JP2002182307A - 投射型表示装置 - Google Patents
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- 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
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高精度の色合成が可能な低価格で小型の投射
型表示装置を提供する。 【解決手段】 ダイクロイックプリズム(8)は、互いに
異なった波長選択特性を有するダイクロイック面(D1,D
2)と、Ｂの色光に対して全反射条件を満たすプリズム面
(T)とを有する。ダイクロイック面(D1)は投射レンズ(9)
の光軸(AX)に対して略４５°の角度αを成し、ＲとＧの
色光を色合成する。ダイクロイック面(D2)は、ダイクロ
イック面(D1)で色合成されたＲ，Ｇの色光と、プリズム
面(T)で一度全反射したＢの色光とを色合成する。ダイ
クロイック面(D1,D2)で色合成されたＲＧＢの色光はプ
リズム面(T)から射出される。
型表示装置を提供する。 【解決手段】 ダイクロイックプリズム(8)は、互いに
異なった波長選択特性を有するダイクロイック面(D1,D
2)と、Ｂの色光に対して全反射条件を満たすプリズム面
(T)とを有する。ダイクロイック面(D1)は投射レンズ(9)
の光軸(AX)に対して略４５°の角度αを成し、ＲとＧの
色光を色合成する。ダイクロイック面(D2)は、ダイクロ
イック面(D1)で色合成されたＲ，Ｇの色光と、プリズム
面(T)で一度全反射したＢの色光とを色合成する。ダイ
クロイック面(D1,D2)で色合成されたＲＧＢの色光はプ
リズム面(T)から射出される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は投射型表示装置に関
するものであり、例えば、照明した液晶パネルの２次元
映像をスクリーンに投影表示する液晶プロジェクター等
の投射型表示装置に関するものである。
するものであり、例えば、照明した液晶パネルの２次元
映像をスクリーンに投影表示する液晶プロジェクター等
の投射型表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ダイクロイック面として機能する貼り合
わせ面がＸ状を成すように、４個の同一形状の三角プリ
ズムが貼り合わされた構成の色合成手段(以下「クロス
ダイクロイックプリズム」という。)が従来より知られ
ている。また、クロスダイクロイックプリズムで色合成
を行う投射型表示装置も従来より知られており(特公平
８−１６８２８号公報等)、その光学構成の概略を図４
に示す。
わせ面がＸ状を成すように、４個の同一形状の三角プリ
ズムが貼り合わされた構成の色合成手段(以下「クロス
ダイクロイックプリズム」という。)が従来より知られ
ている。また、クロスダイクロイックプリズムで色合成
を行う投射型表示装置も従来より知られており(特公平
８−１６８２８号公報等)、その光学構成の概略を図４
に示す。
【０００３】図４に示す投射型表示装置は、光源ランプ
(1)，レンズアレイ(2a,2b)，反射ミラー(3a,3b)，重ね
合わせレンズ(4)，ダイクロイックミラー(M1,M2)，リレ
ー光学系(5)，フィールドレンズ(6R,6G,6B)，透過型の
ライトバルブ(7R,7G,7B)，クロスダイクロイックプリズ
ム(15)，投射レンズ(9；AX：光軸)等で構成されてい
る。光源ランプ(1)からの光は、２つのレンズアレイ(2
a,2b)，重ね合わせレンズ(4)等から成るインテグレータ
手段により、その空間的なエネルギー分布が均一化され
る。２つのレンズアレイ(2a,2b)の間では反射ミラー(3
a)によって照明光の光路が折り曲げられ、またライトバ
ルブ(7R,7G,7B)を液晶で構成する場合には、光源ランプ
(1)からの光の利用効率を向上させるために、偏光変換
手段(不図示)がインテグレータ手段の近傍に配置され
る。
(1)，レンズアレイ(2a,2b)，反射ミラー(3a,3b)，重ね
合わせレンズ(4)，ダイクロイックミラー(M1,M2)，リレ
ー光学系(5)，フィールドレンズ(6R,6G,6B)，透過型の
ライトバルブ(7R,7G,7B)，クロスダイクロイックプリズ
ム(15)，投射レンズ(9；AX：光軸)等で構成されてい
る。光源ランプ(1)からの光は、２つのレンズアレイ(2
a,2b)，重ね合わせレンズ(4)等から成るインテグレータ
手段により、その空間的なエネルギー分布が均一化され
る。２つのレンズアレイ(2a,2b)の間では反射ミラー(3
a)によって照明光の光路が折り曲げられ、またライトバ
ルブ(7R,7G,7B)を液晶で構成する場合には、光源ランプ
(1)からの光の利用効率を向上させるために、偏光変換
手段(不図示)がインテグレータ手段の近傍に配置され
る。
【０００４】第１，第２のダイクロイックミラー(M1,M
2)は、前記インテグレータ手段から射出した照明光を３
原色に対応した赤(Ｒ)・緑(Ｇ)・青(Ｂ)の各色光に色分
解する色分解手段である。Ｒの色光は、第１のダイクロ
イックミラー(M1)で反射され、反射ミラー(3b)で反射さ
れた後、フィールドレンズ(6R)を通過する。一方、Ｇ，
Ｂの色光は第１のダイクロイックミラー(M1)を透過す
る。Ｇの色光は、第２のダイクロイックミラー(M2)で反
射された後、フィールドレンズ(6G)を通過する。Ｂの色
光は、第２のダイクロイックミラー(M2)を透過した後、
リレーレンズ(5a,5c)及び反射ミラー(5b,5d)から成るリ
レー光学系(5)を通って、フィールドレンズ(6B)を通過
する。
2)は、前記インテグレータ手段から射出した照明光を３
原色に対応した赤(Ｒ)・緑(Ｇ)・青(Ｂ)の各色光に色分
解する色分解手段である。Ｒの色光は、第１のダイクロ
イックミラー(M1)で反射され、反射ミラー(3b)で反射さ
れた後、フィールドレンズ(6R)を通過する。一方、Ｇ，
Ｂの色光は第１のダイクロイックミラー(M1)を透過す
る。Ｇの色光は、第２のダイクロイックミラー(M2)で反
射された後、フィールドレンズ(6G)を通過する。Ｂの色
光は、第２のダイクロイックミラー(M2)を透過した後、
リレーレンズ(5a,5c)及び反射ミラー(5b,5d)から成るリ
レー光学系(5)を通って、フィールドレンズ(6B)を通過
する。
【０００５】各フィールドレンズ(6R,6G,6B)は、その射
出光が投射レンズ(9)の瞳に入射するようにパワーが決
められている。そして、各フィールドレンズ(6R,6G,6B)
を通過したＲＧＢの各色光は、それらの近傍に配置され
ている各透過型ライトバルブ(7R,7G,7B)で変調される。
変調されたＲＧＢの各色光は、色合成手段としてのクロ
スダイクロイックプリズム(15)で色合成された後、投射
レンズ(9)でスクリーン(不図示)上に投射される。な
お、色分解・色合成におけるＲＧＢの順序はこの投射型
表示装置の場合に限るものではない。
出光が投射レンズ(9)の瞳に入射するようにパワーが決
められている。そして、各フィールドレンズ(6R,6G,6B)
を通過したＲＧＢの各色光は、それらの近傍に配置され
ている各透過型ライトバルブ(7R,7G,7B)で変調される。
変調されたＲＧＢの各色光は、色合成手段としてのクロ
スダイクロイックプリズム(15)で色合成された後、投射
レンズ(9)でスクリーン(不図示)上に投射される。な
お、色分解・色合成におけるＲＧＢの順序はこの投射型
表示装置の場合に限るものではない。
【０００６】ＲＧＢの色光を色合成するクロスダイクロ
イックプリズム(15)は、先に述べたように４個の三角プ
リズムが貼り合わされた構成になっており、Ｘ状のダイ
クロイック面がＲ，Ｂの色光のみを反射しＧの色光を透
過させることにより３色の色合成を行う。その色合成に
おいて、例えば第１のライトバルブ(7R)から射出したＲ
の色光は、２つの面(15a,15b)から成る第１のダイクロ
イック面で反射されることになる。このように別々の三
角プリズムで１つのダイクロイック面(15a,15b)を構成
することは、クロスダイクロイックプリズム(15)を製造
する際の精度劣化要因となる。例えば貼り合わせ精度が
低いと、図５に示すように三角プリズムの頂角部(15d)
を境界として平行シフトした２面(15a,15b)で、１つの
ダイクロイック面が構成されてしまう。また個々の三角
プリズムの加工精度が低いと、図６に示すように頂角部
(15d)を中心とした角度：(１８０±δ)°を成す２面(15
a,15b)で、１つのダイクロイック面が構成されてしまう
(δ：２つの面が成す角度差)。
イックプリズム(15)は、先に述べたように４個の三角プ
リズムが貼り合わされた構成になっており、Ｘ状のダイ
クロイック面がＲ，Ｂの色光のみを反射しＧの色光を透
過させることにより３色の色合成を行う。その色合成に
おいて、例えば第１のライトバルブ(7R)から射出したＲ
の色光は、２つの面(15a,15b)から成る第１のダイクロ
イック面で反射されることになる。このように別々の三
角プリズムで１つのダイクロイック面(15a,15b)を構成
することは、クロスダイクロイックプリズム(15)を製造
する際の精度劣化要因となる。例えば貼り合わせ精度が
低いと、図５に示すように三角プリズムの頂角部(15d)
を境界として平行シフトした２面(15a,15b)で、１つの
ダイクロイック面が構成されてしまう。また個々の三角
プリズムの加工精度が低いと、図６に示すように頂角部
(15d)を中心とした角度：(１８０±δ)°を成す２面(15
a,15b)で、１つのダイクロイック面が構成されてしまう
(δ：２つの面が成す角度差)。
【０００７】第３のライトバルブ(7B)から射出した光を
反射する第２のダイクロイック面にも、上記第１のダイ
クロイック面(15a,15b)と同様の精度劣化要因が存在す
る。第１，第３のライトバルブ(7R,7B)から射出した光
が、精度劣化した第１，第２のダイクロイック面で反射
すると、個々のライトバルブ(7R,7G,7B)からの投射像の
合成に部分的なズレが発生してしまう。このズレは、ラ
イトバルブ(7R,7G,7B)相互の位置調整では調整不可能で
ある。このように製造時の精度劣化要因を有するクロス
ダイクロイックプリズム(15)を色合成に用いると、特に
ライトバルブ(7R,7G,7B)の小型化・高精細化に対して精
度的な限界が生じてしまう。また、高精度な製造が必要
となるため、製品の高価格化を招くことにもなる。
反射する第２のダイクロイック面にも、上記第１のダイ
クロイック面(15a,15b)と同様の精度劣化要因が存在す
る。第１，第３のライトバルブ(7R,7B)から射出した光
が、精度劣化した第１，第２のダイクロイック面で反射
すると、個々のライトバルブ(7R,7G,7B)からの投射像の
合成に部分的なズレが発生してしまう。このズレは、ラ
イトバルブ(7R,7G,7B)相互の位置調整では調整不可能で
ある。このように製造時の精度劣化要因を有するクロス
ダイクロイックプリズム(15)を色合成に用いると、特に
ライトバルブ(7R,7G,7B)の小型化・高精細化に対して精
度的な限界が生じてしまう。また、高精度な製造が必要
となるため、製品の高価格化を招くことにもなる。
【０００８】上記クロスダイクロイックプリズム(15)以
外の色合成手段として、図７に示すダイクロイックプリ
ズム(16)が従来より知られている(特許第２５０５７５
８号公報等)。このダイクロイックプリズム(16)は３個
のプリズム(P1,P2,P3)から成っており、第１のプリズム
(P1)と第２のプリズム(P2)との接合面が第１のダイクロ
イック面(D1)になっている。また第３のプリズム(P3)に
おいて、第２のプリズム(P2)に対し所定の空気間隔をあ
けて対向する面が第２のダイクロイック面(D2)になって
いる。前述した投射型表示装置(図４)において、クロス
ダイクロイックプリズム(15)の代わりにダイクロイック
プリズム(16，図７)を用いると、その光学構成は図８に
示すようになる。図８中、前述の投射型表示装置(図４)
と同一の部分や相当する部分には同一の符号を付して示
す。
外の色合成手段として、図７に示すダイクロイックプリ
ズム(16)が従来より知られている(特許第２５０５７５
８号公報等)。このダイクロイックプリズム(16)は３個
のプリズム(P1,P2,P3)から成っており、第１のプリズム
(P1)と第２のプリズム(P2)との接合面が第１のダイクロ
イック面(D1)になっている。また第３のプリズム(P3)に
おいて、第２のプリズム(P2)に対し所定の空気間隔をあ
けて対向する面が第２のダイクロイック面(D2)になって
いる。前述した投射型表示装置(図４)において、クロス
ダイクロイックプリズム(15)の代わりにダイクロイック
プリズム(16，図７)を用いると、その光学構成は図８に
示すようになる。図８中、前述の投射型表示装置(図４)
と同一の部分や相当する部分には同一の符号を付して示
す。
【０００９】Ｒの色光はプリズム面(T1)で全反射した
後、第１のダイクロイック面(D1)で反射してＧの色光と
色合成される。色合成されたＲ，Ｇの色光は、第２のダ
イクロイック面(D2)に入射する。Ｂの色光はプリズム面
(T2)で全反射した後、第２のダイクロイック面(D2)で反
射してＲ，Ｇの色光と色合成される。２つのダイクロイ
ック面(D1,D2)で色合成されたＲＧＢの色光は、プリズ
ム面(T2)から射出した後、投射レンズ(9)でスクリーン
(不図示)上に投射される。
後、第１のダイクロイック面(D1)で反射してＧの色光と
色合成される。色合成されたＲ，Ｇの色光は、第２のダ
イクロイック面(D2)に入射する。Ｂの色光はプリズム面
(T2)で全反射した後、第２のダイクロイック面(D2)で反
射してＲ，Ｇの色光と色合成される。２つのダイクロイ
ック面(D1,D2)で色合成されたＲＧＢの色光は、プリズ
ム面(T2)から射出した後、投射レンズ(9)でスクリーン
(不図示)上に投射される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】図７に示すダイクロイ
ックプリズム(16)では、第１，第２のダイクロイック面
(D1,D2)がいずれも１つのプリズム面上に構成されるた
め、製造時の精度劣化は少ない。しかし、図４に示す表
示装置と比較した場合、それと同一の大きさを持った透
過型ライトバルブ(7R,7G,7B)に対して同一のＦナンバー
で照明を行う光学構成(図８)にすると、色分解手段を含
む照明系全体の構成が大型化してしまう。
ックプリズム(16)では、第１，第２のダイクロイック面
(D1,D2)がいずれも１つのプリズム面上に構成されるた
め、製造時の精度劣化は少ない。しかし、図４に示す表
示装置と比較した場合、それと同一の大きさを持った透
過型ライトバルブ(7R,7G,7B)に対して同一のＦナンバー
で照明を行う光学構成(図８)にすると、色分解手段を含
む照明系全体の構成が大型化してしまう。
【００１１】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであって、高い精度で色合成を行うことが可能な低
価格で小型の投射型表示装置を提供することを目的とす
る。
ものであって、高い精度で色合成を行うことが可能な低
価格で小型の投射型表示装置を提供することを目的とす
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明の投射型表示装置は、光源と、その光源
からの光を３原色に対応した第１〜第３の色光に色分解
する色分解手段と、前記第１〜第３の色光をそれぞれ変
調する第１〜第３の透過型ライトバルブと、各透過型ラ
イトバルブで変調された前記第１〜第３の色光を色合成
する色合成手段と、色合成後の光を投射する投射手段
と、を有する投射型表示装置において、前記色合成手段
が複数のプリズムから成り、互いに異なった波長選択特
性を有する第１，第２のダイクロイック面と、前記第３
の色光に対して全反射条件を満たすプリズム面とを有
し、前記第１のダイクロイック面が、前記投射手段の光
軸に対して４０°〜５０°の角度を成し、かつ、前記第
１の色光と前記第２の色光とを色合成し、前記第２のダ
イクロイック面が、前記第１のダイクロイック面で色合
成された前記第１，第２の色光と、前記プリズム面で一
度全反射した前記第３の色光とを色合成し、前記第１，
第２のダイクロイック面で色合成された前記第１〜第３
の色光が、前記プリズム面から射出されることを特徴と
する。
に、第１の発明の投射型表示装置は、光源と、その光源
からの光を３原色に対応した第１〜第３の色光に色分解
する色分解手段と、前記第１〜第３の色光をそれぞれ変
調する第１〜第３の透過型ライトバルブと、各透過型ラ
イトバルブで変調された前記第１〜第３の色光を色合成
する色合成手段と、色合成後の光を投射する投射手段
と、を有する投射型表示装置において、前記色合成手段
が複数のプリズムから成り、互いに異なった波長選択特
性を有する第１，第２のダイクロイック面と、前記第３
の色光に対して全反射条件を満たすプリズム面とを有
し、前記第１のダイクロイック面が、前記投射手段の光
軸に対して４０°〜５０°の角度を成し、かつ、前記第
１の色光と前記第２の色光とを色合成し、前記第２のダ
イクロイック面が、前記第１のダイクロイック面で色合
成された前記第１，第２の色光と、前記プリズム面で一
度全反射した前記第３の色光とを色合成し、前記第１，
第２のダイクロイック面で色合成された前記第１〜第３
の色光が、前記プリズム面から射出されることを特徴と
する。
【００１３】第２の発明の投射型表示装置は、上記第１
の発明の構成において、前記第１のダイクロイック面
が、前記投射手段の光軸に対して略４５°の角度を成す
ことを特徴とする。
の発明の構成において、前記第１のダイクロイック面
が、前記投射手段の光軸に対して略４５°の角度を成す
ことを特徴とする。
【００１４】第３の発明の投射型表示装置は、上記第１
又は第２の発明の構成において、前記第１，第２の色光
が互いに略等しい光路長で前記第１，第２の透過型ライ
トバルブにそれぞれ入射し、前記第３の色光が前記第
１，第２の色光とは異なる光路長で前記第３の透過型ラ
イトバルブに入射し、その第３の色光の光路中にはリレ
ー光学系が配置されていることを特徴とする。
又は第２の発明の構成において、前記第１，第２の色光
が互いに略等しい光路長で前記第１，第２の透過型ライ
トバルブにそれぞれ入射し、前記第３の色光が前記第
１，第２の色光とは異なる光路長で前記第３の透過型ラ
イトバルブに入射し、その第３の色光の光路中にはリレ
ー光学系が配置されていることを特徴とする。
【００１５】第４の発明の投射型表示装置は、上記第
１，第２又は第３の発明の構成において、前記色分解手
段が第１，第２のダイクロイックミラーから成り、前記
第１のダイクロイックミラーが前記光源からの光を前記
第１の色光と前記第２，第３の色光とに色分解し、その
第２，第３の色光を前記第２のダイクロイックミラーが
前記第２の色光と前記第３の色光とに色分解することを
特徴とする。
１，第２又は第３の発明の構成において、前記色分解手
段が第１，第２のダイクロイックミラーから成り、前記
第１のダイクロイックミラーが前記光源からの光を前記
第１の色光と前記第２，第３の色光とに色分解し、その
第２，第３の色光を前記第２のダイクロイックミラーが
前記第２の色光と前記第３の色光とに色分解することを
特徴とする。
【００１６】第５の発明の投射型表示装置は、上記第４
の発明の構成において、前記第１のダイクロイックミラ
ーの反射面が、前記第１のダイクロイック面と略平行で
あることを特徴とする。
の発明の構成において、前記第１のダイクロイックミラ
ーの反射面が、前記第１のダイクロイック面と略平行で
あることを特徴とする。
【００１７】第６の発明の投射型表示装置は、光源と、
その光源からの光を３原色に対応した第１〜第３の色光
に色分解する色分解手段と、前記第１〜第３の色光をそ
れぞれ変調する第１〜第３の反射型ライトバルブと、各
反射型ライトバルブで変調された前記第１〜第３の色光
を色合成する色合成手段と、色合成後の光を投射する投
射手段と、を有する投射型表示装置において、前記色合
成手段が複数のプリズムから成り、互いに異なった波長
選択特性を有する第１，第２のダイクロイック面と、前
記第３の色光に対して全反射条件を満たすプリズム面と
を有し、前記第１のダイクロイック面が、前記投射手段
の光軸に対して４０°〜５０°の角度を成し、かつ、前
記第１の色光と前記第２の色光とを色合成し、前記第２
のダイクロイック面が、前記第１のダイクロイック面で
色合成された前記第１，第２の色光と、前記プリズム面
で一度全反射した前記第３の色光とを色合成し、前記第
１，第２のダイクロイック面で色合成された前記第１〜
第３の色光が、前記プリズム面から射出されることを特
徴とする。
その光源からの光を３原色に対応した第１〜第３の色光
に色分解する色分解手段と、前記第１〜第３の色光をそ
れぞれ変調する第１〜第３の反射型ライトバルブと、各
反射型ライトバルブで変調された前記第１〜第３の色光
を色合成する色合成手段と、色合成後の光を投射する投
射手段と、を有する投射型表示装置において、前記色合
成手段が複数のプリズムから成り、互いに異なった波長
選択特性を有する第１，第２のダイクロイック面と、前
記第３の色光に対して全反射条件を満たすプリズム面と
を有し、前記第１のダイクロイック面が、前記投射手段
の光軸に対して４０°〜５０°の角度を成し、かつ、前
記第１の色光と前記第２の色光とを色合成し、前記第２
のダイクロイック面が、前記第１のダイクロイック面で
色合成された前記第１，第２の色光と、前記プリズム面
で一度全反射した前記第３の色光とを色合成し、前記第
１，第２のダイクロイック面で色合成された前記第１〜
第３の色光が、前記プリズム面から射出されることを特
徴とする。
【００１８】第７の発明の投射型表示装置は、上記第６
の発明の構成において、前記第１のダイクロイック面
が、前記投射手段の光軸に対して略４５°の角度を成す
ことを特徴とする。
の発明の構成において、前記第１のダイクロイック面
が、前記投射手段の光軸に対して略４５°の角度を成す
ことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施した投射型表
示装置を、図面を参照しつつ説明する。なお、前記従来
例や各実施の形態等の相互で同一の部分や相当する部分
には同一の符号を付して重複説明を適宜省略する。
示装置を、図面を参照しつつ説明する。なお、前記従来
例や各実施の形態等の相互で同一の部分や相当する部分
には同一の符号を付して重複説明を適宜省略する。
【００２０】図１に、透過型ライトバルブ(7R,7G,7B)を
有する投射型表示装置の一実施の形態を示す。この投射
型表示装置は、光源ランプ(1)，レンズアレイ(2a,2b)，
反射ミラー(3a,3b)，重ね合わせレンズ(4)，ダイクロイ
ックミラー(M1,M2)，リレー光学系(5)，フィールドレン
ズ(6R,6G,6B)，透過型のライトバルブ(7R,7G,7B)，ダイ
クロイックプリズム(8)，投射レンズ(9)等で構成されて
いる。そして、各ライトバルブ(7R,7G,7B)を照明する照
明系は、前述した表示装置(図４，図８)と同様、レンズ
アレイ(2a,2b)，反射ミラー(3a,3b)，重ね合わせレンズ
(4)，ダイクロイックミラー(M1,M2)，リレー光学系
(5)，フィールドレンズ(6R,6G,6B)等で構成されてい
る。
有する投射型表示装置の一実施の形態を示す。この投射
型表示装置は、光源ランプ(1)，レンズアレイ(2a,2b)，
反射ミラー(3a,3b)，重ね合わせレンズ(4)，ダイクロイ
ックミラー(M1,M2)，リレー光学系(5)，フィールドレン
ズ(6R,6G,6B)，透過型のライトバルブ(7R,7G,7B)，ダイ
クロイックプリズム(8)，投射レンズ(9)等で構成されて
いる。そして、各ライトバルブ(7R,7G,7B)を照明する照
明系は、前述した表示装置(図４，図８)と同様、レンズ
アレイ(2a,2b)，反射ミラー(3a,3b)，重ね合わせレンズ
(4)，ダイクロイックミラー(M1,M2)，リレー光学系
(5)，フィールドレンズ(6R,6G,6B)等で構成されてい
る。
【００２１】光源ランプ(1)から発せられた光は、２つ
のレンズアレイ(2a,2b)，重ね合わせレンズ(4)等から成
るインテグレータ手段により、その空間的なエネルギー
分布が均一化される。２つのレンズアレイ(2a,2b)の間
では反射ミラー(3a)によって照明光の光路が折り曲げら
れ、また、第１〜第３の透過型ライトバルブ(7R,7G,7B)
を液晶で構成する場合には、光源ランプ(1)からの光の
利用効率を向上させるために、偏光変換手段(不図示)が
インテグレータ手段の近傍に配置される。
のレンズアレイ(2a,2b)，重ね合わせレンズ(4)等から成
るインテグレータ手段により、その空間的なエネルギー
分布が均一化される。２つのレンズアレイ(2a,2b)の間
では反射ミラー(3a)によって照明光の光路が折り曲げら
れ、また、第１〜第３の透過型ライトバルブ(7R,7G,7B)
を液晶で構成する場合には、光源ランプ(1)からの光の
利用効率を向上させるために、偏光変換手段(不図示)が
インテグレータ手段の近傍に配置される。
【００２２】第１，第２のダイクロイックミラー(M1,M
2)は、前記インテグレータ手段から射出した照明光を３
原色に対応した第１〜第３の色光{つまり赤(Ｒ)・緑
(Ｇ)・青(Ｂ)の各色光}に色分解する色分解手段であ
り、第１のダイクロイックミラー(M1)がＲの色光とＧ，
Ｂの色光との色分解を行い、第２のダイクロイックミラ
ー(M2)がＧの色光とＢの色光との色分解を行う。重ね合
わせレンズ(4)から射出した光のうち、Ｒの色光は第１
のダイクロイックミラー(M1)で反射され、反射ミラー(3
b)で反射された後、フィールドレンズ(6R)を通過する。
一方、Ｇ，Ｂの色光は第１のダイクロイックミラー(M1)
を透過する。第１のダイクロイックミラー(M1)を透過し
たＧの色光は、第２のダイクロイックミラー(M2)で反射
された後、フィールドレンズ(6G)を通過する。第１のダ
イクロイックミラー(M1)を透過したＢの色光は、第２の
ダイクロイックミラー(M2)を透過した後、リレーレンズ
(5a,5c)及び反射ミラー(5b,5d)から成るリレー光学系
(5)を通って、フィールドレンズ(6B)を通過する。
2)は、前記インテグレータ手段から射出した照明光を３
原色に対応した第１〜第３の色光{つまり赤(Ｒ)・緑
(Ｇ)・青(Ｂ)の各色光}に色分解する色分解手段であ
り、第１のダイクロイックミラー(M1)がＲの色光とＧ，
Ｂの色光との色分解を行い、第２のダイクロイックミラ
ー(M2)がＧの色光とＢの色光との色分解を行う。重ね合
わせレンズ(4)から射出した光のうち、Ｒの色光は第１
のダイクロイックミラー(M1)で反射され、反射ミラー(3
b)で反射された後、フィールドレンズ(6R)を通過する。
一方、Ｇ，Ｂの色光は第１のダイクロイックミラー(M1)
を透過する。第１のダイクロイックミラー(M1)を透過し
たＧの色光は、第２のダイクロイックミラー(M2)で反射
された後、フィールドレンズ(6G)を通過する。第１のダ
イクロイックミラー(M1)を透過したＢの色光は、第２の
ダイクロイックミラー(M2)を透過した後、リレーレンズ
(5a,5c)及び反射ミラー(5b,5d)から成るリレー光学系
(5)を通って、フィールドレンズ(6B)を通過する。
【００２３】各フィールドレンズ(6R,6G,6B)は、その射
出光が投射レンズ(9)の瞳に入射するようにパワーが決
められている。そして、各フィールドレンズ(6R,6G,6B)
を通過したＲＧＢの各色光は、それらの近傍に配置され
ている各透過型ライトバルブ(7R,7G,7B)で変調される。
このとき、Ｒ，Ｇの色光は互いに等しい光路長で透過型
ライトバルブ(7R,7G)にそれぞれ入射し、Ｂの色光は
Ｒ，Ｇの色光とは異なる光路長で透過型ライトバルブ(7
B)に入射する。このように光路長の差があっても、Ｂの
色光はその光路中に配置されているリレー光学系(5)に
よってリレーされるため、３つのライトバルブ(7R,7G,7
B)の光学的な配置関係は等価なものとなる。なお、上記
のようにＲ，Ｇの色光が互いに等しい光路長で各透過型
ライトバルブ(7R,7G)に入射するのが最適ではあるが、
両方の光路長が厳密に等しくなければならないわけでは
ない。つまり、Ｒ，Ｇの色光が互いに略等しい光路長で
透過型ライトバルブ(7R,7G)にそれぞれ入射するように
してもよい。
出光が投射レンズ(9)の瞳に入射するようにパワーが決
められている。そして、各フィールドレンズ(6R,6G,6B)
を通過したＲＧＢの各色光は、それらの近傍に配置され
ている各透過型ライトバルブ(7R,7G,7B)で変調される。
このとき、Ｒ，Ｇの色光は互いに等しい光路長で透過型
ライトバルブ(7R,7G)にそれぞれ入射し、Ｂの色光は
Ｒ，Ｇの色光とは異なる光路長で透過型ライトバルブ(7
B)に入射する。このように光路長の差があっても、Ｂの
色光はその光路中に配置されているリレー光学系(5)に
よってリレーされるため、３つのライトバルブ(7R,7G,7
B)の光学的な配置関係は等価なものとなる。なお、上記
のようにＲ，Ｇの色光が互いに等しい光路長で各透過型
ライトバルブ(7R,7G)に入射するのが最適ではあるが、
両方の光路長が厳密に等しくなければならないわけでは
ない。つまり、Ｒ，Ｇの色光が互いに略等しい光路長で
透過型ライトバルブ(7R,7G)にそれぞれ入射するように
してもよい。
【００２４】ライトバルブ(7R,7G,7B)として透過型の液
晶パネルを用いた場合には、液晶パネルの入射側に配置
した偏光板(不図示)で各色光の偏光方向が整えられる。
各液晶パネルは、偏光方向の揃った各色光を２次元映像
の各画素の表示(つまり画素毎のON/OFF)に応じた選択的
な偏光制御により変調し、２種類の偏光(Ｐ偏光，Ｓ偏
光)から成る透過光を射出する。透過光のうち特定の偏
光のみが、液晶パネルの射出側に配置した偏光板(不図
示)を透過し、ダイクロイックプリズム(8)に入射する。
このようにして透過型のライトバルブ(7R,7G,7B)で変調
されたＲＧＢの各色光は、色合成手段としてのダイクロ
イックプリズム(8)で色合成された後、投射レンズ(9)で
スクリーン(不図示)上に投射される。なお、色分解・色
合成におけるＲＧＢの順序は、この投射型表示装置の場
合に限らない。ダイクロイックミラー(M1,M2)や後述の
ダイクロイック面(D1,D2)の特性を変更することによ
り、色分解・色合成におけるＲＧＢの順序を入れ替える
ことは容易である(後で説明する図３の投射型表示装置
につても同様である)。
晶パネルを用いた場合には、液晶パネルの入射側に配置
した偏光板(不図示)で各色光の偏光方向が整えられる。
各液晶パネルは、偏光方向の揃った各色光を２次元映像
の各画素の表示(つまり画素毎のON/OFF)に応じた選択的
な偏光制御により変調し、２種類の偏光(Ｐ偏光，Ｓ偏
光)から成る透過光を射出する。透過光のうち特定の偏
光のみが、液晶パネルの射出側に配置した偏光板(不図
示)を透過し、ダイクロイックプリズム(8)に入射する。
このようにして透過型のライトバルブ(7R,7G,7B)で変調
されたＲＧＢの各色光は、色合成手段としてのダイクロ
イックプリズム(8)で色合成された後、投射レンズ(9)で
スクリーン(不図示)上に投射される。なお、色分解・色
合成におけるＲＧＢの順序は、この投射型表示装置の場
合に限らない。ダイクロイックミラー(M1,M2)や後述の
ダイクロイック面(D1,D2)の特性を変更することによ
り、色分解・色合成におけるＲＧＢの順序を入れ替える
ことは容易である(後で説明する図３の投射型表示装置
につても同様である)。
【００２５】図１及び図２に示すように、ＲＧＢの色光
を色合成するダイクロイックプリズム(8)は、３個の三
角プリズム(P1,P2,P3)が貼り合わされた構成になってお
り、互いに異なった波長選択特性を有する第１，第２の
ダイクロイック面(D1,D2)と、Ｂの色光に対して全反射
条件を満たすプリズム面(T)とを有している。第１のダ
イクロイック面(D1)は、投射レンズ(9)の光軸(AX)に対
して略４５°の角度(α)を成し、Ｒの色光とＧの色光と
を色合成する。第１のダイクロイック面(D1)で色合成さ
れたＲ，Ｇの色光は、第２のダイクロイック面(D2)に入
射する。第２のダイクロイック面(D2)は、第１のダイク
ロイック面(D1)で色合成されたＲ，Ｇの色光と、プリズ
ム面(T)で一度全反射したＢの色光とを色合成する。第
１，第２のダイクロイック面(D1,D2)で色合成されたＲ
ＧＢの色光は、プリズム面(T)から射出される。
を色合成するダイクロイックプリズム(8)は、３個の三
角プリズム(P1,P2,P3)が貼り合わされた構成になってお
り、互いに異なった波長選択特性を有する第１，第２の
ダイクロイック面(D1,D2)と、Ｂの色光に対して全反射
条件を満たすプリズム面(T)とを有している。第１のダ
イクロイック面(D1)は、投射レンズ(9)の光軸(AX)に対
して略４５°の角度(α)を成し、Ｒの色光とＧの色光と
を色合成する。第１のダイクロイック面(D1)で色合成さ
れたＲ，Ｇの色光は、第２のダイクロイック面(D2)に入
射する。第２のダイクロイック面(D2)は、第１のダイク
ロイック面(D1)で色合成されたＲ，Ｇの色光と、プリズ
ム面(T)で一度全反射したＢの色光とを色合成する。第
１，第２のダイクロイック面(D1,D2)で色合成されたＲ
ＧＢの色光は、プリズム面(T)から射出される。
【００２６】第１のダイクロイック面(D1)が投射レンズ
(9)の光軸(AX)に対して成す角度αは４０°〜５０°で
あることが望ましく、本実施の形態におけるダイクロイ
ックプリズム(8)のようにα≒４５°であることが更に
望ましい。角度αが４０°より小さいと、重ね合わせレ
ンズ(4)から射出した光束に反射ミラー(3b)が干渉して
しまい、これを避けようとすれば照明系の光路が大きく
なる。角度αが５０°より大きいと、第１のダイクロイ
ックミラー(M1)で反射されて反射ミラー(3b)に到達する
までの光束にフィールドレンズ(6R)が干渉してしまい、
これを避けようとすれば照明系の光路が大きくなる。い
ずれの場合も色分解手段を含む照明系の光路が大きくな
るため、投射型表示装置全体が大型化してしまう。α＝
４０°〜５０°にすれば照明系の光路の折り曲げがコン
パクトになり、照明系の光路の小型化により投射型表示
装置全体の小型化を達成することができる。
(9)の光軸(AX)に対して成す角度αは４０°〜５０°で
あることが望ましく、本実施の形態におけるダイクロイ
ックプリズム(8)のようにα≒４５°であることが更に
望ましい。角度αが４０°より小さいと、重ね合わせレ
ンズ(4)から射出した光束に反射ミラー(3b)が干渉して
しまい、これを避けようとすれば照明系の光路が大きく
なる。角度αが５０°より大きいと、第１のダイクロイ
ックミラー(M1)で反射されて反射ミラー(3b)に到達する
までの光束にフィールドレンズ(6R)が干渉してしまい、
これを避けようとすれば照明系の光路が大きくなる。い
ずれの場合も色分解手段を含む照明系の光路が大きくな
るため、投射型表示装置全体が大型化してしまう。α＝
４０°〜５０°にすれば照明系の光路の折り曲げがコン
パクトになり、照明系の光路の小型化により投射型表示
装置全体の小型化を達成することができる。
【００２７】上記α＝４０°〜５０°との関連から言え
ば、第１のダイクロイック面(D1)に入射するＲとＧの色
光に関して、第１のダイクロイック面(D1)で分岐した光
軸(AX)が成す好ましい角度γは８０°〜１００°であ
り、本実施の形態におけるダイクロイックプリズム(8)
のように角度γが略９０°であれば更に好ましい。ま
た、第１のダイクロイックミラー(M1)の反射面が第１の
ダイクロイック面(D1)と略平行であることが望ましく、
図１に示すように第１のダイクロイック面(D1)と同一の
平面上に第１のダイクロイックミラー(M1)の反射面が位
置するように照明系を構成することが更に望ましい。第
１のダイクロイックミラー(M1)と第１のダイクロイック
面(D1)とを互いの反射面が略平行になるように配置する
ことにより、色分解手段を含む照明系の光路を最小サイ
ズの配置とすることができる。
ば、第１のダイクロイック面(D1)に入射するＲとＧの色
光に関して、第１のダイクロイック面(D1)で分岐した光
軸(AX)が成す好ましい角度γは８０°〜１００°であ
り、本実施の形態におけるダイクロイックプリズム(8)
のように角度γが略９０°であれば更に好ましい。ま
た、第１のダイクロイックミラー(M1)の反射面が第１の
ダイクロイック面(D1)と略平行であることが望ましく、
図１に示すように第１のダイクロイック面(D1)と同一の
平面上に第１のダイクロイックミラー(M1)の反射面が位
置するように照明系を構成することが更に望ましい。第
１のダイクロイックミラー(M1)と第１のダイクロイック
面(D1)とを互いの反射面が略平行になるように配置する
ことにより、色分解手段を含む照明系の光路を最小サイ
ズの配置とすることができる。
【００２８】ダイクロイックプリズム(8)における全反
射は、第３の三角プリズム(P3)のプリズム面(T)でのみ
行われ、そのプリズム面(T)は色合成された光(ＲＧＢ)
が射出する面と同一の面になっている。そして、プリズ
ム面(T)はＢの色光に対して全反射条件を満たしてお
り、その全反射条件は以下の式(i)で表される(図２)。 １８０°−２β−θ’＞θ …(i) ただし、 β：第２のダイクロイック面(D2)と投射レンズ(9)の光
軸(AX)とが成す角度、 θ’：第３の三角プリズム(P3)内での最大光線角度、 θ：臨界角{θ＝arcsin(1／ｎ)}、 ｎ：Ｂの色光に対する第３の三角プリズム(P3)の屈折
率、 である。
射は、第３の三角プリズム(P3)のプリズム面(T)でのみ
行われ、そのプリズム面(T)は色合成された光(ＲＧＢ)
が射出する面と同一の面になっている。そして、プリズ
ム面(T)はＢの色光に対して全反射条件を満たしてお
り、その全反射条件は以下の式(i)で表される(図２)。 １８０°−２β−θ’＞θ …(i) ただし、 β：第２のダイクロイック面(D2)と投射レンズ(9)の光
軸(AX)とが成す角度、 θ’：第３の三角プリズム(P3)内での最大光線角度、 θ：臨界角{θ＝arcsin(1／ｎ)}、 ｎ：Ｂの色光に対する第３の三角プリズム(P3)の屈折
率、 である。
【００２９】上述したようにダイクロイックプリズム
(8)は、Ｂの色光に対して全反射条件を満たすプリズム
面(T)を有し、投射レンズ(9)の光軸(AX)に対して４０°
〜５０°の角度(α)を成す第１のダイクロイック面(D1)
を有し、さらにそのダイクロイック面(D1)で色合成され
たＲ，Ｇの色光とプリズム面(T)で一度全反射したＢの
色光とを色合成する第２のダイクロイック面(2)を有す
る構成になっているため、ダイクロイックミラー(M1,M
2)を含む照明系全体が最適に小型化された配置となる。
したがって、投射型表示装置の小型化が低価格で達成さ
れる。そして、第１，第２のダイクロイック面(D1,D2)
がいずれも１つのプリズム面上に構成されるため、製造
時に必要な貼り合わせ精度(図５)や加工精度(図６)を緩
くすることができ、それにより表示装置の低価格化を達
成することができる。また、高い精度で色合成を行うこ
とができるため、ライトバルブ(7R,7G,7B)の小型化・高
精細化にも対応することができる。
(8)は、Ｂの色光に対して全反射条件を満たすプリズム
面(T)を有し、投射レンズ(9)の光軸(AX)に対して４０°
〜５０°の角度(α)を成す第１のダイクロイック面(D1)
を有し、さらにそのダイクロイック面(D1)で色合成され
たＲ，Ｇの色光とプリズム面(T)で一度全反射したＢの
色光とを色合成する第２のダイクロイック面(2)を有す
る構成になっているため、ダイクロイックミラー(M1,M
2)を含む照明系全体が最適に小型化された配置となる。
したがって、投射型表示装置の小型化が低価格で達成さ
れる。そして、第１，第２のダイクロイック面(D1,D2)
がいずれも１つのプリズム面上に構成されるため、製造
時に必要な貼り合わせ精度(図５)や加工精度(図６)を緩
くすることができ、それにより表示装置の低価格化を達
成することができる。また、高い精度で色合成を行うこ
とができるため、ライトバルブ(7R,7G,7B)の小型化・高
精細化にも対応することができる。
【００３０】図７及び図８に示すダイクロイックプリズ
ム(16)では、Ｒの色光をプリズム面(T1)で全反射させる
ために、プリズム面(T1)と第２のダイクロイック面(D2)
との間に薄い空気層が必要である。プリズム面(T1)と第
２のダイクロイック面(D2)との間に高い精度で空気間隔
をあけるには、製造時の結合工程で高度の技術が必要と
される。これに対し、本実施の形態に用いられているダ
イクロイックプリズム(8)は３個の三角プリズム(P1,P2,
P3)から成る接合プリズムであり、その接合はプリズム
面間に充填した接着剤での貼り合わせにより行われる。
したがって、容易かつ安価な製造が可能である。
ム(16)では、Ｒの色光をプリズム面(T1)で全反射させる
ために、プリズム面(T1)と第２のダイクロイック面(D2)
との間に薄い空気層が必要である。プリズム面(T1)と第
２のダイクロイック面(D2)との間に高い精度で空気間隔
をあけるには、製造時の結合工程で高度の技術が必要と
される。これに対し、本実施の形態に用いられているダ
イクロイックプリズム(8)は３個の三角プリズム(P1,P2,
P3)から成る接合プリズムであり、その接合はプリズム
面間に充填した接着剤での貼り合わせにより行われる。
したがって、容易かつ安価な製造が可能である。
【００３１】図３に、反射型ライトバルブ(11R,11G,11
B)を有する投射型表示装置の一実施の形態を示す。この
投射型表示装置は、反射型ライトバルブ(11R,11G,11B)
に対する照明光の色分解及び反射光の色合成に、前記ダ
イクロイックプリズム(8，図２)を兼用したものであ
り、光源ランプ(1)，レンズアレイ(2a,2b)，反射ミラー
(3)，重ね合わせレンズ(4)，偏光ビームスプリッター(1
0)，ダイクロイックプリズム(8)，フィールドレンズ(6
R,6G,6B)，反射型のライトバルブ(11R,11G,11B)，投射
レンズ(9)等で構成されている。そして、各ライトバル
ブ(11R,11G,11B)を照明する照明系は、レンズアレイ(2
a,2b)，反射ミラー(3)，重ね合わせレンズ(4)，偏光ビ
ームスプリッター(10)，ダイクロイックプリズム(8)，
フィールドレンズ(6R,6G,6B)等で構成されている。
B)を有する投射型表示装置の一実施の形態を示す。この
投射型表示装置は、反射型ライトバルブ(11R,11G,11B)
に対する照明光の色分解及び反射光の色合成に、前記ダ
イクロイックプリズム(8，図２)を兼用したものであ
り、光源ランプ(1)，レンズアレイ(2a,2b)，反射ミラー
(3)，重ね合わせレンズ(4)，偏光ビームスプリッター(1
0)，ダイクロイックプリズム(8)，フィールドレンズ(6
R,6G,6B)，反射型のライトバルブ(11R,11G,11B)，投射
レンズ(9)等で構成されている。そして、各ライトバル
ブ(11R,11G,11B)を照明する照明系は、レンズアレイ(2
a,2b)，反射ミラー(3)，重ね合わせレンズ(4)，偏光ビ
ームスプリッター(10)，ダイクロイックプリズム(8)，
フィールドレンズ(6R,6G,6B)等で構成されている。
【００３２】光源ランプ(1)から発せられた光は、２つ
のレンズアレイ(2a,2b)，重ね合わせレンズ(4)等から成
るインテグレータ手段により、その空間的なエネルギー
分布が均一化される。そして、反射ミラー(3)で照明光
の光路が折り曲げられた後、偏光ビームスプリッター(1
0)に入射する。偏光ビームスプリッター(10)は、入射し
てきた光を反射光(Ｓ偏光)と透過光(Ｐ偏光)とに分離す
る偏光分離手段であって、ここでは反射光(Ｓ偏光)をダ
イクロイックプリズム(8)に入射させる。ここでダイク
ロイックプリズム(8)は、入射光を３原色に対応したＲ
ＧＢの各色光に色分解する色分解手段として作用する。
のレンズアレイ(2a,2b)，重ね合わせレンズ(4)等から成
るインテグレータ手段により、その空間的なエネルギー
分布が均一化される。そして、反射ミラー(3)で照明光
の光路が折り曲げられた後、偏光ビームスプリッター(1
0)に入射する。偏光ビームスプリッター(10)は、入射し
てきた光を反射光(Ｓ偏光)と透過光(Ｐ偏光)とに分離す
る偏光分離手段であって、ここでは反射光(Ｓ偏光)をダ
イクロイックプリズム(8)に入射させる。ここでダイク
ロイックプリズム(8)は、入射光を３原色に対応したＲ
ＧＢの各色光に色分解する色分解手段として作用する。
【００３３】Ｂの色光は、第２のダイクロイック面(D2)
で反射し、プリズム面(T)で全反射した後、フィールド
レンズ(6B)を通過する。一方、Ｇ，Ｒの色光は第２のダ
イクロイック面(D2)を透過する。第２のダイクロイック
面(D2)を透過したＧの色光は、第１のダイクロイック面
(D1)を透過した後、フィールドレンズ(6G)を通過する。
第２のダイクロイック面(D2)を透過したＲの色光は、第
１のダイクロイック面(D1)で反射した後、フィールドレ
ンズ(6R)を通過する。
で反射し、プリズム面(T)で全反射した後、フィールド
レンズ(6B)を通過する。一方、Ｇ，Ｒの色光は第２のダ
イクロイック面(D2)を透過する。第２のダイクロイック
面(D2)を透過したＧの色光は、第１のダイクロイック面
(D1)を透過した後、フィールドレンズ(6G)を通過する。
第２のダイクロイック面(D2)を透過したＲの色光は、第
１のダイクロイック面(D1)で反射した後、フィールドレ
ンズ(6R)を通過する。
【００３４】各フィールドレンズ(6R,6G,6B)を通過した
ＲＧＢの各色光は、それらの近傍に配置されている各反
射型ライトバルブ(11R,11G,11B)で変調される。ライト
バルブ(11R,11G,11B)として反射型の液晶パネルを用い
た場合には、偏光ビームスプリッター(10)での反射によ
り偏光方向が揃った各色光(Ｓ偏光)を、各液晶パネルが
２次元映像の各画素の表示(つまり画素毎のON/OFF)に応
じた選択的な偏光制御により変調し、２種類の偏光(Ｐ
偏光，Ｓ偏光)から成る反射光を射出する。各ライトバ
ルブ(11R,11G,11B)から射出した各色光は、フィールド
レンズ(6R,6G,6B)を通過した後、ダイクロイックプリズ
ム(8)に入射する。ここでダイクロイックプリズム(8)
は、入射してきたＲＧＢの各色光を色合成する色合成手
段として作用する。
ＲＧＢの各色光は、それらの近傍に配置されている各反
射型ライトバルブ(11R,11G,11B)で変調される。ライト
バルブ(11R,11G,11B)として反射型の液晶パネルを用い
た場合には、偏光ビームスプリッター(10)での反射によ
り偏光方向が揃った各色光(Ｓ偏光)を、各液晶パネルが
２次元映像の各画素の表示(つまり画素毎のON/OFF)に応
じた選択的な偏光制御により変調し、２種類の偏光(Ｐ
偏光，Ｓ偏光)から成る反射光を射出する。各ライトバ
ルブ(11R,11G,11B)から射出した各色光は、フィールド
レンズ(6R,6G,6B)を通過した後、ダイクロイックプリズ
ム(8)に入射する。ここでダイクロイックプリズム(8)
は、入射してきたＲＧＢの各色光を色合成する色合成手
段として作用する。
【００３５】第１のダイクロイック面(D1)は、Ｒの色光
とＧの色光とを色合成する。第１のダイクロイック面(D
1)で色合成されたＲ，Ｇの色光は、第２のダイクロイッ
ク面(D2)に入射する。第２のダイクロイック面(D2)は、
第１のダイクロイック面(D1)で色合成されたＲ，Ｇの色
光と、プリズム面(T)で一度全反射したＢの色光とを色
合成する。第１，第２のダイクロイック面(D1,D2)で色
合成されたＲＧＢの色光は、プリズム面(T)から射出さ
れる。このように、ＲＧＢの各色光はダイクロイックプ
リズム(8)中を同一の光路で往復することにより色分解
と色合成が行われ、そして再び偏光ビームスプリッター
(10)に入射する。偏光ビームスプリッター(10)は、入射
してきた光のうちＰ偏光のみを投射光として透過させ
る。偏光ビームスプリッター(10)を透過した光は、投射
レンズ(9)でスクリーン(不図示)上に投射される。
とＧの色光とを色合成する。第１のダイクロイック面(D
1)で色合成されたＲ，Ｇの色光は、第２のダイクロイッ
ク面(D2)に入射する。第２のダイクロイック面(D2)は、
第１のダイクロイック面(D1)で色合成されたＲ，Ｇの色
光と、プリズム面(T)で一度全反射したＢの色光とを色
合成する。第１，第２のダイクロイック面(D1,D2)で色
合成されたＲＧＢの色光は、プリズム面(T)から射出さ
れる。このように、ＲＧＢの各色光はダイクロイックプ
リズム(8)中を同一の光路で往復することにより色分解
と色合成が行われ、そして再び偏光ビームスプリッター
(10)に入射する。偏光ビームスプリッター(10)は、入射
してきた光のうちＰ偏光のみを投射光として透過させ
る。偏光ビームスプリッター(10)を透過した光は、投射
レンズ(9)でスクリーン(不図示)上に投射される。
【００３６】本実施の形態のように、反射型ライトバル
ブ(11R,11G,11B)を有する投射型表示装置にダイクロイ
ックプリズム(8)を用いた場合でも、照明系全体が最適
に小型化された配置となり、図１に示す投射型表示装置
の場合と同様の効果が得られる。しかも、ダイクロイッ
クプリズム(8)を色分解と色合成に兼用する構成になっ
ているため、投射型表示装置の更なる小型化及び低価格
が達成される。
ブ(11R,11G,11B)を有する投射型表示装置にダイクロイ
ックプリズム(8)を用いた場合でも、照明系全体が最適
に小型化された配置となり、図１に示す投射型表示装置
の場合と同様の効果が得られる。しかも、ダイクロイッ
クプリズム(8)を色分解と色合成に兼用する構成になっ
ているため、投射型表示装置の更なる小型化及び低価格
が達成される。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、特
徴的な色合成手段で色合成を行う構成になっているた
め、高い精度で色合成を行うことが可能な低価格で小型
の投射型表示装置を実現することができる。
徴的な色合成手段で色合成を行う構成になっているた
め、高い精度で色合成を行うことが可能な低価格で小型
の投射型表示装置を実現することができる。
【図１】透過型ライトバルブを有する投射型表示装置の
一実施の形態を示す光学構成図。
一実施の形態を示す光学構成図。
【図２】図１の投射型表示装置において色合成を行うダ
イクロイックプリズムを示す断面図。
イクロイックプリズムを示す断面図。
【図３】反射型ライトバルブを有する投射型表示装置の
一実施の形態を示す光学構成図。
一実施の形態を示す光学構成図。
【図４】クロスダイクロイックプリズムで色合成を行う
投射型表示装置の従来例を示す光学構成図。
投射型表示装置の従来例を示す光学構成図。
【図５】クロスダイクロイックプリズムを構成する三角
プリズムの貼り合わせ精度を説明するための断面図。
プリズムの貼り合わせ精度を説明するための断面図。
【図６】クロスダイクロイックプリズムを構成する三角
プリズムの加工精度を説明するための断面図。
プリズムの加工精度を説明するための断面図。
【図７】色合成に使用可能なダイクロイックプリズムの
従来例を示す断面図。
従来例を示す断面図。
【図８】図７のダイクロイックプリズムで色合成を行う
投射型表示装置の一例を示す光学構成図。
投射型表示装置の一例を示す光学構成図。
【符号の説明】 1 …光源ランプ(光源) M1 …第１のダイクロイックミラー(色分解手段) M2 …第２のダイクロイックミラー(色分解手段) 5 …リレー光学系 7R …第１の透過型ライトバルブ 7G …第２の透過型ライトバルブ 7B …第３の透過型ライトバルブ 8 …ダイクロイックプリズム(色分解手段，色合成手
段) P1,P2,P3 …三角プリズム D1 …第１のダイクロイック面 D2 …第２のダイクロイック面 T …プリズム面 9 …投射レンズ(投射手段) 10 …偏光ビームスプリッター 11R …第１の反射型ライトバルブ 11G …第２の反射型ライトバルブ 11B …第３の反射型ライトバルブ AX …投射レンズの光軸
段) P1,P2,P3 …三角プリズム D1 …第１のダイクロイック面 D2 …第２のダイクロイック面 T …プリズム面 9 …投射レンズ(投射手段) 10 …偏光ビームスプリッター 11R …第１の反射型ライトバルブ 11G …第２の反射型ライトバルブ 11B …第３の反射型ライトバルブ AX …投射レンズの光軸
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０ Ｆターム(参考） 2H088 EA14 EA15 EA16 HA13 HA23 HA24 MA20 2H091 FA05X FA05Z FA15Z FA21X FA26X FA26Z FA41Z FD01 LA11 LA12 LA15 LA16 MA07 5C058 AA06 AB03 BA05 EA00 EA11 EA12 EA13 EA14 EA42 EA51
Claims (7)
- 【請求項１】 光源と、その光源からの光を３原色に対
応した第１〜第３の色光に色分解する色分解手段と、前
記第１〜第３の色光をそれぞれ変調する第１〜第３の透
過型ライトバルブと、各透過型ライトバルブで変調され
た前記第１〜第３の色光を色合成する色合成手段と、色
合成後の光を投射する投射手段と、を有する投射型表示
装置において、 前記色合成手段が複数のプリズムから成り、互いに異な
った波長選択特性を有する第１，第２のダイクロイック
面と、前記第３の色光に対して全反射条件を満たすプリ
ズム面とを有し、 前記第１のダイクロイック面が、前記投射手段の光軸に
対して４０°〜５０°の角度を成し、かつ、前記第１の
色光と前記第２の色光とを色合成し、 前記第２のダイクロイック面が、前記第１のダイクロイ
ック面で色合成された前記第１，第２の色光と、前記プ
リズム面で一度全反射した前記第３の色光とを色合成
し、 前記第１，第２のダイクロイック面で色合成された前記
第１〜第３の色光が、前記プリズム面から射出されるこ
とを特徴とする投射型表示装置。 - 【請求項２】 前記第１のダイクロイック面が、前記投
射手段の光軸に対して略４５°の角度を成すことを特徴
とする請求項１記載の投射型表示装置。 - 【請求項３】 前記第１，第２の色光が互いに略等しい
光路長で前記第１，第２の透過型ライトバルブにそれぞ
れ入射し、前記第３の色光が前記第１，第２の色光とは
異なる光路長で前記第３の透過型ライトバルブに入射
し、その第３の色光の光路中にはリレー光学系が配置さ
れていることを特徴とする請求項１又は２記載の投射型
表示装置。 - 【請求項４】 前記色分解手段が第１，第２のダイクロ
イックミラーから成り、前記第１のダイクロイックミラ
ーが前記光源からの光を前記第１の色光と前記第２，第
３の色光とに色分解し、その第２，第３の色光を前記第
２のダイクロイックミラーが前記第２の色光と前記第３
の色光とに色分解することを特徴とする請求項１，２又
は３記載の投射型表示装置。 - 【請求項５】 前記第１のダイクロイックミラーの反射
面が、前記第１のダイクロイック面と略平行であること
を特徴とする請求項４記載の投射型表示装置。 - 【請求項６】 光源と、その光源からの光を３原色に対
応した第１〜第３の色光に色分解する色分解手段と、前
記第１〜第３の色光をそれぞれ変調する第１〜第３の反
射型ライトバルブと、各反射型ライトバルブで変調され
た前記第１〜第３の色光を色合成する色合成手段と、色
合成後の光を投射する投射手段と、を有する投射型表示
装置において、 前記色合成手段が複数のプリズムから成り、互いに異な
った波長選択特性を有する第１，第２のダイクロイック
面と、前記第３の色光に対して全反射条件を満たすプリ
ズム面とを有し、 前記第１のダイクロイック面が、前記投射手段の光軸に
対して４０°〜５０°の角度を成し、かつ、前記第１の
色光と前記第２の色光とを色合成し、 前記第２のダイクロイック面が、前記第１のダイクロイ
ック面で色合成された前記第１，第２の色光と、前記プ
リズム面で一度全反射した前記第３の色光とを色合成
し、 前記第１，第２のダイクロイック面で色合成された前記
第１〜第３の色光が、前記プリズム面から射出されるこ
とを特徴とする投射型表示装置。 - 【請求項７】 前記第１のダイクロイック面が、前記投
射手段の光軸に対して略４５°の角度を成すことを特徴
とする請求項６記載の投射型表示装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000378589A JP2002182307A (ja) | 2000-12-13 | 2000-12-13 | 投射型表示装置 |
| US10/021,463 US6698893B2 (en) | 2000-12-13 | 2001-12-12 | Optical device suitable for separating and synthesizing light |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000378589A JP2002182307A (ja) | 2000-12-13 | 2000-12-13 | 投射型表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002182307A true JP2002182307A (ja) | 2002-06-26 |
Family
ID=18847131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000378589A Pending JP2002182307A (ja) | 2000-12-13 | 2000-12-13 | 投射型表示装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6698893B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002182307A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2007537486A (ja) * | 2004-05-14 | 2007-12-20 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 異なる色チャネル用の分離光路を有する照明システム |
| JP2011227203A (ja) * | 2010-04-16 | 2011-11-10 | Ricoh Co Ltd | 光路合成装置、照明装置、投影型画像表示装置及び電子機器 |
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- 2000-12-13 JP JP2000378589A patent/JP2002182307A/ja active Pending
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2001
- 2001-12-12 US US10/021,463 patent/US6698893B2/en not_active Expired - Lifetime
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| US20020071102A1 (en) | 2002-06-13 |
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