JP2803775B2

JP2803775B2 - 投射型液晶表示装置

Info

Publication number: JP2803775B2
Application number: JP5093988A
Authority: JP
Inventors: 崔舜▲チェル▼; 全基郁
Original assignee: 三星電子株式会社
Priority date: 1992-04-21
Filing date: 1993-04-21
Publication date: 1998-09-24
Anticipated expiration: 2013-09-24
Also published as: US5488436A; JPH0643480A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は投射型液晶表示装置に係
り、特に多数の透過形液晶パネル及び二色鏡を用いて光
源から投射される白色光を色分離，光強度変調及び色相
光合成した後に、投射レンズを用いて画面に表示する投
射型液晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置に印加される電圧を制御し
て、液晶を透過する光強度を調節することにより、液晶
を通過する光に映像信号を載せて送る方式を用いる投射
型液晶表示装置がある。投射型液晶表示装置は、カラー
画像を表現するために、白色光を３原色に分離及び合成
する色分離合成光学系を備える。色分離合成光学系とし
ては、“Ｘ”形の２枚の二色鏡を用いる構造と４枚の平
板形の二色鏡を用いる構造とが知られている。

【０００３】前者は光学系自体を小型化できると同時
に、投射レンズと液晶間の間隔が短くて投射レンズの焦
点距離が短縮できるという長所を有する。しかし、
“Ｘ”形の２色鏡自体の値段が高く、光経路の変更のた
めに多数の全反射鏡が用いらなければならないので、全
体的な生産費用が高くなる短所がある。

【０００４】一方、４枚の平板形二色鏡を用いる後者
は、前者に比べて光学系自体が割合に大型で投射レンズ
と液晶間の間隔が長く、投射レンズの単焦点化及び光の
投射距離を縮める際に不利である。しかし、値段面にお
いて前者より遥かに有利なので、液晶プロジェクタの色
分離合成光学系として幅広く採用されている。

【０００５】４枚の平板形の２色鏡を用いる色分離合成
光学系を有する従来の投射型液晶表示装置を、図１のＡ
ないしＥ及び図２を参照して説明する。図１のＡないし
Ｅは二色鏡の光透過特性図であって、青色光Ｂ、緑色光
Ｇ及び赤色光Ｒのスペクトルに対する二色鏡の光透過の
程度を示す。例えば、図１のＡの光透過特性を有する２
色鏡は、青色光Ｂと赤色光Ｒとを透過させて緑色光Ｇは
反射する。

【０００６】図２は従来の投射型液晶表示装置を示すも
ので、液晶パネル及び３種の二色鏡を用いて投射された
光を色分離，光強度変調及び合成するものである。図２
においては、青色光Ｂを細い実線で、緑色光Ｇを点線
で、そして赤色光Ｒは一点鎖線でその光経路を表示し
た。以下、その他の図面においても同一の表記方式を用
いる。

【０００７】図２の装置は、白色光を発生する光源ラン
プ１１と、色分離合成光学系を形成する４枚の二色鏡１
２ないし１５及び反射鏡１６，１７と、色分離合成光学
系から出る光を画面２５に投射する投射レンズ１８と、
光源ランプ１１の裏の部分に位置したファン１９とから
構成される。また、分離された青色光Ｂ，緑色光Ｇ及び
赤色光Ｒのそれぞれを光強度変調する３つの液晶パネル
１９，２０，２１と、３つの液晶パネル１９，２０，２
１を効率的に使用するよう補助する３枚の集光レンズ２
２，２３，２４とを含む。そして、液晶パネルを通過す
る光の光量損失により画像が暗くなることを防止するた
めに強い光線を発生する光源ランプ１１を使用するの
で、光源ランプ１１の裏の部分には光源ランプ１１から
生ずる熱を液晶表示装置の外部に排出させるためのファ
ン２９が設置される。

【０００８】図２の二色鏡が有する光透過特性は次の通
りである。第１二色鏡１２はランプ１１から出る白色光
のうち赤色光Ｒのみを反射し、第２二色鏡１３及び第３
二色鏡１４は青色光Ｂのみを反射し、第４二色鏡１５は
緑色光Ｇのみを反射する。即ち、第１二色色鏡１２は図
１のＣの光透過特性を有し、第２二色鏡１３及び第３二
色鏡１４は図１のＥの光透過特性を有し、第４二色鏡１
５は図１のＡの光透過特性を有する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、コーティン
グ器の特性によりコーティング時にいっきに多くのコー
ティング試料を入れてコーティングするので、色分離合
成光学系に適用される二色鏡の種類が多くなれば製造費
用が高くなる面において不利である。従って、図１のＢ
ないしＥの光透過特性を有する二色鏡よりコーティング
仕様がより厳格な図１のＡのような光透過特性を有する
二色鏡を使用する従来の投射型液晶表示装置では、装置
の生産費用が二色鏡のコーティング費用によって増加す
る問題点がある。

【００１０】また、白色光を生ずる光源ランプが色分離
合成光学系の裏の部分に位置しているので、光源ランプ
から発生する熱が視聴者に直接に伝達されるのみなら
ず、液晶表示装置の体積が大きくなる問題点がある。

【００１１】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、通過帯域が分断される特性を有するフィルタ鏡、
すなわち、Ｇ成分の色相光のみを反射或いは通過させ、
他の２成分のＢ、Ｒ成分については通過或いは反射させ
る特性を有する鏡を積極的に排除し、少ない種類のこの
鏡を使用してコストダウンを図り、且つ、良好な像を投
射することを可能にする投射型液晶表示装置を提供しよ
うとするものである。

【００１２】また、本発明においては、光源の位置を適
切に変更することにより光源により発生する熱を視聴者
に伝達させないと同時に、その大きさを小型化できる投
射型液晶表示装置を提供する。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するた
め、例えば本発明の投射型液晶表示装置は以下の構成を
備える。すなわち、１色もしくは２色成分の色相光を反
射し、２色もしくは１色成分の色相光を通過させるフィ
ルタ鏡を使用して、ＲＧＢ各色成分の色相光の光路を生
成し、各々の光路上に透過型液晶表示部を配設し、合成
して出力する投射型液晶表示装置であって、前記フィル
タ鏡として、Ｇ成分の色相光のみを反射或いは通過さ
せ、Ｂ及びＲ成分の色相光に対して通過もしくは反射さ
せるフィルタ鏡は除かれるものであり、光源からの白色
光中の第１の色成分の色相光のみを反射して第１の色成
分の色相光の光路を生成すると共に、他の２色成分の色
相光を通過させる第１のフィルタ鏡と、該第１のフィル
タ鏡を通過した２色成分の色相光の一方を反射もしくは
通過させて第２の色成分の色相光の光路を生成すると共
に、他方の色成分の色相光を通過もしくは反射させて第
３の色成分の色相光の光路を生成する第２のフィルタ鏡
と、前記第１のフィルタで生成された第１の色成分の色
相光を通過もしくは反射させ、前記第２のフィルタで生
成された第２の色成分の色相光を反射もしくは通過さ
せ、２色成分の合成色相光を生成する第３のフィルタ鏡
と、前記第２のフィルタ鏡で生成された第３の色成分の
色相光を通過もしくは反射させ、前記第３のフィルタで
生成された２色成分の合成色相光を反射もしくは通過さ
せて、３色成分の色相光の合成光を生成する第４のフィ
ルタ鏡と、長光路中に設けられ、他の短光路における光
の分散の度合と略一致させるための補正レンズとを備
え、前記第３の色成分の色相光としてＧ成分の色相光を
除くようにしたことを特徴とする。

【００１４】また、前述の目的を達成する他の発明は、
以下の構成を備える。光源からの白色光を第１、第２、
第３の色成分光に分離し、各色成分光の光強度を変調
し、各色成分光を合成してスクリーン上に合成光を投射
させる投射型液晶表示装置であって、第１の色成分光の
みを透過させ、他の第２、第３の色成分光を反射させる
第１、第３のフィルタ鏡と、第３の色成分光のみを反射
させ、第１、第２の色成分光を透過させる第２のフィル
タ鏡と、前記第１乃至第３のフィルタ鏡で分離された第
１、第２、第３の色成分光を合成し、当該合成光を投射
用レンズに導く第４のフィルタ鏡と、ここで、前記第１
〜第４のフィルタ鏡は、前記光源からの光が前記第１の
フィルタ鏡で反射及び透過させ、前記第１のフィルタ鏡
からの反射光を第２のフィルタ鏡で透過及び反射させ、
前記第２のフィルタ鏡からの反射光を第４のフィルタ鏡
に導き、前記第２のフィルタ鏡での透過光を第３のフィ
ルタ鏡で反射させて前記第４のフィルタ鏡に導かせ、前
記第１のフィルタ鏡での透過光を前記第３のフィルタ鏡
を透過させ、前記第４のフィルタ鏡に導かせるように配
置している、長光路中に設けられ、他の短光路における
光の分散の度合と略一致させるための補正レンズとを備
え、全フィルタ鏡は１色成分光とその他の２色成分光と
に分離させる特性を有し、前記その他の色成分光はスペ
クトル的に隣り合っていることを特徴とする。或いは、
以下の構成を備える。光源からの白色光を第１、第２、
第３の色成分光に分離し、各色成分光の光強度を変調
し、各色成分光を合成してスクリーン上に合成光を投射
させる投射型液晶表示装置であって、第１の色成分光の
みを反射させ、他の第２、第３の色成分光を透過させる
第１、第３のフィルタ鏡と、第３の色成分光のみを透過
させ、第１、第２の色成分光を反射させる第２のフィル
タ鏡と、前記第１乃至第３のフィルタ鏡で分離された第
１、第２、第３の色成分光を合成し、当該合成光を投射
用レンズに導く第４のフィルタ鏡と、ここで、前記第１
〜第４のフィルタ鏡は、前記光源からの光が前記第１の
フィルタ鏡で反射及び透過させ、前記第１のフィルタ鏡
からの反射光を第３のフィルタ鏡で反射させ、前記第１
のフィルタ鏡での透過光を前記第２のフィルタ鏡で反射
及び透過させ、前記第２のフィルタ鏡からの反射光を前
記第３のフィルタ鏡を介して透過させて前記第４のフィ
ルタ鏡に導き、前記第２のフィルタ鏡での透過光を前記
第４のフィルタ鏡に導かせるように配置している、長光
路中に設けられ、他の短光路における光の分散の度合と
略一致させるための補正レンズとを備え、全フィルタ鏡
は１色成分光とその他の２色成分光とに分離させる特性
を有し、前記その他の２色成分光はスペクトル的に隣り
合っていることを特徴とする。

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【作用】かかる本発明の構成において、長光路中には他
の短光路における光の分散の度合と略一致させるための
補正レンズを設けることで投射される映像を良好なもの
とし、また、１色成分のみの色相光を生成する場合に、
Ｇ成分光のみを反射もしくは透過させるフィルタの使用
を排除し、他のＲ，もしくはＢ成分のみを反射もしくは
通過せしめる安価なフィルタ鏡のみを使用する。また、
他の発明においても、長光路中には他の短光路における
光の分散の略一致させるための補正レンズを設けること
で投射される映像を良好なものとし、且つ、全フィルタ
鏡は、１色成分光とその他の２色成分光とに分離しつ
つ、「その他の２色成分光」はスペクトル的に隣り合て
いることを特徴とすることにより、安価なフィルタ鏡の
みを使用する。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例による投射型液
晶表示装置を添付した図面に基づき詳細に説明する。

【００１９】図３は本発明の一実施例による投射型液晶
表示装置である。

【００２０】図３の装置は、光源ランプ３１から投射さ
れる白色光を光強度変調するための多数の薄膜透過型液
晶パネル４１，４２，４３と、色分離合成光学系を形成
する多数の二色鏡３２，３３，３４，３５及び全反射鏡
３７，３７を備える。また、合成された光を受けてスク
リーン４５に投射する投射レンズ４４を備える。

【００２１】第１全反射鏡３６及び第２全反射鏡３７
は、それぞれ第１二色鏡３２と第３二色鏡３４との間及
び第２二色鏡３３と第４二色鏡３５との間に配置され
る。前記の二色鏡群３２ないし３５のうち、第１二色鏡
３２及び第３の２色鏡３４は図１のＤの光透過特性を有
し、第２二色鏡３３及び第４二色鏡３５は図１のＢの光
透過特性を有する。第１二色鏡３２は光源ランプ３１の
全面に位置し、第２二色鏡３３は第１二色鏡３２で反射
された光を透過及び反射するように配置される。第３二
色鏡３４は第２二色鏡３３から反射された光と第１二色
鏡３２で透過された光とを、それぞれ反射及び透過する
ように配置される。第４二色鏡３５は第２二色鏡３３の
透過光を透過し、第３二色鏡３４の反射光及び透過光を
反射するように配置される。投射レンズ４４は、第４二
色鏡３５から投射されて出る光をスクリーン４５に投射
するように配置される。第１全反射鏡３６及び第２の全
反射鏡３７は、それぞれ第１二色鏡３２と第３二色鏡３
４との間及び第２二色鏡３３と第４二色鏡３５との間に
配置される。

【００２２】一方、第１全反射鏡３６と第３二色鏡３４
との間、第２二色鏡３３と第３二色鏡３４との間、及び
第２二色鏡３３と第２全反射鏡３７との間には、映像信
号に対応する電圧によりそれぞれ赤色光，緑色光及び青
色光を変調するための薄膜型液晶パネル４１，４２，４
３が配置される。

【００２３】光源３１から出る白色光からは、赤色光の
みを透過させる第１二色鏡３２により赤色光が分離され
る。第１二色鏡３２を透過した赤色光は、第１全反射鏡
３６及び液晶パネル４１を経て、やはり赤色光のみを透
過させる第３二色鏡３４を透過した後、第４二色鏡３５
に達する。青色光のみを透過させる第４二色鏡３５に達
した赤色光は、第４二色鏡３５により反射された投射レ
ンズ４４に向かう。そして、第１二色鏡３２から反射さ
れた残りの光が第２二色鏡３３に入射すると、第２二色
鏡３３の光透過特性により青色光は透過し残りの緑色光
は反射される。第２二色鏡３３を通過した青色光成分は
液晶パネル４３及び第２全反射鏡３７を経て、やはり青
色光のみを透過する第４二色鏡３５を透過して投射レン
ズ４４に向かう。一方、第２二色鏡３３で反射された緑
色光は、液晶パネル４２を経て、赤色光のみを透過する
第３二色鏡３４で再び反射されて第４二色鏡３５に達
し、ここでもやはり反射された後、投射レンズ４４に向
かう。

【００２４】以上のように、３種の相異なる光経路に沿
って分離及び変調されて第４二色鏡３５に達した３種の
色相光は、第４二色鏡３５で再び合成され投射レンズ４
４に平行に入射され、次いで投射レンズ４４を通じてス
クリーン４５上に投射され、拡大された映像を形成す
る。

【００２５】前述した説明において、第４二色鏡３５の
光透過特性を図１のＥに変えて投射光の方向を変更する
こともできる。

【００２６】図４は本発明の他の実施例による投射型液
晶表示装置の色分離構成光学系を示す。

【００２７】図４の色分離合成光学系は、図３の色分離
合成光学系と原則的に同一の配置及び構成を有する。し
かし、図３の実施例とは異り、第１二色鏡１３２と第３
二色鏡１３４は青色光のみを透過させる光透過特性を有
し、第２二色鏡１３３と第４二色鏡１３５は赤色光のみ
を透過させる光透過特性を有する。

【００２８】本実施例において、赤色光Ｒは、第１二色
鏡１３２で反射され、第２二色鏡１３３及び第４二色鏡
１３５を透過して投射レンズ４４に達する。青色光Ｂ
は、第１二色鏡１３２及び第３二色鏡１３４を透過し、
第４二色鏡１３５で反射されて投射レンズ４４に達す
る。緑色光Ｇは、第１ないし第４二色鏡１３２，１３
３，１３４，１３５の全てで反射されて投射レンズ４４
に達する。従って、図４の実施例は青色光と赤色光の経
路が図３の実施例の場合と互いに変わっていることを除
いては、同一な結果を奏する。

【００２９】図５は本発明のさらに他の実施例による投
射型液晶表示装置であって、図１のＡの光透過特性を有
する二色鏡より作製し易い図１のＢ及びＣの光透過特性
を有する二色鏡を備え、投射レンズ側に光源ランプが位
置している装置を示す。

【００３０】図５の投射型液晶表示装置は、スクリーン
６７に近い位置に置かれ白色光を発生する光源ランプ５
１と、複数の反射鏡５４，５５，６６と、図１のＢの光
透過特性を有する第１二色鏡５３及び第３二色鏡５８
と、図１のＣの光透過特性を有する第２二色鏡６１及び
第４二色鏡５９とを備える。そして、スクリーン６７に
投射される光焦点を調節する投射レンズ６０と、白色光
の分離により得られた青色光Ｂ，緑色光Ｇ及び赤色光Ｒ
のそれぞれを個別的に光強度変調するための３つの液晶
パネル５７，６３，６５と、自身を通過する光の進行方
向を調節する３枚の集光レンズ５６，６２，６４を含
む。

【００３１】前述した二色鏡は、光源ランプ５１からの
投射光が第１二色鏡５３で反射及び透過した後、第１二
色鏡５３の反射光は第２二色鏡６１に進んで反射及び透
過し、第１二色鏡５３の透過光は第１全反射鏡５４及び
第２全反射鏡５５を経て第３二色鏡５８に進むように、
配置される。そして、第２二色鏡６１の透過光は第３二
色鏡５８で反射して第４二色鏡５９では透過し、第２二
色鏡６１の反射鏡は第３全反射鏡６６及び第４二色鏡５
９で反射するように、配置される。また、第２全反射鏡
５５と第３二色鏡５８との間、第２二色鏡６１と第３二
色鏡５８との間、及び第２二色鏡６１と第３全反射鏡６
６との間に、それぞれ透過型液晶パネル５７，６３，６
５及び集光レンズ５６，６２，６４を配置する。そし
て、第１二色鏡５３と第１全反射鏡５４との間には補正
レンズ６８を設置し、光源ランプ５１と第１二色鏡５３
との間には可視光線のみ透過させる光フィルタ５２を配
置する。光源ランプ５１の画面側に近い位置にはファン
６９を設置する。

【００３２】前述したような構成により、光源ランプ５
１から出て来る白色光は、光フィルタ５２により可視光
線のみ透過され、その可視光線は第１二色鏡５３に進
む。可視光線は、青色光成分のみを透過させる第１二色
鏡５３により、その中の青色光Ｂのみ色分離される。第
１二色鏡５３を透過した青色光Ｂは、補正レンズ６８に
入射される。図５から解るように、第１二色鏡５３で反
射される光成分が有する光経路と第１二色鏡５３を透過
する光成分が有する光経路が相異なるので、光源ランプ
５１から投射される白色光が完全な平行光でない場合
は、画面６７に形成される赤色光Ｒ，緑色光Ｇ及び青色
光Ｂが正確に一致しないため画像の鮮明度が落ちる。し
かし、第１二色鏡５３と第１全反射鏡５４との間に設置
された補正レンズ６８は非球面レンズであって、光経路
の差により発生する前述の問題点が生じないように光の
進行方向を調節する。

【００３３】補正レンズ６８を通過した青色光Ｂは、第
１全反射鏡５４及び第２全反射鏡５５により反射されて
から、集光レンズ５６を通過し、青色光にＢ−映像信号
を載せて送る液晶パネル５７により光強度変調される。
光強度変調により映像信号を含むようになった青色光
は、青色光のみを透過させる第３二色鏡５８を透過して
第４二色鏡５９に進む。

【００３４】第１二色鏡５３から反射された光のうち、
赤色光Ｒは第２二色鏡６１で反射され、緑色光Ｇは二色
鏡６１を透過することにより色分離される。第２二色鏡
６１を通過した緑色光Ｇは、集光レンズ６２及び光強度
変調を用いてＧ−映像信号を印加する液晶パネル６３を
通過し、第３二色鏡５８により反射されてから第４二色
鏡５９に進む。第２二色鏡６１で反射された赤色光Ｒ
は、集光レンズ６４及び透過する赤色光にＲ−映像信号
を載せて送る液晶パネル６５を経て、第３全反射鏡６６
で反射されてから第４二色鏡５９に進む。

【００３５】このように、３種の相異なる光経路に沿っ
て色分離及び光強度変調され、第４二色鏡５９に達した
３種の色相の分離光は、第４二色鏡５９で再び色相光合
成された後、投射レンズ６０に入射する。即ち、第４二
色鏡５９で赤色光は反射し緑色光及び青色光は透過し
て、投射レンズ６０に入射する。複数のレンズから構成
され、画像の倍率及び焦点を調節する投射レンズ６０
は、入射光を調節して画面６７上に拡大された画像を形
成させる。

【００３６】また、強い光線を発生する光源ランプ５１
を使用するので、発生する熱は光源ランプ５１の裏の部
分に設置されたファン６９により強制的に画面６７方向
に送られる。従って、投射型液晶表示装置の裏の部分に
いる使用者にはランプ５１の熱が伝達されない。

【００３７】本発明のさらに他の実施例を図５に基づき
説明する。

【００３８】他の実施例は図１のＤ及びＥの光透過特性
を有する二色鏡を以て構成される。

【００３９】本実施例の装置は図５の装置と同一の配置
を有する。しかし、第１二色鏡５３及び第３二色鏡５８
は赤色光成分のみ透過させる図１のＤの光透過特性を有
し、第２二色鏡６１及び第４二色鏡５９は青色光のみを
反射させる図１のＥの光透過特性を有するように構成し
た点において、前述した図５の実施例とは異なる。言い
換えれば、図５において実線を赤色光Ｒを、一点鎖線を
青色光Ｂに変えたものである。

【００４０】本実施例の光経路は次の通りである。

【００４１】赤色光Ｒは、第１二色鏡５３を透過し、第
１全反射鏡５４及び第２全反射鏡５５で反射した後、第
３二色鏡５８及び第４二色鏡５９を透過して、投射レン
ズ６０に達する。緑色光Ｇは、図５の光経路と同一の経
路を有する。青色光Ｂは、第１二色鏡５３，第２二色鏡
６１，第３全反射鏡６６及び第４二色鏡５９を経ながら
反射され、投射レンズ６０に達することになる。即ち、
図１のＤ及びＥの光透過特性を有する二色鏡を用いた実
施例は、青色光Ｂと赤色光Ｒの経路が図５の実施例の場
合と互いに変わっている点を除いては同一の結果を有す
る。

【００４２】図６は本発明のさらに他の実施例による投
射型液晶表示装置である。

【００４３】図６の装置は図５の装置を時計方向に９０
^o 回転させた後、縦軸に対して対象の構成を有する。従
って、図６の装置の構成の詳細な説明は省略する。

【００４４】各二色鏡１５３，１６１，１５８，１５９
は、図５の二色鏡とは異なる次の光透過特性を有する。
第１二色鏡１５３及び第３二色鏡１５８は青色光のみ透
過させる図１のＢの光透過特性を有し、第２二色鏡１６
１は赤色光のみを反射させる図１のＣの光透過特性を有
する。そして、第４二色鏡１５９は赤色光のみを透過さ
せる図１のＤの光透過特性を有する。

【００４５】図６の装置において、液晶パネル１５７，
１６３，１６５と集光レンズ１５６，１６２，１６４及
び補正レンズ１６８の機能は図５の装置と同一なので説
明を省略する。

【００４６】青色光Ｂは、第１二色鏡１５３を透過し、
第１全反射鏡１５４及び第２全反射鏡１５５で反射され
る。そして、第３二色鏡１５８を透過し第４二色鏡１５
９に達する。緑色光Ｇは、第１二色鏡１５３で反射され
第２二色鏡１６１では透過する。また、第３二色鏡１５
８で反射され第４二色鏡１５９に達する。赤色光Ｒは、
第１二色鏡１５３，第２二色鏡１６１及び第３全反射鏡
１６６を経ながら反射され、第４二色鏡１５９に達す
る。

【００４７】光源ランプ１５１から投射される白色光が
色分離及び光強度変調されて第４二色鏡１５９に達すれ
ば、図１Ｄの光透過特性を有する第４二色鏡１５９は第
３二色鏡１５８から出て来る青色光Ｂ及び緑色光Ｇを反
射させ、第３全反射鏡１６６から反射されて出て来る赤
色光Ｒを透過させ、投射レンズ１６０に送る。従って、
図１のＢ，Ｃ及びＤの光透過特性の有する二色鏡を用い
た図６の装置は、図５の装置と同様に、投射レンズ１６
０を用いて画面１６７に画像を形成する。

【００４８】前述した図６の装置において、第１二色鏡
１５３及び第３二色鏡１５８が赤色光成分のみを透過さ
せる図１のＤの光透過特性を有し、第２二色鏡１６１が
青色光成分のみを反射させる図１のＥの光透過特性を有
し、第４二色鏡１５９が青色光成分のみを透過させる図
１のＢの光透過特性を有するよう構成された、さらに他
の投射型液晶表示装置の実現も可能である。

【００４９】図７は本発明のさらに他の実施例による投
射型液晶表示装置である。

【００５０】図７の装置は、液晶表示装置内で画面８８
に近い位置に置かれ、白色光を発生する光源ランプ７１
と、複数の反射鏡７４，７６，８０と、図１のＥの光透
過特性を有する第１二色鏡７３及び第３二色鏡８４と、
図１のＤの光透過特性を有する第２二色鏡６１及び図１
のＣの光透過特性を有する第４二色鏡８１を備える。そ
して、スクリーン８８に投射される光焦点を調節する投
射レンズ８７と、白色光の分離により得られた青色光
Ｂ，緑色光Ｇ及び赤色光Ｒのそれぞれを個別的に光強度
変調するための３つの液晶パネル７９，８３，８６と、
自身を通過する光の進行方向を調節する３枚の集光レン
ズ７８，８２，８５とを含む。

【００５１】前記の二色鏡は、光源ランプ７１からの投
射光が第１二色鏡７３で反射及び透過された後、第１二
色鏡７３の透過光は第２二色鏡７５に進んで反射及び透
過され、第１二色鏡７３の反射光は第３二色鏡８４で反
射して第４二色鏡８１に進むように、配置される。そし
て、第２二色鏡７５の透過光は第２全反射鏡７６及び第
３全反射鏡８０で反射して第４二色鏡８１に進み、第２
二色鏡７５の反射光は第３二色鏡８４及び第４二色鏡８
１を透過するように配置される。また、第２二色鏡７５
と第３二色鏡８４との間，第１二色鏡７３と第３二色鏡
８４との間，及び第２全反射鏡７６と第３全反射鏡８０
との間に、それぞれ透過型液晶パネル８３，８６，７９
及び集光レンズ８２，８５，７８を配置する。そして、
第２全反射鏡７６と集光レンズ７８との間には補正レン
ズ７７を設置し、光源ランプ７１と第１二色鏡７３との
間には可視光線のみを透過させる光フィルタ７２を配置
する。光源ランプ７１の画面側に近い位置にはファン８
９を設置する。前記第４二色鏡８１とスクリーン８８と
の間には画像の形成を調節する投射レンズ８７が置かれ
る。

【００５２】従って、光源ランプ７１から投射される色
相光の経路は概略次の通りとなる。

【００５３】赤色光Ｒは、二色鏡７３，７５と全反射鏡
７４，７６，８０を経て第４二色鏡８１に達し、緑色光
Ｇは、第１二色鏡７３，第１全反射鏡７４，第２二色鏡
７５及び第３二色鏡８４の順に進み、第４二色鏡８１に
達する。また、青色光Ｂは、第１二色鏡７３，第３二色
鏡８４の順に進み、第４二色鏡８１に達する。

【００５４】前述した実施例では説明しなかったが、本
発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者は、図１の
ＢないしＥの二色鏡を用いた多様な変形実施例を本発明
の技術範疇内で実現できる。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、通
過帯域が分断される特性を有するフィルタ鏡、すなわ
ち、Ｇ成分の色相光のみを反射或いは通過させ、他の２
成分のＢ、Ｒ成分については通過或いは反射させる特性
を有する鏡を積極的に排除し、少ない種類のこの鏡を使
用してコストダウンを図り、且つ、良好な像を投射する
ことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】二色鏡の光透過特性図である。

【図２】従来の投射型液晶表示装置の概略図である。

【図３】本発明の一実施例に係る投射型液晶表示装置の
概略図である。

【図４】本発明の他の実施例に係る投射型液晶表示装置
の色分離合成光学系の二色鏡配置図である。

【図５】本発明のさらに他の実施例に係る投射型液晶表
示装置の概略図である。

【図６】本発明のさらに他の実施例に係る投射型液晶表
示装置の概略図である。

【図７】本発明のさらに他の実施例に係る投射型液晶表
示装置の概略図である。

【符号の説明】

３１，５１，７１，１５１…光源ランプ、４４，６０，
８７，１６０…投射レンズ、３２〜３５，５３，５８，
６１，７３，７５，８１，８４，１５３，１５８，１５
９，１６１…二色鏡、３６，３７，５４，５５，６６，
７４，７６，８０，１５４，１５５，１６６…全反射
鏡、４１〜４３，５７，６３，６５，７９，８３，８
６，１５７，１６３，１６５…液晶パネル、５６，６
２，６４，７８，８２，８５，１５６，１６２，１６４
…集光レンズ、６８，７７，１６８…補正レンズ、６
９，８９，１６９…ファン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭63−106785（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−46490（ＪＰ，Ａ) 特開平２−55344（ＪＰ，Ａ) 特開平３−72332（ＪＰ，Ａ) 特開平３−44623（ＪＰ，Ａ) 実開平２−67312（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】１色もしくは２色成分の色相光を反射
し、２色もしくは１色成分の色相光を通過させるフィル
タ鏡を使用して、ＲＧＢ各色成分の色相光の光路を生成
し、各々の光路上に透過型液晶表示部を配設し、合成し
て出力する投射型液晶表示装置であって、前記フィルタ
鏡として、Ｇ成分の色相光のみを反射或いは通過させ、
Ｂ及びＲ成分の色相光に対して通過もしくは反射させる
フィルタ鏡は除かれるものであり、光源からの白色光中の第１の色成分の色相光のみを反射
して第１の色成分の色相光の光路を生成すると共に、他
の２色成分の色相光を通過させる第１のフィルタ鏡と、該第１のフィルタ鏡を通過した２色成分の色相光の一方
を反射もしくは通過させて第２の色成分の色相光の光路
を生成すると共に、他方の色成分の色相光を通過もしく
は反射させて第３の色成分の色相光の光路を生成する第
２のフィルタ鏡と、前記第１のフィルタで生成された第１の色成分の色相光
を通過もしくは反射させ、前記第２のフィルタで生成さ
れた第２の色成分の色相光を反射もしくは通過させ、２
色成分の合成色相光を生成する第３のフィルタ鏡と、前記第２のフィルタ鏡で生成された第３の色成分の色相
光を通過もしくは反射させ、前記第３のフィルタで生成
された２色成分の合成色相光を反射もしくは通過させ
て、３色成分の色相光の合成光を生成する第４のフィル
タ鏡と、長光路中に設けられ、他の短光路における光の分散の度
合と略一致させるための補正レンズとを備え、前記第３
の色成分の色相光としてＧ成分の色相光を除くようにし
たことを特徴とする投射型液晶表示装置。
【請求項２】前記第１、第３のフィルタ鏡は同じ特性
を有し、前記第２、第４のフィルタ鏡は同じ特性を有す
ることを特徴とする請求項第１項に記載の投射型液晶表
示装置。
【請求項３】前記第１、第３のフィルタ鏡はＢ成分の
みを反射させ、Ｇ、Ｒ成分を通過させる特性を有し、前記第２、第４のフィルタ鏡はＧ成分のみを反射させ、
Ｂ，Ｒ成分を通過させる特性を有することを特徴とする
請求項第２項に記載の投射型液晶表示装置。
【請求項４】更に、第４のフィルタ鏡からの３色成分
の合成画像を所定の表示画面に表示する手段を備えるこ
とを特徴とする請求項第１項に記載の投射型液晶表示装
置。
【請求項５】光源からの白色光を第１、第２、第３の
色成分光に分離し、各色成分光の光強度を変調し、各色
成分光を合成してスクリーン上に合成光を投射させる投
射型液晶表示装置であって、第１の色成分光のみを透過させ、他の第２、第３の色成
分光を反射させる第１、第３のフィルタ鏡と、第３の色成分光のみを反射させ、第１、第２の色成分光
を透過させる第２のフィルタ鏡と、前記第１乃至第３のフィルタ鏡で分離された第１、第
２、第３の色成分光を合成し、当該合成光を投射用レン
ズに導く第４のフィルタ鏡と、ここで、前記第１〜第４のフィルタ鏡は、前記光源からの光が前記第１のフィルタ鏡で反射及び透
過させ、前記第１のフィルタ鏡からの反射光を第２のフィルタ鏡
で透過及び反射させ、前記第２のフィルタ鏡からの反射光を第４のフィルタ鏡
に導き、前記第２のフィルタ鏡での透過光を第３のフィルタ鏡で
反射させて前記第４のフィルタ鏡に導かせ、前記第１のフィルタ鏡での透過光を前記第３のフィルタ
鏡を透過させ、前記第４のフィルタ鏡に導かせるように
配置している、長光路中に設けられ、他の短光路における光の分散の度
合と略一致させるための補正レンズとを備え、全フィル
タ鏡は１色成分光とその他の２色成分光とに分離させる
特性を有し、前記その他の色成分光はスペクトル的に隣
り合っていることを特徴とする投射型液晶表示装置。
【請求項６】更に、前記第１及び第３のフィルタ鏡の
位置の間に反射鏡を配置することを特徴とする請求項第
５項に記載の投射型液晶表示装置。
【請求項７】更に、前記第２及び第４のフィルタ鏡の
位置の間に反射鏡を配置することを特徴とする請求項第
５項に記載の投射型液晶表示装置。
【請求項８】前記第１の色成分光は青色光であり、第
２の色成分光は緑色光であり、第３の色成分光は赤色光
であることを特徴とする請求項第６項に記載の投射型液
晶表示装置。
【請求項９】前記第４のフィルタ鏡は赤色成分光のみ
を反射し、他の色成分光を透過させる特性を有している
ことを特徴とする請求項第８項に記載の投射型液晶表示
装置。
【請求項１０】前記第１、第３のフィルタ鏡は同じ光
透過特性を有していることを特徴とする請求項第９項に
記載の投射型液晶表示装置。
【請求項１１】前記第２、第４のフィルタ鏡は同じ光
透過特性を有していることを特徴とする請求項第９項に
記載の投射型液晶表示装置。
【請求項１２】前記第４のフィルタ鏡は赤色成分光の
みを透過し、他の色成分光を反射させる特徴を有してい
ることを特徴とする請求項第８項に記載の投射型液晶表
示装置。
【請求項１３】更に、光路上に光の進行方向を補正す
るためのレンズを設けることを特徴とする請求項第５項
に記載の投射型液晶表示装置。
【請求項１４】前記光源は光分離及び合成を行う系の
外にあって、前記光分離及び合成を行う系は前記第１、
第２のフィルタ鏡、前記第４のフィルタ鏡及び前記反射
鏡をを囲む境界によって規定されていることを特徴とす
る請求項第６項に記載の投射型液晶表示装置。
【請求項１５】前記光分離及び合成を行う系の外の光
源が置かれる位置は、スクリーン側であることを特徴と
する請求項第１４項に記載の投射型液晶表示装置。
【請求項１６】前記第１の色成分光は赤色光であり、
第２の色成分光は緑色光、第３の色成分光は青色光であ
ることを特徴とする請求項第５項に記載の投射型液晶表
示装置。
【請求項１７】前記第４のフィルタ鏡は、青色成分の
みを反射させ、他の色成分光を透過させる特性を有して
いることを特徴とする請求項第１６項に記載の投射型液
晶表示装置。
【請求項１８】前記第４のフィルタ鏡は、青色成分の
みを透過させ、他の色成分光を反射させる特性を有して
いることを特徴とする請求項第１６項に記載の投射型液
晶表示装置。
【請求項１９】光源からの白色光を第１、第２、第３
の色成分光に分離し、各色成分光の光強度を変調し、各
色成分光を合成してスクリーン上に合成光を投射させる
投射型液晶表示装置であって、第１の色成分光のみを反射させ、他の第２、第３の色成
分光を透過させる第１、第３のフィルタ鏡と、第３の色成分光のみを透過させ、第１、第２の色成分光
を反射させる第２のフィルタ鏡と、前記第１乃至第３のフィルタ鏡で分離された第１、第
２、第３の色成分光を合成し、当該合成光を投射用レン
ズに導く第４のフィルタ鏡と、ここで、前記第１〜第４のフィルタ鏡は、前記光源からの光が前記第１のフィルタ鏡で反射及び透
過させ、前記第１のフィルタ鏡からの反射光を第３のフィルタ鏡
で反射させ、前記第１のフィルタ鏡での透過光を前記第２のフィルタ
鏡で反射及び透過させ、前記第２のフィルタ鏡からの反射光を前記第３のフィル
タ鏡を介して透過させて前記第４のフィルタ鏡に導き、前記第２のフィルタ鏡での透過光を前記第４のフィルタ
鏡に導かせるように配置している、長光路中に設けられ、他の短光路における光の分散の度
合と略一致させるための補正レンズとを備え、全フィル
タ鏡は１色成分光とその他の２色成分光とに分離させる
特性を有し、前記その他の２色成分光はスペクトル的に
隣り合っていることを特徴とする投射型液晶表示装置。