JPH10206814A - 投影型カラー液晶表示装置 - Google Patents
投影型カラー液晶表示装置Info
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- JPH10206814A JPH10206814A JP9010718A JP1071897A JPH10206814A JP H10206814 A JPH10206814 A JP H10206814A JP 9010718 A JP9010718 A JP 9010718A JP 1071897 A JP1071897 A JP 1071897A JP H10206814 A JPH10206814 A JP H10206814A
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- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/1336—Illuminating devices
- G02F1/133621—Illuminating devices providing coloured light
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/12—Picture reproducers
- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
- H04N9/3102—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
- H04N9/3105—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying all colours simultaneously, e.g. by using two or more electronic spatial light modulators
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- H04N5/7416—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor involving the use of a spatial light modulator, e.g. a light valve, controlled by a video signal
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】より明るい表示画像を実現することが可能な投
影型カラー液晶委表示装置を提供する。 【解決手段】白色光源１の光は、回転楕円面鏡２で反射
されて、インテグレーター３に入射し、ここで分散され
てから、コンデンサーレンズ４で平行化される。この平
行光は、主ダイクロイックミラー群５及び各副ダイクロ
イックミラー群に入射する。液晶表示素子１０６には、
主ダイクロイックミラー群５からの３原色の各光束、各
副ダイクロイックミラー群からの赤、青の各光束と言う
７つの各光束がそれぞれの方向から入射する。これらの
光束は、液晶表示素子１０６の各絵素に集光スポットを
形成し、これらの絵素を透過した光束が出射側偏光板１
１０、フィールドレンズ１２６及び投影レンズ１２７を
介してスクリーン１２８に投影される。
影型カラー液晶委表示装置を提供する。 【解決手段】白色光源１の光は、回転楕円面鏡２で反射
されて、インテグレーター３に入射し、ここで分散され
てから、コンデンサーレンズ４で平行化される。この平
行光は、主ダイクロイックミラー群５及び各副ダイクロ
イックミラー群に入射する。液晶表示素子１０６には、
主ダイクロイックミラー群５からの３原色の各光束、各
副ダイクロイックミラー群からの赤、青の各光束と言う
７つの各光束がそれぞれの方向から入射する。これらの
光束は、液晶表示素子１０６の各絵素に集光スポットを
形成し、これらの絵素を透過した光束が出射側偏光板１
１０、フィールドレンズ１２６及び投影レンズ１２７を
介してスクリーン１２８に投影される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、画像をスクリー
ン上に投影する投影型カラー液晶表示装置に関する。
ン上に投影する投影型カラー液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】画像をブラウン管に表示し、このブラウ
ン管の画像をスクリーンに投影すると言う画像表示装置
が従来より提供されているが、近年、これに代わるもの
として、液晶表示素子を用いた投影型カラー液晶表示装
置が開発されている。この投影型カラー液晶表示装置と
しては、特開平４−６０５３８号公報に開示されている
様な１枚の液晶表示素子を用いる単板式のものがあり、
これは、光学系が簡単で小型のシステムに適したものと
して知られている。
ン管の画像をスクリーンに投影すると言う画像表示装置
が従来より提供されているが、近年、これに代わるもの
として、液晶表示素子を用いた投影型カラー液晶表示装
置が開発されている。この投影型カラー液晶表示装置と
しては、特開平４−６０５３８号公報に開示されている
様な１枚の液晶表示素子を用いる単板式のものがあり、
これは、光学系が簡単で小型のシステムに適したものと
して知られている。
【０００３】この様な投影型カラー液晶表示装置を図１
１に示す。同図において、白色光源１０１の光は、その
第１焦点が該白色光源１０１の位置と一致する様に配置
された回転楕円面鏡１０２で反射され、この回転楕円面
鏡１０２の第２焦点に集光する。
１に示す。同図において、白色光源１０１の光は、その
第１焦点が該白色光源１０１の位置と一致する様に配置
された回転楕円面鏡１０２で反射され、この回転楕円面
鏡１０２の第２焦点に集光する。
【０００４】この第２焦点に集光した光は、第２焦点付
近に配置されているインテグレーター１０３に入射し、
ここで光の角度分布が均一化されて発散した光となり、
これがコンデンサーレンズ１０４で平行化される。この
平行光は、それぞれ赤、緑、青の光を選択的に反射する
各ダイクロイックミラー１０５Ｒ，１０５Ｇ，１０５Ｂ
によって、赤、緑、青の３原色に分離され、これらの色
の光束が液晶表示素子１０６における該各色に対応する
各絵素に入射する。
近に配置されているインテグレーター１０３に入射し、
ここで光の角度分布が均一化されて発散した光となり、
これがコンデンサーレンズ１０４で平行化される。この
平行光は、それぞれ赤、緑、青の光を選択的に反射する
各ダイクロイックミラー１０５Ｒ，１０５Ｇ，１０５Ｂ
によって、赤、緑、青の３原色に分離され、これらの色
の光束が液晶表示素子１０６における該各色に対応する
各絵素に入射する。
【０００５】この液晶表示素子１０６は、入射光を映像
信号に基づいて変調する液晶パネル１０７と、各光束を
入射する側に配置され、各色の光束を液晶パネル１０７
における該各色に対応する各絵素に集光させるマイクロ
レンズアレイ１０８と、このマイクロレンズアレイ１０
８の光入射側に配置された入射側偏光板１０９と、液晶
パネル１０７の光出射側に配置された出射側偏光板１１
０とから構成されている。
信号に基づいて変調する液晶パネル１０７と、各光束を
入射する側に配置され、各色の光束を液晶パネル１０７
における該各色に対応する各絵素に集光させるマイクロ
レンズアレイ１０８と、このマイクロレンズアレイ１０
８の光入射側に配置された入射側偏光板１０９と、液晶
パネル１０７の光出射側に配置された出射側偏光板１１
０とから構成されている。
【０００６】図１２は、液晶パネル１０７の構成を示し
ている。この液晶パネル１０７は、対向配置された一対
の基板１１１，１１２間に、液晶層１１３を挟持した構
造を有する。一方の基板１１１の表面には、複数の絵素
電極１１５をマトリクス状に配置し、各絵素電極１１５
毎に、絵素電極１１５を駆動する薄膜トランジスタ（Ｔ
ＦＴ）１１６及び補助容量１１７を設けている。１組の
絵素電極１１５、ＴＦＴ１１６及び補助容量１１７から
は、１つの絵素が形成される。
ている。この液晶パネル１０７は、対向配置された一対
の基板１１１，１１２間に、液晶層１１３を挟持した構
造を有する。一方の基板１１１の表面には、複数の絵素
電極１１５をマトリクス状に配置し、各絵素電極１１５
毎に、絵素電極１１５を駆動する薄膜トランジスタ（Ｔ
ＦＴ）１１６及び補助容量１１７を設けている。１組の
絵素電極１１５、ＴＦＴ１１６及び補助容量１１７から
は、１つの絵素が形成される。
【０００７】また、基板１１１の表面には、各絵素電極
１１５の各列に対応して各信号ライン１１８を設けると
共に、各絵素電極１１５の各行に対応して各ゲートライ
ン１１９を設けている。各ＴＦＴ１１６のゲートをゲー
トライン１１９に接続し、各ＴＦＴ１１６のソースを信
号ライン１１８に接続し、各ＴＦＴ１１６のドレインを
絵素電極１１５及び補助容量１１７の一方の電極に接続
している。この補助容量１１７の他方の電極には、対向
電極１２１と同じレベルの電位に設定される。この様な
基板１１１をアクティブマトリクス基板と称している。
１１５の各列に対応して各信号ライン１１８を設けると
共に、各絵素電極１１５の各行に対応して各ゲートライ
ン１１９を設けている。各ＴＦＴ１１６のゲートをゲー
トライン１１９に接続し、各ＴＦＴ１１６のソースを信
号ライン１１８に接続し、各ＴＦＴ１１６のドレインを
絵素電極１１５及び補助容量１１７の一方の電極に接続
している。この補助容量１１７の他方の電極には、対向
電極１２１と同じレベルの電位に設定される。この様な
基板１１１をアクティブマトリクス基板と称している。
【０００８】このアクティブマトリクス基板１１１と対
向する基板１１２の表面には、対向電極１２１及び遮光
幕１２２を順次積層している。各絵素電極１１５と対向
する遮光幕１２２のそれぞれの位置には、各開口部１２
３を形成している。液晶層１１３は、例えばツインステ
ッドネマティック配向されている。
向する基板１１２の表面には、対向電極１２１及び遮光
幕１２２を順次積層している。各絵素電極１１５と対向
する遮光幕１２２のそれぞれの位置には、各開口部１２
３を形成している。液晶層１１３は、例えばツインステ
ッドネマティック配向されている。
【０００９】図１３は、液晶パネル１０７とマイクロレ
ンズアレイ１０８の断面構造を示している。この図１３
から明らかな様に、マイクロレンズアレイ１０８は、複
数のマイクロレンズ１２４から構成されている。このマ
イクロレンズアレイ１０８は、球面レンズの外周部が相
互に融合した６角形状の各マイクロレンズ１２４であっ
て、イオン交換法によって作製される。
ンズアレイ１０８の断面構造を示している。この図１３
から明らかな様に、マイクロレンズアレイ１０８は、複
数のマイクロレンズ１２４から構成されている。このマ
イクロレンズアレイ１０８は、球面レンズの外周部が相
互に融合した６角形状の各マイクロレンズ１２４であっ
て、イオン交換法によって作製される。
【００１０】各マイクロレンズ１２４と各絵素１２５の
相対的な位置関係は、図１４に示す様になっている。す
なわち、液晶パネル１０７においては、各色を表すそれ
ぞれの絵素１２５が表示画面の１水平ライン上で、赤、
緑、青の順に繰り返し配列されている。また、隣接する
各水平ライン間では、絵素１２５のピッチの略半分の寸
法だけ、それぞれの絵素１２５が相互にずれている。そ
して、各マイクロレンズ１２４の光軸中心が緑の各絵素
１２５Ｇの中心と一致する様に、これらのマイクロレン
ズ１２４を配置している。
相対的な位置関係は、図１４に示す様になっている。す
なわち、液晶パネル１０７においては、各色を表すそれ
ぞれの絵素１２５が表示画面の１水平ライン上で、赤、
緑、青の順に繰り返し配列されている。また、隣接する
各水平ライン間では、絵素１２５のピッチの略半分の寸
法だけ、それぞれの絵素１２５が相互にずれている。そ
して、各マイクロレンズ１２４の光軸中心が緑の各絵素
１２５Ｇの中心と一致する様に、これらのマイクロレン
ズ１２４を配置している。
【００１１】これらのマイクロレンズ１２４に各色の光
束が入射すると、これらの色の光束が集光し、これらの
色の光束の集光スポットが該各色の絵素の開口部１２３
に形成される。
束が入射すると、これらの色の光束が集光し、これらの
色の光束の集光スポットが該各色の絵素の開口部１２３
に形成される。
【００１２】各ダイクロイックミラー１０５Ｒ，１０５
Ｇ，１０５Ｂによって、それぞれの角度で反射された各
色の光束は、Ｐ偏光光の成分のみが入射側偏光板１０９
を透過し、Ｓ偏光光の成分は該入射側偏光板１０９に吸
収される。
Ｇ，１０５Ｂによって、それぞれの角度で反射された各
色の光束は、Ｐ偏光光の成分のみが入射側偏光板１０９
を透過し、Ｓ偏光光の成分は該入射側偏光板１０９に吸
収される。
【００１３】そして、緑のＰ偏光光は、マイクロレンズ
１２４に対して垂直に入射して、緑の絵素１２５Ｇの開
口部１２３に集光し、他の赤及び青のＰ偏光光は、角度
θだけ傾いたそれぞれの方向からマイクロレンズ１２４
に入射し、緑の絵素１２５Ｇの両側に配置されている赤
及び青の各絵素１２５Ｒ，１２５Ｂの開口部１２３に集
光する。
１２４に対して垂直に入射して、緑の絵素１２５Ｇの開
口部１２３に集光し、他の赤及び青のＰ偏光光は、角度
θだけ傾いたそれぞれの方向からマイクロレンズ１２４
に入射し、緑の絵素１２５Ｇの両側に配置されている赤
及び青の各絵素１２５Ｒ，１２５Ｂの開口部１２３に集
光する。
【００１４】この様に投影型カラー液晶表示装置では、
液晶表示素子１０６における赤、緑、青の各絵素１２５
にそれぞれの色の光束が集光され、更に、各絵素１２５
を透過した各光束が出射側偏光板１１０、フィールドレ
ンズ１２６及び投影レンズ１２７を介してスクリーン１
２８に投影されて、カラー画像の表示が行われる。
液晶表示素子１０６における赤、緑、青の各絵素１２５
にそれぞれの色の光束が集光され、更に、各絵素１２５
を透過した各光束が出射側偏光板１１０、フィールドレ
ンズ１２６及び投影レンズ１２７を介してスクリーン１
２８に投影されて、カラー画像の表示が行われる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
投影型カラー液晶表示装置では、コンデンサーレンズ１
０４から出射された平行光の平行度が悪い場合、平行光
をマイクロレンズアレイ１０８で集光しても、光束が絵
素１２５の開口部１２３からはみ出して、遮光幕１２２
によって遮光され、液晶表示素子１０６を透過しないの
で、表示画像が暗くなった。
投影型カラー液晶表示装置では、コンデンサーレンズ１
０４から出射された平行光の平行度が悪い場合、平行光
をマイクロレンズアレイ１０８で集光しても、光束が絵
素１２５の開口部１２３からはみ出して、遮光幕１２２
によって遮光され、液晶表示素子１０６を透過しないの
で、表示画像が暗くなった。
【００１６】このため、平行光の平行度を可能な限り良
好にすれば良い。しかしながら、平行光の径を小さくす
る程、平行光の平行度が悪化するので、この平行光の径
を大きくせざるを得ない。しかしながら、この平行光の
径を大きくすると、この平行光の周辺部分が各ダイクロ
イックミラー１０５Ｒ，１０５Ｇ，１０５Ｂや液晶表示
素子１０６からはみ出すので、この平行光の径には限度
があった。
好にすれば良い。しかしながら、平行光の径を小さくす
る程、平行光の平行度が悪化するので、この平行光の径
を大きくせざるを得ない。しかしながら、この平行光の
径を大きくすると、この平行光の周辺部分が各ダイクロ
イックミラー１０５Ｒ，１０５Ｇ，１０５Ｂや液晶表示
素子１０６からはみ出すので、この平行光の径には限度
があった。
【００１７】一方、より明るい表示画像を実現するに
は、光源１０１を明るくすることが考えられるものの、
光源１０１のアークが大きくなる程、平行光の平行度を
良好に保つことが困難となる。
は、光源１０１を明るくすることが考えられるものの、
光源１０１のアークが大きくなる程、平行光の平行度を
良好に保つことが困難となる。
【００１８】したがって、平行光の径を適宜に保ちつ
つ、光源１０１を十分に明るくし、平行光の平行度を良
好に保つことは困難であって、表示画像をより明るくす
ることができなかった。
つ、光源１０１を十分に明るくし、平行光の平行度を良
好に保つことは困難であって、表示画像をより明るくす
ることができなかった。
【００１９】そこで、この発明は、この様な従来の問題
点を解決するためになされたもので、光源を十分に明る
くしながらも、平行光の径を十分に大きくして、平行光
の平行度を良好に保ち、この平行光を有効に利用するこ
とによって、より明るい表示画像を実現することが可能
な投影型カラー液晶委表示装置を提供することを目的と
する。
点を解決するためになされたもので、光源を十分に明る
くしながらも、平行光の径を十分に大きくして、平行光
の平行度を良好に保ち、この平行光を有効に利用するこ
とによって、より明るい表示画像を実現することが可能
な投影型カラー液晶委表示装置を提供することを目的と
する。
【００２０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は、平行光を出射する平行光形成手段と、
この平行光形成手段からの平行光を入射して、相互に異
なる波長域を持つ複数の光束を相互に異なる出射角度で
出射する主波長帯域分離手段と、この主波長帯域分離手
段からの各光束を入射し、これらの光束を変調する液晶
表示素子と、この液晶表示素子を透過した各光束を入射
して、画像を投影する光学手段とを備える投影型カラー
液晶表示装置において、主波長帯域分離手段に並設され
た少なくとも１つの副波長帯域分離手段を更に備え、こ
の副波長帯域分離手段は、平行光形成手段からの平行光
を入射して、前記各光束と同一の波長域を有する少なく
とも１つの光束を液晶表示素子に出射する。
に、この発明は、平行光を出射する平行光形成手段と、
この平行光形成手段からの平行光を入射して、相互に異
なる波長域を持つ複数の光束を相互に異なる出射角度で
出射する主波長帯域分離手段と、この主波長帯域分離手
段からの各光束を入射し、これらの光束を変調する液晶
表示素子と、この液晶表示素子を透過した各光束を入射
して、画像を投影する光学手段とを備える投影型カラー
液晶表示装置において、主波長帯域分離手段に並設され
た少なくとも１つの副波長帯域分離手段を更に備え、こ
の副波長帯域分離手段は、平行光形成手段からの平行光
を入射して、前記各光束と同一の波長域を有する少なく
とも１つの光束を液晶表示素子に出射する。
【００２１】この様な構成によれば、副波長帯域分離手
段を主波長帯域分離手段に並設にしているので、平行光
の周辺部分が副波長帯域分離手段に入射され、この副波
長帯域分離手段によって平行光の周辺部分から光束が形
成され、この光束が液晶表示素子に出射される。したが
って、副波長帯域分離手段によって平行光の周辺部分が
有効に利用され、これによって画像が明るく表示され
る。
段を主波長帯域分離手段に並設にしているので、平行光
の周辺部分が副波長帯域分離手段に入射され、この副波
長帯域分離手段によって平行光の周辺部分から光束が形
成され、この光束が液晶表示素子に出射される。したが
って、副波長帯域分離手段によって平行光の周辺部分が
有効に利用され、これによって画像が明るく表示され
る。
【００２２】平行光は、主波長帯域分離手段から出射さ
れた各光束のうちの副波長帯域分離手段から出射された
光束とは一致しない光束の波長域の成分を多く含むもの
が良い。
れた各光束のうちの副波長帯域分離手段から出射された
光束とは一致しない光束の波長域の成分を多く含むもの
が良い。
【００２３】この場合、主波長帯域分離手段からのみ出
射されて、液晶表示素子に入射する光束の波長域の成分
が多くなるので、この波長域の光束の強度は、主波長帯
域分離手段及び副波長帯域分離手段から共に出射され
て、液晶表示素子に入射する光束の強度とつり合う。
射されて、液晶表示素子に入射する光束の波長域の成分
が多くなるので、この波長域の光束の強度は、主波長帯
域分離手段及び副波長帯域分離手段から共に出射され
て、液晶表示素子に入射する光束の強度とつり合う。
【００２４】また、平行光形成手段と主波長帯域分離手
段並びに副波長帯域分離手段間には、平行光の偏光方向
をそろえるための偏光手段を挿入しても良い。
段並びに副波長帯域分離手段間には、平行光の偏光方向
をそろえるための偏光手段を挿入しても良い。
【００２５】この場合は、液晶表示素子に入射される光
束の偏光方向がそろうので、この液晶表示素子による効
率的な表示が可能となる。
束の偏光方向がそろうので、この液晶表示素子による効
率的な表示が可能となる。
【００２６】また、偏光手段は、それぞれの平行光を相
互に異なる角度で主波長帯域分離手段並びに副波長帯域
分離手段に出射しても良い。
互に異なる角度で主波長帯域分離手段並びに副波長帯域
分離手段に出射しても良い。
【００２７】この場合は、偏光手段からの各平行光の出
射角度に応じて、主波長帯域分離手段と副波長帯域分離
手段からの各光束の出射方向が設定される。
射角度に応じて、主波長帯域分離手段と副波長帯域分離
手段からの各光束の出射方向が設定される。
【００２８】例えば、主波長帯域分離手段は、平行光を
入射して、相互に異なる波長域を持つ３つの光束を相互
に異なる出射角度で出射する主ダイクロイックミラー群
であって、この主ダイクロイックミラー群の両側に２つ
の副ダイクロイックミラー群を並設する。これらの副ダ
イクロイックミラー群は、平行光形成手段からの平行光
を入射して、前記各光束のうちの２つと同一の波長域を
有する２つの光束を出射する。
入射して、相互に異なる波長域を持つ３つの光束を相互
に異なる出射角度で出射する主ダイクロイックミラー群
であって、この主ダイクロイックミラー群の両側に２つ
の副ダイクロイックミラー群を並設する。これらの副ダ
イクロイックミラー群は、平行光形成手段からの平行光
を入射して、前記各光束のうちの２つと同一の波長域を
有する２つの光束を出射する。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を添付
図面を参照して説明する。図１は、この発明の投影型カ
ラー液晶表示装置の第１実施形態を側方から見て示し、
図２は、この第１実施形態の装置を上方から見て示して
いる。なお、図１及び図２において、図１１に示す装置
と同様の作用を果たす部位には同じ符号を付す。また、
図１においては、図２に示す液晶表示素子１０６、出射
側偏光板１１０、フィールドレンズ１２６、投影レンズ
１２７及びスクリーン１２８を示しておらず、また図２
においては、図１に示す各副ダイクロイックミラー群
６，７を示していない。
図面を参照して説明する。図１は、この発明の投影型カ
ラー液晶表示装置の第１実施形態を側方から見て示し、
図２は、この第１実施形態の装置を上方から見て示して
いる。なお、図１及び図２において、図１１に示す装置
と同様の作用を果たす部位には同じ符号を付す。また、
図１においては、図２に示す液晶表示素子１０６、出射
側偏光板１１０、フィールドレンズ１２６、投影レンズ
１２７及びスクリーン１２８を示しておらず、また図２
においては、図１に示す各副ダイクロイックミラー群
６，７を示していない。
【００３０】この装置において、白色光源１は、２５０
Ｗ、アーク長が３.０ｍｍのメタルハライドランプであ
って、回転楕円面鏡２（第１焦点距離２２ｍｍ、第２焦
点距離１１０ｍｍ、有効径φ８０ｍｍ）の第１焦点に配
置され、その光が第２焦点に集光する。この第２焦点に
集光した光は、インテグレーター３に入射し、ここで光
の角度分布が均一化されて発散した光となり、これがコ
ンデンサーレンズ４で平行化される。この平行光は、主
ダイクロイックミラー群５と、その上下に配置された各
副ダイクロイックミラー群６，７に入射する。
Ｗ、アーク長が３.０ｍｍのメタルハライドランプであ
って、回転楕円面鏡２（第１焦点距離２２ｍｍ、第２焦
点距離１１０ｍｍ、有効径φ８０ｍｍ）の第１焦点に配
置され、その光が第２焦点に集光する。この第２焦点に
集光した光は、インテグレーター３に入射し、ここで光
の角度分布が均一化されて発散した光となり、これがコ
ンデンサーレンズ４で平行化される。この平行光は、主
ダイクロイックミラー群５と、その上下に配置された各
副ダイクロイックミラー群６，７に入射する。
【００３１】主ダイクロイックミラー群５は、図２から
明らかな様に、それぞれ赤、緑、青の光を選択的に反射
する３枚の各主ダイクロイックミラー５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ
を有し、平行光を赤、緑、青の３原色に分離し、これら
の色の光束８Ｒ，８Ｇ，８Ｂを液晶表示素子１０６へと
出射する。
明らかな様に、それぞれ赤、緑、青の光を選択的に反射
する３枚の各主ダイクロイックミラー５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ
を有し、平行光を赤、緑、青の３原色に分離し、これら
の色の光束８Ｒ，８Ｇ，８Ｂを液晶表示素子１０６へと
出射する。
【００３２】各主ダイクロイックミラー５Ｒ，５Ｇ，５
Ｂを通る水平面において、主ダイクロイックミラー５Ｇ
から出射された緑の光束８Ｇは、液晶表示素子１０６に
対して垂直に入射し、各主ダイクロイックミラー５Ｒ，
５Ｂから出射された赤と青の各光束８Ｒ，８Ｂは、主
ダイクロイックミラー５Ｇから出射された緑の光束８Ｇ
の両側に角度θだけ傾いている。
Ｂを通る水平面において、主ダイクロイックミラー５Ｇ
から出射された緑の光束８Ｇは、液晶表示素子１０６に
対して垂直に入射し、各主ダイクロイックミラー５Ｒ，
５Ｂから出射された赤と青の各光束８Ｒ，８Ｂは、主
ダイクロイックミラー５Ｇから出射された緑の光束８Ｇ
の両側に角度θだけ傾いている。
【００３３】また、各副ダイクロイックミラー群６は、
図３に示す様に、それぞれ赤、青の光を選択的に反射す
る２枚の各副ダイクロイックミラー６Ｒ，６Ｂを有し、
平行光を赤、青の色に分離し、これらの色の光束９Ｒ，
９Ｂを液晶表示素子６へと出射する。
図３に示す様に、それぞれ赤、青の光を選択的に反射す
る２枚の各副ダイクロイックミラー６Ｒ，６Ｂを有し、
平行光を赤、青の色に分離し、これらの色の光束９Ｒ，
９Ｂを液晶表示素子６へと出射する。
【００３４】各副ダイクロイックミラー６Ｒ，６Ｂを通
る水平面において、これらの副ダイクロイックミラー６
Ｒ，６Ｂから出射された赤と青の各光束９Ｒ，９Ｂは、
液晶表示素子１０６に対して垂直な線の両側に角度θ’
だけ傾いている。
る水平面において、これらの副ダイクロイックミラー６
Ｒ，６Ｂから出射された赤と青の各光束９Ｒ，９Ｂは、
液晶表示素子１０６に対して垂直な線の両側に角度θ’
だけ傾いている。
【００３５】同様に、各副ダイクロイックミラー群７
は、図３に示す様に、それぞれ赤、青の光を選択的に反
射する２枚の各副ダイクロイックミラー７Ｒ，７Ｂを有
し、平行光を赤、青の色に分離し、これらの色の光束１
０Ｒ，１０Ｂを液晶表示素子１０６へと出射する。
は、図３に示す様に、それぞれ赤、青の光を選択的に反
射する２枚の各副ダイクロイックミラー７Ｒ，７Ｂを有
し、平行光を赤、青の色に分離し、これらの色の光束１
０Ｒ，１０Ｂを液晶表示素子１０６へと出射する。
【００３６】各副ダイクロイックミラー７Ｒ，７Ｂを通
る水平面において、これらの副ダイクロイックミラー７
Ｒ，７Ｂから出射された赤と青の各光束１０Ｒ，１０Ｂ
は、液晶表示素子１０６に対して垂直な線の両側に角度
θ’だけ傾いている。
る水平面において、これらの副ダイクロイックミラー７
Ｒ，７Ｂから出射された赤と青の各光束１０Ｒ，１０Ｂ
は、液晶表示素子１０６に対して垂直な線の両側に角度
θ’だけ傾いている。
【００３７】一方、主ダイクロイックミラー群５を垂直
に配置すると共に、副ダイクロイックミラー群６を下方
に僅かに傾け、副ダイクロイックミラー群７を上方に僅
かに傾けて配置している。これによって、主ダイクロイ
ックミラー群５及び各副ダイクロイックミラー群６，７
を通る垂直面において、図４に示す様に、各主ダイクロ
イックミラー５Ｒ，５Ｇ，５Ｂから出射された３原色の
各光束８Ｒ，８Ｇ，８Ｂは、液晶表示素子１０６に垂直
に入射し、また各副ダイクロイックミラー群６，７から
出射された赤、青の各光束９Ｒ，９Ｂ，１０Ｒ，１０Ｂ
は、各主ダイクロイックミラー５Ｒ，５Ｇ，５Ｂから出
射された３原色の各光束８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの両側に角度
φだけ傾いている。
に配置すると共に、副ダイクロイックミラー群６を下方
に僅かに傾け、副ダイクロイックミラー群７を上方に僅
かに傾けて配置している。これによって、主ダイクロイ
ックミラー群５及び各副ダイクロイックミラー群６，７
を通る垂直面において、図４に示す様に、各主ダイクロ
イックミラー５Ｒ，５Ｇ，５Ｂから出射された３原色の
各光束８Ｒ，８Ｇ，８Ｂは、液晶表示素子１０６に垂直
に入射し、また各副ダイクロイックミラー群６，７から
出射された赤、青の各光束９Ｒ，９Ｂ，１０Ｒ，１０Ｂ
は、各主ダイクロイックミラー５Ｒ，５Ｇ，５Ｂから出
射された３原色の各光束８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの両側に角度
φだけ傾いている。
【００３８】したがって、液晶表示素子１０６には、主
ダイクロイックミラー群５からの３原色の各光束、副ダ
イクロイックミラー群６からの赤、青の各光束、及び副
ダイクロイックミラー群７からの赤、青の各光束と言う
７つの各光束がそれぞれの方向から入射する。
ダイクロイックミラー群５からの３原色の各光束、副ダ
イクロイックミラー群６からの赤、青の各光束、及び副
ダイクロイックミラー群７からの赤、青の各光束と言う
７つの各光束がそれぞれの方向から入射する。
【００３９】ここで、液晶表示装置１０６の各絵素１２
５と各マイクロレンズ１２４の相対的な位置関係は、図
１４に示す様なものである。例えば、中央のマイクロレ
ンズ１２４ａに、主ダイクロイックミラー群５、各副ダ
イクロイックミラー群６，７からの７つの各光束が入射
すると、主ダイクロイックミラー群５からの３原色の各
光束８Ｒ，８Ｇ，８Ｂは、図５に示す様に水平面上で分
離して３つの方向から、かつ図６に示す様に垂直面上で
は液晶表示素子１０６に対して共に垂直な方向から、赤
絵素１２５Ｒａ、緑絵素１２５Ｇａ、青絵素１２５Ｂａ
に入射する。また、副ダイクロイックミラー群６からの
赤、青の各光束９Ｒ，９Ｂは、図７に示す様に水平面上
で分離して２つの方向から、かつ図６に示す様に垂直面
上では同一の入射角度φをなして、赤絵素１２５Ｒｃ、
青絵素１２５Ｂｃに入射する。更に、副ダイクロイック
ミラー群７からの赤、青の各光束１０Ｒ，１０Ｂは、図
７に示す様に水平面上で分離して２つの方向から、かつ
図６に示す様に垂直面上では同一の入射角度φをなし
て、赤絵素１２５Ｒｂ、青絵素１２５Ｂｂに入射する。
５と各マイクロレンズ１２４の相対的な位置関係は、図
１４に示す様なものである。例えば、中央のマイクロレ
ンズ１２４ａに、主ダイクロイックミラー群５、各副ダ
イクロイックミラー群６，７からの７つの各光束が入射
すると、主ダイクロイックミラー群５からの３原色の各
光束８Ｒ，８Ｇ，８Ｂは、図５に示す様に水平面上で分
離して３つの方向から、かつ図６に示す様に垂直面上で
は液晶表示素子１０６に対して共に垂直な方向から、赤
絵素１２５Ｒａ、緑絵素１２５Ｇａ、青絵素１２５Ｂａ
に入射する。また、副ダイクロイックミラー群６からの
赤、青の各光束９Ｒ，９Ｂは、図７に示す様に水平面上
で分離して２つの方向から、かつ図６に示す様に垂直面
上では同一の入射角度φをなして、赤絵素１２５Ｒｃ、
青絵素１２５Ｂｃに入射する。更に、副ダイクロイック
ミラー群７からの赤、青の各光束１０Ｒ，１０Ｂは、図
７に示す様に水平面上で分離して２つの方向から、かつ
図６に示す様に垂直面上では同一の入射角度φをなし
て、赤絵素１２５Ｒｂ、青絵素１２５Ｂｂに入射する。
【００４０】したがって、主ダイクロイックミラー群５
及び各副ダイクロイックミラー群６，７からの７つの光
束は、それぞれの絵素１２５に入射する。
及び各副ダイクロイックミラー群６，７からの７つの光
束は、それぞれの絵素１２５に入射する。
【００４１】見方を変えれば、中央のマイクロレンズ１
２４ａに重なる緑絵素１２５Ｇａには、主ダイクロイッ
クミラー群５から該中央のマイクロレンズ１２４ａを介
して緑の光束８Ｇのみが入射する。また、赤絵素１２５
Ｒａには、中央のマイクロレンズ１２４ａを介して赤の
光束８Ｒが入射し、副ダイクロイックミラー群６から上
方のマイクロレンズ１２４ｄを介して赤の光束９Ｒが入
射し、かつ副ダイクロイックミラー群７から下方のマイ
クロレンズ１２４ｅを介して赤の光束１０Ｒが入射す
る。更に、青絵素１２５Ｂａには、中央のマイクロレン
ズ１２４ａを介して青の光束８Ｂが入射し、副ダイクロ
イックミラー群６から上方のマイクロレンズ１２４ｂを
介して青の光束９Ｂが入射し、かつ副ダイクロイックミ
ラー群７から下方のマイクロレンズ１２４ｃを介して青
の光束１０Ｂが入射する。
２４ａに重なる緑絵素１２５Ｇａには、主ダイクロイッ
クミラー群５から該中央のマイクロレンズ１２４ａを介
して緑の光束８Ｇのみが入射する。また、赤絵素１２５
Ｒａには、中央のマイクロレンズ１２４ａを介して赤の
光束８Ｒが入射し、副ダイクロイックミラー群６から上
方のマイクロレンズ１２４ｄを介して赤の光束９Ｒが入
射し、かつ副ダイクロイックミラー群７から下方のマイ
クロレンズ１２４ｅを介して赤の光束１０Ｒが入射す
る。更に、青絵素１２５Ｂａには、中央のマイクロレン
ズ１２４ａを介して青の光束８Ｂが入射し、副ダイクロ
イックミラー群６から上方のマイクロレンズ１２４ｂを
介して青の光束９Ｂが入射し、かつ副ダイクロイックミ
ラー群７から下方のマイクロレンズ１２４ｃを介して青
の光束１０Ｂが入射する。
【００４２】すなわち、緑絵素１２５Ｇａには、１つの
光束８Ｇのみが入射し、赤絵素１２５Ｒａには、３つの
光束８Ｒ，９Ｒ，１０Ｒが入射し、青絵素１２５Ｒａに
は、３つの光束８Ｂ，９Ｂ，１０Ｂが入射する。
光束８Ｇのみが入射し、赤絵素１２５Ｒａには、３つの
光束８Ｒ，９Ｒ，１０Ｒが入射し、青絵素１２５Ｒａに
は、３つの光束８Ｂ，９Ｂ，１０Ｂが入射する。
【００４３】こうして液晶表示素子１０６における赤、
緑、青の各絵素１２５にそれぞれの色の光束が集光さ
れ、更に、各絵素１２５を透過した各光束が出射側偏光
板１１０、フィールドレンズ１２６及び投影レンズ１２
７を介してスクリーン１２８に投影されて、カラー画像
の表示が行われる。
緑、青の各絵素１２５にそれぞれの色の光束が集光さ
れ、更に、各絵素１２５を透過した各光束が出射側偏光
板１１０、フィールドレンズ１２６及び投影レンズ１２
７を介してスクリーン１２８に投影されて、カラー画像
の表示が行われる。
【００４４】なお、緑絵素１２５Ｇａには、１つの光束
８Ｇのみが入射するので、この緑の光の量が不足する傾
向にある。このため、白色光源１０１として、緑色の光
成分を多く含むものを適用し、カラーバランスを良好に
保つ様にする。
８Ｇのみが入射するので、この緑の光の量が不足する傾
向にある。このため、白色光源１０１として、緑色の光
成分を多く含むものを適用し、カラーバランスを良好に
保つ様にする。
【００４５】この様に第１実施形態では、主ダイクロイ
ックミラー群５だけでなく、各副ダイクロイックミラー
群６，７にも平行光を受けるので、この平行光の周辺部
分を有効に利用することができ、液晶表示素子１０６に
入射する光の強度を強くすることができる。
ックミラー群５だけでなく、各副ダイクロイックミラー
群６，７にも平行光を受けるので、この平行光の周辺部
分を有効に利用することができ、液晶表示素子１０６に
入射する光の強度を強くすることができる。
【００４６】また、主ダイクロイックミラー群５及び各
副ダイクロイックミラー群６，７からなる平行光の受け
側の面積が広いので、平行光の径を大きくすることがで
き、このために平行光の平行度を保ちつつ、白色光源１
０１を十分に明るくすることができ、これによっても液
晶表示素子１０６に入射する光の強度が強くなる。
副ダイクロイックミラー群６，７からなる平行光の受け
側の面積が広いので、平行光の径を大きくすることがで
き、このために平行光の平行度を保ちつつ、白色光源１
０１を十分に明るくすることができ、これによっても液
晶表示素子１０６に入射する光の強度が強くなる。
【００４７】液晶表示素子１０６に入射する光の強度を
強くすることができれば、表示画像も明るくなる。
強くすることができれば、表示画像も明るくなる。
【００４８】ところで、各角度θ，θ’，φは、次の様
な手順で求められる。例えば、絵素１２５のピッチを縦
３７μｍ、横１９.８μｍとし、縦に４８０の各絵素１
２５、横に１６００の各絵素１２５を並設して、表示画
面を形成し（１.４３インチパネル）、マイクロレンズ
アレイ１０８の各マイクロレンズ１２４の焦点距離を基
板１１２（図１３に示す）の厚さ０.２０７ｍｍ（屈折
率ｎ＝１.５２）に一致させる（空気中換算距離＝０.２
０７ｍｍ／１.５２＝０.１３６ｍｍ）。
な手順で求められる。例えば、絵素１２５のピッチを縦
３７μｍ、横１９.８μｍとし、縦に４８０の各絵素１
２５、横に１６００の各絵素１２５を並設して、表示画
面を形成し（１.４３インチパネル）、マイクロレンズ
アレイ１０８の各マイクロレンズ１２４の焦点距離を基
板１１２（図１３に示す）の厚さ０.２０７ｍｍ（屈折
率ｎ＝１.５２）に一致させる（空気中換算距離＝０.２
０７ｍｍ／１.５２＝０.１３６ｍｍ）。
【００４９】この場合、各主ダイクロイックミラー５
Ｒ， ５Ｂから出射された赤と青の各光束８Ｒ，８Ｂの
傾斜角度θは、±tan-1（１９.８／１３６）＝±８.３
°となる。また、各副ダイクロイックミラー群６，７か
ら出射された赤、青の各光束９Ｒ，９Ｂ，１０Ｒ，１０
Ｂの傾斜角度θ’は、±tan-1（９.９／１３６）＝±
４.２°となる。更に、各副ダイクロイックミラー群
６，７から出射された赤、青の各光束９Ｒ，９Ｂ，１０
Ｒ，１０Ｂの傾斜角度φは、±tan-1（３７／１３６）
＝±１５.２°となる。
Ｒ， ５Ｂから出射された赤と青の各光束８Ｒ，８Ｂの
傾斜角度θは、±tan-1（１９.８／１３６）＝±８.３
°となる。また、各副ダイクロイックミラー群６，７か
ら出射された赤、青の各光束９Ｒ，９Ｂ，１０Ｒ，１０
Ｂの傾斜角度θ’は、±tan-1（９.９／１３６）＝±
４.２°となる。更に、各副ダイクロイックミラー群
６，７から出射された赤、青の各光束９Ｒ，９Ｂ，１０
Ｒ，１０Ｂの傾斜角度φは、±tan-1（３７／１３６）
＝±１５.２°となる。
【００５０】こうして求められた各角度θ，θ’，φが
設定される様に、各ダイクロイックミラーの姿勢を調整
すると、各絵素１２５には、各光束の集光スポットが形
成される。
設定される様に、各ダイクロイックミラーの姿勢を調整
すると、各絵素１２５には、各光束の集光スポットが形
成される。
【００５１】図８は、この発明の投影型カラー液晶表示
装置の第２実施形態を側方から見て示し、図９は、この
第２実施形態の装置を上方から見て示している。なお、
図８及び図９において、図１及び図２に示す装置と同様
の作用を果たす部位には同じ符号を付する。
装置の第２実施形態を側方から見て示し、図９は、この
第２実施形態の装置を上方から見て示している。なお、
図８及び図９において、図１及び図２に示す装置と同様
の作用を果たす部位には同じ符号を付する。
【００５２】この第２実施形態の装置では、白色光源１
は、１００Ｗ、アーク長が１.２ｍｍのメタルハライド
ランプであって、図１及び図２に示す装置のものよりも
小さい。
は、１００Ｗ、アーク長が１.２ｍｍのメタルハライド
ランプであって、図１及び図２に示す装置のものよりも
小さい。
【００５３】また、回転楕円面鏡２（第１焦点距離２２
ｍｍ、第２焦点距離１１０ｍｍ、有効径φ８０ｍｍ）
は、図１及び図２に示す装置のものと同様であるが、コ
ンデンサーレンズ４として小型のものを適用し、平行光
の径を小さくしている。
ｍｍ、第２焦点距離１１０ｍｍ、有効径φ８０ｍｍ）
は、図１及び図２に示す装置のものと同様であるが、コ
ンデンサーレンズ４として小型のものを適用し、平行光
の径を小さくしている。
【００５４】更に、コンデンサーレンズ４の次段に、偏
光ビームスプリッタ１１、各反射ミラー１２，１３及び
各λ／２板１４，１５を設けている。
光ビームスプリッタ１１、各反射ミラー１２，１３及び
各λ／２板１４，１５を設けている。
【００５５】また、平行光の径を小さくしたことから、
主ダイクロイックミラー群５の上下に配置された各副ダ
イクロイックミラー群１６，１７は、その縦幅が図１及
び図２に示す装置のものよりも狭くなっている。
主ダイクロイックミラー群５の上下に配置された各副ダ
イクロイックミラー群１６，１７は、その縦幅が図１及
び図２に示す装置のものよりも狭くなっている。
【００５６】さて、コンデンサーレンズ４から出射され
た平行光は、偏光ビームスプリッタ１１に入射し、Ｐ偏
光光のみが透過し、このＰ偏光光が主ダイクロイックミ
ラー群５に入射する。また、偏光ビームスプリッタ１１
を透過しなかったＳ偏光光は、この偏光ビームスプリッ
タ１１によって分割されて、各反射ミラー１２，１３に
入射し、これらの反射ミラー１２，１３で反射されて、
更に各λ／２板１４，１５を通過することよって各Ｐ偏
光光に変換される。これらのＰ偏光光は、各副ダイクロ
イックミラー群１６，１７に入射する。
た平行光は、偏光ビームスプリッタ１１に入射し、Ｐ偏
光光のみが透過し、このＰ偏光光が主ダイクロイックミ
ラー群５に入射する。また、偏光ビームスプリッタ１１
を透過しなかったＳ偏光光は、この偏光ビームスプリッ
タ１１によって分割されて、各反射ミラー１２，１３に
入射し、これらの反射ミラー１２，１３で反射されて、
更に各λ／２板１４，１５を通過することよって各Ｐ偏
光光に変換される。これらのＰ偏光光は、各副ダイクロ
イックミラー群１６，１７に入射する。
【００５７】主ダイクロイックミラー群５に入射したＰ
偏光光は、赤、緑、青の光束８Ｒ，８Ｇ，８Ｂに分離さ
れ、これらの光束が液晶表示素子１０６へと出射され
る。これらの光束８Ｒ，８Ｇ，８Ｂは、図１及び図２の
装置における各光束８Ｒ，８Ｇ，８Ｂと同様の各角度で
液晶表示素子１０６に入射する。
偏光光は、赤、緑、青の光束８Ｒ，８Ｇ，８Ｂに分離さ
れ、これらの光束が液晶表示素子１０６へと出射され
る。これらの光束８Ｒ，８Ｇ，８Ｂは、図１及び図２の
装置における各光束８Ｒ，８Ｇ，８Ｂと同様の各角度で
液晶表示素子１０６に入射する。
【００５８】また、副ダイクロイックミラー群１６に入
射したＰ偏光光は、図３と同様に、赤、青の各光束９
Ｒ，９Ｂに分離され、これらの光束が液晶表示装置１０
６へと出射される。これらの光束９Ｒ，９Ｂは、図１及
び図２の装置における各光束９Ｒ，９Ｂと同様の各角度
で液晶表示素子１０６に入射する。
射したＰ偏光光は、図３と同様に、赤、青の各光束９
Ｒ，９Ｂに分離され、これらの光束が液晶表示装置１０
６へと出射される。これらの光束９Ｒ，９Ｂは、図１及
び図２の装置における各光束９Ｒ，９Ｂと同様の各角度
で液晶表示素子１０６に入射する。
【００５９】同様に、副ダイクロイックミラー群１７に
入射したＰ偏光光は、図３と同様に、赤、青の各光束１
０Ｒ，１０Ｂに分離され、これらの光束が液晶表示装置
１０６へと出射される。これらの光束１０Ｒ，１０Ｂ
は、図１及び図２の装置における各光束１０Ｒ，１０Ｂ
と同様の各角度で液晶表示素子１０６に入射する。
入射したＰ偏光光は、図３と同様に、赤、青の各光束１
０Ｒ，１０Ｂに分離され、これらの光束が液晶表示装置
１０６へと出射される。これらの光束１０Ｒ，１０Ｂ
は、図１及び図２の装置における各光束１０Ｒ，１０Ｂ
と同様の各角度で液晶表示素子１０６に入射する。
【００６０】ここで、各主ダイクロイックミラー５Ｒ，
５Ｂからの赤と青の各光束８Ｒ，８Ｂの角度θ、各副
ダイクロイックミラー１６Ｒ，１６Ｂからの赤と青の各
光束９Ｒ，９Ｂの角度θ’、及び各副ダイクロイックミ
ラー１７Ｒ，１７Ｂからの赤と青の各光束９Ｒ，９Ｂの
角度θ’は、図１及び図２の装置と同様に、それぞれの
ダイクロイックミラーの傾きに応じて設定される。
５Ｂからの赤と青の各光束８Ｒ，８Ｂの角度θ、各副
ダイクロイックミラー１６Ｒ，１６Ｂからの赤と青の各
光束９Ｒ，９Ｂの角度θ’、及び各副ダイクロイックミ
ラー１７Ｒ，１７Ｂからの赤と青の各光束９Ｒ，９Ｂの
角度θ’は、図１及び図２の装置と同様に、それぞれの
ダイクロイックミラーの傾きに応じて設定される。
【００６１】また、副ダイクロイックミラー群１６から
の赤、青の各光束９Ｒ，９Ｂの角度φ、及び副ダイクロ
イックミラー群１７からの赤、青の各光束１０Ｒ，１０
Ｂの角度φは、これらの副ダイクロイックミラー群１
６，１７の傾きでなく、各反射ミラー１２，１３の傾き
に応じて設定される。
の赤、青の各光束９Ｒ，９Ｂの角度φ、及び副ダイクロ
イックミラー群１７からの赤、青の各光束１０Ｒ，１０
Ｂの角度φは、これらの副ダイクロイックミラー群１
６，１７の傾きでなく、各反射ミラー１２，１３の傾き
に応じて設定される。
【００６２】したがって、各副ダイクロイックミラー群
１６，１７の傾きの調整は、図１及び図２の装置と比較
して、簡略化されており、組立調整が容易になる。
１６，１７の傾きの調整は、図１及び図２の装置と比較
して、簡略化されており、組立調整が容易になる。
【００６３】この様な第２実施形態の装置では、図１及
び図２の装置と比較すると、白色光源１のアーク長が短
く、この白色光源１の明るさも劣るので、このため図１
及び図２の装置によって平行光の周辺部分を利用したと
しても、大きな効果を望めないものの、平行光の偏光方
向をそろえているので、この平行光を効率的に利用する
ことができる。すなわち、平行光であるから、偏光ビー
ムスプリッタ１１及び各λ／２板１４，１５による偏光
の変換効率が高くて（偏光ビームスプリッタ１１の偏光
分離特性が良く、各λ／２板１４，１５の偏光回転特性
も良い）、この平行光の損失が少なく、また、これまで
は利用していなかったＳ偏光光をＰ偏光光に変換して、
このＰ偏光光を液晶表示装置１０６の入射側偏光板１０
９に入射するので、入射側偏光板１０９でのＳ偏光光の
吸収が殆どなく、平行光の殆どを画像表示のために利用
することができ、表示画像が明るくなる。また、入射側
偏光板１０９でのＳ偏光光の吸収や遮断が無いので、こ
の光の吸収や遮断によって入射側偏光板１０９が発熱し
て、この入射側偏光板１０９が溶けたり燃える様なこと
がなくなる。更に、装置の冷却システム（例えば冷却フ
ァン）の小型化や低コスト化を図ることができる。
び図２の装置と比較すると、白色光源１のアーク長が短
く、この白色光源１の明るさも劣るので、このため図１
及び図２の装置によって平行光の周辺部分を利用したと
しても、大きな効果を望めないものの、平行光の偏光方
向をそろえているので、この平行光を効率的に利用する
ことができる。すなわち、平行光であるから、偏光ビー
ムスプリッタ１１及び各λ／２板１４，１５による偏光
の変換効率が高くて（偏光ビームスプリッタ１１の偏光
分離特性が良く、各λ／２板１４，１５の偏光回転特性
も良い）、この平行光の損失が少なく、また、これまで
は利用していなかったＳ偏光光をＰ偏光光に変換して、
このＰ偏光光を液晶表示装置１０６の入射側偏光板１０
９に入射するので、入射側偏光板１０９でのＳ偏光光の
吸収が殆どなく、平行光の殆どを画像表示のために利用
することができ、表示画像が明るくなる。また、入射側
偏光板１０９でのＳ偏光光の吸収や遮断が無いので、こ
の光の吸収や遮断によって入射側偏光板１０９が発熱し
て、この入射側偏光板１０９が溶けたり燃える様なこと
がなくなる。更に、装置の冷却システム（例えば冷却フ
ァン）の小型化や低コスト化を図ることができる。
【００６４】なお、この発明は、上記各実施形態に限定
されるものでなく、多様に変形することができる。例え
ば、副ダイクロイックミラー群の数を増減したり、各ダ
イクロイックミラーの枚数を増減しても良い。ただし、
各ダイクロイックミラーの枚数や、これらのダイクロイ
ックミラーから出射される各光束の角度は、各マイクロ
レンズ並びに各絵素の配列と密接な関係を持つので、こ
れを十分に考慮する必要がある。
されるものでなく、多様に変形することができる。例え
ば、副ダイクロイックミラー群の数を増減したり、各ダ
イクロイックミラーの枚数を増減しても良い。ただし、
各ダイクロイックミラーの枚数や、これらのダイクロイ
ックミラーから出射される各光束の角度は、各マイクロ
レンズ並びに各絵素の配列と密接な関係を持つので、こ
れを十分に考慮する必要がある。
【００６５】次に、第１及び第２実施形態の装置による
表示画像の明るさの向上の程度を計算から求めたので、
この計算の結果を図１０のグラフに示す。
表示画像の明るさの向上の程度を計算から求めたので、
この計算の結果を図１０のグラフに示す。
【００６６】ここでは、まず図１１に示す従来の装置に
おける投影レンズ１２７のＦナンバーに対する該投影レ
ンズ１２７から出射される光量のレベルの特性を求め、
この従来の装置の特性を基準として、第１及び第２実施
形態の装置による光量の上昇率を求めている。つまり、
従来の装置の特性を１とし、これに対する比として、第
１及び第２実施形態の装置による光量の上昇率を求めて
いる。
おける投影レンズ１２７のＦナンバーに対する該投影レ
ンズ１２７から出射される光量のレベルの特性を求め、
この従来の装置の特性を基準として、第１及び第２実施
形態の装置による光量の上昇率を求めている。つまり、
従来の装置の特性を１とし、これに対する比として、第
１及び第２実施形態の装置による光量の上昇率を求めて
いる。
【００６７】また、他の例として、この発明の出願人に
よって既に出願されている特願平７−２０３４１７号に
記載の装置についても光量の上昇率を求めている。この
装置については、後で簡単に説明する。
よって既に出願されている特願平７−２０３４１７号に
記載の装置についても光量の上昇率を求めている。この
装置については、後で簡単に説明する。
【００６８】ただし、いずれの装置においても、ダイク
ロイックミラー群を除く他の構成要件は同一とし、偏光
ビームスプリッタ、λ／２、反射ミラーを含むものは、
これらの損失を無視する。
ロイックミラー群を除く他の構成要件は同一とし、偏光
ビームスプリッタ、λ／２、反射ミラーを含むものは、
これらの損失を無視する。
【００６９】また、液晶表示素子１０６の各絵素１２５
のピッチを縦３７μｍ、横１９.８μｍとし、縦に４８
０の各絵素１２５、横に１６００の各絵素１２５を並設
して、表示画面を形成し（１.４３インチパネル）、マ
イクロレンズアレイ１０８の各マイクロレンズ１２４の
焦点距離を基板１１１（図１３に示す）の厚さ０.２０
７ｍｍ（屈折率ｎ＝１.５２）に一致させ（空気中換算
距離＝０.２０７ｍｍ／１.５２＝０.１３６ｍｍ）、各
絵素１２５の開口率を４５.３パーセントとする。
のピッチを縦３７μｍ、横１９.８μｍとし、縦に４８
０の各絵素１２５、横に１６００の各絵素１２５を並設
して、表示画面を形成し（１.４３インチパネル）、マ
イクロレンズアレイ１０８の各マイクロレンズ１２４の
焦点距離を基板１１１（図１３に示す）の厚さ０.２０
７ｍｍ（屈折率ｎ＝１.５２）に一致させ（空気中換算
距離＝０.２０７ｍｍ／１.５２＝０.１３６ｍｍ）、各
絵素１２５の開口率を４５.３パーセントとする。
【００７０】図１０のグラフから明らかな様に、その特
性を点線で示す特願平７−２０３４１７号に記載の装置
の場合は、投影レンズ１２７のＦナンバーが１.７以下
で、光量が従来の装置よりも増大しており、投影レンズ
１２７のＦナンバーが１.０で、光量の上昇率が２倍と
なる。
性を点線で示す特願平７−２０３４１７号に記載の装置
の場合は、投影レンズ１２７のＦナンバーが１.７以下
で、光量が従来の装置よりも増大しており、投影レンズ
１２７のＦナンバーが１.０で、光量の上昇率が２倍と
なる。
【００７１】また、その特性を実線で示す第１実施例の
装置の場合は、投影レンズ１２７のＦナンバーにかかわ
らず、光量が従来の装置よりも増大している。
装置の場合は、投影レンズ１２７のＦナンバーにかかわ
らず、光量が従来の装置よりも増大している。
【００７２】更に、その特性を一点鎖線で示す第２実施
例の装置の場合も、投影レンズ１２７のＦナンバーにか
かわらず、光量が従来の装置よりも増大しており、また
投影レンズ１２７のＦナンバーが１.４以上で、光量が
特願平７−２０３４１７号に記載の装置よりも増大して
いる。したがって、この第２実施例の装置については、
投影レンズ１２７のＦナンバーを１.４以上に設定する
のが望ましい。
例の装置の場合も、投影レンズ１２７のＦナンバーにか
かわらず、光量が従来の装置よりも増大しており、また
投影レンズ１２７のＦナンバーが１.４以上で、光量が
特願平７−２０３４１７号に記載の装置よりも増大して
いる。したがって、この第２実施例の装置については、
投影レンズ１２７のＦナンバーを１.４以上に設定する
のが望ましい。
【００７３】なお、先に述べた様に、この発明の出願人
によって既に出願されている特願平７−２０３４１７号
の装置を簡単に説明する。
によって既に出願されている特願平７−２０３４１７号
の装置を簡単に説明する。
【００７４】この装置においては、図１５に示す様に白
色光源２０から出射され、回転楕円面鏡２１により集光
されてた光は、その第２焦点付近に配置されているイン
テグレーター２２に入射し、ここで光の角度分布が均一
化されて発散した光となり、これがコンデンサーレンズ
２３で平行化される。この平行光は、偏光ビームスプリ
ッタ２４によってＰ偏光光とＳ偏光光とに分離される。
Ｐ偏光光は、偏光ビームスプリッタ２４を透過して、ダ
イクロイックミラー群２５に角度φで入射する。また、
Ｓ偏光光は、反射ミラー２６によって反射され、更にλ
／２板２７を介してＰ偏光光に変換されてから、ダイク
ロイックミラー群２５に角度φで入射する。
色光源２０から出射され、回転楕円面鏡２１により集光
されてた光は、その第２焦点付近に配置されているイン
テグレーター２２に入射し、ここで光の角度分布が均一
化されて発散した光となり、これがコンデンサーレンズ
２３で平行化される。この平行光は、偏光ビームスプリ
ッタ２４によってＰ偏光光とＳ偏光光とに分離される。
Ｐ偏光光は、偏光ビームスプリッタ２４を透過して、ダ
イクロイックミラー群２５に角度φで入射する。また、
Ｓ偏光光は、反射ミラー２６によって反射され、更にλ
／２板２７を介してＰ偏光光に変換されてから、ダイク
ロイックミラー群２５に角度φで入射する。
【００７５】このダイクロイックミラー群２５は、偏光
ビームスプリッタ２４を透過して来たＰ偏光光を３原色
に分離して、それぞれの光束を液晶表示素子（図示せ
ず）に出射する。また、ダイクロイックミラー群２５
は、λ／２板２７を介してのＰ偏光光を３原色に分離し
て、それぞれの光束を液晶表示素子に出射する。したが
って、液晶表示素子には、６つの方向からそれぞれの光
束が入射する。
ビームスプリッタ２４を透過して来たＰ偏光光を３原色
に分離して、それぞれの光束を液晶表示素子（図示せ
ず）に出射する。また、ダイクロイックミラー群２５
は、λ／２板２７を介してのＰ偏光光を３原色に分離し
て、それぞれの光束を液晶表示素子に出射する。したが
って、液晶表示素子には、６つの方向からそれぞれの光
束が入射する。
【００７６】この様な装置の場合、図１０のグラフから
も明らかな様に、投影レンズのＦナンバーが大きいと、
光量の増大を期待することができない。これは、液晶表
示素子に対する各光束の角度が大きくなる傾向にあっ
て、投影レンズの径が小さいと、ここに入射すべき光の
多くがけられるためである。
も明らかな様に、投影レンズのＦナンバーが大きいと、
光量の増大を期待することができない。これは、液晶表
示素子に対する各光束の角度が大きくなる傾向にあっ
て、投影レンズの径が小さいと、ここに入射すべき光の
多くがけられるためである。
【００７７】
【発明の効果】この発明の装置によれば、副波長帯域分
離手段を主波長帯域分離手段に並設にしているので、平
行光の周辺部分が副波長帯域分離手段に入射され、この
副波長帯域分離手段によって平行光の周辺部分から光束
が形成され、この光束が液晶表示素子に出射される。し
たがって、副波長帯域分離手段によって平行光の周辺部
分が有効に利用され、これによって画像が明るく表示さ
れる。
離手段を主波長帯域分離手段に並設にしているので、平
行光の周辺部分が副波長帯域分離手段に入射され、この
副波長帯域分離手段によって平行光の周辺部分から光束
が形成され、この光束が液晶表示素子に出射される。し
たがって、副波長帯域分離手段によって平行光の周辺部
分が有効に利用され、これによって画像が明るく表示さ
れる。
【００７８】また、平行光形成手段と主波長帯域分離手
段並びに副波長帯域分離手段間には、平行光の偏光方向
をそろえるための偏光手段を挿入しているので、液晶表
示素子に入射される光束の偏光方向がそろい、この液晶
表示素子による効率的な表示が可能となる。
段並びに副波長帯域分離手段間には、平行光の偏光方向
をそろえるための偏光手段を挿入しているので、液晶表
示素子に入射される光束の偏光方向がそろい、この液晶
表示素子による効率的な表示が可能となる。
【図１】この発明の投影型カラー液晶表示装置の第１実
施形態を示す側面図
施形態を示す側面図
【図２】図１の第１実施形態の装置を上方から見て示す
平面図
平面図
【図３】図１の第１実施形態の装置における副ダイクロ
イックミラー群の周辺を上方から見て示す平面図
イックミラー群の周辺を上方から見て示す平面図
【図４】図１の第１実施形態の装置における主ダイクロ
イックミラー群及び各副ダイクロイックミラー群の周辺
を示す側面図
イックミラー群及び各副ダイクロイックミラー群の周辺
を示す側面図
【図５】図１の第１実施形態の装置における主ダイクロ
イックミラー群から液晶表示装置への各光束の入射角を
示す図
イックミラー群から液晶表示装置への各光束の入射角を
示す図
【図６】図１の第１実施形態の装置における主ダイクロ
イックミラー群及び各副ダイクロイックミラー群から液
晶表示装置への各光束の入射角を示す図
イックミラー群及び各副ダイクロイックミラー群から液
晶表示装置への各光束の入射角を示す図
【図７】図１の第１実施形態の装置における副ダイクロ
イックミラー群から液晶表示装置への各光束の入射角を
示す図
イックミラー群から液晶表示装置への各光束の入射角を
示す図
【図８】この発明の投影型カラー液晶表示装置の第２実
施形態を示す側面図
施形態を示す側面図
【図９】図８の第２実施形態の装置を上方から見て示す
平面図
平面図
【図１０】この発明の効果を示すグラフ
【図１１】従来の装置を示す側面図
【図１２】液晶パネルを示す断面図
【図１３】液晶パネルとマイクロレンズアレイを示す断
面図
面図
【図１４】各マイクロレンズと各絵素の相対的な位置関
係を示す図
係を示す図
【図１５】他の装置を例示する断面図
１，２０ 白色光源 ２，２１ 回転楕円面鏡 ３，２２ インテグレーター ４，２３ コンデンサーレンズ ５ 主ダイクロイックミラー群 ６，７，１６，１７ 副ダイクロイックミラー群 １１，２４ 偏光ビームスプリッタ １２，１３，２６ 反射ミラー １４，１５，２７ λ／２板 ２５ ダイクロイックミラー群 １０６ 液晶表示素子 １２６ フィールドレンズ １２７ 投影レンズ １２８ スクリーン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 9/31 Ｈ０４Ｎ 9/31 Ｃ
Claims (6)
- 【請求項１】 平行光を出射する平行光形成手段と、こ
の平行光形成手段からの平行光を入射して、相互に異な
る波長域を持つ複数の光束を相互に異なる出射角度で出
射する主波長帯域分離手段と、この主波長帯域分離手段
からの各光束を入射し、これらの光束を変調する液晶表
示素子と、この液晶表示素子を透過した各光束を入射し
て、画像を投影する光学手段とを備える投影型カラー液
晶表示装置において、 主波長帯域分離手段に並設された少なくとも１つの副波
長帯域分離手段を更に備え、 この副波長帯域分離手段は、平行光形成手段からの平行
光を入射して、前記各光束と同一の波長域を有する少な
くとも１つの光束を液晶表示素子に出射する投影型カラ
ー液晶表示装置。 - 【請求項２】 平行光は、主波長帯域分離手段から出射
された各光束のうちの副波長帯域分離手段から出射され
た光束とは一致しない光束の波長域の成分を多く含む請
求項１に記載の投影型カラー液晶表示装置。 - 【請求項３】 平行光形成手段と主波長帯域分離手段並
びに副波長帯域分離手段間には、平行光の偏光方向をそ
ろえるための偏光手段を挿入した請求項１に記載の投影
型カラー液晶表示装置。 - 【請求項４】 偏光手段は、それぞれの平行光を相互に
異なる角度で主波長帯域分離手段並びに副波長帯域分離
手段に出射する請求項３に記載の投影型カラー液晶表示
装置。 - 【請求項５】 平行光を出射する平行光形成手段と、こ
の平行光形成手段からの平行光を入射して、相互に異な
る波長域を持つ３つの光束を相互に異なる出射角度で出
射する主ダイクロイックミラー群と、この主ダイクロイ
ックミラー群からの各光束を入射し、これらの光束を変
調する液晶表示素子と、この液晶表示素子を透過した各
光束を入射して、画像を投影する光学手段とを備える投
影型カラー液晶表示装置において、 主ダイクロイックミラー群の両側に並設された２つの副
ダイクロイックミラー群を更に備え、 これらの副ダイクロイックミラー群は、平行光形成手段
からの平行光を入射して、前記各光束のうちの２つと同
一の波長域を有する２つの光束を液晶表示素子に出射す
る投影型カラー液晶表示装置。 - 【請求項６】 平行光は、主ダイクロイックミラー群か
ら出射された各光束のうちの副ダイクロイックミラー群
から出射された各光束とは一致しない１つの光束の波長
域の成分を多く含む請求項５に記載の投影型カラー液晶
表示装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9010718A JPH10206814A (ja) | 1997-01-23 | 1997-01-23 | 投影型カラー液晶表示装置 |
| US09/010,929 US6292234B1 (en) | 1997-01-23 | 1998-01-22 | Projection type color liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9010718A JPH10206814A (ja) | 1997-01-23 | 1997-01-23 | 投影型カラー液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10206814A true JPH10206814A (ja) | 1998-08-07 |
Family
ID=11758087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9010718A Withdrawn JPH10206814A (ja) | 1997-01-23 | 1997-01-23 | 投影型カラー液晶表示装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6292234B1 (ja) |
| JP (1) | JPH10206814A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1220011A3 (en) * | 2000-12-28 | 2004-11-10 | Lg Electronics Inc. | Projector with polarization converter |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11239237A (ja) * | 1998-02-24 | 1999-08-31 | Canon Inc | 画像表示装置 |
| JP3823659B2 (ja) | 2000-02-04 | 2006-09-20 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクタ |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5073013A (en) * | 1984-10-22 | 1991-12-17 | Seiko Epson Corporation | Projection-type display device |
| JPH0792561B2 (ja) * | 1986-07-08 | 1995-10-09 | 株式会社精工舎 | 投写式液晶表示装置 |
| JPS6315219A (ja) * | 1986-07-08 | 1988-01-22 | Seikosha Co Ltd | 投写式液晶表示装置 |
| JPH07122698B2 (ja) * | 1988-02-25 | 1995-12-25 | 松下電器産業株式会社 | 投写型表示装置 |
| JPH0274903A (ja) * | 1988-09-12 | 1990-03-14 | Seiko Epson Corp | ダイクロイック光学素子及び投射型表示装置 |
| JP2622185B2 (ja) | 1990-06-28 | 1997-06-18 | シャープ株式会社 | カラー液晶表示装置 |
| JP3344635B2 (ja) * | 1993-12-27 | 2002-11-11 | シャープ株式会社 | カラー液晶表示装置 |
| JPH0980371A (ja) | 1995-09-07 | 1997-03-28 | Sharp Corp | 投影型カラー液晶表示装置 |
| US5852479A (en) * | 1994-09-07 | 1998-12-22 | Sharp Kabushiki Kaisha | Color liquid crystal projector device |
| JPH0990311A (ja) | 1995-09-25 | 1997-04-04 | Sharp Corp | 投影型カラー液晶表示装置 |
| US5654775A (en) * | 1995-12-27 | 1997-08-05 | Philips Electronics North America Corporation | Three lamp, three light valve projection system |
| JPH1078511A (ja) * | 1996-09-04 | 1998-03-24 | Hitachi Ltd | 偏光分離器、偏光変換素子およびそれを用いた液晶表示装置 |
| US6067193A (en) * | 1997-10-15 | 2000-05-23 | Nikon Corporation | Polarization device and projection type display apparatus |
-
1997
- 1997-01-23 JP JP9010718A patent/JPH10206814A/ja not_active Withdrawn
-
1998
- 1998-01-22 US US09/010,929 patent/US6292234B1/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1220011A3 (en) * | 2000-12-28 | 2004-11-10 | Lg Electronics Inc. | Projector with polarization converter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6292234B1 (en) | 2001-09-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040406 |