JP2000206611A - 投写型画像表示装置 - Google Patents

投写型画像表示装置

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JP2000206611A
JP2000206611A JP11003748A JP374899A JP2000206611A JP 2000206611 A JP2000206611 A JP 2000206611A JP 11003748 A JP11003748 A JP 11003748A JP 374899 A JP374899 A JP 374899A JP 2000206611 A JP2000206611 A JP 2000206611A
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JP
Japan
Prior art keywords
light
prism
optical axis
dichroic
color
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Pending
Application number
JP11003748A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshihisa Moriyama
敏尚 森山
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Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 4つの直角プリズムを接合した4Pプリズム
を用いることなく、高品位の投写画像を得ることができ
る投写型画像表示装置を提供する。 【解決手段】 画像パネル1〜3は、R,G,B光を変
調する。色合成ダイクロイックプリズム40は、2つの
直角プリズム4を接合してなり、R,G光を色合成す
る。直角プリズム4は、B光を反射する。色合成ダイク
ロイックプリズム50は、2つの直角プリズム5を接合
してなり、色合成ダイクロイックプリズム40からの合
成光とB光とを色合成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光源から発せられ
た白色光を3原色光に色分解し、3つの画像パネルにて
変調した後に色合成して投写する投写型画像表示装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】図2は、従来の投写型画像表示装置の基
本的構成を示す図である。図2において、画像パネル
1,2,3は、入射されたR(赤),G(緑),B
(青)光をそれぞれ変調して出力する。画像パネル1〜
3は、透過型の液晶パネルや反射型の液晶パネルであ
る。反射型の液晶パネルの場合には、画像パネル1〜3
に入射されたR,G,B光は画像パネル1〜3で変調さ
れて反射し、色合成ダイクロイックプリズム100に入
射される。なお、反射型の液晶パネルの場合は、画像パ
ネル1〜3と色合成ダイクロイックプリズム100との
間には、偏光ビームスプリッタが設けられるが、ここで
は図示を省略している。また、画像パネル1,3からの
R,B光をミラーで反射して色合成ダイクロイックプリ
ズム100に入射することもある。
【0003】色合成ダイクロイックプリズム100は、
4Pプリズムとも称される。以下、簡略化のため、色合
成ダイクロイックプリズム100を4Pプリズム100
と呼ぶこととする。4Pプリズム100は、4つの三角
柱状の直角プリズム10を貼り合わせることによって、
直方体となされている。4Pプリズム100における直
角プリズム10を貼り合わせた面(接合面)は、ダイク
ロイック面10aとなっている。
【0004】4Pプリズム100では、2つのダイクロ
イック面10aがX字状に交差しており、その2つのダ
イクロイック面10aは中心部10bで分割されている
ことになる。なお、4Pプリズム100はガラスよりな
り、R,G,B光による画像を精度よく合成する必要が
あるため、ダイクロイック面10aは研磨面にて形成さ
れている。
【0005】4Pプリズム100は、入射されたR,
G,B光を色合成する。投写レンズ6は、4Pプリズム
100より入射された光を拡大してスクリーン20に投
写する。
【0006】上記のように、4Pプリズム100では、
ダイクロイック面10aが中心部10bで分割されてい
るので、直角プリズム10の接合角度ずれを、スクリー
ン20上における投写画像のずれとして認識できない範
囲とすることが必要である。画像パネル1〜3と投写レ
ンズ6との間の距離や画素の大きさによって異なるが、
高精細の投写型画像表示装置では、直角プリズム10の
接合角度ずれを、10秒以下としなければならない。ま
た、4つの直角プリズム10に屈折率差があると、同様
のずれを生じるので、屈折率差のない同じ製造ロットの
ガラス材によって直角プリズム10を製造しなければな
らない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、4Pプ
リズム100における直角プリズム10の接合角度ずれ
を許容範囲内としても、ダイクロイック面10aが分割
されているため、中心部10bの隙間で発生する散乱光
は原理上避けることができない。中心部10bの隙間で
発生する散乱光は、スクリーン20上の投写画像におい
て、画素ずれやゴーストもしくはフレアとなり、画像品
位を著しく劣化させてしまう。特に、最近の超高精細の
投写型画像表示装置では、画素ずれ,ゴースト,フレア
がわずかにでも発生すると、画像品位が大きく劣化し、
問題となっていた。
【0008】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであり、4つの直角プリズムを接合した色合成ダイ
クロイックプリズム(4Pプリズム)を用いることな
く、画素ずれ,ゴースト,フレアのない高品位の投写画
像を得ることができる投写型画像表示装置を提供するこ
とを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した従来
の技術の課題を解決するため、3原色光を色合成して投
写する投写型画像表示装置において、前記3原色光の内
の第1の光(R)を変調し、投写光軸に対して直交する
方向に出射する第1の画像パネル(1)と、前記3原色
光の内の第2の光(G)を変調し、投写光軸に対して平
行な方向に出射する第2の画像パネル(2)と、前記3
原色光の内の第3の光(B)を変調し、投写光軸に対し
て平行な方向に出射する第3の画像パネル(3)と、2
つの直角プリズム(4)を接合してなり、前記第1の光
を、その2つの直角プリズムを接合したダイクロイック
面(4a)で投写光軸方向に反射すると共に、前記第2
の光を、そのダイクロイック面を透過させて投写光軸方
向に出射することにより、前記第1の光と前記第2の光
とを色合成する第1の色合成ダイクロイックプリズム
(40)と、前記第3の光を投写光軸に対して直交する
方向に反射する直角プリズム(4)と、2つの直角プリ
ズム(5)を接合してなり、前記第1の色合成ダイクロ
イックプリズムからの合成光を、その2つの直角プリズ
ムを接合したダイクロイック面(5a)を透過させて投
写光軸方向に出射すると共に、前記第3の光を、そのダ
イクロイック面で投写光軸方向に反射することにより、
前記第1の色合成ダイクロイックプリズムからの合成光
と前記第3の光とを色合成する第2の色合成ダイクロイ
ックプリズム(50)とを備えて構成したことを特徴と
する投写型画像表示装置を提供するものである。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の投写型画像表示装
置について、添付図面を参照して説明する。図1は本発
明の投写型画像表示装置の一実施例を示す構成図であ
る。なお、図1において、図2と同一部分には同一符号
が付してある。
【0011】図1において、画像パネル1,2,3は、
入射されたR(赤),G(緑),B(青)光をそれぞれ
変調して出力する。画像パネル1〜3は、透過型の液晶
パネルや反射型の液晶パネルである。反射型の液晶パネ
ルの場合には、画像パネル1〜3に入射されたR,G,
B光は、画像パネル1〜3で変調されて反射する。
【0012】画像パネル1により変調されたR光の光軸
は、投写光軸(図1中の左右方向)と直交しており、画
像パネル2により変調されたG光の光軸は、投写光軸と
平行である。R,G光は、2つの三角柱状の直角プリズ
ム4を貼り合わせることによって、直方体とされた色合
成ダイクロイックプリズム40に入射される。R光が入
射される直角プリズム4のダイクロイック面4aには、
R光を反射する反射膜が形成されている。R光は、色合
成ダイクロイックプリズム40のダイクロイック面4a
で90°反射し、G光は、色合成ダイクロイックプリズ
ム40のダイクロイック面4aを透過する。これによ
り、色合成ダイクロイックプリズム40は、R光とG光
とを光合成する。
【0013】色合成ダイクロイックプリズム40により
光合成された光は、色合成ダイクロイックプリズム50
に入射される。色合成ダイクロイックプリズム50は、
2つの三角柱状の直角プリズム5を貼り合わせることに
よって、直方体とされている。色合成ダイクロイックプ
リズム50に入射された光は、色合成ダイクロイックプ
リズム50のダイクロイック面5aを透過する。
【0014】一方、画像パネル3により変調されたB光
の光軸は、投写光軸と平行である。B光は、三角柱状の
直角プリズム4に入射される。この直角プリズム4は全
反射直角プリズムとして用いられており、直角プリズム
4に入射されたB光は、直角プリズム4の全反射面4b
で90°反射して投写光軸に対して直交する方向とさ
れ、色合成ダイクロイックプリズム50に入射される。
色合成ダイクロイックプリズム50に入射されたB光
は、色合成ダイクロイックプリズム50のダイクロイッ
ク面5aで90°反射する。なお、B光が入射される直
角プリズム5のダイクロイック面5aには、B光を反射
する反射膜が形成されている。
【0015】これにより、色合成ダイクロイックプリズ
ム50は、色合成ダイクロイックプリズム40からの合
成光と直角プリズム4からのB光とを光合成する。
【0016】投写レンズ6は、色合成ダイクロイックプ
リズム50より入射された光を拡大してスクリーン20
に投写する。
【0017】本発明の構成では、R,G,B光の色合成
のために、4Pプリズムを用いておらず、2つの直角プ
リズム4を貼り合わせた色合成ダイクロイックプリズム
40と、2つの直角プリズム4を貼り合わせた色合成ダ
イクロイックプリズム50とを用いている。色合成ダイ
クロイックプリズム40,50のダイクロイック面4
a,5aは分割されていない。
【0018】従って、上述した4Pプリズムを用いた場
合における問題点は一切発生しない。即ち、分割された
ダイクロイック面の隙間で発生する散乱光が、スクリー
ン20上の投写画像において、画素ずれやゴーストもし
くはフレアとなり、画像品位を劣化させるということが
原理上発生しない。さらに、本発明の構成では、R,
G,B光の全てを光学的に等価とすることができる。即
ち、R,G,B光の光路を直線状に見たとき、R,G,
B光が空気を通る長さとガラス材(直角プリズム4,
5)を通る長さを、全て同一とすることができ、R,
G,B光の光路長や収差が全て同一となる。これによ
り、高品位の投写画像を得ることができる。
【0019】ところで、本実施例では、好ましい実施形
態として、図1に示すように、色合成ダイクロイックプ
リズム40の大きさを色合成ダイクロイックプリズム5
0よりも小さくしている。色合成ダイクロイックプリズ
ム40と色合成ダイクロイックプリズム50の大きさは
同一であってもよい。但し、スクリーン20に対して離
れているR,G光が入射される色合成ダイクロイックプ
リズム40やB光が入射される直角プリズム4は、色合
成ダイクロイックプリズム50(直角プリズム5)より
も小さくした方が、低コストとなる。
【0020】また、R,G光が入射される色合成ダイク
ロイックプリズム40を構成する2つの直角プリズム4
と、B光が入射される直角プリズム4とは、全て同一の
ガラス材により形成することができる。従って、本発明
によれば、部品の共通化によるコストダウンを図ること
もできる。上記のように、色合成ダイクロイックプリズ
ム50を構成する2つの直角プリズム5も、原理的に
は、直角プリズム4で構成することができるので、全て
の直角プリズムを同一部品として共通化することも可能
である。
【0021】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の投
写型画像表示装置は、3原色光の内の第1の光を変調
し、投写光軸に対して直交する方向に出射する第1の画
像パネルと、3原色光の内の第2の光を変調し、投写光
軸に対して平行な方向に出射する第2の画像パネルと、
3原色光の内の第3の光を変調し、投写光軸に対して平
行な方向に出射する第3の画像パネルと、2つの直角プ
リズムを接合してなり、第1の光を、その2つの直角プ
リズムを接合したダイクロイック面で投写光軸方向に反
射すると共に、第2の光を、そのダイクロイック面を透
過させて投写光軸方向に出射することにより、第1の光
と第2の光とを色合成する第1の色合成ダイクロイック
プリズムと、第3の光を投写光軸に対して直交する方向
に反射する直角プリズムと、2つの直角プリズムを接合
してなり、第1の色合成ダイクロイックプリズムからの
合成光を、その2つの直角プリズムを接合したダイクロ
イック面を透過させて投写光軸方向に出射すると共に、
第3の光を、そのダイクロイック面で投写光軸方向に反
射することにより、第1の色合成ダイクロイックプリズ
ムからの合成光と第3の光とを色合成する第2の色合成
ダイクロイックプリズムとを備えて構成したので、4つ
の直角プリズムを接合した色合成ダイクロイックプリズ
ム(4Pプリズム)を用いることなく、画素ずれ,ゴー
スト,フレアのない高品位の投写画像を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図2】従来例を示す構成図である。
【符号の説明】
1〜3 画像パネル 4,5 直角プリズム 4a,5a ダイクロイック面 4b 全反射面 6 投写レンズ 20 スクリーン 40,50 色合成ダイクロイックプリズム

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】3原色光を色合成して投写する投写型画像
    表示装置において、 前記3原色光の内の第1の光を変調し、投写光軸に対し
    て直交する方向に出射する第1の画像パネルと、 前記3原色光の内の第2の光を変調し、投写光軸に対し
    て平行な方向に出射する第2の画像パネルと、 前記3原色光の内の第3の光を変調し、投写光軸に対し
    て平行な方向に出射する第3の画像パネルと、 2つの直角プリズムを接合してなり、前記第1の光を、
    その2つの直角プリズムを接合したダイクロイック面で
    投写光軸方向に反射すると共に、前記第2の光を、その
    ダイクロイック面を透過させて投写光軸方向に出射する
    ことにより、前記第1の光と前記第2の光とを色合成す
    る第1の色合成ダイクロイックプリズムと、 前記第3の光を投写光軸に対して直交する方向に反射す
    る直角プリズムと、2つの直角プリズムを接合してな
    り、前記第1の色合成ダイクロイックプリズムからの合
    成光を、その2つの直角プリズムを接合したダイクロイ
    ック面を透過させて投写光軸方向に出射すると共に、前
    記第3の光を、そのダイクロイック面で投写光軸方向に
    反射することにより、前記第1の色合成ダイクロイック
    プリズムからの合成光と前記第3の光とを色合成する第
    2の色合成ダイクロイックプリズムとを備えて構成した
    ことを特徴とする投写型画像表示装置。
JP11003748A 1999-01-11 1999-01-11 投写型画像表示装置 Pending JP2000206611A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008530596A (ja) * 2005-02-09 2008-08-07 ウェイヴィーン・インコーポレイテッド 多数の光源のエテンデュー効率のよい合波
CN115202052A (zh) * 2018-10-10 2022-10-18 精工爱普生株式会社 光学模块和头部佩戴型显示装置

Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008530596A (ja) * 2005-02-09 2008-08-07 ウェイヴィーン・インコーポレイテッド 多数の光源のエテンデュー効率のよい合波
CN115202052A (zh) * 2018-10-10 2022-10-18 精工爱普生株式会社 光学模块和头部佩戴型显示装置
CN115202052B (zh) * 2018-10-10 2024-04-12 精工爱普生株式会社 光学模块和头部佩戴型显示装置

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