JPH04233580A - 液晶プロジェクター - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、３個の液晶ライトバル
ブを用いてカラー画像をスクリーンに拡大表示する液晶
プロジェクターに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の液晶プロジェクタは、た
とえば、特開昭６０ー１６９８２７号公報，特開昭６１
ー１３８８５号公報，特開昭６２ー１２５７９１号公報
などに記載されているように、ハロゲンランプ，メタル
ハライドランプ，キセノンなどからなる、白色光を発す
る白色光源と、該白色光を赤，緑，青の各色光に分解す
るダイクロイックミラーと、該各色光を画像信号の赤，
緑，青の各色成分に応じてそれぞれ変調する、３個の反
射型または透過型の液晶ライトバルブと、該変調後の各
色光を合成するダイクロイックミラーおよびダイクロイ
ックキューブプリズムと、該合成された各色光をスクリ
ーンに投射する投写レンズとを具備する。ここで、前記
各液晶ライトバルブは前記各色光のうち直線偏光光のみ
を利用するものであるため、液晶プロジェクターの光利
用率を向上させる目的で各種の偏光変換モジュールが提
案されている（たとえば、特開昭６１ー９０５８４号公
報，特開昭６３ー１８３４８０号公報，特開昭６３ー１
９７９１３号公報など）。この種の偏光変換モジュール
は、偏光ビームスプリッタを用いて前記白色光をＳ偏光
成分およびＰ偏光成分に分解し、λ／２光学位相板また
は複数のミラーを用いて該Ｓ偏光成分および該Ｐ偏光成
分のいずれか一方の偏光方向を９０°回転させることに
より、前記白色光を同じ偏光方向を有する直線偏光光に
変換して出射させるものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の液晶プロジェクターでは、偏光変換モジュール
は、４００ｎｍ〜７００ｎｍの広い波長帯域を有する前
記白色光に対して一定の変換効率を有することが必要で
あるが、該偏光変換モジュールの主要構成要素である前
記偏光ビームスプリッタおよび前記λ／２光学位相板は
、その原理上波長依存性を有するため、前記波長帯域に
対して一定の変換効率を有することができず、液晶プロ
ジェクターの光利用効率の低下およびカラーバランスの
劣化をもたらすという問題点がある。

【０００４】本発明の目的は、光利用効率およびカラー
バランスの向上が図れる液晶プロジェクターを提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶プロジェク
ターは、不定偏光光である白色平行光を発する光源部と
、該白色平行光を赤，緑，青の各色光に分解する色分解
手段と、該各色光の各光路にそれぞれ配設された、該各
色光を各直線偏光光にそれぞれ変換する偏光光発生手段
と、該偏光光発生手段の各出射面に平行にそれぞれ設け
られた、画像信号の赤，緑，青の各色成分に応じて前記
各直線偏光光をそれぞれ変調する、３個の液晶ライトバ
ルブと、該変調された各直線偏光光を合成する色合成手
段とを具備し、該合成された直線偏光光をスクリーンに
投射して、該スクリーンにカラー画像を表示する液晶プ
ロジェクターであって、前記偏光光発生手段が、前記色
分解手段から入射される前記各色光のＰ偏光成分を透過
させ、Ｓ偏光成分を直角に反射させる作用面を有する偏
光ビームスプリッタと、前記作用面により反射された前
記Ｓ偏光成分が入射されるλ／４光学位相板と、該λ／
４光学位相板を透過してくる前記Ｓ偏光成分を該λ／４
光学位相板の方向に反射させる反射板と、該反射板によ
り反射された前記Ｓ偏光成分の進行方向に前記Ｐ偏光成
分を反射させる反射部材とを具備することを特徴とする
液晶プロジェクター。

【０００６】

【作用】本発明の液晶プロジェクターでは、光源部から
発せられた、不定偏光光である白色平行光は、色分解手
段で赤，緑，青の各色光に分解されたのち、偏光光発生
手段で前記各色光ごとに各直線偏光光にそれぞれ変換さ
れるため、該偏光光発生手段は、前記各色光の波長帯域
（１００ｎｍ程度）において一定の変換効率を有するも
のであればよい。

【０００７】また、前記偏光光発生手段を、前記色分解
手段から入射される前記各色光のＰ偏光成分を透過させ
、Ｓ偏光成分を直角に反射させる作用面を有する偏光ビ
ームスプリッタと、前記作用面により反射された前記Ｓ
偏光成分が入射されるλ／４光学位相板と、該λ／４光
学位相板を透過してくる前記Ｓ偏光成分を該λ／４光学
位相板の方向に反射させる反射板と、該反射板により反
射された前記Ｓ偏光成分の進行方向に前記Ｐ偏光成分を
反射させる反射部材とで構成することにより、前記Ｓ偏
光成分を、前記λ／４光学位相板および前記反射板によ
り偏光方向を９０°回転させてＰ偏光成分に変換したの
ち、前記Ｐ偏光成分と平行に出射させることができるた
め、前記各色光を、各液晶ライトバルブで画像信号に応
じて変調する際に必要な各直線偏光光に効率よく変換す
ることができる。

【０００８】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【０００９】図１は、本発明の液晶プロジェクターの一
実施例を示す概略構成図である。

【００１０】この液晶プロジェクターは、不定偏光光で
ある白色平行光を発する光源部と、該白色平行光を赤，
緑，青の各色光に分解する色分解手段と、該各色光の各
光路にそれぞれ配設された、該各色光を各直線偏光光に
それぞれ変換する偏光光発生手段と、該偏光光発生手段
の各出射面に平行にそれぞれ設けられた、画像信号の赤
，緑，青の各色成分に応じて前記各直線偏光光をそれぞ
れ変調する各液晶ライトバルブと、該変調された各直線
偏光光を合成する色合成手段と、該合成された直線偏光
光をスクリーン９に投射する投写レンズ８とを具備する
ものである。

【００１１】ここで、前記光源部は、白色光を発する白
色光源であるメタルハライド光源１と、該白色光を白色
平行光に変換するコンデンサレンズ２と、該白色平行光
のうち可視光を直角（図示左方向）に反射させるととも
に不要な赤外光を透過させるコールドミラー３とからな
る。

【００１２】また、前記色分解手段は、コールドミラー
３で反射された前記白色平行光の可視光のうち緑色光（
Ｇ光）を透過させてマゼンタ光（Ｒ＋Ｂ光）を直角（図
示上方向）に反射させる第１の分解用ダイクロイックミ
ラー４１　と、前記マゼンタ光のうち赤色光（Ｒ光）を
透過させて青色光（Ｂ光）を直角（図示左方向）に反射
させる第２の分解用ダイクロイックミラー４２　と、前
記緑色光を直角（図示上方向）に反射させる分解用ミラ
ー４３　とからなる。

【００１３】前記偏光光発生手段は、第２の分解用ダイ
クロイックミラー４２　で透過された前記赤色光が入射
されて赤色直線偏光光に変換される第１の偏光変換モジ
ュール５１　と、第２の分解用ダイクロイックミラー４
２　で反射された前記青色光が入射されて青色直線偏光
光に変換される第２の偏光変換モジュール５２　と、分
解用ミラー４３　で反射された前記緑色光が入射されて
緑色直線偏光光に変換される第３の偏光変換モジュール
５３　とからなる。ここで、第２の偏光変換モジュール
５２　と第３の偏光変換モジュール５３　とは、互いに
斜面が近接して対向するように配設されている。なお、
前記各偏光変換モジュール５１〜５３の構成については
後述する。

【００１４】前記各液晶ライトバルブは、第１の偏光変
換モジュール５１の出射面に平行に設けられた、前記赤
色直線偏光光を画像信号の赤色成分に応じて変調する第
１の液晶パネル６１　と、第２の偏光変換モジュール５
２　の出射面に平行に設けられた、前記青色直線偏光光
を前記画像信号の青色成分に応じて変調する第２の液晶
パネル６２　と、第３の偏光変換モジュール５３　の出
射面に平行に設けられた、前記緑色直線偏光光を前記画
像信号の緑色成分に応じて変調する第３の液晶パネル６
３　とからなる。各液晶パネル６１〜６３は、アナライ
ザーがそれぞれ一体化されたものであり、各画素ごとの
前記画像信号に応じて前記各直線偏光光をそれぞれ変調
する。

【００１５】前記色合成手段は、第１の液晶パネル６１
　で変調された前記赤色直線偏光光を透過させ、第２の
液晶パネル６２　で変調された前記青色直線偏光光を直
角（図示左方向）に反射させて、該２つの直線偏光光を
合成する第１の合成用ダイクロイックミラー７１　と、
第３の液晶パネル６３　で変調された前記緑色直線偏光
光を直角（図示上方向）に反射させる合成用ミラー７３
　と、該反射された緑色直線偏光光を直角（図示左方向
）に反射させ、前記合成された赤色直線偏光光と青色直
線偏光光とを透過させて、該３つの直線偏光光を合成す
る第２の合成用ダイクロイックミラー７２　とからなる
。

【００１６】次に、前記各偏光変換モジュール５１〜５
３の構成について説明する。

【００１７】前記各偏光変換モジュール５１〜５３は、
前記色分解手段から入射される前記各色光のＰ偏光成分
を透過させ、Ｓ偏光成分を直角に反射させる作用面を有
する偏光ビームスプリッタと、前記作用面により反射さ
れた前記Ｓ偏光成分が入射されるλ／４光学位相板と、
該λ／４光学位相板を透過してくる前記Ｓ偏光成分を該
λ／４光学位相板の方向に反射させる反射板と、該反射
板により反射された前記Ｓ偏光成分の進行方向に前記Ｐ
偏光成分を反射させる反射部材とを具備するものである
。

【００１８】すなわち、図２に示すように、第１の偏光
変換モジュール５１　は、第２の分解用ダイクロイック
ミラー４２　で透過された、不定偏光光である赤色光Ｒ
Ｐ＋ＲＳが入射され、該赤色光ＲＰ＋ＲＳのＰ偏光成分
ＲＰ　を透過させ、Ｓ偏光成分ＲＳ　を直角（図示右方
向）に反射させる作用面２１１　（２つの直角プリズム
が互いに接着される斜面に形成された蒸着膜）を有する
偏光ビームスプリッタ２１と、一端が偏光ビームスプリ
ッタ２１の作用面２１１の一端と互いに直角に接する、
前記透過されたＰ偏光成分ＲＰ　を直角（図示左方向）
に反射させる全反射面２４１　を有する、反射部材であ
る全反射プリズム２４と、一端が偏光ビームスプリッタ
２１の作用面２１１　の一端と互いに４５°の角度で接
しかつ全反射プリズム２４の全反射面２４１　の一端と
接する、前記反射されたＳ偏光光ＲＳ　が入射されるλ
／４光学位相板２２と、λ／４光学位相板２２の偏光ビ
ームスプリッタ２１の反対側の面に接着された、アルミ
蒸着膜または光学多層膜よりなる反射面を有する反射板
２３とから構成されている。他の３つの偏光変換モジュ
ール５２〜５３も同様の構成を有する。

【００１９】次に、図１に示した液晶プロジェクターの
動作について説明する。

【００２０】メタルハライド光源１から発せられた白色
光は、コンデンサレンズ２により白色平行光に変換され
、コールドミラー３により該白色平行光のうち不要な赤
外光は透過され、可視光は直角に反射されたのち第１の
色分解用ダイクロイックミラー４１　に入射される。第
１の分解用ダイクロイックミラー４１　により緑色光（
Ｇ光）は透過され、マゼンタ光（Ｒ＋Ｂ光）は直角に反
射されることにより、前記白色平行光から前記緑色光が
分離される。また、前記マゼンタ光は第２の分解用ダイ
クロイックミラー４２　に入射されて、赤色光（Ｒ光）
が透過され、青色光（Ｂ光）が直角に反射されることに
より、前記マゼンタ光から前記赤色光と前記青色光とが
分離される。

【００２１】第２の分解用ダイクロイックミラー４２　
で透過されたのち第１の偏光変換モジュール５１　に入
射された前記赤色光ＲＰ＋ＲＳは、図２に示すように、
偏光ビームスプリッタ２１の作用面２１１　によりＰ偏
光成分ＲＰ　が透過され、Ｓ偏光成分ＲＳ　が直角に反
射される。該反射されたＳ偏光成分ＲＳ　はλ／４光学
位相板２２に入射され、反射板２３で反射されたのち、
再びλ／４光学位相板２２に入射されることにより、偏
光方向が９０°回転させられて、Ｐ偏光成分ＲＰ＊に変
換される。該変換されたＰ偏光成分ＲＰ＊は、偏光ビー
ムスプリッタ２１の作用面２１１　により透過され偏光
ビームスプリッタ２１の出射面から出射される。一方、
前記Ｐ偏光成分ＲＰ　は、全反射プリズム２４の全反射
面２４１　で直角に反射されたのち、全反射プリズム２
４の出射面から前記変換されたＰ偏光成分ＲＰ＊と平行
に出射される。その結果、前記赤色光ＲＰ＋ＲＳは、第
１の偏光変換モジュール５１　により、前記Ｐ偏光成分
ＲＰ　と前記変換されたＰ偏光成分ＲＰ＊とからなる赤
色直線偏光光に変換されたのち、互いに平行に出射され
る。

【００２２】第２の分解用ダイクロイックミラー４２　
で直角に反射された前記青色光は、同様にして第２の偏
光変換モジュール５２　により青色直線偏光光に変換さ
れ、また、第１の分解用ダイクロイックミラー４１　で
透過された前記緑色光は、分解用ミラー４３　で直角に
反射されたのち、第３の偏光変換モジュール５３　に入
射されることにより、同様にして緑色直線偏光光に変換
される。

【００２３】前記赤色直線偏光光，前記青色直線偏光光
および前記緑色直線偏光光は、第１の液晶パネル６１　
，第２の液晶パネル６２　および第３の液晶パネル６３
　にそれぞれ入射され、画像信号の赤色成分，青色成分
および緑色成分に応じてそれぞれ変調される。

【００２４】第１の液晶パネル６１　で変調された前記
赤色直線偏光光および第２の液晶パネル６２　で変調さ
れた前記青色直線偏光光は、第１の合成用ダイクロイッ
クミラー７１　で合成される。また、第３の液晶パネル
６３　で変調された前記緑色直線偏光光は、合成用ミラ
ー７３　で直角に反射されたのち、第２の合成用ダイク
ロイックミラー７２　で前記合成された赤色直線偏光光
および青色直線偏光光と合成される。

【００２５】該合成された赤色直線偏光光、青色直線偏
光光および緑色直線偏光光は、投写レンズ８によりスク
リーン９に投射される。

【００２６】以上説明したように、図２に示した第１の
偏光変換モジュール５１　は、前記赤色光に対してのみ
動作するため、偏光ビームスプリッタ２１の作用面２１
１　およびλ／４光学位相板２２を前記赤色光に対して
最適化すればよいので、変換に必要な波長帯域は１００
ｎｍ程度あればよい。他の２つの偏光変換モジュール５
２，５３　についても同様である。したがって、この液
晶プロジェクターでは、高効率の偏光変換が可能となり
、光の利用効率が向上するとともに、前記各色光間での
変換効率の差もなくなり、カラーバランスが非常に良好
になる。

【００２７】また、図１に示したように、第２の偏光変
換モジュール５２と第３の偏光変換モジュール５３　と
は、互いに斜面が近接して対向するように配設されてい
るため、３つの偏光変換モジュール５１〜５３を使用す
るにもかかわらず、この液晶プロジェクターをコンパク
トに構成することができるとともに、各液晶パネル６１
〜６３と投写レンズ８との各距離で定義されるバックフ
ォーカス長も従来と同程度にすることができる。

【００２８】なお、図２に示した第１の偏光変換モジュ
ール５１　では、反射部材として全反射プリズム２４を
用いたが、反射ミラーまたは反射板を用いてもよい。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、次に記載する効果を奏する。

【００３０】本発明の液晶プロジェクターでは、光源部
から発せられた、不定偏光光である白色平行光は、色分
解手段で赤，緑，青の各色光に分解されたのち、前記偏
光光発生手段に入射されるため、該偏光光発生手段の主
要構成要素である偏光ビームスプリッタおよびλ／４光
学位相板は、１００ｎｍ程度の波長帯域において一定の
変換効率を有すればよいので、前記各色光を、各液晶ラ
イトバルブで画像信号に応じて変調する際に必要な各直
線偏光光に効率よく変換することができ、光利用効率の
向上が図れるという効果があるとともに、前記各色光ご
との変換効率を等しくしやすく、カラーバランスの向上
が図れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶プロジェクターの一実施例を示す
概略構成図である。

【図２】図１に示した第１の偏光変換モジュールの構成
を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１　　　　　　　　メタルハライド光源２　　　　　　
　　コンデンサレンズ ３　　　　　　　　コールドミラー ４１　　　　　　　第１の分解用ダイクロイックミラー
４２　　　　　　　第２の分解用ダイクロイックミラー
４３　　　　　　　分解用ミラー ５１　　　　　　　第１の偏光変換モジュール５２　　
　　　　　第２の偏光変換モジュール５３　　　　　　
　第３の偏光変換モジュール６１　　　　　　　第１の
液晶パネル ６２　　　　　　　第２の液晶パネル ６３　　　　　　　第３の液晶パネル ７１　　　　　　　第１の合成用ダイクロイックミラー
７２　　　　　　　第２の合成用ダイクロイックミラー
７３　　　　　　　合成用ミラー ８　　　　　　　　投写レンズ ９　　　　　　　　スクリーン ２１　　　　　　偏光ビームスプリッタ２１１　　　　
　作用面 ２２　　　　　　λ／４光学位相板 ２３　　　　　　反射板 ２４　　　　　　全反射プリズム ２４１　　　　　全反射面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　不定偏光光である白色平行光を発する
   光源部と、該白色平行光を赤，緑，青の各色光に分解す
   る色分解手段と、該各色光の各光路にそれぞれ配設され
   た、該各色光を各直線偏光光にそれぞれ変換する偏光光
   発生手段と、該偏光光発生手段の各出射面に平行にそれ
   ぞれ設けられた、画像信号の赤，緑，青の各色成分に応
   じて前記各直線偏光光をそれぞれ変調する、３個の液晶
   ライトバルブと、該変調された各直線偏光光を合成する
   色合成手段とを具備し、該合成された直線偏光光をスク
   リーンに投射して、該スクリーンにカラー画像を表示す
   る液晶プロジェクターであって、前記偏光光発生手段が
   、前記色分解手段から入射される前記各色光のＰ偏光成
   分を透過させ、Ｓ偏光成分を直角に反射させる作用面を
   有する偏光ビームスプリッタと、前記作用面により反射
   された前記Ｓ偏光成分が入射されるλ／４光学位相板と
   、該λ／４光学位相板を透過してくる前記Ｓ偏光成分を
   該λ／４光学位相板の方向に反射させる反射板と、該反
   射板により反射された前記Ｓ偏光成分の進行方向に前記
   Ｐ偏光成分を反射させる反射部材とを具備することを特
   徴とする液晶プロジェクター。