JPS62115120A - カラ−投射装置 - Google Patents
カラ−投射装置Info
- Publication number
- JPS62115120A JPS62115120A JP25525885A JP25525885A JPS62115120A JP S62115120 A JPS62115120 A JP S62115120A JP 25525885 A JP25525885 A JP 25525885A JP 25525885 A JP25525885 A JP 25525885A JP S62115120 A JPS62115120 A JP S62115120A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- mirror
- projection
- grating
- lens
- 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
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- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はカラー投射表示をおこなうディスプレイの光学
系に関するものである。
系に関するものである。
（従来の技術）
従来、液晶表示素子を用いたカラー表示には、カラーフ
ィルターを用いて投射光の色分離を行い、液晶素子で画
素をスイッチする方式が用いられているが、従来用いら
れている色素、染料のカラーフィルターは耐光性、耐熱
性が不十分なためにこの方式を高輝度の投射ディスプレ
イに用いることはできなかった。そこで、特開昭５９−
１３４３０３ ｒカラー熱書込み液晶ライトバルブ」に
述べられているように、カラーフィルターに回折格子を
用いた表示素子を使用することによって上記の欠点であ
った耐光性、耐熱性の問題が解決され、投射ディスプレ
イが可能となった。上記文献においては、透明基盤と、
光吸収膜と、光反射膜と、液晶配向膜と、透明電極膜と
、透明基盤、とから構成される、熱書込み液晶ライトバ
ルブにおいて、上記構成要素間に異なる光学的位相差を
もつ格子の周期的に配置された回折格子が形成されてい
る。回折格子は投射光を回折し、回折格子のピッチと位
相を制御することにより、特定の光の波長領域を任意の
方向に回折することができる。
ィルターを用いて投射光の色分離を行い、液晶素子で画
素をスイッチする方式が用いられているが、従来用いら
れている色素、染料のカラーフィルターは耐光性、耐熱
性が不十分なためにこの方式を高輝度の投射ディスプレ
イに用いることはできなかった。そこで、特開昭５９−
１３４３０３ ｒカラー熱書込み液晶ライトバルブ」に
述べられているように、カラーフィルターに回折格子を
用いた表示素子を使用することによって上記の欠点であ
った耐光性、耐熱性の問題が解決され、投射ディスプレ
イが可能となった。上記文献においては、透明基盤と、
光吸収膜と、光反射膜と、液晶配向膜と、透明電極膜と
、透明基盤、とから構成される、熱書込み液晶ライトバ
ルブにおいて、上記構成要素間に異なる光学的位相差を
もつ格子の周期的に配置された回折格子が形成されてい
る。回折格子は投射光を回折し、回折格子のピッチと位
相を制御することにより、特定の光の波長領域を任意の
方向に回折することができる。
この回折格子を液晶ライトバルブの内部にカラーストラ
イプの替りに構成すれば、回折格子は光を吸収しないで
、耐光性、耐熱性において問題がなく、かつカラースト
ライプと同様の色付けができるので、高輝度のカラーデ
ィスプレイが可能になる。しかし、回折格子を用いたカ
ラーフィルターは特定の回折次数の光、例えば０次光の
みを用いて、他の次数の回折光を遮光することによって
特定の色を得る原理を用いているため、投射光源に制約
があった。すなわち、入射光と出射光を分離するだけで
なく、不必要な回折光を遮光するため、投射レンズの前
側焦点面上の光束はできるだけ細くする必要があり、点
光源の投射光源を用いる必要があった。
イプの替りに構成すれば、回折格子は光を吸収しないで
、耐光性、耐熱性において問題がなく、かつカラースト
ライプと同様の色付けができるので、高輝度のカラーデ
ィスプレイが可能になる。しかし、回折格子を用いたカ
ラーフィルターは特定の回折次数の光、例えば０次光の
みを用いて、他の次数の回折光を遮光することによって
特定の色を得る原理を用いているため、投射光源に制約
があった。すなわち、入射光と出射光を分離するだけで
なく、不必要な回折光を遮光するため、投射レンズの前
側焦点面上の光束はできるだけ細くする必要があり、点
光源の投射光源を用いる必要があった。
（発明が解決しようとする問題点）
低価格の小型の投射装置を製作するにはハロゲンランプ
などの小型で高輝度のランプを使用することが望ましい
が、フィラメント光源で点光源でないために上に述べた
光の分離が不十分となり、十分な彩度のカラーが得られ
なかった。このため、光源としてキャノンランプ、アー
クランプ等の点光源を用いざるを得なく、カラー投射装
置は大型で高額なものとなっていた。この発明の目的は
この問題点を解決し、ハロゲンランプ等の安価なフィラ
メント光源を用いたカラー投射装置を提供することにあ
る。
などの小型で高輝度のランプを使用することが望ましい
が、フィラメント光源で点光源でないために上に述べた
光の分離が不十分となり、十分な彩度のカラーが得られ
なかった。このため、光源としてキャノンランプ、アー
クランプ等の点光源を用いざるを得なく、カラー投射装
置は大型で高額なものとなっていた。この発明の目的は
この問題点を解決し、ハロゲンランプ等の安価なフィラ
メント光源を用いたカラー投射装置を提供することにあ
る。
（問題点を解決するための手段）
この発明の要旨とするところは、不要な投射光を除くた
めの格子状のミラーを用いて、点光源でなくても十分な
彩度のカラー投射装置を得るもので、回折格子によるカ
ラーフィルターを用いた画像表示素子と、前記画像表示
素子を投射表示する光学系とから構成し、さらに前記投
射表示する光学系が投射レンズの前側焦点面上に部分的
に反射および透過する格子状ミラーを備えた構成となっ
ている。
めの格子状のミラーを用いて、点光源でなくても十分な
彩度のカラー投射装置を得るもので、回折格子によるカ
ラーフィルターを用いた画像表示素子と、前記画像表示
素子を投射表示する光学系とから構成し、さらに前記投
射表示する光学系が投射レンズの前側焦点面上に部分的
に反射および透過する格子状ミラーを備えた構成となっ
ている。
（作用）
格子状のミラーを投射レンズの前側焦点面上に置き、そ
の格子ミラーを透過もしくは反射させて投射光を投射レ
ンズを通り画像表示素子に入射させ、画像表示手段から
の回折光を再び投射レンズを通って格子ミラーに導くよ
うに構成すると、特定の回折光のみが格子ミラーを透過
し、他の回折光は格子ミラーで反射されて表示画面に現
われないようにできる。このため、投射光が投射レンズ
の前側焦点面上で十分に絞られなくても、回折格子を用
いた十分な彩度のカラー表示が可能になる。
の格子ミラーを透過もしくは反射させて投射光を投射レ
ンズを通り画像表示素子に入射させ、画像表示手段から
の回折光を再び投射レンズを通って格子ミラーに導くよ
うに構成すると、特定の回折光のみが格子ミラーを透過
し、他の回折光は格子ミラーで反射されて表示画面に現
われないようにできる。このため、投射光が投射レンズ
の前側焦点面上で十分に絞られなくても、回折格子を用
いた十分な彩度のカラー表示が可能になる。
（実施例）
以下、図示の実施例により本発明によるカラー投射装置
を説明する。第１図は本発明の実施例を示す図である。
を説明する。第１図は本発明の実施例を示す図である。
投射光源６からの投射光１はレンズ７で集光され格子状
ミラー２で反射され投射レンズ３でカラー画像表示素子
４に導かれる。画像表示素子４には回折格子が内臓され
ていて、投射光１ａ、 ｌｂが入射すると、θ次光、±
１次光である５ａ、５ａ’ 、５ａ” 。
ミラー２で反射され投射レンズ３でカラー画像表示素子
４に導かれる。画像表示素子４には回折格子が内臓され
ていて、投射光１ａ、 ｌｂが入射すると、θ次光、±
１次光である５ａ、５ａ’ 、５ａ” 。
５ｂ’ 、５ｂ“が得られる。これらの光は再び投射レ
ンズ３を通って格子ミラー２に導かれるが、０次光５ａ
。
ンズ３を通って格子ミラー２に導かれるが、０次光５ａ
。
５ｂのみが格子ミラー２を通過し、±１次回折光５ａ′
。
。
５ｂ″はレンズ３でけられ、５ａ“、５ｂ′ は格子ミ
ラーで遮光される。従来は、この５ａ” 、５ｂ’ の
回折光が遮光されないために十分なカラー表示ができな
かった。正反射方向に戻る０次回折光の波長分布は深さ
″） ｄに依存する。任意の波長λの０次回折光強度ｎは光の
進む媒質の屈折率をｎとすれば次式で得られる。
ラーで遮光される。従来は、この５ａ” 、５ｂ’ の
回折光が遮光されないために十分なカラー表示ができな
かった。正反射方向に戻る０次回折光の波長分布は深さ
″） ｄに依存する。任意の波長λの０次回折光強度ｎは光の
進む媒質の屈折率をｎとすれば次式で得られる。
ｒｌ ＝ ｃｏｓ２（２ｒｒｎｄ／λ）（１）（１）式
が最大値１になるのは、格子の深さｄが次式を満足する
時である。
が最大値１になるのは、格子の深さｄが次式を満足する
時である。
ｄ ＝ ｍＸ／２ｎ （ｍは整数）（２）また、最小
値Ｏになるのは、格子の深さｄが次式を満たす時である
。
値Ｏになるのは、格子の深さｄが次式を満たす時である
。
ｄ ＝（２ｍ＋１）Ａ／４ｎ （ｍは整数）（３）第３
図は、屈折率ｎとして液晶の屈折率１．５、回折格子の
深さｄの値が（ａ）３１０ｎｍ、 （ｂ）２６０ｎｍ、
（ｃ）２１０ｎｍの時の０次回折光の波長分布を示す
。各場合についての色は（ａ）シアン、（ｂ）マゼンタ
、（Ｃ）イエローが得られる。
図は、屈折率ｎとして液晶の屈折率１．５、回折格子の
深さｄの値が（ａ）３１０ｎｍ、 （ｂ）２６０ｎｍ、
（ｃ）２１０ｎｍの時の０次回折光の波長分布を示す
。各場合についての色は（ａ）シアン、（ｂ）マゼンタ
、（Ｃ）イエローが得られる。
第２図は、格子ミラー２の形状と画像表示素子との位置
関係を示した図である。各（ａ）図、（ｂ）図は２種類
の格子ミラーを示したもので、格子ミラー２は格子状に
反射ミラ一部２′ と透過部２″が交互に形成されたも
ので、画像表示素子の回折格子の回折方向にピッチｑで
並んでいる。この格子ミラーはガラス基板にアルミ膜を
蒸着して作成できる。この格子ミラーのピッチｑは、投
射レンズ３の焦点距離をｆ、カラー画像表示素子４の回
折格子のピッチをｄ、投射光１の波長をλとすると、次
式で与えられる。
関係を示した図である。各（ａ）図、（ｂ）図は２種類
の格子ミラーを示したもので、格子ミラー２は格子状に
反射ミラ一部２′ と透過部２″が交互に形成されたも
ので、画像表示素子の回折格子の回折方向にピッチｑで
並んでいる。この格子ミラーはガラス基板にアルミ膜を
蒸着して作成できる。この格子ミラーのピッチｑは、投
射レンズ３の焦点距離をｆ、カラー画像表示素子４の回
折格子のピッチをｄ、投射光１の波長をλとすると、次
式で与えられる。
ｑ−ＤＪｄ （４）ｆ＝５０ｍｍ
、λ＝５５０ｎｍ、 ｄ＝４ｐｍの時には、ｑは約７ｍ
ｍの値となるように作成すれば良い。
、λ＝５５０ｎｍ、 ｄ＝４ｐｍの時には、ｑは約７ｍ
ｍの値となるように作成すれば良い。
（発明の効果）
このように、本発明を用いることにより、従来よりもカ
ラー表示特性が改善された投射装置が得られる。尚、本
発明はカラーフィルターを用いた液晶表示素子だけでな
く、回折格子によるカラーフィルターを用いた他の表示
素子に適用しても、有効であることはいうまでもない。
ラー表示特性が改善された投射装置が得られる。尚、本
発明はカラーフィルターを用いた液晶表示素子だけでな
く、回折格子によるカラーフィルターを用いた他の表示
素子に適用しても、有効であることはいうまでもない。
第１図は本発明の実施例を示す図、第２図は本発明に用
いる格子ミラーを説明する図、第３図はＯ次回折光の波
長分布を示す図である。 図において、２は格子ミラー、３，７はレンズ、４は画
像表示素子、６は投射光源である。
いる格子ミラーを説明する図、第３図はＯ次回折光の波
長分布を示す図である。 図において、２は格子ミラー、３，７はレンズ、４は画
像表示素子、６は投射光源である。
Claims (1)
- 回折格子によるカラーフィルターを用いた画像表示素子
と、前記画像表示素子を投射表示する光学系とから構成
される投射表示装置において、前記投射表示する光学系
が投射レンズの前側焦点面上に部分的に反射および透過
する格子状ミラーを備えることを特徴とするカラー投射
光学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25525885A JPS62115120A (ja) | 1985-11-13 | 1985-11-13 | カラ−投射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25525885A JPS62115120A (ja) | 1985-11-13 | 1985-11-13 | カラ−投射装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62115120A true JPS62115120A (ja) | 1987-05-26 |
Family
ID=17276245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25525885A Pending JPS62115120A (ja) | 1985-11-13 | 1985-11-13 | カラ−投射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62115120A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5231433A (en) * | 1990-01-19 | 1993-07-27 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Reflecting illumination projecting device |
| US5245369A (en) * | 1989-11-01 | 1993-09-14 | Aura Systems, Inc. | Scene projector |
| US5379081A (en) * | 1993-03-31 | 1995-01-03 | Daewoo Electronics, Co. Ltd. | Optical baffling device |
| KR20030060299A (ko) * | 2002-01-08 | 2003-07-16 | 주식회사 대우일렉트로닉스 | 회절격자 일체형 투사형 화상 표시장치의 광학 시스템 |
| KR100512398B1 (ko) * | 2002-07-25 | 2005-09-07 | 임용근 | 반사형 디스플레이 장치 |
-
1985
- 1985-11-13 JP JP25525885A patent/JPS62115120A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5245369A (en) * | 1989-11-01 | 1993-09-14 | Aura Systems, Inc. | Scene projector |
| US5231433A (en) * | 1990-01-19 | 1993-07-27 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Reflecting illumination projecting device |
| US5381197A (en) * | 1990-01-19 | 1995-01-10 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Reflecting illumination projecting device |
| US5379081A (en) * | 1993-03-31 | 1995-01-03 | Daewoo Electronics, Co. Ltd. | Optical baffling device |
| KR20030060299A (ko) * | 2002-01-08 | 2003-07-16 | 주식회사 대우일렉트로닉스 | 회절격자 일체형 투사형 화상 표시장치의 광학 시스템 |
| KR100512398B1 (ko) * | 2002-07-25 | 2005-09-07 | 임용근 | 반사형 디스플레이 장치 |
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