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JP2756514B2 - プロジェクション装置 - Google Patents

プロジェクション装置

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JP2756514B2 JP63311422A JP31142288A JP2756514B2 JP 2756514 B2 JP2756514 B2 JP 2756514B2 JP 63311422 A JP63311422 A JP 63311422A JP 31142288 A JP31142288 A JP 31142288A JP 2756514 B2 JP2756514 B2 JP 2756514B2
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Description

【発明の詳細な説明】 「従来の技術」 従来のプロジェクション装置は、第２図に示すように
TFT−LCD光スイッチ2a,2b,2cを用いて構成される。TFT
−LCD光スイッチは、カラーフィルタのない通常の白黒
表示用の液晶表示パネルであり、ポリシリコン（Ｐ−S
i）薄膜トランジスタ（TFT）によるアクティブマトリッ
クス液晶表示パネルであって、同パネルが光スイッチ
（Light Valve）、つまり画素ごとに入射した光を透過
あるいは遮光させるスイッチとして用いられる。
ハロゲンランプなどを用いた光源３の照射光４は反射
板５により前方に集められ、インタフェレンスフィルタ
（インフラレッドフィルタとも呼ばれ、赤外線カット用
のフィルタで、装置内の温度上昇を抑えるために用いら
れる。）６を通じてダイクロイックミラー7Bに入射し、
照射光４に含まれる青色光4Bが入射光に対して直角方向
に反射され、更に反射鏡８で反射されて、TFT−LCD光ス
イッチ2Cに入射する。
ダイクロイックミラー7Bを透過した光はダイクロイッ
クミラー7Gに入射して、緑色光4Gが入射光に対して直角
方向に反射され、TFT−LCD光スイッチ2bに入射する。
ダイクロイックミラー7Gを透過した光は赤色光4Rであ
って、反射鏡９及び10で順次反射されてTFT−LCD光スイ
ッチ2aに入射する。
一方、TFT−LCD光スイッチ2a,2b,2cにはそれぞれ映像
信号であるＲ（赤）,G（緑）,B（青）信号に対応する白
黒画像が表示されており、これらの各光スイッチをそれ
ぞれ上述の赤色光4R、緑色光4G、青色光4Bが通過してダ
イクロイックプリズム11に入射する。これらの入射光は
それぞれ各TFT−LCD光スイッチに表示されている画像を
写している光であり、ダイクロイックプリズム11でカラ
ー画像を写した一つの光に合成され、プロジェクション
レンズ12によりスクリーン13上に拡大投写され、そのカ
ラー画像が表示される。
「発明が解決しようする課題」 従来のプロジェクション装置ではプロジェクションレ
ンズ12を用いて光を拡大投写する方式であり、レンズの
色収差（レンズの屈折率が光の波長によって異なるた
め、像の位置及び大きさが波長によって変化すること）
の問題を解決するために、複雑なレンズを多数組合せる
ことが必要であり、その結果、レンズによる光量の損失
が増加する。従って光量の大きな、従って消費電力の大
きな光源を必要とする問題があった。
また、プロジェクションレンズを大口径化することは
困難であり、大面積に投影するためには、スクリーンと
プロジェクターの距離を大きくしなければならず、大き
なスペースを要する問題があった。
また、従来の装置ではTFT−LCD光スイッチを３個必要
とし、また光をダイクロイックミラーで分解し、再びダ
イクロイックプリズムで合成しなければならないため、
装置の構造が複雑で高価となる問題があった。
この発明は、従来の問題点を解決して、光学系におけ
る光損失の低減と、スクリーン迄の距離を短縮すること
及び構造の簡単化を図ることを目的とするものである。
「課題を解決するための手段」 この発明は、光源と、第1,第２及び第３反射鏡と、カ
ラーアクティブ液晶表示装置と、スクリーンとより成る
プロジェクション装置である。
上記第１反射鏡は、上記光源からの入射光を反射曲面
で反射させて平行光線を作り出し、その平行光線を上記
カラーアクティブ液晶表示装置に入射させるものであ
る。
上記カラーアクティブ液晶表示装置は、上記第１反射
鏡で反射された平行光線の光路中に配され、入射光に対
して、画素ごとに光透過又は光遮断とし、カラーフィル
タとして干渉フィルタを用いたものである。
上記第２反射鏡は、上記カラーアクティブ液晶表示装
置を透過して入射した平行光線を反射させて、上記第３
反射鏡に入射させるものである。
上記第３反射鏡は、上記第２反射鏡より入射する光を
反射させて、上記スクリーンへ投影するものである。
第１、第２及び第３反射鏡の反射面は、放物面或いは
楕円面をベースに補正した自在曲面とされている。
「実施例」 この発明では、大口径化が困難であると共に複雑な曲
面を有するレンズを多数用いる従来のプロジェクション
レンズは用いられず、複数の比較的大形の反射鏡が用い
られる。また、光源の光をR,G,Bの光に分解し、それぞ
れを個別のTFT−LCD光スイッチに入射し、光スイッチを
透過した光を合成する方式は採らず、光源の光を１個の
カラーアクティブLCD装置に入射する方式が採られる。
以下この発明を第１図の実施例に基ずき詳細に説明す
る。なお同図には第２図と対応する部分には同じ符号を
付してある。ハロゲンランプやキセノンランプなどを用
いた光源３の光は、直接又は反射板５で反射され、第１
反射鏡21に入射する。第１反射鏡21の反射面は曲面とさ
れ、反射光が平行光線なるように設定される。その反射
光はインタフェレンスフィルタ６を通じてカラーアクテ
ィブドットマトリックス液晶表示装置（以下カラーALCD
と言う）に入射する。カラーALCDにはカラー画像が表示
されており、カラーALCD22を透過した光はそのカラー画
像を写し出した光であって、反射曲面を有する第２反射
鏡23に入射し、そこで反射されて反射曲面を有する第３
反射鏡24に入射し、そこで再び反射されてスクリーン13
に入射し、スクリーン13上にカラー画像が写し出され
る。
第１乃至第３反射鏡の反射面は従来のプロジェクショ
ンレンズよりはるかに大きな面積を有する。第３反射鏡
24から反射されてスクリーン13へ入射する光は多少拡大
されるが、従来のプロジェクションレンズの場合に比べ
れば、その拡大率は極めて小さく、むしろ平行光線に近
いものであるから投影距離による輝度の低下は小さくな
る。
ミラーの反射曲面には、放物曲面或いは楕円をベース
に、ゆがみがなく、均一な明るさの映像を写し出せるよ
うにコンピュータシュミレーションにより補正して得ら
れる自在曲面が用いられる。
カラーALCD22のカラーフィルタとして干渉フィルタを
用いるのが望ましい。干渉フィルタはガラス基板上に屈
折率の異なるSiO2とTiO2とを交互に蒸着させて多層膜と
して形成される。各層の膜厚及び積層後の全体の膜厚を
変えると、光の干渉による、光の選択特性が変化し、こ
れにより着色される。この干渉フィルタは光の干渉を利
用するものであるため、従来の染色フィルタ（有機樹脂
の中に各色の染料を入れて構成され、染料が光を選択的
に吸収する性質を利用したもので、光の透過率は60〜80
％である。）のように光が吸収されず、光の損失はほと
んど無く、90〜100％の高い透過率が得られる。
また、干渉フィルタは染色フィルタのような有機質で
はなく、無機質のSiO2及びTiO2を用いるものであるか
ら、耐熱温度が500℃程度と極めて高い。このため、周
囲温度が高い状態で長時間使用しても、温度による褪色
はほとんどなく、耐熱性に優れている。（従来の染色フ
ィルタは有機樹脂を使用しているため耐熱温度が180℃
程度と比較的低く、高温度で長時間使用すると褪色が促
進され、寿命が短かくなるなど、耐熱性に問題があっ
た。） また、干渉フィルタはほとんど光を吸収しないので、
長期間光を照射しても、光吸収の影響による褪色はほと
んどなく、耐光性に優れている。
（従来の染色フィルタは長期間光を照射すると、光吸収
による影響を受けて、光の選択特性が経時的に変化し、
褪色するなど耐光性に問題があった。） このように乾燥フィルタは透過率が大きく、耐熱性及
び耐光性に優れているのでプロジェクション装置用のカ
ラーALCDに好適である。
「発明の効果」 この発明では、反射鏡のみで光学系が構成され、従来
のようなプロジェクションレンズは用いないので、投影
すべき光のレンズで受けるロスは皆無であり、それだけ
光学系での光の損失が減少し、従来より光量の小さな、
従って消費電力の小さな光源が使用できる。
また、光学系を構成する反射鏡はプロジェクションレ
ンズと異なり比較的容易に大形な反射面を形成すること
ができ、その大形反射面で反射された光を、あまり大き
く拡大せずに、むしろ平行光線に近い形でスクリーンへ
投写することができる。従って、スクリーン迄の距離に
比例して拡大する従来の方式に比べて、スクリーン迄の
距離を短かくすることが可能であり、所要スペースの縮
減につながる。
この発明では、従来のように光を分解或いは合成する
ダイクロイックミラー或いはダイクロイックプリズムは
必要でなく、またTFT−LCD光スイッチはカラー化された
ものが１個あればよく、従って装置の構造が従来に比べ
て極めて簡単となるので、経済化が期待できる。
この発明では光学系にレンズを用いないのでピント合
せが不要であり、そのためプロジェクション装置の使い
勝手が向上する。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の実施例を示す原理的な構成図、第２
図は従来のプロジェクション装置の原理的な構成図であ
る。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】光源と、第1,第２及び第３反射鏡と、カラ
    ーアクティブ液晶表示装置と、スクリーンとより成るプ
    ロジェクション装置であって、 上記第１反射鏡は、上記光源からの入射光を反射曲面で
    反射させて平行光線を作り出し、その平行光線を上記カ
    ラーアクティブ液晶表示装置に入射させるものであり、 上記カラーアクティブ液晶表示装置は、上記第１反射鏡
    で反射された平行光線の光路中に配され、入射光に対し
    て画素ごとに光透過又は光遮断とし、カラーフィルタと
    して干渉フィルタを用いたものであり、 上記第２反射鏡は、上記カラーアクティブ液晶表示装置
    を透過して入射した平行光線を反射させて、上記第３反
    射鏡に入射させるものであり、 上記第３反射鏡は、上記第２反射鏡より入射する光を反
    射させて、上記スクリーンへ投影するものであり、 上記第１、第２及び第３反射鏡の反射面は、放物面或い
    は楕円面をベースに補正した自在曲面とされている、 プロジェクション装置。
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