(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
それぞれ間隙を隔て互いに平行に積層するように配置され、上記光源からの光束がそれぞれ第１の領域に順次透過して入射される平板状の複数枚の色分離合成素子と、
上記各色分離合成素子に対応して配設され、該各色分離合成素子において反射された色光成分の光束が入射される複数の反射型空間光変調素子とを備え、
上記各反射型空間光変調素子により反射された各変調光は、それぞれ対応する色分離合成素子の第２の領域に入射して反射され、該対応する色分離合成素子よりも光源側の色分離合成素子の第２の領域を順次透過して順次合成され、結像光学系を経て画像表示を行うことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
すべての色分離合成素子の第１の領域を透過した色光成分の光束が入射される反射型空間光変調素子を備え、この反射型空間光変調素子により反射された変調光は、すべての色分離合成素子の第２の領域を透過し、他の反射型空間光変調素子により反射された変調光と合成されて、結像光学系を経て画像表示を行うことを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
色分離合成素子は、第１の領域と第２の領域とで、色分離合成特性が異なることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項４】
色分離合成素子は、第１の領域と第２の領域とが分離されて形成されていることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項５】
上記複数の反射型空間光変調素子のうちの少なくとも一つは、画素に対応した可動ミラーから構成されたものであることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項６】
上記複数の反射型空間光変調素子のうちの少なくとも一つは、偏光変調素子及び偏光分離型回折光学素子からなることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項７】
偏光分離型回折光学素子は、ホログラム光学素子であることを特徴とする請求項６記載の画像表示装置。
【請求項８】
結像光学系は、投射光学系であることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項９】
結像光学系は、虚像光学系であることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像信号に応じて駆動される空間光変調素子を有し、この空間光変調素子を経た光束によって画像表示を行う画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、反射型空間光変調素子を有して構成された画像表示装置が提案されている。そして、反射型空間光変調素子としては、偏光変調素子と偏光分離素子とから構成されたものが提案されている。
【０００３】
偏光変調素子としては、液晶素子が提案されている。この液晶素子は、半導体基板に薄膜トランジスタ等のスイッチング素子とこのスイッチング素子によって電位が制御される画素電極を配列形成したアクティブマトリックス基板と、ガラス基板等透明基板に薄膜形成された共通電極膜と前記アクティブマトリックス基板との間に封止された液晶層からなる。この液晶素子においては、共通電極と各画素電極の間の電位差を画像信号に対応させて画素電極毎に変化させて、液晶の配向を制御することにより、入射光の偏光状態を変調する。なお、アクティブマトリクス基板の画素電極は、反射電極、または、誘電体ミラー膜等を介して、液晶の配向を制御するための電極として構成されている。
【０００４】
このような偏光変調素子を経た光束を偏光分離素子に通すことにより、空間光変調（強度変調）がなされる。すなわち、このような偏光変調素子からの反射光は、偏光変調層である液晶の配向制御の度合いにより、特定の偏光成分がそれとは異なる偏光成分に変化させられている。この偏光成分を偏光分離素子によって分離することで、画像情報を表示することができる。そして、このような反射型空間光変調素子からの反射光を投射光とし、投射光学系によりスクリーン等に拡大投射するものが、投射型画像表示装置である。
【０００５】
従来の画像表示装置として、図１２に示すように、偏光分離素子として、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１０１を用いたものが提案されている。この画像表示装置においては、照明光学系１０２より出射された光束Ｌｓは、偏光分離素子である偏光ビームスプリッタ１０１に入射する。この偏光ビームスプリッタ１０１においては、Ｐ偏光成分のみが反射膜によって反射され、ダイクロイックプリズム１０４に入射する。ダイクロイックプリズム１０４に入射した光束は、このダイクロイックプリズム１０４内の光束分割面１０４ｂ，１０４ｇにより、各色光束Ｌｒ（赤色光束），Ｌｇ（緑色光束），Ｌｂ（青色光束）に分光される。これら各色光束Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂは、各色に対応した反射型の偏光変調素子１０５Ｒ，１０５Ｇ，１０５Ｂに対応して入射し、これら偏光変調素子１０５Ｒ，１０５Ｇ，１０５Ｂによって偏光状態を変調されて反射される。偏光変調素子１０５Ｒ，１０５Ｇ，１０５Ｂによって反射された各色変調光束Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂは、偏光変調素子１０５Ｒ，１０５Ｇ，１０５Ｂへの入射光と逆の経路をたどり、合成されて、再度、偏光ビームスプリッタ１０１に入射する。このとき、Ｓ偏光成分のみが偏光ビームスプリッタ１０１の反射膜を透過して、投射光学系１０６に入射される。投射光学系１０６に入射された各色変調光束は、図示しないスクリーン上に投影され、画像を表示する。
【０００６】
また、この画像表示装置は、図１３に示すように、上述の方形状のダイクロイックプリズム１０４に代えて、楔形プリズムを貼合わせた構成のダイクロイックプリズム１０７を用いて構成してもよい。
【０００７】
そして、従来、例えば、特開平９−１８９８０９号公報に記載されているように、偏光分離素子としての偏光ビームスプリッタを用いないで構成された画像表示装置も提案されている。
【０００８】
この画像表示装置においては、偏光分離素子として、入射光束を回折及び分光し、その回折、分光させた各波長帯域の光を偏光変調素子上に形成されたＲ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色）各色画素に対応した位置へ選択的に集光させる偏光分離型回折光学素子（ホログラフィックカラーフィルタ）を用いて構成されている。この画像表示装置においては、偏光分離型回折光学素子に入射する照明光束と、偏光変調素子により反射されて偏光分離型回折光学素子より射出される光束とは、同一光軸上にならないので、偏光ビームスプリッタのような色分離合成素子が不要となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のような、偏光ビームスプリッタを有して構成された画像表示装置においては、偏光ビームスプリッタにおける光利用効率の低下が生じ、明るい投影画像を得ることが困難である。また、偏光ビームスプリッタを用いることは、光学系の軽量化を困難とし、低価格化も困難とする。
【００１０】
このような画像表示装置においては、偏光変調素子に対して垂直に入射する入射光束が該偏光変調素子により反射されて入射光束と同一の経路を逆にたどるため、偏光ビームスプリッタによって、入射光束と反射光束とを分割することが不可欠となっている。
【００１１】
また、偏光分離型回折光学素子（ホログラフィックカラーフィルタ）を用いて構成された画像表示装置においては、この偏光分離型回折光学素子における選択的な回折及び集光は、ホログラムの波長分散により、ごく狭い波長領域についてしか行うことができない。したがって、この画像表示装置においては、偏光分離型回折光学素子の前段にダイクロイックミラーなどを配置して、入射光束から回折及び集光に好ましくない波長領域の成分を大幅にカットしなければならず、光利用効率が悪い。
【００１２】
また、この画像表示装置において、微細な各色画素に正確に所定の光束を集光させ、隣接する画素とのクロストークを防ぐためには、照明光束は、偏光分離型回折光学素子に対してほぼ平行に入射させなくてはならない。したがって、光利用効率を向上させることは困難である。
【００１３】
さらに、この偏光分離型回折光学素子は、レンズ機能を有しているため、回折及び分光させた光束を所望の各色画素に集光させるためには、正確に位置をアラインメントしなければならず、装置の製造を困難としている。
【００１４】
そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、装置構成の小型化、軽量化が可能で、製造が容易でありながら、光利用効率が良好で、明るい画像表示ができる画像表示装置を提供しようとするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、本発明に係る画像表示装置は、光源と、それぞれ間隙を隔て互いに平行に配置され、上記光源からの光束がそれぞれ第１の領域に順次透過して入射される平板状の複数枚の色分離合成素子と、上記各色分離合成素子に対応して配設され、該各色分離合成素子において反射された色光成分の光束が入射される複数の反射型空間光変調素子とを備えている。
【００１６】
この画像表示装置においては、各反射型空間光変調素子により反射された各変調光は、それぞれ対応する色分離合成素子の第２の領域に入射して反射され、該対応する色分離合成素子よりも光源側の色分離合成素子の第２の領域を順次透過して順次合成され、結像光学系を経て画像表示を行うことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１８】
本発明に係る画像表示装置は、図１に示すように、光源となる照明光学系１を有している。
【００１９】
照明光学系１より射出した照明光束Ｌｓは、ミラー２により反射され、平板状の第１の色分離合成素子である第１のダイクロイックミラー３ｂの第１の領域に入射する。このとき、照明光束Ｌｓのうちの青色成分が第１のダイクロイックミラー３ｂにより反射され、第１の色成分の光束Ｌｂ１として、第１の反射型空間光変調素子４Ｂを構成する偏光分離型回折光学素子Ｈｂに入射する。
【００２０】
そして、照明光束Ｌｓのその他の成分は、第１のダイクロイックミラー３ｂを透過し、第２の色分離合成素子である第２のダイクロイックミラー３ｇの第１の領域に入射する。ここで、入射光束のうち緑色成分が第２のダイクロイックミラー３ｇにより反射され、第２の色成分の光束Ｌｇ１として、第２の反射型空間光変調素子４Ｇを構成する偏光分離型回折光学素子Ｈｇに入射する。
【００２１】
入射光束のその他の成分、すなわち、赤色成分である第３の色成分の光束Ｌｒ１は、第２のダイクロイックミラー３ｇを透過して、第３の反射型空間光変調素子４Ｒを構成する偏光分離型回折光学素子Ｈｒに入射する。
【００２２】
各反射型空間光変調素子４Ｂ，４Ｇ，４Ｒにおいて、各色成分の光束Ｌｂ１，Ｌｇ１，Ｌｒ１は、対応する偏光分離型回折光学素子Ｈｂ，Ｈｇ，Ｈｒに入射すると、それぞれにおいて回折効率が最大となる偏光成分であるＰ（、または、Ｓ）偏光成分が回折され、各反射型空間光変調素子４Ｂ，４Ｇ，４Ｒの偏光変調素子（液晶変調層）に略々垂直に入射する。偏光変調素子に入射したＰ（、または、Ｓ）偏光成分は、偏光変調素子における変調の度合いに応じて、Ｓ（、または、Ｐ）偏光成分となり、この偏光変調素子内の反射層により反射されて偏光分離型回折光学素子Ｈｂ，Ｈｇ，Ｈｒへ再入射する。偏光分離型回折光学素子Ｈｂ，Ｈｇ，ＨｒはＰ（、または、Ｓ）偏光成分を主に回折させるものであるため、偏光変調素子から反射されたＳ（、または、Ｐ）偏光成分は、偏光分離型回折光学素子Ｈｂ，Ｈｇ，ＨｒがＳ（、または、Ｐ）偏光成分に対して有する回折効率分を除いて、この偏光分離型回折光学素子Ｈｂ，Ｈｇ，Ｈｒを透過する。このようにして偏光分離型回折光学素子Ｈｂ，Ｈｇ，Ｈｒを透過した変調光Ｌｂ２，Ｌｇ２，Ｌｒ２は、対応するダイクロイックミラー３ｂ，３ｇの第２の領域に入射する。
【００２３】
第２の反射型空間光変調素子４Ｇにより反射された第２の変調光Ｌｇ２と、第３の反射型空間光変調素子４Ｒにより反射された第３の変調光Ｌｒ２とは、第２のダイクロイックミラー３ｇの第２の領域に入射して、第２の変調光Ｌｇ２が第２のダイクロイックミラー３ｇにより反射され、第３の変調光Ｌｒ２が第２のダイクロイックミラー３ｇを透過することによって合成される。
【００２４】
また、第１の反射型空間光変調素子４Ｂにより反射された第１の変調光Ｌｂ２と、第２及び第３の反射型空間光変調素子４Ｇ，４Ｒを経て第２のダイクロイックミラー３ｇにおいて合成された光束とは、第１のダイクロイックミラー３ｂの第２の領域に入射し、第１の変調光Ｌｂ２が第１のダイクロイックミラー３ｂにより反射され該光束が第１のダイクロイックミラー３ｂを透過することによって合成される。
【００２５】
このようにして合成された各変調光Ｌｂ２，Ｌｇ２，Ｌｒ２は、カラー投射光束Ｌｔとして、投射光学系５に入射される。この投射光学系５は、入射されたカラー投射光束Ｌｔを図示しないスクリーン上に結像させて、画像表示を行う。
【００２６】
次に、反射型空間光変調素子を構成する偏光分離型回折光学素子の構成について説明する。この偏光分離型回折光学素子は、「Holographic Polymer Dispersed Liquid Crystal」（以下、「Ｈ−ＰＤＬＣ」という。）として知られているものである。
【００２７】
この「Ｈ−ＰＤＬＣ」は、図２に示すように、ガラス基板６，７を有し、これらガラス基板６，７の間に、液晶、アクリル系モノマ、開始剤及び色素などからなる混合材料Ｚが充填されて構成されている。なお、上述の混合材料Ｚの組成は一例に過ぎず、用途によっては、他の材料が混合されているものでも良い。
【００２８】
「Ｈ−ＰＤＬＣ」の形成は、レーザ光束を用いたホログラフィックな干渉縞露光によって行う。すなわち、図３に示すように、ガラス基板６，７の間に約５μｍの厚さで充填されている混合材料（「Ｈ−ＰＤＬＣ」材料）Ｚに、コヒーレントなレーザ光Ｌ１，Ｌ２を照射し、この混合材料Ｚ内に、２光束の干渉による干渉縞（連続した光の明暗の縞）Ｆを生じさせる。すると、この干渉縞の明部においては、感度のある色素が開始剤と相互作用しながら光を吸収し、モノマのポリマ化が始まる。モノマがポリマ化するにしたがって、次第に濃縮し密集した状態が形成され、結果として、干渉縞の暗部から明部へと、モノマの移動が引き起こされる。これにより、混合材料Ｚ内には、図４に示すように、ポリマ化したモノマが多く含まれる領域（ポリマ層８）と、液晶が多く含まれる領域（液晶層９）とによる層構造が形成される。
【００２９】
そして、このように形成された二つの領域８，９では、密度や、ポリマと液晶との構造上の違いによって、屈折率に差が生じる。したがって、この「Ｈ−ＰＤＬＣ」は、屈折率変調型の回折光学素子として構成されている。このとき、液晶は、隣接するポリマ層との境界に対して、垂直に配向する性質を有している。
【００３０】
このような屈折率変調型の回折光学素子は、格子状に形成された屈折率分布の振幅であるΔｎにより回折効率が決定され、Δｎが小さくなればなるほど回折効率は低下する。
【００３１】
そして、図５に示すように、「Ｈ−ＰＤＬＣ」にＩ１の方向から光を入射させると、この入射光のＳ偏光成分にとっては、液晶の短軸に対する屈折率とポリマの屈折率との差であるΔｎｓが非常に小さいため、回折効率が非常に小さく、ほとんどがそのまま「Ｈ−ＰＤＬＣ」を透過する透過光Ｉｓとなる。
【００３２】
一方、入射光のＰ偏光成分にとっては、液晶の長軸に対する屈折率とポリマの屈折率との差であるΔｎｐが大きいため、回折効率が高く、ほとんどが回折格子によって回折された回折光Ｉｐとなる。
【００３３】
回折格子の厚さをが５μｍとした場合、Δｎｓは０．０１以下、Δｎｐは０．０４乃至０．１の間であることが望ましい。なお、この数値は一例であり、液晶の配向方向及びポリマの屈折率によっては、Ｓ偏光の回折効率が最大となる偏光分離型回折光学素子としても形成することができる。
【００３４】
上述の図１に示した画像表示装置における偏光分離型回折光学素子として使用する「Ｈ−ＰＤＬＣ」（偏光分離型回折光学素子Ｈｂ，Ｈｇ，Ｈｒ）は、例えば、図６乃至図８に示す分光回折効率を有している。赤色用の偏光分離型回折光学素子Ｈｒの回折効率は、波長６１５ｎｍ付近で極大となるようになっている。緑色用の偏光分離型回折光学素子Ｈｂの回折効率は、波長５４５ｎｍ付近で極大となるようになっている。青色用の偏光分離型回折光学素子Ｈｇの回折効率は、波長４５５ｎｍ付近で極大となるようになっている。
【００３５】
これら偏光分離型回折光学素子Ｈｂ，Ｈｇ，Ｈｒは、それぞれに入射する光束の中心波長の光束が入射角６０°で入射され、回折光が射出角１８０°で射出するときに、回折効率が大きくなるように設計されている。また、このときのΔｎｐは、０．０５、Δｎｓは、０．０１となるようにしている。
【００３６】
次に、本発明に係る画像表示装置は、図９に示すように、上述した画像表示装置に、照明光学系１からの照明光束Ｌｓが入射される偏光子１０及び各反射型空間光変調素子４Ｂ，４Ｇ，４Ｒを経て合成されたカラー投射光束Ｌｔが入射される検光子１１を設けて構成してもよい。この場合には、各反射型空間光変調素子４Ｂ，４Ｇ，４Ｒにおいて不要な方向の偏光成分が予め偏光子１０によって除去、さらに、画像表示において不要な方向の偏光成分が検光子１１によって除去されるので、より良好な画質の画像表示することができる。
【００３７】
また、本発明に係る画像表示装置は、図１０に示すように、上述した画像表示装置に、各反射型空間光変調素子４Ｂ，４Ｇ，４Ｒと各ダイクロイックミラー３ｂ，３ｇとの間を屈折率が１以上のガラス等の媒質で満たされた状態とするダイクロイックプリズム１２を配置して構成してもよい。
【００３８】
さらに、本発明に係る画像表示装置は、図１１に示すように、色分離合成素子として、３枚以上のダイクロイックミラー及びこのダイクロイックミラーに対応した反射型空間光変調素子を備えるものとしてもよい。
【００３９】
すなわち、この画像表示装置においては、照明光学系１より射出した照明光束Ｌｓは、ミラー２により反射され、平板状の第１の色分離合成素子である第１のダイクロイックミラー３１の第１の領域に入射する。このとき、照明光束Ｌｓのうちの第１の色成分が第１のダイクロイックミラー３１により反射され、第１の色成分の光束として、第１の反射型空間光変調素子４１に入射する。
【００４０】
そして、照明光束Ｌｓのその他の成分は、第１のダイクロイックミラー３１を透過し、第２の色分離合成素子である第２のダイクロイックミラー３２の第１の領域に入射する。ここで、入射光束のうち第２の色成分が第２のダイクロイックミラー３２により反射され、第２の色成分の光束として、第２の反射型空間光変調素子４２に入射する。
【００４１】
入射光束のその他の成分の光束は、第２のダイクロイックミラー３２を透過し、第３の色分離合成素子である第３のダイクロイックミラー３３の第１の領域に入射する。ここで、入射光束のうち第３の色成分が第３のダイクロイックミラー３３により反射され、第３の色成分の光束として、第３の反射型空間光変調素子４３に入射する。
【００４２】
各反射型空間光変調素子４１，４２，４３において、各色成分の光束は、各反射型空間光変調素子４１，４２，４３の偏光分離型回折光学素子に入射すると、それぞれにおいて回折効率が最大となる偏光成分であるＰ（又はＳ）偏光成分が回折され、各反射型空間光変調素子４１，４２，４３の偏光変調素子（液晶変調層）に略々垂直に入射する。偏光変調素子に入射したＰ（又はＳ）偏光成分は、偏光変調素子における変調の度合いに応じて、Ｓ（又はＰ）偏光成分となり、この偏光変調素子内の反射層により反射されて偏光分離型回折光学素子へ再入射する。偏光分離型回折光学素子はＰ（又はＳ）偏光成分を主に回折させるものであるため、偏光変調素子から反射されたＳ（又はＰ）偏光成分は、偏光分離型回折光学素子がＳ（又はＰ）偏光成分に対して有する回折効率分を除いて、この偏光分離型回折光学素子を透過する。このようにして偏光分離型回折光学素子を透過した変調光は、対応するダイクロイックミラー３１，３２，３３の第２の領域に入射する。
【００４３】
第３の反射型空間光変調素子４３により反射された第３の変調光は、第３のダイクロイックミラー３３の第２の領域に入射して反射され、第２のダイクロイックミラー３２の第２の領域に入射する。
【００４４】
第２の反射型空間光変調素子４２により反射された第２の変調光と、第３の反射型空間光変調素子４３により反射された第３の変調光とは、第２のダイクロイックミラー３２の第２の領域に入射して、第２の変調光が第２のダイクロイックミラー３２により反射され、第３の変調光が第２のダイクロイックミラー３２を透過することによって合成され、第１のダイクロイックミラー３１の第２の領域に入射する。
【００４５】
第１の反射型空間光変調素子４１により反射された第１の変調光と、第２及び第３の反射型空間光変調素子４２，４３を経て第２のダイクロイックミラー３２において合成された光束とは、第１のダイクロイックミラー３１の第２の領域に入射し、第１の変調光が第１のダイクロイックミラー３１により反射され該光束が第１のダイクロイックミラー３１を透過することによって合成される。
【００４６】
このようにして合成された各変調光Ｌｂ２，Ｌｇ２，Ｌｒ２は、カラー投射光束Ｌｔとして、投射光学系５に入射される。この投射光学系５は、入射されたカラー投射光束Ｌｔを図示しないスクリーン上に結像させて、画像表示を行う。
【００４７】
ここで、さらに、すべての色分離合成素子である第１乃至第３のダイクロイックミラー３１，３２，３３の各第１の領域を透過した色光成分の光束が入射される最終反射型空間光変調素子として第４の反射型空間光変調素子４４を設けてもよい。この第４の反射型空間光変調素子４４により反射された変調光は、すべてのダイクロイックミラー３１，３２，３３の第２の領域を透過し、他の反射型空間光変調素子４３，４２，４１により反射された変調光と順次合成される。
【００４８】
このようにして合成された各変調光は、カラー投射光束Ｌｔとして、投射光学系５に入射される。この投射光学系５は、入射されたカラー投射光束Ｌｔを図示しないスクリーン上に結像させて、画像表示を行う。
【００４９】
この画像表示装置において、さらに、色分離合成素子を４枚以上としたり、反射型空間光変調素子を５個以上としてもよい。
【００５０】
なお、上述した各画像表示装置においては、色分離合成素子であるダイクロイックミラーは、反射型空間光変調素子に向かう照明光束が入射される第１の領域と、反射型空間光変調素子より反射された変調光束が入射される第２の領域とで、色分離合成特性を異ならせて構成してもよい。例えば、これら第１の領域と第２の領域とでは、一方の領域におけるＰ偏光光束に対する特性が他方の領域におけるＳ偏光光束に対する特性となっていてもよい。また、このダイクロイックミラーは、第１の領域と第２の領域とが分離されて形成されていていてもよい。
【００５１】
さらに、上述の画像表示装置においては、反射型空間光変調素子は、上述のように偏光変調素子及びホログラム光学素子などの偏光分離型回折光学素子からなるものに限定されず、偏光変調素子及び偏光吸収型光学素子からなるものとしてもよい。さらに、この反射型空間光変調素子は、画素に対応した可動ミラーから構成されたもの（いわゆる「ＤＭＤ」）であってもよい。
【００５２】
そして、上述の画像表示装置において、結像光学系は、上述のような投射光学系に限定されず、虚像光学系であってもよい。
【００５３】
【発明の効果】
上述のように、本発明に係る画像表示装置においては、色分離合成素子の第１の領域において分離された色光成分のうちの一が入射される一の反射型空間光変調素子により反射された一の変調光と、該色分離合成素子の第１の領域において分離された他の色光成分が入射される他の反射型空間光変調素子により反射された他の変調光とは、色分離合成素子の第２の領域に入射して、該一の変調光が該色分離合成素子により反射され該他の変調光が該色分離合成素子を透過することによって合成され、結像光学系を経て画像表示を行う。
【００５４】
この画像表示装置においては、従来、複数の反射型空間光変調素子を用いた画像表示装置の構成に不可欠であった偏光ビームスプリッタを用いないので、軽量、小型で安価な画像表示装置を提供することが可能となる。
【００５５】
また、この画像表示装置においては、色合成素子として、ダイクロイックミラーなどの色分離合成素子を用いるため、回折光学素子の色分散の影響を受けず、光利用効率の高い明るい画像表示が可能となる。
【００５６】
さらに、この画像表示装置において、反射型空間光変調素子を偏光分離型回折光学素子を用いて構成した場合、この偏光分離型回折光学素子は、単純な格子状の屈折率分布を有していればよいため、作成が容易であり、大最生産が可能で、また、反射型空間光変調素子の前面部分に配置した時のアラインメントが容易である。
【００５７】
すなわち、本発明は、装置構成の小型化、軽量化が可能で、製造が容易でありながら、光利用効率が良好で、明るい画像表示ができる画像表示装置を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像表示装置の構成を示す平面図である。
【図２】上記画像表示装置を構成する偏光分離型回折光学素子の製造過程を示す斜視図である。
【図３】上記偏光分離型回折光学素子の図２の次の製造過程を示す斜視図である。
【図４】上記偏光分離型回折光学素子の図３の次の製造過程を示す斜視図である。
【図５】上記偏光分離型回折光学素子の作用を示す斜視図である。
【図６】上記画像表示装置を構成する第１の偏光分離型回折光学素子の分光回折効率を示すグラフである。
【図７】上記画像表示装置を構成する第２の偏光分離型回折光学素子の分光回折効率を示すグラフである。
【図８】上記画像表示装置を構成する第３の偏光分離型回折光学素子の分光回折効率を示すグラフである。
【図９】本発明に係る画像表示装置であって、偏光子及び検光子を追加した構成を示す平面図である。
【図１０】本発明に係る画像表示装置であって、色分離合成素子を内蔵するプリズムを追加した構成を示す平面図である。
【図１１】本発明に係る画像表示装置の他の実施の形態（色分離素子を３枚以上、反射型空間光変調素子を４個以上とした構成）を示す平面図である。
【図１２】従来の画像表示装置の構成を示す平面図である。
【図１３】従来の画像表示装置の構成の他の例を示す平面図である。
【符号の説明】
１  照明光学系、３  ダイクロイックミラー、３ｂ，３１  第１のダイクロイックミラー、３ｇ，３２  第２のダイクロイックミラー、３３  第３のダイクロイックミラー、４Ｂ，４１  第１の反射型空間光変調素子、４Ｇ，４２  第２の反射型空間光変調素子、４Ｒ，４３  第３の反射型空間光変調素子、４４  第４の反射型空間光変調素子、５  投射光学系
【図１】
0003952765.tif 000002
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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