JP2000329925A - 光発散角制限装置および方法並びに投写型画像表示装置 - Google Patents
光発散角制限装置および方法並びに投写型画像表示装置Info
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- 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]
- H04N9/3102—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
- H04N9/3105—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying all colours simultaneously, e.g. by using two or more electronic spatial light modulators
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- H04N5/7416—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor involving the use of a spatial light modulator, e.g. a light valve, controlled by a video signal
- H04N5/7441—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor involving the use of a spatial light modulator, e.g. a light valve, controlled by a video signal the modulator being an array of liquid crystal cells
Abstract
(57)【要約】
【課題】 所定の色光以外の不必要な色光が入射しない
ようにして、色純度の向上を図り、高品質な画像表示を
行う。 【解決手段】 光発散角制限装置として設けられた遮光
板２３によって、所定の色光（例えば、Ｒ光）に対応付
けられた画素に、所定の色光とは異なる色光（例えば、
Ｂ光およびＧ光）が入射しないように、光源１１の発光
特性を考慮して、複数の色光のうちの少なくとも１つの
色光に対して、発散角の制限を行い、所定の色光に対応
付けられた画素に、所定の色光以外の不必要な色光が入
射しないようにする。
ようにして、色純度の向上を図り、高品質な画像表示を
行う。 【解決手段】 光発散角制限装置として設けられた遮光
板２３によって、所定の色光（例えば、Ｒ光）に対応付
けられた画素に、所定の色光とは異なる色光（例えば、
Ｂ光およびＧ光）が入射しないように、光源１１の発光
特性を考慮して、複数の色光のうちの少なくとも１つの
色光に対して、発散角の制限を行い、所定の色光に対応
付けられた画素に、所定の色光以外の不必要な色光が入
射しないようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の画素に入射
する光の発散角の制限を行う光発散角制限装置および方
法、並びに、複数の色光の各々に対応付けられた複数の
画素を有した投写型画像表示装置に関する。
する光の発散角の制限を行う光発散角制限装置および方
法、並びに、複数の色光の各々に対応付けられた複数の
画素を有した投写型画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、光変調素子として液晶表示素
子（以下、液晶パネルという。）を用いて画像を表示す
る画像表示装置がある。このような画像表示装置におい
て、カラー表示を行うものには、液晶パネルを１枚用い
る単板方式と、赤（Red ＝Ｒ），緑（Green ＝Ｇ），青
（Blue＝Ｂ）の３つの色光に対応した３枚の液晶パネル
を用いる３板方式とがある。これらの液晶パネルを用い
た画像表示装置では、例えば、光源から出射された光
が、液晶パネルによって空間的に変調されると共に、そ
の変調された光がスクリーン等に投射されることにより
画像が表示される。なお、画像の投射方式としては、ス
クリーン等の前面側より画像を投射する前面投射式（フ
ロント式）と、スクリーン等の背面側より画像を投射す
る背面投射式（リア式）とがある。また、液晶パネルの
種類としては、照射された光を透過する透過型のパネル
と照射された光を反射する反射型のパネルとがある。
子（以下、液晶パネルという。）を用いて画像を表示す
る画像表示装置がある。このような画像表示装置におい
て、カラー表示を行うものには、液晶パネルを１枚用い
る単板方式と、赤（Red ＝Ｒ），緑（Green ＝Ｇ），青
（Blue＝Ｂ）の３つの色光に対応した３枚の液晶パネル
を用いる３板方式とがある。これらの液晶パネルを用い
た画像表示装置では、例えば、光源から出射された光
が、液晶パネルによって空間的に変調されると共に、そ
の変調された光がスクリーン等に投射されることにより
画像が表示される。なお、画像の投射方式としては、ス
クリーン等の前面側より画像を投射する前面投射式（フ
ロント式）と、スクリーン等の背面側より画像を投射す
る背面投射式（リア式）とがある。また、液晶パネルの
種類としては、照射された光を透過する透過型のパネル
と照射された光を反射する反射型のパネルとがある。
【０００３】ところで、上記した液晶パネルを用いた画
像表示装置において、単板方式のものには、例えば、
Ｒ，Ｇ，Ｂの３色のカラーフィルタ（ＣＦ）を用いた構
造のものがある。このカラーフィルタを用いた構造のも
のは、カラーフィルタによる光吸収が多いため、高輝度
化に難点があると共に、冷却の点でも不利である。そこ
で、このような問題を解決すべく、例えば特開平４−６
０５３８号公報あるいは「ＡＳＩＡ ＤＩＳＰＬＡＹ
’９５，ｐ８８７」には、３個の画素ごとに１個の集
光用マイクロレンズを対向配置し、このマイクロレンズ
の各々にそれぞれ異なる方向からＲ，Ｇ，Ｂの各色光を
入射させて集光し、その出射光をＲ，Ｇ，Ｂの各色光に
対応した画素にそれぞれ入射させるようにした構造の単
板方式の画像表示装置が開示されている。このような構
造の画像表示装置では、画素と画素との間の領域（画素
駆動用のスイッチング素子であるＴＦＴ（薄膜トランジ
スタ）が形成されたブラックマトリクス部分）に入射し
た光をも有効に利用することができ、実質的な開口率が
高くなるので、高輝度化が可能となるという特徴を有し
ている。この種の画像表示装置は、カラーフィルタの代
わりにマイクロレンズアレイを備えた単一の液晶パネル
を用いて構成されるので、単板ＣＦレスマイクロレンズ
方式の投写型液晶表示装置と呼ばれることがある。
像表示装置において、単板方式のものには、例えば、
Ｒ，Ｇ，Ｂの３色のカラーフィルタ（ＣＦ）を用いた構
造のものがある。このカラーフィルタを用いた構造のも
のは、カラーフィルタによる光吸収が多いため、高輝度
化に難点があると共に、冷却の点でも不利である。そこ
で、このような問題を解決すべく、例えば特開平４−６
０５３８号公報あるいは「ＡＳＩＡ ＤＩＳＰＬＡＹ
’９５，ｐ８８７」には、３個の画素ごとに１個の集
光用マイクロレンズを対向配置し、このマイクロレンズ
の各々にそれぞれ異なる方向からＲ，Ｇ，Ｂの各色光を
入射させて集光し、その出射光をＲ，Ｇ，Ｂの各色光に
対応した画素にそれぞれ入射させるようにした構造の単
板方式の画像表示装置が開示されている。このような構
造の画像表示装置では、画素と画素との間の領域（画素
駆動用のスイッチング素子であるＴＦＴ（薄膜トランジ
スタ）が形成されたブラックマトリクス部分）に入射し
た光をも有効に利用することができ、実質的な開口率が
高くなるので、高輝度化が可能となるという特徴を有し
ている。この種の画像表示装置は、カラーフィルタの代
わりにマイクロレンズアレイを備えた単一の液晶パネル
を用いて構成されるので、単板ＣＦレスマイクロレンズ
方式の投写型液晶表示装置と呼ばれることがある。
【０００４】なお、単板ＣＦレスマイクロレンズ方式の
投写型液晶表示装置では、液晶パネルに照射する光を発
する光源として、一般に、メタルハライドランプが使用
されることが多い。
投写型液晶表示装置では、液晶パネルに照射する光を発
する光源として、一般に、メタルハライドランプが使用
されることが多い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、単板
ＣＦレスマイクロレンズ方式の投射型液晶表示装置で
は、３つの画素に対応して設けた各マイクロレンズにそ
れぞれ異なる方向からＲ，Ｇ，Ｂの各色光を入射させ、
このマイクロレンズによって集光した各色光をＲ，Ｇ，
Ｂ用の各画素にそれぞれ入射させることでカラー表示を
行うようにしているので、液晶パネルを照射する光の入
射発散角が大きいと、ある色光（例えばＢ光）がＢ用画
素のみならず隣接画素（この場合、Ｒ用画素またはＧ用
画素）に、いわゆる「漏れ光」として入射して混色が生
じる。この結果、表示画像の色純度が低下し、画品位を
著しく損なうおそれがある。このため、液晶パネルに入
射する光の入射発散角を必要に応じて制限する必要があ
る。
ＣＦレスマイクロレンズ方式の投射型液晶表示装置で
は、３つの画素に対応して設けた各マイクロレンズにそ
れぞれ異なる方向からＲ，Ｇ，Ｂの各色光を入射させ、
このマイクロレンズによって集光した各色光をＲ，Ｇ，
Ｂ用の各画素にそれぞれ入射させることでカラー表示を
行うようにしているので、液晶パネルを照射する光の入
射発散角が大きいと、ある色光（例えばＢ光）がＢ用画
素のみならず隣接画素（この場合、Ｒ用画素またはＧ用
画素）に、いわゆる「漏れ光」として入射して混色が生
じる。この結果、表示画像の色純度が低下し、画品位を
著しく損なうおそれがある。このため、液晶パネルに入
射する光の入射発散角を必要に応じて制限する必要があ
る。
【０００６】特に、液晶パネルに照射する光を発する光
源として一般に用いられているメタルハライドランプ
は、Ｒ色光の輝線スペクトルがＧ色光，Ｂ色光に比べて
少ないため、Ｒ用画素に入射するＧ色光，Ｂ色光の割合
が多くなり、Ｒ色の色純度が低下するという問題がある
が、この場合には、Ｒ用画素に入射するＧ色光，Ｂ色光
の入射発散角を制限する必要がある。この場合、入射発
散角を制限する方法としては、Ｒ色光以外のＧ色光，Ｂ
色光の入射発散角のみを制限する方法が考えられる。し
かしながら、従来の投射型液晶表示装置では、特定の色
光に対する光の入射発散角の制限を行うような構造にな
っておらず、全色光に対して共通して入射発散角の制限
を行うような構造となっているため、Ｇ色光，Ｂ色光の
入射発散角を制限するためには、Ｒ色光の入射発散角を
も制限する必要があり、Ｒ色光の光量が低減してしまう
という問題がある。
源として一般に用いられているメタルハライドランプ
は、Ｒ色光の輝線スペクトルがＧ色光，Ｂ色光に比べて
少ないため、Ｒ用画素に入射するＧ色光，Ｂ色光の割合
が多くなり、Ｒ色の色純度が低下するという問題がある
が、この場合には、Ｒ用画素に入射するＧ色光，Ｂ色光
の入射発散角を制限する必要がある。この場合、入射発
散角を制限する方法としては、Ｒ色光以外のＧ色光，Ｂ
色光の入射発散角のみを制限する方法が考えられる。し
かしながら、従来の投射型液晶表示装置では、特定の色
光に対する光の入射発散角の制限を行うような構造にな
っておらず、全色光に対して共通して入射発散角の制限
を行うような構造となっているため、Ｇ色光，Ｂ色光の
入射発散角を制限するためには、Ｒ色光の入射発散角を
も制限する必要があり、Ｒ色光の光量が低減してしまう
という問題がある。
【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その第１の目的は、所定の色光に対応付けられた
画素に、所定の色光以外の不必要な色光が入射しないよ
うにすることができる光発散角制限装置および方法を提
供することにある。
ので、その第１の目的は、所定の色光に対応付けられた
画素に、所定の色光以外の不必要な色光が入射しないよ
うにすることができる光発散角制限装置および方法を提
供することにある。
【０００８】また、本発明の第２の目的は、所定の色光
に対応付けられた画素に、所定の色光以外の不必要な色
光が入射しないようにして、色純度の向上を図り、高品
質な画像表示を行うことができる投写型画像表示装置を
提供することにある。
に対応付けられた画素に、所定の色光以外の不必要な色
光が入射しないようにして、色純度の向上を図り、高品
質な画像表示を行うことができる投写型画像表示装置を
提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明による光発散角制
限装置は、複数の色光を含んだ光が入射すると共に、所
定の色光に対応付けられた画素に、所定の色光とは異な
る色光が入射しないように、複数の色光のうちの少なく
とも１つの色光に対して、発散角の制限を行う発散角制
限手段を備えたものである。
限装置は、複数の色光を含んだ光が入射すると共に、所
定の色光に対応付けられた画素に、所定の色光とは異な
る色光が入射しないように、複数の色光のうちの少なく
とも１つの色光に対して、発散角の制限を行う発散角制
限手段を備えたものである。
【００１０】また、本発明による光発散角制限方法は、
複数の色光を含んだ光を入射すると共に、所定の色光に
対応付けられた画素に、所定の色光とは異なる色光が入
射しないように、複数の色光のうちの少なくとも１つの
色光に対して、発散角の制限を行うようにしたものであ
る。
複数の色光を含んだ光を入射すると共に、所定の色光に
対応付けられた画素に、所定の色光とは異なる色光が入
射しないように、複数の色光のうちの少なくとも１つの
色光に対して、発散角の制限を行うようにしたものであ
る。
【００１１】更に、本発明による投写型画像表示装置
は、複数の色光を含んだ光を発する光源と、光源から発
せられた複数の色光を含んだ光が入射すると共に、所定
の色光に対応付けられた画素に、所定の色光とは異なる
色光が入射しないように、複数の色光のうちの少なくと
も１つの色光に対して、発散角の制限を行う発散角制限
手段と、複数の色光の各々に対応付けられた複数の画素
を配列して構成されると共に、複数の画素に入射する色
光に対して、表示される画像に応じて選択的に光変調を
行う光変調素子と、光変調素子によって光変調された各
色光を投射する投射手段とを備えたものである。
は、複数の色光を含んだ光を発する光源と、光源から発
せられた複数の色光を含んだ光が入射すると共に、所定
の色光に対応付けられた画素に、所定の色光とは異なる
色光が入射しないように、複数の色光のうちの少なくと
も１つの色光に対して、発散角の制限を行う発散角制限
手段と、複数の色光の各々に対応付けられた複数の画素
を配列して構成されると共に、複数の画素に入射する色
光に対して、表示される画像に応じて選択的に光変調を
行う光変調素子と、光変調素子によって光変調された各
色光を投射する投射手段とを備えたものである。
【００１２】本発明による光発散角制限装置および方法
では、複数の色光を含んだ光が入射されると共に、所定
の色光に対応付けられた画素に、所定の色光とは異なる
色光が入射しないように、複数の色光のうちの少なくと
も１つの色光に対して、発散角の制限が行われる。
では、複数の色光を含んだ光が入射されると共に、所定
の色光に対応付けられた画素に、所定の色光とは異なる
色光が入射しないように、複数の色光のうちの少なくと
も１つの色光に対して、発散角の制限が行われる。
【００１３】また、本発明による投写型画像表示装置で
は、発散角制限手段によって、所定の色光に対応付けら
れた画素に、所定の色光とは異なる色光が入射しないよ
うに、光源から発せられた光に含まれる複数の色光のう
ちの少なくとも１つの色光に対して発散角の制限が行わ
れる。また、光変調素子によって、複数の画素に入射し
た色光に対して、表示される画像に応じて選択的に光変
調が行われる。光変調素子によって光変調された各色光
は、投射手段によって投射される。
は、発散角制限手段によって、所定の色光に対応付けら
れた画素に、所定の色光とは異なる色光が入射しないよ
うに、光源から発せられた光に含まれる複数の色光のう
ちの少なくとも１つの色光に対して発散角の制限が行わ
れる。また、光変調素子によって、複数の画素に入射し
た色光に対して、表示される画像に応じて選択的に光変
調が行われる。光変調素子によって光変調された各色光
は、投射手段によって投射される。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
て図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】図１は、本発明の一実施の形態に係る投写
型画像表示装置の光学系の概略構成の一例を表すもの
で、装置を真上から見下ろした状態を示している。な
お、この図では、煩雑さを避けるために、主たる光線の
経路のみを描き、他を省略している。また、同図に示し
た各光学素子については、紙面内で光軸１０と直交する
方向を水平方向、紙面と垂直な方向を垂直方向と呼び、
以下の説明でもこれらの定義に従うものとする。
型画像表示装置の光学系の概略構成の一例を表すもの
で、装置を真上から見下ろした状態を示している。な
お、この図では、煩雑さを避けるために、主たる光線の
経路のみを描き、他を省略している。また、同図に示し
た各光学素子については、紙面内で光軸１０と直交する
方向を水平方向、紙面と垂直な方向を垂直方向と呼び、
以下の説明でもこれらの定義に従うものとする。
【００１６】この投写型画像表示装置は、カラーフィル
タを用いない単板方式の投写型液晶表示装置として構成
されたものであり、複数の色光を含んだ白色光を発する
光源１１と、この光源１１から発せられた白色光に含ま
れる紫外および赤外領域の光を除去するＵＶ／ＩＲカッ
トフィルタ１２と、このＵＶ／ＩＲカットフィルタ１２
を通過後発散する光をほぼ平行な光束に変換するコリメ
ータレンズ１３と、このコリメータレンズ１３を透過し
た光を拡散させて光の照度分布を均一化するための１対
のレンズアレイ２１，２２（第１レンズアレイ２１，第
２レンズアレイ２２）と、第２レンズアレイ２２の光出
射側に配置され、第２レンズアレイ２２から出射する光
の発散角の制限を行う遮光板２３と、第２レンズアレイ
２２を透過した光束をほぼ平行な光束に変換するコリメ
ータレンズ１５とを備えている。
タを用いない単板方式の投写型液晶表示装置として構成
されたものであり、複数の色光を含んだ白色光を発する
光源１１と、この光源１１から発せられた白色光に含ま
れる紫外および赤外領域の光を除去するＵＶ／ＩＲカッ
トフィルタ１２と、このＵＶ／ＩＲカットフィルタ１２
を通過後発散する光をほぼ平行な光束に変換するコリメ
ータレンズ１３と、このコリメータレンズ１３を透過し
た光を拡散させて光の照度分布を均一化するための１対
のレンズアレイ２１，２２（第１レンズアレイ２１，第
２レンズアレイ２２）と、第２レンズアレイ２２の光出
射側に配置され、第２レンズアレイ２２から出射する光
の発散角の制限を行う遮光板２３と、第２レンズアレイ
２２を透過した光束をほぼ平行な光束に変換するコリメ
ータレンズ１５とを備えている。
【００１７】この投写型画像表示装置は、更に、コリメ
ータレンズ１５の後方の光路上に順次設けられ、コリメ
ータレンズ１５から出射された白色光束をＢ，Ｒ，Ｇの
各色光に色分解すると共にこれらの各色光を互いに異な
る角度で反射するダイクロイックミラー１６Ｂ，１６
Ｒ，１６Ｇと、ダイクロイックミラー１６Ｂ，１６Ｒ，
１６Ｇで色分解されたＢ，Ｒ，Ｇの各色光を所定の偏光
方向の直線偏光に変換する入射側偏光板１７と、この入
射側偏光板１７により直線偏光されたＢ，Ｒ，Ｇの３色
の色光を、表示する画像に応じて空間的に変調する液晶
パネル１８と、液晶パネル１８を透過した光をスクリー
ン２０に投射し、表示すべき画像をスクリーン２０に拡
大投影する投影レンズ１９とを備えている。ここで、液
晶パネル１８が、本発明における「光変調素子」の一具
体例に対応する。また、投影レンズ１９が、本発明にお
ける「投射手段」の一具体例に対応する。
ータレンズ１５の後方の光路上に順次設けられ、コリメ
ータレンズ１５から出射された白色光束をＢ，Ｒ，Ｇの
各色光に色分解すると共にこれらの各色光を互いに異な
る角度で反射するダイクロイックミラー１６Ｂ，１６
Ｒ，１６Ｇと、ダイクロイックミラー１６Ｂ，１６Ｒ，
１６Ｇで色分解されたＢ，Ｒ，Ｇの各色光を所定の偏光
方向の直線偏光に変換する入射側偏光板１７と、この入
射側偏光板１７により直線偏光されたＢ，Ｒ，Ｇの３色
の色光を、表示する画像に応じて空間的に変調する液晶
パネル１８と、液晶パネル１８を透過した光をスクリー
ン２０に投射し、表示すべき画像をスクリーン２０に拡
大投影する投影レンズ１９とを備えている。ここで、液
晶パネル１８が、本発明における「光変調素子」の一具
体例に対応する。また、投影レンズ１９が、本発明にお
ける「投射手段」の一具体例に対応する。
【００１８】なお、図示しないが、入射側偏光板１７の
光入射側には、位相差板が設けられている。この位相差
板は、ダイクロイックミラー１６Ｂ，１６Ｒ，１６Ｇで
反射した光の所定の偏向成分（例えば、Ｐ偏向成分）
を、入射側偏光板１７の偏向軸に合わせるように、例え
ば、４５°位相回転させるものである。入射側偏光板１
７は、位相差板によって、位相変換させられた所定の偏
向成分のみを透過し、他の偏向成分（例えば、Ｓ偏向成
分）を遮光するようになっている。これにより、液晶パ
ネル１８には、所定の偏向成分の光が入射する。また、
これも図示しないが、液晶パネル１８の背面側には出射
側偏光板が配置されている。この出射側偏光板は、液晶
パネル１８により空間的に変調された光のうち所定の方
向に偏光された光のみを透過させるものである。
光入射側には、位相差板が設けられている。この位相差
板は、ダイクロイックミラー１６Ｂ，１６Ｒ，１６Ｇで
反射した光の所定の偏向成分（例えば、Ｐ偏向成分）
を、入射側偏光板１７の偏向軸に合わせるように、例え
ば、４５°位相回転させるものである。入射側偏光板１
７は、位相差板によって、位相変換させられた所定の偏
向成分のみを透過し、他の偏向成分（例えば、Ｓ偏向成
分）を遮光するようになっている。これにより、液晶パ
ネル１８には、所定の偏向成分の光が入射する。また、
これも図示しないが、液晶パネル１８の背面側には出射
側偏光板が配置されている。この出射側偏光板は、液晶
パネル１８により空間的に変調された光のうち所定の方
向に偏光された光のみを透過させるものである。
【００１９】光源１１は、発光体１１ａと、回転対称な
凹面鏡１１ｂとを含んで構成される。発光体１１ａとし
ては、例えば、メタルハライド系のランプが用いられ
る。凹面鏡１１ｂとしてはできるだけ集光効率のよい形
状のものがよく、例えば回転楕円面鏡が用いられる。凹
面鏡１１ｂを回転楕円面にした場合には、光源１１から
出射された光は、ＵＶ／ＩＲカットフィルタ１２を透過
して、回転楕円面によって規定される楕円の第２焦点位
置に集光される。コリメータレンズ１３は、光源１１か
ら出射された光を、ほぼ平行な光束に変換し、第１レン
ズアレイ２１に導くようになっている。
凹面鏡１１ｂとを含んで構成される。発光体１１ａとし
ては、例えば、メタルハライド系のランプが用いられ
る。凹面鏡１１ｂとしてはできるだけ集光効率のよい形
状のものがよく、例えば回転楕円面鏡が用いられる。凹
面鏡１１ｂを回転楕円面にした場合には、光源１１から
出射された光は、ＵＶ／ＩＲカットフィルタ１２を透過
して、回転楕円面によって規定される楕円の第２焦点位
置に集光される。コリメータレンズ１３は、光源１１か
ら出射された光を、ほぼ平行な光束に変換し、第１レン
ズアレイ２１に導くようになっている。
【００２０】液晶パネル１８は、カラーフィルタを用い
ない透過型のマイクロレンズ方式の液晶表示素子であ
り、入射した各色光に対して画像信号に応じた選択的な
変調を行うようになっている。この液晶パネル１８は、
図１には示していないが、規則的に２次元配置された画
素電極が形成された画素基板と、この画素基板と対向す
るようにして配置された対向基板と、画素基板と対向基
板との間を満たすように配置された液晶層とを含んで構
成される。なお、液晶パネル１８の詳細な構成について
は、後に図面を参照して説明する。
ない透過型のマイクロレンズ方式の液晶表示素子であ
り、入射した各色光に対して画像信号に応じた選択的な
変調を行うようになっている。この液晶パネル１８は、
図１には示していないが、規則的に２次元配置された画
素電極が形成された画素基板と、この画素基板と対向す
るようにして配置された対向基板と、画素基板と対向基
板との間を満たすように配置された液晶層とを含んで構
成される。なお、液晶パネル１８の詳細な構成について
は、後に図面を参照して説明する。
【００２１】ダイクロイックミラー１６Ｂ，１６Ｒ，１
６Ｇは互いに微小角をなすように配置されており、コリ
メータレンズ１５から出射した光軸１０とほぼ平行な光
束を約９０°の角度で選択的に反射してＢ，Ｒ，Ｇの３
色光に色分解し、それぞれを液晶パネル１８に異なる角
度で入射させる機能を有している。図１の例では、ダイ
クロイックミラー１６Ｂ，１６Ｒ，１６Ｇは、Ｒ光が液
晶パネル１８に垂直に入射し、Ｂ光およびＧ光がＲ光に
対してそれぞれ〔＋θ〕，〔−θ〕の角度をもって液晶
パネル１８に入射するように配置されている。但し、液
晶パネル１８に垂直入射する光がＢ光（またはＧ光）で
あり、垂直方向に対してそれぞれ〔＋θ〕，〔−θ〕の
角度で入射する光がＲ光，Ｇ光（またはＲ光，Ｂ光）で
あるように配置してもよい。
６Ｇは互いに微小角をなすように配置されており、コリ
メータレンズ１５から出射した光軸１０とほぼ平行な光
束を約９０°の角度で選択的に反射してＢ，Ｒ，Ｇの３
色光に色分解し、それぞれを液晶パネル１８に異なる角
度で入射させる機能を有している。図１の例では、ダイ
クロイックミラー１６Ｂ，１６Ｒ，１６Ｇは、Ｒ光が液
晶パネル１８に垂直に入射し、Ｂ光およびＧ光がＲ光に
対してそれぞれ〔＋θ〕，〔−θ〕の角度をもって液晶
パネル１８に入射するように配置されている。但し、液
晶パネル１８に垂直入射する光がＢ光（またはＧ光）で
あり、垂直方向に対してそれぞれ〔＋θ〕，〔−θ〕の
角度で入射する光がＲ光，Ｇ光（またはＲ光，Ｂ光）で
あるように配置してもよい。
【００２２】第１レンズアレイ２１は、複数のレンズ要
素を平面的に配列して構成されると共に、コリメータレ
ンズ１３からのほぼ平行な単一光束を各レンズ要素によ
って複数の小光束に分割して集光するようになってい
る。第１レンズアレイ２１の各レンズ要素は、一方の面
が平坦面、他方の面が所定の曲率の凸球面となってい
る。この各レンズ要素の形状は、液晶パネル１８の有効
領域の形状とほぼ相似形となっている。この第１レンズ
アレイ２１の各レンズ要素は、入射した光を集光し、第
２レンズアレイ２２の各レンズ要素に１対１対応で導く
ように偏心した構成となっている。また、第１レンズア
レイ２１は、その中心を光軸１０が通り、かつ、各レン
ズ要素が液晶パネル１８の有効領域と像共役もしくはそ
れに近い関係になるような位置に配置されている。
素を平面的に配列して構成されると共に、コリメータレ
ンズ１３からのほぼ平行な単一光束を各レンズ要素によ
って複数の小光束に分割して集光するようになってい
る。第１レンズアレイ２１の各レンズ要素は、一方の面
が平坦面、他方の面が所定の曲率の凸球面となってい
る。この各レンズ要素の形状は、液晶パネル１８の有効
領域の形状とほぼ相似形となっている。この第１レンズ
アレイ２１の各レンズ要素は、入射した光を集光し、第
２レンズアレイ２２の各レンズ要素に１対１対応で導く
ように偏心した構成となっている。また、第１レンズア
レイ２１は、その中心を光軸１０が通り、かつ、各レン
ズ要素が液晶パネル１８の有効領域と像共役もしくはそ
れに近い関係になるような位置に配置されている。
【００２３】第２レンズアレイ２２は、第１レンズアレ
イ２１の各レンズ要素に対応して平面的に配列された複
数のレンズ要素を有している。第２レンズアレイ２２の
各レンズ要素は、第１レンズアレイ２１の対応するレン
ズ要素から入射された各小光束を互いに重ね合わせるよ
うにしてそれぞれ出射するようになっている。また、第
２レンズアレイ２２は、その中心を光軸１０が通り、か
つ、自分自身全体が液晶パネル１８の各画素開口と像共
役もしくはそれに近い関係となるような位置に配置され
ている。第２レンズアレイ２２の全体形状は液晶パネル
１８の各画素（後述する図２の画素電極８１Ｂ，８１
Ｒ，８１Ｇ）の開口形状とほぼ相似形に形成されてい
る。また、第２レンズアレイ２２は、フィールドレンズ
の役目も果たしているので、必要に応じて偏心した構成
となっている。なお、ここでいうフィールドレンズと
は、例えば、第１レンズアレイ２１の各レンズ要素の焦
点距離をｆ１とし、第２レンズアレイ２２の各レンズ要
素の焦点距離をｆ２（＝ｆ１）としたときに、両レンズ
要素の合成焦点距離ｆがやはりｆ１となるような位置に
第２レンズアレイ２２のレンズ要素を配置した場合にお
けるそのようなレンズ要素をいう。
イ２１の各レンズ要素に対応して平面的に配列された複
数のレンズ要素を有している。第２レンズアレイ２２の
各レンズ要素は、第１レンズアレイ２１の対応するレン
ズ要素から入射された各小光束を互いに重ね合わせるよ
うにしてそれぞれ出射するようになっている。また、第
２レンズアレイ２２は、その中心を光軸１０が通り、か
つ、自分自身全体が液晶パネル１８の各画素開口と像共
役もしくはそれに近い関係となるような位置に配置され
ている。第２レンズアレイ２２の全体形状は液晶パネル
１８の各画素（後述する図２の画素電極８１Ｂ，８１
Ｒ，８１Ｇ）の開口形状とほぼ相似形に形成されてい
る。また、第２レンズアレイ２２は、フィールドレンズ
の役目も果たしているので、必要に応じて偏心した構成
となっている。なお、ここでいうフィールドレンズと
は、例えば、第１レンズアレイ２１の各レンズ要素の焦
点距離をｆ１とし、第２レンズアレイ２２の各レンズ要
素の焦点距離をｆ２（＝ｆ１）としたときに、両レンズ
要素の合成焦点距離ｆがやはりｆ１となるような位置に
第２レンズアレイ２２のレンズ要素を配置した場合にお
けるそのようなレンズ要素をいう。
【００２４】遮光板２３は、中央に光学的に透明な開口
（アパーチャ）２３Ａが設けられると共に、開口２３Ａ
以外に入射した光を遮光するようになっている。また、
後に図面を参照して説明するが、遮光板２３には、入射
した光のうち、発散角の制限をすべき特定の色光（例え
ば、Ｂ色光およびＧ色光）のみを遮光するフィルタ３０
（図３（Ｂ））またはフィルタ３０Ｂ，３０Ｇ（図３
（Ｃ））が、開口２３Ａを部分的に遮蔽するように設け
られている。ここで、遮光板２３およびフィルタ３０
（またはフィルタ３０Ｂ，３０Ｇ）が、本発明における
「発散角制限手段」の一具体例に対応する。また、遮光
板２３が、本発明における「遮光手段」の一具体例に対
応する。
（アパーチャ）２３Ａが設けられると共に、開口２３Ａ
以外に入射した光を遮光するようになっている。また、
後に図面を参照して説明するが、遮光板２３には、入射
した光のうち、発散角の制限をすべき特定の色光（例え
ば、Ｂ色光およびＧ色光）のみを遮光するフィルタ３０
（図３（Ｂ））またはフィルタ３０Ｂ，３０Ｇ（図３
（Ｃ））が、開口２３Ａを部分的に遮蔽するように設け
られている。ここで、遮光板２３およびフィルタ３０
（またはフィルタ３０Ｂ，３０Ｇ）が、本発明における
「発散角制限手段」の一具体例に対応する。また、遮光
板２３が、本発明における「遮光手段」の一具体例に対
応する。
【００２５】フィルタ３０およびフィルタ３０Ｂ，３０
Ｇとしては、例えば、いわゆる吸収フィルタや干渉フィ
ルタが用いられる。吸収フィルタは、例えば、ガラス等
の透明基材に着色剤を混入させ、特定の波長域の光を吸
収するようにしたものである。また、干渉フィルタは、
薄膜による光の干渉を利用して、特定の波長域の光を透
過または反射するようにしたものである。この干渉フィ
ルタは、例えば、ガラス等の透明基材に誘電体を蒸着
し、誘電体による薄膜層を形成した構成となっている。
なお、フィルタ３０およびフィルタ３０Ｂ，３０Ｇが各
色光に及ぼす作用については、後に図面を参照して説明
する。
Ｇとしては、例えば、いわゆる吸収フィルタや干渉フィ
ルタが用いられる。吸収フィルタは、例えば、ガラス等
の透明基材に着色剤を混入させ、特定の波長域の光を吸
収するようにしたものである。また、干渉フィルタは、
薄膜による光の干渉を利用して、特定の波長域の光を透
過または反射するようにしたものである。この干渉フィ
ルタは、例えば、ガラス等の透明基材に誘電体を蒸着
し、誘電体による薄膜層を形成した構成となっている。
なお、フィルタ３０およびフィルタ３０Ｂ，３０Ｇが各
色光に及ぼす作用については、後に図面を参照して説明
する。
【００２６】図２は、図１における液晶パネル１８の水
平方向の断面構造を拡大して表すものである。この図に
示したように、液晶パネル１８は、画素電極が多数形成
された画素基板８１と、対向電極およびマイクロレンズ
が形成された対向基板８２と、画素基板８１と対向基板
８２とによって挟まれた液晶層８３とを備えている。
平方向の断面構造を拡大して表すものである。この図に
示したように、液晶パネル１８は、画素電極が多数形成
された画素基板８１と、対向電極およびマイクロレンズ
が形成された対向基板８２と、画素基板８１と対向基板
８２とによって挟まれた液晶層８３とを備えている。
【００２７】画素基板８１は、ガラス基板８１ａと、ガ
ラス基板８１ａの片面側（光入射側）に規則的に（周期
的に）配置されたＢ光，Ｒ光，Ｇ光用の画素電極８１
Ｂ，８１Ｒ，８１Ｇ等と、これらの各画素電極に対して
画像信号に応じた電圧を印加するためのスイッチング素
子として機能するＴＦＴ（図示せず）等からなるブラッ
クマトリクス部８１ｂとを含んで構成されている。上記
のＴＦＴは例えばポリシリコンからなるゲート電極、ド
レイン電極およびソース電極（いずれも図示せず）を有
している。このうち、ゲート電極は、図の紙面内で左右
に走るアドレス配線（図示せず）に接続され、ソース電
極は図の紙面と垂直な方向に走るＢ，Ｒ，Ｇ用の各デー
タ配線（図示せず）に接続され、ドレイン電極は各画素
電極８１Ｂ，８１Ｒ，８１Ｇに接続されている。そし
て、アドレス配線とデータ配線とによって選択された画
素電極にＢ，Ｒ，Ｇの画像信号電圧が選択的に印加され
ることによって、その画素電極と対向電極８２ｄとの間
の液晶層８３中の液晶分子配向が変化し、ここを通過す
る光の偏光方向を変化させるようになっている。ブラッ
クマトリクス部８１ｂは、図示しないアルミニウム等の
金属膜で遮光され、光照射によってＴＦＴが誤動作する
ことがないようになっている。
ラス基板８１ａの片面側（光入射側）に規則的に（周期
的に）配置されたＢ光，Ｒ光，Ｇ光用の画素電極８１
Ｂ，８１Ｒ，８１Ｇ等と、これらの各画素電極に対して
画像信号に応じた電圧を印加するためのスイッチング素
子として機能するＴＦＴ（図示せず）等からなるブラッ
クマトリクス部８１ｂとを含んで構成されている。上記
のＴＦＴは例えばポリシリコンからなるゲート電極、ド
レイン電極およびソース電極（いずれも図示せず）を有
している。このうち、ゲート電極は、図の紙面内で左右
に走るアドレス配線（図示せず）に接続され、ソース電
極は図の紙面と垂直な方向に走るＢ，Ｒ，Ｇ用の各デー
タ配線（図示せず）に接続され、ドレイン電極は各画素
電極８１Ｂ，８１Ｒ，８１Ｇに接続されている。そし
て、アドレス配線とデータ配線とによって選択された画
素電極にＢ，Ｒ，Ｇの画像信号電圧が選択的に印加され
ることによって、その画素電極と対向電極８２ｄとの間
の液晶層８３中の液晶分子配向が変化し、ここを通過す
る光の偏光方向を変化させるようになっている。ブラッ
クマトリクス部８１ｂは、図示しないアルミニウム等の
金属膜で遮光され、光照射によってＴＦＴが誤動作する
ことがないようになっている。
【００２８】一方、対向基板８２は、ガラス基板８２ａ
と、ガラス基板８２ａの一面側（光出射側）に形成され
た集光用のマイクロレンズ８２ｂからなるマイクロレン
ズアレイと、マイクロレンズ８２ｂに密着して配置され
たカバーガラス８２ｃと、カバーガラス８２ｃ上に形成
された対向電極８２ｄとを備えている。対向電極８２ｄ
は、カバーガラス８２ｃの全面あるいは必要な領域（す
なわち、少なくとも画素基板８１の画素電極８１Ｂ，８
１Ｒ，８１Ｇと対向する領域）に形成された透明電極で
あり、一定の電位に固定されている。マイクロレンズ８
２ｂは、例えば基板をレンズ状にエッチングして透明樹
脂を埋め込む方法や選択的イオン拡散法による屈折率分
布型レンズとして形成されるが、その他の任意の方法で
形成されたものであってもよい。また、マイクロレンズ
８２ｂは、通常は図の紙面と垂直方向に軸を有する蒲鉾
型レンズとして形成されるが、そのほか、一般の球面状
またはそれに近い曲面のレンズであってもよい。
と、ガラス基板８２ａの一面側（光出射側）に形成され
た集光用のマイクロレンズ８２ｂからなるマイクロレン
ズアレイと、マイクロレンズ８２ｂに密着して配置され
たカバーガラス８２ｃと、カバーガラス８２ｃ上に形成
された対向電極８２ｄとを備えている。対向電極８２ｄ
は、カバーガラス８２ｃの全面あるいは必要な領域（す
なわち、少なくとも画素基板８１の画素電極８１Ｂ，８
１Ｒ，８１Ｇと対向する領域）に形成された透明電極で
あり、一定の電位に固定されている。マイクロレンズ８
２ｂは、例えば基板をレンズ状にエッチングして透明樹
脂を埋め込む方法や選択的イオン拡散法による屈折率分
布型レンズとして形成されるが、その他の任意の方法で
形成されたものであってもよい。また、マイクロレンズ
８２ｂは、通常は図の紙面と垂直方向に軸を有する蒲鉾
型レンズとして形成されるが、そのほか、一般の球面状
またはそれに近い曲面のレンズであってもよい。
【００２９】マイクロレンズ８２ｂは、画素基板８１の
３つの画素電極８１Ｂ，８１Ｒ，８１Ｇに対して１個ず
つ形成配置されており、異なる３方向からそれぞれ入射
発散角αB，αR，αGで入射したＢ，Ｒ，Ｇの光束をそ
れぞれ集光して液晶層８３を経て画素電極８１Ｂ，８１
Ｒ，８１Ｇにそれぞれ入射させるようになっている。こ
こで、例えば垂直入射するＲ光に着目すると、マイクロ
レンズ８２ｂの焦点が画素電極８１Ｒ上もしくはその近
傍に来るように設定するのが通常であるが、必要に応じ
てガラス基板８１ａの内部の深い所に焦点が来るように
設定してもよい。他の光（Ｂ光およびＧ光）についても
同様である。
３つの画素電極８１Ｂ，８１Ｒ，８１Ｇに対して１個ず
つ形成配置されており、異なる３方向からそれぞれ入射
発散角αB，αR，αGで入射したＢ，Ｒ，Ｇの光束をそ
れぞれ集光して液晶層８３を経て画素電極８１Ｂ，８１
Ｒ，８１Ｇにそれぞれ入射させるようになっている。こ
こで、例えば垂直入射するＲ光に着目すると、マイクロ
レンズ８２ｂの焦点が画素電極８１Ｒ上もしくはその近
傍に来るように設定するのが通常であるが、必要に応じ
てガラス基板８１ａの内部の深い所に焦点が来るように
設定してもよい。他の光（Ｂ光およびＧ光）についても
同様である。
【００３０】なお、マイクロレンズ８２ｂに入射する
Ｂ，Ｒ，Ｇの各色光の入射発散角αB，αR，αGは、遮
光板２３（図１）によって、所定の発散角となるように
角度制限されている。
Ｂ，Ｒ，Ｇの各色光の入射発散角αB，αR，αGは、遮
光板２３（図１）によって、所定の発散角となるように
角度制限されている。
【００３１】次に、上記のような構成の投写型画像表示
装置の動作および作用について説明する。なお、以下の
説明は、本実施の形態における光発散角制限方法の説明
を兼ねている。
装置の動作および作用について説明する。なお、以下の
説明は、本実施の形態における光発散角制限方法の説明
を兼ねている。
【００３２】まず、図１の光学系を参照して、投写型画
像表示装置全体の動作を説明する。図１に示したよう
に、光源１１から出た白色光は、ＵＶ／ＩＲカットフィ
ルタ１２によって紫外および赤外域の光を除去されて一
旦収束したのち発散してコリメータレンズ１３に入射す
る。コリメータレンズ１３は入射してきた光を光軸１０
にほぼ平行な単一光束に変換して出射する。この単一光
束は第１レンズアレイ２１に入射し、ここで第１レンズ
アレイ２１の各レンズ要素によって複数の小光束に分割
される。
像表示装置全体の動作を説明する。図１に示したよう
に、光源１１から出た白色光は、ＵＶ／ＩＲカットフィ
ルタ１２によって紫外および赤外域の光を除去されて一
旦収束したのち発散してコリメータレンズ１３に入射す
る。コリメータレンズ１３は入射してきた光を光軸１０
にほぼ平行な単一光束に変換して出射する。この単一光
束は第１レンズアレイ２１に入射し、ここで第１レンズ
アレイ２１の各レンズ要素によって複数の小光束に分割
される。
【００３３】第１レンズアレイ２１の各レンズ要素によ
って分割された各小光束は、第２レンズアレイ２２にお
ける対応するレンズ要素のほぼ中央に収束したのち、こ
こでわずかに進行方向を変えて拡散し、コリメータレン
ズ１５に入射する。コリメータレンズ１５は第２レンズ
アレイ２１からの入射光束をほぼテレセントリックな光
束に変換する。なお、第２レンズアレイ２２から出射さ
れる各色光は、遮光板２３によって、所定の発散角とな
るように角度制限される。
って分割された各小光束は、第２レンズアレイ２２にお
ける対応するレンズ要素のほぼ中央に収束したのち、こ
こでわずかに進行方向を変えて拡散し、コリメータレン
ズ１５に入射する。コリメータレンズ１５は第２レンズ
アレイ２１からの入射光束をほぼテレセントリックな光
束に変換する。なお、第２レンズアレイ２２から出射さ
れる各色光は、遮光板２３によって、所定の発散角とな
るように角度制限される。
【００３４】コリメータレンズ１５によってほぼテレセ
ントリックとなった光束は、ダイクロイックミラー１６
Ｂ，１６Ｒ，１６Ｇに入射する。ダイクロイックミラー
１６Ｂ，１６Ｒ，１６Ｇは、入射光束をＢ，Ｒ，Ｇの３
色光に色分解すると共に、各色光を互いに異なる角度方
向に反射する。ダイクロイックミラー１６Ｂ，１６Ｒ，
１６Ｇで色分解され反射された各色光は入射側偏光板１
７に入射する。この入射側偏光板１７は、入射した各色
光について、所定の偏光方向の直線偏光成分のみを透過
させる。入射側偏光板１７を透過し完全な直線偏光とな
った各色光は、液晶パネル１８の各マイクロレンズ８２
ｂにそれぞれ異なる方向から入射する。液晶パネル１８
は、Ｂ，Ｒ，Ｇの各色光をカラー画像信号に応じて強度
変調して出射する。
ントリックとなった光束は、ダイクロイックミラー１６
Ｂ，１６Ｒ，１６Ｇに入射する。ダイクロイックミラー
１６Ｂ，１６Ｒ，１６Ｇは、入射光束をＢ，Ｒ，Ｇの３
色光に色分解すると共に、各色光を互いに異なる角度方
向に反射する。ダイクロイックミラー１６Ｂ，１６Ｒ，
１６Ｇで色分解され反射された各色光は入射側偏光板１
７に入射する。この入射側偏光板１７は、入射した各色
光について、所定の偏光方向の直線偏光成分のみを透過
させる。入射側偏光板１７を透過し完全な直線偏光とな
った各色光は、液晶パネル１８の各マイクロレンズ８２
ｂにそれぞれ異なる方向から入射する。液晶パネル１８
は、Ｂ，Ｒ，Ｇの各色光をカラー画像信号に応じて強度
変調して出射する。
【００３５】液晶パネル１８から出射されたＢ，Ｒ，Ｇ
の各色光は、図示しない出射側偏光板を選択的に透過し
たのち、投影レンズ２０によって投射されてスクリーン
１９上に到達し、色合成される。このようにして、スク
リーン２０上にカラー画像が投影表示される。
の各色光は、図示しない出射側偏光板を選択的に透過し
たのち、投影レンズ２０によって投射されてスクリーン
１９上に到達し、色合成される。このようにして、スク
リーン２０上にカラー画像が投影表示される。
【００３６】次に、図３〜図７を参照してフィルタ３０
の作用についてより詳細に説明する。
の作用についてより詳細に説明する。
【００３７】まず、図４を参照して、液晶パネル１８に
おいて発生するいわゆる「漏れ光」についての説明を行
う。上述したように、本実施の形態の投写型画像表示装
置では、ダイクロイックミラー１６Ｂ，１６Ｒ，１６Ｇ
の作用によって、液晶パネル１８に異なる方向からＢ，
Ｒ，Ｇの各色光が入射する。液晶パネル１８では、異な
る方向から入射したＢ，Ｒ，Ｇの各色光がマイクロレン
ズ８２ｂによって集光され、各色光に対応した画素電極
８１Ｂ，８１Ｒ，８１Ｇに入射する。ここで、マイクロ
レンズ８２ｂに入射するＢ，Ｒ，Ｇの各色光は、それぞ
れ入射発散角αB，αR，αGを有しているが、入射発散
角αB，αR，αGが必要以上に大きいと、ある色光（例
えばＢ光）がＢ用画素のみならず隣接画素（例えば、Ｒ
用画素またはＧ用画素）に漏れ光として入射してしま
う。図４では、Ｇ用画素（画素電極８１Ｇ）に入射すべ
きＧ光の入射発散角αGが必要以上に大きいために、隣
接するＲ用画素（画素電極８１Ｒ）に、漏れ光Ｇ１が入
射してしまった例を示している。このような漏れ光があ
ると、表示画像の色純度が低下し、画品位を著しく損な
うおそれがある。
おいて発生するいわゆる「漏れ光」についての説明を行
う。上述したように、本実施の形態の投写型画像表示装
置では、ダイクロイックミラー１６Ｂ，１６Ｒ，１６Ｇ
の作用によって、液晶パネル１８に異なる方向からＢ，
Ｒ，Ｇの各色光が入射する。液晶パネル１８では、異な
る方向から入射したＢ，Ｒ，Ｇの各色光がマイクロレン
ズ８２ｂによって集光され、各色光に対応した画素電極
８１Ｂ，８１Ｒ，８１Ｇに入射する。ここで、マイクロ
レンズ８２ｂに入射するＢ，Ｒ，Ｇの各色光は、それぞ
れ入射発散角αB，αR，αGを有しているが、入射発散
角αB，αR，αGが必要以上に大きいと、ある色光（例
えばＢ光）がＢ用画素のみならず隣接画素（例えば、Ｒ
用画素またはＧ用画素）に漏れ光として入射してしま
う。図４では、Ｇ用画素（画素電極８１Ｇ）に入射すべ
きＧ光の入射発散角αGが必要以上に大きいために、隣
接するＲ用画素（画素電極８１Ｒ）に、漏れ光Ｇ１が入
射してしまった例を示している。このような漏れ光があ
ると、表示画像の色純度が低下し、画品位を著しく損な
うおそれがある。
【００３８】ところで、図１に示した光学系において
は、マイクロレンズ８２ｂに入射する入射発散角αB，
αR，αGの大きさは、第２レンズアレイ２２の光出射側
に配置された遮光板２３の開口２３Ａによって規定され
る。
は、マイクロレンズ８２ｂに入射する入射発散角αB，
αR，αGの大きさは、第２レンズアレイ２２の光出射側
に配置された遮光板２３の開口２３Ａによって規定され
る。
【００３９】図３は、遮光板２３の作用をその構成と共
に示した図である。同図において、左側には、遮光板２
３の構成を示し、右側には、遮光板２３によって規定さ
れるＢ，Ｒ，Ｇの各色光の発散角αB，αR，αGを示し
ている。なお、同図で示した発散角αB，αR，αGは、
水平方向の発散角である。同図（Ａ）は、遮光板２３
を、従来用いられていたものと同様の構成としたもので
あり、この場合には、各色光の水平方向の発散角αB，
αR，αGは、開口２３Ａの大きさによって規定され、全
て同一の角度（例えば、２．５°）となる。また、各色
光の垂直方向の発散角についても、開口２３Ａの大きさ
によって規定され、全て同一の角度（例えば、７．５
°）となる。
に示した図である。同図において、左側には、遮光板２
３の構成を示し、右側には、遮光板２３によって規定さ
れるＢ，Ｒ，Ｇの各色光の発散角αB，αR，αGを示し
ている。なお、同図で示した発散角αB，αR，αGは、
水平方向の発散角である。同図（Ａ）は、遮光板２３
を、従来用いられていたものと同様の構成としたもので
あり、この場合には、各色光の水平方向の発散角αB，
αR，αGは、開口２３Ａの大きさによって規定され、全
て同一の角度（例えば、２．５°）となる。また、各色
光の垂直方向の発散角についても、開口２３Ａの大きさ
によって規定され、全て同一の角度（例えば、７．５
°）となる。
【００４０】ここで、遮光板２３が、図３（Ａ）で示し
たような構成である場合には、上述の漏れ光を防ぐため
に、開口２３Ａの大きさを小さくし、入射発散角αB，
αR，αGを制限すればよい。ところで、光源１１とし
て、例えば、メタルハライドランプを用いた場合には、
Ｒ色光の輝線スペクトルがＧ色光，Ｂ色光に比べて少な
いため、実際に漏れ光として問題になるのは、Ｒ用画素
に入射するＧ色光，Ｂ色光である。従って、光源１１と
してメタルハライドランプを用いた場合には、入射発散
角αB，αR，αGの制限は、Ｇ色光，Ｂ色光に対してだ
け行うことが望ましい。しかしながら、遮光板２３を、
図３（Ａ）で示したような構成にした場合には、Ｂ，
Ｒ，Ｇの全ての入射発散角αB，αR，αGが制限されて
しまうので、もともと光量の少ないＲ色光の光量が更に
少なくなってしまい、漏れ光の制限を行ったとしても、
純粋には色純度の向上にはつながらない。そこで、本実
施の形態では、このような光量の少ない所定の色光（こ
こではＲ色光）に対しては、入射発散角の制限を行わ
ず、他の色光に対してのみ入射発散角の制限を行う。
たような構成である場合には、上述の漏れ光を防ぐため
に、開口２３Ａの大きさを小さくし、入射発散角αB，
αR，αGを制限すればよい。ところで、光源１１とし
て、例えば、メタルハライドランプを用いた場合には、
Ｒ色光の輝線スペクトルがＧ色光，Ｂ色光に比べて少な
いため、実際に漏れ光として問題になるのは、Ｒ用画素
に入射するＧ色光，Ｂ色光である。従って、光源１１と
してメタルハライドランプを用いた場合には、入射発散
角αB，αR，αGの制限は、Ｇ色光，Ｂ色光に対してだ
け行うことが望ましい。しかしながら、遮光板２３を、
図３（Ａ）で示したような構成にした場合には、Ｂ，
Ｒ，Ｇの全ての入射発散角αB，αR，αGが制限されて
しまうので、もともと光量の少ないＲ色光の光量が更に
少なくなってしまい、漏れ光の制限を行ったとしても、
純粋には色純度の向上にはつながらない。そこで、本実
施の形態では、このような光量の少ない所定の色光（こ
こではＲ色光）に対しては、入射発散角の制限を行わ
ず、他の色光に対してのみ入射発散角の制限を行う。
【００４１】図３（Ｂ）は、遮光板２３に、Ｒ色光以外
の他の色光（Ｂ色光およびＧ色光）を遮光するような光
学作用を有したフィルタ３０を設けた例について示して
いる。ここで、フィルタ３０の光学特性の一例を図５に
示す。なお、図５では、横軸が波長（ｎｍ）を表し、縦
軸が光の透過率（％）を表している。フィルタ３０は、
遮光板２３の開口２３Ａの両端に設けられ、開口２３Ａ
を部分的に覆うようになっている。開口２３Ａを覆う割
合は、制限すべき入射発散角の大きさに対応している。
このようなフィルタ３０を設けることにより、光量の少
ないＲ色光に対する入射発散角αRの制限は行われず
に、他の色光に対する入射発散角αB，αGの制限が行わ
れ、色純度の向上が図られるように有効に漏れ光を防止
することができる。同図の例では、Ｒ色光の入射発散角
αRが２．５°であるのに対し、Ｂ色光およびＧ色光の
入射発散角αB，αGが、２．０°に制限されている。
の他の色光（Ｂ色光およびＧ色光）を遮光するような光
学作用を有したフィルタ３０を設けた例について示して
いる。ここで、フィルタ３０の光学特性の一例を図５に
示す。なお、図５では、横軸が波長（ｎｍ）を表し、縦
軸が光の透過率（％）を表している。フィルタ３０は、
遮光板２３の開口２３Ａの両端に設けられ、開口２３Ａ
を部分的に覆うようになっている。開口２３Ａを覆う割
合は、制限すべき入射発散角の大きさに対応している。
このようなフィルタ３０を設けることにより、光量の少
ないＲ色光に対する入射発散角αRの制限は行われず
に、他の色光に対する入射発散角αB，αGの制限が行わ
れ、色純度の向上が図られるように有効に漏れ光を防止
することができる。同図の例では、Ｒ色光の入射発散角
αRが２．５°であるのに対し、Ｂ色光およびＧ色光の
入射発散角αB，αGが、２．０°に制限されている。
【００４２】図３（Ｃ）は、遮光板２３の他の構成例に
ついて示している。図３（Ｂ）の例では、Ｂ色光および
Ｇ色光の入射発散角αB，αGをＲ用画素側のみならず、
隣接する他方の画素側についても制限するようにした
が、本来、制限すべきなのは、Ｒ用画素側のみで充分で
ある。そこで、図３（Ｃ）の例では、遮光板２３に、Ｒ
色光とＧ色光を透過し、Ｂ色光を遮光するような光学作
用を有したフィルタ３０Ｂと、Ｒ色光とＢ色光を透過
し、Ｇ色光を遮光するような光学作用を有したフィルタ
３０Ｇとを設け、Ｒ用画素側に入射する色光の発散角の
みを制限するようにしている。ここで、フィルタ３０Ｂ
の光学特性の一例を図６に示し、フィルタ３０Ｇの光学
特性の一例を図７に示す。なお、図６および図７では、
横軸が波長（ｎｍ）を表し、縦軸が光の透過率（％）を
表している。
ついて示している。図３（Ｂ）の例では、Ｂ色光および
Ｇ色光の入射発散角αB，αGをＲ用画素側のみならず、
隣接する他方の画素側についても制限するようにした
が、本来、制限すべきなのは、Ｒ用画素側のみで充分で
ある。そこで、図３（Ｃ）の例では、遮光板２３に、Ｒ
色光とＧ色光を透過し、Ｂ色光を遮光するような光学作
用を有したフィルタ３０Ｂと、Ｒ色光とＢ色光を透過
し、Ｇ色光を遮光するような光学作用を有したフィルタ
３０Ｇとを設け、Ｒ用画素側に入射する色光の発散角の
みを制限するようにしている。ここで、フィルタ３０Ｂ
の光学特性の一例を図６に示し、フィルタ３０Ｇの光学
特性の一例を図７に示す。なお、図６および図７では、
横軸が波長（ｎｍ）を表し、縦軸が光の透過率（％）を
表している。
【００４３】フィルタ３０Ｂは、遮光すべきＢ色光が入
射するＢ用画素の配列に対応して、遮光板２３の開口２
３Ａの左端を覆うように設けられている。一方、フィル
タ３０Ｇは、遮光すべきＧ色光が入射するＧ用画素の配
列に対応して、遮光板２３の開口２３Ａの右端を覆うよ
うに設けられている。開口２３Ａを覆う割合は、制限す
べき入射発散角の大きさに対応している。このような２
つのフィルタ３０Ｂおよびフィルタ３０Ｇを設けること
により、Ｂ色光およびＧ色光に対してＲ用画素側の入射
発散角αB，αGのみを効率よく制限することが可能とな
る。同図の例では、Ｒ色光の入射発散角αRが２．５°
であるのに対し、Ｂ色光およびＧ色光の入射発散角
αB，αGが、２．２５°に制限されている。
射するＢ用画素の配列に対応して、遮光板２３の開口２
３Ａの左端を覆うように設けられている。一方、フィル
タ３０Ｇは、遮光すべきＧ色光が入射するＧ用画素の配
列に対応して、遮光板２３の開口２３Ａの右端を覆うよ
うに設けられている。開口２３Ａを覆う割合は、制限す
べき入射発散角の大きさに対応している。このような２
つのフィルタ３０Ｂおよびフィルタ３０Ｇを設けること
により、Ｂ色光およびＧ色光に対してＲ用画素側の入射
発散角αB，αGのみを効率よく制限することが可能とな
る。同図の例では、Ｒ色光の入射発散角αRが２．５°
であるのに対し、Ｂ色光およびＧ色光の入射発散角
αB，αGが、２．２５°に制限されている。
【００４４】以上説明したように、本実施の形態の光発
散角制限装置（遮光板２３およびフィルタ３０，３０
Ｂ，３０Ｇ）によれば、所定の色光（例えば、Ｒ光）に
対応付けられた画素に、所定の色光とは異なる色光（例
えば、Ｂ光およびＧ光）が入射しないように、光源１１
の発光特性を考慮して、複数の色光のうちの少なくとも
１つの色光に対して、発散角の制限を行うようにしたの
で、所定の色光に対応付けられた画素に、所定の色光以
外の不必要な色光が入射しないようにすることができ
る。また、本実施の形態の投写型画像表示装置によれ
ば、上記した光発散角制限装置を用いているので、所定
の色光に対応付けられた画素に、所定の色光以外の不必
要な色光が入射しないようにして、色純度の向上を図
り、高品質な画像表示を行うことができる。
散角制限装置（遮光板２３およびフィルタ３０，３０
Ｂ，３０Ｇ）によれば、所定の色光（例えば、Ｒ光）に
対応付けられた画素に、所定の色光とは異なる色光（例
えば、Ｂ光およびＧ光）が入射しないように、光源１１
の発光特性を考慮して、複数の色光のうちの少なくとも
１つの色光に対して、発散角の制限を行うようにしたの
で、所定の色光に対応付けられた画素に、所定の色光以
外の不必要な色光が入射しないようにすることができ
る。また、本実施の形態の投写型画像表示装置によれ
ば、上記した光発散角制限装置を用いているので、所定
の色光に対応付けられた画素に、所定の色光以外の不必
要な色光が入射しないようにして、色純度の向上を図
り、高品質な画像表示を行うことができる。
【００４５】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れず種々の変形実施が可能である。例えば、上記実施の
形態では、透過型の液晶パネルを用いた例について説明
したが、本発明は、反射型の液晶パネルを用いる場合に
も適用することが可能である。また、本発明は、液晶パ
ネルを用いた表示装置には限定されず、他の形態の表示
装置にも適用することが可能である。
れず種々の変形実施が可能である。例えば、上記実施の
形態では、透過型の液晶パネルを用いた例について説明
したが、本発明は、反射型の液晶パネルを用いる場合に
も適用することが可能である。また、本発明は、液晶パ
ネルを用いた表示装置には限定されず、他の形態の表示
装置にも適用することが可能である。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし３
のいずれか１項に記載の光発散角制限装置または請求項
４に記載の光発散角制限方法によれば、所定の色光に対
応付けられた画素に、所定の色光とは異なる色光が入射
しないように、複数の色光のうちの少なくとも１つの色
光に対して、発散角の制限を行うようにしたので、所定
の色光に対応付けられた画素に、所定の色光以外の不必
要な色光が入射しないようにすることができるという効
果を奏する。
のいずれか１項に記載の光発散角制限装置または請求項
４に記載の光発散角制限方法によれば、所定の色光に対
応付けられた画素に、所定の色光とは異なる色光が入射
しないように、複数の色光のうちの少なくとも１つの色
光に対して、発散角の制限を行うようにしたので、所定
の色光に対応付けられた画素に、所定の色光以外の不必
要な色光が入射しないようにすることができるという効
果を奏する。
【００４７】また、請求項５ないし７のいずれか１項に
記載の投写型画像表示装置によれば、光源から発せられ
た複数の色光を含んだ光が入射すると共に、所定の色光
に対応付けられた画素に、所定の色光とは異なる色光が
入射しないように、複数の色光のうちの少なくとも１つ
の色光に対して、発散角の制限を行い、複数の画素に入
射する色光に対して表示される画像に応じて選択的に光
変調を行うようにしたので、所定の色光に対応付けられ
た画素に、所定の色光以外の不必要な色光が入射しない
ようにして、色純度の向上を図り、高品質な画像表示を
行うことができるという効果を奏する。
記載の投写型画像表示装置によれば、光源から発せられ
た複数の色光を含んだ光が入射すると共に、所定の色光
に対応付けられた画素に、所定の色光とは異なる色光が
入射しないように、複数の色光のうちの少なくとも１つ
の色光に対して、発散角の制限を行い、複数の画素に入
射する色光に対して表示される画像に応じて選択的に光
変調を行うようにしたので、所定の色光に対応付けられ
た画素に、所定の色光以外の不必要な色光が入射しない
ようにして、色純度の向上を図り、高品質な画像表示を
行うことができるという効果を奏する。
【００４８】特に、請求項２記載の光発散角制限装置ま
たは請求項６記載の投写型画像表示装置によれば、少な
くとも１つの色光に対して、所定の色光に対応付けられ
た画素側の発散角の制限を行うようにしたので、効率よ
く不必要な色光の発散角の制限を行うことができる。
たは請求項６記載の投写型画像表示装置によれば、少な
くとも１つの色光に対して、所定の色光に対応付けられ
た画素側の発散角の制限を行うようにしたので、効率よ
く不必要な色光の発散角の制限を行うことができる。
【図１】本発明の一実施の形態に係る投射型画像表示装
置の光学系の概略構成を表す平面図である。
置の光学系の概略構成を表す平面図である。
【図２】図１に示した投射型画像表示装置おける液晶パ
ネルの要部構成を表す断面図である。
ネルの要部構成を表す断面図である。
【図３】図１に示した投射型画像表示装置おける遮光板
の構成および作用を説明するための説明図である。
の構成および作用を説明するための説明図である。
【図４】図２に示した液晶パネルに入射する漏れ光につ
いて説明するための説明図である。
いて説明するための説明図である。
【図５】図３（Ｂ）に示したフィルタの光学特性の一例
を示す特性図である。
を示す特性図である。
【図６】図３（Ｃ）に示した２つのフィルタのうちの一
方のフィルタの光学特性の一例を示す特性図である。
方のフィルタの光学特性の一例を示す特性図である。
【図７】図３（Ｃ）に示した２つのフィルタのうちの他
方のフィルタの光学特性の一例を示す特性図である。
方のフィルタの光学特性の一例を示す特性図である。
１１…光源、１３，１５…コリメータレンズ、１６Ｂ，
１６Ｒ，１６Ｇ…ダイクロイックミラー、１７…入射側
偏光板、１８…液晶パネル、１９…投影レンズ、２１…
第１レンズアレイ、２２…第２レンズアレイ、２３…遮
光板、２３Ａ…開口、３０，３０Ｂ，３０Ｇ…フィル
タ、αB，αR，αG…入射発散角。
１６Ｒ，１６Ｇ…ダイクロイックミラー、１７…入射側
偏光板、１８…液晶パネル、１９…投影レンズ、２１…
第１レンズアレイ、２２…第２レンズアレイ、２３…遮
光板、２３Ａ…開口、３０，３０Ｂ，３０Ｇ…フィル
タ、αB，αR，αG…入射発散角。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｂ 33/12 Ｇ０３Ｂ 33/12
Claims (7)
- 【請求項１】 複数の色光の各々に対応付けられた複数
の画素に入射する光の発散角の制限を行う光発散角制限
装置であって、 複数の色光を含んだ光が入射すると共に、所定の色光に
対応付けられた画素に、前記所定の色光とは異なる色光
が入射しないように、前記複数の色光のうちの少なくと
も１つの色光に対して、発散角の制限を行う発散角制限
手段を備えたことを特徴とする光発散角制限装置。 - 【請求項２】 前記発散角制限手段は、前記少なくとも
１つの色光に対して、前記所定の色光に対応付けられた
画素側の発散角の制限を行うことを特徴とする請求項１
記載の光発散角制限装置。 - 【請求項３】 前記発散角制限手段は、 光学的に透明な開口が設けられると共に、前記開口以外
に入射した光を遮光する遮光手段と、 この遮光手段の開口に部分的に設けられると共に、入射
した光のうち、発散角の制限をすべき特定の色光のみを
遮光するフィルタとを有すること特徴とする請求項１記
載の光発散角制限装置。 - 【請求項４】 複数の色光の各々に対応付けられた複数
の画素に入射する光の発散角の制限を行う光発散角制限
方法であって、 複数の色光を含んだ光を入射すると共に、所定の色光に
対応付けられた画素に、前記所定の色光とは異なる色光
が入射しないように、前記複数の色光のうちの少なくと
も１つの色光に対して、発散角の制限を行うことを特徴
とする光発散角制限方法。 - 【請求項５】 複数の色光の各々に対応付けられた複数
の画素を有した投写型画像表示装置であって、 複数の色光を含んだ光を発する光源と、 前記光源から発せられた複数の色光を含んだ光が入射す
ると共に、所定の色光に対応付けられた画素に、前記所
定の色光とは異なる色光が入射しないように、前記複数
の色光のうちの少なくとも１つの色光に対して、発散角
の制限を行う発散角制限手段と、 前記複数の色光の各々に対応付けられた複数の画素を配
列して構成されると共に、前記複数の画素に入射する色
光に対して、表示される画像に応じて選択的に光変調を
行う光変調素子と、 前記光変調素子によって光変調された各色光を投射する
投射手段とを備えたことを特徴とする投写型画像表示装
置。 - 【請求項６】 前記発散角制限手段は、前記少なくとも
１つの色光に対して、前記所定の色光に対応付けられた
画素側の発散角の制限を行うことを特徴とする請求項５
記載の投写型画像表示装置。 - 【請求項７】 前記発散角制限手段は、 光学的に透明な開口が設けられると共に、前記開口以外
に入射した光を遮光する遮光手段と、 この遮光手段の開口に部分的に設けられると共に、入射
した光のうち、発散角の制限をすべき特定の色光のみを
遮光するフィルタとを有することを特徴とする請求項５
記載の投写型画像表示装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11136677A JP2000329925A (ja) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | 光発散角制限装置および方法並びに投写型画像表示装置 |
| TW089107374A TW449763B (en) | 1999-05-18 | 2000-04-19 | Apparatus and method for limiting light divergence angle and projection image display apparatus |
| US09/559,105 US6466375B1 (en) | 1999-05-18 | 2000-04-27 | Apparatus and method for limiting light divergence angle and projection image display apparatus |
| KR1020000026036A KR20010020846A (ko) | 1999-05-18 | 2000-05-16 | 광 발산각 제한 장치 및 방법, 및 투사형 화상 표시 장치 |
| CNB001086804A CN1149440C (zh) | 1999-05-18 | 2000-05-18 | 光发散角限定装置和方法及投影式图像显示设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11136677A JP2000329925A (ja) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | 光発散角制限装置および方法並びに投写型画像表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000329925A true JP2000329925A (ja) | 2000-11-30 |
Family
ID=15180903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11136677A Pending JP2000329925A (ja) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | 光発散角制限装置および方法並びに投写型画像表示装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6466375B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000329925A (ja) |
| KR (1) | KR20010020846A (ja) |
| CN (1) | CN1149440C (ja) |
| TW (1) | TW449763B (ja) |
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| KR101093071B1 (ko) | 2010-09-29 | 2011-12-13 | 경북대학교 산학협력단 | 3차원 표시 장치 |
| JP2014142574A (ja) * | 2013-01-22 | 2014-08-07 | Machvision Inc | 行走査に用いる多角度照明の光学部材及びそれを使用する光源系統 |
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| JP2004219983A (ja) * | 2002-12-26 | 2004-08-05 | Victor Co Of Japan Ltd | 画像表示装置 |
| JP2005065064A (ja) * | 2003-08-19 | 2005-03-10 | Olympus Corp | 電子撮像装置 |
| JP4904741B2 (ja) | 2005-08-09 | 2012-03-28 | 株式会社日立製作所 | 投射型映像表示装置および遮光方法 |
| JP5380028B2 (ja) | 2008-09-25 | 2014-01-08 | 日立コンシューマエレクトロニクス株式会社 | 投射型映像表示装置および投射方法 |
| CN107632487B (zh) * | 2013-04-20 | 2020-03-24 | 深圳光峰科技股份有限公司 | 发光装置及相关光源系统 |
| CN107923932B (zh) * | 2015-10-16 | 2020-12-01 | 捷客斯金属株式会社 | 光调制元件及电场传感器 |
| CN109212878B (zh) | 2018-09-27 | 2021-07-27 | 明基智能科技（上海）有限公司 | 投影系统 |
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|---|---|---|---|---|
| JPH09284684A (ja) * | 1996-04-17 | 1997-10-31 | Hitachi Ltd | 単板式カラー液晶ディスプレイ装置 |
| JPH11109285A (ja) * | 1997-09-30 | 1999-04-23 | Sony Corp | 投射型液晶表示装置 |
| JPH11133372A (ja) * | 1997-10-28 | 1999-05-21 | Sony Corp | 液晶変調素子および投射型液晶表示装置 |
| JPH11305192A (ja) * | 1998-04-27 | 1999-11-05 | Sony Corp | 光変調素子および画像投射表示装置 |
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| US6473176B2 (en) * | 1999-01-25 | 2002-10-29 | Amnis Corporation | Imaging and analyzing parameters of small moving objects such as cells |
-
1999
- 1999-05-18 JP JP11136677A patent/JP2000329925A/ja active Pending
-
2000
- 2000-04-19 TW TW089107374A patent/TW449763B/zh not_active IP Right Cessation
- 2000-04-27 US US09/559,105 patent/US6466375B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-05-16 KR KR1020000026036A patent/KR20010020846A/ko not_active Application Discontinuation
- 2000-05-18 CN CNB001086804A patent/CN1149440C/zh not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| CN1274093A (zh) | 2000-11-22 |
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| CN1149440C (zh) | 2004-05-12 |
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