JPH11231802A - Projector device - Google Patents
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- JPH11231802A JPH11231802A JP10028489A JP2848998A JPH11231802A JP H11231802 A JPH11231802 A JP H11231802A JP 10028489 A JP10028489 A JP 10028489A JP 2848998 A JP2848998 A JP 2848998A JP H11231802 A JPH11231802 A JP H11231802A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光の利用効率を向上する。
【解決手段】 ランプ1から出射される光のうち、垂直
方向において液晶パネル8以外の領域に出射される光を
偏向して、液晶パネル8の入射面に形成されるマイクロ
レンズアレーの各マイクロレンズに対して所定の入射角
度で入射させることができる偏光ブロック4を備える。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To improve light use efficiency. SOLUTION: Of the light emitted from a lamp 1, light emitted to a region other than a liquid crystal panel 8 in a vertical direction is deflected, and each micro lens of a micro lens array formed on an incident surface of the liquid crystal panel 8 is deflected. Is provided with a polarizing block 4 that can be incident on the light at a predetermined incident angle.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ランプの光を変調
して画像を形成するプロジェクタ装置に関するものであ
る。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a projector device which forms an image by modulating light from a lamp.
【0002】[0002]
【従来の技術】図9は例えば1枚の液晶パネルを用いた
単板式液晶プロジェクタ装置の光学系の一構成例を示す
摸式図である。ランプ40は例えば楕円型のリフレクタ
40aを有しており、発光部40bから出射された光線
を前方に反射する。また、図示は省略するが例えば放物
面リフレクタを有したランプを用いて、その前方にコン
デンサレンズ等の集光手段等を配置して集光することも
知られている。ランプ40から出射した光線(RGB)
はリレーレンズ系41を介してフィールドレンズ42に
入射する。リレーレンズ系41には図示していないが集
光用の格子が設けられており、この格子を通過する像が
仮想光源とされフィールドレンズ42に入射する。2. Description of the Related Art FIG. 9 is a schematic diagram showing an example of a configuration of an optical system of a single-panel type liquid crystal projector using, for example, one liquid crystal panel. The lamp 40 has, for example, an elliptical reflector 40a, and reflects the light emitted from the light emitting unit 40b forward. Although not shown, it is also known to use a lamp having a parabolic reflector, for example, and to arrange a light collecting means such as a condenser lens in front of the lamp to collect light. Light emitted from the lamp 40 (RGB)
Is incident on a field lens 42 via a relay lens system 41. Although not shown, the relay lens system 41 is provided with a condensing grating, and an image passing through the grating is used as a virtual light source and enters the field lens 42.
【0003】フィールドレンズ42はリレーレンズ系4
1から入射した光線を平行光として出射することができ
るようにされており、すなわちリレーレンズ41とフィ
ールドレンズ42によってテレセントリック系を形成し
ている。フィールドレンズ42から平行光として出射さ
れた光線は、この光線に対して例えば水平方向に例えば
約45°の角度を有して配置されている全反射ミラー4
3で反射されて、色分離部44によってRGB各色に分
離される。色分離部44は赤色光のみを反射するダイク
ロイックミラー44R、緑色光のみを反射するダイクロ
イックミラー44G、青色光のみを反射するダイクロイ
ックミラー44Bによって構成され、フィールドレンズ
42から入射する光線に対して水平方向に例えば約45
°程度の角度を有して配置されている。各ダイクロイッ
クミラー44(R、G、B)は、後述する液晶パネルに
よって形成される画像の水平ラインと同方向に発散して
出射するように、それぞれ所定の煽り角δを有して配置
されており、ここで反射された各色光は発散角2δで出
射することで色分離が行なわれる。The field lens 42 is a relay lens system 4
1 can be emitted as parallel light, that is, the relay lens 41 and the field lens 42 form a telecentric system. The light beam emitted as parallel light from the field lens 42 is reflected by the total reflection mirror 4 arranged at an angle of, for example, about 45 ° in the horizontal direction with respect to the light beam.
The light is reflected at 3 and is separated by the color separation unit 44 into RGB colors. The color separation unit 44 includes a dichroic mirror 44R that reflects only red light, a dichroic mirror 44G that reflects only green light, and a dichroic mirror 44B that reflects only blue light. For example, about 45
They are arranged with an angle of about °. The dichroic mirrors 44 (R, G, B) are arranged with a predetermined tilt angle δ so as to diverge and emit in the same direction as a horizontal line of an image formed by a liquid crystal panel described later. Each color light reflected here is emitted at an angle of divergence of 2δ to perform color separation.
【0004】色分離部44で分離された各色光(R、
G、B)は、例えば偏光板45、液晶パネル46、偏光
板47等からなる液晶パネル部48に入射する。液晶パ
ネル46は図示していない経路から供給される駆動信号
によって画素を形成している液晶を駆動して、偏光板4
5を介して入射した各色光の透過を制御して光変調を行
なう。そして液晶パネル部48で光変調されたRGB各
色の光線は偏光板47を介して投影レンズ49で拡大さ
れて例えば壁などに掛けられているスクリーン50に映
し出される。なお、全反射ミラー43は光学系の小型化
を考慮して配置されているので、図示した構成において
は必ずしも必要ではない。したがって、テレセントリッ
ク系からの平行光を直接色分離部44に入射するように
構成することも可能である。[0004] Each color light (R, R,
G and B) are incident on a liquid crystal panel unit 48 including, for example, a polarizing plate 45, a liquid crystal panel 46, and a polarizing plate 47. The liquid crystal panel 46 drives a liquid crystal forming a pixel by a driving signal supplied from a path (not shown), and
The light modulation is performed by controlling the transmission of each color light incident through the reference numeral 5. The light beams of the respective colors RGB modulated by the liquid crystal panel unit 48 are enlarged by the projection lens 49 via the polarizing plate 47 and projected on a screen 50 hung on, for example, a wall. The total reflection mirror 43 is not necessarily required in the illustrated configuration because the total reflection mirror 43 is disposed in consideration of miniaturization of the optical system. Therefore, it is also possible to configure so that the parallel light from the telecentric system is directly incident on the color separation unit 44.
【0005】ここで、図10(a)(b)の摸式図にし
たがい、液晶パネル46の構成及びRGB各色光の光路
を説明する。図10(a)に示されているように、液晶
パネル46の入射面には、例えば高精細パネルに対応す
るために液晶を駆動するTFT(Thin Film Trangiste
r)基板の対向基板内、すなわち液晶部61の前段にマ
イクロレンズ62a、62a、62a・・・が形成され
ているマイクロレンズアレー62が形成されている。そ
してマイクロレンズ62aで集光されたRGB各色光線
は液晶部61で光変調されブラックマトリクス63、6
3、63・・・の間隙とされる画素Pから出射して画像
を形成する。なお、この図では、一例として1個のマイ
クロレンズ62aに入射するRGB各色光について示し
ている。また、距離Fはマイクロレンズ62aの焦点距
離(主点〜焦点)、距離dはマイクロレンズ62aの主
点から画素の出射部分までの距離を示している。Here, the configuration of the liquid crystal panel 46 and the optical paths of the RGB color lights will be described with reference to the schematic diagrams of FIGS. 10 (a) and 10 (b). As shown in FIG. 10A, a thin film transistor (TFT) for driving liquid crystal is provided on the incident surface of the liquid crystal panel 46, for example, in order to correspond to a high definition panel.
r) A microlens array 62 in which microlenses 62a, 62a, 62a,... is formed in a counter substrate of the substrate, that is, in a stage preceding the liquid crystal unit 61. The RGB light beams condensed by the microlens 62a are light-modulated by the liquid crystal unit 61, and are subjected to black matrixes 63 and 6.
The light is emitted from the pixels P which are the gaps of 3, 63... To form an image. Note that, in this figure, as an example, each color light of RGB that is incident on one micro lens 62a is shown. The distance F indicates the focal length (principal point to focal point) of the micro lens 62a, and the distance d indicates the distance from the principal point of the micro lens 62a to the emission portion of the pixel.
【0006】色分離部44で分離されたR光(破線)、
G光(実線)、B光(一点鎖線)はそれぞれ相互に2δ
の角度を以てマイクロレンズ62aに入射し、当該マイ
クロレンズ62aに対応している画素Pに集光されて出
射することになる。画素Pを正面から示すと図10
(b)に示されているようになる。すなわち、ストライ
プ構造とされている、RGB各色に対応した3個の画素
Pによりカラー色を形成する正方画素64を形成してい
る。なお、図10(b)には例えば3個並置されている
正方画素64を示しているが、この正方画素64は画像
の解像度に応じて、水平、及び垂直方向に所定の数が配
列されることになる。このような画素を備えた液晶パネ
ル46に、予め分離されたRGB各色光を例えば入射角
度2δで入射することで、1個の正方画素64によって
RGB光を合成することができようになり、液晶パネル
46にカラーフィルタを設ける必要なく、カラー画像を
形成することができるようになる。The R light (broken line) separated by the color separation unit 44,
G light (solid line) and B light (dashed line) are 2δ
The light enters the microlens 62a at an angle of?, And is condensed and emitted to the pixel P corresponding to the microlens 62a. FIG. 10 shows the pixel P from the front.
The result is as shown in FIG. That is, a square pixel 64 having a stripe structure and forming a color color by three pixels P corresponding to each of the RGB colors is formed. FIG. 10B shows, for example, three square pixels 64 arranged side by side, and a predetermined number of the square pixels 64 are arranged in the horizontal and vertical directions according to the resolution of the image. Will be. The RGB light can be combined by one square pixel 64 by making each of the separated RGB light beams incident on the liquid crystal panel 46 having such pixels at an incident angle of 2δ, for example. A color image can be formed without providing a color filter on the panel 46.
【0007】このように、液晶パネル46の入射側にマ
イクロレンズアレー62を設けることによって、集光効
率を増加することができ、さらにカラーフィルタを用い
ない場合の吸収率の減少による実効開口率の向上が図ら
れる。さらにプリズムなどの光学素子を用いた色合成も
必要としないので、例えばRGB各色に対応した3枚の
液晶パネルを用いて、ランプからの光を各色毎に分離し
た後に光変調を行なった後に各色光を合成してカラー画
像を形成する3板式液晶プロジェクタ装置と比較して
も、遜色のない輝度を得ることが可能である。As described above, by providing the microlens array 62 on the incident side of the liquid crystal panel 46, the light-collecting efficiency can be increased, and the effective aperture ratio due to a decrease in the absorptivity when no color filter is used is reduced. Improvement is achieved. Further, since color synthesis using optical elements such as prisms is not required, for example, using three liquid crystal panels corresponding to each color of RGB, light from a lamp is separated for each color, and then light modulation is performed, and then each color is converted. Compared with a three-panel liquid crystal projector that forms a color image by combining light, it is possible to obtain luminance comparable to that of a three-panel liquid crystal projector.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ところで、画像の輝度
を向上するために、ランプ40から出力される光を有効
に利用することが考えられている。通常、ランプ40か
ら出射される光は直交する2種類の偏光面を有してお
り、これらの偏光面は一般的にP偏光成分(以下、P波
という)とS偏光成分(以下、S波という)に分けるこ
とができる。すなわち、偏光変換手段を用いることで、
ランプ40から出射されるランダム偏光波(P波+S
波)から、P波とS波を分離した後に例えばS波をP波
に変換して、P波のみにより画像を形成することで光の
利用効率を図っている。By the way, in order to improve the brightness of an image, it has been considered to effectively use the light output from the lamp 40. Normally, the light emitted from the lamp 40 has two orthogonal polarization planes, and these polarization planes generally have a P-polarized component (hereinafter, referred to as P-wave) and an S-polarized component (hereinafter, S-wave). ). That is, by using the polarization conversion means,
The randomly polarized wave (P wave + S
After separating the P wave and the S wave from the (wave), for example, the S wave is converted into the P wave, and an image is formed using only the P wave, thereby achieving light use efficiency.
【0009】例えば3板式液晶プロジェクタ装置では、
ランプから出力される光(ランダム偏光波)を有効に利
用するためのインテグレータや、光の偏光成分を変換す
る偏光変換手段を用いた光学系が知られている。このよ
うな3板式液晶プロジェクタ装置の光学系では、各色光
の合成を利用して画像を形成しているので、平行光を利
用する必要性はない。For example, in a three-panel type liquid crystal projector,
An integrator for effectively using light (randomly polarized light) output from a lamp and an optical system using polarization conversion means for converting the polarization component of light are known. In the optical system of such a three-panel type liquid crystal projector, since an image is formed by using a combination of light of each color, there is no need to use parallel light.
【0010】しかし、図9、図10で説明した単板式液
晶プロジェクタ装置においては、RGB各色の混色を抑
制するために、水平方向に対する光の入射角度を制約し
て、マイクロレンズ62aに入射したRGB各色光を精
度良く各色に対応した画素Pに入射させる必要がある。
このため、色分離部44に入射する光は平行度が要求さ
れ、例えばランプ40、リレーレンズ系41、フィール
ドレンズ42などからなる照明系は平行光を出射するこ
とができるように設計されている。However, in the single-panel type liquid crystal projector described with reference to FIGS. 9 and 10, the angle of incidence of light in the horizontal direction is restricted in order to suppress the mixing of RGB colors. It is necessary to make each color light accurately enter the pixel P corresponding to each color.
For this reason, the light incident on the color separation unit 44 is required to have a degree of parallelism. For example, an illumination system including the lamp 40, the relay lens system 41, the field lens 42, and the like is designed to emit parallel light. .
【0011】しかし、ほぼ円形とされるランプ40の照
射領域に対して、例えば液晶パネルの画像形成領域は表
示画像に対応して例えば4:3アスペクト比の長方形と
されている。したがって、照明系からの平行光をそのま
ま液晶パネル部46に照射すると、画像形成領域以外の
部分(例えば液晶パネルの外枠など)に照射される光は
画像形成には利用されることなく無駄なものとなってい
た。However, with respect to the substantially circular irradiation area of the lamp 40, for example, the image forming area of the liquid crystal panel is a rectangle having a 4: 3 aspect ratio corresponding to the display image. Therefore, when the parallel light from the illumination system is directly radiated to the liquid crystal panel unit 46, the light radiated to a portion other than the image forming area (for example, the outer frame of the liquid crystal panel) is not used for image formation and is wasted. Had become something.
【0012】また、マイクロレンズ62aに入射する平
行光の光路を液晶パネル46の側面方向から示すと図1
1に示されているようになる。先述したようにマイクロ
レンズ62aの焦点は画素Pの出射部分となるようにさ
れているので、マイクロレンズ62aで集光された平行
光は矢印で示されているように画素Pに入射する。した
がって、画素Pにおける結像範囲は図12に摸式的に示
されるように、例えば画素Pのほぼ中央部分の付近とな
る。つまり、画素P内において均等に結像しているわけ
ではなく、画素Pの入射面積に対して効率良く結像させ
ることができなかった。FIG. 1 shows the optical path of the parallel light incident on the microlens 62a from the side of the liquid crystal panel 46.
As shown in FIG. As described above, the focal point of the microlens 62a is set to be the emission part of the pixel P, so that the parallel light condensed by the microlens 62a enters the pixel P as indicated by an arrow. Therefore, the imaging range of the pixel P is, for example, near the center of the pixel P, as schematically shown in FIG. That is, the image is not uniformly formed in the pixel P, and the image cannot be efficiently formed with respect to the incident area of the pixel P.
【0013】また、ここで利用されない光は、形成され
る画像の輝度に寄与しないばかりか、装置筐体の内部に
熱を発生させる原因にもなるので、冷却手段(大型のフ
ァンなど)を備える必要が生じてくる。これにより、コ
ストがかかるとともにプロジェクタ装置自体が大型化し
てしまう。さらに、前記偏光変換手段などの出射部の面
積は例えば液晶パネルなどの面積と同等に形成される
が、入射部はその構造などの理由から出射部の例えば1
/2程度の面積とされている。すなわち、ランプ40か
らの光が液晶パネルよりも狭い面積で形成されている入
射部に対して効率良く入射することは困難であるという
問題がある。The light not used here does not contribute to the brightness of an image to be formed, but also causes heat to be generated inside the apparatus housing. Therefore, cooling means (such as a large fan) is provided. The need arises. This increases the cost and increases the size of the projector device itself. Further, the area of the emission part such as the polarization conversion means is formed to be equal to the area of a liquid crystal panel, for example.
/ 2 area. In other words, there is a problem that it is difficult for the light from the lamp 40 to efficiently enter the incident portion formed with a smaller area than the liquid crystal panel.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明はこのような問題
点を解決するために、少なくとも、ランプと、前記ラン
プから出射された光をRGB各色光に分離するととも
に、前記各色光を、形成される画像の水平ラインに対応
した面方向において、それぞれ所定の発散角度で出射す
る色分離手段と、前記色分離手段で分離された前記RG
B各色光を所定の方向に集光するレンズ群が形成されて
いる集光手段と、前記集光手段で集光された前記各色光
を各色毎に光変調して画像を形成する複数の画素が配列
されている光変調手段を備えたプロジェクタ装置におい
て、前記ランプから出射される光のうち、垂直方向にお
いて前記光変調手段以外の領域に出射される光を偏向し
て、前記集光手段のレンズ群に対して所定の入射角度で
入射させることができる光偏向手段を備える。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention separates at least a lamp and light emitted from the lamp into RGB light beams, and forms each of the RGB light beams. Color separation means for emitting light at a predetermined divergence angle in the plane direction corresponding to the horizontal line of the image to be reproduced, and the RG separated by the color separation means.
B: a condensing unit in which a lens group that condenses each color light in a predetermined direction is formed, and a plurality of pixels that form an image by light-modulating each color light condensed by the condensing unit for each color In the projector device provided with the light modulating means, the light emitted from the lamp is deflected in the vertical direction to light other than the light modulating means, and There is provided a light deflecting unit that can make the light enter the lens group at a predetermined incident angle.
【0015】本発明によれば、従来利用されていなかっ
た光を有効に利用して画素内の結像範囲を広げることが
できる。すなわち、光の利用効率が向上することから、
画像の輝度を向上することができる。また、無駄な光を
抑制することができることから、大型の冷却手段などを
用いずに構成することができるので、小型化、低価格化
を実現することも可能である。According to the present invention, it is possible to effectively use light that has not been used in the past to extend the imaging range in a pixel. That is, since the light use efficiency is improved,
The brightness of the image can be improved. Further, since unnecessary light can be suppressed, the configuration can be made without using a large-sized cooling unit or the like, so that downsizing and cost reduction can be realized.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図1は本実施の形態の単板式液晶プロジェクタ装
置の光学系の一構成例を示す摸式図である。この図で、
ランプ1(リフレクタ1a、発光部1b)、リレーレン
ズ系2、フィールドレンズ3、全反射ミラー5、色分離
部6(ダイクロイックミラー6R、6G、6B)、液晶
パネル部10(偏光板7、9、液晶パネル8)、投写レ
ンズ11、スクリーン12は、図9に示した、ランプ4
0(リフレクタ40a、発光部40b)、リレーレンズ
系41、フィールドレンズ42、全反射ミラー43、色
分離部44、液晶パネル部48(偏光板45、47、液
晶パネル46)、投写レンズ49、スクリーン50に対
応している。Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a schematic diagram showing one configuration example of an optical system of a single-panel liquid crystal projector device according to the present embodiment. In this figure,
Lamp 1 (reflector 1a, light emitting unit 1b), relay lens system 2, field lens 3, total reflection mirror 5, color separation unit 6 (dichroic mirrors 6R, 6G, 6B), liquid crystal panel unit 10 (polarizing plates 7, 9, The liquid crystal panel 8), the projection lens 11, and the screen 12 correspond to the lamp 4 shown in FIG.
0 (reflector 40a, light emitting section 40b), relay lens system 41, field lens 42, total reflection mirror 43, color separation section 44, liquid crystal panel section 48 (polarizing plates 45, 47, liquid crystal panel 46), projection lens 49, screen 50 is supported.
【0017】本実施の形態の単板式液晶プロジェクタ装
置においては、例えばフィールドレンズ3と全反射ミラ
ー5の間に、透明部材で構成され上方部分及び下方部分
に入射した平行光を、垂直方向に対して所定の出射角で
出射する偏向ブロック4を配置してる。図2は偏向ブロ
ック4の構成を説明する斜視図である。この偏向ブロッ
ク4においてランプ1などに対向する入射面4aは平面
とされている。そして出射面側においては、その中央部
分は液晶パネル8の画像形成領域とほぼ同等の形状の平
面部4bとされ、その上下に所定の傾斜を有している傾
斜部4c、4dが形成されている。この傾斜部4c、4
dが形成する角度は、後述するように液晶パネル8の画
素に対する入射角度に応じて設定される。In the single-panel type liquid crystal projector of the present embodiment, for example, between the field lens 3 and the total reflection mirror 5, the parallel light made of a transparent member and incident on the upper part and the lower part The deflection block 4 which emits light at a predetermined emission angle is arranged. FIG. 2 is a perspective view illustrating the configuration of the deflection block 4. In this deflection block 4, the incident surface 4a facing the lamp 1 and the like is flat. On the emission surface side, the central portion is a flat portion 4b having substantially the same shape as the image forming area of the liquid crystal panel 8, and inclined portions 4c and 4d having a predetermined inclination are formed above and below the flat portion 4b. I have. The inclined portions 4c, 4
The angle formed by d is set according to the angle of incidence on the pixels of the liquid crystal panel 8 as described later.
【0018】図3は偏向ブロック4によって、所定の出
射角で出射する光の光路を説明する図である。なお、こ
の図には、単板式液晶プロジェクタ装置の一部として、
ランプ1、偏向ブロック4、液晶パネル8のみを示し、
色分離部、反射部等の光学系が省略されている。入射面
4aの中央部分から入射して、平面部4bから出射する
光はそのまま平行光として液晶パネル8に到達する。ま
た、入射面4aの上方から入射して、傾斜部4cを透過
した光は、傾斜部4cにおけるプリズム効果によって下
方に屈折した状態で出射する。すなわち、傾斜部4cか
ら出射した光は液晶パネル8に対して上方から所定の入
射角度を以て入射することになる。同様に、入射面4a
の下方から入射して、傾斜部4dを透過した光は、傾斜
部4dにおけるプリズム効果によって上方に屈折した状
態で出射して、液晶パネル8に対して下方から所定の入
射角度を以て入射することになる。したがってこの例で
は、偏向ブロック4に上方、正面、下方の例えば3方向
から入射した平行光は、偏向ブロック4によって屈折さ
れ、液晶パネル8に対して垂直面方向から見て3方向
(上方、正面、下方)から入射する。FIG. 3 is a view for explaining the optical path of the light emitted at a predetermined emission angle by the deflection block 4. In this figure, as a part of the single-panel type liquid crystal projector device,
Only the lamp 1, the deflection block 4, and the liquid crystal panel 8 are shown,
Optical systems such as a color separation unit and a reflection unit are omitted. Light that enters from the central portion of the incident surface 4a and exits from the plane portion 4b reaches the liquid crystal panel 8 as parallel light as it is. Further, the light incident from above the incident surface 4a and transmitted through the inclined portion 4c is emitted in a state where it is refracted downward by the prism effect in the inclined portion 4c. That is, the light emitted from the inclined portion 4c enters the liquid crystal panel 8 from above at a predetermined incident angle. Similarly, the incident surface 4a
Incident from below, and transmitted through the inclined portion 4d, is emitted while being refracted upward by the prism effect in the inclined portion 4d, and enters the liquid crystal panel 8 from below at a predetermined incident angle. Become. Therefore, in this example, parallel light incident on the deflecting block 4 from, for example, upper, front, and lower directions is refracted by the deflecting block 4, and the liquid crystal panel 8 is viewed from a vertical direction in three directions (upper, front). , From below).
【0019】次に偏向ブロック4により3方向から液晶
パネル8に入射する光の光路、及びその光による結像範
囲について説明する。図4は液晶パネル8に形成される
マイクロレンズアレーを形成しているマイクロレンズ、
及び正方画素を形成するストライプ構造の画素を側面方
向から示す摸式図であり、マイクロレンズ15a、画素
17は、図11で説明したマイクロレンズ62a、画素
Pに対応している。Next, an optical path of light incident on the liquid crystal panel 8 from the three directions by the deflection block 4 and an image forming range by the light will be described. FIG. 4 shows a micro lens forming a micro lens array formed on the liquid crystal panel 8,
FIG. 12 is a schematic diagram showing pixels of a stripe structure forming a square pixel from the side, and the microlens 15a and the pixel 17 correspond to the microlens 62a and the pixel P described in FIG.
【0020】偏向ブロック4の平面部4bから出射され
液晶パネル8の正面、すなわちマイクロレンズ15aの
正面から入射する光はVセンタとして示されており、こ
のVセンタは図11で説明した光とほぼ同等の経路で画
素17の中央部分に入射する。傾斜部4cから出射さ
れ、マイクロレンズ15aの上方から入射する光はV+
として示されており、マイクロレンズ15aのレンズ効
果によって画素17の下方に入射する。さらに、傾斜部
4dから出射され、マイクロレンズ15aの下方から入
射する光はV−として示されており、マイクロレンズ1
5aのレンズ効果によって画素17の上方に入射する。Light emitted from the plane portion 4b of the deflection block 4 and incident from the front of the liquid crystal panel 8, ie, from the front of the microlens 15a, is shown as a V center, which is substantially the same as the light described in FIG. The light enters the central portion of the pixel 17 through an equivalent path. Light emitted from the inclined portion 4c and incident from above the microlens 15a is V +
And enters below the pixel 17 due to the lens effect of the microlens 15a. Further, light emitted from the inclined portion 4d and incident from below the microlens 15a is indicated as V−,
The light enters above the pixel 17 by the lens effect 5a.
【0021】このように、画素17の形状がストライプ
構造とされている場合は、垂直方向に関しては同色の画
素が配置されるので、傾斜部4c、4dの角度も比較的
ラフに設定することもできる。As described above, when the shape of the pixel 17 is a stripe structure, pixels of the same color are arranged in the vertical direction, so that the angles of the inclined portions 4c and 4d can be set relatively rough. it can.
【0022】また、水平方向の各色の入射角度が例えば
2δとして設定されている場合、垂直方向の入射角度を
同様に2δとして設定した場合、正方画素16において
結像される範囲は、図5に円で示されているようにな
る。マイクロレンズ15aに3方向(V+、Vセンタ、
V−)から入射した光は、同一の画素17内に結像する
ことができるようになる。すなわち、画素17内により
多くの光を取り込んで結像範囲を広げることができるよ
うになり、原理的に輝度アップを図ることができるよう
になる。When the incident angle of each color in the horizontal direction is set to, for example, 2δ, and when the incident angle in the vertical direction is also set to 2δ, the range of image formation in the square pixel 16 is as shown in FIG. As indicated by the circle. The micro lens 15a is moved in three directions (V +, V center,
Light incident from V-) can be imaged in the same pixel 17. That is, more light can be taken into the pixel 17 to expand the imaging range, and the brightness can be increased in principle.
【0023】このように、画素17の形状がストライプ
構造とされている場合は、垂直方向に関しては同色の画
素が配置されるので、傾斜部4c、4dの角度も比較的
ラフに設定することもできる。また、正方画素16の場
合、一般的にその開口部分は縦横比で3:1とされてい
るが、マイクロレンズ15aの焦点距離を考慮した上で
傾斜部4c、4dの傾斜角度を設定して、マイクロレン
ズ15aに対する入射角度を設定すれば、画素17内に
おいて結像する範囲を任意に設定することが可能であ
る。As described above, when the pixel 17 has a stripe structure, pixels of the same color are arranged in the vertical direction, so that the angles of the inclined portions 4c and 4d can be set relatively rough. it can. In the case of the square pixel 16, the opening portion is generally set to an aspect ratio of 3: 1. However, the inclination angles of the inclined portions 4c and 4d are set in consideration of the focal length of the microlens 15a. By setting the incident angle with respect to the microlens 15a, it is possible to arbitrarily set the image forming range in the pixel 17.
【0024】また、本発明では、RGB各色光の分離、
及び合成を精度良く行なうことを目的として、水平方向
の平行度を高めた照明系(ランプ1、リレーレンズ系
2、フィールドレンズ3)を備えているが、通常、照明
系としては垂直方向、水平方向の区別無く平行光を生成
することを目的として形成される。したがって、垂直方
向についても平行光を得ることができるようにされてい
るので、この平行光を利用することにより、マイクロレ
ンズ15aに対する入射角度を精度良く設定することが
できる。Further, according to the present invention, separation of each color light of RGB,
And an illumination system (lamp 1, relay lens system 2, field lens 3) having a high degree of parallelism for the purpose of performing the synthesis with high accuracy. It is formed for the purpose of generating parallel light without distinction of directions. Therefore, since parallel light can be obtained also in the vertical direction, the incident angle with respect to the microlens 15a can be accurately set by using the parallel light.
【0025】なお、上記実施の形態では、偏向ブロック
4をフィールドレンズ3と全反射ミラー5の間に配置し
た例を挙げて説明したが、例えば全反射ミラー5と色分
離部6の間に配置するようにしても良い。この場合、そ
の液晶パネル10までの距離が異なることから入射角度
もそれに対応させるために傾斜部4c、4dの傾斜角度
の設定を行なうようにする。In the above-described embodiment, an example has been described in which the deflection block 4 is disposed between the field lens 3 and the total reflection mirror 5, but, for example, the deflection block 4 is disposed between the total reflection mirror 5 and the color separation unit 6. You may do it. In this case, since the distance to the liquid crystal panel 10 is different, the inclination angles of the inclined portions 4c and 4d are set so that the incident angle corresponds to the distance.
【0026】以下、偏向ブロック4の変形例を説明す
る。図6に示されている偏向ブロック20は、偏向ブロ
ック4の傾斜部4c、4dに相当する部分を、例えばフ
レネル形状などとされる鋸子状に形成される偏向部20
c、20dが形成されている。入射面20aの中央部分
から入射して、平面部20bから出射する光はそのまま
平行光として液晶パネル部10に到達する。また、入射
面20aの上方から入射して、偏向部20cを透過した
光は、偏向部20cによって下方に屈折した状態で出射
する。すなわち、偏向部20cから出射した光は、液晶
パネル部10に対して上方から所定の入射角度を以て入
射することになる。同様に、入射面20aの下方から入
射して、偏向部20dを透過した光は、偏向部20dに
よって上方に屈折した状態で出射して、液晶パネル部1
0に対して下方から所定の入射角度を以て入射すること
になる。Hereinafter, a modified example of the deflection block 4 will be described. In the deflection block 20 shown in FIG. 6, portions corresponding to the inclined portions 4c and 4d of the deflection block 4 are formed in a saw-toothed shape such as a Fresnel shape.
c and 20d are formed. The light that enters from the central portion of the incident surface 20a and exits from the flat portion 20b directly reaches the liquid crystal panel portion 10 as parallel light. Further, the light incident from above the incident surface 20a and transmitted through the deflecting unit 20c exits while being refracted downward by the deflecting unit 20c. That is, the light emitted from the deflecting unit 20c enters the liquid crystal panel unit 10 from above at a predetermined incident angle. Similarly, light incident from below the incident surface 20a and transmitted through the deflecting unit 20d is emitted while being refracted upward by the deflecting unit 20d, and
The light enters from below at a predetermined angle of incidence.
【0027】また、図7に示されている偏向ブロック3
0は、シリンドリカル形状のレンズ30a、30a、3
0a・・・によって構成されている。各レンズ30aか
ら出射する光は所定の発散角をもって出射し、それぞれ
所定の角度で液晶パネル8に入射することになる。この
場合、各レンズ30aの位置により入射角度が少しづつ
異なることで、結像範囲としては図8に示されているよ
うになる。すなわち、画素17に対して拡散した状態で
入射するようになることから、画素17内において略楕
円型とされる結像範囲を得ることができるようになる。The deflection block 3 shown in FIG.
0 is a cylindrical lens 30a, 30a, 3
0a... The light emitted from each lens 30a exits at a predetermined divergence angle, and enters the liquid crystal panel 8 at a predetermined angle. In this case, the incident angle slightly varies depending on the position of each lens 30a, and the image forming range is as shown in FIG. That is, since the light enters the pixel 17 in a diffused state, an approximately elliptical image forming range can be obtained in the pixel 17.
【0028】なお、図示は省略するが、例えばランプ1
と液晶パネル部10間における任意の位置に、液晶パネ
ル8の外側の位置に出射される光を内側に折り返すミラ
ーを配置し、このミラーの配置角度によって液晶パネル
8に入射する光の入射角を設定するようにすることもで
きる。Although not shown, for example, the lamp 1
A mirror that folds light emitted to a position outside the liquid crystal panel 8 inward is disposed at an arbitrary position between the liquid crystal panel unit 10 and the liquid crystal panel unit 10, and the angle of incidence of light incident on the liquid crystal panel 8 is determined by the arrangement angle of the mirror. It can also be set.
【0029】[0029]
【発明の効果】以上、説明したように本発明は、光源か
ら出射され、従来利用されていなかった垂直方向の光
を、光偏向手段によって液晶パネル面に集光することが
できる。これにより光源からの光を有効に利用して画素
内の結像範囲を広くすることができ、画像の輝度を向上
することができる。また、無駄な光を抑制することがで
きることから、大型の冷却手段などを用いずに構成する
ことができるので、小型化、低価格化を実現することも
可能である。また、本発明を例えば単板式の液晶プロジ
ェクタ装置に用いた場合、例えば3板式の液晶プロジェ
クタ装置に対して輝度面においても遜色ない構成を実現
することができるという利点がある。As described above, according to the present invention, the vertical light emitted from the light source and not used conventionally can be converged on the liquid crystal panel surface by the light deflecting means. This makes it possible to effectively use the light from the light source to widen the image forming range in the pixel, thereby improving the brightness of the image. Further, since unnecessary light can be suppressed, the configuration can be made without using a large-sized cooling unit or the like, so that downsizing and cost reduction can be realized. Further, when the present invention is applied to, for example, a single-panel type liquid crystal projector, there is an advantage that it is possible to realize a configuration comparable to that of, for example, a three-panel type liquid crystal projector in terms of luminance.
【図1】本発明の実施の形態の単板式液晶プロジェクタ
装置の光学系の構成例を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an optical system of a single-panel type liquid crystal projector device according to an embodiment of the present invention.
【図2】本実施の形態の偏向ブロックの構成を説明する
斜視図である。FIG. 2 is a perspective view illustrating a configuration of a deflection block according to the present embodiment.
【図3】本実施の形態の偏向ブロックを用いた場合の液
晶パネルまでの光路を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an optical path to a liquid crystal panel when the deflection block according to the present embodiment is used.
【図4】液晶パネルの画素に対する入射角度を説明する
摸式図である。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an incident angle with respect to a pixel of a liquid crystal panel.
【図5】液晶パネルの画素における結像領域を摸式的に
示す図である。FIG. 5 is a diagram schematically showing an image forming area in a pixel of the liquid crystal panel.
【図6】変形例の偏向ブロックを用いた場合の液晶パネ
ルまでの光路を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an optical path to a liquid crystal panel when a deflection block according to a modified example is used.
【図7】他の変形例の偏向ブロックを用いた場合の液晶
パネルまでの光路を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an optical path to a liquid crystal panel when a deflection block according to another modification is used.
【図8】他の変形例の偏向ブロックを用いた場合の液晶
パネルの画素における結像領域を摸式的に示す図である
図である。FIG. 8 is a diagram schematically showing an image forming area in a pixel of a liquid crystal panel when a deflection block according to another modification is used.
【図9】従来の単板式液晶プロジェクタ装置の光学系の
構成例を説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of an optical system of a conventional single-panel liquid crystal projector device.
【図10】従来の単板式液晶プロジェクタ装置の液晶パ
ネルの構成及びRGB光の光路を説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating the configuration of a liquid crystal panel and a light path of RGB light of a conventional single-panel type liquid crystal projector device.
【図11】図10に示す液晶パネルの画素に対する入射
角度を説明する摸式図である。11 is a schematic diagram illustrating an incident angle with respect to a pixel of the liquid crystal panel shown in FIG.
【図12】図10に示す液晶パネルの画素における結像
領域を摸式的に示す図である。12 is a diagram schematically showing an image forming area in a pixel of the liquid crystal panel shown in FIG.
1 ランプ、2 リレーレンズ系、3 フィールドレン
ズ、4,20,30偏向ブロック、4a 入射面、4b
平面部、4c、4d 傾斜部、6 色分離部、8 液
晶パネル、16 正方画素、17 画素1 lamp, 2 relay lens system, 3 field lens, 4, 20, 30 deflection block, 4a entrance surface, 4b
Flat part, 4c, 4d inclined part, six color separation part, 8 liquid crystal panel, 16 square pixels, 17 pixels
Claims (3)
とともに、前記各色光を、形成される画像の水平ライン
に対応した面方向において、それぞれ所定の発散角度で
出射する色分離手段と、 前記色分離手段で分離された前記RGB各色光を所定の
方向に集光するレンズ群が形成されている集光手段と、 前記集光手段で集光された前記各色光を各色毎に光変調
して画像を形成する複数の画素が配列されている光変調
手段と、 を備えたプロジェクタ装置において、 前記ランプから出射される光のうち、垂直方向において
前記光変調手段以外の領域に出射される光を偏向して、
前記集光手段のレンズ群に対して所定の入射角度で入射
させることができる光偏向手段を備えたことを特徴とす
るプロジェクタ装置。1. At least a lamp and light emitted from the lamp are separated into RGB light beams, and each of the light beams is separated by a predetermined divergence angle in a plane direction corresponding to a horizontal line of an image to be formed. A color separation unit that emits the light in the color separation unit; a light collection unit in which a lens group that collects the RGB light beams separated in the color separation unit in a predetermined direction is formed; A light modulating means in which a plurality of pixels for forming an image by light modulating each color light for each color are arranged. In the projector device, of the light emitted from the lamp, the light modulation is performed in a vertical direction. By deflecting the light emitted to the area other than the means,
A projector device, comprising: a light deflecting unit that can make the light converging unit enter the lens group at a predetermined incident angle.
に対する入射角度は前記画素の開口の大きさに対応して
設定されることを特徴とする請求項1に記載のプロジェ
クタ装置。2. The projector device according to claim 1, wherein in the light deflecting unit, an incident angle with respect to the lens group is set according to a size of an opening of the pixel.
応した面方向を長手方向として形成され、前記集光手段
を照射領域として設定されている複数のシリンドリカル
レンズによって構成されていることを特徴とする請求項
1に記載のプロジェクタ装置。3. The light deflecting means is formed by a plurality of cylindrical lenses formed with a longitudinal direction corresponding to a plane direction corresponding to the horizontal line, and having the light collecting means as an irradiation area. The projector device according to claim 1, wherein
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10028489A JPH11231802A (en) | 1998-02-10 | 1998-02-10 | Projector device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10028489A JPH11231802A (en) | 1998-02-10 | 1998-02-10 | Projector device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11231802A true JPH11231802A (en) | 1999-08-27 |
Family
ID=12250089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10028489A Withdrawn JPH11231802A (en) | 1998-02-10 | 1998-02-10 | Projector device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11231802A (en) |
-
1998
- 1998-02-10 JP JP10028489A patent/JPH11231802A/en not_active Withdrawn
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|---|---|---|---|
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