JPH0643417A - Liquid crystal projector - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To provide a small-sized lightweight low-cost liq. crystal projector having high serviceableness, capable of conducting free selection of the distance of projection and the size of a screen with an exchange lens for a single-lens reflex camera as a projection lens and suppressing the lowering of illumination and resolution at the periphery of the screen by a swing and tilt optical system. CONSTITUTION:A spherical lens means 5a, 5b are formed on the incident side and emerging side of a dichroic prism 5 and a polysilicon TFT liq. crystal panel 4 is combined with an exchange lens 6.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は液晶プロジェクタの構造
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the structure of a liquid crystal projector.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来は、特願平４−１７０３４０号の発
明「液晶プロジェクタ」に開示されているように、一眼
レフカメラ用交換レンズ（以降交換レンズという）を投
射レンズに用いることによって、投射距離と画面サイズ
の関係を自由に選択可能としている。2. Description of the Related Art Conventionally, as disclosed in the invention "liquid crystal projector" of Japanese Patent Application No. 4-170340, an interchangeable lens for a single-lens reflex camera (hereinafter referred to as an interchangeable lens) is used as a projection lens for projection. The relationship between distance and screen size can be freely selected.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、図４に示すよ
うに投射レンズ６のバックフォーカス内にダイクロイッ
クプリズム５が介在するために焦点距離が変わって、液
晶パネル４の液晶層に焦点が結ばなくなってしまう。こ
れを補正するためには投射レンズ６と液晶パネル４の間
にレンズを配置しなくてはならないが、ダイクロイック
プリズム５の周辺のスペースが増して小型化に逆行し、
且、部品点数増加及び組立調整工数増加等による問題が
ある。また、交換レンズを用いることで投射距離を短か
くする程、投射光の主光線は水平線に対して上または下
方向に傾くことになる。その為にスクリーン７に映す画
面は台形歪を増す。これを防止するためにランプの主光
線を液晶パネル４及び投射レンズ６の光軸に対してある
角度傾けた光学系（所謂アオリ）を用いる必要がある。
その結果、液晶パネル４の開口部から投射レンズ６の入
射瞳に入る光線の傾きが大きくなり、 画面周辺のＭＴＦが低下することによる解像度及びコ
ントラストの低下 投射レンズ６への入射光がケラレによる画面周辺の照
度低下 照度低下を補おうと液晶パネルのビデオ電圧を変える
と色も変わってしまう。 等の欠陥を有していた。However, as shown in FIG. 4, since the dichroic prism 5 is interposed in the back focus of the projection lens 6, the focal length is changed and the liquid crystal layer of the liquid crystal panel 4 is out of focus. Will end up. In order to correct this, it is necessary to dispose a lens between the projection lens 6 and the liquid crystal panel 4, but the space around the dichroic prism 5 increases and it goes against size reduction.
Moreover, there is a problem due to an increase in the number of parts and an increase in the number of assembly and adjustment processes. Further, as the projection distance is shortened by using the interchangeable lens, the chief ray of the projected light is inclined upward or downward with respect to the horizontal line. Therefore, the image displayed on the screen 7 has a trapezoidal distortion. In order to prevent this, it is necessary to use an optical system (so-called tilt) in which the chief ray of the lamp is tilted at an angle with respect to the optical axes of the liquid crystal panel 4 and the projection lens 6.
As a result, the inclination of the light beam entering the entrance pupil of the projection lens 6 from the opening of the liquid crystal panel 4 becomes large, and the MTF around the screen decreases, resulting in a decrease in resolution and contrast. Illumination reduction in the surroundings To compensate for the illumination reduction, changing the video voltage of the LCD panel also changes the color. Had defects such as.

【０００４】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明の液晶プロジェク
タの構造は、 少なくとも光源・液晶パネル・該液晶パネルにより変
調された光を合成する合成手段・投射レンズを有する液
晶プロジェクタに於いて、前記合成手段がレンズ手段を
有することを特徴とする。The structure of a liquid crystal projector according to the present invention is a liquid crystal projector having at least a light source, a liquid crystal panel, a synthesizing means for synthesizing light modulated by the liquid crystal panel, and a projection lens. Characterized in that the means comprises lens means.

【０００５】前記合成手段が有するレンズ手段は、少
なくとも入射光側、もしくは出射光側、または、両側に
形成されたことを特徴とする。The lens means included in the synthesizing means is formed on at least the incident light side, the emitted light side, or both sides.

【０００６】前記合成手段が有するレンズ手段は非球
面形状に形成されたことを特徴とする。The lens means included in the combining means is formed in an aspherical shape.

【０００７】少なくとも光源・液晶パネル・該液晶パ
ネルにより変調された光を合成する合成手段・投射レン
ズを有する液晶プロジェクタに於いて、前記液晶パネル
はポリシリコンＴＦＴにより構成され、且、前記投射レ
ンズは一眼レフカメラ用交換レンズを使用したことを特
徴とする。In a liquid crystal projector having at least a light source, a liquid crystal panel, a synthesizing means for synthesizing light modulated by the liquid crystal panel, and a projection lens, the liquid crystal panel is composed of a polysilicon TFT, and the projection lens is It is characterized by using an interchangeable lens for a single-lens reflex camera.

【０００８】前記レンズ手段を前記合成手段は一体形
成されたことを特徴とする。The lens means and the synthesizing means are integrally formed.

【０００９】[0009]

【実施例】以下、本発明の液晶プロジェクタの構造の実
施例を図面を用いて詳細に説明する。Embodiments of the structure of a liquid crystal projector of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【００１０】図１は本発明の一実施例を示す光学系の構
造の概略断面図、図２はプリズム部分の同実施例を示す
部分組立断面の概略図である。１は光源であり白色光を
出すメタルハライドランプ、２はＩＲフィルタ、３は赤
・緑・青光に分離するダイクロイックミラー類の内の一
つであり、４は小型を利点とするポリシリコン型のＴＦ
Ｔを形成したドットマトリックス液晶パネルであり、ビ
デオ信号によって赤・緑・青光をそれぞれに変調し、５
は合成手段であるダイクロイックプリズムであり、変調
された赤・緑・青光を合成して映像光とし、６は投射レ
ンズであり一眼レフカメラ用交換レンズを使用して映像
光を７のスクリーンに投影する。投射光にアオリを与え
るために前記ランプ１の主光線は前記液晶パネル４の明
視角方向から前記投射レンズ６の主軸に対し傾けるよう
に配置している。FIG. 1 is a schematic sectional view of the structure of an optical system showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic view of a partially assembled sectional view showing the same embodiment of a prism portion. 1 is a light source, which is a metal halide lamp that emits white light, 2 is an IR filter, 3 is one of dichroic mirrors that separates into red, green, and blue light, and 4 is a polysilicon type that is advantageous in its small size TF
It is a dot matrix liquid crystal panel that forms T. It modulates red, green, and blue light respectively by a video signal, and
Is a dichroic prism that is a synthesizing means, and synthesizes the modulated red, green, and blue light into image light, and 6 is a projection lens that uses the interchangeable lens for a single-lens reflex camera to bring the image light to the screen of 7. To project. The principal ray of the lamp 1 is arranged so as to be tilted with respect to the principal axis of the projection lens 6 from the direction of the clear viewing angle of the liquid crystal panel 4 in order to give tilt to the projection light.

【００１１】このため、前記液晶パネル４の開口中心と
前記投射レンズ６の光軸は断面方向にずれ、前記液晶パ
ネル４の開口部から出射される光線の傾きが大きくな
る。そこで、前記ダイクロイックプリズム５の入射光側
に凸レンズ形状のレンズ手段５ａを設けることによっ
て、光線を中心方向に寄せ集めて前記投射レンズ６の入
射瞳に呑み込ませるようにしている。前記液晶パネル４
の明視角特性は、図１に示すように主光線が、傾く方が
良くなるためコントラストは向上させることができる。Therefore, the center of the aperture of the liquid crystal panel 4 and the optical axis of the projection lens 6 are displaced in the sectional direction, and the inclination of the light beam emitted from the aperture of the liquid crystal panel 4 becomes large. Therefore, by providing the convex-lens-shaped lens means 5a on the incident light side of the dichroic prism 5, the light rays are gathered in the central direction and swallowed into the entrance pupil of the projection lens 6. The liquid crystal panel 4
As for the clear-viewing angle characteristic, the main ray is better to be tilted as shown in FIG. 1, so that the contrast can be improved.

【００１２】図２は前記ダイクロイックプリズム５の出
射側にも凸レンズ形状のレンズ手段５ｂを設け、交換レ
ンズの入射瞳径及び位置の変化にも対応可能としたもの
である。前記レンズ手段５ａ、５ｂは平凸レンズをダイ
クロイックプリズム５に貼り付けたり、又は、樹脂材を
用いて印刷成形・アウトサート形成やＵＶ硬化成形等に
よっても良く、更に、ダイクロイックプリズムとガラス
材であれ、樹脂材であれ一体化形成しても良い。尚、前
記レンズ手段は投射レンズの種類により入射瞳径と位置
に応じて凹レンズであっても勿論良い。また、投影画面
周辺の照度向上を図るために前記レンズ手段５ａ、５ｂ
を非球面とすることにより一段と照度比の改善を図るこ
とも可能となる。In FIG. 2, a lens means 5b in the shape of a convex lens is provided on the exit side of the dichroic prism 5 so that it can cope with changes in the entrance pupil diameter and position of the interchangeable lens. As the lens means 5a and 5b, a plano-convex lens may be attached to the dichroic prism 5, or a resin material may be used for print molding, outsert formation, UV curing molding, or the like. Any resin material may be integrally formed. The lens means may of course be a concave lens depending on the entrance pupil diameter and position depending on the type of projection lens. Further, the lens means 5a, 5b are provided in order to improve the illuminance around the projection screen.
By making aspherical, it is possible to further improve the illuminance ratio.

【００１３】図３は前記交換レンズ６に対応する３５ｍ
ｍフィルムのイメージサークル４ｂ（３６×２４ｍｍに
外接）と本発明の液晶パネル４を用いたイメージサーク
ル４ａの大きさを示すものである。前記液晶パネル４の
サイズは１．３２インチであるので開口部の２角が前記
イメージサークル４ｂに接するまで中心位置を偏心させ
ることができる。Ｇ寸法が偏心量となり、これが即ち、
投射光のアオリ量を決定する。本発明によれば１０度前
後のアオリが可能となる。これは一般的に使用するには
十分なアオリ量である。尚、アオリを不要とするときは
液晶パネル４のイメージサークルを３５ｍｍフィルムの
イメージサークルと同じにすることもできる。また、前
記レンズ手段５ａ（５ｂ）は前記ダイクロイックプリズ
ム５の角部及び稜部分を指示する部材（図中省略）に当
たらない寸法に形状設定している。FIG. 3 is a view of 35 m corresponding to the interchangeable lens 6.
The sizes of the image circle 4b of the m film (circumscribing 36 × 24 mm) and the image circle 4a using the liquid crystal panel 4 of the present invention are shown. Since the size of the liquid crystal panel 4 is 1.32 inches, the center position can be decentered until the two corners of the opening come into contact with the image circle 4b. The G dimension is the amount of eccentricity, which means that
Determine the amount of tilt of the projected light. According to the present invention, tilting of about 10 degrees is possible. This is a sufficient amount of tilt for general use. When the tilt is unnecessary, the image circle of the liquid crystal panel 4 may be the same as the image circle of the 35 mm film. Further, the lens means 5a (5b) is dimensioned so as not to hit a member (not shown in the drawing) that indicates a corner portion and a ridge portion of the dichroic prism 5.

【００１４】図２の実施例は一光色についての説明図で
あるが、勿論赤・緑・青光毎の入射側にはレンズ手段が
形成される。尚、１枚の液晶パネル方式の場合に於いて
も勿論有効である。また、前記投射レンズ６がすべて交
換レンズと全て互換性があればベストであるが、交換レ
ンズのレンズ仕様を一部変更（例えば入射光量を増すよ
うにする）して液晶プロジェクタに相応しい仕様にする
ことにより、利用範囲を広げることも勿論可能である。
これは、レンズ匡体及びマウント部の共通使用ができ、
更に、レンズ開発費の低減と納期短収が図れる上で有効
となる。The embodiment of FIG. 2 is an explanatory view for one light color, but of course lens means is formed on the incident side for each of red, green and blue light. Of course, this is also effective in the case of a single liquid crystal panel system. Also, it is best if all the projection lenses 6 are compatible with all interchangeable lenses, but some lens specifications of the interchangeable lenses are changed (for example, the amount of incident light is increased) to be suitable for a liquid crystal projector. As a result, it is possible to expand the range of use.
This can be used for both the lens housing and the mount.
Further, it is effective in reducing the lens development cost and shortening the delivery time.

【００１５】以上交換レンズを主体に詳述してきたが、
カスタムの投射レンズについても同様な効果を有する。Although the interchangeable lens has been mainly described above,
The same effect can be obtained with a custom projection lens.

【００１６】本発明の投射光学系はダイクロイックプリ
ズムのレンズ手段と投射レンズの組み合せによってレン
ズ系を構成するが、レンズ手段のパワーが小さく、投射
レンズの焦点深度が深くて非点収差がカバーできる場合
は勿論、組み合わせによるレンズ系としなくても良い。In the projection optical system of the present invention, the lens system is constructed by combining the lens means of the dichroic prism and the projection lens. However, when the power of the lens means is small and the depth of focus of the projection lens is deep and astigmatism can be covered. Of course, the lens system may not be combined.

【００１７】[0017]

【発明の効果】本発明は前述した如く、 前記合成手段、即ち、ダイクロイックプリズムがレン
ズ手段を有することにより、 ａ．投射レンズのバックフォーカスの変化量を補正する
ことが可能となるので、交換用レンズの互換性が得ら
れ、投射距離と画面サイズの自由な選択を可能とし、利
便性を高められる。As described above, according to the present invention, the synthesizing means, that is, the dichroic prism has the lens means. Since the amount of change in the back focus of the projection lens can be corrected, interchangeability of the interchangeable lens can be obtained, the projection distance and the screen size can be freely selected, and convenience can be improved.

【００１８】ｂ．交換用レンズは市販のものであるた
め、安価に、しかも、随時入手できる利点を消費者に提
供できる。B. Since the interchangeable lens is commercially available, it can provide the consumer with the advantage that it can be obtained at low cost.

【００１９】ｃ．部品点数及び組立調整工数削減による
コスト低減に資する。C. Contributes to cost reduction by reducing the number of parts and assembly adjustment man-hours.

【００２０】ｄ．アオリを有した光学系構造を採用でき
るので画面の台形歪を抑えられ、更に、設置条件に自由
度を与えられる。特に短かな投射距離から大画面が投影
できるため、スクリーンに対して正面位置の一番良所か
ら画面を見ることができる。中でも天吊り方式が有効と
なる。更に、液晶パネルの明視特性の良い条件となるの
で、コントラスト向上も勿論できる。D. Since the optical system structure with tilt can be adopted, the trapezoidal distortion of the screen can be suppressed, and the degree of freedom in the installation conditions can be given. Since a large screen can be projected from a particularly short projection distance, the screen can be seen from the best position in front of the screen. Above all, the ceiling suspension method is effective. Further, since it is a condition that the liquid crystal panel has good visual characteristics, it is possible to improve the contrast.

【００２１】ｅ．主光線の傾きが一定、且、集光できる
ためのコントラストと解像度向上ができ、更にケラレ防
止による周辺光量が増し、照度ムラの少ない均一が画面
にすることができる。E. Contrast and resolution can be improved because the inclination of the principal ray is constant and light can be condensed, and the amount of peripheral light is increased by vignetting prevention, so that a uniform illuminance can be obtained on the screen.

【００２２】ｆ．更に、交換レンズのバックフォーカス
内に合成手段を配置できるので、光学系及び製品の小型
化・軽量化とこれに伴うコスト低減に有効となる。F. Furthermore, since the synthesizing means can be arranged in the back focus of the interchangeable lens, it is effective for reducing the size and weight of the optical system and the product and for reducing the cost.

【００２３】ｇ．レンズ手段とダイクロイックプリズム
を一体形成すると、部品間の反射防止となり、明るさ向
上と、反射光によるフレア防止ができ高画質化できる。G. If the lens means and the dichroic prism are integrally formed, reflection between the parts can be prevented, brightness can be improved, flare due to reflected light can be prevented, and image quality can be improved.

【００２４】ダイクロイックプリズムが有するレンズ
手段を少なくとも入射光側、もしくは入射光側及び出射
光側に形成し、また、レンズ手段を非球面形状に形成す
ることにより、前記−ｅ、−ｆの効果を一段と高め
ることができる。更に、交換レンズの互換範囲を広げて
利便性を向上させることができる。By forming the lens means of the dichroic prism at least on the incident light side or on the incident light side and the outgoing light side, and by forming the lens means in an aspherical shape, the above-mentioned effects of -e and -f can be obtained. It can be further increased. Further, it is possible to widen the interchangeable range of the interchangeable lens and improve convenience.

【００２５】ポリシリコンＴＦＴの液晶パネルと交換
レンズ（含一部レンズ仕様変更）を組み合わせて使用す
ることにより、 ａ．ポリシリコンＴＦＴの１．３２インチ以下の小型で
高画素化できる利点を最大限に活用した光学系ならびに
製品の小型化と低価格化を実現できるため、可搬性に秀
れ、天吊りに制約の少なく、更に、普及版の製品化へと
製品ジャンルを広げられる。By using a combination of a liquid crystal panel of a polysilicon TFT and an interchangeable lens (including some lens specifications changed), a. Since it is possible to realize the downsizing and cost reduction of the optical system and products that make the most of the advantage that the size of the TFT is 1.32 inches or less and the number of pixels can be increased, it is excellent in portability and constrained to ceiling mount. There are few, and the product genre can be expanded to the commercialized version.

【００２６】ｂ．ダイクロイックミラーと交換レンズの
組み合わせによってレンズ系を構成することによって、
色付き・歪曲収差・非点収差・ＭＴＦ等の性能を確保さ
せることができる。B. By configuring the lens system by combining the dichroic mirror and the interchangeable lens,
Performances such as coloring, distortion, astigmatism, and MTF can be secured.

【００２７】そこで本発明は上述したような効果を得た
ことにより、投射距離とスクリーンサイズの自由な選択
性を得ると共に、画質向上・照度向上・小型・軽量化・
低価格化及び商品ジャンルを広げた液晶プロジェクタの
商品を提供することを可能とする。Therefore, according to the present invention, by obtaining the effects as described above, the projection distance and the screen size are freely selected, and the image quality is improved, the illuminance is improved, and the size and weight are reduced.
It is possible to provide a liquid crystal projector product that is low in price and has a wide variety of product genres.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】 本発明の一実施例を示す光学系の構造の概略
断面図。FIG. 1 is a schematic sectional view of the structure of an optical system showing an embodiment of the present invention.

【図２】 本発明のダイクロイックプリズム部分の一実
施例を示す部分組立断面の概略図。FIG. 2 is a schematic view of a partially assembled cross section showing an embodiment of a dichroic prism portion of the present invention.

【図３】 本発明の液晶パネルのイメージサークルと交
換用レンズに適用されるフィルム面のイメージサークル
の関係を示す正面図。FIG. 3 is a front view showing the relationship between the image circle of the liquid crystal panel of the present invention and the image circle of the film surface applied to the interchangeable lens.

【図４】 従来例を示す光学系の構造の概略断面図。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the structure of an optical system showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１・・・光源 ２・・・ＩＲフィルタ ３・・・ダイクロイックミラー ４・・・液晶パネル ５・・・ダイクロイックプリズム ５ａ、５ｂ・・・レンズ手段 ６・・・投射レンズ ７・・・スクリーン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source 2 ... IR filter 3 ... Dichroic mirror 4 ... Liquid crystal panel 5 ... Dichroic prism 5a, 5b ... Lens means 6 ... Projection lens 7 ... Screen

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 少なくとも光源・液晶パネル・該液晶パ
ネルにより変調された光を合成する合成手段・投射レン
ズを有する液晶プロジェクタに於いて、前記合成手段を
レンズ手段を有することを特徴とする液晶プロジェク
タ。1. A liquid crystal projector having at least a light source, a liquid crystal panel, a synthesizing means for synthesizing light modulated by the liquid crystal panel, and a projection lens, wherein the synthesizing means has a lens means. . 【請求項２】 前記合成手段が有するレンズ手段は、少
なくとも入射光側、もしくは出射光側、または両側に形
成されたことを特徴とする請求項１記載の液晶プロジェ
クタ。2. The liquid crystal projector according to claim 1, wherein the lens means included in the combining means is formed on at least an incident light side, an emitted light side, or both sides. 【請求項３】 前記合成手段が有するレンズ手段は非球
面形状に形成されたことを特徴とする請求項１記載の液
晶プロジェクタ。3. The liquid crystal projector according to claim 1, wherein the lens means included in the synthesizing means is formed in an aspherical shape. 【請求項４】 少なくとも光源・液晶パネル・該液晶パ
ネルにより変調された光を合成する合成手段・投射レン
ズを有する液晶プロジェクタに於いて、前記液晶パネル
はポリシリコンＴＦＴにより構成され、且、前記投射レ
ンズは一眼レフカメラ用交換レンズを使用したことを特
徴とする液晶プロジェクタ。4. A liquid crystal projector having at least a light source, a liquid crystal panel, a synthesizing means for synthesizing light modulated by the liquid crystal panel, and a projection lens, wherein the liquid crystal panel is composed of a polysilicon TFT, and the projection is performed. The lens is a liquid crystal projector that uses an interchangeable lens for single-lens reflex cameras. 【請求項５】 前記レンズ手段と前記合成手段は一体形
成されたことを特徴とする請求項１記載の液晶プロジェ
クタ。5. The liquid crystal projector according to claim 1, wherein the lens means and the combining means are integrally formed.