JPH05341254A - 投写形液晶表示装置およびそれに用いる光学素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 クロス・ダイクロイックミラーを用いて赤、
緑、青色の光を合成し、投写レンズを介してスクリーン
に画像を投写する液晶プロジェクタでは、同一平面に配
置する二つのダイクロイックミラーの、それぞれの干渉
膜と干渉膜の間の間隔が大きいことから、スクリーン中
央部に、色の変化した細い筋が現れ、画質を劣化させて
いたので、この点を解決する。 【構成】 二つのダイクロイックミラー１５，１６をＬ
字形に配置し、その先端に、直角プリズム３０を配置す
ることにより、該プリズムの２辺に成膜したそれぞれの
干渉膜と、二つのダイクロイックミラーのそれぞれ対応
した干渉膜とを、無視できる間隔で、同一平面に配置す
ることを可能にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、投写形液晶表示装置お
よびそれに用いる光学素子に関するものである。ここで
云う投写形液晶表示装置（以下、液晶プロジェクタとい
うこともある）は、白色光源と、該光源からの光を集光
する集光光学系と、該集光光学系により集光された光を
入力されて３原色光に分離して出力する第１の光学素子
と、分離、出力された前記３原色光の各々に対応し、各
原色光を入力され変調して出力する各液晶表示パネル
と、前記各液晶表示パネルからの変調光を合成して出力
する第２の光学素子と、該第２の光学素子からの合成光
をスクリーンに投写するための投写レンズと、から成る
ものであるが、本発明は、その中の特に第２の光学素子
（各液晶表示パネルからの変調光を合成して投写レンズ
に向け出力する光学素子）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶プロジェクタは、具体的に説明する
と、３個の液晶パネルを、白色光源から分離して作り出
した赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の三原色光で
照明する。他方，各液晶パネルを、それぞれ赤，緑，青
の表示すべき映像信号に基づいて駆動すると、各液晶パ
ネルを透過、あるいは各液晶パネルから反射される照明
光を変調することができる。

【０００３】３個の液晶パネルによってそれぞれ変調さ
れた三原色光を、クロス・ダイクロイックプリズムある
いはクロス・ダイクロイックミラ−などの光学素子（上
記第２の光学素子に当たる）を用いて合成後、１本の投
写レンズを介して、スクリ−ン上に投写し、拡大したカ
ラー画像を再生する。かかる液晶プロジェクタは、陰極
線管（ＣＲＴ）に比べ小形，軽量な液晶パネルを使用し
ているので，１００形程度の大画面カラ−画像を、小
形，軽量な装置で再生できるという利点があるので、開
発が盛んに行われている。

【０００４】液晶プロジェクタの従来例としては、３個
の液晶パネルからの三原色光の合成をクロス・ダイクロ
イックプリズムを用いて行うものとしては特開昭６２−
１２５７９１号公報に記載のものを、またクロス・ダイ
クロイックミラ−を用いて行うものとしては特開昭６３
−２１７７８８号公報に記載のものを、それぞれ挙げる
こことができる。

【０００５】クロス・ダイクロイックミラーを使用する
液晶プロジェクタの普通の構成例をを図８に示す。図８
において、１はランプ、２は反射鏡、３は集光レンズ
（コンデンサレンズともいう）、４，５，６はそれぞれ
ダイクロイックミラー、７は光学素子（ランプ光を三原
色光に分離して出力する光学素子）、８，９，１０，１
１はそれぞれ反射ミラー、１２，１３，１４はそれぞれ
液晶パネル、１５，１６，１７はそれぞれダイクロイッ
クミラー、１８は光学素子（各液晶パネルからの三原色
光を合成して出力する光学素子）、１９は投写レンズ、
２０はスクリーン、である。なお、図１０は、ダイクロ
イックミラーの分光透過率特性の一例を示す特性図であ
るので参考にされたい。

【０００６】次に図８を参照して動作を説明する。メタ
ルハライドランプ等のランプ（白色光源）１から放出さ
れた白色光を、反射鏡２，コンデンサレンズ３を用いて
集光する。集光された白色のランプ光は、光学素子７に
おいて、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）色の三原色光に
分離される。

【０００７】即ち、光学素子７は、図示の如く、３枚の
ダイクロイックミラー４，５，６をＸ字状に設置したも
のである。この際、短い２枚のダイクロイックミラー
５，６が、長い１枚のダイクロイックミラー４を、その
中央部で挟む形で、Ｘ字状を形成している。

【０００８】長い１枚のダイクロイックミラー４は、レ
ンズ３からの白色光を入射されると、その中の赤色光Ｒ
を反射して，緑色光Ｇおよび青色光Ｂを透過する特性の
ものを使用する。また、短い２枚のダイクロイックミラ
−５，６は、青色光Ｂを反射し，緑色光Ｇおよび赤色光
Ｒを透過する特性のものを使用する。したがって，レン
ズ３からの白色光のうち、赤色光成分はダイクロイック
ミラー４によって反射される。

【０００９】赤色光Ｒは、反射ミラー９，１１で光路を
変更され、赤色の画像を表示する液晶パネル１４を照明
する。同様に、レンズ３からの白色光の青色成分は、ダ
イクロイックミラー５及び６により反射された後、ミラ
ー８，１０により光路を変更され，青色の画像を表示す
る液晶パネル１２を照明する。そして、緑色光Ｇは、ダ
イクロイックミラー４，５，６で反射されず、そのまま
通過し、緑色の画像を表示する液晶パネル１３を照明す
る。

【００１０】一方、液晶パネル１２，１３，１４は、そ
れぞれ、表示すべきＢ，Ｇ，Ｒの三原色映像信号で駆動
される（その手段は図示していない）。かかる液晶パネ
ル１２，１３，１４を透過したそれぞれの光は、三原色
光を合成する光学素子１８に、それぞれの方向から入射
し，該光学素子１８において、１つの光束に合成され
る。投写レンズ１９は、光学素子１８において合成され
たその合成光を、スクリーン２０に投写し，該スクリー
ン２０上に、拡大したカラー画像を再生する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来の液晶プロジェク
タは、既に述べたように、各液晶パネルからの赤，緑，
青色の三原色光の合成に、クロス・ダイクロイックプリ
ズムあるいはクロス・ダイクロイックミラ−を使用して
いる。

【００１２】図８を参照して述べた例では、クロス・ダ
イクロイックミラ−を使用した例を示しているが、クロ
ス・ダイクロイックプリズムを、クロス・ダイクロイッ
クミラ−に代えて使用できることは述べるまでもない。

【００１３】その場合、クロス・ダイクロイックプリズ
ムは、４個の３角柱状プリズムを貼り合わせた光学素子
であるので、プリズム硝材の加工，研磨，干渉膜の成膜
が必要であり、更に４個のプリズムを精密に接着して組
み立てる必要がある。このため、クロス・ダイクロイッ
クプリズムが非常に高価となり、その結果、液晶プロジ
ェクタの価格が高いという問題があった。

【００１４】図８に示したクロス・ダイクロイックミラ
ーを用いる方法は、既に述べたように、ダイクロイック
ミラ−を３枚用いてＸ字状を構成し、それによって、入
射する三原色光の合成を行う方法である。図８におけ
る、三原色光の合成を行う光学素子１８の拡大図を、図
９に示す。

【００１５】図９において、１２，１３，１４はそれぞ
れ液晶パネル、１５，１６，１７はそれぞれダイクロイ
ックミラー、２１は透明基板、２２は青色の光を反射
し、赤，緑色の光を透過する特性の干渉膜、２３は赤色
の光を反射し、他色の光を透過する特性の干渉膜、であ
る。

【００１６】図９においては、１枚の長いダイクロイッ
クミラ−１５に直交させて、２枚の短いダイクロイック
ミラ−１６，１７を配置している。ダイクロイックミラ
−１５は、青色の光を反射し、赤，緑色の光を透過する
特性の干渉膜２２を、ガラス板のような透明基板２１
に、成膜したものである。

【００１７】一方，ダイクロイックミラ−１６，１７
は、透明基板２１に、赤色の光を反射し、他色の光を透
過する特性の干渉膜２３を成膜したものである。青色用
の液晶パネル１２を透過した青色光は、ダイクロイック
ミラ−１５で反射され，赤色用の液晶パネル１４を透過
した赤色光は、ダイクロイックミラ−１６，１７で反射
される。また、緑色用の液晶パネル１３を透過した光
は、前記ダイクロイックミラ−１５，１６，１７で反射
されずに、そのまま透過するので、三原色光を１つの光
束に合成することができる。

【００１８】しかし、図９の構成を子細にみると、ダイ
クロイックミラ−１６と、ダイクロイックミラ−１７
は、ダイクロイックミラ−１５により、分割されたよう
な形で隔てられているので、赤色光を反射するダイクロ
イックミラ−（１６，１７）は、１６，１７を一体とし
て考えると、その中央部に、ダイクロイックミラ−１５
が突き抜けていることになる。

【００１９】このため、ダイクロイックミラ−１５の透
明基板２１の板厚（約１．１〜１．３ｍｍ程度）分だ
け、ダイクロイックミラ−（１６，１７）の干渉膜２３
に欠けを生じてしまう。したがって、赤色用液晶パネル
１４の中央部から出た赤色光ｒ２は、干渉膜２３の欠け
の故に、干渉膜２３による反射を受けずに、ダイクロイ
ックミラー１７の透明基板２１の内部を反射してダイク
ロイックミラー１７の端部から外に出てしまう。

【００２０】こうして、赤色用液晶パネル１４の中央部
から出たｒ２光は、本来ならスクリーン２０へ投写され
るべきものが、スクリーン２０へ投写されないという状
況になっていた。この結果、スクリーンの中央部では、
赤色が不足することになり（他の緑、青の光ではそのよ
うなことは起きないので）、結局、Ｒ，Ｇ，Ｂの三原色
光を合成した画面中央部は白色とならず、色調が異なっ
た細い筋として見え，再生画像の品位が劣化するという
問題があった。

【００２１】本発明の目的は、かかる従来技術の問題点
を解決し、上述のような事情で起きる再生画像の品位の
劣化を改善することのできるクロス・ダイクロイックミ
ラー及びそれを用いた投写形液晶表示装置を提供するこ
とにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明では、白色光源と、該光源からの光を集光する集光
光学系と、該集光光学系により集光された光を入力され
て３原色光に分離して出力する第１の光学素子と、分
離、出力された前記３原色光の各々に対応し、各原色光
を入力され変調して出力する各液晶表示パネルと、前記
各液晶表示パネルからの変調光を合成して出力する第２
の光学素子と、該第２の光学素子からの合成光をスクリ
ーンに投写するための投写レンズと、から成る投写形液
晶表示装置において、前記第２の光学素子を次のように
構成した。

【００２３】透明基板と、該基板上に形成した薄膜と、
から成るダイクロイックミラーの２枚と、互いに直交す
る二つの斜辺をもち、各斜辺上に、薄膜を有してなる光
学部品と、によりクロス・ダイクロイックミラーを構成
することとし、その際、前記２枚のダイクロイックミラ
ーの中の第１のダイクロイックミラーの薄膜と、前記光
学部品の二つの斜辺の中の第１の斜辺上の薄膜とが、該
薄膜の厚みにほぼ等しい間隔を隔てて同一平面上に配置
され、前記２枚のダイクロイックミラーの中の第２のダ
イクロイックミラーの薄膜と、前記光学部品の二つの斜
辺の中の第２の斜辺上の薄膜とが、該薄膜の厚みにほぼ
等しい間隔を隔てて同一平面上に配置されるように構成
し、このクロス・ダイクロイックミラーを前記第２の光
学素子とした。

【００２４】

【作用】従来技術では、赤色光を反射するダイクロイッ
クミラ−（１６，１７）は、１６，１７を一体として考
えると、その中央部に、ダイクロイックミラ−１５が突
き抜けていることになり、ダイクロイックミラ−１５の
透明基板２１の板厚（約１．１〜１．３ｍｍ程度）分だ
け、ダイクロイックミラ−（１６，１７）の干渉膜２３
に欠けを生じていたわけであるが、本発明によれば、そ
の欠けが、透明基板の板厚（約１．１〜１．３ｍｍ程
度）相当から、該基板上の薄膜の厚み（光の波長オーダ
ーの極めて小さな寸法）相当に減じることになり、再生
画像の品位は大幅に改善される。

【００２５】

【実施例】次に図を参照して本発明の実施例を説明す
る。図１は、本発明の一実施例としての液晶プロジェク
タの全体構成を示す概念図である。同図において、図８
におけるのと同じものには同じ符号を付してある。図１
に示した実施例が、図８に示した従来の構成と相違する
ところは、三原色光の合成を行う光学素子１８のところ
である。光学素子１８において、３０は直角プリズム、
４０は透明な媒質、である。

【００２６】図１に示す液晶プロジェクタの動作の概要
は、図８を参照して述べた従来のそれと変わるところが
ないので、説明を繰り返す必要はないであろう。本発明
に関係する問題の箇所は、図１において、三原色光の合
成を行う光学素子１８のところであるので、その拡大図
を図２に示した。

【００２７】図２において、１２，１３，１４はそれぞ
れ液晶パネル、１５，１６はそれぞれダイクロイックミ
ラー、３０は直角プリズム、２１は透明基板、２２，２
３，２４，２５はそれぞれ干渉膜、４０は透明な媒質、
４１は筐体、４２はＯリング、である。

【００２８】図２を参照する。光学素子１８は、Ｌ字状
に９０度の角度をもって配置された２枚のダイクロイッ
クミラ−１５，１６、および１個の直角プリズム３０か
ら成るものである。ダイクロイックミラ−１５は、透明
基板２１（例えば，板厚１．１から１．３ｍｍ程度の透
明ガラス板）に、青色の光を反射し、赤色および緑色の
光を透過する２色性（ダイクロイック）の干渉膜２２を
成膜してある。

【００２９】ダイクロイックミラ−１６は、透明基板２
１に、赤色光を反射し、青色および緑色の光を透過する
干渉膜２３を成膜してある。また、直角プリズム３０の
直角を挟む２辺には、それぞれ前記ダイクロイックミラ
−１５，１６に成膜した干渉膜２２，２３とほぼ同じ特
性の干渉膜２４，２５が成膜してある。

【００３０】前記の干渉膜は、低屈折率の物質（例え
ば，二酸化珪素，屈折率：ｎ＝１．４６）の薄膜と、高
屈折率の物質（例えば，二酸化チタン，ｎ＝２．３）の
薄膜を、蒸着などの方法により交互に成膜した多層膜構
造のもので、所要の波長域の光を反射あるいは透過する
２色性の特性を示す干渉膜である。

【００３１】直角プリズム３０の直角を挟む２辺上の干
渉膜２４，２５は、それぞれダイクロイックミラ−１
５，１６の干渉膜２２，２３と、ほぼ同一平面上に配置
する。ダイクロイックミラー１５の干渉膜２２と、プリ
ズム３０の干渉膜２４とが、透明基板２１の板厚に比べ
非常に小さな間隔（例えば，０．１から０．３ｍｍ程
度）を隔てられて位置するように、ダイクロイックミラ
ー１５とプリズム３０は相対的に位置ずけられている。

【００３２】同様に、ダイクロイックミラ−１６の干渉
膜２３と、プリズム３０の干渉膜２５とが、透明基板２
１の板厚に比べ非常に小さな間隔（例えば，０．１から
０．３ｍｍ程度）を隔てられて位置するように、ダイク
ロイックミラ−１６とプリズム３０は相対的に位置ずけ
られている。

【００３３】以上のことが良く分かるように、直角プリ
ズム３０の直角を挟む２辺の先端部分と、それに対向し
ているダイクロイックミラ−１５，１６の先端部分を、
拡大して図３に示した。図３において、干渉膜２３と干
渉膜２５とは、透明基板２１の板厚に比べ非常に小さな
間隔（例えば，０．１から０．３ｍｍ程度）、換言すれ
ば、干渉膜２４の厚み程度の小さな間隔Ｍを隔てている
こと、干渉膜２２と干渉膜２４との間も同様であるこ
と、が理解されるであろう。

【００３４】間隔Ｍは、非常に小さな間隔といったが、
透明基板の板厚に比べ１０分の１以下なので、実際上、
ほぼ零と見なせる間隔である。図２に戻り、液晶パネル
１２，１３，１４とダイクロイックミラ−１５，１６の
間に、光学的に透明な媒質４０を充填する。その目的
は、光の不要な反射光が発生するのを、なるべく少なく
するためである。例えば、ガラスから空気中へ光が出る
とき、両者の屈折率の差に起因して、４％程度の反射光
が発生することが知られているが、このような反射光の
発生は、本発明において、有害であるので、これを軽減
させるためである。

【００３５】媒質４０の屈折率は、上述の理由から、液
晶パネルの前面ガラス、ダイクロイックミラ−の透明基
板、の屈折率に近いものがよく（ｎ≒１．５）、例え
ば、５０％重量以上のエチレングリコ−ル水溶液（ｎ≒
１．４５）、グリセリン，エチレングリコ−ル，グリセ
リンなどを混合した水溶液（ｎ≒１．４２）、紫外線硬
化樹脂（ｎ≒１．４７）、シリコ−ンゲル（ｎ≒１．４
２；ダウコ−ニング社のシルポット３６８，信越化学工
業社のＫＥ１０５など）が、媒質４０として好適であっ
た。

【００３６】なお、図２において、Ｏ（オ−）リング４
１，筐体４２は、媒質４０を光学素子１８の内部に封入
するために用いたものであり，他の方法で液体状の媒質
４０が外部に漏れないようにしてもよい。光学媒質４０
を充填することにより、各液晶パネルの中央部と周辺部
から出た光の光路長差をほぼ零にでき、液晶パネルの全
面に渡って均一なフォ−カス性能が得られる。そして、
投写レンズのバックフォーオカス長を等価的に媒質の光
学屈折率に逆比例して短くできるので、投写レンズの設
計、製造が容易になる利点がある。

【００３７】図２において、青色の画像を表示する液晶
パネル１２によって制御された、パネル中央部の青色光
ｂ１，ｂ２は、光学素子１８に入射し，ダイクロイック
ミラ−１５およびプリズム３０の青色光を反射する干渉
膜２２，２４により反射される。

【００３８】同様に、赤色用の液晶パネル１４の中央部
の光ｒ１，ｒ２は、ダイクロイックミラ−１６、プリズ
ム３０の赤色光を反射する干渉膜２３，２５によって反
射される。そして、緑色用の液晶パネル１３の中央部の
光ｇ１，ｇ２は、ダイクロイックミラ−１５，１６及び
プリズム３０の干渉膜２４，２５に反射されることなく
そのまま通過する。

【００３９】したがって、３枚の液晶パネル１２，１
３，１４の中央部から出た光は、光学素子１８ににおい
て合成され、合成光（ｒ１＋ｇ１＋ｂ１）および（ｒ２
＋ｇ２＋ｂ２）となり、投写レンズに入射する。同様
に，各液晶パネルの周辺部から出た光ｒ３，ｇ３，ｂ３
も、光学素子１８において合成され、合成光（ｒ３＋ｇ
３＋ｂ３）となり，投写レンズに入射する。

【００４０】光学素子１８で合成された光は、図１に見
られるように、投写ンズ１９により、スクリ−ン２０に
投写され，拡大したカラ−画像を得ることができる。本
発明の光学素子１８で合成された投写光は、画面の中央
部において、ダイクロイックミラ−１５，１６およびプ
リズム３０の干渉膜がほぼ連続している（その間の間隔
Ｍがほぼ零とみなせる）ので、各液晶パネル１２，１
３，１４からの三原色光をほぼ全部合成でき、従来のク
ロス・ダイクロイックミラーで生じていたように、スク
リ−ン中央部において色が変化した細い筋を生ずること
はない。

【００４１】また、媒質４０を封入したことから、液晶
パネルの界面で生ずる反射光を低減でき、表示画像のコ
ントラスト比を向上させることができる。なお、図１に
おいて、ランプ光（白色光）を三原色光に分離するのに
用いる光学素子７は、液晶パネル１２，１３，１４の照
明系に使用するので、ダイクロイックミラー５と６がダ
イクロイックミラー４によって分割された形でＸ字状を
形成していることによる悪影響は、実験の結果、見られ
なかった。

【００４２】図４は、三原色光を合成する光学素子１８
の第２の実施例を示す構成図である。同図に示す実施例
は、２枚のダイクロイックミラ−１５，１６をＬ字状に
配置した点は、図２，図３に示したそれと同じである
が、その接点に、２個の直角プリズム３１，３２を配置
した構成（１個の直角プリズムでなく）を採っている点
で、図２，図３に示したそれと相違している。

【００４３】図４において、プリズム３１の斜面には、
ダイクロイックミラ−１５の干渉膜２２とほぼ同様な特
性の干渉膜２４が、成膜されている。プリズム３２の斜
面には、ダイクロイックミラ−１６の干渉膜２３とほぼ
同様な特性の干渉膜２５が、成膜されている。

【００４４】このような２個の直角プリズム３１，３２
を用いる場合、直角プリズム３１，３２のそれぞれは、
１種類の干渉膜を成膜しているだけなので、１個のプリ
ズムに２種の干渉膜を成膜している図２，図３に示す第
１の実施例に比べ、プリズム製造時の歩留まりを向上で
きるという利点がある。

【００４５】図５は、三原色光を合成する光学素子１８
の第３の実施例を示す構成図である。図５に示す実施例
は、２枚のダイクロイックミラ−１５，１６をＬ字状に
配置した点は、図２，図３に示したそれと同じである
が、その接点に、Ｌ字状の透明基板３３の両斜辺に干渉
膜２４，２５を成膜したものを配置した構成（１個の直
角プリズムでなく）を採っている点で、図２，図３に示
したそれと相違している。

【００４６】ガラス４３は、Ｌ字状の透明基板３３の、
Ｌ字形をなす空間を光学媒質４０で充填するために用い
たものである。本実施例は、１個の直角プリズムを用い
る場合に比べ、Ｌ字形をなす空間分のプリズム材質が不
要となり、それだけコストの低減を図れるという利点が
ある。

【００４７】図６は、三原色光を合成する光学素子１８
の第４の実施例を示す構成図である。同図に示す実施例
は、４枚のダイクロイックミラ−１５，１６，１５’，
１６’を図示の如く配置し、ダイクロイックミラー１５
と１５’のそれぞれの干渉膜をほぼ同一平面上に、透明
基板２１の板厚より充分に小さな間隔で配置し、またダ
イクロイックミラー１６と１６’のそれぞれ干渉膜をほ
ぼ同一平面上に、透明基板２１の板厚より充分に小さな
間隔で配置したものである。

【００４８】図７は、三原色光を合成する光学素子１８
の第５の実施例を示す構成図である。同図に示す実施例
は、第４の実施例（図６）と同様に、４枚のダイクロイ
ックミラ−１５，１６，１５’，１６’を用いる。本実
施例は、投写レンズ１９と光学素子１８の間に、光学的
な透明媒質４０を充填することにより，光学素子１８と
投写レンズ１９の界面で生ずる反射光を低減でき、前記
の第１から第４の実施例よりもコントラスト比を向上で
きる。

【００４９】以上の諸実施例は、液晶パネルを使用する
液晶プロジェクタについて説明したが，本発明の光学素
子は、少なくとも２本以上の投写形陰極線管の画像を合
成し、投写レンズを用いてスクリーン上にカラー画像を
再生する投写形陰極線表示装置にも、使用できることは
明らかである。

【００５０】

【発明の効果】本発明にかかる三原色光を合成する光学
素子を用いた投写形液晶表示装置によれば、スクリーン
に投写した画像の中央部において、従来、色が変化した
筋を発生して画質を損なっていたのを、そのような筋が
発生することなく、高品位の画像を再生できる（クロス
・ダイクロイックプリズムのような高価な光学素子を用
いることなく）という利点がある。

【００５１】また、価格の高いクロス・ダイクロイック
プリズムに比べて、本発明で用いる光学素子は、ダイク
ロイックミラーを使用しているところから、安価である
ので、投写形液晶表示装置自体もを安価に製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての液晶プロジェクタを
示す構成図である。

【図２】図１の要部としての光学素子の構成を示す拡大
図である。

【図３】図２の中央部の拡大図である。

【図４】本発明の光学素子の別の実施例を示す構成図で
ある。

【図５】本発明の光学素子の他の実施例を示す構成図で
ある。

【図６】本発明の光学素子の更に別の実施例を示す構成
図である。

【図７】本発明の光学素子の更に他の実施例を示す構成
図である。

【図８】液晶プロジェクタの従来例を示す構成図であ
る。

【図９】従来の光学素子を示す構成図である。

【図１０】ダイクロイックミラーの分光透過率特性の一
例を示す特性図である。

【符号の説明】

１…ランプ、２…反射鏡、３…集光レンズ（コンデンサ
レンズ）、４，５，６…ダイクロイックミラー、７…光
学素子、８，９，１０，１１…反射ミラー、１２，１
３，１４…液晶パネル、１５，１６，１７…ダイクロイ
ックミラー、１８…光学素子、１９…投写レンズ、２０
…スクリーン、２２，２３，２４，２５…干渉膜、３０
…直角プリズム、４０…透明媒質、４１…Ｏリング、４
２…筐体、４３…ガラス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大石 哲 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所映像メディア研究所内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 白色光源と、該光源からの光を集光する
   集光光学系と、該集光光学系により集光された光を入力
   されて３原色光に分離して出力する第１の光学素子と、
   分離、出力された前記３原色光の各々に対応し、各原色
   光を入力され変調して出力する各液晶表示パネルと、前
   記各液晶表示パネルからの変調光を合成して出力する第
   ２の光学素子と、該第２の光学素子からの合成光をスク
   リーンに投写するための投写レンズと、から成る投写形
   液晶表示装置において、 前記第２の光学素子は、 透明基板と、該基板上に、屈折率の高い物質と屈折率の
   低い物質を交互に積層することにより構成した多層構造
   の薄膜と、から成るダイクロイックミラーの２枚と、 互いに直交する二つの斜辺をもち、各斜辺上に、屈折率
   の高い物質と屈折率の低い物質を交互に積層することに
   より構成した多層構造の薄膜を有してなる第３の光学素
   子と、 により構成されて、前記各液晶表示パネルからの変調光
   を合成するクロス・ダイクロイックミラーであって、そ
   の際、 前記２枚のダイクロイックミラーの中の第１のダイクロ
   イックミラーを構成する薄膜と、前記第３の光学素子の
   二つの斜辺の中の第１の斜辺上の薄膜とが、該薄膜の厚
   みにほぼ等しい間隔を隔てて同一平面上に配置され、前
   記２枚のダイクロイックミラーの中の第２のダイクロイ
   ックミラーを構成する薄膜と、前記第３の光学素子の二
   つの斜辺の中の第２の斜辺上の薄膜とが、該薄膜の厚み
   にほぼ等しい間隔を隔てて同一平面上に配置されて成る
   ことを特徴とする投写形液晶表示装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の投写形液晶表示装置に
   おいて、前記第３の光学素子は、互いに直交する二つの
   斜辺をもち、各斜辺上に、屈折率の高い物質と屈折率の
   低い物質を交互に積層することにより構成した多層構造
   の、それぞれ光学特性を異にする干渉膜としての薄膜
   を、成膜された１個のプリズムから成ることを特徴とす
   る投写形液晶表示装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の投写形液晶表示装置に
   おいて、前記第３の光学素子は、屈折率の高い物質と屈
   折率の低い物質を交互に積層することにより構成した多
   層構造の干渉膜としての薄膜を、その斜辺上に、成膜さ
   れたプリズム２個から成ることを特徴とする投写形液晶
   表示装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の投写形液晶表示装置に
   おいて、前記第３の光学素子は、Ｌ字形の透明基板と、
   該基板のＬ字形をなすその二つの斜辺上に、屈折率の高
   い物質と屈折率の低い物質を交互にそれぞれ積層するこ
   とにより構成した多層構造の、互いに光学特性を異にす
   る干渉膜としての二つの薄膜と、から成ることを特徴と
   する投写形液晶表示装置。
5. 【請求項５】 白色光源と、該光源からの光を集光する
   集光光学系と、該集光光学系により集光された光を入力
   されて３原色光に分離して出力する第１の光学素子と、
   分離、出力された前記３原色光の各々に対応し、各原色
   光を入力され変調して出力する各液晶表示パネルと、前
   記各液晶表示パネルからの変調光を合成して出力する第
   ２の光学素子と、該第２の光学素子からの合成光をスク
   リーンに投写するための投写レンズと、から成る投写形
   液晶表示装置において、 前記第２の光学素子は、 透明基板と、該基板上に、屈折率の高い物質と屈折率の
   低い物質を交互に積層することにより構成した多層構造
   の薄膜と、から成るダイクロイックミラーの４枚で構成
   されたクロス・ダイクロイックミラーであって、その
   際、 前記４枚のダイクロイックミラーの中の第１のダイクロ
   イックミラーを構成する薄膜と、第２のダイクロイック
   ミラーを構成する薄膜とが、該薄膜の厚みにほぼ等しい
   間隔を隔てて同一平面上に配置された第１の組み合わせ
   と、 前記４枚のダイクロイックミラーの中の第３のダイクロ
   イックミラーを構成する薄膜と、第４のダイクロイック
   ミラーを構成する薄膜とが、該薄膜の厚みにほぼ等しい
   間隔を隔てて同一平面上に配置された第２の組み合わせ
   と、をクロスさせて成ることを特徴とする投写形液晶表
   示装置。
6. 【請求項６】 請求項１，２，３，４又は５に記載の投
   写形液晶表示装置において、前記液晶パネルから前記第
   ２の光学素子を経て前記レンズに至る光学通路中に、光
   学屈折率が１．３以上２．０以下、望ましくは１．４以
   上１．６以下、の透明な光学媒質を満たすことにより、
   不要な反射光の発生を減少させることを特徴とする投写
   形液晶表示装置。
7. 【請求項７】 透明基板と、該基板上に、屈折率の高い
   物質と屈折率の低い物質を交互に積層することにより構
   成した多層構造の薄膜と、から成るダイクロイックミラ
   ーの２枚と、 互いに直交する二つの斜辺をもち、各斜辺上に、屈折率
   の高い物質と屈折率の低い物質を交互に積層することに
   より構成した多層構造の薄膜を有してなる光学部品と、
   から成る光学素子であって、 前記２枚のダイクロイックミラーの中の第１のダイクロ
   イックミラーを構成する薄膜と、前記光学部品の二つの
   斜辺の中の第１の斜辺上の薄膜とを、該薄膜の厚みにほ
   ぼ等しい間隔を隔てて同一平面上に配置することにより
   構成した第１の組み合わせと、 前記２枚のダイクロイックミラーの中の第２のダイクロ
   イックミラーを構成する薄膜と、前記光学部品の二つの
   斜辺の中の第２の斜辺上の薄膜とを、該薄膜の厚みにほ
   ぼ等しい間隔を隔てて同一平面上に配置することにより
   構成した第２の組み合わせと、 をクロスさせることにより構成したクロス・ダイクロイ
   ックミラーであることを特徴とする光学素子。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の光学素子において、前
   記光学部品が、互いに直交する二つの斜辺をもち、各斜
   辺上に、屈折率の高い物質と屈折率の低い物質を交互に
   積層することにより構成した多層構造の、それぞれ光学
   特性を異にする干渉膜としての薄膜を、成膜された１個
   のプリズムから成ることを特徴とする光学素子。
9. 【請求項９】 請求項７に記載の光学素子において、前
   記光学部品が、屈折率の高い物質と屈折率の低い物質を
   交互に積層することにより構成した多層構造の干渉膜と
   しての薄膜を、その斜辺上に、成膜されたプリズム２個
   をから成ることを特徴とする光学素子。
10. 【請求項１０】 請求項７に記載の光学素子において、
    前記光学部品が、Ｌ字形の透明基板と、該基板のＬ字形
    をなすその二つの斜辺上に、屈折率の高い物質と屈折率
    の低い物質を交互にそれぞれ積層することにより構成し
    た多層構造の、互いに光学特性を異にする干渉膜として
    の二つの薄膜と、から成ることを特徴とする光学素子。
11. 【請求項１１】 透明基板と、該基板上に、屈折率の高
    い物質と屈折率の低い物質を交互に積層することにより
    構成した多層構造の薄膜と、から成るダイクロイックミ
    ラーの４枚で構成されたクロス・ダイクロイックミラー
    であって、その際、 前記４枚のダイクロイックミラーの中の第１のダイクロ
    イックミラーを構成する薄膜と、第２のダイクロイック
    ミラーを構成する薄膜とが、該薄膜の厚みにほぼ等しい
    間隔を隔てて同一平面上に配置された第１の組み合わせ
    と、 前記４枚のダイクロイックミラーの中の第３のダイクロ
    イックミラーを構成する薄膜と、第４のダイクロイック
    ミラーを構成する薄膜とが、該薄膜の厚みにほぼ等しい
    間隔を隔てて同一平面上に配置された第２の組み合わせ
    と、をクロスさせて成るクロス・ダイクロイックミラー
    であることを特徴とする光学素子。
12. 【請求項１２】 請求項７，８，９，１０又は１１に記
    載の光学素子において、外部に所在する液晶パネルから
    入力される光が、当該光学素子を経て、外部の投写レン
    ズに至る際の、当該光学素子中の光学通路に、光学屈折
    率が１．３以上２．０以下、望ましくは１．４以上１．
    ６以下、の透明な光学媒質を満たすことにより、不要な
    反射光の発生を減少させることを特徴とする光学素子。