(57)【要約】【課題】投写型表示装置内部における発熱を低減する技術を提供する。【解決手段】光源装置１０からの光は、３色の色成分光に分離されて偏光板３１ｒ、３１ｇ、３１ｂによって所定の第１の偏光方向又は第１の偏光方向と直交する第２の偏光方向を有する直線偏光光として液晶パネル３２ｒ、３２ｇ、３２ｂに入射し、画像信号に基づいて変調される。このとき、表示画像の黒画像領域は第１の偏光方向を有する直線偏光光で表すように変調される。変調された各色成分光は、ダイクロイックプリズム４０で合成されて投写系レンズ６０を介して第１の偏光方向の直線偏光光を吸収する偏光スクリーン１２０に投写される。この投写型表示装置１００Ａでは、液晶パネル３２ｒ、３２ｇ、３２ｂの射出側には偏光板を有していないため、第１の偏光方向を有する直線偏光光は、偏光スクリーン１２０において吸収されて熱となる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の第１の偏光方向の直線偏光光を吸収する偏光スクリーンに画像光を投射するための投写型表示装置であって、
前記第１の偏光方向又は前記第１の偏光方向と直交する第２の偏光方向を有する直線偏光光を生成する直線偏光生成部と、
前記直線偏光生成部から射出された直線偏光光を、画像信号に基づいて変調することによって画像を表す画像光を生成する光変調部と、
前記画像光を前記偏光スクリーンに投写する投写光学系と、
を備え、
前記光変調部は、前記光変調部に入射した直線偏光光を前記画像信号に基づいて変調する液晶パネルを有するとともに、前記液晶パネルの射出側に射出側偏光板を有しておらず、
前記液晶パネルは、黒画像領域を前記第１の偏光方向の直線偏光光で表すように前記変調を実行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記載の投写型表示装置であって、
前記投射光学系を含み前記液晶パネルの射出側に存在する射出側光学系は、前記投写型表示装置から射出される前記第１の偏光方向の第１の直線偏光光と前記第２の偏光方向の第２の直線偏光光の位相差が１／４波長未満となるように構成されている、投写型表示装置。
【請求項３】
請求項２記載の投写型表示装置であって、
前記第１の直線偏光光と前記第２の直線偏光光の位相差はほぼゼロである、投写型表示装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の投写型表示装置であって、
前記射出側光学系に含まれる各光学素子は、複屈折性を有さない材料で形成されている、投写型表示装置。
【請求項５】
請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の投写型表示装置であって、
前記直線偏光生成部は、複数の色の直線偏光を生成し、
前記光変調部は、前記複数の色の直線偏光光を変調するための複数の前記液晶パネルを有しており、
前記投写型表示装置は、さらに、
前記複数の液晶パネルと前記投写型光学系との間に、前記複数の液晶パネルから射出された複数の色の画像光を合成して合成画像光を生成する色合成部を備えており、
前記色合成部は、前記複数の色の画像光を選択的に透過又は反射して前記合成画像光を生成するための複数の光学薄膜を有する、投写型表示装置。
【請求項６】
請求項５記載の投写型表示装置であって、
前記複数の色は、赤色と緑色と青色とを含み、
前記複数の光学薄膜は、少なくとも緑色の画像光に関して複屈折性を有さない膜としてそれぞれ形成されている、投写型表示装置。
【請求項７】
請求項５又は請求項６記載の投写型表示装置であって、
前記複数の液晶パネルと前記色合成部とは、各液晶パネルから射出される黒画像領域を表す直線偏光光の偏光方向が、前記光学薄膜での反射における入射面に垂直又は平行に対して±５°の範囲内にあるように配置されている、投写型表示装置。
【請求項８】
請求項２ないし請求項７のいずれかに記載の投写型表示装置であって、
前記射出側光学系は光散乱部材を含まない、投写型表示装置。
【請求項９】
投写型表示システムであって、
所定の第１の偏光方向の直線偏光光を吸収する偏光スクリーンと、
前記偏光スクリーンに画像光を投射するための投写型表示装置と、
を備え、
前記投写型表示装置は、
前記第１の偏光方向又は前記第１の偏光方向と直交する第２の偏光方向を有する直線偏光光を生成する直線偏光生成部と、
前記直線偏光生成部から射出された直線偏光光を、画像信号に基づいて変調することによって画像を表す画像光を生成する光変調部と、
前記画像光を前記偏光スクリーンに投写する投写光学系と、
を備え、
前記光変調部は、前記光変調部に入射した直線偏光光を前記画像信号に基づいて変調する液晶パネルを有するとともに、前記液晶パネルの射出側に射出側偏光板を有しておらず、
前記液晶パネルは、黒画像領域を前記第１の偏光方向の直線偏光光で表すように前記変調を実行することを特徴とする投写型表示システム。
【請求項１０】
投写型表示装置であって、
所定の第１の偏光方向又は前記第１の偏光方向と直交する第２の偏光方向を有する直線偏光光を生成する直線偏光生成部と、
前記直線偏光生成部から射出された直線偏光光を、画像信号に基づいて変調することによって画像を表す画像光を生成する光変調部と、
前記画像光を投写する投写光学系と、
前記画像光を受けて画像を表示する表示部と、
を備え、
前記光変調部は、前記光変調部に入射した直線偏光光を前記画像信号に基づいて変調する液晶パネルを有するとともに、前記液晶パネルの射出側に射出側偏光板を有しておらず、
前記液晶パネルは、黒画像領域を前記第１の偏光方向の直線偏光光で表すように前記変調を実行し、
前記表示部は、前記画像光のうち前記第１の偏光方向の直線偏光光を吸収する偏光吸収層を有す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】
この発明は、投射光によって画像を表示する投写型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
投写型表示装置には、光源からの光を色ごとに分解し、分解された光を各色に対応する画像信号に応じて変調した上で同一光路上に再び合成し、画像光として投写するカラー画像投写型表示装置がある（特許文献１等）。
【０００３】
【特許文献１】特許第２５５８５３８号
【特許文献２】特開２０００−２４１７８９
【特許文献３】特開２０００−２９２７４４
【０００４】
投写型表示装置では、表示画像のコントラストの向上が求められており、その方法としては、光源の出力を増大させる方法がある。しかし、一般に、光源からの光の一部は、画像光として投射されずに当該装置内部の光路上において吸収されて熱になる。そのため、光源の出力を増大すると、当該装置の発熱量も増大し、当該装置の部材の劣化を引きおこす可能性があるという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、投写型表示装置内部における発熱を低減する技術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】
【０００６】
本発明の一形態による装置は、所定の第１の偏光方向の直線偏光光を吸収する偏光スクリーンに画像光を投射するための投写型表示装置であって、前記第１の偏光方向又は前記第１の偏光方向と直交する第２の偏光方向を有する直線偏光光を生成する直線偏光生成部と、前記直線偏光生成部から射出された直線偏光光を、画像信号に基づいて変調することによって画像を表す画像光を生成する光変調部と、前記画像光を前記偏光スクリーンに投写する投写光学系とを備え、前記光変調部は、前記光変調部に入射した直線偏光光を前記画像信号に基づいて変調する液晶パネルを有するとともに、前記液晶パネルの射出側に射出側偏光板を有しておらず、前記液晶パネルは、黒画像領域を前記第１の偏光方向の直線偏光光で表すように前記変調を実行することを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、投写型表示装置の液晶パネルの射出側に射出側偏光板が設けられていないため、画像光に含まれる黒画像領域を表す偏光成分は、投写型表示装置から射出された後に、偏光スクリーンに吸収されて熱となる。従って、射出側偏光板を有する投写型表示装置に比較して装置内部における発熱を抑制することができ、装置内部の部材の劣化を抑制できる。
【０００８】
前記投射光学系を含み前記液晶パネルの射出側に存在する射出側光学系は、前記投写型表示装置から射出される前記第１の偏光方向の第１の直線偏光光と前記第２の偏光方向の第２の直線偏光光の位相差が１／４波長未満となるように構成されているものとしても良い。
【０００９】
前記第１の直線偏光光と前記第２の直線偏光光の位相差はほぼゼロであるものとしても良い。
【００１０】
この構成によれば、投写型表示装置が投写する画像光が楕円偏光となることを抑制することができ、画像光を直線偏光として偏光スクリーンに到達させることができる。従って、偏光スクリーンにおいて第１の偏光方向を有する直線偏光を効率よく吸収させることができるため、投写画像のコントラストの低下を抑制できる。
【００１１】
前記直線偏光生成部は、複数の色の直線偏光を生成し、前記光変調部は、前記複数の色の直線偏光光を変調するための複数の前記液晶パネルを有しており、前記投写型表示装置は、さらに、前記複数の液晶パネルと前記投写型光学系との間に、前記複数の液晶パネルから射出された複数の色の画像光を合成して合成画像光を生成する色合成部を備えており、前記色合成部は、前記複数の色の画像光を選択的に透過又は反射して前記合成画像光を生成するための複数の光学薄膜を有するものとしても良い。
【００１２】
この構成によれば、カラー画像を表示する投写型表示装置の装置内部における発熱量を低減することができる。
【００１３】
前記複数の色は、赤色と緑色と青色とを含み、前記複数の光学薄膜は、少なくとも緑色の画像光に関して複屈折性を有さない膜としてそれぞれ形成されているものとしても良い。
【００１４】
この構成によれば、色合成部において、少なくとも緑色に関する成分光について、第１の偏光方向を有する直線偏光光と第２の偏光方向を有する直線偏光光との間に位相差が生じる可能性を低減することができる。
【００１５】
前記複数の液晶パネルと前記色合成部とは、各液晶パネルから射出される黒画像領域を表す直線偏光光の偏光方向が、前記光学薄膜での反射における入射面に垂直又は平行に対して±５°の範囲内にあるように配置されているものとしても良い。
【００１６】
この構成によれば、偏光スクリーンの吸収軸に吸収されずに透過してしまう黒画像領域を表す直線偏光光を低減することができる。従って、偏光スクリーンの消光比の低下が抑制されて、投写画像のコントラストの低下を抑制できる。
【００１７】
前記射出側光学系は光散乱部材を含まないものとしても良い。
【００１８】
この構成によれば、画像光が射出側光学系において無偏光光となることを抑制することができる。
【００１９】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、画像光を投射する投写型表示装置、その投写型表示装置を備えたプロジェクションテレビ等の形態で実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．比較例：
Ｂ．第１実施例：
Ｃ．第２実施例：
Ｄ．第３実施例：
Ｅ．変形例：
【００２１】
Ａ．比較例：
図１は比較例としての投写型表示装置の構成を示す概略図である。この投写型表示装置１００は、画像信号に応じて変調された画像光を投写スクリーン１１０に投写して画像を表示することができる。
【００２２】
投写型表示装置１００は、光源装置１０と、２つのダイクロイックミラー２０、２１と、反射鏡２２〜２４と、第１ないし第３の光変調部３０ｒ、３０ｇ、３０ｂと、ダイクロイックプリズム４０と、投写レンズ６０とを備えている。なお、投写型表示装置１００は、後述する光の経路上に、他の偏光変換素子や、光学系レンズを備えているものとしても良い。
【００２３】
光源装置１０は、放射上の光線を射出する光源ランプ１１と、光源ランプ１１から射出された放射光をほぼ平行な光線束として射出することができる凹面鏡１２とを備えている。以後、光源装置から射出された平行な光線束を「光源射出光」と呼ぶ。
【００２４】
なお、この光源装置１０は、光源射出光を、後述する液晶パネル３２ｒ、３２ｇ、３２ｂと相似な形状へと変形するとともにその光強度分布を均一とするためのレンズアレイや、ホログラム素子などを備えているものとしても良い。また、光源装置１０は、さらに、光線束を所定の直線偏光光（例えばｓ偏光光）に変換する偏光変換素子を有しているものとしても良い。
【００２５】
２つのダイクロイックミラー２０、２１は、光源射出光を赤、青、緑の３色の色光成分に分離する機能を有する。第１のダイクロイックミラー２０は、光源射出光のうち、赤色光成分を透過するとともに、緑色光成分及び緑色光成分は反射する。第２のダイクロイックミラー２１は、第１のダイクロイックミラー２０によって反射された光のうち青色成分は透過するとともに緑色成分は反射する。第１及び第２のダイクロイックミラー２０、２１によって分離された赤色光成分を有する光を「赤色成分光」と呼び、緑色光成分を有する光を「緑色成分光」と呼び、青色光成分を有する光を「青色成分光」と呼ぶ。
【００２６】
図１に示すように、第１のダイクロイックミラーは、その反射面と光源射出光の射出方向とのなす角度が４５°になるように配置する。一方、第２のダイクロイックミラー２１は、第１のダイクロイックミラー２０と平行な角度で配置するとともに、その反射面が第１のダイクロイックミラー２０の反射面と向かい合うように配置する。
【００２７】
図１に赤色成分光の光路を点線の矢印で示し、緑色成分光の光路を一点鎖線の矢印で示し、青色成分光の光路を破線の矢印で示す。なお、各色成分光の光路は便宜上オフセットして表示されている。
【００２８】
赤色成分光は、第１のダイクロイックミラー２０を透過して第１の反射鏡２２へと射出される。続いて赤色成分光は、第１の反射鏡２２によって反射されて、第１の光変調部３０ｒへと入射する。第１のダイクロイックミラー２０によって反射された緑色成分光は、第２のダイクロイックミラー２１によって再び反射されて、第２の光変調部３０ｇへと入射する。第１のダイクロイックミラー２０によって反射された青色成分光は、第２のダイクロイックミラー２１を透過して第２の反射鏡２３の反射面へと入射する。青色成分光は、第２の反射鏡２３によって反射された後、第３の反射鏡２４によって再び反射されて、第３の光変調部３０ｂへと入射する。
【００２９】
３つの光変調部３０ｒ、３０ｇ、３０ｂはそれぞれ、入射側偏光板３１ｒ、３１ｇ、３１ｂと、液晶パネル３２ｒ、３２ｇ、３２ｂと、射出側偏光板３３ｒ、３３ｇ、３３ｂとを備えている。各光変調部３０ｒ、３０ｇ、３０ｂは、同じ機能を有する。
【００３０】
第１の光変調部３０ｒの第１の入射側偏光板３１ｒは、入射する赤色成分光のうちのｐ偏光成分を有する直線偏光のみを透過する。ｐ偏光光となった赤色成分光は、第１の液晶ライトバルブパネル３２ｒへと入射する。なお、本明細書において「液晶パネル」とは、入射側偏光板と射出側偏光板を含まず、入射光の偏光方向を必要に応じて回転させるパネルを意味する。第１の液晶パネル３２ｒは、制御部（図示せず）から送られてきた画像信号に応じて赤色成分光を変調する。この変調された画像光を「第１の変調画像光」と呼ぶ。第１の変調画像光はさらに第１の射出側偏光板３３ｒへと入射してｓ偏光成分のみが透過されてｓ偏光光となる。ｓ偏光光となった第１の変調画像光を特に「第１の変調画像偏光光」と呼ぶ。第２及び第３の光変調部３０ｇ、３０ｂも同様に、入射した緑色成分光又は青色成分光を変調し、第２及び第３の変調画像偏光光を射出する。
【００３１】
ここで、液晶パネル３２ｒ、３２ｇ、３２ｂから射出した第１ないし第３の変調画像光はそれぞれ、各色の画像のうちで投写表示される光成分（「表示光」と呼ぶ）をｓ偏光成分として有しており、投写表示されない光成分（「不要光」と呼ぶ）をｐ偏光成分として有している。即ち、表示光は投写画像光において白を表現する光として解釈することができ、不要光は黒を表現する光として解釈することができる。
【００３２】
従って、ｐ偏光成分が除かれた第１ないし第３の変調画像偏光光は表示光のみを有する光である。なお、不要光であるｐ偏光成分は、第１ないし第３の射出側偏光板３３ｒ、３３ｇ、３３ｂにおいて吸収されて熱となる。
【００３３】
ダイクロイックプリズム４０は、４個の三角柱形状を有するプリズムを貼り合わせて四角柱形状とした光学素子である。ダイクロイックプリズム４０を構成する各プリズムの接合面には、それぞれ光学薄膜（誘電体多層膜）を形成することにより、赤色成分光のみを反射する第１の反射面４１と青色成分光のみを反射する第２の反射面４２とが形成されている。
【００３４】
第１ないし第３の変調画像偏光光は、ダイクロイックプリズム４０の各側面４３ｒ、４３ｇ、４３ｂへと入射する。第１の変調画像偏光光は、第１の入射面４３ｒから入射して、第１の反射面４１によって反射されて、ダイクロイックプリズム４０の側面の一つである射出面４４から射出される。第２の変調画像偏光光は、第２の入射面４３ｇから入射して、第１及び第２の反射面４１、４２を透過して、射出面４４から射出される。第３の変調画像偏光光は、第３の入射面４３ｂから入射して、第２の反射面４２によって反射されて射出面４４から射出される。このように、各色成分光は、ダイクロイックプリズム４０によって合成される。
【００３５】
なお、ダイクロイックプリズム４０から射出された各色成分光の合成光を「合成画像光」と呼ぶ。この投写型表示装置１００の合成画像光はｓ偏光光であるため、特に「合成画像偏光光」と呼ぶ。合成画像偏光光は投写レンズ６０を介して投写スクリーン１１０に投射され、投写スクリーン１１０には画像が表示される。
【００３６】
この比較例の投写型表示装置１００では、上述したように第１ないし第３の光変調部３０ｒ、３０ｇ、３０ｂの各射出側偏光板３３ｒ、３３ｇ、３３ｂにおいて不要光が吸収されて熱となる。従って、投写スクリーン１１０に表示される画像のコントラストを向上するために光源装置１０の出力を増大させた場合、射出側偏光板３３ｒ、３３ｇ、３３ｂにおいて発生する熱量も増大する。この発生熱の増大が投写型表示装置１００内の部材の劣化を引きおこす可能性がある。
【００３７】
また、射出側偏光板３３ｒ、３３ｇ、３３ｂは、不要光だけでなく、その透過軸の偏光成分（この比較例ではｓ偏光成分）を有する表示光の一部も吸収してしまう場合がある。具体的には、この射出側偏光板３３ｒ、３３ｇ、３３ｂにおいてｓ偏光光の約２０％程度の光量が損失する場合がある。即ち、この比較例の投写型表示装置１００では、その内部で光源装置１０の光量がかなり損失してしまう可能性がある。
【００３８】
上記問題点をふまえた上で、本発明を適用した第１実施例としての投写型表示装置を以下に説明する。
【００３９】
Ｂ．第１実施例：
図２は本発明の第１実施例としての投写型表示装置１００Ａの構成を示す概略図である。図２は、第１ないし第３の光変調部３０ｒ、３０ｇ、３０ｂに、第１ないし第３の射出側偏光板３３ｒ、３３ｇ、３３ｂが設けられていない点と、投写スクリーン１１０に換えて偏光スクリーン１２０に対して画像光を投写している点以外は、図１とほぼ同じである。
【００４０】
本実施例の投写型表示装置１００Ａでは、第１ないし第３の光変調部３０ｒ、３０ｇ、３０ｂに射出側偏光板が設けられていないため、ｐ偏光成分を含んだままの第１ないし第３の変調画像光がダイクロイックプリズム４０に入射する。従って、この投写型表示装置１００Ａは、不要光であるｐ偏光成分を含んだ合成画像光を投写する。
【００４１】
偏光スクリーン１２０は、偏光透過層１２１と、拡散反射層１２２とを備えている。偏光透過層１２１は、所定の偏光成分のみを透過し、他の偏光成分は吸収する。本実施例では、投写型表示装置１００Ａから投写された画像光のうちｓ偏光成分である表示光のみが、偏光透過層１２１を透過して拡散反射層１２２によって反射されて画像が表示される。偏光透過層１２１に入射する不要光は、偏光透過層１２１に吸収されて熱となる。
【００４２】
なお、本実施例では、偏光透過層１２１の吸収軸を水平（図の上下方向）とし、透過軸を垂直としている。拡散反射層１２２としては、高平滑度で銀を表面に塗布した膜を用いることができる。
【００４３】
比較例の投写型表示装置１００では、不要光は当該装置の内部で吸収されて熱となっていたが、本実施例の構成によれば、不要光は偏光スクリーン１２０において吸収されて熱となる。従って、光源装置１０の出力を増大しても、発熱による部材の劣化を比較例よりも低減できる。また、本実施例の構成では、３つの光変調部３０ｒ、３０ｇ、３０ｂに射出側偏光板３３ｒ、３３ｇ、３３ｂ（図１）が設けられていないため、射出側偏光板３３ｒ、３３ｇ、３３ｂによって変調画像光のｓ偏光成分の一部が吸収されてしまうことを抑制することができる。従って、画像光の光量の損失も低減する。
【００４４】
また、比較例の投写スクリーン１１０（図１）は、投写された画像光も外光も反射するため、外光の多い場所では投写画像のコントラストは低下する。しかし、本実施例の偏光スクリーン１２０は、外光が偏光透過層１２１を透過せず、拡散反射層１２２が表示光のみを反射するため、外光によるコントラストの低下が抑制される。
【００４５】
ところで、ダイクロイックプリズム４０内の第１及び第２の反射面４１、４２は、通常は誘電体多層膜で形成されているので、直線偏光がこれらの反射面で反射され又は透過する際に、ｓ偏光成分とｐ偏光成分との間には位相差が生じやすい傾向にある。当該位相差が生じると直線偏光は楕円偏光となる。従って、本実施例の投写型表示装置１００Ａのように、ダイクロイックプリズム４０から射出する合成画像光がｓ偏光成分とｐ偏光成分とを有している場合に、両偏光成分間に位相差が生じると合成画像光は楕円偏光として偏光スクリーン１２０に投写される可能性がある。画像光が楕円偏光となった場合、偏光透過層１２１によって吸収することができないｐ偏光成分が常に生じることとなるため表示画像のコントラストは低下する。
【００４６】
そこで、ダイクロイックプリズム４０としては、第１及び第２の反射面４１、４２においてｓ偏光成分とｐ偏光成分との間にほぼ位相差が生じないように誘電体多層膜を形成することが好ましい。具体的には、位相差は１／４波長未満であることが好ましく、１／１０波長未満であることが更に好ましい。位相差が１／１０波長未満の場合には
位相差がほぼ０であると考えることが可能である。
【００４７】
また、ダイクロイックプリズム４０以外の光学系素子であっても、画像光の光路（変調画像光の光路及び合成画像光の光路）上に配置される光学素子によってｓ偏光成分とｐ偏光成分の間で位相差が生じる可能性がある。そこで、投写レンズ６０を構成する光学系レンズを複屈折性を有さない材料で構成することが好ましい。具体的には、光学的に等方性を有する材料で構成されていることが好ましく、例えば、光学ガラスのような材料で構成することができる。また、投写レンズ６０は、入射光が散乱を生じにくい材料で構成することが好ましい。この理由は、光を散乱する部材は、極めて多数の方向に光を向けるので、入射する光をほぼ無偏光光にしてしまうからである。なお、投写レンズ６０以外の光学素子であっても、画像光の光路上に配置される光学素子についても複屈折性を有さない材料で構成されていることが好ましく、入射光が散乱を生じにくい材料で構成することが好ましい。
【００４８】
さらに、液晶パネル３２ｒ、３２ｇ、３２ｂから射出された変調画像光のうちの不要光である直線偏光の偏光方向は、ダイクロイックプリズム４０の２つの反射面４１、４２での反射における入射面に対してほぼ平行又は垂直であることが好ましい。ここで、「ほぼ平行」とは、平行な方向に対して、＋５°〜−５°の範囲内を言う。このような範囲内の偏光方向を有する第１ないし第３の変調画像光をダイクロイックプリズム４０に入射させることによって、偏光スクリーン１２０に入射する合成画像光の不要光成分の偏光方向も、偏光透過層１２１の吸収軸に対して＋５°〜−５°の範囲内とすることができる。従って、当該不要光成分が、偏光透過層１２１を透過してしまうことを抑制することができ、投写画像のコントラストの低下を抑制できる。具体的には、不要光成分の偏光方向が、入射面と平行又は垂直な方向に対して＋５°の傾きを有する状態でダイクロイックプリズム４０に入射した場合には、不要光成分の９９．２％（＝ｃｏｓ2５°）がｐ偏光として偏光透過層１２１に入射し、０．０８％がｓ偏光として入射する。従って、ほとんど全ての不要光成分を偏光透過層１２１に吸収することができる。
【００４９】
このように、本実施例の構成によれば、投写型表示装置の内部における発熱及び光量の損失を低減することができる。また、偏光型投写スクリーンによって外光の影響も抑制されるとともに、画像光が直線偏光として偏光型投写スクリーンに投写されるため、表示画像のコントラストも向上する。
【００５０】
Ｃ．第２実施例：
図３は、本発明の第２実施例として投写型表示装置１００Ｂの構成を示す概略図である。図３は、誤差調整用位相差板７０がダイクロイックプリズム４０と投写レンズ６０との間に設けられている点以外は、図２とほぼ同じである。なお、この投写型表示装置１００Ｂでは、ダイクロイックプリズム４０の光学面において、第１ないし第３の変調画像光のｓ偏光成分は、ｐ偏光成分に対してα°だけ位相が遅れる。ここで、αは任意の実数値である。
【００５１】
誤差調整用位相差板７０は、入射する合成画像光のｐ偏光成分の位相をα°だけ遅らせるように構成されている。即ち、ダイクロイックプリズム４０において生じた合成画像光の位相差は、この誤差調整用位相差板７０によって解消される。なお、誤差調整用位相差板７０は、第１ないし第３の光変調部３０ｒ、３０ｇ、３０ｂとダイクロイックプリズム４０との間に設けられるものとしても良い。
【００５２】
このような構成であっても、第１実施例と同様な効果を得ることができる。即ち、本発明の実施例においては、液晶パネルの射出側に存在する光学系が、投写型表示装置から射出される２つの直線偏光成分（ｓ偏光とｐ偏光）の位相差が十分小さく（例えば１／４波長未満に）なるように構成されていれば良い。
【００５３】
Ｄ．第３実施例：
図４は、本発明の第４実施例として背面投写型表示装置２００の構成を示す概略図である。この背面投写型表示装置２００は、投写部２１０と、表示部２２０とを備えている。
【００５４】
投写部２１０の構成は、各光学素子の配置が異なる点以外は、第１実施例で説明した投写型表示装置１００Ａ（図２）とほぼ同様であり、以下に説明する点以外は、その光路も同様である。
【００５５】
この投写部２１０では、第２のダイクロイックミラー２１が、第１のダイクロイックミラー２０に換えて光源装置１０の側に配置されている。従って、光源装置１０からの光は、まず第２のダイクロイックミラー２１において赤色成分光のみが反射されて、緑色成分光及び青色成分光は透過される。第２のダイクロイックミラー２１を透過した緑色成分光は第１のダイクロイックミラー２０によって反射される。また、第２のダイクロイックミラー２１を透過した青色成分光は第１のダイクロイックミラーを透過する。
【００５６】
この背面投写型表示装置２００の投写部２１０では、第１実施例の投写型表示装置１００Ａと同様に、画像光として、表示光（有効光）である直線偏光とともに、表示光と直交する直線偏光を有する不要光を投写する。
【００５７】
表示部２２０は、反射ミラー２２１と、フレネルレンズ２２２と、偏光板２２３とを備えている。投写部２１０の投写レンズ６０から投写された投写画像光は、反射ミラー２２１によってフレネルレンズ２２２に向けて反射される。フレネルレンズ２２２は、投写画像光を平行光として偏光板２２３へと射出する。偏光板２２３は、第１実施例で説明した偏光透過層１２１（図２）と同様の吸収軸を有しており、表示光の偏光成分のみを透過する。
【００５８】
反射ミラー２２１としては、直交する直線偏光成分の反射時に位相差が生じない反射面を有していることが好ましく、例えば、金属製の表面ミラーを採用することができる。また、フレネルレンズ２２２は、複屈折性を有しない材料で構成されていることが好ましく、入射光が散乱を生じにくい材料で構成することが好ましい。
【００５９】
この背面投写型表示装置２００では、表示部２２０の偏光板２２３において不要光が吸収されて熱となる。即ち、装置外部に面した偏光板２２３において発熱するため、背面投写型表示装置２００は放熱性を向上している。また、投写部２１０内における不要光の吸収が低減されているため、投写部２１０内における光量の損失が低減されている。
【００６０】
Ｅ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００６１】
Ｅ１．変形例１：
上記実施例において、投射型表示装置は、光源装置１０と、２つのダイクロイックミラー２０、２１と、反射鏡２３、２４、２５とを備えていたが、これらに換えて各色成分光を射出するレーザ光源を備えているものとしても良い。なお、レーザ光源のように、ほぼ直線偏光光を射出する偏光光源を用いた場合には、液晶パネルの入射側偏光板は、省略可能である。レーザ光源は、それ自体が直線偏光生成部としての機能を有している。一方、上述した各実施例では、光源装置１０と入射側偏光板３１ｒ、３１ｇ、３１ｂが直線偏光生成部として機能している。
【００６２】
Ｅ２．変形例２：
上記実施例において、表示光をｓ偏光成分とし、不要光をｐ偏光成分としていたが、表示光をｐ偏光成分とし、不要光をｓ偏光成分としても良い。両者は直交する直線偏光成分であれば良い。
【００６３】
Ｅ３．変形例３：
上記実施例において、３つの光変調部３０ｒ、３０ｇ、３０ｂの全てについて射出側偏光板が省略されていたが、少なくとも１つ又は２つの画像変調部の射出側偏光板が省略されているものとしても良い。なお、この場合には、緑色成分光を変調する第２の画像変調部の射出側偏光板が省略されていることが好ましい。これは、緑色成分光が最も表示画像のコントラストに対する影響が大きいためである。
【００６４】
Ｅ４．変形例４：
上記実施例において、投写型表示装置は、赤色、緑色、青色の３色の色成分光についてそれぞれ変調した光を合成してカラー画像を表示をしていたが、３色ではなく２色又は４色以上の色成分光でカラー画像を表示するものとしても良い。また、投写型表示装置は、単色の白黒画像を表示するものであっても良い。
【００６５】
Ｅ５．変形例５：
上記実施例において、合成画像光のｐ偏光成分とｓ偏光成分との間に位相差がほぼ生じないように構成されていたが、当該位相差は生じていても良く、当該位相差が１／４波長より大きくなるものとしても良い。ただし、この場合には、偏光透過層１２１において合成画像光のｐ偏光成分（不要光）が吸収されるように、合成画像光が偏光透過層１２１に入射することが好ましい。これによって、投写画像のコントラストの低下を抑制することができる。
【００６６】
Ｅ６．変形例６：
上記実施例において、第１ないし第３の変調画像光の不要光の偏光方向は、ダイクロイックプリズム４０の２つの反射面４１、４２での反射における入射面に対してほぼ平行又は垂直としていたが、他の角度を有するものとしても良い。この場合には、偏光透過層１２１の吸収軸をその角度に合わせて偏光透過層１２１を構成するものとしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】比較例としての投写型表示装置の構成を示す概略図。
【図２】第１実施例としての投写型表示装置の構成を示す概略図。
【図３】第２実施例としての投写型表示装置の構成を示す概略図。
【図４】第３実施例としての背面投写型表示装置の構成を示す概略図。
【符号の説明】
【００６８】
１０…光源装置
１１…光源ランプ
１２…凹面鏡
２０…第１のダイクロイックミラー
２１…第２のダイクロイックミラー
２２〜２４…反射鏡
３０ｒ…第１の光変調部
３０ｇ…第２の光変調部
３０ｂ…第３の光変調部
３１ｒ…第１の入射側偏光板
３１ｇ…第２の入射側偏光板
３１ｂ…第３の入射側偏光板
３２ｒ…第１の液晶パネル
３２ｇ…第２の液晶パネル
３２ｂ…第３の液晶パネル
３３ｒ…第１の射出側偏光板
３３ｇ…第２の射出側偏光板
３３ｂ…第３の射出側偏光板
４０…ダイクロイックプリズム
４１…第１の反射面
４２…第２の反射面
４３ｒ…第１の入射面
４３ｇ…第２の入射面
４３ｂ…第３の入射面
４４…射出面
６０…投写レンズ
７０…誤差調整用位相差板
１００、１００Ａ、１００Ｂ…投写型表示装置
１１０…投写スクリーン
１２０…偏光スクリーン
１２１…偏光透過層
１２２…拡散反射層
２００…背面投写型表示装置
２１０…投写部
２２０…表示部
２２１…反射ミラー
２２２…フレネルレンズ
２２３…偏光板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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