JPH03215817A - 反射型プロジェクター - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、透過型の画像形成部に形成されたパターン
を反射照明によりスクリーン、あるいは感材等の上に投
影する投影装置に関するものであり、特に、画像形成部
として液晶ディスプレイを用いるのに適した投影装置に
関するものである。

［従来の技術コ 従来、画像形成部として液晶ディスプレイを用いた反射
型投影装置は、第２８図に示したように構成されている
。

この装置では、光源１から発する光束は、照明レンズ２
によりほぼ平行光束とされ、ハーフミラー３により画像
形成部側に反射される。画像形成部は、透過軸が直交す
る２枚の偏光板４，６と、これらの偏光板の間に配置さ
れた液晶セル５から構成されている。

偏光板は、あらゆる方向の偏光成分を含む自然光を入射
させた際に、特定の方向の偏光成分のみを透過させる性
質を持っている。

画像形成部を透過した光束は、ミラー７により反射され
て再び画像形成部、及びハーフミラーを透過し、図示せ
ぬスクリーンへ投影される。

液晶セルは、ネマテイツク液晶の９０°ツイスト配列で
あり、偏光板との組み合せにより、入射するランダムな
自然光を液晶セルへの通電状態によってＯＮ／ＯＦＦす
る。

第２９図は、上記の光学系において液晶セル５の電源を
ＯＦＦ　Ｌ，た状態の作用を示している。

光源から発したランダムな偏光状態の光束は、ハーフミ
ラー３により反射され、光量の１７２が液晶セル側に反
射される。次に、偏光板４において一定方向の直線偏光
成分のみが取り出されて更に光量が１７２となる。直線
偏光は、液晶セル４２を透過することによってその偏光
方向が９０６回転されるため、そのまま偏光板６を透過
してミラー７で反射される。

反射された光束は、往路と同様に偏光板４３を透過して
液晶セル５において偏光方向が回転され、偏光板４を透
過すると共に、ハーフサイズミラ−３に達する。スクリ
ーンに達するのはハーフミラー３を透過した成分のみで
あるため、ここで更に光量の１／２が失われる。全体的
に見ると、光源から発する光量のうち、スクリーンに到
達するのは１７８にまで減少してしまう。

液晶セルに電圧が印加されている場合には、第３０図に
示したように偏光板４を透過した直線偏光がそのまま液
晶セル５を透過する。従って、この直線偏光の偏光方向
は偏光板６の透過軸と直交し、光束はこの部分で遮断さ
れることとなる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のように照明光を画像形成部へ導くためにハーフミ
ラーを用いた場合には、光源から発する光量のうち投影
用に生かされるのは最大２５％に過ぎず、２枚の偏光板
で液晶セルを挟むような構成とした場合には、更に光量
が半減し、スクリーン上での像のコントラストを高める
ことができないという問題があった。

［発明の目的］ この発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、反
射照明型の構成を採りつつ、光量損失の少ないプロジェ
クターを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明は、上記の目的を達成させるため、照明光を発
する光源と、照明光を反射させるミラーと、光源とミラ
ーとの間に設けられ、投影パターンが形成される透過型
の画像形成部と、光源と画像形成部との間に設けられた
投影レンズと、投影レンズの射出側の瞳付近に位置し、
投影レンズの直径を境として一方側で照明光を投影レン
ズへ入射させると共に、他方側で反射光を投影対象面へ
導く光路分離素子とを備えることを特徴とする。

［作用コ 上記の構成によれば、光路分離素子部分での光量損失を
抑えることができる。

［実施例］ 以下、この発明を図面に基づいて説明する。

〈第１実施例〉 第１図〜第３図はこの発明の第１実施例を示したもので
ある。

この反射型プロジェクターは、第１図に概略的に示した
通り、光源１０と、この光源から発する光束を一旦ほぼ
平行としてから集光する集光レンズ１１，１２と、光束
の集光位置に設けられた光路分離素子の全反射ミラー部
としてのハーフサイズミラー２０と、このミラー２０が
設けられた位置に入射瞳を持つ投影レンズ３０と、投影
されるパターンが形成される画像形成部４０と、画像形
成部を透過した光束を再び画像形成部側へ反射させるミ
ラー５０とを備えている。

集光レンズ１１．　１２の光軸Ａｘｌと、投影レンズの
光軸Δｘ２とは直交しており、ハーフサイズミラー２０
はこれらの光軸の交点部分に、光軸Ａｘ２を境として光
源１０側に配置されている。集光レンズ１１．　１２は
、ハーフサイズミラー２０上に２次光源像を形成するも
のである。なお、投影レンズ３０は、物体側にテレセン
トリックである。

画像形成部４０は、透過軸が直交する２枚の偏光板４１
．４３と、これらの偏光板の間に配置された液晶セル４
２から構成されている。液晶セルは、ネマテイック液晶
の９０゜ツイスト配列であり、電圧が印加されていない
場合には入射する直線偏光の振動面を９０″回転させて
射出させ、電圧印加時には入射する直線偏光をそのまま
透過させる。従って、偏光板との組み合せにより、入射
するランダムな自然光を液晶セルへの通電状態によって
ＯＮ／ＯＦＦすることができる。

画像形成部４０を透過した光束は、ミラー５０によって
反射され、再び画像形成部を透過して投影レンズ３０に
入射する。ハーフサイズミラ−２０は、投影レンズの入
射瞳となる位置に設定されており、かつ、投影レンズが
物体側にテレセン１・リックであるため、ミラー５０で
反射した光線は投影レンズ２１の光軸Ａｘ２を境として
ハーフサイズミラー５０が設けられていない側を透過し
、図示せぬスクリーン上に画像を投影する。

なお、光路分離素子としては、上述したハーフサイズミ
ラー２０のみでなく、光路全体を覆う板状とし、投影レ
ンズ３０の直径を境とする一側を全反射ミラー部とし、
他側を透明ガラス等の透過部とすることもできる。また
、投影レンズが物体側にテレセントリックでない場合に
も、ミラー５０と画像形成部４０との間に凸レンズの作
用を持つフレネルレンズを配置し、あるいはミラー５０
自体の表面一９一 をフレネル加工して集光作用を持たせることにより、ミ
ラー５０で反射された光束をハーフサイズミラー２０が
設けられていない部分を介してスクリーン側へ投影する
ことができる。

次に、上述した構成の作用を第２図及び第３図に示した
展開図に基づいて説明する。

第２図は、液晶セルに電圧が印加されていない場合、よ
り現実的にいえば、液晶セルの電圧が印加されていない
部分に対応する光束を考える場合を示している。この場
合には、光源からのランダムな偏光状態の光束がハーフ
サイズミラー２０で反射され、偏光板４１において直線
偏光とされる。このとき光量が１７２となる。直線偏光
は、液晶セル４２を透過することによってその偏光方向
が９０６回転されるため、そのまま偏光板４３を透過し
てミラー５０で反射される。反射された光束は、往路と
同様に偏光板４３を透過して液晶セル４２において偏光
方向が回転され、偏光板４１を透過すると共に、ハーフ
サイズミラー２０の設けられていない側をスクリーン側
へ透過する。最終的な光量ロスは１／２であり、〕〇一 従来例と比較すると４倍の明るさを得ることができる。

第３図は、液晶セルに電圧が印加された場合、現実的に
は、液晶セルの電圧が印化されいる部分に対応する光束
を考える場合を示している。この場合には、偏光板４１
により直線偏光とされた光束が、液晶セル４２をそのま
まの状態で透過するため、偏光板４３により遮断され、
投影レンズ側への投影光はないこととなる。

次に、上記実施例の変形例を説明する。

上述した実施例は、光源１０からの光束をハーフサイズ
ミラ−２０により反射させて投影レンズ３０を介して画
像形成部４０へ導き、画像形成部からの反射光をそのま
まスクリーン（（図示せず）へ投影する構成を採用して
いる。

しかし、この発明の適用は上記の構成には限られず、第
４図あるいは第５図に示すような構成とすることも可能
である。

第４図の構成では、スクリーン側の光軸Ａｘ３が投影レ
ンズ３０の光軸Ａｘ２とほぼ垂直に交差するよう設−１
１− けられ、ハーフサイズミラー２０は、投影レンズ３０の
直径を境とする光路の一方側にのみ設けられている。す
なわち、第１図の例の光源とスクリーンとを交換したよ
うな構成となっている。これにより、光源１０からの照
明光はハーフサイズミラ−２０が設けられていない側を
透過して投影レンズ３０に入射し、画像形成部４０から
の反射光は投影レンズ３０を介してハーフサイズミラ−
２０で反射されてスクリーンへ導かれる。

第５図の構成では、集光レンズ１１．１２の光軸Ａｘｌ
とスクリーン側の光軸Ａｘ３とが共に投影レンズ３０の
光軸Ａｘ２とほぼ垂直に交差するよう設けられ、すなわ
ち、光軸Ａｘｌと光軸Ａｘ２とが一直線状に連続する構
成とされている。光路分離素子としては、投影レンズ３
０の直径を境とする光路の一方側に設けられた第１ミラ
ー部２１ａと、光路の他方側に第１ミラー部２１ａに対
して垂直に設けられた第２ミラー部２ｌｂとから構成さ
れるダハミラ−２１が用いられている。

このような構成とすれば、光源部１０からの照明光は第
１ミラー部２１ａにより投影レンズ３０側へ反射１２一 され、画像形成部４０からの反射光は第２ミラー部２ｌ
ｂによりスクリーン側へ反射される。

第４図及び第５図の例は、光学系の配置関係のみが異な
るのみで、光路に沿って展開した場合の素子の配置関係
は、第１図の例と同一である。

更に、光路分離素子の構成としては、上述した各例のよ
うに光路を光軸を通る直径を境として２分する構成だけ
でなく、以下のような変形が考えられる。

第１に、第６図に示す通り、中央に設けられた透過部２
２ａと、透過部２２ａの周囲に設けられたリング状の全
反射ミラー部２２ｂとを有するリングミラー２２を使用
することができる。

第２に、第７図に示す通り中央に設けられた全反射ミラ
ー部２３ａと、その周囲に設けられたリング状の透過部
２３ｂとを有する中央小ミラー２３を利用することがで
きる。

リングミラー２２を第１図に示したものと同様の配置関
係で用いる場合には、投影レンズ３０の光軸Ａｘ２を中
心としてミラー２２を光路中に斜めに設ける。

１３− そして、照明光を第８図に示したようなミラー組立体２
４によりリング光束とし、その全光量を全反射ミラー部
２２ｂにより画像形成部側へ反射させる。また、画像形
成部４０からの反射光は、透過部２２ａを通してスクリ
ーン側へ透過する。

ミラー組立体２４は、外側の面がミラー面とされた小型
の円錐ミラー２４ａと、内側の面がミラー面とされた大
聖の円錐ミラー２４ｂとから構成されている。

一方、中央小ミラー２３を、第１図に示した光学系と同
様の配置関係で用いる場合には、投影レンズ３０の光軸
Ａｘ２を中心としてミラー２３を光路中に斜めに設ける
。そして、照明光を中央の全反射ミラー部２３ａに集光
させて画像形成部側へ反射させる。画像形成部４０を透
過してミラー５０で反射された光束は、再び画像形成部
を透過した後、ミラー５３の周辺の透過部２３ｔ）を通
してスクリーン側へ透過する。

なお、上述した実施例では、投影レンズを１枚とする例
についてのみ述べたが、これに限られず、例えば光路分
離素子を挟んで上下に対物レンズと結像レンズとして分
離して設けてもよい。

１４一 《第２実施例〉 第９図〜第１２図は、この発明に係る反射型プロジェク
ターの第２実施例を示したものである。

第１実施例の装置では、液晶セルの手前に設けた偏光板
により直線偏光を作り出すため、この部分で光量が１／
２になってしまう。従来技術との比較においては、光量
を４倍にアップできるが、光量損失をＯとすることがで
きればより望ましい。第２実施例は、このよう観点に立
ち、直線偏光を作り出す際の光量損失をＯとするよう構
成している。

この装置は、第９図に示すように、集光レンズｌ１と１
２との間に偏光合成部６０を有している。また、第１実
施例との比較においては、液晶セル４２の手前に設けら
れていた偏光板４１を除去し、液晶セル４２とミラー５
０との間の偏光板４３のみを残している。

なお、液晶セルは第１実施例と同様のネマティック液晶
の９０”ツイスト配列である。

偏光合成部６０は、例えば第１０図に示したように構成
される。

この例で示した偏光合成部６０は、光源１０から発１５
一 して集光レンズ１１によりほぼ平行とされた光束を２つ
の直線偏光成分に分離する偏光ビームスプリッター６１
と、分離された光束モ偏光を用いずに合成するくさび型
プリズム６４とを有しいる。

偏光ビームスブリッター６１に入射した光束のうち、電
解ベクトルの振動方向が紙面に対して平行なＰ偏光成分
は、偏光ビームスプリッター６１の貼合わせ面を透過し
、図中に二点鎖線で示したようにλ／２板６２を透過し
て振動方向が紙面に対して垂直となるよう変換され、ミ
ラー６３により反射されてくさび型プリズム６４に第１
面８４ａから入射する。

一方、電解ベクトルの振動方向が紙面に対して垂直なＳ
偏光成分は、偏光ビームスブリッター６１の貼合わせ面
で反射され、図中に一点鎖線で示したように、くさび型
プリズムに第２面６４ｂから入射する。

第１、第２面からプリズム内に入射した両光束は、入射
時に屈折されると共に、反対側の面の内面で全反射され
、第３面６３ｃから射出する。

このような構成によれば、１つの光源から発した１６− 偏光状態がランダムな自然光を、所定の方向の直線偏光
成分のみとして合成、射出させることができる。

次に、第２実施例の構成による作用を第１１図及び第１
２図に基づいて説明する。

光源から発したランダムな偏光状態の光束は、上記の偏
光合成部６０において所定の向きの直線偏光成分のみに
変換され、ハーフサイズミラー２０により反射されて液
晶セルに入射する。液晶セルに電圧を印加しない場合に
は、第１１図に示したように、直線偏光の方向が９０６
回転し、偏光板４３を透過してミラー５０により反射さ
れる。電圧を印加すると、第１２図に示したように液晶
セル４２によって偏光方向が回転されないため、光束は
偏光板４３により遮断され、投影レンズ側への戻り光は
ないこととなる。

次に、上述した偏光合成部６０の他の例につき説明する
。

上述したくさび型プリズムを用いた偏光合成部は、合成
された２つの光束が同一の方向へ射出され１７ー るものの、両者の間には必ず角度がついてしまう。

従って、プリズムの射出端面から被照明面までの距離に
よっては照明ムラが大きくなる。また、光量を損失なく
取り込むためには投影レンズとしてＦナンバーが大きく
、かつ、大口径のレンズが必要となるが、このようなレ
ンズの設計は一般に困難である。

そこで、以下の例では、合成された光束がほぼ平行に射
出するように構成している。なお、以下の例でも、光束
を偏光ビームスプリッター６１を用いて分離した後、一
方の光束の偏光状態をλｌ２板６２により変換する原理
は上記の例と同一であるため、この部分についての説明
は省略する。

第１３図に示した偏光合成部は、頂角１２０６の三角柱
ミラーを隙間なく配列して構成された合成ミラー６７を
備えている。偏光ビームスプリッター６１を透過した光
束は、第１３図に二点鎖線で示したようにλ／２板６２
を介して合成ミラー６７に入射し、反射された光束は、
一点鎖線で示したようにミラー６５，６６を介して反対
側から合成ミラー６７に入射する。

１８一 頂角の二等分線に対して垂直な面を基準とすると、各反
射面の傾斜角度はそれぞれ３０゜であり、各光束はこの
斜面に沿うように、やはりそれぞれ３０°で入射する。

このような設定によれば、全ての光束は基準面に対して
垂直な方向に反射される。

第１４図は、反射面部分を拡大して示したものである。

一方からの光束は実線で示したように反射面Ａの全面で
反射され、全ての光束が基準面に対して垂直な光束とな
る。また、他方からの光束は、破線で示したように反射
面Ｂの全面で反射され、やはり全ての光束が基準面に対
して垂直な方向へ射出する。

反射光束は、反射面Ａからの成分と反射面Ｂからの成分
が交互に配列する。従って、照明光のムラが生じず、し
かも光束の射出方向を完全に揃えることができる。なお
、それぞれの入射光束を直径ａの円形とすると、合成さ
れた光束は長径が２ａ，　　短径がａの楕円形となる。

このような楕円光束は、整形して円形とすることもでき
るが、画像形成部の形状が長方形である場合には、積極
的に利用する−１９＝ こどもできる。すなわち、一般的な画面、例えばテレビ
ジョン、写真フイルム等では縦横比が異なることに鑑み
れば、楕円光束を使用することにより全体を有効に照明
することができる。

斜面の傾斜角度は、照度ムラの防止と射出方向の一致と
を実現するためには、上記の設定が最も好ましい。

仮に、傾斜角度θが、３０６より大きい場合は、射出方
向を同一とするためには第１５図に示したように反射面
の全面を使用することができず、光束が到達しない領域
を生じてしまい、照明ムラが顕著となる。但し、第１０
図の例のように射出光束の方向の相違がある程度許容さ
れる場合には、傾斜角を異ならせることにより照明ムラ
を低減することはできる。

逆に、傾斜角度が３０°より小さい場合には、照度ムラ
は生じないが、第１６図に示したように反射面Ａで反射
されるべき光束の一部が反射面Ｂにおいて反射され、光
路から外れて光量の損失を招来する。

−２０− 次に、第１７図に示した偏光合成部は、合成プリズム６
８を使用し、偏光方向が揃えられた光束の射出方向を反
射ではなく屈折により同一とするものである。合成プリ
ズム６８は、光入射側の端面が平面であり、射出側が三
角柱を隙間なく並べた断面鋸刃状の面である。他の構成
は第１３図の例と同一であるので、合成プリズムの作用
について以下に説明する。

第１８図は、屈折率の異なる境界面での光束の屈折を示
している。

境界面より入射側の媒質の屈折率をｎ１、射出側の媒質
の屈折率をｎ２とし、入射角θ１、屈折角θ２とすると
、屈折の法則により、 ｎ＋−Ｓｉｎθ１−ｎ２・Ｓｉｎθ２　　−（１）が成
り立つ。ここで、入射側の光束径φ１、射出側の光束径
φ２とすると、屈折による光束径の変化の倍率ｍは、 ｍ・φ２／φ１ ＝ｃｏｓθ２　／ｃｏｓθ＋　　　−（２）・Ｊ［（１
−（ｎ＋／ｎ２）”ｓｉｎ２θ＋　）／（１−ｓｉｎ２
θ　１）コ一２１一 となる。ここで、ｍ〈１とするためには、ｎＤｎ２ であることが必要である。

第１９図は、断面鋸刃状の面での屈折を示している。

光束のケラレをなくすために、頂角を２αとして、θＩ
ＪＯ−２α，θ２；９０−α とおくと、（１）式は、 ｎ＋　ｃｏｓ２　ａ　＝ｎ２ｃｏｓ　ａとすることがで
きる。この式を解くと、となる。このとき、 ｍ＝ｃｏｓθ２／ｃｏｓθ＋　＝ｓｉｎα／ｓｉｎ２α
＝１／（２ｃｏｓ　ａ　）−　（４）である。

上記を総合して第２０図において合成プリズムの作用を
示す。

入射側の境界面では、 ｎｌＩ−ｓｉｎαｓ＝ｎ＋−ｓｉｎα＝｛５）が成り立
ち、（２）式と（４）式とにより、総合倍率ｍ゛ー２２
− ｃｏｓａ２　　２“ｃｏｓａ　　　　２ｃｏｓｃｉｓと
なる。

従って、３つの媒質の屈折率が決まれば、ケラレがない
ための頂角αが（３）式によって求められ、これらによ
り（５）式に基づいて入射角度α０が決定される。総合
倍率ｍ゛は、α０に基づいて（６）式によって求められ
る。

例えば、両側の倍質を空気（ｎθ・ｎ２＝１）とし、合
成プリズムの硝材をＢｋ７（ｎ＋　−１．　５１６３３
）とした場合には、α＝２７．　００８″ αｓ＝４３．　５１８° ｍ’　＝０．６９０倍 となる。

《第３実施例〉 第２１図〜第２３図は、この発明に係る反射型プロジェ
クターの第３実施例を示したものである。

上記の実施例では、光束のＯＦＦ状態を作り出す偏光板
が液晶セルに近接して設けられている。偏光２３− 板は、消光する際に発熱するため、この熱が液晶セルに
影響を与える可能性もある。そこで、第３実施例では、
第２１図に示したように消光状態を作り出す偏光板４１
を投影レンズ３０よりスクリーン側に設けている。

液晶セル４４は、ネマティック液晶の１３５６ツイスト
配列のセルであり、電圧が印加されていない場合には入
射する直線偏光を１３５’回転させ、印加されていない
場合には入射する直線偏光をそのままの状態で射出させ
る。また、液晶セル４４とミラー５０との間には、液晶
セルに電圧を印加しない場合にセルから射出する光束の
偏光方向を結晶軸の方向と一致させるようにλ／４板４
５が設けられている。

次に、第３実施例の構成による作用を第２２図及び第２
３図に基づいて説明する。

光源から発したランダムな偏光状態の光束は、偏光合成
部６０において所定の向きの直線偏光成分のみに変換さ
れ、ハーフサイズミラー２０により反射されて液晶セル
４４に入射する。液晶セル４４に電圧を印加しない場合
には、第２２図に示したように、−２４− 光束の直線偏光の方向は１３５゜回転し、λ／４板４５
の結晶軸に一致する。このため、光束はλ／４板４５を
透過し、ミラー５０により反射され、再びλ／４板４５
を透過する。次に、液晶セル４４によって偏光方向が１
３５’回転され、投影レンズの後に設けられた偏光板４
１の透過軸に直交する光束となる。このため、光束は偏
光板４１に遮られてスクリーン側へは投影されない。

液晶セル４４に電圧を印加すると、第２３図に示したよ
うに液晶セル４４によって光束の偏光方向が回転されな
いため、直線偏光はλ／４板４５により円偏光に変換さ
れる。円偏光は、ミラー５０での反射によりその回転方
向が逆転し、λ／４板４５を透過することにより反射前
に対して垂直な方向への直線偏光となり、液晶セル４５
、偏光板４１をそのまま透過してスクリーン側へ投影さ
れる。

上記構成によれば、液晶セル４４を発熱部分から離すこ
とができるため、熱による影響を受けずに液晶セルの動
作の安定を図ることができる。また、投影レンズ３０か
らの反射光、あるいは液晶セル表一２５一 面での反射光といったゴースト光の偏光方向は、画像情
報を持つ光の偏光方向とは垂直であるため、これらのゴ
ースト光をもカットすることができる。

《第４実施例》 第２４図〜第２６図は、この発明に係る反射型プロジェ
クターの第４実施例を示したものである。

この装置は、第３実施例と同様に投影レンズよりスクリ
ーン側に消光用の偏光板４１が設けられており、液晶セ
ル４６とミラー５０との間には何も設けられていない。

また、液晶セル４６は、ネマティック液晶のホメオト口
ビック配列のセルであり、電圧が印加されない状態では
入射する直線偏光を楕円偏光に変換して射出させる。

次に、第４実施例の構成による作用を第２５図及び第２
６図に基づいて説明する。

光源から発したランダムな偏光状態の光束は、偏光合成
部６０において所定の向きの直線偏光成分のみに変換さ
れ、ハーフサイズミラー２０により反射されて液晶セル
４６に入射する。液晶セル４６に電圧を印加しない場合
には、第２５図に示したように２６− 直線偏光が楕円偏光に変換される。この楕円偏光は、ミ
ラー５０により反射されて回転方向が逆転した楕円偏光
となり、再び液晶セル４６を透過して入射時とは垂直な
直線偏光となり、偏光板４１を透過してスクリーン側へ
投影される。

液晶セル４６に電圧を印加すると、第２６図に示したよ
うに液晶セル４４をそのまま透過し、ミラー５０で反射
されて偏光板４１に達する。しかし、直線偏光の偏光方
向が透過軸と直交するために遮光され、スクリーン側へ
は投影されない。

上記構成によれば、第３実施例と同様に熱による影響や
ゴースト光の影響を防止することができ、更にλ／４板
を設ける必要がないため第３実施例の装置より部品点数
を削減することができる。

《第５実施例〉 第２７図は、この発明に係る反射型プロジェクターの第
５実施例を示したものである。

この例では画像形成部を３組設け、投影レンズ３０と画
像形成部４０ａとの間にクロスダイクロイックプリズム
８０を配置している。このプリズムは、２７ー 方の貼合わせ面８１が赤成分反射のダイクロイックミラ
ー面、他方の貼合わせ面８２が胃成分反射のダイクロイ
ックミラー面として形成されいる。そして、画像形成部
４０ａは、緑成分に該当するパターンを形成し、４０ｂ
が赤、４０ｃが責成分に該当するパターンを形成する。

このような構成によれば、ＲＧＢの３色によりカラー画
像を投影できる。

他の作用については上述した実施例と同様であるので説
明は省略する。

なお、この例では、画像形成部を１つの部材として表現
しているが、偏光板、偏光合成部との組み合わせは上記
実施例の何れの構成を採用してもよい。

ところで、上記の各実施例では、画像形成部として液晶
ディスプレイを用いる例のみを示したが、静止画像を投
影する場合には、液晶ライトバルブやフィルム等の透過
パターンを用いることも可能である。また、投影対象面
はスクリーンのみでなく、感材等を対象とすることもで
きる。

−２８ ［効果］ 以上説明したように、この発明によれば、反射照明式の
構成をとりつつ、光路分離素子部分による光量の損失を
抑えることができ、スクリーン上に形成される像のコン
トラストを向上させることができる。

また、偏光合成部を設けることにより、光量の有効利用
を図ることができ、更に像のコントラストを向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る反射型プロジェクターの第１実
施例を示す光路図、第２図及び第３図は第１図の画像形
成部の光路展開図である。 第４図〜第８図は上記実施例の変形例を示したものであ
り、第４図は画像形成部からの反射光を光路分離素子に
より反射させる例を示す光路図、第５図は光路分離素子
としてダハミラーを用いた例を示す光路図、第６図はり
ングミラーの平面図、第７図は中心部小ミラーの平面図
、第８図はリング光束を作るためのミラーの説明図であ
る。 第９図はこの発明に係る反射型プロジェクターの第２実
施例を示す光路図、第１０図は第９図に示した偏光合成
部を示す光路図、第１１図及び第１２図は第９図の画像
形成部の光路展開図である。 第１３図は偏光合成部の第１の変形例を示す光路図、第
１４１１は第１３図の合成ミラー部の作用を示す光路図
、第１５図及び第１６図は合成ミラー部の頂角を変更し
た場合の作用を示す光路図である。 第１７図は偏光合成部の第２の変形例を示す光路図、第
１８図〜第２０図は第１７図に示した合成プリズム部の
作用を示す説明図である。 第２１図はこの発明に係る反射聾プロジェクターの第３
実施例を示す光路図、第２２図及び第２３図は第２１図
の画像形成部の光路展開図である。 第２４図はこの発明に係る反射型プロジェクターの第４
実施例を示す光路図、第２５図及び第２６図は第２４図
の画像形成部の光路展開図である。 第２７図はこの発明に係る反射型プロジェクターの第５
実施例を示す光路図である。 第２８図は従来の反射型プロジェクターを示す光路図、
第２９図及び第３０図は第２８図の画像形成部の光路展
開図である。 １０・・・光源 １１．　１２・・・集光レンズ 光路分割素子 ２０・・・ハーフサイズミラー ２１・・・ダハミラー ２２・・・リングミラー ２３・・・中央小ミラー ４０・・・画像形成部 ４１．　４３・・・偏光板 ４２．　４４．　４８・・・液晶セル ４５・・・λ／４板 ５０・・・ミラー ６０・・・偏光合成部 Ａｘｌ・・・光源部の光軸 Ａｘ２・・・投影レンズの光軸 Ａｘ３・・・スクリーン側の光軸 一３１ ／ 第 １３ 図 特開乎 ３ ２１５８１７　（１３） 第１４ 図 第 １９ 図 特開乎 ３ ２１５８１７　（１５） 図 第２０ 図 １イー．口→４乙′゛ 手 続 補 正 書 平成 ２年 ｌ ２ 月 ２ ７ 日

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）照明光を発する光源と、 前記照明光を反射させるミラーと、 前記光源と前記ミラーとの間に設けられ、投影パターン
   が形成される透過型の画像形成部と、前記光源と前記画
   像形成部との間の光路中に設けられた投影レンズと、 該投影レンズの射出側の瞳付近に位置し、前記投影レン
   ズの直径を境として一方側で照明光を投影レンズへ入射
   させると共に、他方側で反射光を投影対象面へ導く光路
   分離素子とを備えることを特徴とする反射型プロジェク
   ター。
2. （２）前記光源からの照明光の光軸と前記投影レンズの
   光軸とがほぼ垂直に交差するよう設けられ、前記光路分
   離素子は、前記投影レンズの直径を境として一方側に位
   置して前記照明光を前記投影レンズ側へ反射させる全反
   射ミラー部を有することを特徴とする請求項１に記載の
   反射型プロジェクター。
3. （３）前記投影対象側の光軸が前記投影レンズの光軸と
   ほぼ垂直に交差するよう設けられ、前記光路分離素子は
   、前記投影レンズの直径を境として一方側に位置して反
   射光を投影対象側へ反射させる全反射ミラー部を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の反射型プロジェクタ
   ー。
4. （４）前記照明光の光軸と、前記投影対象側の光軸とが
   、共に前記投影レンズの光軸に対してほぼ垂直となるよ
   う設けられ、前記光路分離素子は、前記投影レンズの直
   径を境として一方側に位置して照明光を投影レンズ側へ
   反射させる第１全反射ミラー部と、他方側に位置して反
   射光を投影対象側へ反射させる第２全反射ミラー部とを
   備えることを特徴とする請求項１に記載の反射型プロジ
   ェクター。
5. （５）前記画像形成部は、液晶セルと、該液晶セルの両
   側に設けられ、該液晶セルの特性に応じて光束の透過、
   遮断を切り替え可能に配置された偏光子とを備えること
   を特徴とする請求項１に記載の反射型プロジェクター。
6. （６）前記光源からの光束を単一方向の直線偏光に変換
   する偏光合成部を備え、前記画像形成部は、液晶セルと
   、該液晶セルの特性に応じて光束の透過、遮断を切り替
   え可能に配置された偏光子とを備えることを特徴とする
   請求項１に記載の反射型プロジェクター。
7. （７）前記画像形成部は、直線偏光を旋回性の偏光に変
   換する変換素子と、前記光路分離素子より前記投影対象
   面側に配置された直線偏光子とを有することを特徴とす
   る請求項６に記載の反射型プロジェクター。
8. （８）前記変換素子は、前記液晶セルであることを特徴
   とする請求項７に記載の反射型プロジェクター。
9. （９）前記変換素子は、前記液晶セルと前記ミラーとの
   間に設けられた移相子であることを特徴とする請求項７
   に記載の反射型プロジェクター。