CN1463385A - 照明装置及投影型图像显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种利用三原色光照明的照明装置，包括：发射三原色光的照明灯(1)，该三原色光包含波长分量与三原色一致的光；以及设置在照明灯(1)的三原色光输出侧的波长选择性光阑滤光器(22)，该波长选择性光阑滤光器(1)设置有作用为特定光阑的区域，而该特定光阑选择性衰减或屏蔽三原色光中所包含的对应于三原色中至少一种颜色的波长分量的光，并透射其他波长分量的光。

Description

照明装置及投影型图像显示装置
技术领域
本发明涉及一种发射包括波长分别与三原色：红、绿和蓝一致的分量的三色光的照明装置，并涉及投影从照明装置发出的三色光以显示彩色图象的投影型图象显示装置。
背景技术
迄今，已经研制出了投影型图象显示装置，其中白光由分色镜(二向色镜)分离成三原色：红(R)、绿(G)和蓝(B)的分量，而这些R、G和B分量分别入射到三个图象显示面板上，如入射到液晶显示(LCD)面板上，穿过图象显示面板的光分量结合而产生合成光，并将合成光投影到屏幕上。
在上述投影型图象显示装置中，可以通过调节各原色光分量之间的量比来调节投影光的白色度或白平衡。一种调节原色光分量之间的量比的方法是从一个通道到另一个通道地改变用于每个原色通道的显示装置的驱动电平。
然而，这种方法缺点在于需要降低针对要衰减的通道的显示装置的驱动电平，而已经降低驱动电平的通道的对比度将下降。
为了防止对比度下降，已经提出在要衰减的通道的光路内设置一个诸如ND(中性)滤光器的透射滤光器。在这种情况下，由于不需要降低用于任何不衰减通道的显示装置的驱动电平，因此对比度可以比上述电调节的更高。
然而，上述方法需要与要衰减的通道一样多的光学衰减装置，如ND滤光器，这将导致装置的构造复杂，即，导致零件数量多且制造步骤多。同样，也无法预期到图象能够以高于液晶面板驱动电平未降低时的对比度更高的对比度显示。
因此，还没有实现任何结构简单、能够调节投影光的白色度并以提高的对比度显示图象的照明装置和投影型图象显示装置。
发明内容
于是，本发明的目的是通过提供一种结构简单、能够调节投影光的白色度并能够以提高的对比度显示图象的显示装置和投影型图象显示装置来克服上述现有技术的缺陷。
上述目的可以通过提供一种如下的照明装置来予以实现，该照明装置发出包括波长分别与三原色相一致的分量的三色光，根据本发明的装置包括：
发射三色光的光源；以及
由多个透镜元件形成的波长选择性光学孔径滤光器(waVelength-selectiVe optical aperture filter)，该滤光器设置在三色光由其发出的光源一侧，并由作用为预定光学孔径的区域构成，其中一个区域选择性地衰减或屏蔽三色光中波长与至少一个三原色相一致的分量，同时其他区域允许波长与其他原色相一致的分量通过。
如上所述构造的照明装置利用诸如分色镜的光谱过滤器形成的波长选择性光学孔径滤光器，而光谱过滤器设计成具有可相应于照明光的波长变化的光学孔径，由此该照明装置可以限制照明光中波长与特定原色的相一致的一个分量，并可以自由调节该原色光的强度。
同样，上述目的可以通过提供如下一种照明装置予以实现，该照明装置发出包括其波长分别与三原色相一致的分量的三色光，而根据本发明，该照明装置包括：
发射三色光的光源；
一对蝇眼透镜，它们分别由多个透镜元件形成，并将光源发出的三色光分成原色光分量，且允许所分离的原色光分量穿过多个透镜元件，由此使三色光的输出均匀化；以及
波长选择性光学孔径滤光器，其设置在蝇眼透镜中远离光源的一个附近，并由作用为预定孔径的区域构成，这些区域中一个区域选择性衰减或屏蔽三色光中其波长与至少一种三原色相一致的分量，而其他区域允许波长与其他原色相一致的分量通过。
如上所述构造的照明装置利用诸如分色镜的光谱过滤器形成的波长选择性光学孔径滤光器，而光谱过滤器具有可相应于照明光的波长变化的光学孔径，由此该照明装置可以限制照明光中波长与特定原色相一致的一个分量，并可以自由调节该原色光的强度。
同样，上述目的可以通过提供如下的投影型图象显示装置而予以实现，根据本发明该图象显示装置包括：
一种照明装置，包括：
发射三色光的光源；以及
由多个透镜元件形成的波长选择性光学孔径滤光器，该滤光器设置在三色光由其发出的光源一侧，并由作用为预定光学孔径的区域构成，其中一个区域选择性地衰减或屏蔽三色光中波长与至少一个三原色相一致的分量，同时其他区域允许波长与其他原色相一致的分量通过；以及
分色装置，用于将波长选择性光学孔径滤光器输出的三色光分离成波长分别与三原色相一致的分量；
三个图象显示面板，该面板根据视频信号调制由分色装置分离且其波成分别与三原色相一致的光分量；
彩色合成装置，用于将由三个图象显示面板所调制并且其波长分别与三原色相一致的光分量结合到一起，以产生合成光；以及
投影透镜，以将来自彩色合成装置的合成光投影到屏幕上。
在如上所述构造的投影型图象显示装置中，照明装置利用诸如分色镜的光谱过滤器形成的波长选择性光学孔径滤光器，而光谱过滤器具有可相应于照明光的波长变化的光学孔径，由此该照明装置可以限制照明光中波长与特定原色相一致的一个分量，并可以自由调节该原色光的强度。
同样，上述目的可以通过提供一种如下的投影型图象显示装置来实现的，根据本发明，该投影型图象显示装置包括：
照明装置，其包括：
发射三色光的光源，
一对蝇眼透镜，它们分别由多个透镜元件形成，并将光源发出的三色光分成原色光分量，且允许所分离的原色光分量穿过多个透镜元件，由此使三色光的输出均匀化，以及
波长选择性光学孔径滤光器，其设置在蝇眼透镜中远离光源的一个附近，并由作用为预定孔径的区域构成，这些区域中一个区域选择性衰减或屏蔽三色光中其波长与至少一种三原色相一致的分量，而其他区域允许波长与其他原色相一致的分量通过；以及
用于将波长选择性光学孔径滤光器输出的三色光分离成其波长分别与三原色相一致的分量的装置；
三个图象显示面板，用以根据视频信号分别调制由分色装置分离且其波长与三原色相一致的光分量；
彩色合成装置，用于将由三个图象显示面板所调制并且其波长分别与三原色相一致的光分量结合到一起，以产生合成光；以及
投影透镜，以将来自彩色合成装置的合成光投影到屏幕上。
在如上所述构造的投影型图象显示装置中，照明装置利用诸如分色镜的光谱过滤器形成的波长选择性光学孔径滤光器，而光谱过滤器具有可相应于照明光的波长变化的光学孔径，由此该照明装置可以限制照明光中波长与特定原色相一致的一个分量，并可以自由调节该原色光的强度。
本发明的这些目的以及其他目的、特征和优点将从下面参照附图对实施本发明的最佳形式的详细描述中得以更清楚。
附图说明
图1示出根据本发明的液晶投影仪的光学系统的示例性结构；
图2解释了蝇眼透镜和波长选择性光学孔径滤光器；
图3是从照明灯看到的图1中的波长选择性光学孔径滤光器的平面图；
图4示出允许所有原色的光线通过的波长选择性光学孔径滤光器的波长与透射率之间的关系；
图5示出只允许红光通过的波长选择性光学孔径滤光器的波长与透射率之间的关系；
图6示出设定成使蓝色和绿色光线只通过区域A以由此衰减光线的强度的液晶投影仪；
图7示出红光的光路；
图8是为了大致对应于蝇眼透镜的各元件而分区域的波长选择性光学孔径滤光器的平面图；
图9是将波长选择性光学孔径滤光器分成三个区域的示例的平面图；
图10是嵌合形分区域的波长选择性光学孔径滤光器的示例的平面图；
图11是在每个子区域内随机设置的波长选择性滤光器的示例的平面图；
图12示出根据本发明的液晶投影仪的变型的构造，其中省略了蝇眼透镜和PS变换器，而波长选择性光学孔径滤光器形成在主聚光透镜的主侧面上；
图13示出根据本发明液晶投影仪的另一种变型的构造，其中利用反射镜替代中继镜来均衡光路长度；
图14示出根据本发明的液晶投影仪的又一种变型的构造，其中具有原色的光分量利用反射镜，而不是正交棱镜结合到一起；
图15示出根据本发明的液晶投影仪的再一种变型的构造，其中，提供了利用反射液晶面板的光学系统。
具体实施方式
下面将参照附图描述本发明的各实施例。
参照图1，图1示出了根据本发明的投影型图象显示装置。投影型图象显示装置在下面称为“液晶投影仪”。如图所示，液晶投影仪包括照明装置2，其发射包括分别具有三原色的分量的照明光；以及光学系统，该系统包括主聚光透镜6、分色镜7和8、反射镜11、15和17、通道聚光透镜9、12和18、中继镜14和16、正交棱镜20和投影透镜21，并将照明装置2发出的照明光分成分别具有三原色：绿(G)、蓝(B)和红(R)的光分量，且将它们引向液晶面板10、13和19。
包括照明装置2、液晶面板10、13和19、主聚光透镜6灯的光学系统设置在机壳内。
照明装置2包括发出三色光的照明灯1、将具有三原色的光分量的照度分布均匀化的一对蝇眼透镜3和4、均衡红、绿和蓝色光分量之一的偏振的PS变换器5、以及波长选择性光学孔径滤光器22。
照明灯1发出包括分别具有显示彩色图象所需的三原色R、G和B的分量的照明光。照明灯1包括光发射器(图中未示出)，以发出包括分别具有三原色的分量的照明光；以及反射器(图中未示出)，以反射和汇聚从光发射器发出的光分量。光发射器例如为超高压汞灯、卤素灯、金属卤化物灯或氙气灯。反射器优选地应该成形为提高聚光效率。例如，它应该具有旋转对称的表面，如回转抛物面反射镜等。
蝇眼透镜3和4通过使照明灯1发出的光分量的照度分布均衡而照亮每个液晶面板10、13和19的有效区域，即，显示区域，如图2所示。蝇眼透镜为所谓的“微透镜阵列”。具体地说，蝇眼透镜是多个作为小透镜元件的凸透镜的矩阵组合。液晶面板10、13和19的有效区域由照明灯1发出且穿过位于照明灯1侧面的蝇眼透镜3的每个透镜元件并也穿过蝇眼透镜4的相应透镜元件的照明光照亮。因此，即使从照明灯1发出的光具有恒定的照度分布，但是穿过蝇眼透镜3的透镜元件的光分量彼此强度不同，通过蝇眼透镜4的透镜元件所结合的光分量的照度分布可以均匀化。同样，在本实施例中，每个蝇眼透镜3和4在其主侧面之一是平坦的，在具有透镜元件的另一主侧面是中凸的，并且它们定位成透镜3和4的平坦表面彼此相对。
PS转换器5均衡照明光的偏振分量，用于有效地利用照明灯1发出的照明光。PS转换器5包括一半波板，偏振分光器(PBS)。PS转换器5将P偏振光转化为S偏振光，同时允许入射照明光的S偏振光通过。从而，其可以将照明光的所有分量转换为S偏振光分量。在与其上入射这种偏振光的液晶面板一同使用的照明装置中，PS转换器5设置成通过均衡照亮液晶面板的光的偏振分量来提高亮度。
波长选择性光学孔径滤光器22为诸如分色镜的光谱过滤器，从而根据照明光的波长而透射率可变化的它的每个区域作用为光学孔径。由于光学孔径的直径根据照明光波长而变化，因此波长选择性光学孔径滤光器22改变作为照明光亮度指标的F值，由此通过强度衰减而按需要调节波长。波长选择性光学孔径滤光器22设置在蝇眼透镜4的与照明光学系统的射光孔位置相对应的平坦表面侧。沿着蝇眼透镜4的透镜元件的轮廓，它具有对应于照明光分量的波形而透射率彼此不同的各区域。在此所称的F值是与孔径成反比的值，即与照明光亮度成反比的值。
主聚光透镜6是凸透镜，以汇聚穿过PS转换器5的照明光。它与通道聚光透镜9、12和18一同工作，以汇聚分别具有各原色的光分量，并将它们引向液晶面板10、13和19。
分色镜7设置成将来自于蝇眼透镜3、波长选择性光学孔径滤光器22、蝇眼透镜4、PS转换器以及主聚光透镜6的照明光分离成波长与三原色中蓝色相一致的蓝光23和波长与其他原色相一致的光分量。
这个液晶投影仪已经沿着由分色镜7从照明光中分离的蓝光的光路按顺序设置了反射镜11、通道聚光透镜12和液晶面板13。
反射镜11将分色镜7从照明光分离的蓝光23反射到液晶面板13。
通道汇聚透镜12汇聚反射镜11反射的蓝光23，并将其引向液晶面板13。
液晶面板13根据对应于蓝色的视频信号空间调制通过反射镜11和通道聚光透镜12入射到其上的蓝光23。
液晶投影仪具有分色镜8，该分色镜8沿着波长与其他原色相一致并由分色镜7从照明光中分离的光分量的光路设置。
分色镜8将波长与其他原色相一致的入射光分量分离成波长与绿色相一致的绿光24和波长与红色相一致的红光25。
液晶投影仪沿着分色镜8从照明光中分离的绿光24的光路按顺序其中设置通道聚光透镜9和液晶面板10。
通道聚光透镜9将分色镜8从照明光中分离的绿光24汇聚并引向液晶面板10。
液晶面板10根据对应于绿色的视频信号空间调制通过通道聚光透镜9入射其上的绿光24。由此，空间调制的绿光通过液晶面板10。
液晶投影仪沿着分色镜8从照明光中分离的红光25的光路按顺序在其中设置中继镜14、反射镜15、中继镜16、反射镜17、通道聚光透镜18和液晶面板19。
反射镜15通过中继镜16向反射镜17反射由分色镜8从照明光中分离并来自于中继镜14的红光25。
反射镜17向液晶面板19反射来自于中继镜16的红光25。液晶面板19根据对应于红色的视频信号空间调制自反射镜17反射并通过通道聚光透镜18入射其上的红光25。
沿着红光25的光路设置的中继镜14和16实际上将蓝色和绿色光分量23和24距照明灯1的光路长度与较长的红光25的光路长度均衡。
同样，液晶投影仪其中设置有正交棱镜20和投影透镜21，其设置在蓝色、绿色和红色光分量23、24和25的光路彼此相交的位置处。正交棱镜20将蓝色、绿色和红色光分量23、24和25结合到一起，而投影透镜21将来自于正交棱镜20的结合的光分量向屏幕(未示出)投影。
正交棱镜20包括其上入射通过液晶面板13的蓝光23的入射表面20a、其上入射通过液晶面板10的绿光24的入射表面20b、其上入射通过液晶面板19的红光25的入射表面20c、以及与投影透镜21相对的输出表面20d。正交棱镜20将入射到入射表面20a、20b和20c上的原色光分量结合到一起，并使得所结合的光分量从输出表面20d输出。
下面将详细描述波长选择性光学孔径滤光器22。图3从照明灯1看到的，即从滤光器22的光轴看到的滤光器22的平面图。
如图3所示，波长选择性光学孔径滤光器22具有区域A和B。区域A限定在滤光器22的中心，而区域B定位成围绕区域B。区域A和B在分色镜波长的选择性方面彼此不同。
下面，将关联如下情况在功能上描述波长选择性光学孔径滤光器22，该情况为照明灯1为金属卤化物灯或超高压汞灯，而滤光器22的区域A特征在于如图4所示允许所有蓝色、绿色和红色光分量23、24和25通过，而区域B特征在于如图5所示只允许红光通过。应指出的是，金属卤化物灯和高压汞灯可以发出一般包括略微呈蓝绿色的光分量的三色光，其对应于绿色和蓝色的波长的量大于对应于红色的波长的量。
在具有上述特征的波长选择性光学孔径滤光器22中，红光25将通过所有区域，即如图3所示通过区域A和B，而蓝色和绿色光分量23和24仅能够通过区域A，如图3所示。因此，允许通过自照明灯1发出的照明光的蓝色和绿色分量的区域基本上由波长选择性光学孔径滤光器22限制到区域A单独一个。即，由于光学孔径的直径受到限制，照明光的F值大于红光的F值。从而，蓝色和绿色光分量通过减小的角度分散，导致绿色和蓝色分量的强度衰减。由于如图7所示红光可以通过所有区域A和B，其将与波长选择性光学孔径滤光器22未设置在光路中的情况下的一样亮。
因此，由于在金属卤化物灯或高压汞灯用作照明灯1时波长选择性光学孔径滤光器22衰减了蓝色和绿色分量的强度，因此可以调节白平衡。
接着，下面将参照图2描述波长选择性光学孔径滤光器22设置在蝇眼透镜3附近照明光学系统的射光孔处的优点。应指出的是，在图2中，省略了从蝇眼透镜4延伸到液晶面板10、13和19的光学系统。
即使波长选择性光学孔径滤光器22未使其区域边界22a与透镜元件的中心对齐，其主光线为光线L0的光线T0和B0光路内的光、其主光线为光线L1的光线T1和B1光路内的光、以及其主光线为L2的光线T2和B2光路内的光将在未与透镜元件的中心对齐的区域22b内强度衰减基本相同的大小。从而，当波长选择性光学孔径滤光器22设置在蝇眼透镜4附近、在照明光学系统的射光孔处时，指向位于不同位置处的液晶面板10、13和19的光分量保持均匀一致。
同样，在波长选择性光学孔径滤光器22已经在其中设置了如下的各部分时，它可以保持照明光的均匀，并有效地利用空间，其中所述各部分相应于不同波长而透射率不同，分别作用为光学孔径，且在蝇眼透镜3和4的各透镜元件之间包括光。
在如上所述构造的液晶投影仪中，如下面将描述的，沿着自照明灯1发出的照明光的光路设置的每个零件将随着光沿着光路传播而起作用。
从照明灯1发出的照明光包括其波长分别与三原色：红、绿和蓝相一致的分量。该照明光被导向蝇眼透镜3。蝇眼透镜3的透镜元件汇聚红色、绿色和蓝色光分量，并将它们引向波长选择性光学孔径滤光器22。
接着，波长选择性光学孔径滤光器22允许入射光的红色分量按原样通过，同时使绿色和蓝色分量不通过区域B，但入射到蝇眼透镜4上。蝇眼透镜4的透镜元件汇聚绿色和蓝色分量，将照明光的照度分布均匀化，并允许各分量入射到PS转换器5上。
接着，PS转换器5使得入射其上的照明光通过，同时将S偏振光转换为P偏振光。即，所有照明光分量作为P偏振光入射到主聚光透镜6上，主聚光透镜6将汇聚P偏振光并将其引向分色镜7。
接着，分色镜7将入射其上的照明光的蓝色分量反射并导引向反射镜11，同时使得其他原色光分量、红色和绿色、穿过，并将它们导引到分色镜8。
反射镜11将入射其上的蓝色光反射并导引到通道聚光透镜12上。然后，通道聚光透镜12将蓝光汇聚并引向液晶面板13。液晶面板13将根据对应于蓝色的视频信号空间调制蓝光。如此调制的蓝光穿过液晶面板13，并在入射表面20a入射到正交棱镜20上。
另一方面，分色镜8反射入射其上的绿色和红色分量中的绿色分量，并将其导引到通道聚光透镜9，同时允许剩余光，即红光通过，而到达中继镜14。
入射到通道聚光透镜9上的绿光穿行到液晶面板10，在此，其将根据对应于绿色的视频信号而得以空间调制。如此调制的绿光通过液晶面板10，而到达正交棱镜20的入射表面20b上。
中继镜14允许入射其上的红光通过而到达反射镜15，反射镜将红光反射向中继镜16。中继镜16允许入射其上的红光通过而到达反射镜17，反射镜17将红光反射到通道聚光透镜18上。
通道聚光透镜18汇聚红光25并将其引向液晶面板19，液晶面板19将根据对应于红色的视频信号空间调制红光。如此调制的红光穿过液晶面板19而到达正交棱镜20的入射表面20c。
正交棱镜20将蓝色、绿色和红色光分量结合，而产生合成光，合成光将从输出表面20d输出而通过投影透镜21投影到屏幕上。
如上所述，液晶投影仪通过借助于波长选择性光学孔径滤光器22限制具有特定波长的光来衰减具有该波长的光的强度，调制借助用于相应波长的液晶面板分离到三个光路上的具有相应波长的光分量，并由此通过投影透镜21显示与视频信号相对应的图象。
为了调节投影到屏幕上的光分量的白平衡，液晶投影仪必须调节原色光之间的照度比。为了在照明光学系统中进行如此调节，本发明利用波长选择性光学孔径滤光器22，作为衰减原色光中呈现最大照度的一种的强度的装置，该波长选择性光学孔径滤光器22具有对应于波长彼此透射率不同的区域，以限制光分量。即，液晶投影仪可以通过波长选择性光学孔径滤光器22如下地调节白平衡，即改变针对与三原色相一致的波长中的每一种(针对每个通道)的光学孔径，并调节原色光分量之间的强度衰减比。
由于诸如液晶面板10、13和19的每种液晶装置具有稍微倾斜(angulated)的液晶分子，即，相对于它倾斜的液晶分子，由于入射光与相对于面板表面垂直的方向倾斜，因此，光线不能按需要空间调制。例如，即使在显示暗或黑色物体时，液晶面板也不能完全拦截光分量，而是允许少量光通过，导致图象的亮显示(bright display)和低对比度。
在液晶投影仪中，由于通道可以由波长选择性光学孔径滤光器22衰减强度并限制，F值可以形成得较大。并且由于光分量以减小的角度垂直入射到液晶面板10、13和19的表面上而造成光分量通过减小的角度散射，因此，可以提高图象对比度。
即，如上面已经描述的，液晶投影仪可以调节白平衡，并也可以提高图象对比度。
如上所述，在照明光学系统中，本发明利用诸如分色镜的光谱过滤器形成的波长选择性光学孔径滤光器22，而光谱过滤器设计成可相应于照明光的波长改变光学孔径，波长选择性光学孔径滤光器22可以设定成改变孔径，但是在这个实施例中，仅仅允许具有与原色相一致的特定波长的一种分量选择性通过波长选择性光学孔径滤光器22，同时不允许波长与其他原色相一致的光分量通过波长选择性光学孔径滤光器22。因此，波长选择性光学孔径滤光器22可以限制具有特定波长的原色光分量，由此可以自由衰减照明光的强度。由于强度衰减通道具有较大的F值，因此光分量以减小的角度散射，并由此作为显示装置的液晶面板可以以提高的对比度显示图象。
由于所使用的零件数量不多于为每个通道采用ND滤光器的传统系统中的，根据本发明的液晶投影仪可以简单地设计，并低成本地制造。
更具体的说，由于波长选择性光学孔径滤光器22由设置在蝇眼透镜3平坦侧面上的分色涂层形成，根据本发明的液晶投影仪可以由不多于传统系统的零件数量形成，且该投影仪成本低、提高了所投影的白光在分色点处的可调节性并且提高了图象对比度。
应指出的是，根据本发明的照明装置包括如图1所示的蝇眼透镜3和4，波长选择性光学孔径滤光器22优选地应具有与图8所示的蝇眼透镜4的透镜元件相对应的更小的区域31。每个小区域31大致成形为透镜元件的轮廓。
应指出的是，图8所示的波长选择性光学孔径滤光器22的网格状小区域31对应于蝇眼透镜4的每个元件，即，波长选择性光学孔径滤光器22对应于蝇眼透镜4的每个透镜元件的轮廓分区域。从而，如上所述，波长选择性光学孔径滤光器22可以高效地起作用。
通过如上所述地将波长选择性光学孔径滤光器22分区域，可以进一步改善通过波长选择性光学孔径滤光器22和蝇眼透镜4的照明光的分布均匀性。由于如此分区域波长选择性光学孔径滤光器22，特定通道的强度衰减不会导致屏幕上的图象色彩不均匀。
同样，在照明装置内，在使用蝇眼透镜3和4的情况下，可以通过光学上限制通过蝇眼透镜4的每个透镜元件的光来实现上述效果，而不会恶化任何投影图象的均匀性。
已经参照本实施例描述了根据本发明的液晶投影仪，在此实施例中，波长选择性光学孔径滤光器22由区域A和B构成，如图3所示。然而，波长选择性光学孔径滤光器22的数量不局限于上述两个，而是可以为三个，如图9所示。于是，可以针对每个通道精细调节光学孔径。
在例如金属卤化物灯或高压汞灯用作照明灯1的情况下，如上面已经描述的，绿色和蓝色光分量强于红色光，而在考虑到光分量的可见性时绿光最强。
如图9所示，波长选择性光学孔径滤光器22由三个区域C、D和E构成。区域C定位在滤光器22的中心附近，区域D围绕区域C，而另外区域E围绕区域D。例如，波长选择性光学孔径滤光器22设置成基本为中心的区域C允许所有红色、绿色和蓝色光分量通过，区域D只允许蓝光通过，而区域E只允许红光通过。
上述波长选择性光学孔径滤光器22以对应于波长的三个层次限制光学孔径。即，它对绿光提供了最小的光学孔径，以强度衰减最大，而对于蓝光提供其次小的光学孔径，以强度衰减量次于绿光，并由此允许强度不应被衰减的红光按原样通过。
从而，当金属卤化物灯和高压汞灯用作照明灯1时，波长选择性光学孔径滤光器22可以通过调节对于具有三原色的每种光分量的强度衰减量来更加精细地调节白平衡。
应指出的是，相应于照明灯1的波长特性，波长选择性光学孔径滤光器22的区域D当然可以设置成只允许红色和绿色光通过。
在上述液晶投影仪中，波长选择性光学孔径滤光器22的各区域不总是成形为如图3、8和9所示的矩形，而是例如可以成形为如图10所示的嵌合形的。
此外，在上述液晶投影仪中，波长选择性光学孔径滤光镜22可以不规则地分成如图3、8和9所示的各区域，而是例如滤光器的区域可以随机形成，如图11所示的每个小区域31一样。
下面将描述在每个小区域31处随机形成的滤光器区域。然而，应指出的是，由于当滤光器区域如每个小区域31那样随机形成时它具有与光学孔径不同的光学作用，因此在下面描述中采取波长选择性滤光器41，而不是波长选择性光学孔径滤光器22。
波长选择性滤光器41包括相应于蝇眼透镜4的透镜元件随机设置的小区域31。如参照图2已经描述的，已经通过蝇眼透镜4的一个透镜元件的光照亮液晶面板的每部分。由于蝇眼透镜3设计成在液晶面板处将已经通过透镜元件的光分量彼此叠加以使照度分布均匀，因此，波长选择性滤光器41作为一个整体通过借助每个透镜元件挡住具有所需波长的光来衰减光强度。
波长选择性滤光器41通过调节其中形成滤光器区域的小区域31的数量来容易地实现具有所需波长的光的透射率的精细调节。
通过在上述液晶投影仪中设置波长选择性滤光器41，可以如上所述那样容易调节白平衡，并且不需要对每个通道提供ND滤光器。
应指出的是，类似于波长选择性光学孔径滤光器22，波长选择性滤光器41由设置在蝇眼透镜4的平坦侧面或四周的分色涂层形成。
应指出的是，上述蝇眼透镜3和4是用于提供均匀照度的光学装置，而已经通过蝇眼透镜4的光分量一般彼此平行。
因此，在其中照明光的均匀性不重要的光学系统中，发出大致平行光的照明灯可以用来取代通过蝇眼透镜3和4使来自照明灯1的光均匀且彼此大致平行。蝇眼透镜3和4的存在对于本发明的实现来说并非关键。
在利用液晶面板偏振光分量的照明装置中，PS转换器5通过是照亮液晶面板的光分量的偏振方向均衡而提高了光的亮度。
因此，在光的亮度不重要的光学系统中，可以不使用PS转换器5，因此PS转换器5的存在对于实现本发明来说并非关键。
因此，根据本发明，如图1所示的包括照明装置2内的照明灯1、蝇眼透镜3和4以及PS转换器5的光学系统可以用发出大致平行光的照明灯予以替代。图12示出了根据本发明的液晶投影仪的变型，其中，未设置图1中的蝇眼透镜3和4以及PS转换器，而波长选择性光学孔径滤光器22形成在主聚光透镜6的主侧面上。即，在图12所示的液晶投影仪的变型中，照明装置2由照明灯1和主聚光透镜6构成，而主聚光透镜6在其主侧面上形成由波长选择性光学孔径滤光器22。
下面，参照沿着照明灯1发出的照明光的光路设置的各零件的功能，描述如图12所示构造的液晶投影仪。
从照明灯1发出的照明光包括波长分别与三原色：红、绿和蓝相一致的分量。照明光被导引向主聚光透镜6，在此，其被汇聚并引向设置在主聚光透镜6主侧面上的波长选择性光学孔径滤光器22。
接着，入射到波长选择性光学孔径滤光器22上的光的红色分量按原样穿过后者，同时绿色和蓝色分量只穿过区域A，而未穿过区域B。由滤光器22如此限制的光入射到分色镜7上。
接着，入射到分色镜7上的照明光的蓝色分量由后者反射向反射镜11，同时其他原色分量，即红色和绿色穿过分色镜7而到达分色镜8。
入射到反射镜11上的蓝光由后者反射向通道聚光透镜12。蓝光由通道聚光透镜12汇聚并引向液晶面板13，在此，根据对应于蓝色的视频信号，蓝光被空间调制。如此空间调制的蓝光穿过液晶面板13，而到达正交棱镜20的入射表面20a。
另一方面，入射到分色镜8上的绿色和红色光分量中的绿色分量由后者反射向通道聚光透镜9，同时分色镜8使得其他原色的剩余光，即红光通过，并入射到中继镜14上。
入射到通道聚光透镜9上的绿光穿过液晶面板10，在此，绿光根据对应于绿色的视频信号得以空间调制。如此空间调制的绿光穿过液晶面板10而到达正交棱镜20的入射表面20b上。
入射到中继镜14上的红光25通过后者，并由反射镜15反射向中继镜16。如此入射到中继镜16上的红光25穿过后者，并被反射镜17反射向通道聚光透镜18。
如此入射到通道聚光透镜18上的红光25被汇聚并引导到液晶面板19上，在此，红光根据对应于红色的视频信号得以空间调制。如此空间调制的红光25穿过液晶面板19而在入射表面20c处入射到正交棱镜20上。
如此入射到正交棱镜20上的蓝色、绿色和红色分量由后者结合到一起，而产生合成光，合成光将在输出表面20d处从正交棱镜20输出，合成光通过投影透镜21投影到屏幕上。
如前面已经描述的，图12所示的液晶投影仪通过借助波长选择性光学孔径滤光器22限制特定波长而衰减具有该波长的光分量的强度，也可以实现与上述实施例中的相同效果。
图1所示的液晶投影仪包括中继镜14和16，来均衡光路长度。然而，光学系统可以构造成在不利用中继镜的情况下均衡光路长度。图13示出该实施例的变型，其中反射镜替代中继镜使用，来均衡光路长度。然而，由于使用反射镜导致装置比使用中继镜的大，因此在装置应较小的情况下优选地使用中继镜。
图13所示的液晶投影仪在图1所示的液晶投影仪中所包括的分色镜7和8之外还包括分色镜51、反射镜52、分色镜53和反射镜54。
分色镜51功能为将经由蝇眼透镜3、波长选择性光学孔径滤光器22、蝇眼透镜4、PC转换器5和主聚光透镜6的传播的入射照明光分离成波长与红色一致的红光25以及波长与其他原色一致的光分量。
反射镜52向分色镜53反射波长与其他原色相一致并由分色镜51从照明光中分离的光分量。
分色镜53功能为将反射镜52反射的具有与其他原色相一致波长的光分量分离成波长与蓝色相一致的蓝光23和具有其他原色的光，即，波长与绿色相一致的绿光24。
反射镜54将分色镜53所分离的蓝光23反射向通道聚光透镜9，同时向反射镜15反射由分色镜51从照明光中分离的红光25。
下面联系沿着自照明灯1发出的照明光的光路设置的每个零件的功能，进一步描述如图13所示构造的液晶投影仪。
从照明灯1发出的照明光包括波长分别与三原色：红、绿和蓝相一致的分量。该照明光被导引到聚光透镜6，聚光透镜6将汇聚照明光并将其引导到主聚光透镜6主侧面上设置的波长选择性光学孔径滤光器22上。
接着，入射到波长选择性光学孔径滤光器22上的光分量中的红色分量按原样通过后者，同时其绿色和蓝色分量不能通过区域B。如此受滤光器22限制的光入射到分光镜51上。
接着，入射到分光镜51上的照明光的红色分量由后者反射性向反射镜54，同时其他光分量，即蓝色和绿色分量通过分色镜51而到达反射镜52。
入射到反射镜52上的蓝色和绿色分量由后者反射向分色镜53。入射到分色镜53上的蓝色和蓝色分量中的绿色分量由后者反射向反射镜54，同时其他分量，即蓝色分量通过分色镜53而被导引向反射镜11。
入射到反射镜11上的蓝光被后者反射向通道聚光透镜12。其被通道聚光透镜12汇聚并导引到液晶面板13上，在此，其根据与蓝色相对应的视频信号得以空间调制。如此空间调制的蓝光穿过液晶面板13而到达正交棱镜20的入射表面20a上。
另一方面，入射到反射镜54上的绿光由后者反射向通道聚光透镜9，并由后者导引到液晶面板10上。如此入射到液晶面板9上的绿光根据与绿色相对应的视频信号得以空间调制。如此空间调制的绿光通过液晶面板10而到达正交棱镜20的入射表面20b上。
入射到反射镜54上的红光由反射镜54、15和17按此顺序反射向通道聚光透镜18。
如此入射到通道聚光透镜18上的红光25通过液晶面板19，在此，其根据与红色相对应的视频信号而得以空间调制。如此空间调制的红光通过业经面板19而到达正交棱镜20的入射表面20c。
如此入射到正交棱镜20上的蓝色、绿色和红色光分量由正交棱镜20结合，而产生合成光，合成光从输出表面20d输出并通过投影透镜21投影到屏幕上。
如前面描述的，图13所示的液晶投影仪通过借助波长选择性光学孔径滤光器22限制特定波长、从而衰减具有该波长的光分量的强度来实现与前述实施例相同的效果。
在图1所示的液晶投影仪中，正交棱镜20用于合成原色光。然而，原色光也可以利用反射镜等加以合成，而不需使用正交棱镜20。图14示出了根据本发明的液晶投影仪的一种变型，其中，反射镜代替正交棱镜用于合成原色光。
图14所示的液晶投影仪包括反射镜61和分色镜62和63，取代图1所示液晶投影仪中包括的反射镜15和17以及正交棱镜20。
反射镜61将由液晶面板19空间调制的红光25反射向分色镜63。
分色镜62将液晶面板10空间调制的绿光24反射向分色镜63，并使得由液晶面板13空间调制的蓝光23通过而到达分色镜63。
分色镜63允许自反射镜61反射的红光25通过而到达投影透镜61，同时向投影透镜21反射自分色镜62反射的绿光24以及穿过分色镜62的蓝光23。
参照沿着自照明灯1发出的照明光的光路设置的各零件的功能，进一步描述如图14所示构造的液晶投影仪。
从照明灯1发出的照明光包括波长分别与三原色：红、绿和蓝相一致的分量，且该照明光被导引到蝇眼透镜3。照明光由蝇眼透镜3的透镜元件汇聚并引导向波长选择性光学孔径滤光器22。
接着，如此入射到波长选择性光学孔径滤光器22的照明光使其红色分量穿过，但是不允许绿色和蓝色分量通过区域B，而是由波长选择性光学孔径滤光器22加以限制。然后照明光入射到蝇眼透镜4上。该照明光被蝇眼透镜4的透镜元件汇聚、照度分布均匀化并引导到PS转换器5上。
接着，如此入射到PS转换器5上的照明光允许其P偏振的分量通过，而其S偏振的分量转化为P偏振光。即，入射光全部作为P偏振光入射到主会聚透镜6上，主会聚透镜6汇聚该入射光并将其引导向分色镜7。
接着，如此入射到分色镜7上的照明光使其蓝色分量向反射镜11反射，却使其他原色分量，即红色和绿色分量通过而到达分色镜8。
如此入射到反射镜11上的蓝光被反射镜11向通道聚光透镜12反射。蓝光由此入射到通道聚光透镜12上，并由后者汇聚并引导到液晶面板13上，在此，它根据与蓝色相对应的视频信号得以空间调制。如此空间调制的蓝光通过液晶面板而到达分色镜62。如此入射到分色镜62上的蓝光穿过分色镜62并被导引向分色镜63。
另一方面，入射到分色镜8上的绿色和红色光分量中的绿色光分量由后者反射向通道聚光透镜9，同时，其他原色光分量，即红光通过分色镜8而到达通道聚光透镜18。
入射到通道聚光透镜9上的绿光通过液晶面板10，在此它根据与绿色相对应的视频信号得以空间调制。如此空间调制的绿光穿过液晶面板10，并入射到分色镜62上，该分色镜62将向分色镜63反射绿光。
同样，入射到通道聚光透镜18上的红光穿过液晶面板19，在此它根据与红色相对应的视频信号得以空间调制。如此空间调制的红光穿过液晶面板19，而到达反射镜61，该反射镜61将向分色镜63反射所入射的红光。
入射到分色镜63上的蓝色和绿色光分量由后者反射向投影透镜21。红光穿过分色镜63，并入射到投影透镜21上。蓝色、绿色和红色光分量由此由分色镜63结合到一起，从而产生合成光，该合成光将通过投影透镜21投影到屏幕上。
如上所述，图14所示的液晶投影仪可以通过借助波长选择性光学孔径滤光器22限制特定波长以衰减具有该波长的光分量的强度来实现与前述本发明实施例相同的效果。
上面，已经参照利用透射性液晶面板的光学系统描述了根据本发明的液晶投影仪。然而，本发明不局限于此实施例，而是可以包括利用反射型液晶面板的光学系统。图15示出了利用反射型液晶面板75、76和77的液晶投影仪的变型，该投影仪也可以实现与前述实施例相同的效果。
图15所示的液晶投影仪包括照明装置2、分色镜71和72、反射镜73和74、分色镜90、通道聚光透镜9、12和18、反射型液晶面板75、76和77、偏振分束镜(PBS)78、79和80、正交棱镜20以及投影透镜21。应指出的是与图1所示的液晶投影仪相同的零件用与图1中相同的附图标记标示，并且在下面的描述中不再赘述。
分色镜71功能为将通过蝇眼透镜3、波长选择性光学孔径滤光器22、蝇眼透镜4、PS转换器5以及主聚光透镜6入射其上的照明光分离成波长与蓝色相对应的蓝光23和波长对应于其他原色的其他光分量。
分色镜72将通过蝇眼透镜3、波长选择性光学孔径滤光器22、蝇眼透镜4、PS转换器5、和主聚光透镜6入射到其上的照明光分离成波长分别与红色和绿色相一致的绿色和红色光分量24和25。
上述分色镜71和72彼此正交设置。更具体的说，这些分色镜71和72向反射镜74反射入射照明光中的蓝色分量，同时向反射镜73反射绿色和红色光分量。
反射镜73将自分色镜72反射的绿色和红色光分量反射到分色镜90。反射镜70向通道聚光透镜12反射自分色镜8反射的蓝色分量。
分色镜90设置成将自反射镜73反射的绿色和红色光分量分离成波长与绿色波长相一致的绿光24以及波长与红色相一致的红光25。
反射型液晶面板75根据对应于绿色的视频信号空间调制经过通道聚光透镜9和PBS78入射其上的绿光24，并然后反射空间调制的绿光24。
反射型液晶面板76根据对应于蓝色的视频信号空间调制通过通道聚光透镜12和PBS79入射到其上的蓝光23，并然后反射空间调制的蓝光23。
反射型液晶面板77根据对应于红色的视频信号空间调制通过通道聚光透镜18和PBS80入射到其上的红光25，并然后反射经空间调制的红光25。
PBS(偏振分束镜)78通过根据偏振的绿色分量反射其或使其通过而将来自照明光的绿光分离。例如，PBS78允许P偏振光通过，同时通过在相对于照明光光路倾斜45度的反射表面反射S偏振光而将S偏振光的传播方向旋转90度。
PBS(偏振分束镜)79通过根据偏振的蓝色分量反射其或使其通过而将来自照明光的蓝光分离。例如，PBS79允许P偏振光通过，同时通过在相对于照明光光路倾斜45度的反射表面处反射S偏振光而将S偏振光的传播方向旋转90度。
PBS(偏振分束镜)80通过根据偏振的红色分量反射其或使其通过而将来自照明光的红光分离。例如，PBS80允许P偏振光通过，同时通过在相对于照明光光路倾斜45度的反射表面处反射S偏振光而将S偏振光的传播方向旋转90度。
接着，将参照沿着自照明灯1发出的照明光光路设置的每个零件的功能描述如图15所示构造的反射型液晶投影仪。
从照明灯1发出的照明光包括波长分别与三原色：红、绿和蓝相一致的分量，该照明光被导引到蝇眼透镜3，由蝇眼透镜3的透镜元件聚光并引导向波长选择性光学孔径滤光器22。
接着，如此入射到波长选择性光学孔径滤光器22上的光允许其红色分量按原样通过波长选择性光学孔径滤光器22，而不允许绿色和蓝色分量通过滤光器22的区域B，而是受到滤光器22限制。然后照明光入射到蝇眼透镜4上。该照明光被蝇眼透镜4的透镜元件照度分布均匀化，并被引导到PS转换器5。
接着，入射到PS转换器5上的照明光允许其P偏振分量通过PS转换器5，而S偏振光转换为P偏振光。从而，照明光整个作为P偏振光通过而到达主聚光透镜6。这种照明光被主聚光透镜6汇聚并引导到分色镜71和72。
接着，如此入射到分色镜71和72上的照明光将使其蓝色分量由分色镜73反射到反射镜74，而使其绿色和红色分量反射到反射镜73。
入射到反射镜74上的蓝光由后者反射向通道聚光透镜12，该通道聚光透镜12汇聚蓝光并将其引导到PBS79。蓝光与PBS79反射到反射型液晶面板6。液晶面板6将根据对应于蓝色的视频信号空间调制入射的蓝光，并将如此空间调制的蓝光反射到PBS79，而PBS79将使蓝光通过。这种蓝光在入射表面20a处入射到正交棱镜20上。
另一方面，入射到反射镜73上的照明光的绿色和红色光分量由后者反射向分色镜90。红光由分色镜90反射到通道聚光透镜18，同时绿光通过分色镜90而到达通道聚光透镜9。
如此入射到通道聚光透镜9上的绿光由后者汇聚并引导到PBS78上，通过PBS78，它被反射向反射型液晶面板75。反射型液晶面板75根据与绿色相对应的视频信号空间调制入射的绿光，并然后将其反射向PBS78。绿光穿过PBS78，而到达正交棱镜20的入射表面20b上。
同样，入射到通道聚光透镜18上的红光由后者汇聚并引导到PBS80，通过PBS80，其反射向反射型液晶面板77。反射型液晶面板77根据与红色相对应的视频信号空间调制入射的红光，并然后将其反射向PBS80。红光穿过PBS80而到达正交棱镜20的入射表面20c上。
入射到正交棱镜20上的照明光的蓝色、绿色和红色光分量结合到一起而产生合成光，该合成光从正交棱镜20的输出表面20d输出，并通过投影透镜21投影到屏幕上。
如上所述，图15所示的反射型液晶投影仪通过借助波长选择性光学孔径滤光器22限制特定波长以衰减具有改波长的光分量的强度来实现与前述
实施例中相同的效果。
此外，根据本发明，可以使用调制从光源(如灯泡)发出的光的装置，如空间光调制器等，而取代每个上述反射型液晶面板，该装置利用诸如数字微镜装置(DMD)的微反射镜矩阵来进行调制。
同样，根据本发明，波长选择性光学孔径滤光器22并非设定在受限制的位置处，而是可以定位在从照明灯1发出的照明光的光轴上、光学约束比颜色分离更容易进行的位置处，即，在靠近蝇眼透镜4的位置处。滤光器22在该位置处的设置将实现上述效果。
因此，在作为其中如图1所示使用蝇眼透镜的示例的液晶投影仪中，波长选择性光学孔径滤光器22可以设置在照明光光轴上并靠近蝇眼透镜4和PS转换器5的任意位置处，以实现上述效果。
在上述实施例中，波长选择性光学孔径滤光器由设置在蝇眼透镜或主聚光透镜上的分色涂层形成。然而，根据本发明，并非总是需要在光学系统中设置这种分色涂层，而在零件数量增多不会出现问题的情况下，可以在上述预定位置处设置作为单独元件的诸如其上涂覆滤光器的平面玻璃的光学元件，它也能够实现前面已经描述的相同效果。
同样，在这种情况下，为了实现上述效果仅仅额外提供一个零件。即，由于零件数量不多于其中为每个通道设置ND滤光器的传统系统中的，因此根据本发明的液晶投影仪可以低成本地制造，且构造简单。
作为本发明的一个效果，为了提高对比度，波长选择性光学孔径滤光器涂层并非总是设置在蝇眼透镜的表面上，而是例如可以设置在PS转换器5的前侧或后侧、主聚光透镜6的前侧或后侧等。
应指出的是，本发明不局限于前述实施例，而是在不背离其范围和精髓前提下可以进行适当改进。
工业应用性
根据本发明的照明装置是发射三色光。它由发射三色光的光源和设置在光源一侧的波长选择性光学孔径滤光器构成，三色光从后者输出并且该滤光器衰减了三色光的强度。
根据本发明如上所述构造的照明装置可以利用诸如分色镜的光谱过滤器形成的波长选择性光学孔径滤光器，而光谱过滤器设计成具有可相应于照明光的波长变化的光学孔径，由此该照明装置可以通过限制具有特定原色的光来自由衰减这种光的强度。
根据本发明的投影型图象显示装置包括照明装置，该照明装置由发出具有三原色的分量的光的光源、以及设置在光源一侧的波长选择性光学孔径滤光器构成，具有三原色的光分量从波长选择性光学孔径滤光器输出，并且后者衰减了原色光分量的强度；用于选择具有三原色的强度被衰减的光分量并根据它们的波长将它们分离成原色光分量的装置；三个图象显示面板，它们调制由颜色分离装置从照明光中分离处的输出原色光分量；用于将分别由图象显示装置调制的输出原色光分量结合到一起的装置；以及接收来自彩色合成装置的输出光并将其投影到屏幕上的投影透镜。
在如上所述构造的投影型图象显示装置中，照明装置包括波长选择性光学孔径滤光器，其由诸如分色镜的光谱过滤器形成，设计成具有相应于照明光的波长而变化的光学孔径。从而，它可以通过限制特定原色的光来衰减这种光的强度。同样，在液晶面板用作显示装置的情况下，图象可以以提高的对比度加以显示。
同样，由于零件数目不多于其中为每个通道设置ND滤光器的传统系统中的，因此根据本发明的投影型图象显示装置可以低成本制造，并且结构简单。
因此，本发明可以提供一种照明装置和投影型图象显示装置，其构造简单并能够调节投影光的白平衡并以提高的对比度显示图象。
权利要求书
(按照条约第19条的修改)
1.一种照明装置，该照明装置发出包括波长分别与三原色相一致的分量的三色光，其包括：
发射三色光的光源；以及
一对蝇眼透镜，其由多个透镜元件形成，设置在三色光从其输出的光源一侧，并将从光源发出的三色光分离成原色光分量，且允许原色光分量通过，由此使得三色光输出均匀化；以及
波长选择性光学孔径滤光器，其设置在该对蝇眼透镜中远离光源的一个的附近，并且由作用为预定光学孔径的区域构成，这些区域中的一个选择性地衰减或屏蔽三色光中波长与三原色中至少一种一致的分量，而其他区域允许波长与其他原色一致的光分量通过。
2.如权利要求1所述的装置，其中，波长选择性光学孔径滤光器的各区域对应于波长分别与三原色：红、绿和蓝相一致的光分量。
3.如权利要求1所述的装置，其中，还包括波长选择性光学孔径滤光器，其靠近该对蝇眼透镜中远离光源的一个设置。
4.如权利要求3所述的装置，其中：
该对蝇眼透镜主表面中远离光源的一个形成为平坦的；并且
波长选择性光学孔径滤光器形成在蝇眼透镜中远离光源的平坦表面上。
5.如权利要求3所述的装置，其中，波长选择性光学孔径滤光器使各区域对应于该对蝇眼透镜的透镜元件形成。
6.如权利要求5所述的装置，其中，波长选择性光学孔径滤光器使各区域对应于其波长分别与三原色：红、绿和蓝相一致的光分量形成。
7.如权利要求1所述的装置，其中：
光源为金属卤化物灯或超高压汞灯；并且
波长选择性光学孔径滤光器的各区域衰减或屏蔽其波长与绿色和/或蓝色相一致的光分量。
8.一种照明装置，该照明装置发出包括波长分别与三原色相一致的分量的三色光，其包括：

Claims (25)

1.一种照明装置，该照明装置发出包括波长分别与三原色相一致的分量的三色光，其包括：
发射三色光的光源；以及
设置在光源一侧的波长选择性光学孔径滤光器，三色光从该滤光器输出，且该滤光器由作用为预定光学孔径的区域构成，其中一个区域选择性地衰减或屏蔽三色光中波长与至少一个三原色相一致的分量，同时其他区域允许波长与其他原色相一致的分量通过。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，波长选择性光学孔径滤光器对应于三色光中波长与三原色中的红、绿或蓝相一致的分量。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括一对由多个透镜元件形成的蝇眼透镜，该蝇眼透镜沿着三色光从光源输出的方向设置，且将从光源发出的三色光分离成原色光分量，并允许被分离的原色光分量通过多个透镜元件，由此使三色光输出均匀化；
波长选择性光学孔径滤光器，其靠近该对蝇眼透镜中远离光源的一个设置。
4.如权利要求3所述的装置，其中：
该对蝇眼透镜主表面中远离光源的一个形成为平坦的；并且
波长选择性光学孔径滤光器形成在蝇眼透镜中远离光源的平坦表面上。
5.如权利要求3所述的装置，其中，波长选择性光学孔径滤光器使各区域对应于该对蝇眼透镜的透镜元件形成。
6.如权利要求1所述的装置，其中，波长选择性光学孔径滤光器使各区域对应于其波长分别与三原色：红、绿和蓝相一致的光分量形成。
7.如权利要求1所述的装置，其中：
光源为金属卤化物灯或超高压汞灯；并且
波长选择性光学孔径滤光器的各区域衰减或屏蔽其波长与绿色和/或蓝色相一致的光分量。
8.一种照明装置，该照明装置发出包括波长分别与三原色相一致的分量的三色光，其包括：
发射三色光的光源；
一对蝇眼透镜，它们分别由多个透镜元件形成，并将光源发出的三色光分成原色光分量，且允许所分离的原色光分量穿过多个透镜元件，由此使三色光的输出均匀化；以及
波长选择性光学孔径滤光器，其设置在蝇眼透镜中远离光源的一个附近，并由作用为预定孔径的区域构成，这些区域中一个区域选择性衰减或屏蔽三色光中其波长与至少一种三原色相一致的分量，而其他区域允许波长与其他原色相一致的分量通过。
9.如权利要求8所述的装置，其中，波长选择性光学孔径滤光器具有相应于蝇眼透镜的透镜元件而随机形成的各区域。
10.如权利要求8所述的装置，其中：
该对蝇眼透镜主表面中远离光源的一个形成为平坦的；并且
波长选择性光学孔径滤光器形成在蝇眼透镜中远离光源的平坦表面上。
11.如权利要求8所述的装置，其中，波长选择性光学孔径滤光器使各区域对应于该对蝇眼透镜的透镜元件形成。
12.如权利要求8所述的装置，其中：
光源为金属卤化物灯或超高压汞灯；并且
波长选择性光学孔径滤光器的各区域衰减或屏蔽其波长与绿色和/或蓝色相一致的光分量。
13.一种投影型图象显示装置，包括：
照明装置，其包括：
发射三色光的光源，和
设置在光源一侧的波长选择性光学孔径滤光器，三色光从该滤光器输出，且该滤光器由作用为预定光学孔径的区域构成，其中一个区域选择性地衰减或屏蔽三色光中波长与至少一个三原色相一致的分量，同时其他区域允许波长与其他原色相一致的分量通过；以及
分色装置，用于将波长选择性光学孔径滤光器输出的三色光分离成波长分别与三原色相一致的各分量；
三个图象显示面板，该面板根据视频信号调制由分色装置分离且其波成分别与三原色相一致的光分量；
彩色合成装置，用于将由三个图象显示面板所调制并且其波长分别与三原色相一致的光分量结合到一起，以产生合成光；以及
投影透镜，以将来自于彩色合成装置的合成光投影到屏幕上。
14.如权利要求13所述的装置，其中，波长选择性光学孔径滤光器对应于三色光中波长与三原色中的红、绿或蓝相一致的分量。
15.如权利要求13所述的装置，其特征在于，还包括一对由多个透镜元件形成的蝇眼透镜，该蝇眼透镜沿着三色光从光源输出的方向设置，且将从光源发出的三色光分离成原色光分量，并允许被分离的原色光分量通过多个透镜元件，由此使三色光输出均匀化；
波长选择性光学孔径滤光器，其靠近该对蝇眼透镜中远离光源的一个设置。
16.如权利要求15所述的装置，其中：
该对蝇眼透镜主表面中远离光源的一个形成为平坦的；并且
波长选择性光学孔径滤光器形成在蝇眼透镜中远离光源的平坦表面上。
17.如权利要求15所述的装置，其中，波长选择性光学孔径滤光器使各区域对应于该对蝇眼透镜的透镜元件形成。
18.如权利要求13所述的装置，其中，波长选择性光学孔径滤光器使各区域对应于其波长分别与三原色：红、绿和蓝相一致的光分量形成。
19.如权利要求13所述的装置，其中：
光源为金属卤化物灯或超高压汞灯；并且
波长选择性光学孔径滤光器的各区域衰减或屏蔽其波长与绿色和/或蓝色相一致的光分量。
20.如权利要求13所述的装置，其中，图象显示面板为液晶面板。
21.一种投影型图象显示装置，包括：
照明装置，其包括：
发射三色光的光源，
一对蝇眼透镜，它们分别由多个透镜元件形成，并将光源发出的三色光分成原色光分量，且允许所分离的原色光分量穿过多个透镜元件，由此使三色光的输出均匀化，和
波长选择性光学孔径滤光器，其设置在蝇眼透镜中远离光源的一个附近，并由作用为预定孔径的区域构成，这些区域中一个区域选择性衰减或屏蔽三色光中其波长与至少一种三原色相一致的分量，而其他区域允许波长与其他原色相一致的分量通过；以及
用于将自波长选择性光学孔径滤光器输出的三色光分离成其波长分别与三原色相一致的分量的装置；
三个图象显示面板，用以根据视频信号分别调制由分色装置分离且其波长与三原色相一致的光分量；
彩色合成装置，用于将由三个图象显示面板所调制并且其波长分别与三原色相一致的光分量结合到一起，以产生合成光；以及
投影透镜，以将来自彩色合成装置的合成光投影到屏幕上。
22.如权利要求21所述的装置，其中，波长选择性光学孔径滤光器具有相应于蝇眼透镜的透镜元件而随机形成的各区域。
23.如权利要求21所述的装置，其中：
该对蝇眼透镜主表面中远离光源的一个形成为平坦的；并且
波长选择性光学孔径滤光器形成在蝇眼透镜中远离光源的平坦表面上。
24.如权利要求21所述的装置，其中，波长选择性光学孔径滤光器使各区域对应于其波长分别与三原色：红、绿和蓝相一致的光分量形成。
25.如权利要求22所述的装置，其中：
光源为金属卤化物灯或超高压汞灯；并且
波长选择性光学孔径滤光器的各区域衰减或屏蔽其波长与绿色和/或蓝色相一致的光分量。
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