JP2734637B2 - 投影型表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数の表示体からの画像光を１つの画像光
に合成して投影面に投影表示する投影型表示装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

液晶表示パネルやブラウン管等の表示体を用いて画像
を表示する表示装置として、上記表示体が表示する画像
を投影レンズにより拡大してスクリーン等の投影面に投
影表示する投影型表示装置がある。

この投影型表示装置には、１つの表示体を備えてこの
表示体からの画像光を投影面に投影表示するものと、複
数の表示体を備えてこの各表示体からの画像光を画像光
合成素子により１つの画像光に合成して投影面に投影表
示するものとがあり、複数の表示体を備えた投影型表示
装置としては、例えば、赤色画像を表示する表示体と緑
色画像を表示する表示体と青色画像を表示する表示体と
を備えてこの各表示体からの赤，緑，青の三色の画像光
を１つのフルカラー画像光に合成して投影表示するもの
や、赤，緑，青のうち１色または２色の画像を表示する
表示体と、他の１色または２色の画像を表示する表示体
との２枚の表示体からの画像光を１つのフルカラー画像
光に合成して投影面に投影表示するもの等がある。

第４図および第５図はそれぞれ複数の表示体からの画
像光を１つの画像光に合成して投影面に投影表示する従
来の投影型表示装置を示したもので、ここでは、表示体
として、赤色画像表示用と緑色画像表示用と青色画像表
示用の３枚の液晶表示パネルを用い、この３枚の液晶表
示パネルからの赤，緑，青の三色の画像光を１つのフル
カラー画像光に合成してスクリーンに投影表示するもの
を示している。

まず、第４図に示した投影型表示装置について説明す
ると、図中1_R,1_G,1_Bは同一構造の３枚の液晶表示パネル
である。これら液晶表示パネル1_R,1_G,1_Bはそれぞれ同期
して表示駆動されるもので、第１の液晶表示パネル1_Rは
赤色画像表示パネルとされ、第２の液晶表示パネル1_Gは
緑色画像表示パネルとされ、第３の液晶表示パネル1_Bは
青色画像表示パネルとされている。２は上記各表示パネ
ル1_R,1_G,1_Bからの赤，緑，青の三色の画像光を１つのフ
ルカラー画像光に合成する画像光合成素子であり、この
画像光合成素子２は、４個の三角柱状プリズム2a,2b,2
c,2dを貼り合わせるとともにその貼り合わせ面にダイク
ロイックコーティングを施した角形ダイクロイックプリ
ズムとされている。そして、上記各表示パネル1_R,1_G,1_B
は、前記画像光合成素子（角形ダイクロイックプリズ
ム）２の３つの入射側境界面にそれぞれ図示のように対
向させるとともに、その各光軸が画像光合成素子２の中
心で交差するようにして配置されており、また前記画像
光合成素子２の出射側境界面側には投影レンズ３が配置
されている。また、４は光源であり、この光源４は、光
源ランプ4aとこの光源ランプ4aからの放射光を平行光線
として反射させるリフレクタ4bとからなっている。この
光源４の前方には、青色成分の波長光を反射させ他の波
長光は透過させる青色光分離用ダイクロイックミラー
（ガラス等の透明板の一面にダイクロイックコーティン
グを施したもの）5_Bと、緑色成分の波長光を反射させ他
の波長光は透過させる緑色光分離用ダイクロイックミラ
ー5_Gと、赤色成分の波長光を反射させ他の波長光は透過
させる赤色光分離用ダイクロイックミラー5_Rとが順に並
べてそれぞれ45゜の傾斜角度で配設されている。これら
ダイクロイックミラー5_B,5_G,5_Rのうち、中央の緑色光分
離用ダイクロイックミラー5_Gは、上記各表示パネル1_R,1
_G,1_Bのうちの緑色画像表示パネル1_Gに直接対向させて設
けられ、青色光分離用と赤色光分離用のダイクロイック
ミラー5_B,5_Rはそれぞれ、青色画像表示パネル1_Bと赤色
画像表示パネル1_Rとにミラー6a,6bを介して対向してい
る。

この投影型表示装置は、光源４からの白色光を各ダイ
クロイックミラー5_R,5_G,5_Bにより赤，緑，青の光R,G,B
に分離し、この赤，緑，青の光R,G,Bをそれぞれ各表示
パネル1_R,1_G,1_Bに入射させてこの各表示パネル1_R,1_G,1_B
にそれぞれ赤，緑，青の画像を表示させるとともに、各
表示パネル1_R,1_G,1_Bを透過した赤，緑，青の三色の画像
光を前記画像光合成素子２に入射させて、この三色の画
像光を画像光合成素子２により１つのフルカラー画像光
A_RGBに合成するもので、画像光合成素子２から出射する
フルカラー画像光A_RGBは、投影レンズ３により拡大され
てスクリーン７に投影される。なお、各表示パネル1_R,1
_G,1_Bを図示のように配置する場合は、画像光合成素子２
の三角柱状プリズム2aと2dおよび2bと2cとの貼り合わせ
面に、青色成分の波長光を反射させ赤色成分と緑色成分
の波長光は透過させるダイクロイックコーティングを施
し、三角柱状プリズム2aと2bおよび2dと2cとの貼り合わ
せ面に、赤色成分の波長光を反射させ緑色成分と青色成
分の波長光は透過させるダイクロイックコーティングを
施しておけばよく、このようにすれば、緑色画像表示パ
ネル1_Gからの緑色画像光は各ダイクロイックコーティン
グ層を透過し、赤色画像表示パネル1_Rおよび青色画像表
示パネル1_Bからの赤色画像光と青色画像光はそれぞれ各
ダイクロイックコーティング層により画像光合成素子２
の出射側境界面側に反射されるから、赤，緑，青の三色
の画像光を１つのフルカラー画像光に合成して画像光合
成素子２から出射させることができる。

また、第５図に示した投影型表示装置は、各表示パネ
ル1_R,1_G,1_Bからの赤，緑，青の画像光を１つのフルカラ
ー画像光に合成する画像光合成素子を、Ｘ形ダイクロイ
ックプリズム８としたもので、その他の構成は第４図に
示した投影型表示装置と同じになっている。上記Ｘ形ダ
イクロイックプリズム８は、第６図に示すように、一面
にダイクロイックコーティング層ａを形成した透明板
（ダイクロイックミラー）9aの中央部の両面に、一面に
ダイクロイックコーティング層ｂを形成した２枚の透明
板（ダイクロイックミラー）9b,9bを前記透明板9aに対
して垂直に貼り合わせ接合したものである。

この投影型表示装置は、各表示パネル1_R,1_G,1_Bからの
赤，緑，青の三色の画像光を上記Ｘ形ダイクロイックプ
リズム８により１つのフルカラー画像光に合成してスク
リーン７に投影するもので、例えば各表示パネル1_R,1_G,
1_Bを図示のように配置する場合、上記Ｘ形ダイクロイッ
クプリズム８の透明板9aのダイクロイックコーティング
層ａを青色成分の波長光を反射させ赤色成分と緑色成分
の波長光は透過させるものとし、透明板9b,9bのダイク
ロイックコーティング層ｂを赤色成分の波長光を反射さ
せ緑色成分と青色成分の波長光は透過させるものとすれ
ば、緑色画像表示パネル1_GからＸ形ダイクロイックプリ
ズム８に入射する緑色画像光A_Gは第６図に示すように各
ダイクロイックコーティング層a,bを透過し、赤色画像
表示パネル1_Rおよび青色画像表示パネル1_Bからの赤色画
像光A_Rと青色画像光A_Bはそれぞれ上記ダイクロイックコ
ーティング層a,bによりＸ形ダイクロイックプリズム８
の出射側境界面側に反射されるから、赤，緑，青の三色
の画像光A_R,A_G,A_Bを１つのフルカラー画像光A_RGBに合成
してスクリーン７に投影することができる。なお、第６
図においてA_RGB′は、Ｘ形ダイクロイックプリズム８に
より合成されたフルカラー画像光A_RGBの虚像を示してい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記第４図に示した従来の投影型表示
装置は、各表示パネル1_R,1_G,1_Bからの赤，緑，青の三色
の画像光を１つのフルカラー画像光A_RGBに合成する画像
光合成素子２として、４個の三角柱状プリズム2a,2b,2
c,2dを貼り合わせた角形ダイクロイックプリズムを使用
したものであるため、画像光合成素子２が非常に高価で
あり、これが投影型表示装置の価格に大きく影響すると
いう問題をもっていた。

一方、第５図に示した投影型表示装置では、画像光合
成素子として、一面にダイクロイックコーティング層a,
bを形成した透明板（ダイクロイックミラー）9a,9bをＸ
形に組み合わせたＸ形ダイクロイックプリズム８を使用
しており、このＸ形ダイクロイックプリズム８の各透明
板9a,9bは三角柱状プリズムに比べれば格段に安価であ
るから、投影型表示装置の低価格をはかることができ
る。

しかし、従来は上記Ｘ形ダイクロイックプリズム８と
して、１枚の透明板9aと２枚の透明板9b,9bとをＸ形に
組み合わせたものを使用しているために、各表示パネル
1_R,1_G,1_BからＸ形ダイクロイックプリズム８に入射した
画像光A_R,A_G,A_Bのうち、Ｘ形ダイクロイックプリズム８
の中心部（透明板9aと透明板9b,9bとの接合部）を通る
光が、第６図に示すように迷光A_XとなってＸ形ダイクロ
イックプリズム８から出射するという問題があり、その
ために画像光合成素子として上記Ｘ形ダイクロイックプ
リズム８を使用する第５図に示した従来の投影型表示装
置は、Ｘ形ダイクロイックプリズム８において生ずる迷
光A_Xの影響によってスクリーン投影画像の画質が悪くな
るという欠点をもっていた。

これは、Ｘ形ダイクロイックプリズム８の中心部以外
では、透明板9a,9bを通る光がこの透明板9a,9bの出射側
境界面において正規の方向に屈折して出射するのに対し
て、Ｘ形ダイクロイックプリズム８の中心部を通る光
は、２枚の透明板9a,9b内をその一方から他方へと進ん
で、他方の透明板により正規の出射方向とは異なる方向
に反射されるためである。そして、この迷光A_Xには、第
６図に示すようにＸ形ダイクロイックプリズム８の出射
側境界面側（投影レンズ３側）に出射するものと、Ｘ形
ダイクロイックプリズム８の側方に出射するものであ
り、Ｘ形ダイクロイックプリズム８の出射側境界面側に
出射する迷光A_Xは投影レンズ３によりスクリーン７に向
けて投影されるが、この迷光A_Xは、Ｘ形ダイクロイック
プリズム８から正規の方向に出射し投影レンズ３により
投影されてスクリーン７面に結像する光（フルカラー画
像光A_RGB）とは出射方向が異なるために、この迷光A_Xは
スクリーン７面に結像せずにピントのぼけた像をつくる
から、この迷光A_Xの影響によってスクリーン投影画像の
画質が悪くなる。なお、Ｘ形ダイクロイックプリズム８
の側方に出射する迷光A_Xはそのままロス光となる。

本発明は上記のような実情にかんがみてなされたもの
であって、その目的とするところは、画像光合成素子と
して安価なＸ形ダイクロイックプリズムを使用するもの
でありながら、Ｘ形ダイクロイックプリズムにおける迷
光の発生をなくして、スクリーンに画質のよい画像を投
影表示することができる投影型表示装置を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の投影型表示装置は、複数の表示体からの各色
の画像光を１つの画像光に合成して投影面に投影表示す
る投影型表示装置において、前記各表示体からの画像光
を合成する画像光合成素子として、一面にダイクロイッ
クコーティングを施した４枚の透明板をＸ状に配置する
とともにこの各透明板の端面をこの各透明板よりも光屈
折率が大きい透明材料からなりかつ各側面の幅を前記各
透明板の厚さと同じ幅にした四角柱状中心部材の各側面
にそれぞれ接合したＸ形ダイクロイックプリズムを備
え、前記各表示体を前記Ｘ形ダイクロイックプリズムの
各入射側境界面にそれぞれ対向させて配置するととも
に、前記Ｘ形ダイクロイックプリズムの出射側にこのＸ
形ダイクロイックプリズムにより合成された画像光を投
影面に投影する投影レンズを設けたものである。

なお、上記Ｘ形ダイクロイックプリズムの各透明板の
光屈折率n_Aと四角柱状中心部材の光屈折率n_Bとは、 の関係にある。

〔作 用〕

すなわち、本発明の投影型表示装置は、複数の表示体
からの画像光を１つの画像光に合成するＸ形ダイクロイ
ックプリズムを上記のような構成とすることにより、Ｘ
形ダイクロイックプリズムの中心部を通る光の向きを、
各透明板よりも光屈折率が大きい中心部材によって変え
てやるようにしたものであり、上記Ｘ形ダイクロイック
プリズムをこのような構成とすれば、直角に対向配置さ
れた２枚の透明板の一方に入射しＸ形ダイクロイックプ
リズムの中心部を通って他方の透明板内に向かう光も、
Ｘ形ダイクロイックプリズムの中心部を通らない光と同
様に出射させてやることができるから、本発明の投影型
表示装置によれば、画像光合成素子として安価なＸ形ダ
イクロイックプリズムを使用するものでありながら、Ｘ
形ダイクロイックプリズムにおける迷光の発生をなくし
て、スクリーンに画質のよい画像を投影表示することが
できる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図を参照して
説明する。

第１図は投影型表示装置の全体の構成を示し、第２図
は画像光合成素子であるＸ形ダイクロイックプリズムを
示している。

この実施例の投影型表示装置は、表示体として赤色画
像表示用と緑色画像表示用と青色画像表示用の３枚の液
晶表示パネル1_R,1_G,1_Bを用い、この３枚の液晶表示パネ
ル1_R,1_G,1_Bからの赤，緑，青の三色の画像光を１つのフ
ルカラー画像光A_RGBに合成してスクリーン７に投影表示
するもので、上記３枚の液晶表示パネル1_R,1_G,1_Bからの
赤，緑，青の三色の画像光を１つのフルカラー画像光A
_RGBに合成する画像光合成素子は、第２図に示すような
Ｘ形ダイクロイックプリズム10とされている。なお、こ
の実施例の投影型表示装置は、画像光合成素子であるＸ
形ダイクロイックプリズム10を除けば、その他の構成は
第４図および第５図に示した従来の投影型表示装置と同
じであるから、重複する説明は図に同符号を付して省略
する。

上記Ｘ形ダイクロイックプリズム10の構成を説明する
と、第２図において、図中11a,11a,11b,11bは一面にダ
イクロイックコーティング層を施した４枚の透明板（ダ
イクロイックミラー）であり、この各透明板11a,11a,11
b,11bは90゜ずつの角度をもってＸ状に配置されてい
る。この各透明板11a,11a,11b,11bはいずれも、同じ光
屈折率をもつ透明材料（例えばガラス）からなってお
り、その板厚も同一厚さとされている。また、この各透
明板11a,11a,11b,11bのうち、同一平面に並ぶ２枚ずつ
の透明板11a,11aおよび11b,11bは、それぞれ同じダイク
ロイックコーティングを施したものとされており、例え
ば赤色画像表示パネル1_Rと緑色画像表示パネル1_Gと青色
画像表示パネル1_BとをＸ形ダイクロイックプリズム10に
対して図示のように配置する場合は、上記透明板11a,11
aのダイクロイックコーティング層a,aは青色成分の波長
光を反射させ赤色成分と緑色成分の波長光は透過させる
ものとされ、透明板11b,11bのダイクロイックコーティ
ング層ｂ、ｂは赤色成分の波長光を反射させ緑色成分と
青色成分の波長光は透過させるものとされている。

また、12は各側面の幅を前記各透明板11a,11a,11b,11
bの厚さと同じ幅にした正四角柱状中心部材であり、上
記Ｘ状に配置された各透明板11a,11a,11b,11bの端面
は、上記中心部材12の各側面に貼り合わせ接合されてい
る。

上記中心部材12は前記各透明板11a,11a,11b,11bより
も光屈折率が大きい透明材料（例えばガラス）からなっ
ており、この中心部材12の光屈折率n_Bと、前記各透明板
11a,11a,11b,11bの光屈折率n_Aとは、 の関係にある。

また、この中心部材12の各側面のうち、同一平面に並
ぶ透明板11a,11aおよび11b,11bのダイクロイックコーテ
ィング面に連なる２つの面にはそれぞれダイクロイック
コーティングが施されており、この中心部材12の透明板
11a,11aのダイクロイックコーティング面に連なる面の
ダイクロイックコーティング層ａ′は、上記透明板11a,
11aのダイクロイックコーティング層ａと同等の機能を
もつものとされ、透明板11b,11bのダイクロイックコー
ティング面に連なる面のダイクロイックコーティング層
ｂ′は、上記透明板11b,11bのダイクロイックコーティ
ング層ｂと同等の機能をもつものとされている。なお、
上記ダイクロイックコーティング層a,bおよびａ′,b′
は、高屈折率の膜と低屈折率の膜とを交互に蒸着したも
ので、所要の波長領域の光を透過または反射させる機能
をもっている。

この実施例の投影型表示装置は、上記のような構成の
Ｘ形ダイクロイックプリズム10を画像光合成素子として
用い、各表示パネル1_R,1_G,1_Bからの赤，緑，青の三色の
画像光A_R,A_G,A_Bを前記Ｘ形ダイクロイックプリズム10に
入射させて、この三色の画像光A_R,A_G,A_BをＸ形ダイクロ
イックプリズム10により１つのフルカラー画像光A_RGBに
合成するようにしたもので、Ｘ形ダイクロイックプリズ
ム10から出射するフルカラー画像光A_RGBは、このＸ形ダ
イクロイックプリズム10の出射側に配置した投影レンズ
３により拡大されてスクリーン７に投影される。なお、
第２図においてA_RGB′は、Ｘ形ダイクロイックプリズム
10により合成されたフルカラー画像光A_RGBの虚像を示し
ている。

そして、この投影型表示装置においては、各表示パネ
ル1_R,1_G,1_Bからの画像光A_R,A_G,A_Bを１つのフルカラー画
像光A_RGBに合成するＸ形ダイクロイックプリズム10を、
一面にダイクロイックコーティングa,bを施した４枚の
透明板11a,11a,11b,11bをＸ状に配置するとともにこの
各透明板11a,11a,11b,11bの端面をこの各透明板よりも
光屈折率が大きい透明材料からなりかつ各側面の幅を前
記各透明板の厚さと同じ幅にした四角柱状中心部材12の
各側面にそれぞれ接合した構成のものとしているから、
Ｘ形ダイクロイックプリズム10における迷光の発生をな
くして、スクリーン７に画質のよい画像を投影表示する
ことができる。

すなわち、この投影型表示装置は、Ｘ形ダイクロイッ
クプリズム10を上記のような構成とすることにより、こ
のＸ形ダイクロイックプリズム10の中心部を通る光の向
きを、各透明板11a,11bよりも光屈折率が大きい中心部
材12によって変えてやるようにしたものであり、上記Ｘ
形ダイクロイックプリズム10をこのような構成とすれ
ば、直角に対向配置された２枚の透明板11a,11bの一方
に入射しＸ形ダイクロイックプリズム10の中心部を通っ
て他方の透明板内に向かう光も、Ｘ形ダイクロイックプ
リズム10の中心部を通らない光と同様に出射させてやる
ことができる。

第３図は上記Ｘ形ダイクロイックプリズム10の中心部
（中心部材12）を通る光と中心部を通らない光の出射方
向を示したもので、ここでは緑色画像表示パネル1_Gから
の緑色画像光A_Gを示している。

今、上記Ｘ形ダイクロイックプリズム10に入射する主
光線（赤色画像光）A_Rを、透明板11a,11b面に対して45
゜の入射角で入射する平行光とすると、Ｘ形ダイクロイ
ックプリズム10の中心部を通らない光（第３図において
下側の光線）は、図示のように入射側の透明板11bに入
射してその出射側境界面（ダイクロイックコーティング
面）から空気中に出射し、次いで出射側の透明板11aに
入射してその出射側境界面（ダイクロイックコーティン
グ面）から入射側透明板11aへの入射角と同じ出射角（4
5゜）で出射する。すなわち、Ｘ形ダイクロイックプリ
ズム10の中心部を通らない光の出射方向は、Ｘ形ダイク
ロイックプリズム10への入射光に対して、光線と直交す
る方向へのずれがなく、かつ向きも変わらない方向であ
る。また、Ｘ形ダイクロイックプリズム10の中心部を通
る光（第３図において上側の光線）は、入射側透明板11
bから中心部材12に入り、この中心部材12から出射側透
明板11aに入ってその出射側境界面（ダイクロイックコ
ーティング面）から出射するが、上記中心部材12の光屈
折率n_Bは透明板11a、11bの光屈折率n_Aよりも大きいため
に、入射側透明板11bから中心部材12に入った光がこの
中心部材12によって図示のように屈折され、この中心部
材12から出射側透明板11aを通って出射する。

そして、上記中心部材12を、この中心部材12に入った
光をＸ形ダイクロイックプリズム10の中心部を通らない
光の出射側透明板11aへの入射角と同じ角度に屈折させ
る光屈折率のものとしておけば、Ｘ形ダイクロイックプ
リズム10の中心部を通る光も、Ｘ形ダイクロイックプリ
ズム10の中心部を通らない光と同様にＸ形ダイクロイッ
クプリズム10から出射させてやることができる。すなわ
ち、上記中心部材12は、入射側透明板11bと中心部材12
との境界面での中心部材12側での出射角が45゜になるも
のであればよく、この条件を満足するには、各透明板11
a,11bの光屈折率n_Aと中心部材12の光屈折率n_Bとを、次
のように選べばよい。

すなわち、第３図において、透明板11a,11bへの光の
入射角を45゜、透明板11a,11bに入射した光の角度をφ
とすると、 sin45゜＝n_Asinφ ……（１） n_Acosφ＝n_Bsin45゜ ……（２） の両方を満足すれば、入射側透明板11bと中心部材12と
の境界面での中心部材12側での出射角が45゜になる。

そして、上記（１）式と（２）式とをぞれぞれ二乗し
て加算すると、 であるから、上記Ｘ形ダイクロイックプリズム10の各透
明板11a,11bの光屈折率n_Aと中心部材12の光屈折率n_Bと
を上記（３）式の関係にしておけば、Ｘ形ダイクロイッ
クプリズム10の中心部を通る光も、Ｘ形ダイクロイック
プリズム10の中心部を通らない光と同様に出射させるこ
とができ、したがって、Ｘ形ダイクロイックプリズム10
の中心部を通る光が迷光となることはない。これは、赤
色画像表示パネル1_Rおよび青色画像表示パネル1_Bからの
赤および青色画像光A_R,A_Bについても同様であり、この
赤および青色画像光A_R,A_BのＸ形ダイクロイックプリズ
ム10の中心部を通る光も、中心部材12により上記のよう
に屈折されて出射側透明板11aまたは11bに入り、この出
射側透明板のダイクロイックコーティング層ａまたはｂ
で反射されるから、Ｘ形ダイクロイックプリズム10の中
心部を通る光も、迷光とせずにＸ形ダイクロイックプリ
ズム10の中心部を通らない光と同様に出射させることが
できる。

なお、Ｘ形ダイクロイックプリズム10から出射する
赤，緑，青の画像光A_R,A_G,A_Bによる虚像は、それぞれ各
表示パネル1_R,1_G,1_Bの表示画像を移動しただけでそれぞ
れの倍率は変わらないから、各表示パネル1_R,1_G,1_Bをそ
の各光軸がＸ形ダイクロイックプリズム10の中心で交差
するように位置合わせして配置しておけば、各表示パネ
ル1_R,1_G,1_Bからの赤，緑，青の画像光A_R,A_G,A_BをＸ形ダ
イクロイックプリズムにより完全に一致するように重ね
て、色ずれのないフルカラー画像光A_RGBを合成すること
ができる。

しかも、従来の投影型表示装置に使用されている第６
図に示したＸ形ダイクロイックプリズム８では、透明板
9a側のダイクロイックコーティング層ａはＸ形ダイクロ
イックプリズム８の中心部にもあるが、透明板9b側のダ
イクロイックコーティング層ｂはＸ形ダイクロイックプ
リズム８の中心部にはないために、この透明板9bのダイ
クロイックコーティング層ｂで反射される光（第６図で
は赤色画像光A_R）のうちのＸ形ダイクロイックプリズム
８の中心部を通る光はＸ形ダイクロイックプリズム８の
出射側に反射させてやることはできず、したがってＸ形
ダイクロイックプリズム８により合成されたフルカラー
画像光A_RGBの中心部の色が変わってしまうが、上記実施
例では、Ｘ形ダイクロイックプリズム10の中心部材12に
も、ダイクロイックコーティング層ａ′,b′を形成して
いるから、Ｘ形ダイクロイックプリズム10に入射する
赤，緑，青の画像光A_R,A_G,A_BのうちＸ形ダイクロイック
プリズム10の出射側に反射させる光（上記実施例では赤
と青の画像光A_R,A_B）を、Ｘ形ダイクロイックプリズム1
0の中心部においても反射させることができ、したがっ
て、Ｘ形ダイクロイックプリズム10により合成されたフ
ルカラー画像光A_RGBを中心部の色特性もよい高品質の画
像光とすることができる。

なお、上記実施例では、Ｘ形ダイクロイックプリズム
10の中心部12を正四角柱状のものとしたが、この中心部
材12は長四角柱状のものでもよく、その場合は各透明板
11a,11bの板厚を中心部材12の各側面の幅と同じにすれ
ばよい。また、上記実施例では、各表示パネル1_R,1_G,1_B
をそれぞれＸ形ダイクロイックプリズム10の各入射側境
界面にそれぞれ直接対向させて配置しているが、この各
表示パネル1_R,1_G,1_Bは、ミラーを介してＸ形ダイクロイ
ックプリズム10の各入射側境界面に対向させてもよく、
またＸ形ダイクロイックプリズム10の出射側に設ける投
影レンズ３も、ミラーを介してＸ形ダイクロイックプリ
ズム10に対向させてもよい。さらに上記実施例では、表
示体を液晶表示パネル1_R,1_G,1_Bとした投影型表示装置に
ついて説明したが、上記表示体はブラウン管等でもよ
い。

また、上記実施例では、３枚の表示パネル1_R,1_G,1_Bか
らの赤，緑，青の三色の画像光を１つのフルカラー画像
光A_RGBに合成してスクリーン７に投影表示する投影型表
示装置について説明したが、本発明は、上記実施例にお
ける各表示パネル1_R,1_G,1_Bをそれぞれ画像の一半分と他
半分を表示する２枚の表示体に分割し、この２枚ずつ計
６つの表示体からの赤，緑，青の画像光を１つのフルカ
ラー画像光に合成してスクリーン７またはその他の投影
面に投影表示するものや、上記実施例における赤色画像
表示パネル1_Rと青色画像表示パネル1_Bの位置に、赤，
緑，青のうち１色または２色の画像を表示する表示体
と、他の１色または２色の画像を表示する表示体とを配
置して、この２つの表示体からの画像光を１つのフルカ
ラー画像光に合成して投影面に投影表示するもの等、各
種の投影型表示装置に広く適用できることはもちろんで
ある。なお、例えば上記実施例における赤色画像表示パ
ネル1_Rの位置に赤色画像を表示する表示体を配置し、青
色画像表示パネル1_Bの位置に緑色と青の画像を表示する
表示体を配置して、この２つの表示体からの画像光を１
つのフルカラー画像光に合成する場合は、上記Ｘ形ダイ
クロイックプリズム10の透明板11aと中心部材12の一面
のダイクロイックコーティング層a,a′を緑色成分と青
色成分の波長光を反射させ赤色成分の波長光は透過させ
るものとし、透明板11bと中心部材12の他面のダイクロ
イックコーティング層b,b′を赤色成分の波長光を反射
させ緑色成分と青色成分の波長光は透過させるものとす
ればよい。

〔発明の効果〕

本発明の投影型表示装置は、複数の表示体からの各色
の画像光を１つの画像光に合成して投影面に投影表示す
る投影型表示装置において、前記各表示体からの画像光
を合成する画像光合成素子として、一面にダイクロイッ
クコーティングを施した４枚の透明板をＸ状に配置する
とともにこの各透明板の端面をこの各透明板よりも光屈
折率が大きい透明材料からなりかつ各側面の幅を前記各
透明板の厚さと同じ幅にした四角柱状中心部材の各側面
にそれぞれ接合したＸ形ダイクロイックプリズムを備
え、前記各表示体を前記Ｘ形ダイクロイックプリズムの
各入射側境界面にそれぞれ対向させて配置するととも
に、前記Ｘ形ダイクロイックプリズムの出射側にこのＸ
形ダイクロイックプリズムにより合成された画像光を投
影面に投影する投影レンズを設けたものであるから、画
像光合成素子として安価なＸ形ダイクロイックプリズム
を使用するものでありながら、Ｘ形ダイクロイックプリ
ズムにおける迷光の発生をなくして、スクリーンに画質
のよい画像を投影表示することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の一実施例を示したもので、第
１図は投影型表示装置の側面図、第２図はＸ形ダイクロ
イックプリズムの拡大側面図、第３図はＸ形ダイクロイ
ックプリズムの中心部を通る光と中心部を通らない光の
出射方向を示す図である。第４図および第５図はそれぞ
れ従来の投影型表示装置の側面図、第６図は第５図の投
影型表示装置に使用されているＸ形ダイクロイックプリ
ズムの拡大側面図である。 1_R,1_G,1_B……表示パネル、３……投影レンズ、４……光
源、5_R,5_G,5_B……ダイクロイックミラー、6a,6b……ミ
ラー、７……スクリーン、10……Ｘ形ダイクロイックプ
リズム、11a,11b……透明板、12……中心部材、a,b,
a′、ｂ′……ダイクロイックコーティング層、A_R……
赤色画像光、A_G……緑色画像光、A_B……青色画像光、A
_RGB……フルカラー画像光。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の表示体からの各色の画像光を１つの
   画像光に合成して投影面に投影表示する投影型表示装置
   において、前記各表示体からの画像光を合成する画像光
   合成素子として、一面にダイクロイックコーティングを
   施した４枚の透明板をＸ状に配置するとともにこの各透
   明板の端面をこの各透明板よりも光屈折率が大きい透明
   材料からなりかつ各側面の幅を前記各透明板の厚さと同
   じ幅にした四角柱状中心部材の各側面にそれぞれ接合し
   たＸ形ダイクロイックプリズムを備え、前記各表示体を
   前記Ｘ形ダイクロイックプリズムの各入射側境界面にそ
   れぞれ対向させて配置するとともに、前記Ｘ形ダイクロ
   イックプリズムの出射側にこのＸ形ダイクロイックプリ
   ズムにより合成された画像光に投影面を投影する投影レ
   ンズを設けたことを特徴とする投影型表示装置。
2. 【請求項２】Ｘ形ダイクロイックプリズムの各透明板の
   光屈折率n_Aと四角柱中心部材の光屈折率n_Bとは、 の関係にあることを特徴とする請求項１に記載の投影型
   表示装置。