JP2951858B2 - 投影型カラー液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、モザイク状のカラーフ
ィルターを用いないで一枚の液晶表示素子により、カラ
ー表示を行う単板式の投影型カラー液晶表示装置に関す
るものであり、特に、コンパクトなプロジェクション液
晶テレビシステムや情報表示システムに適用される投影
型カラー液晶表示装置に関するものである。
ィルターを用いないで一枚の液晶表示素子により、カラ
ー表示を行う単板式の投影型カラー液晶表示装置に関す
るものであり、特に、コンパクトなプロジェクション液
晶テレビシステムや情報表示システムに適用される投影
型カラー液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示素子は、それ自体発行しないの
で別に光源を設ける必要があるが、投影型カラー液晶表
示装置は、投影型ブラウン管表示装置と比較すると、色
再現範囲が広い、小型・軽量であるため持ち運びしやす
い、地磁気に影響されないのでコンバージェンス調整が
不要など非常に優れた特徴をもっている。このため、今
後の発展が期待されている。
で別に光源を設ける必要があるが、投影型カラー液晶表
示装置は、投影型ブラウン管表示装置と比較すると、色
再現範囲が広い、小型・軽量であるため持ち運びしやす
い、地磁気に影響されないのでコンバージェンス調整が
不要など非常に優れた特徴をもっている。このため、今
後の発展が期待されている。
【０００３】液晶表示素子を用いた投影型カラー画像表
示方式には、三原色に応じて液晶表示素子を三枚用いる
三板式と、一枚のみを用いる単板式とがある。前者の三
板式は、白色光を赤・緑・青の三原色の色光をそれぞれ
伝送する光学系と、その色光を制御して画像を形成する
液晶表示素子の対をそれぞれ独立に設けており、各色の
画像を光学的に重畳してフルカラー表示を行うものであ
る。この三板式の構成では、白色光源から放射される光
を有効に利用でき、かつ色の純度も高いという利点があ
るが、上述のように色分離系と色合成系が必要なため、
光学系が繁雑で部品点数が多くなってしまい、低コスト
化及び小型化の点では、後述の単板式に比べて一般的に
不利である。
示方式には、三原色に応じて液晶表示素子を三枚用いる
三板式と、一枚のみを用いる単板式とがある。前者の三
板式は、白色光を赤・緑・青の三原色の色光をそれぞれ
伝送する光学系と、その色光を制御して画像を形成する
液晶表示素子の対をそれぞれ独立に設けており、各色の
画像を光学的に重畳してフルカラー表示を行うものであ
る。この三板式の構成では、白色光源から放射される光
を有効に利用でき、かつ色の純度も高いという利点があ
るが、上述のように色分離系と色合成系が必要なため、
光学系が繁雑で部品点数が多くなってしまい、低コスト
化及び小型化の点では、後述の単板式に比べて一般的に
不利である。
【０００４】これに対して、後者の単板式は、液晶表示
素子を１枚のみ用いる構成であり、モザイク状、ストラ
イプ状等の三原色カラーフィルターパターンを備えた液
晶表示素子を投影光学系によって投影するもので、例え
ば特開昭５９ー２３０３８３号公報に開示されたものが
ある。単板式は使用する液晶表示素子が１枚ですみ、か
つ光学系の構成も三板式に比べて単純になるので、低コ
スト、小型の投影型システムに適している。
素子を１枚のみ用いる構成であり、モザイク状、ストラ
イプ状等の三原色カラーフィルターパターンを備えた液
晶表示素子を投影光学系によって投影するもので、例え
ば特開昭５９ー２３０３８３号公報に開示されたものが
ある。単板式は使用する液晶表示素子が１枚ですみ、か
つ光学系の構成も三板式に比べて単純になるので、低コ
スト、小型の投影型システムに適している。
【０００５】しかしながら、上記単板式の場合にはカラ
ーフィルターによる光の吸収または反射が起こるため、
入射光の約１／３しか利用できない。つまり、カラーフ
ィルターを用いる単板式での画面の明るさは、等しい明
るさの光源を用いた三板式と比較して約１／３に低下し
てしまう。
ーフィルターによる光の吸収または反射が起こるため、
入射光の約１／３しか利用できない。つまり、カラーフ
ィルターを用いる単板式での画面の明るさは、等しい明
るさの光源を用いた三板式と比較して約１／３に低下し
てしまう。
【０００６】このような欠点を解決するため、例えば特
開平４−６０５３８号公報には、図２に示すように、扇
型に配置されたダイクロイックミラー１２Ｒ・１２Ｇ・
１２Ｂを用いて、白色光源１からの白色光を赤・緑・青
の各光束に分割し、光の利用効率を向上させるようにし
た単板式のカラー液晶表示装置が提案されている。
開平４−６０５３８号公報には、図２に示すように、扇
型に配置されたダイクロイックミラー１２Ｒ・１２Ｇ・
１２Ｂを用いて、白色光源１からの白色光を赤・緑・青
の各光束に分割し、光の利用効率を向上させるようにし
た単板式のカラー液晶表示装置が提案されている。
【０００７】この装置において、上記ダイクロイックミ
ラー１２Ｒ・１２Ｇ・１２Ｂにより分割された各光束
は、液晶表示素子８の光源側に配置されているマイクロ
レンズアレイ７にそれぞれ異なった角度で入射する。上
記マイクロレンズアレイ７を通過した各光束は、それぞ
れに対応した色信号が独立して印加される信号電極によ
り駆動される液晶部位に、各光束の入射角度に応じて分
配照射される。この装置では、吸収型のカラーフィルタ
ーを用いないので、光の利用効率が向上し、極めて明る
い画像を提供することができる。
ラー１２Ｒ・１２Ｇ・１２Ｂにより分割された各光束
は、液晶表示素子８の光源側に配置されているマイクロ
レンズアレイ７にそれぞれ異なった角度で入射する。上
記マイクロレンズアレイ７を通過した各光束は、それぞ
れに対応した色信号が独立して印加される信号電極によ
り駆動される液晶部位に、各光束の入射角度に応じて分
配照射される。この装置では、吸収型のカラーフィルタ
ーを用いないので、光の利用効率が向上し、極めて明る
い画像を提供することができる。
【０００８】尚、特願平５−３２８８０５号公報には、
ダイクロイックミラーの波長選択特性の角度依存性によ
る混色の対策として、三原色の分離を長波長側から行
い、迷光の発生を最小限に抑えることにより色純度の向
上を図った投影型カラー液晶表示装置が、本発明者らに
よって提案されている。この手法では、Ｒ、Ｇ、Ｂの順
で光束を分離することにより、前述したダイクロイック
ミラーの特性シフトによる迷光が発生しにくくなるた
め、分割した各光束の色純度が高く、色再現範囲の広い
画像を得ることが可能となる。
ダイクロイックミラーの波長選択特性の角度依存性によ
る混色の対策として、三原色の分離を長波長側から行
い、迷光の発生を最小限に抑えることにより色純度の向
上を図った投影型カラー液晶表示装置が、本発明者らに
よって提案されている。この手法では、Ｒ、Ｇ、Ｂの順
で光束を分離することにより、前述したダイクロイック
ミラーの特性シフトによる迷光が発生しにくくなるた
め、分割した各光束の色純度が高く、色再現範囲の広い
画像を得ることが可能となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特願平５−３２８８０５号公報に提案された投影型カ
ラー液晶表示装置は、マイクロレンズを絵素と１：１の
対応にして配置した液晶表示装置と比較すると、図６
（ｂ）に示す液晶表示素子からの光束の出射角βが、図
６（ａ）に示す光束の出射角αに比べてかなり大きくな
っていることがわかる。液晶表示素子からの全ての出射
光束をスクリーンに投影するためには、大口径（低Ｆ
値）の投影レンズを用いなければならず、投影レンズは
Ｆ値を小さくするほど作成が難しくなりコストを押し上
げる要因となっている。
た特願平５−３２８８０５号公報に提案された投影型カ
ラー液晶表示装置は、マイクロレンズを絵素と１：１の
対応にして配置した液晶表示装置と比較すると、図６
（ｂ）に示す液晶表示素子からの光束の出射角βが、図
６（ａ）に示す光束の出射角αに比べてかなり大きくな
っていることがわかる。液晶表示素子からの全ての出射
光束をスクリーンに投影するためには、大口径（低Ｆ
値）の投影レンズを用いなければならず、投影レンズは
Ｆ値を小さくするほど作成が難しくなりコストを押し上
げる要因となっている。
【００１０】そこで、コストダウンの為に必要とされる
Ｆ値よりも大きなＦ値、つまり小口径の投影レンズを用
いると、図６に示すように、投影レンズの瞳位置でＲ光
及びＢ光のケラレが発生（斜線部）してしまい、これら
２つの色光のスクリーン到達光束が減少してしまう。ま
た、液晶プロジェクターによく用いられる光源のうち、
例えばメタルハライドランプ、ハロゲンランプ等の場合
にはスペクトル分布が一様ではなく、メタルハライドラ
ンプは赤域に輝線スペクトルがないため赤が弱くハロゲ
ンランプは青が弱いというようなスペクトル分布となっ
ている。このため特願平５−３２８８０５号公報に提案
された手法により小口径の投影レンズ及び上記の各ラン
プを用いると、ランプにおいてもともと少ない色光が、
更に投影レンズの瞳位置においてケラレが発生するた
め、ホワイトバランスが大きくＧ側へシフトしてしま
う。
Ｆ値よりも大きなＦ値、つまり小口径の投影レンズを用
いると、図６に示すように、投影レンズの瞳位置でＲ光
及びＢ光のケラレが発生（斜線部）してしまい、これら
２つの色光のスクリーン到達光束が減少してしまう。ま
た、液晶プロジェクターによく用いられる光源のうち、
例えばメタルハライドランプ、ハロゲンランプ等の場合
にはスペクトル分布が一様ではなく、メタルハライドラ
ンプは赤域に輝線スペクトルがないため赤が弱くハロゲ
ンランプは青が弱いというようなスペクトル分布となっ
ている。このため特願平５−３２８８０５号公報に提案
された手法により小口径の投影レンズ及び上記の各ラン
プを用いると、ランプにおいてもともと少ない色光が、
更に投影レンズの瞳位置においてケラレが発生するた
め、ホワイトバランスが大きくＧ側へシフトしてしま
う。
【００１１】つまり、特願平５−３２８８０５号公報に
提案された手法では、一様でない光源を使ってコストダ
ウンの為に必要なＦ値よりも大きなＦ値の投影レンズを
用いた場合に、投影レンズの瞳位置でのケラレの発生の
ために、ホワイトバランスが悪化してしまうという欠点
を有していた。
提案された手法では、一様でない光源を使ってコストダ
ウンの為に必要なＦ値よりも大きなＦ値の投影レンズを
用いた場合に、投影レンズの瞳位置でのケラレの発生の
ために、ホワイトバランスが悪化してしまうという欠点
を有していた。
【００１２】本発明は、上述した従来の問題点に鑑みな
されたものであって、その目的は、光源の発光スペクト
ルが偏ったものを用い、投影レンズを必要とされるＦ値
よりも大きなＦ値のものを用いても、ホワイトバランス
を悪化させることなく、良好な色再現性が得られ、大幅
なコストダウンを実現できる投影型カラー液晶表示装置
を提供することにある。
されたものであって、その目的は、光源の発光スペクト
ルが偏ったものを用い、投影レンズを必要とされるＦ値
よりも大きなＦ値のものを用いても、ホワイトバランス
を悪化させることなく、良好な色再現性が得られ、大幅
なコストダウンを実現できる投影型カラー液晶表示装置
を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の投影型カラー液晶表示装置は、光源と、こ
の光源からの光束を複数の色の光束に分割し、かつ該分
割した光束をそれぞれ異なる角度で同一の液晶表示素子
に照射する手段と、該液晶表示素子により変調された光
束を投影する投影手段とを備えた投影型カラー液晶表示
装置において、前記光源として前記複数の色の発光スペ
クトル強度が異なる光源を用い、該光源の発光スペクト
ル強度が最も弱い色の光束を前記液晶表示素子に入射す
る複数の色の光束のうちで液晶表示素子の表示面法線に
近い角度で入射させることを特徴としている。また、こ
のときの光源として赤域の発光スペクトル強度が弱い光
源を用い、前記液晶表示素子に入射する複数の色光のう
ち赤の色の光束を液晶表示素子の表示面法線に近い角度
で入射させてもよい。また、このときの光源として青域
の発光スペクトル強度が弱い光源を用い、前記液晶表示
素子に入射する複数の色光のうち青の色の光束を液晶表
示素子の表示面法線に近い角度で入射させてもよい。
め、本発明の投影型カラー液晶表示装置は、光源と、こ
の光源からの光束を複数の色の光束に分割し、かつ該分
割した光束をそれぞれ異なる角度で同一の液晶表示素子
に照射する手段と、該液晶表示素子により変調された光
束を投影する投影手段とを備えた投影型カラー液晶表示
装置において、前記光源として前記複数の色の発光スペ
クトル強度が異なる光源を用い、該光源の発光スペクト
ル強度が最も弱い色の光束を前記液晶表示素子に入射す
る複数の色の光束のうちで液晶表示素子の表示面法線に
近い角度で入射させることを特徴としている。また、こ
のときの光源として赤域の発光スペクトル強度が弱い光
源を用い、前記液晶表示素子に入射する複数の色光のう
ち赤の色の光束を液晶表示素子の表示面法線に近い角度
で入射させてもよい。また、このときの光源として青域
の発光スペクトル強度が弱い光源を用い、前記液晶表示
素子に入射する複数の色光のうち青の色の光束を液晶表
示素子の表示面法線に近い角度で入射させてもよい。
【００１４】
【作用】本発明に従えば、複数の色の光束を相互に異な
る角度で共通の液晶表示素子へ入射させ、それらを各色
に対応した画素によって光変調を行い、透過された光束
を投影することによってスクリーン上にカラー画像を表
示する単板式の投影型カラー液晶表示装置において、コ
ストダウンの為に小口径（高Ｆ値）の投影レンズを用い
る場合に、発光スペクトルの最も弱い色光を液晶表示素
子に入射する複数の色光のうちで液晶表示素子の表示面
法線に近い角度で入射させることにより、最も光量の少
ない色光の投影レンズ瞳位置でのケラレが無くなるた
め、良好なホワイトバランスを維持することができる。
また、光量の最も少ない色光の色純度が向上するため、
色再現範囲が広くなり、鮮やかな画像を得ることもでき
る。
る角度で共通の液晶表示素子へ入射させ、それらを各色
に対応した画素によって光変調を行い、透過された光束
を投影することによってスクリーン上にカラー画像を表
示する単板式の投影型カラー液晶表示装置において、コ
ストダウンの為に小口径（高Ｆ値）の投影レンズを用い
る場合に、発光スペクトルの最も弱い色光を液晶表示素
子に入射する複数の色光のうちで液晶表示素子の表示面
法線に近い角度で入射させることにより、最も光量の少
ない色光の投影レンズ瞳位置でのケラレが無くなるた
め、良好なホワイトバランスを維持することができる。
また、光量の最も少ない色光の色純度が向上するため、
色再現範囲が広くなり、鮮やかな画像を得ることもでき
る。
【００１５】
【実施例】以下本発明の実施例について説明する。
【００１６】（実施例１）図１（ａ）、（ｂ）に本発明
の投影型カラー液晶表示装置の一実施例の構成図を示
す。ただし、図１（ｂ）は、図１（ａ）の色分割手段
（斜線部）を示している。
の投影型カラー液晶表示装置の一実施例の構成図を示
す。ただし、図１（ｂ）は、図１（ａ）の色分割手段
（斜線部）を示している。
【００１７】本実施例では、光源として１５０Ｗ、アー
ク長ＡL ＝５ｍｍ、アークの径Ａφ＝２．２ｍｍ、スペ
クトル分布が図１０に示すようなメタルハライドランプ
を白色光源１として用いている。白色光源１は、そのア
ークが図において紙面に垂直になるように配置されてい
る。白色光源１としては、上記のメタルハライドランプ
以外に、ハロゲンランプやキセノンランプ等を使用する
ことも可能である。
ク長ＡL ＝５ｍｍ、アークの径Ａφ＝２．２ｍｍ、スペ
クトル分布が図１０に示すようなメタルハライドランプ
を白色光源１として用いている。白色光源１は、そのア
ークが図において紙面に垂直になるように配置されてい
る。白色光源１としては、上記のメタルハライドランプ
以外に、ハロゲンランプやキセノンランプ等を使用する
ことも可能である。
【００１８】白色光源１の背面には、球面鏡２が設けら
れている。この球面鏡２は、その中心が、上記白色光源
１における発光部の中心と一致するように配置されてい
る。白色光源１の前面には口径８０ｍｍφ、焦点距離ｆ
c ＝６０ｍｍのコンデンサーレンズ３が設けられてい
る。このコンデンサーレンズ３は、その焦点が、上記白
色光源１の発光部の中心と一致するように配置されてい
る。このような配置により、コンデンサーレンズ３から
は、略平行な白色光束が得られる。
れている。この球面鏡２は、その中心が、上記白色光源
１における発光部の中心と一致するように配置されてい
る。白色光源１の前面には口径８０ｍｍφ、焦点距離ｆ
c ＝６０ｍｍのコンデンサーレンズ３が設けられてい
る。このコンデンサーレンズ３は、その焦点が、上記白
色光源１の発光部の中心と一致するように配置されてい
る。このような配置により、コンデンサーレンズ３から
は、略平行な白色光束が得られる。
【００１９】このときの光束におけるアーク長方向（図
１において紙面に垂直な方向）の平行度は約２．２°、
アーク径方向（図１において紙面に平行な方向）の平行
度は約１°である。
１において紙面に垂直な方向）の平行度は約２．２°、
アーク径方向（図１において紙面に平行な方向）の平行
度は約１°である。
【００２０】白色光源１から平行光束を得る手段として
は、上記の構成に限らず、例えば回転放物面鏡を用いる
方法、回転楕円面鏡とインテグレーターを併用する方法
等が適宜選択される。
は、上記の構成に限らず、例えば回転放物面鏡を用いる
方法、回転楕円面鏡とインテグレーターを併用する方法
等が適宜選択される。
【００２１】上記コンデンサーレンズ３の前方には、図
１（ｂ）に示すような分光光学系が配置されている。該
分光光学系は、三種のダイクロイックミラー５Ｂ・５Ｒ
・５Ｃ（光束分割手段）によって構成され、それぞれ異
なる角度で配置されている。これらのダイクロイックミ
ラー５Ｂ・５Ｒ・５Ｃは、周知の薄膜蒸着技術により形
成される。
１（ｂ）に示すような分光光学系が配置されている。該
分光光学系は、三種のダイクロイックミラー５Ｂ・５Ｒ
・５Ｃ（光束分割手段）によって構成され、それぞれ異
なる角度で配置されている。これらのダイクロイックミ
ラー５Ｂ・５Ｒ・５Ｃは、周知の薄膜蒸着技術により形
成される。
【００２２】本実施例で用いるメタルハライドランプの
波長に対するスペクトルを図１０に示す。これより、こ
の白色光源１は赤のスペクトルが弱いため、赤の色光を
液晶表示素子に入射する三原色の光束のうちで、液晶表
示素子の表示面法線に近い角度で入射させるように配置
してある。ダイクロイックミラー５Ｂ、５Ｒ、５Ｃは白
色光源１の光軸に対して、それぞれα、α−θ、α−２
θの角度を持つように配置されており、αは３０°〜６
０°程度、θは後述する液晶表示素子８の絵素配列ピッ
チＰ及びマイクロレンズアレイ７の焦点距離ｆμから求
めることができる。
波長に対するスペクトルを図１０に示す。これより、こ
の白色光源１は赤のスペクトルが弱いため、赤の色光を
液晶表示素子に入射する三原色の光束のうちで、液晶表
示素子の表示面法線に近い角度で入射させるように配置
してある。ダイクロイックミラー５Ｂ、５Ｒ、５Ｃは白
色光源１の光軸に対して、それぞれα、α−θ、α−２
θの角度を持つように配置されており、αは３０°〜６
０°程度、θは後述する液晶表示素子８の絵素配列ピッ
チＰ及びマイクロレンズアレイ７の焦点距離ｆμから求
めることができる。
【００２３】ダイクロイックミラー５Ｂ、５Ｒ、５Ｃ
は、それぞれ、青、赤、青と緑の各波長帯の光を選択的
に反射し、他は透過する特性を有しており、光源側から
この順に光軸上に配置されている。ここで青、緑、赤の
波長帯とは、それぞれ約４００〜４９５ｎｍ、約４９５
〜６００ｎｍ、約６００〜７００ｎｍの波長域を示す。
但し、これらの各波長域の光を全て利用すればスクリー
ン照度は高くなるが、各原色の色純度は低下するので、
色純度を重視する場合には４９５ｎｍ付近及び５７５ｎ
ｍ付近の光をカットする場合もある。この配置により
青、赤、緑の光束にそれぞれ分離されている。通常緑の
色光の分離には緑反射のダイクロイックミラーを用いる
が、光源側の青及び赤反射ダイクロイックミラー５Ｂ、
５Ｒの波長選択性が高ければ（すなわち透過域の透過率
が１００％に近く、反射域での透過率が０％に近く、境
界域で急峻に分離する）、シアン（青と緑）反射のダイ
クロイックミラーを用いても所望の効果が得られる。シ
アン反射のダイクロイックミラーを用いることの利点と
して、 １、緑反射のダイクロイックミラーと比較して、薄膜の
総膜数が少なくて済むため、作製が容易であり、コスト
を低くできる。 ２、緑反射のダイクロイックミラーはバンドカットフィ
ルターであり、分光特性が高性能のものを作製すること
が難しいが、シアン反射のダイクロイックミラーはハイ
パスフィルターであり、波長選択性の高いものが作製可
能である。であることが挙げられる。
は、それぞれ、青、赤、青と緑の各波長帯の光を選択的
に反射し、他は透過する特性を有しており、光源側から
この順に光軸上に配置されている。ここで青、緑、赤の
波長帯とは、それぞれ約４００〜４９５ｎｍ、約４９５
〜６００ｎｍ、約６００〜７００ｎｍの波長域を示す。
但し、これらの各波長域の光を全て利用すればスクリー
ン照度は高くなるが、各原色の色純度は低下するので、
色純度を重視する場合には４９５ｎｍ付近及び５７５ｎ
ｍ付近の光をカットする場合もある。この配置により
青、赤、緑の光束にそれぞれ分離されている。通常緑の
色光の分離には緑反射のダイクロイックミラーを用いる
が、光源側の青及び赤反射ダイクロイックミラー５Ｂ、
５Ｒの波長選択性が高ければ（すなわち透過域の透過率
が１００％に近く、反射域での透過率が０％に近く、境
界域で急峻に分離する）、シアン（青と緑）反射のダイ
クロイックミラーを用いても所望の効果が得られる。シ
アン反射のダイクロイックミラーを用いることの利点と
して、 １、緑反射のダイクロイックミラーと比較して、薄膜の
総膜数が少なくて済むため、作製が容易であり、コスト
を低くできる。 ２、緑反射のダイクロイックミラーはバンドカットフィ
ルターであり、分光特性が高性能のものを作製すること
が難しいが、シアン反射のダイクロイックミラーはハイ
パスフィルターであり、波長選択性の高いものが作製可
能である。であることが挙げられる。
【００２４】シアン反射のダイクロイックミラーを用い
るには、青及び赤のダイクロイックミラー５Ｂ、５Ｒで
青と緑、赤と緑の境界域を急峻に分離することが前提と
なるが、自然光入射を前提とした赤反射ダイクロイック
ミラーでは、特性の急峻さを示す立ち上がり幅を４０ｎ
ｍ以下にすることが難しい。但し、本実施例の説明にお
ける立ち上がり幅とは、透過率が１０％と９０％となる
波長の差のことである。立ち上がり幅を４０ｎｍ以下に
することが難しいという理由は、ｓ偏光（電場が図１
（ａ）の紙面に垂直に振動する光）と、ｐ偏光（電場が
図１（ａ）の紙面に平行に振動する光）とに対する分光
特性の不一致がおこってしまうためである。従って偏光
状態をｓ、もしくはｐ偏光に限定することにより改善が
望める。自然光ではなく、ｓもしくはｐ偏光成分のみを
用いることにすると、実用レベルの層数で、立ち上がり
幅を２０ｎｍ前後までにすることが可能である。
るには、青及び赤のダイクロイックミラー５Ｂ、５Ｒで
青と緑、赤と緑の境界域を急峻に分離することが前提と
なるが、自然光入射を前提とした赤反射ダイクロイック
ミラーでは、特性の急峻さを示す立ち上がり幅を４０ｎ
ｍ以下にすることが難しい。但し、本実施例の説明にお
ける立ち上がり幅とは、透過率が１０％と９０％となる
波長の差のことである。立ち上がり幅を４０ｎｍ以下に
することが難しいという理由は、ｓ偏光（電場が図１
（ａ）の紙面に垂直に振動する光）と、ｐ偏光（電場が
図１（ａ）の紙面に平行に振動する光）とに対する分光
特性の不一致がおこってしまうためである。従って偏光
状態をｓ、もしくはｐ偏光に限定することにより改善が
望める。自然光ではなく、ｓもしくはｐ偏光成分のみを
用いることにすると、実用レベルの層数で、立ち上がり
幅を２０ｎｍ前後までにすることが可能である。
【００２５】図５はその様子を示したものであり、実線
はｐ偏光入射設計時の赤反射ダイクロイックミラーのｐ
偏光成分の透過率特性を示しており、点線は自然光入射
設計時の赤反射ダイクロイックミラーの自然光に対する
透過率特性を示している。図３のように非偏光（自然
光）設計のダイクロイックミラーを用いるより、偏光状
態を規定したものの方が特性が急峻になることが分か
る。（ｓ偏光成分設計のダイクロイックミラーも図３の
ｐ偏光限定ダイクロイックミラーの分光特性と同等の分
光特性を有するように設計することができる。） 他の色を反射するダイクロイックミラーも偏光状態を規
定することにより、赤反射のダイクロイックミラー同
様、波長選択性の向上を計ることができる。また、ダイ
クロイックミラーの裏面（色分離を行わない面）に何も
処理を施さない場合、ガラス基板と空気との境界で不要
な反射が起こり、色分離特性が悪くなるため反射防止膜
を形成した。反射防止膜は電子ビーム蒸着法を用い、Ｓ
ｉＯ2 とＴｉＯ2 を積層して作成した。積層膜厚として
は、ＳｉＯ2 （３５ｎｍ）／ＴｉＯ2 （１６ｎｍ）／Ｓ
ｉＯ2 （３５ｎｍ）／ＴｉＯ2 （１２４ｎｍ）／ＳｉＯ
2 （９２ｎｍ）として５層の反射防止膜とした。成膜時
の基板温度は３００〜３５０°Ｃである。本反射防止膜
を形成することで、裏面反射が大幅に低減し、反射防止
膜を作成しない場合４％程度あった裏面反射が、０．２
〜０．８％に低減できた（図１１（ｂ）参照）。但し、
膜構成については、上記の構成は１例に過ぎず、構成を
変えることにより図１１（ａ）、（ｃ）の様な特性にす
ることも可能である。
はｐ偏光入射設計時の赤反射ダイクロイックミラーのｐ
偏光成分の透過率特性を示しており、点線は自然光入射
設計時の赤反射ダイクロイックミラーの自然光に対する
透過率特性を示している。図３のように非偏光（自然
光）設計のダイクロイックミラーを用いるより、偏光状
態を規定したものの方が特性が急峻になることが分か
る。（ｓ偏光成分設計のダイクロイックミラーも図３の
ｐ偏光限定ダイクロイックミラーの分光特性と同等の分
光特性を有するように設計することができる。） 他の色を反射するダイクロイックミラーも偏光状態を規
定することにより、赤反射のダイクロイックミラー同
様、波長選択性の向上を計ることができる。また、ダイ
クロイックミラーの裏面（色分離を行わない面）に何も
処理を施さない場合、ガラス基板と空気との境界で不要
な反射が起こり、色分離特性が悪くなるため反射防止膜
を形成した。反射防止膜は電子ビーム蒸着法を用い、Ｓ
ｉＯ2 とＴｉＯ2 を積層して作成した。積層膜厚として
は、ＳｉＯ2 （３５ｎｍ）／ＴｉＯ2 （１６ｎｍ）／Ｓ
ｉＯ2 （３５ｎｍ）／ＴｉＯ2 （１２４ｎｍ）／ＳｉＯ
2 （９２ｎｍ）として５層の反射防止膜とした。成膜時
の基板温度は３００〜３５０°Ｃである。本反射防止膜
を形成することで、裏面反射が大幅に低減し、反射防止
膜を作成しない場合４％程度あった裏面反射が、０．２
〜０．８％に低減できた（図１１（ｂ）参照）。但し、
膜構成については、上記の構成は１例に過ぎず、構成を
変えることにより図１１（ａ）、（ｃ）の様な特性にす
ることも可能である。
【００２６】また、本実施例ではｐ偏光成分のみを用い
ることに限定したダイクロイックミラーを用いる。ｐ偏
光に限定したことで、ダイクロイックミラー出射時の光
量は、自然光を用いる場合に比べて半分に落ちてしまう
ことになるが、ツイステッド・ネマティック・モード
（ＴＮ）や、スーパー・ツイステッド・ネマティック・
モード（ＳＴＮ）のように偏光を利用するモードでは、
液晶表示素子に入射する段階で、総光量の半分を偏光板
により吸収または反射しているため、ダイクロイックミ
ラー出射時に偏光状態を限定しても、投影レンズ出射時
の光量は変化しない。
ることに限定したダイクロイックミラーを用いる。ｐ偏
光に限定したことで、ダイクロイックミラー出射時の光
量は、自然光を用いる場合に比べて半分に落ちてしまう
ことになるが、ツイステッド・ネマティック・モード
（ＴＮ）や、スーパー・ツイステッド・ネマティック・
モード（ＳＴＮ）のように偏光を利用するモードでは、
液晶表示素子に入射する段階で、総光量の半分を偏光板
により吸収または反射しているため、ダイクロイックミ
ラー出射時に偏光状態を限定しても、投影レンズ出射時
の光量は変化しない。
【００２７】ところで、ｐ偏光成分は図１（ａ）の紙
面、及び光の進行方向に垂直に振動しているが、液晶表
示素子の入射側の偏光板の透過軸は通常、液晶層のラビ
ング方向に平行もしくは垂直となるように配置される。
後者は、液晶表示素子の最適視覚方向を画面に対して１
２時または６時方向とするために、画面に対して斜め４
５°に設定され、前者と一致しない場合が多い。そこで
本発明は、図１（ａ）のように色分割手段であるダイク
ロイックミラーと液晶表示素子８との間に半波長板６を
配置した。半波長板は複屈折性の物質によって形成され
た光学素子で、偏光方向を回転させることが可能であ
る。この半波長板６を配置したことにより、ダイクロイ
ックミラー群を反射した各色の光束のｐ偏光成分を回転
させ、液晶表示素子８の入射側偏光板の透過軸方向と一
致させることが可能となる。尚、ダイクロイックミラー
に自然光を入射させても、液晶表示素子の入射側偏光板
で利用する偏光成分が決まるので、ダイクロイックミラ
ーの入射側に偏光板を新たに付加する必要はない。
面、及び光の進行方向に垂直に振動しているが、液晶表
示素子の入射側の偏光板の透過軸は通常、液晶層のラビ
ング方向に平行もしくは垂直となるように配置される。
後者は、液晶表示素子の最適視覚方向を画面に対して１
２時または６時方向とするために、画面に対して斜め４
５°に設定され、前者と一致しない場合が多い。そこで
本発明は、図１（ａ）のように色分割手段であるダイク
ロイックミラーと液晶表示素子８との間に半波長板６を
配置した。半波長板は複屈折性の物質によって形成され
た光学素子で、偏光方向を回転させることが可能であ
る。この半波長板６を配置したことにより、ダイクロイ
ックミラー群を反射した各色の光束のｐ偏光成分を回転
させ、液晶表示素子８の入射側偏光板の透過軸方向と一
致させることが可能となる。尚、ダイクロイックミラー
に自然光を入射させても、液晶表示素子の入射側偏光板
で利用する偏光成分が決まるので、ダイクロイックミラ
ーの入射側に偏光板を新たに付加する必要はない。
【００２８】図７に本実施例で用いられるマイクロレン
ズアレイ７及び液晶表示素子８の断面の模式図を示す。
ただし、図７では液晶表示素子８の構成要素である偏光
板、配向膜等は簡略化のために省略してあり、半波長板
６を透過したＲ、Ｇ、Ｂの各光束はマイクロレンズアレ
イ７にそれぞれ異なる角度で入射し、本実施例では赤の
光束をマイクロレンズアレイ７に垂直入射とし、緑及び
青の各光束は赤の光束に対して図１（ａ）の紙面に対し
て対称に角度がつけられている。
ズアレイ７及び液晶表示素子８の断面の模式図を示す。
ただし、図７では液晶表示素子８の構成要素である偏光
板、配向膜等は簡略化のために省略してあり、半波長板
６を透過したＲ、Ｇ、Ｂの各光束はマイクロレンズアレ
イ７にそれぞれ異なる角度で入射し、本実施例では赤の
光束をマイクロレンズアレイ７に垂直入射とし、緑及び
青の各光束は赤の光束に対して図１（ａ）の紙面に対し
て対称に角度がつけられている。
【００２９】液晶表示素子８は、図７に示されるよう
に、厚さ１．１ｍｍt のガラス基板２０と２２との間に
液晶を液晶層２３に封入し、前記液晶を単純マトリック
ス駆動するためにストライプ状の信号電極２４Ｒ、２４
Ｇ、２４Ｂとそれに直交する走査電極２１がそれぞれガ
ラス基板２０と２２の内面に配置されている構造を持っ
ている。信号電極２４Ｒ、２４Ｂ、２４Ｇ、及び走査電
極２１は、ともに透明導電膜で形成されており、信号電
極２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂにはそれぞれ、赤、緑、青の
信号が入力される。本実施例では、走査電極本数２２０
本、走査電極ピッチ２００μｍ、信号電極本数６００
本、信号電極ピッチ１００μｍのスーパー・ツィステッ
ド・ネマティック・モード（ＳＴＮ）で動作する単純マ
トリックス型液晶表示素子を用いた。
に、厚さ１．１ｍｍt のガラス基板２０と２２との間に
液晶を液晶層２３に封入し、前記液晶を単純マトリック
ス駆動するためにストライプ状の信号電極２４Ｒ、２４
Ｇ、２４Ｂとそれに直交する走査電極２１がそれぞれガ
ラス基板２０と２２の内面に配置されている構造を持っ
ている。信号電極２４Ｒ、２４Ｂ、２４Ｇ、及び走査電
極２１は、ともに透明導電膜で形成されており、信号電
極２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂにはそれぞれ、赤、緑、青の
信号が入力される。本実施例では、走査電極本数２２０
本、走査電極ピッチ２００μｍ、信号電極本数６００
本、信号電極ピッチ１００μｍのスーパー・ツィステッ
ド・ネマティック・モード（ＳＴＮ）で動作する単純マ
トリックス型液晶表示素子を用いた。
【００３０】液晶表示素子にはカラーフィルタは付加し
ないが、駆動信号の割当は縦ストライプ型とし、対応す
る信号電極２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂに印加される。これ
に対応するマイクロレンズアレイ７としては、上記信号
電極２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ三本分に相当する幅３００
μｍの縦方向のレンチキュラーレンズ（蒲鉾状のレンズ
が平行に配列されたもの）が用いられる。その焦点距離
は、液晶表示素子におけるガラス基板２０の厚さｔ＝
１．１ｍｍとほぼ等しくなるように設定されている。た
だし、マイクロレンズの焦点距離を空気中で測定する
と、ｔ／ｎ＝１．１ｍｍ／１．５３＝０．７２ｍｍとな
る。尚、ここでｎはガラス基板の屈折率を示す。
ないが、駆動信号の割当は縦ストライプ型とし、対応す
る信号電極２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂに印加される。これ
に対応するマイクロレンズアレイ７としては、上記信号
電極２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ三本分に相当する幅３００
μｍの縦方向のレンチキュラーレンズ（蒲鉾状のレンズ
が平行に配列されたもの）が用いられる。その焦点距離
は、液晶表示素子におけるガラス基板２０の厚さｔ＝
１．１ｍｍとほぼ等しくなるように設定されている。た
だし、マイクロレンズの焦点距離を空気中で測定する
と、ｔ／ｎ＝１．１ｍｍ／１．５３＝０．７２ｍｍとな
る。尚、ここでｎはガラス基板の屈折率を示す。
【００３１】マイクロレンズの製造方法としては、イオ
ン交換法（Ａｐｐｌ．Ｏｐｔ．Ｖｏｌ．２１ｐ．１０５
２（１９８４）、またはＥｌｅｃｔｏｒｏｎ．Ｌｅｔ
ｔ．Ｖｏｌ．１７、ｐ．４５２（１９８１））、膨潤法
（鈴木他、”プラスチックマイクロレンズの新しい作成
方法”、第２４回微小光学学会）、熱ダレ法（Ｚｏｒａ
ｎ Ｄ．Ｐｏｐｏｖｉｃ ｅｔ ａｌ．”ｔｅｃｈｎｉ
ｑｕｅ ｆｏｒ ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ ｆａｂｒｉｃ
ａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｃｒｏｌｅｎｚ ａｒｒａｙ
ｓ”、Ａｐｐｌ．Ｏｐｔ．Ｖｏｌ．２７、ｐ．１２８１
（１９８８））、蒸着法（特開昭５５−１３５８０８号
公報）、熱転写法（特開昭６１−６４１５８号公報）、
機械加工法、特開平３−２４８１２５号公報に示されて
いる方法等が利用できる。
ン交換法（Ａｐｐｌ．Ｏｐｔ．Ｖｏｌ．２１ｐ．１０５
２（１９８４）、またはＥｌｅｃｔｏｒｏｎ．Ｌｅｔ
ｔ．Ｖｏｌ．１７、ｐ．４５２（１９８１））、膨潤法
（鈴木他、”プラスチックマイクロレンズの新しい作成
方法”、第２４回微小光学学会）、熱ダレ法（Ｚｏｒａ
ｎ Ｄ．Ｐｏｐｏｖｉｃ ｅｔ ａｌ．”ｔｅｃｈｎｉ
ｑｕｅ ｆｏｒ ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ ｆａｂｒｉｃ
ａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｃｒｏｌｅｎｚ ａｒｒａｙ
ｓ”、Ａｐｐｌ．Ｏｐｔ．Ｖｏｌ．２７、ｐ．１２８１
（１９８８））、蒸着法（特開昭５５−１３５８０８号
公報）、熱転写法（特開昭６１−６４１５８号公報）、
機械加工法、特開平３−２４８１２５号公報に示されて
いる方法等が利用できる。
【００３２】前記マイクロレンズアレイ７に所定の方向
から平行光束を照射すると、各マイクロレンズアレイ７
の出射側近傍にレンチキュラーレンズのピッチに対応し
て３００μｍ間隔のライン状に各光束が集光される。こ
の集交ラインの幅Ｗは、 Ｗ＝Ａφ （光源のアークの径）×ｆμ （マイクロレンズの焦点距離） ／ｆc （コンデンサーレンズの焦点距離） ＝２．２ｍｍ×０．７２ｍｍ／６０ｍｍ ＝２６．４μｍ となり、ストライプ状の信号電極の中に収まる。
から平行光束を照射すると、各マイクロレンズアレイ７
の出射側近傍にレンチキュラーレンズのピッチに対応し
て３００μｍ間隔のライン状に各光束が集光される。こ
の集交ラインの幅Ｗは、 Ｗ＝Ａφ （光源のアークの径）×ｆμ （マイクロレンズの焦点距離） ／ｆc （コンデンサーレンズの焦点距離） ＝２．２ｍｍ×０．７２ｍｍ／６０ｍｍ ＝２６．４μｍ となり、ストライプ状の信号電極の中に収まる。
【００３３】また、各ダイクロイックミラーの相対的な
角度は、絵素ピッチをＰ、マイクロレンズの焦点距離を
ｆμ、各光束の入射角の差をθとすると、 Ｐ＝ｆμ ×ｔａｎθ の関係を満たせば、最初の集光ラインのそれぞれピッチ
分だけずれた位置に集光ラインが形成され、隣の信号電
極の中に収まる。
角度は、絵素ピッチをＰ、マイクロレンズの焦点距離を
ｆμ、各光束の入射角の差をθとすると、 Ｐ＝ｆμ ×ｔａｎθ の関係を満たせば、最初の集光ラインのそれぞれピッチ
分だけずれた位置に集光ラインが形成され、隣の信号電
極の中に収まる。
【００３４】本実施例では上式の関係を満たすように設
定されており、 θ＝ｔａｎ-1（１００／７２０）＝８° となる。
定されており、 θ＝ｔａｎ-1（１００／７２０）＝８° となる。
【００３５】従って、８°ずつ異なる三方向から三原色
の平行光束でマイクロレンズ７を照射すると、三原色の
集光ラインが１００μｍ間隔で順次隣接した信号電極上
に形成される。三原色の各光束は液晶表示素子８を透過
後、投影レンズ１０によりスクリーン１１に投影されカ
ラー画像表示が行われる。
の平行光束でマイクロレンズ７を照射すると、三原色の
集光ラインが１００μｍ間隔で順次隣接した信号電極上
に形成される。三原色の各光束は液晶表示素子８を透過
後、投影レンズ１０によりスクリーン１１に投影されカ
ラー画像表示が行われる。
【００３６】以上のように設定すると液晶表示素子から
の最大出射角は約２１°となり、全ての出射光束をスク
リーンに反映させるためにはＦ値が１．３以下の投影レ
ンズが必要となる。Ｆ＝１．３の投影レンズは大口径で
作成が難しく、コストも高いので、Ｆ＝１．８の投影レ
ンズを用いたところ、Ｇ及びＢの色光の光束にケラレが
発生しスクリーン到達光束が減少し、多少色温度が低下
したものの、極めて良好なホワイトバランスを維持でき
た。
の最大出射角は約２１°となり、全ての出射光束をスク
リーンに反映させるためにはＦ値が１．３以下の投影レ
ンズが必要となる。Ｆ＝１．３の投影レンズは大口径で
作成が難しく、コストも高いので、Ｆ＝１．８の投影レ
ンズを用いたところ、Ｇ及びＢの色光の光束にケラレが
発生しスクリーン到達光束が減少し、多少色温度が低下
したものの、極めて良好なホワイトバランスを維持でき
た。
【００３７】比較のために長波長側からＲ、Ｇ、Ｂの順
に色光を分離した場合して、Ｆ＝１．８の投影レンズを
用いてみたところ、白画面表示が緑がかってしまい、表
示画質が大きく低下してしまった。
に色光を分離した場合して、Ｆ＝１．８の投影レンズを
用いてみたところ、白画面表示が緑がかってしまい、表
示画質が大きく低下してしまった。
【００３８】（実施例２）実施例１にて、本発明の液晶
表示素子に単純マトリックス型液晶表示素子を用いた場
合について説明したが、周知のマトリックス上に配列さ
れた矩形絵素をスイッチングするアモルファス・シリコ
ン半導体薄膜トランジスタを介してダイナミック表示駆
動されるツイステッド・ネマティック・モード（ＴＮ）
のアクティブ・マトリックス型液晶表示素子を用いるこ
とも可能であり、その実施例について説明する。
表示素子に単純マトリックス型液晶表示素子を用いた場
合について説明したが、周知のマトリックス上に配列さ
れた矩形絵素をスイッチングするアモルファス・シリコ
ン半導体薄膜トランジスタを介してダイナミック表示駆
動されるツイステッド・ネマティック・モード（ＴＮ）
のアクティブ・マトリックス型液晶表示素子を用いるこ
とも可能であり、その実施例について説明する。
【００３９】本実施例において、絵素ピッチは縦横とも
１００μｍ、絵素の開口部の大きさは縦５０×横７０μ
ｍ、絵素数は縦４５０×横６００のデルタ配列とした。
絵素の開口率は３５％である。光源部及びダイクロイッ
クミラーの配置は実施例１と同じであるが、光源となる
メタルハライドランプのアークの向きは紙面と平行とし
た。絵素配列がデルタ配列の場合には、レンチキュラー
レンズでは不適当である。個々のマイクロレンズの形状
は必ずしもそれに対応する絵素の組の形状と相似形であ
る必要はないので、球面レンズの外周部が相互に融合し
た六角形のマイクロレンズを稠密に配列したマイクロレ
ンズアレイをイオン交換法により作成した。
１００μｍ、絵素の開口部の大きさは縦５０×横７０μ
ｍ、絵素数は縦４５０×横６００のデルタ配列とした。
絵素の開口率は３５％である。光源部及びダイクロイッ
クミラーの配置は実施例１と同じであるが、光源となる
メタルハライドランプのアークの向きは紙面と平行とし
た。絵素配列がデルタ配列の場合には、レンチキュラー
レンズでは不適当である。個々のマイクロレンズの形状
は必ずしもそれに対応する絵素の組の形状と相似形であ
る必要はないので、球面レンズの外周部が相互に融合し
た六角形のマイクロレンズを稠密に配列したマイクロレ
ンズアレイをイオン交換法により作成した。
【００４０】図８に絵素配列とマイクロレンズアレイの
相対的な位置関係の例を示す。図に示すように、四角形
のＲ、Ｇ、Ｂの各絵素電極がデルタ配列をなしており、
絵素電極を示していない部分は遮光層である。マイクロ
レンズアレイは六角形のマイクロレンズが蜂の巣状に配
列されている。赤の光は液晶表示素子及びマイクロレン
ズアレイに垂直（図では紙面に垂直）に照射され、各マ
イクロレンズの光軸上に配置されている赤の絵素内に集
光スポットが形成される。緑及び青の色光は赤の光に対
してそれぞれ左右８°傾いた方向から照射され、各色の
絵素内にそれぞれの色光の集光スポットが形成される。
このようにして赤、緑、青の各絵素にそれぞれの色の光
束が集光される。集光スポットの大きさは、実施例１と
同様の計算により６０μｍ×２６．４μｍとなり、絵素
開口部に収まる。
相対的な位置関係の例を示す。図に示すように、四角形
のＲ、Ｇ、Ｂの各絵素電極がデルタ配列をなしており、
絵素電極を示していない部分は遮光層である。マイクロ
レンズアレイは六角形のマイクロレンズが蜂の巣状に配
列されている。赤の光は液晶表示素子及びマイクロレン
ズアレイに垂直（図では紙面に垂直）に照射され、各マ
イクロレンズの光軸上に配置されている赤の絵素内に集
光スポットが形成される。緑及び青の色光は赤の光に対
してそれぞれ左右８°傾いた方向から照射され、各色の
絵素内にそれぞれの色光の集光スポットが形成される。
このようにして赤、緑、青の各絵素にそれぞれの色の光
束が集光される。集光スポットの大きさは、実施例１と
同様の計算により６０μｍ×２６．４μｍとなり、絵素
開口部に収まる。
【００４１】以上の配置による、液晶表示素子の出射光
束の最大出射角は約２２°であり、投影レンズのＦ値は
約１．２以下のものが必要であるが、コストを抑えるた
めＦ＝１．８の投影レンズを用いてみたところ、Ｇ、Ｂ
の色光は投影レンズの瞳にてケラレが発生し、スクリー
ン到達光束も多少減少したが、良好なホワイトバランス
と色再現範囲を得ることができた。
束の最大出射角は約２２°であり、投影レンズのＦ値は
約１．２以下のものが必要であるが、コストを抑えるた
めＦ＝１．８の投影レンズを用いてみたところ、Ｇ、Ｂ
の色光は投影レンズの瞳にてケラレが発生し、スクリー
ン到達光束も多少減少したが、良好なホワイトバランス
と色再現範囲を得ることができた。
【００４２】実施例１、２では白色光をダイクロイック
ミラーにより三原色に分離する例を示したが、本発明は
４色以上に分離するような構成にすることも可能で、例
えばグラフィック表示用にも適用することが可能であ
る。
ミラーにより三原色に分離する例を示したが、本発明は
４色以上に分離するような構成にすることも可能で、例
えばグラフィック表示用にも適用することが可能であ
る。
【００４３】また、実施例１、２では色分割手段として
三枚のダイクロイックミラーを用いたが、図１（ｂ）の
５Ｃの代わりに全反射ミラーを用いてもよい。その場
合、ランプの発光スペクトルに色純度の悪い光が多く含
まれる時には、その部分をカットする光学フィルターを
併用すると良い。
三枚のダイクロイックミラーを用いたが、図１（ｂ）の
５Ｃの代わりに全反射ミラーを用いてもよい。その場
合、ランプの発光スペクトルに色純度の悪い光が多く含
まれる時には、その部分をカットする光学フィルターを
併用すると良い。
【００４４】
【発明の効果】以上のように本発明を投影型カラー液晶
表示装置に適用することにより、光源の発光スペクトル
が偏ったものを用い、投影レンズを必要とされるＦ値よ
り大きなＦ値のものを用いても、ホワイトバランスを悪
化させることなく、良好な色再現範囲が得られ、大幅な
コストダウンが可能である。
表示装置に適用することにより、光源の発光スペクトル
が偏ったものを用い、投影レンズを必要とされるＦ値よ
り大きなＦ値のものを用いても、ホワイトバランスを悪
化させることなく、良好な色再現範囲が得られ、大幅な
コストダウンが可能である。
【図１】図１（ａ）は、本発明の投影型カラー液晶表示
装置の一実施例の概略的構成図である。図１（ｂ）は、
図１（ａ）の色分割手段の一例を示した図面である。
装置の一実施例の概略的構成図である。図１（ｂ）は、
図１（ａ）の色分割手段の一例を示した図面である。
【図２】図２は、従来技術における投影型液晶表示装置
の概略的構成図である。
の概略的構成図である。
【図３】図３（ａ）は、ダイクロイックミラーに設定と
は異なる角度で入射する様子を示した図面である。図３
（ｂ）は、図３（ａ）のときの特性の変化を表した図面
である。
は異なる角度で入射する様子を示した図面である。図３
（ｂ）は、図３（ａ）のときの特性の変化を表した図面
である。
【図４】図４は、液晶表示素子での混色の状態を示す図
面である。
面である。
【図５】図５は、ダイクロイックミラーの偏光状態によ
る差を示した図面である。
る差を示した図面である。
【図６】図６（ａ）は、マイクロレンズを絵素と１：１
対応にて配置した液晶表示装置の出射角を示す図面であ
る。図６（ｂ）は、特願平５−３２８８０５号公報に記
載された投影型カラー液晶表示装置の出射角を示す図面
である。
対応にて配置した液晶表示装置の出射角を示す図面であ
る。図６（ｂ）は、特願平５−３２８８０５号公報に記
載された投影型カラー液晶表示装置の出射角を示す図面
である。
【図７】図７は、図１（ａ）に示される液晶表示素子の
要部詳細図である。
要部詳細図である。
【図８】図８は、Ｒ、Ｇ、Ｂ各絵素とマイクロレンズの
相対的な位置関係を示す図面である。
相対的な位置関係を示す図面である。
【図９】図９は、投影レンズの瞳位置での光束のケラレ
を示す図面である。
を示す図面である。
【図１０】図１０は、本実施例で用いるメタルハライド
ランプの波長に対するスペクトルの分布図である。
ランプの波長に対するスペクトルの分布図である。
【図１１】図１１（ａ）は、ダイクロイックミラーの裏
面に施した反射防止膜の特性例を示した図面である。図
１１（ｂ）は、ダイクロイックミラーの裏面に施した反
射防止膜の特性例を示した図面である。図１１（ｃ）
は、ダイクロイックミラーの裏面に施した反射防止膜の
特性例を示した図面である。
面に施した反射防止膜の特性例を示した図面である。図
１１（ｂ）は、ダイクロイックミラーの裏面に施した反
射防止膜の特性例を示した図面である。図１１（ｃ）
は、ダイクロイックミラーの裏面に施した反射防止膜の
特性例を示した図面である。
１ 白色光源 ２ 球面鏡 ３ コンデンサーレンズ ５Ｂ ダイクロイックミラー ５Ｒ ダイクロイックミラー ５Ｃ ダイクロイックミラー ６ 反波長板 ７ マイクロレンズアレイ ８ 液晶表示素子 ９ フィールドレンズ １０ 投影レンズ、 １１ 投影スクリーン、 １２Ｒ ダイクロイックミラー １２Ｇ ダイクロイックミラー １２Ｂ ダイクロイックミラー １３Ｌ ダイクロイックミラー １３Ｍ ダイクロイックミラー １３Ｎ ダイクロイックミラー ２０ ガラス基板 ２２ ガラス基板 ２１ 走査電極 ２３ 液晶層 ２４Ｌ０ 信号電極 ２４Ｌ１ 信号電極 ２４Ｌ２ 信号電極 ２４Ｍ０ 信号電極 ２４Ｍ１ 信号電極 ２４Ｍ２ 信号電極 ２４Ｎ０ 信号電極 ２４Ｎ１ 信号電極 ２４Ｎ２ 信号電極 ２４Ｒ 信号電極 ２４Ｇ 信号電極 ２４Ｂ 信号電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中西 浩 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−56922（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02F 1/13 505 G02F 1/1335
Claims (3)
- 【請求項１】 光源と、この光源からの光束を複数の色
の光束に分割し、かつ該分割した光束をそれぞれ異なる
角度で同一の液晶表示素子に照射する手段と、該液晶表
示素子により変調された光束を投影する投影手段とを備
えた投影型カラー液晶表示装置において、 前記光源として前記複数の色の発光スペクトル強度が異
なる光源を用い、該光源の発光スペクトル強度が最も弱
い色の光束を前記液晶表示素子に入射する複数の色の光
束のうちで液晶表示素子の表示面法線に近い角度で入射
させることを特徴とする投影型カラー液晶表示装置。 - 【請求項２】 前記光源として赤域の発光スペクトル強
度が弱い光源を用い、前記液晶表示素子に入射する複数
の色光のうち赤の色の光束を液晶表示素子の表示面法線
に近い角度で入射させることを特徴とする請求項１に記
載の投影型カラー液晶表示装置。 - 【請求項３】 前記光源として青域の発光スペクトル強
度が弱い光源を用い、前記液晶表示素子に入射する複数
の色光のうち青の色の光束を液晶表示素子の表示面法線
に近い角度で入射させることを特徴とする請求項１に記
載の投影型カラー液晶表示装置。
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