JP3370010B2 - 液晶プロジェクタ装置 - Google Patents

液晶プロジェクタ装置

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JP3370010B2
JP3370010B2 JP09314899A JP9314899A JP3370010B2 JP 3370010 B2 JP3370010 B2 JP 3370010B2 JP 09314899 A JP09314899 A JP 09314899A JP 9314899 A JP9314899 A JP 9314899A JP 3370010 B2 JP3370010 B2 JP 3370010B2
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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、強誘電液晶パネル
などの反射型光変調素子を３枚用いた３板式の液晶プロ
ジェクタ装置に関し、特に、液晶プロジェクタ装置の小
型化に関する。
【０００２】
【従来の技術】反射型の液晶パネルを用いた従来の液晶
プロジェクタ装置の一例を図３に示す。
【０００３】この液晶プロジェクタは、図３に示すよう
に、ランプ１０１とから出射されたＰ偏光の白色光のう
ち、赤色成分の光（以下、赤色光と称する）を選択的に
反射するダイクロイックミラー１０２と、全反射ミラー
１０３と、緑色成分の光（以下、緑色光と称する）を選
択的に反射するダイクロイックミラー１０４を用いて、
ＲＧＢ三原色それぞれを色分離する構成を備えている。
【０００４】ダイクロイックミラー１０２にて反射分離
された赤色光は、偏光ビームスプリッタ（以下、ＰＢＳ
と称する）１０５の一主面から入射した後、Ｓ偏光成分
を反射する偏光分離面にて入射光と直交する方向に反射
されて、赤色用の反射型液晶パネル１０６に入射する。
赤色用の反射型液晶パネル１０６では、赤色の画像情報
に基づいて、赤色に表示すべき部分の画素に入射した赤
色光の偏光方向を９０度回転、すなわちＰ偏光に変換し
て反射する。そのため、再度、ＰＢＳ１０５に入射した
赤色光のうちＰ偏光の成分が偏光分離面を透過して、色
合成用のダイクロイックプリズム１１１の第１の主面に
入射される。
【０００５】また、ダイクロイックミラー１０２を透過
した緑色光及び青色光は、全反射ミラー１０３にて入射
光と直交する方向に反射されてダイクロイックミラー１
０４に照射される。ダイクロイックミラー１０４では、
入射光のうち緑色光が入射光と直交する方向に反射分離
され、ＰＢＳ１０７の一主面から入射される。この緑色
光は、赤色光の場合と同様に、緑色用の反射型液晶パネ
ル１０８にて緑色に表示すべき部分の画素がＰ偏光に変
換された後、入射光と直交する方向から出射され、色合
成用のダイクロイックプリズム１１１の第２の主面に入
射される。
【０００６】更に、ダイクロイックミラー１０４を透過
した青色光は、赤色光や緑色光と同様に、青色用の反射
型液晶パネル１１０にて青色に表示すべき部分の画素が
Ｐ偏光に変換された後、入射光と直交する方向から出射
され、色合成用のダイクロイックプリズム１１１の第３
の主面に入射される。
【０００７】そして、第１ないし第３の主面からＲＧＢ
三原色それぞれの映像光が、色合成用のダイクロイック
プリズム１１１の３つの主面から入射されると、そのダ
イクロイック面にて色合成された後、投写光学系１１２
から出射されて、図示しないスクリーンにカラー画像が
表示される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の液晶プロジェクタ装置は、ダイクロイックプ
リズムの３方を囲む３個のＰＢＳそれぞれに反射型液晶
パネルを配置しているため、ＰＢＳの外側を回り込むよ
うに色分離用のダイクロイックミラー等を配置する必要
があり、装置が大型化してしまうという問題がある。特
に、薄型化が要求される背面投写型の液晶プロジェクタ
装置の投写ユニットとして用いる場合には、狭い筐体内
に収容できない虞がある。
【０００９】そこで、本発明は、このような課題に鑑み
てなされたものであって、液晶プロジェクタ装置を小型
化することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のプロジェクタ装
置は、所定の偏光方向の光を出射する光源部と、該光源
部からの出射光を、３原色のうち第１の色成分を含む第
１の分離光と、互いに偏光方向の異なる第２及び第３の
色成分を含む第２の分離光とに分離して、前記両分離光
を互いに直交する方向に出射する色分離部と、該色分離
部の第１の分離光の出射側に配置され、前記第１の分離
光が至る主面に第１の反射型光変調素子を有する第１の
偏光ビームスプリッタと、前記色分離部の第２の分離光
の出射側に配置され、前記第２の分離光のうち第２の色
成分が至る主面に第２の反射型光変調素子を有するとと
もに、前記第２の分離光のうち第３の色成分が至る主面
に第３の反射型光変調素子を有する第２の偏光ビームス
プリッタと、前記第１及び第２の偏光ビームスプリッタ
から出射された前記各色成分の光を合成する色合成部
と、該色合成部にて合成された合成光を拡大投写する投
写光学系とを備え、前記色分離部が、前記光源部側に前
記第１の色成分の偏光方向を９０度回転させる第１の偏
光方向回転部を有するとともに、前記第２の偏光ビーム
スプリッタ側に前記第２の色成分の偏光方向を９０度回
転させる第２の偏光方向回転部を有する第３の偏光ビー
ムスプリッタからなり、前記色合成部が、前記第２の偏
光ビームスプリッタ側に前記第２の色成分の偏光方向を
９０度回転させる第３の偏光方向回転部を有する第４の
偏光ビームスプリッタからなることを特徴とする。
【００１１】このような構成とすることにより、色分離
部にて分離された第１の分離光は、第１の偏光偏光ビー
ムスプリッタに入射された後、第１の反射型光変調素子
にて変調される。変調された第１の分離光は、第１の偏
光ビームスプリッタを経て入射光と直交する方向に出射
され、色合成部に入射する。また、第２の分離光は、第
１の偏光ビームスプリッタに入射された後、第２及び第
３の色成分が互いに直交する方向に分離される。分離さ
れた第２及び第３の色成分はそれぞれ第２及び第３の反
射型光変調素子にて変調された後、第２の偏光ビームス
プリッタにて合成され、入射光と直交する方向に出射さ
れて色合成部に入射する。そして、色合成部にて合成さ
れた第１及び第２の分離光は、投写光学系によりスクリ
ーン拡大投写され、映像が表示される。
【００１２】具体的には、各偏光方向回転部は、それぞ
れ偏光方向を回転すべき色成分に対応した狭帯域位相差
板からなるものである。
【００１３】また、各反射型光変調素子は、強誘電液晶
パネルからなるものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態におけ
る液晶プロジェクタ装置の構成を以下に説明する。な
お、以下の説明では、本発明を図１に示す背面投写型の
プロジェクタ装置の投写ユニットに適用した場合につい
て説明する。
【００１５】本実施の形態における背面投写型のプロジ
ェクタ装置は、図１に示すように、筐体９１と、該筐体
９１の底面に配置された投写ユニット９２と、背面に傾
斜して配置された反射ミラー９３と、前面に配置された
スクリーン９３とを備えている。そして、投写ユニット
９２の投写光学系６から出射された映像光は、反射ミラ
ー９３にて反射された後、スクリーン９４に投写さる。
【００１６】投写ユニット９２は、図２に示すように、
光源部１と、色分離部２と、ＧＢ変調部３と、Ｒ変調部
４と、色合成部５と、投写ユニット６とから構成されて
いる。
【００１７】光源部１は、ランプ１１と、偏光板１２と
を備えている。偏光板１２は、ランプ１１から出射され
た白色光のうちＰ偏光成分のみを透過するものである。
【００１８】色分離部２は、色分離用ＰＢＳ２１と、そ
の色分離用ＰＢＳ２１の光源部１側の主面に対向配置さ
れた赤色成分用狭帯域位相差板２２と、後述するＧＢ変
調部３部側の主面に配置された青色成分用狭帯域位相差
板２２とを備えている。色分離用ＰＢＳ２１は、その偏
光分離面にてＳ偏光成分を入射光に対して９０度の方向
に反射するとともに、Ｐ偏光成分を透過するものであ
る。赤色成分用狭帯域位相差板２２は、入射光のうち赤
色成分の偏光方向を９０度回転させて透過するととも
に、それ以外の色成分をそのまま透過するものである。
青色成分用狭帯域位相差板２３も同様に、入射光のうち
青色成分の偏光方向を９０度回転させて透過するととも
に、それ以外の色成分をそのまま透過するものである。
【００１９】ＧＢ変調部３は、ＧＢ用ＰＢＳ３１と、そ
のＧＢ用ＰＢＳ３１の隣接する２主面に配置された青色
成分用液晶パネル３２及び緑色成分用液晶パネル３３と
を備えている。ＧＢ用ＰＢＳ３１は、色分離用ＰＢＳ２
１と同様に、その偏光分離面にてＳ偏光成分を入射光に
対して９０度の方向に反射するとともに、Ｐ偏光成分を
透過するものである。青色成分用液晶パネル３２及び緑
色成分用液晶パネル３３はともに反射型の液晶パネルで
あり、それぞれの色成分の画像情報に基づいて表示すべ
き画素に入射される光の偏光方向を９０度回転させて反
射するとともに、それ以外の画素に入射される光をその
まま反射するものである。
【００２０】Ｒ変調部４は、Ｒ用ＰＢＳ４１と、そのＲ
用ＰＢＳ４１の１主面に配置された赤色成分用液晶パネ
ル４２とを備えている。Ｒ用ＰＢＳ４１は、色分離用Ｐ
ＢＳ２１と同様の構成である。赤色成分用液晶パネル４
２は、反射型の液晶パネルであり、赤色成分の画像情報
に基づいて表示すべき画素に入射される光の偏光方向を
９０度回転させて反射するとともに、それ以外の画素に
入射される光をそのまま反射するものである。
【００２１】色合成部５は、色合成用ＰＢＳ５１と、そ
のＰＢＳ５１のＧＢ変調部３側の主面に対向配置された
青色成分用狭帯域位相差板５２とを備えている。
【００２２】そして、このような構成において、光源部
１のランプ１１から白色光が出射されると、その白色光
のうちＰ偏光成分のみが偏光板１２を透過して分離部２
に入射される。
【００２３】分離部２では、赤色成分用狭帯域位相差板
２２にてＰ偏光の白色光のうち赤色成分の偏光方向が９
０度回転され、すなわちＳ偏光に変換されて色分離用Ｐ
ＢＳ２１に入射される。色分離用ＰＢＳ２１では、その
偏光分離面にてＳ偏光の赤色成分が反射されてＲ変調部
４に入射されるとともに、Ｐ偏光の青色成分及び緑色成
分が透過して青色成分用狭帯域位相差板２３に入射され
る。青色成分用狭帯域位相差板２３では、Ｐ偏光の青色
成分がＳ偏光に変換されて、Ｐ偏光の緑色成分とともに
ＧＢ変調部３に入射される。
【００２４】ＧＢ変調部３では、ＧＢ用ＰＢＳ３１の偏
光分離面にてＳ偏光の青色成分が反射されて青色成分用
液晶パネル３２に入射される。青色成分用液晶パネル３
２では、青色成分の画像情報に基づいて表示すべき画素
に入射される光の偏光方向を９０度回転させて、すなわ
ちＰ偏光に変換して反射するとともに、それ以外の画素
に入射される光をＳ偏光のまま反射する。また、残りの
Ｐ偏光の緑色成分は、ＧＢ用ＰＢＳ３１の偏光分離面を
透過して緑色成分用液晶パネル３３に入射される。緑色
成分用液晶パネル３３では、緑色成分の画像情報に基づ
いて表示すべき画素に入射される光の偏光方向を９０度
回転させて、すなわちＳ偏光に変換して反射するととも
に、それ以外の画素に入射される光をＰ偏光のまま反射
する。
【００２５】そして、青色成分用液晶パネル３２にて反
射されたＰ偏光の青色映像光と、緑色成分用液晶パネル
３３にて反射されたＳ偏光の緑色映像光とが、再びＧＢ
用ＰＢＳ３１に入射され、その偏光分離面にて合成され
る。このとき、Ｐ偏光の青色映像光は偏光分離面を透過
し、Ｓ偏光の緑色映像光は偏光分離面にて反射され、と
もに色合成部５に入射される。
【００２６】一方、分離部２にて分離され、Ｒ変調部４
に入射したＳ偏光の赤色成分は、Ｒ用ＰＢＳ４１の偏光
分離面にて反射されて赤色成分用液晶パネル４２に入射
される。赤色成分用液晶パネル４２では、赤色成分の画
像情報に基づいて表示すべき画素に入射される光の偏光
方向を９０度回転させて、すなわちＰ偏光に変換して反
射するとともに、それ以外の画素に入射される光をＳ偏
光のまま反射する。そして、赤色成分用液晶パネル４２
にて反射されたＰ偏光の赤色映像光は、再びＲ用ＰＢＳ
４１に入射される。そして、Ｐ偏光の赤色映像光は、偏
光分離面を透過して、色合成部５に入射される。
【００２７】色合成部５では、青色成分用狭帯域位相差
板５２にてＧＢ変調部３から出射されたＰ偏光の青色映
像光の偏光方向が９０度回転され、すなわちＳ偏光に変
換されて、Ｓ偏光の緑色映像光とともに色合成用ＰＢＳ
５１の一主面に入射される。また、Ｇ変調部４から出射
されたＰ偏光の赤色映像光は、色合成用ＰＢＳ５１のＳ
偏光の青色映像光及び緑色映像光の入射面と直交する主
面に入射される。
【００２８】そして、Ｓ偏光の青色映像光及び緑色映像
光と、Ｐ偏光の赤色映像光とが、色合成用ＰＢＳ５１の
偏光分離面にて合成され、カラー映像光となる。
【００２９】このカラー映像光は、投写光学系６を介し
て反射ミラー９３を介してスクリーン９４に拡大投写さ
れる。
【００３０】このように本実施の形態によれば、ＧＢ用
ＰＢＳ３１を緑色成分及び青色成分の色分離用と、緑色
映像光及び青色映像光の色合成用とに使用しているた
め、色分離用のダイクロイックミラーや全反射ミラー等
を用いて余分に光路を回り込ませる必要がなく、装置を
小型化することが可能となる。
【００３１】上述した各実施の形態においては、本発明
を背面投写型のプロジェクタ装置の投写ユニット９２に
適用した場合について説明したが、フロント型のプロジ
ェクタ装置に用いてもよい。
【００３２】また、上述した各実施の形態において用い
たＰＢＳの主面とは、偏光分離面の接合部を含む２面を
除いた残りの４面を意味する。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、第２の偏光ビームスプ
リッタを第２及び第３の色成分の分離用と、それぞれ対
応する反射型の液晶パネルにて変調された第２及び第３
の映像光の色合成用とに使用しているため、色分離用の
ダイクロイックミラーや全反射ミラー等を用いて余分に
光路を回り込ませる必要がなく、装置を小型化すること
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態における背面投写型プ
ロジェクタ装置の概略構成を表す構成図である。
【図２】 図１の背面投写型プロジェクタ装置に搭載さ
れる投写ユニットの第１の構成を表す構成図である。
【図３】 従来のプロジェクタ装置の概略構成を表す構
成図である。
【符号の説明】
１ ：光源部 １１ ：ランプ １２ ：偏光板 ２ ：色分離部 ２１ ：色分離用偏光ビームスプリッタ ２２ ：赤色成分用狭帯域位相差板 ２３ ：青色成分用狭帯域位相差板 ３ ：ＧＢ変調部 ３１ ：ＧＢ用偏光ビームスプリッタ ３２ ：緑色成分用液晶パネル ３３ ：青色成分用液晶パネル ４ ：Ｒ変調部 ４１ ：Ｒ用偏光ビームスプリッタ ４２ ：赤色成分用液晶パネル ５ ：色合成部 ５１ ：色合成用偏光ビームスプリッタ ５２ ：青色成分用偏光ビームスプリッタ ６ ：投写光学系部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｇ０３Ｂ 33/12 33/12 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｋ Ｈ０４Ｎ 5/74 9/31 Ｃ 9/31 Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０ (56)参考文献 特開 平11−326861（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−271893（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−271683（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−153774（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−20241（ＪＰ，Ａ) 国際公開96／37806（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 27/28 G02F 1/13 505 G03B 21/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定の偏光方向の光を出射する光源部
    と、該光源部からの出射光を、３原色のうち第１の色成
    分を含む第１の分離光と、互いに偏光方向の異なる第２
    及び第３の色成分を含む第２の分離光とに分離して、前
    記両分離光を互いに直交する方向に出射する色分離部
    と、該色分離部の第１の分離光の出射側に配置され、前
    記第１の分離光が至る主面に第１の反射型光変調素子を
    有する第１の偏光ビームスプリッタと、前記色分離部の
    第２の分離光の出射側に配置され、前記第２の分離光の
    うち第２の色成分が至る主面に第２の反射型光変調素子
    を有するとともに、前記第２の分離光のうち第３の色成
    分が至る主面に第３の反射型光変調素子を有する第２の
    偏光ビームスプリッタと、前記第１及び第２の偏光ビー
    ムスプリッタから出射された前記各色成分の光を合成す
    る色合成部と、該色合成部にて合成された合成光を拡大
    投写する投写光学系とを備え、 前記色分離部が、前記光源部側に前記第１の色成分の偏
    光方向を９０度回転させる第１の偏光方向回転部を有す
    るとともに、前記第２の偏光ビームスプリッタ側に前記
    第２の色成分の偏光方向を９０度回転させる第２の偏光
    方向回転部を有する第３の偏光ビームスプリッタからな
    り、前記色合成部が、前記第２の偏光ビームスプリッタ
    側に前記第２の色成分の偏光方向を９０度回転させる第
    ３の偏光方向回転部を有する第４の偏光ビームスプリッ
    タからなることを特徴とする 液晶プロジェクタ装置。
  2. 【請求項２】 前記各偏光方向回転部は、それぞれ偏光
    方向を回転すべき色成分に対応した狭帯域位相差板から
    なることを特徴とする請求項１に記載の液晶プロジェク
    タ装置。
  3. 【請求項３】 前記各反射型光変調素子は、強誘電液晶
    パネルからなることを特徴とする請求項１又は２記載の
    液晶プロジェクタ装置。
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