JPH09329760A - 投射型表示装置 - Google Patents
投射型表示装置Info
- Publication number
- JPH09329760A JPH09329760A JP8171725A JP17172596A JPH09329760A JP H09329760 A JPH09329760 A JP H09329760A JP 8171725 A JP8171725 A JP 8171725A JP 17172596 A JP17172596 A JP 17172596A JP H09329760 A JPH09329760 A JP H09329760A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- color
- optical system
- light
- polarization
- signal light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Projection Apparatus (AREA)
- Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 投射像の高輝度化を図りつつ、カラーシェー
ディングやコントラストムラのない投射像を得る。 【解決手段】 光源1からの光は、偏光ビームスプリッ
タ3にて第1及び第2の偏光光に分離される。第1の偏
光光は、クロスダイクロイックミラー4により色分解さ
れる。色分解された各色光は、ライトバルブ10R,1
0G,10Bによりそれぞれ変調され、クロスダイクロ
イックプリズム7により色合成される。第2の偏光光
は、ライトバルブ11により輝度信号による変調がなさ
れ、偏光ビームスプリッタ9により色合成光と偏光合成
され、投射レンズ106により投射される。偏光ビーム
スプリッタ3,9、クロスダイクロイックミラー4及び
クロスダイクロイックプリズム7は、投射レンズ106
の開口絞りによって定まる主光線がテレセントリック性
を維持している位置に設けられている。
ディングやコントラストムラのない投射像を得る。 【解決手段】 光源1からの光は、偏光ビームスプリッ
タ3にて第1及び第2の偏光光に分離される。第1の偏
光光は、クロスダイクロイックミラー4により色分解さ
れる。色分解された各色光は、ライトバルブ10R,1
0G,10Bによりそれぞれ変調され、クロスダイクロ
イックプリズム7により色合成される。第2の偏光光
は、ライトバルブ11により輝度信号による変調がなさ
れ、偏光ビームスプリッタ9により色合成光と偏光合成
され、投射レンズ106により投射される。偏光ビーム
スプリッタ3,9、クロスダイクロイックミラー4及び
クロスダイクロイックプリズム7は、投射レンズ106
の開口絞りによって定まる主光線がテレセントリック性
を維持している位置に設けられている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ライトバルブ
上に形成される画像をスクリーン上に投射する投射型表
示装置に関し、特に複数の色成分用液晶ライトバルブに
形成される画像をそれぞれ複数の色成分の照明光で照明
するとともに、これらの画像を合成して投射光学系にて
該合成像を投射する投射型表示装置に関するものであ
る。
上に形成される画像をスクリーン上に投射する投射型表
示装置に関し、特に複数の色成分用液晶ライトバルブに
形成される画像をそれぞれ複数の色成分の照明光で照明
するとともに、これらの画像を合成して投射光学系にて
該合成像を投射する投射型表示装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】光源からの白色光を偏光ビームスプリッ
タ(PBS)にてP偏光光とS偏光光とに分け、両偏光
光とも液晶パネルに入射させ、投射光の輝度を向上させ
ることは既に知られている。例えば、特開平4−185
44号公報の第1図には基本原理としての液晶プロジェ
クタの構成が、同号公報の第2図には同原理を用いたフ
ルカラープロジェクターの構成が記載されている。この
フルカラープロジェクターの構成を簡単に説明する。こ
のプロジェクターでは、光源から出射した光源光はPB
Sにて透過するP偏光光(公報ではS偏光となっている
が、P偏光の誤りであろう)と該PBSにて反射される
S偏光光とに分離される。分離されたP偏光光とS偏光
光は共にダイクロイックミラーにて赤色光(R光)、緑
色光(G光)及び青色光(B光)に色分解される。色分
解されたそれぞれの色光は透過タイプの液晶パネルにて
変調を受け、パネル出射側の偏光板が入射側の偏光板と
直交に配置されている場合において入射側偏光板がP偏
光光を透過させるように構成されている場合にはS偏光
に、入射側偏光板がS偏光光を透過させるように構成さ
れている場合にはP偏光に変換されて出射される。液晶
パネルを出射した各偏光光は合成ダイクロイックミラー
にて各偏光毎に合成され、更に合成用の偏光ビームスプ
リッタにて合成されて投射レンズにて投射される構造で
ある。
タ(PBS)にてP偏光光とS偏光光とに分け、両偏光
光とも液晶パネルに入射させ、投射光の輝度を向上させ
ることは既に知られている。例えば、特開平4−185
44号公報の第1図には基本原理としての液晶プロジェ
クタの構成が、同号公報の第2図には同原理を用いたフ
ルカラープロジェクターの構成が記載されている。この
フルカラープロジェクターの構成を簡単に説明する。こ
のプロジェクターでは、光源から出射した光源光はPB
Sにて透過するP偏光光(公報ではS偏光となっている
が、P偏光の誤りであろう)と該PBSにて反射される
S偏光光とに分離される。分離されたP偏光光とS偏光
光は共にダイクロイックミラーにて赤色光(R光)、緑
色光(G光)及び青色光(B光)に色分解される。色分
解されたそれぞれの色光は透過タイプの液晶パネルにて
変調を受け、パネル出射側の偏光板が入射側の偏光板と
直交に配置されている場合において入射側偏光板がP偏
光光を透過させるように構成されている場合にはS偏光
に、入射側偏光板がS偏光光を透過させるように構成さ
れている場合にはP偏光に変換されて出射される。液晶
パネルを出射した各偏光光は合成ダイクロイックミラー
にて各偏光毎に合成され、更に合成用の偏光ビームスプ
リッタにて合成されて投射レンズにて投射される構造で
ある。
【0003】しかしながら、この方式では、分離用の偏
光ビームスプリッタにて分離された一方の偏光光を廃棄
する方法に比較して確かに投射像は明るくなるが、液晶
パネルと色分解と色合成のダイクロイックミラーが片方
の偏光分と同数必要になる上に、解像度を向上させるた
めには、高価な高解像度の液晶パネルを6枚も用意しな
くてはいけなくなる。
光ビームスプリッタにて分離された一方の偏光光を廃棄
する方法に比較して確かに投射像は明るくなるが、液晶
パネルと色分解と色合成のダイクロイックミラーが片方
の偏光分と同数必要になる上に、解像度を向上させるた
めには、高価な高解像度の液晶パネルを6枚も用意しな
くてはいけなくなる。
【0004】他の従来例として、色信号用ライトバルブ
3個と輝度信号用ライトバルブ1個を使用する投射型表
示装置が特開平3−296030号公報に開示されてい
る。同号公報の第1図に示されている実施例を図3に従
来例として示す。同号公報によれば、光源201からの
光源光を偏光ビームスプリッタ202にて偏光分離し、
その一方の透過したP偏光光をダイクロイックミラー2
10,215からなる色分解光学系にて色分解し、色分
解されたR,G,B光を各色信号用ライトバルブ20
6,207,208に入射させ、各ライトバルブ20
6,207,208の色信号によって変調させて各ライ
トバルブ206,207,208から出射させる。他
方、もう一方のS偏光光を輝度信号用ライトバルブ20
4に入射させ、輝度信号によって変調させて輝度信号用
ライトバルブ204から変調光として出射させる。色信
号変調光を色合成用ダイクロイックミラー213,21
4にて色合成し、該色合成された光と輝度信号変調光と
を合成用偏光ビームスプリッタ209で合成した後、投
射レンズ219で合成像を投射する装置である。なお、
図3中、203,211,218はミラー、205は輝
度信号Yを供給する端子、212,216,217は色
信号としての色差信号R−Y,G−Y,B−Yをそれぞ
れ供給する端子である。この装置によれば、使用するラ
イトバルブは4個に減らすことができ、輝度信号による
変調光が色信号による変調光に重畳されるために高輝度
が達成でき、さらに輝度信号用ライトバルブを高解像度
にすることにより高解像度の投射像を得ることができ
る。
3個と輝度信号用ライトバルブ1個を使用する投射型表
示装置が特開平3−296030号公報に開示されてい
る。同号公報の第1図に示されている実施例を図3に従
来例として示す。同号公報によれば、光源201からの
光源光を偏光ビームスプリッタ202にて偏光分離し、
その一方の透過したP偏光光をダイクロイックミラー2
10,215からなる色分解光学系にて色分解し、色分
解されたR,G,B光を各色信号用ライトバルブ20
6,207,208に入射させ、各ライトバルブ20
6,207,208の色信号によって変調させて各ライ
トバルブ206,207,208から出射させる。他
方、もう一方のS偏光光を輝度信号用ライトバルブ20
4に入射させ、輝度信号によって変調させて輝度信号用
ライトバルブ204から変調光として出射させる。色信
号変調光を色合成用ダイクロイックミラー213,21
4にて色合成し、該色合成された光と輝度信号変調光と
を合成用偏光ビームスプリッタ209で合成した後、投
射レンズ219で合成像を投射する装置である。なお、
図3中、203,211,218はミラー、205は輝
度信号Yを供給する端子、212,216,217は色
信号としての色差信号R−Y,G−Y,B−Yをそれぞ
れ供給する端子である。この装置によれば、使用するラ
イトバルブは4個に減らすことができ、輝度信号による
変調光が色信号による変調光に重畳されるために高輝度
が達成でき、さらに輝度信号用ライトバルブを高解像度
にすることにより高解像度の投射像を得ることができ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来例においては以下に示す問題があった。つまり、前記
従来例の投射型表示装置等において色分解光学系や色合
成光学系として使用するダイクロイックミラーやダイク
ロイックプリズムにおいて用いられる多層膜フィルター
においては、その分光特性に角度依存性がある。そのた
めに、投射レンズの開口絞りによって決定される主光線
の多層膜フィルターに対する入射角度が場所によって異
なると、多層膜フィルターの分光特性が各主光線ごとに
異なり、スクリーン上においてカラーシェーディングが
発生する。
来例においては以下に示す問題があった。つまり、前記
従来例の投射型表示装置等において色分解光学系や色合
成光学系として使用するダイクロイックミラーやダイク
ロイックプリズムにおいて用いられる多層膜フィルター
においては、その分光特性に角度依存性がある。そのた
めに、投射レンズの開口絞りによって決定される主光線
の多層膜フィルターに対する入射角度が場所によって異
なると、多層膜フィルターの分光特性が各主光線ごとに
異なり、スクリーン上においてカラーシェーディングが
発生する。
【0006】また、液晶ライトバルブにおいても性能に
角度依存性があるために、該ライトバルブに対する主光
線の入射角度が場所によって異なると、これに起因して
投射像のコントラストムラが発生する。
角度依存性があるために、該ライトバルブに対する主光
線の入射角度が場所によって異なると、これに起因して
投射像のコントラストムラが発生する。
【0007】さらに、偏光分離や合成に使用する偏光ビ
ームスプリッタにおいても性能に角度依存性が存在し、
偏光ビームスプリッタの偏光分離面に対する主光線の入
射角度が場所によって異なると、これに起因して投射像
のコントラストのムラが同様に発生する。
ームスプリッタにおいても性能に角度依存性が存在し、
偏光ビームスプリッタの偏光分離面に対する主光線の入
射角度が場所によって異なると、これに起因して投射像
のコントラストのムラが同様に発生する。
【0008】さらにまた、色信号用ライトバルブの画像
形成部分の形状及び大きさと輝度信号用ライトバルブの
画像形成部分の形状及び大きさとが同じである場合、両
者のライトバルブの開口率(入射光が透過できる部分の
面積と透過できない部分(スイッチング素子等が配置さ
れる部分)の面積の比率)を同一にしてしまうと、高精
細でかつ明るい投射像を得ることができなかった。すな
わち、ライトバルブでは、画素ごとに設けられるスイッ
チング素子等の大きさには限度があるため、開口率を大
きく保ちながら画素数を多くことはできない。したがっ
て、色信号用ライトバルブの画像形成部分の形状及び大
きさと輝度信号用ライトバルブの画像形成部分の形状及
び大きさとが同じである場合、両者の画素数を多くする
と、両者の開口率が低下してしまい、投射像は高精細に
はなるものの暗くなってしまう欠点がある。一方、両者
の画素数を少なくして両者の開口率を上げると、投射像
は明るくなるものの解像度が低下する欠点がある。
形成部分の形状及び大きさと輝度信号用ライトバルブの
画像形成部分の形状及び大きさとが同じである場合、両
者のライトバルブの開口率(入射光が透過できる部分の
面積と透過できない部分(スイッチング素子等が配置さ
れる部分)の面積の比率)を同一にしてしまうと、高精
細でかつ明るい投射像を得ることができなかった。すな
わち、ライトバルブでは、画素ごとに設けられるスイッ
チング素子等の大きさには限度があるため、開口率を大
きく保ちながら画素数を多くことはできない。したがっ
て、色信号用ライトバルブの画像形成部分の形状及び大
きさと輝度信号用ライトバルブの画像形成部分の形状及
び大きさとが同じである場合、両者の画素数を多くする
と、両者の開口率が低下してしまい、投射像は高精細に
はなるものの暗くなってしまう欠点がある。一方、両者
の画素数を少なくして両者の開口率を上げると、投射像
は明るくなるものの解像度が低下する欠点がある。
【0009】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、投射像の高輝度化を図りつつ、カラーシェー
ディングやコントラストムラのない投射像を得ることが
できる投射型表示装置を提供することを目的とする。
たもので、投射像の高輝度化を図りつつ、カラーシェー
ディングやコントラストムラのない投射像を得ることが
できる投射型表示装置を提供することを目的とする。
【0010】また、本発明は、高精細でかつ明るい投射
像を得ることができる投射型表示装置を提供することを
目的とする。
像を得ることができる投射型表示装置を提供することを
目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】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の偏光光と第2の偏光光とに偏光分離す
る偏光分離光学系と、前記偏光分離光学系により偏光分
離された前記第1の偏光光を第1、第2及び第3の色光
に色分解する色分解光学系と、前記色分解された第1、
第2及び第3の色光をそれぞれ所定の色信号に基づいて
変調する第1、第2及び第3の色信号用ライトバルブ
と、前記第1、第2及び第3の色信号用ライトバルブに
より変調されて前記第1、第2及び第3の色信号用ライ
トバルブからそれぞれ出射される光を色合成する色合成
光学系と、前記偏光分離光学系により偏光分離された前
記第2の偏光光を所定の輝度信号に基づいて変調する輝
度信号用ライトバルブと、前記色合成光学系により色合
成された光と前記輝度信号用ライトバルブにより変調さ
れて前記輝度信号用ライトバルブから出射された光とを
合成する偏光合成光学系と、前記偏光合成光学系により
合成された光を投射する投射光学系と、を有する投射型
表示装置において、前記偏光分離光学系、前記色分解光
学系、前記色合成光学系及び前記偏光合成光学系が、前
記投射光学系の開口絞りによって決定される主光線がテ
レセントリック性を有する位置に配置されたものであ
る。
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の偏光光と第2の偏光光とに偏光分離す
る偏光分離光学系と、前記偏光分離光学系により偏光分
離された前記第1の偏光光を第1、第2及び第3の色光
に色分解する色分解光学系と、前記色分解された第1、
第2及び第3の色光をそれぞれ所定の色信号に基づいて
変調する第1、第2及び第3の色信号用ライトバルブ
と、前記第1、第2及び第3の色信号用ライトバルブに
より変調されて前記第1、第2及び第3の色信号用ライ
トバルブからそれぞれ出射される光を色合成する色合成
光学系と、前記偏光分離光学系により偏光分離された前
記第2の偏光光を所定の輝度信号に基づいて変調する輝
度信号用ライトバルブと、前記色合成光学系により色合
成された光と前記輝度信号用ライトバルブにより変調さ
れて前記輝度信号用ライトバルブから出射された光とを
合成する偏光合成光学系と、前記偏光合成光学系により
合成された光を投射する投射光学系と、を有する投射型
表示装置において、前記偏光分離光学系、前記色分解光
学系、前記色合成光学系及び前記偏光合成光学系が、前
記投射光学系の開口絞りによって決定される主光線がテ
レセントリック性を有する位置に配置されたものであ
る。
【0012】この第1の態様によれば、偏光分離光学
系、色分解光学系、色合成光学系及び偏光合成光学系の
全てが、投射光学系の開口絞りによって決定される主光
線がテレセントリック性を維持している位置に設けられ
ているので、偏光分離光学系及び偏光合成光学系の角度
特性に起因する投射像のコントラストムラ、並びに、色
分解光学系及び色合成光学系の角度特性に起因する投射
像のカラーシェーディングを全てなくすことができ、優
れた画質の投射像を得ることができる。
系、色分解光学系、色合成光学系及び偏光合成光学系の
全てが、投射光学系の開口絞りによって決定される主光
線がテレセントリック性を維持している位置に設けられ
ているので、偏光分離光学系及び偏光合成光学系の角度
特性に起因する投射像のコントラストムラ、並びに、色
分解光学系及び色合成光学系の角度特性に起因する投射
像のカラーシェーディングを全てなくすことができ、優
れた画質の投射像を得ることができる。
【0013】本発明の第2の態様による投射型表示装置
は、前記第1の態様による投射型表示装置において、前
記第1、第2及び第3の色信号用ライトバルブ並びに前
記輝度信号用ライトバルブが、前記投射光学系の開口絞
りによって決定される主光線がテレセントリック性を有
する位置に配置されて、前記第1、第2及び第3の色信
号用ライトバルブ並びに前記輝度信号用ライトバルブに
対してテレセントリック照明がなされるものである。
は、前記第1の態様による投射型表示装置において、前
記第1、第2及び第3の色信号用ライトバルブ並びに前
記輝度信号用ライトバルブが、前記投射光学系の開口絞
りによって決定される主光線がテレセントリック性を有
する位置に配置されて、前記第1、第2及び第3の色信
号用ライトバルブ並びに前記輝度信号用ライトバルブに
対してテレセントリック照明がなされるものである。
【0014】この第2の態様によれば、各ライトバルブ
は主光線がテレセントリック性を維持している位置に配
置され、各ライトバルブに対してテレセントリック照明
がなされるので、各ライトバルブの角度特性による投射
像のコントラストのムラも発生しなくなる。
は主光線がテレセントリック性を維持している位置に配
置され、各ライトバルブに対してテレセントリック照明
がなされるので、各ライトバルブの角度特性による投射
像のコントラストのムラも発生しなくなる。
【0015】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の偏光光と第2の偏光光とに偏
光分離する偏光分離光学系と、前記偏光分離光学系によ
り偏光分離された前記第1の偏光光を第1、第2及び第
3の色光に色分解する色分解光学系と、前記色分解され
た第1、第2及び第3の色光をそれぞれ所定の色信号に
基づいて変調する第1、第2及び第3の色信号用ライト
バルブと、前記第1、第2及び第3の色信号用ライトバ
ルブにより変調されて前記第1、第2及び第3の色信号
用ライトバルブからそれぞれ出射される光を色合成する
色合成光学系と、前記偏光分離光学系により偏光分離さ
れた前記第2の偏光光を所定の輝度信号に基づいて変調
する輝度信号用ライトバルブと、前記色合成光学系によ
り色合成された光と前記輝度信号用ライトバルブにより
変調されて前記輝度信号用ライトバルブから出射された
光とを合成する偏光合成光学系と、前記偏光合成光学系
により合成された光を投射する投射光学系と、を有する
投射型表示装置において、前記光源と前記偏光分離光学
系との間には、前記光源からの光が入射されるインテグ
レータと該インテグレータからの出射光を前記偏光分離
光学系に導く第1のリレー光学系とが設けられ、前記輝
度信号用ライトバルブは、前記第1のリレー光学系によ
り形成される前記インテグレータの出射面の実像であっ
て前記偏光分離光学系により分離された前記第2の偏光
光による実像が形成される位置に配置され、前記色分解
光学系と前記第1、第2及び第3の色信号用ライトバル
ブとの間には、前記色分解光学系により色分解された前
記第1、第2及び第3の色光による前記インテグレータ
の出射面の実像を前記第1、第2及び第3の色信号用ラ
イトバルブ上にそれぞれ結像させる第2、第3及び第4
のリレー光学系が、それぞれ配置されたものである。
は、光源からの光を第1の偏光光と第2の偏光光とに偏
光分離する偏光分離光学系と、前記偏光分離光学系によ
り偏光分離された前記第1の偏光光を第1、第2及び第
3の色光に色分解する色分解光学系と、前記色分解され
た第1、第2及び第3の色光をそれぞれ所定の色信号に
基づいて変調する第1、第2及び第3の色信号用ライト
バルブと、前記第1、第2及び第3の色信号用ライトバ
ルブにより変調されて前記第1、第2及び第3の色信号
用ライトバルブからそれぞれ出射される光を色合成する
色合成光学系と、前記偏光分離光学系により偏光分離さ
れた前記第2の偏光光を所定の輝度信号に基づいて変調
する輝度信号用ライトバルブと、前記色合成光学系によ
り色合成された光と前記輝度信号用ライトバルブにより
変調されて前記輝度信号用ライトバルブから出射された
光とを合成する偏光合成光学系と、前記偏光合成光学系
により合成された光を投射する投射光学系と、を有する
投射型表示装置において、前記光源と前記偏光分離光学
系との間には、前記光源からの光が入射されるインテグ
レータと該インテグレータからの出射光を前記偏光分離
光学系に導く第1のリレー光学系とが設けられ、前記輝
度信号用ライトバルブは、前記第1のリレー光学系によ
り形成される前記インテグレータの出射面の実像であっ
て前記偏光分離光学系により分離された前記第2の偏光
光による実像が形成される位置に配置され、前記色分解
光学系と前記第1、第2及び第3の色信号用ライトバル
ブとの間には、前記色分解光学系により色分解された前
記第1、第2及び第3の色光による前記インテグレータ
の出射面の実像を前記第1、第2及び第3の色信号用ラ
イトバルブ上にそれぞれ結像させる第2、第3及び第4
のリレー光学系が、それぞれ配置されたものである。
【0016】この第3の態様のように、第1乃至第4の
リレー光学系を有する構成を採用すれば、前記第1及び
第2の態様のような配置を容易に実現することができ
る。そして、この第3の態様では、インテグレータ及び
リレー光学系が用いられているので、光源からの光を無
駄なく伝送することができる。
リレー光学系を有する構成を採用すれば、前記第1及び
第2の態様のような配置を容易に実現することができ
る。そして、この第3の態様では、インテグレータ及び
リレー光学系が用いられているので、光源からの光を無
駄なく伝送することができる。
【0017】本発明の第4の態様による投射型表示装置
は、前記第3の態様による投射型表示装置において、前
記インテグレータがロッドインテグレータであるもので
ある。
は、前記第3の態様による投射型表示装置において、前
記インテグレータがロッドインテグレータであるもので
ある。
【0018】本発明の第5の態様による投射型表示装置
は、前記第1乃至第4のいずれかの態様による投射型表
示装置において、前記偏光分離光学系及び前記偏光合成
光学系はそれぞれ偏光ビームスプリッタから構成され、
前記色分解光学系及び前記色合成光学系はそれぞれクロ
スダイクロイックプリズム又はクロスダイクロイックミ
ラーから構成されたものである。
は、前記第1乃至第4のいずれかの態様による投射型表
示装置において、前記偏光分離光学系及び前記偏光合成
光学系はそれぞれ偏光ビームスプリッタから構成され、
前記色分解光学系及び前記色合成光学系はそれぞれクロ
スダイクロイックプリズム又はクロスダイクロイックミ
ラーから構成されたものである。
【0019】本発明の第6の態様による投射型表示装置
は、前記第1乃至第5のいずれかの態様による投射型表
示装置において、前記輝度信号用ライトバルブと前記偏
光合成光学系の間には、前記輝度信号用ライトバルブか
ら前記投射光学系までの光路長を、前記第1、第2及び
第3の色信号用ライトバルブから前記投射光学系までの
光路長と略一致させる光路長補正用部材が配置されたも
のである。
は、前記第1乃至第5のいずれかの態様による投射型表
示装置において、前記輝度信号用ライトバルブと前記偏
光合成光学系の間には、前記輝度信号用ライトバルブか
ら前記投射光学系までの光路長を、前記第1、第2及び
第3の色信号用ライトバルブから前記投射光学系までの
光路長と略一致させる光路長補正用部材が配置されたも
のである。
【0020】この第6の態様のように光路長補正用部材
を用いると、色信号による画像と輝度信号による画像と
を良好な結像で重ね合わせながら、各要素のコンパクト
な配置を実現することができる。
を用いると、色信号による画像と輝度信号による画像と
を良好な結像で重ね合わせながら、各要素のコンパクト
な配置を実現することができる。
【0021】本発明の第7の態様による投射型表示装置
は、光源からの光を第1の偏光光と第2の偏光光とに偏
光分離する偏光分離光学系と、前記偏光分離光学系によ
り偏光分離された前記第1の偏光光を第1、第2及び第
3の色光に色分解する色分解光学系と、前記色分解され
た第1、第2及び第3の色光をそれぞれ所定の色信号に
基づいて変調する第1、第2及び第3の色信号用ライト
バルブと、前記第1、第2及び第3の色信号用ライトバ
ルブにより変調されて前記第1、第2及び第3の色信号
用ライトバルブからそれぞれ出射される光を色合成する
色合成光学系と、前記偏光分離光学系により偏光分離さ
れた前記第2の偏光光を所定の輝度信号に基づいて変調
する輝度信号用ライトバルブと、前記色合成光学系によ
り色合成された光と前記輝度信号用ライトバルブにより
変調されて前記輝度信号用ライトバルブから出射された
光とを合成する偏光合成光学系と、前記偏光合成光学系
により合成された光を投射する投射光学系と、を有する
投射型表示装置において、前記第1、第2及び第3の色
信号用ライトバルブの画像形成部分の形状及び大きさと
前記輝度信号用ライトバルブの画像形成部分の形状及び
大きさとが実質的に同一であり、前記輝度信号用ライト
バルブの開口率は、前記第1、第2及び第3の色信号用
ライトバルブの開口率より小さいものである。
は、光源からの光を第1の偏光光と第2の偏光光とに偏
光分離する偏光分離光学系と、前記偏光分離光学系によ
り偏光分離された前記第1の偏光光を第1、第2及び第
3の色光に色分解する色分解光学系と、前記色分解され
た第1、第2及び第3の色光をそれぞれ所定の色信号に
基づいて変調する第1、第2及び第3の色信号用ライト
バルブと、前記第1、第2及び第3の色信号用ライトバ
ルブにより変調されて前記第1、第2及び第3の色信号
用ライトバルブからそれぞれ出射される光を色合成する
色合成光学系と、前記偏光分離光学系により偏光分離さ
れた前記第2の偏光光を所定の輝度信号に基づいて変調
する輝度信号用ライトバルブと、前記色合成光学系によ
り色合成された光と前記輝度信号用ライトバルブにより
変調されて前記輝度信号用ライトバルブから出射された
光とを合成する偏光合成光学系と、前記偏光合成光学系
により合成された光を投射する投射光学系と、を有する
投射型表示装置において、前記第1、第2及び第3の色
信号用ライトバルブの画像形成部分の形状及び大きさと
前記輝度信号用ライトバルブの画像形成部分の形状及び
大きさとが実質的に同一であり、前記輝度信号用ライト
バルブの開口率は、前記第1、第2及び第3の色信号用
ライトバルブの開口率より小さいものである。
【0022】この第7の態様によれば、輝度信号用ライ
トバルブの開口率は色信号用ライトバルブの開口率より
小さいことから輝度信号用ライトバルブの画素数を十分
に多くすることができ、輝度信号用ライトバルブによ
り、比較的暗いものの高精細の輝度信号像を得ることが
できる。一方、色信号用ライトバルブの開口率は輝度信
号用ライトバルブの開口率より大きいので、色信号用ラ
イトバルブにより、比較的解像度は低いものの明るい色
信号像を得ることができる。したがって、輝度信号像と
色信号像とが重畳されて投射像となることから、高精細
でかつ明るい投射像を得ることができる。
トバルブの開口率は色信号用ライトバルブの開口率より
小さいことから輝度信号用ライトバルブの画素数を十分
に多くすることができ、輝度信号用ライトバルブによ
り、比較的暗いものの高精細の輝度信号像を得ることが
できる。一方、色信号用ライトバルブの開口率は輝度信
号用ライトバルブの開口率より大きいので、色信号用ラ
イトバルブにより、比較的解像度は低いものの明るい色
信号像を得ることができる。したがって、輝度信号像と
色信号像とが重畳されて投射像となることから、高精細
でかつ明るい投射像を得ることができる。
【0023】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
記輝度信号用ライトバルブの画素数は、前記第1、第2
及び第3の色信号用ライトバルブの画素数より多いもの
である。高精細の投射像を得るためには、この第8の態
様のように、輝度信号用ライトバルブの画素数を色信号
用ライトバルブの画素数より多くしておくことが好まし
い。
は、前記第7の態様による投射型表示装置において、前
記輝度信号用ライトバルブの画素数は、前記第1、第2
及び第3の色信号用ライトバルブの画素数より多いもの
である。高精細の投射像を得るためには、この第8の態
様のように、輝度信号用ライトバルブの画素数を色信号
用ライトバルブの画素数より多くしておくことが好まし
い。
【0024】本発明の第9の態様による投射型表示装置
は、前記第7又は第8の態様による投射型表示装置にお
いて、前記第1、第2及び第3の色信号用ライトバルブ
並びに前記輝度信号用ライトバルブが、前記投射光学系
の開口絞りによって決定される主光線がテレセントリッ
ク性を有する位置に配置されて、前記第1、第2及び第
3の色信号用ライトバルブ並びに前記輝度信号用ライト
バルブに対してテレセントリック照明がなされるもので
ある。
は、前記第7又は第8の態様による投射型表示装置にお
いて、前記第1、第2及び第3の色信号用ライトバルブ
並びに前記輝度信号用ライトバルブが、前記投射光学系
の開口絞りによって決定される主光線がテレセントリッ
ク性を有する位置に配置されて、前記第1、第2及び第
3の色信号用ライトバルブ並びに前記輝度信号用ライト
バルブに対してテレセントリック照明がなされるもので
ある。
【0025】この第9の態様によれば、各ライトバルブ
は主光線がテレセントリック性を維持している位置に配
置され、各ライトバルブに対してテレセントリック照明
がなされるので、各ライトバルブの角度特性による投射
像のコントラストムラが発生しなくなる。
は主光線がテレセントリック性を維持している位置に配
置され、各ライトバルブに対してテレセントリック照明
がなされるので、各ライトバルブの角度特性による投射
像のコントラストムラが発生しなくなる。
【0026】本発明の第10の態様による投射型表示装
置は、前記第7乃至第9のいずれかの態様による投射型
表示装置において、前記偏光分離光学系、前記色分解光
学系、前記色合成光学系及び前記偏光合成光学系が、前
記投射光学系の開口絞りによって決定される主光線がテ
レセントリック性を有する位置に配置されたものであ
る。
置は、前記第7乃至第9のいずれかの態様による投射型
表示装置において、前記偏光分離光学系、前記色分解光
学系、前記色合成光学系及び前記偏光合成光学系が、前
記投射光学系の開口絞りによって決定される主光線がテ
レセントリック性を有する位置に配置されたものであ
る。
【0027】この第10の態様によれば、偏光分離光学
系、色分解光学系、色合成光学系及び偏光合成光学系の
全てが、投射光学系の開口絞りによって決定される主光
線がテレセントリック性を維持している位置に設けられ
ているので、偏光分離光学系及び偏光合成光学系の角度
特性に起因する投射像のコントラストムラ、並びに、色
分解光学系及び色合成光学系の角度特性に起因する投射
像のカラーシェーディングを全てなくすことができ、優
れた画質の投射像を得ることができる。
系、色分解光学系、色合成光学系及び偏光合成光学系の
全てが、投射光学系の開口絞りによって決定される主光
線がテレセントリック性を維持している位置に設けられ
ているので、偏光分離光学系及び偏光合成光学系の角度
特性に起因する投射像のコントラストムラ、並びに、色
分解光学系及び色合成光学系の角度特性に起因する投射
像のカラーシェーディングを全てなくすことができ、優
れた画質の投射像を得ることができる。
【0028】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態によ
る投射型表示装置について、図1及び図2を参照して説
明する。
る投射型表示装置について、図1及び図2を参照して説
明する。
【0029】図1は、本発明の一実施の形態による投射
型表示装置の全体構成を示す概略斜視図である。説明を
理解し易くするために、図1に示すように互いに直交す
るX,Y,Z軸を定義する。図2は、図1に示す投射型
表示装置の図1中のXZ断面における光路図である。図
2中の実線は軸外光線の最周縁光線を示し、図2中の破
線は軸外光線の主光線(投射レンズ106の開口絞り
(図示せず)によって決定される主光線)を示してい
る。なお、図2における座標系は、図1のものと対応し
ている。図2では、図1中の光源1、投射レンズ106
及び1/2波長板110,111の図示を省略してい
る。また、図2では、断面光線図としたため、色分解か
ら色合成までのR光及びB光の光路を省略し、色光につ
いてはG光のみの光路を図示している。
型表示装置の全体構成を示す概略斜視図である。説明を
理解し易くするために、図1に示すように互いに直交す
るX,Y,Z軸を定義する。図2は、図1に示す投射型
表示装置の図1中のXZ断面における光路図である。図
2中の実線は軸外光線の最周縁光線を示し、図2中の破
線は軸外光線の主光線(投射レンズ106の開口絞り
(図示せず)によって決定される主光線)を示してい
る。なお、図2における座標系は、図1のものと対応し
ている。図2では、図1中の光源1、投射レンズ106
及び1/2波長板110,111の図示を省略してい
る。また、図2では、断面光線図としたため、色分解か
ら色合成までのR光及びB光の光路を省略し、色光につ
いてはG光のみの光路を図示している。
【0030】本実施の形態による投射型表示装置では、
図1に示すように、光源1は楕円鏡と該楕円鏡の近接焦
点部に配置された図示しないランプとから構成されてい
る。光源1から出射された光は、図示しない赤外光吸収
フィルター及び紫外光吸収フィルターを経由して、直方
体形状の透明光学部材からなるロッドインテグレータ2
の光源1に近い側の端面に集光され、該ロッドインテグ
レータ2に入射する。インテグレータ2に入射した光
は、その内面にて複数回反射を繰り返した後にインテグ
レータ2の他の端面(入射端面と対向する端面)から出
射され、その出射端面は均一な光強度を持つ面光源とな
る。なお、本実施の形態では、インテグレータ2の断面
形状及びその大きさは、後述する液晶ライトバルブ10
R,10G,10B,11の画像形成部分と同じ形状及
び大きさとなっている。
図1に示すように、光源1は楕円鏡と該楕円鏡の近接焦
点部に配置された図示しないランプとから構成されてい
る。光源1から出射された光は、図示しない赤外光吸収
フィルター及び紫外光吸収フィルターを経由して、直方
体形状の透明光学部材からなるロッドインテグレータ2
の光源1に近い側の端面に集光され、該ロッドインテグ
レータ2に入射する。インテグレータ2に入射した光
は、その内面にて複数回反射を繰り返した後にインテグ
レータ2の他の端面(入射端面と対向する端面)から出
射され、その出射端面は均一な光強度を持つ面光源とな
る。なお、本実施の形態では、インテグレータ2の断面
形状及びその大きさは、後述する液晶ライトバルブ10
R,10G,10B,11の画像形成部分と同じ形状及
び大きさとなっている。
【0031】次に、ロッドインテグレータ2の出射端面
から出射された光は、図中のX方向に進行し、第1のリ
レー光学系としての等倍リレーレンズ101を経由して
偏光分離光学系としての偏光ビームスプリッタ3に入射
され、偏光ビームスプリッタ3の誘電体多層膜から構成
される偏光分離部を透過してX軸方向に出射する第1の
偏光光(P偏光光)と該偏光分離部にて反射されて−Z
軸方向に出射する第2の偏光光(S偏光光)とに偏光分
離される。偏光ビームスプリッタ3を出射した第1の偏
光光は、1/2波長板110を通過して偏光方向が90
度変換され、色分解光学系に入射される。本実施の形態
では、該色分解光学系は、B光反射ダイクロイックミラ
ー4BとR光反射ダイクロイックミラー4RをX字型に
配置した構造を有するクロスダイクロイックミラー4か
ら構成されている。クロスダイクロイックミラー4に入
射した光は、ダイクロイックミラー4B,4Rを透過し
てそのまま光軸を変えないでX軸方向進行するG光と、
R光反射ダイクロイックミラー4Rにて反射されて−Y
軸方向に進行するR光と、B光反射ダイクロイックミラ
ー4Bにて反射されてY軸方向に進行するB光とに色分
解される。偏光ビームスプリッタ3をX軸方向に出射し
た第1の偏光光(P偏光光)は、前記の説明のように1
/2波長板110によって偏光方向を前記第2の偏光光
と同じ方向に90度変換させるため、ダイクロイックミ
ラー4R,4Bのクロスダイクロイック膜形成面に対し
てP偏光光として入射されることになる。これは、後に
色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム7
によって色合成されるときに、該クロスダイクロイック
プリズム7のダイクロイック膜形成面に対してS偏光光
として入射させるためである。なお、このように色合成
光学系への入射光を色合成光学系の色合成膜面に対して
S偏光光にすると、当該色合成膜の分光特性がP偏光光
の場合に比べてS偏光光の場合の方が優れているので、
光損失を少なくすることができ、好ましい。
から出射された光は、図中のX方向に進行し、第1のリ
レー光学系としての等倍リレーレンズ101を経由して
偏光分離光学系としての偏光ビームスプリッタ3に入射
され、偏光ビームスプリッタ3の誘電体多層膜から構成
される偏光分離部を透過してX軸方向に出射する第1の
偏光光(P偏光光)と該偏光分離部にて反射されて−Z
軸方向に出射する第2の偏光光(S偏光光)とに偏光分
離される。偏光ビームスプリッタ3を出射した第1の偏
光光は、1/2波長板110を通過して偏光方向が90
度変換され、色分解光学系に入射される。本実施の形態
では、該色分解光学系は、B光反射ダイクロイックミラ
ー4BとR光反射ダイクロイックミラー4RをX字型に
配置した構造を有するクロスダイクロイックミラー4か
ら構成されている。クロスダイクロイックミラー4に入
射した光は、ダイクロイックミラー4B,4Rを透過し
てそのまま光軸を変えないでX軸方向進行するG光と、
R光反射ダイクロイックミラー4Rにて反射されて−Y
軸方向に進行するR光と、B光反射ダイクロイックミラ
ー4Bにて反射されてY軸方向に進行するB光とに色分
解される。偏光ビームスプリッタ3をX軸方向に出射し
た第1の偏光光(P偏光光)は、前記の説明のように1
/2波長板110によって偏光方向を前記第2の偏光光
と同じ方向に90度変換させるため、ダイクロイックミ
ラー4R,4Bのクロスダイクロイック膜形成面に対し
てP偏光光として入射されることになる。これは、後に
色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム7
によって色合成されるときに、該クロスダイクロイック
プリズム7のダイクロイック膜形成面に対してS偏光光
として入射させるためである。なお、このように色合成
光学系への入射光を色合成光学系の色合成膜面に対して
S偏光光にすると、当該色合成膜の分光特性がP偏光光
の場合に比べてS偏光光の場合の方が優れているので、
光損失を少なくすることができ、好ましい。
【0032】一方、偏光ビームスプリッタ3にて偏光分
離されて該偏光ビームスプリッタ3を−Z軸方向に出射
した第2の偏光光(S偏光光)は、輝度信号用ライトバ
ルブ11に入射される。
離されて該偏光ビームスプリッタ3を−Z軸方向に出射
した第2の偏光光(S偏光光)は、輝度信号用ライトバ
ルブ11に入射される。
【0033】図2においては投射レンズ106は図示さ
れていないが、投射レンズ106は、開口絞り(図示せ
ず)を有し、該開口絞りによって主光線は決定される。
その開口絞りの中心を通過する当該主光線は、投射レン
ズ106を構成する前側レンズ群(前記開口絞りに対し
て光入射側を前側とし、出射(投射)側を後側とす
る。)によって光軸と平行な光線にされている。すなわ
ち、投射レンズ106は、前記前側レンズ群の後側焦点
位置に前記開口絞りが配置された構成を有しており、前
側(入射側)にテレセントリック性を有している。な
お、図2においては、主光線のうち光軸より最も外側を
通過する2光線を点線で記述している。
れていないが、投射レンズ106は、開口絞り(図示せ
ず)を有し、該開口絞りによって主光線は決定される。
その開口絞りの中心を通過する当該主光線は、投射レン
ズ106を構成する前側レンズ群(前記開口絞りに対し
て光入射側を前側とし、出射(投射)側を後側とす
る。)によって光軸と平行な光線にされている。すなわ
ち、投射レンズ106は、前記前側レンズ群の後側焦点
位置に前記開口絞りが配置された構成を有しており、前
側(入射側)にテレセントリック性を有している。な
お、図2においては、主光線のうち光軸より最も外側を
通過する2光線を点線で記述している。
【0034】インテグレータ2の出射面から出射した光
は、偏光ビームスプリッタ3により偏光分離された前記
第1及び第2の偏光光の両方とも、出射側にテレセント
リック性を有する等倍リレーレンズ101(図2中、1
01aは等倍リレーレンズ101の開口絞りである。)
によって、インテグレータ2の出射面の2つの共役点
(前記第1の偏光光に関する共役点と前記第2の偏光光
に関する共役点)に該出射面の等倍実像(1次実像)を
形成する。前記第2の偏光がインテグレータ2の出射面
の等倍実像を形成する位置には、輝度信号用ライトバル
ブ11が配置されている。このため、輝度信号用ライト
バルブ11は、主光線がテレセントリック性を有する位
置に配置されて、テレセントリックに臨界照明されるこ
とになる。一方、偏光ビームスプリッタ3を透過する第
1の偏光光は、図2に示すようにクロスダイクロイック
ミラー4の内部に、インテグレータ2の出射面の等倍実
像Iを形成する。主光線は、偏光ビームスプリッタ3に
対して入射側及出射側とも光軸と平行になり、当該偏光
ビームスプリッタ3は、主光線がテレセントリック性を
有する位置に配置されている。偏光ビームスプリッタ3
の偏光分離部を構成する偏光分離膜は、誘電体の多層膜
で構成されている。当該膜は、光線の入射角度によって
偏光分離能が異なるという性質があるが、主光線がテレ
セントリック性を有する位置に配置されているので、偏
光分離性能の入射角によるムラは発生しない。
は、偏光ビームスプリッタ3により偏光分離された前記
第1及び第2の偏光光の両方とも、出射側にテレセント
リック性を有する等倍リレーレンズ101(図2中、1
01aは等倍リレーレンズ101の開口絞りである。)
によって、インテグレータ2の出射面の2つの共役点
(前記第1の偏光光に関する共役点と前記第2の偏光光
に関する共役点)に該出射面の等倍実像(1次実像)を
形成する。前記第2の偏光がインテグレータ2の出射面
の等倍実像を形成する位置には、輝度信号用ライトバル
ブ11が配置されている。このため、輝度信号用ライト
バルブ11は、主光線がテレセントリック性を有する位
置に配置されて、テレセントリックに臨界照明されるこ
とになる。一方、偏光ビームスプリッタ3を透過する第
1の偏光光は、図2に示すようにクロスダイクロイック
ミラー4の内部に、インテグレータ2の出射面の等倍実
像Iを形成する。主光線は、偏光ビームスプリッタ3に
対して入射側及出射側とも光軸と平行になり、当該偏光
ビームスプリッタ3は、主光線がテレセントリック性を
有する位置に配置されている。偏光ビームスプリッタ3
の偏光分離部を構成する偏光分離膜は、誘電体の多層膜
で構成されている。当該膜は、光線の入射角度によって
偏光分離能が異なるという性質があるが、主光線がテレ
セントリック性を有する位置に配置されているので、偏
光分離性能の入射角によるムラは発生しない。
【0035】偏光ビームスプリッタ3を透過して1/2
波長板110を通過した光は、前記等倍実像Iを形成し
た後、同様にその主光線がテレセントリック性を有した
まま色分解光学系であるクロスダイクロイックミラー4
に入射し、該ミラー4にて色分解される。すなわち、ク
ロスダイクロイックミラー4は、投射レンズ106の開
口絞りによって決定される主光線がテレセントリック性
を有する位置に配置されている。クロスダイクロイック
ミラー4を構成するダイクロイック膜は入射光線の角度
によって色分解特性が異なるが、主光線に対するテレセ
ントリック性が確保されているために、分解光の色のム
ラ、すなわちカラーシェーディングの問題は発生しな
い。
波長板110を通過した光は、前記等倍実像Iを形成し
た後、同様にその主光線がテレセントリック性を有した
まま色分解光学系であるクロスダイクロイックミラー4
に入射し、該ミラー4にて色分解される。すなわち、ク
ロスダイクロイックミラー4は、投射レンズ106の開
口絞りによって決定される主光線がテレセントリック性
を有する位置に配置されている。クロスダイクロイック
ミラー4を構成するダイクロイック膜は入射光線の角度
によって色分解特性が異なるが、主光線に対するテレセ
ントリック性が確保されているために、分解光の色のム
ラ、すなわちカラーシェーディングの問題は発生しな
い。
【0036】クロスダイクロイックミラー4によって分
解されたR光はダイクロイックミラー4Rによって反射
され−Y軸方向に、G光はR光反射ダイクロイックミラ
ー4R及びB光反射ダイクロイックミラー4Bを透過し
てX軸方向に、B光はダイクロイックミラー4Bによっ
て反射されてY軸方向にそれぞれ進行する。
解されたR光はダイクロイックミラー4Rによって反射
され−Y軸方向に、G光はR光反射ダイクロイックミラ
ー4R及びB光反射ダイクロイックミラー4Bを透過し
てX軸方向に、B光はダイクロイックミラー4Bによっ
て反射されてY軸方向にそれぞれ進行する。
【0037】クロスダイクロイックミラー4を出射した
R光は、レンズ102Rとレンズ103Rとから構成さ
れるR光用第1照明レンズを経て折り曲げミラー5Rに
て光軸を−Z軸方向に変え、レンズ104Rとレンズ1
05Rとから構成されるR光用第2照明レンズ(レンズ
104R,105R間には折り曲げミラー6Rが配置さ
れており、光軸をY軸方向に変える)を経由してR光用
液晶ライトバルブ10Rに入射する。本実施の形態で
は、このR光用第1照明レンズ及びR光用第2照明レン
ズが、インテグレータ2の出射面の実像をR光用ライト
バルブ上に結像させる第2のリレー光学系を構成してい
る。
R光は、レンズ102Rとレンズ103Rとから構成さ
れるR光用第1照明レンズを経て折り曲げミラー5Rに
て光軸を−Z軸方向に変え、レンズ104Rとレンズ1
05Rとから構成されるR光用第2照明レンズ(レンズ
104R,105R間には折り曲げミラー6Rが配置さ
れており、光軸をY軸方向に変える)を経由してR光用
液晶ライトバルブ10Rに入射する。本実施の形態で
は、このR光用第1照明レンズ及びR光用第2照明レン
ズが、インテグレータ2の出射面の実像をR光用ライト
バルブ上に結像させる第2のリレー光学系を構成してい
る。
【0038】クロスダイクロイックミラー4を出射した
G光は、レンズ102Gとレンズ103Gと構成される
G光用第1照明レンズを経て折り曲げミラー5Gにて光
軸を−Z軸方向に変え、レンズ104Gとレンズ105
Gとから構成されるG光用第2照明レンズ(レンズ間に
は折り曲げミラー6Gが配置されており、光軸を−X軸
方向に変える)を経由してG光用液晶ライトバルブ10
Gに入射する。本実施の形態では、このG光用第1照明
レンズ及びG光用第2照明レンズが、インテグレータ2
の出射面の実像をG光用ライトバルブ上に結像させる第
3のリレー光学系を構成している。
G光は、レンズ102Gとレンズ103Gと構成される
G光用第1照明レンズを経て折り曲げミラー5Gにて光
軸を−Z軸方向に変え、レンズ104Gとレンズ105
Gとから構成されるG光用第2照明レンズ(レンズ間に
は折り曲げミラー6Gが配置されており、光軸を−X軸
方向に変える)を経由してG光用液晶ライトバルブ10
Gに入射する。本実施の形態では、このG光用第1照明
レンズ及びG光用第2照明レンズが、インテグレータ2
の出射面の実像をG光用ライトバルブ上に結像させる第
3のリレー光学系を構成している。
【0039】クロスダイクロイックミラー4を出射した
B光は、レンズ102Bとレンズ103Bとから構成さ
れるB光用第1照明レンズを経て折り曲げミラー5Bに
て光軸を−Z軸方向に変え、レンズ104Bとレンズ1
05Bとから構成される第2照明レンズ(レンズ間には
折り曲げミラー6Bが配置されており、光軸を−Y軸方
向に変える)を経由してB光用液晶ライトバルブ10B
に入射する。本実施の形態では、このB光用第1照明レ
ンズ及びB光用第2照明レンズが、インテグレータ2の
出射面の実像をB光用ライトバルブ上に結像させる第4
のリレー光学系を構成している。
B光は、レンズ102Bとレンズ103Bとから構成さ
れるB光用第1照明レンズを経て折り曲げミラー5Bに
て光軸を−Z軸方向に変え、レンズ104Bとレンズ1
05Bとから構成される第2照明レンズ(レンズ間には
折り曲げミラー6Bが配置されており、光軸を−Y軸方
向に変える)を経由してB光用液晶ライトバルブ10B
に入射する。本実施の形態では、このB光用第1照明レ
ンズ及びB光用第2照明レンズが、インテグレータ2の
出射面の実像をB光用ライトバルブ上に結像させる第4
のリレー光学系を構成している。
【0040】各色用の前記第1照明レンズはそれぞれ色
毎に同じレンズから構成され、色分解光学系としてのク
ロスダイクロイックミラー4から同じ光路長位置に配置
されている。さらに、各色用の前記第2照明レンズもそ
れぞれ色毎に同じレンズから構成され、各色用のライト
バルブ10R,10G,10Bまでの光路長は各色毎で
同じである。
毎に同じレンズから構成され、色分解光学系としてのク
ロスダイクロイックミラー4から同じ光路長位置に配置
されている。さらに、各色用の前記第2照明レンズもそ
れぞれ色毎に同じレンズから構成され、各色用のライト
バルブ10R,10G,10Bまでの光路長は各色毎で
同じである。
【0041】ここで、各色光のうちG光について、図2
を参照して説明する。クロスダイクロイックミラー4を
通過したG光は、レンズ102Gとレンズ103Gとか
ら構成される第1照明レンズと、レンズ104Gとレン
ズ105Gとから構成される第2照明レンズとによって
構成される第3のリレー光学系に入射する。前記第1照
明レンズを経て瞳空間を形成し、主光線が交差する点で
瞳を構成する。さらに、該瞳を出射した主光線は、前記
第2照明レンズによって光軸と平行にされ、G光用ライ
トバルブ10Gに入射される。すなわち、当該第3のリ
レー光学系は入射側及び出射側に対して主光線が光軸と
平行なテレセントリック光学系を構成する。さらに、当
該第3のリレー光学系によってG光用ライトバルブ10
G上にインテグレータ2の出射面の第2次像(前記実像
Iの実像)を形成する。したがって、G光用ライトバル
ブに対してテレセントリックな臨界照明が達成される。
を参照して説明する。クロスダイクロイックミラー4を
通過したG光は、レンズ102Gとレンズ103Gとか
ら構成される第1照明レンズと、レンズ104Gとレン
ズ105Gとから構成される第2照明レンズとによって
構成される第3のリレー光学系に入射する。前記第1照
明レンズを経て瞳空間を形成し、主光線が交差する点で
瞳を構成する。さらに、該瞳を出射した主光線は、前記
第2照明レンズによって光軸と平行にされ、G光用ライ
トバルブ10Gに入射される。すなわち、当該第3のリ
レー光学系は入射側及び出射側に対して主光線が光軸と
平行なテレセントリック光学系を構成する。さらに、当
該第3のリレー光学系によってG光用ライトバルブ10
G上にインテグレータ2の出射面の第2次像(前記実像
Iの実像)を形成する。したがって、G光用ライトバル
ブに対してテレセントリックな臨界照明が達成される。
【0042】R光及びB光に関しても、G光の場合と同
様に、前記第2のリレー光学系及び前記第4のリレー光
学系によって、R光用ライトバルブ10R及びB光用ラ
イトバルブ10Bに対してそれぞれテレセントリックな
臨界照明が達成される。
様に、前記第2のリレー光学系及び前記第4のリレー光
学系によって、R光用ライトバルブ10R及びB光用ラ
イトバルブ10Bに対してそれぞれテレセントリックな
臨界照明が達成される。
【0043】ここで、液晶ライトバルブ10R,10
B,10G,11について説明する。一般に、液晶ライ
トバルブは液晶パネルをクロスニコルを構成する2枚の
偏光板にて挟み込んだ構造をなしている。図面には示し
ていないが、この液晶パネルは、入射光側から順に、透
明ガラス基板、該ガラス基板上に形成された格子状の画
素を選択スイッチングするアクティブ非線形素子(例え
ばTFT)及びこれと結合された画素を構成する電極、
液晶層、対向電極、透明ガラス基板から構成されてい
る。各色毎の色信号又は輝度信号によってスイッチング
された前記アクティブ素子によって画素電極とこれに対
向する対向電極との間に電圧が印加されることにより、
その電界によって液晶の分子が互いに平行にかつ基板に
対して垂直に配列する。そのため、入射側の偏光板を通
過した偏光光はそのままパネルを通過し、クロスニコル
を構成する出射側の偏光板に吸収される。一方、前記ア
クティブ素子によって選択されない箇所では液晶分子は
ねじれ構造を維持することとなり、この場合、入射側の
偏光板を通過した偏光光は、液晶分子のねじれに倣って
偏光方向が90度変換されてからパネルを出射し、出力
側の偏光板を通過することとなる。このように、各色用
液晶ライトバルブ及び輝度信号用液晶ライトバルブは各
色信号又は輝度信号によりスイッチングされることによ
り、当該ライトバルブ上に各色信号又は輝度信号に応じ
た画像を形成する。すなわち各液晶ライトバルブを通過
する光に対し変調をかけることとなる。
B,10G,11について説明する。一般に、液晶ライ
トバルブは液晶パネルをクロスニコルを構成する2枚の
偏光板にて挟み込んだ構造をなしている。図面には示し
ていないが、この液晶パネルは、入射光側から順に、透
明ガラス基板、該ガラス基板上に形成された格子状の画
素を選択スイッチングするアクティブ非線形素子(例え
ばTFT)及びこれと結合された画素を構成する電極、
液晶層、対向電極、透明ガラス基板から構成されてい
る。各色毎の色信号又は輝度信号によってスイッチング
された前記アクティブ素子によって画素電極とこれに対
向する対向電極との間に電圧が印加されることにより、
その電界によって液晶の分子が互いに平行にかつ基板に
対して垂直に配列する。そのため、入射側の偏光板を通
過した偏光光はそのままパネルを通過し、クロスニコル
を構成する出射側の偏光板に吸収される。一方、前記ア
クティブ素子によって選択されない箇所では液晶分子は
ねじれ構造を維持することとなり、この場合、入射側の
偏光板を通過した偏光光は、液晶分子のねじれに倣って
偏光方向が90度変換されてからパネルを出射し、出力
側の偏光板を通過することとなる。このように、各色用
液晶ライトバルブ及び輝度信号用液晶ライトバルブは各
色信号又は輝度信号によりスイッチングされることによ
り、当該ライトバルブ上に各色信号又は輝度信号に応じ
た画像を形成する。すなわち各液晶ライトバルブを通過
する光に対し変調をかけることとなる。
【0044】本実施の形態にて使用した色信号用ライト
バルブ10R,10B,10G及び輝度信号用ライトバ
ルブ11は、いずれも画像形成部の大きさ及び形状並び
に前記説明の基本構造においては同じであるが、次の点
で異なっている。
バルブ10R,10B,10G及び輝度信号用ライトバ
ルブ11は、いずれも画像形成部の大きさ及び形状並び
に前記説明の基本構造においては同じであるが、次の点
で異なっている。
【0045】色信号用のライトバルブ10R,10B,
10Gは、輝度信号用ライトバルブ11に比して、画素
数を少なく、すなわち作製する非線形素子(スイッチン
グ素子)の数を減らしている。さらに、色信号用ライト
バルブの開口率は、輝度信号用ライトバルブ11の開口
率より大きくしている。
10Gは、輝度信号用ライトバルブ11に比して、画素
数を少なく、すなわち作製する非線形素子(スイッチン
グ素子)の数を減らしている。さらに、色信号用ライト
バルブの開口率は、輝度信号用ライトバルブ11の開口
率より大きくしている。
【0046】画素数が色信号用ライトバルブ10R,1
0B,10Gと高精細の輝度信号ライトバルブ11とで
同じである場合には、入射光が透過できる部分の面積と
ライトバルブ上における前記アクティブ非線形素子の占
める面積(入射光が透過できない部分の面積)の比率、
すなわち開口率が両者とも低下してしまい、高精細には
なるものの投射像が暗くなってしまうという欠点が生じ
てしまい、さらに両者の製造歩留まりも非線形素子の数
が多くなることから悪くなってしまう。両者ともに低解
像度の少ない画素数では、両者とも開口率が増して投射
像が明るくなるという点は達成できるが、解像度が悪く
なる。本実施の形態では、前記のように、色信号用ライ
トバルブ10R,10B,10Gとして、一個の画素面
積が輝度信号用ライトバルブ11の一個の画素面積より
大きいライトバルブを使用している。この結果、色信号
用ライトバルブ10R,10B,10Gを出射する光量
は開口率が向上するため多くなり、明るい色信号像を投
射できることとなる。さらに、高精細の輝度信号用ライ
トバルブ11より投射された高精細の輝度信号による投
射像が前記色信号ライトバルブより投射された色投射像
に重畳されるため、明るくかつ高精細の投射像が投射で
きることとなる。
0B,10Gと高精細の輝度信号ライトバルブ11とで
同じである場合には、入射光が透過できる部分の面積と
ライトバルブ上における前記アクティブ非線形素子の占
める面積(入射光が透過できない部分の面積)の比率、
すなわち開口率が両者とも低下してしまい、高精細には
なるものの投射像が暗くなってしまうという欠点が生じ
てしまい、さらに両者の製造歩留まりも非線形素子の数
が多くなることから悪くなってしまう。両者ともに低解
像度の少ない画素数では、両者とも開口率が増して投射
像が明るくなるという点は達成できるが、解像度が悪く
なる。本実施の形態では、前記のように、色信号用ライ
トバルブ10R,10B,10Gとして、一個の画素面
積が輝度信号用ライトバルブ11の一個の画素面積より
大きいライトバルブを使用している。この結果、色信号
用ライトバルブ10R,10B,10Gを出射する光量
は開口率が向上するため多くなり、明るい色信号像を投
射できることとなる。さらに、高精細の輝度信号用ライ
トバルブ11より投射された高精細の輝度信号による投
射像が前記色信号ライトバルブより投射された色投射像
に重畳されるため、明るくかつ高精細の投射像が投射で
きることとなる。
【0047】前述したように各色信号用ライトバルブ1
0R,10B,10G上にはインテグレータ2の出射面
の2次実像が形成されて臨界テレセントリック照明が達
成されるため、液晶ライトバルブ10R,10B,10
Gの角度特性に起因する投射像のコントラストムラ(す
なわち、ライトバルブへの主光線の入射角度が場所によ
って異なることによるライトバルブの変調特性の差に基
づいて発生するコントラストムラ)が発生することはな
い。
0R,10B,10G上にはインテグレータ2の出射面
の2次実像が形成されて臨界テレセントリック照明が達
成されるため、液晶ライトバルブ10R,10B,10
Gの角度特性に起因する投射像のコントラストムラ(す
なわち、ライトバルブへの主光線の入射角度が場所によ
って異なることによるライトバルブの変調特性の差に基
づいて発生するコントラストムラ)が発生することはな
い。
【0048】色信号用ライトバルブ10R,10G,1
0Bからの出射光は、それぞれ主光線がテレセントリッ
ク性を保ったまま色信号用ライトバルブ10R,10
G,10Bの出射口近傍に配置された色合成光学系であ
るクロスダイクロイックプリズム7に入射され、該クロ
スダイクロイックプリズム7を構成するダイクロイック
膜によって色合成が達成され、主光線がテレセントリッ
ク性を保ったまま該プリズム7から出射される。すなわ
ち、クロスダイクロイックプリズム7は、投射レンズ1
06の開口絞りによって決定される主光線がテレセント
リック性を有する位置に配置されている。クロスダイク
ロイックプリズム7を構成するダイクロイック膜は入射
光線の角度によって色合成特性が異なるが、主光線に対
するテレセントリック性が確保されているために、合成
光の色のムラ、すなわちカラーシェーディングの問題は
発生しない。前記ライトバルブ10R,10G,10B
を出射した光は、偏光ビームスプリッタ3を透過した前
記第1の偏光光を1/2波長板110にてその偏光方向
を90度変換した光によるものであるため、前述したよ
うに、クロスダイクロイックプリズム7のダイクロイッ
ク膜形成面に対してはS偏光光として入射することとな
り、ダイクロイックプリズム7の色合成特性が向上す
る。
0Bからの出射光は、それぞれ主光線がテレセントリッ
ク性を保ったまま色信号用ライトバルブ10R,10
G,10Bの出射口近傍に配置された色合成光学系であ
るクロスダイクロイックプリズム7に入射され、該クロ
スダイクロイックプリズム7を構成するダイクロイック
膜によって色合成が達成され、主光線がテレセントリッ
ク性を保ったまま該プリズム7から出射される。すなわ
ち、クロスダイクロイックプリズム7は、投射レンズ1
06の開口絞りによって決定される主光線がテレセント
リック性を有する位置に配置されている。クロスダイク
ロイックプリズム7を構成するダイクロイック膜は入射
光線の角度によって色合成特性が異なるが、主光線に対
するテレセントリック性が確保されているために、合成
光の色のムラ、すなわちカラーシェーディングの問題は
発生しない。前記ライトバルブ10R,10G,10B
を出射した光は、偏光ビームスプリッタ3を透過した前
記第1の偏光光を1/2波長板110にてその偏光方向
を90度変換した光によるものであるため、前述したよ
うに、クロスダイクロイックプリズム7のダイクロイッ
ク膜形成面に対してはS偏光光として入射することとな
り、ダイクロイックプリズム7の色合成特性が向上す
る。
【0049】色合成用クロスダイクロイックプリズム7
からの出射光は、同様に主光線がテレセントリック性を
保ったまま、偏光合成光学系としての偏光ビームスプリ
ッタ9に入射され、該偏光ビームスプリッタ9により輝
度信号用ライトバルブ11からの出射光と合成される。
からの出射光は、同様に主光線がテレセントリック性を
保ったまま、偏光合成光学系としての偏光ビームスプリ
ッタ9に入射され、該偏光ビームスプリッタ9により輝
度信号用ライトバルブ11からの出射光と合成される。
【0050】さて、既に説明したように、偏光分離用偏
光ビームスプリッタ3にて偏光分離された第2の偏光
は、リレーレンズ101によってインテグレータ2の出
射面の等倍実像が形成される位置に配置された輝度信号
用ライトバルブ11を臨界照明する。さらに、この第2
の偏光光は、主光線が光軸と平行であることより、輝度
信号用ライトバルブ11に対してテレセントリック照明
を達成する。このことより、色信号用ライトバルブ10
R,10G,10Bと同様に主光線の入射角度に起因す
るコントラストムラが発生しない。
光ビームスプリッタ3にて偏光分離された第2の偏光
は、リレーレンズ101によってインテグレータ2の出
射面の等倍実像が形成される位置に配置された輝度信号
用ライトバルブ11を臨界照明する。さらに、この第2
の偏光光は、主光線が光軸と平行であることより、輝度
信号用ライトバルブ11に対してテレセントリック照明
を達成する。このことより、色信号用ライトバルブ10
R,10G,10Bと同様に主光線の入射角度に起因す
るコントラストムラが発生しない。
【0051】輝度信号用ライトバルブ11は、前記のよ
うに色信号用ライトバルブ10R,10G,10Bより
画素数が多く高精細になっているが、ライトバルブ上に
作製できる非線形スイッチング素子の大きさには限度が
あるため、開口率において色信号より劣ることになる。
当該輝度信号用ライトバルブ11によって偏光方向が9
0度変換されて出射した光は、主光線がテレセントリッ
ク性を保ったまま、1/2波長板111を透過して偏光
方向が再び90度変換されて、透明な光路長補正部材1
1を透過し、偏光合成用の偏光ビームスプリッタ9に主
光線がテレセントリック性を保ったまま入射する。光路
長補正部材11から出射した光と前記色合成クロスダイ
クロイックプリズム7を出射した色合成光とが、偏光ビ
ームスプリッタ9により偏光合成され、この合成光が投
射レンズ106にてスクリーン(図示せず)上に投射さ
れる。
うに色信号用ライトバルブ10R,10G,10Bより
画素数が多く高精細になっているが、ライトバルブ上に
作製できる非線形スイッチング素子の大きさには限度が
あるため、開口率において色信号より劣ることになる。
当該輝度信号用ライトバルブ11によって偏光方向が9
0度変換されて出射した光は、主光線がテレセントリッ
ク性を保ったまま、1/2波長板111を透過して偏光
方向が再び90度変換されて、透明な光路長補正部材1
1を透過し、偏光合成用の偏光ビームスプリッタ9に主
光線がテレセントリック性を保ったまま入射する。光路
長補正部材11から出射した光と前記色合成クロスダイ
クロイックプリズム7を出射した色合成光とが、偏光ビ
ームスプリッタ9により偏光合成され、この合成光が投
射レンズ106にてスクリーン(図示せず)上に投射さ
れる。
【0052】本実施の形態では、光路長補正部材8は、
所定の屈折率を持つ直方体の透明光学部材であり、投射
レンズ106に対し、スクリーン上の像との共役性を輝
度信号用ライトバルブ11と色信号用ライトバルブ10
R,10G,10Bと間に担保するために配置されてい
る。すなわち、光路長補正部材8は、輝度信号用ライト
バルブ11から投射レンズ106までの光路長を、色信
号用ライトバルブ10R,10G,10Bから投射レン
ズ106までの光路長と一致させる。本実施の形態にお
いては、偏光合成用の偏光ビームスプリッタ9も主光線
がテレセントリック性を持つ位置に配置されており、偏
光ビームスプリッタ9における偏光合成を実施する偏光
分離膜の主光線の入射角度特性に起因するコントラスト
ムラを排除することができる。
所定の屈折率を持つ直方体の透明光学部材であり、投射
レンズ106に対し、スクリーン上の像との共役性を輝
度信号用ライトバルブ11と色信号用ライトバルブ10
R,10G,10Bと間に担保するために配置されてい
る。すなわち、光路長補正部材8は、輝度信号用ライト
バルブ11から投射レンズ106までの光路長を、色信
号用ライトバルブ10R,10G,10Bから投射レン
ズ106までの光路長と一致させる。本実施の形態にお
いては、偏光合成用の偏光ビームスプリッタ9も主光線
がテレセントリック性を持つ位置に配置されており、偏
光ビームスプリッタ9における偏光合成を実施する偏光
分離膜の主光線の入射角度特性に起因するコントラスト
ムラを排除することができる。
【0053】以上、本発明の一実施の形態について説明
したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものでは
ない。
したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものでは
ない。
【0054】例えば、本発明の実施の形態においては色
分解光学系としてクロスダイクロイックミラーを使用し
たが、代わりにクロスダイクロイックプリズムを使用し
てもよい。ただし、クロスダイクロイックプリズムは入
射する偏光光の偏光方向に対して色分解特性の差がクロ
スダイクロイックミラーに比して大きく、P偏光方向に
入射することは避けた方がよい。このため、該クロスダ
イクロイックプリズム入射前には本実施の形態のように
1/2波長板110にて偏光方向を変換させることはせ
ずに、S偏光方向にて入射させ、その後各色光ごとに1
/2波長板を配置して偏光方向を変換させ、結果として
合成用ダイクロイックプリズム7にS偏光方向にて入射
させるようにすることが好ましい。
分解光学系としてクロスダイクロイックミラーを使用し
たが、代わりにクロスダイクロイックプリズムを使用し
てもよい。ただし、クロスダイクロイックプリズムは入
射する偏光光の偏光方向に対して色分解特性の差がクロ
スダイクロイックミラーに比して大きく、P偏光方向に
入射することは避けた方がよい。このため、該クロスダ
イクロイックプリズム入射前には本実施の形態のように
1/2波長板110にて偏光方向を変換させることはせ
ずに、S偏光方向にて入射させ、その後各色光ごとに1
/2波長板を配置して偏光方向を変換させ、結果として
合成用ダイクロイックプリズム7にS偏光方向にて入射
させるようにすることが好ましい。
【0055】さらに、本実施の形態では色合成光学系と
してクロスダイクロイックプリズムが使用されていた
が、代わりにクロスダイクロイックミラーを使用しても
よいことは言うまでもない。
してクロスダイクロイックプリズムが使用されていた
が、代わりにクロスダイクロイックミラーを使用しても
よいことは言うまでもない。
【0056】また、本実施の形態においては、光源から
の光を入射させるインテグレータの断面形状及びその大
きさは使用した色信号用ライトバルブ10R,10G,
10B、輝度信号用ライトバルブ11の画像形成部分の
形状及び大きさと同じであった。しかし、この場合、こ
れらのライトバルブ10R,10G,10B,11が大
きくなるとインテグレータ2をその断面形状に比例して
大きくする必要がでてくるが、大型のインテグレータを
作製することはコストアップにつながるし、製造上も困
難になる。このような際には、インテグレータの断面形
状を使用するライトバルブの画像形成部部分に対して比
例縮小した形状にし、かつリレーレンズ101を拡大リ
レーレンズとして構成し、該レンズ101によるインテ
グレータ出射面の像の大きさをライトバルブ10R,1
0G,10B,11の画像形成部分と略同じになるよう
に拡大すればよい。また、インテグレータとしては、ロ
ッドインテグレータに限定されることはなく、例えば、
フライアイインテグレータを使用してもよい。
の光を入射させるインテグレータの断面形状及びその大
きさは使用した色信号用ライトバルブ10R,10G,
10B、輝度信号用ライトバルブ11の画像形成部分の
形状及び大きさと同じであった。しかし、この場合、こ
れらのライトバルブ10R,10G,10B,11が大
きくなるとインテグレータ2をその断面形状に比例して
大きくする必要がでてくるが、大型のインテグレータを
作製することはコストアップにつながるし、製造上も困
難になる。このような際には、インテグレータの断面形
状を使用するライトバルブの画像形成部部分に対して比
例縮小した形状にし、かつリレーレンズ101を拡大リ
レーレンズとして構成し、該レンズ101によるインテ
グレータ出射面の像の大きさをライトバルブ10R,1
0G,10B,11の画像形成部分と略同じになるよう
に拡大すればよい。また、インテグレータとしては、ロ
ッドインテグレータに限定されることはなく、例えば、
フライアイインテグレータを使用してもよい。
【0057】本実施の形態においてはインテグレータか
らの出射光を単独のリレーレンズ101からなる第1の
リレー光学系に入射させたが、第1のリレー光学系とし
て、2個の照明レンズを使用したタイプのリレー光学系
を使用してもよい。また、色分解光学系と各色用ライト
バルブ10R,10G,10Bとの間に配置された第
2、第3及び第4のリレー光学系も、色分解光学系の直
後とライトバルブ10R,10G,10B直前とに配置
された各フィールドレンズと当該フィールドレンズ間に
配置されるリレーレンズとによって構成されるリレー光
学系としてもよい。
らの出射光を単独のリレーレンズ101からなる第1の
リレー光学系に入射させたが、第1のリレー光学系とし
て、2個の照明レンズを使用したタイプのリレー光学系
を使用してもよい。また、色分解光学系と各色用ライト
バルブ10R,10G,10Bとの間に配置された第
2、第3及び第4のリレー光学系も、色分解光学系の直
後とライトバルブ10R,10G,10B直前とに配置
された各フィールドレンズと当該フィールドレンズ間に
配置されるリレーレンズとによって構成されるリレー光
学系としてもよい。
【0058】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
偏光分離光学系、色分解光学系、色合成光学系、偏光合
成光学系の全てが主光線がテレセントリック性を有する
位置に配置されることより、投射像の高輝度化を図りつ
つ、投射像のコントラストムラやカラーシェーディング
をなくすことができる。
偏光分離光学系、色分解光学系、色合成光学系、偏光合
成光学系の全てが主光線がテレセントリック性を有する
位置に配置されることより、投射像の高輝度化を図りつ
つ、投射像のコントラストムラやカラーシェーディング
をなくすことができる。
【0059】また、本発明によれば、各色信号用ライト
バルブ及び輝度信号用ライトバルブがテレセントリック
照明がなされることにより、各ライトバルブの角度特性
によるコントラストムラもなくすことができる。
バルブ及び輝度信号用ライトバルブがテレセントリック
照明がなされることにより、各ライトバルブの角度特性
によるコントラストムラもなくすことができる。
【0060】さらに、本発明によれば、輝度信号用ライ
トバルブの開口率を色信号用ライトバルブのライトバル
ブの開口率より小さくすることにより、高精細で明るい
投射像を投射することができる。
トバルブの開口率を色信号用ライトバルブのライトバル
ブの開口率より小さくすることにより、高精細で明るい
投射像を投射することができる。
【図1】本発明の一実施の形態による投射型表示装置の
全体構成を示す概略斜視図である。
全体構成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の図1中のYZ断面
における光路図である。
における光路図である。
【図3】従来の投射型表示装置を示す概略構成図であ
る。
る。
1 光源 2 ロッドインテグレータ 3 偏光分離光学系(偏光ビームスプリッタ) 4 色分解光学系(クロスダイクロイックミラー) 5R,5G,5B,6R,6G,6B 反射ミラー 7 色合成光学系(ダイクロイックプリズム) 8 光路長補正部材 9 偏光合成光学系(偏光ビームスプリッタ) 10R,10B,10G 色信号用ライトバルブ 11 輝度信号用ライトバルブ 101 リレーレンズ 102R,103R,102G,103G,102B,
103B レンズ 104R,105R,104G,105G,104B,
105B レンズ 106 投射レンズ 110,111 1/2波長板
103B レンズ 104R,105R,104G,105G,104B,
105B レンズ 106 投射レンズ 110,111 1/2波長板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G09F 9/00 360 G09F 9/00 360D H04N 9/31 H04N 9/31 C (72)発明者 服部 徹夫 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 (10)
- 【請求項1】 光源からの光を第1の偏光光と第2の偏
光光とに偏光分離する偏光分離光学系と、 前記偏光分離光学系により偏光分離された前記第1の偏
光光を第1、第2及び第3の色光に色分解する色分解光
学系と、 前記色分解された第1、第2及び第3の色光をそれぞれ
所定の色信号に基づいて変調する第1、第2及び第3の
色信号用ライトバルブと、 前記第1、第2及び第3の色信号用ライトバルブにより
変調されて前記第1、第2及び第3の色信号用ライトバ
ルブからそれぞれ出射される光を色合成する色合成光学
系と、 前記偏光分離光学系により偏光分離された前記第2の偏
光光を所定の輝度信号に基づいて変調する輝度信号用ラ
イトバルブと、 前記色合成光学系により色合成された光と前記輝度信号
用ライトバルブにより変調されて前記輝度信号用ライト
バルブから出射された光とを合成する偏光合成光学系
と、 前記偏光合成光学系により合成された光を投射する投射
光学系と、 を有する投射型表示装置において、 前記偏光分離光学系、前記色分解光学系、前記色合成光
学系及び前記偏光合成光学系が、前記投射光学系の開口
絞りによって決定される主光線がテレセントリック性を
有する位置に配置されたことを特徴とする投射型表示装
置。 - 【請求項2】 前記第1、第2及び第3の色信号用ライ
トバルブ並びに前記輝度信号用ライトバルブが、前記投
射光学系の開口絞りによって決定される主光線がテレセ
ントリック性を有する位置に配置されて、前記第1、第
2及び第3の色信号用ライトバルブ並びに前記輝度信号
用ライトバルブに対してテレセントリック照明がなされ
ることを特徴とする請求項1記載の投射型表示装置。 - 【請求項3】 光源からの光を第1の偏光光と第2の偏
光光とに偏光分離する偏光分離光学系と、 前記偏光分離光学系により偏光分離された前記第1の偏
光光を第1、第2及び第3の色光に色分解する色分解光
学系と、 前記色分解された第1、第2及び第3の色光をそれぞれ
所定の色信号に基づいて変調する第1、第2及び第3の
色信号用ライトバルブと、 前記第1、第2及び第3の色信号用ライトバルブにより
変調されて前記第1、第2及び第3の色信号用ライトバ
ルブからそれぞれ出射される光を色合成する色合成光学
系と、 前記偏光分離光学系により偏光分離された前記第2の偏
光光を所定の輝度信号に基づいて変調する輝度信号用ラ
イトバルブと、 前記色合成光学系により色合成された光と前記輝度信号
用ライトバルブにより変調されて前記輝度信号用ライト
バルブから出射された光とを合成する偏光合成光学系
と、 前記偏光合成光学系により合成された光を投射する投射
光学系と、 を有する投射型表示装置において、 前記光源と前記偏光分離光学系との間には、前記光源か
らの光が入射されるインテグレータと該インテグレータ
からの出射光を前記偏光分離光学系に導く第1のリレー
光学系とが設けられ、 前記輝度信号用ライトバルブは、前記第1のリレー光学
系により形成される前記インテグレータの出射面の実像
であって前記偏光分離光学系により分離された前記第2
の偏光光による実像が形成される位置に、配置され、 前記色分解光学系と前記第1、第2及び第3の色信号用
ライトバルブとの間には、前記色分解光学系により色分
解された前記第1、第2及び第3の色光による前記イン
テグレータの出射面の実像を前記第1、第2及び第3の
色信号用ライトバルブ上にそれぞれ結像させる第2、第
3及び第4のリレー光学系が、それぞれ配置されたこと
を特徴する投射型表示装置。 - 【請求項4】 前記インテグレータがロッドインテグレ
ータであることを特徴とする請求項3記載の投射型表示
装置。 - 【請求項5】 前記偏光分離光学系及び前記偏光合成光
学系はそれぞれ偏光ビームスプリッタから構成され、前
記色分解光学系及び前記色合成光学系はそれぞれクロス
ダイクロイックプリズム又はクロスダイクロイックミラ
ーから構成されたことを特徴とする請求項1乃至4のい
ずれかに記載の投射型表示装置。 - 【請求項6】 前記輝度信号用ライトバルブと前記偏光
合成光学系の間には、前記輝度信号用ライトバルブから
前記投射光学系までの光路長を、前記第1、第2及び第
3の色信号用ライトバルブから前記投射光学系までの光
路長と略一致させる光路長補正用部材が配置されたこと
を特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の投射型
表示装置。 - 【請求項7】 光源からの光を第1の偏光光と第2の偏
光光とに偏光分離する偏光分離光学系と、 前記偏光分離光学系により偏光分離された前記第1の偏
光光を第1、第2及び第3の色光に色分解する色分解光
学系と、 前記色分解された第1、第2及び第3の色光をそれぞれ
所定の色信号に基づいて変調する第1、第2及び第3の
色信号用ライトバルブと、 前記第1、第2及び第3の色信号用ライトバルブにより
変調されて前記第1、第2及び第3の色信号用ライトバ
ルブからそれぞれ出射される光を色合成する色合成光学
系と、 前記偏光分離光学系により偏光分離された前記第2の偏
光光を所定の輝度信号に基づいて変調する輝度信号用ラ
イトバルブと、 前記色合成光学系により色合成された光と前記輝度信号
用ライトバルブにより変調されて前記輝度信号用ライト
バルブから出射された光とを合成する偏光合成光学系
と、 前記偏光合成光学系により合成された光を投射する投射
光学系と、 を有する投射型表示装置において、 前記第1、第2及び第3の色信号用ライトバルブの画像
形成部分の形状及び大きさと前記輝度信号用ライトバル
ブの画像形成部分の形状及び大きさとが実質的に同一で
あり、 前記輝度信号用ライトバルブの開口率は、前記第1、第
2及び第3の色信号用ライトバルブの開口率より小さい
ことを特徴とする投射型表示装置。 - 【請求項8】 前記輝度信号用ライトバルブの画素数
は、前記第1、第2及び第3の色信号用ライトバルブの
画素数より多いことを特徴とする請求項7記載の投射型
表示装置。 - 【請求項9】 前記第1、第2及び第3の色信号用ライ
トバルブ並びに前記輝度信号用ライトバルブが、前記投
射光学系の開口絞りによって決定される主光線がテレセ
ントリック性を有する位置に配置されて、前記第1、第
2及び第3の色信号用ライトバルブ並びに前記輝度信号
用ライトバルブに対してテレセントリック照明がなされ
ることを特徴とする請求項7又は8記載の投射型表示装
置。 - 【請求項10】 前記偏光分離光学系、前記色分解光学
系、前記色合成光学系及び前記偏光合成光学系が、前記
投射光学系の開口絞りによって決定される主光線がテレ
セントリック性を有する位置に配置されたことを特徴と
する請求項7乃至9のいずれかに記載の投射型表示装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8171725A JPH09329760A (ja) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | 投射型表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8171725A JPH09329760A (ja) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | 投射型表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09329760A true JPH09329760A (ja) | 1997-12-22 |
Family
ID=15928525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8171725A Pending JPH09329760A (ja) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | 投射型表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09329760A (ja) |
-
1996
- 1996-06-11 JP JP8171725A patent/JPH09329760A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6247816B1 (en) | Optical system for projection displays using spatial light modulators | |
| US6676260B2 (en) | Projection apparatus using spatial light modulator with relay lens and dichroic combiner | |
| US6758565B1 (en) | Projection apparatus using telecentric optics | |
| US6877865B2 (en) | Color component aperture stops in projection display system | |
| US5959778A (en) | Projection-display apparatus | |
| EP1335612A2 (en) | Projection apparatus using spatial light modulator | |
| US6678015B2 (en) | Color separating/synthesizing apparatus | |
| EP1398972A1 (en) | Color illumination system for spatial light modulators using multiple double telecentric relays | |
| US7008065B2 (en) | Color component aperture stops in projection display system | |
| US20070216869A1 (en) | Projection type image display apparatus | |
| US20020089679A1 (en) | Color separating/synthesizing apparatus | |
| US7148936B1 (en) | Color-separation/synthesis optical system with particular cut-off wavelengths and emission-side polarizer and projection type liquid crystal display device using the same | |
| JP2003241304A5 (ja) | ||
| JPH1020271A (ja) | 投射型表示装置 | |
| JPH09329760A (ja) | 投射型表示装置 | |
| JPH09329761A (ja) | 投射型表示装置 | |
| JPH09297352A (ja) | 投射型表示装置 | |
| JPH11326834A (ja) | 反射型液晶プロジェクタ | |
| JPH0843728A (ja) | 液晶プロジェクター用投写レンズおよび液晶プロジェクター装置 | |
| JPH10111539A (ja) | 投射型表示装置 | |
| JP3758225B2 (ja) | 投射装置 | |
| JPH1020327A (ja) | 投射型表示装置 | |
| JP2002116499A (ja) | 投写型映像表示装置 | |
| JPH09211384A (ja) | 投射装置 | |
| JPH09211443A (ja) | カラー投射装置 |