JP4736921B2 - 液晶プロジェクタおよび画像再生装置 - Google Patents
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Description
第1の実施形態として、赤、緑および青の3色につき一枚の液晶表示パネル(液晶ライトバルブ)を用いる単板式の場合を示す。
図1に、単板式の液晶プロジェクタの基本的な構成の第1の例として、光ビーム拡散成形光学素子として回折光学素子を用いる場合を示す。
この例では、光源として、赤色レーザ11R、緑色レーザ11Gおよび青色レーザ11Bを、X方向に配列して設ける。
この発明では、回折型または屈折型の光ビーム拡散成形光学素子によって、プロジェクタの光源としての半導体レーザまたは固体レーザから出射されたレーザ光ビームを、液晶ライトバルブとしての液晶表示パネルの表示領域の全域に渡るように拡散成形するが、図1の例は、その光ビーム拡散成形光学素子として回折光学素子を用いる場合である。
液晶表示パネル40は、入射側基板41と出射側基板46との間に液晶層48を形成した透過型の液晶表示装置とし、液晶表示パネル40の手前側および前方側には、偏光板33および34を配置するが、図1の例のような単板式の場合には、液晶表示パネル40の入射側基板41にマイクロレンズアレイを形成する。
図1の例では、一例として、以下のように構成する。
上述した図1の例の単板式の液晶プロジェクタは、光源として、それぞれ半導体レーザまたは固体レーザからなる赤色レーザ11R、緑色レーザ11Gおよび青色レーザ11Bを用い、かつ各色用の回折光学素子21R,21Gおよび21Bを用いるので、光源部およびプロジェクタ全体の光学系を著しく小型化することができる。
図6に、単板式の液晶プロジェクタの基本的な構成の第2の例として、光ビーム拡散成形光学素子として屈折型光学素子を用いる場合を示す。
<第1の例:図8>
光源部については、各レーザ11R,11Gおよび11Bを図1または図6のように単に一方向に配列し、各レーザ11R,11Gおよび11Bから出射されたレーザ光ビーム1R,1Gおよび1Bを、そのまま回折光学素子21または屈折型光学素子23に入射させると、レーザのパッケージなどのために、隣接するレーザ光ビーム間の距離を十分に小さくできないことがある。
半導体レーザから出射されるレーザ光ビームは、断面形状が円形ではなく、上記のように垂直方向および水平方向に異なる角度で発散するが、回折光学素子21または屈折型光学素子23に入射するレーザ光ビームは、断面形状が円形に近いものが望ましい。また、DPSSレーザから出射されるレーザ光ビームは、実際上、ビーム径がかなり小さい。
<第1の例:図10〜図12>
赤色レーザ11R、緑色レーザ11Gおよび青色レーザ11Bは、それぞれ出射面(出力面)が一方向に延長または配列されたものとすることができる。特に光出射量を増加させるためには、そのようにすることが重要である。
さらに、赤色レーザ11R、緑色レーザ11Gおよび青色レーザ11Bを一枚の基板に集積することもできる。
いずれの色のレーザ光ビームを中央にするかは任意であるが、例えば、回折光学素子21としてDiffuserを用いる場合、上記の回折角を大きくするには、図示した各例とは異なり、短波長の青のレーザ光ビームを中央にすることが望ましい。
第2の実施形態として、赤、緑および青の3色につき2枚の液晶表示パネル(液晶ライトバルブ)を用いる2板式の場合を示す。
図14に、2板式の液晶プロジェクタの一例を示す。
赤色光は、波長が620nm程度のものが、赤としての認識度が最も高いが、現状の半導体レーザでは、波長620nm程度のレーザ光が得られるものは、温度に対する安定性に欠けるなど、信頼性が劣る。そのため、例えば、赤色レーザとしては、赤としての認識度は幾分低いが、信頼性が高い、波長640nm程度のレーザ光が得られる半導体レーザを用いる。
第3の実施形態として、赤、緑および青の3色につき別個の液晶表示パネル(液晶ライトバルブ)を用いる3板式の場合を示す。
上述した各実施形態は、赤、緑および青の3色構成とする場合であるが、3色中の2色または1色の構成とすることができる。
図18に、この発明の画像再生装置の一例を示す。
Claims (13)
- レーザ光ビームを出射する半導体レーザまたは固体レーザを有する第1のレーザ光源と、
前記第1のレーザ光源から出射されたレーザ光ビームを光の回折または屈折によって拡散する第1の拡散光学素子と、
前記第1の拡散光学素子により拡散されたレーザ光ビームを、ほぼ平行光のビームに変換する第1のレンズ系と、
2枚の基板間に液晶層が形成された表示領域を有し、前記第1の拡散光学素子により拡散された後に前記第1のレンズ系によりほぼ平行光にされたレーザ光が前記表示領域に入射する第1の液晶表示パネルと、
前記第1の液晶表示パネルを透過した画像光を拡大投射する投射レンズと、
を有し、
前記第1のレーザ光源と前記第1の液晶表示パネルとの間には、前記第1の拡散光学素子および前記第1のレンズ系がその順番で配置され、
前記第1の液晶表示パネルは、第1の偏光板を有し、
前記第1のレーザ光源と前記第1の拡散光学素子との間に配置され、前記第1の液晶表示パネルに入射する光の偏光方向を前記第1の液晶表示パネルの偏光軸に合致させる第1のλ/2板、位相差フィルムまたは位相差板を更に有する
液晶プロジェクタ。 - 前記第1のレーザ光源は、マルチモードで発振し、
前記第1の拡散光学素子は、
入射した1点の光を多数の点に回折する回折光学素子、または光の屈折によって光ビームを拡散する屈折型光学素子を有する
請求項1記載の液晶プロジェクタ。 - 前記第1のレーザ光源は、
それぞれ半導体レーザまたは固体レーザであって、かつ、それぞれ赤、緑または青のレーザ光ビームを出射する第1、第2および第3のレーザを有し、
前記第1のλ/2板、前記位相差フィルムまたは前記位相差板は、
赤、緑および青のレーザ光ビームを調整するために前記第1、第2および第3のレーザの各々に対応して個別に設けられ、
前記第1の液晶表示パネルは、
入射側基板と出射側基板との間に、赤表示用の副画素、緑表示用の副画素および青表示用の副画素を有する液晶層が形成され、かつ、その入射側基板に多数のマイクロレンズからなるマイクロレンズアレイが形成され、
前記第1の偏光板は、
前記マイクロレンズアレイの入射側または前記出射側基板の出力側に配置されている
請求項1または2記載の液晶プロジェクタ。 - 前記マイクロレンズアレイは、
球面収差を抑制するための非球面のマイクロレンズを有する
請求項3記載の液晶プロジェクタ。 - 前記第1、第2および第3のレーザは、一方向に配列され、
前記一方向の配列の中央のレーザは、
前記一方向の配列の両側のレーザより後退した位置に配置されたDPSSレーザであり、
前記一方向の配列の両側のレーザは、
カンパッケージのレーザである
請求項3または4記載の液晶プロジェクタ。 - 中央の前記DPSSレーザには、
光ファイバおよびビームエキスパンダが接続され、
両側の前記カンパッケージのレーザには、
前記第1の拡散光学素子との間に、コリメーションユニットおよびプリズムが各々配置されている
請求項5記載の液晶プロジェクタ。 - 前記第1、第2または第3のレーザは、
前記一方向と垂直な方向に延長または配列された射出面を有する
請求項5または6記載の液晶プロジェクタ。 - 前記第1、第2および第3のレーザは、
一枚の基板に集積化されている
請求項3記載の液晶プロジェクタ。 - 前記第1の液晶表示パネルと前記投射レンズとの間に配置されたダイクロイックプリズムと、
前記第1のレーザ光源から前記第1の液晶表示パネルまでの第1の光学系とは別の光学系であって、前記ダイクロイックプリズムへレーザ光を出力する、少なくとも1個の第2の光学系と
を有する
請求項1から8のいずれか一項記載の液晶プロジェクタ。 - 前記少なくとも1個の第2の光学系は、
レーザ光ビームを出射する半導体レーザまたは固体レーザを有する第2のレーザ光源と、
前記第2のレーザ光源から出射されたレーザ光ビームを光の回折または屈折によって拡散する第2の拡散光学素子と、
前記第2の拡散光学素子により拡散されたレーザ光ビームを、ほぼ平行光のビームに変換する第2のレンズ系と、
2枚の基板間に液晶層が形成された表示領域を有し、前記第2の拡散光学素子により拡散された後に前記第2のレンズ系によりほぼ平行光にされたレーザ光が前記表示領域に入射する第2の液晶表示パネルと
を有し、
前記第2のレーザ光源と前記第2の液晶表示パネルとの間には、前記第2の拡散光学素子および前記第2のレンズ系がその順番で配置され、
前記第2の液晶表示パネルは、第2の偏光板を有し、
前記第2のレーザ光源と前記第2の拡散光学素子との間に配置され、前記第2の液晶表示パネルに入射する光の偏光方向を前記第2の液晶表示パネルの偏光軸に合致させる第2のλ/2板、位相差フィルムまたは位相差板を更に有する
請求項9記載の液晶プロジェクタ。 - 前記第1のレーザ光源および前記少なくとも1個の第2のレーザ光源のうちの、少なくとも1個のレーザ光源は、
それぞれ半導体レーザまたは固体レーザであって、かつ、それぞれ赤、緑および青のうちから選択された少なくとも2色の各々を出力するための複数のレーザを有する
請求項10記載の液晶プロジェクタ。 - 前記第1のレーザ光源および前記少なくとも1個の第2のレーザ光源には、
波長640nmの赤色のレーザ光が得られる半導体レーザを、他の色のレーザより多く設ける
請求項10または11記載の液晶プロジェクタ。 - 請求項1〜12のいずれか一項記載の液晶プロジェクタが内蔵された画像再生装置。
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