JPH09281904A

JPH09281904A - 改良された映写システム

Info

Publication number: JPH09281904A
Application number: JP8325688A
Authority: JP
Inventors: Khaled Sarayeddine; サライェディンクハレッド
Original assignee: Thomson Multimedia SA
Current assignee: Vantiva SA
Priority date: 1995-12-06
Filing date: 1996-12-05
Publication date: 1997-10-31
Also published as: FR2742289A1; EP0778700B1; US5833339A; EP0778700A1; FR2742289B1

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は投影軸から外れた位置にある後方プ
ロジェクタの厚さを縮小することを目的とする。【解決手段】本発明の映写システムは、光ビームを放
出するプロジェクタ、スクリーン及び光ビームをスクリ
ーン上に向ける手段を含む。上記手段は、プロジェクタ
により出力された光ビームを第１の方向に円偏光する第
１の手段と、第１の方向と対向した第２の方向に円偏光
された光を反射する少なくとも１個の偏光フィルタと、
平面鏡とを含む。偏光フィルタ及び平面鏡は、ビームを
スクリーンに当てる前に偏光フィルタと平面鏡との間で
第１の手段により出力された上記光ビームが３回反射さ
れるよう置かれる。本発明はテレビジョンに適用され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、映写システムに係
わり、特に、後方プロジェクタに関する。従来より商業
的に入手可能な後方プロジェクタは、特に、プロジェク
タとして液晶プロジェクタを使用するシステムである。
しかし、本発明は、あらゆるタイプの映写システム、特
に、画像管を利用する映写システムに適用される。

【０００２】

【従来の技術】図１に示されるように、従来形の後方プ
ロジェクタは、光ビーム２を放出するプロジェクタ１
と、スクリーン３と、光ビームをスクリーン３に向ける
手段４及び５とを含む。図１において、光ビーム２をス
クリーン３に向けることが可能な手段は、光ビームの全
体をスクリーンの全表面に反射すると共に、制限された
厚さＴのケーシング６内に挿入されるべきシステムの全
体的な厚さを制限するよう配置された２枚の平面鏡４及
び５により構成される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】４６インチ、即ち、１
１７ｃｍの対角線長を備えたスクリーンに対し、図１に
示されたように配置された２枚の鏡を使用するにも係わ
らず、後方プロジェクタの厚さは、依然として約４６ｃ
ｍである。この厚さは、特に、小さい部屋の中でワイド
スクリーン形後方プロジェクタを使用することが望まれ
る場合には厚すぎる。

【０００４】本発明は、特に、後方プロジェクタが投影
軸から外れた位置にあるときに、投影距離の４分の１に
対応する値まで後方プロジェクタの厚さを縮小すること
を提案する。実際上、図２に示されるように、プロジェ
クタがスクリーンへの投影の軸から外れた位置に置かれ
た映写システムを想定すると、映写レンズ１から放出さ
れた光ビームは、以下の式：

【０００５】

【数１】

【０００６】を満たす距離ｄにあり、式中、ｌはスクリ
ーンの幅に対応し、ｌ’は液晶ディスプレイ形プロジェ
クタの場合の電気光学的なバルブの幅に対応し、ｄ’は
電気光学的バルブから映写レンズまでの距離、或いは、
より厳密には映写対物レンズの主平面までの距離に対応
し、ｄはこのレンズからスクリーンまでの距離、又は、
映写距離に対応する。この映写距離は、３回以上の光の
反射を行うことができる光ビームの折り曲げ技術が利用
された場合に、４分の１にすることができる。

【０００７】本発明の目的は、上記の結果が得られ、プ
ロジェクタが投影軸上又は投影軸から外れた位置にある
ときに適用可能なシステムを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】従って、本発明の要旨
は、光ビームを放出するプロジェクタと、スクリーン
と、上記光ビームを上記スクリーン上に向ける手段とを
含むタイプの映写システムであり、上記光ビームを上記
スクリーン上に向ける手段は、上記プロジェクタにより
出力された上記光ビームを第１の方向に円偏光する第１
の手段と、上記第１の方向と対向した第２の方向に円偏
光された光を反射する少なくとも１個の偏光フィルタ
と、平面鏡とを含み、上記偏光フィルタ及び上記平面鏡
は、上記ビームが上記スクリーンに当てられる前に上記
偏光フィルタと上記平面鏡との間で、上記第１の手段に
より出力された上記光ビームが３回反射されるよう置か
れたことを特徴とする。

【０００９】本発明の好ましい実施例によれば、偏光フ
ィルタはコレステリックフィルタである。更に、上記プ
ロジェクタは、直線偏光された光ビームを放出する液晶
プロジェクタである。この例の場合に、上記第１の手段
は、四分の一波長板により構成される。

【００１０】上記プロジェクタが偏光されていない光ビ
ームを放出するならば、上記第１の手段は、上記光ビー
ムを直線偏光し、円偏光された光ビームを発生する四分
の一波長板と関係する手段を含む。本発明の他の特徴に
よれば、上記コレステリックフィルタは、異なるスペク
トル帯域にあるが同一方向に円偏光された光ビームを反
射する３個の各コレステリックフィルタよりなる。好ま
しくは、３個のフィルタは、上記スクリーンを形成する
透明シート上に生成された単一の板を生成するよう一体
的に適合される。上記コレステリックフィルタは、夫々
のスペクトル帯域が、帯域間で重なり合うことなく、
赤、緑及び青色の帯域を含むように選択される。

【００１１】更に、優れた反射及び透過特性を備えた上
記コレステリックフィルタの正確な動作を得るため、上
記光ビームの上記フィルタへの入射角は、フィルタの表
面に対する法線であるように、又は、上記法線に対し３
５°未満の入射角を有するように選択される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して説明さ
れる好ましい一実施例を読むことにより、本発明の他の
特徴及び利点が明らかになる。説明を簡単化するため、
同一の素子は全ての図面を通して同一の参照番号が与え
られる。本発明は、プロジェクタにより出力された直線
偏光された光の多数の反射を得るため、円偏光された光
の透過及び反射に関して、コレステリックフィルタのよ
うな偏光フィルタの特性を利用する。上記のプロジェク
タは、この実施例の場合に、液晶ディスプレイ形プロジ
ェクタである。実際上、コレステリックフィルタは、第
１の方向に円偏光された光を反射し、別の回転方向に円
偏光された光を透過する特性を有する。この特性は、コ
レステリックフィルタを照らす光ビームが法線、或い
は、法線に対し３５°未満である入射角を有するときに
得られる。この例の場合に、フィルタの反射及び偏光特
性は良好である。

【００１３】以下、図３及び図４を参照して、ケーシン
グの厚さを縮小するためコレステリックフィルタを使用
する後方プロジェクタの動作のより詳細な説明を行う。
図３は、光の偏光の回転方向の修正を、光が反射される
手段の関数として概略的に表わす。かくして、入力光は
右まわりで円偏光される。平面鏡７からの第１の反射に
より、それは左まわりで円偏光され、次に、左まわりの
円偏光を維持しながらコレステリックフィルタ８から反
射される。平面鏡からの第２の反射の後に、光は右まわ
りで円偏光（Ｒ）される。

【００１４】図４を参照するに、上記の原理を利用する
後方プロジェクタのより詳細な説明が行われる。上記の
例の場合に、液晶プロジェクタであるプロジェクタ１
は、既に直線偏光されたビーム２を放出する。このビー
ム２は、円偏光された光を発生するため、小さい鏡、次
いで、四分の一波長板９に向けられる。この円偏光され
た光、例えば、左まわりで円偏光された光を反射するコ
レステリックフィルタが使用された場合に右まわりで円
偏光された光は、コレステリックフィルタ８の中を透過
され、平面鏡７から反射される。この例の場合に、光は
反射の間にπの位相偏移をうけ、ビームは次に左まわり
で偏光される。平面鏡７から離れるビームは、コレステ
リックフィルタ８に当たる。コレステリックフィルタは
左まわりで偏光されたあらゆる光を反射するので、鏡か
ら離れる光は鏡７から反射され、別のπの位相偏移をう
ける。従って、平面鏡からの反射は、左まわりで偏光さ
れた光を右まわりで偏光された光に変換し、その光はコ
レステリックフィルタによりスクリーンに伝達される。
かくして、本発明のシステムによれば、図４に明瞭に示
されるように、平面鏡からの２回の反射と、コレステリ
ックフィルタからの１回の反射とからなる３回の反射が
行われる。このタイプのシステムを用いた場合に、２０
ｃｍの厚さを有する後方プロジェクタは、８０ｃｍの投
影距離と共に達成される。上記例の場合に、図４に示さ
れるように、プロジェクタ１はシステムの投影軸から完
全に外されている。しかし、この特徴は、図４に示され
るように、映写システムに対し最小限の高さを得ること
だけができる本発明の文脈において必要ではない。

【００１５】

【実施例】本発明はコレステリックフィルタのような偏
光フィルタの特性を利用する。コレステリック液晶の場
合に、伸びた分子は層状に配置される。上記の各層にお
いて、分子の長軸は、方向

【００１６】

【外１】

【００１７】に沿って互いに平行である。上記分子の方
向

【００１８】

【外２】

【００１９】は、連続的な層に亘る弧の中の約１０乃至
２０分まで傾く。従って、分子は、液晶を構成する基板
に対し軸が直交したらせん構造を表わす。ディレクタが
３６０°まで傾けられたとき、上記の構造が再生され
る。複数の構造（例えば、２０個の構造）が白色ビーム
をフィルタ処理するため必要とされる。フィルタに入射
した偏光されていない白色ビームは、直線偏光されたビ
ームの合計であると考えられる。上記の各偏光は、５０
％の右まわり円偏光と、５０％の左まわり円偏光の合計
である。右まわりの円偏光は、例えば、上記層の中を通
過するとき、常に同じ屈折率ｎに会い、一方、左まわり
の円偏光は、各境界面で反射される。反射されたスペク
トル帯域ＤＩは、式：ＤＩ＝ｐ．ｄｎによってコレステ
リック構造のピッチと関係し、式中、ｐはピッチを表わ
し、ｄｎは液晶の屈折率の変化である。

【００２０】コレステリックフィルタは、従来の偏光フ
ィルタである。かかるフィルタは、約２０層のコレステ
リック液晶により構成され、各層は、干渉フィルタにお
ける層

【００２１】

【数２】

【００２２】と等価である。コレステリックフィルタ
は、通常、１個の波長帯域、即ち、１色を反射する。従
って、後方プロジェクタの場合に、赤、緑及び青色のよ
うな特定の色を反射する３個の各フィルタを使用するこ
とが必要である。上記の３個のフィルタは、単一の板の
形で作成してもよい。更に、光はコレステリックフィル
タの内部層により反射されるので、領域を損失すること
なく、即ち、フレネル損失を伴うことなく後方プロジェ
クタのスクリーン機能を得るため、実際上、フィルタが
ガラス板上に作成されたときに大気／ガラスの表面であ
る第２のコレステリックフィルタ／大気の境界面を使用
することが可能である。しかし、光の伝導中に干渉を受
けずに、かつ、画像のコントラストを損なわないため、
反射曲線が３個の帯域、即ち、赤、緑及び青色の帯域を
正確に含むように、コレステリックフィルタの反射及び
透過曲線を注意深く選定する必要がある。上記の基準を
満たすフィルタの一例は、赤、緑及び青色の３個のコレ
ステリックフィルタを一体的に適合させることにより形
成されたコレステリックフィルタの透過特性をｎｍ単位
の波長の関数として表わす図５に示される。

【００２３】上記の如く、液晶形プロジェクタに関して
本発明の説明を行った。しかし、本発明は、他のタイプ
のプロジェクタにも適用される。上記例の場合に、液晶
プロジェクタの場合と同様に、プロジェクタにより出力
された光が直線偏光されていないならば、光を偏光する
手段が四分の一波長板の前に必要とされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】先行技術の後方プロジェクタの略断面図であ
る。

【図２】映写装置が投影軸から外れた位置にある後方プ
ロジェクタの動作を説明する図である。

【図３】偏光フィルタを使用する後方プロジェクタの動
作原理を説明する図である。

【図４】本発明の後方プロジェクタの略断面側面図であ
る。

【図５】コレステリックフィルタの透過特性を波長の関
数として表わす図である。

【符号の説明】

１プロジェクタ２光ビーム３スクリーン４，５，７平面鏡６ケーシング８コレステリックフィルタ９四分の一波長板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ビームを放出するプロジェクタと、ス
クリーンと、上記光ビームを上記スクリーンに向ける手
段とを含むタイプの映写システムであって、上記光ビームを上記スクリーン上に向ける手段は、上記プロジェクタにより出力された上記光ビームを第１
の方向に円偏光する第１の手段と、上記第１の方向と対向した第２の方向に円偏光された光
を反射する少なくとも１個の偏光フィルタと、平面鏡とを含み、上記偏光フィルタ及び上記平面鏡は、上記ビームを上記
スクリーンに当てる前に上記偏光フィルタと上記平面鏡
との間で、上記第１の手段により出力された上記光ビー
ムが３回反射されるよう置かれたことを特徴とするシス
テム。
【請求項２】上記偏光フィルタはコレステリックフィ
ルタであることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項３】上記プロジェクタは、直線偏光された光
ビームを放出する液晶プロジェクタであることを特徴と
する請求項１記載のシステム。
【請求項４】上記第１の手段は、四分の一波長板によ
り構成されることを特徴とする請求項１記載のシステ
ム。
【請求項５】上記第１の手段は、上記プロジェクタが
偏光されていない光ビームを放出するならば、上記光ビ
ームを直線偏光し、かつ、円偏光された光ビームを発生
する四分の一波長板と関係した手段を含むことを特徴と
する請求項１記載のシステム。
【請求項６】上記コレステリックフィルタは、異なる
スペクトル帯域にあるが同一方向に円偏光された光ビー
ムを反射する３個の各コレステリックフィルタよりなる
ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項記
載のシステム。
【請求項７】上記３個のフィルタは、単一の板を生成
するよう一体的に適合されたことを特徴とする請求項６
記載のシステム。
【請求項８】上記板は、透明シート上に生成されたこ
とを特徴とする請求項７記載のシステム。
【請求項９】上記透明シートは上記スクリーンを形成
することを特徴とする請求項８記載のシステム。
【請求項１０】上記３個のコレステリックフィルタ
は、夫々のスペクトル帯域が、帯域間で重なり合うこと
なく、赤、緑及び青色の帯域を含むように選択されたこ
とを特徴とする請求項６乃至９のうちいずれか１項記載
のシステム。
【請求項１１】上記光ビームの上記フィルタへの入射
角は、上記フィルタの表面に対し法線であるように、又
は、上記法線に対し３５°未満の入射角を有するように
選択されることを特徴とする請求項１乃至１０のうちい
ずれか１項記載のシステム。
【請求項１２】上記プロジェクタは投影軸から外れた
位置に置かれ、上記偏光フィルタ及び上記鏡は、互いに
実質的に平行に置かれたことを特徴とする請求項１乃至
１１のうちいずれか１項記載のシステム。