JPS63196192A - カラ−画像投影装置 - 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〉 開示技術はテレビのカラー画像をコンパクトでハンディ
−な携帯可能な装置により投影する技術分野に属する。

く要旨の概要〉 而して、この出願の発明はハロゲンランプ等の光源寄り
にコンデンサレンズを設置し、スクリーン側に投影レン
ズを設置し、両者の間に複数枚のダイクロイックミラー
、及び、色別の画像を形成する液晶パネルが介装されて
いるカラー画像投影装置に関する発明であり、特に、光
源側に青（Ｂ）用と赤（Ｒ）用の２枚のダイクロイック
ミラーを互いに交叉して設け、該第１段のダイクロイッ
クミラーの背部に第２段の青（Ｂ）用と赤（Ｒ）用のダ
イクロイックミラーを同様に交叉して設け、或は、第２
段のダイクロイックミラーに代えて互いに交叉する反射
面を有する方形プリズムを設け、第１段のダイクロイッ
クミラーの両側と第２段のダイクロイックミラー、或は
、方形プリズムの両側に相対向して青（Ｂ）と赤（Ｒ）
の全反射ミラーを各々一対設け、又、少くとも１つの液
晶パネルに色フィルタを付設して装置の光路を短く光の
有効利用を図ることが出来るようにしたカラー画像投影
装置に係る発明である。

〈従来技術〉 周知の如く、産業用、民生用を問わず、情報量の増大に
伴う情報処理装置は各欅の技術開発により目覚ましい発
達がなされてきており、各要素のマイクロ化と装置の巨
大化が両側面において止まるところ知らず、発達されて
きつつある。

このうち、感覚器官の内で最も情報摂取能力に優れてい
る視覚が関与するテレビ技術は情報処理の最先端を行く
ようになってきており、ブラウン管方式の限界化に対し
て液晶パネル技術に伴う液晶テレビの開発は益々隆盛に
なってきている。

而して、ブラウン管テレビに比し、液晶テレビは液晶パ
ネルのマイクロ化に伴う画像形成装置か一方において直
視型のスクリーン狭小の制約から液晶パネルの光透過性
を利用したスクリーン拡大投影タイプの画像投影装置の
開発が盛んである。

而して、上述の如く、液晶パネルのマイクロ化に伴う装
置のコンパクト化が図られるプロセスにおいて、青く以
下Ｂと略称）、赤く以下Ｒと略称）、及び、緑（以下Ｇ
と略称）の三原色の原画像の各々を独立に形成して光透
過を用い、投影により１つの光軸に集光してスクリーン
上に投影する技術が、例えば、実公昭５３−１４０９１
号公報考案や特開昭５７−５４８８号公報発明等に見ら
れるように開発されてきてはいる。

しかしながら、これらの技術は原画像がブラウン管によ
って形成されるために、装置のコンパクト化が出来得な
いという問題があった。

〈発明が解決しようとする問題点〉 又、前述した如く、液晶パネルのマイクロ化に伴う投影
装置の全体のコンパクト化は単にケーシングの小型化や
携帯や格納に便利なハンディ−なサイズにするはかりで
なく、装置内部における光路の短縮や光源から投影まで
の距離の短縮化により拡大率の増大を図ることによって
比較的短い距離に設置する、或は、設置されたスクリー
ンに対して投影装置を近接させても充分に鑑賞に耐え得
るものでなくてはならないが、光路短縮と共にこれらの
要望に答えるだけの技術が開発されておらず、実用化さ
れ得るハンディ−なカラー画像投影装置に対する要望が
極めて強くなってきた。

〈発明の目的〉 この出願の発明の目的は上述従来技術に基づく液晶パネ
ルの光透過の性質を利用した画像投影の問題点を解決す
べき技術的課題とし、液晶パネルの物理的性質を巧みに
利用し、これに併せてダイクロイックミラーの選択的機
能を併せて両者共同作用により光路の短縮化を図り、装
置のコンパクト化、ハンディ−化が図るようにしながら
拡大率を向上させ、光の有効利用を図り、画像の明るさ
をも増大させることが出来るようにして情報産業におけ
る画像形成技術利用分野に益する優れたカラー画像投影
装置を提供せんとするものである。

く問題点を解決するための手段・作用〉上）小目的に沿
い先述特許請求の範囲を要旨とするこの出願の発明の構
成は前述問題点を解決するために、液晶パネルに形成さ
れたテレビ画像をコンパクトでハンディ−な画像投影装
置により苓外等の所定のスクリーン上に簡易に投影する
に際し、投影装置のケーシング内に設けたハロゲンラン
プ等の光源を点灯し、その白色光をコンデンサレンズに
より集光し、第１段の互いに交叉する第１段のＢ用のダ
イクロイックミラーとＲ用のダイクロイックミラーとに
より日光とＲ光とを分離し、Ｇ光は直進させ、分光され
た日光とＲ光はダイクロイックミラーの両側に設置され
た全反射ミラーにより一旦反射され、更に、該全反射ミ
ラーの各々に対向して設けられた各全反射ミラーにより
反射され、而して、第１段のダイクロイックミラーの後
部に設けられたＧ用の色フィルタ、及び、液晶パネルと
、両側にて二度反射した後入射するＢとＲの光は各々Ｂ
用の液晶パネルとＲ用の液晶パネルを透過し、各々Ｇ、
Ｂ、Ｒの画像情報を有した光は第２段のＢ用とＲ用の交
叉する各ダイクロイックミラーに於いてＧは直進透過し
、ＢとＲの光は反射して一軸に集光され、この間、各液
晶パネルを透過する光はフレネルレンズ等の集光レンズ
により集光され、投影レンズにより直接、或は、全反射
ミラーを介しスクリーン上に投影され、その際、該スク
リーンには偏光パネルが外面に張設され、裏面は乱反射
面等にされて外光の明るい条件の基でも鮮明に投影され
たカラー画像が鑑賞され得るようにされ、而して、上述
第２段のダイクロイックミラーを透過、反射する各色の
光については第２段のダイクロイックミラーに代えて交
叉する反射面を有する方形プリズムにし、色づれヤむら
のない鮮明な画像が宵られるようにした技術的手段を講
じたものである。

〈実施例−構成〉 次に、この出願の発明の実施例を図面に基づいて説明す
れば以下の通りでめる。

図示態様は略方形の所謂弁当箱型のコンパクトでハンデ
ィなタイプのものであり、第１〜７図に示す実施例にお
いて、１はこの出願の発明の要旨を成すカラー画像投影
装置であり、その略方形のケーシング２の下部のケーシ
ング本体３内には機構部のほとんどが収納されており、
折りたたみ式の一対の蓋４の内面には全反射ミラー５が
添接され、他方の蓋６の外面には偏光板７が、又、内側
には乱反射面８を有する透過型スクリーン９が添接され
て野外等の明るい部位においても拡大投影されたカラー
画像を直視することが出来るものである。

而して、ケーシング本体３内部に於いては基部両側に液
晶テレビの電子駆動装置１０とバッテリー装置１１等が
設けられ、両者の間には反射ミラー１２を有する光源と
してのハロゲンランプ１３が設けられでおり、図上右方
向の前部にはコンデンサレンズ１４が設けられ、更に、
その前部には互いに交叉するＢ用のダイクロイックミラ
ー１５とＲ用のダイクロイックミラー１６とが第１段の
ダイクロイックミラーとして設けられている。

尚、第１段の一対のダイクロイックミラーとしてＢ用の
ダイクロイックミラー１５とＲ用のダイクロイックミラ
ー１６を設けたのは第４．５．６図に示す様に波長λを
とると、Ｒ用のダイクロイックミラーの反射面のコーテ
ィングの蒸着は波長の下限のみであり、又、Ｂ用のダイ
クロイックミラーについては波長の上限のみが決められ
ているのに対しＧ用のダイクロイックミラーにおいては
上限と下限があるために、製作のし難さ、したがって、
コスト的に不利となり、そのため、Ｒ用とＢ用のダイク
ロイックミラーを得ることが製作上、又、コスト的にも
利点があるからである。

そして、第１段のダイクロイックミラー１５．１６の前
部にはＧ用の色フィルタ１７を設置し、フレネルレンズ
１８を設けたＧ用の液晶パネル１９を設置する。

そして、咳液晶パネル１９の前部には前述第１段のダイ
クロイックミラー１５．１６に対応させて同側に第２段
のＢ用のダイクロイックミラー２１とＲ用のダイクロイ
ックミラー２０をそれぞれ互いに交叉して配設し、各々
入射側にフレネルレンズ２２．２３を配設したＢ用の液
晶パネル２４とＲの液晶パネル２５が配設されている。

そして、第１段と第２段のダイクロイックミラーの両側
部に於いては互いに内側で反射するように一対の全反射
ミラー２６．２７．２８．２９が設けられている。

そして、第２段のダイクロイックミラーの前部には投影
レンズ３０が設けられている。

尚、第１．３図の態様においてはケーシング本体３内部
の投影レンズ３０の位置姿勢によっては第３図に示す様
に、第２段のダイクロイックミラーと投影レンズ３０と
の間に全反射ミラー３１を介装させても良い。

而して、該投影レンズ３０、全反射ミラー３１、第２段
のダイクロイックミラー２０．２１の交叉部、及び、第
１段のダイクロイックミラー１５．１６の交叉部、及び
、コンデンサレンズ１４の光軸は一致しており、第１図
に示す様に、当該光軸に対して全ての機構は面対称に設
けられ、第１段のダイクロイックミラーによるＢ光とＲ
光の分離、及び、Ｇ光の直進、そして、第２段目のダイ
クロイックミラーによるＢ光とＲ光の入射、及び、直進
Ｇ光の集光がなされるようにされている。

尚、Ｇの液晶パネル１９にはＧ用の色フィルタ１７が添
接されて゛いるのは第７図に示す様に、Ｇの波長の両側
にあってはＢとＲが除去された光が入射するが、１００
％Ｇのみではなく、ＢとＲに近い色の光が透過するため
に、Ｇの色合いのみを透過させるべく設けであるもので
ある。

又、ＲどＢの光は第１段と第２段のダイクロイックミラ
ーによる２度の反射のためフィルタリングされて波長の
バンド幅が狭くなり、そのため色度がシャープになるが
、Ｇの光は直進光でバンド幅が狭くならないためである
。

そして、これらの光路については第１図の直線に記す通
りでおる。

尚、各液晶パネル１９．２４．２５は各々Ｇ、Ｂ、Ｒの
みの画像を形成するために、各画素の配列は緻密にされ
、一般のカラー液晶パネルの３倍の集積度を有するもの
である。

〈実施例−作用〉 上述構成において、例えば、野外等にてテレビ画像を鑑
賞するに際しては一対の蓋４．６を一定角度に開き、バ
ッテリー装置１１のスイッチを入れて電子駆動装置１０
を作動させることにより、各Ｇ、Ｂ、Ｒの液晶パネル１
９．２４．２５には各々Ｇ、Ｂ。

Ｒのテレビ画像が形成され、光源のハロゲンランプ１３
が点灯されると、白色光はコンデンサレンズ１４を通り
、第１段のダイクロイックミラーに入射されて交叉する
Ｒのダイクロイックミラー１５、Ｂのダイクロイックミ
ラー１６によりＲの光と８の光のほとんどが反射されて
Ｇの光は透過し、Ｇ用の色フィルタ１７を通過して直進
する。

そして、両側に反射されたＲの光とＢの光は仝反射ミラ
ー２６．２８により反射され、更に、互いに相対向する
後段の全反射ミラー２７．２９により、再び反射され、
これらのＧ、Ｂ、Ｒの光はフレネルレンズ１８．２２．
２３を透過し、更に、Ｇ液晶パネル１９、Ｂ液晶パネル
２４、Ｒ液晶パネル２５を透過して各々それらのＧ、Ｂ
、Ｒの液晶パネルに形成された画像情報を得て、第２段
のダイクロイックミラーに入射する。

而して、第２段のダイクロイックミラーに於いてはＧは
第１段のダイクロイックミラー同様に透過し、Ｂの光は
Ｂ用のダイクロイックミラー２１により、Ｒの光はＲ用
のダイクロイックミラー２０により反射して１つの光軸
に集光され、第１図に於いては投影レンズ３０により第
３図の態様においては一旦全反射ミラー３１による反射
を得た後、投影レンズ３０を通過し、蓋４の全反射ミラ
ー５により反射されて他の蓋６のスクリーン９に入り、
その液晶パネル７を透過して視認され、この際、外乱光
は乱反射面８によりほとんど反射されないために、Ｇ、
Ｂ、Ｒの光情報の入り交じったカラー画像がスクリーン
上に投影されて鑑賞されることが出来る。

そして、鑑賞終了後はスイッチを切り、蓋４．６をケー
シング本体３に折りたたむことにより、弁当箱型にコン
パクトなハンディ−なケースにされて所定に持ち運ばれ
る。

而して、当該実施例において、−軸に集光する第２段の
ダイクロイックミラー２０．２１に於いては第９図に示
す様に、各ダイクロイックミラーに厚みがあるために、
その交叉部にてＲ側ではａの死角が形成され、Ｂ側では
ｂの死角が形成され、したがって、全体的にはＣの死角
が形成され、スクリーン上にも形成され、鑑賞にざしさ
れる場合が出るおそれがある。

そこで、これに対処するに第８図に示す実施例の様に、
第１図に示す実施例の第２段のダイクロイックミラーの
代わりに当該第８図に示す様に、互いに交叉する反射面
３２．３２を有する方形プリズム３３を設置することに
より、上述実施例同様にＧ用の液晶パネル１９、Ｂ用の
液晶パネル２４、Ｒ用の液晶パネル２５から各々の形成
画像情報を有する光が方形プリズム３３に入射すると、
Ｇの光は直進して透過し、Ｂの光、及び、Ｒの光は各々
反射面３２から反射して光軸に集光されて投影レンズ３
０に入射され、この場合、方形プリズム３３の各反射面
３２は厚みがないために、第９図に示した様な死角が形
成されず、したがって、投影される画像上にも当該死角
による線は現れず、スクリーン上にはひずみやゆがみの
ない、又、見難い線等の現れない鮮明なカラー画像を形
成させて視認することが出来る。

尚、この出願の発明の実施態様は上述各実施例に限るも
のでないことは勿論であり、例えば、Ｇ用の液晶パネル
をカラー画像形成用ではなく、モノクローム画像形成用
にすることにより、第１段のダイクロイックミラーのＲ
用とＢ用のダイクロイックミラーにしてＧの光を分離透
過させてモノクローム画像投影にすることが出来る等種
々の態様が採用可能である。

又、適用対象は放送によるテレビ画像の拡大投影のみな
らず、ビデオテレビの拡大投影に対しても適用可能であ
り、スクリーンは直視型、或は、反射型に用いることは
勿論のことであり、当業者にとり単なる設計変更の対象
にすぎないものである。

く発明の効果〉 以上、この出願の発明によれば、基本的にカラー画像投
影装置において光源の前方に第１段の２枚のダイクロイ
ックミラーを交叉して設け６、更に、その前方にも第２
段の２枚のダイクロイックミラーを設けたことにより、
光源から投影レンズまでの光路を短縮することが出来、
光の拡散を押え、光の有効利用が出来るという優れた効
果が奏される。

又、液晶パネルと投影レンズとの間の距離をも短くする
ことが出来るために、拡大率を大ぎくすることが出来、
ハンディ−でコンパクトな携帯用等の投影装置であって
も比較的短い距離のスクリーンに対しても大ぎな画像投
影を行うことが出来るという優れた効果が奏される。

したがって、在来態様に比し、スクリーン上に投影され
たカラー画像は明るく鮮明であるという効果も奏される
。

特に、一対のダイクロイックミラーをＢとＲのダイクロ
イックミラーとすることに反射面のコーティングの蒸着
がＧはとは厳しくなく、したがって、結果的にダイクロ
イックミラーの製造が容易で低コストであるようにする
ことが出来るという効果も奏される。

更に、直進光（Ｇ）には色フィルタを入れることにより
、鮮明なカラー画像が再生出来る。

而して、反射、透過された第２段のダイクロイックミラ
ーの３つのカラー画像情報を有する色画像を一軸の光軸
に集光するに互いに交叉する反射面を有する方形プリズ
ムを用いることにより、各反射面の交叉部に反射光の死
角が生ずることはない。

したがって、スクリーン上に投影される画像に当該死角
に基づく線等が現れず、そのため、拡大されて投影され
た画像が見難い等ということがなく、鮮明で均一な画像
の鑑賞が行え得るという優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

図面はこの出願の発明の詳細な説明図であり、第１図は
全体概略平面模式図、第２図は全体概略斜視図、第３図
は同透視断面図、第４．５．６図は赤、青、緑のダイク
ロイックミラーコーティングの波長分布のグラフ図、第
７図はダイクロイックミラーに対する青、緑、赤の入射
光の特性グラフ図、第８図は別の実施例の部分拡大閉断
面模式図、第９図はダイクロイックミラーの交叉部にお
ける死角形成模式図である。 １５．１６．２０．２１・・・ダイクロイックミラー、
１９．２４．２５・・・液晶パネル、 ２６．２７．２８．２９・・・全反射ミラー、３３・・
・方形プリズム ］］ １３−−−・Ｌ王家　　　　　　　　　　３Ｏ−−−−
Ｊえｊぞしン、ス、。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源と投影レンズとの間に複数枚のダイクロイッ
   クミラーと液晶パネルが介装されているカラー画像投影
   装置において、光源側に第１段の２枚のダイクロイック
   ミラーを交叉して設け、投影レンズ側に第２段のダイク
   ロイックミラーを同様に交叉して設け、而して該第１段
   のダイクロイックミラーと第２段のダイクロイックミラ
   ーの両側に全反射ミラーを各々一対対向して配設し、更
   に該第２段のダイクロイックミラーの投影レンズ側を除
   く３側に液晶パネルを配設し少くとも中央の液晶パネル
   には色フィルタを付設したことを特徴とするカラー画像
   投影装置。
2. （２）光源と投影レンズとの間に複数枚のダイクロイッ
   クミラーと液晶パネルが介装されているカラー画像投影
   装置において、光源側に第１段の２枚のダイクロイック
   ミラーを交叉して設け、投影レンズ側に第２段の２つの
   交叉する反射面を有する方形プリズムを設け、而して該
   第１段のダイクロイックミラーと第２段の上記プリズム
   の両側に全反射ミラーを各々一対対向して配設し、更に
   該第２段の該プリズムの投影レンズ側を除く３側に液晶
   パネルを配設し少くとも中央の液晶パネルには色フィル
   タを付設したことを特徴とするカラー画像投影装置。