JP2003084363A - 投射型プロジェクタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、リフレクタ出射後の円形で
ある照射光束の輪郭を、液晶パネル面上で液晶パネルの
有効サイズに略相似な矩形に変換し、且つ、液晶パネル
面での光量分布の一様化を実現した投射型プロジェクタ
装置を実現することが課題である。 【解決手段】 基本構成要素であるリフレクタの各座標
点での反射面の角度をそれぞれ規定したいわゆるスプラ
インの点列データにより定義した自由曲面形状とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、投射型プロジェク
タ装置に係り、特に、出射面での矩形でない光束の輪郭
形状を光束照射面で矩形とするリフレクタを用いた前面
投射のいわゆる液晶プロジェクタや、投射型テレビ等の
投射型プロジェクタ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のブラウン管に表示された画像をス
クリーンに投影する方式の画像表示装置に代わるものと
して、液晶表示素子を用いた投射型テレビの開発が行わ
れてきた。表示素子として液晶表示素子等を用いる場
合、光源が必要となる。この光源の光束を液晶表示素子
方向へ効率的に導くため、出射方向へ光束を反射するリ
フレクタを使用する。リフレクタには、光源であるラン
プを配置するための穴が開いている。このリフレクタの
穴の部分では、ランプからの光束を反射できない。ま
た、ランプ自体の発光部の構造によっても、ランプの発
光には、角度分布、いわゆる配光分布があり、光軸に近
い角度には光束が無い。その結果、リフレクタの反射光
束を直接、液晶パネルに照射すると、画面の中央部が暗
い、いわゆる、中抜けが生じる。

【０００３】また、ランプの配光分布の範囲内で、光量
がほぼ一定であっても、それは、角度に対してであり、
リフレクタを光軸側から見たときの光量分布が一定にな
っている訳ではない。そこで、従来は、リフレクタと液
晶パネルの途中の光路に、液晶パネル面における光量分
布の一様化を図るためのインテグレータを配置してい
る。インテグレータとしては、マルチレンズや、ロッド
レンズ等が良く知られている。また、マルチレンズやロ
ッドレンズは、リフレクタ出射後の射出光束の円形であ
る輪郭形状を、液晶パネル面に相似な矩形の輪郭形状に
変換する作用も有しているので、光量の点でも改善効果
がある。

【０００４】これに対して、リフレクタと液晶パネルの
間の光路に、照射光束の全体の輪郭を円形（リフレクタ
出射後）から矩形（液晶パネル）に変換する光学素子と
しての自由曲面を配置したものが、例えば、特開平１１
−２７３４４１号公報等に示されている。

【０００５】また、特開平９−５８８１号公報には、反
射器、フィールドレンズおよび角度補正レンズを適切な
形状にして、ランプからの外部光線がダイアフラムに入
るようにして光量の利用を優先した投影装置が示されて
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平１１−２７
３４４１号公報記載の技術では、リフレクタ出射後での
照射光束の円形の輪郭を、液晶パネルにおいて、矩形に
変換する光ビ−ム変換するために、リフレクタと液晶パ
ネルとの間に、少なくとも第１の光ビーム変換素子が必
要である。更に第１の光ビーム変換素子でずれた光線角
度をもとに戻すには、第２の光ビーム変換素子も必要と
なる。この２つの光ビーム変換素子は、数値処理したい
わゆるスプラインの点列データにより定義された自由曲
面のレンズ面を有する。

【０００７】従来技術ではこの自由曲面のレンズ面を有
するレンズ自体が高価であることに加え、この２つの光
ビーム変換素子の配置空間が必要となっている。

【０００８】また、特開平９−５８８１号公報記載の技
術では、光量を均一化する技術については何も示されて
いない。

【０００９】本発明の目的はリフレクタと液晶パネルと
の間の光ビーム変換素子をなくして上記した問題を解決
すことができる投射型プロジェクタ装置を提供すること
にある。本発明の他の目的はリフレクタから矩形でかつ
一様な照度で液晶パネルに照射することができる投射型
プロジェクタ装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の目的を達成する
ために、投射型プロジェクタ装置は、ランプと、前記ラ
ンプから出射された光を所定の光束照射面に向けて反射
するリフレクタと、液晶パネルと、投射レンズとを備
え、前記リフレクタ出射面での矩形でない光束の輪郭形
状を、光束照射面で略矩形とするように前記リフレクタ
の連続曲面の反射面形状を形成する。

【００１１】第１の発明において、前記矩形の光束照射
面における照度が略均一であるように前記リフレクタの
反射面形状を形成する。

【００１２】第２の発明では、投射型プロジェクタ装置
は、ランプと、低部開口と前面開口とを有し、前記ラン
プから出射された光を前記前面開口から所定の光束照射
面に向けて反射するリフレクタと、液晶パネルと、投射
レンズとを備え、前記リフレクタ出射面での矩形でない
光束の輪郭形状を、光束照射面で略矩形とし、照度を略
均一となるように、前記リフレクタの自由曲面形状を形
成する場合、前記リフレクタの開口部を光軸を中心に第
１の所定の角度で分割したときの面積と略等しい面積を
もつ光束照射面の光軸を中心とする角度に対応する前記
リフレクタの反射面を、前記ランプと前記底部開口を結
ぶ線が光軸となす第１の角度と前記ランプと前記前面開
口を結ぶ線が光軸となす第２の角度の間のランプからみ
た立体角を求め、前記立体角を一定の比率で分割したと
きの前記第１の角度と前記第２の角度間の第２の所定の
角度と前記ランプからの距離の各点列データから自由曲
面形状を形成することを特徴とする投射型プロジェクタ
装置。

【００１３】第２の発明において、前記リフレクタの各
点列データにおける段差を補正して前記自由曲面形状を
形成する。

【００１４】上記いずれかの発明において、前記リフレ
クタから照射される光束を前記液晶パネルに対して垂直
に入射するための光学素子を前記リフレクタと前記液晶
パネルの間に配置する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、実
施例を用い図を参照して説明する。図１は本発明による
投射型プロジェクタ装置の基本構成の第１の実施例を示
す構成図及びリフレクタ面及びパネル面での光量分布を
示す模式図であり、図１（ａ）は構成図を、図１（ｂ）
は模式図を示す。この図を用いて光ビ−ム変換作用につ
いて説明する。図１（ａ）において、１は光源としての
ランプであり、自由曲面を持っている。２は反射鏡とし
ての自由曲面を有するリフレクタ、３は透過型の液晶パ
ネル、４は投射レンズである。リフレクタ２は、光源で
あるランプ１を配置するためのリフレクタ底部開口（半
径Ｒ１）と、反射光のための前面開口（半径Ｒ２）とを
備えている。ランプ１からの光束は、リフレクタ２で反
射されて、透過型の液晶パネル３に照射される。照射さ
れた光束は、液晶パネル３で画像信号（図示せず）によ
り光強度変調を受けて透過し、投射レンズ４でスクリ−
ン（図示せず）上に拡大して投射される。本実施例で
は、図１（ｂ）に示すように、リフレクタ２の面での円
形の光量分布は液晶パネル３の面では矩形の光量分布に
なる。

【００１６】尚、図１では、液晶パネル３は透過型の液
晶パネルとしたが、反射型の液晶パネルでも良い。ま
た、本発明では、表示素子であるパネルを矩形で一様な
照度で照射するために、画素1個1個にマイクロミラーを
用いた反射型パネルでも良い。

【００１７】本発明によるリフレクタ２は、ランプ１か
らの略円形光束を反射して、液晶パネルの照射面でほぼ
液晶パネル３に相似な矩形光束となるように光ビ−ム変
換作用を行う自由曲面を有する。この自由曲面は、下記
に示す（数１）を満足する。即ち、リフレクタ２の自由
曲面は、リフレクタで反射する範囲内における光度をＩ
とし、反射面の断面における２つの端点とランプを結ぶ
直線が光軸となす角度をそれぞれθ_１、θ_２とし、液晶
パネル面での光束照射面の大きさがＨ×Ｖであるとした
ときに、液晶パネル面での光束照射面の相似形である大
きさｈ×ｖの大きさ内に入射する光束φ（ｈ、ｖ）が、
数１を満足するように設定された連続な自由曲面とす
る。

【００１８】

【数１】 以下、（数１）の導出について説明する。図１で、リフ
レクタ２における反射面の開口部の両端点の光軸基準の
角度をθ _１とθ_２とし、リフレクタ２の反射面の任意点
の光軸基準の角度をθとする。ランプ１からみた角度θ
の立体角は、数２で求まる。 （１−ｃｏｓθ）／２ …（数２） 数２の立体角は、ランプ１を包む球面の立体角４π（半
径１の球の表面積に相当）に対するリフレクタ２で反射
する立体角の比であり、例えば、θ＝０度で０％、θ＝
９０度で５０％、θ＝１８０で１００％となる。

【００１９】従って、ランプ１を配置するための穴が開
いたリフレクタ２の立体角は（数３）となる。 (１−ｃｏｓθ₂)／２−(１−ｃｏｓθ_１)／２＝ (ｃｏｓθ_１−ｃｏｓθ_２)／２ …（数３） （数３）の立体角に、球の表面積に相当する４πと、ラ
ンプ１の光度Ｉを掛けた値である光束量で、液晶パネル
３の有効範囲より多少大きな範囲Ｈ×Ｖを照射する。こ
の照射範囲Ｈ×Ｖの内側の範囲で、Ｈ×Ｖに略相似な範
囲ｈ×ｖにおける光束量が、面積比で一定となるように
数４で定義する。 φ（ｈ、ｖ）＝ (ｃｏｓθ_１−ｃｏｓθ_２)／２×４π×Ｉ×(ｈｖ)／(ＨＶ)＝ ２πＩ×(ｈｖ)／(ＨＶ)×(ｃｏｓθ_１−ｃｏｓθ_２) …（数４） 上記の説明では、ランプ１の配光分布を一定として、先
に求めた立体角に後から光度Ｉを掛けて光束量を求め
た。通常は、ランプ１の配光分布を考慮し、リフレクタ
２で捕捉する範囲、即ち、立体角を定めるので、実効
上、その範囲でのランプ１の配光分布は一定である。し
かし、現実的には、ランプ１の配光分布とリフレクタ２
の立体角は独立で選ぶことが可能である。そこで、数４
のｃｏｓθを積分の形式に変換し、同時に、Ｉをθに対
する関数として、積分の中に入れた（数１）で表現す
る。

【００２０】以上、数１の導出の過程で述べたように、
リフレクタ２の曲面を（数１）を満足する自由曲面とす
ることにより、リフレクタ２の照明光束の輪郭を円形か
ら液晶パネル３に相似な矩形に変換する光ビ−ム変換機
能を、リフレクタ２にもたせることができる。本実施で
は、ランプ１の配光分布とリフレクタ２の立体角を整合
し合わせたので、θ_１〜θ_２の範囲で光度Ｉはほぼ定数
として取扱える。

【００２１】図２はリフレクタの各点で反射した光が液
晶パネルのどの座標に到達すればよいかを示した模式図
である。図に示すように、リフレクタ２の各点で反射し
た光はリフレクタの中抜けを対策し、液晶パネル３の面
で矩形となるように、各リフレクタの座標において微小
な変更を行って、液晶パネル３に照射される。

【００２２】次に、その座標関係について、図３と図４
を用いて説明する。この場合、リフレクタ２は基本的に
は放物面で構成されているものとして説明する。リフレ
クタ２と液晶パネル３の座標関係を定めれば、リフレク
タ２と液晶パネル３を配置した距離によって、定めたリ
フレクタ２の各点での必要な面の傾きが定まり、その結
果、リフレクタ２の面全体の自由曲面の点列データが定
まる。図３は本発明によるリフレクタ上の各点と、液晶
パネル上の各点の極座標との角度の対応関係を示す平面
図であり、図３（ａ）はリフレクタの平面図、図３
（ｂ）は液晶パネルの平面図を示す。図では光軸である
Ｚ軸に垂直な面を構成するＸ軸とＹ軸のうちのＸ軸に対
する角度の関係を示す。

【００２３】リフレクタ２と液晶パネル３を光軸である
Ｚ軸から見たＸＹ面内の図を示す図３（ａ）、（ｂ）で
は、それぞれ、Ｘ軸に対する角度をリフレクタ２でα、
液晶パネル３でβと定義する。リフレクタ２の場合、角
度α分の面積は、元の面積（πＲ^２）のα／３６０とな
る。この面積比（α／３６０）と、液晶パネル３での面
積比をほぼ同一とするように、Ｘ軸に対する角度を分割
すればよい。例えば、リフレクタ２で角度を４５度で８
等分した角度〜が、液晶パネル３での角度〜に
対応する。液晶パネル３で角度と角度で挟まれた角
度分の面積は、全体の矩形サイズＨ×Ｖを４等分した四
角形を対角線で更に２等分した角度に相当し、元の大き
さの８等分に該当する。その途中の角度は、例えば、
〜の間では、下記の（数５）で示すように、角度βで
の三角形の面積（Ｈ^２／８）ｔａｎβをＨＶで割った面
積比Ｈ／（８Ｖ）ｔａｎβを、α／３６０に一致させれ
ばよい。 Ｈｔａｎβ／（８Ｖ）＝α／３６０ …（数５） 但し、０≦β≦β_１ （ｔａｎβ_１＝Ｖ／Ｈ） 同様に、液晶パネル３での〜の範囲では、下記（数
６）でαとβの関係を定めればよい。 １／４−Ｖ／（８Ｈｔａｎβ）＝α／３６０ …（数６） 但し、β_１≦β＜９０ （ｔａｎβ_１＝Ｖ／Ｈ） 本実施例では、０．９インチサイズの液晶パネル３を用
いたので、照射範囲は０．９インチサイズより大きいＨ
＝２０ｍｍ、Ｖ＝１７ｍｍとした。このとき、αとβの
関係は以下の表の関係となる。尚、〜及び、〜
の角度範囲についても、同様に式を求めてもよいが、対
称性に着目すれは、〜の角度範囲で求めたαとβの
関係の変換でも求まる。以下、例として、αを０から９
０度範囲で１０度刻み、及び、に相当する角度でのα
とβの関係を示す。 α（度） β（度） ０ ０ １０ １０．７ ２０ ２０．７ ３０ ２９．５ ４０ ３７．１ ４５ ４０．４（＝β_１） ５０ ５２．９ ６０ ６０．５ ７０ ６９．３ ８０ ７９．３ ９０ ９０ また、リフレクタ２の反射面が、上下または左右をカッ
トした形状の場合は、角度βによる液晶パネル３の面積
比を求めたのと同様に、角度αによるリフレクタ２の角
度を求めた上で、αとβの対応関係を定めればよい。た
だ、カットした光量が相対的に小さければ、本実施の形
態で示したαとβの対応関係のままでもよい。尚、液晶
パネル３面での照射範囲の矩形化と、光量分布の一様化
という効果を達成するためには、極論すれば、αとβを
角度ごとに対応させなくともよい。しかしながら、角度
で規制することによって、２つの座標の対応関係をある
一定のアルゴリズム上で処理できるので、コンピュータ
等を使った処理計算に向いており、現実的である。

【００２４】次に、上記にて関係を定めたαとβの角度
上での対応させる座標の関係について図４を用いて説明
する。

【００２５】図４は本発明によるリフレクタ上の各点
と、液晶パネル上の各点の極座標との半径の対応関係を
示す平面図及び断面側面図であり、図４（ａ）はリフレ
クタの平面図、図４（ｂ）はリフレクタの一部の平面
図、図４（ｃ）はリフレクタと液晶パネルの断面側面図
である。図４（ｂ）は図４（ａ）に示す角度αにおける
点列部分を抜き出して示している。図４は、光軸である
Ｚ軸からの距離の関係について説明するもので、リフレ
クタ２上での光軸からの距離ｒ（＝√Ｘ^２＋Ｙ^２）と、
その座標をランプ１から見た角度θの関係を説明する。
本実施例では、リフレクタ２は焦点距離Ｐ＝７ｍｍの放
物面リフレクタを採用した。ｒ＝√（Ｘ^２＋Ｙ^２）とす
ると、放物面はｒ^２＝４ＰＺで定義される。ここで、光
軸からの距離ｒの点での、光軸Ｚに対する勾配は、放物
面の式を微分してｄｒ／ｄＺ＝２Ｐ／ｒと求まる。角度
をγとすると、ｔａｎγ＝ｄｒ／ｄＺからγは求まる。
また、その点で反射するので、θ＝１８０−２γとな
り、ｒとθの関係式にすると（数７）が得られる。 θ＝１８０−２ａｒｃｔａｎ（２Ｐ／ｒ） …（数７） 例えば、ｒ＝１４ｍｍの座標では、Ｐ＝７ｍｍを用い
て、γ＝４５度、θ＝９０度となる。ここで、θとｒの
関係式を整理すると（数８）が得られる。 ２Ｐ／ｒ＝ｔａｎ（（１８０−θ）／２）＝１／ｔａｎ（θ／２） ∴ ｔａｎ（θ／２）＝ｒ／（２Ｐ） …（数８） ところで、立体角（１−ｃｏｓθ）／２の微分値ｓｉｎ
θ／２は、角度θの関数である。従って、同様にΔｒに
対するΔ立体角も同様にθの関数となる。本実施例にお
いて、リフレクタ２の穴の半径をＲ_１＝４ｍｍ、Ｒ_２＝
３０ｍｍとすると、（数８）からθ_１＝３１．９度、θ
_２＝１３０．０度となる。ここで立体角は（数３）から
０．７４６（７４．６％）となる。

【００２６】そこで、全体の立体角０．７４６を等分す
る各θを求め、そのθに対応したｒを求め、そのｒの刻
みの中央部に点列データを求めた。ここでは、１０等分
するデータを例として示す。 立体角 θ ｒ （Ｒ_２に対する比率＝ｒ／Ｒ_２） １／１０ ４５．６度 ５．９ｍｍ（０．２０） ２／１０ ５６．６度 ７．５ｍｍ（０．２５） ３／１０ ６６．３度 ９．１ｍｍ（０．３０） ４／１０ ７５．４度 １０．８ｍｍ（０．３６） ５／１０ ８４．１度 １２．６ｍｍ（０．４２） ６／１０ ９２．６度 １４．７ｍｍ（０．４９） ７／１０ １０１．３度 １７．１ｍｍ（０．５７） ８／１０ １１０．１度 ２０．０ｍｍ（０．６７） ９／１０ １１９．６度 ２４．０ｍｍ（０．８０） １０／１０ １３０．０度 ３０．０ｍｍ（１．００） 図５は本発明によるリフレクタの各点列データの補正を
説明するための模式図であり、これを用いて、リフレク
タ２面上で求めた各座標の補正に関して説明する。座標
Ａ１と座標Ｂ１でそれぞれ所定の勾配を求めた結果、自
由曲面として段差が大きくなり、リフレクタ２の成形性
の問題や、別の座標で反射する光束をカットする等の問
題が生じる場合がある。そのような場合は、例えば、Ｂ
１をＢ２に移動し、勾配を変更することにより、液晶パ
ネル３上での同じ座標に光線を反射することが可能とな
る。

【００２７】尚、上記の説明で、元の基準リフレクタ形
状に対して、変更後のリフレクタの各座標での勾配、特
には、Ｂ１→Ｂ２の移動等で、各座標での立体角が大き
く変化した場合、その分、補正をかける繰り返し計算が
必要となる。しかしながら、自由曲面で構成するリフレ
クタの点列データの数を充分多くすることにより、Ｂ１
→Ｂ２の補正は不要になる。また、リフレクタ２から液
晶パネル３の距離を極端に短くしなければ、リフレクタ
２の各座標での勾配の変化量が微小でも、液晶パネル３
面での座標を充分移動できるので、リフレクタ２の各座
標での立体角の補正は行わなくとも良い。

【００２８】ここで、リフレクタ２での勾配の変化量の
最大値について説明しておく。仮に、リフレクタ２から
液晶パネル３迄の距離を約５００ｍｍとすると、放物面
のリフレクタの場合は、液晶パネル面での照射範囲φ６
０ｍｍを２０×１７ｍｍの範囲に変換するので、液晶パ
ネル面での座標の補正量の最大値は、液晶パネル面の矩
形の短軸方向で、３０ｍｍ−８．５ｍｍ＝２２．５ｍｍ
となる。従って、液晶パネル３へのΔ入射角度は、２
２．５／５００＝０．０４５ｒａｄ＝２．６度となる。
リフレクタ２での各座標点でのΔ勾配の最大値は、反射
なので、半分の値で１．３度と小さい値となる。

【００２９】次に、図６を用いて第２の実施例について
説明する。図６は本発明による投射型プロジェクタ装置
の第２の実施例を示す構成図である。図において、５は
コリメータであり、第１の実施例において、液晶パネル
３が配置される位置にコリメータが設けられる。従っ
て、第１の実施例での液晶パネル３への照射範囲はコリ
メータ５に変わっている。尚、図１と同一の部分には同
一の符号を付し、その説明を省略する。図において、こ
のコリメータ５には、光量分布の一様化を図るためにず
れた角度をもとに戻す作用を持たせている。この作用
は、第１の実施例のリフレクタ２で説明したように、コ
リメータ５上での各座標での入射光線を平行光線に変換
するための微小プリズムのプリズム角度を求めて、自由
曲面のための点列データを作成すればよい。

【００３０】尚、第１の実施例では、リフレクタ２と液
晶パネル３の間隔は十分な距離を確保し角度の変化量を
微小としている。しかし、（１）照明光学系において、
小型化を図るためにリフレクタ２と液晶パネル３の間隔
を短くすると液晶パネル３へのΔ入射角度が大きくな
る、或いは、（２）入射角度による特性が大きく変化す
るような液晶パネル３を使用する、等の場合は、液晶パ
ネル３への入射角度を補正するコリメータが必要とな
る。

【００３１】本発明においては、ランプと、リフレクタ
と、液晶パネルと、投射レンズを備えたプロジェクタ装
置において、リフレクタで反射する範囲内における光度
をＩとし、反射面の断面における２つの端点とランプを
結ぶ直線が光軸となす角度をそれぞれθ_１、θ_２とし、
液晶パネル面での光束照射面の大きさがＨ×Ｖであると
したときに、液晶パネル面での光束照射面の相似形であ
る大きさｈ×ｖの大きさ内に入射する光束φ（ｈ、ｖ）
は、（数１）となるように設定された連続な自由曲面を
有することによって達成される。

【００３２】本発明によれば、一般的にもともとモール
ド成形で製造していたリフレクタを自由曲面とし、円形
光束をほぼ液晶パネルに相似な矩形光束に変換する光ビ
ーム変換機能を持たせることにより、光ビーム変換機能
を有する専用の光学素子の配置が不要となり、小型化が
可能となる。

【００３３】以上述べたように、本発明によれば、一般
的にもともとモールド成形で製造していたリフレクタを
自由曲面とし、円形光束をほぼ液晶パネルに相似な矩形
光束に変換する光ビーム変換機能を持たせることによ
り、光ビーム変換機能を有する専用の光学素子の配置が
不要となり、コストの低減を図ることができるととも
に、小型化が可能となる。また、インテグレータとして
のマルチレンズの金型を自由曲面加工機で一度にまとめ
て作成することが可能になってきており、リフレクタの
金型も同様に自由曲面加工機による作成が可能である。
同時に、その成形性に優れたプラスチック製のリフレク
タとの組合せにより、必要な自由曲面を容易に得られ
る。

【００３４】毎年、ランプの発光サイズであるアーク長
が短くなり、高効率化が実現されてきている。その結
果、消費電力を低減しても従来同等の明るさが得られる
ようになってきた。また、ランプ等の冷却のために回し
ているファンによる騒音の低騒の観点からも、ランプの
低消費電力化が望まれている。従って、今後、高効率が
見込まれる自由曲面を有するプラスチック製のリフレク
タの実用化が切望されている。一方、光学ソフトプログ
ラムでのスプライン形状の指定機能としては、光軸から
の距離とその点での勾配による指定が可能なものがあ
る。従って、照明光束の輪郭を円形から矩形への変換の
ために必要なリフレクタの各微小点での必要な勾配を定
めることで、実際の光学ソフトプログラムでそのスプラ
イン形状での照明計算が可能となる。

【００３５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、点
列データによる自由曲面を有するリフレクタにより、液
晶パネル面での照度範囲の輪郭の矩形化、及び、光量分
布の一様化を実現した投射型プロジェクタ装置を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による投射型プロジェクタ装置の基本構
成の第１の実施例を示す構成図及びリフレクタ面及びパ
ネル面での光量分布を示す模式図である。

【図２】リフレクタの各点で反射した光が液晶パネルの
どの座標に到達すればよいかを示した模式図である。

【図３】本発明によるリフレクタ上の各点と、液晶パネ
ル上の各点の極座標との角度の対応関係を示す平面図で
ある。

【図４】本発明によるリフレクタ上の各点と、液晶パネ
ル上の各点の極座標との半径の対応関係を示す平面図及
び断面側面図である。

【図５】本発明によるリフレクタの各点列データの補正
を説明するための模式図である。

【図６】本発明による投射型プロジェクタ装置の第２の
実施例を示す構成図である。

【符号の説明】

１…光源、 ２…リフレクタ、 ３…液晶パネル、 ４
…投射レンズ、５…コリメータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｆ 1/13 ５０５ Ｇ０２Ｆ 1/13357 1/1335 ５２０ Ｇ０３Ｂ 21/14 Ａ 1/13357 Ｚ Ｇ０３Ｂ 21/14 Ｆ２１Ｙ 101:00 Ｆ２１Ｍ 1/00 Ｒ // Ｆ２１Ｙ 101:00 (72)発明者 平田 浩二 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所デジタルメディアシステ ム事業部内 Ｆターム(参考） 2H042 DB09 DD10 DE04 2H052 BA03 BA09 BA14 2H088 EA13 HA21 HA28 MA20 2H091 FA14Z FA41Z LA30 MA07 3K042 AA01 BB03 BE01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ランプと、前記ランプから出射された光を
   所定の光束照射面に向けて反射するリフレクタと、液晶
   パネルと、投射レンズとを備え、前記リフレクタ出射面
   での矩形でない光束の輪郭形状を、光束照射面で略矩形
   とするように前記リフレクタの連続曲面の反射面形状を
   形成することを特徴とする投射型プロジェクタ装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の投射型プロジェクタ装置に
   おいて、前記矩形の光束照射面における照度が略均一で
   あるように前記リフレクタの反射面形状を形成すること
   を特徴する投射型プロジェクタ装置。
3. 【請求項３】ランプと、低部開口と前面開口とを有し、
   前記ランプから出射された光を前記前面開口から所定の
   光束照射面に向けて反射するリフレクタと、液晶パネル
   と、投射レンズとを備え、前記リフレクタ出射面での矩
   形でない光束の輪郭形状を、光束照射面で略矩形とし、
   照度を略均一となるように、前記リフレクタの自由曲面
   形状を形成する場合、前記リフレクタの開口部を光軸を
   中心に第１の所定の角度で分割したときの面積と略等し
   い面積をもつ光束照射面の光軸を中心とする角度に対応
   する前記リフレクタの反射面を、前記ランプと前記底部
   開口を結ぶ線が光軸となす第１の角度と前記ランプと前
   記前面開口を結ぶ線が光軸となす第２の角度の間のラン
   プからみた立体角を求め、前記立体角を一定の比率で分
   割したときの前記第１の角度と前記第２の角度間の第２
   の所定の角度と前記ランプからの距離の各点列データか
   ら自由曲面形状を形成することを特徴とする投射型プロ
   ジェクタ装置。
4. 【請求項４】請求項３記載の投射型プロジェクタ装置に
   おいて、前記リフレクタの各点列データにおける段差を
   補正して前記自由曲面形状を形成することを特徴とする
   投射型プロジェクタ装置。
5. 【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載の投射型
   プロジェクタ装置において、前記リフレクタから照射さ
   れる光束を前記液晶パネルに対して垂直に入射するため
   の光学素子を前記リフレクタと前記液晶パネルの間に配
   置することを特徴とする投射型プロジェクタ装置。