JPH1138210A - ダイクロイックプリズムおよび投写型表示装置 - Google Patents

ダイクロイックプリズムおよび投写型表示装置

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JPH1138210A
JPH1138210A JP9190005A JP19000597A JPH1138210A JP H1138210 A JPH1138210 A JP H1138210A JP 9190005 A JP9190005 A JP 9190005A JP 19000597 A JP19000597 A JP 19000597A JP H1138210 A JPH1138210 A JP H1138210A
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俊明 橋爪
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 倍率色収差に起因して生じる各色の投写画素
のずれを小さくすることの可能なダイクロイックプリズ
ムを提供すること。 【解決手段】 ダイクロイックプリズム１０は、４個の
直角プリズム１１〜１４を相互に接合することにより全
体として四角柱状に構成されている。また、各プリズム
１１〜１４の接合面に沿って赤光反射ダイクロイック面
１５と青光反射ダイクロイック面１５とが略Ｘ状に交差
している。赤光反射ダイクロイック面１５は、各直角プ
リズムを相互に接続している接着層１８の厚みを部分的
に変えることによって、凸状面とされている。このた
め、赤色光束Ｒを拡大した状態で投写光学系に導くこと
ができるので、投写光学系を介して投写面上に投写され
る赤色光束Ｒの投写画像を縮小することができる。これ
により、倍率色収差に起因した各色光束の投写画素の相
対的なずれを小さくできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光源からの出射光
を少なくとも２色の色光束に分解し、これらの各色光束
を液晶パネルから構成されるライトバルブを通して画像
情報に対応して変調し、変調した後の各色光束を再合成
して、投写光学系を介して投写面上に投写表示する形式
の投写型表示装置に関するものである。特に、倍率色収
差に起因した各色の投写画素の相対的なズレを補正可能
なダイクロイックプリズムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】投写型表示装置としては、光源と、ここ
から出射された光束を３色の各色光束に分離する色分離
手段と、分離された各色の光束を画像情報に対応して変
調する３枚のライトバルブと、これらのライトバルブを
介して変調された後の各色光束を合成する色合成手段と
してのダイクロイックプリズムと、ダイクロイックプリ
ズムによって合成された光束を投写面上に拡大投写する
投写光学系とを備えた構成の装置が知られている。
【０００３】ダイクロイックプリズムは、例えば、特開
平７−２９４８４５号公報に開示されている。図１１に
示すように、この公報に開示されているダイクロイック
プリズム１０００は、断面が直角二等辺三角形の４個の
直角プリズム１１、１２、１３、１４を相互に貼り合わ
せることにより全体が四角柱状に構成されている。ま
た、このダイクロイックプリズム１０００では、各柱状
のプリズム１１〜１４の接合面に沿って対角線方向に延
びる赤光反射ダイクロイック面１５００、１５００およ
び青光反射ダイクロイック面１６００、１６００が平面
となるように形成されている。各直角プリズム１１〜１
４を接合するために、これらの貼り合わせ面の間に形成
した接着剤の層１８００の厚さは１０〜２０μｍとされ
ている。
【０００４】このようなダイクロイックプリズム１００
０は、投写型表示装置の色合成手段として用いられる。
この場合、その三方の側面に対峙するように配置された
液晶ライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂからの
各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂが一対のダイクロイック面１５０
０、１６００によって合成され、合成後の光束が残りの
側面から投写光学系に向かって出射される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ここで、投写光学系を
介して投写表示された画像は、中心から離れるにしたが
って倍率色収差の影響が大きくなるために各色の投写画
像のずれが大きくなる。例えば、図１２に示すように、
投写面１００に投写された各色の投写画像の面積が、青
色投写画像Ｂ’＜緑色投写画像Ｇ’＜赤色投写画像Ｒ’
の関係になる。この場合、図１３に示すように、投写画
素として見た場合には、各色の投写画素ｂ、ｇ、ｒは完
全に揃った状態ではなく、画素ずれｄ１が生じている。
この画素ずれｄ１が小さい場合（ｄ１≦ｄ）には、表示
品位に殆ど影響を及ぼさないが、画素ずれｄ１が許容範
囲を越えた場合（ｄ≦ｄ１＝ｄ２）には、投写画像の画
質を低下させる原因となってしまう。なお、各色の投写
画像Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’の大きさは、投写光学系の材質に
よって異なるものであり、常に赤色投写画像Ｒ’が最も
大きくなるとは限らないが、各色の投写画像の面積は相
対的に異なる。
【０００６】ここで、投写型表示装置においては、解像
度の高い投写画像を得るために、液晶パネル等からなる
ライトバルブの画素数を増加させることによる高精細化
が図られている。この高精細化に伴い１画素当たりの面
積は小さく傾向にあり、上記の画素ずれｄ１に対する許
容範囲も小さくなり、倍率色収差の許容度も小さくな
る。従って、解像度の高い高品位の投写画像を得るため
には、倍率色収差を補正して、その倍率色収差が投写画
像に及ぼす影響をより低減する必要がある。
【０００７】本発明の課題は、上記の点に鑑みて、倍率
色収差に起因して生じる各色の投写画素のずれを小さく
することの可能なダイクロイックプリズムを提供するこ
とにある。また、このダイクロイックプリズムが組み込
まれた投写型表示装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明では、断面が三角形の４個のプリズムを相互
に接合することにより構成され、各プリズムの接合面に
沿って略Ｘ状に交差した反射特性の異なる第１および第
２のダイクロイックプリズムにおいて、１および第２の
ダイクロイック面が形成されているダイクロイックプリ
ズムにおいて、前記第１および第２のダイクロイック面
のうちの少なくとも第１のダイクロイック面が凹状面あ
るいは凸状面であることを特徴としている。
【０００９】このような本発明のダイクロイックプリズ
ムでは、第１のダイクロイック面の凹状あるいは凸状の
程度に応じて、この面で反射される色光束の反射状態が
変化する。従って、当該色光束を拡大あるいは縮小する
ことができる。本発明のダイクロイックプリズムを投写
型表示装置の色合成手段として用いれば、所定の色光束
の投写画像の倍率を調整することができるので、各色の
投写画像の面積を略等しくすることができる。すなわ
ち、倍率色収差を補正することができ、各色光束の投写
画素の相対的なずれを小さく抑制できる。よって、本発
明のダイクロイックプリズムを投写型表示装置の色合成
手段として用いた場合には、倍率色収差に起因した投写
画像の画質の低下を防ぐことができる。
【００１０】ここで、投写型表示装置においては、解像
度の高い投写画像を得るためにライトバルブが高精細化
される傾向にある。この場合には、画素ずれに対する許
容範囲が小さくなり、倍率色収差の許容度も小さくな
る。本発明のダイクロイックプリズムは、上記のように
倍率色収差を補正して各色の相対的な画素ずれを抑制で
きるので、高精細化されたライトバルブを使用して解像
度の高い高品位の画像を投写する投写型表示装置の色合
成手段に特に適している。
【００１１】第１のダイクロイック面としては、前記第
２のダイクロイック面との交線に対して左右対称に傾斜
した状態に構成することが好ましい。第１のダイクロイ
ック面としては、例えば、Ｒ面とすることもできるが、
この場合には、曲率半径等に配慮しながら各プリズムを
製造する必要があるため、ダイクロイックプリズムの製
造が困難になると予想される。このため、上記のような
第１のダイクロイック面を構成すれば、製造が容易とな
り、製造コストを高騰を防ぐことができる。
【００１２】断面が三角形のプリズムとしては、頂角が
直角となった直角プリズムを使用することができる。こ
の場合には、これらの直角プリズムを接合するための接
着層の厚さを調整することによって、第１のダイクロイ
ック面を凹状面あるいは凸状面することができる。この
ように直角プリズムを使用することにより、従来のダイ
クロイックミラーの構成要素である直角プリズムをその
まま使用することができる。
【００１３】また、前記４個のプリズムのうちの少なく
とも一のプリズムを、頂角が鋭角あるいは鈍角となった
プリズムとすれば、接着層の厚さ意図的に調整せずと
も、前記第１のダイクロイック面を自動的に凹状面ある
いは凸状面とすることができる。
【００１４】本発明のダイクロイックプリズムは、投写
型表示装置の色合成手段として用いることができる。す
なわち、光源と、ここから出射された出射光束を少なく
とも２色の色光束に分離する色分離手段と、分離された
各色の光束を画像情報に対応して変調する変調手段と、
当該変調手段によって変調された後の各色の光束を合成
する色合成手段と、合成された光束を投写面上に拡大投
写する投写光学系とを有する投写型表示装置の前記色合
成手段として使用することができる。前述したように本
発明を適用したダイクロイックプリズムは、所定の色光
束の倍率を調整できるので、当該ダイクロイックプリズ
ムを色合成手段として用いた投写型表示装置によれば、
投写画素の相対的なずれを抑制でき、倍率色収差に起因
した画質の低下を防ぐことができる。特に、変調手段と
して高精細化されたライトバルブを使用した場合でも、
各色の投写画素の相対的なずれを小さくできるので、解
像度の高い高品位の投写画像を得ることができる。
【００１５】投写型表示装置の変調手段としては、透過
型および反射型の変調手段を用いることができる。この
うち反射型の変調手段を用いた場合には、本発明を適用
したダイクロイックプリズムを色合成手段としてだけで
はなく、色分離手段として使用することも可能である。
このように本発明を適用したダイクロイックプリズムを
色合成手段および色分離手段として機能させれば、少な
い数の光学部品で投写型表示装置の光学系を構成するこ
とができるので、投写型表示装置のコンパクト化および
低廉価を図ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］ （ダイクロイックプリズム）以下に図面を参照して本発
明を適用したダイクロイックプリズムの一例を説明す
る。図１には本発明を適用したダイクロイックプリズム
の斜視図を示してある。この図１に示すダイクロイック
プリズム１０は、３枚の液晶ライトバルブによって変調
された各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂの合成を行うためのものであ
り、異なる方向から入射した各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂを共に
投写光学系に向かって出射する機能を有している。この
ため、図２にはダイクロイックプリズム１０と共に、３
枚の液晶ライトバルブも合わせて示してある。なお、以
下の説明では、投写光学系によって投写面上に投写され
る各色の投写画像の面積は、図１２に示したように倍率
色収差に起因して青色、緑色、赤色の順に大きくなる場
合を想定している。
【００１７】図１に示すように、ダイクロイックプリズ
ム１０は、４個の直角プリズム１１、１２、１３、１４
を有しており、これらの直角プリズム１１〜１４を相互
に接合することにより、全体として四角柱状に構成され
ている。
【００１８】図２に示すように、第１の直角プリズム１
１における相互に直交する矩形状側面１１１、１１２の
うち、一方の矩形状側面１１１には赤色光束Ｒを反射さ
せる誘電体多層膜からなる赤光反射膜１１３が形成さ
れ、他方の矩形状側面１１２には青色光束Ｂを反射させ
る誘電体多層膜からなる青光反射膜１１４が形成されて
いる。
【００１９】第２の直角プリズム１２における相互に直
交する矩形状側面１２１、１２２のうち、一方の矩形状
側面１２１には特定の反射膜は形成されておらず、接着
層１８を介して第１の直角プリズム１１の矩形状側面１
１２に接合されている。他方の矩形状側面１２２には第
１の直角プリズム１１の矩形状側面１１１に形成されて
いる赤光反射膜１１３と同様の光学特性を備えた赤光反
射膜１２３が形成されている。
【００２０】第３の直角プリズム１３における相互に直
交する矩形状側面１３１、１３２には特定の反射膜は形
成されておらず、各矩形状側面１３１、１３２が露出し
ている。これらの矩形状側面１３１、１３２のうち一方
の矩形状側面１３１は接着層１８を介して第２の直角プ
リズム１２の矩形状側面１２２に接合されている。
【００２１】第４の直角プリズム１４における相互に直
交する矩形状側面１４１、１４２のうち、一方の矩形状
側面１４１には第１の直角プリズム１１の矩形状側面１
１２に形成されている青光反射膜１１４と同様の光学特
性を備えた青光反射膜１４３が形成され、他方の矩形状
側面１４２には特定の反射膜は形成されていない。一方
の矩形状側面１４１は接着層１８を介して第３の直角プ
リズム１３の矩形状側面１３２に接合され、他方の矩形
状側面１４２は、接着層１８を介して第１の直角プリズ
ム１１の矩形状側面１１１に接合されている。
【００２２】各直角プリズム１１〜１４を相互に接合す
ることによって構成される接合面に沿って、それぞれ赤
光反射膜１１３、青光反射膜１１４、赤光反射膜１２
３、青光反射膜１４３が介在し、これらの反射膜によっ
て赤光反射ダイクロイック面１５と青光反射ダイクロイ
ック面１６とが略Ｘ状に交差している。
【００２３】ここで、本例のダイクロイックプリズム１
０においては、各直角プリズム１１〜１４を相互に接合
している接着層１８の厚みを部分的に変えることによっ
て、赤光反射ダイクロイック面１５は、青光反射ダイク
ロイック面１６との交線を対して左右対称に傾斜してい
る。すなわち、本例のダイクロイックプリズム１０で
は、赤光反射ダイクロイック面１５が凸状面とされてい
る。
【００２４】このように赤光反射ダイクロイック面１５
を凸状面となるように構成するためには、例えば、次の
ような方法で接着層１８の厚さを調整すれば良い。すな
わち、第１および第４の直角プリズム１１、１４を層厚
が一定の接着層１８を介して接合してプリズム合成体を
構成する。また、第２および第３の直角プリズム１２、
１３を同様に接合してプリズム合成体を構成する。次
に、一対のプリズム合成体同士を接合する際に、それら
の接合面の一方の側から他方の側に向かって徐々に接着
層１８の厚さが厚くなるようにする。この結果、得られ
たダイクロイックプリズム１０の赤光反射ダイクロイッ
ク面１５は、中心が最も高くなった凸状面になる。な
お、赤光反射ダイクロイック面１５を凹状に構成する場
合には、他方の側から一方の側に向かって徐々に接着層
１８が厚くなるようにすれば良い。
【００２５】このように構成された本例のダイクロイッ
クプリズム１０においては、緑光用の液晶ライトバルブ
９２５Ｇからの緑色光束Ｇは、それぞれのダイクロイッ
ク面１５、１６を透過して第１の直角プリズム１１の側
面から投写光学系６０に向かって出射される。また、青
光用の液晶ライトバルブ９２５Ｂからの青色光束Ｂは、
青光反射ダイクロイック面１６によってその光軸が略９
０度折り曲げられた後、緑色光束Ｇと同様に第１の直角
プリズム１１の側面から投写光学系６０に向かって出射
される。さらに、赤光用の液晶ライトバルブ９２５Ｒか
らの赤色光束Ｒは、赤光反射ダイクロイック面１５によ
ってその光軸が略９０度折り曲げられた後に、緑色光束
Ｇ、青色光束Ｂと同様に第１の直角プリズム１１の側面
から投写光学系６０に向かって出射される。
【００２６】図３には、本例のダイクロイックプリズム
１０から出射された赤色光束Ｒが投写光学系６０を介し
て投写面上に投写される様子を示してある。本例のダイ
クロイックプリズム１０では、赤光反射ダイクロイック
面１５が凸状面とされているので、この赤光反射ダイク
ロイック面１５で反射された赤色光束Ｒは、図３におい
て実線で示すように、拡大されながら投写光学系６０に
向かって出射される。ここで、投写光学系６０は各色光
束Ｒ、Ｇ、Ｂを反転させて投写面１００に投写する。こ
のため、凸状面とされた赤光反射ダイクロイック面１５
で反射された赤色光束Ｒの投写面積は、平面である赤光
反射ダイクロイック面１５で反射された赤色光束の投写
面積に比して縮小する。すなわち、図４に示すように、
赤光反射ダイクロイック面１５が平面である場合には、
緑色光束Ｇの投写画像（図４において実線で囲われた領
域）Ｇ’に比べて、赤色光束Ｒの投写画像（図４におい
て破線で囲われた領域）Ｒ’が大きくなっているが、赤
光反射ダイクロイック面１５を凸状面とすることで、赤
色光束Ｒの投写画像Ｒ’の面積を緑色光束Ｇの投写画像
Ｇ’の面積と略等しくすることができる。従って、倍率
色収差に起因した各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂの投写画素の相対
的なずれを小さくできる。それ故、本例のダイクロイッ
クプリズム１０を投写型表示装置の色合成手段として用
いた場合には、倍率色収差に起因した投写画像の画質の
低下を防ぐことができ、投写表示品位に優れた投写型表
示装置を実現できる。
【００２７】ここで、投写型表示装置においては、解像
度の高い投写画像を得るために変調手段としてのライト
バルブを高精細化、すなわち、１画素当たりの面積を小
さくし、画素数を増やす傾向にある。このため、各色の
画素ずれに対する許容範囲が小さくなり、倍率色収差の
許容度も必然的に小さくなる。本例のダイクロイックプ
リズム１０は、前述したように、倍率色収差を補正して
各色の相対的な画素ずれを小さくできるので、上記のよ
うに高精細化されたライトバルブを使用しても、倍率色
収差に対する許容度を満足することができ、解像度の高
い高品位の画像を投写する投写型表示装置の色合成手段
として用いることができる。
【００２８】本例のダイクロイックプリズム１０におい
ては、直角プリズムを４個使用して、接着層１８の厚み
を部分的に調整することにより、赤光反射ダイクロイッ
ク面１５を凸状面としている。従って、従来のダイクロ
イックプリズムの構成要素である直角プリズムをそのま
ま使用することができるという利点がある。
【００２９】なお、本例のダイクロイックプリズム１０
においては、赤光反射ダイクロイック面１５がＲ面とな
るように構成しても、上記の同様に、倍率色収差を補正
して各色の画素ずれを小さくすることができる。しか
し、赤光反射ダイクロイック面１５がＲ面となるように
構成するためには、曲率半径等に配慮しながら各プリズ
ムを製造する必要があるため、製造コストが高騰するこ
とが予想される。従って、本例で説明したように、赤光
反射ダイクロイック面１５を折れ曲がった面とすること
により、製造コストが高騰するといった事態を回避でき
る。
【００３０】なお、本例においては、赤色ダイクロイッ
ク面１５を凸状面として、赤色光束Ｒの投写画像を縮小
するようにしているが、これに加えて、青色光束Ｂの投
写画像を拡大するようにしても良い。このように青色光
束Ｂの投写画像を拡大して３色の投写画像をほぼ等しく
すれば、各色光束の投写画素の画素ずれをより抑制でき
る。なお、青色光束Ｂの投写画像を拡大するためには、
青光反射ダイクロイック面１６を、青色光束Ｂの入射方
向に向かって凹状面となるようすれば良い。
【００３１】また、本例のダイクロイックプリズム１０
においては、各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂの投写画像Ｒ’、
Ｇ’、Ｂ’の面積が投写画像Ｒ’＞投写画像Ｇ’＞投写
画像Ｂ’となる場合を想定して説明したが、このような
場合に限らず、青色光束Ｂの投写画像Ｂ’の面積が最も
大きくなる場合や、緑色光束Ｇの投写画像Ｇ’の面積が
最も大きくなる場合など、いずれも場合にも本発明を適
用できる。赤色光束Ｒの投写画像Ｒ’を縮小したい場合
には、赤光反射ダイクロイック面１５を凹状面とすれば
良く、青色光束Ｂの投写画像Ｂ’を拡大したい場合に
は、青光反射ダイクロイック面１６を凸状面とすれば良
い。また、所定の色の投写画像の面積を拡大あるいは縮
小する倍率については、凹状あるいは凸状の程度を変え
ることにより所望の倍率を得ることができる。
【００３２】（投写型表示装置）先に説明したダイクロ
イックプリズムを備えた投写型表示装置の一例を説明す
る。この投写型表示装置は、光源からの出射光束を、
赤、青、緑の３色光束に分離し、分離された各色光束を
液晶パネル等から構成されるライトバルブを通して画像
情報に対応させて変調し、変調した後の各色光束を再合
成して、投写光学系を介して投写面上に投写表示するも
のである。
【００３３】図５には、本例の投写型表示装置の外観を
示してある。本例の投写型表示装置１は直方体形状をし
た外装ケース２を有している。外装ケース２は、基本的
には、アッパーケース３と、ロアーケース４と、装置前
面を規定しているフロントケース５とから構成されてい
る。フロントケース５の中央からは投写レンズユニット
６の先端側の部分が突出している。
【００３４】図６には投写型表示装置１の外装ケース２
の内部における各構成部分の配置を示してあり、図７に
は図６のＡ−Ａ線における断面を示してある。これらの
図に示すように、外装ケース２の内部において、その後
端側には電源ユニット７が配置されている。これよりも
装置前側に隣接した位置には、光源装置８が配置されて
いる。光源装置８の前側には光学ユニット９が配置され
ている。光学ユニット９の前側の中央には、投写レンズ
ユニット６が位置している。一方、光学ユニット９の側
方には、装置前後方向に向けて入出力インターフェース
回路が搭載されたインターフェース基板１１が配置さ
れ、これに平行に、ビデオ信号所理回路が搭載されたビ
デオ基板１２が配置されている。さらに、光源装置８、
光学ユニット９の上側には、装置駆動制御用の制御基板
１３が配置されている。装置前端側の左右の角には、そ
れぞれスピーカ１４Ｒ、１４Ｌが配置されている。光学
ユニット９の上面側の中央には冷却用の吸気ファン１５
Ａが配置され、光学ユニット９の底面側の中央には冷却
用循環流形成用の循環用ファン１５Ｂが配置されてい
る。また、光源装置８の裏面側である装置側面には排気
ファン１６が配置されている。そして、電源ユニット７
における基板１１、１２の端に面する位置には、吸気フ
ァン１５Ａからの冷却用空気流を電源ユニット７内に吸
引するための補助冷却ファン１７が配置されている。
【００３５】さらに、電源ユニット７の直上には、その
装置左側の位置に、フロッピーディスク駆動ユニット
（ＦＤＤ）１８が配置されている。
【００３６】図８には、光源ユニット９および投写レン
ズユニット６の部分を取り出して示してある。この図に
示すように、光学ユニット９は、その色合成手段を構成
しているダイクロイックプリズム１０以外の光学素子
が、上下のライトガイド９０１、９０２の間に上下から
挟まれて保持された構成となっている。これらの上ライ
トガイド９０１、下ライトガイド９０２は、それぞれア
ッパーケース３およびロアーケース４の側に固定ねじに
よって固定されている。また、これらの上下のライトガ
イド板９０１、９０２は、ダイクロイックプリズム１０
の側に同じく固定ねじによって固定されている。ダイク
ロイックプリズム１０は、ダイキャスト板である厚手の
ヘッド板９０３の裏面に固定ねじによって固定されてい
る。このヘッド板９０３の前面には、投写レンズユニッ
ト６が同じく固定ねじによって固定されている。
【００３７】図９には、投写型表示装置１に組み込まれ
ている光学系の概略構成を示してある。本例の光学系
は、上記の光源装置８の構成要素であるランプ８１と、
均一照明光学素子であるインテグレータレンズ９２１お
よびインテグレータレンズ９２２から構成される均一照
明光学系９２３とを備えている。また、均一照明光学系
９２３から出射される光束Ｗを赤、緑、青の各色光束
Ｒ、Ｇ、Ｂに分離する色分離光学系９２４と、各色光束
を変調するライトバルブとしての３枚の液晶ライトバル
ブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂと、変調された色光束
を再合成する色合成光学系としてのダイクロイックプリ
ズム１０と、合成された光束を投写面１００の表面に拡
大投写する投写レンズユニット６の構成要素である投写
光学系６０を備えている。さらに、色分離光学系９２４
によって分離された各色光束のうち、青色光束Ｂを対応
する液晶ライトバルブ９２５Ｂに導く導光系９２７を備
えている。
【００３８】均一照明光学系９２３は、反射ミラー９３
１を備えており、照明光学系からの出射光の中心光軸１
ａを装置前方向に向けて直角に折り曲げるようにしてい
る。このミラー９３１を挟み、インテグレータレンズ９
２１、９２２が直交する状態に配置されている。
【００３９】ランプ８１からの出射光は、このインテグ
レータレンズ９２１を介してインテグレータレンズ９２
２を構成している各レンズの入射面上にそれぞれ２次光
源像として投写され、当該インテグレータレンズ９２２
から出射光を用いて被照明対象物が照射されることにな
る。
【００４０】各色分離光学系９２４は、青緑反射ダイク
ロイックミラー９４１と、緑反射ダイクロイックミラー
９４２と、反射ミラー９４３から構成される。光束Ｗ
は、まず、青緑反射ダイクロイックミラー９４１におい
て、そこに含まれている青色光束Ｂおよび緑色光束Ｇが
直角に反射され、緑反射ダイクロイックミラー９４２の
側に向かう。
【００４１】赤色光束Ｒはこのミラー９４１を通過し
て、後方の反射ミラー９４３で直角に反射されて、赤色
光束Ｒの出射部９４４からダイクロイックプリズム１０
の側に出射される。ミラー９４１において反射された青
および緑の光束Ｂ、Ｇは、緑反射ダイクロイックミラー
９４２において、緑色光束Ｇのみが直角に反射されて、
緑色光束Ｇの出射部９４５から色合成光学系の側に出射
される。このミラー９４２を通過した青色光束Ｂは、青
色光束Ｂの出射部９４６から導光系９２７の側に出射さ
れる。本例では、均一照明光学素子の光束Ｗの出射部か
ら、色分離光学系９２４における各色光束の出射部９４
４、９４５、９４６までの距離が全て等しくなるように
設定されている。
【００４２】色分離光学系９４２の赤色、緑色光束Ｒ、
Ｇの出射部９４４、９４５の出射側には、それぞれ集光
レンズ９５１、９５２が配置されている。したがって、
各出射部から出射した赤色、緑色光束Ｒ、Ｇは、これら
の集光レンズ９５１、９５２に入射して平行化される。
【００４３】このように平行化された赤色、緑色光束
Ｒ、Ｇは液晶ライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇに入射し
て変調され、各色光に対応した画像情報が付加される。
すなわち、これらのライトバルブは、不図示の駆動手段
によって画像情報に応じてスイッチング制御されて、こ
れにより、ここを通過する各色光の変調が行われる。こ
のような駆動手段は公知の手段をそのまま使用すること
ができる。一方、青色光束Ｂは、導光系９２７を介して
対応する液晶ライトバルブ９２５Ｂに導かれ、ここにお
いて、同様に画像情報に応じて変調が施される。本例の
ライトバルブは、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッ
チング素子として用いることができる。
【００４４】導光系９２７は、青色光束Ｂの出射部９４
６の出射側に配置した集光レンズ９５４と、入射側反射
ミラー９７１と、出射側反射ミラー９７２と、これらの
ミラーの間に配置した中間レンズ９７３と、液晶ライト
バルブ９２５Ｂの手前側に配置した集光レンズ９５３と
から構成される。各色光束の光路長、すなわち、ランプ
８１から各液晶パネルまでの距離は青色光束Ｂが最も長
くなり、したがって、この光束の拡散による光量損失が
最も多くなる。しかし、導光系９２７を介在させること
により、光量損失を抑制できる。
【００４５】次に、各液晶パネル９２５Ｒ、Ｇ、Ｂを通
って変調された各色光束は、ダイクロイックプリズム１
０に入射され、ここで再合成される。再合成されたカラ
ー映像は、投写レンズユニット６の構成要素である投写
光学系６０を介して所定の位置にある投写面１００の表
面に拡大投写される。
【００４６】このように構成された投写型表示装置１に
おいては、色合成手段として本発明を適用したダイクロ
イックプリズム１０を備えている。ダイクロイックプリ
ズム１０は、前述したように、倍率色収差に起因した各
色光束Ｒ、Ｇ、Ｂの相対的な画像ずれを小さくできる。
このため、倍率色収差に起因した画質の低下を回避でき
る。また、各液晶ライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９
２５Ｂの画素を小さくし、かつ、画素数を増やして解像
度の高い画像を投写する場合でも、倍率色収差によって
生じる各色光束の画素ずれに起因した画質の低下を防ぐ
ことができるので、解像度の高い高品位の投写画像を投
写できる投写型表示装置を提供できる。
【００４７】［実施の形態２］図１０には、本発明を適
用した別の構成のダイクロイックプリズムを示してあ
る。本例のダイクロイックプリズム１０Ａと、実施の形
態１のダイクロイックプリズム１０との異なる点は、４
個の直角プリズム１１〜１４のうち、第１および第２の
直角プリズム１１、１２を、各プリズムの接合中心に近
い頂角が鈍角となった三角プリズム１１Ａ、１２Ａに置
き換えた点である。
【００４８】本例では、第１の三角プリズム１１Ａと第
４の直角プリズム１４を、青光反射膜１１４、１４３が
形成された矩形状側面１１２、１４１によって平坦な面
が構成されるように接着層１８の膜厚を調整しながら接
合してプリズム合成体を構成する。また、第２の三角プ
リズム１２Ａと第３の直角プリズム１３を、矩形状側面
１２１、１３２によって平坦な面が構成されるように接
着層１８の膜厚を調整しながら接合してプリズム合成体
を構成する。その後、プリズム合成体同志を膜厚が一定
の接着層１８を介して接合する。この時、各三角プリズ
ム１１Ａ、１２Ａは、直角プリズムではないので、第１
の三角プリズム１１Ａの矩形状側面１１１に形成された
赤光反射膜１１３と第２の三角プリズム１２Ａの矩形状
側面１２２に形成された赤光反射膜１１３とによって凸
状の赤光反射ダイクロイック面１５が自動的に形成され
る。次に、各プリズム合成体同士を接合する。この結
果、中心が最も高くなった凸状面になった赤色ダイクロ
イック面１５が構成されたダイクロイックプリズム１０
Ａが得られる。
【００４９】なお、第１および第２の三角プリズム１１
Ａ、１２Ａのうちのいずれか一方を直角プリズムとして
も、凸状の赤色ダイクロイック面１５を上記と同様に構
成することが可能である。また、赤色ダイクロイック面
１５を凹状に構成するには、第１および第２の三角プリ
ズム１１Ａ、１２Ａのうちのいずれか一方を、各プリズ
ムの接合中心に近い頂角が鋭角となった三角プリズムと
すれば良い。
【００５０】このように構成されたダイクロイックプリ
ズム１０Ａでも赤光反射ダイクロイック面１５が凸状面
になっているので、実施の形態１と同様の効果を奏す
る。これに加えて、本例のダイクロイックプリズム１０
Ａでは、第１および第２の三角プリズム１１Ａ、１２Ａ
を相互に接合した時点で凸状の赤光反射ダイクロイック
面１５が自動的に形成されるので、プリズム合成体を相
互に接合する過程において、接着層１８の層厚を意図的
に変えなくても良い。従って、各プリズムを接合する作
業が容易となり、ダイクロイックプリズムを安価に製造
できるという効果も奏する。
【００５１】なお、本例においても、赤色ダイクロイッ
ク面１５を凸状面にすると共に、青光反射ダイクロイッ
ク面１６を、青色光束Ｂの入射方向に向かって凹状面と
なるように構成すれば、３色の投写画像Ｒ’Ｇ’Ｂ’の
面積を略等しくすることができる。また、各色光束Ｒ、
Ｇ、Ｂの投写画像Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’の大きさの関係が、
投写画像Ｒ’＞投写画像Ｇ’＞投写画像Ｂ’となる場合
だけに限らず、各ダイクロイック面１５、１６の凹凸状
態を選択することにより、実施の形態１と同様にすべて
の場合に適用できるのは勿論である。
【００５２】（その他の実施の形態）上述した投写型表
示装置は、透過型のライトバルブを備えた投写型表示装
置であるが、本発明のダイクロイックプリズムは、反射
型ライトバルブを備えた投写型表示装置にも適用でき
る。この場合には、本発明のダイクロイックプリズムに
よって色分離手段と色合成手段を兼ねることができ、光
学系をコンパクトに纏めることができる。
【００５３】また、投写型表示装置は投写面を観察する
側から投写を行う前面投写型表示装置であるが、本発明
の色合成装置は投写面を観察する側とは反対の方向から
投写を行う背面投写型表示装置にも適用可能である。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のダイクロ
イックプリズムにおいては、ダイクロイック面を凹状あ
るいは凸状に構成することにより、色光束の反射状態を
変化させて、当該色光束を拡大あるいは縮小するように
している。従って、本発明のダイクロイックプリズムを
投写型表示装置の色合成手段として用いれば、倍率色収
差を補正することができ、各色光束の投写画素の相対的
なずれを小さくできる。このため、倍率色収差に起因し
た投写画像の画質の低下を防ぐことができる。特に、本
発明のダイクロイックプリズムは、高精細化されたライ
トバルブを使用して解像度の高い高品位の画像を投写す
る投写型表示装置の色合成手段として極めて有用であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したダイクロイックプリズムの斜
視図である。
【図２】図１に示すダイクロイックプリズムの拡大平面
図である。
【図３】図１に示すダイクロイックプリズム、および投
写光学系を介して投写面上に投写される赤色光束の様子
を示す説明図である。
【図４】投写面上の赤色光束の投写画像の大きさを示す
説明図である。
【図５】図１に示すダイクロイックプリズムを色合成手
段として用いた投写型表示装置の外観形状を示す斜視図
である。
【図６】図５に示す投写型表示装置の内部構成を示す概
略平面構成図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線における概略断面構成図であ
る。
【図８】光学ユニットと投写レンズユニットの部分を取
り出して示す概略平面構成図である。
【図９】光学ユニットに組み込まれている光学系を示す
概略構成図である。
【図１０】本発明を適用した別の構成のダイクロイック
プリズムの拡大平面図である。
【図１１】従来のダイクロイックプリズムの拡大平面図
である。
【図１２】倍率色収差に起因した各色の投写画像の大き
さを示す説明図である。
【図１３】倍率色収差に起因した各色の投写画素のずれ
を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 投写型表示装置 ６ 投写レンズユニット ６０ 投写光学系 ７ 電源ユニット ８ 光源装置 ８１ ランプ ９ 光学ユニット １０、１０Ａ ダイクロイックプリズム １００ 投写面 １１〜１４ 直角プリズム １１３、１２３ 赤光反射膜 １１４、１４３ 青光反射膜 １１Ａ、１２Ａ 三角プリズム １５ 赤光反射ダイクロイック面 １６ 青光反射ダイクロイック面 １８ 接着層 ９２１、９２２ インテグレータレンズ ９２３ 均一照明光学系 ９２４ 色分離光学系 ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂ 液晶ライトバルブ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 断面が三角形の４個のプリズムを相互に
    接合することにより構成され、各プリズムの接合面に沿
    って略Ｘ状に交差した反射膜特性の異なる第１および第
    ２のダイクロイック面が形成されているダイクロイック
    プリズムにおいて、 前記第１および第２のダイクロイック面のうちの少なく
    とも第１のダイクロイック面は凹状面あるいは凸状面で
    あることを特徴とするダイクロイックプリズム。
  2. 【請求項２】 請求項１において、前記第１のダイクロ
    イック面は、前記第２のダイクロイック面との交線に対
    して左右対称に傾斜していることを特徴とするダイクロ
    イックプリズム。
  3. 【請求項３】 請求項１または２において、前記４個の
    プリズムは、各プリズムの頂角が直角となった直角プリ
    ズムであり、これらの直角プリズムを接合するための接
    着層の厚みを調整することにより、前記第１のダイクロ
    イック面を凹状面あるいは凸状面としたことを特徴とす
    るダイクロイックプリズム。
  4. 【請求項４】 請求項１または２において、前記４個の
    プリズムのうちの少なくとも一のプリズムは頂角が鋭角
    あるいは鈍角となったプリズムであり、この頂角が鋭角
    あるいは鈍角となったプリズムを用いることにより、前
    記第１のダイクロイック面を凹状面あるいは凸状面とし
    たことを特徴とするダイクロイックプリズム。
  5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかの項に記載の
    ダイクロイックプリズムを有する投写型表示装置であっ
    て、 光源と、ここから出射された出射光束を少なくとも２色
    の色光束に分離する色分離手段と、分離された各色の光
    束を画像情報に対応して変調する変調手段と、当該変調
    手段によって変調された後の各色の光束を合成する前記
    ダイクロイックプリズムと、合成された光束を投写面上
    に拡大投写する投写光学系とを有することを特徴とする
    投写型表示装置。
  6. 【請求項６】 請求項５において、前記変調手段は反射
    型の変調手段であり、前記ダイクロイックプリズムは前
    記色分離手段を兼ねていることを特徴とする投写型表示
    装置。
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