JPH06242463A - 液晶プロジェクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ３色プリズム方式を前提とし、色むらとコン
トラスト劣化を抑えることができる液晶プロジェクタを
提供する。 【構成】 投影光の入力開口部から、赤、緑、青の各成
分の出力開口部までの光路長が等しくなるように構成さ
れた３色分解プリズム２０と、３色分解プリズム２０の
各出力開口部を各入力開口部とし、該３色分解プリズム
２０の入力開口部を、合成光を出力する出力開口部とし
た３色合成プリズム３０とを備え、３色分解プリズム２
０の３つの出力開口部から、３色合成プリズム３０の３
つの入力開口部までのそれぞれの光路長を等しく設定し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、白色光源から出射され
る投影光を赤、緑、青の３成分に分離すると共に、この
３成分の光のコントラストを３色の液晶パネルにより変
調し、さらに、変調後の３成分の光を合成して投影レン
ズによりスクリーン上に投影する液晶プロジェクタに関
する。

【０００２】

【従来の技術】上述した液晶プロジェクタにおいては、
白色光源からの投影光を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）
の３原色成分に分解するための光学的手段として、およ
び、分解した各成分の光のコントラストをアクティブ・
マトリックス型の液晶パネル（光空間変調素子）により
変調した後に再び３成分の光を合成するための光学的手
段として、ダイクロイックミラー方式と、ダイクロイッ
クプリズム（３色分解、合成プリズム）方式が知られて
いる。

【０００３】このうち、ダイクロイックミラー方式は、
投影レンズ後端面から液晶パネル面までの距離が長く、
レンズ設計上の大きな制約になり、かつ大型化してしま
うこと、および、ダイクロイックミラーを通過するＲ
色、Ｂ色の像は、厚みを持つ平行板が斜めに位置するた
めに、非点収差を生じ結像特性の劣化をもたらすこと、
さらには、ミラー数が多く光軸調整が非常に困難である
こと、等の理由により、最近では３色プリズム方式が主
流となってきている。

【０００４】３色プリズムを用いた液晶プロジェクタと
しては、例えば、図４ないし図６に示すものが既に提案
されている。

【０００５】図４は、特開昭６３−３１１８９２号公報
に記載された従来例を示すものであり、その構成を簡単
に説明すると、白色光を発する光源１からの光は、レン
ズ２で平行光とされ、第１の複合ダイクロイックプリズ
ム３によって、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色光に分解され、その
後、この第１の複合ダイクロイックプリズム３と対面す
るように設けられた第２の複合ダイクロイックプリズム
４の各入力開口部に設けられた液晶パネル５，６，７を
通り、コントラストを変調されてから、この第２の複合
ダイクロイックプリズム４に入って再び合成され、投影
レンズ８に入射されるものである。これによって、スク
リーン９上に液晶パネル５，６，７の表示像を投影する
ようになっている。

【０００６】図５は、特開平４−５８２４２号公報に記
載された従来例を示すものであり、この従来例の場合、
白色光源１０から出射した光束は、投影レンズ１１によ
って略平行光とされて複合プリズム１２を通って３原色
に分光される。そして、それぞれの色光に対応した反射
型液晶パネル１３，１４，１５によって空間的、時間的
に変調された光束は、再び複合プリズム１２に入射して
色光合成され、投影レンズ１１を通過して、スクリーン
１６上に結像するようになっている。

【０００７】即ち、この従来例においては、反射型液晶
パネルと組み合わせることによって、単一の複合プリズ
ムに色分解と色合成の機能を持たせたものである。な
お、図６には、特開昭６３−３９２９４号公報に記載さ
れた従来例を示すが、この例も図５と同様に、単一の複
合プリズム１２と、３枚の反射型液晶パネル１３，１
４，１５を組み合わせている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術のうち図４に示すものは、光源から液晶パネル
までの光路長（光学的長さ）が、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色の間
で異なっており、この結果、色むらを生じて画質を劣化
させるという欠点があった。

【０００９】また、図５、図６に示す従来技術において
は、反射型液晶パネルを使用しているため、液晶面での
反射によるコントラスト劣化が生じるという欠点があっ
た。

【００１０】本発明は上記従来技術の欠点を解決し、３
色プリズム方式を前提とし、色むらとコントラスト劣化
を抑えることができる液晶プロジェクタを提供すること
を目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１記載の発明では、白色光源から出射される
投影光を赤、緑、青の３成分に分離すると共に、この３
成分の光のコントラストを３色の液晶パネルにより変調
し、さらに、変調後の３成分の光を合成して投影レンズ
によりスクリーン上に投影する液晶プロジェクタにおい
て、投影光の入力開口部から、赤、緑、青の各成分の出
力開口部までの光路長が等しくなるように構成された３
色分解プリズムと、前記３色分解プリズムと同じ構成を
有し、該３色分解プリズムの各出力開口部を各入力開口
部とし、３色分解プリズムの入力開口部を、合成光を出
力する出力開口部とした３色合成プリズムとを備え、前
記３色分解プリズムの３つの出力開口部から、前記３色
合成プリズムの３つの入力開口部までのそれぞれの光路
長を等しく設定したものである。

【００１２】また、請求項２記載の発明では、上記にお
いて、前記３色分解プリズムと前記３色合成プリズムと
を平行に配置し、かつ、前記３色分解プリズムの各出力
開口部側の等距離位置と、前記３色合成プリズムの各入
力開口部の等距離位置にそれぞれ３成分の光を導くため
の反射ミラーを配置したものである。

【００１３】また、請求項３記載の発明では、請求項１
記載において、前記３色合成プリズムの各入力部に透過
型液晶パネルを配置したものである。

【００１４】

【作用】請求項１および２記載の発明においては、３色
分解プリズムの各出力開口部から、３色合成プリズムの
各入力開口部までのそれぞれの光路長が等しくなってい
る。ここで、３色分解プリズムの入力開口部から３つの
出力開口部まで、および、３色合成プリズムの３つの入
力開口部から出力開口部までの光路長は等しくなるよう
に設計されているため、結局、白色光源から例えば３色
合成プリズムの各入力開口部に設置される液晶パネルま
での光路長は等しくなる。

【００１５】請求項３記載の発明においては、使用する
液晶パネルを透過型とすることで、反射型液晶パネル使
用時の欠点である液晶面での反射によるコントラスト劣
化を抑えている。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の液晶プロジェクタに使用される３
色分解プリズムの構成図である。３色分割プリズム２０
は、Ｒ色光を出射するＲプリズム２１と、Ｇ色光を出射
するＧプリズム２２と、Ｂ色光を出射するＢプリズム２
３とから構成されており、周知のＲ色光、Ｂ色光反射ダ
イクロイック面を有している。

【００１７】白（Ｗ）色光が入力開口部２４から入射さ
れると、このＷ色光は各プリズム２１，２２，２３で３
色分解され、それぞれの出力開口部であるＲ出力開口部
２５、Ｇ出力開口部２６、Ｂ出力開口部２７から出射さ
れるようになっている。なお、この３色分解プリズム２
０は、入力開口部２４から各出力開口部２５，２６，２
７までの光路長が等しくなるように設計されている。

【００１８】液晶プロジェクタとしては、上述の３色分
解プリズム２０の他に、液晶パネルによりコントラスト
を変調した後の３色光を合成する３色合成プリズムが必
要になるが、本実施例では、図１に示す３色分解プリズ
ム２０と全く同じ構成の３色合成プリズムを採用する。
即ち、３色分解プリズム２０の各出力開口部２５，２
６，２７を３色光の各入力開口部とし、逆に入力開口部
２４を出力開口部として使用するものである。

【００１９】図２は実施例に係る液晶プロジェクタの斜
視図である。前記３色分解プリズム２０と、前述したよ
うにこの３色分解プリズム２０の入出力開口部を逆にし
た３色合成プリズム３０とを平行に配置する。白色光源
（ランプ）３１から出射された白色光は、第１のミラー
３２により３色分解プリズム２０の入力開口部２４に入
射され、Ｒ，Ｇ，Ｂ色光に３分解され、３色分解プリズ
ム２０の各出力開口部２５，２６，２７の近傍の等距離
位置に配置された第２のミラー３３、第３のミラー３
４、第４のミラー３５により３色合成プリズム３０側に
導かれる。

【００２０】３色合成プリズム３０側にも、各入力開口
部の近傍の等距離位置にそれぞれ第５のミラー３６、第
６のミラー３７、第７のミラー３８が配置してあり、こ
れらのミラーにより、第２のミラー３３、第３のミラー
３４、第４のミラー３５に反射されたＲ，Ｇ，Ｂ色光を
それぞれの入力開口部に取り付けられた、光空間変調素
子としての透過型の液晶パネル（アクティブ・マトリッ
クス型液晶パネル）３９，４０，４１に導く。

【００２１】Ｒ色光路中に設けられた液晶パネル３９に
は、周知のように、外部からの画像情報の中のＲ色画像
情報に基づく電気信号が入力され、この信号により、各
画素における液晶の、光に対する透過率が変化すること
により、Ｒ色光のコントラストが変調されるようになっ
ている。Ｇ色光、Ｂ色光も全く同様である。

【００２２】このようにして変調された各色光は、３色
合成プリズム３０内で合成されて、その出力開口部から
合成光として出射され、投影レンズ４２により図示しな
いスクリーン上に投影される。このことにより、液晶パ
ネル３９，４０，４１に電気的に書き込まれた画像情報
を光学像に変換してスクリーンに拡大投影することがで
きる。

【００２３】上記の実施例では、白色光源３１から各液
晶パネル３９，４０，４１までのＲ，Ｇ，Ｂ色光の光路
長は等しくなり、色むらが発生しにくくなる。

【００２４】なお、上記の実施例では、３色プリズムと
して業務用ビデオカメラに使用しているものを例にとり
説明したが、図３に示すような２枚のダイクロイック面
を有する一般的な３色プリズム５０を使用することも可
能である。

【００２５】

【発明の効果】請求項１および２記載の発明によれば、
白色光源から液晶パネルまでのＲ，Ｇ，Ｂ色光の光路長
を等しくしているから、色むらの発生を抑え、投影画像
の品質を向上させることができる。

【００２６】請求項３記載の発明によれば、使用する液
晶パネルを透過型とすることで、反射型液晶パネル使用
時の欠点である液晶面での反射によるコントラスト劣化
を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶プロジェクタに使用される３色分
解プリズムの構成図である。

【図２】本発明の実施例に係る液晶プロジェクタの斜視
図である。

【図３】３色プリズムの他の例を示す構成図である。

【図４】従来例に係る液晶プロジェクタの構成図であ
る。

【図５】他の従来例に係る液晶プロジェクタの構成図で
ある。

【図６】さらに他の従来例に係る液晶プロジェクタの構
成図である。

【符号の説明】

２０ ３色分解プリズム ３０ ３色合成プリズム ３１ 白色光源 ３３〜３８ 第２〜第７のミラー ３９，４０，４１ 液晶パネル ４２ 投影レンズ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 白色光源から出射される投影光を赤、
   緑、青の３成分に分離すると共に、この３成分の光のコ
   ントラストを３色の液晶パネルにより変調し、さらに、
   変調後の３成分の光を合成して投影レンズによりスクリ
   ーン上に投影する液晶プロジェクタにおいて、 投影光の入力開口部から、赤、緑、青の各成分の出力開
   口部までの光路長が等しくなるように構成された３色分
   解プリズムと、 前記３色分解プリズムと同じ構成を有し、該３色分解プ
   リズムの各出力開口部を各入力開口部とし、３色分解プ
   リズムの入力開口部を、合成光を出力する出力開口部と
   した３色合成プリズムとを備え、 前記３色分解プリズムの３つの出力開口部から、前記３
   色合成プリズムの３つの入力開口部までのそれぞれの光
   路長を等しく設定したことを特徴とする液晶プロジェク
   タ。
2. 【請求項２】 前記３色分解プリズムと前記３色合成プ
   リズムとを平行に配置し、かつ、前記３色分解プリズム
   の各出力開口部側の等距離位置と、前記３色合成プリズ
   ムの各入力開口部の等距離位置にそれぞれ３成分の光を
   導くための反射ミラーを配置したことを特徴とする請求
   項１記載の液晶プロジェクタ。
3. 【請求項３】 前記３色合成プリズムの各入力開口部に
   透過型液晶パネルを配置したことを特徴とする請求項１
   または２記載の液晶プロジェクタ。