JPH03103841A - カラー投影装置 - 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］ 本発明は，複数のライトバルブを用いたカラー投影装置
に関する． ［従来の技術］ 従来のカラー投影装置は［特開昭５８−１５０９３７］
に開示されているように、反射型ライトバルブとグイク
ロイックミラーによって単色の画像を合成するものであ
った。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の技術では、次の問題点を有している。第一に反射
型液晶ライトバルブでは表面反射があり表示コントラス
ト比が低いこと。第二に液晶ライトバルブに画像書き込
みを行うための陰極線管（ＣＲＴ）を必要とし、装置の
小型化がむずかしい。

第三に投影される映像の明るさが不足し、見にくかった
。　　本発明はかかる問題点を解決するものでその目的
は、表示コントラスト比が高く、光源放射光の利用効率
が高く、小型なカラー投影装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明のカラー投影装置においては、ランプハウスの中
に単一のランプを有し、該ランプハウスの複数の出射窓
に互に異なる色相になる複数の色相選択透過フィルター
を備えることを特徴とする。

さらに上記複数の色相選択透過窓を出射する光束により
照射される複数のライトバルブ、上記複数のライトバル
ブの画像を合成するキュービックプリズムなどの色合成
光学系、スクリーン上に投射する投影レンズからなるこ
とを特徴とする。

［作用］ 本発明の上記構成によれば、単一光源から放出される光
束において、色相選択透過窓の働きにより、ライトバル
ブに必要な帯域の照射光のみを選択的に出射し、残余の
光束を反射・集光することにより光の有効利用を計るこ
とができる。さらにまた、複数のライトバルブにいたる
照明光路は互いに独立しているために、各ライトバルブ
毎にリレーレンズを用いたケーラー照明ができ、照射ム
ラの少ない高効率照明ができる。薄膜トランジスタによ
るアクティブマトリックス方式液晶ライトバルブは、透
過型表示を行うことにより、表面反射による表示コント
ラストの低下を防ぐことができ、５０：　１をこえる高
い表示コントラスト比をえることができる。

［実施例］ 第１図は、本発明の実施例におけるカラー投影装置の原
理平面図を示す。

ランプハウス１１には、ハロゲンランプ光源１２と赤・
緑・青（以下、ＲＧＢと略す）の色を選択透過する色相
選択透過窓１３・１４・１５とを備える。上記色相選択
透過窓に用いるダイクロイックミラーの分光透過率特性
を第２図に示す。即ち青色透過グイクロイックミラーは
５０％透過長波長端λＢを５００ｎｍ以下とするもので
、緑色透過ダイクロイックミラーは５０％透過端λＧＨ
・λＧＬを５５０±５０ｎｍ以内とし、赤色透過ダイク
ロイックミラーは５０％透過端λＲＨ・λＲＬを６５０
±５０ｎｍ以内とするものである。

さて、上記色相選択透過窓は、透過波長域においては高
い透過率を示しかつ非透過波長域においては高い反射率
を示す。このためランプから放射する白色光で赤選択透
過窓１３を照射する光は、赤色光のみが透過し、緑色光
・青色光は反射される。この緑色光・青色光は、緑選択
透過窓・青選択透過窓を透過する上記ランプの直接照射
光に重畳して　該選択透過窓を透過する光量を増加する
。

これと同様にして　緑選択透過窓における赤色・青色反
射光、青選択透過窓における緑色・赤色反射光は　他の
選択透過窓を透過する光量を増加する。

ランプハウス１１の選択透過窓を出射した光は、直接も
しくは反射鏡２１を通って、一対の偏光板１６に挟持さ
れる液晶ライトバルブ１７・１８・１９を照射する。上
記液晶ライトバルブは図示していない外部映像信号回路
の働きにより、前記照射光を変調し、Ｒ−Ｇ・Ｂの３原
色画像を形成し、グイクロイックプリズム２０の働きに
より合成され、投射レンズ２２を通してスクリーン上に
フルカラー映像を投影する。

以上、色相選択透過窓の可視波長域の特性を述べたが、
偏光板・液晶ライトバルブの熱劣化　あるいは温度変化
による上記素子の光学特性の変化を引き起こす赤外線、
さらに耐光信頼性上有害な紫外線を除去するために、ダ
イクロイック模による赤外線遮断フィルタあるいは紫外
線遮断フィルタを前記色相選択用グイクロイック膜の上
に重ねたりまたは透明基板の反対側の面に形成すること
は上記素子の長期信頼性を得るために有効である（第３
図）。

このためには、鉄イオンを分散した赤外線吸収形透明基
板もしくはセリウムを分散した紫外線吸収型の透明基板
を使用してもよい。

第４図は、本発明の実施例の光源部の平面図及び正面図
を示す。ランプには高効率・高光出力のメタルハライド
ランプ４１を使用する。、ランプの放電電極４２のスク
リーン上への投影もしくは陰による照射光量の低減を防
ぐために、ランプの電極を鉛直方向に配置する。上記ラ
ンプハウスの４側面には、ダイクロイックミラーからな
るＲＧＢの色相選択用球面レンズ透過窓４３・４４・４
５と球面集光鏡４６とを配置する。ランプハウスの上下
２面には図示しないが、ランプ及びダイクロイックミラ
ーの加熱防止のために赤外線透過可視光反射型のダイク
ロイツクミラーもしくは冷却のための放熱フィンやファ
ン冷却のための吸排気孔を設ける。色相選択膜は、平凸
レンズの光源側平面上に設けても良いが、上記レンズの
凸面側に設けレンズの集作用により、さらに反躬集光効
率を高めることができる。なお、ここでも赤外線遮断フ
ィルターあるいは紫外線遮断フィルターは、第３図に示
したように形成することができる。

また、ここでは色相選択透過窓に、平凸レンズを用いた
が、フレネルレンズ・シリンドリカルレンズ・メニスカ
スレンズ・凹レンズ・マイクロレンズアレーなどの任意
のレンズをもちいることができる。

第５図には、本発明の実施例によるカラー投影装置の平
面図を示す。ランプハウスを構成するランプを囲む４側
面には、色相選択透過窓と反射鏡とを配置する。上記色
相選択透過窓と反射鏡とは、ランプを中心とする球形の
殻形状をなす透明窓であり、それぞれＲＧＢの色相選択
用グイクロイツクフィルタと鏡面または可視光反射赤外
線透過形のグイクロイック膜を備える。光源とパネルと
の光路長がＲＧＢによって異なる該光学系において以下
の方法は有効である。即ち、ランプからの発光光量が最
も少ない色相（例えば　ハロゲンランプの場合の青、メ
タルハライドランプの場合の青や赤）を最短光路長にえ
らぶと容易に高い集光効率をえることができる。これに
対して、光路長が長くなる照明経路においては光路を折
り曲げる反射鏡の間に、リレーレンズ系としてコンデン
サーレンズとリレーレンズとアパーチャレンズとを設置
することにより、液晶ライトバルブを照明する光の有効
利用と同上液晶ライトバルブの投影像照度分布の均一化
を計ることができる。

なお、色相選択透過窓の形状として球形殻の例を述べた
が、反射面形状として楕円面形状・放物面形状・円筒面
形状あるいは任意の非球面形状でもよい。また赤外線透
過可視光反射窓の形状についても同様である。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、色相選択透過窓によ
り光源の放出光をランプハウスの中に効率よく閉じ込め
、互に色相の異なった色相選択透過窓を出射する光束を
最大とすることができる。

また複数の液晶ライトバルブを照明する照明光路が互い
に完全に独立しているため、集光レンズによる任意の集
光ができ高い集光効率と均一なスクリーン照度分布を得
る。本発明では色合成手段としてダイクロプリズムの例
を述べたが複数のダイクロイックミラーによる色合成で
もよい。

本発明では、画像変調素子として液晶ライトバルプの例
を述べたが、このほかにもＰＬＺＴやＧＧＧなどの固体
素子を用いてもよい。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明によるカラー投影装置の原理平面図。 第２図は本発明によるグイクロイツクミラーの分光透過
率特性図。 第３図は本発明による可視光透過赤外線反射膜及び紫外
線反射膜の形威方法を示す構造図。 第４図は本発明による光源部を示す構造図。 第５図は、本発明によるカラー投影装置を示す平面図。 １１・・・ランプハウス １２・・・ランプ １３〜１５・・・選択透過窓 １６・・・集光鏡 １７〜２０・・・全反射鏡 ２１・・・偏光板 ２２・・・赤川液晶ライトバルブ ２３・・・緑川液晶ライトバルブ ２４・・・青用液晶ライトバルブ ２５・・・キュービックプリズム ２６・・・投影レンズ 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）照明光源部と、画像形成のための複数のライトバル
   ブと、複数のカラー画像を合成する合成光学系と、投影
   レンズとからなるカラー投影装置において、前記照明光
   源部は単一のランプと複数の色相選択透過窓を備えたラ
   ンプハウスとからなることを特徴とするカラー投影装置