JPH0727132B2 - プロジエクタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 本発明はプロジエクタに関し、特に透過型液晶板を用い
て映像光を形成させ、この映像光をスクリーン上に投写
することによりスクリーン上に映像を表示させるように
したものである。

Ｂ 発明の概要 本発明は液晶表示板を用いることにより映像光を形成し
て、この映像光をスクリーン上に投写するようにしたプ
ロジエクタにおいて、光軸をａ軸とし、光軸に直交する
平面の互いに直交する軸をｂ軸及びｃ軸としたとき、液
晶板を、ｂ軸を回転軸として最大コントラスト視角の方
向に光軸ａに対して第１の角度だけ傾け、かつｃ軸を回
転軸として光軸ａに対して第１の角度とほぼ等しい第２
の角度だけ傾けることにより、スクリーン上の画像のコ
ントラストを向上させると共に、このとき歪みの無い映
像を投写するようにしたものである。

Ｃ 従来の技術 従来、この種のプロジエクタとしては、第３図に示すよ
うな構成のものが用いられている（特開昭55−55314号
公報参照）。

すなわち、印加電圧に応じて透過率が変化する液晶セル
をマトリクス状に配列したなる液晶板１が光源２及びス
クリーン４間に配設され、液晶板１の中心を通る垂直軸
を光軸ａとして、光源２から出射された光LAがコンデン
サレンズ３によつて液晶板１に集光透過され、かくして
各液晶セルを１画素とした映像光LBが液晶板１において
形成され、この映像光LBがフイールドレンズ５を介して
スクリーン４上に投写される。

第３図の構成において、液晶板１の液晶セルの印加電圧
を例えばテレビジヨン映像信号によつて変化させれば、
スクリーン４上に対応する映像を形成することができ
る。

ところでスクリーン４上に動画を形成しようとする場合
には、各液晶セルの印加電圧の変化に対して、各液晶セ
ルの透過率が速やかに追従変化し得る（すなわち応答速
度の速い）ような液晶セルを用いる必要がある。

また、明瞭度の良い映像を形成しようとする場合には、
映像信号の黒レベルをできるだけ暗く表示すると共に、
白レベルをできるだけ明るく表示する、いわゆる透過率
の変化幅の大きい（従つてコントラストが大きい）液晶
セルを用いることが望ましい。

このような条件を実用上満足させ得る液晶セルとして、
一般に、ネマチツク液晶の両面に平行ニコルを入れたい
わゆるTNモード（twisted nematic mode）の液晶セルを
用いた液晶板１が用いられている。

Ｄ 発明が解決しようとする問題点 ところが、TNモードの液晶は、第４図に示すように見る
方向によつてコントラストが変化する。

すなわち、第５図に示すように、液晶板１の中心を通る
垂直軸をＺ軸にとり、液晶板１の液晶セルの配列方向
に、それぞれＸ軸及びＹ軸をとる。さらに、液晶板１を
見る方向は、液晶板１の平面を基準にして、液晶板１に
対する視角θの方向として表す。

このように定義した場合、見る方向がＹ軸方向及びＺ軸
方向を含む仮想面上で変化すると、第４図の曲線L1で示
すように、光軸Ｚ方向に相当する視角θが90°の方向で
コントラストは最大となり、以後、視角θの変化に対し
て徐々にコントラストは低下して行く。

これに対して、見る方向がＸ軸方向及びＺ軸方向を含む
仮想面上で変化すると、曲線L2で示すように視角θが90
°の方向から数十度傾いた90°−α（以下、この角度α
を最大コントラスト視角と呼ぶ）の方向Ｗでコントラス
トは最大となり、以後、視角θの変化に対して急激にコ
ントラストが低下するようになる。

従つて、スクリーン４上に投写される映像も、最良のコ
ントラストの状態から視角αに相当する値だけ低いコン
トラストの映像となつてしまうという問題があつた。

さらに、これに加えて、スクリーン４上の映像を見る方
向が、Ｘ軸方向及びＺ軸方向を含む仮想面上を視点が動
いたときコントラストが急激に変化するという問題があ
つた。

ところが、一般に、人がスクリーン４上の映像を見ると
きには、横方向への見る方向の変化（すなわち視点の変
化）に比して、上下方向へ視点の変化は格段に少ないこ
とから、従来Ｘ軸の方向が投写映像の上下方向となるよ
うに液晶板１を構成して、視点の変化によるコントラス
トの変化を防止した上で、上下方向のコントラストの改
善がなされて来た。

すなわち、液晶材料やセルの構造に改良を加えることに
より、コントラストの最良点の方向を光軸方向に近づけ
るようになされている。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、簡易な構
成によつて、従来のプロジエクタに比して格段にコント
ラストが向上した映像を得ることのできるプロジエクタ
を提案しようとするものである。

Ｅ 問題点を解決するための手段 かかる問題点を解決するため本発明においては、光源２
からの光LCを透過型液晶板１を透過させることにより映
像光LDを形成し、この映像光LDをスクリーン４上に投写
するようにしたプロジエクタにおいて、光源２の光軸を
ａ軸とし、光軸２に直交する平面10内の互いに直交する
軸をｂ軸及びｃ軸としたとき、透過型液晶板１を、ｂ軸
を回転軸として最大コントラスト視角の方向に光軸ａに
対して第１の角度αだけ傾け、かつｃ軸を回転軸として
光軸ａに対して第１の角度αとほぼ等しい第２の角度β
だけ傾けるようにする。

Ｆ 作用 透過型液晶板１を、ｂ軸を回転軸として最大コントラス
ト視角の方向に光軸ａに対して第１の角度αだけ傾けた
ことにより、スクリーン４上に投写される映像のコント
ラストを格段に向上することができると共に、ｃ軸を回
転軸として光軸ａに対して第１の角度αとほぼ等しい第
２の角度βだけ傾けたことにより、スクリーン４上での
映像の歪みを解消できる。

Ｇ 実施例 以下、図面について本発明の一実施例を詳述する。

第３図との対応部分に同一符号を付して示す第１図及び
第２図において、光軸ａと液晶板１との交点上に光軸ａ
に対して垂直面10をとり、当該垂直面10上のスクリーン
４の上下方向に対応する方向をｃ軸とし、さらにこれと
直交する方向をｂ軸とする。液晶板１は、スクリーン４
の横方向に対応する方向すなわちｂ軸方向がＹ軸方向と
なり、かつコントラストの最大となる方向Ｗ（第４図）
が光軸ａと一致するように、垂直面10からｂ軸を回転軸
として最大コントラスト視角の方向に角度α（第４図）
だけ傾けて配置されている。

これに加えて、光源２及びコンデンサレンズ３間の距離
を短く設定することにより、コンデンサレンズ３の出射
光LCが、ほぼ平行光線となるようになされている。

さらに、液晶板１及びフイールドレンズ５間に、コンデ
ンサレンズ11が介挿され、平行光線からなる液晶板１の
映像光LDをフイールドレンズ５に集光させるようになさ
れている。

第１図の構成において、光源２から出射された光はコン
デンサレンズ３を介して平行光線LCとなり、液晶板１に
入射する。液晶板１の各液晶セルの印可電圧が映像信号
により変化すると、その透過光は映像光LDを形成し、コ
ンデンサレンズ11で集光された後、フイールドレンズ５
を介してスクリーン４上に投写される。かくして液晶板
１によつて形成された映像が、スクリーン４上に拡大表
示される。

第１図の構成によれば、液晶板１のコントラストの最良
方向Ｗと光軸ａの方向が一致しているので、スクリーン
４上に得られる映像として、従来に比して一段とコント
ラストの良い映像を得ることができる。

さらに液晶板１の入射光LCとして平行光線を用いるよう
にしたことにより、液晶板１の上部及び下部の画素の結
像点を光軸ａに垂直な同一スクリーン４上に形成するこ
とができ、その結果、液晶板１を傾けることによつて生
じる局所的なデフオーカスを防止することができる。

なお上述の実施例においては、光源２及びコンデンサレ
ンズ３との距離を短く設定することにより、平行光線LC
を得るようにしたが、これに代え、焦点距離の異なるコ
ンデンサレンズを用いるようにしても同様の効果を得る
ことができる。

また実施例では、ｂ軸を回転軸とした角度αの液晶板１
の傾きに加えて、ｃ軸を回転軸として角度βだけ液晶板
１を傾ける。このとき角度βを角度αと等しくする。こ
れにより液晶板１を最大コントラスト方向に傾けること
によつて生じる上下方向の映像の縮みを補正することが
できる。

第２図の構成において、スクリーン４上の映像は、液晶
板１を光軸ａに対して垂直に取りつけたときよりも、上
下方向にcosαだけ小さくなつた映像となる。

同様に、スクリーン４の横方向には、cosβだけ小さく
なつた映像となる。

ここで角度αと角度βは等しくなされているため、スク
リーン４上の映像は、上下方向及び横方向に等しい比率
で縮んだ映像となり、その結果液晶板１に形成された映
像と等しいアスペクト比の映像が、スクリーン上に形成
される。

第２図の構成によれば、液晶板１において形成された映
像と等しいアスペクト比の映像を得ることができる。

従つて従来光軸に対して液晶板を傾けた場合、所定のア
スペクト比の映像を得るためには、予め上下方向に伸び
た映像を形成する液晶板１を用いる必要があつたが、本
実施例においては従来のプロジエクタに用いられてきた
液晶板１と同一形状のものを用いることができる。

なお上述の実施例においては、液晶板１に平行光線を入
射することによりスクリーン上の画像の局所的なデフオ
ーカスを防止するようにしたが、これに代えて、コンデ
ンサレンズ11及びフイールドレンズ４からなる光学系に
焦点深度の深い光学系を用いるようにしても同様の効果
を得ることができる。

また、上述の実施例においては、１枚の液晶板を用いた
プロジエクタに本発明を適用した場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、複数枚数の液晶板を用いた
カラープロジエクタなどにも広く適用し得る。この場合
は、赤色用、緑色用、及び青色用の３枚の液晶板を用い
て、カラー映像光を形成させるようにすれば良い。

なお、上述の実施例においては、液晶板１の傾斜角度を
最大コントラスト視角αと等しい値となるように定めた
が、これに代え、液晶板１を傾けて当該視角αに近づけ
て行けば、徐々に上述のような効果を得ることができる
点に着目して、実用上許容されるコントラストの範囲で
これを定めるようにすれば良い。

Ｈ 発明の効果 以上のように本発明によれば、光源の光軸をａ軸とし、
光軸に直交する平面内の互いに直交する軸をｂ軸及びｃ
軸としたとき、透過型液晶板を、ｂ軸を回転軸として最
大コントラスト視角の方向に光軸ａに対して第１の角度
だけ傾け、かつｃ軸を回転軸として光軸ａに対して第１
の角度とほぼ等しい第２の角度だけ傾けたことにより、
スクリーン上に投写される映像のコントラストを格段に
向上することができると共に、スクリーン上に歪みの無
い映像を投写できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のプロジエクタの構成を表す断面図、第
２図は実施例による液晶板の傾きを表す斜視図、第３図
は従来のプロジエクタを表す断面図、第４図はその説明
に供する液晶板の視角特性図、第５図はその説明に供す
る斜視図である。 １……液晶板、２……光源、３、11……コンデンサレン
ズ、４……スクリーン、５……フイールドレンズ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−7928（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−179723（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−3227（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−19834（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源からの光を透過型液晶板を透過させる
   ことにより映像光を形成し、この映像光をスクリーン上
   に投写するようにしたプロジエクタにおいて、 光源の光軸をａ軸とし、光軸に直交する平面内の互いに
   直交する軸をｂ軸及びｃ軸としたとき、上記透過型液晶
   板を、ｂ軸を回転軸として最大コントラスト視角の方向
   に光軸ａに対して第１の角度だけ傾け、かつｃ軸を回転
   軸として光軸ａに対して上記第１の角度とほぼ等しい第
   ２の角度だけ傾ける ことを特徴とするプロジエクタ。