JPH08201757A

JPH08201757A - 投射型カラー表示装置

Info

Publication number: JPH08201757A
Application number: JP7013085A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Oi; 好晴大井; Tsuneo Wakabayashi; 常生若林
Original assignee: AG Technology Co Ltd
Current assignee: AG Technology Co Ltd
Priority date: 1995-01-30
Filing date: 1995-01-30
Publication date: 1996-08-09
Also published as: US5798805A

Abstract

(57)【要約】【目的】良好な色純度と高コントラスト比の画像を得
る。【構成】光源光学系と、第１のフィルタ１、第１の絞り
１７、集光レンズ１３、画素毎にカラーフィルタが形成
された液晶表示素子１５と、第２の絞り１８と、第２の
フィルタ２と、投射光学系とがシュリーレン光学系を構
成するように設けられた投射型表示装置であって、ＲＧ
Ｂの各色を規定する分光素子からなる第１と第２のフィ
ルタを設けることを特徴とする投射型表示装置。【効果】光源光を指向性を劣化させないでＲＧＢのスペ
クトルを調整することにより液晶表示素子のカラーフィ
ルタの色分解能を補償し、かつ高い指向性の光源光を得
て、明るく見やすい投射画像光を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、透過散乱型の表示素
子、特に液晶表示素子を用いた投射型カラー表示装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】表示素子をその光学作用から大別すると
光吸収型の素子と、光散乱型の素子とがある。前者の例
としては偏光板を用いるＴＮ型液晶表示素子（ＴＮ−Ｌ
ＣＤ）がある。後者としては、ダイナミックスキャッタ
リング型の液晶表示素子（ＤＳ−ＬＣＤ）や、電磁界に
応答する微小ダイポールを電極間に挟持せしめた表示素
子などが知られている。

【０００３】この光散乱型の表示素子は、機能層中の光
の散乱と非散乱（透過）を用いて光の変調を行い表示機
能を得る。この光散乱型の新しい液晶表示素子として、
種々の特徴を有する液晶固化物複合体（リキッドクリス
タルソリディファイドマトリックスコンポジッ
ト、以下ＬＣＳＭと呼ぶ）を備えた液晶表示素子が提案
されている（以後、この液晶固化物複合体を備えた液晶
表示素子をＬＣＳＭ−ＬＣＤと称す）。

【０００４】その基本構造は、電極付き基板間に正の誘
電異方性のネマチック液晶が高分子が硬化せしめられた
樹脂などの固化物マトリクス中に分散保持されたＬＣＳ
Ｍ層が挟持されている。そして、固化物マトリクスの屈
折率（ｎ_P ）が用いられる液晶の常光屈折率（ｎ₀ ）、
異常光屈折率（ｎ_e ）、又は液晶がランダムに配向した
場合の屈折率（ｎ_X ）のいずれかと一致せしめられる。
両電極間への印加電圧のオンとオフによってＬＣＳＭ層
中の液晶分子を電界で制御し、光学的な透明状態（光の
透過）と遮光状態（光の散乱）等を得る。

【０００５】このＬＣＳＭ−ＬＣＤを用いてカラー投射
像を形成する方法として、白色光源からの出射光をダイ
クロイックミラーを用いてＲＧＢに色分離した後、ＲＧ
Ｂの各色に対応した映像信号が印加される３枚の液晶表
示素子に入射し、透過光をダイクロイックミラーを用い
て色合成した後投射レンズでてカラー画像をスクリーン
上に生成する３板方式と、単一の液晶表示素子の各画素
毎にＲＧＢのカラーフィルターが形成され、ＲＧＢの各
カラー画像信号を分割して印加される単板方式とがあ
る。

【０００６】単板方式の場合、光学系が簡素化され３板
式に比べ小型化及びコストダウンに有利であるが、投射
像の明るさ及び色純度の点で３板式に劣る。

【０００７】特に、通常用いられるカラーフィルタは樹
脂材料に色素材料を混入してなるため波長分離性能が充
分ではなく、演色性の高いハロゲンランプ、メタルハラ
イドランプ、キセノンランプ等の白色光源を用いた場
合、色純度の劣化が顕著であった。

【０００８】投射型液晶表示装置の投射光源として用い
られる典型的なメタルハライドランプの発光スペクトル
を図１９に示す。また、図２０に顔料分散型ＲＧＢカラ
ーフィルタの分光透過率を示す。したがって、メタルハ
ライドランプを投射光源として用い、単板液晶表示素子
として顔料分散型ＲＧＢカラーフィルタが画素毎に形成
されたパネルを用いた場合、カラー投射像の色度座標は
図８の点線で示されるように狭い範囲となる。

【０００９】次に、透過散乱型表示素子を用いた投射型
表示装置における基本的な光学系のシステム構成につい
て説明する。高コントラスト比の投射像表示をするため
には、シュリーレン光学系が一般に用いられる。その構
成は、例えば、プロシ−ディングオブＳＩＤ第１
８／２巻１９７７年第１３５〜１４６頁（「Ｐｒｏ
ｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆＳ．Ｉ．Ｄ．ｖｏｌ．１８
／２、１９７７ｐａｇｅ１３５−１４６（Ａ．Ｇ．
Ｄｅｗｅｙ）」）に記載されている。

【００１０】シュリーレン光学系の基本は、光源光学系
における発光源、又は二次的な放射光源の共役像を透過
散乱型表示素子を介した投射光学系側に形成し、透過散
乱型表示素子によって出射光の方位が入射光の方位に対
して変化した成分と変化しない成分を区別し、どちらか
一方をスクリーン等に投射することである。

【００１１】光の回折作用を用いない透過散乱型表示素
子においては、入射光の方位が変化しない光成分（例え
ば、ＬＣＤが透明状態で通過した光）を投射すること
が、投射表示装置のシステム全体としての光利用効率向
上及び高コントラスト比達成の点で好ましい。

【００１２】したがって、光源光学系における発光源、
あるいは二次的な放射光源の共役像が形成される位置
に、その共役像と同じ形状の開口部を有する絞りを配置
し、透過散乱型表示素子によって入射光の方位が変化し
た光成分を遮断する構成を投射光学系に設けることが好
ましい。

【００１３】特開平４−１６５３３０に、光源光学系と
して光源と楕円鏡と第１の絞りとが備えられ、楕円鏡の
第１焦点の位置近傍に光源、楕円鏡の第２焦点の位置近
傍に第１の絞りが配置され、光源光学系から投射光学系
に至る光路の液晶表示素子の前又は後ろのいずれか一
方、又は前後の両方の位置に集光レンズが設けられ、第
１の絞りから放射された発散光を集光し、第１の絞りと
共役な像を投射光学系のほぼ瞳位置に決像し、その決像
面の近傍に第２の絞りが設けられ、さらに、第２の絞り
の開口形状が第１の絞りの共役像とほぼ一致するように
形成されることを特徴とする投射型表示装置が記載され
ている。さらに、第１の絞りと第２の絞りの開口部面積
を可変とすることにより、周囲の明るさに応じて投射像
の明るさとコントラスト比を調整できる構成としてい
る。

【００１４】また、特開平６−１７５１２９には投射型
液晶表示装置の光源光学系に錐体上のプリズムが設けら
れて、均一かつ指向性の整った光束が得られることが示
されている。

【００１５】最後に、透過散乱型表示素子を用いた投射
型表示装置の光学系として、光源光を複数の光束に分割
して良好な光学効果を得ている特開平５−２１０１６５
に記載されている従来例を説明する。その特徴は光源光
を分割されたアパーチャで少なくとも二つの光束に分け
て、その後にＬＣＤに入射せしめ、その他の光学要素で
ある絞りと組み合わせることで、明るく、高コントラス
ト比の投射像を得ている。また、アパーチャの開口部の
形状を非円形の長方形や、長円（半円＋矩形＋半円）
や、楕円等として、さらに光束の有効利用を図ってい
る。この発明においては、区分されたアパーチャは新た
な二次光源として機能しうるので、光の指向性を向上せ
しめうる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、画素毎にカ
ラーフィルタが形成された単板の透過散乱型表示素子を
用いた投射型カラー表示装置において、補助光学手段を
設けることで、簡単な配置構成であっても、明るさの低
減を抑えて色純度の高いかつ高コントラスト比の投射像
が得られる投射型カラー表示装置を提供することを目的
とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、光源光学系
と、透過散乱型の液晶表示素子と、投射光学系とが備え
られ、光源光学系から発した光源光が液晶表示素子を通
過せしめられ、その後に投射光学系から投射される投射
型表示装置であって、光源光学系と液晶表示素子と投射
光学系がシュリーレン光学系を構成するように配置さ
れ、液晶表示素子は画素毎にＲＧＢのカラーフィルタが
形成されるとともに各色に対応した映像電気信号が印加
され、液晶表示素子の前及び後の光路中に、ＲＧＢの各
色を規定する３種の分光機能が空間的に配置されてなる
第１のフィルタ（１）と第２のフィルタ（２）とが配置
され、液晶表示素子の各画素はＲＧＢの各色に対応した
電気信号によって駆動され、第１のフィルタ（１）によ
って規定されたＲＧＢの各色光を該電気信号に応じて散
乱させることを特徴とする第１の投射型カラー表示装置
を提供する。

【００１８】本発明におけるカラーフィルタとしては、
例えば樹脂材料に色素材料を混入してなるＲＧＢのカラ
ーフィルタを用いている。

【００１９】また、上記の第１の投射型カラー表示装置
において、光源光学系には、光源（１１）と楕円鏡（１
２）と第１の絞り（１７）とが備えられ、楕円鏡（１
２）の第１焦点の位置近傍に光源（１１）が、楕円鏡
（１２）の第２焦点の位置近傍に第１の絞り（１７）が
配置され、第１のフィルタ（１）が第１の絞り（１７）
の近傍にさらに配置され、ＲＧＢの各色を規定する３種
の分光素子を配置してなる第１のフィルタ（１）が第１
の絞り（１７）の開口部を占めるように設けられ、光源
光学系から投射光学系に至る光路の液晶表示素子（１
５）の前又は後ろのいずれか一方、又は前後の両方の位
置に集光レンズ（１３、１３１、１３２）が設けられ、
第１の絞り（１７）から放射された発散光を集光し、第
１の絞り（１７）及び第１のフィルタ（１）と共役な像
を投射光学系のほぼ瞳位置に結像し、その結像面の近傍
に第２の絞り（１８）及び第２のフィルタ（２）が設け
られ、さらに、第２の絞り（１８）の開口形状が第１の
絞り（１７）の共役像とほぼ一致するように形成される
とともに第２のフィルタ（２）のＲＧＢの各色を規定す
る分光フィルタの配置が第１のフィルタ（１）の共役像
とほぼ一致するように形成されたことを特徴とする第２
の投射型カラー表示装置を提供する。

【００２０】また、第１又は第２の投射型カラー表示装
置において、光源光学系には、楕円鏡（１２）とその第
１焦点近傍に光源（１１）が配置され、第２焦点近傍に
錐体物が配置され、該錐体物は光透過性の錐体状プリズ
ムであって、前記錐体状プリズムの錐体面の頂角α１が
９０゜〜１７５゜の凸型錐体状プリズム、又は頂角β１
が１８５゜〜２７０゜の凹型錐体状プリズムであること
を特徴とする第３の投射型カラー表示装置を提供する。

【００２１】また、第１又は第２の投射型カラー表示装
置において、光源光学系には、楕円鏡（１２）とその第
１焦点近傍に光源（１１）が配置され、第２焦点近傍に
錐体物が配置され、該錐体物は光反射性の錐体状反射体
であって、前記錐体状反射体の錐体面の頂角α２が１５
０゜〜１７７゜の凸型錐体状反射体、又は頂角β２が１
８３゜〜２１０゜の凹型錐体状反射体であことを特徴と
する第４の投射型カラー表示装置を提供する。

【００２２】また、第１〜４のいずれかの投射型カラー
表示装置において、液晶表示素子は電極付き基板間に、
正の誘電異方性のネマチック液晶が固化物マトリクス中
に分散保持された液晶固化物複合体を有し、かつ固化物
マトリクスの屈折率が用いられる液晶の常光屈折率（ｎ
₀ ）と一致せしめられた透過散乱型の液晶表示素子であ
ることを特徴とする第５の投射型カラー表示装置を提供
する。

【００２３】また、第１〜５のいずれかの投射型カラー
表示装置において、液晶表示素子は反射層を有し、入射
光がその反射層で正規反射された後出射された光を投射
することを特徴とする第６の投射型カラー表示装置を提
供する。

【００２４】

【作用】本発明のフィルタは、いわゆる単純な色補正フ
ィルタとは異なり、演色性の高い白色光源を投射光源と
して用い、波長分離特性の不十分なＲＧＢのカラーフィ
ルタが画素毎に形成された単板の透過散乱型液晶表示素
子を用いた投射型カラー表示装置において、投射像の色
純度とコントラスト比を改善する。

【００２５】つまり、当該フィルタを通過する光のスペ
クトルと光束調整（形状と大きさ）を液晶表示素子の光
入射側及び光出射側で行うため、波長分離特性の不十分
なカラーフィルタの色純度を改善するとともに各色毎の
光の指向性を規定するため高いコントラスト比を維持で
きる。

【００２６】一般に透過散乱型表示素子を用いた投射型
表示素子において、光源光学系と投射光学系と透過散乱
型素子とをシュリーレン光学系の配置関係を満たすよう
に構成することにより、投射像の明暗（コントラスト）
表示が可能となる。このとき、投射画像の明暗は、光源
光学系から放射され表示素子へと入射する光の指向性と
表示素子の散乱能、さらに、投射光学系の集光角を定め
る開口数（Ｆナンバー）に応じて変わる。これは、明暗
（コントラスト）表示が表示素子そのものの特性によっ
て決まり、光学系への依存性が少ない透過吸収型の表示
素子の場合と大きく異なる。

【００２７】本発明の二種のフィルタのうち第１のフィ
ルタ（１）は表示素子と距離を隔てて設置され、フィル
タ透過光は拡散光となって表示素子に入射されるため、
フィルタ面に存在する色分布は表示素子面には反映され
難い。言いかえれば、光源光の仮想結像位置に第１のフ
ィルタ（１）を配置し、ＲＧＢの各スペクトル及び光束
調整（実際には絞り面積）を行う。そして、上述したシ
ュリーレン光学系においては、この光源光は光路途中に
おいて分散され、ほぼ平均的に照射される位置がある
（光源光の非結像位置）。

【００２８】この位置に表示素子を配置することで、ほ
ぼ均一なフルカラー表示画像が得られることになる。ま
た、この第１のフィルタ（１）の共役像が集光レンズに
よって形成され、その位置近傍に第１のフィルタ（１）
の共役像と同じ形状の第２のフィルタ（２）を設置する
とともに、その位置を投射レンズの瞳位置と一致させる
ことにより第１及び第２のフィルタ面に存在する照度分
布及び色分布は投射像に影響しない。このような表示素
子への照明法は均一照明法（ケラー照明法）と呼ばれて
いる。

【００２９】本発明におけるシステム構成例を集光レン
ズの配置別に図１〜図４に示す。図１〜図３は透過散乱
型表示素子が透過型（スルー・モード）で用いられる場
合を示し、図４は透過散乱型表示素子の内部又は非入射
面側に反射層が設けられて、光が光変調機能層（光の散
乱を生ぜしめる層）を往復する反射型（リフレクション
・モード）で用いられる場合を示す。ここでは、光源光
学系における発光源、又は二次的な放射光源の共役像を
形成する光学素子としてレンズを用いているが、代わり
に楕円鏡や球面鏡等の結像作用を利用してもよい。

【００３０】図１〜図４において、各構成要素を説明す
る。第１のフィルタ１、第１の絞り１７、第１の集光レ
ンズ１３１（略平行光化レンズとして用いられる）、液
晶表示素子１５、第２の集光レンズ１３２、第２のフィ
ルタ２、第２の絞り１８が設けられている。集光レンズ
は二枚構成ではなく、図２〜図４のように集光レンズ１
３のように一枚構成でもよい。第１のフィルタ及び第２
のフィルタは第１の絞り、第２の絞りの近傍に配置され
る。ほとんど一体的に構成できる。

【００３１】このとき、光源光学系における発光源又は
二次的な放射光源（仮想光源）を形成することになる第
１の絞りの大きさ・形状と、透過散乱型表示素子又は集
光レンズとの位置関係によって透過散乱型表示素子への
入射光の指向性が定まる。そして、光源光学系における
発光源又は二次的な放射光源の共役像とほぼ同じ形状の
開口部を有する第２の絞りと透過散乱型表示素子又は集
光レンズとの位置関係によって透過散乱型表示素子の透
過光のうち、投射光学系を通過してスクリーン等へ投射
される出射光の指向性が定まる。

【００３２】本発明では、画素毎にカラーフィルタが形
成された透過散乱型表示素子を用いた投射型カラー表示
装置において、上述したシュリーレン光学系の基本構成
における透過散乱型表示素子への入射光と、透過散乱型
表示素子を透過してスクリーン等へ投射される出射光の
ＲＧＢ各色のスペクトルと指向性を調整することによっ
て透過散乱型表示素子の投射画像のコントラスト比及び
色純度を向上するようにする。

【００３３】具体的には、まず光源光学系における発光
源又は二次的な放射光源となる第１の絞り及び集光レン
ズによって形成される第１の絞りの共役像と同じ形状の
開口部を有する第２の絞りの位置にＲＧＢの各色を規定
する三種の分光素子が空間的に配置された構成のフィル
タを用いる。

【００３４】本発明は一般的に画素毎にＲＧＢのカラー
フィルタが形成された表示素子を用い、白色光源を照明
光として用いた光学システムに応用できるが、具体的に
は汎用されている液晶表示素子（ＬＣＤ）、特に偏光板
を用いない透過散乱型液晶表示素子を対象としている。

【００３５】透過散乱型（光散乱型）のＬＣＤとしては
ＤＳ−ＬＣＤや液晶相変化モード等、いくつかの方式が
報告されている。そのうち、上述のＬＣＳＭ−ＬＣＤ
は、低電圧動作（≦１０Ｖ）が可能であり、かつ高い散
乱能を有するので特に好ましい。通常、投射型表示素子
に用いられるＬＣＳＭ−ＬＣＤの構造は、電極と駆動素
子を形成した第１基板と、対向電極を形成した第２基板
間に、正の誘電異方性のネマチック液晶が高分子が硬化
せしめられた樹脂などの固化物マトリクス中に分散保持
されて構成されたＬＣＳＭ層を挟持する。また、通常は
固化物マトリクスの屈折率が用いられる液晶の常光屈折
率（ｎ₀ ）と一致せしめられている。

【００３６】ＬＣＭＳ層の構造としては、樹脂等からな
る固化物マトリクスの液泡内に液晶が封じ込められて、
ほぼ単独の粒子形状（球状もしくは回転楕円体形状な
ど）の形態が光学的作用からは好ましいが、個々の液晶
カプセルが完全に独立せずに一部が連通していてもよ
い。実質的に単独粒子と同等に機能しうるような微小構
造を有していればよい。また、多孔質ガラスや多孔質樹
脂等の多孔質のように個々の液晶の液泡が細隙を介して
連通していてもよい。

【００３７】用いる液晶の物性値としては、０．２０≦
△ｎ≦０．２５、かつ、５＜△ε＜１３の範囲がＶＴカ
ーブにおける低ヒステリシス特性と、透過散乱時のコン
トラスト比（高透過性と高散乱性）が得られるので好ま
しい。また、固化物マトリクスとして用いられる樹脂等
の屈折率（ｎ_P ）と液晶の常光屈折率（ｎ_O ）とがほぼ
一致することにより透過状態となる。例えば、ｎ_O −
０．０３＜ｎ_P ＜ｎ_O ＋０．０５の関係を満たすように
用いることが好ましい。

【００３８】このような透過散乱型の動作モードを有す
るＬＣＳＭ−ＬＣＤを用いた投射型表示装置の場合、電
子通信情報学会技術報告ＥＩＤ９２−１２４（１９９３
−０２）第６９〜７５頁に記載された図２１に示された
システム全体の光学系（投射型表示装置４０）を用いて
投射画像のコントラスト比（印加電圧７Ｖ時の透過率Ｔ
_ONと無電圧印加時のＴ_OFF の比、Ｔ_ON／Ｔ_OFF ）を図２
２に示す。

【００３９】この投射型表示装置４０は、光源光学系に
楕円鏡１２と光源１１と第１の絞り１７を備える。平行
光化レンズ１３１で光源光の光束調整を行っている。ま
た、液晶光学素子１５と光路の後に集光レンズ１３２が
設けられている。光路中の第１の絞り１７の共役像が形
成される位置に第２の絞り１８が配置されている。さら
に、投射レンズ１９を含む投射光学系が配置されてい
る。

【００４０】図２２において、集光角は後述される投射
光の指向性を示す。本図に示すように、集光角が小さく
なればなるほど（より、平行光に近づくことを意味す
る）、コントラスト比が高くなり、集光角が大きくなれ
ばなるほどコントラスト比が低下する傾向がある。

【００４１】一方、コントラスト比は表示素子への入射
光の指向性及び投射光の指向性に依存し、指向性の高い
ほどコントラスト比は高い値を示す。

【００４２】図１〜図４において、光源光学系における
発光源又は二次的な放射光源の大きさ・形状によって定
まる開口径をＤ１とし、この発光源又は二次的な放射光
源の共役像が形成される位置に配置されたその共役像と
同じ形状の開口部を有する絞りの開口径をＤ２とする。
ここで、発光源の発光部に対応する場合、あるいは発光
源から放射された光を楕円鏡等で焦点位置に集光し、そ
の焦点位置に開口絞りを配置しその開口部を二次的な放
射光源とした場合、Ｄ１はその平均直径を意味する。

【００４３】すなわち、この発光部（図１〜４では第１
の絞りの開口面積に相当する）の総面積をＳ１とする
と、数１で定義される。

【００４４】

【数１】

【００４５】ここで、発光部が複数存在し、あるいは複
数の分離した領域又は開口部Ｓ_X （Ｘ＝１〜ｎ、ｎ≧
２）から開口絞りが構成されている場合、Ｓ１はその総
面積ΣＳ_X で近似される。

【００４６】また、この発光部の共役像が生成される位
置に設けられる第２の絞りに関しても同様に、第２の開
口絞りの開口部の総面積をＳ２とすると、Ｄ２は数２で
表される。ここで、Ｓ_Y もＳ_X と同様に定義される。Ｓ
２＝ΣＳ_Y （Ｙ＝１〜ｎ、ｎ≧２）。

【００４７】

【数２】

【００４８】このとき、光源光学系から放出され透過散
乱型表示素子へ入射する光の指向性を表す分散角φは、
発光部と集光レンズ及び透過散乱型表示素子の間隔のう
ちの短い方をＬ１とすると、数３によって近似される。

【００４９】

【数３】

【００５０】また、透過散乱型表示素子の透過光の内投
射光学系を通過してスクリーン等へ投射される出射光の
指向性を表す集光角δは、第２の絞りと集光レンズ及び
透過散乱型表示素子の間隔のうち、短い方をＬ２とする
と、数４で近似される。

【００５１】

【数４】

【００５２】したがって、ＲＧＢの各色に応じて透過散
乱型表示素子への入射光及び投射光の指向性φ、δを変
えるためには、数４及び数５で関係付けられたＤ１、Ｌ
１、Ｄ２、Ｌ２のいずれかをＲＧＢ毎に変えればよい。
さらに、Ｄ１又はＤ２に対応する開口部にＲＧＢの各色
のスペクトルを規定する分光素子が配置されていればよ
い。本発明では、第１のフィルタ及び第２のフィルタを
用いることにより、このうちＤ１とＤ２をＲＧＢ毎に実
質的に調整して指向性を改善するとともにＲＧＢの色純
度を改善することを意味する。

【００５３】投射画像のコントラスト比を劣化させない
で明るさすなわち投射効率を維持するためには分散角φ
と集光角δとをほぼ等しくなるようにＤ１、Ｌ１、Ｄ
２、Ｌ２を設定することが好ましい。

【００５４】また、用いる透過散乱型表示素子の散乱能
が低い場合、第１の開口絞り、及び第２の絞りが複数の
分離した領域又は開口部Ｓ_X 、Ｓ_Y から構成されている
場合又は外周長の長い開口部の場合の方が単一の円形開
口絞りに比べてコントラスト比が増加するため好まし
い。なお、ここでは絞りとフィルタが実質的に一体化さ
れたものとして説明している。

【００５５】なお、本発明において波長域を示すＲとは
およそ５８０〜６７０ｎｍの波長帯域、Ｇとはおよそ５
００〜５７０ｎｍの波長帯域、Ｂとはおよそ４２０〜５
００ｎｍの波長帯域を指す。用いる他の光学要素との関
係でカットオフ波長をシフトして用いてもよい。また、
色純度を向上する等のために各波長帯域の間に間隙を設
けているが、その間隙量を全体システムとの関係で調整
することができる。

【００５６】

【実施例】

（実施例１）図５は投射型カラー表示装置１０を示す。
本実施例では、光源１１は楕円鏡１２（回転楕円体鏡）
の第１焦点に配置されており、光源１１から出射された
光は楕円鏡１２で反射され、ほぼ第２焦点位置に設けら
れた凸型の錐体状プリズム３の平面側から入射し、光が
その平面で屈折してプリズム内を伝搬し、さらに錐体面
で屈折し凸錐体状プリズム３の錐面から出射すること
で、屈折透過を経て出射した後の光束方位角分布が変化
する。そして、第１の集光レンズ１３１に入射し、ほぼ
平行光となり透過散乱型の液晶表示素子１５に入射す
る。

【００５７】液晶表示素子１５の機能層で散乱されずに
透過し、液晶表示素子１５を通過した非散乱光は、第２
の集光レンズ１３２により投射レンズ１９の位置にほぼ
集光され、図示されていないスクリーンに投射される
が、液晶表示素子１５で散乱された散乱光は、正規の光
路から外れ、例えば第２の絞り１８により除去されスク
リーンには投影されない。

【００５８】第１の絞り１７の開口近傍と第２の絞り１
８の開口近傍に、第１のフィルタと第２のフィルタがそ
れぞれ配置される。本実施例で用いるフィルタとは通過
する光の波長域（スペクトル）に応じて、それぞれの光
路面積と通過光量を調整できるよう形成されたフィルタ
のことである。実際には第１又は第２の絞りとほぼ一体
的に構成されてもよい。

【００５９】ここで用いられる光源１１としては、放電
発光型のメタルハライドランプ、キセノンランプ及びフ
ィラメント発光型のハロゲンランプ等であるが、いずれ
も光源部の電極、管球ガラス、保温膜、フィラメント等
の遮光部が存在し、光源から放出される光軸と平行方位
角度近傍の出射光が少ないとともに、楕円鏡１２からの
反射光も光軸と平行方位角度近傍の出射光成分が少な
い。

【００６０】その結果、錐体状プリズム３が用いられな
い図２１に示す従来例の場合、楕円鏡１２の第２焦点に
おける光軸とのなす角度が約１０゜以下の光が不足し、
透過散乱型表示素子１５の中心付近に影が生じたが、錐
体状プリズム３を用いた場合、プリズム界面での屈折に
より光束方位角が変化し、光軸とのなす角度が約１０゜
以下の光の不足を補い、透過散乱型表示素子の中心付近
の光強度不均一性を修正し均一化された。

【００６１】なお、錐体状プリズムは図示した配置以外
にその平面を出射面側に、錐面を入射面側に配置しても
用いうる。また、この場合平面側に本発明のフィルタを
設けることができるのでより簡便な一体的な構造をとる
ことができるのでより好ましい。虹彩絞りを用いて開口
口径を調節する場合に有利となる。

【００６２】また、光源光学系の集光鏡としては通常回
転楕円鏡が用いられるが、原理的には二次的に点光源を
形成する機能を有していればよい。例えば、放物面鏡と
集光レンズを組み合わせたものがある。また、楕円鏡と
しては滑らかな二次曲面を用いたものでなく、微小領域
を複雑に組み合わせて、全体として楕円鏡を構成するマ
ルチミラー楕円鏡を用いうる。

【００６３】また、二種類以上の楕円面を組み合わせた
楕円鏡や球面鏡と楕円鏡とを組み合わせた複合集光鏡を
用いうる。また、絞りの形状や液晶表示素子の形状に合
わせて、光軸を法線とする面において、楕円鏡の断面が
略楕円を示すような扁平な楕円鏡体を用いうる。

【００６４】本実施例（図５）を構成する各部について
説明する。本実施例では、画素ＩＴＯ電極毎にＴＦＴが
形成されたアクティブマトリクス駆動基板と画素毎にＲ
ＧＢのカラーフィルタが形成され、ＴＦＴ及び配線部に
対応した部分にブラックマトリクスが形成されたガラス
基板にさらにＩＴＯ透明電極が形成された対向基板とを
用い、シール材を塗布して一定の空間ギャップを有する
セルを作製する。

【００６５】ここで用いられるカラーフィルタは顔料を
フォトレジストに分散しパターニングする感光性樹脂型
顔料分散カラーフィルタである。その後、セル中に液晶
と高分子の混合液を注入し、紫外線を照射して高分子を
硬化せしめて樹脂としＬＣＳＭを形成する。特に、高分
子を用いて形成したものを液晶高分子複合体（リキッド
クリスタルポリマーコンポジット：以下ＬＣＰＣ
と呼ぶ）と呼ぶ。

【００６６】そして透過散乱型の液晶表示素子とした。
ここで、液晶表示素子中に設けられたＬＣＰＣ層は正の
誘電異方性のネマチック液晶を樹脂中に分散保持せしめ
られた形態を有している。この場合、いわゆる液晶カプ
セルは一部が連通しているか、又はほぼ独立粒子の形態
を有していることが高い散乱能を得るために好ましい。

【００６７】この液晶表示素子１５の表示部は対角４.
７インチサイズ、画素サイズは５０μｍ（×ＲＧＢ）×
１５０μｍで、横６４０画素（×ＲＧＢ）×縦４８０画
素からなり、画素の開口率は４０％で、その最大透過率
は３３％である。

【００６８】光源光学系としては、光源１１（発光アー
ク長４ｍｍ、１５０Ｗのメタルハライドランプ）、楕円
鏡１２（第１焦点距離ｆ１＝２２ｍｍ、第２焦点距離ｆ
２＝１０５ｍｍ、奥行全長Ｈ＝５０ｍｍ）、凸型錐体状
プリズム１（頂角α１＝１１４゜、底面断面直径５０ｍ
ｍ、高さ１８ｍｍ、ただし錐体状プリズムの傾斜面の高
さは１６. ５ｍｍ）を用いる。集光レンズとして、第１
の集光レンズ１３１（焦点距離２００ｍｍの平凸レン
ズ）と、第２の集光レンズ１３２（焦点距離２００ｍｍ
の平凸レンズ）を用いる。

【００６９】また、楕円鏡１２の第２焦点位置近傍で錐
体状プリズム３と集光レンズ１３１との間に開口径可変
の虹彩絞りを用いた第１の絞り１７を設ける。

【００７０】この液晶表示素子１５を透過した光のう
ち、第２の絞り１８を通過した光のみが、投射レンズ１
９を通してスクリーン上に液晶表示画像として結像され
る。

【００７１】このとき、第１の絞り１７の開口径の共役
像が第２の集光レンズ１３２によって結像される位置で
ある投射レンズの瞳位置に、開口径可変の虹彩絞りを同
様に用いた第２の絞り１８を配置する。

【００７２】次に、本実施例におけるＲＧＢの各色毎に
光の指向性と色純度を改善する構成を以下に説明する。

【００７３】第１の絞り１７の開口近傍及び第２の絞り
１８の開口近傍に、図６に示すような光軸を対称軸とし
ＲＧＢの各色の波長帯を規定する放射状の第１のフィル
タ１と第２のフィルタ２をそれぞれ第１の絞り１７及び
第１の絞り１８の近傍に設置する。いずれのフィルタも
高屈折率誘電体膜と低屈折率誘電体膜を可視光波長オ−
ダの膜厚で交互に積層した構成の干渉フィルタである。
その分光透過率を図７に示す。

【００７４】具体的には、図６に示すようにＲ・Ｇ・Ｂ
の三色のスペクトル毎に光路面積が分割されたフィルタ
を用いる。このフィルタはＲＧＢ各色に対応した占有面
積Ｋ_R 、Ｋ_G 、Ｋ_B に応じて上述した数１、数２より開
口径を定める。また、数３、数４によってＲＧＢ各色に
対応した分散角φ_R 、φ_G 、φ_B 及び集光角δ_R 、δ
_G 、δ_B が定まる。ここではＲＧＢいずれもδ＝φと
し、第１の集光レンズ１３１と第２の集光レンズ１３２
の焦点距離が２００ｍｍのためＬ１＝Ｌ２＝２００ｍｍ
である。よって、ＲＧＢ各色に関してδ_R ＝δ_G ＝δ_B
＝６°とすると、占有面積はＫ_R ＝Ｋ_G ＝Ｋ_B ＝３. ４
７ｃｍ² となる。

【００７５】図６の例では、Ｒ・Ｇ・Ｂそれぞれ二か所
の領域を有しており、合計で６分割されている。

【００７６】そして、開口部の円形形状をほぼ保ったま
ま、その外周を大きくするか、小さくして開口面積Ｓを
可変する虹彩絞りが第１の絞り１７と第２の絞り１８と
して用いられる。実際の開口径を決定する虹彩絞りよっ
て、全体の開口面積をＳ＝Ｋ_R ＋Ｋ_G ＋Ｋ_B ＝１０. ４
１ｃｍ² となるように、すなわち、絞り１の開口直径を
３６. ４ｍｍとすればよい。この場合、コントラスト比
１００：１以上が得られる。

【００７７】また、投射像の色度座標を図８の実線で示
す。フィルタ１、２を用いない点線で示された従来例に
比べ、ＲＧＢの色純度が向上し、色表現域が拡大する。
フィルタ１、フィルタ２の有無に伴う投射増のコントラ
スト比と色純度（色表現域）について他の比較例を表１
にまとめた。

【００７８】

【表１】

【００７９】第１のフィルタ１と第２のフィルタ２の色
分割を図６のような形状にすることにより、開口径Ｄ
１、Ｄ２が虹彩絞りによって変化してもＲＧＢ波長域毎
の面積比は変わらずにほぼ一定となる。また、一般に光
源は有限の発光域を有するため、絞り１及び絞り２の開
口部が大きいほど投射像は明るくなる。

【００８０】したがって、投射画像を利用しようとする
周囲の明るさに応じて開口径Ｄ１、Ｄ２を虹彩絞りによ
って変化させることにより、投射画像の明るさとコント
ラスト比を同時に調整できる。或る明るさ環境のもと
で、最適なコントラスト比を得るように両開口絞りを設
定することで、見やすい表示が得られるうえ色バランス
も変化しない。

【００８１】図６にはフィルタを同一面積Ｋ_R ＝Ｋ_G ＝
Ｋ_B でＲＧＢ合わせて６分割した例を示したが、ＲＧＢ
毎に面積が異なっていてもよいし、他の分割数でもよ
い。分割数が多ければ、画面全体の光量分布もさらに均
一化されるので好ましい。少ない分割数でもシュリーレ
ン光学系の光路中における光の拡散作用で実効的に問題
のない投射画像が得られる。実用的には６〜１８分割程
度が用いられうる。さらに好ましくは、１２〜１８分割
が用いられる。

【００８２】このような目的に用いられるフィルタは、
高い耐熱性及び耐光性が要求されるため、光吸収型フィ
ルタより透過反射型ダイクロイックフィルタである誘電
体多層膜干渉フィルタを用いることが好ましい。この場
合、色分離特性及び透過率が光吸収型フィルタに比較し
て優れるため、色純度の高い分光フィルタとなる。

【００８３】誘電体多層膜干渉フィルタは基板上に真空
蒸着法やスパッタリング法により屈折率の異なる誘電体
膜を交互に積層することにより形成される。また、図６
のようなＲＧＢのフィルタのパターニングは、マスク蒸
着法や下地の銅膜をレジストの代用としたリフトオフ等
の従来技術により形成が可能である。

【００８４】他のフィルタ構成として、用いられるフィ
ルタは必ずしも光軸を対称軸とした放射状である必要は
なく、図９に示すようなストライプ状、図１０に示すよ
うな格子状、図１１に示すような斑点状（円形）でもよ
い。いずれの場合も、ＲＧＢ三色に対するフィルタの配
置がフィルタ１とフィルタ２で共役像の関係になるよう
に構成されていればよい。また、開口形状は円形状であ
る必要はなく、矩形状でもよい。

【００８５】本発明のフィルタは、誘電体多層膜干渉フ
ィルタが形成されたガラス基板を光路中に設けてもよい
し、上述した光源光学系中の錐体状プリズム３の光出射
側の表面（錐面又は平面）に形成されてもよい。

【００８６】光源光の高い指向性と均一な配光分布を確
保するには、錐体物（錐体状プリズム又は錐体状反射
体）を用いるのが好ましいが、錐体物の代わりにレンズ
やレンズアレイや拡散板を設置して投射光の均一性を改
善してもよい。錐体物を用いた場合、光の分散角φ（＝
集光角δ）として２°〜１４°、好ましくは５°〜１０
°の光源光が得られるように光学系を調整することが好
ましい。高い光源光利用効率と高指向性と均一投射光分
布とを両立させうる点に大きな特徴がある。

【００８７】本実施例では光路中に設けられたフィルタ
の透過光を利用する構成を示したが、反射型の色分離フ
ィルタ（ダイクロイックミラー）を用いてもよい。例え
ば、図１２に示すように、ＲＧＢの各色を反射するダイ
クロイックミラーの各色に対する配置とする。その分光
反射率を図１３に示す。反射型で用いた方が、光損失が
少なくシステム全体での光利用効率がさらに向上する。

【００８８】この場合、錐体状プリズムの代わりに図１
４に示すような錐体状反射体（凹型の頂角β２＝１９５
゜、底面断面直径５０ｍｍ、高さ１２ｍｍ、ただし錐体
状反射体の傾斜面の深さは３. ３ｍｍ）を用い、その傾
斜面（錐面）上に上述のダイクロイックミラーを形成す
る。

【００８９】このような反射型の色分離フィルタ（ダイ
クロイックミラー）の場合も、錐体状反射体の表面ある
いはレンズやレンズアレイや拡散板の表面にダイクロイ
ックミラーを形成して構成してもよい。

【００９０】その結果、本発明によれば、単一の透過散
乱型の画素毎にカラーフィルタが形成された液晶表示素
子を用いた場合でも、色純度が改善された投射画像が効
率よく得られるとともに、高いコントラスト比と明るく
均一性の高い投射画像が達成される。

【００９１】なお、同じ絞り開口面積で比較すると、フ
ィルタを用いない場合に比して本実施例では光源光がフ
ィルタの部分でおよそ１／３程度損失することになる。
しかし、本実施例のフィルタを用いる場合には、開口径
を大きくして全体の光量を上げるようにし、かつ分割さ
れた各領域に対応した波長域の光における高指向性を確
保する。

【００９２】（実施例２）実施例１において、透過散乱
型の液晶表示素子の光入射側と反対側に光反射層を形成
することにより、反射型の液晶表示素子とする。具体的
には、画素毎に形成されたＩＴＯ透明電極を反射電極と
して、対向電極側から光を入射する構成とする。反射電
極はアルミニウム、銀等の金属膜でもよく、本実施例の
ように屈折率の異なる透光性誘電体膜を光波長オーダの
膜厚で、屈折率を変化せしめ（屈折率大／屈折率小）て
交互に積層した構成である誘電体多層膜ミラーでもよ
い。

【００９３】本実施例の反射型の液晶表示素子の断面構
造を図１５に示し、その構成を以下に詳述する。

【００９４】ガラス基板上にＴＦＴアレイと電極配線
（ゲ−ト電極８６１、信号電極８６３）が形成されたア
クティブマトリクス基板８３３の表示面全面に、光学的
膜厚（屈折率×膜厚）が１００〜２００ｎｍ程度の屈折
率２. ３のＴｉＯ₂ と屈折率１. ４５のＳｉＯ₂ とを交
互に２０層程度積層して誘電体多層膜ミラー８３７を作
製する。さらに、各ＴＦＴのドレイン電極８３６Ａに接
続する誘電体多層膜ミラー位置にコンタクトホ−ルを形
成し、その上面に成膜された透明電極ＩＴＯ８３６Ｂと
ドレイン電極８３６Ａとの導通をとる。

【００９５】透明電極８３６Ｂは各ＴＦＴアレイに対応
して画素電極となるようパターニングされるが、その
際、ＴＦＴ及び大部分の配線部が画素電極で被われるよ
うな構成とすることが好ましい。さらに、図１６に平面
図を示すように、ＲＧＢの顔料分散カラーフィルタ８３
４を後述される図１７の光学系のＸ−Ｙ軸に沿って線状
になるよう、また各画素電極及び画素電極間隙を被うよ
うに形成する。このとき、カラーフィルタの膜厚は透過
型表示素子の場合に比べて半分（約１μｍ）でよい。

【００９６】また、多層膜ミラー８３７を透過しＴＦＴ
の半導体層８３９に到達し吸収された光により光誘起電
流が発生し、それに伴って表示品位を劣化するため、こ
のような漏れ光を低減するために絶縁体層８３８を介し
て遮光膜８４０が形成されている。さらに、アクティブ
マトリクス基板８３３のガラス裏面での反射戻り光や入
射光を遮断するため、ガラス裏面に黒色塗料８４１を形
成する。

【００９７】図１５において、ガラス表面に微細な凹凸
を形成しその上に透明電極ＩＴＯ８３５を成膜したもの
を対向基板８３１として用い、対向基板には遮光膜（ブ
ラックマトリクス）を形成しない。

【００９８】このような反射型の液晶表示素子２５を用
い、図１７と図１８に示すような投射型表示装置３０を
作製する。反射型液晶表示素子２５の反射面の垂線に対
して入射光はγ＝２〜１０°（あおり角）程度傾斜させ
て入射することにより、光源光学系から出射された光は
光軸ＡＸに沿って進み集光レンズ１３により反射型の液
晶表示素子２５に集光される。この入射光が液晶表示素
子２５の反射面で正規反射され（その入射角をγとす
る）、再び集光レンズ１３を通過して光源光学系の第１
の開口絞り１７と共役な像が第１の開口絞り１７と重な
らない位置に結像される。この共役像位置に第２の絞り
１８が配置される。

【００９９】ここで、第１の開口絞り１７及び第２の開
口絞り１８の近傍に配置されるフィルタは実施例１と同
様であり、種々の形態が用いられうる。また、不要な界
面反射の投射像への重畳を回避するため、対向基板のＩ
ＴＯ電極面８３５に反射防止膜や微細な凹凸を形成す
る、さらに集光レンズ１３を対向基板８３１に接合して
界面をなくす等により界面反射を低減することが好まし
い。

【０１００】透過散乱型の液晶表示素子２５を反射型で
用いることにより、ＬＣＰＣ層を光が往復するため、散
乱能が透過型に比べて飛躍的に向上し、その結果、同じ
集光角であれば投射画像のコントラスト比が向上し、コ
ントラスト比が同じになるよう集光角を大きな値に設定
すれば投射像がさらに明るくなる。

【０１０１】本実施例ではカラーフィルタをアクティブ
マトリクス基板上に形成した例を説明したが、従来のよ
うに対向基板上に形成してもよい。その場合、ガラス基
板上にカラーフィルタを作製し、その上にオーバコート
層を形成し、さらにその表面に転写等により微細な凹凸
を形成し、最後に透明電極を成膜することにより投射像
に重畳しコントラスト比劣化の原因となる界面反射光を
低減することが好ましい。

【０１０２】また、誘電体多層膜ミラーの構成として、
ＴｉＯ₂ ／ＳｉＯ₂ の組み合わせ以外にＴａＯ₅ ／Ｓｉ
Ｏ₂ やＳｉ／ＳｉＯ₂ 等の高低屈折率誘電体の交互多層
膜でもよい。屈折率差が大きな材料の組み合わせほど高
い反射率及び広い反射波長帯域が得られやすい。また、
誘電体材料の抵抗率は１０¹⁰Ω／ｃｍ² 以上であること
が好ましい。

【０１０３】

【発明の効果】本発明の投射型カラー表示装置では、画
素毎に樹脂材料に色素材料を混入してなるＲＧＢのカラ
ーフィルタが形成された単一の透過散乱型の液晶表示素
子を用いているにもかかわらず、投射画像の色純度の向
上及び高いコントラスト比が達成される。

【０１０４】また、従来の透過散乱型表示素子を用いた
投射型表示装置に比べて、同じコントラスト比の場合に
はより高い光利用効率が得られ、同じ光利用効率の場合
にはより高いコントラスト比が得られる。

【０１０５】実施例１の効果は、特に単板透過型パネル
を用いているため、安価で小型の投射型カラー表示装置
が得られる。

【０１０６】実施例２の効果は、特に単板反射型パネル
を用いているため、透過型パネルに比べて、同じ明るさ
で高いコントラスト比、あるいは同じコントラスト比で
より明るい投射型カラー表示装置が得られる。

【０１０７】本発明は、その効果を失わない範囲で他の
種々の用途に応用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表示素子と集光レンズとの配置関係の
第１例を示す模式図。

【図２】本発明の表示素子と集光レンズとの配置関係の
第２例を示す模式図。

【図３】本発明の表示素子と集光レンズとの配置関係の
第３例を示す模式図。

【図４】本発明の表示素子と集光レンズとの配置関係の
第４例を示す模式図。

【図５】本発明の投射型カラー表示装置の実施例１を示
す模式図。

【図６】本発明におけるフィルタの第１例の平面図。

【図７】第１例のフィルタの分光透過率特性を示すグラ
フ。

【図８】実施例１及び従来例の投射像の色度座標を示す
グラフ。

【図９】本発明におけるフィルタの第２例の平面図。

【図１０】本発明におけるフィルタの第３例の平面図。

【図１１】本発明におけるフィルタの第４例の平面図。

【図１２】本発明におけるフィルタの第５例の平面図。

【図１３】第５例のフィルタの分光透過率特性を示すグ
ラフ。

【図１４】本発明の第５のフィルタを用いた光源光学系
を示す模式図。

【図１５】本発明における実施例２の反射型表示素子の
断面の模式図。

【図１６】本発明における実施例２の反射型表示素子の
平面の模式図。

【図１７】本発明の投射型カラー表示装置の実施例２の
平面の模式図。

【図１８】本発明の投射型カラー表示装置の実施例２の
側面の模式図。

【図１９】投射型カラー表示装置の投射光源であるメタ
ルハライドランプの発光スペクトルを示すグラフ。

【図２０】投射型カラー表示装置の表示素子に用いられ
る顔料分散型カラーフィルタの分光透過率を示すグラ
フ。

【図２１】従来の投射型カラー表示装置の平面の模式
図。

【図２２】投射型カラー表示装置における集光角とコン
トラスト比の関係を示すグラフ。

【符号の説明】

１：第１のフィルタ２：第２のフィルタ３：錐体状プリズム４：錐体状反射体１０、３０、４０：投射型カラー表示装置１１：光源１２：楕円鏡１３：集光レンズ１５、２５：液晶表示素子１７：第１の絞り１８：第２の絞り１９：投射レンズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源光学系と、透過散乱型の液晶表示素子
と、投射光学系とが備えられ、光源光学系から発した光
源光が液晶表示素子を通過せしめられ、その後に投射光
学系から投射される投射型表示装置であって、光源光学系と液晶表示素子と投射光学系がシュリーレン
光学系を構成するように配置され、液晶表示素子は画素毎にＲＧＢのカラーフィルタが形成
されるとともに各色に対応した映像電気信号が印加さ
れ、液晶表示素子の前及び後の光路中に、ＲＧＢの各色を規
定する３種の分光機能が空間的に配置されてなる第１の
フィルタ（１）と第２のフィルタ（２）とが配置され、液晶表示素子の各画素はＲＧＢの各色に対応した電気信
号によって駆動され、第１のフィルタ（１）によって規定されたＲＧＢの各色
光を該電気信号に応じて散乱させることを特徴とする投
射型カラー表示装置。
【請求項２】請求項１の投射型カラー表示装置におい
て、光源光学系には、光源（１１）と楕円鏡（１２）と第１
の絞り（１７）とが備えられ、楕円鏡（１２）の第１焦
点の位置近傍に光源（１１）が、楕円鏡（１２）の第２
焦点の位置近傍に第１の絞り（１７）が配置され、第１のフィルタ（１）が第１の絞り（１７）の近傍に配
置され、かつ第１のフィルタ（１）が第１の絞り（１７）の開口
部を占めるように設けられ、光源光学系から投射光学系に至る光路の液晶表示素子
（１５）の前又は後ろのいずれか一方、又は前後の両方
の位置に集光レンズ（１３、１３１、１３２）が設けら
れ、第１の絞り（１７）から放射された発散光を集光し、第
１の絞り（１７）及び第１のフィルタ（１）と共役な像
を投射光学系のほぼ瞳位置に結像し、その結像面の近傍に第２の絞り（１８）及び第２のフィ
ルタ（２）が配置され、さらに、第２の絞り（１８）の開口形状が第１の絞り
（１７）の共役像とほぼ一致するように形成されるとと
もに第２のフィルタ（２）のＲＧＢの各色を規定する分
光フィルタの配置が第１のフィルタ（１）の共役像とほ
ぼ一致するように形成されたことを特徴とする投射型カ
ラー表示装置。
【請求項３】請求項１又は２の投射型カラー表示装置に
おいて、光源光学系には、楕円鏡（１２）とその第１焦
点近傍に光源（１１）が配置され、第２焦点近傍に錐体物が配置され、該錐体物は光透過性の錐体状プリズムであって、前記錐体状プリズムの錐体面の頂角α１が９０゜〜１７
５゜の凸型錐体状プリズム、もしくは頂角β１が１８５
゜〜２７０゜の凹型錐体状プリズムか、又は、該錐体物は光反射性の錐体状反射体であって、前記錐体状反射体の錐体面の頂角α２が１５０゜〜１７
７゜の凸型錐体状反射体、もしくは頂角β２が１８３゜
〜２１０゜の凹型錐体状反射体であことを特徴とする投
射型カラー表示装置。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項の投射型カラ
ー表示装置において、液晶表示素子は反射層を有し、入
射光がその反射層で正規反射された後出射された光を投
射することを特徴とする投射型カラー表示装置。