JP2003329978A - 照明装置および投射型表示装置 - Google Patents

照明装置および投射型表示装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型、薄型、軽量の照明装置および投射型表
示装置を提供する。 【解決手段】 本発明の投射型表示装置１に用いられて
いる照明装置は、ＬＥＤ１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂの光出
射方向に対して後方側に反射板１５を備えたＬＥＤアレ
イ２と、位相差板３と、テーパロッドレンズアレイ４
と、ロッドレンズアレイ７と、反射型偏光板８とを備え
ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、照明装置および投
射型表示装置に関し、特に、光利用効率に優れた照明装
置の構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】液晶ライトバルブ等の光変調装置を用い
て映像光を合成し、合成された映像光を投射レンズ等か
らなる投射光学系を通じてスクリーンに拡大投射する投
射型表示装置が従来から知られている。この種の投射型
表示装置に用いられる照明光学系において、メタルハラ
イドランプ等の光源から出射される光は通常、偏光状態
がランダムな光である。ところが、偏光を利用する液晶
ライトバルブを用いた投射型液晶表示装置の場合、表示
には一方向の偏光しか利用しないため、光源からの光を
そのまま液晶ライトバルブに入射させると、略半分の光
が入射側偏光板で吸収されてしまい、ここで吸収された
光はそれ以降、表示には利用されないことになる。
【０００３】そこで、従来の投射型液晶表示装置では、
光の利用効率を改善する目的で、光源からのランダムな
偏光状態の光を表示に利用する一方向の偏光に揃える偏
光変換手段が、光源と液晶ライトバルブとの間に設置さ
れている。偏光変換手段には、偏光ビームスプリッタ
（Polarized Beam Splitter,以下、ＰＢＳと略記する）
アレイが一般的に用いられる。ＰＢＳアレイは、偏光分
離膜と反射膜とを有する複数のＰＢＳと１／２波長板等
の位相差板とが組み合わされたものであって、光源から
の光に含まれるｐ偏光、ｓ偏光（直線偏光）のうちの一
方を偏光変換して他方の偏光に揃える機能を有してい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ＰＢＳアレ
イを用いた従来の投射型表示装置の偏光変換手段には、
以下のような問題点があった。個々のＰＢＳ自体がある
程度の寸法を持った素子であるため、これをアレイ状に
配列したＰＢＳアレイはかなりの大きさになってしま
い、最近の投射型表示装置の小型化、薄型化、軽量化の
要求にそぐわないものとなる。また、ＰＢＳアレイの入
射面のうち、偏光分離膜に相当する位置に光を入射させ
なければならず、その位置に光を集光させるためのレン
ズ系が必要であった。このことが偏光変換手段の構成を
複雑にしていた。また、偏光分離膜で分離したｐ偏光と
ｓ偏光とで光路長が異なるため、ライトバルブ上での照
明条件にずれが生じ、光の利用効率が低下する、という
問題があった。
【０００５】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであって、光の利用効率に優れ、簡単な構成
で小型化、薄型化、軽量化が図れる照明装置、およびこ
の照明装置を備えた小型、薄型、軽量の投射型液晶表示
装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の照明装置は、光源と、前記光源から入射
される光を一方向の偏光に揃える偏光変換手段とを備え
た照明装置であって、前記光源が、光源本体に対する側
の面が反射面となるように前記光源本体の光出射方向に
対して後方側に設けられた反射板を備え、前記偏光変換
手段が、前記光源の光出射側に設けられ、所定の振動方
向の偏光を透過させるとともに前記振動方向と異なる振
動方向の偏光を反射させる反射型偏光板を備えたことを
特徴とする。
【０００７】この構成によれば、一つの偏光（例えばｐ
偏光）を透過させるとともに他の偏光（例えばｓ偏光）
を反射させる反射型偏光板が光源の光出射側に設けられ
ているので、光源からのランダムな偏光状態の光が反射
型偏光板に入射された際に例えばｐ偏光は反射型偏光板
を透過し、ｓ偏光は反射して光源側に戻る。そして、光
源側に戻った光は、光源本体の後方に設けられた反射板
で反射し、再度反射型偏光板に向けて伝播する。そうす
ると、最初に反射型偏光板を透過できなかった光は、偏
光状態が変わらない限り反射型偏光板と反射板との間を
往復することになる。しかしながら、実際には光は反射
を繰り返すうちに偏光状態が少しずつ変化するので、光
の一部は反射型偏光板を透過するようになり、吸収され
なかった全ての光がいずれは反射型偏光板を透過する。
したがって、本照明装置を投射型表示装置に適用した場
合、最初に反射型偏光板で反射された光もいつかは偏光
状態が揃った状態で反射型偏光板を透過し、液晶ライト
バルブ等の光変調手段に入射される。このようにして、
従来に比べて光の利用効率の高い照明装置を実現するこ
とができる。
【０００８】また、本発明の照明装置では、偏光変換機
能を持つ素子として、従来のＰＢＳアレイに代えて、反
射型偏光板を用いている。反射型偏光板には、例えばフ
ィルム多層積層型偏光板を用いることができるので、Ｐ
ＢＳアレイの場合とは全く異なり、装置の小型化、薄型
化、軽量化に寄与することができる。また、反射型偏光
板の場合、面全体に光を入射させることができ、ＰＢＳ
アレイのように特定の位置に光を集光させる必要がな
い。よって、偏光変換光学系にレンズを用いる必要がな
く、構成が簡単になる。また、ＰＢＳアレイで用いるよ
うな波長板も不要となり、部品点数を削減することがで
きる。
【０００９】本発明の照明装置においては、前記光源と
前記反射型偏光板との間に位相差板を備えることが望ま
しい。
【００１０】この構成によれば、反射型偏光板上や反射
板上で光が反射する際の自然な偏光変化にまかせるので
はなく、位相差板の作用によって偏光状態を積極的に変
換するので、光が反射型偏光板と反射板との間を往復す
る間の偏光状態の変化がより大きくなる。その結果、光
が反射型偏光板を透過する割合を大きくすることがで
き、光の利用効率をより高めることができる。ここで、
位相差板として１／２波長板や１／４波長板のように均
一な位相差を発生するものでなく、光の透過する位置に
よって異なる位相差を発生する位相差板とすることが望
ましい。この構成によれば、反射板と反射型偏光板の間
を往復する光は往きと戻りで異なる位相変調作用を受け
ることになり、偏光状態の変化がより大きくなる。
【００１１】さらに、前記光源と前記反射型偏光板との
間に、棒状の導光体、もしくは内面が反射面とされた管
状の導光体を備えることが望ましい。ここで言う「棒状
の導光体」、もしくは「内面が反射面とされた管状の導
光体」は、いわゆる従来からのロッドレンズのことであ
る。
【００１２】この構成によれば、導光体（ロッドレン
ズ）が光源から出射された光をただ単に反射型偏光板に
導く機能を果たすのみならず、光が導光体中を透過する
間に導光体内面で反射し、様々な角度で反射した光が導
光体の出射端面で重畳されることによって光の照度分布
を均一化する機能をも果たす。すなわち、光はこの照明
装置を出射した時点で偏光状態が一方向に揃っており、
かつ照度分布が均一化されている。投射型表示装置に
は、通常、光源光の照度分布を均一化するためにフライ
アイインテグレータ、ロッドインテグレータ等の均一照
明手段が備えられていることが多いが、上記構成の照明
装置を採用することによって均一照明手段と偏光変換手
段を兼用することができる。
【００１３】前記反射型偏光板は、上述のフィルム多層
積層型偏光板の他、入射光の波長よりも小さいピッチで
ストライプ状に配列された複数の光反射体を有するグリ
ッド偏光子で構成することができる。この構成によれ
ば、反射型偏光板が無機材料で構成できるので、耐熱
性、耐光性に優れたものとなる。したがって、高輝度の
光が照射される投射型表示装置に用いて好適なものとな
る。
【００１４】本発明の投射型表示装置は、上記本発明の
照明装置を備えた投射型表示装置であって、前記光源
は、異なる色の色光を時間順次に出射可能な複数の前記
光源本体が平面状または曲面状に配列された面状光源で
あり、前記光源から時間順次に出射される各色光の出射
タイミングに同期して時分割駆動されるライトバルブか
らなる光変調手段と、前記光変調手段によって変調され
た光を投射する投射手段とが備えられたことを特徴とす
る。
【００１５】この構成によれば、上記本発明の照明装置
を備えたことにより、投射型表示装置の小型化、薄型
化、軽量化を実現できるとともに、光の利用効率が向上
することから高輝度化、低消費電力化を図ることができ
る。また、この投射型表示装置は、「色順次駆動（カラ
ーシーケンシャル）方式」と呼ばれる駆動方式を採用し
たものである。したがって、各色光毎の３個のライトバ
ルブを用いる従来の３板方式の投射型表示装置と異な
り、ライトバルブが１個で済み（単板方式となる）、さ
らに光変調手段への照明光学系も１系統で済む。そし
て、色分離光学系や色合成光学系が不要となるため、部
品点数を大きく削減できるとともに装置構成を簡単にで
き、コスト低減を図ることができる。
【００１６】本発明のさらに他の投射型表示装置は、上
記本発明の照明装置を備えた投射型表示装置であって、
前記光源は、互いに異なる色の色光を出射可能な複数の
面状光源であり、 前記光源から前記偏光変換手段を経
て出射される各色光を変調するライトバルブからなる複
数の光変調手段と、前記複数の光変調手段により変調さ
れた色光を合成する色合成手段と、前記色合成手段によ
り合成された光を投射する投射手段とが備えられたこと
を特徴とする。
【００１７】本構成の投射型表示装置も、上記本発明の
照明装置を備えたことにより、投射型表示装置の小型
化、薄型化、軽量化を実現できるとともに、光の利用効
率が向上することで高輝度化、低消費電力化が図れる
が、上で述べた投射型表示装置と異なり、複数のライト
バルブを必要とするものである。しかしながら、従来の
装置とは異なり、複数の光源が互いに異なる色の色光を
出射するように構成され、各色光毎にライトバルブが設
けられているので、色分離手段を必要としない。その
分、従来の装置に比べて装置構成が簡単になる。また、
上で述べた装置のように光源とライトバルブの駆動を同
期させる必要はないため、駆動が複雑にならず、ライト
バルブの応答速度もそれ程速いものを必要としなくて済
む。
【００１８】
【発明の実施の形態】［第１の実施の形態］以下、本発
明の第１の実施の形態を、図１〜図５を参照して説明す
る。本実施の形態では、色順次駆動方式の投射型カラー
液晶表示装置の例を示す。図１は投射型表示装置１の全
体構成を示す概略図であって、図中符号２はＬＥＤアレ
イ（光源）、３は位相差板、４はテーパロッドレンズア
レイ、７はロッドレンズアレイ、４は反射型偏光板、５
は液晶ライトバルブ（光変調手段）、６は投射レンズ、
である。
【００１９】本実施の形態の投射型表示装置１は、図１
に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色光を出射可能な複数
（図１では図面を見やすくするため、４個のみ示す）の
発光ダイオード１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ（Light Emitti
ng Diode, 以下、ＬＥＤと略記する）が配列されたＬＥ
Ｄアレイ２、ＬＥＤアレイ２の出射側に設けられた位相
差板３、各ＬＥＤ１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂから出射され
る各色光の照度を均一化するためのテーパロッドレンズ
アレイ４およびロッドレンズアレイ７、ロッドレンズア
レイ７から出射される光の偏光変換を行う反射型偏光板
８、反射型偏光板８から入射される各色光を変調して画
像を合成する液晶ライトバルブ５、液晶ライトバルブ５
によって合成された画像をスクリーン９に拡大投射する
投射レンズ６から概略構成されている。このうち、本実
施の形態の照明装置は、ＬＥＤアレイ２、位相差板３、
テーパロッドレンズアレイ４、ロッドレンズアレイ７、
反射型偏光板８によって構成されている。なお、図２
は、本実施の形態の照明装置のうち、１個のＬＥＤに対
応する部分のみを取りだして示す図である。
【００２０】ＬＥＤアレイ２は光源駆動回路１０に接続
されており、この光源駆動回路１０によって各ＬＥＤ１
４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂが発光するタイミングが制御さ
れ、各ＬＥＤ１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂから例えばＲ、
Ｇ、Ｂ、Ｒ、Ｇ、Ｂ、…というように時間順次に異なる
色の色光を発光可能な構成となっている。また、図２に
おいて各ＬＥＤ１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂの右側の面が光
出射面となっており、各ＬＥＤ１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ
から右方向に光が出射されるようになっている。そし
て、各ＬＥＤ１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂの光出射方向に対
して後方側（図２におけるＬＥＤの左側）に、金属膜等
からなる曲面状の反射板１５が、各ＬＥＤ１４Ｒ，１４
Ｇ，１４Ｂに対する側の面が反射面となるように設置さ
れている。
【００２１】テーパロッドレンズアレイ４は、楔形のガ
ラス柱からなる複数のテーパロッドレンズ１６が位相差
板３を介して各ＬＥＤ１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂに対応し
て配置されたものである。図２において、テーパロッド
レンズ１６の左側の面が入射端面、右側の面が出射端面
である。個々のテーパロッドレンズ１６は入射端面側か
ら出射端面側に向けて先拡がりのテーパ状の形状となっ
ている。同様に、テーパロッドレンズアレイ４の出射端
面側に設けられたロッドレンズアレイ７は、入射端面側
と出射端面側とで同径のガラス柱からなる複数のロッド
レンズ１７が、各ＬＥＤ１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ（各テ
ーパロッドレンズ１６）に対応して配置されたものであ
る。
【００２２】位相差板３は、後述するように、反射型偏
光板８と反射板１５との間を往復する光の偏光状態の変
化をより大きくするためのものである。この位相差板３
は、これを透過する光にいくらかの位相差を付与するこ
とで、何もない場合と比べて偏光状態をより大きく変化
させる点で意味がある。したがって、例えば１／２波
長、１／４波長というような特定の位相差の値を持つも
のに限定されるわけではない。また、位相差板３とし
て、１／２波長板や１／４波長板のように均一な位相差
を発生するものでなく、光の透過する位置によって異な
る位相差を発生する位相差板とすることが望ましい。そ
の場合、反射板１５と反射型偏光板８の間を往復する光
は往きと戻りで異なる位相変調作用を受けることにな
り、偏光状態の変化をより大きくすることができる。
【００２３】反射型偏光板８は、ＬＥＤアレイ２から出
射されるランダムな偏光方向の光のうち、例えばｐ偏
光、ｓ偏光（直線偏光）のうちの一方を透過し、他方を
反射する機能を有している。この機能により、反射型偏
光板８からは常に偏光方向が一方向に揃った光が出射さ
れる。反射型偏光板８としては、例えばフィルム多層積
層型偏光板を用いることもできるし、無機材料からなる
グリッド偏光子を用いた反射型偏光子を用いることもで
きる。
【００２４】後者の例としては、図５に示すように、ア
ルミニウムなどの光反射性を有する金属からなる多数の
リブ２４（光反射体）が入射光の波長よりも小さいピッ
チでガラス基板２５上に形成されたグリッド偏光子が挙
げられる。すなわち、この反射型偏光子８は、異なる屈
折率を有するＡｌリブ２４と空気とが入射光の波長より
も小さいピッチで交互にストライプ状に配置されたこと
で透過光、反射光の強度が、偏光状態によって異なる挙
動を示すようになり、その結果、偏光子として機能す
る。この構成により、Ａｌリブ２４が形成された側の面
にランダムな偏光が入射されると、Ａｌリブ２４の延在
方向に平行な方向に振動するＳ偏光が反射され、Ａｌリ
ブ２４の延在方向に垂直な方向（Ａｌリブが配列する方
向）に振動するＰ偏光が透過する。
【００２５】本実施の形態の照明装置において、各ＬＥ
Ｄ１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂから出射された光は、ＬＥＤ
の中心部の照度が高く、周縁部の照度が低いという照度
分布を有している。ところが、各ＬＥＤ１４Ｒ，１４
Ｇ，１４Ｂの出射側にテーパロッドレンズ１６、ロッド
レンズ１７が順次設けられているので、ＬＥＤ１４Ｒ，
１４Ｇ，１４Ｂからの入射光はこれらレンズ１６，１７
の内面で反射を繰り返し、ロッドレンズ１７の出射端面
から出射される時点では照度が均一化された状態とな
る。
【００２６】そして、照度が均一化されたランダムな偏
光状態の光が反射型偏光板８に入射されると、例えばｐ
偏光は反射型偏光板８を透過し、ｓ偏光は反射してＬＥ
Ｄ１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ側に戻る。そして、ＬＥＤ１
４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ側に戻った光は反射板１５で反射
し、再度反射型偏光板８に向けて進む。そうすると、最
初に反射型偏光板８を透過できなかった光は、偏光状態
が変わらない限り反射型偏光板８と反射板１５との間を
往復することになるが、実際には光は反射を繰り返すう
ちに偏光状態が少しずつ変化する。また本実施の形態で
は、反射時の自然な偏光変化にまかせるだけでなく、反
射型偏光板８と反射板１５との間の光路上に位相差板３
が設けられており、光が位相差板３を透過する際に偏光
状態が強制的に変えられるため、偏光状態の変化がより
大きくなる。このため、最初に反射型偏光板８で反射さ
れた光は、反射型偏光板８と反射板１５との間を往復す
る間にその一部が反射型偏光板８を透過することができ
る。
【００２７】一方、液晶ライトバルブ５には、画素スイ
ッチング用素子として薄膜トランジスタ（Thin Film Tr
ansistor, 以下、ＴＦＴと略記する）を用いたＴＮモー
ドのアクティブマトリクス方式の透過型の液晶セル３１
が使用されている。そして、液晶セル３１の外面には入
射側偏光板３２、出射側偏光板３３がその透過軸が互い
に直交するように配置されて設けられている。例えば、
オフ状態では液晶ライトバルブ５に入射されたｐ偏光が
ｓ偏光に変換されて出射される一方、オン状態では光が
遮断されるようになっている。以上の照明装置を構成す
るＬＥＤアレイ２、位相差板３、テーパロッドレンズア
レイ４、ロッドレンズアレイ７、反射型偏光板８、およ
び液晶ライトバルブ５は離間して配置しても良いが、装
置の小型化、薄型化のためには全てを密着させて配置す
ることが望ましい。
【００２８】図１に示すように、液晶ライトバルブ５は
液晶ライトバルブ駆動回路１１に接続されており、この
液晶ライトバルブ駆動回路１１によって、入射される各
色光に対応させて液晶ライトバルブ５を時間順次に駆動
することが可能な構造になっている。また、本実施の形
態の投射型表示装置１においては、同期信号発生回路１
２が備えられており、この同期信号発生回路１２によ
り、同期信号ＳＹＮＣを発生させ、光源駆動回路１０お
よび液晶ライトバルブ駆動回路１１に入力することによ
り、各ＬＥＤ１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂから色光を出射す
るタイミングと、その色光に対応して液晶ライトバルブ
５を駆動するタイミングとを同期させることができる構
造になっている。
【００２９】すなわち、本実施の形態の投射型表示装置
１では、１フレームを時分割し、ＬＥＤ１４Ｒ，１４
Ｇ，１４Ｂから時間順次にＲ、Ｇ、Ｂの各色光を出射さ
せ、各ＬＥＤ１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂから色光を出射す
るタイミングと液晶ライトバルブ５を駆動するタイミン
グとを同期させることにより、各ＬＥＤ１４Ｒ，１４
Ｇ，１４Ｂから出射される色光に対応させて液晶ライト
バルブ５を時間順次に駆動し、各ＬＥＤ１４Ｒ，１４
Ｇ，１４Ｂから出射される色光に対応する画像信号を出
力することにより、カラー画像を合成することが可能な
構成になっている。
【００３０】本実施の形態の投射型表示装置は、いわゆ
る「色順次駆動（カラーシーケンシャル）方式」と呼ば
れる駆動方式を採用したものである。したがって、各色
光毎の３個の液晶ライトバルブを用いる従来の３板方式
の投射型表示装置と異なり、液晶ライトバルブが１個で
済み（単板方式となる）、さらに光変調手段への照明光
学系も１系統で済む。そして、色分離光学系や色合成光
学系が不要となるため、部品点数を大きく削減できると
ともに装置構成を簡単にでき、コスト低減を図ることが
できる。
【００３１】本実施の形態では、上述したように、照明
装置の出射側に反射型偏光板８、各ＬＥＤ１４Ｒ，１４
Ｇ，１４Ｂの後方に反射板１５が設けられており、最初
に反射型偏光板８で反射された光もその後、反射板１５
との間で反射を繰り返すうちに偏光状態が一定に揃った
状態で反射型偏光板８を透過し、液晶ライトバルブ５に
入射される。このようにして、従来に比べて光の利用効
率の高い照明装置を実現することができる。
【００３２】また、本実施の形態の照明装置では、偏光
変換機能を持つ素子として、従来のＰＢＳアレイに代え
て、反射型偏光板８を用いている。反射型偏光板８とし
て市販の偏光フィルムを用いた場合、特に装置の小型
化、薄型化、軽量化に寄与することができる。構造複屈
折体からなる反射型偏光子８を用いた場合、耐光性、耐
熱性に優れ、投射型表示装置に特に好適なものとなる。
また、反射型偏光板８の場合、ＰＢＳアレイと異なり、
面全体に光を入射させることができ、特定の位置に光を
集光させる必要がない。よって、偏光変換光学系にレン
ズを用いる必要がなく、構成が簡単になる。また、ＰＢ
Ｓアレイで用いるような波長板も不要となり、部品点数
を削減することができる。すなわち、均一照明機能と偏
光変換機能を兼ね備えた非常にコンパクトな照明装置を
実現することができる。
【００３３】［第２の実施の形態］以下、本発明の第２
の実施の形態を、図６を参照して説明する。本実施の形
態も投射型カラー液晶表示装置の例であるが、第１の実
施の形態が色順次駆動方式の単板方式の例であったのに
対し、本実施の形態では３板方式の例を示す。図６は投
射型表示装置の概略構成を示す拡大図である。なお、図
６において図１と共通の構成要素には同一の符号を付
し、詳細な説明は省略する。
【００３４】第１の実施の形態では、光源としてＲ、
Ｇ、Ｂの異なる色の色光を発光し得るＬＥＤ１４Ｒ，１
４Ｇ，１４Ｂを同一面内に配列したＬＥＤアレイ２を用
いたのに対し、本実施の形態の投射型液晶表示装置３６
では、図６に示すように、Ｒの色光を発光し得るＬＥＤ
１４Ｒを同一面内に配列したＬＥＤアレイ２Ｒ、Ｇの色
光を発光し得るＬＥＤ１４Ｇを同一面内に配列したＬＥ
Ｄアレイ２Ｇ、Ｂの色光を発光し得るＬＥＤ１４Ｂを同
一面内に配列したＬＥＤアレイ２Ｂ、の３個を面状光源
として用いている。そして、各ＬＥＤアレイ２Ｒ，２
Ｇ，２Ｂの出射側には、第１の実施の形態と同様、位相
差板３、テーパロッドレンズアレイ４およびロッドレン
ズアレイ７、反射型偏光板８がそれぞれ配置されてい
る。したがって、本実施の形態の投射型表示装置は各色
光毎に３系統の照明装置を有している。
【００３５】各色光毎の反射型偏光板８の出射側に、
Ｒ、Ｇ、Ｂの各色光を変調する液晶ライトバルブ５がそ
れぞれ設けられている。そして、各液晶ライトバルブ５
によって変調された３つの色光が、クロスダイクロイッ
クプリズム２５（色合成手段）に入射するように構成さ
れている。このプリズム２５は４つの直角プリズムが貼
り合わされたものであり、内面に赤色光を反射する誘電
体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に
形成されている。これらの誘電体多層膜によって３つの
色光Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂが合成されてカラー画像を表す光
が形成される。色合成された光は投射レンズ６によりス
クリーン９上に投射され、拡大された画像が表示され
る。
【００３６】本実施の形態の投射型表示装置は、第１の
実施の形態の装置と異なり、３個の液晶ライトバルブ５
を必要とするものである。しかしながら、従来の装置と
は異なり、３つの照明装置が互いに異なる色の色光を出
射するように構成され、各色光毎に液晶ライトバルブ５
が設けられているので、従来の装置におけるダイクロイ
ックミラーのような色分離手段を必要としない。その
分、従来の装置に比べて装置構成が簡単になる。また、
第１の実施の形態の装置のようにＬＥＤアレイ２ｒ，２
ｇ，２ｂと液晶ライトバルブ５の駆動を同期させる必要
はないため、駆動が複雑にならず、液晶ライトバルブの
応答速度もそれ程速いものを必要としなくて済む。
【００３７】そして、本実施の形態においても、照明装
置の出射側に反射型偏光板８、各ＬＥＤ１４Ｒ，１４
Ｇ，１４Ｂの後方に反射板１５が設けられたことで光の
利用効率の高い照明装置を実現できる、集光レンズが不
要となることで偏光変換光学系の構成が簡単になる、波
長板も不要となることで部品点数を削減できる、という
第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３８】なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態
に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲において種々の変更を加えることが可能である。例
えば上記実施の形態では、図２に示したように、ＬＥＤ
１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂの出射側に位相差板３、テーパ
ロッドレンズ１６、ロッドレンズ１７、反射型偏光板８
を順次備えた照明装置を例示したが、この構成に代え
て、例えば図３に示すように、図２の構成からロッドレ
ンズ１７を省いた構成としてもよい。これにより、照明
装置をより薄型にすることができる。さらに、図４に示
すように、テーパロッドレンズ１６も省き、ＬＥＤ１４
Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂの出射面に位相差板３と反射型偏光
板８とを直接積層した構成としてもよい。これにより、
照明装置を大幅に薄型化することが可能となる。
【００３９】また、上記実施の形態では、各ＬＥＤ１４
Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂと各ロッドレンズ１６，１７を１：
１に対応させたが、必ずしも１：１に対応している必要
はなく、例えば複数個のＬＥＤに１個のロッドレンズが
対応していても良い。さらに、光源として複数のＬＥＤ
１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂをアレイ状に配置したものを用
いたが、必要充分な光量さえ得られれば、ＬＥＤを１個
のみ用いてもよい。上記実施の形態では本発明の照明装
置を投射型表示装置に用いた例を示したが、直視型の表
示装置に用いることもできる。
【００４０】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、最初に反射型偏光板で反射された光もいつかは
偏光状態が一定に揃った状態で反射型偏光板を透過し、
ライトバルブ等の光変調手段に入射される。このように
して、従来に比べて光の利用効率の高い照明装置を実現
することができる。また、本発明の照明装置では、偏光
変換素子として従来のＰＢＳアレイに代えて、反射型偏
光板を用いたことにより装置の小型化、薄型化、軽量化
に寄与することができ、投射型表示装置に用いて好適な
ものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態の投射型表示装置を
示す概略構成図である。
【図２】 同、投射型表示装置における照明装置の一つ
のＬＥＤに対応する部分のみを取りだして示す断面図で
ある。
【図３】 同、他の例を示す断面図である。
【図４】 同、さらに他の例を示す断面図である。
【図５】 同、照明装置に用いる反射型偏光板の一例を
示す斜視図である。
【図６】 本発明の第２の実施形態の投射型表示装置を
示す概略構成図である。
【符号の説明】
１ 投射型表示装置 ２ ＬＥＤアレイ（光源） ３ 位相差板 ４ テーパロッドレンズアレイ ５ 液晶ライトバルブ（光変調手段） ６ 投射レンズ ７ ロッドレンズアレイ ８ 反射型偏光板 １４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ ＬＥＤ（光源本体） １５ 反射板 １６ テーパロッドレンズ １７ ロッドレンズ
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/00 Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｅ Ｇ０９Ｆ 19/12 Ｇ０９Ｆ 19/12 Ｄ 19/18 19/18 Ｚ Ｆターム(参考） 2H088 EA12 HA15 HA18 HA21 HA28 HA30 2H091 FA08Z FA11Z FA14Z FA23Z FA41Z FD06 2H099 AA12 BA09 CA01 CA11 CA17 2K103 AA01 AA05 AA11 AB07 BA07 BA11 BC08 BC11 BC16 BC23

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光源と、前記光源から入射される光を一
    方向の偏光に揃える偏光変換手段とを備えた照明装置で
    あって、 前記光源が、光源本体に対する側の面が反射面となるよ
    うに前記光源本体の光出射方向に対して後方側に設けら
    れた反射板を備え、 前記偏光変換手段が、前記光源の光出射側に設けられ、
    所定の振動方向の偏光を透過させるとともに前記振動方
    向と異なる振動方向の偏光を反射させる反射型偏光板を
    備えたことを特徴とする照明装置。
  2. 【請求項２】 前記光源と前記反射型偏光板との間に、
    位相差板が備えられたことを特徴とする請求項１に記載
    の照明装置。
  3. 【請求項３】 前記位相差板は、均一でない位相差を持
    つことを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
  4. 【請求項４】 前記光源と前記反射型偏光板との間に、
    棒状の導光体もしくは内面が反射面とされた管状の導光
    体が備えられたことを特徴とする請求項１ないし３のい
    ずれか一項に記載の照明装置。
  5. 【請求項５】 前記反射型偏光板が、入射光の波長より
    も小さいピッチでストライプ状に配列された複数の光反
    射体を有するグリッド偏光子からなることを特徴とする
    請求項１ないし４のいずれか一項に記載の照明装置。
  6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれか一項に記載
    の照明装置を備えた投射型表示装置であって、 前記光源は、異なる色の色光を時間順次に出射可能な複
    数の前記光源本体が平面状または曲面状に配列された面
    状光源であり、 前記光源から時間順次に出射される各色光の出射タイミ
    ングに同期して時分割駆動されるライトバルブからなる
    光変調手段と、前記光変調手段によって変調された光を
    投射する投射手段とが備えられたことを特徴とする投射
    型表示装置。
  7. 【請求項７】 請求項１ないし５のいずれか一項に記載
    の照明装置を備えた投射型表示装置であって、 前記光源は、互いに異なる色の色光を出射可能な複数の
    面状光源であり、 前記光源から前記偏光変換手段を経て出射される各色光
    を変調するライトバルブからなる複数の光変調手段と、
    前記複数の光変調手段により変調された色光を合成する
    色合成手段と、前記色合成手段により合成された光を投
    射する投射手段とが備えられたことを特徴とする投射型
    表示装置。
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