(57)【要約】【課題】  高温になっても偏光分離性能を維持する偏光分離手段を提供すると共に、この偏光分離手段を用いて高輝度照明光源を適用しても高画質を得られる投射表示装置を提供する。【解決手段】  ランプ６１から出射された白色無偏光光が、色成分分離部１０に供給される。色分離部１０において、色分離用反射型偏光板１１では、第１のカラー偏光子１２を透過する光のうちＰ偏光成分を透過し第２の色分離合成部３０に供給し、Ｓ偏光成分は、色分離用反射型偏光板１１の偏光膜面で反射され入射光と直行する方向に出射され、反射型偏光板１３を透過し第１の色成分分離合成部２０に供給するようにする。【選択図】      図５
2005099093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性基板の片面上に反射型偏光膜を形成した反射型偏光板を複数枚用いて、白色あるいは３原色光のうち特定の色光の不定偏光光束を入射し、前記不定偏光光束中のＳ偏光成分を入射光の進行方向に対して直角に反射し、他の成分は入射光の進行経路に対し透過させる偏光分離装置であって、
前記光透過性基板側から光束を入射し前記反射型偏光膜でＳ偏光成分を反射する第１の反射型偏光板と、前記反射されたＳ偏光光の進行経路に、前記光透過性基板側を入射側としＳ偏光光を透過させる第２の反射型偏光板を設けたことを特徴とする偏光分離装置。
【請求項２】
光透過性基板の片面上に反射型偏光膜を形成した反射型偏光板を複数枚用いて、白色あるいは３原色光のうち特定の色光の不定偏光光束を入射し、前記不定偏光光束中のＳ偏光成分を入射光の進行方向に対して直角に反射し、他の成分は入射光の進行経路に対し透過させる偏光分離装置であって、
前記反射型偏光膜側から光束を入射し前記反射型偏光膜でＳ偏光成分を反射する第１の反射型偏光板と、前記第１の反射型偏光板を透過したＰ偏光光の進行経路に、前記光透過性基板側を入射側としＰ偏光光を透過させる平行ニコル状態に第２の反射型偏光板を設けたことを特徴とする偏光分離装置。
【請求項３】
光源と色分解合成光学系と第１〜３の反射型空間光変調素子と投射レンズとからなる投射表示装置において、
前記色分解合成光学系は、
前記光源から出射され所定の偏光状態となされた照明光が入射され、前記照明光を、各原色光の偏光状態に応じて、第１及び第２の原色光を含む光束と第３の原色光を含む光束とに分離させ、これら光束を互いに直交する２方向に出射する偏光分離手段と、
前記偏光分離手段により分離された光束のうち、第１及び第２の原色光を含む光束が入射され、この光束を各原色光の偏光状態に応じて互いに直交する２方向に分離させて第１及び第２の反射型空間光変調素子にそれぞれ入射させるとともに、これら第１及び第２の反射型空間光変調素子において変調されて反射された反射光束を合成して、前記偏光分離手段からの光束の入射方向に対して直交する方向に出射する第１の偏光分離合成手段と、
前記偏光分離手段により分離された光束のうち、第３の原色光を含む光束が入射され、この光束を第３の反射型空間光変調素子に入射させるとともに、この第３の反射型空間光変調素子において変調されて反射された反射光束を、前記偏光分離手段からの光束の入射方向に対して直交する方向に出射する第２の偏光分離合成手段と、
前記第１の偏光分離合成手段からの出射光束及び前記第２の偏光分離合成手段からの出射光束が入射され、これら光束を合成して、前記投射レンズに入射させる偏光合成手段と、
を具備し、
前記偏光分離手段、前記第１の偏光分離合成手段、前記第２の偏光分離合成手段及び前記偏光合成手段のうち、少なくとも前記偏光分離手段は、請求項１又は請求項２記載の偏光分離装置で構成したことを特徴とする投射表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射型偏光板を用いた偏光分離装置、及び投射表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー投射表示装置は、白色光から３原色光に係るＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色光を分解して対応色の空間光変調素子に導き、当該空間光変調素子で映像信号に応じて光変調された色光を合成して投射し、スクリーン上にカラー映像を表示させるものである。
【０００３】
カラー投射表示装置は、それに適用される空間光変調素子の種類によって次にあげる３種類に大別される。透過型の空間光変調素子を適用したもの、反射型の空間光変調素子を適用したもの、またＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）を適用したものがある。
【０００４】
透過型の空間光変調素子及びＤＭＤは、光学構成が比較的簡単にできるために小型化が容易であるが高解像度化に難がある。一方、反射型の空間光変調素子は高解像度化に有利であるが光学構成が複雑となるために小型化に難がある。
【０００５】
特に、反射型の空間光変調素子を適用した投射表示装置は、空間光変調素子に照射される入射光と当該空間光変調素子で変調された反射光とを分離するために偏光ビームスプリッタを必要とする。高コントラストを実現するためには一つの空間光変調素子に対して、通常２つ以上の偏光ビームスプリッタを作用させるために、これが反射型の投射表示装置の光学構成を複雑にしていた。
【０００６】
このような反射型の空間光変調素子における光学構成の課題を解決し構成を小型化した色分解合成光学系が、提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この色分解合成光学系は、複数の偏光ビームスプリッタを至近距離に配置して、反射型液晶変調素子を効率よく配置し、反射ミラー等による光路の回りこみ導入の必要がない光学系を構成することにより小型化を達成している。
【０００７】
また偏光ビームスプリッタに相当する偏光分離手段として、反射型偏光板を用いる提案が、ワイヤーグリッド偏光子として開示されている（例えば、特許文献２参照。）。これは、従来赤外線、マイクロ波、レーダの分野で用いられていたワイヤーグリッド偏光子を可視光帯域であるディスプレイシステムに適用するものである。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２８４２２８公報
【特許文献２】特表２００２−５１４７７８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、近年の投影画面の大型化、高輝度化の市場要求が出てきている。そのためには、照明用光源を大型化する方法が用いられる。照明光源の大型化は、発生熱量の増大によりそれを構成する光学部品の温度上昇を招き、特に、照明用光源から最初に光束が入射する偏光分離手段を構成する偏光ビームスプリッターが高温になり、それを構成する硝材の複屈折等により投射画面にシェーディングが発生したりコントラスト比が低下するという問題があった。
【００１０】
また、ワイヤーグリッド偏光子を用い偏光分離手段の冷却を行うことが考えられるが、特許文献２にあるような偏光子を構成するガラス基板の入射光側に、偏光素子を配列するワイヤーグリッド偏光子の場合、偏光分離した偏光光がガラス基板を透過するため、入射光により発熱温度上昇でガラス基板に発生する複屈折の影響を除去できないという問題があった。
【００１１】
本発明は、以上の点に鑑みなされたもので、高温になっても偏光分離性能を維持する偏光分離装置を提供すると共に、この偏光分離手段を用いて高輝度照明光源を適用しても高画質を得られる投射表示装置を提供することを、更には色分解合成光学系の冷却を容易にした投写表示装置を提供する目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の１）〜３）記載の手段よりなる。
すなわち、
１）光透過性基板の片面上に反射型偏光膜を形成した反射型偏光板を複数枚用いて、白色あるいは３原色光のうち特定の色光の不定偏光光束を入射し、前記不定偏光光束中のＳ偏光成分を入射光の進行方向に対して直角に反射し、他の成分は入射光の進行経路に対し透過させる偏光分離装置であって、
前記光透過性基板側から光束を入射し前記反射型偏光膜でＳ偏光成分を反射する第１の反射型偏光板と、前記反射されたＳ偏光光の進行経路に、前記光透過性基板側を入射側としＳ偏光光を透過させる第２の反射型偏光板を設けたことを特徴とする偏光分離装置。
２）光透過性基板の片面上に反射型偏光膜を形成した反射型偏光板を複数枚用いて、白色あるいは３原色光のうち特定の色光の不定偏光光束を入射し、前記不定偏光光束中のＳ偏光成分を入射光の進行方向に対して直角に反射し、他の成分は入射光の進行経路に対し透過させる偏光分離装置であって、
前記反射型偏光膜側から光束を入射し前記反射型偏光膜でＳ偏光成分を反射する第１の反射型偏光板と、前記第１の反射型偏光板を透過したＰ偏光光の進行経路に、前記光透過性基板側を入射側としＰ偏光光を透過させる平行ニコル状態に第２の反射型偏光板を設けたことを特徴とする偏光分離装置。
３）光源と色分解合成光学系と第１〜３の反射型空間光変調素子と投射レンスとからなる投射表示装置において、
前記色分解合成光学系は、
前記光源から出射され所定の偏光状態となされた照明光が入射され、前記照明光を、各原色光の偏光状態に応じて、第１及び第２の原色光を含む光束と第３の原色光を含む光束とに分離させ、これら光束を互いに直交する２方向に出射する偏光分離手段と、
前記偏光分離手段により分離された光束のうち、第１及び第２の原色光を含む光束が入射され、この光束を各原色光の偏光状態に応じて互いに直交する２方向に分離させて第１及び第２の反射型空間光変調素子にそれぞれ入射させるとともに、これら第１及び第２の反射型空間光変調素子において変調されて反射された反射光束を合成して、前記偏光分離手段からの光束の入射方向に対して直交する方向に出射する第１の偏光分離合成手段と、
前記偏光分離手段により分離された光束のうち、第３の原色光を含む光束が入射され、この光束を第３の反射型空間光変調素子に入射させるとともに、この第３の反射型空間光変調素子において変調されて反射された反射光束を、前記偏光分離手段からの光束の入射方向に対して直交する方向に出射する第２の偏光分離合成手段と、
前記第１の偏光分離合成手段からの出射光束及び前記第２の偏光分離合成手段からの出射光束が入射され、これら光束を合成して、前記投射レンズに入射させる偏光合成手段と、
を具備し、
前記偏光分離手段、前記第１の偏光分離合成手段、前記第２の偏光分離合成手段及び前記偏光合成手段のうち、少なくとも前記偏光分離手段は、請求項１又は請求項２記載の偏光分離装置で構成したことを特徴とする投射表示装置。
【発明の効果】
【００１３】
入射光を反射型偏光板の光透過性ガラス基板側から入射させ、Ｐ偏光光を透過かつＳ偏光光を反射、さらに次の反射型偏光板の光透過性ガラス基板側から入射させ透過Ｓ偏光光を作成する。このようにＰ偏光光、及びＳ偏光光の出射を反射型偏光板の偏光膜側から行うことにより、入射光による発熱温度上昇で光透過性ガラス基板に発生する複屈折の影響を除去できるため、消光比の大きなＰＳ偏光光、及びＳ偏光光を得ることができる偏光分離装置を提供できる。
また、発熱による複屈折の影響が少ないため光透過性ガラス基板に安価な白板硝子等が使用でき、安価で高性能な偏光分離装置を提供できる。
【００１４】
この偏光分離装置を投射表示装置の光学ユニットで一番高温となる色分離部に用いることにより、投射画面にシェーディングが発生したりコントラスト比が低下することがない高画質な投射表示装置を提供することができる。
また、反射型偏光板を用いた偏光分離装置で投射表示装置の光学ユニットを構成するため、冷却風を送る空間を確保でき各部の温度を適正に維持した投射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】
【００１５】
以下、本発明に係る偏光分離装置及び投射表示装置の発明を実施するための最良の形態につき、好ましい実施例により説明する。
図１は、本発明の第１の実施例に適用される偏光分離装置を示す模式図である。図２は、第２の実施例に適用される偏光分離装置を示す模式図である。図３は、図２の第２実施例の変形例である。
【実施例１】
【００１６】
図１に示すように、実施例１に適用される偏光分離装置は、同図左側から不定偏光光あるいは色により偏光を制御された入射光を入射させる。そして光学ガラス基板の上に偏光反射膜１ａを形成した第１の反射型偏光板１に、その光学ガラス基板側から入射させる。
入射光に含まれたＰ偏光光は、第１の反射型偏光板１を透過し透過Ｐ偏光光となって出射される。一方入射光に含まれたＳ偏光光は、反射型偏光板１の偏光反射膜１ａで反射され垂直方向（図面上方）に出射される。更に、第２の反射型偏光板２に光学ガラス基板側から入射され、Ｓ偏光光を透過させる偏光面に配置された偏光反射膜２ａを透過し反射Ｓ偏光光となって垂直方向に出射される。
したがって第１、第２の反射型偏光板を構成する光学ガラス基板による複屈折の影響を偏光膜で除去して、入射された不定偏光光をＰ偏光光とＳ偏光光とに分離し出射するようにしている。
【実施例２】
【００１７】
図２に示すように、実施例２に適用される偏光分離装置は、不定偏光光あるいは色により偏光を制御された入射光を第３の反射型偏光板３の偏光反射膜３ａ側から入射させる。そして入射光に含まれたＳ偏光光は垂直方向に反射分離される。
一方入射光に含まれたＰ偏光光は、第３の反射型偏光板３を透過し、第４の反射型偏光板４の光学ガラス基板側から入射しＰ偏光光を通過させる配置に設定した反射型偏光膜４ａを通過し出射される。
したがって第３、第４の反射型偏光板を構成する光学ガラス基板による複屈折の影響を偏光膜で除去して、入射された不定偏光光をＰ偏光光とＳ偏光光とに分離し出射するようにしている。
【実施例３】
【００１８】
図３は、前述の実施例２における第一の反射型偏光板３によって垂直方向に反射出射されたＳ偏光光を、第５の反射型偏光板５の光学ガラス基板側から入射しＳ偏光光を通過させる配置に設定した反射膜５ａを透過後出射するようにして、反射光に残留するＰ偏光光を除去して出射させている。
したがって第４、第５の反射型偏光板を構成する光学ガラス基板による複屈折の影響を偏光膜で除去して、入射された不定偏光光をＰ偏光光とＳ偏光光とに分離し出射するようにしている。
【実施例４】
【００１９】
図４は、実施例４，５，６に適用される投射表示装置を示す概略構成図である。図５は、実施例４に適用される投射表示装置の主要部を示す概略構成図である。図６は、実施例５に適用される投射表示装置の主要部を示す概略構成図である。図７は、実施例６に適用される投射表示装置の主要部を示す概略構成図である。
図４に示すように、投射表示装置は筐体９９と筐体９９内に収められた照明光源部６と色分離合成部７と投写レンズ８で構成された投写ユニットと電源・映像信号処理部９で構成されている。
【００２０】
図５に投写ユニットのさらに詳しい構成図を示し説明する。同図に示すように、投写ユニットは、光源部６と色成分分離部１０と第１の色成分分離合成部２０と第２の色分離合成部３０と色合成部４０と投写レンズ８とから構成されている。
光源部６は、ランプ６１と偏光板６２とを備えている。偏光板６２はランプ６１から出射された白色無偏光光のうち、おおよそＰ偏光成分のみあるいはＳ偏光成分のみを透過し色成分分離部１０に供給される。
色分離部１０は色分離用反射型偏光板１１とその色分離ＰＢＳの光源部６側の主面に対向配置された第１のカラー偏光子１２と第一の色分離合成部２０側に反射型偏光板１３を備えている。
光源部６から供給された偏光光は、第１のカラー偏光子１２で白色光のうち、所望の波長域を部分的に偏光方向を９０度回転させて色分離用反射型偏光板１１に透過供給される。
色分離用反射型偏光板１１では、第１のカラー偏光子１２を透過する光のうちＰ偏光成分を透過し第２の色分離合成部３０に導かれる。Ｓ偏光成分は、色分離用反射型偏光板１１の偏光膜面で反射され入射光と直行する方向に出射され、反射型偏光板１３を透過し第１の色成分分離合成部２０に導かれる。
【００２１】
第１の色分離合成部２０は分離合成ＰＢＳ２１と、入射光が分離合成ＰＢＳ２１の反射面で反射して達する主面側に第１の反射型液晶変調素子２２とを備えている。色分離部１０から供給されたＳ偏光成分は、分離合成ＰＢＳ２１の反射面で反射され反射型液晶変調素子２２に供給される。
第１の反射型液晶変調素子２２に供給された光成分は、投写する画像に応じて偏光を制御され反射される。投写画像が明るい画素素子では入射光が９０度回転されて反射され、暗い画素素子では偏光面はそのままで反射される。すなわち、第１の反射型液晶変調素子２２に供給されたＳ偏光光は画像に応じてＰ偏光光となって反射し、分離合成用ＰＢＳ２１の反射面で反射し色成分合成部４０に供給される。偏光を制御されなかったＳ偏光成分は、分離合成用ＰＢＳ２１の反射面を透過して色分離部１０へ戻される。
【００２２】
第二の色分離合成部３０は色分離部１０側の主面に対向配置された第２のカラー偏光子３２と分離合成ＰＢＳ３１と、入射光が分離合成ＰＢＳ３１を透過して達する主面側に第２の反射型液晶変調素子３３と、分離合成ＰＢＳ２１の反射面で反射して達する主面側に第３の反射型液晶変調素子３４とを備えている。色分離部１０の色分離用反射型偏光板１１を透過したＰ偏光光は、第２のカラー偏光子３２で所望の波長域を部分的に偏光方向を９０度回転させて分離合成用ＰＢＳ３１に透過供給される。カラー偏光子３２で９０度偏光面を回転された光成分はＳ偏光となり分離合成用ＰＢＳ３１の反射面では反射し第３の反射型液晶変調素子３４に供給される。
【００２３】
一方、第３のカラー偏光子３２を透過しただけのＰ偏光成分は、分離合成用ＰＢＳ３１の反射面を透過し第２の反射型液晶変調素子３３に供給される。第２の反射型液晶変調素子３３と第３の反射型液晶変調素子３４に供給された光成分は、投写する画像に応じて偏光を制御され反射される。投写画像が明るい画素素子では入射光が９０度回転されて反射され、暗い画素素子では偏光面はそのままで反射される。すなわち、第２の反射型液晶変調素子３３に供給されたＰ偏光光は画像に応じてＳ偏光光となって反射し、分離合成用ＰＢＳ３１の反射面で反射され色合成部４０に供給される。偏光を制御されなかったＰ偏光成分は、分離合成用ＰＢＳ３１の反射面を透過して色分離部１０さらに光源部６へ戻される。
第３の反射型液晶変調素子３４に供給されたＳ偏光光は画像に応じてＰ偏光光となって反射し、分離合成用ＰＢＳ３１の反射面を透過して色合成部４０に供給される。偏光を制御されなかったＳ偏光成分は、分離合成用ＰＢＳ３１の反射面で反射して色分離部１０さらに光源部６へ戻される。
【００２４】
色合成部４０は、合成用ＰＢＳ４１と第二の色分離合成部２０に対向する主面に第三のカラー偏光子４２と、第三の色分離合成部３０に対向する主面に第四のカラー偏光子４３とを備えている。第１の色分離合成部２０から供給されたＰ偏光信号成分は第三のカラー偏光子４２で偏光面を９０°回転されＳ偏光光となり、合成用ＰＢＳ４１の偏光反射面で反射され投射レンズ８側に出射される。
【００２５】
一方第２の色分離合成部３０から供給される第２の反射型液晶変調素子３３からのＳ偏光信号成分は、第４のカラー偏光子４３で偏光面を９０°回転されＰ偏光光となり合成用ＰＢＳ４１の偏光膜を透過しそのまま投射レンズ８側に出射される。第３の反射型液晶変調素子３４から供給されるＰ偏光信号成分は、第４のカラー偏光子４３を透過しさらに合成用ＰＢＳ４１の偏光膜を透過しそのまま投射レンズ８側に出射される。
【００２６】
実施例４では、色合成部４０に偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ４１）と第３、第４のカラー偏光子を用いて色合成部４０を構成したが、ダイクロイックミラープリズムのみで色合成部を構成することもできる。
合成用ＰＢＳ４１の位置にダイクロイックミラープリズムを配置し、第２の色分離合成部から入射された画像光を反射し、第２の色分離合成部から入射された光は透過合成し、投写レンズ８に導きスクリーン（図示せず）に投写結像させる方法でも同じである。
【実施例５】
【００２７】
次に図６を用いて実施例５について説明する。同図に示すように、投写ユニットは、光源部６と色成分分離部１０と第１の色成分分離合成部２０と第２の色成分分離合成部３０と色合成部４０と投写レンズ８とから構成されている。光源部６は、ランプ６１と偏光板６２とを備えている。偏光板６２はランプ６１から出射された白色不定偏光光のうち、おおよそＰ偏光成分のみあるいはＳ偏光成分のみを透過し色成分分離部１０に供給される。
【００２８】
色分離部１０は色分離用反射型偏光板１１とその色分離ＰＢＳの光源部６側の主面に対向配置された第１のカラー偏光子１２とを備えている。光源部６から供給された偏光光は、第１のカラー偏光子１２で白色光のうち、所望の波長域を部分的に偏光方向を９０度回転させて色分離用反射型偏光板１１にガラス基板面から透過供給される。色分離用反射型偏光板１１では、第１カラー偏光子１２の透過光のうちＰ偏光成分を透過し第２の色分離合成部３０に導かれる。Ｓ偏光成分は、色分離用反射型偏光板１１の偏光膜面で反射され入射光と直行する方向に出射され、第１の色成分分離合成部２０に導かれる。
【００２９】
第１の色分離合成部２０はと、第２カラー偏光子２５と、入射光が分離合成反射偏光板２３を透過して達する主面に入射色成分に合わせた第１の波長板２４と第１の反射型液晶変調素子２２とを備えている。色成分分離部１０から供給されたＳ偏光成分は、第２カラー偏光子２５で偏光面を９０°回転（λ/２波長板でも可）され、Ｐ偏光光として分離合成反射偏光板２３のガラス基板面から入射・透過して第１の波長板２４と第１の反射型液晶変調素子２２とに供給される。
第１の反射型液晶変調素子２２に供給された光成分は、投射する画像に応じて偏光を制御され反射される。投射画像が明るい画素素子では入射光が９０度回転されて反射され、暗い画素素子では偏光面はそのままで反射される。すなわち、第１の反射型液晶変調素子２２に供給されたＰ偏光光は画像に応じてＳ偏光光となって反射し、分離合成反射偏光板２３の反射面で反射し色成分合成部４０に供給される。偏光を制御されなかったＰ偏光成分は、分離合成反射偏光板２３の反射面を透過して色分離部１０へ戻される。
【００３０】
第２の色分離合成部３０は色分離部１０側の主面に対向配置された第３のカラー偏光子３２と分離合成反射偏光板３５と、入射光が分離合成反射偏光板３５を透過して達する主面側に第２波長板３７と第２反射型液晶変調素子と３３分離合成反射偏光板３５の反射面で反射して達する主面側に第３波長板３６との第３反射型液晶変調素子３４とを備えている。色分離部１０の色分離用反射型偏光板１１を透過したＰ偏光光は、第３のカラー偏光子３２で所望の波長域を部分的に偏光方向を９０度回転させて分離合成反射偏光板３５に透過供給される。第３カラー偏光子３２で９０度偏光面を回転された光成分はＳ偏光となり分離合成反射偏光板３５の反射面では反射して、第３の反射型液晶変調素子３４に供給される。
【００３１】
一方、第３のカラー偏光子３２を透過しただけのＰ偏光成分は、分離合成反射偏光板３５の反射面を透過して、第２の反射型液晶変調素子３３に供給される。第２の反射型液晶変調素子３３と第３の反射型液晶変調素子３４とに供給された光成分は、投写する画像に応じて偏光を制御され反射される。投写画像が明るい画素素子では入射光が９０度回転されて反射され、暗い画素素子では偏光面はそのままで反射される。すなわち、第２の反射型液晶変調素子３３に供給されたＰ偏光光は画像に応じてＳ偏光光となって反射し、分離合成反射偏光板３５の反射面で反射され色成分合成部４０に供給される。偏光を制御されなかったＰ偏光成分は、分離合成反射偏光板３５の反射面を透過して色分離部１０さらに光源部６へ戻される。
【００３２】
第３の反射型液晶変調素子３４に供給されたＳ偏光光は画像に応じてＰ偏光光となって反射し、分離合成反射偏光板３５の反射面を透過して色成分合成部４０に供給される。偏光を制御されなかったＳ偏光成分は、分離合成反射偏光板３５の反射面で反射して色分離部１０さらに光源部６へ戻される。色合成部４０は、合成用ＰＢＳ４１と第２の色分離合成部３０に対向する主面に第４カラー偏光子４３と、投射レンズ８に対向する主面に第５カラー偏光子４４と偏光板４５を備えている。第１の色分離合成部２０から供給されたＳ偏光信号成分は合成用ＰＢＳ４１の偏光反射面で反射され投射レンズ８側に出射される。このとき色分離合成部２０からの色成分帯域の偏光面を第５カラー偏光子４４で９０°回転させＰ偏光光として偏光板４５を透過させている。
【００３３】
一方、第２の色分離合成部３０から供給される第２の反射型液晶変調素子３３からのＳ偏光信号成分は、第４のカラー偏光子４３で偏光面を９０°回転されＰ偏光光となり合成用ＰＢＳ４１の偏光膜を透過しそのまま投射レンズ８側に出射される。
【００３４】
第３の反射型液晶変調素子３４から供給されるＰ偏光信号成分は、第４のカラー偏光子４３を透過しさらに合成用ＰＢＳ４１の偏光膜を透過しそのまま投射レンズ８側に出射される。第１，２，３の反射型液晶変調素子２２,３３,３４の前に配置されている、第１，２，３の波長板は、反射型液晶変調素子２２,３３,３４の液晶プレチルト角の偏光状態の補正を行うためのものである。なお、いずれの波長板も各色に対応したλ/４波長板あるいはλ/２波長板を用いる。液晶プレチルト角分の補正は微量でよく、１/１０波長以下、さらには１/２０波長以下の微量な波長板であるほうが望ましい。
実際の波長板の取り付けにあたり光学軸方向の設定は、反射型液晶変調素子を黒表示状態にし、スクリーンに投影した画像で黒が最も沈んだ状態になるように調整して行う。
【００３５】
第３の反射型液晶変調素子３４と分離合成反射偏光板３５の間に配置されているシリンドリカルレンズ８１は、反射型液晶変調素子３４で反射された投射光が結像系に斜めに入る分離合成反射偏光板３５の光学ガラス基板で発生する非点収差を補正するためのレンズである。
【実施例６】
【００３６】
次に図７を用いて実施例６について説明する。同図に示すように、実施例６は、図６に示した実施例５の分離反射偏光板１１と分離合成反射偏光板２３との間にある第２カラー偏光子を外し、分離合成部２０と合成部４０との間に第５カラー偏光子４２を配置したものである。このとき分離合成反射偏光板２３は、分離反射偏光板１１からのＳ偏光光を透過する平行ニコルの状態に配置し、第１反射型液晶変調素子２２からのＰ偏光信号成分は反射膜で反射し、合成部４０へ出射させる。他は、実施例５と同様の構成である。
【００３７】
なお、実施例４〜６においては、偏光分離装置を投射表示装置の光学ユニットで一番高温となる色分離部に用いること、あるいは、第１反射型液晶変調素子２２に用いる例を示したが、実施する投射表示装置に応じて、光学ユニットで一番高温となる色分離部及びそれ以外の一部、あるいはすべてのＰＢＳに適用する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施例１に適用される偏光分離装置を示す模式図である。
【図２】実施例２に適用される偏光分離装置を示す模式図である。
【図３】実施例３に適用される偏光分離装置を示す模式図である。
【図４】実施例４，５，６に適用される投射表示装置を示す概略構成図である。
【図５】実施例４に適用される投射表示装置の主要部を示す概略構成図である。
【図６】実施例５に適用される投射表示装置の主要部を示す概略構成図である。
【図７】実施例６に適用される投射表示装置の主要部を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００３９】
１，２，３，４，５…反射型偏光板
１ａ，２ａ，３ａ，４ａ，５ａ…偏光反射膜
６…照明光源部
７…色分離合成部
８…投射レンズ
９…電源・映像信号処理部
９９…筐体
２０，３０，４０…色成分分離合成部
１２，２５，３２，４２，４３，４４…カラー偏光子
２２,３３,３４…反射型液晶変調素子
【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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