JP2864103B2

JP2864103B2 - 投射型カラー表示装置

Info

Publication number: JP2864103B2
Application number: JP7068683A
Authority: JP
Inventors: 鉄二鈴木; 裕文今岡; 稜雄高梨; 新太郎中垣
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1995-03-01
Filing date: 1995-03-01
Publication date: 1999-03-03
Anticipated expiration: 2014-03-03
Also published as: JPH08240868A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、反射型空間光変調素子
を用いた投射型カラー表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本願出願人は、先に、反射型空間光変調
素子を用いて光の利用効率が高く且つ良好なコントラス
ト画像が得られるカラー表示装置として図１及び図２に
示すカラー表示装置を提案した。そこで、このカラー表
示装置について簡単に説明する。光源７から放射された
読出し光は、レンズ１４、コールドミラー１５、レンズ
１６によって熱線が除去された略平行光束となってダイ
クロイックミラー１１に導かれる。ここで、ダイクロイ
ックミラー１１は青色光を反射し、緑色光、赤色光を透
過する。ダイクロイックミラー１１を透過した緑色光、
赤色光はダイクロイックミラー１２で更に分離される。
即ち、ダイクロイックミラー１２は赤色光を反射し、緑
色光を透過する。そして、ダイクロイックミラー１２を
透過した緑色光はダイクロイックミラー１３で更に反射
される。

【０００３】このように、光源７から放射された光は、
ダイクロイックミラー１１、１２、１３によってそれぞ
れ反射され、光の３原色に分離されるが、各ダイクロイ
ックミラーの反射面は互いに非平行に構成されており、
偏光ビームスプリッタ６の偏光分離面６ａに対して各原
色光がそれぞれ異なる角度（θ１、θ２、θ３）で入射
するようになっている。従って、偏光ビームスプリッタ
６は各原色光のＳ偏光成分をθ１、θ２、θ３の角度で
それぞれ反射して反射型空間光変調素子９に入射させ
る。反射型空間光変調素子９は、各原色光の入射角の差
を利用して、各原色光を対応する色画素に選択的に集光
する。即ち、反射型空間光変調素子９は、図２（Ａ）に
示すように、画素電極９ａと透明電極（ＩＴＯ）９ｄと
の間に誘電体ミラー層９ｂ及び液晶層９ｃが設けられて
おり、透明電極９ｄと各画素電極９ａとの間に印加され
る信号電圧によって液晶層が駆動される。また、画素電
極９ａは、緑色画素電極９ａＧ、赤色画素電極９ａＲ、
青色画素電極９ａＢのそれぞれ独立した色画素電極から
構成されており、三つの色画素電極で単位画素を形成し
ている。

【０００４】また、図２（Ｂ）に示すように、偶数行の
画素と奇数行の画素が単位画素の繰り返し周期で０．５
画素分だけ位相がずれて配置されている。即ち、奇数行
の青色画素電極９ａＢと緑色画素電極９ａＧの中間位置
に偶数行の赤色画素電極９ａＲが配置され、奇数行の緑
色画素電極９ａＧと赤色画素電極９ａＲの中間位置に偶
数行の青色画素電極９ａＢが配置され、奇数行の赤色画
素電極９ａＲと青色画素電極９ａＢの中間位置に偶数行
の緑色画素電極９ａＧが配置された構成になっている。
そして、各原色光を各色画素電極に選択的に集光させる
マイクロレンズ９ｅは、各行の赤色画素電極９ａＲを中
心としてハニカム状に構成されている。すなわち、この
反射型空間光変調素子は、異なる角度θ１、θ２、θ３
で入来する各原色光をマイクロレンズ９ｅの作用により
対応する各色画素電極に選択的に集光する構成となって
いる。各色画素に集光された各原色光は、偏光状態の違
いとして変調を受け、誘電体ミラー層９ｂで反射され、
再び偏光ビームスプリッタ６に入射する。そして、偏光
ビームスプリッタ６は、変調を受けた各原色光のＰ偏光
成分のみを透過して投影レンズ８に導く。投影レンズ８
は図示しないスクリーンにカラー画像を結像して表示す
る。

【０００５】このカラー表示装置によれば、反射型空間
光変調素子９により変調を受けた各原色光は、ダイクロ
イックミラー１１、１２、１３を経由することなく投影
レンズ８に導かれて投影されるため、ダイクロイックミ
ラー１１、１２、１３による光の利用率の低下や位相シ
フトが生じることがなく高いコントラストの画像を表示
することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一般に、液晶層の変調
特性は入射する光の入射角度に依存するため、図２
（Ａ）に示すように、各原色光の入射角度（θ１、θ
２、θ３）が異なると、各原色光についての変調の程度
に違いが生じ結果としてこれがコントラストを劣化させ
る原因となる。また、誘電体ミラー層９ｂで反射されさ
れた、青色光と緑色光は誘電体ミラー層９ｂに対して角
度（θ１、θ３）をもって入射するため、同図に示すよ
うに、入射光路を戻らずに、角度をもって反射され、隣
接するマイクロレンズを通って射出される。このため、
これらの反射光は広がりを生ずることになり、これらの
反射光を効率よくスクリーンに投影するためには、大口
径の投影レンズが必要になるという問題がある。なお、
図２（Ａ）においては、煩雑を避けるために赤色画素電
極９ａＲに垂直に入射（入射角０）する赤色光と、青色
画素電極９ａＢに入射角θ１で入射する青色光のみを示
し、緑色光については省略する。更にまた、一般に偏光
ビームスプリッタは、その偏光効率が入射角依存性をも
っているため、反射型空間光変調素子で変調された反射
光が偏光分離面に入射する角度が異なると結果として充
分なコントラストが得られないことになる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願発明は、斯かる問題
に鑑みなされたものであり、請求項１に係る発明は、
「読出し光を発生する光源と、該光源から放射された光
を３つの原色光に分光し、それぞれ異なる角度に反射す
る分光手段と、該３つの原色光を偏光分離して空間光変
調素子に入射させる偏光分離手段と、該空間光変調素子
の光変調層で変調された読出し光をスクリーンに投射す
る手段とを具備し、該空間光変調素子は、読出し光が入
射する側に設けた透明な第１の電極と、該第１の電極に
対向して設けた赤、緑、青用の画素電極をマトリクス状
に配列した第２の電極と、第１、第２の電極間に設けた
光変調層と、第１の電極側に積層され、入射した読出し
光を該画素電極に集光するマイクロレンズアレイと、該
マイクロレンズアレイと該画素電極の間にあり、該マイ
クロレンズアレイを射出した光を該画素電極面の略法線
方向に偏向する手段とを少なくも有してなる投射型カラ
ー表示装置。」を提供するものであり、

【０００８】請求項２に係る発明は、「読出し光を発生
する光源と、該光源から放射された読出し光を略平行光
束にする手段と、平行光束とされた該読出し光を偏光分
離し特定偏光成分を空間光変調素子に導く偏光分離手段
と、該偏光分離手段と該空間光変調素子との間にあっ
て、該特定偏光成分に含まれる３つ原色光のうち第１の
原色光を正方向に第２の原色光を負方向に偏向回折し、
第３の原色光を該空間光変調素子の画素面の法線方向に
偏向回折させるホログラム手段と、該空間光変調素子の
光変調層で変調された読出し光をスクリーンに投射する
手段とを具備し、該空間光変調素子は、読出し光が入射
する側に設けた透明な第１の電極と、該第１の電極に対
向して設けた赤、緑、青用の画素電極をマトリクス状に
配列した第２の電極と、第１、第２の電極間に設けた光
変調層と、第１の電極側に積層され、入射した読出し光
を該画素電極に集光するマイクロレンズアレイと、該マ
イクロレンズアレイと該画素電極の間にあり、該マイク
ロレンズアレイを射出した光を該画素電極面の略法線方
向に偏向する手段とを少なくも有してなる投射型カラー
表示装置。」を提供するものであり、

【０００９】請求項３に係る発明は、「法線方向に偏向
する手段はホログラムである請求項１又は請求項２記載
の投射型カラー表示装置。」を提供するものであり、

【００１０】請求項４に係る発明は、「法線方向に偏向
する手段はマイクロレンズである請求項１又は請求項２
記載の投射型カラー表示装置。」を提供するものであ
り、

【００１１】請求項５に係る発明は、「法線方向に偏向
する手段はマイクロプリズムである請求項１又は請求項
２記載の投射型カラー表示装置。」を提供するものであ
り、

【００１２】請求項６に係る発明は、「読出し光を発生
する光源と、該光源から放射された読出し光を略平行光
束にする手段と、平行光束とされた該読出し光を偏光分
離し特定偏光成分を空間光変調素子に導く偏光分離手段
と、該空間光変調素子の光変調層で変調された読出し光
をスクリーンに投射する手段とを具備し、該空間光変調
素子は、読出し光が入射する側に設けた透明な第１の電
極と、該第１の電極に対向して設けた赤、緑、青用の画
素電極をマトリクス状に配列した第２の電極と、第１、
第２の電極間に設けた光変調層と、第１の電極側に積層
され、入射した読出し光を該画素電極に集光するととも
に、該読出し光の波長に応じて異なる方向に偏向射出す
る第１のホログラムと、該第１のホログラムと該画素電
極の間にあり、該第１のホログラムを射出した光を該画
素電極面の略法線方向に偏向する手段とを少なくも有し
てなる投射型カラー表示装置。」を提供するものであ
り、

【００１３】請求項７に係る発明は、「法線方向に偏向
する手段はホログラムである請求項６記載の投射型カラ
ー表示装置。」を提供するものであり、

【００１４】請求項８に係る発明は、「法線方向に偏向
する手段はマイクロレンズである請求項６記載の投射型
カラー表示装置。」を提供するものであり、

【００１５】請求項９に係る発明は、「法線方向に偏向
する手段はマイクロプリズムである請求項６記載の投射
型カラー表示装置。」を提供するものであり、

【００１６】請求項１０に係る発明は、「該光源から発
生した読出し光を、平行配置した３枚のダイクロイック
ミラーでそれぞれ所定の帯域幅を有する３つの原色光に
分光した後に、該空間光変調素子に入射せしめる手段を
有する請求項６、７、８、９記載の何れか一の投射型カ
ラー表示装置。」を提供するものである。

【００１７】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例につ
いて説明する。図３乃至図８は、本発明の第１実施例に
使用される反射型空間光変調素子９の構成を模式的に示
す部分断面図である。なお、本実施例では、反射型空間
光変調素子９に至るまでの光学系（光源７から偏光ビー
ムスプリッタ６）は、図１を参照して説明した本願出願
人の先の提案に係るカラー表示装置の構成と同様であ
る。先ず、図３に示す反射型空間光変調素子９を用いた
構成について説明する。この反射型空間光変調素子９
は、透明電極９ｄとマイクロレンズ９ｅとの間に回折効
率に波長選択性のある２層のホログラム層ＨＧ、ＨＢが
積層されて構成されている。ホログラム層ＨＧは、緑色
光のみを回折して緑色光の主光線が液晶層９ｃの法線の
方向に略一致するように偏向し、他の波長帯域の光は、
回折することなく透過する。また、ホログラム層ＨＢ
は、青色光のみを回折して青色光の主光線が液晶層９ｃ
の法線の方向に略一致するように偏向し、他の波長帯域
の光は、回折することなく透過する。

【００１８】すなわち、反射型空間光変調素子９に入射
する青色光、赤色光、緑色光（図中、それぞれの主光線
をＢ、Ｒ、Ｇで示す。）の各光束は、それぞれ異なる角
度（θ１、θ２、θ３）で反射型空間光変調素子９のマ
イクロレンズ９ｅに入射して集光されるが、緑色光の光
束はホログラム層ＨＧで回折されてその主光線が液晶層
９ｃに略垂直に入射し、液晶層９ｃで変調を受けて反射
される。同様に、青色光の光束はホログラム層ＨＢで回
折されてその主光線が液晶層９ｃに略垂直に入射し、液
晶層９ｃで変調を受けて反射される。また、赤色光の光
束は、回折を受けることなくホログラム層ＨＧ、ＨＢを
透過し液晶層９ｃで変調を受けて反射される。従って、
各原色光の光束は、入射時の光路と略同一の光路を通っ
て反射型空間光変調素子９から射出することになる。次
に、図４に示す反射型空間光変調素子９を用いた構成に
ついて説明する。この反射型空間光変調素子９は、図３
を参照して上に説明した反射型空間光変調素子９と比較
した場合、回折効率に波長選択性のある２層のホログラ
ム層ＨＧ、ＨＢを単層の多重ホログラムＨＭに置換した
ものである点において異なり、その他の構成は同様であ
る。すなわち、ここで使用する多重ホログラムＨＭは、
同一感材を２回多重露光して制作されるものであり、単
層構造で図３の２層のホログラム層ＨＧ、ＨＢと同様の
作用をなすものである。

【００１９】次に、図５に示す反射型空間光変調素子９
を用いた構成について説明する。この反射型空間光変調
素子９は、図３を参照して先に説明した反射型空間光変
調素子９と比較した場合、回折効率に波長選択性のある
２層のホログラム層ＨＧ、ＨＢを平面内に配置された複
数の微小ホログラムｈｇ、ｈｂに置換したものである点
において異なり、その他の構成は同様である。すなわ
ち、ここで用いられるホログラムは、青色光を回折する
微小ホログラムｈｂと緑色光を回折する微小ホログラム
ｈｇとを各色画素電極に対応して平面内に配列した構成
となっている。赤色光が通過する部分は、ホログラムを
形成せずに赤色光が回折を受けずに直進するように構成
する。そして、微小ホログラムｈｂは、青色光の光束を
回折して、液晶層９ｃに略垂直にさせるとともに微小ホ
ログラムｈｇは、緑色光の光束を回折して、液晶層９ｃ
に略垂直にさせる。なお、微小ホログラムｈｂと微小ホ
ログラムｈｇは、必ずしも回折効率の波長依存性を有す
る必要はない。

【００２０】次に、図６に示す反射型空間光変調素子９
を用いた構成について説明する。この反射型空間光変調
素子９は、図３を参照して先に説明した反射型空間光変
調素子９と比較した場合、回折効率に波長選択性のある
２層のホログラム層ＨＧ、ＨＢを各色画素に対応して形
成したマイクロレンズ９ｆｒ、９ｆｇ、９ｆｂに置換し
たものである点において異なり、その他の構成は同様で
ある。すなわち、この反射型空間光変調素子９では、１
個のマイクロレンズ９ｅに対して３個のマイクロレンズ
９ｆｒ、９ｆｇ、９ｆｂが設けられている。ここで、マ
イクロレンズ９ｅの焦点距離をｆ１、マイクロレンズ９
ｆｒ、９ｆｇ、９ｆｂの焦点距離をｆ２としたとき、マ
イクロレンズ９ｅの主平面Ｐ１とマイクロレンズ９ｆ
ｒ、９ｆｇ、９ｆｂの主平面Ｐ２との距離がｆ１＋ｆ２
となるように構成されている。従って、光源７から放射
され略平行光束としてマイクロレンズ９ｅに入射した、
各原色光の光束はマイクロレンズ９ｅの焦点面上にそれ
ぞれの入射角に対応した像高に一旦結像する。そして、
マイクロレンズ９ｆｒ、９ｆｇ、９ｆｂはその各光軸
が、液晶層９ｃに垂直で且つ、マイクロレンズ９ｅによ
る赤色光による像点、緑色光による像点、青色光による
像点をそれぞれ通るように配置されているため、各原色
光は液晶層９ｃに略垂直で平行な光束となって液晶層９
ｃに入射することになる。なお、図６（Ｂ）は、マイク
ロレンズ９ｅとマイクロレンズ９ｆｒ、９ｆｇ、９ｆｂ
との平面的な配列態様を示す図である。同図中、大きな
６角形はマイクロレンズ９ｅを小さな６角形はマイクロ
レンズ９ｆｒ、９ｆｇ、９ｆｂをそれぞれ示す。

【００２１】次に、図７に示す反射型空間光変調素子９
を用いた構成について説明する。この反射型空間光変調
素子９は、図３を参照して先に説明した反射型空間光変
調素子９と比較した場合、回折効率に波長選択性のある
２層のホログラム層ＨＧ、ＨＢに代えて、液晶層９ｃの
近傍にマイクロレンズ９ｇを配置したものである点にお
いて異なり、その他の構成は同様である。すなわち、こ
の反射型空間光変調素子９では、１個のマイクロレンズ
９ｅに対して１個のマイクロレンズ９ｇが設けられてい
る。ここで、マイクロレンズ９ｇの焦点距離をｆ３とし
たとき、マイクロレンズ９ｅの主平面Ｐ１とマイクロレ
ンズ９ｇの主平面Ｐ３との距離がｆ３となるように構成
されている。従って、マイクロレンズ９ｇはテレセント
リックになり、各原色光の光束はその主光線が液晶層９
ｃに略垂直なって液晶層９ｃに集光されることになる。

【００２２】次に、図８に示す反射型空間光変調素子９
を用いた構成について説明する。この反射型空間光変調
素子９は、図３を参照して先に説明した反射型空間光変
調素子９と比較した場合、回折効率に波長選択性のある
２層のホログラム層ＨＧ、ＨＢに代えて、液晶層９ｃの
近傍にマイクロプリズム９ｈを配置したものである点に
おいて異なり、その他の構成は同様である。すなわち、
この反射型空間光変調素子９では、１個のマイクロレン
ズ９ｅに対して１個のマイクロプリズム９ｈが設けられ
ている。ここで、マイクロプリズム９ｈは、その断面形
状が同図に示すように、液晶層９ｃに平行な平面９ｈ−
１と、液晶層９ｃに対して傾斜した二つの平面９ｈ−
２、９ｈ−３とから構成されている。従って、マイクロ
レンズ９ｅに入射した緑色光は平面９ｈ−２で屈折して
液晶層９ｃに垂直な方向に偏向され、青色光は平面９ｈ
−３で屈折して液晶層９ｃに垂直な方向に偏向され、赤
色光は偏向を受けることなく平面９ｈ−１を透過するこ
とになる。

【００２３】以上説明したように、本実施例では、図３
乃至図８に示す反射型空間光変調素子９を用いることに
より、各原色光の主光線は、液晶層９ｃに対して略同一
の入射角（略垂直）に揃って入射するためコントラスト
比を向上させることができる。また、液晶層９ｃで変調
を受け誘電体ミラー層９ｂで反射された各原色光の光束
は、入射時の光路と略同一の光路を通って反射型空間光
変調素子９から射出するためこれらの光束は広がりを生
じることなく比較的小口径の投影レンズ８で効率的に投
影することができる。更にまた、各反射光束が入射時の
光路と略同一の光路を通って反射型空間光変調素子９か
ら射出することにより、反射型空間光変調素子９で変調
された反射光が偏光分離面に入射する角度は、ダイクロ
イックミラー１１、１２、１３から入射する際の入射角
と略同様の範囲に制限されるため、コントラストの劣化
を防止することができる。

【００２４】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。図９は、本発明の第２実施例に使用される反射型空
間光変調素子９の構成を模式的に示す部分断面図であ
る。なお、本実施例では、反射型空間光変調素子９に至
るまでの光学系（光源７から偏光ビームスプリッタ６）
は、大略、図１を参照して説明した本願出願人の先の提
案に係るカラー表示装置の構成におけるダイクロイック
ミラー１１、１２、１３に代えて全反射ミラーとしたも
のである。すなわち、本実施例では読出し光は、予め分
光されることなく、白色光のまま反射型空間光変調素子
９に供給される。そして、反射型空間光変調素子９のホ
ログラムレンズＨＬに入射した白色光は、ホログラムレ
ンズＨＬにより各原色光毎に異なる角度で回折されると
ともに集光される。ここで用いるホログラムレンズＨＬ
には、青色画素電極９ａＢ、赤色画素電極９ａＲ、緑色
画素電極９ａＧの３個の画素電極に対して１個の割合で
フレネルゾーンプレート状の単位ホログラムが多数形成
されたものである。すなわち、このホログラムレンズＨ
Ｌは、入射光を画素に集光する機能を持ち、回折効率に
波長依存性がないか又は少なく、色毎に回折角が異なる
ものである。

【００２５】このように、ホログラムレンズＨＬで分光
され且つ集光された読出し光は、液晶層９ｃに向かって
それぞれ異なる角度で伝搬するが、液晶層９ｃとホログ
ラムレンズＨＬとの間には、先に第１実施例で図３を参
照して説明した反射型空間光変調素子９と同様、回折効
率に波長選択性のある２層のホログラム層ＨＧ、ＨＢが
設けられており、各原色光の光束の主光線を液晶層９ｃ
に略垂直な方向に回折偏向する。従って、液晶層９ｃで
変調を受けた読出し光は誘電体ミラー層９ｂで反射され
入射光路と略同じ光路を逆に進むことになる。このよう
に、本実施例の構成によれば、読出し光はホログラムレ
ンズＨＬにより各原色光への分光と各色画素電極への集
光がなされるため、図１を参照して説明したような、非
平行なダイクロイックミラー１１、１２、１３を用いる
必要がなく、偏光ビームスプリッタ６の偏光分離面６ａ
に対する各原色光にについての入射角を同一に設定する
ことができるものである。なお、本実施例では、図１に
おける互いに非平行に配置されたダイクロイックミラー
１１、１２、１３に代えて全反射ミラーを用いる構成に
ついて説明したが、この全反射ミラーに代えて互いに平
行で且つ近接して配置したダイクロイックミラーを用い
ることにより白色光に含まれる光の波長を予めが帯域制
限しておくことが望ましい。なお、各原色光を液晶層９
ｃに略垂直な方向に偏光する手段としては、ここに示し
た、ホログラム層ＨＧ、ＨＢの他に、先に第１実施例で
説明したように、多重ホログラムＨＭ、微小ホログラム
ｈｇ、ｈｂ、マイクロレンズ９ｆｒ、９ｆｇ、９ｆｂ、
マイクロレンズ９ｇ、マイクロプリズム９ｈ等、図４乃
至図８の各手段を採用できることは云うまでもない。

【００２６】次に、図１０を参照して、本発明の第３実
施例について説明する。本実施例においては、図３乃至
図８を参照して説明した第１実施例の反射型空間光変調
素子９が使用される。図１０には一例として図３に示し
た反射型空間光変調素子９を用いた場合を示す。なお、
本実施例では、反射型空間光変調素子９に至るまでの光
学系（光源７から偏光ビームスプリッタ６）は、図１を
参照して説明した本願出願人の先の提案に係るカラー表
示装置の構成におけるダイクロイックミラー１１、１
２、１３に代えて全反射ミラーとしたものである。すな
わち、本実施例では読出し光は、予め分光されることな
く、白色光のまま反射型空間光変調素子９と偏光ビーム
スプリッタ６との間に設けられた２層のホログラム層Ｈ
Ｇ１、ＨＢ１に入射する。この２層のホログラム層ＨＧ
１、ＨＢ１は、反射型空間光変調素子９中に形成されて
いるホログラム層ＨＧ、ＨＢと略同様、回折効率に波長
選択性のあるホログラムであるが、ホログラム層ＨＧ
１、ＨＢ１は、ホログラム層ＨＧ、ＨＢと逆方向に緑色
光の光束と青色光の光束とをそれぞれ回折するものであ
る。そして、これらのホログラム層ＨＧ１、ＨＢ１は、
赤色光の光束は回折せずに直進透過させる。

【００２７】従って、偏光ビームスプリッタ６から導か
れた白色光はホログラム層ＨＧ１、ＨＢ１を透過するこ
とにより、図１０に示す如く、各原色光毎にそれぞれ異
なる方向に進行することになる。そして、これらの各原
色光は、反射型空間光変調素子９のマイクロレンズ９ｅ
に入射してホログラム層ＨＧ、ＨＢにより液晶層に各主
光線が略垂直となるように集光される。従って、各原色
光の光束は、液晶層９ｃで変調をうけ誘電体ミラー層９
ｂで反射されて入射光路と略同じ光路を逆に進むことに
なる。本実施例は、以上のような構成であるため、図１
に示す偏光ビームスプリッタ６の入射面や出射面に対し
て各原色光が全て同一の角度（垂直）で入出射すること
になり、偏光ビームスプリッタ６の偏光分離効率を高い
ものとすることができる結果、コントラスト比の高いカ
ラー画像を表示することができる。なお、本実施例で
は、反射型空間光変調素子９と別体にホログラム層ＨＧ
１、ＨＢ１を設ける構成について説明したが、反射型空
間光変調素子９の図示しないガラス基板上に直接積層す
るようにしてもよいことは勿論である。以上説明した各
実施例では、誘電体ミラー層９ｂにより読出し光を反射
する構成について説明したが、本発明はこれに限定され
るものでなく、例えば、誘電体ミラー層９ｂを省略し
て、各色画素電極自体で反射する構成としてもよい。ま
た、以上に説明した各実施例では、反射型の空間光変調
素子を用いた投射型カラー表示装置について説明した
が、本発明は、これに限定されるものではない。第２の
電極を透過型とし、透過した光をスクリーンに投影する
構成とした場合においても、それぞれの画素からの射出
光がパネル（空間光変調素子）面に略垂直であるため、
大口径レンズが不要でコントラスト比の高い良好なカラ
ー画像を投影表示することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の投射型カ
ラー表示装置によれば、各原色光の主光線は、液晶層に
対して略同一の入射角（略垂直）に揃って入射するため
コントラスト比を向上させることができる。また、液晶
層で変調を受け誘電体ミラー層で反射された各原色光の
光束は、入射時の光路と略同一の光路を通って反射型空
間光変調素子から射出するためこれらの光束は広がりを
生じることなく比較的小口径の投影レンズで効率的に投
影することができる。更にまた、各反射光束が入射時の
光路と略同一の光路を通って反射型空間光変調素子から
射出することにより、反射型空間光変調素子で変調され
た反射光が偏光分離面に入射する角度は、ダイクロイッ
クミラーから入射する際の入射角と略同様の範囲に制限
されるため、コントラストの劣化を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願出願人の先の提案に係る反射型空間光変調
素子を用いたカラー表示装置の概略構成を示す図であ
る。

【図２】図１のカラー表示装置に用いられる反射型空間
光変調素子の部分断面及び画素配列を示す図である。

【図３】本発明の第１実施例に使用される反射型空間光
変調素子の部分断面図である。

【図４】本発明の第１実施例に使用される反射型空間光
変調素子の部分断面図である。

【図５】本発明の第１実施例に使用される反射型空間光
変調素子の部分断面図である。

【図６】本発明の第１実施例に使用される反射型空間光
変調素子の部分断面図である。

【図７】本発明の第１実施例に使用される反射型空間光
変調素子の部分断面図である。

【図８】本発明の第１実施例に使用される反射型空間光
変調素子の部分断面図である。

【図９】本発明の第２実施例に使用される反射型空間光
変調素子の部分断面図である。

【図１０】本発明の第３実施例に使用される反射型空間
光変調素子の部分断面図である。

【符号の説明】

６偏光ビームスプリッタ７光源８投影レンズ９反射型空間光変調素子９ａ画素電極９ｂ誘電体ミラー９ｃ液晶層９ｄ透明電極９ｅマイクロレンズ１０反射型空間光変調素子１１ダイクロイックミラー１２ダイクロイックミラー１３ダイクロイックミラー１４レンズ１５コールドミラー１６レンズＨＧホログラムＨＢホログラムＨＭホログラムｈｇホログラムｈｂホログラム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き審査官末政清滋 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03B 33/12 G02F 1/13

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】読出し光を発生する光源と、該光源から放
射された光を３つの原色光に分光し、それぞれ異なる角
度に反射する分光手段と、該３つの原色光を偏光分離し
て空間光変調素子に入射させる偏光分離手段と、該空間
光変調素子の光変調層で変調された読出し光をスクリー
ンに投射する手段とを具備し、該空間光変調素子は、読出し光が入射する側に設けた透明な第１の電極と、該第１の電極に対向して設けた赤、緑、青用の画素電極
をマトリクス状に配列した第２の電極と、第１、第２の電極間に設けた光変調層と、第１の電極側に積層され、入射した読出し光を該画素電
極に集光するマイクロレンズアレイと、該マイクロレンズアレイと該画素電極の間にあり、該マ
イクロレンズアレイを射出した光を該画素電極面の略法
線方向に偏向する手段とを少なくも有してなる投射型カ
ラー表示装置。
【請求項２】読出し光を発生する光源と、該光源から放
射された読出し光を略平行光束にする手段と、平行光束
とされた該読出し光を偏光分離し特定偏光成分を空間光
変調素子に導く偏光分離手段と、該偏光分離手段と該空
間光変調素子との間にあって、該特定偏光成分に含まれ
る３つ原色光のうち第１の原色光を正方向に第２の原色
光を負方向に偏向回折し、第３の原色光を該空間光変調
素子の画素面の法線方向に偏向回折させるホログラム手
段と、該空間光変調素子の光変調層で変調された読出し
光をスクリーンに投射する手段とを具備し、該空間光変調素子は、読出し光が入射する側に設けた透明な第１の電極と、該第１の電極に対向して設けた赤、緑、青用の画素電極
をマトリクス状に配列した第２の電極と、第１、第２の電極間に設けた光変調層と、第１の電極側に積層され、入射した読出し光を該画素電
極に集光するマイクロレンズアレイと、該マイクロレンズアレイと該画素電極の間にあり、該マ
イクロレンズアレイを射出した光を該画素電極面の略法
線方向に偏向する手段とを少なくも有してなる投射型カ
ラー表示装置。
【請求項３】法線方向に偏向する手段はホログラムであ
る請求項１又は請求項２記載の投射型カラー表示装置。
【請求項４】法線方向に偏向する手段はマイクロレンズ
である請求項１又は請求項２記載の投射型カラー表示装
置。
【請求項５】法線方向に偏向する手段はマイクロプリズ
ムである請求項１又は請求項２記載の投射型カラー表示
装置。
【請求項６】読出し光を発生する光源と、該光源から放
射された読出し光を略平行光束にする手段と、平行光束
とされた該読出し光を偏光分離し特定偏光成分を空間光
変調素子に導く偏光分離手段と、該空間光変調素子の光
変調層で変調された読出し光をスクリーンに投射する手
段とを具備し、該空間光変調素子は、読出し光が入射する側に設けた透明な第１の電極と、該第１の電極に対向して設けた赤、緑、青用の画素電極
をマトリクス状に配列した第２の電極と、第１、第２の電極間に設けた光変調層と、第１の電極側に積層され、入射した読出し光を該画素電
極に集光するとともに、該読出し光の波長に応じて異な
る方向に偏向射出する第１のホログラムと、該第１のホログラムと該画素電極の間にあり、該第１の
ホログラムを射出した光を該画素電極面の略法線方向に
偏向する手段とを少なくも有してなる投射型カラー表示
装置。
【請求項７】法線方向に偏向する手段はホログラムであ
る請求項６記載の投射型カラー表示装置。
【請求項８】法線方向に偏向する手段はマイクロレンズ
である請求項６記載の投射型カラー表示装置。
【請求項９】法線方向に偏向する手段はマイクロプリズ
ムである請求項６記載の投射型カラー表示装置。
【請求項１０】該光源から発生した読出し光を、平行配
置した３枚のダイクロイックミラーでそれぞれ所定の帯
域幅を有する３つの原色光に分光した後に、該空間光変
調素子に入射せしめる手段を有する請求項６、７、８、
９記載の何れか一の投射型カラー表示装置。