JP2006145943A - 投射表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】モワレのない良好な画像が得られる投射表示装置を提供する。
【解決手段】偏光面の異なる光から色分離を行い、各色光を各色光の映像信号に応じた光変調をした後、色合成を行い、更に投射レンズで投射する際、色分離された互いに偏光面の異なる2原色光のうちの第1の光を反射させる一方、第2の光を透過する偏光膜を有する偏光ビームスプリッタ8と、偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81で反射された第1の光を偏光ビームスプリッタ8方向に反射させる反射型液晶素子10と、偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81を透過した第2の光を偏光ビームスプリッタ8方向に反射させる反射型液晶素子11と、からなり、偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81と反射型液晶素子10との間の距離をLg、偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81と反射型液晶素子11との間の距離をLrとするとき、Lr−Lg又は、Lg−Lrの関係を有する。
【選択図】 図1
【解決手段】偏光面の異なる光から色分離を行い、各色光を各色光の映像信号に応じた光変調をした後、色合成を行い、更に投射レンズで投射する際、色分離された互いに偏光面の異なる2原色光のうちの第1の光を反射させる一方、第2の光を透過する偏光膜を有する偏光ビームスプリッタ8と、偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81で反射された第1の光を偏光ビームスプリッタ8方向に反射させる反射型液晶素子10と、偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81を透過した第2の光を偏光ビームスプリッタ8方向に反射させる反射型液晶素子11と、からなり、偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81と反射型液晶素子10との間の距離をLg、偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81と反射型液晶素子11との間の距離をLrとするとき、Lr−Lg又は、Lg−Lrの関係を有する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、反射型の空間光変調素子を用いた投射表示装置に関する。
従来、投射表示装置として液晶プロジェクタが普及している。この液晶プロジェクタは、照明系光源からの光束を赤・緑・青の3原色に分解して液晶パネルに照射し、液晶パネルをテレビジョン信号やパソコン等からの情報信号に基づいて駆動することで、液晶パネルから光変調された光束を出射し、この光束を合成して投射レンズを介してスクリーンに拡大投射するものであった。
この投射表示装置については、特許文献1に記載されている。
この特許文献1に記載されている投射表示装置について図3を用いて説明する。
図3は、従来の投射型表示装置を示す概略ブロック図である。
図3に示すように、従来の投射型表示装置21は、不定偏光の白光を出射する光源2と、光源2から出射された白色光を均一化するインテクグレータ光学系3と、このインテクグレータ光学系3から出射する白色光のうち、S偏光を有する青色光と、S偏光とは偏光面が90度異なるP偏光を有する緑色光及び赤色光とに分離する第1のカラー偏光子4と、カラー偏光子4で分離されたP偏光の緑色光及び赤色光を透過し、S偏光の青色光を偏光膜51で反射する第1の偏光ビームスプリッタ5と、第1の偏光ビームスプリッタ5で反射された青色光を偏光膜61で反射する第2の偏光ビームスプリッタ6と、第1の偏光ビームスプリッタ5を透過したP偏光の緑色光及び赤色光のうち、緑色光だけをP偏光からS偏光に変換し、P偏光の赤色光と共に出射する第2のカラー偏光子7と、第2のカラー偏光子7から出射されたS偏光の緑色光を偏光膜81で反射し、P偏光の赤色光を透過する第3の偏光ビームスプリッタ8と、からなる。
この特許文献1に記載されている投射表示装置について図3を用いて説明する。
図3は、従来の投射型表示装置を示す概略ブロック図である。
図3に示すように、従来の投射型表示装置21は、不定偏光の白光を出射する光源2と、光源2から出射された白色光を均一化するインテクグレータ光学系3と、このインテクグレータ光学系3から出射する白色光のうち、S偏光を有する青色光と、S偏光とは偏光面が90度異なるP偏光を有する緑色光及び赤色光とに分離する第1のカラー偏光子4と、カラー偏光子4で分離されたP偏光の緑色光及び赤色光を透過し、S偏光の青色光を偏光膜51で反射する第1の偏光ビームスプリッタ5と、第1の偏光ビームスプリッタ5で反射された青色光を偏光膜61で反射する第2の偏光ビームスプリッタ6と、第1の偏光ビームスプリッタ5を透過したP偏光の緑色光及び赤色光のうち、緑色光だけをP偏光からS偏光に変換し、P偏光の赤色光と共に出射する第2のカラー偏光子7と、第2のカラー偏光子7から出射されたS偏光の緑色光を偏光膜81で反射し、P偏光の赤色光を透過する第3の偏光ビームスプリッタ8と、からなる。
更に、第2の偏光ビームスプリッタ6の偏光膜61で反射されたP偏光の青色光を映像信号に応じて光変調した後、P偏光で反射させる青色光用の反射型液晶素子9と、第3の偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81で反射されたS偏光の緑色光を映像信号に応じて光変調した後、P偏光で反射させる緑色用の反射型液晶素子10と、第3の偏光ビームスプリッタ8を透過したP偏光の赤色光を映像信号に応じて光変調した後、S偏光で反射させる赤色光用の反射型液晶素子11と、からなる。
第2の偏光ビームスプリッタ6を透過して青色光用の反射型液晶素子9で反射されたP偏光の青色光の偏光面をS偏光にする第3のカラー偏光子12と、緑色用の反射型液晶素子10で反射され第3の偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81を透過したP偏光の緑色光をそのまま出射し、赤色光用の反射型液晶素子11で反射された後、第3の偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81で反射されたS偏光の赤色光の偏光面をP偏光に変換して出射する第4のカラー偏光子13と、からなる。
第4のカラー偏光子13から出射したP偏光の赤色光及び緑色光を透過し、第3のカラー偏光子12から出射されるS偏光の青色光を偏光膜141で反射させる第4の偏光ビームスプリッタ14と、第4の偏光ビームスプリッタ14から出射する赤色光、緑色光及び青色光の合成光のうち、S偏光の青色光の偏光面をP偏光に変換し、P偏光の赤色光及び青色光をそのまま透過するλ/4位相板15と、λ/4位相板15から出射するP偏光の赤色光、緑色光及び青色光の合成光をスクリーンに拡大投射する投射レンズ16と、からなる。
そして、第1のカラー偏光子4と第1の偏光ビームスプリッタ5とで色成分分離部17を構成し、第2の偏光ビームスプリッタ6と青色光用の反射型液晶素子9とで第1の分離・合成部18を構成し、第2のカラー偏光子7と第3の偏光ビームスプリッタ8と緑色光用の反射型液晶素子10、赤色光用の反射型液晶素子11とで第2の分離・合成部19を構成し、第3のカラー偏光子12と第4の偏光ビームスプリッタ14と第4のカラー偏光子13と、λ/4位相板15とで色成分合成部20を構成している。
特開平5−93887号公報
しかしながら、第2のカラー偏光子7を介して第3の偏光ビームスプリッタ8に入射するP偏光の赤色光の一部がその偏光膜81で反射された後、緑色光用の反射型液晶素子10で反射されてスクリーンに投射された場合の赤色映像と赤色用の反射型液晶素子11で反射されてスクリーンに投射された場合の赤色映像との間の干渉によるモワレが生じるといった問題があった。
この問題点について図4を用いて詳細に説明する。
図4は、第3の偏光ビームスプリッタ近傍の拡大図である。
図4に示すように、第2のカラー偏光子7を透過したP偏光の赤色光は、第3の偏光ビームスプリッタ8に入射するが、偏光ビームスプリッタの偏光膜の一般的な特性により、第3の偏光ビームスプリッタ8に入射する赤色光の大部分は、赤色光用の反射型液晶素子11に入射するが、その一部Rsiは、P偏光にも関わらず、第3の偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81で反射され、緑色光用の反射型液晶素子10に入射する。緑色光用の反射型液晶素子10では、緑色光用の映像信号に応じて光変調するだけであるので、赤色光Rsoは、光変調を受けずにP偏光のまま反射され、第3の偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81を透過して、第4のカラー偏光子13、第4の偏光ビームスプリッタ14、λ/4位相板15、投射レンズ16を介してスクリーンに到達する。
図4は、第3の偏光ビームスプリッタ近傍の拡大図である。
図4に示すように、第2のカラー偏光子7を透過したP偏光の赤色光は、第3の偏光ビームスプリッタ8に入射するが、偏光ビームスプリッタの偏光膜の一般的な特性により、第3の偏光ビームスプリッタ8に入射する赤色光の大部分は、赤色光用の反射型液晶素子11に入射するが、その一部Rsiは、P偏光にも関わらず、第3の偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81で反射され、緑色光用の反射型液晶素子10に入射する。緑色光用の反射型液晶素子10では、緑色光用の映像信号に応じて光変調するだけであるので、赤色光Rsoは、光変調を受けずにP偏光のまま反射され、第3の偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81を透過して、第4のカラー偏光子13、第4の偏光ビームスプリッタ14、λ/4位相板15、投射レンズ16を介してスクリーンに到達する。
一方、第3の偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81を透過したP偏光の赤色光Rmiは、赤色光用の反射型液晶素子11で赤色光用の映像信号に応じて光変調を受けてS偏光の赤色光Rmoとなり、この赤色光Rmoは、第3の偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81で第4のカラー偏光子13、第4の偏光ビームスプリッタ14、λ/4位相板15、投射レンズ16を介してスクリーンに到達する。
このため、緑色光用の反射型液晶素子10で反射されたP偏光の赤色光Rsoと赤色光用の反射型液晶素子11で反射されたP偏光の赤色光Rmoの映像がスクリーン上で干渉して干渉縞となるモワレを生じるといった問題があった。
これは、緑色光用の反射型液晶素子10で反射されたP偏光の赤色光Rsoと赤色光用の反射型液晶素子11で反射されたP偏光光の赤色光Rmoが略同じレベルで暗く、かつ投射レンズ16の光軸における第3の偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81からの赤色光用の反射型液晶素子11までの距離Lrと第3の偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81からの緑色用の反射型液晶素子10までの距離Lgが一致、即ちフォーカスが取れたとき、最も干渉縞が目立つ。
これは、緑色光用の反射型液晶素子10で反射されたP偏光の赤色光Rsoと赤色光用の反射型液晶素子11で反射されたP偏光光の赤色光Rmoが略同じレベルで暗く、かつ投射レンズ16の光軸における第3の偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81からの赤色光用の反射型液晶素子11までの距離Lrと第3の偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81からの緑色用の反射型液晶素子10までの距離Lgが一致、即ちフォーカスが取れたとき、最も干渉縞が目立つ。
そこで、本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、モワレのない良好な画像が得られる投射表示装置を提供することを目的とする。
本願発明における第1の発明は、不定偏光光から偏光面の異なる3原色光に色分離する色分解光学系と、前記3原色光の各色光の映像信号に応じた光変調を行い、この光変調が行われた各色光の色合成を行う色合成部と、前記色合成部で色合成された色合成光をスクリーンに投射する投射レンズと、を備えた投射表示装置において、前記色分解光学系で色分離された前記3原色光のうちの互いに偏光面の異なる第1の偏光面を有する第1の光を反射させる一方、第2の偏光面を有する第2の光を透過する偏光膜を有する偏光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタの偏光膜で反射された前記第1の光を前記第1の光の映像信号に応じて光変調を行って前記偏光ビームスプリッタの第1面方向に反射させる第1の反射型液晶素子と、前記偏光ビームスプリッタの偏光膜を透過した前記第2の光を前記第2の光の映像信号に応じて光変調を行って前記偏光ビームスプリッタの第2面方向に反射させる第2の反射型液晶素子と、からなり、前記投射レンズの光軸上における前記偏光ビームスプリッタの偏光膜と前記第1の反射型液晶素子との間の距離をLg、前記偏光ビームスプリッタの偏光膜と前記第1の反射型液晶素子との間の距離をLrとするとき、Lr、Lgは、Lr>Lg又は、Lg<Lrの関係を有することを特徴とする投射表示装置を提供する。
第2の発明は、前記第2の光の波長が650nmで、|Lr−Lg|=Δlであるとき、Δlは、13μm<Δl<48μmの関係を有することを特徴とする請求項1記載の投射表示装置を提供する。
第2の発明は、前記第2の光の波長が650nmで、|Lr−Lg|=Δlであるとき、Δlは、13μm<Δl<48μmの関係を有することを特徴とする請求項1記載の投射表示装置を提供する。
本願発明によれば、前記色分解光学系で色分離された前記3原色光のうちの互いに偏光面の異なる第1の偏光面を有する第1の光を反射させる一方、第2の偏光面を有する第2の光を透過する偏光膜を有する偏光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタの偏光膜で反射された前記第1の光を前記第1の光の映像信号に応じて光変調を行って前記偏光ビームスプリッタの第1面方向に反射させる第1の反射型液晶素子と、前記偏光ビームスプリッタの偏光膜を透過した前記第2の光を前記第2の光の映像信号に応じて光変調を行って前記偏光ビームスプリッタの第2面方向に反射させる第2の反射型液晶素子と、からなり、前記投射レンズの光軸上における前記偏光ビームスプリッタの偏光膜と前記第1の反射型液晶素子との間の距離をLg、前記偏光ビームスプリッタの偏光膜と前記第1の反射型液晶素子との間の距離をLrとするとき、Lr、Lgは、Lr>Lg又は、Lg<Lrの関係を有するので、モワレのない良好な画像が得られる投射表示装置を提供する。
以下に本発明の実施形態に係る投射表示装置について図1及び図5を用いて説明する。
従来例と同一符号を用いる場合には、従来と同一構成については同一符号を付し、その説明を省略する。
図1は、本発明の実施形態における投射表示装置を示す概略図である。
図2は、本発明の実施形態における投射表示装置の第3偏光ビームスプリッタ近傍の拡大図である。
従来例と同一符号を用いる場合には、従来と同一構成については同一符号を付し、その説明を省略する。
図1は、本発明の実施形態における投射表示装置を示す概略図である。
図2は、本発明の実施形態における投射表示装置の第3偏光ビームスプリッタ近傍の拡大図である。
本発明の実施形態における投射表示装置1は、従来の投射表示装置において、投射レンズ16の光軸上での赤色光が赤色光用の反射型液晶素子11に生じるフォーカス位置と第3の偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81との間の距離をLr、投射レンズ16の光軸上での緑色光が緑色光用の反射型液晶表示素子10で生じるフォーカス位置と第3の偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81との間の距離をLgとするとき、投射レンズ16のフォーカス距離が緑色光よりも赤色光の方が長い場合に、Lr、Lgは、Lr>Lgの関係を有するようにしたものであり、それ以外は同様である。
以下に具体的に説明する。
図1に示すように、本発明の実施形態における投射表示装置1は、不定偏光の白色光を出射する光源2と、光源から出射された白色光を均一化するインテクグレータ光学系3と、このインテクグレータ光学系3から出射する白色光のうち、S偏光の青色光と、S偏光とは偏光面が90度異なるP偏光の緑色光及び赤色光とに分離する第1のカラー偏光子4と、この第1のカラー偏光子4で分離されたP偏光の緑色光及び赤色光を透過し、S偏光の青色光を偏光膜51で反射する第1の偏光ビームスプリッタ5と、第1の偏光ビームスプリッタ5の偏光膜51で反射された青色光を偏光膜61で反射する第2の偏光ビームスプリッタ6と、第1の偏光ビームスプリッタ5の偏光膜51を透過したP偏光の緑色光及び赤色光のうち、緑色光だけをP偏光からS偏光に変換し、P偏光の赤色光と共に出射する第2のカラー偏光子7と、第2のカラー偏光子7から出射されたS偏光の緑色光を偏光膜81で反射し、P偏光の赤色光を透過する第3の偏光ビームスプリッタ8と、からなる。
図1に示すように、本発明の実施形態における投射表示装置1は、不定偏光の白色光を出射する光源2と、光源から出射された白色光を均一化するインテクグレータ光学系3と、このインテクグレータ光学系3から出射する白色光のうち、S偏光の青色光と、S偏光とは偏光面が90度異なるP偏光の緑色光及び赤色光とに分離する第1のカラー偏光子4と、この第1のカラー偏光子4で分離されたP偏光の緑色光及び赤色光を透過し、S偏光の青色光を偏光膜51で反射する第1の偏光ビームスプリッタ5と、第1の偏光ビームスプリッタ5の偏光膜51で反射された青色光を偏光膜61で反射する第2の偏光ビームスプリッタ6と、第1の偏光ビームスプリッタ5の偏光膜51を透過したP偏光の緑色光及び赤色光のうち、緑色光だけをP偏光からS偏光に変換し、P偏光の赤色光と共に出射する第2のカラー偏光子7と、第2のカラー偏光子7から出射されたS偏光の緑色光を偏光膜81で反射し、P偏光の赤色光を透過する第3の偏光ビームスプリッタ8と、からなる。
更に、第2の偏光ビームスプリッタ6の偏光膜61で反射されたS偏光の青色光を映像信号に応じて光変調した後、P偏光で反射させる青色光用の反射型液晶素子9と、第3の偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81で反射されたS偏光の緑色光を映像信号に応じて光変調した後、P偏光で反射させる緑色光用の反射型液晶素子10と、第3の偏光ビームスプリッタ8を透過したP偏光の赤色光を映像信号に応じて光変調した後、S偏光で反射させる赤色光用の反射型液晶素子11と、からなる。
第2の偏光ビームスプリッタ6で反射され青色光用の反射型液晶素子9で映像信号に応じて光変調した後、反射されたP偏光の青色光の偏光面をS偏光にする第3のカラー偏光子12と、緑色光用の反射型液晶素子10で映像信号に応じて光変調した後、反射された第3の偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81を透過したP偏光の緑色光をそのまま出射し、赤色光用の反射型液晶素子11で映像信号に応じて光変調した後反射された第3の偏光ビームスプリッタ8で反射されたS偏光の赤色光の偏光面をP偏光に変換して出射する第4のカラー偏光子13と、からなる。
第3の偏光ビームスプリッタ8、緑色光用の反射型液晶素子10及び赤色光用の反射型液晶素子11は、以下の関係を有して配置されている。
投射レンズ16の光軸上での赤色光が赤色光用の反射型液晶素子11に生じるフォーカス位置と第3の偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81との間の距離をLr、投射レンズ16から見た時の光軸上での緑色光が緑色光用の反射型液晶表示素子10で生じるフォーカス位置と第3の偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81との間の距離をLgとするとき、投射レンズ16のフォーカス距離が緑色光よりも赤色光の方が長い場合に、LrとLgは、Lr>Lgとなる関係にある。
投射レンズ16の光軸上での赤色光が赤色光用の反射型液晶素子11に生じるフォーカス位置と第3の偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81との間の距離をLr、投射レンズ16から見た時の光軸上での緑色光が緑色光用の反射型液晶表示素子10で生じるフォーカス位置と第3の偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81との間の距離をLgとするとき、投射レンズ16のフォーカス距離が緑色光よりも赤色光の方が長い場合に、LrとLgは、Lr>Lgとなる関係にある。
第4のカラー偏光子13から出射したP偏光の赤色光及び緑色光を透過し、第3のカラー偏光子12から出射されるS偏光の青色光を反射させる第4の偏光ビームスプリッタ14と、第4の偏光ビームスプリッタ14から出射する赤色光、緑色光及び青色光の合成光のうち、S偏光の青色光の偏光面をP偏光に変換し、P偏光の赤色光及び青色光をそのまま透過するλ/4位相板15と、λ/4位相板15から出射するP偏光の赤色光、緑色光及び青色光の合成光をスクリーンに拡大投射する投射レンズ16と、からなる。
そして、第1のカラー偏光子4と第1の偏光ビームスプリッタ5とで色成分分離部17を構成し、第2の偏光ビームスプリッタ6と青色光用の反射型液晶素子9とで第1の分離・合成部18を構成し、第2のカラー偏光子7、第3の偏光ビームスプリッタ8、緑色光用の反射型液晶素子10及び赤色光用の反射型液晶素子11で第2の分離・合成部19を構成し、第3のカラー偏光子12、第4の偏光ビームスプリッタ14、第4のカラー偏光子13及びλ/4位相板15で色成分合成部20を構成している。
ここで、第3の偏光ビームスプリッタ8、緑色光用の反射型液晶素子10及び赤色光用の反射型液晶素子11の配置は、Lr>Lgの関係を満たすように配置されている理由について図2を用いて説明する。
Lr=Lgの時は、緑色光用の反射型液晶素子10で反射され、第3の偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81を透過したP偏光の赤色光と赤色光用の反射型液晶素子で反射され、第3の偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81で反射されたP偏光の赤色光との光路長が等しくなるので、干渉するため、モアレを生じる。Lr≠Lgとすればよいが、緑色光用の反射型液晶素子10或いは、赤色光用の反射型液晶素子11が投射レンズ16のフォーカス位置からずれすぎた場合には、スクリーン上での映像にボケを生じるので、できるだけフォーカス位置から遠ざからない位置でLr≠Lgとする必要がある。
Lr=Lgの時は、緑色光用の反射型液晶素子10で反射され、第3の偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81を透過したP偏光の赤色光と赤色光用の反射型液晶素子で反射され、第3の偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81で反射されたP偏光の赤色光との光路長が等しくなるので、干渉するため、モアレを生じる。Lr≠Lgとすればよいが、緑色光用の反射型液晶素子10或いは、赤色光用の反射型液晶素子11が投射レンズ16のフォーカス位置からずれすぎた場合には、スクリーン上での映像にボケを生じるので、できるだけフォーカス位置から遠ざからない位置でLr≠Lgとする必要がある。
図2に示すように、投射レンズ16のフォーカス位置は、投射レンズ16が有する色収差によって異なるが、本発明の実施形態では、Lr>Lgの場合について考える。
LrがLgよりも赤色光の波長の20倍以上大きい場合には、モアレを生じないことが実験的にわかっている。このため、赤色光の波長を650nmの時には、Lrは、Lgよりも13μm以上大きければモアレの発生を防止できる。
また、像面深度dは、ボケ量をσ、投射レンズのナンバーをFとするとき、
d=σFの関係を有するので、ボケ量σが12μm、Fが4である場合には、像面深度dは、48μmとなる。
この結果、|Lr−Lg|=Δlとするとき、焦点の外側方向(赤色光用の反射型液晶素子11が第3の偏光ビームスプリッタ8から遠ざかる方向)に13μm<Δl<48μmの関係を有する場合には、投射レンズ16の焦点深度内にあって、かつスクリーン上でのモアレの発生を防止することができる。
LrがLgよりも赤色光の波長の20倍以上大きい場合には、モアレを生じないことが実験的にわかっている。このため、赤色光の波長を650nmの時には、Lrは、Lgよりも13μm以上大きければモアレの発生を防止できる。
また、像面深度dは、ボケ量をσ、投射レンズのナンバーをFとするとき、
d=σFの関係を有するので、ボケ量σが12μm、Fが4である場合には、像面深度dは、48μmとなる。
この結果、|Lr−Lg|=Δlとするとき、焦点の外側方向(赤色光用の反射型液晶素子11が第3の偏光ビームスプリッタ8から遠ざかる方向)に13μm<Δl<48μmの関係を有する場合には、投射レンズ16の焦点深度内にあって、かつスクリーン上でのモアレの発生を防止することができる。
次に、その作用について説明する。
光源2から出射された不定偏光の白色光をインテクグレータ光学系3で均一化させた後、第1のカラー偏光子4により、S偏光の青色光とP偏光の緑色光及び赤色光とに分離し、第1の偏光ビームスプリッタ5に入射させる。
第1の偏光ビームスプリッタ5の偏光膜51でS偏光の青色光を反射させ、P偏光の緑色光と赤色光を透過させた後、S偏光の青色光を第2の偏光ビームスプリッタ6の偏光膜61で反射させる
一方、第1の偏光ビームスプリッタ5の偏光膜51を透過したP偏光の緑色光と赤色光のうち、第2のカラー偏光子7でP偏光の赤色光をそのまま透過し、緑色光をP偏光からS偏光にして透過させ、第3の偏光ビームスプリッタ8に入射させる。
光源2から出射された不定偏光の白色光をインテクグレータ光学系3で均一化させた後、第1のカラー偏光子4により、S偏光の青色光とP偏光の緑色光及び赤色光とに分離し、第1の偏光ビームスプリッタ5に入射させる。
第1の偏光ビームスプリッタ5の偏光膜51でS偏光の青色光を反射させ、P偏光の緑色光と赤色光を透過させた後、S偏光の青色光を第2の偏光ビームスプリッタ6の偏光膜61で反射させる
一方、第1の偏光ビームスプリッタ5の偏光膜51を透過したP偏光の緑色光と赤色光のうち、第2のカラー偏光子7でP偏光の赤色光をそのまま透過し、緑色光をP偏光からS偏光にして透過させ、第3の偏光ビームスプリッタ8に入射させる。
第2の偏光ビームスプリッタ6の偏光膜61で反射させたS偏光の青色光を青色光用の反射型液晶素子9で青色光に応じた映像信号で光変調してP偏光にした後、反射させ第2の偏光ビームスプリッタ6を透過させ第3のカラー偏光子12に入射させる。
一方、S偏光の緑色光は、第3の偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81で反射させ、緑色光用の反射型液晶素子10側に出射させる。
緑色光用の反射型液晶素子10で緑色光用の映像信号に応じて光変調してS偏光に変換した後、反射させ、第3の偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81を透過させ、第4のカラー偏光子13に入射させる。
一方、S偏光の緑色光は、第3の偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81で反射させ、緑色光用の反射型液晶素子10側に出射させる。
緑色光用の反射型液晶素子10で緑色光用の映像信号に応じて光変調してS偏光に変換した後、反射させ、第3の偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81を透過させ、第4のカラー偏光子13に入射させる。
P偏光の赤色光は、第3の偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81をそのまま透過させ、赤色光用の反射型液晶素子11で赤色光用の映像信号に応じて反射型液晶素子11でS偏光に光変調した後、反射させ、第3の偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81で反射させて、第4のカラー偏光子13に入射させる。
第4のカラー偏光子13では、赤色光をS偏光からP偏光に変換して透過させ、P偏光の緑色光をそのまま透過させ、第4の偏光ビームスプリッタ14に入射させる。
第4のカラー偏光子13では、赤色光をS偏光からP偏光に変換して透過させ、P偏光の緑色光をそのまま透過させ、第4の偏光ビームスプリッタ14に入射させる。
第4の偏光ビームスプリッタ14では、S偏光の青色光を反射させ、P偏光の緑色光及び赤色光をそのまま透過させて、λ/4位相板15に入射させる。
λ/4位相板15では、青色光のS偏光をP偏光に変換して円偏光に変換して透過させ、P偏光の緑色光及び赤色光を円偏光にして透過させる。投射レンズ16では、P偏光となった青色光、緑色光及び赤色光の画像をスクリーンに拡大投射する。
λ/4位相板15では、青色光のS偏光をP偏光に変換して円偏光に変換して透過させ、P偏光の緑色光及び赤色光を円偏光にして透過させる。投射レンズ16では、P偏光となった青色光、緑色光及び赤色光の画像をスクリーンに拡大投射する。
以上のように、本発明の実施形態によれば、投射レンズ16の光軸上での赤色光が赤色光用の反射型液晶素子11に生じるフォーカス位置と第3の偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81との間の距離をLr、投射レンズ16から見た時の光軸上での緑色光が緑色光用の反射型液晶表示素子10で生じるフォーカス位置と第3の偏光ビームスプリッタ8の偏光膜81との間の距離をLgとするとき、投射レンズ16のフォーカス距離が緑色光よりも赤色光の方が長い場合に、LrとLgは、Lr>Lgとなる関係にあるので、投射レンズ16の焦点深度内にあって、かつスクリーン上でのモアレの発生を防止することができる。
前述したように、投射レンズ16のフォーカス位置は、投射レンズ16が有する色収差によって異なるため、本発明の実施形態では、Lr>Lgとしたが、投射レンズのフォーカス距離が赤色光よりも緑色光の方が長い場合には、Lr<Lgである。この場合には、焦点の内側方向(赤色光用の反射型液晶素子11が第3の偏光ビームスプリッタ8側に近づく方向)に13μm<Δl<48μmの関係を有することにより、実施形態と同様に投射レンズ16の焦点深度内にあって、かつスクリーン上でのモアレの発生を防止することができる。
以上では、赤色光により生じるモワレに関して説明したが、P偏光を偏光ビームスプリッタに入射させて直交出射する双方に反射型液晶素子があれば、全ての色光で発生し得るためこれに限定されるものではない。
以上では、赤色光により生じるモワレに関して説明したが、P偏光を偏光ビームスプリッタに入射させて直交出射する双方に反射型液晶素子があれば、全ての色光で発生し得るためこれに限定されるものではない。
1…投射表示装置、2…光源、3…インテクグレータ光学系、4…第1のカラー偏光子、5…第1の偏光ビームスプリッタ、6…第2の偏光ビームスプリッタ、7…第2のカラー偏光子、8…第3の偏光ビームスプリッタ、9…青色光用の反射型液晶素子、10…緑色光用の反射型液晶素子、11…赤色光用の反射型液晶素子、12…第3のカラー偏光子、13…第4のカラー偏光子、14…第4の偏光ビームスプリッタ、15…λ/4位相板、16…投射レンズ、17…色成分分離部、18…第1の分離・合成部、19…第2の分離・合成部、20…色成分合成部、51、61、81、141…偏光膜
Claims (2)
- 不定偏光光から偏光面の異なる3原色光に色分離する色分解光学系と、前記3原色光の各色光の映像信号に応じた光変調を行い、この光変調が行われた各色光の色合成を行う色合成部と、前記色合成部で色合成された色合成光をスクリーンに投射する投射レンズと、を備えた投射表示装置において、
前記色分解光学系で色分離された前記3原色光のうちの互いに偏光面の異なる第1の偏光面を有する第1の光を反射させる一方、第2の偏光面を有する第2の光を透過する偏光膜を有する偏光ビームスプリッタと、
前記偏光ビームスプリッタの偏光膜で反射された前記第1の光を前記第1の光の映像信号に応じて光変調を行って前記偏光ビームスプリッタの第1面方向に反射させる第1の反射型液晶素子と、
前記偏光ビームスプリッタの偏光膜を透過した前記第2の光を前記第2の光の映像信号に応じて光変調を行って前記偏光ビームスプリッタの第2面方向に反射させる第2の反射型液晶素子と、
からなり、
前記投射レンズの光軸上における前記偏光ビームスプリッタの偏光膜と前記第1の反射型液晶素子との間の距離をLg、前記偏光ビームスプリッタの偏光膜と前記第1の反射型液晶素子との間の距離をLrとするとき、Lr、Lgは、Lr>Lg又は、Lg<Lrの関係を有することを特徴とする投射表示装置。 - 前記第2の光の波長が650nmで、|Lr−Lg|=Δlであるとき、Δlは、13μm<Δl<48μmの関係を有することを特徴とする請求項1記載の投射表示装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2004337157A JP2006145943A (ja) | 2004-11-22 | 2004-11-22 | 投射表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2004337157A JP2006145943A (ja) | 2004-11-22 | 2004-11-22 | 投射表示装置 |
Publications (1)
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JP2006145943A true JP2006145943A (ja) | 2006-06-08 |
Family
ID=36625699
Family Applications (1)
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JP2004337157A Pending JP2006145943A (ja) | 2004-11-22 | 2004-11-22 | 投射表示装置 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009288437A (ja) * | 2008-05-28 | 2009-12-10 | Canon Inc | 画像投射装置 |
JP2012027318A (ja) * | 2010-07-26 | 2012-02-09 | Canon Inc | 投射型表示装置 |
-
2004
- 2004-11-22 JP JP2004337157A patent/JP2006145943A/ja active Pending
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US8704143B2 (en) | 2010-07-26 | 2014-04-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Image projection apparatus utilizing reflective image display element and plural parallel plates for a plurality of color light (as amended) |
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