(57)【要約】【課題】光源の利用効率を上げ、製造コストを削減できる液晶ライトバルブおよび画像表示装置を提供すること。【解決手段】光源からの光束を、偏光分離光学系３０にて偏光軸が互いに略直交する２つの直線偏光に分離して、２面に分割された液晶パネル４０Ｒの変調領域にそれぞれ入射させ、各変調領域で変調を加えた後、必要に応じて変調画像の合成を行い投影する。【選択図】  図１
2005031249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光軸が互いに略直交する２つの直線偏光毎に、光の変調領域が分割された液晶パネルを備えることを特徴とする液晶ライトバルブ。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶ライトバルブと、
光源からの光束を偏光軸が互いに略直交する前記２つの直線偏光に分離する偏光分離光学系とを備えていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
複数の前記分割された変調領域に対して、同一の画像情報による偏光変調を行うことを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
画像情報を複数の前記分割された変調領域に分配し、前記分配された画像情報に基づいて前記分割された変調領域を偏光変調することを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記液晶パネルが透過型液晶パネルであり、前記液晶パネルを透過した偏光光を合成する偏光合成光学系を備えていることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記液晶パネルが反射型液晶パネルであり、前記液晶パネルを反射した偏光光を前記偏光分離光学系で合成することを特徴とする請求項３に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、液晶ライトバルブおよび画像表示装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来、液晶ライトバルブを用いた画像表示装置では、液晶ライトバルブの特性から一方向の偏光しか利用できないため、液晶ライトバルブの前段において、偏光ビームスプリッタと波長板を用いた偏光変換素子を配置して、照明装置から射出される光束の偏光を一方向に変換することで照明効率を上げていた。（例えば、特許文献１参照）。
また、照明装置から射出される光束を、偏光軸が互いに略直交する２つの直線偏光に分離した後、各偏光のみを使用する液晶ライトバルブを用いてそれぞれ光変調を行い、再合成する構成が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０３−１１４０２６号公報（図１）
【特許文献２】
特開２０００−０９８３２４号公報（図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１では、偏光変換素子での変換損失等があるため、光の利用効率が制限されるという問題があった。
また、特許文献２では、前記２つの光のそれぞれに対して液晶パネルが必要であり、製造コストを下げるのは困難であった。
【０００５】
本発明の目的は、光源の利用効率を上げ、製造コストを削減できる液晶ライトバルブおよび画像表示装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による液晶ライトバルブは、偏光軸が互いに略直交する２つの直線偏光毎に、光の変調領域が分割された液晶パネルを備えることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、液晶ライトバルブの液晶パネルにある２つの変調領域に、偏光軸が互いに略直交する２つの直線偏光をそれぞれ入射させて変調を行うことで、２つの偏光毎に変調された変調画像を、１枚の液晶パネルで生成することができる。
【０００８】
本発明の画像表示装置では、前記液晶ライトバルブと、光源からの光束を偏光軸が互いに略直交する前記２つの直線偏光に分離する偏光分離光学系とを備えていることが好ましい。
【０００９】
この発明によれば、強度分布が均一化された光束を、偏光分離光学系で光軸が互いに略直交する２つの直線偏光に分離して、前記ライトバルブでそれぞれ変調を行った後に合成して表示することで、光源の利用効率を上げることができるため、輝度の高い画像を表示することができる。
【００１０】
本発明の画像表示装置では、複数の前記分割された変調領域に対して、同一の画像情報による偏光変調を行う場合と、画像情報を複数の前記分割された変調領域に分配し、前記分配された画像情報に基づいて前記分割された変調領域を偏光変調する場合とが考えられる。
【００１１】
複数の前記分割された変調領域に対して、同一の画像情報による偏光変調を行う場合、更に、液晶パネルが透過型液晶パネルで、前記液晶パネルを透過した偏光光を合成する偏光合成光学系を備えている場合と、液晶パネルが反射型液晶パネルで、前記液晶パネルを反射した偏光光を前記偏光分離光学系で合成する場合とが考えられる。
【００１２】
液晶パネルが透過型液晶パネルで、前記液晶パネルを透過した偏光光を合成する偏光合成光学系を備えている場合、前記偏光分離光学系と前記偏光合成光学系がそれぞれ独立しているため、それぞれの光学系の位置調整が容易であるのに加えて、光学系内部の温度上昇を分散させることができる。
【００１３】
液晶パネルが反射型液晶パネルで、前記液晶パネルを反射した偏光光を前記偏光分離光学系で合成する場合、前記偏光分離光学系で偏光光の分離と合成を行うため、前記偏光合成光学系を別途備えることは不要であり、構成部品を削減して製造コストを下げることができる。
【００１４】
一方、画像情報を複数の前記分割された変調領域に分配し、前記分配された画像情報に基づいて前記分割された変調領域を偏光変調する場合、偏光変調された画像情報を合成する必要でないため、偏光合成時の光量損失が無く、輝度の高い画像を表示することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
以下、本発明に係る液晶ライトバルブの実施形態について、図面を参照して説明する。
＜１＞液晶ライトバルブを利用したプロジェクタの構造
図１は、本発明の液晶ライトバルブを備えた画像表示装置であるプロジェクタ１の光学系を表す模式図である。
プロジェクタ１は、赤、緑、青の３色毎に独立した光源を使用するために各色光に対して分離されており、赤色系光学装置３、緑色系光学装置４、青色系光学装置５、色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム６および投写光学系７を備えて構成されている。また、赤色系光学装置３、緑色系光学装置４、青色系光学装置５およびクロスダイクロイックプリズム６は、所定の光軸が設定された光学部品筐体２内に位置決め調整され収納されている。
赤色系光学装置３、緑色系光学装置４および青色系光学装置５は、各色光別の光源を備え、画像情報に応じた変調を各色光別に行い、変調した光束をクロスダイクロイックプリズム６の各入射面に向けて射出する。そして、クロスダイクロイックプリズム６は、入射した各色光別の光束を合成して、投写光学系７に射出する。最後に、投写光学系７は、入射した光束から光学像を形成してスクリーン上に拡大投写する。
【００１６】
赤色系光学装置３は、赤色の光源から射出された光束を、赤色画像情報に応じて変調する装置である。また、赤色系光学装置３は、光源装置１０Ｒ、均一照明光学系２０、偏光分離光学系３０、液晶パネル４０Ｒ、偏光板５０および偏光合成光学系６０で構成されている。この中で、液晶ライトバルブとしての機能を担うのは、液晶パネル４０Ｒと偏光板５０である。偏光分離してから偏光合成するまでの過程において、２つの偏光境界での重なりを防ぐために、偏光分離光学系３０、液晶パネル４０Ｒ、偏光板５０および偏光合成光学系６０は、出来る限り密着させる構成が好ましい。
光源装置１０Ｒから射出された光束は、均一照明光学系２０で強度分布を均一化され、偏光分離光学系３０で２つの直線偏光に分離され、液晶パネル４０Ｒに入射する。そして、液晶パネル４０Ｒにて偏光変調されて偏光板５０にて整形され、偏光合成光学系６０にて２つの直線偏光が合成された後、後段のクロスダイクロイックプリズム６に向けて射出される。
【００１７】
光源装置１０Ｒは、赤色の色光を発する固体光源であり、複数個の発光ダイオードをマトリックス状に並べ、基板上に配置されている。そして各発光ダイオードは、図示しない外部の電源によって同時に発光可能に構成されており、例えば最適な順方向電流が各発光ダイオードに流れるように電流制御されている。
均一照明光学系２０は、角柱状のガラス材で構成され、一端面から入射した光束を内面で多数回反射させて光束断面内での強度分布を均一化させ、他端面から射出するガラスロッド型インテグレータである。これにより、後述する液晶パネル４０Ｒにおける変調領域の面内照度分布が均一化するようになっている。
偏光分離光学系３０は、偏光ビームスプリッタ３１とミラー３２で構成される。偏光ビームスプリッタ３１は、２つの直角プリズムを長辺で貼り合わせた形状をしており、入射光軸に対して傾斜配置される偏光分離膜により、入射した光束を偏光軸が互いに略直交する２つの直線偏光であるＰ偏光光束とＳ偏光光束に分離する。即ち、この偏光ビームスプリッタ３１への入射光軸に対して、Ｐ偏光光束は透過するため光軸は変化しないが、Ｓ偏光光束は反射するために光軸が略直角方向に曲げられる。そして、曲げられたＳ偏光光束は、後段のミラー３２を用いて略直角方向に反射させることでＰ偏光光束と略並行な光軸に修正される。
【００１８】
液晶パネル４０Ｒは、透過型の液晶表示素子であり、図示しない制御駆動手段により、赤色の画像情報に応じて液晶画素単位でのスイッチングが制御され、入射した赤色光に対して偏光変調する機能を備える。
また、この液晶パネル４０Ｒの変調領域は、２面に分割されており、２つの直線偏光の内、一方のＰ偏光光束は一方の変調領域に入射し、他方のＳ偏光光束は他方の変調領域に入射する。そして、各変調領域の射出側からは、偏光変調により液晶画素単位で偏光方向が変化した偏光光束が射出され偏光板に入る。詳細は後述する。
偏光板５０は、固有の偏光方向の光束のみを透過して、透過する光束と直交する光束については吸収する性質を備える。偏光板５０は、液晶パネル４０Ｒの２つの変調領域に対応して、それぞれ特性が異なる２種類の偏光板で構成されており、それぞれの変調領域において、偏光変調された光束のコントラストを改善する。詳細は後述する。
【００１９】
偏光合成光学系６０は、偏光ビームスプリッタ６１とミラー６２で構成され、前記偏光分離光学系３０とは逆作用を行うものである。即ち、入射光軸に対して傾斜配置される偏光分離膜により、Ｐ偏光光束は透過するため光軸は変化しないが、ミラー６２により光軸を修正して、Ｐ偏光光束と直交する方向から入射するＳ偏光光束は、偏光分離膜で反射するために、光軸が略直角方向に曲げられる。その結果、Ｓ偏光光束はＰ偏光光束の光軸と略一致し、偏光軸が互いに略直交する２つの直線偏光が一つに合成される。そして、合成されて明るさが増した光束は、クロスダイクロイックプリズム６に射出される。
なお、緑色系光学装置４および青色系光学装置５についても、各光源装置１０における固体光源の色種が異なる以外は、前記赤色系光学装置３と同様な構成である。
【００２０】
クロスダイクロイックプリズム６は、各色光の光学装置から射出された各色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム６は、４つの直角プリズムを貼り合わせた形状をしており、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、誘電体多層膜が形成されている。略Ｘ字状の一方の誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の誘電体多層膜は、青色光を反射する。これらの誘電体多層膜によって赤色光及び青色光は曲折され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、３つの色光が合成される。
そして、クロスダイクロイックプリズム６から射出されたカラー画像は、投写光学系７によって拡大投写され、図示を略したスクリーン上で大画面画像を形成する。
【００２１】
＜２＞液晶ライトバルブの構造
図２は、液晶ライトバルブの構造を示す概要斜視図である。
液晶ライトバルブは、前述した液晶パネル４０と偏光板５０とで構成されている。
液晶パネル４０は、ガラス基板層４１、透明電極層４２、配向膜層４３および液晶層４４で構成されており、その中で、ガラス基板層４１、透明電極層４２および配向膜層４３は、液晶層４４を中心に対向した構造になっている。
本実施例の液晶パネル４０は、アクティブマトリクス方式によるＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶表示素子と言われるものであり、ガラス基板層４１の内面に配置される透明電極層４２には、図示を略したが、多数の画素に応じて、配線層、透明電極およびＴＦＴ（薄膜トランジスタ）などのアクティブ素子が形成されている。
【００２２】
この液晶パネル４０の入射側から見た変調領域４５は、前述したが一方の変調領域４５ａと他方の変調領域４５ｂとの２つに分割されている。そして、図示しない制御駆動手段により、２つの変調領域には同一画像情報による同一の偏光変調を与えることや、１つの画像情報を２つの変調領域に分割して偏光変調を与えることが可能である。
本実施例では、一方の変調領域４５ａには、前述したＰ偏光光束が入射し、他方の変調領域４５ｂには、前述したＳ偏光光束が入射する。そして、２つの変調領域には、同一画像情報による同一の偏光変調を与えることにより、液晶パネル４０の射出側からは、同じ偏光変調を受けたＰ偏光光束およびＳ偏光光束が射出され、偏光板５０に入射する。
【００２３】
偏光板５０は、前述したが、変調領域４５の分割に対応して、特性の異なる一方の偏光板５０Ｐと他方の偏光板５０Ｓとの２つで構成されている。即ち、
一方の偏光板５０Ｐは、Ｐ偏光光束が入射した変調領域４５ａに対応しているので、Ｐ偏光方向のみを透過する偏光特性を備えた偏光板を採用している。また、他方の偏光板５０Ｓは、Ｓ偏光光束が入射した変調領域４５ｂに対応しているので、Ｓ偏光方向のみを透過する偏光特性を備えた偏光板を採用している。
【００２４】
以上の構成により、偏光ビームスプリッタ３１を透過して、一方の変調領域４５ａに入射したＰ偏光光束の内、偏光変調を受けなかった光束は、Ｐ偏光のまま液晶パネル４０から射出して偏光板５０Ｐを通過する。しかしながら、偏光変調を受けＳ偏光になった光束は、偏光板５０Ｐを通過することは出来ない。同様に、他方の変調領域４５ｂに入射したＳ偏光光束の内、偏光変調を受けなかった光束は、Ｓ偏光のまま液晶パネル４０から射出して偏光板５０Ｓを通過する。しかしながら、偏光変調を受けＰ偏光になった光束は、偏光板５０Ｓを通過することは出来ない。
従って、本実施例においてライトバルブから射出されるのは、同一画像情報により同一の偏光変調を受けたＰ偏光光束とＳ偏光光束による２つの同一赤色系画像であり、これら２つの光束は、後段に配置されている前述した偏光合成光学系６０にて合成される。
【００２５】
＜３＞第一実施形態の効果
本実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
（１）偏光分離光学系３０で光源装置１０からの光束を２つの直線偏光に分離して、直線偏光毎に光変調を行った後に合成することで、光源の効率的な利用が可能になる。
（２）さらに、直線偏光毎の光変調を、１枚の液晶パネル４０上に２つの変調領域４５を設けて行うために、使用する液晶パネルの枚数を減らすことが可能になる。
（３）各色光別の光学装置は、色光源以外は共通であるため、光学装置製造のコストダウンが図れる。
【００２６】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図３を参照して説明する。図３は、本実施形態の赤色系光学装置３００の構造を示す。本実施形態の赤色系光学装置３００は、第１実施形態の赤色系光学装置３を構成する透過型の液晶パネル４０Ｒに代えて、反射型の液晶パネル４１Ｒを含み、他の構成については、第１実施形態の赤色系光学装置３と同様である。
反射型の液晶パネル４１Ｒは、液晶層の後段に反射層を形成して入射側と射出側を同一にする。従って、偏光板５０は、入射および射出する側に配置され、前記の第１実施形態と同様に、射出光束のコントラストを改善する。
【００２７】
また、本実施形態では、液晶パネル４１Ｒが反射型であるため、偏光分離光学系３０を偏光合成光学系としても使用している。即ち、光源装置１０Ｒを発して、均一照明光学系２０で強度分布を均一化された後、偏光ビームスプリッタ３１で２つの直線偏光に分離された光束は、液晶パネル４１Ｒの備えるそれぞれの変調領域に略垂直に入射する。２つの変調領域には、同一画像情報による同一の偏光変調が与えられているため、２つの光束は、液晶パネル４０Ｒにより同一の偏光変調を受ける。偏光変調を受けた２つの光束は、反射層で反射され、偏光板５０で整形された後、偏光ビームスプリッタ３１に略垂直に入射する。
ここで、入射時に偏光ビームスプリッタ３１を直進したＰ偏光光束のうち、偏光変調を受けてＳ偏光となり偏光ビームスプリッタ３１に戻った光束は、前述した偏光ビームスプリッタ３１の偏光分離膜により反射されて、赤色系光学装置３００より射出する。一方、偏光変調を受けずＰ偏光で偏光ビームスプリッタ３１に戻った光束は、偏光分離膜を透過して光源１０Ｒ方向に戻る。
同様に、入射時に偏光ビームスプリッタ３１で反射されたＳ偏光光束についても、液晶パネル４０Ｒにより偏光変調を受けてＰ偏光となった光束は、偏光分離膜を透過して赤色系光学装置３００より射出する。一方、偏光変調を受けずＳ偏光で偏光ビームスプリッタ３１に戻った光束は、偏光分離膜により反射されて光源１０Ｒ方向に戻る。
従って、偏光分離光学系３０の射出面からは、同一画像情報により同一の偏光変調を受けたＰ偏光光束とＳ偏光光束の合成による明るい赤色系画像が射出される。
【００２８】
本実施形態によれば、第１実施形態で述べた（１），（２）および（３）の効果に加え、以下のような効果を奏することができる。
（４）偏光合成光学系の機能を偏光分離光学系３０で兼ねて使用するため、光学装置の構成部品が削減できることで、コストダウンが図ることができる。
（５）反射型の液晶パネル４１Ｒは、透過型の液晶パネルと比較して開口率が高く、画素間に非発光部が少ないため、画面が明るく画質が向上する。
【００２９】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について、図４を参照して説明する。  図４は、本実施形態の赤色系光学装置３１０の構造を示している。
第１実施形態においては、液晶パネル４０Ｒが有する２つの変調領域に対して、同一の画像情報による同一の偏光変調を行っていたこととは対照的に、本実施形態では、２分割した画像情報を２つの変調領域に分配し、それぞれの変調領域は分配された画像情報に基づいて偏光変調を行う。従って、偏光変調された２つの光束を重ね合わせる必要がないため、第１実施形態において、ライトバルブの後段に配置されていた偏光合成光学系は、本実施形態では設けていない構成である。
以上の構成から、光源装置１０Ｒを発して、均一照明光学系２０で強度分布を均一化された後、偏光ビームスプリッタ３１で２つの直線偏光に分離された光束は、液晶パネル４０Ｒの備えるそれぞれの変調領域に入射する。２つの変調領域は、２分割して分配された画像情報による偏光変調が与えられるために、２つの光束はそれぞれ異なる変調を受け、偏光板５０で整形された後、赤色系光学装置３１０より射出される。
従って、本実施形態では、第１実施形態で使用していた偏光合成光学系による偏光合成は行わず、偏光分離された２つの光束は、全体として一つの赤色系画像を形成すると共に、互いに平行で、境界で混合することも無い状態で赤色系光学装置３１０から射出される。
【００３０】
本実施形態によれば、第１実施形態で述べた（２）および（３）の効果に加え、以下のような効果を奏することができる。
（６）偏光分離光学系３０で光源装置１０からの光束を２つの直線偏光に分離して使用することで、光源の効率的な利用が可能になる。
（７）  偏光合成光学系を使用しないため、光学装置の構成部品が削減できることで、コストダウンが図ることができる。
【００３１】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について、図５を参照して説明する。  図５は、本実施形態の赤色系光学装置３２０の構造を示している。本実施形態の赤色系光学装置３２０では、前記第２実施形態と同様の反射型の液晶パネル４１Ｒを有する。
また、本実施形態では、前記第３実施形態と同様に、２分割した画像情報を２つの変調領域に分配し、それぞれの画像情報に応じて偏光変調を行っている。
更に、第１実施形態においては、偏光ビームスプリッタ３１の偏光分離膜により反射された光束が射出する面側に配置されていたミラーに代えて、本実施形態では、偏光ビームスプリッタ３３が配置されている。この偏光ビームスプリッタ３３の光源装置１０Ｒ側にはミラー３２が配置されており、液晶パネル４１Ｒから偏光ビームスプリッタ３３への入射光で偏光分離膜を透過する光束は、このミラー３２で赤色系光学装置３２０の射出方向に反射される。
【００３２】
以上の構成から、偏光ビームスプリッタ３１で分離されたＰ偏光光束については、前述したように、液晶パネル４１Ｒの分割された一方の変調領域で偏光変調を受けてＳ偏光となった光束は、偏光板５０で整形された後、偏光ビームスプリッタ３１の偏光分離膜により反射され、赤色系光学装置３２０より射出される。また、偏光ビームスプリッタ３１で反射されて分離したＳ偏光光束については、偏光ビームスプリッタ３３に入射して、偏光ビームスプリッタ３３の偏光分離膜により反射され、液晶パネル４１Ｒの分割された他方の変調領域で偏光変調を受ける。そして、偏光変調を受けてＰ偏光となった光束は、偏光板５０で整形された後、偏光ビームスプリッタ３３の偏光分離膜を透過して、ミラー３２で反射され、赤色系光学装置３２０より射出される。
従って、本実施形態では、第１実施形態で使用していた偏光合成光学系による偏光合成は行わず、前記第３実施形態と同様に、偏光分離された２つの光束は、全体として一つの赤色系画像を形成すると共に、互いに平行で、境界で混合することも無い状態で赤色系光学装置３２０から射出される。
【００３３】
本実施形態によれば、第１実施形態で述べた（２）および（３）の効果に加え、第２実施形態で述べた（５）の効果と第３実施形態で述べた（６）および（７）の効果を奏することができる。
【００３４】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態について、図６を参照して説明する。  図６は、本実施形態の赤色系光学装置３３０の構造を示している。本実施形態における赤色系光学装置３３０は、光源装置１０Ｒ，均一照明光学系２１、偏光分離膜３４、液晶パネル４０Ｒおよび偏光板５０で構成されている。
均一照明光学系２１は、ガラスロッド型インテグレータであり、一方の端面である光源の入射面には、入射口を除いて、インテグレータ内面からの光を反射するような光反射膜２２が形成されている。また、他方の端面は、均一化された光束の射出面であり、後述する偏光分離膜３４が形成されている。
偏光分離膜３４は、アルミニウムやタングステン等の金属箔膜に対して、一方向に伸びた微細な溝を形成することで、溝に平行な偏光方向の光は反射して、溝に垂直な偏光方向の光は透過する性質がある。前述したガラスロッドの端面に形成された偏光分離膜３４は、ガラスロッドの端面を略２分割して、一方にはＰ偏光光束が透過する偏光分離膜３４Ｐが形成され、他方にはＳ偏光光束が透過する偏光分離膜３４Ｓが形成されている。
液晶パネル４０Ｒは、第４実施形態と同様に、２分割した画像情報を２つの変調領域に分配し、それぞれの変調領域は分配された画像情報に基づいて偏光変調を行う。また、偏光板５０は、前述の変調領域に合わせて、一方の領域はＰ偏光光束のみを通し、他方の領域はＳ偏光光束のみを通すような構成になっている。
前述した均一照明光学系２１、液晶パネル４０Ｒおよび偏光板５０は、互いに近接して配置されている。更に、均一照明光学系２１より射出した一方のＰ偏光光束は、液晶パネル４０Ｒの一方の変調領域に入り、偏光変調されて偏光方向が変化したＳ偏光光束が偏光板５０の一方に入って整形されると共に、均一照明光学系２１より射出した他方のＳ偏光光束は、液晶パネル４０Ｒの他方の変調領域に入り、偏光変調されて偏光方向が変化したＰ偏光光束が偏光板５０の他方に入って整形されるように互いに位置調整されている。
【００３５】
以上の構成から、光源装置１０Ｒを発して、均一照明光学系２１に入射した光束は、ガラスロッド内で多重反射を行い、光束断面内での強度分布が均一化されて偏光分離膜３４に達する。ここで、一方の偏光分離膜３４Ｐに到達したＰ偏光光束は偏光分離膜３４Ｐを透過するが、Ｓ偏光光束は偏光分離膜３４Ｐを透過できずに反射される。反射されたＳ偏光光束は、ガラスロッド内で再度多重反射を行い、入射面の反射膜２２で反射されて再度偏光分離膜３４へ向かう。このＳ偏光光束が一方の偏光分離膜３４Ｐに到達した場合は偏光分離膜３４Ｐで再度反射されるが、他方の偏光分離膜３４Ｓに到達した場合は偏光分離膜３４Ｓを透過する。
このような作用を繰り返すことで、均一照明光学系２１の一方の射出面からは、光束断面内での強度分布が均一化されたＰ偏光光束が射出され、均一照明光学系２１の他方の射出面からは、光束断面内での強度分布が均一化されたＳ偏光光束が射出される。
そして、２つの直線偏光に分離された光束は、液晶パネル４０Ｒの備えるそれぞれの変調領域に入射する。２つの変調領域は、２分割して分配された画像情報による偏光変調が与えられるために、２つの光束はそれぞれ異なる変調を受け、偏光板５０で整形された後、赤色系光学装置３３０より射出される。
従って、本実施形態では、第１実施形態で使用していた偏光合成光学系による偏光合成は行わず、偏光分離された２つの光束は、全体として一つの赤色系画像を形成すると共に、互いに平行で、境界で混合することも無い状態で赤色系光学装置３３０から射出される。
【００３６】
本実施形態によれば、第３実施形態で得られる効果に加え、以下のような効果を奏することができる。
（８）  ガラスロッドの端面に形成された反射膜２２と偏光分離膜３４を利用することで、光束の再利用が可能になり、光源の利用効率が上がる。
【００３７】
なお、本発明は前述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、第１実施形態から第４実施形態では、均一照明光学系２０について、ガラスロッド型インテグレータを用いたが、２つのレンズアレイを用いて、光源像を重畳させてもよい。
【００３８】
また、第１実施形態から第４実施形態では、光源装置１０Ｒについて、単色光を発する固体光源を用いることに代えて、白色の固体光源もしくは放電型のランプ光源を色分離して用いてもよい。
【００３９】
また、第１実施形態および第３実施形態では、偏光板５０を液晶パネル４０Ｒの射出側に配置することに代えて、射出側に加えて、液晶パネル４０Ｒの入射側にも配置してもよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、液晶ライトバルブを構成する液晶パネルの光変調領域を分割し、偏光軸が異なる２つの偏光を維持した状態で、それぞれの偏光に対する光変調を行うため、偏光を一方向に変換する際の変換損失も発生せず、光源の利用効率が上げることができる。さらに，この液晶ライトバルブを画像表示装置に使用することで、１枚の液晶パネル上で複数の光変調が可能になるため、使用する液晶パネルの数を減らし、画像表示装置の製造コストを従来と比べて削減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの光学系の構造を表す模式図。
【図２】前記実施形態におけるライトバルブの構造を表す概要斜視図。
【図３】本発明の第２実施形態に係る光学装置の光学系の構造を表す模式図。
【図４】本発明の第３実施形態に係る光学装置の光学系の構造を表す模式図。
【図５】本発明の第４実施形態に係る光学装置の光学系の構造を表す模式図。
【図６】本発明の第５実施形態に係る光学装置の光学系の構造を表す模式図。
【符号の説明】
１・・・プロジェクタ、３、４、５・・・光学装置、６・・・クロスダイクロイックプリズム（色合成光学系）、７・・・投写光学系、１０、１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ・・・光源装置、２０・・・均一照明光学系、３０・・・偏光分離光学系、３１・・・偏光ビームスプリッタ、４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂ・・・液晶パネル、５０・・・偏光板、６０・・・偏光合成光学系、６１・・・偏光ビームスプリッタ
【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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