JPH04329533A

JPH04329533A - 液晶カラー投射装置

Info

Publication number: JPH04329533A
Application number: JP3126565A
Authority: JP
Inventors: Tomohide Inada; 稲田　智英; Kazuaki Wakatsuki; 若月　一晃稲田　智英
Original assignee: Nippon Avionics Co Ltd
Current assignee: Nippon Avionics Co Ltd
Priority date: 1991-05-01
Filing date: 1991-05-01
Publication date: 1992-11-18

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶板を用いた液晶カ
ラー投射装置に係り、特にＲ、Ｇ、Ｂ別に設けた白黒液
晶板の表示映像を加色混合して投射する液晶カラー投射
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶ディスプレイ技術の進展は著
しく、コントラストや色再現性に優れた液晶板の出現に
よって、カラー液晶板を映像表示担体として用い、大型
スクリーンに拡大投射する液晶カラー投射装置が実用化
されている。この種の装置は光源からの光を収束光学系
で略平行光線に収束して、透過型カラー液晶板に照射し
、透過光を投射光学系を介してスクリーン上に拡大投射
するものであるが、現在実用に供されているカラー液晶
板の画素数は７万〜９万画素であり、一絵素としての赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の画素を一組とすると、こ
の３分の１の画素数となり、大型スクリーンに投射した
場合は画素の粗さが目立つため、実用的でない。

【０００３】そこで、液晶パネルを用いた際の絵素数の
粗さを克服するため、３枚の白黒液晶板を用い、これら
の液晶板に全波長の光源をＲ、Ｇ、Ｂの３色光に分離（
分光）する色分離（ダイクロイック）ミラーを介してＲ
，Ｇ，Ｂの光を入射させ、各々の液晶板でＲ画像、Ｇ画
像、Ｂ画像を生成してダイクロイックミラー（ミラー方
式）で混合し、投射光学系を介して大型スクリーン上に
カラー画像を再生する方式が提案され、実用化されてい
る。

【０００４】第５図は光の色分離および混合にダイクロ
イックミラーを用いたミラー方式と呼ばれる液晶カラー
投射装置の従来例を示す模式図である。同図において、
１はキセノンランプ等の光源であり、この光源１から放
射された光は全反射ミラー２で反射され、収束光学系３
で収束されて略平行光線となり、青色光のみを分離反射
する青ダイクロイックミラー４に入射する。青ダイクロ
イックミラー４で分離された青色光５はミラー６で収束
光学系３の光軸と平行に反射されて、透過型液晶パネル
７に入射する。液晶パネル７には投射すべき任意の映像
の構成画素に応じて選択的に電圧が供給されており、該
液晶パネル７を透過した青色光５は映像信号を有する青
色映像光５ａとなる。

【０００５】青ダイクロイックミラー４で青色成分５を
失いそのミラー４を透過した光は黄色になる。その黄色
光８は赤ダイクロイックミラー９に入射し、赤色光１０
が分離され、残る緑色光１１はそのミラー９を透過する
。分離された赤色光１０は前記液晶パネル７と同一構成
からなる透過型液晶パネル１２に入射し赤色映像光１０
ａとなる。青色映像光５ａと赤色映像光１０ａは混合用
ダイクロイックミラー１３で混合されてマゼンタ色映像
光１４となる。

【０００６】一方、緑色光１１はやはり前記液晶パネル
７と同一構成の透過型液晶パネル１５に入射し、緑色映
像光１１ａとなり、ミラー１６で反射されて混合用ダイ
クロイックミラー１７に入射する。緑色映像光１１ａと
マゼンタ色映像光１４は混合用ダイクロイックミラー１
７で混合されて、ＲＧＢ加色混合映像光１８となり、投
射光学系１９を介して大型スクリーン２０に拡大投射さ
れて、カラー映像が再生される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した如
き構成の液晶カラー投射装置においては、光源からの光
をＲ、Ｇ、Ｂ光に分光して液晶パネル７、１２および１
５を透過させた後、加色混合してスクリーン２０上に拡
大投射するので、液晶パネル７、１２および１５の各画
素がスクリーン２０上で完全に重なり合わなければなら
ない。このため、ダイクロイックミラー４、９、１３、
１７、液晶パネル７、１２、１５および全反射ミラー６
、１６の取付位置、特にその取付角度の正確さが要求さ
れる。そこで、これらの光学的構成部品は、通常アルミ
ダイキャスト製等の剛性がありかつ取付位置が正確な水
平面となるように、精密機械加工されている光学ベース
２１上に取付けられ、液晶パネル７、１２、１５をＸ，
Ｙ方向に移動させると共に、Ｘ，Ｙ平面内において回転
させ得る調整機構によって各液晶パネルの各画素をスク
リーン２０上で完全に重ね合わせるように調整している
が、これら取付位置および角度を正確に出しても、投射
画面の上端または下端近傍に画素ずれを生じるという問
題があった。そこで、本発明者は、分離された３色光の
合成用ダイクロイックミラー１３、１７との係わりにつ
いて検討を加えた結果、分離された３色光の各チャンネ
ルが合成用ダイクロイックミラー１３、１７で反射また
は透過する回数がそれぞれ異なることに着目し、特に合
成用ダイクロイックミラー１３、１７を透過する場合に
僅かではあるが屈折され、この屈折が各チャンネルによ
って異なる合成用ダイクロイックミラーの透過回数の違
いによってスクリーン２０に拡大投射された際に画素ず
れとなって現れることを見いだした。すなわち、図５に
示した従来装置においては、Ｒ、Ｇ、Ｂ光毎に反射透過
回数が異なるもので、Ｂ光は反射回数０で、２回透過（
ダイクロイックミラー１３、１７）し、Ｒ光は１回反射
（ダイクロイックミラー１３）、１回透過（ダイクロイ
ックミラー１７）、Ｇ光は１回反射（ダイクロイックミ
ラー１７）し、透過回数０である。図６はこれら光の反
射と透過回数を示す。そして、合成用ダイクロイックミ
ラー１３、１７に対するＲ、Ｇ、Ｂ光の入射角の関係か
ら合成用ダイクロイックミラー１３、１７を透過したＢ
、Ｒ光の光軸は屈折により図５において紙面と平行にず
れる。これを図７および図８を参照して更に説明する。

【０００８】図７は平行光線２２が液晶パネル２３を透
過しダイクロイックミラー２４に入射した場合の屈折状
態を示す図であって、平行光２２の上縁２２ａおよび下
縁２２ｂはダイクロイックミラー２４に同入射角θで入
射するため共に同角度屈折され、その透過光は入射光に
対して屈折した分だけ平行移動した平行光となる。した
がって、投射レンズ２５側から見た液晶パネル２３の位
置は破線で示すように２３ａの位置にオフセットした状
態となるが、このオフセット量ｄ１とｄ２は等しいので
、液晶パネル２３の寸法ｖとオフセットした液晶パネル
２３ａの寸法ｖ２とは等しくなる。このためこの場合は
平行移動距離相当分だけ液晶パネル２３の位置を調整す
れば、画素ずれを矯正することができる。しかしながら
、液晶カラー投射装置は図８に示すごとく一般に液晶パ
ネル２３の前面にコンデンサレンズ２６を配置して、平
行光たる入射光２２を投射レンズ２５に向けて収束させ
ている。このため液晶パネル２３を透過した集束光２７
の上縁２７ａおよび下縁２７ｂは、ダイクロイックミラ
ー２４に互いに異なる入射角θ１、θ２で入射するため
それぞれ異なった角度で屈折される。したがって、投射
レンズ２５側から見た液晶パネル２３の位置は、破線で
示す２３ｂの位置にオフセットした状態となるが、入射
角θ１、θ２の角度が異なるため、その透過光の上縁、
下縁は入射集束光に対して異なるオフセット量となり、
あたかも液晶パネル２３が縦方向に伸長したようになる
。すなわち、入射角θ１＞θ２のため、入射集束光２７
と透過光のオフセット量がｄ１＞ｄ２となり、液晶パネ
ル２３のサイズＶ１がＶ２として示すように伸びた状態
となる。なお、図において紙面に垂直方向はダイクロイ
ックミラー２４の傾きがないので、その屈折は上下方向
に比して無視し得る程度である。この結果、透過回数が
異なると、Ｒ、Ｇ、Ｂ光毎に僅かずつ屈折量が異なり、
換言すれば光軸がずれ、これがレンズ１９によって拡大
されるとスクリーン２０上で０．５〜１画素のずれが生
じるものである。なお、反射回数は、光軸のずれを伴わ
ず、無視し得る。

【０００９】したがって、本発明は上記したような従来
の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするとこ
ろは、合成用ダイクロイックミラーの透過回数の相違に
よる屈折量の違いを補正し液晶板を透過したＲ、Ｇ、Ｂ
光の光軸を完全に一致させることにより、透過回数の相
違による画素ずれの発生を防止し得るようにした液晶カ
ラー投射装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになされたもので、その第１の発明は、光源光
を分光用ダイクロイックミラーを用いてＲ、Ｇ、Ｂの３
色光に分離して３枚の液晶板をそれぞれ透過させたのち
合成用ダイクロイックミラーで合成して投射する液晶カ
ラー投射装置において、前記分離された３色光の合成用
ダイクロイックミラーの透過回数の違いに応じて所定数
のパララックス補正板を３色光の合成光路中に配置し、
合成用ダイクロイックミラーおよびパララックス補正板
の透過回数の和を各光路共等しくしたものである。第２
の発明は、上記第１の発明において、前記分離された３
色光の合成投射光学系を合成用ダイクロイックミラーの
透過回数が１回以内になるように構成し、前記透過回数
が０回の光路にパララックス補正板を配置したものであ
る。第３の発明は、上記第１または第２の発明において
、前記パララックス補正板は合成用ダイクロイックミラ
ーと同材質で同一厚みを有する透明板からなり、合成用
ダイクロイックミラーと同方向かつ同傾斜角で配置され
ているものである。第４の発明は、第１または第２の発
明において、前記パララックス補正板は合成用ダイクロ
イックミラーの角度よりも小さい角度で配置されている
ものである。第５の発明は、第４の発明において、前記
パララックス補正板は合成用ダイクロイックミラーより
板厚が厚いものである。第６の発明は、第４の発明にお
いて、前記パララックス補正板は合成用ダイクロイック
ミラーより屈折率が大きいものである。

【００１１】

【作用】本発明において、３色光の合成光路中に配置さ
れるパララックス補正板は液晶板を透過したＲ、Ｇ、Ｂ
光が合成用ダイクロイックミラーを透過する回数を等し
くし、これによって透過回数の違いによる光軸のずれの
発生を防止する。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。図１は本発明に係る液晶カラー投射装
置の一実施例を示す模式図である。なお、図中図５と同
一構成部品のものに対しては同一符号を以て示し、その
説明を省略する。同図において、本実施例はマゼンダ色
映像光１４を反射し緑色映像光１１ａを透過する合成用
ダイクロイックミラー３１を投射光学系１９と、ミラー
１６および合成用ダイクロイックミラー１３間の光路中
に配置すると共に、液晶パネル１２と合成用ダイクロイ
ックミラー１３間の光路中にパララックス補正板３２を
配置し、投射光学系１９およびスクリーン２０を図１に
おいて合成用ダイクロイックミラー３１の上方に配置し
た点が図５に示した従来装置と異なっている。パララッ
クス補正板３２は合成用ダイクロイックミラー１３、３
１と同一材質でかつ同一の板厚を有する透明ガラス板か
らなり、前記合成用ダイクロイックミラー１３、３１と
同一角度で配置されることにより赤色映像光１０ａに対
して４５°傾斜している。３３は反射面が放物面で光源
光を光軸と平行な平行光にする反射鏡であり、この平行
光は液晶パネル７、９、１５の直前に配置した図示しな
いコンデンサレンズで投射光学系１９に向けて収束され
る。なお、その他の構成は図５の従来装置と略同様であ
る。

【００１３】かくしてこのような合成投射光学系を備え
た液晶カラー投射装置においては、図２に示すようにＲ
、Ｇ、Ｂ光が合成用ダイクロイックミラー１３、３１を
透過する回数を１回以内にすることができ、また透過回
数が０回となる赤色映像光１０ａに対してはパララック
ス補正板３２を光路中に配置することにより、図３に示
すようにＧ、Ｂ光と同様、透過回数が１回となり、透過
回数の相違によるＲ光の屈折量をＧ、Ｂ光の屈折量と等
しくなるよう補正することができる。この結果、分離さ
れた３色光全ての光軸を完全に一致させることができ、
液晶パネル７、１２、１５の各画素をスクリーン２０上
で完全に重ね合わせることができ、画素ずれの発生を未
然に防止することができる。

【００１４】図４は本発明の他の実施例を示す模式図で
ある。この実施例は装置の小形化を図るためパララック
ス補正板３２を合成用ダイクロイックミラー１３、３１
の角度よりも小さい角度で配置したものである。

【００１５】一般に、このような液晶カラー投射装置は
極力コンパクトに構成されており、通常４５°の角度で
配置されている合成用ダイクロイックミラー１３、３１
と同一角度でパララックス補正板３２を液晶パネル１０
と合成用ダイクロイックミラー１３間に他の光路を妨害
しないよう配置することは困難で、敢えてそうすると図
１に示したごとく光学ベース２１が大きくなり、装置自
体の大型化を招くものである。そこで、本実施例のよう
にパララックス補正板３２をマゼンタ色映像光１４の光
路に干渉しないように合成用ダイクロイックミラー１３
、３１の角度よりも小さい角度で配置し、且つこれら両
ミラーと同一の屈折量が得られるようにパララックス補
正板３２の板厚を選定すれば、上記実施例と同様の効果
が得られるうえ装置の小型化を可能にする。この場合、
パララックス補正板３２の板厚は、赤色映像光１０ａと
の交差角度が大きくなるほど屈折量は小さくなるので、
合成用ダイクロイックミラー１３、３１の板厚よりも厚
いものが使用される。また、板厚を合成用ダイクロイッ
クミラー１３、３１と同じにして、屈折率の大きい材質
を選定することによっても同一効果を得ることができる
。

【００１６】なお、上記実施例は収束光線の場合につい
て説明したが、本発明はこれに特定されるものではなく
、平行光線の場合についても適用実施し得るものである
。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る液晶カ
ラー投射装置は、パララックス補正板を光路中に配置し
て合成用ダイクロイックミラーを透過するＲ、Ｇ、Ｂ光
の全透過回数を等しくし、透過回数の相違による屈折量
の違いを補正するように構成したので、Ｒ、Ｇ、Ｂの３
色光全ての光軸を完全に一致させることができ、スクリ
ーン上での画素ずれを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶カラー投射装置の一実施例を
示す模式図である。

【図２】Ｒ、Ｇ、Ｂ光の反射、透過回数を示す図である
。

【図３】パララックス補正板による補正後のＲ、Ｇ、Ｂ
光の反射、透過回数を示す図である。

【図４】本発明の他の実施例を示す模式図である。

【図５】液晶カラー投射装置の従来例を示す模式図であ
る。

【図６】従来装置におけるＲ、Ｇ、Ｂ光の反射、透過回
数を示す図である。

【図７】ダイクロイックミラーに平行光線が入射した場
合の屈折状態を示す図である。

【図８】ダイクロイックミラーに収束光線が入射した場
合の屈折状態を示す図である。

【符号の説明】

１　　光源４、１１　　分光用ダイクロイックミラー７、１２、１
５　　液晶パネル１３、１７、３１　　合成用ダイクロイックミラー３２
　　パララックス補正板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　光源光を分光用ダイクロイックミラー
を用いてＲ、Ｇ、Ｂの３色光に分離して３枚の液晶板を
それぞれ透過させたのち合成用ダイクロイックミラーで
合成して投射する液晶カラー投射装置において、前記分
離された３色光の合成用ダイクロイックミラーの透過回
数の違いに応じて所定数のパララックス補正板を３色光
の合成光路中に配置し、合成用ダイクロイックミラーお
よびパララックス補正板の透過回数の和を各光路共等し
くしたことを特徴とする液晶カラー投射装置。
【請求項２】　　請求項１記載の液晶カラー投射装置に
おいて、前記分離された３色光の合成投射光学系を合成
用ダイクロイックミラーの透過回数が１回以内になるよ
うに構成し、前記透過回数が０回の光路にパララックス
補正板を配置したことを特徴とする液晶カラー投射装置
。
【請求項３】　　請求項１または２記載の液晶カラー投
射装置において、前記パララックス補正板は合成用ダイ
クロイックミラーと同材質で同一厚みを有する透明板か
らなり、合成用ダイクロイックミラーと同方向かつ同傾
斜角で配置されていることを特徴とする液晶カラー投射
装置。
【請求項４】　　請求項１または２記載の液晶カラー投
射装置において、前記パララックス補正板は合成用ダイ
クロイックミラーの角度よりも小さい角度で配置されて
いることを特徴とする液晶カラー投射装置。
【請求項５】　　請求項４記載の液晶カラー投射装置に
おいて、前記パララックス補正板は合成用ダイクロイッ
クミラーより板厚が厚いことを特徴とする液晶カラー投
射装置。
【請求項６】　　請求項４記載の液晶カラー投射装置に
おいて、前記パララックス補正板は合成用ダイクロイッ
クミラーより屈折率が大きいことを特徴とする液晶カラ
ー投射装置。