(57)【要約】【課題】色分解された青色光、緑色光および赤色光を１枚の液晶パネルで光変調する。【解決手段】光源２から射出される白色光２Ｌを１／３だけ透過させるマスク部材４に遮光部４２および透過部４３を交互に設け、遮光部４２は透過部４３が２個並列されたものと同一の形状にする。第１のダイクロイックミラー積層部材５および第２のダイクロイックミラー積層部材６は、マスク部材４を透過した白色光２Ｌを、光路長を同一に保ちながら、赤色光２Ｒ、緑色光２Ｇおよび青色光２Ｂの間隔が隙間無く隣接するように色分解する。色分解された赤色光２Ｒ、緑色光２Ｇおよび青色光２Ｂは、液晶パネル７における各セルの赤色光変調パネル７Ｒ、緑色光変調パネル７Ｇおよび青色光変調パネル７Ｂにより光変調される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から入射する光の一部を透過させるマスク部材と、
前記マスク部材を透過した白色光を、赤色光、緑色光および青色光に分解する色分解光学系と、
前記色分解光学系で分解された赤色光、緑色光および青色光の各々の色画像を形成するイメージャと、を有する映像表示装置であって、
前記マスク部材には複数のマスク部を有し、これらのマスク部には透過部および遮光部が交互に設けられ、前記遮光部は前記透過部が２個並列されたものと同一の形状であり、
前記色分解光学系はダイクロイックミラー積層部材から構成され、前記赤色光、前記緑色光および前記青色光のうちの１つの色の光を反射する第１の反射膜を有する第１のダイクロイックミラーと、第１の反射膜を透過した２色の光のうち１つの色の光を反射する第２の反射膜を有する第２のダイクロイックミラーと、第２の反射膜を透過した残りの１つの色の光を反射する第３の反射膜を有する第３のダイクロイックミラーを積層したものからなり、
前記イメージャは、前記第１の反射膜において反射した光を変調する第１のイメージセルと、前記第２の反射膜において反射した光を変調する第２のイメージセルと、前記第３の反射膜において反射した光を変調する第３イメージセルとの集合体からなり、
前記第１の反射膜と前記第２の反射膜と前記第３の反射膜との間の距離は、前記液晶パネルに入射する前記赤色光、前記緑色光および前記青色光が互いに重なり合うことなく、且つ隙間無く隣接した状態で入射されるように設けられていることを特徴とする映像表示装置。
【請求項２】
前記ダイクロイックミラー積層部材は相互に９０度の角度をなすようにして２枚設けられ、第１のダイクロイックミラー積層部材と第２のダイクロイックミラー積層部材とでは、それぞれ第１および第３のダイクロイックミラーの積層順を逆にしたことを特徴とする請求項１記載の映像表示装置。
【請求項３】
前記マスク部における前記透過部と前記遮光部とは、１つの方向に対しては、前記透過部と前記遮光部とが交互に設けられ、前記方向に直交する方向に対しても、前記透過部と前記遮光部とが交互に設けられることを特徴とする請求項１または２記載の映像表示装置。
【請求項４】
前記マスク部における前記透過部と前記遮光部とは、１つの方向に対しては、前記透過部と前記遮光部とが交互に設けられ、前記方向に対しては、前記透過部と前記遮光部とが一直線上に設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の映像表示装置。
【請求項５】
前記第１の反射膜、前記第２の反射膜および前記第３の反射膜のうち、前記ダイクロイックミラーの入射面から最も遠い反射膜は、全ての波長の光を反射することを特長とする請求項１または２記載の映像表示装置。
【請求項６】
前記イメージャは、入射する光の一部を透過または反射することにより光の強度を変調する液晶パネルを有することを特徴とする請求項１または２記載の映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば液晶プロジェクタなどの映像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶パネルまたはＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）パネルなどの光変調器をイメージャとして用いて液晶プロジェクタに表示する映像表示装置が利用されるようになっている。このような液晶プロジェクタでは、光源から射出された白色光を、光変調して表示させたい画像光を生成し、この生成された画像光をスクリーンなどに拡大して投射する。
【０００３】
以下に示す液晶パネルを用いた液晶プロジェクタは従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。このような液晶プロジェクタでは、光源から射出された白色光は、インテグレータに入射される。このインテグレータでは、入射される白色光に存在する部分的な輝度ムラを平均化し、さらに画面中央部分と周辺部分との間に存在する光量差を低減する。インテグレータで平均化された白色光は、偏光ビームスプリッタにより偏光方向が整えられ、偏光板により光量が調整される。そして、偏光板を透過した白色光は、リレーレンズを介して、赤色、緑色および青色の液晶パネルに照明される。このとき、最初に、リレーレンズから入射された白色光は、青色光のみを透過する第１のダイクロイックミラーに入射され、第１のダイクロイックミラーで反射された緑色光および赤色光は緑色光のみを透過する第２のダイクロイックミラーへ、第２のダイクロイックミラーで反射された赤色光は全反射ミラーへと入射する。このように白色光は青色光、緑色光および赤色光に分解され、第１のダイクロイックミラーで透過された青色光は青色用液晶パネルへ、第２のダイクロイックミラーで透過された緑色光は緑色用液晶パネルへ、全反射ミラーで反射された赤色光は赤色用液晶パネルへ入射する。これら青色用液晶パネル、緑色用液晶パネルおよび赤色用液晶パネルは外部からの電気的な信号により駆動制御され、入射された青色光、緑色光および赤色光の光変調を行う。このように光変調された各変調光はクロスプリズムによって合成され、カラー映像光になる。このカラー映像光は、投射レンズによって拡大され、スクリーン上に投影表示される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１００６９９号公報（第５−１０頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したような液晶プロジェクタにおいては、白色光を光変調するために、色分解光学系として３枚のダイクロイックミラーをイメージャとして使用するために３枚の液晶パネルが必要であった。すなわち、白色光を３枚のダイクロイックミラーで色分解し、且つ各色をそれぞれ独立の液晶パネルに入射される青色光、緑色光および赤色光は、それぞれ外部からの信号により光の強度が変調される。そのため、３枚のダイクロイックミラーおよび、青色光を光変調するための液晶パネル、緑色光を光変調するための液晶パネル、さらに赤色光を光変調するための液晶パネルの合計３枚の液晶パネルが必要であった。
【０００６】
そこで、本発明では、コンパクトな色分解光学系と、１枚のイメージャとから液晶プロジェクタを構成する、装置の小型化およびコストの低減化を図る映像表示装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は以上のような目的を達成するために、光源から入射する光の一部を透過させるマスク部材と、前記マスク部材を透過した白色光を、赤色光、緑色光および青色光に分解する色分解光学系と、前記色分解光学系で分解された赤色光、緑色光および青色光の各々の色画像を形成するイメージャと、を有する映像表示装置であって、前記マスク部材には複数のマスク部を有し、これらのマスク部には透過部および遮光部が交互に設けられ、前記遮光部は前記透過部が２個並列されたものと同一の形状であり、前記色分解光学系はダイクロイックミラー積層部材から構成され、前記赤色光、前記緑色光および前記青色光のうちの１つの色の光を反射する第１の反射膜を有する第１のダイクロイックミラーと、第１の反射膜を透過した２色の光のうち１つの色の光を反射する第２の反射膜を有する第２のダイクロイックミラーと、第２の反射膜を透過した残りの１つの色の光を反射する第３の反射膜を有する第３のダイクロイックミラーを積層したものからなり、前記イメージャは、前記第１の反射膜において反射した光を変調する第１のイメージセルと、前記第２の反射膜において反射した光を変調する第２のイメージセルと、前記第３の反射膜において反射した光を変調する第３イメージセルとの集合体からなり、前記第１のイメージセルと前記第２のイメージセルと前記第３のイメージセルとの間の距離は、前記液晶パネルに入射する前記赤色光、前記緑色光および前記青色光が互いに重なり合うことなく、且つ隙間無く隣接した状態で入射されるように設けられる。
【０００８】
すなわち、本発明では、マスク部材上に設けられる透過部と遮光部とはスクリーン上に投射される映像の１画素に対応し、このうち１／３の光を透過部から透過させ、液晶パネル上の各イメージセルに入射する赤色光、緑色光および青色光を互いに重なり合うことなく、且つ隙間無く隣接した状態で入射させるように第１の反射膜を有する第１のダイクロイックミラー、第２の反射膜を有する第２のダイクロイックミラーおよび第３の反射膜を有する第３のダイクロイックミラーを積層したダイクロイックミラー積層部材を設ける構成を採る。このような構成を採ることにより、ダイクロイックミラーにおいて分解された赤色光、緑色光および青色光のそれぞれに対応する液晶パネルを設けなくても、１枚の液晶パネルで光変調することが可能になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００１０】
Ａ．本発明の第１の実施形態
図１は、本発明の映像表示装置１の光学系の構成を示す図である。図１において、本発明の映像表示装置１は、光源２、インテグレータ光学系３、マスク部材４、第１のダイクロイックミラー積層部材５、第２のダイクロイックミラー積層部材６、イメージャとしての液晶パネル７、投射レンズ８およびスクリーン９から構成される。
【００１１】
光源２は、ランプなどの発光管２ａとリフレクタ２ｂとから構成される。光源２では、発光管２ａから射出された白色光２Ｌがリフレクタ２ｂによって反射して、平行な光束となる。
【００１２】
インテグレータ光学系３は、例えば、インテグレータ、偏光ビームスプリッタ、偏光板、リレーレンズなどから構成される。光源２から入射した白色光２Ｌは、インテグレータにおいて輝度ムラを平均化され、画面全体の中央部分と周辺部分との光量差が低減され、偏光ビームスプリッタに入射する。偏光ビームスプリッタに入射される白色光２Ｌは無偏光光束であるために、偏光ビームスプリッタは入射される白色光２Ｌを直線偏光光束に変換する。そして、直線偏光に変換された白色光２Ｌは、偏光板により光量が調整され、第１のダイクロイックミラー積層部材５に入射可能な白色光２Ｌに変換された後にマスク部材４に入射する。
【００１３】
図２はマスク部材４の断面図であり、図３はマスク部材４の全体構成図である。マスク部材４は、図２及び図３に示されるように、ガラス板４１上と、このガラス板４１上に設けられている遮光部４２と透過部４３とから構成される。透過部４３はインテグレータ光学系３から入射される白色光２Ｌを第１のダイクロイックミラー積層部材５に透過させるものであり、遮光部４２は透過させないものである。ここで、図３に示されているように、遮光部４２及び透過部４３は、正方形や長方形などの方形の形状をしており、図３のＡの方向に交互に配列される。このとき遮光部４２は、透過部４３が図３のＡの方向に２個並列したものと同一の形状になる。例えば、透過部４３を１つの升目とした場合、透過部４３の隣およびその隣の２つの升目が遮光部４２となる。すなわち、透過部４３の次に、透過部４３が２個分の遮光部４２が並び、次にまた透過部４３が配列される構成になる。このように図３のＡの方向に透過部４３と遮光部４２とが交互に配列されたものが、図３のＢの方向に透過部４３が１個分だけずれて配列される。従って、遮光部４２の面積と透過部４３の面積とは２：１になるように配列され、１つの透過部４３はスクリーン９に表示される映像の３画素に対応するものである。
【００１４】
図３においてはＢの方向に透過部４３が１個分だけずれるように配列されていたが、これに限られず、図４のように透過部４３と遮光部４２とを短冊状に形成してもよい。図４においては、透過部４３がＤの方向において一直線上に配列されている。ただし、図４のように透過部４３と遮光部４２とが形成されている場合でも、透過部４３と透過部４３の２個分の遮光部４２とが交互に配列されるようにする。以上のように透過部４３と遮光部４２とを配列することにより、マスク部材４はインテグレータ光学系３から入射される白色光２Ｌの１／３のみを透過させる。
【００１５】
第１のダイクロイックミラー積層部材５は、マスク部材４を透過した光に対して４５度の角度で配置される。この第１のダイクロイックミラー積層部材５は、第１の青色光反射膜５Ｂが設けられたダイクロイックミラーと、第１の緑色光反射膜５Ｇが設けられたダイクロイックミラーと、第１の赤色光反射膜５Ｒが設けられたダイクロイックミラーとが積層されてなるものである。すなわち、図５に示されるように、第１の赤色光反射膜５Ｒが設けられたダイクロイックミラーの上に第１の緑色光反射膜５Ｇが設けられたダイクロイックミラーが積層され、さらにその上に第１の青色光反射膜５Ｂが設けられたダイクロイックミラーが積層される。このとき、第１の青色光反射膜５Ｂと第１の緑色光反射膜５Ｇとの間の距離と、第１の緑色光反射膜５Ｇと第１の赤色光反射膜５Ｒとの間の距離とが、等しくなるように各ダイクロイックミラーを積層する。ここで、第１の青色光反射膜５Ｂは、図７（ａ）に示されているように波長域が約５００ｎｍ以下の光を反射し、約５００ｎｍ以上の光は透過させる特性を持つ膜である。すなわち、第１の青色光反射膜５Ｂにおいて、第１のダイクロイックミラー積層部材５に入射される白色光２Ｌのうち、青色光２Ｂのみが反射し、緑色光２Ｇおよび赤色光２Ｒは透過する。第１の緑色光反射膜５Ｇは、図７（ｂ）に示されているように、波長域が約６００ｎｍ以下の光を反射し、約６００ｎｍ以上の光を透過させる特性を持つ膜である。すなわち、第１の緑色光反射膜５Ｇにおいて、青色光反射膜５Ｂを透過した緑色光２Ｇおよび赤色光２Ｒのうち、緑色光２Ｇのみが反射し、赤色光２Ｒは透過する。第１の赤色光反射膜５Ｒは、図７（ｃ）に示されているように、波長域が約６００ｎｍ以上の光を反射させる特性を持つ膜である。すなわち、第１の赤色光反射膜５Ｒにおいて、緑色光反射膜５Ｇを透過した赤色光２Ｒは反射する。以上のようにして、第１のダイクロイックミラー積層部材５は、マスク部材４から入射された光を赤色光２Ｒ、緑色光２Ｇおよび青色光２Ｂに分解する。
【００１６】
第２のダイクロイックミラー積層部材６は、第１のダイクロイックミラー積層部材５からの反射光に対して４５度の角度で配置される。第２のダイクロイックミラー積層部材６も、図６に示されているように、第２の青色光反射膜６Ｂが設けられたダイクロイックミラー上に第２の緑色光反射膜６Ｇが設けられたダイクロイックミラーが積層され、その上に第２の赤色光反射膜６Ｒが設けられたダイクロイックミラーが積層される。このとき、第２の青色光反射膜５Ｂと第２の緑色光反射膜５Ｇとの間の距離と、第２の緑色光反射膜５Ｇと第２の赤色光反射膜５Ｒとの間の距離とが、等しくなるように各ダイクロイックミラーを積層する。ここで、第２の赤色光反射膜６Ｒは、図８（ａ）に示されているように、波長域が約６００ｎｍ以上の光のみを反射させ、約６００ｎｍ以下の光を透過させる特性を持つ膜である。すなわち、第２の赤色光反射膜６Ｒにおいて、第２のダイクロイックミラーに入射される赤色光２Ｒ、緑色光２Ｇおよび青色光２Ｂのうち、赤色光２Ｒのみが反射し、緑色光２Ｇおよび青色光２Ｂは透過する。第２の緑色光反射膜６Ｇは、図８（ｂ）に示されているように、波長域が５００ｎｍ以上の光を反射させ、波長域が５００ｎｍ以下の光を透過させる特性を持つ膜である。すなわち、第２の緑色光反射膜６Ｇにおいて、第２の赤色光反射膜６Ｒを透過した緑色光２Ｇおよび青色光２Ｂのうち、緑色光２Ｇは反射し、青色光２Ｂを透過する。第２の青色光反射膜６Ｂは、図８（ｃ）に示されているように、波長域が６００ｎｍ以下の光を反射させる特性を持つ膜である。すなわち、第２の青色光反射膜６Ｂにおいて、第２の緑色光反射膜６Ｇを透過した青色光２Ｂは反射する。以上のようにして、第２のダイクロイックミラー積層部材６に入射する赤色光２Ｒ、緑色光２Ｇおよび青色光２Ｂは各々反射する。
【００１７】
以上のようにして、第１のダイクロイックミラー積層部材５と第２のダイクロイックミラー積層部材６とにより、マスク部材４から入射した白色光２Ｌを赤色光２Ｒ、緑色光２Ｇおよび青色光２Ｂに色分解することができる。ここで、第１のダイクロイックミラー積層部材５から射出する赤色光２Ｒ、緑色光２Ｇおよび青色光２Ｂの反射時のずれは、第１のダイクロイックミラー積層部材５における第１の青色光反射膜５Ｂ、第１の緑色光反射膜５Ｇおよび第１の赤色光反射膜５Ｒの間隔、つまり各ダイクロイックミラーを構成するガラスの厚みによって決まる。同様に、第２のダイクロイックミラー積層部材６から射出する赤色光２Ｒ、緑色光２Ｇおよび青色光２Ｂの反射時のずれは、第２の赤色光反射膜６Ｒ、第２の緑色光反射膜６Ｇおよび第２の青色光反射膜６Ｂの間隔によって決まる。すなわち、第１のダイクロイックミラー積層部材５の各反射膜の間隔が狭くなると、射出する赤色光２Ｒ、緑色光２Ｇおよび青色光２Ｂの間隔も狭くなり、赤色光２Ｒ、緑色光２Ｇおよび青色光２Ｂが重なり合うことがある。また、第２のダイクロイックミラー積層部材６の各反射膜の間隔が広くなると、射出する赤色光２Ｒ、緑色光２Ｇおよび青色光２Ｂの間隔も広くなり、赤色光２Ｒ、緑色光２Ｇおよび青色光２Ｂの間に隙間が発生することがある。本実施形態では、第２のダイクロイックミラー積層部材６から射出する赤色光２Ｒ、緑色光２Ｇおよび青色光２Ｂの間隔が隙間無く隣接するように、第１のダイクロイックミラー積層部材５の各反射膜および第２のダイクロイックミラー積層部材６の各反射膜が形成される。
【００１８】
また、光源２からイメージャとしての液晶パネル７までの赤色光２Ｒ，緑色光２Ｇおよび青色光２Ｂの各光路長を等しくするために、第１のダイクロイックミラー積層部材５の各反射膜の積層順と、第２のダイクロイックミラーの各反射膜の積層順とは逆順に積層し、第１のダイクロイックミラー積層部材５の各反射膜の間隔と第２のダイクロイックミラー積層部材の各反射膜の距離とは等しく構成する。
【００１９】
イメージャとしての液晶パネル７は第２のダイクロイックミラー積層部材６から入射される赤色光２Ｒ、緑色光２Ｇおよび青色光２Ｂの強度を変調し、スクリーン９に表示される画像を形成する。すなわち、液晶パネル７は外部からの電気的な映像信号などに基づいて、透過させる赤色光２Ｒ、緑色光２Ｇおよび青色光２Ｂの強度を変調する。この液晶パネル７を、図９を用いて説明する。液晶パネル７は、図９（ａ）に示されるように、セル７１の集合体で形成されているものである。これらのセル７１はスクリーン９に表示させる映像の３画素に対応するものであって、セル７１の数はマスク部材４の透過部４３の数と同数である。そして、セル７１を構成する３画素は、図９（ｂ）に示されているように、同一形状の赤色光変調部７Ｒ、緑色光変調部７Ｇおよび青色光変調部７Ｂが並列されることより形成される。これら赤色光変調部７Ｒ，緑色光変調部７Ｇおよび青色光変調部７Ｂは、外部からの映像信号に基づいて、入射される赤色光２Ｒ、緑色光２Ｇおよび青色光２Ｂの強度を変調する。このようなセル７１の集合体で形成される液晶パネル７は、入射される赤色光２Ｒ、緑色光２Ｇおよび青色光２Ｂの変調を反射式で行っても良いし、透過式で行っても良い。すなわち、変調を反射式で行う場合、外部からの映像信号に基づいて、各セル７１に入射される赤色光２Ｒ、緑色光２Ｇおよび青色光２Ｂの反射率を制御すればよい。また、変調を透過式で行う場合、同様に各セル７１に入射される赤色光２Ｒ、緑色光２Ｇおよび青色光２Ｂの透過率を制御すればよい。
【００２０】
投射レンズ８は、液晶パネル７で変調された光をスクリーン９に拡大して投射するものである。
【００２１】
ところで、本実施の形態では、マスク部材４の透過部４３を透過する白色光２Ｌを１つの画素とし、この白色光２Ｌを第１のダイクロイックミラー積層部材５および第２のダイクロイックミラー積層部材６において、赤色光２Ｒ、緑色光２Ｇおよび青色光２Ｂの３つの光に分解している。そして、分解された赤色光２Ｒ、緑色光２Ｇおよび青色光２Ｂは互いに重なり合うことなく、且つ隙間無く隣接された状態でセル７１の赤色光変調部７Ｒ、緑色光変調部７Ｇおよび青色光変調部７Ｂに３つの画素として入射される。このように本実施の形態では、液晶パネル７の各セル７１において３画素分の変調を行うために、マスク部材４上に方形状の透過部４３と透過部４３が２個分の遮光部４２とを交互に配列し、第１のダイクロイックミラー積層部材５および第２のダイクロイックミラー積層部材６において、白色光２Ｌを赤色光２Ｒ、緑色光２Ｇおよび青色光２Ｂに重なり合うことなく、且つ隙間無く隣接した状態に分解し、さらにこれら各色光２Ｒ、２Ｇおよび２Ｂの光路長は等しくなっている。
【００２２】
本実施の形態では、以上のように、マスク部材４、第１のダイクロイックミラー積層部材５、第２のダイクロイックミラー積層部材６および液晶パネル７を形成することにより、液晶パネルを１枚にすることができる。
【００２３】
なお、本実施の形態においては、透過部４３と遮光部４２とは図３および図４のように配列されるが、これに限られず、透過部４３と遮光部４２とが交互に隣接して配列されるものであれば、縦方向に配列されても、横方向に配列されても良い。ただし、遮光部４２の形状は、透過部４３が２個配列されて形成されるものでなくてはならない。
【００２４】
なお、本実施の形態においては、ダイクロイックミラーを２枚用いたが、これはＲＧＢの各光の光路長を同じにするためのものであり、これに限られず、ダイクロイックミラーの枚数は１枚でも良いし、３枚以上でも良い。ただし、液晶パネルに入射する赤色光、緑色光および青色光は互いに重なり合うことなく、且つ隙間無く隣接するようにダイクロイックミラーを構成しなくてはならない。ダイクロイックミラーが１枚の場合でもこの条件を満たしていれば良いが、必要な光路長を確保するために複数枚のダイクロイックミラーを用いてもよい。
【００２５】
また、本実施の形態においては、第１のダイクロイックミラー積層部材５において赤色光２Ｒに図７（ｃ）のような反射特性を持つ赤色光反射膜５Ｒを用いたが、この赤色光反射膜５Ｒの代わりに、全ての入射光を反射する全反射膜を用いても良い。すなわち、赤色光反射膜５Ｒは図５において緑色光反射膜５Ｇを透過した赤色光を反射するものであれば良いので、全ての入射光を反射する全反射膜を用いても良い。同様の理由で、第２のダイクロイックミラー積層部材６の青色光反射膜５Ｂにも全反射膜を用いても良い。このように、各ダイクロイックミラーにおいて、光が入射する面から見て第３層目の膜は全ての入射光を反射する全反射ミラーでもよい。
【００２６】
さらに、本実施の形態においては、第１のダイクロイックミラー積層部材５と第２のダイクロイックミラー積層部材６とは相互に９０度の角度をなして設けられているが、この角度に限定されるものではない。
【００２７】
Ｂ．本発明の第２の実施形態
次に、本発明の第２の実施形態について図１０を用いて説明する。図１０において、本実施形態は、第２のダイクロイックミラー積層部材６に反射した赤色光、緑色光および赤色光がＤＭＤ１０９において投射レンズ１０８に向かって反射され、スクリーン１１０に投影されるという点において第１の実施形態と異なる。その他の点については、第１の実施形態と同様であるので、この第１の実施形態と同じ機能を有する部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、マスク上に方形状の透過部と透過部が２個分の遮光部とを交互に配列し、透過部から透過した白色光をダイクロイックミラーで色分解し、色分解された赤色光、緑色光および青色光を重ならないように隙間無く隣接した状態で液晶パネルに入射させる。本発明では、このような構成を採ることにより、液晶プロジェクタの構成を簡単にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における第１の実施形態の光学系の全体構成図である。
【図２】本発明における第１の実施形態のマスク部材の断面図である。
【図３】本発明における第１の実施形態のマスク部材の一例を示す構成図である。
【図４】本発明における第１の実施形態のマスク部材の他の例を示す構成図である。
【図５】本発明における第１の実施形態の第１のダイクロイックミラー積層部材の構成図である。
【図６】本発明における第１の実施形態の第２のダイクロイックミラー積層部材の構成図である。
【図７】本発明における第１の実施形態の第１のダイクロイックミラー積層部材における各反射膜の波長透過特性を示すグラフである。
【図８】本発明における第１の実施形態の第２のダイクロイックミラー積層部材における各反射膜の波長透過特性を示すグラフである。
【図９】本発明における第１の実施形態の液晶パネルの構成図である。
【図１０】本発明における第２の実施形態の光学系の全体構成図である。
【符号の説明】
１  映像表示装置
４  マスク部材
５  第１のダイクロイックミラー積層部材
６  第２のダイクロイックミラー積層部材
７  液晶パネル
７Ｒ  赤色光変調部
７Ｇ  緑色光変調部
７Ｂ  青色光変調部
４２  遮光部
４３  透過部
７１  セル
【図１】
2004264721.tif 000003
【図２】
2004264721.tif 000004
【図３】
2004264721.tif 000005
【図４】
2004264721.tif 000006
【図５】
2004264721.tif 000007
【図６】
2004264721.tif 000008
【図７】
2004264721.tif 000009
【図８】
2004264721.tif 000010
【図９】
2004264721.tif 000011
【図１０】
2004264721.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成15年3月14日(2003.3.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から入射する光の一部を透過させるマスク部材と、
前記マスク部材を透過した白色光を、赤色光、緑色光および青色光に分解する色分解光学系と、
前記色分解光学系で分解された赤色光、緑色光および青色光の各々の色画像を形成するイメージャと、を有する映像表示装置であって、
前記マスク部材には複数のマスク部を有し、これらのマスク部には透過部および遮光部が交互に設けられ、前記遮光部は前記透過部が２個並列されたものと同一の形状であり、
前記色分解光学系はダイクロイックミラー積層部材から構成され、前記赤色光、前記緑色光および前記青色光のうちの１つの色の光を反射する第１の反射膜を有する第１のダイクロイックミラーと、第１の反射膜を透過した２色の光のうち１つの色の光を反射する第２の反射膜を有する第２のダイクロイックミラーと、第２の反射膜を透過した残りの１つの色の光を反射する第３の反射膜を有する第３のダイクロイックミラーを積層したものからなり、
前記イメージャは、前記第１の反射膜において反射した光を変調する第１のイメージセルと、前記第２の反射膜において反射した光を変調する第２のイメージセルと、前記第３の反射膜において反射した光を変調する第３イメージセルとの集合体からなり、
前記第１の反射膜と前記第２の反射膜と前記第３の反射膜との間の距離は、前記イメージャに入射する前記赤色光、前記緑色光および前記青色光が互いに重なり合うことなく、且つ隙間無く隣接した状態で入射されるように設けられていることを特徴とする映像表示装置。
【請求項２】
前記ダイクロイックミラー積層部材は相互に９０度の角度をなすようにして２枚設けられ、第１のダイクロイックミラー積層部材と第２のダイクロイックミラー積層部材とでは、それぞれ第１および第３のダイクロイックミラーの積層順を逆にしたことを特徴とする請求項１記載の映像表示装置。
【請求項３】
前記マスク部における前記透過部と前記遮光部とは、１つの方向に対しては、前記透過部と前記遮光部とが交互に設けられ、前記方向に直交する方向に対しても、前記透過部と前記遮光部とが交互に設けられることを特徴とする請求項１または２記載の映像表示装置。
【請求項４】
前記マスク部における前記透過部と前記遮光部とは、１つの方向に対しては、前記透過部と前記遮光部とが交互に設けられ、前記方向に対しては、前記透過部と前記遮光部とが一直線上に設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の映像表示装置。
【請求項５】
前記第１の反射膜、前記第２の反射膜および前記第３の反射膜のうち、前記ダイクロイックミラーの入射面から最も遠い反射膜は、全ての波長の光を反射することを特長とする請求項１または２記載の映像表示装置。
【請求項６】
前記イメージャは、入射する光の一部を透過または反射することにより光の強度を変調する液晶パネルを有することを特徴とする請求項１または２記載の映像表示装置。
【請求項７】
前記イメージャは、入射する光を反射することにより光の強度を変調するＤＭＤを有することを特徴とする請求項１または２記載の映像表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は以上のような目的を達成するために、光源から入射する光の一部を透過させるマスク部材と、前記マスク部材を透過した白色光を、赤色光、緑色光および青色光に分解する色分解光学系と、前記色分解光学系で分解された赤色光、緑色光および青色光の各々の色画像を形成するイメージャと、を有する映像表示装置であって、前記マスク部材には複数のマスク部を有し、これらのマスク部には透過部および遮光部が交互に設けられ、前記遮光部は前記透過部が２個並列されたものと同一の形状であり、前記色分解光学系はダイクロイックミラー積層部材から構成され、前記赤色光、前記緑色光および前記青色光のうちの１つの色の光を反射する第１の反射膜を有する第１のダイクロイックミラーと、第１の反射膜を透過した２色の光のうち１つの色の光を反射する第２の反射膜を有する第２のダイクロイックミラーと、第２の反射膜を透過した残りの１つの色の光を反射する第３の反射膜を有する第３のダイクロイックミラーを積層したものからなり、前記イメージャは、前記第１の反射膜において反射した光を変調する第１のイメージセルと、前記第２の反射膜において反射した光を変調する第２のイメージセルと、前記第３の反射膜において反射した光を変調する第３イメージセルとの集合体からなり、前記第１のイメージセルと前記第２のイメージセルと前記第３のイメージセルとの間の距離は、前記イメージャに入射する前記赤色光、前記緑色光および前記青色光が互いに重なり合うことなく、且つ隙間無く隣接した状態で入射されるように設けられる。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
すなわち、本発明では、マスク部材上に設けられる透過部と遮光部とはスクリーン上に投射される映像の１画素に対応し、このうち１／３の光を透過部から透過させ、液晶パネル上の各イメージセルに入射する赤色光、緑色光および青色光を互いに重なり合うことなく、且つ隙間無く隣接した状態で入射させるように第１の反射膜を有する第１のダイクロイックミラー、第２の反射膜を有する第２のダイクロイックミラーおよび第３の反射膜を有する第３のダイクロイックミラーを積層したダイクロイックミラー積層部材を設ける構成を採る。このような構成を採ることにより、ダイクロイックミラーにおいて分解された赤色光、緑色光および青色光のそれぞれに対応する液晶パネルを設けなくても、１枚の液晶パネルで、またはＤＭＤで光変調することが可能になる。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
第２のダイクロイックミラー積層部材６は、第１のダイクロイックミラー積層部材５からの反射光に対して４５度の角度で配置される。第２のダイクロイックミラー積層部材６も、図６に示されているように、第２の青色光反射膜６Ｂが設けられたダイクロイックミラー上に第２の緑色光反射膜６Ｇが設けられたダイクロイックミラーが積層され、その上に第２の赤色光反射膜６Ｒが設けられたダイクロイックミラーが積層される。このとき、第２の青色光反射膜６Ｂと第２の緑色光反射膜６Ｇとの間の距離と、第２の緑色光反射膜６Ｇと第２の赤色光反射膜６Ｒとの間の距離とが、等しくなるように各ダイクロイックミラーを積層する。ここで、第２の赤色光反射膜６Ｒは、図８（ａ）に示されているように、波長域が約６００ｎｍ以上の光のみを反射させ、約６００ｎｍ以下の光を透過させる特性を持つ膜である。すなわち、第２の赤色光反射膜６Ｒにおいて、第２のダイクロイックミラーに入射される赤色光２Ｒ、緑色光２Ｇおよび青色光２Ｂのうち、赤色光２Ｒのみが反射し、緑色光２Ｇおよび青色光２Ｂは透過する。第２の緑色光反射膜６Ｇは、図８（ｂ）に示されているように、波長域が５００ｎｍ以上の光を反射させ、波長域が５００ｎｍ以下の光を透過させる特性を持つ膜である。すなわち、第２の緑色光反射膜６Ｇにおいて、第２の赤色光反射膜６Ｒを透過した緑色光２Ｇおよび青色光２Ｂのうち、緑色光２Ｇは反射し、青色光２Ｂを透過する。第２の青色光反射膜６Ｂは、図８（ｃ）に示されているように、波長域が６００ｎｍ以下の光を反射させる特性を持つ膜である。すなわち、第２の青色光反射膜６Ｂにおいて、第２の緑色光反射膜６Ｇを透過した青色光２Ｂは反射する。以上のようにして、第２のダイクロイックミラー積層部材６に入射する赤色光２Ｒ、緑色光２Ｇおよび青色光２Ｂは各々反射する。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、マスク上に方形状の透過部と透過部が２個分の遮光部とを交互に配列し、透過部から透過した白色光をダイクロイックミラーで色分解し、色分解された赤色光、緑色光および青色光を重ならないように隙間無く隣接した状態でイメージャに入射させる。本発明では、このような構成を採ることにより、液晶プロジェクタの構成を簡単にすることができる。