JP3457590B2 - Ｘプリズム及び投写システム - Google Patents
Ｘプリズム及び投写システムInfo
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- projection system
- prisms
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/12—Picture reproducers
- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
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- G02B27/14—Beam splitting or combining systems operating by reflection only
- G02B27/149—Beam splitting or combining systems operating by reflection only using crossed beamsplitting surfaces, e.g. cross-dichroic cubes or X-cubes
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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- H04N9/12—Picture reproducers
- 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
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- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は投写型ディスプレイ
の光学システムに関し、特に、従来のＸキューブ配置
（X-cube arrangement）が使用されるときに通常、生じ
るグレア及びゴースト・イメージを本質的に低減する、
変形Ｘキューブ配置を使用する光学システムに関する。
より詳細には、本発明の変更Ｘキューブ（またはＸプリ
ズム）配置は、不要な反射を低減し、従来のＸキューブ
と比較して、改良されたコントラストの結像（イメージ
ング）を提供する。本発明の変形Ｘキューブ配置は、好
適には、３カラー高解像度投写型ディスプレイにおいて
使用される。
の光学システムに関し、特に、従来のＸキューブ配置
（X-cube arrangement）が使用されるときに通常、生じ
るグレア及びゴースト・イメージを本質的に低減する、
変形Ｘキューブ配置を使用する光学システムに関する。
より詳細には、本発明の変更Ｘキューブ（またはＸプリ
ズム）配置は、不要な反射を低減し、従来のＸキューブ
と比較して、改良されたコントラストの結像（イメージ
ング）を提供する。本発明の変形Ｘキューブ配置は、好
適には、３カラー高解像度投写型ディスプレイにおいて
使用される。
【０００２】
【従来の技術】空間光変調器（ＳＬＭｓ：Spatial ligh
t modulators）にもとづく３カラー高解像度ディスプレ
イは、イメージを生成するために３つのＳＬＭを必要と
する。各ＳＬＭは、３色すなわちレッド（Ｒ）、グリー
ン（Ｇ）及びブルー（Ｂ）の１つに作用する。結果のフ
ル・カラー・イメージは、スクリーン上への個々のレッ
ド、グリーン及びブルー・イメージの重ね合わせであ
る。液晶（ＬＣ）ライトバルブは既知のタイプのＳＬＭ
である。
t modulators）にもとづく３カラー高解像度ディスプレ
イは、イメージを生成するために３つのＳＬＭを必要と
する。各ＳＬＭは、３色すなわちレッド（Ｒ）、グリー
ン（Ｇ）及びブルー（Ｂ）の１つに作用する。結果のフ
ル・カラー・イメージは、スクリーン上への個々のレッ
ド、グリーン及びブルー・イメージの重ね合わせであ
る。液晶（ＬＣ）ライトバルブは既知のタイプのＳＬＭ
である。
【０００３】３配色（３カラー・スキーム）の典型的な
従来の構成が、図１に示される。特に図１は、各々がそ
れぞれの色に対応する３つの透過型のライトバルブ（ま
たはＳＬＭ）１２、１４、１６を使用する従来構成１０
を示す。動作原理は、各画素に対する入射光の偏光の回
転を基礎とする。ライトバルブが偏光子間に設置される
とき、イメージが透過型液晶ライトバルブ内に形成され
る。投写システムでは、３つのライトバルブの各々が、
３つの個々のカラー成分の１つのイメージ形成を制御す
る。完全な投写システムは一般に、白色電球アーク光源
１８と、それに続き、白色光をレッド（Ｒ）、グリーン
（Ｇ）、及びブルー（Ｂ）成分に分離する、ダイクロイ
ック・カラー・フィルタ２０Ａ及び２０Ｂを使用する。
各色成分は３つのライトバルブの１つに向けられる。偏
光子（偏光プリズムを含む）２２が各ライトバルブへの
入口に設置され、ライトバルブに入射する１つの偏光状
態だけを選択する。第２の偏光子２４は、３つのライト
バルブの各々の後に設置され、イメージ形成光を選択す
る。Ｘキューブ２６は通常、個々のレッド、グリーン及
びブルー・ライトバルブにより生成されるイメージを結
合し、完全な合成イメージを形成するために使用され
る。投写レンズ２８はシステムを完成させ、イメージを
拡大し、スクリーン上に投写する。
従来の構成が、図１に示される。特に図１は、各々がそ
れぞれの色に対応する３つの透過型のライトバルブ（ま
たはＳＬＭ）１２、１４、１６を使用する従来構成１０
を示す。動作原理は、各画素に対する入射光の偏光の回
転を基礎とする。ライトバルブが偏光子間に設置される
とき、イメージが透過型液晶ライトバルブ内に形成され
る。投写システムでは、３つのライトバルブの各々が、
３つの個々のカラー成分の１つのイメージ形成を制御す
る。完全な投写システムは一般に、白色電球アーク光源
１８と、それに続き、白色光をレッド（Ｒ）、グリーン
（Ｇ）、及びブルー（Ｂ）成分に分離する、ダイクロイ
ック・カラー・フィルタ２０Ａ及び２０Ｂを使用する。
各色成分は３つのライトバルブの１つに向けられる。偏
光子（偏光プリズムを含む）２２が各ライトバルブへの
入口に設置され、ライトバルブに入射する１つの偏光状
態だけを選択する。第２の偏光子２４は、３つのライト
バルブの各々の後に設置され、イメージ形成光を選択す
る。Ｘキューブ２６は通常、個々のレッド、グリーン及
びブルー・ライトバルブにより生成されるイメージを結
合し、完全な合成イメージを形成するために使用され
る。投写レンズ２８はシステムを完成させ、イメージを
拡大し、スクリーン上に投写する。
【０００４】多数の透過型ライトバルブを使用する投写
システムが市販されている。しかしながら、高解像度デ
ィスプレイ用に要求される、より多数の画素（ピクセ
ル）を有するライトバルブを用意するためには、液晶パ
ネルが大型化する。非常に小さな画素を有する透過型ラ
イトバルブを生産することは、困難である。なぜなら、
ライトバルブの制御に必要となる電子回路が、画素を通
過する光路を、許容不能なまでに暗くするからである。
代わりに、高解像度アプリケーション用に、反射型のラ
イトバルブが登場しつつある。反射モードでは、電子回
路上に、直接ミラー構造を形成することが可能になる。
このモードは、電子回路により引き起こされる光路妨害
無しに、より小さな画素領域を可能にし、従って最大光
スループットを可能にする。
システムが市販されている。しかしながら、高解像度デ
ィスプレイ用に要求される、より多数の画素（ピクセ
ル）を有するライトバルブを用意するためには、液晶パ
ネルが大型化する。非常に小さな画素を有する透過型ラ
イトバルブを生産することは、困難である。なぜなら、
ライトバルブの制御に必要となる電子回路が、画素を通
過する光路を、許容不能なまでに暗くするからである。
代わりに、高解像度アプリケーション用に、反射型のラ
イトバルブが登場しつつある。反射モードでは、電子回
路上に、直接ミラー構造を形成することが可能になる。
このモードは、電子回路により引き起こされる光路妨害
無しに、より小さな画素領域を可能にし、従って最大光
スループットを可能にする。
【０００５】上述の構成は、反射型液晶ライトバルブを
使用する他の投写型ディスプレイ同様、図２に示される
ものと類似の光学配置を使用する。照明系（図示せず）
からの光が、ダイクロイック・ミラー（図２では図示せ
ず）により、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、及びブル
ー（Ｂ）のビームに分離される。各有色ビームが反射型
ライトバルブ４８、５０及び５２に近接する、その対応
する偏光ビーム・スプリッタ（ＰＢＳ：Polarizing bea
m splitter）４２、４４及び４６に向けられる。ＰＢＳ
４２及びライトバルブ４８はレッド光を選択し、ＰＢＳ
４４及びライトバルブ５０はグリーン光を選択し、ＰＢ
Ｓ４６及びライトバルブ５２はブルー光を選択する。各
ＰＢＳは偏光ビームをそのライトバルブへ向け、ライト
バルブはその暗状態（dark state）において、一般にミ
ラーのように作用する。更に、ＰＢＳは、特定の色の光
を選択的に反射するダイクロイック・コーティング（di
chroic coating）を含む。図２では、ＰＢＳ４２はレッ
ド（Ｒ'）のためのダイクロイック・コーティングを含
み、ＰＢＳ４４はグリーン（Ｇ'）のためのダイクロイ
ック・コーティングを含み、ＰＢＳ４６はブルー
（Ｂ'）のためのダイクロイック・コーティングを含
む。
使用する他の投写型ディスプレイ同様、図２に示される
ものと類似の光学配置を使用する。照明系（図示せず）
からの光が、ダイクロイック・ミラー（図２では図示せ
ず）により、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、及びブル
ー（Ｂ）のビームに分離される。各有色ビームが反射型
ライトバルブ４８、５０及び５２に近接する、その対応
する偏光ビーム・スプリッタ（ＰＢＳ：Polarizing bea
m splitter）４２、４４及び４６に向けられる。ＰＢＳ
４２及びライトバルブ４８はレッド光を選択し、ＰＢＳ
４４及びライトバルブ５０はグリーン光を選択し、ＰＢ
Ｓ４６及びライトバルブ５２はブルー光を選択する。各
ＰＢＳは偏光ビームをそのライトバルブへ向け、ライト
バルブはその暗状態（dark state）において、一般にミ
ラーのように作用する。更に、ＰＢＳは、特定の色の光
を選択的に反射するダイクロイック・コーティング（di
chroic coating）を含む。図２では、ＰＢＳ４２はレッ
ド（Ｒ'）のためのダイクロイック・コーティングを含
み、ＰＢＳ４４はグリーン（Ｇ'）のためのダイクロイ
ック・コーティングを含み、ＰＢＳ４６はブルー
（Ｂ'）のためのダイクロイック・コーティングを含
む。
【０００６】入射光は偏光の変化無しにＰＢＳ内に反射
されて戻され、従って、再度ＰＢＳにおいて、光源に向
けて反射される。液晶層に電圧が印加される場合、偏光
の回転が存在し、反射ビームがＰＢＳにより透過され、
いわゆるＸキューブ５４に入射する。
されて戻され、従って、再度ＰＢＳにおいて、光源に向
けて反射される。液晶層に電圧が印加される場合、偏光
の回転が存在し、反射ビームがＰＢＳにより透過され、
いわゆるＸキューブ５４に入射する。
【０００７】Ｘキューブ５４は４つの直角プリズムを含
み、それらにダイクロイック・コーティングが付着され
接合されて、キューブを形成する。キューブは、それを
構成する４つのプリズムの慎重な位置合わせにより、２
つの色特定反射面を含む特性を有する。通常、一方のコ
ーティングがレッド（Ｒ）だけを反射し、他方はブルー
（Ｂ）だけを反射する。この場合、グリーン（Ｇ）光は
両者により透過される。図２では、レッドを選択するダ
イクロイック・コーティングは、Ｒ'とラベル付けさ
れ、ブルーを選択するダイクロイック・コーティング
は、Ｂ'とラベル付けされて示される。しかしながら、
実際には、ダイクロイック・コーティングは完全ではな
い。すなわち、ブルー（Ｂ）・コーティングは実際に
は、少量のレッド（Ｒ）光を反射し得、このことがプリ
ズム内に、予期しない不要な追加の光路（light path）
を生成する。
み、それらにダイクロイック・コーティングが付着され
接合されて、キューブを形成する。キューブは、それを
構成する４つのプリズムの慎重な位置合わせにより、２
つの色特定反射面を含む特性を有する。通常、一方のコ
ーティングがレッド（Ｒ）だけを反射し、他方はブルー
（Ｂ）だけを反射する。この場合、グリーン（Ｇ）光は
両者により透過される。図２では、レッドを選択するダ
イクロイック・コーティングは、Ｒ'とラベル付けさ
れ、ブルーを選択するダイクロイック・コーティング
は、Ｂ'とラベル付けされて示される。しかしながら、
実際には、ダイクロイック・コーティングは完全ではな
い。すなわち、ブルー（Ｂ）・コーティングは実際に
は、少量のレッド（Ｒ）光を反射し得、このことがプリ
ズム内に、予期しない不要な追加の光路（light path）
を生成する。
【０００８】Ｘキューブに入射するレッド（Ｒ）光は、
レッド反射ダイクロイック・コーティング（Ｒ'）によ
り、投写レンズ（図示せず）に反射される。同様に、Ｘ
キューブの適切な面に入射する別の色、例えばブルーの
ビームは、共通ビームに反射されて、投写レンズに入射
する。すなわち、Ｘキューブは３つの偏光ライトバルブ
からのレッド、グリーン及びブルーを投写レンズに入射
する共通ビームに向け直すカラー結合要素として作用
し、投写レンズが共通ビームを遠方スクリーン上に結像
（イメージング）する。
レッド反射ダイクロイック・コーティング（Ｒ'）によ
り、投写レンズ（図示せず）に反射される。同様に、Ｘ
キューブの適切な面に入射する別の色、例えばブルーの
ビームは、共通ビームに反射されて、投写レンズに入射
する。すなわち、Ｘキューブは３つの偏光ライトバルブ
からのレッド、グリーン及びブルーを投写レンズに入射
する共通ビームに向け直すカラー結合要素として作用
し、投写レンズが共通ビームを遠方スクリーン上に結像
（イメージング）する。
【０００９】図２に示されるタイプの従来のＸキューブ
に関わる主な問題は、キューブ上の様々なダイクロイッ
ク・コーティング間で発生する不要な反射である。この
問題が、図３及び図４に示される。特に、レッド・セル
からの光はブルー反射コーティング（Ｂ'）を透過し
て、ビームを投写レンズに向けるレッド反射コーディン
グ（Ｒ'）に達しなければならない。しかしながら、破
線で示される少量のレッド光が、図示のようにブルー・
コーティング（Ｂ'）により、レッド反射コーティング
（Ｒ'）に向けて反射され、そこで再度ライトバルブ４
８に向け直され、続いて投写レンズに達する新たな不要
ビーム（破線）が生成される。
に関わる主な問題は、キューブ上の様々なダイクロイッ
ク・コーティング間で発生する不要な反射である。この
問題が、図３及び図４に示される。特に、レッド・セル
からの光はブルー反射コーティング（Ｂ'）を透過し
て、ビームを投写レンズに向けるレッド反射コーディン
グ（Ｒ'）に達しなければならない。しかしながら、破
線で示される少量のレッド光が、図示のようにブルー・
コーティング（Ｂ'）により、レッド反射コーティング
（Ｒ'）に向けて反射され、そこで再度ライトバルブ４
８に向け直され、続いて投写レンズに達する新たな不要
ビーム（破線）が生成される。
【００１０】このように反射される少量の光でさえも、
集光されない背景照明を生成し得、これが暗領域（dark
region)における光のレベルを上昇させ、認め得るほど
コントラストを低下させる。図５の直進路において示さ
れるように、同様の効果が他のチャネルでも発生し得
る。上述の効果は、イメージ・コントラストを低下させ
る重要な要因となる。ここでイメージ・コントラスト
は、ライトバルブ上の明領域（bright region）から生
成される光を、ライトバルブ上の暗領域から生成される
光と比較することにより測定される。これらの明領域及
び暗領域は、ライトバルブの特定の領域を電子的に完全
にオンに駆動することにより生成され、ライトバルブの
他の領域は完全にオフに駆動される。特に、オーディオ
ビジュアル・システムのコントラスト測定のための米国
標準規格（ＡＮＳＩ）に従い、ライトバルブがチェッカ
ボード風にオンされるとき、より低いコントラストが観
測される。なぜなら、この場合、チェッカボードの明部
分からの光が、スプリアス（spurious）反射により暗領
域に達するからである。
集光されない背景照明を生成し得、これが暗領域（dark
region)における光のレベルを上昇させ、認め得るほど
コントラストを低下させる。図５の直進路において示さ
れるように、同様の効果が他のチャネルでも発生し得
る。上述の効果は、イメージ・コントラストを低下させ
る重要な要因となる。ここでイメージ・コントラスト
は、ライトバルブ上の明領域（bright region）から生
成される光を、ライトバルブ上の暗領域から生成される
光と比較することにより測定される。これらの明領域及
び暗領域は、ライトバルブの特定の領域を電子的に完全
にオンに駆動することにより生成され、ライトバルブの
他の領域は完全にオフに駆動される。特に、オーディオ
ビジュアル・システムのコントラスト測定のための米国
標準規格（ＡＮＳＩ）に従い、ライトバルブがチェッカ
ボード風にオンされるとき、より低いコントラストが観
測される。なぜなら、この場合、チェッカボードの明部
分からの光が、スプリアス（spurious）反射により暗領
域に達するからである。
【００１１】図３、図４及び図５は、ライトバルブに直
角方向の光がスプリアス反射を生じる様子を示す。実際
の光学投写システムでは、光円錐（a cone of light）
がライトバルブ上に入射する。このケースも、同一のス
プリアス反射を生じる。Ｘキューブの内角は９０゜であ
るので、内部Ｘキューブ面に約４５゜（例えば４５゜±
１０゜）で入射する主入射光線の任意の光は、その元の
方向に沿って、ライトバルブ（４５゜の基準方位）に反
射される。これは２つの内部インタフェースにより生成
される９０゜コーナ・キューブ（corner cube）効果の
結果である。周知のように、９０゜に位置合わせされる
２つの反射面は、常に光をその元の方向に沿って送り返
す。従って、特定の円錐角内の全ての光は、同一の円錐
角内に逆反射される。これが光円錐角全体内に、図３、
図４及び図５に示される同一のスプリアス反射を引き起
こす。
角方向の光がスプリアス反射を生じる様子を示す。実際
の光学投写システムでは、光円錐（a cone of light）
がライトバルブ上に入射する。このケースも、同一のス
プリアス反射を生じる。Ｘキューブの内角は９０゜であ
るので、内部Ｘキューブ面に約４５゜（例えば４５゜±
１０゜）で入射する主入射光線の任意の光は、その元の
方向に沿って、ライトバルブ（４５゜の基準方位）に反
射される。これは２つの内部インタフェースにより生成
される９０゜コーナ・キューブ（corner cube）効果の
結果である。周知のように、９０゜に位置合わせされる
２つの反射面は、常に光をその元の方向に沿って送り返
す。従って、特定の円錐角内の全ての光は、同一の円錐
角内に逆反射される。これが光円錐角全体内に、図３、
図４及び図５に示される同一のスプリアス反射を引き起
こす。
【００１２】従来の投写型ディスプレイに関わる上述の
欠点を鑑み、優れた解像度及び改良されたコントラスト
結像を提供する、新たな改善された光学投写システムを
開発することが望まれる。
欠点を鑑み、優れた解像度及び改良されたコントラスト
結像を提供する、新たな改善された光学投写システムを
開発することが望まれる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
の光学システムに関する上述の問題点を除去する、投写
型ディスプレイのための光学システムを提供することで
ある。
の光学システムに関する上述の問題点を除去する、投写
型ディスプレイのための光学システムを提供することで
ある。
【００１４】本発明の別の目的は、グレア及びゴースト
・イメージ、並びに不要光の反射を本質的に除去し、投
写スクリーン上に容易に投写され得る共通光源を生成す
る光学配置を提供することである。
・イメージ、並びに不要光の反射を本質的に除去し、投
写スクリーン上に容易に投写され得る共通光源を生成す
る光学配置を提供することである。
【００１５】更に本発明の別の目的は、効率的で安価な
高解像度光学ディスプレイを提供することである。
高解像度光学ディスプレイを提供することである。
【００１６】更に本発明の別の目的は、ゴースト・イメ
ージを回避し、チェッカボード・イメージのコントラス
トを改善し、不要なスプリアス光線が投写レンズに入射
するのを最小化する、変形Ｘキューブ配置を提供するこ
とである。
ージを回避し、チェッカボード・イメージのコントラス
トを改善し、不要なスプリアス光線が投写レンズに入射
するのを最小化する、変形Ｘキューブ配置を提供するこ
とである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】これらの及び他の目的及
び利点が、４つのプリズムを含むＸキューブ（またはＸ
プリズム）を使用することにより、本発明において達成
される。各プリズムはそのベースに隣接する２つの面を
有し、各面は異なるダイクロイック・コーティングによ
り覆われる。これらの表面はそのベースの向かい側に、
９０゜以外の角度を形成する。プリズムは、同様のダイ
クロイック・コーティングを有する面がＸプリズム内
に、２つの交差する色特定反射面を形成するように配置
される。従来のＸキューブと異なり、本発明のＸプリズ
ムの反射面は、最適には、内部Ｘプリズム面に入射する
主入射光線が、プリズム面と４５゜以外の角度を形成す
るように傾斜される。平面は、主入射光線が第１の面と
４５゜から±３゜傾いた角度で入射するように傾斜され
る。この傾きは、不要なスプリアス光線を共通光源から
除去するのに十分である。更に、スプリアス光線は共通
ビームの経路から本質的に偏向され、投写レンズによる
投写のために要求される領域の外側に達する。
び利点が、４つのプリズムを含むＸキューブ（またはＸ
プリズム）を使用することにより、本発明において達成
される。各プリズムはそのベースに隣接する２つの面を
有し、各面は異なるダイクロイック・コーティングによ
り覆われる。これらの表面はそのベースの向かい側に、
９０゜以外の角度を形成する。プリズムは、同様のダイ
クロイック・コーティングを有する面がＸプリズム内
に、２つの交差する色特定反射面を形成するように配置
される。従来のＸキューブと異なり、本発明のＸプリズ
ムの反射面は、最適には、内部Ｘプリズム面に入射する
主入射光線が、プリズム面と４５゜以外の角度を形成す
るように傾斜される。平面は、主入射光線が第１の面と
４５゜から±３゜傾いた角度で入射するように傾斜され
る。この傾きは、不要なスプリアス光線を共通光源から
除去するのに十分である。更に、スプリアス光線は共通
ビームの経路から本質的に偏向され、投写レンズによる
投写のために要求される領域の外側に達する。
【００１８】こうしたＸプリズムは、レッド、ブルー及
びグリーンの迷光（stray light）を、投写レンズに至
る光路から、従って投写スクリーンから逸れるように反
射することにより、従来のＸキューブに通常、関連付け
られるグレア及びゴースト・イメージを除去する。これ
により、従来のＸキューブのいわゆるコーナ・キューブ
・リフレクタ効果が回避される。換言すると、図３、図
４及び図５に示される不要なタイプの多重反射光線が、
本発明のＸプリズムを用いて、各反射において数度だけ
成功裡に偏向される。
びグリーンの迷光（stray light）を、投写レンズに至
る光路から、従って投写スクリーンから逸れるように反
射することにより、従来のＸキューブに通常、関連付け
られるグレア及びゴースト・イメージを除去する。これ
により、従来のＸキューブのいわゆるコーナ・キューブ
・リフレクタ効果が回避される。換言すると、図３、図
４及び図５に示される不要なタイプの多重反射光線が、
本発明のＸプリズムを用いて、各反射において数度だけ
成功裡に偏向される。
【００１９】この偏向（deviation）は小さいが、スプ
リアス・ビームが正規の所望のビームから多大に偏向さ
れ、投写レンズにより集光されないことを保証するため
に十分である。照明は実際、各ライトバルブに入射する
光円錐を提供するので、スプリアス光線の正味の偏向
が、光線の円錐角の２倍を超えることが重要である。
リアス・ビームが正規の所望のビームから多大に偏向さ
れ、投写レンズにより集光されないことを保証するため
に十分である。照明は実際、各ライトバルブに入射する
光円錐を提供するので、スプリアス光線の正味の偏向
が、光線の円錐角の２倍を超えることが重要である。
【００２０】
【発明の実施の形態】投写型ディスプレイで使用される
光学配置(optical arrangement)を提供する本発明につ
いて、本願に付随する図面を参照しながら、詳細に説明
することにする。
光学配置(optical arrangement)を提供する本発明につ
いて、本願に付随する図面を参照しながら、詳細に説明
することにする。
【００２１】図６を参照すると、本発明のＸプリズムを
含む光学投写システム１００の概略図が示される。ここ
で図１に示される光学投写システムも、本発明において
使用され得ることを述べておく。図６に示される光学投
写システムは、様々な波長の光を発光（emit）できるア
ーク灯などのランプ源１０２を含む。ランプ出力は最初
に、紫外線及び赤外線放射を除去することのできるフィ
ルタ１０４を用いてフィルタリングされる。光学投写シ
ステムはまた、ランプ源から光を受光し、一様な強度の
分布を生成する照明光学器械１０６を含む。
含む光学投写システム１００の概略図が示される。ここ
で図１に示される光学投写システムも、本発明において
使用され得ることを述べておく。図６に示される光学投
写システムは、様々な波長の光を発光（emit）できるア
ーク灯などのランプ源１０２を含む。ランプ出力は最初
に、紫外線及び赤外線放射を除去することのできるフィ
ルタ１０４を用いてフィルタリングされる。光学投写シ
ステムはまた、ランプ源から光を受光し、一様な強度の
分布を生成する照明光学器械１０６を含む。
【００２２】実例として、照明光学器械（illumination
optics）は、一様な光強度を生成するフライアイ（fl
y's eye）・レンズ・アレイを含む。照明光学器械はま
た、大部分の偏光されていない光（unpolarized ligh
t）を偏光に変換するための光学要素（光学コンポーネ
ント）を含み得る。
optics）は、一様な光強度を生成するフライアイ（fl
y's eye）・レンズ・アレイを含む。照明光学器械はま
た、大部分の偏光されていない光（unpolarized ligh
t）を偏光に変換するための光学要素（光学コンポーネ
ント）を含み得る。
【００２３】色分離光学系１０８は、照明光学器械１０
６から光を受光する。色分離光学系１０８は、特定の色
の光を反射するが、他の色を透過するダイクロイック・
ミラーを含み、結果的にライトバルブ光学配置１１０に
向けて３色（レッド、グリーン及びブルー）の光を分離
する。ライトバルブ光学配置１１０は、３つの偏光ビー
ム・スプリッタ及び３つのライトバルブを含む。単純化
のため、これらの要素は図６には示されていない。偏光
ビーム・スプリッタは偏光照明光を３つのライトバルブ
の各々に反射する。３つの偏光ビーム・スプリッタの各
々は、特定の色、例えばレッド、グリーンまたはブルー
に作用するように最適化される光学コーティングを含
む。
６から光を受光する。色分離光学系１０８は、特定の色
の光を反射するが、他の色を透過するダイクロイック・
ミラーを含み、結果的にライトバルブ光学配置１１０に
向けて３色（レッド、グリーン及びブルー）の光を分離
する。ライトバルブ光学配置１１０は、３つの偏光ビー
ム・スプリッタ及び３つのライトバルブを含む。単純化
のため、これらの要素は図６には示されていない。偏光
ビーム・スプリッタは偏光照明光を３つのライトバルブ
の各々に反射する。３つの偏光ビーム・スプリッタの各
々は、特定の色、例えばレッド、グリーンまたはブルー
に作用するように最適化される光学コーティングを含
む。
【００２４】イメージ形成光はライトバルブにより、回
転偏光を有して反射される。イメージ形成光は次に偏光
ビーム・スプリッタにより透過され、レッド、グリーン
及びブルーの３色の光がライトバルブ光学配置から出現
する（通されてくる）。３色の光は次に変形Ｘキューブ
（またはＸプリズム）１１５に向けられ、これが個々の
色を共通ビームに再結合する。本発明の変形Ｘプリズム
について、以下で詳述する。
転偏光を有して反射される。イメージ形成光は次に偏光
ビーム・スプリッタにより透過され、レッド、グリーン
及びブルーの３色の光がライトバルブ光学配置から出現
する（通されてくる）。３色の光は次に変形Ｘキューブ
（またはＸプリズム）１１５に向けられ、これが個々の
色を共通ビームに再結合する。本発明の変形Ｘプリズム
について、以下で詳述する。
【００２５】本発明の光学システムは更に、変形Ｘプリ
ズム１１５から共通ビームを受光し、それを投写スクリ
ーン１２５上に結像する投写レンズ１２０を含む。
ズム１１５から共通ビームを受光し、それを投写スクリ
ーン１２５上に結像する投写レンズ１２０を含む。
【００２６】図面は特定の光学投写システムを示すが、
本発明はそれに制限されるものではない。代わりに、本
発明すなわち変形Ｘキューブは、レッド、グリーン及び
ブルー光を生成することのできる任意の他のタイプの光
学投写システムに利用され得る。
本発明はそれに制限されるものではない。代わりに、本
発明すなわち変形Ｘキューブは、レッド、グリーン及び
ブルー光を生成することのできる任意の他のタイプの光
学投写システムに利用され得る。
【００２７】本発明の変形Ｘキューブに戻り、図８に注
目すると、３つのライトバルブ及び３つの偏光ビーム・
スプリッタを含む特定のライトバルブ光学配置の近く
に、本発明の変形Ｘキューブを含む光学配置が示され
る。特に、図８に示される光学配置は、偏光ビーム・ス
プリッタ・キューブ１３５ｒ、１３５ｂ及び１３５ｇを
含み、それぞれは特定の色（レッド、ブルーまたはグリ
ーン）の光に作用するように最適化される。各ビーム・
スプリッタは、特定の偏光を反射し、他を透過する特定
のダイクロイック・コーティングＲ'、Ｂ'及びＧ'を含
む。各ビーム・スプリッタに接近して、ライトバルブ１
４０ｒ、１４０ｂ及び１４０ｇが配置される。各ライト
バルブは好適には、反射型液晶（ＬＣ）空間光変調器
（ＳＬＭ：Spatial light modulator）である。或い
は、ライトバルブは透過ＳＬＭ、またはデジタル・ミラ
ー・デバイス（ＤＭＤ）などの別のタイプの反射型ＳＬ
Ｍである。
目すると、３つのライトバルブ及び３つの偏光ビーム・
スプリッタを含む特定のライトバルブ光学配置の近く
に、本発明の変形Ｘキューブを含む光学配置が示され
る。特に、図８に示される光学配置は、偏光ビーム・ス
プリッタ・キューブ１３５ｒ、１３５ｂ及び１３５ｇを
含み、それぞれは特定の色（レッド、ブルーまたはグリ
ーン）の光に作用するように最適化される。各ビーム・
スプリッタは、特定の偏光を反射し、他を透過する特定
のダイクロイック・コーティングＲ'、Ｂ'及びＧ'を含
む。各ビーム・スプリッタに接近して、ライトバルブ１
４０ｒ、１４０ｂ及び１４０ｇが配置される。各ライト
バルブは好適には、反射型液晶（ＬＣ）空間光変調器
（ＳＬＭ：Spatial light modulator）である。或い
は、ライトバルブは透過ＳＬＭ、またはデジタル・ミラ
ー・デバイス（ＤＭＤ）などの別のタイプの反射型ＳＬ
Ｍである。
【００２８】図８の光学配置は更に、偏光ビーム・スプ
リッタを通じて透過された３色の光を、投写レンズに向
け直される共通ビームに再結合できる、変形Ｘキューブ
（またはＸプリズム）１１５を含む。本発明によれば、
Ｘプリズムは４つのプリズムを含み、各プリズムはその
ベースの向かい側に異なる色分離ダイクロイック材料に
よりコーティングされる２つの面を有する。光が放射さ
れるＸプリズムの（側）面は、左右のプリズムのコーナ
が実際上、切断されるように真っすぐに示される。或い
は、４つの全てのプリズムが三角形状になるように、コ
ーナが図７乃至図１１の破線により示されるように保持
される。４つのプリズムは、類似のコーティングがＸプ
リズム内に実線（continuous line）を形成し、それら
が一緒に接合されるように所望の構成に編成される。こ
れによりＸプリズム自身内に、２つの反射面が形成され
る。本発明のＸプリズムは、ダイクロイック平面間の内
角、すなわち、各プリズムのベースの向かい側の角度が
９０゜以外の角度である点で、従来のＸプリズムと異な
る。Ｘプリズムの内角の特定の選択が、対象となる特定
の光に非常に依存し得る。Ｘプリズムを形成する４つの
プリズムの内角の好適な角度は、８４゜または９６゜で
ある。
リッタを通じて透過された３色の光を、投写レンズに向
け直される共通ビームに再結合できる、変形Ｘキューブ
（またはＸプリズム）１１５を含む。本発明によれば、
Ｘプリズムは４つのプリズムを含み、各プリズムはその
ベースの向かい側に異なる色分離ダイクロイック材料に
よりコーティングされる２つの面を有する。光が放射さ
れるＸプリズムの（側）面は、左右のプリズムのコーナ
が実際上、切断されるように真っすぐに示される。或い
は、４つの全てのプリズムが三角形状になるように、コ
ーナが図７乃至図１１の破線により示されるように保持
される。４つのプリズムは、類似のコーティングがＸプ
リズム内に実線（continuous line）を形成し、それら
が一緒に接合されるように所望の構成に編成される。こ
れによりＸプリズム自身内に、２つの反射面が形成され
る。本発明のＸプリズムは、ダイクロイック平面間の内
角、すなわち、各プリズムのベースの向かい側の角度が
９０゜以外の角度である点で、従来のＸプリズムと異な
る。Ｘプリズムの内角の特定の選択が、対象となる特定
の光に非常に依存し得る。Ｘプリズムを形成する４つの
プリズムの内角の好適な角度は、８４゜または９６゜で
ある。
【００２９】本発明において使用され得る典型的なＸプ
リズム構成（configuration）の例が、図７に示され
る。特に図示のように、各ダイクロイック平面が元の４
５゜方位から３゜傾斜され、プリズムの側面は６゜傾斜
される。従って、ライトバルブからの主入射光線は、図
８に示される面に垂直である。特に、図７に示されるＸ
プリズムは、約８４゜の内角α1を有するプリズム１、
約９６゜の内角α2を有するプリズム２、約８４゜の内
角α3を有するプリズム３、及び約９６゜の内角α4を有
するプリズム４を含む。参考のため、図７は垂直の４５
゜の基準線を含む。
リズム構成（configuration）の例が、図７に示され
る。特に図示のように、各ダイクロイック平面が元の４
５゜方位から３゜傾斜され、プリズムの側面は６゜傾斜
される。従って、ライトバルブからの主入射光線は、図
８に示される面に垂直である。特に、図７に示されるＸ
プリズムは、約８４゜の内角α1を有するプリズム１、
約９６゜の内角α2を有するプリズム２、約８４゜の内
角α3を有するプリズム３、及び約９６゜の内角α4を有
するプリズム４を含む。参考のため、図７は垂直の４５
゜の基準線を含む。
【００３０】本発明のＸプリズム構成を実現することに
より、上述した従来のＸキューブのコーナ・キューブ効
果が回避される。すなわち、図３、図４及び図５に示さ
れる不要なタイプの多重反射光線が、各反射において数
度だけ成功裡に偏向され、それにより不要ビームが共通
ビームから多大に偏向される。このように不要ビームを
共通ビームの経路（path）外に偏向することにより、不
要ビームが投写スクリーン上に投写されなくなる。
より、上述した従来のＸキューブのコーナ・キューブ効
果が回避される。すなわち、図３、図４及び図５に示さ
れる不要なタイプの多重反射光線が、各反射において数
度だけ成功裡に偏向され、それにより不要ビームが共通
ビームから多大に偏向される。このように不要ビームを
共通ビームの経路（path）外に偏向することにより、不
要ビームが投写スクリーン上に投写されなくなる。
【００３１】照明は各ライトバルブ上に入射する円錐光
線を提供するので、不要な光線の正味の偏向が、光線の
円錐角の２倍を超えることが重要である。
線を提供するので、不要な光線の正味の偏向が、光線の
円錐角の２倍を超えることが重要である。
【００３２】図９及び図１０は、図７に示されるタイプ
のような本発明のＸプリズム配置を用いることにより達
成される、レッド（側）路(レッド（サイド）・チャネ
ル）における、所望の光線（実線）と不要な反射（破
線）との間で生成される偏向を示す。他の側路（サイド
・チャネル）（ブルー）は、同一の角度偏向（angulard
eviations）を示す。
のような本発明のＸプリズム配置を用いることにより達
成される、レッド（側）路(レッド（サイド）・チャネ
ル）における、所望の光線（実線）と不要な反射（破
線）との間で生成される偏向を示す。他の側路（サイド
・チャネル）（ブルー）は、同一の角度偏向（angulard
eviations）を示す。
【００３３】同様に、図１１は、本発明のＸプリズム配
置を使用することにより獲得される、直進（グリーン）
路（チャネル）における、所望の光線（実線）と不要な
反射（破線）との間で生成される偏向を示す。図９乃至
図１１では、単純化のためにＰＢＳ要素は示されていな
い。なぜなら、それはこれらの図に示される角度偏向に
は寄与しないからである。
置を使用することにより獲得される、直進（グリーン）
路（チャネル）における、所望の光線（実線）と不要な
反射（破線）との間で生成される偏向を示す。図９乃至
図１１では、単純化のためにＰＢＳ要素は示されていな
い。なぜなら、それはこれらの図に示される角度偏向に
は寄与しないからである。
【００３４】スプリアス反射が一次（または共通）ビー
ムと同一の方向に沿う図３乃至図４と比較して、図９乃
至図１１に示されるスプリアス反射は、一次ビームから
１２゜逸れる。所望の特性を達成するために、９０゜キ
ューブから大きくそれることは要求されない。上述のよ
うに、Ｘプリズムを形成するプリズムの各ダイクロイッ
ク平面内の３゜程度の傾きが、スプリアス反射に１２゜
の偏向を生成する。こうした偏向は、不要な反射を共通
ビームの経路外に移動するのに十分である。
ムと同一の方向に沿う図３乃至図４と比較して、図９乃
至図１１に示されるスプリアス反射は、一次ビームから
１２゜逸れる。所望の特性を達成するために、９０゜キ
ューブから大きくそれることは要求されない。上述のよ
うに、Ｘプリズムを形成するプリズムの各ダイクロイッ
ク平面内の３゜程度の傾きが、スプリアス反射に１２゜
の偏向を生成する。こうした偏向は、不要な反射を共通
ビームの経路外に移動するのに十分である。
【００３５】以上述べたように、本発明のＸプリズム配
置は、高解像度のイメージを提供できる上に、グレア、
ゴースト・イメージ及び不要な反射を多大に低減するこ
とができる。
置は、高解像度のイメージを提供できる上に、グレア、
ゴースト・イメージ及び不要な反射を多大に低減するこ
とができる。
【００３６】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
の事項を開示する。
【００３７】（１）レッド、グリーン及びブルー光を投
写のために共通ビームに再結合可能な、光学ディスプレ
イで使用されるＸプリズムであって、前記Ｘプリズム
が、各々がベースと、前記ベースと対向する９０゜から
外れた内角と、前記ベースに隣接し、異なるダイクロイ
ック材料によりコーティングされる２つの面とを含む、
４つのプリズムを含み、同様のダイクロイック・コーテ
ィングを有する前記面が、２つの交差する色特定反射面
を形成するように、前記４つのプリズムが配置される、
Ｘプリズム。 （２）主光線が４５゜以外の角度で入射するように、前
記反射面が位置合わせされる、前記（１）記載のＸプリ
ズム。 （３）前記反射面が４５゜基準方位から±３゜傾けられ
る、前記（２）記載のＸプリズム。 （４）前記反射面がレッド、ブルーまたはグリーン光の
１つを反射するように特定される、前記（１）記載のＸ
プリズム。 （５）前記内角が８４゜または９６゜のいずれかであ
る、前記（１）記載のＸプリズム。 （６）前記プリズムが三角形状である、前記（１）記載
のプリズム。 （７）光学ディスプレイのための投写システムであっ
て、所定の光路に沿って光を発光可能なランプ源と、前
記光路に沿って前記ランプ源の近くに配置され、紫外線
または赤外線放射を除去するフィルタと、前記フィルタ
の近くに配置される照明光学器械と、前記照明光学器械
からの前記光をレッド、グリーン及びブルーの有色光に
分離する、前記照明光学器械の近くに配置される色分離
光学系と、前記色分離光学系の近くに配置されるライト
バルブ光学配置と、前記ライトバルブ光学配置の近くに
配置され、前記レッド、グリーン及びブルー有色光を共
通ビームに再結合可能なＸプリズムであって、前記Ｘプ
リズムが、各々がベースと、前記ベースと対向する９０
゜から外れた内角と、前記ベースに隣接し、異なるダイ
クロイック材料によりコーティングされる２つの面とを
含む、４つのプリズムを含み、同様のダイクロイック・
コーティングを有する前記面が、２つの交差する色特定
反射面を形成するように、前記４つのプリズムが配置さ
れ、前記共通ビームを受光し、該光源を投写する投写レ
ンズと、投写された前記共通ビームを受光する投写スク
リーンとを含む、投写システム。 （８）前記ライトバルブ光学配置が３つの偏光ビーム・
スプリッタ及び３つのライトバルブを含む、前記（７）
記載の投写システム。 （９）前記ライトバルブが反射型液晶ライトバルブであ
る、前記（８）記載の投写システム。 （１０）前記主光線が４５゜以外の角度で入射するよう
に、前記反射面が位置合わせされる、前記（７）記載の
投写システム。 （１１）前記反射面が４５゜基準方位から±３゜傾けら
れる、前記（１０）記載の投写システム。 （１２）前記反射面がレッド、ブルーまたはグリーン光
の１つを反射するように特定される、前記（７）記載の
投写システム。 （１３）前記内角が８４゜または９６゜のいずれかであ
る、前記（７）記載の投写システム。 （１４）前記Ｘプリズムが不要な有色光線を前記共通ビ
ームから偏向させる、前記（７）記載の投写システム。 （１５）前記プリズムが三角形状である、前記（７）記
載の投写システム。
写のために共通ビームに再結合可能な、光学ディスプレ
イで使用されるＸプリズムであって、前記Ｘプリズム
が、各々がベースと、前記ベースと対向する９０゜から
外れた内角と、前記ベースに隣接し、異なるダイクロイ
ック材料によりコーティングされる２つの面とを含む、
４つのプリズムを含み、同様のダイクロイック・コーテ
ィングを有する前記面が、２つの交差する色特定反射面
を形成するように、前記４つのプリズムが配置される、
Ｘプリズム。 （２）主光線が４５゜以外の角度で入射するように、前
記反射面が位置合わせされる、前記（１）記載のＸプリ
ズム。 （３）前記反射面が４５゜基準方位から±３゜傾けられ
る、前記（２）記載のＸプリズム。 （４）前記反射面がレッド、ブルーまたはグリーン光の
１つを反射するように特定される、前記（１）記載のＸ
プリズム。 （５）前記内角が８４゜または９６゜のいずれかであ
る、前記（１）記載のＸプリズム。 （６）前記プリズムが三角形状である、前記（１）記載
のプリズム。 （７）光学ディスプレイのための投写システムであっ
て、所定の光路に沿って光を発光可能なランプ源と、前
記光路に沿って前記ランプ源の近くに配置され、紫外線
または赤外線放射を除去するフィルタと、前記フィルタ
の近くに配置される照明光学器械と、前記照明光学器械
からの前記光をレッド、グリーン及びブルーの有色光に
分離する、前記照明光学器械の近くに配置される色分離
光学系と、前記色分離光学系の近くに配置されるライト
バルブ光学配置と、前記ライトバルブ光学配置の近くに
配置され、前記レッド、グリーン及びブルー有色光を共
通ビームに再結合可能なＸプリズムであって、前記Ｘプ
リズムが、各々がベースと、前記ベースと対向する９０
゜から外れた内角と、前記ベースに隣接し、異なるダイ
クロイック材料によりコーティングされる２つの面とを
含む、４つのプリズムを含み、同様のダイクロイック・
コーティングを有する前記面が、２つの交差する色特定
反射面を形成するように、前記４つのプリズムが配置さ
れ、前記共通ビームを受光し、該光源を投写する投写レ
ンズと、投写された前記共通ビームを受光する投写スク
リーンとを含む、投写システム。 （８）前記ライトバルブ光学配置が３つの偏光ビーム・
スプリッタ及び３つのライトバルブを含む、前記（７）
記載の投写システム。 （９）前記ライトバルブが反射型液晶ライトバルブであ
る、前記（８）記載の投写システム。 （１０）前記主光線が４５゜以外の角度で入射するよう
に、前記反射面が位置合わせされる、前記（７）記載の
投写システム。 （１１）前記反射面が４５゜基準方位から±３゜傾けら
れる、前記（１０）記載の投写システム。 （１２）前記反射面がレッド、ブルーまたはグリーン光
の１つを反射するように特定される、前記（７）記載の
投写システム。 （１３）前記内角が８４゜または９６゜のいずれかであ
る、前記（７）記載の投写システム。 （１４）前記Ｘプリズムが不要な有色光線を前記共通ビ
ームから偏向させる、前記（７）記載の投写システム。 （１５）前記プリズムが三角形状である、前記（７）記
載の投写システム。
【図１】一般的な従来の光学投写システムの概略図であ
る。
る。
【図２】３つのライトバルブ、３つの偏光ビーム・スプ
リッタ、及び４５゜のダイクロイック・インタフェース
（内角が９０゜）を有するＸキューブを含む、従来の光
学配置を示す図である。
リッタ、及び４５゜のダイクロイック・インタフェース
（内角が９０゜）を有するＸキューブを含む、従来の光
学配置を示す図である。
【図３】レッド光の側路において、従来のＸキューブの
４５゜のダイクロイック・コーティングからの部分反射
により生成される迷光（破線）を示す図である。
４５゜のダイクロイック・コーティングからの部分反射
により生成される迷光（破線）を示す図である。
【図４】レッド光の側路において、従来のＸキューブの
４５゜のダイクロイック・コーティングからの部分反射
により生成される迷光（破線）を示す図である。
４５゜のダイクロイック・コーティングからの部分反射
により生成される迷光（破線）を示す図である。
【図５】グリーン光の直進路において、従来のＸキュー
ブの４５゜のダイクロイック・コーティングからの部分
反射により生成される迷光（破線）を示す図である。
ブの４５゜のダイクロイック・コーティングからの部分
反射により生成される迷光（破線）を示す図である。
【図６】本発明に従う光学投写システムの概略図であ
る。
る。
【図７】図６に示される光学投写システムで使用され得
る本発明のＸプリズムの１つの可能な方位を示す図であ
る。
る本発明のＸプリズムの１つの可能な方位を示す図であ
る。
【図８】図６の光学システムにおいて、図７に示される
Ｘプリズムを使用する光学配置を示す図である。
Ｘプリズムを使用する光学配置を示す図である。
【図９】本発明のＸプリズム配置を使用する際、レッド
光のためのレッド・ダイクロイック・コーティング上に
入射する迷光路を示す図である。
光のためのレッド・ダイクロイック・コーティング上に
入射する迷光路を示す図である。
【図１０】本発明のＸプリズム配置を使用する際、ブル
ー光のためのブルー・ダイクロイック・コーティング上
に入射する迷光路を示す図である。
ー光のためのブルー・ダイクロイック・コーティング上
に入射する迷光路を示す図である。
【図１１】本発明のＸプリズム配置を使用する際のグリ
ーン光の迷光路を示す図である。
ーン光の迷光路を示す図である。
１２、１４、１６ ライトバルブ
１８ 白色電球アーク光源
２０Ａ、２０Ｂ ダイクロイック・カラー・フィルタ
２２、２４ 偏光子
２６、５４ Ｘキューブ
２８、１２０ 投写レンズ
４２、４４、４６、１３５ｒ、１３５ｇ、１３５ｂ 偏
光ビーム・スプリッタ（ＰＢＳ） ４８、５０、５２、１４０ｒ、１４０ｇ、１４０ｂ 反
射型ライトバルブ １０２ ランプ源 １０４ フィルタ １０６ 照明光学器械 １０８ 色分離光学系 １１０ ライトバルブ光学配置 １１５ 変形Ｘキューブ １２５ 投写スクリーン
光ビーム・スプリッタ（ＰＢＳ） ４８、５０、５２、１４０ｒ、１４０ｇ、１４０ｂ 反
射型ライトバルブ １０２ ランプ源 １０４ フィルタ １０６ 照明光学器械 １０８ 色分離光学系 １１０ ライトバルブ光学配置 １１５ 変形Ｘキューブ １２５ 投写スクリーン
フロントページの続き
(72)発明者 デレク・ブライアン・ドーブ
アメリカ合衆国10549、ニューヨーク州
マウント・キスコ、インディアン・ヒ
ル・ロード 41
(56)参考文献 特開 平10−239506（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−236778（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02B 5/04
G02B 27/10
G03B 21/00
Claims (15)
- 【請求項１】レッド、グリーン及びブルー光を投写のた
めに共通ビームに再結合可能な、光学ディスプレイで使
用されるＸプリズムであって、前記Ｘプリズムが、各々
がベースと、前記ベースと対向する９０゜から外れた内
角と、前記ベースに隣接し、異なるダイクロイック材料
によりコーティングされる２つの面とを含む、４つのプ
リズムを含み、同様のダイクロイック・コーティングを
有する前記面が、２つの交差する色特定反射面を形成す
るように、前記４つのプリズムが配置される、Ｘプリズ
ム。 - 【請求項２】主光線が４５゜以外の角度で入射するよう
に、前記反射面が位置合わせされる、請求項１記載のＸ
プリズム。 - 【請求項３】前記反射面が４５゜基準方位から±３゜傾
けられる、請求項２記載のＸプリズム。 - 【請求項４】前記反射面がレッド、ブルーまたはグリー
ン光の１つを反射するように特定される、請求項１記載
のＸプリズム。 - 【請求項５】前記内角が８４゜または９６゜のいずれか
である、請求項１記載のＸプリズム。 - 【請求項６】前記プリズムが三角形状である、請求項１
記載のプリズム。 - 【請求項７】光学ディスプレイのための投写システムで
あって、 所定の光路に沿って光を発光可能なランプ源と、 前記光路に沿って前記ランプ源の近くに配置され、紫外
線または赤外線放射を除去するフィルタと、 前記フィルタの近くに配置される照明光学器械と、 前記照明光学器械からの前記光をレッド、グリーン及び
ブルーの有色光に分離する、前記照明光学器械の近くに
配置される色分離光学系と、 前記色分離光学系の近くに配置されるライトバルブ光学
配置と、 前記ライトバルブ光学配置の近くに配置され、前記レッ
ド、グリーン及びブルー有色光を共通ビームに再結合可
能なＸプリズムであって、前記Ｘプリズムが、各々がベ
ースと、前記ベースと対向する９０゜から外れた内角
と、前記ベースに隣接し、異なるダイクロイック材料に
よりコーティングされる２つの面とを含む、４つのプリ
ズムを含み、同様のダイクロイック・コーティングを有
する前記面が、２つの交差する色特定反射面を形成する
ように、前記４つのプリズムが配置され、 前記共通ビームを受光し、該光源を投写する投写レンズ
と、 投写された前記共通ビームを受光する投写スクリーンと
を含む、投写システム。 - 【請求項８】前記ライトバルブ光学配置が３つの偏光ビ
ーム・スプリッタ及び３つのライトバルブを含む、請求
項７記載の投写システム。 - 【請求項９】前記ライトバルブが反射型液晶ライトバル
ブである、請求項８記載の投写システム。 - 【請求項１０】前記主光線が４５゜以外の角度で入射す
るように、前記反射面が位置合わせされる、請求項７記
載の投写システム。 - 【請求項１１】前記反射面が４５゜基準方位から±３゜
傾けられる、請求項１０記載の投写システム。 - 【請求項１２】前記反射面がレッド、ブルーまたはグリ
ーン光の１つを反射するように特定される、請求項７記
載の投写システム。 - 【請求項１３】前記内角が８４゜または９６゜のいずれ
かである、請求項７記載の投写システム。 - 【請求項１４】前記Ｘプリズムが不要な有色光線を前記
共通ビームから偏向させる、請求項７記載の投写システ
ム。 - 【請求項１５】前記プリズムが三角形状である、請求項
７記載の投写システム。
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