画像表示光学系から発する第2の光ビームの光路中に配置され、画像表示光学系で発生した画像を投射スクリーン上に投射する投射レンズ系とを具える画像投射装置に関するものである。これらを結合したものを表示する装置を具えている。表示すべき画像には単色画像及びカラー画像の両方がある。カラー画像の場合、表示光学系は例えば赤、緑及び青の原色用の3個のカラーチャネルを有し、各チャネルは表示パネルを含んでいる。単色画像は一色の画像を意味するものと理解すべきであり、この一色は原理的に所定の波長に対応し、実際には所定の中心波長を有する波長域に対応する。この画像は、中心波長及びその周辺の波長域を有する単色性ビームと一般に称せられている光ビームによって形成される。投射スクリーンは画像投射装置の一部を構成し画像投射装置を一方の側で終端させる。投射スクリーンは画像投射装置から距離を以て位置させることができ、例えば適当な反射部を有する壁で構成することもできる。portion.欧州特許出願第166194号公報には、2個の電極プレート間に形成されている液晶材料層を有する反射型画像表示パネルを含む画像投射装置が開示されている。この画像表示パネルはLCD(液晶表示)として既知である。反射型画像表示パネルを用いる場合、表示パネルで反射した第2ビームを放射源から発する第1ビームから十分な範囲に亘って空間的に分離し、第2ビームの光路中の投射レンズ系が第1光ビームの一部をさえぎられないようにする必要がある。゚とは異なる予め定めた角度、すなわち表示パネルに垂直な角度以外の角度で入射させている。従って、第2ビームの主光線は入射角と等しい大きさで反対向きに反射し、この結果第1ビームと第2ビームの主光線は異なる方向に進むと共に入射角の2倍に等しい角度をなすことになる。よって、第1ビームと第2ビームを十分に分離するためには、入射角を比較的大きくする必要がある。LCDパネルを用いる場合、第1ビームの入射角は零又は数度以下とすることが望ましい。よって、2本のビームを完全に分離するには、画像表示パネルから長い距離だけ離れなければならず、画像投射装置が大型化してしまう。enlarged.従って、本発明の目的は小型な構造であって、しかも第1ビームの画像表示パネルに対する入射角を小さくできる画像投射装置を提供するものである。first光ビーム及び第2光ビームのうちの一方の光ビームが全反射し他方の光ビームが透過するように配置したことを特徴とする。transmitted.上記ビーム分離作用を有する遷移構造により、第1ビームと第2ビームの主光線間の角度が小さくても、これら主光線をすなわち第1ビームと第2ビームとを大きく分離させることができ、この結果投射レンズ系をビームスプリッタとして機能する遷移構造に比較的接近して配置することができる。splitter.原理的に、2個の媒質の屈折率差が十分に大きければ、ビーム分離遷移として透明媒質間におけるいかなる遷移も用いることができる。本発明による画像投射装置は、前記遷移構造を、空気と透明材料との間の界面で構成したことを特徴とする。material.上記好適実施例は、さらに前記遷移構造がプリズム光学系に含まれ、このプリズム光学系が対向する2個の面間に空気層を有する2個の透明プリズムで構成したことを特徴とする。faces.上記好適実施例は、遷移構造がプリズム光学系内に収容されているので、汚染や損傷から適切に保護される。damage.複合プリズムの第1ビームに対する入射面と第2ビームに対する出射面は、第1及び第2ビームの主軸に対してそれぞれ等しい向きをなすように設定できるので、光学収差を最も簡単な方法で補正することができる。to.画像表示光学系が画像情報に応じて第2ビームの偏光方向を変調し、有用な光が最良に用いられる画像投射装置の実施例は、前記光源から遷移構造までの光路並びに遷移構造から投射レンズ系までの光路中に偏光感知ビームスプリッタを設け、光源から発するビームを2個の相互に直交する偏光サブビームに分離し、これらサブビームを共に画像表示光学系に入射させ、これらサブビームが画像情報で変調された後これらサブビームを合成するように構成したことを特徴とする。information,有用な光を最良の状態で利用できることになる。condition.米国特許第4127322号から、光束を増大させるため同一光源からの2個の直交偏光した光ビームを同一の画像情報で変調しその後これらビームを合成する構成が既知である。この従来の装置においては各光ビームが個々の画像表示パネルによって変調されるので、本発明による画像投射装置に必要なパネル数の2倍のパネルが必要になる。従来の装置では、変調された第2ビームは偏光感知ビームスプリッタによって変調されていない第1ビームから分離されており、全反射に基づいて作動する素子によって分離するものではない。reflection.実用的に重要な本発明による画像投射装置の実施例は、前記画像表示系を、カラー選択素子と画素がグループに分割されている複合画像表示パネルとを具えるカラー画像表示系とし、画素の各グループが所定の色のサブ画像を発生し、この色が、関連する画素グループに属するカラー選択素子の色と対応することを特徴とする。group.このカラー画像表示は、前記カラー選択素子を、光ビームを異なる色の3個の単色性サブビームに分離すると共に単色画像情報で変調されたサブビームをカラー画像情報で変調された1個の光ビームに合成する複数のカラー選択性ビームスプリッタで構成し、サブビームの各々の光路中に個別の画像表示パネルを配置し、この画像表示パネルの集合的な画素が前記画素群のうちの1個を構成することを特徴とすることができる。groups,各画素グループが所定の色のサブ画像を発生し、関連する画素の属する画素グループによって発生すべきサブ画像の色に対応する色の光だけを透過するカラーフィルタを画素の各々に設けたことを特徴とすることができる。characterized.上記実施例は、カラー画像投射装置が有する光学素子の数が最小のものとなると共に、特に小型構造とすることができる利点を有している。パネル及びビームスプリッタを配置し、投射レンズ系の前段に、画像情報で変調された単色性光ビームをカラー画像情報で変調された1個の光ビームに合成するカラー選択性素子から成る光学系を配置したことを特徴とする。said.以下図面に基き本発明を詳細に説明する。第1図において、符号1は照明光学系を表示し、この照明光学系は例えば金属ハロゲンランプから成る放射源2と単レンズとして線図的に示す集光光学系3とを具える。この集光光学系は複数のレンズ及び/又はミラーを含むことができる。1を発生し、このビームは画像表示パネル10に入射する。この画像表示パネル10は、例えば液晶パネル(LCD)とすることができる。11及び12で封止する。プレート11は透明であり例えばガラスで構成され、プレート12は透明とすることができ又は反射性とすることもできる。これらプレートの各々に制御電極14,15を形成する。15は、ガラスプレート12を用いた場合反射性とし、反射プレート12を用いる場合透明のものとすることができる。12.これら電極は多数の列電極及び行電極に分割することができ、これら列及び行電極により表示パネルに多数の画素を形成することができる。線図的に示す駆動端子16及び17を経てマトリックス電極を駆動することにより画素を制御することができる。従って、所望の位置で液晶材料層13を通る電界を形成することができる。この電界によって液晶材料層13の実効反射率が変化し、関連する画像の区域に局部的な電界が存在するか否かに応じて当該画像を通る光の偏光面が回転する。rotated.受動的に制御される画像表示パネルの代りに、能動的に制御できる画像表示パネルを用いることもできる。画像の各々は、例えば薄膜トランジスタのようなそれ自身の能動制御素子によって駆動される。transistor.これら両方の形式の直接駆動画像表示パネルは、例えば欧州特許出願第0,266,184号に記載されている。0,266,184.画像表示パネルは、米国特許第4,127,322号に記載されているような一層複雑な光学系の一部のものとすることもできる。上記光学系において、画像は陰極線管により発生する。陰極線管から放射される光は光導電層に入射し、この光導電層に陰極線管上の画像に応じた電荷パターンが発生する。この電荷パターンにより、光導電層と対向電極との間に存在する液晶材料層に陰極線管の表示画像に従う電界が形成される。電界を変化させることにより、液晶材料層の複屈折性が変化し、この結果液晶材料層に入射する投射ビームの偏光方向の回転に局部的な差異が発生する。この投射光学系においては、適切に作動させるために多数の付加的な層を形成する必要がある。4,127,322,より専門的な用途用のものとして構成されている。applications.液晶材料層を有する画像表示パネルを用いて画像を投映するためには、画像表示パネルに入射するビームを偏光光、好ましくは直線偏光光とする必要がある。放射源2は一般的に非偏光光を放射する。このため、偏光子4を用いて放射源からの光から所望の偏光方向を有する直線偏光成分を取り出す。2の光路中に、例えば偏光子4の偏光方向とほぼ平行な偏光方向を有する検光子9を配置する。このように構成することにより、電界により付勢されビームの偏光方向を変化させない画素から発生した光は、投射レンズ系20に向けて検光子9を透過する。゚回転させ、この非付勢画素から発する光は検光子により阻止される。従って、検光子9はビームの偏光変調を強度変調に変換することになる。単レンズ素子によって線図的に図示した投射レンズ系20は、画像表示パネル10の画像を投射するスクリーン30上に表示する。このスクリーン30と投射レンズ系20との間の光路長は比較的長いものである。投射光学系20とスクリーン30との間の光路を反射体によって折り曲げることにより、投射装置の寸法を小型のものとすることができる。compact.本例において、電界が印加されていない画素は投射スクリーン30上に黒点として表示される。画像を以下のように制御することも可能である。゚回転せず、入射直線偏光が楕円偏光に変換されるように制御することも可能である。case,当該画素からの光の一部は投射スクリーンに向けて検光子を透過し、残りの成分は検光子によって阻止される。analyzer.従って、対応する画素は投射スクリーン上に黒点としてではなく白点として又は灰色点として表示される。この場合、灰色の程度は調整することが可能である。adjusted.液晶の画像表示パネルを有する画像投射装置は、原理的に直線偏光を用いる代わりに、円偏光又は楕円偏光を用いて作動させることができる。light.この場合、画像表示パネルは、円偏光の偏光方向を僅かに変化させ、又は楕円偏光の楕円軸間の比を僅かに変化させる。最終的に別の偏光手段を用いて上記偏光光を直線偏光に変換し、これによって直線偏光の偏光方向の変化に変換する。゚回転させる特別な液晶材料層を画像表示パネルに直列に配置し、駆動状態の画素が偏光方向を変化させない画像表示パネルを有する画像投射装置で形成される画像と同一極性の画像を投射スクリーン上に表示することができる。screen.駆動状態にある画素が偏光方向を変化させない駆動装置において、例えば強調されたコントラストを得る目的のため、又は装置のカラー依存性を低減させるため、或いは表示パネルのスイッチング速度を高くするために駆動状態の画素が投射スクリーン上で黒点として表示されることを望む場合、第1図において符号18で表示する付加的な偏光回転素子を用いることもできる。1.液晶結晶材料層の代りに、付加的な偏光回転素子18としてλ/4板を用いることもできる。ここで、λは投射光の波長である。この偏光回転素子は、ここで説明している実施例にも勿論適用することができる。2の主光線だけを示す。これらビームは、画像表示パネル10全体に匹敵する所望のビーム幅を有している。2とを適切に分離するため、複合プリズム素子5の形態をした角度依存性ビームスプリッタを用いる。material,これらプリズム間に空気層8を形成する。iで入射したビームは、この界面で完全に反射することになる。光ビームが臨界角より小さい角度で界面に入射すると、このビームは完全に透過する。2を界面で透過させる。2の入射角を、それぞれ臨界角よりも大きく又は小さくなるよう設定する。゚の角度をなすことになる。この結果、投射レンズ系20は表示パネル10に接近して位置させることができ、画像投射装置をプリズム系のない場合よりも相当小型化することができる。2が反射して投射レンズ系20に入射するように構成することもできる。2に色収差がほとんど発生しない利点が達成される。achieved.カラー画像を投射する場合、1個の表示パネルを有する画像表示系を用いる代りに、例えば3個の画像表示パネルと複数のカラー選択性ビームスプリッタを具える複合画像表示系を用いることができる。第2図は、この複合画像表示系の一例を示す。system.第2図に示す実施例において、カラー分離は2個のダイクロイックミラー41及び42で構成するダイクロイック交差体40と称せられている光学素子により行なう。1は、例えば青色光を反射する第1のダイクロイックミラー41に入射する。50に向けて反射する。1,rは反射して表示パネル60に入射する。この表示パネルにおいて赤のサブ画像が発生する。2,rはダイクロイック交差体40で反射する。2,gとして反射する。of.第3図はカラー画像投射装置の別の実施例を示す。1は2個のプリズム間の空気層で全反射しない。本例の画像投射装置はプリズム系70を具え、このプリズム光学系により色分解及びカラー画像合成の両方を行なう。prism72と73との間に形成する。プリズム72には第1のダイクロイック層77をコートし、プリズム73には第2のダイクロイック層78をコートする。1は面81を経てプリズム71に入射し、例えばガラスから成るプリズム材料と空気との界面を形成する面80に入射する。1は面80で全反射する。1は空気層75を通過してプリズム72に入射する。この場合、入射角は空気層とプリズム72との間の界面における臨界角よりも小さくなるように設定する。1,bはプリズム72と空気層75との間の界面に入射し、この界面で全反射して青の表示パネル50に入射する。bは、空気層75との界面でダイクロイック層77に向けて再び全反射し、このダイクロイック層で反射され投射レンズ系20に入射する。781,rは反射し、緑のビーム成分は透過して緑用の画像表示パネル10に入射する。2,gは反射し、投射レンズ系20に直接入射する。