JPH0915600A - カラー画像形成装置 - Google Patents

カラー画像形成装置

Info

Publication number
JPH0915600A
JPH0915600A JP8180089A JP18008996A JPH0915600A JP H0915600 A JPH0915600 A JP H0915600A JP 8180089 A JP8180089 A JP 8180089A JP 18008996 A JP18008996 A JP 18008996A JP H0915600 A JPH0915600 A JP H0915600A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
image forming
valves
color image
color
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8180089A
Other languages
English (en)
Inventor
Hajime Sakata
肇 坂田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP8180089A priority Critical patent/JPH0915600A/ja
Publication of JPH0915600A publication Critical patent/JPH0915600A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光利用効率が高く、色再現性に優れたカラー
画像形成装置を得ること。 【解決手段】 複数のライトバルブを備える画素を複数
個有し、前記複数のライトバルブにより互いに色が異な
る複数の光の強度を調節するカラー画像形成装置におい
て、入射光を互いに色が異なる複数の光に分ける回折格
子と、前記複数のライトバルブに共通の集光素子を並べ
た集光素子群とを有し、前記回折格子と前記集光素子を
用いて前記互いに色が異なる複数の光の各々を前記複数
のライトバルブの対応するライトバルブ上に集光するこ
と。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はカラー画像形成装置
に関し、特にテレビ放送用、画像通信用、医療用、工業
用そして劇場用等に好適なカラー画像形成装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来より自然光や複数の波長成分を有す
る光束から所定の分光特性を有する光束を選択し表示す
るようにしたカラー画像形成装置としてカラーフィルタ
ーと液晶ライトバルブを組み合わせたものが良く知られ
ている。図1はこの種のカラー画像形成装置の一例の構
成の一部分の概略図である。図中1は複数の波長成分を
有する多色光源Sからの白色光束であり、多色光源Sか
らの光束1を空間的に配置された1画素毎に通常、赤色
(R)、緑色(G)、青色(B)の3色のカラーフィル
ターを有するカラーフィルター部2に入射させ色分解を
行っている。そして各カラーフィルター毎に設けた複数
のライトバルブ3−1より成るライトバルブ部3により
独立に透過光強度を制御することにより階調出し等を行
っている。
【0003】カラーフィルターとして代表的なものに染
料、顔料等の光吸収材を利用した吸収型のものが広く使
用されている。この他光のカラーフィルターとしては多
重干渉膜や回折格子等を用いたものが知られている。
【0004】液晶ライトバルブとしてはTN(ツイスト
・ネマチック)型、GH(ゲスト・ホスト)型、複屈折
制御型、相転移型そして熱光学効果型等が知られてい
る。
【0005】これら従来のカラーフィルターとライトバ
ルブを利用したカラー画像形成装置は図1に示すように
空間的に赤色、緑色、青色の3つのカラーフィルター
R,G,Bを配置して1つの画素を形成している。この
為、例えば赤フィルター部(R)に入射する白色光
(W)のうち緑色成分と青色成分は吸収、反射あるいは
回折等で除去されるので光利用効率は原理的に高々1/3
程度である。実際にはこれにライトバルブの透過率が掛
けられ光利用効率は更に低下してくる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は光利用効率が
高いカラー画像形成装置の提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のカラー画像形成
装置は、 (1-1) 複数のライトバルブを備える画素を複数個有し、
前記複数のライトバルブにより互いに色が異なる複数の
光の強度を調節するカラー画像形成装置において、入射
光を互いに色が異なる複数の光に分ける回折格子と、前
記複数のライトバルブに共通の集光素子を並べた集光素
子群とを有し、前記回折格子と前記集光素子を用いて前
記互いに色が異なる複数の光の各々を前記複数のライト
バルブの対応するライトバルブ上に集光することを特徴
としている。
【0008】(1-2) 複数のライトバルブを備える画素を
複数個有し、前記複数のライトバルブにより互いに色が
異なる複数の光の強度を調節するカラー画像形成装置に
おいて、前記複数のライトバルブに共通の集光素子を並
べ各集光素子により平行光を集光する集光素子群と、該
集光素子群からの光を互いに色が異なる複数の光に分け
て相異なる方向に向ける分光手段とを有し、前記集光素
子の焦平面に前記複数のライトバルブが位置するように
前記集光素子群が配されており、前記互いに色が異なる
複数の光の各々を前記複数のライトバルブの対応するラ
イトバルブ上に集光することを特徴としている。
【0009】
【発明の実施の形態】図2(A) は本発明の実施形態1の
斜視図、図2(B) は同図(A) の動作を模式的に表わした
平面図である。図中1は複数の波長成分を有する白色光
束、6は白色光束1を回折(分光)する分光手段として
の回折格子、5は回折格子6の回折方向に屈折力を有す
る複数の集光素子5−1より成る集光光学部材(集光素
子群)であり、本実施形態ではレンチキュラ板より構成
している。尚集光光学部材5は回折格子6と一体化して
構成しているが独立に構成しても良い。3は複数のライ
トバルブを2次元的に配置したライトバルブ部で横方向
の3つのライトバルブ3−1,3−2,3−3で1画素
を構成するようにしている。そして、このような画素を
2次元的に配列している。そして複数のライトバルブに
は共通の集光素子5−1が設けられている。7は拡散板
でありライトバルブ部3と一体的若しくは独立に構成さ
れている。
【0010】本例では光源からの白色光束1がレンチキ
ュラ板5に略垂直に入射している。
【0011】本例では多色性光源からの白色光束1をレ
ンチキュラ板5で集光させ、回折格子6を介し0次、±
1次 ・・・の各回折光をライトバルブ部3に導光させてい
る。特に本例では回折格子6の格子ピッチ、位相変化量
等を特定することによりライトバルブ部3に導光する±
1次の回折光にエネルギーの大半が集中するようにして
光利用効率の向上を図っている。
【0012】ライトバルブ部3は図2(B) に示すように
±1次の各回折光の赤色R、緑色G、青色B等のスペク
トル光が、それらが分布する領域の1画素列の列方向の
少なくとも1画素に相当する3つのライトバルブ3−
1,3−2,3−3に入射集光するように配置されてい
る。
【0013】即ち、本実施形態では図2(A),(B) に示す
ように集光素子5−1に平行に入射してきた白色光束1
が集光する位置、即ち、集光素子5−1の焦平面に複数
のライトバルブが位置するようにライトバルブ部3を配
置している。そしてスペクトル光として利用しない領
域、例えば0次回折光や±2次以上の回折光が集中する
領域には光束を不透過とする為の遮光板を配置してい
る。
【0014】このように本実施形態では回折格子6と集
光素子群5を用いて互いに色が異なる複数の光(R,
G,B)を各々対応するライトバルブ3−1,3−2,
3−3に集光させている。
【0015】これにより本例では各ライトバルブを通過
する透過光強度を制御することにより透過光の波長選択
を行っている。
【0016】次に具体的な数値をもって説明する。
【0017】本例では回折格子6を格子ピッチ1.2μ
m、深さ0.6μm、山と谷との比率が1:2の台形状
のレリーフ型より構成し、その裏面をレンチキュラ面と
し、その一要素のピッチを600μmとしポリカーボネ
イトで一体成形したものを用いている。
【0018】ライトバルブ部3はTN結晶を用い裏面を
拡散面7としている。
【0019】レンチキュラ板5の尾根から谷に向かって
青、緑、赤の色光を得るようにライトバルブ部3を配置
している。そして3つのライトバルブより1画素を形成
し、3つのライトバルブの間隙部には0次回折光及び±
2次以上の回折光を遮光する為の遮光板を設けている。
3−1,3−2,3−3の3つのライトバルブはピーク
波長が440nm,550nm,620nmでバンド幅
が順に±40nm,±40nm,±30nmとなる位置
に開口部を設けている。
【0020】そして回折格子6の面とライトバルブ部3
との間隔が0.5mmのとき、レンチキュラ板の尾根の
中心位置から見て青色開口部は200μm、緑色開口部
は250μm、赤色開口部は300μmの位置を中心と
して各々のライトバルブが設置されている。
【0021】波長440nm,550nm,620nm
でスペクトルピークを有する演色性の螢光灯を用いたと
き1次回折光への変換効率、即ち光源からライトバルブ
部までの光利用効率は70%程度であり、液晶ライトバ
ルブの透過率が約35%であり、全系としての光利用効
率は約20数%であった。
【0022】これは従来のカラー画像形成装置の光利用
効率に比べ4〜5倍である。
【0023】図2に示す例ではレンチキュラ板5の一要
素5−1を通過した光束を回折格子6で回折した後、2
画素列に対応する領域に入射させているが、例えば図3
(A)に示す如く回折格子6へ斜め方向から光束を入射さ
せ−1次の回折光を利用したり、若しくは同図(B) に示
す如く回折格子6の格子を非対称性形状で、所謂ブレー
ズ化することにより+1次若しくは−1次の回折光のみ
を利用し、レンチキュラ板5の一要素5−1を1画素列
に対応した領域に入射させるようにしても良い。
【0024】例えば図3(A) に示す例では光束1のレン
チキュラ板5への入射角は30度、回折格子6の形状
は、格子ピッチ0.6μm、深さ2μm、山と谷の比率
1:4の台形状であり、レンチキュラ板5の一要素5−
1のピッチは600μmである。
【0025】回折格子6とライトバルブ部3との間隔を
0.5mmとした場合、ライトバルブの開口部の中心位
置はレンチキュラ板5の一要素の尾根の中心部から青色
用が120μm、緑色用が230μm、赤色用が300
μmの位置に設定されている。
【0026】ライトバルブの他の部分、例えば−1次回
折光が入射する領域以外は遮光板が設けられている。不
図示の拡散面7はライトバルブ部3から約0.5mm離
れた位置にあり、赤,緑、青色の分離した光が再び重な
り合い加法混色により任意の色を出すカラー画像形成装
置を達成している。
【0027】図6は本発明の基礎となる例の構成を示す
概略図であり、本実施形態では図の拡散板7の代わりに
投射用のレンチキュラ板8とレンズ9をライトバルブ部
3の出射側に設け結像面にスクリーン10を配置した投
射型のカラー画像形成装置を示している。
【0028】本発明では以上の各例で用いたレンチキュ
ラ板の代わりに複数の微小レンズを2次元的に配置した
所謂ハエの眼レンズやセルフォックレンズ等のレンズを
用い、1つの微小レンズを通過し、回折した所定次数の
回折光を少なくとも1つの画素に相当する領域に入射さ
せるようにしても良い。
【0029】図5は本発明の実施形態2の要部概略図で
ある。同図において51は点光源に近い多色性光源であ
る。光源51からの光束をコリメーターレンズ52で平行光
束として分光手段としての回折格子6に入射させてい
る。回折格子6は図2(B) や図3(A),(B) 等で示す構成
より成っている。5は集光素子群であり、複数の集光素
子より成っている。集光素子群としてはレンチキュラ板
やハエの眼レンズやセルフォックレンズ群等から成って
いる。3は複数のライトバルブを有するライトバルブ部
であり、図2,図3(A),(B) 等で示す構成より成ってい
る。
【0030】本実施形態では図2の例に比べて回折格子
6を光源51側に配置することにより回折格子6からの反
射光を外へ逃がし迷光を少なくしている。又多色性光源
51としては特定波長域に発光を集中させた高演色性の光
源を用いて光利用効率及び色再現性を良好に行ってい
る。
【0031】又本実施形態においては図5に示すように
集光素子群5に入射した平行光が一点に集光する位置、
即ち集光素子群5の焦平面にライトバルブ部5を配置し
ている。
【0032】本実施形態におけるライトバルブとしては
光透過を制御することが出来るものであればどのような
ものであっても良く、前述した液晶ライトバルブの他に
電気光学結晶や薄膜磁性ガーネット等を用いたもの、変
形ミラーを利用したもの、EC(エレクトロクロミッ
ク)現象やPC(フォトクロミック)現象等を利用した
ものであっても良い。
【0033】ライトバルブの配置位置及び開口面積は必
要とされる色再現範囲により決定される。即ちライトバ
ルブ面に集光された1次回折光は波長により空間的に分
離されており各色要素に対応するライトバルブの開口部
をどの波長領域に設定するかにより再現できる色範囲が
決定される。
【0034】図4はこのときの色再現の様子をCIE色
度図上で示した説明図である。同図において(a) で示す
領域はスペクトル光のうち波長450nm,550n
m,620nmに相当する位置にライトバルブの1つの
開口部の中心を選択した場合である。
【0035】開口部のスリット幅を拡げるに従って色再
現範囲は同図の矢印の光源位置Pに近づいてくる。又同
図の(b) で示す領域は同様に開口部の中心を波長480
nm,520nm,650nmに設定した場合であり、
実線で囲まれる範囲内で色再現が可能となる。尚実際に
は多色性光源のスペクトル分布に合わせた位置やスリッ
ト幅等も考慮して設定されている。
【0036】ライトバルブ部3から出射する光束はカラ
ー画像形成装置の形態によって種々と処理される。例え
ば直視型の場合はライトバルブの直後に透過型の拡散板
7を設ければ、これにより画像の観察が可能となる。尚
このときライトバルブ部3の片面を拡散面としても良
い。又投射型の場合は投射レンズ若しくは投射ミラーと
シュミットレンズ等から成る投射系によりスクリーン上
に投影するようにしても良い。
【0037】画像のアドレスはライトバルブの種類に応
じて電気アドレス、光アドレス等、任意に設定すること
が可能である。
【0038】尚以上の実施形態においてレンチキュラ板
の光源側に集光力を有した光学部材、例えばフレネルレ
ンズプレートを設置すれば光源からの光束の有効利用を
図ることが出来るので好ましい。
【0039】又本実施形態では透過型のカラー画像形成
装置について示したが反射型としても同様に使用可能で
ある。
【0040】
【発明の効果】本発明によれば高い光利用効率で、明る
いカラー画像形成装置を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のカラー画像形成装置の概略図
【図2】本発明のカラー画像形成装置の実施形態1の斜
視図と平面図
【図3】カラー画像形成装置の分光手段の説明図
【図4】本発明のカラー画像形成装置における色再現範
囲の説明図
【図5】本発明の実施形態2の説明図
【図6】本発明に係る光学系の説明図
【符号の説明】
1 白色光束 2 カラーフィルター 3 ライトバルブ部 5 集光素子群(レンチキュラ板) 6 分光手段(回折格子) 7 拡散板 8 投射用のレンズ 9 レンズ 10 スクリーン

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のライトバルブを備える画素を複数
    個有し、前記複数のライトバルブにより互いに色が異な
    る複数の光の強度を調節するカラー画像形成装置におい
    て、入射光を互いに色が異なる複数の光に分ける回折格
    子と、前記複数のライトバルブに共通の集光素子を並べ
    た集光素子群とを有し、前記回折格子と前記集光素子を
    用いて前記互いに色が異なる複数の光の各々を前記複数
    のライトバルブの対応するライトバルブ上に集光するこ
    とを特徴とするカラー画像形成装置。
  2. 【請求項2】 複数のライトバルブを備える画素を複数
    個有し、前記複数のライトバルブにより互いに色が異な
    る複数の光の強度を調節するカラー画像形成装置におい
    て、前記複数のライトバルブに共通の集光素子を並べ各
    集光素子により平行光を集光する集光素子群と、該集光
    素子群からの光を互いに色が異なる複数の光に分けて相
    異なる方向に向ける分光手段とを有し、前記集光素子の
    焦平面に前記複数のライトバルブが位置するように前記
    集光素子群が配されており、前記互いに色が異なる複数
    の光の各々を前記複数のライトバルブの対応するライト
    バルブ上に集光することを特徴とするカラー画像形成装
    置。
JP8180089A 1996-06-20 1996-06-20 カラー画像形成装置 Pending JPH0915600A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8180089A JPH0915600A (ja) 1996-06-20 1996-06-20 カラー画像形成装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8180089A JPH0915600A (ja) 1996-06-20 1996-06-20 カラー画像形成装置

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61136867A Division JP2777989B2 (ja) 1986-06-12 1986-06-12 カラー表示装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0915600A true JPH0915600A (ja) 1997-01-17

Family

ID=16077261

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8180089A Pending JPH0915600A (ja) 1996-06-20 1996-06-20 カラー画像形成装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0915600A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6559910B2 (en) 1998-01-09 2003-05-06 Fujitsu Limited Display device with condenser elements
JP2010156942A (ja) * 2008-12-31 2010-07-15 Ind Technol Res Inst 色分離光学装置およびそれを応用した画像装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62150317A (ja) * 1985-12-25 1987-07-04 Casio Comput Co Ltd カラ−液晶プロジエクタ

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62150317A (ja) * 1985-12-25 1987-07-04 Casio Comput Co Ltd カラ−液晶プロジエクタ

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6559910B2 (en) 1998-01-09 2003-05-06 Fujitsu Limited Display device with condenser elements
US6819366B2 (en) 1998-01-09 2004-11-16 Fujitsu Limited Display device with condenser elements
JP2010156942A (ja) * 2008-12-31 2010-07-15 Ind Technol Res Inst 色分離光学装置およびそれを応用した画像装置
US8189260B2 (en) 2008-12-31 2012-05-29 Industrial Technology Research Institute Color dividing optical device and image apparatus with the application

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6048733B2 (ja) 減色フィルタ方法
JPH0792566B2 (ja) カラ−表示装置
JP2777989B2 (ja) カラー表示装置
US6359719B1 (en) Optical modulator and projector
JP3206534B2 (ja) カラー画像形成装置
JPH0915600A (ja) カラー画像形成装置
JP3669637B2 (ja) ホログラムカラーフィルターを用いた液晶投影表示装置
JP3649360B2 (ja) ホログラムカラーフィルターシステム
JP3200335B2 (ja) 光学変調装置及びそれを用いたカラー画像表示装置
JP3200334B2 (ja) 光学変調装置及びそれを用いたカラー画像表示装置
JP3302267B2 (ja) 光学変調装置及びそれを用いたカラー画像表示装置
JP3365101B2 (ja) 液晶表示装置
JP3236194B2 (ja) 光学変調装置及びそれを用いたカラー画像表示装置
JP3666674B2 (ja) ホログラムカラーフィルターを用いた液晶投影表示装置
JP3329525B2 (ja) ホログラムカラーフィルターのカラーバランス補正方法
JP3236195B2 (ja) 光学変調装置及びそれを用いたカラー画像表示装置
JP3416434B2 (ja) カラー液晶表示装置
US6088076A (en) Liquid crystal display apparatus using holographic optical element
JP3514341B2 (ja) ホログラムカラーフィルターを用いた液晶表示装置
JPH1048422A (ja) ホログラムカラーフィルターとそれを用いた液晶表示装置
JPH08152627A (ja) 液晶表示装置
JPH09244017A (ja) フルカラー液晶画像表示装置
JPH11212050A (ja) 光学変調装置及びそれを用いた投影装置
JPH0933726A (ja) ホログラムカラーフィルター
JPH08190093A (ja) ホログラムカラーフィルターを用いた液晶表示装置及び液晶投影表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees