(57)【要約】【課題】  小型化された光学系を有する投射型表示装置を提供すること。【解決手段】  光源光を、第１色光と第２色光との第１混合光と、第１色光と第３色光との第２混合光に色分解する時系列色分解手段１２と、前記時系列色分解手段からの光を偏光する偏光変換照明装置１４と、前記第１色光の偏光方向を９０度回転する第１カラー偏光子１７と、前記第１色光を偏光分離して第１反射型ライトバルブ１９Ｒで変調反射され入射される光を検光し、かつ時系列的な前記第２色光と前記第３色光をそれぞれ偏光分離して前記第２反射型ライトバルブ１９ＢＧで時系列的に変調反射され入射される光をそれぞれ検光し、前記第１色光と、時系列的な前記第２色光と前記第３色光を色合成して射出する偏光ビームスプリッタ１８と、前記色合成された光を投射する投射レンズ２１を具備する投射型表示装置。【選択図】  図１
2006106576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を、第１色光と第２色光との第１混合光と、第１色光と第３色光との第２混合光に時系列的に色分解する時系列色分解手段と、
前記光源からの光を偏光する偏光変換照明装置と、
前記第１色光、または前記第２色光と前記第３色光のいずれか一方の偏光方向を９０度回転する第１カラー偏光子と、
前記第１色光が入射する第１反射型ライトバルブと、
前記第２色光と前記第３色光が時系列的に入射する第２反射型ライトバルブと、
前記第１カラー偏光子から入射される前記第１色光を偏光分離して前記第１反射型ライトバルブに入射させ、前記第１反射型ライトバルブで変調反射され入射される光を検光し、かつ前記第１カラー偏光子から入射される時系列的な前記第２色光と前記第３色光をそれぞれ偏光分離して前記第２反射型ライトバルブに入射させ、前記第２反射型ライトバルブで時系列的に変調反射され入射される光をそれぞれ検光し、前記第１色光と、時系列的な前記第２色光と前記第３色光を色合成して射出する偏光ビームスプリッタと、
前記色合成された光を投射する投射レンズを具備することを特徴とする投射型表示装置。
【請求項２】
前記偏光ビームスプリッタと前記投射レンズとの間に前記第１色光、または前記第２色光と前記第３色光のいずれか一方の偏光方向を９０度回転して、前記第１色光と前記第２色光と前記第３色光の偏光方向を同じ方向にする第２カラー偏光子を具備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】
前記時系列色分解手段は、前記光源と前記偏光変換照明装置との間の光路に配置されてい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４】
光源からの光を、第１色光と第２色光との第１混合光と、第１色光と第３色光との第２混合光に時系列的に色分解する時系列色分解手段と、
前記光源からの光を偏光する偏光変換照明装置と、
前記第１混合光と前記第２混合光とを前記第１色光と、前記第２色光または前記第３色光とに色分解する色分解光学系と、
前記第１色光が入射する第１反射型ライトバルブと、
前記第２色光と前記第３色光が時系列的に入射する第２反射型ライトバルブと、
前記色分解光学系からの前記第１色光を偏光分離して前記第１反射型ライトバルブに入射させ、前記第１反射型ライトバルブで変調反射され入射される光を検光して射出する第１偏光ビームスプリッタと、
前記色分解光学系から時系列的に入射する前記第２色光と前記第３色光をそれぞれ偏光分離して前記第２反射型ライトバルブに入射させ、前記第２反射型ライトバルブで時系列的にそれぞれ変調反射され入射される光を検光して射出する第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から射出された前記第１色光と、前記第２偏光ビームスプリッタから時系列的に射出された前記第２色光と前記第３色光とを色合成して射出する色合成光学系と、
前記色合成光学系から射出された合成光を投射する投射レンズを具備することを特徴とする投射型表示装置。
【請求項５】
前記色合成光学系と前記投射レンズとの間に前記第１色光、または前記第２色光と前記第３色光のいずれか一方の偏光方向を９０度回転して、前記第１色光と前記第２色光と前記第３色光の偏光方向を同じ方向にする第２カラー偏光子を具備す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】
前記色合成光学系は、前記第１色光と、時系列的に入射する前記第２色光と前記第３色光のいずれか一方を透過し、他方を反射させて色合成する偏光ビームスプリッタと、
前記偏光ビームスプリッタの１つの入射面に配置された１／２波長位相板とを有す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７】
前記時系列色分解手段は、前記光源と前記偏光変換照明装置との間の光路に配置されてい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８】
前記第１色光、前記第２色光、前記第３色光は、それぞれ赤色光、青色光、緑色光のいずれか１色光であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項９】
前記第１色光は赤色光、前記第２色光は青色光、前記第３色光は緑色光であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項１０】
前記第１色光は青色光、前記第２色光は赤色光、前記第３色光は緑色光であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項１１】
前記時系列色分解手段は、中心を通る線で外周領域が４以上の領域に分割されていることを特徴とする請求項８または９または１０に記載の投射型表示装置。
【請求項１２】
前記時系列色分解手段は、中心を通る線で外周領域が４分割され、前記赤色光と前記青色光の混合光のマゼンタ光を透過する第１領域、前記赤色光と前記緑色光の混合光のイエロー光を透過する第２領域が、周方向に沿って第２領域、第２領域、第１領域、第１領域の順に配置されていることを特徴とする請求項８または９または１０に記載の投射型表示装置。
【請求項１３】
前記時系列色分解手段は、中心を通る線で外周領域が４分割され、前記赤色光と前記青色光の混合光のマゼンタ光を透過する第１領域、前記赤色光と前記緑色光の混合光のイエロー光を透過する第２領域が周方向に沿って第２領域、第１領域、第２領域、第１領域の順に配置されていることを特徴とする請求項８または９または１０に記載の投射型表示装置。
【請求項１４】
前記時系列色分解手段は、中心を通る線で外周領域が４分割され、前記赤色光と前記青色光の混合光のマゼンタ光を透過する第１領域、前記青色光と前記緑色光の混合光のシアン光を透過する第３領域が周方向に沿って第３領域、第３領域、第１領域、第１領域の順に配置されていることを特徴とする請求項８または９または１０に記載の投射型表示装置。
【請求項１５】
前記時系列色分解手段は、中心を通る線で外周領域が４分割され、前記赤色光と前記青色光の混合光のマゼンタ光を透過する第１領域、前記青色光と前記緑色光の混合光のシアン光を透過する第３領域が周方向に沿って第３領域、第１領域、第３領域、第１領域の順に配置されていることを特徴とする請求項８または９または１０に記載の投射型表示装置。
【請求項１６】
前記４分割の各領域は中心部を通る直線によりそれぞれ外周部の１／４の領域を有することを特徴とする請求項１２から請求項１５のいずれか１項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。
【背景技術】
【０００２】
従来、投射型表示装置は、光源からの光を偏光変換照明装置に入射して特定の偏光方向に偏光した光を、色分解光学系で赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、及び青色光（Ｂ）の３色光に色分解し、各色光用の偏光ビームスプリッタ及び各色光用に配置された反射型ライトバルブに入射する。各色光用の反射型ライトバルブで変調された各色光は各色光用に配置された偏光ビームスプリッタで検光されて、色合成光学系に入射して色合成されて射出し、投射レンズでスクリーン上にフルカラー画像を表示するように構成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１０−１３３３０１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、特許文献1に開示されている投射型表示装置は、光源からの光を色分解光学系で３色光に色分解して、それぞれに偏光ビームスプリッタと反射型ライトバルブを配置し、さらに色合成光学系を配置するため、光学系が大きくなってしまうと言う問題がある。
【０００４】
本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、小型化された光学系を有する投射型表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、光源からの光を、第１色光と第２色光との第１混合光と、第１色光と第３色光との第２混合光に時系列的に色分解する時系列色分解手段と、前記光源からの光を偏光する偏光変換照明装置と、前記第１色光、または前記第２色光と前記第３色光のいずれか一方の偏光方向を９０度回転する第１カラー偏光子と、
前記第１色光が入射する第１反射型ライトバルブと、前記第２色光と前記第３色光が時系列的に入射する第２反射型ライトバルブと、前記第１カラー偏光子から入射される前記第１色光を偏光分離して前記第１反射型ライトバルブに入射させ、前記第１反射型ライトバルブで変調反射され入射される光を検光し、かつ前記第１カラー偏光子から入射される時系列的な前記第２色光と前記第３色光をそれぞれ偏光分離して前記第２反射型ライトバルブに入射させ、前記第２反射型ライトバルブで時系列的に変調反射され入射される光をそれぞれ検光し、前記第１色光と、時系列的な前記第２色光と前記第３色光を色合成して射出する偏光ビームスプリッタと、前記色合成された光を投射する投射レンズを具備することを特徴とする投射型表示装置を提供する。
【０００６】
また、本発明にかかる投射型表示装置は、前記偏光ビームスプリッタと前記投射レンズとの間に前記第１色光、または前記第２色光と前記第３色光のいずれか一方の偏光方向を９０度回転して、前記第１色光と前記第２色光と前記第３色光の偏光方向を同じ方向にする第２カラー偏光子を具備することが好ましい。
【０００７】
また、本発明にかかる投射型表示装置では、前記時系列色分解手段は、前記光源と前記偏光変換照明装置との間の光路に配置されていることが好ましい。
【０００８】
また、本発明は、光源からの光を、第１色光と第２色光との第１混合光と、第１色光と第３色光との第２混合光に時系列的に色分解する時系列色分解手段と、前記光源からの光を偏光する偏光変換照明装置と、前記第１混合光と前記第２混合光とを前記第１色光と、前記第２色光または前記第３色光とに色分解する色分解光学系と、前記第１色光が入射する第１反射型ライトバルブと、前記第２色光と前記第３色光が時系列的に入射する第２反射型ライトバルブと、前記色分解光学系からの前記第１色光を偏光分離して前記第１反射型ライトバルブに入射させ、前記第１反射型ライトバルブで変調反射され入射される光を検光して射出する第１偏光ビームスプリッタと、前記色分解光学系から時系列的に入射する前記第２色光と前記第３色光をそれぞれ偏光分離して前記第２反射型ライトバルブに入射させ、前記第２反射型ライトバルブで時系列的にそれぞれ変調反射され入射される光を検光して射出する第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から射出された前記第１色光と、前記第２偏光ビームスプリッタから時系列的に射出された前記第２色光と前記第３色光とを色合成して射出する色合成光学系と、前記色合成光学系から射出された合成光を投射する投射レンズを具備することを特徴とする投射型表示装置を提供する。
【０００９】
また、本発明にかかる投射型表示装置は、前記色合成光学系と前記投射レンズとの間に前記第１色光、または前記第２色光と前記第３色光のいずれか一方の偏光方向を９０度回転して、前記第１色光と前記第２色光と前記第３色光の偏光方向を同じ方向にする第２カラー偏光子を具備することが好ましい。
【００１０】
また、本発明にかかる投射型表示装置では、前記色合成光学系は、前記第１色光と、時系列的に入射する前記第２色光と前記第３色光のいずれか一方を透過し、他方を反射させて色合成する偏光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタの１つの入射面に配置された１／２波長位相板とを有することが好ましい。
【００１１】
また、本発明にかかる投射型表示装置では、前記時系列色分解手段は、前記光源と前記偏光変換照明装置との間の光路に配置されていることが好ましい。
【００１２】
また、本発明にかかる投射型表示装置は、前記第１色光、前記第２色光、前記第３色光は、それぞれ赤色光、青色光、緑色光のいずれか１色光であることが好ましい。
【００１３】
また、本発明にかかる投射型表示装置では、前記第１色光は赤色光、前記第２色光は青色光、前記第３色光は緑色光であることが好ましい。
【００１４】
また、本発明にかかる投射型表示装置では、前記第１色光は青色光、前記第２色光は赤色光、前記第３色光は緑色光であることが好ましい。
【００１５】
また、本発明にかかる投射型表示装置では、前記時系列色分解手段は、中心を通る線で外周領域が４以上の領域に分割されていることが好ましい。
【００１６】
また、本発明にかかる投射型表示装置では、前記時系列色分解手段は、中心を通る線で外周領域が４分割され、前記赤色光と前記青色光の混合光のマゼンタ光を透過する第１領域、前記赤色光と前記緑色光の混合光のイエロー光を透過する第２領域が、周方向に沿って第２領域、第２領域、第１領域、第１領域の順に配置されていることが好ましい。
【００１７】
また、本発明にかかる投射型表示装置では、前記時系列色分解手段は、中心を通る線で外周領域が４分割され、前記赤色光と前記青色光の混合光のマゼンタ光を透過する第１領域、前記赤色光と前記緑色光の混合光のイエロー光を透過する第２領域が周方向に沿って第２領域、第１領域、第２領域、第１領域の順に配置されていることが好ましい。
【００１８】
また、本発明にかかる投射型表示装置では、前記時系列色分解手段は、中心を通る線で外周領域が４分割され、前記赤色光と前記青色光の混合光のマゼンタ光を透過する第１領域、前記青色光と前記緑色光の混合光のシアン光を透過する第３領域が周方向に沿って第３領域、第３領域、第１領域、第１領域の順に配置されていることが好ましい。
【００１９】
また、本発明にかかる投射型表示装置では、前記時系列色分解手段は、中心を通る線で外周領域が４分割され、前記赤色光と前記青色光の混合光のマゼンタ光を透過する第１領域、前記青色光と前記緑色光の混合光のシアン光を透過する第３領域が周方向に沿って第３領域、第１領域、第３領域、第１領域の順に配置されていることが好ましい。
【００２０】
また、本発明にかかる投射型表示装置では、前記４分割の各領域は中心部を通る直線によりそれぞれ外周部の１／４の領域を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、小型化された光学系を有する投射型表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態に関し図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態にかかる投射型表示装置の概略構成図である。
【００２４】
図１において、光源１１は、超高圧水銀ランプ１１ａと楕円凹面鏡１１ｂとから構成され、超高圧水銀ランプ１１ａからの光は楕円凹面鏡１１ｂで反射されて集光位置に配置された時系列色分解手段であるカラーホイール１２に照射される。カラーホイール１２は中心位置Ｏ’の周りに回転するよう構成されている。この光軸に平行な方向から眺めたカラーホイール１２の構成図を図５（ａ）、（ｂ）に示す。
【００２５】
図５（ａ）に示すように、カラーホイール１２は、中心位置Ｏ’の中心軸を含む回転部材１２−１に支持された円盤状のガラス基板を中心を通る線で光源光が集光される外周部を４分割し、それぞれの領域が色分解ダイクロイック膜（不図示）で構成されている。
【００２６】
本第１実施形態では、４分割された外周部領域がそれぞれ赤色光（Ｒ）と緑色光（Ｇ）の混合光のイエロー光（Ｙ＝Ｒ＋Ｇ）を透過するイエロー光透過部（Ｙ）と、赤色光（Ｒ）と青色光（Ｂ）の混合光のマゼンタ光（Ｍ＝Ｒ＋Ｂ）を透過するマゼンタ光透過部（Ｍ）とから構成されている。その配置は、中心位置Ｏ’の周りの周方向にＹ、Ｙ、Ｍ、Ｍの順番でそれぞれが隣接して配置された構成となっている。つまり、カラーホイール１２に集光する光源光はカラーホイール１２がＯ’を中心に一回転すると、Ｙ光、Ｙ光、Ｍ光、Ｍ光が同じ光軸に時系列的に射出される。
【００２７】
本第１実施形態で使用するカラーホイール１２は、図５（ａ）に示すように、Ｒ光はＹ光及びＭ光の両方に含まれているため、Ｙ光、Ｙ光、Ｍ光、Ｍ光の間の境界で射出が途切れるだけで、ほぼ連続的に射出される。
【００２８】
一方Ｇ光とＢ光は外周部の１／４単位毎に、Ｙ光に含まれるＧ光と、Ｍ光に含まれるＢ光とが時系列的に出射される。図５（ａ）の場合、時系列的にはＧ光とＢ光が略１／２周毎に射出されることになる。
【００２９】
カラーホイール１２から射出した、Ｙ光、Ｙ光、Ｍ光、Ｍ光のそれぞれの光は、コリメータレンズ１３を経て略平行光束に変換され、偏光変換照明装置１４に入射して直線偏光（この偏光をＳ偏光とする）に変換される。
【００３０】
なお、偏光変換照明装置１４は部材構成を図示しないが、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略焦点位置に配置する複数のレンズをマトリクス形状に配置した第２レンズ板と、第２レンズ板の各レンズからの光を入射する偏光分離膜とこの偏光分離膜と平行に配置した反射膜との組み合わせを複数組み配置した複合プリズムと、複合プリズムの射出面の所定位置に１／２波長板を配置した構成で入射光を単一方向の偏光に変換する偏光変換装置と、この偏光変換装置を射出する複数光束を後述する２個の反射型ライトバルブ上に重畳照明するためのコンデンサレンズを配置して構成されている。
【００３１】
偏光変換照明装置１４を射出したS偏光のＹ光，Ｙ光、Ｍ光，Ｍ光は偏向ミラー１５によって進行方向を変えて進行し、ノッチフィルター１６に入射し、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の所定の波長領域以外の光をカットしてＲ光，Ｇ光、Ｂ光のそれぞれの色光の純度を向上させ、Ｒ光のみ偏光方向を９０度回転させるカラー偏光子１７でＳ偏光からＰ偏光に変換されて偏光ビームスプリッタ１８に入射し、光軸に対して４５度傾けて配置された偏光分離部１８ａにて透過射出するＲ光と、偏光分離部１８ａにて反射射出する時系列的なＢ光とＧ光にそれぞれ異なる光軸方向に色分解され、Ｒ光はＲ光用反射型ライトバルブ１９Ｒに入射し、Ｂ光とＧ光は時系列的にＢ光Ｇ光用反射型ライトバルブ１９ＢＧに入射する。
【００３２】
Ｒ光用反射型ライトバルブ１９Ｒに入射するＲ光は、Ｒ光用の画像信号によって変調作用を受け、変調光はＰ偏光からＳ偏光に変換されて反射射出され、非変調光はＰ偏光のまま反射射出され、偏光ビームスプリッタ１８に再び入射され、変調光が偏光分離部１８ａで反射検光される。
【００３３】
Ｂ光Ｇ光用反射型ライトバルブ１９ＢＧに時系列的に入射したＢ光とＧ光は、各色光入射時にその色光に対応する画像信号よって変調作用を受け、変調光はＳ偏光からＰ偏光に変換されて反射射出され、非変調光はＳ偏光のまま反射射出され、偏光ビームスプリッタ１８に時系列的に再び入射され、変調光が偏光分離部１８ａで透過検光される。
【００３４】
検光されたＳ偏光のＲ光と、検光されたＰ偏光のＢ光とＧ光は偏光ビームスプリッタ１８にて色合成された色合成光として投射レンズ２１に向け射出される。
【００３５】
偏光ビームスプリッタ１８を射出した色合成光は、偏光ビームスプリッタ１８と投射レンズ２１との間に配置され、Ｒ光の偏光方向を９０度回転するカラー偏光子２０に入射し、Ｒ光のみＳ偏光からＰ偏光に変換される。この様にして、合成光のＲ光、Ｇ光、Ｂ光それぞれの偏光をＰ偏光に揃え、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として投射される。
【００３６】
本第１実施形態では、光源１１にて使用するランプは超高圧水銀ランプ１１ａであり、Ｒ光不足の光源光であるが、上述のようにＲ光は時系列的に分割されないため光量がＧ光、Ｂ光よりも多く、Ｒ光不足問題を解決し良好な画像を投射することが可能となる。
【００３７】
また、Ｂ光とＧ光は時系列的に投射されるのに対し、Ｒ光はほぼ常時投射されているで、他のカラーフィルターを用いてＲ光、Ｇ光、Ｂ光をそれぞれ時系列的に色分解する方法に比較すると投射像のちらつきがなくなるという利点を有している。
【００３８】
また、本第１実施形態では、偏光ビームスプリッタ１８が偏光分離用と色合成用として兼用できるので投射型表示装置の光学部品数を減らすことができ、光学系及び投射型表示装置全体の小型化を可能にすることができる。
【００３９】
次に、本第１実施形態のカラーホイール１２の別の例を、図５（ｂ）に示す。図５（ａ）に示すカラーホイール１２では、外周部の一周にわたる１／４毎のフィルターの配列は、Ｙ光、Ｙ光、Ｍ光、Ｍ光であるが、図５（ｂ）では、Ｙ光、Ｍ光、Ｙ光、Ｍ光と交互に配置されている。図５（ｂ）では、Ｒ光はほぼ常時射出され、Ｂ光とＧ光が１／４毎の時系列的に射出され、時系列的に入射するＢ光とＧ光に応じてＢ光Ｇ光用反射型ライトバルブ１９ＢＧにそれぞれ画像信号を与えることで前述と同様の効果を有する投射型表示装置を構成することができる。
【００４０】
なお、本実施形態では、カラーホイール１２を光源１１と偏光変換照明装置１４の間に配置したが、カラーホイール１２を偏光変換照明装置１４の後に配置してもかまわない。
【００４１】
（第２実施形態）
図２は、本発明の第２実施形態にかかる投射型表示装置の概略構成図である。
【００４２】
図２において、光源３１は、キセノンランプ３１ａと楕円凹面鏡３１ｂとから構成され、超高圧水銀ランプ３１ａからの光は楕円凹面鏡３１ｂで反射されて集光位置に配置された時系列色分解手段であるカラーホイール３２に照射される。カラーホイール３２は中心位置Ｏ’の周りに回転するよう構成されている。このカラーホイール３２の光軸に平行な方向から眺めた構成図を図６（ａ）に示す。
【００４３】
図６（ａ）に示すように、カラーホイール３２は、中心位置Ｏ’の中心軸を含む回転部材３２−１に支持された円盤状のガラス基板を中心を通る線で光源光が集光される外周部を４分割し、それぞれの領域が色分解ダイクロイック膜（不図示）で構成されている。
【００４４】
本第２実施形態では、４分割された外周部領域がそれぞれ青色光（Ｂ）と緑色光（Ｇ）の混合光のシアン光（Ｓ＝Ｂ＋Ｇ）を透過するシアン光透過部（Ｓ）と、青色光（Ｂ）と赤色光（Ｒ）の混合光のマゼンタ光（Ｍ＝Ｂ＋Ｒ）を透過するマゼンタ光透過部（Ｍ）とから構成さている。その配置は、中心位置Ｏ’の周りの周方向にＳ，Ｓ，Ｍ、Ｍの順番でそれぞれが隣接して配置された構成となっている。つまり、カラーホイール３２に集光する光源光はカラーホイール３２がＯ’を中心に一回転するとＳ光、Ｓ光、Ｍ光、Ｍ光が同じ光軸に時系列的に射出される。
【００４５】
本第２実施形態にて使用するカラーホイール３２は、図６（ａ）に示すように、Ｂ光はＹ光及びＭ光の両方に含まれているため、Ｓ光、Ｓ光、Ｍ光、Ｍ光の間の境界にて射出が途切れるだけで、ほぼ連続的に射出される。
【００４６】
一方Ｇ光とＲ光は外周部の１／４単位毎に、Ｓ光に含まれるＧ光と、Ｍ光に含まれるＲ光とが時系列的に射出される。図６（ａ）の場合、時系列的にはＧ光とＲ光が略１／２周毎に射出される。
【００４７】
カラーホイール３２から射出したＳ光、Ｓ光、Ｍ光、Ｍ光のそれぞれの光は、コリメータレンズ３３を経て略平行光束に変換され、偏光変換照明装置３４に入射して直線偏光（この偏光をＳ偏光とする）に変換される。なお、偏光変換照明装置３４は第１実施形態と同様の構成であり説明を省略する。
【００４８】
偏光変換照明装置１４を射出したＳ偏光のＳ光，Ｓ光、Ｍ光，Ｍ光は偏向ミラー３５によって進行方向を変えてノッチフィルター３６に入射し、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の所定の波長領域以外の光をカットしてＲ光，Ｇ光、Ｂ光のそれぞれの色光の純度を向上させ、Ｂ光のみ偏光方向を９０度回転させるカラー偏光子３７でＳ偏光からＰ偏光に変換されて偏光ビームスプリッタ３８に入射し、光軸に対して略４５度傾けて配置された偏光分離部３８ａにて透過射出するＢ光と、偏光分離部３８ａにて反射射出するＧ光とＲ光にそれぞれ異なる光軸方向に色分解され、Ｂ光はＢ光用反射型ライトバルブ３９Ｂに入射し、Ｒ光とＧ光は時系列的にＲ光Ｇ光用反射型ライトバルブ３９ＧＲに入射する。
【００４９】
Ｂ光用反射型ライトバルブ３９Ｂに入射するＢ光は、Ｂ光用の画像信号によって変調作用を受け、変調光はＰ偏光からＳ偏光に変換されて反射射出され、非変調光はＰ偏光のまま反射射出され、偏光ビームスプリッタ３８に再び入射され、変調光が偏光分離部３８ａで反射検光される。
【００５０】
Ｒ光Ｇ光用反射型ライトバルブ３９ＧＲに時系列的に入射したＲ光とＧ光は、各色光入射時にその色光に対応する画像信号よって変調作用を受け、変調光はＳ偏光からＰ偏光に変換されて反射射出され、非変調光はＳ偏光のまま反射射出され、偏光ビームスプリッタ３８に時系列的に再び入射され、変調光が偏光分離部３８ａで透過検光される。
【００５１】
検光されたＳ偏光のＢ光と、検光されたＰ偏光のＲ光とＧ光は偏光ビームスプリッタ３８にて色合成された色合成光として投射レンズ４１に向け射出される。
【００５２】
偏光ビームスプリッタ３８を射出した色合成光は、偏光ビームスプリッタ３８と投射レンズ４１との間に配置された、Ｂ光の偏光方向を９０度回転するカラー偏光子４０に入射し、Ｂ光のみＳ偏光からＰ偏光に変換される。この様にして、合成光のＲ光、Ｇ光、Ｂ光それぞれの偏光をＰ偏光に揃え、投射レンズ４１に入射し、図示しないスクリーン上にフルカラー像として投射される。
【００５３】
本第２実施形態では、光源３１にて使用するランプはキセノンランプ３１ａであり、Ｂ光不足の光源光であるが、上述のようにＢ光は時系列的に分割されないため光量がＲ光、Ｂ光よりも多く、Ｂ光不足問題を解決し良好な画像を投射することが可能となる。
【００５４】
また、Ｒ光とＧ光は時系列的に投射されるのに対し、Ｂ光はほぼ常時投射されているで、他のカラーフィルターを用いてＲ光、Ｇ光、Ｂ光をそれぞれ時系列的に色分解する方法に比較すると投射像のちらつきがなくなるという利点を有している。
【００５５】
また、本第２実施形態では、偏光ビームスプリッタ３８が偏光分離用と色合成用として兼用できるので、投射型表示装置の光学部品数を減らすことができ、光学系及び投射型表示装置全体の小型化を可能にすることができる。
【００５６】
次に、本第２実施形態のカラーホイール３２の別の例を、図６（ｂ）に示す。図６（ａ）に示すカラーホイール３２では、外周部の一周にわたる１／４毎のフィルターの配列はＳ光、Ｓ光、Ｍ光、Ｍ光であるが、図６（ｂ）では、Ｓ光、Ｍ光、Ｓ光、Ｍ光と交互に配置されている。図６（ｂ）では、Ｂ光はほぼ常時射出され、Ｒ光とＧ光が１／４毎の時系列的に射出され、時系列的に入射するＲ光とＧ光に応じてＲ光Ｇ光用反射型ライトバルブ３９ＧＲにそれぞれ画像信号を与えることで前述と同様の効果を有する投射型表示装置を構成することができる。
【００５７】
なお、第１実施形態と第２実施形態において使用するカラーホイール１２、３２は、図５（ａ）、（ｂ）、及び図６（ａ）、（ｂ）に示したが、これらにおいては前述のようにマゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｓ）の領域は、図に示すように中心を通る直線で外周部をそれぞれ１／４づつに分割形成されたものとなっているが、その領域の大きさはこの１／４に限定はなく、使用する光源のランプならびに内部に使用する光学部材の所定色光カット特性に応じて変更しても良い。例えば、マゼンタ（Ｍ）領域を１／４より大（または小）とすることにより、図５においてはＲ光は時系列的ではないので光量は変わらないが、Ｂ光の光量を時系列的にＧ光の光量より大（または小）とし、図６においてはＲ光の光量を時系列的にＧ光の光量より大（または小）とするようにしてもよい。
【００５８】
また、第１実施形態では、カラー偏光子１７にて偏光方向を変換するのはＲ光、第２実施形態では、カラー偏光子３７にて偏光方向を変換するのはＢ光であるが、偏光方向を変換するのはこれに限定されず第１実施形態ではＢ光とＧ光、第２実施形態ではＧ光とＲ光の偏光方向を変換するカラー偏光子をそれぞれ使用してもよい。これに併せて、偏光ビームスプリッタ１８、３８と投射レンズ２１、４１の間に配置されるカラー偏光子２０、４０もそれぞれ色光にあわせて変更する。また、各色光の偏光方向を揃える必要が無い場合には、カラー偏光子２０、４０を省略しても良い。
【００５９】
（第３実施形態）
図３は、本発明の第３実施形態にかかる投射型表示装置の概略構成図である。第１実施形態と同様の構成には同じ符号を付し説明する。
【００６０】
図３において、光源１１、カラーホイール１２、及び偏光変換照明装置１４の構成及び作用は、第１実施形態と同様であり詳細な説明を省略する。光源１１からの光は、カラーホイール１２に集光され、カラーホイール１２から出射したＹ光、Ｙ光、Ｍ光、Ｍ光のそれぞれの光は、コリメータレンズ１３を経て略平行光束に変換されて進行し、偏光変換照明装置１４に入射して直線偏光（この偏光をＳ偏光とする）に変換される。
【００６１】
偏光変換照明装置１４を射出したＳ偏光の各色光は、偏向ミラー１５ａと偏向ミラー１５ｂで光軸の位置をずらして進行し、Ｒ光を透過しＧ光とＢ光を反射するダイクロイックミラー２７に入射し、ダイクロイックミラー２７を透過して進行するＲ光と、反射して進行するＧ光とＢ光に色分解される。
【００６２】
ダイクロイックミラー２７とＲ光用の偏光ビームスプリッタ２０Ｒとの間には、Ｒ光の純度を向上するためのＲ光用のトリミングフィルター１９が配置されている。
【００６３】
ダイクロイックミラー２７を透過したＲ光は、トリミングフィルター１９を透過しＲ光用の偏光ビームスプリッタ２０Ｒに入射し、偏光分離部２０ａにて反射して射出し、Ｒ光用反射型ライトバルブ２１Ｒに入射する。
【００６４】
ダイクロイックミラー２７とＢ光Ｇ光用の偏光ビームスプリッタ２０ＢＧとの間には、光学部材で発生しＧ光の短波長側に近接して存在する不用な色光を反射して廃棄するノッチフィルター２６が配置されている。
【００６５】
ダイクロックミラー２７で反射されノッチフィルター２６を透過したＢ光とＧ光は、Ｂ光Ｇ光用の偏光ビームスプリッタ２０ＢＧに入射し、偏光分離部２０ｂで反射して時系列的に反射型ライトバルブ２１ＢＧに入射する。
【００６６】
Ｒ光用反射型ライトバルブ２１Ｒに入射するＲ光は、Ｒ光の画像信号によって変調作用を受け、変調光はＳ偏光からＰ偏光に変換されて反射射出され、非変調光はＳ偏光のまま反射射出され、変調光と非変調光が偏光ビームスプリッタ２０Ｒに再び入射し、変調光が偏光分離部２０ａで透過検光され色合成光学系に向け出射される。
【００６７】
Ｂ光Ｇ光用反射型ライトバルブ２１ＢＧに時系列的に入射したＢ光とＧ光は、各色光入射時にその色光に対応する画像信号によって変調作用を受け、変調光はＳ偏光からＰ偏光に変換されて反射射出され、非変調光はＳ偏光のまま反射射出され、変調光と非変調光が偏光ビームスプリッタ２０ＢＧに時系列的に再び入射し、変調光が偏光分離部２０ｂで透過検光され色合成光学系に向け出射される。
【００６８】
偏光ビームスプリッタ２０Ｒで検光されたＲ光と、偏光ビームスプリッタ２０ＢＧで時系列的に検光されたＢ光とＧ光は色合成光学系である偏光ビームスプリッタ２３に入射されて色合成される。偏光ビームスプリッタ２３の偏光ビームスプリッタ２０Ｒ側の面には１／２波長板２２が配置され、入射するＲ光がこの１／２波長板２２でＰ偏光からＳ偏光に変換されて偏光ビームスプリッタ２３に入射し、偏光分離部２３ａで反射射出される。
【００６９】
偏光ビームスプリッタ２３に入射されたＢ光とＧ光はそのまま偏光分離部２３ａを透過し、時系列的にＲ光と色合成され、この合成光は投射レンズ２４に入射して図示しないスクリーン上にフルカラー像として投射される。
【００７０】
本第３実施形態では、光源１１にて使用するランプは超高圧水銀ランプ１１ａであり、Ｒ光不足の光源光であるが、上述のようにＲ光は時系列的に分割されないため光量がＧ光、Ｂ光よりも多く、Ｒ光不足問題を解決し良好な画像を投射することが可能となる。
【００７１】
また、Ｂ光とＧ光は時系列的に投射されるのに対し、Ｒ光はほぼ常時投射されているで、他のカラーフィルターを用いてＲ光、Ｇ光、Ｂ光をそれぞれ時系列的に色分解する方法に比較すると投射像のちらつきがなくなるという利点を有している。
【００７２】
次に、本第３実施形態のカラーホイール１２の別の例を、図５（ｂ）に示す。図５（ａ）に示すカラーホイール１２では、外周部の一周にわたる１／４毎のフィルターの配列はＹ光、Ｙ光、Ｍ光、Ｍ光であるが、図５（ｂ）では、Ｙ光、Ｍ光、Ｙ光、Ｍ光と交互に配置されている。図５（ｂ）では、Ｒ光はほぼ常時射出され、Ｂ光とＧ光が１／４毎の時系列的に射出され、時系列的に入射するＢ光とＧ光に応じてＢ光Ｇ光用反射型ライトバルブ２１ＢＧにそれぞれ画像信号を与えることで前述と同様の効果を有する投射型表示装置を構成することができる。
【００７３】
（第４実施形態）
図４は、本発明の第４実施形態にかかる投射型表示装置の概略構成図である。第２実施形態と同様の構成には同じ符号を付し説明する。
【００７４】
図４において、光源３１、カラーホイール３２、及び偏光変換照明装置３４の構成及び作用は、第２実施形態と同様であり詳細な説明を省略する。光源３１からの光は、カラーホイール３２に集光され、カラーホイール３２から出射したＳ光、Ｓ光、Ｍ光、Ｍ光のそれぞれの光は、コリメータレンズ３３を経て略平行光束に変換されて進行し、偏光変換照明装置３４に入射して直線偏光（この偏光をＳ偏光とする）に変換される。
【００７５】
偏光変換照明装置３４を射出したＳ偏光のＳ光，Ｓ光、Ｍ光，Ｍ光は、Ｂ光を反射するダイクロイックミラー３５Ｂと、Ｇ光とＲ光を反射するダイクロイックミラー３５ＧＲを直交して配置したクロスダイクロイックミラー３５に入射し、入射光軸に直交し互いに反対方向に進行するＢ光と、時系列的なＧ光とＲ光に色分解される。
【００７６】
色分解されたＢ光は偏向ミラー３７ａで進行方向を入射光軸と平行な方向に進行し、Ｂ光用の偏光ビームスプリッタ４０Ｂに入射し、偏光分離部４０ａで反射して射出し、Ｂ光用反射型ライトバルブ４１Ｂに入射される。
【００７７】
色分解された時系列的なＧ光とＲ光は偏向ミラー３７ｂにて進行方向を入射光軸と略平行に変えて進行し、偏向ミラー３８でクロスダイクロイックミラー３５によるＢ光と同じ方向に進行し、トリミングフィルター３９に入射して、Ｇ光とＲ光のそれぞれの純度が向上されて射出し、Ｇ光Ｒ光用の偏光ビームスプリッタ４０ＧＲに入射し、偏光分離部４０ｂで反射して射出し、Ｇ光Ｒ光用反射型ライトバルブ４１ＧＲに時系列的に入射する。
【００７８】
反射型ライトバルブ４１Ｂに入射したＢ光は、Ｂ光用の画像信号によって変調作用を受け、変調光はＳ偏光からＰ偏光に変換されて反射射出され、非変調光はＳ偏光のまま反射射出され、偏光ビームスプリッタ４０Ｂに再び入射され、変調光が偏光分離部４０ａで透過検光され色合成光学系に入射される。
【００７９】
反射型ライトバルブ４１ＧＲに時系列的に入射したＲ光とＧ光は、各色光入射時にその色光に対応する画像信号によって変調作用を受け、変調光はＳ偏光からＰ偏光に変換されて反射射出され、非変調光はＳ偏光のまま反射射出され、偏光ビームスプリッタ４０ＧＲに再び入射され、変調光が変更分離部４０ｂで時系列的に透過検光され色合成光学系に入射される。
【００８０】
検光されたＢ光と、検光されたＲ光とＧ光は色合成光学系の偏光ビームスプリッタ４３に入射して色合成される。偏光ビームスプリッタ４３の偏光ビームスプリッタ４０Ｂ側の面には１／２波長板４２が配置され、入射するＢ光はこの１／２波長板４２でＰ偏光からＳ偏光に変換されて偏光ビームスプリッタ４３に入射し、偏光分離部４３ａで反射射出される。
【００８１】
偏光ビームスプリッタ４３に入射された時系列的なＢ光とＧ光はそのまま偏光分離部４３ａを透過し、Ｒ光と色合成され、この合成光は投射レンズ４４に入射して図示しないスクリーン上にフルカラー像として投射される。
【００８２】
本第４実施形態では、光源３１にて使用するランプはキセノンランプ３１ａであり、Ｂ光不足の光源光であるが、上述のようにＢ光は時系列的に分割されないため光量的がＲ光、Ｂ光よりも多くＢ光不足問題を解決し良好な画像を投射することが可能となる。
【００８３】
また、Ｒ光とＧ光は時系列的に投射されるのに対し、Ｂ光はほぼ常時投射されているで、他のカラーフィルターを用いてＲ光、Ｇ光、Ｂ光をそれぞれ時系列的に色分解する方法に比較すると投射像のちらつきがなくなるという利点を有している。
【００８４】
次に、本第４実施形態のカラーホイール３２の別の例を、図６（ｂ）に示す。図６（ａ）に示すカラーホイール３２では、外周部の一周にわたる１／４毎のフィルターの配列はＳ光、Ｓ光、Ｍ光、Ｍ光であるが、図６（ｂ）では、Ｓ光、Ｍ光、Ｓ光、Ｍ光と交互に配置されている。図６（ｂ）では、Ｂ光は常時射出され、Ｒ光とＧ光が１／４毎の時系列的に射出され、時系列的に入射するＲ光とＧ光に応じてＲ光Ｇ光用反射型ライトバルブ３９ＧＲにそれぞれ画像信号を与えることで前述と同様の効果を有する投射型表示装置を構成することができる。
【００８５】
なお、第３、第４実施形態においては色合成光学系として偏光ビームスプリッタ２３、４３を使用した構成を採用したが、色合成光学系としては之に限定されず、第３実施形態においてはＲ光反射、Ｂ光とＧ光を透過するダイクロイック膜を有するダイクロイックプリズム、第４実施形態においてはＢ光反射、Ｇ光とＲ光を透過するダイクロイック膜を有するダイクロイックプリズムを使用しても同様の色合成が可能となる。その際には第３、第４実施形態における１／２波長板２２、４２は不用となる。
【００８６】
また、第３実施形態と第４実施形態において使用するカラーホイール１２、３２は、図５（ａ）、（ｂ）、及び図６（ａ）、（ｂ）に示したが、これらにおいては前述のようにマゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｓ）の領域は、図に示すように中心を通る直線にて外周部をそれぞれ１／４づつに分割形成されたものとなっているが、その領域の大きさはこの１／４に限定はなく、使用する光源のランプならびに内部に使用する光学部材の所定色光カット特性に応じて変更しても良い。例えば、マゼンタ（Ｍ）領域を１／４より大（または小）とすることにより、図５において、Ｒ光は時系列的ではないので光量は変わらないがＢ光の光量を時系列的にＧ光の光量より大（または小）とし、図６において、Ｒ光の光量を時系列的にＧ光の光量より大（または小）とするようにしてもよい。
【００８７】
また、従来の投射型表示装置では、３枚の反射型ライトバルブの画素合わせをそれぞれしなくてはならずその技術も困難であるし、時間もかかるが、本発明にかかる全ての実施形態では、２個の反射型ライトバルブの画素合わせで済み、画素合わせの時間が少なくて済むという効果を奏する。
【００８８】
なお、上述の実施の形態は例に過ぎず、上述の構成や形状に限定されるものではなく、本発明の範囲内において適宜修正、変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる投射型表示装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態にかかる投射型表示装置の概略構成図である。
【図３】本発明の第３実施形態にかかる投射型表示装置の概略構成図である。
【図４】本発明の第４実施形態にかかる投射型表示装置の概略構成図である。
【図５】（ａ）は、本発明の第１及び第３実施形態に用いられる時系列色分解手段の概略構成図であり、（ｂ）は、本発明の第１及び第３実施形態に用いられる別の時系列色分解手段の概略構成図である。
【図６】（ａ）は、本発明の第２及び第４実施形態に用いられる時系列色分解手段の概略構成図であり、（ｂ）は、本発明の第２及び第４実施形態に用いられる別の時系列色分解手段の概略構成図である。
【符号の説明】
【００９０】
１１、３１光源
１２、３２  カラーホイール
１３、３３  コリメータレンズ
１４、３４  偏光変換照明装置
１５、１５ａ、１５ｂ、３５、３７ａ、３７ｂ、３８  偏向ミラー
１６、２６、３６  ノッチフィルター
１７、２０、３７、４０  カラー偏光子
１８、３８  偏光ビームスプリッタ
１９、３９  トリミングフィルター
１９Ｒ、１９ＢＧ、２１Ｒ、２１ＢＧ、４１Ｂ、４１ＧＲ  反射型ライトバルブ
２０Ｒ、２０ＢＧ、２３、４０ＧＲ、４０Ｂ、４３  偏光ビームスプリッタ
２１、２４、４１、４４  投射レンズ
２７、３５Ｂ、３５ＧＲ  ダイクロイックミラー
２２、４２  １／２波長板
【図１】
2006106576.tif 000003
【図２】
2006106576.tif 000004
【図３】
2006106576.tif 000005
【図４】
2006106576.tif 000006
【図５】
2006106576.tif 000007
【図６】
2006106576.tif 000008