JPH08286274A - 投写型表示装置 - Google Patents

投写型表示装置

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JPH08286274A
JPH08286274A JP7092418A JP9241895A JPH08286274A JP H08286274 A JPH08286274 A JP H08286274A JP 7092418 A JP7092418 A JP 7092418A JP 9241895 A JP9241895 A JP 9241895A JP H08286274 A JPH08286274 A JP H08286274A
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JP
Japan
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display element
light source
projection
source device
display device
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Pending
Application number
JP7092418A
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English (en)
Inventor
Hidekazu Tode
英一 都出
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光源から出射された円形の光束を効率よく長
方形状の表示素子に照射し、高輝度の投写映像を実現で
きる投写型表示装置を提供する。 【構成】 光源装置1と表示素子5と、投写レンズ6と
スクリーン3とを有する投写型表示装置において、光源
装置1のリフレクタ30を二軸回転楕円面鏡とし、二つ
の第2焦点のいずれかに長方形状の絞り10を配し、照
射する楕円形の光束の長手方向と表示素子5の長手方向
を合わせて配する。この装置によれば、楕円光束を長方
形状の表示素子5に照射できるので、光束が効率よく照
射でき、スクリーン上の輝度を明るくすることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は大画面映像を容易に得る
ことのでき、明るい映像を鑑賞できる液晶プロジェクシ
ョンTV等の投写型表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の投写型表示装置の構成を図10、
図11を用いて説明する。1は光源装置、2はランプ、
3はリフレクタ、4はコンデンサレンズ、5は表示素
子、6は投写レンズ、7はスクリーンである。
【0003】投写型表示装置は、液晶パネル等の小型の
表示素子5に映しだされる映像を、光源装置1からの光
束8で照明し、投写レンズ6によって拡大投影し、大画
面のスクリーン7に結像させる装置である。光源装置1
は発光源であるランプ2と、ランプ2からの出射光を反
射させて表示素子5に向かわせるリフレクタ3とからな
る。図10の例ではリフレクタ3の形状は、リフレクタ
3から直接平行光束8を出射させる回転放物面鏡を示し
ている。一般に、光源装置1から出射した平行光束8は
コンデンサレンズ4を介し表示素子5を照射し、投写レ
ンズ6の絞り9に集光された後、スクリーン7に向かっ
て投影される。これは光源装置1から出射した平行光束
8を、効率よくスクリーン7まで伝達して明るい映像を
得るための、従来の典型的な投写型表示装置の光学系構
成である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の投写型表示装置
は上記のような構成、作用を有するので、以下に述べる
問題点があった。
【0005】通常、液晶パネル等の表示素子5は長方形
の開口を有している。開口のアスペクト比は普通4対
3、さらに最近のテレビジョンでは16対9のワイド画
面が普及しつつあり、表示素子5は長方形状をなしてい
る。このような開口に対し、光源装置1から出射した平
行光束8は円形光束であるため、光束に無駄なケラレ成
分が生じる。図11は表示素子5の開口と平行光束8の
断面を示した説明図であり、斜線の部分がケラレの生じ
る領域である。表示素子5がワイド化される程、出射光
束8をスクリーン7まで伝達する光利用効率が悪くなる
ことが分かる。
【0006】本発明は、特にワイド画面に適し、光源装
置から出射した平行光束を効率よく表示素子に照射し
て、明るい映像を提供できる投写型表示装置を得ること
を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る投
写型表示装置は、光源装置から出射した光束を表示素子
に入射し、投影手段にて拡大投影する投写型表示装置に
おいて、前記光源装置は二つの第2の焦点を有するトロ
イダル楕円面のリフレクタを有し、第一の焦点に発光部
であるランプを配置し、前記第2の焦点のいずれかの位
置に長方形の絞りを配置し、この長方形の絞りはレンズ
手段によって前記投影手段の入射瞳位置に結像され、そ
の光路中に前記表示素子を配置したものである。
【0008】請求項2の発明は、前記請求項1の発明の
投影手段に、前記長方形の絞りに対応した長方形状の絞
りを内蔵したものである。
【0009】請求項3の発明に係る投写型表示装置は、
光源装置から出射した光束を表示素子に入射し、投影手
段にて拡大投影する投写型表示装置において、前記光源
装置からほぼ平行に出射した円形光束は三角柱プリズム
を透過して楕円光束に変換されたのち前記表示素子に入
射されるとともに、前記楕円光束の長軸と表示素子の長
手方向が一致するよう配置したものである。
【0010】請求項4の発明に係る投写型表示装置は、
前記請求項3の発明の三角柱の屈折面に、偏光方向透過
選択性を有する多重干渉膜を形成したものである。
【0011】請求項5の発明に係る投写型表示装置は、
光源装置から出射した光束を表示素子に入射し、投影手
段にて拡大投影する投写型表示装置において、前記光源
装置からほぼ平行に出射した円形光束は回折格子手段で
回折されて楕円光束に変換されたのち前記表示素子に入
射されるとともに、前記楕円光束の長軸と表示素子の長
手方向が一致するよう配置したものである。
【0012】請求項6の発明に係る投写型表示装置は、
光源装置から出射した光束を表示素子に入射し、投影手
段にて拡大投影する投写型表示装置において、前記光源
装置からほぼ平行に出射した円形光束はくの字形プリズ
ムを透過して楕円光束に変換されたのち前記表示素子に
入射されるとともに、前記楕円光束の長軸と表示素子の
長手方向が一致するよう配置したものである。
【0013】
【作用】請求項1の発明によれば、光源装置から出射し
た平行光束の断面形状は楕円に変換され、さらに長方形
状に整形されたのち表示素子に照射される。
【0014】請求項2の発明によれば、請求項1の発明
において、投写レンズの絞り形状も長方形としたので、
表示素子からの入射光束を過不足なく、投影できる。
【0015】請求項3の発明によれば、光源装置からの
円形の出射光束は、プリズムの屈折作用により楕円形状
に変換されて表示素子に照射される。
【0016】請求項4の発明によれば、表示素子には偏
光光束のみが照射される。
【0017】請求項5の発明によれば、光源装置から出
射した円形の光束は、回折格子の回折作用により楕円形
状に変換されて表示素子に照射される。
【0018】請求項6の発明によれば、光源装置から出
射した円形の光束は、くの字型プリズムの屈折作用によ
って擬似楕円形状に変換されて表示素子に照射される。
【0019】
【実施例】
実施例1.本発明の第1の実施例を図1にて説明する。
図1において、図10と同一符号はそれぞれ同一または
相当部分を示しており、30は二軸回転楕円面鏡で構成
されたリフレクタであり、直交した断面方向で離心率が
異なる。光源装置1の出射光束はほぼ集光点に置かれた
絞り10を透過した後、コリメートレンズ11により平
行光束8に変換され、その後従来例と同じく表示素子5
を照射したのち、投写レンズ6によりスクリーン7上に
拡大投影される。
【0020】次に、本実施例の光源装置1の構成と作用
を図2、図3にて詳しく述べる。図2に示すように、リ
フレクタ30の第一の焦点は同じ位置に設計しランプ2
が配置されている。この時、当然第二の焦点位置は異な
る。各第二の焦点位置には図3に示すように、横長また
は縦長の強度分布を持った二つの集光スポット12が生
じる。本実施例ではどちらか一方、図3では光源装置1
側の集光点位置に絞り10を配し、この絞り10の開口
形状は、スポット12の強度分布と長手方向を合わせた
長方形状としている。この長方形状の絞り10は図1に
示すように、コリメートレンズ11とコンデンサレンズ
4によって投写レンズ絞り9にほぼ結像される。
【0021】このような非点収差を生じさせた光学系で
は、表示素子5に照射される平行光束8は円形の対称強
度分布ではなく、楕円強度分布となる。したがって、照
射される平行光束8の強度分布の長手方向と表示素子5
の開口の長手方向を一致させる様に配置することによ
り、光源の光利用効率を格段に向上させることができ
る。
【0022】実施例2.本発明の第2の実施例を図1、
図4を用いて説明する。従来投写レンズ6の絞り9は円
形であるが、本実施例2の投写レンズ6は長方形状の絞
り9を有する。上記実施例1では長方形状の光源絞り1
0を投写レンズ絞り9に結像するので、絞り9は円形で
ある必要はない。図4に示すように、絞り9の大きさを
過不足なく設定することにより、投写レンズの実効的な
F値を大きくでき、投写映像の高解像度化に有効であ
る。つまり従来では、絞り9に外接する円形形状の絞り
の大きさが必要であり、光束取込角がA0と大きかった
のに対し、絞り9を長方形状に限定することによって結
像に寄与する光束の取込角はA1、A2と部分的に小さ
くてすみ、投写レンズ結像性能が向上する。
【0023】実施例3.本発明の第3の実施例を図5を
用いて説明する。図5において、図1と同一符号はそれ
ぞれ同一または相当部分を示しており、光源装置1と三
角柱プリズム13だけを抜粋して示している。本実施例
3ではリフレクタ31は回転放物面鏡で、出射光束はほ
ぼ平行光束8となる。この平行光束8中に配置された三
角柱プリズム13は、堀折面14で平行光束8を屈折さ
せて進行方向を変える作用を有する。この時、屈折は紙
面内の方向(縦軸方向)だけになされるので、平行光束
8の断面形状は図の様に円形から楕円形状に変換され
る。この光源装置1を、後述する図8の光源装置1と置
き換え、楕円断面を持った平行光束8の長手方向と、表
示素子5の長手方向を一致するように配置すれば、光源
装置1からの出射光束8の光利用効率を大幅に向上で
き、投写映像を明るくすることができる。
【0024】また、三角柱プリズム13は図1の回転楕
円面鏡を用いた光学系に適用してもよく、コリメートレ
ンズ11の後の平行光束中に配置すればよい。ただし実
施例1のように2軸の回転楕円面鏡である必要はなく、
通常の円形光束を出射する一軸の回転楕円面鏡でよい。
【0025】実施例4.本発明の第4の実施例を図5、
図6を用いて説明する。本実施例4は、上記実施例3と
同一の光学系で構成されるが、三角柱プリズム13の屈
折面14には、多重干渉膜15が施され、例えば紙面内
の振動方向であるP偏光だけを透過させ、紙面に垂直な
振動方向であるS偏光を反射する偏光選択透過機能を有
する。この実施例4では、平行光束8は偏光しているの
で、ツイストネマチック液晶を用いた表示素子5の入射
側の偏光板16の偏光方向を、平行光束8の偏光方向と
一致させておけば、不要光吸収に伴う偏光板16の温度
上昇をなくせる、もしくは偏光板16そのものを省略で
きるなどの効果を得られる。光源の光利用効率に関して
は実施例3と同一の効果が得られる。
【0026】実施例5.本発明の第5の実施例を図7を
用いて説明する。図7において、図5と同一符号はそれ
ぞれ同一または相当部分を示しており、17は回折格子
である。本実施例5では、三角柱プリズムの代わりに回
折格子17を使用する。紙面に垂直な方向にストライプ
を有する回折格子17は、平行光束8を回折して進行方
向を変えると共に、光束断面を円形から楕円形状に変換
する。投写型表示装置への搭載方向および作用は、実施
例4とまったく同じである。また本実施例5では透過型
の回折格子を用いた図を示したが、反射型の回折格子で
もよい。
【0027】実施例6.本発明の第6の実施例を図8を
用いて説明する。図8において、図5と同一符号はそれ
ぞれ同一または相当部分を示しており、18はくの字型
プリズムである。本実施例6では、光源装置1から出射
した平行光束8の中に2枚の平板ガラスをくの字型に張
り合わせたくの字型プリズム18を配置する。このくの
字型プリズム18は、図8に示すように、一方向の光束
の口径だけを縮小する作用を有し、円形光束を擬似楕円
形状に変換する。この結果、上記実施例5と同様に、表
示素子5への照射効率が向上し投写型表示装置の高輝度
化に寄与する。
【0028】上記実施例1から6では、一枚の表示素子
5からの出射光を投写する例で説明したが、図9に示す
ように、よく知られた3板式の投写装置に適用してもよ
く、図1の2軸回転楕円面鏡30、通常の回転楕円鏡、
または回転放物面鏡31を用いた光源装置1から出射し
た平行光束8中に、各種プリズム14、17、18を配
すれば良い。配置場所は光源装置1の直後でも良いし、
平行光束8がミラー19で色別に分解されたのち入射す
る各表示素子5の入射側でも良い。
【0029】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、光源装置から
の出射光束を一旦長方形状絞りにて整形して表示素子に
照射するので、光源装置の光束の利用効率を高くでき
る。
【0030】請求項2の発明によれば、投写レンズの絞
りを長方形状とすることにより、投影解像度の向上を明
るさを犠牲にせず達成できる。
【0031】請求項3の発明によれば、三角柱プリズム
を使用して円形光束を楕円光束に変換したので、表示素
子に照射する光源装置の光束利用効率を向上できる。
【0032】請求項4の発明によれば、三角柱プリズム
の斜面に偏光膜を設けたので、表示素子に照射される余
分な偏光光束を除去できる。
【0033】請求項5の発明によれば、回折格子により
円形光束を楕円光束に変換したので、表示素子に照射す
る光源装置の光利用効率を向上できる。
【0034】請求項6の発明によれば、くの字型プリズ
ムにより円形光束を楕円光束に変換したので、表示素子
に照射する光源装置の光利用効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例1の構成を示す図である。
【図2】 実施例1のリフレクタの構成の説明図であ
る。
【図3】 実施例1の光源装置構成を示す斜視図であ
る。
【図4】 本発明の実施例2の投写レンズ絞りの構成を
示す図である。
【図5】 本発明の実施例3の光源装置の構成を示す図
である。
【図6】 本発明の実施例4の三角柱プリズムの構成を
示す図である。
【図7】 本発明の実施例5の光源装置の構成を示す図
である。
【図8】 本発明の実施例6の光源装置の構成を示す図
である。
【図9】 3板式投写型表示装置の構成を示す図であ
る。
【図10】 従来の投写型表示装置の構成を示す図であ
る。
【図11】 従来装置の照射光束と表示素子の関係を説
明するための図である。
【符号の説明】
1 光源装置、2 ランプ、5 表示素子、6 投写レ
ンズ、7 スクリーン、9 投写レンズ絞り、10 絞
り、13 三角柱プリズム、15 偏光膜、17 回折
格子、18 くの字型プリズム、30 リフレクタ(二
軸回転楕円面鏡)、31 リフレクタ(回転放物面
鏡)。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源装置から出射した光束を表示素子に
    入射し、投影手段にて拡大投影する投写型表示装置にお
    いて、前記光源装置は二つの第2の焦点を有する回転楕
    円面のリフレクタと、このリフレクタの第一の焦点に配
    置されたランプと、前記二つの第2の焦点のいずれかの
    位置に配置された長方形の絞りとを有し、前記長方形の
    絞りはレンズ手段によって前記投影手段の入射瞳位置に
    結像され、その光路中に前記表示素子を配したことを特
    徴とする投写型表示装置。
  2. 【請求項2】 前記投影手段は、前記長方形の絞りに対
    応した長方形状のレンズ絞りを有することを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の投写型表示装置。
  3. 【請求項3】 光源装置から出射した光束を表示素子に
    入射し、投影手段にて拡大投影する投写型表示装置にお
    いて、前記光源装置はほぼ平行な円形光束を出射するリ
    フレクタを有し、前記円形光束は楕円光束に変換する三
    角柱プリズムを透過したのち前記表示素子に入射される
    とともに、前記楕円光束の長軸と表示素子の長手方向が
    一致するよう配置されたことを特徴とする投写型表示装
    置。
  4. 【請求項4】 前記三角柱プリズムの屈折面に、偏光方
    向選択透過機能を有する多重干渉膜が形成されているこ
    とを特徴とする請求項3記載の投写型表示装置。
  5. 【請求項5】 光源装置から出射した光束を表示素子に
    入射し、投影手段にて拡大投影する投写型表示装置にお
    いて、前記光源装置からほぼ平行に出射した円形光束を
    楕円光束に変換する回折格子を経たのち前記表示素子に
    入射されるとともに、前記楕円光束の長軸と表示素子の
    長手方向が一致するよう配置されたことを特徴とする投
    写型表示装置。
  6. 【請求項6】 光源装置から出射した光束を表示素子に
    入射し、投影手段にて拡大投影する投写型表示装置にお
    いて、前記光源装置からほぼ平行に出射した円形光束を
    楕円光束に変換するくの字形プリズムを透過したのち前
    記表示素子に入射するとともに、前記楕円光束の長軸と
    表示素子の長手方向が一致するよう配置されたことを特
    徴とする投写型表示装置。
JP7092418A 1995-04-18 1995-04-18 投写型表示装置 Pending JPH08286274A (ja)

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JP7092418A JPH08286274A (ja) 1995-04-18 1995-04-18 投写型表示装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008033339A (ja) * 2007-08-17 2008-02-14 Mitsubishi Electric Corp 画像表示装置
JP2015176036A (ja) * 2014-03-17 2015-10-05 カシオ計算機株式会社 投影装置
JP2018132772A (ja) * 2016-02-23 2018-08-23 株式会社デンソー ヘッドアップディスプレイ装置

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