JP2001290215A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】色再現性を優先した表示の際の光量のばらつき
を防ぐと共に、明るさを優先した表示の際の色再現性を
重視した表示での明るさに対するアップ率のばらつきを
補正することが可能な表示装置を提供する。 【解決手段】光源１からの白色光を色分離手段ＤＭ１，
ＤＭ２によってＲ、Ｇ、Ｂの三色に分離し、前記色分離
された三色のそれぞれで対応する液晶表示素子８Ｒ、８
Ｇ、８Ｂを照明し、これらの表示素子で三色の光を変調
することにより、カラー画像を形成する表示装置であっ
て、前記色分離手段ＤＭ１，ＤＭ２が、それの傾斜方向
に移動可能な傾斜補正を施したダイクロイックミラーＤ
Ｍ１を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示装置、例えば
コンピューター画像やビデオ画像を大画面表示するのに
使用される投射型表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像処理などの分野において表示
装置の使用目的が多様化しており、このため使用目的に
合わせて最適な色純度、色バランス、照度等が得られる
表示装置が求められている。図２４に、従来の投射型表
示装置の構成を示す。図２４において、光源部１から射
出された白色光は、フライアイレンズ３、４、ＰＳ変換
素子５、コンデンサーレンズ６等を通過した後、ダイク
ロイックミラーＤＭ１によって赤色帯域の光は透過し、
緑から青色帯域光は反射される。一般に光源としては、
ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、超高圧水銀ラ
ンプ等が使用され、色分離・合成光学素子としては、ダ
イクロイックミラー、ダイクロイックプリズム等が使用
される。

【０００３】図２５（ａ）に示す分光透過率を示すダイ
クロイックミラーＤＭ１を透過した赤色帯域光は全反射
ミラーＭ１によって光路を９０度変え、フィールドレン
ズ７Ｒ、図２５（ｃ）に示す分光透過率を示すトリミン
グフィルターＴＲを介して液晶表示素子８Ｒに入射し、
ここで入力信号に応じて光変調される。光変調された光
は、ダイクロイックプリズム９に入射し、ダイクロイッ
クプリズム９で光路を９０度変えて投射レンズ１０に入
射する。

【０００４】一方、ダイクロイックミラーＤＭ１によっ
て反射され、光路を９０度変えた緑〜青色帯域光は図２
５（ｂ）に示す分光透過率を示すダイクロイックミラー
ＤＭ２に入射する。図２５（ｂ）より、ダイクロイック
ミラーＤＭ２は緑色帯域光を反射する特性を有している
ため、ここで緑色帯域光は反射され、その光路を９０度
変え、フィールドレンズ７Ｇ、図２５（ｄ）に示す分光
透過率を示すトリミングフィルターＴＧを介して液晶表
示素子８Ｇに入射し、ここで入力信号に応じて光変調さ
れる。光変調された緑色帯域光はダイクロイックプリズ
ム９、投射レンズ１０の順に入射する。

【０００５】ダイクロイックミラーＤＭ２を透過した青
色帯域光は、フィールドレンズ７Ｂや全反射ミラーＭ
２、Ｍ３を介して、液晶表示素子８Ｂに入射し、ここで
入力信号に応じて光変調される。光変調された青色帯域
光は、ダイクロイックプリズム９に入射し、ダイクロイ
ックプリズム９で光路を９０度変えて投射レンズに入射
する。 このように構成された従来の投射型表示装置に
おいて、各液晶表示素子のコントラストが十分高い場
合、赤色帯域光の色純度は光源光のスペクトル特性とダ
イクロイックミラーＤＭ１とトリミングフィルターＴＲ
の分光透過率とによって決定され、緑色帯域光の色純度
は光源光のスペクトル特性とダイクロイックミラーＤＭ
１、ＤＭ２とトリミングフィルターＴＧの分光透過率に
よって決定され、青色帯域光の色純度は光源光のスペク
トル特性とダイクロイックミラーＤＭ１、ＤＭ２の分光
透過率によって決定される。以上のように、従来の投射
型表示装置の構成では、最適な色バランス及び色純度が
得られるように各光学素子の設計がなされていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、投射型
表示装置の使用目的によっては、たとえ装置が大型にな
っても明るい表示が必要とされる場合、あるいは色純度
が低下しても明るい表示が必要とされる場合、または白
黒モードで色純度は必要ない場合など、様々な要求があ
る。これまでの投射型表示装置は、色純度を高めるため
に５７０ｎｍ〜６００ｎｍの波長の光をカットすること
で最適な色バランス及び色純度を得ていたが、多くのラ
ンプの場合、分光分布で５８０ｎｍ付近にピークが存在
する。そして、この付近の波長を使用すると、照度を向
上させることが可能となる。

【０００７】このような例として、特開平０７−０７２
４５０号公報に記載の投射型表示装置があげられる。こ
の公報の記載においては、分光特性の異なる光学素子を
光路中に有し、該光学素子を挿脱する機構を備えた投射
型表示装置が提案されている。これにより、明るさを優
先した表示又は色再現性を優先した表示を１台の装置で
実現できるが、光学素子を挿入し色再現性を優先した表
示にした場合、全波長域もしくは二色の波長領域の光が
該光学素子を透過し、またバンドカットフィルターであ
るために投影に必要な波長の透過率が低く、必要以上に
暗くなってしまうという問題があった。

【０００８】この問題を解決するために、移動する第３
光学素子を赤または緑の波長域のみが透過するところに
置き、また光学素子としてエッジフィルターを用いるこ
とで、投影に必要な波長の透過率が高く、色再現性を優
先した表示の際の光量の低下をできるだけ小さくしてい
るものの例としてＹＡＦ２９２６があげられるが、この
場合、色再現性を優先した際の明るさおよび色味が赤色
帯域光と緑色帯域光を分けるダイクロイックミラーのカ
ット波長の製造上のばらつきによって変化してしまうと
いう問題が起こってしまう。また色再現性を優先した表
示の明るさのばらつきに伴って、明るさを優先させた際
の色再現性を優先した際に対する明るさのアップ率がば
らついてしまうという問題も同時に起こっていた。

【０００９】これを詳しく説明すると、明るさを優先さ
せた表示の際での明るさの絶対値はランプそのものの明
るさがばらつかないと仮定するとランプの分光分布をそ
のまま利用するので一定である。しかし、色再現性を優
先させた場合の明るさは色純度を高めるためにカットす
る５７０ｎｍ〜６００ｎｍの光がダイクロイックミラー
のカット波長の製造上におけるばらつきによって、例え
ば５６５ｎｍ〜６００ｎｍや５７５ｎｍ〜６００ｎｍと
いう具合に変化してしまうため色再現性を優先した表示
の際の明るさおよび色味はばらついてしまう。それに伴
って明るさを優先させた際の色再現性を優先した際に対
する明るさのアップ率がばらついてしまうのである。

【００１０】このようなダイクロイックミラーの生産上
でのカット波長のばらつきによる明るさおよび色味のば
らつきを、光軸に対して傾斜した方向にミラー面に平行
に移動する傾斜補正を施したダイクロイックミラーを用
いて押えた例として、特開平０７−３１８８８３号公
報、特開平０９−２１１４４９号公報があげられる。ど
ちらも特徴として色合成系に光軸に対して傾斜した方向
にミラー面に平行に移動する傾斜補正を施したダイクロ
イックミラーを設けて、それを光軸に対して傾斜した方
向にミラー面に平行に動かすことで軸上光線に対するカ
ット波長を設計値に近づけて明るさのばらつきを押さえ
ている。

【００１１】特開平０９−２１１４４９号公報では、赤
色波長帯と緑色波長帯を合成するダイクロイックミラー
に傾斜補正を施し、光軸に対して傾斜した方向にミラー
面に平行に移動する手段が設けてあるが、この構成だと
色再現性の調整や画面輝度の調整を行うためには、例え
ば、５８５ｎｍ以下は緑色波長帯、それ以上は赤色波長
帯というような光の利用方法がいちばん効率的である。
こうしておくことで例えば赤色波長領域の調整できる幅
が５８５〜６１５ｎｍまで可能という具合に調整幅が広
がり、非常に効率的である。しかしながら色の純度を考
えた場合、５７０〜６００ｎｍの光は緑、赤色の純度を
落とす光であり、その波長帯を使用しなければならず好
ましくない。

【００１２】また、色純度をあげるために色合成の中に
５７０〜６００ｎｍの光をカットするダイクロイックフ
ィルター等を使用すれば良いが、バンドカットフィルタ
ーであるため、投影に必要な波長の透過率が低く、必要
以上に暗くなってしまうという問題がある。色純度をあ
げる別の方法として色合成を行う以前にダイクロイック
フィルター等を各色ごとに設置するという方法が考えら
れるが、これでは色再現性や画面輝度の調整幅が小さく
なり好ましくない。

【００１３】また、５７０〜６００ｎｍの光を赤波長領
域、もしくは緑色波長領域のどちらかのみに色合成をす
るまで使用し、色合成を行うダイクロイックミラーでそ
の波長領域の光を光路外に出すという方法でも色純度を
あげられるが、これでは色再現性や画面輝度の調整が単
色でしか行えず好ましくない。このような例が、特開平
０７−３１８８８３号公報に記載されている。これによ
ると、赤色波長帯と緑色波長帯を合成するダイクロイッ
クミラーに傾斜補正を施し、光軸に対して傾斜する方向
にミラー面に平行に移動する手段を設けている。このダ
イクロイックミラーは透過光である赤色波長帯だけを補
正し、反射光である緑色波長帯に影響を与えない補正方
法となっており、実施例として赤色波長帯の色補正を行
っている。この場合、色純度は上がるが、補正する色が
１つに限定してしまうため好ましくない。

【００１４】このように、光軸に対して傾斜した方向に
そのミラー面に平行に移動する傾斜補正を施したダイク
ロイックミラーを色合成系に設けた場合、赤、緑どちら
も補正できるようにすると、結果的に色純度を落とす等
の問題が発生する。また、色純度をあげようとすると投
影に必要な波長の透過率が低く必要以上に暗くなってし
まう、色再現性や画面輝度の調整幅が小さくなる等の問
題が発生するし、この問題を解決しようとすると、補正
する色が１つに限定してしまう等の問題が発生する。

【００１５】そこで、本発明は、上記課題を解決するこ
とが可能な表示装置を提供することを目的とするもので
ある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するため、つぎの（１）〜（１３）のように構成した
表示装置を提供する。尚、「傾斜補正を施したダイクロ
イックミラー」はミラーの傾斜方向に沿って多層膜の膜
厚を変化させたダイクロイックミラーである。 （１）光源からの光を色分離手段によって互いに色が異
なる複数の光に分離し、少なくとも一つの表示素子によ
って、前記互いに色が異なる複数の光を変調することに
より、カラー画像を形成する表示装置であって、前記色
分離手段が、それが傾斜している方向に移動可能な傾斜
補正を施したダイクロイックミラーを備えていることを
特徴とする表示装置。 （２）前記色分離手段が、光源からの白色光を前記互い
に色が異なる複数の光としての赤、緑、青の各色の光に
分離する複数のダイクロイックミラーであることを特徴
とする上記（１）に記載の表示装置。 （３）前記表示素子が、前記複数の色の光のそれぞれに
対応させて配置してあり、該複数の色の光を変調する複
数の表示素子からの画像光を合成するためのダイクロイ
ックプリズムを有することを特徴とする上記（１）また
は上記（２）に記載の表示装置。 （４）前記ダイクロイックプリズムは、４個のプリズム
をそれぞれ接着剤により貼り合わせて波長選択反射層が
略十字状になるように構成されていることを特徴とする
上記（３）の表示装置。 （５）前記複数の色光のうちの少なくとも一つの光の色
の純度を変えることで相異なる複数種の表示形態を得る
手段を有することを特徴とする上記（１）〜（４）のい
ずれかに記載の表示装置。 （６）前記相異なる複数種の表示形態を得る手段が、前
記少なくとも一つの光の色の光路に対して光学素子を出
し入れしたり或いは光学素子の姿勢を変えたりすること
で、該少なくとも一つの光の色の純度を変える光学素子
によって構成されていることを特徴とする上記（５）に
記載の表示装置。 （７）前記光学素子が、前記色分離手段と前記ダイクロ
イックプリズムとの間に配されていることを特徴とする
上記（５）または上記（６）に記載の表示装置。 （８）前記光学素子が、エッジフィルタ又はバンドカッ
トフィルタであることを特徴とする上記（６）または上
記（７）に記載の表示装置。 （９）上記（１）〜（８）のいずれかに記載の表示装置
において、前記少なくとも１つの表示素子からの各色の
光を投射する手段を有することを特徴とする表示装置。 （１０）画像表示素子と、画像表示素子を照射するため
の光源と、該光源からの光を少なくとも２つの色光に色
分離しそれぞれ画像表示素子に入射させるための少なく
とも一つの第１光学素子と、画像表示素子を射出したそ
れぞれの光を一つに合成する少なくとも一つの第２光学
素子と、前記第２の光学素子からの光が入射し画像表示
素子に表示される像を拡大投射するための光学系とを有
する、投射型表示装置において、前記第１光学素子と前
記第２光学素子の間の光路に対して、可視領域において
所定の波長以上の領域を透過するがそれ以下の領域を阻
止し、またはその逆の特性を持つ第３光学素子を挿脱可
能とした構成を備え、前記第１光学素子が、光軸に対す
る傾斜方向に平行に可動であることを特徴とする投射型
表示装置。 （１１）前記第１光学素子が、それが傾斜している方向
に移動可能な傾斜補正を施したダイクロイックミラーで
あることを特徴とする上記（１０）に記載の投射型表示
装置。 （１２）前記第２光学素子は、４個のプリズムをそれぞ
れ接着剤により貼り合わせて波長選択反射層が略十字状
になるようにして形成されたダイクロイックプリズムで
あることを特徴とする上記（１０）または上記（１１）
に記載の投射型表示装置。 （１３）前記第３光学素子が、エッジフィルタであるこ
とを特徴とする上記（１０）〜（１２）のいずれかに記
載の投射型表示装置。

【００１７】

【発明の実施の形態】上記した構成を取り入れた本発明
の実施の形態においては、ある波長以上の領域を透過
し、それ以下の領域を阻止するまたはその逆の特性を持
つ第３光学素子を光路中に有し、該第３光学素子は挿脱
する機構を備えるようにすることで、明るさを優先した
表示又は色再現性を優先した表示を１台の装置で実現可
能とすることができ、また移動する光学素子としてエッ
ジフィルターを用いることで、投影に必要な波長の透過
率が高く、色再現性を優先した表示の際の光量の低下を
できるだけ小さくすることが可能となる。また、本発明
の実施の形態においては、この赤色帯域光と緑色帯域光
を分離する手段として光軸に対する傾斜方向に平行に可
動する傾斜補正を施したダイクロミラーを用いること
で、色再現性を優先した表示の際の明るさおよび色味の
ばらつきを補正し、同時に明るさを優先した表示の際の
色再現性を重視した表示での明るさに対するアップ率の
変化を補正することが可能となる。それに加えて、本発
明の実施の形態においては、光軸に対する傾斜方向に平
行に可動する傾斜補正を施したダイクロイックミラーを
色分解系に設けることで、特開平０９−２１１４４９号
公報に記載の表示装置のように、５８５ｎｍ以下は緑色
波長帯、それ以上は赤色波長帯というような光の利用方
法で複数の色補正を行うようにしても、色純度をあげる
ためのダイクロイックフィルターとしては、色分解され
ている途中にエッジフィルターを用いればよく、投影に
必要な光が必要以上に暗くなってしまうことなしに色純
度をあげることが可能となる。

【００１８】

【実施例】以下に、本発明の実施例について説明をす
る。 ［実施例１］図１に本発明の実施例１による投射型表示
装置の詳細な構成を示し、図２に本実施例に使用する色
純度変更のために挿脱する第３光学素子１１の分光透過
率を示し、図３にダイクロイックミラーＤＭ１とダイク
ロイックミラーＤＭ２の中央部の分光透過率を示す。本
第３光学素子はエッジフィルターである。第３光学素子
はバンドカットフィルターでも良い。これらの分光透過
率は、ある超高圧水銀ランプを使用した場合の設計例で
ある。但し、これらの数値はあくまでも一例に過ぎず、
これらの値に限定されるものではない。光源の種類に応
じて種々の値を設定することができる。

【００１９】図３（ａ）に示す分光透過率を示すダイク
ロイックミラーＤＭ１を透過した赤色帯域光は全反射ミ
ラーＭ１によって光路を９０度変え、フィールドレンズ
７Ｒを介し、第３光学素子１１が光路中にある場合は第
３光学素子１１を透過し、液晶表示素子８Ｒに入射す
る。第３光学素子１１が光路中にない場合は光はフィー
ルドレンズ７Ｒを介し直接液晶表示素子８Ｒに入射す
る。ここで入力信号に応じて光変調される。光変調され
た光は、ダイクロイックプリズム９に入射し、ダイクロ
イックプリズム９で光路を９０度変えて投射レンズ１０
に入射する。

【００２０】一方、ダイクロイックミラーＤＭ１によっ
て反射され、光路を９０度変えた緑〜青色帯域光は図３
（ｂ）に示す分光透過率を示すダイクロイックミラーＤ
Ｍ２に入射する。図３（ｂ）より、ダイクロイックミラ
ーＤＭ２は緑色帯域光Ｇを反射する特性を有しているた
め、ここで緑色帯域光は反射され、その光路を９０度変
え、フィールドレンズ７Ｇを介して液晶表示素子８Ｇに
入射し、ここで入力信号に応じて光変調される。光変調
された緑色帯域光はダイクロイックプリズム９、投射レ
ンズ１０の順に入射する。

【００２１】ダイクロイックミラーＤＭ２を透過した青
色帯域光は、フィールドレンズや全反射ミラーを介し
て、液晶表示素子８Ｂに入射し、ここで入力信号に応じ
て光変調される。光変調された青色帯域光は、ダイクロ
イックプリズム９に入射し、ダイクロイックプリズム９
で光路を９０度変えて投射レンズ１０に入射する。ここ
で、第３光学素子１１が照射光路中に挿入されていない
場合、ＤＭ１，ＤＭ２のカット波長によって決定される
色純度は、ビデオ表示において必要な色純度よりも低い
が、明るい表示となり、例えば会社や学校等でのプレゼ
ンテーションなどには十分な色純度に設定されている。

【００２２】そこで、ビデオ表示など色純度の高い高品
質な表示が必要な場合には、第３光学素子１１を照射光
路中に挿入する。第３光学素子１１を照射光路中に挿入
すると、約５７０〜６００ｎｍの帯域光が液晶表示素子
８側へは射出されなくなり、緑色帯域表示光として約５
１０〜５７０ｎｍの光が利用され、赤色帯域表示光とし
て約６００ｎｍ以上の投射光が利用される。

【００２３】図４に、第３光学素子１１の挿入時及び未
挿入時におけるスペクトル特性を示す。このように第３
光学素子１１を照射光路中に挿入し、５７０ｎｍ〜６０
０ｎｍの光をカットすることで色純度を向上させること
ができる。しかし、一般に色純度を低下させる光を遮断
すると色純度は向上するものの、光量が低下してしま
う。上記第３光学素子１１の場合、光量を大幅に低下さ
せずに色純度及び色バランスを確保できるようにカット
帯域及び透過率を設定している。

【００２４】次に、傾斜補正を施した可動のダイクロイ
ックミラーＤＭ１の移動について説明する。図１の可動
のダイクロイックミラーのＤＭ１の傾斜補正特性を表わ
した図を図５に示す。これは各地点での入射角４５°で
の波長分光特性を示す。今、このダイクロイックミラー
のＤＭ１の中央部でのカット波長は５７０ｎｍに設定さ
れているが、これが製造誤差で５８０ｎｍになった場合
における第３光学素子１１の挿入時及び未挿入時におけ
るスペクトル特性を図６に示す。

【００２５】図６を図４と比較すると明るさを優先した
場合（色純度変更用の第３光学素子１１が未挿入の場
合）のスペクトル分布は同じで明るさは同じであるが、
色再現性を重視した場合（第３光学素子１１が挿入され
ている場合）では５７０〜５８０ｎｍの光を使用してお
り明るくなってしまう。同時に色再現性が悪くなってし
まう。逆に傾斜補正を施したダイクロイックミラーＤＭ
１の中央部のカット波長が５６０ｎｍになってしまった
場合、明るさを優先した表示の際での明るさのアップ率
が上がるが、色再現性を重視した表示（第３光学素子１
１が挿入されている場合）で５６０〜５７０ｎｍの光を
使用しないため暗くなってしまう。この時のスペクトル
分布を図７に示す。

【００２６】このような製造誤差によって軸上光線に対
するカット波長のばらつきによる明るさのばらつきの補
正方法について説明する。液晶表示素子８の中央部と周
辺部を照明する主光線の光路図を図８に示す。図８のａ
は液晶表示素子８の中央部（Ａ）、ｂ、ｃは液晶表示素
子の周辺部（Ｂ）、（Ｃ）を照射する光の主光線がダイ
クロイックミラーＤＭ１を通過する位置を示す。ダイク
ロイックミラーＤＭ１を透過する光が液晶表示素子の中
央部を照射する光（図８ａ）はダイクロイックミラーに
θの角度で入射するとすると、端部を照射する光（図８
ｂ）はθ−α（α＞０）、ｂとは反対の端部（図８ｃ）
ではθ＋αの角度を有する。

【００２７】ダイクロイックミラーＤＭ１は赤色波長領
域を透過させ残りの色の波長領域を反射するミラーであ
り、ａ点でのカット波長を５７０ｎｍとして説明する
と、もしミラーＤＭ１が傾斜補正されたものでなく、ダ
イクロイックミラーのカット波長が全面均一とするとｃ
点では入射角がａ点よりも大きいためにカット波長が短
波長側により、逆にｂ点ではカット波長が長波長側によ
ってしまい、これがそのまま色むらとなってスクリーン
上に投影されてしまう。この色むらを除くため、その傾
斜方向に沿って光線入射角が変化する、ダイクロイック
ミラーの誘電体多層膜をカット波長の補正量に応じて膜
厚を変化させて設けて「傾斜補正を施したダイクロイッ
クミラー」にし、図９のように、ａ点における光の入射
角θでの各点でのカット波長にずらすことで入射角の違
いによるカット波長の差を吸収し、スクリーン上の各位
置で赤一色の投影画像が得られるように補正する。この
多層膜への傾斜補正を利用して、ダイクロイックミラー
の製造誤差によって中央部のカット波長が設計値よりも
長波長側に寄った場合には、図５のの方向に動かして
ｅ寄りの地点が光軸中心になるようにする。また逆に中
央部のカット波長が設計値よりも短波長側に寄った場合
には、図５のの方向に動かしてｆ寄りの地点が光軸中
心になるようにする。このように軸上光線（光軸上を伝
播する光線）に対するカット波長を設計値に近づけるこ
とによって、色再現性を優先した表示の際の光量のばら
つきを防ぐと共に、明るさを優先した表示の際の色再現
性を重視した表示での明るさに対するアップ率のばらつ
きを補正することが可能になる。なお、傾斜補正を施し
た可動のダイクロイックミラーや色純度を変えるための
第３光学素子１１の移動は手動で行うことも、動力発生
機および動力伝達機を組み合わせて構成することも可能
である。また、本発明は、第３光学素子１１のない、色
分解系に傾斜補正を施した、可動のダイクロイックミラ
ーを有する投射型表示装置も包含している。

【００２８】［実施例２］図１０に本発明の実施例２の
詳細な構成を示す。これは実施例１の色分解系における
傾斜補正を施した可動のＤＭ１の波長分光特性を図１２
（ａ）のように変えたもので、このことによって緑色波
長帯の液晶表示素子の直前に色純度変更用の第３光学素
子２１を設置したものである。第３光学素子２１は傾斜
補正を施したダイクロイックミラーＤＭ１から緑色波長
帯の液晶表示素子の間であればどこにおいても構わな
い。この第３光学素子２１の挿脱に関することは実施例
１と同様であるので説明は省略する。図１１に本実施例
２に使用する第３光学素子２１の分光透過率を示し、図
１２にダイクロイックミラーＤＭ１，ＤＭ２の中央部の
分光透過率を示す。第３光学素子２１はエッジフィルタ
ーである。

【００２９】傾斜補正を施したダイクロイックミラーＤ
Ｍ１の移動について説明する。図１０の可動ダイクロイ
ックミラーＤＭ１の傾斜補正特性を表わした図を図１３
に示す。これは各地点での入射角４５°での波長分光特
性を示す。今、可動ダイクロイックミラーＤＭ１の中央
部でのカット波長は６００ｎｍに設定されているが、こ
れが製造誤差で５９０ｎｍになった場合における色純度
変更用の第３光学素子２１の挿入時及び未挿入時におけ
るスペクトル特性を図１４に示す。

【００３０】図１４と図４を比較すると明るさを優先し
た場合（色純度変更用の第３光学素子２１が未挿入の場
合）のスペクトル分布は同じで明るさは同じであるが、
色再現性を重視した場合（第３光学素子２１が挿入され
ている場合）では５９０〜６００ｎｍの光を使用してお
り明るくなってしまう。同時に色再現性が悪くなってし
まう。逆に傾斜補正を施したダイクロイックミラーＤＭ
１の中央部のカット波長が６１０ｎｍになってしまった
場合のスペクトル分布を図１５に示す。この時、明るさ
を優先した表示の際での明るさのアップ率が上がるが、
色再現性を重視した表示（第３光学素子２１が挿入され
ている場合）では６００〜６１０ｎｍの光を使用しない
ため暗くなってしまう。

【００３１】そこで製造誤差によって傾斜補正を施した
ダイクロイックミラーＤＭ１の中央部のカット波長が設
計値よりも長波長側に寄った場合には、ミラーを傾斜さ
せている方向に沿った図１３のの向きに動かして図１
３のｈ寄りの地点が光軸中心になるようにする。また逆
に傾斜補正を施したダイクロイックミラーＤＭ１の中央
部のカット波長が設計値よりも短波長側に寄った場合に
は、ミラーを傾斜させている方向に沿った図１３のの
向きに動かして図１３のｉ寄りの地点が光軸中心になる
ようにする。このようにして軸上光線に対するカット波
長を設計値に近づけることによって、色再現性を重視し
た表示の際の光量の低下を防ぐと共に、色再現性の劣化
を防ぐことができる。なお、傾斜補正を施した可動のダ
イクロイックミラーや色純度を変えるための第３光学素
子２１の移動は手動で行うことも、動力発生機および動
力伝達機を組み合わせて構成することも可能である。ま
た、本発明は、第３光学素子２１のない、色分解系に傾
斜補正を施した、可動のダイクロイックミラーを有する
投射型表示装置も包含している。

【００３２】［実施例３］図１６に本発明の実施例３の
詳細な構成を示す。また、本実施例３に使用する色純度
変更用の第３光学素子３１の分光透過率を図１７に、ダ
イクロイックミラーＤＭ１とダイクロイックミラーＤＭ
２の中央部の分光透過率を図１８に示す。図１９は本実
施例のダイクロイックミラーＤＭ２の傾斜補正特性を表
わしている。第３光学素子３１はエッジフィルターであ
る。実施例３は、実施例１の赤色波長帯と青色波長帯の
光路を逆にし、ダイクロイックミラーＤＭ２を傾斜補正
を施した可動ミラーとしたものである。色純度変更用の
第３光学素子３１の挿脱、傾斜補正を施したダイクロイ
ックミラーＤＭ２の動きについては実施例１と同様であ
るので説明は省略する。ダイクロイックミラーＤＭ２の
傾斜補正および傾斜方向への移動については本実施例３
のように緑、赤分離のダイクロイックミラーに限定され
るものではなく、緑と赤、青分離のダイクロイックミラ
ーＤＭ１にも同様の傾斜補正と傾斜方向への移動を実施
しても良い。ダイクロイックミラーＤＭの分光波長特性
はこれらに限定されるものではなく、またこの特性に応
じて色純度変更用の第３光学素子３１を複数枚使用して
も構わない。又、挿脱の際の第３光学素子の動作方向
（移動方向）はこれらに限定されるものではない。な
お、傾斜補正を施した可動のダイクロイックミラーや色
純度を変えるための第３光学素子３１の移動は手動で行
うことも、動力発生機および動力伝達機を組み合わせて
構成することも可能である。また、本発明は、第３光学
素子３１のない、色分解系に傾斜補正を施した、可動の
ダイクロイックミラーを有する投射型表示装置も包含し
ている。

【００３３】［実施例４］図２０に本発明の実施例４の
詳細な構成を示す。また、本実施例４に使用する第３光
学素子４１の分光透過率を図２１に、ダイクロイックミ
ラーＤＭ１とダイクロイックミラーＤＭ２の中央部の分
光透過率を図２２に示す。図２３は本実施例の傾斜補正
を施した可動のダイクロイックミラーＤＭ２の傾斜補正
特性を表わしている。第３光学素子４１はエッジフィル
ターである。本実施例は、実施例２の赤色波長帯と青色
波長帯の光路を逆にしたものである。色純度変更用の第
３光学素子４１の挿脱、傾斜補正を施したダイクロイッ
クミラーＤＭ２の動きについては実施例２と同様である
ので説明は省略する。ダイクロイックミラーＤＭ２の傾
斜補正および傾斜方向への移動については本実施例４の
ように緑、赤分離のダイクロイックミラーＤＭ２に限定
されるものではなく、緑と赤、青分離のダイクロイック
ミラーＤＭ１にも同様の傾斜補正と傾斜方向への移動を
実施しても良い。ダイクロイックミラーＤＭ１の分光波
長特性はこれらに限定されるものではなく、またこの特
性に応じて色純度変更用の第３光学素子４１を複数枚使
用しても構わない。又、挿脱の際の第３光学素子の動作
方向（移動方向）はこれらに限定されるものではない。
なお、傾斜補正を施したダイクロイックミラーＤＭ２、
色純度補正用の第３光学素子４１の移動は手動で行うこ
とも、動力発生機および動力伝達機を組み合わせて構成
することも可能である。また、本発明は、第３光学素子
４１のない、色分解系に傾斜補正を施した可動のダイク
ロイックミラーを有する投射型表示装置も包含する。以
上説明した表示装置は、表示素子として液晶パネルを用
いるものであったが、本発明に用いる表示素子は、液晶
タイプに限定されず、搖動可能な微小ミラーや変形又は
変形可能な微小ミラーを一次元や二次元で並べた反射型
の表示素子を用いることができる。この反射型の表示素
子を用いる場合、光学系は、上記各実施例のものと異な
っているがここでは説明しない。又、色合成光学系とし
ては、図示したクロスダイクロイックプリズムではな
く、他のタイプのダイクロイックプリズムやダイクロイ
ックミラーを複数枚平行に並べたものなどが用いられ
る。また、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の表示素子のそれぞれに対応
する色光を入射させるのではなく、一枚の、但し内部に
Ｒ、Ｇ、Ｂ各色用の画素群が設定されたマイクロレンズ
アレイ付き液晶パネルに対しＲ、Ｇ、Ｂの各色の光を互
いに異なる方向から入射させてもいい。この場合色合成
系は不要である。又、色純度を変更する第３の光学素子
としては、エッジフィルターではなくバンドカットフィ
ルターも使える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の構成を示す図。

【図２】本発明の実施例１の第３光学素子の波長分光特
性を示す図。

【図３】本発明の実施例１のダイクロイックミラーの波
長分光特性を示す図。

【図４】第３光学素子が光路中に挿入されている時及び
挿入されていない時のスペクトル分布を示す図。

【図５】実施例１における液晶表示部の中央部、周辺部
を照射する光のダイクロイックミラーＤＭ１近辺の光路
図およびダイクロイックミラーＤＭ１の傾斜補正特性を
示す図。

【図６】実施例１におけるダイクロイックミラーＤＭ１
のカット波長が５８０ｎｍになった時のスぺクトル分布
を示す図。

【図７】実施例１におけるダイクロイックミラーＤＭ１
のカット波長が５６０ｎｍになった時のスぺクトル分布
を示す図。

【図８】一般的な液晶表示部の中央部、周辺部を照射す
る光の光路図。

【図９】ダイクロイックミラーの傾斜補正特性を示す
図。

【図１０】本発明の実施例２の構成を示す図。

【図１１】本発明の実施例２の第３光学素子の波長分光
特性を示す図。

【図１２】本発明の実施例２のダイクロイックミラーの
波長分光特性を示す図。

【図１３】実施例２における液晶表示部の中央部、周辺
部を照射する光のダイクロイックミラーＤＭ１近辺の光
路図およびダイクロイックミラーＤＭ１の傾斜補正特性
を示す図。

【図１４】実施例２におけるダイクロイックミラーＤＭ
１のカット波長が５９０ｎｍになった時のスぺクトル分
布を示す図。

【図１５】実施例２におけるダイクロイックミラーＤＭ
１のカット波長が６１０ｎｍになった時のスぺクトル分
布を示す図。

【図１６】本発明の実施例３の構成を示す図。

【図１７】本発明の実施例３の第３光学素子の波長分光
特性を示す図。

【図１８】本発明の実施例３のダイクロイックミラーの
波長分光特性を示す図。

【図１９】実施例３における液晶表示部の中央部、周辺
部を照射する光のダイクロイックミラーＤＭ２近辺の光
路図およびダイクロイックミラーＤＭ２の傾斜補正特性
を示す図。

【図２０】本発明の実施例４の構成を示す図。

【図２１】本発明の実施例４の第３光学素子の波長分光
特性を示す図。

【図２２】本発明の実施例４のダイクロイックミラーの
波長分光特性を示す図。

【図２３】実施例４における液晶表示部の中央部、周辺
部を照射する光のダイクロイックミラーＤＭ２近辺の光
路図およびダイクロイックミラーＤＭ２の傾斜補正特性
を示す図。

【図２４】従来の投影型表示装置の構成を示す図。

【図２５】従来の投影型表示装置のダイクロイックミラ
ー、トリミングフィルターの波長分光特性を示す図。

【符号の説明】

１：光源 ２：リフレクター ３：第一フライアイレンズ ４：第二フライアイレンズ ５：ＰＳ変換素子 ６：コンデンサーレンズ ７：フィールドレンズ ８：液晶表示装置 ９：ダイクロイックプリスム １０：投射レンズ １１：コンデンサーレンズ １２：リレーレンズ ＤＭ：ダイクロイックミラー Ｍ：ミラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H088 EA15 HA13 HA18 HA21 HA24 HA25 HA28 MA05 MA06 5C060 BA04 BA09 BC05 GA02 HC10 HC11 HC12 HC20 HC22 HC24 JA13 JA18 5G435 AA03 AA04 BB12 BB17 CC12 DD02 DD05 FF03 GG01 GG02 GG03 GG04 GG08 GG11 GG28

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源からの光を色分離手段によって互いに
   色が異なる複数の光に分離し、少なくとも一つの表示素
   子によって、前記互いに色が異なる複数の光を変調する
   ことにより、カラー画像を形成する表示装置であって、 前記色分離手段が、それが傾斜している方向に移動可能
   な傾斜補正を施したダイクロイックミラーを備えている
   ことを特徴とする表示装置。
2. 【請求項２】前記色分離手段が、光源からの白色光を前
   記互いに色が異なる複数の光としての赤、緑、青の各色
   の光に分離する複数のダイクロイックミラーであること
   を特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 【請求項３】前記表示素子が、前記複数の色の光のそれ
   ぞれに対応させて配置してあり、該複数の色の光を変調
   する複数の表示素子からの画像光を合成するためのダイ
   クロイックプリズムを有することを特徴とする請求項１
   または請求項２に記載の表示装置。
4. 【請求項４】前記ダイクロイックプリズムは、４個のプ
   リズムをそれぞれ接着剤により貼り合わせて波長選択反
   射層が略十字状になるように構成されていることを特徴
   とする請求項３の表示装置。
5. 【請求項５】前記複数の色光のうちの少なくとも一つの
   光の色の純度を変えることで相異なる複数種の表示形態
   を得る手段を有することを特徴とする請求項１〜４のい
   ずれか１項に記載の表示装置。
6. 【請求項６】前記相異なる複数種の表示形態を得る手段
   が、前記少なくとも一つの光の色の光路に対して光学素
   子を出し入れしたり或いは光学素子の姿勢を変えたりす
   ることで、該少なくとも一つの光の色の純度を変える光
   学素子によって構成されていることを特徴とする請求項
   ５に記載の表示装置。
7. 【請求項７】前記光学素子が、前記色分離手段と前記ダ
   イクロイックプリズムとの間に配されていることを特徴
   とする請求項５または請求項６に記載の表示装置。
8. 【請求項８】前記光学素子が、エッジフィルタ又はバン
   ドカットフィルタであることを特徴とする請求項６また
   は請求項７に記載の表示装置。
9. 【請求項９】請求項１〜８のいずれか１項に記載の表示
   装置において、前記少なくとも１つの表示素子からの各
   色の光を投射する手段を有することを特徴とする表示装
   置。
10. 【請求項１０】画像表示素子と、画像表示素子を照射す
    るための光源と、該光源からの光を少なくとも２つの色
    光に色分離しそれぞれ画像表示素子に入射させるための
    少なくとも一つの第１光学素子と、画像表示素子を射出
    したそれぞれの光を一つに合成する少なくとも一つの第
    ２光学素子と、前記第２の光学素子からの光が入射し画
    像表示素子に表示される像を拡大投射するための光学系
    とを有する、投射型表示装置において、 前記第１光学素子と前記第２光学素子の間の光路に対し
    て、可視領域において所定の波長以上の領域を透過する
    がそれ以下の領域を阻止し、またはその逆の特性を持つ
    第３光学素子を挿脱可能とした構成を備え、 前記第１光学素子が、光軸に対する傾斜方向に平行に可
    動であることを特徴とする投射型表示装置。
11. 【請求項１１】前記第１光学素子が、それが傾斜してい
    る方向に移動可能な傾斜補正を施したダイクロイックミ
    ラーであることを特徴とする請求項１０に記載の投射型
    表示装置。
12. 【請求項１２】前記第２光学素子は、４個のプリズムを
    それぞれ接着剤により貼り合わせて波長選択反射層が略
    十字状になるようにして形成されたダイクロイックプリ
    ズムであることを特徴とする請求項１０または請求項１
    １に記載の投射型表示装置。
13. 【請求項１３】前記第３光学素子が、エッジフィルタで
    あることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項
    に記載の投射型表示装置。