JPH11326861A - 液晶プロジェクタ装置 - Google Patents
液晶プロジェクタ装置Info
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- JPH11326861A JPH11326861A JP10138149A JP13814998A JPH11326861A JP H11326861 A JPH11326861 A JP H11326861A JP 10138149 A JP10138149 A JP 10138149A JP 13814998 A JP13814998 A JP 13814998A JP H11326861 A JPH11326861 A JP H11326861A
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Abstract
たせ、コストの低減および装置の小型化を図る。 【解決手段】 光源1よりの光をレンズアレイ2、4、
レンズ5で集光し、PBS22に入射し、緑色領域のs偏
波成分を反射し、緑色用反射型液晶板10Gに入射し、変
調・反射光(p偏光)はPBS22とダイクロイックプリ
ズム11を透過する。PBS22を透過したp偏光成分はP
BS8に入射し、s偏光成分を反射し、青色透過フィル
タ9Bを経て青色用反射型液晶板10Bに入射し、変調・反
射光(p偏光)はPBS8を透過しダイクロイックプリ
ズム11で反射され、PBS8を透過したp偏光成分は赤
色透過フィルタ9Rを経て赤色用反射型液晶板10Rに入射
し、変調・反射光(s偏光)はPBS8とダイクロイッ
クプリズム11で反射され、緑および青の映像光と共に投
写レンズ12でスクリーンに投写される。
Description
た液晶プロジェクタ装置に係り、狭帯域偏光ビームスプ
リッタあるいは狭帯域位相差板等を用いることにより部
品点数を削減し小型化するものに関する。
装置には、例えば、図10に示すように、光源1からの白
色光をレンズアレイ2、4およびレンズ5で集光し、ダ
イクロイックミラー71および72で赤、緑および青の三色
に分離し、偏光ビームスプリッタ(PBS)74R、74G
および74Bで各色光のs偏光成分をそれぞれ分離し、
赤、緑および青色用の反射型液晶板10R′、10Gおよび
10Bにそれぞれ入射し、各反射型液晶板で変調し反射出
力される各色のp偏光の映像光をクロスダイクロイック
プリズム75で合成し、投写レンズ12でスクリーンに投写
するもので、このように比較的高価なクロスダイクロイ
ックプリズムを必要とする他、赤、緑および青の各色光
に分離された後の各光路に反射型液晶板を干渉しないよ
うにレイアウトしなければならないため、筐体の容積が
大きくなるという問題があった。
に鑑み、フィルタを用いることによりダイクロイックミ
ラーの数を減らし、狭帯域特性のPBSを用いることに
より色分離性能を持たせ、あるいは狭帯域特性を有する
1/2相差板を用いる等により、装置の小型化および部
品点数の削減を図ることを目的とする。
め、本発明の液晶プロジェクタ装置においては、白色光
を出力する光源と、光源よりの緑光を反射し赤光および
青光を透過する第1ダイクロイックミラーと、第1ダイ
クロイックミラーよりの緑光のs偏光成分を反射する第
1PBSと、第1PBSよりの緑光を入射し、変調・反
射し第1PBSを透過して出力する緑色用反射型液晶板
と、前記第1ダイクロイックミラーよりの赤光および青
光のs偏光成分を反射しp偏光成分を透過する第2PB
Sと、第2PBSよりのs偏光成分を青光透過フィルタ
を介して入射し、変調・反射し第2PBSを透過して出
力する青色用反射型液晶板と、前記第2PBSよりのp
偏光成分を赤光透過フィルタを介して入射し、変調・反
射し第2PBSで反射して出力する赤色用反射型液晶板
と、前記第1PBSよりの緑色の映像光を透過すると共
に第2PBSよりの青色および赤色の映像光を反射する
第1ダイクロイックプリズムと、第1ダイクロイックプ
リズムよりの映像光をスクリーンに投写する投写レンズ
とから構成する。
分を分離する第3PBSを設け、第3PBSよりの光を
前記緑色用反射型液晶板に入射し、変調・反射し第3P
BSを透過して出力するようにしてもよい。
BSと、青色領域のs偏光成分を透過し、赤色領域のs
偏光成分を偏波面を90°回転してp偏光成分に変換する
第1・1/2位相差板とを介挿し、第2PBSで反射さ
れたs偏光成分(青光)を青色用反射型液晶板に直接入
射し、第2PBSを透過したp偏光成分(赤光)を赤色
用反射型液晶板に直接入射し、青色用および赤色用のフ
ィルタを用いないようにしてもよい。
揃える第4PBSを設け、第4PBSよりの光を前記第
1ダイクロイックミラーに入射するようにし、第1ダイ
クロイックミラーよりの光を前記第1・1/2位相差板
を介し第2PBSに入射し、第2PBSでs偏光成分
(青光)を反射しp偏光成分(赤光)を透過するように
し、第2PBSよりのs偏光成分を青色用反射型液晶板
に入射し、変調・反射し第2PBSを透過して出力し、
第2PBSよりのp偏光成分を赤色用反射型液晶板に入
射し、変調・反射し第2PBSで反射して出力するよう
にしてもよい。
し赤光および青光を反射する第2ダイクロイックミラー
を設け、第2ダイクロイックミラーよりの緑光を前記第
1PBSを介して緑色用反射型液晶板に入射し、青光お
よび赤光を前記第1・1/2位相差板に入射するように
してもよい。
域の光を偏波面を90°回転する第2・1/2波長板を配
設し、第2PBSよりのp偏光成分をs偏光に変換する
ことにより、赤色用反射型液晶板に青色用、緑色用と同
じs偏光入射型を用いるようにできる。
に揃えて出力する第5PBSを設け、第1・1/2位相
差板を設けて第5PBSよりの赤色領域のp偏光成分を
偏波面を90°回転してs偏光成分に変換し、青色領域お
よび緑色領域のp偏光成分を透過し、第6PBSを設け
て第1・1/2位相差板よりのs偏光成分(赤光)を反
射し、p偏光成分(青光および緑光)を透過させ、第2
ダイクロイックプリズムを設けて第6PBSよりのp偏
光成分の青光を透過し、緑光を反射させ、第6PBSよ
りのs偏光成分を赤色用反射型液晶板に入射し、第2ダ
イクロイックプリズムよりの青光を青色用反射型液晶板
に、緑光を緑色用反射型液晶板にそれぞれ入射し、各反
射型液晶板で変調・反射された映像光を第6PBSを介
し投写レンズでスクリーンに投写するようにしてもよ
い。
・1/2波長板を配設し、第6PBSよりのs偏光成分
をp偏光に変換することにより、赤色用反射型液晶板に
青色用、緑色用と同じp偏光入射型を用いるようにでき
る。
き図面を参照して説明する。図1、図2、図4、図7お
よび図9はそれぞれ本発明による液晶プロジェクタ装置
の実施例の要部構成図、図6および図8は部分構成図で
ある。
等を用いた白色光を発光する光源、2および4はレンズ
アレイ、3は全反射ミラー、5は集光レンズ、6は緑光
を反射し赤光および青光を透過する第1ダイクロイック
ミラー、7および8は第1PBSおよび第2PBSで、
図3(イ)に示す広帯域特性を持つもので、入射光の全
波長範囲(赤から青まで)のs偏光成分を反射しp偏光
成分を透過する。9Rは赤光を透過する赤光透過フィル
タ、9Bは青光を透過する青光透過フィルタ、10Gはs偏
光入射型の緑色用、10Bはs偏光入射型の青色用、10R
はp偏光入射型の赤色用の反射型液晶板、11は緑光を透
過し青光および赤光を反射する第1ダイクロイックプリ
ズム、12は投写レンズである。
ラー3を挟む二組のレンズアレイ2、4および集光レン
ズ5で集光され、第1ダイクロイックミラー6に入射
し、緑光を反射し、青光および赤光を透過する。緑光は
第1PBS7に入射し、s偏光成分を反射し、緑色用反
射型液晶板10Gに入射し、緑色映像信号で変調した映像
光を反射出力する。この映像光はp偏光であるから第1
PBS7を透過し、第1ダイクロイックプリズム11を透
過する。第1ダイクロイックミラー6を透過した青光お
よび赤光は第2PBS8に入射し、s偏光成分を反射し
p偏光成分を透過する。このs偏光成分は青色透過用フ
ィルタ9Bを通った青色光のみが青色用反射型液晶板10B
に入射し、青色映像信号で変調した映像光を反射出力す
る。この映像光はp偏光であるから第2PBS8を透過
し、第1ダイクロイックプリズム11で反射される。また
第2PBS8よりのp偏光成分は赤色透過用フィルタを
通った赤色光のみが赤色用反射型液晶板10Rに入射し、
赤色映像信号で変調した映像光を反射出力する。この映
像光はs偏光であるから第2PBS8で反射され、第1
ダイクロイックプリズム11で反射され、緑および青の映
像光と共に投写レンズ12によりスクリーンに投写され
る。このように、一つの光路で青色および赤色を処理す
るので光路が一つ不要となり、装置を小型にでき、か
つ、クロスダイクロイックプリズムを用いず(ダイクロ
イックプリズムを用いる)、ダイクロイックミラーも一
枚で済むのでコストを低減することができる。
である。22は第3PBSで、図3(ロ)に示す狭帯域特
性のもので、入射光の緑色領域のs偏光成分を反射し全
帯域のp偏光成分を透過する。その他の符号は図1と同
じであるので説明を省く。二組のレンズアレイ2、4お
よび集光レンズ5で集光された白色光は第3PBS22に
入射し、緑色領域のs偏光成分を反射し、緑色用反射型
液晶板10Gに入射し、変調し反射された緑色の映像光
(p偏光)は第3PBS22を透過し、第1ダイクロイッ
クプリズム11を透過する。光源よりの緑色のs偏光成分
以外の光は第3PBS22を透過し、第2PBS8に入射
する。以降の動作は図1の場合と同じである。このよう
に、狭帯域特性の第3PBSを用いることにより第3P
BSを透過した光を他の色用に使用でき、ダイクロイッ
クミラーが不要となり、装置の小型化が可能となる。
光成分に揃えて出力する第4PBSで、レンズアレイ4
と組合されて機能する。32は図5(ロ)に示す狭帯域特
性の第1・1/2位相差板で、赤色領域の偏波面を90°
回転し、s偏光をp偏光に変換する。青色領域のs偏光
成分は透過する。その他の符号は図1と同じであるので
説明を省く。第4PBS31でs偏光成分に揃えた白色光
をダイクロイックミラー6に入射し、緑光を反射し、青
光および赤光を透過する。反射された緑光(s偏光成
分)は第1PBS7に入射し、反射され、緑色用反射型
液晶板10Gに入射し、他方、ダイクロイックミラー6を
透過した光は第1・1/2位相差板32に入射し、青色領
域の光はs偏光のまま透過し、赤色領域の光はp偏光成
分に変換され、青色領域の光と共に第2PBS8に入射
する。第2PBS8はs偏光成分を反射して青色用反射
型液晶板10Bに入射し、p偏光成分を透過し、赤色用反
射型液晶板10Rに入射する。s偏光成分は青色領域の光
であるから青色透過フィルタは不要であり、p偏光成分
は赤色領域の光であるから赤色透過フィルタは不要であ
る。その他の動作は図1の場合と同じである。このよう
に、光源光の偏波面を第4PBSで揃えるので、光源の
利用率が上がり、投写画像の照度が向上する。
入射し、緑色領域のs偏光成分を反射し、緑色用反射型
液晶板10Gに入射し、他方、第3PBS22を透過した緑
色領域以外のs偏光成分および全領域のp偏光成分を第
4PBSに入射し、s偏光成分に揃え、第1・1/2位
相差板32に入射するもので、以降の動作は図4の場合と
同じである。なお、以上の各実施例において光源1から
各反射型液晶板までの距離に差がある場合はリレーレン
ズ(図示省略)を用いて距離の差を補正し、入射条件が
同等になるようにする。
射する第2ダイクロイックミラー41を用いるもので、そ
の他は図4と同じであるが、これにより、光源1の位置
が図2あるいは図6(光源1を図示省略)と逆になり、
投写レンズ12を左端に配置することができる。また、光
源1から各反射型液晶板までの距離が等しくなるので補
正のためのリレーレンズが不要になる。
1/2位相差板51を介挿するもので、この1/2位相差
板は図5(イ)に示すように青〜赤の全帯域で偏波面が
同一に回転する(p偏光→s偏光、またはその逆)特性
を有し、この第2・1/2位相差板51の介挿により第2
PBS8からのp偏光成分はs偏光成分に変換されるの
で、s偏光入射型の赤色用反射型液晶板10R′を用いる
ことができ、他の色用との共通化が可能となる。なお、
図8(イ)は図1および図2に適用する場合を示し、図
8(ロ)は図4、図6および図7に適用する場合を示
す。
p偏光成分に揃え、全反射ミラー62を介して第1・1/
2位相差板32に入射し、赤色領域の偏波面を90°回転
し、s偏光に変換し、他の色の領域は偏波面を回転せ
ず、p偏光のまま透過させる。第1・1/2位相差板32
からの光は第6PBS63に入射し、s偏光成分(赤光)
を反射し、赤色用反射型液晶板10R′に入射し、p偏光
成分(青光および緑光)は透過し、第2ダイクロイック
プリズム64に入射する。第2ダイクロイックプリズム64
は青光を透過し、青色用反射型液晶板10Bに入射し、緑
光は第2ダイクロイックプリズム64で反射され、緑色用
反射型液晶板10Rに入射する。各反射型液晶板で変調・
反射された映像光は第2ダイクロイックプリズム64およ
び第6PBS63により合成され、投写レンズ12によりス
クリーンに投写される。なおガラスプリズム65は単に光
を透過するもので、投写レンズ12からのバックフォーカ
ス位置を他の色と合わせるためのものである。この構成
によりPBSを一つ減らすことができる。なお、上記で
は、赤色用反射型液晶板10R′のみがs偏光入力型とな
るので、この前に第2・1/2位相差板を配設し、他の
色用と同じp偏光入力型を使用するようにしてもよい。
置例について説明したが、赤、緑、青の各反射型液晶板
を相互に入替えても実施できることは言うまでもない。
この場合、各色の反射型液晶板の配置に応じてダイクロ
イックミラー、ダイクロイックプリズム、フィルタ、狭
帯域PBSあるいは狭帯域1/2位相差板を適宜の特性
のものに置き換えるようにする。
晶プロジェクタ装置によれば、フィルタを用い、あるい
は狭帯域特性のPBSを用いて色分離性能を持たせ、ダ
イクロイックミラーの数を減らし、あるいは狭帯域特性
を有する1/2相差板を用いる等によりPBSの数を減
らすもので、部品点数が減り、装置を小型化し、コスト
を低減することが可能となる。
の要部構成図である。
例の要部構成図である。
性の説明図である。
例の要部構成図である。
る。
例の部分構成図である。
例の要部構成図である。
例の部分構成図である。
例の要部構成図である。
成図である。
入射し、s偏光成分に揃え、第3PBS22に入射し、緑
色領域のs偏光成分を反射し、緑色用反射型液晶板10G
に入射し、他方、第3PBS22を透過した緑色領域以外
のs偏光成分を第1・1/2位相差板32に入射するもの
で、以降の動作は図4の場合と同じである。なお、以上
の各実施例において光源1から各反射型液晶板までの距
離に差がある場合はリレーレンズ(図示省略)を用いて
距離の差を補正し、入射条件が同等になるようにする。
射してS偏光成分に揃える」という作用につき説明す
る。第4PBS31は、45度に傾斜した平行四辺形に形
成された小さなPBSのブロックが積もって構成されて
いる。この第4PBS31に入射した光線は、上記ブロッ
クの傾斜した境界面(膜)でP偏光成分は透過、S偏光
成分は反射される。S偏光成分は再度、上記ブロックの
境界面(膜)で反射され、S偏光成分が第4PBS31を
透過する。一方、P偏光成分は、第4PBS31の表面に
貼られた1/2位相差板に入射する。その際、P偏光成
分はS偏光成分に偏光面が変化する。これによって、第
4PBS31を透過する光線はすべてS偏光成分に揃えら
れる。また、以上のことは、1/2位相差板を貼るブロ
ックの位置を変えることにより、P偏光成分に揃えるこ
とも可能である。なお、上記各実施例ではそれぞれ一つ
の配置例について説明したが、赤、緑、青の各反射型液
晶板を相互に入替えても実施できることは言うまでもな
い。この場合、各色の反射型液晶板の配置に応じてダイ
クロイックミラー、ダイクロイックプリズム、フィル
タ、狭帯域PBSあるいは狭帯域1/2位相差板を適宜
の特性のものに置き換えるようにする。
Claims (8)
- 【請求項1】 白色光を出力する光源と、光源よりの緑
光を反射し赤光および青光を透過する第1ダイクロイッ
クミラーと、第1ダイクロイックミラーよりの緑光のs
偏光成分を反射する第1偏光ビームスプリッタと、第1
偏光ビームスプリッタよりの緑光を入射し、変調・反射
し第1偏光ビームスプリッタを透過して出力する緑色用
反射型液晶板と、前記第1ダイクロイックミラーよりの
赤光および青光のs偏光成分を反射しp偏光成分を透過
する第2偏光ビームスプリッタと、第2偏光ビームスプ
リッタよりのs偏光成分を青光透過フィルタを介して入
射し、変調・反射し第2偏光ビームスプリッタを透過し
て出力する青色用反射型液晶板と、前記第2偏光ビーム
スプリッタよりのp偏光成分を赤光透過フィルタを介し
て入射し、変調・反射し第2偏光ビームスプリッタで反
射して出力する赤色用反射型液晶板と、前記第1偏光ビ
ームスプリッタよりの緑色の映像光を透過すると共に第
2偏光ビームスプリッタよりの青色および赤色の映像光
を反射する第1ダイクロイックプリズムと、第1ダイク
ロイックプリズムよりの映像光をスクリーンに投写する
投写レンズとからなる液晶プロジェクタ装置。 - 【請求項2】 白色光を出力する光源と、光源よりの緑
色領域のs偏光成分を分離する第3偏光ビームスプリッ
タと、第3偏光ビームスプリッタよりの光を入射し、変
調・反射し第3偏光ビームスプリッタを透過して出力す
る緑色用反射型液晶板と、第3偏光ビームスプリッタを
透過した光のs偏光成分を反射しp偏光成分を透過する
第2偏光ビームスプリッタと、第2偏光ビームスプリッ
タよりのs偏光成分を青光透過フィルタを介して入射
し、変調・反射し第2偏光ビームスプリッタを透過して
出力する青色用反射型液晶板と、前記第2偏光ビームス
プリッタよりのp偏光成分を赤光透過フィルタを介して
入射し、変調・反射し第2偏光ビームスプリッタで反射
して出力する赤色用反射型液晶板と、前記第3偏光ビー
ムスプリッタよりの緑色の映像光を透過すると共に第2
偏光ビームスプリッタよりの青色および赤色の映像光を
反射する第1ダイクロイックプリズムと、第1ダイクロ
イックプリズムよりの映像光をスクリーンに投写する投
写レンズとからなる液晶プロジェクタ装置。 - 【請求項3】 前記第2偏光ビームスプリッタの前段に
前記第4偏光ビームスプリッタと、偏光ビームスプリッ
タよりの青色領域のs偏光成分を透過し、赤色領域のs
偏光成分を偏波面を90°回転してp偏光成分に変換する
第1・1/2位相差板とを介挿し、第2偏光ビームスプ
リッタで反射されたs偏光成分(青光)を前記青色用反
射型液晶板に直接入射し、第2偏光ビームスプリッタを
透過したp偏光成分(赤光)を前記赤色用反射型液晶板
に直接入射するようにした請求項2記載の液晶プロジェ
クタ装置。 - 【請求項4】 白色光を出力する光源と、光源よりの光
をs偏光成分に揃えて出力する第4偏光ビームスプリッ
タと、第4偏光ビームスプリッタよりの緑光を反射し赤
光および青光を透過する第1ダイクロイックミラーと、
第1ダイクロイックミラーよりの緑光のs偏光成分を反
射する第1偏光ビームスプリッタと、第1偏光ビームス
プリッタよりの光を入射し、変調・反射し第1偏光ビー
ムスプリッタを透過して出力する緑色用反射型液晶板
と、前記第1ダイクロイックミラーよりの青色領域のs
偏光成分を透過し、赤色領域のs偏光成分を偏波面を90
°回転してp偏光成分に変換する第1・1/2位相差板
と、第1・1/2位相差板よりのs偏光成分(青光)を
反射しp偏光成分(赤光)を透過する第2偏光ビームス
プリッタと、第2偏光ビームスプリッタよりのs偏光成
分を入射し、変調・反射し第2偏光ビームスプリッタを
透過して出力する青色用反射型液晶板と、前記第2偏光
ビームスプリッタよりのp偏光成分を入射し、変調・反
射し第2偏光ビームスプリッタで反射して出力する赤色
用反射型液晶板と、前記第1偏光ビームスプリッタより
の緑色の映像光を透過すると共に第2偏光ビームスプリ
ッタよりの青色および赤色の映像光を反射する第1ダイ
クロイックプリズムと、第1ダイクロイックプリズムよ
りの映像光をスクリーンに投写する投写レンズとからな
る液晶プロジェクタ装置。 - 【請求項5】 白色光を出力する光源と、光源よりの光
をs偏光成分に揃えて出力する第4偏光ビームスプリッ
タと、第4偏光ビームスプリッタよりの緑光を透過し赤
光および青光を反射する第2ダイクロイックミラーと、
第2ダイクロイックミラーよりの緑光のs偏光成分を反
射する第1偏光ビームスプリッタと、第1偏光ビームス
プリッタよりの光を入射し、変調・反射し第1偏光ビー
ムスプリッタを透過して出力する緑色用反射型液晶板
と、前記第2ダイクロイックミラーよりの青色領域のs
偏光成分を透過し、赤色領域のs偏光成分を偏波面を90
°回転してp偏光成分に変換する第1・1/2位相差板
と、第1・1/2位相差板よりのs偏光成分(青光)を
反射しp偏光成分(赤光)を透過する第2偏光ビームス
プリッタと、第2偏光ビームスプリッタよりのs偏光成
分を入射し、変調・反射し第2偏光ビームスプリッタを
透過して出力する青色用反射型液晶板と、前記第2偏光
ビームスプリッタよりのp偏光成分を入射し、変調・反
射し第2偏光ビームスプリッタで反射して出力する赤色
用反射型液晶板と、前記第1偏光ビームスプリッタより
の緑色の映像光を透過すると共に第2偏光ビームスプリ
ッタよりの青色および赤色の映像光を反射する第1ダイ
クロイックプリズムと、第1ダイクロイックプリズムよ
りの映像光をスクリーンに投写する投写レンズとからな
る液晶プロジェクタ装置。 - 【請求項6】 前記赤色用反射型液晶板の前に全波長領
域の光を偏波面を90°回転する第2・1/2波長板を配
設し、前記第2偏光ビームスプリッタよりのp偏光成分
をs偏光に変換し、赤色用反射型液晶板に入射し変調・
反射して出力するようにした請求項1、2、3、4また
は5記載の液晶プロジェクタ装置。 - 【請求項7】 白色光を出力する光源と、光源よりの光
をp偏光成分に揃えて出力する第5偏光ビームスプリッ
タと、第5偏光ビームスプリッタよりの赤色領域のp偏
光成分を偏波面を90°回転してs偏光成分に変換し、青
色領域および緑色領域のp偏光成分を透過する第1・1
/2位相差板と、第1・1/2位相差板よりのs偏光成
分(赤光)を反射し、p偏光成分(青光および緑光)を
透過する第6偏光ビームスプリッタと、第6偏光ビーム
スプリッタよりのs偏光成分を入射し、変調・反射し第
6偏光ビームスプリッタを透過して出力する赤色用反射
型液晶板と、前記第6偏光ビームスプリッタよりのp偏
光成分の青光を透過し緑光を反射する第2ダイクロイッ
クプリズムと、第2ダイクロイックプリズムよりの青光
を入射し、変調・反射し、第2ダイクロイックプリズム
を透過し前記第6偏光ビームスプリッタで反射して出力
する青色用反射型液晶板と、第2ダイクロイックプリズ
ムよりの緑光を入射し、変調・反射し、第2ダイクロイ
ックプリズムおよび前記第6偏光ビームスプリッタで反
射して出力する緑色用反射型液晶板と、第6偏光ビーム
スプリッタよりの映像光をスクリーンに投写する投写レ
ンズとからなる液晶プロジェクタ装置。 - 【請求項8】 前記赤色用反射型液晶板の前に全波長領
域の光を偏波面を90°回転する第2・1/2波長板を配
設し、前記第2ダイクロイックプリズムよりのs偏光成
分をp偏光に変換し、赤色用反射型液晶板に入射し、変
調・反射し出力するようにした請求項7記載の液晶プロ
ジェクタ装置。
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