(57)【要約】【課題】発光される光の発散角度が大きな光源を用いても、発光され光を効率良く利用できて、明るい投射映像を得ることができるようにする。【解決手段】  赤色（Ｒ）光を発光する複数の光源ユニット１Ｒからなる光源ユニットアレイ１ＲＲと青色（Ｂ）光を発光する複数の光源ユニット１Ｂからなる光源ユニットアレイ１ＢＢと緑色（Ｇ）光を発光する複数の光源ユニット１Ｂからなる光源ユニットアレイ１ＧＧとを備え、夫々の光源ユニット１Ｒ，１Ｂ，１ＧからのＲ，Ｂ，Ｇ光は、光源ユニット１Ｒ，１Ｂ，１Ｇ毎に設けられた末広がりの形状をなすライトパイプ２Ｒ，２Ｂ，２Ｇによって略平行な光線に変換される。ライトパイプ２Ｒ，２Ｂ，２Ｇのライトパイプアレイ２ＲＲ，２ＢＢ，２ＧＧから出力される略平行なＲ，Ｂ，Ｇ光はクロスダイクロイックプリズム４で合成され、液晶などの映像表示素子（図示せず）に送られる。【選択図】図２
2006235338.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を放射する複数の光源ユニットからなる光源ユニットアレイと、該光源ユニットアレイから発光される光が照明光学系を介して照射され、映像信号に応じた光学映像を形成するライトバルブとしての映像表示素子と、該映像表示素子から出射される該光学映像を投射する投射手段とを備えた投射型映像表示装置において、
該照明光学系は、該光源ユニット毎に、該光源ユニットからの光線の発散角度を低減する末広がり形状のライトパイプからなるライトパイプアレイを有することを特徴とする投射型映像表示装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記光源ユニットの発光源がＬＥＤであることを特徴とする投射型映像表示装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記光源ユニットアレイが複数設けられ、これら光源ユニットアレイから互いに異なる色光を発光することをことを特徴とする投射型映像表示装置。
【請求項４】
請求項１または２において、
前記光源ユニットアレイは、異なる色光を発光する複数種の前記光源ユニットが、複数個ずつ、互いに均一な分布で配列されてなることを特徴とする投射型映像表示装置。
【請求項５】
請求項１または２において、
前記ライトパイプアレイの出射光を所定の偏光面の直線偏光に変換する偏光変換素子を設けたことを特徴とする投射型映像表示装置。
【請求項６】
請求項１または２において、
複数の前記ライトパルプからなる前記ライトパイプアレイの出射光を均一な照度分布の光に変換するアレイレンズを設けたことを特徴とする投射型映像表示装置。
【請求項７】
請求項１または２において、
前記ライトパルプアレイを形成する前記ライトパイプは、出射側が一体化されていることを特徴とする投射型映像表示装置。
【請求項８】
請求項１または２において、
前記ライトパイプの断面開口が略円形であることを特徴とする投射型映像表示装置。
【請求項９】
請求項１または２において、
前記ライトパイプの入射側に前記光源ユニットが一体化されていることを特徴とする投射型映像表示装置。
【請求項１０】
請求項１または２において、
前記光源ユニットの発光源を直接冷却する冷却手段を設けたことを特徴とする投射型映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過型あるいは反射型の映像表示素子などのライトバルブを使用してスクリーン上に映像を投射表示する投射型表示装置、例えば、液晶プロジェクタ装置や反射式映像表示プロジェクタ装置，投射型ディスプレイ装置などの投射型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からの投射型映像表示装置の構成として、ＬＥＤ光源とアレイレンズ（インテグレータ）を用いた投射型映像表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
これは、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）毎に、発光ダイオード（ＬＥＤ）とこの発光ダイオードからの出射光を平行光とする結合レンズとからなる光源部が複数平面状に配列されてなる光源ユニットが用いられ、かかる光源ユニットからの色光を第１，第２のフライアイレンズ（レンズアレイ）からなるインテグレータに入射させることにより、個々の光源部から出射されたかかる光源ユニットの色光を光強度分布が均一な色光にするものである。
【特許文献１】特開２００１−３４３７０６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プロジェクタ装置などでは、色再現性の向上及び高輝度化が重要な課題である。色再現性を良くする方法としては、高圧水銀ランプより狭帯域の光源である３原色のＬＥＤ光源を用いる方法が知られている。しかし、ＬＥＤ光源には、高圧水銀ランプよりも出射光の発散角が大きいという欠点がある。従来、映像表示素子への光の照度平滑化（照度分布の均一化）のために、複数の集光レンズにより構成される第１のアレイレンズと第２のアレイレンズからなるインテグレータが用いてきた。しかし、第２のアレイレンズでの対応するレンズセル内に入射しない光は利用されず、光が有効に活用されていない。高圧水銀ランプのように、発散角が約３度以下であれば、その影響は小さいが、ＬＥＤ光源のように、約２０度ほどの発散角度が有る場合には、その多くの光は第２のアレイレンズの対応するレンズセル内に入射されず、光の損失が大きくなるという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、かかる問題を解消し、ＬＥＤチップのように、発光される光の発散角度が大きな光源を用いても、発光され光を効率良く利用できて、明るい投射映像を得ることができるようにした投射型映像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、光を放射する複数の光源ユニットからなる光源ユニットアレイと、光源ユニットアレイから発光される光が照明光学系を介して照射され、映像信号に応じた光学映像を形成するライトバルブとしての映像表示素子と、映像表示素子から出射される光学映像を投射する投射手段とを備えた投射型映像表示装置であって、照明光学系は、光源ユニット毎に、光源ユニットからの光線の発散角度を低減する末広がり形状のライトパイプからなるライトパイプアレイを有するものである。
【０００７】
また、光源ユニットの発光源がＬＥＤであるとするものである。
【０００８】
また、光源ユニットアレイが複数設けられ、これら光源ユニットアレイから互いに異なる色光を発光するものである。
【０００９】
また、光源ユニットアレイは、異なる色光を発光する複数種の光源ユニットが、複数個ずつ、互いに均一な分布で配列されてなるものである。
【００１０】
また、ライトパイプアレイの出射光を所定の偏光面の直線偏光に変換する偏光変換素子を設けたものである。
【００１１】
また、複数のライトパルプからなるライトパイプアレイの出射光を均一な照度分布の光に変換するアレイレンズを設けたものである。
【００１２】
また、ライトパルプアレイを形成するライトパイプは、出射側が一体化されているものである。
【００１３】
また、ライトパイプの断面開口が略円形であるものである。
【００１４】
また、ライトパイプの入射側に光源ユニットが一体化されているものである。
【００１５】
また、光源ユニットの発光源を直接冷却する冷却手段を設けたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、ＬＥＤ光源のような光の発散角度の大きな光源を用いても、光の利用効率を高めることができて、スクリーン上に明るい映像を投射表示させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
【００１８】
図１は本発明による投射型映像表示装置の一実施形態を示す構成図であって、１ＲＲ，１ＧＧ，１ＢＢは光源ユニットアレイ、２ＲＲ，２ＧＧ，２ＢＢはライトパイプアレイ、３Ｒ，３Ｇ，３Ｂはレンズ部、４はクロスダイクロイックプリズム、４Ｒ，４Ｂは反射ダイクロイック膜、５はアレイレンズ、６は偏光変換素子、６ａは偏光分離膜、６ｂは１／２波長位相差板、７はコリメータレンズ、８ａ，８ｂはダイクロイックミラー、９ａ，９ｂ，９ｃは反射ミラー、１０ａ，１０ｂ，１０ｃはリレーレンズ、１１Ｒは透過型赤色映像表示素子、１１Ｇは透過型緑色映像表示素子、１１Ｂは透過型青色映像表示素子、１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂは入力側偏光板、１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂは透過型液晶表示素子、１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂは出射側偏光板、１５はクロスダイクロイックプリズム、１５Ｒ，１５Ｂは反射ダイクロイック膜、１６は投射レンズである。
【００１９】
また、図２は図１における光源部を拡大して示す図であって、１Ｒ，１Ｇ，１Ｂは夫々Ｒ光，Ｇ光，Ｂ光の光源ユニット、２Ｒ，２Ｇ，２Ｂはライトパイプ、１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂは支持部材であり、図１に対応する部分には同一符号をつけている。
【００２０】
図１において、この実施形態は、ライトバルブとしてＲ（赤色）光の透過型映像表示素子１１ＲとＧ（緑色）光の透過型映像表示素子１１ＧとＢ（青色）光の透過型映像表示素子１１Ｂとを用いた投射型映像表示装置である。
【００２１】
かかる投射型映像表示装置の光源としては、Ｒ光を発光する光源ユニットアレイ１ＲＲとＧ光を発光する光源ユニットアレイ１ＧＧとＢ光を発光する光源ユニットアレイ１ＢＢとが用いられる。図２に示すように、光源ユニットアレイ１ＲＲは、Ｒ光の発光素子としてＲ用のＬＥＤ（Light-Emitting-Diode）チップを用いた光源ユニット１Ｒが複数個縦横に（即ち、アレイ状に）配列されて支持部材１７Ｒで支持された構成をなし、同様に、光源ユニットアレイ１ＧＧは、Ｇ光の発光素子としてＧ用のＬＥＤチップを用いた光源ユニット１Ｇが複数個アレイ状に配列されて支持部材１７Ｇで支持された構成をなし、光源ユニットアレイ１ＢＢは、Ｂ光をの発光素子としてＢ用のＬＥＤチップを用いた光源ユニット１Ｂが複数個アレイ状に配列されて支持部材１７Ｂで支持された構成をなしている。ここでは、一例として、発光効率の高いＲ用のＬＥＤチップを用いた光源ユニットアレイ１ＲＲは２列×３行＝６個のアレイ構造をなすが、Ｇ用，Ｂ用のＬＥＤチップを用いた光源ユニットアレイ１ＧＧ，１ＢＢは、３列×３行＝９個のアレイ構造をなすものとしている。
【００２２】
図１において、光源ユニットアレイ１ＲＲには、ライトパイプアレイ２ＲＲが設けられ、光源ユニットアレイ１ＧＧ，１ＢＢには夫々、ライトパイプアレイ２ＧＧ，２ＢＢが設けられている。図２に示すように、ライトパイプアレイ２ＲＲは、光源ユニットアレイ１ＲＲの光源ユニット１Ｒ毎にそれらの出射面に対向して配置された複数（上記の例では、２列×３行＝６個）のライトパイプ２Ｒからなるものであり、夫々のライトパイプ２Ｒには、対向する光源ユニット１Ｒから出射されるＲ光が入射される。同様に、ライトパイプアレイ２ＧＧも、光源ユニットアレイ１ＧＧの光源ユニット１Ｇ毎にそれらの出射面に対向して配置された複数（上記の例では、３列×３行＝９個）のライトパイプ２Ｇからなって、夫々のライトパイプ２Ｇには、対向する光源ユニット１Ｇから出射されるＧ光が入射され、ライトパイプアレイ２ＢＢも、光源ユニットアレイ１ＢＢの光源ユニット１Ｂ毎にそれらの出射面に対向して配置された複数（上記の例では、３列×３行＝９個）のライトパイプ２Ｂからなり、夫々のライトパイプ２Ｂには、対向する光源ユニット１Ｂから出射されるＢ光が入射される。
【００２３】
夫々のライトパイプ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂは、光源ユニット１Ｒ，１Ｇ，１Ｂの出射面に対向する側の端面を入射面とし、他方の端面を出射面として、その入射面側から出射面側に向かって断面積が徐々に広くなる末広がりの形状をなしている。各光源ユニット１Ｒ，１Ｇ，１Ｂは、夫々から出射される色光が平行光で出射されるように、構成されているが、それでも、２０゜程度の拡散角を持つ発散光として出射される。ライトパイプ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂは、この拡散角を低減し、Ｒ光，Ｇ光，Ｂ光をより平行光とするために用いられるものである。
【００２４】
図３はライトパイプ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂのかかる作用を説明するための断面図であって、ライトパイプ２Ｇを代表して示すが、ライトパイプ２Ｒ，２Ｂについても同様である。また、２ａは入射面、２ｂは出射面、２ｃは光軸、２ｄは一方の界面、２ｅは他方の界面、２ｆ，２ｇは光軸２ｃに平行な軸、Ｌは光線である。
【００２５】
同図において、ライトパイプ２Ｇの入射面２ａは光源ユニット１Ｇの光出射面（図示せず）に対向しており、この入射面２ａに光源ユニット１Ｇの光出射面から出射されたＧ光が入射される。このＧ光の一部を光線Ｌとして示している。
【００２６】
ここで、ライトパイプ２Ｇの界面２ｄ，２ｅは夫々、ライトパイプ２Ｇの光軸２ｃに対して角度θだけ傾いているものとする。ライトパイプ２Ｇの中心軸（図示せず）は光源ユニット１Ｇの光軸に連続したものであり、図示する光軸２ｃはこの中心軸に平行である。この光軸２ｃは入射面２ａでの光線Ｌの入射点を通るものとしている。また、入射面２ａと出射面２ｂとはこの光軸２ｃに垂直な面である。
【００２７】
いま、図示しない光源ユニット１Ｇの出射面からＧ光が拡散して出射し、これがライトパイプ２Ｇの入射面２ａから入射するが、この入射時のこのＧ光の入射光線Ｌの光軸２ｃに対する角度（以下、光線角度という）をαとする。この光線Ｌは一方の界面２ｅの点Ａに達するが、この点Ａでの界面２ｅに対する入射角はα−θである。ここで、ライトパイプ２Ｇの硝材と空気の屈折率差から、９０°−（α−θ）が全反射を生ずる臨界角よりも大きくなるように、界面２ｄ，２ｅの傾斜角θが設定されており、このため、界面２ｅの点Ａでは、この光線Ｌが全反射する。この全反射された光線Ｌの界面２ｅに対する角度はα−θであり、光軸２ｃに平行で点Ａを通る軸２ｆ、即ち、光線角度はα−２θである。従って、かかる全反射により、光線Ｌの光線角度は、入射時の光線角度αからα−２θに減少したことになる。
【００２８】
界面２ｅの点Ａで反射した光線Ｌはライトパイプ２Ｇ内を進み、このライトパイプ２Ｇの他方の界面２ｄの点Ｂに達する。この点Ｂでは、光軸２ｃに平行でこの点Ｂを通る軸２ｇに対する光線Ｌの傾斜角、光線角度がα−２θであるから、界面２ｄに対する傾斜角は（α−２θ）−θ＝α−３θとなり、光線Ｌはこの傾斜角α−３θを入射角として全反射することになる。この点Ｂでの全反射後の光線Ｌの軸２ｇに対する傾斜角、即ち、光線角度は（α−３θ）−θ＝α−４θとなり、従って、光線角度がα−２θからさらにα−４θに減少したことになる。
【００２９】
このようにして、ライトパイプ２Ｇ内では、光線Ｌが全反射する毎に、この光線Ｌの光線角度が界面２ｄ，２ｅの傾斜角θの２倍の角度２θずつ減少することになる。従って、この光線Ｌが光出射面２ｂから出射されるときに平行光として許容される光線角度の範囲を±Δαとすると、
α−２ｎθ≦±Δα
を満足する回数ｎだけ全反射させるように、界面２ｄ，２ｅの傾斜角θ及びライトパイプ２Ｇの長さを決めればよいことになる。
【００３０】
なお、ライトパイプ２Ｇには、入射時の光線角度αが異なる光線Ｌが入射されるが、入射時の光線角度αが小さい光線Ｌほど反射点間の距離が長く、反射回数が少なくなり、入射時の光線角度αが大きい光線Ｌほど反射点間の距離が短く、反射回数が多くなるが、入射時の光線角度αが小さい光線Ｌは、この光線角度αの補正量は小さいから、反射回数も少なくすることができ、光線角度αが大きい光線Ｌに対しては、反射回数を多くすればよく、光線角度の許容範囲±Δαを超える入射時の光線角度αの光線Ｌに対して、光線角度がこの許容範囲±Δα内となるように、界面２ｄ，２ｅの傾斜角θ及びライトパイプ２Ｇの長さを設定すればよい。
【００３１】
また、ライトパイプ２Ｇの界面２ｄ，２ｅの傾斜角θを大きくすると、１回の反射で得られる光線Ｌの光線角度の補正量が大きくなって光線角度の低減効果が大きくなり、この分ライトパイプ２Ｇを短くできて光学系の小型化が図れることになる。しかし、ライトパイプ２Ｇの界面２ｄ，２ｅの傾斜角θをあまり大きくすると、光線Ｌの界面２ｄ，２ｅで反射する回数が減少し、かえって低減効果が低下する。このため、光学系の小型化と低減効果の観点から、ライトパイプ２Ｇの長さとその界面２ｄ，２ｅの傾斜角度θとを最適に設定することが必要となる。入射された光線Ｌを界面２ｄ，２ｅで全反射させるためには、これら界面２ｄ，２ｅの傾斜角θを光線Ｌの入射時の光線角度αの最大値よりも小さくしなければならない。光源ユニットのＬＥＤチップから出射される光は、その出射角度が凡そ２０°以内の発散光であり、光源ユニット１ＧのＬＥＤチップから直接ライトパイプ２Ｇに入射される光線Ｌは、その光線角度αが凡そ２０°のものもあるから、界面２ｄ，２ｅの傾斜角θとしては、すくなくとも２０°よりも小さくすることが必要がある。
【００３２】
図２において、ライトパイプアレイ２ＲＲの各ライトパイプ２Ｒの光出射面から出射されるほぼ平行光のＲ光は、この光出射面に設けられたレンズ部３Ｒを介して、クロスダイクロイックプリズム４に入射され、赤色光反射ダイクロイック膜４Ｒで反射されることにより、光路が９０゜変更されて出射される。また、ライトパイプアレイ２ＢＢの各ライトパイプ２Ｂの光出射面から出射されるほぼ平行光のＢ光は、この光出射面に設けられたレンズ部３Ｂを介して、クロスダイクロイックプリズム４に入射され、青色光反射ダイクロイック膜４Ｂで反射されることにより、光路が９０゜変更されてＲ光と合成される。さらに、ライトパイプアレイ２ＧＧの各ライトパイプ２Ｇの光出射面から出射されるほぼ平行光のＧ光は、この光出射面に設けられたレンズ部３Ｇを介して、クロスダイクロイックプリズム４に入射され、赤色光反射ダイクロイック膜４Ｒと青色光反射ダイクロイック膜４Ｂとを透過してＲ光，Ｂ光と合成される。
【００３３】
このように合成されたＲ光とＧ光とＢ光とはクロスダイクロイックプリズム４から出射されて、レンズ部３Ｇ，３Ｂと同数のレンズがレンズ部３Ｇ，３Ｂと同様にマトリックス状に配列されてなるアレイレンズ５に入射する。このとき、レンズ部３Ｒ，３Ｇ，３Ｂとアイレンズ５との組み合わせにより、従来からのインテグレータレンズと同様、Ｒ光，Ｇ光及びＢ光は夫々映像表示素子上で均一な照度分布を得ることができる。
【００３４】
ここで、図４でもってＧ光について説明すると、Ｇ光のライトパイプアレイ２ＧＧの各ライトパイプ２Ｇの出射面側には、レンズ部３Ｇが設けられており、また、クロスダイクロイックプリズム４のライトパイプアレイ２ＧＧとは反対側に、レンズ部３Ｇのアレイと対向してレンズセル５ａのアレイからなるアレイレンズ５が設けられている。アレイレンズ５でのレンズセル５ａの縦，横の個数は、レンズ部３Ｇの縦，横の個数に等しい。各ライトパイプ２Ｇから出射されるＧ光は、アレイレンズ５の近傍に焦点を持つレンズ部３Ｇによって集光され、アイレンズ５に入射される。アレイレンズ５では、レンズ部３Ｇの各レンズセルをアイレンズ５の各レンズセル５ａによって映像表示素子に結像させることにより、映像表示素子上にライトパイプ２Ｇの出射開口に略相似形式で略均一な照度分布を得ることができる。また、同時に、アイレンズ５の各レンズセル５ａにより、入射されたＧ光のうちの発散成分が略平行光に変換される。このことは、Ｒ光，Ｂ光についても同様である。
【００３５】
ところで、光源ユニットアレイ１ＲＲ，１ＧＧ，１ＢＢでの夫々の光源ユニット１Ｒ，１Ｇ，１Ｂから出射されるＲ光，Ｇ光，Ｂ光を直接レンズ部３Ｒ，３Ｇ，３Ｂで発散させることにより、アレイレンズ５にその開口全体に広げて入射させると、光源ユニット１Ｒ，１Ｇ，１Ｂの出射光Ｒ，Ｇ，Ｂが全く平行光であれば問題はないが、これら光源ユニット１Ｒ，１Ｇ，１ＢのＬＥＤチップから直接レンズ部３Ｒ，３Ｇ，３Ｂに出射される光Ｒ，Ｇ，Ｂは発散しているため、かかる出射光Ｒ，Ｇ，Ｂは発散する成分も含んでいる。このような発散する光成分は、レンズ部３Ｒ，３Ｇ，３Ｂを通るとき、さらに発散してしまい、アレイレンズ５の開口内に入射することができず、入射漏れが生じて光の利用率が低下する。かかる入射漏れする光量は、光源ユニット１Ｒ，１Ｇ，１Ｂの出射光Ｒ，Ｇ，Ｂの発散の度合い、即ち、図３での光線角度αに依存し、この光線角度αが大きい程アレイレンズ５での入射漏れする（即ち、アレイレンズ５の開口からはずれる）光量が大きくなる。
【００３６】
これに対し、この実施形態では、上記のように、光源ユニットアレイ１ＲＲ，１ＧＧ，１ＢＢとクロスダイクロイックプリズム４との間にライトパイプアレイ２ＲＲ，２ＧＧ，２ＢＢを設け、これらによって光源ユニット１Ｒ，１Ｇ，１Ｂから発散して出射される光成分の発散角度を低減し、全体としてほぼ平行光とするものであるから、レンズ部３Ｒ，３Ｇ，３Ｂで発散されても、アレイレンズ５の開口をはずれて入射漏れする光が低減してこれに入射されるＲ光，Ｇ光，Ｂ光の光量が増加し、色光の利用効率が向上する。
【００３７】
図１において、アレイレンズ５でその開口いっぱいの平行光となったＲ光，Ｇ光，Ｂ光は偏光変換素子６に入射される。偏光変換素子６は偏光分離膜６ａと１／２波長位相差板６ｂとからなり、円偏光の光線を偏光分離膜６ａによって互いに直交する直線偏光の２種の光線、即ち、ｐ偏光光線とｓ偏光光線とに分離し、このｐ偏光光線を１／２波長位相差板６ｂで偏光面を９０゜回転させることにより、ｓ偏光光線となる。これにより、偏光変換素子６では、入射される円偏光のＲ光，Ｇ光，Ｂ光が全て同じ直線偏光、即ち、ｓ偏光のＲ光，Ｇ光，Ｂ光に変換されて出力される。従って、光量の損失なく、ｓ偏光のＲ光，Ｇ光，Ｂ光が得られることになる。
【００３８】
なお、偏光変換素子６の偏光分離膜６ａは角度特性を有しており、入射角の光軸からの広がりが狭いほど（即ち、入射光の発散が少ないほど）分離効率が高い。この実施形態では、ライトパイプアレイ２ＲＲ，２ＧＧ，２ＢＢでＲ光，Ｇ光，Ｂ光の発散角度が抑圧されているので、アレイレンズ５から偏光変換素子６に入射されるＲ光，Ｇ光，Ｂ光の入射角の広がりが狭くなっており、偏光分離膜６ａの分離機能が向上することになる。従って、偏光変換素子６では、入射されるＲ光，Ｇ光，Ｂ光の円偏光から直線偏光への変換効率が向上し、光量の損失を抑えてかかる偏光変換をすることができる。
【００３９】
また、クロスダイクロイックプリズム４の色合成膜（即ち、反射ダイクロイック膜４Ｒ，４Ｂ）では、入射光線の光軸に対する角度に応じて半値シフトが発生する。半値シフトが発生した場合、本来、合成されてしかるべき色光が合成されず、損失となる。この実施形態では、ライトパイプアレイ２ＲＲ，２ＧＧ，２ＢＢによって色光Ｒ，Ｇ，Ｂの光軸に対する光線の角度、即ち、光線角度の広がりを低減しているものであるから、半値シフトが抑圧され、これによる損失を低減できる。
【００４０】
偏光変換素子６から出射される略直線偏光のＲ，Ｇ，Ｂ光は、コリメータレンズ７を透過し、ダイクロイックミラー８ａに入射される。このダイクロイックミラー８ａでは、Ｒ光が反射され、Ｂ光及びＧ光が透過されてＲ，Ｇ，Ｂ光の合成光からＲ光が分離される。
【００４１】
ダイクロイックミラー８ａで分離されたＲ光は、反射ミラー９ａで反射されてその光路が略９０゜変更され、入射側偏光板１２Ｒと透過型液晶表示素子１３Ｒと出射側偏光板１４Ｒとからなる透過型赤色映像表示素子１１Ｒに入射される。この透過型赤色映像表示素子１１Ｒでは、入射されたＲ光の略ｓ偏光のみが入射側偏光板１２Ｒを透過し、透過型液晶表示素子１３Ｒに照射される。透過型液晶表示素子１３Ｒは、液晶層を有する各画素毎に液晶層を駆動するトランジスタとが設けられた、例えば、横１０２４画素，縦７６８画素からなる液晶表示素子であって、画素毎に照射される略ｓ偏光のＲ光の偏光面がトランジスタの駆動電圧に応じた回転角で回転させられる。透過型液晶表示素子１３Ｒの各画素からのＲ光は出射側偏光板１４Ｒに照射され、偏光面が所定の範囲の、即ち、偏光面がほぼ揃ったＲ光が検光される。これにより、画素毎にトランジスタの駆動電圧に応じて強度変調されたＲ光がこの透過型赤色映像表示素子１１Ｒから出射されることになり、夫々のトランジスタがカラー映像信号の赤色成分の画素電圧に応じて駆動されることにより、かかる赤色成分の映像（赤色映像）を表わすＲ光（即ち、Ｒ映像光）が得られることになる。
【００４２】
また、ダイクロイックミラー８ａを透過したＧ光とＢ光とは、リレーレンズ１０ａを透過し、ダイクロイックミラー８ｂに入射される。このダイクロイックミラー８ｂはＧ光を反射し、Ｂ光を透過させてＧ光とＢ光とを分離する。ダイクロイックミラー８ｂで分離されたＧ光は、入射側偏光板１２Ｇと透過型液晶表示素子１３Ｇと出射側偏光板１４Ｇとからなる透過型緑色映像表示素子１１Ｇに照射される。透過型緑色映像表示素子１１Ｇも、上記の透過型赤色映像表示素子１１Ｒと同様、入射されたＧ光の略ｓ偏光のみが入射側偏光板１２Ｇを透過し、透過型液晶表示素子１３Ｇに照射される。透過型液晶表示素子１３Ｇは、透過型液晶表示素子１３Ｒと同様の構成をなし、各画素毎に照射される略ｓ偏光のＧ光の偏光面がトランジスタの駆動電圧に応じた回転角で回転させられる。透過型液晶表示素子１３Ｇの各画素からのＧ光は出射側偏光板１４Ｇに照射され、偏光面が所定の範囲の、即ち、偏光面がほぼ揃ったＧ光が検光される。これにより、画素毎にトランジスタの駆動電圧に応じて強度変調されたＧ光がこの透過型緑色映像表示素子１１Ｇから出射されることになり、夫々のトランジスタがカラー映像信号の緑色成分の画素電圧に応じて駆動されることにより、かかる緑色成分の映像（緑色映像）を表わすＧ光（即ち、Ｇ映像光）が得られることになる。
【００４３】
さらに、ダイクロイックミラー８ｂで分離されたＢ光は、リレーレンズ１０ｂを透過して反射ミラー９ｂで反射され、さらに、リレーレンズ１０ｃを透過して反射ミラー９ｃで反射され、入射側偏光板１２Ｂと透過型液晶表示素子１３Ｂと出射側偏光板１４Ｂとからなる透過型青色映像表示素子１１Ｂに照射される。この透過型青色映像表示素子１１Ｂも、上記の透過型赤色映像表示素子１１Ｒと同様、入射されたＢ光の略ｓ偏光のみが入射側偏光板１２Ｂを透過し、透過型液晶表示素子１３Ｂに照射される。透過型液晶表示素子１３Ｂは、透過型液晶表示素子１３Ｒと同様の構成をなし、各画素毎に照射される略ｓ偏光のＢ光の偏光面がトランジスタの駆動電圧に応じた回転角で回転させられる。透過型液晶表示素子１３Ｂの各画素からのＢ光は出射側偏光板１４Ｂに照射され、偏光面が所定の範囲の、即ち、偏光面がほぼ揃ったＢ光が検光される。これにより、画素毎にトランジスタの駆動電圧に応じて強度変調されたＢ光がこの透過型赤色映像表示素子１１Ｂから出射されることになり、夫々のトランジスタがカラー映像信号の青色成分の画素電圧に応じて駆動されることにより、かかる青色成分の映像（青色映像）を表わすＢ光（即ち、Ｂ映像光）が得られることになる。
【００４４】
これら赤色，緑色，青色の透過型映像表示素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂでは夫々、以上のように、透過型液晶表示素子１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを挟んで入射側偏光板１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂと出射側偏光板１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂが設けられているので、夫々から出射されるＲ，Ｇ，Ｂ光による映像のコントラスト性能が確保できる。
【００４５】
また、透過型液晶表示素子１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂでは、液晶層を駆動するトランジスタが画素毎に設けられており、これらトランジスタが画素の光路上にあるため、各画素の開口が狭くなり、この開口で光がカットされて光損失が大きくなる。具体的には、トランジスタの光源側に光を遮光する遮光部材が設けてあり、これにより遮光する構成をなしている。そこで、この実施形態では、透過型液晶表示素子１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂには、その画素毎に光源側にマイクロレンズを設け、入射側偏光板１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂからの光をこのマイクロレンズで各画素の開口部に集光し、遮光部材には光が当らないようにして光損失を低減する構成としている。
【００４６】
赤色，緑色，青色の透過型映像表示素子の出射側偏光板１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂから出射されるＲ，Ｇ，Ｂ映像光はクロスダイクロイックプリズム１５に入射され、Ｒ映像光が赤反射ダイクロイック膜１５Ｒで反射され、Ｂ映像光が青反射ダイクロイック膜１５Ｂで反射され、Ｇ映像光が赤反射ダイクロイック膜１５Ｒと青反射ダイクロイック膜１５Ｂとを透過することにより、これらＲ，Ｇ，Ｂ光映像が合成される。この合成映像光はクロスダイクロイックプリズム１５から出射され、投射レンズ１６によって図示しないスクリーン上に拡大投影されることにより、このスクリーン上にカラー映像が拡大表示される。
【００４７】
図５は図２における光源ユニット１Ｒ，１Ｇ，１Ｂの具体例を示す図であって、ここでは、光源ユニット１Ｇを代表して示しているが、光源ユニット１Ｒ，１Ｂについても同様である。また、１ａはＬＥＤチップ、１ｂは反射ミラー、１ｃはリフレクタであり、図３に対応する部分には同一符号を付けている。
【００４８】
図５（ａ）に示す具体例は、光を放射するＬＥＤチップ１ａの周囲に反射ミラー１ｂを配置した構成をなすものである。この反射ミラー１ｂは、ＬＥＤチップ１ａの光軸に沿う断面から見て、その反射面が傾斜し、ＬＥＤチップ１ａからその光軸に沿って離れるにつれて光軸に垂直な断面積が順次大きくなっていく筒状をなしている。また、この反射ミラー１ｂの開口はライトパイプ２Ｇの入射面２ａの開口と略同一サイズ，同一形状であり、反射ミラー１ｂの開口がライトパイプ２Ｇの入射面２ａの開口と対向している。
【００４９】
ＬＥＤチップ１ａから出射される色光は発散するが、この一部が反射ミラー１ｂで反射されて、図３で説明したライトパイプ２Ｇの作用と同様にして、光線角度を低減し、ライトパイプ２Ｇにその入射面２ａから入射される。このため、光源ユニット１からライトパイプ２Ｇに入射される色光の光線角度（光軸に対する光線の傾斜角度）の範囲は、ＬＥＤチップ１ａから出射されるときの色光の光線角度の範囲よりも狭くなって、ＬＥＤチップ１ａから出射されのとほぼ同光量の色光がライトパイプ２Ｇに入射されることなり、光の利用効率が向上する。
【００５０】
なお、ライトパイプ２Ｇでは、図３で説明したように、入射した光線が全反射されることにより、さらに色光の光線角度の範囲が狭くなってほぼ並行光線となる。
【００５１】
図５（ｂ）に示す具体例は、ＬＥＤチップ１ａをライトパイプ２Ｇの入射面２ａに埋め込んである。これにより、損失なく色光を取込むことがきできるので、光の利用効率がさらに向上する。
【００５２】
図５（ｃ）に示す具体例は、ＬＥＤチップ１ａを放物面形状のリフレクタ１ｃの焦点位置に配置し、このリフレクタ１ｃの開口にライトパイプ２Ｇの入射面２ａを取り付けたものである。勿論、リフレクタ１ｃの開口とライトパイプ２Ｇの入射面２ａの開口とは略同一サイズ，同一形状である。ここでは、リフレクタ１ｃの形状に合わせてライトパイプ２Ｇを円錐形状としている。これにより、ＬＥＤチップ１ａとライトパイプ２Ｇの間での色光の漏れを少なくすることができて、損失を少なくできるので、ＬＥＤチップ１ａから出射された色光のライトパイプ２Ｇへの集光率が高まり、スクリーンで表示される映像を明るくすることができる。
【００５３】
図６は図２における光源ユニット１Ｒ，１Ｇ，１Ｂの他の具体例を示す図であって、ここでは、光源ユニット１Ｇを代表して示しているが、光源ユニット１Ｒ，１Ｂについても同様である。また、図５（ａ）は一方の側面図、図６（ｂ）は図６（ａ）に対して９０゜回転させたときの側面図、図６（ｃ）は斜視図であり、１ａはＬＥＤチップ、１ｄはリフレクタ、１ｅは導風路である。
【００５４】
図６（ａ）〜（ｃ）において、回転放物面形状のリフレクタ１ｄには、透明な樹脂が充填されているが、この開口には、その中心を通って一方の端から他方の端に連通する溝状の導風路１ｆが設けられている。また、このリフレクタ１ｄの開口と同じ形状で同じ大きさの透明板１ｅの中央には、ＬＥＤチップ１ａが固定されており、この透明板１ｅが、ＬＥＤチップ１ａがリフレクタ１ｄでの導風路１ｆ内に配置されるようにして、リフレクタ１ｄの開口に密着されている。
【００５５】
このように配置されたＬＥＤチップ１ａは、リフレクタ１ｄの焦点位置（即ち、リフレクタ１ｄの形状である回転放物面の焦点位置）に位置付けられており、ＬＥＤチップ１ａから出射されてリフレクタ１ｄで反射される色光は光軸（即ち、この回転放物面による放物線の上記焦点位置を通る座標軸）に平行な光線となる。この透明板１ｅに図３に示すライトパイプ２Ｇの入射面２ａが対向しており、この透明板１ｅから出射する色光がこの入射面２ａからライトパイプ２Ｇに入射される。
【００５６】
導風路１ｆは、リフレクタ１ｄの一方の側面から他方の側面にこのリフレクタ１ｄを貫通しており、この導風路１ｆ内にＬＥＤチップ１ａが設けられている。この導風路１ｆ内に直接風を導き、この風をＬＥＤチップ１ａに吹き付けることにより、ＬＥＤチップ１ａを冷却する。これにより、ＬＥＤの冷却効率を向上させる。ＬＥＤはそれ自体が発光時に発熱し、これによってその寿命や明るさが影響を受ける。そこで、ＬＥＤの温度をある値以下に抑える必要があり、通常、冷却ファンを用いてＬＥＤチップを備えた光源全体を冷却するようにしている。しかし、冷却ファンを用いて冷却する場合、冷却ファンによる騒音が問題となる場合がある。従って、騒音を抑えて効率良く冷却することが必要がある。
【００５７】
図６に示す具体例では、ＬＥＤチップ１ａに直接風を当てることができるため、冷却効率が高くてＬＥＤチップ１ａの寿命，発光効率を上げることができ、しかも、風を送り込むファンの騒音を低減できる。また、リフレクタ１ｄでは、透明な樹脂で導風路１ｆを形成しているために、リフレクタ１ｄ内で反射する際の光の損失は低減できる。また、導風路１ｆの断面形状を略円柱形とすることにより、リフレクタ１ｄ内の樹脂に光が入射時の光線角度の変化、そして、その変化に基づく光の損失をできるだけ低減する構成することができる。
【００５８】
なお、ＬＥＤチップ１ａの冷却には、上記のように風を用いる代わりに、冷却液を用いてもよい。
【００５９】
図７は図６に示す光源ユニットを複数組み合わせて構成される図１での光源ユニットアレイ１ＲＲ，１ＧＧ，１ＢＢの具体例を示す図であって、１８は流通管であり、図６に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００６０】
同図において、９個の光源ユニット１が縦，横３個ずつアレイ状に配列されている。これら光源ユニット１では夫々、ＬＥＤチップ１ａの位置を通る互いに直行する２つの導風路１ｆが設けられており、縦，横方向の隣り同士の光源ユニット１間では、夫々の導風路１ｆが流通管１８で連結されている。従って、横方向に配列された３個の光源ユニット間毎に、夫々の導風路１ｆが順次流通管１８で連なる流路が形成され、また、縦方向に配列された３個の光源ユニット間毎でも、夫々の導風路１ｆが順次流通管１８で連なる流路が形成される。
【００６１】
このように構成された光源ユニットアレイにおいて、横方向に沿う流路毎に一方側から風を送り込み、また、縦方向に沿う流路毎に一方側から風を送り込むことにより、全ての光源ユニット１でのＬＥＤチップ１ａを同時に、かつ直接冷却することができるし、通路を流れているときには、風は外に漏れることがないから、冷却ファンと光源ユニット１との位置関係にかかわらず、全ての光源ユニット１のＬＥＤチップ１ａを効率良く冷却できる。かかる冷却には、風の代わりに冷却液を用いてもよい。また、ここでは、縦横３×３個の光源ユニット１からなる光源ユニットアレイを例にしたが、縦横３×３個の光源ユニット１からなる光源ユニットアレイなど、他の個数の光源ユニットからなる光源ユニットアレイであってもよい。
【００６２】
図８は図２における光源ユニットアレイ１ＲＲ，１ＧＧ，１ＢＢでの各光源ユニットの冷却方法の他の具体例を示す図であり、１ａは図５〜図７に示すＬＥＤチップ、１９は導液管、２０は配管、２１は冷却器である。
【００６３】
この具体例は、冷却水などの冷却液で各ＬＥＤチップ１ａを冷却するものである。図８に示すように、各光源ユニットは、図６と同様、各ＬＥＤチップ１ａが縦横３×３に配列されるように、アレイ状に配列されており、ＬＥＤチップ１ａの横方向の配列毎に、これら横方向に配列されたＬＥＤチップを全て含むように、導液管１９が設けられており、これら導液管１９が配管２０を介して冷却器２１に連結されている。
【００６４】
かかる構成において、冷却器２１から放出される冷却液は、配管２０を介して夫々の導液管１９に供給され、夫々のＬＥＤチップ１ａを冷却する。各導液管１９を通った冷却液は、配管２０を介して冷却器２１に戻され、ここで再度冷却されて配管に放出され、導液管１９に供給されて夫々のＬＥＤチップ１ａの冷却に用いられる。このようにして、冷却液が循環することにより、ＬＥＤチップ１ａが効果的に冷却される。
【００６５】
なお、冷却器２１では、配管２０を介して戻った冷却液を、ファンによって空冷し、あるいは圧縮機と放熱管を用いて冷却してもよい。
【００６６】
図９は図２におけるライトパイプアレイ２ＲＲ，２ＧＧ，２ＢＢの具体例を示す斜視図であって、２２は平板であり、図３に対応する部分には同一符号を付けている。ここでは、ライトパイプアレイ２ＧＧを代表して示しているが、ライトパイプアレイ２ＲＲ，２ＢＢについも同様である。
【００６７】
同図において、各ライトパイプ２Ｇは、それらの出射面側で透明な平板２２と一体化されている。この平板２２では、所定数のライトパイプ２Ｇがマトリックス状に配列されており、ここでは、縦，横３×３個配列されてライトパイプアレイが形成されているが、これに限るものではない。
【００６８】
ライトパイプ２Ｇの入射面２ａの形状を、光源ユニットでのＬＥＤチップ（図示せず）の出射面の輪郭形状と略相似形とすることにより、光源ユニットからの色光の取り込み効率を最大にすることができる。即ち、ＬＥＤチップの出射面の輪郭形状が正方形であれば、ライトパイプ２Ｇの入射面２ａも略正方形とし、ＬＥＤチップの出射面の輪郭形状が縦横比ａ：ｂの長方形であれば、ライトパイプ２Ｇの入射面２ａもこの縦横比の長方形とする。
【００６９】
ライトパイプ２Ｇを１つ１つ保持する場合、その傾斜部で保持することになるが、保持する部分での破損を招いたり、また、ライトパイプ２Ｇの入出射面は、色光の光路をなすものであるから、そこでライトパイプを保持することは難しい。これに対し、この具体例では、全てのライトパイプ２Ｇが同じ平板２２と一体化されているので、この平板２２の縁を保持するのに使用することができ、投射型表示装置への保持を容易にでき、組み立て時間の短縮、ひいては、コスト削減が可能となる。
【００７０】
平板２２とライトパイプ２Ｇとはともにガラスで作成し、その後、接着材で貼り合わせてもよいし、平板２２とライトパイプ２Ｇをプラスチックで一体成型してもよい。
【００７１】
図１０は図２におけるライトパイプアレイ２ＲＲ，２ＧＧ，２ＢＢの他の具体例を示す斜視図であって、２３は平板であり、図３に対応する部分には同一符号を付けている。ここでも、ライトパイプアレイ２ＧＧを代表して示しているが、ライトパイプアレイ２ＲＲ，２ＢＢについても同様である。
【００７２】
同図において、各ライトパイプ２Ｇは、断面形状を略円形とした入射面２ａから出射面へ末広がりの形状をなしており、出射面側で透明な平板２３と一体化されている。この平板２３では、所定数のライトパイプ２Ｇがマトリックス状に配列されており、ここでは、縦，横３×３個配列されてライトパイプアレイが形成されているが、これに限るものではない。
【００７３】
かかるライトパルプアレイを用いる光源ユニットアレイでは、光源ユニットアレイを構成する光源ユニットでのＬＥＤチップとしては、ＬＥＤチップからライトパルプへの色光の伝播効率を高めるために、その出射面形状がライトパルプの入射面２ａと略等しい大きさで略円形か略正方形の方が好ましい。
【００７４】
この具体例においても、図９で示した具体例と同様の効果が得られるが、さらに、各ライトパイプ２Ｇの形状をこのようにした場合、角部を有しないため、成型するときの型からの抜き取りが容易であるし、コストも低減できる。また、ライトパイプ２Ｇ内では、光線がライトパイプ２Ｇの円周方向のどの方向に進んでも、光線角度の低減効果が同じとなり、より均一な平行光が得られることになる。
【００７５】
ところで、図９に示す具体例のように、ライトパイプ２Ｇの出射面の形状が略正方形あるいは略矩形状をなしている場合には、夫々のライトパイプ２Ｇをその出射面側で互いに接するように配置し、これにより、これらライトパイプ２Ｇからなるライトパルプアレイからは、平板２２のほぼ全体にわたって、ほぼ均一な照度分布の色光が出射される。これに対し、図１０に示す具体例では、各ライトパイプ２Ｇの出射面の輪郭形状が略円形であるため、これらライトパイプ２Ｇの出射面が互いに接するように平板２３に対して配置しても、これら出射面の間に隙間が生ずることになり、かかるライトパイプ２Ｇからなるライトパルプアレイから出射される色光の照度分布は不均一となる。このために、平板２３の厚さｔを厚くして各ライトパイプ２Ｇからの出射光がこの平板２３内で広がるようにし、この平板２３から全体として均一な照度分布に色光が得られるようにする。
【００７６】
なお、この具体例においても、平板２３とライトパイプ２Ｇとはともにガラスで作成し、その後、接着材で貼り合わせてもよいし、平板２３とライトパイプ２Ｇをプラスチックで一体成型してもよい。
【００７７】
図１１は図２におけるライトパイプアレイ２ＲＲ，２ＧＧ，２ＢＢのさらに他の具体例を示す斜視図であって、２４は平行部であり、図３に対応する部分には同一符号を付けている。ここでも、ライトパイプアレイ２ＧＧを代表して示しているが、ライトパイプアレイ２ＲＲ，２ＢＢについても同様である。
【００７８】
この具体例は、図１１（ａ）に示すように、断面が略正方形状もしくは略矩形状をなすライトパイプ２Ｇの出射面に、この出射面と同一大きさで同一形状の平行部２４を設けたものである。この平行部２４は一定の厚さであり、また、同じライトパルプアレイを構成するライトパイプ２Ｇでは、全て同じ厚さである。
【００７９】
かかるライトパイプ２Ｇを互いに、その平行部２４で、接着剤により、接着することにより、図１１（ｂ）に示すように、一体化し、ライトパルプアレイを形成する。このように構成した具体例では、図９，図１０で示した具体例のような平板部は必要なく、これら具体例と同様の効果が得られて、しかも、コストの削減が可能となる。
【００８０】
図１２は図１，図２に示す第１の実施形態の一変形例の要部を示す構成図であって、前出図面に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。また、ここでは、Ｇ光の光源部を代表して示しているが、Ｒ，Ｂ光の光源部についても同様である。
【００８１】
同図において、この変形例は、Ｇ光の光源部において、偏光変換素子６をライトパルプアレイ２ＧＧとクロスダイクロイックプリズム４との間に設けたものである。Ｒ光やＢ光の光源部についても同様である。また、クロスダイクロイックプリズム４から出射されてアレイレンズ５で均一な照度分布となったＲ，Ｇ，Ｂ光の合成光を処理する構成は、図１での構成と同様であるので、省略している。
【００８２】
ライトパイプ２Ｇから出射される略平行光のＧ光は偏光変換素子６に入射され、そのｓ偏光は偏光分離膜６ａを透過し、そのｐ偏光は偏光分離膜６ａで反射されることにより、ｓ偏光とｐ偏光とに分離される。ｓ偏光はそのまま偏光変換素子６から出射され、ｐ偏光は偏光分離膜６ａとは反対側の反射面で反射されて１／２波長位相差板６ｂでｓ偏光に変換されて偏光変換素子６から出射される。これにより、偏光変換素子６からは、ｓ偏光のみからなるＧ光が出射される。
【００８３】
偏光変換素子６の出射面側には、各ライトパイプ２Ｇの偏光変換素子６をそのまま透過したｓ偏光とｐ偏光から変換したｓ偏光との夫々毎にレンズ部３Ｇが設けられ、これらレンズ部３Ｇによりこれらｓ偏光が発散されてクロスダイクロイックプリズム４に入射され、図１でのクロスダイクロイックプリズム４と同様に、同様に偏光変換素子でｓ偏光に変換された図示しないＲ，Ｂ光と合成される。かかる合成光はアレイレンズ５に入射され、このアレイレンズ５のレンズセル５ａによって均一な照度分布の平行光となる。
【００８４】
偏光変換素子６の偏光分離膜６ａは角度特性を有し、入射角（偏光分離膜６ａに対する光線の傾斜角）が狭いほど効率が高い。従って、偏光分離膜６ａへの光線の入射角度が狭いほど、この偏光分離膜６ａの分離特性を向上させることができる。この具体例によると、ライトパイプ２Ｇによって、より平行度の高いＧ光が得られ、かかるＧ光の光線角度の拡がりが狭くなり、偏光分離膜６ａでのｓ偏光，ｐ偏光の分離特性がより向上してＧ光の利用効率が向上し、装置での表示画面をより明るくすることができる。
【００８５】
図１３は本発明による投射型映像表示装置の第２の実施形態を示す構成図であって、同図（ａ）はその全体構成図、同図（ｂ）は光源ユニットアレイの構成図であり、１は光源ユニットアレイ、２はライトパイプアレイ、１１は透過型カラー映像表示素子、１２は入射側偏光板、１３は透過型カラー液晶表示素子、１４は出射側偏光板、２５は結合ライトパイプ、２５ａは反射面、２５ｂは出射面である。また、前出図面に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【００８６】
図１３（ａ）において、光源ユニットアレイ１の各光源ユニットからの色光は、ライトパルプ２の夫々のライトパイプでほぼ平行光とされた後、同じ偏光変換素子６に入射される。
【００８７】
ここで、光源ユニットアレイ１では、３個ずつのＲ光の光源ユニット１ＲとＧ光の光源ユニット１ＧとＢ光の光源ユニット１Ｂとが均等な配置分布で縦，横方向に、即ち、光源ユニット１Ｒも、光源ユニット１Ｇも、光源ユニット１Ｂも縦方向、横方向に夫々１個ずつ存在するようにして配置されている。また、光源ユニット１Ｒに対向してライトパイプ２Ｒが、光源ユニット１Ｇに対向してライトパイプ２Ｇが、光源ユニット１Ｂに対向してライトパイプ２Ｂが夫々配置されている。これにより、ライトパイプ２Ｒから略平行なＲ光が、ライトパイプ２Ｇから略平行なＧ光が、ライトパイプ２Ｂから略平行なＢ光が夫々出射され、同じ偏光変換素子６に入射される。
【００８８】
偏光変換素子６では、ライトパイプ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂからの略平行なＲ光，Ｇ光，Ｂ光が入射されてそれらのｓ偏光が偏光分離膜６ａを透過し、それらの略ｐ光が偏光分離膜６ａで反射されることにより、ｓ偏光とｐ偏光とに分離される。ｓ偏光はそのまま偏光変換素子６から出射され、ｐ偏光は偏光分離膜６ａとは反対側の反射面で反射されて１／２波長位相差板６ｂで略ｓ偏光に変換されて偏光変換素子６から出射される。これにより、偏光変換素子６からは、ｓ偏光のみからなるＲ，Ｇ，Ｂ光が出射される。
【００８９】
偏光変換素子６からそのまま出射されるｓ偏光とｐ偏光から変換されたｓ偏光とは、結合ライトパイプ２５に入射される。この結合ライトパイプ２５は、傾斜した反射面２５ａが設けられた出射面２５ｂへ次第に断面積が小さくなる形状をなしており、かかる反射面２５ａでｐ偏光から変換されたｓ偏光が全反射されることにより、偏光変換素子６からそのまま出射されたｓ偏光と合成される。なお、偏光変換素子６からそのまま出射されたｓ偏光は、そのまま結合ライトパイプ２５を透過してその出射面２５ｂから出射される。
【００９０】
結合ライトパイプ２５の出射面２５ｂから出射されたｓ偏光のＲ，Ｇ，Ｂ光は透過型カラー映像表示素子１１に入射される。ここで、結合ライトパイプ２５の出射面２５ｂを透過型カラー映像表示素子１１の開口と同一形状，同一サイズとし、かかる出射面２５ｂと透過型カラー映像表示素子１１の開口とを対向させることにより、結合ライトパイプ２５の出射面２５ｂから出射される色光の利用効率を高める。
【００９１】
この透過型カラー映像表示素子１１では、入射されたＲ，Ｇ，Ｂ光の略ｓ偏光のみが入射側偏光板１２を透過し、透過型カラー液晶表示素子１３に照射される。この透過型カラー液晶表示素子１３は、液晶層や色フィルタを備えたＲ，Ｇ，Ｂの画素を有し、液晶層と各画素毎に液晶層を駆動するトランジスタとが設けられた所定画素数の表示素子であって、画素毎に該当する色の映像に応じた駆動電圧がこのトランジスタに印加されることにより、画素毎に照射される略ｓ偏光の偏光面がトランジスタの駆動電圧に応じた回転角で回転させられる。透過型カラー液晶表示素子１３の各画素からの色光は出射側偏光板１４に照射され、偏光面が所定の範囲の、即ち、偏光面がほぼ揃ったＲ，Ｇ，Ｂ光が検光される。これにより、画素毎にトランジスタの駆動電圧に応じて強度変調されたＲ，Ｇ，Ｂ光がこの透過型カラー映像表示素子１１から出射されることになり、夫々のトランジスタがカラー映像信号の色成分の画素電圧に応じて駆動されることにより、かかるカラー映像を表わすＲ，Ｇ，Ｂ光が得られることになる。
【００９２】
この透過型カラー映像表示素子１１では、以上のように、透過型カラー液晶表示素子１３を挟んで入射側偏光板１２と出射側偏光板１４が設けられているので、夫々から出射されるＲ，Ｇ，Ｂ光によるカラー映像のコントラスト性能が確保できる。
【００９３】
また、透過型カラー液晶表示素子１３では、液晶層を駆動するトランジスタが画素毎に設けられており、これらトランジスタが画素の光路上にあるため、各画素の開口が狭くなり、この開口で光がカットされて光損失が大きくなる。具体的には、トランジスタの光源側に光を遮光する遮光部材が設けてあり、これにより遮光する構成をなしている。そこで、この第２の実施形態では、透過型カラー液晶表示素子１３に、その画素毎に光源側にマイクロレンズを設け、入射側偏光板１２Ｒからの光をこのマイクロレンズで各画素の開口部に集光し、遮光部材には光が当らないようにして光損失を低減する構成としている。
【００９４】
透過型カラー映像表示素子１１の出射側偏光板１４から出射されるＲ，Ｇ，Ｂ光によるカラー映像は、投射レンズ１６によって図示しないスクリーン上に拡大投影される。これにより、このスクリーン上にカラー映像が拡大表示される。
【００９５】
以上説明した第２の実施形態では、Ｒ，Ｇ，Ｂ光を発光する光源ユニット１Ｒ，１Ｇ，１Ｂを同じ光源ユニットアレイ１に組み込んで構成するものであるから、ライトパイプユニット２もこの光源ユニット２に対して設ければよく、図１に示す第１の実施形態のように、クロスダイクロイックプリズム４に対して異なるスペースにＲ，Ｇ，Ｂ光のための光源ユニットアレイ１ＲＲ，１ＧＧ，１ＢＢやライトパイプアレイ２ＲＲ，２ＧＧ，２ＢＢを設けるのに比べ、小型化が図れるし、さらに、図１に示す実施形態のように、合成光からＲ，Ｇ，Ｂ光を分離するためのダイクロイックミラー７ａ，７ｂなどの光学系やＲ，Ｇ，Ｇの映像光を合成するクロスダイクロイックプリズム１６が不要となるので、、さらなる小型化が図れ、部品点数も大幅に削減できて低コスト化が可能である。
【００９６】
また、ライトパイプアレイ２でＲ，Ｇ，Ｂ光をその光線角度を低減して出射するので、第１の実施形態１と同様、偏光分離素子６の偏光分離膜６ａのｓ偏光，ｐ偏光の分離特性が向上し、また、これら分離されたｓ偏光とｐ偏光から変換されたｓ光とが結合ライトパイプ２５で合成されてカラー映像の表示に利用されるものであるから、装置で表示するカラー映像をより明るくできる、という効果が得られる。
【００９７】
さらに、この第２の実施形態では、図１３（ｂ）に示すように、光源ユニットアレイ１において、各色のＬＥＤチップが、夫々の色光が部分的に集中しないように、配置されるものであり、これにより、透過型カラー映像表示素子１１では、Ｒ，Ｇ，Ｂ光が充分混色されることになり、スクリーン上で表示されるカラー映像での色むらを低減できる。
【００９８】
図１４は本発明による投射型映像表示装置の第３の実施形態を示す構成図であって、同図（ａ）は上面図、同図（ｂ）は光源ユニットアレイ１ＢＢ側からみた側面図である。ここで、６Ｒ，６Ｇ，６Ｂは偏光変換素子であり、図１に対応する部分には同一符号をつれて重複する説明を省略する。
【００９９】
同図（ａ），（ｂ）において、この第３の実施形態は、各光源ユニットアレイ１ＲＲ，１ＧＧ，１ＢＢ毎に、これらからのＲ，Ｇ，Ｂ信号を略平行光とするライトパルプ２ＲＲ，２ＧＧ，２ＢＢと、これらライトパルプ２ＲＲ，２ＧＧ，２ＢＢから出射したＲ，Ｇ，Ｂ光夫々のｓ，ｐ偏光分離を行なってｐ偏光をｓ偏光に変換する偏光変換素子６Ｒ，６Ｇ，６Ｂと、偏光変換素子６Ｒ，６Ｇ，６ＢからのＲ，Ｇ，Ｂ光を夫々映像光にする投射型映像表示素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂとを備え、これら投射型映像表示素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂから出射される映像光をクロスダイクロイックプリズム１５で合成し、これによって得られた各色映像光の合成光によるカラー映像を投射レンズ１６によって図示しないスクリーンに拡大照射するものである。
【０１００】
ここで、偏光変換素子６Ｒ，６Ｇ，６Ｂは図１２で説明した偏光変換素子６と同様のものであり、投射型映像表示素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂは前出の各実施形態のものと同様のものである。
【０１０１】
図１４（ｂ）に示すように、光源ユニットアレイ１ＧＧの各光源ユニットから出射されたＧ光は共通の偏光変換素子６Ｇに入射され、偏光分離膜６ａによってｓ偏光とｐ偏光とに分離され、ｓ偏光はそのまま偏光分離膜６ａを透過して偏光変換素子６Ｇから出射され、ｐ偏光は１／２波長位相差板６ｂでｓ偏光に変換されて偏光変換素子６Ｇから出射されるが、これらｓ偏光とｐ偏光から変換されたｓ偏光とは、図１３に示す第２の実施形態のように合成されることなく、投射型緑色映像表示素子１１Ｇに入射される。このことは、Ｒ，Ｂ光についても同様である。
【０１０２】
この第３の実施形態によると、第１の実施形態と同様の効果が得られるとともに、各光源ユニットアレイ１ＲＲ，１ＧＧ，１ＢＢからＲ，Ｇ，Ｂ光を投射型映像表示素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに直接入射させるものであるから、クロスダイクロイックプリズムを１個に減らせることができ（即ち、例えば、図１でのクロスダイクロイックプリズム４が不要となり）、そこでの透過率や反射率の損失を低減することができる。
【０１０３】
図１５は本発明による投射型映像表示装置の第４の実施形態を示す構成図であって、２６は結合ライトパイプ、２７は凸レンズ、２８は反射ミラー、２９は反射型のマイクロミラー型映像表示素子、３０は凸レンズ、３１はＴＩＲ（Total Internal Reflection：全反射）プリズムであり、前出図面に対応する部分には同一符号をつけている。
【０１０４】
同図において、光源ユニットアレイ１ＲＲから出射されるＲ光は、ライトパイプアレイ２ＲＲで略平行光とされ、偏光変換素子６Ｒでｓ偏光のＲ光とされた後、クロスダイクロイックプリズム４の反射ダイクロイック膜４Ｒで反射され、結合ライトパイプ２６により、偏光変換素子６Ｒでそのまま透過したｓ偏光とｐ偏光から変換されたｓ偏光とが合成される。同様にして、光源ユニットアレイ１ＢＢから出射されるＢ光も、ライトパイプアレイ２ＢＢで略平行光とされ、偏光変換素子６Ｂでｓ偏光のＢ光とされた後、クロスダイクロイックプリズム４の反射ダイクロイック膜４Ｂで反射され、結合ライトパイプ２６により、偏光変換素子６Ｂでそのまま透過したｓ偏光とｐ偏光から変換されたｓ偏光とが合成され、光源ユニットアレイ１ＧＧから出射されるＧ光も、ライトパイプアレイ２ＧＧで略平行光とされ、偏光変換素子６Ｇでｓ偏光のＧ光とされた後、クロスダイクロイックプリズム４の反射ダイクロイック膜４Ｒ，４Ｂを透過し、結合ライトパイプ２６により、偏光変換素子６Ｇでそのまま透過したｓ偏光とｐ偏光から変換されたｓ偏光とが合成される。結合ライトパイプ２６から出射されるｓ偏光のＲ，Ｇ，Ｂ光は、凸レンズ２７を通り、反射ミラー２８で反射されて２つのプリズムを貼り合わせてなるＴＩＲプリズム３１に入射される。このＴＩＲプリズム３１では、２つのプリズムの貼り合わせ面が入射されるＲ，Ｇ，Ｂ光の全反射面をなしており、これで反射されたＲ，Ｇ，Ｂ光が、凸レンズ３０を通して、反射型の映像表示素子２９に照射される。
【０１０５】
なお、この第４の実施形態においても、前述の実施形態と同様、ライトパイプアレイ２ＲＲ，２ＧＧ，２ＢＢによってＲ，Ｇ，Ｂ光の光線角度を低減し、クロスダイクロイックプリズム４の反射ダイクロイック膜４Ｒ，４Ｂで発生する半値シフトの発生を抑圧して、これによる損失を低減する。また、クロスダイクロイックプリズム４での光入射や光出射が行なわれない上面及び下面に色光が当たると、外部に出射されて光の損失が生ずることになるが、全面を研磨することにより、上面や下面に当った色光がクロスダイクロイックプリズム４内に全反射するようにし、あるいは上面や下面に反射ミラーを設けてかかる面に当った色光がクロスダイクロイックプリズム４内に反射するようにして、光の損失をなくし、スクリーンに表示されるカラー映像の明るさを向上させる。このことは、先の各実施形態においても、同様である。さらに、クロスダイクロイックプリズム４からの出射光のサイズを小さくすることにより、映像表示素子２９への光線の入射角度を低減できる。
【０１０６】
反射型の映像表示素子２９としては、マイクロミラー型映像表示素子を用いている。Ｒ，Ｇ，Ｂ光はこのマイクロミラー型映像表示素子２９で反射され、Ｒ，Ｇ，Ｂの映像光として凸レンズ３０，ＴＩＲプリズム３１及び投射レンズ１６を介して図示しないスクリーンに投射されることにより、このスクリーン上にカラー映像が拡大表示される。
【０１０７】
このマイクロミラー型映像表示素子２９は映像の画素夫々に対応するセル（以下、画素セルという）毎に小さいミラー、即ち、マイクロミラーが設けられており、これらマイクロミラーが電圧の印加によって３０゜程度回転するように構成されている。これらマイクロミラーはＴＩＲプリズム３１からの色光を反射するが、この反射色光は、マイクロミラーが回転しないとき（即ち、回転角が０゜のとき）には、凸レンズ３０，ＴＩＲプリズム３１及び投射レンズ１６を通して図示しないスクリーンに投射されるが（マイクロミラーのかかる状態をＯＮ状態という）、マイクロミラーが３０度回転すると（即ち、回転角が３０゜のとき）、このマイクロミラーからの反射色光は方向が変わり、投射レンズ１６の方向には向かない。このため、このときの反射色光はスクリーンに投射されない（マイクロミラーのかかる状態をＯＦＦ状態という）。
【０１０８】
マイクロミラー型映像表示素子２９には、Ｒ光とＧ光とＢ光とが順番に、かつ繰り返し入射される。従って、マイクロミラー型映像表示素子２９の各画素セルは、Ｒ光が入射されたときには、Ｒ映像の画素に対する画素セルとなり、Ｇ光が入射されたときには、Ｇ映像の画素に対する画素セルとなり、Ｂ光が入射されたときには、Ｂ映像の画素に対する画素セルとなる。このため、光源ユニットアレイ１ＲＲ，１ＧＧ，１ＢＢは順番に、かつ繰り返し該当する色光を発光する。ここで、これら光源ユニットアレイ１ＲＲ，１ＧＧ，１ＢＢは、カラー映像の１フィールド（もしくは１フレーム）の周期で１／３フィールド（もしくは１／３フレーム）期間ずつ該当する色光を発光する。つまり、１フィールド期間を例にとると、その最初の１／３フィールド期間光源ユニットアレイ１ＲＲがＲ光を発光し、次の１／３フィールド期間光源ユニットアレイ１ＧＧがＧ光を発光し、最後の１／３フィールド期間光源ユニットアレイ１ＢＢがＢ光を発光し、この動作がフィールド期間毎に繰り返される。従って、マイクロミラー型映像表示素子２９の各画素セルは、Ｒ光が入射される１／３フィールド期間、Ｒ映像に対する画素セルとなり、Ｇ光が入射される１／３フィールド期間、Ｇ映像に対する画素セルとなり、Ｂ光が入射される１／３フィールド期間、Ｂ映像に対するセル画素となる。
【０１０９】
そして、表示しようとする映像信号の各画素の強度（レベル）に応じて、マイクロミラー型映像表示素子２９の該当する画素セルでの印加する電圧の印加期間を変化させ、その画素セルでのマイクロミラーのＯＮ状態とＯＦＦ状態とでの時間の割合を変化させる。即ち、映像信号の画素の強度（レベル）が零である場合には、これに該当する画素セルでのマイクロミラーは、この画素の表示期間、ＯＦＦ状態に保持され、このマイクロミラーからの反射色光はスクリーンに投射されないＯＦＦ光のみとなる。映像信号の画素の強度（レベル）が高くなるほど、該当する画素セルでのマイクロミラーのＯＮ状態の期間の割合が長くなり、スクリーンに投射されるこの画素に対する色光の光量が増加する。
【０１１０】
マイクロミラー型映像表示素子２９にＲ光が入射される１／３フィールド（もしくは１／３フレーム）期間、マイクロミラー型映像表示素子２９での各画素セルでは、カラー映像信号のうちのＲの原色信号の画素の強度に応じた期間、マイクロミラーがＯＮ状態となり、この期間が経過すると、マイクロミラーはＯＦＦ状態に戻る。Ｇ光が入射される次の１／３フィールド（もしくは１／３フレーム）期間も、また、Ｂ光が入射されるさらに次の１／３フィールド（もしくは１／３フレーム）期間も同様である。
【０１１１】
このようにして、映像信号の１フィールド（もしくは１フレーム）毎に１／３フィールド（もしくは１／３フレーム）期間ずつ、Ｒ，Ｇ，Ｂの映像が順にスクリーンに拡大表示されることになり、これら色映像が視覚的に合成されることにより、スクリーン上では、カラー映像が見えるように表示されることになる。このカラー映像の各画素の色相はスクリーンに投射されるＲ，Ｇ，Ｂの色映像の該当する画素の光量の比率、従って、Ｒ，Ｇ，Ｂ光の入射時でのマイクロミラーのＯＮ状態の期間の比率に応じて変化するが、投射表示されるカラー映像の明るさも、Ｒ，Ｇ，Ｂ光の入射時でのマイクロミラーのＯＮ状態の期間を、それらの比率を一定にしながら、変化させることにより、調整することができる。例えば、スクリーンに黒を表示する場合には、同じ画素セルでのＲ，Ｇ，Ｂ光の入射時でのマイクロミラーの状態をＯＦＦ状態とし、最も明るい白を表示する場合には、同じくＲ，Ｇ，Ｂ光の入射時でのマイクロミラーのＯＮ状態を可能な最大の時間に設定し、白を表示するときのＲ，Ｇ，Ｂ光の入射時でのマイクロミラーのＯＮ状態の期間の比率を一定に保持しながら、ＯＮ状態の期間を短くしていくことにより、白の表示状態から灰色の表示状態となり、次第に暗い表示状態に変化させることができる。このようにして、明るさの階調を制御することができ、かつこのような表示映像の明るさの調整はユーザの手動によって行なわせるようにすることができる。
【０１１２】
反射型のマイクロミラー型映像表示素子２９を用いた表示装置では、映像表示を光路の変更により行なう都合上、利用できる光線角度に制限があり、この制限を超えて大きくすると、コントラストが劣化する。この第４の実施形態では、クロスダイクロイックプリズム４の出射側の開口面積を小さくして光線角度を制限内に収めるために、ライトパイプアレイ２ＲＲ，２ＧＧ，２ＢＢを用い、これらライトパイプアレイ２ＲＲ，２ＧＧ，２ＢＢ夫々の出射側の開口とクロスダイクロイックプリズム４の夫々の入射側開口は略同一として、反射型のマイクロミラー型映像表示素子２９へのＲ，Ｇ，Ｂ光の光線角度を低減して制限内に収めており、これにより、コントラストを劣化させることなく、色光の利用効率を向上させている。
【０１１３】
図１６は上記の各実施形態に適用可能な明るさ調整機能を備えた光源ユニットアレイ１の一具体例を示す概略構成図であって、３２ａ，３２ｂは発光領域であり、前出図面に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【０１１４】
同図において、光源ユニットアレイ１は、ＬＥＤチップ１ａ、従って、光源ユニットが縦，横所定数ずつマトリックス状に配設された構成をなしており、光源ユニットアレイ１での発光状態を変化させることができるようにしている。これによると、スクリーンでの映像の表示状態を適宜変化させることができる。
【０１１５】
例えば、コントラストが必要なときには、光源ユニットアレイ１の中心部の発光領域３２ａ内のＬＥＤチップ１ａのみを発光させるようにする。この場合には、この発光領域３２ａが発光源となり、これによる色光の断面積が狭いので、上記のライトパイプアレイ２ＲＲ，２ＧＧ，２ＢＢで光線角度を充分狭く抑えることができ、充分平行光とすることができる。このため、透過型映像表示素子や反射型の映像表示素子に入射するＲ，Ｇ，Ｂ光の光線角度を狭くすることができ、これら色光が非常に有効に利用されることになって、スクリーンに投射される映像のコントラストが改善されて良好になる。
【０１１６】
コントラストに加え、明るさも必要なときには、さらに発光するＬＥＤチップ１ａを増加させて、発光領域３２ｂ内のＬＥＤチップを発光させるようにする。これにより、Ｒ，Ｇ，Ｂ光の光量が増加し、スクリーンに投射表示される映像の明るさが増加する。しかし、発光する光源ユニットの数が増える分、色光の断面関が増えるから、透過型映像表示素子や反射型の映像表示素子に入射するＲ，Ｇ，Ｂ光の光線角度がより大きくなり、コントラストは劣化することになる。
【０１１７】
そして、スクリーンに投射表示される映像を最も明るくする必要があるときには、光源ユニットアレイ１全体のＬＥＤチップ一ａが発光するようにする。このときには、発光する光源ユニット数は最大となるので、スクリーンに表示される映像は最も明るくする。
【０１１８】
以上のような光源ユニットアレイ１の発光モードはユーザが選択可能であり、あるいは映像信号に応じて自動的に切り替えることができるようにすることができる。これにより、明るさが必要とされるときには、明るい画面を、コントラストが必要とされるときには、コントラストの良好な画面を夫々表示させることが可能となる。
【０１１９】
図１７（ａ），（ｂ）は図１４（ｂ）に示す投射型映像表示装置に用いるライトパイプアレイの他の具体例を示す構成図であって、２Ｇａ〜２Ｇｅはライトパイプであり、図１４（ｂ）に対応する部分には同一符号をつけている。
【０１２０】
まず、図１７（ａ）に示す具体例について説明する。
【０１２１】
図１７（ａ）において、投射レンズの光軸の近傍にあるライトパイプ２Ｇｂから見た投射レンズの実効的な瞳は大きく、周辺に位置するライトパイプ２Ｇａから見た実効的な瞳は小さい。従って、ライトパイプ２Ｇｂから出射する光は、ライトパイプ２Ｇａに比べて、光線角度がより広くても、投射レンズを通過することができ、これに対して、ライトパイプ２Ｇａからの出射光は、投射レンズの開口を通過することができず、損失が大きい。このために、ここでは、周辺に位置するライトパイプ２Ｇａのテーパをより急峻にして、ライトパイプ２Ｇａから出射する光の光線角度を低減し、投射レンズでのけられを防止する。
【０１２２】
また、映像表示素子に光を集光させる必要から、ライトパイプアレイ全体の出射面積は、小さいほど効率が良くなる。ここでは、光線角度が相対的に広くても、投射レンズの通過の効率が確保できるライトパイプ２Ｇｂのテーパをライトパイプ２Ｇａよりも穏やかにして、ライトパイプアレイ全体の出射面積を小さくしている。これにより、さらに効率の改善が可能である。
【０１２３】
次に、図１７（ｂ）に示す具体例について説明する。
【０１２４】
周辺に位置するライトパイプ２Ｇｃとライトパイプ２Ｇｄとを対向させる形で配置している。そして、これとともに、これらライトパイプ２Ｇｃ，２Ｇｄの中央側（即ち、これらの互いに対向する側）のテーパの傾斜角を緩やかにし、これとは反対の周辺側のテーパの傾斜角を急峻にしている。これにより、ライトパイプアレイ全体の出射面積を広げることなく、投射レンズの開口の通過の効率が向上する。
【０１２５】
また、さらに他の具体例として、投射レンズを映像表示素子に対してシフトさせたときに、有効なライトパイプアレイ（図示せず）について説明する。
【０１２６】
フロントプロジェクタでは、映像を斜め上に投射するために、映像表示素子の光軸に対して投射レンズの光軸を上側にシフトさせる構成を採る。これに伴って、ライトパイプから見た投射レンズの実効的な瞳が上側にシフトしているので、投射レンズの開口の下側で光が通過しにくい。
【０１２７】
そこで、この具体例では、投射レンズのシフトさせた方向を上方向とし、下側に位置するライトパイプのテーパの傾斜角を急峻にして、上側に位置するライトパイプのテーパを緩やかにする。これにより、下側に位置するライトパイプからの出射光の光線角度を低減でき、ライトパイプの出射面積を広くすることなく、投射レンズでの光線の通過の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明による投射型映像表示装置の第１の実施形態を示す構成図である。
【図２】図１に示す実施形態の光源近傍を拡大して示す構成図である。
【図３】図２におけるライトパイプの作用を示す図である。
【図４】図２におけるライトパイプとレンズアレイとの作用を説明する図である。
【図５】図２における光源ユニットの具体例を示す構成図である。
【図６】図２における光源ユニットの他の具体例を示す構成図である。
【図７】図２における光源ユニットアレイでのＬＥＤチップの冷却手段の一具体例を示す構成図である。
【図８】図２における光源ユニットアレイでのＬＥＤチップの冷却手段の他の具体例を示す構成図である。
【図９】図２におけるライトパイプアレイの一具体例を示す構成図である。
【図１０】図２におけるライトパイプアレイの他の具体例を示す構成図である。
【図１１】図２におけるライトパイプアレイのさらに他の具体例を示す構成図である。
【図１２】図１に示す第１の実施形態の一変形例の要部を示す構成図である。
【図１３】本発明による投射型映像表示装置の第２の実施形態を示す構成図である。
【図１４】本発明による投射型映像表示装置の第３の実施形態を示す構成図である。
【図１５】本発明による投射型映像表示装置の第４の実施形態を示す構成図である。
【図１６】本発明に適用可能な明るさ調整機能を備えた光源ユニットアレイの一具体例を示す概略構成図である。
【図１７】図１４（ｂ）におけるライトパイプアレイの他の具体例を示す構成図である。
【符号の説明】
【０１２９】
１，１ＲＲ，１ＧＧ，１ＢＢ  光源ユニットアレイ
１Ｒ，１Ｇ，１Ｂ  夫々光源ユニット
１ａ  ＬＥＤチップ
１ｂ  反射ミラー
１ｃ，１ｄ  リフレクタ
１ｅ  導風路
２，２ＲＲ，２ＧＧ，２ＢＢ  ライトパイプアレイ
２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ，２Ｇａ〜２Ｇｅ  ライトパイプ
２ａ  入射面
２ｂ  出射面
３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ  レンズ部
４  クロスダイクロイックプリズム
４Ｒ，４Ｂ  反射ダイクロイック膜
５  レンズアレイ
６，６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ  偏光変換素子
６ａ  偏光分離膜
６ｂ  １／２波長位相差板
１１，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ  透過型映像表示素子
１２，１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ  入力側偏光板
１３，１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ  透過型液晶表示素
１４，１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ  出射側偏光板
１５  クロスダイクロイックプリズム
１５Ｒ，１５Ｂ  反射ダイクロイック膜
１６  投射レンズ
１８  流通管
１９  導液管
２０  配管
２１  冷却器
２２，２３  平板
２４  平行部
２５，２６  結合ライトパイプ
２９  反射型のマイクロミラー型映像表示素子
３１  ＴＩＲプリズム
【図１】
2006235338.tif 000003
【図２】
2006235338.tif 000004
【図３】
2006235338.tif 000005
【図４】
2006235338.tif 000006
【図５】
2006235338.tif 000007
【図６】
2006235338.tif 000008
【図７】
2006235338.tif 000009
【図８】
2006235338.tif 000010
【図９】
2006235338.tif 000011
【図１０】
2006235338.tif 000012
【図１１】
2006235338.tif 000013
【図１２】
2006235338.tif 000014
【図１３】
2006235338.tif 000015
【図１４】
2006235338.tif 000016
【図１５】
2006235338.tif 000017
【図１６】
2006235338.tif 000018
【図１７】
2006235338.tif 000019