JPH1138529A - 投写型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数色のカラーフィルタを備えたカラー液晶
パネルを用いた投写型表示装置において、光の高利用効
率化を図る技術を提供する。 【解決手段】 光源１１０と、カラー液晶パネル１２０
と、反射手段１３０と、投写レンズ系１４０とを備えて
いる。光源１１０は、システム光軸ＳＣに対して下側に
配置されている。反射手段１３０は、システム光軸ＳＣ
に対して上側に配置されている。光源１１０と反射手段
１３０とは、光源１１０の光軸ＬＣと反射手段１３０の
光軸ＲＣとが液晶パネル１２０の中心で交差するととも
に、システム光軸ＳＣを挟んで垂直方向にほぼ対称とな
るように配置されている。光源１１０から射出した照明
光のうち、カラー液晶パネル１２０で反射した反射光
は、反射手段１３０で反射する。反射手段１３０からの
戻り光は、再びカラー液晶パネル１２０を照明光として
照射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】１枚の液晶パネルで３色の光
を変調することによってカラー画像を表示可能な投写型
表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶パネルを用いてカラー画像を表示す
る投写型表示装置には、赤色光（Ｒ）用、緑色光（Ｇ）
用、青色光（Ｂ）用の３枚のモノクロ液晶パネルを用い
た投写型表示装置と、１枚のモノクロ液晶パネルと３色
用のカラーフィルタ等を組み合わせて構成したカラー液
晶パネルを１枚のみ用いた投写型表示装置とがある。図
９は、カラー液晶パネルの表示面の一部を拡大して示す
概略正面図である。図９の格子状の１マスは、液晶パネ
ルの表示の１画素を示している。カラー液晶パネルは、
液晶パネルの縦方向および横方向の１画素毎に、光の３
原色であるＲ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタが規則的に繰り
返し配置されている。そして、横方向に並んだＲ、Ｇ、
Ｂの３つの画素が１組で画像の１絵素を表し、３つの画
素を通過する光の輝度を調整することにより、１絵素の
表示色が決定されている。

【０００３】カラー液晶パネルに使用されるカラーフィ
ルタには、大別して、光吸収型と光反射型の２種類のも
のがある。中でも光反射型のカラーフィルタは、カラー
フィルタとしての光透過率が高いため、明るいカラー液
晶パネルを実現しやすいという特徴がある。反射型のカ
ラーフィルタとしては、誘電体多層膜によって形成され
る光反射型のダイクロイックカラーフィルタが利用され
る。図１０は、ダイクロイックカラーフィルタにより構
成された緑色のカラーフィルタ特性の一例を示す説明図
である。ダイクロイックカラーフィルタは、図１０に示
すように、透過する光の波長域として設定された波長域
の光、すなわち、緑色光の光透過率が９０％程度と高
く、その他の波長域、すなわち青色光および赤色光はほ
とんど透過せず反射する。したがって、光吸収も原理的
にほとんどなく、耐光性にも優れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ダイクロイックカラー
フィルタは、上述したように、設定された色光のみを透
過し、他の２色の色光を反射する。したがって、このよ
うなカラーフィルタを備えたカラー液晶パネルでは、カ
ラーフィルタに入射された光の１／３程度しか有効に利
用できず、残りの２／３程度の光は無駄な光として反射
され損失してしまうことになる。ただし、入射光は、赤
色光、緑色光、青色光がそれぞれ等しい比率で構成され
ているものとする。すなわち、カラーフィルタを備えた
カラー液晶パネルを用いた投写型表示装置では、光の利
用効率が悪いという問題があった。

【０００５】この発明は、従来技術における上述の課題
を解決するためになされたものであり、複数色のカラー
フィルタを備えたカラー液晶パネルを用いた投写型表示
装置において、光の高利用効率化を図る技術を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
述の課題を解決するため、本発明の投写型表示装置は、
照明光を射出する照明手段と、複数種類のダイクロイッ
ク膜で構成されたカラーフィルタを備え、前記カラーフ
ィルタに照射された前記照明光を複数色の光に分離する
とともに、与えられた画像信号に基づいて前記複数色の
光をそれぞれ変調する光変調手段と、前記光変調手段で
変調された複数色の変調光を投写面上に投写する投写手
段と、前記照明光のうち、前記カラーフィルタで反射し
た反射光をさらに反射して、前記カラーフィルタを再び
照射する戻り光とするための反射手段と、を備えること
を特徴とする。

【０００７】複数種類のダイクロイック膜は、例えば、
赤色光、緑色光、青色光のみを透過させ、他の色光を反
射する性質を有している。本発明の構成においては、光
変調手段に備えるカラーフィルタで反射された反射光は
再度反射手段で反射され、戻り光となって再び光変調手
段、すなわちカラーフィルタを照射する。すなわち、光
変調手段で反射された反射光を反射手段を介して、再び
光変調手段を照射する照明光として利用することができ
るので、光の利用効率が高い投写型表示装置を実現する
ことができる。

【０００８】上記投写型表示装置において、前記反射手
段からの戻り光の光束が、全体として前記反射光の光路
をほぼ逆方向に進んで、前記カラーフィルタを再び照射
することが好ましい。

【０００９】上記のようにすれば、光変調手段に備える
カラーフィルタで反射された反射光のほとんど全ては、
反射手段で反射されて再びカラーフィルタを照射するこ
とができるため、光の利用効率を高めることができる。

【００１０】ここで、前記反射手段からの戻り光の光束
のそれぞれが、前記反射手段で反射される前のそれぞれ
の光路をほぼ逆方向に進んで、前記カラーフィルタを再
び照射するようにしてもよい。

【００１１】また、前記光変調手段からの反射光は集光
して結像する収束光であり、前記反射手段は前記収束光
の収束位置に配置された平面鏡であり、前記反射手段か
らの戻り光の光束のそれぞれが、前記反射手段で反射さ
れる前のそれぞれの光路と前記反射光の中心光路に対し
てほぼ対称な光路をほぼ逆方向に進んで、前記カラーフ
ィルタを再び照射するようにしてもよい。

【００１２】反射手段を収束光の収束位置に配置された
平面鏡とした場合、反射手段は収束位置に集光された光
を反射できればよく、その大きさを小さくすることがで
きるため、装置の小型化が可能である。

【００１３】上記投写型表示装置において、前記照明手
段と前記反射手段とは、前記照明光の中心軸と前記戻り
光の中心軸とが、前記光変調手段の中心を垂直に通る中
心光軸に対して略対称となるように配置されていること
が好ましい。このようにすれば、反射手段からの戻り光
を最も効率よく照明光として利用することが可能であ
る。

【００１４】ここで、前記投写手段は前記投写手段の中
心軸が前記中心光軸に対してずれて配置され、前記反射
手段は前記投写手段の中心軸の前記中心光軸に対するず
れ方向と同じ方向にずれて配置され、前記照明手段は前
記中心光軸に対して前記反射手段とは反対の方向にずれ
て配置されていることが好ましい。投写型表示装置は、
一般的に、画像の投写方向を装置に対して上方向とする
「あおり投写」とする場合が多い。したがって、上記の
ように照明手段と反射手段とを配置すれば、あおり投写
に適した配置とすることができる。

【００１５】上記投写型表示装置の各場合において、前
記反射手段は、さらに、前記戻り光が前記カラーフィル
タを再び照射する照明効率を増加させるように、前記戻
り光を集光する集光手段を備えるようにしてもよい。こ
のようにすれば、照明手段から射出される光が発散光で
ある場合に、このような発散光を集光手段によって集光
させることができるため、反射手段で反射した戻り光が
光変調手段を照射する照明効率を向上させることができ
る。なお、このような集光手段を備えた反射手段として
は、凹面ミラー、凸レンズと平面ミラー等で構成可能で
ある。

【００１６】また、前記反射手段は、さらに、入射する
光を拡散させる拡散手段を備えるようにしてもよい。カ
ラーフィルタでは、Ｒ、Ｇ、Ｂの補色の光がそれぞれ反
射される。このような補色光を拡散手段で拡散させるこ
とによって戻り光を白色に近い光にすることができるた
め、光変調手段を照射する照明効率を向上させることが
できる。なお、このような拡散手段としては、スリガラ
スや、回折格子を利用した光拡散板で構成可能である。

【００１７】なお、反射手段をどのような構成とするか
は、照明手段から射出される光の性質（平行光、集光
光、発散光等）に応じて、反射手段からの戻り光が再び
カラーフィルタを照射するように決定すればよい。

【００１８】また、上記投写型表示装置の各場合におい
て、前記照明手段は、光源から射出される光束を複数の
部分光束に分割するとともに、前記複数の部分光束がそ
れぞれ前記光変調手段を照射するように重畳結合する分
割重畳手段を備えるようにしてもよい。

【００１９】上記構成によれば、照明手段から射出され
た光束を分割した複数の部分光束のそれぞれが、光変調
手段を照明する。分割された各部分光束はそれぞれがほ
ぼ均一な照明光とすることができるため、光変調手段を
照明する照明光は、より均一な照明光とすることができ
る。したがって、より均一な明るさの投写画像を得るこ
とができる。

【００２０】上記投写型表示装置の各場合において、前
記光変調手段で反射した反射光の光路上に前記反射光の
方向を変更する折り返し手段を備え、前記折り返し手段
は、前記光変調手段の中心を垂直に通る中心光軸に対し
て前記折り返し手段とは反対側に向けて前記反射光を射
出し、前記反射手段は、前記折り返し手段で折り返され
た折り返し光の光路上に配置され、前記折り返し光が再
び前記折り返し手段の方向に反射するようにしてもよ
い。

【００２１】上記構成にすれば、投写型表示装置内の反
射手段の配置位置を中心光軸に対して照明手段と同じ側
に配置できるので、装置の小型化が可能である。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面を用いて説明する。

【００２３】Ａ．第１実施例：図１は、第１実施例とし
ての投写型表示装置１００の要部を示す概略垂直断面図
である。この投写型表示装置１００は、光源１１０と、
カラー液晶パネル１２０と、反射鏡１３０と、投写レン
ズ系１４０とを備えている。第１実施例では、反射鏡１
３０は凸面鏡である。投写スクリーン１５０へのあおり
投写（投写レンズ系の光軸よりも投写面の中心が上方に
来るように投写する状態）を実現するため、カラー液晶
パネル１２０の中心を水平に通るシステム光軸ＳＣに対
して投写レンズ系１４０は、上方に配置されている。こ
れに対応して、光源１１０は、システム光軸ＳＣに対し
て下側に配置されている。反射鏡１３０は、システム光
軸ＳＣに対して上側に配置されている。光源１１０と反
射鏡１３０とは、光源１１０の光軸ＬＣと反射鏡１３０
の光軸ＲＣとが液晶パネル１２０の中心で交差するとと
もに、システム光軸ＳＣを挟んで垂直方向にほぼ対称と
なるように配置されている。すなわち、光源１１０の光
軸ＬＣとシステム光軸ＳＣとのなす角θ１１と、反射鏡
１３０の光軸ＲＣとシステム光軸ＳＣとのなす角θ１２
とはほぼ等しい。なお、以下の説明では、システム光軸
ＳＣに沿った投写方向をｚ方向、ｚ方向からみて３時の
方向（紙面に垂直な方向）をｘ方向、１２時の方向（紙
面に平行な方向）をｙ方向とする。

【００２４】光源１１０は、放射状の光線を射出する放
射光源としての光源ランプ１１２と、光源ランプ１１２
から射出された放射光を反射し液晶パネル１２０を照射
するように射出する凹面鏡１１４とを備えている。

【００２５】カラー液晶パネル１２０は、与えられた画
像情報（画像信号）にしたがって、光源１１０から照射
された光を変調して画像を形成する光変調手段としての
機能を有する。図２は、カラー液晶パネル１２０の構成
を示す分解模式図である。透明基板１２１上には、薄膜
トランジスタ１２２と画素電極１２３とが、画素毎に設
けられている。画素電極１２３の上方には平面状の共通
電極１２４が設けられており、画素電極１２３と共通電
極１２４との間には液晶が充填されている。共通電極１
２４の上には、対向基板（透明基板）１２５が設けられ
ている。対向基板１２５の表面と裏面のいずれか一方に
は、カラーフィルタ１２６が設けられている。このカラ
ーフィルタ１２６には、画素電極１２３に対向した部分
に、光の３原色である赤色、緑色、青色の各３色に対応
した赤色フィルタ１２６Ｒと，緑色フィルタ１２６Ｇ
と，青色フィルタ１２６Ｂとが規則的に配置されてい
る。各色フィルタ１２６Ｒ，１２６Ｇ，１２６Ｂは、誘
電体多層膜からなるダイクロイックカラーフィルタで構
成されている。対向基板１２５の上表面と透明基板１２
１の裏面には、偏光板１２７，１２８がそれぞれ設けら
れている。カラー液晶パネル１２０は、液晶を挟んで対
向基板１２５側が光の入射面側であり、透明基板１２１
側が光の射出面（表示面）側である。

【００２６】図３は、カラーフィルタ１２６の画像の１
絵素に対応する部分を拡大して示す概略垂直断面図であ
る。赤色フィルタ１２６Ｒは、その入射光（Ｒ１＋Ｇ１
＋Ｂ１）のうち赤色光Ｒ１のみを透過し、残りの光（Ｇ
１＋Ｂ１）を反射する。緑色フィルタ１２６Ｇは、その
入射光（Ｒ２＋Ｇ２＋Ｂ２）のうち緑色光Ｇ２のみを透
過し、残りの光（Ｒ２＋Ｂ２）を反射する。青色フィル
タ１２６Ｂは、その入射光（Ｒ３＋Ｇ３＋Ｂ３）のうち
青色光Ｂ３のみを透過し、残りの光（Ｒ３＋Ｇ３）を反
射する。画像情報は、各色毎に別々の情報を有し、各色
フィルタ１２６Ｒ，１２６Ｇ，１２６Ｂを透過した光Ｒ
１，Ｇ２，Ｂ３は、対応する画像情報にしたがって画素
電極１２３と共通電極１２４との間（図２）に印可され
た電圧に応じて変調され、１絵素に対応する変調光がカ
ラー液晶パネル１２０から射出される。したがって、カ
ラー液晶パネル１２０を照射した光は、各絵素毎に変調
されて射出される。

【００２７】図１に示す投写レンズ系１４０は、カラー
液晶パネル１２０から射出された変調光を投写スクリー
ン１５０上に拡大投写して、カラー画像を表示する投写
光学系としての機能を有している。

【００２８】一方、図３の各色フィルタ１２６Ｒ，１２
６Ｇ，１２６Ｂを透過できない光は、各色フィルタ１２
６Ｒ，１２６Ｇ，１２６Ｂで反射して、図１に示した反
射鏡１３０の方向に進む。反射鏡１３０に到達した反射
光は、反射鏡１３０で反射して、再びカラー液晶パネル
１２０を照射する。反射鏡１３０からカラー液晶パネル
１２０に戻る戻り光は、液晶パネル１２０から反射鏡１
３０に向かう光の光路をほぼ逆に辿るようにすることが
好ましい。こうすれば、可能な限り多くの戻り光でカラ
ー液晶パネル１２０を照射できるので、光の利用効率を
高めることができる。

【００２９】カラー液晶パネル１２０から反射鏡１３０
に向かう光が図１の例のように収束光である場合には、
反射鏡１３０は凸面鏡とすることが好ましい。一方、カ
ラー液晶パネル１２０から反射鏡１３０に向かう光が発
散光である場合には、反射鏡１３０を凹面鏡とすること
が好ましい。また、カラー液晶パネル１２０から反射鏡
１３０に向かう光が平行光である場合には、反射鏡１３
０は平面鏡とすることが好ましい。さらに、１枚の反射
鏡１３０のかわりに、平面ミラーと凸レンズ、平面ミラ
ーと凹レンズ等のように、複数の光学素子を組み合わせ
て反射鏡１３０と同様の機能を実現するようにしてもよ
い。すなわち、カラー液晶パネル１２０からの反射光を
再度反射してカラー液晶パネル１２０に戻す反射手段と
しては、液晶パネル１２０で反射する反射光の特性、す
なわち、光源１１０から射出される光の特性に応じて、
反射手段から液晶パネル１２０に戻る戻り光が、液晶パ
ネル１２０から反射手段に向かう光の光路をほぼ逆に辿
るようにする反射手段を選択することが好ましい。

【００３０】なお、図３に示したように、各色フィルタ
１２６Ｒ，１２６Ｇ，１２６Ｂで反射した光（Ｇ１＋Ｂ
１），（Ｒ２＋Ｂ２），（Ｒ３＋Ｇ３）は、反射時にお
いては、空間的に分離されている。しかしながら、光源
ランプ１１２から放射された光は凹面鏡１１４によって
略一方向に反射されるため、凹面鏡の形状によって光源
１１０から射出される光束の拡がり方は変化する。そし
て、何より光源ランプ１１２は理想的な点光源ではない
ため、光源１１０から同じ方向に射出された光束も、実
際には、少し異なった方向に向かって射出された光線の
束である。したがって、空間的に分離された反射光（Ｇ
１＋Ｂ１），（Ｒ２＋Ｂ２），（Ｒ３＋Ｇ３）は反射鏡
１３０で反射して再び液晶パネル１２０を照射するまで
に拡散して、光源１１０から射出された光と同様なほぼ
白色光となる。すなわち、カラーフィルタ１２６で反射
し、反射鏡１３０で反射した戻り光は、カラー液晶パネ
ル１２０を照射する照明光として再び利用することが可
能となる。なお、光源ランプ１１２が極めて点光源性に
優れ、反射鏡１３０からの戻り光の拡散性が低い場合に
は、液晶パネル１２０と反射鏡１３０との間の光路上に
拡散板を配置すればよい。拡散板としては、例えば、ス
リガラスや回折格子を利用した光拡散板がある。

【００３１】なお、光源１１０の光軸ＬＣとシステム光
軸ＳＣとのなす角θ１１と、反射鏡１３０の光軸ＲＣと
システム光軸ＳＣとのなす角θ１２とは、極力小さい方
が好ましい。すなわち、光源１１０から射出した光およ
び反射鏡１３０からの戻り光が液晶パネルを照射する角
度（システム光軸ＳＣに対する光の入射角度）は、極力
小さい方が好ましい。このようにすれば、液晶パネル１
２０からの変調光を、投写レンズ系１４０の呑み込み角
内により多く入射させることができるため、投写型表示
装置における光の利用効率をさらに向上させることがで
きる。

【００３２】上述したように、本実施例によれば、液晶
パネル１２０に備えられたカラーフィルタ（ダイクロイ
ックカラーフィルタ）１２６で反射された光も再び利用
することができるので、投写型表示装置の光の利用効率
を向上させることができる。

【００３３】Ｂ．第２実施例：図４は、第２実施例とし
ての投写型表示装置２００の要部を示す概略垂直断面図
である。この投写型表示装置２００は、第１実施例の投
写型表示装置１００（図１）の光源１１０を光源２１０
に、反射鏡１３０を反射鏡２３０に置き換えた構成を有
し、それら以外は、第１実施例と全く同じである。

【００３４】光源２１０は、放射状の光線を射出する放
射光源としての光源ランプ２１２と、光源ランプ２１２
から射出された放射光が反射されて液晶パネル１２０を
照射するように射出する凹面鏡２１４とを備えている。
この凹面鏡２１４は、光源２１０から射出された光を、
光源ランプ２１２の位置（一次焦点）とは別の位置（二
次焦点）に集束させるような楕円面鏡である。

【００３５】反射鏡２３０は、光源２１０から射出した
光が液晶パネル１２０で反射後に集束する位置（楕円面
鏡２１４の二次焦点）に配置されている。したがって、
反射鏡２３０の反射面上に光源２１０の２次光源像が形
成されるため、反射鏡２３０の寸法を小さくすることが
可能である。これにより、光源２１０の光軸ＬＣとシス
テム光軸ＳＣとのなす角θ２１と、反射鏡２３０の光軸
ＲＣとシステム光軸ＳＣとのなす角θ１２とを、第１実
施例に比べて小さくすることができる。したがって、光
源２１０から射出した光および反射鏡２３０からの戻り
光が液晶パネルを照射する角度（システム光軸ＳＣに対
する光の入射角度）を、小さくすることができる。すな
わち、液晶パネル１２０からの変調光を、投写レンズ系
１４０の呑み込み角内により多く入射させることができ
るため、投写型表示装置における光の利用効率を第１実
施例に比べてさらに向上させることができる。また、光
学系の大きさを小型化することができる。

【００３６】Ｃ．第３実施例：図５は、第３実施例とし
ての投写型表示装置３００の要部を示す概略垂直断面図
である。投写型表示装置３００は、第１実施例の投写型
表示装置１００の光源１１０の出力側に、第１のレンズ
アレイ３２０と、第２のレンズアレイ３３０と、重畳レ
ンズ３４０とを備え、液晶パネル１２０の入射面側（光
源１１０側）にフィールドレンズ３５０を備えた構成を
有している。また、反射鏡１３０を反射鏡３６０に置き
換えた構成としている。

【００３７】光源１１０と、第１のレンズアレイ３２０
と、第２のレンズアレイ３３０と、重畳レンズ３４０と
は、被照明領域である液晶パネル１２０を均一に照射す
るためのインテグレータ照明光学系を構成している。

【００３８】図６は、第１のレンズアレイ３２０の外観
を示す斜視図である。第１のレンズアレイ３２０は略矩
形状の輪郭を有する小レンズ３２２がＭ行Ｎ列のマトリ
クス状に配列された構成を有している。この例では、Ｍ
＝６，Ｎ＝４である。第２のレンズアレイ３３０は、第
１のレンズアレイ３２０の小レンズ３２２に対応するよ
うに、小レンズ３３２がＭ行Ｎ列のマトリクス状に配列
された構成を有している。各小レンズ３２２をｚ方向か
ら見た外形形状は、液晶パネル１２０の表示領域の形状
とほぼ相似形をなすように設定されている。この実施例
では、小レンズ３２２のアスペクト比（横と縦の寸法の
比率）は４：３に設定されている。

【００３９】第１と第２のレンズアレイ３２０，３３０
は、光源１１０からの射出光を複数の部分光束に分割す
る光束分割手段としての機能を有している。そのうち、
第１のレンズアレイ３２０は、光源１１０からの射出光
を複数の部分光束に分割するとともに、各部分光束を集
光させる機能を有している。また、第２のレンズアレイ
３３０は、各部分光束の中心軸をシステム光軸に平行に
揃える機能を有している。

【００４０】図５に示す投写型表示装置３００におい
て、光源１１０から射出された平行光束は、インテグレ
ータ光学系を構成する第１と第２のレンズアレイ３２
０，３３０によって、複数の部分光束に分割される。第
１のレンズアレイ３２０の各小レンズ３２２から射出さ
れた部分光束は、小レンズ３２２の集光作用によって第
２のレンズアレイ３３０の対応する各小レンズ３３２内
で光源１１０の光源像が結像されるように集光される。
すなわち、第１のレンズアレイ３２０の小レンズ３２２
の数だけ、対応する第２のレンズアレイ３３０の小レン
ズ３３２内に２次光源像が形成される。

【００４１】重畳レンズ３４０は、第２のレンズアレイ
３３０の各小レンズ３３２から射出された複数の部分光
束を重畳させて、被照明領域である液晶パネル１２０に
集光させる重畳光学系としての機能を有する。上記の結
果、液晶パネル１２０は、ほぼ均一に照射される。な
お、フィールドレンズ３５０は、第２のレンズアレイ３
３０から射出された光束をそれぞれの中心軸に平行な光
束に変換する機能を有している。

【００４２】反射鏡３６０の配置位置は、液晶パネル１
２０を照射した各部分光束のうちカラーフィルタ１２６
を透過できずに反射した反射光が再び集光されて、各部
分光束による複数の光源像が結像される位置であること
が好ましい。反射鏡３６０をこの位置に配置すれば、反
射鏡３６０のサイズを最も小さくすることが可能であ
る。ただし、この位置に限定されるわけではなく、液晶
パネル１２０における反射光の光路上に配置され、その
反射光を再び反射できるサイズであればよい。

【００４３】反射鏡３６０で反射された各部分光束の戻
り光は、再び液晶パネル１２０を照射する。したがっ
て、本実施例の投写型表示装置３００においても、第１
実施例の投写型表示装置１００と同様に、液晶パネル１
２０に備えられたカラーフィルタ１２６で反射された光
も再び利用することができるので、投写型表示装置の光
の利用効率を向上させることができる。また、本実施例
においては、インテグレータ照明光学系を用いているの
で、第１実施例に比べてより均一な照明光を利用するこ
とができ、投写画像全体の明るさの均一性を向上させる
ことができる。

【００４４】なお、第１のレンズアレイ３２０と、第２
のレンズアレイ３３０と、重畳レンズ３４０とを備える
インテグレータ照明光学系の構成は、これに限定される
必要はない。例えば、第２のレンズアレイ３３０の各小
レンズ３３２の機能とを有する１枚のレンズアレイを２
枚のレンズ３３０，３４０の代わりに使用することも可
能である。

【００４５】Ｄ．第４実施例：図７は、第４実施例とし
ての投写型表示装置４００の要部を示す概略垂直断面図
である。投写型表示装置４００は、第３実施例の投写型
表示装置３００（図５）の第１と第２のレンズアレイ３
２０，３３０を第１と第２のレンズアレイ４２０，４３
０に置き換えた構成を有し、それら以外は、第３実施例
と全く同じである。

【００４６】第１のレンズアレイ４２０は複数の偏心レ
ンズで構成されている。第１のレンズアレイ４２０は、
第３実施例における第１のレンズアレイ３２０の機能と
重畳レンズ３４０の機能とを合わせもち、複数の偏心レ
ンズから射出する各部分光束のそれぞれを集光するとと
もに、第１のレンズアレイ４２０から射出される光束全
体を集光させて、各部分光束を液晶パネル１２０で重畳
させる機能を有している。第２のレンズアレイ４３０
は、第１のレンズアレイ４２０から射出された各部分光
束が同一の液晶パネル１２０を照明するように集光され
て進む光路上で、かつ各部分光束毎に一旦集光されて複
数の２次光源像を結像する位置に配置されている。した
がって、第２のレンズアレイ４３０のサイズを第１のレ
ンズアレイ４２０よりも小さくすることが可能である。
ここで、光源１１０の光軸ＬＣとシステム光軸ＳＣとの
なす角θ４１は、第２のレンズアレイ４３０のサイズに
起因して決定される。したがって、光源１１０の光軸Ｌ
Ｃとシステム光軸ＳＣとのなす角θ４１と、反射鏡３６
０の光軸ＲＣとシステム光軸ＳＣとのなす角θ４２と
を、第３実施例に比べて小さくすることができる。すな
わち、光源１１０から射出した光および反射鏡３６０か
らの戻り光が液晶パネルを照射する角度（システム光軸
ＳＣに対する光の入射角度）を、小さくすることができ
る。これにより、液晶パネル１２０からの変調光を、投
写レンズ系１４０の呑み込み角内により多く入射させる
ことができるため、投写型表示装置における光の利用効
率を第３実施例に比べてさらに向上させることができ
る。

【００４７】Ｅ．第５実施例：図８は、第５実施例とし
ての投写型表示装置５００の要部を示す概略垂直断面図
である。この投写型表示装置５００は、第１実施例の投
写型表示装置（図１）の反射鏡１３０とカラー液晶パネ
ル１２０との間の光路上に折り返しミラー５６０を配置
し、反射鏡１３０の配置位置をシステム光軸ＳＣに対し
て下側、すなわち光源１１０と同じ側に配置するように
している。すなわち、この投写型表示装置５００におい
ては、液晶パネル１２０と反射鏡１３０との間の液晶パ
ネル１２０の反射光および反射鏡１３０の戻り光の光路
が折り返しミラー５６０で折り返されている。

【００４８】このような構成にすれば、第１実施例に比
べて、上下方向の配置スペースを小さくすることが可能
である。このような折り返しミラーは、上述した他の実
施例にも適用可能である。

【００４９】なお、この発明は上記の実施例や実施形態
に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々の態様において実施することが可能である。
例えば次のような変形も可能である。

【００５０】（１）上記各実施例では、液晶パネルで反
射された光を再反射するための反射鏡と、光源とをシス
テム光軸に対して上下方向に配置しているが、システム
光軸に対して左右方向に配置するようにしてもよい。こ
のようにしても、同様に、投写型表示装置における光の
利用効率を第１実施例に比べてさらに向上させることが
できる。

【００５１】（２）また、液晶パネルを照明する照明光
としてランダムな偏光方向を有する光源光をそのまま利
用しているが、これを１種類の直線偏光光に変換して利
用するようにしてもよい。液晶パネルを照射する照明光
を、通常、液晶パネルの入射面に設けられている偏光板
を透過可能な直線偏光光に変換して利用すれば、この偏
光板による光の損失を防ぐことができる。したがって、
投写型表示装置における光の利用効率をさらに向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例としての投写型表示装置１００の要
部を示す概略垂直断面図である。

【図２】カラー液晶パネル１２０の構成を示す分解模式
図である。

【図３】カラーフィルタ１２６の画像の１絵素に対応す
る部分を拡大して示す概略垂直断面図である。

【図４】第２実施例としての投写型表示装置２００の要
部を示す概略垂直断面図である。

【図５】第３実施例としての投写型表示装置３００の要
部を示す概略垂直断面図である。

【図６】第１のレンズアレイ３２０の外観を示す斜視図
である。

【図７】第４実施例としての投写型表示装置４００の要
部を示す概略垂直断面図である。

【図８】第５実施例としての投写型表示装置５００の要
部を示す概略垂直断面図である。

【図９】カラー液晶パネルの表示面の一部を拡大して示
す概略正面図である。

【図１０】ダイクロイックカラーフィルタにより構成さ
れた緑色のカラーフィルタ特性の一例を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１００…投写型表示装置 １１０…光源 １１２…光源ランプ １１４…凹面鏡 １２０…（カラー）液晶パネル １２１…透明基板 １２２…薄膜トランジスタ １２３…画素電極 １２４…共通電極 １２５…対向基板 １２６…カラーフィルタ １２６Ｂ…青色フィルタ １２６Ｇ…緑色フィルタ １２６Ｒ…赤色フィルタ １２７，１２８…偏光板 １３０…反射手段 １４０…投写レンズ系 １５０…投写スクリーン ２００…投写型表示装置 ２１０…光源 ２１２…光源ランプ ２１４…凹面鏡 ２３０…反射手段 ３００…投写型表示装置 ３２０…第１のレンズアレイ ３２２…小レンズ ３３０…第２のレンズアレイ ３３２…小レンズ ３４０…重畳レンズ ３５０…フィールドレンズ ３６０…反射手段 ４００…投写型表示装置 ４２０…第１のレンズアレイ ４３０…第２のレンズアレイ ５００…投写型表示装置 ５６０…折り返しミラー

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 照明光を射出する照明手段と、 複数種類のダイクロイック膜で構成されたカラーフィル
   タを備え、前記カラーフィルタに照射された前記照明光
   を複数色の光に分離するとともに、与えられた画像信号
   に基づいて前記複数色の光をそれぞれ変調する光変調手
   段と、 前記光変調手段で変調された複数色の変調光を投写面上
   に投写する投写手段と、 前記照明光のうち、前記カラーフィルタで反射した反射
   光をさらに反射して、前記カラーフィルタを再び照射す
   る戻り光とするための反射手段と、を備えることを特徴
   とする投写型表示装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の投写型表示装置であっ
   て、 前記反射手段からの戻り光の光束が、全体として前記反
   射光の光路をほぼ逆方向に進んで、前記カラーフィルタ
   を再び照射する投写型表示装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の投写型表示装置であっ
   て、 前記反射手段からの戻り光の光束のそれぞれが、前記反
   射手段で反射される前のそれぞれの光路をほぼ逆方向に
   進んで、前記カラーフィルタを再び照射する投写型表示
   装置。
4. 【請求項４】 請求項２記載の投写型表示装置であっ
   て、 前記光変調手段からの反射光は集光して結像する収束光
   であり、 前記反射手段は前記収束光の収束位置に配置された平面
   鏡であり、 前記反射手段で反射した戻り光の光束のそれぞれが、前
   記反射手段で反射される前のそれぞれの光路と前記反射
   光の中心光路に対してほぼ対称な光路をほぼ逆方向に進
   んで、前記カラーフィルタを再び照射する投写型表示装
   置。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれかに記
   載の投写型表示装置であって、 前記照明手段と前記反射手段とは、前記照明光の中心軸
   と前記戻り光の中心軸とが、前記光変調手段の中心を垂
   直に通る中心光軸に対して略対称となるように配置され
   ている投写型表示装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の投写型表示装置であっ
   て、 前記投写手段は、前記投写手段の中心軸が前記中心光軸
   に対してずれて配置され、 前記反射手段は、前記投写手段の中心軸の前記中心光軸
   に対するずれ方向と同じ方向にずれて配置され、 前記照明手段は、前記中心光軸に対して前記反射手段と
   は反対の方向にずれて配置されている投写型表示装置。
7. 【請求項７】 前記反射手段は、さらに、前記戻り光が
   前記カラーフィルタを再び照射する照明効率を増加させ
   るように、前記戻り光を集光する集光手段を備える請求
   項１ないし請求項６のいずれかに記載の投写型表示装
   置。
8. 【請求項８】 前記反射手段は、さらに、入射する光を
   拡散させる拡散手段を備える請求項１ないし請求項６の
   いずれかに記載の投写型表示装置。
9. 【請求項９】 請求項１ないし請求項８のいずれかに記
   載の投写型表示装置であって、 前記照明手段は、 光源から射出される光束を複数の部分光束に分割すると
   ともに、前記複数の部分光束がそれぞれ前記光変調手段
   を照射するように重畳結合する分割重畳手段を備える投
   写型表示装置。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし請求項９記載の投写型
    表示装置であって、 前記光変調手段で反射した反射光の光路上に前記反射光
    の方向を変更する折り返し手段を備え、 前記折り返し手段は、前記光変調手段の中心を垂直に通
    る中心光軸に対して前記折り返し手段とは反対側に向け
    て前記反射光を射出し、 前記反射手段は、前記折り返し手段で折り返された折り
    返し光の光路上に配置され、前記折り返し光が再び前記
    折り返し手段の方向に反射する投写型表示装置。