JPH09159988A - 投射型表示装置 - Google Patents

投射型表示装置

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JPH09159988A
JPH09159988A JP7346367A JP34636795A JPH09159988A JP H09159988 A JPH09159988 A JP H09159988A JP 7346367 A JP7346367 A JP 7346367A JP 34636795 A JP34636795 A JP 34636795A JP H09159988 A JPH09159988 A JP H09159988A
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JP
Japan
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light
color
polarized
spatial light
modulators
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JP7346367A
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English (en)
Inventor
Tetsuo Hattori
徹夫 服部
Yoshiro Oikawa
義朗 及川
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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    • G03B33/00—Colour photography, other than mere exposure or projection of a colour film
    • G03B33/10—Simultaneous recording or projection
    • G03B33/12—Simultaneous recording or projection using beam-splitting or beam-combining systems, e.g. dichroic mirrors
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/2073—Polarisers in the lamp house
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03B21/20—Lamp housings
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Projection Apparatus (AREA)
  • Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来の投射型表示装置に比して明るい投射像
を得る。 【構成】 偏光ビームスプリッタ２２Ｂ，２２Ｇ，２２
Ｒは、３原色の色光をそれぞれＰ偏光光とＳ偏光光とに
偏光分離する。偏光分離された各色のＰ偏光光は、各色
に対応して設けられた３つの空間光変調素子２３ＢＰ，
２３ＧＰ，２３ＲＰにそれぞれ入射する。一方、偏光分
離された各色のＳ偏光光は、各色に対応して設けられた
他の３つの空間光変調素子２３ＢＳ，２３ＧＳ，２３Ｒ
Ｓにそれぞれ入射する。各色に対応した各２つの空間光
変調素子は、それぞれ同一画像の変調を行う。各色に対
応した各２つの空間光変調素子にて変調された各色の変
調光は、偏光ビームスプリッタ２２Ｂ，２２Ｇ，２２Ｒ
によりそれぞれ検光されて合成される。検光されて合成
された各色の光は、クロスダイクロイックプリズム２４
にて色合成され、投射レンズ２５により投射される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空間光変調素子を
用いた投射型表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】空間光変調素子を用いた従来の投射型表
示装置の一例について、図２を参照して説明する。図２
は、従来の投射型表示装置の概略構成を示す斜視図であ
る。
【０００３】この従来の投射型表示装置では、メタハラ
イドランプ又はキセノンランプ等からなる光源ランプの
背面に反射鏡を配置した光源２０１から出射された白色
光源光が、図示しない紫外線吸収フィルター及び赤外線
吸収フィルターを通過して図示しない平行光整形光学系
を経て略平行光に整形され、偏光ビームスプリッタ２０
２に入射される。偏光ビームスプリッタ２０２に入射し
た光は、偏光ビームスプリッタ２０２の偏光分離部２０
３にてＰ偏光光とＳ偏光光とに分離される。Ｐ偏光光は
そのまま偏光分離部２０３を通過して廃棄され、Ｓ偏光
光は、該偏光分離部２０３にて反射され、色色分解光学
系を構成する青色反射ダイクロイックミラー２０４Ｂと
赤色反射ダイクロイックミラー２０４ＲによってＲ，
Ｇ，Ｂの３原色の色光に色分解される。ダイクロイック
ミラー２０４Ｂは青色光（Ｂ）を反射し、赤色光（Ｒ）
及び緑色光（Ｇ）を透過させる。ダイクロイックミラー
２０４Ｒは赤色光を反射し、緑色光を透過させる。偏光
ビームスプリッタ２０３にて偏光分離されたＳ偏光光の
うちの青色光は、ダイクロイックミラー２０４Ｂにて反
射され、空間光変調素子２０５Ｂに読み出し光として入
射される。偏光ビームスプリッタ２０３にて偏光分離さ
れたＳ偏光光のうちの赤色光は、ダイクロイックミラー
２０４Ｂを透過した後にダイクロイックミラー２０４Ｒ
にて反射され、空間光変調素子２０５Ｒに読み出し光と
して入射される。偏光ビームスプリッタ２０３にて偏光
分離されたＳ偏光光のうちの緑色光は、ダイクロイック
ミラー２０４Ｂ，２０４Ｒを透過し、空間光変調素子２
０５Ｇに読み出し光として入射される。
【０００４】前記空間光変調素子２０５Ｒ，２０５Ｂ，
２０５Ｇは、光書き込み型の反射型空間光変調素子であ
り、例えば、図３に示す断面構造を有している。対象と
する光の波長に応じて反射ミラー層２１５や液晶層２１
６の層厚に差はあるが、基本構造はいずれの空間光変調
素子２０５Ｒ，２０５Ｂ，２０５Ｇも同じである。図３
において、書き込み光側（図３中の左側）から、透明ガ
ラス基板２１１、透明電極としての透明導電体膜（ＩＴ
Ｏ膜）２１２、水素化非晶質シリコン膜からなる光導電
体膜２１３、カドミウム−テルル膜からなる遮光層２１
４、多層膜誘電体膜からなる反射ミラー層２１５、ポリ
イミド膜からなる液晶配向層２１６、光変調層としての
液晶層２１７、ポリイミド膜からなる液晶配向層２１
８、透明電極としてのＩＴＯ膜２１９、透明ガラス基板
２２０である。透明電極２１２，２１９間には常に交流
電圧が印加されており、図３中の左側から信号として書
き込み光が入射すると、光導電体膜２１３のインピーダ
ンスが低下し、印加電圧は有効に液晶層２１７にかかる
ことになり液晶分子が配列することになり、当該部分の
液晶層２１７は複屈折性を持つことになる。このため、
書き込み光が入射した部分においては、図３中の右側か
ら入射したＳ偏光光（読み出し光）は液晶層２１７を通
過して該液晶層２１７の複屈折性のために円偏光となっ
てミラー層２１５に入射して反射され、再度液晶層２１
７を通過しＰ偏光光となって当該空間光変調素子から変
調光として出射される。一方、書き込み光が存在しない
ときは、光導電体膜２１３のインピーダンスは十分に高
く、そのため液晶層２１７には有効に電圧が印加されず
液晶層２１７の液晶分子は配向膜２１６，２１８の配向
処理に従って配向されたままになっている。このため、
書き込み光が入射しない部分においては、図３中の右側
から入射したＳ偏光の読み出し光は該液晶分子の配向に
従って旋光し、誘電体ミラー２１５にて入射して反射さ
れる。当該反射光は、再度前記液晶分子の配列に従って
旋光されて逆行し、Ｓ偏光のまま出射する。
【０００５】なお、図面には示していないが、書き込み
光源としての各色用ＣＲＴ画面からの書き込み光を各リ
レーレンズにて各空間光変調素子２０５Ｒ，２０５Ｂ，
２０５Ｇに入射させ、これらの変調素子に各色画像情報
を書き込む。書き込み光としては、光導電体膜２１３の
光感度のもっとも良い波長の光を使用し、光導電体膜２
１３が水素化非晶質シリコン層の場合には赤色光が最適
である。
【０００６】各空間変調素子２０５Ｒ，２０５Ｂ，２０
５Ｇは書き込み光に応じて前述したように入射読み出し
光（Ｓ偏光）を変調させ、これらの変調光は入射時と逆
方向に進行して再度ダイクロイックミラー２０４Ｂ，２
０４Ｒに戻り、ダイクロイックミラー２０４Ｂ，２０４
Ｒにて色合成され、色合成された光は偏光ビームスプリ
ッタ２０２に入射される。そして、色合成された光のう
ちのＳ偏光成分は当該偏光ビームスプリッタ２０２の偏
光分離部２０３にて反射されて廃棄され、色合成された
光のうちのＰ偏光成分は、偏光分離部２０３を透過し
（すなわち検光され）、投射レンズ２０６により図示し
ないスクリーン上に投射される。
【０００７】以上説明した従来例では、色分解及び色合
成を同じダイクロイックミラー２０４Ｂ，２０４Ｒで行
う（すなわち、ダイクロイックミラー１０６，１０７が
色合成光学系も兼用している）例を示したが、色分解と
色合成とを異なるダイクロイックミラーやダイクロイッ
クプリズムで行う例も知られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】近年、投射型表示装置
においては、投射画像が一層明るいことが要望されてき
ている。しかし、前述した投射型表示装置では、例えば
映画スクリーンに匹敵するような大型スクリーンに画像
を投射するような場合には、決して明るいとはいえなか
った。
【０００９】本発明は、前記事情に鑑みてなされたもの
で、従来の投射型表示装置に比して明るい投射像を得る
ことができる投射型表示装置を提供することを目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の第１の態様による投射型表示装置は、３原
色の色光をそれぞれＰ偏光光とＳ偏光光とに偏光分離
し、偏光分離された各色のＰ偏光光を各色に対応して設
けられた３つの空間光変調素子にそれぞれ入射させ、偏
光分離された各色のＳ偏光光を各色に対応して設けられ
た他の３つの空間光変調素子にそれぞれ入射させ、各色
に対応した各２つの空間光変調素子に同一画像の変調を
行わせ、各色に対応した各２つの空間光変調素子にて変
調された各色の変調光をそれぞれ検光して合成し、検光
して合成された各色の光を投射するものである。なお、
この第１の態様による投射型表示装置では、前記検光し
て合成された各色の光を予め色合成した後にスクリーン
上に投射してもよいし、前記検光して合成された各色の
光を予め色合成することなくそれぞれ別々にスクリーン
上に投射してスクリーン上で色合成されるようにしても
よい。
【００１１】本発明の第２の態様による投射型表示装置
は、光源と、前記光源からの光を３原色の色光に分解す
る色分解手段と、前記３原色の色光にそれぞれ対応する
３対の反射型空間光変調素子であって、各対の２つの反
射型空間光変調素子が同一画像の変調を行う３対の反射
型空間光変調素子と、前記３原色の色光にそれぞれ対応
する３つの偏光ビームスプリッタであって、各々が、前
記色分解手段からの対応する色光をＰ偏光光とＳ偏光光
とに偏光分離して当該色光のＰ偏光光を当該色光に対応
する１対の反射型空間光変調素子の一方に照射させかつ
当該色光のＳ偏光光を当該色光に対応する１対の反射型
空間光変調素子の他方に照射させるとともに、当該１対
の反射型空間光変調素子からの変調された光を検光して
合成する３つの偏光ビームスプリッタと、前記３つの偏
光ビームスプリッタにより検光して合成された各色光を
合成する色合成光学系と、前記色合成光学系により色合
成された光を投射する投射光学系と、を備えたものであ
る。
【００１２】本発明の第３の態様による投射型表示装置
は、光源と、前記光源からの光を３原色の色光に分解す
る色分解手段と、前記３原色の色光にそれぞれ対応する
３対の反射型空間光変調素子であって、各対の２つの反
射型空間光変調素子が同一画像の変調を行う３対の反射
型空間光変調素子と、前記３原色の色光にそれぞれ対応
する３つの偏光ビームスプリッタであって、各々が、前
記色分解手段からの対応する色光をＰ偏光光とＳ偏光光
とに偏光分離して当該色光のＰ偏光光を当該色光に対応
する１対の反射型空間光変調素子の一方に照射させかつ
当該色光のＳ偏光光を当該色光に対応する１対の反射型
空間光変調素子の他方に照射させるとともに、当該１対
の反射型空間光変調素子からの変調された光を検光して
合成する３つの偏光ビームスプリッタと、前記３つの偏
光ビームスプリッタにより検光して合成された各色光を
それぞれ投射する投射光学系と、を備えたものである。
前記第２の態様による投射型表示装置では３つの偏光ビ
ームスプリッタにより検光して合成された各色光を色合
成光学系にて予め色合成しているのに対し、この第３の
態様による投射型表示装置では３つの偏光ビームスプリ
ッタにより検光して合成された各色光をそれぞれ別々に
スクリーン上に投射してスクリーン上で色合成される
が、その他の点については両者は同一である。
【００１３】本発明による第４の態様による投射型表示
装置は、前記第２乃至第３の態様による投射型表示装置
において、前記３対の反射型空間光変調素子の各々を電
気書き込み型空間光変調素子としたものである。
【００１４】前記第１乃至第４の態様によれば、同一画
像に関しては１つの色光に対応して単一の空間光変調素
子を使用すべきであるという従来の技術常識と異なり、
各色に対応して２つずつ、合計６つの空間光変調素子が
用いられている。３原色の色光がそれぞれＰ偏光光とＳ
偏光光とに偏光分離され、偏光分離された各色のＰ偏光
光を各色に対応して設けられた３つの空間光変調素子に
それぞれ入射され、偏光分離された各色のＳ偏光光を各
色に対応して設けられた他の３つの空間光変調素子にそ
れぞれ入射され、各色に対応した各２つの空間光変調素
子が同一画像の変調を行う。各色に対応した各２つの空
間光変調素子にて変調された各色の変調光がそれぞれ検
光して合成される。このように、１つの色光に関するＰ
偏光光及びＳ偏光光の両方がそれぞれ２つの空間光変調
素子にて同一画像の変調を受けた後に検光されて合成さ
れるので、偏光分離されたＰ偏光光及びＳ偏光光の両方
が同一の投射画像の形成のために利用されることにな
る。このため、前述した従来の投射型表示装置のように
偏光分離したＳ偏光のみを投射像の形成に利用してＰ偏
光光を廃棄していた投射型表示装置に比べて、格段に明
るい投射像を得ることができる。
【００１５】前記第１の態様においては、空間光変調素
子として、反射型空間光変調素子を用いてもよいし、透
過型空間光変調素子を用いてもよい。ただし、前記第２
及び第３の態様のように、空間光変調素子として反射型
のものを用いると、１つの色光に対応して設けられた偏
光ビームスプリッタのＰ偏光出射側に当該色光に対応し
て設けられた２つの空間光変調素子のうちの一方を配置
するとともに、当該偏光ビームスプリッタのＳ偏光光出
射側に当該２つの空間光変調素子のうちの他方を配置す
るだけで、当該偏光ビームスプリッタを偏光子、検光
子、同一画像に関する変調光の合成手段として兼用する
ことができるので、構成が簡単となり、好ましい。
【００１６】また、前記第１乃至第３の態様においては
空間光変調素子として光書き込み型の空間光変調素子を
用いてもよいが、前記第４の態様のように空間光変調素
子として電気書き込み型の空間光変調素子を用いれば、
ＣＲＴやリレーレンズなどの書き込み光学系を設けなく
てもすみ、小型化を図る上で好ましい。前記第１乃至第
３の態様では空間光変調素子を６つ必要とするので、空
間光変調素子として光書き込み型のものを用いれば、書
き込み光学系も６つ必要となり、従来の投射型表示装置
に比べても大型化せざるを得ない。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態によ
る投射型表示装置について、図１を参照して説明する。
図１は本実施の形態による投射型表示装置の概略構成を
示す斜視図である。
【００１８】本実施の形態による投射型表示装置では、
メタルハライドランプ、キセノンランプ等からなるラン
プの背面に反射用ミラー（凹面鏡）を配置した光源１０
から出射した白色光は、図示しない赤外光吸収フィルタ
ー及び紫外光吸収フィルターを経て図示しない整形光学
系により略平行光に整形され、ミラー１５にて光軸を変
え、色分解光学系２０に入射される。色分解光学系２０
は、Ｘ形状に組み合わされた青色反射ダイクロイックミ
ラー２０Ｂ及び赤色反射ダイクロイックミラー２０Ｒか
ら構成されており、入射した白色光を赤色光（Ｒ）、緑
色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）に色分解する。色分解された
Ｒ，Ｇ，Ｂ光は偏光的にはそれぞれ全てランダム偏光光
である。色分解されたランダム偏光の各色光は、平面ミ
ラー２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂにてそれぞれ反射されて互
いに平行な光軸に変換される。各ミラー２１Ｒ，２１
Ｇ，２１Ｂとして、金属反射ミラーを用いてもよいが、
金属反射ミラーを用いるより、使用ガラス板に真空蒸着
法により多層膜形成され作製され各色毎に設計された誘
電体ミラーを用いることが、光量のロスを最小限にする
上で好ましい。なぜなら、金属ミラーは反射率の点でど
うしても誘電体ミラーより劣るからであり、さらに、当
該ミラー２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂにより反射されるのは
ランダム偏光光であるため、反射光の偏光をこの段階で
考慮する必要はないからである。ミラー２１Ｂ，２１
Ｒ，２１Ｇにより反射された各色光は、各色光用に配置
された偏光ビームスプリッタ２２Ｂ，２２Ｒ，２２Ｇに
それぞれ入射される。
【００１９】各偏光ビームスプリッタ２２Ｂ，２２Ｒ，
２２Ｇに入射した各色のランダム偏光光は、各偏光ビー
ムスプリッタ２２Ｂ，２２Ｒ，２２Ｇにより、それぞれ
当該偏光ビームスプリッタ２２Ｂ，２２Ｒ，２２Ｇを透
過するＰ偏光光と、当該偏光ビームスプリッタ２２Ｂ，
２２Ｒ，２２Ｇにて反射されるＳ偏光とに偏光分離され
る。偏光ビームスプリッタ２２Ｂを透過した青色Ｐ偏光
光は空間光変調素子２３ＢＰに読み出し光として入射さ
れ、該偏光ビームスプリッタ２２Ｂにて反射された青色
Ｓ偏光は空間光変調素子２３ＢＳに読み出し光として入
射される。同様に、偏光ビームスプリッタ２２Ｒ，２２
Ｇをそれぞれ透過した赤色Ｐ偏光光及び緑色Ｐ偏光光は
空間光変調素子２３ＲＰ，２３ＧＰにそれぞれ読み出し
光として入射され、偏光ビームスプリッタ２２Ｒ，２２
Ｇにてそれぞれ反射された赤色Ｓ偏光及び緑色Ｓ偏光光
は空間光変調素子２３ＲＳ，２３ＧＳにそれぞれ読み出
し光として入射される。
【００２０】本実施の形態においては、空間光変調素子
２３ＢＰ，２３ＢＳ，２３ＲＰ，２３ＲＳ，２３ＧＰ，
２３ＧＳとして、電気書き込み型の反射型空間光変調素
子が使用されており、具体的には、例えば、特公平５−
８２７９３号公報に開示されているような電気書き込み
型空間光変調素子を用いることができる。この電気書き
込み型空間光変調素子では、図面には示していないが、
液晶層を挟んで読み出し光が入射する側の一の面全面に
透明電極（共通電極）が形成され、他の面には多数の画
素電極がマトリクス状に形成され、各画素電極は例えば
アルミニウムが蒸着されて形成されて反射鏡として兼用
されている。そして、各画素ごとにスイッチング素子と
して、ＭＯＳ型電解効果トランジスタ（薄膜トランジス
タ）及びコンデンサが形成されており、ＭＯＳ型電解効
果トランジスタをスイッチングすると、所定の電圧が前
記液晶層の当該画素の部分に印加されるようになってい
る。前記液晶層として、電界制御複屈折効果（ＥＣＢ）
液晶が使用され、電圧が印加されていない部分では、読
み出し光として入射された偏光光が前記液晶層を通過し
て前記画素電極で反射して前記液晶層を再び通過して出
射光となるときに該出射光は元の入射偏光光と同一の偏
光面を有する偏光光となり、電圧が印加された部分で
は、液晶分子の配列が変わり、出射光は元の入射偏光光
と９０゜異なる偏光面を有する偏光光となるようになっ
ている。したがって、この空間光変調素子からの出射光
のうち書き込み電気信号にてＭＯＳ型電解効果トランジ
スタがスイッチングされた画素に対応する出射光のみの
偏光方向が変換されていることになる。なお、空間光変
調素子２３ＢＰ，２３ＢＳ，２３ＲＰ，２３ＲＳ，２３
ＧＰ，２３ＧＳは、このような構成の空間光変調素子に
限定されるものではなく、種々の電気書き込み型の反射
型空間光変調素子を用いることができる。
【００２１】以上の説明からわかるように、空間光変調
素子２３ＢＳ，２３ＧＳ，２３ＲＳにそれぞれ読み出し
光として入射した各色のＳ偏光光による空間光変調素子
２３ＢＳ，２３ＧＳ，２３ＲＳからの各出射光（反射
光）は、空間光変調素子２３ＢＳ，２３ＧＳ，２３ＲＳ
に与えられた各電気書き込み信号にて選択された部分の
みがＰ偏光光となり他の部分はＳ偏光光のままである。
同様に、空間光変調素子２３ＢＰ，２３ＧＰ，２３ＲＰ
にそれぞれ読み出し光として入射した各色のＰ偏光光に
よる空間光変調素子２３ＢＰ，２３ＧＰ，２３ＲＰから
の各出射光（変調光）は、空間光変調素子２３ＢＰ，２
３ＧＰ，２３ＲＰに与えられた各電気書き込み信号にて
選択された部分のみがＰ偏光光となり他の部分はＳ偏光
光のままである。ここで、本実施の形態では、空間光変
調素子２３ＢＳ，２３ＢＰに同一の電気書き込み信号を
与え、空間光変調素子２３ＢＳ，２３ＢＰに同一画像の
変調を行わせる。同様に、空間光変調素子２３ＧＳ，２
３ＧＰに同一の電気書き込み信号を与え、空間光変調素
子２３ＧＳ，２３ＧＰに同一画像の変調を行わせる。同
様に、空間光変調素子２３ＲＳ，２３ＲＰに同一の電気
書き込み信号を与え、空間光変調素子２３ＲＳ，２３Ｒ
Ｐに同一画像の変調を行わせる。
【００２２】空間光変調素子２３ＢＳ，２３ＧＳ，２３
ＲＳからの出射光は再度偏光ビームスプリッタ２２Ｂ，
２２Ｇ，２２Ｒにそれぞれ入射され、偏光ビームスプリ
ッタ２２Ｂ，２２Ｇ，２２Ｒの偏光分離部にて、当該出
射光のうちの当該空間光変調素子にて偏光変化を受けた
Ｐ偏光のみ透過される（検光される）。一方、空間光変
調素子２３ＢＰ，２３ＧＰ，２３ＲＰからの出射光は再
度偏光ビームスプリッタ２２Ｂ，２２Ｇ，２２Ｒにそれ
ぞれ入射され、偏光ビームスプリッタ２２Ｂ，２２Ｇ，
２２Ｒの偏光分離部にて、当該出射光のうちの当該空間
光変調素子にて偏光変化を受けたＳ偏光のみが反射され
る（検光される）。その結果、青色の透過検光光（Ｐ偏
光）と青色の反射検光光（Ｓ偏光）とが偏光ビームスプ
リッタ２２Ｂにて合成されて色合成光学系としてのクロ
スダイクロイックプリズム２４に入射される。同様に、
緑色の透過検光光（Ｐ偏光）と緑色の反射検光光（Ｓ偏
光）とが偏光ビームスプリッタ２２Ｇにて合成されてク
ロスダイクロイックプリズム２４に入射される。同様
に、赤色の透過検光光（Ｐ偏光）と赤色の反射検光光
（Ｓ偏光）とが偏光ビームスプリッタ２２Ｒにて合成さ
れてクロスダイクロイックプリズム２４に入射される。
【００２３】このように、本実施の形態では、偏光ビー
ムスプリッタ２２Ｂ，２２Ｇ，２２Ｒの偏光分離部で偏
光分離された各色のＰ偏光光とＳ偏光光はそれぞれ対応
する空間光変調素子に入射され、変調を受けて当該素子
から出射し、各色用偏光ビームスプリッタにて検光を受
け合成されるため、従来の投射型表示装置と異なり、偏
光分離光の一方を廃棄することはない。
【００２４】前記クロスダイクロイックプリズム２４
は、例えば、直角二等辺三角形柱形状の透明ガラス部材
４個を直角部を合わす形で貼り合わせ、各透明ガラス部
材の面間に赤色（Ｒ光）反射ダイクロイック膜２４Ｒと
青色光（Ｂ光）反射ダイクロイック膜を十字状に形成し
たプリズムである。各色ダイクロイック層は、屈折率の
高い酸化チタン（ＴｉＯ２）膜屈折率の低い二酸化珪素
膜（ＳｉＯ２）膜を所定の膜厚で多層積層したものであ
る。偏光ビームスプリッタ２２Ｂにて検光及び合成され
た青色検光光は青色反射ダイクロイック膜２４Ｂにて反
射され、偏光ビームスプリッタ２２Ｇにて検光及び合成
された緑色検光光はそのままダイクロイックプリズム２
４を通過し、偏光ビームスプリッタ２２Ｒにて検光及び
合成された赤色検光光は赤色反射ダイクロイック膜２４
Ｒにて反射され、これにより、各色の検光光は色合成さ
れてダイクロイックプリズム２４を出射し、投射レンズ
２５にて図示しないスクリーン上に投射される。
【００２５】本実施の形態によれば、１つの色光に関す
るＰ偏光光及びＳ偏光光の一方が廃棄されることなく、
１つの色光に関するＰ偏光光及びＳ偏光光の両方がそれ
ぞれ２つの空間光変調素子にて同一画像の変調を受けた
後に検光されて合成されるので、偏光分離されたＰ偏光
光及びＳ偏光光の両方が同一の投射画像の形成のために
利用されることになる。このため、本実施の形態によれ
ば、前述した従来の投射型表示装置のように偏光分離し
たＳ偏光のみを投射像の形成に利用してＰ偏光光を廃棄
していた投射型表示装置に比べて、格段に明るい投射像
を得ることができる。
【００２６】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本実施の形態はこの実施の形態に限定されるもの
ではない。
【００２７】例えば、前記実施の形態においては、色分
解光学系としてクロスダイクロイックミラー２０を使用
しているが、代わりに、例えばクロスダイクロイックプ
リズムを使用しても良いことは言うまでもない。また、
色分解光学系として、クロスダイクロイックミラー及び
クロスダイクロイックプリズムを使用した場合には、光
源から各色変調光学素子までの光路長をＲ，Ｇ，Ｂ各色
毎に光路補正光学部材を使用しなくても各色光の光路長
を同じにすることができる。さらに、投射レンズ２５に
対して空間光変調素子の書き込み像とスクリーン上の像
は共役の関係にあることから、空間光変調素子からスク
リーンまでの光路長は各色光で同じであるため、光源か
らスクリーンまでの各色の光路長を同じにすることがで
きる。このため、光路長差に起因する色むらを最小にす
ることができる。更に、色合成光学系としてクロスダイ
クロイックミラーを使用しても良いことは言うまでもな
い。
【００２８】また、色分解光学系又は色合成光学系とし
て、平行に配置したダイクロイックミラーやハの字形状
に配置したダイクロイックミラーを使用しても良い。そ
の場合は、各色光用偏光ビームスプリッタを経由して空
間変調光学素子までの光路長が各色光で異なるか、もし
くは同じにするために光路長補正光学部材が必要にな
る。さらに、色分解光学系及び色合成光学系として、プ
リズムを三個あわせた通常テレビカメラにおいて色分解
に使用される合成プリズムを使用してもよい。この場合
にも上記の光路長差の点では同様である。
【００２９】また、前記実施の形態では、空間光変調素
子として反射型空間光変調素子が用いられているが、本
発明では、透過型空間光変調素子を用いて構成すること
もできる。ただし、前記実施の形態のように、空間光変
調素子として反射型のものを用いると、１つの色光に対
応して設けられた偏光ビームスプリッタのＰ偏光出射側
に当該色光に対応して設けられた２つの空間光変調素子
のうちの一方を配置するとともに、当該偏光ビームスプ
リッタのＳ偏光光出射側に当該２つの空間光変調素子の
うちの他方を配置するだけで、当該偏光ビームスプリッ
タを偏光子、検光子、同一画像に関する変調光の合成手
段として兼用することができるので、構成が簡単とな
り、好ましい。
【００３０】また、前記実施の形態では空間光変調素子
として電気書き込み型の空間光変調素子が用いられてい
るが、既に説明した図３に示すような光書き込み型の空
間光変調素子を用いてもよい。ただし、前記実施の形態
のように空間光変調素子として電気書き込み型の空間光
変調素子を用いれば、ＣＲＴやリレーレンズなどの書き
込み光学系を設けなくてもすみ、小型化を図る上で好ま
しい。
【００３１】さらに、前記実施の形態は、各色光Ｒ，
Ｇ，Ｂを予め色合成手段で合成して１本の投射レンズで
画像を投射する１投射レンズタイプの投射型表示装置の
例であるが、本発明では、色合成光学系を用いずに各色
光Ｒ，Ｇ，Ｂを予め色合成することなく３本の投射レン
ズでそれぞれスクリーン上に投射してスクリーン上で色
合成を行ういわゆる３投射レンズタイプとして構成して
もよいことは言うまでもない。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来の投射型表示装置に比して格段に明るい投射像を得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による投射型表示装置の
概略構成を示す斜視図である。
【図２】従来の投射型表示装置の概略構成を示す斜視図
である。
【図３】光書き込み型の反射型空間光変調素子の一例を
示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 光源 １５ 反射ミラー ２０ クロスダイクイロイックミラー ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ 反射ミラー ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ 偏光ビームスプリッタ ２３ＲＰ，２３ＧＰ，２３ＢＰ 空間光変調素子 ２３ＲＳ，２３ＧＳ，２３ＢＳ 空間光変調素子 ２４ クロスダイクロイックプリズム ２５ 投射レンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 9/31 Ｈ０４Ｎ 9/31 Ｃ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ３原色の色光をそれぞれＰ偏光光とＳ偏
    光光とに偏光分離し、偏光分離された各色のＰ偏光光を
    各色に対応して設けられた３つの空間光変調素子にそれ
    ぞれ入射させ、偏光分離された各色のＳ偏光光を各色に
    対応して設けられた他の３つの空間光変調素子にそれぞ
    れ入射させ、各色に対応した各２つの空間光変調素子に
    同一画像の変調を行わせ、各色に対応した各２つの空間
    光変調素子にて変調された各色の変調光をそれぞれ検光
    して合成し、検光して合成された各色の光を投射するこ
    とを特徴とする投射型表示装置。
  2. 【請求項２】 光源と、 前記光源からの光を３原色の色光に分解する色分解手段
    と、 前記３原色の色光にそれぞれ対応する３対の反射型空間
    光変調素子であって、各対の２つの反射型空間光変調素
    子が同一画像の変調を行う３対の反射型空間光変調素子
    と、 前記３原色の色光にそれぞれ対応する３つの偏光ビーム
    スプリッタであって、各々が、前記色分解手段からの対
    応する色光をＰ偏光光とＳ偏光光とに偏光分離して当該
    色光のＰ偏光光を当該色光に対応する１対の反射型空間
    光変調素子の一方に照射させかつ当該色光のＳ偏光光を
    当該色光に対応する１対の反射型空間光変調素子の他方
    に照射させるとともに、当該１対の反射型空間光変調素
    子からの変調された光を検光して合成する３つの偏光ビ
    ームスプリッタと、 前記３つの偏光ビームスプリッタにより検光して合成さ
    れた各色光を合成する色合成光学系と、 前記色合成光学系により色合成された光を投射する投射
    光学系と、 を備えたことを特徴とする投射型表示装置。
  3. 【請求項３】 光源と、 前記光源からの光を３原色の色光に分解する色分解手段
    と、 前記３原色の色光にそれぞれ対応する３対の反射型空間
    光変調素子であって、各対の２つの反射型空間光変調素
    子が同一画像の変調を行う３対の反射型空間光変調素子
    と、 前記３原色の色光にそれぞれ対応する３つの偏光ビーム
    スプリッタであって、各々が、前記色分解手段からの対
    応する色光をＰ偏光光とＳ偏光光とに偏光分離して当該
    色光のＰ偏光光を当該色光に対応する１対の反射型空間
    光変調素子の一方に照射させかつ当該色光のＳ偏光光を
    当該色光に対応する１対の反射型空間光変調素子の他方
    に照射させるとともに、当該１対の反射型空間光変調素
    子からの変調された光を検光して合成する３つの偏光ビ
    ームスプリッタと、 前記３つの偏光ビームスプリッタにより検光して合成さ
    れた各色光をそれぞれ投射する投射光学系と、 を備えたことを特徴とする投射型表示装置。
  4. 【請求項４】 前記３対の反射型空間光変調素子の各々
    が電気書き込み型空間光変調素子であることを特徴とす
    る請求項２又は３記載の投射型表示装置。
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