JP3082367U - 液晶プロジェクタのビーム分割システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所定の色に他の色が混在する可能性を低減
し、出力光ビームにおけるそれぞれの色の純度を大幅に
上げ、出力画像のコントラストを向上する液晶プロジェ
クタのビーム分割システムを提供する。 【解決手段】 本考案に係わるビーム分割システム１０
は、光ビーム２ａの通過した偏光ビームスプリッタ１１
の周壁１１３に緑色をろ過する塗膜１１６を塗布し、且
つ光ビーム２ｂの透過する周壁１１４には緑色のみ透過
させるフィルタ１１７を設けることによって、インター
フェース１１５に反射され偏光フィルタ１６に投射され
る大部分の緑色ストレイ光ビーム３１と、インターフェ
ース１１５を透過し偏光ビームスプリッタ１２に投射さ
れる大部分の赤青ストレイ光ビーム３２をろ過すること
ができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、液晶プロジェクタのビーム分割システムに関し、特にフィルタ又は 塗膜を配置することによりストレイ・ライトを低減する液晶プロジェクタのビー ム分割システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】

現在、反射型液晶プロジェクタは広く使用されており、その主要な光学機構は ビーム分割システムを含む。反射型液晶プロジェクタにおいて、ビーム分割シス テムが一般に偏光ビームスプリッタ(Polarization Beam Splitter, PBS)と反射 型ＴＮ(twisted nematic) 液晶パネルなどの光学素子から構成される。光路配置 の方式は離軸(off-axis)及び同軸(on-axis)があり、同軸の光路配置は設計及び 製造に有利ではあるが、高いコントラストが得られないなどの欠点がある。

【０００３】 図１は、従来のビーム分割システム１０の光路を示す横断面図である。このビ ーム分割システムは、４組の偏光ビームスプリッタと赤青緑の３原色光の反射型 ＴＮ液晶パネルから構成され、同軸の光路配置を採用する。図１に示すように、 ビーム分割システム１０は、４組の偏光ビームスプリッタ１１〜１４と、４組の 偏光フィルタ１５〜１８と、緑色反射型ＴＮ液晶パネル２０と、青色反射型ＴＮ 液晶パネル２１と、赤色反射型ＴＮ液晶パネル２２と、ポラライザ１９と、を含 む。各偏光ビームスプリッタは、それぞれ２つのプリズムを有し、即ち、偏光ビ ームスプリッタ１１はプリズム１１１、１１２を、偏光ビームスプリッタ１２は プリズム１２１、１２２を、偏光ビームスプリッタ１３はプリズム１３１、１３ ２を、偏光ビームスプリッタ１４はプリズム１４１、１４２を、それぞれ有する 。

【０００４】 ビーム分割システム１０の光源１は、Ｓ態の偏光のビーム２を生成する。この 偏光ビーム２は、ビーム分割システム１０において３原色光の液晶パネル２０、 ２１、２２に反射される。なお、前記３原色光の液晶パネル２０、２１、２２が 投射される予定の画像信号を受けるため、３原色光の液晶パネル２０、２１、２ ２に反射され、ビーム分割システム１０から離れた光ビームは、この信号に基づ き、投射される予定の画像を投射する。

【０００５】 偏光フィルタ１５〜１８は、位相リターダ(retarder)から構成され、所定の色 の偏光ビームをろ過することができる。そのうち、偏光フィルタ１５、１８は、 通過した赤色と青色光ビームの偏光状態を維持しながら、通過した緑色光ビーム の偏光状態をＳ態からＰ態に変換させる。一方、偏光フィルタ１６、１７は、通 過した青色光ビームの偏光状態を維持しながら、通過した赤色光ビームの偏光状 態をＳ態からＰ態に変換させる。

【０００６】 図１に示すように、偏光ビーム２は、プリズム１１１、１１２のインターフェ ースに到達すると、Ｓ態にある赤青色光成分２ａが反射され偏光フィルタ１６へ 進行するが、Ｐ態にある緑色光成分２ｂがプリズム１１２を透過し偏光ビームス プリッタ１２に入る。

【０００７】 さらに、緑色光成分２ｂは、プリズム１２１、１２２のインターフェースを通 過した後、緑色の液晶パネル２０に反射されＰ態からＳ態の緑色光ビーム３ｂに 変換する。そして、緑色光ビーム３ｂは引き続き偏光ビームスプリッタ１４に入 り、プリズム１４１、１４２のインターフェースに反射され偏光フィルタ１８を 通過する。そこで、偏光フィルタ１８を通過した緑色光ビーム３ｂは、Ｓ態から Ｐ態に変換し、最後にＰ態のポラライザ１９を通過し投射画像の緑色光成分４ｂ となる。

【０００８】 同じように、偏光フィルタ１６は、通過した赤青色光成分２ａを、Ｓ態に維持 する青色光ビーム２１ａとＳ態からＰ態に変換する赤色光ビーム２１ｂと、に分 ける。そのうち、赤色光ビーム２１ｂはプリズム１３１、１３２のインターフェ ースを通過し、赤色の液晶パネル２２に反射されＳ態の赤色光ビーム２２ｂに変 換し、そして偏光フィルタ１７を通過する。そこで、偏光フィルタ１７を通過し た赤色光ビーム２２ｂは、Ｓ態からＰ態に変換し、そして偏光ビームスプリッタ １４、偏光フィルタ１８及びポラライザ１９を順に通過し投射画像の赤色光成分 ２３ｂとなる。

【０００９】 一方、青色光ビーム２１ａは、プリズム１３１、１３２のインターフェース及 び青色の液晶パネル２０に反射され、偏光ビームスプリッタ１４に入るＰ態の青 色光ビーム２２ａに変換し、そして偏光フィルタ１７、プリズム１４１と１４２ 、偏光フィルタ１８及びポラライザ１９を順に通過し投射画像の青色光成分２３ ａとなる。それで、赤青緑の３つのＰ態の光成分２３ｂ、２３ａ、４ｂを重ねる ことによってＬＣＤプロジェクタの投射画像を形成する。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上述した従来のビーム分割システム１０が生成した投射画像は、好適 なコントラストが得られない。その原因は例えば、下記に示すものである。

【００１１】 （イ） 偏光ビームスプリッタにおける２つのプリズムのインターフェース及び その材料が理想的でないため、一部のＰ態の偏光ビームが２つのプリズムのイン ターフェースへ反射される。例えば、一部のＰ態の緑色光成分２ｂは、Ｓ態の赤 青色光成分２ａと一緒に反射される。 （ロ） 偏光フィルタは、入射した光成分に対する偏光変換効率が良くないため 、Ｐ態の緑色光成分２ｂにＳ態の緑色光成分が少し混在しており、プリズム１２ １、１２２のインターフェースに反射される。同様に、Ｐ態の赤色光ビーム２１ ｂにもＳ態の赤色光成分が少し混在しているので、最終の投射してなる画像のコ ントラストに悪い影響を与えることになる。。 （ハ） ホモトロピック液晶パネルは、製造が難しい。一般に、ＴＮ液晶パネル は、ある波長範囲のみに優れた偏光効果を有するが、液晶パネルに入ったそれぞ れの色の光成分に既に他の色の光成分が混在しているならば、投射してなる画像 のコントラストにも悪影響を与えることになる。 （ニ） ＴＮ液晶パネルは、入射した光ビームの偏光状態の変換が不完全である ため、ビーム分割システムに存在するストレイ・ライトが増加する。

【００１２】 従って、従来のビーム分割システム１０には、上記のような原因によってスト レイ・ライトが生成し、このようなストレイ・ライトは、大部分がビーム分割シ ステム１０のプリズムの周壁部又はかかるインターフェースに反射され、最後に ポラライザ１９を通過して投射画像の一部になるので、コントラストに悪影響を 与える。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上述の問題を鑑みてなされたものであって、所定の光成分に他の色 が混在する可能性を低減し、出力光ビームにおけるそれぞれの色の純度を大幅に 上げ、出力画像のコントラストを向上する液晶プロジェクタのビーム分割システ ムを提供することを目的とする。

【００１４】 前記ビーム分割システムは、液晶プロジェクタの光源及び投射される予定の画 像信号を受け、投射される予定の画像を出力する。前記ビーム分割システムは、 所定の色の光ビームの偏光状態を変換するための複数の偏光フィルタと、前記複 数の偏光フィルタの光路上に配置され、それぞれ１対のプリズムを有し、入射さ れた各色の偏光ビームをスプリットするための複数の偏光ビームスプリッタと、 それぞれ３原色光のいずれの偏光ビームを反射すると共に、その偏光状態を変換 する３組の液晶パネルと、を含む。そのうち、光ビームを通過した最初の偏光ビ ームスプリッタは、一方の周壁に、所定の色の光ビームをろ過できるフィルタ又 は塗膜が設けられ、他方の周壁に前記所定の色光ビームのみを透過できるフィル タ又は塗膜が設けられる。よって、前記ビーム分割システムにおける前記所定の 色の純度と前記所定の色が他の色に混在される可能性を低減でき、出力光ビーム におけるそれぞれの色の純度を大幅に上げ、出力画像のコントラストを向上でき る。

【００１５】

【考案の実施の形態】

以下に、添付図面を参照しながら、本考案の好適な実施の形態を詳細に説明す る。

【００１６】 図２は、本考案に係わる液晶プロジェクタのビーム分割システムを示す横断面 図である。なお、図２において、図１に示す構成要素と同一の構成要素には同一 の符号を付すことにより、その説明を省略する。

【００１７】 図２に示すように、プリズム材料と２つのプリズムの間のインターフェースに 欠陥が故に、一部のＰ態の緑色の光ビームがインターフェース１１５に反射され 赤青色光成分２ａに混在し、緑色のストレイ光ビーム３１となる。このＰ態の緑 色ストレイ光ビーム３１は、続いて偏光フィルタ１６を通過し液晶パネル２２に 入射され、最後に出力光ビームの一部になる可能性がある。一方、一部の赤青光 ビームは、インターフェース１１５を透過し、赤青ストレイ光ビーム３２となる 。Ｓ態の赤青ストレイ光ビーム３２は、続いて偏光ビームスプリッタ１２の液晶 パネル２０に入射され、最後に出力光ビームの一部になる可能性がある。前述の ストレイ光ビーム３１、３２は、ビーム分割システム１０の出力画像のコントラ ストに悪い影響を与える。

【００１８】 ここで、本考案に係わるビーム分割システム１０は、光ビーム２ａの通過した 偏光ビームスプリッタ１１の周壁１１３に緑色をろ過する塗膜１１６を塗布し、 且つ光ビーム２ｂの透過する周壁１１４には緑色のみ透過させるフィルタ１１７ を設けることによって、インターフェース１１５に反射され偏光フィルタ１６に 投射される大部分の緑色ストレイ光ビーム３１と、インターフェース１１５を透 過し偏光ビームスプリッタ１２に投射される大部分の赤青ストレイ光ビーム３２ をろ過することができる。即ち、塗膜１１６は緑色の光ビームのみを吸収するた めに設けられ、フィルタ１１７は、緑光ビームのみを透過するために設けられる 。

【００１９】 また、塗膜１１６はフィルタに変えてもよく、フィルタ１１７は塗膜に変えて もよい。従って、本考案に係わるビーム分割システムのフィルタと塗膜は、本考 案の実施の形態に限定されるものではなく、それと同様な効果を有するものであ れば、適用することができる。

【００２０】 以上、本考案の実施例を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、 この実施例に限られるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲の設計変更 等があっても本考案に含まれる。例えば、上記実施形態において、偏光ビームス プリッタ１１のみにフィルタ或いは塗膜を配置したが、偏光ビームスプリッタ１ ２、１３、及び１４にもそれぞれの透過した光ビームの色に合わせた適当なフィ ルタ或いは塗膜を配置することができる。

【００２１】

【考案の効果】

本考案の液晶プロジェクタのビーム分割システムによれば、偏光ビームスプリ ッタの光路の透過する周壁に所定の色のフィルタ或いは塗膜を配置することによ って、所定の色または当該所定の色以外の他の色のストレイ光ビームをろ過する ため、ビーム分割システムの出力光ビームに含まれているストレイ光ビーム光量 を低減させ、出力画像のコントラストを向上させる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のビーム分割システムの光路を示す横断面
図である。

【図２】本考案に係わる液晶プロジェクタのビーム分割
システムを示す横断面図である。

【符号の説明】

１ 光源 ２ａ 赤青光成分 ２ｂ 緑光成分 ３ｂ 緑光ビーム ４ｂ 緑光成分 １０ ビーム分割システム １１〜１４ 偏光ビームスプリッタ １５〜１８ 偏光フィルタ １９ ポラライザ ２０、２１、２２ 液晶パネル ２１ａ 青光ビーム ２１ｂ 赤光ビーム ２２ａ 青光ビーム ２２ｂ 赤光ビーム ２３ａ 青光成分 ２３ｂ 赤光成分 ３１ 緑色ストレイ光ビーム ３２ 赤青ストレイ光ビーム １１１、１１２ プリズム １１３、１１４ 偏光ビームスプリッタの周壁 １１５ インターフェース １１６ 塗膜 １１７ フィルタ １２１、１２２ プリズム １３１、１３２ プリズム １４１、１４２ プリズム

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶プロジェクタの光源からの光ビーム
   と投射される予定の画像信号を受け、その画像を出力す
   る液晶プロジェクタのビーム分割システムであって、 所定の光成分の偏光状態を変換する複数の偏光フィルタ
   と、 前記偏光フィルタの光路上に配置され、一対のプリズム
   をそれぞれ有し、入射した各色の偏光ビームをスプリッ
   トする複数の偏光ビームスプリッタと、 ３原色光の偏光ビームをそれぞれ反射すると共に、その
   偏光状態を変換する３組の液晶パネルとを備え、 前記偏光ビームスプリッタにおいて、少なくとも一つの
   偏光ビームスプリッタは、一方の周壁に、所定の色をろ
   過できる第１フィルタが設けられ、他方の周壁に前記所
   定の色のみを通過できる第２フィルタが設けられること
   を特徴とする液晶プロジェクタのビーム分割システム。
2. 【請求項２】 前記第１フィルタは、濾光材または濾光
   効果を有する塗膜であることを特徴とする請求項１に記
   載の液晶プロジェクタのビーム分割システム。
3. 【請求項３】 前記第２フィルタは、濾光材または濾光
   効果を有する塗膜であることを特徴とする請求項１に記
   載の液晶プロジェクタのビーム分割システム。