(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射型ＬＣＤを利用する投射表示装置において、
ランプとＳ波又はＰ波のうち１つの偏光を照明する偏光素子とを具備した照明装置と、
入力されたイメージ信号に対応するイメージを提供し、入射された光の反射時における光の偏光状態を変更させる前記反射型ＬＣＤと、入射された光のうち、特定の色の偏光状態を異なるようにするリターダスタックと、入射された光の色分離、色合成及びアナライザ機能を遂行して、５８９．３ｎｍ波長での光弾性係数を０．０３×１０−６ｍｍ２／Ｎ以下にし、０．４２μｍ〜０．７０μｍの波長で２５ｍｍの厚さの最低透過率が９０％以上である材質を有する偏光ビームスプリッタを含む色分離／合成系と、
前記色分離／合成系を通過したイメージをスクリーンに投射する投射系と、
を含んで構成され、
前記色分離／合成系は、
前記照明装置で入射された光のうち、特定の色の偏光状態を異なるようにして通過させる同時に特定の色の以外の光もともに通過させる第１リターダスタックと、
前記第１リターダスタックを通過した光を色分離して透過させたり反射する第１偏光ビームスプリッタと、
前記第１偏光ビームスプリッタを透過した光を第１反射型ＬＣＤに送り、反射されてきた光をアナライジングする第２偏光ビームスプリッタと、
前記第１偏光ビームスプリッタで反射されてきた光のうち、特定の色の偏光状態を異なるようにして通過させる同時に特定の色の以外の光もともに通過させる第２リターダスタックと、
前記第２リターダスタックを通過した光を色分離して第２，第３反射型ＬＣＤに送り、反射されてきた光を色合成及びアナライジングする第３偏光ビームスプリッタと、
前記第３偏光ビームスプリッタで色合成された光のうち、特定の色の偏光状態を異なるようにして通過させる同時に特定の色の以外の光もともに通過させる第３リターダスタックと、
前記第３リターダスタックを通過した光と前記第２偏光ビームスプリッタでアナライジングされてきた光を色合成する第４偏光ビームスプリッタと、
前記第４偏光ビームスプリッタで色合成された光のうち、特定の色の偏光状態を異なるようにして通過させる同時に特定の色の以外の光もともに通過させる第４リターダスタックと、
を含んで構成されたことを特徴とする、反射型ＬＣＤを利用する投射表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射型ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）を利用する投射表示装置に関する。本発明は、特に、反射型ＬＣＤをＳＬＭ（Ｓｐａｔｉａｌ  Ｌｉｇｈｔ  ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）にする投射表示装置で安定した性能を保障しつつ、既存のＸ−プリズム（ｐｒｉｓｍ）を利用して色を分離／合成する方式に比べ、光学要素の数を減少されることによって投射表示装置のコンパクト（Ｃｏｍｐａｃｔ）化を達成した、反射型ＬＣＤを利用する投射表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、ディスプレイが大型化されるに伴って、プロジェクション技術を利用したデータプロジェクタ、プロジェクション・テレビ、プロジェクションモニタなどの開発が加速化している。近来には各画素に反射電極を設置して画素の開口率を向上させて使用する反射型液晶パネルが投射表示装置に適用されている。この反射型液晶パネルは、従来の透過型液晶パネルと比較して開口率を高くできるため、高効率の投射表示装置の実現が容易である。
【０００３】
また、一般的に、透過型ＬＣＤを使用する投射表示装置がポーラライザ（Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）機能のＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚｉｎｇ  Ｂｅａｍ  Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）とアナライザ（Ａｎａｌｙｚｅｒ）機能のＰＢＳが使用されることとは異なり、反射型ＬＣＤを使用する投射表示装置では１つのＰＢＳが２機能を担当するため、画面を明るくし、システムを小さくしようという要求を満足させるのに適している、という利点がある。
【０００４】
しかし、反射型ＬＣＤを適用するにあたって１つの光部品が２機能を担当するため、この部品の性能が全体のシステムの性能に及ぼす比重が相当に高まる。特に、この部品の熱的な安全性が問題になるが、これは透過型光モジュレータを利用する方式より約２倍の光エネルギがこの光部品を通過するためである。このような問題を解決するためにエネルギを分散させるとともに、この光部品の熱的安全性に優れた材質を利用する方法が用いられてきた。
【０００５】
光エネルギを分散させる方法としては、１個モジュレータとカラーホイール（Ｃｏｌｏｒ  Ｗｈｅｅｌ）を利用する方法が用いられてきた。しかし、このような方法は、ある瞬間にＲ，Ｇ，Ｂ３原色の１つのみが出力されるために原理的な光損失が約７０％に達する。また、照明光が光モジュレータに入射される前に２色性ミラー（Ｄｉｃｈｒｏｉｃ  Ｍｉｒｒｏｒ）を利用して光をＲ，Ｇ，Ｂの３原色に各々分離し、これを３個のポーラライザとアナライザの機能を同時に担当する光部品と３個の反射型光モジュレータに作用させる方法がある。このような方法は、充分に光効率を高めることができるが、システムの大きさが大きくなる、という問題がある。
【０００６】
従って、光エネルギを分散して利用するのを最小化してシステムの大きさを小さくしつつ、３個の反射型光モジュレータを利用して光効率を高めるとともに、充分な熱的安全性を有する材質を利用して投射表示装置を構成することが必要になった。
【０００７】
従来の技術で代表的なものは、米国特許第５，８０８，７９５号の技術である。
【０００８】
この技術では、Ｘ形態の平板２色性フィルタを利用して３原色に各々分離し、この分離された光を３個のＰＢＳ群に入射させて偏光化した後、３個の反射型ＬＣＤによって光をモジュレーティングする。モジュレーションされた光は、Ｘ−プリズムを利用して合成された次のプロジェクションレンズを介してスクリーンに投射される。このとき、外部又は熱的ストレスによる画面の異常現状を除去するためにこのシステムのＰＢＳは、１．５×１０−６ｍｍ２／Ｎ以下の光弾性率を有する材質からなる。
【０００９】
図１は、こうした従来の投射表示装置の例示図である。その動作は次のとおりである。
【００１０】
光源１００から出射した白色光が平板２色性ミラー１１によってＲ，Ｇ，Ｂの各成分に分けられる。以後は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各成分に作用する光部品が類似しているので、Ｇ成分についてのみ、説明する。
【００１１】
Ｇ成分は、参照番号１２Ｇのミラーによってプレポーラライジング（Ｐｒｅ−Ｐｏｌａｒｉｚｉｎｇ）を担当する参照番号１５ＧのＰＢＳに入射する。ＰＢＳ１５Ｇによってプレポーラライジング（Ｐｏｌａｒｉｚｉｎｇ）された成分は、参照番号１４ＧのＰＢＳによって再びポーラライジングされつつ、参照番号１３Ｇの反射型ＬＣＤに向かうようになる。
【００１２】
反射型ＬＣＤ１３Ｇによってモジュレーション（Ｍｏｄｕｌａｔｉｎｇ）されたＧ成分は、再び、ＰＢＳ１４Ｇによってアナライジング（Ａｎａｌｙｚｉｎｇ）された後、参照番号１７のＸ−プリズム（Ｐｒｉｓｍ）へ向かう。ここで、ＰＢＳは１．５×１０−８ｃｍ２／Ｎ以下の光弾性率を有する材質からなる。
【００１３】
そして、Ｘ−プリズム１７によってＲ，Ｇ，Ｂ成分が合成されて作られたイメージは、参照番号１８であるプロジェクションレンズを介し、参照番号２００のスクリーンに投射される。
【００１４】
この装置でＰＢＳに入射された光エネルギのうち、ＰＢＳに吸収されたエネルギは、ＰＢＳに熱的ストレスとして作用する。このストレスがＰＢＳの性能に及ぼす影響の程度を判断することができるＯｐｔｉｃａｌ  Ｐａｔｈ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ  ΔＲは、次の数式１のとおりである。
【００１５】
【数１】
0003553911.tif 000002
【００１６】
ここで、λは、光の波長で、Δｎは、熱的ストレスによって発生された複屈折量であり、Ｌは、光が通過した厚み、Ｃは材質の光弾性率であり、Δσは、光軸と垂直した２つのプリンシパルストレス（Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ  Ｓｔｒｅｓｓ）の差である。
【００１７】
従って、このような従来の装置では、ＰＢＳの材質は、１．５×１０−８ｃｍ２／Ｎ以下の光弾性率を有する材質に限定することによって、システムの安全性と画面の均質性（ｅｖｅｎｅｓｓ）とを確保しようとした。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の技術では、Ｘ−形態の２色性ミラー（ｄｉｃｈｒｏｉｃ  ｍｉｒｒｏｒ）を利用して色分離をした後、ポーラライジング（Ｐｏｌａｒｉｚｉｎｇ）とアナライジング（Ａｎａｌｙｚｉｎｇ）の目的で３原色のある光成分をＰＢＳに作用させるのであるが、ＰＢＳの材質を３原色の重要波長で光弾性率が低い材質を使用するようになる。即ち、１つのＰＢＳに作用する光エネルギが本発明に係るものより従来の技術がより小さい。
【００１９】
しかしながら、従来の技術は、３原色の各々に対して光学要素が必要とするために、光学要素の数が多くなる。これは、価格を高くし、大きさを増加させる問題を発生させる。
【００２０】
また、従来の技術では、単純にＰｂ０の含有量を介してガラスの光弾性率が調節されたガラスをＰＢＳのベース（Ｂａｓｅ）材質に使用するのであるが、こうしたガラスは、可視光領域の短波長でその透過率が相当によくなくなる短所があった。ＰＢＳに作用する光エネルギが増加する場合、ＰＢＳに吸収される光エネルギも同時に増加する。そのため、ストレスが増加し、光弾性率が小さくても安定した明るさの均一性が確保できない可能性もある。
【００２１】
このように従来の装置は、光学要素の数が多く、安定した明るさの均一性を確保することができない、という問題があった。
【００２２】
本発明は、上記のような従来技術の諸般の問題点を解消するために提案されたもので、その目的は、反射型ＬＣＤをＳＬＭ（Ｓｐａｔｉａｌ  Ｌｉｇｈｔ  ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）とする投射表示装置で安定した性能を保障しつつ、既存のＸ−プリズムを利用して色を分離合成する方式に比べ、光学要素の数を少なくすることによって投射表示装置をコンパクトにし、安定した明るさの均一性を確保することができる反射型ＬＣＤを利用する投射表示装置を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、反射型ＬＣＤを利用する投射表示装置において、ランプとＳ波又はＰ波のうち１つの偏光を照明する偏光素子とを具備した照明装置と、入力されたイメージ信号に対応するイメージを提供し、入射された光の反射時における光の偏光状態を変更させる前記反射型ＬＣＤと、入射された光のうち、特定の色の偏光状態を異なるようにするリターダスタックと、入射された光の色分離、色合成及びアナライザ機能を遂行して、５８９．３ｎｍ波長での光弾性係数を０．０３×１０−６ｍｍ２／Ｎ以下にし、０．４２μｍ〜０．７０μｍの波長で２５ｍｍの厚さの最低透過率が９０％以上である材質を有する偏光ビームスプリッタを含む色分離／合成系と、前記色分離／合成系を通過したイメージをスクリーンに投射する投射系とを含んで構成されたことを特徴とする。
【００２４】
また、前記色分離／合成系は、前記照明装置で入射された光のうち、特定の色の偏光状態を異なるようにして通過させる第１リターダスタックと、前記第１リターダスタックを通過した光を色分離して透過させたり反射する第１偏光ビームスプリッタと、前記第１偏光ビームスプリッタを透過した光を第１反射型ＬＣＤに送り、反射されてきた光をアナライジングする第２偏光ビームスプリッタと、前記第１偏光ビームスプリッタで反射されてきた光のうち、特定の色の偏光状態を異なるようにして通過させる第２リターダスタックと、前記第２リターダスタックを通過した光を色分離して第２，第３反射型ＬＣＤに送り、反射されてきた光を色合成及びアナライジングする第３偏光ビームスプリッタと、前記第３偏光ビームスプリッタで色合成された光のうち、特定の色の偏光状態を異なるようにして通過させる第３リターダスタックと、前記第３リターダスタックを通過した光と前記第２偏光ビームスプリッタでアナライジングされてきた光を色合成する第４偏光ビームスプリッタと、前記第４偏光ビームスプリッタで色合成された光のうち、特定の色の偏光状態を異なるようにして通過させる第４リターダスタックとを含んで構成されたことを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の上述した目的と様々な長所は、この技術分野における当業者により、添付された図面を参照して後述される本発明の望ましい実施形態から、より一層明確にされるはずである。
【００２６】
以下、本発明に係る一実施形態である、反射型ＬＣＤを利用する投射表示装置を、図面を参照して説明すれば次のとおりである。
【００２７】
図２は、本発明による反射型ＬＣＤを利用する投射表示装置の例示図である。
【００２８】
これに図示されたように、ランプ１１と偏光板ＰＬを具備してＳ波又はＰ波のうち、ひとつの偏光を照明する照明装置と、入力された光成分に対応するイメージを提供して入射された光の反射時に光の偏光状態を変更させる反射型ＬＣＤ１５Ｇ，１５Ｂ，１５Ｒと、入射された光の色によって偏光状態を異なるようにするリターダスタックＧＲ，ＲＲと、前記照明装置で照明された光の色を分離して前記反射型ＬＣＤ１５Ｇ，１５Ｂ，１５Ｒへ向かうようにし、前記反射型ＬＣＤ１５Ｇ，１５Ｂ，１５Ｒで反射された光の色合成とアナライザ機能を同時に遂行し、５８９．３ｎｍ波長での光弾性係数を０．０３×１０−６ｍｍ２／Ｎ以下にし、０．４２μｍ〜０．７０μｍの波長で最低２５ｍｍ厚さの透過率が９０％以上とする材質を有する偏光ビームスプリッタＰ１〜Ｐ４と、上記偏光ビームスプリッタＰ１〜Ｐ４を通過したイメージをスクリーンに投射する投射系１６を含んで構成される。
【００２９】
上記偏光ビームスプリッタの第１、第２、第４偏光ビームスプリッタＰ１，Ｐ２，Ｐ４で、前記グリーンリターダスタック（Ｇｒｅｅｎ  Ｒｅｔａｒｄｅｒ  ｓｔａｃｋ，  ＧＲ）によってＳ波からＰ波に変換されたグリーン（Ｇｒｅｅｎ）光は、第１偏光ビームスプリッタＰ１を透過した後、第２偏光ビームスプリッタＰ２に入射されて透過した後、前記反射型ＬＣＤ１５Ｇに入射されるようにし、前記反射型ＬＣＤ１５Ｇは、イメージ（ｉｍａｇｅ）信号に対応する偏光状態で入射光を変調して反射させ、前記第２偏光ビームスプリッタＰ２によって変調された反射光から、Ｐ波は透過されて前記反射型ＬＣＤ１５Ｇに入射された経路に沿って戻るようにし、反射されたＳ波は、前記第４偏光ビームスプリッタＰ４に入射されるようにし、前記第１偏光ビームスプリッタＰ１によって反射されたＳ波のマゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ）光は、レッドリターダスタック（Ｒｅｄ  Ｒｅｔａｒｄｅｒ  ｓｔａｃｋ，  ＲＲ）に向かうようにする。
【００３０】
前記偏光ビームスプリッタの第１，第３，第４偏光ビームスプリッタＰ１，Ｐ３，Ｐ４で、前記第１偏光ビームスプリッタＰ１によって反射されたＳ波であるマゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ）光は、レッドリターダスタックＲＲに向けるようにし、前記レッドリターダスタックＲＲによってマゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ）光のレッド（Ｒｅｄ）成分は、偏光が９０度回転されて、Ｓ波からＰ波に変換され、ブルー（Ｂｌｕｅ）成分は、その偏光成分を入射された状態と同一に維持する。前記レッドリターダスタックＲＲを透過した光は、再び前記第３偏光ビームスプリッタＰ３によってＰ波のレッド（Ｒｅｄ）光は透過され、前記反射型ＬＣＤ１５Ｒに入射され、イメージ信号によって偏光状態が変調されて反射されるようにし、前記反射型ＬＣＤ１５Ｒによって反射されたレッド（Ｒｅｄ）光のＳ成分は、前記第３偏光ビームスプリッタＰ３によって反射された後、異なるレッドリターダスタックＲＲによってＰ波に変化され、前記第４偏光ビームスプリッタＰ４に向かうようにし、レッド光のＰ成分は、前記第３偏光ビームスプリッタＰ３を透過して入射された経路に沿って戻るようにする。
【００３１】
前記第３偏光ビームスプリッタＰ３によってレッド（Ｒｅｄ）成分と分離されたＳ波のブルー（Ｂｌｕｅ）光は、前記第３偏光ビームスプリッタＰ３によって前記反射型ＬＣＤ１５Ｂへ向かい、イメージ信号に従って反射型ＬＣＤ１５Ｂによってその偏光状態が変調されて反射されるようにしている。反射されたＰ波であるブルー（Ｂｌｕｅ）光は、前記第３偏光ビームスプリッタＰ３と前記第４偏光ビームスプリッタＰ４間のレッドリターダスタックＲＲによって偏光変換されることなく、第４偏光ビームスプリッタＰ４に入射されるようにし、Ｓ波のブルー（Ｂｌｕｅ）光は、前記第３偏光ビームスプリッタＰ３によって反射されて入射された経路に沿って戻るようにする。
【００３２】
前記偏光ビームスプリッタの第４偏光ビームスプリッタＰ４で、前記第４偏光ビームスプリッタＰ４に入射されたＳ波のグリーン（Ｇｒｅｅｎ）光は、第４偏光ビームスプリッタＰ４で反射され、Ｐ波のレッド（Ｒｅｄ）とブルー（Ｂｌｕｅ）光は、第４偏光ビームスプリッタＰ４を透過することで、カラーイメージ（Ｃｏｌｏｒ  Ｉｍａｇｅ）として合成されるようにし、カラーイメージを含んだ光のグリーン（Ｇｒｅｅｎ）成分は、グリーンリターダスタック（Ｇｒｅｅｎ  Ｒｅｔａｒｄｅｒ  ｓｔａｃｋ，  ＧＲ）によって偏光が９０度、回転されてＰ波になり、他の成分は、Ｐ波の状態を維持するようにして、あらゆる成分がＰ波になり、前記投射系１６の投射レンズによってスクリーンに投射されるようになる。
【００３３】
従来の技術では、Ｘ−形態２色性ミラー（ｄｉｃｈｒｏｉｃ  ｍｉｒｒｏｒ）を利用して色分離した後、ポーラライジング（Ｐｏｌａｒｉｚｉｎｇ）とアナライジング（Ａｎａｌｙｚｉｎｇ）の目的で３原色のある光成分をＰＢＳに作用させる。即ち、１つのＰＢＳに作用する光エネルギが本発明に伴うものより従来の技術がより小さくすることができる。しかし、従来の技術は、３原色の各々に対して光学要素が必要となるため、その使用光学要素の数が多く、これは価格を高くさせ、大きさを増加させる要因になる。
【００３４】
さらに、従来技術では、ＰｂＯの含有量を介してガラスの光弾性率が調節されたガラスをＰＢＳのベース（Ｂａｓｅ）材質として用いているが、このようなガラスは、可視光領域の短波長でその透過率が相当によくなくなる。
【００３５】
図３は、従来技術と本発明によるＰＢＳの材質特性を比較したグラフである。
【００３６】
そこで、図３のＧｌａｓｓ１は、６０モル％のＰｂＯ、４０モル％のＳｉＯ２で作られ、Ｇｌａｓｓ２乃至Ｇｌａｓｓ４のガラスは、４０モル％のＳｉＯ２以外にＧｌａｓｓ２にはＰｂＯ＋０．２モル％  Ａｓ２Ｏ３、Ｇｌａｓｓ３には、ＰｂＯ２＋０．２モル％Ａｓ２Ｏ３、Ｇｌａｓｓ４には、ＰｂＯ＋０．２モル％Ｓｂ２Ｏ３が添加された。
【００３７】
ガラスのＰｂＯ含有量が高ければ、［ＰｂＯ４］４面体の形成が増加され、網目構造の形成体として作用するために、ＰｂＯの濃度によってＰＢ２＋／Ｐｂ４＋の平衡状態が形成される。ところで、Ｐｂ４＋によって、ＰｂＯ２が形成され、ガラスの透過率を落とすのである。Ｇｌａｓｓ２のように、Ａｓ２Ｏ３は、鉛ガラスの透過率を高めるのであるが、これはＡｓ２Ｏ３が酸素を吸収してＡｓ２Ｏ５に変化するためである。
【００３８】
反面、Ｇｌａｓｓ４のように、アンチモン酸化物は、ガラスの透過率を落とすのであるが、これはアンチモン鉛が形成されるためである。このような現状は、ガラスを着色させることによってプロジェクションされるイメージの色に影響を与えるだけでなく、光の吸収によるプリズムの熱吸収が光軸と垂直な２つのプリンシパルストレス（Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ  Ｓｔｒｅｓｓ）の差Δσを増加させる要因になる。反面、ＳＦ２にように、光の透過率が良好なガラスは、小さなストレスにも相当な複屈折が現れるようになる。しかしながら、従来技術によるガラスは、鉛ガラスに［Ａｓ２Ｏ３＋Ｓｂ２Ｏ３］が添加されることによって鉛ガラスの透過率が改善されたとするのは困難で、本発明のように、多くの光エネルギがＰＢＳに作用する場合、画質の安全性が保障されない。
【００３９】
また、既に透過率が改善された鉛ガラスが商用に存在するが、ショット社のＳＦ５７  ｉｍｐｒｏｖｅｄ  ｉｎｔｅｒｎａｌ  ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅやオハラ社のＰＢＨ５５のようなものが挙げられる。ＳＦ５７  ｉｍｐｒｏｖｅｄ  ｉｎｔｅｒｎａｌ  ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅの５８９．３ｎｍ波長での光弾性係数は、０．０２×１０−６ｍｍ２／Ｎであり、オハラ社のＰＢＨ５５の５８９．３ｎｍ波長での光弾性係数は、０．０３×１０−６ｍｍ２／Ｎである。本発明ではこのような材質を利用したＰＢＳが使われた。
【００４０】
図４は、本発明に対して光吸収によって発生される複屈折の影響を測定するための装置の例示図である。
【００４１】
この装置のスクリーンで中心部と周縁部位に投射された光がフォトメータ（Ｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ）によって明るさが測定され、時間によって明るさの均一性がどのように変化するのか測定された。
【００４２】
次の表１は、このとき、使われたＰＢＳ試料の基本物質（Ｂａｓｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌ）等の性質である。
【００４３】
【表１】
0003553911.tif 000003
【００４４】
図５は、図４の測定装置に表１の試料をＰＢＳに使用した場合、従来技術と本発明のＰＢＳの明るさの均一性を測定して比較した図面である。
【００４５】
ここで、参照番号２１は、ＵＨＰ１００Ｗランプを利用した照明装置でｆ／３、４２０〜７００ｎｍ波長領域、ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ  ｓｈａｐｅ、Ｓ波である光を照射した。２２は、試料ＰＢＳであり、２３はミラー、２４はｆ／３に投射する投射レンズ、２５はスクリーンである。
【００４６】
それで、照明装置２１から出射された光は、Ｓ波でＰＢＳ２２によって反射され、ミラー２３で入射した後、反射される。反射された光は、再び、ＰＢＳ２２によって反射されて照明装置２１に戻る。このとき、大部分の光エネルギは、ＰＢＳ２２をなすプリズムのうち、照明装置２１側に存在するため、投射レンズ側のプリズムと温度差が発生するようになる。この温度差によって発生した複屈折により投射レンズへ向かって投射される光が発生する。
【００４７】
図５の結果から、光弾性係数の低いＳＦ６が光弾性係数の高いＳＦ２よりも、時間が経過するに従って、明るさの均一性が悪くなるということがわかる。また、光弾性係数の顕著に低いＳＦ５７もやはり時間が経過するに従って、明るさの均一度が悪くなっていることがわかる。
【００４８】
反面、ＳＦ５７  Ｉｍｐｒｏｖｅｄ  ｉｎｔｅｒｎａｌ  ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅは、安定した性質であることを示している。この材質は、小さな光弾性係数と可視光の短波長領域で良好な透過率を有していることがわかる。
【００４９】
図３に示されているとおり、  鉛ガラスによる光エネルギの吸収は、大部分、短波長領域で発生される。従って、本発明の色を分離又は合成するＰＢＳがブルー（Ｂｌｕｅ）を反射して色を分離する過程で光エネルギ分布差によるストレスが発生するようになり、図５の結果からわかるように、光弾性係数が充分に小さく、透過率の良いガラスでは、より小さなストレスが発生され、また、小さな光弾性係数によって発生される複屈折は、充分に無視されることができるのである。
【００５０】
そして、図５の結果から、５８９．３ｎｍ波長での光弾性係数が０．０３×１０−６ｎｍ２／Ｎ以下、４２０ｎｍ波長の２５ｍｍ透過率が９０％以上ならば、ＰＢＳが充分に安定した性質を有することができる、ということがわかる。
【００５１】
従って、本発明では１つのＰＢＳが色分離／合成、アナライザ（Ａｎａｌｙｚｅｒ）の機能を複合的に遂行することによって、光要素の数を縮小しただけでなく、ＰＢＳの基本物質（Ｂａｓｅ  ｍａｔｅｒｉａｌ）を５８９．３ｎｍ波長での光弾性係数を０．０３×１０−６ｍｍ２／Ｎ以下であり、０．４２μｍ〜０．７０μｍの波長で２５ｍｍ厚さの最低透過率が９０％以上である材質を使用することによって、その安全性を確保した。
【００５２】
このように、本発明は、反射型ＬＣＤをＳＬＭとする投射表示装置で安定した性能を保障しながら、既存のＸ−プリズムを利用して色を分離合成する方式に比べて、光学要素の数を縮小することで、投射表示装置をコンパクトにし、安定した明るさの均一性を確保するようになるのである。
【００５３】
以上、本発明の望ましい実施形態を説明したが、本発明は多様な変化と変更及び均等物を使用することができる。本発明は、上記実施形態を適切に変形して同一に応用できることが明確である。従って、上記記載内容は、特許請求の範囲の限界によって決まる本発明の範囲を限定するものではない。
【００５４】
【発明の効果】
上述したとおり、本発明による反射型ＬＣＤを利用する投射表示装置は、反射型ＬＣＤをＳＬＭとする投射表示装置で安定した性能を保障しつつ、既存のＸ−プリズムを利用して色を分離合成する方式に比べ、光学要素の数を縮小することによって、投射表示装置をコンパクトにし、安定した明るさの均一性を確保することができる、という効果を奏する。
【００５５】
また、本発明は、ＰＢＳをもって色分離／合成、アナライザの機能を同時に遂行することで、従来技術に比べて少ない数の光学要素で投射表示装置を構成できるようにした。このような構成的効果は、投射表示装置の大きさを小さくし、価格を下げることができる、という効果も奏する。
【００５６】
さらに、本発明は、ＰＢＳの材質を５８９．３ｎｍ波長での光弾性係数を０．０３×１０−６ｎｍ２／Ｎ以下であり、０．４２μｍ〜０．７０μｍの波長で２５ｍｍの厚さの最低透過率を９０％以上とすることによって、安定した明るさの均一性（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  Ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）を確保したという効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の投射表示装置の例示図である。
【図２】本発明による反射型ＬＣＤを利用する投射表示装置の例示図である。
【図３】従来技術と本発明によるＰＢＳの材質特性を比較したグラフである。
【図４】本発明に対して光吸収によって発生される複屈折の影響を測定するための装置の例示図である。
【図５】図４による従来技術と本発明のＰＢＳの明るさの均一性を比較した図面である。
【符号の説明】
１１  照明装置を構成するランプ
１５Ｇ，１５Ｂ，１５Ｒ  反射型ＬＣＤ
１６  投射系
ＧＲ，ＲＲ  リターダスタック
Ｐ１〜Ｐ４  色分離／合成系を構成する偏光ビームスプリッタ
ＰＬ  照明装置を構成する偏光板
【図１】
0003553911.tif 000004
【図２】
0003553911.tif 000005
【図３】
0003553911.tif 000006
【図４】
0003553911.tif 000007
【図５】
0003553911.tif 000008