JPH11125794A - 投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光源の出力を増大させなくても高輝度化を達
成することができる単板方式の投射型表示装置を提供す
る。 【解決手段】 複数のレンズ２ａを有するレンズ板２
は、光源１からの光を複数の光束に分割する。複数のレ
ンズ３ａを有するレンズ板３は、分割された複数の光束
をライトバルブ７上に重畳させて照明する。ＸＹ平面に
垂直で互いに所定角度をなすダイクロイックミラー４，
５，６からなる色分解光学系は、レンズ板２からの光束
を色分解する。ライトバルブ７は入射されたＲ光、Ｇ光
及びＢ光をそれぞれ変調し、当該変調光は投射レンズ２
２により投射される。レンズ板３の全体形状は、長方形
とされる。レンズ板３は、各ダイクロイックミラー４，
５，６の法線とダイクロイックミラー４への入射直前に
おける光軸とがなす平面（ＸＹ平面）に対して、長方形
の全体形状の長辺の長さ方向（Ｚ方向）が垂直をなすよ
うに、配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、１枚の液晶ライト
バルブを使用する、いわゆる単板式カラー投射型表示装
置に関するものであり、特に、当該１枚の液晶ライトバ
ルブに異なる方位からＲ光、Ｇ光及びＢ光のそれぞれの
光束が当該液晶ライトバルブに照射され、当該ライトバ
ルブを射出した各色光の変調光を投射しフルカラー表示
を行う装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】Ｒ光、Ｇ光及びＢ光をそれぞれ異なる方
位から１枚の液晶ライトバルブに入射させ、当該ライト
バルブを射出した各色光の変調光を合成して投射する装
置として、特許公開公報平４−６０５３８号において提
案された投射型表示装置が知られている。

【０００３】この従来の投射型表示装置について、図１
１及び図１２を参照して説明する。図１１は、この従来
の投射型表示装置を示す概略構成図である。図１２は、
図１１に示す投射型表示装置のライトバルブを示す概略
断面図である。

【０００４】この従来の投射型表示装置では、ランプ１
０１と当該ランプ１０１の背面に配置された球面鏡１０
２とから構成された光源から射出された光源光は、整形
レンズ１０３によって略平行な光束に整形される。この
平行光束は、光軸上に配置されたＲ光反射ダイクロイッ
クミラー１０４Ｒ、Ｇ光反射ダイクロイックミラー１０
４Ｇ及びＢ光反射ダイクロイックミラー１０４Ｂからな
る色分解光学系に、ダイクロイックミラー１０４Ｒに対
する入射角が４５度前後となるように入射される。ダイ
クロイックミラー１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂは、紙
面に垂直をなすとともに相互に数度の所定の角度をなす
ように配置されている。Ｒ光反射ダイクロイックミラー
１０４Ｒによって反射されたＲ光、Ｇ光反射ダイクロイ
ックミラー１０４Ｇによって反射されたＧ光、及びＢ光
反射ダイクロイックミラー１０４Ｂにて反射されたＢ光
は、それぞれ異なる角度でもって、液晶パネル１２０及
びそれに付設されているマイクロレンズアレイ１１０か
らなるライトバルブに入射される。

【０００５】図１２に示すように、液晶パネル１２０
は、２枚の透明なガラス基板１２４，１２５間に液晶１
２３が封入されて構成される。この液晶１２３は、例え
ば、ＩＴＯ膜から成る対向電極１２２と、マトリクス状
に配置されたＩＴＯ膜から成る画素電極１２１Ｒ，１２
１Ｇ，１２１Ｂとによって挟持され、この電極間の電界
に応じて制御される。これら画素電極１２１Ｒ，１２１
Ｇ，１２１Ｂは、図示しないが、走査線及び信号線に薄
膜トランジスタを介して電気的に接続されている。な
お、図１２においては、液晶パネル１２０の構成要素で
ある偏光板、配向膜等は省略されている。

【０００６】前述したようにそれぞれ異なる所定の角度
を有して図１１及び図１２に示すようにマイクロレンズ
アレイ１１０のマイクロレンズに入射したＲ光、Ｇ光及
びＢ光は、それぞれ各色画素に集光して入射される。各
色画素に入射した各色光は、各画素において、各画素信
号に基づいて変調され、外方へ出射される。そして、フ
ィールドレンズ１０５を経て、投射レンズ１０６にてス
クリーン１０７上に投射され、フルカラーの画像表示が
なされる。なお、液晶ライトバルブの画素毎にＴＦＴや
ＭＩＭ等の非線形スイッチング素子を配置し、これを選
択スイッチングさせることにより前記信号により変調を
行うことで、隣接画素間でクロストークのない良好な画
像表示が達成される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】近年、投射型表示装置
においては、その投射像の大画面化が進んでいる。そし
て、それに伴い、前述した従来の投射型表示装置の投射
する投射像の明るさでは決して十分なものではなくなっ
てきており、更なる高輝度化が要望されている。

【０００８】前記従来の投射型表示装置において高輝度
化を達成するためには、光源にて使用するランプとして
高出力のものを使用すればよい。しかし、その場合、光
源の発熱の問題に対処するための冷却法の確立など他の
解決しなくてはならない問題が新たに出現してしまう。

【０００９】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、光源の出力を増大させなくても高輝度化を達
成することができる、いわゆる単板方式の投射型表示装
置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、研究の結
果、前記従来の投射型表示装置において、３枚のダイク
ロイックミラー１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂを所定平
面（図１１中の紙面）に対して垂直をなすとともに互い
に所定の角度傾けて配置した特有の色分解光学系の構造
に起因する特性に着目し、光源から発せられた光のうち
投射像の形成に従来は有効に利用されていなかった光を
有効に利用することができる構造を見出した。本発明
は、このような知見に基づいてなされたものである。

【００１１】すなわち、前記課題を解決するため、本発
明の第１の態様による投射型表示装置は、光源からの光
を、第１の色の光束、第２の色の光束及び第３の色の光
束に色分解して、前記第１乃至第３の色の光束を互いに
異なる第１、第２及び第３の方向へそれぞれ射出する色
分解光学系と、前記色分解光学系を射出した前記第１乃
至第３の色の光束が前記第１、第２及び第３の方向にそ
れぞれ対応する互いに異なる方向からそれぞれ入射さ
れ、前記第１、第２及び第３の色の光束をそれぞれ変調
するライトバルブと、前記ライトバルブにて変調された
変調光を投射する投射光学系と、を備える。前記色分解
光学系は、所定平面に対して垂直をなすとともに互いに
所定の角度をなすようにかつ光入射側から順に配置され
た第１、第２及び第３のミラー面を備える。前記第１の
ミラー面は、前記第１の色の光束を前記第１の方向に反
射させるとともに前記第２及び第３の色の光束を透過さ
せるダイクロイック特性を有する。前記第２のミラー面
は、前記第２の色の光束を前記第２の方向に反射させる
とともに前記第３の色の光束を透過させるダイクロイッ
ク特性を有する。前記第３のミラー面は、前記第３の色
の光束を前記第３の方向に反射させるダイクロイック特
性又は全反射特性を有する。前記第１、第２及び第３の
色の光束の各々を形成する前記ライトバルブ上の各位置
に集光する各光束の第１の開口数であって、前記各ミラ
ー面の法線と前記色分解光学系への入射直前における光
軸とがなす基準平面であって当該入射直前における光軸
を含む基準平面に光学的に対応する平面に対して垂直な
面であって光軸を含む面における第１の開口数が、前記
第１、第２及び第３の色の光束の各々を形成する前記ラ
イトバルブ上の各位置に集光する前記各光束の第２の開
口数であって、前記基準平面に光学的に対応する前記平
面に対して平行な面であって光軸を含む面における第２
の開口数より大きくなるように、設定される。

【００１２】前記色分解光学系は、前記従来の投射型表
示装置と同様に３枚のダイクロイックミラーで構成して
もよいし、そのうちの１枚を全反射ミラーで置き換えた
ものでもよいし、これらと等価な特性を有するようにプ
リズムの表面にダイクロイック膜を形成したものを組み
合わせた構成としたものでもよい。この点は、後述する
第２乃至第４の態様についても、同様である。

【００１３】また、前記ライトバルブは、第１の色光を
変調する第１の色画素と第２の色光を変調する第２の色
画素と第３の色光を変調する第３の色画素とからなる複
数の単位画素と、各色光を対応する色画素に選択的に集
光する複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズア
レイとを備えたものであってもよい。各色画素は、例え
ば、所定方向に長い長方形形状のものとすることができ
る。

【００１４】なお、本明細書において、ある光束のある
面（光軸を含む面）における開口数とは、当該光束の当
該面における両側の最外光線のなす角度をいうものとす
る。

【００１５】前記従来の投射型表示装置では、前述した
ように、前記技術常識に従って円形の開口を有する開口
絞りを持ったリレーレンズ等が用いられていたので、前
記第１の開口数と前記第２の開口数とが同一に設定され
ていたことになる。これに対して、前記第１の態様で
は、前記第１の開口数が前記第２の開口数より大きく設
定されているので、その大きくした分だけ光源からの光
をより多く取り込んで投射像の形成に有効に利用するこ
とができる。したがって、前記第１の態様によれば、光
源の出力を増大させなくても、前記従来の投射型表示装
置に比べて明るい投射像を得ることができ、高輝度化を
達成することができる。

【００１６】ところで、前記従来の投射型表示装置のよ
うに前記第１の開口数と前記第２の開口数とを同一に設
定しても、これらの開口数を大きくすれば、その大きく
した分だけ光源からの光をより多く取り込むことができ
るので、明るい投射像を得ることができるはずである。
しかし、この場合には、ライトバルブを射出した変調光
全体の光束の発散角が、光軸を含むいずれの方向の面に
おいても大きくなってしまうことから、前記投射光学系
として有効口径の大きいものを使用せざるを得ず、その
ような有効口径の大きい投射光学系の実現が困難で実際
には明るい投射像を得ることができないか、あるいは、
当該投射光学系を得ることができても極めて高価なもの
にならざるを得ない。これに対し、前記第１の態様で
は、前記色分解光学系特有の構造、すなわち、前記第
１、第２及び第３のミラー面が所定平面に対して垂直を
なすとともに互いに所定角度をなしている点を巧みに利
用しつつ、投射光学系の有効口径を増大させることな
く、明るい投射像を得ることができるのである。すなわ
ち、前記色分解光学系特有の構造に起因して、前記第１
の開口数と前記第２の開口数が同一であれば、ライトバ
ルブを射出した変調光全体の光束の前記角度に対応する
方向の発散角（前記第１の開口数と各ミラー面のなす角
度とに依存する）の方が、当該変調光全体の光束の前記
角度に対応する方向と垂直な方向の発散角（前記第２の
開口数に依存する）より大きくなる。前記第１の態様で
は、前記第１の開口数が前記第２の開口数より大きく設
定されているので、前記第１の開口数を大きくすること
なく前記第２の開口数を大きくすることができ、これに
より、そもそも大きかった変調光全体の光束の前記角度
に対応する方向の発散角を大きくすることなく、小さか
った変調光全体の光束の前記角度に対応する方向と垂直
な方向の発散角を大きくすることができ、両者の発散角
を例えば同程度にすることができる。したがって、前記
第１の態様によれば、投射光学系の有効口径を増大させ
なくても、明るい投射像を得ることができるのである。

【００１７】本発明の第２の態様による投射型表示装置
は、光源からの光を、第１の色の光束、第２の色の光束
及び第３の色の光束に色分解して、前記第１乃至第３の
色の光束を互いに異なる第１、第２及び第３の方向へそ
れぞれ射出する色分解光学系と、前記色分解光学系を射
出した前記第１乃至第３の色の光束が前記第１、第２及
び第３の方向にそれぞれ対応する互いに異なる方向から
それぞれ入射され、前記第１、第２及び第３の色の光束
をそれぞれ変調するライトバルブと、前記ライトバルブ
にて変調された変調光を投射する投射光学系と、を備え
る。前記色分解光学系は、所定平面に対して垂直をなす
とともに互いに所定の角度をなすようにかつ光入射側か
ら順に配置された第１、第２及び第３のミラー面を備え
る。前記第１のミラー面は、前記第１の色の光束を前記
第１の方向に反射させるとともに前記第２及び第３の色
の光束を透過させるダイクロイック特性を有する。前記
第２のミラー面は、前記第２の色の光束を前記第２の方
向に反射させるとともに前記第３の色の光束を透過させ
るダイクロイック特性を有する。前記第３のミラー面
は、前記第３の色の光束を前記第３の方向に反射させる
ダイクロイック特性又は全反射特性を有する。前記第１
の色の光束を形成する前記ライトバルブ上の各位置に集
光する各光束と、前記第２の色の光束を形成する前記ラ
イトバルブ上の各位置に集光する各光束と、前記第３の
色の光束を形成する前記ライトバルブ上の各位置に集光
する各光束とが、前記ライトバルブ上の同一位置に集光
するもの毎に全体として形成する各全体光束の第３の開
口数であって、前記各ミラー面の法線と前記色分解光学
系への入射直前における光軸とがなす基準平面であって
当該入射直前における光軸を含む基準平面に光学的に対
応する平面に対して平行な面であって光軸を含む面にお
ける第３の開口数と、前記第１、第２及び第３の色の光
束の各々を形成する前記ライトバルブ上の各位置に集光
する各光束の第１の開口数であって、前記基準平面に光
学的に対応する前記平面に対して垂直な面であって光軸
を含む面における第１の開口数とが、略同じとなるよう
に、設定される。

【００１８】この第２の態様では、前記第３の開口数と
前記第１の開口数とが略同じとされているので、ライト
バルブを射出した変調光全体の光束の前記角度（各ミラ
ー面のなす角度）に対応する方向の発散角と、当該変調
光全体の光束の前記角度（各ミラー面のなす角度）に対
応する方向と垂直な方向の発散角とが、略同じとなる。
したがって、前記第１の態様に関して前述した説明から
わかるように、前記色分解光学系特有の構造に基づき、
従来に比べて明るい投射像を得ることができる。

【００１９】本発明の第３の態様による投射型表示装置
は、光源からの光を、第１の色の光束、第２の色の光束
及び第３の色の光束に色分解して、前記第１乃至第３の
色の光束を互いに異なる第１、第２及び第３の方向へそ
れぞれ射出する色分解光学系と、前記色分解光学系を射
出した前記第１乃至第３の色の光束が前記第１、第２及
び第３の方向にそれぞれ対応する互いに異なる方向から
それぞれ入射され、前記第１、第２及び第３の色の光束
をそれぞれ変調するライトバルブと、前記ライトバルブ
にて変調された変調光を投射する投射光学系と、を備え
る。複数のレンズを有し前記光源からの光を複数の光束
に分割する第１のレンズ板が、前記光源と前記色分解光
学系との間に配置される。複数のレンズを有し前記第１
のレンズ板にて分割された複数の光束を前記ライトバル
ブ上に重畳させて照明させる第２のレンズ板が、前記第
１のレンズ板と前記色分解光学系との間に配置される。
前記色分解光学系は、所定平面に対して垂直をなすとと
もに互いに所定の角度をなすようにかつ光入射側から順
に配置された第１、第２及び第３のミラー面を備える。
前記第１のミラー面は、前記第１の色の光束を前記第１
の方向に反射させるとともに前記第２及び第３の色の光
束を透過させるダイクロイック特性を有する。前記第２
のミラー面は、前記第２の色の光束を前記第２の方向に
反射させるとともに前記第３の色の光束を透過させるダ
イクロイック特性を有する。前記第３のミラー面は、前
記第３の色の光束を前記第３の方向に反射させるダイク
ロイック特性又は全反射特性を有する。前記色分解光学
系は、前記第２のレンズ板を射出した光を前記光源から
の光として色分解する。前記第２のレンズ板における前
記複数のレンズが配置されている領域の外形形状は、光
軸に対して垂直な第４の方向の長さが、光軸及び前記第
４の方向に対して垂直な第５の方向の長さより長い形状
を持つ。前記第２のレンズ板は、前記各ミラー面の法線
と前記色分解光学系への入射直前における光軸とがなす
基準平面であって当該入射直前における光軸を含む基準
平面に光学的に対応する平面に対して、前記第４の方向
が垂直をなすように配置される。

【００２０】前記外形形状は、例えば、長方形状であっ
てもよいし、楕円形状等であってもよい。

【００２１】この第３の態様は、前記第１及び第２の態
様の具体例であり、ライトバルブに対する照明を行う光
学系として、特開平３−１１１８０６号公報に開示され
ているような第１のレンズ板及び第２のレンズ板からな
るいわゆるフライアイインテグレータを用い、前記第２
のレンズ板の前記領域の外形形状を工夫した例である。

【００２２】本発明の第４の態様による投射型表示装置
は、光源からの光を、第１の色の光束、第２の色の光束
及び第３の色の光束に色分解して、前記第１乃至第３の
色の光束を互いに異なる第１、第２及び第３の方向へそ
れぞれ射出する色分解光学系と、前記色分解光学系を射
出した前記第１乃至第３の色の光束が前記第１、第２及
び第３の方向にそれぞれ対応する互いに異なる方向から
それぞれ入射され、前記第１、第２及び第３の色の光束
をそれぞれ変調するライトバルブと、前記ライトバルブ
にて変調された変調光を投射する投射光学系と、を備え
る。前記光源からの光が入射され当該光を射出面から射
出し当該射出面を実質的に平面光源とするロッドインテ
グレータが、前記光源と前記色分解光学系との間に配置
される。前記ロッドインテグレータの前記射出面の像を
前記ライトバルブ上に結像させて前記ライトバルブに対
して臨界照明を行うリレーレンズが、前記ロッドインテ
グレータと前記ライトバルブとの間に配置される。前記
色分解光学系は、所定平面に対して垂直をなすとともに
互いに所定の角度をなすようにかつ光入射側から順に配
置された第１、第２及び第３のミラー面を有する。前記
第１のミラー面は、前記第１の色の光束を前記第１の方
向に反射させるとともに前記第２及び第３の色の光束を
透過させるダイクロイック特性を有する。前記第２のミ
ラー面は、前記第２の色の光束を前記第２の方向に反射
させるとともに前記第３の色の光束を透過させるダイク
ロイック特性を有する。前記第３のミラー面は、前記第
３の色の光束を前記第３の方向に反射させるダイクロイ
ック特性又は全反射特性を有する。前記色分解光学系
は、前記ロッドインテグレータからの射出光を前記光源
からの光として色分解する。前記リレーレンズはその瞳
の位置には開口絞りを有し、該開口絞りの開口の形状
は、光軸に対して垂直な第４の方向の長さが、光軸及び
前記第４の方向に対して垂直な第５の方向の長さより長
い形状を持つ。前記開口絞りは、前記各ミラー面の法線
と前記色分解光学系への入射直前における光軸とがなす
基準平面であって当該入射直前における光軸を含む基準
平面に光学的に対応する平面に対して、前記第４の方向
が垂直をなすように配置される。

【００２３】この第４の態様は、前記第１及び第２の態
様の具体例であり、ライトバルブに対する照明を行う光
学系として、臨界照明を行うロッドインテグレータ及び
リレーレンズを用い、前記リレーレンズの開口絞りの開
口形状を工夫した例である。

【００２４】本発明の第５の態様による投射型表示装置
は、照明用の光を発生する光源と、光軸を含む所定平面
に対して垂直をなすとともに互いに所定の角度をなす複
数のミラー面を有し、当該複数のミラー面によって前記
光源からの光を複数の色の光束に色分解して各色の光束
を互いに異なる所定の方向に射出する色分解光学系と、
前記色分解光学系を射出した前記複数の色の光束がそれ
ぞれ前記所定の方向に対応する方向から集光して入射し
た際に、入射した前記複数の色の光束をそれぞれ変調す
るライトバルブと、前記ライトバルブ上に集光する前記
複数の色の光束のそれぞれについての前記所定平面に対
して平行な面上であって光軸に対して垂直な方向におけ
る開口数を第１開口数とし、前記ライトバルブ上に集光
する前記複数の色の光束のそれぞれについての前記所定
平面に対して垂直な面上であって光軸に対して垂直な方
向における開口数を第２開口数としたとき、前記第１開
口数を対応する前記第２開口数よりも小さくする開口数
調整手段と、前記ライトバルブにて変調された変調光を
投射する投射光学系とを備えたものである。

【００２５】本発明の第６の態様による投射型表示装置
は、前記第５の態様による投射型表示装置において、前
記開口数調整手段は、複数のレンズを有し前記光源から
の光を複数の光束に分割する第１のレンズ板と、複数の
レンズを有し前記第１のレンズ板にて分割された複数の
光束を前記ライトバルブ上に重畳させて照明させる第２
のレンズ板とを備えたものである。

【００２６】本発明の第７の態様による投射型表示装置
は、前記第６の態様による投射型表示装置において、前
記第２のレンズ板は、前記所定平面に平行で光軸に垂直
な方向の長さが、前記所定平面に垂直な方向の長さより
も短いものである。

【００２７】本発明の第８の態様による投射型表示装置
は、前記第７の態様による投射型表示装置において、前
記第１のレンズ板は、前記所定平面に平行で光軸に垂直
な方向の長さが、前記所定平面に垂直な方向の長さと略
等しいものである。

【００２８】本発明の第９の態様による投射型表示装置
は、前記第５の態様による投射型表示装置において、前
記開口数調整手段は、前記光源からの光を平面光源とす
るロッドインテグレータと、前記平面光源の像を前記ラ
イトバルブに投影するリレーレンズと、前記リレーレン
ズの瞳位置に配置される開口絞りとを備えたものであ
る。

【００２９】本発明の第１０の態様による投射型表示装
置は、前記第９の態様による投射型表示装置において、
前記開口絞りの開口は、前記所定平面に平行で光軸に垂
直な方向の長さが、前記所定平面に垂直な方向の長さよ
りも短い形状を持つものである。

【００３０】本発明の第１１の態様による投射型表示装
置は、前記第６の態様による投射型表示装置において、
前記複数のミラー面は、前記光源からの光を、第１、第
２及び第３の色の光束に色分解してこれら第１、第２及
び第３の色の光束を互いに異なる第１、第２及び第３の
方向にそれぞれ射出する第１、第２及び第３のミラー面
であり、前記第１のミラー面は、前記第１の色の光束を
前記第１の方向に反射させるとともに前記第２及び第３
の色の光束を透過させるダイクロイック特性を有し、前
記第２のミラー面は、前記第２の色の光束を前記第２の
方向に反射させるとともに前記第３の色の光束を透過さ
せるダイクロイック特性を有し、前記第３のミラー面
は、前記第３の色の光束を前記第３の方向に反射させる
ダイクロイック特性又は全反射特性を有し、前記ライト
バルブは、前記第１、第２及び第３のミラー面を出射し
た前記第１、第２及び第３の色の光束が前記第１、第２
及び第３の方向に対応する互いに異なる方向からそれぞ
れ入射した際に、入射した前記第１、第２及び第３の色
の光束をそれぞれ変調するものである。

【００３１】本発明の第１２の態様による投射型表示装
置は、前記第１１の態様による投射型表示装置におい
て、前記開口数調整手段は、前記第１、第２及び第３の
色の光束の各々を形成する前記ライトバルブ上の各位置
に集光する各光束の第１の開口数であって、前記第１、
第２及び第３のミラー面の各々の法線と前記色分解光学
系への入射直前における光軸とがなす基準平面であって
当該入射直前における光軸を含む基準平面に光学的に対
応する平面に対して垂直な面であって光軸を含む面にお
ける第１の開口数を、前記第１、第２及び第３の色の光
束の各々を形成する前記ライトバルブ上の各位置に集光
する前記各光束の第２の開口数であって、前記基準平面
に光学的に対応する前記平面に対して平行な面であって
光軸を含む面における第２の開口数より大きくしたもの
である。

【００３２】本発明の第１３の態様による投射型表示装
置は、前記第９の態様による投射型表示装置において、
前記複数のミラー面は、前記光源からの光を、第１、第
２及び第３の色の光束に色分解してこれら第１、第２及
び第３の色の光束を互いに異なる第１、第２及び第３の
方向にそれぞれ射出する第１、第２及び第３のミラー面
であり、前記第１のミラー面は、前記第１の色の光束を
前記第１の方向に反射させるとともに前記第２及び第３
の色の光束を透過させるダイクロイック特性を有し、前
記第２のミラー面は、前記第２の色の光束を前記第２の
方向に反射させるとともに前記第３の色の光束を透過さ
せるダイクロイック特性を有し、前記第３のミラー面
は、前記第３の色の光束を前記第３の方向に反射させる
ダイクロイック特性又は全反射特性を有し、前記ライト
バルブは、前記第１、第２及び第３のミラー面を出射し
た前記第１、第２及び第３の色の光束が前記第１、第２
及び第３の方向に対応する互いに異なる方向からそれぞ
れ入射した際に、入射した前記第１、第２及び第３の色
の光束をそれぞれ変調するものである。

【００３３】本発明の第１４の態様による投射型表示装
置は、前記第１３の態様による投射型表示装置におい
て、前記開口絞りは、前記第１、第２及び第３のミラー
面の法線と前記色分解光学系への入射直前における光軸
とがなす基準平面であって当該入射直前における光軸を
含む基準平面に光学的に対応する平面に対して垂直な第
４の方向の長さが、光軸及び前記第４の方向に対して垂
直な第５の方向の長さより長い形状を持つものである。

【００３４】本発明の第１５の態様による投射型表示装
置は、照明用の光を発生する光源と、光軸を含む所定平
面に対して垂直をなすとともに互いに所定の角度をなす
複数のミラー面を有し、当該複数のミラー面によって前
記光源からの光を複数の色の光束に色分解して各色の光
束を互いに異なる所定の方向に射出する色分解光学系
と、前記色分解光学系を射出した前記複数の色の光束が
それぞれ前記所定の方向に対応する方向から集光して入
射した際に、入射した前記複数の色の光束をそれぞれ変
調するライトバルブと、前記ライトバルブ上に集光する
前記複数の色の光束のそれぞれについての前記所定平面
に対して平行な面上であって光軸に対して垂直な方向に
おける開口数を第１開口数とし、前記ライトバルブ上に
集光する前記複数の色の光束の全体としての前記所定平
面に対して垂直な方向における開口数を第２開口数とし
たとき、前記第１開口数のそれぞれを前記第２開口数と
略等しくする開口数調整手段と、前記ライトバルブにて
変調された変調光を投射する投射光学系とを備えたもの
である。

【００３５】本発明の第１６の態様による投射型表示装
置は、前記第１５の態様による投射型表示装置におい
て、前記開口数調整手段は、複数のレンズを有し前記光
源からの光を複数の光束に分割する第１のレンズ板と、
複数のレンズを有し前記第１のレンズ板にて分割された
複数の光束を前記ライトバルブ上に重畳させて照明させ
る第２のレンズ板とを備えたものである。

【００３６】本発明の第１７の態様による投射型表示装
置は、前記１５の態様による投射型表示装置において、
前記開口数調整手段は、前記光源からの光を平面光源と
するロッドインテグレータと、前記平面光源の像を前記
ライトバルブに投影するリレーレンズと、前記リレーレ
ンズの瞳位置に配置される開口絞りとを備えたものであ
る。

【００３７】本発明の第１８の態様による投射型表示装
置は、照明用の光を発生する光源と、光軸を含む所定平
面に対して垂直をなすとともに互いに所定の角度をなす
複数のミラー面を有し、当該複数のミラー面によって前
記光源からの光を複数の色の光束に色分解して各色の光
束を互いに異なる所定の方向に射出する色分解光学系
と、前記色分解光学系を射出した前記複数の色の光束が
それぞれ前記所定の方向に対応する方向から集光して入
射した際に、入射した前記複数の色の光束をそれぞれ変
調するライトバルブと、複数のレンズを有し前記光源か
らの光を複数の光束に分割する第１のレンズ板と、複数
のレンズを有し前記第１のレンズ板にて分割された複数
の光束を前記ライトバルブ上に重畳させて照明させる第
２のレンズ板とを有するとともに、前記所定平面に平行
で光軸に垂直な方向に関し、前記第１のレンズ板の屈折
力が前記第２のレンズ板の屈折力よりも大である開口数
調整手段と、前記ライトバルブにて変調された変調光を
投射する投射光学系とを備えたものである。

【００３８】本発明の第１９の態様による投射型表示装
置は、前記第１８の態様による投射型表示装置におい
て、前記所定平面に平行で光軸に垂直な方向に関する前
記第２のレンズ板に対する前記第１のレンズ板の屈折力
の差は、前記所定平面に垂直な方向に関する前記第２の
レンズ板に対する前記第１のレンズ板の屈折力の差より
も大きいものである。

【００３９】本発明の第２０の態様による投射型表示装
置は、照明用の光を発生する光源と、光軸を含む所定平
面に対して垂直をなすとともに互いに所定の角度をなす
複数のミラー面を有し、当該複数のミラー面によって前
記光源からの光を複数の色の光束に色分解して各色の光
束を互いに異なる所定の方向に射出する色分解光学系
と、前記色分解光学系を射出した前記複数の色の光束が
それぞれ前記所定の方向に対応する方向から集光して入
射した際に、入射した前記複数の色の光束をそれぞれ変
調するライトバルブと、複数のレンズを有し前記光源か
らの光を複数の光束に分割する第１のレンズ板と、複数
のレンズを有し前記第１のレンズ板にて分割された複数
の光束を前記ライトバルブ上に重畳させて照明させる第
２のレンズ板とを有するとともに、前記所定平面に垂直
な方向に関し、前記第１のレンズ板の屈折力が前記第２
のレンズ板の屈折力よりも小である開口数調整手段と、
前記ライトバルブにて変調された変調光を投射する投射
光学系とを備えたものである。

【００４０】本発明の第２１の態様による投射型表示装
置は、前記第２０の態様による投射型表示装置におい
て、前記所定平面に平行で光軸に垂直な方向に関する前
記第２のレンズ板に対する前記第１のレンズ板の屈折力
の差は、前記所定平面に垂直な方向に関する前記第２の
レンズ板に対する前記第１のレンズ板の屈折力の差より
も大きいものである。

【００４１】本発明の第２２の態様による投射型表示装
置は、照明用の光を発生する光源と、光軸を含む所定平
面に対して垂直に配置され前記光源からの光を複数の色
の光束に分離する色分解面を含む色分解光学系と、前記
色分解光学系を射出した前記光束のそれぞれを変調する
ライトバルブと、前記ライトバルブにて変調された変調
光を投射する投射光学系とを備えた投射型表示装置にお
いて、前記色分解光学系は、前記ライトバルブ上に導か
れる前記複数の光束のそれぞれについての前記所定平面
に対して平行な面上であって光軸に対して垂直な方向に
おける開口数を第１開口数とし、前記ライトバルブ上に
集光する前記複数の色の光束のそれぞれについての前記
所定平面に対して垂直な面上であって光軸に対して垂直
な方向における開口数を第２開口数としたとき、前記第
１開口数を対応する前記第２開口数よりも小さくする開
口数調整手段と、を備えたものである。

【００４２】

【発明の実施の形態】以下、本発明による投射型表示装
置について、図面を参照して詳細に説明する。

【００４３】（第１の実施の形態）まず、本発明の第１
の実施の形態による投射型表示装置について、図１〜図
７を参照して説明する。

【００４４】図１は、本実施の形態による投射型表示装
置を示す概略斜視図であり、光線の様子も示している。
なお、説明の便宜上、図１に示すように、互いに直交す
るＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を定義する（後述する他の図も同
様）。

【００４５】本実施の形態による投射型表示装置では、
光源１は、図示しないランプと、当該ランプの背部に配
置した凹面鏡である放物面鏡とから構成されている。光
源１から射出された光源光は、凹面鏡として放物面鏡を
使用していることより、略平行光束として、光軸と平行
な方向であるＸ方向に進行し、光軸上に配置された表面
に複数のレンズ２ａを平面的に配置した第１のレンズ板
２と光軸上に配置された表面に複数のレンズ３ａを配置
した第２のレンズ板３とから構成された、いわゆるフラ
イアイインテグレータに入射される。

【００４６】本実施の形態では、前記第１のレンズ板２
上のレンズ２ａと第２のレンズ板３上のレンズ３ａは同
じ配列（本実施の形態においては５×６の配列になって
いる）にて配置されているが、それらのレンズ２ａ，３
ａの外形形状（輪郭形状）と曲率等の各レンズ形状は異
なっている。これは、第１のレンズ板２上のレンズ２ａ
と第２のレンズ板３上のレンズ３ａとはその目的とする
機能が後述するように異なるからである。

【００４７】第１のレンズ板２上の個々のレンズ２ａの
有効レンズ領域の外形形状は、後述する長方形形状を有
するライトバルブ７の有効表示領域の外形形状と比例し
た長方形状となっており、両者の縦横比率は等しく設定
されている。

【００４８】さらに、第１のレンズ板２上の各レンズ２
ａの曲率等のレンズ形状は、当該レンズ２ａに略平行に
入射した平行光束が第２のレンズ板３上の当該レンズ２
ａと対応するレンズ３ａに集光するように、すなわち、
当該レンズ２ａの焦点距離の位置に当該レンズ２ａに対
応するレンズ３ａが位置するように、定められている。

【００４９】第２のレンズ板３上のレンズ３ａは、対応
する第１のレンズ板２上のレンズ２ａ上の輝点を後記す
る被照明体であるライトバルブ７上の共役点に結像する
ように定められている。つまり、第１のレンズ板２上の
レンズ２ａはそれぞれ複数の平面光源と見なすことがで
き、当該レンズ面を第２のレンズ板３の対応するレンズ
３ａによってライトバルブ７上に拡大照明することにな
り、第１のレンズ板２上のレンズ２ａの数だけライトバ
ルブ７上に重畳して照明することとなるのである。

【００５０】以上の説明からわかるように、第１のレン
ズ板２は光源からの光を複数のレンズ２ａによってその
数の光束に分割し、第２のレンズ板３は、第１のレンズ
板２にて分割された複数の光束をライトバルブ７上に重
畳させて照明させることになる。

【００５１】そして、本実施の形態では、第２のレンズ
板３の全体形状（すなわち、本実施の形態では、第２の
レンズ板３における複数のレンズ３ａが配置されている
領域の形状）が、縦（Ｚ方向の長さ）と横（Ｙ方向の長
さ）との寸法比を略２対１とした長方形状とされてい
る。なお、従来のフライアイインテグレータでは、第２
の板の全体形状は正方形とされている。もっとも、本発
明では、第２のレンズ板３の全体形状はＺ方向に長軸を
有する楕円形状等にしてもよい。

【００５２】第２のレンズ板３上のレンズ３ａに集光さ
れた対応する第１のレンズ板２上のレンズ２ａを射出し
た光は、当該レンズ３ａを射出した後、フィールドレン
ズ２１を経由して、色分解光学系を構成するＲ光反射ダ
イクロイックミラー４、Ｇ光反射ダイクロイックミラー
５及びＢ光反射ダイクロイックミラー６に入射される。
ダイクロイックミラー４，５，６は、それぞれ光軸上に
ＸＹ平面に対して垂直をなすとともに互いに数度程度の
所定角度をなすようにかつ光入射側から順に配置されて
いる。Ｒ光反射ダイクロイックミラー４のミラー面は、
Ｒ光を反射させるとともにＧ光及びＢ光を透過させるダ
イクロイック特性を有している。Ｇ光反射ダイクロイッ
クミラー５のミラー面は、Ｇ光を反射させるとともにＢ
光を透過させるダイクロイック特性を有している。Ｂ光
反射ダイクロイックミラー６のミラー面は、Ｂ光を反射
させるダイクロイック特性を有している。もっとも、Ｂ
光反射ダイクロイックミラー６に代えて全反射ミラーを
用いてもよい。また、前記色分解光学系は、これらと等
価な特性を有するようにプリズムの表面にダイクロイッ
ク膜を形成したものを組み合わせた構成としたものでも
よい。

【００５３】前記色分解光学系に入射した光のうちのＲ
光波長領域の光は、ダイクロイックミラー４によって反
射され、ライトバルブ７に入射される。ダイクロイック
ミラー４を透過した光のうちのＧ光波長領域の光は、ダ
イクロイックミラー５によって反射され、前記ダイクロ
イックミラー４を透過してライトバルブ７に入射され
る。ダイクロイックミラー５を透過したＢ光波長領域光
は、ダイクロイックミラー６によって反射され、ダイク
ロイックミラー５，４を透過してライトバルブ７に入射
される。ライトバルブ７に入射された光束はライトバル
ブ７によって変調されて射出され、当該射出した投射光
は投射レンズ２２に入射され、図示しないスクリーン上
に投射される。

【００５４】以下、ライトバルブ７への光束を説明する
のに、図１に示すように、当該光束を、Ｙ軸に平行でか
つ光軸を含む面内に現れる光束と、Ｚ軸に平行でかつ
光軸を含む面内に現れる光束とに分けて説明する。光
束と光束とは同一光束の見方を変えたものである。

【００５５】なお、各ダイクロイックミラー４，５，６
の法線とダイクロイックミラー４への入射直前（すなわ
ち、色分解光学系への入射直前）における光軸とがなす
平面であって、当該入射直前における光軸を含む平面
を、基準平面と定義する。本実施の形態では、基準平面
は、ＸＹ平面と平行でかつダイクロイックミラー４への
入射直前における光軸（Ｘ軸と平行）を含む平面とな
る。本実施の形態では、光軸はいずれの箇所においても
ＸＹ平面と平行な一平面内に含まれるので、前記基準平
面に光学的に対応する平面は、光軸のいずれの箇所にお
いてもＸＹ平面となる。しかしながら、例えば、ダイク
ロイックミラー４とライトバルブ７との間に光軸を−Ｚ
方向に折り曲げる折り曲げミラーを挿入したような場合
のように、光軸が３次元状をなすような場合には、光軸
のそれぞれの箇所において、前記基準平面に光学的に対
応する平面は異なってくる。基準平面に光学的に対応す
る平面は、光軸を光学的に等価となるように一直線状に
展開したときに前記基準平面に相当する平面である。

【００５６】このような定義に従えば、前記光束は、
前記基準平面に光学的に対応する平面に対して平行な面
であって光軸を含む面に現れる光束であり、前記光束
は、前記光束の前記基準平面に光学的に対応する平面に
対して垂直な面であって光軸を含む面に現れる光束であ
る。また、第２のレンズ板３は、前記基準平面に光学的
に対応する平面に対して、長方形状の全体形状の長辺の
長さ方向（Ｚ方向）が垂直をなすように、配置されてい
ることになる。

【００５７】ここで、第１のレンズ板２及び第２のレン
ズ板３を経由した光がライトバルブ７に至るまでの様子
を示す光線図を図２に示し、これについて詳細に説明す
る。なお、説明の便宜上、図２では、光源１、フィール
ドレンズ２１及び色分解光学系４，５，６の図示を省略
したため、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光のうちの一つの色光につい
てその光線を記載したものとなっている。

【００５８】図２（ａ）は図１において−Ｚ方向に眺め
た前記光束を示す光線図であり、図２（ｂ）は図１に
おいて−Ｙ方向に眺めた前記光束を示す光線図であ
る。

【００５９】図２（ａ）に示すように、前述した第１及
び第２のレンズ板２，３の説明からわかるように、第１
のレンズ板２の各レンズ２ａの光点から射出した光束
は、対応する第２のレンズ板３上のレンズ３ａによって
ライトバルブ７上の共役点に結像され、ライトバルブ７
に対して臨界重畳照明が達成される。図２（ａ）中の光
線ｉ１，ｉ２は最も外側の光線を示しており、この両光
線ｉ１，ｉ２のなす角度が、ライトバルブ７照明の前記
光束の開口数ＮＡ１を構成する。この説明からわかる
ように、当該開口数ＮＡ１は、第２のレンズ板３の短辺
の長さと、当該第２のレンズ板３とライトバルブ７との
間の距離とによって決定される。ライトバルブ７に入射
した開口数ＮＡ１を有する光束は、後述するように、ラ
イトバルブ７を構成するマイクロレンズアレイ３０及び
液晶パネル４０を経由して、投射光として図２（ａ）に
示す開口数ＮＡ２を有して射出される。

【００６０】図２（ａ）からも明らかなように、第１の
レンズ板２は、全体として正の屈折力を有し、各レンズ
２ａの働きを無視すれば、光束を全体としてＦ点に収
束させる働きを有する。第２のレンズ板３は、各レンズ
３ａの働きを無視すれば、全体として負の屈折力を有
し、第１のレンズ板２からの光束を全体としてライト
バルブ７上に収束させる働きを有する。結果として、光
束に関しては、第１のレンズ板２の屈折力が第２のレ
ンズ板３の屈折力よりも大となっている。つまり、以下
に詳述するが、光束の開口数を光束の開口数よりも
小さくすることができ、光束を色分解後に実際にライ
トバルブ７に入射させる際の全体としての開口数を光束
の開口数とほぼ等しくすることができる。

【００６１】図２（ｂ）は図１において−Ｙ方向に眺め
た図であるが、前述したように第２のレンズ板３の高さ
は巾の略２倍の長さを有しているために、図２（ｂ）に
示す第２のレンズ板３の長辺の長さは図２（ａ）に示す
第２のレンズ板３の短辺の長さの略２倍となっている。

【００６２】図２（ｂ）に示すように、第１のレンズ板
２のそれぞれのレンズ２ａの各光点は、対応する第２の
レンズ板３のレンズ３ａによってライトバルブ７上に結
像され、ライトバルブ７に対して重畳照明が達成され
る。図２（ｂ）中の光線ｉ３，ｉ４は最も外側の光線を
示しており、この両光線ｉ３，ｉ４のなす角度が、前記
光束の開口数ＮＡ３を構成する。当該開口数ＮＡ３
は、第２のレンズ板３の長辺の長さと、当該第２のレン
ズ板３とライトバルブ７との間の距離とによって決定さ
れる。したがって、当該開口数ＮＡ３は前記開口数ＮＡ
１より大きい。ライトバルブ７に入射した開口数ＮＡ３
を有する光束は、後述するように、ライトバルブ７を経
由して、投射光として図２（ｂ）に示す開口数ＮＡ４を
有して射出される。

【００６３】図２（ｂ）からも明らかなように、第１の
レンズ板２は、全体としてほぼゼロの屈折力を有し、各
レンズ２ａの働きを無視すれば、光束を全体として収
束させる働きを有しない。第２のレンズ板３は、各レン
ズ３ａの働きを無視すれば、全体として正の屈折力を有
し、第１のレンズ板２からの光束を全体としてライト
バルブ７上に収束させる働きを有する。結果として、光
束に関しては、第１のレンズ板２の屈折力が第２のレ
ンズ板３の屈折力よりも小となっている。つまり、以下
に詳述するが、光束の開口数を光束の開口数よりも
大きくすることができ、光束を色分解後に実際にライ
トバルブ７に入射させる際の全体としての開口数を光束
の開口数とほぼ等しくすることができる。

【００６４】なお、以上の説明では、光束の面に関し
第１のレンズ板２の屈折力を第２のレンズ板３の屈折力
よりも大とし、光束の面に関し第１のレンズ板２の屈
折力が第２のレンズ板３の屈折力よりも小とするが、光
束の面について第２のレンズ板３に対する第１のレン
ズ板２の屈折力の差を、光束の面について第２のレン
ズ板３に対する第１のレンズ板２の屈折力の差よりも相
対的に大きくすれば、光束を色分解後に実際にライト
バルブ７に入射させる際の全体としての開口数を光束
の開口数とほぼ等しくすることができる。

【００６５】図３及び図４は、図２（ａ）（ｂ）に更に
フィールドレンズ２１及び色分解光学系４，５，６及び
投射光学系としての投射レンズ２２を加えた本実施の形
態による投射型表示装置の光線図である。図３は図１に
おいて−Ｚ方向に眺めた前記光束を示す光線図、図４
は図１において−Ｙ方向に眺めた前記光束を示す光線
図である。なお、図４においては、投射レンズ２２の図
示は省略した。また、図３及び図４には、光軸上の光束
の他に、光軸をはずれた位置における光束も図示した。

【００６６】図３において、第２のレンズ板３を射出し
た光軸上の光束は、前図２（ａ）にも示すように開口
数ＮＡ１を有して進行し、フィールドレンズ２１を経由
して前記ダイクロイックミラー４，５，６から構成され
る色分解光学系に入射され、Ｒ光は、ダイクロイックミ
ラー４によって反射されて開口数ＮＡ１を有してライト
バルブ７に集光して入射される。同様に、Ｇ光は、ダイ
クロイックミラー５によって反射されて開口数ＮＡ１を
有してライトバルブ７に集光して入射される。同様に、
Ｂ光は、ダイクロイックミラー６によって反射されて開
口数ＮＡ１を有してライトバルブ７に集光して入射され
る。

【００６７】この各ダイクロイックミラー４，５，６の
それぞれの傾き角度は、当該色分解光学系４，５，６に
よって色分解され、開口数ＮＡ１を有してライトバルブ
７上の同一位置に進行して集光する各色の混合光全体の
光束の構成する開口数ＮＡ５（図３中の最も外側の光
線ｉ５，ｉ６がなす角度）が、図２（ｂ）中の光束の
開口数ＮＡ３に略一致するように、定められている。各
色光として開口数ＮＡ１を有するとともに混合光全体と
して開口数ＮＡ５（開口数ＮＡ３と略一致）を有する光
束は、各色光としては開口数ＮＡ２を有するが混合光
束全体としては開口数ＮＡ６を有してライトバルブ７か
ら投射光として射出される。開口数ＮＡ５が開口数ＮＡ
３と略一致していることから、開口数ＮＡ６も開口数Ｎ
Ａ４と略一致している。

【００６８】図３には、２つの軸外光束に関しても記述
している。各軸外光束は、同様に開口数ＮＡ１を有して
おり、フィールドレンズ２１によってその主光線が光軸
に平行とされ、すなわちテレセントリック性を維持する
ようにされて、色分解光学系４，５，６に入射され、前
述した光軸光束と同じように、各色全体の光束としては
開口数ＮＡ５を有してライトバルブ７上にそれぞれ対応
する位置に集光され、当該ライトバルブ７を開口数ＮＡ
６にて射出される。

【００６９】図４は、−Ｙ方向に眺めた光線図を示して
いる。第２のレンズ板３から射出した光束は、図２
（ｂ）に示したように開口数ＮＡ３を有して進行し、色
分解光学系４，５，６にて色分解されて形成された各色
光共に、開口数ＮＡ３を有したまま図４中の紙面に垂直
なＹ方向に進行して、ライトバルブ７の所定位置に集光
され、当該ライトバルブ７を開口数ＮＡ４を有して射出
される。

【００７０】ここで、ライトバルブ７及びその付近の光
線の様子について、図５〜図７を参照して説明する。

【００７１】図５は、図１に示すライトバルブ７をＸＹ
面に平行な面にて切断した当該ライトバルブ７の−Ｚ方
向に眺めた概略断面図である。図５には、ライトバルブ
７付近における前記光束の様子も示している。

【００７２】本実施の形態では、ライトバルブ７は、マ
イクロレンズアレイ３０と液晶パネル４０とを接着して
構成したものである。マイクロレンズアレイ３０は、図
５に示すように、基板３１にマイクロレンズ３２をアレ
イ状に形成することにより作製されている。液晶パネル
４０は、ガラス基板４４、ＩＴＯ膜から成る対向電極４
２、図示しないが配向膜を介して配置される液晶層４
３、図示しないが配向膜を介してマトリクス状に配置さ
れる例えばＩＴＯ膜からなるＲ光用画素電極４１Ｒ、Ｇ
光用画素電極４１Ｇ、Ｂ光用画素電極４１Ｂ及びガラス
基板４５から構成される。各色光用画素電極４１Ｒ，４
１Ｇ，４１Ｂ、対向する液晶層４３及び対向電極４２に
よりそれぞれの色の画素を構成する。なお、図５におい
ては、液晶パネル４０の構成要素である偏光板、配向膜
等は省略されている（後述する図６も同様）。

【００７３】図７には、表面から見た（すなわち、Ｙ方
向に見た）当該各色光用信号画素４１Ｒ，４１Ｇ，４１
Ｂ及び前記マイクロレンズ３２を示す。この図に示すよ
うに各色光用画素電極４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂは長方形
状を示しており、マイクロレンズ３２はその外形として
略正方形状を有しており、一つのマイクロレンズ３２が
Ｒ，Ｇ，Ｂ光用信号電極（各色光用画素）各一個ずつを
その下部に配置した構成となっている。

【００７４】再び図５を参照すると、前述したように、
マイクロレンズアレイ部材３０の各マイクロレンズ３２
には、当該レンズ３２によって形成される開口部にＢ
光、Ｇ光、Ｒ光の光束が所定の入射角にて、各色の光
束としてそれぞれ開口数ＮＡ１を有し、かつ各色全体の
光束として開口数ＮＡ５（開口数ＮＡ３と略一致）を有
して、入射される。さらに、入射された各色光に関して
はマイクロレンズ３２によってＲ光は電極４１Ｒによる
Ｒ光用画素に、Ｇ光は電極４１ＧによるＧ光用画素に、
Ｂ光は電極４１ＧによるＢ光用画素に、それぞれ開口数
ＮＡ２でもって集光され、それぞれ当該開口数ＮＡ２を
もってライトバルブ７を射出し、全体として光束は開
口数ＮＡ６（開口数ＮＡ４と略一致）にて射出されるこ
ととなり、当該拡散光束は投射レンズ２２に入射され
る。

【００７５】図６は、図１に示すライトバルブ７をＹＺ
面に平行な面にて切断した当該ライトバルブ７の−Ｘ方
向に眺めた概略断面図である。図６には、ライトバルブ
７付近における前記光束の様子も示している。この方
向から眺めると、前述の説明からわかるように、同じ開
口数ＮＡ３を有する各色の光束が重なって見えるため
に、図６では、Ｒ，Ｇ，Ｂ光束のうちの中間に存在する
Ｇ光束について記載している。ＹＺ平面においては開口
数ＮＡ３を有するとともに、ＸＹ平面には前記のように
開口数ＮＡ１を有してマイクロレンズ３２に入射するＧ
光（Ｒ光、Ｂ光）は、各色光用画素電極４１Ｇ（４１
Ｒ，４１Ｂ）に入射される。前述したように、各電極４
１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂは長方形状であるが、本実施の形
態では、各色光が大きい開口数ＮＡ３を有して各画素に
入射できるために、当該長さ方向全体に渡って明るい照
明ができることが理解できる。さらに、各色入射光束は
開口数ＮＡ４をもってライトバルブ７を射出することが
でき、前記各色全体光束の開口数ＮＡ６と同じ開口数
を有する光束として投射レンズ２２に入射できる。

【００７６】従来の投射型表示装置に教示される所に従
って、本実施の形態による投射型表示装置と同様の投射
型表示装置を構成すると、図１中の第２のレンズ板３に
代えて図１中の第２のレンズ板３の外形形状の短辺を一
辺とする正方形状の外形形状を有する第２のレンズ板を
用いるとともに、前述した第１のレンズ板２と第２のレ
ンズ板３との関係から必然的に第１のレンズ板２も面積
の小さいものに代えることになる。この場合、図６に示
す各色光は小さい開口数ＮＡ１の値にて入射することと
なり、各画素を長さ方向（Ｚ方向）全体に渡って明るく
照明できず、その結果、明るい光を射出することができ
ない。

【００７７】本実施の形態では、投射レンズ２２は内部
に開口絞り（円形の開口を有する）を有し、当該開口絞
りによって入射光の開口数が前記ＮＡ４の値まで射出で
きる様に設計、製作することにより、同じ開口数を有す
る光束及び光束を入射、投射できることより明るい
投射光を投射することができる。

【００７８】従来の投射型表示装置の教示に従って構成
する前記投射型表示装置であっては、当該投射レンズ２
２が入射光束の開口数ＮＡ４の値まで投射できるように
作製してあったとしても、前記のように光束に関して
はライトバルブ７への射出光束の開口数ＮＡ２の光束し
か入射させることができず、その結果、明るい投射像を
投射することはできない。

【００７９】なお、本実施の形態において第２のレンズ
板３の形状を２対１の縦横比を有する長方形としたが、
それは、前述したように、当該短辺と長辺の長さによっ
てそれぞれ決定される光束の開口数ＮＡ３と、前記色
分解光学系によって分解される各色光の全体の光束の
開口数ＮＡ５とをなるべく同じにして効率よく投射レン
ズ２２に入射させるように、前記複数のダイクロイック
ミラー４，５，６のそれぞれの成す角度が決定されてい
るためである。この目的は、第２のレンズ板３の縦横の
長さの比とダイクロイックミラー４，５，６の角度の値
を変えても、達成することが可能である。したがって、
第２のレンズ板３の寸法比は２対１に限定される必要は
全くない。

【００８０】なお、以上の説明からわかるように、本実
施の形態では、前記開口数ＮＡ３が前記開口数ＮＡ１よ
り大きく、前記開口数ＮＡ５と前記開口数ＮＡ３とが略
同じとされている。前記開口数ＮＡ３は、Ｒ光、Ｇ光及
びＢ光の光束の各々を形成するライトバルブ７上の各位
置に集光する各光束の開口数であって、前記基準平面
（ＸＹ平面）と光学的に対応する平面（ＸＹ平面）に対
して垂直な面であって光軸を含む面における開口数であ
る。前記開口数ＮＡ１は、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光の光束の
各々を形成するライトバルブ７上の各位置に集光する各
光束の開口数であって、前記基準平面（ＸＹ平面）と光
学的に対応する平面（ＸＹ平面）に対して平行な面であ
って光軸を含む面における開口数である。前記開口数Ｎ
Ａ５は、Ｒ光の光束を形成するライトバルブ７上の各位
置に集光する各光束と、Ｇ光の光束を形成するライトバ
ルブ７上の各位置に集光する各光束と、Ｂ光の光束を形
成するライトバルブ７上の各位置に集光する各光束と
が、ライトバルブ７上の同一位置に集光するもの毎に全
体として形成する各全体光束（前述した混合光束）の開
口数であって、前記基準平面（ＸＹ平面）に光学的に対
応する平面（ＸＹ平面）に対して平行な面であって光軸
を含む面における開口数である。

【００８１】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
の実施の形態による投射型表示装置について、図８〜図
１０を参照して説明する。

【００８２】前記第１の実施の形態による投射型表示装
置においては、いわゆるフライアイインテグレータを構
成する第２のレンズ板３の形状を工夫することにより、
明るい照明が達成できる構成となっていたが、本実施の
形態においては、ロッドインテグレータ８とリレーレン
ズ２３とを使用した投射型表示装置とするものである。

【００８３】図８は、本実施の形態による投射型表示装
置を示す概略斜視図である。なお、本発明の実施の説明
においても、前記第１の実施の形態と同様に、互いに直
交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図８に示す通り定義する。ま
た、本実施の形態による投射型表示装置の要素のうち前
記第１の実施の形態による投射型表示装置の要素と同一
要素には、同一符号を付している。

【００８４】本実施の形態による投射型表示装置では、
光源１’は、図示しないランプと、当該ランプの背面に
配置した凹面鏡である楕円鏡とから構成されている。光
源１’から射出された光源光は、当該ランプが楕円鏡の
第１焦点に配置されていることから、第２焦点に集光す
るように進行する。

【００８５】当該第２焦点位置には、ライトバルブ７の
有効表示領域の外形形状と比例した長方形状の断面形状
を有し、所定の長さを有する直方体形状の光学ガラス等
の透明光学部材から形成されたロッドインテグレータ８
の入射端面が配置されている。

【００８６】ロッドインテグレータ８の入射端面から入
射した光源光は、その内面にて全反射を繰り返して入射
端面と対向する射出面から射出される。このため、ロッ
ドインテグレータ８の射出面には均一な光強度分布を有
する平面光源が形成される。言い換えると、この射出面
は、ロッドインテグレータ８の内面反射によってその入
射面の位置に形成される複数の光源からの虚像によって
重畳的に照明されていることとなり、上述のように均一
面光源となる。

【００８７】ロッドインテグレータ８の射出面から射出
した光は、前群レンズ２３−２、後群レンズ２３−１及
び瞳位置に配置された開口絞り２３−３とから構成され
るリレーレンズ２３に入射する。当該リレーレンズ２３
を射出した光は、フィールドレンズ２１を経由して、前
記第１の実施の形態と同様な構成のＲ光反射ダイクロイ
ックミラー４、Ｇ光反射ダイクロイックミラー５及びＢ
光反射ダイクロイックミラー６から構成される色分解光
学系に入射され、当該色分解光学系にて分解反射された
各色光は、所定の方向に進行してライトバルブ７に入射
される。リレーレンズ２３は、ロッドインテグレータ８
の射出面の像をライトバルブ７上に形成させて、ライト
バルブ７に対して臨界照明を行う。ライトバルブ７に入
射された光束はライトバルブ７によって変調されて射出
され、当該射出した投射光は投射レンズ２２に入射さ
れ、図示しないスクリーン上に投射される。

【００８８】そして、本実施の形態では、リレーレンズ
２３の開口絞り２３−３は、縦横寸法比を略２対１とし
た長方形状の開口２３ａを有している。もっとも、本発
明では、開口２３ａの形状は楕円形状などの長丸として
もよい。

【００８９】本実施の形態の説明においても、前記第１
の実施の形態と同様に、ライトバルブ７への光束を説明
するのに、図８に示すように、当該光束を、Ｙ軸に平行
でかつ光軸を含む面内に現れる光束と、Ｚ軸に平行で
かつ光軸を含む面内に現れる光束とに分けて説明す
る。光束と光束とは同一光束の見方を変えたもので
ある。

【００９０】なお、前記第１の実施の形態の説明におい
て述べたように、各ダイクロイックミラー４，５，６の
法線とダイクロイックミラー４への入射直前（すなわ
ち、色分解光学系への入射直前）における光軸とがなす
平面であって、当該入射直前における光軸を含む平面
を、基準平面と定義する。また、基準平面に光学的に対
応する平面は、光軸を光学的に等価となるように一直線
状に展開したときに前記基準平面に相当する平面とす
る。

【００９１】このような定義に従えば、前記光束は、
前記基準平面に光学的に対応する平面に対して平行な面
であって光軸を含む面に現れる光束であり、前記光束
は、前記光束の前記基準平面に光学的に対応する平面に
対して垂直な面であって光軸を含む面に現れる光束であ
る。また、リレーレンズ２３の開口絞り２３−３は、前
記基準平面に対応する平面（ＸＹ平面）に対して、当該
開口絞り２３−３の長方形状の開口２３ａの長辺の長さ
方向（Ｚ方向）が垂直をなすように、配置されているこ
とになる。

【００９２】図９は、本実施の形態による投射型表示装
置の光線図であり、図８において−Ｚ方向に眺めた前記
光束を示す光線図である。図９に示すように、ロッド
インテグレータ８の射出面の中央部の光軸上の光点から
射出した光束は、リレーレンズ２３に入射し、その開
口絞り２３−３の開口２３ａの短辺の長さにて決定され
る開口数ＮＡ１を有して当該リレーレンズ２３を射出
し、ライトバルブ７の光軸上に集光される。

【００９３】各色光束とも前記開口数ＮＡ１を有し、色
分解光学系４，５，６にて色分解された各色光の合成光
束の開口数ＮＡ５が後述する開口数ＮＡ３に略一致する
ように、色分解光学系を構成する各ダイクロイックミラ
ー４，５，６の傾き角度が決定されていることは前記第
１の実施の形態と同様である。

【００９４】ロッドインテグレータ８の射出面の図９に
示す上部の光点から射出された光束は、リレーレンズ
２３に入射し、当該リレーレンズ２３から開口数ＮＡ１
を有して光軸に対してＹ方向にずれて進行し、フィール
ドレンズ２１によってその主光線が光軸に平行とされ
て、色分解光学系４，５，６に入射され、当該色分解光
学系４，５，６にて色分解された各色光は開口数ＮＡ１
を有し、各色全体の光束としては開口数ＮＡ５を有して
ライトバルブ７上の最もＸ側（図９中の左側）に集光さ
れ、当該ライトバルブ７を開口数ＮＡ６にて射出され
る。

【００９５】ロッドインテグレータ８の射出面の図９に
示す下部の光点から射出された光束は、リレーレンズ２
３に入射し、当該リレーレンズ２３から開口数ＮＡ１を
有して光軸に対して−Ｙ方向にずれて進行し、フィール
ドレンズ２１によってその主光線が光軸に平行とされ
て、色分解光学系４，５，６に入射され、当該色分解光
学系４，５，６にて分解された各色光は開口数ＮＡ１を
有し、各色全体の光束としては開口数ＮＡ５を有してラ
イトバルブ７上の最も−Ｘ側（図９中の右側）に集光さ
れる。

【００９６】以上のようにしてライトバルブ７に入射し
た各色光としては開口数ＮＡ１を有するが各色全体の光
束としては開口数ＮＡ５を有する光束は、前記第１の
実施の形態の図５に関する説明と同様に、各色光として
は開口数ＮＡ２（図示せず）を有するが各色全体の光束
としては開口数ＮＡ６を有してライトバルブ７から投射
光として射出され、投射レンズ２２に入射される。

【００９７】図１０は、本実施の形態による投射型表示
装置の光線図であり、−Ｙ方向に眺めた前記光束を示
す光線図である。図１０に示すように、ロッドインテグ
レータ８の射出面の中央部の光軸上の光点から射出した
光束は、リレーレンズ２３に入射し、その開口絞り２
３−３の開口２３ａの長辺の長さにて決定される開口数
ＮＡ３（前記開口数ＮＡ１より大きい）を有して当該リ
レーレンズ２３を射出し、ライトバルブ７の光軸上に集
光される。

【００９８】ロッドインテグレータ８の射出面の図１０
に示す下部の光点から射出された光束は、リレーレン
ズ２３に入射し、当該リレーレンズ２３から開口数ＮＡ
３を有して光軸に対してＺ方向にずれて進行し、フィー
ルドレンズ２１によってその主光線が光軸に平行とされ
て、色分解光学系４，５，６に入射され、当該色分解光
学系４，５，６にて色分解された各色光は開口数ＮＡ３
を有してライトバルブ７上に集光される。

【００９９】ライトバルブ７に入射した開口数ＮＡ３を
有する各色光束は、前記第１の実施の形態の図６に関
する説明と同様に、各色とも開口数ＮＡ４（図示せず）
を有して当該ライトバルブを射出し、投射レンズ２２に
入射される。

【０１００】なお、開口数ＮＡ５が開口数ＮＡ３と略一
致していることから、開口数ＮＡ６も開口数ＮＡ４と略
一致している。

【０１０１】投射レンズ２２は前記第１の実施の形態と
同様に開口数ＮＡ４までの入射光束を投射できるように
作製されているために、本実施の形態においても、同じ
開口数（ＮＡ５＝ＮＡ３）を有する全体光束と光束
を当該投射レンズ２２に入射できるために有効に投射像
を投射することができ、高輝度の投射像を得ることがで
きる。

【０１０２】また、本実施の形態においても、前記第１
の実施の形態と同様に、ライトバルブ７に形成された画
素の形状が長方形形状であっても、従来の投射型表示装
置と比して、光束の開口数を大とすることができるこ
とから、有効に当該画素を長さ方向に照明することがで
き、大きい開口数ＮＡ４でもって当該ライトバルブ７を
射出することができ、同様に高輝度の投射像を投射でき
る。

【０１０３】なお、以上の説明からわかるように、本実
施の形態においても、前記第１の実施の形態と同様に、
前記開口数ＮＡ３が前記開口数ＮＡ１より大きく、前記
開口数ＮＡ５と前記開口数ＮＡ３とが略同じとされてい
る。前記開口数ＮＡ３は、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光の光束の
各々を形成するライトバルブ７上の各位置に集光する各
光束の開口数であって、前記基準平面（ＸＹ平面）と光
学的に対応する平面（ＸＹ平面）に対して垂直な面であ
って光軸を含む面における開口数である。前記開口数Ｎ
Ａ１は、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光の光束の各々を形成するラ
イトバルブ７上の各位置に集光する各光束の開口数であ
って、前記基準平面（ＸＹ平面）と光学的に対応する平
面（ＸＹ平面）に対して平行な面であって光軸を含む面
における開口数である。前記開口数ＮＡ５は、Ｒ光の光
束を形成するライトバルブ７上の各位置に集光する各光
束と、Ｇ光の光束を形成するライトバルブ７上の各位置
に集光する各光束と、Ｂ光の光束を形成するライトバル
ブ７上の各位置に集光する各光束とが、ライトバルブ７
上の同一位置に集光するもの毎に全体として形成する各
全体光束（前述した混合光束）の開口数であって、前記
基準平面（ＸＹ平面）に光学的に対応する平面（ＸＹ平
面）に対して平行な面であって光軸を含む面における開
口数である。

【０１０４】以上、本発明の各実施の形態について説明
したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるもの
ではない。

【０１０５】前述した各実施の形態においては、使用す
るライトバルブ７において形成される各色光用の画素の
形状は、図７に示すような長方形状であるとしたが、そ
の形状に限定されるものではなく、例えば正方形形状の
画素を配置したライトバルブを用いても、同様に光束
を大きい開口数にて照明できるために、従来の投射型表
示装置に比して高輝度の投射像を投射することができ
る。

【０１０６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光源の出力を増大させなくても高輝度化を達成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による投射型表示装
置を示す概略斜視図である。

【図２】図１に示す投射型表示装置における光束の様子
を示す光線図であり、図２（ａ）は図１において−Ｚ方
向に眺めた光線図、図２（ｂ）は図１において−Ｙ方向
に眺めた光線図である。

【図３】図１に示す投射型表示装置における光束の様子
を更に詳細に示す光線図であり、図１において−Ｚ方向
に眺めた光線図である。

【図４】図１に示す投射型表示装置における光束の様子
を更に詳細に示す光線図であり、図１において−Ｙ方向
に眺めた光線図である。

【図５】図１中のライトバルブの概略断面図である。

【図６】図１中のライトバルブの他の概略断面図であ
る。

【図７】図１中のライトバルブの各色用画素の形状及び
マイクロレンズの外形形状を示す図である。

【図８】本発明の第２の実施の形態による投射型表示装
置を示す概略斜視図である。

【図９】図８に示す投射型表示装置における光束の様子
を詳細に示す光線図であり、図８において−Ｚ方向に眺
めた光線図である。

【図１０】図８に示す投射型表示装置における光束の様
子を詳細に示す光線図であり、図８において−Ｙ方向に
眺めた光線図である。

【図１１】従来の投射型表示装置を示す概略構成図であ
る。

【図１２】図１１に示す従来の投射型表示装置のライト
バルブを示す概略断面図である。

【符号の説明】

１，１’ 光源 ２ 第１のレンズ板 ２ａ 第１のレンズ板上のレンズ ３ 第２のレンズ板 ３ａ 第２のレンズ板上のレンズ ４ Ｒ光反射ダイクロイックミラー ５ Ｇ光反射ダイクロイックミラー ６ Ｂ光反射ダイクロイックミラー ７ ライトバルブ ８ ロッドインテグレータ ２１ フィールドレンズ ２２ 投射レンズ ２３ リレーレンズ ２３−３ 開口絞り ２３ａ 開口 ３０ マイクロレンズアレイ ３１ 基板 ３２ マイクロレンズ ４０ 液晶パネル ４１Ｒ Ｒ光用画素電極 ４１Ｇ Ｇ光用画素電極 ４１Ｂ Ｂ光用画素電極 ４２ 対向電極 ４３ 液晶層 ４４，４５ 基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡邉 好浩 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 相沢 英徳 宮城県名取市田高字原277番地 株式会社 仙台ニコン内 (72)発明者 関根 淳 東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 株 式会社ニコン本社内

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの光を、第１の色の光束、第２
   の色の光束及び第３の色の光束に色分解して、前記第１
   乃至第３の色の光束を互いに異なる第１、第２及び第３
   の方向へそれぞれ射出する色分解光学系と、 前記色分解光学系を射出した前記第１乃至第３の色の光
   束が前記第１、第２及び第３の方向にそれぞれ対応する
   互いに異なる方向からそれぞれ入射され、前記第１、第
   ２及び第３の色の光束をそれぞれ変調するライトバルブ
   と、 前記ライトバルブにて変調された変調光を投射する投射
   光学系と、 を備えた投射型表示装置において、 前記色分解光学系は、所定平面に対して垂直をなすとと
   もに互いに所定の角度をなすようにかつ光入射側から順
   に配置された第１、第２及び第３のミラー面であって、
   前記第１のミラー面は前記第１の色の光束を前記第１の
   方向に反射させるとともに前記第２及び第３の色の光束
   を透過させるダイクロイック特性を有し、前記第２のミ
   ラー面は前記第２の色の光束を前記第２の方向に反射さ
   せるとともに前記第３の色の光束を透過させるダイクロ
   イック特性を有し、前記第３のミラー面は前記第３の色
   の光束を前記第３の方向に反射させるダイクロイック特
   性又は全反射特性を有する、第１、第２及び第３のミラ
   ー面を備え、 前記第１、第２及び第３の色の光束の各々を形成する前
   記ライトバルブ上の各位置に集光する各光束の第１の開
   口数であって、前記各ミラー面の法線と前記色分解光学
   系への入射直前における光軸とがなす基準平面であって
   当該入射直前における光軸を含む基準平面に光学的に対
   応する平面に対して垂直な面であって光軸を含む面にお
   ける第１の開口数が、前記第１、第２及び第３の色の光
   束の各々を形成する前記ライトバルブ上の各位置に集光
   する前記各光束の第２の開口数であって、前記基準平面
   に光学的に対応する前記平面に対して平行な面であって
   光軸を含む面における第２の開口数より大きい、 ことを特徴とする投射型表示装置。
2. 【請求項２】 光源からの光を、第１の色の光束、第２
   の色の光束及び第３の色の光束に色分解して、前記第１
   乃至第３の色の光束を互いに異なる第１、第２及び第３
   の方向へそれぞれ射出する色分解光学系と、 前記色分解光学系を射出した前記第１乃至第３の色の光
   束が前記第１、第２及び第３の方向にそれぞれ対応する
   互いに異なる方向からそれぞれ入射され、前記第１、第
   ２及び第３の色の光束をそれぞれ変調するライトバルブ
   と、 前記ライトバルブにて変調された変調光を投射する投射
   光学系と、 を備えた投射型表示装置において、 前記色分解光学系は、所定平面に対して垂直をなすとと
   もに互いに所定の角度をなすようにかつ光入射側から順
   に配置された第１、第２及び第３のミラー面であって、
   前記第１のミラー面は前記第１の色の光束を前記第１の
   方向に反射させるとともに前記第２及び第３の色の光束
   を透過させるダイクロイック特性を有し、前記第２のミ
   ラー面は前記第２の色の光束を前記第２の方向に反射さ
   せるとともに前記第３の色の光束を透過させるダイクロ
   イック特性を有し、前記第３のミラー面は前記第３の色
   の光束を前記第３の方向に反射させるダイクロイック特
   性又は全反射特性を有する、第１、第２及び第３のミラ
   ー面を備え、 前記第１の色の光束を形成する前記ライトバルブ上の各
   位置に集光する各光束と、前記第２の色の光束を形成す
   る前記ライトバルブ上の各位置に集光する各光束と、前
   記第３の色の光束を形成する前記ライトバルブ上の各位
   置に集光する各光束とが、前記ライトバルブ上の同一位
   置に集光するもの毎に全体として形成する各全体光束の
   第３の開口数であって、前記各ミラー面の法線と前記色
   分解光学系への入射直前における光軸とがなす基準平面
   であって当該入射直前における光軸を含む基準平面に光
   学的に対応する平面に対して平行な面であって光軸を含
   む面における第３の開口数と、前記第１、第２及び第３
   の色の光束の各々を形成する前記ライトバルブ上の各位
   置に集光する各光束の第１の開口数であって、前記基準
   平面に光学的に対応する前記平面に対して垂直な面であ
   って光軸を含む面における第１の開口数とが、略同じで
   ある、 ことを特徴とする投射型表示装置。
3. 【請求項３】 光源からの光を、第１の色の光束、第２
   の色の光束及び第３の色の光束に色分解して、前記第１
   乃至第３の色の光束を互いに異なる第１、第２及び第３
   の方向へそれぞれ射出する色分解光学系と、 前記色分解光学系を射出した前記第１乃至第３の色の光
   束が前記第１、第２及び第３の方向にそれぞれ対応する
   互いに異なる方向からそれぞれ入射され、前記第１、第
   ２及び第３の色の光束をそれぞれ変調するライトバルブ
   と、 前記ライトバルブにて変調された変調光を投射する投射
   光学系と、 を備えた投射型表示装置において、 複数のレンズを有し前記光源からの光を複数の光束に分
   割する第１のレンズ板が、前記光源と前記色分解光学系
   との間に配置され、 複数のレンズを有し前記第１のレンズ板にて分割された
   複数の光束を前記ライトバルブ上に重畳させて照明させ
   る第２のレンズ板が、前記第１のレンズ板と前記色分解
   光学系との間に配置され、 前記色分解光学系は、所定平面に対して垂直をなすとと
   もに互いに所定の角度をなすようにかつ光入射側から順
   に配置された第１、第２及び第３のミラー面であって、
   前記第１のミラー面は前記第１の色の光束を前記第１の
   方向に反射させるとともに前記第２及び第３の色の光束
   を透過させるダイクロイック特性を有し、前記第２のミ
   ラー面は前記第２の色の光束を前記第２の方向に反射さ
   せるとともに前記第３の色の光束を透過させるダイクロ
   イック特性を有し、前記第３のミラー面は前記第３の色
   の光束を前記第３の方向に反射させるダイクロイック特
   性又は全反射特性を有する、第１、第２及び第３のミラ
   ー面を備え、前記第２のレンズ板を射出した光を前記光
   源からの光として色分解し、 前記第２のレンズ板における前記複数のレンズが配置さ
   れている領域の外形形状は、光軸に対して垂直な第４の
   方向の長さが、光軸及び前記第４の方向に対して垂直な
   第５の方向の長さより長い形状を持ち、 前記第２のレンズ板は、前記各ミラー面の法線と前記色
   分解光学系への入射直前における光軸とがなす基準平面
   であって当該入射直前における光軸を含む基準平面に光
   学的に対応する平面に対して、前記第４の方向が垂直を
   なすように配置されたことを特徴とする投射型表示装
   置。
4. 【請求項４】 光源からの光を、第１の色の光束、第２
   の色の光束及び第３の色の光束に色分解して、前記第１
   乃至第３の色の光束を互いに異なる第１、第２及び第３
   の方向へそれぞれ射出する色分解光学系と、 前記色分解光学系を射出した前記第１乃至第３の色の光
   束が前記第１、第２及び第３の方向にそれぞれ対応する
   互いに異なる方向からそれぞれ入射され、前記第１、第
   ２及び第３の色の光束をそれぞれ変調するライトバルブ
   と、 前記ライトバルブにて変調された変調光を投射する投射
   光学系と、 を備えた投射型表示装置において、 前記光源からの光が入射され当該光を射出面から射出し
   当該射出面を実質的に平面光源とするロッドインテグレ
   ータが、前記光源と前記色分解光学系との間に配置さ
   れ、 前記ロッドインテグレータの前記射出面の像を前記ライ
   トバルブ上に結像させて前記ライトバルブに対して臨界
   照明を行うリレーレンズが、前記ロッドインテグレータ
   と前記ライトバルブとの間に配置され、 前記色分解光学系は、所定平面に対して垂直をなすとと
   もに互いに所定の角度をなすようにかつ光入射側から順
   に配置された第１、第２及び第３のミラー面であって、
   前記第１のミラー面は前記第１の色の光束を前記第１の
   方向に反射させるとともに前記第２及び第３の色の光束
   を透過させるダイクロイック特性を有し、前記第２のミ
   ラー面は前記第２の色の光束を前記第２の方向に反射さ
   せるとともに前記第３の色の光束を透過させるダイクロ
   イック特性を有し、前記第３のミラー面は前記第３の色
   の光束を前記第３の方向に反射させるダイクロイック特
   性又は全反射特性を有する、第１、第２及び第３のミラ
   ー面を備え、前記ロッドインテグレータからの射出光を
   前記光源からの光として色分解し、 前記リレーレンズはその瞳の位置には開口絞りを有し、
   該開口絞りの開口の形状は、光軸に対して垂直な第４の
   方向の長さが、光軸及び前記第４の方向に対して垂直な
   第５の方向の長さより長い形状を持ち、 前記開口絞りは、前記各ミラー面の法線と前記色分解光
   学系への入射直前における光軸とがなす基準平面であっ
   て当該入射直前における光軸を含む基準平面に光学的に
   対応する平面に対して、前記第４の方向が垂直をなすよ
   うに配置されたことを特徴とする投射型表示装置。
5. 【請求項５】 照明用の光を発生する光源と、 光軸を含む所定平面に対して垂直をなすとともに互いに
   所定の角度をなす複数のミラー面を有し、当該複数のミ
   ラー面によって前記光源からの光を複数の色の光束に色
   分解して各色の光束を互いに異なる所定の方向に射出す
   る色分解光学系と、 前記色分解光学系を射出した前記複数の色の光束がそれ
   ぞれ前記所定の方向に対応する方向から集光して入射し
   た際に、入射した前記複数の色の光束をそれぞれ変調す
   るライトバルブと、 前記ライトバルブ上に集光する前記複数の色の光束のそ
   れぞれについての前記所定平面に対して平行な面上であ
   って光軸に対して垂直な方向における開口数を第１開口
   数とし、前記ライトバルブ上に集光する前記複数の色の
   光束のそれぞれについての前記所定平面に対して垂直な
   面上であって光軸に対して垂直な方向における開口数を
   第２開口数としたとき、前記第１開口数を対応する前記
   第２開口数よりも小さくする開口数調整手段と、 前記ライトバルブにて変調された変調光を投射する投射
   光学系とを備えたことを特徴とする投射型表示装置。
6. 【請求項６】 前記開口数調整手段は、複数のレンズを
   有し前記光源からの光を複数の光束に分割する第１のレ
   ンズ板と、複数のレンズを有し前記第１のレンズ板にて
   分割された複数の光束を前記ライトバルブ上に重畳させ
   て照明させる第２のレンズ板とを備えたことを特徴とす
   る請求項５記載の投射型表示装置。
7. 【請求項７】 前記第２のレンズ板は、前記所定平面に
   平行で光軸に垂直な方向の長さが、前記所定平面に垂直
   な方向の長さよりも短いことを特徴とする請求項６記載
   の投射型表示装置。
8. 【請求項８】 前記第１のレンズ板は、前記所定平面に
   平行で光軸に垂直な方向の長さが、前記所定平面に垂直
   な方向の長さと略等しいことを特徴とする請求項７記載
   の投射型表示装置。
9. 【請求項９】 前記開口数調整手段は、前記光源からの
   光を平面光源とするロッドインテグレータと、前記平面
   光源の像を前記ライトバルブに投影するリレーレンズ
   と、前記リレーレンズの瞳位置に配置される開口絞りと
   を備えたことを特徴とする請求項５記載の投射型表示装
   置。
10. 【請求項１０】 前記開口絞りの開口は、前記所定平面
    に平行で光軸に垂直な方向の長さが、前記所定平面に垂
    直な方向の長さよりも短い形状を持つことを特徴とする
    請求項９記載の投射型表示装置。
11. 【請求項１１】 前記複数のミラー面は、前記光源から
    の光を、第１、第２及び第３の色の光束に色分解してこ
    れら第１、第２及び第３の色の光束を互いに異なる第
    １、第２及び第３の方向にそれぞれ射出する第１、第２
    及び第３のミラー面であり、前記第１のミラー面は、前
    記第１の色の光束を前記第１の方向に反射させるととも
    に前記第２及び第３の色の光束を透過させるダイクロイ
    ック特性を有し、前記第２のミラー面は、前記第２の色
    の光束を前記第２の方向に反射させるとともに前記第３
    の色の光束を透過させるダイクロイック特性を有し、前
    記第３のミラー面は、前記第３の色の光束を前記第３の
    方向に反射させるダイクロイック特性又は全反射特性を
    有し、 前記ライトバルブは、前記第１、第２及び第３のミラー
    面を出射した前記第１、第２及び第３の色の光束が前記
    第１、第２及び第３の方向に対応する互いに異なる方向
    からそれぞれ入射した際に、入射した前記第１、第２及
    び第３の色の光束をそれぞれ変調することを特徴とする
    請求項６記載の投射型表示装置。
12. 【請求項１２】 前記開口数調整手段は、前記第１、第
    ２及び第３の色の光束の各々を形成する前記ライトバル
    ブ上の各位置に集光する各光束の第１の開口数であっ
    て、前記第１、第２及び第３のミラー面の各々の法線と
    前記色分解光学系への入射直前における光軸とがなす基
    準平面であって当該入射直前における光軸を含む基準平
    面に光学的に対応する平面に対して垂直な面であって光
    軸を含む面における第１の開口数を、前記第１、第２及
    び第３の色の光束の各々を形成する前記ライトバルブ上
    の各位置に集光する前記各光束の第２の開口数であっ
    て、前記基準平面に光学的に対応する前記平面に対して
    平行な面であって光軸を含む面における第２の開口数よ
    り大きくしたことを特徴とする請求項１１記載の投射型
    表示装置。
13. 【請求項１３】 前記複数のミラー面は、前記光源から
    の光を、第１、第２及び第３の色の光束に色分解してこ
    れら第１、第２及び第３の色の光束を互いに異なる第
    １、第２及び第３の方向にそれぞれ射出する第１、第２
    及び第３のミラー面であり、前記第１のミラー面は、前
    記第１の色の光束を前記第１の方向に反射させるととも
    に前記第２及び第３の色の光束を透過させるダイクロイ
    ック特性を有し、前記第２のミラー面は、前記第２の色
    の光束を前記第２の方向に反射させるとともに前記第３
    の色の光束を透過させるダイクロイック特性を有し、前
    記第３のミラー面は、前記第３の色の光束を前記第３の
    方向に反射させるダイクロイック特性又は全反射特性を
    有し、 前記ライトバルブは、前記第１、第２及び第３のミラー
    面を出射した前記第１、第２及び第３の色の光束が前記
    第１、第２及び第３の方向に対応する互いに異なる方向
    からそれぞれ入射した際に、入射した前記第１、第２及
    び第３の色の光束をそれぞれ変調することを特徴とする
    請求項９記載の投射型表示装置。
14. 【請求項１４】 前記開口絞りは、前記第１、第２及び
    第３のミラー面の法線と前記色分解光学系への入射直前
    における光軸とがなす基準平面であって当該入射直前に
    おける光軸を含む基準平面に光学的に対応する平面に対
    して垂直な第４の方向の長さが、光軸及び前記第４の方
    向に対して垂直な第５の方向の長さより長い形状を持つ
    ことを特徴とする請求項１３記載の投射型表示装置。
15. 【請求項１５】 照明用の光を発生する光源と、 光軸を含む所定平面に対して垂直をなすとともに互いに
    所定の角度をなす複数のミラー面を有し、当該複数のミ
    ラー面によって前記光源からの光を複数の色の光束に色
    分解して各色の光束を互いに異なる所定の方向に射出す
    る色分解光学系と、 前記色分解光学系を射出した前記複数の色の光束がそれ
    ぞれ前記所定の方向に対応する方向から集光して入射し
    た際に、入射した前記複数の色の光束をそれぞれ変調す
    るライトバルブと、 前記ライトバルブ上に集光する前記複数の色の光束のそ
    れぞれについての前記所定平面に対して平行な面上であ
    って光軸に対して垂直な方向における開口数を第１開口
    数とし、前記ライトバルブ上に集光する前記複数の色の
    光束の全体としての前記所定平面に対して垂直な方向に
    おける開口数を第２開口数としたとき、前記第１開口数
    のそれぞれを前記第２開口数と略等しくする開口数調整
    手段と、 前記ライトバルブにて変調された変調光を投射する投射
    光学系とを備えたことを特徴とする投射型表示装置。
16. 【請求項１６】 前記開口数調整手段は、複数のレンズ
    を有し前記光源からの光を複数の光束に分割する第１の
    レンズ板と、複数のレンズを有し前記第１のレンズ板に
    て分割された複数の光束を前記ライトバルブ上に重畳さ
    せて照明させる第２のレンズ板とを備えたことを特徴と
    する請求項１５記載の投射型表示装置。
17. 【請求項１７】 前記開口数調整手段は、前記光源から
    の光を平面光源とするロッドインテグレータと、前記平
    面光源の像を前記ライトバルブに投影するリレーレンズ
    と、前記リレーレンズの瞳位置に配置される開口絞りと
    を備えたことを特徴とする請求項１５記載の投射型表示
    装置。
18. 【請求項１８】 照明用の光を発生する光源と、 光軸を含む所定平面に対して垂直をなすとともに互いに
    所定の角度をなす複数のミラー面を有し、当該複数のミ
    ラー面によって前記光源からの光を複数の色の光束に色
    分解して各色の光束を互いに異なる所定の方向に射出す
    る色分解光学系と、 前記色分解光学系を射出した前記複数の色の光束がそれ
    ぞれ前記所定の方向に対応する方向から集光して入射し
    た際に、入射した前記複数の色の光束をそれぞれ変調す
    るライトバルブと、 複数のレンズを有し前記光源からの光を複数の光束に分
    割する第１のレンズ板と、複数のレンズを有し前記第１
    のレンズ板にて分割された複数の光束を前記ライトバル
    ブ上に重畳させて照明させる第２のレンズ板とを有する
    とともに、前記所定平面に平行で光軸に垂直な方向に関
    し、前記第１のレンズ板の屈折力が前記第２のレンズ板
    の屈折力よりも大である開口数調整手段と、 前記ライトバルブにて変調された変調光を投射する投射
    光学系とを備えたことを特徴とする投射型表示装置。
19. 【請求項１９】 前記所定平面に平行で光軸に垂直な方
    向に関する前記第２のレンズ板に対する前記第１のレン
    ズ板の屈折力の差は、前記所定平面に垂直な方向に関す
    る前記第２のレンズ板に対する前記第１のレンズ板の屈
    折力の差よりも大きいことを特徴とする請求項１８記載
    の投射型表示装置。
20. 【請求項２０】 照明用の光を発生する光源と、 光軸を含む所定平面に対して垂直をなすとともに互いに
    所定の角度をなす複数のミラー面を有し、当該複数のミ
    ラー面によって前記光源からの光を複数の色の光束に色
    分解して各色の光束を互いに異なる所定の方向に射出す
    る色分解光学系と、 前記色分解光学系を射出した前記複数の色の光束がそれ
    ぞれ前記所定の方向に対応する方向から集光して入射し
    た際に、入射した前記複数の色の光束をそれぞれ変調す
    るライトバルブと、 複数のレンズを有し前記光源からの光を複数の光束に分
    割する第１のレンズ板と、複数のレンズを有し前記第１
    のレンズ板にて分割された複数の光束を前記ライトバル
    ブ上に重畳させて照明させる第２のレンズ板とを有する
    とともに、前記所定平面に垂直な方向に関し、前記第１
    のレンズ板の屈折力が前記第２のレンズ板の屈折力より
    も小である開口数調整手段と、 前記ライトバルブにて変調された変調光を投射する投射
    光学系とを備えたことを特徴とする投射型表示装置。
21. 【請求項２１】 前記所定平面に平行で光軸に垂直な方
    向に関する前記第２のレンズ板に対する前記第１のレン
    ズ板の屈折力の差は、前記所定平面に垂直な方向に関す
    る前記第２のレンズ板に対する前記第１のレンズ板の屈
    折力の差よりも大きいことを特徴とする請求項２０記載
    の投射型表示装置。
22. 【請求項２２】 照明用の光を発生する光源と、 光軸を含む所定平面に対して垂直に配置され前記光源か
    らの光を複数の色の光束に分離する色分解面を含む色分
    解光学系と、 前記色分解光学系を射出した前記光束のそれぞれを変調
    するライトバルブと、前記ライトバルブにて変調された
    変調光を投射する投射光学系とを備えた投射型表示装置
    において、 前記色分解光学系は、前記ライトバルブ上に導かれる前
    記複数の光束のそれぞれについての前記所定平面に対し
    て平行な面上であって光軸に対して垂直な方向における
    開口数を第１開口数とし、前記ライトバルブ上に集光す
    る前記複数の色の光束のそれぞれについての前記所定平
    面に対して垂直な面上であって光軸に対して垂直な方向
    における開口数を第２開口数としたとき、前記第１開口
    数を対応する前記第２開口数よりも小さくする開口数調
    整手段と、 を備えたことを特徴とする投射型表示装置。