JPH10133277A

JPH10133277A - 液晶プロジェクタ装置

Info

Publication number: JPH10133277A
Application number: JP8288196A
Authority: JP
Inventors: Kenji Tatsumi; 賢二辰巳; Akihiro Adachi; 明宏足立; Yukihiro Morimoto; 幸博森本; Teruo Miyamoto; 照雄宮本; Yasuto Nai; 康人名井; Toshimasa Tomota; 利正友田; Hidekazu Tode; 英一都出; Haruhiko Nagai; 治彦永井; Toru Tajime; 徹田治米; Toshiro Ito; 利朗伊藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-10-30
Filing date: 1996-10-30
Publication date: 1998-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】反射型液晶パネルを用いて小型でかつコント
ラストが向上した液晶プロジェクタ装置を得たい。【解決手段】光源２００から放射された光８００が偏
光分離面３１０によりＳ波とＰ波に分離される。Ｐ波は
捨てられる。Ｓ波はカラー用反射型液晶パネル４００に
より変調され、Ｐ波として反射される。Ｐ波は偏光板５
００に入射する。偏光板５００により、カラー用反射型
液晶パネル４００から反射された光の中に含まれている
Ｓ波が除去され、画像のコントラストが向上する。偏光
板５００を通過したＰ波は投写レンズ６００によりスク
リーン７００に投写される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、反射型液晶パネ
ルを用いた液晶プロジェクタ装置に関するものである。
特に、液晶プロジェクタ装置の小型化に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図１９は、「カラー液晶ディスプレイ」
（ディスプレイ技術シリーズ、小林駿介、産業図書、Ｐ
２０３）に示されたような液晶プロジェクタ装置の側面
図と斜視図を示す図である。従来の液晶プロジェクタ装
置は、キャビネット１６２に光学ユニット１６３が内蔵
されている。光学ユニット１６３から照射された光は、
反射ミラー１６１で反射されスクリーン１２０に投写さ
れる。図２０は、図１９に示した光学ユニット１６３の
内部構成を示す図である。図２０に示す内部構成は、特
願平６−２９８４６２号（平成６年１２月１日出願）に
示されたような偏光方向が直交する偏波であるＳ波とＰ
波を用いる場合を示している。ランプ１０１で発生した
光は、リフレクター１０２により反射され前面に照射さ
れる。リフレクター１０２から照射された光は、分離用
偏光ビームスプリッタ（分離用ＰＢＳ）１０３に入射す
る。分離用偏光ビームスプリッタ１０３に入射した光
は、偏光方向が直交する偏波であるＳ波とＰ波に分離さ
れる。Ｐ波は、分離用偏光ビームスプリッタ１０３を通
過する。Ｓ波は、分離用偏光ビームスプリッタ１０３の
偏光分離面により反射される。分離用偏光ビームスプリ
ッタ１０３から出力されたＳ波は、反射ミラー１０６に
より反射され、カラー用液晶パネル１０８に入射する。
カラー用液晶パネル１０８に入射したＳ波はＰ波に変換
され、合成用偏光ビームスプリッタ（合成用ＰＢＳ）１
１０に入射する。一方、分離用偏光ビームスプリッタ１
０３を通過したＰ波は反射ミラー１０７により反射さ
れ、輝度用液晶パネル１０９に入射する。輝度用液晶パ
ネル１０９に入射したＰ波はＳ波に変換され、合成用偏
光ビームスプリッタ１１０に入射する。合成用偏光ビー
ムスプリッタ１１０において、Ｐ波とＳ波は合成され、
投写レンズ１１１に出力される。投写レンズ１１１は、
合成された画像をスクリーンに照射する。また、信号処
理回路９９は、Ｒ，Ｇ，Ｂの色信号を入力し、カラー用
液晶パネル１０８を駆動する色信号（Ｒ信号，Ｇ信号，
Ｂ信号）と、輝度用液晶パネル１０９を駆動する輝度信
号（Ｙ信号）を出力する。図２０に示す構成では、カラ
ー用液晶パネル１０８と輝度用液晶パネル１０９が光を
透過する透過型液晶パネルであるため、液晶パネルの前
後に空間が必要となり、距離Ｌ１，Ｌ２を短くすること
ができない。

【０００３】図２１は、特願平６−２９８４６２号（平
成６年１２月１日出願）に示されたような従来の反射型
液晶パネルを用いた液晶プロジェクタ装置の構成図であ
る。光源２００から出力された光８００は、偏光ビーム
スプリッタ（ＰＢＳ）３００の偏光分離面３１０により
Ｐ波とＳ波に分離される。偏光分離面３１０により反射
されたＳ波はカラー用反射型液晶パネル４００により変
調を受け、Ｐ波として反射される。一方、偏光分離面３
１０を通過したＰ波は、輝度用反射型液晶パネル４０１
で変調を受け、Ｓ波として出力される。カラー用反射型
液晶パネル４００と輝度用反射型液晶パネル４０１から
出力されたＰ波とＳ波は、偏光分離面３１０により合成
され、光８０１となる。光８０１は、投写レンズ６００
によりスクリーン７００へ投写される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図２０に示した従来の
液晶プロジェクタ装置は、透過型液晶パネルを用いてい
るため、装置の構成が小型化されにくいという問題点が
あった。

【０００５】また、図２１に示す反射型液晶パネルを用
いる場合は、小型化しやすいという利点があるが、光路
のいずれの箇所においてもＳ波とＰ波が存在しており、
光路の途中にＳ波またはＰ波の偏光度を高めるための偏
光板を配置することができず、画像のコントラストを向
上させることができないという欠点があった。

【０００６】この発明は、以上のような問題点を解決す
るためになされたものであり、液晶プロジェクタ装置の
小型化およびコンパクト化を目的とする。また、この発
明は、反射型液晶パネルを用いた構成において偏光板を
用いて画像のコントラストを向上させることができる液
晶プロジェクタ装置を得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る液晶プロ
ジェクタ装置は、以下の要素を有することを特徴とす
る。（ａ）光を発する光源、（ｂ）光源からの光を入射して
入射した光を偏光方向が異なるＰ波とＳ波の光に分離す
る偏光ビームスプリッタ、（ｃ）上記偏光ビームスプリ
ッタにより分離されたＰ波とＳ波の光の内、一方の光を
入射し、入射した一方の光を変調された他方の光に変更
して上記偏光ビームスプリッタに出射する反射型液晶パ
ネル、（ｄ）上記偏光ビームスプリッタから出力される
変調された他方の光の偏波を透過できるように配置され
た偏光板、（ｅ）上記偏光板から出力された光をスクリ
ーンに投写する投写レンズ。

【０００８】上記反射型液晶パネルは、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ
光に対応した３枚の反射型液晶パネルを備え、上記液晶
プロジェクタ装置は、更に、上記偏光ビームスプリッタ
と３枚の反射型液晶パネルの間に、偏光ビームスプリッ
タからの光をＲ光、Ｇ光、Ｂ光に分離して３枚の反射型
液晶パネルに出力するとともに３枚の反射型液晶パネル
により反射されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光を入力して合成する
ダイクロイック面を備えたことを特徴とする。

【０００９】上記偏光ビームスプリッタは、Ｒ光、Ｇ
光、Ｂ光に対応した３個の偏光ビームスプリッタを備
え、また、上記反射型液晶パネルは、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光
に対応した３枚の反射型液晶パネルを備え、上記液晶プ
ロジェクタ装置は、更に、上記光源と３個の偏光ビーム
スプリッタの間に、光源からの光をＲ光、Ｇ光、Ｂ光に
分離して３個の偏光ビームスプリッタに出力する分離用
ダイクロイック面を備え、上記３個の偏光ビームスプリ
ッタと偏光板の間に、３個の偏光ビームスプリッタから
出力されるＲ光、Ｇ光、Ｂ光を合成して偏光板に出力す
る合成用ダイクロイック面を備えたことを特徴とする。

【００１０】上記分離用ダイクロイック面と合成用ダイ
クロイック面は、同一の平面内に配置され、上記光源か
らの光と上記偏光板への光を逆方向に進行させることを
特徴とする。

【００１１】上記偏光ビームスプリッタは、Ｐ波とＳ波
の内一方の光を出力する第１の偏光ビームスプリッタ
と、Ｐ波とＳ波の内他方の光を出力する第２の偏光ビー
ムスプリッタとを有し、上記反射型液晶パネルは、上記
第１の偏光ビームスプリッタから出力された光を入力す
る第１の反射型液晶パネルと、上記第２の偏光ビームス
プリッタから出力された光を入力する第２の反射型液晶
パネルを有し、上記偏光板は、第１の反射型液晶パネル
から出力された光の偏波を透過させる第１の偏光板と、
第２の反射型液晶パネルから出力された光の偏波を透過
させる第２の偏光板とを有し、上記液晶プロジェクタ装
置は、更に、第１の偏光板から出力された光と第２の偏
光板から出力された光を合成する合成用偏光ビームスプ
リッタを備えたことを特徴とする。

【００１２】上記第１の偏光ビームスプリッタは、Ｒ
光、Ｇ光、Ｂ光に対応した３個の偏光ビームスプリッタ
を備え、また、上記第１の反射型液晶パネルは、Ｒ光、
Ｇ光、Ｂ光に対応した３枚の反射型液晶パネルを備え、
上記液晶プロジェクタ装置は、更に、上記光源と３個の
偏光ビームスプリッタの間に、光源からの光をＲ光、Ｇ
光、Ｂ光に分離して３個の偏光ビームスプリッタに出力
する分離用ダイクロイック面を備え、上記３個の偏光ビ
ームスプリッタと第１の偏光板の間に、３個の偏光ビー
ムスプリッタから出力されるＲ光、Ｇ光、Ｂ光を合成し
て第１の偏光板に出力する合成用ダイクロイック面を備
えたことを特徴とする。

【００１３】上記ダイクロイック面は、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ
光の内、１つの光を反射する第１のダイクロイック面
と、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の内、他の１つの光を反射する第
２のダイクロイック面を備え、第１のダイクロイック面
と第２のダイクロイック面を交差させたことを特徴とす
る。

【００１４】上記ダイクロイック面は、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ
光の内、１つの光を透過する第１のダイクロイック面
と、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の内、他の１つの光を透過する第
２のダイクロイック面と、上記第１のダイクロイック面
を内包した第１の変形プリズムと、上記第２のダイクロ
イック面を内包した第２の変形プリズムとを備えたこと
を特徴とする。

【００１５】この発明に係る液晶プロジェクタ装置は、
以下の要素を有することを特徴とする。（ａ）光を発する光源、（ｂ）光源からの光を入射して
入射した光を偏光方向が異なるＰ波とＳ波の光に分離す
る偏光ビームスプリッタ、（ｃ）上記偏光ビームスプリ
ッタにより分離されたＰ波とＳ波の光の内、一方の光を
入力するλ／４板、（ｄ）上記λ／４板から出力された
光を入射し、入射した光を変調して上記λ／４板に出力
するポリマー分散型の反射型液晶パネル、（ｅ）上記λ
／４板を介して偏光ビームスプリッタから出力される変
調された光をスクリーンに投写する投写レンズ。

【００１６】上記λ／４板は、Ｓ波を入力する第１のλ
／４板と、Ｐ波を入力する第２のλ／４板とを有し、上
記反射型液晶パネルは、第１のλ／４板に対して光を入
出力する第１の反射型液晶パネルと、第２のλ／４板に
対して光を入出力する第２の反射型液晶パネルとを有す
ることを特徴とする。

【００１７】上記反射型液晶パネルは、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ
光に対応した３枚の反射型液晶パネルを備え、上記液晶
プロジェクタ装置は、更に、上記偏光ビームスプリッタ
と３枚の反射型液晶パネルの間に、偏光ビームスプリッ
タからの光をＲ光、Ｇ光、Ｂ光に分離して３枚の反射型
液晶パネルに出力するとともに３枚の反射型液晶パネル
により反射されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光を入力して合成する
ダイクロイック面を備えたことを特徴とする。

【００１８】この発明に係る液晶プロジェクタ装置は、
以下の要素を有することを特徴とする。（ａ）光を発する光源、（ｂ）光源からの光を入射して
入射した光を偏光方向が異なるＰ波とＳ波の光に分離す
る偏光ビームスプリッタ、（ｃ）Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光に
対応した３枚の反射型液晶パネル、（ｄ）上記偏光ビー
ムスプリッタにより分離されたＰ波とＳ波の光の内、一
方の光を入射し、入射した光からＲ光、Ｇ光、Ｂ光の内
いずれか１つの光と、他の２つの光の合成光とを分離し
て、分離した１つの光をその光に対応する反射型液晶パ
ネルに出力するとともに、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の内いずれ
か１つの光と、他の２つの光の合成光とを入力して合成
し、上記偏光ビームスプリッタに出力する第１の変形プ
リズム、（ｅ）上記第１の変形プリズムで分離された合
成光を入力し、合成されている他の２つの光を分離し
て、分離した２つの光をその光に対応する反射型液晶パ
ネルにそれぞれ出力するとともに、反射型液晶パネルか
ら反射された２つの光を入力して合成し上記第１の変形
プリズムへ出力する第２の変形プリズム、（ｆ）上記第
１の変形プリズムで合成された光を上記偏光ビームスプ
リッタを介して入力し、スクリーンに投射する投写レン
ズ。

【００１９】上記第１と第２の変形プリズムは、それぞ
れ上記光の入射角が１５度以下になるようなダイクロイ
ック面を備えたことを特徴とする。

【００２０】上記第１と第２の変形プリズムは、入射し
た光を全反射させて光路を形成することを特徴とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１は、この発明の液晶プロジェクタ装
置の一例を示す図である。光源２００から放出された光
８００がＰＢＳ３００に入射する。ＰＢＳ３００の偏光
分離面３１０は光８００をＰ波とＳ波に分離する。偏光
分離面３１０を通過したＰ波は、利用されず、そのまま
捨てられる。偏光分離面３１０で反射されたＳ波は、カ
ラー用反射型液晶パネル４００に入射する。カラー用反
射型液晶パネル４００に入射したＳ波は変調を受け、Ｐ
波として反射される。カラー用反射型液晶パネル４００
から反射されたＰ波は偏光分離面３１０を通過する。そ
して、Ｐ波を通過させるように配置された偏光板５００
を通過する。偏光板５００を通過したＰ波は投写レンズ
６００によりスクリーン７００に投写される。

【００２２】図１に示す構成では、光の１／２を占める
Ｐ波が捨てられて利用されない。しかし、カラー用反射
型液晶パネル４００の開口率（液晶パネルの画素単位面
積に対する有効表示面積）は画素数が多い場合には、透
過型液晶パネルに比べて約２倍の開口率を有している。
例えば、透過型液晶パネルの開口率が４５％であるとす
ると、反射型液晶パネルの開口率は９０％程度である。
したがって、図１の構成のように、Ｐ波を捨て、Ｓ波だ
けを利用する場合でも透過型液晶パネルの場合に比べて
明るさが著しく劣るということはない。偏光板５００は
カラー用反射型液晶パネル４００から反射されたＰ波を
透過させるものである。別な言葉で言えば、偏光板５０
０はＳ波を遮断するためのものである。偏光分離面３１
０による分離特性が理想的でない場合、偏光分離面３１
０により分離されたＳ波には、Ｐ波が含まれたままカラ
ー用反射型液晶パネル４００に入射される。したがっ
て、カラー用反射型液晶パネル４００により反射された
Ｐ波の中にはＳ波が含まれている。もし、Ｓ波が含まれ
たままのＰ波を偏光板５００を介することなく投写レン
ズ６００により投写した場合には、画像のコントラスト
が劣化する。偏光板５００によりＰ波に含まれるＳ波を
遮断することにより、Ｐ波のみを通過させ、画像のコン
トラストを向上させることができる。

【００２３】以上のように、この実施の形態では、Ｐ波
とＳ波の内一方の偏波のみを用いるようにしたので、反
射型液晶パネルを用いる場合でも偏光板を配置すること
ができ、画像のコントラストを向上させることができ
る。

【００２４】実施の形態２．図２は、この発明の液晶プ
ロジェクタ装置の他の構成を示す図である。図１と異な
る点は、反射型液晶パネルを３色の光を変調する赤
（Ｒ）用のカラー用反射型液晶パネル４００Ｒ、緑
（Ｇ）用のカラー用反射型液晶パネル４００Ｇ、青
（Ｂ）用のカラー用反射型液晶パネル４００Ｂにより構
成した点である。偏光分離面３１０により分離されたＳ
波をさらに、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色に分離するために、ダイ
クロイック面３５１とダイクロイック面３５２が設けら
れている。ダイクロイック面３５１とダイクロイック面
３５２は、直交しており、Ｓ波を３色に分離させるとと
もにＰ波を合成するための分離合成用ダイクロイック面
である。

【００２５】以上のように、図２に示すような３板式の
液晶プロジェクタ装置においても反射型液晶パネルを用
い、かつ、偏光板５００を用いることによりコントラス
トが向上した画像を生成することができる。

【００２６】実施の形態３．図３は、この発明の液晶プ
ロジェクタ装置の他の構成を示す図である。図３が図２
と異なる点は、ダイクロイック面３５１とダイクロイッ
ク面３５２の配置位置およびカラー用反射型液晶パネル
４００Ｒ、カラー用反射型液晶パネル４００Ｂ、カラー
用反射型液晶パネル４００Ｇの配置位置である。ダイク
ロイック面３５１、ダイクロイック面３５２の配置角度
θ１、θ２はそれぞれ４５度以下であり、可能な限り、
Ｓ波を垂直入射する。また、反射してきたＰ波を可能な
限り、垂直入射する。このように、Ｐ波とＳ波を可能な
限り垂直入射させることにより、ダイクロイック面３５
１とダイクロイック面３５２のＰ波とＳ波に対する特性
の違いをできるだけ抑制する。図４は、ダイクロイック
面３５１の赤色反射特性を示す図である。図５は、ダイ
クロイック面３５２の青色反射特性を示す図である。図
６は、ダイクロイック面３５１とダイクロイック面３５
２による緑色透過特性を示す図である。図４から図６に
示すように、ダイクロイック面３５１、ダイクロイック
面３５２はＰ波とＳ波に対して異なる反射特性及び異な
る通過特性を示しており２０〜３０ｎｍだけ波長がずれ
ている。この２０〜３０ｎｍのずれをできるだけ抑制す
るために、図３に示すように、ダイクロイック面３５１
とダイクロイック面３５２の配置角度θ１、θ２を４５
度以下で、かつ、できるだけＰ波およびＳ波を垂直入射
するようにする。

【００２７】また、図３において、特徴となる点は、３
つの反射型液晶パネルと光源２００の距離および３つの
反射型液晶パネルと投写レンズ６００の距離が等しい点
である。すなわち、図３において、距離Ｌ３同志は、同
じ長さである。また、距離Ｌ４同志は同じ長さである。
このように、光路長を等しくすることにより、生成させ
る画像の質を高めている。

【００２８】実施の形態４．図７は、この発明の液晶プ
ロジェクタ装置の他の構成を示す図である。図７におい
て、偏光板５０１は、Ｓ波を透過させＰ波を遮断する偏
光板である。図７に示す構成において、特徴となる点
は、ダイクロイック面を分離用と合成用に分けた点であ
る。ダイクロイック面３５１とダイクロイック面３５２
は、分離用のダイクロイック面である。一方、ダイクロ
イック面３５３とダイクロイック面３５４は、合成用ダ
イクロイック面である。図４から図６に示したように、
ダイクロイック面はＰ波とＳ波によって特性が異なって
いる。したがって、ダイクロイック面３５１とダイクロ
イック面３５２としてＰ波の特性に適合した物を用い
る。また、ダイクロイック面３５３とダイクロイック面
３５４としてＳ波の特性に適合したものを用いる。

【００２９】このように、分離用と合成用のダイクロイ
ック面を分けることにより、Ｐ波とＳ波の特性に適合し
た分離および合成が可能になる。なお、個々のＰＢＳ３
０１，３０２，３０３の出口に、各々偏光板を置いても
よい。

【００３０】実施の形態５．図８は、この発明の液晶プ
ロジェクタ装置の他の構成を示す図である。図８におい
て、特徴となる点は、光源２００から出力された光が矢
印Ａ方向に進み、スクリーン７００に投写される光が矢
印Ｂ方向に進む点である。矢印Ａと矢印Ｂは、反対方向
を示している。このように、光源２００から放射される
光とスクリーン７００に投写される光を反対方向にする
ことにより、装置の構成をさらに小型化することができ
る。

【００３１】実施の形態６．図９は、この発明の液晶プ
ロジェクタ装置の中央断面図である。図１０は、その平
面図である。図１１は、その部分斜視図である。図９か
ら図１１に示した構成で特徴となる点は、３板式の反射
型液晶パネルを用いている点である。また、２階建ての
ダイクロイック面を利用している点である。ダイクロイ
ック面３５１とダイクロイック面３５２は、その面内に
偏光した光に適合した分離用ダイクロイック面である。
ダイクロイック面３５３、ダイクロイック面３５４は、
その面内に偏光した光に適合した合成用ダイクロイック
面である。下段において、光８００は、ダイクロイック
面３５１とダイクロイック面３５２により、Ｒ、Ｇ、Ｂ
の３色に分離される。分離された光は、反射鏡９０１、
９０２、９０３により上段に反射される。上段において
は、Ｒ、Ｇ、ＢがＰＢＳ３０１、３０２、３０３の偏光
分離面３１１、３１２、３１３によりＰ波とＳ波に分離
される。分離されたＳ波は捨てられる。Ｐ波はカラー用
反射型液晶パネル４００Ｒ、カラー用反射型液晶パネル
４００Ｇ、カラー用反射型液晶パネル４００Ｂにより変
調を受け、Ｓ波として反射される。反射されたＳ波はさ
らに、偏光分離面３１１、３１２、３１３により反射さ
れた後、λ／２板５６０によりＰ波に変換され、ダイク
ロイック面３５３とダイクロイック面３５４により合成
される。λ／２板５６０によりダイクロイック面３５
３、３５４の面内の偏光に変換されるため、分離用ダイ
クロイック面３５１、３５２に対する入射光の偏光と同
一の条件になり、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の分離、合成特性が
揃い色特性が向上する。合成された光は、偏光板５０１
に入力される。偏光板５０１は、Ｓ波を遮断し、Ｐ波を
通過する。このようにして、画像のコントラストが向上
され、投写レンズ６００により画像がスクリーン７００
に投写される。

【００３２】図１２は、この発明の液晶プロジェクタ装
置の他の構成を示す図である。図１２が図１１と異なる
点は、反射型液晶パネルが下段にある点である。図１２
には図示していないが、図１１に示したようなカラー用
反射型液晶パネル４００Ｒ及びカラー用反射型液晶パネ
ル４００Ｂ及びそれに対応するＰＢＳ３０１、ＰＢＳ３
０３及び反射鏡９０１、反射鏡９０３が存在しており、
３板式の液晶プロジェクタ装置を示している。

【００３３】実施の形態７．図１３は、この発明の液晶
プロジェクタ装置の他の構成を示す図である。図１３に
おいて、特徴となる点は、反射型液晶パネルを用いた構
成において、Ｓ波、Ｐ波を共に利用をする場合でも偏光
板を配置している点である。ＰＢＳ３００の偏光分離面
３１０により分離されたＳ波は、カラー用反射型液晶パ
ネル４００に入射し、Ｐ波を反射する。Ｐ波は偏光板５
００を通過し、反射鏡９００により反射される。一方、
偏光分離面３１０を通過したＰ波は、偏光分離面３１１
を通過し、輝度用反射型液晶パネル４０１に入射する。
輝度用反射型液晶パネル４０１は、Ｓ波を反射する。偏
光分離面３１１は、このＳ波を反射し、偏光板５０１に
入射させる。偏光板５０１を通過したＳ波は、偏光分離
面３１２により反射鏡９００により反射されたＰ波と合
成される。合成された光８０１は、投写レンズ６００に
よりスクリーン７００に投写される。

【００３４】以上のような構成によれば、Ｐ波及びＳ波
の両方を利用するので、明るさが向上する。さらに、Ｐ
波とＳ波の光路に対して偏光板を設けているので、コン
トラストが向上した画像を得ることができる。

【００３５】図１４は、この発明の液晶プロジェクタ装
置の他の構成を示す図である。図１４が、図１３と異な
る点は、カラー用反射型液晶パネルを３板式にし、全体
を４板式の構成にした点である。図１４には図示してい
ないが、図１１に示したようなカラー用反射型液晶パネ
ル４００Ｒ、カラー用反射型液晶パネル４００Ｂ及びＰ
ＢＳ３０１、ＰＢＳ３０３及び反射鏡９０１、反射鏡９
０３が設けられている。ダイクロイック面３５１、ダイ
クロイック面３５２は、分離用ダイクロイック面であ
る。ダイクロイック面３５３、ダイクロイック面３５４
は、合成用ダイクロイック面である。λ／２板（２分の
１波長板）５６０は、Ｓ波をＰ波に変更する。また、λ
／２板５６１は、Ｐ波をＳ波に変更する。λ／２板５６
０及びλ／２板５６１は、投写レンズ６００から投写さ
れる光を矢印Ｂ方向にするためのものである。もし、投
写レンズ６００から投写される光が矢印Ｃ方向にする場
合は、λ／２板５６０、λ／２板５６１は除く必要があ
る。

【００３６】図１４に示す場合もＰ波のみ及びＳ波のみ
の光路が存在し、偏光板５００と偏光板５０１をそれぞ
れ光路に配置することにより画像のコントラストを向上
させることができる。

【００３７】実施の形態８．図１５は、この発明の液晶
プロジェクタ装置の他の構成を示す図である。図１５に
おいて、特徴となる点は、第１の変形プリズム５７０と
第２の変形プリズム５７１を用いている点である。第１
の変形プリズム５７０の平面形状は三角形である。第２
の変形プリズム５７１の平面形状は、平行四辺形であ
る。ダイクロイック面３５５は、赤色を透過させるダイ
クロイック面である。ダイクロイック面３５６は、緑色
を通過させるダイクロイック面である。ＰＢＳ３００の
偏光分離面３１０により反射されたＳ波は、第１の変形
プリズム５７０の表面によって全反射される。ダイクロ
イック面３５５に対するＳ波の入射角θ３は１５度以下
になっており、図４から図６で説明したＰ波とＳ波の特
性の違いをできるだけ抑制する。ダイクロイック面３５
５を通過したＳ波はカラー用反射型液晶パネル４００Ｒ
によりＰ波として反射される。カラー用反射型液晶パネ
ル４００Ｒから反射されたＰ波の入射角も１５度以下で
あり、Ｓ波の通過特性とＰ波の通過特性の違いを抑制す
るようにしている。入射角θ３はできるだけ小さい方が
望ましい。ダイクロイック面３５５により反射されたＳ
波は、第１の変形プリズム５７０と第２の変形プリズム
５７１の表面により屈折を受け、ダイクロイック面３５
６に入射角θ４で入射する。この入射角θ４も１５度以
下でできるだけ小さい値が望ましい。入射角θ４を小さ
くすることにより、Ｐ波とＳ波の通過特性の違いをでき
るだけ抑制することができる。ダイクロイック面３５６
を通過したＳ波はカラー用反射型液晶パネル４００Ｇに
より変調を受け、Ｐ波として反射される。ダイクロイッ
ク面３５６により反射されたＳ波は、第２の変形プリズ
ム５７１の表面で全反射され、カラー用反射型液晶パネ
ル４００Ｂに入力される。カラー用反射型液晶パネル４
００ＢはＰ波を反射する。Ｐ波は第２の変形プリズム５
７１の表面で全反射し、ダイクロイック面３５６でカラ
ー用反射型液晶パネル４００ＧからのＰ波と合成され
る。さらに、ダイクロイック面３５５でカラー用反射型
液晶パネル４００ＲからのＰ波と合成され、ＰＢＳ３０
０に反射される。図１５に示す構成では、ダイクロイッ
ク面３５５を備えた第１の変形プリズム５７０とダイク
ロイック面３５６を備えた第２の変形プリズム５７１を
図のように配置し、かつ、３つの反射型液晶パネルを配
置することにより、反射型液晶パネルを用いたコンパク
トな液晶プロジェクタ装置を提供することができる。ま
た、偏光板５００を用いることにより、コントラストが
向上した画像を提供することができる。

【００３８】図１６は、図１５に対して輝度用反射型液
晶パネル４０１を追加したものである。図１６に示す場
合は、Ｓ波とＰ波の両方を利用することにより明るい画
像を提供することができる。なお、図１６に示す場合
は、光路のすべてにおいてＰ波とＳ波が存在しているた
め、偏光板を設けることができない。

【００３９】実施の形態９．図１７は、この発明の液晶
プロジェクタ装置の他の構成を示す図である。図１７に
示す構成の特徴は、ポリマー分散型の反射型液晶パネル
（反射型ＰＤＬＣ）４５０を用いている点である。光源
２００から放出された光８００は偏光分離面３１０によ
りＰ波とＳ波に分離される。偏光分離面３１０により反
射されたＳ波はλ／４板（４分の１波長板）５５０によ
り円偏光の光となる。ポリマー分散型の反射型液晶パネ
ル４５０は、この円偏光の光を変調し、反射させる。反
射された円偏光の光は、λ／４板５５０によりＰ波に偏
光される。λ／４板５５０から出力されたＰ波は偏光分
離面３１０を通過し、投写レンズ６００によりスクリー
ン７００に投写される。ポリマー分散型の反射型液晶パ
ネル４５０を用いる場合でも、偏光板５００を設け、画
像のコントラストを向上させることができる。

【００４０】このように、ポリマー分散型の反射型液晶
パネル４５０及びλ／４板５５０を用いて非常に小型の
液晶プロジェクタ装置を提供することができる。

【００４１】図１８は、図１７の改良例を示す図であ
る。図１８で特徴となる点は、３板のポリマー分散型の
反射型液晶パネル４５０Ｒ、４５０Ｇ、４５０Ｂをカラ
ー用反射型液晶パネルとして用いた点である。また、ポ
リマー分散型の反射型液晶パネル４５１を輝度用反射型
液晶パネルとして用いた点である。λ／４板５５０は、
Ｓ波を入力して円偏光の光を各ポリマー分散型の反射型
液晶パネルへ出力する。また、λ／４板５５０は円偏光
の光を各ポリマー分散型の反射型液晶パネルから入力し
てＰ波を出力する。λ／４板５５１は、Ｐ波を入力して
円偏光の光をポリマー分散型の反射型液晶パネル４５１
へ出力する。また、λ／４板５５１は、ポリマー分散型
の反射型液晶パネル４５１から円偏光の光を入力してＳ
波を出力する。

【００４２】図１８に示す構成によれば、４板式のポリ
マー分散型の反射型液晶パネルを用いた小型の液晶プロ
ジェクタ装置を提供することができる。

【００４３】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、反射
型液晶パネルを用いたので、小型の液晶プロジェクタ装
置を提供することができる。また、偏光板を用いたの
で、コントラストが向上した液晶プロジェクタ装置を提
供することができる。

【００４４】また、この発明によれば、３板式の液晶プ
ロジェクタ装置において、反射型液晶パネルを用いた小
型の、かつ、コントラストが向上した液晶プロジェクタ
装置を得ることができる。

【００４５】また、この発明によれば、２段式の構造を
備えた液晶プロジェクタ装置において、小型で、かつ、
コントラストが向上した液晶プロジェクタ装置を得るこ
とができる。

【００４６】また、この発明によれば、光源からの光と
偏光板への光を逆方向に進行させることにより、さらに
小型の液晶プロジェクタ装置を得ることができる。

【００４７】また、この発明によれば、Ｐ波とＳ波の両
方を利用した、小型で、かつ、コントラストが向上した
液晶プロジェクタ装置を得ることができる。

【００４８】また、この発明によれば、４板式の液晶プ
ロジェクタ装置において、小型で、かつ、コントラスト
が向上した液晶プロジェクタ装置を得ることができる。

【００４９】また、この発明によれば、交差したダイク
ロイック面を用いた小型の液晶プロジェクタ装置を得る
ことができる。

【００５０】また、この発明によれば、ダイクロイック
面を含んだ変形プリズムを用いることにより反射型液晶
パネルを用いた小型の液晶プロジェクタ装置を得ること
ができる。

【００５１】また、この発明によれば、ポリマー分散型
の反射型液晶パネルにより小型の液晶プロジェクタ装置
を得ることができる。

【００５２】また、この発明によれば、Ｓ波とＰ波を利
用したポリマー分散型の反射型液晶パネルを用いた液晶
プロジェクタ装置を得ることができる。

【００５３】また、この発明によれば、少なくとも３板
式のポリマー分散型の反射型液晶パネルを用いた液晶プ
ロジェクタ装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の液晶プロジェクタ装置の構成を示
す図である。

【図２】この発明の液晶プロジェクタ装置の構成を示
す図である。

【図３】この発明の液晶プロジェクタ装置の構成を示
す図である。

【図４】この発明のダイクロイック面の特性図であ
る。

【図５】この発明のダイクロイック面の特性図であ
る。

【図６】この発明のダイクロイック面の特性図であ
る。

【図７】この発明の液晶プロジェクタ装置の構成を示
す図である。

【図８】この発明の液晶プロジェクタ装置の構成を示
す図である。

【図９】この発明の液晶プロジェクタ装置の中央断面
図である。

【図１０】この発明の液晶プロジェクタ装置の平面図
である。

【図１１】この発明の液晶プロジェクタ装置の部分斜
視図である。

【図１２】この発明の液晶プロジェクタ装置の構成を
示す図である。

【図１３】この発明の液晶プロジェクタ装置の構成を
示す図である。

【図１４】この発明の液晶プロジェクタ装置の構成を
示す図である。

【図１５】この発明の液晶プロジェクタ装置の構成を
示す図である。

【図１６】この発明の液晶プロジェクタ装置の構成を
示す図である。

【図１７】この発明のポリマー分散型の反射型液晶パ
ネルを用いた液晶プロジェクタ装置の構成を示す図であ
る。

【図１８】この発明のポリマー分散型の反射型液晶パ
ネルを用いた液晶プロジェクタ装置の構成を示す図であ
る。

【図１９】従来の液晶プロジェクタ装置の側面図と斜
視図である。

【図２０】従来の光学ユニットの構成図である。

【図２１】従来の反射型液晶パネルを用いた構成図で
ある。

【符号の説明】

２００光源、３００〜３０４偏光分離面、３５１〜
３５６ダイクロイック面、４００カラー用反射型液
晶パネル、４０１輝度用反射型液晶パネル、４５０
ポリマー分散型の反射型液晶パネル、５００，５０１
偏光板、５５０，５５１ λ／４板、５６０，５６１
λ／２板、５７０，５７１変形プリズム、６００投
写レンズ、７００スクリーン、８００，８０１光、
９００〜９０３反射鏡。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０２Ｆ 1/1335 ５２０Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５２０Ｇ０３Ｂ 33/12 Ｇ０３Ｂ 33/12 (72)発明者宮本照雄東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者名井康人東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者友田利正東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者都出英一東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者永井治彦東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者田治米徹東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者伊藤利朗東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】以下の要素を有する液晶プロジェクタ装
置（ａ）光を発する光源、（ｂ）光源からの光を入射し
て入射した光を偏光方向が異なるＰ波とＳ波の光に分離
する偏光ビームスプリッタ、（ｃ）上記偏光ビームスプ
リッタにより分離されたＰ波とＳ波の光の内、一方の光
を入射し、入射した一方の光を変調された他方の光に変
更して上記偏光ビームスプリッタに出射する反射型液晶
パネル、（ｄ）上記偏光ビームスプリッタから出力され
る変調された他方の光の偏波を透過できるように配置さ
れた偏光板、（ｅ）上記偏光板から出力された光をスク
リーンに投写する投写レンズ。
【請求項２】上記反射型液晶パネルは、Ｒ光、Ｇ光、
Ｂ光に対応した３枚の反射型液晶パネルを備え、上記液
晶プロジェクタ装置は、更に、上記偏光ビームスプリッ
タと３枚の反射型液晶パネルの間に、偏光ビームスプリ
ッタからの光をＲ光、Ｇ光、Ｂ光に分離して３枚の反射
型液晶パネルに出力するとともに３枚の反射型液晶パネ
ルにより反射されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光を入力して合成す
るダイクロイック面を備えたことを特徴とする請求項１
記載の液晶プロジェクタ装置。
【請求項３】上記偏光ビームスプリッタは、Ｒ光、Ｇ
光、Ｂ光に対応した３個の偏光ビームスプリッタを備
え、また、上記反射型液晶パネルは、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光
に対応した３枚の反射型液晶パネルを備え、上記液晶プ
ロジェクタ装置は、更に、上記光源と３個の偏光ビーム
スプリッタの間に、光源からの光をＲ光、Ｇ光、Ｂ光に
分離して３個の偏光ビームスプリッタに出力する分離用
ダイクロイック面を備え、上記３個の偏光ビームスプリ
ッタと偏光板の間に、３個の偏光ビームスプリッタから
出力されるＲ光、Ｇ光、Ｂ光を合成して偏光板に出力す
る合成用ダイクロイック面を備えたことを特徴とする請
求項１記載の液晶プロジェクタ装置。
【請求項４】上記分離用ダイクロイック面と合成用ダ
イクロイック面は、同一の平面内に配置され、上記光源
からの光と上記偏光板への光を逆方向に進行させること
を特徴とする請求項３記載の液晶プロジェクタ装置。
【請求項５】上記偏光ビームスプリッタは、Ｐ波とＳ
波の内一方の光を出力する第１の偏光ビームスプリッタ
と、Ｐ波とＳ波の内他方の光を出力する第２の偏光ビー
ムスプリッタとを有し、上記反射型液晶パネルは、上記第１の偏光ビームスプリ
ッタから出力された光を入力する第１の反射型液晶パネ
ルと、上記第２の偏光ビームスプリッタから出力された
光を入力する第２の反射型液晶パネルを有し、上記偏光板は、第１の反射型液晶パネルから出力された
光の偏波を透過させる第１の偏光板と、第２の反射型液
晶パネルから出力された光の偏波を透過させる第２の偏
光板とを有し、上記液晶プロジェクタ装置は、更に、第１の偏光板から
出力された光と第２の偏光板から出力された光を合成す
る合成用偏光ビームスプリッタを備えたことを特徴とす
る請求項１記載の液晶プロジェクタ装置。
【請求項６】上記第１の偏光ビームスプリッタは、Ｒ
光、Ｇ光、Ｂ光に対応した３個の偏光ビームスプリッタ
を備え、また、上記第１の反射型液晶パネルは、Ｒ光、
Ｇ光、Ｂ光に対応した３枚の反射型液晶パネルを備え、
上記液晶プロジェクタ装置は、更に、上記光源と３個の
偏光ビームスプリッタの間に、光源からの光をＲ光、Ｇ
光、Ｂ光に分離して３個の偏光ビームスプリッタに出力
する分離用ダイクロイック面を備え、上記３個の偏光ビ
ームスプリッタと第１の偏光板の間に、３個の偏光ビー
ムスプリッタから出力されるＲ光、Ｇ光、Ｂ光を合成し
て第１の偏光板に出力する合成用ダイクロイック面を備
えたことを特徴とする請求項５記載の液晶プロジェクタ
装置。
【請求項７】上記ダイクロイック面は、Ｒ光、Ｇ光、
Ｂ光の内、１つの光を反射する第１のダイクロイック面
と、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の内、他の１つの光を反射する第
２のダイクロイック面を備え、第１のダイクロイック面
と第２のダイクロイック面を交差させたことを特徴とす
る請求項２又は６記載の液晶プロジェクタ装置。
【請求項８】上記ダイクロイック面は、Ｒ光、Ｇ光、
Ｂ光の内、１つの光を透過する第１のダイクロイック面
と、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の内、他の１つの光を透過する第
２のダイクロイック面と、上記第１のダイクロイック面
を内包した第１の変形プリズムと、上記第２のダイクロ
イック面を内包した第２の変形プリズムとを備えたこと
を特徴とする請求項２又は６記載の液晶プロジェクタ装
置。
【請求項９】以下の要素を有する液晶プロジェクタ装
置（ａ）光を発する光源、（ｂ）光源からの光を入射し
て入射した光を偏光方向が異なるＰ波とＳ波の光に分離
する偏光ビームスプリッタ、（ｃ）上記偏光ビームスプ
リッタにより分離されたＰ波とＳ波の光の内、一方の光
を入力するλ／４板、（ｄ）上記λ／４板から出力され
た光を入射し、入射した光を変調して上記λ／４板に出
力するポリマー分散型の反射型液晶パネル、（ｅ）上記
λ／４板を介して偏光ビームスプリッタから出力される
変調された光をスクリーンに投写する投写レンズ。
【請求項１０】上記λ／４板は、Ｓ波を入力する第１
のλ／４板と、Ｐ波を入力する第２のλ／４板とを有
し、上記反射型液晶パネルは、第１のλ／４板に対して光を
入出力する第１の反射型液晶パネルと、第２のλ／４板
に対して光を入出力する第２の反射型液晶パネルとを有
することを特徴とする請求項９記載の液晶プロジェクタ
装置。
【請求項１１】上記反射型液晶パネルは、Ｒ光、Ｇ
光、Ｂ光に対応した３枚の反射型液晶パネルを備え、上
記液晶プロジェクタ装置は、更に、上記偏光ビームスプ
リッタと３枚の反射型液晶パネルの間に、偏光ビームス
プリッタからの光をＲ光、Ｇ光、Ｂ光に分離して３枚の
反射型液晶パネルに出力するとともに３枚の反射型液晶
パネルにより反射されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光を入力して合
成するダイクロイック面を備えたことを特徴とする請求
項９記載の液晶プロジェクタ装置。
【請求項１２】以下の要素を有する液晶プロジェクタ
装置（ａ）光を発する光源、（ｂ）光源からの光を入射
して入射した光を偏光方向が異なるＰ波とＳ波の光に分
離する偏光ビームスプリッタ、（ｃ）Ｒ光、Ｇ光、Ｂ
光に対応した３枚の反射型液晶パネル、（ｄ）上記偏光
ビームスプリッタにより分離されたＰ波とＳ波の光の
内、一方の光を入射し、入射した光からＲ光、Ｇ光、Ｂ
光の内いずれか１つの光と、他の２つの光の合成光とを
分離して、分離した１つの光をその光に対応する反射型
液晶パネルに出力するとともに、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の内
いずれか１つの光と、他の２つの光の合成光とを入力し
て合成し、上記偏光ビームスプリッタに出力する第１の
変形プリズム、（ｅ）上記第１の変形プリズムで分離さ
れた合成光を入力し、合成されている他の２つの光を分
離して、分離した２つの光をその光に対応する反射型液
晶パネルにそれぞれ出力するとともに、反射型液晶パネ
ルから反射された２つの光を入力して合成し上記第１の
変形プリズムへ出力する第２の変形プリズム、（ｆ）上
記第１の変形プリズムで合成された光を上記偏光ビーム
スプリッタを介して入力し、スクリーンに投射する投写
レンズ。
【請求項１３】上記第１と第２の変形プリズムは、そ
れぞれ上記光の入射角が１５度以下になるようなダイク
ロイック面を備えたことを特徴とする請求項１２記載の
液晶プロジェクタ装置。
【請求項１４】上記第１と第２の変形プリズムは、入
射した光を全反射させて光路を形成することを特徴とす
る請求項１３記載の液晶プロジェクタ装置。