(57)【要約】【課題】入射光を効率的に使用することができる空間光変調装置、及び明るい投写像を得られるプロジェクタを提供すること。【解決手段】入射光を画像信号に応じて変調する変調部である開口部２０３ｂ、液晶層２０５等と、開口部２０３ｂの近傍に設けられ、入射光を開口部２０３ｂの方向へ反射させるための光路偏向部であるプリズム素子２１１とを有する。プリズム素子２１１は、入射光を画素部の方向へ反射する斜面２１１ａを有している。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を画像信号に応じて変調する変調部と、
前記変調部の近傍に設けられ、前記入射光を前記変調部の方向へ反射させるための光路偏向部とを有することを特徴とする空間光変調装置。
【請求項２】
前記変調部は、行列状に配列されている複数の画素部と、前記複数の画素部どうしの間に設けられている遮光部とを有し、
前記光路偏向部は、入射光を前記画素部の方向へ反射する斜面を備えるプリズム素子であり、
前記プリズム素子は、前記遮光部の位置に対応して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の空間光変調装置。
【請求項３】
前記プリズム素子は、略三角形形状の断面形状を有し、
前記三角形形状の底辺の長さは、少なくとも前記遮光部と略等しい、又は大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の空間光変調装置。
【請求項４】
前記光路偏向部は、入射光を前記画素部の方向へ反射する斜面を備えるプリズム素子であり、
前記プリズム素子は、略三角形形状の断面形状を有し、かつ格子状に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の空間光変調装置。
【請求項５】
前記プリズム素子を構成する部材は、入射光側の部材より低い屈折率を有することを特徴とする請求項２に記載の空間光変調装置。
【請求項６】
前記プリズム素子の斜面に金属反射膜または、多層膜反射膜を有することを特徴とする請求項２に記載の空間光変調装置。
【請求項７】
前記変調部上に硝子基板をさらに有し、
前記硝子基板は、三角形形状の断面形状の空洞孔部を有し、
前記空洞孔部が前記プリズム素子を構成することを特徴とする請求項２に記載の空間光変調装置。
【請求項８】
前記空洞孔部は、前記防塵硝子との界面で入射光を反射させるような屈折率を有する光学的樹脂材料で充填されていることを特徴とする請求項７に記載の空間光変調装置。
【請求項９】
前記空洞孔部は、所定値以下に減圧されていることを特徴とする請求項５に記載の空間光変調装置。
【請求項１０】
前記プリズム素子と前記変調部との間に設けられているカバー硝子をさらに有し、
前記硝子基板の線膨張係数と、前記カバー硝子の線膨張係数との比は７倍以下であることを特徴とする請求項８に記載の空間光変調装置。
【請求項１１】
第１色光、第２色光、及び第３色光を含む光を供給する光源部と、
前記光源部から供給される光を前記第１色光と、前記第２色光と、前記第３色光とに分離する色分離光学系と、
前記第１色光を画像信号に応じて変調する第１色光用空間光変調装置と、
前記第２色光を画像信号に応じて変調する第２色光用空間光変調装置と、
前記第３色光を画像信号に応じて変調する第３色光用空間光変調装置と、
前記第１色光用空間光変調装置、前記第２色光用空間光変調装置、及び前記第３色光用空間光変調装置でそれぞれ変調された前記第１色光と、前記第２色光と、前記第３色光とを合成する色合成光学系と、
前記色合成光学系にて合成された光を投写する投写光学系とを有し、
前記第１色光用空間光変調装置と、前記第２色光用空間光変調装置と、前記第３色光用空間光変調装置とは、請求項１〜１０の何れか一項に記載の空間光変調装置であることを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空間光変調装置及びプロジェクタに関し、特に液晶型空間光変調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空間光変調装置、特に液晶型の空間光変調装置では、画像表示領域内に、データ線、走査線、容量線等の各種配線や、薄膜トランジスタ（以下適宜、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）と称す）、薄膜ダイオード等の各種電子素子が形成されている。このため、各画素において、実際に表示に寄与する光が透過又は反射する領域は、各種配線や電子素子等の存在により限定される。ここで、各画素の開口率は、各画素について、全領域に対する、実際に表示に寄与する光が透過又は反射する領域（即ち、各画素の開口領域）の比率である。そして、各画素の開口率は、例えば７０％程度である。例えば、空間光変調装置に入射する光源部からの光は、略平行光である。そして、空間光変調装置に入射した全光量のうち、有効に変調されるのは、各画素の開口率に応じた光量である。
【０００３】
そこで従来は、各画素に対応する複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイを対向基板に形成することが行われている。マイクロレンズは、各画素において、開口領域の周辺の上述の配線等が存在している非開口領域に向かって進行する光を、各画素単位で集光する機能を有する。マイクロレンズで集光された光は、空間光変調装置の液晶層を透過するときに、各画素の開口領域内に導かれる。空間光変調装置にマイクロレンズアレイを利用することは、例えば、本出願人により、すでに提案されている（例えば、特願２００２−１７１８９２）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、空間光変調装置は、該装置単体で使用することよりも、変調された光を投写するための投射光学系と共に使用されることが多い。そして、投写光学系は、その開口数（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ。以下、「ＮＡ」という。）に応じた入射角度の光のみを透過させる。上述のように、従来のマイクロレンズアレイを用いる空間光変調装置では、マイクロレンズにより開口領域に所定のＮＡで光が集光される。開口領域に入射した光は、例えば液晶部で画像信号に応じて変調された後、略入射時と同じ所定のＮＡの光として射出する。
【０００５】
空間光変調装置からの光は、マイクロレンズの集光作用により屈折した光線と光軸との成す角度が大きくなる。以下この光線角度を屈折光線角度という。投写光学系のＮＡよりも大きい屈折光線角度を有している場合が多い。この場合、投写光学系のＮＡよりも大きい屈折光線角度は、投写光学系でけられてしまう。このため、変調光が、例えばスクリーンに投写されることがない。このように、マイクロレンズアレイを用いる空間光変調装置では、光源部からの光を開口領域に効率的に導いた場合でも、変調された光が投射光学系でけられてしまい光量を損失してしまうという問題を生ずることがある。光量損失の問題は、マイクロレンズアレイで集光させる屈折光線角度を大きくすると、投射光学系でけられる光量が多くなるためさらに顕著となる。
【０００６】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであり、入射光を効率的に使用することができる空間光変調装置、及び明るい投写像を得られるプロジェクタ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】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、入射光を画像信号に応じて変調する変調部と、前記変調部の周辺に設けられ、前記入射光を前記変調部の方向へ反射させるための光路偏向部とを有することを特徴とする空間光変調装置を提供できる。
【０００８】
本発明の空間光変調装置の変調部に対しては、例えば光源部から様々な入射角度の光が変調部の方向へ進行してくる。変調部へ直接入射する光は、そのまま変調部で変調されて射出する。これに対して、変調部の周辺の非変調領域の方向へ入射する光は、変調部の周辺に設けられている光路偏向部に入射する。光路偏向部に入射した光は、変調部の方向へ反射される。これにより、本来は変調部へ入射しない光の光路を偏向させることで、入射光を効率良く変調部へ導くことができる。さらに、従来技術と比較して説明する。上述のように、本発明では、変調部へ直接入射する光は、そのまま変調部へ入射する。これに対して、従来技術の構成では、変調部へ入射する光は、全てマイクロレンズを透過する。このため、変調部へ入射する光は、光軸上の光を除いて全てマイクロレンズによる屈折作用を受ける。この結果、従来技術の構成では、空間光変調装置を射出する光は、全てマイクロレンズによる集光光のＮＡに応じた屈折光線角度を有してしまう。従って、空間光変調装置を射出した後に、投射光学系に入射する場合、投写光学系のＮＡよりも大きい屈折光線角度の光は投写光学系でけられてしまう。本発明では、変調部に光路偏向部を経由せずに入射する光は、そのまま変調部に入射する。このため、例えば、変調部に略平行光が入射する場合、変調された光も略平行光で射出する。また、光路偏向部は、屈折による集光機能を有していない。このため、光路偏向部を経由した光と光軸が成す角を光線角度と以下称し、その光線角度が大きくなることは殆どない。従って、空間光変調装置に略平行光が入射した場合、略平行光が射出する。そして、略平行光で射出した光は光線角度が略ゼロであるため、投射光学系でけられること無く投写される。このように、本発明では、空間光変調装置を射出する光の光線角度を大きくすることが無い。さらに加えて、光路偏向部で反射した光を変調部へ導くこともできる。この結果、本発明では、入射光を効率的に使用することができるという効果を奏する。
【０００９】
本発明のさらなる効果について説明する。空間光変調装置の変調部は、例えば液晶層等で構成されている。液晶層へ入射光が集光すると、エネルギー集中により配向膜が劣化してしまうおそれがある。本発明は、マイクロレンズのようなレンズ成分を有していない。このため、空間光変調装置へ入射する光を集光させることがない。従って、変調部の一部部分へ入射光が集光されないで略均一なため、上述のようなエネルギー集中を避けることができる。この結果、変調部の長寿命化を図ることができるという、さらなる効果を奏する。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記変調部は、行列状に配列されている複数の画素部と、前記複数の画素部どうしの間に設けられている遮光部とを有し、前記光路偏向部は、入射光を前記画素部の方向へ反射する斜面を備えるプリズム素子であり、前記プリズム素子は、前記遮光部の位置に対応して設けられていることが望ましい。これにより、遮光部の方向へ進行してくる光であっても、プリズム素子の斜面で画素部の方向へ反射される。このため、空間光変調装置へ入射する光を効率的に画素部へ導くことができる。また、空間光変調装置を射出する光の光線角度が大きくなることを低減できる。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記プリズム素子は、三角形形状の断面形状を有し、前記三角形形状の底辺の長さは、同等、又は前記遮光部よりも大きいことが望ましい。これにより、光路偏向部はプリズム素子であるため斜面の方向又は角度を適宜設定することにより、入射光の光路を反射により偏向させる方向又は偏向量を容易に制御することができる。また、前記三角形形状の底辺の長さが、少なくとも前記遮光部よりも大きいことにより、従来入射光の変調に寄与しない遮光部近傍の領域を有効に使用することができる。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記光路偏向部は、入射光を前記画素部の方向へ反射する斜面を備えるプリズム素子であり、前記プリズム素子は、略三角形形状の断面形状を有し、かつ格子状に配置されたことが望ましい。これにより、これにより、空間光変調装置へ入射する光を効率的に画素部へ導くことができる。また、空間光変調装置を射出する光の光線角度が大きくなることを低減できる。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記プリズム素子を構成する部材は、入射光側の部材より低い屈折率を有することが望ましい。これにより、プリズム素子の斜面で反射による光量損失を略ゼロにすることができる。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記プリズム素子の斜面に金属反射膜または、多層膜反射膜を有することが望ましい。これにより、プリズム素子の斜面で効率良く反射させることができる。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記変調部上に硝子基板をさらに有し、前記硝子基板は、三角形形状の断面形状の空洞孔部を有し、前記空洞孔部が前記プリズム素子を構成することが望ましい。これにより、防塵硝子と空洞孔部とで、プリズム素子の反射界面を形成することができる。この結果、入射光を確実に全反射させることができる。また、プリズム素子の製造工程において、プリズム素子の内部を樹脂等の部材で充填する工程を省略できる。このため、プリズム素子の生産性、ひいては空間光変調素子の生産性が向上する。
【００１６】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記空洞孔部は、前記硝子基板との界面で入射光を反射させるような屈折率を有する光学的樹脂材料で充填されていることが望ましい。これにより、硝子基板子の屈折率と、光学的樹脂材料の屈折率との差を適当に設定できる。この結果、プリズム素子の反射面である反射界面で、入射光を効率良く反射できる。
【００１７】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記空洞孔部は、所定値以下に減圧されていることが望ましい。空間光変調装置へ光を供給する光源部は、明るい像を得るためには高出力なものを用いる場合がある。そして、高出力な光源部からの光が継続的に照射されることにより、空間光変調装置の温度が上昇する。空間光変調装置の温度が上昇すると、プリズム素子の空洞孔部内の空気の体積が膨張する。これにより、プリズム素子近傍の接着部材が剥離してしまうこと等により空間光変調装置が破損してしまうという問題を生ずる。本態様によれば、プリズム素子を構成する空洞孔部の内部が所定値以下の減圧されている。このため、プリズム素子自体の温度上昇に伴うプリズム素子内の空洞孔部の空気の体積の熱膨張を低減できる。この結果、プリズム素子の体積の熱膨張によるプリズム素子近傍の接着部材の剥離を防止できる。従って、高い信頼性の空間光変調装置を提供できる。さらに、好ましくは、空洞孔部を−５Ｐａ以下に減圧することが望ましい。これにより、より確実に空洞孔部の空気の膨張による接着剤の剥離等による空間光変調装置の破損を防止できる。
【００１８】
さらに、プリズム素子近傍においては、遮光部又はカバー硝子等を貼り合わせて固定している。貼り合わせに際して、接着剤に気泡が混入してしまう場合がある。気泡の存在は、不要な光散乱の原因となるために好ましくない。本態様では、空洞孔部が減圧されているため、上述の気泡の発生を低減できる。このため、気泡による光散乱を低減できる。
【００１９】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記プリズム素子と前記変調部との間に設けられているカバー硝子をさらに有し、前記硝子基板の線膨張係数と、前記カバー硝子の線膨張係数との比は７倍以下であることが望ましい。具体的には、前記硝子基板の線膨張係数を、前記カバー硝子の線膨張係数で除した値は７倍以下であることが望ましい。上述のように、高出力な光源部からの光が照射されることで、空間光変調素子を構成する部材、特に、入射側に設けられている硝子基板及びカバー硝子は熱膨張する。このとき、各部材の線膨張係数が異なると、熱膨張により分解又は剥離等を生ずる。本態様では、前記硝子基板の線膨張係数と、前記カバー硝子の線膨張係数との比は７倍以下であるため、熱膨張による分解・剥離を低減できる。さらに好ましくは、上記線膨張係数の比は５倍以下、又は等倍であることが望ましい。これにより、さらに高出力な光源部を用いる場合でも、空間光変調装置の分解又は剥離を防止できる。なお、両部材の線膨張係数が等倍とは、例えば前記硝子基板と前記カバー硝子とを同一の材料で構成した場合である。
【００２０】
また、本発明によれば、第１色光、第２色光、及び第３色光を含む光を供給する光源部と、前記光源部から供給される光を前記第１色光と、前記第２色光と、前記第３色光とに分離する色分離光学系と、前記第１色光を画像信号に応じて変調する第１色光用空間光変調装置と、前記第２色光を画像信号に応じて変調する第２色光用空間光変調装置と、前記第３色光を画像信号に応じて変調する第３色光用空間光変調装置と、前記第１色光用空間光変調装置、前記第２色光用空間光変調装置、及び前記第３色光用空間光変調装置でそれぞれ変調された前記第１色光と、前記第２色光と、前記第３色光とを合成する色合成光学系と、前記色合成光学系にて合成された光を投写する投写光学系とを有し、前記第１色光用空間光変調装置と、前記第２色光用空間光変調装置と、前記第３色光用空間光変調装置とは、上述の空間光変調装置であることを特徴とするプロジェクタを提供できる。
【００２１】
本発明では、上述の空間光変調装置を用いているため、光源部からの光を効率的に空間光変調装置に導くことができる。さらに、空間光変調装置を射出した光のＮＡである光線角度を小さくできるため投写光学系でけられることがない。従って、明るい投写像を得ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。
（第１実施形態）
（プロジェクタ全体説明）
初めに図１を参照して、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの概略構成を説明する。次に、図２以降を参照して、本実施形態の特徴的な構成を説明する。まず、図１において、光源部である超高圧水銀ランプ１０１は、第１色光である赤色光（以下、「Ｒ光」という。）、第２色光である緑色光（以下、「Ｇ光」という。）、及び第３色光である青色光（以下、「Ｂ光」という。）を含む光を供給する。インテグレータ１０４は、超高圧水銀ランプ１０１からの光の照度分布を均一化する。照度分布を均一化された光は、偏光変換素子１０５にて特定の振動方向を有する偏光光、例えばｓ偏光光に変換される。ｓ偏光光に変換された光は、色分離光学系を構成するＲ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｒに入射する。以下、Ｒ光について説明する。Ｒ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｒは、Ｒ光を透過し、Ｇ光、Ｂ光を反射する。Ｒ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｒを透過したＲ光は、反射ミラー１０７に入射する。反射ミラー１０７は、Ｒ光の光路を９０度折り曲げる。光路を折り曲げられたＲ光は、第１色光であるＲ光を画像信号に応じて変調する第１色光用空間光変調装置１１０Ｒに入射する。第１色光用空間光変調装置１１０Ｒは、Ｒ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。なお、ダイクロイックミラーを透過しても、光の偏光方向は変化しないため、第１色光用空間光変調装置１１０Ｒに入射するＲ光は、ｓ偏光光のままの状態である。
【００２３】
第１色光用空間光変調装置１１０Ｒは、λ／２位相差板１２３Ｒ、硝子板１２４Ｒ、第１偏光板１２１Ｒ、液晶パネル１２０Ｒ、及び第２偏光板１２２Ｒを有する。液晶パネル１２０Ｒの詳細な構成については後述する。λ／２位相差板１２３Ｒ及び第１偏光板１２１Ｒは、偏光方向を変換させない透光性の硝子板１２４Ｒに接する状態で配置される。これにより、第１偏光板１２１Ｒ及びλ／２位相差板１２３Ｒが、発熱により歪んでしまうという問題を回避できる。なお、図１において、第２偏光板１２２Ｒは独立して設けられているが、液晶パネル１２０Ｒの射出面や、クロスダイクロイックプリズム１１２の入射面に接する状態で配置しても良い。
【００２４】
第１色光用空間光変調装置１１０Ｒに入射したｓ偏光光は、λ／２位相差板１２３Ｒによりｐ偏光光に変換される。ｐ偏光光に変換されたＲ光は、硝子板１２４Ｒ及び第１偏光板１２１Ｒをそのまま透過し、液晶パネル１２０Ｒに入射する。液晶パネル１２０Ｒに入射したｐ偏光光は、画像信号に応じた変調により、Ｒ光がｓ偏光光に変換される。液晶パネル１２０Ｒの変調により、ｓ偏光光に変換されたＲ光が、第２偏光板１２２Ｒから射出される。このようにして、第１色光用空間光変調装置１１０Ｒで変調されたＲ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１１２に入射する。
【００２５】
次に、Ｇ光について説明する。Ｒ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｒで反射された、Ｇ光とＢ光とは光路を９０度折り曲げられる。光路を折り曲げられたＧ光とＢ光とは、Ｂ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇに入射する。Ｂ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇは、Ｇ光を反射し、Ｂ光を透過する。Ｂ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇで反射されたＧ光は、第２色光であるＧ光を画像信号に応じて変調する第２色光用空間光変調装置１１０Ｇに入射する。第２色光用空間光変調装置１１０ＧはＧ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。第２色光用空間光変調装置１１０Ｇは、液晶パネル１２０Ｇ、第１偏光板１２１Ｇ及び第２偏光板１２２Ｇを有する。液晶パネル１２０Ｇの詳細に関しては後述する。
【００２６】
第２色光用空間光変調装置１１０Ｇに入射するＧ光は、ｓ偏光光に変換されている。第２色光用空間光変調装置１１０Ｇに入射したｓ偏光光は、第１偏光板１２１Ｇをそのまま透過し、液晶パネル１２０Ｇに入射する。液晶パネル１２０Ｇに入射したｓ偏光光は、画像信号に応じた変調により、Ｇ光がｐ偏光光に変換される。液晶パネル１２０Ｇの変調により、ｐ偏光光に変換されたＧ光が、第２偏光板１２２Ｇから射出される。このようにして、第２色光用空間光変調装置１１０Ｇで変調されたＧ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１１２に入射する。
【００２７】
次に、Ｂ光について説明する。Ｂ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇを透過したＢ光は、２枚のリレーレンズ１０８と、２枚の反射ミラー１０７とを経由して、第３色光であるＢ光を画像信号に応じて変調する第３色光用空間光変調装置１１０Ｂに入射する。第３色光用空間光変調装置１１０Ｂは、Ｂ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。
【００２８】
なお、Ｂ光にリレーレンズ１０８を経由させるのは、Ｂ光の光路の長さがＲ光及びＧ光の光路の長さよりも長いためである。リレーレンズ１０８を用いることにより、Ｂ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇを透過したＢ光を、そのまま第３色光用空間光変調装置１１０Ｂに導くことができる。第３色光用空間光変調装置１１０Ｂは、λ／２位相差板１２３Ｂ、硝子板１２４Ｂ、第１偏光板１２１Ｂ、液晶パネル１２０Ｂ、及び第２偏光板１２２Ｂを有する。なお、第３色光用空間光変調装置１１０Ｂの構成は、上述した第１色光用空間光変調装置１１０Ｒの構成と同様なので、詳細な説明は省略する。
【００２９】
第３色光用空間光変調装置１１０Ｂに入射するＢ光は、ｓ偏光光に変換されている。第３色光用空間光変調装置１１０Ｂに入射したｓ偏光光は、λ／２位相差板１２３Ｂによりｐ偏光光に変換される。ｐ偏光光に変換されたＢ光は、硝子板１２４Ｂ及び第１偏光板１２１Ｂをそのまま透過し、液晶パネル１２０Ｂに入射する。液晶パネル１２０Ｂに入射したｐ偏光光は、画像信号に応じた変調により、Ｂ光がｓ偏光光に変換される。液晶パネル１２０Ｂの変調により、ｓ偏光光に変換されたＢ光が、第２偏光板１２２Ｂから射出される。第３色光用空間光変調装置１１０Ｂで変調されたＢ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１１２に入射する。このように、色分離光学系を構成するＲ光透過ダイクロイックミラー１０６ＲとＢ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇとは、超高圧水銀ランプ１０１から供給される光を、第１色光であるＲ光と、第２色光であるＧ光と、第３色光であるＢ光とに分離する。
【００３０】
色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１１２は、２つのダイクロイック膜１１２ａ、１１２ｂをＸ字型に直交して配置して構成されている。ダイクロイック膜１１２ａは、Ｂ光を反射し、Ｇ光を透過する。ダイクロイック膜１１２ｂは、Ｒ光を反射し、Ｇ光を透過する。このように、クロスダイクロイックプリズム１１２は、第１色光用空間光変調装置１１０Ｒ、第２色光用空間光変調装置１１０Ｇ、及び第３色光用空間光変調装置１１０Ｂでそれぞれ変調されたＲ光、Ｇ光及びＢ光を合成する。投写光学系１１４は、クロスダイクロイックプリズム１１２で合成された光をスクリーン１１６に投写する。これにより、スクリーン１１６上でフルカラー画像を得ることができる。
【００３１】
なお、上述のように、第１色光用空間光変調装置１１０Ｒ及び第３色光用空間光変調装置１１０Ｂからクロスダイクロイックプリズム１１２に入射される光は、ｓ偏光光となるように設定される。また、第２色光用空間光変調装置１１０Ｇからクロスダイクロイックプリズム１１２に入射される光は、ｐ偏光光となるように設定される。このようにクロスダイクロイックプリズム１１２に入射される光の偏光方向を異ならせることで、クロスダイクロイックプリズム１１２において各色光用空間光変調装置から射出される光を有効に合成できる。ダイクロイック膜１１２ａ、１１２ｂは、通常、ｓ偏光光の反射特性に優れる。このため、ダイクロイック膜１１２ａ、１１２ｂで反射されるＲ光及びＢ光をｓ偏光光とし、ダイクロイック膜１１２ａ、１１２ｂを透過するＧ光をｐ偏光光としている。
【００３２】
（液晶パネルの構成）
次に、図２を用いて液晶パネルの詳細について説明する。図１で説明したプロジェクタ１００では、３つの液晶パネル１２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂを備えている。これら３つの液晶パネル１２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂは変調する光の波長領域が異なるだけであり、基本的構成は同一である。このため、液晶パネル１２０Ｒを代表例にして以後の説明を行う。
【００３３】
図２は液晶パネル１２０Ｒの斜視断面図である。超高圧水銀ランプ１０１からのＲ光は、図２の上側から液晶パネル１２０Ｒに入射し、下側からスクリーン１１６の方向へ射出する。防塵硝子である入射側防塵硝子２００の内側には、接着層２０１を介してカバー硝子２０２が固着されている。カバー硝子２０２の射出側には、遮光のためのブラックマトリックス部２０３ａが設けられ、さらに、対向電極２０４が形成されている。
【００３４】
また、射出側防塵硝子２０８の内側には、接着層２０７を介して液晶を配向させるための配向膜２０６ｃやＴＦＴ（薄膜トランジスタ）や透明電極２０６ａを有するＴＦＴ基板２０６が形成されている。そして、対向電極２０４とＴＦＴ基板２０６とを対向させて、入射側防塵硝子２００と射出側防塵硝子２０８とを貼り合わせる。対向電極２０４とＴＦＴ基板２０６との間には、画像表示のための液晶層２０５が封入されている。また、液晶層２０５の入射光側には遮光のためのブラックマトリックス部２０３ａを有する。
【００３５】
入射側防塵硝子２００には、複数のプリズム素子２１１からなるプリズム群２１０が形成されている。プリズム群２１０の構成及び作用の詳細については後述する。なお、図１で示した構成では、第１偏光板１２１Ｒ、第２偏光板１２２Ｒを、液晶パネル１２０Ｒに対して別体に設けている。しかし、これに代えて、入射側防塵硝子２００と対向電極２０４との間、射出側防塵硝子２０８とＴＦＴ基板２０６との間などにも偏光板を設けることもできる。さらに、プリズム群２１０は、第１偏光板１２１Ｒに形成してもよい。
【００３６】
（プリズム素子の構成）
図３は、液晶パネル１２０Ｒの断面構成図である。ブラックマトリックス部２０３ａは、直交する方向に格子状に形成されている。また、ブラックマトリックス部２０３ａに囲まれている矩形状の領域は開口部２０３ｂを形成する。開口部２０３ｂは、超高圧水銀ランプ１０１からのＲ光を通過させる。開口部２０３ｂを透過するＲ光は、図３に示したように対向電極２０４と、液晶層２０５と、ＴＦＴ基板２０６とを透過する。そして、Ｒ光は画像信号に応じて液晶層２０５において偏光成分が変調される。このように、投写された画像における画素部を形成するのは、開口部２０３ｂと、液晶層２０５と、ＴＦＴ基板２０６とを透過して変調を受けた光である。換言すると、開口部２０３ｂと、液晶層２０５と、ＴＦＴ基板２０６とは変調部を構成する。また、複数の開口部２０３ｂは画素部を構成する。画素部に対応する開口部２０３ｂは、行列状に配列されている。そして、開口部２０３ｂどうしの間に遮光部であるブラックマトリックス部２０３ａが設けられている。
【００３７】
光路偏向部であるプリズム素子２１１は、入射光を開口部２０３ｂの方向へ反射させる。プリズム素子２１１の斜面２１１ａは、入射光を画素部である開口部２０３ｂの方向へ反射する。斜面２１１ａで反射される光線については、後述する。プリズム素子２１１は、ブラックマトリックス部２０３ａの位置に対応して設けられている。これにより、ブラックマトリックス部２０３ａへ入射する光量を低減できる。
【００３８】
また、図３から明らかなように、プリズム素子２１１は、略三角形形状の断面形状を有する。これにより、斜面２１１ａの方向又は角度を適宜設定することにより、入射光の光路を反射により偏向させる方向又は偏向量を容易に制御することができる。三角形形状の頂点Ｃ１は、ブラックマトリックス部２０３ａの中心位置Ｃ２に略対応している。さらに、略三角形形状の底辺の長さＷ１（２次元的には底面積）と、少なくともブラックマトリックス部２０３ａの長さＷ２（２次元的には面積）とは略同じ長さ（大きさ）である。これにより、入射光の変調に寄与しないブラックマトリックス部２０３ａ近傍の領域を有効に使用することができる。さらに好ましくは、三角形形状の底辺の長さＷ１（面積）は、ブラックマトリックス部２０３ａの長さＷ２（面積）よりも大きいことが望ましい。これにより、液晶パネル１２０Ｒに斜め方向から入射する光線が、ブラックマトリックス部２０３ａに入射することを防止するためのマージン領域を確保できる。
【００３９】
（プリズム素子における反射の説明）
次に、図４を参照してプリズム素子２１１の作用について説明する。図４は、液晶パネル１２０Ｒへ入射する光線Ｌ１、Ｌ２の概略光路図である。光線は、屈折率差のある界面で反射又は屈折する。図４の説明においては、説明の簡単のため、屈折率差が微小な界面では光線を直進させて光路を示している。
【００４０】
まず、プリズム素子２１１を経由しないで、開口部２０３ｂへ直接入射する光線Ｌ１について説明する。空気中を進行してきた光線Ｌ１は、例えば石英硝子からなる入射側防塵硝子２００へ入射面２００ａから入射する。そして、光線Ｌ１は、入射側防塵硝子２００と、接着層２０１と、カバー硝子２０２とを透過する。上述したように、開口部２０３ｂと対向電極２０４と液晶層２０５とＴＦＴ基板２０６とで変調部を構成する。画像信号に応じて変調された光線Ｌ１は、接着層２０７を透過して射出側防塵硝子２０８から射出する。光線Ｌ１の射出角度θ３は、投写光学系１１４のＮＡで定まる最大角度θ４よりも小さいため、光線Ｌ１は不図示のスクリーン１１６へ投写される。
【００４１】
次に、光線Ｌ１とは異なる位置に入射する光線Ｌ２について説明する。光線Ｌ２は、入射側防塵硝子２００へ入射面２００ａにおいて入射する。入射側防塵硝子２００内を進行する光線Ｌ２は、プリズム素子２１１の斜面２１１ａの位置Ｐ１に入射する。プリズム素子２１１は、入射側防塵硝子２００よりも屈折率が小さい部材で構成されている。反射における光量損失を低減するために、プリズム素子２１１は、入射する光線Ｌ２が画素部に対応する開口部２０３ｂの方向へ全反射するような屈折率を有することが望ましい。なお、プリズム素子２１１における反射作用、及びその構成部材の詳細に関しては、図５を用いて後述する。
【００４２】
光線Ｌ２は、プリズム素子２１１で全反射されることにより、開口部２０３ｂの方向へ光路を偏向される。斜面２１１ａで反射された光線Ｌ２は、接着層２０１と、カバー硝子２０２とを透過して、開口部２０３ｂへ入射する。開口部２０３ｂへ入射した光線Ｌ２は、上述の光線Ｌ１と同様に進行して射出側防塵硝子２０８から射出する。
【００４３】
（反射角度、射出角度）
次に、光線Ｌ２の入射角度、反射角度、射出角度の関係について、図４を続けて参照して説明する。入射側防塵硝子２００は、入射面２００ａと射出面２００ｂとからなる平行平板である。位置Ｐ１を通り、かつ入射面２２０ａ又は射出面２００ｂに垂直な法線Ｎ１と、光線Ｌ２とのなす角度を入射角度θ１とする。また、プリズム素子２１１の斜面２１１ａは、入射側防塵硝子２００の射出面２００ｂと傾斜角度αをなすように形成されている。さらに、液晶パネル１２０Ｒ内を進行し、射出側防塵硝子２０８から射出する光線Ｌ２の角度を射出角度θ２とする。ここで、図４において光線Ｌ２は、液晶層２０５上の位置Ｐ２、及び画素電極２０６ａ上の位置Ｐ３で界面における屈折率差のために屈折するように記載されている。光線Ｌ２の入射角度θ１、及び射出角度θ２を説明するに際して、簡単のために、これら位置Ｐ２、Ｐ３においては、光線Ｌ２は殆ど屈折せずに、そのまま直進するものとして扱う。この扱いの下では、以下の式（１）が成立する。
α＝（１／２）・（θ２−θ１）・・・・（１）
【００４４】
上式（１）から、明らかなように、斜面２１１ａの傾斜角度αを適宜設定することにより、光線Ｌ２の入射角度θ１を、射出角度θ２へ変換して射出することができる。そして、光線Ｌ２の射出角度θ２を、投写光学系１１４のＮＡで定まる最大角度θ４よりも小さくすることにより、光線Ｌ２は不図示のスクリーン１１６へ投写される。
【００４５】
上述したように、開口部２０３ｂに対しては、例えば光源部である超高圧水銀ランプ１０１から様々な入射角度の光線Ｌ１、Ｌ２が進行してくる。開口部２０３ｂへプリズム素子２１１を介さずに入射する光線Ｌ１は、そのまま画像信号に応じて変調されて射出側防塵硝子２０８から射出する。これに対して、開口部２０３ｂの周辺の非変調領域であるブラックマトリックス部２０３ａの方向へ入射する光線Ｌ２は、開口部２０３ｂの周辺に設けられている光路偏向部であるプリズム素子２１１に入射する。プリズム素子２１１に入射した光線Ｌ２は、開口部２０３ｂの方向へ反射される。これにより、本来は開口部２０３ｂへ入射しない光線Ｌ２の光路を反射により偏向させることで、効率良く開口部２０３ｂへ導くことができる。さらに、光線Ｌ１は、光路を大きく変換されることなく液晶パネル１２０Ｒから射出する。加えて、プリズム素子２１１は、マイクロレンズとは異なり集光機能を有していない。このため、プリズム素子２１１で反射した光線Ｌ２も、その射出角度θ２は入射角度θ１に比較して著しく異なることはない。このため、例えば、略平行光が液晶パネル１２０Ｒへ入射する場合、変調された光も略平行光で射出する。そして、略平行光で射出した光はＮＡが略ゼロであるため、投写光学系１１４でけられること無くスクリーン１１６に投写される。このように、本実施形態では、開口部２０３ｂへ効率良く光線Ｌ１、Ｌ２を導くことができることに加えて、第１色光用空間光変調装置１１０Ｒを射出する光線Ｌ１、Ｌ２のＮＡである光線角度を大きくすることを低減できる。従って、液晶パネル１２０Ｒを射出した光は投写光学系１１４でけられることないので、明るい投写像を得ることができるという効果を奏する。
【００４６】
また、液晶層２０５へ入射光が集光すると、エネルギー集中により液晶分子が劣化してしまうおそれがある。本実施形態は、マイクロレンズのようなレンズ成分を有していない。このため、配向膜２０６ｃへ入射する光を集光させることがない。従って、変調部を構成する配向膜２０６ｃの一部部分へ入射光が集光されないで略均一なため、上述のようなエネルギー集中を避けることができる。この結果、配向膜２０６ｃの長寿命化を図ることができ、さらには液晶パネル１２０Ｒの長寿命化を図れる。
【００４７】
次に、図５を参照して、プリズム素子２１１の構成及び反射作用についてさらに説明する。上述したように、斜面２１１ａでは反射による光量損失を低減するために、光線Ｌ２を全反射させることが望ましい。全反射するためには、次式の条件を満足することが必要である。
ｓｉｎθｉｎ＝ｎ２／ｎ１  （ｎ１＞ｎ２）・・・・（２）
【００４８】
ここで、θｉｎは位置Ｐ１における法線Ｎ２に対する入射角度、ｎ１は入射側防塵硝子２００の屈折率、ｎ２はプリズム素子２１１の屈折率をそれぞれ示す。例えば図４で定義する入射角度θ１＝１２°の場合、全反射させるための屈折率ｎ１＝１．４６（石英）、ｎ２＝１．４３となる。
【００４９】
また、プリズム素子２１１は、以下のように構成することでもきる。入射側防塵硝子２００は、三角形形状の断面形状の空洞孔部を２１１ｂを有する。そして、空洞孔部２１１ｂがプリズム素子２１１を構成する。空洞孔部２１１ｂ内は空気（屈折率ｎは略１．０）が存在している。これにより、入射側防塵硝子２００と空洞孔部２１１ｂとで、プリズム素子２１１の反射界面２１１ｃを形成することができる。この結果、入射光である光線Ｌ２を確実に反射界面２１１ｃにおいて全反射させることができる。具体的には、プリズム素子２１１の空洞孔部２１１ｂを空気とすることで、図５及び式（２）で定義する入射角度θｉｎ＝４３°（ｎ１＝１．４６の時）となる。従って、入射角度θｉｎ＝４３°以上の光線を斜面２１１ａで全反射できる。
【００５０】
また、空洞孔部２１１ｂを形成することにより、プリズム素子２１１の製造工程において、プリズム素子２１１の内部を樹脂等の部材で充填する工程を省略できる。このため、プリズム素子２１１の生産性、ひいては液晶パネル１２０Ｒの生産性が向上する。
【００５１】
さらに、空洞孔部２１１ｂは、所定値以下に減圧されている構成でも良い。超高圧水銀ランプ１０１は、スクリーン１１６において明るい投写像を得るためには高出力なものを用いる場合がある。例えば、スクリーン１１６上において１０００〜３０００ルーメンの明るさが求められている。このような、高出力な超高圧水銀ランプ１０１からの光が継続的に照射されることにより、液晶パネル１２０Ｒの温度が上昇する。液晶パネル１２０Ｒの温度が上昇すると、プリズム素子２１１の空洞孔部２１１ｂ内の空気の体積が膨張する。これにより、プリズム素子２１１近傍の接着層２０１が剥離してしまうおそれがある。このとき、空洞孔部２１１ｂの内部を所定値以下に減圧しておくと、空洞孔部２１１ｂの空気の体積の熱膨張を低減できる。この結果、プリズム素子２１１の体積の熱膨張によるプリズム素子２１１近傍の接着層２０１の剥離を防止できる。従って、高い信頼性の液晶パネル１２０Ｒを提供できる。さらに、好ましくは、空洞孔部２１１ｂを−５Ｐａ以下に減圧することが望ましい。これにより、より確実に空洞孔部２１１ｂの空気の膨張による接着層２０１の剥離等による液晶パネル１２０Ｒの破損を防止できる。また、プリズム素子２１１近傍においては、ブラックマトリックス部２０３又はカバー硝子２０２等を貼り合わせて固定している。貼り合わせに際して、接着剤に気泡が混入してしまう場合がある。気泡の存在は、不要な光散乱の原因となるために好ましくない。本態様では、空洞孔部２１１ｂが減圧されているため、上述の気泡の発生を低減できる。このため、気泡による光散乱を低減できる。
【００５２】
また、空洞孔部２１１ｂの内部を空気の状態にする代わりに、入射側防塵硝子２００との界面で入射光である光線Ｌ２を反射させるような屈折率を有する光学的樹脂材料で充填しても良い。これにより、入射側防塵硝子２００の屈折率ｎ１と、光学的樹脂材料の屈折率ｎ２との差を適当に設定できる。この結果、プリズム素子２１１の反射界面２１１ｃで、光線Ｌ２を効率良く反射できる。
【００５３】
また、プリズム素子２１１の斜面２１１ａには、反射膜層を設けても良い。反射膜層としては、Ａｇ、Ａｌ、これらの合金、又は反射多層膜で構成できる。斜面２１１ａの傾斜角度α（図５）、反射界面２１１ｃの屈折率差、又は斜面２２１ａの表面の凹凸等により、上記式（２）の全反射条件を満足しない場合がある。この場合でも、斜面２１１ａに反射膜層であるＡｌやＡｇあるいはその合金などの金属反射膜や誘電体多層膜反射層、を形成することにより、入射光線を反射させることができる。
【００５４】
（線膨張係数の説明）
図５を参照して、硝子基板である入射側防塵硝子２００とカバーガラス２０２との線膨張係数について説明する。本実施形態では、入射側防塵硝子２００の線膨張係数と、カバー硝子２０２の線膨張係数との比、即ち入射側防塵硝子２００の線膨張係数を、カバー硝子２０２の線膨張係数で除した値は７倍以下であることが望ましい。上述のように、高出力な超高圧水銀ランプ１０１からの光が照射されることで、液晶パネル１２０Ｒを構成する部材、特に、入射側に設けられている入射側防塵硝子２００及びカバー硝子２０２は熱膨張する。このとき、各部材の線膨張係数が異なると、熱膨張により分解又は剥離等を生ずる。本実施形態では、入射側防塵硝子２００の線膨張係数と、カバー硝子２０２の線膨張係数との比は７倍以下であるため、熱膨張による分解・剥離を低減できる。具体的には、カバー硝子２０２を石英（線膨張係数＝０．４〜０．５５）で構成する。また、上述の説明においては、入射側防塵硝子２００も石英で構成するとしているが、これに限られず、例えば、フリント硝子（線膨張係数＝約８．０）又はパイレックス（Ｒ）（線膨張係数＝２．８）で構成してもよい。さらに好ましくは、上記線膨張係数の比は５倍以下、又は等倍であることが望ましい。例えば、線膨張率の比が７倍の場合、液晶パネル１２０Ｒの温度が６０℃に上昇しても液晶パネル１２０Ｒは破壊されることがない。また、線膨張率の比が５倍の場合、液晶パネル１２０Ｒの温度が７０℃に上昇しても液晶パネル１２０Ｒは破壊されることがない。このように高出力な超高圧水銀ランプ１０１を用いる場合でも、液晶パネル１２０Ｒの分解又は剥離を防止できる。なお、両部材の線膨張係数が等倍とは、例えば入射側防塵硝子２００とカバー硝子２０２とを同一の材料、例えば石英で構成した場合である。
【００５５】
（傾斜角度αと投写効率の説明）
次に、図４に戻って、プリズム素子２１１の傾斜角度αと投写光学系１１４で投写できる効率との関係を説明する。傾斜角度α＝１．９°の場合、投写光学系１１４では、液晶パネル１２０Ｒを射出した光の７０パーセント以上を投写できる。また、傾斜角度α＝０．５°の場合、投写光学系１１４では、液晶パネル１２０Ｒを射出した光の９７パーセント以上を投写できる。また、上述のように、三角形形状の頂点Ｃ１は、ブラックマトリックス部２０３ａの中心位置Ｃ２に対応している。これにより、斜面２１１ａの傾斜角度αを小さくできるため、投写できる光の利用効率を向上できる。さらに、入射側防塵硝子２００、及び射出側防塵硝子２０８は平行平板で構成されている。このため、プリズム素子２１１を経由しない光、例えば光線Ｌ１の液晶パネル１２０Ｒへの入射角度は、略保存された状態で射出する。この結果、光線Ｌ１が略平行光の場合などは、投写光学系１１４で略１００パーセント投写される。なお、本実施形態では三角形形状のプリズム素子２１１を用いて説明しているが、これに限られず、反射により入射する光線Ｌ２の光路を偏向できる素子であれば良い。
【００５６】
（偏光方向の説明）
図２の斜視図で示すように、プリズム素子２１１は直交する格子状に形成されている。また、図１において説明したように、本実施形態に係るプロジェクタ１００は偏光光を用いている。ここで、例えば４５°で入射する光が全反射する場合、反射により位相変化が生ずる。位相変化により、例えば、ｐ偏光光はｓ偏光光に変換されてしまうので望ましくない。本実施形態では、プリズム素子２１１に入射する光の偏光面は、格子状に配列されている斜面２１１ａに対して、平行又は垂直となるように構成されている。これにより、斜面２１１ａでの反射による位相変化を低減できる。この結果、液晶層２０５へ所望の方向の偏光光を効率良く入射させることができるため、明るい投写像を得られる。
【００５７】
（製造方法）
次に、プリズム素子２１１の製造方法について説明する。図２において、プリズム素子２１１の底辺の長さＷ１と高さＨとの比、いわゆるアスペクト比は２０〜１０００程度の値である。このようなアスペクト比を有するプリズム素子２１１を製造する代表的な方法としては、以下の方法（１）〜（５）を挙げることができる。
（１）専用のバイトを製造し、このバイトで透明硝子を切削してプリズム素子２１１を製造する方法。
（２）切削法又はフォトリソグラフィ法で型を製造し、この型を転写してプリズム素子２１１を製造する方法。
（３）エッチングの速度が遅くなるような所定のイオンを透明硝子中にドーピング（打ち込む）する。イオンをドーピングされた領域は、他の領域に比較してエッチングの速度が遅くなる。このエッチング速度の差異を利用して、透明硝子をウエットエッチングすることでプリズム素子２１１を製造する方法。
（４）透明硝子にレーザを照射し、透明硝子を溶解、気化させるレーザアブレーションによりプリズム素子２１１を製造する方法。
（５）透明硝子にレーザを照射し、照射領域を改質させる。そして、改質領域と他の領域とのエッチング速度の差異を利用して、透明硝子をエッチングすることでプリズム素子２１１を製造する方法。
【００５８】
また、プリズム素子２１１を液晶パネル１２０Ｒの入射側防塵硝子２００内に加えて、射出側防塵硝子２０８内に形成しても良い。これにより、液晶パネル１２０Ｒを射出する光線をよりテレセントリックにすることができる。これにより、投写光学系１１４のＮＡをさらに小さく（Ｆナンバーを大きく）することができる。この結果、投写光学系１１４の設計、製造コストの負担を軽減しつつ、投写する光量を増加できる。また、射出側防塵硝子２０８内にプリズム素子２１１を形成することで、ブラックマトリックス部２０３ａの投写像がスクリーン１１６において形成されることを低減できる。
【００５９】
なお、ブラックマトリックス部２０３ａへは、光を入射させる必要はない。このため、ブラックマトリックス部２０３ａへ光を入射させないためのプリズム素子２１１を形成する底面積のマージン（余裕領域）を考慮すると、底面にブラックマトリックス部２０３ａを直接形成する場合が、最も望ましい。即ち、プリズム素子２１１を形成する底面積のマージン（余裕領域）の観点からは、プリズム素子２１１と遮光部であるブラックマトリックス部２０３ａとの間には、接着層２０１及びカバー硝子２０２が存在しないほうが望ましい。例えば、プリズム素子２１１の底面にブラックマトリックス部２０３ａを堆積（デポジット）させる方法、又は樹脂材料でブラックマトリックス部２０３ａを形成する方法等で製造できる。
【００６０】
（第２実施形態）
本発明に係る空間光変調装置を直視型表示装置へ適用した第２実施形態について図６を参照して説明する。直視型表示装置６００は、図６の矢印で示す方向Ａから表示像を観察する構成である。光源部６０１からの光は、くさび形状の導光部６０２内を繰り返し反射しながら伝播する。導光部６０２を射出した光線Ｌ３は、平行平板硝子６０３に入射する。平行平板硝子６０３内には、上述したものと同様の構成のプリズム素子６１０が形成されている。プリズム素子６１０の斜面６１０ａへ入射した光線Ｌ３は、全反射されて液晶層６０５へ入射する。また、プリズム素子６１０と、ブラックマトリックス部６０６ａとは対応した位置に設けられている。なお、画素電極等の詳細は簡単のため記載を省略する。液晶層６０５で画像信号に応じて変調された光線Ｌ３は、防塵硝子６０７を射出する。また、導光部６０２からの光のうち、プリズム素子６１０で反射しないで、開口部６０６ｂへ直接入射する図示しない光は、そのまま液晶層６０５で変調されて射出する。これにより、光源部６０１からの光を変調部である液晶層６０５へ効率良く導くことができる。この結果、明るい表示像を直視できる。
【００６１】
（応用例）
図７を参照して、上述のプリズム素子２１１を映像受光素子に適用した応用例を説明する。映像受光素子７００は、例えばＣＣＤやＣ−ＭＯＳセンサーである。外部から進行してくる光線Ｌ４は、平行平板からなる防塵硝子７０１を透過して、半導体受光素子７０３に入射する。半導体受光素子７０３は、ラインセンサの場合は、ライン状に設けられている。また、２次元的なセンサの場合は、半導体受光素子７０３は、例えば矩形等の所定の領域内に設けられている。また、防塵硝子７０１内には上述と同様の構成を有するプリズム素子７０２が形成されている。プリズム素子７０２の斜面７０２ａに入射する光線Ｌ５は、斜面７０２ａで半導体受光素子７０３の方向へ全反射される。これにより、入射する光線Ｌ４、Ｌ５を効率良く半導体受光素子７０３へ導くことができる。この結果、高感度な映像受光素子７００を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの概略構成図。
【図２】第１実施形態における液晶パネルの斜視図。
【図３】第１実施形態における液晶パネルの断面図。
【図４】第１実施形態における液晶パネル内の光路図。
【図５】第１実施形態におけるプリズム素子の断面図。
【図６】本発明の第２実施形態に係る直視型表示装置の概略構成図。
【図７】プリズム素子を適用した映像受光素子の断面図。
【符号の説明】
１００  プロジェクタ、１０１  超高圧水銀ランプ、１０４  インテグレータ、１０５  偏光変換素子、１０６Ｒ  Ｒ光透過ダイクロイックミラー、１０６Ｇ  Ｂ光透過ダイクロイックミラー、１０７  反射ミラー、１０８  リレーレンズ、１１０Ｒ  第１色光用空間光変調装置、１１０Ｇ  第２色光用空間光変調装置、１１０Ｂ  第３色光用空間光変調装置、１１２  クロスダイクロイックプリズム、１１２ａ  ダイクロイック膜、１１２ｂ  ダイクロイック膜、１１４  投写光学系、１１６  スクリーン、１２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂ  液晶パネル、１２１Ｒ  第１偏光板、１２１Ｇ  第１偏光板、１２１Ｂ  第１偏光板、１２１Ｒ  第１偏光板、１２２Ｒ  第２偏光板、１２２Ｇ  第２偏光板、１２２Ｂ  第２偏光板、１２３Ｒ  λ／２位相差板、１２３Ｂ  λ／２位相差板、１２４Ｒ  硝子板、１２４Ｂ  硝子板、２００ｂ  射出面、２００  入射側防塵硝子、２００ａ入射面、２０１  接着層、２０２  カバー硝子、２０３ａ  ブラックマトリックス部、２０３ｂ  開口部、２０４  対向電極、２０５  液晶層、２０６ａ  画素電極、２０６  ＴＦＴ基板、２０６ａ  透明電極、２０６ｃ  配向膜、２０７接着層、２０８  射出側防塵硝子、２１０  プリズム群、２１１  プリズム素子、２１１ｂ  空洞孔部、２１１ａ  斜面、２１１ｃ  反射界面、２２０ａ  入射面、６００  直視型表示装置、６０１  光源部、６０２  導光部、６０３  平行平板硝子、６０５  液晶層、６０６ａ  ブラックマトリックス部、６０６ｂ  開口部、６０７  防塵硝子、６１０  プリズム素子、６１０ａ  斜面、７００  映像受光素子、７０１  防塵硝子、７０２  プリズム素子、７０２ａ  斜面、７０３  半導体受光素子、Ｃ１  頂点、Ｃ２  中心位置、Ｌ１〜Ｌ５  光線、Ｎ１、Ｎ２  法線、Ｐ１、Ｐ２  位置、α  傾斜角度、θ１  入射角度、θ２  射出角度、θ３  射出角度、θ４  最大角度、θｉｎ  入射角度
【図１】
2004347692.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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