KR100343427B1 - 반사형 프로젝터 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 색분리/색합성 수단 및 반사형 액정 패널 등을 사용하여 대화상 표시를 하는 반사형 프로젝터 장치에 관한 것으로, 고색순도 및 고효율을 가짐과 동시에 소형화 및 저비용화를 도모하는 것을 과제로 한다.

광원(2)과, 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)과, 광원(21)으로부터의 광을 간섭을 이용하여 소정의 색의 광으로 분리하는 다이크로익 프리즘(24)과, 투사 렌즈(27)를 구비하는 반사형 프로젝터 장치에서, 광원(21)과 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B) 간에 제 1 편광판(23)을 배설함과 동시에, 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)과 투사 렌즈(27) 간에 제 2 편광판(25)을 배설한다.

Description

반사형 프로젝터 장치{REFLECTIVE PROJECTOR}

본 발명은 반사형 프로젝터 장치에 관한 것으로, 특히 색분리/색합성 수단 및 반사형 액정 패널 등을 사용하여 대화상 표시를 하는 반사형 프로젝터 장치에 관한 것이다.

종래에서는 대화상 표시를 하는 투사형 액정 프로젝터로서는 TN형 액정 패널을 사용한 투과형 액정 패널이 널리 사용되어 왔다.

그런데 근래에는 각 화소에 반사 전극을 설치하여 화소의 개구율을 향상시켜서 사용하는 반사형 액정 패널의 연구가 진행되고, 투사형 액정 프로젝터에 적용되어 가고 있다. 이 반사형 액정 패널은 종래의 투과형 액정 패널에 비교하여 개구율을 높게 할 수 있기 때문에, 소형화/고효율의 프로젝터를 실현할 수 있다.

도 1은 종래의 반사형 프로젝터 장치의 일례를 나타내는 구성도이다. 동 도면에 나타낸 바와 같이 반사형 프로젝터 장치(10)는 크게 세분화 하면 광원(11), 편광 분리 프리즘(PBS)(12), 다이크로익 프리즘(14), 반사형 액정 패널(16R, 16G, 16B)(R은 적색, G은 녹색, B은 청색을 나타냄) 및 투사 렌즈(17) 등으로 구성되어 있다.

상기 구성에서 광원(11)으로부터 출사한 광속은 편광 분리 프리즘(12)에 의해 직선 편광이 추출됨과 동시에 진행 방향을 90 굴절하여 다이크로익 프리즘(14)에 입사한다.

또 다이크로익 프리즘(14)에 입사한 광은 적색, 녹색, 청색(RGB)으로 각각 분리되어 출사하고, 각색에 대응한 각 반사형 액정 패널(16R, 16G, 16B)로 반사된 뒤, 동일 광로를 지나서 편광 분리 프리즘(12)에 재입사한다.

이 때 각 반사형 액정 패널(16R, 16G, 16B)로 화상 변조된 광 중, 액정이 ON 상태의 영역에서는 편광 방향을 90 회전하여 출사하기 때문에, 이 ON 상태 영역에 대응하는 출사광은 편광 분리 프리즘(12)을 투과하고, 투사 렌즈(17)로부터 스크린(도시하지 않음)을 향해서 투사되어 화상을 형성한다.

그런데 상기한 종래의 반사형 프로젝터 장치(10)에서는 고가의 광학 부품인 편광 분리 프리즘(12)을 사용하고 있었기 때문에, 반사형 프로젝터 장치(10)의 비용이 상승하여 버리는 문제가 있다. 또 편광 분리 프리즘(12)이 편광을 분리할 때에, 광원(11)의 광이 확산하여, 예를 들면 ±2도의 확산에 대하여 양호하게 편광을 분리하기가 어려운 문제점도 있다.

또 종래의 반사형 프로젝터 장치(10)에서는 광원(11)으로부터의 백색광을 3분할하여 RGB의 광을 만들고 있다. 이 때문에 G - B 간 및 G-R 간에 존재하는 시안(Cy), 옐로우(Ye) 성분이 각색에 혼입하고, 색순도가 떨어짐과 동시에 수속 광속 조명을 사용할 수 없는 문제점이 있었다.

이 대책으로서 광원(11)과 다이크로익 프리즘(14) 간 또는 다이크로익 프리즘(14)과 투사 렌즈(17) 간에 시안(Cy) 컷 필터 및 옐로우(Ye) 컷 필터를 넣어서 상기 불필요한 파장을 컷하는 것을 생각할 수 있다(도 1 참조).

그러나 대역 필터(밴드 패스 필터)인 Cy 컷 필터, Ye 컷 필터는 불필요한 파장 영역이 되는 10~ 20nm 정도의 대역을 컷하려면 컷율(임의의 파장 영역의 반사 또는 흡수율)을 크게 할 수 없다. 이 때문에 필요한 파장 영역까지 컷하여 광의 손실을 수반하거나 또는 충분하게 불필요한 파장을 컷할 수 없어 충분한 색순도를 확보할 수 없거나 어느 한편이 되고, 광의 손실을 수반하는 일이 없이 색순도를 확보할 수 없었다.

또 종래의 반사형 프로젝터 장치(10)에서는 반사형 액정 패널(16R, 16G, 16B)과 투사 렌즈(17) 간에 다이크로익 프리즘(14)과 편광 분리 프리즘(12)의 2개의 광학 요소가 배설되기 때문에, 반사형 액정 패널(16R, 16G, 16B)과 투사 렌즈(17)의 간격이 길어지고, 또 장치가 대형화하여 버리는 문제점이 있었다.

또 다이크로익 프리즘(14) 중을 광이 진행될 때, 광로가 길기 때문에 광의 확산이 발생하고, 이에 대응하기 위해 편광 분리 프리즘(12), 다이크로익 프리즘(14) 및 투사 렌즈(17)가 대형화해 버리는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 점을 감안해서 이루어진 것으로, 고색순도 및 고효율을 가짐과 동시에 소형화 및 저비용화를 도모할 수 있는 반사형 프로젝터 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래예의 일례인 반사형 액정 프로젝터 장치의 요부 구성도.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예인 반사형 액정 프로젝터 장치의 요부 구성도.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예인 반사형 액정 프로젝터 장치의 요부 구성도.

도 4는 본 발명의 제 3 실시예인 반사형 액정 프로젝터 장치의 요부 구성도.

도 5는 본 발명의 제 4 실시예인 반사형 액정 프로젝터 장치의 요부 구성도.

도 6은 본 발명의 제 5 실시예인 반사형 액정 프로젝터 장치의 요부 구성도.

도 7은 본 발명의 제 6 실시예인 반사형 액정 프로젝터 장치의 요부 구성도.

도 8은 본 발명의 제 6 실시예인 반사형 액정 프로젝터 장치의 변형례를 나타내는 요부 구성도(그 1).

도 9는 본 발명의 제 6 실시예인 반사형 액정 프로젝터 장치의 변형례를 나타내는 요부 구성도(그 2).

도 10은 다이크로익 프리즘에 대한 조명광 및 영상광의 입출사 방향을 설명하기 위한 도면.

도 11은 본 발명의 제 7 실시예인 반사형 액정 프로젝터 장치의 요부 구성도.

도 12는 다이크로익 크로스 프리즘의 특성을 설명하기 위한 도면.

도 13은 반사형 표시 소자의 기본 특성을 설명하기 위한 도면.

도 14는 편광 제어 소자의 제 1 실시예를 설명하기 위한 도면.

도 15는 편광 제어 소자의 제 2 실시예를 설명하기 위한 도면.

도 16은 도 14, 도 15에 나타낸 다이크로익 미러의 반사 특성을 나타내는 도면.

도 17은 반사형 표시 소자의 제 1 실시예를 설명하기 위한 도면(그 1).

도 18은 반사형 표시 소자의 제 1 실시예를 설명하기 위한 도면(그 2).

도 19는 반사형 표시 소자의 제 1 실시예를 설명하기 위한 도면(그 3).

도 20은 반사형 표시 소자의 제 2 실시예를 설명하기 위한 도면(그 1).

도 21은 반사형 표시 소자의 제 2 실시예를 설명하기 위한 도면(그 2).

도 22는 반사형 표시 소자의 제 2 실시예를 설명하기 위한 도면(그 3).

도 23은 다이크로익 크로스 프리즘 면상에 편광판 및 λ/4 판을 배설한 구성을 나타내는 도면.

도 24는 반사형 표시 소자의 제 3 실시예를 설명하기 위한 도면.

도 25는 입출사면에서 입사광의 입사구와 영상광의 출사구가 독립한 구성의 다이크로익 크로스 프리즘을 나타내는 도면.

도 26은 입출사면에서 입사광의 입사구와 영상광의 출사구가 오버랩한 구성의 다이크로익 크로스 프리즘을 나타내는 도면.

도 27은 본 발명의 제 8 실시예인 반사형 액정 프로젝터 장치의 요부 구성도.

도 28은 본 발명의 제 9 실시예인 반사형 액정 프로젝터 장치의 요부 구성도.

도 29는 본 발명의 제 10 실시예인 반사형 액정 프로젝터 장치의 요부 구성도.

도 30은 본 발명의 제 11 실시예인 반사형 액정 프로젝터 장치의 요부 구성도.

도 31은 편광 변환 광학 소자의 제 1 실시예를 설명하기 위한 도면.

도 32는 편광 변환 광학 소자의 제 2 실시예를 설명하기 위한 도면.

도 33은 편광 변환 광학 소자의 제 3 실시예를 설명하기 위한 도면.

도 34는 편광 변환 광학 소자의 제 4 실시예를 설명하기 위한 도면.

도 35는 노이즈광이 발생하는 이유를 설명하기 위한 도면.

도 36은 본 발명의 제 12 실시예인 반사형 액정 프로젝터 장치의 다이크로익 크로스 프리즘 근방을 나타내는 요부 구성도.

도 37은 본 발명의 제 12 실시예의 제 1 변형례인 반사형 액정 프로젝터 장치의 다이크로익 크로스 프리즘 근방을 나타내는 요부 구성도.

도 38은 본 발명의 제 12 실시예의 제 2 변형례인 반사형 액정 프로젝터 장치의 다이크로익 크로스 프리즘 근방을 나타내는 요부 구성도.

도 39는 본 발명의 제 13 실시예인 반사형 액정 프로젝터 장치의 다이크로익 크로스 프리즘 근방을 나타내는 요부 구성도.

도 40은 본 발명의 제 13 실시예의 변형례인 반사형 액정 프로젝터 장치의다이크로익 크로스 프리즘 근방을 나타내는 요부 구성도.

도 41은 본 발명의 제 8 실시예인 반사형 액정 프로젝터 장치의 변형례의 요부 구성도.

도 42는 본 발명의 제 9 실시예인 반사형 액정 프로젝터 장치의 변형례의 요부 구성도.

(부호의 설명)

20A~ 20H 반사형 액정 프로젝터 장치

21 광원

23 제 1 편광판

24 다이크로익 프리즘

25 제 2 편광판

26R, 26G, 26B 반사형 액정 패널

27 투사 렌즈

28A~ 28D 프리즘

29R 적색 반사막

26B 청색 반사막

30R, 30B 다이크로익 미러

32, 35, 39 반사 미러

36 편광 분리 프리즘

38 제 1 실린더형 렌즈

40 삼각 프리즘

41R, 41G, 41B 제 2 실린더형 렌즈

42R, 42G, 42B 저굴절 수지

50A~ 50G 반사형 프로젝터 장치

51 색분리 방향면

52 수직 방향면

53, 53A~ 53D 조명계

54, 58 편광판

55A~ 55E 편광 제어 소자

56-1~ 56-4, 56R, 56G, 56B 반사형 표시 소자

57, 57A, 57B 다이크로익 크로스 프리즘

60 RB 반사 다이크로익 미러

61 G 반사 다이크로익 미러

62 λ/4 시트

65, 66 다이크로익 반사면

69 액정

70 λ/4 판

71 입출사면

72 필드 렌즈

74 마이크로 미러

75A, 75B 상보정 프리즘

76A, 76B 입사구

77A, 77B 출사구

78 제 1 실린더형 렌즈

79 제 2 실린더형 렌즈

80 제 3 실린더형 렌즈

81 집광 렌즈

82, 82A~ 82D 편광 변환 광학 소자

83 실린더형 렌즈

86 제 1 렌즈 어레이

87 제 2 렌즈 어레이

89 λ/2 판

90 렌즈 어레이

91 방해석

93A, 93B 접착제

94 프리즘

95 상보정 기능형 프리즘

96 λ/4 시트

97A~ 97C 갭

98 프리 편광판

99 λ/2시트

상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명에서는 다음에 설명하는 각 수단을 강구한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은

광원과, 반사형 액정 패널과, 상기 광원으로부터의 광을 소정 색의 광으로 분리하여 상기 반사형 액정 패널로부터의 소정 색의 광을 합성하는 색분리/색합성 수단과, 투사 렌즈를 구비하는 반사형 프로젝터 장치에 있어서,

상기 광원과 상기 반사형 액정 패널 간에 또한 상기 광원과 상기 색분리/색합성수단 간에 제 1 편광 소자를 배설함과 동시에, 상기 반사형 액정 패널과 상기 투사 렌즈 간에 또한 상기 색분리/색합성 수단과 상기 투사 렌즈 간에 제 2 편광 소자를 배설한 것을 특징으로 하는 것이다.

또 본 발명은 상기한 반사형 프로젝터 장치에 있어서,

상기 색분리/색합성 수단을 상기 광원과 상기 반사형 액정 패널 간에서, 그리고 상기 반사형 액정 패널과 상기 투사 렌즈 간의 위치에 배설한 것을 특징으로 하는 것이다.

또 본 발명은 상기한 반사형 프로젝터 장치에 있어서,

상기 색분리/색합성 수단으로서 다이크로익 미러를 사용하고,

상기 다이크로익 미러가 X자형으로 조합되고,

또한 상기 광원으로부터의 입사광 및 상기 반사형 액정 패널로부터의 반사광이 상기 다이크로익 미러를 통과할 때, 상기 각광의 광축 통과 위치가 상기 다이크로익 미러의 조합 중심 위치 이외의 위치를 통과하도록 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

또 본 발명의 반사형 프로젝터 장치에 있어서,

상기 다이크로익 미러의 반사 특성을, 광원측의 미러와 투사측의 미러의 특성이 다르도록 구성할 수 있다.

또 본 발명은 상기한 반사형 프로젝터 장치에 있어서,

상기 광원으로부터의 광을 대략 수직으로 상기 반사형 액정 패널에 입사시키고,

또한 상기 반사형 액정 패널로부터의 반사광을 상기 광원 앞에 설치한 미러에 의해 반사하고, 상기 반사광을 상기 투사 렌즈에 안내하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 것이다.

또 본 발명은 상기한 반사형 프로젝터 장치에 있어서,

상기 색분리/색합성 수단에 형성된 간섭막의 막면과 상기 반사형 액정 패널 간에, 적어도 1 면의 다이크로익 필터를 배치하고,

또한 상기 다이크로익 필터를 설정 파장 이상의 광을 투과함과 동시에 설정 파장 이하의 광을 반사하는 하이패스 필터로 하고, 적색용의 반사형 액정 패널의 바로 앞에 배치한 것을 특징으로 하는 것이다.

또 본 발명은 상기한 반사형 프로젝터 장치에 있어서,

상기 색분리/색합성 수단에 형성된 간섭막의 막면과 상기 반사형 액정 패널 간에 적어도 1 면의 다이크로익 필터를 배치하고,

상기 다이크로익 필터를 설정 파장 이하의 광을 투과함과 동시에 설정 파장이상의 광을 반사하는 로패스 필터로 하고, 청색용의 반사형 액정 패널의 바로 앞에 배치한 것을 특징으로 하는 것이다.

또 본 발명은 상기한 반사형 프로젝터 장치에 있어서,

상기 색분리/색합성 수단으로서 다이크로익 프리즘을 사용함과 동시에,

상기 반사형 액정 패널과 상기 다이크로익 프리즘 간에 제 1 실린더형 렌즈를 배설한 것을 특징으로 하는 것이다.

또 본 발명은 상기한 반사형 프로젝터 장치에 있어서,

상기 광원과 상기 다이크로익 프리즘 간에 제 2 실린더형 렌즈를 배설한 것을 특징으로 하는 것이다.

또 본 발명은 상기한 반사형 프로젝터 장치에 있어서,

상기 실린더형 렌즈의 수속(收束) 방향을 상기 다이크로익 프리즘 색분리의 방향과 동일한 방향으로 한 것을 특징으로 하는 것이다.

또 본 발명의 반사형 프로젝터 장치에 있어서,

상기 다이크로익 프리즘에 입사하는 입사광이 상기 간섭막면에 대하여 S 편광이 됨과 동시에, 상기 다이크로익 프리즘으로부터 출사하는 출사광이 P 편광이 되어 있고, 또한 상기 다이크로익 프리즘에 적색만을 반사하는 적색 반사용 간섭막과 청색만을 반사하는 청색 반사용 간섭막을 형성하여, 상기 입사광의 상기 적색 반사용 간섭막에의 입사각을θr로 하고, 상기 청색 반사용 간섭막에의 입사각을 b라고 하였을 경우, θb<θr의 관계를 만족하도록 구성할 수 있다.

또 본 발명의 반사형 프로젝터 장치에 있어서,

상기 투사 렌즈와 상기 다이크로익 프리즘 간에 삼각 프리즘을 배설하고, 또한 상기 삼각 프리즘의 정각 θa와, 상기 다이크로익 프리즘을 출사하는 출사광과 상기 다이크로익 프리즘 출사면의 법선이 이루는 각 θb가 θa≒θb가 되도록 구성할 수도 있다.

또 본 발명은

소정 파장 대역을 가진 조명광을 생성하는 조명계와,

상기 조명계로부터 출사된 조명광을 반사함으로써 영상광을 생성하는 복수개의 반사형 표시 소자와,

상기 조명광을 소정 색의 광으로 분리함과 동시에, 상기 반사형 표시 소자로부터의 영상광을 합성하는 색분리/색합성 수단과,

합성된 상기 영상광을 투사하는 투사 렌즈를 갖는 반사형 프로젝터 장치로서,

상기 색분리/색합성 수단의 일면인 입출사면에 상기 조명계로부터 상기 조명광이 입사함과 동시에, 상기 입출사면으로부터 상기 투사 렌즈를 향해서 상기 영상광이 출사하도록 구성함과 동시에,

상기 색분리/색합성 수단에 대한 상기 조사(照射)광 또는 상기 영상광의 입출사 각도 또는 상기 반사형 표시 소자에 대한 상기 조사광 또는 상기 영상광의 입출사 각도를 제어함으로써, 상기 조명광과 상기 영상광을 분리하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 것이다.

또 본 발명은 상기한 반사형 프로젝터 장치에 있어서,

상기 조명광을 그 광축이 상기 색분리/색합성 수단의 색분리 방향을 포함하는 면에 대하여 평행이 되는 방향으로부터 입사하도록 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

또 본 발명은 상기한 반사형 프로젝터 장치에 있어서,

상기 조명광을 그 광축이 상기 색분리/색합성 수단의 색분리 방향을 포함하는 면에 대하여 교차하는 방향으로부터 입사하도록 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

또 본 발명은 상기한 반사형 프로젝터 장치에 있어서,상기 조명광과 상기 영상광이 상기 입출사면의 면내에서 독립한 위치에서 입출사하도록 구성하고,

또한 상기 조명계로부터 상기 투사 렌즈에 이르는 조명광학계를 아나모르픽(anamorphic) 광학계로 한 것을 특징으로 하는 것이다.

또 본 발명은 상기한 반사형 프로젝터 장치에 있어서,

상기 조명광과 상기 영상광이 상기 입출사면의 면에서 독립한 위치에 입출사하도록 구성하고,

또한 상기 조명계로부터 상기 투사 렌즈에 이르는 조명광학계를 광축에 대하여 회전 대상의 광학계로 한 것을 특징으로 하는 것이다.

또 본 발명은 상기한 반사형 프로젝터 장치에 있어서,

상기 조명광과 상기 영상광이 상기 입출사면의 면내에서 오버랩하여 입출사하도록 구성하고,

또한 상기 조명계로부터 상기 투사 렌즈에 이르는 조명광학계를 아나모르픽 광학계로 한 것을 특징으로 하는 것이다.

또 본 발명은 상기한 반사형 프로젝터 장치에 있어서,

상기 조명광과 상기 영상광이 상기 입출사면의 면내에서 오버랩하여 입출사하도록 구성하고,

또한 상기 조명계로부터 상기 투사 렌즈에 이르는 조명광학계를 광축에 대하여 회전 대상의 광학계로 한 것을 특징으로 하는 것이다.

또 본 발명은 상기한 반사형 프로젝터 장치에 있어서,

상기 색분리/색합성 수단으로서 색분리에 편광 의존성이 있는 반사 특성을갖고, 반사광의 편광과 투과광의 편광이 상이한 편광이 되도록 구성된 다이크로익 크로스 프리즘을 사용하고,

또한 상기 조명계에 소정의 파장 대역만 편광을 다르게 하는 편광 제어 소자를 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.

또 본 발명의 반사형 프로젝터 장치에 있어서,상기 편광 제어 소자가 소정의 파장 대역을 필터링하는 파장 선택 특성을 갖는 구성으로 하여도 좋다.

또 본 발명의 반사형 프로젝터 장치에 있어서,상기 편광 제어 소자는 녹색 파장 대역의 광은 다이크로익 크로스 프리즘의 색분리 방향에 대하여 평행한 편광면을 갖는 광이고, 적색의 파장 대역의 광과 청색의 파장 대역의 광은 색분리 방향에 대하여 수직의 편광면을 갖는 광을 생성하는 구성으로 할 수도 있다.

또 본 발명의 반사형 프로젝터 장치에 있어서,상기 편광 제어 소자는 소정의 파장 대역을 반사하는 선택 파장 반사층을 갖는 제 1 및 제 2 소자를 갖고, 또한 상기 제 1 소자와 제 2 소자 간에 원편광 발생 소자를 끼운 구성으로 할 수도 있다.

또 본 발명의 반사형 프로젝터 장치에 있어서,상기 선택 파장 반사층을 형성하는 면의 형상을 평면 또는 곡면으로 할 수도 있다.

또 본 발명은 상기한 반사형 프로젝터 장치에 있어서,

상기 색분리/색합성 수단으로서 반사광의 편광과 투과광의 편광의 적어도 하나씩이 동일 편광이 되도록 구성된 다이크로익 크로스 프리즘을 사용하고,

또한 상기 조명계에 소정의 파장 대역의 광을 생성하는 파장 선택 소자를 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.

또 본 발명의 반사형 프로젝터 장치에 있어서,상기 파장 선택 소자를 소정의 파장 대역을 반사하는 제 1 및 제 2 선택 파장 반사층에 의해 구성할 수도 있다.

또 본 발명의 반사형 프로젝터 장치에 있어서,상기 선택 파장 반사층을 형성하는 면의 형상을 평면 또는 곡면으로 할 수도 있다.

또 본 발명의 반사형 프로젝터 장치에 있어서,상기 다이크로익 크로스 프리즘의 상기 입출사면에 수차 방지용의 프리즘 또는 웨지(wedge) 기판을 배치할 수도 있다.

또 본 발명은 상기한 반사형 프로젝터 장치에 있어서,

상기 반사형 표시 소자가 시분할 표시 소자로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

또 본 발명은 상기한 반사형 프로젝터 장치에 있어서,

상기 반사형 표시 소자가 반사에 의해 입사된 광의 위상 변조를 하는 위상변조형 소자와, 광강도를 변조하는 광강도 변조 소자에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.

또 본 발명의 반사형 프로젝터 장치에 있어서,상기 위상 변조형 소자를 λ/4의 변조량을 갖는 액정 패널로 하고, 또한 상기 광강도 변조용 소자를 편광판으로 할 수도 있다.

또 본 발명의 반사형 프로젝터 장치에 있어서,상기 위상 변조형 소자를 편광 방향을 90도 변환하는 액정 패널로 하고, 또한 상기 광강도 변조용 소자를 편광판과 원편광 생성 소자에 의해 구성할 수 있다.

또 본 발명의 반사형 프로젝터 장치에 있어서,

상기 반사형 표시 소자의 반사면과 상기 광강도 변조용 소자를 입사광축에 대하여 각도를 유지하도록 배치할 수도 있다.

또 본 발명의 반사형 프로젝터 장치에 있어서,상기 색분리/색합성 수단의 상기 반사형 표시 소자와 대향하는 면에 프리즘 또는 웨지(wedge) 기판을 배설함과 동시에, 상기 프리즘과 상기 색분리/색합성 수단 간, 또는 상기 웨지 기판과 상기 색분리/색합성 수단 간에 상기 광강도 변조용 소자를 배치할 수도 있다.

또 본 발명은 상기한 반사형 프로젝터 장치에 있어서,

상기 조명계는

상기 광원으로부터 출사된 광을 소정의 편광 상태로 변환하는 편광 변환 광학계와,

상기 편광 변환 광학계로부터의 광을 상기 색분리/색합성 수단에 비스듬하게 입사시키는 인테그레이터 광학계를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

또 본 발명의 반사형 프로젝터 장치에 있어서,상기 편광 변환 광학계를 렌즈 어레이와, 상기 렌즈 어레이에 의해 결상한 광을 편광에 의해 일방향으로 오프셋된 위치로 이동시키는 편광 분리 소자와, 상기 편광 분리 소자의 연재 방향과 동일 방향으로 나란히 된 1/2시트 어레이에 의해 구성할 수도 있다.

또 본 발명의 반사형 프로젝터 장치에 있어서,상기 인테그레이터 광학계가 상기 광원으로부터의 광을 수속하는 제 1 렌즈 어레이와, 상기 제 1 렌즈 어레이의 구경을 상기 반사형 표시 소자의 크기로 결상하는 제 2 렌즈 어레이와, 상기 제 2 렌즈 어레이를 통과한 광을 상기 반사형 표시 소자 위치에 모으는 집광 렌즈를 가진 구성으로 할 수 있다.

또 본 발명의 반사형 프로젝터 장치에 있어서,상기 반사형 표시 소자와 상기 색분리/색합성 수단 간에 필드 렌즈를 배설할 수도 있다.

또한 본 발명의 반사형 프로젝터 장치에 있어서,적어도 상기 반사형 표시 소자 또는 상기 광강도 변조용 소자의 한쪽을 냉각하는 냉각 수단을 설치할 수도 있다.

상기한 각 수단은 다음과 같이 작용한다.

본 발명에 의하면, 광원으로부터 출사한 광은 먼저 제 1 편광 소자로 S 편광 또는 P 편광이 된다. 이 광은 색분리/색합성 수단(다이크로익 프리즘 또는 다이크로익 미러)에 입사하지만, 이 방향에서는 편광 상태는 불변이다. 색분리/색합성 수단을 출사하면, 광은 반사형 액정 패널로 반사된다.

여기에서 반사형 액정 패널로서 수직 배향형의 액정 패널을 사용하였을 경우, 반사형 액정 패널에 전압이 인가되어 있지 않고 액정 분자가 수직으로 배향하고 있는 상태에서는 입사광의 편광 상태는 불변인 채 반사형 액정 패널로 반사된다. 이 경우 반사된 광은 색분리/색합성 수단을 재차 통과한 후, 투사 렌즈의 바로 앞에 제 1 편광 소자에 대하여 크로스 니콜의 관계로 설치된 제 2 편광 소자로 흡수되어 투사되지 않는다. 즉 흑 표시를 실현하게 된다.

한편 반사형 액정 패널에 전압이 인가되어 액정 분자가 수평으로 기운 상태에서는 입사광의 편광 상태는 변화하고, 입사광은 반사형 액정 패널로 반사된다. 이 경우 반사된 광은 색분리/색합성 수단을 재차 통과한 후, 투사 렌즈의 바로 앞에 제 1 편광 소자에 대하여 크로스 니콜의 관계로 설치된 제 2 편광판을 통과하여 투사된다. 즉 백표시를 실현하게 된다.

색분리/색합성 수단(다이크로익 프리즘)은 광원으로부터의 입사광을 RGB의 삼색으로 색분리하여 각각을 각 반사형 액정 패널에 입사시키는 기능을 수행함과 동시에, 반사형 액정 패널로부터 반사된 광을 색합성하는 기능을 갖는다.

입사하는 광의 주축은 반사형 액정 패널의 반사면에 대하여 S파 또는 P파의 상태에서 입사하는 것이 필수이다. 즉 이 이외의 상태에서 광이 입사하였을 경우에는 다이크로익 프리즘의 반사 특성의 차이로부터, 반사형 액정 패널로 반사하여 다이크로익 프리즘을 2회 통과한 광의 편광 상태는 직선 편광이 아니게 되고 말아 양호한 흑 표시를 얻을 수 없게 되어 버린다.

또 액정 분자의 배향은 대략 수직 배향으로 되는 것이 필수이다. 본 발명에서는 S파(P파)로 입사한 광은 수직 배향한 반사형 액정 패널에 입사하였을 경우에 그 편광 상태는 변화하지 않는다. 즉 입사하는 직선 편광의 편광 방향이 수직 배향한 액정 분자의 광학축에 수직 또는 평행이 되어 있기 때문에, 편광 상태가 흐트러지는 일은 발생하지 않고, 그대로 제 2 편광 소자에 도달해서 이에 흡수되어 양호한 흑 표시가 실현된다.

또 본 발명에 의하면, 광원으로부터 나온 광은 제 1 편광 소자에 의해 직선 편광으로 되어 색분리/색합성 수단에 입사한다. 색분리/색합성 수단은 백색광을 RGB로 분리하여 반사형 액정 패널에 입사한다. 이 반사형 액정 패널은 0FF 상태(흑 표시시)에는 편광 방향을 바꾸지 않고 반사한다.

색분리/색합성 수단에 형성된 간섭막의 막면과, 반사형 액정 패널 간에 배설된 다이크로익 필터는 입사되는 광에 포함되는 소정 성분을 반사하는 것이다.

지금 다이크로익 필터가 입사되는 광에 포함되는 황색 성분을 반사하는 것으로 하면, 색분리/색합성 수단으로 분리된 적색광은 황색 성분이 다이크로익 필터로, 그리고 반사형 액정 패널 위의 0FF 영역 상에서 각각 입사하였을 때와 동일 편광 방향에서 반사되고, 재차 색분리/색합성 수단에 입사한다.

이들 광은 입사시와 같이 색분리/색합성 수단 내의 간섭막(적색 반사막)에서 반사되어 제 2 편광 소자에 입사한다. 제 1 편광 소자와 제 2 편광 소자는 크로스 니콜 배치되어 있기 때문에, 편광 방향이 변하고 있지 않는 황색 성분은 제 2 편광 소자로 흡수된다.

또 마찬가지로 다이크로익 필터가 입사광에 포함되는 시안 성분을 반사하는 것으로 하면, 색분리/색합성 수단으로 분리된 청색광은 시안 성분이 다이크로익 필터로, 그리고 반사형 액정 패널 위의 0FF 영역상으로 각각 입사하였을 때와 동일 편광 방향으로 반사된다. 이 반사된 광은 재차 색분리/색합성 수단에 입사하고, 그 후 제 2 편광 소자에 입사한다. 이 제 2 편광 소자는 제 1 편광 소자에 대하여 크로스 니콜 배치되어 있기 때문에, 편광 방향이 변하고 있지 않는 시안 성분은 제 2 편광 소자로 흡수된다.

이 때 다이크로익 필터가 황색 성분을 반사하는 것일 경우에는 다이크로익 필터는 적색광으로부터 황색 성분을 컷하는 로패스 필터이어도 좋다. 또 마찬가지로 다이크로익 필터가 시안 성분을 반사하는 것일 경우에는 다이크로익 필터는 청색광으로부터 시안 성분을 컷하는 하이패스 필터이어도 좋다. 하이패스 필터 및 로패스 필터는 종래 사용되고 있던 대역 필터(밴드 패스 필터)와 비교하여 매우 샤프한 분리 특성을 실현할 수 있기 때문에 대폭적인 효율의 향상을 실현할 수 있다.

또 본 발명에 의하면, 광원으로부터 방사된 광은 제 1 실린더형 렌즈에 의해 횡방향만 수속되고, 그 초점에서는 선상의 프로파일을 갖는 광이 된다. 이 광은 한번 수속한 후 발산하면서 진행하여, 제 1 편광자를 통해서 다이크로익 프리즘에 입사한다.

또 제 2 실린더형 렌즈를 설치함으로써 다이크로익 프리즘에 입사하여 색분리된 광은 제 2 실린더형 렌즈를 통과하여 반사형 액정 패널에 입사한다. 이 반사형 액정 패널에 입사할 때, 광은 표시 에리어와 거의 동일 크기의 광이 된다.

반사형 액정 패널에 입사한 광은 반사 전극에 의해 정반사되어, 입사시와는 다른 각도로 제 2 실린더형 렌즈, 다이크로익 프리즘 및 제 2 편광자를 통과한다. 이 구성으로 함으로써 종래의 반사형 프로젝터 장치에서 입출사광의 분리에 사용하고 있던 편광 분리 프리즘(12)(도 1 참조)이 불필요하게 되고, 그 만큼 투사 렌즈와 반사형 액정 패널의 간격(투사 렌즈의 백포커스)을 단축할 수 있다.

또 제 1 및 제 2 실린더형 렌즈의 수속 방향과 다이크로익 프리즘에 의한 색분리의 방향을 맞춤으로써, 편광 교란을 수반하지 않고 집광이 가능해진다. 이에 따라 다이크로익 프리즘 및 광학계 전체의 소형화를 실현할 수 있다.

한편 본 발명의 구성에서는 반사형 액정 패널로부터 출사한 광은 다이크로익 프리즘을 비스듬하게 투과함과 동시에, 각 실린더형 렌즈에 의해 수속되어 있으므로, 이대로 투사된 경우는 큰 비점 수차가 발생한다. 이것은 반사형 액정 패널 위의 점으로부터 투사 렌즈를 향하는 광이 그 각도에 의해 광학 길이가 변화하기 때문이다. 본 발명에서는 그 정각을 최적화한 삼각 프리즘을 다이크로익 프리즘과 투사 렌즈 간에 배치함으로써, 이 광로차의 보정을 하고 있다. 이에 따라 소형화의 이점을 해치지 않고 양호한 표시가 가능해진다.

본 발명에 의하면, 색분리/색합성 수단의 입출사면이 조명광의 입사면 및 영상광의 출사면으로서 기능하도록 구성함으로써, 광원으로부터 투사 렌즈에 이르는 광학계의 간단화를 도모되고, 따라서 반사형 프로젝터 장치의 소형화를 꾀할 수 있다.

또 색분리/색합성 수단에 대한 조사광 또는 영상광의 입출사 각도 또는 반사형 표시 소자에 대한 조사광 또는 영상광의 입출사 각도를 제어함으로써 조명광과 영상광을 분리하는 구성으로 함에 따라, 종래 조명광과 영상광을 분리하는 데에 사용되고 있던 편광 분리 프리즘이 불필요해지게 되고, 따라서 이에 의해서도 반사형 프로젝터 장치의 소형화를 꾀할 수 있다.

또한 조명광의 색분리/색합성 수단에의 입사 방향은 색분리/색합성수의 색분리 방향에 대하여 수평 방향으로부터 입사시켜도, 또 수직 방향으로부터 입사시켜도 상기한 작용을 실현할 수 있다.

또 조명광과 영상광의 입출사면에의 입사 형태는 조명광과 영상광이 입출사면 내로 독립한 위치에서 입출사 하여도, 또 오버랩하여 입출사하여도 상관없다. 또한 조명계로부터 투사 렌즈에 이르는 조명광학계는 아나모르픽 광학계로 하여도, 회전 대상의 광학계로 하여도 상기한 작용을 실현할 수 있다.

또 본 발명에 의하면, 색분리/색합성 수단은 이용하는 소정의 파장 대역(예를 들면 RGB의 각색)을 필터링하고, 또 편광 제어 소자는 입사된 편광면을 광의 전파 방향을 축으로 하여 90 회전하게 한다. 이렇게 생성된 광은 필요한 파장 대역을 갖고, 일부 대역의 광(예를 들면 G)과 편광을 회전한 광이 혼재한 것이 된다.

이 광이 편광에 의해 반사 특성이 다른 다이크로익 크로스 프리즘에 입사되면, P 편광광인 G 파장 대역의 광은 투과하고, RB에 대해서는 각각 반사된다. 각 반사형 표시 소자에 안내되는 광은 P 편광 또는 S 편광이다. 반사형 표시 소자는 각색의 영상광을 생성하고, 이 각색의 영상광은 입사하였을 때와 동일 편광면으로 다이크로익 크로스 프리즘을 통과하며, 각색의 영상광의 합성을 한 후 투사 렌즈를 향해서 출사된다.

또 본 발명과 같이 반사광의 편광과 투과광의 편광이 동일해지도록 구성된 다이크로익 크로스 프리즘을 사용함과 동시에, 조명계에 소정의 파장 대역의 광을 생성하는 파장 선택 소자를 설치한 구성으로 하여도, 색분리/색합성 처리를 하는 것은 가능하다. 그런데 이 경우에는 반사광의 편광과 투과광의 편광이 같기 때문에, 필터링할 수 있는 파장 대역이 각색에 따라 제한되고, 따라서 약간은 휘도 면에서 본 발명에 대하여 뒤떨어지지만, 반사형 프로젝터 장치의 소형화는 꾀할 수 있다.

또 다이크로익 크로스 프리즘의 입출사면에 수차 방지용의 프리즘 또는 웨지 기판을 배치하였을 경우에는, 광로차 보정을 할 수 있고, 따라서 비점 수차의 발생을 억제할 수 있어서, 소형화의 이점을 해치지 않고 양호한 표시가 가능해진다.

또 본 발명에 의하면, 반사형 표시 소자를 시분할 표시 소자(예를 들면 마이크로 미러 디바이스)로 구성함으로써, 또는 반사형 표시 소자를 위상 변조형 소자(예를 들면 액정 패널)와 광강도 변조 소자(예를 들면 편광판)를 조합한 구성으로 함으로써, 비교적 간단한 구성으로 입사광의 편광 상태와 동일한 편광 상태를 유지하면서 반사광의 강도 변조를 할 수 있다.

또한 반사형 표시 소자를 위상 변조형 소자와 광강도 변조 소자에 의해 구성하였을 경우, 반사형 표시 소자의 반사면과 광강도 변조용 소자가 평행하게 밀착된 구성으로 하여도, 또 분리하여 배치된 구성으로 하여도 좋다.

또 본 발명에 의하면, 반사형 표시 소자의 반사면과 광강도 변조용 소자를 입사광축에 대하여 각도를 갖도록 배치함으로써, 영상광과 노이즈광의 출사 방향을 바꿀 수 있어서, 필요한 영상광만 투사 렌즈로 출사할 수 있다.

상기와 같이 반사형 표시 소자의 반사면과 광강도 변조용 소자를 입사광축에 대하여 각도를 갖는 구체적인 수단으로서, 색분리/색합성 수단의 반사형 표시 소자와 대향하는 면에 프리즘 또는 웨지 기판을 배설함과 동시에, 프리즘과 색분리/색합성 수단 간 또는 웨지 기판과 색분리/색합성 수단 간에 광강도 변조용 소자를 배치하는 구성을 생각할 수 있다.

또 상기 구성에서 적어도 프리즘과 색분리/색합성 수단 간 또는 웨지 기판과 색분리/색합성 수단 간에 간극을 형성함으로써, 방열 특성의 향상을 꾀할 수 있다.

또 광원으로부터 출사된 광을 소정의 편광 상태로 변환하는 편광 변환 광학계와, 이 편광 변환 광학계로부터의 광을 색분리/색합성 수단에 비스듬하게 입사시키는 인테그레이터 광학계에 의해 조명계를 구성하였을 경우에는 일방향의 편광면에 모은 조명광을 생성하는 조명계의 컴팩트화를 꾀할 수 있다.

또 반사형 표시 소자와 색분리/색합성 수단 간에 필드 렌즈를 배설하였을 경우에는 노이즈광을 다른 각도로 출사할 수 있다. 또한 적어도 반사형 표시 소자 또는 광강도 변조용 소자 중의 한쪽을 냉각하는 냉각 수단을 설치하였을 경우에는 반사형 표시 소자, 광강도 변조용 소자에 대하여 강제적으로 냉각을 할 수 있기 때문에, 보다 냉각 효율의 향상을 꾀할 수 있다.

(실시예)

다음에 본 발명의 실시예에 대해서 도면과 함께 설명한다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예인 반사형 프로젝터 장치(20A)를 나타내는 요부 구성도이다. 동 도면에 나타낸 바와 같이 본 실시예에 관한 반사형 프로젝터 장치(20A)는 크게 세분화하면 광원(21), 제 1 편광판(23), 다이크로익 프리즘(24), 제 2 편광판(25), 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)(R은 적색, G는 녹색, B는 청색을 나타내고 있음) 및 투사 렌즈(27) 등으로 구성되어 있다(또한 반사형 프로젝터 장치(20A)는 반사형 표시 소자로서 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)을 사용하고 있기 때문에, 이하 반사형 프로젝터 장치를 반사형 액정 프로젝터 장치라고 함).

광원(21), 리플렉터(22) 및 제 1 편광판(23)은 조명계를 구성한다. 광원(21)은 고압 수은 타입의 쇼트 아크 램프(short arc lamp)이고, 백색광을 생성하는 것이다. 이 광원(21)의 배면에는 리플렉터(22)가 배설되어 있고, 리플렉터(22)는 출사광이 투사 렌즈(27)를 향하여 모아지도록 설계되어 있다. 구체적으로는 리플렉터(22)는 타원상으로 되어 있고, 이 타원 리플렉터(22)의 제 1 초점에 상기 광원(21)이 배설되어 있다.

다이크로익 프리즘(24)은 광원(21)으로부터 입사하는 백색광을 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 삼색의 광으로 분리함과 동시에, 후술하는 바와 같이 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)에서 반사된 각색의 반사광을 합성하는 색분리/색합성 수단으로서 기능하는 것이다. 이 다이크로익 프리즘(24)은 삼각 기둥 형상을 가진 4개의 프리즘(28A~ 28D)을 조합한 구성(다이크로익 크로스 프리즘)으로 되어 있고, 각 프리즘(28A~ 28D)이 대향하는 소정 면에는 색분리 및 색합성을 하는 간섭막인 적색 반사막(29R) 및 청색 반사막(29B)이 형성되어 있다.

상기 구성으로 된 다이크로익 프리즘(24)은 광원(21)과 각 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B) 간에, 또한 각 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)과 투사 렌즈(27) 간의 위치에 배설 위치가 설정되어 있다.

본 실시예에서는 반사형 표시 소자로서 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)을 사용하고 있다. 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)은 수직 배향형의 액정 패널(TFT형 액정 패널)이고, 내설되는 액정으로서는 메르크(Merck) 사의 유전율 이방성이 부인 액정을 사용하고 있다. 여기에서 각 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)에 설치되는 반사형의 반사 전극은 TFT형 액정 패널의 표시 전극으로서 알루미늄 전극을 사용함과 동시에, 대향 기판의 전극을 투명 전극으로 하고 있다.

또 액정층의 두께 d와 액정의 복굴절△n의 적(△ㆍnd)으로서는, 예를 들면 0.1 미크론으로부터 0.6 미크론 사이로 설정할 수 있고, 전압의 인가에 의해 액정 분자가 기울어지는 방향으로서는 지면의 면내에서 액정 패널의 길이 방향에 대하여 45도의 방향으로 설정하고 있다. 또한 각 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)에 입사하는 광의 입사 각도는, 예를 들면 10도 정도가 되도록 설정하고 있지만, 바람직하게는 20도 이내로 함으로써 치우침의 영향을 그다지 받지 않는 표시 장치를 실현할수 있다.

투사 렌즈(27)는 각 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)에서 화상 변조됨과 동시에 다이크로익 프리즘(24)에서 합성된 광을 스크린(도시하지 않음)을 향해 투사하는 기능을 수행하는 것이다. 본 실시예에서는 이 투사 렌즈(27)로서 확대용의 렌즈를 사용했다.

제 1 및 제 2 편광판(23, 25)은 요드계의 편광 필름을 사용하고 있다. 또 제 1 편광판(23)은 상기한 광원(21)과 각 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B) 간에 배설되어 있고, 또한 제 2 편광판(25)은 각 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)과 투사 렌즈(27) 간에 배설되어 있다. 또한 제 1 편광 소자(23)와 제 2 편광 소자(25)는 서로 크로스 니콜의 관계에 있도록 구성되어 있다.

여기에서 다이크로익 프리즘(24) 및 제 1 편광판(25)의 특성에 대하여 설명한다. 광원(21)으로부터의 광이 제 1 편광판(25)에 의해 편광되어 다이크로익 프리즘(24)에 입사할 때, 이 입사 위치에서 다이크로익 프리즘(24)을 구성하는 프리즘(프리즘(28A))의 기둥 방향(지면에 대하여 연직 방향)으로 직선을 그은 경우, 본 실시예에서는 다이크로익 프리즘(24)에 입사하는 광의 편광 방향이 이 직선에 대하여 수직 또는 평행이 되도록 구성하고 있다.

또 본 실시예에서는 다이크로익 프리즘(24)의 특성을 광의 광원측과 투사측이 다르게 한 구성으로 하고 있다. 즉 광원측에서는 다이크로익 프리즘(24)의 각 반사막(29R, 29B)에 얕은 각도로 입사하는 것에 대해, 투사측에서는 보다 깊은 각도로 출사하도록 구성하고 있다. 이에 맞추어서 다이크로익 프리즘(24)의 좌인근과 우인근에서 반사 투과 특성을 조정하고 있고, 구체적으로는 우인근에서는 투과성이 보다 양호해지도록 조정하고 있다.

계속해서 상기 구성으로 된 반사형 액정 프로젝터 장치(20A)의 동작에 대하여 설명한다.

광원(21)에서 생성된 조명광(백색광)은 제 1 편광판(23)을 통과함으로써 S 편광 또는 P 편광이 된다. 이 조명광은 다이크로익 프리즘(24)의 입출사면(43)에 입사한다. 이 때 다이크로익 프리즘(24)의 4개의 삼각 기둥 형상을 가진 프리즘(28A~ 28D)의 기둥 방향으로 직선을 그은 경우, 입사광(조명광)은 이 직선과 직교하도록, "입사하는 광선의 주축이 기울어지는 방향"이 결정되어 있다. 즉 도 10에 나타낸 바와 같이 입사광은 다이크로익 프리즘(24)의 광 분리 방향으로 연재하는 면(이 면을 색분리 방향면(51)이라고 함)을 따라서 소정의 각도로 입사되는 구성으로 되어 있다. 또 이 입사시에는 입사광의 편광 상태는 불변이다.

입사한 조명광은 다이크로익 프리즘(24)에서 색분리가 행하여진다. 구체적으로는 적색 반사막(29R)에서는 적색광만이 반사되고, 또 청색 반사막(29B)에서 청색광만이 반사된다. 이에 따라 반사형 액정 패널(26R)에는 적색광만이, 반사형 액정 패널(26G)에는 녹색광만이, 그리고 반사형 액정 패널(26B)에는 청색광만이 입사한다.

이 각 색광은 각 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)에 대하여, 그 광선의 주축이 기울어지는 상태에서 입사하고, 각 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)에서 반사된다.

여기에서 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)에 전압이 인가되어 있지 않아서 액정 분자가 수직으로 배향하고 있는 상태에서는 입사광의 편광 상태는 불변인체로 각 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)에서 반사된다. 이 경우에 반사된 광은 다이크로익 프리즘(24)을 재차 통과한 후, 투사 렌즈(27)의 바로 앞에 설치된 제 2 편광판(25)(제 1 편광판(25)과 크로스 니콜의 관계에 있음)으로 흡수되어 투사되지 않는다. 즉 흑 표시를 실현하게 된다.

한편 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)에 전압이 인가되어 액정 분자가 수평으로 기운 상태에서는 입사광의 편광 상태가 변화하고, 입사된 광은 각 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)에서 반사된다. 이 경우 반사된 광은 다이크로익 프리즘(24)을 재차 통과하여 색합성이 된 후 입출사면(43)으로부터 출사되고, 투사 렌즈(27)의 바로 앞에 설치된 제 2 편광판(25)을 통과하여 투사된다. 즉 화상 표시를 실현하게 된다(이 색합성이 된 광을 영상광이라고 함). 이 때 도 10에 나타낸 바와 같이 영상광은 입출사면(53)으로부터 색분리 방향면(51)을 따라서 소정의 각도로 투사 렌즈(27)를 향해서 출사된다. 이와 같이 본 실시예에서는 다이크로익 프리즘(24)에 형성된 하나의 면인 입출사면(43)은 조명광의 입사면으로서 기능함과 동시에, 영상광의 출사면으로서도 기능하고 있다.

상기한 설명으로부터 분명한 바와 같이, 각 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)에 입사하는 광의 주축은 각 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)의 반사면에 대하여 S파 또는 P파의 상태로 입사하는 것이 필수이다. 그 이외의 상태로 입사하였을 경우에는 다이크로익 프리즘(24)의 반사 특성의 차이로부터 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)에서 반사하여 다이크로익 프리즘(24)을 2회 통과한 광의 편광 상태는 직선 편광이 아니게 되고 말아 상기한 흑 표시를 얻을 수 없게 되어 버린다.

또 각 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)의 액정 분자의 배향은 대략 완전하게 수직 배향으로 하는 것이 필수가 된다. S파(P파)로 입사한 광은 수직 배향한 액정을 가진 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)에 입사하였을 경우는 그 편광 상태는 변화하지 않는다. 즉 입사광의 진행 방향과 액정의 광학축(지상축 또는 배향 방향, 이 경우 수직 배향이므로 기판에 수직)으로 형성되는 평면에 대하여, 입사광 즉 S파는 수직, P파는 평행으로서, 편광 상태가 교란되는 일은 생기지 않고, 그대로 제 2 편광판에 달하기 때문에 흡수되어 양호한 흑 표시가 실현된다.

따라서 본 실시예의 구성에 의하면, 종래 사용되고 있던 고가인 편광 빔 스플리터를 사용하는 일이 없이, 높은 콘트래스트를 가진 화상을 생성할 수 있다. 이에 따라 고콘트래스트를 유지하면서 반사형 액정 프로젝터 장치(20A)의 소형화 및 저비용화를 꾀할 수 있다.

계속해서 본 발명의 제 2 실시예에 대하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예인 반사형 액정 프로젝터 장치(20B)를 나타내고 있다. 또한 도 3에서 도 2에 나타낸 구성과 대응하는 구성에 대해서는 동일 부호를 붙여서 그 설명을 생략한다. 또 이하 설명하는 각 실시예에서도 마찬가지로 한다.

상기한 제 1 실시예에 관한 반사형 액정 프로젝터 장치(20A)에서는 색분리/색합성 수단으로서 다이크로익 프리즘(24)을 사용한 예를 나타냈지만, 본 실시예에 관한 반사형 액정 프로젝터 장치(20B)는 다이크로익 프리즘(24) 대신에 다이크로익 미러(30R, 30B)를 사용한 구성으로 한 것을 특징으로 하는 것이다.

다이크로익 미러(30R)는 표면에 적색을 반사하도록 구성된 간섭막이 형성된 한쌍의 미러 반체가 평면상이 되도록 접합된 구성으로 되어 있고, 또 다이크로익 미러(30B)는 표면에 청색을 반사하도록 구성된 간섭막이 형성된 한쌍의 미러 반체가 평면상이 되도록 접합된 구성으로 되어 있다. 또 다이크로익 미러(30R)와 다이크로익 미러(30B)는 직교하도록 배설되어 있다. 즉 다이크로익 미러(30R, 30B)는 X자형으로 조합된 구성으로 되어 있다.

또한 이 다이크로익 미러(30R, 30B)의 반사 특성은 제 1 실시예에서 사용한 다이크로익 프리즘(24)과 마찬가지로 광원측의 미러와 투사측의 미러에서 특성이 다르도록 구성하고 있다.

상기 구성으로 함으로써 다이크로익 미러(30R, 30B)는 제 1 실시예에서의 다이크로익 프리즘(24)과 동등의 기능을 수행하는 구성으로 된다. 그러나 다이크로익 미러(30R, 30B)를 X자상으로 조합한 본 실시예의 구성에서는 그 조합 중심 위치(X자상의 교점 부분)가 표시의 그림자가 되는 것이 생각된다.

그래서 본 실시예에서는 광원(21)으로부터의 광의 광로가 조합 중심 위치를 피하도록 다이크로익 미러(30R, 30B)에 대하여 비스듬하게 입사하도록 구성했다. 이 입사 각도는, 예를 들면 20도로부터 30도 정도로 설정하고 있다. 이 구성으로 함으로써 화상에 그림자가 투사되는 것을 방지할 수 있고, 화상의 열화를 방지할수 있다.

또한 상기와 같이 입사광이 다이크로익 미러(30R, 30B)에 대하여 비스듬하게 입사하는 구성에서는 투사 렌즈(27)에도 광이 비스듬하게 들어가기 때문에, 심한 치우침이 발생하게 되고 만다. 그래서 본 실시예에서는 다이크로익 미러(30R, 30B)에서 반사된 반사광의 광축에 대하여 투사 렌즈(27)의 광축을 축오프셋하여 반대의 치우침을 주어서 보정하는 구성으로 하였다(화상이 극단적으로 장치로부터 떨어진 위치로 나가는 것을 보정함).

따라서 본 실시예에서도 제 1 실시예와 마찬가지로 고품질의 화상의 투사를 실현하면서, 반사형 액정 프로젝터 장치(20A)의 소형화 및 저비용화를 도모할 수 있다.

계속해서 본 발명의 제 3 실시예에 대하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 제 3 실시예인 반사형 액정 프로젝터 장치(20C)를 나타내고 있다.

상기한 제 1 실시예에서는 광원(21)의 광이 각 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)에 경사 방향으로부터 입사하는 구성으로 하였다. 이에 대하여 본 실시예에 관한 반사형 액정 프로젝터 장치(20C)는 광원(21)으로부터의 광을 대략 수직으로 각 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)에 입사시키고(즉 광원(21)으로부터의 광의 광축이 각 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)에 대하여 대략 수직으로 되어 있음), 또한 각 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)로부터의 반사광을 광원(21) 앞에 설치한 소형의 반사 미러(32)로 반사하여 투사 렌즈(27)에 안내하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 것이다.

반사 미러(32)는 광원(21)의 발광 부분을 지지하는 지지부(21a)의 그림자부(21b)(도면중 파선으로 나타내는 부분)에 설치되어 있다. 즉 지지부(21a)는 광원(21)에 대하여 다이크로익 프리즘(24)의 배설측으로 배설되어 있기 때문에, 광원(21)으로부터의 광은 지지부(21a)로 차단되어 그림자부(21b)가 형성된다. 이 그림자부(21b)에는 원래 광이 거의 존재하지 않기 때문에, 이 그림자부(21b)에 반사 미러(32)를 설치하여도 광원(21)으로부터 출사되는 광량이 감소하는 일은 없다.

본 실시예의 구성에 의하면, 제 1 실시예와 마찬가지로 고콘트래스트의 반사형 액정 프로젝터 장치(20C)를 실현할 수 있다. 또 상기와 같이 구성된 반사 미러(32)를 설치함으로써, 광원(21)과 투사 렌즈(27)를 근접 배치할 수 있어, 반사형 액정 프로젝터 장치(20C)의 더 한층의 소형화를 꾀할 수 있다.

계속해서 본 발명의 제 4 실시예에 대하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 제 4 실시예인 반사형 액정 프로젝터 장치(20D)를 나타내고 있다. 본 실시예에 관한 반사형 액정 프로젝터 장치(20D)는 다이크로익 프리즘(24)에 설치된 적색 반사막(29R)과 적색용의 반사형 액정 패널(26R) 간에 제 1 다이크로익 필터(33)를 배설함과 동시에, 다이크로익 프리즘(24)에 설치된 청색 반사막(29B)과 청색용의 반사형 액정 패널(26B) 간에 제 2 다이크로익 필터(34)를 배설한 것을 특징으로 하는 것이다. 본 실시예에서는 다이크로익 프리즘(24)의 소정 위치에 각 다이크로익 필터(33, 34)를 배설한 구성으로 하고 있다.

본 실시예의 구성으로 된 반사형 액정 프로젝터 장치(20D)도 광원(21)으로부터 출사한 광은 제 1 편광판(23)에 의해 진행 방향이 편광된 다음에 다이크로익 프리즘(24)의 입출사면(43)에 입사된다. 다이크로익 프리즘(24)에서는 적색 반사막(29R)에 의해 적색광(R)만이 반사되고, 또 청색 반사막(29B)에 의해 청색광(B)만이 반사되며, 녹색광(G)은 각 반사막(29R, 29B)을 통과하기 때문에, 광원(21)으로부터 출사한 백색광은 RGB로 색분리된다.

다이크로익 프리즘(24)을 상기와 같이 색분리하는 구성으로 함으로써, 청색 반사막(29B)은 하이패스 필터로서 기능하고, 또 적색 반사막(29R)은 로패스 필터로서 기능한다. 구체적으로는 적색 반사막(29R)은 그 컷 파장(반사율 50%가 되는 파장)을 585nm으로 하고 있고, 따라서 585nm 이상의 광을 반사하도록 구성되어 있다. 또 청색 반사막(29B)은 그 컷 파장을 540nm로 하고 있고, 따라서 540nm 이하의 광을 반사하도록 구성되어 있다. 이것은 투과하는 녹색 성분의 순도를 얻기 위해 필요한 파장이고, 광원(21)으로부터 출사한 광은 이 다이크로익 프리즘(24)을 투과함으로써 양호한 순도를 가진 녹색광이 된다.

또한 본 실시예의 구성과 다른 구성으로서, 다이크로익 프리즘에 녹색광(G)을 반사하는 대역 필터(밴드 패스 필터)를 설치하는 것을 생각할 수 있다. 또한 이 구성에서는 본 실시예와 같이 하이패스 필터 및 로패스 필터를 사용한 구성에 비교하여 적절한 컷율을 설정할 수 없기 때문에 양호한 특성을 얻을 수 없다.

이 다이크로익 프리즘(24)을 투과하여 색분리된 녹색광은 반사형 액정 패널(26G)에서 화상 정보가 중첩되고, 재차 다이크로익 프리즘(24)에 입사한다. 상기한 바와 같이 반사형 액정 패널(26G)은 노말리 블랙(normally black)으로 사용하고 있고, 따라서 전압을 인가하고 있지 않는 화소에서는 편광 방향은 변화하지 않고 입사광과 동일 편광 방향으로 출사하고, 제 2 편광판(25)에 의해 흡수된다. 또 전압이 인가된 화소에서는 편광 방향이 90°회전하여 출사하기 때문에, 제 2 편광판(25)을 투과하여 투사 렌즈(27)에 의해 스크린(도시하지 않음)에 투사된다.

한편 다이크로익 프리즘(24)에서 반사된 적색광의 성분은 엄밀하게는 적색의 성분에 부가하여 적색(R)과 녹색(G)의 경계에 존재하는 황색(Ye) 성분도 포함하고 있다. 이것은 상술한 바와 같이 녹색 성분의 색순도를 얻기 위해 설정한 다이크로익 프리즘(24)의 컷 파장에 의한 것이지만, 이대로는 적색의 색순도를 확보할 수 없어 문제가 있다.

그래서 본 실시예에서는 다이크로익 프리즘(24)의 적색광 출사면과 반사형 액정 패널(26R) 간에 제 1 다이크로익 필터(33)를 배설한 구성으로 하고 있다. 본 실시예에서는 제 1 다이크로익 필터(33)는 595nm 이상의 황색 성분만 반사하도록 구성되어 있으며, 따라서 595nm 이하의 황색 성분은 제 1 다이크로익 필터(33)에서 반사된다. 이에 대하여 595 이상의 파장 성분은 제 1 다이크로익 필터(33)를 투과하고, 반사형 액정 패널(26R)에서 반사된다.

이 때 제 1 다이크로익 필터(33)에서 반사된 성분은 상기한 황색(Ye) 성분이다. 또 제 1 다이크로익 필터(33)에서 반사된 황색(Ye) 성분의 반사광은 반사형 액정 패널(26R)에서 반사되고 있지 않기 때문에 편광 방향은 변하고 있지 않다. 이에 대하여 반사형 액정 패널(26R)에서 반사된 반사광은 편광 방향이 변하고 있다.

이 제 1 다이크로익 필터(33)에서 반사된 반사광 및 반사형 액정 패널(26R)에서 반사된 반사광은 함께 다시 다이크로익 프리즘(24)에 입사하고, 그 후에 입출사면(43)으로부터 반사 미러(35)를 통해서 제 2 편광판(25)에 입사한다. 이 때 상기와 같이 제 1 다이크로익 필터(33)에서 반사된 황색(Ye) 성분의 광은 편광 방향이 변하고 있지 않기 때문에 제 2 편광판(25)에서 흡수된다. 이에 대하여 반사형 액정 패널(26R)에서 반사된 반사광은 편광 방향이 변하고 있기 때문에 제 2 편광판(25)을 통과하여 투사 렌즈(27)를 통해서 스크린에 투사된다. 따라서 스크린에 투사되는 광에는 불필요한 황색(Ye) 성분은 포함되지 않아, 색순도가 높은 화상을 생성할 수 있다.

한편 다이크로익 프리즘(24)에서 반사된 청색광의 성분은 엄밀하게는 청색의 성분에 부가하여, 청색(B)과 녹색(G)의 경계에 존재하는 시안(Cy) 성분도 포함하고 있어, 이대로는 청색의 색순도를 확보할 수 없어 문제가 있다.

그래서 본 실시예에서는 다이크로익 프리즘(24)의 청색광 출사면과 반사형 액정 패널(26B) 간에 제 2 다이크로익 필터(34)를 배설한 구성으로 하고 있다. 본 실시예에서는 제 2 다이크로익 필터(34)는 510nm 이상의 시안 성분만 반사하도록 구성되어 있으며, 따라서 510nm 이상의 시안 성분은 제 2 다이크로익 필터(34)에서 반사된다. 이에 대하여 510 이하의 파장 성분은 제 2 다이크로익 필터(34)를 투과하여, 반사형 액정 패널(26B)에서 반사된다.

이 때 제 2 다이크로익 필터(33)에서 반사된 성분은 상기한 시안(Cy) 성분이다. 또 제 2 다이크로익 필터(34)에서 반사된 시안(Cy) 성분의 반사광은 반사형 액정 패널(26B)에서 반사되고 있지 않기 때문에 편광 방향은 변하고 있지 않다. 이에대하여 반사형 액정 패널(26B)에서 반사된 반사광은 편광 방향이 변하고 있다.

이 제 2 다이크로익 필터(34)에서 반사된 반사광 및 반사형 액정 패널(26B)에서 반사된 반사광은 모두 다시 다이크로익 프리즘(24)에 입사하고, 그 후 입출사면(43)으로부터 반사 미러(35)를 통해서 제 2 편광판(25)에 입사한다.

이 때 상기와 같이 제 2 다이크로익 필터(34)에서 반사된 시안(Cy) 성분의 광은 편광 방향이 변하고 있지 않기 때문에, 제 2 편광판(25)에서 흡수된다. 이에 대하여 반사형 액정 패널(26B)에서 반사된 반사광은 편광 방향이 변하고 있기 때문에, 제 2 편광판(25)을 통과하여 투사 렌즈(27)를 통해서 스크린에 투사된다. 따라서 스크린에 투사되는 광에는 불요한 시안(Cy)은 포함되지 않아, 색순도가 높은 화상을 생성할 수 있다.

이와 같이 본 실시예에 관한 반사형 액정 프로젝터 장치(20D)에 의하면, 단순히 제 1 및 제 2 다이크로익 필터(33, 34)를 제 1 실시예의 구성의 장치에 추가함으로써 장치 구조의 변경 없이 색순도의 향상 및 효율의 향상을 꾀할 수 있다.

또한 제 1 및 제 2 다이크로익 필터(33, 34)에 요구되는 컷 파장은 다이크로익 프리즘(24)에 배설되는 각 반사막(29R, 29B)의 컷 파장 특성에 의해 미세 조정할 필요가 있지만, 통상 사용되는 반사막(29R, 29B)의 사양에서는 제 1 다이크로익 필터(33)의 컷 파장은 565-600nm의 범위로 설정하고, 제 2 다이크로익 필터(34)의 컷 파장은 490-530nm의 범위로 설정하면 좋다.

또 상기 실시예에서 사용한 다이크로익 프리즘(24) 대신에, 이와 마찬가지의 기능을 하는 것으로서, 제 2 실시예에서 사용한 것과 동일한 다이크로익 미러를 X자상으로 배치한 X-DM(크로스 다이크로익 미러)을 사용하는 것도 가능하다.

단 이 경우에는 다이크로익 프리즘(24)의 출사면에 필터를 형성할 수 없다(이 평면이 크로스 다이크로익 프리즘에는 존재하지 않음). 따라서 다이크로익 미러를 사용하였을 경우에는 반사형 액정 패널(26R, 26B)에 다이크로익 필터(33, 34)를 직접 배설하든지 또는 각 반사형 액정 패널(26R, 26B)과 다이크로익 미러 간의 위치에 별개로 배치함으로써 제 4 실시예와 마찬가지의 효과를 실현할 수 있다.

계속해서 본 발명의 제 5 실시예에 대하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 제 5 실시예인 반사형 액정 프로젝터 장치(20E)를 나타내고 있다. 상기한 제 4 실시예에서는 다이크로익 프리즘(24)을 사용한 구성을 나타냈지만, 본 실시예에서는 다이크로익 프리즘(24) 대신에 편광 분리 프리즘(36) 및 다이크로익 미러(30R, 30B)를 사용한 구성으로 하고 있다.

동 도면에 나타내는 반사형 액정 프로젝터 장치(20E)에서는 광원(21)으로부터 출사한 광은 제 1 편광판(23)과 편광 분리 프리즘(36)에 의해 직선 편광이 추출됨과 동시에 진행 방향을 90° 굴절하여 다이크로익 미러(30R, 30B)에 입사한다. 상기한 제 4 실시예의 경우와 마찬가지로 다이크로익 미러(30R)(적색 반사용)는 로패스 필터로서 기능하는 것이고, 또 다이크로익 미러(30R)(청색 반사용)는 하이패스 필터로서 기능하는 것이다.

이 구성으로 함으로써 녹색광을 반사하는 대역 필터를 사용하는 구성에 비교하여 양호한 특성을 얻을 수 있다. 또 각 다이크로익 미러(30R, 30B)의 컷 파장에 대해서는 제 4 실시예와 마찬가지로 다이크로익 미러(30R)는 585nm, 다이크로익 미러(30B)는 540nm로 설정하고 있어, 녹색광의 색순도를 확보하고 있다.

한편 적색광 성분 및 청색광 성분에 대해서는 제 4 실시예와 마찬가지로 불요 성분(황색(Ye) 성분, 시안(Cy) 성분)을 포함하고 있다. 이 때문에 적색용의 반사형 액정 패널(26R)에는 제 1 다이크로익 필터(33)가 설치되어 있고, 또 청색용의 반사형 액정 패널(26B)에는 제 2 다이크로익 필터(34)가 설치되어 있다.

이에 따라 상기한 제 4 실시예와 마찬가지의 작용 효과를 실현할 수 있고, 편광 방향이 변화하고 있지 않는 제 1 다이크로익 필터(33)에서 반사된 황색(Ye) 성분 및 제 2 다이크로익 필터(34)에서 반사된 시안(Cy) 성분은 제 2 편광판(25)에 의해 흡수된다. 따라서 투사 렌즈(27)에 입사되는 광은 충분히 색순도가 높은 광선이 되어 있고, 또 급준한 컷 특성을 낼 수 없는 대역 필터를 사용하지 않기 때문에, 효율 좋게 상기 색순도를 확보할 수 있다.

계속해서 본 발명의 제 6 실시예에 대하여 설명한다.

도 7은 본 발명의 제 6 실시예인 반사형 액정 프로젝터 장치(20F)를 나타내고 있다. 본 실시예에 관한 반사형 액정 프로젝터 장치(20F)는 크게 세분화 하면 광원(21), UV/IR 필터(37), 제 1 실린더형 렌즈(38), 반사 미러(39), 제 1 편광판(23), 다이크로익 프리즘(24), 제 2 실린더형 렌즈(41R, 41G, 41B), 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B), 삼각 프리즘(40), 제 2 편광판(25), 및 투사 렌즈(27) 등으로 구성되어 있다.

이 반사형 액정 프로젝터 장치(20F)에서는 광원(21)으로부터 출사하여 리플렉터(22)에서 평행광이 된 광은 UV/IR 필터(37)에 의해 자외/적외 성분을 컷한 후,제 1 실린더형 렌즈(38)에 입사한다.

이 제 1 실린더형 렌즈(38)는 다이크로익 프리즘(24)의 색분리 방향으로만 집광을 하는 구성으로 되어 있다. 또 이 제 1 실린더형 렌즈(38)의 초점 거리는 제 1 실린더형 렌즈(38)로부터의 출사 광선이 다이크로익 프리즘(24)의 입사면 부근에 초점을 갖도록 설정하여 둔다.

이 제 1 실린더형 렌즈(38)로부터 출사한 출사광(조명광)은 반사 미러(39)에 의해 진행 방향이 굴절되고, 다이크로익 프리즘(24)의 입출사면(43)에 비스듬하게 입사한다. 이 때 광선의 입사 위치는 다이크로익 프리즘(14)의 색분리 방향으로 오프셋하여 설정해 둔다.

다이크로익 프리즘(24)은 예를 들면 40mm 각의 입방체이고, 상기와 같이 그 내부에는 적색 반사막(29R)과 청색 반사막(29B)이 직교하도록 배설되고, 또한 입출사면(43)에 대하여 45°의 각도로 설치되어 있다. 따라서 다이크로익 프리즘(24)에 입사한 광(백색광)은 녹색광(G)이 투과하고, 적색광(R) 및 청색광(B)이 소정 방향에서 반사한다. 이에 따라 다이크로익 프리즘(24)에 입사한 광은 RGB의 각 색 성분으로 색분리되고, 각 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)을 향한다.

본 실시예에서는 각 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)에 제 2 실린더형 렌즈(41R, 41G, 41B)가 물리적으로 일체화(광학적으로 접착) 되도록 배설되어 있다. 따라서 다이크로익 프리즘(24)으로 색분리된 각 색광은 다이크로익 프리즘(24)을 출사한 후, 제 2 실린더형 렌즈(41R, 41G, 41B)를 통해서 각 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)에 입사한다.

또한 각 제 2 실린더형 렌즈(41R, 41G, 41B)와 각 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)은 상기와 같이 광학 접착하고 있기 때문에, 계면 반사에 의한 고스트상(ghost image)의 발생이나 광량 로스는 생기지 않는다.

또 상기와 같이 색분리된 각 색의 광이 각 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)에 입사할 때, 각 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)은 다이크로익 프리즘(24)과 평행하게 배치되어 있기 때문에, 광은 각 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)에 비스듬하게 입사하게 된다.

이 때문에 각 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)에서 반사된 반사광(영상광)은 입사시와 동일 경로를 거쳐서 다이크로익 프리즘(24)의 입출사면(43)에 도달하지만, 그 도달면의 위치는 입사시는 반대 방향으로 오프셋하고 있다. 즉 입출사면(43)의 조명광의 입사 위치와 영상광의 출사 위치는 각각 독립한 위치로 되어 있다.

또 이에 따라 다이크로익 프리즘(24) 내의 광선에서 입사광의 각 반사막(29R, 29B)에의 입사각은 약 56° 및 약 34°가 된다. 이 때문에 입사를 S 편광으로 하고, 한편 적색 반사막(29R)에서는 입사시 56°, 출사시 34°로 하며, 반대로 청색 반사막(29B)에서는 입사시 (34°, 출사시 56°로 하고 있다. 따라서 적색 반사막(29R)에의 입사광의 입사각을 θr(=56°)로 하고, 청색 반사막(29B)에의 입사광의 입사각을 θb(=34°)로 하였을 경우, θb<θr의 관계를 만족하는 구성으로 되어 있다.

이에 따라 각 반사막(29R, 29B) 모두, 입사/출사광의 각도차에 의한 다이크로익 프리즘(24)의 DP 컷 파장 변화와, 편광 방향에 의한 컷 파장 시프트를 반대 방향으로 할 수 있어, 보상할 수가 있다.

이것은 일반적으로 다이크로익 프리즘에 형성된 반사막(간섭막)에 입사한 광선의 컷 파장이

①적색 반사막의 경우:(P 편광의 컷 파장)>(S 편광의 컷 파장)

청색 반사막의 경우:(P 편광의 컷 파장)<(S 편광의 컷 파장)

②적색 반사막의 경우:(입사각 『대(大)』의 컷 파장)>(입사각 『소(小)』의 컷 파장)

청색 반사막의 경우:(입사각 『대』의 컷 파장)<(입사각 『소』의 컷 파장)

이 되는 것을 이용하고 있다.

그런데 상기와 같이 본 실시예에서는 광의 광축에 대하여 다이크로익 프리즘(24) 및 각 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)의 광축이 기울어지고 있는 것에 따라, 투사되는 화상에 비점 수차가 생긴다. 따라서 이 비점 수차의 발생을 억제하기 위해, 본 실시예에서는 다이크로익 프리즘(24)과 투사 렌즈(27) 간에 상보정용의 삼각 프리즘(40)을 배치하고 있다.

이 삼각 프리즘(40)은 다이크로익 프리즘(24)에 물리적으로 일체화(광학적으로 접착)한 구성으로 하고 있다. 또 삼각 프리즘(40)의 정각 θa와, 상기 다이크로익 프리즘(24)을 출사하는 출사광과 상기 다이크로익 프리즘(24)의 출사면의 법선이 이루는 각 θb가 θa≒θb가 되도록 구성하고 있다.

상기 구성으로 된 삼각 프리즘(40)을 다이크로익 프리즘(24)과 투사 렌즈(27) 간에 배설함으로써, 삼각 프리즘(40)에 의해 투사 렌즈(27)를 향하는 광선에 다이크로익 프리즘(24)에 의한 수차와 반대의 수차가 주어져, 전체로서 수차를 보정할 수 있다. 이에 따라 수차가 없는 양호한 투사 화상을 얻을 수 있다.

상기한 설명으로부터 분명한 바와 같이, 본 실시예에 관한 반사형 액정 프로젝터 장치(20F)에서는 종래에서 입출사광의 색분리에 사용하고 있었던 편광 분리 프리즘(12)(도 1 참조)이 불요가 되고, 그 만큼 투사 렌즈(27)와 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)의 간격(투사 렌즈(27)의 백포커스)을 단축할 수 있다.

또 본 실시예에서는 제 1 및 제 2 실린더형 렌즈(38, 41R, 41G, 41B)의 수속 방향과, 다이크로익 프리즘(24)에 의한 색분리의 방향이 맞도록 구성되어 있다. 이에 따라 편광 교란을 수반하지 않고도 집광이 가능해진다.

지금 제 1 및 제 2 실린더형 렌즈(38, 41R, 41G, 41B)의 수속 방향과, 다이크로익 프리즘(24)에 의한 색분리의 방향이 다른 방향에서의 수속 작용을 가지게 하였을 경우를 상정하면, 광선과 각 반사면(29R, 29B)의 관계가 P/S 이외의 관계(P- S 혼합이 됨)가 됨으로써 편광 교란이 발생하고, 제 1 편광판(23)에 의해 직선 편광으로 한 광선의 편광도 저하로 연결된다. 이것은 표시상의 콘트래스트 저하로서 나타난다. 또한 상기한 본 실시예의 구성으로 함으로써 편광 교란을 수반하지 않고도 집광이 가능해진다.

이에 따라 다이크로익 프리즘(24) 및 광학계 전체의 소형화가 도모되고, 따라서 반사형 액정 프로젝터 장치(20F)의 소형화를 실현할 수 있다.

또한 상기한 실시예에서는 제 2 실린더형 렌즈(41R, 41G, 41B)로서 평 볼록 렌즈를 사용하고, 평면측을 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)과 광학 접착한 구성으로 했지만, 제 2 실린더형 렌즈의 배설 구조는 이에 한정되는 것이 아니고, 도 8에 나타낸 바와 같이 평 볼록 렌즈로 되는 제 2 실린더형 렌즈(41R, 41G, 41B)를 도 7에 나타내는 예와는 반대 방향으로 배치하고, 평면측을 다이크로익 프리즘(24)과 물리적으로 일체화(광학적 접착)한 구성으로 하여도 좋다.

또 도 9에 나타낸 바와 같이 저굴절 수지(42R, 42G, 42B) 등의 투명 재료에 의해 제 2 실린더형 렌즈(41R, 41G, 41B)의 오목면과, 이와 대향하는 다이크로익 프리즘(24)(또는 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)) 간을 매립하고, 다이크로익 프리(24), 제 2 실린더형 렌즈(41R, 41G, 41B) 및 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B)을 일체화된 구성으로 하여도 좋다. 이 구성으로 하였을 경우 조립시에 각 반사형 액정 패널(26R, 26G, 26B) 간의 화소 맞춤을 하면, 그 후로 오프셋할 우려가 없고, 장치의 유지 비용 삭감을 꾀할 수 있다.

이상 설명한 제 1 내지 제 6 실시예에 관한 반사형 액정 프로젝터 장치(20A~ 20H)는 도 10a에 나타낸 바와 같이 조명광(입사광) 및 영상광(출사광)이 다이크로익 프리즘(24)(다이크로익 크로스 프리즘)의 색분리 방향으로 연재하는 색분리 방향면(51)을 따라서 입출사하도록 구성되어 있었다.

이에 대하여 이하 설명하는 각 실시예에 관한 반사형 프로젝터 장치(50A~ 50E)는 도 10b에 나타낸 바와 같이 조명광(입사광) 및 영상광(출사광)이 다이크로익 프리즘(24)의 색분리 방향으로 연재하는 색분리 방향면(51)에 대하여 수직 방향으로 연재하는 면(이하 수직 방향면(52)이라고 함)을 따라서 입출사하도록 구성한 것이다. 이와 같이 조명광(입사광) 및 영상광(출사광)의 다이크로익 프리즘(24)에대한 입출사 방향은 색분리 방향면(51)을 따르도록 구성하여도, 또 수직 방향면(52)을 따르도록 구성하여도 좋고, 어느 쪽의 구성이라도 프로젝터 장치의 소형화를 꾀할 수 있다.

계속해서 본 발명의 제 7 실시예에 대하여 설명한다.

도 11은 본 발명의 제 7 실시예인 반사형 프로젝터 장치(50A)를 나타내고 있고, 도 11a는 반사형 프로젝터 장치(50A)의 평면도, 도 11b는 반사형 프로젝터 장치(50A)의 측면도이다.

본 실시예에 관한 반사형 프로젝터 장치(50A)는 조사광을 생성하는 광원(21)과, 조명광을 대략 평행광으로 해서 반사하는 리플렉터(22)와, 조사광에 소정의 편광 특성(예를 들면 S 편광)을 부여하는 편광판(54)과, 편광에 의해 반사 특성이 다른 특성을 갖는 다이크로익 크로스 프리즘(57)과, 다이크로익 크로스 프리즘(57)에 입사하는 광을 생성하는 색 생성 기능을 갖는 편광 제어 소자(55A)와, 다이크로익 크로스 프리즘(57)의 근방에 배치되는 반사형 표시 소자(56R, 56G, 56B)로 구성되어 있다(광원(21), 리플렉터(22), 편광판(54), 편광 제어 소자(55A)는 조명계(53A)를 구성함).

그리고 다이크로익 크로스 프리즘(57)에 입사하는 조사광과 출사하는 영상광을 동일한 면(이 면을 입출사면(71)이라고 함)을 통하여 실현함으로써, 작은 광학계를 실현하고 있다.

색 생성 기능을 갖는 편광 제어 소자(55A)는 RGB의 각색에서 이용하는 파장 대역의 광을 필터링함과 동시에 입사된 광 중에서, 소망하는 파장 대역의 광의 편광면을 광의 전파 방향을 축으로 하여 90도 회전시키는 기능을 갖는다. 도 12는 색 생성 기능을 갖는 편광 제어 소자(55A)에 의해 발생되는 파장 대역을 나타내고 있다. 이렇게 생성된 조명광은 필요한 파장 대역을 갖고, 일부 대역의 광(예를 들면 G)에 편광을 회전한 광이 혼재한 것이 된다.

이 조명광이 편광에 의해 반사 특성이 다른 다이크로익 크로스 프리즘(57)(색분리/합성 수단으로서 기능함)의 입출사면(71)에 입사되면, P 편광광인 G 파장 대역의 광은 투과하고, RB에 대해서는 각각 색분리 방향(도 10 참조)에 반사된다. 또한 R과 B는 반사되는 방향이 다르도록 구성되어 있다. 각 반사형 표시 소자(56R, 56G, 56B)에 안내되는 조명광은 P 편광 또는 S 편광(다이크로익 크로스 프리즘(57)의 통과 광선의 편광면으로 정의하면)이다.

각 반사형 표시 소자(56R, 56G, 56B)에 안내된 조명광은 각 반사형 표시 소자(56R, 56G, 56B)에서 반사됨으로써 화상 정보가 중첩된다. 도 13은 반사형 표시 소자(56R, 56G, 56B)로서 적용할 수 있는 반사형 표시 소자의 일례를 나타내고 있다. 동 도면에 나타낸 바와 같이, 반사형 표시 소자(56-1)는, 예를 들면 액정 패널(59)과 편광판(58)에 의해 구성되어 있다.

따라서 각 반사형 표시 소자(56R, 56G, 56B)와 다이크로익 크로스 프리즘(57) 간에는 편광판(58)이 배설된 구성으로 되고, 필요한 편광면 방향의 광만 다이크로익 크로스 프리즘(57)에 돌아오도록 구성되어 있다. 즉 반사형 표시 소자(56-1)로부터 반사되는 광의 편광면의 방향은 입사된 광의 편광면의 방향에 의존시킬 필요가 있다. 구체적으로는 반사형 표시 소자(56-1)에 입사한 광이 S 편광이면, 반사하는 광도 S 편광이 되도록 구성되어 있다.

그리고 각색의 반사형 표시 소자(56R, 56G, 56B)에서 반사된 영상광은 입사한 편광면과 동일 편광면에서 다이크로익 크로스 프리즘(57)을 통과하고, 상이 합성된 후(상이 합성된 광을 영상광이라고 함), 입출사면(71)으로부터 투사 렌즈(27)를 향해서 출사된다. 이 영상광은 투사 렌즈(27)에 의해 스크린 상(도시하지 않음)에 결상된다.

이 때 다이크로익 크로스 프리즘(57)에 대한 조사광의 입사 각도에 대하여 영상광의 출사 각도가 다르도록 반사 각도가 제어되고 있기 때문에, 조명광과 영상광을 분리할 수 있고, 종래 조명광과 영상광을 분리하는 데에 사용되고 있던 편광 분리 프리즘이 불요해지고, 반사형 프로젝터 장치(50A)의 소형화를 꾀할 수 있다.

상기와 같이 본 실시예에 관한 반사형 프로젝터 장치(50A)에 의하면, 색분리/색합성 수단이 되는 다이크로익 크로스 프리즘(57)의 입출사면(71)이 조명광의 입사면으로서도, 또 영상광의 출사면으로서도 기능하기 때문에, 광원(21)으로부터 투사 렌즈(27)에 이르는 광학계의 간단화를 도모할 수 있고, 따라서 반사형 프로젝터 장치(50A)의 소형화를 꾀할 수 있다. 또 색 생성 기능을 갖는 편광 제어 소자(55A)는 종래 색 생성 수단으로서 사용되고 있던 대역 필터에 비교하여, 매우 샤프한 분리 특성을 가지기 때문에, 매우 샤프하고 표시 품질이 높은 투사 화상을 얻을 수 있다.

다음에 상기 구성으로 된 반사형 프로젝터 장치(50A)의 각 구성 요소의 구체적 구성에 대하여 설명한다.

도 14 내지 도 16은 색 생성 기능을 갖는 편광 제어 소자의 각 실시예를 나타내고 있다. 도 14a에 나타내는 편광 제어 소자(55B)는 R, B의 광을 반사하는 기능을 갖는 평판상의 RB 반사 다이크로익 미러(60)와, G의 광을 반사하는 기능을 갖는 평판상의 G 반사 다이크로익 미러(61) 간에 λ/4 시트(62)를 끼워넣은 구성으로 되어 있다. 각 다이크로익 미러(60, 61)와 λ/4 시트(62)는 광학적으로 접합된 구성으로 되어 있다.

또 도 15에 나타내는 편광 제어 소자(55C)는 R, B의 광을 반사하는 기능을 갖는 다이크로익 반사면(65)이 형성된 소자(A63)와, G의 광을 반사하는 기능을 갖는 다이크로익 반사면(66)을 형성한 소자(B64) 간에 λ/4 시트(62)를 끼워넣은 구성으로 되어 있다. 소자(A63)는 입사측이 오목 곡면을 가짐과 동시에 λ/4 시트측이 평면이 되어 있고, 또 소자(B64)는 λ/4 시트측이 평면이 됨과 동시에 반대측이 볼록 곡면을 가진 구성으로 되어 있다. 각 소자(63, 64)와 λ/4 시트(62)는 광학적으로 접합된 구성으로 되어 있다. 이 각 편광 제어 소자(55B, 55C)는 도 16에 나타낸 반사 특성을 실현하도록 구성되어 있다.

상기 구성으로 된 편광 제어 소자(55B, 55C)에 편광면이 갖추어진 광(예를 들면 S 편광)의 조사가 입사하면, 입사측의 RB 반사 다이크로익 미러(60) 또는 다이크로익 반사면(65)에 의해 RB 파장 대역의 광이 반사된다. 또 RB 반사 다이크로익 미러(60), 다이크로익 반사면(65)을 통과하여 온 광(G의 광을 포함함)은 λ/4 시트(62)에 의해 편광면이 직선 편광으로부터 원편광으로 변환된다. 원편광광은 내측의 G 반사 다이크로익 미러(61) 또는 다이크로익 반사면(66)에 의해 소망하는 파장 대역의 광만 반사된다.

반사된 광은 λ/4 시트(62)를 다시 한번 통과하기 위해 입사된 편광과 직교한 편광면으로 변환된다. 이렇게 해서 소망하는 RGB의 대역을 갖고, G대역만 편광면이 직교한 광을 발생시킬 수 있다.

이 때 도 15에 나타내는 편광 제어 소자(55C)에서는 임의 형상의 다이크로익 미러에 대응할 수 있도록 평 볼록과 평 오목의 소자의 평탄 부분에 λ/4 시트(62)를 삽입한 구성으로 하고 있고, 이에 따라 λ/4 시트(62)를 반사 표면과 동일 형상으로 형성할 필요가 없어져서 편광 제어 소자(55C)의 고기능화, 저비용화를 가능하게 하고 있다.

또 도 14a 및 도 15에 나타낸 원편광을 생성하는 편광 제어 소자(55B, 55C)는 한쌍의 다이크로익 미러(60, 61) 간 또는 한쌍의 다이크로익 반사면(65, 66) 간에 1개의 λ/4 시트(62)를 끼워넣은 구성으로 했지만, 원편광을 생성하는 편광 제어 소자의 구성은 이에 한정되는 것이 아니고, 한쌍의 다이크로익 미러(60, 61) 간 또는 한쌍의 다이크로익 반사면(65, 66) 간에, 도 14b에 나타낸 바와 같이 λ/2시트(99)와 λ/4 시트(62)를 어레이 상으로 병설한 구성의 것을 끼워넣어도, 또 도 14c에 나타낸 바와 같이 복수의 λ/4 시트(62A~ 62C)를 어레이 상으로 병설한 구성의 것을 끼워넣은 구성으로 하여도 좋다.

도 17 내지 도 24는 반사형 표시 소자(56R, 56G, 56B)의 각 실시예를 나타내고 있다. 도 17 내지 도 23은 반사형 액정 패널(59)을 사용한 실시예이고, 또 도 24는 마이크로 미러 디바이스를 사용한 실시예이다.

도 17 내지 도 19에 나타내는 반사형 표시 소자(56-1)는 반사형 액정 패널(59)과 편광판(58)에 의해 구성되어 있다. 또 반사형 액정 패널(59)은 한쌍의 기판(67, 68) 간에 액정(69)을 봉입한 구성으로 되어 있다. 또 도 20 내지 도 22에 나타내는 반사형 표시 소자(56-2)는 도 17 내지 도 19에 나타내는 반사형 표시 소자(56-1)에서, 편광판(58)과 반사형 액정 패널(59) 간에 λ/4 판(70)(편광판(58) 및 λ/4 판(70)은 광강도 변조용 소자로서 기능함)을 끼워넣은 구성으로 되어 있다. 또한 도 18 및 도 21은 전원 ON으로 한 액정 상태를 나타내고 있고, 도 19 및 도 22는 전원 OFF로 한 액정 상태를 나타내고 있다.

그래서 상기한 바와 같이 반사형 표시 소자(56R, 56G, 56B)는 입사된 광의 편광면의 방향이 의존된 상태에서 광을 반사하는 기능을 가지게 할 필요가 있다.

도 17 내지 도 19에 나타내는 반사형 표시 소자(56-1)에서는 반사형 액정 패널(59)이 λ/4의 위상 변조의 기능을 갖고, 왕복으로 λ/2와 동등한 기능을 실현하고 있다. 또 강도 변조는 액정(69)에 인가하는 전압을 제어하여 행한다.

한편 도 20 내지 도 22에 나타내는 반사형 표시 소자(56-2)에서는 반사형 표시 소자(56-1)의 λ/4의 기능을 λ/4 판(70)(위상 시트)으로 실현한 것이고, 반사형 액정 패널(59)은 편광의 정도를 변화시켜 강도 변조를 하는 구성으로 되어 있다.

또 상기 실시예에서는 위상 시트로서 판상의 λ/4 판(70)을 사용한 예를 나타냈지만, 위상 시트는 반드시 판상의 것에 한정되는 것은 아니고, 시트상의 것을 사용하는 것도 가능하고, 또 보정을 위해 λ/2시트를 겹친 구조로 하여도 좋다.

또한 편광판(58)이나 위상 시트(70)는 반드시 반사형 액정 표시 패널(59) 상에 배치할 필요는 없고, 예를 들면 도 23에 나타낸 바와 같이 다이크로익 크로스 프리즘(57)에 배치한 구성으로 하여도 좋다. 동 도면에서는 다이크로익 크로스 프리즘(57)에 λ/4 판(70)과 함께 편광판(58)도 배설한 구성을 나타내고 있다.

한편 도 24는 마이크로 미러 디바이스를 사용한 반사형 표시 소자(56-4)를 나타내고 있다. 동 도면에 나타내는 반사형 표시 소자(56-4)는 기판(73) 상에 화소 단위로 배설된 다수의 마이크로 미러(74)를 가진 구성으로 되어 있다.

이 마이크로 미러(74)는 도시하지 않은 구동 수단에 의해 전원 ON일 때에는 도 24b에 나타낸 바와 같이 기판(73)과 평행한 상태를 유지하고, 전원 OFF일 대에는 도 24c에 나타낸 바와 같이 기판(73)에 대하여 소정의 각도를 갖도록 구동되는 구성으로 되어 있다.

상기 구성으로 된 마이크로 미러(74)를 갖는 반사형 표시 소자(56-4)는 입사된 광은 마이크로 미러(74)에 의해 반사되기 때문에, 입사광에 대하여 반사광의 편광면이 의존된다. 또 강도 변조는 마이크로 미러(74)를 구동하는 구동 수단에 대한 전원 ON- OFF 시간 제어함으로써 실현할 수 있다.

도 25 및 도 26은 다이크로익 크로스 프리즘 및 이 다이크로익 크로스 프리즘에 입출사시키는 광의 태양의 각 실시예를 나타내고 있다. 또한 어느 실시예에서도 조명광의 입사면 및 영상광의 출사면은 다이크로익 크로스 프리즘(57A, 57B)의 하나의 면인 입출사면(71)으로 되어 있다. 또한 각 도면에서 a는 다이크로익 크로스 프리즘(57A, 57B)을 평면시한 상태를 나타내고 있고, b는 다이크로익 크로스 프리즘(57A, 57B)을 측면시한 상태를 나타내고 있다.

도 25에 나타내는 실시예에서는 다이크로익 크로스 프리즘(57A)의 입출사면(71)에서 조명광이 입사되는 입사구(76A)와 영상광이 출사되는 출사구(77A)를 공간적으로 분리하여 독립하게 한 구성으로 한 것을 특징으로 하는 것이다. 이 때 영상광은 다이크로익 크로스 프리즘(57A)의 입출사면(71)으로부터 비스듬하게 출사하기 때문에, 다이크로익 크로스 프리즘(57A)을 구성하는 글라스를 통하여 반사형 표시 소자(56R, 56G, 56B)를 비스듬하게 보아서 사다리꼴 왜곡이 발생한다. 따라서 이것을 보정하기 위해 출사구(77A)측으로 상왜곡 보정 프리즘(75A)을 배설하고 있다(또한 이하의 설명에서 도 25에 나타내는 구성의 다이크로익 크로스 프리즘(57A)을 독립형 다이크로익 크로스 프리즘(57A)이라고 함).

한편 도 26에 나타내는 실시예는 다이크로익 크로스 프리즘(57A)의 입출사면(71)에서 조명광과 영상광을 각도로 분리하여 독립하게 한 구성으로 한 것을 특징으로 하는 것이다. 이 구성의 경우 다이크로익 크로스 프리즘(57A)의 입출사면(71) 상에서 조명광이 입사되는 입사구(76B)와, 영상광이 출사되는 출사구(77B)를 독립하게 한 상태에서 분리하는 것이 불가능하기 때문에, 입사구(76B)와 출사구(76B)는 오버랩한 상태가 되어 있다(도 26b 참조). 또 이에 따라 상왜곡 보정 프리즘(75B)은 다이크로익 크로스 프리즘(57A)의 입출사면(71)의 전체에 배설되어 있다(또한 이하의 설명에서 도 26에 나타내는 다이크로익 크로스 프리즘(57B)을 오버랩형 다이크로익 크로스 프리즘(57B)이라고 함).

계속해서 도 27 내지 도 30을 사용하여 상기 구성으로 된 각 구성 요소를 조합함으로써 구성된 반사형 프로젝터 장치의 각 실시예에 대하여 설명한다. 또한 도 27 내지 도 30에서 (a)는 반사형 프로젝터 장치를 평면시한 요부 구성을 나타내고 있고, (b)는 반사형 프로젝터 장치를 측면시한 요부 구성을 나타내고 있다.

도 27은 제 8 실시예인 반사형 프로젝터 장치(56B)를 나타내고 있다. 동 도면에 나타내는 반사형 프로젝터 장치(56B)는 색 생성 기능을 갖는 편광 제어 소자(55D)로서, 먼저 도 15를 사용하여 설명한 편광 제어 소자(55C)를 측면시한 상태의 형상이 평판상이 되도록 변형하게 한 것(즉 편광 제어 소자(55C)의 변형례. 단 같은 기능을 가짐)을 사용함과 동시에, 다이크로익 크로스 프리즘으로서 도 26을 사용하여 설명한 오버랩형 다이크로익 크로스 프리즘(57B)을 사용한 것을 특징으로 하는 것이다. 상기 구성으로 된 편광 제어 소자(55D)는 실린더형 곡면을 가진 구성으로 된다.

조명계(53A)를 구성하는 광원(21)으로부터 출사한 조명광은 포물면 리플렉터(22)로 대략 평행광으로 변환하고, 그 후에 아나모르픽 광학계(수평 방향과 수직 방향으로 다른 배율을 갖는 광학계)를 사용하여 각 반사형 표시 소자(56R, 56G, 56B)에 도광된다. 수직 방향(도 27b에서의 상하 방향)에 대해서는 제 1 실린더형 렌즈 어레이(78), 제 3 실린더형 렌즈 어레이(80) 및 집광 렌즈(81)가 기능한다. 이 때 제 1 실린더형 렌즈 어레이(78)의 개구 형상은 제 3 실린더형 렌즈 어레이(80)와 집광 렌즈(81)에 의해 각 반사형 표시 소자(56R, 56G, 56B) 상에 결상하고 있다. 여기에서 집광 렌즈(81)는 각각의 렌즈 어레이(78, 80)로부터의 광의 주광선을 각 반사형 표시 소자(56R, 56G, 56B)의 중심에 결상시키는 기능을 수행한다.

한편 수평 방향(도 27a에서의 상하 방향)에 대해서는 제 2 실린더형 렌즈 어레이(79), 편광 변환 광학 소자(82), 집광 렌즈(81) 및 편광 제어 소자(55D)(실린더형 곡면을 가짐)가 기능한다. 또한 본 실시예에서 사용한 편광 변환 광학 소자(82)는 나중에 도 34를 사용하여 설명하는 바와 같이, 편광 분리 소자로서 일축 결정인 방해석(91)을 이용한 것이다. 이 방해석(91)에 의해 분리된 조명광의 한쪽의 편광에 어레이 형상의 λ/2 판(89)을 통과시킴으로써 소망하는 편광면 방향을 갖는 광을 생성할 수 있다.

제 2 실린더형 렌즈 어레이(79)로 결상된 조명광은 편광 변환 광학 소자(82)에 의해 일방향의 편광면에 모여지고, 복수의 선광원(또는 점 광원)으로부터의 광과 같이 출사된다. 이 조사광은 집광 렌즈(81)에 의해 각 반사형 표시 소자(56R, 56G, 56B) 상에 결상된다.

또 실린더형 곡면을 가짐과 동시에 색 생성 기능을 가진 편광 제어 소자(55D)의 표면 및 이면의 곡면 형상은 각 선광원으로부터의 광을 대략 평행광화하는 기능을 갖도록 구성되어 있다. 따라서 편광 제어 소자(55D)에 의해 소망하는 파장 대역을 갖는 조사광이 소망하는 편광면 방향에서 오버랩형 다이크로익 크로스 프리즘(57B)의 입출사면(71)에 입사된다.

입사된 조명광은 오버랩형 다이크로익 크로스 프리즘(57B)에 의해 색분리되고, 각 색(R, G, B)이 대응하는 면으로부터 각각 출사된다. 오버랩형 다이크로익 크로스 프리즘(57B)의 각 반사형 표시 소자(56R, 56G, 56B)와 대향하는 면에는 도 23에 나타낸 바와 같이 편광판(58) 및 λ/4 판(70)이 편광판(58), λ/4 판(70)의순서로 배설되어 있다.

각 반사형 표시 소자(56R, 56G, 56B)에 의해 반사된 광은 오버랩형 다이크로익 크로스 프리즘(57B)에 의해 합성되고 난 뒤, 입출사면(71)으로부터 투사 렌즈(27)를 향하여 출사된다. 투사 렌즈(27)는 각 반사형 표시 소자(56R, 56G, 56B)에서 생성한 화상을 확대 투영한다.

또한 도 23에 나타낸 바와 같이 액정 표시 패널(59)의 직전에 필드 렌즈(72)를 넣음으로써 광의 확산을 억제하고, 따라서 투사 렌즈(27)의 구경을 작게 할 수 있다. 따라서 이에 의해서도 반사형 프로젝터 장치(56B)의 소형화를 꾀할 수 있다.

또 본 실시예에서는 실린더형 렌즈 어레이를 3개 사용했었지만, 제 1 실린더형 렌즈 어레이(78)와 제 2 실린더형 렌즈 어레이(79)는 동일한 기판 상에 렌즈 어레이로서 실현할 수 있음은 말할 것도 없다.

또한 수평 방향으로 기능하는 실린더형 렌즈 어레이(78, 80)와 편광 변환 광학 소자(55D), 수직 방향으로 기능하는 실린더형 렌즈 어레이(79)의 배치 위치는 초점 거리를 선택함으로써 변화시킬 수 있다. 또 반사형 표시 소자(56R, 56G, 56B)는 편광을 교란시키지 않고 반사하는 소자이면 무엇이든 이용할 수 있고, 구체적으로는 먼저 도 24를 사용하여 설명한 마이크로 미러(74)를 사용한 반사형 표시 소자(56-4)를 적용하는 것도 가능하다.

여기에서 상기한 제 8 실시예에 관한 반사형 프로젝터 장치(56B)의 변형례에 대하여 설명한다. 도 41은 제 8 실시예에 관한 반사형 프로젝터 장치(56B)의 변형례인 반사형 프로젝터 장치(50F)를 나타내고 있다.

제 8 실시예에 관한 반사형 프로젝터 장치(56B)는 먼저 설명한 바와 같이 편광 변환 광학 소자(82)로서 일축 결정인 방해석(91)을 이용한 구성의 것을 사용하였다. 이에 대하여 본 변형례에 관한 반사형 프로젝터 장치(50F)는 편광 변환 광학 소자로서 뒤에 도 32를 사용하여 설명하는 편광 변환 광학 소자(82B)를 사용한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 편광 변환 광학 소자(82B)는 제 1 렌즈 어레이(86), 제 2 렌즈 어레이(87) 및 편광 분리 프리즘 어레이(88)(이하 PBS어레이라고 함)에 의해 구성되어 있으며, 제 2 렌즈 어레이(87)의 집광 렌즈(81)와 대향하는 측으로 얇은 종이 형상의 λ/2 판(89)이 배설된 구성으로 되어 있다. 또 제 1 렌즈 어레이(86)의 렌즈 구경은 제 2 렌즈 어레이(37)로 결상하도록 설정되어 있고, 또 집광 렌즈(81)는 제 2 렌즈 어레이(37)를 구성하는 다수개의 렌즈의 광을 한곳에 모으고, 각 반사형 표시 소자(56R, 56B, 56G) 상에서의 조명 영역을 직사각형화한다.

상기 구성으로 된 반사형 프로젝터 장치(50F)에 의하면, 편광 변환 광학 소자(82B)에서 각 반사형 표시 소자(56R, 56B, 56G) 상에서의 조명 영역을 직사각형화하기 때문에, 편광 제어 소자(55E)를 평판으로 구성하는 것이 가능해지고, 따라서 편광 제어 소자(55E)의 부품비의 저감 및 중심 조정이 불요가 되는 것에 따른 조정 비용의 저감을 꾀할 수 있다.

계속해서 도 28을 사용하여 제 9 실시예인 반사형 프로젝터 장치(50C)에 대하여 설명한다.

본 실시예에 관한 반사형 프로젝터 장치(50C)는 편광 제어 소자로서 도 15를사용하여 설명한 편광 제어 소자(55C)를 사용함과 동시에, 다이크로익 크로스 프리즘으로서 도 25를 사용하여 설명한 독립형 다이크로익 크로스 프리즘(57A)을 사용한 것을 특징으로 하는 것이다.

광원(21)으로부터 출사한 조명광은 포물면 리플렉터(22)로 대략 평행광으로 변환되고, 실린더형 렌즈 어레이(83), 편광 변환 광학 소자(82), 집광 렌즈(81)를 통해서 독립형 다이크로익 크로스 프리즘(57A)의 입출사면(71)에 입사되어, 각 반사형 표시 소자(56R, 56G, 56B)에 도광된다. 이 조명계(53B)의 기능은 먼저 도 27을 사용하여 설명한 제 8 실시예에 관한 반사형 프로젝터 장치(56B)와 동일하지만, 본 실시예에서는 편광 제어 소자(55C)가 측면시한 상태에서도 곡면을 가진 구성으로 되어 있고, 따라서 조명광은 독립형 다이크로익 크로스 프리즘(57A)의 입사구(76A)로부터 입사하도록 구성되어 있다.

입사된 조명광은 독립형 다이크로익 크로스 프리즘(57A)에 의해 색분리되고, 각색(R, G, B)이 대응하는 면으로부터 각 반사형 표시 소자(56R, 56G, 56B)를 향해 출사된다. 그리고 각 반사형 표시 소자(56R, 56G, 56B)에서 반사된 광은 독립형 다이크로익 크로스 프리즘(57A)에 의해 합성되고 난 뒤, 입출사면(71)으로부터 투사 렌즈(27)를 향하여 출사된다. 투사 렌즈(27)는 각 반사형 표시 소자(56R, 56G, 56B)로 생성한 화상을 확대 투영한다.

도 42는 상기한 제 9 실시예에 관한 반사형 프로젝터 장치(50C)의 변형례인 반사형 프로젝터 장치(50G)를 나타내고 있다.

본 변형례에 관한 반사형 프로젝터 장치(50G)는 먼저 도 41을 사용하여 설명한 반사형 프로젝터 장치(50F)와 마찬가지로 편광 변환 광학 소자로서 도 32에 나타내는 편광 변환 광학 소자(82B)를 사용하고 있고, 또 제 1 렌즈 어레이(86)의 렌즈 구경은 제 2 렌즈 어레이(37)로 결상하도록 설정되고, 집광 렌즈(81)는 제 2 렌즈 어레이(37)를 구성하는 다수개의 렌즈의 광을 1곳에 모아서 각 반사형 표시 소자(56R, 56B, 56G) 상에서의 조명 영역을 직사각형화하도록 구성되어 있다.

따라서 본 변형례에 관한 반사형 프로젝터 장치(50G)에 의해서도 편광 제어 소자(55E)를 단조롭게 구성하는 것이 가능해지고, 따라서 편광 제어 소자(55E)의 부품비의 저감 및 중심 조정이 불필요해짐에 따른 조정 비용의 저감을 꾀할 수 있다.

계속해서 도 29를 사용하여 제 10 실시예인 반사형 프로젝터 장치(50D)에 대하여 설명한다.

본 실시예에 관한 반사형 프로젝터 장치(50D)는 색 생성 기능을 가진 편광 제어 소자로서, 도 14를 사용하여 설명한 평판상의 편광 제어 소자(55B)를 사용함과 동시에, 다이크로익 크로스 프리즘으로서 오버랩형 다이크로익 크로스 프리즘(57B)을 사용한 것을 특징으로 하는 것이다.

조명계(53C)를 구성하는 광원(21)으로부터 출사한 조명광은 포물면 리플렉터(22)로 대략 평행광으로 변환하고, 그 후에 아나모르픽 광학계(수평 방향과 수직 방향으로 다른 배율을 갖는 광학계)를 사용하여 각 반사형 표시 소자(56R, 56G, 56B)에 도광된다. 수직 방향(도 26b에서의 상하 방향)에 대해서는 제 1 실린더형 렌즈 어레이(78), 제 3 실린더형 렌즈 어레이(80), 집광 렌즈(81), 곡면미러(84)가 기능한다. 여기에서 집광 렌즈(81)와 곡면 미러(84)는 각각의 렌즈 어레이(78, 80)로부터의 광의 주광선을 패널 중심에 결상하는 기능을 수행한다.

한편 수평 방향(도 20a에서의 상하 방향)에 대해서는 제 2 실린더형 렌즈 어레이(79), 편광 변환 광학 소자(55B), 집광 렌즈(81) 및 곡면 미러(84)가 기능한다. 제 2 실린더형 렌즈 어레이(79)로 결상된 조명광은 편광 변환 광학 소자(55B)에 의해 일방향의 편광면에 모아지고, 복수의 선광원(또는 점광원)으로부터의 광처럼 출사된다. 이 조명광은 집광 렌즈(81)에 의해 각 반사형 표시 소자(56R, 56G, 56B) 상에 결상된다.

편광 제어 소자(55B)는 제 3 실린더형 렌즈 어레이(80)의 앞(광 진행 방향에 대한 앞측)에 배치되고, 소망하는 파장 대역을 갖는 광을 생성하여 소망하는 편광면 방향에서 출사한다. 편광 제어 소자(55B)로부터 출사한 조명광은 반사 미러(84)를 통해서 입출사면(71)으로부터 오버랩형 다이크로익 크로스 프리즘(57B)에 입사된다.

입사된 조명광은 오버랩형 다이크로익 크로스 프리즘(57B)에 의해 색분리되고, 각색(R, G, B)이 대응하는 면으로부터 각 반사형 표시 소자(56R, 56G, 56B)를 향해 출사된다. 그리고 각 반사형 표시 소자(56R, 56G, 56B)에서 반사된 광은 오버랩형 다이크로익 크로스 프리즘(57B)에 의해 합성되고 난 뒤, 입출사면(71)으로부터 투사 렌즈(27)를 향하여 출사된다. 투사 렌즈(27)는 각 반사형 표시 소자(56R, 56G, 56B)로 생성한 화상을 확대 투영한다.

계속해서 도 30을 사용하여 제 11 실시예인 반사형 프로젝터 장치(50E)에 대하여 설명한다.

본 실시예에 관한 반사형 프로젝터 장치(50E)는 색 생성 기능을 가진 편광 제어 소자로서, 도 14를 사용하여 설명한 평판상의 편광 제어 소자(55B)를 사용함과 동시에, 다이크로익 크로스 프리즘으로서 독립형 다이크로익 크로스 프리즘(57A)을 사용한 것을 특징으로 하는 것이다.

광원(21)으로부터 출사한 조명광은 포물면 리플렉터(22)로 대략 평행광으로 변환되고, 실린더형 렌즈 어레이(83), 편광 변환 광학 소자(82), 편광 제어 소자(55B), 집광 렌즈(81)를 통해서 독립형 다이크로익 크로스 프리즘(57A)의 입출사면(71)에 입사되고, 각 반사형 표시 소자(56R, 56G, 56B)에 도광된다. 이 조명계(53D)의 기능은 먼저 도 29를 사용하여 설명한 제 10 실시예에 관한 반사형 프로젝터 장치(50D)와 동일하다.

입출사면(71)에 입사된 조명광은 독립형 다이크로익 크로스 프리즘(57A)에 의해 색분리되고, 각색(R, G, B)이 대응하는 면으로부터 각 반사형 표시 소자(56R, 56G, 56B)를 향해 출사된다. 그리고 각 반사형 표시 소자(56R, 56G, 56B)에서 반사된 광은 독립형 다이크로익 크로스 프리즘(57A)에 의해 합성되고 난 뒤, 입출사면(71)으로부터 투사 렌즈(27)를 향하여 출사된다. 투사 렌즈(27)는 각 반사형 표시 소자(56R, 56G, 56B)로 생성한 화상을 확대 투영한다.

계속해서 상기한 각 실시예에서 사용되고 있던 편광 변환 광학 소자에 대하여 도 31 내지 도 34를 사용하여 설명한다.

도 31 및 도 32에 나타내는 편광 변환 광학 소자(82A, 82B)는 종래에도 편광변환 광학 소자로서 사용되고 있던 것이다. 상기한 각 실시예에 관한 반사형 프로젝터 장치(56B~ 50E)는 이 종래로부터 사용되고 있던 편광 변환 광학 소자(82A, 82B)를 적용하는 것이 가능하다(먼저 도 41 및 도 42를 사용하여 설명한 반사형 프로젝터 장치(50F, 50G) 참조).

도 31에 나타내는 편광 변환 광학 소자(82A)는 제 1 렌즈 어레이(86), 제 2 렌즈 어레이(87) 및 편광 분리 프리즘 어레이(88)(이하 PBS어레이라고 함)에 의해 구성되어 있으며, 제 1 렌즈 어레이(86)와 제 2 렌즈 어레이(87) 간에 PBS어레이(88)가 배설된 구성으로 되어 있다. 또 도 32에 나타내는 편광 변환 광학 소자(82B)는 도 31에 나타내는 편광 변환 광학 소자(82A)에서 PBS어레이(88)와 제 2 렌즈 어레이(87)의 순서를 바꾼 구성으로 되어 있다.

또한 도 31에 나타내는 편광 변환 광학 소자(82A)에서는 제 2 렌즈 어레이(87)의 피치는 제 1 렌즈 어레이(86)의 피치의 절반이 되어 제조가 까다롭게 된다. 이에 대하여 도 32에 나타내는 편광 변환 광학 소자(82B)는 제 2 렌즈 어레이(87)의 피치를 제 1 렌즈 어레이(86)의 피치와 같게 할 수 있어 제조상의 이점이 높다.

또한 상기한 각 편광 변환 광학 소자(82A, 82B)에서는 편광 변환용으로 2개의 렌즈 어레이(86, 87)가 필요해진다. 이에 대해서 도 33 및 도 34에 나타내는 편광 변환 광학 소자(82C, 82D)는 제 2 렌즈 어레이(87)를 없앤 구성으로 한 것을 특징으로 하는 것이다. 즉 편광 변환 광학 소자(82A, 82B)에서는 제 2 렌즈 어레이(87)의 기능을 곡면을 가진 편광 제어 소자(55C)(도 28 참조) 또는 곡면 미러(84)(도 29 참조)로 실현하는 구성으로 한 것이다.

도 33에 나타내는 편광 변환 광학 소자(82A)는 편광 분리 소자로서 PBS어레이(88)를 사용한 실시예이고, 도 34는 편광 분리 소자로서 일축 결정인 방해석(91)을 이용한 실시예이다. PBS어레이(88)나 방해석(91)에 의해 분리된 조명광의 한쪽의 편광에 어레이 형상의 λ/2 판(89)을 통과시킴으로써 소망하는 편광면 방향을 갖는 광을 생성할 수 있다.

또한 각 도면에서 화살표의 방향은 광의 전계(E)의 진동방향을 나타낸다. 또 편광 변환 후 편광도 향상을 위해 편광자를 둘 수도 있음은 말할 것도 없다. 또 본 발명에서 사용하는 λ/2 판(λ/2 위상차 소자)은 반드시 1개의 위상차판에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 위상차 필름이나 위상차판을 어레이 형상으로 나란히 한 구성의 것이어도 좋다.

그런데 상기한 각 실시예에 관한 반사형 프로젝터 장치(50A~ 50E)에서는, 도 35에 나타낸 바와 같이 편광판(58)과 다이크로익 크로스 프리즘(도면에서는 오버랩형 다이크로익 크로스 프리즘(57B)을 예로 들고 있음)을 접착제(93A)에 의해 접합하고 있고, 또 편광판(58)과 λ/4 판(70)을 접착제(93B)에 의해 접합하고 있다(편광판(58) 및 λ/4판(70)은 광강도 변조용 소자로서 기능함).

따라서 도 35b에 나타낸 바와 같이(도 35b는 도 35a의 화살표A로 나타내는 원 내를 확대하여 나타내는 도면임), 이 접합 계면에서 계면 반사가 발생하고, 이 계면 반사광은 반사형 프로젝터 장치(50A~ 50E)를 구성하는 광학계에서 노이즈광이 된다. 이와 같이 발생한 노이즈광이 투사 렌즈(27)에 입사하여 투사될 경우, 노이즈광은 영상과 겹쳐지기 때문에 표시 화상의 품질이 열화해 버리는 문제가 생긴다.

도 36 내지 도 38은 이 노이즈광에 의한 표시 화상의 품질 열화를 방지한 반사형 프로젝터 장치의 다이크로익 크로스 프리즘 근방을 확대하여 나타내는 도면이다.

도 36에 나타내는 반사형 프로젝터 장치는 편광판(58) 및 λ/4 판(70) 등(광강도 변조용 소자)의 노이즈광을 발생하는 광학 소자의 표면의 방향과, 반사형 액정 패널(59)의 면의 방향을 바꾼 구성으로 한 것을 특징으로 하는 것이다. 구체적으로는 λ/4 판(70)에 삼각 프리즘(94)을 배설하고, 이에 따라 영상광과 노이즈광의 출사 방향을 바꾸는 구성으로 하고 있다.

이와 같이 영상광과 노이즈광의 출사 방향을 바꿈으로써, 노이즈광이 투사 렌즈(27)에 입사되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 노이즈광이 영상과 겹쳐지는 일은 없게 되고, 표시 화상의 품질을 향상되게 한다. 또한 광강도 변조용 소자의 표면의 방향과, 반사형 액정 패널(59)의 면의 방향을 바꾸는 수단은 프리즘(94)에 한정되는 것이 아니고, 다른 광학 소자(예를 들면 웨지 기판(9) 등을 사용하는 것도 가능하다.

또 도 37에 나타내는 실시예에서는 필드 렌즈(72)와 다이크로익 크로스 프리즘(57B) 간에 경사면을 갖는 프리즘(94)(또는 웨지 기판)을 배치하고, 패널 표면과 다른 각도가 되는 면상에 편광판(58)과 위상 시트(λ/4 판(70))를 배설한 것을 특징으로 하는 것이다. 본 실시예와 같이 필드 렌즈(72)를 설치한 구성에서도 노이즈광을 다른 각도로 출사할 수 있다.

또 도 37에 나타낸 구성에서는 다이크로익 크로스 프리즘(57B)에 상보정 프리즘(75B)과 노이즈광을 제거하는 프리즘(94)이 별개로 설치된 구성으로 되어 있다. 이에 대하여 도 38에 나타내는 실시예에서는 도 37의 각 프리즘(75B, 94)의 기능을 함께 가진 상 보정 기능형 프리즘(95)을 배설함으로써 구성의 간단화를 도모한 것이다. 이 도 38에 나타내는 구성에서는 더욱 반사형 프로젝터 장치의 소형화를 꾀할 수 있다.

그래서 도 37 및 도 38을 사용하여 설명한 실시예의 구성에서는 편광판(58) 및 위상 시트(λ/4 판(70))가 글라스로 된 다이크로익 크로스 프리즘(57B)과 프리즘(94, 95)으로 끼워져 있어 열의 방출이 어렵다.

그래서 도 39 및 도 40에 나타내는 실시예에서는 λ/4 판(70)과 프리즘(95) 간에 제 1 갭(97A)(간극)을 형성하고, 프리즘(95)과 필드 렌즈(72) 간에 제 2 갭(97B)을 형성하며, 필드 렌즈(72)와 반사형 액정 패널(59) 간에 제 3 갭(97C)을 더 형성하고, 또한 이 각 갭(97A~ 97C)을 향해 냉각풍을 강제적으로 공급하는 송풍 수단을 설치한 것을 특징으로 한다.

본 실시예의 구성에 의하면, 반사형 액정 패널(59), 필드 렌즈(72), 편광판(58) 및 위상 시트(λ/4 판(70))를 효율 좋게 냉각할 수 있고, 반사형 프로젝터 장치의 신뢰성을 향상되게 한다. 또 도 40에 나타낸 바와 같이 프리 편광판(98)을 편광판(58)과 다이크로익 크로스 프리즘(57B) 간에 삽입함으로써 강력한 입사광(조사광)에 대해서도 대응하는 구성으로 하여도 좋다.

또한 상기한 각 실시예에서는 색분리/색합성 수단으로서 기능하는 다이크로익 크로스 프리즘(57, 57A, 57B)이 편광에 의해 반사 특성이 다른 색분리/색합성을 하도록 구성하고, 반사광의 편광과 투과광의 편광이 다르게 함과 동시에, 조명계(53, 53A~ 53D)에 소정의 파장 대역만 편광을 다르게 하는 편광 제어 소자(55A~ 55D)를 설치한 구성으로 하였다.

또한 색분리/색합성 수단(다이크로익 크로스 프리즘)은 반드시 편광에 의해 반사 특성이 다른 색분리/색합성을 하는 구성으로 할 필요는 없고, 색분리/색합성 수단으로서 반사광의 편광과 투과광의 편광이 동일해지도록 구성된 다이크로익 크로스 프리즘을 사용하고, 또한 조명계에 소정의 파장 대역의 광을 생성하는 파장 선택 소자를 설치한 구성으로 하여도 좋다.

이와 같이 반사광의 편광과 투과광의 편광이 동일해지도록 구성된 색분리/색합성 수단을 사용하였을 경우, 상기한 각 실시예에 관한 반사형 프로젝터 장치(50A~ 50E)에 비교하여 화상의 휘도가 저하하는 것이 생각된다. 또한 상기한 설명으로부터 분명한 바와 같이, 종래의 구성의 프로젝터 장치(10)(도 1 참조)에 비교하여 소형화를 꾀할 수 있는 것은 분명하다.

또 이 구성에서 적용 가능한 파장 선택 소자로서는 소정의 파장 대역을 반사하는 제 1 및 제 2 선택 파장 반사층에 의해 구성된 도 14를 사용하여 설명한 편광 제어 소자(55B)나, 도 15를 사용하여 설명한 선택 파장 반사층을 형성하는 면의 형상이 평면 또는 곡면인 편광 제어 소자(55C)를 이용하는 것이 가능하다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 다음에 설명하는 다양한 효과를 실현할수 있다.

본 발명에 의하면, 고가인 편광 빔 스플리터를 사용할 필요가 없어지고, 염가이면서 또한 콘트래스트가 양호한 표시를 얻을 수 있다.

본 발명에 의하면, 효율이 높은 반사형 액정 패널을 사용하였을 경우에 문제가 되는 저색순도/효율 저하를 간이한 변경으로 실현 가능하고, 반사형 프로젝터의 성능 향상을 꾀할 수 있다.

또 본 발명에 의하면, 소형화 및 저비용화를 도모하면서 반사형 프로젝터 장치의 고성능화, 고효율화를 실현할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 영상광과 노이즈광의 출사 방향을 바꿀 수 있어서, 필요한 영상광만 투사 렌즈로부터 출사할 수 있기 때문에 표시 품질 및 해상도의 향상을 꾀할 수 있다.

Claims (21)

1. 광원과, 반사형 액정 패널과, 상기 광원으로부터의 광을 소정 색의 광으로 분리하여 상기 반사형 액정 패널로부터의 소정 색의 광을 합성하는 색분리/색합성 수단과, 투사 렌즈를 구비하는 반사형 프로젝터 장치에 있어서,

   상기 광원과 상기 반사형 액정 패널 간에 또한 상기 광원과 상기 색분리/색합성 수단 간에 제 1 편광 소자를 배설함과 동시에, 상기 반사형 액정 패널과 상기 투사 렌즈 간에 또한 상기 색분리/색합성 수단과 상기 투사 렌즈 간에 제 2 편광 소자를 배설한 것을 특징으로 하는 반사형 프로젝터 장치.
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10. 소정의 파장 대역을 가진 조명광을 생성하는 조명계와,

    상기 조명계로부터 출사된 조명광을 반사함으로써 영상광을 생성하는 복수매의 반사형 표시 소자와,

    상기 조명광을 소정 색의 광으로 분리함과 동시에, 상기 반사형 표시 소자로부터의 영상광을 합성하는 색분리/색합성 수단과,

    합성된 상기 영상광을 투사하는 투사 렌즈를 갖는 반사형 프로젝터 장치로서,

    상기 색분리/색합성 수단의 하나의 면인 입출사면에 상기 조명계로부터 상기 조명광이 입사함과 동시에, 상기 입출사면으로부터 상기 투사 렌즈를 향해서 상기 영상광이 출사하도록 구성함과 동시에,

    상기 색분리/색합성 수단에 대한 상기 조사광 또는 상기 영상광의 입출사 각도, 또는 상기 반사형 표시 소자에 대한 상기 조사광 또는 상기 영상광의 입출사 각도를 제어함으로써, 상기 조명광과 상기 영상광을 분리하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 반사형 프로젝터 장치.
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