(57)【要約】【課題】投写距離の短縮を図るべく投写光学系の光軸に対して表示素子をシフトさせた場合にも、特定色の光の光量低下ないし色ムラの発生を円滑に抑制できる投写型表示装置を提供する。【解決手段】表示素子１６、１９、２６を屈折光学系部３０の光軸に対しＺ軸方向にシフトさせる。これにより、プロジェクタの投写距離が短縮される。また、ダイクロイックプリズム２７と屈折光学系部３０の間に、緑色光の偏光方向を９０度回転させる波長選択性の１／２波長板２９を配置する。これにより、緑色光が屈折光学系３０に対しＰ偏光で入射し、屈折光学系３０における緑色光の透過率が改善され、緑色光の光量低下に起因する光量低下ないし色ムラの発生が抑制される。【選択図】図１
2011118410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
変調すべき波長帯の光に対応して配された複数の光変調素子と、
前記光変調素子によって変調された前記各波長帯の光を合成する光合成素子と、
前記各波長帯の光のうち一つを他の波長帯の光の偏光方向に直交する直線偏光にて前記光合成素子に入射させる第１の偏光調整素子と、
前記光合成素子によって合成された光を拡大投写する投写光学系と、
前記光合成素子と前記投写光学系の間に配された第２の偏光調整素子とを備え、
前記投写光学系は、複数のレンズからなる屈折光学系部を有し、
前記各光変調素子の中心が前記投写光学系の光軸に対して光学的に偏心した状態で前記各光変調素子が配置され、
前記第２の偏光調整素子は、所定波長帯の光の偏光状態を、前記偏心の方向に偏光方向が接近し、もしくは、円偏光となるよう調整する、
ことを特徴とする投写型表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の投写型表示装置において、
前記第２の偏光調整素子は、波長選択性の１／２波長板または波長選択性の１／４波長板である、
ことを特徴とする投写型表示装置。
【請求項３】
請求項１に記載の投写型表示装置において、
前記第２の偏光調整素子は、１／４波長板である、
ことを特徴とする投写型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示素子上の画像を被投写面上に投写する投写型表示装置に関し、特に、投写光を斜め方向から拡大投写するタイプの投写型表示装置に用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
表示素子（液晶パネル等）上の画像を被投写面（スクリーン等）上に拡大投写する投写型表示装置（以下、「プロジェクタ」という）が商品化され広く普及している。この種のプロジェクタでは、たとえば、表示素子として３枚の透過型液晶パネルが使用され、各パネルによって赤、緑、青の光を変調し、変調後の光をダイクロイックプリズムによって合成して投写光学系にてスクリーン面上に投写する構成となっている。
【０００３】
以下の特許文献１、２、３には、偏光方向に対するダイクロイックプリズムの透過率（反射率）特性を考慮して、光の利用効率を高める方法が提案されている。具体的には、液晶パネルとダイクロイックプリズムの間に偏光方向を変換する光学部材を配置し、ダイクロイックプリズムを透過する緑色光はＰ偏光にてダイクロイックプリズに入射させ、ダイクロイックミラーによって反射される赤色光および青色光はＳ偏光にてダイクロイックプリズにて入射させ、これにより、ダイクロイックプリズムを透過した後の光の光量を向上させている。
【０００４】
また、この種のプロジェクタでは、スクリーンとプロジェクタ本体の距離を短くするために、投写光学系の広角化とともに、投写光の進行方向を投写光学系の光軸に対して傾斜させる、斜め投写の構成をとるプロジェクタが提案されている。
【０００５】
例えば、以下の特許文献４に記載の発明では、投写光学系として大画角の広角レンズが用いられ、表示素子とスクリーンを投写光学系の光軸に対して互いに相反する方向にシフトさせることにより、投写距離の短縮とともに歪曲のない斜め投写が実現されている。
【０００６】
また、以下の特許文献５に記載の発明では、投写光学系として屈折光学系と反射面が用いられ、表示素子上の画像を屈折光学系と反射面の間に中間像として結像させ、この中間像を反射面によって拡大投写することにより、投写距離の短縮が実現されている。
【０００７】
これら特許文献４、５に記載の構成では、斜め投写に起因して、投写画像に台形歪みが生じる。しかし、この台形歪みは、投写光学系の光軸に対し表示素子をシフトさせることによって抑制され得る。
【０００８】
上記特許文献１、２、３の構成を特許文献４、５に組み合わせることにより、投写距離の短縮化と、光の利用効率の向上を同時に図ることができる。この場合も、台形歪みを抑制するために、投写光学系の光軸に対して表示素子をシフトさせる必要がある。
【０００９】
しかしながら、このように表示素子をシフトさせると、特定色の光の光量が、投写領域の一端から他端に向かうにつれて顕著に低下し、これにより表示画像に色ムラが発生するとの現象が生じる。かかる光量低下と色ムラの発生は、投写光学系の光軸に対する表示素子のシフト量を大きくするほど顕著となる。
【００１０】
なお、以下の特許文献６には、投写レンズの出射側に１／４波長板を配置する構成が示されている。この先行発明は、上記特許文献１、２、３の構成を用いる場合の問題を解決するものである。すなわち、上記のように、緑色の光をＰ偏光、赤色と青色の光をＳ偏光としてスクリーンに投写すると、スクリーンがコントラスト低減防止用の偏光スクリーンである場合に、特定色しか反射されず、正しい色を表示できないとの問題が生じる。そこで、投写レンズ出射側に１／４波長板を配置し、投写レンズから出射された緑色の光と赤色および青色の光を、１／４波長板によって、回転方向の異なる円偏光に変換し、各色の光を、偏光スクリーンによって等しく反射させるものである。
【００１１】
この先行発明によれば、偏光スクリーン上において各色光が等しく反射されるため、スクリーン上に正しい色を表示することができる。しかし、この先行発明を用いても、上記表示素子のシフトに基づく特定色の光量低下、および、これに起因する色ムラの発生を抑制することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開昭６４−１１２８９号公報
【特許文献２】実開平２−９０８２４号公報
【特許文献３】特開平９−３１８９２２号公報
【特許文献４】特開平０５−１００３１２号公報
【特許文献５】特開２００４−２５８６２０号公報
【特許文献６】特開２０００−９８３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、投写光学系の光軸に対して表示素子をシフトさせた場合にも、特定色の光の光量低下ないし色ムラの発生を円滑に抑制できる投写型表示装置を提供することを課題とする。 
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願発明者は、上記特許文献４、５に記載の斜め投写の構成をとる投写型表示装置の開発において、投写距離の短縮化と、表示素子のシフトによる台形歪みの抑制を検討した。そして、この検討において、表示素子をシフトさせるに応じて、特定色の光の光量が、投写領域の一端から他端に向かうにつれて顕著に低下し、これにより表示画像に色ムラが発生するとの現象を確認した。また、かかる光量低下と色ムラは、投写光学系の光軸に対する表示素子のシフト量を大きくするほど顕著になることを確認した。
【００１５】
本願発明者は、この問題を解決しつつ投写距離の短縮を図ろうと鋭意検討した。そして、この問題の分析・検討において、特定色の光量低下と色ムラが、その色の光の偏光状態に関係する可能性に着眼した。この着眼をもとに、本願発明者は、偏光方向と光量低下の関係を分析・検討し、光の偏光方向が、投写光学系の光軸に対する表示素子のシフト方向に近づくほど、光量低下と色ムラが改善されるとの結論に到達した。
【００１６】
本発明は、このような検討・分析ないし結論をもとになされたものである。
【００１７】
請求項１の発明に係る投写型表示装置は、光源と、変調すべき波長帯の光に対応して配された複数の光変調素子と、前記光変調素子によって変調された前記各波長帯の光を合成する光合成素子と、前記各波長帯の光のうち一つを他の波長帯の光の偏光方向に直交する直線偏光にて前記光合成素子に入射させる第１の偏光調整素子と、前記光合成素子によって合成された光を拡大投写する投写光学系と、前記光合成素子と前記投写光学系の間に配された第２の偏光調整素子とを備える。ここで、前記投写光学系は、複数のレンズからなる屈折光学系部を有し、前記各光変調素子は、その中心が前記投写光学系の光軸に対して光学的に偏心した状態で配置され、また、前記第２の偏光調整素子は、所定波長帯の光の偏光状態を、前記偏心の方向に偏光方向が接近し、もしくは、円偏光となるよう調整する。
【００１８】
この発明によれば、投写光学系に入射する際の所定波長帯の光の偏光方向が、投写光学系の光軸に対する表示素子のシフト方向に接近するよう調整され、もしくは、円偏光となるよう調整されるため、その波長帯の光に生ずる光量低下と色ムラが改善される。なお、本発明の効果は、追って、実施の形態の項において、図７、図８および図１０を参照して詳述する。
【００１９】
請求項２の発明は、請求項１に記載の投写型表示装置において、前記第２の偏光調整素子は、波長選択性の１／２波長板または波長選択性の１／４波長板であることを特徴とする。この発明によれば、波長選択性の１／２波長板または波長選択性の１／４波長板に適合する波長帯の光のみ、偏光方向が９０°回転され、あるいは、円偏光とされる。
【００２０】
請求項３の発明は、請求項１に記載の投写型表示装置において、前記第２の偏光調整素子は、１／４波長板であることを特徴とする。この発明によれば、投写光学系に入射する際の全ての波長帯の光が円偏光とされる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、投写光学系の光軸に対して表示素子をシフトさせた場合にも、特定色の光の光量低下ないし色ムラの発生を円滑に抑制できる投写型表示装置を提供することができる。
【００２２】
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施の形態に係るプロジェクタの光学系を示す図
【図２】実施の形態に係る屈折光学系部と表示素子の位置関係を説明する図
【図３】波長選択性の１／２波長板を配置しない場合（比較例）における各色光の偏光方向を示す図
【図４】波長選択性の１／２波長板を配置しない場合（比較例）におけるレンズに対する光線の入射状態を示す図
【図５】波長選択性の１／２波長板を配置しない場合（比較例）におけるレンズに対する光線の入射状態を示す図
【図６】入射面にＰ偏光およびＳ偏光で入射する場合の入射角度と反射率および透過率の関係を示す図
【図７】屈折光学系部に対しＢ光、Ｇ光、Ｒ光がＰ偏光で入射する場合とＳ偏光で入射する場合の、屈折光学系部の光軸からの距離と各色光の透過率の関係をシミュレーションした図（波長選択性の１／２波長板を配さない場合）
【図８】屈折光学系部に対しＢ光、Ｇ光、Ｒ光がＰ偏光で入射する場合とＳ偏光で入射する場合の、屈折光学系部の光軸からの距離と各色光の透過率の関係をシミュレーションした図（波長選択性の１／２波長板を配する場合）
【図９】実施の形態に係るプロジェクタの光学系の変更例を示す図
【図１０】実施の形態に係るプロジェクタの効果を説明する図
【図１１】実施の形態に係るプロジェクタの光学系の変更例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１に実施の形態に係るプロジェクタの光学系を示す。
【００２５】
図１を参照して、光源１１は、ランプとリフレクタから構成され、略平行な光を照明光学系１２に出射する。照明光学系１２は、フライアイインテグレータ、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）アレイおよびコンデンサレンズを備え、表示素子（液晶パネル）１６、１９、２６に入射する際の各色の光の光量分布を均一化させるとともに、ダイクロイックミラー１３に向かう光の偏光方向を同図のＺ軸方向に揃える。
【００２６】
ダイクロイックミラー１３は、照明光学系１２から入射された光のうち、青色波長帯の光（以下、「Ｂ光」という）のみを反射し、赤色波長帯（以下、「Ｒ光」という）と緑色波長帯（以下、「Ｇ光」という）を透過する。ミラー１４は、ダイクロイックミラー１３によって反射されたＢ光をコンデンサレンズ１５に向かう方向に反射する。
【００２７】
コンデンサレンズ１５は、Ｂ光が平行光で表示素子１６に入射するよう、Ｂ光にレンズ作用を付与する。表示素子１６は、青色用の映像信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＢ光を変調する。なお、表示素子１６の入射側と出射側には偏光板（図示せず）が配されている。
【００２８】
ダイクロイックミラー１７は、ダイクロイックミラー１３を透過したＲ光およびＧ光のうち、Ｇ光のみを反射する。コンデンサレンズ１８は、Ｇ光が平行光で表示素子１９に入射するよう、Ｇ光にレンズ作用を付与する。表示素子１９は、緑色用の映像信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＧ光を変調する。なお、表示素子１９の入射側と出射側には偏光板（図示せず）が配されている。
【００２９】
１／２波長板２０は、Ｇ光の偏光方向を９０度回転させる。これにより、Ｇ光の偏光方向は、同図のＸ軸方向となる。
【００３０】
リレーレンズ２１、２３は、表示素子２６に対するＲ光の入射状態が表示素子１６および１９に対するＢ光およびＧ光の入射状態と等しくなるようＲ光にレンズ作用を付与する。ミラー２２、２４は、ダイクロイックミラー１７を透過したＲ光を表示素子２６に導くよう、Ｒ光の光路を変更する。
【００３１】
コンデンサレンズ２５は、Ｒ光が平行光の状態で表示素子２６に入射するよう、Ｒ光にレンズ作用を付与する。表示素子２６は、赤色用の映像信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＲ光を変調する。なお、表示素子２６の入射側と出射側には偏光板（図示せず）が配されている。
【００３２】
ダイクロイックプリズム２７は、表示素子１６、１９、２６によって変調されたＢ光、Ｇ光およびＲ光のうち、Ｂ光とＲ光を反射するとともにＧ光を透過し、これにより、Ｂ光、Ｇ光およびＲ光を色合成する。なお、Ｂ光とＲ光は、ダイクロイックプリズム２７の反射面に対しＳ偏光で入射し、Ｇ光は、ダイクロイックプリズム２７の反射面に対しＰ偏光で入射する。
【００３３】
波長選択性の１／２波長板２９は、ダイクロイックプリズム２７側から入射される光のうち、Ｇ光のみ、偏光方向を９０度回転させる。これにより、Ｂ光、Ｇ光およびＲ光は、何れも、偏光方向が図中のＺ軸方向となる直線偏光にて屈折光学系部３０に入射する。
【００３４】
屈折光学系部３０は、投写光を中間結像面上に結像させるためのレンズ群と、これらレンズ群の一部を光軸方向に変位させて投写画像のフォーカス状態を調整するためのアクチュエータを備えている。反射ミラー部４０は、非球面ミラーあるいは自由曲面ミラーから構成され、屈折光学系部３０から入射された投写光を広角化して被投写面（スクリーン面）へ投写する。なお、屈折光学系部３０と反射ミラー部４０によって投写光学系が構成されている。
【００３５】
図２に、屈折光学系部３０と表示素子１６、１９、２６の位置関係を示す。なお、表示素子１６は、図中、ダイクロイックプリズム２７のＸ軸方向背面側に配置されている。
【００３６】
図示の如く、本実施の形態では、斜め投写の構成において投写距離の短縮化と台形歪みの抑制を図るために、屈折光学系部３０の光軸に対し表示素子１６、１９、２６の垂直サイズの１／２以上Ｚ軸方向にシフトした状態で、各色の表示素子１６、１９、２６が配置されている。ここで、屈折光学系部３０に入射する際のＧ光の偏光方向は、上記の如く、波長選択性の１／２波長板２９の作用によりＺ軸方向とされる。したがって、Ｂ光、Ｇ光、Ｒ光の偏光方向は何れも、屈折光学系部３０の光軸に対する表示素子１６、１９、２６のシフト方向（Ｚ軸方向）に一致し、各色光は、屈折光学系部３０内のレンズ群に各レンズの接平面に対してＰ偏光の状態で入射する。
【００３７】
本実施の形態では、このようにＧ光の偏光方向を調整することにより、Ｇ光の光量低下が抑制される。以下、この点について、波長選択性の１／２波長板２９を配置しない場合（比較例）と対比して説明する。
【００３８】
図３に、波長選択性の１／２波長板２９を配置しない場合の各色光の偏光方向の状態（比較例）を示す。この場合、Ｇ光は、表示素子１９のシフト方向に対し直交する方向（Ｘ軸方向）に振動する偏光方向をもって屈折光学系部３０に入射し、Ｂ光とＲ光は、表示素子１６、２６のシフト方向と同方向（Ｚ軸方向）に振動する偏光方向をもって屈折光学系部３０に入射する。
【００３９】
図４は、図３のＣ−Ｃ’断面の一部を示す図である。ここでは、上記の如く、表示素子１６、１９、２６が屈折光学系部３０の光軸に対しＺ軸方向にシフトしているため、表示素子１６、１９、２６の表示面に対して垂直に入出射する光線は、主としてレンズ３１、３２の周辺部を通過することになる。
【００４０】
表示素子１６、１９、２６の各ポイント、たとえば、図３のＡ点、Ｂ点において表示素子１６、１９、２６の表示面から垂直に出射される光線は、レンズ３１、３２の各接平面Ｓに対し異なる角度で入射する。図５は、これら構成の光線がレンズ３１に入射する際の、接平面Ｓａ、Ｓｂと入射角の関係を示す図である。また、各接平面Ｓに対してＧ光はＳ偏光（Ｘ軸方向の直線偏光）、Ｂ光とＲ光はＰ偏光（Ｚ軸方向の直線偏光）となるため、各色光の透過率は、各接平面Ｓに対する入射角度とその偏光方向に依存して、互いに異なるものとなる。
【００４１】
屈折率ｎ１の媒質１から屈折率ｎ２の媒質２に光が入射する際の反射率と透過率は次式で与えられる。
【００４２】
【数１】
2011118410.tif 000003
【００４３】
ここで、φ１、φ２は、それぞれ、媒質１から媒質２への入射角および屈折角、Ｒｐ、Ｒｓは、それぞれ、入射面（媒質１と媒質２の境界面）に対してＰ偏光およびＳ偏光で光が入射する場合の反射率、Ｔｐ、Ｔｓは、それぞれ、入射面（媒質１と媒質２の境界面）に対してＰ偏光およびＳ偏光で光が入射する場合の透過率である。
【００４４】
図６（ａ）（ｂ）は、それぞれ、空中から光学ガラスＢＫ７（屈折率＝1.5168）に入射する場合の反射率および透過率の変化を示す図である。図示の如く、光の透過率は、入射面に対する光の入射角度と光の偏光方向に依存して変化する。したがって、屈折光学系３０に対するＢ光、Ｇ光、Ｒ光の透過率は、屈折光学系３０内に配された各レンズの接平面Ｓに対する入射角と、各色光の偏光方向に依存して変化することとなる。
【００４５】
なお、Ｂ光、Ｇ光、Ｒ光は、波長が相違するため、屈折光学系３０内の各レンズに対する屈折率が相違し、このため、Ｂ光、Ｇ光、Ｒ光に対する各レンズの屈折作用が相違する。これに起因して、各色光の光線は、屈折光学系３０内において異なる光路を辿ることとなる。したがって、各レンズに対する各色光の光線の入射角φ１は互いに異なり、このため、各レンズに対する光線の透過率は、色毎に相違することとなる。さらに、かかる屈折率の相違が上記数１のパラメータｎに影響するため、これによっても、各レンズに対する各色光の光線の透過率が相違することとなる。
【００４６】
図７は、波長選択性の１／２波長板２９を配置しない場合の、表示素子１６、１９、２６の表示素子面上における屈折光学系部３０の光軸からの距離と各色光の透過率の関係をシミュレーションしたものである。なお、このシミュレーションは、屈折光学系部３０内に配された全てのレンズを各色光が透過した際のトータルの透過率を、各レンズの光学設計値をもとに算出したものである。
【００４７】
同図に示すように、光軸中心から離れるほど、Ｇ光の透過率がＢ光、Ｒ光に比べて大きく低下する。これは、Ｇ光がレンズの各接平面に対してＳ偏光であり、Ｂ光とＲ光はレンズの各接平面に対してＰ偏光であることに起因している。なお、Ｒ光はレンズの各接平面に対してＰ偏光ではあるが、波長との関係から、Ｂ光に比べ、透過率が低下している。しかし、Ｒ光の透過率低下は、屈折光学系部３０内のレンズ群の光学設計を調整することにより、ある程度改善できる。
【００４８】
このように、図７のシミュレーションにおける条件のもとでは、図３のＢ点において表示素子から垂直に出射するＧ光の光線は、Ａ点において出射する光線に比べ、透過率が顕著に低下し、また、Ｒ光の透過率もＡ点よりもＢ点の光線の方が大きく低下するため、スクリーン上の投写画像に色ムラが現れる。
【００４９】
図８は、波長選択性の１／２波長板２９を配置した場合（実施の形態）の、屈折光学系部３０の光軸からの距離と各色光の透過率の関係を、図７と同じ条件にてシミュレーションしたものである。
【００５０】
同図を参照して分かるとおり、本実施の形態においては、波長選択性の１／２波長板２９の作用によって、Ｇ光がＰ偏光の状態で屈折光学系部３０に入射されるため、Ｇ光の透過率が、図７の場合に比べ、顕著に改善される。このシミュレーション条件のもとでは、Ｂ点において表示素子から垂直に出射するＧ光の光線は、Ａ点において出射する光線に比べ、透過率差が殆ど発生しなくなる。よって、本実施の形態によれば、Ｇ光の光量低下によって発生する色ムラを効果的に抑制することができる。
【００５１】
なお、現状では、Ｂ光、Ｇ光、Ｒ光のうち、Ｇ光の投写光量が他の光に比べ数段大きくなっているため、投写画像上における色ムラは、Ｇ光の透過率差ないし光量低下によって最も大きな影響を受ける。よって、本実施の形態のように、Ｇ光の透過率差を抑制すれば、投写画像上における色ムラを顕著に改善することができる。
【００５２】
なお、上記では、説明を簡略化するため、表示素子面から垂直に出射する光線について説明を行ったが、実際には、照明光は、ある程度の分散角をもって表示素子面から出射する。よって、厳密には、表示面に対して垂直となる光線だけではなく、ある程度の広がり角をもつ光線の集合を検討する必要があるが、透過率の傾向としては、この光線も、表示面から垂直に出射する光線と同様であるから、上記説明をもとにこれら光線の集合の透過率特性を把握することが可能である。
【００５３】
また、上記実施の形態では、屈折光学系部３０の光軸に対して光学的に垂直方向（Ｚ軸方向）にシフトするよう表示素子を配置した構成を例示して説明を行ったが、表示素子が水平方向（Ｘ軸方向）にシフトする場合や、斜め方向にシフトする場合も同様に、対応する色の光の偏光方向をシフト方向に近付けるよう位相板を配置することにより、屈折光学系部３０の透過率低下を防ぐことが可能である。
【００５４】
たとえば、合成光が屈折光学系部３０の光軸に対して水平方向（Ｘ軸方向）にシフトするよう表示素子を配置する場合には、合成光のうちＢ光とＲ光の偏光方向がシフト方向に対して直交するため、ダイクロイックプリズム２７と屈折光学系部３０の間に、Ｂ光とＲ光の偏光方向を９０°回転させる波長選択性の１／２波長板を配すれば良い。これにより、Ｂ光とＲ光の偏光方向がシフト方向に整合し、Ｂ光とＲ光の光量低下が抑制される。
【００５５】
なお、上記では、屈折光学系部３０に対し直線偏光（Ｐ偏光）にて各色光を入射させるようにしたが、各色光を円偏光にて屈折光学系部３０に入射させても、色ムラの改善効果が発揮される。
【００５６】
図９に、この場合の構成例を示す。この構成例では、上記実施の形態における波長選択性の１／２波長板２９が１／４波長板５１に変更されている。１／４波長板５１を透過することにより、Ｂ光とＲ光は、円偏光に変換され、また、Ｇ光は、Ｂ光とＲ光と逆向きの円偏光に変換される。その結果、各色光は、屈折光学系部３０に円偏光で入射することになる。この場合、図３のＡ点からＢ点までの部分を通過する各色光の透過率は、Ｐ偏光にて屈折光学系部３０に入射する際の透過率とＳ偏光にて屈折光学系部３０に入射する際の透過率の平均値程度になるものと考えられる。
【００５７】
図１０は、屈折光学系部３０に対しＢ光、Ｇ光、Ｒ光がＰ偏光で入射する場合とＳ偏光で入射する場合の、屈折光学系部３０の光軸からの距離と各色光の透過率の関係を、図７と同じ条件にてシミュレーションしたものである。
【００５８】
図３のＡ点からＢ点までの部分を通過する各色光の透過率は、図１０のシミュレーションにおいて、Ｐ偏光にて入射する際の透過率とＳ偏光にて入射する際の透過率の平均値程度になる。したがって、図９の構成例のように、ダイクロイックプリズム２７と屈折光学系部３０の間に１／４波長板５１を配すると、１／４波長板を配さない場合に比べ、Ｂ光とＲ光の透過率は低下するが、Ｇ光の透過率は増加する。上記の如く、現状では、Ｂ光、Ｇ光、Ｒ光のうち、Ｇ光の投写光量はＢ光とＲ光に比べ数段大きくなっているため、このように、Ｇ光の透過率を引き上げることにより、Ｂ光とＲ光の透過率が多少低下しても、投写画像上におけるトータル的な光量増加と色ムラ改善を図ることができる。
【００５９】
なお、波長選択性の１／２波長板に比べ１／４波長板は安価であるため、図９の構成例のように、波長選択性の１／２波長板２９を１／４波長板５１に置き換えることにより、プロジェクタのコスト低減を図ることができる。
【００６０】
また、図９の構成例では、Ｂ光、Ｇ光、Ｒ光の全てを円偏光に変換して屈折光学系３０に入射させるようにしたが、Ｇ光のみを円偏光に変換するようにしても良い。図１１にこの場合の構成例を示す。この構成例では、Ｇ光のみに作用する波長選択性の１／４波長板５２がダイクロイックプリズム２７と屈折光学系３０の間に配置されている。
【００６１】
この場合、図３のＡ点からＢ点までの部分を通過するＧ光の透過率は、Ｐ偏光にて屈折光学系部３０に入射する際の透過率とＳ偏光にて屈折光学系部３０に入射する際の透過率の平均値程度になり、波長選択性の１／４波長板５２を配置しない場合に比べ、透過率が改善される。また、Ｂ光とＲ光はＰ偏光にて屈折光学系部３０に入射するため、図９の構成例のように透過率が低下することはない。よって、この構成例によれば、Ｂ光とＲ光の透過率を維持しつつＧ光の透過率を引き上げることができ、その結果、図９の構成例に比べ、投写画像上における光量増加と色ムラ改善をより効果的に達成することができる。  
【００６２】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態によって制限されるものではない。また、本発明の実施形態は上記の他、種々の変更が可能である。
【００６３】
たとえば、上記実施の形態では、Ｂ光、Ｇ光、Ｒ光を表示素子によって変調させ、変調後の光をダイクロイックプリズムによって合成するようにしたが、これらの波長帯以外の光をさらに対応する表示素子にて変調させ、変調後の光をＢ光、Ｇ光、Ｒ光とともに合成して屈折光学系部３０に入射させるようにしても良い。たとえば、光源１１内のランプにて発光される光にＢ光、Ｇ光、Ｒ光の他に黄色波長帯（以下、「Ｙ光」という）のスペクトル成分がある場合には、Ｙ光を対応する表示素子へと導き、当該表示素子にて変調されたＹ光を、Ｂ光、Ｇ光、Ｒ光とともにダイクロイックプリズムで合成するようにしても良い。
【００６４】
また、上記実施の形態では、各色光を変調する素子として透過型の表示素子を用いたが、反射型の表示素子を用いたプロジェクタに本発明を適用することも可能である。また、各色光の表示素子をダイクロイックプリズム２７のどの面に対向させるかについても、上記実施の形態以外の方法を適宜採用することができ、たとえば、図１におけるＢ光用の表示素子１６とＲ光用の表示素子２６を入れ替え、Ｂ光の方を、リレーレンズ２１、２３を介して表示素子に入射させるようにしても良い。
【００６５】
また、上記実施の形態では、非球面ミラーを用いて投写光を拡大投写するプロジェクタに本発明が適用しているが、非球面ミラーを用いずに、投写光学系として大画角の広角レンズを用いて投写光を拡大投写するプロジェクタにも本発明を適宜適用することができる。
【００６６】
この他、図１の構成例では、光を均一化させる手段としてフライアイインテグレータを用いたが、これに代えて、ロッドインテグレータを用いることもできる。本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１１  …  光源
１６、１９、２６  …  表示素子（光変調素子）
２０  …  １／２波長板（第１の偏光調整素子）
２７  …  ダイクロイックプリズム（光合成素子）
２９  …  波長選択性の１／２波長板（第２の偏光調整素子）
３０  …  屈折光学系部（投写光学系）
５１  …  １／４波長板（第２の偏光調整素子）
５２  …  波長選択性の１／４波長板（第２の偏光調整素子）
【図１】
2011118410.tif 000004
【図２】
2011118410.tif 000005
【図３】
2011118410.tif 000006
【図４】
2011118410.tif 000007
【図５】
2011118410.tif 000008
【図６】
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【図７】
2011118410.tif 000010
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年4月20日(2011.4.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
変調すべき波長帯の光に対応して配された複数の光変調素子と、
前記光変調素子によって変調された前記各波長帯の光を合成する光合成素子と、
前記各波長帯の光のうち一つを他の波長帯の光の偏光方向に直交する直線偏光にて前記光合成素子に入射させる第１の偏光調整素子と、
前記光合成素子によって合成された光を拡大投写する投写光学系と、
前記光合成素子と前記投写光学系の間に配された第２の偏光調整素子とを備え、
前記投写光学系は、複数のレンズを有し、
前記各光変調素子の中心が前記投写光学系の光軸に対して特定方向に光学的にシフトした状態で前記各光変調素子が配置され、
前記第２の偏光調整素子は、所定波長帯の光の偏光方向を、前記特定方向に接近するように変更する、もしくは、前記他の波長帯の光を円偏光となるように変更する、
ことを特徴とする投写型表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の投写型表示装置において、
前記第２の偏光調整素子は、波長選択性の１／２波長板または波長選択性の１／４波長板である、