JPH08160376A - 液晶プロジェクター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 色目玉や色むらの発生しない液晶プロジェク
ターを提供すること。 【構成】 本発明は、光源２からの光（Ｓ）の分割、反
射、合成等を行うための分割用、合成用ダイクロイック
プリズム４、７、ダイクロイックミラー６および反射ミ
ラー５ａ〜５ｅ等から成る光学系と、各光路上に各々配
置されるＲ用、Ｇ用、Ｂ用液晶パネル８ａ、８ｂ、８ｃ
と、これら通過して得られる各画像の合成画像を投影す
るためのスクリーン１０とを備える液晶プロジェクター
１であり、光源２からスクリーン１０までにおける３つ
の光路の光路長を各々等しくし、かつＲ用、Ｇ用、Ｂ用
液晶パネル８ａ、８ｂ、８ｃを各々通過してからスクリ
ーン１０に達するまでの間における各画像の反射回数を
奇数または偶数にしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、３つの液晶パネルによ
って得た３原色から成る画像をスクリーン上に投影して
所定のカラー画像を得る液晶プロジェクターに関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶プロジェクターは、所定の光学系お
よび３つの液晶パネルを介して３原色から成る画像を生
成し、これをスクリーン上に投影してカラー画像を得る
画像表示装置である。この液晶プロジェクターには、主
としてプリズム型とミラー順次型との２種類がある。

【０００３】図７は従来の液晶プロジェクターを説明す
る模式図であり、（ａ）はプリズム型から成る液晶プロ
ジェクター、（ｂ）はミラー順次型から成る液晶プロジ
ェクターの構成を各々示すものである。図７（ａ）に示
すプリズム型から成る液晶プロジェクター１’は、光源
２からの光（Ｓ）を赤色（以下、単にＲと言う。）、緑
色（以下、単にＧと言う。）、青色（以下、単にＢと言
う。）の３原色に分割する分割用ダイクロイックプリズ
ム４、ＲＧＢに対応する各画像を合成する合成用ダイク
ロイックプリズム７、合成された画像を拡大する投影レ
ンズ９から構成される光学系と、Ｒ用光路上に配置され
るＲ用液晶パネル８ａ、Ｇ用光路上に配置されるＧ用液
晶パネル８ｂ、Ｂ用光路上に配置されるＢ用液晶パネル
８ｃと、投影レンズ９によって拡大された合成画像を映
し出すためのスクリーン１０とから構成されている。

【０００４】また、図７（ｂ）に示すミラー順次型から
成る液晶プロジェクター１’は、光源２からの光（Ｓ）
を集めるコンデンサレンズ３、光（Ｓ）を３原色に分割
するためのダイクロイックミラー６ａ、６ｃ、ＲＧＢ各
光を各々反射させる反射ミラー５ａ、５ｂ、ＲＧＢの各
画像を合成するダイクロイックミラー６ｂ、６ｄから構
成される光学系と、投影レンズ９およびスクリーン１０
とから構成されている。

【０００５】各々の液晶プロジェクター１’で使用され
るＲ用液晶パネル８ａ、Ｇ用液晶パネル８ｂ、Ｂ用液晶
パネル８ｃには、それぞれ図示しない駆動回路が設けら
れており、これによって各画像の書き込みが行われて３
原色から成る画像を生成できるようになっている。図７
（ａ）に示すプリズム型から成る液晶プロジェクター
１’は、投影レンズ９におけるバックフォーカスを図７
（ｂ）に示すミラー順次型から成る液晶プロジェクター
１’より短くできるため、装置全体をコンパクトにしや
すいというメリットがある。一方、図７（ｂ）に示すミ
ラー順次型から成る液晶プロジェクター１’は、光源２
からスクリーン１０までのＲＧＢの各光路長が全て等し
いことから各画像のスポット径を等しくでき、合成画像
における色目玉の発生を防止できるというメリットがあ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、いずれ
の液晶プロジェクターであっても、Ｒ用液晶パネル、Ｇ
用液晶パネル、Ｂ用液晶パネルを各々通過してからスク
リーンに達するまでの間において、３原色に対応する各
画像の光学系による反射回数が奇数、偶数混在する状態
となっている。例えば、図７（ａ）に示すプリズム型か
ら成る液晶プロジェクター１’では、Ｒ用液晶パネル８
ａおよびＢ用液晶パネル８ｃを通過した後の画像におけ
る反射回数が各１回であり、Ｇ用液晶パネル８ｂを通過
した後の画像における反射回数が０回である。また、図
７（ｂ）に示すミラー順次型から成る液晶プロジェクタ
ー１’では、Ｒ用液晶パネル８ａおよびＢ用液晶パネル
８ｃを通過した後の画像における反射回数が各１回であ
り、Ｇ用液晶パネル８ｂを通過した後の画像における反
射回数が２回である。

【０００７】このように、各液晶パネルを通過した後、
スクリーンに達するまでの間における画像の反射回数に
奇数、偶数が混在している場合には、画像の左右が反転
してしまうため、これを一致させるためにいずれかの液
晶パネルにおいて左右反転駆動を行う必要がある。しか
も、視野角に起因するシェーディング位置が合成画像の
左右にばらついて生じ、色むらが発生するという問題が
起きる。これを補正するためには、液晶のツイストを逆
にした液晶パネルを用意する必要があり、このために製
造工程を増やさなければならないという不都合が生じて
しまう。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を解決するために成された液晶プロジェクターであ
る。すなわち、本発明は、光源からの光の３原色に対応
する３つの光路への分割、その３つの光路の所定方向へ
の反射を行うための光学系と、光学系にて分割された３
つの光路上に各々配置され、所定の信号に基づいた画像
の書き込みが行われる第１、第２、第３液晶パネルと、
これらの各液晶パネルをそれぞれ通過して得られる３原
色から成る各画像の合成画像を投影するためのスクリー
ンとを備える液晶プロジェクターであり、光源からスク
リーンまでにおける３つの光路の光路長を各々等しくし
ているとともに、第１、第２、第３液晶パネルを各々通
過してからスクリーンに達するまでの間における３原色
から成る各画像の反射回数を奇数または偶数にしてい
る。

【０００９】

【作用】本発明では、光源からスクリーンまでにおける
３つの光路の光路長が各々等しくなっているため、３原
色に対応する各画像でのスポット径が各々等しくなり、
スクリーン上での合成画像の色目玉が発生しなくなる。
しかも、第１、第２、第３液晶パネルを各々通過してか
らスクリーンに達するまでの間における３原色から成る
各画像の反射回数が奇数または偶数となっているため、
左右反転駆動を行わなくてもスクリーン上で合成される
各画像の左右が一致するようになる。

【００１０】

【実施例】以下に、本発明の液晶プロジェクターにおけ
る実施例を図に基づいて説明する。図１は、本発明の液
晶プロジェクターにおける第１実施例を説明する模式図
である。この液晶プロジェクター１はプリズム型から成
るものであり、主として光源２からの光（Ｓ）の分割、
反射、合成等を行うための光学系と、Ｒ用光路（図中一
点鎖線）上に配置されるＲ用液晶パネル８ａ、Ｇ用光路
（図中破線）上に配置されるＧ用液晶パネル８ｂ、Ｂ用
光路（図中二点鎖線）上に配置されるＢ用液晶パネル８
ｃと、Ｒ用液晶パネル８ａ、Ｇ用液晶パネル８ｂ、Ｂ用
液晶パネル８ｃの通過によって生成された各画像を投影
するためのスクリーン１０とから構成される。

【００１１】なお、Ｒ用液晶パネル８ａ、Ｇ用液晶パネ
ル８ｂ、Ｂ用液晶パネル８ｃには各々図示しない駆動回
路が接続されており所定の画像の書き込みを行ってい
る。これによって、Ｒ用液晶パネル８ａ、Ｇ用液晶パネ
ル８ｂ、Ｂ用液晶パネル８ｃに書き込まれた各画像の投
影がスクリーン１０上にカラー画像となって映し出され
ることになる。

【００１２】また、光学系は、光源２からの光（Ｓ）を
集めるコンデンサレンズ３と、光（Ｓ）をＲＧＢ３原色
に対応する光路に分割する分割用ダイクロイックプリズ
ム４およびダイクロイックミラー６と、各光路における
光を反射させる反射ミラー５ａ〜５ｅと、ＲＧＢ３原色
に対応する各画像を合成する合成用ダイクロイックプリ
ズム７、各画像を拡大してスクリーン１０に投影するた
めの投影レンズ９とから構成されている。

【００１３】しかも、第１実施例における液晶プロジェ
クター１では、光源２からスクリーン１０までの間にお
ける３原色に対応する各光路すなわちＲ用光路、Ｇ用光
路、Ｂ用光路の各光路長が全て等しくなっているととも
に、Ｒ用液晶パネル８ａ、Ｇ用液晶パネル８ｂ、Ｂ用液
晶パネル８ｃを通過した後の各画像における反射回数が
奇数または偶数に揃えられている。

【００１４】すなわち、分割用ダイクロイックプリズム
４から合成用ダイクロイックプリズム７までの間つまり
ＲＧＢ３原色に対応する光路が分割されている間、Ｒ用
光路の光路長ａｂｅｈと、Ｇ用光路の光路長ａｂｃｄｈ
と、Ｂ用光路の光路長ａｆｇｈとが等しくなっている。
これによって、スクリーン１０上に投影される合成画像
での各スポット径が一致し、色目玉発生を防止できるよ
うになる。

【００１５】また、Ｒ用液晶パネル８ａを通過した画像
は、反射ミラー５ｂで反射し、合成用ダイクロイックプ
リズム７で反射してスクリーン１０まで到達する。さら
に、Ｂ用液晶パネル８ｃを通過した画像は、反射ミラー
５ｅで反射し、合成用ダイクロイックプリズム７で反射
してスクリーン１０まで到達する。

【００１６】つまり、Ｒ用液晶パネル８ａおよびＢ用液
晶パネル８ｃを通過した画像はともに２回の反射でスク
リーン１０に映し出される。一方、Ｇ用液晶パネル８ｂ
を通過した画像は、合成用ダイクロイックプリズム７を
透過してスクリーン１０まで到達する。つまり、反射０
回でスクリーン１０に映し出される。

【００１７】したがって、第１実施例における液晶プロ
ジェクター１では、Ｒ用液晶パネル８ａ、Ｇ用液晶パネ
ル８ｂ、Ｂ用液晶パネル８ｃを通過した後の各画像が全
て偶数回の反射でスクリーン１０へ到達している。この
ため、スクリーン１０上での各画像の左右が一致するこ
とになり、左右反転駆動等を行う必要がなくなる。しか
も、Ｒ用、Ｇ用、Ｂ用の各液晶パネル８ａ〜８ｃを全て
同じツイストで製造することが可能となる。

【００１８】図２は、第１実施例における液晶プロジェ
クター１の変形例を説明する模式図である。この液晶プ
ロジェクター１では、合成用ダイクロイックプリズム７
からの合成画像を反射ミラー１１によって反射し、所定
の方向へ向きを変えてから投影レンズ９に入力している
点で図１に示す液晶プロジェクター１と異なっている。
また、反射ミラー１１および投影レンズ９の向きを可変
にしておくことで、画像の投影方向を任意に設定するこ
とが可能となる。

【００１９】また、図３はクロスダイクロイックミラー
を説明する模式図である。すなわち、図１および図２に
示すような液晶プロジェクター１において、このような
クロスダイクロイックミラーを用いるようにしてもよ
い。すなわち、図１および図２に示す液晶プロジェクタ
ー１の分割用ダイクロイックプリズム４の代わりに図３
（ａ）に示す分割用クロスダイクロイックミラー４’を
適用し、合成用ダイクロイックプリズム７の代わりに図
３（ｂ）に示す合成用クロスダイクロイックミラー７’
を適用する。これによって、プリズム型を使用するより
も安価な液晶プロジェクター１を提供することが可能と
なる。なお、クロスダイクロイックミラーは、分割側ま
たは合成側の一方のみの使用であってもかまわない。

【００２０】また、図４はオールプリズムを説明する模
式図であり、このようなオールプリズムを図１および図
２に示す液晶プロジェクター１に適用してもよい。図４
（ａ）は分割側に適用するオールプリズムであり、図１
および図２に示す液晶プロジェクター１の分割用ダイク
ロイックプリズム４と反射ミラー５ａ、５ｄとをプリズ
ムとして一体的に成形したものである。図４（ｂ）は合
成用に適用するオールプリズムであり、図１および図２
に示す液晶プロジェクター１の合成用ダイクロイックプ
リズム７と反射ミラー５ｂ、５ｅとをプリズムとして一
体的に成形したものである。

【００２１】この分割用オールプリズム４’’を図１お
よび図２に示す液晶プロジェクター１の分割用ダイクロ
イックプリズム４および反射ミラー５ａ、５ｄの代わり
に使用し、合成用オールプリズム７’’を合成用ダイク
ロイックプリズム７および反射ミラー５ｂ、５ｅの代わ
りに使用することで、液晶プロジェクター１の製造にお
ける各光軸調整やレジ合わせが非常に容易となる。

【００２２】つまり、図１および図２に示す反射ミラー
５ａ、５ｂ、５ｄ、５ｅが図４に示すようなオールプリ
ズムとなっていることで、その角度調整を不要にするこ
とができる。さらに、合成用オールプリズム７’’にお
いては、その側面にＲ用液晶パネル８ａおよびＢ用液晶
パネル８ｃを密着固定することができるため、これらの
レジ合わせが不要となる。

【００２３】これらによって、第１実施例における液晶
プロジェクター１の製造工程を大幅に短縮化することが
可能となる。また、第１実施例における液晶プロジェク
ター１では、ＲＧＢ３原色に対応した各光路の光路長が
全て等しくなっているため、コンデンサレンズ３（図
１、２参照）を使用しても色目玉が発生しないことにな
り、高輝度のカラー画像を得ることが可能となる。

【００２４】次に、本発明の液晶プロジェクターにおけ
る第２実施例を説明する。図５は、本発明の液晶プロジ
ェクターにおける第２実施例を説明する模式図であり、
ミラー順次型から成るものである。この液晶プロジェク
ター１は、光源２からの光（Ｓ）の分割、反射、合成等
を行うための光学系と、Ｒ用液晶パネル８ａ、Ｇ用液晶
パネル８ｂ、Ｂ用液晶パネル８ｃと、各液晶パネル８ａ
〜８ｃの通過により生成された各画像を投影するための
スクリーン１０とから構成されている点では第１実施例
と共通するが、光学系の構成が相違する。

【００２５】第２実施例における液晶プロジェクター１
の光学系は、光源２からの光（Ｓ）を集めるコンデンサ
レンズ３と、光（Ｓ）をＲＧＢ３原色に対応する光路に
分割するダイクロイックミラー６ａ、６ｂと、各光路の
光（Ｒ）（Ｇ）（ｂ）を所定の方向に反射させる反射ミ
ラー５ａ、５ｂ、５ｃと、各液晶パネル８ａ〜８ｃの通
過後における各画像を合成するダイクロイックミラー６
ｃ、６ｄと、各画像を拡大してスクリーン１０に投影す
るための投影レンズ９とから構成される。

【００２６】この光学系においても第１実施例と同様
に、光源２からスクリーン１０までの間における３原色
に対応する各光路すなわちＲ用光路、Ｇ用光路、Ｂ用光
路の各光路長が全て等しくなっているとともに、Ｒ用液
晶パネル８ａ、Ｇ用液晶パネル８ｂ、Ｂ用液晶パネル８
ｃを通過した後の各画像における反射回数が奇数または
偶数に揃えられている。

【００２７】つまり、ＲＧＢ３原色に対応する光路が分
割されている間、Ｒ用光路の光路長ａｃｇと、Ｇ用光路
の光路長ａｂｄｅｇと、Ｂ用光路の光路長ａｆｇとが等
しくなっている。これによって、スクリーン１０上に投
影される合成画像での各スポット径が等しくなり、色目
玉発生を防止できるようになる。

【００２８】また、Ｒ用液晶パネル８ａを通過した画像
は、ダイクロイックミラー６ｄで反射し、スクリーン１
０まで到達する。さらに、Ｇ用液晶パネル８ｂを通過し
た画像は、反射ミラー５ｂで反射し、ダイクロイックミ
ラー６ｃおよびダイクロイックミラー６ｄで反射してス
クリーン１０まで到達する。また、Ｂ用液晶パネル８ｃ
を通過した画像は反射ミラー５ｃで反射し、スクリーン
１０まで到達する。すなわち、Ｒ用液晶パネル８ａおよ
びＢ用液晶パネル８ｃを通過した画像はともに１回の反
射でスクリーン１０に映し出され、Ｇ用液晶パネル８ｂ
を通過した画像は３回の反射でスクリーン１０に映し出
されることになる。

【００２９】したがって、第２実施例における液晶プロ
ジェクター１では、Ｒ用液晶パネル８ａ、Ｇ用液晶パネ
ル８ｂ、Ｂ用液晶パネル８ｃを通過した後の各画像が全
て奇数回の反射でスクリーン１０へ到達している。これ
によって、スクリーン１０上での各画像の左右が一致す
ることになり、左右反転駆動等を行う必要がなくなる。
しかも、Ｒ用、Ｇ用、Ｂ用の各液晶パネル８ａ〜８ｃを
全て同じツイストで製造することが可能となる。

【００３０】図６は、第２実施例における液晶プロジェ
クター１の変形例を説明する模式図である。この液晶プ
ロジェクター１では、ダイクロイックミラー６ｃ、反射
ミラー５ｂおよびＧ用液晶パネル８ｂの配置が図５に示
す液晶プロジェクター１と異なっている。図６に示す液
晶プロジェクター１においても、図５に示す例と同様
に、光源２からスクリーン１０までの間における３原色
に対応する各光路すなわちＲ用光路、Ｇ用光路、Ｂ用光
路の各光路長が全て等しく、しかもＲ用液晶パネル８
ａ、Ｇ用液晶パネル８ｂ、Ｂ用液晶パネル８ｃを通過し
た後の各画像における反射回数が奇数に揃えられてい
る。

【００３１】すなわち、ＲＧＢ３原色に対応する光路が
分割されている間、Ｒ用光路の光路長ａｃｆと、Ｇ用光
路の光路長ａｂｅｆと、Ｂ用光路の光路長ａｄｆとが等
しくなっているとともに、Ｒ用液晶パネル８ａ、Ｇ用液
晶パネル８ｂ、Ｂ用液晶パネル８ｃを通過した後の各画
像が全て１回の反射でスクリーン１０へ到達している。
このような構成によっても、スクリーン１０上に投影さ
れる合成画像の色目玉発生を防止できるとともに、スク
リーン１０上での各画像の左右が一致することになり、
左右反転駆動等を行う必要がなくなる。また、Ｒ用、Ｇ
用、Ｂ用の各液晶パネル８ａ〜８ｃを全て同じツイスト
で製造することが可能となる。

【００３２】なお、各実施例においてはＲＧＢの順で各
光路を分割する例を示したが、この順序はいずれでもよ
く、これに対応して各液晶パネル８ａ〜８ｃを配置すれ
ばよい。また、各液晶パネル８ａ〜８ｃの配置および光
学系の構成は図１、図２、図５、図６に示すものに限定
されず、３原色における各光路長が等しくしかも各液晶
パネル８ａ〜８ｃを通過後の画像の反射回数が奇数また
は偶数となるような構成となっていればどのようなもの
であっても本発明は同様である。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶プロ
ジェクターによれば次のような効果がある。すなわち、
本発明の液晶プロジェクターでは、３原色における各光
路長が全て等しいため、スクリーン上での画像の色目玉
発生を防止できるようになる。さらに、各液晶パネルを
通過後の各画像の反射回数が奇数または偶数に揃ってい
るためスクリーン上での各画像の左右が一致し、視野角
特性差による色むら発生を抑制できるようになる。さら
に、左右反転駆動等を行うための回路が不要となるとと
もに、各液晶パネルを全て同じツイストで製造すること
ができ、製造工程の簡素化およびコストダウンを図るこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を説明する模式図である。

【図２】第１実施例の変形例を説明する模式図である。

【図３】クロスダイクロイックミラーを説明する模式図
で、（ａ）は分割側、（ｂ）は合成側である。

【図４】オールプリズムを説明する模式図で、（ａ）は
分割側、（ｂ）は合成側である。

【図５】本発明の第２実施例を説明する模式図である。

【図６】第２実施例の変形例を説明する模式図である。

【図７】従来例を説明する模式図で、（ａ）はプリズム
型、（ｂ）はミラー順次型である。

【符号の説明】

１ 液晶プロジェクター ２ 光源 ３ コンデンサレンズ ４ 分割用ダイ
クロイックプリズム ５ａ〜５ｅ 反射ミラー ６ ダイクロイ
ックミラー ７ 合成用ダイクロイックプリズム ８ａ Ｒ用液晶
パネル ８ｂ Ｇ用液晶パネル ８ｃ Ｂ用液晶
パネル ９ 投影レンズ １０ スクリー
ン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの光の３原色に対応する３つの
   光路への分割、該３つの光路の所定方向への反射を行う
   ための光学系と、 前記光学系にて分割された該３つの光路上に各々配置さ
   れ、所定の信号に基づいた画像の書き込みが行われる第
   １、第２、第３液晶パネルと、 前記第１、第２、第３液晶パネルを各々通過して得られ
   る３原色から成る各画像の合成画像を投影するためのス
   クリーンとを備え、 前記光源から前記スクリーンまでにおける前記３つの光
   路の光路長が各々等しいとともに、 前記第１、第２、第３液晶パネルを各々通過してから前
   記スクリーンに達するまでの間における前記３原色から
   成る各画像の反射回数が奇数または偶数に揃っているこ
   とを特徴とする液晶プロジェクター。