JPH11218725A - 液晶プロジェクタ - Google Patents

液晶プロジェクタ

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JPH11218725A
JPH11218725A JP10312182A JP31218298A JPH11218725A JP H11218725 A JPH11218725 A JP H11218725A JP 10312182 A JP10312182 A JP 10312182A JP 31218298 A JP31218298 A JP 31218298A JP H11218725 A JPH11218725 A JP H11218725A
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JP
Japan
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liquid crystal
light
beam splitter
polarization
linearly polarized
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JP10312182A
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English (en)
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Katsumi Kurematsu
榑松　　克巳
Hideaki Mitsutake
英明 光武
Nobuo Minoura
信夫 箕浦
Haruyuki Yanagi
治幸 柳
Masaaki Kanashiki
正明 金鋪
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Original Assignee
Canon Inc
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    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141—Constructional details thereof
    • H04N9/315—Modulator illumination systems
    • H04N9/3167—Modulator illumination systems for polarizing the light beam

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】高輝度化を可能にする液晶プロジェクタを提供
する。 【解決手段】光源３０からの光を互いに偏光方向が直交
する二つの直線偏光光に分割する偏光ビームスプリッタ
３１と、二つの直線偏光光の偏光方向を揃えるためのλ
／２板３２と、偏光方向が揃った二つの直線偏光光の光
路に設けた偏光ビームスプリッタ３９と、この偏光ビー
ムスプリッタ３９からの直線偏光光を受光し、それらの
所望の部分の偏光方向を変えた光を再び偏光ビームスプ
リッタ３９へ戻す液晶パネル部（３５Ｒ、３５Ｇ、３５
Ｂ）と、この液晶パネル部より戻された光の少なくとも
一部を偏光ビームスプリッタ３９を介して受光し投影す
る投写レンズ３６とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶パネルを用い
た液晶プロジェクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の液晶式ビデオプロジェク
タとしては、第３図に示すように、光源２が発する白色
光の出射先に偏光ビームスプリッタ３が配置され、さら
に該偏光ビームスプリッタ３による光の反射方向には、
光を、赤、緑、青の各色光に分離して、各色光別に光像
を形成する反射型の第１ないし第３の液晶パネル１Ｒ、
１Ｇ、１Ｂに照射させるとともに、該各液晶パネル１
Ｒ、１Ｇ、１Ｂから出射した各色光像を合成する板状の
第１、第２のダイクロイックミラー４，５が順に並置さ
れており、それら第１、第２のダイクロイックミラー
４，５で合成された合成像を、投写レンズ６を通して不
図示のスクリーンへ拡大投写する構成のものが知られて
いる（例えば特開昭61-13885号公報に記載のもの）。
【０００３】前述の各反射型液晶パネル１Ｒ、１Ｇ、１
Ｂとしては、複屈折制御（Electrically Controlled Bi
refringence: ECB）タイプのものが用いられており、こ
れは各色用の画像信号に応じた印加電圧によって入射光
（Ｓ偏光光）の偏光面を９０°回転させる特性を有して
いる。
【０００４】上述のような構成の液晶式ビデオプロジェ
クタでは、光源２から発せられた白色光のうちＳ偏光光
のみが偏光ビームスプリッタ３で反射され、そのＳ偏光
光を第１および第２のダイクロイックミラー４，５で赤
色、緑色、青色の各色光に分離して各色光に対応する第
１ないし第３の液晶パネル１Ｒ、１Ｇ、１Ｂに照射させ
る。前述の光源２から発せられる光のうち、偏光ビーム
スプリッタ３を透過するＰ偏光光は、その出射先に位置
する予備液晶パネル１０に向い光路から外される。そし
て、各液晶パネル１Ｒ、１Ｇ、１Ｂから反射する各色光
は、各画素および画像信号に応じて、偏光面が回転され
たＰ偏光成分を有したもの、あるいは、偏光面の回転を
受けないＳ偏光成分のものとなっており、それらの各色
光は、再び第１および第２のダイクロイックミラー４，
５で合成されたのち、偏光ビームスプリッタ３へ向う。
この偏光ビームスプリッタ３では、各色光において、Ｐ
偏光成分は透過して投写レンズ６を通して、不図示のス
クリーンへ投写され、Ｓ偏光成分については、この偏光
ビームスプリッタ３で反射されて光源２の方向へ戻る。
【０００５】したがって、偏光ビームスプリッタ３は各
液晶パネル１Ｒ、１Ｇ、１Ｂに対して偏光子と検光子の
両方の役割りをしており、各液晶パネル１Ｒ、１Ｇ、１
Ｂには偏光板が不要となり、全体構成をより簡単にして
いた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術では、光源からの白色光のうち、偏光ビームス
プリッタを最初に透過してしまうＰ偏光成分は本来の投
影に何にも寄与せず、光源光の利用効率が悪いという欠
点があった。
【０００７】本発明は、上記従来の技術が有する欠点に
鑑みてなされたもので、高輝度化を可能にする液晶プロ
ジェクタを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】第１の発明の液晶プロジ
ェクタは、光源からの光を互いに偏光方向が直交する二
つの直線偏光光に分割し、前記二つの直線偏光光の偏光
方向を揃える偏光変換装置と、前記偏光変換装置からの
偏光方向が揃った二つの直線偏光光の光路に設けた偏光
ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタからの
前記偏光方向が揃った二つの直線偏光光より成る光束を
受け、この光束の所望の部分の偏光方向を変える液晶パ
ネルと、前記液晶パネルからの光束で画像を投影する投
影光学系とを有することを特徴とする。
【０００９】第２の発明の液晶プロジェクタは、光源か
らの光を互いに偏光方向が直交する二つの直線偏光光に
分割する偏光ビームスプリッタと、前記二つの直線偏光
光の偏光方向を揃えるためのλ／２板と、前記偏光方向
が揃った二つの直線偏光光の光路に設けた他の偏光ビー
ムスプリッタと、前記他の偏光ビームスプリッタからの
前記二つの直線偏光光を受光し、それらの所望の部分の
偏光方向を変えた光を前記他の偏光ビームスプリッタへ
戻す液晶パネルと、前記液晶パネルより戻された光の少
なくとも一部を前記他の偏光ビームスプリッタを介して
受光し投影する投影光学系とを有することを特徴とす
る。（作用）上記第１の発明においては、光源からの光
は、偏光変換装置によって、偏光方向が直交する二つの
直線偏光光に変換されるとともに、さらにその二つの直
線偏光光のうち一方の直線偏光光の偏光面が９０°回転
されて偏光面の揃った偏光光に変換される。この偏光方
向が揃った二つの直線偏光光の光路にはさらに偏光ビー
ムスプリッタが設けられており、この偏光ビームスプリ
ッタからの前記偏光方向が揃った二つの直線偏光光が液
晶パネルの照明光となる。この構成によれば、光源光を
分離した互いに偏光方向が直交する二つの直線偏光光
は、ともに照明光として利用されるので、前述の課題で
述べた本来の投影に何にも寄与しないＰ偏光成分につい
ても利用できることとなる。また、偏光変換装置にて変
換された偏光方向が揃った二つの直線偏光光は、さらに
偏光ビームスプリッタにて不要な偏光成分が除去された
後、液晶パネルに照明されるので、照明光の偏光の純度
はより高いものとなる。これらの作用により、高輝度
化、高コントラスト化が可能になる。
【００１０】上記第２の発明においては、上記の作用に
加えて、照明光の不要な偏光成分を除去する偏光ビーム
スプリッタ（この発明では、他の偏光ビームスプリッ
タ）を利用して液晶パネルより戻された光から画像光を
形成するようになっているので、画像光を形成するため
に新たに偏光ビームスプリッタを設ける必要がなくな
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。
【００１２】図１および図２は、それぞれ本発明の一実
施形態の液晶プロジェクタの構成を示す、側面図および
平面図である。
【００１３】本実形態の液晶プロジェクタは、第１ない
し第３の液晶パネル３５Ｒ、３５Ｇ、３５Ｂが取付けら
れたクロスダイクロイックプリズム３４を用いており、
さらに、そのクロスダイクロイックプリズム３４の上側
には、光源３０が発する白色光の出射先に平行四辺形状
で、前記白色光の入射部となる前記光源３０側の界面に
偏光ビームスプリッタ３１が形成されたプリズム３７が
配置されている。また、プリズム３７において、偏光ビ
ームスプリッタ３１の反射面と該偏光ビームスプリッタ
３１に対向するエア界面３８とは平行となっているた
め、偏光ビームスプリッタ３１による光の反射方向と、
該偏光ビームスプリッタ３１を透過して、前記エア界面
３８で反射する光の反射方向とは、同方向となり、それ
らの反射方向には、各反射光を共に、９０°下方へ反射
する全反射ミラー３３が配置されている。
【００１４】この全反射ミラー３３による光の反射方向
には偏光ビームスプリッタ３９が配置されており、該偏
光ビームスプリッタ３９で反射した光が前記クロスダイ
クロイックプリズム３４に入射して、該クロスダイクロ
イックプリズム３４において、光の分離および合成が行
なわれ、該クロスダイクロイックプリズム３４から出射
した光のうち前記偏光ビームスプリッタ３９を透過する
光が投写レンズ３６を通して不図示のスクリーンへ投写
される構成となっている。
【００１５】次に、この液晶プロジェクタの動作につい
て説明する。
【００１６】光源３０から発せられた白色光は、まず、
プリズム３７の界面に形成されている偏光ビームスプリ
ッタ３１で反射するＳ偏光光Ｓ１と該偏光ビームスプリ
ッタ３１を透過するＰ偏光光Ｐ２との二つの直線偏光光
に分離される。この直線偏光光のうち、Ｓ偏光光Ｓ１は
前記ビームスプリッタ３１で反射したのち、λ／２板３
２でその偏光面が９０°回転されてＰ偏光光Ｐ１となっ
て全反射ミラー３３へ向い、また、Ｐ偏光光Ｐ２は、前
記偏光ビームスプリッタ３１を透過したのち、プリズム
３７において前記偏光ビームスプリッタ３１に対向する
エア界面３８で反射されて同様に全反射ミラー３３へ向
う。この全反射ミラー３３では、Ｐ偏光光Ｐ１、Ｐ２は
それぞれ偏光ビームスプリッタ３９に対してＳ偏光光Ｓ
１、Ｓ２となって反射し、そののち、共に偏光ビームス
プリッタ３９で反射してクロスダイクロイックプリズム
３４へ入射する。
【００１７】したがって、本形態の液晶プロジェクタで
は、光源３０が発した光は全てＳ偏光光に変換されてク
ロスダイクロイックプリズム３４へ入射することにな
る。
【００１８】上述のようにしてクロスダイクロイックプ
リズム３４に入射したＳ偏光光Ｓ１、Ｓ２は、それぞれ
第３および第４のダイクロイックミラー３４ｃ、３４ｄ
と第１および第２のダイクロイックミラー３４ａ、３４
ｂとで各色光に分離されて該各色光に対応する第１ない
し第３の液晶パネル３５Ｒ、３５Ｇ、３５Ｂの照明光と
なる。また、第１ないし第３の各液晶パネル３５Ｒ、３
５Ｇ、３５Ｂから反射して出射した、各色の反射画像光
も、同様に、第１ないし第４のダイクロイックミラー３
４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄで合成されてクロスダイ
クロイックプリズム３４から出射し、その出射先に位置
する偏光ビームスプリッタ３９へ向う。この偏光ビーム
スプリッタ３９では、合成光のうち、各色画像の暗部に
相当するＳ偏光成分は反射して前述した入射光路と同一
光路を経て光源３０の方向へ戻る。一方、前記合成光の
うち、各色画像の明部に相当するＰ偏光成分Ｐ１、Ｐ２
は該偏光ビームスプリッタ３９を通過し、そののち、投
写レンズ３６を経て、不図示のスクリーンへ拡大投写さ
れる。
【００１９】上述したような本形態の液晶プロジェクタ
によれば、光源が発する光を、偏光面の揃った偏光光に
変換したのち、クロスダイクロイックミラーに入射して
色分解および色合成を行うので、光源光の利用効率が向
上し、高輝度化が可能となる。また、クロスダイクロイ
ックミラーを用いて、色分解および色合成を行うので全
体構成が簡単になって、装置のコンパクト化が図れると
ともに、バックフォーカス長が短くなるので、投写レン
ズの設計自由度が向上する。
【００２０】
【発明の効果】以上、本発明によれば、高輝度化、高コ
ントラスト化が可能な液晶プロジェクタを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の液晶プロジェクタの主要
光学系を示す側面図である。
【図２】図１に示す液晶プロジェクタの平面図である。
【図３】従来の液晶プロジェクタの主要光学系を示す図
である。
【符号の説明】
３５ 液晶パネル、 ３６ 投写レンズ、 ３０ 光源、 ３１、３５ 偏光ビームスプリッタ、 ３２ λ／２板、 ３４ クロスダイクロイックプリズム、 ３７ プリズム、 ３８ エア界面、 ３９ 全反射ミラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳 治幸 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 金鋪 正明 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光源からの光を互いに偏光方向が直交す
    る二つの直線偏光光に分割し、前記二つの直線偏光光の
    偏光方向を揃える偏光変換装置と、前記偏光変換装置か
    らの偏光方向が揃った二つの直線偏光光の光路に設けた
    偏光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタか
    らの前記偏光方向が揃った二つの直線偏光光より成る光
    束を受け、この光束の所望の部分の偏光方向を変える液
    晶パネルと、前記液晶パネルからの光束で画像を投影す
    る投影光学系とを有することを特徴とする液晶プロジェ
    クタ。
  2. 【請求項２】 光源からの光を互いに偏光方向が直交す
    る二つの直線偏光光に分割する偏光ビームスプリッタ
    と、前記二つの直線偏光光の偏光方向を揃えるためのλ
    ／２板と、前記偏光方向が揃った二つの直線偏光光の光
    路に設けた他の偏光ビームスプリッタと、前記他の偏光
    ビームスプリッタからの前記二つの直線偏光光を受光
    し、それらの所望の部分の偏光方向を変えた光を前記他
    の偏光ビームスプリッタへ戻す液晶パネルと、前記液晶
    パネルより戻された光の少なくとも一部を前記他の偏光
    ビームスプリッタを介して受光し投影する投影光学系と
    を有することを特徴とする液晶プロジェクタ。
  3. 【請求項３】 前記液晶パネルが赤、青、緑の各色に対
    応して三枚あり、前記偏光ビームスプリッタからの前記
    偏光方向が揃った二つの直線偏光光より成る光束を前記
    赤、青、緑の各色の光束に分割し、各色の光束を前記三
    枚の液晶パネルの対応するパネルに向ける色分解光学系
    と、前記三枚の液晶パネルからの光束を合成する色合成
    光学系とを有し、前記投影光学系は、前記色合成光学系
    からの合成光束カラー画像を投影することを特徴とする
    請求項１、２に記載の液晶プロジェクタ。
  4. 【請求項４】 前記三枚の液晶パネルはそれぞれ反射型
    の液晶パネルであり、前記色分解光学系と前記色合成光
    学系は共通の単一の光学系より成ることを特徴とする請
    求項３に記載の液晶プロジェクタ。
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