JP2001305517A - ホログラムカラーフィルターを用いた反射型画像表示装置 - Google Patents
ホログラムカラーフィルターを用いた反射型画像表示装置Info
- Publication number
- JP2001305517A JP2001305517A JP2000116488A JP2000116488A JP2001305517A JP 2001305517 A JP2001305517 A JP 2001305517A JP 2000116488 A JP2000116488 A JP 2000116488A JP 2000116488 A JP2000116488 A JP 2000116488A JP 2001305517 A JP2001305517 A JP 2001305517A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- color filter
- light
- hologram
- reflection type
- hologram color
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Optical Filters (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 反射型液晶表示素子で反射された反射光がホ
ログラムカラーフィルターで再回折されるのを防止しか
つ像歪みの小さい反射型画像表示装置。 【解決手段】 斜めに入射する光３３を色分散しかつ集
光する要素ホログラム５’の繰り返しからなるホログラ
ムカラーフィルター５と反射型空間変調素子３０との組
み合わせからなる反射型画像表示装置３において、ホロ
グラムカラーフィルター５による回折光の光軸が、ホロ
グラムカラーフィルターの法線から０次透過光に近づく
方向、若しくは、遠ざかる方向に所定角度をなして斜め
になるように構成されている反射型画像表示装置。
ログラムカラーフィルターで再回折されるのを防止しか
つ像歪みの小さい反射型画像表示装置。 【解決手段】 斜めに入射する光３３を色分散しかつ集
光する要素ホログラム５’の繰り返しからなるホログラ
ムカラーフィルター５と反射型空間変調素子３０との組
み合わせからなる反射型画像表示装置３において、ホロ
グラムカラーフィルター５による回折光の光軸が、ホロ
グラムカラーフィルターの法線から０次透過光に近づく
方向、若しくは、遠ざかる方向に所定角度をなして斜め
になるように構成されている反射型画像表示装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ホログラムカラー
フィルターを用いた反射型画像表示装置に関し、特に、
光利用効率を向上させた反射型画像表示装置に関するも
のである。
フィルターを用いた反射型画像表示装置に関し、特に、
光利用効率を向上させた反射型画像表示装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】本出願人は、ホログラムカラーフィルタ
ーとそれを用いた透過型カラー液晶表示装置に関して多
数の特許出願をしている。また、このホログラムカラー
フィルターを反射型液晶表示装置に適用したものも、特
開平９−２８１９１７号（特願平８−９５２８９号）に
おいて提案している。この場合、ホログラムカラーフィ
ルターで分光された回折光を法線に対して角度をなすよ
うにすることも提案している。また、このとき、透過型
液晶表示素子で変調された反射光がホログラムカラーフ
ィルターで再回折されずに直通する０次光を表示に用い
ることも提案されている。
ーとそれを用いた透過型カラー液晶表示装置に関して多
数の特許出願をしている。また、このホログラムカラー
フィルターを反射型液晶表示装置に適用したものも、特
開平９−２８１９１７号（特願平８−９５２８９号）に
おいて提案している。この場合、ホログラムカラーフィ
ルターで分光された回折光を法線に対して角度をなすよ
うにすることも提案している。また、このとき、透過型
液晶表示素子で変調された反射光がホログラムカラーフ
ィルターで再回折されずに直通する０次光を表示に用い
ることも提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
ホログラムカラーフィルターを用いた反射型液晶表示装
置において、ホログラムカラーフィルターで分光された
回折光がホログラムカラーフィルターの法線に対してな
す角度（以下、シフト角と呼ぶ。）が小さすぎると、反
射型液晶表示素子の反射層で反射された反射光がホログ
ラムカラーフィルターで再度回折されて０次光の光量が
減ってしまうという問題があった（以後、このような回
折を再回折と呼ぶ。）。逆に、シフト角が大きすぎる
と、斜めに出射することによる像歪み（台形歪み）が発
生し、これを補正しようとすると光学系に大きな負担が
かかるという問題があった。
ホログラムカラーフィルターを用いた反射型液晶表示装
置において、ホログラムカラーフィルターで分光された
回折光がホログラムカラーフィルターの法線に対してな
す角度（以下、シフト角と呼ぶ。）が小さすぎると、反
射型液晶表示素子の反射層で反射された反射光がホログ
ラムカラーフィルターで再度回折されて０次光の光量が
減ってしまうという問題があった（以後、このような回
折を再回折と呼ぶ。）。逆に、シフト角が大きすぎる
と、斜めに出射することによる像歪み（台形歪み）が発
生し、これを補正しようとすると光学系に大きな負担が
かかるという問題があった。
【０００４】本発明は従来技術のこのような問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的は、反射型液晶表示
素子で反射された反射光がホログラムカラーフィルター
で再回折されるのを防止しかつ像歪みの小さい反射型画
像表示装置を提供することである。
みてなされたものであり、その目的は、反射型液晶表示
素子で反射された反射光がホログラムカラーフィルター
で再回折されるのを防止しかつ像歪みの小さい反射型画
像表示装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のホログラムカラーフィルターを用いた反射型画像表
示装置は、斜めに入射する光を色分散しかつ集光する要
素ホログラムの繰り返しからなるホログラムカラーフィ
ルターと反射型空間変調素子との組み合わせからなる反
射型画像表示装置において、前記ホログラムカラーフィ
ルターによる回折光の光軸が、前記ホログラムカラーフ
ィルターの法線から０次透過光に近づく方向、若しく
は、遠ざかる方向に所定角度をなして斜めになるように
構成されていることを特徴とするものである。
明のホログラムカラーフィルターを用いた反射型画像表
示装置は、斜めに入射する光を色分散しかつ集光する要
素ホログラムの繰り返しからなるホログラムカラーフィ
ルターと反射型空間変調素子との組み合わせからなる反
射型画像表示装置において、前記ホログラムカラーフィ
ルターによる回折光の光軸が、前記ホログラムカラーフ
ィルターの法線から０次透過光に近づく方向、若しく
は、遠ざかる方向に所定角度をなして斜めになるように
構成されていることを特徴とするものである。
【０００６】この場合、その所定角度が、ホログラムカ
ラーフィルターからの回折光が反射型空間変調素子によ
り反射された反射光束の８０％以上が隣接する要素ホロ
グラムに入射する角度であることが望ましい。
ラーフィルターからの回折光が反射型空間変調素子によ
り反射された反射光束の８０％以上が隣接する要素ホロ
グラムに入射する角度であることが望ましい。
【０００７】また、その所定角度が、空気中の角度に換
算して１０°〜２０°の範囲にあることが望ましい。
算して１０°〜２０°の範囲にあることが望ましい。
【０００８】また、この反射型画像表示装置による表示
像が投影光学系により投影されるように構成され、反射
型空間変調素子により反射されホログラムカラーフィル
ターに再入射した光の０次透過光を投影光学系による結
像に利用するように構成することが望ましく、その場
合、反射型空間変調素子により反射されホログラムカラ
ーフィルターに再入射した光の０次透過光以外の回折光
も投影光学系による結像に利用するようにすることが望
ましい。
像が投影光学系により投影されるように構成され、反射
型空間変調素子により反射されホログラムカラーフィル
ターに再入射した光の０次透過光を投影光学系による結
像に利用するように構成することが望ましく、その場
合、反射型空間変調素子により反射されホログラムカラ
ーフィルターに再入射した光の０次透過光以外の回折光
も投影光学系による結像に利用するようにすることが望
ましい。
【０００９】本発明においては、ホログラムカラーフィ
ルターによる回折光の光軸が、ホログラムカラーフィル
ターの法線から０次透過光に近づく方向、若しくは、遠
ざかる方向に所定角度をなして斜めになるように構成さ
れているので、反射型空間変調素子で変調を受けて反射
された回折光がホログラムカラーフィルターに再入射し
たときにそこで再回折され表示像が明るくなくなるのが
防げ、かつ、表示光が斜めに出射することによる像歪み
を軽減することができる。
ルターによる回折光の光軸が、ホログラムカラーフィル
ターの法線から０次透過光に近づく方向、若しくは、遠
ざかる方向に所定角度をなして斜めになるように構成さ
れているので、反射型空間変調素子で変調を受けて反射
された回折光がホログラムカラーフィルターに再入射し
たときにそこで再回折され表示像が明るくなくなるのが
防げ、かつ、表示光が斜めに出射することによる像歪み
を軽減することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明のホログラムカラー
フィルターを用いた反射型画像表示装置を実施例に基づ
いて説明する。
フィルターを用いた反射型画像表示装置を実施例に基づ
いて説明する。
【００１１】本発明の原理を説明する前に、本出願人に
よるホログラムカラーフィルターを用いた反射型液晶表
示装置（特開平９−２８１９１７号（特願平８−９５２
８９号））を図１を参照にして説明する。
よるホログラムカラーフィルターを用いた反射型液晶表
示装置（特開平９−２８１９１７号（特願平８−９５２
８９号））を図１を参照にして説明する。
【００１２】図１において、反射型液晶表示素子３０
は、空間光変調器を構成する透過型液晶表示素子３１と
その背面に配置されたアルミニウム膜のような反射層３
２とからなり、透過型液晶表示素子３１は規則的に画素
３１’に区切られており、その透過型液晶表示素子３１
の表側（観察側）にホログラムカラーフィルター５が離
間して配置される。なお、ホログラムカラーフィルター
５と反射層３２の間の距離は、ホログラムカラーフィル
ター５を構成するアレー状の各微小ホログラム５’の集
光距離（焦点距離）に略等しく選ばれる。
は、空間光変調器を構成する透過型液晶表示素子３１と
その背面に配置されたアルミニウム膜のような反射層３
２とからなり、透過型液晶表示素子３１は規則的に画素
３１’に区切られており、その透過型液晶表示素子３１
の表側（観察側）にホログラムカラーフィルター５が離
間して配置される。なお、ホログラムカラーフィルター
５と反射層３２の間の距離は、ホログラムカラーフィル
ター５を構成するアレー状の各微小ホログラム５’の集
光距離（焦点距離）に略等しく選ばれる。
【００１３】ここで、ホログラムカラーフィルター５
は、透過型液晶表示素子３１の３つの原色画素Ｒ、Ｇ、
Ｂの繰り返し周期、すなわち、透過型液晶表示素子３１
の紙面内の方向に隣接する３つの画素３１’の組各々に
対応して、その繰り返しピッチと同じピッチでアレー状
に配置された微小ホログラム５’からなり、微小ホログ
ラム５’は透過型液晶表示素子３１の紙面内の方向に隣
接する３つの画素３１’各組に対応して各々１個ずつ配
置されており、各微小ホログラム５’は、ホログラムカ
ラーフィルター５の法線に対して角度θをなして入射す
る照明光３３の中の緑色の成分の光３４Ｇを、その微小
ホログラム５’に対応する３つの原色画素Ｒ、Ｇ、Ｂの
中心の画素Ｇ近傍に集光するようにチャーピングされて
形成されているものである。そして、微小ホログラム
５’は、回折効率の波長依存性が少ない、レリーフ型、
位相型、振幅型等の透過型ホログラムからなり、波長に
応じて異なる回折角で回折するものである。
は、透過型液晶表示素子３１の３つの原色画素Ｒ、Ｇ、
Ｂの繰り返し周期、すなわち、透過型液晶表示素子３１
の紙面内の方向に隣接する３つの画素３１’の組各々に
対応して、その繰り返しピッチと同じピッチでアレー状
に配置された微小ホログラム５’からなり、微小ホログ
ラム５’は透過型液晶表示素子３１の紙面内の方向に隣
接する３つの画素３１’各組に対応して各々１個ずつ配
置されており、各微小ホログラム５’は、ホログラムカ
ラーフィルター５の法線に対して角度θをなして入射す
る照明光３３の中の緑色の成分の光３４Ｇを、その微小
ホログラム５’に対応する３つの原色画素Ｒ、Ｇ、Ｂの
中心の画素Ｇ近傍に集光するようにチャーピングされて
形成されているものである。そして、微小ホログラム
５’は、回折効率の波長依存性が少ない、レリーフ型、
位相型、振幅型等の透過型ホログラムからなり、波長に
応じて異なる回折角で回折するものである。
【００１４】このような配置であるので、ホログラムカ
ラーフィルター５の表面側から入射角θで白色照明光３
３を入射させると、ホログラムカラーフィルター５によ
り波長分散され、各波長に対する集光位置はホログラム
カラーフィルター５面に平行な方向に分散される。その
中の、赤の波長成分３４Ｒは赤を表示する画素Ｒの位置
の反射層３２の表面近傍に、緑の成分３４Ｇは緑を表示
する画素Ｇの位置の反射層３２の表面近傍に、青の成分
３４Ｂは青を表示する画素Ｂの反射層３２の表面近傍に
それぞれ回折集光するように、ホログラムカラーフィル
ター５を構成配置することにより、それぞれの色成分は
各画素３１’に分配され、反射層３２で反射されて、対
応する画素Ｒ、Ｇ、Ｂを裏面側からもう一度透過し、各
々光３５Ｒ、３５Ｇ、３５Ｂとなり、これらの光３５
Ｒ、３５Ｇ、３５Ｂはさらにホログラムカラーフィルタ
ー５に入射して、今度はホログラムカラーフィルター５
でほとんど回折されずに透過光３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂ
となり、観察者の眼に入射する。したがって、各色の成
分３４Ｒ、３４Ｇ、３４Ｂはそれぞれ赤、緑、青を表示
する画素Ｒ、Ｇ、Ｂに入射してそれらの画素の表示状態
に応じた強度変調を受けて観察者の眼に達するので、画
素Ｒ、Ｇ、Ｂの変調状態の組み合わせによってカラー画
像表示が可能になる。
ラーフィルター５の表面側から入射角θで白色照明光３
３を入射させると、ホログラムカラーフィルター５によ
り波長分散され、各波長に対する集光位置はホログラム
カラーフィルター５面に平行な方向に分散される。その
中の、赤の波長成分３４Ｒは赤を表示する画素Ｒの位置
の反射層３２の表面近傍に、緑の成分３４Ｇは緑を表示
する画素Ｇの位置の反射層３２の表面近傍に、青の成分
３４Ｂは青を表示する画素Ｂの反射層３２の表面近傍に
それぞれ回折集光するように、ホログラムカラーフィル
ター５を構成配置することにより、それぞれの色成分は
各画素３１’に分配され、反射層３２で反射されて、対
応する画素Ｒ、Ｇ、Ｂを裏面側からもう一度透過し、各
々光３５Ｒ、３５Ｇ、３５Ｂとなり、これらの光３５
Ｒ、３５Ｇ、３５Ｂはさらにホログラムカラーフィルタ
ー５に入射して、今度はホログラムカラーフィルター５
でほとんど回折されずに透過光３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂ
となり、観察者の眼に入射する。したがって、各色の成
分３４Ｒ、３４Ｇ、３４Ｂはそれぞれ赤、緑、青を表示
する画素Ｒ、Ｇ、Ｂに入射してそれらの画素の表示状態
に応じた強度変調を受けて観察者の眼に達するので、画
素Ｒ、Ｇ、Ｂの変調状態の組み合わせによってカラー画
像表示が可能になる。
【００１５】このように、カラー画像表示のために照明
光３３の利用効率が高いホログラムカラーフィルター５
を用いるので、より明るいカラー画像表示が可能にな
る。
光３３の利用効率が高いホログラムカラーフィルター５
を用いるので、より明るいカラー画像表示が可能にな
る。
【００１６】このようなホログラムカラーフィルターを
用いた反射型画像表示装置３において、本発明に基づ
き、ホログラムカラーフィルター５で回折される回折光
３４Ｒ、３４Ｇ、３４Ｂの反射型液晶表示素子３０に対
する角度がいかにあるべきかと、反射型液晶表示素子３
０で反射された光束３５全体が隣接する微小ホログラム
５’に対していかにあるべきかとを検討する。
用いた反射型画像表示装置３において、本発明に基づ
き、ホログラムカラーフィルター５で回折される回折光
３４Ｒ、３４Ｇ、３４Ｂの反射型液晶表示素子３０に対
する角度がいかにあるべきかと、反射型液晶表示素子３
０で反射された光束３５全体が隣接する微小ホログラム
５’に対していかにあるべきかとを検討する。
【００１７】分かりやすくするため、図２に示すよう
に、照明光３３を回折する微小ホログラム５’を微小ホ
ログラム５0 ’とし、その微小ホログラム５0 ’に隣接
する微小ホログラム５’を微小ホログラム５1 ’とし、
ホログラムカラーフィルター５からの回折光の中の緑の
成分３４Ｇの主光線の方向を回折光の光軸とし、その光
軸の回折角（ホログラムカラーフィルター５の法線に対
する光軸のなす角度：シフト角）をαとする。そして、
ホログラムカラーフィルター５と反射型液晶表示素子３
０の間には屈折率ｎの媒質が満たされているものとす
る。
に、照明光３３を回折する微小ホログラム５’を微小ホ
ログラム５0 ’とし、その微小ホログラム５0 ’に隣接
する微小ホログラム５’を微小ホログラム５1 ’とし、
ホログラムカラーフィルター５からの回折光の中の緑の
成分３４Ｇの主光線の方向を回折光の光軸とし、その光
軸の回折角（ホログラムカラーフィルター５の法線に対
する光軸のなす角度：シフト角）をαとする。そして、
ホログラムカラーフィルター５と反射型液晶表示素子３
０の間には屈折率ｎの媒質が満たされているものとす
る。
【００１８】まず、ホログラムカラーフィルター５の微
小ホログラム５0 ’で回折され、反射型液晶表示素子３
０の各画素３１’で変調された反射光束３５と隣接する
微小ホログラム５1 ’の関係について検討する。
小ホログラム５0 ’で回折され、反射型液晶表示素子３
０の各画素３１’で変調された反射光束３５と隣接する
微小ホログラム５1 ’の関係について検討する。
【００１９】上記したように、微小ホログラム５’とし
ては回折効率の波長依存性が少ないものを用いるが、微
小ホログラム５’のホログラム感光材料としては、実際
上、フォトポリマー等の屈折率変調型の厚みのある感光
材料を用いる場合、どうしても回折の波長依存性、角度
依存性が存在する。そのため、回折角に近い入射角で回
折光を戻すと、微小ホログラム５’で再回折してしま
う。そのため、反射光束３５の多くの部分が元の微小ホ
ログラム５0 ’に戻るように反射型液晶表示素子３０で
反射するような配置であると、ホログラムカラーフィル
ター５で回折されずに透過する透過光３６Ｒ、３６Ｇ、
３６Ｂ（以下、０次透過光３６とする。）の割合が低下
し、明るい表示が困難になる。実際上、元の微小ホログ
ラム５0 ’に戻る反射光束３５の光量割合が２０％を越
えると、０次透過光３６の割合が低下し明るい表示が困
難になる。一方、反射光束３５の多くの部分が、隣接す
る微小ホログラム５1 ’でなく、その隣あるいはさらに
遠方の微小ホログラム５’へ入射するような配置である
と、ホログラムカラーフィルター５からの回折光の光軸
の回折角αが大きくなり、０次透過光３６のホログラム
カラーフィルター５の法線に対する角度α’（この角度
は、回折角αを空気中の角度に換算した角度に等し
い。）も大きくなるため、表示光３６がこの反射型画像
表示装置３から大きな角度で斜めに出射することにな
り、像歪みが大きくなりすぎ、これを補正するために光
学系に大きな負担がかかってしまう。
ては回折効率の波長依存性が少ないものを用いるが、微
小ホログラム５’のホログラム感光材料としては、実際
上、フォトポリマー等の屈折率変調型の厚みのある感光
材料を用いる場合、どうしても回折の波長依存性、角度
依存性が存在する。そのため、回折角に近い入射角で回
折光を戻すと、微小ホログラム５’で再回折してしま
う。そのため、反射光束３５の多くの部分が元の微小ホ
ログラム５0 ’に戻るように反射型液晶表示素子３０で
反射するような配置であると、ホログラムカラーフィル
ター５で回折されずに透過する透過光３６Ｒ、３６Ｇ、
３６Ｂ（以下、０次透過光３６とする。）の割合が低下
し、明るい表示が困難になる。実際上、元の微小ホログ
ラム５0 ’に戻る反射光束３５の光量割合が２０％を越
えると、０次透過光３６の割合が低下し明るい表示が困
難になる。一方、反射光束３５の多くの部分が、隣接す
る微小ホログラム５1 ’でなく、その隣あるいはさらに
遠方の微小ホログラム５’へ入射するような配置である
と、ホログラムカラーフィルター５からの回折光の光軸
の回折角αが大きくなり、０次透過光３６のホログラム
カラーフィルター５の法線に対する角度α’（この角度
は、回折角αを空気中の角度に換算した角度に等し
い。）も大きくなるため、表示光３６がこの反射型画像
表示装置３から大きな角度で斜めに出射することにな
り、像歪みが大きくなりすぎ、これを補正するために光
学系に大きな負担がかかってしまう。
【００２０】そこで、実際上、反射光束３５の８０％以
上の光量割合が、隣接する微小ホログラム５1 ’に入射
するような配置にすることが、表示の明るさ及び像歪み
の小さい表示像を確保する上で望ましい。
上の光量割合が、隣接する微小ホログラム５1 ’に入射
するような配置にすることが、表示の明るさ及び像歪み
の小さい表示像を確保する上で望ましい。
【００２１】次に、このような割合で反射光束３５が隣
接する微小ホログラム５1 ’に入射するために、回折光
の光軸の回折角αがいかにあるべきかを具体例を基に検
討する。ホログラムカラーフィルター５と反射型液晶表
示素子３０の間には、通常、屈折率ｎの媒質で満たされ
たいるので、回折角αを空気中の角度α’に換算して考
える。この換算は、ｎ・ｓｉｎα＝ｓｉｎα’の関係で
行われる。
接する微小ホログラム５1 ’に入射するために、回折光
の光軸の回折角αがいかにあるべきかを具体例を基に検
討する。ホログラムカラーフィルター５と反射型液晶表
示素子３０の間には、通常、屈折率ｎの媒質で満たされ
たいるので、回折角αを空気中の角度α’に換算して考
える。この換算は、ｎ・ｓｉｎα＝ｓｉｎα’の関係で
行われる。
【００２２】図２の配置において、隣接する３つの画素
３１’の繰り返し周期をＬ、ホログラムカラーフィルタ
ー５と反射型液晶表示素子３０の距離をｄとし、Ｌ＝２
０μｍ、ｄ＝９７．３μｍで、ホログラムカラーフィル
ター５と反射型液晶表示素子３０の間の媒質の屈折率ｎ
がｎ＝１．５２であり、照明光３３と回折光の光軸との
なす角度を空気中の角度に換算したときにその角度を４
０°として、照明光３３の入射角θを変化させて、ホロ
グラムカラーフィルター５で再回折されずに透過する０
次透過光３６の波長分布と光量を比較した。その結果
を、図３〜図５に示す。これらの図中、点線は透過型液
晶表示素子３１での、実線はホログラムカラーフィルタ
ー５へ再入射した透過光（０次光）を表す。
３１’の繰り返し周期をＬ、ホログラムカラーフィルタ
ー５と反射型液晶表示素子３０の距離をｄとし、Ｌ＝２
０μｍ、ｄ＝９７．３μｍで、ホログラムカラーフィル
ター５と反射型液晶表示素子３０の間の媒質の屈折率ｎ
がｎ＝１．５２であり、照明光３３と回折光の光軸との
なす角度を空気中の角度に換算したときにその角度を４
０°として、照明光３３の入射角θを変化させて、ホロ
グラムカラーフィルター５で再回折されずに透過する０
次透過光３６の波長分布と光量を比較した。その結果
を、図３〜図５に示す。これらの図中、点線は透過型液
晶表示素子３１での、実線はホログラムカラーフィルタ
ー５へ再入射した透過光（０次光）を表す。
【００２３】図３（ａ）は、θ＝２５°、α’＝−１５
°（α’の符号は、図２の場合に正とし、回折光３４Ｇ
が微小ホログラム５0 ’の図の下側に向かう法線の右側
にくるとき、あるいは、その法線から０次透過光３７か
ら遠ざかる方向にくるとき、負とする。）の場合のＲ、
Ｇ、Ｂの波長分布）、図３（ｂ）は、θ＝３５°、α’
＝−５°の場合のＲ、Ｇ、Ｂの波長分布、図４（ａ）
は、θ＝４０°、α’＝０°の場合のＲ、Ｇ、Ｂの波長
分布、図４（ｂ）は、θ＝４５°、α’＝５°の場合の
Ｒ、Ｇ、Ｂの波長分布、図５（ａ）は、θ＝５０°、
α’＝１０°の場合のＲ、Ｇ、Ｂの波長分布、図５
（ｂ）は、θ＝５５°、α’＝１５°の場合のＲ、Ｇ、
Ｂの波長分布、をそれぞれ示す。
°（α’の符号は、図２の場合に正とし、回折光３４Ｇ
が微小ホログラム５0 ’の図の下側に向かう法線の右側
にくるとき、あるいは、その法線から０次透過光３７か
ら遠ざかる方向にくるとき、負とする。）の場合のＲ、
Ｇ、Ｂの波長分布）、図３（ｂ）は、θ＝３５°、α’
＝−５°の場合のＲ、Ｇ、Ｂの波長分布、図４（ａ）
は、θ＝４０°、α’＝０°の場合のＲ、Ｇ、Ｂの波長
分布、図４（ｂ）は、θ＝４５°、α’＝５°の場合の
Ｒ、Ｇ、Ｂの波長分布、図５（ａ）は、θ＝５０°、
α’＝１０°の場合のＲ、Ｇ、Ｂの波長分布、図５
（ｂ）は、θ＝５５°、α’＝１５°の場合のＲ、Ｇ、
Ｂの波長分布、をそれぞれ示す。
【００２４】これらの図から、空気中での回折角α’が
１０°以下（図３（ａ）〜（ｂ）、図４（ａ）〜
（ｂ）、図５（ａ））では、ホログラムカラーフィルタ
ー５での再回折による効率の低下が見られるが、回折角
α’が１５°（図５（ｂ））ではそれが見られないこと
が分かる。具体例で言うと、回折角α’が５°では、効
率低下大、回折角α’が１０°では、効率低下小、回折
角α’が１５°では、効率低下なし、である。
１０°以下（図３（ａ）〜（ｂ）、図４（ａ）〜
（ｂ）、図５（ａ））では、ホログラムカラーフィルタ
ー５での再回折による効率の低下が見られるが、回折角
α’が１５°（図５（ｂ））ではそれが見られないこと
が分かる。具体例で言うと、回折角α’が５°では、効
率低下大、回折角α’が１０°では、効率低下小、回折
角α’が１５°では、効率低下なし、である。
【００２５】このような挙動を示す理由は、回折角α’
が増えるにつれて回折光の反射光３５の一部は隣接する
微小ホログラム５1 ’に入射するようになる。この割合
は、回折角α’に伴って増加するためである。
が増えるにつれて回折光の反射光３５の一部は隣接する
微小ホログラム５1 ’に入射するようになる。この割合
は、回折角α’に伴って増加するためである。
【００２６】上記のＬ＝２０μｍ、ｄ＝９７．３μｍ、
ｎ＝１．５２の場合に、回折角α’＝１０°〜１５°の
範囲における、反射光３５の元の微小ホログラム５0 ’
に再入射する割合と、隣接する微小ホログラム５1 ’及
びその他の微小ホログラム５’に入射する割合とを下記
の表に示す。
ｎ＝１．５２の場合に、回折角α’＝１０°〜１５°の
範囲における、反射光３５の元の微小ホログラム５0 ’
に再入射する割合と、隣接する微小ホログラム５1 ’及
びその他の微小ホログラム５’に入射する割合とを下記
の表に示す。
【００２７】以上の検討から、回折光の光軸の回折角の
空気中での角度に換算した回折角α’は、１０°〜２０
°の範囲にあることが望ましい。上限の２０°より大き
いと、表示光３６がこの反射型画像表示装置３から大き
な角度で斜めに出射することになり、像歪みが大きくな
りすぎ、これを補正するために光学系に大きな負担がか
かってしまう。下限の１０°より小さいと、ホログラム
カラーフィルター５での再回折割合が高くなってしまう
ため、明るい表示が困難になる。
空気中での角度に換算した回折角α’は、１０°〜２０
°の範囲にあることが望ましい。上限の２０°より大き
いと、表示光３６がこの反射型画像表示装置３から大き
な角度で斜めに出射することになり、像歪みが大きくな
りすぎ、これを補正するために光学系に大きな負担がか
かってしまう。下限の１０°より小さいと、ホログラム
カラーフィルター５での再回折割合が高くなってしまう
ため、明るい表示が困難になる。
【００２８】さて、以上のような本発明の反射型画像表
示装置３は、投影画像表示装置として用いることができ
る。図６はその場合の断面図であり、図１の反射型画像
表示装置３の表面側（ホログラムカラーフィルター５
側）に所定の入射角θで、例えばメタルハライドランプ
１５と放物面鏡１６の組み合わせからなる照明装置１４
からの白色平行照明光３３を入射させると、ホログラム
カラーフィルター５で分光され反射型液晶表示素子３０
で変調された表示光（０次透過光）３６は投影レンズ１
８の開口内に入射して投影されるため、スクリーン１９
上に反射型画像表示装置３に表示されたカラー画像が拡
大結像され、明るいカラー投影像を得ることができる。
示装置３は、投影画像表示装置として用いることができ
る。図６はその場合の断面図であり、図１の反射型画像
表示装置３の表面側（ホログラムカラーフィルター５
側）に所定の入射角θで、例えばメタルハライドランプ
１５と放物面鏡１６の組み合わせからなる照明装置１４
からの白色平行照明光３３を入射させると、ホログラム
カラーフィルター５で分光され反射型液晶表示素子３０
で変調された表示光（０次透過光）３６は投影レンズ１
８の開口内に入射して投影されるため、スクリーン１９
上に反射型画像表示装置３に表示されたカラー画像が拡
大結像され、明るいカラー投影像を得ることができる。
【００２９】ところで、上記のように、反射光束３５の
８０％以上を隣接する微小ホログラム５1 ’に入射する
ように構成するか、あるいは、回折角α’が１０°〜２
０°の範囲になるように構成した場合でも、図２に示す
ように、反射型画像表示装置３の反射型液晶表示素子３
０で反射された光束３５がホログラムカラーフィルター
５に再入射するとき、ホログラムカラーフィルター５で
回折されずに透過する０次透過光３６だけでなく、ここ
で回折される１次等の回折光３６’が存在する。この回
折光３６’も反射型液晶表示素子３０で変調された光の
一部であるので、画像表示に用いることができる。
８０％以上を隣接する微小ホログラム５1 ’に入射する
ように構成するか、あるいは、回折角α’が１０°〜２
０°の範囲になるように構成した場合でも、図２に示す
ように、反射型画像表示装置３の反射型液晶表示素子３
０で反射された光束３５がホログラムカラーフィルター
５に再入射するとき、ホログラムカラーフィルター５で
回折されずに透過する０次透過光３６だけでなく、ここ
で回折される１次等の回折光３６’が存在する。この回
折光３６’も反射型液晶表示素子３０で変調された光の
一部であるので、画像表示に用いることができる。
【００３０】そこで、図６に図示するように、投影レン
ズ１８の開口内にこの回折光３６’の全部あるいは一部
（図の場合は、一部）も入射するように投影レンズ１８
の開口を大きくするか偏心配置することにより、０次透
過光３６に加えて１次回折光３６’も結像に利用するこ
とができるので、より明るいカラー投影像を得ることが
できる。
ズ１８の開口内にこの回折光３６’の全部あるいは一部
（図の場合は、一部）も入射するように投影レンズ１８
の開口を大きくするか偏心配置することにより、０次透
過光３６に加えて１次回折光３６’も結像に利用するこ
とができるので、より明るいカラー投影像を得ることが
できる。
【００３１】以上、本発明のホログラムカラーフィルタ
ーを用いた反射型画像表示装置をいくつかの実施例に基
づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定さ
れず種々の変形が可能である。また、透過型の空間光変
調器としては透過型液晶表示素子に限定されず種々の空
間光変調器を用いることができる。さらに、反射層とし
てはアルミニウム膜のような反射層に限定されずホログ
ラムによる反射層等を用いてもよい。
ーを用いた反射型画像表示装置をいくつかの実施例に基
づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定さ
れず種々の変形が可能である。また、透過型の空間光変
調器としては透過型液晶表示素子に限定されず種々の空
間光変調器を用いることができる。さらに、反射層とし
てはアルミニウム膜のような反射層に限定されずホログ
ラムによる反射層等を用いてもよい。
【００３２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のホログラムカラーフィルターを用いた反射型画像表示
装置によると、ホログラムカラーフィルターによる回折
光の光軸が、ホログラムカラーフィルターの法線から０
次透過光に近づく方向、若しくは、遠ざかる方向に所定
角度をなして斜めになるように構成されているので、反
射型空間変調素子で変調を受けて反射された回折光がホ
ログラムカラーフィルターに再入射したときにそこで再
回折され表示像が明るくなくなるのが防げ、かつ、表示
光が斜めに出射することによる像歪みを軽減することが
できる。
のホログラムカラーフィルターを用いた反射型画像表示
装置によると、ホログラムカラーフィルターによる回折
光の光軸が、ホログラムカラーフィルターの法線から０
次透過光に近づく方向、若しくは、遠ざかる方向に所定
角度をなして斜めになるように構成されているので、反
射型空間変調素子で変調を受けて反射された回折光がホ
ログラムカラーフィルターに再入射したときにそこで再
回折され表示像が明るくなくなるのが防げ、かつ、表示
光が斜めに出射することによる像歪みを軽減することが
できる。
【図１】本発明のホログラムカラーフィルターを用いた
反射型画像表示装置の基本構成を示す断面図である。
反射型画像表示装置の基本構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例のホログラムカラーフィルター
を用いた反射型画像表示装置を説明するための図であ
る。
を用いた反射型画像表示装置を説明するための図であ
る。
【図３】図２の配置において照明光の入射角を変化させ
てホログラムカラーフィルターで再回折されずに透過す
る０次透過光の波長分布と光量を比較して示す図であ
る。
てホログラムカラーフィルターで再回折されずに透過す
る０次透過光の波長分布と光量を比較して示す図であ
る。
【図４】図３と同様のホログラムカラーフィルターで再
回折されずに透過する０次透過光の波長分布と光量を比
較して示す図である。
回折されずに透過する０次透過光の波長分布と光量を比
較して示す図である。
【図５】図３と同様のホログラムカラーフィルターで再
回折されずに透過する０次透過光の波長分布と光量を比
較して示す図である。
回折されずに透過する０次透過光の波長分布と光量を比
較して示す図である。
【図６】本発明の反射型画像表示装置を投影画像表示装
置として用いる場合の断面図である。
置として用いる場合の断面図である。
３…反射型画像表示装置 ５…ホログラムカラーフィルター ５’、５0 ’、５1 ’…微小ホログラム １４…照明装置 １５…メタルハライドランプ １６…放物面鏡 １８…投影レンズ １９…スクリーン ３０…反射型液晶表示素子 ３１…透過型液晶表示素子 ３１’…画素 ３２…反射層 ３３…照明光 ３４Ｒ、３４Ｇ、３４Ｂ…回折分光成分 ３５…反射光 ３５Ｒ、３５Ｇ、３５Ｂ…反射光 ３６…０次透過光 ３６’…回折光 ３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂ…透過光成分 ３７…照明光の０次透過光
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H048 BA01 BA64 BB02 BB15 BB42 2H049 CA01 CA05 CA08 CA22 2H091 FA02X FA14Z FA19X FA26X FA41X FB08 FD01 LA03 LA16 MA07
Claims (5)
- 【請求項１】 斜めに入射する光を色分散しかつ集光す
る要素ホログラムの繰り返しからなるホログラムカラー
フィルターと反射型空間変調素子との組み合わせからな
る反射型画像表示装置において、前記ホログラムカラー
フィルターによる回折光の光軸が、前記ホログラムカラ
ーフィルターの法線から０次透過光に近づく方向、若し
くは、遠ざかる方向に所定角度をなして斜めになるよう
に構成されていることを特徴とするホログラムカラーフ
ィルターを用いた反射型画像表示装置。 - 【請求項２】 前記所定角度が、ホログラムカラーフィ
ルターからの回折光が前記反射型空間変調素子により反
射された反射光束の８０％以上が隣接する要素ホログラ
ムに入射する角度であることを特徴とする請求項１記載
のホログラムカラーフィルターを用いた反射型画像表示
装置。 - 【請求項３】 前記所定角度が、空気中の角度に換算し
て１０°〜２０°の範囲にあることを特徴とする請求項
１又は２記載のホログラムカラーフィルターを用いた反
射型画像表示装置。 - 【請求項４】 前記反射型画像表示装置による表示像が
投影光学系により投影されるように構成され、前記反射
型空間変調素子により反射され前記ホログラムカラーフ
ィルターに再入射した光の０次透過光を前記投影光学系
による結像に利用することを特徴とする請求項１から３
の何れか１項記載のホログラムカラーフィルターを用い
た反射型画像表示装置。 - 【請求項５】 前記反射型空間変調素子により反射され
前記ホログラムカラーフィルターに再入射した光の０次
透過光以外の回折光も前記投影光学系による結像に利用
することを特徴とする請求項４記載のホログラムカラー
フィルターを用いた反射型画像表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000116488A JP2001305517A (ja) | 2000-04-18 | 2000-04-18 | ホログラムカラーフィルターを用いた反射型画像表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000116488A JP2001305517A (ja) | 2000-04-18 | 2000-04-18 | ホログラムカラーフィルターを用いた反射型画像表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001305517A true JP2001305517A (ja) | 2001-10-31 |
Family
ID=18627945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000116488A Pending JP2001305517A (ja) | 2000-04-18 | 2000-04-18 | ホログラムカラーフィルターを用いた反射型画像表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001305517A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09166781A (ja) * | 1995-12-18 | 1997-06-24 | Dainippon Printing Co Ltd | ホログラムカラーフィルターシステム |
| JPH09189809A (ja) * | 1995-11-08 | 1997-07-22 | Victor Co Of Japan Ltd | カラーフィルタ及びカラー画像表示装置 |
| JPH09281917A (ja) * | 1996-04-17 | 1997-10-31 | Dainippon Printing Co Ltd | ホログラムカラーフィルターを用いた画像表示装置 |
| JP2001091748A (ja) * | 1999-09-24 | 2001-04-06 | Dainippon Printing Co Ltd | ホログラムカラーフィルター及びそれを用いた画像表示装置 |
-
2000
- 2000-04-18 JP JP2000116488A patent/JP2001305517A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09189809A (ja) * | 1995-11-08 | 1997-07-22 | Victor Co Of Japan Ltd | カラーフィルタ及びカラー画像表示装置 |
| JPH09166781A (ja) * | 1995-12-18 | 1997-06-24 | Dainippon Printing Co Ltd | ホログラムカラーフィルターシステム |
| JPH09281917A (ja) * | 1996-04-17 | 1997-10-31 | Dainippon Printing Co Ltd | ホログラムカラーフィルターを用いた画像表示装置 |
| JP2001091748A (ja) * | 1999-09-24 | 2001-04-06 | Dainippon Printing Co Ltd | ホログラムカラーフィルター及びそれを用いた画像表示装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7431464B2 (en) | Projection display system with diffractive linear display device | |
| US6897992B2 (en) | Illuminating optical unit in image display unit, and image display unit | |
| KR100215679B1 (ko) | 탈축 완전 칼라 홀로그래픽 필터를 가진 액정디스플레이 | |
| US6260974B1 (en) | Image projecting apparatus | |
| US6359719B1 (en) | Optical modulator and projector | |
| KR101801942B1 (ko) | 광 변조 시스템 및 이의 광원 조명 장치 | |
| US6246521B1 (en) | Compact lighting device | |
| CN109991798B (zh) | 投影装置以及光源装置 | |
| JP2001281760A (ja) | 投射型表示装置 | |
| JP3669637B2 (ja) | ホログラムカラーフィルターを用いた液晶投影表示装置 | |
| JP2001305517A (ja) | ホログラムカラーフィルターを用いた反射型画像表示装置 | |
| JP4666543B2 (ja) | 反射型ホログラムスクリーン | |
| KR100463527B1 (ko) | 홀로그램 패턴 액정을 이용한 평판 표시 소자 | |
| JP4293327B2 (ja) | ホログラムカラーフィルター及びそれを用いた画像表示装置 | |
| JP2002258260A (ja) | 表示装置 | |
| JPH10239687A (ja) | 投影型カラー液晶表示装置 | |
| JP3670783B2 (ja) | カラー液晶表示装置 | |
| JP3461606B2 (ja) | 投影型カラー画像表示装置 | |
| JP3200335B2 (ja) | 光学変調装置及びそれを用いたカラー画像表示装置 | |
| JP4458390B2 (ja) | ホログラムカラーフィルターを用いた反射型画像表示装置 | |
| JP4479982B2 (ja) | ホログラムカラーフィルターを用いた投影表示装置 | |
| JP3236194B2 (ja) | 光学変調装置及びそれを用いたカラー画像表示装置 | |
| JP2018112595A (ja) | 画像投射装置 | |
| JP2001103400A (ja) | 投射型表示装置 | |
| JPWO2020144983A1 (ja) | 光源装置及び画像表示装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070131 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091216 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091215 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100210 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100310 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100519 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100908 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101201 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20101207 |
|
| A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20110121 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20110929 |