JP2003241304A5 - - Google Patents
Download PDFInfo
- Publication number
- JP2003241304A5 JP2003241304A5 JP2002037427A JP2002037427A JP2003241304A5 JP 2003241304 A5 JP2003241304 A5 JP 2003241304A5 JP 2002037427 A JP2002037427 A JP 2002037427A JP 2002037427 A JP2002037427 A JP 2002037427A JP 2003241304 A5 JP2003241304 A5 JP 2003241304A5
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- liquid crystal
- projector
- crystal panel
- color
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 105
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 52
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 26
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 19
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 13
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 description 6
- 238000003491 array Methods 0.000 description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Description
【書類名】 明細書
【発明の名称】 プロジェクタ
【特許請求の範囲】
【請求項1】 光源と、
この光源からの光を赤、緑及び青の3つの色光に分離する色分離光学系と、
赤の色光を変調するための赤色用液晶パネルと、
緑の色光を変調するための緑色用液晶パネルと、
青の色光を変調するための青色用液晶パネルと、
前記3つの液晶パネルで変調された光を投写する投写レンズとを備えたプロジェクタであって、
前記3つの液晶パネルのうち前記赤色用液晶パネルのみがマイクロレンズを備えた液晶パネルであることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項2】 前記光源が高圧水銀ランプであることを特徴とする請求項1記載のプロジェクタ。
【請求項3】 前記光源がメタルハライドランプであることを特徴とする請求項1記載のプロジェクタ。
【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、前記光源から前記緑色用液晶パネルまでの距離が、前記光源から前記赤色用液晶パネルの距離又は前記光源から前記青色用液晶パネルの距離よりも長いことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項5】 請求項1乃至3のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、前記光源から前記赤色用液晶パネルまでの距離が、前記光源から前記緑色用液晶パネルの距離又は前記光源から前記青色用液晶パネルの距離よりも長いことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項6】 請求項1乃至3のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、前記光源から前記3つの液晶パネルまでの距離がすべて等しいことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項7】 請求項1乃至6のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、前記赤色用液晶パネルの入射側偏光板の入射面には反射防止膜が形成されており、前記青色用液晶パネルの入射側偏光板の入射面及び前記緑色用液晶パネルの入射側偏光板の入射面には反射防止膜が形成されていないことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項8】 請求項1乃至6のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、前記赤色用液晶パネルの入射側偏光板の入射面及び前記青色用液晶パネルの入射側偏光板の入射面には反射防止膜が形成されており、前記緑色用液晶パネルの入射側偏光板の入射面には反射防止膜が形成されていないことを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】
【0002】
本発明は、カラー画像をスクリーンなどに投写するプロジェクタに関する。
【従来の技術】
【0003】
図7は、従来のプロジェクタの光学系を示す図である。図7に示されるように、このプロジェクタ90は、照明光学系100と、色分離光学系200と、リレー光学系240と、反射ミラー220と、2つのフィールドレンズ300R、300Gと、3つの液晶パネル310R、310G、310Bと、ダイクロイックプリズム400と、投写レンズ420とを備えている。色分離光学系200は、ダイクロイックミラー210、212を有している。リレー光学系240は、反射ミラー252、254、入射側レンズ262、リレーレンズ264、及びフィールドレンズ266を有している。
【0004】
このプロジェクタ90は、光源110から出射された光を色分離光学系200によって赤、緑及び青の3つの色光に分離し、それぞれの色光を3つの液晶パネル310R、310G、310Bによって変調し、ダイクロイックプリズム400によって合成し、この合成光を投写レンズ420を介してスクリーンS上に投写する。
【0005】
このプロジェクタ90の照明光学系100は、光源110から出射される光を第1のレンズアレイ120によって複数の部分光束に分割して、第2のレンズアレイ130付近に集光し、重畳レンズ150によって各部分光束を液晶パネル310R、310G、310Bに重畳させるようにしている。このような照明光学系100を採用することにより、光源110から出射される光束の断面内における照度分布が均一化され、液晶パネル310R、310G、310Bには照度が比較的均一な光を照射することが可能となる。
【0006】
図8は、液晶パネル310R、310G、310Bに用いられる液晶パネルの断面構造を示す図である。図8に示されるように、この液晶パネル310は、表面に画素電極312、TFT素子313などが形成されたTFT基板311と、表面にブラックマトリクス315、共通電極316などが形成された対向基板314との間隙に液晶層317が配置された構造を有している。そして、このTFT基板311の他の表面と対向基板314基板の他の表面には偏光板318、319が貼り付けられている。
【0007】
この液晶パネル310は、TFT素子313の働きによって、画素電極312と共通電極316と間に印加される電圧の大きさを画素ごとに制御することにより、対向基板314側から入射した入射光Lの透過率を画素ごとに制御することができる。しかも、ブラックマトリクス315の働きによって、画素以外の部分からの不要な光の漏洩を防止することができる。このため、液晶パネル310は、コントラストの高いライトバルブとなる。
【0008】
従って、このようなコントラストの高いライトバルブである液晶パネル310をプロジェクタ90の3つの液晶パネル310R、310G、310Bとして用いることにより、コントラストが高く表示品質のよいプロジェクタとなる。
【0009】
最近では、ブラックマトリクスでけられていた光をも有効に利用することにより光利用効率の高められた液晶パネルが実用化されている。図9に、そのような液晶パネル320の断面構造を示す。図9に示されるように、この液晶パネル320は、基本的には図8に示された液晶パネル310と同じ構造をしているが、対向基板314にマイクロレンズ321が形成されている点が、異なっている。
このため、液晶パネル320は、マイクロレンズ321の働きによって、ブラックマトリクスでけられていた光をも有効に利用することができるため、プロジェクタ90の3つの液晶パネルにこの液晶パネル320を用いることにより、プロジェクタの輝度を高めることができる。
【0010】
しかしながら、プロジェクタにおいては、スクリーン上などに表示される画像の色再現性(色合い)をさらに向上させたいという要求が高まっている。また特許文献1のようなものもある。
【0011】
【特許文献1】
特開2003−172974号
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
そこで、本発明は、プロジェクタにおいてスクリーン上などに表示される画像の色再現性をさらに向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
(1)本発明のプロジェクタは、
光源と、
この光源からの光を赤、緑及び青の3つの色光に分離する色分離光学系と、
赤の色光を変調するための赤色用液晶パネルと、
緑の色光を変調するための緑色用液晶パネルと、
青の色光を変調するための青色用液晶パネルと、
前記3つの液晶パネルで変調された光を投写する投写レンズとを備えたプロジェクタであって、
前記3つの液晶パネルのうち前記赤色用液晶パネルのみがマイクロレンズを備えた液晶パネルであることを特徴とする。
【0014】
本発明のプロジェクタによれば、3つの液晶パネルのうち赤色用液晶パネルのみをマイクロレンズを備えた液晶パネルとしているため、緑色や青色に比べて相対的に光強度の弱い色光においてのみ、液晶パネルの光利用効率が向上するため、色バランスが向上し、全体としてプロジェクタの色再現性(色合い)が向上する。
【0015】
(2)上記(1)記載のプロジェクタにおいては、前記光源が高圧水銀ランプである場合に特に上記効果が大きい。高圧水銀ランプは色温度が高く、赤色の発光強度に比べて緑色や青色の発光強度が強いからである。
【0016】
(3)上記(1)記載のプロジェクタにおいては、前記光源がメタルハライドランプであることが好ましい。メタルハライドランプも色温度が高く、赤色の発光強度に比べて緑色や青色の発光強度が強いからである。
【0017】
(4)上記(1)乃至(3)のいずれかに記載のプロジェクタにおいては、前記光源から前記緑色用液晶パネルまでの距離が、前記光源から前記赤色用液晶パネルの距離又は前記光源から前記青色用液晶パネルの距離よりも長くなるように構成することができる。
【0018】
このように構成すれば、高輝度のプロジェクタにおいて光強度が最も高い緑の色光について、その光路長を他の色光(赤、青)に比べて長くして、相対的に光の利用効率を低下させることができるので、色バランスが向上し、全体としてプロジェクタの色再現性(色合い)が向上する。
【0019】
(5)上記(1)乃至(3)のいずれかに記載のプロジェクタにおいては、前記光源から前記赤色用液晶パネルまでの距離が、前記光源から前記緑色用液晶パネルの距離又は前記光源から前記青色用液晶パネルの距離よりも長くなるように構成することもできる。
【0020】
このように構成すれば、上記(1)乃至(3)のプロジェクタにおいては、赤の色光について光利用効率が高まりすぎることがある。このような場合には、赤の色光についてはその光路長を他の色光(緑、青)に比べて長くすることにより、相対的に光の利用効率を若干低下させることができる。このため、色バランスが向上し、プロジェクタの色再現性(色合い)がさらに向上する。
【0021】
(6)上記(1)乃至(3)のいずれかに記載のプロジェクタにおいては、前記光源から前記3つの液晶パネルまでの距離がすべて等しくなるように構成することもできる。
【0022】
上記(1)乃至(3)のいずれかに記載のプロジェクタにおいては、光源から3つの液晶パネルまでの距離がすべて等しくなる等光路長光学系を採用した場合であっても、プロジェクタの色再現性(色合い)が向上するという効果を有する。
【発明の実施の形態】
【0023】
次に、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明では、特に説明のない限り、光の進行方向をz方向、光の進行方向(z方向)からみて3時の方向をx方向、12時の方向をy方向とする。
【0024】
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係るプロジェクタの光学系を示す図である。このプロジェクタ10は、照明光学系100と、色分離光学系200と、リレー光学系240と、反射ミラー220と、2つのフィールドレンズ300R、300Gと、3つの液晶パネル320R、310G、310Bと、ダイクロイックプリズム400(色光合成光学系)と、投写レンズ系420とを備えている。
【0025】
照明光学系100は、略平行な光束を出射する光源110と、第1のレンズアレイ120と、第2のレンズアレイ130と、重畳レンズ150と、反射ミラー160とを備えている。照明光学系100は、照明領域である液晶パネル320R、310G、310Bの有効領域をほぼ均一に照明するためのインテグレータ光学系である。
【0026】
光源110は、放射状の光線を出射する放射光源としての光源ランプ112と、光源ランプ112から出射された放射光をほぼ平行な光線束として出射する凹面鏡114とを有している。光源ランプ112としては、輝度の高い高圧水銀ランプを用いている。
【0027】
図2は、この光源ランプ112の光強度スペクトルを示す図である。高圧水銀ランプは、輝度を高くするために色温度が高く設定されており、このため、青及び緑の領域における光強度が、赤の領域における光強度よりも高くなっている。
【0028】
図3は、第1のレンズアレイ120の外観を示す斜視図である。第1のレンズアレイ120は略矩形状の輪郭を有する小レンズ122がM行N列のマトリクス状に配列された構成を有している。この例では、M=6、N=4である。各小レンズ122は、光源110(図1)から入射された平行な光束を複数の(すなわちM×N個の)部分光束に分割し、各部分光束を第2のレンズアレイ130の近傍で収束させる。各小レンズ122をz方向から見た外形形状は、液晶パネル320R、310G、310Bの形状とほぼ相似形をなすように設定されている。
例えば、液晶パネルの照明領域(画像が表示される領域)のアスペクト比(横と縦の寸法の比率)が4:3であるならば、各小レンズ122のアスペクト比も4:3に設定する。
【0029】
第2のレンズアレイ130も、第1のレンズアレイ120の小レンズ122に対応するように、小レンズがM行N列のマトリクス状に配列された構成を有している。第2のレンズアレイ130は、第1のレンズアレイ120から出射された各部分光束の中心軸(主光線)が重畳レンズ150の入射面に垂直に入射するように構成されている。
【0030】
重畳レンズ150は、複数の部分光束を、3つの液晶パネル320R、310G、310Bに重畳させる機能を有している。なお、実施形態1では、第2のレンズアレイ130と重畳レンズ150を別々の構成としているが、第2のレンズアレイ130に重畳レンズ150の機能を併せ持つように構成してもよい。
【0031】
第2のレンズアレイ130は、図1に示すように、反射ミラー160を挟んで第1のレンズアレイ130に対して90度傾いて配置されている。反射ミラー160は、第1のレンズアレイ120から出射された光束を第2のレンズアレイ130に導くために設けられている。照明光学系の構成によっては、必ずしも必要としない。例えば、第1のレンズアレイ120および光源110が第2のレンズアレイ130に平行に設けられていてもよい。
【0032】
図1に示すプロジェクタ10において、光源110から出射された略平行な光束は、インテグレータ光学系を構成する第1と第2のレンズアレイ120、130によって、複数の部分光束に分割される。第1のレンズアレイ120の各小レンズから出射された部分光束は、第2のレンズアレイ130の各小レンズの近傍で光源110の光源像(2次光源像)が形成されるように集光される。第2のレンズアレイ130の近傍に形成された2次光源像から出射された部分光束は、重畳レンズ150によって液晶パネル320R、310G、310Bの有効領域(表示に用いられる領域)上で重畳される。上記の結果、各液晶パネル320R、310G、310Bは、ほぼ均一に照明される。
【0033】
色分離光学系200は、2つのダイクロイックミラー210、212を備え、重畳レンズ150から出射される光を、赤、緑、青の3色の色光に分離する機能を有している。第1のダイクロイックミラー210は、照明光学系100から出射された光束の赤色成分を透過させるとともに、青色成分と緑色成分とを反射する。第1のダイクロイックミラー210を透過した赤色光は、反射ミラー220で反射され、フィールドレンズ300Rを通って赤光用の液晶ライトバルブ320Rに達する。
【0034】
第1のダイクロイックミラー210で反射された青色光と緑色光のうち、緑色光は第2のダイクロイックミラー212によって反射され、フィールドレンズ300Gを通って緑光用の液晶パネル310Gに達する。
【0035】
一方、青色光は、第2のダイクロイックミラー212を透過し、入射側レンズ262、反射ミラー252、リレーレンズ264、反射ミラー254、フィールドレンズ266を備えたリレー光学系240を通り、青色用の液晶パネル310Bに達する。なお、青色光にリレーレンズ系が用いられているのは、青色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、光の拡散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ262に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ254に伝えるためである。
【0036】
液晶パネル320R、310G、310Bは、与えられた画像情報(画像信号)に従って、各色光の出射光強度を変調する。
【0037】
ダイクロイックプリズム400は、3色の色光を合成してカラー画像を形成する色合成光学系としての機能を有している。ダイクロイックプリズム400には、赤色光を反射する誘電体多層膜と、青色光を反射する誘電体多層膜とが、4つの直角プリズムの界面に略X字状に形成されている。これらの誘電体多層膜で構成される色光反射膜の波長選択特性により、3つの色光が合成されて、カラー画像を投写するための合成光が形成される。
【0038】
ダイクロイックプリズム400で生成された合成光は、投写レンズ420に導かれる。投写レンズ420は、この合成光をスクリーンS上に投写して、カラー画像を表示する投写手段としての機能を有する。
【0039】
実施形態1に係るプロジェクタ10は、液晶パネルの構成に特徴がある。すなわち、赤色用液晶パネル320Rは、図9に示したようなマイクロレンズを備えた液晶パネルである。これに対して、緑色用液晶パネル310G及び青色用液晶パネル310Bは、図8に示したようなマイクロレンズを備えない液晶パネルである。このため、緑色や青色に比べて相対的に光強度の弱い色光においてのみ、液晶パネルの光利用効率が向上するため、色バランスが向上し、全体としてプロジェクタの色再現性(色合い)が向上する。
【0040】
(実施形態2)
図4は、本発明の実施形態2に係るプロジェクタの光学系を示す図である。このプロジェクタ20は、照明光学系100Aと、色分離光学系200と、リレー光学系240と、反射ミラー220と、2つのフィールドレンズ300R、300Gと、3つの液晶パネル320R、310G、320Bと、ダイクロイックプリズム400と、投写レンズ420とを備えている。
【0041】
このプロジェクタ20は、照明光学系100Aに、照明光をほぼ一種類の偏光光に変換する偏光変換素子140を有している点、及び青色用の液晶パネル320Bがマイクロレンズを備えた液晶パネルである点で、先に説明したプロジェクタ10と異なっている。その他の構成については、プロジェクタ10と同様である。実施形態2の説明及び図4において、プロジェクタ10と同様の構成部分については、図1〜図3で用いた符号と同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0042】
照明光学系100Aは、略平行な光束を出射する光源110と、第1のレンズアレイ120と、第2のレンズアレイ130と、偏光変換素子140と、重畳レンズ150と、反射ミラー160とを備えている。照明光学系100Aは、照明領域である液晶パネル320R、310G、320Bの有効領域をほぼ均一に照明するためのインテグレータ光学系である。
【0043】
光源110、第1のレンズアレイ120、第2のレンズアレイ130の構成、及び反射ミラー160の機能は、プロジェクタ10の照明光学系100のものと同様である。第1のレンズアレイ120から出射される部分光束の中心軸が平行に近い場合には、第2のレンズアレイ130を省略することも可能である。
【0044】
図5(A)、図5(B)は、偏光変換素子140の詳細な構成および機能を説明するための図である。偏光変換素子140は、図5(A)に示すように、光軸を挟んで対称な向きに配置された2つの偏光変換素子アレイ140A、140Bによって構成されている。この偏光変換素子アレイ140A、140Bは、偏光ビームスプリッタアレイ170A、170Bと、その光射出面の一部に選択的に配置されたλ/2位相差板180A、180B(図中斜線で示す。)とを備えている。偏光ビームスプリッタアレイ170A、170Bは、図5(B)に示すように、それぞれ断面が平行四辺形の柱状の透光性部材171が、順次貼り合わされた形状を有している。透光性部材171の界面には、偏光分離膜172と反射膜173とが交互に形成されている。λ/2位相差板180A、180Bは、図5(A)に示すように、偏光分離膜172又は反射膜173の光の射出面のz方向の写像部分に、選択的に貼り付けられる。この例では、偏光分離膜172の光の射出面のz方向の写像部分に貼り付けられている。
【0045】
このように構成された偏光変換素子140の入射面には、s偏光成分とp偏光成分とを含む非偏光光(ランダムな偏光方向を有する入射光)が入射する。
この入射光は、図5(A)中矢印で示すように、まず、偏光分離膜172によってs偏光光とp偏光光に分離される。s偏光光は、偏光分離膜172によってほぼ垂直に反射され、反射膜173によってさらに反射されてから射出される。一方、p偏光光は、偏光分離膜172をそのまま透過する。偏光分離膜を透過したp偏光光の射出面には、λ/2位相差板180A、180Bが配置されており、このp偏光光がs偏光光に変換されて射出する。従って、偏光変換素子140を通過した光は、そのほとんどがs偏光光となって射出される。すなわち、偏光変換素子140は、レンズアレイ120、130から出射された光をほぼ1種類の直線偏光光(例えば、s偏光光やp偏光光)に変換して射出する機能を有する。
なお、偏光変換素子140から射出される光をp偏光光としたい場合には、λ/2位相差板180A、180Bを、反射膜173によって反射されたs偏光光が射出する射出面に配置するようにすればよい。
【0046】
重畳レンズ150は、偏光変換素子140によってほぼ一種類の偏光光に変換された複数の部分光束を、3つの液晶パネル320R、310G、320Bに重畳させる機能を有している。
【0047】
このような照明光学系100Aを備えたプロジェクタ20は、従来表示に寄与しなかった一方の偏光成分をも有効に利用することができるため、輝度の高いプロジェクタとなる。
【0048】
また、実施形態2に係るプロジェクタ20は、赤色用の液晶パネル320Rに加えて、青色用の液晶パネル320Bについても、図9に示したようなマイクロレンズを備えた液晶パネルとしたから、緑色に比べて相対的に光強度の弱い色光(赤色、青色)において光利用効率が向上する。このため、実施形態2に係るプロジェクタ20は、実施形態1の場合と同様に、色バランスが向上し、やはり全体としてプロジェクタの色再現性(色合い)が向上する。
【0049】
なお、実施形態1においても、実施形態2においても、光源110から赤色用液晶パネル320Rまでの距離と光源110から緑色用液晶パネル310G、320Gまでの距離とが同じ距離となるよう構成されているとともに、これらの距離に比べて、光源110から青色用液晶パネル310Bまでの距離が長くなるように構成されている。しかしながら、本発明のプロジェクタは、その構成に限られず、光源110から赤色用液晶パネル320Rまでの距離が、光源110から青色用液晶パネル310B、320Bや光源110から緑色用液晶パネル310Gまでの距離に比べて長く構成された場合であっても、色再現性(色合い)が向上することもある。赤色光の光利用効率が相対的に高くなりすぎることもあるからである。
【0050】
(実施形態3)
図6は、本発明の実施形態3に係るプロジェクタの光学系を示す図である。このプロジェクタ30は、光源100と、反射ミラー256と、色分離光学系200Bと、反射ミラー220、252、254と、3つのフィールドレンズ300R、300G、300Bと、3つの液晶パネル320R、310G、310Bと、ダイクロイックプリズム400と、投写レンズ420とを備えている。
【0051】
このプロジェクタ30は、光源から3つの液晶パネル320R、310G、310Bまでの各距離が等しい等光路長光学系である。実施形態3のプロジェクタにおいては、この等光路長光学系において、赤色用液晶パネル320Rを、図9に示したようなマイクロレンズを備えた液晶パネルとする一方、緑色用液晶パネル310G及び青色用液晶パネル310Bは、図8に示したようなマイクロレンズを備えない液晶パネルとした。このプロジェクタ30においては、緑色や青色に比べて相対的に光強度の弱い色光においてのみ、液晶パネルの光利用効率が向上するため、実施形態1や実施形態2の場合と同様に、色バランスが向上し、全体としてプロジェクタの色再現性(色合い)が向上する。
【0052】
(実施形態4)
本発明の実施形態4に係るプロジェクタは、図示しないが、図1に示された実施形態1に係るプロジェクタ10と同様の光学系を有している。実施形態4に係るプロジェクタが実施形態1に係るプロジェクタ10と異なっているのは、以下の点である。
【0053】
すなわち、実施形態1に係るプロジェクタ10においては、各色のフィールドレンズ300R、300G、266の入射面、各色用の液晶パネル320R,310G,310Bの入射側偏光板の入射面及び出射側偏光板の出射面、ダイクロイックプリズムの各色光の入射面には、光利用効率を向上させる観点から、誘電体多層膜からなる反射防止膜が形成されている。これに対して、実施形態4に係るプロジェクタにおいてもほぼすべての面には誘電体多層膜からなる反射防止膜が形成されている一方、緑色用のフィールドレンズ300Gの入射面にのみ、誘電体多層膜からなる反射防止膜をあえて形成させていない。このことは光利用効率から考えると不利になるが、これによって、色バランスが向上し、プロジェクタの色再現性(色合い)がさらに向上する。
【0054】
誘電体多層膜からなる反射防止膜をあえて形成させない光学要素としては、緑色用のフィールドレンズの入射面に限られず、緑色用液晶パネルの入射側偏光板の入射面、出射側偏光板の出射面、ダイクロイックプリズムの緑色光が入射する面も可能であり、効果もある。
【0055】
(実施形態5)
本発明の実施形態5に係るプロジェクタは、図示しないが、図1に示された実施形態1に係るプロジェクタ10と同様の光学系を有している。実施形態5に係るプロジェクタが実施形態1に係るプロジェクタ10と異なっているのは、以下の点である。
【0056】
すなわち、実施形態1に係るプロジェクタ10においては、各色のフィールドレンズ300R、300G、266の入射面、各色用の液晶パネル320R,310G,310Bの入射側偏光板の入射面及び出射側偏光板の出射面、ダイクロイックプリズムの各色光の入射面には、光利用効率を向上させる観点から、誘電体多層膜からなる反射防止膜が形成されている。これに対して、実施形態5に係るプロジェクタにおいてもほぼすべての面には誘電体多層膜からなる反射防止膜が形成されている一方、緑色用及び青色用フィールドレンズ300G、266の入射面にのみ、誘電体多層膜からなる反射防止膜をあえて形成させていない。このことは光利用効率から考えると不利になるが、これによって、色バランスが向上し、プロジェクタの色再現性(色合い)がさらに向上する。
【0057】
誘電体多層膜からなる反射防止膜をあえて形成させない光学要素としては、緑色用及び青色用のフィールドレンズの入射面に限られず、緑色用及び青色用の液晶パネルの入射側偏光板の入射面、出射側偏光板の出射面、ダイクロイックプリズムの緑色光の入射面又は青色光の入射面も可能であり、効果もある。
【図面の簡単な説明】
【0058】
【図1】 本発明の実施形態1に係るプロジェクタの光学系を示す図である。
【図2】 本発明の実施形態1に係るプロジェクタに用いられる光源ランプの光強度スペクトルを示す図である。
【図3】 本発明の実施形態1に係るプロジェクタに用いられる第1のレンズアレイの外観を示す斜視図である。
【図4】 本発明の実施形態2に係るプロジェクタの光学系を示す図である。
【図5】 本発明の実施形態2に係るプロジェクタに用いられる偏光変換素子の構成及び機能を説明するための図である。
【図6】 本発明の実施形態3に係るプロジェクタの光学系を示す図である。
【図7】 従来のプロジェクタの光学系を示す図である。
【図8】 液晶ライトバルブの構造を示す図である。
【図9】 液晶ライトバルブの構造を示す図である。
【符号の説明】
【0059】
10、20、30、90・・・プロジェクタ
100・・・照明光学系
110・・・光源
112・・・光源ランプ
114・・・凹面鏡
120・・・第1のレンズアレイ
122・・・小レンズ
130・・・第2のレンズアレイ
140・・・偏光変換素子
150・・・重畳レンズ
160・・・反射ミラー
170A,170B・・・偏光ビームスプリッタアレイ
171・・・透光性部材
172・・・偏光分離膜
173・・・反射膜
180A,180B・・・λ/2位相差板
200・・・色分離光学系
210・・・第1のダイクロイックミラー
212・・・第2のダイクロイックミラー
220、252、254、256・・・反射ミラー
220・・・リレー光学系
262・・・入射側レンズ
264・・・リレーレンズ
300R、300G、266・・・フィールドレンズ
310、310R、310G、310B、320、320R、320G、320B・・・液晶パネル
400・・・ダイクロイックプリズム
420・・・投写レンズ
S・・・スクリーン
【発明の名称】 プロジェクタ
【特許請求の範囲】
【請求項1】 光源と、
この光源からの光を赤、緑及び青の3つの色光に分離する色分離光学系と、
赤の色光を変調するための赤色用液晶パネルと、
緑の色光を変調するための緑色用液晶パネルと、
青の色光を変調するための青色用液晶パネルと、
前記3つの液晶パネルで変調された光を投写する投写レンズとを備えたプロジェクタであって、
前記3つの液晶パネルのうち前記赤色用液晶パネルのみがマイクロレンズを備えた液晶パネルであることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項2】 前記光源が高圧水銀ランプであることを特徴とする請求項1記載のプロジェクタ。
【請求項3】 前記光源がメタルハライドランプであることを特徴とする請求項1記載のプロジェクタ。
【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、前記光源から前記緑色用液晶パネルまでの距離が、前記光源から前記赤色用液晶パネルの距離又は前記光源から前記青色用液晶パネルの距離よりも長いことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項5】 請求項1乃至3のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、前記光源から前記赤色用液晶パネルまでの距離が、前記光源から前記緑色用液晶パネルの距離又は前記光源から前記青色用液晶パネルの距離よりも長いことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項6】 請求項1乃至3のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、前記光源から前記3つの液晶パネルまでの距離がすべて等しいことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項7】 請求項1乃至6のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、前記赤色用液晶パネルの入射側偏光板の入射面には反射防止膜が形成されており、前記青色用液晶パネルの入射側偏光板の入射面及び前記緑色用液晶パネルの入射側偏光板の入射面には反射防止膜が形成されていないことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項8】 請求項1乃至6のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、前記赤色用液晶パネルの入射側偏光板の入射面及び前記青色用液晶パネルの入射側偏光板の入射面には反射防止膜が形成されており、前記緑色用液晶パネルの入射側偏光板の入射面には反射防止膜が形成されていないことを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】
【0002】
本発明は、カラー画像をスクリーンなどに投写するプロジェクタに関する。
【従来の技術】
【0003】
図7は、従来のプロジェクタの光学系を示す図である。図7に示されるように、このプロジェクタ90は、照明光学系100と、色分離光学系200と、リレー光学系240と、反射ミラー220と、2つのフィールドレンズ300R、300Gと、3つの液晶パネル310R、310G、310Bと、ダイクロイックプリズム400と、投写レンズ420とを備えている。色分離光学系200は、ダイクロイックミラー210、212を有している。リレー光学系240は、反射ミラー252、254、入射側レンズ262、リレーレンズ264、及びフィールドレンズ266を有している。
【0004】
このプロジェクタ90は、光源110から出射された光を色分離光学系200によって赤、緑及び青の3つの色光に分離し、それぞれの色光を3つの液晶パネル310R、310G、310Bによって変調し、ダイクロイックプリズム400によって合成し、この合成光を投写レンズ420を介してスクリーンS上に投写する。
【0005】
このプロジェクタ90の照明光学系100は、光源110から出射される光を第1のレンズアレイ120によって複数の部分光束に分割して、第2のレンズアレイ130付近に集光し、重畳レンズ150によって各部分光束を液晶パネル310R、310G、310Bに重畳させるようにしている。このような照明光学系100を採用することにより、光源110から出射される光束の断面内における照度分布が均一化され、液晶パネル310R、310G、310Bには照度が比較的均一な光を照射することが可能となる。
【0006】
図8は、液晶パネル310R、310G、310Bに用いられる液晶パネルの断面構造を示す図である。図8に示されるように、この液晶パネル310は、表面に画素電極312、TFT素子313などが形成されたTFT基板311と、表面にブラックマトリクス315、共通電極316などが形成された対向基板314との間隙に液晶層317が配置された構造を有している。そして、このTFT基板311の他の表面と対向基板314基板の他の表面には偏光板318、319が貼り付けられている。
【0007】
この液晶パネル310は、TFT素子313の働きによって、画素電極312と共通電極316と間に印加される電圧の大きさを画素ごとに制御することにより、対向基板314側から入射した入射光Lの透過率を画素ごとに制御することができる。しかも、ブラックマトリクス315の働きによって、画素以外の部分からの不要な光の漏洩を防止することができる。このため、液晶パネル310は、コントラストの高いライトバルブとなる。
【0008】
従って、このようなコントラストの高いライトバルブである液晶パネル310をプロジェクタ90の3つの液晶パネル310R、310G、310Bとして用いることにより、コントラストが高く表示品質のよいプロジェクタとなる。
【0009】
最近では、ブラックマトリクスでけられていた光をも有効に利用することにより光利用効率の高められた液晶パネルが実用化されている。図9に、そのような液晶パネル320の断面構造を示す。図9に示されるように、この液晶パネル320は、基本的には図8に示された液晶パネル310と同じ構造をしているが、対向基板314にマイクロレンズ321が形成されている点が、異なっている。
このため、液晶パネル320は、マイクロレンズ321の働きによって、ブラックマトリクスでけられていた光をも有効に利用することができるため、プロジェクタ90の3つの液晶パネルにこの液晶パネル320を用いることにより、プロジェクタの輝度を高めることができる。
【0010】
しかしながら、プロジェクタにおいては、スクリーン上などに表示される画像の色再現性(色合い)をさらに向上させたいという要求が高まっている。また特許文献1のようなものもある。
【0011】
【特許文献1】
特開2003−172974号
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
そこで、本発明は、プロジェクタにおいてスクリーン上などに表示される画像の色再現性をさらに向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
(1)本発明のプロジェクタは、
光源と、
この光源からの光を赤、緑及び青の3つの色光に分離する色分離光学系と、
赤の色光を変調するための赤色用液晶パネルと、
緑の色光を変調するための緑色用液晶パネルと、
青の色光を変調するための青色用液晶パネルと、
前記3つの液晶パネルで変調された光を投写する投写レンズとを備えたプロジェクタであって、
前記3つの液晶パネルのうち前記赤色用液晶パネルのみがマイクロレンズを備えた液晶パネルであることを特徴とする。
【0014】
本発明のプロジェクタによれば、3つの液晶パネルのうち赤色用液晶パネルのみをマイクロレンズを備えた液晶パネルとしているため、緑色や青色に比べて相対的に光強度の弱い色光においてのみ、液晶パネルの光利用効率が向上するため、色バランスが向上し、全体としてプロジェクタの色再現性(色合い)が向上する。
【0015】
(2)上記(1)記載のプロジェクタにおいては、前記光源が高圧水銀ランプである場合に特に上記効果が大きい。高圧水銀ランプは色温度が高く、赤色の発光強度に比べて緑色や青色の発光強度が強いからである。
【0016】
(3)上記(1)記載のプロジェクタにおいては、前記光源がメタルハライドランプであることが好ましい。メタルハライドランプも色温度が高く、赤色の発光強度に比べて緑色や青色の発光強度が強いからである。
【0017】
(4)上記(1)乃至(3)のいずれかに記載のプロジェクタにおいては、前記光源から前記緑色用液晶パネルまでの距離が、前記光源から前記赤色用液晶パネルの距離又は前記光源から前記青色用液晶パネルの距離よりも長くなるように構成することができる。
【0018】
このように構成すれば、高輝度のプロジェクタにおいて光強度が最も高い緑の色光について、その光路長を他の色光(赤、青)に比べて長くして、相対的に光の利用効率を低下させることができるので、色バランスが向上し、全体としてプロジェクタの色再現性(色合い)が向上する。
【0019】
(5)上記(1)乃至(3)のいずれかに記載のプロジェクタにおいては、前記光源から前記赤色用液晶パネルまでの距離が、前記光源から前記緑色用液晶パネルの距離又は前記光源から前記青色用液晶パネルの距離よりも長くなるように構成することもできる。
【0020】
このように構成すれば、上記(1)乃至(3)のプロジェクタにおいては、赤の色光について光利用効率が高まりすぎることがある。このような場合には、赤の色光についてはその光路長を他の色光(緑、青)に比べて長くすることにより、相対的に光の利用効率を若干低下させることができる。このため、色バランスが向上し、プロジェクタの色再現性(色合い)がさらに向上する。
【0021】
(6)上記(1)乃至(3)のいずれかに記載のプロジェクタにおいては、前記光源から前記3つの液晶パネルまでの距離がすべて等しくなるように構成することもできる。
【0022】
上記(1)乃至(3)のいずれかに記載のプロジェクタにおいては、光源から3つの液晶パネルまでの距離がすべて等しくなる等光路長光学系を採用した場合であっても、プロジェクタの色再現性(色合い)が向上するという効果を有する。
【発明の実施の形態】
【0023】
次に、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明では、特に説明のない限り、光の進行方向をz方向、光の進行方向(z方向)からみて3時の方向をx方向、12時の方向をy方向とする。
【0024】
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係るプロジェクタの光学系を示す図である。このプロジェクタ10は、照明光学系100と、色分離光学系200と、リレー光学系240と、反射ミラー220と、2つのフィールドレンズ300R、300Gと、3つの液晶パネル320R、310G、310Bと、ダイクロイックプリズム400(色光合成光学系)と、投写レンズ系420とを備えている。
【0025】
照明光学系100は、略平行な光束を出射する光源110と、第1のレンズアレイ120と、第2のレンズアレイ130と、重畳レンズ150と、反射ミラー160とを備えている。照明光学系100は、照明領域である液晶パネル320R、310G、310Bの有効領域をほぼ均一に照明するためのインテグレータ光学系である。
【0026】
光源110は、放射状の光線を出射する放射光源としての光源ランプ112と、光源ランプ112から出射された放射光をほぼ平行な光線束として出射する凹面鏡114とを有している。光源ランプ112としては、輝度の高い高圧水銀ランプを用いている。
【0027】
図2は、この光源ランプ112の光強度スペクトルを示す図である。高圧水銀ランプは、輝度を高くするために色温度が高く設定されており、このため、青及び緑の領域における光強度が、赤の領域における光強度よりも高くなっている。
【0028】
図3は、第1のレンズアレイ120の外観を示す斜視図である。第1のレンズアレイ120は略矩形状の輪郭を有する小レンズ122がM行N列のマトリクス状に配列された構成を有している。この例では、M=6、N=4である。各小レンズ122は、光源110(図1)から入射された平行な光束を複数の(すなわちM×N個の)部分光束に分割し、各部分光束を第2のレンズアレイ130の近傍で収束させる。各小レンズ122をz方向から見た外形形状は、液晶パネル320R、310G、310Bの形状とほぼ相似形をなすように設定されている。
例えば、液晶パネルの照明領域(画像が表示される領域)のアスペクト比(横と縦の寸法の比率)が4:3であるならば、各小レンズ122のアスペクト比も4:3に設定する。
【0029】
第2のレンズアレイ130も、第1のレンズアレイ120の小レンズ122に対応するように、小レンズがM行N列のマトリクス状に配列された構成を有している。第2のレンズアレイ130は、第1のレンズアレイ120から出射された各部分光束の中心軸(主光線)が重畳レンズ150の入射面に垂直に入射するように構成されている。
【0030】
重畳レンズ150は、複数の部分光束を、3つの液晶パネル320R、310G、310Bに重畳させる機能を有している。なお、実施形態1では、第2のレンズアレイ130と重畳レンズ150を別々の構成としているが、第2のレンズアレイ130に重畳レンズ150の機能を併せ持つように構成してもよい。
【0031】
第2のレンズアレイ130は、図1に示すように、反射ミラー160を挟んで第1のレンズアレイ130に対して90度傾いて配置されている。反射ミラー160は、第1のレンズアレイ120から出射された光束を第2のレンズアレイ130に導くために設けられている。照明光学系の構成によっては、必ずしも必要としない。例えば、第1のレンズアレイ120および光源110が第2のレンズアレイ130に平行に設けられていてもよい。
【0032】
図1に示すプロジェクタ10において、光源110から出射された略平行な光束は、インテグレータ光学系を構成する第1と第2のレンズアレイ120、130によって、複数の部分光束に分割される。第1のレンズアレイ120の各小レンズから出射された部分光束は、第2のレンズアレイ130の各小レンズの近傍で光源110の光源像(2次光源像)が形成されるように集光される。第2のレンズアレイ130の近傍に形成された2次光源像から出射された部分光束は、重畳レンズ150によって液晶パネル320R、310G、310Bの有効領域(表示に用いられる領域)上で重畳される。上記の結果、各液晶パネル320R、310G、310Bは、ほぼ均一に照明される。
【0033】
色分離光学系200は、2つのダイクロイックミラー210、212を備え、重畳レンズ150から出射される光を、赤、緑、青の3色の色光に分離する機能を有している。第1のダイクロイックミラー210は、照明光学系100から出射された光束の赤色成分を透過させるとともに、青色成分と緑色成分とを反射する。第1のダイクロイックミラー210を透過した赤色光は、反射ミラー220で反射され、フィールドレンズ300Rを通って赤光用の液晶ライトバルブ320Rに達する。
【0034】
第1のダイクロイックミラー210で反射された青色光と緑色光のうち、緑色光は第2のダイクロイックミラー212によって反射され、フィールドレンズ300Gを通って緑光用の液晶パネル310Gに達する。
【0035】
一方、青色光は、第2のダイクロイックミラー212を透過し、入射側レンズ262、反射ミラー252、リレーレンズ264、反射ミラー254、フィールドレンズ266を備えたリレー光学系240を通り、青色用の液晶パネル310Bに達する。なお、青色光にリレーレンズ系が用いられているのは、青色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、光の拡散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ262に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ254に伝えるためである。
【0036】
液晶パネル320R、310G、310Bは、与えられた画像情報(画像信号)に従って、各色光の出射光強度を変調する。
【0037】
ダイクロイックプリズム400は、3色の色光を合成してカラー画像を形成する色合成光学系としての機能を有している。ダイクロイックプリズム400には、赤色光を反射する誘電体多層膜と、青色光を反射する誘電体多層膜とが、4つの直角プリズムの界面に略X字状に形成されている。これらの誘電体多層膜で構成される色光反射膜の波長選択特性により、3つの色光が合成されて、カラー画像を投写するための合成光が形成される。
【0038】
ダイクロイックプリズム400で生成された合成光は、投写レンズ420に導かれる。投写レンズ420は、この合成光をスクリーンS上に投写して、カラー画像を表示する投写手段としての機能を有する。
【0039】
実施形態1に係るプロジェクタ10は、液晶パネルの構成に特徴がある。すなわち、赤色用液晶パネル320Rは、図9に示したようなマイクロレンズを備えた液晶パネルである。これに対して、緑色用液晶パネル310G及び青色用液晶パネル310Bは、図8に示したようなマイクロレンズを備えない液晶パネルである。このため、緑色や青色に比べて相対的に光強度の弱い色光においてのみ、液晶パネルの光利用効率が向上するため、色バランスが向上し、全体としてプロジェクタの色再現性(色合い)が向上する。
【0040】
(実施形態2)
図4は、本発明の実施形態2に係るプロジェクタの光学系を示す図である。このプロジェクタ20は、照明光学系100Aと、色分離光学系200と、リレー光学系240と、反射ミラー220と、2つのフィールドレンズ300R、300Gと、3つの液晶パネル320R、310G、320Bと、ダイクロイックプリズム400と、投写レンズ420とを備えている。
【0041】
このプロジェクタ20は、照明光学系100Aに、照明光をほぼ一種類の偏光光に変換する偏光変換素子140を有している点、及び青色用の液晶パネル320Bがマイクロレンズを備えた液晶パネルである点で、先に説明したプロジェクタ10と異なっている。その他の構成については、プロジェクタ10と同様である。実施形態2の説明及び図4において、プロジェクタ10と同様の構成部分については、図1〜図3で用いた符号と同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0042】
照明光学系100Aは、略平行な光束を出射する光源110と、第1のレンズアレイ120と、第2のレンズアレイ130と、偏光変換素子140と、重畳レンズ150と、反射ミラー160とを備えている。照明光学系100Aは、照明領域である液晶パネル320R、310G、320Bの有効領域をほぼ均一に照明するためのインテグレータ光学系である。
【0043】
光源110、第1のレンズアレイ120、第2のレンズアレイ130の構成、及び反射ミラー160の機能は、プロジェクタ10の照明光学系100のものと同様である。第1のレンズアレイ120から出射される部分光束の中心軸が平行に近い場合には、第2のレンズアレイ130を省略することも可能である。
【0044】
図5(A)、図5(B)は、偏光変換素子140の詳細な構成および機能を説明するための図である。偏光変換素子140は、図5(A)に示すように、光軸を挟んで対称な向きに配置された2つの偏光変換素子アレイ140A、140Bによって構成されている。この偏光変換素子アレイ140A、140Bは、偏光ビームスプリッタアレイ170A、170Bと、その光射出面の一部に選択的に配置されたλ/2位相差板180A、180B(図中斜線で示す。)とを備えている。偏光ビームスプリッタアレイ170A、170Bは、図5(B)に示すように、それぞれ断面が平行四辺形の柱状の透光性部材171が、順次貼り合わされた形状を有している。透光性部材171の界面には、偏光分離膜172と反射膜173とが交互に形成されている。λ/2位相差板180A、180Bは、図5(A)に示すように、偏光分離膜172又は反射膜173の光の射出面のz方向の写像部分に、選択的に貼り付けられる。この例では、偏光分離膜172の光の射出面のz方向の写像部分に貼り付けられている。
【0045】
このように構成された偏光変換素子140の入射面には、s偏光成分とp偏光成分とを含む非偏光光(ランダムな偏光方向を有する入射光)が入射する。
この入射光は、図5(A)中矢印で示すように、まず、偏光分離膜172によってs偏光光とp偏光光に分離される。s偏光光は、偏光分離膜172によってほぼ垂直に反射され、反射膜173によってさらに反射されてから射出される。一方、p偏光光は、偏光分離膜172をそのまま透過する。偏光分離膜を透過したp偏光光の射出面には、λ/2位相差板180A、180Bが配置されており、このp偏光光がs偏光光に変換されて射出する。従って、偏光変換素子140を通過した光は、そのほとんどがs偏光光となって射出される。すなわち、偏光変換素子140は、レンズアレイ120、130から出射された光をほぼ1種類の直線偏光光(例えば、s偏光光やp偏光光)に変換して射出する機能を有する。
なお、偏光変換素子140から射出される光をp偏光光としたい場合には、λ/2位相差板180A、180Bを、反射膜173によって反射されたs偏光光が射出する射出面に配置するようにすればよい。
【0046】
重畳レンズ150は、偏光変換素子140によってほぼ一種類の偏光光に変換された複数の部分光束を、3つの液晶パネル320R、310G、320Bに重畳させる機能を有している。
【0047】
このような照明光学系100Aを備えたプロジェクタ20は、従来表示に寄与しなかった一方の偏光成分をも有効に利用することができるため、輝度の高いプロジェクタとなる。
【0048】
また、実施形態2に係るプロジェクタ20は、赤色用の液晶パネル320Rに加えて、青色用の液晶パネル320Bについても、図9に示したようなマイクロレンズを備えた液晶パネルとしたから、緑色に比べて相対的に光強度の弱い色光(赤色、青色)において光利用効率が向上する。このため、実施形態2に係るプロジェクタ20は、実施形態1の場合と同様に、色バランスが向上し、やはり全体としてプロジェクタの色再現性(色合い)が向上する。
【0049】
なお、実施形態1においても、実施形態2においても、光源110から赤色用液晶パネル320Rまでの距離と光源110から緑色用液晶パネル310G、320Gまでの距離とが同じ距離となるよう構成されているとともに、これらの距離に比べて、光源110から青色用液晶パネル310Bまでの距離が長くなるように構成されている。しかしながら、本発明のプロジェクタは、その構成に限られず、光源110から赤色用液晶パネル320Rまでの距離が、光源110から青色用液晶パネル310B、320Bや光源110から緑色用液晶パネル310Gまでの距離に比べて長く構成された場合であっても、色再現性(色合い)が向上することもある。赤色光の光利用効率が相対的に高くなりすぎることもあるからである。
【0050】
(実施形態3)
図6は、本発明の実施形態3に係るプロジェクタの光学系を示す図である。このプロジェクタ30は、光源100と、反射ミラー256と、色分離光学系200Bと、反射ミラー220、252、254と、3つのフィールドレンズ300R、300G、300Bと、3つの液晶パネル320R、310G、310Bと、ダイクロイックプリズム400と、投写レンズ420とを備えている。
【0051】
このプロジェクタ30は、光源から3つの液晶パネル320R、310G、310Bまでの各距離が等しい等光路長光学系である。実施形態3のプロジェクタにおいては、この等光路長光学系において、赤色用液晶パネル320Rを、図9に示したようなマイクロレンズを備えた液晶パネルとする一方、緑色用液晶パネル310G及び青色用液晶パネル310Bは、図8に示したようなマイクロレンズを備えない液晶パネルとした。このプロジェクタ30においては、緑色や青色に比べて相対的に光強度の弱い色光においてのみ、液晶パネルの光利用効率が向上するため、実施形態1や実施形態2の場合と同様に、色バランスが向上し、全体としてプロジェクタの色再現性(色合い)が向上する。
【0052】
(実施形態4)
本発明の実施形態4に係るプロジェクタは、図示しないが、図1に示された実施形態1に係るプロジェクタ10と同様の光学系を有している。実施形態4に係るプロジェクタが実施形態1に係るプロジェクタ10と異なっているのは、以下の点である。
【0053】
すなわち、実施形態1に係るプロジェクタ10においては、各色のフィールドレンズ300R、300G、266の入射面、各色用の液晶パネル320R,310G,310Bの入射側偏光板の入射面及び出射側偏光板の出射面、ダイクロイックプリズムの各色光の入射面には、光利用効率を向上させる観点から、誘電体多層膜からなる反射防止膜が形成されている。これに対して、実施形態4に係るプロジェクタにおいてもほぼすべての面には誘電体多層膜からなる反射防止膜が形成されている一方、緑色用のフィールドレンズ300Gの入射面にのみ、誘電体多層膜からなる反射防止膜をあえて形成させていない。このことは光利用効率から考えると不利になるが、これによって、色バランスが向上し、プロジェクタの色再現性(色合い)がさらに向上する。
【0054】
誘電体多層膜からなる反射防止膜をあえて形成させない光学要素としては、緑色用のフィールドレンズの入射面に限られず、緑色用液晶パネルの入射側偏光板の入射面、出射側偏光板の出射面、ダイクロイックプリズムの緑色光が入射する面も可能であり、効果もある。
【0055】
(実施形態5)
本発明の実施形態5に係るプロジェクタは、図示しないが、図1に示された実施形態1に係るプロジェクタ10と同様の光学系を有している。実施形態5に係るプロジェクタが実施形態1に係るプロジェクタ10と異なっているのは、以下の点である。
【0056】
すなわち、実施形態1に係るプロジェクタ10においては、各色のフィールドレンズ300R、300G、266の入射面、各色用の液晶パネル320R,310G,310Bの入射側偏光板の入射面及び出射側偏光板の出射面、ダイクロイックプリズムの各色光の入射面には、光利用効率を向上させる観点から、誘電体多層膜からなる反射防止膜が形成されている。これに対して、実施形態5に係るプロジェクタにおいてもほぼすべての面には誘電体多層膜からなる反射防止膜が形成されている一方、緑色用及び青色用フィールドレンズ300G、266の入射面にのみ、誘電体多層膜からなる反射防止膜をあえて形成させていない。このことは光利用効率から考えると不利になるが、これによって、色バランスが向上し、プロジェクタの色再現性(色合い)がさらに向上する。
【0057】
誘電体多層膜からなる反射防止膜をあえて形成させない光学要素としては、緑色用及び青色用のフィールドレンズの入射面に限られず、緑色用及び青色用の液晶パネルの入射側偏光板の入射面、出射側偏光板の出射面、ダイクロイックプリズムの緑色光の入射面又は青色光の入射面も可能であり、効果もある。
【図面の簡単な説明】
【0058】
【図1】 本発明の実施形態1に係るプロジェクタの光学系を示す図である。
【図2】 本発明の実施形態1に係るプロジェクタに用いられる光源ランプの光強度スペクトルを示す図である。
【図3】 本発明の実施形態1に係るプロジェクタに用いられる第1のレンズアレイの外観を示す斜視図である。
【図4】 本発明の実施形態2に係るプロジェクタの光学系を示す図である。
【図5】 本発明の実施形態2に係るプロジェクタに用いられる偏光変換素子の構成及び機能を説明するための図である。
【図6】 本発明の実施形態3に係るプロジェクタの光学系を示す図である。
【図7】 従来のプロジェクタの光学系を示す図である。
【図8】 液晶ライトバルブの構造を示す図である。
【図9】 液晶ライトバルブの構造を示す図である。
【符号の説明】
【0059】
10、20、30、90・・・プロジェクタ
100・・・照明光学系
110・・・光源
112・・・光源ランプ
114・・・凹面鏡
120・・・第1のレンズアレイ
122・・・小レンズ
130・・・第2のレンズアレイ
140・・・偏光変換素子
150・・・重畳レンズ
160・・・反射ミラー
170A,170B・・・偏光ビームスプリッタアレイ
171・・・透光性部材
172・・・偏光分離膜
173・・・反射膜
180A,180B・・・λ/2位相差板
200・・・色分離光学系
210・・・第1のダイクロイックミラー
212・・・第2のダイクロイックミラー
220、252、254、256・・・反射ミラー
220・・・リレー光学系
262・・・入射側レンズ
264・・・リレーレンズ
300R、300G、266・・・フィールドレンズ
310、310R、310G、310B、320、320R、320G、320B・・・液晶パネル
400・・・ダイクロイックプリズム
420・・・投写レンズ
S・・・スクリーン
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002037427A JP2003241304A (ja) | 2002-02-14 | 2002-02-14 | プロジェクタ |
US10/359,135 US7123311B2 (en) | 2002-02-14 | 2003-02-06 | Projector with a micro lens array |
CN03102577.3A CN1278163C (zh) | 2002-02-14 | 2003-02-13 | 投影机 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002037427A JP2003241304A (ja) | 2002-02-14 | 2002-02-14 | プロジェクタ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003241304A JP2003241304A (ja) | 2003-08-27 |
JP2003241304A5 true JP2003241304A5 (ja) | 2005-04-07 |
Family
ID=27678116
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002037427A Withdrawn JP2003241304A (ja) | 2002-02-14 | 2002-02-14 | プロジェクタ |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7123311B2 (ja) |
JP (1) | JP2003241304A (ja) |
CN (1) | CN1278163C (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3909595B2 (ja) * | 2003-04-23 | 2007-04-25 | セイコーエプソン株式会社 | 表示装置、及びその調光方法 |
JP4543870B2 (ja) * | 2004-10-15 | 2010-09-15 | セイコーエプソン株式会社 | 電子機器 |
US7327408B1 (en) * | 2004-11-15 | 2008-02-05 | Lightmaster Systems, Inc. | Illuminator that generates linearly polarized light for microdisplay based light engine |
US7486854B2 (en) | 2006-01-24 | 2009-02-03 | Uni-Pixel Displays, Inc. | Optical microstructures for light extraction and control |
JP5499618B2 (ja) * | 2009-04-22 | 2014-05-21 | ソニー株式会社 | 投射型液晶表示装置 |
CN104765230A (zh) * | 2014-01-02 | 2015-07-08 | 光宝科技股份有限公司 | 微型投影固定模块 |
CN108604017B (zh) * | 2016-02-22 | 2022-05-17 | 株式会社日立高新技术 | 二向色镜阵列 |
TWI819261B (zh) * | 2020-12-21 | 2023-10-21 | 中強光電股份有限公司 | 投影裝置 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0255384A (ja) | 1988-08-22 | 1990-02-23 | Seiko Epson Corp | 投写型表示装置 |
JPH04104244A (ja) | 1990-08-24 | 1992-04-06 | Seiko Epson Corp | 投射型液晶表示装置 |
JPH0534846A (ja) | 1991-08-01 | 1993-02-12 | Sony Corp | 投写型カラー画像表示装置 |
JPH10333089A (ja) | 1997-05-27 | 1998-12-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 投写型表示装置 |
WO1999019759A1 (fr) * | 1997-10-09 | 1999-04-22 | Seiko Epson Corporation | Afficheur a projection |
JP3817375B2 (ja) | 1998-10-26 | 2006-09-06 | 株式会社日立製作所 | 映像表示装置およびその色分離ユニット |
JP3337022B2 (ja) | 2000-03-08 | 2002-10-21 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクタ |
JP3893845B2 (ja) | 2000-04-07 | 2007-03-14 | 株式会社日立製作所 | 投写型画像ディスプレイ装置 |
-
2002
- 2002-02-14 JP JP2002037427A patent/JP2003241304A/ja not_active Withdrawn
-
2003
- 2003-02-06 US US10/359,135 patent/US7123311B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-02-13 CN CN03102577.3A patent/CN1278163C/zh not_active Expired - Fee Related
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6116739A (en) | Color projection display apparatus | |
JP2951858B2 (ja) | 投影型カラー液晶表示装置 | |
JP5807430B2 (ja) | プロジェクター | |
JP3055683B2 (ja) | 電子画像表示投射装置 | |
EP1538832A2 (en) | Illuminating device and projection type video display | |
US6174060B1 (en) | Projection-type display apparatus having polarized beam splitters and an illuminating device | |
KR100562382B1 (ko) | 인티그레이터 조명 광학계 및 이를 구비한 프로젝터 | |
JPH07181392A (ja) | 照明装置及び投写型表示装置 | |
US6607276B1 (en) | Illuminating optical system and projector | |
US6987618B2 (en) | Polarization converting device, illumination optical system and projector | |
JP2003241304A5 (ja) | ||
JP4380030B2 (ja) | 照明光学系およびこれを備えたプロジェクタ | |
JPH09230301A (ja) | 投射型表示装置 | |
JP2003241304A (ja) | プロジェクタ | |
US20050083696A1 (en) | Structure of LED illuminating apparatus | |
JP3646455B2 (ja) | 投写型表示装置 | |
US12072618B2 (en) | Light source device and projection display apparatus | |
JP3335885B2 (ja) | 偏光照明装置、および投写型液晶表示装置 | |
JP2001083604A (ja) | 光束圧縮手段、光学エンジン及びこれを用いた映像表示装置 | |
JP3510849B2 (ja) | 投写型映像表示装置 | |
JP2000321535A (ja) | 平行光偏光変換装置、照明装置及び液晶プロジェクタ | |
JP2007121693A (ja) | プロジェクタ | |
JP2000121997A (ja) | 投写型表示装置 | |
JP3528850B2 (ja) | 投写型表示装置 | |
JP2002277850A (ja) | 投射型表示装置用光学装置及び投射型表示装置 |