JPH11174372A - 投影装置の照明装置及び投影装置 - Google Patents

投影装置の照明装置及び投影装置

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JPH11174372A
JPH11174372A JP9361630A JP36163097A JPH11174372A JP H11174372 A JPH11174372 A JP H11174372A JP 9361630 A JP9361630 A JP 9361630A JP 36163097 A JP36163097 A JP 36163097A JP H11174372 A JPH11174372 A JP H11174372A
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Japan
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lens
lens array
light
polarization
illumination
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JP9361630A
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Riyuusaku Takahashi
竜作 高橋
Takeshi Kobayashi
健 小林
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Victor Company of Japan Ltd
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Victor Company of Japan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホログラム色フィルタに所定の良好な回折・
分光動作を行なわせることができる照明光を発生できる
照明装置とカラー画像投影装置を提供する。 【解決手段】 光源１から射出した不定偏光を、偏光ビ
ームスプリッタ５で直交する偏光面の２つの直線偏光に
分離してから、一方の直線偏光を１／２波長板７で他方
の直線偏光と同一の偏光面の直線偏光にする。第１のレ
ンズアレイ４と第２のレンズアレイ８との光学距離と第
１のレンズアレイ４と第３のレンズアレイ９との光学距
離とが等しい位置に、第２，第３のレンズアレイを設置
する。第２，第３の各レンズアレイにおける各個眼レン
ズから射出される光束の主光線が略々平行になるように
して１個の重畳レンズ１０に入射させ、重畳レンズ１０
から射出した光を視野レンズ１１を介して照明の対象に
される表示素子をテレセントリック照明する。照明光は
表示素子のホログラム色フィルタによる回折分光方向に
ついては大きいコーンアングルを有するとともに、前記
の方向と直交する方向には小さいコーンアングルを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は投影装置の照明装置
及び投影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年来、自発光型のカラー映像システ
ム、陰極線管（ＣＲＴ）を表示装置に用いたカラー映像
システム、ライトバルブとして液晶表示素子を用いたカ
ラー映像システム、等のエレクトロニクス系のカラー映
像システムが実用化されており、前記の各種のカラー映
像システムは、例えば、主要都市でのタウンメディアの
提供、往来する人々に情報を提供したり、野球場や競馬
場での情報の提供、イベント会場での情報の提供、その
他、多くの分野における各種情報の提供のために利用さ
れている。
【０００３】ところで、前記したカラー映像システムの
内で、液晶表示素子をライトバルブに用いたカラー映像
システムに属するカラー画像投影装置（投射型カラー画
像表示装置）としては、液晶を光変調材に用いて構成し
たアクティブマトリックス型液晶表示素子を使用したカ
ラー画像投影装置が広く用いられるようになった。前記
のアクティブマトリックス型液晶表示素子としては、透
過型のアクティブマトリックス型液晶表示素子と、反射
型のアクティブマトリックス型液晶表示素子とが知られ
ているが、投影装置では高輝度で高いコントラスト比の
画像を表示できることが重要視される。
【０００４】前記した透過型のアクティブマトリックス
型液晶表示素子は、２次元的に配列されている多数の画
素毎の透過光量を個別に制御するための構成部分（例え
ば薄膜トランジスタ）が、光を透過させ得ない状態の部
分として各画素に付随して設けられているとともに、高
画質化のために各画素間に構成させる遮光領域（ブラッ
クマトリックス、ブラックストライプ等）が設けられて
いる他、信号電極母線や走査電極母線等も光の不透過部
分となっている。
【０００５】それで、透過型のアクティブマトリックス
型液晶表示素子において画像の表示のために使用される
光は、多数の画素が２次元的に配列されている透過型の
液晶表示素子に入射される光の内の一部となるが、１個
の画素領域への入射光量と、白１００％の状態における
１個の画素からの出力光量との比を示す画素開口率は、
液晶表示素子の全体の面積が一定の状態で、画素数を多
くする程、当然のことながら低下することになるから、
画素数を増加させて高精細度とした表示画像を高輝度で
表示しようとした場合には、透過型のアクティブマトリ
ックス型液晶表示素子に対して大光量の入射光を与える
ことが必要とされる。
【０００６】しかし、液晶表示素子で用いられる液晶
は、液晶相が溶媒の効果で現われるリオトロピック液晶
ではなく、液晶相が特定の温度領域で現われるサーモト
ロピック液晶であるために、液晶表示素子の温度の変化
によって結晶，液晶，液体の間で相転移することになる
から、液晶表示素子の動作温度は入射光の照射によって
も所定の温度範囲から外れないようにしなければならな
いが、前記のように、画素開口率が１００％ではないか
ら、入射光の内で画像の表示に使用されなかった光は、
液晶表示素子の温度を上昇させることになる。したがっ
て、高輝度の表示画像を得るために、単純に高出力の光
源を用いるというような手段は採用することができない
ために、透過型のアクティブマトリックス型液晶表示素
子では、開口率を大きくするための各種の手段が考えら
れている。
【０００７】他方、前記した反射型のアクティブマトリ
ックス型液晶表示素子では、２次元的に配列されている
多数の画素毎の反射光量を個別に制御するための構成部
分（例えば薄膜トランジスタ）や、信号電極母線や走査
電極母線等の光の不透過部分が表示用光束の通路内に存
在していない状態として構成できるから画素開口率が１
００％であり、容易に高輝度の表示画像を得ることがで
きる点において、前記した透過型のアクティブマトリッ
クス型液晶表示素子よりも有利であると考えられる。
【０００８】ところで、ライトバルブを用いて構成され
るカラー画像の投影装置には、加法混色の３原色におけ
る各原色の画像を個別に表示する３個のライトバルブを
用いて構成される、所謂、３板式のカラー画像の投影装
置と、線順次の３原色信号あるいは点順次の３原色信号
によって１個のライトバルブに３原色の画色を表示さ
せ、ライトバルブ上の各原色像の位置と対応して、それ
ぞれ所定の原色の波長帯の光だけを透過させる色フィル
タを配置したものとして構成される、所謂、単板式のカ
ラー画像の投影装置とがある。そして、前記した３板式
のカラー画像の投影装置では、３色分解光学系や３色合
成光学系などを備えた構成態様とされるために、装置の
大型化が避けられないのに比べて、単板式のカラー画像
の投影装置には、装置の小型化が容易であるという利点
がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】それで、容易に高輝度
の表示画像を得ることができ、かつ、小型なカラー画像
表示装置として、所定の色フィルタを備えている１個の
反射型のアクティブマトリックス型液晶表示素子をライ
トバルブに用いて構成されたカラー画像表示装置が着目
された。ところで、高輝度のカラー表示画像を得るため
には、表示の対象にされるカラー画像情報によって光変
調を行なうライトバルブに対して、高輝度の表示画像を
得ることができるような大きな光強度で、特定な偏光面
を有する３原色の各原色毎の波長帯域の直線偏光を、ラ
イトバルブとして使用される１個の反射型のアクティブ
マトリックス型液晶表示素子に所定の配列態様で設けら
れている３原色の各原色毎の画素に対して、それぞれ正
確に入射させるようにすることが必要である。
【００１０】そのために、反射型のアクティブマトリッ
クス型液晶表示素子とともに使用されるべき色フィルタ
としては、大きな光強度を有する直線偏光が入射されて
も安定に動作するものが使用されなければならない。前
記の要件を満たす色フィルタとしては、加法混色の３原
色の各原色光の波長帯域の光毎に、回折角を異にして集
光させることができるホログラム色フィルタ（ホログラ
ム・カラーフィルタ…例えば特開平９ー１８９８０９号
公報を参照されるとよい）が適している。ところが、ホ
ログラム色フィルタに所定の良好な回折・分光動作を行
なわせるためには、ホログラム色フィルタに６０度程度
の入射角で入射させることが必要とされる。前記のよう
に、ホログラム色フィルタの入射面に直交する方向に振
動する偏光（Ｓ偏光）が、ホログラム色フィルタに６０
度の入射角で入射されるときに、コーンアングルが０度
の光束は、偏光の振動方向がホログラム色フィルタの入
射面に対して垂直である。しかし、コーンアングルをも
つ光束の偏光の振動方向は進行方向に垂直であるから、
ホログラム色フィルタからみると、コーンアングルが０
度の光束の振動方向よりも傾斜することになる。したが
って、コーンアングルを有する光束の振動方向は、ホロ
グラム色フィルタにとってＳ偏光にはなっていない。そ
れで、前記のような状態の読出し光が入射される液晶表
示素子では、コントラスト比の低下した画像しか表示で
きず、スクリーンに投影される画像も、コントラスト比
の低いものになる。
【００１１】本発明は、前記した照明光における前記し
た問題点が良好に解決できるようにするため、ホログラ
ム色フィルタに所定の良好な回折・分光動作を行なわせ
ることができるように、ホログラム色フィルタによる回
折・分光方向と直交する方向については小さなコーンア
ングルを有するとともに、ホログラム色フィルタによる
回折・分光方向には大きなコーンアングルを有している
照明光を、光源から射出される光束を無駄なく利用して
発生させることができる照明装置と、前記の照明装置に
よって発生された照明光によってカラー画像の表示を行
なう投影装置を提供することを目的にして行なわれた。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも、
光源と、光源から射出した不定偏光を互いに直交する偏
光面の２つの直線偏光に分離する偏光分離手段と、前記
２つの直線偏光の偏光面を等しくする１／２波長板と、
前記２つの直線偏光の一方の光路中に設ける光路折曲げ
手段と、等しい偏光面とされた２つの直線偏光の光束を
重ね合わせる１個の重畳レンズとを有しており、光源と
偏光分離手段との間に配置した第１のレンズアレイと、
偏光分離手段と重畳レンズとの間における、前記した等
しい偏光面を有する２つの直線偏光の内の一方の直線偏
光の光路中に配置した第２のレンズアレイと、偏光分離
手段と重畳レンズとの間における、等しい偏光面を有す
る２つの直線偏光の内の他方の直線偏光の光路中で、前
記した第１のレンズアレイと第２のレンズアレイとの光
学的距離に略々等しい光学的距離の位置に配置した第３
のレンズアレイと、前記した第２のレンズアレイと第３
のレンズアレイとを構成している各個眼レンズから射出
される光束の主光線を略々平行にする手段と、重畳レン
ズに後続する位置にテレセントリック照明とするための
視野レンズを設けてなる照明装置と、前記の照明装置か
ら射出された照明光を、加法混色の３原色光に回折・分
光させるホログラム・カラーフィルタを備えた反射型の
アクティブ・マトリックス型の液晶表示素子と、前記の
液晶表示素子から射出された表示画像情報によって強度
変調されている光束を、スクリーンに結像させる投影光
学系とを備えて構成した投影装置である。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の投影装置の照明装置と、投影装置との具体的な内容を
詳細に説明する。図１及び図２は本発明の投影装置の照
明装置の概略構成を示すブロック図であり、また図３は
本発明の投影装置の概略構成を示すブロック図である。
図１乃至図３において、１は不定偏光を射出する光源の
全体符号であり、１ａは発光源（例えば、放電灯、白熱
電球）、１ｂは反射鏡である。２はコンデンサレンズ、
３はコンデンサレンズ２から射出した光を平行光として
射出するコリメータレンズである。
【００１４】４は第１のレンズアレイ、８は第２のレン
ズアレイ、９は第３のレンズアレイであり、前記した第
１乃至第３の各レンズアレイ（レンズアレイ板）４，
８，９は、所謂、蠅の目レンズ板であって、各レンズア
レイは所定数の個眼レンズが所定の配列態様で配列され
た構成とされている。そして、前記の第１乃至第３のレ
ンズアレイ４，８，９を構成する個眼レンズとしては、
それぞれ、照明光束により照明の対象にされている領域
の形状と相似な形状を有する個眼レンズが使用されるの
であり、前記した照明光束により照明の対象にされてい
る領域が、例えば所定のアスペクト比を有する矩形状の
領域であった場合には、前記した第１乃至第３のレンズ
アレイ４，８，９を構成する個眼レンズは、前記した矩
形のアスぺクト比と同じアスペクト比の矩形状のものが
使用される。
【００１５】前記した第１のレンズアレイ４と第２のレ
ンズアレイ８とは、第１のオプティカル・インテグレー
タを構成し、また、第１のレンズアレイ４と第３のレン
ズアレイ９とは、第２のオプティカル・インテグレータ
を構成している。第１のオプティカル・インテグレータ
を構成している第１のレンズアレイ４と第２のレンズア
レイ８との間の光路中には、偏光ビームスプリッタ５が
設けられており、また、第２のオプティカル・インテグ
レータを構成している第１のレンズアレス４と第３のレ
ンズアレイ９との間の光路中には、前記した偏光ビーム
スプリッタ５と光路折曲げ手段として機能する全反射鏡
６と１／２波長板７とが設けられているが、前記した第
２のレンズアレイ８と第３のレンズアレイ９とは、前記
した第１のレンズアレイ４からの光学距離が等しい位置
に設置される。
【００１６】それで、第１のレンズアレイ４を構成して
いる各個別の個眼レンズは、第２のレンズアレイ８にお
ける対応する各個別の個眼レンズと、第３のレンズアレ
イ９における対応する各個別の個眼レンズとに対して照
明光を集光させる。そして、前記した第２のレンズアレ
イ８を構成している各個眼レンズから射出される各光束
の主光線は平行な状態にされ、また前記した第３のレン
ズアレイ９を構成している各個眼レンズから射出される
各光束の主光線は平行な状態にされる。
【００１７】ところで、前記の第２のレンズアレイ８に
は、第１のレンズアレイ４から射出して偏光ビームスプ
リッタ５に入射した不定偏光中で、偏光ビームスプリッ
タ５の偏光分離膜５ａで反射したＳ偏光成分（入射面に
垂直な面で電気波が振動している状態の偏光成分…Ｓ
波）が入射されており、また前記の第３のレンズアレイ
９には、第１のレンズアレイ４から射出して偏光ビーム
スプリッタ５に入射した不定偏光中で、偏光ビームスプ
リッタ５の偏光分離膜５ａを透過したＰ偏光成分(入射
面に平行な面で電気波が振動している状態の偏光成分…
Ｐ波)が、全反射鏡６で反射された後に、１／２波長板
７による偏光面が回転されてＳ偏光に変換されたＳ偏光
が入射されているから、不定偏光の光源１から放射され
た光束は、高い効率で特定な偏光面を有する照明光(設
例ではＳ偏光の照明光)として利用された状態で、第
２，第３のレンズアレイ８，９に入射されていることに
なる。
【００１８】前記した第２，第３のレンズアレイ８，９
における各個眼レンズから個別に射出された、各光束の
主光線が互いに平行な状態のＳ偏光の光束は、重畳レン
ズ１０に入射される。前記の重畳レンズ１０は、前記し
た第２，第３のレンズアレイ８，９における各個眼レン
ズから個別に射出された各光束が、照明の対象とされる
領域において、良好に重畳された状態にさせるためのも
のである。前記の重畳レンズ１０から射出したＳ偏光
は、視野レンズ１１(図１）に入射される。前記の視野
レンズ１１は、前記した第２，第３のレンズアレイ８，
９を構成しているすべての各個眼レンズから個別に射出
された各光束を、主光線が平行な状態の光束として照明
の対象にされている領域で重ね合わせた状態で前記の領
域を照明できるようにするためのものである。なお、前
記の領域をＰ偏光で照射する場合には１／２波長板７を
第２のレンズアレイ８の近傍に設ければよい。
【００１９】図２及び図３に示されている照明装置で
は、視野レンズ１１を設けていないが、それは第２，第
３のレンズアレイ８，９における各個眼レンズから個別
に射出された各光束が、重畳レンズ１０から出射した状
態において、前記の各光束の主光線が充分良好に互いに
平行な状態の光束になっている場合には、前記の視野レ
ンズ１１を設けなくてもよいことを示している。すなわ
ち、視野レンズ１１はテレセントリック光学系を構成さ
せるための光学部材であるが、コリメータレンズ３から
重畳レンズ１０までの光学系によって、照明の対象にさ
れている領域に対して良好なテレセントリック照明がで
きるならば、前記した視野レンズ１１を省いた構成態様
の照明装置とすることができる。
【００２０】第１のレンズアレイ４に対して、コリメー
タレンズ３から平行光を入射させているものとして説明
を行なって来た照明装置では、第１のレンズアレイ４と
第２のレンズアレイ８と第３のレンズアレイとして、す
べて同一構成のレンズアレイを使用することにより、第
２のレンズアレイ８の各個眼レンズと第３のレンズアレ
イ９の各個眼レンズから個別に射出される各光束は、そ
れらの主光線が略々平行な状態になるから、図２及び図
３に示してある照明装置のように視野レンズ１１を省い
た構成態様にされてもよいが、図１に示す照明装置のよ
うに視野レンズ１１を設けることにより、照明の対象に
される領域に対して、一層良好なテレセントリック照明
を行なうことができる。
【００２１】次に、コリメータレンズ３から第１のレン
ズアレイ４に対して入射される光束が、集束状態の光束
または発散状態の光束とされた場合には、第１のレンズ
アレイ４の構成に使用される各個眼レンズの大きさと、
第２，第３のレンズアレイ８，９の構成に使用される各
個眼レンズの大きさとは異なるものにされるが、この場
合においても、第１乃至第３のレンズアレイ４，８，９
を、それぞれ構成するために使用される個眼レンズの個
数や個眼レンズの配列態様は同一である。
【００２２】例えば、第１のレンズアレイ４に対して集
束光が入射されている場合における第２，第３のレンズ
アレイ８，９の大きさは、第１のレンズアレイ４よりも
小さなものとなり、また、第１のレンズアレイ４に対し
て発散光が入射されている場合には、第２，第３のレン
ズアレイ８，９の大きさは、第１のレンズアレイ４より
も大きなものになる。しかし、第１のレンズアレイ４に
対して集束光または発散光が入射される場合において
も、第２のレンズアレイ８と、第３のレンズアレイ９と
は同一構成の同一大きさのものが使用される。
【００２３】第１のレンズアレイ４に対して集束光また
は発散光が入射される場合においては、第２，第３のレ
ンズアレイ８，９を構成している各個眼レンズから個別
に射出される各光束の主光線が非平行な状態になるか
ら、この場合には視野レンズ１１によって、照明の対象
にされる領域に対してテレセントリック照明が行なわれ
るようにする。
【００２４】さて、前記のように構成された本発明の照
明装置では、第１のレンズアレイ４から射出した照明光
を、図１乃至図３中における上下方向に並ぶ同一構成を
有する第２，第３のレンズアレイに入射させ、前記した
第２のレンズアレイ８と第３のレンズアレイ９とにおけ
る各個別の個眼レンズから射出されたすべての光束を照
明の対象にされている領域に重ね合わせているから、前
記した照明光によって照明された領域における図１乃至
図３中における上下方向についての光学系の明るさ(Ｆ
ナンバー)に比べて、前記した領域における図１乃至図
３における紙面に垂直な方向についての光学系の明るさ
(Ｆナンバー)の方が小さいことになる。したがって、第
２及び第３のレンズアレイ８，９を構成する個眼レンズ
の所定のアスペクト比を有する矩形と相似の形状を有す
る照明の対象にされている領域に入射している前述した
光束は、前記した矩形の横方向におけるコーンアングル
が大きく、矩形の縦方向におけるコーンアングルが小さ
な状態のものになっている。
【００２５】ところで、前記した第２，第３のレンズア
レイ８，９を構成している各個眼レンズから個別に射出
された各光束が入射される重畳レンズ１０が球面収差を
有していると、前記した第２，第３のレンズアレイ８，
９を構成している各個眼レンズから個別に射出された各
光束が、前記の各光束の主光線が互いに平行な状態にな
っていたとしても、重畳レンズ１０から射出された前記
した各光束は、それらの主光線が非平行な状態になっ
て、第２のレンズアレイ８及び第３のレンズアレイにお
ける各個眼レンズの結像点が照明の対象にされている面
からずれてしまうという結像ずれの問題が生じる。しか
し、前記した結像ずれの問題は、第２，第３のレンズア
レイ８，９を構成している各個眼レンズの内で、結像ず
れが生じる個眼レンズの光軸をシフトさせたり、あるい
は第２，第３のレンズアレイ８，９と、重畳レンズ１０
との距離を大きくする等の手段を施すことによって解決
できる。また、前記の重畳レンズ１０として、球面収差
のないフレネルレンズを使用しても、前記の問題点は解
決できる。
【００２６】次に既述のように、第２及び第３のレンズ
アレイ８，９を構成する個眼レンズの所定のアスペクト
比を有する矩形と相似の形状を有する照明の対象にされ
ている領域に入射している前述した光束は、前記した矩
形の横方向におけるコーンアングルが大きく、矩形の縦
方向におけるコーンアングルが小さな状態のものになっ
ているが、前記した矩形の縦方向におけるコーンアング
ルを一層小さなものとすることが必要な場合には、第２
及び第３のレンズアレイ８，９の光軸を、重畳レンズの
光軸１０に近づけるようにして、前記した第２及び第３
のレンズアレイ８，９から射出される光束をシフトさせ
ればよい。
【００２７】第２及び第３のレンズアレイ８，９の光軸
を、重畳レンズの光軸１０に近づけるようにして、前記
した第２及び第３のレンズアレイ８，９から射出される
光束をシフトさせるための具体的な手段としては、図４
に示すように、光路折曲げ手段として使用される全反射
鏡６の折曲げ中心を重畳レンズ１０の光軸に近づけるよ
うにして全反射鏡６を、図１乃至図３中に示されている
設置位置よりも下方に平行移動させた状態にずらして設
置したり、あるいは図５に示すように、偏光分離手段と
して使用される偏光ビームスプリッタ５における分離中
心を重畳レンズ１０の光軸に近づけるようにするための
光路変移用の光学部材１３を、偏光ビームスプリッタ５
と第２のレンズアレイ８との光路中に設置したりする手
段が用いられる。
【００２８】次に図３は、これまでに説明したような構
成態様の照明装置で発生させた照射光を、前記の照明装
置から射出された照明光を、加法混色の３原色光に回折
・分光させるホログラム・カラーフィルタを備えた反射
型のアクティブ・マトリックス型の液晶表示素子１４に
入射させ、前記の液晶表示素子１４から射出された表示
画像情報によって強度変調されている光束を、投影レン
ズ１５によってスクリーン（図示していない）に結像さ
せるようにした投影装置である。
【００２９】前記したホログラム・カラーフィルタを備
えた反射型のアクティブ・マトリックス型の液晶表示素
子１４には、図示していない駆動回路から点順次方式の
カラー映像信号が与えられている。そして、前記のホロ
グラム・カラーフィルタを備えた反射型のアクティブ・
マトリックス型の液晶表示素子１４に対して、既述した
ような構成態様の照明装置から入射される所定方向（ホ
ログラム・カラーフィルタにおける回折・分光方向に直
交する方向）についてコーンアングルが小さな特定の偏
光面を有する大光量の直線偏光々束によって、良好なテ
レセントリック照明が行なわれるホログラム・カラーフ
ィルタは、前記の特定な偏光面を有する直線偏光を、加
法混色の３原色の各原色光の波長帯域の光毎に、回折角
を異にして前記した反射型のアクティブマトリックス型
液晶表示素子１４に所定の配列態様で設けられている３
原色の各原色毎の画素に対して、それぞれ正確に集光さ
せることができるので、前記した反射型のアクティブ・
マトリックス型の液晶表示素子１４によってカラー画像
情報で強度変調された光束が、投影レンズ１５によりス
クリーン上に投影結像された表示カラー画像は、色混濁
がなく輝度の高い表示画像となる。なお、図６は第１〜
第３のレンズアレイ４，８，９における個眼レンズの配
列態様を例示した図であり、また図７は偏光ビームスプ
リッタ５を例示している斜視図である。
【００３０】
【発明の効果】以上、詳細に説明したところから明らか
なように、本発明は、光源と、光源から射出した不定偏
光を互いに直交する偏光面の２つの直線偏光に分離する
偏光分離手段と、前記２つの直線偏光の偏光面を等しく
する１／２波長板と、前記２つの直線偏光の一方の光路
中に設ける光路折曲げ手段と、等しい偏光面とされた２
つの直線偏光の光束を重ね合わせる１個の重畳レンズと
を有しており、光源と偏光分離手段との間に配置した第
１のレンズアレイと、偏光分離手段と重畳レンズとの間
における、前記した等しい偏光面を有する２つの直線偏
光の内の一方の直線偏光の光路中に配置した第２のレン
ズアレイと、偏光分離手段と重畳レンズとの間におけ
る、等しい偏光面を有する２つの直線偏光の内の他方の
直線偏光の光路中で、前記した第１のレンズアレイと第
２のレンズアレイとの光学的距離に略々等しい光学的距
離の位置に配置した第３のレンズアレイと、前記した第
２のレンズアレイと第３のレンズアレイとを構成してい
る各個眼レンズから射出される光束の主光線を略々平行
にする手段と、重畳レンズに後続する位置にテレセント
リック照明とするための視野レンズを設けて照明装置を
構成し、また、前記の照明装置から射出された照明光
を、加法混色の３原色光に回折・分光させるホログラム
・カラーフィルタを備えた反射型のアクティブ・マトリ
ックス型の液晶表示素子と、前記の液晶表示素子から射
出された表示画像情報によって強度変調されている光束
を、スクリーンに結像させる投影光学系とを備えて投影
装置を構成したことにより、略々等しい結像倍率による
光利用率の向上と、第２，第３のレンズアレイの開口比
の向上が達成できるとともに、ホログラム色フィルタに
所定の良好な回折・分光動作を行なわせて、良好なコン
トラスト比の表示画像が得られるように、ホログラム色
フィルタによる回折・分光方向については大きなコーン
アングルを有するとともに、前記の方向と直交する方向
には小さなコーンアングルを有する照明光を、光源から
射出される光束を無駄なく利用して発生させることがで
き、また、波長板を分離しなくてもよいこと、及び各レ
ンズアレイとして同一構成のものが使用できることによ
るコストの低減が容易であり、さらに、前記の照明装置
によって発生された照明光によって、容易に高輝度で、
かつ、高いコントラスト比のカラー画像をスクリーン上
に投影することを容易としたので、本発明により既述し
た従来の問題点を良好に解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の投影装置の照明装置の一例構成を示す
図である。
【図２】本発明の投影装置の照明装置の一例構成を示す
図である。
【図３】本発明の投影装置の照明装置の一例構成を示す
図である。
【図４】本発明の投影装置の照明装置の一部の構成部分
を示す図である。
【図５】本発明の投影装置の照明装置の一部の構成部分
を示す図である。
【図６】第１〜第３のレンズアレイにおける個眼レンズ
の配列態様を例示した図である。
【図７】偏光ビームスプリッタを例示している斜視図で
ある。
【符号の説明】
１…光源、２…コンデンサレンズ、３…コリメータレン
ズ、４…第１のレンズアレイ、５…偏光ビームスプリッ
タ、６…全反射鏡、７…１／２波長板、８…第２のレン
ズアレイ、９…第３のレンズアレイ、１０…重畳レン
ズ、１１…視野レンズ、１３…光路変移用の光学部材、
１４…ホログラム・カラーフィルタを備えた反射型のア
クティブ・マトリックス型の液晶表示素子、１５…投影
レンズ、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０３Ｂ 21/14 Ｇ０３Ｂ 21/14 Ａ Ｇ０９Ｆ 9/00 ３６０ Ｇ０９Ｆ 9/00 ３６０Ｚ Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ａ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも、光源と、光源から射出した
    不定偏光を互いに直交する偏光面の２つの直線偏光に分
    離する偏光分離手段と、前記２つの直線偏光の偏光面を
    等しくする１／２波長板と、前記２つの直線偏光の一方
    の光路中に設ける光路折曲げ手段と、等しい偏光面とさ
    れた２つの直線偏光の光束を重ね合わせる１個の重畳レ
    ンズとを有する投影装置の照明装置であって、光源と偏
    光分離手段との間に配置した第１のレンズアレイと、偏
    光分離手段と重畳レンズとの間における、前記した等し
    い偏光面を有する２つの直線偏光の内の一方の直線偏光
    の光路中に配置した第２のレンズアレイと、偏光分離手
    段と重畳レンズとの間における、等しい偏光面を有する
    ２つの直線偏光の内の他方の直線偏光の光路中で、前記
    した第１のレンズアレイと第２のレンズアレイとの光学
    的距離に略々等しい光学的距離の位置に配置した第３の
    レンズアレイと、前記した第２のレンズアレイと第３の
    レンズアレイとを構成している各個眼レンズから射出さ
    れる光束の主光線を略々平行にする手段とを備えてなる
    投影装置の照明装置。
  2. 【請求項２】 テレセントリック照明とするための視野
    レンズを重畳レンズに後続する位置に設けた請求項１の
    投影装置の照明装置。
  3. 【請求項３】 重畳レンズの球面収差による第１のレン
    ズアレイにおける各個眼レンズの結像ずれが補正できる
    ように、第２及び第３のレンズアレイの各個眼レンズの
    光軸をシフトさせて構成した第２及び第３レンズアレイ
    を使用した請求項１の投影装置の照明装置。
  4. 【請求項４】 加法混色の３原色光に回折・分光させる
    ホログラム・カラーフィルタを備えた反射型のアクティ
    ブ・マトリックス型の液晶表示素子と、前記の液晶表示
    素子から射出された表示画像情報によって強度変調され
    ている光束を、スクリーンに結像させる投影光学系にお
    いて、前記の液晶表示素子を照明する照明光を供給する
    照明光学系のコーンアングルについて、ホログラム・カ
    ラーフィルタの回折・分光方向のコーンアングルより
    も、前記の方向と直交する方向のコーンアングルを狭く
    したことを特徴とする投影装置。
  5. 【請求項５】 少なくとも、光源と、光源から射出した
    不定偏光を互いに直交する偏光面の２つの直線偏光に分
    離する偏光分離手段と、前記２つの直線偏光の偏光面を
    等しくする１／２波長板と、前記２つの直線偏光の一方
    の光路中に設ける光路折曲げ手段と、等しい偏光面とさ
    れた２つの直線偏光の光束を重ね合わせる１個の重畳レ
    ンズとを有しており、光源と偏光分離手段との間に配置
    した第１のレンズアレイと、偏光分離手段と重畳レンズ
    との間における、前記した等しい偏光面を有する２つの
    直線偏光の内の一方の直線偏光の光路中に配置した第２
    のレンズアレイと、偏光分離手段と重畳レンズとの間に
    おける、等しい偏光面を有する２つの直線偏光の内の他
    方の直線偏光の光路中で、前記した第１のレンズアレイ
    と第２のレンズアレイとの光学的距離に略々等しい光学
    的距離の位置に配置した第３のレンズアレイと、前記し
    た第２のレンズアレイと第３のレンズアレイとを構成し
    ている各個眼レンズから射出される光束の主光線を略々
    平行にする手段と、重畳レンズに後続する位置にテレセ
    ントリック照明とするための視野レンズを設けてなる照
    明装置と、前記の照明装置から射出された照明光を、加
    法混色の３原色光に回折・分光させるホログラム・カラ
    ーフィルタを備えた反射型のアクティブ・マトリックス
    型の液晶表示素子と、前記の液晶表示素子から射出され
    た表示画像情報によって強度変調されている光束を、ス
    クリーンに結像させる投影光学系とを備えてなる投影装
    置。
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