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図面 (12)

課題

色再現範囲が広く、かつ、小型・低コスト化を図ることができるようにする。

解決手段

光源1の背面には球面鏡2が配置され、前面にはコンデンサーレンズ3が配置されている。コンデンサーレンズ3の前方には、光源1中に含まれるR、G、Bの光をそれぞれ異なる方向に回折する反射型ホログラム素子4と、反射型ホログラム素子4からのR、G、Bの回折光を受け、これらの光をマイクロレンズアレイ6を備えた液晶表示素子7にそれぞれ異なる角度で入射するように回折する反射型ホログラム素子5とが配置されている。光学系をこのように配置することにより、R、G、B光はそれぞれ対応する反射型ホログラム素子4、5によって回折された後、液晶表示素子7に付設されているマイクロレンズアレイ6に入射し、この時の各色の光束の入射角度を次に述べる条件となるように適切に選ぶと、マイクロレンズアレイ6によって各色に対応する画素振り分けられる。

概要

背景

投影型画像表示装置としては、従来より投影型液晶表示装置が知られている。この液晶表示装置に用いられる液晶表示素子は、それ自体は発光しないため、別に光源を設ける必要がある。しかし、液晶表示装置は、投影ブラウン管表示装置と比較すると、色再現範囲が広い、小型、軽量、コンバージェンス調整が不要などの非常に優れた特徴を持っているため、今後の発展が期待される。

液晶表示素子を用いた投影型カラー画像表示方式には3原色に応じて液晶表示素子を3枚用いる3板式と、1枚のみを用いる単板式とがある。前者の3板式は、白色光赤緑青の3原色それぞれの色光に分割する光学系と、その色光を制御して画像を形成する液晶表示素子をそれぞれ独立に設け、各色の画像を光学的に重畳してフルカラー表示を行う方式である。

この3板式の構成では、白色光源から放射される光を有効に利用できるが、光学系が繁雑で部品点数が多くなってしまい、コスト及び小型化の点では、後者の単板式に比べて一般的に不利である。後者の単板式は、モザイク状ストライプ状等の3原色カラーフィルターパターンを備えた液晶表示素子を投影光学系によって投影するもので、例えば特開昭59−230383号に開示されている。単板式は液晶表示素子の使用は1枚のみであり、光学系も3板式と比べて単純な構成で済み、低コスト、小型の投影型システムに適している。しかし、カラーフィルターを用いる単板式での画面の明るさは、等しい光源を用いた3板式と比較して約1/3に低下してしまう。

光源を明るくすることは明るさ低下に対する1つの解決法であるが、民生用として使用する場合、消費電力の大きな光源を用いることは好ましくない。また、吸収タイプのカラーフィルターを用いる場合、カラーフィルターに吸収された光のエネルギーは熱に変わる為、いたずらに光源を明るくすると、液晶表示素子の温度上昇を引き起こすだけでなく、カラーフィルターの退色が加速される。

したがって、与えられた光束を如何に有効に利用するかが投影型画像表示装置の利用価値を向上させる上で重要な課題である。

このような単板式液晶表示装置の欠点を解決するため、光の利用効率の向上を企図したものが提案されている(特開平4−60538号)。これは、扇型に配置されたダイクロイックミラーに白色光を入射させ、赤、青、緑(以下R、G、Bと呼ぶ)の各光束に分割し、液晶表示素子の光源側に配置されているマイクロレンズアレイに異なった角度で入射させる。また、入射する各光束が入射角に応じてマイクロレンズを通過する際に、それぞれ対応する色信号が独立して印加されている表示電極で駆動される液晶部位へ光束が色毎に分配照射されるように構成する方式である。これにより、光の利用効率の向上が図れる。

更に、上記ダイクロイックミラーの代わりに、光源からのR、G、B光に対応する透過型ホログラム素子を用い光利用率向上を図ったもの、前記透過型ホログラム素子液晶表示パネル画素ピッチに対応した周期的構造を持たせ、ダイクロイックミラーとマイクロレンズの機能を付加したものが、それぞれ特開平5−249318号、特開平6−222361号に開示されている。

概要

色再現範囲が広く、かつ、小型・低コスト化を図ることができるようにする。

光源1の背面には球面鏡2が配置され、前面にはコンデンサーレンズ3が配置されている。コンデンサーレンズ3の前方には、光源1中に含まれるR、G、Bの光をそれぞれ異なる方向に回折する反射型ホログラム素子4と、反射型ホログラム素子4からのR、G、Bの回折光を受け、これらの光をマイクロレンズアレイ6を備えた液晶表示素子7にそれぞれ異なる角度で入射するように回折する反射型ホログラム素子5とが配置されている。光学系をこのように配置することにより、R、G、B光はそれぞれ対応する反射型ホログラム素子4、5によって回折された後、液晶表示素子7に付設されているマイクロレンズアレイ6に入射し、この時の各色の光束の入射角度を次に述べる条件となるように適切に選ぶと、マイクロレンズアレイ6によって各色に対応する画素振り分けられる。

目的

本発明は、このような従来技術の課題を解決すべくなされたものであり、色再現範囲が広く、かつ、小型・低コスト化を図ることができる投影型画像表示装置を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
5件

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請求項1

光源と、該光源からの光束を波長域の異なる複数の光束に分割し、該複数の光束を1枚の液晶表示素子に異なる方向から同じ領域にオーバーラップさせて照射する光学手段と、該光学手段からの該複数の光束を各波長域毎に該液晶表示素子の対応する画素開口部に収束させる集光手段と、該液晶表示素子により変調された複数の光束を受け、該液晶表示素子に表示された画像を投影する投影手段とを備えた投影型画像表示装置に於いて、該光学手段が光束の波長毎に異なる回折角を有する第1のホログラム素子と第2のホログラム素子からなり、該第1のホログラム素子および該第2のホログラム素子のうちの少なくとも1つが反射型ホログラム素子である投影型画像表示装置。

請求項2

前記集光手段がマイクロレンズアレイ又はホログラム素子である請求項1に記載の投影型画像表示装置。

技術分野

0001

本発明は、たとえばコンパクト投影カラー液晶テレビジョンシステム情報表示システムに適用され、モザイク状カラーフィルターを用いないで1枚の液晶表示素子により、カラー表示を行う単板式の投影型画像表示装置に関する。

背景技術

0002

投影型画像表示装置としては、従来より投影型液晶表示装置が知られている。この液晶表示装置に用いられる液晶表示素子は、それ自体は発光しないため、別に光源を設ける必要がある。しかし、液晶表示装置は、投影型ブラウン管表示装置と比較すると、色再現範囲が広い、小型、軽量、コンバージェンス調整が不要などの非常に優れた特徴を持っているため、今後の発展が期待される。

0003

液晶表示素子を用いた投影型カラー画像表示方式には3原色に応じて液晶表示素子を3枚用いる3板式と、1枚のみを用いる単板式とがある。前者の3板式は、白色光赤緑青の3原色それぞれの色光に分割する光学系と、その色光を制御して画像を形成する液晶表示素子をそれぞれ独立に設け、各色の画像を光学的に重畳してフルカラー表示を行う方式である。

0004

この3板式の構成では、白色光源から放射される光を有効に利用できるが、光学系が繁雑で部品点数が多くなってしまい、コスト及び小型化の点では、後者の単板式に比べて一般的に不利である。後者の単板式は、モザイク状、ストライプ状等の3原色カラーフィルターパターンを備えた液晶表示素子を投影光学系によって投影するもので、例えば特開昭59−230383号に開示されている。単板式は液晶表示素子の使用は1枚のみであり、光学系も3板式と比べて単純な構成で済み、低コスト、小型の投影型システムに適している。しかし、カラーフィルターを用いる単板式での画面の明るさは、等しい光源を用いた3板式と比較して約1/3に低下してしまう。

0005

光源を明るくすることは明るさ低下に対する1つの解決法であるが、民生用として使用する場合、消費電力の大きな光源を用いることは好ましくない。また、吸収タイプのカラーフィルターを用いる場合、カラーフィルターに吸収された光のエネルギーは熱に変わる為、いたずらに光源を明るくすると、液晶表示素子の温度上昇を引き起こすだけでなく、カラーフィルターの退色が加速される。

0006

したがって、与えられた光束を如何に有効に利用するかが投影型画像表示装置の利用価値を向上させる上で重要な課題である。

0007

このような単板式液晶表示装置の欠点を解決するため、光の利用効率の向上を企図したものが提案されている(特開平4−60538号)。これは、扇型に配置されたダイクロイックミラーに白色光を入射させ、赤、青、緑(以下R、G、Bと呼ぶ)の各光束に分割し、液晶表示素子の光源側に配置されているマイクロレンズアレイに異なった角度で入射させる。また、入射する各光束が入射角に応じてマイクロレンズを通過する際に、それぞれ対応する色信号が独立して印加されている表示電極で駆動される液晶部位へ光束が色毎に分配照射されるように構成する方式である。これにより、光の利用効率の向上が図れる。

0008

更に、上記ダイクロイックミラーの代わりに、光源からのR、G、B光に対応する透過型ホログラム素子を用い光利用率向上を図ったもの、前記透過型ホログラム素子液晶表示パネル画素ピッチに対応した周期的構造を持たせ、ダイクロイックミラーとマイクロレンズの機能を付加したものが、それぞれ特開平5−249318号、特開平6−222361号に開示されている。

発明が解決しようとする課題

0009

しかしながら、分光手段として、上記ダイクロイックミラーを用いる方法では、扇型に配置した複数のダイクロイックミラーR、G、Bの間で起る多重反射により混色が起こり、色純度が低下し、表示品位に悪影響を及ぼすという問題があった。

0010

このような表示品位の低下について図6を用いて説明する。この図6においては、白色光源に近い側から順に、B、G、Rの波長域の光を反射させるダイクロイックミラーB、G、Rが、それぞれ角度θだけずらして扇型に配置された例を示している。また、白色光がダイクロイックミラーBに入射する角度をαとしている。

0011

3枚のダイクロイックミラーR、G、Bに入射する白色光は、以下のようにして3光束に分けられる。つまり、
ダイクロイックミラーBで反射されて青の光束が発生する。

0012

ダイクロイックミラーBを通過し、ダイクロイックミラーGで反射され、再度ダイクロイックミラーBを通過して緑の光束が得られる。

0013

ダイクロイックミラーB、Gを通過し、ダイクロイックミラーRで反射され、再度ダイクロイックミラーB、Gを通過して赤の光束が得られる。

0014

このとき、緑の光束は青の光束に対して、赤の光束は緑の光束に対して、それぞれ進行方向が2θの角度だけ傾けられ、前述の液晶表示素子に入射する。

0015

ところが、実際には上記以外にも余計な反射のために生じる迷光が存在する。ダイクロイックミラーR、G、Bは、周知の多層薄膜コーティング技術によって形成され、設計時に光束が入射する角度が決定されている。しかしながら、設計入射角とは異なる角度で光束が入射すると、分光特性が変わっていき、設計入射角と実際の入射角との差が大きくなるにつれて、分光特性の変化も大きくなる。図7は、入射角度45゜として設計したダイクロイックミラーB(青の波長域を反射し他の波長域は透過する)の分光特性と、設計入射角度とは異なる入射角度20゜で光束を入射させたときダイクロイックミラーBが示す実際の分光特性とを示している。この図7から明らかなように、設定入射角より小さい角度で光束が入射すると、500nm付近立ち上がり波長長波長側にシフトし、特性曲線にはリップル正弦波状の透過率曲線うねり)が発生する。

0016

この方式では、ダイクロイックミラーGで反射された緑色光は、ダイクロイックミラーBにおける入射角の設計値αよりも2θ小さい角度で再度ダイクロイックミラーBに入射するので、上述のようにダイクロイックミラーBの波長特性が変化し、反射域の長波長側へのシフトおよびリップルの増加が発生する。したがって、ダイクロイックミラーBにて緑色光の一部が反射される。これにより、僅かではあるが、図8に示すように迷光Mが発生し、この迷光MがダイクロイックミラーGに達すると、その大部分が反射される。そのダイクロイックミラーGで反射した迷光Mは、上記αよりも4θ小さい角度、すなわちダイクロイックミラーRで反射した赤の光束と同じ角度で、もう一度ダイクロイックミラーBに入射する。よって、ダイクロイックミラーBを透過した迷光Mの進行方向は、図6に示すように、やはり上記赤の光束が、ダイクロイックミラーBを通過した後の角度と同じであり、ダイクロイックミラーBが最初に反射した青の光に対して4θの角度差を持っている。これは、液晶表示素子の赤色光変調する絵素に緑の迷光Mが入射することを意味する。

0017

同様に、ダイクロイックミラーRによって反射された赤色の光束は、上記ダイクロイックミラーG、Bに対してそれぞれ設計値より2θ、4θ小さい角度で入射する。このため、上記ダイクロイックミラーG、Bは同様に特性のシフトを起こし、図8に示すように赤色光束の一部が上記ダイクロイックミラーG、Bで反射する。これにより生じる迷光Nは、ダイクロイックミラーRで反射してダイクロイックミラーG、Bを透過した光、あるいはダイクロイックミラーGで反射してダイクロイックミラーBを透過した光である。この迷光Nは、赤の光束と2θの角度差を持ち、青緑赤のどの光束とも異なる角度で上記液晶表示素子に入射する。

0018

上記迷光M、Nは、マイクロレンズアレイによって、液晶表示素子の対応する画素以外の画素に振り分けられ混色が発生し、色純度が低下する。

0019

また、ダイクロイックミラーは、誘電体膜を何層にも積み重ねて作製する必要があるため、光の干渉縞書込むホログラム素子と比べると非常に高価である。特開平5−249318号、特開平6−222361号に開示されている透過型ホログラム素子を用いた方法では、各色に対応したホログラム素子1枚又は3枚を密着させて使用するため、上記原因による迷光は発生せず、さらに、ダイクロイックミラーを用いる方式と比較すると低コスト化を図ることができる。

0020

しかしながら、この方式では光の入射角が設計値から外れると、回折波長がシフトするだけでなく、回折効率が大きく低下するため、光の利用効率が低下してしまう。これは、透過型ホログラムの回折効率が後述するKogelnikのカップル波理論より導出される式から、ホログラム素子の厚み(d)によって図9(a)に示すように変化する為である。

0021

例えば、光の入射角が設計値から△θずれると、図10に示すような場合、ホログラム素子を通過する光通過距離Bが、設計入射角の場合の光通過距離Aに対して1/cos(△θ)だけ変化する。よって、液晶プロジェクションに用いられるようなある程度の平行度を持った光が透過型のホログラム素子に入射した場合、その主光線に対しては高い回折効率が得られるものの、その他の光に対しては光の発散度(主光線に対する開き角)が大きくなるに従って回折効率が低下する。

0022

また、特開平6−222361号では、ホログラム素子が液晶表示素子の画素ピッチに対応した周期構造を有しており、液晶表示素子の画素に対して正確な位置合わせが必要となるだけでなく、ホログラム素子の原盤を作製する工程が煩雑になる。

0023

本発明は、このような従来技術の課題を解決すべくなされたものであり、色再現範囲が広く、かつ、小型・低コスト化を図ることができる投影型画像表示装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0024

本発明の投影型画像表示装置は、光源と、該光源からの光束を波長域の異なる複数の光束に分割し、該複数の光束を1枚の液晶表示素子に異なる方向から同じ領域にオーバーラップさせて照射する光学手段と、該光学手段からの該複数の光束を各波長域毎に該液晶表示素子の対応する画素開口部に収束させる集光手段と、該液晶表示素子により変調された複数の光束を受け、該液晶表示素子に表示された画像を投影する投影手段とを備えた投影型画像表示装置に於いて、該光学手段が光束の波長毎に異なる回折角を有する第1のホログラム素子と第2のホログラム素子からなり、該第1のホログラム素子および該第2のホログラム素子のうちの少なくとも1つが反射型ホログラム素子であり、そのことにより上記目的が達成される。

0025

本発明の投影型画像表示装置において、前記集光手段がマイクロレンズアレイ又はホログラム素子である構成とすることができる。

0026

以下に、本発明の作用につき説明する。

0027

本発明にあっては、光源からの白色光を第1のホログラム素子により、複数の波長域の光束に分割し、第2のホログラム素子にて、前記複数の波長域の光束を互いに異なる角度で同一の液晶表示素子に入射させる。そして、その後、マイクロレンズにより各波長域の光束を対応する画素に入射させることによって、カラー表示を行う。

0028

前記第1、第2のホログラム素子としては、図11に示すようにホログラム記録基板上にできる2光束の干渉縞を屈折率の差(Δn)として記録することにより作製した反射型ホログラム素子を使用できる。ここで、2光束の角度設定は、「レーザの画像」龍岡静夫著(共立出版)p.77−81に記述してあるように、使用する波長域の光がブラッグ回折条件を満たすように設定すればよい。また、ホログラム素子の回折効率ηは、Kogelnikのカップル波理論より導く事ができ、反射型ホログラム素子では、図9(b)に示す波形、つまり以下の式(1)で表される。

0029

η=tanh2(πΔnd/λcosθ)・・・(1)
また、透過型ホログラム素子では、図9(a)に示す波形、つまり以下の式(2)で表される。

0030

η=sin2(πΔnd/λcosθ)・・・(2)
ここで、dはホログラム素子の厚さ、λは回折光の波長、θは2光束がなす角度である。

0031

これより、反射型ホログラム素子はdの増加に対して回折効率が単調に増加し、Δnd/λcosθが1を越える範囲では回折効率はほぼ100%となっているのに対して、透過型ホログラムはdが設計値からずれると回折効率が低下することになる。

0032

また、液晶プロジェクションの照明光はある程度の平行度を有しており、このうち主光線に対する開き角が大きい光ほど、前述したように、つまり図10で示したように光がホログラム素子中を通過する距離が変化し、主光線がホログラム素子中を通過する距離との差(Δd)が大きくなる。

0033

よって、透過型ホログラム素子の場合、上記プロジェクション用の照明光を使用すると平行度が悪いほど回折効率が低下するが、本発明のように反射型ホログラム素子を使用した場合、Δnd/λcosθ>1に設定することにより、平行度が悪い光に対しても高い回折効率を維持することができるだけでなく、回折を受けずそのまま直進する光(0次回折光及び回折する波長間の谷間の光)が投影レンズに入射して、色純度を低下させることがない。

0034

また、本発明ではダイクロイックミラーを用いる場合に比べて、ホログラム素子を用いることで、以下の利点がある。

0035

(1)コストダウンが図れる。

0036

(2)迷光の発生がない。

0037

さらに、本発明に用いるホログラム素子は、パターン化が不要であり、液晶表示素子の画素に対して位置合わせをする必要がなく、かつ、作製が容易である。更には、上記集光手段としてマイクロレンズアイ又はホログラム素子を用いることによって、第2のホログラム素子からの光を効率良く液晶表示素子の画素開口部に入射させることができる。

発明を実施するための最良の形態

0038

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

0039

図1は、本実施形態に係るカラー表示用の投影型画像表示装置を示す模式図である。本実施形態に用いた光源1としては、150W、アーク長5mm、アークの径2.2mmのメタルハライドランプをアークが紙面に対して垂直になるよう配置した。光源1としてはこの他にハロゲンランプキセノンランプを用いる事ができる。

0040

光源1の背面には球面鏡2が配置され、前面には口径80mmφ、焦点距離60mmのコンデンサーレンズ3が配置されている。球面鏡2の中心は光源1の発光部の中心と一致するように配置され、更に光源1の中心はコンデンサーレンズ3の焦点と一致するように配置されている。このような配置により、光源1からコンデンサーレンズ3を出射した光の平行度は、アーク長方向(図1の紙面に垂直な方向)で約2.2゜、アーク径の方向では約1゜である。

0041

コンデンサーレンズ3の前方には、光源1中に含まれるR、G、Bの光をそれぞれ異なる方向に回折する反射型ホログラム素子4と、反射型ホログラム素子4からのR、G、Bの回折光を受け、これらの光をマイクロレンズアレイ6を備えた液晶表示素子7にそれぞれ異なる角度で入射するように回折する反射型ホログラム素子5とが配置されている。尚、本実施形態では液晶表示素子7の3つの画素に対して、マイクロレンズアレイ6における1つのマイクロレンズ6aが対応している。この液晶表示素子7に対するR、G、B光の入射角度は、後述する液晶表示素子7の画素ピッチP及びマイクロレンズ6aの焦点距離fから求められる。

0042

本実施形態では図2に示すようにR、G、Bのそれぞれの光に対応するリップマンホログラムを3枚を重ね合わせて反射型ホログラム素子4、5を構成し、Rのホログラムは約600nm以上の可視光、Bのホログラムは約500nm以下の可視光、Gのホログラムは500nm〜570nmをそれぞれ反射するように設定した。ホログラム素子4および5としては、R、G、B光を多重露光することによって、上記分光特性を持たせた多重ホログラム素子1枚を用いてもよい。光学系をこのように配置することにより、R、G、B光はそれぞれ対応する反射型ホログラム素子4、5によって回折された後、液晶表示素子7に付設されているマイクロレンズアレイ6に入射し、この時の各色の光束の入射角度を次に述べる条件となるように適切に選ぶと、図3に示すようにマイクロレンズアレイ6によって各色に対応する画素に振り分けられる。この条件とは、R、G、B光のどの2色についてもそれらの光束のマイクロレンズに対する入射角の差をθ、マイクロレンズ6aの空気中での焦点距離をf、対応する色の水平方向の画素間隔をPとすると、
tanθ=P/f・・・(3)
と表すことができる。

0043

本実施形態におけるホログラム素子4、5としては、デュポン(株)製オムニデックス600を用い、アルゴンレーザ(波長488nm)にて2つの平行光束を両者間の角度を調節して照射し、この時生じた干渉縞を記録したものである。上記ホログラム素子4、5の材料は、モノマ開始剤増感色素を含む高分子記録フィルムであり、以下に示す3つの工程により、R、G、Bそれぞれに対応する干渉縞をホログラム素子に記録する事ができる。

0044

(a)レーザー光による露光:20mJ/cm2(物体光強度と参照光強度の合計)
(b)紫外線照射:100mJ/cm2
(c)加熱 :140℃(2時間)
初期状態では、モノマは記録フィルム内に均一に分布しているが、上記(a)に基づいてレーザ光により露光を行うと、露光部ではモノマが重合してポリマに変わっていくにつれ、周囲からモノマが移動する。よって、露光部ではモノマの密度が高くなり、その他のエリアでは低くなる。この時、ポリマとモノマとの屈折率が異なれば、干渉縞に対応した屈折率分布が発生する。

0045

次に、上記(b)に基づいて紫外線を全面に照射して赤反応のモノマの重合を完結させる。そして、最後に、上記(c)に基づいて加熱することにより屈折率変調を増強する。

0046

尚、ホログラム素子に干渉縞を記録させるための光源としては、アルゴンレーザの他に、He−NeレーザYAGレーザKrレーザなどを用いる事ができる。また、ホログラム素子用材料としては、上記材料のような光重合型フォトポリマの他に、重クロム酸ゼラチンハロゲン化銀など体積ホログラムが作製可能な材料であればいかなる材料でも使用する事ができる。

0047

また、本発明に用いたホログラム素子はマイクロレンズアレイにより、液晶表示素子の画素に対応する光を収束させるため、ホログラム素子の面内において画素ピッチに対応した周期性は不要であり、干渉縞の記録を一回の記録で行なう事ができる。

0048

上記条件のもと、画素ピッチ130μm×130μmの液晶表示素子を用い、焦点距離f=720μm(ガラス基板中では液晶表示素子の対向基板厚1.1mmに相当)のマイクロレンズを用いると、前記式(3)より、前記入射角の差θは、以下のようになる。

0049

∂θ=tan-1(P/f)=tan-1(130/720)≒10゜
そこで、図4に示すようにホログラム素子4、5の条件を設定したところ、R、G、Bの各光束に対して90%以上の高い回折効率が得られ、従来よりも色再現範囲が広く、かつ、安価な単板式液晶プロジェクションを実現できた。

0050

上述した実施形態ではホログラム素子4、5に対して、R、G、B光を図4に示す角度で入射させたが、θの値が式(3)の条件を満たしていればホログラム素子に対する照明光の入射角及び入射順序はこれに限定されるものではない。

0051

また、本実施形態では、2つのホログラム素子4、5をそれぞれ平行に配置したが、図5(a)に示すようにハの字状に配置してもよく、また、図5(b)に示すように2つのホログラム素子のうちの一方を反射型ホログラム素子4で、他方を透過型ホログラム素子11で構成し、反射型ホログラム素子4で反射した光が通る領域に透過型ホログラム素子11を配するようにしてもよい。

発明の効果

0052

以上のように本発明によれば、ホログラム素子により、白色光をR、G、Bに分光し、それぞれの光をマイクロレンズにより対応する液晶表示素子に入射させることにより、光利用率が高く、しかも、色再現範囲が広く、小型・低コスト化を図れるカラー用の投影型画像表示装置を安価で実現できる。

図面の簡単な説明

0053

図1本実施形態に係るカラー表示用の投影型画像表示装置を示す模式図である。
図2本実施形態に用いた反射型ホログラム素子を構成するリップマンホログラムの説明図である。
図3本実施形態に用いた液晶表示素子の要部断面図である。
図4本実施形態に用いたホログラム素子の詳細な設定条件を示す図である。
図5(a)(b)は、ホログラム素子の別の設置方法を示す図である。
図6従来例におけるダイクロイックミラーの配置を示す図である。
図7ダイクロイックミラーに設計とは異なる角度で光が入射した場合の分光特性を示す図である。
図8ダイクロイックミラーを用いた方式における混色の発生原理を示す図である。
図9Kogelnikのカップル波理論によるホログラム素子の回折効率を示す図である。
図10光の入射角度と光が通過するホログラム素子の厚さの関係を示す図である。
図112光束干渉によるホログラムの書き込み方法を示す図である。

--

0054

1光源
2球面鏡
コンデンサレンズ
4ホログラム素子
5 ホログラム素子
6マイクロレンズアレイ
6aマイクロレンズ
7液晶表示素子
フィールトレンズ
9投影レンズ
10スクリーン
11 ホログラム素子

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