JP2003215532A - 画像表示装置 - Google Patents

画像表示装置

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JP2003215532A JP2002017622A JP2002017622A JP2003215532A JP 2003215532 A JP2003215532 A JP 2003215532A JP 2002017622 A JP2002017622 A JP 2002017622A JP 2002017622 A JP2002017622 A JP 2002017622A JP 2003215532 A JP2003215532 A JP 2003215532A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ｆナンバーの低い明るい照明光学系を使用す
ることができるとともに、色分離合成素子における光利
用効率の低下が防止され、明るい画像表示が行えるよう
にする。 【解決手段】 反射電極を有する空間光変調素子１を照
明する照明光学系２と、空間光変調素子１の像を結像す
る投射レンズ３とを備える。照明光学系２と空間光変調
素子１との間に配置された反射面４により、照明光学系
２から空間光変調素子１に至る照明光の光路を折り返す
ようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空間光変調素子の
像を投射レンズによってスクリーン等に投射して画像表
示を行う画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、空間光変調素子を有し、この空間
光変調素子の像を投射レンズによってスクリーン等に投
射して画像表示を行う画像表示装置が提案されている。
例えば、図１６に示すように、放電ランプ等の光源１０
１を有する照明光学系１０２を有し、この照明光学系１
０２により、液晶等の偏光を用いた空間光変調素子１０
３を照明し、この空間光変調素子１０３の像を投射レン
ズ１０４によって図示しないスクリーンに投射する投射
型の画像表示装置は、大型の画像表示装置として実用化
されている。
【０００３】そして、空間光変調素子としては、反射電
極を有する反射型の空間光変調素子が使用されている。
このような反射型の空間光変調素子は、開口率を大きく
することができ、小型化及び高精細化が図れる点で優れ
ている。
【０００４】また、この画像表示装置においては、偏光
子及び検光子として、一般的に偏光ビームスプリッタ
（ＰＢＳ）１０５が用いられている。すなわち、照明光
学系１０２より出射された光束は、偏光子である偏光ビ
ームスプリッタ１０５に入射し、特定の偏光方向の成分
のみが選択されて、空間光変調素子１０３に入射するこ
ととなる。
【０００５】そして、この偏光ビームスプリッタ１０５
と空間光変調素子１０３と間には、色分離合成素子とし
てダイクロイックプリズム１０６が配設されている。す
なわち、偏光ビームスプリッタ１０５を経た照明光は、
ダイクロイックプリズム１０６において、Ｒ（赤色）、
Ｇ（緑色）及びＢ（青色）の各色成分に色分離される。
そして、各色成分は、対応する空間光変調素子１０３，
１０３，１０３に入射し、偏光変調されて反射される。
【０００６】各空間光変調素子１０３，１０３，１０３
からの反射光束は、ダイクロイックプリズム１０６にお
いて色合成されて、偏光ビームスプリッタ１０５に入射
する。ここで、偏光ビームスプリッタ１０５は、検光子
として作用し、特定の偏光成分のみを透過させることに
よって、各空間光変調素子１０３，１０３，１０３にお
ける偏光変調を強度変調に変換する。このようにして強
度変調のなされた光束が投射レンズ１０４に入射される
ことにより、各空間光変調素子１０３，１０３，１０３
における変調に対応した画像がスクリーン上に投射され
て表示されることとなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な画像表示装置において、偏光子及び検光子として使用
している偏光ビームスプリッタは、誘電体多層膜の界面
におけるＰ偏光及びＳ偏光の反射率の差によって偏光成
分の選択をするものであり、入射光の波長依存性及び角
度依存性が大きい。
【０００８】そのため、この画像表示装置においては、
Ｆナンバーの低い明るい照明光学系を使用することがで
きず、光利用効率を向上させることは困難である。
【０００９】また、上述の画像表示装置において、色分
離合成素子として使用しているダイクロイックプリズム
においては、偏光依存性が大きい。すなわち、入射光
（Ｓ偏光）と出射光（Ｐ偏光）についてのダイクロイッ
ク面の特性が異なり、空間光変調素子を経た変調光の偏
光軸は入射光偏光軸に直交する方位となるため、光利用
効率が低下する。
【００１０】ここで、照明光学系の光軸を空間光変調素
子に対して傾斜させることにより、偏光ビームスプリッ
タに変えて偏光板を用いる光学系が考えられる。しかし
ながら、投射レンズの鏡筒による照明光のケラレが生じ
ないようにするためには、照明光学系の光軸の空間光変
調素子に対する傾斜を大きくする必要がある。照明光学
系の光軸が空間光変調素子に対して大きく傾斜される
と、この傾斜に応じて投射レンズに入射される光束の光
軸も傾き、投射レンズの特性が劣化し、また、偏光板や
空間光変調素子への照明光の入射角度が増大し、照明効
率が低下するとともに、表示画像のコントラストが低下
する。
【００１１】そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提
案されるものであって、Ｆナンバーの低い明るい照明光
学系を使用することができるとともに、色分離合成素子
における光利用効率の低下が防止され、明るい画像表示
を行うことができる画像表示装置を提供しようとするも
のである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明に係る画像表示装置は、反射電極を有する空
間光変調素子と、偏光素子及び光源を有し該偏光素子を
介して該光源によって空間光変調素子を照明する照明光
学系と、空間光変調素子の像を結像する投射レンズとを
備え、照明光学系と空間光変調素子との間に配置された
反射面を有し、この反射面によって、該照明光学系から
該空間光変調素子に至る照明光の光路が折り返されるこ
とを特徴とするものである。
【００１３】この画像表示装置においては、照明光学系
から空間光変調素子に至る照明光の光路が反射面によっ
て折り返されるので、該光路と投射レンズとの干渉を生
ずることなく、照明光の空間光変調素子への入射角を小
さくすることができる。
【００１４】また、本発明に係る画像表示装置は、反射
電極を有する空間光変調素子と、偏光素子、複数のエレ
メントがマトリクス状に配列されたインテグレータ及び
光源を有し該光源から発せられた照明光を該偏光素子及
びインテグレータを介して空間光変調素子に傾斜して入
射させこの空間光変調素子を照明する照明光学系と、空
間光変調素子の像を結像する投射レンズとを備え、イン
テグレータの各エレメントのアスペクト比は、空間光変
調素子の照明範囲のアスペクト比に対して、照明光の該
空間光変調素子に対する傾斜の方向に縮められたものと
なっていることを特徴とするものである。
【００１５】この画像表示装置においては、照明光学系
のインテグレータの各エレメントのアスペクト比が、空
間光変調素子の照明範囲のアスペクト比に対して、照明
光の該空間光変調素子に対する傾斜の方向に縮められた
ものとなっているので、該照明光学系による該空間光変
調素子の照明効率を高めることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。
【００１７】本発明に係る画像表示装置は、図１に示す
ように、例えば、反射型の液晶変調素子の如き、反射電
極を有する空間光変調素子（ライトバルブ）１と、この
空間光変調素子１を照明する照明光学系２と、空間光変
調素子１の像を結像する投射レンズ３からなる投射型の
画像表示装置である。照明光学系２は、図示しない放電
ランプ等の光源及び偏光素子を有し、該光源が発した光
束を偏光素子及び複数の光学素子を介して、照明光束と
して空間光変調素子１に対して傾斜して照射するように
構成されている。照明光束は、直線偏光となされた光束
である。そして、投射レンズ３は、空間光変調素子１の
像を、図示しないスクリーン上に投射させ結像させる。
【００１８】そして、この画像表示装置は、照明光学系
２から発せられた照明光束が投射レンズ３の鏡筒によっ
て遮られないように、照明光束の光路を折り曲げるため
の反射面４を有している。この反射面４は、照明光束の
空間光変調素子１の表示面に対する傾斜角度を最小限に
抑えつつ、この照明光束と、空間光変調素子１により反
射された変調光束とが交わらないようにするため、投射
レンズ３の後玉（空間光変調素子１側のレンズ）にでき
るだけ近い位置に配置されている。また、反射面４は、
照明光学系３からの照明光束が、空間光変調素子１、ま
たは、照明光学系３と空間光変調素子１との間に配設さ
れる色分離プリズムに重ならない角度となされて配置さ
れている。
【００１９】この画像表示装置においては、このように
反射面４が設けられていることにより、投射レンズ３の
鏡筒の大きさに拘わらず、照明光学系２からの照明光束
の空間光変調素子１の表示面に対する傾斜角度を最小限
に抑えることができる。なお、照明光束の空間光変調素
子１の表示面に対する傾斜角度は、照明光学系２のＦナ
ンバ、投射レンズ３のバックフォーカス、組み立てにお
ける余裕度など加味して決定することができる。
【００２０】この画像表示装置においては、いわゆる偏
心光学系を用いていることにより、コンパクトな光学シ
ステムとすることができる。すなわち、空間光変調素子
１の照明光束の入射側には、照明光学系２におけるフィ
ールドレンズが配設されているが、このフィールドレン
ズは、投射レンズ３のフィールドレンズも兼ねている。
このフィールドレンズは、空間光変調素子１の反射面に
おいてテレセントリックな光学系とする目的で配置され
ている。このフィールドレンズの光軸を投射レンズ３の
光軸に対して適当にずらす、あるいは、フィールドレン
ズの光軸及び投射レンズ３の光軸を一致させたままで、
空間光変調素子１の反射面を投射レンズ３の光軸に対し
て傾ける等により、空間光変調素子１に対する斜め照明
を実現している。投射レンズ３の光軸に対するフィール
ドレンズの光軸のシフト及びチルト、空間光変調素子１
位置は、投射レンズ３の特性（ＭＴＦ、画歪み）、口径
や、斜め投射比率等に影響を与える。そのため、照明光
学系２は、独立して設計できるものではなく、投射光学
系３をも考慮して設計されるべきである。
【００２１】そして、この画像表示装置においては、空
間光変調素子１を液晶変調素子として場合において、こ
の液晶変調素子に対応して、円偏光板を配設する。この
円偏光板は、１個の液晶変調素子に対して１枚が対応し
て配設され、照明光学系２より液晶変調素子に入射され
る光束に対しては偏光子の機能を果たし、液晶変調素子
により反射されて投射レンズ３に入射する光束に対して
は検光子の機能を果たす。この画像表示装置において
は、１枚の円偏光板及び液晶変調素子によって、入射光
束の変調が行われる。
【００２２】例えば、円偏光板の透過光が左回り円偏光
（ＬＣＰ）であるとすると、液晶変調素子の液晶層にお
いて位相変化せずに反射面電極において反射された光線
は、位相が１８０°変化し、右回り円偏光（ＲＣＰ）と
なるので、円偏光板を透過しない。
【００２３】すなわち、液晶変調素子の液晶層におい
て、０°乃至９０°の位相変化を生じさせることによ
り、この液晶変調素子を経て円偏光板を透過した光束に
おいて、黒レベルから白レベルまでの変調を行うことが
可能となる。そして、液晶変調素子において、画素ごと
に所定の位相変化を生じさせることにより、スクリーン
上に画像表示を行うことができる。
【００２４】円偏光板は、直線偏光板と、１／４λ（波
長）板とによって構成することができる。直線偏光板と
しては、所定の一方向の直線偏光を吸収し、他の方向の
偏光を透過させる吸収型直線偏光板、及び、所定の一方
向の直線偏光を反射し、他の方向の偏光を透過させる反
射型直線偏光板のいずれでもよい。なお、円偏光板とし
て、コレステリック液晶ポリマからなる反射型円偏光板
を用いることも可能である。
【００２５】また、フィールドレンズと円偏光板の位置
関係により２通りの構成が考えられる。すなわち、円偏
光板がフィールドレンズと液晶変調素子との間に配置し
てある構成と、円偏光板がフィールドレンズと投射レン
ズとの間に配置してある構成とである。
【００２６】また、この画像表示装置の照明光学系２
は、空間光変調素子１を照明する効率を改善するため、
図２に示すように、複数のエレメントがマトリクス状に
配列されたインテグレータ（フライアイインテグレー
タ、または、ロッドインテグレータ）である第１及び第
２のフライアイレンズ７，８を有している。すなわち、
光源５から発せられた光束は、放物面鏡６によって略々
平行光束となされ、インテグレータ７，８及び偏光素子
９を介して、フィールドレンズ１０，１１を経て、空間
光変調素子１に傾斜して入射される。
【００２７】この照明光学系２においては、第１のフラ
イアイレンズ７の各エレメントが、被照明物である空間
光変調素子の表示面上に照明光束を結像させる。そし
て、この画像表示装置においては、図２中のθで示すよ
うに、空間光変調素子の表示面が照明光束の光軸に対し
て傾斜（チルト）しているので、この表示面において
は、共軸系の場合に比較して、傾斜（チルト）方向に照
明範囲が広がるため、照明効率が低下することとなる。
【００２８】そこで、この照明光学系２においては、イ
ンテグレータ７，８の各エレメントのアスペクト比は、
空間光変調素子の照明範囲のアスペクト比に等しい図３
に示す通常のインテグレータの各エレメントのアスペク
ト比に対して、図４に示すように、照明光束の光軸の空
間光変調素子に対する傾斜の方向に縮められたものとな
っている。
【００２９】これらのアスペクト比における照明光束の
光軸の空間光変調素子に対する傾斜方向についての比率
を、〔ｄ１／ｄ２〕とすると、傾斜角度をθとしたと
き、以下の関係となっている。
【００３０】ｄ１／ｄ２＝cosθ すなわち、フライアイレンズ７，８の各エレメントの形
状は、通常のインテグレータの各エレメントの形状に対
して、傾斜方向に関しては、cosθを乗じた値となって
いる。ところで、照明光束の光軸が空間光変調素子に対
して傾斜していない（垂直に入射の）場合の照明範囲を
ｄ１としたとき、照明光束の光軸が空間光変調素子に対
してθだけ傾斜している場合の照明範囲は、〔ｄ１／co
sθ〕となり、これがｄ２ということになる。
【００３１】この照明光学系においては、インテグレー
タ７，８の各エレメントのアスペクト比が上述のように
調整されていることにより、照明光束の光軸の空間光変
調素子に対する傾斜の方向への照明範囲の広がりが抑え
られ、照明効率の低下が防止される。
【００３２】〔実施例１〕本発明に係る画像表示装置
は、図５に示すように、円偏光板１３をフィ一ルドレン
ズ１１と空間光変調素子１の間に配置して構成すること
ができる。この画像表示装置は、光源５、放物面鏡６、
インテグレータ７，８、偏光素子９及びフィールドレン
ズ１０からなる照明光学系２と、この照明光学系２から
発せられる照明光束を折り曲げる反射面（反射板）４
と、フィールドレンズ１１及びクロスダイクロイックプ
リズム１２を通して照明光束により照明される空間光変
調素子１と、この空間光変調素子１の像を図示しないス
クリーン上に投射する投射レンズ３とを有して構成され
ている。
【００３３】なお、円偏光板１３及び空間光変調素子１
は、クロスダイクロイックプリズム１２によって色分離
された３つの色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に対応して、このクロス
ダイクロイックプリズム１２の三方にそれぞれ１枚ず
つ、計３枚が配置されている。
【００３４】反射面４は、照明光学系２と空間光変調素
子１との間の光路上であって、投射レンズ３の後端部近
傍に配置されている。
【００３５】〔実施例２〕また、本発明に係る画像表示
装置は、図６に示すように、円偏光板１３を投射レンズ
３とフィールドレンズ１１との間に配置して構成しても
よい。この場合には、フィールドレンズ１１と空間光変
調素子１とは、光学的に一体化（オプティカルカップリ
ング）するようにする。
【００３６】また、この実施例では、クロス型ダイクロ
イックプリズム１２と投射レンズ３との間には、透明光
学ブロック１５が配置されている。透明光学ブロック１
５は、クロス型ダイクロイックプリズム１２と屈折率の
同じ材料によって形成されている。これら透明光学ブロ
ック１５及びクロス型ダイクロイックプリズム１２の互
いに対向する界面１８は、これら透明光学ブロック１５
及びクロス型ダイクロイックプリズム１２に略々等しい
屈折率の接着剤によって、オプティカルカップリングさ
れている。
【００３７】照明光学系２は、上述の実施例におけると
同様に、光源５、放物面鏡６、インテグレータ７，８、
偏光素子９及びフィールドレンズ１０から構成されてい
る。また、円偏光板１３、フィールドレンズ１１及び空
間光変調素子１は、クロスダイクロイックプリズム１２
によって色分離された３つの色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に対応し
て、このクロスダイクロイックプリズム１２の三方にそ
れぞれ１枚ずつ、計３枚が配置されている。
【００３８】この画像表示装置においては、照明光学系
２からの照明光束は、図７に示すように、透明光学ブロ
ック１５の入射面１６から、この透明光学ブロック１５
内に入射する。透明光学ブロック１５の、入射面１６に
略々対向する面１７には、反射面４が形成されている。
照明光束は、反射面４によって反射されて折り返され、
クロス型ダイクロイックプリズム１２に接合された界面
１８に向かう。反射面４は、照明光学系２と空間光変調
素子１との間の光路上であって、投射レンズ３の後端部
近傍となる位置に配置されている。
【００３９】透明光学ブロック１５の界面１８より出射
されてクロス型ダイクロイックプリズム１２に入射した
照明光束は、このクロス型ダイクロイックプリズム１２
によって色分離され、各色に対応したフィールドレンズ
１１を経て各色に対応した空間光変調素子１に入射す
る。
【００４０】各空間光変調素子１において変調されて反
射された変調光は、クロス型ダイクロイックプリズム１
２に入射して色合成され、このクロス型ダイクロイック
プリズム１２に接合された透明光学ブロック１５の界面
１８を経て、この透明光学ブロック１５に入射される。
この変調光は、界面１８に対向する透明光学ブロック１
５の出射面１９より出射されて、投射レンズ３に入射す
る。投射レンズ３は、入射された変調光を図示しないス
クリーン上に投射し、空間光変調素子１の像をスクリー
ン上に結像させる。
【００４１】この画像表示装置においては、照明光学系
２からの照明光束が投射レンズ３の鏡胴によって遮光さ
れることがない。また、この画像表示装置においては、
図８に示すように、クロス型ダイクロイックプリズム１
２の内面で反射されてしまい空間光変調素子１に到達し
なかった照明光束は、透明光学ブロック１５の不要光出
射面２０から外方側に出射され、投射レンズ３の入射瞳
内に入射することがないので、表示画像のコントラスト
の低下が防止されている。
【００４２】すなわち、この画像表示装置において、表
示画像のコントラストを低下させる要因がいくつか存在
する。照明光学系２からの照明光束が、円偏光板１３の
表面等、円偏光板１３を通過する前の界面で反射され、
直接投射レンズ３に入射してしまうと、表示画像のコン
トラストが低下する。なお、このような反射は、円偏光
板として反射型偏光板を用いた場合に顕著となる。
【００４３】そして、表示画像のコントラスを改善する
には、上述のような、各光学部品における反射光束の発
生を抑えるか、または、各光学部品における反射光束が
投射レンズの入射瞳に入射しないようにする必要があ
る。光学部品の界面における反射で最も問題となるの
は、エアーと光学部品との界面における反射である。そ
して、光学系の配置によって、このような反射光束が投
射レンズの入射瞳に入射しないようにすることができ
る。
【００４４】すなわち、この画像表示装置においては、
透明光学ブロック１５の出射面２０の角度が、円偏光板
１３により反射された不要光の反射が小さくなるように
決定されており、この不要光が投射レンズ３に入射しな
いようにしている。
【００４５】〔実施例３〕この実施例においては、上述
の実施例２における光学素子の配置を採用し、以下の数
値的設定及び材料を採用した。
【００４６】すなわち、照明光学系２による照明サイズ
を、０．５インチ（１６：９）とした。照明光学系のＦ
ナンバは、Ｆ２．４とした。投射レンズ３の入射瞳径
は、４０ｍｍとした。フィールドレンズ１１のシフト量
は、投射レンズ３の光軸を基準として、１１．２ｍｍと
した。
【００４７】また、空間光変調素子１の斜め投射表示の
ためのエリアシフト量は、図９に示すように、１００％
（空間光変調素子１の表示面（反射面）の縁部が投射レ
ンズ３の光軸上となる状態）とした。空間光変調素子１
の反射面のチルト量は、４．７°である。そして、反射
面４のチルト量は、光軸に対して、１０°である。
【００４８】さらに、フィールドレンズ１１をなす硝材
は、「ＳＦ０３」である。このフィールドレンズ１１の
曲率半径Ｒは、９０ｍｍである。透明光学ブロック１５
をなす硝材としては、「ＢＫ７」を使用している。ま
た、クロス型ダイクロイックプリズム１２を硝材として
も、「ＢＫ７」を使用している。
【００４９】そして、空間光変調素子１は、照明光学系
２の光軸に対して、２２．５°の傾斜角を有している。
空間光変調素子１のアスベクト比は１６：９であり、照
明光学系は、この空間光変調素子１に対して、空間光変
調素子１の短軸方向に傾斜していることになる。
【００５０】インテグレータ７，８をなすフライアイレ
ンズの各エレメントのアスペクト比は、１６：８．３
（＝９×cos２２．５°）となっている。フライアイレ
ンズの外形サイズは光源の大きさによって決まるため、
各エレメントの個数は、区切りの良い個数とすることが
できる。例えば、図４に示すように、各エレメントの大
きさを４．４４ｍｍ×２．３５ｍｍとし、エレメントの
個数を、縦１７個、横９個とし、外形サイズを３９．９
５ｍｍ×３９．９５ｍｍとすることができる。各エレメ
ントのアスペクト比を調整しない場合は、図３に示すよ
うに、４．４４ｍｍ×２．５ｍｍであるので、アスペク
ト比の調整により、縦方向に９４％の比率となってい
る。
【００５１】なお、フィールドレンズ１１を投射レンズ
３の光軸に対してシフトさせることと、空間光変調素子
１の反射面をチルトさせることとは、照明光束と変調光
とを分離する機能としては同じである。しかし、フィー
ルドレンズ１１のシフトのみで同じ偏心量を得ようとす
ると、シフト量が大幅に増え、フィールドレンズ１１の
径が大きくなり、コスト増となり、フィールドレンズ１
１の収差が大きくなって投射レンズ３の特性が劣化し、
照明効率も低下することが問題となる。また、空間光変
調素子１の反射面のチルトのみで同じ偏心量を得ようと
すると、画歪み、像面湾曲が大きくなり、投射レンズ３
の特性を劣化させる。したがって、適当量のフィールド
レンズ１１のシフトと、空間光変調素子１の反射面のチ
ルトとを組み合わせることにより、像面湾曲を補正する
ことも可能となり、投射レンズ３の特性を改善すること
ができる。なお、投射レンズ３は、実際の設計例として
は、図１０に示すように、例えば、９群１０枚のレンズ
構成によって実現することができる。
【００５２】この画像表示装置の空間光変調素子１の位
置における照明パターンは、図１１に示すように、フラ
イアイレンズの各エレメントのアスペクト比の調整によ
り、図１２に示すアスペクト比の調整をしない場合にお
ける照明パターンに比較して、空間光変調素子１の反射
面の傾斜（チルト）に対応したものとなっており、照明
効率の向上が図られている。なお、この画像表示装置に
おいては、フライアイレンズの各エレメントのアスペク
ト比の調整により、図１３に示す偏心しない照明におけ
る照明パターンにおける照明効率と概ね同じ効率が得ら
れている。
【００５３】この画像表示装置の投射レンズ３の入射瞳
位置における照度パターンは、図１４に示すように、図
１５に示す偏心しない照明光学系における照明パターン
と概ね同じ照明パターンが得られている。したがって、
この画像表示装置においては、投射レンズ３を通した効
率に関しても、偏心しない照明光学系を用いた場合と同
等となっていることがわかる。また、この画像表示装置
においては、投射レンズ３の設計においても、偏心しな
い照明光学系を用いる場合と概ね同じ設計が可能である
ことがわかる。
【００５４】
【発明の効果】上述のように、本発明に係る画像表示装
置においては、照明光学系から空間光変調素子に至る照
明光の光路が反射面によって折り返されるので、該光路
と投射レンズとの干渉を生ずることなく、照明光の空間
光変調素子への入射角を小さくすることができ、投射レ
ンズの特性劣化を少なくするとことができ、また、表示
画像のコントラスト低下を抑えることができる。
【００５５】また、本発明に係る画像表示装置において
は、照明光学系のインテグレータの各エレメントのアス
ペクト比が、空間光変調素子の照明範囲のアスペクト比
に対して、照明光の該空間光変調素子に対する傾斜の方
向に縮められたものとなっているので、該照明光学系に
よる該空間光変調素子の照明効率を高めることができ
る。
【００５６】すなわち、本発明は、Ｆナンバーの低い明
るい照明光学系を使用することができるとともに、色分
離合成素子における光利用効率の低下が防止され、明る
い画像表示を行うことができる画像表示装置を提供する
ことができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像表示装置の基本的な構成を示
す側面図である。
【図２】上記画像表示装置における照明光学系の基本的
な構成を示す側面図である。
【図３】照明光学系に使用されるインテグレータの一般
的な構成を示す正面図である。
【図４】上記画像表示装置における照明光学系に使用さ
れるインテグレータの構成を示す正面図である。
【図５】上記画像表示装置の実施例１における構成を示
す側面図である。
【図６】上記画像表示装置の実施例２における構成を示
す側面図である。
【図７】上記画像表示装置の実施例２の構成における照
明光束の光路を示す側面図である。
【図８】上記画像表示装置の実施例２の構成における不
要光の光路を示す側面図である。
【図９】上記画像表示装置における照明光学系のシフト
量を説明する側面図である。
【図１０】上記画像表示装置の投射レンズの構成を含め
た構成を示す側面図である。
【図１１】上記画像表示装置においてインテグレータの
各エレメントのアスペクト比を調整した場合の照明光学
系による照明パターンを示す正面図である。
【図１２】上記画像表示装置においてインテグレータの
各エレメントのアスペクト比を調整しない場合の照明光
学系による照明パターンを示す正面図である。
【図１３】傾斜のない照明光学系による照明パターンを
示す正面図である。
【図１４】上記画像表示装置においてインテグレータの
各エレメントのアスペクト比を調整した場合の投射レン
ズの入射瞳における照明光束の照度分布を示す正面図で
ある。
【図１５】上記画像表示装置においてインテグレータの
各エレメントのアスペクト比を調整しない場合の投射レ
ンズの入射瞳における照明光束の照度分布を示す正面図
である。
【図１６】従来の画像表示装置の構成を示す側面図であ
る。
【符号の説明】
１ 空間光変調素子、２ 照明光学系、３ 投射レン
ズ、４ 反射面、５，１１ フィールドレンズ、７，８
インテグレータ、１３ 円偏光板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｂ 21/14 Ｇ０３Ｂ 21/14 Ｚ 21/28 21/28 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ａ Ｆターム(参考） 2H042 CA01 CA14 CA17 2H052 BA02 BA03 BA08 BA09 BA14 2H088 EA16 HA02 HA13 HA15 HA18 HA21 HA24 HA25 HA28 MA06 2H091 FA05Z FA08Z FA12Z FA14Z FA26Z FA29Z FA41Z GA02 5C058 AB06 BA05 BA22 BB11 EA12 EA26

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 反射電極を有する空間光変調素子と、 偏光素子及び光源を有し、該偏光素子を介して該光源に
    よって上記空間光変調素子を照明する照明光学系と、 上記空間光変調素子の像を結像する投射レンズとを備
    え、 上記照明光学系と上記空間光変調素子との間に配置され
    た反射面を有し、この反射面によって、該照明光学系か
    ら該空間光変調素子に至る照明光の光路が折り返される
    ことを特徴とする画像表示装置。
  2. 【請求項２】 投射レンズと変調素子との間に配置され
    た透明光学ブロックを有し、 上記透明光学ブロックは、一の面が、照明光学系から空
    間光変調素子に至る照明光の光路を内面反射によって折
    り返す反射面となっていることを特徴とする請求項１記
    載の画像表示装置。
  3. 【請求項３】 透明光学ブロックは、照明光学系から発
    せられた光束のうちの、反射面を経て空間光変調素子に
    至る照明光の余の光を投射レンズの入射瞳の外に出射さ
    せる出射面を有していることを特徴とする請求項２記載
    の画像表示装置。
  4. 【請求項４】 反射電極を有する空間光変調素子と、 偏光素子、複数のエレメントがマトリクス状に配列され
    たインテグレータ及び光源を有し、該光源から発せられ
    た照明光を該偏光素子及びインテグレータを介して上記
    空間光変調素子に傾斜して入射させ、この空間光変調素
    子を照明する照明光学系と、 上記空間光変調素子の像を結像する投射レンズとを備
    え、 上記インテグレータの各エレメントのアスペクト比は、
    上記空間光変調素子の照明範囲のアスペクト比に対し
    て、上記照明光の該空間光変調素子に対する傾斜の方向
    に縮められたものとなっていることを特徴とする画像表
    示装置。
  5. 【請求項５】 照明光学系から出射される照明光の光軸
    と空間光変調素子の表示面とのなす角をθとしたとき、
    インテグレータの各エレメントのアスペクト比は、上記
    空間光変調素子の照明範囲のアスペクト比に対して、該
    照明光の該空間光変調素子に対する傾斜の方向について
    cosθを乗じた値となっていることを特徴とする請求項
    ４記載の画像表示装置。
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