(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光をＰ偏光光とＳ偏光光とに分離する偏光分離光学素子と、
当該偏光分離光学素子によって分離された一方の偏光光に含まれる３色光のうち、第１の色光を分離して取り出す第１の色分離光学素子と、
前記偏光分離光学素子によって分離された他方の偏光光に含まれる３色光のうち、第２および第３の色光を分離して取り出す第２の色分離光学素子と、
前記第１の色分離光学素子によって分離された前記第１の色光を変調し、変調された前記第１の色光を前記第１の色分離光学素子にむけて出射する第１の反射型ライトバルブと、
前記第２の色分離光学素子によって分離された前記第２の色光を変調し、変調された前記第２の色光を前記第２の色分離光学素子にむけて出射する第２の反射型ライトバルブと、
前記第２の色分離光学素子によって分離された前記第３の色光を変調し、変調された前記第３の色光を前記第２の色分離光学素子にむけて出射する第３の反射型ライトバルブとを有し、
前記第１の色分離光学素子は、唯一のダイクロイックミラーまたはダイクロイックプリズムからなり、
前記第２の色分離光学素子は、前記他方の偏光光から前記第１の色光を除去するフィルタと、唯一のダイクロイックミラーまたはダイクロイックプリズムとからなることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第２の色分離光学素子と前記第２の反射型ライトバルブとの間、及び、前記第２の色分離光学素子と前記第３の反射型ライトバルブとの間には、Ｐ偏光光をＳ偏光光に、Ｓ偏光光をＰ偏光光に変換する偏光変換手段が設けられていることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記第１の色分離光学素子と前記第１の反射型ライトバルブとの間には、Ｐ偏光光をＳ偏光光に、Ｓ偏光光をＰ偏光光に変換する偏光変換手段が設けられていることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかにおいて、
前記第1の色分離光学素子には前記第２の色光および第３の色光を反射する色光反射膜が形成されており、
前記色光反射膜は赤外線反射膜としても機能することを特徴とする投写型表示装置。
【請求項５】
請求項１から３のいずれかにおいて、
前記第１の色分離光学素子は、さらに前記一方の偏光光から前記第２の色光または第３の色光を除去するフィルタを備え、前記一方の偏光光から前記第１の色光を分離して取り出すとともに、前記第２および第３の色光のうちの何れか一方の色光も分離して取り出すようになっており、
当該第１の色分離光学素子によって分離して取り出された前記第２あるいは第３の色光を変調し、変調された前記第２あるいは第３の色光を前記第１の色分離光学素子にむけて出射する第４の反射型ライトバルブが配置されていることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記第４の反射型ライトバルブに入射する色光は、前記光源から出射される光のうち、最も光量の少ない色光であることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記光源はハロゲンランプであり、前記第４の反射型ライトバルブに入射する色光は青色光であることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項８】
請求項１から３のいずれかにおいて、
更に、前記光源と前記偏光分離光学素子の間の出射光の光路上に配置された１／４波長板と、前記第１の色分離光学素子によって前記第１の色光が分離された残りの偏光光の出射側に配置され、
前記残りの偏光光を反射し、前記第1の色分離光学素子と、前記偏光分離光学素子と、前記１／４波長板とをこの順に介して前記光源に戻す反射板とが設けられたことを特徴とする投写型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカラー画像表示を行う投写型表示装置に関し、更に詳しくは、反射型のライトバルブを用いた投写型表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
反射型の液晶ライトバルブを用いた投写型表示装置としては、例えば、特開平３−２４９６３９号公報に開示されているように、色分離光学系として、Ｘ字状に反射膜が形成されたクロスダイクロイックプリズムを用いた構成のものが知られている。
【０００３】
この構成の投写型表示装置では、光源からの出射光を偏光ビームスプリッタによってＰ偏光光とＳ偏光光に分離し、Ｓ偏光光をクロスダイクロイックプリズムに入射して、３色の色光となるように空間的に分離している。クロスダイクロイックプリズムは、誘電体多層膜等からなる赤色反射膜および青色反射膜をＸ字状に形成した構成となっている。従って、Ｓ偏光光に含まれる赤および青の色光は当該ダイクロックプリズムで反射されて、これらの色光の出射面に対峙している反射型の赤色用液晶ライトバルブおよび青色用液晶ライトバルブに入射する。残りの緑色光はＸ字状に形成された反射膜をそのまま透過して、この緑色光の出射面に対峙している反射型の緑色用液晶ライトバルブに入射する。
【０００４】
これらの液晶ライトバルブには、投写表示すべきカラー画像の各色に対応する画像信号が供給されている。従って、各液晶ライトバルブに入射した色光は画像信号に応じて変調が施される。変調後の各色光は、各液晶ライトバルブで反射されて、同一光路を戻ることにより再合成されて、しかる後に、偏光ビームスプリッタを通過して、投写レンズを介して投写面上に拡大投写される。
【０００５】
一方、反射型の液晶ライトバルブを用いた投写型表示装置としては、例えば、特開昭６１−１３８８５号公報に開示されているように、色分離光学系として、それぞれ異なる色光を反射する２個のダイクロイックミラーを用いた構成のものも知られている。
【０００６】
この構成の投写型表示装置では、偏光ビームスプリッタによって光源からの出射光をＰ偏光光とＳ偏光光に分離し、Ｓ偏光光を、２個のダイクロイックミラーに順次に通過させて、まず、青色光を反射することにより分離し、次に、赤色光を反射することにより分離している。そして、分離された各色光が入射する位置には、それぞれ、反射型の青色用液晶ライトバルブおよび赤色用液晶ライトバルブを配置して、これらの色光に画像信号に対応した変調を施すようになっている。また、２個のダイクロイックミラーを通過した緑色光も反射型の緑色用液晶ライトバルブに入射して、画像信号に対応した変調が施されるようになっている。変調が施された後の各色光は、各液晶ライトバルブで反射されて同一光路を戻ることにより再合成され、しかる後に、偏光ビームスプリッタを通過して、投写レンズを介して投写面上に拡大投写される。
【０００７】
ここで、２個のダイクロイックミラーを用いて色分離光学系を構成した投写型表示装置では、上記の場合、最初に分離される青色光束は１個のダイクロイックミラーのみを通過し、他の赤および緑の色光束は２個のダイクロイックミラーを通過しており、これらの間の光路の長さが異なっている。これを解消するために、青色光束の光路上には光路マッチガラスを介在させてある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
色分離光学系としてクロスダイクロイックプリズムを用いた投写型表示装置は、唯一のダイクロイックプリズムによって色分離光学系が構成されているので、光学系を小型でコンパクトに構成できる。しかしながら、次のような解決すべき課題がある。
【０００９】
まず、クロスダイクロイックプリズムに形成されているＸ字状に形成された反射膜が相互に交差して出来る中心線の部分では光が遮られる。このために、投写レンズを介して投写面上に投写表示される画像にはこの中心線の部分が写し出されてしまう。
【００１０】
また、光源からの出射光のうちの一方の偏光光、例えばＳ偏光光のみを利用しており、他方のＰ偏光光は何ら利用されていない。従って、出射光の利用効率が悪く、明るい投写画像を形成できない場合がある。
【００１１】
これに対して、色分離光学系として２個のダイクロイックミラーを用いた投写型表示装置は、上記のクロスダイクロイックプリズムを使用した場合の弊害であるＸ字状に形成された反射膜の中心線の部分が投写画像に写し出されることは無い。しかし、次のような解決すべき課題がある。まず、２個のダイクロイックプリズムを使用しているので、その分、装置が大型化してしまう。また、各色光束の光路の長さが長くなってしまう。さらには、上記構成の投写型表示装置と同様に、一方の偏光光のみを利用しているので、出射光の利用効率が悪く、明るい投写画像が得られない場合もある。
【００１２】
本発明の課題は、このような従来の問題点を解決可能な反射型の液晶ライトバルブを備えた投写型表示装置を実現することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、光源からの光をＰ偏光光とＳ偏光光とに分離する偏光分離光学素子と、当該偏光分離光学素子によって分離された一方の偏光光に含まれる３色光のうち、第１の色光を分離して取り出す第１の色分離光学素子と、前記偏光分離光学素子によって分離された他方の偏光光に含まれる３色光のうち、第２および第３の色光を分離して取り出す第２の色分離光学素子と、前記第１の色分離光学素子によって分離された前記第１の色光を変調し、変調された前記第１の色光を前記第１の色分離光学素子にむけて出射する第１の反射型ライトバルブと、前記第２の色分離光学素子によって分離された前記第２の色光を変調し、変調された前記第２の色光を前記第２の色分離光学素子にむけて出射する第２の反射型ライトバルブと、前記第２の色分離光学素子によって分離された前記第３の色光を変調し、変調された前記第３の色光を前記第２の色分離光学素子にむけて出射する第３の反射型ライトバルブとを有し、前記第１の色分離光学素子は、唯一のダイクロイックミラー又はダイクロイックプリズムからなり、前記第２の色分離光学素子は、前記他方の偏光光から前記第１の色光を除去するフィルタと、唯一のダイクロイックミラーまたはダイクロイックプリズムとからなることを特徴とする。
【００１４】
このように構成した本発明の投写型表示装置は、偏光分離光学素子によって分離されたＰ偏光光およびＳ偏光光の双方を利用している。従って、光源からの出射光の利用効率が高く、明るい投写画像を得ることが可能となる。
【００１５】
さらに、本発明の投写型表示装置は、色分離光学素子としてクロスダイクロイックプリズムを使用することなく、各色の色光の光路上に唯一のダイクロイックミラーまたはダイクロイックプリズムを配置するのみで、３色光を分離できる。
【００１６】
従って、クロスダイクロイックプリズムを色分離光学系として用いている投写型表示装置のようにＸ字状に形成された反射膜が交差する中心線が投写画像に写し出されるという弊害は発生しない。また、２個のダイクロイックプリズムを色分離光学系として用いている投写型表示装置とは異なり、各色光は唯一のダイクロイックプリズムを通過するのみである。従って、各色光の光路長をクロスダイクロックプリズムを使用した投写型表示装置と同様に短くでき、また、装置構成も小型でコンパクトにできる。
【００１７】
次に、上記の投写型表示装置において、第２の色分離光学素子と第２の反射型ライトバルブとの間、及び、第２の色分離光学素子と第３の反射型ライトバルブとの間に、Ｐ偏光光をＳ偏光光に、Ｓ偏光光をＰ偏光光に変換する偏光変換手段を設けたり、第１の色分離光学素子と第１の反射型ライトバルブとの間に、Ｐ偏光光をＳ偏光光に、Ｓ偏光光をＰ偏光光に変換する偏光変換手段を設けたりすることができる。このように、一方の色分離光学素子とこれに対峙する反射型ライトバルブとの間に偏光変換手段を設けると、すべてのライトバルブを共通化することが可能となる。
また、上記の投写型表示装置において、前記第1の色分離光学素子には前記第２の色光および第３の色光を反射する色光反射膜が形成されており、前記色光反射膜は赤外線反射膜としても機能することを特徴とする。この構成によれば、赤外線照射による液晶ライトバルブの温度上昇を抑制することができる。
【００１８】
さらに、上記の投写型表示装置において、第１の色分離光学素子は、さらに一方の偏光光から第２の色光または第３の色光を除去するフィルタを備え、一方の偏光光から第１の色光を分離して取り出すとともに、第２および第３の色光のうちの何れか一方の色光も分離して取り出すようになっており、当該第１の色分離光学素子によって分離して取り出された第２あるいは第３の色光を変調し、変調された前記第２あるいは第３の色光を前記第１の色分離光学素子にむけて出射する第４の反射型ライトバルブを配置するという構成を採用することができる。
【００１９】
この構成を採用すれば、例えば、ハロゲンランプのように青色の光量が少ない光源を用いた場合に、偏光ビームスプリッタによって分離されたＰ偏光光およびＳ偏光光の双方に含まれる青色光の成分をそれぞれ変調するライトバルブを配置して、青色光に関して双方の偏光光を利用するようにすることができる。従って、各ライトバルブで反射されて再合成された光は全体として光源光よりもホワイトバランスが良くなるという利点がある。また、全体として光の利用効率が向上するので、その分、全体の光強度も高めることができ、明るい投写画像を形成することができる。
【００２０】
一方、光の利用効率を更に高めるためには、光源と偏光分離光学素子の間の出射光の光路上に配置された１／４波長板と、第１の色分離光学素子によって第１の色光が分離された残りの偏光光の出射側に、残りの偏光光を反射し、第1の色分離光学素子と、偏光分離光学素子と、前記１／４波長板とをこの順に介して光源に戻す反射板とを設ければよい。
【００２１】
この構成を採用すれば、偏光分離光学素子で偏光分離され、第１の色光が分離された残りの偏光光は、反射板によって反射されて１／４波長板を通過して光源に戻った後、再度１／４波長板を通過して偏光分離光学素子に入射する。この時点では、反射光は偏光方向が直交する方向に切り換わっているので、偏光分離光学素子において第２の色分離光学素子の側にむかうように分離される。この結果、実質的に光源からの出射光が全て利用されることになるので、光の利用効率が高まり、光強度が増加して、明るい投写画像を形成できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明を適用した投写型表示装置を説明する。
【００２３】
（第１の実施の形態）
図１には、本発明の第１の実施の形態に係る投写型表示装置の光学系の概略構成を示してある。この図に示すように、本例の投写型表示装置１は、光源２からの出射光Ｌを赤、緑、青の各色光Ｒ、Ｇ、Ｂに分離し、分離された各色光Ｒ、Ｇ、Ｂに対して反射型の液晶ライトバルブ３Ｒ、３Ｇ、３Ｂにより画像信号に応じた変調を施し、変調後の各色光を再合成して投写表示する構成となっている。
【００２４】
詳細に説明すると、光源２は、アーク長の短いメタルハライドランプ等の光源ランプ２１と、リフレクタ２２を備えており、光源ランプ２１からの発散光を光軸とほぼ平行な出射光Ｌとして出射する。光源２からの出射光Ｌは、出射光Ｌに含まれるＰ偏光成分ＰおよびＳ偏光成分Ｓを空間的に分離する偏光分離光学素子である偏光ビームスプリッタ４に入射する。この偏光ビームスプリッタ４は、光源光軸２ａに対して４５度傾斜した偏光分離膜４ａを備えており、出射光Ｌに含まれるＰ偏光光Ｐを透過し、Ｓ偏光光Ｓを直交する方向に向けて反射することにより、空間的に９０度の角度で分離する。
【００２５】
この偏光ビームスプリッタ４におけるＰ偏光光の出射面４１に対峙させて、第１の色分離光学素子であるダイクロイックプリズム５が配置されている。このダイクロイックプリズム５は上記の偏光分離膜４ａとほぼ平行に赤色・青色反射膜５ａが形成されている。
【００２６】
ダイクロイックプリズム５に入射したＰ偏光光Ｐに含まれる緑色光は赤色・青色反射膜５ａを透過して当該ダイクロックプリズム５の出射面５１から出射する。この出射面５１に対峙させて、出射した緑色光の光路に直交する状態に、反射型の液晶ライトバルブ３Ｇが配置されている。従って、Ｐ偏光光Ｐから分離された緑色光は当該液晶ライトバルブ３Ｇに入射して、緑色画像信号に対応した変調が施される。Ｐ偏光光Ｐに含まれている赤色光Ｒおよび青色光Ｂはダイクロイックプリズム５の赤色・青色反射膜５ａで反射される。
【００２７】
一方、偏光ビームスプリッタ４のＳ偏光光の出射面４２側には、第２の色分離光学素子として、ダイクロイックプリズム６と、ダイクロックプリズム６における偏光ビームスプリッタ４からＳ偏光光が入射する入射面６３に形成された緑色反射ダイクロイックフィルタ９とが設けられている。偏光ビームスプリッタ４から出射されたＳ偏光光は、緑色反射ダイクロイックフィルタ９を通過する際に緑色光成分が除去される。
【００２８】
そして、ダイクロイックプリズム６に入射したＳ偏光光Ｓは、偏光分離膜４ａとは直交する方向に形成された青色反射膜６ａによって青色光Ｂが反射されて出射面６１から出射する。この出射面６１に対峙させて、出射した青色光Ｂの光路に直交する状態に、反射型の青色用液晶ライトバルブ３Ｂが配置されている。従って、Ｓ偏光光Ｓから分離された青色光Ｂは当該液晶ライトバルブ３Ｂに入射して青色画像信号に対応する変調が施される。青色反射膜６ａを透過した赤色光Ｒは出射面６２から出射する。この出射面５２に対峙させて、出射した赤色光の光路に直交する状態に、反射型の赤色用液晶ライトバルブ３Ｒが配置されている。従って、Ｓ偏光光Ｓから分離された赤色光は当該液晶ライトバルブ３Ｒに入射して赤色画像信号に対応する変調が施される。
【００２９】
反射型の液晶ライトバルブ３Ｒ、３Ｇ、３Ｂに入射した各色光は、それぞれに供給されている各色の画像信号の画素信号に応じて各画素電極毎に偏光面の回転を受けた光が反射光として得られる。このようにして変調された反射光は、再度、同一光路に沿って戻り、ダイクロイックプリズム５、６を通り、偏光ビームスプリッタ４に至る。
【００３０】
ここで、Ｐ偏光光が入射した緑色用液晶ライトバルブ３Ｇからの反射光は、偏光面の回転を受けて部分的にＳ偏光光となっており、このＳ偏光成分のみが、当該偏光ビームスプリッタ４の偏光分離膜４ａで反射されて、投写光学系を構成している投写レンズ７に供給され、残りのＰ偏光成分は光源２の側に向けて戻っていく。
【００３１】
一方、Ｓ偏光光が入射した青用および赤用の液晶ライトバルブ３Ｂ、３Ｒからの反射光は、偏光面の回転を受けて部分的にＰ偏光光となった偏光成分のみが、当該偏光ビームスプリッタ４の偏光分離膜４ａを透過して、投写レンズ７に供給され、残りのＳ偏光成分は反射されて光源２の側に戻っていく。
【００３２】
この結果、偏光ビームスプリッタ４の出射面４３からは各色の画像信号に応じて変調が施された各色光が再合成されて出力される。この合成光Ｌ２は投写レンズ７を介して、投写面８の上に拡大投写される。
【００３３】
このように構成した本例の投写型表示装置１では、偏光分離光学素子によって分離されたＰ偏光光およびＳ偏光光の双方を利用している。従って、光源からの出射光の利用効率が高く、明るい投写画像を得ることが可能となる。
【００３４】
さらに、色分離光学素子としてクロスダイクロイックプリズムを使用せずに、２個のダイクロイックプリズム５、６を用いている。また、各色の色光Ｒ、Ｇ、Ｂの光路上には唯一のダイクロイックプリズム５またはダイクロイックプリズム６が配置されているのみである。従って、本例によれば、クロスダイクロイックプリズムを色分離光学系として用いている投写型表示装置のように、Ｘ字状に形成された反射膜が交差する中心線が投写画像に写し出されるという弊害は発生しない。また、従来のような２個のダイクロイックプリズムを色分離光学系として用いている投写型表示装置とは異なり、各色光は唯一のダイクロイックプリズムを通過するのみなので、各色光の光路長をクロスダイクロックプリズムを使用した投写型表示装置と同様に短くでき、また、装置構成も小型でコンパクトにできる。
【００３５】
なお、本例では色分離光学素子として２つの直角プリズムの間に誘電体多層膜を挟んだダイクロイックプリズム５、６を使用しているが、代わりに透明板状に誘電体多層膜を形成したダイクロイックミラーを用いることもできる。ダイクロイックプリズムを用いた場合には、ダイクロイックミラーを用いた場合よりも各色の光学的な光路長を短くできるという利点がある。これに対して、ダイクロイックミラーを使用した場合には、そこに形成される各色の反射膜を目標とする特性に設定しやすいという利点がある。
【００３６】
また、本例において、緑色反射ダイクロイックフィルタ９は、入射面６３に設けられるが、この緑色反射ダイクロイックフィルタ９は、青色用液晶ライトバルブ３Ｂとダイクロイックプリズム６との間、あるいは、赤色用液晶ライトバルブ３Ｒとダイクロイックプリズム６との間に配置してもよい。
【００３７】
さらに、本例では、第１の色分離光学素子であるダイクロイックプリズム５の赤色・青色反射膜５ａは、赤外線反射膜としても機能するように構成されている。この構成によれば、赤外線照射による緑色用液晶ライトバルブ３Ｇの温度上昇を抑制できるので好ましい。
【００３８】
さらにまた、本例において、ダイクロイックプリズム６と青色用液晶ライトバルブ３Ｂ、ダイクロイックプリズム６と赤色用液晶ライトバルブとの間３Ｒに、Ｓ偏光光をＰ偏光光に、Ｐ偏光光をＳ偏光光に変換する１／２波長板等の偏光変換手段を設ければ、すべてのライトバルブを共通化することが可能となる。なお、この偏光変換手段をダイクロイックプリズム６と青色用液晶ライトバルブ３Ｂ、赤色用ライトバルブ３Ｒとの間に設けるかわりに、ダイクロイックプリズム５と緑色用液晶ライトバルブ３Ｇとの間に設けても同様の効果が得られる。
【００３９】
（投写型表示装置の変形例）
図２は、図１に示した投写型表示装置１の第１の変形例を示す概略構成図である。この図に示す投写型表示装置１０は、複数のレンズにより光源からの光を複数の部分光束に分離して、それぞれの部分光束により液晶ライトバルブを均一に照明するインテグレータ光学系を構成する２枚のレンズ板２３，２４を備えている。また、第１の色分離光学素子として、ダイクロイックプリズム５の内部には青色反射膜５ｂが形成されており、その出射面５１には赤色反射ダイクロイックフィルタ１１が設けられている。そして、その出射面５２側には第２の青色用液晶ライトバルブ３Ｂ（２）を備えている。これ以外の構成は投写型表示装置１と同一であるので、対応する部分には同一の符号を付して、それらの説明は省略する。
【００４０】
光源２から出射された光は、複数の矩形レンズにより構成された第１のレンズ板２３により複数の部分光束に分離された後、第１のレンズ板２３と同様に構成された第２のレンズ板２４を通過して偏光ビームスプリッタ４へ出射される。出射光は偏光分離膜４ａにより、Ｐ偏光光ＰとＳ偏光光Ｓとに分離される。
【００４１】
この偏光ビームスプリッタ４におけるＰ偏光光の出射面４１に対峙させて、第１の色分離光学素子であるダイクロイックプリズム５が配置されている。このダイクロイックプリズム５は上記の偏光分離膜４ａとほぼ平行に青色反射膜５ｂが形成されている。
【００４２】
ダイクロイックプリズム５に入射したＰ偏光光Ｐに含まれる赤色光Ｒ、緑色光Ｇは青色反射膜５ｂを透過して当該ダイクロックプリズム５の出射面５１から出射する。この出射面５１に対峙させて、出射した緑色光の光路に直交する状態に、赤色反射ダイクロイックフィルタ１１、及び、反射型の液晶ライトバルブ３Ｇが配置されている。従って、Ｐ偏光光Ｐから分離された赤色光Ｒ、緑色光Ｇのうち、赤色光Ｒは赤色反射ダイクロイックフィルタ１１で反射され、緑色光Ｇのみが当該液晶ライトバルブ３Ｇに入射して、緑色画像信号に対応した変調が施される。
【００４３】
一方、青色反射膜５ｂで反射された青色光Ｂが出射する出射面５２には、第２の青色用液晶ライトバルブ３Ｂ（２）が配置されており、これに入射した青色光Ｂには青色画像信号に対応した変調が施される。
【００４４】
このように構成した本例の投写型表示装置１０では、インテグレータ光学系を採用することにより、投写される画像の明るさを画像全体にわたって均一にすることができる。
【００４５】
また、青色用液晶ライトバルブを２つ設けることにより、青色光の強度を高めることができる。従って、ハロゲンランプのように青色の光量が少ない光源を用いた場合には、偏光ビームスプリッタ４によって分離されたＰ偏光光ＰおよびＳ偏光光Ｓの双方に含まれる青色光Ｂの成分を利用できる。従って、各液晶ライトバルブで反射されて再合成された光は全体として光源光よりもホワイトバランスが良くなるという利点がある。また、全体として光の利用効率が向上するので、その分、全体の光強度も高めることができ、明るい投写画像を形成できる。
【００４６】
また、光源として例えばメタルハライドランプを用いている従来の投写型表示装置では、緑色光の強度が高いので、色バランスをとるために、例えば光源からの出射光から緑色成分を減らすようにしている。しかし、本例の構成を採用すれば、青色光あるいは赤色光の強度を高めることができるので、緑色成分を減らして光強度を低下させてしまうこともない。
【００４７】
（投写型表示装置の別の変形例）
図３は、前述した投写型表示装置１の更に別の変形例を示す概略構成図である。この図に示す投写型表示装置３０も基本構成は投写型表示装置１と同一であるので、共通する部分には同一の符号を付し、それらの説明は省略する。
【００４８】
本例の投写型表示装置３０は、偏光ビームスプリッタ４における出射光Ｌの入射面４４に１／４波長板２５を貼り付けてある。また、ダイクロイックミラー５における青色光Ｂおよび赤色光Ｒの出射面５２には反射板３１が貼り付けられている。
【００４９】
このように構成した本例の投写型表示装置３０において、ダイクロイックミラー５の内部に形成された青色・赤色反射膜５ａで反射されたＰ偏光の青色光Ｂおよび赤色光Ｒは、反射板３１によって反射され、同一の光路を辿って偏光ビームスプリッタ４および１／４波長板２５を通って光源２に戻る。光源２に戻った反射光は、リフレクタ２２によって反射されて出射光Ｌとして再度１／４波長板２５を通って偏光ビームスプリッタ４に入射する。このように、反射板３１で反射された光は、１／４波長板２５を通り、反射された後に再度１／４波長板２５を通過する。従って、その偏光方向が直交する方向に切り替わった状態で偏光ビームスプリッタ４に入射する。本例では、Ｐ偏光光Ｐが反射板３１によって反射され、ここで反射されたＰ偏光光Ｐが光源２に戻って反射されて１／４波長板２５を通過し、再び偏光ビームスプリッタ４に入射する際にはＳ偏光光に切り換わっている。従って、当該Ｓ偏光光Ｓは偏光ビームスプリッタ４で反射されて、第２の色分離光学素子であるダイクロイックプリズム６に入射して、青色光Ｂおよび赤色光Ｒに分離されて、対応する液晶ライトバルブ３Ｂ，３Ｒに入射する。
【００５０】
従って、本例の投写型表示装置３０によれば、実質的に光源からの出射光が全て利用されることになるので、光の利用効率が高まり、光強度が増加して、明るい投写画像を形成できる。
【００５１】
（その他の実施の形態）
なお、上記の投写型表示装置における各色の液晶ライトバルブの配置は一例を示すためのものであり、これらの実施例に限定されるものではない。各色分離光学素子における色分離特性を変更すれば、それに対応させて、各色の液晶ライトバルブの配置関係も異なるものにできる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の投写型表示装置によれば、偏光分離光学素子によって分離されたＰ偏光光およびＳ偏光光の双方を利用して、各色光を分離するようにしている。従って、クロスダイクロイックプリズムを色分離光学素子として用いることなく、小型の投写型表示装置の光学系を構成できる。
【００５３】
また、本発明の投写型表示装置によれば、偏光分離光学素子によって分離されたＰ偏光光およびＳ偏光光を効率良く利用できるので、光の利用効率を高め、明るい投写画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した反射型の液晶ライトバルブを用いた投写型表示装置の光学系の主要構成を示す概略構成図である。
【図２】図１の投写型表示装置の変形例に係る光学系の主要構成を示す概略構成図である。
【図３】図１の投写型表示装置の更に別の変形例に係る光学系の主要構成を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１      投写型表示装置
２      光源
２ａ    光源光軸
２１    光源ランプ
２２    リフレクタ
２３  第１のレンズ板
２４  第２のレンズ板
２５  １／４波長板
３Ｒ    赤色用反射型液晶ライトバルブ
３Ｇ    緑色用反射型液晶ライトバルブ
３Ｂ，３Ｂ（２）    青色用反射型液晶ライトバルブ
４      偏光ビームスプリッタ
４ａ    偏光分離膜
４１    出射面
４２    出射面
４３    出射面
４４    入射面
５      ダイクロイックプリズム
５ａ    赤色・青色反射膜
５ｂ    青色反射膜
５１    出射面
６      ダイクロイックプリズム
６ａ    青色反射膜
６１    出射面
６２    出射面
６３    入射面
７      投写レンズ
８      投写面
９      緑色反射ダイクロイックフィルタ
１０    投写型表示装置
１１    赤色反射ダイクロイックフィルタ
３０    投写型表示装置
３１    反射板
【図１】
0003646455.tif 000002
【図２】
0003646455.tif 000003
【図３】
0003646455.tif 000004