JP2004264663A

JP2004264663A - 反射型液晶プロジェクタ

Info

Publication number: JP2004264663A
Application number: JP2003055679A
Authority: JP
Inventors: Minoru Suzuki; 実鈴木; Yasuhiro Nishikata; 靖浩西方
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 2003-03-03
Filing date: 2003-03-03
Publication date: 2004-09-24

Abstract

【課題】安価かつ簡易な構成でありながら小型化、薄型化された反射型液晶プロジェクタを提供すること。
【解決手段】反射型液晶プロジェクタは、色分解手段によって分解されたＲ、Ｇ、Ｂの各色成分を、所定の情報に対応して変調するとともに、第一の直線偏光状態を９０°回転した第二の直線偏光状態にする、各色に対応した第一から第三の反射型液晶素子と、各反射型液晶素子と合成プリズムの間に配設される、各色に対応した第一から第三の光束分岐部材と、を有し、各光束分岐部材は、所定の入射角θ_３（但し０°＜θ_３＜９０°）で第一端面に斜入射した第一の直線偏光状態の色成分を、各反射型液晶素子に直角に入射するように第二端面から射出させ、かつ一方の端面に入射した第二の直線偏光状態の色成分を、該一方の端面における入射角と同一の射出角で他方の端面から射出させる構成にした。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、反射型液晶を使用したカラー液晶プロジェクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カラー液晶プロジェクタには、光変調手段として使用する液晶素子の種類によって、透過型と反射型との二種類に分けられる。後者は前者に比べ、液晶膜が薄く構成されており、ＯＮ−ＯＦＦレスポンスが早い、ライフサイクルが長い、光の利用効率が高いなどの利点を有する。従って、反射型カラー液晶プロジェクタは近年の主流となりつつある。
【０００３】
該反射型液晶プロジェクタは、さらに３板式反射型液晶プロジェクタと単板式反射型液晶プロジェクタの二種類がある。詳しくは、前者は、光変調手段として反射型の液晶パネルをＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）用に３枚使用する。後者は、光変調手段としてＲ、Ｇ、Ｂに共通の反射型液晶パネルを１枚使用する。前者は後者に比べ、液晶素子の駆動に関する負担が軽減され、高輝度・高画質の映像を投射して表示することができる。
このような３板式反射型液晶プロジェクタは、例えば以下に示す特許文献１に開示される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−９８９３７号公報
【０００５】
特許文献１に開示される３板式反射型液晶プロジェクタの概略構成図を図８に示す。図８に示すように、従来の３板式反射型液晶プロジェクタ５０は、白色光を照射する光源５１、光源５１から照射された白色光を平行光束にするコリメートレンズ５２、Ｂ色成分のみを透過する第一ダイクロイックミラー５３、Ｒ色成分のみを透過する第二ダイクロイックミラー５４、反射ミラー５７、３つの反射型液晶パネル（ＬＣＯＳ）５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂ、各液晶パネルの前方に配設された偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）プリズム５５Ｒ、５５Ｇ、５５Ｂ、各ＬＣＯＳ５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂで変調され、各ＰＢＳ５５Ｒ、５５Ｇ、５５Ｂを透過したＲ、Ｇ、Ｂの各光を合成する合成プリズム５８、合成プリズム５８により合成された光束をスクリーンＳに投影する投影レンズ５９群を有する。
【０００６】
図８に示すように従来の３板式反射型液晶プロジェクタ５０は、各プリズム５５Ｒ、５５Ｇ、５５Ｂ、５８の相互の光軸合わせをはじめとする各光学部材の相対的位置調整が極めて困難であることが指摘されている。また、図８に示すように、従来の液晶プロジェクタは、スクリーンＳに対して直交する方向に沿って複数の光学部材（例えば、投影レンズ群５９、合成プリズム５８、ＰＢＳ５５Ｇ、ＬＯＣＳ５６Ｇ）が配設されるため、プロジェクタの奥行きを非常に大きく採らざるを得なかった。
【０００７】
さらに近年、スクリーンＳの近傍から投影して大画面を表示したいという要望がある。該要望に応えるためには投影レンズ群５９の短焦点化を図る必要がある。また、光量の損失を抑えてスクリーンＳ上に映し出される映像をより明るくするためには、液晶素子等の照明光学系のＦ値と投影レンズ系のＦ値を同一とする、つまり、投影レンズ群５９のテレセン性を確保しなるべく多くの光量を取り込まなければならない。ところが、上記のような構成に使用される投影レンズ群５９は、バックフォーカスを長く取らざるを得ず、短焦点化およびテレセン性の確保を実現するためには、非常に高価で精度の高い光学構成にしなくてはならない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は上記の事情に鑑み、安価かつ簡易な構成でありながら小型化、薄型化された反射型液晶プロジェクタ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】
そこで上記課題を解決すべく、請求項１に記載の反射型液晶プロジェクタは、第一の直線偏光状態にある白色の平行光束を照射する光源部と、平行光束を、偏光状態を維持しつつＲ、Ｇ、Ｂの各色成分に分解する色分解手段と、各色成分を、所定の情報に対応して変調するとともに、第一の直線偏光状態を９０°回転した第二の直線偏光状態にする、各色に対応した第一から第三の反射型液晶素子と、変調後の各色成分を合成する合成プリズムと、合成プリズムによって合成された光束をスクリーン上に投影する投影レンズ群と、各反射型液晶素子と合成プリズムの間に配設される、各色に対応した第一から第三の光束分岐部材と、を有し、各光束分岐部材は、所定の入射角θ_３（但し０°＜θ_３＜９０°）で第一端面に斜入射した第一の直線偏光状態の色成分を、各反射型液晶素子に略直角に入射するように該第一端面と略平行でかつ反対側にある第二端面から射出させ、かつ一方の端面に入射した第二の直線偏光状態の色成分を、該一方の端面における入射角と同一の射出角で他方の端面から射出させることを特徴とする。
【００１０】
請求項１に記載の反射型液晶プロジェクタによれば、光束を分岐するための部材として偏光ビームスプリッタプリズムを用いずに構成している。従って、液晶プロジェクタ全体の小型化および薄型化に寄与することができる。
【００１１】
一般に、投影レンズは複数の液晶素子からの平行反射光を有効に取り込むように設計されるため、通常のレンズ構成より複雑かつ高い精度が要求される。また、該液晶素子の画素ピッチも高解像化に伴い小さくなっているため、ＭＴＦの要求も高まると共に、短焦点距離（高画角）化も要求される。上記請求項１のように構成することにより、各液晶素子と投影レンズ間の距離が短く設定できるため、投影レンズ群の短焦点化およびテレセン性の確保が容易になり、安価に構成することができる。
【００１２】
さらに、従来の反射型液晶プロジェクタは、各偏光ビームスプリッタプリズムと合成プリズムの光軸合わせ等、非常に高い精度の組み立て工程が要求されたが、請求項１に記載の発明によれば、各光学部材の相対的位置決めが非常に容易となる。
【００１３】
なお本発明によれば、投影レンズのバックフォーカスを短くすることができるため、迷光やフレアの発生を低減する効果も得られる。
【００１４】
請求項１に記載の光束分岐部材として、第一の直線偏光状態の色成分は反射して、第二の直線偏光状態の色成分は透過させる光学膜を塗布された複数の透明基板が、各端面の法線に対して第一の傾斜角だけ傾く状態で両端面の間に所定ピッチで周期的に積層された多層構造を有する部材を使用することができる（請求項２）。
【００１５】
より具体的には、第一から第三の光束分岐部材の各光学膜はそれぞれ、対応する色成分の第一の直線偏光は略全反射し、該対応する色成分の第二の直線偏光は略全透過する特性を有することが望ましい（請求項３）。これにより、各色成分に特化した反射特性を備えるため、高精度な光束分岐が実現される。なお、全波長域の第一偏光を反射する特性を有する光学膜を使用することも理論上は可能である。しかし、総ての波長域に渡って略均一な反射特性を有する光学膜は、製造時に極めて高い精度が要求され、かつ高価である。また、ダイクロイックミラー等の色分離手段は、必ずしも１００％色成分を分離できるわけではない。そのため、請求項３に記載のように、いずれかの色成分に特化した反射特性の光学膜を使用することにより、より高画質な映像を得ることができる。
【００１６】
なお、請求項４に記載の発明によれば、光束分岐部材として、両端面の間に液晶膜を有し、該液晶膜は、該両端面に対して平行方向に液晶が配向された第一領域と、垂直方向に液晶が配向された第二領域とが所定ピッチで周期的に並んでおり、第一領域と第二領域の境界面が、各端面の法線に対して第一の傾斜角だけ傾くように構成された光学部材を使用することも可能である。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、光束分岐部材は、各前記端面と前記反射型液晶素子の液晶面とが、第二の傾斜角θ_２をなすように配設されており、該第二の傾斜角θ_２は、０°≦θ_２＜９０°の範囲内にあることが望ましい。そして、第二の傾斜角θ_２が０°＜θ_２＜９０°の範囲内にあるとき、第一の直線偏光状態の各色成分は、液晶面に対して平行な方向から前記光束分岐部材に入射することが望ましい（請求項６）。このように配置構成することにより、各光束分岐部材に入射する光束径を細くすることができる。従って、光路として用いられる空間を狭く設計することができるため、プロジェクタのより一層の小型化、薄型化が図れる。また、各光学部材での偏向を９０°の整数倍で行うことができるため、設計が容易になる。
【００１８】
また特に、第二の傾斜角θ_２を０°に設定すれば、反射型液晶素子と光束分岐部材との相対的位置決めが極めて容易になる。但し、この場合、第一の直線偏光状態の各色成分は、液晶面に対して非平行な方向から光束分岐部材に入射する（請求項７）。
【００１９】
また、請求項８に記載の発明によれば、上記第一の直線偏光をＳ偏光として設計することが好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は本実施形態の反射型液晶プロジェクタ１００の概略構成を表す図である。反射型液晶プロジェクタ１００は、光源１、ライトトンネル２、リレーレンズ群３、単一偏光板４、第一ダイクロイックミラー５、第二ダイクロイックミラー６、ミラー７、Ｒ用偏光性偏向素子８Ｒ、Ｇ用偏光性偏向素子８Ｇ、Ｂ用偏光性偏向素子８Ｂ、Ｒ用反射型液晶素子９Ｒ、Ｇ用反射型液晶素子９Ｇ、Ｂ用反射型液晶素子９Ｂ、合成プリズム１０、投影レンズ群１１を有する。
【００２１】
光源１は、高圧水銀ランプ１ａと楕円リフレクタ１ｂとを有する。高圧水銀ランプ１ａから照射された白色光は、楕円リフレクタ１ｂで反射してライトトンネル２に導かれる。ライトトンネル２は、入射する白色光を、強度分布を均一にしつつ後段にあるリレーレンズ群３に導く。リレーレンズ群３は、ライトトンネル２を介して入射する白色光を平行光束にしつつ単一偏光板４に導く。単一偏光板４は、入射する白色光を第一ダイクロイックミラー５に対してＳ偏光となるように偏光状態を揃える。
【００２２】
単一偏光板４によってＳ偏光状態に変換された白色光束は、第一と第二のダイクロイックミラー５、６によってＲ、Ｇ、Ｂの各色成分に色分解される。具体的には、第一ダイクロイックミラー５は、入射する白色光束のうち、Ｒ成分のみを透過させ、それ以外の色成分（Ｇ、Ｂ）を略直角に反射させる。第二ダイクロイックミラー６は、第一のダイクロイックミラー５で反射した色成分のうち、Ｂ成分を透過させ、Ｇ成分を略直角に反射させる。なお図１中、Ｒ成分の光路を実線で、Ｇ成分の光路を一点鎖線で、Ｂ成分の光路を破線で、それぞれ示す。
【００２３】
第一ダイクロイックミラー５を透過したＲ成分は、ミラー７で直角に偏向されてＲ用偏光性偏向素子８Ｒに入射する。第二ダイクロイックミラー６で反射したＧ成分と該ミラー６を透過したＢ成分は、そのままＧ用あるいはＢ用偏光性偏向素子８Ｇ、８Ｂに入射する。本実施形態において、ミラー７と第二ダイクロイックミラー６は、各ミラー６、７を介した各色成分の光路が、各色に対応する反射型液晶素子９Ｒ〜９Ｂの液晶面９１と平行になるような位置に配設される。各色成分の光路と各色に対応する反射型液晶素子９Ｒ〜９Ｂの液晶面９１とを平行な関係にすることにより、設計が容易になるだけでなく、各反射型液晶素子９Ｒ〜９Ｂと合成プリズム１０との間の距離を短く構成することができる。
【００２４】
図２は、Ｒ用偏光性偏向素子８ＲおよびＲ用反射型液晶素子９Ｒの近傍を拡大した図である。Ｒ用偏光性偏向素子８Ｒは、多層構造８２を有する。多層構造８２は、所定の反射特性を有する光学膜が塗布された面８３を有する透明基板８４が、面８３を接合面として複数枚積層されている。
【００２５】
図３は、Ｒ用偏光性偏向素子の面８３に塗布される光学膜の反射特性を示すグラフである。図３に示すように面８３の光学膜は、Ｓ偏光状態のＲ成分Ｒｓを略１００％に近い反射率で反射するのに対し、Ｐ偏光状態のＲ成分Ｒｐはほとんど反射しない特性を有している。
【００２６】
多層構造８２は、接合強度を高めるため、透明基板８１上に固着されている。詳しくは、多層構造８２は、面８３が透明基板８１の法線Ｎに対して第一の傾斜角θ_１をなすように傾けられた状態で透明基板８１上に固着される。またＲ用偏光性偏向素子８Ｒは、透明基板８１における該基板８１と多層構造８２との固着面の反対側の端面８５と、多層構造８２における該固着面の反対側の端面８６とが略平行になるように構成される。なお、Ｒ用偏光性偏向素子８Ｒを構成する各基板は、ガラス製でもプラスチック製でもよい。本実施形態では環境変化による影響が小さいガラス製の基板を使用する。
【００２７】
また、図２に示すように、Ｒ用偏光性偏向素子８Ｒは、Ｒ用反射型液晶素子９Ｒの液晶面９１と平行な光路を直進する色成分Ｒｓ全径を取り込むように配置される。従って、Ｒ用偏光性偏向素子８Ｒは、各端面８５、８６がＲ用反射型液晶素子９Ｒの液晶面９１に対して第二の傾斜角θ_２（但し、０°＜θ_２＜９０°）をなすように傾けて配設される。なお、θ_２が９０°を採らないのは、プロジェクタ１００自体が大型化してしまうからである。
【００２８】
従って、Ｓ偏光状態のＲ成分Ｒｓは、Ｒ用偏光性偏向素子８Ｒに９０°から第二の傾斜角θ_２を引いた値の入射角θ_３で端面８５に斜入射する。つまり、本実施形態において、入射角θ_３は、０°＜θ_２＜９０°の範囲内にある。但し、入射角θ_３があまりに大きくなりすぎると、端面８５で反射する光量が増大するおそれがある。そのため本実施形態では、端面８５に反射防止膜を設けている。
【００２９】
ここで、第一の傾斜角θ_１および第二の傾斜角θ_２、さらに入射角θ_３は、Ｒ用偏光性偏向素子８Ｒから射出された該Ｒ成分Ｒｓが液晶面９１に直角に入射（入射角０°で入射）するように適宜設定される。該設定により、Ｒ用偏光性偏向素子８Ｒの端面８５に斜入射したＳ偏光状態のＲ成分Ｒｓは、液晶面９１に直角に入射するように端面８６から射出される。なお、図２中矢印線で示すＲ成分の光路は、便宜上、各端面８５、８６での入射／射出時における屈折現象を省略した状態になっている。
【００３０】
Ｒ用反射型液晶素子９Ｒは、図示しない制御部の制御下、所定のＲ用の映像情報に基づいてＯＮビットに入射したＲ成分Ｒｓを変調する。なお変調の際、液晶の性質によって、反射光束の偏光状態は、入射光束の偏光状態が９０°回転したＰ偏光状態となる。Ｐ偏光状態のＲ成分Ｒｐは、該液晶素子９Ｒで反射して再びＲ用偏光性偏向素子８Ｒに入射する。また、図２では、便宜上、Ｒ用反射型液晶素子９Ｒにおいて、入射光線と反射光線（射出光線）とを異なる光路で示しているが、実際には反射光線は入射光線と略同一光路を戻る。つまり、Ｐ偏光状態のＲ成分Ｒｐは、Ｒ用反射型液晶素子９Ｒから直角に射出（射出角０°で射出）される。
【００３１】
図３に示すように、面８３に塗布された光学膜は、Ｐ偏光状態のＲ成分Ｒｐに対する反射率が極めて低いという特性を有する。そのため、端面８６に入射したＯＮビットに対応するＰ偏光状態のＲ成分Ｒｐは、略全成分が偏向することなく合成プリズム１０に入射する。また、映像信号に基づくＯＦＦビットに対応した反射光は変調されずＳ偏光状態のままＲ用偏光性偏向素子８Ｒに入射する。このとき入射したＯＦＦ光はＳ偏光のままなのでＲ用偏光性偏向素子８Ｒで偏向され元の光路をランプ側に戻ることとなる。かくして合成プリズム１０側に射出される透過光は映像情報に基づくＯＮビットのみで構成されるＲの画像情報を形成する。
【００３２】
Ｇ用偏光性偏向素子８ＧとＧ用反射型液晶素子９Ｇの構成および相対的位置関係、およびＢ用偏光性偏向素子８ＢとＢ用反射型液晶素子９Ｂの構成および相対的位置関係は、既述のＲ用偏光性偏向素子８ＲとＲ用反射型液晶素子９Ｒの説明と同一である。そのため、Ｇ用偏光性偏向素子の面８３に塗布される光学膜の反射特性を示すグラフを図４に、Ｂ用偏光性偏向素子の面８３に塗布される光学膜の反射特性を示すグラフを図５に、それぞれ示し、ここでの説明は省略する。第二ダイクロイックミラー６により分解されたＧ成分やＢ成分も上記Ｒ成分と同様にして、合成プリズム１０に入射する。
【００３３】
合成プリズム１０は、Ｐ偏光状態のＲ成分Ｒｐのみを反射させる第一反射面１０ａとＰ偏光状態のＢ成分Ｂｒのみを反射させる第二反射面１０ｂとを有する。合成プリズム１０に入射したＰ偏光状態のＲ成分Ｒｐは、第一反射面１０ａで直角に反射されて投影レンズ群１１に入射する。合成プリズム１０に入射したＰ偏光状態のＢ成分Ｂｐは、第一反射面１０ｂで直角に反射されて投影レンズ群１１に入射する。合成プリズム１０に入射したＰ偏光状態のＧ成分Ｇｐは、いずれの反射面１０ａ、１０ｂも透過して投影レンズ群１１に入射する。このようにしてＲ、Ｇ、Ｂの各色成分が合成される。投影レンズ群１１によってスクリーンＳには、大画面の明るいフルカラー映像が投影される。
【００３４】
以上のように構成することにより、反射型液晶プロジェクタ１００は、各反射型液晶素子９Ｒ、９Ｇ、９Ｂと投影レンズ１１との間の距離を短くすることができる。従って、投影レンズ１１近傍の構成を小型化することができ、さらにはプロジェクタの奥行き方向の長さを短くすることもできる。また、図３〜図５に示すような反射特性を有する偏光性偏向素子８Ｒ、８Ｇ、８Ｂを使用することにより、光量の損失を有効に抑え、より明るい映像をスクリーンＳ上に表示させることもできる。
【００３５】
さらに、反射型液晶プロジェクタ１００は、各偏光性偏向素子８Ｒ、８Ｇ、８Ｂには、各色成分の光束が斜入射するように構成される。従って、偏光ビームスプリッタプリズムを使用した従来の構成とは異なり、光束径を絞ることが可能になる。そのため、光路として確保すべき空間を小さくすることができる。この点からも、プロジェクタ全体のより一層の小型化が実現される。
【００３６】
また図１に示すように、反射型液晶プロジェクタ１００は、どの光束もすべて９０°の整数倍で偏向するように構成されている。従って本実施形態によれば、各光学部材を簡易な組み立て工程で高い精度をもった位置に配置することができる。
【００３７】
以上が本発明の実施形態である。本発明にかかる反射型液晶プロジェクタは、上記の実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形を行っても同様の効果を奏する。
【００３８】
上記実施形態では、各色成分の光路と各色に対応する反射型液晶素子９Ｒ〜９Ｂの液晶面とが平行になるように構成している。この点につき、本発明に係る反射型液晶プロジェクタは、各偏光性偏向素子が各色成分全径を取り込むことができるのであれば該構成に限定されるものではない。例えば、各色成分の光路と各色に対応する反射型液晶素子９Ｒ〜９Ｂの液晶面とを非平行にすれば、第二の傾斜角θ_２を０°≦θ_２＜９０°の範囲内に設定することも可能である。
【００３９】
但し、上記第二の傾斜角を０°に設定した場合、各偏光性偏向素子８Ｒ、８Ｇ、８ＢにＳ偏光を斜入射させるために、上記実施形態とは異なる配置構成を採る必要がある。図６は、第二の傾斜角を０°に設定した反射型液晶プロジェクタ１００’の一例を示す概略構成図である。図６に示すように、反射型液晶プロジェクタ１００’は、色分解手段である第一ダイクロイックミラー５、第二ダイクロイックミラー６、ミラー７の角度を調整することにより、各偏光性偏向素子８Ｒ、８Ｇ、８ＢにＳ偏光を斜入射させている。反射型液晶プロジェクタ１００’のように、第二の傾斜角を０°に設定した場合、各素子８Ｒ、８Ｇ、８Ｂと各素子９Ｒ、９Ｇ、９Ｂとの相対的位置決めが上記実施形態よりも容易になる。
【００４０】
また、反射型液晶プロジェクタ１００’のように、第二の傾斜角を０°に設定した場合、各素子８Ｒ、８Ｇ、８Ｂと各素子９Ｒ、９Ｇ、９Ｂとの相対的位置決めが上記実施形態よりも容易になる利点がある。図７は、多層構造８２において規定される各角度を表す説明図である。第一の傾斜角、つまり図７中の角度θ_１は、各色成分が８Ｒ（８Ｇ、８Ｂ）に屈折角θ_４をなすように入射した（つまり、入射角θ_３で入射した）場合に射出角０°で射出されるような角度に設定される。つまり、第一の傾斜角θ_１は、屈折角θ_４の半分に設定される。また隣接する透明基板８４間のピッチｄは、偏光性偏向素子８Ｒ（８Ｇ、８Ｂ）に入射する光束の波長をλ、液晶膜の屈折率をｎとすると、以下の式によって求められる。
【数１】

【００４１】
さらに、例えば、上記実施形態では、光源からの光束はＳ偏光であると説明したが、Ｐ偏光であってもよい。また、本実施形態の偏光性偏向素子は上記のような構成以外のものでも使用することができる。例えば、本出願人の出願である特願２００３−２３４１３号に開示する液晶膜を備えた偏光性偏向素子を使用することもできる。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、該液晶素子と所定角度をなすように配設された所定構造の偏光性偏向素子を、各反射型液晶素子と合成プリズムの間の光束分岐手段として使用することにより、従来のプロジェクタよりも簡易な構成でかつ小型化、薄型化された反射型液晶プロジェクタを提供することができる。
【００４３】
また、各液晶素子と投影レンズ間の距離を短くすることができたことにより、近距離からスクリーンに映像を投影するプロジェクタ、例えばリアプロジェクタ、のようなものであっても、高性能な投影レンズを使用せずとも十分に広角に鮮明な画像を投影することが可能となる。よってプロジェクタ自体のコストダウンも実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の反射型液晶プロジェクタの概略構成を表す図である。
【図２】本発明の実施形態の偏光性偏向素子と反射型液晶素子近傍の拡大図である。
【図３】本発明の実施形態のＲ用偏光性偏向素子に設けられる光学膜の反射特性を表すグラフである。
【図４】本発明の実施形態のＲ用偏光性偏向素子に設けられる光学膜の反射特性を表すグラフである。
【図５】本発明の実施形態のＲ用偏光性偏向素子に設けられる光学膜の反射特性を表すグラフである。
【図６】本発明の他の実施形態の反射型液晶プロジェクタの概略構成を表す図である。
【図７】他の実施形態に用いられる偏光性偏向素子に関する説明図である。
【図８】従来の反射型液晶プロジェクタの概略構成図である。
【符号の説明】
１光源
５、６ダイクロイックミラー
８Ｒ、８Ｇ、８Ｂ偏光性偏向素子
９Ｒ、９Ｇ、９Ｂ反射型液晶素子
１０合成プリズム
１１投影レンズ
１００反射型液晶プロジェクタ

Claims

第一の直線偏光状態にある白色の平行光束を照射する光源部と、
前記平行光束を、偏光状態を維持しつつＲ、Ｇ、Ｂの各色成分に分解する色分解手段と、
各色成分を、所定の情報に対応して変調するとともに、前記第一の直線偏光状態を９０°回転した第二の直線偏光状態にする、各色に対応した第一から第三の反射型液晶素子と、
変調後の各色成分を合成する合成プリズムと、
前記合成プリズムによって合成された光束をスクリーン上に投影する投影レンズ群と、
各前記反射型液晶素子と前記合成プリズムの間に配設される、各色に対応した第一から第三の光束分岐部材と、を有し、
各前記光束分岐部材は、所定の入射角α（但し０°＜α＜９０°）で第一端面に斜入射した第一の直線偏光状態の色成分を、各前記反射型液晶素子に略直角に入射するように該第一端面と略平行でかつ反対側にある第二端面から射出させ、かつ一方の端面に入射した第二の直線偏光状態の色成分を、該一方の端面における入射角と同一の射出角で他方の端面から射出させることを特徴とする反射型液晶プロジェクタ。
請求項１に記載の反射型液晶プロジェクタにおいて、
前記光束分岐部材は、前記第一の直線偏光状態の色成分は反射して、前記第二の直線偏光状態の色成分は透過させる光学膜を塗布された複数の透明基板が、各端面の法線に対して第一の傾斜角だけ傾く状態で両端面の間に所定ピッチで周期的に積層されていることを特徴とする反射型液晶プロジェクタ。
請求項２に記載の反射型液晶プロジェクタにおいて、
第一から第三の光束分岐部材の各光学膜はそれぞれ、対応する色成分の第一の直線偏光は略全反射し、該対応する色成分の第二の直線偏光は略全透過する特性を有することを特徴とする反射型液晶プロジェクタ。
請求項１に記載の反射型液晶プロジェクタにおいて、
前記光束分岐部材は、両端面の間に液晶膜を有し、
前記液晶膜は、該両端面に対して平行方向に液晶が配向された第一領域と、垂直方向に液晶が配向された第二領域とが所定ピッチで周期的に並んでおり、第一領域と第二領域の境界面が、各端面の法線に対して第一の傾斜角だけ傾くように構成されていることを特徴とする反射型液晶プロジェクタ。
請求項１から請求項４のいずれかに記載の反射型液晶プロジェクタにおいて、
前記光束分岐部材は、各前記端面と前記反射型液晶素子の液晶面とが、第二の傾斜角θ_２をなすように配設されており、該第二の傾斜角θ_２は、０°≦θ_２＜９０°の範囲内にあることを特徴とする反射型液晶プロジェクタ。
請求項５に記載の反射型液晶プロジェクタにおいて、
前記第二の傾斜角θ_２が０°＜θ_２＜９０°の範囲内にあるとき、第一の直線偏光状態の各色成分は、前記液晶面に対して平行な方向から前記光束分岐部材に入射することを特徴とする反射型液晶プロジェクタ。
請求項５に記載の反射型液晶プロジェクタにおいて、
前記第二の傾斜角θ_２が０°であり、第一の直線偏光状態の各色成分は、前記液晶面に対して非平行な方向から前記光束分岐部材に入射することを特徴とする反射型液晶プロジェクタ。
請求項１から請求項６のいずれかに記載の反射型液晶プロジェクタにおいて、
前記第一の直線偏光はＳ偏光であり、
前記第二の直線偏光はＰ偏光であることを特徴とする反射型液晶プロジェクタ。