JP2652158C - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、入射する白色光から成る映像信号を３原色の色成分に分光し、各色
成分をそれぞれのＬＣＤ（liquid cristal display：液晶表示器）を用いて変調
した後に、再び合成してフルカラーの映像を投射するようにしたＬＣＤプロジェ
クタ装置に関するものである。 ［従来の技術］ 従来のこの種のＬＣＤプロジェクタ装置においては、第３図に例示するように
、白色光である平行入射光Ａを３原色に分光する手段として、性質の異なった２
つのダイクロイックミラーを備えたダイクロイックミラー１、２を互いに交叉さ
せたものが用いられている。例えば、ダイクロイックミラー１は青の色成分Ｂを
反射し、ダイクロイックミラー２は赤の色成分Ｒを反射するものが用いられ る。この交叉するダイクロイックミラー１、２によって分離された３つの色成分
Ｒ、Ｇ、Ｂのうち、Ｒは全反射ミラー３、４に反射され、Ｇはそのまま直進し、
またＢは全反射ミラー５、６により反射されてそれぞれに対応するＬＣＤ７、８
、９に入射される。ＬＣＤ７、８、９には、赤、緑、青の各色成分の映像が写し
出されているので、ここを光が透過するとき各ＬＣＤ７、８、９の映像による透
過率の変化が光の強弱に変調される。 即ち、第３図において赤、緑、青の各色成分Ｒ、Ｇ、Ｂは、それぞれＬＣＤ７
、８、９の映像信号により変調されて色成分Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’となり、これらの
光はダイクロイックプリズム１０によって再び合成されて出射光Ａ’として出力
される。なお、出射光Ａ’は周知のように図示しない投射レンズによってスクリ
ーンに投射され、スクリーンにはフルカラーの映像が写し出される。このように
、従来例では２種のダイクロイックミラー１、２を第４図の示すように交叉させ
た状態で用いているため、一方のダイクロイックミラー１の反射面の一部が欠け
て部分的に画像欠落をきたすという欠点がある。例えば、第４図においてダイク
ロイックミラー１、２が互いに直角に交叉しているとすれば、ダイクロイックミ
ラー１の厚みｔと反射面の欠落した部分の寸法ｔ’との関係は次式によって表さ
れる。 ｔ’＝ｔ／２^1/2 …(1) この(1)式のｔ’は無視できない値であり、その分だけ例えば青の中心がスト
ライプ状に欠落してしまうという不都合を生ずる。また、従来例において変調さ
れた色成分を合成するために用いられているクロスダイクロイックプリズム１０
は複雑な構造をしているので高価であり、かつ重量も大きい。 ［発明の目的］ 本発明の目的は、このような従来例の欠点を改善するため、ダイクロイックミ
ラーのみでも光の分光及び合成を行えるようにし、特にダイクロイックミラーを
交叉させない構成にして画像欠落の問題を解消すると共に、収差による画像劣化
が少ないＬＣＤプロジェクタ装置を提供することにある。 ［発明の概要］ 上述の目的を達成するための本発明の要旨は、入射する白色光を３原色の１つ の色成分と残りの色成分とに分離する第１の分光用ダイクロイックミラーと、前
記残りの色成分を２つの色成分に分離する第２の分光用ダイクロイックミラーと
、分離された３つの色成分を個々に受光して変調する３個のＬＣＤと、これらの
ＬＣＤにより変調された３つの色成分の内の２つの色成分を合成する第１の色合
成用ダイクロイックミラーと、該第１の色合成用ダイクロイックミラーによる合
成光と残りの１つの色成分を合成する第２の色合成用ダイクロイックミラーとを
有し、前記３原色の各色成分の色分離の際の前記分光用ダイクロイックミラーの
透過回数が緑が２回、赤と青の一方の色成分が０回、他方の色成分が１回となり
、前記３原色の各色成分の色合成の際の前記合成用ダイクロイックミラーの透過
回数が緑が１回、赤と青の前記一方の色成分が１回、前記他方の色成分が０回と
なるように構成したことを特徴とするＬＣＤプロジェクタ装置である。 ［発明の実施例］ 第１図は本発明の前提となるＬＣＤプロジェクタ装置を示し、１１は例えば赤
と青の色成分Ｒ、Ｂを反射する第１の分光用ダイクロイックミラー、１２はその
反射された色成分Ｒ、Ｂを分離するための第２の分光用ダイクロイックミラーで
あり、第２の分光用ダイクロイックミラー１２は青の色成分Ｂを反射する性質の
ものが用いられている。第１、第２の分光用ダイクロイックミラー１１、１２は
入射光Ａと４５°の方向に平行に配置され、これらの分光用ダイクロイックミラ
ー１１、１２の両側にこれらのダイクロイックミラー１１、１２と平行に、全反
射ミラー１３、１４が配置されている。また、第１、第２の分光用ダイクロイッ
クミラー１１、１２の面を延長した方向にそれぞれ青の色成分Ｂを反射する第１
の合成用ダイクロイックミラー１５、赤の色成分Ｒを反射する第２の合成用ダイ
クロイックミラー１６が配置され、全反射ミラー１３と第１の合成用ダイクロイ
ックミラー１５の間の入射光Ａと平行な方向にＬＣＤ１７が配置され、第１、第
２の分光用ダイクロイックミラー１１、１２の間の入射光Ａと直交する方向にＬ
ＣＤ１８が配置され、第２の分光用ダイクロイックミラー１２と全反射ミラー１
４の入射光Ａと平行な方向にＬＣＤ１９が配置されている。 入射光Ａは第１の分光用ダイクロイックミラー１１に入射し、ここを透過した
緑の色成分Ｇは、全反射ミラー１３によって反射された後にＬＣＤ１７に入射 し、また第１の分光用ダイクロイックミラー１１で反射され第２の分光用ダイク
ロイックミラー１２で反射された青の色成分ＢはＬＣＤ１８に、第２の分光用ダ
イクロイックミラー１２を透過した赤の色成分ＲはＬＣＤ１９にそれぞれ入射す
る。ＬＣＤ１７、１５、１６はそれぞれ緑、青、赤の各色成分Ｇ、Ｂ、Ｒに対応
する映像が写し出されており、これらの映像はＬＣＤ１７、１５、１６の透過率
の変化に依存し、各色成分Ｇ、Ｂ、Ｒはそれぞれの光の強弱に変調されて色成分
Ｇ’、Ｂ’、Ｒ’となる。これらの変調された色成分Ｇ’、Ｂ’、Ｒ’は再び合
成されてフルカラーの出射光Ａ’としてスクリーンに投射される。 ＬＣＤ１７で変調された緑の色成分Ｇ’は第１の合成用クロイックミラー１５
及び第２の合成用ダイクロイックミラー１６を透過して出力される。また、ＬＣ
Ｄ１８で変調された青の色成分Ｂ’は第１の合成用ダイクロイックミラー１５で
反射されて緑の色成分Ｇ’と合成される。更に、ＬＣＤ１９で変調された赤の色
成分Ｒ’は全反射ミラー１４で反射された後に第２の合成用ダイクロイックミラ
ー１６で反射され、そこで緑、青の色成分Ｇ’、Ｂ’と合成され出射光Ａ’とな
る。 しかし、この例の場合には、緑の色成分ＧはＬＤＣ１７で画像が形成された後
に、２枚のダイクロイックミラー１５、１８を透過するため、収差による影響が
大きい。 第２図は本発明の実施例を示し、第１、第２の分光用ダイクロイックミラー２
１、２２は入射光Ａに対し４５度の方向に傾けて、入射光Ａの入射方向に沿って
平行に配置されている。第１の分光用ダイクロイックミラー２１は赤の色成分Ｒ
を反射する特性を有しており、第１の分光用ダイクロイックミラー２１を透過し
た緑と青の色成分を分離する第２の分光用ダイクロイックミラー２２は青の色成
分Ｂを反射する特性を有している。第１の分光用ダイクロイックミラー２１の反
射方向には全反射ミラー２５が配置され、第２の分光用ダイクロイックミラー２
２の反射方向にはＬＣＤ２８、第１の合成用ダイクロイックミラー２３が配置さ
れ、第２の分光用ダイクロイックミラー２２の透過方向にはＬＣＤ２７、全反射
ミラー２９が配置されている。また、全反射ミラー２５の反射方向にはＬＣＤ２
６、第１の合成用ダイクロイックミラー２３、第２の合成用ダイクロイックミ ラー２４が配置され、全反射ミラー２９の反射方向に第２の合成用ダイクロイッ
クミラー２４が配置されている。そして、全反射ミラーを含む全てのミラーはそ
れらの面を第１の分光用ダイクロイックミラー２１、第２の分光用ダイクロイッ
クミラー２２の面と平行に配置されている。 入射光Ａは第１の分光用ダイクロイックミラー２１に入射し、ここを透過した
成分は第２のダイクロイックミラー２２で青の色成分Ｂは反射され、緑の色成分
Ｇは透過する。第２のダイクロイックミラー２２を透過した緑の色成分ＧはＬＣ
Ｄ２７に入射する。また、第１の分光用ダイクロイックミラー２１で反射された
赤の色成分Ｒは全反射ミラー２５で反射された後にＬＣＤ２６に入射する。更に
、第２の分光用ダイクロイックミラー２２で反射された青の色成分ＢはＬＣＤ２
８にそれぞれ入射する。ＬＣＤ２７、２６、２８にはそれぞれ緑、赤、青の各色
成分Ｇ、Ｒ、Ｂに対応する映像が写し出されており、これらの映像はＬＣＤ２７
、２６、２８の透過率の変化に依存し、各色成分Ｇ、Ｒ、Ｂはそれぞれの光の強
弱に変調されて色成分Ｇ’、Ｒ’、Ｂ’となる。 ＬＣＤ２７で変調された緑の色成分Ｇ’は第２の合成用ダイクロイックミラー
２４を透過して出力される。また、ＬＣＤ２６で変調された赤の色成分Ｒは第１
の合成用ダイクロイックミラー２３を透過して第２の合成用ダイクロイックミラ
ー２４に至り、ここで反射されて緑の色成分Ｇ’と合成される。また、ＬＣＤ２
８で変調された青の色成分Ｂ’は第１の合成用ダイクロイックミラー２３で反射
され、第２の合成用ダイクロイックミラー２４に至り、ここで反射され緑、赤の
色成分Ｇ’、Ｒ’と合成され、フルカラーの出射光Ａ’として入射光Ａに対して
直交する方向からスクリーンに投射される。 この実施例においては、赤の色成分Ｒ’は分光用ダイクロイックミラーを１回
反射し、合成用ダイクロイックミラーを１回透過すると共に１回反射し、緑の色
成分Ｇ’は分光用ダイクロイックミラーを２回透過すると共に合成用ダイクロイ
ックミラーを１回透過し、青の色成分Ｂ’は分光用ダイクロイックミラーを１回
透過すると共に１回反射し、合成用ダイクロイックミラーを２回反射し、ダイク
ロイックミラーを全く透過することはない。 このように、各色成分は共に画像形成後の色合成の際においては、合成用ダイ クロイックミラーの透過回数を０回又は１回としているので、合成用ダイクロイ
ックミラーによる画像収差の影響が軽減される。 なお、実施例においては、例えば赤と青の光路を逆にしてもよい。この場合に
、各ダイクロイックミラー及びＬＣＤをそれぞれの色成分に合うよう適当に選択
すれば種々の組合わせが可能である。 ［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係るＬＣＤプロジェクタ装置は、従来用いられて
いたダイクロイックプリズムに代って、ダイクロイックミラーによって光の分光
、合成を行えるように構成できるので安価で軽量小型となる。また、従来のよう
に分光用ダイクロイックミラーを交叉させる必要がないので、従来例における画
像欠落の問題が完全に解消される。更に、色合成に際しては各色成分はダイクロ
イックミラーを多くとも１回しか透過しないので、大きな収差が発生することは
ない。

【図面の簡単な説明】 図面第１図は本発明の前提となるＬＣＤプロジェクタ装置の構成図、第２図は
本発明に係るＬＣＤプロジェクタ装置の実施例の光学的配置図、第３図は従来例
の配置図、第４図は従来例におけるダイクロイックミラーの交叉状態の拡大図で
ある。 符号２１、２２は分光用ダイクロイックミラー、２５、２９は全反射ミラー、
２３、２４は合成用ダイクロイックミラー、２６、２７、２８はＬＣＤである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．入射する白色光を３原色の１つの色成分と残りの色成分とに分離する第１
   の分光用ダイクロイックミラーと、前記残りの色成分を２つの色成分に分離する
   第２の分光用ダイクロイックミラーと、分離された３つの色成分を個々に受光し
   て変調する３個のＬＣＤと、これらのＬＣＤにより変調された３つの色成分の内
   の２つの色成分を合成する第１の色合成用ダイクロイックミラーと、該第１の色
   合成用ダイクロイックミラーによる合成光と残りの１つの色成分を合成する第２
   の色合成用ダイクロイックミラーとを有し、前記３原色の各色成分の色分離の際
   の前記分光用ダイクロイックミラーの透過回数が緑が２回、赤と青の一方の色成
   分が０回、他方の色成分が１回となり、前記３原色の各色成分の色合成の際の前
   記合成用ダイクロイックミラーの透過回数が緑が１回、赤と青の前記一方の色成
   分が１回、前記他方の色成分が０回となるように構成したことを特徴とするＬＣ
   Ｄプロジェクタ装置。