(57)【要約】      （修正有）【課題】  ワイヤーグリッド偏光子を光軸に斜めに配置していても、収差を抑え、良好な投射像が得られる投射型表示装置を提供する。【解決手段】  光源光に画像情報に応じて変調作用を与えるライトバルブと、該ライトバルブの画像表示面に対して傾けて配置され、前記変調作用を受けた変調光を検光して取り出す、平行平板基板上のワイヤーグリッド偏光子と、前記検光光を投射する投射レンズと、前記ライトバルブと前記投射レンズとの間に配置され、前記ワイヤーグリッド偏光子の前記ライトバルブの画像表示面に対する傾きとは逆の方向に傾けられ、前記ワイヤーグリッド偏光子の平行平板基板により発生したコマ収差を相殺する平行平板形状の補正部材と、前記平行平板形状の補正部材と投射像との間の、前記ワイヤーグリッド偏光子の平行平板基板と前記平行平板形状の補正部材とにより発生した非点収差を相殺する円柱レンズと、を有する投射型表示装置とした。【選択図】図１
2007316093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から入射した光に入力された画像情報に応じて変調作用を与える少なくとも１つのライトバルブと、
該ライトバルブの画像表示面に対して傾けて配置され、前記変調作用を受けた光を入射して変調光を反射光または透過光として検光して取り出す、平行平板基板上にワイヤーグリッドが形成されたワイヤーグリッド偏光子と、
前記検光光を投射してライトバルブに入力された画像の投射像を形成する投射レンズと、
前記ライトバルブと前記投射レンズとの間の光路に配置され、前記ワイヤーグリッド偏光子の前記ライトバルブの画像表示面に対する傾き方向とは逆の方向に傾けられ、前記ワイヤーグリッド偏光子の平行平板基板により発生したコマ収差を相殺する作用を有する平行平板形状の補正部材と、
前記平行平板形状の補正部材と投射像との間の光路に配置され、前記ワイヤーグリッド偏光子の平行平板基板と前記平行平板形状の補正部材とにより発生した非点収差を相殺する円柱レンズと、を有することを特徴とする投射型表示装置。
【請求項２】
前記ワイヤーグリッド偏光子は、前記平行平板基板の前記ワイヤーグリッド形成面に、前記平行平板基板と同じ材質で同じ厚みを有する平行平板部材が貼りあわされてい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】
入射した光をおのおの異なる光路を進行する色光に色分離する色分離光学系と、
前記色分離された色光を色合成する色合成光学系とを更に備え、
前記ライトバルブは前記色分離光学系により色分離された色光に対して変調作用を与え、
前記ワイヤーグリッド偏光子は前記変調作用を受けた色光を入射して変調光を反射光または透過光として検光して取り出し、
前記ライトバルブから前記投射像に至るまでのいずれの色光の光路にも前記平行平板形状の補正部材が配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の投射型表示装置。
【請求項４】
前記色合成光学系は、内部にダイクロイック膜を有するダイクロイックプリズムであって、
前記平行平板形状の収差補正部材は、前記色分離光学系で色分離された光路のうち、少なくとも1つの光路について、該光路に配置された前記ワイヤーグリッド偏光子の、前記
ライトバルブの画像表示面に対する傾き方向とは逆の方向に傾いた菱形形状のダイクロイックプリズムであ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】
入射した光をおのおの異なる光路を進行する色光に色分離する色分離光学系と、
前記色分離された色光を色合成する色合成光学系と、を更に備え、
前記ライトバルブは前記色分離光学系により色分離された色光に対して変調作用を与え、
前記ワイヤーグリッド偏光子は前記変調作用を受けた色光を入射して変調光を反射光または透過光として検光して取り出し、
前記各色光の、前記ライトバルブから前記色合成光学系に至る光路において、前記ワイヤーグリッド偏光子を構成する平行平板の傾きと厚みとによって与えられるコマ収差の量と方向とがどの色光においても同じになるように配置されており、
前記平行平板形状の補正部材と前記円柱レンズとは前記色合成光学系よりも投射像側に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の投射型表示装置。
【請求項６】
入射した光をおのおの異なる光路を進行する色光に色分離する色分離光学系と、
前記色分離された色光を色合成する色合成光学系と、を更に備え、
前記ライトバルブは前記色分離光学系により色分離された色光に対して変調作用を与え、
前記ワイヤーグリッド偏光子は前記変調作用を受けた色光を入射して変調光を反射光または透過光として検光して取り出し、
前記各色光の、前記ライトバルブから前記色合成光学系に至る光路において、
更に、前記ワイヤーグリッド偏光子の前記ライトバルブの画像表示面に対する傾き方向と同じ方向に傾けられた平行平板部材を有し、
前記ワイヤーグリッド偏光子を構成する平行平板の傾きと厚み、及び、前記平行平板部材との傾きと厚みによって与えられるコマ収差の量と方向とがどの光路においても同じになるように配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の投射型表示装置。
【請求項７】
前記色分離光学系は、複数の色光を時分割で色分離する時系列色分離素子を有することを特徴とする請求項３乃至請求項６に記載の投射型表示装置。
【請求項８】
ＣＬ３〜７＋３色光×波長選択性旋光子
光源からの光を所定の直線偏光光に変換する偏光方向変換素子とを更に備え、
前記色分離光学系は、前記光源光のうち所定の色光の偏光方向を９０°回転させる第１の波長選択性旋光子を有し、
前記ワイヤーグリッド偏光子は、前記光源光のうちの前記所定の色光とそれ以外の色光とを分離して、前記分離された色光のそれぞれに配置されたライトバルブに光を導く光路分離手段であり、かつ、前記ライトバルブで変調作用を受けた光のうちの変調光を透過または反射して検光する検光光学系であって、
前記検光光学系の後に配置された第２色光のみの偏光方向を９０°回転させる第２の波長選択性旋光子を経て、前記色合成光学系に入射することを特徴とする請求項３乃至請求項７のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項９】
前記コマ収差補正のために配置の平行平板補正部材の厚さをｔ１、屈折率をｎ１、前記ワイヤーグリッド偏光子の平行平板部材の厚みをｔ、屈折率をｎとすると、
ｎ１×ｔ１＞ｎ×ｔ  の関係を満たすことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の投射型表示装置。
【請求項１０】
前記非点収差補正のための円柱レンズは、各色光において最も視感度の高い色光に合わせて最適化されていることを特徴とする、請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の投射型表示装置。
【請求項１１】
前記コマ収差補正のための平行平板補正部材は、各色毎に最適化されていることを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の投射型表示装置。
【請求項１２】
前記コマ収差補正のための平行平板補正部材は、各色光において最も視感度の高い色光に合わせて最適化されていることを特徴とする、請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の投射型表示装置。
【請求項１３】
前記円柱レンズは前記投射レンズの絞り位置に配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の投射型表示装置。                          
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ライトバルブを射出する光を、ワイヤーグリッド偏光子等の平行平板光学部材の表面に偏光分離素子を配置した構成の偏光ビームスプリッタで構成される検光光学系により検光し、検光光を投射レンズで投射する構成の投射型表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤーグリッド偏光子は、従来用いられていた偏光プリズムよりも軽量であり、偏光膜を用いたときに比べてその偏光性能がよく、近年、偏光プリズムの替わりに用いられるようになってきている。下記の特許文献には、ライトバルブを射出した光を光軸に対して斜めに配置したワイヤーグリッド偏光子に入射し、変調光を当該偏光子にて透過光として検光して取りだし、投射レンズにて投射する構成の投射型表示装置が開示されている。
【０００３】
ワイヤーグリッド偏光子は、使用波長よりも短い幅を有する金属線を、該波長よりも小さいピッチで等間隔に並べたものである。可視域の光に用いられるワイヤーグリッドは、一般に、使用波長の光を透過する基板の上に金属膜を形成し、リソグラフィープロセスによって、金属線をパターニングする方法で作製される。従って、ワイヤーグリッドの金属線は金属線単独ではなく、平行平板の上に形成されている。また、偏光子の波長よりも細い金属線を保護するために、更に金属線形成面の上に平行平板を載せて、金属線を２枚の平行平板で挟まれている場合もある。
【０００４】
このようなワイヤーグリッド偏光子を用いた投射型表示装置では、ワイヤーグリッド偏光子を透過して検光を行う際に、光が、光軸に対して斜めに配置された平行平板を経由するため、投射像にコマ収差と非点収差が発生し、良好な投射像が得られなかった。
また、ワイヤーグリッド偏光子を反射して検光を行う際であっても、変調作用を受けた光がワイヤーグリッド偏光子の平行平板基板側から入射する場合や、ワイヤーグリッドが２枚の平行平板の間に挟まれている構成を有する場合には、ワイヤーグリッド偏光子へ入射するときと反射して射出されるときとで計２回、光軸に対して斜めに配置された平行平板を経由するので、ワイヤーグリッド偏光子を透過するときと同様に、投射像にコマ収差と非点収差とが発生して良好な投射像が得られない。
【特許文献１】特表２００３−５０６７４６
【特許文献２】特表２００３−５０８８１３
【特許文献３】特開２００２−３７２７４９
【特許文献４】米国特許  ６,６６６,５５６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、ワイヤーグリッド偏光子を光軸に対して斜めに配置されていても、収差を小さく抑え、良好な投射像が得られる投射型表示装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願の請求項１に記載の発明は、光源から入射した光に入力された画像情報に応じて変調作用を与える少なくとも１つのライトバルブと、該ライトバルブの画像表示面に対して傾けて配置され、前記変調作用を受けた光を入射して変調光を反射光または透過光として検光して取り出す、平行平板基板上にワイヤーグリッドが形成されたワイヤーグリッド偏光子と、前記検光光を投射してライトバルブに入力された画像の投射像を形成する投射レンズと、前記ライトバルブと前記投射レンズとの間の光路に配置され、前記ワイヤーグリッ
ド偏光子の前記ライトバルブの画像表示面に対する傾き方向とは逆の方向に傾けられ、前記ワイヤーグリッド偏光子の平行平板基板により発生したコマ収差を相殺する作用を有する平行平板形状の補正部材と、前記平行平板形状の補正部材と投射像との間の光路に配置され、前記ワイヤーグリッド偏光子の平行平板基板と前記平行平板形状の補正部材とにより発生した非点収差を相殺する円柱レンズと、を有する投射型表示装置を提供する。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、前記ワイヤーグリッド偏光子が、前記平行平板基板の前記ワイヤーグリッド形成面に、前記平行平板基板と同じ材質で同じ厚みを有する平行平板部材が貼りあわされている請求項１に記載の投射型表示装置を提供する。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、入射した光をおのおの異なる光路を進行する色光に色分離する色分離光学系と、前記色分離された色光を色合成する色合成光学系とを更に備え、前記ライトバルブは前記色分離光学系により色分離された色光に対して変調作用を与え、前記ワイヤーグリッド偏光子は前記変調作用を受けた色光を入射して変調光を反射光または透過光として検光して取り出し、前記ライトバルブから前記投射像に至るまでのいずれの色光の光路にも前記平行平板形状の補正部材が配置されている投射型表示装置を提供する。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、前記色合成光学系は、内部にダイクロイック膜を有するダイクロイックプリズムであって、前記平行平板形状の収差補正部材は、前記色分離光学系で色分離された光路のうち、少なくとも1つの光路について、該光路に配置された前記ワイ
ヤーグリッド偏光子の、前記ライトバルブの画像表示面に対する傾き方向とは逆の方向に傾いた菱形形状のダイクロイックプリズムである請求項３に記載の投射型表示装置を提供する。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、入射した光をおのおの異なる光路を進行する色光に色分離する色分離光学系と、前記色分離された色光を色合成する色合成光学系と、を更に備え、前記ライトバルブは前記色分離光学系により色分離された色光に対して変調作用を与え、前記ワイヤーグリッド偏光子は前記変調作用を受けた色光を入射して変調光を反射光または透過光として検光して取り出し、前記各色光の、前記ライトバルブから前記色合成光学系に至る光路において、前記ワイヤーグリッド偏光子を構成する平行平板の傾きと厚みとによって与えられるコマ収差の量と方向とがどの色光においても同じになるように配置されており、前記平行平板形状の補正部材と前記円柱レンズとは前記色合成光学系よりも投射像側に配置されている投射型表示装置を提供する。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、入射した光をおのおの異なる光路を進行する色光に色分離する色分離光学系と、前記色分離された色光を色合成する色合成光学系と、を更に備え、前記ライトバルブは前記色分離光学系により色分離された色光に対して変調作用を与え、前記ワイヤーグリッド偏光子は前記変調作用を受けた色光を入射して変調光を反射光または透過光として検光して取り出し、前記各色光の、前記ライトバルブから前記色合成光学系に至る光路において、更に、前記ワイヤーグリッド偏光子の前記ライトバルブの画像表示面に対する傾き方向と同じ方向に傾けられた平行平板部材を有し、前記ワイヤーグリッド偏光子を構成する平行平板の傾きと厚み、及び、前記平行平板部材との傾きと厚みによって与えられるコマ収差の量と方向とがどの光路においても同じになるように配置されている請求項１または請求項２に記載の投射型表示装置を提供する。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、前記色分離光学系は、複数の色光を時分割で色分離する時系列色分離素子を有する請求項３乃至請求項６に記載の投射型表示装置を提供する。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、光源からの光を所定の直線偏光光に変換する偏光方向変換素子とを更に備え、前記色分離光学系は、前記光源光のうち所定の色光の偏光方向を９０°
回転させる第１の波長選択性旋光子を有し、前記ワイヤーグリッド偏光子は、前記光源光のうちの前記所定の色光とそれ以外の色光とを分離して、前記分離された色光のそれぞれに配置されたライトバルブに光を導く光路分離手段であり、かつ、前記ライトバルブで変調作用を受けた光のうちの変調光を透過または反射して検光する検光光学系であって、前記検光光学系の後に配置された第２色光のみの偏光方向を９０°回転させる第２の波長選択性旋光子を経て、前記色合成光学系に入射する請求項３乃至請求項７のいずれか１項に記載の投射型表示装置を提供する。
【００１４】
前記投射型表示装置では、前記コマ収差補正のために配置の平行平板補正部材の厚さをｔ１、屈折率をｎ１、前記ワイヤーグリッド偏光子の平行平板部材の厚みをｔ、屈折率をｎとすると、ｎ１×ｔ１＞ｎ×ｔ  の関係を満たすことが好ましい。
【００１５】
前記投射型表示装置では、前記非点収差補正のための円柱レンズが、各色光において最も視感度の高い色光に合わせて最適化されていることが好ましい。
【００１６】
前記投射型表示装置では、前記コマ収差補正のための平行平板補正部材が、各色毎に最適化されていることが好ましい。
【００１７】
前記投射型表示装置では、前記コマ収差補正のための平行平板補正部材が、各色光において最も視感度の高い色光に合わせて最適化されていることが好ましい。
【００１８】
前記投射型表示装置では、前記円柱レンズが前記投射レンズの絞り位置に配置されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ワイヤーグリッド偏光子が光軸に対して斜めに配置された検光子を用いた投射型表示装置であっても、収差を小さく抑えた、良好な投射像を投射可能な投射型表示装置を提供できるという効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
【実施例１】
【００２１】
図１には本発明第１実施例の平面構成図を示す。光源１１から射出の光源光は偏光変換照明装置１２により単一偏光に変換される。偏光変換照明装置１２は構成を図示しないが、複数のレンズをマトリクス形状に平面的に形成した第１レンズ板と、前記第１レンズ板の各レンズと相対する位置にレンズが配置された前記第１レンズ板と同様の構成の第２レンズ板とからなる光源光均一化部材と、前記第２レンズ板の各レンズからの射出光を透過光と反射光とに偏光分離する偏光分離面と、該偏光分離面に対して平行な反射面とを互いに隣接させて複数配置した複合プリズム部材とからなる単一偏光変換装置と、単一偏光光を後述のライトバルブに重畳照明するコンデンサレンズとから構成される。
前記複合プリズム部材の特定射出面には、１／２波長位相板が配置され、前記偏光分離面を透過光した光、または前記偏光分離面を反射して隣接する反射面で反射された光のどちらかの偏光方向を９０°回転することにより複合プリズム部材から射出される全ての光を単一偏光光に変換する。
前記偏光変換照明装置１２を射出した単一偏光光は色分離光学系によってＲ（赤）光、Ｇ（緑）光、Ｂ（青）光の３色光に色分離される。本実施例における色分離光学系は、Ｒ光とＧ光を反射、Ｂ光を透過する特性のダイクロイックミラー１３ＲＧと、Ｂ光を反射、Ｒ光とＧ光を透過する特性のダイクロイックミラー１３Ｂとを互いに直交配置したクロスダイクロイックミラー１３と、Ｇ光反射、Ｒ光透過特性のダイクロイックミラー１６とで構
成される。前記単一偏光光は、前記クロスダイクロイックミラー１３によってＲ光とＧ光の混合光と、Ｂ光とに色分離され、前記色分離されたＲ光とＧ光の混合光は偏向ミラー１４にて進行方向を偏向されて、Ｇ光反射、Ｒ光透過特性のダイクロイックミラー１６に入射し、Ｇ光とＲ光とに色分離される。
色分離された前記Ｂ光は偏向ミラー１５にて進行方向を偏向され、光軸に対して斜めに配置されたワイヤーグリッド偏光子１７Ｂに入射する。前記色分離されたＲ光とＧ光も、それぞれ光軸に対して斜めに配置されたワイヤーグリッド偏光子１７Ｒ、１７Ｂに入射する。
ここで、前述のワイヤーグリッド偏光子１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂは、波長よりも短い幅を有する金属線が等間隔に並んだワイヤーグリッドが形成された平行平板である。該ワイヤーグリッド形成面を前記色分離光の入射する側に向けて配置されているので、前記波長分離された前記各色光は、該ワイヤーグリッド形成面に入射する。
ワイヤーグリッドを反射した各々の色光は、各色光用のライトバルブ１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂにそれぞれ入射して、各色光毎にライトバルブに入力された像信号に応じた変調作用を受けて射出される。
ライトバルブで変調作用を受けた各色光は、それぞれ、ワイヤーグリッド偏光子１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂに入射し、変調光はワイヤーグリッド偏光子を透過して取り出され、非変調光はワイヤーグリッドを反射して光源方向へ廃棄される。
ここで、変調光はワイヤーグリッド偏光子を透過するので、各変調光は、ワイヤーグリッドが形成された平行平板をも透過することになる。該平行平板は光軸に対して傾いて配置されているため、ワイヤーグリッド偏光子１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂを透過した各々の光には所定の大きさのコマ収差成分と非点収差成分がのることになる。
本実施例では、前記ワイヤーグリッド偏光子の平行平板により発生したコマ収差を、ワイヤーグリッド偏光子１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂと、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム２０との間に平行平板形状の収差補正部材を配置して補正する。
ワイヤーグリッド偏光子１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂで検光された検光光は、平行平板形状の収差補正部材１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂを経て色合成光学系のクロスダイクロイックプリズム２０にそれぞれ異なる入射面から入射する。
平行平板形状の収差補正部材１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｇは、図示のように、全て同じ厚さで、且つ、その厚さはワイヤーグリッド偏光子１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂの平行平板部材の厚さよりも厚い。また、ワイヤーグリッド偏光子１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂの前記ライトバルブ１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂに対する傾き方向とは、逆の方向に傾けて配置されている。平行平板形状の収差補正部材の厚みをｔ１、屈折率をｎ１とし、ワイヤーグリッド偏光子１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂの基板の厚みをｔ、屈折率をｎとすると、下記の式（１）を満たす構成となっている。
ｎ１×ｔ１＞ｎ×ｔ・・・・（１）
この式を満足させることにより、図に示すように平行平板形状の補正部材１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂの前記ライトバルブ１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂに対する傾き角を小さくすることができ、その平板補正部材を配置する空間を小さくすることが可能となる。
一般に、発散光または収束光の光軸上に斜めに置かれた平行平板によって非点収差とコマ収差とが発生することは広く知られている。これらの収差の収差量は、光軸に対して垂直な面に対する前記平行平板の傾き角が大きい程、また、光学部材の屈折率や厚さが大きいほど、大きくなるという性質がある。
【００２２】
まず、コマ収差を補正については、前記ワイヤーグリッド偏光子の基板と同じ部材、同じ厚さの平行平板を、前記ワイヤーグリッドとは反対の向きに同じ角度傾けて前記ワイヤーグリッド偏光子と前記ダイクロイックプリズムとの間、または前記ワイヤーグリッド偏光子と前記ライトバルブとの間に配置すれば、前記ワイヤーグリッド偏光子の基板によって発生するコマ収差量と同じ大きさで反対方向のコマ収差が発生するので、全体としてコマ収差を相殺することができる。
【００２３】
しかしワイヤーグリッド偏光子とライトバルブとの間の空間、及びワイヤーグリッド偏光子とライトバルブとの間の空間が限られているため、ワイヤーグリッド偏光子と反対向きに同じ角度だけ傾けて平行平板を挿入することは難しい。そこで前述の収差量の性質を利用して、収差補正手段としてより厚い、あるいはより屈折率の高い平行平板状光学部材を使うことによって、光軸に対してより小さな傾き角でも前記ワイヤーグリッドで発生するコマ収差を補正するようにすればよい。このように平行平板の厚み、または、屈折率とを工夫することによって配置に必要な空間が小さくなり、光学系内に配置することができるようになる。つまり平行平板形状の補正部材として前記（１）式の条件を満たすものを選べばよい。
次に非点収差であるが、前記平行平板形状の補正部材を挿入すると、前記ワイヤーグリッド偏光子によって発生する非点収差と、前記平行平板形状の補正部材によって発生する非点収差とが加算される。これらを補正するために、前記ライトバルブ１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂと投射像との光路中に円柱レンズを挿入する。この円柱レンズは、図面上紙面内に曲率を持った凸円柱レンズか、図面上紙面に垂直な面内に曲率を持った凹円柱レンズであればよい。
前記平行平板形状の補正部材１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂを経てクロスダイクロイックプリズム２０に入射した各色光はその内部に、互いに直交して配置されたＲ光反射ダイクロイック膜２０Ｒ、Ｂ光反射ダイクロイック膜２０Ｂによって色合成が達成され、該クロスダイクロイックプリズム２０の射出面から合成光が射出される。本実施例では、前記クロスダイクロイックプリズム２０と投射レンズ２２との間には、前記非点収差を補正するために、円柱レンズ２１が配置されている。
前記平板補正部材の厚さ、角度、素材、及び、前記円柱レンズの曲率、挿入位置は、光線追跡計算により最適解を適宜決定する。
以上、説明のように各色光用の反射型ライトバルブ１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂを射出した投射光はワイヤーグリッド偏光子１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂの平行平板部材を透過して発生したコマ収差と非点収差を前述の平行平板補正部材１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂと、円柱レンズ２１とを透過することにより補正するので、投射レンズ２２によって、図示しないスクリーン上に収差量を非常に小さく抑えた、優れた投射像を投射することができる。
【００２４】
なお、本実施例の様に、各色光が個別にワイヤーグリッド偏光子を用いた独立した光学系からなる構成の場合には、各色光光学系毎に発生する収差量は全く同じになるとは限らない。理由は前記ワイヤーグリッド偏光子の製造誤差による、厚さのばらつきである。そこで例えば前記平行平板形状の補正部材がすべて同じ厚さで作られた場合には、前記平行平板補正部材の傾き角を微調整することで、各色光別にコマ収差を補正することができる。あるいは、前記ワイヤーグリッド偏光子の個々の厚さに合わせて厚さを決めた前記平行平板形状の補正部材をあらかじめ用意し、これらを組み合わせることによっても各色光別のコマ収差量に応じた収差補正を行うことができる。
【００２５】
上記のように各色光用に配置されたワイヤーグリッド偏光子と平行平板形状の補正部材とを通過する光路長が異なると、各色光毎にわずかに量が異なった非点収差が発生する。この場合、非点収差補正を各色光の中で最も視感度の高い色に合わせて最適化して行うと、画像の劣化を最小限に抑えることが可能になる。例えばＢ光Ｇ光Ｒ光３色の場合には、このうち最も視感度の高いＧ光に合わせればよい。すなわち、Ｇ光に発生する収差量に合わせて曲率を決めた前記円柱レンズをあらかじめ用意して組み合わせるか、あるいは、Ｇ光の像が最良になるように、前記円柱レンズ位置を光軸上で光軸方向に動かして調整すればよい。
【実施例２】
【００２６】
図２には本発明第２実施例の平面構成を示す。投射型表示装置としての基本構成は第１
の実施例と同じであり、図２においては光源、偏光変換照明装置、色分離光学系はその図示を省略し、その構成も同じであるので説明は省略する。
【００２７】
本実施例の特徴は前実施例における円柱レンズ２１の配置位置が異なることである。
【００２８】
各色光用の反射型ライトバルブ１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂを反射射出した光は前実施例と同様に光軸に対して斜めに配置の平行平板部材を有するワイヤーグリッド１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂによって変調された変調光を検光して取り出し、平面平板形状の補正部材１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂにてコマ収差を補正し、色合成光学系にて色合成して投射レンズ２２にて投射する構成である。
【００２９】
本実施例では、円柱レンズ部材２１が投射レンズ２２中の絞り位置に配置されている。投射レンズ２２は図２に示すように、合成光の入射側の前群レンズ２２Ａと射出面側の後群レンズ２２Ｂとで構成される。各色光用のライトバルブ１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂと投射レンズ２２の間の光路はテレセントリックに構成されるため、前記前群レンズ群２２Ａの焦点位置にはライトバルブからの光の開口数ＮＡを決定する開口絞り２２Ｃが配置されている。本実施例における非点収差補正部材の円柱レンズ２２Ｃはこの絞り位置に配置する構成とした。この配置とすることにより、図２の光線図に示すように、当該絞り位置においては、光束の断面が最も小さくなるので、円柱レンズ２２の大きさを最も小さくすることができることができる。
【００３０】
本実施例においても、ワイヤーグリッド偏光子１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂの平行平板基板により発生したコマ収差と非点収差を、前記平面平板補正部材と前記円柱レンズによって前実施例と同様に補正でき、収差を非常に小さい値に抑えた、優れた投射像を投射することが可能となる。
【実施例３】
【００３１】
本発明第３実施例の平面構成図を図３に示す。
前述の２つの実施例では、反射型のライトバルブを使用したが、本実施形態では透過型のライトバルブを使用している。
光源１１からの光源光は偏光変換照明装置１２を経て、Ｂ光透過、Ｒ光とＧ光反射特性のダイクロイックミラー２９にて、Ｂ光と、Ｇ光とＲ光の混合光に色分離される。前記Ｒ光とＧ光の合成光はＧ光反射、Ｒ光透過のダイクロイックミラーにてＧ光とＲ光に色分離する。
【００３２】
前記色分離されたＢ光は偏向ミラー２５にて進行方向を変えて進行し、偏光子２３Ｂを経て透過型ライトバルブ２４Ｂに入射する。前記色分離されたＧ光は偏光子２３Ｇを経て透過型ライトバルブ２４Ｇに入射する。前記色分離されたＲ光は偏向ミラー２７、リレー光学系３０、偏向ミラー２６を経て偏光子２３Ｒを経て透過型ライトバルブ２４Ｒに入射する。
【００３３】
各色光用の透過型ライトバルブ２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂにそれぞれ入力された像信号に応じて各々変調された各色光は、光軸に斜めに配置されたワイヤーグリッド偏光子１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂに入射する。該ワイヤーグリッドにより変調光が透過光として検光され、前記ワイヤーグリッド偏光子１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂの平行平板光学基板と光軸に対して反対方向に斜めに配置した上記式（１）を満たす平面平板補正部材１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂを経て色合成光学系のクロスダイクロイックプリズム２０に異なる入射面から入射する。色合成光は射出して非点収差補正用の円柱レンズ２１に入射、射出した光は投射レンズ２２に入射、図示しないスクリーン上に収差を非常に小さく抑えた、優れた投射像を投射することができる。
【００３４】
このように、本実施例の構成の透過型ライトバルブを使用する投射型表示装置においても、検光光学系としてワイヤーグリッド偏光子１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂを光軸に対して斜めに配置したことにより発生する諸収差を補正して、優れた投射像を投射することができる。
【００３５】
さらに、前述の第２実施例と同様に、円柱レンズ補正部材を投射レンズ２２の絞り位置に配置しても、同様の効果が得られる。
【実施例４】
【００３６】
本発明第４実施例の平面構成図を図４に示す。
【００３７】
光源１１から射出し偏光変換照明装置１２で所定の直線偏光光に変換された光は、Ｒ光透過、Ｂ光とＧ光を反射する特性のダイクロイックミラー３２にて透過するＲ光と、反射するＢ光とＧ光の混合光とに色分離される。前記色分離されたＢ光とＧ光の混合光は波長選択性旋光子３３によって、Ｂ色光のみ偏光方向が９０°回転されて射出される。
前記色分離されたＲ光は平行平板基板の光入射側にワイヤーグリッドの金属線が形成されたワイヤーグリッド偏光子１７Ｒで反射され、Ｒ光用反射型ライトバルブ１８Ｒに入射する。ワイヤーグリッド偏光子１７Ｒは透過光射出側には当該偏光子の平行平板部材と同じ厚さで、同じ硝材の平行平板部材３４が近接、相対して配置されている。
【００３８】
一方、波長選択性旋光子３３を経た偏光方向の異なるＢ光とＧ光は、平行平板基板の光射出側にワイヤーグリッドの金属線が形成されたワイヤーグリッド偏光子１７ＢＧに入射し、入射光のうち、Ｇ光は平行平板基板入射面と相対するワイヤーグリッドの金属線形成面にて反射されて、再度平行平板基板を経て、Ｇ光用反射型ライトバルブ１８Ｇに入射する。
入射したＧ光とＢ光のうちのＢ光は偏光の振動方向が９０°回転しているので、ワイヤーグリッド偏光子１７ＢＧを透過し、近接して配置されたワイヤーグリッド偏光子の平行平板部材と同じ厚さを有し、同じ硝材で形成された平行平板部材３５を更に透過し、Ｂ光用反射型ライトバルブ１８Ｂに入射する。
【００３９】
Ｒ色光用のライトバルブを反射射出した光は、ワイヤーグリッド偏光子１７Ｒに入射、変調光を透過光として検光して取りだし、隣接の平行平板部材３４を経て色合成光学系のダイクロイックプリズム３１に入射する。
【００４０】
Ｇ色光用のライトバルブを反射射出した光はワイヤーグリッド偏光子１７ＢＧに入射、変調光を透過光として検光して取りだし、隣接の平行平板部材３５を経てダイクロイックプリズム３１に入射する。
Ｂ色光用のライトバルブを反射射出した光は平行平板部材３５を経てワイヤーグリッド偏光子１７ＢＧに入射し、変調光は入射側に配置のワイヤーグリッドの金属線にて反射されて検光され、隣接の平行平板部材３５を再度経て、前記Ｇ光と色合成される。このＧ光とＢ光の合成光はＢ光のみの偏光方向を９０°回転する特性を有する波長選択性旋光子３６に入射して、両光とも同じ偏光方向にそろえられて射出し、偏光子３７を経てＲ光との色合成光学系のダイクロイックプリズム３１に入射する。
【００４１】
色合成光学系のダイクロイックプリズム３１は、二個の同じ形状の三角プリズムの間にＢ光とＧ光を透過、Ｒ光を反射するダイクロイック膜を配置した構成となっている。この三角プリズムは９０度以上の同じ頂角を有する２等辺三角プリズムである。前記ダイクロイック膜は、各色光の光軸に対して４５度の角度を有するように配置されている。
図に示すように、Ｒ光の入射面、Ｂ光とＧ光との入射面はそれぞれ光軸に対して同じ角度
傾いた構成となってなっている。さらに、前記ダイクロイック膜にて色合成されたＲ光と、Ｂ光とＧ光の混合光の合成光が射出される射出面も光軸に対して入射面と同じ角度を有して斜めになっている。つまり、この色合成プリズムの形状は菱形形状プリズムなのである。この形状にすれば各色光について、ワイヤーグリッド偏光子１７Ｒおよびワイヤーグリッド偏光子１７ＢＧとは反対方向に光軸に対して傾きを持った肉厚の平行平板部材が配置されたことになり、前述の説明のとおり、前記Ｒ光のライトバルブ１８Ｒからの射出光が通過するワイヤーグリッド偏光子１７Ｒ、平行平板部材３４と、前記Ｇ光のライトバルブ１８Ｇからの射出光が通過するワイヤーグリッド偏光子１７ＢＧと平行平板部材３５と、前記Ｂ光のライトバルブ１８Ｂからの射出光が２回通過する平行平板部材３５とによるコマ収差を補正することができる。
【００４２】
さらに、前記ダイクロイックプリズム３１を射出した合成光は円柱レンズ２１を通過することにより前記ワイヤーグリッド偏光子で発生する非点収差と前記平行平板部材で発生する非点収差と前記菱形形状のダイクロイックプリズムで発生する非点収差とが加算された収差量の非点収差を補正して、投射レンズ２２によって、収差を非常に小さく抑えた、優れた投射像を図示しないスクリーン上に投射することが可能となる。
【００４３】
前述のように、本実施例においてはワイヤーグリッド偏光子１７ＧＢ、１７Ｒとそれぞれ平行に隣接して同一厚、同一材質の平行平板部材３５、３４を配置したのは、各色光におけるライトバルブからダイクロイックプリズムに至る光路において、同様の収差量を持たせるためである。すなわち、Ｒ光とＧ光においてはライトバルブを射出した光がそれぞれ、ワイヤーグリッド偏光子と平行平板部材とを通過するようにし、Ｂ光においては、ライトバルブを射出した光が、平行平板部材を２回通過するようにして、各々の光をダイクロイックプリズムに入射させる。ワイヤーグリッド偏光子の平行平板基板と、平行平板部材とは、厚みと材質、光軸に対する角度がともに同じなので、それぞれの光路における光軸に対して斜めに配置された平行平板の総厚は等しくなる。
従って、どの色光についても、ダイクロイックプリズム３１による高度なコマ収差補正が可能となり、円柱レンズ２１による高度な非点収差補正も可能となる。
【００４４】
また、本実施形態ではワイヤーグリッド１７Ｒの光入射面にワイヤーグリッドの金属線を形成したが、射出面であってもよく、また、平行平板３４とワイヤーグリッドとの位置を入れ替えてもよい。即ち、２枚の平行平板のどの面にワイヤーグリッドが形成されていても構わない。
【００４５】
更に、ワイヤーグリッド１７Ｒと平行平板部材３４とは密着配置されていてもよく、接着剤等によって接着されていてもよい。また、平行平板部材をなくし、倍の厚さを有する１枚の平行平板基板状にワイヤーグリッドの金属線が形成されたワイヤーグリッド１７Ｒを配置してもよい。
また、ワイヤーグリッド１７ＢＧと平行平板部材３５とが密着配置されていてもよい。
本実施例においても、第２実施例にて開示のように、投射レンズ２２の絞り位置に円柱レンズを配置する構成を採用しても同様の効果を奏する投射型表示装置を提供できることはいうまでもない。
【００４６】
本実施形態では、色合成用のダイクロイックプリズムにコマ収差補正用の平行平板の機能をもたせたので、収差補正用部材によって装置が大型化せず、小型でありかつ、収差の良好に補正された投射型表示装置を提供できる。
【実施例５】
【００４７】
本発明第５実施例の平面構成図を図５に示す。
光源１１を射出し、偏光変換照明装置１２を経て所定の直線偏光に変換された光は、時系
列色分離光学系３８に入射し、同じ光軸にて進行するＲ光、Ｇ光、Ｂ光に時分割で色分離される。本時系列色分離光学系は光学円盤をその中心Ｏ‘に対して三分割し、分割した各々の面にＲ光を透過しＧ光とＢ光を反射する膜、Ｇ光を透過しＲ光とＢ光を反射する膜、Ｂ光を透過しＲ光とＧ光を反射する膜を形成し、その円盤の中心Ｏ’を中心に回転させる構成である。
【００４８】
前記時系列色分離光学系による光は、Ｂ光を透過し、Ｇ光とＲ光を反射するダイクロイックミラー３２に入射し、透過して進行するＢ光と、反射して時分割にて進行するＧ光とＲ光とに色分離される。前記色分離されたＢ光は偏光ビームスプリッタとしての機能を有する、光軸に対して斜めに配置されたワイヤーグリッド偏光子１７Ｂに入射し、該ワイヤーグリッド偏光子のワイヤーグリッド面で反射されて、Ｂ光用の反射型ライトバルブ１８Ｂに入射する。
【００４９】
前記色分離され、時分割で進行するＧ光とＲ光はワイヤーグリッド偏光子１７ＧＲに入射し、反射してＧ光用及びＲ光用に配置の反射型ライトバルブ１８ＧＲに入射する。
【００５０】
ライトバルブ１８Ｂにて変調作用を受けて反射したＢ光は、ワイヤーグリッド偏光子１７Ｂに入射し、変調光が透過光として検光されて取り出され、前実施例と同様の形状であるが、Ｂ光反射、Ｇ光とＲ光を透過する特性を有するダイクロイック膜が形成されたダイクロイックプリズム３１に入射する。
【００５１】
ライトバルブ１７ＧＲに時分割で入射するＧ光とＲ光は、それぞれ色光の入射時にライトバルブ１８ＧＲにて変調作用を受けて反射射出し、ワイヤーグリッド偏光子１７ＧＲに入射する。ここで、変調光が透過光として検光されて取りだされ、該変調光は、前記ダイクロイックプリズム３１に入射して、前記Ｂ光と色合成されてＲ光、Ｇ光、Ｂ光の検光光を時分割にて同軸に射出する。
ダイクロイックプリズム３１は前実施例と同じ形状を有しているので、同様に、光軸に対して斜めに配置された各色光のワイヤーグリッド偏光子１７Ｂ、１７ＧＲの平行平板基板によるコマ収差を補正することができる。そしてダイクロイックプリズム３１を時分割で射出したＲ光、Ｇ光、Ｂ光は円柱レンズ２１に入射、前記ワイヤーグリッド偏光子１７Ｒ、１７ＢＧで発生した非点収差と、前記ダイクロイックプリズム３１で発生した非点収差との加算による非点収差量を補正する。従って、投射レンズ２２によって、図示しないスクリーン上に、収差の補正された、優れた投像を投射することが可能となる。本実施例においても、円柱レンズ２１を投射レンズの絞り位置に配置すれば、円柱レンズを小さく形成することができる。
【００５２】
本実施例では、前実施例と同様に色合成用のダイクロイックプリズムがコマ収差用の平行平板部材を兼ねているので、コマ収差用の平行平板部材を別に置いた場合と比較して、更に装置を小型に形成することが可能になる。
【００５３】
本実施例における上述のダイクロイックプリズム３１のダイクロイック膜はＢ光を反射し、Ｇ光とＲ光を透過する特性であったが、光学特性としてＢ光を透過、Ｇ光とＲ光を反射するダイクロイック膜を使用して色合成する構成であってもよい。
【００５４】
さらに、本実施例の投射型表示装置の色分離光学系においては時系列色分離光学系３８とダイクロイックミラー３２によって、Ｂ光と、Ｇ光とＲ光に色分離したが、本発明はそれには限定されず、時系列色分離光学系にてＢ（青）光、Ｅ（エメラルド）光、Ｇ（緑）光、Ｒ（赤）光の４色光に時系列に色分離し、次にダイクロイックミラーにて時系列に進行するＢ光とＥ光と、時系列に進行するＧ光とＲ光に色分離する光学系を使用し、図５における反射型ライトバルブ１８Ｂを前記Ｂ光とＥ光が時系列に入射する構成とし、色合成
用のダイクロイックプリズムのダイクロイク膜をＢ光とＥ光を反射、Ｇ光とＲ光を透過する構成、又はＢ光とＥ光を透過、Ｇ光とＲ光を反射する構成としてもよい。この場合にも同様に光軸に対して斜めに配置された平行平板形状の光学部材に起因する収差を補正できるとともに、さらに色再現性の優れた投射像を投射できる投射型表示装置を提供することができる。
【実施例６】
【００５５】
本発明第６実施例の平面構成図を図６に示す。光源１３と偏光変換照明装置１２を経た光は、時系列色分離光学系３８にて時分割でＲ光、Ｇ光、Ｂ光に色分離され、偏向ミラー３９を経て進行方向を変えて進行する。時分割で入射するＲ光、Ｇ光、Ｂ光は、波長選択性旋光子３３にて、Ｂ光のみの偏光方向を入射時の偏光に対して９０°回転されて進行し、平行平板基板の、光の入射面とは反対側の面にワイヤーグリッドの金属線を形成したワイヤーグリッド偏光子１７に入射する。前記Ｂ光は、該ワイヤーグリッド面を透過し、ワイヤーグリッド偏光子１７の平行平板基板と同じ材質で同じ厚みを有する平行平板部材３４を透過して、Ｂ光用に配置された反射型ライトバルブ１８Ｂに入射し、該ライトバルブに入力された像情報に基づいて変調作用を受ける。また、前記Ｇ光とＲ光とは、該ワイヤーグリッド面を反射して、ワイヤーグリッド偏光子１７の平行平板基板を経て、Ｇ光とＲ光用とに配置の反射型ライトバルブ１８ＧＲに入射し、該ライトバルブに入力された像情報に基づいて変調作用を受ける。ここで、ワイヤーグリッド偏光子１７及び平行平板部材３４は入射光の光軸に対して４５°の傾きを有して配置されている。
反射型ライトバルブ１８Ｂを射出したＢ光は、平行平板部材３４を経てワイヤーグリッド偏光子１７のワイヤーグリッドにて変調光が反射光として検光され、反射型ライトバルブ１８ＧＲを射出したＧ光とＲ光は、ワイヤーグリッド偏光子１７の平行平板基板を経てワイヤーグリッドにて変調光が透過光として検光されて、前記Ｂ光の検光光と、前記Ｇ光とＲ光との検光光が色合成される。該Ｂ光とＧ光とＲ光との合成光は平行平板部材３４を経て、Ｂ光のみの偏光方向を９０°回転する波長選択性旋光子３６に入射し、Ｇ光とＲ光とＢ光との偏光方向をそろえて、偏光子３７を経て射出される。
各反射型ライトバルブから波長選択性旋光子３６までの光路において、Ｂ光は平行平板部材３４を２回経由し、Ｇ光とＲ光とはワイヤーグリッド偏光子１７の平行平板基板と、平行平板部材３４とを１度づつ経由している。また、各光路で光軸に対して斜めに配置された平行平板の傾き方向も同じである。従って、ライトバルブで形成された像光はどの色光についても同じ量の収差を有して波長選択性旋光子３６に入射する。
本実施例では、上述のように光路中に斜めに配置された平行平板が与える収差量が全ての色光の光路について同じになるように、かつ各光路での平行平板の傾き方向が同じになるように配置を工夫したので、コマ収差補正用の平行平板部材を、各色光の色合成後の光路に配置して、コマ収差補正を行うことができる。また、ワイヤーグリッド偏光子１７及び平行平板部材３４と、前記コマ収差補正部材により発生した非点収差は、前の実施例同様に、円柱レンズ２１にて非点収差を補正する。従って、投射レンズ２２にて図示しないスクリーン上に、収差を非常に小さい値に抑えた、優れた投射像を投射することができる。尚、前記ワイヤーグリッド偏光子１７と平行平板部材３４とは上記説明では空間を有して配置されているが、前記ワイヤーグリッド偏光子１７と平行平板部材３４とが密着配置されていてもよく、接着剤等によって接着されていてもよい。
上述において、波長選択性旋光子３３はＢ光の偏光方向を９０°回転させる特性を有するものを使用したが、この波長選択性旋光子をＧ光とＲ光の偏光方向を回転する特性を有するものとしてもよい。その際には波長選択性旋光子３６にもＧ光とＲ光の偏光方向を９０°回転させる特性を有するものを使用する。
本実施例においても光源光を４色光に色分離し、波長選択性旋光子をそのうちの２色光の偏光を変える構成とし、本実施例のライトバルブ１８Ｂのところには単色光ではなく、前記の波長選択性旋光子によって偏光を変えて時系列に進行する２色光を時系列にて入射する構成とすれば、本実施例で説明した同様の構成で収差が補正されるとともに、さらに優
れた色光の投射像を投射することができる。
【実施例７】
【００５６】
本発明第７実施例の平面構成図を図７に示す。
光源１３と偏光変換照明装置１２を経た光は時系列色分離光学系３８に入射し、時分割で同じ光路に進行するＲ光、Ｇ光、Ｂ光に色分離される。前記時系列色分離光学系により色分離された光は、Ｂ光透過、Ｇ光とＲ光を反射するダイクロイックミラー３２に入射し透過して進行するＢ光と、反射して進行するＧ光とＲ光に色分離される。前記色分離されたＢ光は平行平板基板の、該Ｂ光の入射側にワイヤーグリッドの金属線を形成したワイヤーグリッド偏光子１７Ｂに入射し、該ワイヤーグリッド面を反射して、Ｂ光用の反射型ライトバルブ１８Ｂに入射する。
【００５７】
前記色分離されたＧ光とＲ光とは、平行平板基板の、該Ｇ光とＲ光との入射側にワイヤーグリッドの金属線を形成したワイヤーグリッド偏光子１７ＧＲに入射し、反射してＧ光用とＲ光用に配置の反射型ライトバルブ１８ＧＲに入射する。
【００５８】
ライトバルブ１８Ｂに入力した像信号に応じた変調作用を受けて反射したＢ光は、ワイヤーグリッド偏光子１７Ｂに再入射し、変調光が透過光として検光されて取りだされる。該Ｂ光の変調光は、前記ワイヤーグリッド偏光子１７Ｂを透過するときに発生するコマ収差を補正するための平行平板補正部材１９Ｂを経て、内部にＢ光反射Ｇ光Ｒ光透過の特性を有するダイクロイック膜を有する断面形状が正方形のダイクロイックプリズム４１に入射する。
【００５９】
ライトバルブ１７ＧＲに入射するＧ光とＲ光はそれぞれの入射時にライトバルブ１７ＧＲに入力された像信号によって変調作用を受けて反射射出し、ワイヤーグリッド偏光子１７ＧＲに再入射し、変調光が透過光として検光されて取りだされ、前記ワイヤーグリッド偏光子１７ＧＲを透過するときに発生するコマ収差を補正するための平行平板補正部材１９ＧＲを経てダイクロイックプリズム４１に入射する。前記Ｂ光と前記Ｇ光、Ｒ光とは前記ダイクロイック膜で色合成され、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光を同軸にて射出する。各色の光路に配置された前記ワイヤーグリッド偏光子とコマ収差補正用の平行平板補正部材によって発生する非点収差は円柱レンズ２１によって補正され、投射レンズ２２にて収差の無い優れた投射像を投射することができる。
本実施例においても、円柱レンズ２１を投射レンズの絞り位置に配置すれば、円柱レンズを小さく形成することができる。
【００６０】
また、本実施例における前記ダイクロイックプリズム４１のダイクロイック膜はＢ光を反射し、Ｇ光とＲ光を透過する特性であったが、光学特性としてＢ光を透過、Ｇ光とＲ光を反射するダイクロイック膜を使用しても同様の投射型表示装置が提供できる。
さらに、本実施例においても時系列色分離光学系３８によって光源光を４色光に色分離して、２つのライトバルブにそれぞれ２色光を時系列にて入射する構成としてもよく、この場合には更に色再現性の優れた投射像を投射する投射型表示装置が提供できることはいうまでもない。
【００６１】
図８に本実施例の他の形態の投射型表示装置の平面構成図を示す。コマ収差補正用の平行平板部材の配置以外は図７の投射型表示装置と同様の構成を有している。図７では、Ｂ光の光路及びＧ光とＲ光との光路のそれぞれに収差補正部材１９Ｂ、１９ＧＲを配置したが、図８ではダイクロイックプリズム４１で色合成されたＲ光とＧ光とＢ光との合成光の光路に収差補正部材１９を配置している。ここで、Ｒ光とＧ光の光路についてはワイヤーグリッド偏光子１７ＲＧの傾き方向と、コマ収差補正用の平行平板部材１９の傾き方向とが逆に配置されているが、Ｂ光の光路についてはワイヤーグリッド偏光子１７Ｂの傾き方
向とコマ収差補正法の平行平板部材１９の傾き方向が光路に対して同じ方向に傾いている。しかしながら、Ｂ光用ライトバルブ１８Ｂで形成された像は、ダイクロイックプリズムのダイクロイック膜で反転してその鏡像が、ライトバルブ１８ＲＧで形成された像と色合成するので、Ｂ光に関してのみ、収差の挙動が左右逆転することになるため、Ｂ光については平行平板部材１９の傾き方向が光路に対して同じ方向に傾いてもコマ収差を補正することが可能となる。
【００６２】
このように、本実施例の別の形態は、色合成後にコマ収差補正を一度に行うことができ、ワイヤーグリッド偏光子により発生する収差が補正された投射型表示装置を小型に構成することが可能になる。本実施形態において、２つのワイヤーグリッド偏光子の平行平板基板の厚みが全く同じでない場合であっても、平行平板補正部材１９と円柱レンズ２１を、人間の眼に対して最も視感度の高い色光であるＧ光に対して最適になるように設計することによって良像を得ることができる。
【実施例８】
【００６３】
本発明第８実施例の平面構成図を図９に示す。光源１１と偏光変換照明装置１２を経た光は時系列色分離光学系３８にて時分割で進行するＲ光、Ｇ光、Ｂ光に色分離され、偏向ミラー３９にて進行方向を変えて、ワイヤーグリッドの金属線を平行平板基板の光の入射側に形成したワイヤーグリッド偏光子１７に入射し、該ワイヤーグリッド面を反射して、反射型ライトバルブ１８に入射し、該ライトバルブに入力された各色光の像信号に応じて変調されて反射射出する。該変調作用を受けた各色光は、ワイヤーグリッド偏光子１７に入射して、各色の変調光が透過光として検光されて取りだされ、このワイヤーグリッド偏光子の平行平板基板を透過することによって発生するコマ収差を補正する平行平板補正部材１９と、前記ワイヤーグリッド偏光子１７の平行平板基板と平行平板補正部材１９により発生した非点収差を補正する円柱レンズ２１とを経て、投射レンズ２２に入射する。そして該投影レンズによって図示しないスクリーン上に収差を非常に小さく抑えた、優れた投射像を投射することが可能となる。
【００６４】
本発明における特徴は、使用するライトバルブは１個ですむことである。
本実施形態でも、さらに、今までの実施例と同様に円柱レンズ２１を投射レンズ２２の絞り位置に配置してもよいし、時系列色分離光学系による色分離を３色より多い例えば４色光に色分離して、その色分離光を時系列に１つのライトバルブに入射する構成としても同様の効果を奏し、色再現性のよい、優れた色光の投射像を投射する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】
【００６５】
【図１】第１実施例の投射型表示装置の平面構成図。
【図２】第２実施例の投射型表示装置の平面構成図。
【図３】第３実施例の投射型表示装置の平面構成図。
【図４】第４実施例の投射型表示装置の平面構成図。
【図５】第５実施例の投射型表示装置の平面構成図。
【図６】第６実施例の投射型表示装置の平面構成図。
【図７】第７実施例の投射型表示装置の平面構成図。
【図８】第７実施例の他の形態の投射型表示装置の平面構成図。
【図９】第８実施例の投射型表示装置の平面構成図。
【符号の説明】
【００６６】
１１  光源
１２  偏光変換照明装置
１３  クロスダイクロイックミラー
１４、１５、２５、２６、２７、３９  偏向ミラー
１６、２８、２９、３２  ダイクロイックミラー
１７、１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ  ワイヤーグリッド偏光子
１８、１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂ、１８ＧＲ  反射型ライトバルブ
１９、１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂ、１９ＧＲ  コマ収差補正平行板部材
２０  クロスダイクロイックプリズム
２１  非点収差補正円柱レンズ
２２  投射レンズ
２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ  偏光子
２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ  透過型ライトバルブ
３１  ダイクロイックプリズム
３３、３６  波長選択性旋光子
３４、３５  平行平板部材
３７  偏光子
３８  時系列色分離光学系                                                        
【図１】
2007316093.tif 000003
【図２】
2007316093.tif 000004
【図３】
2007316093.tif 000005
【図４】
2007316093.tif 000006
【図５】
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【図６】
2007316093.tif 000008
【図７】
2007316093.tif 000009
【図８】
2007316093.tif 000010
【図９】
2007316093.tif 000011