JPH10133302A - フルカラー投射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 投射像を精度良く色合成し、色ムラのない投
射像を得ると共にコンパクトなフルカラー投射装置を提
供することにある。 【解決手段】 色分離光学系４はクロスダイクロイック
ミラー又はクロスダイクロイックプリズム、前記色合成
光学系８はクロスダイクロイックプリズムで構成され、
光源１から前記各色信号用透過型ライトバルブ７Ｒ，７
Ｇ，７Ｂまでの光路長並びに前記輝度信号用透過型ライ
トバルブ７Ｙまでの各光路長が等しく、かつ前記光源か
ら前記偏光合成光学系までの前記第１及び第２の各偏光
成分光の光路長が互いに等しい構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複数の液晶ライトバ
ルブからの射出光を合成して投射するフルカラー投射装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】フルカラー投射装置の構成において、Ｒ
光、Ｇ光、Ｂ光の三色光用透過型ライトバルブからの出
射投射像に輝度信号ライトバルブからの射出光を重ね合
わせて高輝度の投射像を形成することは公知であり、例
えば、色信号用透過型ライトバルブ３個と輝度信号用ラ
イトバルブ１個を使用する前記原理の投射装置が特開平
３−２９６０３０号公報に開示されている。同号公報の
第１図に示されている実施例を図３に従来例として示
す。同号公報によれば、光源２０１からの光源光を偏光
ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２０２にて偏光分離させ、
その一方の透過したＰ偏光をダイクロイックミラー２１
０、２１５から構成される色分離光学系にて色分離し、
当該色分解光学系にて色分解されたＲ、Ｇ、Ｂ光を各色
信号用透過型ライトバルブ２０６、２０７、２０８に入
射させ、各透過型ライトバルブ２０６、２０７、２０８
の色信号によって変調させて各透過型ライトバルブ２０
６、２０７、２０８から射出させる。他方、前記ＰＢＳ
にて偏光分離されたもう一方のＳ偏光を輝度信号用ライ
トバルブ２０４に入射させ、輝度信号によって変調させ
て輝度信号用ライトバルブ２０４から変調光として射出
させる。色信号変調光を色合成用ダイクロイックミラー
２１３、２１４にて色合成させ、当該合成光と前記輝度
信号変調光とを合成用ＰＢＳにて合成後、投射レンズに
て当該合成光を投射する装置である。尚、図 中におい
て２０３、２１１、２１８は折り曲げミラー、２０５は
輝度信号Ｙを供給する端子、２１２、２１６、２１７は
色信号としての色差信号Ｒ−Ｙ、Ｇ−Ｙ、Ｂ−Ｙをそれ
ぞれ供給する端子である。その投射装置によれば、使用
する透過型ライトバルブは４個に減らすことができ、更
に輝度信号用ライトバルブを解像度にする事により高解
像度の投射像を得ることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来例
に示す投射装置には以下に示す課題を有していた。第１
に、投射装置において像を投射する投射光学系を構成す
る投射レンズ２１９から各色光用液晶透過型ライトバル
ブ２０６、２０７、２０８並びに輝度信号用ライトバル
ブ２０４は等距離に配置される必要があるが、複数板状
ダイクロイックミラーを色分離用並びに色合成用として
図に示す様に配置されるために、必然的に前記投射レン
ズ２１９から各ライトバルブまでの距離が大きくなって
しまうという問題である。このために、投射レンズのい
わゆるバックフォーカスの値を大きくせざるを得ず、投
射レンズの設計のし易さ、投射レンズを構成する各種レ
ンズの硝材選択等の点からも問題を抱えることとなる。

【０００４】更に、色合成においては前記のように板ダ
イクロイックミラーにて行っているために精度良く色合
成ができずに投射像として、色ズレ、色ムラや解像の劣
化が発生してしまうという問題があった。本発明の目的
は、投射像を精度良く色合成し、色ムラのない投射像を
得ると共にコンパクトなフルカラー投射装置を提供する
ことにある 。

【０００５】

【課題を解決するための手段】従来の構成にて、投射レ
ンズのバックフォーカスを小さくするためには、各色信
号用透過型ライトバルブ並びに輝度信号用ライトバルブ
の実像を投射レンズ近傍に、例えばＰＢＳ２０９近傍に
形成し、当該像を投射レンズにて投射する構成にすれば
よい。すなわち、各色信号用並びに輝度信号用の各透過
型ライトバルブとＰＢＳ２０９の間にリレー光学系を配
置する必要がある。しかしながら、このような構成とす
ることは、余分な光学系を配置することとなり、装置自
体の大型化、並びにコストの上昇となるという問題が生
じる。

【０００６】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたものであり、色合成光学系としてクロスダイクロイ
ックプリズムを採用することにより、平行に配置した複
数のダイクロイックミラーを使用する場合と比較して精
度の良い色合成を達成し、更に同プリズムを使用するこ
とにより、投射レンズから、より近傍の位置に色信号用
透過型ライトバルブ並びに輝度信号用ライトバルブを直
接配置し、バックフォーカスの小さい投射レンズを搭載
可能ならしめたものである。本発明の第１の態様は光源
と、光源からの光を第１の偏光成分と第２の偏光成分と
に偏光分離する偏光分離光学系と、該偏光分離光学系に
より偏光分離された前記第１の偏光成分光を第１、第２
及び第３の各色成分光に色分離する色分離光学系と、前
記色分離された第１、第２及び第３の色成分光をそれぞ
れ所定の色信号に基づき変調を行う第１、第２及び第３
の色信号用透過型ライトバルブと、該第１、第２及び第
３の色信号用透過型ライトバルブにより変調されて前記
各々の色信号用透過型ライトバルブから射出される光を
色合成する色合成光学系と、前記偏光分離光学系により
偏光分離された前記第２の偏光成分光を所定の輝度信号
に基づき変調を行う輝度信号用ライトバルブと、前記色
合成光学系からの出射光と前記輝度信号用ライトバルブ
から出射した光とを合成する偏光合成光学系と、該偏光
合成光学系からの光をスクリーン上に投射する投射レン
ズとを有するカラー投射装置において、前記色分離光学
系はクロスダイクロイックミラー又はクロスダイクロイ
ックプリズム、前記色合成光学系はクロスダイクロイッ
クプリズムで構成され、前記光源から前記各色信号用透
過型ライトバルブまでの光路長並びに前記輝度信号用ラ
イトバルブまでの各光路長が等しく、かつ前記光源から
前記偏光合成光学系までの前記第１及び第２の各偏光成
分光の光路長が互いに等しい構成とした。本発明の第２
の態様は、光源と、光源からの光を第１の偏光成分と第
２の偏光成分とに偏光分離する偏光分離光学系と、該偏
光分離光学系により偏光分離された前記第１の偏光成分
光を第１、第２及び第３の各色成分光に色分離する色分
離光学系と、前記色分離された第１、第２及び第３の色
成分光をそれぞれ所定の色信号に基づき変調を行う第
１、第２及び第３の色信号用透過型ライトバルブと、該
第１、第２及び第３の色信号用透過型ライトバルブによ
り変調されて前記各々の色信号用透過型ライトバルブか
ら射出される光を色合成する色合成光学系と、前記偏光
分離光学系により偏光分離された前記第２の偏光成分光
を所定の輝度信号に基づき変調を行う輝度信号用ライト
バルブと、前記色合成光学系からの出射光と前記輝度信
号用ライトバルブから出射した光とを合成する偏光合成
光学系と、該偏光合成光学系からの光をスクリーン上に
投射する投射レンズとを有するカラー投射装置におい
て、前記色分離光学系はクロスダイクロイックミラー／
又はクロスダイクロイックプリズム、前記色合成光学系
はクロスダイクロイックプリズムで構成され、前記色分
離光学系を出射し前記偏光合成光学系に入射するまでの
前記第１の偏光光の光軸が形成する平面と、前記偏光分
離光学系を出射し前記偏光合成光学系に入射するまでの
前記第２の偏光成分光の光軸が形成する平面とが略平行
である構成とした。更に、本発明の第３の態様として前
記第１及び第２の態様において、前記色分離光学系のク
ロスダイクロイックミラー／又はクロスダイクロイック
プリズムと前記色合成光学系のクロスダイクロイックプ
リズムは、各Ｘ型に設けられたダイクロイック膜の交差
する中心軸が互いに一致する位置に配置すると共に、前
記偏光分離光学系と前記偏光合成用光学系は、各中心軸
が互いに一致する位置に配置する構成とした。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は本発明に実施の形態を示す
投射装置の基本構成図である。その構成を説明するため
に、図に示す互いに直交する座標軸Ｘ軸、Ｙ軸並びにＺ
軸を定義する。図示しないランプ並びに当該ランプの背
後に配置される例えば楕円鏡から構成せれる凹面鏡とか
らなる光源１から−Ｚ方向に射出された光源光は、図示
しない赤外カットフィルタ並びに紫外カットフィルタを
経緯して偏光分離用偏光ビームスプリッタ３に入射され
る。ＰＢＳ３の偏光分離部は当該分離部によって偏光分
離される２つの偏光成分光のうち透過する第１の偏光成
分光（Ｐ偏光）は−Ｚ方向に、反射される第２の偏光成
分光（Ｓ偏光）が−Ｘ方向に進行するように配置されて
いる。当該ＰＢＳ３を透過して進行する第１の偏光成分
光は三色分離光学系を構成するクロスダイクロイックミ
ラー４に入射される。クロスダイクロイックミラー４は
Ｒ光（赤色光）反射ダイクロイックミラー４ＲとＢ光
（青色光）反射ダイクロイックミラー４Ｂとが互いに直
角になるようにＸ型に配置した構成を有し、ミラー４Ｒ
によって反射されたＲ光はＸ方向に、Ｂ光は−Ｘ方向に
反射するように配置されている。Ｇ光（緑色光）は両ダ
イクロイックミラーを透過して−Ｚ方向に進行する。三
色分離された各色光は折り曲げミラー５Ｒ、５Ｇ、５Ｂ
によって光軸の方向を−Ｙ方向に変えて進行し、更に折
り曲げミラー６Ｒ、６Ｇ、６Ｂによって、Ｒ光は−Ｘ方
向に、Ｇ光はＺ方向に、Ｂ光はＸ方向に光軸を変えて進
行する。Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の交差点に配置された色合成
ダイクロイックプリズム８に入射する前に、当該ダイク
ロイックプリズム８入射面近傍に配置された透過型液晶
ライトバルブ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂに入射され、当該ライト
バルブ射出光をダイクロイックプリズムにそれぞれ異な
る入射面から入射する。

【０００８】ここで透過型液晶ライトバルブについて説
明する。本実施の形態にて使用した透過型液晶ライトバ
ルブは、二枚の互いに直角の方向を有する偏光板、即ち
クロスニコルを構成する偏光板の間に液晶パネルを挟み
込んだ構成を有し、液晶パネルは非線形スイッチング素
子（例えばＴＦＴ）にて画素一個一個を選択スイッチン
グさせる構造を有している。選択された箇所の画素に対
応する液晶部分は厚み方向に電圧が印加されることとな
り、内部電界によって液晶分子が配列する構造を取り、
入射側偏光板によって選択された偏光光はそのまま入射
し、前記入射側偏光板とクロスニコルを形成する射出側
の偏光板によって遮られ、吸収される。一方、スイッチ
ング素子が稼働しない画素部分では液晶は液晶層両側に
配置された液晶配向層の配向方向に倣って捻れ構造を有
しており、入射した直線偏光光は当該液晶分子のねじれ
に従って旋光し、偏光方向を入射光の直角方向に変換し
てパネルを射出し、射出側偏光板を透過する。以上が透
過型液晶ライトバルブの基本機能である。

【０００９】上記の機能を有するＲ光、Ｇ光、Ｂ光用透
過型ライトバルブの各信号によって選択されて射出した
各色光変調光は、三色合成用光学系であるクロスダイク
ロイックプリズム８に入射され、三色合成される。クロ
スダイクロイックプリズム８は直角二等辺三角柱プリズ
ム部材４個を互いに直角部を合わせる形状で、Ｒ光反射
ダイクロイック層８ＲとＢ光反射ダイクロイック層８Ｂ
とを互いに両層がＸ型に配置されるように貼り合わせた
構成のプリズムである。−Ｘ方向に入射したＲ光は当該
ダイクロイック膜８ＲによってＺ方向に反射させ、Ｘ方
向に入射したＢ光はダイクロイック膜８ＢによってＺ方
向に反射させ、更にＺ方向に入射したＧ光は両膜を透過
して同じＺ方向に射出する。以上によって三色合成が達
成され、合成光としてＺ方向に進行する。

【００１０】尚、これまでの説明で理解できるように、
偏光分離用ＰＢＳ３を透過した第１の偏光成分光（ＰＢ
Ｓ３の偏光分離膜に対してＰ偏光）はクロスダイクロイ
ックミラー４を構成するダイクロイックミラー４Ｂ、４
Ｒのダイクロイック層に対してはＰ偏光、液晶透過型ラ
イトバルブ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂに入射するのは第１の偏光
成分光、透過して当該ライトバルブを射出するのは前記
説明のように偏光方向を９０度変換させるから第２の偏
光成分光となる。前記第２の偏光成分光はダイクロイッ
クプリズムのダイクロイック層８Ｒ、８ＢにはＳ偏光と
して入射されるために、当該ダイクロイック層によって
反射、色合成が効率よく達成できる。これは、ダイクロ
イックプリズムのダイクロイック膜にとってＳ偏光の方
が、Ｐ偏光より反射特性が優れていることに起因する。

【００１１】ダイクロイックプリズム８にて三色合成さ
れ、当該プリズムを射出された合成光は射出近傍に配置
された１／２波長板１１によって偏光方向を直角方向に
変換して第１の偏光成分光とし、偏光合成用光学系とし
ての偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）９に入射させる。
ＰＢＳ９の偏光分離部は前記第１の偏光光を透過するＰ
偏光とする方向に配置されている。

【００１２】以上の色信号系の光路説明において、光源
１からみてＰＢＳ９までの各色光とも光路長が同じに構
成される。又、これよりクロスダイクロイックミラー４
からクロスダイクロイックプリズム８まで各色毎に光路
長が同じであり、更に後述する投射レンズから各色光用
透過型ライトバルブ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ迄の光路長は同じ
であることより、光源より各ライトバルブまでの光路長
は等しくなる。この点は重要であって、光路長を等しく
することにより、ライトバルブ上で同じ照明状態を確保
できる。その上、光路長が等しいことから、三色分解光
学系から射出された各色光は二度折り曲げミラーにて反
射されて折り曲げられ、分解光学系から射出される方向
と逆方向に進行して三色合成されるため、構造としてク
ロスダイクロイックミラー４のＹ軸に平行な中心軸は、
ダイクロプリズム８のＹ軸に平行な中心軸と一致するこ
ととなる。

【００１３】次に、前記偏光分離用ＰＢＳ３にて偏光分
離された第２の偏光成分光（Ｓ偏光）は−Ｘ方向に進行
し、射出面近傍に配置された１／２波長板１２を経由し
て偏光を第１の偏光成分に変換し、折り曲げミラー５Ｙ
にて−Ｙ方向に方向を変え、再度折り曲げミラー６Ｙに
てＸ方向に方向を変えて輝度信号用ライトバルブ７Ｙに
入射される。当該ライトバルブ７Ｙの大きさ、形状、構
造、機能は前記色信号用透過型ライトバルブと同じであ
るが、画素数は色信号用透過型ライトバルブより多いこ
とが望ましい。

【００１４】本来的に、色信号用透過型ライトバルブに
より変調された光に輝度信号用ライトバルブにより変調
された光を重畳させる方式の投射装置は、より高輝度な
投射像を得ることの他に、輝度信号系の投射像がより高
精細であれば、仮に色系の投射像の精密度が不足してい
ても、高精細で高輝度な合成投射像を得ることをその目
的とするからである。

【００１５】輝度信号用ライトバルブ７Ｙの位置は前記
光源から見て各色光用透過型ライトバルブまでの光路長
が等しい位置に配置される。このような構成とすること
により、色信号用透過型ライトバルブと同じ照明状態を
確保することができる。ライトバルブ７Ｙを射出する第
２の偏光成分光は、前記ＰＢＳ９に入射され、第２の偏
光成分光はＰＢＳ９の偏光分離部にはＳ偏光であるため
に当該偏光分離部によって反射され、光軸をＺ方向に変
換されてＰＢＳ９を射出する。

【００１６】以上によってＰＢＳ９によって輝度信号系
変調光と色信号系変調光が偏光合成され、投射レンズ１
０５に入射され、スクリーン上に投射される。ライトバ
ルブ７Ｙは、投射レンズに対して前記色信号用透過型ラ
イトバルブ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂと同じ距離に配置されるこ
とはいうまでもない。さらに、輝度信号用ライトバルブ
を経由する光路におけるＰＢＳ３からＰＢＳ９までの光
路長は、色信号用透過型ライトバルブを経由する光路の
ＰＢＳ３からＰＢＳ９までのそれと等距離に配置されて
いる。

【００１７】本発明の投射装置は、以上の説明、並びに
図１の構成図により、光源１、ＰＢＳ３、三色分解光学
系４、折り曲げミラー５Ｒ、５Ｇ、５Ｂ、５Ｙは全てＸ
−Ｚ平面に平行な一平面上に配置され、折り曲げミラー
６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ、６Ｙ、ライトバルブ７Ｒ、６Ｂ、７
Ｇ、７Ｙ、色合成光学系８、ＰＢＳ９並びに投射レンズ
１０５が前記平面と平行な他平面上に配置された、いわ
ゆる２階建ての構成配置であることを特徴としている。

【００１８】このような構成配置とすることにより、投
射レンズ１０５から各色信号用透過型ライトバルブ並び
に輝度用ライトバルブ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂならびに７Ｙ迄
の光路長は、ＰＢＳ９ならびにクロスダイクロイックプ
リズム８を含む最短の光路長に設定できることとなり、
バックフォーカスの短い投射レンズが採用できる。更に
色合成手段としてクロスダイクロイックプリズム８を採
用できるために精度の良い色合成が達成でき、優れた高
精細、高輝度の投射像を得ることが出来る。

【００１９】次に、照明光学系を配置した具体的なフル
カラー投射装置の構成について説明する。図２は、図１
に示す基本構成図に示す投射装置の実際のライトバルブ
への照明光学系を配置した図である。尚、各部材に記載
した番号は図１に記載した部材と同じものに関しては同
じ番号を付した。

【００２０】図示しないランプと当該ランプの背後に配
置した凹面鏡である楕円鏡から構成される光源１から−
Ｚ方向に射出された光源光は、図示しない赤外線並びに
紫外線吸収フィルターを経由して一度集光した後に凸レ
ンズから構成される略平行光整形光学系１０１によって
整形され、平行光となって前レンズ板２１に入射され
る。前レンズ板２１は光源光入射側表面がレンズマトリ
クスを構成し、５×６個の微小な凸レンズを有している
（図においては４×４が記載されている）。当該マトリ
クスを形成する個々の微小レンズはそのＹ−Ｘ平面の切
断面形状は長方形状をなしており、その縦／横寸法比は
後述される液晶ライトバルブの縦／横寸法比と同じであ
る。当該前レンズ板２１を経由した入射光源光は偏光分
離用偏光ビームスプリッタ３に入射し、透過するＰ偏光
と反射して−Ｘ方向に進行するＳ偏光とに偏光分離され
る。Ｐ偏光に対しては、前記前レンズ板のレンズマトリ
クスの焦点距離の位置に配置した第１の後レンズ板２２
Ａに入射され、Ｓ偏光は後述する１／２波長板１２を経
由して同様に前記前レンズ板のレンズマトリクスの個々
の微小レンズの焦点距離に配置された第２の後レンズ板
２２Ｂに入射される。後レンズ板２２Ａ並びに２２Ｂは
同形状をなしており、入射側は平面であるが射出側は前
記前レンズ板の、レンズマトリクスを構成する微小レン
ズと同じ配列で、個々の微小なレンズと１対１の対応が
ついているレンズマトリクスを有する構成となってい
る。

【００２１】このような構成配置になっているために、
前レンズ板の微小レンズで構成されているレンズマトリ
クスに入射する平行光束は、前レンズ板に対応する後レ
ンズ板の各々の微小レンズレンズマトリクス上に光源像
を形成する。第１の後レンズ板２２Ａを経由したＰ偏光
は三色分離光学系を構成するクロスダイクロイックミラ
ー４に入射される。クロスダイクロイックミラー４はＢ
光反射ダイクロイックミラー４ＢとＲ光反射ダイクロイ
ックミラー４ＲとをＸ型に配置して構成したもので、透
過して−Ｚ方向に進行するＧ光と−Ｘ方向に反射進行す
るＢ光とＸ方向に反射進行するＲ光とに三色分離され
る。−Ｚ方向に進行するＧ光は第１照明レンズ１０２Ｇ
を経由し、折り曲げミラー５Ｇによって方向を−Ｙ方向
に変え、第２照明レンズ１０３Ｇを経由し、更に折り曲
げミラー６Ｇによって光軸をＺ方向に変えて進行し、フ
ィールドレンズ１０４Ｇを経てＧ光用透過型液晶ライト
バルブ７Ｇに入射される。

【００２２】また、前記三色分離光学系を射出したＢ光
は第１照明レンズ１０２Ｂを経て、折り曲げミラー５Ｂ
にて光軸を−Ｙ方向に変え、第２照明レンズ１０３Ｂを
経て、再度折り曲げミラー６Ｂにて光軸をＸ方向に変え
て進行し、フィールドレンズ１０４Ｂを経由してＢ光用
透過型ライトバルブ７Ｂに入射される。前記三色分離光
学系を射出したＲ光は第１照明レンズ１０２Ｒ経て折り
曲げミラー５Ｒにて光軸を−Ｙ方向に変え、第２照明レ
ンズ１０３Ｒを経て、再度折り曲げミラー６Ｒにて光軸
を−Ｘ方向に変えて進行し、フィールドレンズ１０４Ｒ
を経由してＲ光用透過型ライトバルブ７Ｒに入射され
る。

【００２３】このように前レンズ板のレンズマトリクス
の個々のレンズによって後レンズ板の対応するレンズ上
に形成された光源像は前記各色光用第１照明レンズ、第
２照明レンズ並びにフィールドレンズによって各色信号
用透過型ライトバルブ上に照明される。即ち前レンズ板
のレンズの数だけ重畳されてライトバルブ上に照明され
る。

【００２４】以上の説明により、前レンズ板の出射面と
各色信号用透過型ライトバルブとは共役な配置にあるこ
とがわかる。各色信号用透過型ライトバルブを射出した
光は三色合成用光学系を構成するクロスダイクロイック
プリズム８に入射する。当該ダイクロイックプリズム８
にＺ方向に入射したＧ光は当該両ダイクロイック膜を透
過して同様にＺ方向に射出し、Ｘ方向に入射するＢ光は
ダイクロイック膜８Ｂによって反射され、光軸をＺ方向
に変えて進行して出射される。Ｒ光は−Ｘ方向から入射
し、ダイクロイック膜８Ｒによって反射されて光軸をＺ
方向に変えて進行し、同様にＺ方向に進行する。以上に
より各色信号用透過型ライトバルブから射出された各色
光の色合成が達成される。ダイクロイックプリズムを射
出した各色信号用透過型ライトバルブによる変調光は、
１／２波長板１１にて偏光方向を変換して、ＰＢＳ９に
入射し、後述する輝度信号用ライトバルブからの射出光
と合成される。

【００２５】さて、前記ＰＢＳ３によって偏光分離され
た一方のＳ偏光は当該ＰＢＳ３を−Ｘ方向に射出し、Ｓ
偏光用の第２の後レンズ板２２Ｂに入射される。前述の
Ｐ偏光と同様に、第２の後レンズ板２２Ｂは前レンズ板
２１のレンズマトリクスと対応するレンズマトリクスを
有しており、前レンズ板２１のレンズマトリクスの各々
の微小レンズに入射する平行光束は、Ｓ偏光による光源
像を第２の後レンズ板２２Ｂの微小レンズ面上に形成す
る。

【００２６】第２の後レンズ板２２Ｂを射出した光は第
１照明レンズを経由して折り曲げミラー５Ｙにて反射、
光軸を−Ｙ方向に変え、第２照明レンズ１０３Ｙを経由
して再度折り曲げミラー６Ｙにて光軸をＸ方向に変え、
フィールドレンズ１０４Ｙをへて、輝度信号用ライトバ
ルブ７Ｙに入射させる。尚、輝度信号用ライトバルブは
前記色信号用透過型ライトバルブと同じものを使用し
た。

【００２７】後レンズ板２２Ｂのレンズ上の各光点は前
記第１照明レンズ１０２Ｙ、第２照明レンズ１０３Ｙ並
びにフィールドレンズ１０４Ｙによって輝度信号用ライ
トバルブ上に照明される。前述の色信号用透過型ライト
バルブ上に照明する光学系と同様に、後レンズ板２２Ｂ
のレンズの数だけ重畳されて照明されるために、より均
一な照明が達成できる。又、前レンズ板２１の出射面と
輝度信号用ライトバルブとは共役な配置にあることも前
述と同じである。

【００２８】本実施の形態において、光源からみた各ラ
イトバルブまでの光路は、各色信号ライトバルブを経由
する光路並びに輝度信号用ライトバルブを経由する光路
のそれぞれ４つの光路についてある。なお、第１照明レ
ンズ１０２Ｙ、１０２Ｒ、１０２Ｂ、１０２Ｇは同じレ
ンズであり、第２照明レンズ１０３Ｙ、１０３Ｒ、１０
３Ｇ、１０３Ｂも同じレンズ、更にフィールドレンズ１
０４Ｙ、１０４Ｒ、１０４Ｇ、１０４Ｂも同じレンズを
それぞれ使用した。

【００２９】輝度信号用ライトバルブを射出した輝度信
号による変調光は光路長補正ガラスブロック１０を経由
してＰＢＳ９に入射され、当該ＰＢＳ偏光分離部によっ
て反射されてＺ方向に進行し、前記ダイクロイックプリ
ズムを射出して、１／２波長板によって偏光方向を変換
した色合成光と偏光合成されて投射レンズ１０５に入射
され、スクリーン上に投射される。なお、投射レンズ１
０５に対して、輝度信号用ライトバルブ７Ｙ並びに各色
信号用透過型ライトバルブ７Ｒ、７Ｂ、７Ｇは等しい光
路長に配置される必要がある。そのため、各色信号用透
過型ライトバルブとＰＢＳ９の光路の間にはクロスダイ
クロイックプリズム８が配置されているので、輝度信号
用ライトバルブとＰＢＳ９との光路の間には当該ダイク
ロイックプリズムと等価の光路長補正用光学ブロック１
０を輝度光学系に配置するのである。

【００３０】更に、第１及び第２の後レンズ板２２Ａ、
２２Ｂ上のレンズから射出された光線は投射レンズ１０
５の開口絞り上で交差することから、各後レンズ板上の
レンズ射出面と投射レンズの瞳とは共役な配置関係とな
る。

【００３１】

【発明の効果】本発明においては、上記のように各色信
号用透過型ライトバルブ射出光の合成光と輝度信号用ラ
イトバルブ射出光とを合成して投射する構成配置とした
ことにより、 輝度信号系ライトバルブ並びに各色信号
用透過型ライトバルブを投射レンズから距離が短い位置
に配置することができることからバックフォーカスが短
い投射レンズが採用できるという効果を有する。更に、
色合成プリズムにダイクロイックプリズムを用いたこと
により、投射像を精度良く色合成できると共に、色ムラ
の無い投射像を得ることができ、非常にコンパクトな投
射装置が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態の投射装置の基本構成を示す斜視
図。

【図２】本実施の形態の投射装置の光学図を示す斜視
図。

【図３】従来の投射装置の基本構成図

【符号の説明】

１ 光源 ３ 偏光分離用偏光ビームスプリッタ ４ 三色分離用クロスダイクロイックミラー ５Ｒ、５Ｇ、５Ｂ、５Ｙ 折り曲げミラー ６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ、６Ｙ 折り曲げミラー ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ、７Ｙ 透過型液晶ライトバルブ ８ 三色合成用クロスダイクロイックプリズム ８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ Ｒ用、Ｇ用、Ｂ用ダイクロイック膜 ９ 偏光合成用偏光ビームスプリッタ １１、１２ １／２波長板 ２１、２２１ 前レンズ板 ２２Ａ、２２２Ａ 第１の後レンズ板 ２２Ｂ、２２２Ｂ 第２の後レンズ板 １０５ 投射レンズ １０１ １０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂ、１０２Ｙ 第１照明レ
ンズ １０３Ｒ、１０３Ｇ，１０３Ｂ、１０３Ｙ 第２照明レ
ンズ １０４Ｒ、１０４Ｇ、１０４Ｂ、１０４Ｙ フィールド
レンズ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、前記光源からの光を第１の偏光
   成分と第２の偏光成分とに偏光分離する偏光分離光学系
   と、該偏光分離光学系により偏光分離された前記第１の
   偏光成分光を第１、第２及び第３の各色成分光に色分離
   する色分離光学系と、前記色分離された第１、第２及び
   第３の色成分光をそれぞれ所定の色信号に基づき変調を
   行う第１、第２及び第３の色信号用透過型ライトバルブ
   と、該第１、第２及び第３の色信号用透過型ライトバル
   ブにより変調されて前記各々の色信号用透過型ライトバ
   ルブから射出される光を色合成する色合成光学系と、前
   記偏光分離光学系により偏光分離された前記第２の偏光
   成分光を所定の輝度信号に基づき変調を行う輝度信号用
   ライトバルブと、前記色合成光学系からの出射光と前記
   輝度信号用ライトバルブから出射した光とを合成する偏
   光合成光学系と、該偏光合成光学系からの光をスクリー
   ン上に投射する投射レンズとを有するフルカラー投射装
   置において、 前記色分離光学系はクロスダイクロイックミラー又はク
   ロスダイクロイックプリズム、前記色合成光学系はクロ
   スダイクロイックプリズムで構成され、 前記光源から前記各色信号用透過型ライトバルブまでの
   光路長並びに前記輝度信号用透過型ライトバルブまでの
   各光路長が等しく、かつ前記光源から前記偏光合成光学
   系までの前記第１及び第２の各偏光成分光の光路長が互
   いに等しいことを特徴とするフルカラー投射装置。
2. 【請求項２】 光源と、前記光源からの光を第１の偏光
   成分と第２の偏光成分とに偏光分離する偏光分離光学系
   と、該偏光分離光学系により偏光分離された前記第１の
   偏光成分光を第１、第２及び第３の各色成分光に色分離
   する色分離光学系と、前記色分離された第１、第２及び
   第３の色成分光をそれぞれ所定の色信号に基づき変調を
   行う第１、第２及び第３の色信号用透過型ライトバルブ
   と、該第１、第２及び第３の色信号用透過型ライトバル
   ブにより変調されて前記各々の色信号用透過型ライトバ
   ルブから射出される光を色合成する色合成光学系と、前
   記偏光分離光学系により偏光分離された前記第２の偏光
   成分光を所定の輝度信号に基づき変調を行う輝度信号用
   ライトバルブと、前記色合成光学系からの出射光と前記
   輝度信号用ライトバルブから出射した光とを合成する偏
   光合成光学系と、該偏光合成光学系からの光をスクリー
   ン上に投射する投射レンズとを有するフルカラー投射装
   置において、 前記色分離光学系はクロスダイクロイックミラー又はク
   ロスダイクロイックプリズム、前記色合成光学系はクロ
   スダイクロイックプリズムで構成され、 前記色分離光学系を出射し前記偏光合成光学系に入射す
   るまでの前記第１の偏光光の光軸が形成する平面と、前
   記偏光分離光学系を出射し前記偏光合成光学系に入射す
   るまでの前記第２の偏光成分光の光軸が形成する平面と
   が略平行であることを特徴とするフルカラー投射装置。
3. 【請求項３】 前記色分離光学系のクロスダイクロイッ
   クミラー又はクロスダイクロイックプリズムと前記色合
   成光学系のクロスダイクロイックプリズムは、各Ｘ型に
   設けられたダイクロイック膜の交差する中心軸が互いに
   一致する位置に配置すると共に、前記偏光分離光学系と
   前記偏光合成用光学系は、各中心軸が互いに一致する位
   置に配置することを特徴とする請求項１及び２記載のフ
   ルカラー投射装置。