(57)【要約】【課題】高輝度かつ輝度分布が均一で安価な投射型表示装置を提供する。【解決手段】光源１１と、光源１１からの光を変調する光変調手段１６と、光変調手段１６によって変調された光を投射する投射手段１７とを備えた投射型表示装置１０であって、光変調手段１６が、異なる色の色光を変調する画素が配列され、各色光に対応した画素ごとに駆動されるライトバルブからなり、光源からの光束の照度を均一にする均一照明手段１２と、光源１１からの光束の一部が入射され、この光束を異なる色の色光に分離する色分離手段と、色分離手段に入射されなかった光束を反射する第１の反射手段と、第１の反射手段によって反射された光束を前記色分離手段方向へ反射する第２の反射手段２３と、を備えることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、該光源からの光を変調する光変調手段と、該光変調手段によって変調された光を投射する投射手段とを備えた投射型表示装置であって、
前記光変調手段が、異なる色の色光を変調する画素が配列され、各色光に対応した画素ごとに駆動されるライトバルブからなり、
前記光源からの光束の照度を均一にする均一照明手段と、
前記光源からの光束の一部が入射され、この光束を異なる色の色光に分離する色分離手段と、
前記色分離手段に入射されなかった光束を反射する第１の反射手段と、
前記第１の反射手段によって反射された光束を前記色分離手段方向へ反射する第２の反射手段と、を備えることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項２】
前記均一照明手段が、透明な棒状の導光体もしくは内面が反射面とされた管状の導光体からなるロッドインテグレータであ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】
前記ロッドインテグレータの縦横の寸法が、前記光変調手段の縦横の寸法と略一致していることを特徴とする請求項２記載の投射型表示装置。
【請求項４】
前記光源からの光束を平行光に変換する平行光化手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の投射型表示装置。
【請求項５】
前記第２の反射手段が反射ミラーであり、前記均一照明手段の光束入射側端面に設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の投射型表示装置。
【請求項６】
前記光源が、該光源から射出された光を前記光変調手段方向へ反射させるリフレクタを備え、
該リフレクタが前記第２の反射手段を兼ねることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の投射型表示装置。
【請求項７】
前記色分離手段が光束を異なる色光に分離する分光プリズムであり、第１の反射手段が前記分光プリズムに隣接して設けられた反射膜であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の投射型表示装置。
【請求項８】
１つの前記分光プリズムにおいて光束入射面の寸法が、前記光源からの光束入射方向からみて、前記光変調手段の１画素の寸法と略一致する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】
隣接する前記分光プリズムの前記光束入射面と前記反射膜とを合わせた寸法が、前記光源からの光束入射方向からみて、前記光変調手段の各色光に対応する複数の画素を合わせた寸法と略一致することを特徴とする請求項７または８に記載の投射型表示装置。
【請求項１０】
前記分離手段により分光された各色光を前記光変調手段の各画素に導く偏向手段が備えられていることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の投射型表示装置。
【請求項１１】
前記偏向手段が、前記光変調手段上の異なる色に対応した一組の画素に対して一つ配置されるプリズムであることを特徴とする請求項１０記載の投射型表示装置。
【請求項１２】
前記光源から入射される光のうち、一方に偏光した偏光を透過させ、他方に偏光した偏光を反射する反射偏光手段が備えられたことを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投射型表示装置に関し、特に高輝度で安価な投射型表示装置の構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ライトバルブ等の光変調装置を用いて映像光を合成し、合成された映像光を投射レンズ等からなる投射光学系を通じてスクリーンに拡大投射する投射型表示装置が従来から知られている。
図５は、投射型表示装置の一例を示す概略構成図である。図中符号１１０は光源、１２０は光束補正レンズ、１３０は光束補正レンズアレイ、１４０はプリズムアレイ、１５０は液晶表示パネル（光変調手段）、１６０は投影レンズを示している。
【０００３】
光源１１０から射出された白色光は、図５に示すように、光束補正レンズ１２０および光束補正レンズアレイ１３０によって平行光とされ、その平行光は、プリズムアレイ１４０により波長域が異なる赤（以後、Ｒと表記）、緑（以後、Ｇと表記）、青（以後、Ｂと表記）の光束Ｒ、Ｇ、Ｂに分離される。これらの光束Ｒ、Ｇ、Ｂをそれぞれ単一の液晶表示パネル１５０の各画素表示部に入射させ、この液晶表示パネル１５０を射出した光、つまりカラー画像光を投影レンズ１６０によりスクリーン１７０に投影している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−２８７２０６号公報  （第３−４頁、第１、２図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の投射型表示装置においては、光束補正レンズ１２０および光束補正プリズム１３０により平行光とした光を、プリズムアレイ１４０により分光している。しかしながら、光束補正レンズ１２０および光束補正プリズム１３０は光の照度均一化の働きをしないため、スクリーン１７０上に均一な輝度分布のカラー画像を投影できないという問題があった。
【０００６】
また、光束補正レンズ１２０や光束補正プリズム１３０、その他のレンズアレイといった多くの光学部品を用いているため、装置の構成が複雑になり安価にするのが困難であるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、高輝度かつ輝度分布が均一で安価な投射型表示装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の第１の投射型表示装置は、光源と、該光源からの光を変調する光変調手段と、該光変調手段によって変調された光を投射する投射手段とを備えた投射型表示装置であって、前記光変調手段が、異なる色の色光を変調する画素が配列され、各色光に対応した画素ごとに駆動されるライトバルブからなり、前記光源からの光束の照度を均一にする均一照明手段と、前記光源からの光束の一部が入射され、この光束を異なる色の色光に分離する色分離手段と、前記色分離手段に入射されなかった光束を反射する第１の反射手段と、前記第１の反射手段によって反射された光束を前記色分離手段方向へ反射する第２の反射手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
すなわち、本発明の投射型表示装置は、光源から射出された光束が、均一照明手段によりその輝度分布が均一化され、光束の一方が色分離手段により異なる色光に分離されて各色光ごとに対応する画素へ入射されて、光変調手段をなすライトバルブが各色光に対応する画素ごとに駆動されて投射される画像を合成している。また、色分離手段に入射しなかった光束は、第１の反射手段により反射され逆方向に伝搬し、第２の反射手段により再び色分離手段方向へ反射されて画像の投影に寄与する。つまり色分離手段に入射する光束の輝度は、光源から射出された光束の輝度よりも高くすることができる。
したがって、レンズアレイにより平行光にした光をプリズムで分光している従来の技術に挙げられた単板式の投射型表示装置と異なり、スクリーン上で均一な輝度の照明の投射型表示装置を実現することができる。また、複雑なレンズアレイが不要となり照明光学系を簡略化できる。そのため、部品点数を大きく削減できるとともに装置構成を簡単にでき、コスト低減を図ることができる。
【００１０】
上記の構成を実現するために、より具体的には、均一照明手段として透明な棒状の導光体もしくは内面が反射面とされた管状の導光体を用いることができる。投射型表示装置に用いる均一照明手段としてはフライアイインテグレータも良く知られているが、フライアイインテグレータの場合、レンズを並列に多数配列した２つのフライアイレンズが必要であり、コスト低減が図り難くなっている。それに比べて、ロッドインテグレータの場合、フライアイインテグレータと異なり、透明な棒状の導光体もしくは内面が反射面とされた管状の導光体といった単純な構成になっている。よって、フライアイインテグレータのような複雑な構成部品が必要なく装置構成を簡単にでき、コスト低減を図ることができる。
【００１１】
上記ロッドインテグレータとして、その縦横の寸法が、前記光変調手段の縦横の寸法と略一致するものを用いることができる
ロッドインテグレータの縦横の寸法が光変調手段の縦横の寸法と略一致するので、ロッドインテグレータと光変調手段との距離を短くして、ロッドインテグレータから射出された光束を漏らすことなく、光変調手段に均一な輝度分布で入射させることができる。
つまり、従来ロッドインテグレータから射出された光束を効率良く光変調手段に導くために用いられている集光手段などを用いる必要がなく、部品点数を減らすことができコスト低減を図ることができる。
【００１２】
上記投射型表示装置としては、光源からの光束を平行光に変換する平行光化手段を備えることが望ましい。
平行光化手段が備えられることにより、光源から射出された光は平行光となって色分離手段に入射することができる。すると、色光分離手段により分離された光は、各色光に対応した画素に入射するので均一な輝度分布の画像を投射することができる。
例えば、色分離手段に入射される光束が平行光でないとすると、分離された各色光は、各色光に対応した画素以外の画素に入射する等して画像の輝度が不均一となったり、色の混色を起こしたりする恐れがある。
【００１３】
第２の反射手段として反射ミラーを用いることができ、均一照明手段の光束入射側端面に設けられることが望ましい。
反射ミラーが均一照明手段の光束入射側端面に設けられていることにより、上記第１の反射手段により反射された光束を色分離手段方向へ反射するだけでなく、反射された光束は均一照明手段内を伝搬する際に、光源から入射してきた光束ともその輝度が均一化されるので、均一照明手段から射出される光束の輝度がより高くなる。つまり光のリサイクル率が高くなる。
【００１４】
また、第２の反射手段として光源から射出された光を光変調手段方向へ反射させるリフレクタを用いることが出来る。
光源から射出された光束を光変調手段方向へ反射させるリフレクタを、第２の反射手段として用いていることにより、上記第１の反射手段により反射された光束を色分離手段方向へ反射させて、色分離手段に入射される光束の輝度を高められる。それと同時に第２の反射手段に専用の部品を用いる必要がないので、部品点数を削減できるとともに装置構成を簡単にでき、コスト低減を図ることができる。
【００１５】
色分離手段として分光プリズムを用いることができ、第１の反射手段として反射膜を用いることができる。
色分離手段としてシンプルな形状の分光プリズムが用いられることにより、例えばプレス形成のような比較的安価な製作方法を用いることができ、コスト低減を図ることができる。また、高価な製作方法に分類されるフォトリソグラフィ（Ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）を用いたとしても、形状がシンプルなので、製作工程が少なくそれほど費用が高くならずコスト低減を図ることができる。
【００１６】
上記分光プリズムとしては、光束入射面の寸法が、光源からの光束入射方向からみて、光変調手段の１画素の寸法と略一致するように形成されることが望ましい。
上記光束入射面から分光プリズムに入射した光束は、各色の色光により屈折率が異なるため分光される。分光された色光は、分光プリズムに入射された光束の入射方向に対して直角方向の寸法が１画素の寸法と略一致するため、分光された色光が光変調手段の各画素に入射する時も上記直角方向について１画素の寸法を持つ。そのため、各色光がそれぞれ対応する画素に入射され、他の画素に入射して混色を防ぐことができるとともに、各画素に入射される色光の輝度分布を均一にすることができる。その結果、投射される画像の輝度分布を均一にすることができる。
【００１７】
隣接する分光プリズムの光束入射面と反射膜とを合わせた寸法が、光源からの光束入射方向からみて、各色光に対応する複数の画素を合わせた寸法と略一致するように形成されることが望ましい。
隣接する上記分光プリズムの光束入射面と上記反射膜とを合わせた寸法と、各色光に対応する複数の画素を合わせた寸法とが略一致するように形成されているので、分光プリズムで分光された各色光は、対応する各画素にそれぞれ入射する。また、他の分光プリズムで分光された各色光は、他の分光プリズムに対応した各画素にそれぞれ入射するので、それ以外の画素に他の分光プリズムで分光された色光が入射することがなく、混色を防ぐことができる。それと同時に、全ての画素に均一に色光を入射させることができるので、投射される画像の輝度分布を均一にすることができる。
【００１８】
上記色分離手段により分光された各色光を光変調手段の各色光に対応した画素に導く偏向手段が備えられていることが望ましい。
偏向手段が備えられることにより、各色光が対応した画素に導かれるので、投射される画像の輝度分布を均一にしやすくなる。例えば逆に、ある色光の一部が対応関係のない画素に入射すると、混色が起きるとともに、その画素において入射される光量が多くなって輝度が高くなる。また、ある色光が入射するべき画素においては光量が少なくなり輝度が低くなって画像の輝度分布が不均一になる。
【００１９】
上記偏向手段としては、光変調手段上の異なる色に対応した一組の画素に対して一つ配置されるプリズムを用いることができる。
偏向手段として、形状のシンプルなプリズムが用いられることにより、上述したように、プレス形成等の安価な製作方法を用いたり、フォトリソグラフィ等の高価な製作方法を用いても費用を安くすることができ、コスト低減を図ることができる。
【００２０】
光源から入射される光のうち、一方に偏光した偏光を透過させ、他方に偏光した偏光を反射する反射偏光手段を備えることが望ましい。
反射偏光手段を備えることにより、光源からの射出光をライトバルブでの表示に寄与する一方に偏光した偏光を透過させ、他方に偏光した偏光を反射させることができる。反射された他方に偏光した偏光は、反射手段などに反射される際にその一部が回転して一方に偏光した偏光となり、反射偏光手段を透過することが出来るので、光の利用効率を高めることができ色分離手段に入射される光束の輝度を高められる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
〔第１の実施の形態〕
以下、本発明の第１の実施の形態について図１から図３を参照して説明する。図１は本実施の形態の投射型表示装置１０を上面から見た全体構成を示す概略図である。図１において、１１は光源、１２はロッドインテグレータ（均一照明手段）、１３はコンデンサレンズ系（平行光化手段）、１４は反射型偏光板（反射偏光手段）、１５はプリズム系、１６は液晶ライトバルブ（光変調手段）、１７は投射レンズ（投射手段）である。
【００２２】
本実施の形態の投射型表示装置１０の光源１１には、図１に示すように、メタルハライド等のランプ２１と、リフレクタ２２とが備えられている。
ロッドインテグレータ１２としては、透明な棒状の導光体（例えば、ガラス棒）、もしくは内面が反射面とされた管状の導光体（例えば、複数の反射ミラーを内側に向けて管状に配置した万華鏡）などが用いられる。また、ロッドインテグレータ１２の入射端面には、射出側端面に反射面が向くように反射ミラー（第２の反射手段）２３が備えられ、反射ミラー２３の略中央には光源１１からの光がロッドインテグレータ１２に入射する開口部２４が設けられている。
【００２３】
コンデンサレンズ系１３には、ロッドインテグレータ１２から入射した光が反射型偏光板１４に平行光となって入射するように、コンデンサレンズ２５ａおよびコンデンサレンズ２５ｂが備えられている。
プリズム系１５は、図２に示すように、反射型偏光板１４および液晶ライトバルブ１６の間に設けられた色分離反射部２６と、液晶ライトバルブ１６上に設けられた補正プリズム（偏向手段）２７とがマトリックス状に配列されて構成されている。色分離反射部２６は、分光プリズム（色分離手段）２８と分光プリズム２８に隣接して配置された反射膜（第１の反射手段）２９とから構成されている。
【００２４】
分光プリズム２８は、反射型偏光板１４側にシステム光軸Ｃに対して垂直に、かつ後述する１画素の寸法と略一致する寸法に形成された垂直面（光束入射面）２８ａと液晶ライトバルブ１６側にシステム光軸Ｃに対して傾斜した傾斜面２８ｂとが配置されている。傾斜面２８ｂの傾斜角は、分光プリズム２８により分光された色光Ｒ、Ｇ、Ｂがそれぞれ液晶ライトバルブ１６上の１つの画素に対応するように設定されている。反射膜２９は、後述する２画素を合わせた寸法と略一致する寸法に形成され、その反射面を反射型偏光板１４方向に向けて配置されている。
また、補正プリズム２７は、後述する３画素を合わせた寸法と略一致する寸法に形成され、反射型偏光板１４側に傾斜面２８ｂと同じ傾きの傾斜面２７ａが設けられている。
【００２５】
液晶ライトバルブ１６には、画素スイッチング用素子として薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下、ＴＦＴと略記する）を用いたＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モードのアクティブマトリクス方式の透過型の液晶セルが使用されている。
液晶ライトバルブ１６は、プリズム系１５側および投射レンズ１７側に配置された基板３１ａ、３１ｂと、基板３１ａに設けられたコモン電極３２と、基板３１ｂに設けられた画素（画素電極）３３と、コモン電極３２および画素３３間の電圧を制御する薄膜トランジスタ（図示せず）と、コモン電極３２および画素３３間に封入された液晶３４とから概略構成されている。
画素３３は、Ｒに対応した画素３３ｒ、Ｇに対応した画素３３ｇ、Ｂに対応した画素３３ｂが１つの組となり、この組と補正プリズム２７とが対応して配列されている。
【００２６】
次に、上記の構成からなる投射型表示装置１０における作用について説明する。
ランプ２１が発光することで周囲に射出された白色光は、図１に示すように、リフレクタ２２に反射して反射ミラー２３の開口部２４に向けて集光され、ロッドインテグレータ１２内に入射される。ロッドインテグレータ１２内に入射された白色光は、ロッドインテグレータ１２内で内面反射を繰り返し、射出端面から射出される時点では照度が均一化されて、射出側端面から射出される。
ロッドインテグレータ１２から射出された白色光は、コンデンサレンズ２５ａおよびコンデンサレンズ２５ｂを透過することにより平行光となり、反射型偏光板１４に向けて射出される。
【００２７】
反射型偏光板１４に入射した白色光は、図２に示すように、白色光に含まれるｐ偏光Ｌｐ、ｓ偏光Ｌｓ（直線偏光）のうちの一方（例えば、ｐ偏光Ｌｐ）がそのまま直進して反射型偏光板１４を透過し、他方（例えば、ｓ偏光Ｌｓ）が反射されて逆方向（コンデンサレンズ２５ａ側）に伝搬する。
反射型偏光板１４を透過したｐ偏光Ｌｐのうち、プリズム系１５の分光プリズム２８の垂直面２８ａに入射されたｐ偏光Ｌｐは、さまざまな波長の色光が混色した白色光であるため、各色光により屈折率が異なるのを利用して色分離されて液晶ライトバルブ１７側へ射出される。これを図２に従って説明すると、各色光Ｒ、Ｇ、Ｂの屈折率は小さい順にＲ、Ｇ、Ｂであるため、分光プリズム２８により分離される各色光は、システム光軸Ｃに対して曲がりが小さい順にＲ、Ｇ、Ｂとなるように分光プリズム２８から射出される。
また、分光プリズム２８に入射した白色光束は、システム光軸Ｃに対して直角方向ついて１画素３３の寸法と略一致する寸法を持ち、各色光Ｒ、Ｇ、Ｂに分光されてもその光束のシステム光軸Ｃに対する直角方向の寸法は１画素３３の寸法と略一致する。
反射膜２９に入射されたｐ偏光Ｌｐは、反射されて逆方向（反射型偏光板１４側）に伝搬する。
分光プリズム２８により色分離され、各色光Ｒ、Ｇ、Ｂごとに異なる方向へ射出された色光Ｒ、Ｇ、Ｂは、傾斜面２８ｂと同じ傾斜角の傾斜面２７ａを持つ補正プリズム２７により伝搬方向が変わりシステム光軸Ｃと平行で、画素３３の１つ分の幅の平行光に変換される。
【００２８】
補正プリズム２７により平行光に変換された色光Ｒ、Ｇ、Ｂは、各色光Ｒ、Ｇ、Ｂに対応した液晶ライトバルブ１６の画素３３ｒ、３３ｇ、３３ｂに入射される。ここで例えば、画素電極がオフ状態では液晶ライトバルブ１６に入射されたｐ偏光がｓ偏光に変換（変調）されて射出される一方、画素電極がオン状態では色光は遮断される。
液晶ライトバルブ１６は、各色光に対応した画素３３ｒ、３３ｇ、３３ｂごとに制御駆動されるので、各色光を選択変調して透過させることにより画像が合成される。液晶ライトバルブ１６から射出された光は、図１に示すように、投射レンズ１７に入射されて投射スクリーンＳに向けて射出される。
【００２９】
ところで、反射型偏光板１４に反射されたｓ偏光Ｌｓは、図１に示すように、コンデンサレンズ系１３を光源１１方向に向かって伝搬し、ロッドインテグレータ１２に入射する。ロッドインテグレータ１２に入射したｓ偏光Ｌｓは、図３に示すように、ロッドインテグレータ１２の入射端面に到達し、一部は反射ミラー２３に反射され再度ロッドインテグレータ１２の射出側へと伝搬される。残りは反射ミラーの開口部２４から光源１１に向かって射出され、リフレクタ２２に反射されて再びロッドインテグレータ１２に入射される。ｓ偏光は、これらロッドインテグレータ１２の内面、反射型偏光板１４、リフレクタ２２、反射ミラー２３で反射される時に偏光方向が回転してその一部がｐ偏光に変換される。この変換されたｐ偏光は反射型偏光板１４を透過して、スクリーンＳに投射される画像の高輝度化に寄与する。
【００３０】
また、反射膜２９に反射されたｐ偏光Ｌｐも同様に、反射ミラー２３またはリフレクタ２２まで光源１１に向かって伝搬して、そこで反射されて再び液晶ライトバルブ１６方向に伝搬する。ｐ偏光Ｌｐは、ロッドインテグレータ１２内を伝搬する際にランプ１１から射出された白色光とともに、その輝度分布が均一化されてコンデンサレンズ系１３に向けて射出され、スクリーンＳに投射される画像の高輝度化に寄与する。
【００３１】
上記の構成によれば、反射型偏光板１４および反射膜２９によって光源１１方向に反射された光が、反射ミラー２３およびリフレクタ２２によって液晶ライトバルブ１６方向に反射される。このため、コンデンサレンズ系１３、反射型偏光板１４、プリズム系１５を経て液晶ライトバルブ１６に入射される光の輝度を高くすることができる。つまり、液晶ライトバルブ１６が透過する各色光を選択変調することにより合成される画像の輝度を高くでき、スクリーンＳに投射される画像の輝度を高くすることができる。
【００３２】
また、光源１１とコンデンサレンズ系１３との間にロッドインテグレータ１２が備えられていることにより、光源１１から射出された時点では輝度分布にムラがあり不均一であった光束が、ロッドインテグレータ１２により光束の輝度分布を均一化させることができる。その結果、輝度分布が均一な光束を液晶ライトバルブ１６に入射させることができ、液晶ライトバルブ１６で合成される画像、すなわちスクリーンＳに投射される画像の輝度分布を均一化させることができる。
【００３３】
分光プリズム２８が１画素３３の寸法と略一致する寸法に形成され、反射膜２９が２画素３３を合わせた寸法と略一致する寸法に形成されているので、各色光に対応した画素３３ｒ、３３ｇ、３３ｂに画素３３の幅の各色光を入射させることができ、各画素３３ごとの輝度分布を均一にすることができる。
また、隣接する分光プリズム２８と反射膜２９とを合わせた寸法が、各色光に対応した画素３３ｒ、３３ｇ、３３ｂを合わせた寸法に等しいので、画素３３ｒ、３３ｇ、３３ｂには、対応した色光しか入射しない。つまり、他の分光プリズム２８に分光された色光は入射しないので、全ての画素３３に均一に色光を入射させることができるので、投射される画像の輝度分布を均一にすることができる。
【００３４】
また、分光プリズムおよび補正プリズムの製作方法としては、それらの形状がシンプルなことにより、例えばプレス形成のような比較的安価な製作方法を用いることができ、コスト低減を図ることができる。また、高価な製作方法に分類されるフォトリソグラフィを用いたとしても、形状がシンプルなので、製作工程が少なくそれほど費用が高くならずコスト低減を図ることができる。
【００３５】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施の形態について図４を参照して説明する。
本実施の形態の投射型表示装置の基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは、コンデンサレンズ系等が備えられていない点が異なっている。よって、本実施の形態においては、図４を用いてロッドインテグレータ周辺のみを説明し、光源等の説明を省略する。
【００３６】
図４は、本実施の形態における投射型表示装置５０の概略構成を示す図である。
投射型表示装置５０においてロッドインテグレータ（均一照明手段）５１は、図４に示すように、光源１１と反射型偏光板１４との間に配置され、第１の実施の形態と同じく、透明な棒状の導光体もしくは内面が反射面とされた管状の導光体などが用いられている。ロッドインテグレータ５１の断面は入射端面５２から射出端面５３まで同一の形状で、断面の縦横の幅は、液晶ライトバルブ１６と同じ縦横の幅に形成されている。
また、ロッドインテグレータ５１と反射型偏光板１４とプリズム系１５と液晶ライトバルブ１６との間隔は狭くなるように配置されている。
【００３７】
上記の構成からなる投射型表示装置５０においては、図４に示すように、ランプ２１から射出された白色光は、リフレクタ２２で反射されて、ロッドインテグレータ５１の入射面５２に入射される。ロッドインテグレータ５１に入射した白色光は、ロッドインテグレータ５１の内面で反射を繰り返し、射出端面５３から射出される時点では輝度が均一化される。
また、ロッドインテグレータ５１は前述した作用により光束の輝度分布を均一化しているので、入射端面５２に入射した光束の角度は、射出端面５３から射出されるまで保持される。
【００３８】
ロッドインテグレータ５１から射出された白色光束は、反射型偏光板１４によりｐ偏光Ｌｐは透過され、ｓ偏光Ｌｓは反射されて平行光のまま逆方向（光源１１方向）に伝搬する。透過したｐ偏光Ｌｐは、プリズム系１５に入射し、一部は異なる色光に分光されて液晶ライトバルブ１６に入射する。分光されなかったｐ偏光Ｌｐは、反射されて平行光のまま逆方向（光源１１方向）に伝搬する。
反射されたｓ偏光Ｌｓおよびｐ偏光Ｌｐは、ロッドインテグレータ５２を透過してリフレクタ５５に入射し、リフレクタ５５に反射され再び液晶ライトバルブ１６方向に向かって伝搬する。
【００３９】
また、ロッドインテグレータ５１から液晶ライトバルブ１６までの距離が短く、ロッドインテグレータ５１の縦横の幅が液晶ライトバルブ１６の縦横の幅とほぼ等しいので、ロッドインテグレータ５１から射出された光束は、漏れることなく液晶ライトバルブ１６の全面に均一な輝度で入射する。
【００４０】
上記の構成によれば、第１の実施の形態で用いていたコンデンサレンズ系１３を用いることなく、光源１１から射出され、輝度分布を均一化された光束を漏らすことなく液晶ライトバルブ１６に入射させることができる。そのため、部品点数を削減することができコスト低減を図ることができる。
【００４１】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、白色光を色光に分離するのに分光プリズム２８を用いたものに適応して説明したが、この分光プリズム２８を用いたものに限られることなく、ホログラムなど、その他各種の分光手段を用いたものに適応することができるものである。
【００４２】
また、上記の実施の形態においては、均一照明手段として、断面が入射端面から射出端面にまで同じ形状のロッドインテグレータ１２を使用するものに適応して説明したが、このロッドインテグレータ１２を用いたものに限られることなく、ロッドインテグレータの断面が入射端面から射出端面にむけて広くなるテーパ形状のロッドインテグレータを適応することができるものである。
【００４３】
この場合、ロッドインテグレータの入射端面から入射して、ロッドインテグレータの外周面に反射する光は、外周面に対して入射角と反射角とが等しくなる。しかし、外周面は射出側に向かって外側に開くように傾いているので、ロッドインテグレータの中心軸線に対して光の反射角は、入射角よりも小さくなる。よって、ロッドインテグレータから射出される光は、より平行光に近い光になるため、他の光の平行化に関する部品の精度を下げることができ、コスト削減を図ることができる。
【００４４】
また、上記の実施の形態においては、補正手段として補正プリズム２７を使用したものに適応して説明したが、補正プリズム２７に限られることなく、液晶ライトバルブ１６の１つの画素３３対して１枚ずつ配列されたマイクロレンズや、補正プリズム２７およびマイクロレンズの両者を同時に使用したものにも適応することができるものである。
補正プリズム２７およびマイクロレンズ８１を同時に使用したときの配置は、液晶ライトバルブ１６上にマイクロレンズ８１、補正プリズム２７の順に配置されていてもよく、逆に液晶ライトバルブ１６上に補正プリズム２７、マイクロレンズ８１の順に配置されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態の投射型表示装置を示す概略図である。
【図２】本発明の第一の実施形態の光変調手段を示す概略図である。
【図３】本発明の第一の実施形態の光源と均一照明手段と反射手段とを示す概略図である。
【図４】本発明の第二の実施形態の投射型表示装置を示す概略図である。
【図５】従来の投射型表示装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１０  投射型表示装置、  １１  光源、  １２  ロッドインテグレータ（均一照明手段）、  １３  コンデンサレンズ系（平行光化手段）、  １４  反射型偏光板（反射偏光手段）、  １６  液晶ライトバルブ（光変調手段）、  １７  投射レンズ（投射手段）、  ２２  リフレクタ、  ２３  反射ミラー（第２の反射手段）、  ２７  補正プリズム（偏向手段）、  ２８  分光プリズム（色分離手段）、  ２８ａ  垂直面（光束入射面）、  ２９  反射膜（第１の反射手段）、
３３  画素、  ５１  ロッドインテグレータ（均一照明手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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