JP2802916B2 - Lcdプロジェクタ装置 - Google Patents

Lcdプロジェクタ装置

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JP2802916B2
JP2802916B2 JP9022019A JP2201997A JP2802916B2 JP 2802916 B2 JP2802916 B2 JP 2802916B2 JP 9022019 A JP9022019 A JP 9022019A JP 2201997 A JP2201997 A JP 2201997A JP 2802916 B2 JP2802916 B2 JP 2802916B2
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dichroic mirror
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synthesizing
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満 大和田
瑞穂 田島
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、入射する白色光か
ら成る映像信号を3原色の色成分に分光し、各色成分を
それぞれのLCD(liquid cristal display:液晶表示
器)を用いて変調した後に、再び合成してフルカラーの
映像を投射するようにしたLCDプロジェクタ装置に関
するものである。 【0002】 【従来の技術】従来のこの種のLCDプロジェクタ装置
においては、図3に例示するように、白色光である平行
入射光Aを3原色に分光する手段として、性質の異なっ
た2つのダイクロイックミラーを備えたダイクロイック
ミラー1、2を互いに交叉させたものが用いられてい
る。例えば、ダイクロイックミラー1は青の色成分Bを
反射し、ダイクロイックミラー2は赤の色成分Rを反射
するものが用いられる。この交叉するダイクロイックミ
ラー1、2によって分離された3つの色成分R、G、B
のうち、Rは全反射ミラー3、4に反射され、色成分G
はそのまま直進し、また色成分Bは全反射ミラー5、6
により反射されてそれぞれに対応するLCD7、8、9
に入射される。LCD7、8、9には、赤、緑、青の各
色成分の映像が写し出されているので、ここを光が透過
するとき各LCD7、8、9の映像による透過率の変化
が光の強弱に変調される。 【0003】即ち、図3において赤、緑、青の各色成分
R、G、Bは、それぞれLCD7、8、9の映像信号に
より変調されて色成分R' 、G' 、B' となり、これら
の光はダイクロイックプリズム10によって再び合成さ
れて出射光A' として出力される。なお、出射光A' は
周知のように図示しない投射レンズによってスクリーン
に投射され、スクリーンにはフルカラーの映像が写し出
される。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来例で
は、2種のダイクロイックミラー1、2を第4図の示す
ように交叉させた状態で用いているため、一方のダイク
ロイックミラー1の反射面の一部が欠けて部分的に画像
欠落をきたすという欠点がある。例えば、図4において
ダイクロイックミラー1、2が互いに直角に交叉してい
るとすれば、ダイクロイックミラー1の厚みtと反射面
の欠落した部分の寸法t' との関係は次式によって表さ
れる。 t' =t/21/2 …(1) 【0005】この(1) 式のt' は無視できない値であ
り、その分だけ例えば青の中心がストライプ状に欠落し
てしまうという不都合を生ずる。また、従来例において
変調された色成分を合成するために用いられているクロ
スダイクロイックプリズム10は複雑な構造をしている
ので高価であり、かつ重量も大きい。 【0006】本発明の目的は、このような従来例の欠点
を改善するため、ダイクロイックミラーのみでも光の分
光及び合成を行えるようにし、特にダイクロイックミラ
ーを交叉させない構成にして画像欠落の問題を解消する
と共に、カラー画像光である出射光の投射方向に関して
薄型化ができるLCDプロジェクタ装置を提供すること
にある。 【0007】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係るLCDプロジェクタ装置は、入射する白
色光を3原色の1つの色成分と残りの色成分とに分離す
る第1の分光用ダイクロイック膜と、前記残りの色成分
を2つの色成分に分離する第2の分光用ダイクロイック
膜と、分離された3つの色成分を個々に受光して変調す
る3個のLCDと、これらのLCDにより変調された3
つの色成分の内の2つの色成分を合成する第1の色合成
用ダイクロイック膜と、該第1の色合成用ダイクロイッ
ク膜による合成光と残りの1つの色成分を合成する第2
の色合成用ダイクロイック膜とを有し、前記第1、第2
の合成用ダイクロイック膜による合成光の投射方向に直
交する方向に沿って前記第1、第2の分光用ダイクロイ
ック膜を配置すると共に、前記投射方向に直交する方向
に沿って前記第1、第2の合成用ダイクロイック膜を配
することを特徴とする。 【0008】 【発明の実施の形態】本発明を図示の実施例に基づいて
詳細に説明する。図1は本発明の前提となるLCDプロ
ジェクタ装置を示し、11は例えば赤と青の色成分R、
Bを反射する第1の分光用ダイクロイックミラー、12
はその反射された色成分R、Bを分離するための第2の
分光用ダイクロイックミラーであり、第2の分光用ダイ
クロイックミラー12は青の色成分Bを反射する性質の
ものが用いられている。第1、第2の分光用ダイクロイ
ックミラー11、12は入射光Aと45°の方向に平行
に配置され、これらの分光用ダイクロイックミラー1
1、12の両側にこれらのダイクロイックミラー11、
12と平行に、全反射ミラー13、14が配置されてい
る。また、第1、第2の分光用ダイクロイックミラー1
1、12の面を延長した方向にそれぞれ青の色成分Bを
反射する第1の合成用ダイクロイックミラー15、赤の
色成分Rを反射する第2の合成用ダイクロイックミラー
16が配置され、全反射ミラー13と第1の合成用ダイ
クロイックミラー15の間の入射光Aと平行な方向にL
CD17が配置され、第1、第2の分光用ダイクロイッ
クミラー11、12の間の入射光Aと直交する方向にL
CD18が配置され、第2の分光用ダイクロイックミラ
ー12と全反射ミラー14の入射光Aと平行な方向にL
CD19が配置されている。 【0009】入射光Aは第1の分光用ダイクロイックミ
ラー11に入射し、ここを透過した緑の色成分Gは、全
反射ミラー13によって反射された後にLCD17に入
射し、また第1の分光用ダイクロイックミラー11で反
射され第2の分光用ダイクロイックミラー12で反射さ
れた青の色成分BはLCD18に、第2の分光用ダイク
ロイックミラー12を透過した赤の色成分RはLCD1
9にそれぞれ入射する。LCD17、15、16はそれ
ぞれ緑、青、赤の各色成分G、B、Rに対応する映像が
写し出されており、これらの映像はLCD17、15、
16の透過率の変化に依存し、各色成分G、B、Rはそ
れぞれの光の強弱に変調されて色成分G' 、B' 、R'
となる。これらの変調された色成分G' 、B' 、R' は
再び合成されてフルカラーの出射光A' としてスクリー
ンに投射される。 【0010】LCD17で変調された緑の色成分G' は
第1の合成用クロイックミラー15及び第2の合成用ダ
イクロイックミラー16を透過して出力される。また、
LCD18で変調された青の色成分B' は第1の合成用
ダイクロイックミラー15で反射されて緑の色成分G'
と合成される。更に、LCD19で変調された赤の色成
分R' は全反射ミラー14で反射された後に第2の合成
用ダイクロイックミラー16で反射され、そこで緑、青
の色成分G' 、B' と合成され出射光A' となる。そし
て、各色成分の光路長は同じである。 【0011】しかし、この例の場合には、緑の色成分G
はLDC17で画像が形成された後に、2枚のダイクロ
イックミラー15、18を透過するため、収差による影
響が大きい。 【0012】図2は本発明の実施例を示し、第1、第2
の分光用ダイクロイックミラー21、22は入射光Aに
対しそのダイクロイック膜面を45度の方向に傾けて、
入射光Aの入射方向に沿って平行に配置されている。第
1の分光用ダイクロイックミラー21は赤の色成分Rを
反射する特性を有しており、第1の分光用ダイクロイッ
クミラー21を透過した緑と青の色成分を分離する第2
の分光用ダイクロイックミラー22は青の色成分Bを反
射する特性を有している。第1の分光用ダイクロイック
ミラー21の反射方向には全反射ミラー25が配置さ
れ、第2の分光用ダイクロイックミラー22の反射方向
にはLCD28、第1の合成用ダイクロイックミラー2
3が配置され、第2の分光用ダイクロイックミラー22
の透過方向にはLCD27、全反射ミラー29が配置さ
れている。また、全反射ミラー25の反射方向にはLC
D26、第1の合成用ダイクロイックミラー23、第2
の合成用ダイクロイックミラー24が配置され、全反射
ミラー29の反射方向に第2の合成用ダイクロイックミ
ラー24が順次配置されている。そして、全反射ミラー
を含む全てのミラーはそれらの面を第1の分光用ダイク
ロイックミラー21、第2の分光用ダイクロイックミラ
ー22の面と平行に配置されている。 【0013】入射光Aは第1の分光用ダイクロイックミ
ラー21に入射し、ここを透過した成分は第2のダイク
ロイックミラー22で青の色成分Bは反射され、緑の色
成分Gは透過する。第2のダイクロイックミラー22を
透過した緑の色成分GはLCD27に入射する。また、
第1の分光用ダイクロイックミラー21で反射された赤
の色成分Rは全反射ミラー25で反射された後にLCD
26に入射する。更に、第2の分光用ダイクロイックミ
ラー22で反射された青の色成分BはLCD28にそれ
ぞれ入射する。LCD27、26、28にはそれぞれ
緑、赤、青の各色成分G、R、Bに対応する映像が写し
出されており、これらの映像はLCD27、26、28
の透過率の変化に依存し、各色成分G、R、Bはそれぞ
れの光の強弱に変調されて色成分G' 、R' 、B' とな
る。 【0014】LCD27で変調された緑の色成分G' は
第2の合成用ダイクロイックミラー24を透過して出力
される。また、LCD26で変調された赤の色成分Rは
第1の合成用ダイクロイックミラー23を透過して第2
の合成用ダイクロイックミラー24に至り、ここで反射
されて緑の色成分G' と合成される。また、LCD28
で変調された青の色成分B' は第1の合成用ダイクロイ
ックミラー23で反射され、第2の合成用ダイクロイッ
クミラー24に至り、ここで反射され緑、赤の色成分
G' 、R' と合成され、フルカラーの出射光A' として
入射光Aに対し直交する方向からスクリーンに投射され
る。 【0015】この実施例においては、赤の色成分R’は
分光用ダイクロイックミラーを1回反射し、合成用ダイ
クロイックミラーを1回透過すると共に1回反射し、緑
の色成分G’は分光用ダイクロイックミラーを2回透過
すると共に合成用ダイクロイックミラーを1回透過し、
青の色成分B’は分光用ダイクロイックミラーを1回透
過すると共に1回反射し、合成用ダイクロイックミラー
を2回反射し、ダイクロイックミラーを全く透過するこ
とはない。 【0016】このように、各色成分は共に画像形成後の
色合成の際においては、合成用ダイクロイックミラーの
透過回数を0回又は1回としているので、合成用ダイク
ロイックミラーによる画像収差の影響が軽減される。ま
た、分光用の2つのダイクロイックミラー21、22と
合成用の2つのダイクロイックミラー23、24とが出
射光A’即ちカラー画像(光)の投射方向に直交する方
向に沿って配列されるように構成してあるので、この投
射方向に関してプロジェクタ装置の薄型化が達成されて
いる。 【0017】なお、実施例においては、例えば赤と青の
光路を逆にしてもよい。この場合に、各ダイクロイック
ミラー及びLCDをそれぞれの色成分に合うよう適当に
選択すれば種々の組合わせが可能となる。 【0018】 【発明の効果】以上説明したように本発明に係るLCD
プロジェクタ装置は、従来用いられていたダイクロイッ
クプリズムに代って、ダイクロイックミラーによって光
の分光、合成を行えるように構成できるので安価で軽量
小型となる。また、従来のように分光用ダイクロイック
ミラーを交叉させる必要がないので、従来例における画
像欠落の問題が完全に解消される。更に、投射方向に関
して装置の薄型化が可能である。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の前提となるLCDプロジェクタ装置の
構成図である。 【図2】本発明に係るLCDプロジェクタ装置の実施例
の光学的配置図である。 【図3】従来例の配置図である。 【図4】従来例におけるダイクロイックミラーの交叉状
態の拡大図である。 【符号の説明】 21、22 分光用ダイクロイックミラー 23、24 合成用ダイクロイックミラー 25、29 全反射ミラー 26、27、28 LCD
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H04N 9/31 H04N 9/31 C (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03B 21/00 G02F 1/13 505 G02F 1/1335 G03B 33/12 G09F 9/00 360 H04N 9/31

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.入射する白色光を3原色の1つの色成分と残りの色
    成分とに分離する第1の分光用ダイクロイック膜と、前
    記残りの色成分を2つの色成分に分離する第2の分光用
    ダイクロイック膜と、分離された3つの色成分を個々に
    受光して変調する3個のLCDと、これらのLCDによ
    り変調された3つの色成分の内の2つの色成分を合成す
    る第1の色合成用ダイクロイック膜と、該第1の色合成
    用ダイクロイック膜による合成光と残りの1つの色成分
    を合成する第2の色合成用ダイクロイック膜とを有し、
    前記第1、第2の合成用ダイクロイック膜による合成光
    の投射方向に直交する方向に沿って前記第1、第2の分
    光用ダイクロイック膜を配置すると共に、前記投射方向
    に直交する方向に沿って前記第1、第2の合成用ダイク
    ロイック膜を配することを特徴とするLCDプロジェク
    タ装置。 2.前記3原色の内の2つの色成分のそれぞれは1つの
    ダイクロイック膜のみを透過し他のダイクロイック膜で
    反射され、残りの1つの色成分は色分解の際に2つのダ
    イクロイック膜を透過し、その後に光路を90度折り曲
    げられ、色合成の際にはこの90度折り曲げられた光路
    上に配置した1つのダイクロイック膜を透過するように
    構成した請求項1に記載のLCDプロジェクタ装置。 3.前記残りの1つの色成分は緑とした請求項2に記載
    のLCDプロジェクタ装置。
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