JPH0421839A - 液晶式プロジェクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はグイクロインクプリズムを用いた液晶式プロジ
ェクタに関する。

〔発明の概要〕

本発明は、ダイクロイックプリズムを用いた液晶プロジ
ェクタに関し、光源よりの光をダイクロイックミラー等
の光学系を介して複数の液晶板に入射させ、この液晶板
からの出射光をダイクロイックプリズムを介してスクリ
ーン上に投影する様にして成る液晶式プロジェクタに於
いて、光源より、複数の液晶板に光学系を介して入射さ
せる各光路のパスを等しく構成させることでスクリーン
上に投影される画像のホワイトバランスを中央部分と周
辺部で均一にさせる様にしたものである。

〔従来の技術］ 透過型の液晶板等を使用した液晶式プロジェクタは、例
えば、第７図に示す様に構成されている。

第７図に於いて、ハロゲンランプ或はメタルハライドラ
ンプ等の白色光源（１）からの白色光はコールドミラー
（ＣＭ）（２）によって反射され、この反射光がコール
ドフィルタ（ＣＦ）（３）を通して赤外線がカットされ
、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）を含む白色光Ｗの可視
光が取り出され、この白色光ＷがＢ色光を反射するグイ
クロイックミラ（以下ＤＭ　（Ｂ）と記す）（４）で反
射され、０色光及びＲ色光はＤＭ（Ｂ）（４）を通過し
てＢ色光と分離される。Ｂ色光はミラー（以下（Ｍ、）
と記す）（５）により反射されてから液晶板（９）に供
給される。

この液晶板（９）は、例えばアクティブマトリックス駆
動型の透過型液晶板とされ、所定の分解能の画素数を有
する。そして、この液晶板（９）の前後に、偏光方向が
互いに例えば直交する偏光板が設けられているとともに
、この液晶板（９）にカラービデオ信号のうちのＢ色信
号が供給される。

したがって、液晶板（９）からは、Ｂ色信号により強度
が変調されたＢ色光が取り出されてダイクロイックプリ
ズム（以下ＤＰ　（Ｒ，Ｂ）と記す）（Ｉ２）によって
Ｂ色光が取り出されてプロジェクションレンズ（以下Ｐ
Ｔ、と記す）　（１３）を通して図示しないスクリーン
に投影される。

又、ＤＭ（Ｂ）（４）を透過したＧ及びＲ色光はＧ色光
を反射し、Ｒ色光を透過するダイクロイックミラー（以
下ＤＭ　（Ｇ）と記す）（６）に供給されて、Ｇ色光と
Ｒ色光に分離される。ＤＭ（Ｇ）（６）で分離されたＧ
色光が、液晶板（１０）に供給される。液晶板（１０）
にはＢ色信号が供給され、液晶板（１０）からはＧ色信
号によって強度が変調されたＧ色光が取り出され、ＤＰ
　（Ｒ，Ｂ）　（１２）及びＰ　Ｌ　（１３）を通して
スクリーンに投影される。

更に、ＤＭ（Ｇ）（６）を通過したＲ色光はミラー（Ｍ
　２　）　（７）及び（Ｍ３）（８）を介して液晶板（
１１）に供給される。液晶板（１１）にはＲ色信号が供
給され、液晶板（１０）からはＲ色信号により強度が変
調されたＲ色光が取り出され、ＤＰ　（Ｒ，Ｃ）　（１
２）及びＰ　Ｌ　（１３）を通してスクリーン上には全
体として白色光Ｗが合成されスクリーン上に投影される
ことに成るのでスクリーン上にはカラー画像が表示され
ることになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

軟土の第７図の様にダイクロイックプリズム（Ｄ　Ｐ　
（Ｒ，Ｂ）　）　（１，２）を用いる構成の液晶式プロ
ジェクタによると、従来一般に用いられていたダイクロ
イックプリズムだけを用いる方式（例えば、本出願人が
提案した特願平２−８８８３１号液晶式プロジェククの
第１１図に示されている構成）に比べて、複数の各液晶
板からプロジェクションレンズ迄の距離（ハックフォー
カス）を短くすることが出来る利点を有する。その反面
、第７図で明らかな様に、光源（１）からＤＭ（Ｂ）（
４）及びＭ　＋　（５）を通して液晶板（９）に至る経
路と光源（１）からＤＭ（Ｂ　）　（４）及びＤＭ（Ｃ
；）（６）を通して液晶板（１０）ニ至る経路のパス長
は等しいが、光源（１）からＤＭ（Ｂ）　（４）、　　
ＤＭ　（Ｇ）　（６）、　Ｍ、（７）並にＭ　ｚ　（８
）を通して液晶板（１１）に至る経路のＲ色光のパス長
が上述のＧ色光及びＢ色光のパス長に比べて長くなって
しまう。その為にスクリーン上に投影された画面の中央
部分と周辺部でホワイトバランスが異なったものとなる
問題があった。本発明はこの様な問題点を解決する様に
したもので、その目的とするところは光源（１）から各
液晶板迄のパス長を等しくすることでスクリーン上の画
面全体のホワイトユニフォミティーを改善しようとする
ものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の液晶式プロジェクタはその例が第１図に示され
ている様に、光ｉ（］）よりの光をグイクロインクミラ
ー等の光学系（１４）〜（２ｏ）を介して複数の液晶板
（９）〜（１１）に入射させ、この液晶板（９）〜（１
１）からの出射光をダイクロイックプリズム（２１）を
介してスクリーン上に投影する様にして成る液晶式プロ
ジェクタに於いて、光源（１）より、複数の液晶板（９
）〜（１１）に光学系（１４）〜（２０）を介して入射
させる各光路のパスを等しく構成させて成るものである
。

〔作用〕

本発明の液晶式プロジェクタによれば光源（１）がらＲ
，Ｇ、Ｂ用の各液晶板（９）〜（１１）迄の光学経路の
パス長を等しく出来るのでスクリーン上に投影される画
像の中央部と周辺部でのホワイトバランスを均一にする
ことの出来るものが得られる。

〔実施例〕

以下、第１図により本発明にダイクロイックプリズムを
用いてバックフォーカスを短くした液晶式プロジェクタ
の一実施例を説明する。尚、第７図との対応部分には同
一符号を付して重複説明を省略する。

第１図に於いて、光源（１）からの白色光はＣＦ（３１
を介して赤外線がカットされ、ダイクロイックミラーＣ
以下ＤＭ　（Ｙ）　）　（１４）に入射する。このＤＭ
　（Ｙ）　（１４）は白色光ＷのうちＲ色光及びＧ色光
を反射し、Ｂ色光を透過させる。即ち、Ｙ　（Ｒ。

Ｇ）色光とＢ色光とを分離する。Ｙ色光はＤＭ（Ｙ）　
（１４）と平行に上方に傾けて配設したミラー（以下Ｍ
、と記す）　（１６）方向に反射して、Ｍ　５（１６）
により再び入射方向と直交する水平方向に反射されて、
Ｇ色光を反射し、Ｒ色光を透過させるダイクロイックミ
ラー（以下ＤＭ　（Ｇ）と記す）　（２０）に入射され
る。ＤＭ　（Ｃ）　（２０）は７色光中のＧ色光を入射
方向と直交する方向に反射させ、Ｒ色光を入射方向に透
過させる。ＤＭ　（Ｇ）　（２０）の傾斜方向と同一方
向に同−角度傾けて、同一平面上にミラー（以下Ｍ７と
記す）　（１８）及びミラー（以下Ｍ８と記す）（１９
）並にＧ及びＢ色光を反射させるダイクロインクプリズ
ム（以下ＤＰ　（Ｇ、Ｂ）と記す）　（２１）を略正方
形状の四隅に配する。ＤＭ（Ｇ）（２０）で反射したＧ
色光はＭ、（１８）に入射して入射方向と直交する方向
に反射し、Ｇ色信号が供給される液晶板（１０）を通っ
てＤＰ　（ＣＢ）　（２１）のＧ色反射面Ｇ。で反射し
てＰ　Ｌ　（１３）を通して図示しないスクリーン上に
投影される。

ＤＭ　（Ｇ）　（２０）を通過したＲ色光はＭｅ　（１
９）で入射方向と直交する方向に反射して、ＤＰ　（Ｃ
Ｂ）（２］、）の前方に置かれた、Ｒ色信号の供給され
る液晶板（１１）及びＤＰ　（Ｇ、　Ｂ）　（２１）を
透過し、Ｐ　Ｌ　（１３）を通して、スクリーンに投影
される。更にＤＭ　（Ｙ）　（１４）を透過したＢ色光
はミラー（以下Ｍ４と記す）　（１５）で入射方向と直
交する様に右方向に折り曲げられる。Ｍ　、　（１５）
はＭ　、　（１９）の下側に同し様な傾斜角度で配置さ
れる。Ｍ　、　（１５）で右方向に折り曲げられたＢ色
光はＤＰ　（Ｇ、　　Ｂ）（２１）の真下に置かれた上
側に傾斜して配されたミラー（以下Ｍ６と記す）　（１
７）で入射方向と直交する上方に折り曲げられＤＰ　（
Ｇ、　Ｂ）　（２１）の下側に配設されたＢ色信号の供
給される液晶板（９）のＢ色反射面Ｂ０で反射してＰ　
Ｌ　（１３）を通してスクリンにＢ色光を投影する。即
ち、スクリーンには白色光ＷがＰ　Ｌ　（１３）を介し
て投影されてカラー画像が投影されることになる。

上述の構成における光源（１）から各液晶板（９）（１
０）（１］）迄の光路のパス長を考えると、Ｇ色光は実
線で示す様に光源（１）とＤＭ　（Ｙ）　（１４）間の
距離Ｇ１、ＤＭ　（Ｙ）　（１４）とＭ　Ｓ　（１６）
間の距離Ｇ２、Ｍ５（１６）とＤＭ　（Ｇ）　（２０）
間の距離Ｇ３、ＤＭ　（Ｇ）　（２０）とＭ　７（１８
）との間の距離Ｇ４、Ｍ？（１Ｂ）と液晶板（１０）間
の距離Ｇ、はすべて等しくＧ、＝Ｇ２＝Ｇ３＝Ｇ。

−Ｇ５であり、Ｇ、＝１とすれば距離は“５゛となる。

同様にＲ色光は光源（］）とＤＭ　（ｙ）　（１４）間
の距離Ｒ，＝ＧＩ、　ＤＭ　（Ｙ）　（１４）とＭ５間
の距離Ｒ２−Ｇ、、Ｍｓ（１６）とＤＭ　（Ｇ）　（２
０）間の距離Ｒ，１−Ｇ３、ＤＭ　（Ｇ）　（２０）と
Ｍｆｉ（１９）間の距離Ｒ４、Ｍ。

（１９）と液晶板（１１）間の距離Ｒ３はずべて等しく
Ｒ。

−Ｒ２＝　Ｒ３＝　Ｒａ　＝　Ｒｓであり、その１区間
パス長Ｒ，＝１とすればパス長は“５゛である。同様に
Ｂ色光についても、光源（１）とＤＭ　（Ｙ）　（１４
）間の距離Ｂ、＝Ｇ、＝Ｂ、、ＤＭ　（Ｙ）　（１４）
とＭ　、　（１５）間の距離Ｂ　２＝　２　Ｂ　、、　
Ｍ、（１５）とＭ６（１７）間の距離Ｂ３、Ｍ　６（１
７）と液晶板（９）間の距離Ｂ４はＢ、＝Ｂ３＝Ｂ４で
Ｂ２は２Ｂ＋であるからＢ、−１とすればパス長は“５
“となりＲ，Ｇ、Ｂ色光の光源（１）から各液晶板（９
）〜（１１）迄のパス長をすべて等しくすることが出来
る。その為に、Ｐ　Ｌ　（１３）を介してスクリーンに
投影される画像のホワイトバランスはスクリーンの周辺
部と中央部で差がなく、均一にすることが出来る。

第２図は本発明の液晶式プロジェクタの他の実施例を示
すものである。第１図ではＲ，Ｇ、Ｂ色光の合成にＤＰ
　（Ｇ、　Ｂ）　（２１）を用い、色分解にＤＭ　（Ｙ
）　（１４）とＤＭ　（Ｇ）　（２０）を用いたが、第
２図では色分解にダイクロイックプリズム（以下ＤＰ、
（Ｒ，Ｇ、Ｂ）と記す）　（２２）を用いると共に色合
成にもダイクロインクプリズムＣ以下Ｄ　Ｐ　２（Ｒ，
Ｇ、　Ｂ）と記す）　（２９）を用いたものである。

第２図を説明すると、光源（１）からの出射光はＣＭ（
２）で反射され、ＣＦ　（３）で赤外線のカットが行な
われて、Ｒ，Ｇ、Ｂ成分を含む白色光ＷはＤＰ。

（Ｒ，Ｇ、Ｂ）（２２）に入射される。ＤＰ、（Ｐ　　
ＣＢ）（２２）はプリズムのＢ及びＲ反射面で互に１８
０度異なる水平方向に反射させると共にＧ色光をＧ反射
面で入射方向と直交する様に下方に反射させたものであ
る。Ｔ’１）ＰＩ（Ｒ，Ｇ、　　Ｂ）　（２２）で左右
の水平方向に反射されたＲ色光及びＢ色光はミラ（Ｍ９
）　（２３）とミラー（Ｍ＋□）　（２６）並にミラー
（Ｍ＝ｏ）　（２４）とミラー（Ｍｌ３）　（２７）で
夫々反射されてＤＰ２（Ｒ，Ｇ、　　Ｂ）　（２９）の
左右前面に配設したＢ色信号及びＲ色信号の供給される
液晶板（９）及び（１１）に供給され、強度変調された
液晶板（９）及び（１１）からのＢ及びＲ色光はＤＰ、
（Ｒ，Ｇ、Ｂ）（２９）のＲ，Ｂ反射面で反射されてＰ
　Ｌ　（１３）を介して図示しないスクリーンに投影さ
れる。一方ＤＰ（Ｒ，Ｇ、　　Ｂ）　（２２）で下方に
反則分離したＧ色光はミラー（Ｍ、、）　（２５）とミ
ラー（Ｍｌ４）で水平方向及び上方向に折り曲げられＤ
Ｐ２（Ｒ，Ｇ、Ｂ）（２９）の下側に配設されたＧ色信
号の供給される液晶板（１０）に供給され、強度変調さ
れた液晶板（１ｏ）からのＧ色光はＤＰ２（Ｒ，Ｃ，、
Ｂ）　（２９）のＧ反射面で反射してＰ　Ｌ　（１３）
を介してスクリーン上に投影される。この構成に於いて
も、Ｂ色光のパス長は１点鎖線で示す様に光源（１）と
ＤＰ、（Ｒ，Ｇ、Ｂ）（２２）間の距離、ＤＰ、（Ｒ，
Ｇ、　　Ｂ）　（２２）とＭ　９（２３）間の距離、Ｍ
　；、　（２３）とＭｌ２（２６）間の距離、Ｍｌ。（
２６）と液晶板（９）間の距離を各々１とすれば“５“
として表すことが出来る。同様にこのパスと対称に構成
したＲ色光のバス長は破線で示す様に光源（１）とＤＰ
、（Ｒ，Ｇ、　　Ｂ）　（２２）間の距離、ＤＰＩ（Ｒ
ｃＢ）（２２）とＭ　、　。（２４）間の距離、Ｍｌｏ
（２４）とＭ　１　：１（２７）間の距離、Ｍ　＋　３
　（２７）と液晶板（１１）間の距離を各々１とすれば
“′５′として表すことが出来る。

更に、Ｇ色光のバス長は実線で示す様に光源（１）とＤ
ＰＩ（Ｒ，Ｇ、　　Ｂ）　（２２）とＭ　、　、　（２
５）間の距離、Ｍ　Ｉ　１　（２５）とＭ　、　４（２
８）間の距離、Ｍ　、　、　（２Ｂ）と液晶板（１０）
間の距離を各々１とすれば“′５′″として表すとこが
出来る。即ち、Ｒ，Ｇ、　Ｂ色光のパス長をずべて等し
くすることが出来る。

尚、第２図ではＤＰＩ（Ｒ，Ｇ、　Ｂ）　（２２）でＧ
色光をＤＰ、（Ｒ，Ｇ、Ｂ）（２２）の下方に反射させ
たが、上側に反射させ、ＭＩＩ（２５）及びＭ＋　＜　
（２８）並に液晶板（１０）を上側に持ち来たした構成
としてもよいことは明らかである。

第３図は本発明の液晶式プロジェクタの更に他の実施例
を示す光学系の模式図である。第３図では第７図で使用
しているＤＰ　（Ｒ，Ｂ）　（１１）を２個用い、これ
らＤＰ　（Ｒ，Ｂ）　（ｌｌａ）及びＤＰ（Ｒ，Ｂ）　
（ｌｌｂ）を合成及び分解用に用い、これら２個のＤＰ
　（Ｒ，Ｂ）　（ｌｌａ）及び（Ｉｌｂ）を第２図とは
異なり、上下に配設したものである。第３図で、光源（
１）からＣＭ　（２）及びＣＦ　（３）を介して、ＤＰ
（Ｒ，Ｂ）　（ｌｌｂ）に入射した白色光ＷはＲ及びＢ
色光を左右に反射し、Ｇを透過させる。左右に反射した
Ｒ及びＧ色光を透過したＧ色光はミラー（Ｍ＋ｓ）　（
３０）、ミラー（Ｍｌ６）　（３１）、ミラー（Ｍ、？
）　（３２）で各々上方に折り曲げられ、更にミラー（
Ｍ、、）　（３３）、ミラー（Ｍ、９）　（３４）、ミ
ラー（Ｍ２ｏ）　（３５）で水平方向に折り曲げられて
色合成用のＤＰ　（Ｒ，Ｂ）　（ｌｌａ）の三側面側に
配設した液晶板（９）　（１０）　（１１）に各々入射
し、ＤＰ　（Ｒ，Ｂ）で反射及び透過したＲ、Ｂ及びＧ
色光がＰ　Ｌ　（１３）を介してスクリーンに投影され
る。この構成に於いても各Ｒ，Ｇ、Ｂ色光の光ｍ（１）
から各液晶板（９）（１０）　（１１）迄のパスは等し
く構成させることが出来る。

第４図は本発明の液晶プロジェクタの更に他の実施例を
示すものでダイクロイックプリズムとしては赤色光及び
青色光を反射するＤＰ　（Ｒ，Ｂ）（４２）を用い、ダ
イクロイックミラーとしてはＢ色光、Ｇ色光及びＲ色光
反射用のＤＭ　（Ｂ）　（３６）、ＤＭ　（Ｒ）　（３
７）及びＤＭ　（Ｇ）　（２０）を用いたものである。

尚、第１図との対応部分には同一符号を付して重複説明
を説明するも、本例では、光源（１）からＣＭ（２）及
びＣＦ　（３）を介してＤＭ　（Ｂ）　（３６）に入射
した白色光ＷはＢ色光を反射してミラー（Ｍ　Ｚ　：ｌ
　）（４０）及びミラー（Ｍｇ２）　（４１）を通して
ＤＰ　（Ｒ。

Ｂ）（４２）の左側面に配した液晶板（９）を通してＤ
Ｐ（Ｒ，１３）　（，１２）の第５図へに示す青色反射
面（Ｂｏ）で反射し、ｒ）Ｉ−（１３）を介して図示し
ないスクリーン−にに投影される。又、Ｉ）Ｍ　（Ｂ）
　（３６）を通過したＲ及びＧ色光ばミラー（ＭＺ、）
で上方に反１・１し、赤反射ダイクロイ・ンクミラーＤ
Ｍ　（Ｒ）　（３７）でＲ色光は右方向に反射し、Ｇ色
光は上方に透過してＲ及びＧ色光は分離される。Ｂ色光
は第５図Ｂに示す様にミラー（Ｍ　２．）　（３９）で
」一方に反射され、ＤＰ　（Ｒ，Ｂ）　（４２）の下方
に配設した液晶板り１１）を介してＤＰ　（Ｒ，Ｂ）　
（４２）の赤色反射面Ｒ６で反射してＰ　Ｌ　（１３）
を介してスクリーンに投影される。更に、ＤＭ　（Ｒ）
　（３７）で分離されたＧ色光は上方に配したＤＭ　（
（”、＞　（２０）に入射され、右方向に反射して、Ｄ
Ｐ　（Ｒ，Ｂ）　（４２）の前面に配した液晶板（１０
）を通過すると共にＤ　Ｐ　（Ｒ，Ｂ　）　（４２）を
第５図Ｃの様に通過してＰ　Ｌ　（１，３）を介してス
クリーンに投影される。第６図は第４図に示したＤＰ　
（Ｒ，Ｂ）　（４２）のプリズＪ、を分解して示したも
ので第６図ＡＢ図示の様に２つの三角錐状のプリズム（
４２ａ）　（４２ｂ）及び第６図ＣＤ図示の四角錐状ブ
リスム（４２ｃ）　（４２ｄ）を組め合せて菊方体状と
２−′シ太々ムこＢ及び丁ン色反射面Ｂ、、Ｒｏを形成
；−たものである。

本例構成に於いても、光ａ（１）から各液晶板迄の距離
が等しく出来て、ホワイトバランスのユニフォーミティ
−が改善出来る。尚、本発明は斜上の各実施例に限定さ
れることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変
更し得るこ七は明らがごある。

〔発明の効果〕

本発明の液晶式プロジェクタｔこまれば、光源（］）か
らＲ，Ｇ、Ｂ用の各液晶板（９）〜（１１）迄の光学系
路のパス長を等しくすることが出来で、スクリーンにに
投影される画像の中央部と周辺部でのホヮ・イトバラン
スのユニフォ−ミティ・−が政庁出来るものが得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液晶式プロジェクタの一実施例を示す
光学系の模式図、第２１２１乃至第４図ば木発明の液晶
式プロジェクタの他の実施例を示す光学系の模式図、第
５図は第４図に示すダイクロイ、、クプリズムの反射面
を説明する模式図、第６図は第４図に用いるダイクロイ
ックプリズムの分解斜視図、第７図は従来の液晶式プロ
ジェクタの光学系の平面図である。 （１）は光源、（９）、　（１０）　、　（ＩＩ）は液
晶板、（ｌｌａ）　（］　Ｉｂ）（２１）　（２２）　
（２９）はダイクロイックプリズム、（１３）はプロジ
ェクションレンズである。 代 理 人 松 隈 秀 盛 −Ｎ　ミ　ビ　８　＆ 整 ウ＝ （ぐ Ｑコ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光源よりの光をダイクロイックミラー等の光学系を介し
   て複数の液晶板に入射させ、該液晶板からの出射光をダ
   イクロイックプリズムを介してスクリーン上に投影する
   様にして成る液晶式プロジェクタに於いて、 上記光源より、複数の液晶板に上記光学系を介して入射
   させる各光路のパスを等しく構成させて成ることを特徴
   とする液晶式プロジェクタ。