JPH03208013A - 液晶ビデオプロジェクタの偏光照明系 - Google Patents
液晶ビデオプロジェクタの偏光照明系Info
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- JPH03208013A JPH03208013A JP2001474A JP147490A JPH03208013A JP H03208013 A JPH03208013 A JP H03208013A JP 2001474 A JP2001474 A JP 2001474A JP 147490 A JP147490 A JP 147490A JP H03208013 A JPH03208013 A JP H03208013A
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- liquid crystal
- polarized
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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。
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)
本発明は液晶板により変調された光像を投写レンズを介
して投写する液晶ビデオプロジェクタに関し、特にその
照明系に関する。
して投写する液晶ビデオプロジェクタに関し、特にその
照明系に関する。
液晶プロジェクタはCRT方式のビデオプロジェクタよ
りも装置サイズが小さくなることからその用途が広がり
つつある。
りも装置サイズが小さくなることからその用途が広がり
つつある。
第7図はR−G−B画像のそれぞれについて専用の液晶
板および投写レンズが設けられた3板3レンズ方式の液
晶ビデオプロジェクタの従来例の構成を示す図である。
板および投写レンズが設けられた3板3レンズ方式の液
晶ビデオプロジェクタの従来例の構成を示す図である。
第7図中、76, 77. 78はそれぞれB,G,R
用の液晶板であり、71は青色光を反射するダイクロイ
ックミラー、72は緑色以下の波長光を反射するタイク
ロイックミラー、73は赤色以下の波長光を反射するダ
イクロイックミラーである。光源79からの白色光はこ
れらのダイクロイックミラ−71. 72. 73によ
りそれぞれB,G,R光に色分解されて、液晶板76〜
78のそれぞれを照明する。そして各液晶板を透過した
各映像光は、各映像光毎に設けられた3個のレンズ74
にてスクリーン(不図示)上に投影されるように構成さ
れていた。
用の液晶板であり、71は青色光を反射するダイクロイ
ックミラー、72は緑色以下の波長光を反射するタイク
ロイックミラー、73は赤色以下の波長光を反射するダ
イクロイックミラーである。光源79からの白色光はこ
れらのダイクロイックミラ−71. 72. 73によ
りそれぞれB,G,R光に色分解されて、液晶板76〜
78のそれぞれを照明する。そして各液晶板を透過した
各映像光は、各映像光毎に設けられた3個のレンズ74
にてスクリーン(不図示)上に投影されるように構成さ
れていた。
第8図はクロスダイクロイックプリズムを用いた液晶ビ
デオプロジェクタの従来例の構成を示す図である。光源
812からの白色光はりフレクタ811により平行光線
化され、B,G,R各色反射の3個のダイクロイックミ
ラ−807, 806, 805により色分解され、B
,G,Rの各色に対応する各液晶パネル801. 80
2, 803を照明する。そしてこれらの液晶パネル8
01, 802, 803からの画像は反射ミラー80
8, 809を介することによりクロスダイクロイック
プリズム810にて合成され、その後、投影光学系80
4によりスクリーン(不図示)上に投影されるように構
成されている。
デオプロジェクタの従来例の構成を示す図である。光源
812からの白色光はりフレクタ811により平行光線
化され、B,G,R各色反射の3個のダイクロイックミ
ラ−807, 806, 805により色分解され、B
,G,Rの各色に対応する各液晶パネル801. 80
2, 803を照明する。そしてこれらの液晶パネル8
01, 802, 803からの画像は反射ミラー80
8, 809を介することによりクロスダイクロイック
プリズム810にて合成され、その後、投影光学系80
4によりスクリーン(不図示)上に投影されるように構
成されている。
液晶パネルは偏光特性を有しているため、液晶パネルへ
の有効な照明光は液晶パネルの偏光子に沿ったもののみ
となる。この場合、照明光として利用されないものは液
晶板に吸収され、熱に変換される。第7図および第8図
に示した液晶ビデオプロジェクタにおいては、白色光を
単純に色分解したものを照明光として用いているため、
各照明光の利用効率が%以下になってしまうという欠点
がある。
の有効な照明光は液晶パネルの偏光子に沿ったもののみ
となる。この場合、照明光として利用されないものは液
晶板に吸収され、熱に変換される。第7図および第8図
に示した液晶ビデオプロジェクタにおいては、白色光を
単純に色分解したものを照明光として用いているため、
各照明光の利用効率が%以下になってしまうという欠点
がある。
第9図は上述のような欠点を改善するために特開昭63
−182987号にて提案された偏光照明系の構成を示
す図である。
−182987号にて提案された偏光照明系の構成を示
す図である。
第9図に示したものは、色分解される各色に対応して、
それぞれ波長依存性を有する2個のビームスプリッタお
よびTN液晶層を設けたものである。TN液晶層は透過
光の偏光面を90゜回転させるためのもので、2個のビ
ームスプリッタの間に設けられている。コンデンサーレ
ンズ92により平行光線化された光源91からの白色光
は、まず、偏光ビームスブリッタ93aに照射される。
それぞれ波長依存性を有する2個のビームスプリッタお
よびTN液晶層を設けたものである。TN液晶層は透過
光の偏光面を90゜回転させるためのもので、2個のビ
ームスプリッタの間に設けられている。コンデンサーレ
ンズ92により平行光線化された光源91からの白色光
は、まず、偏光ビームスブリッタ93aに照射される。
この偏光ビームスブリッタ93aにより赤色のS偏光成
分のみが反射され、それがR用液晶板96の照明光とな
る。この時ビームスブリッタ93aを透過した赤色のP
偏光成分は、TNi晶層13cでその偏光面が90゜回
転されてS偏光に変換され、その後偏光ビームスプリッ
タ93bにて反射され、同じ液晶板95の照明光となる
。赤色以外の色光はこれらを全て透過して次に緑色用の
偏光照明系に至る。この緑色用およびさらに次の青色用
についても、この赤色の場合と同様にS偏光のみの各照
明色光が得られる。従って、この偏光照明系によれば、
光源光を色分解するだけでなく、偏光面が揃えられる(
S偏光)ため、光利用率が向上した。
分のみが反射され、それがR用液晶板96の照明光とな
る。この時ビームスブリッタ93aを透過した赤色のP
偏光成分は、TNi晶層13cでその偏光面が90゜回
転されてS偏光に変換され、その後偏光ビームスプリッ
タ93bにて反射され、同じ液晶板95の照明光となる
。赤色以外の色光はこれらを全て透過して次に緑色用の
偏光照明系に至る。この緑色用およびさらに次の青色用
についても、この赤色の場合と同様にS偏光のみの各照
明色光が得られる。従って、この偏光照明系によれば、
光源光を色分解するだけでなく、偏光面が揃えられる(
S偏光)ため、光利用率が向上した。
上述した従来の液晶ビデオプロジェクタのうち、第7図
および第8図に示したものにおいては、偏光面が揃わな
いものであるため、照明光の光利用率が%以下になると
ともに液晶板の温度を上昇させてしまうという欠点があ
る。また、第9図に示したものにおいては光利用率は向
上するものの、偏光ビームスプリッタ間に設けられるT
N液晶層からは各液晶板へ向けて照明光が照射されない
ため、液晶中央部に線状の暗部が生じてしまうという欠
点がある。
および第8図に示したものにおいては、偏光面が揃わな
いものであるため、照明光の光利用率が%以下になると
ともに液晶板の温度を上昇させてしまうという欠点があ
る。また、第9図に示したものにおいては光利用率は向
上するものの、偏光ビームスプリッタ間に設けられるT
N液晶層からは各液晶板へ向けて照明光が照射されない
ため、液晶中央部に線状の暗部が生じてしまうという欠
点がある。
本発明は照明光の偏光方向が揃えられ、利用効率が向上
されるとともに、各液晶板を均一に照明することのでき
る液晶ビデオプロジエクタを提供することを目的とする
。
されるとともに、各液晶板を均一に照明することのでき
る液晶ビデオプロジエクタを提供することを目的とする
。
本発明の液晶ビデオプロジェクタの偏光照明系は、
R−G−B画像をそれぞれ形成する3個の透過型の液晶
板についてそれぞれ設けられ、各液晶板を照明して画像
を形成させる液晶ビデオプロジエクタの照明系において
、 各照明系は光源より出射された照明光が入射される偏光
ビームスプリッタと、 偏光ビームスプリッタを透過した光を反射させる反射手
段とが隣設されており、 偏光ビームスプリッタと反射手段は、いずれも入射され
た光を前記液晶板に向けて反射するように配置されてい
るとともにいずれか一方の反射光が出射される端面と液
晶板との間にはλ/2板が設けられている 〔作用〕 照明光のうちS偏光成分のものは偏光ビームスプリッタ
にて液晶板方向に反射する。また、上記偏光ビームスプ
リッタを透過したP偏光成分のものは偏光ビームスプリ
ッタに隣設された反射手段によって液晶板方向に反射す
る。このように偏光ビームスプリッタと反射手段の各反
射光の偏光成分は異なるものとなるが、いずれか一方の
出射端面と液晶板との間には偏光方向を変換するλ/2
板が設けられているので、液晶板を照明する光はS偏光
もしくはP偏光のいずれか一方に揃えられたものどなる
。
板についてそれぞれ設けられ、各液晶板を照明して画像
を形成させる液晶ビデオプロジエクタの照明系において
、 各照明系は光源より出射された照明光が入射される偏光
ビームスプリッタと、 偏光ビームスプリッタを透過した光を反射させる反射手
段とが隣設されており、 偏光ビームスプリッタと反射手段は、いずれも入射され
た光を前記液晶板に向けて反射するように配置されてい
るとともにいずれか一方の反射光が出射される端面と液
晶板との間にはλ/2板が設けられている 〔作用〕 照明光のうちS偏光成分のものは偏光ビームスプリッタ
にて液晶板方向に反射する。また、上記偏光ビームスプ
リッタを透過したP偏光成分のものは偏光ビームスプリ
ッタに隣設された反射手段によって液晶板方向に反射す
る。このように偏光ビームスプリッタと反射手段の各反
射光の偏光成分は異なるものとなるが、いずれか一方の
出射端面と液晶板との間には偏光方向を変換するλ/2
板が設けられているので、液晶板を照明する光はS偏光
もしくはP偏光のいずれか一方に揃えられたものどなる
。
第1図は本発明の第1の実施例の構成を示す図である。
本実施例は、白色光をR,G,B成分に色分解し、液晶
板へ照射する光学系をダイクロイックミラー,偏光ビー
ムスプリッタ,およびλ/2板によって構成し、各液晶
板への照明光をP偏光成分のみとしたものである。
板へ照射する光学系をダイクロイックミラー,偏光ビー
ムスプリッタ,およびλ/2板によって構成し、各液晶
板への照明光をP偏光成分のみとしたものである。
第1図中のダイクロイックミラ−1,偏光ビームスブリ
ッタ5,λ/2板8および液晶板l8はB成分(青色光
)に対して設けられている。また、G成分(緑色光)に
対してはダイクロイックミラ−2,偏光ビームスブリッ
タ6,λ/2板9,液晶板17が設けられ、R成分(赤
色光)に対してはダイクロイックミラ−3,偏光ビーム
スプリッタ7,λ/2板10,液晶板I6が設けられて
いる。
ッタ5,λ/2板8および液晶板l8はB成分(青色光
)に対して設けられている。また、G成分(緑色光)に
対してはダイクロイックミラ−2,偏光ビームスブリッ
タ6,λ/2板9,液晶板17が設けられ、R成分(赤
色光)に対してはダイクロイックミラ−3,偏光ビーム
スプリッタ7,λ/2板10,液晶板I6が設けられて
いる。
上述した各光学系は、図面右側に配置された光源11の
出射光を色分解するものであり、該出射光の進行方向順
にB成分,G成分,R成分の光学系か配設されている。
出射光を色分解するものであり、該出射光の進行方向順
にB成分,G成分,R成分の光学系か配設されている。
各光学系を構成する各ダイクロイックミラ−1.2.3
と各偏光ビームスブリッタ5,6.7は、各偏光ビーム
スブリッタ5,6.7が入射側となり、それぞれの反射
光が各液晶板18, 17. 16を照射するように隣
り合わせに配設されている。また、各偏光ビームスブリ
ッタ5,6.7の反射光が出射される端面にはλ/2板
8, 9. 10がそれぞれ設けられている。
と各偏光ビームスブリッタ5,6.7は、各偏光ビーム
スブリッタ5,6.7が入射側となり、それぞれの反射
光が各液晶板18, 17. 16を照射するように隣
り合わせに配設されている。また、各偏光ビームスブリ
ッタ5,6.7の反射光が出射される端面にはλ/2板
8, 9. 10がそれぞれ設けられている。
第2図(a) . (b) . (c)は、それぞれ第
1図中の各偏光ビームスブリッタ5,6.7の透過光の
波長依存性を示す図である。各図中、破線はP偏光成分
について示し、実線はS偏光成分について示す。第2図
(a)(示すように、偏光ビームスプリッタ5において
は青色(略500r+II+以下)のS偏光のみが反射
され、それ以外のものは透過される。第2図(b)に示
すように偏光ビームスブリッタ6においては緑色光以下
(略600nm以下)のS偏光のみが反射され、それ以
外のものは透過される。第2図(C)に示すように偏光
ビームスプリッタ7においては赤色光以下である可視光
全域(略680nm以下)のS偏光のみが反射され、そ
れ以外のものは透過される。各偏光ビームスブリッタ5
,6.7に隣接される各ダイクロイックミラ−1.2.
3は、偏光状態には関しないが同様の反射特性を有して
おり、隣設される偏光ビームスプリッタとダイクロイッ
クミラーにおいては、同様の波長域のS偏光成分とP偏
光成分がそれぞれ反射される。
1図中の各偏光ビームスブリッタ5,6.7の透過光の
波長依存性を示す図である。各図中、破線はP偏光成分
について示し、実線はS偏光成分について示す。第2図
(a)(示すように、偏光ビームスプリッタ5において
は青色(略500r+II+以下)のS偏光のみが反射
され、それ以外のものは透過される。第2図(b)に示
すように偏光ビームスブリッタ6においては緑色光以下
(略600nm以下)のS偏光のみが反射され、それ以
外のものは透過される。第2図(C)に示すように偏光
ビームスプリッタ7においては赤色光以下である可視光
全域(略680nm以下)のS偏光のみが反射され、そ
れ以外のものは透過される。各偏光ビームスブリッタ5
,6.7に隣接される各ダイクロイックミラ−1.2.
3は、偏光状態には関しないが同様の反射特性を有して
おり、隣設される偏光ビームスプリッタとダイクロイッ
クミラーにおいては、同様の波長域のS偏光成分とP偏
光成分がそれぞれ反射される。
次に、本実施例の動作について説明する。
光源l1より出射される白色光は、光源l1と偏光ビー
ムスブリッタ5との間に設けられたコンデンサーレンズ
12により平行光線化された後に偏光ビームスブリッタ
5に入射される。この偏光ビームスブリッタ5により、
上述のように青色のS偏光光のみが反射されてλ/2板
8に入射される。このとき、λ/2板8によりその偏光
面は90゜回転させられて青色のP偏光となってB光用
の液晶板l8の照明光となる。またこの偏光ビームスプ
リッタ5を透過した光のうち、青色のP偏光は、隣設さ
れたダイクロイックミラ−1(青色反射)により反射さ
せられて,同じくB光用の液晶板18の照明光となる。
ムスブリッタ5との間に設けられたコンデンサーレンズ
12により平行光線化された後に偏光ビームスブリッタ
5に入射される。この偏光ビームスブリッタ5により、
上述のように青色のS偏光光のみが反射されてλ/2板
8に入射される。このとき、λ/2板8によりその偏光
面は90゜回転させられて青色のP偏光となってB光用
の液晶板l8の照明光となる。またこの偏光ビームスプ
リッタ5を透過した光のうち、青色のP偏光は、隣設さ
れたダイクロイックミラ−1(青色反射)により反射さ
せられて,同じくB光用の液晶板18の照明光となる。
したがって、この偏光ビームスブリッタ5とλ/2板8
とダイクロイックミラ−1とにより光源からの白色光の
うちの青色光はすべてP偏光に統一され、B光用の液晶
板18に対する偏光面の揃った(P偏光)照明光となる
。
とダイクロイックミラ−1とにより光源からの白色光の
うちの青色光はすべてP偏光に統一され、B光用の液晶
板18に対する偏光面の揃った(P偏光)照明光となる
。
全く同様にして、ダイクロイックミラ−1を透過した光
束の中から偏光ビームスブリッタ6,λ/2板9,ダイ
クロイツクミラ−2により緑色光はP偏光に統一され、
G光用の液晶板l7の照明光となる。さらに同様に、ダ
イクロイックミラ−2を透過した光束から、偏光ビーム
スブリッタ7,λ/2板10,ダイクロイックミラ−3
により赤色光はP偏光に統一され、R光用の液晶板18
の照明光となる。最後のダイクロイックミラ−3を透過
するのは赤外光(IR)のみとなり、そのまま放射され
る。
束の中から偏光ビームスブリッタ6,λ/2板9,ダイ
クロイツクミラ−2により緑色光はP偏光に統一され、
G光用の液晶板l7の照明光となる。さらに同様に、ダ
イクロイックミラ−2を透過した光束から、偏光ビーム
スブリッタ7,λ/2板10,ダイクロイックミラ−3
により赤色光はP偏光に統一され、R光用の液晶板18
の照明光となる。最後のダイクロイックミラ−3を透過
するのは赤外光(IR)のみとなり、そのまま放射され
る。
上記のように各液晶板18. 17. 16の照明光は
すべてP偏光のものとなり、各液晶板18, 17.
16により変調されて各投写レンズ41, 42. 4
3によりスクリーン(不図示)上に結像される。
すべてP偏光のものとなり、各液晶板18, 17.
16により変調されて各投写レンズ41, 42. 4
3によりスクリーン(不図示)上に結像される。
第3図は本発明の第2の実施例の要部構成を示す図であ
る。
る。
本実施例は第1の実施例中の色分解を行なう各光学系の
間をオプティカルカップリングしたもので、第3図には
その部分のみが示されている。このほかの構成に関して
は第1の実施例と同様であるため、同一番号を付し、説
明は省略する。
間をオプティカルカップリングしたもので、第3図には
その部分のみが示されている。このほかの構成に関して
は第1の実施例と同様であるため、同一番号を付し、説
明は省略する。
第3図に示すように、B.G,R各成分を分離する各光
学系の間はエチレングリコール水溶液またはシリコンオ
イル等の透明液体13が封止され、各光学系の非接触部
分がオプティカルカップリングされている。このため、
各光学系の境界面における反射損失が軽減され、光源よ
り出射された光の利用効率が向上した。
学系の間はエチレングリコール水溶液またはシリコンオ
イル等の透明液体13が封止され、各光学系の非接触部
分がオプティカルカップリングされている。このため、
各光学系の境界面における反射損失が軽減され、光源よ
り出射された光の利用効率が向上した。
なお、第1図および第3図に示した実施例は、以下のよ
うに変形しても良い。
うに変形しても良い。
1.λ/2板を各液晶板と各ダイクロイックミラーとの
間に入れる。(この場合、照明光はS偏光となる) 2.λ/2板の代わりに液晶等の偏光面回転素子を用い
る。
間に入れる。(この場合、照明光はS偏光となる) 2.λ/2板の代わりに液晶等の偏光面回転素子を用い
る。
3,ダイクロイックミラ−3の代わりに全反射ミラーを
用いる。
用いる。
4.各偏光ビームスブリッタ5,6.7と各ダイクロイ
ックミラ−1.2.3として波長特性が全く逆のものを
用い、第7図に示した従来例の如く、赤色光,緑色光,
青色光の順に各色光を分離していく。
ックミラ−1.2.3として波長特性が全く逆のものを
用い、第7図に示した従来例の如く、赤色光,緑色光,
青色光の順に各色光を分離していく。
第4図は本発明の第3の実施例の構成を示す図である。
本実施例はクロスダイクロイックミラーを用いて画像合
成を行なうものである。
成を行なうものである。
R光成分く赤色光)画像用の液晶板416, G光成分
(緑色光)画像用の液晶板417, B光成分(青色光
)画像用の液晶板418は、クロスダイクロイックミラ
−424の入射面である三方の側面をそれぞれ覆うよう
に設けられている。ここで424a,424bはそれぞ
れB光、R光のみを反射する為のダイクロイック膜であ
る。各液晶板416〜418を照明する光は、各液晶板
416〜418の反クロスダイロイックミラー側部にそ
れぞれ設けられた反射光学系にて反射される。液晶板4
18に対してはプリズム401と偏光ビームスプリッタ
405がB光成分用の反射光学系として隣設され、液晶
板417に対してはダイクロイックミラ−402と偏光
ビームスブリッタ406が、液晶板416に対してはプ
リズム403と偏光ビームスプリッタ407がG光成分
,R光成分用の反射光学系としてそれぞれ隣設されてい
る。上記各反射光学系には、光源411からの出射光を
ダイクロイツクミラ−422,反射ミラー423等によ
り折返したものが入射される。
(緑色光)画像用の液晶板417, B光成分(青色光
)画像用の液晶板418は、クロスダイクロイックミラ
−424の入射面である三方の側面をそれぞれ覆うよう
に設けられている。ここで424a,424bはそれぞ
れB光、R光のみを反射する為のダイクロイック膜であ
る。各液晶板416〜418を照明する光は、各液晶板
416〜418の反クロスダイロイックミラー側部にそ
れぞれ設けられた反射光学系にて反射される。液晶板4
18に対してはプリズム401と偏光ビームスプリッタ
405がB光成分用の反射光学系として隣設され、液晶
板417に対してはダイクロイックミラ−402と偏光
ビームスブリッタ406が、液晶板416に対してはプ
リズム403と偏光ビームスプリッタ407がG光成分
,R光成分用の反射光学系としてそれぞれ隣設されてい
る。上記各反射光学系には、光源411からの出射光を
ダイクロイツクミラ−422,反射ミラー423等によ
り折返したものが入射される。
各偏光ビームスブリッタ405〜407は各反射光学系
の入射側となるように配置され、また、その反射光が出
射される端面にはλ/2板408〜410がそれぞれ設
けられている。
の入射側となるように配置され、また、その反射光が出
射される端面にはλ/2板408〜410がそれぞれ設
けられている。
各反射光学系にはりフレクタ420が具備された光源4
11の出射光が入射されるが、その出射光軸上にはB光
戒分用の反射光学系に青色光のみを反射させるダイクロ
イックミラ−422とG光成分用の反射光学系を透過し
た後の光をR光成分用の反射光学系へ反射させる反射ミ
ラー423とが配置されている。光源411とダイクロ
イックミラ−422との間には赤外線吸収フィルタ42
1が設けられ、クロスダイクロイックミラ−424の出
射側端面近傍には、画像を不図示のスクリーン上に結像
させるためのレンズ群404が設けられている。
11の出射光が入射されるが、その出射光軸上にはB光
戒分用の反射光学系に青色光のみを反射させるダイクロ
イックミラ−422とG光成分用の反射光学系を透過し
た後の光をR光成分用の反射光学系へ反射させる反射ミ
ラー423とが配置されている。光源411とダイクロ
イックミラ−422との間には赤外線吸収フィルタ42
1が設けられ、クロスダイクロイックミラ−424の出
射側端面近傍には、画像を不図示のスクリーン上に結像
させるためのレンズ群404が設けられている。
出射光束1万〜2万ルーメンのメタルハライドランプで
ある光源11にて出射される光は、リフレクタ420に
より、平行光線とされ、各液晶板416〜418の温度
上昇を押えるための赤外線吸収フィルタ42]で光線中
の赤外線をカットされる。
ある光源11にて出射される光は、リフレクタ420に
より、平行光線とされ、各液晶板416〜418の温度
上昇を押えるための赤外線吸収フィルタ42]で光線中
の赤外線をカットされる。
ここで形成された平行光線は、まず、青色反射用のダイ
クロイックミラ−422により青色光のみが反射され、
赤色光および緑色光が透過直進する。
クロイックミラ−422により青色光のみが反射され、
赤色光および緑色光が透過直進する。
この反射された青色光は、プリズムに偏光膜を蒸着する
ことにより形成された偏光ビームスブリッタ405に入
射され、S偏光光( B (S) )のみが反射される
。ここで、反射された青色光のS偏光光( B (S)
)はλ/2板408を透過することにより、その偏光
面がπ/2回転して青色光のP偏光光(B(p)+ )
となる。さらに、前述の偏光ビームスブリッタ405を
透過直進した青色光のP偏光光( B (p) 2 )
はプリズム401の一辺にて反射される。これら青色光
のP偏光(B(p)+ )と(B(p)z )は平行に
向きを揃え、照射面積を入射時の2倍にしてクロスダイ
クロイックプリズム424の一辺に設けられた青色対応
の液晶板418に入射する。この青色対応の液晶板41
8、緑色対応の液晶板417、赤色対応の液晶板416
のそれぞれは上述のようにクロスダイクロイックプリズ
ム424の各辺にそれぞれ設けられており、R,G,B
各色の画像信号に応じた画像を形成する。各液晶板41
6〜418はTPTアクティブマトリックス駆動のもの
で、パネルサイズ対角1〜3インチ、絵素数は8〜30
万絵素のものが用いられる。
ことにより形成された偏光ビームスブリッタ405に入
射され、S偏光光( B (S) )のみが反射される
。ここで、反射された青色光のS偏光光( B (S)
)はλ/2板408を透過することにより、その偏光
面がπ/2回転して青色光のP偏光光(B(p)+ )
となる。さらに、前述の偏光ビームスブリッタ405を
透過直進した青色光のP偏光光( B (p) 2 )
はプリズム401の一辺にて反射される。これら青色光
のP偏光(B(p)+ )と(B(p)z )は平行に
向きを揃え、照射面積を入射時の2倍にしてクロスダイ
クロイックプリズム424の一辺に設けられた青色対応
の液晶板418に入射する。この青色対応の液晶板41
8、緑色対応の液晶板417、赤色対応の液晶板416
のそれぞれは上述のようにクロスダイクロイックプリズ
ム424の各辺にそれぞれ設けられており、R,G,B
各色の画像信号に応じた画像を形成する。各液晶板41
6〜418はTPTアクティブマトリックス駆動のもの
で、パネルサイズ対角1〜3インチ、絵素数は8〜30
万絵素のものが用いられる。
次に前述の青色反射のダイクロイックミラ−422を透
過直進した赤色光および緑色光について説明する。
過直進した赤色光および緑色光について説明する。
偏光ビームスブリッタ406により緑色光のS偏光C
C (S) )のみが反射される。この偏光ビームスブ
リッタ406は第1図中の偏光ビームスプリッタ6と同
様に第2図(b)に示す特性を持っているので、上述の
ように作用する。ここで、反射された緑色光のS偏光(
G(S))はλ/2板409を透過することによりその
偏光面がπ/2回転して緑色光のP偏光(G(p)+
)となる。さらに、偏光ビームスブリッタ406を透過
直進した緑色光のP偏光〔G(p)2〕と赤色光は緑色
反射用のダイクロイツクミラ−21により緑色光のP偏
光( G (p) 2 )のみか反射され、上記緑色光
のP偏光(G(p)+ )と平行に揃い、緑色対応の液
晶板417に入射する。
C (S) )のみが反射される。この偏光ビームスブ
リッタ406は第1図中の偏光ビームスプリッタ6と同
様に第2図(b)に示す特性を持っているので、上述の
ように作用する。ここで、反射された緑色光のS偏光(
G(S))はλ/2板409を透過することによりその
偏光面がπ/2回転して緑色光のP偏光(G(p)+
)となる。さらに、偏光ビームスブリッタ406を透過
直進した緑色光のP偏光〔G(p)2〕と赤色光は緑色
反射用のダイクロイツクミラ−21により緑色光のP偏
光( G (p) 2 )のみか反射され、上記緑色光
のP偏光(G(p)+ )と平行に揃い、緑色対応の液
晶板417に入射する。
次に、緑色反射用のダイクロイックミラ−402を透過
直進した赤色光は、反射ミラー423により反射されて
向きを変えられ、偏光ビームスプリッタ407に入射し
て、赤色光のS偏光(R(S))のみが反射される。こ
こで反射された赤色光のS偏光(R(s))はλ/2板
410を透過することにより偏光面がπ/2回転して赤
色光のP偏光(R(p)+ )となる。さらに偏光ビー
ムスブリッタ407を透過直進した赤色光のP偏光光(
R(1))2 )はプリズム403により反射され、赤
色光のP偏光光(R(p)+ )と(R(+))2 )
は平行に揃い、赤色対応の液晶416に入射する。
直進した赤色光は、反射ミラー423により反射されて
向きを変えられ、偏光ビームスプリッタ407に入射し
て、赤色光のS偏光(R(S))のみが反射される。こ
こで反射された赤色光のS偏光(R(s))はλ/2板
410を透過することにより偏光面がπ/2回転して赤
色光のP偏光(R(p)+ )となる。さらに偏光ビー
ムスブリッタ407を透過直進した赤色光のP偏光光(
R(1))2 )はプリズム403により反射され、赤
色光のP偏光光(R(p)+ )と(R(+))2 )
は平行に揃い、赤色対応の液晶416に入射する。
以上説明したようにB,G,Rの各色に対応する各液晶
板418〜416に対する各照明光は、偏光面が一方向
に揃ったものとなる。これらの各液晶板418〜416
により形成された各色に対応する画像は、クロスダイク
ロイックプリズム424により合成される。そして、合
成された画像は、例えばF=2.0〜4.0、レンズ先
端からスクリーンまでの投写距離が約1〜3m(画面サ
イズ対角40〜100インチ)であるレンズ群404に
より、不図示のスクリーン上に画像が投写される。
板418〜416に対する各照明光は、偏光面が一方向
に揃ったものとなる。これらの各液晶板418〜416
により形成された各色に対応する画像は、クロスダイク
ロイックプリズム424により合成される。そして、合
成された画像は、例えばF=2.0〜4.0、レンズ先
端からスクリーンまでの投写距離が約1〜3m(画面サ
イズ対角40〜100インチ)であるレンズ群404に
より、不図示のスクリーン上に画像が投写される。
第5図は本発明の第4の実施例の構成を示す図である。
本実施例は、光源より出射された光をクロスダイクロイ
ックミラ−524によりR,G,B各成分の照明光に分
光し、各照明光にて得られた画像をダイクロイックミラ
−526により合成するものである。
ックミラ−524によりR,G,B各成分の照明光に分
光し、各照明光にて得られた画像をダイクロイックミラ
−526により合成するものである。
光源511の出射光軸上には、該出射光をR.G,B各
成分光に分光し、各成分光毎に異なる方向に出射するク
ロスダイクロイックミラ−524が設けられている。こ
れらの各R,G,B成分光は、各成分光の画像をそれぞ
れ形成する液晶板516〜518を照明するものであり
、各液晶板516〜518にそれぞれ設けられた反射光
学系にて反射されて各液晶板516〜518にそれぞれ
入射される。液晶板516に対する反射光学系としては
偏光ビームスブリッタ507とプリズム503とが隣設
され、液晶板517に対しては偏光ビームスブリッタ5
06とプリズム502が、液晶板518に対しては偏光
ビームスブリッタ505とプリズム501がそれぞれ反
射光学系として隣設されている。上記各反射光学系を構
成する各偏光ビームスブリッタ505〜507は、各反
射光学系の入射側となるように配置され、入射光中のS
偏光を隣設される各プリズム501〜503と同様の方
向に反射させるもので、その反射光が出射される端面に
はλ/2板?08〜510がそれぞれ設けられている。
成分光に分光し、各成分光毎に異なる方向に出射するク
ロスダイクロイックミラ−524が設けられている。こ
れらの各R,G,B成分光は、各成分光の画像をそれぞ
れ形成する液晶板516〜518を照明するものであり
、各液晶板516〜518にそれぞれ設けられた反射光
学系にて反射されて各液晶板516〜518にそれぞれ
入射される。液晶板516に対する反射光学系としては
偏光ビームスブリッタ507とプリズム503とが隣設
され、液晶板517に対しては偏光ビームスブリッタ5
06とプリズム502が、液晶板518に対しては偏光
ビームスブリッタ505とプリズム501がそれぞれ反
射光学系として隣設されている。上記各反射光学系を構
成する各偏光ビームスブリッタ505〜507は、各反
射光学系の入射側となるように配置され、入射光中のS
偏光を隣設される各プリズム501〜503と同様の方
向に反射させるもので、その反射光が出射される端面に
はλ/2板?08〜510がそれぞれ設けられている。
B光成分,G光成分用の液晶板518, 517は、そ
れぞれの面方位が直交するようにプリズム525の一端
面,プリズム525に隣設されたダイクロイックミラー
526の一端面にそれぞれ設けられている。
れぞれの面方位が直交するようにプリズム525の一端
面,プリズム525に隣設されたダイクロイックミラー
526の一端面にそれぞれ設けられている。
ダイクロイックミラ−525は各成分光毎の画像を結合
するためのもので、プリズム525との接合面となる作
用面526lにおいてはG成分(緑色光)のみが反射さ
れ、作用面526lと平行に形成された出射面となる作
用面5262においてはR光成分(赤色光)のみが反射
される。上述の液晶板516は液晶板518と面方位を
同じとするもので、該液晶板518を透過した画像光は
作用面526■と平行に設けられた反射ミラー529に
て作用面5262上に投影される。
するためのもので、プリズム525との接合面となる作
用面526lにおいてはG成分(緑色光)のみが反射さ
れ、作用面526lと平行に形成された出射面となる作
用面5262においてはR光成分(赤色光)のみが反射
される。上述の液晶板516は液晶板518と面方位を
同じとするもので、該液晶板518を透過した画像光は
作用面526■と平行に設けられた反射ミラー529に
て作用面5262上に投影される。
本実施例社おいて光源511より出射された光は、光源
511の周囲に設けられたりフレクタ520によって平
行光線とされ、赤外線吸収フィルタ521を通った後に
クロスダイクロイックミラ−524にてR,G,B光に
3分割される。このと?、R光成分の光は図面の上方に
、B光成分の光は図面の下方にそれぞれ折返され、G光
成分の光は透過直進する。この後R光成分の光は反射ミ
ラー527, 528にて折返された後に偏光ビームス
ブリッタ507に入射され、G光成分,B光成分の光は
それぞれ偏光ビームスブリッタ506. 505に入射
される。このとき、各成分光は各偏光ビームスブリッタ
506〜508を含む各反射光学系において第3の実施
例と同様にP偏光に揃えられて各液晶板516〜518
の照明光となる。
511の周囲に設けられたりフレクタ520によって平
行光線とされ、赤外線吸収フィルタ521を通った後に
クロスダイクロイックミラ−524にてR,G,B光に
3分割される。このと?、R光成分の光は図面の上方に
、B光成分の光は図面の下方にそれぞれ折返され、G光
成分の光は透過直進する。この後R光成分の光は反射ミ
ラー527, 528にて折返された後に偏光ビームス
ブリッタ507に入射され、G光成分,B光成分の光は
それぞれ偏光ビームスブリッタ506. 505に入射
される。このとき、各成分光は各偏光ビームスブリッタ
506〜508を含む各反射光学系において第3の実施
例と同様にP偏光に揃えられて各液晶板516〜518
の照明光となる。
次に、青色に対応する液晶板518からの画像光は、作
用面5261. 5262を透過直進してレンズ群50
4に入射するが、その際に作用面526,において緑色
に対応する液晶板517からの画像光と合成され、さら
に作用面526■において、反射ミラー529にて反射
された赤色に対応する液晶板516からの画像光と合成
される。
用面5261. 5262を透過直進してレンズ群50
4に入射するが、その際に作用面526,において緑色
に対応する液晶板517からの画像光と合成され、さら
に作用面526■において、反射ミラー529にて反射
された赤色に対応する液晶板516からの画像光と合成
される。
このように、上述の各実施例のものにおいては、照明光
の偏光面が一方向に揃えられて、液晶板を照射するので
、光利用率が向上するとともに均一な照明となり、不用
光が減る。このため液晶板の温度上昇を押えられる。さ
らに、光源からの照射面積が2倍になるので、照明系の
小型化が可能となり、特に、ハイビジョン対応のように
アスベクト比が9=16のような場合は有効である。
の偏光面が一方向に揃えられて、液晶板を照射するので
、光利用率が向上するとともに均一な照明となり、不用
光が減る。このため液晶板の温度上昇を押えられる。さ
らに、光源からの照射面積が2倍になるので、照明系の
小型化が可能となり、特に、ハイビジョン対応のように
アスベクト比が9=16のような場合は有効である。
第6図(a)は従来の照明方式を説明するための図、第
6図(b)は本発明の各実施例による照明方式を説明す
るための図である。第6図(b)に示すように本発明の
ものにおいては、光源からの照明面N63は小さくて済
む。(第6図(a)のものの約43%)さらに、各々の
照明面積61. 63に対する光利用面積62. 64
は従来の方式では約54%、本発明では約63%と照明
光を有効に利用できる。さらに、同一光量の光源を使っ
た場合、従来の方式では偏光面が揃っていないために、
一方向の偏光光はカットされ、効率は上述の約54%の
半分、つまり約27%となる。これに対し、本発明のも
のでは、偏光面が揃っているために効率が上述の約63
%のままであるので2倍以上の光効率を実現し得るもの
となる。
6図(b)は本発明の各実施例による照明方式を説明す
るための図である。第6図(b)に示すように本発明の
ものにおいては、光源からの照明面N63は小さくて済
む。(第6図(a)のものの約43%)さらに、各々の
照明面積61. 63に対する光利用面積62. 64
は従来の方式では約54%、本発明では約63%と照明
光を有効に利用できる。さらに、同一光量の光源を使っ
た場合、従来の方式では偏光面が揃っていないために、
一方向の偏光光はカットされ、効率は上述の約54%の
半分、つまり約27%となる。これに対し、本発明のも
のでは、偏光面が揃っているために効率が上述の約63
%のままであるので2倍以上の光効率を実現し得るもの
となる。
本発明は以上説明したように構成されているので、以下
に記載するような効果を奏する。
に記載するような効果を奏する。
請求項1に記載のものにおいては、照明光の偏光面か一
方向に揃えられて液晶板が照明されるので、光利用率が
向上するとともにより均一な照明光を得ることができる
効果がある。このとき、液晶板に吸収されていた不用光
が減少するので、液晶板の温度上昇を押えることができ
る効果がある。また、光源からの照射面積が拡大される
ため、光源等照明系のコンパクト化が可能である。
方向に揃えられて液晶板が照明されるので、光利用率が
向上するとともにより均一な照明光を得ることができる
効果がある。このとき、液晶板に吸収されていた不用光
が減少するので、液晶板の温度上昇を押えることができ
る効果がある。また、光源からの照射面積が拡大される
ため、光源等照明系のコンパクト化が可能である。
さらに、ハイビション対応のようにアスベクト比が9:
16のような横長のものは光源からの照射面積に対して
より効率的に利用することができる効果かある。
16のような横長のものは光源からの照射面積に対して
より効率的に利用することができる効果かある。
請求項2に記載のものにおいては、偏光ビームスプリッ
タが各液晶板を照明するR,G,B成分光に分離する色
分離手段を兼ねたものであるため、上記効果に加えて、
色分離光学系を簡略化することができる効果がある。
タが各液晶板を照明するR,G,B成分光に分離する色
分離手段を兼ねたものであるため、上記効果に加えて、
色分離光学系を簡略化することができる効果がある。
請求項3に記載のものにおいては、各照明系の間に生じ
ていた損失を低減し、光利用率をさらに向上することが
できる効果がある。
ていた損失を低減し、光利用率をさらに向上することが
できる効果がある。
第1図は本発明の第1の実施例の構成を示す図、第2図
(a) . (b) . (c)はそれぞれ第1図中の
偏光ビームスブリッタ5,6.7の透過光の波長依存性
を示す図、第3図乃至第5図はそれぞれ本発明の第2乃
至第4の実施例の構成を示す図、第6図(a)は従来の
照明方式を説明するための図、第6図(b)は本発明に
よる照明方式を説明するための図、第7図乃至第9図は
それぞれ従来例の構成を示す図である。 1〜3 ,402,,・・・・・・・・ダイクロイ・ク
ミラー422,524.526 5〜7・405〜407・}...偏光ビームユプリツ
タ、505〜50 4、〜43・・・・・・・・・・・・・・レンズ、8〜
10・408〜41°・}...λ/2板、508 〜
510 11,4]1,511・・・・・・・・・・光源、12 コンテンサレンズ、 3l 透明液体、 404.504・・・・・・・・・・・・・レンズ群、
420,520・・・・・・・・・・・・・リフレクタ
、42] ,521・・・・・・・・・・・・・赤外線
吸収フィルタ、423,527,528・・・・・・・
・・反射ミラー424a,424B・・・・・・・・・
・・タイロック膜、5261.5262・・・・・・・
・・・・斜面。
(a) . (b) . (c)はそれぞれ第1図中の
偏光ビームスブリッタ5,6.7の透過光の波長依存性
を示す図、第3図乃至第5図はそれぞれ本発明の第2乃
至第4の実施例の構成を示す図、第6図(a)は従来の
照明方式を説明するための図、第6図(b)は本発明に
よる照明方式を説明するための図、第7図乃至第9図は
それぞれ従来例の構成を示す図である。 1〜3 ,402,,・・・・・・・・ダイクロイ・ク
ミラー422,524.526 5〜7・405〜407・}...偏光ビームユプリツ
タ、505〜50 4、〜43・・・・・・・・・・・・・・レンズ、8〜
10・408〜41°・}...λ/2板、508 〜
510 11,4]1,511・・・・・・・・・・光源、12 コンテンサレンズ、 3l 透明液体、 404.504・・・・・・・・・・・・・レンズ群、
420,520・・・・・・・・・・・・・リフレクタ
、42] ,521・・・・・・・・・・・・・赤外線
吸収フィルタ、423,527,528・・・・・・・
・・反射ミラー424a,424B・・・・・・・・・
・・タイロック膜、5261.5262・・・・・・・
・・・・斜面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、R・G・B画像をそれぞれ形成する3個の透過型の
液晶板についてそれぞれ設けられ、各液晶板を照明して
画像を形成させる液晶ビデオプロジェクタの照明系にお
いて、 各照明系は光源より出射された照明光が入射される偏光
ビームスプリッタと、 前記偏光ビームスプリッタを透過した光を反射させる反
射手段とが隣設されており、 前記偏光ビームスプリッタと前記反射手段は、いずれも
入射された光を前記液晶板に向けて反射するように配置
されているとともにいずれか一方の反射光が出射される
端面と液晶板との間にはλ/2板が設けられていること
を特徴とする液晶ビデオプロジェクタの偏光照明系。 2、請求項1記載の液晶ビデオプロジェクタの偏光照明
系において、 各照明系を構成する各偏光ビームスプリッタのうち、少
なくとも1つは波長依存性を有することを特徴とする液
晶ビデオプロジェクタの偏光照明系。 3、請求項1または請求項2に記載の液晶ビデオプロジ
ェクタの偏光照明系において、 各照明系がオプティカルカップリングされていることを
特徴とする液晶ビデオプロジェクタの偏光照明系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001474A JPH03208013A (ja) | 1990-01-10 | 1990-01-10 | 液晶ビデオプロジェクタの偏光照明系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001474A JPH03208013A (ja) | 1990-01-10 | 1990-01-10 | 液晶ビデオプロジェクタの偏光照明系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03208013A true JPH03208013A (ja) | 1991-09-11 |
Family
ID=11502454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001474A Pending JPH03208013A (ja) | 1990-01-10 | 1990-01-10 | 液晶ビデオプロジェクタの偏光照明系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03208013A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04131815A (ja) * | 1990-09-21 | 1992-05-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 投写型表示装置 |
| JPH1062775A (ja) * | 1996-08-20 | 1998-03-06 | Nec Corp | 投射型カラー液晶表示装置 |
| US6022110A (en) * | 1997-07-15 | 2000-02-08 | Nec Corporation | Projection color liquid crystal display apparatus |
| US7287858B2 (en) | 2003-03-06 | 2007-10-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Color separating unit and projection type image display apparatus employing the same |
-
1990
- 1990-01-10 JP JP2001474A patent/JPH03208013A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04131815A (ja) * | 1990-09-21 | 1992-05-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 投写型表示装置 |
| JPH1062775A (ja) * | 1996-08-20 | 1998-03-06 | Nec Corp | 投射型カラー液晶表示装置 |
| US6130728A (en) * | 1996-08-20 | 2000-10-10 | Nec Corporation | Single panel color projection LCD having a plurality of reflectors |
| US6022110A (en) * | 1997-07-15 | 2000-02-08 | Nec Corporation | Projection color liquid crystal display apparatus |
| US7287858B2 (en) | 2003-03-06 | 2007-10-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Color separating unit and projection type image display apparatus employing the same |
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