(57)【要約】【課題】ホワイトバランス及びコントラストの良好な投射像を投射する投射型表示装置を提供する。【解決手段】光源２１０の光を３色光に色分解する色分解光学系と、各色光用に配置された３つの反射型ライトバルブ２０９と、前記色分解光学系からの前記３色の光をそれぞれ偏光分離して前記３つの反射型ライトバルブに導き、前記３つの反射型ライトバルブで変調された前記３色の光をそれぞれ検光するための偏光分離部を有する３の偏光ビームスプリッタ２０８と、前記３つの偏光ビームスプリッタによって検光された前記３色の光を色合成する色合成光学系２１０と、前記色合成光学系からの合成光を投射する投射レンズ２１１とを有し、前記３色の色光の少なくとも１つの色光の光路中に２枚の波長位相板２１２、２１３と当該２枚の波長位相板の間に配置されたＮＤフィルター２０７からなる光量調節部材を配置したこと。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源からの光を第１色光、第２色光、及び第３色光の３色の光に色分解する色分解光学系と、
前記３色の光にそれぞれ対応して配置された第１、第２、及び第３の反射型ライトバルブと、
前記色分解光学系からの前記３色の光をそれぞれ偏光分離して前記第１、第２、及び第３の反射型ライトバルブに導き、前記第１、第２、及び第３の反射型ライトバルブで変調された前記３色の光をそれぞれ検光するための偏光分離部を有する第１、第２、及び第３の偏光ビームスプリッタと、
前記第１、第２、及び第３の偏光ビームスプリッタによって検光された前記３色の光を色合成する色合成光学系と、
前記色合成光学系からの合成光を投射する投射レンズとを有し、
前記３色の色光の少なくとも１つの色光の光路中に２枚の波長位相板と当該２枚の波長位相板の間に配置されたＮＤフィルターからなる光量調節部材を配置したことを特徴とする投射型表示装置。
【請求項２】
前記光量調整部材における前記２枚の波長位相板はそれぞれ１／４波長位相板であり、その光学軸の方向は互いに直交し、かつ入射偏光の振動方向と４５度の傾きを有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】
光源と、
前記光源からの光を第１色光、第２色光、及び第３色光の３色の光に色分解する色分解光学系と、
前記３色の光にそれぞれ対応して配置された第１、第２、及び第３の反射型ライトバルブと、
前記色分解光学系からの前記３色の光をそれぞれ偏光分離して前記第１、第２、及び第３の反射型ライトバルブに導き、前記第１、第２、及び第３の反射型ライトバルブで変調された前記３色の光をそれぞれ検光するための偏光分離部を有する第１、第２、及び第３の偏光ビームスプリッタと、
前記第１、第２、及び第３の偏光ビームスプリッタによって検光された前記３色の光を色合成する色合成光学系と、
前記色合成光学系からの合成光を投射する投射レンズとを有し、
前記３色の色光の少なくとも１つの色光の光路中に光軸に対して傾けて配置したＮＤフィルターからなる光量調節部材を配置したことを特徴とする投射型表示装置。
【請求項４】
前記光量調節部材は、前記色光に対応して配置された偏光ビームスプリッタの検光光の射出面と前記色合成光学系の間の光路中に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の投射型表示装置。
【請求項５】
前記光量調節部材は、反射率と透過率によって透過光量を調節するＮＤフィルターであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の投射型表示装置。
【請求項６】
光源と、
前記光源からの光を第１色光、第２色光、及び第３色光の３色の光に色分解する色分解光学系と、
前記３色の光にそれぞれ対応して配置された第１、第２、及び第３の反射型ライトバルブと、
前記色分解光学系からの前記３色の光をそれぞれ偏光分離して前記第１、第２、及び第３の反射型ライトバルブに導き、前記第１、第２、及び第３の反射型ライトバルブで変調された前記３色の光をそれぞれ検光するための偏光分離部を有する第１、第２、及び第３の偏光ビームスプリッタと、
前記第１、第２、及び第３の偏光ビームスプリッタによって検光された前記３色の光を色合成する色合成光学系と、
前記色合成光学系からの合成光を投射する投射レンズとを有し、
前記３色の色光の少なくとも１つの色光の光路中に光軸に対して傾けて配置されたトリミングフィルターからなる光量調節部材を配置したことを特徴とする投射型表示装置。
【請求項７】
前記色分解光学系は、前記第１色光と前記第２及び第３色光の混合色光とに分解する第１光学部材と、前記混合色光を前記第２及び前記第３色光に分解する第２光学部材とを有し、前記光量調節部材は、前記第１光学部材と前記第２光学部材との間の光路中に配置され、前記第２色光又は前記第３色光の少なくとも一方の色光の光量を調節す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】
前記光量調節部材は、前記色光に対応して配置された偏光ビームスプリッタと前記色分解光学系の間の光路中に配置されていることを特徴とする請求項１または２または３または５または６のいずれかに記載の投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数の反射型ライトバルブを使用した投射型表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
赤色光、緑色光、及び青色光（以後、本明細書中では、それぞれＲ光、Ｇ光、及びＢ光と記す）用にそれぞれライトバルブを配置して、各色光を全体としてのホワイトバランスを確保できるようにそれぞれ光量調整用のＮＤフィルターを経由して各色光用のライトバルブに入射させて各色信号に基づいて変調を行い、ライトバルブから射出した変調光を色合成して投射レンズで投射する構成の透過型の投射型表示装置が知られている（特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１に開示された投射型表示装置では、各光源から射出されたＲ光、Ｇ光及びＢ光は各色光の光軸に対して垂直に配置された光量調節手段である透過光量を調節できる色光毎のＮＤフィルターに入射させてホワイトバランスを調節して各色光用に配置された透過型液晶ライトバルブにそれぞれ入射させ、各色光の色信号に基づいて変調させて変調光を射出させ、色合成光学系を構成するクロスダイクロイックプリズムに入射させてホワイトバランスの良好な光を色合成して射出し、投射レンズから投射する構成を有している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−３１３１１４公報（図５参照）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１に開示された、ＮＤフィルターを反射型ライトバルブを使った投射型表示装置に用いた場合、投射型表示装置においてもホワイトバランスは良好に調整できるものの、投射像のコントラストが劣化してしまうという問題を有することが判明した。
【０００６】
本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであって、ホワイトバランス及びコントラストの良好な投射像を得ることのできる反射型ライトバルブを用いた投射型表示装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、光源と、前記光源からの光を第１色光、第２色光、及び第３色光の３色の光に色分解する色分解光学系と、前記３色の光にそれぞれ対応して配置された第１、第２、及び第３の反射型ライトバルブと、前記色分解光学系からの前記３色の光をそれぞれ偏光分離して前記第１、第２、及び第３の反射型ライトバルブに導き、前記第１、第２、及び第３の反射型ライトバルブで変調された前記３色の光をそれぞれ検光するための偏光分離部を有する第１、第２、及び第３の偏光ビームスプリッタと、前記第１、第２、及び第３の偏光ビームスプリッタによって検光された前記３色の光を色合成する色合成光学系と、前記色合成光学系からの合成光を投射する投射レンズとを有し、前記３色の色光の少なくとも１つの色光の光路中に２枚の波長位相板と当該２枚の波長位相板の間に配置されたＮＤフィルターからなる光量調節部材を配置したことを特徴とする投射型表示装置を提供する。
【０００８】
また、本発明の投射型表示装置では、前記光量調整部材における前記２枚の波長位相板はそれぞれ１／４波長位相板であり、その光学軸の方向は互いに直交し、かつ入射偏光の振動方向と４５度の傾きを有することが好ましい。
【０００９】
また、本発明では、光源と、前記光源からの光を第１色光、第２色光、及び第３色光の３色の光に色分解する色分解光学系と、前記３色の光にそれぞれ対応して配置された第１、第２、及び第３の反射型ライトバルブと、前記色分解光学系からの前記３色の光をそれぞれ偏光分離して前記第１、第２、及び第３の反射型ライトバルブに導き、前記第１、第２、及び第３の反射型ライトバルブで変調された前記３色の光をそれぞれ検光するための偏光分離部を有する第１、第２、及び第３の偏光ビームスプリッタと、前記第１、第２、及び第３の偏光ビームスプリッタによって検光された前記３色の光を色合成する色合成光学系と、前記色合成光学系からの合成光を投射する投射レンズとを有し、前記３色の色光の少なくとも１つの色光の光路中に光軸に対して傾けて配置したＮＤフィルターからなる光量調節部材を配置したことを特徴とする投射型表示装置を提供する。
【００１０】
また、本発明の投射型表示装置では、前記光量調節部材は、前記色光に対応して配置された偏光ビームスプリッタの検光光の射出面と前記色合成光学系の間の光路中に配置されていることが好ましい。
【００１１】
また、本発明の投射型表示装置では、前記光量調節部材は、反射率と透過率によって透過光量を調節するＮＤフィルターであることが好ましい。
【００１２】
また、本発明では、光源と、前記光源からの光を第１色光、第２色光、及び第３色光の３色の光に色分解する色分解光学系と、前記３色の光にそれぞれ対応して配置された第１、第２、及び第３の反射型ライトバルブと、前記色分解光学系からの前記３色の光をそれぞれ偏光分離して前記第１、第２、及び第３の反射型ライトバルブに導き、前記第１、第２、及び第３の反射型ライトバルブで変調された前記３色の光をそれぞれ検光するための偏光分離部を有する第１、第２、及び第３の偏光ビームスプリッタと、前記第１、第２、及び第３の偏光ビームスプリッタによって検光された前記３色の光を色合成する色合成光学系と、前記色合成光学系からの合成光を投射する投射レンズとを有し、前記３色の色光の少なくとも１つの色光の光路中に光軸に対して傾けて配置されたトリミングフィルターからなる光量調節部材を配置したことを特徴とする投射型表示装置を提供する。
【００１３】
また、本発明の投射型表示装置では、前記色分解光学系は、前記第１色光と前記第２及び第３色光の混合色光とに分解する第１光学部材と、前記混合色光を前記第２及び前記第３色光に分解する第２光学部材とを有し、前記光量調節部材は、前記第１光学部材と前記第２光学部材との間の光路中に配置され、前記第２色光又は前記第３色光の少なくとも一方の色光の光量を調節することが好ましい。
【００１４】
また、本発明の投射型表示装置では、前記光量調節部材は、前記色光に対応して配置された偏光ビームスプリッタと前記色分解光学系の間の光路中に配置されていることが好ましい。
【００１５】
【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つつ説明する。
【００１６】
図１は本発明の第１実施形態に係る投射型表示装置の概略構成図であり、図２は第１実施形態における２枚の１／４波長位相板とＮＤフィルターの配置を説明する斜視図であり、図３は図１の要部拡大図であって、ライトバルブが黒状態の時の光の進行状態を説明する図である。また、図４は本発明の第２実施の形態に係る投射型表示装置の概略構成図であり、図５は図４の要部拡大図であって、第２実施形態の効果を説明する図である。また、図６は本発明の第３実施形態に係る投射型表示装置の概略構成図である。また、図７は本発明の第４実施形態に係る投射型表示装置の概略構成図である。また、図８は本発明の第５実施形態に係る投射型表示装置の概略構成図である。
【００１７】
（第１実施形態）
図１は本発明の投射型表示装置の第１の実施形態を示す概略構成図である。図１において、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸を定義する。なお、Ｙ軸は紙面に対して垂直な方向である。
【００１８】
図１において、ランプ２０１ａと放物面鏡等の凹面鏡２０１ｂとから構成される光源２０１から射出されるランダム偏光の光源光は偏光変換装置２０２によって紙面に垂直なＹ軸方向に平行な振動方向を有する直線偏光に変換される。この偏光をＢ光（青色光）に対して反射特性を有するダイクロイックミラー２０３Ｂと、Ｒ光（赤色光）とＧ光（緑色光）とに対して反射特性を有するダイクロイックミラー２０３ＲＧとを互いに直交するように配置（Ｘ型）したクロスダイクロイックミラー２０３に入射して、Ｚ軸に平行でクロスダイクロイックミラー２０３の中心に対して互いに反対方向に進行するＢ光と、Ｇ光とＲ光の混合光とに色分解する。ダイクロイックミラー２０３で色分解された各色光のうちＢ光は折り曲げミラー２０４に入射して進行方向を変えて進行し、ＸＺ平面に垂直で、かつＢ光の光軸に対して直交して配置された２枚の１／４波長位相板２１２Ｂ、２１３Ｂと、２枚の１／４波長位相板２１２Ｂと２１３Ｂとの間に挟まれて配置されたＮＤフィルター２０７Ｂとからなる光量調節部材を経て、透過光量を調節されて射出され偏光ビームスプリッタ２０８Ｂに入射される。
【００１９】
一方、クロスダイクロイックミラー２０３で色分解されたＲ光とＧ光の混合光は折り曲げミラー２０５に入射して進行方向を変えて進行し、Ｇ光を反射しＲ光を透過する特性を有するダイクロイックミラー２０６に入射し、反射されたＧ光と透過して進行するＲ光に色分解される。色分解されたＧ光はＸＺ平面に垂直に、かつＧ光光軸に対して直交して配置される２枚の１／４波長位相板２１２Ｇ、２１３Ｇと、１／４波長位相板２１２Ｇと２１３Ｇとの間に挟まれて配置されるＮＤフィルター２０７Ｇからなる光量調節部材に入射し、透過光量を調節されて射出され偏光ビームスプリッタ２０８Ｇに入射する。また、色分解されたＲ光はＸＺ平面に垂直に、Ｒ光の光軸に対して直交して配置される２枚の１／４波長位相板２１２Ｒ、２１３Ｒと、１／４波長位相板２１２Ｒと２１３Ｒとの間に挟まれて配置されるＮＤフィルター２０７Ｒからなる光量調節部材に入射し、透過光量を調節されて射出され偏光ビームスプリッタ２０８Ｒに入射する。なお、クロスダイクロイックミラー２０３と折り曲げミラー２０４、及び２０５とダイクロイックミラー２０６とで色分解光学系が構成されている。
【００２０】
各偏光ビームスプリッタ２０８Ｂ、２０８Ｇ、及び２０８Ｒにそれぞれ入射されたホワイトバランスの取れた入射光はそれぞれの偏光分離部２０８Ｂ−Ｐ、２０８Ｇ−Ｐ、及び２０８Ｒ−Ｐを反射して進行して各偏光ビームスプリッタ２０８Ｂ、２０８Ｇ、及び２０８Ｒをそれぞれ射出して、各色光用に配置されたライトバルブ２０９Ｂ、２０９Ｇ、及び２０９Ｒにそれぞれ入射する。入射光は各色光用のライトバルブ２０９Ｂ、２０９Ｇ、及び２０９Ｒによってそれぞれ変調されて反射射出されて、再度各色光用の偏光ビームスプリッタ２０８Ｂ、２０８Ｇ、及び２０８Ｒにそれぞれ再度入射する。入射された変調光は偏光分離部２０８Ｂ−Ｐ、２０８Ｇ−Ｐ、及び２０８Ｒ−Ｐでそれぞれ検光されて検光光として取りだされ、色合成をおこなうクロスダイクロイックプリズム２１０にそれぞれ異なる入射面から入射する。クロイスダイクロイックプリズム２１０は内部にＲ光反射ダイクロイック膜２１０ＲとＢ光反射ダイクロイック膜２１０Ｂをそれぞれ直交して配置（Ｘ型）した複合プリズムであって、入射したＢ光はＢ光反射ダイクロイック膜２１０Ｂを反射し、入射したＲ光はＲ光反射ダイクロイック膜２１０Ｒを反射し、入射したＧ光は両ダイクロイック膜２１０Ｂ及び２１０Ｒを透過して色合成が達成される。合成光はクロスダイクロイックプリズム２１０を射出して、投射レンズ２１１に入射して、図示しないスクリーン上にフルカラー投射像を投射する。このようにして反射型表示装置が構成されている。
【００２１】
図２はＧ光の光軸に挿入された２枚の１／４波長位相板２１２Ｇ、２１３Ｇと、１／４波長位相板２１２Ｇと１／４波長位相板２１３Ｇとの間に挟んで配置されたＮＤフィルター２０７Ｇからなる光量調節部材の分解斜視図を示している。Ｒ光とＢ光の２枚の１／４波長板とこれら２枚の１／４波長位相板の間に挟まれたＮＤフィルターも同様の構造を有しているので、ここではＧ光のみを説明しＲ光とＢ光については説明を省略する。
【００２２】
図２において、１／４波長位相板２１２Ｇに入射するＧ光の偏光の方向は、（Ａ）に示す位置ではＹ軸に平行な振動方向を有する直線偏光である。この振動方向に対して、１／４波長位相板２１２Ｇの光学軸Ｄ１の方向は４５度の方向を有している。１／４波長位相板２１２Ｇを通過した光は、（Ｂ）の位置では円偏光となっている。この円偏光の光はＮＤフィルター２０７Ｇによって所定の光量だけが透過してホワイトバランスの取れる光量が射出され、（Ｃ）の位置では光量の調節された円偏光となっている。１／４波長位相板２１３Ｇの光学軸Ｄ２は１／４波長位相板２１２Ｇの光学軸Ｄ１とは直交する様に配置されており、１／４波長位相板２１３Ｇを透過した円偏光は、（Ｄ）の位置ではＹ軸に平行な振動方向を有する直線偏光となっている。この直線偏光の光は偏光ビームスプリッタ２０８Ｇに入射し、偏光分離部２０８Ｇ−Ｐで反射される方向の偏光なので、偏光分離部２０８Ｇ−Ｐで反射されて偏光ビームスプリッタ２０８Ｇを射出し、ライトバルブ２０９Ｇに入射する。ライトバルブ２０９Ｇに入射した光は変調を受けて反射射出されて、再び偏光ビームスプリッタ２０８Ｇに入射し、変調光は偏光分離部２０８Ｇ−Ｐを透過した透過光として取りだされる。ライトバルブ２０９Ｇで変調されなかった非変調光は偏光分離部２０８Ｇ−Ｐの反射光として分離される。
【００２３】
図３は図１の要部拡大図であって、ライトバルブ２０９Ｇが黒状態、すなわち変調しない時の光の進行状態を説明する図である。
【００２４】
図３において、２枚の１／４波長位相板２１２Ｇ、２１３Ｇ及びＮＤフィルタ２０７Ｇを通過したＧ光は偏光分離部２０８Ｇ−Ｐで反射射出されてライトバルブ２０９Ｇに入射する。ライトバルブ２０９Ｇから反射射出される光はライトバルブ２０９Ｇが黒状態なので、偏光の振動方向がライトバルブ２０９Ｇへの入射光と同じ方向のＹ軸に平行な振動方向を有しており、偏光ビームスプリッタ２０８Ｇに入射して大部分は偏光分離部２０８Ｇ−Ｐで反射される。しかし、偏光分離部２０８Ｇ−Ｐの偏光分離特性のために一部は透過（図３中、点線矢印）してしまう。反射光は１／４波長位相板２１３Ｇに入射して円偏光に変換されてＮＤフィルター２０７Ｇに入射し、一部はＮＤフィルター２０７Ｇで反射されてしまい、再度１／４波長位相板２１３Ｇに入射して振動方向がＸ軸方向と平行な直線偏光に変換されて偏光ビームスプリッタ２０８に再び入射される。この振動方向の偏光は偏光分離部２０８Ｇ−Ｐで実質的に透過される方向の偏光であるため、大部分の光は偏光分離部２０８Ｇ−Ｐを透過して進行し偏光ビームスプリッタ２０８Ｇを透過して廃棄される。
【００２５】
本実施形態では、ライトバルブが黒状態では、ライトバルブからの反射射出光であって検光用の偏光ビームスプリッタで非検光光となる光はホワイトバランスのための光量調節をおこなうＮＤフィルターによって反射されて偏光ビームスプリッタに逆行してきても、この逆行光の大部分は偏光分離部を透過するためライトバルブに再び入射されることなく廃棄することができる。これによりコントラストの良好な投射像を検光光として偏光ビームスプリッタから射出することができるため、ホワイトバランスが良好で、かつコントラストの良好な投射像を投射することが可能となる。１／４波長位相板がない場合は、ＮＤフィルター２０７Ｇの表面で反射された光が再度偏光分離部２０８Ｇ−Ｐで反射され、ライトバルブ２０９Ｇに入射してしまう。ライトバルブ２０９Ｇに入射して、反射された光が再度偏光ビームスプリッタ２０８Ｇに入射し、その一部が偏光分離部２０８Ｇ−Ｐを透過することによって、コントラストが低下してしまう。ＮＤフィルターの表面での反射光は反射型のＮＤフィルターを使用する場合に特に問題となる。
【００２６】
なお、本実施形態では、ホワイトバランスを取るためにＲ光、Ｇ光、及びＢ光の各色光の光路中に２枚の１／４波長位相板の間にＮＤフィルターを挟み込んだ構成の部材をそれぞれ配置したが、色分解光学系の設計により必ずしも全ての色光にこれらを配置する必要はない。Ｒ光、Ｇ光、及びＢ光の３色の光のうち２色の光に本発明の２枚の１／４波長位相板の間にＮＤフィルターを挟み込んだ構成の部材を配置してもよいし、１色光のみに配置しても良い。どの色光にこれら部材を配置すべきかは色分解光学系の設計、製造に依存して適宜決めれば良い。
【００２７】
また、本実施形態では、上記のように波長位相板として１／４波長位相板を配置したが、この１／４波長位相板に限定されるものではなく、同様な効果を奏する他の波長位相板（例えば、３／４波長位相板等）を配置しても良い。
【００２８】
以上のように、本実施形態では、ライトバルブで変調されなかった光が、偏光ビームスプリッタの偏光分離部で反射され、ＮＤフィルターに再度入射する場合に、ＮＤフィルターの表面で反射された光が、再度ライトバルブに入射することを防止することができるためコントラストを向上することができる。
【００２９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る投射型表示装置に関して説明する。
【００３０】
図４は本発明の第２実施の形態に係る投射型表示装置の概略構成図であり、図５は図４の要部拡大図であって、第２実施形態の効果を説明する図である。本第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、各色光用に配置する光量調節部材であるＮＤフィルターの配置の仕方にある。基本構成は第１実施形態と同様の構成を有しており、同様の構成部材には同じ符号を付し説明を省略する。
【００３１】
図４において、各色光用に配置するＮＤフィルター２０７Ｂ、２０７Ｇ、及び２０７Ｒは各色光用の偏光ビームスプリッタ２０８Ｂ、２０８Ｇ、及び２０８Ｒの色分解光学系側入射面に近接してＸＺ平面には垂直に、かつ光軸に対して傾けて配置して投射型表示装置が構成されている。
【００３２】
図５は図４の要部拡大図であって、Ｇ光用のＮＤフィルター２０７Ｇを含む光学系の一部を示し、本発明の効果を説明する図である。他の色光の同じ部分についても同様の効果を奏するので説明を省略する。
【００３３】
図５において、色分解光学系から射出されたＧ光はＮＤフィルター２０７Ｇを通過後、ホワイトバランスを調節されて偏光ビームスプリッタ２０８Ｇに入射し、偏光分離部２０８Ｇ−Ｐによって大部分が反射されてライトバルブ２０９Ｇ方向に進行し、偏光ビームスプリッタ２０８Ｇから射出されてＧ光用のライトバルブ２０９Ｇに入射する。ライトバルブ２０９Ｇが黒状態の場合、入射偏光と同じ、紙面に垂直なＹ軸に平行な振動方向を有する直線偏光としてライトバルブ２０９Ｇから反射し、ライトバルブ２０９Ｇから射出されて、再度偏光ビームスプリッタ２０８Ｇに入射し、偏光分離部２０８Ｇ−Ｐで大部分が反射されて偏光ビームスプリッタ２０８Ｇを射出し、再びＮＤフィルター２０７Ｇに入射する。光軸に傾けて配置されたＮＤフィルター２０７Ｇからの反射光は反射法則に則って反射して、入射光軸とは異なる光軸方向に反射し、偏光ビームスプリッタ２０８Ｇのプリズム部を透過し、ライトバルブ２０９Ｇに再び入射することなく廃棄される。
【００３４】
このように、ＮＤフィルター２０７Ｇを反射し、射出した光がライトバルブ２０９Ｇに戻ることはなくなるので、ライトバルブ２０７Ｇが黒状態の時に、偏光ビームスプリッタ２０８Ｇを透過して投射レンズ２１１（図４参照）に入射する光を増加させることはなくなり、ホワイトバランスが良好で、かつコントラストの良好な投射像を投射することが可能となる。
【００３５】
本第２実施形態では、光量調節部材であるＮＤフィルター２０７Ｇの光軸に対する傾きは、ＮＤフィルター２０７Ｇにおける全反射光がライトバルブ２０９Ｇに再び入射しない傾きに設定してある。ＮＤフィルター２０７Ｇの光軸に対する傾き状態によっては、ライトバルブ２０９Ｇに一部入射する場合がある。この場合でも、ライトバルブ２０９ＧにはＮＤフィルター２０７Ｇの反射光のうち一部しか再び入射しないこと、及びその入射角度は偏光ビームスプリッタ２０８Ｇからの入射光軸とは異なる角度であるので、ライトバルブ２０９Ｇに入射する反射光のうち一部のみが偏光ビームスプリッタ２０８Ｇに入射する。そのうちの一部が偏光分離部２０８Ｇ−Ｐを通過して進行し投射レンズ２１１に入射するが、投射レンズ２１１の内部には、ライトバルブ２０９Ｇの各点からの射出光束の広がり角（ＮＡ）を制限している不図示の開口絞りを有している。投射レンズ２１１への入射光のうちかなりの部分は、前記開口絞りにより決定されるＮＡより大きい傾きの光になるので、この開口絞りによって遮光されるため、大幅にコントラストを向上させることができ、ホワイトバランスの良好な投射像を投射することができる。
【００３６】
本第２実施形態では、光量調節部材であるＮＤフィルター２０７Ｇの配置は、ＸＺ平面に垂直で、かつ光軸に対して傾けた構成であるが、この配置には限定されない。例えば、図５で、ＹＺ平面に垂直で、かつ光軸に対して傾けた配置であっても同様な効果を奏することができる。さらに、ＸＺ平面とＹＺ平面に対して非垂直で、光軸に対して傾けた構成としてもよい。
【００３７】
さらに、本第２実施形態のＮＤフィルターの配置は、全ての色光に配置する必要はなく、色分解光学系の設計に基づいて、所定の色光のみにＮＤフィルターを光軸に対して所定の傾きを与えて配置すればよい。
【００３８】
（第３実施形態）
図６は本発明の第３実施形態に係る投射型表示装置の概略構成図を示す。本第３実施形態の投射型表示装置では、基本構成は第１実施形態と同様の構成を有しており、同様の構成部材については同じ符号を付しその説明を省略する。
【００３９】
図６において、各色光用の光量調節部材であるＮＤフィルター２０７Ｂ、２０７Ｇ、及び２０７Ｒの配置は、各色光用の偏光ビームスプリッタ２０８Ｂ、２０８Ｇ、及び２０８Ｒと色合成光学系の間の光路中に光軸に対して垂直ではなく傾けてそれぞれ配置されて投射型表示装置が構成されている。
【００４０】
図６に示すように、各色光用のＮＤフィルター２０７Ｂ、２０７Ｇ、及び２０７Ｒは、各色用の偏光ビームスプリッタ２０８Ｂ、２０８Ｇ、及び２０８Ｒのそれぞれ検光光の射出面と色合成用のクロスダイクロイックプリズム２１０のそれぞれの入射面の間に配置しているので、偏光ビームスプリッタ２０８Ｂ、２０８Ｇ、及び２０８Ｒそれぞれの検光光のコントラストは良好な値を維持できる。
【００４１】
そして、偏光ビームスプリッタ２０８Ｂ、２０８Ｇ、及び２０８Ｒを射出した各色の検光光はＮＤフィルター２０７Ｂ、２０７Ｇ、及び２０７Ｒを透過することによりホワイトバランスを調整された所定光量を色合成用のクロスダイクロイックプリズム２１０にそれぞれ入射させることが可能となる。
【００４２】
さらに、各色光用のＮＤフィルター２０７Ｂ、２０７Ｇ、及び２０７Ｒに入射した各色光の検光光は、ＮＤフィルター２０７Ｂ、２０７Ｇ、及び２０７Ｒの特性のために一部反射されるが、ＮＤフィルター２０７Ｂ、２０７Ｇ、及び２０７Ｒが光軸に対して傾けて配置されているので、ＮＤフィルター２０７Ｂ、２０７Ｇ、及び２０７Ｒからの反射光は、入射光軸とはそれぞれ異なる方向に進行し、偏光ビームスプリッタ２０８Ｂ、２０８Ｇ、及び２０８Ｒを経てライトバルブ２０９Ｂ、２０９Ｇ、及び２０９Ｒには入射されずに廃棄される。これによりコントラストの良好な投射像を検光光として偏光ビームスプリッタから射出することができるため、ホワイトバランスが良好で、かつコントラストの良好な投射像を投射することが可能となる。
【００４３】
本第３実施形態においても、全ての色光にＮＤフィルターを配置する必要はなく、必要な色光のみに配置すれば良いことは第１、及び第２実施形態と同様である。
【００４４】
（第４実施形態）
図７は本発明の第４実施形態に係る投射型表示装置の概略構成図を示す。本第４実施形態の投射型表示装置では、基本構成は第２実施形態と同様の構成を有しており、同様の構成部材については同じ符号を付しその説明を省略する。
【００４５】
図７において、光量調節部材である各色光用のトリミングフィルター２１６Ｂ、２１６Ｇ、及び２１６Ｒの配置は、各色光用の偏光ビームスプリッタ２０８Ｂ、２０８Ｇ、及び２０８Ｒの色分解光学系側入射面近傍の光路中に光軸に対して垂直ではなく傾けてそれぞれ配置されて投射型表示装置が構成されている。ここで、トリミングフィルターとは特定波長の光の透過率を制御したフィルターをいい、ガラス基板に誘電体多層膜をコーティングしたものなどが使用される。
【００４６】
色分解光学系によって形成される各色光は、各色光の透過光量をホワイトバランスの良好な投射像となるように各色光用のトリミングフィルター２１６Ｂ、２１６Ｇ、及び２１６Ｒは設計されている。各色光はトリミングフィルター２１６Ｂ、２１６Ｇ、及び２１６Ｒを射出し、偏光ビームスプリッタ２０８Ｂ、２０８Ｇ、及び２０８Ｒに入射し、偏光分離部２０８Ｂ−Ｐ、２０８Ｇ−Ｐ、及び２０８Ｒ−Ｐを反射して各色光用のライトバルブ２０９Ｂ、２０９Ｇ、及び２０９Ｒにそれぞれ入射する。
【００４７】
ライトバルブが黒状態の時にはそれぞれの入射光の偏光は変わらずライトバルブ２０９Ｂ、２０９Ｇ、及び２０９Ｒからそれぞれ反射し、射出され、偏光ビームスプリッタ２０８Ｂ、２０８Ｇ、及び２０８Ｒにそれぞれ入射し、大部分は偏光分離部２０８Ｂ−Ｐ、２０８Ｇ−Ｐ、及び２０８Ｒ−Ｐでそれぞれ反射されて、再度トリミングフィルター２１６Ｂ、２１６Ｇ、及び２１６Ｒにそれぞれ入射される。光軸にたいしてトリミングフィルター２１６Ｂ、２１６Ｇ、及び２１６Ｒが垂直ではなく、所定の角度を有して配置されているので、それぞれの入射光はトリミングフィルター２１６Ｂ、２１６Ｇ、及び２１６Ｒを透過せず反射し光軸方向から外れた方向に廃棄される。このため、それぞれのライトバルブ２０９Ｂ、２０９Ｇ、及び２０９Ｒには入射されないのでコントラストの劣化はなく、ホワイトバランスが良好で、コントラストの良好な投射像を投射することが可能となる。
【００４８】
本実施形態においても、各色光すべてにトリミングフィルターを配置する必要はなく、色分解光学系により形成される各色光の光量に応じて配置する色光を決定すればよい。
【００４９】
（第５実施形態）
図８は本発明の第５実施形態に係る投射型表示装置の概略構成図を示す。本第５実施形態の投射型表示装置では、基本構成は第２実施形態と同様の構成を有しており、同様の構成部材については同じ符号を付しその説明を省略する。
【００５０】
前述の第４実施形態においては、光量調節部材である各色光用のトリミングフィルター２１６Ｂ、２１６Ｇ、及び２１６Ｒを各色光用の偏光ビームスプリッタ２０８Ｂ、２０８Ｇ、及び２０８Ｒの色分解光学系側入射面の近傍の光路中にそれぞれ配置した構成となっているが、本第５実施形態では、Ｇ光のみの光量を調節するように、光量調節フィルターであるトリミングフィルター２１７を、クロスダイクロイックミラー２０３とＧ光を反射しＲ光を透過するダイクロイックミラー２０６の間の光路中に光軸に対して所定の角度を有して配置して投射型表示装置が構成されている。
【００５１】
図８に示す構成によって、Ｇ光用のライトバルブ２０９Ｇが黒状態の時にはライトバルブ２０９Ｇへの入射光の偏光は変わらず反射し、射出され、偏光ビームスプリッタ２０８Ｒに入射し、大部分は偏光分離部２０８Ｒ−Ｐで反射されてダイクロイックミラー２０６をへてトリミングフィルター２１７に入射される戻り光となる。トリミングフィルター２１７は光軸に対して所定の角度を有して配置されているので、戻り光はトリミングフィルター２１７を透過せず反射され光軸方向から外れた方向に廃棄されため、ライトバルブ２０９Ｇには入射されないのでコントラストの劣化を生じることはない。これにより、ホワイトバランスが良好で、コントラストの良好な投射像を投射することが可能となる。
【００５２】
さらに、本第５実施形態では、ライトバルブ２０９Ｇからトリミングフィルター２１７の位置までの距離を長くすることができるので、トリミングフィルター２１７の傾き角度を小さくしても、戻り光を光軸方向から外れた方向へ容易に廃棄することができ、ホワイトバランスが良好でコントラストの良好な投射像を投射することが可能となる。
【００５３】
なお、本第５実施形態では、トリミングフィルター２１７を配置したが、光量調節にＧ光波長域の中の特定の波長域の光をカットとするノッチフィルターを使用してもよい。
【００５４】
また、本第５実施形態では、Ｇ色光の光量を調節するのを前提としたが、色分解光学系の設計によっては、Ｒ光を調節する必要が発生する場合もあり、この場合には、Ｇ光のトリミングフィルターを配置した位置と同じ位置にＲ光の光量調節のトリミングフィルターを光軸に対して傾けて配置する構成としてもよい。
【００５５】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、ホワイトバランス及びコントラストの良好な投射像を得ることのできる反射型ライトバルブを用いた投射型表示装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る投射型表示装置の概略構成図。
【図２】第１実施形態における光量調節部材である２枚の１／４波長位相板とＮＤフィルターの配置を説明する斜視図。
【図３】図１の要部拡大図であって、ライトバルブが黒状態の時の光の進行状態を説明する図。
【図４】本発明の第２実施形態に係る投射型表示装置の概略構成図。
【図５】図４の要部拡大図であって、第２実施形態の効果を説明する図。
【図６】本発明の第３実施形態に係る投射型表示装置の概略構成図。
【図７】本発明の第４実施の形態に係る投射型表示装置の概略構成図である。
【図８】本発明の第５実施の形態に係る投射型表示装置の概略構成図である。
【符号の説明】
２０１  光源
２０２  偏光変換装置
２０３  クロスダイクロイックミラー
２０４、２０５  光路折り曲げミラー
２０６  ダイクロイックミラー
２０７Ｒ、２０７Ｇ、２０７Ｂ  ＮＤフィルター
２０８Ｒ、２０８Ｇ、２０８Ｂ  偏光ビームスプリッタ
２０９Ｒ、２０９Ｇ、２０９Ｂ  反射型ライトバルブ
２１０  クロスダイクロイックプリズム
２１１  投射レンズ
２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂ、２１３Ｒ、２１３Ｇ、２１３Ｂ  １／４波長位相板
２１６Ｒ、２１６Ｇ、２１６Ｂ、２１７  トリミングフィルター
【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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