JPH03149541A - Projector for video color image - Google Patents
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04N9/00—Details of colour television systems
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Abstract
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、液晶光弁によって制御され異なる色をもった
3つの部分光流を用いてビデオカラー像を投影するため
の装置であって、3つの部分光流の光軸が1つの共通の
光点で交わり、3つの部分光流を加算的に重畳させて1
つのカラー像を得るための投影対物レンズへ該3つの部
分光流を転向させるようにした前記装置に関するもので
ある。[Industrial Field of Application] The present invention is a device for projecting a video color image using three partial light streams of different colors controlled by a liquid crystal light valve, the invention comprising: The axes intersect at one common light point, additively superimposing the three partial light streams into one
The present invention relates to a device as described above, in which the three partial light streams are diverted to a projection objective for obtaining two color images.
この種の装置は欧州特許公開第0266184号公報か
ら知られている。この装置では、1つの光源から発せら
れた白色光が二色性ミラーによって3つのカラ一部分光
流に分光される。第1の二色性ミラーは青色光だけを反
射させ、第2の二色性ミラーは緑色光を、第3の二色性
ミラーは赤色光だけを反射させる。次に、反射された各
カラ一部分光流は液晶光弁を通過し、それぞれ対応する
色の像を生じさせる。これらの像は二色性プリズムによ
って統合される。二色性プリズムは4つの角形のプリズ
ムによって構成され、各プリズムは直角を含む二色性鏡
面を有している。このようにして組み合わされた像は投
影対物レンズによりスクリーンに投影される。この公知
の装置はコンパクトに構成されているが、必要な二色性
ミラーの製造が困難である。また。イメージフィールド
の中央部に像の乱れが生じることがある。
西ドイツ特許公告第3720375号公報からは、1つ
の光源と、白色平行光束を生じさせるための装置とを備
えた電子光学投影装置が知られている。白色平行光束は
転向ミラーにより転向され、光弁ユニットに作用する。
光弁ユニットは、投影されるべき像に応じて白色光束の
色分布と強度分布に形饗をイえ、対物レンズによりスク
リーン上に投影像が生じる。光弁ユニットは偏光ビーム
スプリッタを有し、該偏光ビームスプリッタの上面は白
色平行光束の入射部として用いられ、対物レンズ側の側
面は射出部として用いられる−この偏光ビームスプリッ
タは、高屈折ガラスから成り。
偏光されていない入射光束を偏光が逆の2つの光束に分
割させるマク ナイレ(Mac Neille )プリ
ズムである。該偏光ビームスプリッタには2つのカラー
スプリッタが付設されており、該カラースプリッタにお
いて2つの光束は色に分解され、該2つのカラースプリ
ッタの異なる端面に設けられた6つの反射性液晶光弁で
反射される。この公知の投影装置により6つの抽出像を
偏光ビームスプリッタにおいて重畳させてカラー投影像
を得ることができるが、光学的に構成が極めて複雑であ
り、光のロスが大きいのが欠点である。
〔発明が解決しようとする課j!!〕
本発明の課題は、冒頭で述べたビデオカラー像投影装置
を、構成が簡潔で、光路全体において光のロスが小さく
なるように構成することである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、上記課題を解決するため、液晶光弁によって
制御され異なる色をもった3つの部分光流を用いてビデ
オカラー像を投影するための装置であって、3つの部分
光流の光軸が1つの共通の光点で交わり、3つの部分光
流を加算的に重畳させて1つのカラー像を得るための投
影対物レンズへ該3つの部分光流を転向させるようにし
た前記装置において、前記交点で、互いに傾斜する3つ
の鏡面が交わっていることと、投影対物レンズの瞳が面
積のほぼ等しい3つのセグメントに分割されており、3
つの部分光流の1つだけが各セグメントを貫通すること
とを特徴とするものである。
【発明の効果〕
3つの部分光流の交点にほぼ100%反射させる3つの
鏡面を配置することにより、光線を物理学的に集めるの
ではなく、幾何学的に集めることができる。このように
して構成を簡潔にして光のロスを低下させることができ
る。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例を添付の図面を用いて説明する。
第1図に図示した装置は、反射鏡11,1.1。
11°を備えた光源10.10°、10″′を有してい
る。光源10にはコンデンサレンズ13を備えた赤色フ
ィルタ12mが、光源10°にはコンデンサレンズ13
1を備えた緑色フィルタ12゜が、光源10°にはコン
デンサレンズ13”を備えた青色フィルタ12.がそれ
ぞれ付設されている。このようにして基本色である赤、
緑、青の3つの部分光流14.,14G、14.が形成
される。
3つの部分光流14*、14G、14aはそれぞれ液晶
光弁15□ 15G、15mを通過する。液晶光弁15
□ 15゜、15.はいわゆる能動的なしCDマトリッ
クスとして部分光流14.,14.。
14゜を画素方式で(yixelweise)制御し、
その構成と作用に関しては例えば西ドイツ特許公開第3
130407号公報に説明されている。3つの部分光流
14.,14゜、14.は、その先軸が1つの共通の交
点16で交わるように相互に傾斜している。この交点1
6で3つの鏡面17.17ブ。
1ブ′が交わっている。3つの鏡面17.17。
17′°は、前記3つの部分光流14.,14.。
14、が投影対物レンズ18の光軸と一致する共通の方
向に転向されるように相互に傾斜している。
3つの部分光流14m−14G、14mの形成は通常の
投影光線経路に対応しており、即ちパターンの近くにあ
る。本例では液晶光弁15□、15゜。
15、の近くにある照明システムにより光源が投影対物
レンズ18の瞳19に結像されるようになっている。各
光源to、to 、to”のフィラメント20.20,
20”は正確に光軸上に配置されておらず、わずかに側
方へずれるように配置されている。このようにして投影
対物レンズ18の瞳19の3つのほぼ面積が等しいセグ
メント21.21′、21”にはそれぞれ基本色の1つ
に色づけされた光源像が生じる。第2図には、3つの三
角形のセグメント21.21.21°”に分割された瞳
19が図示されている。、3つの光源10.10°、1
0”から出た色付きの部分光流14□ 14G、14*
は投影対物レンズ18によって図示していない投影スク
リーン上へ重ねられて1つの彩色像になる。
3つの鏡面17.17,17”は図の例ではコーナーレ
フレクタのように平坦に形成されているが、結像効率を
向上させるために球面状または円環状に形成してもよい
。投影対物レンズ18の瞳19が部分的にしか利用され
ないことによって結像に支障を来さないようにするため
、鏡面1フ。
1ブ、1ブ°は投影対物レンズ18のリアレンズの直前
に配置されている。この場合口径食を避けるため、投影
対物レンズ18は比較的大きな自由レンズ径を有してい
なければならない。
また図面には図示していない実施例によれば。
鏡面を場所をとらないようにして投影対物レンズの内部
に配置してもよい。このため、鏡面に部分光流がぶつか
る前に光が貫通するレンズを3つのダクトの中に設け、
個々のレンズを鏡面の背後で変位させることによりフォ
ーカシングを行わねばならない。
同様に本発明の範囲内では、図面に図示していないが、
前記3つのセグメントを条片状に形成したコーナーレフ
レクタを設けてもよい、この構成の場合、3つの光源像
はただ1つの方向で横にずれて生じ、例えば重なりあう
。この場合、鏡面がぶつかる光軸の共通の交点は仮想の
交点である。
この実施例は、フィラメントが長く延びているような光
源を使用する際に有利である。
次に、本発明の実施態様を列記しておく。
(1)3つの部分光流(14*e 140514m>
のそれぞれに、光軸に対してずらして配置されるフィラ
メント(20,20,20”)を備えた光源(10,1
0,10”)と。
スペクトル選択フィルタ(12m、 120e1
21)を備えたコンデンサーレンズ(13゜13 、1
3”)とが付設されていることを特徴とする請求項1に
記載の装置。
(2)鏡面(17,17′、179°)が投影対物レン
ズ(18)のリアレンズの直前に配置されていることを
特徴とする請求項lに記載の装置。
(3)鏡面(17,17,17”)′が−投影レンズ(
18)の内部に配置されてりるこ(を特徴とする請求項
1に記載の装置。
(4)鏡面(17,1ブ、17”ンが平坦に構成されて
いることを特徴とする請求項1゜上記第2項または第3
項に記載の装置。
−5)鏡面(17,17′、1ブ°)が球面状または円
環状に構成されていることを特徴とする請求項l、上記
第2項または第3項に記載の装置。
(6)セブメン) (21,21,21”)が三角形に
構成されていることを特徴とする請求項1に記載の装置
。
(7)セブメン)(21,21′、21′′、)が条片
状に構成されていることを特徴とする請求項lに記載の
装置。
(8)3つの鏡面(I7.1ブ、17”)が1つのコー
ナーレフレクタを形成していることを特徴とする請求項
lに記載の装置。A device of this kind is known from EP-A-0266184. In this device, white light emitted from one light source is split into three color partial light streams by a dichroic mirror. The first dichroic mirror reflects only blue light, the second dichroic mirror reflects green light, and the third dichroic mirror only reflects red light. Each reflected color partial light stream then passes through a liquid crystal light valve, producing an image of its respective color. These images are integrated by a dichroic prism. The dichroic prism is composed of four square prisms, each prism having a dichroic mirror surface including a right angle. The thus combined image is projected onto a screen by a projection objective. Although this known device has a compact design, the required dichroic mirror is difficult to manufacture. Also. Image disturbances may occur in the center of the image field. From DE 37 20 375 A1, an electro-optical projection device is known which has a light source and a device for producing a white parallel beam of light. The white collimated beam is deflected by a deflecting mirror and acts on the light valve unit. The light valve unit shapes the color distribution and intensity distribution of the white light beam according to the image to be projected, and the objective lens produces a projected image on the screen. The light valve unit has a polarizing beam splitter, the top surface of which is used as the input part for the white collimated light beam, and the side surface facing the objective lens as the exit part - this polarizing beam splitter is made of high refractive glass. It happens. It is a Mac Neill prism that splits an unpolarized incident beam into two beams of opposite polarization. The polarizing beam splitter is equipped with two color splitters, in which the two light beams are separated into colors, and reflected by six reflective liquid crystal light valves provided on different end faces of the two color splitters. be done. With this known projection device, it is possible to obtain a color projected image by superimposing six extracted images on a polarizing beam splitter, but the disadvantage is that the optical configuration is extremely complicated and light loss is large. [The problem that the invention attempts to solve! ! ] An object of the present invention is to configure the video color image projector mentioned at the beginning to have a simple configuration and to reduce light loss along the entire optical path. [Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention is an apparatus for projecting a video color image using three partial light streams of different colors controlled by a liquid crystal light valve. , the optical axes of the three partial light streams intersect at one common light point, and the three partial light streams are directed to a projection objective for additively superimposing the three partial light streams to obtain one color image. In the above device, the three mutually inclined mirror surfaces intersect at the intersection point, and the pupil of the projection objective is divided into three segments of approximately equal area;
It is characterized in that only one of the two partial light streams passes through each segment. Effects of the Invention By arranging three mirror surfaces that reflect almost 100% at the intersections of the three partial light streams, the light rays can be collected geometrically rather than physically. In this way, the configuration can be simplified and light loss can be reduced. [Example] Next, an example of the present invention will be described using the accompanying drawings. The device illustrated in FIG. 1 includes a reflector 11, 1.1. A light source 10 with a condenser lens 13 is provided at the light source 10, and a red filter 12m is provided with a condenser lens 13 at the light source 10
1, and a blue filter 12. with a condenser lens 13" is attached to the light source 10 degrees. In this way, the basic colors red,
Three partial light streams, green and blue14. , 14G, 14. is formed. The three partial light streams 14*, 14G, 14a pass through liquid crystal light valves 15□ 15G, 15m, respectively. LCD light valve 15
□ 15°, 15. 14. Partial light flow as a so-called active-free CD matrix. ,14. . 14° is controlled in a pixel manner (yixelweise),
Regarding its composition and operation, for example, see West German Patent Publication No. 3.
It is explained in the publication No. 130407. Three partial light streams14. , 14°, 14. are mutually inclined such that their leading axes intersect at one common intersection point 16. This intersection 1
6 with three mirror surfaces 17.17bu. 1b' intersect. Three mirror surfaces 17.17. 17'° indicates the three partial light streams 14. ,14. . 14, are mutually tilted such that they are deflected in a common direction coinciding with the optical axis of the projection objective 18. The formation of the three partial light streams 14m-14G, 14m corresponds to the normal projection ray path, ie close to the pattern. In this example, the liquid crystal light valve is 15□, 15°. 15, such that the light source is imaged into the pupil 19 of the projection objective 18 by means of an illumination system near the pupil 19 of the projection objective 18. Filament 20.20 for each light source to, to, to'',
20" is not located exactly on the optical axis, but is slightly offset to the side. In this way, the three approximately equal area segments 21.21 of the pupil 19 of the projection objective 18 ', 21'', respectively, produce light source images colored in one of the basic colors. FIG. 2 shows a pupil 19 divided into three triangular segments 21, 21, 21°'', three light sources 10, 10°, 1
Colored partial light flow from 0” 14□ 14G, 14*
are superimposed by the projection objective 18 onto a projection screen (not shown) to form a colored image. In the illustrated example, the three mirror surfaces 17, 17, 17'' are formed flat like a corner reflector, but they may also be formed spherically or toroidally to improve imaging efficiency.Projection objective In order to avoid interference with imaging due to the pupil 19 of the lens 18 being only partially utilized, the mirror surface 1B, 1B° is placed just in front of the rear lens of the projection objective 18. In order to avoid vignetting in this case, the projection objective 18 must have a relatively large free lens diameter. Also according to an embodiment not shown in the drawings, the mirror surface can be used to save space. For this purpose, lenses are provided in the three ducts through which the light passes before the partial light stream impinges on the mirror surface.
Focusing must be performed by displacing the individual lenses behind a mirror surface. Also within the scope of the invention, although not shown in the drawings,
A corner reflector may be provided in which the three segments are shaped like strips, in which case the three light source images occur laterally offset in only one direction, for example overlapping. In this case, the common intersection of the optical axes where the mirror surfaces collide is a virtual intersection. This embodiment is advantageous when using light sources with long filaments. Next, embodiments of the present invention will be listed. (1) Three partial light streams (14*e 140514m>
A light source (10,1
0,10"). Spectral selection filter (12m, 120e1
21) condenser lens (13°13, 1
2. The device according to claim 1, characterized in that: (2) the mirror surface (17, 17', 179°) is arranged immediately in front of the rear lens of the projection objective (18); 1. The device according to claim 1, characterized in that: (3) the mirror surface (17, 17, 17'')' is - the projection lens (
18) The apparatus according to claim 1, characterized in that the mirror surface (17, 1, 17") is arranged in a flat structure. Item 1゜ Item 2 or 3 above
Equipment described in Section. -5) The device according to claim 1, the second or third item, characterized in that the mirror surface (17, 17', 1°) has a spherical or annular shape. The device according to claim 1, characterized in that (6) Sebumen) (21, 21, 21'') are configured in a triangle. (7) Sebumen) (21, 21', 21'',) 1. The device according to claim 1, characterized in that it is constructed in the form of a strip. (8) The three mirror surfaces (I7.1, 17") form one corner reflector. The device according to claim 1, wherein:
第1図は本発明による装置の斜視図、第2図は投影対物
レンズのセグメント状の瞳を示す図である。
10.10,10゜9・・・・光源
14□ 14□ 14.・・・・・部分光流16・・・
・・交点
17.17.17″′・・・・・鏡面
18・・・・・投影対物レンズ
19・・・・・瞳FIG. 1 shows a perspective view of the device according to the invention, and FIG. 2 shows a segmented pupil of the projection objective. 10.10,10°9...Light source 14□ 14□ 14. ...Partial light flow 16...
... Intersection 17.17.17''' ... Mirror surface 18 ... Projection objective lens 19 ... Pupil
Claims (1)
の部分光流を用いてビデオカラー像を投影するための装
置であって、3つの部分光流の光軸が1つの共通の光点
で交わり、3つの部分光流を加算的に重畳させて1つの
カラー像を得るための投影対物レンズへ該3つの部分光
流を転向させるようにした前記装置において、 前記交点(16)で、互いに傾斜する3つの鏡面(17
、17′、17″)が交わっていることと、 投影対物レンズ(18)の瞳(19)が面積のほぼ等し
い3つのセグメント(21、21′、21″)に分割さ
れており、3つの部分光流(14_R、14_G、14
_B)の1つだけが各セグメント(21、21′、21
″)を貫通することと、 を特徴とする装置。(1) A device for projecting a video color image using three partial light streams of different colors controlled by a liquid crystal light valve, the optical axes of the three partial light streams forming a common light point. In the device, the three partial light streams are diverted to a projection objective for additively superimposing the three partial light streams to obtain one color image, at the intersection point (16), Three mirror surfaces (17
, 17', 17'') intersect, and the pupil (19) of the projection objective (18) is divided into three segments (21, 21', 21'') with approximately equal areas; Partial light flow (14_R, 14_G, 14
__B) is included in each segment (21, 21', 21
″); and a device characterized by:
Applications Claiming Priority (2)
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- 1990-09-13 JP JP2241340A patent/JPH03149541A/en active Pending
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