JPH09329761A - 投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 色分解光学系としてクロスダイクロイックミ
ラー等を用いた場合であっても、その構造に起因する投
射像の色ムラを防止する。 【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５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８Ｒ，８
Ｇ，８Ｂ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９により色合成される。第２の偏光光は、ラ
イトバルブ１３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１４により色合成光と偏光合成さ
れ、投射レンズ１０７により投射される。偏光ビームス
プリッタ３及びミラー５は、前側及び後側に対してテレ
セントリック性を有する照明用リレー光学系を構成する
前群の照明レンズ１０１と後群の照明レンズ１０２Ｒ，
１０２Ｇ，１０２Ｂとの間に配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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該合成像を投射
光学系にて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
５４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、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。

【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で合成光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】少ない枚数の液晶ライ
トバルブを用いてコスト低減を図るとともに高輝度でか
つ高解像度の投射像を得るべく、前記従来の投射型表示
装置と同様に、偏光分離光学系、色分解光学系、複数の
色信号用ライトバルブ、色合成光学系、輝度信号用ライ
トバルブ、偏光合成光学系及び投射光学系で投射型表示
装置を構成することが考えられる。そして、この場合
に、色分解光学系としてクロスダイクロイックミラー等
を採用することが考えられる。しかし、クロスダイクロ
イックミラーは、２枚のダイクロイックミラーをＸ字型
に配置した構造を有するので、２枚のダイクロイックミ
ラーの交差部分が投射像に影響して色ムラが発生してし
まう。

【０００６】また、前記従来例においては以下に示す問
題があった。つまり、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という問題が発生し
ていた。また、偏光合成光学系として使用する偏光ビー
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。さらに、液晶ラ
イトバルブ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。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、少ない枚数の液晶ライトバルブを用いてコス
ト低減が図れるとともに高輝度でかつ高解像度の投射像
を得ることができ、しかも、色分解光学系としてクロス
ダイクロイックミラー等を用いた場合であってもその構
造に起因する投射像の色ムラを防止することができる投
射型表示装置を提供することを目的とする。

【０００８】また、本発明は、カラーシェーディングの
少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。

【０００９】さらに、本発明は、コントラストムラのな
い良好な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】

【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の偏光光を複数の色光に色分解する色
分解光学系と、前記色分解光学系により色分解された前
記複数の色光をそれぞれ所定の色信号に基づいて変調す
る複数の色信号用ライトバルブと、前記複数の色信号用
ライトバルブにより変調されて前記複数の色信号用ライ
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、前記光源からの光を前記複数の色信
号用ライトバルブへ向けて導く照明用リレー光学系であ
って、前群と後群とで構成される照明用リレー光学系を
備え、前記偏光分離光学系及び前記色分解光学系が、前
記照明用リレー光学系の前記前群と前記照明用リレー光
学系の前記後群との間に配置され、前記照明用リレー光
学系は、当該照明用リレー光学系の前側及び後側に対し
て、前記投射光学系の開口絞りによって決定される主光
線が光軸と平行な、テレセントリック性を有するもので
ある。

【００１１】この第１の態様によれば、前記従来の投射
型表示装置と同様に、偏光分離光学系、色分解光学系、
複数の色信号用ライトバルブ、色合成光学系、輝度信号
用ライトバルブ、偏光合成光学系及び投射光学系を備え
ているので、少ない枚数の液晶ライトバルブを用いてコ
スト低減を図るとともに高輝度でかつ高解像度の投射像
を得ることができる。そして、前記第１の態様では、照
明用リレー光学系を更に備え、該照明用リレー光学系の
前群と後群との間に偏光分離光学系及び色分解光学系が
配置され、照明用リレー光学系はその前側及び後側にテ
レセントリック性を有している。このような構成を採用
すると、色分解光学系としてクロスダイクロイックミラ
ー等を用いた場合であっても、２つのミラーの交差部分
を通過する光束がライトバルブ上で広がることになるの
で、交差部分に起因する投射像の色ムラを防止すること
ができる。もっとも、前記第１の態様においては、色分
解光学系は、クロスダイクロイックミラーに限定され
ず、クロスダイクロイックプリズム等であってもよい。

【００１２】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
記色合成光学系は、前記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。

【００１３】この第２の態様によれば、色合成光学系
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配置されてい
るので、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なくすことができる。

【００１４】本発明の第３の態様による投射型表示装置
は、前記第１又は第２の態様による投射型表示装置にお
いて、前記偏光合成光学系は、前記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。

【００１５】この第３の態様によれば、偏光合成光学系
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配置されてい
るので、偏光合成光学系の角度特性に起因する投射像の
コントラストムラをなくすことができる。

【００１６】本発明の第４の態様による投射型表示装置
は、前記第１乃至第３のいずれかの態様による投射型表
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、インテグレータが設けられるとともに、該インテ
グレータからの光を前記偏光分離光学系へ導くように前
記照明用リレー光学系の前記前群が設けられ、前記照明
用リレー光学系の前記後群は、前記色分解光学系によっ
て色分解された各色光毎に設けられたものである。

【００１７】本発明の第５の態様による投射型表示装置
は、前記第４の態様による投射型表示装置において、前
記インテグレータは面光源を形成し、前記照明用リレー
光学系は、前記色分解光学系にて色分解された各色光に
よる前記面光源の像を形成し、各色光による前記面光源
の前記像と前記複数の色信号用ライトバルブとの間に
は、前記各色光を前記複数の色信号用ライトバルブへそ
れぞれ導く色信号用リレー光学系が各色毎にそれぞれ設
けられ、前記光源からの光を前記輝度信号用ライトバル
ブへ導く輝度信号用リレー光学系であって、前群と後群
とで構成される輝度信号用リレー光学系を更に備え、前
記偏光分離光学系と前記輝度信号用ライトバルブとの間
には、前記輝度信号用リレー光学系の前記後群が設けら
れ、前記輝度信号用リレー光学系の前記前群と前記照明
用リレー光学系の前記前群とが同一の光学系で共用され
たものである。

【００１８】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
記照明用リレー光学系は前記面光源の前記像側にテレセ
ントリックな光学系であり、前記複数の色信号用リレー
光学系は、各色光による前記面光源の２次像を前記複数
の色信号用ライトバルブ上にそれぞれ形成し、かつ該２
次像側にテレセントリックな光学系であり、前記輝度信
号用リレー光学系は、前記面光源の像を前記輝度信号用
ライトバルブ上に形成し、かつ前記面光源の当該像側に
テレセントリックな光学系であるものである。

【００１９】この第６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
置されることになり、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ことになるので、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。

【００２０】本発明の第７の態様による投射型表示装置
は、前記第５又は第６の態様による投射型表示装置にお
いて、前記複数の色信号用ライトバルブはＲ光用ライト
バルブ、Ｇ光用ライトバルブ及びＢ光用ライトバルブを
有し、前記色信号用リレー光学系は、前記Ｒ光による前
記面光源の１次像からのＲ光を前記Ｒ光用ライトバルブ
へ導くＲ光用リレー光学系と、前記Ｇ光による前記面光
源の１次像からのＧ光を前記Ｇ光用ライトバルブへ導く
Ｇ光用リレー光学系と、前記Ｂ光による前記面光源の１
次像からのＢ光を前記Ｂ光用ライトバルブへ導くＢ光用
リレー光学系とを有するものである。

【００２１】

【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。

【００２２】図１は、本発明による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
明を簡単にするために、図に示すように示す互いに直交
するＸ，Ｙ，Ｚ座標系を定義する。図２は、図１に示す
投射型表示装置のＹＺ断面における光線図である。図２
中の実線は軸外光束の最周縁光線を示し、図２中の破線
はこの軸外光束の主光線（投射レンズ１０７の開口絞り
１０７ａ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。

【００２３】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、図示なきランプと該ランプが第１焦
点に配置された楕円鏡とからなる光源１からの光は、図
示なき赤外吸収フィルター及び紫外吸収フィルターを通
過した後、角柱形状の透明光学部材からなるロッドイン
テグレータ２の入射端面（光源１に近い側の端面）に集
光される。ロッドインテグレータ２に入射した光は、そ
の内面にて反射を繰り返し、入射端面と対向する出射端
面から出射される。ここで、出射端面には均一な光強度
分布を持つ面光源が形成される。言い換えると、この出
射端面は、ロッドインテグレータ２の内面反射によって
その入射端面の位置に形成される複数の光源の虚像から
の光で重畳的に照明されている。

【００２４】次に、ロッドインテグレータ２の出射面か
らの光は、図中の−Ｚ方向に向かって進行し、前群の第
１照明レンズ１０１及び後群の第２照明レンズ１０２
Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂから構成される照明用リレー光
学系の、前記第１照明レンズ１０１にまず入射される。

【００２５】前記照明用リレー光学系は、前群としての
焦点距離ｆ１の第１照明レンズ１０１と、後群として焦
点距離ｆ２を持つ第２照明レンズ１０２Ｒ，１０２Ｇ，
１０２Ｂとから構成されている。第１照明レンズ１０１
と各第２照明レンズ１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂとの
間隔はｆ１＋ｆ２とされている。すなわち、第１照明レ
ンズ１０１の後側焦点位置と第２照明レンズ１０２Ｒ，
１０２Ｇ，１０２Ｂの前側焦点位置とが合致している。

【００２６】第１照明レンズ１０１と第２照明レンズ１
０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂとの間には、第１照明レン
ズ１０１側から、偏光分離光学系としての偏光ビームス
プリッタ３及び色分解光学系としてのクロスダイクロイ
ックミラー５が配置されている。さらに、偏光ビームス
プリッタ３とクロスダイクロイックミラー５との間に
は、１／２波長板４が配置されている。

【００２７】第１照明レンズ１０１を透過した光は、偏
光ビームスプリッタ３に入射され、当該偏光ビームスプ
リッタ３の偏光分離部を透過して−Ｚ方向に出射する第
１の偏光光（Ｐ偏光光（振動方向が図中の±Ｙ方向の直
線偏光））と該偏光分離部にて反射されて−Ｙ方向に出
射する第２の偏光光（Ｓ偏光光（振動方向が図中の±Ｙ
方向の直線偏光））とに偏光分離される。偏光ビームス
プリッタ３を−Ｚ方向に出射した第１の偏光光は、１／
２波長板４を通過して偏光方向が９０度回転した偏光
（振動方向が±Ｘ方向の直線偏光）の状態で、色分解光
学系であるクロスダイクロイックミラー５に入射され
る。該クロスダイクロイックミラー５は、Ｒ光反射ダイ
クロイックミラー５ＲとＢ光反射ダイクロイックミラー
５ＢとをＸ型に組み合わた構造を有し、クロスダイクロ
イックミラー５に入射した光をＲ，Ｇ，Ｂ光に色分解す
る。すなわち、クロスダイクロイックミラー５に−Ｚ方
向に入射した光のうちのＲ光はＲ光反射ダイクロイック
ミラー５Ｒによって−Ｘ方向に反射され、Ｂ光はＢ光反
射ダイクロイックミラー５ＢによってＸ方向に反射さ
れ、Ｇ光はダイクロイックミラー５Ｒ，５Ｂを透過して
−Ｚ方向に進行する。

【００２８】クロスダイクロイックミラー５によって色
分解されたＲ光は、前記照明用リレー光学系の後群の第
２照明レンズ１０２Ｒに入射し、Ｂ光は前記照明用リレ
ー光学系の後群の第２照明レンズ１０２Ｂに入射し、Ｇ
光は前記照明用リレー光学系の後群の第２照明レンズ１
０２Ｇにそれぞれ入射する。この色分解されたＲ光、Ｇ
光及びＢ光は、各光の光路における第２照明レンズ１０
２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂの後側焦点位置にロッドイン
テグレータ２の出射端面の像（面光源の像）をそれぞれ
各色毎に形成する。

【００２９】ここで、各色成分光のうちＧ光成分につい
て、図２を参照して説明する。色分解光学系であるクロ
スダイクロイックミラー５を出射したＧ光は、照明用リ
レー光学系の後群を構成する第２照明レンズ１０２Ｇを
透過して、折り曲げミラー６Ｇにて反射されて図中−Ｙ
方向に進行し、該第２照明レンズ１０２Ｇから光路長ｆ
２だけ離れた位置に、ロッドインテグレータ２の出射端
面のＧ光による実像（１次像）ＩＧを構成する。この像
ＩＧからのＧ光は、当該像ＩＧからｆ２の光路長だけ離
れた位置に配置された焦点距離ｆ２の照明レンズ１０３
Ｇを透過し、折り曲げミラー７Ｇによって反射されて、
Ｚ方向に進行し、照明レンズ１０３Ｇから光路長ｆ１＋
ｆ２の位置に配置された焦点距離ｆ１の照明レンズ１０
４Ｇを通過する。前記照明レンズ１０３Ｇ，１０４Ｇは
Ｇ光用の色信号用リレー光学系（Ｇ光用リレー光学系）
を構成し、前記のように、照明レンズ１０３Ｇの後側焦
点と照明レンズ１０４Ｇの前側焦点とが一致するように
配置されている。このＧ光用リレー光学系から出射した
Ｇ光は、Ｚ方向に進行し、Ｇ光用の色信号用ライトバル
ブとしてのＧ光用液晶ライトバルブ８Ｇに達する。この
Ｇ光用液晶ライトバルブ８ＧはＧ光用リレー光学系の照
明レンズ１０４Ｇから間隔ｆ１だけ離れて配置されてお
り、この液晶ライトバルブ８Ｇ上にはロッドインテグレ
ータ２の出射端面（面光源）のＧ光による実像（２次
像）が形成される。

【００３０】再び図１を参照すると、クロスダイクロイ
ックミラー５によって−Ｘ方向に反射されたＲ光は、折
り曲げミラー６Ｒにて反射されて図中−Ｙ方向に沿って
進行する。このＲ光は、前述したＧ光の場合と同様に、
照明用リレー光学系の後群を構成する照明レンズ１０２
Ｒを透過して、ロッドインテグレータ２の出射端面のＲ
光による実像（１次像）を後群の照明レンズ１０２Ｒか
ら距離ｆ２の位置に形成する。この像からのＲ光は、照
明レンズ１０３Ｒを透過した後に折り曲げミラー７Ｒに
て反射されて、図中Ｘ方向に偏向されて照明レンズ１０
４Ｒを通過する。前記照明レンズ１０３Ｒ，１０４Ｒは
Ｒ光用の色信号用リレー光学系（Ｒ光用リレー光学系）
を構成している。照明レンズ１０３Ｒは、焦点距離ｆ２
を有し、前記像から光路長ｆ２の距離に配置されてい
る。照明レンズ１０４Ｒは、焦点距離ｆ１を有し、照明
レンズ１０３Ｒとの間隔がｆ１＋ｆ２となるように、す
なわち照明レンズ１０３Ｒの後側焦点と照明レンズ１０
４Ｒの前側焦点が合致するように配置されている。この
Ｒ光用リレー光学系からのＲ光は、Ｘ方向に進行し、Ｒ
光用色信号用ライトバルブとしてのＲ光用液晶ライトバ
ルブ８Ｒに到達する。このＲ光用液晶ライトバルブ８Ｒ
は、Ｒ光用リレー光学系の照明レンズ１０４Ｒから間隔
ｆ１だけ離れて配置されており、このライトバルブ８Ｒ
上にはロッドインテグレータ２の出射端面のＲ光による
実像（２次像）が形成される。

【００３１】また、クロスダイクロイックミラー５によ
ってＸ方向に反射されたＢ光は、折り曲げミラー６Ｂに
て反射されて図中−Ｙ方向に沿って進行する。このＢ光
は、前述したＧ光の場合と同様に、照明用リレー光学系
の後群を構成する照明レンズ１０２Ｂを透過して、ロッ
ドインテグレータ２の出射端面のＢ光による像を後群照
明レンズ１０２Ｂから距離ｆ２の位置に形成する。この
像からのＢ光は、照明レンズ１０３Ｂを透過した折り曲
げミラー７Ｂにて反射されて、図中−Ｘ方向に偏向され
て照明レンズ１０４Ｂを通過する。前述した照明レンズ
１０３Ｂ，１０４ＢはＢ光用の色信号用リレー光学系
（Ｂ光用リレー光学系）を構成している。照明レンズ１
０３Ｂは、焦点距離ｆ２を有し、前記像から光路長ｆ２
の距離に配置されている。照明レンズ１０４Ｂは、焦点
距離ｆ１を有し、照明レンズ１０３Ｂとの間隔がｆ１＋
ｆ２となるように、すなわち照明レンズ１０３Ｂの後側
焦点と照明レンズ１０４Ｂの前側焦点が合致するように
配置されている。このＢ光用リレー光学系からのＢ光
は、−Ｘ方向に進行し、Ｂ光用色信号用ライトバルブと
してのＢ光用液晶ライトバルブ８Ｂに到達する。このＢ
光用液晶ライトバルブ８Ｂは、Ｂ光用リレー光学系の照
明レンズ１０４Ｂから間隔ｆ１だけ離れて配置されてお
り、このライトバルブ８Ｂ上にはロッドインテグレータ
２の出射端面のＢ光による実像（２次像）が形成され
る。

【００３２】このように、各色光用液晶ライトバルブ８
Ｒ，８Ｇ，８Ｂ上には、均一な光強度を持つロッドイン
テグレータ２の出射端面の像が形成される。すなわち、
各色用ライトバルブは、均一な面光源によってクリティ
カル照明される。また、本実施の形態においては、照明
リレー光学を構成する照明レンズ１０１と照明レンズ１
０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂとはロッドインテグレータ
２の出射端面像をそれぞれｆ２／ｆ１倍で形成し、各色
光用リレー光学系はこの像をｆ１／ｆ２倍で液晶ライト
バルブ８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ上に再結像する。すなわち、各
液晶ライトバルブ８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ上にはロッドインテ
グレータ２の出射端面の等倍像を形成する。このよう
に、本実施の形態においては、ロッドインテグレータ２
の出射端面と各色用液晶ライトバルブ８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ
とが共役な配置であり、その倍率も等倍であるために、
角柱形状のロッドインテグレータ２の出射端面は、各液
晶ライトバルブの画像表示面と同一サイズ・同一形状と
なるようにその縦横サイズが決定されている。

【００３３】なお、図１及び図２に示す本実施の形態に
よる投射型表示装置において、照明用リレー光学系の後
群を構成するＲ光用の照明レンズ１０２Ｒ及びＢ光用の
照明レンズ１０２ＢはＧ光用の照明レンズ１０２Ｇと同
一な焦点距離ｆ２のレンズであり、更にＲ光用リレー光
学系の照明レンズ１０３Ｒ及びＢ光用リレー光学系の照
明レンズ１０３ＢはＧ光用リレー光学系の照明レンズ１
０３Ｇと同一の焦点距離ｆ２のレンズであり、Ｒ光用リ
レー光学系の照明レンズ１０４Ｒ及びＢ光用リレー光学
系の照明レンズ１０４ＢはＧ光用リレー光学系の照明レ
ンズ１０４Ｇと同一な焦点距離ｆ１のレンズである。

【００３４】また、色分解光学系であるクロスダイクロ
イックミラー５から各色用液晶ライトバルブ８Ｒ，８
Ｇ，８Ｂまでの光路長はそれぞれ実質的に同一である。

【００３５】ここで、各色用液晶ライトバルブ８Ｒ，８
Ｇ，８Ｂについて説明する。各液晶ライトバルブ８Ｒ，
８Ｇ，８Ｂ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、対向電極及び透明ガラス基板から構成さ
れている。各色毎の色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、この電
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
垂直に配列される。そのため、入射側の偏光板を通過し
た直線偏光光はそのまま液晶パネルを透過し、クロスニ
コルを構成する出射側の偏光板によって吸収される。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、液晶分子は捻れ構造を維持することとなり、この場
合には、入射側の偏光板を通過した偏光光は、液晶分子
の捻れに倣って偏光方向が９０度回転変換されてから液
晶パネルを出射し、出射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は各色信号によ
りスイッチングされることにより、該ライトバルブ上に
各色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て変調をかけることとな
る。

【００３６】さて、各色光用液晶ライトバルブ８Ｒ，８
Ｇ，８Ｂの出射側には、色合成光学系として、Ｒ光用反
射ダイクロイック膜９ＲとＢ光反射ダイクロイック膜９
ＢとがＸ型になるように４つの直角プリズムを組み合わ
せたクロスダイクロイックプリズム９が、配置されてい
る。Ｇ光用液晶ライトバルブ８Ｇによって変調されてこ
れを出射したＧ光は、図中Ｚ方向へ向かって進行し、Ｒ
光反射ダイクロイック膜９ＲとＢ光反射ダイクロイック
膜９Ｂとを通過する。また、Ｒ光用液晶ライトバルブ８
Ｒにて変調されてこれを出射したＲ光は、Ｘ方向に進行
し、Ｒ光反射ダイクロイック膜９Ｒにて反射されて、図
中Ｚ方向に向かって反射される。Ｂ光用液晶ライトバル
ブ８Ｂにて変調されてこれを出射したＢ光は、−Ｘ方向
に進行し、Ｂ光反射ダイクロイック膜９ＢにてＺ方向に
反射される。すなわち、クロスダイクロイックミラー５
によって３方向（Ｒ光は−Ｘ方向、Ｇ光光は−Ｚ方向、
Ｂ光はＸ方向）に色分解された各色光は、各液晶ライト
バルブ８Ｒ，８Ｇ，８Ｂを通過した後、前記３方向とは
それぞれ逆向き（Ｒ光はＸ方向、Ｇ光はＺ方向、Ｂ光は
−Ｘ方向）にクロスダイクロイックプリズム９に入射
し、クロスダイクロイックプリズム９にて色合成され、
この色合成光が、クロスダイクロイックミラー５への入
射方向（−Ｚ方向）とは逆向き（Ｚ方向）でクロスダイ
クロイックプリズム９から出射される。このとき、Ｒ光
用液晶ライトバルブ８Ｒから出射されるＲ光は±Ｙ方向
に振動する直線偏光であり、Ｇ光用液晶ライトバルブ８
Ｇから出射されるＧ光は±Ｙ方向に振動する直線偏光で
あり、Ｂ光用液晶ライトバルブ８Ｂから出射されるＢ光
は±Ｙ方向に振動する直線偏光である。このように、本
実施の形態では、偏光ビームスプリッタ３とクロスダイ
クロイックミラー５との間に１／２波長板４を配置して
いるため、各色液晶ライトバルブ８Ｒ，８Ｇ，８Ｂから
出射してクロスダイクロイックプリズム９に入射する直
線偏光光の振動方向を、クロスダイクロイックプリズム
９のダイクロイック膜の膜面に対してＳ偏光とすること
ができる。これによって、各ダイクロイック膜の分光特
性を良好にすることができる。すなわち、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。

【００３７】このクロスダイクロイックプリズム９の出
射側（Ｚ方向）にはレンズ１０５とレンズ１０６とから
構成される合成用リレー光学系が設けられている。当該
合成用リレー光学系を通過した光はＺ方向に進行し、折
り曲げミラー１０にて反射されて、Ｙ方向に向けて進行
し、各色光用ライトバルブ８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの合成像Ｉ
を形成する。すなわち、この合成用リレー光学系として
は、例えば、図２に示すように焦点距離ｆ３のレンズ１
０５と焦点距離ｆ４のレンズ１０６とを間隔ｆ３＋ｆ４
にて配置したものを用いることができる。この場合、合
成像Ｉは、ロッドインテグレータ２の出射端面のｆ４／
ｆ３倍となる。

【００３８】さて、偏光ビームスプリッタ３にて反射さ
れた第２の偏光光（振動方向が図中の±Ｘ方向の直線偏
光）は、図中−Ｙ方向に沿って進行し、焦点距離ｆ２の
第３照明レンズ１０２を通過した後、折り曲げミラー１
２にて反射され、Ｚ方向に進行する。第３照明レンズ１
０２は、第１照明レンズ１０１との間の光路長がｆ１＋
ｆ２となるように、すなわち第１照明レンズ１０１の後
側焦点と第３照明レンズ１０２の前側焦点が合致するよ
うに配置されている。そして、第３照明レンズ１０２の
後側焦点位置には輝度信号用液晶ライトバルブ１３が配
置されている。本実施の形態では、照明レンズ１０１，
１０２が、輝度信号用液晶ライトバルブ１３上にロッド
インテグレータ２の出射端面の像を形成する輝度信号用
リレー光学系を構成しており、照明レンズ１０１が該輝
度信号用リレー光学系の前群、照明レンズ１０２が該輝
度信号用リレー光学系の後群を構成している。第１照明
レンズ１０１は、前記照明用リレー光学系の前群及び前
記輝度信号用リレー光学系の前群として共用されてい
る。

【００３９】この輝度用液晶ライトバルブ１３は、構造
的には色信号用液晶ライトバルブ８Ｒ，８Ｇ，８Ｂと同
様であるが、その大きさは色信号用液晶ライトバルブよ
りも大きく、かつ画素数も多くなるように構成されてい
る。前群としての照明レンズ１０１と後群としての照明
レンズ１０２から構成される前記輝度信号リレー光学系
によって、輝度信号用ライトバルブ１３上にはロッドイ
ンテグレータ２の出射端面の拡大像が形成される。この
とき、輝度信号用液晶ライトバルブ１３上の拡大像の倍
率はｆ２／ｆ１で与えられる。一方、前述したように、
前記合成像Ｉは、ロッドインテグレータ２の出射端面の
ｆ４／ｆ３倍となる。したがって、第１及至第３照明レ
ンズ１０１，１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂ，１０２の
焦点距離並びに各色光用リレー光学系の照明レンズ１０
３Ｒ，１０４Ｒ，１０３Ｇ，１０４Ｇ，１０３Ｂ，１０
４Ｂの焦点距離でるｆ１，ｆ２の値、及び、合成用リレ
ー光学系のレンズ１０５，１０６の焦点距離であるｆ
３，ｆ４の値は、輝度信号用ライトバルブ１３と各色信
号用ライトバルブ８Ｒ，８Ｇ，８Ｂとの大きさの比に応
じて決定すればよい。

【００４０】輝度信号用ライトバルブ１３の出射側（Ｚ
方向側）には、合成光学系としての偏光ビームスプリッ
タ１４が配置されている。輝度信号用ライトバルブ１３
から出射される光は、図中±Ｙ方向の振動を持つ直線偏
光であり、偏光ビームスプリッタ１４の偏光分離部に対
しＰ偏光であるため、この光は偏光ビームスプリッタ１
４を透過して、その出射側に位置する投射レンズ１０７
へ入射する。

【００４１】レンズ１０５，１０６から構成される合成
用リレー光学系にて形成された合成像Ｉからは、図中±
Ｚ方向の振動を有する直線偏光光がＹ方向に沿って進行
する。この直線偏光光は、１／２波長板１１を通過して
偏光方向が９０度回転されて±Ｘ方向の振動となるため
に、偏光合成光学系としての偏光ビームスプリッタ１４
の偏光分離部に対してＳ偏光光となり、該偏光分離部に
て反射され、図中Ｚ方向に進行し、投射レンズ１０７に
入射される。ここで、輝度信号用ライトバルブ１３と合
成像Ｉとは投射レンズ１０７に関し共役な位置にある。

【００４２】このようにして、色合成された光と輝度信
号用ライトバルブ１３からの光とが偏光ビームスプリッ
タ１４により合成され、この合成光が投射レンズ１０７
によりスクリーン（図示せず）上に投射される。

【００４３】この投射レンズ１０７は、開口絞り１０７
ａを有し、該開口絞り１０７ａよりも偏光ビームスプリ
ッタ１４側に位置するレンズ群の後側焦点（開口絞り１
０７ａ側を後側とする。）位置に開口絞り１０７ａを配
置する構成を有している。この開口絞り１０７ａによっ
て当該投射型表示装置を構成する光学系の主光線が定ま
り、偏光ビームスプリッタ１４と投射レンズ１０７との
間において主光線が光軸と平行になる。すなわち、この
投射レンズ１０７は、偏光ビームスプリッタ１４側にテ
レセントリックな光学系である。

【００４４】図２に示すように、本実施の形態による投
射型表示装置では、ロッドインテグレータ２の出射端面
と第１照明レンズ１０１との間の光路、Ｇ光用の第２照
明レンズ１０２ＧとＧ光用リレー光学系の照明レンズ１
０３Ｇとの間の光路、Ｇ光用リレー光学系の照明レンズ
１０４Ｇと合成用リレー光学系のレンズ１０５との間の
光路、合成用リレー光学系のレンズ１０６と投射レンズ
１０７との間の光路、及び第３照明レンズ１０２と投射
レンズ１０７との間の光路において、投射レンズ１０７
の開口絞り１０７ａによって決定される主光線が光軸と
平行になる。

【００４５】また、図２では示されていないが、Ｒ光用
の第２照明レンズ１０２ＲとＲ光用リレー光学系の照明
レンズ１０３Ｒとの間の光路、Ｒ光用リレー光学系の照
明レンズ１０４Ｒと合成用リレー光学系のレンズ１０５
との間の光路、Ｂ光用の第２照明レンズ１０２ＢとＢ光
用リレー光学系の照明レンズ１０３Ｂとの間の光路、及
びＢ光用リレー光学系の照明レンズ１０４Ｂと合成用リ
レー光学系のレンズ１０５との間においても、投射レン
ズ１０７の開口絞り１０７ａによって決定される主光線
が光軸と平行になる。言い換えると、照明用リレー光学
系１０１と１０２Ｒ、１０１と１０２Ｇ、１０１と１０
２Ｂ、輝度信号用リレー光学系１０１と１０２、Ｒ光用
リレー光学系１０３Ｒと１０４Ｒ、Ｂ光用リレー光学系
１０３Ｂと１０４Ｂ、Ｇ光用リレー光学系１０３Ｇと１
０４Ｇ及び合成用リレー光学系１０５と１０６は、それ
ぞれ両側にテレセントリックな光学系である。

【００４６】さらに、照明レンズ１０５，１０６からな
る合成用リレー光学系も、各色光用ライトバルブ８Ｒ，
８Ｇ，８Ｂから合成用リレー光学系までの間と合成用リ
レー光学系から輝度信号用ライトバルブ１３を経て照明
レンズ１０２までの間において主光線が光軸と平行なテ
レセントリックな光学系となっている。

【００４７】以上の光学系により、各色光用ライトバル
ブ８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ及び輝度信号用ライトバルブ１３
が、前記主光線がテレセントリックを維持する様に構成
されることとなる。このため、液晶ライトバルブ８Ｒ，
８Ｇ，８Ｂ，１３の主光線の入射角による特性に依存す
るコントラストムラをなくすことができる。

【００４８】さらに、色合成光学系に対しても、主光線
のテレセントリック性が確保されているため、主光線の
入射角に依存して発生するカラーシェーディングをなく
すことができる。

【００４９】また、本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５を使用してい
るが、当該クロスダイクロイックミラー５は、透明ガラ
ス基板上にＲ光反射ダイクロイック膜を形成した平面ミ
ラー（Ｒ光反射ダイクロイックミラー）５Ｒと同ガラス
基板上にＢ光反射ダイクロイック膜を形成した平面ミラ
ー（Ｂ光反射ダイクロイックミラー）とを互いに直交し
てＸ型に組み合わせた構造を有している。この構造を有
する点から、Ｒ光反射ミラー５ＲとＢ光反射ミラー５Ｂ
の交差部分が発生することは不可避である。前述した図
３に示す従来例の投射型表示装置の場合には、Ｒ光反射
ダイクロイックミラー２１０とＧ光反射ダイクロイック
ミラー２１５は、Ｘ型に組み合わされずに１枚毎に別に
配置されていることから、交差部分を構成することはな
いが、本実施の形態においてはこの交差部分が光路中の
中心部において図中のＹ方向に一本走ることとなる。こ
のため、本実施の形態のように色分解光学系としてクロ
スダイクロイックミラー５を用いた場合には、何らの配
慮をしなければ、この交差部分が投射像の中央部におい
て縦に色ムラとなって発生する。なお、色合成光学系と
して用いているクロスダイクロイックプリズム９の場合
は、光路中に交差部部分が縦に１本同様に走ることにな
るが、クロスダイクロイックプリズムでは直角プリズム
を近接して貼り合わせる構造を有しているために、当該
交差部分による影響（色ムラの発生）はほとんどない。

【００５０】本実施の形態においては、クロスダイクロ
イックミラー５が照明リレー光学系の前群の照明レンズ
１０１と後群の照明レンズ１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２
Ｂとの間に配置されていることにより、クロスダイクロ
イックミラー５の交差部分の投射像への色ムラの影響が
なくなる。

【００５１】その理由は、以下のとおりである。スクリ
ーンから投射レンズ１０７へ逆にたどり、各色信号用ラ
イトバルブ８Ｒ，８Ｇ，８Ｂから光源１に向かう光束を
考えると、ライトバルブ８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ上の各点から
の光束は、ほぼ一様にクロスダイクロイックミラー５の
交差部分を通ることがわかる。したがって、クロスダイ
クロイックミラー５の交差部の影響はライトバルブ上に
一様に広がるから、スクリーン上で交差部分が色ムラと
なって現れることはない。特に、クロスダイクロイック
ミラー５の交差部分を照明レンズ１０１の後側（ライト
バルブ側）焦点位置に配置すれば、前記色ムラの防止効
果は最も大きくなり、好ましい。

【００５２】なお、本実施の形態においては、図示なき
スクリーン上で各色光用液晶ライトバルブ８Ｒ，８Ｇ，
８Ｂの像及び輝度信号用ライトバルブ１３の像が合成さ
れた状態で形成されるが、スクリーン上での像の方向が
揃うように各色光用液晶ライトバルブ８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ
及び輝度信号用液晶ライトバルブ１３をドライブするす
ることは言うまでもない。

【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。

【００５４】例えば、図１及び図２に示した実施に形態
による投射型表示装置では、合成用リレー光学系をレン
ズ１０５とレンズ１０６の２つのレンズ群から構成され
るとして説明したが、その代わりに、例えば、クロスダ
イクロイックプリズム９の出射側近傍に配置されるフィ
ールドレンズと、合成像近傍に配置されるフィールドレ
ンズと、これら２つのフィールドレンズ間に配置される
正屈折力のリレーレンズとから構成してもよい。

【００５５】また、１／２波長板１１は、合成像Ｉと合
成用偏光ビームスプリッタ１４との間に配置したが、こ
の場所に限定する必要はなく、ダイクロイックプリズム
９と合成用偏光光ビームスプリッタ１４との間であれば
どこに配置してもかまわない。

【００５６】また、１／２波長板４，１１としてシート
タイプの１／２波長板を用いることもでき、その場合に
は偏光ビームスプリッタ３，１４及びダイクロイックプ
リズム９などのプリズム部材の表面に貼り付けて設けれ
ばよい。

【００５７】また、上述の実施の形態においては、イン
テグレータとして、ロッドインテグレータ２を用いた
が、その代わりに、フライアイレンズ等を適用してもよ
い。さらに、光源１として、ランプと楕円鏡とを用いる
代わりに、例えば、ランプと放物面鏡又は球面鏡とを用
いることができる。

【００５８】また、ロッドインテグレータ２の出射面と
共役な位置に視野絞りを配置することもできる。こうす
ることにより、投射型表示装置の光学系における内面反
射や散乱光を除去することができ、投射像のコントラス
ト向上や液晶ライトバルブの加熱防止を図ることもでき
る。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
少ない枚数の液晶ライトバルブを用いてコスト低減が図
れるとともに高輝度でかつ高解像度の投射像を得ること
ができ、しかも、色分解光学系としてクロスダイクロイ
ックミラー等を用いた場合であってもその構造に起因す
る投射像の色ムラを防止することができる。

【００６０】また、本発明によれば、色合成光学系を、
投射光学系の開口絞りによって決定される主光線が光軸
と平行なテレセントリック性を有する位置に配置するこ
とにより、当該色合成光学系の角度特性に起因するカラ
ーシェーディングをなくすことができる。

【００６１】また、本発明によれば、偏光合成光学系
を、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することによ
り、偏光合成光学系の角度特性に起因する投射像のコン
トラストムラをなくすことができる。

【００６２】さらに、本発明によれば、各ライトバルブ
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配置されるこ
とになるので、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をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【図３】従来の投射型表示装置を示す概略構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 光源 ２ ロッドインテグレータ ３ 偏光ビームスプリッタ（偏光分離光学系） ４，１１ １／２波長板 ５ クロスダイクロイックミラー（色分解光学系） ５Ｒ Ｒ光反射ダイクロイックミラー ５Ｂ Ｂ光反射ダイクロイックミラー ８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ 色信号用液晶ライトバルブ ９ クロスダイクロイックプリズム（色合成光学系） １３ 輝度信号用液晶ライトバルブ １４ 偏光ビームスプリッタ（偏光合成光学系） １０１ 第１照明レンズ １０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂ 第２照明レンズ １０２ 第３照明レンズ １０３Ｒ，１０４Ｒ，１０３Ｇ，１０４Ｇ，１０３Ｂ，
１０４Ｂ 照明レンズ １０５，１０６ レンズ １０７ 投射レンズ

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【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
   光光を複数の色光に色分解する色分解光学系と、 前記色分解光学系により色分解された前記複数の色光を
   それぞれ所定の色信号に基づいて変調する複数の色信号
   用ライトバルブと、 前記複数の色信号用ライトバルブにより変調されて前記
   複数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、 前記光源からの光を前記複数の色信号用ライトバルブへ
   向けて導く照明用リレー光学系であって、前群と後群と
   で構成される照明用リレー光学系を備え、 前記偏光分離光学系及び前記色分解光学系が、前記照明
   用リレー光学系の前記前群と前記照明用リレー光学系の
   前記後群との間に配置され、 前記照明用リレー光学系は、当該照明用リレー光学系の
   前側及び後側に対して、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光軸と平行な、テレセントリッ
   ク性を有することを特徴とする投射型表示装置。
2. 【請求項２】 前記色合成光学系は、前記主光線がテレ
   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１記載の投射型表示装置。
3. 【請求項３】 前記偏光合成光学系は、前記主光線がテ
   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１又は２記載の投射型表示装置。
4. 【請求項４】 前記光源と前記偏光分離光学系との間に
   は、インテグレータが設けられるとともに、該インテグ
   レータからの光を前記偏光分離光学系へ導くように前記
   照明用リレー光学系の前記前群が設けられ、 前記照明用リレー光学系の前記後群は、前記色分解光学
   系によって色分解された各色光毎に設けられたことを特
   徴とする請求項１及至３のいずれかに記載の投射型表示
   装置。
5. 【請求項５】 前記インテグレータは面光源を形成し、 前記照明用リレー光学系は、前記色分解光学系にて色分
   解された各色光による前記面光源の像を形成し、 各色光による前記面光源の前記像と前記複数の色信号用
   ライトバルブとの間には、前記各色光を前記複数の色信
   号用ライトバルブへそれぞれ導く色信号用リレー光学系
   が各色毎にそれぞれ設けられ、 前記光源からの光を前記輝度信号用ライトバルブへ導く
   輝度信号用リレー光学系であって、前群と後群とで構成
   される輝度信号用リレー光学系を更に備え、 前記偏光分離光学系と前記輝度信号用ライトバルブとの
   間には、前記輝度信号用リレー光学系の前記後群が設け
   られ、 前記輝度信号用リレー光学系の前記前群と前記照明用リ
   レー光学系の前記前群とが同一の光学系で共用されたこ
   とを特徴とする請求項４記載の投射型表示装置。
6. 【請求項６】 前記照明用リレー光学系は、前記面光源
   の前記像側にテレセントリックな光学系であり、 前記複数の色信号用リレー光学系は、各色光による前記
   面光源の２次像を前記複数の色信号用ライトバルブ上に
   それぞれ形成し、かつ該２次像側にテレセントリックな
   光学系であり、 前記輝度信号用リレー光学系は、前記面光源の像を前記
   輝度信号用ライトバルブ上に形成し、かつ前記面光源の
   当該像側にテレセントリックな光学系であることを特徴
   とする請求項５記載の投射型表示装置。
7. 【請求項７】 前記複数の色信号用ライトバルブはＲ光
   用ライトバルブ、Ｇ光用ライトバルブ及びＢ光用ライト
   バルブを有し、 前記色信号用リレー光学系は、前記Ｒ光による前記面光
   源の１次像からのＲ光を前記Ｒ光用ライトバルブへ導く
   Ｒ光用リレー光学系と、前記Ｇ光による前記面光源の１
   次像からのＧ光を前記Ｇ光用ライトバルブへ導くＧ光用
   リレー光学系と、前記Ｂ光による前記面光源の１次像か
   らのＢ光を前記Ｂ光用ライトバルブへ導くＢ光用リレー
   光学系とを有することを特徴とする請求項５又は６記載
   の投射型表示装置。