【手続補正書】
【提出日】平成19年6月8日(2007.6.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を直線偏光状態の光に変換し、１次元シリンドリカルレンズアレイを介してストライプ光像を形成し、前記ストライプ光像を結像レンズによって被照明対象物へ投影することによって前記被照明対象物を照明する照明系であって、前記ストライプ光像を前記被照明対象物に投影する光路中に、カラー偏光子と複屈折素子の多層構造からなる波長帯域空間分離手段を設け、複数の色に分解された多色ストライプ光像を前記被照明対象物へ照明することを特徴とする照明光学系。
【請求項２】
前記直線偏光状態の光は、光源に偏った偏光を有さない非ポラライズド光を用い、非ポラライズド光を多段の偏光ビームスプリッタと、一方の偏光波を他方の偏光波に変換する１／２波長板の組合せからなるＰＳ変換素子を用いて生成されることを特徴とする請求項１記載の照明光学系。
【請求項３】
前記多色ストライプ光像は光の３原色の多段ストライプ光像であって、３色帯の繰返し周期像であることを特徴とする請求項１又は２記載の照明光学系。
【請求項４】
前記波長帯域空間分離手段は、光入射側から順に、カラー偏光子Ａと複屈折素子Ａとカラー偏光子Ｂと複屈折素子Ｂとカラー偏光子Ｃと検光子によって構成され、カラー偏光子Ａとカラー偏光子Ｂとカラー偏光子Ｃは色の３原色レッド、グリーン、ブルーの内一つの色のみに対してクロス偏光変換作用を与える素子であって、且つ前記カラー偏光子Ａと前記カラー偏光子Ｂと前記カラー偏光子Ｃは夫々異なる色に対してクロス偏光変換作用を与える構成であることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の照明光学系。
【請求項５】
前記複屈折素子はニオブ酸リチウムまたは水晶の結晶光軸が光入射面に対して約４５度傾いたプレートからなることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の照明光学系。
【請求項６】
前記カラー偏光子は、各層において光軸が所定方向に傾いた屈折率楕円体フィルムの多層積層構造からなることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の照明光学系。
【請求項７】
前記１次元シリンドリカルレンズアレイによって生成されるストライプ光像の光帯幅と、前記波長帯域空間分離手段によって分離される各色間のシフトピッチは同じ幅で構成されることを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載の照明光学系。
【請求項８】
前記光源はショートアーク放電ランプであることを特徴とする請求項１乃至７いずれかに記載の照明光学系。
【請求項９】
前記照明光学系として請求項１〜８のいずれか１項に記載の照明光学系を用いて光変調画素が２次元に配列された空間光変調素子を照明し、照明光となる前記多色ストライプ光像を時間的変位手段によって変位させ、入力される画像信号と照明される色とに同期させて、前記空間光変調素子の各画素を変調し、変調された画像情報を有する出力光を投影レンズによって物体に投影して画像を表示することを特徴とする投写型表示装置。
【請求項１０】
前記照明光となる前記多色ストライプ光像を前記空間光変調素子面で時間的変位させる手段は、照明光学系内に組み込まれている１次元シリンドリカルレンズアレイを変位制御する機械的アクチュエータであることを特徴とする請求項９記載の投写型表示装置。
【請求項１１】
前記照明光となる前記多色ストライプ光像を前記空間光変調素子面で時間的変位させる手段は、照明光学系の１次元シリンドリカルレンズアレイから空間光変調素子間に、屈折率変調素子を配して、光束の平行移動制御を行うことを特徴とする請求項９又は１０記載の投写型表示装置。
【請求項１２】
空間光変調素子は液晶光変調素子と検光素子の組み合わせによって投写する光の強度を変調する空間光変調素子であることを特徴とする請求項９乃至１１いずれかに記載の投写型表示装置。
【請求項１３】
前記液晶光変調素子は強誘電液晶を用いた強誘電液晶変調素子であることを特徴とする請求項１２記載の投写型表示装置。
【請求項１４】
前記液晶光変調素子は反強誘電液晶相状態を有する反強誘電液晶変調素子であることを特徴とする請求項１２記載の投写型表示装置。
【請求項１５】
投影画像はスクリーンに投写され、所定指向性を有した拡散反射光によって認識することができることを特徴とする請求項９乃至１４いずれかに記載の投写型表示装置。
【請求項１６】
投影画像はスクリーンに投写され、所定指向性を有した拡散透過光によって認識することができることを特徴とする請求項９乃至１４いずれかに記載の投写型表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９５】
以上説明してきた投写型表示装置の動作および構成からわかるように、本実施例は、光源からの光を直線偏光状態の光に変換し、１次元シリンドリカルレンズアレイを介してストライプ光像形成し、前記ストライプ光像を結像レンズによって被照明対象物へ投影照明する照明系であって、前記ストライプ光像を被照明対象物に投影する光路中に、カラー偏光子と複屈折素子の多層構造からなる波長帯域空間分離手段を設け、複数の色に分解された多色ストライプ光像を被照明対象物へ照明する照明装置を提供し、かつ光変調画素が２次元に配列された空間光変調素子を照明し、照明光となる多色ストライプ光像を時間的変位手段によって変位させ、入力される画像信号と照明される色とに同期させて、空間光変調素子の各画素を変調し、変調された画像情報を有する出力光を投影レンズによって単板の空間光変調器で構成することができ、色分離合成時の光量転送ロスや、光源からの放射光量の利用効率が低下してしまうといった問題を解決し、光源光の利用効率の高い、飛躍的に明るい投写表示画像が得られる投射型表示装置を提供することを可能にしたものである。
以下に本願実施例について簡単にまとめる。
本願実施例の照明光学系は、光源からの光を直線偏光状態の光に変換し、１次元シリンドリカルレンズアレイを介してストライプ光像を形成し、前記ストライプ光像を結像レンズによって被照明対象物へ投影する。それによって被照明対象物を照明することができる。ここで、ストライプ光像を被照明対象物に投影する光路中に、カラー偏光子と複屈折素子の多層構造からなる波長帯域空間分離手段を設け、複数の色に分解された多色ストライプ光像を被照明対象物へ照明している。
ここで、直線偏光状態の光は、光源に偏った偏光を有さない非ポラライズド光（無偏光光）をＰＳ変換素子を用いて変換することによって生成されている。このＰＳ変換素子は、多段の偏光ビームスプリッタと、一方の偏光波を他方の偏光波に変換する１／２波長板の組合せから成る。ここで、多色ストライプ光像は光の３原色の多段ストライプ光像であって、３色帯の繰返し周期像である。ここで、カラー偏光子と複屈折素子の多層構造からなる波長帯域空間分離手段は、光入射側から順に、カラー偏光子Ａと複屈折素子Ａとカラー偏光子Ｂと複屈折素子Ｂとカラー偏光子Ｃと検光子によって構成される。このカラー偏光子Ａとカラー偏光子Ｂとカラー偏光子Ｃは色の３原色レッド、グリーン、ブルーの内一つの色のみに対してクロス偏光変換作用を与える素子である。そして、カラー偏光子Ａとカラー偏光子Ｂとカラー偏光子Ｃは夫々異なる色に対してクロス偏光変換作用を与える構成である。ここ、複屈折素子はニオブ酸リチウムまたは水晶の結晶光軸が光入射面に対して約４５度傾いたプレートからなる。ここで、カラー偏光子はリタデーション・スタックスと呼ばれる各層において光軸が所定方向に傾いた屈折率楕円体フィルムの多層積層構造からなる。ここで、１次元シリンドリカルレンズアレイによって生成されるストライプ光像の光帯幅と、カラー偏光子と複屈折素子の多層構造からなる波長帯域空間分離手段によって分離される各色間のシフトピッチは略同じ幅である。ここで、光源はショートアーク放電ランプである。
本実施例の投写型表示装置は、照明光学系として前述の照明光学系を用いて光変調画素が２次元に配列された空間光変調素子を照明している。その上で、照明光となる多色ストライプ光像を時間的変位手段によって変位させ、入力される画像信号と照明される色とに同期させている。そして、空間光変調素子の各画素を変調し、変調された画像情報を有する出力光を投影レンズによって物体に投影して画像を表示している。ここで、照明光となる多色ストライプ光像を空間光変調素子面で時間的変位させる手段は、照明光学系内に組み込まれている１次元シリンドリカルレンズアレイを変位制御する機械的アクチュエータである。ここで、照明光となる多色ストライプ光像を空間光変調素子面で時間的変位させる手段は、照明光学系の１次元シリンドリカルレンズアレイから空間光変調素子間に、屈折率変調素子を配して、光束の平行移動制御を行う。ここで、空間光変調器は液晶光変調素子と検光素子の組み合わせによって投写する光の強度を変調する空間光変調素子である。ここで、液晶ライトバルブ素子は強誘電液晶を用いた強誘電液晶変調素子である。ここで、液晶ライトバルブ素子は反強誘電液晶相状態を有する反強誘電液晶変調素子である。ここで、投影画像はスクリーンに投写され、所定指向性を有した拡散反射光によって認識することができる。ここで、投影画像はスクリーンに投写され、所定指向性を有した拡散透過光によって認識することができる。