(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、該光源からの光を波長毎に異なる角度に分解して出射する色分解手段と、該色分解手段より出射された各色の光を各色毎に集光して各色に応じた画素に入射させ、画像情報に応じて変調して出射する表示手段とを備えるカラー映像表示装置において、前記色分解手段を、入射光を波長毎に分散して反射する分散素子と、該分散素子の前方に配置され所定の波長の光を反射する分光素子とにより構成したことを特徴とするカラー映像表示装置。
【請求項２】
前記分光素子により反射される光を赤色成分の光としたことを特徴とする請求項１記載のカラー映像表示装置。
【請求項３】
前記分散素子により分散される光の強度のピーク波長を緑色成分の光よりも青色成分の光側にシフトしたことを特徴とする請求項２記載のカラー映像表示装置。
【請求項４】
前記分光素子により反射される光を青色成分の光としたことを特徴とする請求項１記載のカラー映像表示装置。
【請求項５】
前記分散素子により分散される光の強度のピーク波長を緑色成分の光よりも赤色成分の光側にシフトしたことを特徴とする請求項４記載のカラー映像表示装置。
【請求項６】
前記分光素子をダイクロイックミラーにより形成したことを特徴とする請求項１、２または４記載のカラー映像表示装置。
【請求項７】
前記分散素子を反射型の回折格子により形成したことを特徴とする請求項１、３または５記載のカラー映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスクリーンにカラー映像を投影する投写型のカラー映像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、投写型のカラー映像表示装置として、例えば特開平５−２７３５１７号公報に開示されているようなものが提案されている。
【０００３】
この公報に開示されているカラー映像表示装置は、光源からの光をグレーティング（回折格子）により波長ごとに分けてして出射することにより、種々の角度で種々の色を有する光のスペクトルに分散させ、その分散された光をマイクロレンズにより集束させて、液晶パネルの赤色絵素には赤色光を、緑色絵素には緑色光を、青色絵素には青色光を夫々透過させる。液晶パネルを透過する各色の光は、液晶パネルでカラー映像情報に従って変調されてカラー映像光となり、投写レンズにより投写されて、スクリーンにカラー映像が投影される。
【０００４】
しかしながら、上述した従来のカラー映像表示装置では、例えばグレーティングにより分散される光の強度が最大となるピーク波長を緑色光である５４０ｎｍ程度に設定した場合、液晶パネルに入射する光の強度の波長特性は、図４に示すように緑色光（波長領域が５００〜５８０ｎｍ）の強度は強いが、青色光（波長領域が４２０〜４９０ｎｍ）及び赤色光（波長領域が６００〜７００ｎｍ）の強度が弱くなるため、投影される映像の輝度が低くなり、またカラー映像の色バランスも悪くなるという問題がある。
【０００５】
また、特開平４−６０５３８号公報には、上述のグレーティングに代えて３枚のダイクロイックミラーを用いて赤色光、緑色光、青色光に分光するカラー映像表示装置が提案されている。
【０００６】
しかしながら、このカラー映像表示装置においても、上述したような色バランスの問題は無いが、３枚のダイクロイックミラーを精度良く配置する必要があるため、製造工程に手間が掛かり、量産性に適していないという問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来例の欠点に鑑み為されたものであり、光の利用効率が良く、光の波長依存性を小さくすることにより、輝度が高く、色バランスの良い良質なカラー映像を表示することが出来、しかも設計が容易であり製造に手間の掛からないカラー映像表示装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のカラー映像表示装置は、光源と、該光源からの光を波長毎に異なる角度に分解して出射する色分解手段と、該色分解手段より出射された各色の光を各色毎に集光して各色に応じた画素に入射させ、画像情報に応じて変調して出射する表示手段とを備えるカラー映像表示装置において、前記色分解手段を入射光を波長毎に分散して反射する分散素子と、該分散素子の前方に配置され、所定の波長の光を反射する分光素子とにより構成したことを特徴とする。
【０００９】
上述の構成によれば、色分解手段は分散素子と分光素子の２個の光学素子で構成出来、しかも前記分散素子により反射される光のうち、分散効率が低い波長成分の光を前記分光素子で反射することにより強度の低下を防止することが出来る。
【００１０】
例えば、前記分光素子により反射される光を赤色成分の光とすることにより、表示パネルに向かう赤色成分の光の強度は低下しない。
この場合、更に、前記分散素子により分散される光の強度のピーク波長を緑色成分の光よりも青色成分の光側にシフトすることにより、青色成分の光の強度の低下も抑えられる。
【００１１】
また、例えば、前記分光素子により反射される光を青色成分の光とすることにより、表示パネルに向かう青色成分の光の強度は低下しない。
この場合、更に、前記分散素子により分散される光の強度のピーク波長を緑色成分の光よりも赤色成分の光側にシフトすることにより、赤色成分の光の強度の低下も抑えられる。
【００１２】
また、前記分光素子としては、ダイクロイックミラーが適している。
また、前記分散素子としては、反射型の回折格子が適している。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の実施の形態である投写型カラー映像表示装置の全体構成を示す図である。
【００１４】
図中、１は光源、２は反射型グレーティング２１とダイクロイックミラー２２とからなる色分解手段、３は液晶パネル３Ａの入射側にマイクロレンズ基板３Ｂが設けられた表示パネル、４はコンデンサレンズ、５は投写レンズ、６はスクリーンである。
【００１５】
前記色分解手段２は、図２に示すように、反射型グレーティング２１の反射面の前方にダイクロイックミラー２２が配置されている構成である。前記反射型グレーティング２１は入射した白色光を種々の角度で種々の色を有する光のスペクトルに分散した状態で反射する光学素子である。また、前記反射型グレーティング２１は、分散される光のピーク波長が４８０ｎｍ辺りの青色成分の光の波長になるように形成されている。
【００１６】
前記ダイクロイックミラー２２は白色光のうち赤色光のみを反射し、それ以外の波長の光を透過する光学素子である。
前記色分解手段２は光源１からの光が所定の角度で傾斜してダイクロイックミラーに向かうように配置されている。従って、光源１から出射された光は、赤色光の波長成分だけがダイクロイックミラー２２で反射され、それ以外の波長成分は透過して、反射型グレーティング２１に向かう。
【００１７】
前記反射型グレーティング２１はダイクロイックミラー２２を透過した光をスペクトルに分散し、波長毎に異なった角度で反射する。そして、この分散された光は前記ダイクロイックミラーを透過する。
【００１８】
従って、光源から出射された光のうち、赤色成分の光Ｒは、ダイクロイックミラー２２により反射され、緑色成分の光Ｇと青色成分の光Ｂとは、反射型グレーティング２１により反射され、各光Ｒ、Ｇ、Ｂは異なる角度で表示パネル３側に向かう。
【００１９】
前記液晶パネル３Ａは、入射側透明基板３１と出射側透明基板３２との間に、赤色画素３３Ｒ、緑色画素３３Ｇ、青色画素３３Ｂ及びブラックマトリクスＢＭが形成されている。前記入射側透明基板３１の入射側の面には、マイクロレンズ３４が多数形成されたマイクロレンズ基板３Ｂが形成されている。前記マイクロレンズ３４は、前記赤色画素３３Ｒ、緑色画素３３Ｇ、青色画素３３Ｂの３個の画素に対して１個のマイクロレンズが対応するように形成されており、第１の角度で入射した光を赤色画素３３Ｒに集光し、第２の角度で入射した光を緑色画素３３Ｇに集光し、第３の角度で入射した光を３３Ｂに集光する。
【００２０】
前記表示パネル３は、前記色分解手段２により反射された光のうち赤色成分の光Ｒがマイクロレンズ３４に対して第１の角度で入射し、緑色成分の光Ｇがマイクロレンズ３４に対して第２の角度で入射し、青色成分の光Ｂがマイクロレンズ３４に対して第３の角度で入射するように設計配置されている。従って、前記色分解手段２によって反射された光のうち赤色成分の光Ｒは、マイクロレンズ３４により赤色画素３３Ｒに集光され、緑色成分の光Ｇは、マイクロレンズ３４により緑色画素３３Ｇに集光され、青色成分の光Ｂは、マイクロレンズ３４により青色画素３３Ｂに集光される。
【００２１】
そして、前記各色成分の光Ｒ、Ｇ、Ｂは夫々、前記各画素３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂを通過する際、画像情報に従って変調され、コンデンサレンズ４を介して投写レンズ５に入射する。前記投写レンズ５は、この入射した光を投写して、スクリーン６に拡大映像を投影する。
【００２２】
上述のような投写型カラー映像表示装置では、図３に示すように、光源からの光のうち赤色成分の光は、ダイクロイックミラー２２で反射されるため、色分解手段２から表示パネル３に向かう赤色成分の光Ｒの強度は低下しない。また、反射型グレーティング２１のピーク波長が緑色成分の光に対して青色成分の光側にシフトしているので、色分解手段２から表示パネル３に向かう青色成分の光Ｂの強度の低下も抑えられる。また、反射型グレーティング２１により反射される緑色成分の光Ｂは、ピーク波長が青色成分側にシフトすることにより、強度が多少低下するが、元々緑色光の強度は大きいため、多少の低下は問題ない。尚、図３における破線はダイクロイックミラー２２を外した場合の液晶パネルへの入射光強度である。
【００２３】
従って、色分解手段２により反射された各色成分の光は、可視領域全体に亘って強度、即ち光の利用効率が高く、波長依存性が小さくなり、マイクロレンズ３４で集光され、各色の画素Ｒ、Ｇ、Ｂに入射する光の強度は略等しくなり、スクリーン６には色バランスの良い良質な映像が投影される。
【００２４】
また、色分解手段２自体も１枚の反射型グレーティング２１と１枚のダイクロイックミラー２２との２枚の光学素子で構成されるので、両者の位置合わせも簡単となる。
【００２５】
尚、上述の実施の形態では、色分解手段を赤色成分の光を反射するダイクロイックミラーとピーク波長が青色成分の光の側にシフトしているが反射型グレーティングとにより構成したが、それとは別に、青色成分の光を反射するダイクロイックミラーとピーク波長が緑色成分に対して赤色成分側にシフトしている反射型グレーティングとにより構成してもよい。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、色分解手段での光の利用効率が高く、波長依存性が小さくなるため、輝度が高く、色バランスの良い良質なカラー映像を表示することが出来、しかも構成が簡単であるカラー映像表示装置を提供し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカラー映像表示装置の全体構成を示す図である。
【図２】本発明のカラー映像表示装置の要部の構成を示す図である。
【図３】本発明のカラー映像表示装置の色分解手段から表示パネルに向かう光の強度の波長特性を示す図である。
【図４】従来のカラー映像表示装置の色分解手段から表示パネルに向かう光の強度の波長特性を示す図である。
【符号の説明】
１    光源
２    色分解手段
２１  反射型グレーティング（分散素子）
２２  ダイクロイックミラー（分光素子）
３    表示パネル
３Ａ  液晶パネル
３Ｂ  マイクロレンズ基板
３３Ｒ  赤色画素
３３Ｇ  緑色画素
３３Ｂ  青色画素
３４  マイクロレンズ
Ｒ  赤色成分の光
Ｇ  緑色成分の光
Ｂ  青色成分の光
【図１】
0003579171.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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