(57)【要約】【課題】投射型映像表示装置において、光源から出射した光の発散によるロスを低減し、面内強度分布を均一化するとともに、光源の出射面のサイズを自由に選択できるようにすること。【解決手段】ＬＥＤ光源１から出射した光の照度分布を略均一にするライトパイプ２と、ライトパイプ２から出射した光を液晶パネル４へ結像させる結像レンズ３とを備え、ライトパイプ２の入射面はＬＥＤ光源１の出射面に近接して配置し、両者の形状を略同一とする。さらに、ライトパイプ２の入射面開口部と出射面開口部の形状は互いに異なる形状とする。【選択図】図２
2007171766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ光源から出射した光を映像表示素子に照射し、該映像表示素子から出射した光をスクリーンに投影する投射型映像表示装置において、
上記ＬＥＤ光源から出射した光の照度分布を略均一にするライトパイプと、
該ライトパイプから出射した光を上記映像表示素子へ結像させる結像系とを備え、
上記ライトパイプの入射面は上記ＬＥＤ光源の出射面に近接して配置し、両者の形状を略同一とした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記載の投射型映像表示装置において、
前記ライトパイプの入射面開口部と出射面開口部の形状は互いに異な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記載の投射型映像表示装置において、
前記ＬＥＤ光源、前記映像表示素子および前記ライトパイプは、それぞれＲ，Ｇ，Ｂの３系統で構成され、
該ＬＥＤ光源の少なくとも１つは、他のＬＥＤ光源に対しその出射面の形状が異なる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記載の投射型映像表示装置において、
前記ライトパイプの出射面開口部の形状は、前記映像表示素子の開口部寸法の縦幅及び横幅に、各々所定のマージン値を加えた形状、またはその形状に比例する形状としたことを特徴とする投射型映像表示装置。
【請求項５】
ＬＥＤ光源から出射した光を映像表示素子に照射し、該映像表示素子から出射した光をスクリーンに投影する投射型映像表示装置において、
上記ＬＥＤ光源から出射した光を上記映像表示素子へ結像する結像系を有し、
上記ＬＥＤ光源の出射面、または上記映像表示素子の画素面を、該結像系の結像位置から光軸方向にデフォーカスして配置し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、液晶パネルなどの映像表示素子を使用してスクリーン上に映像を投影する投射型映像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクタ装置、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は、光源から発生した光を液晶パネルなどのライトバルブ素子（映像表示素子）に照射し、ライトバルブ素子上に形成した光学像をスクリーンに拡大投影して表示する。光源としては、ＬＥＤや水銀ランプなどが用いられるが、光源からの出射光に面内の照度むらがあると、そのままスクリーン上の映像に照度むらが発生してしまう。また、Ｒ、Ｇ、Ｂ用の各光源の出射面に照度むらがあると、スクリーン上に色むらを発生することになる。これを防止するために、光源の出射光を均一化させる技術が必要となる。
【０００３】
特許文献１には、半導体発光素子又は白色光ランプからなる光源を含む光源ユニットと、光源ユニットの焦点位置に配設され光源ユニットから出射した光の面内光強度分布を均一化するインテグレータと、インテグレータからの光が入射されるライトバルブを備える映像表示装置が開示される。
【０００４】
また特許文献２には、光源ユニットとライトバルブの間にインテグレータ素子を配し、インテグレータ素子として、入射光の最大入射光線角度より小さい最大出射光線角度に出射光を変換する光線角度変換手段を有する光導波路にて構成する投射型光学ユニットが開示される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３４３７０６号公報
【特許文献２】特開２００４−７００９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１や特許文献２に記載されるインテグレータ（インテグレータ素子）は、光源ユニットから出射した光の面内強度分布を均一化するものである。その際インテグレータは、光源ユニットから離れて配置されている。特許文献１では、インテグレータは光源ユニットから出射した光の焦点位置に配置され、また特許文献２では、光源部からの光を楕円面等の反射面を有するリフレクタで集光してインテグレータに入射する構成である。
【０００７】
このようにインテグレータが光源ユニットから離れて存在すると、光源ユニットの発生した光の一部はインテグレータに入射せず、光の発散ロスが生じて、効率を低下させる原因となる。発散ロスをなくすためにインテグレータの入射面（開口部）の面積を大きくすると、装置全体のサイズが大型化してしまう。
【０００８】
また、投射型映像表示装置の仕様により、光源ユニットの出射面のサイズについて所定の寸法が要求されるが、要求寸法に一々適合させた光源ユニットを組み込むのは容易ではない。またＲ，Ｇ，Ｂ用の３種の光源を用いる場合、それぞれの単色光の発光効率が異なると、それぞれの出射面の最適サイズも異なってくる。よって、光源ユニットの出射面のサイズに関して、より自由に選択できることが望ましい。
【０００９】
本発明の目的は、光源から出射した光の発散によるロスを低減し、面内強度分布を均一化するとともに、光源の出射面のサイズを自由に選択できるような投射型映像表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の投射型映像表示装置は、ＬＥＤ光源から出射した光を映像表示素子に照射し、該映像表示素子から出射した光をスクリーンに投影するものであって、ＬＥＤ光源から出射した光の照度分布を略均一にするライトパイプと、ライトパイプから出射した光を映像表示素子へ結像させる結像系とを備え、ライトパイプの入射面はＬＥＤ光源の出射面に近接して配置し、両者の形状を略同一とする。
【００１１】
好ましくは、ライトパイプの入射面開口部と出射面開口部の形状は互いに異なる形状とする。
【００１２】
また、ＬＥＤ光源、映像表示素子およびライトパイプは、それぞれＲ，Ｇ，Ｂの３系統で構成され、ＬＥＤ光源の少なくとも１つは、他のＬＥＤ光源に対しその出射面の形状を異なるようにする。
【００１３】
また、ライトパイプの出射面開口部の形状は、映像表示素子の開口部寸法の縦幅及び横幅に、各々所定のマージン値を加えた形状、またはその形状に比例する形状とする。
【００１４】
本発明の投射型映像表示装置は、ＬＥＤ光源から出射した光を映像表示素子に照射し、該映像表示素子から出射した光をスクリーンに投影するものであって、ＬＥＤ光源から出射した光を映像表示素子へ結像する結像系を有し、ＬＥＤ光源の出射面、または映像表示素子の画素面を、結像系の結像位置から光軸方向にデフォーカスして配置する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、スクリーン上の照度むら、色むらの発生を防止し、光効率の良い投射型映像表示装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は、透過型液晶パネルを用いた投射型映像表示装置の一実施例を示す構成図である。本装置では光源として平面薄型のＬＥＤ光源を用いており、Ｒ光を出射するＲ用ＬＥＤ光源１Ｒ、Ｇ光を出射するＧ用ＬＥＤ光源１Ｇ、Ｂ光を出射するＢ用ＬＥＤ光源１Ｂの３系統を備える。各色ＬＥＤ光源からの出射光は狭帯域であり、これらを光源として用いることにより、色再現性が良く、小型の投射型映像表示装置を実現できる。また映像表示素子として、Ｒ用、Ｇ用、Ｂ用に３枚の透過型液晶パネル４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを用いている。各ＬＥＤ光源１Ｒ，１Ｇ，１Ｂの直後には、各光源から出射した光の強度分布を均一化するためのライトパイプ２ａＲ，２ａＧ，２ａＢを設けている。
【００１８】
Ｒ用ＬＥＤ光源１Ｒから出射されたＲ光は、その直後に配置されたライトパイプ２ａＲに入射する。同様に、Ｇ用ＬＥＤ光源１Ｇから出射されたＧ光はその直後に配置されたライトパイプ２ａＧに入射し、Ｂ用ＬＥＤ光源１Ｂから出射するＢ光はその直後に配置されたライトパイプ２ａＢに入射する。ライトパイプはガラス材の直方体であり、その界面を精度良く研磨することにより表面粗さを小さくして、界面の反射における光の損失を少なくしている。
【００１９】
ライトパイプ内の光線は、ガラス材と空気の屈折率差のために、入射角が全反射角以上であるとその界面で全反射する。ライトパイプの界面での全反射の繰り返しによって、出射面における照度の分布を略均一化して出射する。
【００２０】
またライトパイプとして、ガラス材の直方体の代わりに、断面形状が矩形の空洞を形成するミラーパイプを用いることができる。ミラーパイプは、４枚のミラーを反射面を内側にして貼り合わせて作製する。その内側の反射面で光を複数回反射させることにより、その出射面の照度の分布を略均一化してから出射し、同様の効果を得ることができる。
【００２１】
ここで、ＬＥＤ光源とライトパイプの連結部は、ＬＥＤ光源の出射面の開口部とライトパイプの入射面の開口部を略同一形状に設定し、両者を近接または密着して配置する。これより、光源面積を不必要に広げることなく、連結部での光の損失を低減できる効果がある。
【００２２】
一方、ライトパイプの出射面の開口部は、液晶パネルの開口部にラスターマージンを加えた形状、または結像系の倍率を考慮しそれに比例した形状（すなわち、縦横比が等しい相似形状）としている。ラスターマージンは、各部品の量産公差や組み立て公差などを見込んで、パネル周辺でも十分な照度が得られるように、パネル自体の開口部よりも光の照射面積を広げたものである。
【００２３】
例えば、液晶パネルの開口部はアスペクト比１６：９で対角０．７インチの時、横幅１７．８ｍｍ、縦幅１４．２ｍｍであり、これにラスターマージンを加える。この場合、ラスターマージンの大きさは０．５〜２ｍｍが適当で、これによりパネル周辺の照度は中央部に対して８０％以上とすることができる。例えばラスターマージンを１ｍｍとすると、横幅は１８．８ｍｍ、縦幅は１５．２ｍｍとなる。さらに、結像系の倍率を２倍とすると、ライトパイプの出射開口部の形状は、横幅９．４ｍｍ、縦幅７．６ｍｍとなる。
【００２４】
このように、ラスターマージンはパネルの横辺と縦辺とで均一に設け、一方のみが不必要に大きくなりすぎて、それを原因として、光の損失が大きくなることを防ぐことができる。その結果、効率よく液晶パネルへ光を集光できるので、明るい投射型映像表示装置を提供できる。
【００２５】
また、ライトパイプの出射面の開口部は液晶パネルの開口部にラスターマージンを加えた形状に比例した形状としたので、結像レンズの倍率を変更することにより、容易にラスターマージンの値を変更することができる。
【００２６】
Ｒ光路において、ライトパイプ２ａＲからの出射光は、結像レンズ３ＲによりＲ用透過型液晶パネル４Ｒに結像して照射される。同様に、Ｇ光路において、ライトパイプ２ａＧからの出射光は、結像レンズ３ＧによりＧ用透過型液晶パネル４Ｇに結像して照射され、Ｂ光路において、ライトパイプ２ａＢからの出射光は結像レンズ３ＢによりＢ用透過型液晶パネル４Ｂに結像して照射される。
【００２７】
本構成では、ライトパイプにて光の照度分布を略均一化して出射し液晶パネルに結像するので、ＬＥＤ光源に照度むらや不点灯部があっても、それが原因となって液晶パネル上に照度むらが発生することを防止できる。
【００２８】
本装置では、液晶パネルを挟み込む形で配置された各色用の入射側偏光板５Ｒ，５Ｇ，５Ｂと出射側偏光板５Ｒ’，５Ｇ’，５Ｂ’、及び入射側視野角補償位相差板６Ｒ，６Ｇ，６Ｂと出射側視野角補償位相差板６Ｒ’，６Ｇ’，６Ｂ’により、コントラスト性能を確保する。各入射側偏光板５は略Ｓ偏光のみを透過し、透過光は透過型液晶パネル４へ照射される。
【００２９】
各透過型液晶パネルは、表示する画素に対応する数（例えば横１０２４画素、縦７６８画素など）の液晶表示部が設けてある。そして、外部より駆動される信号に従って、表示素子の各画素の偏光角度が変わり、出射側に配置された出射側偏光板５’にて偏光方向の一致した角度成分の光が検光される。途中の角度の偏光を持った光は、出射側偏光板５’の偏光度との関係で検光される量が決まる。このようにして、外部より入力する信号に従った光学像を形成する。
【００３０】
透過型液晶パネル４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを透過した各色光は、クロスダイクロイックプリズム１０に入射する。Ｒ光は、Ｒ反射ダイクロイック膜１０Ｒにて反射し、Ｂ光はＢ反射ダイクロイック膜１０Ｂにて反射し、Ｇ光はＲ反射ダイクロイック膜１０Ｒ及びＢ反射ダイクロイック膜１０Ｂを透過する。各色光は、ダイクロイッククロスプリズム１０にて合成して出射され、投射レンズ１２に入射する。その結果、液晶パネル４Ｒ，４Ｇ，４Ｂに形成された光学像は、投射レンズ１２により、スクリーン上に拡大投影され映像表示される。その際、スクリーン上の映像表示において、ＬＥＤ光源の照度むらを原因とする照度むらや色むらの発生を防止することができる。
【００３１】
なお、ＬＥＤ光源は、高温になると光の出力が低下する。よって、図示していないが、ＬＥＤの背面にヒートシンクを配置し、ヒートシンクを冷却ファンにて空冷することによりＬＥＤのジャンクション温度を下げて、出力の低下を防止し、長寿命化を図ることができる。
【００３２】
図２は、上記図１の装置において各種形状のライトパイプを用いた例を示す図である。ここでは簡単のために、Ｒ，Ｇ，Ｂ光路のうち、１系統の光路のみを示す。
【００３３】
図２（ａ）は、末広がり型の形状を有するライトパイプ２ｂを用いた場合である。末広がり型の形状とすることで、ライトパイプ２ｂから出射する光の方向は、その光線角度（ライトパイプの中心軸方向に対する角度）が緩和する。その結果、液晶パネル４に照射するまでの間での光の損失を少なくすることができる。
【００３４】
ここで、ＬＥＤ光源１の出射開口部は正方形に近い形状である。ＬＥＤ光源１に近接または密着して配置するライトパイプ２ｂの入射開口部も、これとほぼ同等か若干大きなサイズとする。このようにして、ＬＥＤ光源１から出射された光をできるだけライトパイプ２ｂへ取り込み、連結部での光の損失を最小限に抑えている。
【００３５】
また、ライトパイプ２ｂの入射開口部と出射開口部の差が大きいほど、その間での光線角度の緩和量が大きく、光学系で利用できる光量が増える。よって、ライトパイプ２ｂの入射開口部は、取り込みの損失をできるだけ抑えつつ、必要以上に大きくしない設定としている。
【００３６】
ライトパイプ２ｂからは、照度が略均一化された光が出射され、結像レンズ３などの結像系により、透過型液晶パネル４上へ略均一な照度分布にて照射される。その際、前記したように、ライトパイプ２ｂの出射面の開口部は、液晶パネル４の開口部にラスターマージンを加えた形状に比例した形状としている。これにより、ラスターマージンは液晶パネル４の横辺と縦辺とで均一であり、光の効率が良く明るい投射型映像表示装置を実現できる。
【００３７】
図２（ｂ）は、光源が複数のＬＥＤ１からなり、絞込み型の形状を有するライトパイプ２ｃを用いた場合である。光源として複数のＬＥＤ１を用いることにより、単一のＬＥＤでは出射光束量に限界がある場合でも、それを超えてより大きな出射光束量を得ることができる。また、ＬＥＤ相互の間には光を発しない隙間が存在しても、ライトパイプ２ｃを設けることで、液晶パネル４への照射光の照度むらの発生を防止することができる。
【００３８】
複数のＬＥＤ１を並列的に配置して、その直後に、複数のＬＥＤからの出射面をカバーする入射開口部を有するライトパイプ２ｃを配置する。ライトパイプ２ｃの出射開口部のサイズは、液晶パネル４の開口部（ラスターマージンを含む）に合わせて設定することは、前記と同様である。その結果、図２（ｂ）では、ライトパイプ２ｃの入射開口部よりも出射開口部が小さい絞込み型の形状となる場合を示す。
【００３９】
この構成により、複数のＬＥＤからの出射光を損失なく混合でき、またその出射面にて照度を略均一化して出射することができる。これより、照度むらや色むらを防止するとともに、光源の光量増加によりさらに明るい映像を表示する投射型映像表示装置を実現できる。
【００４０】
このように、ライトパイプの入射開口部と出射開口部の形状はそれぞれ独立に決定し、異なるサイズとすることができる。すなわち、ＬＥＤ光源の形状と液晶パネルの開口部（ラスターマージンを含む）形状とが同一、または比例関係になくても、ＬＥＤ光源や液晶パネルの性能を最大限に発揮した投射型映像表示装置を実現できる。言い換えれば、装置に組み込むＬＥＤ光源と液晶パネルの形状はそれぞれ自由に選択でき、よって装置設計の自由度が増加する。
【００４１】
図３は、透過型液晶パネルを用いた投射型映像表示装置の他の実施例を示す構成図である。ここでは、Ｂ用ＬＥＤ光源１ＢとＲ用ＬＥＤ光源１Ｒとは光の出射面のサイズが等しいが、Ｇ用ＬＥＤ光源１Ｇには、出射面のサイズの小さいものを用いている。これは、光源の色によってＬＥＤの発光効率が異なり、出射する各光量を最適に調整するために光源のサイズを変えたものである。
【００４２】
そして、Ｂ用ライトパイプ２ｆＢとＲ用ライトパイプ２ｆＲとは、入射面と出射面のサイズが略同一である平行なタイプのライトパイプであるが、Ｇ用ライトパイプ２ｆＧは、入射面より出射面のサイズが大きい末広型のライトパイプを用いている。そして、各光路の結像レンズ３Ｂ，３Ｒ，３Ｇは、同一倍率で共通化している。
【００４３】
すなわち本構成によれば、各色のＬＥＤ光源のサイズが異なっても、ライトパイプの入射側の形状をそれに合わせて最適化することで、結像レンズ系以後の構成を共通化でき、装置のコストダウンが可能になる。
【００４４】
なお、各色のＬＥＤ光源のサイズが異なる場合に、それぞれの結像レンズの倍率を最適化することで対応することも可能である。すなわち、各ＬＥＤ光源の直後には、入射面と出射面が同一サイズの平行型のライトパイプを用いながら、液晶パネルでの結像面のサイズが同一になるよう各結像レンズの倍率を最適化するものである。
【００４５】
このように本実施例によれば、Ｒ，Ｇ，Ｂ各光路で出射面サイズの異なるＬＥＤ光源を用いることができ、設計の自由度が増加する。また、各ＬＥＤ光源が面内に照度むらを有していても、ライトパイプにて略均一な照度分布を得ることができる。その結果、スクリーン上での色バランスが良好で、照度むらや色むらを低減した投射型映像表示装置を提供することができる。
【実施例２】
【００４６】
図４は、透過型液晶パネルを用いた投射型映像表示装置のさらに他の実施例を示す構成図である。ここでは簡単のために、Ｒ，Ｇ，Ｂ光路のうち、１つの光路のみを示す。この実施例では、ＬＥＤ光源または液晶パネルの位置を結像レンズの結像位置からずらして配置する構成である。
【００４７】
図４（ａ）は、ＬＥＤ光源１の出射面１ａを、結像レンズ３の結像位置３ｏに対して、結像レンズ側にずらしてデフォーカスした構成である。本構成では、ＬＥＤ出射面１ａは結像位置３ｏからずれているために、光源の照度のむらは、液晶パネル４にぼやけて結像される。つまり、液晶パネル上では光源の照度むらがあっても緩和される。その結果、スクリーン上の照度むらや色むらを緩和し低減することができる。
【００４８】
なお、ＬＥＤ光源１の出射面１ａは、結像位置３ｏに対して、結像レンズから逆に遠ざかる方向にずらして配置しても、同様の効果を得ることができる。
【００４９】
また、ＬＥＤ光源１の出射開口部は、液晶パネル４の開口部にラスターマージンを加えた形状、または結像系の倍率を考慮しそれに比例した形状としている。ラスターマージンの具体的寸法とその効果は前記実施例１と同様であり、ここでは説明を省略する。
【００５０】
図４（ｂ）は、液晶パネル４の画素面４ａを、結像レンズ３の結像位置３ｉに対して、結像レンズ側にずらしてデフォーカスした構成である。本構成では、液晶パネルの画素面４ａは結像位置３ｉからずれているために、光源の照度のむらは、液晶パネル４にぼやけて結像される。つまり、液晶パネル上では光源の照度むらがあっても緩和され、スクリーン上の照度むらや色むらを緩和し低減することができる。
【００５１】
なお、液晶パネル４の画素面４ａを、結像レンズ３の結像位置３ｉに対して、結像レンズから遠ざかる方向にずらして配置しても、同様の効果を得ることができる。
【００５２】
上記図４（ａ）、（ｂ）において、ＬＥＤ光源または液晶パネルを結像位置からいずれの方向にずらしても照度むら低減の効果はあるが、結像レンズ側にずらす場合には、ＬＥＤ光源から液晶パネルまでの距離が短くなるので、装置をより小型化することができる。
【００５３】
また、デフォーカス量（ずらし量）は、小さすぎると緩和の効果が少なく、逆に大きすぎると、ラスタの形状のぼけが大きくなり効率が劣化する。液晶パネルをずらす場合のデフォーカス量は０．５〜３ｍｍ程度が望ましい。ＬＥＤ光源の場合には、そこから出射する光線の角度の広がりは、液晶パネルに入射する光線の角度に結像レンズの倍率Ａをかけたものに概略比例するので、デフォーカス量はＡ×（０．５〜３）ｍｍ程度が望ましい。
【実施例３】
【００５４】
図５は、反射型液晶パネルを用いた投射型映像表示装置の一実施例を示す構成図である。映像表示素子として、Ｒ用、Ｇ用、Ｂ用に３枚の反射型液晶パネル４ＬＲ，４ＬＧ，４ＬＢを用いている。各ＬＥＤ光源１Ｒ，１Ｇ，１Ｂの直後には、各光源から出射した光の強度分布を均一化するためのライトパイプ２ｅＲ，２ｅＧ，２ｅＢを設けている。
【００５５】
ここで、ＬＥＤ光源１とライトパイプ２ｅの連結部において、ＬＥＤ光源の出射面の開口部とライトパイプの入射面の開口部は略同一に設定し、両者を近接または密着して配置したので、光源面積を不必要に広げることなく、連結部での光の損失を低減できる効果がある。
【００５６】
ライトパイプ２ｅは末広がり型の形状とし、入射光の面積を拡大しつつ、出射面にて照度の分布を略均一化して液晶パネル４Ｌに照射する。その際、ライトパイプ２ｅの出射開口部は、液晶パネル４Ｌの開口部にラスターマージンを加えた形状、または結像系の倍率を考慮しそれに比例した形状としている。その結果、ＬＥＤ光源に照度むらがあっても液晶パネル上に照度むらが発生することを防止し、またパネル周辺でも十分な照度が得られる効果がある。
【００５７】
具体的には、反射型液晶パネル４Ｌの開口部はアスペクト比１６：９で対角０．７インチの時、横幅１７．８ｍｍ、縦幅１４．２ｍｍであり、ラスターマージンとして０．５〜２ｍｍの間の１ｍｍを加えると、横幅１８．８ｍｍ、縦幅１５．２ｍｍとなる。例えば、ＬＥＤ光源のサイズを横幅５ｍｍ、縦幅５ｍｍとし、倍率１倍の結像レンズ３を用いる場合には、ライトパイプ２ｅの入射開口部を横幅５ｍｍ、縦幅５ｍｍとし、出射開口部を横幅１８．８ｍｍ、縦幅１５．２ｍｍまで拡大する。もし、倍率２倍の結像レンズ３を用いる場合には、ライトパイプの出射開口部を横幅９．４ｍｍ、縦幅７．６ｍｍまで拡大する。そして、結像レンズ３により液晶パネル４Ｌに結像させる。
【００５８】
このように、ＬＥＤ光源１の出射開口部が、液晶パネル４Ｌの開口部（ラスターマージンを含む）形状に比例していなくても、ライトパイプ２ｅの形状を適宜変更することで、比例する形状へ変換できる。本構成によれば、比例していない場合にパネル周辺部に発生する光損失をなくすことができる。
【００５９】
また、ラスターマージンはパネルの横辺と縦辺とで均一であり、一方のみが不必要に大きくなりすぎて、それを原因として、光の損失が大きくなることを防ぐことができる。その結果、効率よく液晶パネルへ光を集光できるので、明るい投射型映像表示装置を提供できる。
【００６０】
偏光板６は入射光のうちＳ偏光のみ透過し、偏光分離素子７はＳ偏光のみ反射して、反射型液晶パネル４Ｌへ入射する。反射型液晶パネル４Ｌは、外部より駆動される信号に従って、表示素子の各画素の偏光角度を変える。反射光は、再度偏光分離素子７に入射して検光される。この途中の角度の偏光を持った光は、偏光分離素子７の偏光度との関係で検光される量が決まる。このようにして、外部より入力する信号に従った光学像を形成する。偏光分離素子７を透過した各色の光は、クロスダイクロイックプリズム１０により３色は色合成される。反射型液晶パネル４Ｌで形成された光学像は、投射レンズ１２により、スクリーン上に拡大投影され映像表示される。その際、スクリーン上の映像表示において、ＬＥＤ光源の照度むらを原因とする照度むらや色むらの発生を防止することができる。
【００６１】
図６は、反射型液晶パネルを用いた投射型映像表示装置の他の実施例を示す構成図である。（ａ）は上面図であり、（ｂ）はＧ用ＬＥＤ光源１Ｇ側から見た側面図である。この場合もＲ用、Ｇ用、Ｂ用に３枚の反射型液晶パネル４ＬＲ，４ＬＧ，４ＬＢを用いている。また、各ＬＥＤ光源１Ｒ，１Ｇ，１Ｂの直後には、各光源から出射した光の強度分布を均一化するためのライトパイプ２ｅＲ，２ｅＧ，２ｅＢを設けている。それらの効果は前記図５の場合と同様であり、説明を省略する。
【００６２】
ここでは、偏光分離素子７は、垂直方向へ光路を折り曲げる構成となっている。本構成では、光学部品を上下２段に配置する構成としたので、平面上で光学系を展開した時と異なり、結像系の部分で各色の光路が重複することがない。これより、部品配置の干渉や光路の干渉の問題がなく、結像レンズの配置の制約がない。よって、結像系の性能向上が容易であり、効率の向上や周辺照度の向上が図れる。あるいは、同等の収差性能を実現する場合に、レンズ枚数を減らしてコストを削減したり、結像系の全長を短くして小型化することができる。
【００６３】
上記各実施例においては、光源としてＬＥＤ光源を例に説明したが、これに限定することなく、例えば無電極光源（プラズマ光源）を用いてもよく、各実施例の光学構成と組み合わせることにより同様の効果が得られる。
【００６４】
上記各実施例においては、映像表示素子として３枚の液晶パネルを用いる３板方式について説明したが、１枚の映像表示素子を用いる単板方式についても、同様の効果を得ることができる。
【００６５】
さらに、上記各実施例で示したライトパイプの形状や寸法は一例であり、組み合わせる光源や映像表示素子の条件に合わせて適宜決定すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】透過型液晶パネルを用いた投射型映像表示装置の一実施例を示す構成図。
【図２】図１の装置において各種形状のライトパイプを用いた例を示す図。
【図３】透過型液晶パネルを用いた投射型映像表示装置の他の実施例を示す構成図。
【図４】透過型液晶パネルを用いた投射型映像表示装置のさらに他の実施例を示す構成図。
【図５】反射型液晶パネルを用いた投射型映像表示装置の一実施例を示す構成図。
【図６】反射型液晶パネルを用いた投射型映像表示装置の他の実施例を示す構成図。
【符号の説明】
【００６７】
１…ＬＥＤ光源、１Ｒ…Ｒ用ＬＥＤ光源、１Ｇ…Ｇ用ＬＥＤ光源、１Ｂ…Ｂ用ＬＥＤ光源、
２ａＲ，２ａＧ，２ａＢ，２ｂ，２ｃ，２ｅＲ，２ｅＧ，２ｅＢ…ライトパイプ、
３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ…結像レンズ、
４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ…透過型液晶パネル、
４ＬＲ，４ＬＧ，４ＬＢ…反射型液晶パネル、
５Ｒ、５Ｇ、５Ｂ…入射側偏光板、
５Ｒ’，５Ｇ’，５Ｂ’…出射側偏光板、
６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ…入射側視野角補償位相差板、
６Ｒ’，６Ｇ’，６Ｂ’…出射側視野角補償位相差板、
７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ…偏光分離素子、
１０…クロスダイクロイックプリズム、１０Ｒ…Ｒ反射ダイクロイック膜、１０Ｂ…Ｂ反射ダイクロイック膜、
１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ…反射ミラー、
１２…投射レンズ。
【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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【図６】
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