JPH03217814A - 液晶プロジェクター - Google Patents

液晶プロジェクター

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JPH03217814A
JPH03217814A JP2012521A JP1252190A JPH03217814A JP H03217814 A JPH03217814 A JP H03217814A JP 2012521 A JP2012521 A JP 2012521A JP 1252190 A JP1252190 A JP 1252190A JP H03217814 A JPH03217814 A JP H03217814A
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liquid crystal
grave
color
crystal projector
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Katsumi Kurematsu
克巳 榑松
Shigeru Oshima
茂 大島
Nobuo Minoura
信夫 箕浦
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Canon Inc
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は液晶プロジェクターに関し、特にグレーブ液晶
デバイスとシュリーレン光学系を応用した液晶プロジェ
クターに関する。
［従来の技術］ 従来、液晶プロジェクターとしては、液晶における光散
乱現象，複屈折，光回折現象を応用するタイプのものが
種々提案されている。しかし、グレーブ液晶デバイス（
以下、ｒＧＬＣＪと称する。）とシュリーレン光学系を
応用した液晶プロジェクターとしては、特開昭５４−１
１１８４６号公報および特開昭５５−２１０［１１号公
報などに記載されているように、１個のＧＬＣてカラー
画像または白黒画像をスクリーンに拡大投写するものが
あるのみてある。
［発明が解決しようとする課題］ 上述した従来の液晶プロジェクターは、ＧＬＣを１個だ
け用いてカラー画像の表示を行うため、該ＧＬＣにモザ
イクフィルタを設けて不必要な色光をカットしているの
で、光利用率が低く十分な明るさが得られないという欠
点がある。
また、上述の従来の技術のうち特開昭５４−１１１８４
６号公報記載の液晶プロジェクターは、明るさ向上のた
め前記ＧＬＣをＣＲＴにより照射して前記モザイクフィ
ルタを不要にしているが、ＣＲＴを使用することからコ
ンパクト化に難点があるという欠点がある。
本発明の目的は、コンパクト化が図れかつ高画質な画像
が得られるグレーブ液晶デバイスとシュリーレン光学系
を応用した液晶プロジェクターを提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明の液晶プロジェクターは、白色光を発する光源と
、該白色光を白色偏光光に変換する偏光変換手段とを有
する光源部と、該白色偏光光を赤．緑，青の各色光に分
離する色分離光学手段と、該各色光を画像信号の赤，緑
．青色成分に応じてそれぞれ変調する３個のグレーブ液
晶デバイスと、該変調された各色光を合成する色合成光
学手段と、該合成された各色光が示す画像をスクリーン
に拡大投写するシュリーレン光学系による投写光学手段
とを有する。
また、任意の２個のグレーブ液晶デバイスは、グレーブ
の方向が互いに直交するように重ね合わせられ、前記２
個のグレーブ液晶デバイスで変調される２個の色光のう
ちいずれか１個の色光の偏光面を９０’回転させる光学
部品が色分解光学手段に設けられていてもよい。
上記２個のグレーブ液晶デバイスは一体化されて重ね合
わせられてもよい。
さらに、赤および青の色光が変調されるグレーブ液晶デ
バイスが重ね合わせられてもよい。
上記請求項第１項記載の液晶プロジェクターにおいて、
３個のグレーブ液晶デバイスがノーマル才一ブンモード
で動作してもよい。
また、上記請求項第２項から請求項第４項にそれぞれ記
載の液晶プロジェクターにおいて、３個のグレーブ液晶
デバイスがノーマルオーブンモードで動作し、シュリー
レン光学系を構成する出力マスクの開口部の形状が十文
字であってもよい。
上記請求項第２項から請求項第４項および第６項にそれ
ぞれ記載の液晶プロジェクターにおいて、色合成光学手
段が、Ｐ偏光の色光を透過するダイクロイックミラーで
構成されていてもよい。
上記すべての液晶プロジェクターにおいて、３個のグレ
ーブ液晶デバイスに、変調される各色光の波長に比例し
たピッチでグレーブがそれぞれ設けられていてもよい。
［作　用］ 光源部より出射される白色偏光光を赤，緑．青の各色光
に分離し、該色光を画像信号の赤，緑，青色成分に応じ
て３個のグレーブ液晶でそれぞれ変調することにより、
スクリーンに拡大投写される画像の明るさを向上するこ
とができる。また、シュリーレン光学系を用いることに
より該画像の暗部に対応する前記各色光は出力マスクで
完全に遮断され、スクリーンに到達しないため、前記画
像のコントラストも向上することができる。
グレーブ液晶・デバイスは、グレーブの方向と直交する
偏光面をもつ偏光光をそのまま透過させる特性をもって
いるため、グレーブの方向を互いに直交させかつ変調さ
れる色光の偏光面も互いに直交させることにより、前記
３個のグレーブ液晶デバイスの任意の２個を重ね合わせ
ても、前記色光を独立に変調することができる。
該重ね合わされる２個のグレーブ液晶デバイスは一体化
されていても、液晶を独立に駆動することができるため
、前記色光を独立に変調することができる。
赤および青の色光が変調されるグレーブ液晶デバイスを
重ね合わせることにより、該２つの色光は互いに波長帯
域が離れているため、両者間の干渉およびクロストーク
をさらに軽減することができる。
前記３個のグレーブ液晶デバイスをノーマルモードで動
作させることにより、前記色光は白黒が反転されること
なく変調されるため、通常のカラー画像をスクリーン上
に拡大投写することができる。
上記請求項第２項から第４項にそれぞれ記載の液晶プロ
ジェクターにおいては、前記重ね合わされた２個のグレ
ーブ液晶デバイスで変調される前記２つの色光は互いに
直交する偏光面を有するため、出力マスクの開口部の形
状を十文字とすることにより、画像の明部に対応する該
色光を効率的に透過させることができる。
上記請求項第２項、第４項、第６項にそれぞれ記載の液
晶プロジェクターにおいて、ダイクロイックミラーで各
色光を合成する場合には、ダイクロイックミラーはＳ偏
光光よりもＰ偏光光の方を効率的に透過するため、Ｐ偏
光の色光を透過するようにダイクロイックミラーを使用
した方が合成の際の光のロスを抑えることができる。
前記色光がグレーブ液晶デバイスで回折されるときの回
折角は、該色光の波長に比例し、グレーブのピッチに反
比例するため、該グレーブのピッチを前記色光の波長に
比例して設けることにより、前記３個のグレーブ液晶デ
バイスで回折される前記各色光の回折角をすべて等しく
することができる。
［実施例］ 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
第１図は本発明の液晶プロジェクターの第１の実施例を
示す要部構成図、第２図は第１図の第１のＧＬＣ５０の
横断面図、第３図は第１図の第２，第３のＧＬＣ６０．
７０の斜視図、第４図（Ａ）．（Ｂ）はそれぞれ第１図
の出力マスク４５のパターン例を示す図である。
この液晶プロジェクターは、光源１，非球面コンデンサ
レンズ２，偏光変換モジュール１０からなる光源部と、
第２の偏光ビームスブリッタ２ｌと第１，第２のダイク
ロイックミラ−２２，２３とからなる色分解光学手段と
、第３のダリズム３３，第３の偏光ビームスブリッタ３
４からなる色合成光学手段と、第１，第２のシュリーレ
ンレンズ４１．４２と第１．第２の投写レンズ４３．４
４と出力マスク４５とからなるシュリーレン光学系によ
る投写光学手段と、第１．第２．第３のＧＬＣ５０，６
０．７０と、スクリーン８０とを有する。
光源部を構成する偏光変換モジュール１０は、１９８９
年電気・情報通信学会秋季大会Ｃ−３４に記載されてい
るものであり、第１の偏光ビームスブリッタ１１と、第
１，第２の直角プリズム１２．１３と、キューブプリズ
ムｌ４とから構成されている。メタルハライドランプ．
キセノンなどの高輝度・高演色性ランプよりなる光源１
から発せられる白色光は、非球面コンデンサレンズ２で
白色平行光に変換された後、偏光変換モジュール１０て
紙面に対して垂直方向の偏光面をもつ白色偏光光（第１
，第２，第３の偏光ビームスブリッタ１１，２１．３４
に対してＳ偏光光となるため、以下、ｒＳ　（Ｒ＋Ｇ＋
Ｂ）光」と称する。）に変換され、第２のダイクロイッ
クミラー２３に出射される。
色分解光学・手段を構成する第２のグイクロイツクミラ
−２３は、前記Ｓ　（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）光の青色光（以下、
ｒＳ　（Ｂ）光」と称する。）を反射させ、その黄色光
（以下、ｒＳ　（Ｒ十Ｇ）光」と称する。）を透過させ
る特性を有する。また、第１のグイクロイックミラ−２
２は、該Ｓ　（Ｒ＋Ｇ）光の赤色光（以下、ｒｓ　（Ｒ
）光」と称する。）を反射させ、その緑色光（以下、ｒ
Ｓ　（Ｇ）光」と称する。）を透過させる特性を有する
。
、前記Ｓ　（Ｂ）光の偏光面を９０゜回転させＰ偏光光
（以下、ｒＰ　（Ｂ）光」と称する。）に変換する。第
３の偏光ビームスブリッタ３４は、該Ｐ（Ｂ）光を透過
させ前記Ｓ　（Ｒ）光を反射させる作用面を有し、この
両者の合成（以下、この合成光をｒＳ　（Ｒ）＋Ｐ　（
Ｂ）光」と称する。）を行う。第３のグイクロイックミ
ラ−３１は、該Ｓ　（Ｒ）　＋Ｐ　（Ｂ）光を反射させ
前記Ｓ　（Ｇ）光を透過させる特性を有する。
第１のＧＬＣ５０は第２図に示すように、第１，第２の
ガラス基板５１．５２の間に、コモン電極５３，グレー
ブ層５４．液晶層５５．薄膜トランジスタ（以下、ｒＴ
ＦＴＪと称する。）と行電極と列電極とからなるＴＰＴ
層５６が挟まれて構成され、前記Ｓ　（Ｇ）光を画像信
号の緑色成分に応じて変調する。ここで、グレーブ層５
４の各グレーブは前記Ｓ　（Ｇ）光の偏光面に沿った方
向に設けられている。
また、第１のＧＬＣ５０はノーマルオーブンモートで動
作する。すなわち、前記画像信号が緑色成分を含む画像
に関しては、液晶層５５の該画素に対応する部分の液晶
の両端にＴＦＴ層５６．コモン電極５３により電圧が印
加されるため、該部分の液晶の屈折率が変化して液晶層
５５とグレーブ層５４間で屈折率のミスマッチが生じる
。その結果、該部分を照射する前記Ｓ（Ｇ）光は前記グ
レーブの方向と直角方向に回折されて、±１次光Ｇ　（
＋１）　，　Ｇ　（−１）さらに±２次光，・・・１±
ｎ次光として第１のＧＬＣ５０から出射される。一方、
前記画像信号が緑色成分を含まない画素に関しては、液
晶層５５の該画素に対応する部分の液晶の両端には電圧
が印加されないため、前記液晶層５５とグレーブ層５４
間の屈折率のミスマッチは生ぜず、該部分を照射する前
記Ｓ　（Ｇ）光はそのまま第１のＧＬＣ５０を透過し、
Ｏ次光として出射される。
第１図に示す第２．第３のＧＬＣ６０，７０は第３図に
示すように、それぞれ第２図に示す第１のＧＬＣ５０と
同じ構造をしているが、グレーブ層のグレーブの方向が
互いに直交するように重ね合わせられている。
一般にＧＬＣにおいては、前述した液晶層とグレーブ層
の屈折率のミスマッチによる光の回折は、該グレーブ層
のグレーブの方向に沿った偏光光についてのみ生じ、該
偏光光に直交する偏光光については生ぜず、該直交する
偏光光はそのまま透過する（米国特許第４．２５１，１
３７号公報参照）。したがって、第２．第３のＧＬＣ６
０７０に入射される前記Ｓ　（Ｒ）　＋Ｐ　（Ｂ）光（
第１図参照）のうち、Ｓ　（Ｒ）光は第３のＧＬＣ７０
により前記画像信号の赤色成分に応じて０次光または±
１次光（Ｒ　（＋１），　Ｒ　（−１））その他の高次
光として変調され出射されるが、Ｐ　（Ｂ）光はその偏
光面が第３のＧＬＣ７０のグレーブの方向と直交するた
めそのまま透過する。
第２のＧＬＣ６０においては、前記Ｓ　（Ｒ）光のＯ次
光および±１次光その他の高次光は第２のＧＬＣ６０の
グレーブの方向と直交する偏光面をもっためそのまま透
過する。一方、前記Ｐ　（Ｂ）光は前記画像信号の青色
成分に応じて０次光または±１次光（Ｂ　（＋１）　．
　Ｂ　（−１）　）その他の高次光として変調されて出
射される。その結果、前記Ｓ　（Ｒ）光と前記Ｐ　（Ｂ
）光は、互いに干渉．クロストークすることなしに独立
に前記画像信号の赤色成分．青色成分に応じて変調され
る。
ここで、第２．第３のＧＬＣ６０，７０は第１のＧＬＣ
５０同様にノーマルオーブンモードで動作する。また、
第１，第２，第３（７）ＧＬＣ５０６０，７０のグレー
ブ屡の断面は第２図，第３図に示すように、カラーシフ
トの改善のため正弦波状になっている（才ブティックス
コミュニケーションズ，１８巻，３号．１９８９年８月
参照）。
さらに、第１，第２，第３のＧＬＣ５０６０，７０のグ
レーブのピッチは次のように設定されている。
ＧＬＣにおいては、回折角α。（ｎは次数），光の波長
λ，グレーブのビッチＷの間には近似的に次式に示す関
係が成り立つ。
したがって、第１．第２．第３のＧＬＣ５０，６０．７
０でそれぞれ変調される前記Ｓ　（Ｇ）光，　Ｐ　（Ｂ
）光，　Ｓ　（Ｒ）光の波長に比例させて、第１，第２
，第３のＧＬＣ５０，６０．７０のグレーブのピッチを
変えることにより、前記回折角α。は、３個のＧＬＣ５
０，６０．７０においてすべで等しくなる。その結果、
第１図に示すように投写光学手段に設けられる出力マス
ク４５を１枚で構成することができる。
出力マスク４５は、第４図（Ａ），（Ｂ）に示すような
十文字状の開口を有する形状をしており、（Ａ）はすべ
てのスリッ小が逮通され、（Ｂ）はすべてのスリットが
独立に形成されしかもその底部が半円状になっている。
第１図の第１，第２，第３のＧＬＣ５０，６０．７０か
ら出射される前記Ｓ　（Ｇ）光，前記Ｐ　（Ｂ）光．前
記Ｓ　（Ｒ）光のＯ次光が、出力マスク４５で遮断され
る。すなわち、前述したように画像信号の暗部に対応す
る画素については、第１，第２，第３のＧＬＣ５０，６
０．７０で回折が生じなイタめ、第１の投写レンズ４３
から出射される前記Ｏ次光をすべて出力マスク４５で遮
断することにより、スクリーン８０（第１図参照）に暗
い画像を得る。一方、画像信号の明部に対応する画素に
関しては、前記Ｓ　（Ｇ）光，前記Ｐ　（Ｂ）光，前記
Ｓ（Ｒ）光はそれぞれ第１．第２，第３のＧＬＣ５０，
６０．７０で該画像信号の緑，青１赤色成分に応じて回
折され、±１次光の成分をもって出射されるため出力マ
スク４５の開口部を透過するので、スクリーン８０に明
るい画像が得られる。
また、出力マスク４５の開口部の形状を十文字にするの
は、第３図に示すように第２，第３のＧＬＣ６０　　７
０から出射される前記Ｐ　（Ｂ）光．前記Ｓ　（Ｒ）光
の±１次光が互いに直交しているためである。
したがって、本実施例においては、第１．第２のシュリ
ーレンレンズ４１．４２と第１の投写レンズ４３と出力
マスク４５とでシュリーレン光学系が構成されている。
次に、第１図に示す液晶プロジェクターの動作について
説明する。
光源部の偏光変換モジュール１０から出射されるＳ　（
Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）光のうちＳ　（Ｂ）光は、第２のグイクロ
イックミラ−２３で直角に反射されてクロイックミラ−
２３を透過するＳ　（Ｒ＋Ｇ）光のうちＳ　（Ｒ）光は
、第１のダイクロイックミラ−２２で直角に反射されて
第３の偏光ビームスブリッタ３４に入射する。第１のダ
イクロイックミラ−２２を透過するＳ　（Ｇ）光は、第
２の偏光ビームスブリッタ２１で直角に反射されるとと
もに偏光性を強められて、第１のシュリーレンレンズ４
１に入射する。したがって、前記Ｓ　（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）光
はその偏光状態を保ったままで前記Ｓ（Ｂ）光，　Ｓ　
（Ｒ）光，　Ｓ　（Ｇ）光に色分解されλ る。前記Ｓ　（Ｂ）光は、一光学位相板３２でその２ 偏光面を９０゜回転させられＰ　（Ｂ）光に変換された
後、プリズム３３に入射する。
該Ｐ　（Ｂ）光はプリズム３３で直角に反射され、第３
の偏光ビームスブリッタ３４に入射する。第３の偏光ビ
ームスプリッタ３４の作用面は入射してくるＰ偏光光を
透過し、入射してくるＳ偏光光を反射するため、前記Ｐ
　（Ｂ）光は該作用面をそのまま透過し、前記Ｓ　（Ｒ
）光は該作用面で反射される。したがって、第２のシュ
リーレンレンズ４２には、Ｓ偏光光である前記Ｓ　（Ｒ
）光とＰ偏光光゛である前記Ｐ　（Ｂ）光との合成光Ｓ
　（Ｒ）　＋Ｐ　（Ｂ）光が入射される。
第１のシュリーレンレンズ４１から出射される前記Ｓ　
（Ｇ）光は、第１のＧＬＣ５０で画像信号の緑色成分に
応じて前述したように変調された後、第３のダイクロイ
ックミラ−３１に入射する。また、第２のシュリーレン
レンズ４２から出射される前記Ｓ　（Ｒ）　＋Ｐ　（Ｂ
）光は、前述したように前記画像信号の赤色成分，青色
成分に応じてそれぞれ第３のＧＬＣ７０と第２（７）Ｇ
ＬＣ６０とで独立に変調された後、第３のグイクロイッ
クミラ−３１に入射する。
第１，第２，第３（７）ＧＬＣ５０，６０．７０でそれ
ぞれ変調された前記Ｓ　（Ｇ）光と前記Ｓ　（Ｒ）　＋
Ｐ　（Ｂ）光は、第３のダイクロイックミラ−３１で前
記Ｓ　（Ｇ）光が透過され、前記ｓ　（Ｒ）　＋Ｐ　（
Ｂ）光が直角に反射されることにより合成された後、第
１の投写レンズ４３．出力マスク４５，第２の投写レン
ズ４４を介してスクリーン８０に投射される。したがっ
て、スクリーン８０にはカラー画像が拡大投写される。
本実施例は上記のとおり構成されているので以下に示す
効果を有する。
（１）光源１から発せられる白色光を偏光変換モジュー
ル１０でロスなく白色偏光光に変換し、色分解光学系お
よび色合成光学系においても基本的に該白色偏光光のロ
スが発生しないため、光の利用効率が非常によい。
（２）第１，第２．第３のＧＬＣ５０，６０７０は偏光
フィルタなどの光吸収部材を必要としないため光吸収に
よる発熱が生じないので、非常に強い光の中での使用に
も耐えられ、投写画像の高輝度化が図れる。
（３）シュリーレン光学系を採用しているため、暗部の
輝度を著しく低下させることができるので、投写画像の
コントラストの向上が図れる。
（４）色合成光学系が第３のグイクロイックミラ−３１
のみで構成できるため、第１の投写レンズ４３に対する
バックフォーカスを短かくできるので、本液晶プロジェ
クターのコンパクト化が図れる。
（５）第２，第３のＧＬＣ６０，７０を重ね合わせて構
成できるので、この点でも本液晶プロジェクターのコン
パクト化が図れる。
（６）第１．第２．第３のＧＬＣ５０，６０．７０のグ
レーブのピッチが、各ＧＬＣ５０６０，７０で変調され
るＳ　（Ｇ）光，　Ｐ　（Ｂ）光，　Ｓ　（Ｒ）光の波
長の比と等しい比で設けられていることにより、各ＧＬ
Ｃ５０，６０．７０における回折光の回折角を等しくで
き、その結果出力マスク４５が１枚で構成できるという
効果がある。
（７）Ｐ　（Ｂ）光，　Ｓ　（Ｒ）光を変調する第２．
第３のＧＬＣ６０．７０を重ね合わせることにより、該
Ｐ　（Ｂ）光と該Ｓ　（Ｒ）光の波長帯域が互いに離れ
ているため、この点でも両者間の干渉およびクロストー
クを防止することができる。
第５図は本発明の液晶プロジェクターの第２の実施例を
示す要部構成図である。
この液晶プロジェクターが第１図に示したものと異なる
点は、シュリーレン光学系による投写光学手段がシュリ
ーレンレンズを兼ねた投写レンズ１４０と出力マスク１
４５とで構成されていることである（投写レンズ１４０
と出力マスク１４５とはシュリーレンレンズ光学系も同
時に構成する）。
不図示の光源部の偏光変換モジュールから出射されるＳ
　（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）光は、第１の偏光ビームスブリッタ１
２１と第１，第２のダイクロイックミラ−１２２，１２
３とで構成される色分解光学手段でＳ　（Ｇ）光，　Ｓ
　（Ｒ）光，　Ｓ　（Ｂ）光に色てその偏光面が９０゜
回転させられＰ　（Ｂ）光に変換された後、プリズム１
３３で直角に反射され、第２の偏光ビームスブリッタ１
３４で前記Ｓ（Ｒ）光と合成されてＳ　（Ｒ）　＋Ｐ　
（Ｂ）光となる。
前記Ｓ（Ｇ），光，Ｐ（Ｂ）光．　Ｓ　（Ｒ）光は、第
１図に示すそれらと同様にして第１．第２，第３のＧＬ
Ｃ１５０，１６０，１７０で画像信号の緑色成分．青色
成分．赤色成分に応じてそれぞれ変調される。
該変調されたＳ　（Ｇ）光，　Ｐ　（Ｂ）光．Ｓ（Ｒ）
光は、第３のグイクロイックミラ−１３１で合成された
後、投写レンズ１４０と出力マスク１４５を介してスク
リーン１８０に投射される。ココで、第１，第２．第３
（７）ＧＬＣ１５０１６０，１７０から出射される前記
Ｓ　（Ｇ）光，Ｐ　（Ｂ）光．　Ｓ　（Ｒ）光のＯ次光
は、投写レンズ１４０により出力マスク１４５の中央部
に集光されるため出力マスク１４５で遮断される。一方
、前記Ｓ　（Ｇ）光，　Ｐ　（Ｂ）光，　Ｓ　（Ｒ）光
の±１次光は出力マスク１４５の開口部を経てスクリー
ン１８０に集光される。
本実施例では、１個の投写レンズ１４０で第１図に示し
たものと同様の効果が得られる。
第６図は本発明の液晶プロジェクターの第３の実施例を
示す要部構成図である。
この液晶プロジェクターが第１図に示したものと異なる
点は、第１図の第３のダイクロイックミラ−３１の代わ
りに、Ｓ　（Ｇ）光を反射させＳ　（Ｒ）　＋Ｐ　（Ｂ
）光を透過させる特性をもつダイクロイックミラ−２３
０を用いたこと、シュリーレン光学系による投写光学手
段を第１，第２のシュリーレンレンズ２４１，２４２と
出力マスク２４５と投写レンズ２４４とで構成している
ことである。また、出力マスク２４５は投写レンズ２４
４の反スクリーン２８０側に設けられている。なお、そ
の他の部分は第１図に示した第１の実施例と同様である
ので説明は省略する。
第１図に示した液晶プロジェクターと同様にして、第１
．第２のシュリーレンレンズ２４１２４２に入射される
Ｓ（Ｇ）光およびＳ　（Ｒ）　＋Ｐ　（Ｂ）光のＰ　（
Ｂ）光とＳ　（Ｒ）光は、第１第２，第３のＧＬＣ２５
０，２６０，２７０で画像信号の緑，青，赤色成分に応
じてそれぞれ変調された後、ダイクロイックミラ−２３
０で前記Ｓ　（Ｇ）光は反射され前記ｓ　（Ｒ）　＋ｐ
　（Ｂ）光は透過されることにより、この両者の合成が
行われる。
前記変調されたＳ　（Ｇ）光，　Ｐ　（Ｂ）光，Ｓ（Ｒ
）光の０次光は、第１，第２のシュリーレンレンズ２４
１，２４２により出力マスク２４５の中央部に集光され
るため、出力マスク２４５で遮断される。一方、該Ｓ　
（Ｇ）光．　Ｐ　（Ｂ）光，Ｓ　（Ｒ）光の±１次光は
、出力マスク２４５の開口部を経て投写レンズ２４４に
入射し、投写レンズ２４４によりスクリーン２８０に集
光される（シュリーレン光学系は第１，第２のシュリー
レンレンズ２４１，２４２と出力マスク２４５とで構成
される）。
本実施例では、ダイクロイックミラ−２３０を用いるこ
とにより、スクリーン２８０の位置を第２のシュリーレ
ンレンズ２４２のダイクロイックミラ−２３０側にする
ことができる。
また、一般にダイクロイックミラ−２３０は、反射につ
いてはＳ偏光光（Ｓ　（Ｇ）光、Ｓ　（Ｒ）光）、透過
についてはＰ偏光光（Ｐ　（Ｂ）光）の方がその反射率
．透過率の点で有利であるため、第１図．第５図に示し
た液晶プロジェクターよりも本実施例の方が光の利用効
率の点で若干よくなる。
第７図は第１図の第２，第３（７）ＧＬＣ６０，７０を
一体化したー構成例を示す斜視図である。
この一体化ＧＬＣは、第１のガラス基板６ｌと第３のガ
ラス基板７２の間に第１のガラス基板６ｌから順に、第
ｌのＴＰＴ層６６，第１の液晶Ｎ６５．第１のグレーブ
層６４，第１のコモン電極６３．第２のガラス基板６２
．第２のコモン電極７３．第２のグレーブ層７４，第２
の液晶層７５．第２のＴＦＴ層７６が互いに接着されて
構成されている。ただし、第１のグレーブ層６４のグレ
ーブの方向と第２のグレーブ層７４のグレーブの方向は
互いに直交するように構成されている。
第１の液晶層６５は、第１のＴＦＴ層６６と第１のコモ
ン電極６３とで駆動され、第２の液晶層７５は第２のＴ
ＰＴ［７６と第２のコモン電極７３とで駆動されるため
、この両者は独立に駆動される。したがって、第１図，
第５図，第６図に示した第２，第３のＧＬＣ６０，７０
，１６０，１７０　　２６０．２７０の代わりに、この
一体化ＧＬＣを用いることができる。
この一体化ＧＬＣを用いることにより、第１図のように
第２．第３のＧＬＣ６０．７０を重ね合わせて用いる場
合に生じる空気層との界面を減らせるため、光の透過率
を向上することができ、光利用効率の向上が図れる。
第１図，第５図．第６図に示した液晶プロジェクターは
、第２，第３のＧＬＣ６０．７０，１６０，１７０，２
６０，２７０を重ね合わせた場合の実施例であるが、次
に、この両者を別々にした場合の実施例を示す。
第８図は本発明の液晶プロジェクターの第４の実施例を
示す要部構成図である。
この液晶プロジェクターは、光源３０１，非球面コンデ
ンサレンズ３０２．偏光交換モジュール３１０からなる
光源部と、第１．第２のダイクロイックミラ−３２１，
３２２とミラー３２３とからなる色分解光学手段と、第
３．第４のダイクロイックミラ−３３１，３３２と全反
射ミラー３３３とからなる色合成光学手段と、第１．第
２，第３のシュリーレンレンズ３４１，３４２．３４３
と出力マスク３４５を内蔵する投写レンズ３４４とから
なるシュリーレン光学系による投写光学手段（シュリー
レン光学系は第１．第２，第３のシュリーレンレンズ３
４１，３４２，３４３と出力マスク３４５とで構成され
る）と、第１第２．第３のＧＬＣ３５０．３６０，３７
０とを有する。
光源部の偏光変換モジュール３１０から出射されるＳ　
（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）光のうちＳ　（Ｒ）光は、第１のダイク
ロイックミラ−３２１で直角に反射されて、ミラー３２
３に入射する。また、第１のダイクロイックミラ−３２
１を透過するシアン光（以下、ｒＳ　（Ｇ＋Ｂ）光」と
称する。）のうちＳ　（Ｇ）光は、第２のダイクロイッ
クミラ−３２２で直角に反射されて第１のシュリーレン
レンズ３４１に入射する。第２のダイクロイツクミラ−
３２２を透過するＳ　（Ｂ）光はそのまま第２のシュリ
ーレンレンズ３４２に入射する。したがって、前記ｓ　
（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）光はその偏光状態を保ったままで前記Ｓ
　（Ｒ）光，　Ｓ　（Ｇ）光，Ｓ（Ｂ）光に色分解され
る。前記Ｓ　（Ｒ）光はミラー３２３で直角に反射され
て第３のシュリーレンレンズ３４３に入射する。
前記Ｓ　（Ｇ）光，　Ｓ　（Ｂ）光，　Ｓ　（Ｒ）光は
、第１，第２．第３（７）ＧＬＣ３５０，３６０３７０
で画像信号の緑色成分，青色成分，赤色成分に応じてそ
れぞれ変調される。
該変調されたＳ　（Ｇ）光とＳ　（Ｒ）光とは、第３の
ダイクロイックミラ−３３１で該Ｓ　（Ｇ）光が反射さ
れ、該Ｓ　（Ｒ）光は透過されることにより合成されて
Ｓ　（Ｒ＋Ｇ）光となる。該Ｓ　（Ｒ＋Ｇ）光と前記変
調されたＳ　（Ｂ）光とは、該Ｓ　（Ｒ＋Ｇ）光が第４
のグイクロイックミラ−３３２で透過され、該Ｓ　（Ｂ
）光が全反射ミラー３３３で直角に反射された後第４の
ダイクロイツクミラ−３３２で直角に反射されることに
より、合成されてＳ　（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）光となる。
該Ｓ　（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）光は出力マスク３４５を内蔵する
投写レンズ３４４により不図示のスクリーンに投射され
る。ここで、前述したように前記変調されたＳ　（Ｒ）
光，　Ｓ　（Ｇ）光，　Ｓ　（Ｂ）光のＯ次光は出力マ
スク３４５で遮断され、±１次光は出力マスク３４５の
開口部を透過するので、前記スクリーンに画像の明暗が
生じる。
本実施例においても、第１図に示した液晶プロジェクタ
ーの（１）．（２）．（３），（６）で示した効果が得
られる。また、本実施例でも、従来のＣＲＴによりＧＬ
Ｃを照射する装置よりもコンパクト化が図れる。
第９図は本発明の液晶プロジェクターの第５の実施例を
示す要部構成図である。
この液晶プロジェクターは、光源４０ｌ，非球面コンデ
ンサレンズ４０２．偏光変換モジュール４１０からなる
光源部と、第１１第２のダイクロイックミラ−４２１，
４２２と第１．第２，第３の全反射ミラー４２３，４２
４，４２５とからなる色分解光学手段と、第１ダイクロ
ミラー面４３１ａと第２ダイクロミラー面４３２ａとを
有するクロスダイクロイックキューブ４３１からなる色
合成光学手段と、第１，第２，第３のシュリーレンレン
ズ４４１，４４２，４４３と出力マスク４４５を内蔵す
る投写レンズ４４４とからなるシュリーレン光学系によ
る投写光学手段（シュリーレン光学系は、第１，第２．
第３のシュリーレンレンズ４４１．４４２，４４３と出
力マスク４４５とで構成される）と、第１．第２．第３
のＧＬＣ４５０，４６０．４７０とを有する。
光源部の偏光変換モジュール４１０から出射されるＳ　
（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）光のうちＳ　（Ｂ）光は、第１のダイク
ロイックミラ−４２１を透過した後第１の全反射ミラー
４２３で直角に反射されて第２のシュリーレンレンズ４
４２に入射する。また、第１のダイクロイックミラ−４
２１で直角に反射されるＳ　（Ｒ＋Ｇ）光のうちＳ　（
Ｇ）光は、第２のダイクロイックミラ−４２２で直角に
反射されて第１のシュリーレンレンズ４４１に入射する
。
第２のダイクロイックミラ−４２２を透過するＳ　（Ｒ
）光は、第２の全反射ミラー４２４で直角に反射された
後、第３の全反射ミラー４２５で直角に反射されて第３
のシュリーレンレンズ４４３に入射する。したがって、
前記Ｓ　（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）光はその偏光状態を保ったまま
で前記Ｓ　（Ｂ）光．　Ｓ　（Ｇ）光，　Ｓ　（Ｒ）光
に色分解される。
該Ｓ　（Ｇ）光，　Ｓ　（Ｂ）光，　Ｓ　（Ｒ）光は、
第１．第２，第３（７）ＧＬＣ４５０．４６０，４７０
で画像信号の緑色成分．青色成分、赤色成分に応じてそ
れぞれ変調される。
該変調されたＳ　（Ｇ）光．　Ｓ　（Ｂ）光，Ｓ（Ｒ）
光は、クロスダイクロイックキューブ４３１でＳ　（Ｂ
）光は第１グイクロミラー面４３１ａで反射され、Ｓ　
（Ｒ）光は第２ダイクロミラー面４３１ｂで反射され、
Ｓ　（Ｇ）光は両面を透過することにより合成された後
、出力マスク４４５を内蔵する投写レンズ４４４により
不図示のスクリーンに投射される。ここで、前述したよ
うに該変調されたＳ　（Ｇ）光，　Ｓ　（Ｂ）光，Ｓ（
Ｒ）光の０次光は出力マスク４４５で遮断され、±１次
光は出力マスク４４５の開口部を透過するので、前記ス
クリーンに画像の明暗が生じる。
本実施例においても第８図に示した液晶ブロジエクター
と同様の効果が得られる。
本発明の液晶プロジェクターは上記実施例に限定される
ものではなく、次に示すように構成されてもよい。
（１）第１図，第５図．第６図に示した液晶プロジェク
ターにおいて、重ね合わせられたまたは一体化された２
個のＧＬＣで変調する色光の組合せを、Ｓ　（Ｒ）光と
Ｓ　（Ｇ）光またはＳ　（Ｇ）光とＳ　（Ｂ）光とする
。
（２）光源部．色分解光学手段．色合成光学手段．シュ
リーレン光学系による投写光学手段の構成および使用光
学部品を、これらと等価な構成および光学部品と置換す
る。
（３）ＧＬＣのグレーブ層の断面形状を三角波などその
他の形状に変える。または、各色光ごとに該断面形状を
変える。
（４）ＧＬＣから出射される±１次光その他高次光を出
力マスクで遮断し、Ｏ次光を透過させる。
（５）ＧＬＣをノーマルオーブンモードと逆のモードで
動作させる。
［発明の効果］ 本発明は、上述のとおり構成されているので、次に記載
する効果を奏する。
請求項第１項記載の液晶プロジェクターにおいては、３
個のグレーブ液晶デバイスとシュリーレン光学系による
投写光学手段とを組合せることにより、明るくかつコン
トラストのよいカラー画像をスクリーンに拡大投写する
ことができるという効果がある。
請求項第２項記載の液晶プロジェクターにおいては、前
記３個のグレーブ液晶デバイスの任意の２個が重ね合わ
されていても、そのグレーブの方向を互いに直交させか
つ変調される２つの色光の偏光面も互いに直交させるこ
とにより、該２つの色光なそれぞれ独立に変調すること
ができるので、コンパクト化が図れるという効果もある
。
請求項第３項記載の液晶プロジェクターにおいては、重
ね合わされる前記２個のグレーブ液晶デバイスは一体化
されていても、前記２つの色光をそれぞれ独立に変調す
ることができるので、さらにコンパクト化と光利用率の
向上が図れるという効果がある。
請求項第４項記載の液晶プロジェクターにおいては、波
長帯域が互いに離れている赤および青の色光が変調され
るグレーブ液晶デバイスを重ね合わせることにより、該
２つの色光間の干渉およびクロストークがさらに軽減さ
れるため、より高画質なカラー画像が得られるという効
果もある。
請求項第５項．第６項記載の液晶プロジェクターにおい
ては、前記３個のグレーブ液晶デバイスのノーマルオー
ブンモードで動作させることにより、白黒が反転しない
通常のカラー画像をスクリーン上に拡大投写することが
できるという効果もある。
また、請求項第６項記載の液晶プロジェクターにおいて
は、投写光学手段に十文字の形状の開口部をもつ出力マ
スクを設けることにより、画像の暗部に対応する各色光
を効率的に遮断することができるという効果もある。
請求項第７項記載の液晶プロジェクターにおいては、Ｐ
偏光の色光を透過するダイクロイックミラーで各色光を
合成１ることにより、合成の際の光のロスを抑えること
ができるので、さらに光利用率の向上が図れるという効
果もある。
請求項第８項記載の液晶プロジェクターにおいては、各
グレーブ液晶デバイスにおいて、変調される色先の波長
に比例したピッチでグレーブを設けることにより、該グ
レーブ液晶デバイスから出射される各色光の回折角を等
しくすることができるので、出力マスクが１枚で構成で
きるという効果もある．
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の液晶プロジェクターの第１の実施例を
示す要部構成図、第２図は第１図の第１のＧＬＣ５０の
横断面図、第３図は第１図の第２，第３のＧＬＣ’６０
．７０の斜視図、第４図（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ第１
図の出力マスク４５のパターンの例を示す図、第５図は
本発明の液晶プロジェクターの第２の実施例を示す要部
構成図、第６図は本発明の液晶プロジェクターの第３の
実施例を示す要部構成図、第７図は第１図の第２．第３
のＧＬＣ６０．７０を一体化した一構成例を示す斜視図
、第８図は本発明の液晶プロジェクターの第４の実施例
を示す要部構成図、第９図は本発明の液晶プロジェクタ
ーの第５の実施例を示す要部構成図である。 １，　３０１，　４０２・・・光源、 ２，　３０２，　４０２・・・非球面コンデンサレンズ
、１０，　３１０，　４１０・・・偏光変換モジュール
、１１，　２１．　３４，　１２１．　１３４・・・偏
光ビームスプリツタ、１２．１３・・・直角プリズム、 ｌ４・・・キューブプリズム、 ２２．　２３，　３１，　１２２，　１２３，　１３１
，　２３０，　３２１，　３２２，　３３１．　３３２
４２１，４２２・・・ダイクロイックミラーλ ３２，　１３２・・・一光学位相板、 ２ ３３．　１３３・・・プリズム、 ４１，　４２，　２４１，　２４２，　３４１，　３４
２，　３４３，　４４１，　４４２，　４４３・・・シ
ュリーレンレンズ、 ４３．　４４，　１４０．　２４４，　３４４．　４４
４・・・投写レンズ、４５．　１４５，　２４５．　３
４５，　４４５・・・出力マスク、５０．６０．７０，
１５０，１６０，１７０．２５０，２６０，２７０，３
５０．３６０３７０，４５０，４６０，４７０　　・・
・ＧＬＣ、５１，　５２，　６１，　６２．　７２・・
・ガラス基板、５３，　６３．　７３・・・コモン電極
、５４，　６４．　７４・・・グレーブ層、５５，　６
５．７５・・・液晶層、５６，　６６．　７６・・・Ｔ
ＦＴ層、８０，　１８０．　２８０・・・スクリーン、
３２３・・・ミラー３３３，　４２３，　４２４・・・
全反射ミラー４３１・・・クロスダイクロイックキュー
ブ、４３１ａ・・・第１ダイクロミラー面、４３ｌｂ・
・・第２ダイクロミラ一面。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、白色光を発する光源と、該白色光を白色偏光光に変
    換する偏光変換手段とを有する光源部と、 該白色偏光光を赤、緑、青の各色光に分離する色分離光
    学手段と、 該各色光を画像信号の赤、緑、青色成分に応じてそれぞ
    れ変調する３個のグレーブ液晶デバイスと、 該変調された各色光を合成する色合成光学手段と、 該合成された各色光が示す画像をスクリーンに拡大投写
    するシュリーレン光学系による投写光学手段とを有する
    ことを特徴とする液晶プロジェクター。 ２、任意の２個のグレーブ液晶デバイスは、グレーブの
    方向が互いに直交するように重ね合わせられ、 前記２個のグレーブ液晶デバイスで変調される２個の色
    光のうちいずれか１個の色光の偏光面を９０゜回転させ
    る光学部品が、色分解光学手段に設けられていることを
    特徴とする請求項第１項記載の液晶プロジェクター。 ３、任意の２個のグレーブ液晶デバイスが一体化されて
    重ね合わせられていることを特徴とする請求項第２項記
    載の液晶プロジェクター。 ４、赤および青の色光が変調されるグレーブ液晶デバイ
    スが重ね合わせられることを特徴とする請求項第２項ま
    たは第３項記載の液晶プロジェクター。 ５、３個のグレーブ液晶デバイスがノーマルオープンモ
    ードで動作することを特徴とする請求項第１項記載の液
    晶プロジェクター。 ６、３個のグレーブ液晶デバイスがノーマルオープンモ
    ードで動作し、シュリーレン光学系を構成する出力マス
    クの開口部の形状が十文字であることを特徴とする請求
    項第２項、第３項または第４項記載の液晶プロジェクタ
    ー。 ７、色合成光学手段が、Ｐ偏光の色光を透過するダイク
    ロイックミラーで構成されていることを特徴とする請求
    項第２項、第３項、第４項または第６項記載の液晶プロ
    ジェクター。 ８、３個のグレーブ液晶デバイスに、変調される各色光
    の波長に比例したピッチでグレーブがそれぞれ設けられ
    ていることを特徴とする請求項第１項、第２項、第３項
    、第４項、第５項、第６項または第７項記載の液晶プロ
    ジェクター。
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