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公開番号2025103301
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-09
出願番号2023220612
出願日2023-12-27
発明の名称光合成素子、光学ユニットおよび投射型表示装置
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G03B 21/14 20060101AFI20250702BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】小型の構成で4つの光を合成できる、光合成素子、光学ユニットおよび投射型表示装置を提供する。
【解決手段】本発明は、第1光が入射する第1面と、第2光が入射する第2面と、第3光と第4光とが入射する第3面と、各光を合成して射出する射出面と、第2、3光を透過し第1光を反射する第1反射面と、第1、2光を透過し第3光を反射する第2反射面と、第1、第2、第3光を透過し第4光を反射する第3反射面と、を有するプリズム本体を備える。第1面は、射出面と直交し、第2面は、射出面と反対を向くとともに第1面と直交し、第3面は、一端が第1面と交差し他端が射出面と交差し、第1反射面は、一端が第1、2面と交差するとともに他端が第3反射面と交差し、第2反射面は、一端が第2、3面と交差するとともに他端が第1面および射出面と交差し、第3反射面は、一端が第3面と交差し他端が第1面および射出面と交差する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１光が入射する第１面と、
前記第１光と異なる第２光が入射する第２面と、
前記第１光および前記第２光と異なる第３光と、前記第３光と異なる第４光と、が入射する第３面と、
前記第１光、前記第２光、前記第３光および前記第４光を射出する射出面と、
前記第２光と前記第３光とを透過させるとともに前記第１光を反射する第１光学層と、
前記第１光と前記第２光とを透過させるとともに前記第３光を反射する第２光学層と、
前記第１光、前記第２光および前記第３光を透過させるとともに前記第４光を反射する第３光学層と、を有するプリズム本体を備え、
前記プリズム本体の前記第１面は、前記射出面と直交し、
前記プリズム本体の前記第２面は、前記射出面と反対を向くとともに、前記第１面と直交し、
前記プリズム本体の前記第３面は、一端が前記第２面と交差し、他端が前記射出面と交差し、
前記第１光学層を形成した面は、一端が前記第１面および前記第２面と交差するとともに、他端が前記第３光学層を形成した面と交差し、
前記第２光学層を形成した面は、一端が前記第２面および前記第３面と交差するとともに、他端が前記第１面および前記射出面と交差し、
前記第３光学層を形成した面は、一端が前記第３面と交差し、他端が前記第１面および前記射出面と交差する、
光合成素子。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記第３光および前記第４光は同じ色の色光であり、互いの偏光方向が異なる、
請求項１に記載の光合成素子。
【請求項３】
前記第３光および前記第４光は同じ色の色光であり、互いの波長帯が異なる、
請求項１に記載の光合成素子。
【請求項４】
前記プリズム本体は、前記第１面と前記第２面と前記第３面の一部と第５面とを含むクロスプリズムと、前記射出面と前記第３面の他の一部とを含む三角プリズムと、が接合される、
請求項１に記載の光合成素子。
【請求項５】
前記第１光学層は、前記クロスプリズムの第１接合部に設けられ、
前記第２光学層は、前記クロスプリズムの前記第１接合部に交差する第２接合部に設けられ、
前記第３光学層は、前記クロスプリズムと前記三角プリズムとが接合された第３接合部に設けられる、
請求項４に記載の光合成素子。
【請求項６】
前記第２面および前記第３面は１２０°で交差し、
前記第３面および前記射出面は６０°で交差する、
請求項４または請求項５に記載の光合成素子。
【請求項７】
請求項１に記載の光合成素子と、
前記第１面に対向して配置され、前記第１光を射出する第１電気光学装置と、
前記第２面に対向して配置され、前記第２光を射出する第２電気光学装置と、
前記第３面に対向して配置され、前記第３光を射出する第３電気光学装置と、
前記第３面に対向するとともに前記第３電気光学装置に並んで配置され、前記第４光を射出する第４電気光学装置と、を備える、
光学ユニット。
【請求項８】
前記第１電気光学装置、前記第２電気光学装置および前記第３電気光学装置は、光源と、液晶パネルと、前記液晶パネルから射出した光が入射する偏光素子と、を含む、
請求項７に記載の光学ユニット。
【請求項９】
前記第１電気光学装置、前記第２電気光学装置および前記第３電気光学装置は、自発光パネルと、前記自発光パネルから射出する光の偏光方向を揃える偏光変換部材と、を含む、
請求項７に記載の光学ユニット。
【請求項１０】
請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の光学ユニットと、
前記光学ユニットから射出された光を投射する投射光学系と、を備える、
投射型表示装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光合成素子、光学ユニットおよび投射型表示装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、青色光をＳ偏光とＰ偏光とに分離して２枚の液晶パネルで変調した後に合成した青色画像光に対して、緑用液晶パネルで変調した緑色画像光と赤用液晶パネルで変調した赤色画像光とを合成する、プロジェクターが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０１７／１０４０００号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示のプロジェクターでは、４つの光を合成する際に、２つの青色画像光を合成する第１ダイクロイックプリズムと、第１ダイクロイックプリズムにより合成した青色画像光と残り２つの赤色画像光および緑色画像光とを合成する第２ダイクロイックプリズムと、が必要となる。しかしながら、第１ダイクロイックプリズムを用いたことで、赤色画像光および緑色画像光の光路にフォーカス等を調整するための光学部材が必要となってしまうため、光学系が大型化するという課題があった。
そこで、小型の構成で４つの光を合成できる新たな光合成素子の提供が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明の第１態様によれば、第１光が入射する第１面と、
前記第１光と異なる第２光が入射する第２面と、前記第１光および前記第２光と異なる第３光と、前記第３光と異なる第４光と、が入射する第３面と、前記第１光、前記第２光、前記第３光および前記第４光を射出する射出面と、前記第２光と前記第３光とを透過させるとともに前記第１光を反射する第１光学層と、前記第１光と前記第２光とを透過させるとともに前記第３光を反射する第２光学層と、前記第１光、前記第２光および前記第３光を透過させるとともに前記第４光を反射する第３光学層と、を有するプリズム本体を備え、前記プリズム本体の前記第１面は、前記射出面と直交し、前記プリズム本体の前記第２面は、前記射出面と反対を向くとともに、前記第１面と直交し、前記プリズム本体の前記第３面は、一端が前記第２面と交差し、他端が前記射出面と交差し、前記第１光学層を形成した面は、一端が前記第１面および前記第２面と交差するとともに、他端が前記第３光学層を形成した面と交差し、前記第２光学層を形成した面は、一端が前記第２面および前記第３面と交差するとともに、他端が前記第１面および前記射出面と交差し、前記第３光学層を形成した面は、一端が前記第３面と交差し、他端が前記第１面および前記射出面と交差する、光合成素子が提供される。
【０００６】
本発明の第２態様によれば、第１態様の光合成素子と、前記第１面に対向して配置され、前記第１光を射出する第１電気光学装置と、前記第２面に対向して配置され、前記第２光を射出する第２電気光学装置と、前記第３面に対向して配置され、前記第３光を射出する第３電気光学装置と、前記第３面に対向するとともに前記第３電気光学装置に並んで配置され、前記第４光を射出する第４電気光学装置と、を備える、光学ユニットが提供される。
【０００７】
本発明の第３態様によれば、第２態様の光学ユニットと、前記光学ユニットから射出された光を投射する投射光学系と、を備える、投射型表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１実施形態の投射型表示装置を示す平面図である。
第１変形例の投射型表示装置を示す平面図である。
第２変形例の投射型表示装置を示す平面図である。
第２実施形態の投射型表示装置を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００１０】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の投射型表示装置を示す平面図である。
図１に示すように、本実施形態の投射型表示装置１００は、画像光生成ユニット（光学ユニット）１０と、画像光生成ユニット１０から射出された光を投射する投射光学系１１０と、を備えている。
（【００１１】以降は省略されています）

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