(57)【要約】【課題】反射型ライトバルブを使用した投射型表示装置において、偏光ビームスプリッタと反射型ライトバルブの間に１／４波長位相板を配置せずに投射像のコントラストを向上させることを目的とする。【解決手段】光源からの光を偏光ビームスプリッタの偏光分離部で偏光分離した後、全反射面で全反射して偏向する。全反射面には全反射膜が形成されており、この全反射膜は入射した光のＰ偏光とＳ偏光の光に９０度の位相差を与える。全反射面で全反射された光は、反射型ライトバルブに入射して変調される。変調されて反射型ライトバルブから反射射出された光は、再度全反射面に入射して反射され、偏光ビームスプリッタの偏光分離部に入射する。【選択図】  図１
2006030242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射型ライトバルブと、
光源からの光を偏光分離部で偏光分離して前記反射型ライトバルブに射出し、前記反射型ライトバルブから入射した光を前記偏光分離部で検光する偏光ビームスプリッタと、
前記偏光分離部と前記反射型ライトバルブの間の光路に配置され、前記偏光分離部で偏光分離された光を前記反射型ライトバルブの方向に偏向し、前記反射型ライトバルブで反射された光を前記偏光分離部に入射させる全反射面と、
前記全反射面に形成され、同位相で前記全反射面に入射した光のＰ偏光とＳ偏光の光に９０度の位相差を与える全反射膜とを有すること
を特徴とする投射型表示装置。
【請求項２】
前記全反射膜が形成された全反射面は、前記偏光ビームスプリッタの側面であり、
前記偏光分離部で偏光分離された光は、前記偏光ビームスプリッタ内部で全反射すること
を特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。
【請求項３】
前記全反射膜が形成された全反射面は、前記偏光分離部に対して９０度傾けて配置されていること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の投射型表示装置。
【請求項４】
光源からの光を赤色光、緑色光、青色光の各色光に色分解する色分解光学系と、
前記偏光ビームスプリッタで検光された各色光を色合成する色合成光学系とを有し、
前記反射型ライトバルブと前記偏光ビームスプリッタと前記全反射膜とは、前記各色光毎に配置されていること
を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の投射型表示装置。
【請求項５】
前記全反射膜の組成は、前記各色光毎に異なること
を特徴とする請求項４に記載の投射型表示装置。
【請求項６】
光源からの光を時系列的に複数の色光に色分解する時系列色分解光学系を有すること
を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の投射型表示装置。
【請求項７】
前記複数の色光は、赤（Ｒ）光、緑（Ｇ）光、青（Ｂ）光であること
を特徴とする請求項６に記載の投射型表示装置。
【請求項８】
前記複数の色光は、赤（Ｒ）光、緑（Ｇ）光、エメラルド（Ｅ）光、青（Ｂ）光であること
を特徴とする請求項６に記載の投射型表示装置。
【請求項９】
前記時系列色分解光学系で時系列的に色分解された複数の色光を、第１の色光群の光と第２の色光群の光とに色分解する色分解光学と、
前記偏光ビームスプリッタで検光された前記第１の色光群の光と第２の色光群の光を色合成する色合成光学系とを有し、
前記反射型ライトバルブと前記偏光ビームスプリッタと前記全反射膜とは、前記第１の色光群の光と第２の色光群のそれぞれに配置されていること
を特徴とする請求項６に記載の投射型表示装置。
【請求項１０】
前記時系列色分解光学系で時系列的に色分解された複数の色光のうち第１の色光群の光の偏光方向を９０度回転し、第２の色光群の光の偏光方向は変化させない波長選択性旋光子を有し、
前記偏光ビームスプリッタは、前記第１の色光群の光と前記第２の色光群の光を偏光分離し、
前記反射型ライトバルブと前記全反射膜とは、前記第１の色光群の光と第２の色光群のそれぞれに配置されていること
を特徴とする請求項６に記載の投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射型表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、反射型ライトバルブを使用した投射型表示装置が知られている。この投射型表示装置は、光源からの光を色分解光学系で青色光、緑色光、赤色光の３色に色分解した後、各色毎に配置された偏光ビームスプリッタを介して反射型ライトバルブに入射して変調し、変調された光を偏光ビームスプリッタで検光した後、色合成光学系で各色光を合成し、投射レンズで投射するものである。
【特許文献１】特開２００１−２２８５３４号公報
【特許文献２】特開２００２−２４４２０１号公報
【特許文献３】特開２００３−３５８８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の投射型表示装置において、投射像のコントラストを向上させるために偏光ビームスプリッタと反射型ライトバルブの間には、１／４波長位相板を配置しなければならなかった。
【０００４】
本発明は、反射型ライトバルブを使用した投射型表示装置において、偏光ビームスプリッタと反射型ライトバルブの間に１／４波長位相板を配置せずに投射像のコントラストを向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の投射型表示装置は、反射型ライトバルブと、光源からの光を偏光分離部で偏光分離して前記反射型ライトバルブに射出し、前記反射型ライトバルブから入射した光を前記偏光分離部で検光する偏光ビームスプリッタと、前記偏光分離部と前記反射型ライトバルブの間の光路に配置され、前記偏光分離部で偏光分離された光を前記反射型ライトバルブの方向に偏向し、前記反射型ライトバルブで反射された光を前記偏光分離部に入射させる全反射面と、前記全反射面に形成され、同位相で前記全反射面に入射した光のＰ偏光とＳ偏光の光に９０度の位相差を与える全反射膜とを有することを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の投射型表示装置は、請求項１に記載の投射型表示装置において前記全反射膜が形成された全反射面は、前記偏光ビームスプリッタの側面であり、前記偏光分離部で偏光分離された光は、前記偏光ビームスプリッタ内部で全反射することを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の投射型表示装置は、請求項１または請求項２に記載の投射型表示装置において、前記全反射膜が形成された全反射面は、前記偏光分離部に対して９０度傾けて配置されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項４に記載の投射型表示装置は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の投射型表示装置において光源からの光を赤色光、緑色光、青色光の各色光に色分解する色分解光学系と、前記偏光ビームスプリッタで検光された各色光を色合成する色合成光学系とを有し、前記反射型ライトバルブと前記偏光ビームスプリッタと前記全反射膜とは、前記各色光毎に配置されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項５に記載の投射型表示装置は、請求項４に記載の投射型表示装置において前記全反射膜の組成は、前記各色光毎に異なることを特徴とする。
請求項６に記載の投射型表示装置は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の投射型表示装置において光源からの光を時系列的に複数の色光に色分解する時系列色分解光学系を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項７に記載の投射型表示装置は、請求項６に記載の投射型表示装置において前記複数の色光は、赤（Ｒ）光、緑（Ｇ）光、青（Ｂ）光であることを特徴とする。
【００１１】
請求項８に記載の投射型表示装置は、請求項６に記載の投射型表示装置において前記複数の色光は、赤（Ｒ）光、緑（Ｇ）光、エメラルド（Ｅ）光、青（Ｂ）光であることを特徴とする。
【００１２】
請求項９に記載の投射型表示装置は、請求項６に記載の投射型表示装置において、前記時系列色分解光学系で時系列的に色分解された複数の色光を、第１の色光群の光と第２の色光群の光とに色分解する色分解光学と、前記偏光ビームスプリッタで検光された前記第１の色光群の光と第２の色光群の光を色合成する色合成光学系とを有し、前記反射型ライトバルブと前記偏光ビームスプリッタと前記全反射膜とは、前記第１の色光群の光と第２の色光群のそれぞれに配置されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項１０に記載の投射型表示装置は、請求項６に記載の投射型表示装置において、前記時系列色分解光学系で時系列的に色分解された複数の色光のうち第１の色光群の光の偏光方向を９０度回転し、第２の色光群の光の偏光方向は変化させない波長選択性旋光子を有し、前記偏光ビームスプリッタは、前記第１の色光群の光と前記第２の色光群の光を偏光分離し、前記反射型ライトバルブと前記全反射膜とは、前記第１の色光群の光と第２の色光群のそれぞれに配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は反射型ライトバルブを使用した投射型表示装置において、偏光ビームスプリッタと反射型ライトバルブの間に１／４波長位相板を配置せずに投射像のコントラストを向上させることのできる投射型表示装置を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。
（第１実施形態）
図１に第１実施形態の投射型表示装置の構成図を示す。ランプと凹面鏡とから構成される光源１１から射出された光は、偏光変換照明光学系１２によって紙面に垂直な方向に振動方向を有する偏光に変換される。この偏光変換照明装置１２は図示しない複数のレンズをマトリクス形状に配置した第１レンズ板と、第１レンズ板の各レンズのほぼ焦点位置に同様にレンズを配置した第２レンズ板と、第２レンズ板の射出面近傍に偏光分離部とこの偏光分離部と平行に配置した反射層の組合せを複数組アレイ状に配置した複数プリズム部材と、その射出面の特定位置に配置した１／２波長位相板と、あとで説明する反射型ライトバルブ上に重畳照明するコンデンサレンズとから構成されている。本実施形態では、１／２波長位相板は射出する偏光の振動方向が紙面に垂直になる向きに配置した。
【００１６】
偏光変換照明装置１２から射出した光はＢ（青）光反射、Ｒ（赤）光とＧ（緑）光透過特性のダイクロイックミラー１３Ｂと、Ｒ光とＧ光を反射、Ｂ光を透過する特性のダイクロイックミラー１３ＲＧとを互いに直交して配置したクロスダイクロイックミラー１３に入射し、入射光に垂直で、互いに反対方向に進行するＢ光と、Ｒ光とＧ光との混合光とに色分解する。色分解されたＢ光は偏向ミラー１４で反射されて、Ｂ光用に配置された偏光ビームスプリッタ１７Ｂに入射する。
一方色分解されたＲ光とＧ光との混合光は偏向ミラー１５で反射されて、Ｇ光反射、Ｒ光透過特性のダイクロイックミラー１６に入射、反射するＧ光と、透過して直進するＲ光とに色分解される。色分解されたＧ光とＲ光は、偏光ビームスプリッタ１７Ｇ、１７Ｒにそれぞれ入射し、偏光分離部で反射されそれぞれ反射型ライトバルブ１８Ｇ、１８Ｂに入射する。
【００１７】
偏光ビームスプリッタ１７Ｂ、１７Ｇ、１７Ｒは、それぞれ直角二等辺三角柱プリズム１７Ｂ−Ａ、１７Ｇ−Ａ、１７Ｒ−Ａと、直角二等辺三角プリズム１７Ｂ−Ｂ、１７Ｇ−Ｂ、１７Ｒ−Ｂと接合した複合プリズムである。それぞれの直角二等辺三角プリズム１７Ｂ−Ｂ、１７Ｇ−Ｂ、１７Ｒ−Ｂの直角を挟む辺の長さは、直角二等辺三角柱プリズム１７Ｂ−Ａ、１７Ｇ−Ａ、１７Ｒ−Ａの直角と相対する斜辺の長さとほぼ同じで、これらの辺を偏光分離部偏光分離部１７Ｂ−Ｐ、１７Ｇ−Ｐ、１７Ｒ−Ｐを介してそれぞれ接合して偏光ビームスプリッタ１７Ｂ、１７Ｇ、１７Ｒを形成する。
さらに、直角二等辺三角柱プリズム１７Ｂ−Ｂ、１７Ｇ−Ｂ、１７Ｒ−Ｂの直角を挟む他方の側面には、後述する１／４波長位相膜の機能を有する全反射膜１８Ｂ、１８Ｇ、１８Ｒが形成されている。
【００１８】
直角二等辺三角柱プリズム１７Ｂ−Ｂの直角の頂角と相対する斜面に入射したＢ光は、偏光分離部１７Ｂ−Ｐに入射する。入射する光の偏光方向は、紙面に垂直なので偏光分離部１７Ｂ−Ｐに対してＳ偏光となり、偏光分離部１７Ｂ−Ｐで反射される。反射されたＢ光は、全反射膜１８Ｂを形成した側面で全反射され、直角二等辺三角柱プリズム１７Ｂ−Ｂの斜辺から射出して反射型ライトバルブ１９Ｂに入射する。
【００１９】
反射型ライトバルブ１９Ｂに入射したＢ光は、Ｂ色の信号によって変調作用を受けて反射射出し、再度偏光ビームスプリッタ１７Ｂを構成する直角二等辺三角柱プリズム１７Ｂ−Ｂの斜面から入射する。入射したＢ光は、全反射膜１８Ｂを形成した側面で全反射された後、偏光分離部１７Ｂ−Ｐで変調光を透過光として検光する。検光されたＢ光は、直角二等辺三角柱プリズム１７Ｂ−Ａから射出し、色合成光学系２０に入射する。
【００２０】
Ｇ光、Ｒ光もＢ光と同様にそれぞれ偏光ビームスプリッタ１７Ｇ、１７Ｒに入射した後、反射型ライトバルブ１９Ｇ、１９Ｒで変調され、再度偏光ビームスプリッタ１７Ｇ、１７Ｒに入射して検光された後、射出し、色合成光学系２０に入射する。
色合成光学系２０の内部には、Ｒ光を反射するダイクロイック膜２０ＲとＢ光を反射するダイクロイック膜２０Ｂが直交して配置されている。クロスダイクロイックプリズム２０に入射したＲ光とＢ光は、それぞれＲ光反射ダイクロイック膜２０Ｒ、Ｂ光反射ダイクロイック膜２０Ｂで反射され、Ｇ光は両ダイクロイック膜を透過することによって色合成され、合成光を射出面から射出する。色合成された光は、投射レンズ２１に入射し、図示しないスクリーン上に投射される。
【００２１】
次に、偏光ビームスプリッタ１７Ｂ、１７Ｇ、１７Ｒの直角二等辺三角プリズム１７Ｂ−Ｂ、１７Ｇ−Ｂ、１７Ｒ−Ｂの一方の側面に形成された全反射膜１８Ｂ、１８Ｇ、１８Ｒについて説明する。
図２（Ａ）に本実施形態の全反射膜１８Ｂ、図２（Ｂ）に全反射膜１８Ｇ、図２（Ｃ）に全反射膜１８Ｒの膜組成を示す。なお偏光ビームスプリッタ１７Ｂ、１７Ｇ、１７Ｒの直角二等辺三角柱プリズム１７Ｂ−Ａ、１７Ｇ−Ａ、１７Ｒ−Ａ、直角二等辺三角柱プリズム１７Ｂ−Ｂ、１７Ｇ−Ｂ、１７Ｒ−Ｂにはそれぞれ屈折率１.８５の硝材を使用しており、図２の基板の屈折率（ｎ）はこの値を示している。
【００２２】
図３は本実施形態の全反射膜での偏光の変化を示す図である。直角二等辺三角柱プリズム３１の直角の頂角と相対する斜面には、本実施形態と同じ全反射膜１８が形成されている。入射する光は、プリズム３１の頂角を挟む一方の側面に垂直に入射する。入射光は、全反射面への入射面に垂直な方向に偏光したＳ偏光と、入射面に平行なＰ偏光が同位相になっている。入射した光は、全反射面１８で全反射して他方の側面から射出するが、射出光のＳ偏光とＰ偏光の位相差が１／４波長（９０度）であれば、全反射膜１８は光学軸を図３に示すＺ軸方向に向けた１／４波長位相板と同じ機能を果たすことになる。
【００２３】
図４、図５、図６に全反射膜１８Ｂ、１８Ｇ、１８ＲでのＳ偏光とＰ偏光の間に生じる位相差を示す。図４は図２（Ａ）のＢ色光用の全反射膜による４００ｎｍ〜７００ｎｍにおけるＳ偏光とＰ偏光の位相差を示す。横軸は波長、縦軸は、Ｓ偏光とＰ偏光の位相差である。Ｂ光の波長域（４２０ｎｍ〜４８０ｎｍ、図４中に○で示す。）での位相差は９０度である。図５は図２（Ｂ）のＧ色光用の全反射膜による４００ｎｍ〜７００ｎｍにおけるＳ偏光とＰ偏光の位相差を示す。Ｇ光の波長域（５２０ｎｍ〜５７０ｎｍ、図５中に○で示す。）での位相差は９０度である。図６は図２（Ｃ）のＲ色光用の全反射膜による４００ｎｍ〜７００ｎｍにおけるＳ偏光とＰ偏光の位相差を示す。Ｒ光の波長域（６２０ｎｍ〜６８０ｎｍ、図６中に○で示す。）での位相差は９０度である。
【００２４】
図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示す全反射膜１８Ｂ、１８Ｇ、１８Ｒを、それぞれ図１のプリズム１７Ｂ−Ｂ、１７Ｇ−Ｂ、１７Ｒ−Ｂの全反射面に形成することにより、各色光のＳ偏光とＰ偏光に１／４波長位相板と同様な位相差を与えることができる。従って本実施形態では１／４波長位相板を配置していないが、全反射膜１８Ｂ、１８Ｇ、１８Ｒでの反射で、各色光のＳ偏光とＰ偏光に１／４波長の位相差を与えることができるため、１／４波長位相板を配置を配置した場合と同様に投射像のコントラストを向上させることができる。
【００２５】
また本実施例においては、偏光ビームスプリッタと反射型ライトバルブの間に配置されるものは何もないので、偏光ビームスプリッタと反射型ライトバルブの一体化が容易となり、コストを低減することができる。さらに全反射膜１８Ｂ、１８Ｇ、１８Ｒはプリズムの１つの側面に形成するだけでよいので、従来の１／４波長位相板のような光学軸の位置調整は必要ないので、更にコストを低減することができる。
【００２６】
（第２実施形態）
図７に第２実施形態の投射型表示装置の構成図を示す。本実施形態は色分解光学系として時系列色分解光学系を使用している点が、第１実施形態と異なっている。光源１１からの光は、偏光変換照明装置１２によって紙面に垂直な方向に偏光した光に変換されて射出される。偏光変換照明装置１２から射出した光は、時系列色分解光学系２５に入射する。
【００２７】
時系列色分解光学系２５は、円盤状のガラス基板を中心を通る線で三分割し、それぞれの領域にＢ光を透過しＧ光とＲ光とを反射するダイクロイック膜と、Ｇ光を透過しＢ光とＲ光とを反射するダイクロイック膜と、Ｒ光を透過しＢ光とＧ光とを反射するダイクロイック膜とを形成したもので、中心軸Ｏ’を中心に回転することができる。偏光変換照明装置１２から射出した光は、時系列色分解光学系２５のガラス基板の中心軸Ｏ’からはずれた周辺部に入射し、ガラス基板の回転に従って、Ｂ光、Ｇ光、Ｒ光が時系列的に射出される。時系列色分解光学系２５から時系列的に射出した各色光は、偏光ビームスプリッタ２４に時系列に入射する。
【００２８】
偏光ビームスプリッタ２４は、第１実施形態で示した偏光ビームスプリッタ１７Ｂと同じ構造であるが、直角二等辺三角柱プリズム２４−Ｂの一側面に形成される全反射膜が異なっている。全反射膜については、後述する。偏光ビームスプリッタ２４の直角二等辺三角柱プリズム２４−Ｂに時系列的に入射した各色光は、偏光分離部２４−Ｐで反射された後、全反射膜１８ＢＧＲで全反射される。全反射された光は、直角二等辺三角柱プリズム２４−Ｂの斜辺から射出し、反射型ライトバルブ１９ＲＧＢに時系列的に入射し、各色光の色信号で変調作用を受けて時系列的に反射射出される。射出された光は、再度偏光ビームスプリッタ２４の直角二等辺三角柱プリズム２４−Ｂの斜辺に入射し、全反射膜１８ＢＧＲで全反射された後、偏光分離部２４−Ｐで変調光を透過光として検光する。検光された光は、偏光ビームスプリッタ２４の直角二等辺三角柱プリズム２４−Ａに入射し、射出面から時系列的に射出され、投射レンズ２１に入射して時系列的に図示しないスクリーン上に投射される。
【００２９】
次に偏光ビームスプリッタ２４を構成する直角二等辺三角柱プリズム２４−Ｂの一方の側面に形成された全反射膜１８ＢＧＲの膜組成を図８に示す。全反射膜１８ＢＧＲは、図８に示しように屈折率が１.８５の基板上に、図８に示す順序に従ってＴｉＯ２の膜とＳｉＯ２の膜を交互に積層したものである。この膜で反射された光のＳ偏光とＰ偏光の位相差を図９に示す。横軸は波長であり、縦軸は反射される際に生じるＳ偏光とＰ偏光の位相差である。図９からわかるように全反射膜１８ＢＧＲで全反射されると、４００ｎｍから７００ｎｍまでの波長域でＳ偏光とＰ偏光の位相差は９０度となる。したがって、Ｂ光、Ｇ光、Ｒ光の全ての色光に対して、Ｓ偏光とＰ偏光の間に１／４の位相差を与えることができるので、１／４波長位相板と同じ機能を果たし、１／４波長位相板を配置しなくても投射像のコントラストを向上させることができる。
【００３０】
本実施形態で示した全反射膜１８ＢＧＲは、本実施形態で示した投射型表示装置に限らず、第１実施形態の投射型表示装置を構成する偏光ビームスプリッタの全反射膜１８Ｂ、１８Ｇ、１８Ｒに使用しても同様の効果を奏することができる。
（第３実施形態）
図１０に第３実施形態の投射型表示装置の構成図を示す。光源１１から時系列色分解光学系２５までの構成は、第２実施形態と同様である。時系列色分解光学系２５から時系列的に射出される各色光は、波長選択性旋光子２２に入射して、Ｂ光の偏光方向だけが紙面に平行な方向に変換され、Ｇ光とＲ光の偏光方向は変化しない。波長選択性旋光子２２から射出した光は、偏光ビームスプリッタ２３に入射する。
【００３１】
偏光ビームスプリッタ２３は、同じ形状の２つの直角二等辺三角柱プリズム２３−Ａと２３−Ｂの直角を挟む側面を偏光分離部２３−Ｐを挟んで接合した構造である。全体の形状は直角二等辺三角柱プリズムで、直角の頂角と相対する斜面に第２実施形態で示した全反射膜１８ＢＧＲが形成されている。波長選択性旋光子２２から射出した光は、時系列的に偏光ビームスプリッタ２３の直角二等辺三角柱プリズム２３−Ｂの斜面に入射し、Ｇ光とＲ光とは偏光分離部２３−Ｐで反射され、Ｂ光は偏光分離部２３−Ｐを透過する。
【００３２】
反射されたＧ光とＲ光は、時系列的に全反射膜１８ＢＧＲで全反射され、直角二等辺三角柱プリズム２３−Ｂの斜面から時系列にて射出して、反射型ライトバルブ１９ＧＲに時系列的に入射する。入射した光は、各色光の色信号によって変調作用を受けて反射して射出し、再度プリズム２３−Ｂの斜面から偏光ビームスプリッタ２３に入射する。入射した光は、全反射膜１８ＢＧＲで全反射され、偏光分離部２３−Ｐに入射し、変調光を透過光として検光する。
【００３３】
一方色分解されたＢ光は、偏光分離部２３−Ｐを透過した後直角二等辺三角柱プリズム２３−Ａに入射し、全反射膜１８ＢＧＲで全反射される。全反射された光は、直角二等辺三角柱プリズム２３−Ａの斜面から射出し、反射型ライトバルブ１９Ｂに入射する。入射した光は、Ｂ色光の色信号によって変調作用を受けた後、反射射出し、再度直角二等辺三角柱プリズム２３−Ａの斜面から偏光ビームスプリッタ２３に入射し、全反射膜１８ＢＧＲで全反射され、変調光を偏光分離部２３−Ｐで反射光として検光する。
【００３４】
Ｂ光とＧ光とＲ光は、偏光分離部２３−Ｐで検光されるとともに合成され、同軸の光として時系列的に進行し、偏光ビームスプリッタ２３の直角二等辺三角柱プリズム２３−Ａの斜面から射出する。射出した光は、投射レンズ２１に入射し図示しないスクリーン上にフルカラー像が投射される。
【００３５】
第２実施形態で説明した様に、波長が４００ｎｍから７００ｎｍまでの光は全反射膜１８ＢＧＲで全反射することによりＳ偏光とＰ偏光に９０度の位相差が生じる。従って紙面に垂直な方向に光学軸を配置した１／４波長位相板を経由したのと同じ効果を与える。したがって１／４波長位相板を配置しなくても、投射像のコントラストを向上させることができる。
【００３６】
なお、本実施形態の時系列色分解光学系２５で色分解するのは、Ｂ光、Ｇ光、Ｒ光の３色の光であったが、より多色の光に色分解することによって色再現性を向上させることができる。例えばＢ光、Ｅ（エメラルド）光、Ｇ光、Ｒ光の４色光に時系列的に色分解しても構わない。この場合には、波長選択性施光子２２でＢ光とＥ光の偏光方向を変換して、偏光分離部２３−Ｐを透過させる。Ｅ光は本実施形態でのＢ光と同じ光路を通って、全反射膜１８ＢＧＲで全反射された後、反射型ライトバルブ１９Ｂで変調される。変調されたＥ光は、Ｂ光と同じ光路を通って投射される。なお本実施形態で４色に分解する場合の各色光の波長は、Ｂ光は４５０±３０ｎｍ、Ｅ光は５１５±１５ｎｍ、Ｇ光は５５０±１５ｎｍ、Ｒ光は６３０±３０ｎｍである。
【００３７】
（第４実施形態）
図１１に第４実施形態の投射型表示装置の構成図を示す。光源１１から射出された光は偏光変換照明装置１２によって紙面に垂直な方向に振動方向を有する偏光した光に変換される。偏光変換照明装置１２から射出された光は、時系列色分解光学系２５に入射する。第２、第３実施形態で示した時系列色分解光学系では、光源からの光をＢ光、Ｇ光、Ｒ光の３色に時系列的に分解していたが、本実施形態の時系列色分解光学系２５では、Ｂ光、Ｅ光、Ｇ光、Ｒ光の４色に時系列的に色分解する。従って時系列色分解光学系のガラス基板には４種類のダイクロイック膜が形成されている。時系列色分解光学系２５で時系列的に色分解されたＢ光、Ｅ光、Ｇ光、Ｒ光は、Ｂ光とＥ光とを反射し、Ｇ光とＥ光とを透過する特性のダイクロイックミラー２８に入射し、反射して時系列に進行するＢ光とＥ光、透過して時系列に進行するＧ光とＲ光とに色分解される。
【００３８】
ダイクロイックミラー２８で、色分解されたＢ光とＥ光、Ｇ光とＲ光はそれぞれ偏光ビームスプリッタ２６ＢＥ、２６ＧＲに入射する。偏光ビームスプリッタ２６ＢＥ、２６ＧＲの構造は、第１実施形態で示した偏光ビームスプリッタと同じであるが、全反射膜は第２実施形態で示したものを使用している。偏光ビームスプリッタ２６ＢＥ、２６ＧＲに入射した光は、偏光分離部２６ＢＥ−Ｐ、２６ＧＲ−Ｐで反射された後、全反射膜１８ＢＥ、１８ＧＲで全反射される。全反射された光は、偏光ビームスプリッタ１８ＢＥ、１８ＧＲから射出し、それぞれ反射型ライトバルブ１９ＢＥ、１９ＧＲに入射する。本実施形態の偏光ビームスプリッタ２６ＢＥ、２６ＧＲは第１実施形態の偏光ビームスプリッタと同じ形状である。
【００３９】
反射型ライトバルブ１９ＢＥ、１９ＧＲで時系列的に反射された各色光の変調光は、再度偏光ビームスプリッタ２６ＢＥ、２６ＧＲのプリズム２６ＢＥ−Ｂ、２６ＧＲ−Ｂにそれぞれ入射し、全反射膜１８ＢＥ、１８ＧＲで全反射される。全反射された光は、偏光分離部２６ＢＥ−Ｐ、２６ＧＲ−Ｐで変調光が透過して検光される。検光された光は、プリズム２６ＢＥ−Ａ、２６ＧＲ−Ａから射出し、Ｂ光とＥ光とを透過、Ｇ光とＲ光とを反射する特性のダイクロイック膜２７ＧＲを内部に形成されたダイクロイックプリズム２７に、それぞれ異なる入射面から入射する。入射した各色光は、ダイクロイック膜２７ＧＲで色合成されて射出し、時系列的に投射レンズ２１に入射し、図示しないスクリーン上に投射される。
【００４０】
本実施形態の投射型表示装置においても、コントラスが良好で、色再現性に優れた投射像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】第１実施形態の投射型表示装置の構成図。
【図２】第１実施形態の各色光用の全反射膜の膜組成。
【図３】全反射膜による全反射でのＳ偏光とＰ偏光の位相を示す図。
【図４】第１実施形態のＢ光用の全反射膜による全反射でのＳ偏光とＰ偏光の位相差を示す図。
【図５】第１実施形態のＧ光用の全反射膜による全反射でのＳ偏光とＰ偏光の位相差を示す図。
【図６】第１実施形態のＲ光用の全反射膜による全反射でのＳ偏光とＰ偏光の位相差を示す図。
【図７】第２実施形態の投射型表示装置の構成図。
【図８】第２実施形態の全反射膜の膜組成。
【図９】第２実施形態の全反射膜による全反射でのＳ偏光とＰ偏光の位相差を示す図。
【図１０】第３実施形態の投射型表示装置の構成図
【図１１】第４実施形態の投射型表示装置の構成図
【符号の説明】
【００４２】
１１  光源
１２  偏光変換照明装置
１３  クロスダイクロイックミラー
１４、１５  偏向ミラー
１６  ダイクロイックミラー
１７Ｂ、１７Ｇ、１７Ｒ、２３、２４、２６ＧＲ、２６ＢＥ  偏光ビームスプリッタ
１８、１８Ｂ、１８Ｇ、１８Ｒ  全反射膜
１９Ｂ、１９Ｇ、１９Ｒ、１９ＢＧＲ、１９ＧＲ、１９ＢＥ  反射型ライトバルブ
２０  クロスダイクロイックプリズム
２１  投射レンズ
２２  波長選択性施光子
２５  時系列色分解光学系
２７  ダイクロイックプリズム
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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