KR100664810B1 - 프로젝터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 합성 광학계에서의 다중 반사에 의한 고스트 이미지의 형성을 방지할 수 있는 프로젝터를 제공한다. 이 프로젝터(10)에서는, 한 쌍의 다이클로익막(61, 62)의 반사 특성이 중복 또는 중합하는 것을 방지하고 있다. 이에 따라, 크로스 다이클로익 프리즘(60)에 입사하는 청색광 LB 혹은 녹색광 LG 중 경계광 BL은 양 다이클로익막(61, 62)에서 2중 반사되어 액정 패널(51g) 등으로 입사되는 회귀광으로 되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 양 다이클로익막(61, 62)이 중복하는 반사 특성을 갖는 경우와 같이, 이들부터의 회귀광이 액정 패널(51b) 등에서 반사되어 전진광으로 되고, 이러한 전진광에 의해 스크린 SC 상에 고스트 이미지 등이 형성되는 것을 방지할 수 있다.

Description

프로젝터{PROJECTOR}

도 1은 실시예 1에 따른 프로젝터의 광학계를 설명하는 도면,

도 2는 도 1에 나타낸 크로스 다이클로익 프리즘의 반사 특성을 나타내는 그래프,

도 3은 도 1의 프로젝터의 특징적인 동작을 설명하는 확대도,

도 4는 도 1의 프로젝터의 특징적인 동작을 별도의 관점에서 설명하는 확대도,

도 5는 실시예 2에 나타낸 프로젝터의 광학계를 설명하는 도면,

도 6은 도 5에 표시된 크로스 다이클로익 프리즘의 반사 특성을 나타내는 그래프,

도 7은 도 5의 프로젝터의 특징적인 동작을 설명하는 확대도,

도 8은 실시예 3에 따른 프로젝터의 광학계를 설명하는 도면,

도 9는 도 8에 표시된 밴드패스 필터의 반사 특성을 나타내는 그래프,

도 10은 실시예 4에 따른 프로젝터의 광학계를 설명하는 도면,

도 11은 도 10에 나타낸 밴드패스 필터의 반사 특성을 나타내는 그래프,

도 12는 실시예 5에 따른 프로젝터의 광학계를 설명하는 도면,

도 13은 도 12에 나타낸 반사 미러의 반사 특성을 나타내는 그래프,

도 14는 실시예 6에 따른 프로젝터 광학계를 설명하는 도면,

도 15는 도 14에 나타낸 반사 미러의 반사 특성을 나타내는 그래프,

도 16은 실시예 6에 따른 프로젝터 광학계를 설명하는 도면,

도 17은 도 16에 나타낸 밴드패스 필터의 반사 특성을 나타내는 그래프,

도 18은 실시예 7에 따른 프로젝터의 광학계를 설명하는 도면,

도 19는 도 18에 나타낸 밴드패스 필터의 반사 특성을 나타내는 그래프이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 프로젝터 20 : 광원 장치

30 : 균일화 광학계 31, 32 : 플라이 아이 광학계

34 : 편광 변환 부재 40 : 분할 조명계

41a, 41b : 다이클로익 미러 43r, 43b : 필드 렌즈

45a, 45b, 45c : 제 1∼제 3 렌즈 50 : 광 변조부

51b, 51r, 51g : 액정 패널 60 : 크로스 다이클로익 프리즘

61 : 제 1 다이클로익막 62 : 제 2 다이클로익막

70 : 투사 렌즈 BL, BL' : 경계광

GL : 일반광 LB, LR, LG : 각 색광

OP1, OP2, OP3 : 제 1∼제 3 광로 SC : 스크린

본 발명은 액정 패널 등의 광 변조 장치를 이용하여 화상을 투사하는 프로젝터에 관한 것이다.

종래의 프로젝터로서, 청색·적색·녹색의 조명광에 의해 조명된 각 색의 액정 패널로부터 사출된 각 색의 이미지광을, 청색 및 적색 반사용의 한 쌍의 다층막을 X자 형상으로 배치한 구조의 합성 광학계에 의해 색 합성하는 것이 존재한다(특허 문헌 1, 2, 3, 4, 5 참조). 이상의 프로젝터에서는, 청색 이미지광을 청색 반사용 다층막에서 반사하고, 적색 이미지광을 적색 반사용 다층막에서 반사하고, 녹색 이미지광을 양 다층막에서 투과시킴으로써, 이미지광의 중첩, 즉 색 합성을 한다(특허 문헌 1, 2, 3, 4, 5 참조).

이들 중, 제 1 프로젝터에서는, 광원광 중 각 색마다 활용되는 특정 방향의 편광광의 이용 효율을 높이도록, 적색이나 청색의 광로 상에 배치되는 액정 패널과 그 사출 쪽에 배치되는 합성용 다이클로익 프리즘 사이에, 편광 방향을 90° 변환하는 편광 회전 소자를 배치하고 있다(특허 문헌 1). 또한, 제 2 프로젝터에서는, 광원광 중 각 색마다 활용되는 특정 방향의 편광광의 이용 효율을 높이도록, 분리용 다이클로익 미러의 투과 특성과 합성용 다이클로익 프리즘의 투과 특성을, 각 색의 편광 방향에 맞춰 조절하고 있다(특허 문헌 2). 또한, 제 3 프로젝터에서도, 광원광 중 각 색마다 활용되는 특정 방향의 편광광의 이용 효율을 높이도록, 분리용 다이클로익 미러와 합성용 다이클로익 프리즘의 투과 특성을, 각 색의 편광 방 향에 맞춰 조절하고 있다(특허 문헌 3). 또한, 제 4 프로젝터에서는, 합성용 다이클로익 프리즘에의 입사 각도의 투과 특성에 대한 영향을 고려하여, 적색 반사용 다층막의 S 편광에 대한 반값 파장과, 청색 반사용 다층막의 S 편광에 대한 반값 파장이 소정 범위 내로 되도록 하고 있다(특허 문헌 4). 또한, 제 5 프로젝터에서는, 합성용 다이클로익 프리즘에 내장되는 적색이나 청색 반사용 다층막의 구조를 제어함으로써, 얻어지는 다층막의 S 편광에 대한 반값 파장과 P 편광에 대한 반값 파장의 차를 저감하고, 또한, 입사 각도 변화에 따른 특성 열화를 방지하고 있다(특허 문헌 5).

또한, 별도의 프로젝터로서, 광원으로부터의 광원광을 3색으로 분해하고, 그 중 녹색의 조명 광로 상에 릴레이 광학계 등의 도광 수단을 배치하여, 나머지의 2색에 대한 광로차를 보상하는 것이 존재한다(특허 문헌 6 참조). 이 프로젝터에서는, 합성 광학계에 있어서, 적색의 이미지광을 적색 반사용 다층막에서 반사하고, 녹색의 이미지광을 녹색 반사용 다층막에서 반사하며, 청색의 이미지광을 투과시킴으로써, 화상의 색 합성을 하고 있다.

(특허 문헌 1) 일본 공개 특허 공보 소64-11289호

(특허 문헌 2) 일본 공개 특허 공보 평8-114779호

(특허 문헌 3) 일본 공개 특허 공보 평2-245749호

(특허 문헌 4) 일본 공개 특허 공보 제2001-264522호

(특허 문헌 5) 일본 공개 특허 공보 제2001-318221호

(특허 문헌 6) 국제 공개 특허 공보 WO94/22042호

그러나, 청색 반사용 다층막과 적색 반사용 다층막을 구비하는 합성 광학계를 이용한 프로젝터의 경우, 각 색의 액정 패널을 조명하기 위한 조명 장치가 녹색광을 중앙으로 분기하는 구성으로 제한된다. 즉, 이 합성 광학계에서는, 녹색의 이미지광을 직진시켜 청색이나 적색의 이미지광을 양측에서 결합시키는 광로 배치로 제한되므로, 예컨대 녹색 광로 상에 그 상대적인 광로를 길게 하는 릴레이 광학계를 배치하는 프로젝터의 실현은 곤란하다.

또한, 녹색 광로 상에 릴레이 광학계를 배치하는 프로젝터에서는, 합성 광학계인 크로스 다이클로익 프리즘을 청색 또는 적색 반사용 다층막과 녹색 반사용 다층막으로 구성하는 것으로 되지만, 예컨대, 녹색과 청색의 경계 파장의 이미지광에 대해서는, 양 다층막에서의 다중 반사에 의해, 스크린 상에 고스트 이미지가 형성되는 것을 알 수 있었다.

그래서, 본 발명은 녹색 광로 상에 릴레이 광학계를 배치하는 광로 구성의 프로젝터를 간편하게 실현할 수 있고, 또한, 합성 광학계에서의 다중 반사에 의한 고스트 이미지의 형성을 방지할 수 있는 프로젝터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 제 1 프로젝터는 적색광, 녹색광 및 청색광을 각각 변조하는 세 개의 광 변조 장치와, 세 개의 광 변조 장치에 의해 변조된 광을 합성하는 색 합성 광학계와, 색 합성 광학계에 의해 합성된 광을 투사하는 투사 광학계를 구비한 프로젝터로서, 색 합성 광학계는 녹색광을 반사하는 제 1 반사막과, 청색광을 반사하는 제 2 반사막을 구비하고, 제 1 반사막과, 제 2 반사막은 X자 형상으로 배치되어 있고, 제 1 반사막의 반사율이 50%로 되는 파장은 제 2 반사막의 반사율이 50%로 되는 파장보다 길다. 또, 반사막의 반사율이란, 반사막에 입사되는 각 색광의 편광 방향을 가미한 것이다. 따라서, 색 합성 광학계의 한 쌍의 반사막에 입사되는 각 색광의 편광 방향이 일부 다른 경우, 그 편광 방향에 따른 반사율이 비교의 기준으로 된다.

상기 제 1 프로젝터에서는, 색 합성 광학계에 있어서, 적색광을 직진시켜 녹색광이나 청색광을 양쪽으로부터 결합시키는 광로 배치가 가능하게 되고, 예컨대, 녹색광의 조명 광로 상에 릴레이 광학계를 배치하는 타입의 프로젝터의 실현이 용이하다. 또한, 상기 제 1 프로젝터에서는, 제 1 반사막의 반사율이 50%로 되는 파장이 제 2 반사막의 반사율이 50%로 되는 파장보다 길기 때문에, 녹색광과 청색광의 경계 파장의 광이 제 1 및 제 2 반사막에서 모두 반사되어 역진하는 과정을 포함하는 다중 반사를 억제할 수 있고, 스크린 상에 화상과 함께 고스트 이미지가 투영될 가능성을 감소시킬 수 있다. 또한, 제 1 반사막의 반사 특성을 적절히 조절하는 것 등에 의해, 녹색의 이미지광의 밝기를 간편하게 조정할 수 있다. 즉, 램프 광원에서는, 녹색광의 광량이 많아지는 경향이 있지만, 열적 변동이 발생하기 쉬운 ND 필터 등을 이용하는 일없이 녹색광의 광량 조정을 할 수 있으므로, 콘트라스트의 열화를 수반하는 일없이 화이트 밸런스를 조정할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 제 2 프로젝터는 적색광, 녹색광 및 청색광을 각각 변 조하는 세 개의 광 변조 장치와, 세 개의 광 변조 장치에 의해 변조된 광을 합성하는 색 합성 광학계와, 색 합성 광학계에 의해 합성된 광을 투사하는 투사 광학계를 구비한 프로젝터로서, 색 합성 광학계는, 녹색광을 반사하는 제 1 반사막과, 적색광을 반사하는 제 2 반사막을 구비하고, 제 1 반사막과, 제 2 반사막은 X자 형상으로 배치되어 있고, 제 1 반사막의 반사율이 50%로 되는 파장은 제 2 반사막의 반사율이 50%로 되는 파장보다 짧다.

상기 제 2 프로젝터에서는, 색 합성 광학계에 있어서, 청색광을 직진시켜 녹색광이나 적색광을 양쪽으로부터 결합시키는 광로 배치가 가능하게 되고, 예컨대, 녹색광의 조명 광로 상에 릴레이 광학계를 배치하는 타입의 프로젝터의 실현이 용이하다. 또한, 상기 제 2 프로젝터에서는, 제 1 반사막의 반사율이 50%로 되는 파장이 제 2 반사막의 반사율이 50%로 되는 파장보다 짧기 때문에, 녹색광과 적색광의 경계 파장의 광이 제 1 및 제 2 반사막에서 함께 반사되어 역진하는 과정을 포함하는 다중 반사를 억제할 수 있어, 스크린 상에 고스트 이미지가 투영될 가능성을 감소시킬 수 있다. 또한, 제 1 반사막의 반사 특성을 적절히 조절함으로써, 콘트라스트의 열화를 수반하는 일없이 화이트 밸런스를 조정할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 제 3 프로젝터는 적색광, 녹색광 및 청색광을 각각 변조하는 세 개의 광 변조 장치와, 세 개의 광 변조 장치에 의해 변조된 광을 합성하는 색 합성 광학계와, 색 합성 광학계에 의해 합성된 광을 투사하는 투사 광학계를 구비한 프로젝터로서, 색 합성 광학계는 녹색광을 반사하는 제 1 반사막과, 청색광을 반사하는 제 2 반사막을 구비하고, 제 1 반사막과, 제 2 반사막은 X자 형상으로 배치되어 있고, 제 1 반사막의 반사율 특성과, 제 2 반사막의 반사율 특성은 그 일부가 소정 파장 영역에서 중합하고 있고, 녹색광 또는 청색광의 광로에는, 소정 파장 영역의 광을 제거하는 필터가 마련된다.

상기 제 3 프로젝터에서는, 색 합성 광학계에 있어서, 적색광을 직진시켜 녹색광이나 청색광을 양쪽으로부터 결합시키는 광로 배치가 가능하게 되고, 예컨대, 녹색광의 조명 광로 상에 릴레이 광학계를 배치하는 타입의 프로젝터의 실현이 용이하다. 또한, 상기 제 3 프로젝터에서는, 녹색광 또는 청색광의 광로에, 소정 파장 영역의 광을 제거하는 필터가 마련되어 있으므로, 녹색광과 청색광의 경계 파장의 광이 제 1 및 제 2 반사막에서 함께 반사되어 역진하는 과정을 포함하는 다중 반사를 억제할 수 있어, 스크린 상에 고스트 이미지가 투영될 가능성을 감소시킬 수 있다. 또한, 필터의 특성을 적절히 조절함으로써, 콘트라스트의 열화를 수반하는 일없이 화이트 밸런스를 조정할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 제 4 프로젝터는 적색광, 녹색광 및 청색광을 각각 변조하는 세 개의 광 변조 장치와, 세 개의 광 변조 장치에 의해 변조된 광을 합성하는 색 합성 광학계와, 색 합성 광학계에 의해 합성된 광을 투사하는 투사 광학계를 구비한 프로젝터로서, 색 합성 광학계는 녹색광을 반사하는 제 1 반사막과, 적색광을 반사하는 제 2 반사막을 구비하고, 제 1 반사막과 제 2 반사막은 X자 형상으로 배치되어 있고, 제 1 반사막의 반사율 특성과 제 2 반사막의 반사율 특성은 그 일부가 소정 파장 영역에서 중합되고 있고, 녹색광 또는 적색광의 광로에는, 소정 파장 영역의 광을 제거하는 필터가 마련된다.

상기 제 4 프로젝터에서는, 색 합성 광학계에 있어서, 청색광을 직진시켜 녹색광이나 적색광을 양쪽으로부터 결합시키는 광로 배치가 가능하게 되고, 예컨대, 녹색광의 조명 광로 상에 릴레이 광학계를 배치하는 타입의 프로젝터의 실현이 용이하다. 또한, 상기 제 4 프로젝터에서는, 녹색광 또는 적색광의 광로에, 소정 파장 영역의 광을 제거하는 필터가 마련되어 있으므로, 녹색광과 적색광의 경계 파장의 광이 제 1 및 제 2 반사막에서 함께 반사되어 역진하는 과정을 포함하는 다중 반사를 억제할 수 있어, 스크린 상에 고스트 이미지가 투영될 가능성을 감소시킬 수 있다. 또한, 필터의 특성을 적절히 조절함으로써, 콘트라스트의 열화를 수반하는 일없이 화이트 밸런스를 조정할 수 있다.

또한, 본 발명의 구체적 측면 또는 형태에서는, 상기 프로젝터에 있어서, 필터가 소정 파장 영역의 광의 투과를 억제하는 투과형 광학 소자이다. 이 경우, 목표로 하는 소정 파장 영역의 광의 제거를 간편하고 또한 저렴하게 달성할 수 있다.

또한, 본 발명의 별도의 구체적 형태에서는, 상기 프로젝터에 있어서, 필터가 소정 파장 영역의 광의 반사를 억제하는 반사형 광학 소자이다. 이 경우, 목표로 하는 소정 파장 영역의 광의 제거를, 광로 상에 광로 구부림용으로 배치된 미러를 유용함으로써 공간 절약을 달성할 수 있다.

또한, 본 발명의 별도의 구체적 형태에서는, 광원으로부터 사출된 광을 적색광, 녹색광 및 청색광으로 분리하고, 또한 소정의 편광광으로 하는 색 분리 광학계를 더 구비한다. 이 경우, 단일 광원을 이용하여 적색광, 녹색광 및 청색광을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 각 색광을 소정의 편광 방향으로 정렬하여 효율적으로 이 용할 수 있다.

또한, 본 발명의 별도의 구체적 형태에서는, 광원과 녹색광용 광 변조 장치 사이의 광로가 광원과 적색광용 또는 청색광용 광 변조 장치 사이의 광로보다 길고, 색 분리 광학계와 녹색광용 광 변조 장치 사이에, 색 분리 광학계의 광사출 쪽에 배치된 제 1 렌즈와, 녹색광용 광 변조 장치의 광입사 쪽에 배치된 제 2 렌즈와, 제 1 렌즈와 제 2 렌즈 사이에 배치된 제 3 렌즈를 갖는 릴레이 광학계가 배치되어 있다. 이 경우, 녹색광의 광로 상에 릴레이 광학계를 배치하므로, 녹색광의 손실(loss)이 발생하기 쉽지만, 녹색광의 광량이 많은 램프 광원에서는, 자연스러운 화이트 밸런스를 달성하는데 있어서 오히려 유리한 영향을 부여하게 된다. 또한, 이 경우, 녹색광은 시감도가 비교적 높으므로, 화이트 밸런스에 미치는 영향이 크지만, 녹색광의 광로 상의 릴레이 광학계를 적절히 조절하는 것 등에 의해, 녹색광용 광 변조 장치 상에 있어서의 녹색광의 조도를 간편하게 조정할 수 있다.

(실시예 1)

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 프로젝터를 설명하는 도면이다. 이 프로젝터(10)는 광원광을 발생하는 광원 장치(20)와, 광원 장치(20)로부터의 조명광을 균일화하는 균일화 광학계(30)와, 균일화 광학계(30)를 거친 조명광을 적색·녹색·청색의 3색으로 분할하는 분할 조명계(40)와, 분할 조명계(40)로부터 사출된 각 색의 조명광에 의해 조명되는 광 변조부(50)와, 광 변조부(50)로부터의 각 색의 변조광을 합성하는 크로스 다이클로익 프리즘(60)과, 크로스 다이클로익 프리즘(60) 을 거친 이미지광을 스크린(도시하지 않음)에 투사하는 투사 렌즈(70)를 구비한다.

여기서, 광원 장치(20)는 대략 점 형상의 발광부를 형성하는 램프 본체(21)와, 램프 본체(21)로부터 사출되는 광원광을 콜리메이트하는 파라볼라 형상의 요면경(22)을 구비한다. 이 중, 램프 본체(21)는, 예컨대, 고압 수은 램프 등의 램프광원으로 이루어지고, 대략 백색의 광원광을 발생한다. 또한, 오목면 거울(22)은 램프 본체(21)로부터 방사되는 광선을 반사하여, 평행 광속으로서 균일화 광학계(30)에 입사된다. 또, 파라볼라 형상의 오목면 거울(22) 대신, 구면이나 타원면등, 파라볼라 형상이 아닌 오목면 거울을 이용하여도 좋다. 이러한 오목면 거울을 이용한 경우, 오목면 거울(22)과 균일화 광학계(30) 사이에 평행화 렌즈를 배치하면, 광원 장치(20)로부터 평행 광속을 사출하는 것이 가능해진다.

균일화 광학계(30)는 한 쌍의 플라이 아이 광학계(31, 32)와, 파면 분할광을 중첩시키기 위한 중첩 렌즈(33)와, 조명광을 소정의 편광 성분으로 변환하는 편광 변환 부재(34)를 구비한다. 한 쌍의 플라이 아이 광학계(31, 32)는 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 요소 렌즈로 이루어지고, 이들 요소 렌즈에 의해, 광원 장치(20)로부터의 조명광을 분할하여 개별적으로 집광·발산시킨다. 편광 변환 부재(34)는 플라이 아이 광학계(31, 32)로부터 사출된 조명광을 한 종류의 편광광(예컨대, 도 1의 지면에 수직인 S 편광 성분만)으로 변환하여 다음 단의 광학계로 공급한다. 중첩 렌즈(33)는 편광 변환 부재(34)를 거친 조명광을 전체로 하여 적절히 수속(收束)시켜, 광 변조부(50)에 마련한 각 색의 광 변조 장치에 대한 중첩 조명을 가능하게 한다. 즉, 양 플라이 아이 광학계(31, 32)와 중첩 렌즈(33)를 거친 조명광은 이하에 상술하는 분할 조명계(40)를 통해, 광 변조부(50)를 구성하는 각 색의 광 변조 장치, 즉 각 색의 액정 패널(51b, 51r, 51g)의 화상 형성 영역을 균일하게 중첩 조명한다.

분할 조명계(40)는 제 1 및 제 2 다이클로익 미러(41a, 41b)와, 반사 미러(42a, 42b, 42c)와, 필드 렌즈(43r, 43b)와, 제 1∼제 3 렌즈(45a, 45b, 45c)를 구비한다. 이들 중, 제 1 및 제 2 다이클로익 미러(41a, 41b)를 포함하여 구성되는 색 분리 광학계는 조명광을 적색광, 녹색광 및 청색광의 세 개의 광속으로 분리한다. 즉, 제 1 다이클로익 미러(41a)는 적색·청색·녹색(R·G·B)의 3색중 청색광 LB를 반사하고, 녹색광 LG과 적색광 LR를 투과시킨다. 또한, 제 2 다이클로익 미러(41b)는 입사된 녹색광 LG 및 적색광 LR 중 적색광 LR을 반사하고 녹색광 LG을 투과시킨다.

이 분할 조명계(40)에서, 광원 장치(20)로부터 균일화 광학계(30)를 거쳐 사출되는 조명광은 우선 제 1 다이클로익 미러(41a)에 입사된다. 제 1 다이클로익 미러(41a)에서 반사된 청색광 LB는 제 1 광로 OP1로 안내되고, 반사 미러(42a)를 통해 입사 각도를 조절하기 위한 필드 렌즈(43b)로 입사된다. 또한, 제 1 다이클로익 미러(41a)를 투과하고 제 2 다이클로익 미러(41b)에서 반사된 적색광 LR은 제 2 광로 OP2로 안내되어 필드 렌즈(43r)에 입사된다. 또한, 제 2 다이클로익 미러(41b)를 통과한 녹색광 LG는 제 3 광로 OP3으로 안내되고, 반사 미러(42b, 42c)를 통해 제 1∼제 3 렌즈(45a, 45b, 45c)를 통과한다. 이들 렌즈(45a, 45b, 45c)를 포함하여 구성되는 릴레이 광학계는 광원 장치(20)로부터 각 색의 액정 패널(51b, 51r, 51g)까지의 광로의 거리가 가장 긴 녹색의 제 3 광로 OP3에 배치되어 있다. 이 릴레이 광학계는 입사 쪽의 제 1 렌즈(45a)의 이미지를, 중간의 제 2 렌즈(45b)를 거쳐, 거의 그대로 사출 쪽의 제 3 렌즈(45c)에 전달함으로써, 광의 확산 등에 의한 광의 이용 효율 저하를 방지하고 있다. 또, 릴레이 광학계 중, 예컨대, 중간의 렌즈(45b)를 광축을 따라 연속적 혹은 단계적으로 변위시킴으로써, 액정 패널(51g)의 위치에 있어서의 조명 영역의 크기, 즉 액정 패널(51g)의 화상 형성 영역 상에 있어서의 녹색광 LG의 조도를 임의로 변화시킬 수 있다. 즉, 액정 패널(51b, 51r)의 화상 형성 영역 상에 있어서의 청색광 LB나 적색광 LR의 조도는 변화되지 않고 일정하고 대략 같은데 대하여, 액정 패널(51g)의 화상 형성 영역 상에 있어서의 녹색광 LG의 조도는 렌즈(45b)의 위치에 따라 증감된다. 이것을 이용하면, 각 액정 패널(51b, 51r, 51g)을 통과하여 합성되고 투사 렌즈(70)에 의해 스크린 상에 투영되는 화상의 화이트 밸런스를, 녹색광 LG에 대해서 광학적으로 적절히 조정할 수 있다.

광 변조부(50)는 3색의 조명광 LB, LR, LG가 각각 입사되는 세 개의 액정 패널(51b, 51r, 51g)과, 각 액정 패널(51b, 51r, 51g)을 사이에 유지하도록 배치되는 3조의 편광 필터(52b, 52r, 52g)를 구비한다. 여기서, 예컨대, 청색광 LB용 액정 패널(51b)과, 이것을 사이에 유지하는 한 쌍의 편광 필터(52b, 52b)는 조명광을 2차원적으로 휘도 변조하기 위한 액정 광 밸브를 구성한다. 마찬가지로, 적색광 LR 용 액정 패널(51r)과, 대응하는 편광 필터(52r, 52r)도, 액정 광 밸브를 구성하고, 녹색광 LG용 액정 패널(51g)과, 편광 필터(52g, 52g)도, 액정 광 밸브를 구성한다.

이 광 변조부(50)에서, 제 1 광로 OP1로 안내된 청색광 LB는 필드 렌즈(43b)를 통해 액정 패널(51b)의 화상 형성 영역에 입사된다. 제 2 광로 OP2로 안내된 적색광 LR은 필드 렌즈(43r)를 통해 액정 패널(51r)의 화상 형성 영역에 입사된다. 제 3 광로 OP3으로 안내된 녹색광 LG는 렌즈(45a, 45b, 45c)로 이루어지는 릴레이 광학계를 통해 액정 패널(51g)의 화상 형성 영역에 입사된다. 각 액정 패널(51b, 51r, 51g)은 입사된 조명광의 편광 방향의 공간적 분포를 변화시키기 위한 비발광으로 투과형의 광 변조 장치이고, 각 액정 패널(51b, 51r, 51g)에 각각 입사된 각 색광 LB, LR, LG는 각 액정 패널(51b, 51r, 51g)에 전기적 신호로서 입력된 구동 신호 혹은 화상 신호에 따라, 화소 단위로 편광 상태가 조정된다. 그 때, 편광 필터(52b, 52r, 52g)에 의해, 각 액정 패널(51b, 51r, 51g)에 입사되는 조명광의 편광 방향이 조정되고, 또한 각 액정 패널(51b, 51r, 51g)로부터 사출되는 광으로부터 소정 편광 방향의 변조광이 취출된다.

크로스 다이클로익 프리즘(60)은 색 합성 광학계이며, 그 내부에는, 청색광 반사용 제 1 다이클로익막(구체적으로는 유전체 다층막)(61)과, 녹색광 반사용 제 2 다이클로익막(구체적으로는 유전체 다층막)(62)이 X자 형상으로 배치되어 있다. 이 크로스 다이클로익 프리즘(60)은 액정 패널(51b)로부터의 청색광 LB를 제 1 다이클로익막(61)에서 반사하여 진행 방향 왼쪽으로 사출시키고, 액정 패널(51r)로부터의 적색광 LR을 양 다이클로익막(61, 62)을 통해 직진·사출시키며, 액정 패널(51g)로부터의 녹색광 LG를 제 2 다이클로익막(62)에서 반사하여 진행 방향 오른쪽으로 사출시킨다.

이와 같이 크로스 다이클로익 프리즘(60)에서 합성된 이미지광은 투사 광학계인 투사 렌즈(70)를 통해 적당한 확대율로 스크린(도시하지 않음)에 컬러 화상으로서 투사된다.

도 2는 도 1의 크로스 다이클로익 프리즘(60)을 구성하는 다이클로익막(61, 62)의 반사 특성을, 입사광의 편광 방향(예컨대, 도 1의 지면에 수직)을 가미하여, 개념적으로 설명하는 그래프이다. 제 1 다이클로익막(61)은 일점 쇄선으로 나타내는 반사 특성 PC1을 갖고 있고, 청색광을 전반적으로 반사한다. 또한, 제 2 다이클로익막(62)은 점선으로 나타내는 반사 특성 PC2를 갖고 있고, 녹색광을 전반적으로 반사한다. 결과적으로, 양 다이클로익막(61, 62)은 적색광을 투과시키는 것으로 된다. 제 1 다이클로익막(61)의 반사 특성 PC1에서, 장파장 쪽에서 반사율이 50%로 되는 반값 파장은 약 500㎚이며, 제 2 다이클로익막(62)의 반사 특성 PC2에서, 단파장 쪽에서 반사율이 50%로 되는 반값 파장은 약 510㎚이다. 즉, 제 2 다이클로익막(62)의 반값 파장은 제 1 다이클로익막(61)의 반값 파장보다 약 10㎚ 길다. 또, 실선으로 나타내는 반사 특성 PC3은 반사 특성 PC2를 단파장 쪽의 에지 위치에 대해서 변경한 종래 형태의 반사 특성이며, 반사율이 50%로 되는 반값 파장이 약 500㎚로 되어 있고, 이 값은 제 1 다이클로익막(61)의 반사 특성 PC1의 반값 파장과 일치하고 있다.

여기서, 제 1 다이클로익막(61)의 반사 특성 PC1과, 제 2 다이클로익막(62)의 반사 특성 PC2는 거의 중복 부분을 갖지 않는다. 즉, 이들 경계 파장(500∼510㎚)에 있어서의 청색녹색 경계광은 제 1 다이클로익막(61)에서도, 제 2 다이클로익 막(62)에서도 거의 반사되지 않는다. 따라서, 도 1의 크로스 다이클로익 프리즘(60)에 제 1 광로 OP1 쪽으로부터 진입한 경계 파장의 이미지광은 제 1 다이클로익막(61)에서 약간 반사된다고 해도, 제 2 다이클로익막(62)에서의 반사량이 거의 0이므로, 청색녹색 경계광의 2회 반사에 의해 형성되어 역행되는 회귀광의 발생을 효과적으로 예방할 수 있다. 또한, 크로스 다이클로익 프리즘(60)에 제 3 광로 OP3 쪽에서 진입한 경계 파장의 이미지광은 제 2 다이클로익막(62)에서 약간 반사된다고 해도, 제 1 다이클로익막(61)에서의 반사량이 거의 0이므로, 청색녹색 경계광의 2회 반사에 의해 형성되어 역행되는 회귀광의 발생을 효과적으로 예방할 수 있다.

도 3은 크로스 다이클로익 프리즘(60)으로부터의 회귀광의 발생 방지에 대하여 설명하는 도면이다. 액정 패널(51b)을 통과한 청색광 LB 중 대표적인 중간 파장을 갖는 일반광 GL은 제 2 다이클로익막(62)을 완전히 투과하여 제 1 다이클로익막(61)에서 반사되고, 모식적으로 도시된 투사 렌즈(70)에 입사되어, 스크린 SC 상에 청색 화상을 형성한다. 도시의 예에서는, 일반광 GL에 의해, 스크린 SC 상의 화상 영역 PI에 적당한 화상이 투영되어 있는 것으로 한다. 한편, 액정 패널(51b)을 통과한 청색광 LB 중 경계 파장(구체적으로는 파장 500∼510㎚)의 경계광 BL은 제 1 및 제 2 다이클로익막(61, 62)의 쌍방을 통과하므로, 액정 패널(51g)을 역 방향으로부터 미약하게 조명한다고 해도, 투사 이미지의 형성에는 거의 영향을 미치지 않는다.

또, 제 2 다이클로익막(62)이, 도 2에 비교예로서 나타내는 반사 특성 PC3을 갖는 경우, 액정 패널(51b)을 통과한 청색광 LB 중 경계 파장의 경계광 BL은 제 2 다이클로익막(62)으로 일부 반사되어 광로가 90° 꺾여, 제 1 다이클로익막(61)에 입사된다. 이러한 경계광 BL은 제 1 다이클로익막(61)에서도 일부 반사되어 광로가 또한 90° 꺾인다. 즉, 경계광 BL은 평행 이동한 회귀광으로 되어 액정 패널(51b) 등에 순차적으로 입사된다. 액정 패널(51b) 등의 표면은 0이 아닌 반사율을 가지므로, 액정 패널(51b)에 입사된 회귀광은 액정 패널(51b) 등에서 반사되어 경계광 BL'로서 재차 전방으로 전파된다. 이러한 경계광 BL'는 전진광으로서 제 1 다이클로익막(61)에서 일부 반사되고, 제 2 다이클로익막(62)을 일부 투과하여 투사 렌즈(70)에 입사되어, 스크린 SC 상에 미약한 고스트 이미지를 형성한다. 도시한 예에서는, 스크린 SC 상에서 화상 영역 PI의 반대쪽에 위치하는 고스트 영역 GI에, 화상 영역 PI의 화상에 대응하는 희미한 고스트 이미지가 투사된다. 이러한 고스트 이미지는, 휘도가 큰 경우 고스트 이미지 그 자체(협의의 고스트 이미지)로 되지만, 휘도가 작은 경우에서도 색 얼룩이나 휘도 얼룩으로서 관찰되게 된다. 한편, 본 실시예와 같이 제 2 다이클로익막(62)의 반사 특성을 적정하게 조절하면, 색 얼룩이나 휘도 얼룩을 포함하는 고스트 이미지의 발생을 확실히 방지할 수 있다.

도 4는 크로스 다이클로익 프리즘(60)으로부터의 회귀광의 발생 방지를 별도의 관점에서 설명하는 도면이다. 이 경우, 파장 500∼510㎚의 경계광 BL은 제 3 광로 OP3 쪽으로부터 액정 패널(51g)로 안내되는 것으로 한다. 녹색광 LG 중 일반광 GL은 제 1 다이클로익막(61)을 완전히 투과하여 제 2 다이클로익막(62)에서 반 사되고, 투사 렌즈(70)에 입사되어 스크린 SC 상에 녹색 화상을 형성한다. 한편, 액정 패널(51g)을 통과한 녹색광 LG 중 경계광 BL은 제 1 및 제 2 다이클로익막(61, 62)의 쌍방을 통과하여, 투사 이미지의 형성에는 거의 영향을 미치지 않는다.

또, 제 2 다이클로익막(62)이, 도 2에 비교예로서 나타내는 반사 특성 PC3을 갖는 경우, 액정 패널(51g)을 통과한 녹색광 LG 중 경계 파장의 경계광 BL은 제 1 및 제 2 다이클로익막(61, 62)에서 일부 반사되어, 평행 이동한 회귀광으로 되어 액정 패널(51g) 등에 순차적으로 입사된다. 액정 패널(51g) 등에 입사된 회귀광은 액정 패널(51g) 등에서 반사되어 경계광 BL'로서 재차 전방으로 전파된다. 이러한 경계광 BL'는 전진광으로서 제 2 다이클로익막(62)에서 일부 반사되고, 제 1 다이클로익막(61)을 일부 투과하여 투사 렌즈(70)에 입사되고, 스크린 SC 상의 고스트 영역 GI에, 화상 영역 PI의 화상에 대응하는 미약한 고스트 이미지를 형성한다.

이하, 본 실시예에 따른 프로젝터(10)의 동작에 대해 설명한다. 광원 장치(20)로부터의 조명광은 균일화 광학계(30)를 통해 균일화되어 그 편광 방향이 정렬된 후, 분할 조명계(40)에 마련한 제 1 및 제 2 다이클로익 미러(41a, 41b)에 의해 색 분할되고, 대응하는 액정 패널(51b, 51r, 51g)에 각 색광 LB, LR, LG로서 각각 입사된다. 각 액정 패널(51b, 51r, 51g)은 외부로부터의 화상 신호에 의해 변조되어 2차원적 굴절율 분포를 갖고 있고, 각 색광 LB, LR, LG를 2차원 공간적으로 화소 단위로 변조한다. 이와 같이, 각 액정 패널(51b, 51r, 51g)에서 변조된 각 색광 LB, LR, LG 즉 이미지광은 크로스 다이클로익 프리즘(60)에서 합성된 후, 투사 렌즈(70)에 입사된다. 투사 렌즈(70)에 입사된 이미지광은 적당한 배율로 스크린 SC에 투영된다.

또, 본 프로젝터(10)에서는, 한 쌍의 다이클로익막(61, 62)의 반사 특성이 중복 또는 중합되는 것을 방지하고 있으므로, 크로스 다이클로익 프리즘(60)에 입사되는 청색광 LB 혹은 녹색광 LG 중 경계광 BL이 양 다이클로익막(61, 62)에서 2중 반사되어 액정 패널(51g) 등에 입사되는 회귀광으로 되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 양 다이클로익막(61, 62)이 중복하는 반사 특성을 갖는 경우와 같이, 이들로부터의 회귀광이 액정 패널(51b) 등에서 반사되어 전진광으로 되고, 이러한 전진광에 의해 스크린 SC 상에 고스트 이미지 등이 형성되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 프로젝터(10)에서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제 2 다이클로익막(62)의 반사 특성 PC2의 반값 파장이 비교예의 반사 특성 PC3의 반값 파장보다 약 10㎚ 정도 길기 때문에, 비교적 광량이 많은 편인 녹색의 이미지광의 밝기를 경계광 BL에 대해서 간편하게 감소시킬 수 있다. 일반적으로, 녹색광 LG는 시감도가 비교적 높으므로, 화이트 밸런스에 미치는 영향이 크다. 또한, 고압 수은 램프로 이루어지는 램프 본체(21)를 구비하는 광원 장치(20)는 녹색광 LG의 상대적 광량에 편차가 발생하기 쉽다. 따라서, 제 1 및 제 2 다이클로익막(61, 62)의 반사 특성의 중복 또는 중합을 회피하면서 경계광 BL을 차단함으로써, 열적 변동이 발생하기 쉬운 ND 필터 등을 이용하는 일없이 녹색광 LG의 광량을 조정할 수 있어, 콘트라스트의 열화를 수반하는 일없이 화이트 밸런스를 일정 범위로 조정할 수 있다. 또, 고압 수은 램프의 경우, 녹색광 LG의 광량이 청색광 LB나 적색광 LR의 광량에 비해 많아지는 경향이 있으므로, 경계광 BL의 차단에 의해 다소의 광량 손실이 발생하더 라도, 화이트 밸런스의 조정에 따라 불리하게는 작용하지 않는다.

또한, 본 프로젝터(10)에서는, 녹색의 제 3 광로 OP3에 배치된 제 2 렌즈(45b) 등의 변위를 이용하여 액정 패널(51g)의 화상 형성 영역 상에서의 녹색광 LG의 조도를 조정할 수 있다. 상술한 바와 같이, 녹색광 LG는 화이트 밸런스에 미치는 영향이 크고, 광원 장치(20)는 녹색광 LG의 상대적 광량에 편차가 발생하기 쉽다. 따라서, 렌즈(45b) 등의 변위를 이용하여 액정 패널(51g)의 화상 형성 영역 상에서의 녹색광 LG의 조도를 조정하는 것에 의해, 프로젝터(10)의 화이트 밸런스를 효율적으로 조정하는 것이 가능하다. 또, 고압 수은 램프의 경우, 녹색광 LG의 광량이 상대적으로 많아지는 경향이 있는 것은 상술한 대로이지만, 렌즈(45b)의 변위에 의해 조명 영역이 확대되는 것에 의해 다소의 광량 손실이 발생하더라도, 화이트 밸런스의 조정에 따라 불리하게는 작용하지 않는다. 오히려, 광원 장치(20)로부터의 조명광을 최대한 활용할 수 있는 점에서, 본 프로젝터(10)의 구성에 의해, 자연스러운 색 온도(color temperature)를 달성하면서 가장 밝은 화상을 투사할 수 있다.

또한, 화이트 밸런스에 영향을 미치는 원인으로는, 램프의 상대적 광량의 편차 외에, 액정 패널(51g) 특성 편차나, 다이클로익 미러(41a, 41b) 및 크로스 다이클로익 프리즘(60)의 파장 선택 특성의 편차 등도 생각되지만, 본 실시예의 프로젝터(10)에 의하면, 녹색광 LG의 광량에 편차를 생기게 하는 각종 요인에 관계없이, 프로젝터(10)의 화이트 밸런스를 거의 목표값으로 설정할 수 있고, 그 때, 화상의 밝기나 콘트라스트를 희생으로 하는 경우도 없다.

또, 상기 실시예에서는, 제 1 다이클로익막(61)의 반값 파장을 500㎚로 하고, 제 2 다이클로익막(62)의 반값 파장을 510㎚로 하여, 차단하는 경계광 BL의 파장을 500∼510㎚로 하고 있지만, 이상의 파장은 예시에 불과하다. 예컨대, 제 1 다이클로익막(61)의 반값 파장을 490㎚로 하고, 제 2 다이클로익막(62)의 반값 파장을 500㎚로 하여, 차단하는 경계광 BL의 파장을 490∼500㎚로 할 수도 있다.

(실시예 2)

도 5는 실시예 2에 따른 프로젝터를 설명하는 도면이다. 이 프로젝터(110)는 도 1에 나타내는 실시예 1의 프로젝터(10)를 일부 변경한 것이고, 특별히 설명하지 않는 부분에 대해서는 실시예 1의 프로젝터(10)와 동일한 구조를 갖고, 또한, 공통하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 중복 설명을 생략하는 것으로 한다.

분할 조명계(40) 중, 제 1 및 제 2 다이클로익 미러(141a, 141b)를 포함하여 구성되는 색 분리 광학계는 조명광을 적색광 LR, 녹색광 LG 및 청색광 LB의 세 개의 광속으로 분리한다. 즉, 제 1 다이클로익 미러(141a)는 적색·청색·녹색의 3색 중 적색광 LR를 반사하고, 녹색광 LG과 청색광 LB를 투과시킨다. 또한, 제 2 다이클로익 미러(141b)는 입사된 녹색광 LG 및 청색광 LB 중 청색광 LB를 반사하고 녹색광 LG을 투과시킨다.

광 변조부(50)에서, 제 1 광로 OP1로 안내된 적색광 LR은 필드 렌즈(43r)를 통해 액정 패널(51r)의 화상 형성 영역에 입사된다. 제 2 광로 OP2로 안내된 청색 광 LB는 필드 렌즈(43b)를 통해 액정 패널(51b)의 화상 형성 영역에 입사된다. 제 3 광로 OP3로 안내된 녹색광 LG는 렌즈(45a, 45b, 45c)로 이루어지는 릴레이 광학계를 통해 액정 패널(51g)의 화상 형성 영역에 입사된다.

크로스 다이클로익 프리즘(60)의 내부에는, 적색광 반사용 제 1 다이클로익막(구체적으로는 유전체 다층막)(161)과, 녹색광 반사용 제 2 다이클로익막(구체적으로는 유전체 다층막)(62)이 X자 형상으로 배치되어 있다. 이 크로스 다이클로익 프리즘(60)은 액정 패널(51b)로부터의 청색광 LB를 제 1 다이클로익막(161)에서 반사하여 진행 방향 왼쪽으로 사출시키고, 액정 패널(51r)로부터의 적색광 LR를 양 다이클로익막(61, 62)을 통해 직진·사출시키고, 액정 패널(51g)로부터의 녹색광 LG을 제 2 다이클로익막(62)에서 반사하여 진행 방향 오른쪽으로 사출시킨다.

도 6은 도 5의 크로스 다이클로익 프리즘(60)을 구성하는 다이클로익막(161, 62)의 반사 특성을 개념적으로 설명하는 그래프이다. 제 1 다이클로익막(161)은 2점 쇄선으로 나타내는 반사 특성 PC21을 갖고 있고, 적색광을 전반적으로 반사한다. 또한, 제 2 다이클로익막(62)은 일점 쇄선으로 나타내는 반사 특성 PC22를 갖고 있고, 녹색광을 전반적으로 반사한다. 결과적으로, 양 다이클로익막(161, 62)은 청색광을 투과시키는 것으로 된다. 제 1 다이클로익막(161)의 반사 특성 PC21에서, 단파장 쪽에서 반사율이 50%로 되는 반값 파장은 약 595㎚이며, 제 2 다이클로익막(62)의 반사 특성 PC22에서, 장파장 쪽에서 반사율이 50%로 되는 반값 파장은 약 585㎚이다. 즉, 제 2 다이클로익막(62)의 반값 파장은 제 1 다이클로익막(161)의 반값 파장보다 약 10㎚ 길다. 또, 실선으로 나타내는 반사 특성 PC23은 반사 특성 PC21을 단파장 쪽의 에지 위치에 관해 변경한 종래 형태의 반사 특성이며, 반사율이 50%로 되는 반값 파장이 약 585㎚로 되어 있고, 이 값은 제 2 다이클로익막(62)의 반사 특성 PC22의 반값 파장과 일치하고 있다.

여기서, 제 1 다이클로익막(161)의 반사 특성 PC21과, 제 2 다이클로익막(62)의 반사 특성 PC22는 거의 중복 부분을 갖지 않는다. 즉, 이들 경계 파장(585∼595㎚)에 있어서의 적색녹색 경계광은 제 1 다이클로익막(161)에서도, 제 2 다이클로익막(62)에서도 거의 반사되지 않는다. 따라서, 도 5의 크로스 다이클로익 프리즘(60)에 제 1 광로 OP1 쪽으로부터 진입된 경계 파장의 이미지광은 제 1 다이클로익막(161)에서 약간 반사된다고 해도, 제 2 다이클로익막(62)에 있어서의 반사량이 거의 0이므로, 적색녹색 경계광의 2회 반사에 의해 형성되어 역행되는 회귀광의 발생을 효과적으로 예방할 수 있다. 한편, 크로스 다이클로익 프리즘(60)에 제 3 광로 OP3 쪽으로부터 진입한 경계 파장의 이미지광은 제 1 다이클로익막(161)에서 약간 반사된다고 해도, 제 2 다이클로익막(62)에서의 반사량이 거의 0이므로, 적색녹색 경계광의 2회 반사에 의해 형성되어 역행하는 회귀광의 발생을 효과적으로 예방할 수 있다.

도 7은 크로스 다이클로익 프리즘(60)으로부터의 회귀광의 발생 방지에 대하여 설명하는 도면이다. 이 경우, 파장 585∼595㎚의 경계광 BL은 제 1 광로 OP1 쪽으로부터 액정 패널(51r)로 안내되게 된다. 적색광 LR 중 일반광 GL은 제 2 다이클로익막(62)을 완전히 투과하여 제 1 다이클로익막(161)에서 반사되고, 투사 렌즈(70)에 입사되어 스크린 SC 상에 적색 화상을 형성한다. 한편, 액정 패널(51r) 을 통과한 적색광 LR 중 경계광 BL은 제 1 및 제 2 다이클로익막(161, 62)의 쌍방을 통과하여, 투사 이미지의 형성에는 거의 영향을 미치지 않는다.

또, 제 1 다이클로익막(161)이, 도 6에 비교예로서 나타내는 반사 특성 PC23을 갖는 경우, 액정 패널(51r)을 통과한 적색광 LR 중 경계광 BL은 제 1 및 제 2 다이클로익막(161, 62)에서 일부 반사되어, 평행 이동한 회귀광으로 되어 액정 패널(51r) 등에 순차적으로 입사된다. 액정 패널(51r) 등에 입사된 회귀광은 액정 패널(51r) 등에서 반사되어 경계광 BL'로서 재차 전방으로 전파된다. 이러한 경계광 BL'는 전진광으로서 제 1 다이클로익막(61)에서 일부 반사되고, 제 2 다이클로익막(62)을 일부 투과하여 투사 렌즈(70)에 입사되고, 스크린 SC 상의 고스트 영역 GI에, 화상 영역 PI의 화상에 대응하는 미약한 고스트 이미지를 형성한다.

이상에서는, 파장 585∼595㎚의 경계광 BL이 제 1 광로 OP1 쪽으로부터 액정 패널(51r)로 안내되는 것으로 했지만, 경계광 BL을 제 3 광로 OP3 쪽으로부터 액정 패널(51g)로 안내하는 것도 가능하고, 이 경우도 마찬가지로 고스트 발생을 방지할 수 있다.

또한, 이상에서는, 제 1 다이클로익막(161)의 반값 파장을 595㎚로 하고, 제 2 다이클로익막(62)의 반값 파장을 585㎚로 하여, 차단하는 경계광 BL의 파장을 585∼595㎚로 하고 있지만, 이상의 파장은 예시에 불과하다. 예컨대, 제 1 다이클로익막(161)의 반값 파장을 585㎚로 하고, 제 2 다이클로익막(62)의 반값 파장을 575㎚로 하여, 차단하는 경계광 BL의 파장을 575∼585㎚로 할 수도 있다.

(실시예 3)

도 8은 실시예 3에 따른 프로젝터를 설명하는 도면이다. 이 프로젝터(210)는 도 1에 나타내는 실시예 1의 프로젝터(10)를 일부 변경한 것이고, 특별히 설명하지 않는 부분에 대해서는 실시예 1의 프로젝터(10)와 동일한 구조를 갖고, 또한, 공통하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 중복 설명을 생략하는 것으로 한다.

실시예 3에 따른 프로젝터(210)의 경우, 청색광 LB를 안내하는 제 1 광로 OP1 상에 광학 소자인 밴드패스 필터(281)를 마련하고 있다. 또, 도시한 예에서는, 밴드패스 필터(281)를 반사 미러(42a)와, 필드 렌즈(43b) 사이에 배치하고 있지만, 이 밴드패스 필터(281)는 제 1 다이클로익 미러(41a)로부터 크로스 다이클로익 프리즘(260)에 걸친 광로 상의 어느 쪽 위치에도 배치할 수 있다.

이러한 밴드패스 필터(281)를 마련한 것에 대응하여, 크로스 다이클로익 프리즘(260)은 종래 형태의 것으로 되어 있고, 제 1 다이클로익막(261)의 반값 파장과, 제 2 다이클로익막(62)의 반값 파장은 500㎚로 일치하고 있다.

도 9는 밴드패스 필터(281)의 투과 특성 등을 설명하는 그래프이다. 그래프에서, 일점 쇄선으로 나타내는 반사 특성 PC31은 크로스 다이클로익 프리즘(260)의 제 1 다이클로익막(261)의 반사율을 나타낸다. 또한, 실선으로 나타내는 반사 특성 PC32는 제 2 다이클로익막(62)의 반사율을 나타낸다. 또한, 점선으로 나타내는 반사 특성 PC33은 밴드패스 필터(281)의 반사율을 나타낸다. 밴드패스 필터(281)의 반사 특성 PC33에서, 장파장 쪽에서 반사율이 50%로 되는 반값 파장은 약 495㎚ 로 되어 있고, 495∼505㎚의 경계광을 효과적으로 차단할 수 있다.

또, 이상의 밴드패스 필터(281)는 반값 파장을 일치시킨 로우패스 필터(단파장을 통과시키는 것)로 할 수 있다.

본 실시예의 경우, 양 다이클로익막(261, 62)이 중복하는 반사 특성을 가짐에도 불구하고, 밴드패스 필터(281)에 의해, 청색녹색 경계광이 제 1 광로 OP1로부터 크로스 다이클로익 프리즘(260)에 입사되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 크로스 다이클로익 프리즘(260)으로부터의 회귀광이 액정 패널(51b) 등에서 반사되어 전진광으로 되고, 이러한 전진광에 의해 스크린 상에 고스트 이미지 등이 형성되는 것을 방지할 수 있다.

(실시예 4)

도 10은 실시예 4에 따른 프로젝터를 설명하는 도면이다. 이 프로젝터(310)는 도 8에 나타내는 실시예 3의 프로젝터(210)를 일부 변경한 것이고, 특별히 설명하지 않는 부분에 대해서는 실시예 3의 프로젝터(210)와 동일한 구조를 갖고, 또한, 공통하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 중복 설명을 생략하는 것으로 한다.

실시예 4에 따른 프로젝터(310)의 경우, 녹색광 LG을 안내하는 제 3 광로 OP3 상에 광학 소자인 밴드패스 필터(381)를 마련하고 있다. 또, 도시한 예에서는, 밴드패스 필터(381)를 반사 미러(42c)와, 렌즈(45c) 사이에 배치하고 있지만, 이 밴드패스 필터(381)는 제 2 다이클로익 미러(41b)로부터 크로스 다이클로익 프 리즘(260)에 걸친 광로 상의 어느 쪽의 위치에도 배치할 수 있다.

도 11은 밴드패스 필터(381)의 투과 특성 등을 설명하는 그래프이다. 그래프에서, 일점 쇄선으로 나타내는 반사 특성 PC31은 크로스 다이클로익 프리즘(260)의 제 1 다이클로익막(261)의 반사율을 나타낸다. 또한, 실선으로 나타내는 반사 특성 PC32는 제 2 다이클로익막(62)의 반사율을 나타낸다. 또한, 점선으로 나타내는 반사 특성 PC43은 밴드패스 필터(381)의 반사율을 나타낸다. 이 밴드패스 필터(381)의 반사 특성 PC43에서, 단파장 쪽에서 반사율이 50%로 되는 반값 파장은 약 505㎚로 되어 있고, 495∼505㎚의 경계광을 효과적으로 차단할 수 있다.

또, 이상의 밴드패스 필터(381)는 반값 파장을 일치시킨 하이패스 필터(장파장을 통과시키는 것)로 할 수 있다.

본 실시예의 경우, 밴드패스 필터(381)에 의해, 청색녹색 경계광이 제 3 광로 OP3으로부터 크로스 다이클로익 프리즘(260)으로 입사되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 크로스 다이클로익 프리즘(260)으로부터의 회귀광이 액정 패널(51g) 등에서 반사되어 전진광으로 되고, 이러한 전진광에 의해 스크린 상에 고스트 이미지 등이 형성되는 것을 방지할 수 있다.

(실시예 5)

도 12는 실시예 5에 따른 프로젝터를 설명하는 도면이다. 이 프로젝터(410)는 도 1에 나타내는 실시예 1의 프로젝터(10)를 일부 변경한 것이고, 특별히 설명하지 않는 부분에 대해서는 실시예 1의 프로젝터(10)와 동일한 구조를 갖고, 또한, 공통하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 중복 설명을 생략하는 것으로 한다.

실시예 5에 따른 프로젝터(410)의 경우, 청색광 LB를 안내하는 제 1 광로 OP1의 반사 미러(442a)를 광학 소자인 다이클로익 미러로 하고있다.

도 13은 반사 미러(442a)의 반사 특성 등을 설명하는 그래프이다. 그래프에서, 일점 쇄선으로 나타내는 반사 특성 PC31은 크로스 다이클로익 프리즘(260)의 제 1 다이클로익막(261)의 반사율을 나타낸다. 또한, 실선으로 나타내는 반사 특성 PC32는 제 2 다이클로익막(62)의 반사율을 나타낸다. 또한, 점선으로 나타내는 반사 특성 PC53은 반사 미러(442a)의 반사율을 나타낸다. 이 반사 미러(442a)의 반사 특성 PC53에서, 장파장 쪽에서 반사율이 50%로 되는 반값 파장은 약 495㎚로 되어 있고, 495∼505㎚의 경계광을 효과적으로 차단할 수 있다.

본 실시예의 경우, 반사 미러(442a)에 의해, 청색녹색 경계광이 제 1 광로 OP1로부터 크로스 다이클로익 프리즘(260)에 입사되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 크로스 다이클로익 프리즘(260)으로부터의 회귀광이 액정 패널(51b) 등으로 반사되어 전진광으로 되고, 이러한 전진광에 의해 스크린 상에 고스트 이미지 등이 형성되는 것을 방지할 수 있다.

(실시예 6)

도 14는 실시예 6에 따른 프로젝터를 설명하는 도면이다. 이 프로젝터(510)는 도 12에 나타내는 실시예 5의 프로젝터(410)를 일부 변경한 것이고, 특별히 설 명하지 않는 부분에 대해서는 실시예 5의 프로젝터(410)와 동일한 구조를 갖고, 또한, 공통하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 중복 설명을 생략하는 것으로 한다.

실시예 6에 따른 프로젝터(510)의 경우, 청색광 LB를 안내하는 제 1 광로 OP1의 반사 미러(42a)를 단순한 미러로 하고, 녹색광 LG을 안내하는 제 3 광로 OP3의 반사 미러(542c)를 광학 소자인 다이클로익 미러로 하고 있다.

도 15는 반사 미러(542c)의 반사 특성 등을 설명하는 그래프이다. 그래프에서, 일점 쇄선으로 나타내는 반사 특성 PC31은 크로스 다이클로익 프리즘(260)의 제 1 다이클로익막(261)의 반사율을 나타낸다. 또한, 실선으로 나타내는 반사 특성 PC32는 제 2 다이클로익막(62)의 반사율을 나타낸다. 또한, 점선으로 나타내는 반사 특성 PC63은 반사 미러(542c)의 반사율을 나타낸다. 이 반사 미러(542c)의 반사 특성 PC63에서, 단파장 쪽에서 반사율이 50%로 되는 반값 파장은 약 505㎚로 되고 있고, 495∼505㎚의 경계광을 효과적으로 차단할 수 있다.

본 실시예의 경우, 반사 미러(542c)에 의해, 청색녹색 경계광이 제 3 광로 OP3으로부터 크로스 다이클로익 프리즘(260)에 입사되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 크로스 다이클로익 프리즘(260)으로부터의 회귀광이 액정 패널(51g) 등에서 반사되어 전진광으로 되고, 이러한 전진광에 의해 스크린 상에 고스트 이미지 등이 형성되는 것을 방지할 수 있다.

(실시예 7)

도 16은 실시예 7에 따른 프로젝터를 설명하는 도면이다. 이 프로젝터(610)는, 도 5에 나타내는 실시예 2의 프로젝터(110)를 일부 변경한 것이고, 특별히 설명하지 않는 부분에 대해서는 실시예 2의 프로젝터(110)와 동일한 구조를 갖고, 또한, 공통하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 중복 설명을 생략하는 것으로 한다.

실시예 7에 따른 프로젝터(610)의 경우, 적색광 LR를 안내하는 제 1 광로 OP1 상에 밴드패스 필터(681)를 마련하고 있다. 이러한 밴드패스 필터(681)를 마련한 것에 대응하여, 크로스 다이클로익 프리즘(660)은 종래 형태의 것으로 되어 있고, 제 1 다이클로익막(661)의 반값 파장과, 제 2 다이클로익막(62)의 반값 파장은 500㎚로 일치하고 있다. 또, 제 1 광로 OP1 상의 밴드패스 필터(681) 대신, 제 3 광로 OP3 상에 밴드패스 필터(682)를 마련할 수도 있다.

도 17은 밴드패스 필터(681)의 투과 특성 등을 설명하는 그래프이다. 그래프에서, 2점 쇄선으로 나타내는 반사 특성 PC23은 크로스 다이클로익 프리즘(660)의 제 1 다이클로익막(661)의 반사율을 나타낸다. 또한, 일점 쇄선으로 나타내는 반사 특성 PC22는 제 2 다이클로익막(62)의 반사율을 나타낸다. 또한, 점선으로 나타내는 제 1 반사 특성 PC74는 제 1 광로 OP1의 밴드패스 필터(681)의 반사율을 나타낸다. 이 밴드패스 필터(681)의 반사 특성 PC74에서, 장파장 쪽에서 반사율이 50%로 되는 반값 파장은 약 590㎚로 되어 있고, 580∼590㎚의 경계광을 효과적으로 차단할 수 있다. 한편, 점선으로 나타내는 제 2 반사 특성 PC75는 제 3 광로 OP3 의 밴드패스 필터(682)의 반사율을 나타낸다. 이 밴드패스 필터(682)의 반사 특성 PC75에서, 장파장 쪽에서 반사율이 50%로 되는 반값 파장은 약 580㎚로 되고 있고, 580∼590㎚의 경계광을 효과적으로 차단할 수 있다.

본 실시예의 경우, 양 다이클로익막(661, 62)이 중복하는 반사 특성을 가짐에도 불구하고, 밴드패스 필터(681, 682)에 의해, 적색녹색 경계광이 크로스 다이클로익 프리즘(660)에 입사되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 크로스 다이클로익 프리즘(660)으로부터의 회귀광이 액정 패널(51r, 51g) 등에서 반사되어 전진광으로 되고, 이러한 전진광에 의해 스크린 상에 고스트 이미지 등이 형성되는 것을 방지할 수 있다.

(실시예 8)

도 18은 실시예 8에 따른 프로젝터를 설명하는 도면이다. 이 프로젝터(710)는 도 16에 나타내는 실시예 7의 프로젝터(610)를 일부 변경한 것이고, 특별히 설명하지 않는 부분에 대해서는 실시예 7의 프로젝터(610)와 동일한 구조를 갖고, 또한, 공통하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 중복 설명을 생략하는 것으로 한다.

실시예 8에 따른 프로젝터(710)의 경우, 적색광 LR를 안내하는 제 1 광로 OP1의 반사 미러(742a)를 다이클로익 미러로 하고있다. 또, 제 1 광로 OP1 쪽을 통상의 반사 미러(42a)로 하고, 녹색광 LG를 안내하는 제 3 광로 OP3에 마련한 통상의 반사 미러(42c)를 다이클로익 미러로 이루어지는 반사 미러(742c)로 할 수 있 다.

도 19는 반사 미러(742a)의 반사 특성 등을 설명하는 그래프이다. 그래프에서, 2점 쇄선으로 나타내는 반사 특성 PC23은 크로스 다이클로익 프리즘(660)의 제 1 다이클로익막(661)의 반사율을 나타낸다. 또한, 일점 쇄선으로 나타내는 반사 특성 PC22는 제 2 다이클로익막(62)의 반사율을 나타낸다. 또한, 점선으로 나타내는 제 1 반사 특성 PC84는 제 1 광로 OP1에 마련한 반사 미러(742a)의 반사율을 나타낸다. 이 반사 미러(742a)의 반사 특성 PC84에서, 단파장 쪽에서 반사율이 50%로 되는 반값 파장은 약 590㎚로 되고 있고, 580∼590㎚의 경계광을 효과적으로 차단할 수 있다. 한편, 점선으로 나타내는 제 2 반사 특성 PC85는 제 3 광로 OP3의 반사 미러(742c)의 반사율을 나타낸다. 이 반사 미러(742c)의 반사 특성 PC85에서, 장파장 쪽에서 반사율이 50%로 되는 반값 파장은 약 580㎚로 되고 있어, 580∼590㎚의 경계광을 효과적으로 차단할 수 있다.

본 실시예의 경우, 양 다이클로익막(661, 62)이 중복하는 반사 특성을 가짐에도 불구하고, 반사 미러(742a, 742c)에 의해, 적색녹색 경계광이 크로스 다이클로익 프리즘(660)에 입사되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 크로스 다이클로익 프리즘(660)으로부터의 회귀광이 액정 패널(51r, 51g) 등에서 반사되어 전진광으로 되고, 이러한 전진광에 의해 스크린 상에 고스트 이미지 등이 형성되는 것을 방지할 수 있다.

또, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 형태로 실시하는 것이 가능하고, 예컨대 다음과 같은 변형도 가능하다.

상기 실시예의 프로젝터(10∼710)에서는, 광원 장치(20)로서 고압 수은 램프를 이용하고 있지만, 고압 수은 램프 대신, 메탈 할라이드 램프 등 다른 램프를 이용할 수도 있다.

또한, 상기 실시예에서는, 광원 장치(20)로부터의 광을 복수의 부분 광속으로 분할하기 때문에, 두 개의 플라이 아이 광학계(31, 32)를 이용하고 있었지만, 본 발명은 이러한 플라이 아이 광학계, 즉 렌즈 어레이를 이용하지 않는 프로젝터에도 적용할 수 있다. 또한, 플라이 아이 광학계(31, 32)를 로드 적분기로 대체할 수도 있다.

또한, 상기 프로젝터(10)에서, 광원 장치(20)로부터의 광을 특정 방향의 편광으로 하는 편광 변환 부재(34)를 이용하고 있었지만, 본 발명은 이러한 편광 변환 부재(34)를 이용하지 않는 프로젝터에도 적용할 수 있다.

또한, 프로젝터로는, 투사면을 관찰하는 방향으로부터 화상 투사를 하는 전면 프로젝터와, 투사면을 관찰하는 방향과는 반대쪽으로부터 화상 투사를 하는 배면 프로젝터가 있지만, 도 1에 나타내는 프로젝터의 구성은 어느 것에도 적용할 수 있다.

본 발명에 의하면, 녹색 광로 상에 릴레이 광학계를 배치하는 광로 구성의 프로젝터를 간편하게 실현할 수 있고, 또한, 합성 광학계에서의 다중 반사에 의한 고스트 이미지의 형성을 방지할 수 있는 프로젝터를 제공할 수 있다.

Claims (14)

1. 적색광, 녹색광 및 청색광을 각각 변조하는 세 개의 광 변조 장치와, 상기 세 개의 광 변조 장치에 의해 변조된 광을 합성하는 색합성 광학계와, 상기 색합성 광학계에 의해 합성된 광을 투사하는 투사 광학계를 구비한 프로젝터로서,

   상기 색합성 광학계는 상기 녹색광을 반사하는 제 1 반사막과, 상기 청색광을 반사하는 제 2 반사막을 구비하고,

   상기 제 1 반사막과 상기 제 2 반사막은 X자 형상으로 배치되어 있고,

   상기 제 1 반사막의 반사율이 50%로 되는 파장은 상기 제 2 반사막의 반사율이 50%로 되는 파장보다 긴 것

   을 특징으로 하는 프로젝터.
2. 적색광, 녹색광 및 청색광을 각각 변조하는 세 개의 광 변조 장치와, 상기 세 개의 광 변조 장치에 의해 변조된 광을 합성하는 색합성 광학계와, 상기 색합성 광학계에 의해 합성된 광을 투사하는 투사 광학계를 구비한 프로젝터로서,

   상기 색합성 광학계는 상기 녹색광을 반사하는 제 1 반사막과, 상기 적색광을 반사하는 제 2 반사막을 구비하고,

   상기 제 1 반사막과 상기 제 2 반사막은 X자 형상으로 배치되어 있고,

   상기 제 1 반사막의 반사율이 50%로 되는 파장은 상기 제 2 반사막의 반사율 이 50%로 되는 파장보다 짧은 것

   을 특징으로 하는 프로젝터.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   광원으로부터 사출된 광을 상기 적색광, 녹색광 및 청색광으로 분리하고, 또한 소정의 편광광으로 하는 색분리 광학계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 광원과 녹색광용 광 변조 장치 사이의 광로가 상기 광원과 적색광용 또는 청색광용 광 변조 장치 사이의 광로보다 길고,

   상기 색분리 광학계와 상기 녹색광용 광 변조 장치 사이에, 상기 색분리 광학계의 광사출 쪽에 배치된 제 1 렌즈와, 상기 녹색광용 광 변조 장치의 광입사 쪽에 배치된 제 2 렌즈와, 상기 제 1 렌즈와 상기 제 2 렌즈 사이에 배치된 제 3 렌즈를 갖는 릴레이 광학계가 배치되어 있는 것

   을 특징으로 하는 프로젝터.
5. 적색광, 녹색광 및 청색광을 각각 변조하는 세 개의 광 변조 장치와, 상기 세 개의 광 변조 장치에 의해 변조된 광을 합성하는 색합성 광학계와, 상기 색합성 광학계에 의해 합성된 광을 투사하는 투사 광학계를 구비한 프로젝터로서,

   상기 색합성 광학계는 상기 녹색광을 반사하는 제 1 반사막과, 상기 청색광을 반사하는 제 2 반사막을 구비하고,

   상기 제 1 반사막과 상기 제 2 반사막은 X자 형상으로 배치되어 있고,

   상기 제 1 반사막의 반사율 특성과 상기 제 2 반사막의 반사율 특성은 그 일부가 소정 파장 영역에서 중합되어 있으며,

   상기 녹색광 또는 상기 청색광의 광로에는, 상기 소정 파장 영역의 광을 제거하는 필터가 마련되어 있는 것

   을 특징으로 하는 프로젝터.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 필터는 상기 소정 파장 영역의 광의 투과를 억제하는 투과형 광학 소자인 것을 특징으로 하는 프로젝터.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 필터는 상기 소정 파장 영역의 광의 반사를 억제하는 반사형 광학 소자인 것을 특징으로 하는 프로젝터.
8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

   광원으로부터 사출된 광을 상기 적색광, 녹색광 및 청색광으로 분리하고, 또한 소정의 편광광으로 하는 색분리 광학계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 광원과 녹색광용 광 변조 장치 사이의 광로는 상기 광원과 적색광용 또는 청색광용 광 변조 장치 사이의 광로보다 길고,

   상기 색분리 광학계와 상기 녹색광용 광 변조 장치 사이에, 상기 색분리 광학계의 광사출 쪽에 배치된 제 1 렌즈와, 상기 녹색광용 광 변조 장치의 광입사 쪽에 배치된 제 2 렌즈와, 상기 제 1 렌즈와 상기 제 2 렌즈 사이에 배치된 제 3 렌즈를 갖는 릴레이 광학계가 배치되어 있는 것

   을 특징으로 하는 프로젝터.
10. 적색광, 녹색광 및 청색광을 각각 변조하는 세 개의 광 변조 장치와, 상기 세 개의 광 변조 장치에 의해 변조된 광을 합성하는 색합성 광학계와, 상기 색합성 광학계에 의해 합성된 광을 투사하는 투사 광학계를 구비하는 프로젝터로서,

    상기 색합성 광학계는 상기 녹색광을 반사하는 제 1 반사막과, 상기 적색광을 반사하는 제 2 반사막을 구비하고,

    상기 제 1 반사막과 상기 제 2 반사막은 X자 형상으로 배치되어 있고,

    상기 제 1 반사막의 반사율 특성과, 상기 제 2 반사막의 반사율 특성은 그 일부가 소정 파장 영역에서 중합되어 있으며,

    상기 녹색광 또는 적색광의 광로에는, 상기 소정 파장 영역의 광을 제거하는 필터가 마련되어 있는 것

    을 특징으로 하는 프로젝터.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 필터는 상기 소정 파장 영역의 광의 투과를 억제하는 투과형 광학 소자인 것을 특징으로 하는 프로젝터.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 필터는 상기 소정 파장 영역의 광 반사를 억제하는 반사형 광학 소자인 것을 특징으로 하는 프로젝터.
13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,

    광원으로부터 사출된 광을 상기 적색광, 녹색광 및 청색광으로 분리하고, 또한 소정의 편광광으로 하는 색분리 광학계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 광원과 녹색광용 광 변조 장치 사이의 광로는 상기 광원과 적색광용 또는 청색광용 광 변조 장치 사이의 광로보다 길고,

    상기 색분리 광학계와 상기 녹색광용 광 변조 장치 사이에, 상기 색분리 광학계의 광사출 쪽에 배치된 제 1 렌즈와, 상기 녹색광용 광 변조 장치의 광입사 쪽에 배치된 제 2 렌즈와, 상기 제 1 렌즈와 상기 제 2 렌즈 사이에 배치된 제 3 렌즈를 갖는 릴레이 광학계가 배치되어 있는 것

    을 특징으로 하는 프로젝터.

Images