JP2000131665A - 投射型表示装置 - Google Patents
投射型表示装置Info
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- JP2000131665A JP2000131665A JP10308103A JP30810398A JP2000131665A JP 2000131665 A JP2000131665 A JP 2000131665A JP 10308103 A JP10308103 A JP 10308103A JP 30810398 A JP30810398 A JP 30810398A JP 2000131665 A JP2000131665 A JP 2000131665A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、投射型表示装置に関し、例えば単
板方式の液晶プロジェクタに適用して、簡易な組み立て
作業により組み立てることができ、かつ全体形状を小型
化することができるようにする。 【解決手段】 それぞれ所定波長帯域の照明光ＬＢ、Ｌ
Ｇ、ＬＲを個別の光源４２Ｂ、４２Ｇ、４２Ｒにより生
成し、これらの照明光ＬＢ、ＬＧ、ＬＲを一旦合成した
後、各波長帯域毎に液晶表示パネル９に対する主光線の
入射角を相違させる。
板方式の液晶プロジェクタに適用して、簡易な組み立て
作業により組み立てることができ、かつ全体形状を小型
化することができるようにする。 【解決手段】 それぞれ所定波長帯域の照明光ＬＢ、Ｌ
Ｇ、ＬＲを個別の光源４２Ｂ、４２Ｇ、４２Ｒにより生
成し、これらの照明光ＬＢ、ＬＧ、ＬＲを一旦合成した
後、各波長帯域毎に液晶表示パネル９に対する主光線の
入射角を相違させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、投射型表示装置に
関し、例えば単板方式の液晶プロジェクタに適用するこ
とができる。本発明は、それぞれ所定波長帯域の照明光
を個別の光源により生成し、これらの照明光を一旦合成
した後、各波長帯域毎に液晶表示パネルに対する主光線
の入射角を相違させることにより、単板カラーフィルタ
レス方式の液晶プロジェクタにおいて、簡易な組み立て
作業により組み立てることができ、かつ全体形状を小型
化することができるようにする。
関し、例えば単板方式の液晶プロジェクタに適用するこ
とができる。本発明は、それぞれ所定波長帯域の照明光
を個別の光源により生成し、これらの照明光を一旦合成
した後、各波長帯域毎に液晶表示パネルに対する主光線
の入射角を相違させることにより、単板カラーフィルタ
レス方式の液晶プロジェクタにおいて、簡易な組み立て
作業により組み立てることができ、かつ全体形状を小型
化することができるようにする。
【０００２】
【従来の技術】従来、画像表示装置であるプロジェクタ
においては、空間変調素子の透過光又は反射光をスクリ
ーン等に投射することにより、この空間変調素子による
画像を投影して表示するようになされている。この種の
プロジェクタにおいては、所望の倍率による表示画像を
形成できることにより、陰極線管を用いた通常の表示装
置、直視型液晶ディスプレイ等に比して大画面の表示に
適していると考えられている。
においては、空間変調素子の透過光又は反射光をスクリ
ーン等に投射することにより、この空間変調素子による
画像を投影して表示するようになされている。この種の
プロジェクタにおいては、所望の倍率による表示画像を
形成できることにより、陰極線管を用いた通常の表示装
置、直視型液晶ディスプレイ等に比して大画面の表示に
適していると考えられている。
【０００３】このようなプロジェクタにおいては、空間
光変調素子として液晶表示パネルを使用するものがあ
り、このような液晶表示パネルを使用したプロジェクタ
においては、３枚の液晶表示パネルを用いてカラー画像
を形成する方式（３板方式の液晶プロジェクタである）
のものと、１枚の液晶表示パネルを用いてカラー画像を
形成する方式（単板方式の液晶プロジェクタである）の
ものとがある。
光変調素子として液晶表示パネルを使用するものがあ
り、このような液晶表示パネルを使用したプロジェクタ
においては、３枚の液晶表示パネルを用いてカラー画像
を形成する方式（３板方式の液晶プロジェクタである）
のものと、１枚の液晶表示パネルを用いてカラー画像を
形成する方式（単板方式の液晶プロジェクタである）の
ものとがある。
【０００４】このうち３板方式の液晶プロジェクタは、
白色光源より出射された照明光を赤色、青色、緑色の波
長帯域に分離すると共に、それぞれ赤色、青色、緑色の
色信号により駆動される液晶表示パネルにこれら各波長
帯域の照明光を供給し、各液晶表示パネルの透過光又は
反射光をスクリーンに重ね合わせて投射するものであ
る。
白色光源より出射された照明光を赤色、青色、緑色の波
長帯域に分離すると共に、それぞれ赤色、青色、緑色の
色信号により駆動される液晶表示パネルにこれら各波長
帯域の照明光を供給し、各液晶表示パネルの透過光又は
反射光をスクリーンに重ね合わせて投射するものであ
る。
【０００５】これに対して単板方式の液晶プロジェクタ
は、赤色、青色、緑色の色信号により動作する液晶セル
を順次循環的に配列して液晶表示パネルを形成し、この
液晶表示パネルの各液晶セルに対応する赤色、青色、緑
色の照明光を選択的に供給すると共に、各液晶セルの透
過光又は反射光をスクリーンに投射するものである。
は、赤色、青色、緑色の色信号により動作する液晶セル
を順次循環的に配列して液晶表示パネルを形成し、この
液晶表示パネルの各液晶セルに対応する赤色、青色、緑
色の照明光を選択的に供給すると共に、各液晶セルの透
過光又は反射光をスクリーンに投射するものである。
【０００６】このような単板方式の液晶プロジェクタに
おいては、３板方式の液晶プロジェクタに比して、全体
形状を簡略化することができ、さらにその分全体形状を
小型化することができる。
おいては、３板方式の液晶プロジェクタに比して、全体
形状を簡略化することができ、さらにその分全体形状を
小型化することができる。
【０００７】このような単板方式の液晶プロジェクタに
おいては、各液晶セルに対応する赤色、青色、緑色の照
明光を選択的に供給する手段として、各液晶セルに対応
するカラーフィルタを配置するものと、白色の照明光を
赤色波長帯域、青色波長帯域、緑色波長帯域の照明光に
分離して対応する液晶セルに選択的に入射させるものと
がある（特開平４−６０５３８）。
おいては、各液晶セルに対応する赤色、青色、緑色の照
明光を選択的に供給する手段として、各液晶セルに対応
するカラーフィルタを配置するものと、白色の照明光を
赤色波長帯域、青色波長帯域、緑色波長帯域の照明光に
分離して対応する液晶セルに選択的に入射させるものと
がある（特開平４−６０５３８）。
【０００８】この後者の液晶プロジェクタ（以下単板カ
ラーフィルタレス方式の液晶プロジェクタと呼ぶ）にお
いては、カラーフィルタによる損失を回避できる分、前
者の液晶プロジェクタに比して照明光の利用効率を向上
することができる。
ラーフィルタレス方式の液晶プロジェクタと呼ぶ）にお
いては、カラーフィルタによる損失を回避できる分、前
者の液晶プロジェクタに比して照明光の利用効率を向上
することができる。
【０００９】図７は、この単板カラーフィルタレス方式
の液晶プロジェクタを示す略線図である。この液晶プロ
ジェクタ１において、光源２は、メタルハライドランプ
又はキセノンランプ等による放電ランプ３の周囲をリフ
レクタ４で囲って形成され、白色の照明光を出射する。
凸レンズ５は、この光源２より出射される照明光を集光
して透明ロッド６の端面に入射する。透明ロッド６は、
入射光の光量分布を均一化するライトインテグレータの
一種であり、１の端面より入射した照明光を側面で全反
射させながら内部を伝搬して他の端面より出射すること
により、照明光の光量分布を均一化する。凸レンズ７
は、この透明ロッド６の他の端面より出射される照明光
を収束して出射する。
の液晶プロジェクタを示す略線図である。この液晶プロ
ジェクタ１において、光源２は、メタルハライドランプ
又はキセノンランプ等による放電ランプ３の周囲をリフ
レクタ４で囲って形成され、白色の照明光を出射する。
凸レンズ５は、この光源２より出射される照明光を集光
して透明ロッド６の端面に入射する。透明ロッド６は、
入射光の光量分布を均一化するライトインテグレータの
一種であり、１の端面より入射した照明光を側面で全反
射させながら内部を伝搬して他の端面より出射すること
により、照明光の光量分布を均一化する。凸レンズ７
は、この透明ロッド６の他の端面より出射される照明光
を収束して出射する。
【００１０】色分解ミラー８Ｂ、８Ｇ、８Ｒは、ダイク
ロイックミラーであり、凸レンズ７より出射される照明
光の光路上に近接して、かつ異なる傾きにより配置され
る。ここで色分解ミラー８Ｂ、８Ｇ、８Ｒは、それぞれ
所定波長帯域の照明光を選択的に反射すると共に、残る
波長帯域の照明光を選択的に透過する。これにより色分
解ミラー８Ｂ、８Ｇ、８Ｒは、白色による照明光を青色
波長帯域、緑色波長帯域、赤色波長帯域の照明光に分離
してほぼ同一の方向に出射し、このときこれら青色波長
帯域、緑色波長帯域、赤色波長帯域の照明光において、
出射方向が所定角度だけ異なるようにこれら照明光を出
射する。
ロイックミラーであり、凸レンズ７より出射される照明
光の光路上に近接して、かつ異なる傾きにより配置され
る。ここで色分解ミラー８Ｂ、８Ｇ、８Ｒは、それぞれ
所定波長帯域の照明光を選択的に反射すると共に、残る
波長帯域の照明光を選択的に透過する。これにより色分
解ミラー８Ｂ、８Ｇ、８Ｒは、白色による照明光を青色
波長帯域、緑色波長帯域、赤色波長帯域の照明光に分離
してほぼ同一の方向に出射し、このときこれら青色波長
帯域、緑色波長帯域、赤色波長帯域の照明光において、
出射方向が所定角度だけ異なるようにこれら照明光を出
射する。
【００１１】液晶表示パネル９は、単板カラーフィルタ
レス方式に適用される液晶表示パネルであり、図８に示
すように、紙面において水平方向に、赤色、緑色、青色
の色信号により動作して入射光を強度変調してなる透過
光を出射する液晶セルＲ、Ｇ、Ｂが順次循環的に配置さ
れて構成される。光束分離手段としてのマイクロレンズ
１０は、微小レンズの集合体であり、液晶表示パネル９
における赤色、緑色、青色の１組の液晶セルに対して１
の微小レンズが配置される。これによりマイクロレンズ
１０は、色分解ミラー８Ｂ、８Ｇ、８Ｒから出射して異
なる方向より入射する青色、緑色、赤色の照明光を対応
する液晶セルに選択的に入射する。なおこの図８におい
ては、偏光フィルタの記載を省略して示す。
レス方式に適用される液晶表示パネルであり、図８に示
すように、紙面において水平方向に、赤色、緑色、青色
の色信号により動作して入射光を強度変調してなる透過
光を出射する液晶セルＲ、Ｇ、Ｂが順次循環的に配置さ
れて構成される。光束分離手段としてのマイクロレンズ
１０は、微小レンズの集合体であり、液晶表示パネル９
における赤色、緑色、青色の１組の液晶セルに対して１
の微小レンズが配置される。これによりマイクロレンズ
１０は、色分解ミラー８Ｂ、８Ｇ、８Ｒから出射して異
なる方向より入射する青色、緑色、赤色の照明光を対応
する液晶セルに選択的に入射する。なおこの図８におい
ては、偏光フィルタの記載を省略して示す。
【００１２】レンズ１１及び１２は、この液晶表示パネ
ル９の透過光をスクリーンに投射する。これにより単板
カラーフィルタレス方式の液晶プロジェクタ１において
は、液晶表示パネル９の各液晶セルを対応する色信号に
より駆動して所望の画像をスクリーンに投影できるよう
になされている。
ル９の透過光をスクリーンに投射する。これにより単板
カラーフィルタレス方式の液晶プロジェクタ１において
は、液晶表示パネル９の各液晶セルを対応する色信号に
より駆動して所望の画像をスクリーンに投影できるよう
になされている。
【００１３】このような単板カラーフィルタレス方式の
液晶プロジェクタにおいては、色分解ミラー８Ｂ、８
Ｇ、８Ｒに代えて分散素子を用いる構成（特開平５−２
７３５１７）、ホログラム素子を用いる構成（特開平９
−１４６０６６）も提案されている。
液晶プロジェクタにおいては、色分解ミラー８Ｂ、８
Ｇ、８Ｒに代えて分散素子を用いる構成（特開平５−２
７３５１７）、ホログラム素子を用いる構成（特開平９
−１４６０６６）も提案されている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】ところでこの図７に示
す構成の単板カラーフィルタレス方式の液晶プロジェク
タ１においては、色分解ミラー８Ｂ、８Ｇ、８Ｒ等を精
度良く配置する必要があり、その分組み立て作業が煩雑
で、かつ時間を要する問題がある。
す構成の単板カラーフィルタレス方式の液晶プロジェク
タ１においては、色分解ミラー８Ｂ、８Ｇ、８Ｒ等を精
度良く配置する必要があり、その分組み立て作業が煩雑
で、かつ時間を要する問題がある。
【００１５】また色分解ミラー８Ｂ、８Ｇ、８Ｒの特性
より、色分解ミラー８Ｂ、８Ｇ、８Ｒの配置位置が制限
され、この制限により全体形状が大型化する問題があ
る。
より、色分解ミラー８Ｂ、８Ｇ、８Ｒの配置位置が制限
され、この制限により全体形状が大型化する問題があ
る。
【００１６】すなわち図９及び図１０は、それぞれ長波
長側帯域及び短波長側帯域を選択的に反射する色分解ミ
ラーの反射率を示す特性曲線図である。この図９及び図
１０において入射角θ＝４５度を基準にして示すよう
に、色分解ミラーは、入射角により透過率、反射率の半
値波長が変化する。
長側帯域及び短波長側帯域を選択的に反射する色分解ミ
ラーの反射率を示す特性曲線図である。この図９及び図
１０において入射角θ＝４５度を基準にして示すよう
に、色分解ミラーは、入射角により透過率、反射率の半
値波長が変化する。
【００１７】これに対して図１１及び図１２に示すよう
に、主光線が光学系光軸と平行でない非テレセントリッ
ク光学系においては、色分解ミラーの各部で照明光の入
射角が相違することになる。
に、主光線が光学系光軸と平行でない非テレセントリッ
ク光学系においては、色分解ミラーの各部で照明光の入
射角が相違することになる。
【００１８】すなわち図１１においては、光学系光軸に
対して主光線が角度θだけ傾いた状態で、照明光が色分
解ミラーを透過した後、凸レンズを介して液晶表示パネ
ルの上部に入射する場合である。また図１２において
は、光学系光軸に対して主光線が角度θだけ傾いた状態
で、照明光が色分解ミラーを透過した後、凸レンズを介
して液晶表示パネルの下部に入射する場合である。な
お、それぞれ液晶表示パネルには、主光線に対して角度
φの広がりにより照明光が入射する場合である。これに
より非テレセントリック光学系に色分解ミラーを配置し
た場合には、各部で反射される照明光の波長帯域が微妙
に相違し、スクリーン上においてこの波長帯域の相違が
色ムラとして観察されることになる。
対して主光線が角度θだけ傾いた状態で、照明光が色分
解ミラーを透過した後、凸レンズを介して液晶表示パネ
ルの上部に入射する場合である。また図１２において
は、光学系光軸に対して主光線が角度θだけ傾いた状態
で、照明光が色分解ミラーを透過した後、凸レンズを介
して液晶表示パネルの下部に入射する場合である。な
お、それぞれ液晶表示パネルには、主光線に対して角度
φの広がりにより照明光が入射する場合である。これに
より非テレセントリック光学系に色分解ミラーを配置し
た場合には、各部で反射される照明光の波長帯域が微妙
に相違し、スクリーン上においてこの波長帯域の相違が
色ムラとして観察されることになる。
【００１９】これにより色ムラを防止するために、この
種の液晶プロジェクタにおいては、図１３に示すよう
に、主光線が光軸と平行なテレセントリック光学系に色
分解ミラーを配置せざるを得ず、その分全体構成が大型
化する問題がある。
種の液晶プロジェクタにおいては、図１３に示すよう
に、主光線が光軸と平行なテレセントリック光学系に色
分解ミラーを配置せざるを得ず、その分全体構成が大型
化する問題がある。
【００２０】これらの問題を解決する１つの方法とし
て、青色波長帯域、緑色波長帯域、赤色波長帯域の照明
光をそれぞれ独立した光源より出射し、異なる方向より
液晶表示パネルに入射する方法が考えられる。すなわち
図１４に示す構成の液晶プロジェクタ２１において、光
源２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂは、それぞれ赤色波長帯域、
緑色波長帯域、青色波長帯域の照明光を出射する。この
とき光源２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂは、ほぼマイクロレン
ズ１０の入射面において、各照明光の主光線が所定角度
で交差するように、異なる方向に照明光を出射する。
て、青色波長帯域、緑色波長帯域、赤色波長帯域の照明
光をそれぞれ独立した光源より出射し、異なる方向より
液晶表示パネルに入射する方法が考えられる。すなわち
図１４に示す構成の液晶プロジェクタ２１において、光
源２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂは、それぞれ赤色波長帯域、
緑色波長帯域、青色波長帯域の照明光を出射する。この
とき光源２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂは、ほぼマイクロレン
ズ１０の入射面において、各照明光の主光線が所定角度
で交差するように、異なる方向に照明光を出射する。
【００２１】液晶プロジェクタ２１においては、凸レン
ズ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ、透明ロッド２４Ｒ、２４
Ｇ、２４Ｂ、凸レンズ２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂをそれぞ
れ各照明光の光路上に配置して均一な光量によりマイク
ロレンズ１０、液晶表示パネル９に供給し、凸レンズ１
１及び１２により液晶表示パネル９の透過光を投射す
る。
ズ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ、透明ロッド２４Ｒ、２４
Ｇ、２４Ｂ、凸レンズ２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂをそれぞ
れ各照明光の光路上に配置して均一な光量によりマイク
ロレンズ１０、液晶表示パネル９に供給し、凸レンズ１
１及び１２により液晶表示パネル９の透過光を投射す
る。
【００２２】ところが、この種の液晶プロジェクタで実
用的な角度８度だけ相違した方向より１インチ幅の液晶
表示パネルに平行光束による照明光を入射するとした場
合を図１５に示すように、この方法の場合、液晶表示パ
ネルより１８０〔ｍｍ〕も遠ざかった箇所で初めて隣接
する照明光の光束が重なり合わなくなる。これによりこ
のように、単に光源を分離して異なる方向より照明光を
入射したのでは、全体形状の大型化を避け得なくなる。
なお実際上、透明ロッドにおいては、照明光を発散光と
して出射することにより、実際の装置においては、液晶
表示パネルから各光源までの距離が、この計算により予
測される長さより一段と長くなる。
用的な角度８度だけ相違した方向より１インチ幅の液晶
表示パネルに平行光束による照明光を入射するとした場
合を図１５に示すように、この方法の場合、液晶表示パ
ネルより１８０〔ｍｍ〕も遠ざかった箇所で初めて隣接
する照明光の光束が重なり合わなくなる。これによりこ
のように、単に光源を分離して異なる方向より照明光を
入射したのでは、全体形状の大型化を避け得なくなる。
なお実際上、透明ロッドにおいては、照明光を発散光と
して出射することにより、実際の装置においては、液晶
表示パネルから各光源までの距離が、この計算により予
測される長さより一段と長くなる。
【００２３】これに対して図１６に示すように、照明光
の光路中に色合成プリズム２７を配置する方法、さらに
は図１７に示すように、この色合成プリズム２７に代え
て色合成ミラー２８及び２９を配置する方法も考えられ
るが、これらの場合、構成が煩雑になることを避け得な
い。
の光路中に色合成プリズム２７を配置する方法、さらに
は図１７に示すように、この色合成プリズム２７に代え
て色合成ミラー２８及び２９を配置する方法も考えられ
るが、これらの場合、構成が煩雑になることを避け得な
い。
【００２４】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、単板カラーフィルタレス方式の液晶プロジェクタに
おいて、簡易な組み立て作業により組み立てることがで
き、かつ全体形状を小型化することができる投射型表示
装置を提案しようとするものである。
で、単板カラーフィルタレス方式の液晶プロジェクタに
おいて、簡易な組み立て作業により組み立てることがで
き、かつ全体形状を小型化することができる投射型表示
装置を提案しようとするものである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、複数の光源からの照明光を液晶表
示パネルの対応する液晶セルに導く照明光学系を以下の
ように構成する。すなわち照明光学系は、複数の光源よ
り出射される照明光を合成して合成照明光を出射する照
明光合成手段と、波長帯域毎に、液晶表示パネルに対す
る主光線の入射角を相違させて、この合成照明光を出射
する波長分離手段と、液晶表示パネルに対する主光線の
入射角の相違により、合成照明光の各波長帯域の成分
を、液晶表示パネルの対応する液晶セルに入射する光束
分離手段とを有するようにする。
め本発明においては、複数の光源からの照明光を液晶表
示パネルの対応する液晶セルに導く照明光学系を以下の
ように構成する。すなわち照明光学系は、複数の光源よ
り出射される照明光を合成して合成照明光を出射する照
明光合成手段と、波長帯域毎に、液晶表示パネルに対す
る主光線の入射角を相違させて、この合成照明光を出射
する波長分離手段と、液晶表示パネルに対する主光線の
入射角の相違により、合成照明光の各波長帯域の成分
を、液晶表示パネルの対応する液晶セルに入射する光束
分離手段とを有するようにする。
【００２６】複数の光源からの照明光を液晶表示パネル
の対応する液晶セルに導く照明光学系を、複数の光源よ
り出射される照明光を合成して合成照明光を出射する照
明光合成手段と、波長帯域毎に、液晶表示パネルに対す
る主光線の入射角を相違させて、この合成照明光を出射
する波長分離手段と、液晶表示パネルに対する主光線の
入射角の相違により、合成照明光の各波長帯域の成分
を、液晶表示パネルの対応する液晶セルに入射する光束
分離手段とにより構成すれば、独立した複数の光源によ
る照明光の波長帯域の選定により、波長分離手段の特性
が入射角に依存して変化する場合でも、この変化に影響
を受けないようにすることができる。これにより波長分
離手段の構成を簡略化することができ、また非テレセン
トリック光学系に波長分離手段を配置することが可能と
なり、全体形状を小型化することができる。また取り付
け精度も低減でき、その分組み立て作業を簡略化するこ
とができる。
の対応する液晶セルに導く照明光学系を、複数の光源よ
り出射される照明光を合成して合成照明光を出射する照
明光合成手段と、波長帯域毎に、液晶表示パネルに対す
る主光線の入射角を相違させて、この合成照明光を出射
する波長分離手段と、液晶表示パネルに対する主光線の
入射角の相違により、合成照明光の各波長帯域の成分
を、液晶表示パネルの対応する液晶セルに入射する光束
分離手段とにより構成すれば、独立した複数の光源によ
る照明光の波長帯域の選定により、波長分離手段の特性
が入射角に依存して変化する場合でも、この変化に影響
を受けないようにすることができる。これにより波長分
離手段の構成を簡略化することができ、また非テレセン
トリック光学系に波長分離手段を配置することが可能と
なり、全体形状を小型化することができる。また取り付
け精度も低減でき、その分組み立て作業を簡略化するこ
とができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、適宜図面を参照しながら本
発明の実施の形態を詳述する。
発明の実施の形態を詳述する。
【００２８】（１）第１の実施の形態の構成 図１は、本発明の第１の実施の形態に係る液晶プロジェ
クタを示す略線図である。この液晶プロジェクタ４１に
おいて、図７について上述した液晶プロジェクタ１と同
一の構成は、対応する符号を付して示し、重複した説明
は省略する。
クタを示す略線図である。この液晶プロジェクタ４１に
おいて、図７について上述した液晶プロジェクタ１と同
一の構成は、対応する符号を付して示し、重複した説明
は省略する。
【００２９】この液晶プロジェクタ４１において、光源
４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂは、それぞれレーザー光源によ
り構成され、それぞれ赤色波長帯域、緑色波長帯域、青
色波長帯域における所定波長のレーザービームを出射す
る。なおここで光源４２Ｂ、４２Ｒは、光源４２Ｇより
出射されるレーザービームＬＧの光路を、各光源４２
Ｂ、４２Ｒより出射されるレーザービームＬＢ、ＬＲが
順次ほぼ直角に横切るように、光源４２Ｂに対して配置
される。
４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂは、それぞれレーザー光源によ
り構成され、それぞれ赤色波長帯域、緑色波長帯域、青
色波長帯域における所定波長のレーザービームを出射す
る。なおここで光源４２Ｂ、４２Ｒは、光源４２Ｇより
出射されるレーザービームＬＧの光路を、各光源４２
Ｂ、４２Ｒより出射されるレーザービームＬＢ、ＬＲが
順次ほぼ直角に横切るように、光源４２Ｂに対して配置
される。
【００３０】ダイクロイックミラー４３は、レーザービ
ームＬＧの光路上に配置されてレーザービームＬＧを透
過すると共に、光源４２Ｂより出射されるレーザービー
ムＬＢをレーザービームＬＧの出射方向に反射する。続
くダイクロイックミラー４３は、レーザービームＬＧ及
びＬＢを透過すると共に、光源４２Ｒより出射されるレ
ーザービーＬＲをレーザービームＬＧ及びＬＢの出射方
向に反射し、これによりこれらレーザービームＬＧ、Ｌ
Ｂ、ＬＲを合成して合成照明光を生成する。
ームＬＧの光路上に配置されてレーザービームＬＧを透
過すると共に、光源４２Ｂより出射されるレーザービー
ムＬＢをレーザービームＬＧの出射方向に反射する。続
くダイクロイックミラー４３は、レーザービームＬＧ及
びＬＢを透過すると共に、光源４２Ｒより出射されるレ
ーザービーＬＲをレーザービームＬＧ及びＬＢの出射方
向に反射し、これによりこれらレーザービームＬＧ、Ｌ
Ｂ、ＬＲを合成して合成照明光を生成する。
【００３１】かくするにつき光源４２Ｒ、４２Ｇ、４２
Ｂは、波長帯域の異なる照明光を出射する複数の光源を
構成するのに対し、ダイクロイックミラー４３及び４４
は、これら複数の光源より出射される照明光を合成して
合成照明光を出射する照明光合成手段を構成する。
Ｂは、波長帯域の異なる照明光を出射する複数の光源を
構成するのに対し、ダイクロイックミラー４３及び４４
は、これら複数の光源より出射される照明光を合成して
合成照明光を出射する照明光合成手段を構成する。
【００３２】凸レンズ４５は、この光源２より出射され
る照明光を集光して透明ロッド４６の端面に入射する。
透明ロッド４６は、この１の端面より入射した照明光を
側面で全反射させながら内部を伝搬して他の端面より出
射することにより、照明光の光量分布を均一化する。凸
レンズ４７は、この透明ロッド４６の他の端面より出射
される照明光を収束して出射する。
る照明光を集光して透明ロッド４６の端面に入射する。
透明ロッド４６は、この１の端面より入射した照明光を
側面で全反射させながら内部を伝搬して他の端面より出
射することにより、照明光の光量分布を均一化する。凸
レンズ４７は、この透明ロッド４６の他の端面より出射
される照明光を収束して出射する。
【００３３】色分解ミラー４８Ｂ、４８Ｇ、４８Ｒは、
ダイクロイックミラーであり、凸レンズ４７より出射さ
れる照明光の光路上に近接して、かつ異なる傾きにより
順次配置される。ここで色分解ミラー４８Ｂ、４８Ｇ、
４８Ｒは、それぞれ所定波長帯域の照明光を選択的に反
射すると共に、残る波長帯域の照明光を選択的に透過す
る。これにより色分解ミラー４８Ｂ、４８Ｇ、４８Ｒ
は、合成照明光を青色波長帯域、緑色波長帯域、赤色波
長帯域の照明光に分離してほぼ同一の方向で、かつこれ
ら青色波長帯域、緑色波長帯域、赤色波長帯域の照明光
の出射方向が所定角度だけ異なるようにこれら照明光を
出射する。
ダイクロイックミラーであり、凸レンズ４７より出射さ
れる照明光の光路上に近接して、かつ異なる傾きにより
順次配置される。ここで色分解ミラー４８Ｂ、４８Ｇ、
４８Ｒは、それぞれ所定波長帯域の照明光を選択的に反
射すると共に、残る波長帯域の照明光を選択的に透過す
る。これにより色分解ミラー４８Ｂ、４８Ｇ、４８Ｒ
は、合成照明光を青色波長帯域、緑色波長帯域、赤色波
長帯域の照明光に分離してほぼ同一の方向で、かつこれ
ら青色波長帯域、緑色波長帯域、赤色波長帯域の照明光
の出射方向が所定角度だけ異なるようにこれら照明光を
出射する。
【００３４】これらにより色分解ミラー４８Ｂ、４８
Ｇ、４８Ｒは、各波長帯域毎に、液晶表示パネル９に対
する主光線の入射角を相違させて、合成照明光を出射す
る波長分離手段を構成し、マイクロレンズ１０は、液晶
表示パネル９に対するこれら主光線の入射角の相違によ
り、合成照明光の各波長帯域の成分を液晶表示パネル９
の対応する液晶セルに入射する光束分離手段を構成し、
これらの照明光合成手段、波長分離手段、光束分離手段
が、複数の光源からの照明光を液晶表示パネル９の対応
する液晶セルに導く照明光学系を構成する。
Ｇ、４８Ｒは、各波長帯域毎に、液晶表示パネル９に対
する主光線の入射角を相違させて、合成照明光を出射す
る波長分離手段を構成し、マイクロレンズ１０は、液晶
表示パネル９に対するこれら主光線の入射角の相違によ
り、合成照明光の各波長帯域の成分を液晶表示パネル９
の対応する液晶セルに入射する光束分離手段を構成し、
これらの照明光合成手段、波長分離手段、光束分離手段
が、複数の光源からの照明光を液晶表示パネル９の対応
する液晶セルに導く照明光学系を構成する。
【００３５】（２）第１の実施の形態の動作 以上の構成において、液晶プロジェクタ４１においては
（図１）、光源４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂよりレーザービ
ームによる照明光ＬＲ、ＬＧ、ＬＢが出射され、これら
の照明光ＬＲ、ＬＧ、ＬＢがダイクロイックミラー４３
及び４４で順次合成されて合成照明光が生成される。こ
の合成照明光は、透明ロッド４６において光量分布が均
一化され、続く色分解ミラー４８Ｂ、４８Ｇ、４８Ｒに
おいて、各波長帯域毎に、液晶表示パネル９に対する主
光線の入射角が相違するように分離されて、出射され
る。
（図１）、光源４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂよりレーザービ
ームによる照明光ＬＲ、ＬＧ、ＬＢが出射され、これら
の照明光ＬＲ、ＬＧ、ＬＢがダイクロイックミラー４３
及び４４で順次合成されて合成照明光が生成される。こ
の合成照明光は、透明ロッド４６において光量分布が均
一化され、続く色分解ミラー４８Ｂ、４８Ｇ、４８Ｒに
おいて、各波長帯域毎に、液晶表示パネル９に対する主
光線の入射角が相違するように分離されて、出射され
る。
【００３６】このようにして色分解ミラー４８Ｂ、４８
Ｇ、４８Ｒにおいて、各波長帯域毎に、液晶表示パネル
９に対する主光線の入射角が相違するように分離される
合成照明光においては、各光源４２Ｂ、４２Ｇ、４２Ｒ
より出射されたレーザービームが合成された後、共通の
凸レンズ４５、透明ロッド４６、凸レンズ４７を介して
色分解ミラー４８Ｂ、４８Ｇ、４８Ｒに導かれることに
より、それぞれ凸レンズ４５、透明ロッド４６、凸レン
ズ４７を配置する場合に比して全体構成を簡略化でき、
また全体形状を小型化することが可能となる。
Ｇ、４８Ｒにおいて、各波長帯域毎に、液晶表示パネル
９に対する主光線の入射角が相違するように分離される
合成照明光においては、各光源４２Ｂ、４２Ｇ、４２Ｒ
より出射されたレーザービームが合成された後、共通の
凸レンズ４５、透明ロッド４６、凸レンズ４７を介して
色分解ミラー４８Ｂ、４８Ｇ、４８Ｒに導かれることに
より、それぞれ凸レンズ４５、透明ロッド４６、凸レン
ズ４７を配置する場合に比して全体構成を簡略化でき、
また全体形状を小型化することが可能となる。
【００３７】また狭い波長帯域のレーザービームを一旦
合成して色分解ミラー４８Ｂ、４８Ｇ、４８Ｒにより分
離することにより、狭波長帯域の照明光を色分解ミラー
４８Ｂ、４８Ｇ、４８Ｒにより分離することになり、こ
れにより非テレセントリック光学系においても、さらに
は特性の劣る色分解ミラー４８Ｂ、４８Ｇ、４８Ｒによ
っても、色ムラの発生を有効に回避して、各波長帯域毎
に、液晶表示パネル９に対する主光線の入射角を異なら
せることができる。またその分、組み立て精度が低減し
ても、確実に各液晶セルに対応する照明光を入射するこ
とが可能となる。
合成して色分解ミラー４８Ｂ、４８Ｇ、４８Ｒにより分
離することにより、狭波長帯域の照明光を色分解ミラー
４８Ｂ、４８Ｇ、４８Ｒにより分離することになり、こ
れにより非テレセントリック光学系においても、さらに
は特性の劣る色分解ミラー４８Ｂ、４８Ｇ、４８Ｒによ
っても、色ムラの発生を有効に回避して、各波長帯域毎
に、液晶表示パネル９に対する主光線の入射角を異なら
せることができる。またその分、組み立て精度が低減し
ても、確実に各液晶セルに対応する照明光を入射するこ
とが可能となる。
【００３８】すなわち第１の色分解ミラー４８Ｂを例に
取って図２及び図３に示すように、また図１１及び図１
２の光路図により説明したように、非テレセントリック
光学系において色分解ミラー４８Ｂに対する合成照明光
（図２においては符号ＬＢ、ＬＧ、ＬＲである）の入射
角θが種々に変化すると、色分解ミラー４８Ｂにおける
反射光の半値波長が種々に変化する。
取って図２及び図３に示すように、また図１１及び図１
２の光路図により説明したように、非テレセントリック
光学系において色分解ミラー４８Ｂに対する合成照明光
（図２においては符号ＬＢ、ＬＧ、ＬＲである）の入射
角θが種々に変化すると、色分解ミラー４８Ｂにおける
反射光の半値波長が種々に変化する。
【００３９】しかしながら、この実施の形態のような狭
波長帯域の照明光を合成した場合には、このように半値
波長が変化してもレーザービームＬＢ及びＬＧにおける
波長帯域においては、何ら半値波長の変化の影響を受け
ないように設定でき、これにより色ムラを防止して合成
照明光を分離することが可能となる。因みに、色分離ミ
ラーにおいて、半値波長の変化を小さくするには、多層
膜の積層数を増大する必要があり、このような多層膜の
積層数を増大した色分解ミラーにおいては、比較的入手
が困難な問題がある。
波長帯域の照明光を合成した場合には、このように半値
波長が変化してもレーザービームＬＢ及びＬＧにおける
波長帯域においては、何ら半値波長の変化の影響を受け
ないように設定でき、これにより色ムラを防止して合成
照明光を分離することが可能となる。因みに、色分離ミ
ラーにおいて、半値波長の変化を小さくするには、多層
膜の積層数を増大する必要があり、このような多層膜の
積層数を増大した色分解ミラーにおいては、比較的入手
が困難な問題がある。
【００４０】また光源４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｒがレーザ
ー光源であることにより、これら照明光ＬＲ、ＬＧ、Ｌ
Ｂは、非常にビーム径の小さな直進光線として合成さ
れ、また分解されることになる。これにより図４に示す
ように、マイクロレンズ１０を構成する１の微小レンズ
に入射するこれら照明光ＬＲ、ＬＧ、ＬＢを見たとき、
この実施の形態のように色分解ミラー４８Ｒ、４８Ｇ、
４８Ｂにより液晶表示パネル９に対する入射角を異なら
せて、これら１の微小レンズに入射する照明光ＬＲ、Ｌ
Ｇ、ＬＢの光束を所定の角間隔αにより離間させること
が可能となる。これにより色分解ミラー４８Ｒ、４８
Ｇ、４８Ｂの精度が劣る場合でも、確実に対応する照明
光を液晶セルに選択的に入射することが可能となり、そ
の分表示画像の色純度を向上して品位を向上することが
可能となる。
ー光源であることにより、これら照明光ＬＲ、ＬＧ、Ｌ
Ｂは、非常にビーム径の小さな直進光線として合成さ
れ、また分解されることになる。これにより図４に示す
ように、マイクロレンズ１０を構成する１の微小レンズ
に入射するこれら照明光ＬＲ、ＬＧ、ＬＢを見たとき、
この実施の形態のように色分解ミラー４８Ｒ、４８Ｇ、
４８Ｂにより液晶表示パネル９に対する入射角を異なら
せて、これら１の微小レンズに入射する照明光ＬＲ、Ｌ
Ｇ、ＬＢの光束を所定の角間隔αにより離間させること
が可能となる。これにより色分解ミラー４８Ｒ、４８
Ｇ、４８Ｂの精度が劣る場合でも、確実に対応する照明
光を液晶セルに選択的に入射することが可能となり、そ
の分表示画像の色純度を向上して品位を向上することが
可能となる。
【００４１】（３）第１の実施の形態の効果 以上の構成によれば、それぞれ所定波長帯域の照明光を
個別の光源により生成し、これらの照明光を一旦合成し
た後、各波長帯域毎に液晶表示パネルに対する主光線の
入射角を相違させることにより、光学系をこれら照明光
で共用することができ、その分全体構成を簡略化し、さ
らには全体形状を小型化することができる。
個別の光源により生成し、これらの照明光を一旦合成し
た後、各波長帯域毎に液晶表示パネルに対する主光線の
入射角を相違させることにより、光学系をこれら照明光
で共用することができ、その分全体構成を簡略化し、さ
らには全体形状を小型化することができる。
【００４２】またこれら光源における波長帯域を選定す
ることにより、波長分離手段である色分離ミラーの特性
が入射角に依存して変化する場合でも、この変化の影響
を受けないようにすることができる。これにより波長分
離手段の構成を簡略化することができ、また非テレセン
トリック光学系に波長分離手段を配置することが可能と
なり、全体形状を小型化することができる。また取り付
け精度も低減でき、その分組み立て作業を簡略化するこ
とができる。
ることにより、波長分離手段である色分離ミラーの特性
が入射角に依存して変化する場合でも、この変化の影響
を受けないようにすることができる。これにより波長分
離手段の構成を簡略化することができ、また非テレセン
トリック光学系に波長分離手段を配置することが可能と
なり、全体形状を小型化することができる。また取り付
け精度も低減でき、その分組み立て作業を簡略化するこ
とができる。
【００４３】（４）他の実施の形態 なお上述の実施の形態においては、透明ロッドにより合
成照明光の光量分布を均一化する場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、図１との対比により図５に
示すように、マルチレンズアレイ５２及び５３により合
成照明光の光量分布を均一化しても良い。
成照明光の光量分布を均一化する場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、図１との対比により図５に
示すように、マルチレンズアレイ５２及び５３により合
成照明光の光量分布を均一化しても良い。
【００４４】また上述の実施の形態においては、ダイク
ロイックミラーでなる色分解ミラーにより波長分離手段
を構成し、波長帯域毎に、液晶表示パネルに対する主光
線の入射角を相違させて合成照明光を出射する場合につ
いて述べたが、本発明はこれに限らず、図１との対比に
より図６に示すように、色分解ミラーに代えて波長分散
素子６２を用いても良く、また色分解ミラーに代えてホ
ログラム素子を用いてもよい。
ロイックミラーでなる色分解ミラーにより波長分離手段
を構成し、波長帯域毎に、液晶表示パネルに対する主光
線の入射角を相違させて合成照明光を出射する場合につ
いて述べたが、本発明はこれに限らず、図１との対比に
より図６に示すように、色分解ミラーに代えて波長分散
素子６２を用いても良く、また色分解ミラーに代えてホ
ログラム素子を用いてもよい。
【００４５】また上述の実施の形態においては、ダイク
ロイックミラー４３及び４４によりレーザービームＬ
Ｇ、ＬＢ、ＬＲを合成して合成照明光を生成する場合に
ついて述べたが、本発明はこれに限らず、近接した光束
によりほぼ平行に透明ロッドに入射して、透明ロッド内
における伝搬においてこれら照明光を混ぜ合わせて合成
することも可能である。なおこのとき小さな角度差をつ
けてこれらの照明光を透明ロッドに入射しても良く、さ
らには浅い角度をつけて入射しても良い。
ロイックミラー４３及び４４によりレーザービームＬ
Ｇ、ＬＢ、ＬＲを合成して合成照明光を生成する場合に
ついて述べたが、本発明はこれに限らず、近接した光束
によりほぼ平行に透明ロッドに入射して、透明ロッド内
における伝搬においてこれら照明光を混ぜ合わせて合成
することも可能である。なおこのとき小さな角度差をつ
けてこれらの照明光を透明ロッドに入射しても良く、さ
らには浅い角度をつけて入射しても良い。
【００４６】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、それぞれ
所定波長帯域の照明光を個別の光源により生成し、これ
らの照明光を一旦合成した後、各波長帯域毎に液晶表示
パネルに対する主光線の入射角を相違させることによ
り、単板カラーフィルタレス方式の液晶プロジェクタに
おいて、簡易な組み立て作業により組み立てることがで
き、かつ全体形状を小型化することができる。
所定波長帯域の照明光を個別の光源により生成し、これ
らの照明光を一旦合成した後、各波長帯域毎に液晶表示
パネルに対する主光線の入射角を相違させることによ
り、単板カラーフィルタレス方式の液晶プロジェクタに
おいて、簡易な組み立て作業により組み立てることがで
き、かつ全体形状を小型化することができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る液晶プロジェ
クタを示す略線図である。
クタを示す略線図である。
【図２】色分離ミラーの特性の説明に供する側面図であ
る。
る。
【図３】図２の側面図との対応により色分離ミラーの特
性を示す特性曲線図である。
性を示す特性曲線図である。
【図４】１の微小レンズに入射する照明光の光束を示す
略線図である。
略線図である。
【図５】透明ロッドに代えてマルチレンズアレイを用い
た液晶プロジェクタを示す略線図である。
た液晶プロジェクタを示す略線図である。
【図６】色分離ミラーに代えて波長分散素子を用いた液
晶プロジェクタを示す略線図である。
晶プロジェクタを示す略線図である。
【図７】従来の液晶プロジェクタを示す略線図である。
【図８】マイクロレンズと液晶表示パネルとの関係を示
す断面図である。
す断面図である。
【図９】長波長側を反射するダイクロイックミラーの特
性を示す特性曲線図である。
性を示す特性曲線図である。
【図１０】短波長側を反射するダイクロイックミラーの
特性を示す特性曲線図である。
特性を示す特性曲線図である。
【図１１】非テレセントリック光学系において、液晶表
示パネルの上部に入射する照明光の光路を示す略線図で
ある。
示パネルの上部に入射する照明光の光路を示す略線図で
ある。
【図１２】非テレセントリック光学系において、液晶表
示パネルの下部に入射する照明光の光路を示す略線図で
ある。
示パネルの下部に入射する照明光の光路を示す略線図で
ある。
【図１３】テレセントリック光学系において、液晶表示
パネルに入射する照明光の光路を示す略線図である。
パネルに入射する照明光の光路を示す略線図である。
【図１４】光源を独立させた場合に考えられる構成によ
る液晶プロジェクタを示す略線図である。
る液晶プロジェクタを示す略線図である。
【図１５】図１３に示す構成において、液晶表示パネル
から光源までの距離の説明に供する略線図である。
から光源までの距離の説明に供する略線図である。
【図１６】光源を独立させた場合に考えられる他の構成
による液晶プロジェクタを示す略線図である。
による液晶プロジェクタを示す略線図である。
【図１７】図１６に係る構成の一部を変更した構成によ
る液晶プロジェクタを示す略線図である。
る液晶プロジェクタを示す略線図である。
１、２１、４１、５１、６１……液晶プロジェクタ、
２、２２Ｂ、２２Ｇ、２２Ｒ、４２Ｂ、４２Ｇ、４２Ｒ
……光源、６、２４Ｂ、２４Ｇ、２４Ｒ、４６……透明
ロッド、８Ｂ、８Ｇ、８Ｒ、４８Ｂ、４８Ｇ、４８Ｒ…
…色分離ミラー、９……液晶表示パネル、１０……マイ
クロレンズ
２、２２Ｂ、２２Ｇ、２２Ｒ、４２Ｂ、４２Ｇ、４２Ｒ
……光源、６、２４Ｂ、２４Ｇ、２４Ｒ、４６……透明
ロッド、８Ｂ、８Ｇ、８Ｒ、４８Ｂ、４８Ｇ、４８Ｒ…
…色分離ミラー、９……液晶表示パネル、１０……マイ
クロレンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 9/31 Ｈ０４Ｎ 9/31 Ｃ Ｆターム(参考） 2H088 EA13 EA15 HA12 HA13 HA24 HA25 HA28 MA16 5C060 BA04 BB13 BC01 BD02 DA02 DB13 GA02 GB04 GB06 HC09 HC11 HC24 HD00 JB06
Claims (4)
- 【請求項１】波長帯域の異なる照明光を出射する複数の
光源と、 前記複数の光源に対応する液晶セルが順次循環的に配置
され、各液晶セルにおいて入射光の光量を制御して出射
する液晶表示パネルと、 前記複数の光源からの照明光を前記液晶表示パネルの対
応する液晶セルに導く照明光学系とを有し、 前記照明光学系が、 前記複数の光源より出射される照明光を合成して合成照
明光を出射する照明光合成手段と、 前記波長帯域毎に、前記液晶表示パネルに対する主光線
の入射角を相違させて、前記合成照明光を出射する波長
分離手段と、 前記液晶表示パネルに対する前記主光線の入射角の相違
により、前記合成照明光の前記各波長帯域の成分を、前
記液晶表示パネルの対応する液晶セルに入射する光束分
離手段とを有することを特徴とする投射型表示装置。 - 【請求項２】前記複数の光源は、 光の３原色に対応した波長帯域の前記照明光を出射する
３つの光源であることを特徴とする請求項１に記載の投
射型表示装置。 - 【請求項３】前記複数の光源が、 レーザー光源であることを特徴とする請求項１に記載の
投射型表示装置。 - 【請求項４】前記照明光合成手段が、 ダイクロイックミラー又はダイクロイックプリズムであ
ることを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10308103A JP2000131665A (ja) | 1998-10-29 | 1998-10-29 | 投射型表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10308103A JP2000131665A (ja) | 1998-10-29 | 1998-10-29 | 投射型表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000131665A true JP2000131665A (ja) | 2000-05-12 |
Family
ID=17976913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10308103A Pending JP2000131665A (ja) | 1998-10-29 | 1998-10-29 | 投射型表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000131665A (ja) |
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-
1998
- 1998-10-29 JP JP10308103A patent/JP2000131665A/ja active Pending
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