JPH11258547A - カラー画像投影装置 - Google Patents
カラー画像投影装置Info
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- JPH11258547A JPH11258547A JP10063315A JP6331598A JPH11258547A JP H11258547 A JPH11258547 A JP H11258547A JP 10063315 A JP10063315 A JP 10063315A JP 6331598 A JP6331598 A JP 6331598A JP H11258547 A JPH11258547 A JP H11258547A
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Lenses (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、上記問題点に鑑み、照明光と投影
光を分離するための部材を用いることなく、投影面での
色むらを低減させた、コンパクトで低コストのカラー画
像投影装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 照明光から光学画像を含む投影光を形成
する複数の反射型表示パネルと、投影光を投影して投影
面に結像させる非テレセントリック光学系である投影光
学系と、前記照明光の前記反射型表示パネルに対する入
射角と、前記投影光の該反射型表示パネルに対する反射
角とが、対応する前記反射型表示パネルの領域によって
異なるようにする反射角変換光学系と、前記照明光を複
数の色の光に分解するとともに複数の色の投影光を合成
する色分解合成手段とを有する構成とする。また、色分
解合成手段は前記投影光学系の光軸となす角度が３５゜
以下の複数のダイクロイックコート面を有する。
光を分離するための部材を用いることなく、投影面での
色むらを低減させた、コンパクトで低コストのカラー画
像投影装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 照明光から光学画像を含む投影光を形成
する複数の反射型表示パネルと、投影光を投影して投影
面に結像させる非テレセントリック光学系である投影光
学系と、前記照明光の前記反射型表示パネルに対する入
射角と、前記投影光の該反射型表示パネルに対する反射
角とが、対応する前記反射型表示パネルの領域によって
異なるようにする反射角変換光学系と、前記照明光を複
数の色の光に分解するとともに複数の色の投影光を合成
する色分解合成手段とを有する構成とする。また、色分
解合成手段は前記投影光学系の光軸となす角度が３５゜
以下の複数のダイクロイックコート面を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、異なる色の光から
なる複数の光学画像を合成して投影する小型のカラー画
像投影装置に関するものである。
なる複数の光学画像を合成して投影する小型のカラー画
像投影装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近、透過型ＬＣＤ（liquid crystal d
isplay）よりも効率の高い反射型ＬＣＤが注目されてい
る。反射型ＬＣＤは、反射型ＬＣＤの表面から入射した
照明光を入射角とは逆符号でほぼ同じ反射角を持つ正反
射の投影光を射出する。
isplay）よりも効率の高い反射型ＬＣＤが注目されてい
る。反射型ＬＣＤは、反射型ＬＣＤの表面から入射した
照明光を入射角とは逆符号でほぼ同じ反射角を持つ正反
射の投影光を射出する。
【０００３】この反射型ＬＣＤを用いた表示光学系とし
て、従来、反射型ＬＣＤに対してほぼ垂直方向から照明
し、垂直方向に投影光が射出するようにし、この投影光
が投影光学系を介して像を形成するように構成されたも
のが提案されている。図８に、この光学系の具体例（従
来例１）を示す。
て、従来、反射型ＬＣＤに対してほぼ垂直方向から照明
し、垂直方向に投影光が射出するようにし、この投影光
が投影光学系を介して像を形成するように構成されたも
のが提案されている。図８に、この光学系の具体例（従
来例１）を示す。
【０００４】図８は、光学系の水平断面図である。同図
において、５１は光源、５２は光源５１に連結され、光
源５１からの光を反射して集光するリフレクター、５４
はリフレクター５２の前部に配設され、後述の反射型Ｌ
ＣＤを効率よく、むらなく照明するための照明光学系、
５５、５６は特定の色の光のみを反射し残りの色の光を
透過するダイクロイックミラー、５７、５８、５９は偏
光ビームスプリッタ、６０、６１、６２はそれぞれ赤色
（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の光学画像を形成する
反射型ＬＣＤパネル、６３はクロスダイクロイックプリ
ズム、６４は投影光学系である。
において、５１は光源、５２は光源５１に連結され、光
源５１からの光を反射して集光するリフレクター、５４
はリフレクター５２の前部に配設され、後述の反射型Ｌ
ＣＤを効率よく、むらなく照明するための照明光学系、
５５、５６は特定の色の光のみを反射し残りの色の光を
透過するダイクロイックミラー、５７、５８、５９は偏
光ビームスプリッタ、６０、６１、６２はそれぞれ赤色
（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の光学画像を形成する
反射型ＬＣＤパネル、６３はクロスダイクロイックプリ
ズム、６４は投影光学系である。
【０００５】光源５１及び、光源５１からの光を反射す
るリフレクター５２からでた照明光は、照明光学系５３
を通過してダイクロイックミラー５５によりＢの光が反
射され、ダイクロイックミラー５６によりＧの光が反射
され、３色の光に分離される。分離されたＲ、Ｇ、Ｂの
光は、それぞれ偏光ビームスプリッタ５７、５８、５９
に入射し、ここでＳ偏光光束のみが反射され反射された
光が反射型ＬＣＤパネル６０、６１、６２に垂直入射す
る。
るリフレクター５２からでた照明光は、照明光学系５３
を通過してダイクロイックミラー５５によりＢの光が反
射され、ダイクロイックミラー５６によりＧの光が反射
され、３色の光に分離される。分離されたＲ、Ｇ、Ｂの
光は、それぞれ偏光ビームスプリッタ５７、５８、５９
に入射し、ここでＳ偏光光束のみが反射され反射された
光が反射型ＬＣＤパネル６０、６１、６２に垂直入射す
る。
【０００６】垂直に入射した照明光は、反射型ＬＣＤパ
ネル６０、６１、６２で画素ごとに選択的にＰ偏光に変
換されて正反射される。反射型ＬＣＤパネル６０、６
１、６２で垂直に正反射された投影光は偏光ビームスプ
リッタ５７、５８、５９で反射せずに透過し、クロスダ
イクロイックプリズム６３に入射する。クロスダイクロ
イックプリズム６３で３色の投影光が合成され、投影光
学系６４によってスクリーン上に結像される。
ネル６０、６１、６２で画素ごとに選択的にＰ偏光に変
換されて正反射される。反射型ＬＣＤパネル６０、６
１、６２で垂直に正反射された投影光は偏光ビームスプ
リッタ５７、５８、５９で反射せずに透過し、クロスダ
イクロイックプリズム６３に入射する。クロスダイクロ
イックプリズム６３で３色の投影光が合成され、投影光
学系６４によってスクリーン上に結像される。
【０００７】また、特開昭６３−２９２８９２号公報で
は、反射型ＬＣＤに垂直でない照明光が入射する構成の
光学系（従来例２）が提案されている。該公報の光学系
では、反射型ＬＣＤの近傍にフレネルレンズが配置され
ている。このフレネルレンズにより、反射型ＬＣＤにお
ける照明光の入射角と投影光の反射角がパネルの領域に
応じて異なるようにしている。
は、反射型ＬＣＤに垂直でない照明光が入射する構成の
光学系（従来例２）が提案されている。該公報の光学系
では、反射型ＬＣＤの近傍にフレネルレンズが配置され
ている。このフレネルレンズにより、反射型ＬＣＤにお
ける照明光の入射角と投影光の反射角がパネルの領域に
応じて異なるようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】反射型ＬＣＤは、正反
射特性を持っている。このため、従来例１のように、照
明光が反射型ＬＣＤパネル６０、６１、６２に垂直に入
射する場合は、これを垂直に反射して投影光を形成する
ため、照明光と投影光が進行方向を逆にしただけのほぼ
同じ光路を辿ることになる。よって、照明光の光路と投
影光の光路を分離するための偏光分離プリズム５７、５
８、５９を配置する必要があり大きなガラスブロックと
多層の薄膜処理によるコストアップにつながる。
射特性を持っている。このため、従来例１のように、照
明光が反射型ＬＣＤパネル６０、６１、６２に垂直に入
射する場合は、これを垂直に反射して投影光を形成する
ため、照明光と投影光が進行方向を逆にしただけのほぼ
同じ光路を辿ることになる。よって、照明光の光路と投
影光の光路を分離するための偏光分離プリズム５７、５
８、５９を配置する必要があり大きなガラスブロックと
多層の薄膜処理によるコストアップにつながる。
【０００９】さらに、３色の投影光を合成するためのダ
イクロイックプリズム６３も必要となるために、結果的
にレンズバックには２つのプリズム６３、５８（または
５７または５９）を挿入する必要があるためにレンズバ
ックの長さが非常に長くなった。レンズバックの長さが
長くなると、その分だけレンズ枚数が増えたり収差補正
を困難にしたりと投影光学系にかかる負担が大きくな
る。
イクロイックプリズム６３も必要となるために、結果的
にレンズバックには２つのプリズム６３、５８（または
５７または５９）を挿入する必要があるためにレンズバ
ックの長さが非常に長くなった。レンズバックの長さが
長くなると、その分だけレンズ枚数が増えたり収差補正
を困難にしたりと投影光学系にかかる負担が大きくな
る。
【００１０】また、反射型ＬＣＤパネル６０、６１、６
２の正反射特性に合わせるため、投影光学系６４はテレ
セントリック光学系でなければならず、テレセントリッ
ク光学系にするためにもレンズ枚数が増えたり収差補正
を困難にしたりする。上記理由と合わせると、テレセン
トリック光学系で長いレンズバックを持たせようとする
と、非常に多くのレンズ枚数が必要であり、光学系が大
型化する。
２の正反射特性に合わせるため、投影光学系６４はテレ
セントリック光学系でなければならず、テレセントリッ
ク光学系にするためにもレンズ枚数が増えたり収差補正
を困難にしたりする。上記理由と合わせると、テレセン
トリック光学系で長いレンズバックを持たせようとする
と、非常に多くのレンズ枚数が必要であり、光学系が大
型化する。
【００１１】偏光ビームスプリッタ等を用いることなく
簡単な構成で照明光と投影光を分離できるようにするた
めには、反射型ＬＣＤに対して斜め方向から照明すれば
よい。このようにすれば、照明光と投影光の光路が異な
る。しかしながら、このようにした場合、正反射特性か
ら投影光も斜め方向に射出する。斜め方向に射出した投
影光に対して反射型ＬＣＤと共役でかつ良好な像を形成
する投影光学系を構成することは非常に困難である。
簡単な構成で照明光と投影光を分離できるようにするた
めには、反射型ＬＣＤに対して斜め方向から照明すれば
よい。このようにすれば、照明光と投影光の光路が異な
る。しかしながら、このようにした場合、正反射特性か
ら投影光も斜め方向に射出する。斜め方向に射出した投
影光に対して反射型ＬＣＤと共役でかつ良好な像を形成
する投影光学系を構成することは非常に困難である。
【００１２】従来例２においては、クロスダイクロイッ
クプリズムで色の分解合成を行っているが、投影光学系
の瞳が近くテレセントリックから大きく離れているため
に、クロスダイクロイック面における入射角が大きくか
つ軸外の光束と軸上の光束での角度が大きく異なるので
十分な色の分離を行えずに光量のロス及び投影面での色
むらが発生する。
クプリズムで色の分解合成を行っているが、投影光学系
の瞳が近くテレセントリックから大きく離れているため
に、クロスダイクロイック面における入射角が大きくか
つ軸外の光束と軸上の光束での角度が大きく異なるので
十分な色の分離を行えずに光量のロス及び投影面での色
むらが発生する。
【００１３】このように、テレセントリック光学系から
大きくはずれた光学系にクロスダイクロイックプリズム
を用いると、ダイクロイック面の入射光に対する角度依
存性により発生する色むらを除去することができないの
で好ましくない。また、良好な像を形成するためには、
その投影光学系や照明光学系の構成が重要となってくる
が、従来例２においてはこれらの具体的な構成が示され
ていない。
大きくはずれた光学系にクロスダイクロイックプリズム
を用いると、ダイクロイック面の入射光に対する角度依
存性により発生する色むらを除去することができないの
で好ましくない。また、良好な像を形成するためには、
その投影光学系や照明光学系の構成が重要となってくる
が、従来例２においてはこれらの具体的な構成が示され
ていない。
【００１４】本発明は、上記問題点に鑑み、照明光と投
影光を分離するための部材を用いることなく、かつ投影
面での色むらを低減させた、コンパクトで低コストのカ
ラー画像投影装置を提供することを目的とする。
影光を分離するための部材を用いることなく、かつ投影
面での色むらを低減させた、コンパクトで低コストのカ
ラー画像投影装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、複数の画素に分割された反射型表示パネ
ルにおいて照明光を前記画素ごと選択的に第１あるいは
第２の所定の特性を持つ光に変換して反射することによ
り第２の所定の特性を持つ光のみからなる投影光を形成
する同一構成の複数の表示手段と、前記表示手段に与え
る照明光を形成する照明光学系と、前記照明光学系から
の照明光を複数の色の光に分解して各色の光を対応する
前記表示手段に与えるとともに前記複数の表示手段で形
成された複数の色の投影光を合成する色分解合成手段
と、前記色分解合成手段で合成された投影光を投影して
投影面に結像させる投影光学系とを有するカラー画像投
影装置において、前記照明光の前記反射型表示パネルに
対する入射角と、前記投影光の該反射型表示パネルに対
する反射角とが、対応する前記反射型表示パネルの領域
によって異なるようにする反射角変換光学系を有し、前
記色分解合成手段は特定の色の光のみを反射し残りの色
の光を透過する複数のダイクロイックコート面を備え、
該ダイクロイックコート面と前記投影光学系の光軸との
なす角度が３５゜以下であり、前記投影光学系の焦点距
離をｆ、前記反射型表示パネル上の最軸外光線の像高を
ｙ、前記投影光学系に入射する前記投影光の最軸外光線
の主光線と軸上主光線がなす角度をθとすると、２＜ｙ
／ｔａｎθ／ｆ＜１０を満たし、前記照明光学系と前記
投影光学系の光軸を含む平面と、合成後前記投影光学系
の光軸を光路とする各色の投影光を含む平面とは直交す
る構成とする。
に、本発明は、複数の画素に分割された反射型表示パネ
ルにおいて照明光を前記画素ごと選択的に第１あるいは
第２の所定の特性を持つ光に変換して反射することによ
り第２の所定の特性を持つ光のみからなる投影光を形成
する同一構成の複数の表示手段と、前記表示手段に与え
る照明光を形成する照明光学系と、前記照明光学系から
の照明光を複数の色の光に分解して各色の光を対応する
前記表示手段に与えるとともに前記複数の表示手段で形
成された複数の色の投影光を合成する色分解合成手段
と、前記色分解合成手段で合成された投影光を投影して
投影面に結像させる投影光学系とを有するカラー画像投
影装置において、前記照明光の前記反射型表示パネルに
対する入射角と、前記投影光の該反射型表示パネルに対
する反射角とが、対応する前記反射型表示パネルの領域
によって異なるようにする反射角変換光学系を有し、前
記色分解合成手段は特定の色の光のみを反射し残りの色
の光を透過する複数のダイクロイックコート面を備え、
該ダイクロイックコート面と前記投影光学系の光軸との
なす角度が３５゜以下であり、前記投影光学系の焦点距
離をｆ、前記反射型表示パネル上の最軸外光線の像高を
ｙ、前記投影光学系に入射する前記投影光の最軸外光線
の主光線と軸上主光線がなす角度をθとすると、２＜ｙ
／ｔａｎθ／ｆ＜１０を満たし、前記照明光学系と前記
投影光学系の光軸を含む平面と、合成後前記投影光学系
の光軸を光路とする各色の投影光を含む平面とは直交す
る構成とする。
【００１６】上記構成において、反射型表示パネルとし
ては、例えば反射型ＬＣＤパネルやＤＭＤ（Digital Mi
cromirror Device）を用いることができる。反射角変換
光学系は、例えば複数の前記各反射型表示パネル近傍に
配置したコンデンサーレンズで構成することができる。
該コンデンサーレンズの光軸は対応する反射型表示パネ
ルから出射される投影光の内、合成後に前記投影光学系
の光軸を光路とする投影光の合成前の光路に対して偏心
していて、該偏心方向への前記反射型表示パネルの像高
をＨとしたとき、前記コンデンサーレンズの光軸は０．
３Ｈ〜２．０Ｈ平行に偏心しているものとする。前記色
分解合成手段としては、例えば、色分解合成プリズムや
色分解合成ミラーで構成することができる。
ては、例えば反射型ＬＣＤパネルやＤＭＤ（Digital Mi
cromirror Device）を用いることができる。反射角変換
光学系は、例えば複数の前記各反射型表示パネル近傍に
配置したコンデンサーレンズで構成することができる。
該コンデンサーレンズの光軸は対応する反射型表示パネ
ルから出射される投影光の内、合成後に前記投影光学系
の光軸を光路とする投影光の合成前の光路に対して偏心
していて、該偏心方向への前記反射型表示パネルの像高
をＨとしたとき、前記コンデンサーレンズの光軸は０．
３Ｈ〜２．０Ｈ平行に偏心しているものとする。前記色
分解合成手段としては、例えば、色分解合成プリズムや
色分解合成ミラーで構成することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。 〈第１の実施形態〉図１は、本発明の実施形態のカラー
画像投影装置の投影光学系の光軸を含む垂直断面図であ
る。図２は、投影光学系の光軸を含む水平断面図であ
る。１は光源、２は光源１を取り囲むように配置され、
光源１からの光をほぼ平行にする例えば放物面形状をし
たリフレクター、３は光源１及びリフレクター２から入
射する光の不要な波長域をカットするＩＲ-ＵＶカット
フィルターである。
て、図面を参照しながら説明する。 〈第１の実施形態〉図１は、本発明の実施形態のカラー
画像投影装置の投影光学系の光軸を含む垂直断面図であ
る。図２は、投影光学系の光軸を含む水平断面図であ
る。１は光源、２は光源１を取り囲むように配置され、
光源１からの光をほぼ平行にする例えば放物面形状をし
たリフレクター、３は光源１及びリフレクター２から入
射する光の不要な波長域をカットするＩＲ-ＵＶカット
フィルターである。
【００１８】４は複数のレンズセル４ａがマトリックス
状に配置された第１のレンズアレイである。第１のレン
ズアレイ４は、後述する第２のレンズアレイ、コンデン
サーレンズの光学作用により、反射型ＬＥＤパネルに対
して共役関係となる位置に配置されている。５はＳ偏光
光束のみを反射するダイクロイックミラー面５ａと全反
射ミラー面５ｂを有する偏光分離プリズムである。
状に配置された第１のレンズアレイである。第１のレン
ズアレイ４は、後述する第２のレンズアレイ、コンデン
サーレンズの光学作用により、反射型ＬＥＤパネルに対
して共役関係となる位置に配置されている。５はＳ偏光
光束のみを反射するダイクロイックミラー面５ａと全反
射ミラー面５ｂを有する偏光分離プリズムである。
【００１９】６は複数のレンズセル６ａがマトリックス
状に配置された第２のレンズアレイである。第２のレン
ズアレイ６は、第１のレンズアレイ４、リフレクター２
の光学作用により光源１と共役関係となる位置に設けら
れている。第２のレンズアレイ６のレンズセル６ａの密
度は、第１のレンズアレイ４よりも横方向に倍になって
いる。
状に配置された第２のレンズアレイである。第２のレン
ズアレイ６は、第１のレンズアレイ４、リフレクター２
の光学作用により光源１と共役関係となる位置に設けら
れている。第２のレンズアレイ６のレンズセル６ａの密
度は、第１のレンズアレイ４よりも横方向に倍になって
いる。
【００２０】尚、図示はしないが、第２のレンズアレイ
６のＰ偏光光束に対応するレンズセル６ａの入射面に
は、Ｐ偏光光束をＳ偏光光束に変換する半波長板が設け
られている。これにより第２のレンズアレイ６から出る
光は全てＳ偏光となる。
６のＰ偏光光束に対応するレンズセル６ａの入射面に
は、Ｐ偏光光束をＳ偏光光束に変換する半波長板が設け
られている。これにより第２のレンズアレイ６から出る
光は全てＳ偏光となる。
【００２１】７は、３つの６面体のプリズム７ａ、７
ｂ、７ｃから形成される色分解合成プリズムである。３
つのプリズム７ａ、７ｂ、７ｃは、プリズム７ａとプリ
ズム７ｂにより接合面７ｄが、プリズム７ｂとプリズム
７ｃにより接合面７ｅが形成されるように接合されてい
る。各面の角度等の詳細は後述する。
ｂ、７ｃから形成される色分解合成プリズムである。３
つのプリズム７ａ、７ｂ、７ｃは、プリズム７ａとプリ
ズム７ｂにより接合面７ｄが、プリズム７ｂとプリズム
７ｃにより接合面７ｅが形成されるように接合されてい
る。各面の角度等の詳細は後述する。
【００２２】接合面７ｄには、可視光の内、略５１０nm
以下の波長（Ｂ）の光を反射し、その他の波長の光束を
透過するダイクロイック多層膜が蒸着（ダイクロイック
コート）され、接合面７ｅには、可視光の内、略５８０
nm以上の波長（Ｒ）の光を反射し、その他の波長の光束
を透過するダイクロイック多層膜が蒸着されている。
以下の波長（Ｂ）の光を反射し、その他の波長の光束を
透過するダイクロイック多層膜が蒸着（ダイクロイック
コート）され、接合面７ｅには、可視光の内、略５８０
nm以上の波長（Ｒ）の光を反射し、その他の波長の光束
を透過するダイクロイック多層膜が蒸着されている。
【００２３】８、９、１０は偏心したコンデンサーレン
ズ、１１、１２、１３はそれぞれＲ、Ｇ、Ｂの電気画像
を光学画像に変換する長方形の反射型ＬＣＤパネルであ
る。反射型ＬＣＤパネル１２を例に挙げていうと、矢印
２０が短辺方向、矢印２１が長辺方向である。照明光学
系の光軸と投影光学系の光軸を含む平面と反射型ＬＣＤ
パネル１１、１２、１３の短辺方向２０が平行である場
合は、照明光と投影光の分離角度を小さくできるので好
ましい。逆に、長辺方向２１と平行になると分離角度を
大きくするために偏心したコンデンサーレンズ８、９、
１０のパワーを強くする必要があるので投影光学系の収
差補正が困難になり好ましくない。
ズ、１１、１２、１３はそれぞれＲ、Ｇ、Ｂの電気画像
を光学画像に変換する長方形の反射型ＬＣＤパネルであ
る。反射型ＬＣＤパネル１２を例に挙げていうと、矢印
２０が短辺方向、矢印２１が長辺方向である。照明光学
系の光軸と投影光学系の光軸を含む平面と反射型ＬＣＤ
パネル１１、１２、１３の短辺方向２０が平行である場
合は、照明光と投影光の分離角度を小さくできるので好
ましい。逆に、長辺方向２１と平行になると分離角度を
大きくするために偏心したコンデンサーレンズ８、９、
１０のパワーを強くする必要があるので投影光学系の収
差補正が困難になり好ましくない。
【００２４】各反射型ＬＣＤパネル１１、１２、１３
は、入射光の内、各画素毎に選択的に偏光面を回転さ
せ、あるいは回転させずに反射する。そして、不図示の
偏光板で回転された光のうちＰ偏光成分のみを透過して
投影光を形成する。１４はプリズム７からの投影光を不
図示のスクリーン上に結像させる非テレセントリックな
光学系である投影光学系である。１５は、投影光学系１
４に設けられた絞りである。
は、入射光の内、各画素毎に選択的に偏光面を回転さ
せ、あるいは回転させずに反射する。そして、不図示の
偏光板で回転された光のうちＰ偏光成分のみを透過して
投影光を形成する。１４はプリズム７からの投影光を不
図示のスクリーン上に結像させる非テレセントリックな
光学系である投影光学系である。１５は、投影光学系１
４に設けられた絞りである。
【００２５】上記構成において、１〜６までの構成を特
許請求の範囲でいうところの照明光学系、７の構成を同
じく色分解合成手段、８〜１０の構成を同じく反射角変
換光学系、１１〜１３の構成と上記不図示の偏光板を同
じく表示手段とする。
許請求の範囲でいうところの照明光学系、７の構成を同
じく色分解合成手段、８〜１０の構成を同じく反射角変
換光学系、１１〜１３の構成と上記不図示の偏光板を同
じく表示手段とする。
【００２６】上記構成において、光源１から放射された
ランダム偏光の光束は、一部は光源１から直接、残りは
リフレクタ２から反射され、ＩＲ-ＵＶカットフィルタ
ー３で不要成分をカットされた後、第１のレンズアレイ
４に入射される。第１のレンズアレイ４では複数の光束
に分離され、偏光分離プリズム５に入射されダイクロイ
ック面５ａでＳ偏光が反射され、全反射面５ｂでＰ偏光
が反射されることによりＳ偏光とＰ偏光に分離される。
Ｓ偏光は直接第２のレンズアレイ６に入射され、Ｐ偏光
は入射面で不図示の半波長板によりＳ偏光に偏光された
後、第２のレンズアレイ６に入射され、光源像を結像さ
れる。
ランダム偏光の光束は、一部は光源１から直接、残りは
リフレクタ２から反射され、ＩＲ-ＵＶカットフィルタ
ー３で不要成分をカットされた後、第１のレンズアレイ
４に入射される。第１のレンズアレイ４では複数の光束
に分離され、偏光分離プリズム５に入射されダイクロイ
ック面５ａでＳ偏光が反射され、全反射面５ｂでＰ偏光
が反射されることによりＳ偏光とＰ偏光に分離される。
Ｓ偏光は直接第２のレンズアレイ６に入射され、Ｐ偏光
は入射面で不図示の半波長板によりＳ偏光に偏光された
後、第２のレンズアレイ６に入射され、光源像を結像さ
れる。
【００２７】この光源像を二次光源として、第２のレン
ズアレイ６から複数の光束が出射され、色分解合成プリ
ズム７の面７ｆに斜め上方から入射する。プリズム７に
入射された光束は接合面７ｄでＢの光束が反射され、接
合面７ｅでＲの光束が反射され、残りのＧの光束はコン
デンサーレンズ９を介して反射型ＬＣＤパネル１２に与
えられる。接合面７ｄで反射されたＢの光束は、面７ｆ
への入射角度が大きいのでここで全反射をおこしコンデ
ンサーレンズ８を介して反射型ＬＣＤパネル１１に与え
られる。接合面７ｅで反射されたＲの光束は、コンデン
サーレンズ１０を介して反射型ＬＣＤパネル１３に与え
られる。
ズアレイ６から複数の光束が出射され、色分解合成プリ
ズム７の面７ｆに斜め上方から入射する。プリズム７に
入射された光束は接合面７ｄでＢの光束が反射され、接
合面７ｅでＲの光束が反射され、残りのＧの光束はコン
デンサーレンズ９を介して反射型ＬＣＤパネル１２に与
えられる。接合面７ｄで反射されたＢの光束は、面７ｆ
への入射角度が大きいのでここで全反射をおこしコンデ
ンサーレンズ８を介して反射型ＬＣＤパネル１１に与え
られる。接合面７ｅで反射されたＲの光束は、コンデン
サーレンズ１０を介して反射型ＬＣＤパネル１３に与え
られる。
【００２８】反射型ＬＣＤパネル１１、１２、１３で生
成されたＲ、Ｇ、Ｂの各色の光学画像を形成する投影光
は、それぞれコンデンサーレンズ８、９、１０を介して
色分解合成プリズム７に入射する。Ｂの投影光は面７
ｆ、接合面７ｄで反射され、面７ｆに対する入射角がほ
ぼ０゜となって面７ｆを透過する。Ｇの投影光はそのま
ま面７ｆを透過する。Ｒの投影光は接合面７ｅで反射さ
れた後、面７ｆを透過する。結果的に、３色の投影光が
合成されて、色分解合成プリズム７から出射される。こ
の合成された投影光は投影光学系１４により不図示のス
クリーン上に結像される。
成されたＲ、Ｇ、Ｂの各色の光学画像を形成する投影光
は、それぞれコンデンサーレンズ８、９、１０を介して
色分解合成プリズム７に入射する。Ｂの投影光は面７
ｆ、接合面７ｄで反射され、面７ｆに対する入射角がほ
ぼ０゜となって面７ｆを透過する。Ｇの投影光はそのま
ま面７ｆを透過する。Ｒの投影光は接合面７ｅで反射さ
れた後、面７ｆを透過する。結果的に、３色の投影光が
合成されて、色分解合成プリズム７から出射される。こ
の合成された投影光は投影光学系１４により不図示のス
クリーン上に結像される。
【００２９】上記のように、本実施形態においては、半
波長板を第２のレンズアレイのＰ偏光に対応するレンズ
セル６ａの入射面に設ける構成とし照明光としてＳ偏光
光束のみを用いるようにしたが、半波長板をＳ偏光に対
応するレンズセル６ａの入射面に設ける構成とし照明光
としてＰ偏光光束のみを用いるようにしてもよい。
波長板を第２のレンズアレイのＰ偏光に対応するレンズ
セル６ａの入射面に設ける構成とし照明光としてＳ偏光
光束のみを用いるようにしたが、半波長板をＳ偏光に対
応するレンズセル６ａの入射面に設ける構成とし照明光
としてＰ偏光光束のみを用いるようにしてもよい。
【００３０】反射型ＬＣＤパネル１１、１２、１３を均
一にけられなく照明するためには、第２のレンズアレイ
６にできる第１のレンズアレイ４の光源像と投影光学系
１４の絞り１５が共役の関係にあることが必要となる
が、上記構成では第２のレンズアレイ６が絞り１５のほ
ぼ上にきているので、その関係を維持している。
一にけられなく照明するためには、第２のレンズアレイ
６にできる第１のレンズアレイ４の光源像と投影光学系
１４の絞り１５が共役の関係にあることが必要となる
が、上記構成では第２のレンズアレイ６が絞り１５のほ
ぼ上にきているので、その関係を維持している。
【００３１】このように、第２のレンズアレイ６を絞り
１５のほぼ上に位置するようにするには、投影光学系１
４の射出瞳距離とコンデンサーレンズ８、９、１０の焦
点距離をほぼ等しくするとよい。逆に、絞り１５から遠
く離れて位置するようにするには、コンデンサーレンズ
８、９、１０の焦点距離を長くすると、反射型ＬＣＤパ
ネル１１、１２、１３から第２のレンズアレイ６の間の
距離を長くすることができる。また、投影光学系１４の
絞り１５と共役な位置に第２レンズアレイ６を直接配置
してもよいが、ここに第２のレンズアレイ６と共役な像
を結ぶように光学系を配置するようにしてもよい。
１５のほぼ上に位置するようにするには、投影光学系１
４の射出瞳距離とコンデンサーレンズ８、９、１０の焦
点距離をほぼ等しくするとよい。逆に、絞り１５から遠
く離れて位置するようにするには、コンデンサーレンズ
８、９、１０の焦点距離を長くすると、反射型ＬＣＤパ
ネル１１、１２、１３から第２のレンズアレイ６の間の
距離を長くすることができる。また、投影光学系１４の
絞り１５と共役な位置に第２レンズアレイ６を直接配置
してもよいが、ここに第２のレンズアレイ６と共役な像
を結ぶように光学系を配置するようにしてもよい。
【００３２】上記のように、本実施形態においては、色
分解合成手段として２つのダイクロイックコート面７
ｄ、７ｅを有する色分解合成プリズムが用いられる。一
般に、ダイクロイックコート面はその入射角により選択
的に透過される波長域が変化する。その変化の度合い
は、設計入射角が大きいほど角度による特性波長域の変
化の割合が大きい。よって、本実施形態のように軸上と
軸外の主光線角度が大きい非テレセントリックな光学系
においては、ダイクロイックコート面に入射する軸上の
主光線の角度が３５゜以下（条件式１とする）であるよ
うにする。
分解合成手段として２つのダイクロイックコート面７
ｄ、７ｅを有する色分解合成プリズムが用いられる。一
般に、ダイクロイックコート面はその入射角により選択
的に透過される波長域が変化する。その変化の度合い
は、設計入射角が大きいほど角度による特性波長域の変
化の割合が大きい。よって、本実施形態のように軸上と
軸外の主光線角度が大きい非テレセントリックな光学系
においては、ダイクロイックコート面に入射する軸上の
主光線の角度が３５゜以下（条件式１とする）であるよ
うにする。
【００３３】また、本実施形態は、非テレセントリック
な光学系であるので、ダイクロイックコート面７ｄ、７
ｅへの入射角が３５゜以下であっても、軸上光と軸外光
の特性の差が若干生じる。これを解決する方法として、
ダイクロイックコート面が場所ごと、例えば図２のダイ
クロイックコート面７ｅの上側から下側の間を特性が少
しずつ変化するようにした傾斜コーティングが知られて
いる。傾斜コーティングを用いる場合、傾斜コーティン
グをするダイクロイックコート面は、反射型ＬＣＤパネ
ルに近い方がよい。反射型ＬＣＤパネルに近い方のダイ
クロイックコート面７ｅでは、軸上光と軸外光の通過す
る場所が面７ｅ上で異なるので、軸上光と軸外光の入射
角の違いによるコートの特性の差をキャンセルするよう
な傾斜コーティングとする。通常、特性の差による色む
らを感じやすいのはＲとＧの光なので、ＲとＧの光の分
離を面７ｅで行うのがよい。
な光学系であるので、ダイクロイックコート面７ｄ、７
ｅへの入射角が３５゜以下であっても、軸上光と軸外光
の特性の差が若干生じる。これを解決する方法として、
ダイクロイックコート面が場所ごと、例えば図２のダイ
クロイックコート面７ｅの上側から下側の間を特性が少
しずつ変化するようにした傾斜コーティングが知られて
いる。傾斜コーティングを用いる場合、傾斜コーティン
グをするダイクロイックコート面は、反射型ＬＣＤパネ
ルに近い方がよい。反射型ＬＣＤパネルに近い方のダイ
クロイックコート面７ｅでは、軸上光と軸外光の通過す
る場所が面７ｅ上で異なるので、軸上光と軸外光の入射
角の違いによるコートの特性の差をキャンセルするよう
な傾斜コーティングとする。通常、特性の差による色む
らを感じやすいのはＲとＧの光なので、ＲとＧの光の分
離を面７ｅで行うのがよい。
【００３４】ダイクロイックコート面に入射する軸上の
主光線の角度が３５゜を超えると、入射角度が大きくな
り表示面での色むらが大きくなる。さらに、３１゜以下
（条件式１′とする）であるとより色むらの少ない表示
を得ることができる。
主光線の角度が３５゜を超えると、入射角度が大きくな
り表示面での色むらが大きくなる。さらに、３１゜以下
（条件式１′とする）であるとより色むらの少ない表示
を得ることができる。
【００３５】上記のように、本実施形態においては、反
射角変換光学系として、偏心したコンデンサーレンズ
８、９、１０を各反射型ＬＣＤパネル８、９、１０の直
前に配置している。コンデンサーレンズ８、９、１０が
反射型ＬＣＤパネル８、９、１０から大きく離れると長
いレンズバックが必要になり、投影光学系１４の性能を
維持するのも困難になるので好ましくない。
射角変換光学系として、偏心したコンデンサーレンズ
８、９、１０を各反射型ＬＣＤパネル８、９、１０の直
前に配置している。コンデンサーレンズ８、９、１０が
反射型ＬＣＤパネル８、９、１０から大きく離れると長
いレンズバックが必要になり、投影光学系１４の性能を
維持するのも困難になるので好ましくない。
【００３６】反射型ＬＣＤパネル１１、１２、１３のコ
ンデンサーレンズ８、９、１０の偏心方向の像高（反射
型ＬＣＤパネルの辺の長さ）をＨとしたとき、コンデン
サーレンズ８、９、１０はコンデンサーレンズ８、９、
１０のレンズ光軸αが投影光学系１４のレンズ光軸βか
ら０．３Ｈ〜２．０Ｈ（条件式２とする）平行に偏心し
ているものであるとする。
ンデンサーレンズ８、９、１０の偏心方向の像高（反射
型ＬＣＤパネルの辺の長さ）をＨとしたとき、コンデン
サーレンズ８、９、１０はコンデンサーレンズ８、９、
１０のレンズ光軸αが投影光学系１４のレンズ光軸βか
ら０．３Ｈ〜２．０Ｈ（条件式２とする）平行に偏心し
ているものであるとする。
【００３７】尚、コンデンサーレンズ８、１０の偏心量
は、上記βの代わりにそれぞれ合成後に投影光学系のレ
ンズ光軸βを光路とする合成前の投影光の光路β′、
β″を用いて上記と同様に扱う。Ｇの投影光に関して
は、レンズ光軸βを光路とする合成前の投影光の光路は
レンズ光軸β上にある。β、β′、β″は図２中に示し
てある。
は、上記βの代わりにそれぞれ合成後に投影光学系のレ
ンズ光軸βを光路とする合成前の投影光の光路β′、
β″を用いて上記と同様に扱う。Ｇの投影光に関して
は、レンズ光軸βを光路とする合成前の投影光の光路は
レンズ光軸β上にある。β、β′、β″は図２中に示し
てある。
【００３８】偏心量が０．３Ｈ以下であると、偏心量が
少ないため、照明光と投影光を分離するためにはコンデ
ンサーレンズのパワーを強くする必要が生じ、投影光学
系の性能を劣化させてしまう。２．０Ｈ以上であると、
偏心量が多いため、コンデンサーレンズの径が大きくな
りコスト高になってしまう。さらに、変心量は０．４Ｈ
〜１．０Ｈ（条件式２′とする）である方が好ましい。
少ないため、照明光と投影光を分離するためにはコンデ
ンサーレンズのパワーを強くする必要が生じ、投影光学
系の性能を劣化させてしまう。２．０Ｈ以上であると、
偏心量が多いため、コンデンサーレンズの径が大きくな
りコスト高になってしまう。さらに、変心量は０．４Ｈ
〜１．０Ｈ（条件式２′とする）である方が好ましい。
【００３９】図３に、コンデンサーレンズ８、９、１０
及び反射型ＬＣＤパネル１１、１２１３の光路イメージ
図を示す。コンデンサーレンズ８、９、１０のレンズ光
軸を一点鎖線αで示す。図３において、右上からの照明
光は、偏心したコンデンサーレンズ８、９、１０を透過
して反射型ＬＣＤパネル１１、１２、１３の中央部Ｐ、
左部Ｐ′、右部Ｐ″に入射し、反射されて再度コンデン
サーレンズ８、９、１０を逆に通過して、同図の上方へ
と向かう。
及び反射型ＬＣＤパネル１１、１２１３の光路イメージ
図を示す。コンデンサーレンズ８、９、１０のレンズ光
軸を一点鎖線αで示す。図３において、右上からの照明
光は、偏心したコンデンサーレンズ８、９、１０を透過
して反射型ＬＣＤパネル１１、１２、１３の中央部Ｐ、
左部Ｐ′、右部Ｐ″に入射し、反射されて再度コンデン
サーレンズ８、９、１０を逆に通過して、同図の上方へ
と向かう。
【００４０】反射型ＬＣＤパネル１１、１２、１３の各
領域における照明光の入射角、投影光の反射角は、コン
デンサーレンズ８、９、１０に入射する直前の照明光、
コンデンサーレンズ８、９、１０から出射直後の投影光
で考える。同図に示すように、反射型ＬＣＤパネル１
１、１２、１３の中央部Ｐにおいては、表面に対して入
射角２１．９゜、反射角−５．０゜で、コンデンサーレ
ンズ８、９、１０に照明光ｐ1、投影光ｐ2が出入りす
る。
領域における照明光の入射角、投影光の反射角は、コン
デンサーレンズ８、９、１０に入射する直前の照明光、
コンデンサーレンズ８、９、１０から出射直後の投影光
で考える。同図に示すように、反射型ＬＣＤパネル１
１、１２、１３の中央部Ｐにおいては、表面に対して入
射角２１．９゜、反射角−５．０゜で、コンデンサーレ
ンズ８、９、１０に照明光ｐ1、投影光ｐ2が出入りす
る。
【００４１】同図の反射型ＬＣＤパネル１１、１２、１
３の左部Ｐ′においては、表面に対して入射角２５．２
゜、反射角１．７゜で、コンデンサーレンズ８、９、１
０に照明光ｐ1′、投影光ｐ2′が出入りする。このよう
に、コンデンサーレンズ８、９、１０は、照明光の反射
型ＬＣＤパネル１１、１２、１３に対する入射角と、投
影光の反射型ＬＣＤパネル１１、１２、１３に対する反
射角とが、対応する反射型表示パネル１１、１２、１３
の領域によって異なるようにする。
３の左部Ｐ′においては、表面に対して入射角２５．２
゜、反射角１．７゜で、コンデンサーレンズ８、９、１
０に照明光ｐ1′、投影光ｐ2′が出入りする。このよう
に、コンデンサーレンズ８、９、１０は、照明光の反射
型ＬＣＤパネル１１、１２、１３に対する入射角と、投
影光の反射型ＬＣＤパネル１１、１２、１３に対する反
射角とが、対応する反射型表示パネル１１、１２、１３
の領域によって異なるようにする。
【００４２】従って、反射型ＬＣＤパネル１１、１２、
１３の各素子に入射、反射する光線の角度はほぼ一定で
ありながら、投影光学系１４を非テレセントリック光学
系とすることが可能となり、投影光学系１４のレンズ径
を小さくし、レンズ枚数を少なくしてコストダウンと小
型化を図ることができる。また、各ＬＣＤ素子は一定の
角度に対する入射、反射特性を最適にすることができ
る。本実施形態は、上記のようにＬＣＤ素子に対する入
射、反射角度は反射型ＬＣＤパネル１１、１２、１３の
全領域でほぼ等しくすることができるので好ましい。
１３の各素子に入射、反射する光線の角度はほぼ一定で
ありながら、投影光学系１４を非テレセントリック光学
系とすることが可能となり、投影光学系１４のレンズ径
を小さくし、レンズ枚数を少なくしてコストダウンと小
型化を図ることができる。また、各ＬＣＤ素子は一定の
角度に対する入射、反射特性を最適にすることができ
る。本実施形態は、上記のようにＬＣＤ素子に対する入
射、反射角度は反射型ＬＣＤパネル１１、１２、１３の
全領域でほぼ等しくすることができるので好ましい。
【００４３】上記のように、本実施形態では投影光学系
１４を非テレセントリック光学系とすることが可能とな
る。しかし、投影光学系の射出瞳距離が小さすぎると色
分解合成プリズム７を挿入するためのレンズバックを確
保することが難しくなる。従って、投影光学系１４の射
出瞳距離を適切に保つための以下の条件を満たすことと
する。
１４を非テレセントリック光学系とすることが可能とな
る。しかし、投影光学系の射出瞳距離が小さすぎると色
分解合成プリズム７を挿入するためのレンズバックを確
保することが難しくなる。従って、投影光学系１４の射
出瞳距離を適切に保つための以下の条件を満たすことと
する。
【００４４】焦点距離をｆ、反射型表示パネル１１、１
２、１３上の最外軸光線の像高（反射型表示パネルの対
角線の半分の値となる）をｙ、投影光学系に入射する投
影光の最外軸光線の主光線と軸上主光線がなす角度をθ
としたときに、ｙ／ｔａｎθ／ｆが２〜１０（条件式３
とする）となる。ｙ／ｔａｎθ／ｆが前記下限を超える
と十分なレンズバックを確保するのが困難になり、上限
を超えると投影光学系のレンズ枚数が増えるのでコスト
高になる。
２、１３上の最外軸光線の像高（反射型表示パネルの対
角線の半分の値となる）をｙ、投影光学系に入射する投
影光の最外軸光線の主光線と軸上主光線がなす角度をθ
としたときに、ｙ／ｔａｎθ／ｆが２〜１０（条件式３
とする）となる。ｙ／ｔａｎθ／ｆが前記下限を超える
と十分なレンズバックを確保するのが困難になり、上限
を超えると投影光学系のレンズ枚数が増えるのでコスト
高になる。
【００４５】また、反射型ＬＣＤパネル１１、１２、１
３は偏心したコンデンサーレンズ８、９、１０による像
面の傾きを補正するため、投影光学系のレンズ光軸βま
たは光路β′、β″に対して、垂直より若干傾いてい
る。この傾きは、小さすぎると傾きを補正しきれず、大
きすぎると大きな歪曲が発生するため２゜＜｜傾き角度
｜＜８゜（条件式４とする）が望ましい。
３は偏心したコンデンサーレンズ８、９、１０による像
面の傾きを補正するため、投影光学系のレンズ光軸βま
たは光路β′、β″に対して、垂直より若干傾いてい
る。この傾きは、小さすぎると傾きを補正しきれず、大
きすぎると大きな歪曲が発生するため２゜＜｜傾き角度
｜＜８゜（条件式４とする）が望ましい。
【００４６】以下に、本実施形態におけるコンストラク
ションデータを示す。データ中対応する各面は図１中に
図示する。データ中で＊印をつけた面は非球面であり、
非球面係数及び非球面を表す式も続いて示す。また、偏
心したレンズの偏心量や位置等も別途示す。光学系の構
成要素の位置関係は、図１に示すように紙面に平行で投
影光学系１４の光軸β方向であるＸ軸と、それと直角を
なすＹ軸及び紙面に垂直のＺ軸が示す３次元座標により
表される。
ションデータを示す。データ中対応する各面は図１中に
図示する。データ中で＊印をつけた面は非球面であり、
非球面係数及び非球面を表す式も続いて示す。また、偏
心したレンズの偏心量や位置等も別途示す。光学系の構
成要素の位置関係は、図１に示すように紙面に平行で投
影光学系１４の光軸β方向であるＸ軸と、それと直角を
なすＹ軸及び紙面に垂直のＺ軸が示す３次元座標により
表される。
【００４７】第１３面（r13）、第１４面（r14）を持つ
レンズが偏心したコンデンサーレンズ９である。尚、図
１には図示しないが、コンデンサーレンズ８、１０もコ
ンデンサーレンズ９と同様に、第１３面、第１４面を有
する構成となっている。
レンズが偏心したコンデンサーレンズ９である。尚、図
１には図示しないが、コンデンサーレンズ８、１０もコ
ンデンサーレンズ９と同様に、第１３面、第１４面を有
する構成となっている。
【００４８】また、図４にこの投影光学系１４の収差図
を示す。同図の球面収差図において、実線（ｄ）はｄ線
における球面収差を表し、破線（ＳＣ）は正弦条件を表
している。また、非点収差図において、実線（ＤＳ）と
破線（ＤＭ）は、それぞれサジタル光束とメリディオナ
ル光束の非点収差を表している。ここでは簡便のために
コンデンサーレンズの偏心をなくして軸対称の状態での
収差を示した。
を示す。同図の球面収差図において、実線（ｄ）はｄ線
における球面収差を表し、破線（ＳＣ）は正弦条件を表
している。また、非点収差図において、実線（ＤＳ）と
破線（ＤＭ）は、それぞれサジタル光束とメリディオナ
ル光束の非点収差を表している。ここでは簡便のために
コンデンサーレンズの偏心をなくして軸対称の状態での
収差を示した。
【００４９】 〔面番号〕 〔曲率半径〕 〔軸上面間隔〕 〔ｄ線屈折率〕 〔アッベ数〕 投影面 ∞ 845 AIR r1 42.84830 1.100000 1.754500 51.5700 r2 26.50403 8.873609 AIR r3 31.60111 1.100000 1.670938 54.8859 *r4 18.35059 64.008095 AIR r5 53.90145 3.171023 1.791571 22.8126 r6 129.45774 35.881338 AIR 絞り１５ ∞ 12.869041 AIR r8 113.17508 7.218537 1.577914 60.6311 r9 -23.56948 1.100000 1.846661 23.8234 r10 -43.69099 0.100000 AIR r11 ∞ 90.000000 1.516800 65.2613 r12 ∞ 11.974200 AIR r13 159.89805 11.881196 1.516800 65.2613 r14 -90.60260 1.909300 AIR r15（像面） ∞
【００５０】〔第４面（*r4）の非球面係数〕 ε＝ ０．０１６４０４３７ Ａ＝ ０．９２６５２７×１０-5 Ｂ＝−０．１４３５７２×１０-7 Ｃ＝ ０．５３１０５９×１０-10 Ｄ＝−０．７１５９７９×１０-13
【００５１】〔非球面を表す式〕 ｘ＝ｆ（ｙ，ｚ）＝ｃｒ2／｛１＋（１−εｃ
2ｒ2）1/2｝＋Ａｒ4＋Ｂｒ6＋Ｃｒ8＋Ｄｒ10 この式において、 ｒ＝（ｙ2＋ｚ2）1/2 ε：２次曲面パラメータ ｃ：曲率（曲率半径ｃｒの逆数）
2ｒ2）1/2｝＋Ａｒ4＋Ｂｒ6＋Ｃｒ8＋Ｄｒ10 この式において、 ｒ＝（ｙ2＋ｚ2）1/2 ε：２次曲面パラメータ ｃ：曲率（曲率半径ｃｒの逆数）
【００５２】〔反射型ＬＣＤパネルの大きさ〕 長辺：３５．８４mm 短辺（Ｈの値）：２１．５mm
【００５３】〔投影光学系の焦点距離（ｆ）〕 ２８．６mm （ｙ／ｔａｎθ／ｆ＝３．５３となるので条件式３を満
たす）
たす）
【００５４】〔第１３面（r13）の平行偏心〕 １３．９０７９００mm（ｙ軸方向に） （１３．９０７９００＝０．６４７Ｈとなるので条件式
２′を満たす）
２′を満たす）
【００５５】〔像面（r15）の傾き偏心〕 ５.３４１０８９゜ （条件式４を満たす）
【００５６】〔ダイクロイックコート面の軸上主光線と
なす角度〕 ７ｄ面：２７．９゜（条件式１′を満たす） ７ｅ面：３２．１゜（条件式１を満たす）
なす角度〕 ７ｄ面：２７．９゜（条件式１′を満たす） ７ｅ面：３２．１゜（条件式１を満たす）
【００５７】上記実施形態においては、色分解合成手段
として上記図２に示した色分解合成プリズム７を用いた
が、これ以外の構成のものでも本発明を達成できる。以
下、第２〜第４の実施形態として色分解合成手段の他の
例を示す。
として上記図２に示した色分解合成プリズム７を用いた
が、これ以外の構成のものでも本発明を達成できる。以
下、第２〜第４の実施形態として色分解合成手段の他の
例を示す。
【００５８】〈第２の実施形態〉図５は、本実施形態の
色分解合成手段とそれに対応させて配置したコンデンサ
ーレンズ８、９、１０と反射型ＬＣＤパネル１１、１
２、１３を含む図２に対応する図である。色分解合成手
段として、２つの６面体プリズム７２ａ、７２ｃと１つ
の５面体プリズム７２ｂの３つのプリズム７２ａ、７２
ｂ、７２ｃからなる色分解合成プリズム７２が用いられ
る。２つのプリズム７２ｂ、７２ｃは、プリズム７２ｂ
とプリズム７２ｃにより接合面７２ｅが形成されるよう
に接合されている。プリズム７２ａ、７２ｂは、わずか
な空気の層をおいて配置されている。隔たれたプリズム
面のうち、プリズム７２ａ側を面７２ｄ、プリズム７２
ｂ側を面７２ｇとする。
色分解合成手段とそれに対応させて配置したコンデンサ
ーレンズ８、９、１０と反射型ＬＣＤパネル１１、１
２、１３を含む図２に対応する図である。色分解合成手
段として、２つの６面体プリズム７２ａ、７２ｃと１つ
の５面体プリズム７２ｂの３つのプリズム７２ａ、７２
ｂ、７２ｃからなる色分解合成プリズム７２が用いられ
る。２つのプリズム７２ｂ、７２ｃは、プリズム７２ｂ
とプリズム７２ｃにより接合面７２ｅが形成されるよう
に接合されている。プリズム７２ａ、７２ｂは、わずか
な空気の層をおいて配置されている。隔たれたプリズム
面のうち、プリズム７２ａ側を面７２ｄ、プリズム７２
ｂ側を面７２ｇとする。
【００５９】面７２ｄには、Ｂの光束のみを反射しその
他の色の光束を透過するダイクロイック多層膜が蒸着さ
れ、接合面７２ｅには、Ｒの光束のみを反射しその他の
色の光束を透過するダイクロイック多層膜が蒸着されて
いる。面７２ｄ、接合面７２ｅの軸上主光線となす角度
はそれぞれ２７．９゜、１２．４゜でともに条件式１′
を満たす。
他の色の光束を透過するダイクロイック多層膜が蒸着さ
れ、接合面７２ｅには、Ｒの光束のみを反射しその他の
色の光束を透過するダイクロイック多層膜が蒸着されて
いる。面７２ｄ、接合面７２ｅの軸上主光線となす角度
はそれぞれ２７．９゜、１２．４゜でともに条件式１′
を満たす。
【００６０】面７２ｆから入射した照明光のうちＢの光
束は面７２ｄで反射され、面７２ｆで全反射されたのち
対応する反射型ＬＣＤパネル１１に入射する。Ｒの光束
は接合面７２ｅで反射され、面７２ｇで全反射されたの
ち対応する反射型ＬＣＤパネル１３に入射する。Ｇの光
束は色分解合成プリズム７２の全ての面を透過して対応
する反射型ＬＣＤパネル１２に入射する。投影光につい
ては照明光の逆をたどれば説明がつくので、説明を省略
する。
束は面７２ｄで反射され、面７２ｆで全反射されたのち
対応する反射型ＬＣＤパネル１１に入射する。Ｒの光束
は接合面７２ｅで反射され、面７２ｇで全反射されたの
ち対応する反射型ＬＣＤパネル１３に入射する。Ｇの光
束は色分解合成プリズム７２の全ての面を透過して対応
する反射型ＬＣＤパネル１２に入射する。投影光につい
ては照明光の逆をたどれば説明がつくので、説明を省略
する。
【００６１】〈第３の実施形態〉図５は、本実施形態の
色分解合成手段とそれに対応させて配置したコンデンサ
ーレンズ８、９、１０と反射型ＬＣＤパネル１１、１
２、１３を含む図２に対応する図である。色分解合成手
段として、２つの６面体プリズム７３ａ、７３ｄと２つ
の５面体プリズム７３ｂ、７３ｃの４つのプリズム７３
ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄからなる色分解合成プリズ
ム７３が用いられる。４つのプリズム７３ａ、７３ｂ、
７３ｃ、７３ｄは、プリズム７３ａとプリズム７３ｂに
より接合面７３ｅが、プリズム７３ｃとプリズム７３ｄ
により接合面７３ｆが形成されるように接合されてい
る。プリズム７３ｂとプリズム７３ｃは、わずかな空気
の層をおいて配置されている。隔たれたプリズム面のう
ち、プリズム７３ｃ側の面を面７３ｇとする。
色分解合成手段とそれに対応させて配置したコンデンサ
ーレンズ８、９、１０と反射型ＬＣＤパネル１１、１
２、１３を含む図２に対応する図である。色分解合成手
段として、２つの６面体プリズム７３ａ、７３ｄと２つ
の５面体プリズム７３ｂ、７３ｃの４つのプリズム７３
ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄからなる色分解合成プリズ
ム７３が用いられる。４つのプリズム７３ａ、７３ｂ、
７３ｃ、７３ｄは、プリズム７３ａとプリズム７３ｂに
より接合面７３ｅが、プリズム７３ｃとプリズム７３ｄ
により接合面７３ｆが形成されるように接合されてい
る。プリズム７３ｂとプリズム７３ｃは、わずかな空気
の層をおいて配置されている。隔たれたプリズム面のう
ち、プリズム７３ｃ側の面を面７３ｇとする。
【００６２】接合面７３ｅには、Ｂの光束のみを反射し
その他の色の光束を透過するダイクロイック多層膜が蒸
着され、接合面７３ｆには、Ｒの光束のみを反射しその
他の色の光束を透過するダイクロイック多層膜が蒸着さ
れている。接合面７３ｅ、接合面７３ｆの軸上主光線と
なす角度はそれぞれ２７．９゜、２７．９゜でともに条
件式１′を満たす。
その他の色の光束を透過するダイクロイック多層膜が蒸
着され、接合面７３ｆには、Ｒの光束のみを反射しその
他の色の光束を透過するダイクロイック多層膜が蒸着さ
れている。接合面７３ｅ、接合面７３ｆの軸上主光線と
なす角度はそれぞれ２７．９゜、２７．９゜でともに条
件式１′を満たす。
【００６３】面７３ｈから入射した照明光のうちＢの光
束は接合面７３ｅで反射され、面７３ｈで全反射された
のち対応する反射型ＬＣＤパネル１１に入射する。Ｒの
光束は接合面７３ｆで反射され、面７３ｇで全反射され
たのち対応する反射型ＬＣＤパネル１３に入射する。Ｇ
の光束は色分解合成プリズム７３の全ての面を透過して
対応する反射型ＬＣＤパネル１２に入射する。投影光に
ついては照明光の逆をたどれば説明がつくので、説明を
省略する。
束は接合面７３ｅで反射され、面７３ｈで全反射された
のち対応する反射型ＬＣＤパネル１１に入射する。Ｒの
光束は接合面７３ｆで反射され、面７３ｇで全反射され
たのち対応する反射型ＬＣＤパネル１３に入射する。Ｇ
の光束は色分解合成プリズム７３の全ての面を透過して
対応する反射型ＬＣＤパネル１２に入射する。投影光に
ついては照明光の逆をたどれば説明がつくので、説明を
省略する。
【００６４】〈第４の実施形態〉図６は、本実施形態の
色分解合成手段とそれに対応させて配置したコンデンサ
ーレンズ８、９、１０と反射型ＬＣＤパネル１１、１
２、１３を含む図２に対応する図である。色分解合成手
段は、２つのダイクロイックミラー７４ａ、７４ｂから
なる色分解合成ミラー７４である。２つのダイクロイッ
クミラー７４ａ、７４ｂの照明光の入射する面にはダイ
クロイック多層膜が蒸着されている。
色分解合成手段とそれに対応させて配置したコンデンサ
ーレンズ８、９、１０と反射型ＬＣＤパネル１１、１
２、１３を含む図２に対応する図である。色分解合成手
段は、２つのダイクロイックミラー７４ａ、７４ｂから
なる色分解合成ミラー７４である。２つのダイクロイッ
クミラー７４ａ、７４ｂの照明光の入射する面にはダイ
クロイック多層膜が蒸着されている。
【００６５】ダイクロイックミラー７４ａには、Ｂの光
束のみを反射しその他の色の光束を透過するダイクロイ
ック多層膜が蒸着され、ダイクロイックミラー７４ｂに
は、Ｒの光束のみを反射しその他の色の光束を透過する
ダイクロイック多層膜が蒸着されている。ダイクロイッ
クミラー７４ａ、７４ｂの軸上主光線となす角度はそれ
ぞれ３０゜、３０゜でともに条件式１′を満たす。
束のみを反射しその他の色の光束を透過するダイクロイ
ック多層膜が蒸着され、ダイクロイックミラー７４ｂに
は、Ｒの光束のみを反射しその他の色の光束を透過する
ダイクロイック多層膜が蒸着されている。ダイクロイッ
クミラー７４ａ、７４ｂの軸上主光線となす角度はそれ
ぞれ３０゜、３０゜でともに条件式１′を満たす。
【００６６】照明光のうちＢの光束はダイクロイックミ
ラー７４ａで反射され、対応する反射型ＬＣＤパネル１
１に入射する。Ｒの光束はダイクロイックミラー７４ｂ
で反射され、対応する反射型ＬＣＤパネル１３に入射す
る。Ｇの光束は２つのダイクロイックミラー７４ａ、７
４ｂを透過して対応する反射型ＬＣＤパネル１２に入射
する。投影光については照明光の逆をたどれば説明がつ
くので、説明を省略する。
ラー７４ａで反射され、対応する反射型ＬＣＤパネル１
１に入射する。Ｒの光束はダイクロイックミラー７４ｂ
で反射され、対応する反射型ＬＣＤパネル１３に入射す
る。Ｇの光束は２つのダイクロイックミラー７４ａ、７
４ｂを透過して対応する反射型ＬＣＤパネル１２に入射
する。投影光については照明光の逆をたどれば説明がつ
くので、説明を省略する。
【００６７】
【発明の効果】本発明のカラー画像投影装置によると、
照明光と投影光が異なった角度で入射反射を行うので、
照明光と投影光を分離するための偏光分離プリズム等が
必要なく、また投影光学系も非テレセントリック光学系
であるために少ないレンズ枚数で実現することが可能と
なっている。従って、装置全体の大きさをコンパクトに
でき、かつ光学部品及びそれを保持する部品の点数を大
幅に削減できるので安価な構成を達成できる。
照明光と投影光が異なった角度で入射反射を行うので、
照明光と投影光を分離するための偏光分離プリズム等が
必要なく、また投影光学系も非テレセントリック光学系
であるために少ないレンズ枚数で実現することが可能と
なっている。従って、装置全体の大きさをコンパクトに
でき、かつ光学部品及びそれを保持する部品の点数を大
幅に削減できるので安価な構成を達成できる。
【００６８】また、本発明では、ダイクロイックコート
面への照明光の入射角度が３５゜以下になる構成とした
ので、色むらのない良質が画像を表示することが可能と
なる。
面への照明光の入射角度が３５゜以下になる構成とした
ので、色むらのない良質が画像を表示することが可能と
なる。
【図１】 本発明の第１の実施形態のカラー画像投影装
置の垂直断面図。
置の垂直断面図。
【図２】 本発明の第１の実施形態のカラー画像投影装
置の水平断面図。
置の水平断面図。
【図３】 コンデンサーレンズ及び反射型ＬＣＤパネル
の光路イメージ図。
の光路イメージ図。
【図４】 第１の実施形態における投影光学系の収差
図。
図。
【図５】 第２の実施形態の色分解合成プリズムの構成
を示す水平断面図。
を示す水平断面図。
【図６】 第３の実施形態の色分解合成プリズムの構成
を示す水平断面図。
を示す水平断面図。
【図７】 第４の実施形態の色分解合成ミラーの構成を
示す水平断面図。
示す水平断面図。
【図８】 従来例のカラー画像投影装置の水平断面図。
【符号の説明】 １ 光源 ２ リフレクター ４ 第１のレンズアレイ ５ 偏光分離プリズム ６ 第２のレンズアレイ ７、７２、７３ 色分解合成プリズム ８、９、１０ コンデンサーレンズ １１、１２、１３ 反射型ＬＣＤパネル １４ 投影光学系 ７４ 色分解合成ミラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０ Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０
Claims (4)
- 【請求項１】 複数の画素に分割された反射型表示パネ
ルにおいて照明光を前記画素ごと選択的に第１あるいは
第２の所定の特性を持つ光に変換して反射することによ
り第２の所定の特性を持つ光のみからなる投影光を形成
する同一構成の複数の表示手段と、前記表示手段に与え
る照明光を形成する照明光学系と、前記照明光学系から
の照明光を複数の色の光に分解して各色の光を対応する
前記表示手段に与えるとともに前記複数の表示手段で形
成された複数の色の投影光を合成する色分解合成手段
と、前記色分解合成手段で合成された投影光を投影して
投影面に結像させる投影光学系とを有するカラー画像投
影装置において、 前記照明光の前記反射型表示パネルに対する入射角と、
前記投影光の該反射型表示パネルに対する反射角とが、
対応する前記反射型表示パネルの領域によって異なるよ
うにする反射角変換光学系を有し、 前記色分解合成手段は特定の色の光のみを反射し残りの
色の光を透過する複数のダイクロイックコート面を備
え、該ダイクロイックコート面と前記投影光学系の光軸
とのなす角度が３５゜以下であり、 前記投影光学系の焦点距離をｆ、前記反射型表示パネル
上の最軸外光線の像高をｙ、前記投影光学系に入射する
前記投影光の最軸外光線の主光線と軸上主光線がなす角
度をθとすると、２＜ｙ／ｔａｎθ／ｆ＜１０を満た
し、 前記照明光学系と前記投影光学系の光軸を含む平面と、
合成後前記投影光学系の光軸を光路とする各色の投影光
を含む平面とは直交することを特徴とするカラー画像投
影装置。 - 【請求項２】 前記反射型表示パネルは長方形であり、
該反射型表示パネルの短辺は、前記照明光学系と前記投
影光学系の光軸を含む平面と平行であることを特徴とす
る請求項１に記載のカラー画像投影装置。 - 【請求項３】 前記色分解合成手段は、前記照明光を第
１から第３の波長域の光に分解するとともに第１から第
３の波長域の光からなる投影光を合成する第１から第３
のプリズムで形成された色分解合成プリズムであり、 該色分解合成プリズムは、第１のプリズムに形成され
た、第１の波長域、第２の波長域、第３の波長域の光共
に垂直入射近傍では透過し、所定の角度以上では第１の
波長域の光に対し反射する照明光入射面と、第１のプリ
ズムと第２のプリズムの接合面に形成された第１の波長
域の光を反射する第１のダイクロイックコート面と、第
２のプリズムと第３のプリズムの接合面に形成された第
２の波長域の光を反射する第２のダイクロイックコート
面と、第１から第３のプリズムに形成された第１から第
３の波長域に対応する第１から第３の反射型表示パネル
に照明光を導く射出面とを有し、 前記照明光のうち第１の波長域の光は前記照明光入射面
に垂直入射近傍で入射し透過し、第１のダイクロイック
コート面で反射され、前記照明光入射面に所定の角度以
上で入射し反射され、第１のプリズムの前記射出面を透
過して第１の反射型表示パネルに導かれ、 前記照明光のうち第２の波長域の光は第１のプリズムの
全ての面を透過し、前記第２のダイクロイックコート面
で反射され、第２のプリズムの前記射出面を透過して第
２の反射型表示パネルに導かれ、 前記照明光のうち第３の波長域の光は第１のプリズム、
第２のプリズムの全ての面を透過し、第３のプリズムの
前記射出面を透過して第３の反射型表示パネルに導かれ
ることを特徴とする請求項１または２に記載のカラー画
像投影装置。 - 【請求項４】 前記反射角変換光学系は、複数の前記各
反射型表示パネルの近傍に配置されたコンデンサーレン
ズからなり、該コンデンサーレンズの光軸は対応する反
射型表示パネルから出射される投影光の内、合成後に前
記投影光学系の光軸を光路とする投影光の合成前の光路
に対して偏心していて、該偏心方向への前記反射型表示
パネルの像高をＨとしたとき、前記コンデンサーレンズ
の光軸は０．３Ｈ〜２．０Ｈ平行に偏心していることを
特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載のカラー画像
投影装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06331598A JP4045005B2 (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | カラー画像投影装置 |
| US09/259,134 US6193376B1 (en) | 1998-02-27 | 1999-02-26 | Display apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06331598A JP4045005B2 (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | カラー画像投影装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11258547A true JPH11258547A (ja) | 1999-09-24 |
| JP4045005B2 JP4045005B2 (ja) | 2008-02-13 |
Family
ID=13225734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06331598A Expired - Fee Related JP4045005B2 (ja) | 1998-02-27 | 1998-03-13 | カラー画像投影装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4045005B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002169090A (ja) * | 2000-11-30 | 2002-06-14 | Nitto Kogaku Kk | 投写レンズシステムおよびプロジェクタ装置 |
| JP2002296539A (ja) * | 2001-04-02 | 2002-10-09 | Mitsubishi Electric Corp | 投写型表示装置 |
| WO2003032049A1 (en) * | 2001-10-01 | 2003-04-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Projection type display unit, rear projector and multi-vision system |
| WO2003062902A1 (en) * | 2002-01-25 | 2003-07-31 | Sony Corporation | Image display unit |
| JP2004078159A (ja) * | 2002-06-20 | 2004-03-11 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 投写型表示装置 |
| JP2006209150A (ja) * | 2002-03-22 | 2006-08-10 | Seiko Epson Corp | プロジェクタ |
| CN109579994A (zh) * | 2018-12-31 | 2019-04-05 | 苏州大学 | 基于微反射镜阵列的快照式光谱成像方法及其系统 |
-
1998
- 1998-03-13 JP JP06331598A patent/JP4045005B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002169090A (ja) * | 2000-11-30 | 2002-06-14 | Nitto Kogaku Kk | 投写レンズシステムおよびプロジェクタ装置 |
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| WO2003032049A1 (en) * | 2001-10-01 | 2003-04-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Projection type display unit, rear projector and multi-vision system |
| JP2008146085A (ja) * | 2001-10-01 | 2008-06-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 投写型表示装置、リアプロジェクタ及びマルチビジョンシステム |
| WO2003062902A1 (en) * | 2002-01-25 | 2003-07-31 | Sony Corporation | Image display unit |
| US7159989B2 (en) | 2002-01-25 | 2007-01-09 | Sony Corporation | Image display device |
| JP2006209150A (ja) * | 2002-03-22 | 2006-08-10 | Seiko Epson Corp | プロジェクタ |
| JP2004078159A (ja) * | 2002-06-20 | 2004-03-11 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 投写型表示装置 |
| CN109579994A (zh) * | 2018-12-31 | 2019-04-05 | 苏州大学 | 基于微反射镜阵列的快照式光谱成像方法及其系统 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4045005B2 (ja) | 2008-02-13 |
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