(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
概して白色の多色性の光のビームＢＳを放出する光源、
入射の相補的な光ビームＢＢ、ＢＧ、及びＢＲへとこの多色性の光ビームを分解するための手段、
それらの波長範囲が、異なるものであると共に、それぞれ、三つの慣習的な原色の青色Ｂ、緑色Ｇ、及び赤色Ｒに対応すること、
前記入射の相補的なビームＢＢ、ＢＧ、及びＢＲの各々の経路における、反射させる素子のマトリックスＭＢ、ＭＧ、及びＭＲ、
それらが、表示される像に従って電気的に駆動可能なものであると共に、相補的なビームＢ’Ｂ、Ｂ’Ｇ、及びＢ’Ｒを反射させるものであること、
これらのマトリックスＭＢ、ＭＧ、及びＭＲが、それらの反射させる表面の平面が平行な直線に沿って交差するように、配置されること、
各々の入射の相補的なビームＢＢ、ＢＧ、及びＢＲの光軸が、対応するマトリックスＭＢ、ＭＧ、及びＭＲに対する法線の方向と入射の非ゼロの角度αをなすこと、並びに、
各々の反射させられた相補的なビームＢ’Ｂ、Ｂ’Ｇ、及びＢ’Ｒの光軸が、対応するマトリックスＭＢ、ＭＧ、及びＭＲに対する法線と対頂角−αをなすこと、
単一の変調させられた多色性のビームＢＰへと反射させられた相補的なビームＢ’Ｂ、Ｂ’Ｇ、及びＢ’Ｒを再構築するための手段、並びに、
ビームの前記再構築の後に、反射させるマトリックスＭＢ、ＭＧ、及びＭＲの像をスクリーンへと投射するための光学系
：を具備するタイプの投射スクリーンに像を表示するためのデバイスであって、
前記分解する手段及び／又は前記再構築する手段は、分解される及び／又は再構築される二色性のフィルターにおける入射のビームの光軸が、これらの二色性のフィルターと、及び、前記光軸が前記二色性のフィルターに当たる点Ｏで、二色性のフィルターにおける入射のビームを分解する又は再構築するように調和させられたカットオフ波長に対応する入射の所定の角度β１、β２；β’１、β’２におおよそ等しい入射の角度を形成するように、配置された、勾配を備えた二つの二色性のフィルターを具備するものであると共に、
各々の二色性のフィルターの前記勾配の方向は、同じビームの光線の全てについてこのフィルターにおけるそれらの入射の点がこの方向に整列させられるように、方向ＨＯＧ、Ｈ’ＯＧ’として定義させられると共に、
前記二色性のフィルターのカットオフ波長は、おおよそ一定のものである、デバイスにおいて、
これらの二色性のフィルターの少なくとも一つについて、勾配の方向は、マトリックスＭＢ、ＭＧ、及びＭＲの反射させる表面の全てに対して直交する平面と勾配の傾斜の非ゼロの角度δ，δ’をなすこと、並びに、
勾配の傾斜の前記角度δ，δ’は、ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎ（α）／ｓｉｎ（β）．ｃｏｓ（α））におおよそ等しいものであると共に、そこでは、βは、前記二色性のフィルターの入射の所定の角度β１、β２；β’１，β’２に対応することを特徴とする、デバイス。
【請求項２】
マトリックスＭＢ、ＭＧ、及びＭＲの反射させる表面に対して直交する前記平面は、水平な平面であることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
少なくとも一つのフィルターについて、前記入射の所定の角度β１，β２；β’１，β’２は、４５°に又は１３５°におおよそ等しいものであることを特徴とする、請求項１又は２に記載のデバイス。
【請求項４】
少なくとも一つのフィルターについて、マトリックスＭＢ、ＭＧ、及びＭＲにおける前記入射の角度αは、５°及び２０°の間にあるものであると共に、勾配の傾斜の前記角度δ，δ’は、１０°及び３０°の間にあるものであることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、図１乃至４を参照して、
−  おおよそ白色の多色光のビームＢＳを放出する光源１、並びに
−  この多色光ビームを補足的な光ビームＢＢ、ＢＧ、及びＢＲに分解する（deconstructing）ための手段２、を含み、
それら光ビームの波長範囲は、異なり、それぞれ、三つの通常の原色、青Ｂ、緑Ｇ、及び赤Ｒに対応し、
−  前記相補的なビームＢＢ、ＢＧ、及びＢＲの各々の経路における、表示される画像に従って電気的に駆動可能である反射素子のマトリックスＭＢ、ＭＧ、及びＭＲ、
−  反射された相補的なビームＢ’Ｂ、Ｂ’Ｇ、及びＢ’Ｒを単一の変調された多色ビームＢｐに再構築する（reconstructing）ための手段３、並びに
−  ビームの前記再構築の後に、反射するマトリックスＭＢ、ＭＧ、及びＭＲの画像をスクリーン（示してない）に投影するための、おおよそ投影対物系からなる光学系４、
を含むタイプの投影スクリーンに画像を表示するためのデバイスに関する。
【０００２】
この種のデバイスは、特に、テレビ背面プロジェクター（television back projector）として使用される。電気的に駆動可能な反射素子のマトリックスを、例えば、
−  液晶（ＬＣ）、特にシリコン基板に適用された液晶（ＬＣＯＳ又は“シリコン上の液晶”）に基づく、反射において動作する電気光学的な変調器、
−  “ＤＭＤ”又は“デジタル・ミラー・デバイス”と呼ばれるマイクロミラーのマトリックスに基づく電気光学的な変調器、
から生産してもよい。
【０００３】
一般に、マトリックスＭＢ、ＭＧ、及びＭＲは、それらの反射面の平面が平行な直線に沿って交差するように、配置される。さらに、これらの反射面は、おおよそ垂直であり相互に直交する。
【０００４】
【従来の技術】
従来、図１で説明するように、多色光のビームＢＳを分解するための手段２、及び／又は、反射された相補的なビームＢ’Ｂ、Ｂ’Ｇ、及びＢ’Ｒを再構築するための手段３は、各々、分解される及び／又は再構築される入射するビームの光軸に関して予め決められた平均入射角βで配列される二つのダイクロイックフィルター２１、２２；２１’、２２’を含み、各ダイクロイックフィルター２１、２２；２１’、２２’は、この入射角βに対して、それ自体既知である様式でこの又はこれらの入射するビームを分解する又は再構築することに調和する、その遮断波長を有し、各フィルターは、おおよそ長方形であり、そして、これらの二つのダイクロイックフィルターのエンベロープは、平行六面体を形成し、これらのフィルターの予め決められた入射角は、図１に示すように二つのフィルター２１、２２；２１’、２２’が一般に互いに関して直交して配置されるように、一般に約β＝４５°又は１３５°である。
【０００５】
相補的なビームＢＢ、ＢＧ、及びＢＲ、及び／又はＢ’Ｂ、Ｂ’Ｇ、及びＢ’Ｒの側で、一方ではＦＢ、ＦＧ、及びＦＲ、他方ではＦ’Ｂ（示してない）、Ｆ’Ｇ、及びＦ’Ｒの確認フィルターと呼ばれるフィルターを置くことは可能である。
【０００６】
図１に示すように、ダイクロイックフィルター２１、２２；２１’、２２’は、平行六面体の垂直の対角線に置かれ、確認フィルターＦＢ、ＦＧ、ＦＲ；Ｆ’Ｂ、Ｆ’Ｇ、Ｆ’Ｒは、これらの平行六面体の垂直壁に置かれる。表示デバイスの部分下面図を示す図４は、ここで分解手段２のフィルター２２のみを表してきたが、このフィルターが平行六面体の対角線に沿って置かれることを明白に示す。この場合には、この平行六面体の水平断面が正方形であるので、フィルター２２の中心Ｏで多色ビームＢＳの光軸及びこのフィルター２２の表面によって形成される入射角βは、この場合には、４５°である。
【０００７】
フィルター２１、２２；２１’、２２’の最も長い寸法（長方形の最も長い辺）は、反射素子のマトリックスＭＢ、ＭＧ、及びＭＲの最も長い寸法並びに表示される画像の最も長い寸法に一致する。各入射するビームの光軸が、入射中点（midpoint of incidence）Ｏでダイクロイックフィルターに突き当たり、この点でこのフィルターの平面と角度β＝４５°を形成するとすれば、この入射中点Ｏ以外の点でフィルターに突き当たるこのビームの光線は、４５°の（又は１３５°の）この平均値のまわりで変動する入射角を有する。入射角の変動は、明らかに、フィルターの最も長い寸法に沿って最も大きい。
【０００８】
ダイクロイックフィルターの遮断波長が入射角に依存するので、ビームの分解及び／又は再構築における多くの欠陥及び色の欠陥は、従来のダイクロイックフィルターで得られるかもしれない。
【０００９】
これらの欠陥を防止するために、マトリックスＭＢ、ＭＧ、及びＭＲの反射面に直交する平面に位置する、それらフィルターの最も長い寸法に対して平行な方向に沿った一定の遮断波長を有する、勾配をもつダイクロイックフィルターを使用することが知られている。フィルターのこの配置及び勾配のこの方向付けは、好ましくは、この直交平面に位置するビームの全ての光線に対して一定の遮断波長を得ることに調和する。このように、これらのフィルターの層のインデックス勾配（index gradient）の方向は、これらのフィルターの最も長い寸法に平行であり、この直交平面に含まれる。
【００１０】
表示デバイスの部分概略側面図を示す図３に説明するように、相補的なビームを変調するためのマトリックスＭＢ、ＭＧ（単独で示す）、及びＭＲは、反射によって動作するので、各マトリックスＭＢ、ＭＧ、及びＭＲにおける各入射するビームＢＢ、ＢＧ、及びＢＲの光軸の入射角αは、それぞれ、これらのマトリックスに対する法線とは異なり、源１から来る入射するビームＢＢ、ＢＧ、及びＢＲを、投影対物系５に向けられる反射されたビームＢ’Ｂ、Ｂ’Ｇ、及びＢ’Ｒから、適切に分離することができる。各マトリックスＭＢ、ＭＧ、及びＭＲでの入射角が、これらのマトリックスの法線とは異なるので、並びに、分解手段２及び再構築手段３が重ね合わせられるので、ビームＢＳ及びＢＧに共通な光軸は、マトリックスＭＧで反射されるビームＢ’Ｇ及びＢ’Ｐに共通な光軸と２×αの角度をなす。角度αの値は、表示デバイスの光学要素の寸法及び配置に依存する。この角度αは、おおよそ５°と２０°との間にある。例として、この場合には、この角度は、１２°５である。
【００１１】
図５は、ダイクロイックフィルター２２（図における陰部分）及び源Ｓから来てＯでこのフィルターを通過する多色ビームＢＳの光軸の透視図を示す。フィルター２２に垂直な平面への源の中心点Ｓの射影は、Ｏを通過する割線ＤＯＥに沿ってそれと交差するが、Ｔと呼ばれる。フィルター２２の平面へのこの同じ点Ｓの射影は、Ｑと呼ばれる。また、割線ＤＯＥへの点Ｑ及び点Ｔの共通の射影は、Ｒと呼ばれる。水平面では、角度ＲＯＴ＝γ＝９０°−β＝４５°であること、及び、鉛直面では、角度ＴＯＳ＝αであることは、直ちに導き出されると思われる。
【００１２】
図６は、図５のものと類似する様式で、同じ長方形のダイクロイックフィルター２２を示す。この図において、光線ＳＡＭ、ＳＯＰ、及びＳＣＮは、マトリックスＭＧにおいて水平な中央線を形成するように定義される。上で示したように、異なる点Ａ、Ｏ、及びＣでフィルターに突き当たる同じビームＢＳのＳＡ、ＳＯ、及びＳＣは、平均値のまわりで変動する入射角を有することがわかると思われる。この場合には、距離ＯＡ＝ＯＣ＝２０ｍｍに対して、それぞれ３５．５５°、４６．３５°、５６．５５°である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、フィルターの入射中点Ｏで、遮断長（cutoff length）は、４５°の予め決められた入射角に対して設定される。マトリックスＭＢ、ＭＧ、及びＭＲにおける非ゼロ入射角α＝１２°５のために、予め決められた入射角β＝４５°と比較されるフィルターの入射中点Ｏで観察される入射角（β＝４５°と比較される４６．３５°）における差は、フィルターの遮断波長における不利益な偏移をもたらす。
【００１４】
フィルターの入射中点Ｏから離れた他の入射点、特にフィルター２２と入射するビームＢＳの交差の最も長い寸法に含まれる光線のＡ及びＣのような入射点に関して、フィルター勾配の方向は、必ずしも適切には調和しない。これは、この場合にはフィルター勾配が、角度αがゼロでないため、フィルター２２と入射するビームＢＳの交差の最も長い寸法ＡＯＣのものに一致しないこのフィルターＤＯＥの最も長い寸法に平行な方向ＤＯＥに沿った従来の様式で延びるので、勾配は、もはや、遮断波長が一定のままである入射角の分布に対応しないためである。言いかえれば、直線の中線ＤＯＥに沿った一定の遮断波長を得るために調和するフィルター勾配は、直線ＡＯＣに沿った一定の遮断波長を得るためには調和しない。
【００１５】
このように、フィルターの入射中点Ｏにおけるだけでなく、フィルターと入射するビームＢＳの交差の最も長い寸法全体に沿ってもまた、この場合には、マトリックスＭＢ、ＭＧ、及びＭＲにおける入射角αがゼロではないという事実は、この直線ＡＯＣ全体に沿って、実際の入射角と、勾配をもつダイクロイックフィルターを構築することによって遮断波長が一定である理想的な入射角と、の間における差をもたらす。従って、勾配をもつフィルターを使用するにもかかわらず、角度αがゼロでないという事実は、ダイクロイックフィルター、分解手段２、再構築手段３、又はそれに両方の遮断波長における不利益な偏移をもたらす。この偏移は、それが表示される画像に色の欠陥をもたらすので、不利益である。
【００１６】
本発明の目標は、この欠点を防止する又は少なくとも制限することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
このために、本発明の主題は、
−  おおよそ白色の多色光のビームＢＳを放出する光源、並びに
−  この多色光ビームを相補的な光ビームＢＢ、ＢＧ、及びＢＲに分解するための手段、を含み、
それらの波長範囲は、異なり、それぞれ、三つの通常の原色、青Ｂ、緑Ｇ、及び赤Ｒに対応し、
−  前記相補的なビームＢＢ、ＢＧ、及びＢＲの各々の経路における、相補的なビームＢ’Ｂ、Ｂ’Ｇ、及びＢ’Ｒを反射する、表示される画像に従って電気的に駆動可能である反射素子のマトリックスＭＢ、ＭＧ、及びＭＲ、を含み、
これらのマトリックスＭＢ、ＭＧ、及びＭＲは、それらの反射面の平面が平行な直線に沿って交差するように、配置され、
各入射する相補的なビームＢＢ、ＢＧ、及びＢＲの光軸は、対応するマトリックスＭＢ、ＭＧ、及びＭＲに垂直な方向と非ゼロ入射角αをなし、
各反射された相補的なビームＢ’Ｂ、Ｂ’Ｇ、及びＢ’Ｒの光軸は、対応するマトリックスＭＢ、ＭＧ、及びＭＲの法線と対頂角−αをなし、
−  反射された相補的なビームＢ’Ｂ、Ｂ’Ｇ、及びＢ’Ｒを単一の変調された多色ビームＢＰに再構築するための手段、並びに
−  ビームの前記再構築の後に、反射するマトリックスＭＢ、ＭＧ、及びＭＲの画像をスクリーンに投影するための光学系、を含み、
前記分解手段及び／又は前記再構築手段は、勾配をもつ二つのダイクロイックフィルターを含み、
該フィルターは、分解される及び／又は再構築される入射する一つ又は複数のビームの光軸が、入射中点Ｏでこれらのフィルターと、入射する一つ又は複数のビームを分解するか又は再構築するように調和する遮断波長に対応する予め決められた入射角β１、β２；β’１、β’２にほぼ等しい入射角を形成するように、配置され、
各フィルターの遮断波長は、フィルターにおけるそれらの入射点が前記勾配の方向で整列される同じビームの全ての光線に対してほぼ一定である、
タイプの、
これらのフィルターの少なくとも一つに対して、勾配の方向は、マトリックスＭＢ、ＭＧ、及びＭＲの反射面に直交する平面と、勾配の非ゼロ傾斜角（non-zero angle of inclination of gradient）δ、δ’をなすことを特徴とする、投影スクリーンに画像を表示するためのデバイスである。
【００１８】
一般に、マトリックスＭＢ、ＭＧ、及びＭＲの反射面に直交する前記平面は、水平面である。
【００１９】
きわめて一般に、ダイクロイックフィルターは、予め決められた入射角β１、β２、β’１、β’２が、４５°又は１３５°にほぼ等しいように、分解手段及び／又は再構築手段に置かれる。
【００２０】
本発明によって、勾配をもつダイクロイックフィルターが、理想的な条件にはるかに近い方法で使用され、表示される画像の色の欠陥は、かなり制限される。
【００２１】
好ましくは、少なくとも一つのフィルターに対して、マトリックスＭＢ、ＭＧ、及びＭＲにおける前記入射角αが、５°及び２０°の間にあるとき、勾配の傾斜角δ、δ’は、１０°及び３０°の間にある。
【００２２】
好ましくは、少なくとも一つのフィルターに対して、勾配の傾斜角δ、δ’は、
−  このフィルターにおけるゼロ入射の点Ｑ及びこのフィルターにおける前記入射中点Ｏを連結する直線、並びに
−  マトリックスＭＢ、ＭＧ、及びＭＲの反射面に直交する前記平面、
の間で定義される角度θにほぼ等しい。
【００２３】
好ましくは、少なくとも一つのフィルターに対して、勾配の傾斜角δ、δ’は、ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎ（α）／ｓｉｎ（β）．ｃｏｓ（α））にほぼ等しく、ここで、βは、前記フィルターの予め決められた入射角β１、β２；β’１、β’２に一致する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明は、添付する図を参照して、限定しない例によって与えられる以下の記載を読むことで一層よく理解されると思われる。
【００２５】
記載を単純化すると共に先行技術と比較して本発明によって示される差及び利点を強調するために、同一の符号を、同じ機能を有する素子に対して使用する。
【００２６】
本発明による表示デバイスは、少なくとも一つのダイクロイックフィルター２１、２２；２１’、２２’、分解手段２、再構築手段３、又はその両方の、勾配の方向付けに関する一つの本質的な差をもつ、上述した図１乃至４で説明したデバイスと同一である。
【００２７】
要約を単純化するために、本発明を、マトリックスＭＢ、ＭＧ、及びＭＲの反射面が垂直であり、これらのマトリックスＭＢ、ＭＧ、及びＭＲの最も長い寸法の方向が水平である、最も一般的な場合で記述することにする。この最も長い寸法は、表示される画像の最も長い寸法に対応する。このように、マトリックスＭＢ、ＭＧ、及びＭＲの反射面に直交する平面は、必ず水平であり、マトリックスＭＢ、ＭＧ、及びＭＲの各々で、このマトリックスに突き当たる相補的なビームＢＢ、ＢＧ、又はＢＲの光軸、このマトリックスの法線、及びこのマトリックスによって反射される相補的なビームＢ’Ｂ、Ｂ’Ｇ、又はＢ’Ｒの光軸は、同じ鉛直面にある。最後に、これらのマトリックスＭＢ、ＭＧ、及びＭＲの反射面の平面は、垂直な直線に沿って交差する。
【００２８】
ここで、本発明の分解手段２のダイクロイックフィルター２２を、説明することにする。本発明が、同じ方法で、分解手段２の他のダイクロイックフィルター２１、又は再構築手段３の２１’及び２２’に適用可能であることは言うまでもない。
【００２９】
図４は、先行技術として、分解手段２の平行六面体の垂直な対角線におけるフィルター２２の位置を説明する。ベクトル
【００３０】
【外１】
0004289838.tif 000002
は、ビームＢＳの光軸の入射中点Ｏにおけるこのフィルターの平面に垂直な方向に一致する。フィルターにおけるこのビームの光軸の入射角の水平面（図面のもの）への射影は、この場合には４５°である角度βに一致する。従って、余角γもまた４５°である。
【００３１】
図５において、この水平面は、先行技術におけるように、フィルターの最も長い寸法に平行な中線の割線ＤＯＥに沿ってフィルターの平面を切断する。図８は、同じダイクロイックフィルター２２及びこの同じ中間の割線ＤＯＥを示す。本発明によれば、このフィルターの勾配は、この割線と非ゼロの角度δをなす方向ＨＯＧに沿って延びる。言いかえれば、ダイクロイックフィルター２２の勾配の方向ＨＯＧは、マトリックスＭＢ、ＭＧ、及びＭＲの反射面に直交する平面と非ゼロの角度δをなす。勾配のこの傾斜δは、フィルター２２と入射するビームＢＳの交差の最も長い寸法の傾斜ＡＯＣと同じ方向に方向付けられる（図６参照）。傾斜δの値及びＡＯＣのものは、一般に、全く異なる。
【００３２】
この傾斜δによって、ここで角度αは、ゼロではなく、フィルターの勾配の方向は、特にフィルターの入射中点Ｏから離れた入射点に対して、例えば入射点Ａ及びＣ（図６）に対して、先行技術におけるよりも一層よく調和する。これは、フィルターの勾配が、本発明によれば、フィルター２２と入射するビームＢＳの交差の最も長い寸法の方向ＡＯＣをもつ先行技術におけるよりも小さい角度をなす方向ＨＯＧにあるので、勾配が、遮断波長が一定のままである入射角の分布に、先行技術におけるよりもよく一致するためである。言いかえれば、フィルターの勾配の方向付けは、直線ＡＯＣに沿って一定の遮断波長を得るために、先行技術におけるよりも一層よく調和する。
【００３３】
このように、フィルターの入射中点Ｏで、及びまさに入射するビームＢＳの断面の最大寸法に沿って、勾配のこの傾斜δは、実際の入射角と、勾配２２をもつダイクロイックフィルターの構築によって遮断波長が一定である理想的な入射角との間の差を減少させることを可能にする。勾配のこの傾斜δは、αの非ゼロの値によって引き起こされるダイクロイックフィルター２２の遮断波長における偏移を減少させること、及び表示される画像における色の欠陥の制限することを可能にする。
【００３４】
当業者の範囲内の一連の検査によって、傾斜δを、αの値の関数として最適化することができる。好ましくは、５°＜α＜２０°に対して、１０°＜δ＜３０°が選ばれる。
【００３５】
本発明は、同じ方法で、他のフィルター２１、２１’２２’の勾配の方向付けに有利に適用可能である。また、図７は、フィルター２１に適用される本発明を説明する。方向Ｈ’ＯＧ’にあるこのフィルターの勾配は、水平面に含まれる方向Ｄ’ＯＧ’と非ゼロの角度δ’をなす。
【００３６】
全体的に、先行技術のものよりもよい色の品質をもつ画像表示デバイスは、このようにして得られる。
【００３７】
図８は、図７に示すような本発明によるデバイスのダイクロイックフィルター２２を製造する方法を示す。これは、従来の基本のダイクロイックフィルター（図のあや目引きされた部分）で始まり、その勾配は、その最も長い寸法のものに平行な方向ＨＯＧにある。別のフィルター２２は、その最も長い寸法の方向ＤＯＥが、基礎となるフィルターの最も大きな寸法の方向ＨＯＧと角度δをなすように、この従来のフィルターから切り抜かれる。このように、ダイクロイックフィルターが得られ、その勾配の方向付けは、図７に示すように角度δで傾斜する。
【００３８】
本発明の好適な実施例は、水平面とこのフィルターの勾配の方向によってなされる角度δが、この同じ水平面で、このフィルターにおけるゼロ入射点及びこのフィルターにおけるビームＢＳ又はＢＰの光軸の入射中点を連結する直線を形成する角度θにほぼ等しいように、欠陥を補正することが望まれるフィルターを位置決めすることに存在する。
【００３９】
“角度θにほぼ等しい角度δ”という句は、δ＝θ±１５％を意味する。
【００４０】
図５、６、及び９を参照して、フィルター２２に対する角度θを計算することが求められる。
【００４１】
最初に、フィルターの点Ｉを接続する曲線の方を計算することが求められ、ここで、入射するビームＢＳの光線は、等しい入射角ｉを有する。
【００４２】
図５に類似する図９に関して、フィルターの平面にＯで垂直である座標軸Ｏｘ、先に定義した方向ＤＯＥにあるＯｙ、並びにＯｘ及びＯｙに垂直なＯｚを含む、フィルター２２の入射中点Ｏに基づく正規直交座標系を定義する。従って、この例の特別の場合には、軸Ｏｘ及びＯｙは水平面にある。先のように（図５）、三角形ＯＳＴは、鉛直面にあり、頂点Ｏの角度は、マトリックスにおける相補的なビームの光軸の入射角αに対応する。方向Ｏｘと方向ＯＴの間の角度は、フィルターに突き当たるビームＢＳの光軸の入射角β、図５における角度の補数γに対応する。
【００４３】
Ｉを源ＳからのビームＢＴの任意の光線ＳＩのフィルター２２における入射点とする。Ｏ、ｙ、ｚを、正規直交座標系におけるこの点の座標とする。ｉを、フィルター２２とこの光線ＳＩの入射角（示してない）とする。従って、角度ｉは、点Ｉでフィルターに垂直な方向とこの光線の角度として定義される。ｄを、源の中心ＳからフィルターにおけるビームＢＳの入射中点Ｏまで距離ＯＳとする。ｋを、この同じ源からの光線ＩＳの長さとする。
【００４４】
また、次の要素を定義することにする。ベクトル
【００４５】
【外２】
0004289838.tif 000003
は、軸Ｏｘのフィルターに垂直な単位ベクトルに、ベクトル
【００４６】
【外３】
0004289838.tif 000004
は、入射するビームの光軸ＯＳの単位ベクトルに、及びベクトル
【００４７】
【外４】
0004289838.tif 000005
は、光線ＩＳの単位ベクトルに、一致する。
【００４８】
最初に、距離ＩＳ＝ｋは、角度α、β及び距離ｄの関数として計算される。ベクトル
【００４９】
【数１】
0004289838.tif 000006
であるとすれば、ベクトル
【００５０】
【数２】
0004289838.tif 000007
であるとすれば、ベクトル
【００５１】
【外５】
0004289838.tif 000008
の座標が、（ｃｏｓα．ｃｏｓβ；ｓｉｎβ．ｃｏｓα；ｓｉｎα）であるので、ベクトル方程式ＩＳ＝ＩＯ＋ＯＳは、ｋの値
ｋ２＝（ｙ２−２．ｄ．ｙ．ｓｉｎ（β）．ｃｏｓ（α）＋ｚ２−２．ｄ．ｚ．ｓｉｎ（α）＋ｄ２）  ［１］
を計算することを可能にする。
【００５２】
さらに、軸ＯｘにおけるベクトルＯＳ及びベクトルＩＳの射影は、等しいので、発明者等は、
ｋ．ｃｏｓ（ｉ）＝ｄ．ｃｏｓ（β）．ｃｏｓ（α）  ［２］
を有する。
【００５３】
式［１］及び［２］を組み合わせることによって、発明者等は、次の式
（ｙ−ｄ．ｓｉｎ（β）．ｃｏｓ（α））２＋（ｚ−ｄ．ｓｉｎ（α））２＝（ｄ．ｃｏｓ（α）．ｔａｎ（ｉ））２  ［３］
を得る。
【００５４】
発明者等は、この式から直ちに、ビームＢＳの光線の入射角ｉが一定である点Ｉを接続する曲線が、座標の点（０，ｄ．ｓｉｎ（β）．ｃｏｓ（α），ｄ．ｓｉｎ（α））を中心に置いた半径Ｒ＝ｄ．ｃｏｓ（α）．ｃｏｓ（β）．ｔａｎ（ｉ）の同心円を形成することを導き出すことができる。これらの同心円及びそれらの中心、点Ｑを、図１０に示す。
【００５５】
円の中心は、フィルター２２におけるゼロ入射点に一致し、図５の点Ｑにその座標が与えられる。従って、点Ｑの座標から、発明者等は、水平面に位置する、直線ＯＰ及び軸Ｏｙ（又は直線ＯＤ）の間に形成される角度θ
θ＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎ（α）／ｓｉｎ（β）．ｃｏｓ（α））  ［４］
の値を導き出すことができる。
【００５６】
β＝４５°及びα＝１２°５に対して、θ＝１７°４であることを導き出すことができる。
【００５７】
値θのまわりで角度δを変動させることによって、勾配をもつフィルター上における光束の実際の分布が与えられ、改善された色性能が、δ＝θ±１５％であるように、θからわずかに異なることができた値に対して、本発明によるデバイスのスクリーンに表示された画像において得られたことに注目した。
【００５８】
図１１は、その勾配を水平面に対して角度δだけ傾斜させてあるダイクロイックフィルター２２それ自体での、本発明の性能を説明し、この角度δの値は、上述の方法の一つによって最適化される。
【００５９】
次の
−  ビームＢＳの光線の実際の入射角、及び
−  その勾配を含むフィルターを設計してきた“理想的な”入射角
の差が一定である、フィルター２２の点を接続する一組みの曲線を、この図に示す。
【００６０】
“理想的な入射角”という句は、フィルターの構築によって遮断波長が一定である入射角を指す。
【００６１】
座標系を、図９と同じ方法で方向付けられる軸Ｏｙ、Ｏｚに沿って、ミリメートル（ｍｍ）で示す。
【００６２】
この図１１の最も明るい領域は、上述の差が最も小さい点、即ち、フィルター２２が理想的な条件に非常に接近して使用される点に対応する。最も明るい中央の領域が大きな面積を有し、それは、フィルター２２の非常に大きな部分が、理想的な条件に非常に接近して使用される、即ち、色の欠陥を減少させることが可能な一定の遮断波長を有する、ことを意味することが、この図で注目される。先行技術におけるような、傾斜なしで位置決めされたフィルターから作られる曲線の他の配列と比較して、図１１の非常に明るい中央の領域の面積が、先行技術におけるよりもはるかに大きいことが注目される。
【図面の簡単な説明】
【図１】先行技術及び本発明に共通な画像表示デバイスの透視図である。
【図２】先行技術及び本発明に共通な画像表示デバイスの側面図である。
【図３】先行技術及び本発明に共通な画像表示デバイスの側面図である。
【図４】先行技術及び本発明に共通な画像表示デバイスの下面図である。
【図５】図１乃至４のデバイス用のダイクロイックフィルター及びこのフィルターを照射するビームの光軸の位置決めを遠近法によって示す。
【図６】図１乃至４のデバイス用のダイクロイックフィルター及びフィルターと入射するビームの交差の最も長い寸法において延びる光線の位置決めを遠近法によって与える。
【図７】本発明による表示デバイスの分解手段のダイクロイックフィルターに適用される本発明の一つの実施例を説明する。
【図８】本発明を実施するために使用することができるダイクロイックフィルターを製造する方法を説明する。
【図９】ダイクロイックフィルターにおける任意の入射点Ｉ及びフィルターの等しい入射点を接続する曲線の式を計算するために使用される正規直交座標系を示す。
【図１０】ダイクロイックフィルターにおける等しい入射点を接続する曲線の分布を、同心円によって、及びこのフィルターにおけるゼロ入射に対応するこれらの点の中心Ｑを説明する。
【図１１】・このフィルターにおけるビームの光線の実際の入射角、及び
・その勾配を含むフィルターが設計された“理想的な”入射角、
の間における差に対して一定値を有する、本発明によって方向付けられたダイクロイックフィルターの点を接続する一組の曲線を示す。
【符号の説明】
１    光源
２    分解手段
３    再構築手段
４    光学系
２１、２２、２１’、２２’    ダイクロイックフィルター
ＢＢ、ＢＧ、ＢＲ、ＢＢ’、ＢＧ’、ＢＲ’    相補的なビーム
ＢＰ、ＢＳ    多色ビーム
ＦＢ、ＦＧ、ＦＲ、ＦＢ’、ＦＧ’、ＦＲ’    確認フィルター
ＭＢ、ＭＧ、ＭＲ    反射素子のマトリックス
Ｏ    入射中点
ＤＯＥ、Ｄ’ＯＥ’     反射面に直交する平面
ＨＯＧ、Ｈ’ＯＧ’    勾配の方向
α    入射角
β１、β２；β’１、β’２    予め決められた入射角
γ    余角
δ、δ’    勾配の非ゼロ傾斜角
【図１】
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【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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