JP2001013454A - 投影型表示装置 - Google Patents
投影型表示装置Info
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- JP2001013454A JP2001013454A JP11321233A JP32123399A JP2001013454A JP 2001013454 A JP2001013454 A JP 2001013454A JP 11321233 A JP11321233 A JP 11321233A JP 32123399 A JP32123399 A JP 32123399A JP 2001013454 A JP2001013454 A JP 2001013454A
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- total reflection
- optical axis
- angle
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明の課題は、複数の反射型の光変調素子
を用いて単一の表示素子では不可能な画素数の画像を簡
単な光学系でコンパクトに合成投射して投影表示するこ
とを可能にする投影型表示装置を提供することにある。 【解決手段】 本発明は、光源１０からの光を二組の全
反射面１０３，１０４，１０７，１０８を具備したプリ
ズム１２の第一組の全反射面１０３，１０７で分割し、
それぞれ反射型の光変調素子１３ａ，１３ｂで変調し、
前記プリズム１２の第二組の全反射面１０４，１０８で
合成して投影することにより、単一の表示素子では不可
能な多くの画素数を持った画像をコンパクトな光学系で
投影表示するものである。
を用いて単一の表示素子では不可能な画素数の画像を簡
単な光学系でコンパクトに合成投射して投影表示するこ
とを可能にする投影型表示装置を提供することにある。 【解決手段】 本発明は、光源１０からの光を二組の全
反射面１０３，１０４，１０７，１０８を具備したプリ
ズム１２の第一組の全反射面１０３，１０７で分割し、
それぞれ反射型の光変調素子１３ａ，１３ｂで変調し、
前記プリズム１２の第二組の全反射面１０４，１０８で
合成して投影することにより、単一の表示素子では不可
能な多くの画素数を持った画像をコンパクトな光学系で
投影表示するものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は投影型の画像表示装
置に関するもので、複数の反射型の光変調素子を用いて
単一の表示素子では不可能な画素数の画像を簡単な光学
系でコンパクトに合成投射して投影表示することを可能
にするものである。
置に関するもので、複数の反射型の光変調素子を用いて
単一の表示素子では不可能な画素数の画像を簡単な光学
系でコンパクトに合成投射して投影表示することを可能
にするものである。
【０００２】
【従来の技術】近年表示装置の大型化、高精細化への需
要が高まり、大きい画面に鮮明な画像を表示する技術が
課題となっている。このような技術課題を解決する手段
のひとつとして投影型の表示装置が用いられるようにな
ってきた。このような投影型表示装置には、光変調素子
として従来マトリックス駆動させた液晶パネルが用いら
れてきた。最近光源をより効率的、高速に変調すること
の出来る微小ミラーを静電気力で機械的に駆動させて入
射光を変調する素子が用いられる事が多くなってきてい
る。これらはＤｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ
Ｄｅｖｉｃｅ（以下ＤＭＤと略記する）と呼ばれてお
りすでに実用に供されている。この素子は画素となる微
小なミラーを静電気で駆動して機械的に動かすことによ
り光を偏向させるもので微小ミラーを各々素子に対して
＋１０度または−１０度傾ける時間をマイクロ秒の単位
でそれぞれ可変することにより階調表現を行うことが出
来る。このようにＤＭＤは高速駆動が可能なため時分割
表示に適しておりデジタル電気信号入力に対して光強度
平均の直線性が非常に良いことが特徴で強い光源に対し
ても最小の損失で画像を投影表示することが出来る。し
かしながら光変調素子として上記のような液晶パネルや
ＤＭＤでは画素数の多い素子を製造するのは困難で高精
細の画像を投影表示するのは困難である。
要が高まり、大きい画面に鮮明な画像を表示する技術が
課題となっている。このような技術課題を解決する手段
のひとつとして投影型の表示装置が用いられるようにな
ってきた。このような投影型表示装置には、光変調素子
として従来マトリックス駆動させた液晶パネルが用いら
れてきた。最近光源をより効率的、高速に変調すること
の出来る微小ミラーを静電気力で機械的に駆動させて入
射光を変調する素子が用いられる事が多くなってきてい
る。これらはＤｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ
Ｄｅｖｉｃｅ（以下ＤＭＤと略記する）と呼ばれてお
りすでに実用に供されている。この素子は画素となる微
小なミラーを静電気で駆動して機械的に動かすことによ
り光を偏向させるもので微小ミラーを各々素子に対して
＋１０度または−１０度傾ける時間をマイクロ秒の単位
でそれぞれ可変することにより階調表現を行うことが出
来る。このようにＤＭＤは高速駆動が可能なため時分割
表示に適しておりデジタル電気信号入力に対して光強度
平均の直線性が非常に良いことが特徴で強い光源に対し
ても最小の損失で画像を投影表示することが出来る。し
かしながら光変調素子として上記のような液晶パネルや
ＤＭＤでは画素数の多い素子を製造するのは困難で高精
細の画像を投影表示するのは困難である。
【０００３】このように単独の素子では不可能な多くの
画素数を持った高精細画像を表示する技術として単独の
光変調素子によって表示された画像をつなぎ合わせて表
示する技術がありＣＲＴや液晶パネルを用いた投影表示
装置ではすでに実用化している。これは、高精細画像を
領域毎に分割しそれぞれの領域を単独の光変調素子で表
示しスクリーン上隣り合った場所に投射して空間的につ
なぎ合わせることによって高精細画像を得ようとするも
ので、この方法では容易に高精細の大画面表示が実現で
きるものの、個々の表示装置の間にばらつきがあるため
画像の各部分の輝度や色相が乱れ、これを押さえようと
すると付加装置が必要であった。また表示装置の間に継
ぎ目が生じるため画面の一体感に乏しくシームレスな表
示が出来ないという問題があった。それに対し上記単独
の光変調素子によって表示された画像を光学的に合成し
て単一の投影レンズで投射する方法が知られている。
（例えば特開平１−１６１９８１号）この方法はピラミ
ッド型のミラーを用いて複数の画像を合成してあたかも
一枚の高精細画像を表示しているように見せるもので、
投影レンズ系をひとつにすることで表示装置間のばらつ
きを押さえ光学的な調整を容易にすることができる。
画素数を持った高精細画像を表示する技術として単独の
光変調素子によって表示された画像をつなぎ合わせて表
示する技術がありＣＲＴや液晶パネルを用いた投影表示
装置ではすでに実用化している。これは、高精細画像を
領域毎に分割しそれぞれの領域を単独の光変調素子で表
示しスクリーン上隣り合った場所に投射して空間的につ
なぎ合わせることによって高精細画像を得ようとするも
ので、この方法では容易に高精細の大画面表示が実現で
きるものの、個々の表示装置の間にばらつきがあるため
画像の各部分の輝度や色相が乱れ、これを押さえようと
すると付加装置が必要であった。また表示装置の間に継
ぎ目が生じるため画面の一体感に乏しくシームレスな表
示が出来ないという問題があった。それに対し上記単独
の光変調素子によって表示された画像を光学的に合成し
て単一の投影レンズで投射する方法が知られている。
（例えば特開平１−１６１９８１号）この方法はピラミ
ッド型のミラーを用いて複数の画像を合成してあたかも
一枚の高精細画像を表示しているように見せるもので、
投影レンズ系をひとつにすることで表示装置間のばらつ
きを押さえ光学的な調整を容易にすることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】複数の光変換素子を用
いて上記のようなピラミッド型のミラーで画像を合成し
ようとすると、投影レンズまでの光路長が長くなりバッ
クフォーカスの長い投影レンズが必要であり、必然的に
投影レンズのＦ値が大きくなる結果投影される画像が暗
くなる問題があった。またその問題を解決しようとする
と高価な大口径の投影レンズが必要であり実用的ではな
かった。また上記のようなピラミッド型のミラーで画像
を合成する方式ではそれぞれの表示装置を高精度に位置
合わせする必要があり、このような表示装置を製造する
際に各々の表示装置の間で正確に光軸やフォーカスを合
わせることが必要であった。また、動作中の温度変化や
振動などの外乱によって各々の表示装置の位置関係が変
化すると画面のずれを生じ、高精細画像のつなぎ目が目
立つようになり画質が著しく低下するという問題があっ
た。
いて上記のようなピラミッド型のミラーで画像を合成し
ようとすると、投影レンズまでの光路長が長くなりバッ
クフォーカスの長い投影レンズが必要であり、必然的に
投影レンズのＦ値が大きくなる結果投影される画像が暗
くなる問題があった。またその問題を解決しようとする
と高価な大口径の投影レンズが必要であり実用的ではな
かった。また上記のようなピラミッド型のミラーで画像
を合成する方式ではそれぞれの表示装置を高精度に位置
合わせする必要があり、このような表示装置を製造する
際に各々の表示装置の間で正確に光軸やフォーカスを合
わせることが必要であった。また、動作中の温度変化や
振動などの外乱によって各々の表示装置の位置関係が変
化すると画面のずれを生じ、高精細画像のつなぎ目が目
立つようになり画質が著しく低下するという問題があっ
た。
【０００５】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、複数の反射型の光変調素子を用いて単一の表示素子
では不可能な画素数の画像を簡単な光学系でコンパクト
に合成投射して投影表示することを可能にする投影型表
示装置を提供することを目的とする。
で、複数の反射型の光変調素子を用いて単一の表示素子
では不可能な画素数の画像を簡単な光学系でコンパクト
に合成投射して投影表示することを可能にする投影型表
示装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、光を発生する光源と、前記光源からの光が
照射されて変調される反射型の第１および第２の光変調
素子と、前記各光変調素子で変調された光が導かれてス
クリーン上に投影される投影レンズ系と、複数の全反射
面を内部に具備し、前記光源からの光を前記第１および
第２の光変調素子に照射し、該第１および第２の光変調
素子で反射された光を前記投影レンズ系に導くプリズム
とからなる投影型表示装置において、前記プリズムが内
部に具備する第１と第２の全反射面が、前記投影レンズ
系の光軸に対し直角に交叉する第１の直線上で接し、か
つ前記光軸に対して同一の第１の角度をなすように配置
され、前記プリズムが内部に具備する第３と第４の全反
射面が、前記第１の直線と平行で該第１の直線よりも前
記投影レンズ系に近い位置で前記光軸に対し直角に交叉
する第２の直線上で接し、かつ前記光軸に対して同一の
第２の角度をなすように配置され、さらに、前記光源か
ら発せられ前記第１の全反射面で反射された第１の光が
前記第２の全反射面と第４の全反射面を順次透過して前
記第１の光変調素子に照射され、該第１の光変調素子で
変調された前記第１の光が前記第４の全反射面で反射さ
れて前記投影レンズ系に導かれ、前記光源から発せられ
前記第２の全反射面で反射された第２の光が前記第１の
全反射面と第３の全反射面を順次通過して前記第２の光
変調素子に照射され、該第２の光変調素子で変調された
前記第２の光が前記第３の全反射面で反射されて前記投
影レンズ系に導かれ、前記第１の光と前記第２の光が、
前記投影レンズ系を通して合成されてスクリーン上に投
影されることを特徴とするものである。
に本発明は、光を発生する光源と、前記光源からの光が
照射されて変調される反射型の第１および第２の光変調
素子と、前記各光変調素子で変調された光が導かれてス
クリーン上に投影される投影レンズ系と、複数の全反射
面を内部に具備し、前記光源からの光を前記第１および
第２の光変調素子に照射し、該第１および第２の光変調
素子で反射された光を前記投影レンズ系に導くプリズム
とからなる投影型表示装置において、前記プリズムが内
部に具備する第１と第２の全反射面が、前記投影レンズ
系の光軸に対し直角に交叉する第１の直線上で接し、か
つ前記光軸に対して同一の第１の角度をなすように配置
され、前記プリズムが内部に具備する第３と第４の全反
射面が、前記第１の直線と平行で該第１の直線よりも前
記投影レンズ系に近い位置で前記光軸に対し直角に交叉
する第２の直線上で接し、かつ前記光軸に対して同一の
第２の角度をなすように配置され、さらに、前記光源か
ら発せられ前記第１の全反射面で反射された第１の光が
前記第２の全反射面と第４の全反射面を順次透過して前
記第１の光変調素子に照射され、該第１の光変調素子で
変調された前記第１の光が前記第４の全反射面で反射さ
れて前記投影レンズ系に導かれ、前記光源から発せられ
前記第２の全反射面で反射された第２の光が前記第１の
全反射面と第３の全反射面を順次通過して前記第２の光
変調素子に照射され、該第２の光変調素子で変調された
前記第２の光が前記第３の全反射面で反射されて前記投
影レンズ系に導かれ、前記第１の光と前記第２の光が、
前記投影レンズ系を通して合成されてスクリーン上に投
影されることを特徴とするものである。
【０００７】また、本発明は前記投影型表示装置におい
て、前記第１および第２の全反射面が前記光軸となす第
１の角度αと、前記第３および第４の全反射面が前記光
軸となす第２の角度βとは、前記光源から発せられる光
が前記光軸となす角度をθoとし、プリズムの屈折率を
ｎとしたときに、全反射面の臨界角θt ＝ sin-1（１／
ｎ）およびθ＝ sin-1(sinθo ／ｎ）を用いて、９０°
−α−θ＞θｔ 、および３α＋θ−９０°＜θｔ 、な
らびに２α＋β＋θ−９０°＜θｔ を満足する角度で
あることを特徴とするものである。
て、前記第１および第２の全反射面が前記光軸となす第
１の角度αと、前記第３および第４の全反射面が前記光
軸となす第２の角度βとは、前記光源から発せられる光
が前記光軸となす角度をθoとし、プリズムの屈折率を
ｎとしたときに、全反射面の臨界角θt ＝ sin-1（１／
ｎ）およびθ＝ sin-1(sinθo ／ｎ）を用いて、９０°
−α−θ＞θｔ 、および３α＋θ−９０°＜θｔ 、な
らびに２α＋β＋θ−９０°＜θｔ を満足する角度で
あることを特徴とするものである。
【０００８】また本発明は、前記反射型の第１および第
２の光変調素子の反射面が、該反射型の光変調素子を含
む面に対してそれぞれ＋１０度、−１０度の角度に向く
ことにより入射光の変調を行う前記反射型の第１および
第２の光変調素子において、前記第１および第２の全反
射面が前記光軸となす第１の角度αと、前記第３および
第４の全反射面が前記光軸となす第２の角度βとは、前
記光源から発せられる光が前記光軸となす角度をθo と
し、プリズムの屈折率をｎとしたときに、全反射面の臨
界角θt ＝ sin-1（１／ｎ）およびθ＝ sin-1(sinθo
／ｎ）を用い、θ′＝１８０゜−２（α＋β）−θ、
θ″＝ sin-1(sin-1（ｎ sinθ′）＋２０゜)／ｎなる
θ″を用いて、９０゜−β＋θ″＞θtを満足する角度
βであることを特徴とするものである。
２の光変調素子の反射面が、該反射型の光変調素子を含
む面に対してそれぞれ＋１０度、−１０度の角度に向く
ことにより入射光の変調を行う前記反射型の第１および
第２の光変調素子において、前記第１および第２の全反
射面が前記光軸となす第１の角度αと、前記第３および
第４の全反射面が前記光軸となす第２の角度βとは、前
記光源から発せられる光が前記光軸となす角度をθo と
し、プリズムの屈折率をｎとしたときに、全反射面の臨
界角θt ＝ sin-1（１／ｎ）およびθ＝ sin-1(sinθo
／ｎ）を用い、θ′＝１８０゜−２（α＋β）−θ、
θ″＝ sin-1(sin-1（ｎ sinθ′）＋２０゜)／ｎなる
θ″を用いて、９０゜−β＋θ″＞θtを満足する角度
βであることを特徴とするものである。
【０００９】また、本発明は前記投影型表示装置におい
て、前記第１および第２の全反射面が前記光軸となす第
１の角度αと、前記第３および第４の全反射面が前記光
軸となす第２の角度βとが等しいことを特徴とするもの
である。
て、前記第１および第２の全反射面が前記光軸となす第
１の角度αと、前記第３および第４の全反射面が前記光
軸となす第２の角度βとが等しいことを特徴とするもの
である。
【００１０】また、本発明は前記投影型表示装置におい
て、前記反射型の光変調素子を含む面の垂線が前記光軸
となす角度が、前記第３および第４の全反射面が前記光
軸となす角度の２倍であることを特徴とするものであ
る。
て、前記反射型の光変調素子を含む面の垂線が前記光軸
となす角度が、前記第３および第４の全反射面が前記光
軸となす角度の２倍であることを特徴とするものであ
る。
【００１１】また、本発明は前記投影型表示装置におい
て、前記投影レンズの位置に光源を設け前記光源の位置
に投影レンズを設けることによって、前記プリズム内の
光路を逆にたどり、前記第１の光と前記第２の光が該投
影レンズ系を通して合成されてスクリーンに投影される
ことを特徴とするものである。
て、前記投影レンズの位置に光源を設け前記光源の位置
に投影レンズを設けることによって、前記プリズム内の
光路を逆にたどり、前記第１の光と前記第２の光が該投
影レンズ系を通して合成されてスクリーンに投影される
ことを特徴とするものである。
【００１２】また、本発明は前記投影型表示装置におい
て、前記反射型の光変調素子を含む面の垂線が前記光軸
となす角度が、前記第１および第２の全反射面が前記光
軸となす角度の２倍であることを特徴とするものであ
る。
て、前記反射型の光変調素子を含む面の垂線が前記光軸
となす角度が、前記第１および第２の全反射面が前記光
軸となす角度の２倍であることを特徴とするものであ
る。
【００１３】また本発明は、光を発生する光源と、前記
光源からの光が照射されて変調される反射型の第１乃至
第４の光変調素子と、前記各光変調素子で変調された光
が導かれてスクリーン上に投影される投影レンズ系と、
複数の全反射面を内部に具備し、前記光源からの光を前
記第１乃至第４の光変調素子に照射し、該第１乃至第４
の光変調素子で反射した光を前記投影レンズ系に導くプ
リズムとからなる投影型表示装置において、前記プリズ
ムが内部に具備する第１乃至第４の全反射面が、前記投
影レンズ系の光軸を中心線とする正四角錐の４つの側面
をなし、かつ前記光軸に対して同一の第１の角度をなす
ように配置され、前記プリズムが内部に具備する第５乃
至第８の全反射面が、前記第１乃至第４の全反射面より
も前記投影レンズ系に近い位置で、前記光軸を中心線と
する正四角錐の４つの側面をなし、かつ前記光軸に対し
て同一の第２の角度をなすように配置され、さらに、前
記光源から発せられ前記第１の全反射面で反射された第
１の光が前記第３の全反射面と第７の全反射面を順次通
過して前記第１の光変調素子に照射され、該第１の光変
調素子で変調された前記第１の光が前記第７の全反射面
で反射されて前記投影レンズ系に導かれ、前記光源から
発せられ前記第２の全反射面で反射された第２の光が前
記第４の全反射面と第８の全反射面を順次通過して前記
第２の光変調素子に照射され、該第２の光変調素子で変
調された前記第２の光が前記第８の全反射面で反射され
て前記投影レンズ系に導かれ、前記光源から発せられ前
記第３の全反射面で反射された第３の光が前記第１の全
反射面と第５の全反射面を順次通過して前記第３の光変
調素子に照射され、該第３の光変調素子で変調された前
記第３の光が前記第５の全反射面で反射されて前記投影
レンズ系に導かれ、前記光源から発せられ前記第４の全
反射面で反射された第４の光が前記第２の全反射面と第
６の全反射面を順次通過して前記第４の光変調素子に照
射され、該第４の光変調素子で変調された前記第４の光
が前記第６の全反射面で反射されて前記投影レンズ系に
導かれ、前記第１乃至第４の光が、前記投影レンズ系を
通して合成されてスクリーン上に投影されることを特徴
とするものである。
光源からの光が照射されて変調される反射型の第１乃至
第４の光変調素子と、前記各光変調素子で変調された光
が導かれてスクリーン上に投影される投影レンズ系と、
複数の全反射面を内部に具備し、前記光源からの光を前
記第１乃至第４の光変調素子に照射し、該第１乃至第４
の光変調素子で反射した光を前記投影レンズ系に導くプ
リズムとからなる投影型表示装置において、前記プリズ
ムが内部に具備する第１乃至第４の全反射面が、前記投
影レンズ系の光軸を中心線とする正四角錐の４つの側面
をなし、かつ前記光軸に対して同一の第１の角度をなす
ように配置され、前記プリズムが内部に具備する第５乃
至第８の全反射面が、前記第１乃至第４の全反射面より
も前記投影レンズ系に近い位置で、前記光軸を中心線と
する正四角錐の４つの側面をなし、かつ前記光軸に対し
て同一の第２の角度をなすように配置され、さらに、前
記光源から発せられ前記第１の全反射面で反射された第
１の光が前記第３の全反射面と第７の全反射面を順次通
過して前記第１の光変調素子に照射され、該第１の光変
調素子で変調された前記第１の光が前記第７の全反射面
で反射されて前記投影レンズ系に導かれ、前記光源から
発せられ前記第２の全反射面で反射された第２の光が前
記第４の全反射面と第８の全反射面を順次通過して前記
第２の光変調素子に照射され、該第２の光変調素子で変
調された前記第２の光が前記第８の全反射面で反射され
て前記投影レンズ系に導かれ、前記光源から発せられ前
記第３の全反射面で反射された第３の光が前記第１の全
反射面と第５の全反射面を順次通過して前記第３の光変
調素子に照射され、該第３の光変調素子で変調された前
記第３の光が前記第５の全反射面で反射されて前記投影
レンズ系に導かれ、前記光源から発せられ前記第４の全
反射面で反射された第４の光が前記第２の全反射面と第
６の全反射面を順次通過して前記第４の光変調素子に照
射され、該第４の光変調素子で変調された前記第４の光
が前記第６の全反射面で反射されて前記投影レンズ系に
導かれ、前記第１乃至第４の光が、前記投影レンズ系を
通して合成されてスクリーン上に投影されることを特徴
とするものである。
【００１４】また、本発明は前記投影型表示装置におい
て、前記第１乃至第４の全反射面が前記光軸となす第１
の角度αと、前記第５乃至第８の全反射面が前記光軸と
なす第２の角度βとは、前記光源から発せられる光が前
記光軸となす角度をθo とし、プリズムの屈折率をｎと
したときに、全反射面の臨界角θt ＝ sin-1（１／ｎ）
およびθ＝ sin-1(sinθo ／ｎ）を用いて、９０゜−α
−θ＞θt 、および３α＋θ−９０゜＜θt 、ならびに
２α＋β＋θ−９０゜＜θt を満足する角度であること
を特徴とするものである。
て、前記第１乃至第４の全反射面が前記光軸となす第１
の角度αと、前記第５乃至第８の全反射面が前記光軸と
なす第２の角度βとは、前記光源から発せられる光が前
記光軸となす角度をθo とし、プリズムの屈折率をｎと
したときに、全反射面の臨界角θt ＝ sin-1（１／ｎ）
およびθ＝ sin-1(sinθo ／ｎ）を用いて、９０゜−α
−θ＞θt 、および３α＋θ−９０゜＜θt 、ならびに
２α＋β＋θ−９０゜＜θt を満足する角度であること
を特徴とするものである。
【００１５】また本発明は、前記反射型の第１乃至第４
の光変調素子の反射面が、該反射型の光変調素子を含む
面に対してそれぞれ＋１０度、−１０度の角度に向くこ
とで入射光の変調を行う前記反射型の第１乃至第４の光
変調素子において、前記第１乃至第４の全反射面が前記
光軸となす第１の角度αと、前記第５乃至第８の全反射
面が前記光軸となす第２の角度βとは、前記光源から発
せられる光が前記光軸となす角度をθo とし、プリズム
の屈折率をｎとしたときに、全反射面の臨界角θt ＝ s
in-1（１／ｎ）およびθ＝ sin-1(sinθo ／ｎ）を用い
て、θ′＝１８０゜−２（α＋β）−θ、θ″＝ sin-1
(sin-1（ｎ sinθ′）＋２０゜)／ｎなるθ″を用い
て、９０゜−β＋θ″＞θt を満足する角度βであるこ
とを特徴とするものである。
の光変調素子の反射面が、該反射型の光変調素子を含む
面に対してそれぞれ＋１０度、−１０度の角度に向くこ
とで入射光の変調を行う前記反射型の第１乃至第４の光
変調素子において、前記第１乃至第４の全反射面が前記
光軸となす第１の角度αと、前記第５乃至第８の全反射
面が前記光軸となす第２の角度βとは、前記光源から発
せられる光が前記光軸となす角度をθo とし、プリズム
の屈折率をｎとしたときに、全反射面の臨界角θt ＝ s
in-1（１／ｎ）およびθ＝ sin-1(sinθo ／ｎ）を用い
て、θ′＝１８０゜−２（α＋β）−θ、θ″＝ sin-1
(sin-1（ｎ sinθ′）＋２０゜)／ｎなるθ″を用い
て、９０゜−β＋θ″＞θt を満足する角度βであるこ
とを特徴とするものである。
【００１６】また、本発明は前記投影型表示装置におい
て、前記第１乃至第４の全反射面が前記光軸となす第１
の角度αと、前記第５乃至第８の全反射面が前記光軸と
なす第２の角度βとが等しいことを特徴とするものであ
る。
て、前記第１乃至第４の全反射面が前記光軸となす第１
の角度αと、前記第５乃至第８の全反射面が前記光軸と
なす第２の角度βとが等しいことを特徴とするものであ
る。
【００１７】また、本発明は前記投影型表示装置におい
て、前記反射型の光変調素子を含む面の垂線が前記光軸
となす角度が、前記第５乃至第８の全反射面が前記光軸
となす角度の２倍であることを特徴とするものである。
て、前記反射型の光変調素子を含む面の垂線が前記光軸
となす角度が、前記第５乃至第８の全反射面が前記光軸
となす角度の２倍であることを特徴とするものである。
【００１８】また、本発明は前記投影型表示装置におい
て、前記投影レンズの位置に光源を設け前記光源の位置
に投影レンズを設けることによって、前記プリズム内の
光路を逆にたどり、前記第１乃至第４の光が該投影レン
ズ系を通して合成されてスクリーンに投影されることを
特徴とするものである。
て、前記投影レンズの位置に光源を設け前記光源の位置
に投影レンズを設けることによって、前記プリズム内の
光路を逆にたどり、前記第１乃至第４の光が該投影レン
ズ系を通して合成されてスクリーンに投影されることを
特徴とするものである。
【００１９】また、本発明は前記投影型表示装置におい
て、前記反射型の光変調素子を含む面の垂線が前記光軸
となす角度が、前記第１および第２の全反射面が前記光
軸となす角度の２倍であることを特徴とするものであ
る。
て、前記反射型の光変調素子を含む面の垂線が前記光軸
となす角度が、前記第１および第２の全反射面が前記光
軸となす角度の２倍であることを特徴とするものであ
る。
【００２０】また、本発明は前記投影型表示装置におい
て、前記反射型の光変調素子は前記プリズムに密着させ
て配置することを特徴とするものである。
て、前記反射型の光変調素子は前記プリズムに密着させ
て配置することを特徴とするものである。
【００２１】また、本発明は前記投影型表示装置におい
て、前記反射型の光変調素子が、画素毎に反射光の光路
を偏向することができる素子であることを特徴とするも
のである。
て、前記反射型の光変調素子が、画素毎に反射光の光路
を偏向することができる素子であることを特徴とするも
のである。
【００２２】また、本発明は前記投影型表示装置におい
て、前記反射型の光変調素子が、画素毎に光の吸収また
は反射を選択することができる素子であることを特徴と
するものである。
て、前記反射型の光変調素子が、画素毎に光の吸収また
は反射を選択することができる素子であることを特徴と
するものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
形態例を詳細に説明する。
形態例を詳細に説明する。
【００２４】図１は本発明の原理を示す構成説明図であ
る。
る。
【００２５】すなわち、光を発生する光源１０と、前記
光源１０からの光が照射されて変調される反射型の第１
および第２の光変調素子１３ａ、１３ｂと、前記各光変
調素子１３ａ、１３ｂで変調された光が導かれてスクリ
ーン上に投影される投影レンズ系１５と、複数の全反射
面を内部に具備し、前記光源１０からの光を前記第１お
よび第２の光変調素子１３ａ、１３ｂに照射し、該第１
および第２の光変調素子１３ａ、１３ｂで反射された光
を前記投影レンズ系１５に導くプリズム１２とからなる
投影型表示装置において、前記プリズム１２が内部に具
備する全反射面１０３、１０７が、前記投影レンズ系１
５の光軸に対し直角に交叉する第１の直線１３１上で接
し、かつ前記光軸に対して同一の第１の角度をなすよう
に配置され、前記プリズム１２が内部に具備する全反射
面１０４、１０８が、前記第１の直線と平行で該第１の
直線よりも前記投影レンズ系１５に近い位置で前記光軸
に対し直角に交叉する第２の直線１３２上で接し、かつ
前記光軸に対して同一の第２の角度をなすように配置さ
れ、さらに、前記光源１０から発せられ全反射面１０７
で反射された第１の光が全反射面１０３および１０４を
通過して光変調素子１３ａに照射され、該光変調素子１
３ａで変調された前記第１の光が全反射面１０４で反射
されて前記投影レンズ系１５に導かれ、前記光源１０か
ら発せられ全反射面１０３で反射された第２の光が全反
射面１０７および１０８を通過して光変調素子１３ｂに
照射され、該光変調素子１３ｂで変調された前記第２の
光が全反射面１０８で反射されて前記投影レンズ系１５
に導かれ、前記第１の光と前記第２の光が、前記投影レ
ンズ系１５を通して合成されてスクリーン上に投影され
ることにより単一の表示素子では不可能な多くの画素数
を持った画像をコンパクトに光学系で合成して投影表示
することが出来る。
光源１０からの光が照射されて変調される反射型の第１
および第２の光変調素子１３ａ、１３ｂと、前記各光変
調素子１３ａ、１３ｂで変調された光が導かれてスクリ
ーン上に投影される投影レンズ系１５と、複数の全反射
面を内部に具備し、前記光源１０からの光を前記第１お
よび第２の光変調素子１３ａ、１３ｂに照射し、該第１
および第２の光変調素子１３ａ、１３ｂで反射された光
を前記投影レンズ系１５に導くプリズム１２とからなる
投影型表示装置において、前記プリズム１２が内部に具
備する全反射面１０３、１０７が、前記投影レンズ系１
５の光軸に対し直角に交叉する第１の直線１３１上で接
し、かつ前記光軸に対して同一の第１の角度をなすよう
に配置され、前記プリズム１２が内部に具備する全反射
面１０４、１０８が、前記第１の直線と平行で該第１の
直線よりも前記投影レンズ系１５に近い位置で前記光軸
に対し直角に交叉する第２の直線１３２上で接し、かつ
前記光軸に対して同一の第２の角度をなすように配置さ
れ、さらに、前記光源１０から発せられ全反射面１０７
で反射された第１の光が全反射面１０３および１０４を
通過して光変調素子１３ａに照射され、該光変調素子１
３ａで変調された前記第１の光が全反射面１０４で反射
されて前記投影レンズ系１５に導かれ、前記光源１０か
ら発せられ全反射面１０３で反射された第２の光が全反
射面１０７および１０８を通過して光変調素子１３ｂに
照射され、該光変調素子１３ｂで変調された前記第２の
光が全反射面１０８で反射されて前記投影レンズ系１５
に導かれ、前記第１の光と前記第２の光が、前記投影レ
ンズ系１５を通して合成されてスクリーン上に投影され
ることにより単一の表示素子では不可能な多くの画素数
を持った画像をコンパクトに光学系で合成して投影表示
することが出来る。
【００２６】また上記発明による前記プリズムの入射光
と出射光を入れ替え、前記光源と前記投影レンズとの位
置を相互に入れ替えることによっても同様の効果を得る
ことが可能である。
と出射光を入れ替え、前記光源と前記投影レンズとの位
置を相互に入れ替えることによっても同様の効果を得る
ことが可能である。
【００２７】ここで、反射型の光変調素子１３ａ，１３
ｂには画素ごとに光路が偏向できる素子や画素ごと光を
吸収する素子を用いることができる。
ｂには画素ごとに光路が偏向できる素子や画素ごと光を
吸収する素子を用いることができる。
【００２８】（実施形態例１）次に反射型の光変調素子
としてＤＭＤを用いた本発明の実施形態例１について説
明する。
としてＤＭＤを用いた本発明の実施形態例１について説
明する。
【００２９】図２において光源１０から出射された平行
光２００は、複数の全反射面を内部に具備したプリズム
１２の全反射面１０３及び１０７で全反射し二つに分割
され、全反射面１０７で全反射した光は前記プリズム１
２の全反射面１０３を通過し、さらに前記プリズム１２
の全反射面１０４を透過してＤＭＤ１３ａに入射する。
ＤＭＤ１３ａには画像を表示して前記入射光を変調す
る。ＤＭＤ１３ａのオンとなっている画素に対応する微
小ミラーからの反射光は前記プリズム１２に入射して全
反射面１０４で全反射し、前記プリズム１２の光源と反
対側から出射する。出射した光２０１は投影レンズ系１
５でスクリーン１６に結像される。また前記プリズム１
２の全反射面１０３で全反射した光は全反射面１０７を
通過し全反射面１０８を透過してＤＭＤ１３ｂに入射す
る。ＤＭＤ１３ｂには画像を表示して前記入射光を変調
する。ＤＭＤ１３ｂのオンとなっている画素に対応する
微小ミラーからの反射光は再び前記プリズム１２に入射
して全反射面１０４で全反射し、プリズム１２の光源と
反対側から出射する。出射した光は投影レンズ系１５で
スクリーン１６に結像される。このように複数の全反射
面を内部に具備したプリズム１２を用いることによっ
て、反射型の光変調素子から投影レンズ系までの光路長
を短く出来るので投影レンズ系のバックフォーカスを短
くすることが出来る。そのため小さな口径のレンズの組
み合わせで投影レンズ系を構成することが出来、投影レ
ンズを安価にすることが出来る。また、反射型の表示素
子をプリズムに密着させて配置することが出来るため、
光学的な画像の合成をコンパクトに構成でき、製造時や
動作時の位置ずれが少なくなり、組み立ての際の調整を
容易とすることが出来る。
光２００は、複数の全反射面を内部に具備したプリズム
１２の全反射面１０３及び１０７で全反射し二つに分割
され、全反射面１０７で全反射した光は前記プリズム１
２の全反射面１０３を通過し、さらに前記プリズム１２
の全反射面１０４を透過してＤＭＤ１３ａに入射する。
ＤＭＤ１３ａには画像を表示して前記入射光を変調す
る。ＤＭＤ１３ａのオンとなっている画素に対応する微
小ミラーからの反射光は前記プリズム１２に入射して全
反射面１０４で全反射し、前記プリズム１２の光源と反
対側から出射する。出射した光２０１は投影レンズ系１
５でスクリーン１６に結像される。また前記プリズム１
２の全反射面１０３で全反射した光は全反射面１０７を
通過し全反射面１０８を透過してＤＭＤ１３ｂに入射す
る。ＤＭＤ１３ｂには画像を表示して前記入射光を変調
する。ＤＭＤ１３ｂのオンとなっている画素に対応する
微小ミラーからの反射光は再び前記プリズム１２に入射
して全反射面１０４で全反射し、プリズム１２の光源と
反対側から出射する。出射した光は投影レンズ系１５で
スクリーン１６に結像される。このように複数の全反射
面を内部に具備したプリズム１２を用いることによっ
て、反射型の光変調素子から投影レンズ系までの光路長
を短く出来るので投影レンズ系のバックフォーカスを短
くすることが出来る。そのため小さな口径のレンズの組
み合わせで投影レンズ系を構成することが出来、投影レ
ンズを安価にすることが出来る。また、反射型の表示素
子をプリズムに密着させて配置することが出来るため、
光学的な画像の合成をコンパクトに構成でき、製造時や
動作時の位置ずれが少なくなり、組み立ての際の調整を
容易とすることが出来る。
【００３０】本実施形態例１では光源１０から出射した
光は複数の全反射面を内部に具備したプリズム１２の全
反射面１０３、１０７で二分割され各々ＤＭＤ１３ａ，
１３ｂで変調され、全反射面１０４、１０８で合成され
図３に示すように各々スクリーン上に画像１０１，１０
２を結像する。その結果一面では不可能な高精細画像を
投影表示することが出来る。画像１０１，１０２の重ね
合わせの部分ｄは、図２においてＤＭＤ１３ａ、１３ｂ
を複数の全反射面を内部に具備したプリズム１２に密着
させたまま移動させることによって調節可能で、投影し
た画像を見ながら画像１０１，１０２の位置を調整しシ
ームレスな表示を行うことが出来る。
光は複数の全反射面を内部に具備したプリズム１２の全
反射面１０３、１０７で二分割され各々ＤＭＤ１３ａ，
１３ｂで変調され、全反射面１０４、１０８で合成され
図３に示すように各々スクリーン上に画像１０１，１０
２を結像する。その結果一面では不可能な高精細画像を
投影表示することが出来る。画像１０１，１０２の重ね
合わせの部分ｄは、図２においてＤＭＤ１３ａ、１３ｂ
を複数の全反射面を内部に具備したプリズム１２に密着
させたまま移動させることによって調節可能で、投影し
た画像を見ながら画像１０１，１０２の位置を調整しシ
ームレスな表示を行うことが出来る。
【００３１】本実施形態例１の複数の全反射面を内部に
具備したプリズムに入射する平行光２００は実際には必
ずしも光軸に平行ではないので、図４に示すように、光
源１０から入射した光線２００が光軸３０に対してθo
の角度を成している場合を考える。図４において、全反
射面１０３，１０７および全反射面１０４，１０８が光
軸に対して成す角度をそれぞれα，βとすると、光線２
００が複数の全反射面を内部に具備したプリズム１２に
入射する入射角θo が小さい場合には色による分散を無
視でき、プリズムの屈折率をｎとすると入射光はプリズ
ム内で光軸に対してθ＝ sin-1(sinθo ／ｎ）の角度と
なり、全反射面１０７で全反射するためには、 ９０゜−α−θ＞θt （１） でなければならない。ここで全反射面の臨界角θt ＝ s
in-1（１／ｎ）であり、ｎはプリズム１２に使用してい
るガラスの屈折率である。さらに全反射面１０７で全反
射した光は全反射面１０３と全反射面１０４をそれぞれ
透過しなければならない。この条件はそれぞれ、 ３α＋θ−９０゜＜θt （２） ２α＋β＋θ−９０゜＜θt （３） である。
具備したプリズムに入射する平行光２００は実際には必
ずしも光軸に平行ではないので、図４に示すように、光
源１０から入射した光線２００が光軸３０に対してθo
の角度を成している場合を考える。図４において、全反
射面１０３，１０７および全反射面１０４，１０８が光
軸に対して成す角度をそれぞれα，βとすると、光線２
００が複数の全反射面を内部に具備したプリズム１２に
入射する入射角θo が小さい場合には色による分散を無
視でき、プリズムの屈折率をｎとすると入射光はプリズ
ム内で光軸に対してθ＝ sin-1(sinθo ／ｎ）の角度と
なり、全反射面１０７で全反射するためには、 ９０゜−α−θ＞θt （１） でなければならない。ここで全反射面の臨界角θt ＝ s
in-1（１／ｎ）であり、ｎはプリズム１２に使用してい
るガラスの屈折率である。さらに全反射面１０７で全反
射した光は全反射面１０３と全反射面１０４をそれぞれ
透過しなければならない。この条件はそれぞれ、 ３α＋θ−９０゜＜θt （２） ２α＋β＋θ−９０゜＜θt （３） である。
【００３２】一方、ＤＭＤ１３ａに表示された像が、第
二の全反射面１０４で反射されて歪まずに投影されるた
めにはＤＭＤ１３ａを含む平面の垂線は光軸に対して２
βの角度を持たなければならない。プリズム１２の全反
射面１０３と全反射面１０４を透過した光は出射角 θ′＝１８０゜−２（α＋β）−θ （４） でプリズム１２の界面に達し、図５に示すように空気中
に出るときに屈折しＤＭＤ１３ａに入射し、素子に対し
て１０゜傾いたオンの画素に対応するミラーにより偏向
され、再びプリズム１２に入射し屈折してプリズム内で
入射角 θ″＝ sin-1（ sin-1（ｎ sinθ′）＋２０゜）／ｎ （５） となる。さらにこの光が全反射面１０４で全反射するた
めには、 ９０゜−β＋θ″＞θt （６） である。このとき、全反射面１０４で全反射した光は光
軸３０に対してプリズム１２内でθ″の角度をもって出
射する。
二の全反射面１０４で反射されて歪まずに投影されるた
めにはＤＭＤ１３ａを含む平面の垂線は光軸に対して２
βの角度を持たなければならない。プリズム１２の全反
射面１０３と全反射面１０４を透過した光は出射角 θ′＝１８０゜−２（α＋β）−θ （４） でプリズム１２の界面に達し、図５に示すように空気中
に出るときに屈折しＤＭＤ１３ａに入射し、素子に対し
て１０゜傾いたオンの画素に対応するミラーにより偏向
され、再びプリズム１２に入射し屈折してプリズム内で
入射角 θ″＝ sin-1（ sin-1（ｎ sinθ′）＋２０゜）／ｎ （５） となる。さらにこの光が全反射面１０４で全反射するた
めには、 ９０゜−β＋θ″＞θt （６） である。このとき、全反射面１０４で全反射した光は光
軸３０に対してプリズム１２内でθ″の角度をもって出
射する。
【００３３】プリズム１２の材料として典型的な光学材
料であるＢＫ７を用いると、可視光に対してｎ＝１．５
２であることから、例えばα＝４２゜、β＝４５゜にと
ることで上記（１）（２）（３）（６）の物理的条件を
満足することがわかる。
料であるＢＫ７を用いると、可視光に対してｎ＝１．５
２であることから、例えばα＝４２゜、β＝４５゜にと
ることで上記（１）（２）（３）（６）の物理的条件を
満足することがわかる。
【００３４】また、入射光２００が光軸に対して平行、
つまり、θ＝０のとき、出射光２０１が光軸と平行とな
る、つまりθ″＝０になるようにすると投影レンズ径を
小さくすることができるので、（５）よりθ′＝−１
３．０゜が最適解となり、 α＋β＝９６．５゜ （７） ととれば良いことがわかる。
つまり、θ＝０のとき、出射光２０１が光軸と平行とな
る、つまりθ″＝０になるようにすると投影レンズ径を
小さくすることができるので、（５）よりθ′＝−１
３．０゜が最適解となり、 α＋β＝９６．５゜ （７） ととれば良いことがわかる。
【００３５】以上のような条件を満たすα及びβの角度
を成す複数の全反射面を内部に具備したプリズムを用い
れば本発明の効果が得られる。
を成す複数の全反射面を内部に具備したプリズムを用い
れば本発明の効果が得られる。
【００３６】また（７）の条件を満たす複数の全反射面
を内部に具備したプリズムでは入射光、出射光とも光軸
３０に平行であるため入射、出射を入れ替えた構成も可
能で、図４で光源１０の位置に投影レンズを置き、プリ
ズム１２の投影レンズと反対側から平行光を照射する図
６のような構成も可能である。
を内部に具備したプリズムでは入射光、出射光とも光軸
３０に平行であるため入射、出射を入れ替えた構成も可
能で、図４で光源１０の位置に投影レンズを置き、プリ
ズム１２の投影レンズと反対側から平行光を照射する図
６のような構成も可能である。
【００３７】（実施形態例２）次に実施形態例１で詳細
に説明した本発明の複数の全反射面を内部に具備したプ
リズムを用いた実施形態例２について図５を参照して説
明する。
に説明した本発明の複数の全反射面を内部に具備したプ
リズムを用いた実施形態例２について図５を参照して説
明する。
【００３８】即ち、図５において光源１０から出射され
た平行光２００は、複数の全反射面を内部に具備したプ
リズム１２の全反射面１０３及び１０７で全反射し二つ
に分割され、全反射面１０７で全反射した光は前記プリ
ズム１２の全反射面１０３を通過し、さらに前記プリズ
ム１２の全反射面１０４を透過してＤＭＤ１３ａに入射
する。ＤＭＤ１３ａには画像を表示して前記入射光を変
調する。ＤＭＤ１３ａのオンとなっている画素に対応す
る微小ミラーからの反射光は前記プリズム１２に入射し
て全反射面１０４で全反射し、前記プリズム１２の光源
１０と反対側から出射する。出射した光２０１は投影レ
ンズ系でスクリーンに結像される。
た平行光２００は、複数の全反射面を内部に具備したプ
リズム１２の全反射面１０３及び１０７で全反射し二つ
に分割され、全反射面１０７で全反射した光は前記プリ
ズム１２の全反射面１０３を通過し、さらに前記プリズ
ム１２の全反射面１０４を透過してＤＭＤ１３ａに入射
する。ＤＭＤ１３ａには画像を表示して前記入射光を変
調する。ＤＭＤ１３ａのオンとなっている画素に対応す
る微小ミラーからの反射光は前記プリズム１２に入射し
て全反射面１０４で全反射し、前記プリズム１２の光源
１０と反対側から出射する。出射した光２０１は投影レ
ンズ系でスクリーンに結像される。
【００３９】ここでＤＭＤ１３ａを含む平面の垂線が光
軸となす角度を、全反射面１０４が光軸３０にたいして
なす角度の丁度２倍にすることでＤＭＤ１３ａのオンと
なっている画素に対応する微小ミラーからの反射光が歪
むことなくスクリーンに投影される。これはＤＭＤ１３
ａの、全反射面１０４に対する鏡像を含む平面が光軸３
０に対して平行になることで容易に理解することが出来
る。また前記プリズム１２の全反射面１０３で全反射し
た全反射面１０７を通過し全反射面１０８を透過してＤ
ＭＤ１３ｂに入射する。ＤＭＤ１３ｂには画像を表示し
て前記入射光を変調する。ＤＭＤ１３ｂのオンとなって
いる画素に対応する微小ミラーからの反射光は再び前記
プリズム１２に入射して全反射面１０８で全反射し、プ
リズム１２の光源１０と反対側から出射する。出射した
光は投影レンズ系でスクリーンに結像される。このよう
に複数の全反射面を内部に具備したプリズム１２を用い
ることによって、反射型の光変調素子から投影レンズ系
までの光路長を短く出来るので投影レンズ系のバックフ
ォーカスを短くすることが出来る。そのため小さな口径
のレンズの組み合わせで投影レンズ系を構成することが
出来、投影レンズを安価にすることが出来る。また、反
射型の表示素子をプリズムに密着させて配置することが
出来るため、光学的な画像の合成をコンパクトに構成で
き、製造時や動作時の位置ずれが少なくなり、組み立て
の際の調整を容易とすることが出来る。
軸となす角度を、全反射面１０４が光軸３０にたいして
なす角度の丁度２倍にすることでＤＭＤ１３ａのオンと
なっている画素に対応する微小ミラーからの反射光が歪
むことなくスクリーンに投影される。これはＤＭＤ１３
ａの、全反射面１０４に対する鏡像を含む平面が光軸３
０に対して平行になることで容易に理解することが出来
る。また前記プリズム１２の全反射面１０３で全反射し
た全反射面１０７を通過し全反射面１０８を透過してＤ
ＭＤ１３ｂに入射する。ＤＭＤ１３ｂには画像を表示し
て前記入射光を変調する。ＤＭＤ１３ｂのオンとなって
いる画素に対応する微小ミラーからの反射光は再び前記
プリズム１２に入射して全反射面１０８で全反射し、プ
リズム１２の光源１０と反対側から出射する。出射した
光は投影レンズ系でスクリーンに結像される。このよう
に複数の全反射面を内部に具備したプリズム１２を用い
ることによって、反射型の光変調素子から投影レンズ系
までの光路長を短く出来るので投影レンズ系のバックフ
ォーカスを短くすることが出来る。そのため小さな口径
のレンズの組み合わせで投影レンズ系を構成することが
出来、投影レンズを安価にすることが出来る。また、反
射型の表示素子をプリズムに密着させて配置することが
出来るため、光学的な画像の合成をコンパクトに構成で
き、製造時や動作時の位置ずれが少なくなり、組み立て
の際の調整を容易とすることが出来る。
【００４０】ここで、複数の全反射面を内部に具備した
プリズム１２の全反射面１０３、１０４、１０７、１０
８は全て光軸３０に対して４０度とすることにより、前
記プリズム１２を容易に製作することができる。
プリズム１２の全反射面１０３、１０４、１０７、１０
８は全て光軸３０に対して４０度とすることにより、前
記プリズム１２を容易に製作することができる。
【００４１】（実施形態例３）実施形態例１及び２では
反射型の光変調素子を二つ用いる例を示したが、本実施
形態例３を用いれば容易に反射型の光変調素子を四つ用
いて画像を合成して表示することが可能になり、さらに
画素数の多い画像を投影表示することが出来る。即ち図
８に示すように、光源１０から出射された平行光は複数
の全反射面を内部に具備したプリズム１７に入射し、全
反射面１０３，１０７，１１１，１１５で全反射し四つ
に分割される。その中で全反射面１０３に入射する平行
光２００は全反射面１０３で反射され、全反射面１０７
を通過し、さらに全反射面１０８を透過してＤＭＤ１３
ａに入射する。ＤＭＤ１３ａには画像を表示して前記入
射光を変調する。ＤＭＤ１３ａで変調された光は再びプ
リズム１７に入射して全反射面１０８で全反射し、プリ
ズム１７の光源と反対側から出射する。ここでＤＭＤ１
３ａを含む平面の垂線が光軸となす角度を、第２の全反
射面１０７が光軸に対してなす角度の丁度２倍にするこ
とでＤＭＤ１３ａのオンとなっている画素に対応する微
小ミラーからの反射光が歪むことなくスクリーンに投影
される。さらにＤＭＤ１３ａを、ＤＭＤ１３ａを含む平
面内で４５度回転させて配置することによってＤＭＤ１
３ａのすべての画素が全反射面１０４で反射しスクリー
ンに投影させることができる。プリズム１７の全反射面
１０７，１１１，１１５で反射した光も同様にそれぞれ
全反射面１０３，１１５，１１１を通過し、さらにそれ
ぞれ全反射面１０４，１１６，１１２を通過してそれぞ
れＤＭＤ１３ｂ，１３ｃ，１３ｄに入射し前記入射光を
変調し、ＤＭＤ１３ｂ，１３ｃ，１３ｄのオンとなって
いる画素に対応する微小ミラーからの反射光は再びプリ
ズム１７に入射して、それぞれ全反射面１０４，１１
６，１１２で全反射しプリズム１７の光源１０と反対側
から出射して合成される。このように複数の全反射面を
内部に具備したプリズム１７を用いることによって、実
施形態例１と同様、反射型の光変調素子から投影レンズ
系までの光路長を短く出来るので投影レンズ系のバック
フォーカスを短くすることが出来る。そのため小さな口
径のレンズの組み合わせで投影レンズ系を構成すること
が出来、投影レンズを安価にすることが出来る。また、
プリズムに反射型の表示素子を密着させることが出来る
ため、光学的な画像の合成をコンパクトに構成でき、製
造時や動作時の位置ずれが少なくなり、組み立ての際の
調整を容易とすることが出来る。さらに、複数の全反射
面を内部に具備したプリズムの正四角錐側面をなす全反
射面を頂角８０度とすることも可能で、二つの正四角錐
側面をなす全反射面の頂角を両者とも等しくすることで
プリズムの製作が容易となる。また（７）を満たすよう
なプリズム角を取ることによってプリズム１７の入射光
側と出射光側を入れ替えることも可能である。
反射型の光変調素子を二つ用いる例を示したが、本実施
形態例３を用いれば容易に反射型の光変調素子を四つ用
いて画像を合成して表示することが可能になり、さらに
画素数の多い画像を投影表示することが出来る。即ち図
８に示すように、光源１０から出射された平行光は複数
の全反射面を内部に具備したプリズム１７に入射し、全
反射面１０３，１０７，１１１，１１５で全反射し四つ
に分割される。その中で全反射面１０３に入射する平行
光２００は全反射面１０３で反射され、全反射面１０７
を通過し、さらに全反射面１０８を透過してＤＭＤ１３
ａに入射する。ＤＭＤ１３ａには画像を表示して前記入
射光を変調する。ＤＭＤ１３ａで変調された光は再びプ
リズム１７に入射して全反射面１０８で全反射し、プリ
ズム１７の光源と反対側から出射する。ここでＤＭＤ１
３ａを含む平面の垂線が光軸となす角度を、第２の全反
射面１０７が光軸に対してなす角度の丁度２倍にするこ
とでＤＭＤ１３ａのオンとなっている画素に対応する微
小ミラーからの反射光が歪むことなくスクリーンに投影
される。さらにＤＭＤ１３ａを、ＤＭＤ１３ａを含む平
面内で４５度回転させて配置することによってＤＭＤ１
３ａのすべての画素が全反射面１０４で反射しスクリー
ンに投影させることができる。プリズム１７の全反射面
１０７，１１１，１１５で反射した光も同様にそれぞれ
全反射面１０３，１１５，１１１を通過し、さらにそれ
ぞれ全反射面１０４，１１６，１１２を通過してそれぞ
れＤＭＤ１３ｂ，１３ｃ，１３ｄに入射し前記入射光を
変調し、ＤＭＤ１３ｂ，１３ｃ，１３ｄのオンとなって
いる画素に対応する微小ミラーからの反射光は再びプリ
ズム１７に入射して、それぞれ全反射面１０４，１１
６，１１２で全反射しプリズム１７の光源１０と反対側
から出射して合成される。このように複数の全反射面を
内部に具備したプリズム１７を用いることによって、実
施形態例１と同様、反射型の光変調素子から投影レンズ
系までの光路長を短く出来るので投影レンズ系のバック
フォーカスを短くすることが出来る。そのため小さな口
径のレンズの組み合わせで投影レンズ系を構成すること
が出来、投影レンズを安価にすることが出来る。また、
プリズムに反射型の表示素子を密着させることが出来る
ため、光学的な画像の合成をコンパクトに構成でき、製
造時や動作時の位置ずれが少なくなり、組み立ての際の
調整を容易とすることが出来る。さらに、複数の全反射
面を内部に具備したプリズムの正四角錐側面をなす全反
射面を頂角８０度とすることも可能で、二つの正四角錐
側面をなす全反射面の頂角を両者とも等しくすることで
プリズムの製作が容易となる。また（７）を満たすよう
なプリズム角を取ることによってプリズム１７の入射光
側と出射光側を入れ替えることも可能である。
【００４２】以上示した実施形態例では反射型の光変調
素子としてＤＭＤなどの画素毎に反射光の光路を偏向す
ることができる素子を用いて説明したが、電気的にアド
レスされる液晶パネルや光学的にアドレスされる光アド
レス型光変調素子などの画素毎に光の吸収または反射を
選択することができる素子を用いることも当然可能であ
る。
素子としてＤＭＤなどの画素毎に反射光の光路を偏向す
ることができる素子を用いて説明したが、電気的にアド
レスされる液晶パネルや光学的にアドレスされる光アド
レス型光変調素子などの画素毎に光の吸収または反射を
選択することができる素子を用いることも当然可能であ
る。
【００４３】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、光を
発生する光源と、前記光源からの光が照射されて変調さ
れる反射型の第１および第２の光変調素子と、前記各光
変調素子で変調された光が導かれてスクリーン上に投影
される投影レンズ系と、複数の全反射面を内部に具備
し、前記光源からの光を前記第１および第２の光変調素
子に照射し、該第１および第２の光変調素子で反射され
た光を前記投影レンズ系に導くプリズムとからなる投影
型表示装置において、前記プリズムが内部に具備する第
１と第２の全反射面が、前記投影レンズ系の光軸に対し
直角に交叉する第１の直線上で接し、かつ前記光軸に対
して同一の第１の角度をなすように配置され、前記プリ
ズムが内部に具備する第３と第４の全反射面が、前記第
１の直線と平行で該第１の直線よりも前記投影レンズ系
に近い位置で前記光軸に対し直角に交叉する第２の直線
上で接し、かつ前記光軸に対して同一の第２の角度をな
すように配置され、さらに、前記光源から発せられ前記
第１の全反射面で反射された第１の光が前記第２の全反
射面と第４の全反射面を順次透過して前記第１の光変調
素子に照射され、該第１の光変調素子で変調された前記
第１の光が前記第４の全反射面で反射されて前記投影レ
ンズ系に導かれ、前記光源から発せられ前記第２の全反
射面で反射された第２の光が前記第１の全反射面と第３
の全反射面を順次通過して前記第２の光変調素子に照射
され、該第２の光変調素子で変調された前記第２の光が
前記第３の全反射面で反射されて前記投影レンズ系に導
かれ、前記第１の光と前記第２の光が、前記投影レンズ
系を通して合成されてスクリーン上に投影されることに
よって、反射型の光変調素子から投影レンズ系までの光
路長を短く出来るので投影レンズ系のバックフォーカス
を短くすることが出来る。そのため小さな口径のレンズ
の組み合わせで投影レンズ系を構成することが出来、投
影レンズを安価にすることが出来る。また、反射型の表
示素子をプリズムに貼りつけることが出来るため、光学
的な画像の合成をコンパクトに構成でき、製造時や動作
時の位置ずれが少なくなり、組み立ての際の調整を容易
とすることが出来る。
発生する光源と、前記光源からの光が照射されて変調さ
れる反射型の第１および第２の光変調素子と、前記各光
変調素子で変調された光が導かれてスクリーン上に投影
される投影レンズ系と、複数の全反射面を内部に具備
し、前記光源からの光を前記第１および第２の光変調素
子に照射し、該第１および第２の光変調素子で反射され
た光を前記投影レンズ系に導くプリズムとからなる投影
型表示装置において、前記プリズムが内部に具備する第
１と第２の全反射面が、前記投影レンズ系の光軸に対し
直角に交叉する第１の直線上で接し、かつ前記光軸に対
して同一の第１の角度をなすように配置され、前記プリ
ズムが内部に具備する第３と第４の全反射面が、前記第
１の直線と平行で該第１の直線よりも前記投影レンズ系
に近い位置で前記光軸に対し直角に交叉する第２の直線
上で接し、かつ前記光軸に対して同一の第２の角度をな
すように配置され、さらに、前記光源から発せられ前記
第１の全反射面で反射された第１の光が前記第２の全反
射面と第４の全反射面を順次透過して前記第１の光変調
素子に照射され、該第１の光変調素子で変調された前記
第１の光が前記第４の全反射面で反射されて前記投影レ
ンズ系に導かれ、前記光源から発せられ前記第２の全反
射面で反射された第２の光が前記第１の全反射面と第３
の全反射面を順次通過して前記第２の光変調素子に照射
され、該第２の光変調素子で変調された前記第２の光が
前記第３の全反射面で反射されて前記投影レンズ系に導
かれ、前記第１の光と前記第２の光が、前記投影レンズ
系を通して合成されてスクリーン上に投影されることに
よって、反射型の光変調素子から投影レンズ系までの光
路長を短く出来るので投影レンズ系のバックフォーカス
を短くすることが出来る。そのため小さな口径のレンズ
の組み合わせで投影レンズ系を構成することが出来、投
影レンズを安価にすることが出来る。また、反射型の表
示素子をプリズムに貼りつけることが出来るため、光学
的な画像の合成をコンパクトに構成でき、製造時や動作
時の位置ずれが少なくなり、組み立ての際の調整を容易
とすることが出来る。
【００４４】尚、前記投影レンズの位置に光源を設け前
記光源の位置に投影レンズを設けることによって、前記
プリズム内の光路を逆にたどり、前記第１の光と前記第
２の光が該投影レンズ系を通して合成されてスクリーン
に投影されるようにしても同様な効果を得ることができ
る。
記光源の位置に投影レンズを設けることによって、前記
プリズム内の光路を逆にたどり、前記第１の光と前記第
２の光が該投影レンズ系を通して合成されてスクリーン
に投影されるようにしても同様な効果を得ることができ
る。
【００４５】また、本発明の投影型表示装置を用いれ
ば、光を発生する光源と、前記光源からの光が照射され
て変調される反射型の第１乃至第４の光変調素子と、前
記各光変調素子で変調された光が導かれてスクリーン上
に投影される投影レンズ系と、複数の全反射面を内部に
具備し、前記光源からの光を前記第１乃至第４の光変調
素子に照射し、該第１乃至第４の光変調素子で反射した
光を前記投影レンズ系に導くプリズムとからなる投影型
表示装置において、前記プリズムが内部に具備する第１
乃至第４の全反射面が、前記投影レンズ系の光軸を中心
線とする正四角錐の４つの側面をなし、かつ前記光軸に
対して同一の第１の角度をなすように配置され、前記プ
リズムが内部に具備する第５乃至第８の全反射面が、前
記第１乃至第４の全反射面よりも前記投影レンズ系に近
い位置で、前記光軸を中心線とする正四角錐の４つの側
面をなし、かつ前記光軸に対して同一の第２の角度をな
すように配置され、さらに、前記光源から発せられ前記
第１の全反射面で反射された第１の光が前記第３の全反
射面と第７の全反射面を順次通過して前記第１の光変調
素子に照射され、該第１の光変調素子で変調された前記
第１の光が前記第７の全反射面で反射されて前記投影レ
ンズ系に導かれ、前記光源から発せられ前記第２の全反
射面で反射された第２の光が前記第４の全反射面と第８
の全反射面を順次通過して前記第２の光変調素子に照射
され、該第２の光変調素子で変調された前記第２の光が
前記第８の全反射面で反射されて前記投影レンズ系に導
かれ、前記光源から発せられ前記第３の全反射面で反射
された第３の光が前記第１の全反射面と第５の全反射面
を順次通過して前記第３の光変調素子に照射され、該第
３の光変調素子で変調された前記第３の光が前記第５の
全反射面で反射されて前記投影レンズ系に導かれ、前記
光源から発せられ前記第４の全反射面で反射された第４
の光が前記第２の全反射面と第６の全反射面を順次通過
して前記第４の光変調素子に照射され、該第４の光変調
素子で変調された前記第４の光が前記第６の全反射面で
反射されて前記投影レンズ系に導かれ、前記第１乃至第
４の光が、前記投影レンズ系を通して合成されてスクリ
ーン上に投影されることによって、反射型の光変調素子
から投影レンズ系までの光路長を短く出来るので投影レ
ンズ系のバックフォーカスを短くすることが出来る。そ
のため小さな口径のレンズの組み合わせで投影レンズ系
を構成することが出来、投影レンズを安価にすることが
出来る。また、反射型の表示素子をプリズムに貼りつけ
ることが出来るため、光学的な画像の合成をコンパクト
に構成でき、製造時や動作時の位置ずれが少なくなり、
組み立ての際の調整を容易とすることが出来る。
ば、光を発生する光源と、前記光源からの光が照射され
て変調される反射型の第１乃至第４の光変調素子と、前
記各光変調素子で変調された光が導かれてスクリーン上
に投影される投影レンズ系と、複数の全反射面を内部に
具備し、前記光源からの光を前記第１乃至第４の光変調
素子に照射し、該第１乃至第４の光変調素子で反射した
光を前記投影レンズ系に導くプリズムとからなる投影型
表示装置において、前記プリズムが内部に具備する第１
乃至第４の全反射面が、前記投影レンズ系の光軸を中心
線とする正四角錐の４つの側面をなし、かつ前記光軸に
対して同一の第１の角度をなすように配置され、前記プ
リズムが内部に具備する第５乃至第８の全反射面が、前
記第１乃至第４の全反射面よりも前記投影レンズ系に近
い位置で、前記光軸を中心線とする正四角錐の４つの側
面をなし、かつ前記光軸に対して同一の第２の角度をな
すように配置され、さらに、前記光源から発せられ前記
第１の全反射面で反射された第１の光が前記第３の全反
射面と第７の全反射面を順次通過して前記第１の光変調
素子に照射され、該第１の光変調素子で変調された前記
第１の光が前記第７の全反射面で反射されて前記投影レ
ンズ系に導かれ、前記光源から発せられ前記第２の全反
射面で反射された第２の光が前記第４の全反射面と第８
の全反射面を順次通過して前記第２の光変調素子に照射
され、該第２の光変調素子で変調された前記第２の光が
前記第８の全反射面で反射されて前記投影レンズ系に導
かれ、前記光源から発せられ前記第３の全反射面で反射
された第３の光が前記第１の全反射面と第５の全反射面
を順次通過して前記第３の光変調素子に照射され、該第
３の光変調素子で変調された前記第３の光が前記第５の
全反射面で反射されて前記投影レンズ系に導かれ、前記
光源から発せられ前記第４の全反射面で反射された第４
の光が前記第２の全反射面と第６の全反射面を順次通過
して前記第４の光変調素子に照射され、該第４の光変調
素子で変調された前記第４の光が前記第６の全反射面で
反射されて前記投影レンズ系に導かれ、前記第１乃至第
４の光が、前記投影レンズ系を通して合成されてスクリ
ーン上に投影されることによって、反射型の光変調素子
から投影レンズ系までの光路長を短く出来るので投影レ
ンズ系のバックフォーカスを短くすることが出来る。そ
のため小さな口径のレンズの組み合わせで投影レンズ系
を構成することが出来、投影レンズを安価にすることが
出来る。また、反射型の表示素子をプリズムに貼りつけ
ることが出来るため、光学的な画像の合成をコンパクト
に構成でき、製造時や動作時の位置ずれが少なくなり、
組み立ての際の調整を容易とすることが出来る。
【００４６】ここで反射型の光変調素子には画素ごとに
光路が偏向できる素子や画素ごとに光を吸収する素子を
用いることができる。
光路が偏向できる素子や画素ごとに光を吸収する素子を
用いることができる。
【００４７】尚、前記投影レンズの位置に光源を設け前
記光源の位置に投影レンズを設けることによって、前記
プリズム内の光路を逆にたどり、前記第１乃至第４の光
が該投影レンズ系を通して合成されてスクリーンに投影
されるようにしても同様な効果を得ることができる。
記光源の位置に投影レンズを設けることによって、前記
プリズム内の光路を逆にたどり、前記第１乃至第４の光
が該投影レンズ系を通して合成されてスクリーンに投影
されるようにしても同様な効果を得ることができる。
【図１】本発明の原理を示す立体的構成説明図である。
【図２】本発明の実施形態例１を示す構成説明図であ
る。
る。
【図３】本発明の実施形態例１によって得られる投影像
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態例１に係る全反射面を二つ有
したプリズムの角度の関係を示した構成説明図である。
したプリズムの角度の関係を示した構成説明図である。
【図５】本発明の実施形態例１に係るプリズムとＤＭＤ
の界面での光線の屈折を示す説明図である。
の界面での光線の屈折を示す説明図である。
【図６】本発明の実施形態例１で光の入射、出射方向を
逆にした場合の実施形態例を示す構成説明図である。
逆にした場合の実施形態例を示す構成説明図である。
【図７】本発明の実施形態例２を示す構成説明図であ
る。
る。
【図８】本発明の実施形態例３を示す立体的構成説明図
である。
である。
１０ 光源 １２ 複数の全反射面を内部に具備したプリズム １３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ 光変調素子 １５ 投影レンズ系 １６ スクリーン １７ 四角錐の全反射面を二つ具備したプリズム ２００ 光源からの光の軌跡を示した点線 ２０１ オンとなった微小ミラーからの光の軌跡を示し
た点線 ２０２ オンとなった微小ミラーの面の向きを示す線 １０３，１０４，１０７，１０８ 全反射面 ３０ 光軸
た点線 ２０２ オンとなった微小ミラーの面の向きを示す線 １０３，１０４，１０７，１０８ 全反射面 ３０ 光軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中沢 憲二 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 上平 員丈 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 2H041 AA16 AB14
Claims (17)
- 【請求項１】 光を発生する光源と、 前記光源からの光が照射されて変調される反射型の第１
および第２の光変調素子と、 前記各光変調素子で変調された光が導かれてスクリーン
上に投影される投影レンズ系と、 複数の全反射面を内部に具備し、前記光源からの光を前
記第１および第２の光変調素子に照射し、該第１および
第２の光変調素子で反射された光を前記投影レンズ系に
導くプリズムと、からなる投影型表示装置において、 前記プリズムが内部に具備する第１と第２の全反射面
が、前記投影レンズ系の光軸に対し直角に交叉する第１
の直線上で接し、かつ前記光軸に対して同一の第１の角
度をなすように配置され、 前記プリズムが内部に具備する第３と第４の全反射面
が、前記第１の直線と平行で該第１の直線よりも前記投
影レンズ系に近い位置で前記光軸に対し直角に交叉する
第２の直線上で接し、かつ前記光軸に対して同一の第２
の角度をなすように配置され、 さらに、前記光源から発せられ前記第１の全反射面で反
射された第１の光が前記第２の全反射面と第４の全反射
面を順次透過して前記第１の光変調素子に照射され、該
第１の光変調素子で変調された前記第１の光が前記第４
の全反射面で反射されて前記投影レンズ系に導かれ、 前記光源から発せられ前記第２の全反射面で反射された
第２の光が前記第１の全反射面と第３の全反射面を順次
通過して前記第２の光変調素子に照射され、該第２の光
変調素子で変調された前記第２の光が前記第３の全反射
面で反射されて前記投影レンズ系に導かれ、 前記第１の光と前記第２の光が、前記投影レンズ系を通
して合成されてスクリーン上に投影されることを特徴と
する投影型表示装置。 - 【請求項２】 前記第１および第２の全反射面が前記光
軸となす第１の角度αと、前記第３および第４の全反射
面が前記光軸となす第２の角度βとは、 前記光源から発せられる光が前記光軸となす角度をθo
とし、プリズムの屈折率をｎとしたときに、全反射面の
臨界角θt ＝ sin-1（１／ｎ）およびθ＝ sin -1(sinθ
o ／ｎ）を用いて ９０°−α−θ＞θｔ 、 および３α＋θ−９０°＜θｔ 、 ならびに２α＋β＋θ−９０°＜θｔ 、を満足する角
度であることを特徴とする請求項１記載の投影型表示装
置。 - 【請求項３】 前記反射型の第１および第２の光変調素
子の反射面が、該反射型の光変調素子を含む面に対して
それぞれ＋１０度、−１０度の角度に向くことにより入
射光の変調を行う前記反射型の第１および第２の光変調
素子において、前記第１および第２の全反射面が前記光
軸となす第１の角度αと、前記第３および第４の全反射
面が前記光軸となす第２の角度βとは、 前記光源から発せられる光が前記光軸となす角度をθo
とし、プリズムの屈折率をｎとしたときに、全反射面の
臨界角θt ＝ sin-1（１／ｎ）およびθ＝ sin -1(sinθ
o ／ｎ）を用い、 θ′＝１８０゜−２（α＋β）−θ θ″＝ sin-1(sin-1（ｎ sinθ′）＋２０゜)／ｎ なるθ″を用いて、 ９０゜−β＋θ″＞θt を満足する角度βであることを特徴とする請求項２記載
の投影型表示装置。 - 【請求項４】 前記第１および第２の全反射面が前記光
軸となす第１の角度αと、前記第３および第４の全反射
面が前記光軸となす第２の角度βとが等しいことを特徴
とする請求項１乃至３のいずれかに記載の投影型表示装
置。 - 【請求項５】 前記反射型の光変調素子を含む面の垂線
が前記光軸となす角度が、前記第３および第４の全反射
面が前記光軸となす角度の２倍であることを特徴とする
請求項１乃至４のいずれかに記載の投影型表示装置。 - 【請求項６】 前記投影レンズの位置に光源を設け前記
光源の位置に投影レンズを設けることによって、前記プ
リズム内の光路を逆にたどり、前記第１の光と前記第２
の光が該投影レンズ系を通して合成されてスクリーンに
投影されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか
に記載の投影型表示装置。 - 【請求項７】 前記反射型の光変調素子を含む面の垂線
が前記光軸となす角度が、前記第１および第２の全反射
面が前記光軸となす角度の２倍であることを特徴とする
請求項６記載の投影型表示装置。 - 【請求項８】 光を発生する光源と、 前記光源からの光が照射されて変調される反射型の第１
乃至第４の光変調素子と、 前記各光変調素子で変調された光が導かれてスクリーン
上に投影される投影レンズ系と、 複数の全反射面を内部に具備し、前記光源からの光を前
記第１乃至第４の光変調素子に照射し、該第１乃至第４
の光変調素子で反射した光を前記投影レンズ系に導くプ
リズムと、 からなる投影型表示装置において、 前記プリズムが内部に具備する第１乃至第４の全反射面
が、前記投影レンズ系の光軸を中心線とする正四角錐の
４つの側面をなし、かつ前記光軸に対して同一の第１の
角度をなすように配置され、 前記プリズムが内部に具備する第５乃至第８の全反射面
が、前記第１乃至第４の全反射面よりも前記投影レンズ
系に近い位置で、前記光軸を中心線とする正四角錐の４
つの側面をなし、かつ前記光軸に対して同一の第２の角
度をなすように配置され、 さらに、前記光源から発せられ前記第１の全反射面で反
射された第１の光が前記第３の全反射面と第７の全反射
面を順次通過して前記第１の光変調素子に照射され、該
第１の光変調素子で変調された前記第１の光が前記第７
の全反射面で反射されて前記投影レンズ系に導かれ、 前記光源から発せられ前記第２の全反射面で反射された
第２の光が前記第４の全反射面と第８の全反射面を順次
通過して前記第２の光変調素子に照射され、該第２の光
変調素子で変調された前記第２の光が前記第８の全反射
面で反射されて前記投影レンズ系に導かれ、 前記光源から発せられ前記第３の全反射面で反射された
第３の光が前記第１の全反射面と第５の全反射面を順次
通過して前記第３の光変調素子に照射され、該第３の光
変調素子で変調された前記第３の光が前記第５の全反射
面で反射されて前記投影レンズ系に導かれ、 前記光源から発せられ前記第４の全反射面で反射された
第４の光が前記第２の全反射面と第６の全反射面を順次
通過して前記第４の光変調素子に照射され、該第４の光
変調素子で変調された前記第４の光が前記第６の全反射
面で反射されて前記投影レンズ系に導かれ、 前記第１乃至第４の光が、前記投影レンズ系を通して合
成されてスクリーン上に投影されることを特徴とする投
影型表示装置。 - 【請求項９】 前記第１乃至第４の全反射面が前記光軸
となす第１の角度αと、前記第５乃至第８の全反射面が
前記光軸となす第２の角度βとは、 前記光源から発せられる光が前記光軸となす角度をθo
とし、プリズムの屈折率をｎとしたときに、全反射面の
臨界角θt ＝ sin-1（１／ｎ）およびθ＝ sin -1(sinθ
o ／ｎ）を用いて ９０゜−α−θ＞θt および３α＋θ−９０゜＜θt ならびに２α＋β＋θ−９０゜＜θt を満足する角度であることを特徴とする請求項８記載の
投影型表示装置。 - 【請求項１０】 前記反射型の第１乃至第４の光変調素
子の反射面が、該反射型の光変調素子を含む面に対して
それぞれ＋１０度、−１０度の角度に向くことで入射光
の変調を行う前記反射型の第１乃至第４の光変調素子に
おいて、 前記第１乃至第４の全反射面が前記光軸となす第１の角
度αと、前記第５乃至第８の全反射面が前記光軸となす
第２の角度βとは、 前記光源から発せられる光が前記光軸となす角度をθo
とし、プリズムの屈折率をｎとしたときに、全反射面の
臨界角θt ＝ sin-1（１／ｎ）およびθ＝ sin -1(sinθ
o ／ｎ）を用いて θ′＝１８０゜−２（α＋β）−θ θ″＝ sin-1(sin-1（ｎ sinθ′）＋２０゜)／ｎ なるθ″を用いて、 ９０゜−β＋θ″＞θt を満足する角度βであることを特徴とする請求項９記載
の投影型表示装置。 - 【請求項１１】 前記第１乃至第４の全反射面が前記光
軸となす第１の角度αと、前記第５乃至第８の全反射面
が前記光軸となす第２の角度βとが等しいことを特徴と
する請求項８乃至１０のいずれかに記載の投影型表示装
置。 - 【請求項１２】 前記反射型の光変調素子を含む面の垂
線が前記光軸となす角度が、前記第５乃至第９の全反射
面が前記光軸となす角度の２倍であることを特徴とする
請求項７乃至１０のいずれかに記載の投影型表示装置。 - 【請求項１３】 前記投影レンズの位置に光源を設け前
記光源の位置に投影レンズを設けることによって、前記
プリズム内の光路を逆にたどり、前記第１乃至第４の光
が該投影レンズ系を通して合成されてスクリーンに投影
されることを特徴とする請求項８乃至１２のいずれかに
記載の投影型表示装置。 - 【請求項１４】 前記反射型の光変調素子を含む面の垂
線が前記光軸となす角度が、前記第１および第２の全反
射面が前記光軸となす角度の２倍であることを特徴とす
る請求項１３記載の投影型表示装置。 - 【請求項１５】 前記反射型の光変調素子は前記プリズ
ムに密着させて配置することを特徴とする請求項１乃至
１４のいずれかに記載の投影型表示装置。 - 【請求項１６】 前記反射型の光変調素子が、画素毎に
反射光の光路を偏向することができる素子であることを
特徴とする請求項１乃至１５のいずれかに記載の投影型
表示装置。 - 【請求項１７】 前記反射型の光変調素子が、画素毎に
光の吸収または反射を選択することができる素子である
ことを特徴とする請求項１乃至２または４乃至９または
１１乃至１６のいずれかに記載の投影型表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11321233A JP2001013454A (ja) | 1999-04-30 | 1999-11-11 | 投影型表示装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11-124055 | 1999-04-30 | ||
| JP12405599 | 1999-04-30 | ||
| JP11321233A JP2001013454A (ja) | 1999-04-30 | 1999-11-11 | 投影型表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001013454A true JP2001013454A (ja) | 2001-01-19 |
Family
ID=26460806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11321233A Pending JP2001013454A (ja) | 1999-04-30 | 1999-11-11 | 投影型表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001013454A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100389866B1 (ko) * | 2001-04-24 | 2003-07-04 | 삼성전자주식회사 | 슬림형 프로젝터 |
-
1999
- 1999-11-11 JP JP11321233A patent/JP2001013454A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100389866B1 (ko) * | 2001-04-24 | 2003-07-04 | 삼성전자주식회사 | 슬림형 프로젝터 |
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