JP3200334B2

JP3200334B2 - 光学変調装置及びそれを用いたカラー画像表示装置

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Publication number: JP3200334B2
Application number: JP19966695A
Authority: JP
Inventors: 純子倉持; 通隆瀬谷; 三郎菅原; 中井　　武彦
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-08-04
Filing date: 1995-08-04
Publication date: 2001-08-20
Anticipated expiration: 2015-08-04
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Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学変調装置及び
その光学変調装置を用いたカラー画像表示装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶光学変調素子を用いた単板カ
ラー光学変調装置は、液晶光学変調素子周辺部にある光
学変調被制御部の配線を遮光するブラックマトリクス面
積が液晶光学変調素子に占める割合が高く、装置全体の
光利用効率を低下させる要因となっていた。

【０００３】この問題を解決するため、図２３に示した
ような、マイクロレンズアレイ２をカラーフィルター７
１Ｒ、７１Ｇ、７１Ｂの前面に配置し、白色光源からの
照明光を介して光学変調素子２０１の各画素に集光させ
ることにより、光学変調装置２００の光利用効率を向上
させる方法が知られている。ここで、図２３における３
は透明基板、５はブラックマトリクスである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来例では、白
色光から各光学変調素子に応じた色光を取り出す部材と
してカラーフィルターを用いている。しかしながら、カ
ラーフィルターは各画素へ入射する白色光のうち、ある
波長成分の光のみを透過するため、それ以外の波長成分
の光に関しては無駄になっており、光利用効率が非常に
低かった。

【０００５】本発明は、光量損失の少ない単板カラー光
学変調装置を実現することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の光学変
調装置は、広波長帯域の光束を互いに波長帯域が異なる
複数の光束に分解する回折格子と、前記各波長帯域の光
束を各画素ごとに変調し、かつ反射板により反射させる
光学変調素子とを有する光学変調装置であって、前記回
折格子が１次元バイナリー型回折格子であり、前記回折
格子からの前記各波長帯域の光束の主光線が前記画素に
垂直に入射するように前記各波長帯域の光束を前記画素
に導き、かつ前記光学変調素子によって変調され、反射
された前記各波長帯域の光束を前記回折格子に導く手段
を有し、前記回折格子が前記光学変調素子によって変調
され、反射された前記各波長帯域の光束を合成すること
を特徴としている。

【０００７】請求項２の発明の光学変調装置は請求項１
に従うものであって、前記光学変調素子と、前記回折格
子と、前記各波長帯域の光束の主光線を前記光学変調素
子の異なる画素に垂直に入射させる手段とが、一体的に
形成されていることを特徴としている。請求項３の発明
の光学変調装置は請求項１又は２に従うものであって、
前記回折格子によって分解された各波長帯域の光束の主
光線を前記光学変調素子の各画素に垂直に入射させ、か
つ前記光学変調素子から出射する光束を前記回折格子に
導く手段は平板マイクロレンズであることを特徴として
いる。請求項４の発明の光学変調装置は請求項１乃至３
いずれか１項に従うものであって、前記広波長帯域の光
束、または前記所定の波長帯域に分解された光束を集光
して前記光学変調素子の各画素に収斂光を入射させる集
光手段を有することを特徴としている。請求項５の発明
の光学変調装置は請求項４に従うものであって、前記集
光手段はマイクロレンズであることを特徴としている。

【０００８】請求項６の発明の光学変調装置は請求項１
乃至５いずれか１項に従うものであって、前記回折格子
によって所定の波長帯域に光束が分解された位置にカラ
ーフィルターを有することを特徴としている。請求項７
の発明の光学変調装置は請求項１乃至６いずれか１項に
従うものであって、前記光学変調素子は、高分子分散型
液晶であることを特徴としている。請求項８の発明の光
学変調装置は請求項１乃至６いずれか１項に従うもので
あって、前記光学素子の画素間に遮光壁を有することを
特徴としている。請求項９の発明の光学変調装置は請求
項１乃至６いずれか１項に従うものであって、前記光学
変調素子は、ＴＮ型液晶であることを特徴としている。

【０００９】請求項１０の発明のカラー画像表示装置
は、請求項１乃至９記載の光学変調装置を用いてカラー
画像を表示することを特徴としている。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明の特徴を最もよく表
す光学変調装置の断面図（装置光軸に対して平行な断
面）である。

【００１１】同図において、１は光学変調制御部（不図
示）及び光学変調被制御部からなる光学変調素子群であ
る。本実施の形態においては光学変調被制御部は高分子
分散型液晶を用いる。２は入射光を集光する集光素子
群、３は光学変調素子１を挟持する透明基板、４は画像
表示に不要な光を遮光する遮光膜である。６は集光素子
群２に対して一対一で設けられ、集光素子群２によって
集光された光を複数の色光に分解し、かつ光学変調素子
群１から反射した色光を合成して出射する色分解合成素
子群である。７は光学変調素子群１と透明基板３の間に
設けられた反射板である。８は色分解合成素子群２によ
って分解された色光を偏向し、光学変調素子に入射させ
るための平板マイクロレンズである。

【００１２】図中、光学変調素子群１のＲ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）の符号は、それぞれの光学変調素子が
入射及び反射する光の波長帯域を表している。

【００１３】図１において、任意の集光素子をＡ０、Ａ
０に隣接した集光素子をＡ＋１、Ａ−１、Ａ０の光軸
（集光光束の中心線）を含む光学変調素子をＴ０、Ｔ０
に隣接した光学変調素子をＴ＋１、Ｔ−１、Ａ０の光軸
を含む回折格子をＳ０、Ｓ０に隣接した回折格子をＳ＋
１、Ｓ−１とする。Ａ０で集光された白色光束は回折格
子Ｓ０を通過後、ＲＧＢ帯域の３つの色光に色分解され
る。３つの色光は平板マイクロレンズ８によって各色
光の主光線が光学変調素子Ｔ０、Ｔ＋１、Ｔ−１に対し
てそれぞれ垂直になるよう偏向され、光学変調素子Ｔ
０、Ｔ＋１、Ｔ−１に入射し、反射板７で反射される。
それぞれの波長帯域の光束は、光学変調素子Ｔ０、Ｔ＋
１、Ｔ−１を出射するまでの間に光学変調を受ける。前
記光学変調素子により変調を受けた光束は、前記反射板
７で反射される前の光路を逆に辿り、集光素子A０にお
いて略平行光とされ出射する。

【００１４】平板マイクロレンズ８は、図２に示すよう
に透明基板３と同屈折率ｎ０の基板をベースにし、Ｔ−
１、Ｔ＋１に入出射するレンズ部のみの屈折率ｎ１をｎ
０よりも高く形成している。本実施の形態においては平
板マイクロレンズを用いたが図３に示すような台形レン
ズ、図４に示すようなレンチキュラーレンズでも構わな
い。

【００１５】高分子分散型液晶による光学変調原理につ
いては一般的に知られているため、説明は省略する。

【００１６】次に、色分解合成素子群６について、図５
の断面拡大図を用いて説明する。

【００１７】本実施の形態において色分解合成素子ぐん
ん６は、１次元バイナリー型回折格子を樹脂で成形した
ものである。１次元バイナリー型回折格子とは、図５に
示すように階段状に回折格子を形成したものであり、回
折光の偏向角がすべて同一になるように形成している。
本実施の形態では、格子ピッチＰ内にステップ幅Ｌ１，
Ｌ２，Ｌ３の３段形状である。なお、階段数は３段以上
であれば４段でも５段でも同様の効果が得られるよう構
成することができる。本実施の形態に示すような透過型
の回折格子は、ＡｐｐｌｉｅｄＯｐｔｉｃｓ誌１７巻
１５号２２７３〜２２７９（１９７８．８．１号）に開
示されているように、回折格子に入射した入射光束が透
過回折されて主に３方向に分離される。この回折格子
は、例えばブレーズド波長をλ０としたとき、ブレーズ
ド波長λ０に対し必要な格子厚ＤｔはＤｔ＝ｍ・λ０／（ｎλ０−１）となる。ここで、ｎλ０は媒質の屈折率である。ｍ，λ
０をｍ＝２、λ０＝５３０ｎｍとし、屈折率ｎλ０＝
１．５程度として算出した場合、格子厚はＤｔ＝２１２
０ｎｍ程度となる。

【００１８】以上、色分解について説明を行ったが、光
線の進路を逆にとって考えることで３色光を合成する作
用についても説明が付く。

【００１９】次に、光学変調装置１０を用いた反射型の
カラー画像表示装置の概略図を図６に示す。

【００２０】図６中、１０は本発明の光学変調装置、１
１は放物鏡１２の焦点位置に置かれた白色光源、１３は
コンデンサレンズ、１４は投射レンズ、１５は投射レン
ズ絞り、１６は投射スクリーン、１７は集光レンズ、１
８は投写レンズ絞り１５の白色光源１１側に設けられた
ミラーである。

【００２１】白色光源１１から出射した光は放物鏡１２
により略平行光にされ、集光レンズ１７、ミラー１８、
コンデンサレンズ１３を介して光学変調装置１０に入射
する。光学変調装置１０によりＲＧＢの色光ごとの画像
情報を与えられた光は、コンデンサレンズ１３、投射レ
ンズ１４を介して投射スクリーン１６上に画像表示を行
う。

【００２２】ＲＧＢ各色光の画像情報は光学変調装置１
０による光束の拡散度に依存している。図６のように光
軸上に開口を有するような絞りを用いる場合では、拡散
度の低い光束が投射レンズ絞り１５を通過して投射スク
リーン１６に到達し、拡散度の高い光束は投射レンズ絞
り１５に遮光され、投射スクリーン１６に到達しない。
すなわち、図３の画像表示装置では拡散度の低い光束を
画像表示に用いていることになる。図３のような構成と
は逆に、光軸近傍の光束を遮光するような絞り形状であ
る場合は、拡散度の高い光束を画像表示に用いることに
なる。

【００２３】このように構成することで、光学変調装置
１０に入射する白色光を色分解合成素子群６により複数
の色光に分解し、それぞれの色光に対応する光学変調素
子に無駄なく集光させることができるため、光利用効率
を大幅に向上させることができる。また同時に、本発明
の光学変調装置１０をカラー画像表示装置に用いること
により明るい装置の提供が装置サイズを大型化すること
なしに可能となる。また、スクリーン上に光学変調装置
の周期構造（ＲＧＢモザイク構造とブラックマトリク
ス）が見えなくなると同時にＲＧＢ３色が完全に合成さ
れた画像表示を行えるため、スクリーンに近づいた時に
も、高画質の画像を鑑賞することが可能となる。また、
１画素に対して入射光束を集光していることから開口率
の低い画素を採用できるため、光学変調素子の製造上の
歩留まりを上げることが可能となるなどの多くのメリッ
トが存在する。

【００２４】本実施の形態においては、色分解合成素子
として透過型回折格子を用いたが、ホログラム等のその
他の色分解合成素子を用いてもかまわない。また、集光
素子を平板マイクロレンズとしても構わない。更に集光
素子と色分解合成素子の配置の順序を逆にすることも考
えられる。また、色分解合成素子群を集光素子群と、あ
るいは透明基板と一体で形成しても構わない。

【００２５】本実施の形態において、色分解合成素子の
１素子内のピッチ数は図５に示すように２ピッチとした
が、光学変調装置の仕様によって変える必要がある。ま
た、回折格子１ピッチ内の格子厚を各段ごとに若干変え
ること、及び回折格子１ピッチ内の格子幅が不等間隔に
なるように回折格子形状を設計することで±１次回折光
内側帯成分低減ができることから理想的な色分解が更に
可能となる。また、反射板７は光学変調素子群１の配線
部を形成する金属層で同時に形成しても構わない。

【００２６】また図７に示すように、各色光が分離した
箇所に色補正用カラーフィルター７１を設けた形態も考
えられる。この構成では、色分解合成素子６で分解され
た各色光の分光特性が画像信号のもつ分光特性と異なる
場合、各色光を色補正用カラーフィルター７１に入射さ
せ、理想的色情報を得ることによって忠実な画像色再現
が可能になる。この場合、各色光に分解した後にカラー
フィルター５１を透過させるので、それ程光利用効率の
低下を生じない。

【００２７】また図８に示すように、光学変調素子間に
高分子分散型液晶の拡散光が隣接素子に入射し、クロス
トークの原因となることを防止するために遮光壁８１を
設ける形態も考えられる。この構成により、更に高い画
質のカラー画像表示装置の提供が可能となる。

【００２８】また、図７に示したカラーフィルター７
１、図８に示した遮光壁８１を同時に有するような形態
も考えられるのは説明するまでもない。

【００２９】次に光学変調装置の他の実施の形態を図９
に示す。

【００３０】図９において、図１と同符号のものは同様
の作用をするので説明は省略する。。図９の光学変調装
置２０が図１のものと最も大きく異なっているのは、光
学変調被制御部としてＴＮ型液晶を光学変調素子群２１
に用いている点である。それにともない本実施の形態の
光学変調装置２０は偏光板２２を有している。

【００３１】次に、光学変調装置２０を用いた反射型の
カラー画像表示装置の概略図を図１０に示す。

【００３２】図１０において、図６と同符号のものは同
様の作用をするので説明は省略する。１９は偏光ビーム
スプリッターである。光学変調装置２０は、偏光板２２
と反射時に光線位相差がπ変化する反射板７を組み合わ
せて用いることで画像情報をもった色光の透過率を制御
するシャッターの役割をする。但し、偏光板２２の偏光
軸と液晶分子配列方向は一義的に決められるためここで
の説明は省略する。

【００３３】このように光学変調装置を構成すること
で、光学変調被制御部に高分子分散型液晶を用いた時と
同様の効果が得られると同時に、ＴＮ型液晶を用いるこ
とでコントラストの高い画像表示装置を提供できる。

【００３４】また、ＴＮ型液晶以外に、ゲストホスト液
晶等その他の光学変調被制御部を用いても構わない。ま
た、図１０中、偏光ビームスプリッター１９の偏光分離
精度が充分でない場合には、コンデンサレンズ１３と偏
光ビームスプリッター１９の間に偏光板を１枚追加すれ
ば、更なるコントラストの向上が図れる。

【００３５】図１１から図１４は、本発明の光学変調装
置を入射側から見た平面図であり、集光素子と光学変調
素子の配置の関係を示すものである。

【００３６】図１１は、本発明の光学変調装置におい
て、集光素子の光軸を含む光学変調素子への入射光（図
１１中アンダーバーの添えられた英字）をＧ色としたも
のである。同時に任意の色分解合成素子の色分解方向と
は垂直な方向の隣接光学変調素子もＧ色としたものであ
る。また、集光素子は光学変調素子の２辺に平行な方向
のレンズの屈折力が各々異なる形状をしており集光素子
Ａ０に入射した光束は色分解素子Ｓ０に集光するものと
する。このように集光素子と光学変調素子を配列するこ
とで、バイナリー型回折格子がある一次元方向に連続的
な形状になることから形成が容易であり、低コスト化が
可能となる。

【００３７】また、図１２に示すように集光素子をレン
チキュラーレンズとすることも可能である。この場合、
レンチキュラーレンズのパワーを持たない方向のブラッ
クマトリクス構造は除去できずに残ることになるが、開
口率を一定にしたままブラックマトリクスの構成を変え
ることで図１１に示した例とほぼ同様の効果が得られ
る。更に、光学変調素子の１素子形状を正方形とした
が、長方形であっても構わない。

【００３８】図１３は、本発明の光学変調装置におい
て、集光素子の光軸を含む光学変調素子への入射光（図
１３中アンダーバーの添えられた英字）をＧ色とし、集
光素子２の配置を千鳥配置にしたものである。このよう
に集光素子と光学変調素子を配置することでも、図１１
に示したものと同様の効果が得られる。また、図１３で
は、光学変調素子の２次元配列は、格子状に配列されて
いるが、図１４に示すような千鳥配列であっても同様の
効果が得られる。

【００３９】次に本発明の実施の形態ではないが、本発
明の参考例として透過型の光学変調装置３０を図１５に
示す。反射型の光学変調装置１０と同符号の構成要素の
ものは同様の機能を有しているので説明を省略する。

【００４０】反射型の光学変調装置１０と異なる点は、
光学変調素子群１が平板マイクロレンズ８によって挟持
され、集光素子群２と色分解合成素子群６が入射側と出
射側に１対で設けられている点である。したがって、出
射側の集光素子群２はコリメート素子として働き、入射
側の色分解合成素子群６は色分解のみ、出射側は色合成
のみを行う。

【００４１】次に光学変調装置３０の画像形成の動作に
ついて説明する。図１の場合と同様に、任意の集光素子
をＡ０、Ａ０に隣接した集光素子をＡ０＋１、Ａ０−
１、Ａ０の光軸（集光光束の中心線）を含む光学変調素
子をＴ０、Ｔ０に隣接した光学変調素子をＴ＋１、Ｔ−
１、Ａ０の光軸を含む入射側の回折格子をＳ０、Ｓ０に
隣接した回折格子をＳ＋１、Ｓ−１、Ａ０の光軸を含む
出射側の回折格子をＭ０、Ｍ０に隣接した回折格子をＭ
＋１、Ｍ−１、Ａ０の光軸を含む出射側の集光素子をＣ
０、Ｃ０に隣接した集光素子をＣ＋１、Ｃ−１とする。
Ａ０で集光された白色光束は回折格子Ｓ０を通過後、Ｒ
ＧＢ帯域の３つの色光に色分解される。３つの色光は平
板マイクロレンズ８によって偏向され、光学変調素子Ｔ
０、Ｔ＋１、Ｔ−１に入射し光学変調を受ける。前記光
学変調素子により変調を受けた光束は、反射板７で反射
される前の光路を逆に辿り、前記集光素子A０において
略平行光とされ出射する。

【００４２】次に、光学変調装置３０を用いた透過型の
カラー画像表示装置の概略図を図１６に示す。

【００４３】白色光源１１から出射した光は、放物鏡１
２により略平行光にされ光学変調装置３０に入射する。
光学変調装置３０によりＲＧＢの色光ごとの画像情報を
与えられた光は、コンデンサレンズ１３、投射レンズ１
４を介して投射スクリーン１６上に画像表示を行う。

【００４４】ＲＧＢ各色光の画像情報は光学変調装置３
０による光束の拡散度に依存している。本実施の形態の
ように光軸上に開口を有するような絞りを用いる場合で
は、拡散度の低い光束が投射レンズ絞り１５を通過して
投射スクリーン１６に到達し、拡散度の高い光束は投射
レンズ絞り１５に遮光され、投射スクリーン１６に到達
しない。すなわち、図１６の画像表示装置では拡散度の
低い光束を画像表示に用いている。本参考例とは逆に、
光軸近傍の光束を遮光するような絞り形状である場合
は、拡散度の高い光束を画像表示に用いることになる。

【００４５】図１７は、図１５の光学変調装置内の各色
光が分離した箇所に色補正用カラーフィルター７１を設
けたものであり、図１８は、図１５の光学変調装置の各
光学変調素子間に遮光壁８１を設けたものである。この
ように光学変調装置を構成することにより、高い画質の
画像表示装置の提供が可能となる。ちなみに、色補正用
カラーフィルター７１の位置は、光学変調素子群１の前
面であっても構わない。

【００４６】

【００４７】図１６では、光学変調装置３０を一枚だけ
用いたカラー画像表示装置を説明したが、更に明るい画
像を表示するために、光源１１、放物鏡１２、コンデン
サレンズ１７、光学変調装置３０からなる照明・光学変
調ユニットを２組用いて画像を完全に合成させる例も挙
げられる。この例を図１９に示す。

【００４８】このように構成することにより、業務用等
の更に明るい画像表示が必要な装置を簡易な装置構成で
提供できる。

【００４９】光学変調被制御部には、高分子分散型液晶
だけでなくＴＮ型液晶も使用できる。その構成を図２０
に示す。図２０において、２１はＴＮ型液晶を光学変調
被制御部とした光学変調素子、２２、２３は互いに偏光
軸が直交した配置である偏光板である。

【００５０】図２１は、この光学変調装置を用いたカラ
ー画像表示装置の概略図である。図２１のカラー画像表
示装置の光学系は、一般にケーラー照明系と呼ばれ、光
源の像を投射レンズの瞳上に結像し、光量ムラの少ない
光学系として知られている。光学変調装置４０は、偏光
板２２、２３と組み合わせて用いることで画像情報をも
った色光の透過率を制御するシャッターの役割をする。

【００５１】このように光学変調装置を構成すること
で、光学変調被制御部に高分子分散型液晶を用いた時と
同様の効果が得られると同時に、ＴＮ型液晶を用いるこ
とでコントラストの高い画像表示装置を提供できる。

【００５２】また、ＴＮ型液晶以外に、ゲストホスト液
晶等その他の光学変調被制御部を用いても構わない。

【００５３】図２２は、図２０の光学変調装置のコリメ
ート素子としての機能を有する出射側の集光素子２を除
いたものである。このような構成にすることで、光学変
調装置５０の出射光束はある広がりをもって出射する。
この場合、図２０に示した光学変調装置４０と比較する
と、投射レンズのＦナンバーが一定の場合、多少スクリ
ーン照度が落ちることになる。しかしながら、光学変調
素子２１の１画素のサイズｄに対して透明基板３の厚み
Ｌが充分大きく、出射光束の広がり角はかなり小さいこ
とから実用上それほど問題ではないと考えられる。この
構成により、光学部材を減らすことができるため調整工
程及び部品コストの削減が可能となる。

【００５４】光学変調装置５０を用いたカラー画像表示
装置は、図２１に示したものと同じものであるので説明
は省略する。

【００５５】透過型の光学変調装置においても、集光素
子と光学変調素子の配置の関係は、図１１から図１４に
示したものと同じものが適用できる。

【００５６】

【００５７】本参考例においても、色分解合成素子にホ
ログラム等のその他の色分解素子を用いても構わない。
また、集光素子２を平板マイクロレンズとしても構わな
い。また、色分解素子６を集光素子２あるいは透明基板
３と一体で形成しても構わない。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光利用効率の良い、小型の光学変調装置が実現でき、本
発明の光学変調装置をカラー画像表示装置に用いれば、
画質のよい装置が装置サイズを大型化することなしに実
現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の反射型の光学変調装置の要部断面図で
ある。

【図２】平板マイクロレンズの拡大断面図である。

【図３】平板マイクロレンズの拡大断面図である。

【図４】平板マイクロレンズの拡大断面図である。

【図５】色分解合成素子の拡大断面図である。

【図６】本発明のカラー画像表示装置の概略図である。

【図７】本発明の反射型の光学変調装置の要部断面図で
ある。

【図８】本発明の反射型の光学変調装置の要部断面図で
ある。

【図９】本発明の反射型の光学変調装置の要部断面図で
ある。

【図１０】本発明のカラー画像表示装置の概略図であ
る。

【図１１】集光素子と光学変調素子の配置の関係を示し
た図である。

【図１２】集光素子と光学変調素子の配置の関係を示し
た図である。

【図１３】集光素子と光学変調素子の配置の関係を示し
た図である。

【図１４】集光素子と光学変調素子の配置の関係を示し
た図である。

【図１５】参考例の透過型の光学変調装置の要部断面図
である。

【図１６】参考例のカラー画像表示装置の概略図であ
る。

【図１７】参考例の透過型の光学変調装置の要部断面図
である。

【図１８】参考例の透過型の光学変調装置の要部断面図
である。

【図１９】参考例のカラー画像表示装置の概略図であ
る。

【図２０】参考例の透過型の光学変調装置の要部断面図
である。

【図２１】参考例のカラー画像表示装置の概略図であ
る。

【図２２】参考例の透過型の光学変調装置の要部断面図
である。

【図２３】従来の光学変調装置の要部断面図である。

【符号の説明】

１光学変調素子２集光素子３透明基板４遮光膜５光学変調制御部６色分解合成素子７反射板８平板マイクロレンズ１０光学変調装置１１白色光源１２放物鏡１３コンデンサーレンズ１４投射レンズ１５投射レンズ絞り１６投射スクリーン１７集光レンズ１８ミラー７１カラーフィルター８１遮光壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中井武彦東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開平５−249318（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/1335 - 1/13363

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】広波長帯域の光束を互いに波長帯域が異
なる複数の光束に分解する回折格子と、前記各波長帯域
の光束を各画素ごとに変調し、かつ反射板により反射さ
せる光学変調素子とを有する光学変調装置であって、前記回折格子が１次元バイナリー型回折格子であり、前記回折格子からの前記各波長帯域の光束の主光線が前
記画素に垂直に入射するように前記各波長帯域の光束を
前記画素に導き、かつ前記光学変調素子によって変調さ
れ、反射された前記各波長帯域の光束を前記回折格子に
導く手段を有し、前記回折格子が前記光学変調素子によ
って変調され、反射された前記各波長帯域の光束を合成
することを特徴とする光学変調装置。
【請求項２】前記光学変調素子と、前記回折格子と、
前記各波長帯域の光束の主光線を前記光学変調素子の異
なる画素に垂直に入射させる手段とが、一体的に形成さ
れていることを特徴とする請求項１記載の光学変調装
置。
【請求項３】前記回折格子によって分解された各波長
帯域の光束の主光線を前記光学変調素子の各画素に垂直
に入射させ、かつ前記光学変調素子から出射する光束を
前記回折格子に導く手段は平板マイクロレンズであるこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の光学変調装置。
【請求項４】前記広波長帯域の光束、または前記所定
の波長帯域に分解された光束を集光して前記光学変調素
子の各画素に収斂光を入射させる集光手段を有すること
を特徴とする請求項１乃至３いずれか１項記載の光学変
調装置。
【請求項５】前記集光手段はマイクロレンズであるこ
とを特徴とする請求項４記載の光学変調装置。
【請求項６】前記回折格子によって所定の波長帯域に
光束が分解された位置にカラーフィルターを有すること
を特徴とする請求項１乃至５いずれか１項記載の光学変
調装置。
【請求項７】前記光学変調素子は、高分子分散型液晶
であることを特徴とする請求項１乃至６記載の光学変調
装置。
【請求項８】前記光学素子の画素間に遮光壁を有する
ことを特徴とする請求項７記載の光学変調装置。
【請求項９】前記光学変調素子は、ＴＮ型液晶である
ことを特徴とする請求項１乃至６記載の光学変調装置。
【請求項１０】請求項１乃至９記載の光学変調装置を
用いてカラー画像を表示することを特徴とするカラー画
像表示装置。