JPH05100187A - 液晶プロジエクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】多層膜面をもった光合成手段で光の合成を行い
画面の解像度を高めた液晶プロジェクタを提供する。 【構成】光合成手段１５によって生じる非点収差を補正
するために液晶パネル９，１０，１１からスクリーンに
至る光路中に光合成手段１５によって発生する非点収差
を補正する光学的手段である円筒レンズ１９を設ける。 【効果】スクリーン上での非点収差が補正され、たとえ
ば格子縞を表示した時に線のぼけを生じることがなく、
画面の解像度を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光の合成を多層膜面で行
う液晶プロジェクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶プロジェクタは、液晶パネルに映像
信号に応じた像を光学的特性の変化として形成し、液晶
パネルに三種たとえば赤色、緑色、青色の色光を各々の
照射して液晶パネルの像によって光を変調し、変調され
た光をカラー映像に合成して投写レンズによりスクリー
ンに投写する方法がとられている。ここで、液晶パネル
によって変調された光をカラー映像に合成する方法とし
て、従来では、例えば特開昭６２−１６９５９４号公報
に開示されているような、Ｘ字状に交差させた多層膜面
をもった光合成手段を採っていた。

【０００３】このように構成された従来技術による液晶
プロジェクタは、三種の光を一括して合成するもので、
一括合成しない他の方法に比べて、液晶パネルと投写レ
ンズとの距離を短くすることができ、投写距離を短縮出
来る利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術で
は、たとえば格子縞をスクリーン上に表示した時に、縦
線にフォーカスを合わせると横線にぼけを生じ、また、
横線にフォーカスを合わせると縦線にぼけを生じる。そ
のため、両者を折衷したデフォーカス状態で使用してお
り解像度に問題があった。特に、高い解像度が要求され
るキャラクタディスプレイなどに利用すると、特開平１
−２４３０１５号公報に記載があるように、文字のエッ
ジにぼけを生じ解像度が低下する問題点があった。

【０００５】本発明の目的は、画面の解像度を高めるこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】発明者らは、解像度の低
下が多層膜面をもつ光合成手段が発生する非点収差に起
因するものであることを見い出した。ここで、光合成手
段は、図２に示すように、ガラス基板１７ａ上に形成し
た多層膜面１７ｂをもつ赤色用ダイクロイックミラー１
７とガラス基板１６ａ上に形成した多層膜面１６ｂをも
つ青色用ダイクロイックミラー１６をＸ字状に交差させ
た。緑色光は、赤色用ダイクロイックミラー１７を通過
後青色用ダイクロイックミラー１６を通過し、あるい
は、その逆に、青色用ダイクロイックミラー１６赤色用
ダイクロイックミラー１７の順番で通過して投写レンズ
に入射する。赤色光は、赤色用ダイクロイックミラー１
７の多層膜面１７ｂで反射して曲げられたのち青色用ダ
イクロイックミラー１６を通過し、あるいは、その逆に
青色用ダイクロイックミラー１６を通過後赤色用ダイク
ロイックミラー１７の多層膜面１７ｂで反射して曲げら
れ投写レンズに入射する。青色光は、赤光と同様に、青
色用ダイクロイックミラー１６の多層膜面１６ｂで反射
して曲げられたのち赤色用ダイクロイックミラー１７を
通過し、あるいは、その逆に赤色用ダイクロイックミラ
ー１７を通過後、青色用ダイクロイックミラー１６の多
層膜面１６ｂで反射して曲げられ投写レンズに入射す
る。このようにして赤色、緑色、青色の色光は投写レン
ズに一括して入射して加色混合されるように機能する。
このような構成の光合成手段は、図３に示すように非点
収差が生じる。光軸に対して斜めになっているダイクロ
イックミラー２０を通過して収束する光が焦点を結ぶ位
置と、光軸に対して垂直に設置しているダイクロイック
ミラー２０ａを通過して収束する光が焦点を結ぶ位置の
差が非点収差であり、この結果、縦線と横線が同一点で
焦点を結ぶことができなくなり、解像度を低下させてい
た。ここで、非点収差量は、通過するダイクロイックミ
ラーの厚さに比例して増加し、図２に示す光合成手段の
場合には、赤色、青色の色光は各一枚のダイクロイック
ミラーを通過して非点収差を発生し、緑色の色光は二枚
のダイクロイックミラーを通過するため他の色光よりも
倍の量の非点収差が発生する。また、後述のような単に
多層膜面を斜めに配置した光合成手段に於いても同様に
非点収差を発生する。

【０００７】上記課題を解決するため、本発明は、光合
成手段で生じる非点収差量をスクリーンに至る間に補正
する光学的手段を光路中に具備するようにしたものであ
る。

【０００８】

【作用】ダイクロイックミラーによって生じる非点収差
を補正するために光路中に非点収差を打ち消す収差を発
生する円筒レンズを設置したため、スクリーン上での非
点収差はなくなり、たとえば、格子縞を表示した時に線
のぼけを生じることなく、画面の解像度を高めることが
できる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明による液晶プロジェクタの第二
の実施例について図において説明する。図４は本発明に
よる液晶プロジェクタの一実施例における光学系の構成
を示したもので、ランプ１から放射される光は、リフレ
クタ２によって集光されて色分解手段３に入射する。色
分解手段３は、赤色、緑色、青色の色光にランプ光を分
解するために、各色光の波長域を選択的に反射する多層
膜を形成したダイクロイックミラーを離し、光軸に対し
て４５°に傾けて設ける。色分解手段に入射したランプ
光は、赤色用ダイクロイックミラー４で光軸の４５°方
向に赤色光を放射し、赤色用ダイクロイックミラー４を
通過した光は緑色用ダイクロイックミラー５で光軸の４
５°方向に緑色光を放射し、緑色用ダイクロイックミラ
ー５を通過した光は青色用ダイクロイックミラー６で光
軸の４５°方向に青色光を放射し、ランプ光を赤色、緑
色、青色の色光に分解する。分解された赤色、緑色、青
色の色光のうち、赤色と青色の色光は、ミラー７，８で
４５°曲げられて各色に対応した液晶パネル９，１０に
入射し、緑色光はそのまま直進して緑色用の液晶パネル
１１に入射する。液晶パネル９，１０，１１を通過した
光は、各々の光に対応した非点収差を補正する円筒レン
ズ１２，１３，１４を通過して、光合成手段１５に入射
してＸ字状に交差させたダイクロイックミラー１６，１
７により赤色、緑色、青色の色光を合成され、投写レン
ズ１８を介してスクリーン（図示せず）に到達し、液晶
パネル上の像がスクリーンに拡大投写される。そのた
め、光合成手段１５のダイクロイックミラー１６，１７
による非点収差を補正され、高解像度の画像が得られ
る。

【００１０】つぎに、本発明による第一の実施例を図１
に基づいて説明する。ここでは上述の実施例における非
点収差を補正する円筒レンズ１２，１３，１４の設置位
置、個数が異なる他は、同じ構成、作用であるので説明
は省略する。

【００１１】第二の実施例では、非点収差を補正する円
筒レンズ１２，１３，１４を非点収差を発生するＸ字状
に交差させたダイクロイックミラー１６，１７の前に各
々の色光に対応して配置したが、第一の実施例は、光合
成手段１５通過後に円筒レンズを配置したものである。
図において、液晶パネル９，１０，１１を通過した光は
光合成手段１５に入射してＸ字状に交差させたダイクロ
イックミラー１６，１７により赤色、緑色、青色の色光
を合成され、非点収差を補正する円筒レンズ１９を介し
て投写レンズ１８に入射後スクリーンに到達し、液晶パ
ネル上の像がスクリーンに拡大投写される。ここで、光
合成手段１５で発生する非点収差は、先に詳述したよう
に通過するダイクロイックミラーの厚さに比例している
ため赤色、青色と緑色で非点収差量が異なっている。し
かし、赤青緑の色光の中で解像度に最も影響を与える緑
光に対応した仕様の円筒レンズ１９を配置することで実
用上問題のない高解像度の画像が得られる。

【００１２】さらに、上述した光合成手段以外における
実施例を図により説明する。図５は本発明による液晶プ
ロジェクタの第三の実施例における光学系の構成を示し
たもので、ランプ１から放射される光は、リフレクタ２
によって集光されて色分解手段３ａに入射する。色分解
手段３ａは、赤色、緑色、青色の色光にランプ光を分解
するために、各色光の波長域を選択的に反射する多層膜
を形成したダイクロイックミラーを離してかつ光軸に対
して４５°に傾ける。色分解手段に入射したランプ光
は、赤色用ダイクロイックミラー４ａで光軸の４５°方
向に赤色光を放射し、赤色用ダイクロイックミラー４ａ
を通過した光は青色用ダイクロイックミラー６ａで光軸
の４５°方向に青色光を放射し、青色用ダイクロイック
ミラー６ａを通過した光は、ランプ光から赤色と青色を
除去して残った緑色が出射されランプ光を赤色、緑色、
青色の色光に分解する。分解された赤色、緑色、青色の
色光のうち、赤色の色光は、ミラー７で４５°曲げられ
て赤色に対応した液晶パネル９に入射し、青色、緑色の
各光はそのまま直進して各色用の液晶パネル１０、１１
に入射する。液晶パネル９，１０，１１を通過した光
は、赤色、青色の各光はそのまま直進し、緑色はミラー
２１により４５°曲げられて光合成手段２２に入射し、
赤色、青色、緑色の色光を合成され、投写レンズ１８を
介してスクリーン（図示せず）に到達し、液晶パネル上
の像がスクリーンに拡大投写される。光合成手段２２
は、ダイクロイックミラー２３により赤色光と青色光を
合成し、ダイクロイックミラー２４によって、さらに緑
色光を合成して加色混合される。ここで、光合成手段２
２による非点収差は、ダイクロイックミラー２３により
赤色光に発生し、ダイクロイックミラー２４によって、
赤色、青色光に発生する。そこで、ダイクロイックミラ
ー２３による非点収差を補正する円筒レンズ２５をダイ
クロイックミラー２３と赤色用液晶パネル９の間に設置
し、ダイクロイックミラー２４による非点収差を補正す
る円筒レンズ２６をダイクロイックミラー２３とダイク
ロイックミラー２４の間に設置した。その結果ダイクロ
イックミラー２３，２４による非点収差を補正でき、高
解像度の画像が得られる。

【００１３】なお、第一、第二、第三の実施例に用いる
円筒レンズの仕様は、液晶パネルからスクリーンに至る
光路中の設置位置によりことなるが、従来からの光学的
手法により設定できるため、説明は省略する。また、そ
の他の光学的手段、たとえば、トーリックレンズを用い
て光合成手段の発生する非点収差を補正する、あるい
は、投写レンズなどにこの非点収差を補正する機能を持
たせることによっても同様の効果を生じ、さらに、非点
収差を補正する光学的手段が実施例以外の設置位置で
も、スクリーン上での非点収差を補正することが出来る
位置であれば同様の効果を生じる。

【００１４】

【発明の効果】本発明による液晶プロジェクターは、液
晶パネルからスクリーンに至る光路中に光合成手段によ
って発生する非点収差を補正する光学的手段を設けるこ
とで実用上問題のない充分な高解像度を得ることができ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液晶プロジェクタの第一の実施例
における光学系の説明図、

【図２】Ｘ字状に交差させた多層膜面を有する光合成手
段の構成と動作を示す説明図、

【図３】光合成手段による非点収差の説明図、

【図４】本発明による液晶プロジェクタの第二の実施例
における光学系の説明図、

【図５】本発明による液晶プロジェクタの第三の実施例
における光学系の説明図。

【符号の説明】

１．．．ランプ、３，３ａ．．．光分離手段、９，１
０，１１．．．液晶パネル、１５，２２．．．光合成手
段、１２，１３，１４，１９，２５，２６．．．円筒レ
ンズ、１８．．．投写レンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小沼 順弘 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所映像メデイア研究所内 (72)発明者 福田 京平 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所映像メデイア研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】三種の色光を各々の液晶パネルによって変
   調する手段と、変調された光を合成する多層膜面をもつ
   光合成手段として少なくとも一枚のダイクロイックミラ
   ーと、合成したカラー映像を投写するレンズを設けた液
   晶プロジェクタにおいて、前記光合成手段で生じる非点
   収差量を補正する光学的手段を、少なくとも一個光路中
   に具備してなることを特徴とする液晶プロジェクタ。
2. 【請求項２】請求項１において、前記光学的手段が円筒
   レンズである液晶プロジェクタ。