(57)【要約】【課題】より明るい照明装置及びカラー画像表示装置を実現する。【解決手段】色分離素子１、２は、周縁部にＲ透過部、Ｇ透過部、Ｂ透過部が形成され、中央部は透明に形成され、重ね合わされて矢印方向に回転される。白色光は、色分離素子１のＧ透過部で分離されて緑色が透過し、マゼンタ光は反射する。マゼンタ光は、Ｒ透過部で分離されて赤が透過、残りの青光を反射し、青光はＢ透過部で分離されてＧ、Ｂ、Ｒのカラー三原色光が生成される。色分離素子２を通過した光は、ミラー３やプリズム内部反射などの反射手段により、各色の照射方向を揃えられ後段のライトバルブ上に照明される。その際、分離された複数の単色光が重ならないようにライトバルブを照明し、照明光の色が順次入れ替わるようにこの色分離素子を回転させる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単色光を時分割して順次に高速でライトバルブを照明すると共に、各単色光で照明されている時間だけその色画像を形成するようにライトバルブの画像情報を制御することによりカラー画像を形成して表示するカラー画像表示装置において、
白色光から前記複数の単色光を分離すると共に、分離された複数の単色光束をシフトさせて互いに重ならないように配置してライトバルブを照明する色分離手段と、
前記色分離手段を各照明光の色が順次入れ替わるように移動させる移動手段とを設けたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記色分離手段は、複数の色分離素子からなり、第１の色分離素子により透過光と反射光の２色に分離し、この透過光又は反射光を第２の色分離素子によりさらに透過光と反射光の２色に分離することにより、カラー３原色光を分離することを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記第２の色分離素子の透過光を反射した第１の色分離素子の透過光と、第２の色分離素子の反射光とを同一方向に向かわせる反射素子を設けたことを特徴とする請求項２記載の照明装置。
【請求項４】
前記色分離手段により分離されたカラー３原色光を照明する３つの領域と、照明光を照射しない領域との４つの領域をライトバルブ上に同時に照明し、前記色分離手段を移動させることにより、照明光と照射しない領域とが順次入れ替わるようにしたことを特徴とする請求項１、２又は３記載の照明装置。
【請求項５】
前記移動手段は、前記色分離手段を一定周期で回転させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の照明装置。
【請求項６】
前記複数の色分離素子は、同一の回転軸で一体的に回転することを特徴とする請求項５記載の照明装置。
【請求項７】
前記複数の色分離素子は、回転方向に複数の色透過部が２周期以上配置されていることを特徴とする請求項５又は６記載の照明装置。
【請求項８】
単色光の照明光束幅と同じ幅相当だけ連続してシフトさせる光偏向素子を設けたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の照明装置。
【請求項９】
前記照明光偏向素子は、単一平面又は多面体の表面を反射面として、その平面を回転させることにより反射光を偏向させ、分割された照明帯幅の範囲を走査させることを特徴とする請求項８記載の照明装置。
【請求項１０】
前記照明光偏向素子は、平行平板又は多角柱透明体で構成され、この平行平板又は多角柱を回転させながら照明光を通過させることにより、分割された照明帯幅の範囲を走査させることを特徴とする請求項８記載の照明装置。
【請求項１１】
前記多角柱は、６面以上の偶数面を有した多角柱であることを特徴とする請求項１０記載の照明装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１に記載の照明装置を備えたことを特徴とするカラー画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投影装置、（プロジェクタ）などのライトバルブへの照明光学系を有する照明装置及びこの照明装置を用いたカラー画像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、直線偏光の白色光をカラー３原色に分離し、分離された各色を互いに重ならないようにシフトさせて帯状のストライプ状とし、そのストライプ状の光を順次ライトバルブ面上で走査（移動）し、各色が照明される時間内に、その色の画像情報に応じて変調駆動されるライトバルブにより画像を形成すると、瞬間は単色の画像であるが、視覚的に認識する応答速度以上の高速で切り替えることにより、見かけ上カラー画像として表示される投影装置が知られている。
【０００３】
関連する従来技術として、種々の色のライトバンドを同時に発生する照明系と、単一ライトバルブと、このライトバルブの表面全体に亘って種々の色のライトバンドを移動させて種種の色全部の部分を前記ライトバルブに同時に存在させる光学系と、カラーバンドにより照明される各ライトバルブ部分をアドレス指定してこの部分によって全部のカラーバンドのカラーの像情報を生ぜしめると共に、前記カラーバンドをこの情報によって変調する電子ライトバルブ駆動回路を有するライトバルブ駆動回路を有するライトバルブ手段を具えるようにしたカラー表示装置およびそのライトバルブをアドレス指定する回路が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、照明系を白色光源と、その白色光を第１、第２および第３カラーバンドに分解し、それらのカラーバンドを移動させる手段として回転プリズム手段により、ライトバルブ上を走査させる従来技術がある。
また、回転プリズムを３個用いた彩色表示装置の従来例もある（例えば、特許文献２参照）。
さらに、多角形体を通して出力面へと伝達され、変位体の回転により平行に可変的に並進されるようにされた公知例もある（例えば、特許文献３参照）。
これらの走査手段によって、照明系が数々提案されているが、より効率を向上させるために、リレー光学系を介した従来例などもあり（例えば、特許文献４参照）、今後、より光利用効率を高めて、明るい、高性能なプロジェクタへ応用されようとしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平０４−３１６２９６号公報
【特許文献２】
特開平０６−３１９１４８号公報
【特許文献３】
特開平０８−５１０８４５号公報
【特許文献４】
特開２００１−１７４９１３号公報
【０００６】
上記の各従来技術では、光利用効率の向上を共通の課題としている。
ライトバルブとして、偏光特性を利用して特定の偏光方向のみの光を透過させる透過型の液晶パネルや、また近年、液晶を駆動するための駆動回路等を光の通過光路に持たせず、各画素に遮光層を必要としない反射型のタイプの液晶もあり、特に反射型タイプの特長としては、つなぎ目のないなめらかな画像、より高解像化に対応できるため、高品質な分野でますます利用されてくる。これらの素子はいずれも光の偏光を利用するため、液晶パネルへの照明光の偏光を高める必要がある。
【０００７】
従来の液晶プロジェクタでは、無偏光の照明光源の偏光度を高めるために、偏光子を介在させて直線偏光を得るようにしたり、さらに、光利用効率を高めたいわゆる“偏光変換器”と呼ばれるＰＢＳと波長板を組み合わせて、効率よく偏光方向を揃えた光学系により照明を行っている。液晶パネルも各色に応じたパネルを配置し、各色画像を合成しカラー画像としている。
【０００８】
また投影装置は、より低コストでコンパクトにという要求があり、これらを同時に達成する要求もますます高まっている。この要求を実現する一手段として、ライトバルブを単一とする方式が提案されている。これは単一のパネルだけを用い、人間の目の応答速度以上の速度で単一色のカラー光源を時間的に切り替えて照明し、視覚上カラー画像を形成させる方法である。Ｒ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタを高速回転させ、時間的に区切って各色を通過させることで色を切り替えて照明させている。この場合、光量としては２／３も使わないため、光利用効率を低下させてしまう欠点があった。
【０００９】
前記各従来技術は、以上のコンパクト性と光利用効率の低下を防ぐために、単一のパネルであっても、そのパネル面に３色の帯状照明として、その照明光をパネル上で移動させ、移動位置に同期させた液晶の駆動を行うことでカラー画像を形成して課題を解決している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
各従来技術では、いずれもその具体的な移動手段として、回転プリズムを用いている。このような手段を用いると、各色照明光の回転プリズムに入射する角度が逐次変化し、０度から最大９０度近くまで達する。光が屈折率差がある界面を通過する場合、波長とその角度に応じて少なからず反射が起こり、広い入射角にも反射を抑えるＡＲコートが必須となるが、ほとんど水平となる入射角まで対応するのは技術的に困難である。回転プリズムの大きさを大きくして、入射角度を広げない手段で回避できるが、こうすると照明の帯を小さくする必要が生じ、それによりパネルに照明する時間がより短くなり、液晶の駆動速度をより早くする必要がある。特に、動画等を表示する場合、液晶駆動速度が対応できなくなるおそれもあり、光利用効率を保ったまま液晶パネル上を移動させることには大きな問題があった。
【００１１】
本発明は以上の問題点に鑑み、高効率なカラー帯状の照明光でパネル面を走査することにより、より明るい照明装置及びカラー画像表示装置を実現することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明による照明装置は、複数の単色光を時分割して順次に高速でライトバルブを照明すると共に、各単色光で照明されている時間だけその色画像を形成するようにライトバルブの画像情報を制御することによりカラー画像を形成して表示するカラー画像表示装置において、白色光から前記複数の単色光を分離すると共に、分離された複数の単色光束をシフトさせて互いに重ならないように配置してライトバルブを照明する色分離手段と、前記色分離手段を各照明光の色が順次入れ替わるように移動させる移動手段とを設けたことを特徴とするものである。
また、本発明によるカラー画像表示装置は、上記の照明装置を用いたことを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態による照明装置の構成を示す。
照明装置は、白色光の光源１１、レンズアレイとコンデンサレンズを組み合わせたインテグレータ光学系１２、色フィルタ１３、リレーレンズ１４、ライトバルブ１５により構成されている。光源１１は、光源光を効率よく集光する手段としての回転放物面鏡又は回転楕円面鏡と集光レンズなどと組み合わせたリフレクタおよび集光素子からなる。
【００１４】
色フィルタ１３は、図示のようにそれぞれＧ（緑）、Ｂ（青）、Ｒ（赤）の光を分離するための円盤状の色分離素子１、２とミラー３とが重ねられてなり、光の方向に対して所定の角度傾いた回転軸で回転される。色分離素子１の径は色分離素子２の径より大きい。
なお、ライトバルブ１５に反射型の液晶タイプを用いる場合は、照明光路途中に偏光子や偏光変換器を挿入し、パネルの前方に投影光と照明光の光路切り替え用のＰＢＳを配置して投射レンズにより投影させればよい。
【００１５】
次に、色フィルタ１３を構成する色分離素子１、２部分の各実施の形態について説明する。
図２、図３は第１の実施の形態を示す。
上記光源１１から発せられた白色光の光束は、図２の状態１に示すように、まず色フィルタ１３の色分離素子１に形成された緑色のみを通過するＧ透過部に達する。
状態１のＡの方向から見た図（Ａ視）を図３に示す。
色分離素子１、２は、図示のように外周部に色分離フィルタとしてのＲ透過部、Ｇ透過部、Ｂ透過部が形成され、その内側は透明部に形成されている。この色フィルタ１３は矢印方向に回転される。
【００１６】
白色光（照明光）は、色分離素子１の外周部分に形成された緑分離フィルタ（Ｇ透過部）により分離されて緑色が透過し、マゼンタ光が反射する。マゼンタ光は、色分離素子上に形成された赤分離フィルタ（Ｒ透過部）により分離されて赤が透過、残りの青光を反射し、青光は青分離フィルタ（Ｂ透過部）により分離されてＧ、Ｂ、Ｒのカラー３原色光が生成される。
色分離素子２を通過した光は、ミラー３やプリズム内部反射などの反射手段により、各色の照射方向を揃えられる機能を有している。なお、ミラー３は固定されていてもよい。
【００１７】
さらに説明すると、状態１に示す色分離のあと、各色分離素子１、２に形成された各色の透過部が照明光路中を移動（回転）し、状態２に示すように、Ｒ透過部で赤光とシアン光を分離し、反射光のシアン光は、色分離素子２に形成したＢ透過部により、青の反射光と緑の透過光とに分離される。緑光はミラー３で他の色と同じ方向に偏向する。さらに状態３に示すように、Ｂ透過部、Ｇ透過部の組み合わせにより、Ｇ、Ｂ、Ｒのカラー３原色照明光（帯状３色照明光）が生成される。
【００１８】
以上の帯状３色照明光の照明エリアは、図１において、ほぼライトバルブ１５の上部１／３エリア（色分離素子１の透過光）、中央部１／３エリア（色分離素子２の反射光）、ライトバルブ下部１／３エリア（色分離素子２の透過光）となるように、３色光をシフトしてパネル面を照射させる。色分離前の白色照明光束を図２のように、ライトバルブ１５のほぼ１／３のエリアに相当した相似形の矩形状としている。アパーチャを設けて矩形としてもよいが、より光利用効率を上げてより均一性を必要とする場合は、従来からあるフライアレイレンズ、集光レンズなどを組み合わせたいわゆるインテグレータ光学系１２を用いることにより、均一性のよい矩形の照明光を生成することができる。
【００１９】
矩形状の照明光はカラー３原色に分離され、各色はライトバルブ１５上にシフト（図１では縦方向）させて互いに重ならないように照明する。色分離素子２を通過してきた光束は、ミラー３によりライトバルブ１５の下方１／３エリアを受け持つ用に照明される。ミラー３は、固定ミラーの他に円盤上の外周に反射部を形成し、色分離素子１、２と一体に移動させてもよい。色分離素子近傍では３色の照明光は離れているが、集光レンズによりライトバルブ１４のパネル面上でちょうど各帯が隣接するように集光させる。
【００２０】
状態１では、緑青赤の３色の帯状となった照明光がライトバルブ面上を照明する。色分離素子１、２を回転させてＧ透過部、Ｒ透過部、Ｂ透過部を次々と移動させる。すなわち、状態１→状態２→状態３→状態１のように、順次に色分離素子を切り替えることによって、ライトバルブ１４上のすべての画素についてＲ、Ｇ、Ｂの照明光が時間分割されて照明される。色毎に照明される時間内にその色の画像情報に応じてライトバルブ１５を変調駆動する。分割した時間が視覚応答上分解できない速度で切り替わることで、実質的なカラー画像を形成することができる。
【００２１】
次に、色分離素子１、２の移動（回転）について説明する。
図３に示すように、円盤上の光学基板の外周部にＧ透過部、Ｒ透過部、Ｂ透過部の各色分離フィルタが配置されている。色分離素子１が、Ｇ、Ｒ、Ｂの順で形成されているとすると、色分離素子２は、色分離素子１から反射した色を２色に分離できるように、図示のように色分離素子１がＧ→Ｒ→Ｂの順に移動するのと同期してＲ→Ｂ→Ｇの順に配置される。色分離素子１、２は同一角速度で回転される。回転軸を一緒にすれば、最初に位置合わせをしてしまえば精度良く色分離が可能となる。図２の構成では、色分離素子２で反射した光束が色分離素子２の中心部分を通過するので、中心部分は光を遮らないように透明部となっている。
【００２２】
図４に第２の実施の形態を示す。
本実施の形態は、それぞれ円盤外周部に色分離フィルタを形成している色分離素子１と色分離素子２の各回転軸が同一でなく、かつ色分離素子１と色分離素子２の外周部の一部が重なるようにした構成である。
第１の実施の形態では、ライトバルブ１４の下部１／３エリアを照明する光束が色分離素子１、２中央部の透明部を通過させる必要があるが、本実施の形態によれば、色分離素子１、２が重なった外周部で緑赤青光を分離できるので、通過部分を少なくできる。これにより界面で生じる反射等を極力なくすことができる。
【００２３】
図５は第３の実施の形態を示すもので、色分離素子１、２を重ねると共に、ミラー３を色分離素子１の外周部に配したものである。
上記構成より照明光束は色分離素子２の中央部分を通過し、色分離素子１と色分離素子２とにより３色に分離される。
本実施の形態によれば、帯状３色照明光は、色分離素子１、２の平行平板を通過することがなく、色分離後の光軸シフトが無くなり、レイアウト上都合がよい。
【００２４】
図６は第４の実施の形態を示すもので、色分離素子１、２の外周部に形成された色分離フィルタのＲＧＢ周期を２周期以上とし設けたものである。即ち、Ｇ透過部、Ｒ透過部、Ｒ透過部を２周期設けたものである。なお、３周期以上としてもよい。
これにより、回転速度を落としても色切り替えが可能となる。駆動機構への負荷が低減でき、消費電力なども低減できる。
【００２５】
以上説明した色分離素子１、２をよりコンパクトにするために、白色照明光をいったん集光させて、その集光位置近傍に、色分離素子を配置する構成をとれば、よりコンパクトな色分離照明系が成り立つ。
【００２６】
前記各実施の形態では、色分離素子１、２を最もコンパクトで一定速度を得られる円盤上に形成してそれを回転することで色分離フィルタを切り替える方式で説明したが、第５の実施の形態として、色分離フィルタを切り替える手段としては、各色分離フィルタを順次に平行移動させてもよい。
【００２７】
これまでの説明では、ライトバルブ上の必要照明エリアをカラー３原色に相当する３つの領域に分割してライトバルブ上で同時に照明し、その照明の領域を順次切り替える実施の形態を示したが、高速に画像フレームが切り変わる時間には、照明光を与えない時間を確保することができれば、より切れのよい画像が得られる。
【００２８】
３原色に加えて、照明光の与えない領域を加えた照明手段を用いた第６の実施の形態を図７、図８、図９に示す。
本実施の形態は、帯状３色照明光に加え、照明させない４つ目のエリア（黒領域）を設けたものである。具体的手段としては、図７に示すように、第１、第２、第３の色分離素子６、７、８を設けた。各色分離素子６、７、８は、図７に示すように状態１から状態４の順に切り替えられる。それぞれの状態に応じたライトバルブ上の照明状態を図８に示す。図９は状態１に相当する各色分離素子６、、７、８の位置関係を示す。
【００２９】
上記構成によれば、ライトバルブ上のすべての画素について、Ｒ、Ｇ、Ｂの照明光があたっている時間だけ分割駆動される、即ち、色毎に照明される時間内にその色の画像情報に応じてライトバルブを変調駆動させる。分割した時間が視覚応答上分解できない速度で切り替わることで、実質的なカラー画像を形成する。このとき、ＲＧＢの照明光が一巡し、新たなフレームと切り替わる瞬間に、照明光を与えない領域を持たせることにより、より切れのよい画像が得られる。
【００３０】
以上説明した第１〜第６の実施の形態によれば、従来の単一の色フィルタを形成したカラーホイールと呼ばれる素子により選択的に照明光を取り出し、その色のみを使うのに比べて、光利用効率のよいカラー照明が可能となった。
前記従来技術に挙げた照明光を回転する四角柱に通過させることにより、ライトバルブ上を走査させる方式では、照明光の入射角が大きくなった場合の透過光量の損失があったが、本発明ではそれが無くなった。
特に、第６の実施の形態によれば、新たなフレームと切り替わる瞬間に、照明光を与えない領域を持たせたことにより、ライトバルブで形成される画像フレーム切り替え時の残像現象による画像劣化を低減することができる。
【００３１】
さらに、効率よく照明することのできる第７の実施の形態について説明する。
本実施の形態は、帯状３色照明光をライトバルブ上で走査させる機能を付加したものである。これにより、ライトバルブ上に均一な照明光でなくても、走査される方向での光量分布が不均一でも、その不均一方向に走査させることにより、画像信号と同期させることによって、より効率よく照明光を利用できる。
【００３２】
本実施の形態は、もともとの白色照明光束をライトバルブ１４の１／３の面積よりも細い照明光としたときに最も効果が得られる。つまり、ライトバルブ上で照明光を走査させるため、照明光量が最も多くなった画素エリアを照明光と同期させて画像情報に応じてライトバルブを駆動制御し、色の交わり部分は画像形成に使用させないようにすることにより、より色純度のよい、明るい、コントラストも高いカラー画像を形成得ることができる。
【００３３】
実施方法としては、図１０に示すように、走査方向に対して照明光束の光量分布Ｇ、Ｂ、Ｒの３つの分布を有しているとすると、それぞれのＧ、Ｂ、Ｒの分布をライトバルブ上での位置０→ａ、ａ→ｂ  ｂ→ｃへと移動させればよい。
【００３４】
上記移動手段として以下の第８、第９、第１０の実施の形態を示す。
図１１は第８の実施の形態を示すもので、図示のように、白色照明光束中に平面ミラー４の反射角度を微動させて、ライトバルブ上の位置を走査させるようにしたものである。
この微動量は、ライトバルブ１４の１／３程度の移動距離に相当させる角度でよい。回転モータ駆動や、圧電素子による駆動、静電アクチュエータ、超音波モータなど、高速な応答が可能な駆動方向を採用すればよい。
【００３５】
また、回転駆動でなくとも、ミラー４の反射位置をシフトさせてもよい。走査方向に、集光させるためには、例えば、一方向のみを集光させるシリンドリカルレンズなどを用いて３色の帯状光源を生成すればよい。
【００３６】
図１１は平面ミラー４を回転して偏向させた場合、いわゆるガルバノミラーで偏向させたが、ライトバルブ上の１／３画面を移動させるのに必要な回転多面体、いわゆるポリゴンミラーによる偏向手段（図示せず）であってもよい。
これらの偏向移動方向は同一方向、往復走査どちらでもよく、ライトバルブの１／３エリア内を照明する一定時間内での総光量が同一となるようにすればよい。ライトバルブの画像と同期をとるためには、一方向に偏向走査させるのが好ましい。例えば、上述した回転多面体を一方向に回転させることで実現できる。
【００３７】
走査の回数は、少なくとも３つの照明光生成されている時間内で少なくとも１回あればよい。ただし、２、３回と整数倍必要であり、そうでないと、各色の総光量のバランス（ライトバルブの位置により光量が違う）が崩れてしまう。つまり、Ｇ、Ｂ、Ｒの分布を位置０→ａ、ａ→ｂ  ｂ→ｃまで移動させた時点で、次の色分離フィルタの組み合わせになると同時に、３色の照明光の走査開始位置を再び０、ａ、ｂに戻して同様に走査させる。
【００３８】
図１２は第９の実施の形態を示すもので、白色照明光束を平行平板５を通過させ、照明光を平行移動させてライトバルブサイズの１／３の走査を行うようにしたものである。平行平板５を通過させることにより、光軸シフトを生じるが、平行平板５を連続的に傾けて、連続的な照明光の走査が可能となる。
平行平板５のチルトはライトバルブ上の１／３だけシフトするように、必要な角度だけ傾斜させればよい。この場合、回転させると照明光が大きく移動してしまうため、往復動作させると無駄なく照明光量を利用できる。
【００３９】
往復動作では、移動速度に線形性が保たれない場合は、次の第１０の実施の形態で解決する。
図１３に示すように、互いに平行な面を持った多角柱（６角柱、８角柱等、偶数面を有する）６を回転する手段を用いればよい。照明光は、状態Ａ→状態Ｂ→状態Ｃ→状態Ａ・・・を繰り返す。このシフト量は、最終ライトバルブ面上で１／３のエリアを移動するように途中の光学系の倍率等に合わせて計算され、この量に応じて多角柱６の面数や材質を設定すればよい。
【００４０】
以上説明してきたライトバルブ１５としては、光の偏光方向を変えて偏光子と組み合わせて投射レンズ側へのスイッチングを行う液晶パネルや、画素単位の微小ミラーが傾いてスイッチングするＤＭＤなどいずれのライトバルブにも適用できる。
【００４１】
また、光源としては、ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプ、超高圧水銀ランプなどが用いられる。効率よく照度を得られるように、リフレクタで反射集光させてもよい。一方向の直線偏光を得るために、従来からあるＰＢＳアレイと波長板を組み合わせた偏光変換器などを用いてもよい。さらに、偏光度を向上させ、コントラスト性能を確保したい場合は、入射光の偏光変換器の後に、直線偏光子を挿入してもよいし、またＰＢＳを用いて偏光度を向上させると効果的である。特に、ＰＢＳを用いた場合は、直線偏光子であった場合は光吸収のために発熱し、性能を低下させる場合もあるのをＰＢＳでは、不要な偏光成分を反射あるいは、透過するため、光吸収による発熱は極力抑えることが可能となる。
【００４２】
また、ＵＳＰ６２３４６３４記載のＷｉｒｅ−Ｇｒｉｄ  Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ  （グリット偏光子）といわれるプレートタイプのＰＢＳを用いてもよい。もちろん、このような偏光子は、照明レンズ側のみならず、投射レンズ側に配置してもよいのは自明である。
また、このグリット偏光子は、偏光分離素子として用いてもよいのは自明である。
【００４３】
パネルへ効率よく照明する光学系としての照明用集光素子は、インテグレータと呼ばれるフライアイレンズの組み合わせで、ライトバルブへ照射される照度ムラを低減させる集光素子であったり、コンデンサレンズと組み合わせてライトバルブへ効率よく導く集光素子であったりする。色分離素子へ効率よく導くためにリレー光学系により一旦集光させてもよい。
【００４４】
偏光特性を利用して光のスイッチングを行う透過型の液晶パネル、反射型液晶では、照明の偏光性が非常に重要になってくるが、上述した直線偏光子を挿入する代わりに、ＰＢＳアレイピッチに合わせたレンズアレイと組み合わせた構成などを採用し、照明エリアの照度分布均一性を向上と、偏光度の向上を同時に実現させる構成を採用できる。より高出力レーザ光源などの偏光性の高い光源を用いることが可能である場合は、偏光変換器は必ずしも必要ではなくなる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、透過光量の損失が少なく、光利用効率の高いカラー帯状の照明光でパネル面を走査することにより、より明るい照明装置及びカラー画像表示装置を実現することができる。また、カラー帯状照明光の分光分布特性の変動を抑えて、色再現性の高い、高品質な照明装置及びカラー画像表示装置を実現することができる。
【００４６】
また、照明光が実質的に無い領域を持たせたことで、この領域の時間に画素の切り替えを行うことができるので、切れのよい画像が得られる。
さらに、走査方向に集光させてその照明光を走査させることにより、色と色の境界部分の交わりが軽減されるため、色再現性の高い照明が可能となり、より高品質な照明装置及びカラー画像表示装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による照明装置を示す構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による色フィルタ部分の構成図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態による色フィルタ部分の平面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態による色フィルタ部分の構成図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態による色フィルタ部分の構成図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態による色フィルタ部分の平面図である。
【図７】本発明の第６の実施の形態による色フィルタ部分の構成図である。
【図８】本発明の第６の実施の形態によるライトバルブ上の照明光の状態を示す構成図である。
【図９】本発明の第６の実施の形態による色フィルタ部分の平面図である。
【図１０】本発明の第７の実施の形態の原理を説明する特性図である。
【図１１】本発明の第８の実施の形態による色フィルタ部分の構成図である。
【図１２】本発明の第９の実施の形態による色フィルタ部分の構成図である。
【図１３】本発明の第１０の実施の形態による色フィルタ部分の構成図である。
【符号の説明】
１、２、６、７、８  色分離素子
３、４  ミラー
５  平行平板
６  多角柱
１１  光源
１２  インテグレータ光学系
１３  色フィルタ
１４  リレーレンズ
１５  ライトバルブ
【図１】
2005043431.tif 000003
【図２】
2005043431.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005043431.tif 000008
【図７】
2005043431.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005043431.tif 000011
【図１０】
2005043431.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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