(57)【要約】【課題】入射光の偏光変調を行う非発光の反射型空間光変調素子及びこの反射型空間光変調素子を照明する照明光学系とを有する表示装置において、表示画像のコントラストの低下を防止する。【解決手段】光源１より結像レンズ１８までの光路上に、光軸に対する位置に応じて透過光束の偏光方向を補正する偏光方向補正板１１，１９を設け、偏光ビームスプリッタ１４の偏光分離膜１４ａに対して収束光束や拡散光束が入射される場合においても、光軸から離れた光線の偏光方向を補正し、不要光を除去する。【選択図】  図１
2004309668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
上記光源からの光束が入射され、この入射光の光軸に対して４５°の傾斜を有する偏光分離膜を有し、この偏光分離膜において、この偏光分離膜に対するＰ偏光成分を透過させＳ偏光成分を反射する偏光分離素子と、
上記偏光分離素子の偏光分離膜を透過、または、反射された光束が入射され、表示画像に応じて入射光束を偏光変調して反射する反射型空間光変調素子と、
上記反射型空間光変調素子により偏光変調されて上記偏光分離素子に再入射し上記偏光分離膜により反射、または、透過してこの偏光分離素子より出射された光束が入射される結像光学系とを備え、
上記光源より上記結像光学系までを含む光路上において、光軸に直交する平面内における光軸に対する位置関係が上記偏光分離素子の偏光分離膜に対する上記光束の入射角度の分布に対応している場所に、光軸に対する位置に応じて透過光束の偏光方向を補正する偏光方向補正板が設けられており、
上記偏光方向補正板が上記偏光分離素子に入射する前の光路上に配設されている場合には、この偏光方向補正板と光源との間の光路上に、該光源からの光束を偏光方向が一定方向となされた光束とする偏光素子を有し、
上記偏光方向補正板が上記偏光分離素子から出射された後の光路上に配設されている場合には、この偏光方向補正板から結像光学系までの光路上に、該偏光方向補正板を経た光束のうちから一定方向の偏光方向の光束のみを透過させる偏光素子を有すること
を特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
上記偏光方向補正板は、光軸に対する位置に応じて異なる遅相軸方向となされた二分の一波長板であること
を特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
上記偏光方向補正板は、上記偏光分離素子に入射する前の光路上に配設され、該偏光分離素子の偏光分離膜にＳ偏光として入射されこの偏光分離膜により反射されて上記反射型空間光変調素子に入射する光束についてＳ偏光からのずれを補正し、光軸に対する位置に依らず該偏光分離膜に対するＳ偏光とすること
を特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項４】
上記光源から上記偏光分離素子に至る光路上に該光源側より第１及び第２のフライアイインテグレータを備え、
上記偏光方向補正板は、上記第２のフライアイインテグレータの近傍であってこの第２のフライアイインテグレータの上記偏光分離素子側に配設されていること
を特徴とする請求項３記載の画像表示装置。
【請求項５】
上記光源から上記偏光分離素子に至る光路上に該光源側よりロッドインテグレータ及びリレーレンズを備え、
上記偏光方向補正板は、上記リレーレンズの近傍に配設されていること
を特徴とする請求項３記載の画像表示装置。
【請求項６】
上記偏光方向補正板は、上記偏光分離素子から出射された後の光路上に配設され、上記反射型空間光変調素子に反射されて該偏光分離素子の偏光分離膜にＰ偏光として入射されたにもかかわらず該偏光分離素子の偏光分離膜に反射されて出射した光束についてＰ偏光からのずれを補正し、光軸に対する位置に依らず該偏光分離膜に対するＰ偏光に相当する偏光方向とすること
を特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項７】
上記偏光方向補正板は、上記結像光学系の絞り位置に配設されていること
を特徴とする請求項６記載の画像表示装置。
【請求項８】
少なくとも三原色光を含む光束を発する光源と、
上記光源からの光束を偏光方向が一定方向となされた光束とする第１の偏光素子と、
上記第１の偏光素子を経た光束のうちの一色、または、二色の原色光成分のみの偏光方向を９０°回転させる色選択素子と、
上記色選択素子を経た光束が入射され、この入射光の光軸に対して４５°の傾斜を有する偏光分離膜を有し、この偏光分離膜において、この偏光分離膜に対するＰ偏光成分を透過させＳ偏光成分を反射することによってこれらＰ偏光成分及びＳ偏光成分の光路を分岐させる偏光分離素子と、
上記偏光分離素子の偏光分離膜を透過した光束が入射され、表示画像の一色、または、二色の原色成分に応じて入射光束を偏光変調して反射する第１の反射型空間光変調素子と、
上記偏光分離素子の偏光分離膜により反射された光束が入射され、表示画像の二色、または、一色の原色成分に応じて入射光束を偏光変調して反射する第２の反射型空間光変調素子と、
上記第１の反射型空間光変調素子により偏光変調されて上記偏光分離素子に再入射し上記偏光分離膜により反射されてこの偏光分離素子より出射された光束と、上記第２の反射型空間光変調素子により偏光変調されて上記偏光分離素子に再入射し上記偏光分離膜を透過してこの偏光分離素子より出射された光束とが入射される結像光学系とを備え、
上記偏光素子より上記結像光学系までを含む光路上において、光軸に直交する平面内における光軸に対する位置関係が上記偏光分離素子の偏光分離膜に対する上記光束の入射角度の分布に対応している場所に、光軸に対する位置に応じて透過光束の偏光方向を補正する偏光方向補正板が設けられており、
上記偏光方向補正板が上記偏光分離素子から出射された後の光路上に配設されている場合には、この偏光分離素子から偏光方向補正板までの光路上に、該偏光分離素子から出射された光束のうちの一色、または、二色の原色光成分のみの偏光方向を９０°回転させることによって各原色光成分の偏光方向を揃える第２の色選択素子を有するとともに、該偏光方向補正板から結像光学系までの光路上に、該偏光方向補正板を経た光束のうちから一定方向の偏光方向の光束のみを透過させる第２の偏光素子を有すること
を特徴とする画像表示装置。
【請求項９】
上記偏光方向補正板は、光軸に対する位置に応じて異なる遅相軸方向となされた二分の一波長板であること
を特徴とする請求項８記載の画像表示装置。
【請求項１０】
上記偏光方向補正板は、上記偏光分離素子に入射する前の光路上に配設され、該偏光分離素子の偏光分離膜にＳ偏光として入射されこの偏光分離膜により反射されて上記反射型空間光変調素子に入射する光束についてＳ偏光からのずれを補正し、光軸に対する位置に依らず該偏光分離膜に対するＳ偏光とすること
を特徴とする請求項８記載の画像表示装置。
【請求項１１】
上記光源から上記偏光分離素子に至る光路上に該光源側より第１及び第２のフライアイインテグレータを備え、
上記偏光方向補正板は、上記第２のフライアイインテグレータの近傍であってこの第２のフライアイインテグレータの上記偏光分離素子側に配設されていること
を特徴とする請求項１０記載の画像表示装置。
【請求項１２】
上記光源から上記偏光分離素子に至る光路上に該光源側よりロッドインテグレータ及びリレーレンズを備え、
上記偏光方向補正板は、上記リレーレンズの近傍に配設されていること
を特徴とする請求項１０記載の画像表示装置。
【請求項１３】
上記偏光方向補正板は、上記偏光分離素子から出射された後の光路上に配設され、上記反射型空間光変調素子に反射されて該偏光分離素子の偏光分離膜にＰ偏光として入射されたにもかかわらず該偏光分離素子の偏光分離膜に反射されて出射した光束についてＰ偏光からのずれを補正し、光軸に対する位置に依らず該偏光分離膜に対するＰ偏光に相当する偏光方向とすること
を特徴とする請求項８記載の画像表示装置。
【請求項１４】
上記偏光方向補正板は、上記結像光学系の絞り位置に配設されていること
を特徴とする請求項１３記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射型空間光変調素子を備え、この反射型空間光変調素子によって変調された光束を結像させて画像表示を行う画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、反射型空間光変調素子を用いた画像表示装置が提案されている。この画像表示装置は、放電ランプ等の光源を有し、この光源から発せられた光束を凹面鏡や集光レンズ等の光学部品によって反射型空間光変調素子に導き、この反射型空間光変調素子を照明するように構成されている。そして、この反射型空間光変調素子の像を、結像レンズによって投射、結像させることにより、画像表示を行うことができる。
【０００３】
すなわち、この画像表示装置においては、反射型空間光変調素子に入射する光束は、偏光ビームスプリッタの偏光分離膜を経て（反射され、または、透過して）反射型空間光変調素子に入射されるとともに、この反射型空間光変調素子による反射光束は、偏光ビームスプリッタに再入射する。
【０００４】
反射型空間光変調素子において表示画像の情報に応じて偏光方向を変調された反射型空間光変調素子からの反射光束は、この反射型空間光変調素子への入射光束の偏光方向に対して直交する方向の偏光方向となっている。また、反射型空間光変調素子において偏光方向を変調されずに反射された光束は、この反射型空間光変調素子への入射光束の偏光方向と同じ偏光方向となっている。
【０００５】
したがって、反射型空間光変調素子により反射されて偏光ビームスプリッタに再入射した反射光束は、偏光方向を変調されているかどうかによって、偏光分離膜において、光路を分岐される。
【０００６】
このようにして、偏光分離膜において光源に戻る光路から分岐された光束を結像レンズに入射させることにより、反射型空間光変調素子において偏光方向を変調された光束のみが結像され、画像表示が行われる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−２８７０８４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のような画像表示装置において使用されている偏光ビームスプリッタの偏光分離膜は、一般的に、良好な透過特性を有するが、反射特性についてはあまり良好ではない。すなわち、この偏光分離膜に対するＳ偏光の透過率（Ｔｓ）は極めて低く、偏光分離膜の透過光については略々完全なＰ偏光成分といえるが、偏光分離膜に対するＰ偏光の反射率（Ｒｐ）は無視できず、偏光分離膜からの反射光については、完全なＳ偏光成分とはいえず、Ｐ偏光成分が混入していることになる。
【０００９】
本来Ｓ偏光成分であるべき偏光分離膜からの反射光にＰ偏光成分が混入すると、この画像表示装置によって表示される画像のコントラストが低下することとなる。例えば、空間光変調素子によって反射された光束が全く結像レンズに入射されないようにするいわゆる「黒表示」の場合において、偏光分離膜からの反射光中にＰ偏光成分があると、このＰ偏光成分が結像レンズに入射されることになってしまうので、表示画像のコントラストが低下するのである。
【００１０】
このような原因による表示画像のコントラストの低下を防止するため、従来の画像表示装置においては、光源と偏光ビームスプリッタとの間の光路上に直線偏光板を設けたり、または、偏光ビームスプリッタと結像レンズとの間の光路上に直線偏光板を設けたり、あるいは、これら両方に直線偏光板を設けることが行われている。このような直線偏光板に光束を透過させることにより、不要な方向の偏光成分を除去し、偏光ビームスプリッタの偏光分離膜からの反射光における不要光を除去するようにしている。
【００１１】
しかしながら、偏光ビームスプリッタの偏光分離膜に対して収束光束や拡散光束が入射される場合においては、光軸から離れた光線の偏光分離膜に対する入射角度は、光軸上の光線の入射角度に対して、角度の隔たりが大きくなる。偏光分離膜に対するＳ偏光成分及びＰ偏光成分の方向は、この偏光分離膜に対する入射角度に依存して変化するので、光軸上の光線の入射角度に対して隔たりのある入射角度の光線については、上述のような直線偏光板によっては、不要光を除去できなくなる。
【００１２】
特に、空間光変調素子の照明効率の向上のためにＦナンバーの小さい結像レンズを使用した場合においては、偏光分離膜において光軸から離れた光線の入射角度の光軸上の光線の入射角度に対する隔たりが大きくなり、表示画像のコントラストが著しく低下することとなる。
【００１３】
例えば、偏光ビームスプリッタに入射する前の光束の偏光方向は、光束内においては偏光方向が一方向にそろっているが、図１４に示すように、偏光分離膜に対してＳ偏光，Ｐ偏光が混在している。偏光分離膜に対するＳ偏光は，図１５に示すように、同心円の接線方向で表される。したがって、この偏光分離膜によって反射された後の光束においても、図１４に示すように、光軸から離れた位置においては、Ｐ偏光成分が混在したものとなる。なお、これら図１４及び図１５において、点線で示す同心円は、偏光分離膜に対する入射角を示しており、光軸上の光線の入射角が４５°となっている。そして、この光束が反射型空間光変調素子によって反射された後の光束においては、この反射型空間光変調素子が偏光変調を行わない、いわゆる「黒表示」を行っている場合には、図１４に示すように、この反射型空間光変調素子への入射光の偏光方向がそのまま維持される。そして、この光束が偏光分離膜に至ると、図１６に示すように、この偏光分離膜に対するＰ偏光成分が透過するので、「黒表示」が一定の明度を有することになってしまい、表示画像のコントラストが低下するのである。
【００１４】
また、「黒表示」を行っている空間光変調素子に反射され偏光分離膜に反射されてしまったＰ偏光は、偏光ビームスプリッタから出射された後は、図１７に示すように、光軸から離れた位置においては、Ｓ偏光成分が混じったものとなる。この光束が偏光板を透過した後は、図１８に示すように、Ｐ偏光は遮断されるが、Ｓ偏光成分が残るので、「黒表示」が一定の明度を有することになってしまい、表示画像のコントラストが低下するのである。
【００１５】
そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、入射光の偏光変調を行う非発光の反射型空間光変調素子と、この反射型空間光変調素子を照明する照明光学系とを有する画像表示装置であって、表示画像のコントラストの低下が防止され、良好なコントラストの画像表示が行える画像表示装置を提供しようとするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、本発明に係る画像表示装置は、光源と、この光源からの光束が入射されこの入射光の光軸に対して４５°の傾斜を有する偏光分離膜を有しこの偏光分離膜においてこの偏光分離膜に対するＰ偏光成分を透過させＳ偏光成分を反射する偏光分離素子と、この偏光分離素子の偏光分離膜を透過、または、反射された光束が入射され表示画像に応じて入射光束を偏光変調して反射する反射型空間光変調素子と、この反射型空間光変調素子により偏光変調されて偏光分離素子に再入射し偏光分離膜により反射、または、透過してこの偏光分離素子より出射された光束が入射される結像光学系とを備え、光源より結像光学系までを含む光路上において、光軸に直交する平面内における光軸に対する位置関係が偏光分離素子の偏光分離膜に対する光束の入射角度の分布に対応している場所に、光軸に対する位置に応じて透過光束の偏光方向を補正する偏光方向補正板が設けられており、この偏光方向補正板が偏光分離素子に入射する前の光路上に配設されている場合には、この偏光方向補正板と光源との間の光路上に、該光源からの光束を偏光方向が一定方向となされた光束とする偏光素子を有し、偏光方向補正板が偏光分離素子から出射された後の光路上に配設されている場合には、この偏光方向補正板から結像光学系までの光路上に、該偏光方向補正板を経た光束のうちから一定方向の偏光方向の光束のみを透過させる偏光素子を有することを特徴とするものである。
【００１７】
この画像表示装置においては、光源より結像光学系までを含む光路上の光軸に直交する平面内における光軸に対する位置関係が偏光分離素子の偏光分離膜に対する光束の入射角度の分布に対応している場所に光軸に対する位置に応じて透過光束の偏光方向を補正する偏光方向補正板が設けられており、この偏光方向補正板が偏光分離素子に入射する前の光路上に配設されている場合にはこの偏光方向補正板と光源との間の光路上に該光源からの光束を偏光方向が一定方向となされた光束とする偏光素子を有し、偏光方向補正板が偏光分離素子から出射された後の光路上に配設されている場合にはこの偏光方向補正板から結像光学系までの光路上に該偏光方向補正板を経た光束のうちから一定方向の偏光方向の光束のみを透過させる偏光素子を有するので、偏光分離素子の偏光分離膜に対して収束光束や拡散光束が入射される場合においても、光軸から離れた光線の偏光方向が補正され、偏光素子により、不要光が除去される。
【００１８】
また、本発明に係る画像表示装置は、少なくとも三原色光を含む光束を発する光源と、この光源からの光束を偏光方向が一定方向となされた光束とする第１の偏光素子と、この第１の偏光素子を経た光束のうちの一色、または、二色の原色光成分のみの偏光方向を９０°回転させる色選択素子と、この色選択素子を経た光束が入射されこの入射光の光軸に対して４５°の傾斜を有する偏光分離膜を有しこの偏光分離膜においてこの偏光分離膜に対するＰ偏光成分を透過させＳ偏光成分を反射することによってこれらＰ偏光成分及びＳ偏光成分の光路を分岐させる偏光分離素子と、この偏光分離素子の偏光分離膜を透過した光束が入射され表示画像の一色、または、二色の原色成分に応じて入射光束を偏光変調して反射する第１の反射型空間光変調素子と、偏光分離素子の偏光分離膜により反射された光束が入射され表示画像の二色、または、一色の原色成分に応じて入射光束を偏光変調して反射する第２の反射型空間光変調素子と、第１の反射型空間光変調素子により偏光変調されて偏光分離素子に再入射し偏光分離膜により反射されてこの偏光分離素子より出射された光束と第２の反射型空間光変調素子により偏光変調されて偏光分離素子に再入射し上記偏光分離膜を透過してこの偏光分離素子より出射された光束とが入射される結像光学系とを備え、偏光素子より結像光学系までを含む光路上において、光軸に直交する平面内における光軸に対する位置関係が偏光分離素子の偏光分離膜に対する光束の入射角度の分布に対応している場所に光軸に対する位置に応じて透過光束の偏光方向を補正する偏光方向補正板が設けられており、この偏光方向補正板が偏光分離素子から出射された後の光路上に配設されている場合には、この偏光分離素子から偏光方向補正板までの光路上に、該偏光分離素子から出射された光束のうちの一色、または、二色の原色光成分のみの偏光方向を９０°回転させることによって各原色光成分の偏光方向を揃える第２の色選択素子を有するとともに、該偏光方向補正板から結像光学系までの光路上に、該偏光方向補正板を経た光束のうちから一定方向の偏光方向の光束のみを透過させる第２の偏光素子を有することを特徴とするものである。
【００１９】
この画像表示装置においては、光源からの光束を偏光方向が一定方向となされた光束とする第１の偏光素子を有し、光源より結像光学系までを含む光路上の光軸に直交する平面内における光軸に対する位置関係が偏光分離素子の偏光分離膜に対する光束の入射角度の分布に対応している場所に光軸に対する位置に応じて透過光束の偏光方向を補正する偏光方向補正板が設けられており、偏光方向補正板が偏光分離素子から出射された後の光路上に配設されている場合にはこの偏光方向補正板から結像光学系までの光路上に該偏光方向補正板を経た光束のうちから一定方向の偏光方向の光束のみを透過させる第２の偏光素子を有するので、偏光分離素子の偏光分離膜に対して収束光束や拡散光束が入射される場合においても、光軸から離れた光線の偏光方向が補正され、第１の偏光素子、または、第１及び第２の偏光素子により、不要光が除去される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００２１】
本発明に係る画像表示装置は、図１に示すように、放電ランプ等からなる光源１を有する。この光源１は、少なくとも三原色光（赤色（Ｒ）光、緑色（Ｇ）光、青色（Ｂ）光）を含む光束を発する。このような光源１としては、例えば、超高圧水銀ランプ（ＵＨＰランプ）等の放電ランプを用いることができる。この光源１から発せられた光束は、凹面鏡（楕円面鏡）２に反射され、位相差板アレイ３を透過して、第１の偏光素子となる反射型偏光板４に入射する。
【００２２】
位相差板アレイ３は、光軸を中心とする放射状の複数の領域に分割された位相差板（波長板）であって、各々の領域ごとに遅相軸方向の異なる二分の一波長板（（λ／２）板）によって構成されている。反射型偏光板４は、入射光のうちの一定方向の偏光成分のみを透過させ、他の偏光成分は反射する特性を有し、光源１からの光束を偏光方向が一定方向となされた光束とする。
【００２３】
この反射型偏光板４は、一対のリレーレンズ５，６に挟まれた状態で配設されている。また、この反射型偏光板４の周囲には、円環状の反射鏡７が配設されている。すなわち、反射型偏光板４に入射した光束のうちの一定の方向の偏光成分は、この反射型偏光板４を透過し、この反射型偏光板４に入射した光束のうちの一定の方向の偏光成分以外は、この反射型偏光板４により反射され、さらに、この反射型偏光板４の周囲の反射鏡７に入射した光束は、この反射鏡７により反射される。反射型偏光板４により反射された光束及び反射鏡７により反射された光束は、光源１側に戻り、位相差板アレイ３を透過して凹面鏡２によって２回反射されて再び位相差板アレイ３を透過することによって、反射型偏光板４を透過する一定の偏光方向の光束となされる。
【００２４】
このようにして反射型偏光板４を透過した光束は、第１及び第２のフライアイレンズアレイ８，９からなるフライアイインテグレータ１０に入射される。そして、このフライアイインテグレータ１０を経て照度を均一化された光束は、第１の偏光方向補正板１１及びコンデンサーレンズ１２を透過して、第１の色選択素子１３に入射される。
【００２５】
第１の偏光方向補正板１１は、光軸に対する位置に応じて、透過光束の偏光方向を補正するものである。第１の色選択素子１３は、入射された光束のうちの一色、または、二色の原色光成分のみの偏光方向を９０°回転させる素子である。ここでは、一例として、第１の色選択素子１３は、入射された光束のうちの赤色（Ｒ）光成分のみの偏光方向を９０°回転させる素子としている。このような色選択素子としては、例えば、カラーリンク社製の「カラーセレクト」（商品名）などを使用することができる。
【００２６】
この第１の色選択素子１３を透過した光束は、偏光分離素子となる偏光ビームスプリッタ１４に入射される。この偏光ビームスプリッタ１４は、入射光の光軸に対して４５°の傾斜を有する偏光分離膜１４ａを有し、この偏光分離膜１４ａにおいて、この偏光分離膜１４ａに対するＰ偏光成分を透過させ、Ｓ偏光成分を反射することによって、これらＰ偏光成分及びＳ偏光成分の光路を分岐させる。すなわち、この偏光分離膜１４ａにおいては、この偏光分離膜１４ａに対するＰ偏光成分である赤色（Ｒ）光成分が透過し、Ｓ偏光成分である緑色（Ｇ）光成分及び青色（Ｂ）光成分が反射される。
【００２７】
偏光分離膜１４ａを透過した赤色（Ｒ）光成分は、第１の反射型空間光変調素子１５に入射され、偏光分離膜１４ａにおいて反射された緑色（Ｇ）光成分及び青色（Ｂ）光成分は、第２の反射型空間光変調素子１６に入射される。
【００２８】
このようにして、各反射型空間光変調素子１５，１６が照明される。第１の反射型空間光変調素子１５は、入射された赤色（Ｒ）光成分を表示画像の赤色成分に応じて偏光変調して反射する。また、第２の反射型空間光変調素子１６は、入射された緑色（Ｇ）光成分及び青色（Ｂ）光成分を表示画像の緑色成分及び青色成分に応じて偏光変調して反射する。
【００２９】
なお、第２の反射型空間光変調素子１６は、画素ごとに緑色または青色のカラーフィルタが設けられており、緑色のカラーフィルタが設けられた緑色用の画素部分が緑色（Ｇ）光成分を反射し、青色のカラーフィルタが設けられた青色用の画素部分が緑色（Ｂ）光成分を反射する。
【００３０】
第１の反射型空間光変調素子１５による反射光は偏光ビームスプリッタ１４に再入射する。この反射光のうちで、偏光変調されている光束は、偏光方向を９０°変換され、偏光分離膜１４ａ対するＳ偏光となっており、この偏光分離膜１４ａにより反射されて、光源１に戻る方向とは異なる側にこの偏光ビームスプリッタ１４より出射される。また、第２の反射型空間光変調素子１６による反射光は偏光ビームスプリッタ１４に再入射する。この反射光のうちで、偏光変調されている光束は、偏光方向を９０°変換され、偏光分離膜１４ａ対するＰ偏光となっており、この偏光分離膜１４ａを透過して、光源１に戻る方向とは異なる側にこの偏光ビームスプリッタ１４より出射される。
【００３１】
このように、各反射型空間光変調素子１５，１６により偏光変調されて反射された光束は、偏光ビームスプリッタ１４より出射して、第２の色選択素子１７を経て、結像光学系となる結像レンズ１８に入射する。第２の色選択素子１７は、第１の色選択素子１３と同様に、入射された光束のうちの一色、または、二色の原色光成分のみの偏光方向を９０°回転させる素子であって、ここでは、一例として、入射された光束のうちの赤色（Ｒ）光成分のみの偏光方向を９０°回転させる素子としている。この第２の色選択素子１７により、各色光成分の偏光方向が一方向に揃えられることとなる。
【００３２】
結像レンズ１８内の絞り位置には、第２の偏光方向補正板１９が配設されている。この第２の偏光方向補正板１９は、光軸に対する位置に応じて、透過光束の偏光方向を補正するものである。また、この結像レンズ１８内において、第２の偏光方向補正板１９を経た光束は、第２の偏光素子となる偏光板２０に入射する。
【００３３】
そして、この結像レンズ１８は、各反射型空間光変調素子１５，１６の像を、図示しないスクリーン上に投射、結像させることにより、画像表示を行う。
【００３４】
ところで、第１の偏光方向補正板１１が設けられている第２のフライアイインテグレータ９の近傍であってこの第２のフライアイインテグレータ９の偏光ビームスプリッタ１４側の位置は、反射型偏光板４より結像レンズ１８までを含む光路上において、光軸に直交する平面内における光軸に対する位置関係が偏光ビームスプリッタ１４の偏光分離膜１４ａに対する光束の入射角度の分布に対応している場所となっている。
【００３５】
また、第２の偏光方向補正板１９が設けられている結像レンズ１８内の絞り位置も、反射型偏光板４より結像レンズ１８までを含む光路上において、光軸に直交する平面内における光軸に対する位置関係が偏光ビームスプリッタ１４の偏光分離膜１４ａに対する光束の入射角度の分布に対応している場所となっている。
【００３６】
第１及び第２の偏光方向補正板１１，１９は、図２に示すように、光軸に対する位置（領域）に応じて異なる遅相軸方向となされた複数の扇形の二分の一波長板から構成されている。この実施の形態においては、第１及び第２の偏光方向補正板１１，１９をなす各二分の一波長板のそれぞれの遅相軸方向は、一側より、（ａ）領域が−３．５°、（ｂ）領域が−２．５°、（ｃ）領域が−１．５°、光軸に近い中央部分の領域が±０．０°、（ｄ）領域が＋１．５°、（ｅ）領域が＋２．５°、（ｆ）領域が＋３．５°、（ｇ）領域が＋４．５°となっている。
【００３７】
第１の偏光方向補正板１１は、図３に示すように、偏光ビームスプリッタ１４に入射する前の光路上に配設される。この第１の偏光方向補正板１１は、偏光ビームスプリッタ１４の偏光分離膜１４ａにＳ偏光として入射されこの偏光分離膜１４ａにより反射されて第２の反射型空間光変調素子１６に入射する光束について、Ｓ偏光からのずれを補正し、光軸に対する位置に依らず、偏光分離膜１４ａに対するＳ偏光とする。
【００３８】
また、第２の偏光方向補正板１９は、図３に示すように、偏光ビームスプリッタ１４から出射された後の光路上に配設される。この第２の偏光方向補正板１９は、第１の反射型空間光変調素子１５に反射されて偏光ビームスプリッタ１４の偏光分離膜１４ａにＰ偏光として入射されたにもかかわらずこの偏光分離膜１４ａに反射されて出射した光束について、偏光分離膜に対するＰ偏光からのずれを補正し、光軸に対する位置に依らず偏光板２０の吸収軸に相当する偏光方向とする。
【００３９】
この画像表示装置においては、これら偏光方向補正板１１，１９の作用により、以下のようにして、表示画像のコントラストの低下が防止され、良好なコントラストの画像を表示することができる。
【００４０】
すなわち、上述したように、偏光ビームスプリッタ１４の偏光分離膜１４ａは、良好な透過特性を有するが、反射特性についてはあまり良好ではない。偏光分離膜１４ａに対するＳ偏光の透過率（Ｔｓ）は極めて低く、偏光分離膜の透過光については略々完全なＰ偏光成分といえるが、偏光分離膜に対するＰ偏光の反射率（Ｒｐ）は無視できず、偏光分離膜からの反射光については、完全なＳ偏光成分とはいえず、Ｐ偏光成分が混入する。
【００４１】
したがって、偏光分離膜１４ａに反射されて第２の反射型空間光変調素子１６に入射する光束にＰ偏光成分が含まれないようにするには、この偏光分離膜１４ａへの入射光の全てを、偏光分離膜１４ａに対するＳ偏光に揃えておくことが必要となる。
【００４２】
また、第１の空間光変調素子１５により反射され、さらに、偏光分離膜１４ａにより反射された光束については、第２の偏光素子となる偏光板２０に入射する前に、偏光方向を、この偏光板２０の偏光軸に揃えておくことが必要となる。
【００４３】
この画像表示装置においては、各偏光方向補正板１１，１９によって、各光束の偏光方向を光軸に対する位置に応じて回転させることにより、各光束の偏光方向を上述のような状態に補正するようにしている。このような、光束の偏光方向を回転させる素子としては、二分の一波長（λ／２）板を用いることができる。各光束における理想的な偏光方向は、偏光分離膜１４ａに対する入射角に応じて、すなわち、光軸に対する位置に応じて、無段階に異なった方向となる。したがって、偏光方向補正板１１，１９を二分の一波長板によって構成する場合には、偏光分離膜１４ａに対する入射角に応じて、すなわち、光軸に対する位置に応じて、二分の一波長板の遅相軸の設定が必要となる。
【００４４】
したがって、二分の一波長板によって構成された偏光方向補正板１１，１９は、図３に示すように、略々短冊状の扇形の複数の領域に分割されたものとなっており、各々の領域ごとに異なった遅相軸方向を有する二分の一波長板によって構成されている。この偏光方向補正板１１，１９においては、より多数の細い領域に分割されているほど、透過光束における偏光方向の分布を理想的な状態とすることができる。
【００４５】
光源１側より偏光分離膜１４ａに反射されて第２の反射型空間光変調素子１６に入射する光束については、第２のフライアイレンズアレイ９の近傍において、偏光分離膜１４ａへの入射角の分布が空間分布となっている。そのため、この位置に第１の偏光方向補正板１１を配置することにより、偏光分離膜１４ａへの入射光の全てを、この偏光分離膜１４ａに対するＳ偏光に揃えて、Ｐ偏光成分が含まれないようにすることができる。
【００４６】
すなわち、偏光分離膜１４ａにより反射されて第２の空間光変調素子１６に入射されるＳ偏光については、第１の偏光方向補正板１１を透過することにより、光束径内の全領域において偏光分離膜１４ａに対してＳ偏光で入射し、スキューレイ成分は略々なくなる。そして、偏光分離膜１４ａに対するＳ偏光の透過率（Ｔｓ）は無視できる程低いので、「黒表示」における漏れ光は著しく低減される。
【００４７】
偏光ビームスプリッタ１４に入射する前の光束の偏光方向が光軸上において偏光分離膜に対するＳ偏光であり、光束内において偏光方向が一方向に揃っていたとすると、この光束が偏光方向補正板１１を透過した後は、図４に示すように、偏光分離膜１４ａに対するＳ偏光に揃えられる。この光束が偏光分離膜１４ａによって反射された後の光束においては、図５に示すように、光軸から離れた位置においても、Ｐ偏光成分が混じることがない。そして、この光束が第２の反射型空間光変調素子１６によって反射された後の光束においては、この反射型空間光変調素子が偏光変調を行わない、いわゆる「黒表示」を行っている場合には、図６に示すように、この反射型空間光変調素子への入射光の偏光方向がそのまま維持される。そして、この光束が偏光分離膜１４ａに至ると、図７に示すように、この偏光分離膜１４ａを透過するＰ偏光成分がないので、「黒表示」が明度を有することがなく、表示画像のコントラストが良好となるのである。
【００４８】
また、第１の空間光変調素子１５により反射され、さらに、偏光分離膜１４ａにより反射された光束については、結像レンズ１８の絞り位置が偏光分離膜１４ａからの出射角分布となっている。そのため、この位置に第２の偏光方向補正板１９を配置することにより、第２の偏光素子となる偏光板２０に入射する前に、偏光方向を、この偏光板２０の偏光軸に揃えておくことができる。
【００４９】
すなわち、偏光分離膜１４ａを透過して第１の空間光変調素子１５に入射されるＰ偏光については、この第１の空間光変調素子１５に反射された後におけるＰ偏光の偏光分離膜１４ａに対する反射率（Ｒｐ）が無視できないため、「黒表示」における漏れ光が生じる。しかし、この漏れ光は、偏光ビームスプリッタ１４から出射された後に第２の偏光方向補正板１９を透過することにより、偏光軸が第２の偏光素子となる偏光板２０の偏光軸に揃えられるので、この偏光板２０によって遮断される。したがって、結像レンズ１８から出射される漏れ光は著しく低減される。
【００５０】
「黒表示」を行っている第１の空間光変調素子１５に反射され偏光分離膜１４ａに反射されてしまったＰ偏光は、偏光ビームスプリッタ１４から出射され第２の偏光方向補正板１９を透過した後は、図８に示すように、偏光方向が光軸上において偏光分離膜１４ａに対するＰ偏光であり、光束内において偏光方向が一方向に揃っている。この光束が偏光板２０を透過した後は、図９に示すように、Ｐ偏光は遮断されるので、結像レンズ１８から出射される漏れ光はほとんどない。すなわち、「黒表示」が明度を有することがなく、表示画像のコントラストが良好となるのである。
【００５１】
このような、各偏光方向補正板１１，１９の作用により、表示画像のコントラストは、２００：１程度から、２５００：１程度に改善される。
【００５２】
なお、上述の実施の形態においては、反射型空間光変調素子１５，１６としては、Ｆ２．４の反射型液晶デバイスを用いており、偏光ビームスプリッタ１４をなす硝材は、ＰＢＨ５６（屈折率１．８４）である。
【００５３】
また、本発明に係る画像表示装置は、図１０に示すように、上述の実施の形態にける一対のリレーレンズ５，６及び反射鏡７を用いずに、反射型偏光板４を第２のフライアイレンズアレイ９と第１の偏光方向補正板１１との間に配置するようにしてもよい。
【００５４】
すなわち、この画像表示装置においては、光源１から発せられた光束は、凹面鏡（楕円面鏡）２に反射され、位相差板アレイ３を透過して、第１及び第２のフライアイレンズアレイ８，９からなるフライアイインテグレータ１０に入射される。このフライアイインテグレータ１０を経て照度を均一化された光束は、第１の偏光素子となる反射型偏光板４に入射する。この反射型偏光板４を透過した光束は、第１の偏光方向補正板１１、リレーレンズ２１及びコンデンサーレンズ１２を透過して、第１の色選択素子１３に入射される。
【００５５】
第１の色選択素子１３を透過した光束は、偏光分離素子となる偏光ビームスプリッタ１４に入射される。この偏光ビームスプリッタ１４は、入射光の光軸に対して４５°の傾斜を有する偏光分離膜１４ａを有し、この偏光分離膜１４ａにおいて、この偏光分離膜１４ａに対するＰ偏光成分を透過させ、Ｓ偏光成分を反射することによって、これらＰ偏光成分及びＳ偏光成分の光路を分岐させる。すなわち、この偏光分離膜１４ａにおいては、この偏光分離膜１４ａに対するＰ偏光成分である赤色（Ｒ）光成分が透過し、Ｓ偏光成分である緑色（Ｇ）光成分及び青色（Ｂ）光成分が反射される。
【００５６】
偏光分離膜１４ａを透過した赤色（Ｒ）光成分は、第１の反射型空間光変調素子１５に入射され、偏光分離膜１４ａにおいて反射された緑色（Ｇ）光成分及び青色（Ｂ）光成分は、第２の反射型空間光変調素子１６に入射される。
【００５７】
このようにして、各反射型空間光変調素子１５，１６が照明される。第１の反射型空間光変調素子１５は、入射された赤色（Ｒ）光成分を表示画像の赤色成分に応じて偏光変調して反射する。また、第２の反射型空間光変調素子１６は、入射された緑色（Ｇ）光成分及び青色（Ｂ）光成分を表示画像の緑色成分及び青色成分に応じて偏光変調して反射する。
【００５８】
第２の反射型空間光変調素子１６は、画素ごとに緑色または青色のカラーフィルタが設けられており、緑色のカラーフィルタが設けられた緑色用の画素部分が緑色（Ｇ）光成分を反射し、青色のカラーフィルタが設けられた青色用の画素部分が緑色（Ｂ）光成分を反射する。
【００５９】
第１の反射型空間光変調素子１５による反射光は偏光ビームスプリッタ１４に再入射する。この反射光のうちで、偏光変調されている光束は、偏光方向を９０°変換され、偏光分離膜１４ａ対するＳ偏光となっており、この偏光分離膜１４ａにより反射されて、光源１に戻る方向とは異なる側にこの偏光ビームスプリッタ１４より出射される。また、第２の反射型空間光変調素子１６による反射光は偏光ビームスプリッタ１４に再入射する。この反射光のうちで、偏光変調されている光束は、偏光方向を９０°変換され、偏光分離膜１４ａ対するＰ偏光となっており、この偏光分離膜１４ａを透過して、光源１に戻る方向とは異なる側にこの偏光ビームスプリッタ１４より出射される。
【００６０】
このように、各反射型空間光変調素子１５，１６により偏光変調されて反射された光束は、偏光ビームスプリッタ１４より出射して、第２の色選択素子１７を経て、結像光学系となる結像レンズ１８に入射する。第２の色選択素子１７は、第１の色選択素子１３と同様に、入射された光束のうちの一色、または、二色の原色光成分のみの偏光方向を９０°回転させる素子であって、ここでは、一例として、入射された光束のうちの赤色（Ｒ）光成分のみの偏光方向を９０°回転させる素子としている。この第２の色選択素子１７により、各色光成分の偏光方向が一方向に揃えられることとなる。
【００６１】
結像レンズ１８内の絞り位置には、第２の偏光方向補正板１９が配設されている。この第２の偏光方向補正板１９は、光軸に対する位置に応じて、透過光束の偏光方向を補正するものである。また、この結像レンズ１８内において、第２の偏光方向補正板１９を経た光束は、第２の偏光素子となる偏光板２０に入射する。
【００６２】
そして、この結像レンズ１８は、各反射型空間光変調素子１５，１６の像を、図示しないスクリーン上に投射、結像させることにより、画像表示を行う。
【００６３】
また、本発明に係る画像表示装置は、図１１に示すように、第２の色選択素子１７を結像レンズ１８内に設けることとしてもよい。
【００６４】
すなわち、この画像表示装置においては、光源１から発せられた光束は、凹面鏡（楕円面鏡）２に反射され、位相差板アレイ３を透過して、第１及び第２のフライアイレンズアレイ８，９からなるフライアイインテグレータ１０に入射される。このフライアイインテグレータ１０を経て照度を均一化された光束は、第１の偏光素子となる反射型偏光板４に入射する。この反射型偏光板４を透過した光束は、第１の偏光方向補正板１１、リレーレンズ２１及びコンデンサーレンズ１２を透過して、第１の色選択素子１３に入射される。
【００６５】
第１の色選択素子１３を透過した光束は、偏光分離素子となる偏光ビームスプリッタ１４に入射される。この偏光ビームスプリッタ１４は、入射光の光軸に対して４５°の傾斜を有する偏光分離膜１４ａを有し、この偏光分離膜１４ａにおいて、この偏光分離膜１４ａに対するＰ偏光成分を透過させ、Ｓ偏光成分を反射することによって、これらＰ偏光成分及びＳ偏光成分の光路を分岐させる。すなわち、この偏光分離膜１４ａにおいては、この偏光分離膜１４ａに対するＰ偏光成分である赤色（Ｒ）光成分が透過し、Ｓ偏光成分である緑色（Ｇ）光成分及び青色（Ｂ）光成分が反射される。
【００６６】
偏光分離膜１４ａを透過した赤色（Ｒ）光成分は、第１の反射型空間光変調素子１５に入射され、偏光分離膜１４ａにおいて反射された緑色（Ｇ）光成分及び青色（Ｂ）光成分は、第２の反射型空間光変調素子１６に入射される。
【００６７】
このようにして、各反射型空間光変調素子１５，１６が照明される。第１の反射型空間光変調素子１５は、入射された赤色（Ｒ）光成分を表示画像の赤色成分に応じて偏光変調して反射する。また、第２の反射型空間光変調素子１６は、入射された緑色（Ｇ）光成分及び青色（Ｂ）光成分を表示画像の緑色成分及び青色成分に応じて偏光変調して反射する。
【００６８】
第２の反射型空間光変調素子１６は、画素ごとに緑色または青色のカラーフィルタが設けられており、緑色のカラーフィルタが設けられた緑色用の画素部分が緑色（Ｇ）光成分を反射し、青色のカラーフィルタが設けられた青色用の画素部分が緑色（Ｂ）光成分を反射する。
【００６９】
第１の反射型空間光変調素子１５による反射光は偏光ビームスプリッタ１４に再入射する。この反射光のうちで、偏光変調されている光束は、偏光方向を９０°変換され、偏光分離膜１４ａ対するＳ偏光となっており、この偏光分離膜１４ａにより反射されて、光源１に戻る方向とは異なる側にこの偏光ビームスプリッタ１４より出射される。また、第２の反射型空間光変調素子１６による反射光は偏光ビームスプリッタ１４に再入射する。この反射光のうちで、偏光変調されている光束は、偏光方向を９０°変換され、偏光分離膜１４ａ対するＰ偏光となっており、この偏光分離膜１４ａを透過して、光源１に戻る方向とは異なる側にこの偏光ビームスプリッタ１４より出射される。
【００７０】
このように、各反射型空間光変調素子１５，１６により偏光変調されて反射された光束は、偏光ビームスプリッタ１４より出射して、結像光学系となる結像レンズ１８に入射する。
【００７１】
結像レンズ１８内の絞り位置には、第２の偏光方向補正板１９が配設されている。この第２の偏光方向補正板１９は、光軸に対する位置に応じて、透過光束の偏光方向を補正するものである。また、この結像レンズ１８内において、第２の偏光方向補正板１９を経た光束は、第２の色選択素子１７を経て、第２の偏光素子となる偏光板２０に入射する。第２の色選択素子１７は、第１の色選択素子１３と同様に、入射された光束のうちの一色、または、二色の原色光成分のみの偏光方向を９０°回転させる素子であって、ここでは、一例として、入射された光束のうちの赤色（Ｒ）光成分のみの偏光方向を９０°回転させる素子としている。この第２の色選択素子１７により、各色光成分の偏光方向が一方向に揃えられることとなる。
【００７２】
そして、この結像レンズ１８は、各反射型空間光変調素子１５，１６の像を、図示しないスクリーン上に投射、結像させることにより、画像表示を行う。
【００７３】
また、本発明に係る画像表示装置は、図１２に示すように、第２の反射型空間光変調素子１６にカラーフィルタを設けず、代わりに、カラーホイール２２を設けて構成してもよい。
【００７４】
すなわち、この画像表示装置においては、光源１から発せられた光束は、凹面鏡（楕円面鏡）２に反射され、位相差板アレイ３を透過して、第１及び第２のフライアイレンズアレイ８，９からなるフライアイインテグレータ１０に入射される。このフライアイインテグレータ１０を経て照度を均一化された光束は、第１の偏光素子となる反射型偏光板４に入射する。この反射型偏光板４を透過した光束は、第１の偏光方向補正板１１、リレーレンズ２１，２３、カラーホイール２２、リレーレンズ２４，２５及びコンデンサーレンズ１２を透過して、第１の色選択素子１３に入射される。
【００７５】
カラーホイール２２は、赤色（Ｒ）光成分及び緑色（Ｇ）光成分を透過させる領域と、赤色（Ｒ）光成分及び青色（Ｂ）光成分を透過させる領域とを有する円盤状に構成され、一定の回転速度で回転操作されることにより、これら２つの領域を一定周期で交互に光束の光路上に位置させる。
【００７６】
第１の色選択素子１３を透過した光束は、偏光分離素子となる偏光ビームスプリッタ１４に入射される。この偏光ビームスプリッタ１４は、入射光の光軸に対して４５°の傾斜を有する偏光分離膜１４ａを有し、この偏光分離膜１４ａにおいて、この偏光分離膜１４ａに対するＰ偏光成分を透過させ、Ｓ偏光成分を反射することによって、これらＰ偏光成分及びＳ偏光成分の光路を分岐させる。すなわち、この偏光分離膜１４ａにおいては、この偏光分離膜１４ａに対するＰ偏光成分である赤色（Ｒ）光成分が透過し、Ｓ偏光成分である緑色（Ｇ）光成分、または、青色（Ｂ）光成分が反射される。緑色（Ｇ）光成分と青色（Ｂ）光成分とは、カラーホイール２２の回転によって交互に切替えられる。
【００７７】
偏光分離膜１４ａを透過した赤色（Ｒ）光成分は、第１の反射型空間光変調素子１５に入射され、偏光分離膜１４ａにおいて反射された緑色（Ｇ）光成分、または、青色（Ｂ）光成分は、第２の反射型空間光変調素子１６に入射される。
【００７８】
このようにして、各反射型空間光変調素子１５，１６が照明される。第１の反射型空間光変調素子１５は、入射された赤色（Ｒ）光成分を表示画像の赤色成分に応じて偏光変調して反射する。また、第２の反射型空間光変調素子１６は、入射された緑色（Ｇ）光成分、または、青色（Ｂ）光成分を表示画像の緑色成分、または、青色成分に応じて、時分割的に偏光変調して反射する。
【００７９】
第１の反射型空間光変調素子１５による反射光は偏光ビームスプリッタ１４に再入射する。この反射光のうちで、偏光変調されている光束は、偏光方向を９０°変換され、偏光分離膜１４ａ対するＳ偏光となっており、この偏光分離膜１４ａにより反射されて、光源１に戻る方向とは異なる側にこの偏光ビームスプリッタ１４より出射される。また、第２の反射型空間光変調素子１６による反射光は偏光ビームスプリッタ１４に再入射する。この反射光のうちで、偏光変調されている光束は、偏光方向を９０°変換され、偏光分離膜１４ａ対するＰ偏光となっており、この偏光分離膜１４ａを透過して、光源１に戻る方向とは異なる側にこの偏光ビームスプリッタ１４より出射される。
【００８０】
このように、各反射型空間光変調素子１５，１６により偏光変調されて反射された光束は、偏光ビームスプリッタ１４より出射して、結像光学系となる結像レンズ１８に入射する。
【００８１】
結像レンズ１８内の絞り位置には、第２の偏光方向補正板１９が配設されている。この第２の偏光方向補正板１９は、光軸に対する位置に応じて、透過光束の偏光方向を補正するものである。また、この結像レンズ１８内において、第２の偏光方向補正板１９を経た光束は、第２の色選択素子１７を経て、第２の偏光素子となる偏光板２０に入射する。第２の色選択素子１７は、第１の色選択素子１３と同様に、入射された光束のうちの一色、または、二色の原色光成分のみの偏光方向を９０°回転させる素子であって、ここでは、一例として、入射された光束のうちの赤色（Ｒ）光成分のみの偏光方向を９０°回転させる素子としている。この第２の色選択素子１７により、各色光成分の偏光方向が一方向に揃えられることとなる。
【００８２】
そして、この結像レンズ１８は、各反射型空間光変調素子１５，１６の像を、図示しないスクリーン上に投射、結像させることにより、画像表示を行う。
【００８３】
また、本発明に係る画像表示装置は、図１３に示すように、空間光変調素子を１枚のみ用いて構成することもできる。
【００８４】
すなわち、この画像表示装置においては、光源１から発せられた光束は、凹面鏡（楕円面鏡）２に反射され、位相差板アレイ３を透過して、第１の偏光素子となる反射型偏光板４に入射する。
【００８５】
この反射型偏光板４は、一対のリレーレンズ５，６に挟まれた状態で配設されている。また、この反射型偏光板４の周囲には、円環状の反射鏡７が配設されている。すなわち、反射型偏光板４に入射した光束のうちの一定の方向の偏光成分は、この反射型偏光板４を透過し、この反射型偏光板４に入射した光束のうちの一定の方向の偏光成分以外は、この反射型偏光板４により反射され、さらに、この反射型偏光板４の周囲の反射鏡７に入射した光束は、この反射鏡７により反射される。反射型偏光板４により反射された光束及び反射鏡７により反射された光束は、光源１側に戻り、位相差板アレイ３を透過して凹面鏡２によって２回反射されて再び位相差板アレイ３を透過することによって、反射型偏光板４を透過する一定の偏光方向の光束となされる。
【００８６】
反射型偏光板４を透過した光束は、第１及び第２のフライアイレンズアレイ８，９からなるフライアイインテグレータ１０に入射される。そして、このフライアイインテグレータ１０を経て照度を均一化された光束は、偏光方向補正板１１及びコンデンサーレンズ１２を透過して、偏光分離素子となる偏光ビームスプリッタ１４に入射される。
【００８７】
この偏光ビームスプリッタ１４は、入射光の光軸に対して４５°の傾斜を有する偏光分離膜１４ａを有し、この偏光分離膜１４ａにおいて、この偏光分離膜１４ａに対するＰ偏光成分を透過させ、Ｓ偏光成分を反射する。ここでは、偏光ビームスプリッタ１４に入射された光束は、偏光分離膜１４ａに対するＳ偏光となされているとともに、偏光方向補正板１１によって、光軸に対する位置に応じて偏光方向を補正されている。
【００８８】
偏光分離膜１４ａにおいて反射された光束は、反射型空間光変調素子１５に入射される。このようにして、反射型空間光変調素子１５が照明される。この反射型空間光変調素子１５は、入射された光束の赤色（Ｒ）光成分、緑色（Ｇ）光成分及び青色（Ｂ）光成分を表示画像の赤色成分、緑色成分及び青色成分に応じて偏光変調して反射する。この反射型空間光変調素子１５は、画素ごとに、赤色、緑色、または、青色のカラーフィルタが設けられており、赤色のカラーフィルタが設けられた赤色用の画素部分が赤色（Ｒ）光成分を反射し、緑色のカラーフィルタが設けられた緑色用の画素部分が緑色（Ｇ）光成分を反射し、青色のカラーフィルタが設けられた青色用の画素部分が緑色（Ｂ）光成分を反射する。
【００８９】
反射型空間光変調素子１５による反射光は偏光ビームスプリッタ１４に再入射する。この反射光のうちで、偏光変調されている光束は、偏光方向を９０°変換され、偏光分離膜１４ａ対するＰ偏光となっており、この偏光分離膜１４ａを透過して、光源１に戻る方向とは異なる側にこの偏光ビームスプリッタ１４より出射される。
【００９０】
このように、反射型空間光変調素子１５６により偏光変調されて反射された光束は、偏光ビームスプリッタ１４より出射して、第２の偏光素子となる偏光板２０を経て、結像光学系となる結像レンズ１８に入射する。そして、この結像レンズ１８は、反射型空間光変調素子１５の像を、図示しないスクリーン上に投射、結像させることにより、画像表示を行う。
【００９１】
【発明の効果】
上述のように、本発明に係る画像表示装置においては、光源より結像光学系までを含む光路上の光軸に直交する平面内における光軸に対する位置関係が偏光分離素子の偏光分離膜に対する光束の入射角度の分布に対応している場所に光軸に対する位置に応じて透過光束の偏光方向を補正する偏光方向補正板が設けられており、この偏光方向補正板が偏光分離素子に入射する前の光路上に配設されている場合にはこの偏光方向補正板と光源との間の光路上に該光源からの光束を偏光方向が一定方向となされた光束とする偏光素子を有し、偏光方向補正板が偏光分離素子から出射された後の光路上に配設されている場合にはこの偏光方向補正板から結像光学系までの光路上に該偏光方向補正板を経た光束のうちから一定方向の偏光方向の光束のみを透過させる偏光素子を有するので、偏光分離素子の偏光分離膜に対して収束光束や拡散光束が入射される場合においても、光軸から離れた光線の偏光方向が補正され、偏光素子により、不要光が除去される。
【００９２】
また、本発明に係る画像表示装置においては、光源からの光束を偏光方向が一定方向となされた光束とする第１の偏光素子を有し、光源より結像光学系までを含む光路上の光軸に直交する平面内における光軸に対する位置関係が偏光分離素子の偏光分離膜に対する光束の入射角度の分布に対応している場所に光軸に対する位置に応じて透過光束の偏光方向を補正する偏光方向補正板が設けられており、偏光方向補正板が偏光分離素子から出射された後の光路上に配設されている場合にはこの偏光方向補正板から結像光学系までの光路上に該偏光方向補正板を経た光束のうちから一定方向の偏光方向の光束のみを透過させる第２の偏光素子を有するので、偏光分離素子の偏光分離膜に対して収束光束や拡散光束が入射される場合においても、光軸から離れた光線の偏光方向が補正され、第１の偏光素子、または、第１及び第２の偏光素子により、不要光が除去される。
【００９３】
したがって、この画像表示装置においては、空間光変調素子の照明効率の向上のためにＦナンバーの小さい結像レンズを使用した場合においても、高いコントラストの表示画像が得られる。
【００９４】
すなわち、本発明は、入射光の偏光変調を行う非発光の反射型空間光変調素子と、この反射型空間光変調素子を照明する照明光学系とを有する画像表示装置であって、表示画像のコントラストの低下が防止され、良好なコントラストの画像表示が行える画像表示装置を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像表示装置の構成を示す平面図である。
【図２】上記画像表示装置の偏光方向補正板の構成を示す正面図である。
【図３】上記画像表示装置の要部の構成を示す斜視図である。
【図４】上記画像表示装置における偏光分離素子に入射する前の光束の偏光状態を示す正面図である。
【図５】上記画像表示装置における偏光分離素子により反射された後の光束の偏光状態を示す正面図である。
【図６】上記画像表示装置における空間光変調素子により反射された後の光束の偏光状態を示す正面図である。
【図７】上記画像表示装置における偏光分離素子を透過した後の光束の偏光状態を示す正面図である。
【図８】上記画像表示装置における第２の偏光方向補正板を透過した後の光束の偏光状態を示す正面図である。
【図９】上記画像表示装置における第２の偏光素子を透過した後の光束の偏光状態を示す正面図である。
【図１０】本発明に係る画像表示装置の第２の実施の形態における構成を示す平面図である。
【図１１】本発明に係る画像表示装置の第３の実施の形態における構成を示す平面図である。
【図１２】本発明に係る画像表示装置の第４の実施の形態における構成を示す平面図である。
【図１３】本発明に係る画像表示装置の第５の実施の形態における構成を示す平面図である。
【図１４】従来の画像表示装置における偏光分離素子に入射する前の光束の偏光状態を示す正面図である。
【図１５】上記従来の画像表示装置における偏光分離素子により反射された後の光束の偏光状態を示す正面図である。
【図１６】上記従来の画像表示装置における偏光分離素子を透過した後の光束の偏光状態を示す正面図である。
【図１７】上記従来の画像表示装置における偏光分離素子により反射された後の光束の偏光状態を示す正面図である。
【図１８】上記従来の画像表示装置における第２の偏光素子を透過した後の光束の偏光状態を示す正面図である。
【符号の説明】
１  光源、４  反射型偏光板、８  第１のフライアイレンズアレイ、９  第２のフライアイレンズアレイ、１０  フライアイインテグレータ、１１  第１の偏光方向補正板、１４  偏光ビームスプリッタ、１５  第１の空間光変調素子、１６  第２の空間光変調素子、１８  結像レンズ、１９  第２の偏光方向補正板、２０  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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【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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