背面投写
型液晶プロジェクタ装置を小型化したものが知られてい
るが、この様な装置において、反射鏡の反射面における
偏光方向による反射率の相違を利用して、反射率が高
く、明るい画像が得られるＳ偏光を利用したものはなか
った。

【００１４】また、従来の背面投写型液晶プロジェクタ
装置においては、再生される画像の色調を所定の相関色
温度（例えば,１９９０年にＣＣＩＲで決定されたハイ
ビジョン用白色の相関色温度の基準値は、６５００Ｋで
ある。以下、相関色温度を単に色温度と省略する。）に
設定する場合、または製品出荷先の気候風土、民族習慣
による表現色の好みに合わせて色温度を設定する場合、
３原色の各色を担うそれぞれの液晶パネルへ入力する画
素対応の輝度信号に色温度調整用の信号を加算してい
た。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の背面投写型液晶プロジェクタ装置は、前面投写型液
晶プロジェクタ装置に比べて、特に室内を暗くしなくて
も映像を見ることはできるが、外光がスクリーンに反射
するため映像の黒レベルが上昇し、周囲の明るさに応じ
て画像のコントラストが低下するという問題点があっ
た。

【００１６】また、上記従来の背面投写型液晶プロジェ
クタ装置においては、画面中央部に比べて、画面周辺
部、特に画面４隅部の光度及びコントラストの低下が著
しく、画面周辺部の画像が見にくいという問題点があっ
た。

【００１７】さらに、従来の背面投写型液晶プロジェク
タ装置は、３原色の各色を担うそれぞれの液晶パネルへ
入力する画素対応の輝度信号に色温度調整用の信号を加
算していたため、各液晶パネル自体の輝度階調から画像
を表示するためのダイナミックレンジが減少し、再生さ
れた画像の忠実度が低下するという問題点があった。本
発明は、以上の問題点に鑑みてなされたもので、その主
要な課題は、従来の装置よりも外光に対してコントラス
トの低下が少なくなるように改善された背面投写型液晶
プロジェクタ装置を提供することである。

【００１８】また本発明の別の課題は、画面周辺部、特
に画面４隅部のコントラストが改善された背面投写型液
晶プロジェクタ装置を提供することである。

【００１９】また本発明の別の課題は、投写レンズから
スクリーンまでの光路を反射鏡により折り曲げて小型化
した背面投写型液晶プロジェクタ装置において、反射鏡
に入射する光の偏光方向を調整して高い反射率を利用可
能とした背面投写型液晶プロジェクタ装置を提供するこ
とである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は次の構成を有する。すなわち、請求項１記
載の発明は、光源ランプと、この光源ランプより発する
光を略平行光に制御反射する放物面鏡と、この放物面鏡
より得られた略平行光をダイクロイックミラー及び全反
射ミラーを用いて光の３原色の各色毎に異なる経路に分
離したのちに再合成する色分解合成手段と、この３原色
に分解された光の経路毎に設けられ、それぞれマトリッ
クス状に配置された複数の液晶セルを備えた３枚の液晶
パネルと、これらの液晶パネルのそれぞれの光の入射側
に設けられた偏光子と、これらの液晶パネルのそれぞれ
の光の出射側に設けられた検光子と、前記色合成された
光を拡大投写する投写レンズと、この投写レンズより発
せられた光を任意位置に集光させるフレネルレンズと、
このフレネルレンズを通過した光を任意方向に制御およ
びまたは拡散するレンチキュラレンズと、を備えて構成
される背面投写型液晶プロジェクタ装置において、前記
投写レンズから前記レンチキュラレンズ前面までの任意
の位置に配置され前記検光子と同じ偏光方向透過特性を
有する偏光膜と、少なくとも１つの液晶パネルの入射側
及び出射側に設けられた前記偏光子及び前記検光子を対
として相互の位置関係を保持しつつ、この液晶パネルに
対して回転または傾斜させる変位機構と、をさらに備え
たことを要旨とする背面投写型液晶プロジェクタ装置で
ある。

【００２１】また請求項２記載の発明は、光源ランプ
と、この光源ランプより発する光を反射・集光する楕円
面鏡と、この楕円面鏡より出射する光を光軸に対し略平
行光とする集光レンズと、この集光レンズより得られた
略平行光をダイクロイックミラー及び全反射ミラーを用
いて光の３原色の各色毎に異なる経路に分離したのちに
再合成する色分解合成手段と、この３原色に分解された
光の経路毎に設けられ、それぞれマトリックス状に配置
された複数の液晶セルを備えた３枚の液晶パネルと、こ
れらの液晶パネルのそれぞれの光の入射側に設けられた
偏光子と、これらの液晶パネルのそれぞれの光の出射側
に設けられた検光子と、前記色合成された光を拡大投写
する投写レンズと、この投写レンズより発せられた光を
任意位置に集光させるフレネルレンズと、このフレネル
レンズを通過した光を任意方向に制御およびまたは拡散
するレンチキュラレンズと、を備えて構成される背面投
写型液晶プロジェクタ装置において、前記投写レンズか
ら前記レンチキュラレンズ前面までの任意の位置に配置
され前記検光子と同じ偏光方向透過特性を有する偏光膜
と、少なくとも１つの液晶パネルの入射側及び出射側に
設けられた前記偏光子及び前記検光子を対として相互の
位置関係を保持しつつ、この液晶パネルに対して回転ま
たは傾斜させる変位機構と、をさらに備えたことを要旨
とする背面投写型液晶プロジェクタ装置である。

【００２２】また請求項３記載の発明は、請求項１また
は請求項２項記載の背面投写型液晶プロジェクタ装置に
おいて、前記レンチキュラレンズの外側に前記偏光膜が
配置され、この偏光膜のさらに外側に任意の透過率を有
する光透過板をさらに設けたことを要旨とする。

【００２３】また請求項４記載の発明は、請求項１また
は請求項２項記載の背面投写型液晶プロジェクタ装置に
おいて、前記レンチキュラレンズの外側に前記偏光膜が
配置され、このレンチキュラレンズとこの偏光膜との間
に任意の透過率を有する光透過板をさらに設けたことを
要旨とする。

【００２４】また請求項５記載の発明は、請求項１ない
し請求項４のいずれか１項記載の背面投写型液晶プロジ
ェクタ装置において、前記投写レンズと前記フレネルレ
ンズとの間に反射鏡がさらに設けられ、前記投写レンズ
より出射される光の偏光方向が前記反射鏡に対してＳ偏
光であることを要旨とする。

【００２５】上記構成の本発明に係る背面投写型液晶プ
ロジェクタ装置においては、前記投写レンズから前記レ
ンチキュラレンズ前面までの任意の位置に前記検光子と
同じ偏光方向の光のみを選択的に通過させる偏光膜をさ
らに備えたことにより、検光子を通過した光がレンチキ
ュラレンズを介して画像として観察される際に、偏光膜
により検光子の偏光方向と同じ偏光方向の光のみが選択
的に通過させるために画像を担う光には減衰が無く、背
面投写型液晶プロジェクタ装置の外部から入射する光の
偏光膜の偏光方向に垂直な成分は偏光膜により反射及び
通過を阻止されるので、従来より画像の暗い部分はより
暗くなり、コントラストが改善された画像を観察するこ
とができる。

【００２６】また本発明においては、少なくとも１つの
液晶パネルの入射側及び出射側に設けられた前記偏光子
及び前記検光子を対として相互の位置関係を保持しつ
つ、この液晶パネルに対して回転または傾斜させる変位
機構を設けたので、例えば、光の３原色のＲ、Ｇ、Ｂに
色分解してそれぞれの色対応に設けられた液晶パネルに
より画像を再生し、この画像を色合成してフルカラー画
像を再生する場合に、前記変位機構により強度の高い色
成分を減弱して色温度調整を行うことができるので、液
晶パネルの駆動回路が簡単化されるとともに、液晶パネ
ルの輝度階調を色温度調整に割くことなしに画像表示す
ることができ、ダイナミックレンジの広い忠実な画像の
再現ができる。

【００２７】また本発明においては、レンチキュラレン
ズの外側に偏光膜を配置し、この偏光膜のさらに外側に
任意の透過率を有する光透過板を配置することにより、
さらにコントラスト改善と偏光膜が外部の力によって傷
つくことを防止することができる。

【００２８】さらに本発明においては、投写レンズとフ
レネルレンズとの間に反射鏡が設けられたタイプの背面
投写型液晶プロジェクタ装置において、投写レンズより
出射される光の偏光方向を反射鏡に対してＳ偏光とする
ことにより反射鏡における最大の反射率を利用すること
ができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】次に図面を参照して、本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明に係る背面
投写型液晶プロジェクタ装置の第１の実施の形態を示す
システム構成図である。

【００３０】同図において、背面投写型液晶プロジェク
タ装置１は、光源となる光源ランプ１１１と、光源ラン
プ１１１に電源を供給する電源回路１１３と、焦点に光
源ランプ１１１が位置するように配設された放物面鏡１
１５と、紫外線及び赤外線をカットするＵＶ・ＩＲフィ
ルタ１１７と、色分解合成手段を構成するダイクロイッ
クミラー１２１、１２３、１３３、１３５、全反射ミラ
ー１２５及び１３１と、色分解された各色の光路毎に設
けられた液晶パネル１４１、１４３、１４５と、各液晶
パネルの光の入射側に設けられた偏光子となる偏光板１
５１、１５３、１５５と、各液晶パネルの光の出射側に
設けられた検光子となる偏光板１６１、１６３、１６５
と、色合成された光が入射されを拡大投写する投写レン
ズ１７１と、スクリーンとなるフレネルレンズ１７５及
びレンチキュラレンズ１７７と、レンチキュラレンズ１
７７の外側に設けられた偏光膜１３と、映像信号が入力
される映像入力端子１８１と、映像信号から液晶パネル
１４１、１４３及び１４５を駆動する駆動信号を生成す
る信号処理回路１８３と、緑色の光路に挿入された液晶
パネル１４５の前後に設けられた偏光板１５５及び１６
５を変位させる変位機構１５と、を備えて構成されてい
る。

【００３１】第１の実施の形態の背面投写型液晶プロジ
ェクタ装置１の動作は以下の通りである。まず、ハロゲ
ンランプ、メタルハライドランプ等を使用した光源ラン
プ１１１は、電源回路１１３から所定の電力供給を受け
て発光する。光源ランプ１１１より発する光は、放物面
鏡１１５により右方向に放射する略平行光に制御反射さ
れる。次いで、この放物面鏡１１５より得られた略平行
光から画像形成に不要かつ有害な紫外線及び赤外線領域
の波長がＵＶ・ＩＲフィルタ１１７によりカットされ
る。

【００３２】次に、この略平行光の光路に対して４５°
の角度で配置された色分解合成手段の一部を構成するダ
イクロイックミラー１２１、１２３により、例えば、
Ｂ、Ｒ、Ｇの順に光の３原色毎の光路が分離される。

【００３３】すなわち最初に、ダイクロイックミラー１
２１によりＢが反射されて分離され、次いでダイクロイ
ックミラー１２３によりＲが反射されて分離される。残
ったＧは、偏光板１５５を介して液晶パネル１４５に入
射する。

【００３４】Ｂは、全反射ミラー１３１により反射さ
れ、偏光板１５１を介して液晶パネル１４１に入射す
る。Ｒは、偏光板１５３を介して液晶パネル１４３に入
射する。各液晶パネル１４１、１４３、１４５により映
像信号に対応する旋光性を付与されたＢ，Ｒ，Ｇの光
は、それぞれの液晶パネルの出射側に設けられた検光子
である偏光板１６１、１６３、１６５により旋光性の空
間分布が光の強度の空間分布に変換された後、色合成さ
れて投写レンズ１７１に入射する。

【００３５】色合成の過程は、まずダイクロイックミラ
ー１３３によりＢとＲとが合成され、次いで全反射ミラ
ー１２５により反射されたＧがダイクロイックミラー１
３５により加えられる。こうして色合成された画像を担
う光が投射レンズ１７１に入射され、この投写レンズ１
７１からフレネルレンズ１７５、レンチキュラレンズ１
７７及び偏光膜１３より構成されたスクリーンの背面に
向かって拡大投写する。

【００３６】フレネルレンズ１７５は、投写レンズ１７
１から発せられた光を観察位置に集光させ、レンチキュ
ラレンズ１７７は、このフレネルレンズ１７５を通過し
た光を任意方向に制御およびまたは拡散する。偏光膜１
３は、その偏光方向が偏光板１６１の偏光方向と同じ偏
光方向に揃えられている。

【００３７】一方、映像入力端子１８１に入力された映
像信号に基づいて信号処理回路１８３により液晶パネル
１４１、１４３、１４５の各セルの旋光性を制御するた
めの駆動信号が発生され、これらの液晶パネルに供給さ
れる。

【００３８】そして、この背面投写型液晶プロジェクタ
装置１は、偏光膜１３の前面が裸出する筐体に格納さ
れ、偏光膜１３の右方から符号１９１で視点を示す観察
者により画像が観察される。

【００３９】図２は、第１の実施の形態におけるスクリ
ーン構成の詳細を説明する断面図である。図２（ａ）
は、画像の投写方向順に、フレネルレンズ１７５、レン
チキュラレンズ１７７、偏光膜１３及び任意の透過率を
有する光透過板としてのアクリル板１１を配置した構成
を示すものである。

【００４０】すなわち、図２（ａ）において、レンチキ
ュラレンズ１７７の外側に、任意の透過率（例えば８０
％）を有するアクリル板１１が設けられ、アクリル板１
１の内面には、偏光板の中でも透過率が高く、偏光度が
高いヨウ素系などの偏光膜１３が張り付けられている。
この構成によれば、外側のアクリル板１１によって偏光
膜１３が保護され、スクリーンの耐久性の点から見れば
好ましいといえる。

【００４１】また、図２（ｂ）の構成によれば、画像の
投写方向順に、フレネルレンズ１７５、レンチキュラレ
ンズ１７７、任意の透過率を有する光透過板としてのア
クリル板１１及び偏光膜１３を配置している。この構成
によれば、偏光膜１３による外光のカット効率が最も高
くなるが、偏光膜の保護の点からは図２（ａ）の構成が
より優れている。

【００４２】また、偏光膜１３は、投写レンズ１７１か
らレンチキュラレンズ１７７の外側までの任意の位置に
配置することができるが、フレネルレンズ１７５及びレ
ンチキュラレンズ１７７の分散特性、或いは液晶パネル
を通過せずスクリーンに入射する迷光の状態によって
は、図２（ｃ）に示すようにフレネルレンズ１２９の入
射面側、または図２（ｄ）に示すようにフレネルレンズ
１２９とレンチキュラレンズ１３１との間に設けてもよ
い。

【００４３】図３は、変位機構１５の詳細を説明する３
面図（ａ）〜（ｃ）および透過特性説明図（ｄ）である
である。本第１の実施の形態においては、緑色の光を担
う液晶パネル１４５の偏光子及び検光子である偏光板１
５５及び１６５に変位機構１５が設けられている。すな
わち、偏光板１５５及び１６５の相互の位置関係を保ち
つつ、液晶パネル１４５に対してこれらを回転させる変
位機構１５が図示されている。

【００４４】図３（ａ）ないし（ｃ）の３面図によれ
ば、光学台３１に立設された液晶パネル１４５に対し
て、偏光板ホルダー３３、高さ調節ねじ３５、コイルバ
ネ３７及び固定ねじ３９からなる変位機構１５が示され
ている。

【００４５】偏光板ホルダー３３は、断面が略方形の筒
状をなし、その前面には偏光子である偏光板１５５が設
けられ、その後面には検光子である偏光板１６５が設け
られている。また、偏光板ホルダー３３の前面の４隅部
には、光軸を中心とする円の一部となる円弧状の長孔３
３−１が設けられ、固定ねじ３９により光軸の回りに回
動可能なように液晶パネル１４５に取り付けられてい
る。

【００４６】高さ調節ねじ３５は、液晶パネル１４５の
右上部に設けられた台座４１の素孔４１−１を通して下
方に垂設され、その先端部は偏光板ホルダー３３の右上
部から下方へ設けられたねじ穴３３−２にねじ込まれて
いる。また台座４１の下面と偏光板ホルダーとの間の高
さ調節ねじ３５の中央部の周囲には、圧縮されたコイル
バネ３７が配置されている。

【００４７】そして、高さ調節ねじ３５を右または左に
回転させることにより、偏光板ホルダー３３の右上部が
引き上げまたは押し下げられるので、偏光板ホルダー３
３は、光軸に対して左または右に回転することができる
ようになっている。偏光板ホルダー３３が回転すると偏
光子１５５及び検光子１６５がともに同じ角度θだけ基
準となる偏光方向（＝偏光膜の偏光方向）から回転す
る。

【００４８】この回転により、この検光子を含めた液晶
パネルの出射特性は、図３（ｄ）の実線で示す曲線とな
り、破線で示された偏光膜１３の偏光方向と角度θだけ
ずれることになり、合成透過特性は斜線部に示すような
特性となる。

【００４９】次に、この変位機構１５を用いたカラー表
示画像の色調の調整方法について説明する。まず、この
背面投写型液晶プロジェクタ装置に色調整の基準となる
テストパターンを入力してこれを表示させる。次いで表
示された画像をカラー調整装置で読みとり、その画像の
色調を例えば、ＸＹＺ表色系色度図上に表示する。そし
て、この色度図から読み取られた過剰な強度を有する色
成分の液晶パネルの透過光強度を、その液晶パネルに設
けられた偏光板変位機構の高さ調節ねじを調節すること
により、適度な強度に調整し、所望の色調の画像が得ら
れる。

【００５０】上記第１の実施の形態においては、変位機
構を緑色の光路に挿入された液晶パネルに対応する偏光
子及び検光子に対して適用したが、本発明はこれに限定
されることなく、他の色の光路に挿入された液晶パネル
に対応する偏光子及び検光子に対して適用してもよく、
また変位機構を複数設けて、複数の液晶パネルに対し
て、それぞれの偏光子及び検光子を対として変位さるこ
とにより色調の調整を行ってもよい。

【００５１】図４は、変位機構の変形例を説明する３面
図および透過特性説明図であるである。図４（ａ）ない
し（ｃ）の３面図によれば、光学台３１に立設された液
晶パネル１４５に対して、偏光板ホルダー３３、高さ調
節ねじ３５、コイルバネ３７、固定ねじ３９及びリンク
部材４３からなる変位機構１７が示されている。

【００５２】偏光板ホルダー３３は、断面が略方形の筒
状をなし、その前面には偏光子である偏光板１５５が設
けられ、その後面には検光子である偏光板１６５が設け
られている。偏光板ホルダー３３の前面の左側には、そ
の傾きの中心となる孔３３−１が設けられ固定ねじ３９
により液晶パネル１４５に回動可能に取り付けられてい
る。また、偏光板ホルダー３３の前面の右側上部及び下
部にはそれぞれ前記孔３３−１を中心とする円の一部と
なる円弧状の長孔３３−２が設けられ、固定ねじ３９に
より回動可能なように液晶パネル１４５に取り付けられ
ている。

【００５３】高さ調節ねじ３５は、液晶パネル１４５の
右上部に設けられた台座４１の素孔４１−１を通して下
方に垂設され、その先端部は偏光板ホルダー３３に固着
されたリンク部材４３のねじ穴４３−１にねじ込まれて
いる。

【００５４】リンク部材４３は、上端部にフランジ４３
−３を有し下端部に偏光板ホルダー３３に回動可能に連
結するピン４３−５を備えている。また台座４１の下面
とフランジ４３−１との間の高さ調節ねじ３５の周囲に
は、圧縮されたコイルバネ３７が配置されている。

【００５５】そして、高さ調節ねじ３５を右または左に
回転させることにより、偏光板ホルダー３３のリンク部
材連結部が引き上げまたは押し下げられるので、偏光板
ホルダー３３は、液晶パネル１４５の光軸に対して左ま
たは右に傾くすることができるようになっている。偏光
板ホルダー３３が傾くと偏光子及び検光子がともに同じ
角度θだけ基準となる偏光方向（＝偏光膜の偏光方向）
から傾くことになる。図３の変位機構１５は液晶パネル
の光軸に対して偏光板を回転させたのに対し、この図４
の変位機構１７は、液晶パネルの光軸に対して偏光板を
傾けているが偏光方向を基準の偏光方向から角度θだけ
ずらことには代わりが無く、変位機構１５と同様に色調
の調整に利用できる。

【００５６】図５は、本発明に係る背面投写型液晶プロ
ジェクタ装置の第２の実施の形態を示すシステム構成図
である。同図において、背面投写型液晶プロジェクタ装
置２は、光源となる光源ランプ１１１と、光源ランプ１
１１に電源を供給する電源回路１１３と、一方の焦点に
光源ランプ１１１が位置するように配設された楕円面鏡
１１４と、紫外線及び赤外線をカットするＵＶ・ＩＲフ
ィルタ１１７と、楕円面鏡１１４により反射された光を
略平行光に収束する集光レンズ１１６と、色分解合成手
段を構成するダイクロイックミラー１２１、１２３、１
３３、１３５、全反射ミラー１２５及び１３１と、色分
解された各色の光路毎に設けられた液晶パネル１４１、
１４３、１４５と、各液晶パネルの光の入射側に設けら
れた偏光子となる偏光板１５１、１５３、１５５と、各
液晶パネルの光の出射側に設けられた検光子となる偏光
板１６１、１６３、１６５と、色合成された光が入射さ
れを拡大投写する投写レンズ１７１と、スクリーンを構
成するフレネルレンズ１７５、レンチキュラレンズ１７
７及び偏光膜１３と、映像信号が入力される映像入力端
子１８１と、映像信号から液晶パネル１４１、１４３及
び１４５に対する駆動信号を生成する信号処理回路１８
３と、緑色の光路に挿入された偏光板１５５及び１６５
を変位させる変位機構１５と、を備えて構成されてい
る。

【００５７】本第２の実施の形態の背面投写型液晶プロ
ジェクタ装置２の動作は以下の通りである。まず、ハロ
ゲンランプ、メタルハライドランプ等を使用した光源ラ
ンプ１１１は、電源回路１１３から所定の電力供給を受
けて発光する。楕円面鏡１１４の一方の焦点に配置され
た光源ランプ１１１より発する光は、楕円面鏡１１４に
より右方向に反射され、画像形成に不要かつ有害な紫外
線及び赤外線領域の波長がＵＶ・ＩＲフィルタ１１７に
よりカットされ、集光レンズ１１６により略平行光に収
束される。

【００５８】次に、この略平行光の光路に対して４５°
の角度で配置された色分解合成手段の一部を構成するダ
イクロイックミラー１２１、１２３により、例えば、
Ｂ、Ｒ、Ｇの順に光の３原色毎の光路が分離される。

【００５９】すなわち最初に、ダイクロイックミラー１
２１によりＢが反射されて分離され、次いでダイクロイ
ックミラー１２３によりＲが反射されて分離される。残
ったＧは、偏光板１５５を介して液晶パネル１４５に入
射する。

【００６０】Ｂは、全反射ミラー１３１により反射さ
れ、偏光板１５１を介して液晶パネル１４１に入射す
る。Ｒは、偏光板１５３を介して液晶パネル１４３に入
射する。各液晶パネル１４１、１４３、１４５により映
像信号に対応する旋光性を付与されたＢ，Ｒ，Ｇの光
は、それぞれの液晶パネルの出射側に設けられた検光子
である偏光板１６１、１６３、１６５により旋光性の空
間分布が光の強度の空間分布に変換された後、色合成さ
れて投写レンズ１７１に入射する。

【００６１】色合成の過程は、まずダイクロイックミラ
ー１３３によりＢとＲとが合成され、次いで全反射ミラ
ー１２５により反射されたＧがダイクロイックミラー１
３５により加えられる。こうして色合成された画像を担
う光が投射レンズ１７１に入射され、この投写レンズ１
７１からフレネルレンズ１７５、レンチキュラレンズ１
７７及び偏光膜１３より構成されたスクリーンの背面に
向かって拡大投写する。

【００６２】フレネルレンズ１７５は、投写レンズ１７
１から発せられた光を観察位置に集光させ、レンチキュ
ラレンズ１７７は、このフレネルレンズ１７５を通過し
た光を任意方向に制御およびまたは拡散する。偏光膜１
３は、その偏光方向が偏光板１６１の偏光方向と同じ偏
光方向に揃えられている。

【００６３】一方、映像入力端子１８１に入力された映
像信号に基づいて信号処理回路１８３により液晶パネル
１４１、１４３、１４５の各セルの旋光性を制御するた
めの駆動信号が発生され、これらの液晶パネルに供給さ
れる。

【００６４】そして、この背面投写型液晶プロジェクタ
装置１は、偏光膜１３の前面が裸出する筐体に格納さ
れ、偏光膜１３の右方から符号１９１で視点を示す観察
者により画像が観察される。

【００６５】本第２の実施の形態におけるスクリーン構
成の詳細は、前記第１の実施の形態と同様であり、図２
に示した構成がそのまま適用されるので、詳細な説明は
省略する。

【００６６】また本実施の形態に用いられる変位機構１
５は、第１の実施の形態に用いた図３の変位機構と同様
の変位機構であり、また図４に示した変位機構１７も同
様に適用できるので、詳細な説明は省略する。

【００６７】本実施の形態においても、第１の実施の形
態と同様に、レンチキュラレンズ前面から反射する外光
に含まれる偏光膜の偏光方向と垂直な偏光成分をカット
することができるので、外光の反射率を低下させ、画像
のコントラストを向上させることができる。

【００６８】また本実施の形態において、第１の実施の
形態と同様に、過剰な光強度を有する液晶パネルの偏光
子及び検光子の対を変位機構により液晶パネルに対して
回転又は傾斜させて基準となる偏光方向から傾けること
により、この液晶パネルが担う色の成分を減弱させ、カ
ラー画像のダイナミックレンジを損なうことなく色バラ
ンスの調整を行うことができる。

【００６９】図６は、本発明に係る背面投写型液晶プロ
ジェクタ装置の第３の実施の形態を示すシステム構成図
である。同図において、背面投写型液晶プロジェクタ装
置３は、光源となる光源ランプ１１１と、光源ランプ１
１１に電源を供給する電源回路１１３と、焦点に光源ラ
ンプ１１１が位置するように配設された放物面鏡１１５
と、紫外線及び赤外線をカットするＵＶ・ＩＲフィルタ
１１７と、色分解合成手段を構成するダイクロイックミ
ラー１２１、１２３、１３３、１３５、全反射ミラー１
２５及び１３１と、色分解された各色の光路毎に設けら
れた液晶パネル１４１、１４３、１４５と、各液晶パネ
ルの光の入射側に設けられた偏光子となる偏光板１５
１、１５３、１５５と、各液晶パネルの光の出射側に設
けられた検光子となる偏光板１６１、１６３、１６５
と、色合成された光が入射されを拡大投写する投写レン
ズ１７１と、反射鏡１７９と、スクリーンとなるフレネ
ルレンズ１７５及びレンチキュラレンズ１７７と、レン
チキュラレンズ１７７の外側に設けられた偏光膜１３
と、映像信号が入力される映像入力端子１８１と、映像
信号から液晶パネル１４１、１４３及び１４５を駆動す
る駆動信号を生成する信号処理回路１８３と、緑色の光
路に挿入された液晶パネル１４５の前後に設けられた偏
光板１５５及び１６５を変位させる変位機構１５と、を
備えて構成されている。

【００７０】本第３の実施の形態の背面投写型液晶プロ
ジェクタ装置３は、第１の実施の形態に比べて、投写レ
ンズ１７１とフレネルレンズ１７５との間に、反射鏡１
７９が追加され、投写レンズ１７１からスクリーンへ投
写される光路がこの反射鏡１７９により折り曲げられ、
背面投写型液晶プロジェクタ装置３が小型化されている
ことである。その他の構成要素の動作は、第１の実施の
形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。

【００７１】本第３実施例の特徴は、反射鏡１７９へ入
射及び反射される光がＳ偏光となるように、検光子であ
る偏光板１６１、１６３、１６５による偏光方向が合わ
せられているので、投写レンズ１７１から投写された光
の偏光方向が反射鏡１７９の反射面において、Ｓ偏光と
なり、図７に示すＳ偏光成分の反射率Ｒｓが適用され、
Ｐ偏光成分の反射率Ｒｐより常に大きい反射率が得られ
ることである。

【００７２】この結果、投写レンズ１７１から、フレネ
ルレンズ１７５、レンチキュラレンズ１７７及び偏光膜
１３により構成されたスクリーンへ向かって拡大投写さ
れる光の反射鏡１７９による減衰を少なくし、明るくコ
ントラストが改善された画像が偏光膜１３の外側から観
察される。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、背
面投写型液晶プロジェクタ装置の投写レンズからレンチ
キュラレンズ前面までの任意の位置に検光子である偏光
板と同じ偏光方向透過特性を有する偏光膜をさらに備え
たことによって、レンチキュラレンズ前面（観察面）か
ら反射する外光に含まれる偏光膜の偏光方向と垂直な偏
光成分をカットすることができるので、外光の反射率を
低下させ、画像のコントラストを向上させることができ
るという効果がある。

【００７４】また、本発明によれば、任意の透過率を有
する光透過板を設けたことによって、さらに画像のコン
トラストを向上させることができるという効果がある。

【００７５】また、本発明によれば、偏光膜の外側に任
意の透過率を有する光透過板をさらに設けたことによっ
て、さらに画像のコントラストを向上させるとともに、
偏光膜が外部の力によって傷つくことを防止することが
できるという効果がある。

【００７６】また、本発明によれば、少なくとも１つの
液晶パネルの入射側及び出射側に設けられた前記偏光子
及び前記検光子を対として相互の位置関係を保持しつ
つ、この液晶パネルに対して回転または傾斜させる変位
機構を設けたので、過剰な光強度を有する液晶パネルの
偏光子及び検光子の対を変位機構により液晶パネルに対
して回転又は傾斜させて基準となる偏光方向から傾ける
ことにより、この液晶パネルが担う色の成分を減弱さ
せ、カラー画像のダイナミックレンジを損なうことなく
色バランスの調整を行うことができるという効果があ
る。

【００７７】さらに、本発明によれば、投写レンズとフ
レネルレンズとの間に反射鏡が設けられたタイプの背面
投写型液晶プロジェクタ装置において、投写レンズより
出射される光の偏光方向を反射鏡に対してＳ偏光とする
ことにより反射鏡における最大の反射率を利用すること
ができ、画像を明るくしてコントラストを向上させるこ
とができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る背面投写型液晶プロジェクタ装置
の第１の実施の形態を説明するシステム構成図である。

【図２】本発明に係る背面投写型液晶プロジェクタ装置
のスクリーン構成を説明する断面図である。

【図３】本発明に係る背面投写型液晶プロジェクタ装置
の偏光子及び検光子を回転する変位機構の詳細を示す斜
視図である。

【図４】本発明に係る背面投写型液晶プロジェクタ装置
の偏光子及び検光子を傾斜する変位機構の詳細を示す斜
視図である。

【図５】本発明に係る背面投写型液晶プロジェクタ装置
の第２の実施の形態を説明するシステム構成図である。

【図６】本発明に係る背面投写型液晶プロジェクタ装置
の第３の実施の形態を説明するシステム構成図である。

【図７】Ｓ偏光及びＰ偏光のそれぞれの反射率を示すグ
ラフである。

【図８】従来の背面投写型液晶プロジェクタ装置の構成
例を説明するシステム構成図である。

【符号の説明】

１…背面投写型液晶プロジェクタ装置、１３…偏光膜、
１５…変位機構、１１１…光源ランプ、１１３…電源回
路、１１５…放物線面鏡、１１７…ＵＶ・ＩＲフィル
タ、１２１、１２３、１３３、１３５…ダイクロイック
ミラー、１２５、１３１…全反射ミラー、１４１、１４
３、１４５…液晶パネル、１５１、１５３、１５５…偏
光板（偏光子）、１６１、１６３、１６５…偏光板（検
光子）、１７１…投写レンズ、１７５…フレネルレン
ズ、１７７…レンチキュラレンズ、１８１…映像入力端
子、１８３…信号処理回路。

【手続補正書】

【提出日】平成８年４月８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図７】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図８】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅沢 俊光 埼玉県深谷市幡羅町１−９−２ 株式会社 東芝深谷工場内 (72)発明者 斉藤 裕 埼玉県深谷市幡羅町１−９−２ 株式会社 東芝深谷工場内 (72)発明者 尾林 稔夫 埼玉県深谷市幡羅町１−９−２ 株式会社 東芝深谷工場内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源ランプと、 この光源ランプより発する光を略平行光に制御反射する
   放物面鏡と、 この放物面鏡より得られた略平行光をダイクロイックミ
   ラー及び全反射ミラーを用いて光の３原色の各色毎に異
   なる経路に分離したのちに再合成する色分解合成手段
   と、 この３原色に分解された光の経路毎に設けられ、それぞ
   れマトリックス状に配置された複数の液晶セルを備えた
   ３枚の液晶パネルと、 これらの液晶パネルのそれぞれの光の入射側に設けられ
   た偏光子と、 これらの液晶パネルのそれぞれの光の出射側に設けられ
   た検光子と、 前記色合成された光を拡大投写する投写レンズと、 この投写レンズより発せられた光を任意位置に集光させ
   るフレネルレンズと、 このフレネルレンズを通過した光を任意方向に制御およ
   びまたは拡散するレンチキュラレンズと、 を備えて構成される背面投写型液晶プロジェクタ装置に
   おいて、 前記投写レンズから前記レンチキュラレンズ前面までの
   任意の位置に配置され前記検光子と同じ偏光方向透過特
   性を有する偏光膜と、 少なくとも１つの液晶パネルの入射側及び出射側に設け
   られた前記偏光子及び前記検光子を対として相互の位置
   関係を保持しつつ、この液晶パネルに対して回転または
   傾斜させる変位機構と、 をさらに備えたことを特徴とする背面投写型液晶プロジ
   ェクタ装置。
2. 【請求項２】 光源ランプと、 この光源ランプより発する光を反射・集光する楕円面鏡
   と、 この楕円面鏡より出射する光を光軸に対し略平行光とす
   る集光レンズと、 この集光レンズより得られた略平行光をダイクロイック
   ミラー及び全反射ミラーを用いて光の３原色の各色毎に
   異なる経路に分離したのちに再合成する色分解合成手段
   と、 この３原色に分解された光の経路毎に設けられ、それぞ
   れマトリックス状に配置された複数の液晶セルを備えた
   ３枚の液晶パネルと、 これらの液晶パネルのそれぞれの光の入射側に設けられ
   た偏光子と、 これらの液晶パネルのそれぞれの光の出射側に設けられ
   た検光子と、 前記色合成された光を拡大投写する投写レンズと、 この投写レンズより発せられた光を任意位置に集光させ
   るフレネルレンズと、 このフレネルレンズを通過した光を任意方向に制御およ
   びまたは拡散するレンチキュラレンズと、 を備えて構成される背面投写型液晶プロジェクタ装置に
   おいて、 前記投写レンズから前記レンチキュラレンズ前面までの
   任意の位置に配置され前記検光子と同じ偏光方向透過特
   性を有する偏光膜と、 少なくとも１つの液晶パネルの入射側及び出射側に設け
   られた前記偏光子及び前記検光子を対として相互の位置
   関係を保持しつつ、この液晶パネルに対して回転または
   傾斜させる変位機構と、 をさらに備えたことを特徴とする背面投写型液晶プロジ
   ェクタ装置。
3. 【請求項３】 前記レンチキュラレンズの外側に前記偏
   光膜が配置され、この偏光膜のさらに外側に任意の透過
   率を有する光透過板をさらに設けたことを特徴とする請
   求項１または請求項２項記載の背面投写型液晶プロジェ
   クタ装置。
4. 【請求項４】 前記レンチキュラレンズの外側に前記偏
   光膜が配置され、このレンチキュラレンズとこの偏光膜
   との間に任意の透過率を有する光透過板をさらに設けた
   ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の背面投
   写型液晶プロジェクタ装置。
5. 【請求項５】 前記投写レンズと前記フレネルレンズと
   の間に反射鏡がさらに設けられ、前記投写レンズより出
   射される光の偏光方向が前記反射鏡に対してＳ偏光であ
   ることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか
   １項記載の背面投写型液晶プロジェクタ装置。