JP2678863C - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の技術分野】この発明は液晶プロジェクタ等の画像投影装置に関する。 【０００２】 【従来技術】従来より、画像を拡大投影する画像投影装置として、液晶プロジェ
クタが知られている。この液晶プロジェクタは、図５に示すように、キセノンラ
ンプ等よりなる光源１で発光した光をリフレクタ２で平行光線として放出し、こ
の放出された光線を透過型のダイクロイックミラー３、４および全反射ミラー５
、６、７で３つに分散して、青、緑、赤の３種類の液晶表示パネル（チャート）
８、９、１０に照射し、各液晶表示パネル８、９、１０に表示された画像をダイ
クロイックプリズム１１で合成して投影レンズ１２によりスクリーン（図示せず
）に拡大投影する。この場合、光源１から平行光線として放出された光線のうち
、青波長の光線はダイクロイックミラー３を透過して全反射ミラー５で反射され
た後、青用の液晶表示パネル８に照射される。緑波長の光線はダイクロイックミ
ラー３で反射され、次のダイクロイックミラー４で再び 反射された後、緑用の液晶表示パネル９に照射される。また、赤波長の光線はダ
イクロイックミラー３で反射され、次のダイクロイックミラー４を透過して２つ
の全反射ミラー６、７で全反射された後、赤用の液晶表示パネル１０に照射され
る。このようにして、青、緑、赤の各光線がそれぞれ専用の液晶表示パネル８、
９、１０に照射されると、各液晶表示パネル８、９、１０に表示された画像はダ
イクロイックプリズム１１でカラー画像として合成され、投影レンズ１２で拡大
投影される。 【０００３】 【従来技術の問題点】上記のような液晶プロジェクタにおいては、光源１から青
用の液晶表示パネル８と緑用の液晶表示パネル９までの光路長は等しいが、光源
１から赤用の液晶表示パネル１０までの光路長は上述した青、緑の各液晶表示パ
ネル８、９よりも長い。そのため、青、緑の各液晶表示パネル８、９の照度分布
に対して赤用の液晶表示パネル１０の照度分布が異なるので、これらの画像をダ
イクロイックプリズム１１で合成すると、色ムラや輝度ムラが生じ、鮮明なカラ
ー画像を得ることができないという問題がある。 【０００４】 【発明の目的】この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、その目的とす
るところは、複数のチャートの照度を均一化し、色ムラや輝度ムラを少なくして
、鮮明な画像を得ることのできる画像投影装置を提供することにある。 【０００５】 【発明の要点】この発明は上述した目的を達成するために、１つの光源からの光
線を複数に分割して複数のチャートに照射することで、複数の画像光を生成し、
これらの画像光を合成投影する画像投影装置において、複数のチャートのうち少
なくとも１つを基準チャートとし、この基準チャートよりも光源からの光の光路
が長いチャートの光路上にのみ照度分布を補正する望遠光学系を介在させるとと
もに、前記望遠光学系は、その光路上にミラーを挟んだ２枚のレンズを備えると
ともに該２枚のレン ズの焦点を前記ミラー面付近で一致させたことを要点とする。 【０００６】 【第１実施例】以下、図１および図２を参照して、この発明を液晶プロジェクタ
に適用した場合の第１実施例について説明する。この場合、上述した従来例と同
一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。 【０００７】図１は液晶プロジェクタの光路系を示す。この液晶プロジェクタは
、上述した従来例と同様に、光源１で発光した光をリフレクタ２で平行光線とし
て放出し、この放出された光線のうち、所定波長（青、緑の波長）の光線を２つ
のダイクロイックミラー３、４および全反射ミラー５で青用、緑用の各液晶表示
パネル８、９に照射するが、他の赤波長の光線が各ダイクロイックミラー３、４
および２つの全反射ミラー６、７を介して赤用の液晶表示パネル１０に照射する
光路上にレンズ系１３を設けた構成となっている。すなわち、光源１から青用の
液晶表示パネル８および緑用の液晶表示パネル９までの距離は互いに等しいが、
これよりも、光源１から赤用の液晶表示パネル１０までの距離は長くなっている
。そのため、赤波長の光線か通る光路上には照度分布を補正するレンズ系１３が
配設されている。このレンズ系１３は赤用の液晶表示パネル１０の照度分布が他
の青用、緑用の液晶表示パネル８、９の照度分布と同じとなるように補正する望
遠系であり、２つの凸レンズ１３ａ、１３ｂからなっている。この２つの凸レン
ズ１３ａ、１３ｂのうち、一方の凸レンズ１３ａは赤波長の光線を透過するダイ
クロイックミラー４と全反射ミラー６との間に配置され、また他方の凸レンズ１
３ｂは全反射ミラー６と全反射ミラー７との間に配置されている。 【０００８】図２はレンズ系１３の原理を示す。このレンズ系１３の各凸レンズ
１３ａ、１３ｂはそれぞれ焦点距離ｆ、ｆが等しく、前側の凸レンズ１３ａの後
側焦点Ｆと後側の凸レンズ１３ｂの前側焦点Ｆとが一致しており、しかも前側の
凸レンズ１３ａは基準となる青用および緑用の各液晶表示パネル８、９のパネル
仮想面Ｐ上に位置し、また後側の凸レンズ１３ｂは赤用の液晶表示パネル１０の
パネル面から焦点距離ｆの ２倍の長さ離れた位置に配置されている。そのため、このレンズ系１３は基準の
液晶表示パネル８、９のパネル仮想面Ｐを物点とし、液晶表示パネル１０のパネ
ル面を像点として、倍率が−１倍となり、パネル仮想面Ｐとパネル面とで光線の
向きも変わらず、フィールドレンズとしての役目も果たしている。 【０００９】したがって、上記のように構成された液晶プロジェクタによれば、
光源１から青用の液晶表示パネル８および緑用の液晶表示パネル９までの距離が
互いに等しいので、光源１から平行光線として放出される光線のうち、青波長お
よび緑波長の光線はダイクロイックミラー３、４および全反射ミラー５によりそ
れぞれ青用の液晶表示パネル８および緑用の液晶表示パネル９に同じ照度分布で
照射する。また、光源１から放出される赤波長の光線はダイクロイックミラー３
、４および全反射ミラー６、７により赤用の液晶表示パネル１０に照射する際、
その光路上に配置されたレンズ系１３により見かけ上の光路長が補正されるので
、その実際の光路が光源１から青用または緑用の液晶表示パネル８、９までの光
路長よりも長くても、上述した各液晶表示パネル８、９と同じ照度分布で照射す
る。すなわち、レンズ系１３は焦点距離ｆが等しい凸レンズ１３ａ、１３ｂのう
ち、ダイクロイックミラー４と全反射ミラー６との間に配置される凸レンズ１３
ａが基準となる液晶表示パネル８、９のパネル仮想面Ｐ上に位置し、全反射ミラ
ー６と全反射ミラーとの間に配置される凸レンズ１３ｂが赤用の液晶表示パネル
１０のパネル面から焦点距離ｆの２倍離れた箇所に位置し、かつ前側の凸レンズ
１３ａの後側焦点Ｆと後側の凸レンズ１３ｂの前側焦点Ｆとが全反射ミラー６の
反射面上で一致しているので、基準となる液晶表示パネル８、９のパネル仮想面
Ｐと赤用の液晶表示パネル１０との倍率が−１倍となり、しかもパネル仮想面と
パネル面とで光線の向きも変わることがない。そのため、光源１から赤用の液晶
表示パネル１０までの光路長が基準となる液晶表示パネル８、９までの距離より
長くても、基準となる液晶表示パネル８、９と同じ照度分布で光線を照射するこ
とができる。この結果、各液晶表 示パネル８、９、１０に表示された各色の画像は、ダイクロイックプリズム１１
により色ムラや輝度ムラを起すことがなく良好に合成され、投影レンズ１２でス
クリーン上に鮮明なカラー画像として拡大投影される。 【００１０】 【第２実施例】次に、図３および図４を参照して、この発明の第２実施例を説明
する。この場合にも、上述した従来例と同一部分には同一符号を付し、その説明
は省略する。この液晶プロジェクタは光源１からリフレクタ２で平行光線として
放出される光線のうち、青波長および緑波長の光線をダイクロイックミラー３、
４および全反射ミラー５により青用および緑用の各液晶表示パネル８、９に照射
し、赤波長の光線をグイクロイックミラー３、４および全反射ミラー６、７によ
り赤用の液晶表示パネル１０に照射する際に、その光路上に以下のようなレンズ
系１４を配置した構成となっている。すなわち、このレンズ系１４は上述した第
１実施例と同様に照度分布を補正するものであるが、図３に示すように、２つの
凸レンズ１４ａ、１４ｂのうち、一方の凸レンズ１４ａは全反射ミラー６と全反
射ミラー７との間に配置され、他方の凸レンズ１４ｂは全反射ミラー７と赤用の
液晶表示パネル１０との間に配置されている。この場合、前側の凸レンズ１４ａ
は基準となる液晶表示パネル８、９のパネル仮想面Ｐから全反射ミラー６を介し
て焦点距離ｆ１の２倍の長さ離れ、かつ焦点Ｆ１が全反射ミラー７の反射面上に
位置するように配置されている。また、後側の凸レンズ１４ｂは赤用の液晶表示
パネル１０の近傍で、全反射ミラー７から焦点距離ｆ２だけ離れた位置に配置さ
れ、かつその焦点Ｆ２が全反射ミラー７上で前側の凸レンズ１４ａの焦点Ｆ１と
一致している。 【００１１】したがって、このように構成された液晶プロジェクタにおいても、
上述した第１実施例と同様に、光源１から放出された光線のうち、青波長および
緑波長の各光線は各液晶表示パネル８、９までの距離が等しいので、各液晶表示
パネル８、９にそれぞれ同じ照度分布で照射され、また赤波長の光線は上述した
光路よりも長いが、その光路上に設 けられたレンズ系１４で光路長が補正されるので、赤用の液晶表示パネル１０も
上述した青用の液晶表示パネル８および緑用の液晶表示パネル９と同じ照度分布
となる。そのため、各液晶表示パネル８、９、１０に表示された各色の画像は、
ダイクロイックプリズム１１で色ムラや輝度ムラを起すことがなく良好に合成さ
れ、投影レンズ１２により鮮明なカラー画像としてスクリーン上に投影される。 【００１２】なお、レンズ系１３、１４の各凸レンズ１３ａ、１３ｂ、１４ａ、
１４ｂとして、フレネルレンズを用いる場合には、フレネルレンズの筋が赤用の
液晶表示パネル１０のパネル面上に現われないように、その設置箇所を少しずら
すと良い。 【００１３】また、レンズ系１３、１４を通して照射される光線は基準となる液
晶表示パネル８、９に照射される光線と、その向きが左右反対あるいは上下反対
となる場合があるが、照度分布は点対称となるので、実際上、問題にはならない
。 【００１４】また、上述した実施例では光源１から赤用の液晶表示パネル１０ま
での光路上にレンズ系１３、１４を設けたが、これに限らず、青用の液晶表示パ
ネル８または緑用の液晶表示パネル９の光路が基準となる光路長よりも長ければ
、それらの光路上に設けても良い。 【００１５】さらに、上述した実施例では、チャートとして液晶表示パネルを用
いた液晶プロジェクタに適用した場合について説明したが、この発明はこれに限
らず、チャートとしてフィルム等を用いた他の画像投影装置にも広く適用するこ
とができる。 【００１６】 【発明の効果】以上詳細に説明したように、この発明の画像投影装置によれば、
１つの光源からの光線を複数に分割して複数のチャートに照射することで、複数
の画像光を生成し、これらの画像光を合成投影する画像投影装置において、複数
のチャートのうち少なくとも１つを基準チャートとし、この基準チャートよりも
光源からの光の光路が長いチャートの光路上にのみ照度分布を補正する望遠光学
系を介在させるとともに、 前記望遠光学系は、その光路上にミラーを挟んだ２枚のレンズを備えるとともに
該２枚のレンズの焦点を前記ミラー面付近で一致させたので、無理のないレンズ
配置で複数のチャートの照度を均一化でき、色ムラや輝度ムラを少なくすること
ができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】この発明の第１実施例の液晶プロジェクタの光路系を示す図。 【図２】レンズ系の原理図。 【図３】第２実施例の液晶プロジェクタの光路系を示す図。 【図４】そのレンズ系の原理図。 【図５】従来の液晶プロジェクタの光路系を示す図。 【符号の説明】 １ 光源 ３、４ ダイクロイックミラー ５、６、７ 全反射ミラー ８、９、１０ 液晶表示パネル １１ ダイクロイックプリズム １３、１４ レンズ系 １３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ 凸レンズ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 １つの光源からの光線を複数に分割して複数のチャートに照射す
   ることで、複数の画像光を生成し、これらの画像光を合成投影する画像投影装置
   において、 上記複数のチャートのうち少なくとも１つを基準チャートとし、この基準チャ
   ートよりも上記光源からの光の光路が長いチャートの光路上にのみ照度分布を補
   正する望遠光学系を介在させるとともに、 前記望遠光学系は、その光路上にミラーを挟んだ２枚のレンズを備えるととも
   に該２枚のレンズの焦点を前記ミラー面付近で一致させた ことを特徴とする画像
   投影装置。