JPH06118380A - 液晶プロジェクター用光源装置 - Google Patents
液晶プロジェクター用光源装置Info
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- JPH06118380A JPH06118380A JP4338728A JP33872892A JPH06118380A JP H06118380 A JPH06118380 A JP H06118380A JP 4338728 A JP4338728 A JP 4338728A JP 33872892 A JP33872892 A JP 33872892A JP H06118380 A JPH06118380 A JP H06118380A
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- light
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 リフレクターの形状及び該リフレクターと光
源との位置関係並びにコンバータレンズ群の構成を改良
することにより、光源のコンパクト化を妨げない範囲で
光源から出る光の集光効率を向上させ、結果として明る
い光源を有する液晶プロジェクターを提供する。 【構成】 表示面を有する液晶パネルと、該表示面より
十分大きな口径を有する椀状リフレクターと、該リフレ
クターの内部に設置される光源と、前記液晶パネルとリ
フレクターの間に設置され前記光源から出て前記リフレ
クター内面で反射され前記液晶パネルに向かって進行す
る光を前記表示面の大きさに対応して収束させるコンバ
ータレンズと、よりなる。
源との位置関係並びにコンバータレンズ群の構成を改良
することにより、光源のコンパクト化を妨げない範囲で
光源から出る光の集光効率を向上させ、結果として明る
い光源を有する液晶プロジェクターを提供する。 【構成】 表示面を有する液晶パネルと、該表示面より
十分大きな口径を有する椀状リフレクターと、該リフレ
クターの内部に設置される光源と、前記液晶パネルとリ
フレクターの間に設置され前記光源から出て前記リフレ
クター内面で反射され前記液晶パネルに向かって進行す
る光を前記表示面の大きさに対応して収束させるコンバ
ータレンズと、よりなる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は液晶プロジェクター用液
晶パネルに表示される画像をスクリーン上に拡大投影す
るための光源に関するものである。
晶パネルに表示される画像をスクリーン上に拡大投影す
るための光源に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の液晶プロジェクターに用いられる
光源のリフレクター101は、図7に示すように略放物
面形状を呈し、その口径102を液晶パネル103の表
示部104の大きさ105よりも若干大きく設定されて
おり、前記リフレクター101の内部に配置されるメタ
ルハライドランプ等の光源106の光を略平行光に変換
して、前記液晶パネル103の表示部104に照射する
構成となっていた。
光源のリフレクター101は、図7に示すように略放物
面形状を呈し、その口径102を液晶パネル103の表
示部104の大きさ105よりも若干大きく設定されて
おり、前記リフレクター101の内部に配置されるメタ
ルハライドランプ等の光源106の光を略平行光に変換
して、前記液晶パネル103の表示部104に照射する
構成となっていた。
【0003】また前記液晶パネル103を通過した光が
図示しない投射レンズに取り込めるように前記光源10
6と液晶パネル103との間に図示しないコンデンサー
レンズを配置する例が特開平2−209093号公報
(H04N 5/74)や、特開平3−196134号
公報に開示されている。
図示しない投射レンズに取り込めるように前記光源10
6と液晶パネル103との間に図示しないコンデンサー
レンズを配置する例が特開平2−209093号公報
(H04N 5/74)や、特開平3−196134号
公報に開示されている。
【0004】さらに特開平−127136号公報(G0
3B 21/00)には微小開口を多数有し入射光束の
内垂直に入射した光束成分のみを選択的に透過させる導
光管を設けてこれにより光源からの不要な散乱光を遮断
する技術が開示されている。
3B 21/00)には微小開口を多数有し入射光束の
内垂直に入射した光束成分のみを選択的に透過させる導
光管を設けてこれにより光源からの不要な散乱光を遮断
する技術が開示されている。
【0005】しかしながら、メタルハライドランプ等の
光源は発光部が例えばアーク長が存在するために5mm
程度の長さを有するため、リフレクターにより変換され
る光は図7の実線や点線で示されるように略平行光とは
いうものの、実際には±5〜6°程度の広がりが生じて
しまう欠点があった。
光源は発光部が例えばアーク長が存在するために5mm
程度の長さを有するため、リフレクターにより変換され
る光は図7の実線や点線で示されるように略平行光とは
いうものの、実際には±5〜6°程度の広がりが生じて
しまう欠点があった。
【0006】また前2つの公報には、光源を利用して、
液晶パネル103の入光側に該液晶パネルの各画素に対
応してマイクロレンズを配列したマイクロレンズアレイ
を設けて、液晶の実質上の開口率を向上される技術が開
示されている。
液晶パネル103の入光側に該液晶パネルの各画素に対
応してマイクロレンズを配列したマイクロレンズアレイ
を設けて、液晶の実質上の開口率を向上される技術が開
示されている。
【0007】図8はその様子を示した液晶パネル103
の断面図であり、液晶パネルを構成する2枚のガラスパ
ネル107、108の間にTFTに光が入射するのを防
止するためのブラックマトリックス109を存する液晶
110が挟まれて封入され、一方のガラスパネル108
表面にはマイクロレンズを複数個配列したマイクロレン
ズアレイ111が設けられ、このマイクロレンズアレイ
111表面を被うマイクロレンズガラス基板112が設
けられている。
の断面図であり、液晶パネルを構成する2枚のガラスパ
ネル107、108の間にTFTに光が入射するのを防
止するためのブラックマトリックス109を存する液晶
110が挟まれて封入され、一方のガラスパネル108
表面にはマイクロレンズを複数個配列したマイクロレン
ズアレイ111が設けられ、このマイクロレンズアレイ
111表面を被うマイクロレンズガラス基板112が設
けられている。
【0008】斯かる図8において、前記リフレクターに
よって平行光に変換された光は図中実線で示すようにマ
イクロレンズアレイ111の作用により集光され、液晶
110の各画素を通過する。
よって平行光に変換された光は図中実線で示すようにマ
イクロレンズアレイ111の作用により集光され、液晶
110の各画素を通過する。
【0009】しかしながら実際には、上述したように光
源106には発光長が存在するため、リフレクター10
1により反射した光には広がりが生じ、図中点線や一点
鎖線で示されるようにマイクロレンズアレイ111によ
り集光された後に、ブラックマトリックス109に入射
してしまう光が存在する結果となる。
源106には発光長が存在するため、リフレクター10
1により反射した光には広がりが生じ、図中点線や一点
鎖線で示されるようにマイクロレンズアレイ111によ
り集光された後に、ブラックマトリックス109に入射
してしまう光が存在する結果となる。
【0010】従ってマイクロレンズアレイ111の効果
はある角度範囲内の入射角の光においては効果が期待で
きるが、それ以上になると逆効果になってしまう場合も
起こり効率が悪くなるという問題点があった。
はある角度範囲内の入射角の光においては効果が期待で
きるが、それ以上になると逆効果になってしまう場合も
起こり効率が悪くなるという問題点があった。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、上記従来技術のように光源に発光長が存在
する場合でもリフレクターによる反射光の広がりを抑
え、マイクロレンズ等による集光の効果を最大限に取り
出すことを目的とするものである。
する課題は、上記従来技術のように光源に発光長が存在
する場合でもリフレクターによる反射光の広がりを抑
え、マイクロレンズ等による集光の効果を最大限に取り
出すことを目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の発明は、
表示面を有する液晶パネルと、該表示面より十分大きな
口径を有し且つ大きな焦点距離を有する放物面形状又は
回転2次曲面形状リフレクターと、該リフレクターの内
部に設置される光源と、前記液晶パネルとリフレクター
の間に設置され前記光源から出て前記リフレクター内面
で反射され前記液晶パネルに向かって進行する光を前記
表示面の大きさに対応して収束させるコンバータレンズ
と、よりなる。
表示面を有する液晶パネルと、該表示面より十分大きな
口径を有し且つ大きな焦点距離を有する放物面形状又は
回転2次曲面形状リフレクターと、該リフレクターの内
部に設置される光源と、前記液晶パネルとリフレクター
の間に設置され前記光源から出て前記リフレクター内面
で反射され前記液晶パネルに向かって進行する光を前記
表示面の大きさに対応して収束させるコンバータレンズ
と、よりなる。
【0013】この場合、上記コンバータレンズは、上記
リフレクターの口径とほぼ同じ口径を有し該リフレクタ
ーの開口部近傍に位置する凸レンズと、該凸レンズと上
記液晶パネルとの間に位置する凹レンズと、より構成さ
れることが望ましい。
リフレクターの口径とほぼ同じ口径を有し該リフレクタ
ーの開口部近傍に位置する凸レンズと、該凸レンズと上
記液晶パネルとの間に位置する凹レンズと、より構成さ
れることが望ましい。
【0014】また、上記リフレクターとして離心率の小
さい大口径の回転楕円体の一部を用い、該リフレクター
の一方の焦点位置に上記光源を設置するとともに、前記
コンバータレンズとして前記リフレクターの他方の焦点
と同じ位置に焦点を有する凹レンズを用いることを特徴
とすることが望ましい。
さい大口径の回転楕円体の一部を用い、該リフレクター
の一方の焦点位置に上記光源を設置するとともに、前記
コンバータレンズとして前記リフレクターの他方の焦点
と同じ位置に焦点を有する凹レンズを用いることを特徴
とすることが望ましい。
【0015】さらに本発明の第2の発明は、表示面を有
する液晶パネルと、小さい離心率を有する回転楕円体の
一部からなる第1リフレクターと、該第1リフレクター
の開口を被いその一方の焦点と同じ位置に中心を有する
球体の一部からなる第2リフレクターと、これら両リフ
レクターで囲まれた空間内部の前記第1及び第2リフレ
クターの焦点及び中心位置に設置される光源と、前記第
2リフレクターの前記液晶パネル対向面に形成される開
口と、該開口に設けられ前記第1リフレクターの他方の
焦点と同じ位置に焦点を有する凹レンズと、よりなる。
する液晶パネルと、小さい離心率を有する回転楕円体の
一部からなる第1リフレクターと、該第1リフレクター
の開口を被いその一方の焦点と同じ位置に中心を有する
球体の一部からなる第2リフレクターと、これら両リフ
レクターで囲まれた空間内部の前記第1及び第2リフレ
クターの焦点及び中心位置に設置される光源と、前記第
2リフレクターの前記液晶パネル対向面に形成される開
口と、該開口に設けられ前記第1リフレクターの他方の
焦点と同じ位置に焦点を有する凹レンズと、よりなる。
【0016】またさらに本発明の第3の発明は、表示面
を有する液晶パネルと、大きな焦点距離を有する放物面
形状又は回転2次曲面形状リフレクターと、該リフレク
ターの焦点位置に設置される光源と、前記リフレクター
の前記液晶パネル対向面に形成される開口と、径が前記
液晶パネルと光源を結ぶ方向に対して変化するように形
成した微小ガラスパイプを配列したものであって前記開
口に設けられるガラスプレートと、よりなり、前記各ガ
ラスパイプの径は光の入射側の径が出射側よりも小さく
なっていること、及び前記ガラスプレートを構成する各
ガラスパイプの内面並びに各ガラスプレートの光の入射
側表面にAl等の高反射物質よりなる薄膜を形成したこ
とが望ましい。
を有する液晶パネルと、大きな焦点距離を有する放物面
形状又は回転2次曲面形状リフレクターと、該リフレク
ターの焦点位置に設置される光源と、前記リフレクター
の前記液晶パネル対向面に形成される開口と、径が前記
液晶パネルと光源を結ぶ方向に対して変化するように形
成した微小ガラスパイプを配列したものであって前記開
口に設けられるガラスプレートと、よりなり、前記各ガ
ラスパイプの径は光の入射側の径が出射側よりも小さく
なっていること、及び前記ガラスプレートを構成する各
ガラスパイプの内面並びに各ガラスプレートの光の入射
側表面にAl等の高反射物質よりなる薄膜を形成したこ
とが望ましい。
【0017】
【作用】上記の第1、第2発明の構成のようにリフレク
ターの径を大口径化し、且つ焦点距離を大きくすること
により、光源の発光部と、リフレクターとの距離が長く
なり、該リフレクターにより反射された光の広がり角は
小さくなる。
ターの径を大口径化し、且つ焦点距離を大きくすること
により、光源の発光部と、リフレクターとの距離が長く
なり、該リフレクターにより反射された光の広がり角は
小さくなる。
【0018】又第3発明構成のようにガラスプレートを
用いれば拡がりを有して入射される光が該ガラスパイプ
を出るときに極めて平行に近いものとなり光源より出る
光の量を落とすことなく、結果として液晶パネルの開口
率を向上させることができる
用いれば拡がりを有して入射される光が該ガラスパイプ
を出るときに極めて平行に近いものとなり光源より出る
光の量を落とすことなく、結果として液晶パネルの開口
率を向上させることができる
【0019】。
【実施例】以下本発明液晶プロジェクター用光源装置を
図面の一実施例に沿って詳細に説明する。
図面の一実施例に沿って詳細に説明する。
【0020】まず図1は液晶プロジェクター用光源の第
1の実施例を示す平面図であり、1は放物面形状の一部
からなる焦点距離が大きく大口径のリフレクター、2は
該リフレクター1内部に配置された光源としてのメタル
ハライドランプ、3は前記リフレクター1の前方に位置
する液晶パネル、4は該液晶パネル3の表示部、5は前
記液晶パネル3の表面に設けられ、ガラス基板6にて被
われたマイクロレンズアレイ、7、8は前記リフレクタ
ー1と液晶パネル3との間に介在されてコンバータレン
ズ群を構成する凸レンズ及び凹レンズである。
1の実施例を示す平面図であり、1は放物面形状の一部
からなる焦点距離が大きく大口径のリフレクター、2は
該リフレクター1内部に配置された光源としてのメタル
ハライドランプ、3は前記リフレクター1の前方に位置
する液晶パネル、4は該液晶パネル3の表示部、5は前
記液晶パネル3の表面に設けられ、ガラス基板6にて被
われたマイクロレンズアレイ、7、8は前記リフレクタ
ー1と液晶パネル3との間に介在されてコンバータレン
ズ群を構成する凸レンズ及び凹レンズである。
【0021】この図1のように構成すると光源2とリフ
レクター1との距離が大きくなり、ランプ2の発光部が
長さを持つために生じるリフレクター1に入射する光の
角度幅が狭くなる。
レクター1との距離が大きくなり、ランプ2の発光部が
長さを持つために生じるリフレクター1に入射する光の
角度幅が狭くなる。
【0022】従ってリフレクター1で反射される光の広
がりが小さくなり、例えば±2°程度にまで抑えられ
る。
がりが小さくなり、例えば±2°程度にまで抑えられ
る。
【0023】前記コンバータレンズ群は前記リフレクタ
ー1から出る光を略前記表示面4の大きさに集光し、該
レンズ群を出た光は液晶パネル3の表面入光側に配置さ
れたマイクロレンズアレイ5の働きにより集光され、前
記液晶パネル3の開口部に入射する。
ー1から出る光を略前記表示面4の大きさに集光し、該
レンズ群を出た光は液晶パネル3の表面入光側に配置さ
れたマイクロレンズアレイ5の働きにより集光され、前
記液晶パネル3の開口部に入射する。
【0024】この時前記マイクロレンズアレイ5に入射
する光の広がり角が前述したように±2°まで抑えられ
ているので、例えば図2に示すようにマイクロレンズア
レイ5に入射する殆ど全ての光が液晶パネル3の開口部
に集光され、光の利用効率が向上する。
する光の広がり角が前述したように±2°まで抑えられ
ているので、例えば図2に示すようにマイクロレンズア
レイ5に入射する殆ど全ての光が液晶パネル3の開口部
に集光され、光の利用効率が向上する。
【0025】因みに前記図2において9、10は液晶パ
ネル用ガラスパネル、11はブラックマトリックス12
を有し前記ガラスパネル9、10間に挟まれて封入され
る液晶、5はガラス基板6に被われ前記ガラスパネル1
0の表面に配列されるマイクロレンズアレイである。
ネル用ガラスパネル、11はブラックマトリックス12
を有し前記ガラスパネル9、10間に挟まれて封入され
る液晶、5はガラス基板6に被われ前記ガラスパネル1
0の表面に配列されるマイクロレンズアレイである。
【0026】尚、本実施例ではリフレクター1によって
光源2からの光を平行光に変換する場合の構成となって
いるが、この方法以外に投射レンズに光が多く取り込め
るようにリフレクター1またはリフレクター1とコンデ
ンサーレンズの併用により、液晶に対し若干集光気味に
光を入射させるような構成においても同様の効果が期待
できる。
光源2からの光を平行光に変換する場合の構成となって
いるが、この方法以外に投射レンズに光が多く取り込め
るようにリフレクター1またはリフレクター1とコンデ
ンサーレンズの併用により、液晶に対し若干集光気味に
光を入射させるような構成においても同様の効果が期待
できる。
【0027】このように本実施例によれば光源から出る
光の広がりが狭くなるので、画素レンズ等による光の集
光効果が高まり、液晶の実質上の開口率が拡大し、より
明るい液晶プロジェクターを設計することが可能とな
る。
光の広がりが狭くなるので、画素レンズ等による光の集
光効果が高まり、液晶の実質上の開口率が拡大し、より
明るい液晶プロジェクターを設計することが可能とな
る。
【0028】次に本発明の第2実施例について図3に沿
って説明する。
って説明する。
【0029】図3は第2実施例の光源装置の平面図を示
し、先の第1実施例と同じ構成要素には同じ符号を付し
て詳細な説明は割愛する。
し、先の第1実施例と同じ構成要素には同じ符号を付し
て詳細な説明は割愛する。
【0030】2の光源としてはメタルハライドランプ、
ハライドランプ等の微小な点でない発光部を有するもの
を用いる。1のリフレクターとしては離心率が小さく、
焦点距離が大きく大口径の回転楕円体の一部を用いる。
そして前記光源2はこのリフレクター1の一方の焦点位
置に設置される。
ハライドランプ等の微小な点でない発光部を有するもの
を用いる。1のリフレクターとしては離心率が小さく、
焦点距離が大きく大口径の回転楕円体の一部を用いる。
そして前記光源2はこのリフレクター1の一方の焦点位
置に設置される。
【0031】係る第2実施例においてコンバータレンズ
群を構成する平凹レンズ21は、前記リフレクター1の
他方の焦点と同じ位置に焦点を有するものであり、その
口径は略液晶パネル3の表示部4と同じ大きさを有する
ものである。
群を構成する平凹レンズ21は、前記リフレクター1の
他方の焦点と同じ位置に焦点を有するものであり、その
口径は略液晶パネル3の表示部4と同じ大きさを有する
ものである。
【0032】このようにリフレクター1を離心率を小さ
く、大口径にすることにより、図3に明らかなように光
源2とリフレクター1の距離が離れ、光源が発光長を持
つために生じる光の広がり角θは小さく抑えられ、リフ
レクター1で反射された後の光の広がり角も小さく抑え
ることが可能となり、例えば2°程度にまで抑えること
ができる。
く、大口径にすることにより、図3に明らかなように光
源2とリフレクター1の距離が離れ、光源が発光長を持
つために生じる光の広がり角θは小さく抑えられ、リフ
レクター1で反射された後の光の広がり角も小さく抑え
ることが可能となり、例えば2°程度にまで抑えること
ができる。
【0033】前記平凹レンズ21は前記リフレクター1
の他方の焦点Fに一致した焦点を有し、且つ前記リフレ
クター1により反射された光が、液晶パネル3の表示部
4にほぼ対応する大きさまで集光される位置に設置され
る。従って液晶パネル3の表示部4に略対応した領域に
広がり角の少ない略平行な光が得られる結果となる。
の他方の焦点Fに一致した焦点を有し、且つ前記リフレ
クター1により反射された光が、液晶パネル3の表示部
4にほぼ対応する大きさまで集光される位置に設置され
る。従って液晶パネル3の表示部4に略対応した領域に
広がり角の少ない略平行な光が得られる結果となる。
【0034】このようにして前記平凹レンズ21を出た
光は前記液晶パネル3の入光側に配置されたマイクロレ
ンズアレイ5に入射する。ここで該マイクロレンズアレ
イ5の働きにより、液晶パネル3の各画素の開口部に入
射するが、マイクロレンズアレイ5に入射する光の広が
り角は前述したように小さいので、該マイクロレンズア
レイ5に入射する殆ど全ての光が液晶パネル3の各画素
の開口部に集光され、光の利用効率が向上する。
光は前記液晶パネル3の入光側に配置されたマイクロレ
ンズアレイ5に入射する。ここで該マイクロレンズアレ
イ5の働きにより、液晶パネル3の各画素の開口部に入
射するが、マイクロレンズアレイ5に入射する光の広が
り角は前述したように小さいので、該マイクロレンズア
レイ5に入射する殆ど全ての光が液晶パネル3の各画素
の開口部に集光され、光の利用効率が向上する。
【0035】このように本第2実施例においても光源か
ら出る光の広がりが狭くなるので、画素へのマイクロレ
ンズによる光の集光効果が高まり、液晶自身の実質上の
開口率が拡大し、より明るい光源を有する液晶プロジェ
クターを提供することが可能となる。
ら出る光の広がりが狭くなるので、画素へのマイクロレ
ンズによる光の集光効果が高まり、液晶自身の実質上の
開口率が拡大し、より明るい光源を有する液晶プロジェ
クターを提供することが可能となる。
【0036】さらに本発明の第3実施例を図4に沿って
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【0037】図4は第3実施例の光源の平面図を示し、
第1実施例及び第2実施例と同じ構成要素は同じ符号を
付して詳細な説明は割愛する。
第1実施例及び第2実施例と同じ構成要素は同じ符号を
付して詳細な説明は割愛する。
【0038】図4において31は球体の一部で構成され
る第2のリフレクターであり、前記リフレクター(第1
リフレクター)1の一方の焦点と同じ位置に中心を有す
るものである。
る第2のリフレクターであり、前記リフレクター(第1
リフレクター)1の一方の焦点と同じ位置に中心を有す
るものである。
【0039】光源2は従って前記第1リフレクター1の
一方の焦点であって且つ第2リフレクター31の中心に
設置されることになる。このようにすると先の第1、第
2実施例のように光源より前方に射出する光を取り込も
うとするとき、大口径化だけでは限界が生じるが、第2
リフレクター31の働きにより光源より前方に射出する
光は再度光源に戻る構成(図4中2点鎖線で示す光路を
参照)となるため、この戻った光を第1リフレクター1
で反射して光の利用効率を落とすことなくコンパクトな
光源が構成できる。
一方の焦点であって且つ第2リフレクター31の中心に
設置されることになる。このようにすると先の第1、第
2実施例のように光源より前方に射出する光を取り込も
うとするとき、大口径化だけでは限界が生じるが、第2
リフレクター31の働きにより光源より前方に射出する
光は再度光源に戻る構成(図4中2点鎖線で示す光路を
参照)となるため、この戻った光を第1リフレクター1
で反射して光の利用効率を落とすことなくコンパクトな
光源が構成できる。
【0040】また前記第2リフレクター31の一部に矩
形の開口を形成し、この部分に液晶パネル3の表示部4
に略対応した大きさの平凹レンズ21を設置している。
従って第1リフレクター1により反射された光はこの平
凹レンズ21の働きによりほぼ平行光に変換される。こ
の構成は第1リフレクター1の他方の焦点Fの前方に凸
レンズを配置して略平行光に変換する方法に比べて光路
長を短く抑えることができ光源のコンパクト化に適して
いる。
形の開口を形成し、この部分に液晶パネル3の表示部4
に略対応した大きさの平凹レンズ21を設置している。
従って第1リフレクター1により反射された光はこの平
凹レンズ21の働きによりほぼ平行光に変換される。こ
の構成は第1リフレクター1の他方の焦点Fの前方に凸
レンズを配置して略平行光に変換する方法に比べて光路
長を短く抑えることができ光源のコンパクト化に適して
いる。
【0041】上述のようにして平凹レンズ21を出た光
は、液晶パネル3の入射側に配置された液晶パネル3の
各画素に対応したマイクロレンズアレイ5に入射する。
は、液晶パネル3の入射側に配置された液晶パネル3の
各画素に対応したマイクロレンズアレイ5に入射する。
【0042】ここでマイクロレンズアレイ5の働きによ
り光は集光されて液晶パネル3の各画素の開口部に入射
するが、この時マイクロレンズアレイ5に入射する光の
広がり角が、光源2と第1リフレクター1の距離を離す
ことにより±2°近くまで抑えられているため、マイク
ロレンズアレイ5に入射する殆ど全ての光が液晶パネル
3の開口部に集光されて光の利用効率が向上する。
り光は集光されて液晶パネル3の各画素の開口部に入射
するが、この時マイクロレンズアレイ5に入射する光の
広がり角が、光源2と第1リフレクター1の距離を離す
ことにより±2°近くまで抑えられているため、マイク
ロレンズアレイ5に入射する殆ど全ての光が液晶パネル
3の開口部に集光されて光の利用効率が向上する。
【0043】尚、本第3実施例においては光源からの光
を略平行光に変換する場合の構成となっているが、これ
以外に投射レンズに光が多く取り込めるようにコンデン
サーレンズ等を用いて液晶パネルに対して若干集光気味
に光を入射させるような構成においても同様の効果が期
待できる。
を略平行光に変換する場合の構成となっているが、これ
以外に投射レンズに光が多く取り込めるようにコンデン
サーレンズ等を用いて液晶パネルに対して若干集光気味
に光を入射させるような構成においても同様の効果が期
待できる。
【0044】このように本第3実施例によれば、光源
(リフレクター)をそれ程大きくすることなく、光源か
ら出る光の広がりを狭くできるので、画素レンズ(マイ
クロレンズ)による光の集光効果が高まり、液晶パネル
の実質上の開口率が拡大し、より明るい光源を有する液
晶プロジェクターが得られる。
(リフレクター)をそれ程大きくすることなく、光源か
ら出る光の広がりを狭くできるので、画素レンズ(マイ
クロレンズ)による光の集光効果が高まり、液晶パネル
の実質上の開口率が拡大し、より明るい光源を有する液
晶プロジェクターが得られる。
【0045】又更に本発明の第4実施例を図5に沿って
詳細に説明する。図5は第4実施例の光源の平面図を示
し、前記第1〜3実施例と同じ構成要素は同じ符号を付
して詳細な説明は割愛する。
詳細に説明する。図5は第4実施例の光源の平面図を示
し、前記第1〜3実施例と同じ構成要素は同じ符号を付
して詳細な説明は割愛する。
【0046】同第4実施例において先の第1〜3実施例
と異なる点は、第2リフレクター31の矩形の開口を小
さくし、この開口部分に液晶パネル3の表示部4よりも
小さい大きさの平凹レンズ22を設置し、該平凹レンズ
22によって拡げられた光束を前記液晶パネル3に向か
って平行光とするための平凸レンズ23を設置したこと
である。
と異なる点は、第2リフレクター31の矩形の開口を小
さくし、この開口部分に液晶パネル3の表示部4よりも
小さい大きさの平凹レンズ22を設置し、該平凹レンズ
22によって拡げられた光束を前記液晶パネル3に向か
って平行光とするための平凸レンズ23を設置したこと
である。
【0047】前記第3実施例のように平凹レンズ21で
平行光を作るときには第3実施例のような大きな開口を
有する第2リフレクター31に比べて光源2からの直接
光の利用率が向上し、液晶パネル3に到達する光の量を
さらに多くすることが可能となる。
平行光を作るときには第3実施例のような大きな開口を
有する第2リフレクター31に比べて光源2からの直接
光の利用率が向上し、液晶パネル3に到達する光の量を
さらに多くすることが可能となる。
【0048】勿論前記平凹レンズ22の代わりに図6に
示すような多焦点或いは非球面の両凹レンズ24を用い
ることも可能である。次の表1および表2はそれぞれ多
焦点或いは非球面の両凹レンズ24の主要データを示す
ものであり、どちらも面IIがそれぞれ多焦点或いは非
球面レンズの面を形成している。このようにするとレン
ズ24の収差による光の拡がりが抑えられ、有効に液晶
パネル3に光を到達させることが出来る。しかもこのレ
ンズ24を前記第3実施例に適用して収差を軽減させる
ことも可能である。
示すような多焦点或いは非球面の両凹レンズ24を用い
ることも可能である。次の表1および表2はそれぞれ多
焦点或いは非球面の両凹レンズ24の主要データを示す
ものであり、どちらも面IIがそれぞれ多焦点或いは非
球面レンズの面を形成している。このようにするとレン
ズ24の収差による光の拡がりが抑えられ、有効に液晶
パネル3に光を到達させることが出来る。しかもこのレ
ンズ24を前記第3実施例に適用して収差を軽減させる
ことも可能である。
【0049】
【表1】
【0050】
【表2】
【0051】次に本発明の第5実施例を図9に沿って詳
細に説明する。図9は第5実施例の光源の平面図を示
し、51は放物面形状のリフレクター、52は該リフレ
クター51の焦点に位置する光源、53は前記リフレク
ター51の開口に配置されるガラスプレートである。
細に説明する。図9は第5実施例の光源の平面図を示
し、51は放物面形状のリフレクター、52は該リフレ
クター51の焦点に位置する光源、53は前記リフレク
ター51の開口に配置されるガラスプレートである。
【0052】前記ガラスプレート53は図10の拡大図
を見れば明らかなように微小なガラスパイプ541〜5
4nを支持構造体55を介して規則正しく配列したもの
である。
を見れば明らかなように微小なガラスパイプ541〜5
4nを支持構造体55を介して規則正しく配列したもの
である。
【0053】そして各ガラスパイプ541〜nはその径
が光の進行方向(図では上から下向き)に対して変化し
ており、光源側(図では上)の径が反対側に対して小さ
くなっている。
が光の進行方向(図では上から下向き)に対して変化し
ており、光源側(図では上)の径が反対側に対して小さ
くなっている。
【0054】さらに図11に示すように前記ガラスプレ
ート53の光の入射側表面(図では上)と各ガラスパイ
プ541〜54nの内面にはAl等の高反射物質よりな
る反射ミラー56、57が夫々形成されている。
ート53の光の入射側表面(図では上)と各ガラスパイ
プ541〜54nの内面にはAl等の高反射物質よりな
る反射ミラー56、57が夫々形成されている。
【0055】ところで図9において光源52より出る光
は、図中点線Aのようにリフレクター51で反射された
後ガラスパイプ53内に入射したり、光源52より直接
ガラスパイプ541〜54n内に入射する光(図示せ
ず)も存在するが、大部分の光はガラスプレート53表
面の反射ミラー56で反射され光源52側に戻される。
しかしながら図中実線Bや1点鎖線Cのように反射ミラ
ー56とリフレクター51との間で反射を繰り返した後
に結局ガラスパイプ541〜54nに入射する。
は、図中点線Aのようにリフレクター51で反射された
後ガラスパイプ53内に入射したり、光源52より直接
ガラスパイプ541〜54n内に入射する光(図示せ
ず)も存在するが、大部分の光はガラスプレート53表
面の反射ミラー56で反射され光源52側に戻される。
しかしながら図中実線Bや1点鎖線Cのように反射ミラ
ー56とリフレクター51との間で反射を繰り返した後
に結局ガラスパイプ541〜54nに入射する。
【0056】そしてガラスパイプ541〜54nに入射
した光は図10に示すようにガラスパイプ541〜54
nにほぼ垂直に入射した光(実線a)はそのままガラス
パイプ541〜54nを通過するが、ガラスパイプ54
1〜54nの傾斜角よりも大きい角度を持った光(実線
b、c)はガラスパイプ541〜54n内の反射ミラー
57で1回、あるいは多数回反射してガラスパイプ54
1〜54n外に出射する。
した光は図10に示すようにガラスパイプ541〜54
nにほぼ垂直に入射した光(実線a)はそのままガラス
パイプ541〜54nを通過するが、ガラスパイプ54
1〜54nの傾斜角よりも大きい角度を持った光(実線
b、c)はガラスパイプ541〜54n内の反射ミラー
57で1回、あるいは多数回反射してガラスパイプ54
1〜54n外に出射する。
【0057】ここでガラスパイプ541〜54n内の反
射ミラー57で反射する光の光路について説明する。前
記ガラスパイプ541〜54nは図11に示されるよう
にθの傾きを持ったものとし、例えば傾きα(α>θ)
を有する光が該ガラスパイプ541〜54nに入射した
とすると、この光はガラスパイプ541〜54n内面の
反射ミラー57で反射され、傾き2θ−αとなって外部
に取り出される。このとき
射ミラー57で反射する光の光路について説明する。前
記ガラスパイプ541〜54nは図11に示されるよう
にθの傾きを持ったものとし、例えば傾きα(α>θ)
を有する光が該ガラスパイプ541〜54nに入射した
とすると、この光はガラスパイプ541〜54n内面の
反射ミラー57で反射され、傾き2θ−αとなって外部
に取り出される。このとき
【0058】
【数1】
【0059】であるので、より垂直光に近い光となって
出射する。この図11はガラスパイプ541〜54n内
面で1回反射する例であるが、多数回反射しても原理は
同じである。またパイプ541〜54nの長さ、並びに
傾きを最適化することにより、出射光の平行度を高める
ことが可能となる。
出射する。この図11はガラスパイプ541〜54n内
面で1回反射する例であるが、多数回反射しても原理は
同じである。またパイプ541〜54nの長さ、並びに
傾きを最適化することにより、出射光の平行度を高める
ことが可能となる。
【0060】この第5実施例のような光源装置を備えた
液晶プロジェクター装置において、液晶パネルの各画素
に対応する位置にマイクロレンズアレイを液晶パネルの
入光側に配置すると図12に示すように前記図2と比較
して光の平行度が高まっている(図の最上部の光)の
で、マイクロレンズ5に入射した光はすべて液晶パネル
3の各画素の開口部3aに集光され、液晶パネル3の実
質上の開口率が増大する。
液晶プロジェクター装置において、液晶パネルの各画素
に対応する位置にマイクロレンズアレイを液晶パネルの
入光側に配置すると図12に示すように前記図2と比較
して光の平行度が高まっている(図の最上部の光)の
で、マイクロレンズ5に入射した光はすべて液晶パネル
3の各画素の開口部3aに集光され、液晶パネル3の実
質上の開口率が増大する。
【0061】
【発明の効果】本発明は以上の説明の如くリフレクター
の形状及び該リフレクターと光源との位置関係並びにコ
ンバータレンズ群の構成を改良することにより、光源の
コンパクト化を妨げない範囲で光源から出る光の集光効
率を向上させ、結果として明るい光源を有する液晶プロ
ジェクターを提供することができる効果が期待できる。
の形状及び該リフレクターと光源との位置関係並びにコ
ンバータレンズ群の構成を改良することにより、光源の
コンパクト化を妨げない範囲で光源から出る光の集光効
率を向上させ、結果として明るい光源を有する液晶プロ
ジェクターを提供することができる効果が期待できる。
【0062】また光源から出射される光の光量を減らす
ことなく平行度を増すことが可能となり、液晶パネルの
入射側に液晶パネルの各画素に対応した位置に例えばマ
イクロレンズを持つマイクロレンズアレイを配置する
と、該マイクロレンズの働きによりマイクロレンズを透
過する光はすべて液晶パネルの画素の開口部を通過する
ので、液晶パネルの実質的な透過率が増大し、明るい液
晶プロジェクター装置を提供することが可能となる。
ことなく平行度を増すことが可能となり、液晶パネルの
入射側に液晶パネルの各画素に対応した位置に例えばマ
イクロレンズを持つマイクロレンズアレイを配置する
と、該マイクロレンズの働きによりマイクロレンズを透
過する光はすべて液晶パネルの画素の開口部を通過する
ので、液晶パネルの実質的な透過率が増大し、明るい液
晶プロジェクター装置を提供することが可能となる。
【図1】本発明の第1実施例の光源装置を示す平面図で
ある。
ある。
【図2】図1において光源から出た光の経路を示す液晶
パネルの断面図である。
パネルの断面図である。
【図3】本発明の第2実施例の光源装置を示す平面図で
ある。
ある。
【図4】本発明の第3実施例の光源装置を示す平面図で
ある。
ある。
【図5】本発明の第4実施例の光源装置を示す平面図で
ある。
ある。
【図6】本発明の第4実施例の平凹レンズの他の実施例
示す平面図である。
示す平面図である。
【図7】従来の光源装置を示す平面図である。
【図8】従来の光源から出た光の経路を示す液晶パネル
の断面図である。
の断面図である。
【図9】本発明の第5実施例の光源装置を示す平面図で
ある。
ある。
【図10】本発明の第5実施例のガラスプレートの拡大
断面図である。
断面図である。
【図11】本発明の第5実施例のガラスパイプの拡大断
面図である。
面図である。
【図12】本発明の第5実施例の光源から出た光の経路
を示す液晶パネルの断面図である。
を示す液晶パネルの断面図である。
1、51 第1リフレクター 2 光源 3 液晶パネル 4 表示部 5 マイクロレンズアレイ 7 凸レンズ 8 凹レンズ 21 平凹レンズ 31 第2リフレクター 53 ガラスプレート 541〜54n ガラスパイプ 56、57 反射ミラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 天野 隆平 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三洋 電機株式会社内
Claims (7)
- 【請求項1】 表示面を有する液晶パネルと、該表示面
より十分大きな口径を有し且つ大きな焦点距離を有する
放物面形状又は回転2次曲面形状リフレクターと、該リ
フレクターの内部に設置される光源と、前記液晶パネル
とリフレクターの間に設置され前記光源から出て前記リ
フレクター内面で反射され前記液晶パネルに向かって進
行する光を前記表示面の大きさに対応して収束させるコ
ンバータレンズと、よりなる液晶プロジェクター用光源
装置。 - 【請求項2】 上記コンバータレンズは、上記リフレク
ターの口径とほぼ同じ口径を有し該リフレクターの開口
部近傍に位置する凸レンズと、該凸レンズと上記液晶パ
ネルとの間に位置する凹レンズと、より構成されること
を特徴とする上記請求項1記載の液晶プロジェクター用
光源装置。 - 【請求項3】 上記リフレクターとして離心率の小さい
大口径の回転楕円体の一部を用い、該リフレクターの一
方の焦点位置に上記光源を設置するとともに、前記コン
バータレンズとして前記リフレクターの他方の焦点と同
じ位置に焦点を有する凹レンズを用いることを特徴とす
る上記請求項1記載の液晶プロジェクター用光源装置。 - 【請求項4】 表示面を有する液晶パネルと、小さい離
心率を有する回転楕円体の一部からなる第1リフレクタ
ーと、該第1リフレクターの開口を被いその一方の焦点
と同じ位置に曲率中心を有する球体の一部からなる第2
リフレクターと、これら両リフレクターで囲まれた空間
内部の前記第1及び第2リフレクターの焦点及び中心位
置に設置される光源と、前記第2リフレクターの前記液
晶パネル対向面に形成される開口と、該開口に設けられ
前記第1リフレクターの他方の焦点と同じ位置に焦点を
有する凹レンズと、よりなる液晶プロジェクター用光源
装置。 - 【請求項5】 表示面を有する液晶パネルと、大きな焦
点距離を有する放物面形状又は回転2次曲面形状リフレ
クターと、該リフレクターの焦点位置に設置される光源
と、前記リフレクターの前記液晶パネル対向面に形成さ
れる開口と、径が前記液晶パネルと光源を結ぶ方向に対
して変化するように形成した微小ガラスパイプを配列し
たものであって前記開口に設けられるガラスプレート
と、よりなる液晶プロジェクター用光源装置。 - 【請求項6】 上記請求項5記載のガラスプレートにお
いて、前記各ガラスパイプの径は光の入射側の径が出射
側よりも小さくなっていることを特徴とする液晶プロジ
ェクター用光源装置。 - 【請求項7】 前記請求項5は6記載の液晶プロジェク
ター装置において、前記ガラスプレートを構成する各ガ
ラスパイプの内面並びに各ガラスプレートの光の入射側
表面にAl等の高反射物質よりなる薄膜を形成したこと
を特徴とする液晶プロジェクター用光源装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4338728A JPH06118380A (ja) | 1992-01-30 | 1992-12-18 | 液晶プロジェクター用光源装置 |
US08/531,971 US5541746A (en) | 1992-08-19 | 1995-10-10 | Light source device for use in liquid crystal projectors |
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1527892 | 1992-01-30 | ||
JP22031892 | 1992-08-19 | ||
JP4-220318 | 1992-08-19 | ||
JP4-15278 | 1992-08-19 | ||
JP4338728A JPH06118380A (ja) | 1992-01-30 | 1992-12-18 | 液晶プロジェクター用光源装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06118380A true JPH06118380A (ja) | 1994-04-28 |
Family
ID=27280942
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4338728A Pending JPH06118380A (ja) | 1992-01-30 | 1992-12-18 | 液晶プロジェクター用光源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06118380A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5648860A (en) * | 1992-10-09 | 1997-07-15 | Ag Technology Co., Ltd. | Projection type color liquid crystal optical apparatus |
US5659409A (en) * | 1992-10-09 | 1997-08-19 | Ag Technology Co., Ltd. | Light source apparatus using a cone-like material and an applied apparatus thereof |
JP2006284646A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Sanyo Electric Co Ltd | 投写型表示装置 |
JP2015132666A (ja) * | 2014-01-10 | 2015-07-23 | 三菱電機株式会社 | 光源光学系、光源装置およびプロジェクタ装置 |
-
1992
- 1992-12-18 JP JP4338728A patent/JPH06118380A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5648860A (en) * | 1992-10-09 | 1997-07-15 | Ag Technology Co., Ltd. | Projection type color liquid crystal optical apparatus |
US5659409A (en) * | 1992-10-09 | 1997-08-19 | Ag Technology Co., Ltd. | Light source apparatus using a cone-like material and an applied apparatus thereof |
JP2006284646A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Sanyo Electric Co Ltd | 投写型表示装置 |
JP2015132666A (ja) * | 2014-01-10 | 2015-07-23 | 三菱電機株式会社 | 光源光学系、光源装置およびプロジェクタ装置 |
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