(57)【要約】      （修正有）【課題】投射型表示装置の画素の狭ピッチ化に伴う解像度の低下を防止する。【解決手段】投射型表示装置１は、少なくとも１つ以上の反射型表示素子３０Ｂ，３０Ｇ，３０Ｒと、反射型表示素子３０Ｒからの光を反射する偏光分離素子１２と、偏光分離素子１２にて反射された光を投射する投射光学系４０と、を備え、偏光分離素子３０Ｒは、一対の透明基材の間に配置された誘電体多層膜を含み、誘電体多層膜の全体膜厚は、反射型表示素子３０Ｒの画素ピッチよりも大きく、誘電体多層膜のうち、所定の波長領域の光を反射する領域の膜厚は、前記画素ピッチの√２／２倍以下である。【選択図】図１
2017173424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つ以上の反射型表示素子と、
前記反射型表示素子からの光を反射する偏光分離素子と、
前記偏光分離素子にて反射された光を投射する投射光学系と、
を備え、
前記偏光分離素子は、一対の透明基材の間に配置された誘電体多層膜を含み、
前記誘電体多層膜の全体膜厚は、前記反射型表示素子の画素ピッチよりも大きく、
前記誘電体多層膜のうち、所定の波長領域の光を反射する領域の膜厚は、前記画素ピッチの√２／２倍以下である、投射型表示装置。
【請求項２】
前記偏光分離素子は、緑色用の反射型表示素子からの緑色光のうち、Ｓ偏光を反射して前記投射光学系に導き、
前記偏光分離素子は、前記緑色光が入射する面と対向する面から前記誘電体多層膜に入射する赤色光および青色光のうち、Ｓ偏光を反射して前記投射光学系の外へ導き、Ｐ偏光を透過させて前記投射光学系に導く、請求項１に記載の投射型表示装置。
【請求項３】
前記誘電体多層膜では、緑色光を反射する領域、青色光を反射する領域、および赤色光を反射する領域が任意の順で積層されており、
前記緑色光を反射する領域の膜厚は、前記画素ピッチの√２／２倍以下である、請求項２に記載の投射型表示装置。
【請求項４】
前記偏光分離素子は、赤色用の反射型表示素子からの赤色光のうち、Ｓ偏光を反射して前記投射光学系に導き、
前記偏光分離素子は、前記赤色光が入射する面と対向する面から前記誘電体多層膜に入射する青色光のうち、Ｓ偏光を反射して青色用の反射型表示素子に導き、前記青色用の反射型表示素子からのＰ偏光を透過させて前記投射光学系に導く、請求項１に記載の投射型表示装置。
【請求項５】
前記誘電体多層膜では、赤色光を反射する領域、および青色光を反射する領域が任意の順で積層されており、
前記赤色光を反射する領域の膜厚は、前記画素ピッチの√２／２倍以下である、請求項４に記載の投射型表示装置。
【請求項６】
前記投射型表示装置は、複数の前記偏光分離素子を備え、
前記偏光分離素子の各々は、前記誘電体多層膜のうち前記画素ピッチの√２／２倍以下の膜厚の領域で、前記反射型表示素子の各々からの光を反射する、請求項１に記載の投射型表示装置。
【請求項７】
前記画素ピッチは、４μｍ以下である、請求項１に記載の投射型表示装置。
【請求項８】
前記誘電体多層膜は、屈折率が異なる複数の誘電体を交互に積層した多層膜である、請求項１に記載の投射型表示装置。
【請求項９】
前記透明基材は、三角柱状のガラスプリズムである、請求項１に記載の投射型表示装置。
【請求項１０】
少なくとも１つ以上の反射型表示素子と、
前記反射型表示素子からの光を反射する偏光分離素子と、
前記偏光分離素子にて反射された光を投射する投射光学系と、
を備え、
前記偏光分離素子は、一対の透明基材の間に配置された誘電体多層膜を含み、
前記誘電体多層膜の全体膜厚は、前記反射型表示素子の画素ピッチｐよりも大きく、
前記誘電体多層膜のうち、所定の波長領域の光を反射する領域は、Ｎ層の多層膜で構成され、
前記所定の波長領域の光の入射面から数えてｉ番目の多層膜における前記所定の波長領域の光の屈折角をθｉ、ｉ番目の多層膜の膜厚をｔｉとすると、前記誘電体多層膜は、以下の式１を満たす、投射型表示装置。
【数１】
2017173424.tif 000009
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、投射型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置として、光源から射出された光を反射型の表示素子にて変調し、変調後の光を投射光学系にて投射面上に拡大投射する投射型表示装置（いわゆる、プロジェクタ）が知られている。
【０００３】
このような投射型表示装置の光学系には、光の偏光方向によって入射する光の透過または反射を制御する偏光分離素子（偏光ビームスプリッタともいう）が用いられている。投射型表示装置は、波長にて光を分離するダイクロイックフィルタを用いたり、光の偏光方向を制御したりすることによって、光源の光を各色に分離し、反射型表示素子にて各色の画像を生成した後、拡大投射用の画像を合成している。
【０００４】
例えば、以下の特許文献１には、特定の波長領域の光の偏光方向を選択的に回転させる位相差板を用いて、投射レンズ等で反射されて戻ってくる光を遮蔽することによって、投射される画像のコントラストを向上させる投射型表示装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１５４３８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１などに開示される投射型表示装置では、反射型表示素子の高解像度化が進むに従い、画像が二重または三重に分かれて投射されたり、投射される画像がぼやけたりする現象が生じていた。このような場合、投射型表示装置にて投射される画像の解像度が低下してしまう。
【０００７】
そこで、本開示では、投射される画像の解像度の低下を防止することが可能な、新規かつ改良された投射型表示装置を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示によれば、少なくとも１つ以上の反射型表示素子と、前記反射型表示素子からの光を反射する偏光分離素子と、前記偏光分離素子にて反射された光を投射する投射光学系と、を備え、前記偏光分離素子は、一対の透明基材の間に配置された誘電体多層膜を含み、前記誘電体多層膜の全体膜厚は、前記反射型表示素子の画素ピッチよりも大きく、前記誘電体多層膜のうち、所定の波長領域の光を反射する領域の膜厚は、前記画素ピッチの√２／２倍以下である、投射型表示装置が提供される。
【０００９】
また、本開示によれば、少なくとも１つ以上の反射型表示素子と、前記反射型表示素子からの光を反射する偏光分離素子と、前記偏光分離素子にて反射された光を投射する投射光学系と、を備え、前記偏光分離素子は、一対の透明基材の間に配置された誘電体多層膜を含み、前記誘電体多層膜の全体膜厚は、前記反射型表示素子の画素ピッチｐよりも大きく、前記誘電体多層膜のうち、所定の波長領域の光を反射する領域は、Ｎ層の多層膜で構成され、前記所定の波長領域の光の入射面から数えてｉ番目の多層膜における前記所定の波長領域の光の屈折角をθｉ、ｉ番目の多層膜の膜厚をｔｉとすると、前記誘電体多層膜は、以下の式１を満たす、投射型表示装置が提供される。
【数１】
2017173424.tif 000003
【００１０】
本開示によれば、反射型表示素子にて反射された後、偏光分離素子に入射した光が、偏光分離素子の誘電体多層膜にて２つ以上に分かれて反射されることを防止することができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように本開示によれば、投射型表示装置にて投射される画像の解像度の低下を防止することが可能である。
【００１２】
なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本開示の第１の実施形態に係る投射型表示装置の光学系を示す模式図である。
【図２】第１の偏光分離素子にて解像度が低下する理由を説明する説明図である。
【図３】同実施形態に係る投射型表示装置に用いられる第１の偏光分離素子を説明する模式図である。
【図４】同実施形態の緑色光反射領域における緑色光の光路をより詳細に検討した説明図である。
【図５Ａ】同実施形態による解像度の向上を示す画像である。
【図５Ｂ】第１の偏光分離素子による解像度の低下を示す画像である。
【図６】第２の偏光分離素子にて解像度が低下する理由を説明する説明図である。
【図７】第２の実施形態に係る投射型表示装置に用いられる第２の偏光分離素子を説明する模式図である。
【図８】同実施形態の赤色光反射領域における赤色光の光路をより詳細に検討した説明図である。
【図９Ａ】同実施形態による解像度の向上を示す画像である。
【図９Ｂ】第２の偏光分離素子による解像度の低下を示す画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１５】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．第１の実施形態
１．１．投射型表示装置の構成
１．２．偏光分離素子の構成
２．第２の実施形態
２．１．偏光分離素子の構成
３．まとめ
【００１６】
＜１．第１の実施形態＞
［１．１．投射型表示装置の構成］
まず、図１を参照して、本開示の第１の実施形態に係る投射型表示装置１の概要について説明する。図１は、本実施形態に係る投射型表示装置の光学系を示す模式図である。
【００１７】
なお、以下において、青色光２Ｂとは、青色波長領域に属する光であり、例えば、４３０ｎｍ〜５００ｎｍの波長を有する光を表し、黄色光２Ｙとは、黄色波長領域を主とする光であり、例えば、５００ｎｍ〜６６０ｎｍの波長を有する光を表す。また、赤色光２Ｒとは、赤色波長領域に属する光であり、例えば、５８０ｎｍ〜６６０ｎｍの波長を有する光を表し、緑色光２Ｇとは、緑色波長領域に属する光であり、例えば、５００ｎｍ〜５８０ｎｍの波長を有する光を表す。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態に係る投射型表示装置１では、まず、光源２０から青色光２Ｂおよび黄色光２Ｙが射出される。
【００１９】
青色光２Ｂは、波長選択性位相差板２１を透過した後、反射型偏光板２２にて反射され、波長選択性位相差板２４、および第２の偏光分離素子１２に導かれる。続いて、青色光２Ｂは、第２の偏光分離素子１２にて反射されて、補償板３１Ｂおよび青色用反射型表示素子３０Ｂに入射することで、青色画像用に変調される。その後、変調された青色光２Ｂは、第２の偏光分離素子１２、および波長選択性位相差板２６を透過し、第１の偏光分離素子１１に導かれる。
【００２０】
一方、黄色光２Ｙは、波長選択性位相差板２１を透過した後、反射型偏光板２２に入射し、光の偏光方向によって、緑色光２Ｇおよび赤色光２Ｒに分離される。具体的には、黄色光２Ｙのうち、緑色光２Ｇは、反射型偏光板２２を透過し、赤色光２Ｒは、反射型偏光板２２にて反射される。
【００２１】
反射型偏光板２２にて反射された赤色光２Ｒは、波長選択性位相差板２４を透過した後、第２の偏光分離素子１２を透過し、補償板３１Ｒおよび赤色用反射型表示素子３０Ｒに入射することで、赤色画像用に変調される。その後、変調された赤色光２Ｒは、第２の偏光分離素子１２にて反射された後、波長選択性位相差板２６を透過し、第１の偏光分離素子１１に導かれる。
【００２２】
反射型偏光板２２を透過した緑色光２Ｇは、位相差板２３を透過した後、第３の偏光分離素子１３にて反射され、補償板３１Ｇおよび緑色用反射型表示素子３０Ｇに入射することで、緑色画像用に変調される。その後、変調された緑色光２Ｇは、第３の偏光分離素子１３および位相差板２５を透過し、第１の偏光分離素子１１に導かれる。
【００２３】
第１の偏光分離素子１１では、青色光２Ｂおよび赤色光２Ｒを透過させ、緑色光２Ｇを反射することで、青色光２Ｂ、赤色光２Ｒおよび緑色光２Ｇを合成し、投射用画像を生成する。生成された投射用画像は、投射光学系４０から投射面に拡大投射される。
【００２４】
続いて、本実施形態に係る投射型表示装置の各構成について説明する。なお、Ｐ偏光とは、図１において紙面と平行な面に電場の振動方向を有する偏光を表し、Ｓ偏光とは、図１において紙面と垂直な面に電場の振動方向を有する偏光を表す。
【００２５】
光源２０は、略平行、かつＳ偏光である青色光２Ｂおよび黄色光２Ｙを発する光源である。例えば、光源２０は、無偏光な光を発するハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプ、または水銀ランプなどであってもよい。このような場合、光源２０を発した無偏光な光をリフレクタ等で反射させ、かつ偏光変換素子およびカラーフィルタを透過させることで、光源２０が発した光を略平行、かつＳ偏光である青色光２Ｂおよび黄色光２Ｙに変換することができる。また、光源２０は、青色光２Ｂおよび黄色光２Ｙを発する半導体レーザ光源などであってもよい。半導体レーザ光源は、所定の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）の略平行光を発することができるため、半導体レーザ光源を用いる場合、リフレクタ、偏光変換素子、およびカラーフィルタ等を省略することができる。
【００２６】
波長選択性位相差板２１は、特定の波長の光の偏光方向を９０度回転させる。具体的には、波長選択性位相差板２１は、緑色波長領域の光の偏光方向を９０度回転させることで、黄色光２Ｙに含まれる緑色光２ＧをＳ偏光からＰ偏光に変換する。
【００２７】
反射型偏光板２２は、Ｓ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過させる偏光板である。具体的には、反射型偏光板２２は、Ｓ偏光の青色光２Ｂおよび赤色光２Ｒを反射し、Ｐ偏光の緑色光２Ｇを透過させる。これにより、反射型偏光板２２に入射した黄色光２Ｙは、反射型偏光板２２にて反射される赤色光２Ｒと、反射型偏光板２２を透過する緑色光２Ｇとに分離される。なお、反射型偏光板２２は、例えば、アルミニウムなどの自由電子を有する金属を格子状に配置したガラス基板などで構成することができる。
【００２８】
波長選択性位相差板２４は、特定の波長の光の偏光方向を９０度回転させる。具体的には、波長選択性位相差板２４は、赤色波長領域の光の偏光方向を９０度回転させることで、赤色光２ＲをＳ偏光からＰ偏光に変換する。
【００２９】
第２の偏光分離素子１２は、誘電体多層膜を一対の透明基材で挟持した光学素子であり、Ｓ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過させる。具体的には、第２の偏光分離素子１２は、青色用反射型表示素子３０Ｂに入射する前のＳ偏光の青色光２Ｂを反射し、赤色用反射型表示素子３０Ｒに入射する前のＰ偏光の赤色光２Ｒを透過させる。これにより、第２の偏光分離素子１２に入射した青色光２Ｂは、青色用反射型表示素子３０Ｂに導かれ、赤色光２Ｒは、赤色用反射型表示素子３０Ｒに導かれる。
【００３０】
また、第２の偏光分離素子１２は、青色用反射型表示素子３０Ｂに入射した後のＰ偏光の青色光２Ｂを透過させ、赤色用反射型表示素子３０Ｒに入射した後のＳ偏光の赤色光２Ｒを反射する。これにより、第２の偏光分離素子１２は、青色光２ＢのうちＰ偏光と、赤色光２ＲのうちＳ偏光とを第１の偏光分離素子１１に導くことができる。後述するように、青色用反射型表示素子３０Ｂおよび赤色用反射型表示素子３０Ｒから第２の偏光分離素子１２に入射する光は、明表示状態の青色光２ＢがＰ偏光に変換され、明表示状態の赤色光２ＲがＳ偏光に変換されている。したがって、第２の偏光分離素子１２は、明表示状態の青色光２Ｂおよび赤色光２Ｒを第１の偏光分離素子１１に導くことができる。
【００３１】
補償板３１Ｂ、３１Ｒは、斜入射した青色光２Ｂまたは赤色光２Ｒの偏光方向を補正する位相差板である。補償板３１Ｂ、３１Ｒは、例えば、１／４波長板であってもよい。
【００３２】
青色用反射型表示素子３０Ｂは、例えば、反射型液晶パネルであり、入力された画像情報に基づいて、青色光２Ｂを青色画像用に変調させる。具体的には、青色用反射型表示素子３０Ｂは、暗表示状態（すなわち、投射面に光が投射されない状態）では、入射した青色光２Ｂの偏光を回転させず、明表示状態（すなわち、投射面に光が投射される状態）では、入射した青色光２Ｂの偏光を９０度回転させる。これにより、青色用反射型表示素子３０Ｂにて反射した青色光２Ｂは、明表示状態がＰ偏光となり、暗表示状態がＳ偏光となるため、明表示状態の青色光２Ｂのみが第２の偏光分離素子１２を透過し、第１の偏光分離素子１１に導かれることになる。
【００３３】
赤色用反射型表示素子３０Ｒは、例えば、反射型液晶パネルであり、入力された画像情報に基づいて、赤色光２Ｒを赤色画像用に変調させる。具体的には、赤色用反射型表示素子３０Ｒは、暗表示状態では、入射した赤色光２Ｒの偏光を回転させず、明表示状態では、入射した赤色光２Ｒの偏光を９０度回転させる。これにより、赤色用反射型表示素子３０Ｒにて反射した赤色光２Ｒは、明表示状態がＳ偏光となり、暗表示状態がＰ偏光となるため、明表示状態の赤色光２Ｒのみが第２の偏光分離素子１２にて反射され、第１の偏光分離素子１１に導かれることになる。
【００３４】
波長選択性位相差板２６は、特定の波長の光の偏光方向を９０度回転させる。具体的には、波長選択性位相差板２６は、赤色波長領域の光の偏光方向を９０度回転させることで、赤色光２ＲをＳ偏光からＰ偏光に変換する。
【００３５】
位相差板２３は、入射した光の偏光方向を９０度回転させる。具体的には、位相差板２３は、１／２波長板であり、入射した光の偏光方向を９０度回転させることで、緑色光２ＧをＰ偏光からＳ偏光に変換する。
【００３６】
第３の偏光分離素子１３は、誘電体多層膜を一対の透明基材で挟持した光学素子であり、Ｓ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過させる。具体的には、第３の偏光分離素子１３は、緑色用反射型表示素子３０Ｇに入射する前のＳ偏光の緑色光２Ｇを反射し、緑色用反射型表示素子３０Ｇに入射した後のＰ偏光の緑色光２Ｇを透過させる。これにより、第３の偏光分離素子１３は、入射した緑色光２Ｇを緑色用反射型表示素子３０Ｇに導き、緑色用反射型表示素子３０Ｇから入射した緑色光２ＧのうちのＰ偏光を第１の偏光分離素子１１に導くことができる。後述するように、緑色用反射型表示素子３０Ｇから第３の偏光分離素子１３に入射する光は、明表示状態の緑色光２ＧがＰ偏光に変換されている。したがって、第３の偏光分離素子１３は、明表示状態の緑色光２Ｇを第１の偏光分離素子１１に導くことができる。
【００３７】
補償板３１Ｇは、斜入射した緑色光２Ｇの偏光方向を補正する位相差板である。補償板３１Ｇは、例えば、１／４波長板であってもよい。
【００３８】
緑色用反射型表示素子３０Ｇは、例えば、反射型液晶パネルであり、入力された画像情報に基づいて、緑色光２Ｇを緑色画像用に変調させる。具体的には、緑色用反射型表示素子３０Ｇは、暗表示状態では、入射した緑色光２Ｇの偏光を回転させず、明表示状態では、入射した緑色光２Ｇの偏光を９０度回転させる。これにより、緑色用反射型表示素子３０Ｇにて反射した緑色光２Ｇは、明表示状態がＰ偏光となり、暗表示状態がＳ偏光となるため、明表示状態の緑色光２Ｇのみが第３の偏光分離素子１３を透過し、第１の偏光分離素子１１に導かれることになる。
【００３９】
位相差板２５は、入射した光の偏光方向を９０度回転させる。具体的には、位相差板２５は、１／２波長板であり、入射した光の偏光方向を９０度回転させることで、緑色光２ＧをＰ偏光からＳ偏光に変換する。
【００４０】
第１の偏光分離素子１１は、誘電体多層膜を一対の透明基材で挟持した光学素子であり、Ｓ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過させる。具体的には、第１の偏光分離素子１１は、Ｓ偏光の緑色光２Ｇを反射し、Ｐ偏光の青色光２Ｂおよび赤色光２Ｒを透過させる。これにより、第１の偏光分離素子１１に入射した青色光２Ｂ、赤色光２Ｒおよび緑色光２Ｇは、投射用画像に合成され、投射光学系４０に導かれる。
【００４１】
本実施形態に係る投射型表示装置１では、第１の偏光分離素子１１が備える誘電体多層膜のＳ偏光の反射特性を制御することにより、投射型表示装置１の解像度の低下を防止することができる。本実施形態に係る投射型表示装置１で用いられる第１の偏光分離素子１１の具体的な構成については、後述する。
【００４２】
波長選択性位相差板２７は、特定の波長の光の偏光方向を９０度回転させる。具体的には、波長選択性位相差板２７は、緑色波長領域の光の偏光方向を９０度回転させることで、緑色光２ＧをＳ偏光からＰ偏光に変換する。これにより、投射光学系４０に入射する青色光２Ｂ、赤色光２Ｒおよび緑色光２Ｇの偏光方向がすべてＰ偏光に揃うこととなる。
【００４３】
投射光学系４０は、投射レンズを含み、入射した青色光２Ｂ、赤色光２Ｒおよび緑色光２Ｇからなる投射用画像を投射する。投射光学系４０によれば、本実施形態に係る投射型表示装置は、青色用反射型表示素子３０Ｂ、赤色用反射型表示素子３０Ｒ、および緑色用反射型表示素子３０Ｇに入力した画像を投射面上に拡大投射することができる。
【００４４】
［１．２．偏光分離素子の構成］
続いて、図２〜図５Ｂを参照して、本実施形態に係る投射型表示装置１にて用いられる第１の偏光分離素子１１の構成について説明する。
【００４５】
まず、図２を参照して、本実施形態の背景について説明する。図２は、第１の偏光分離素子にて解像度が低下する理由を説明する説明図である。
【００４６】
本発明者らは、投射型表示装置の解像度を向上させるために、鋭意開発を進めたところ、反射型表示素子の画素ピッチを極めて狭くした（例えば、４μｍ以下）場合、投射面に表示される画像の解像度が低下することを見出した。
【００４７】
具体的には、図５Ｂに示すように、本発明者らは、投射型表示装置にて、投射面にクロスハッチ画像を表示させたところ、一部の線が二重に表示されてしまうことを見出した。このような場合、二重に表示された画素の像が隣接する画素の像に影響してしまうため、投射型表示装置の解像度が低下してしまう。
【００４８】
本発明者らは、さらに検討を重ねたところ、上記の解像度の低下は、偏光分離素子に入射したＳ偏光の反射位置が複数に分かれてしまうためであることを見出した。この知見について、図２を参照して、偏光分離素子の構成を説明しつつ、より具体的に説明する。
【００４９】
図２に示すように、第１の偏光分離素子１１００は、一対の透明基材１１１０、１１２０と、一対の透明基材１１１０、１１２０に挟持された誘電体多層膜１１３０、接着層１１４０、および反射防止層１１５０と、を含む。
【００５０】
透明基材１１１０、１１２０は、入射光を透過させることができる透明なガラス材料または樹脂材料を用いて、略三角柱形状のプリズム構造にて構成される。
【００５１】
誘電体多層膜１１３０は、互いに屈折率が異なる誘電体材料を、屈折率が高い誘電体材料と、屈折率が低い誘電体材料とが交互になるように複数積層させた構造を有する。このような積層構造により、誘電体多層膜１１３０は、屈折率が異なる誘電体同士の界面で光を反射することができる。さらに、入射光の入射角がブリュースター角付近である場合、Ｐ偏光の反射率が０となるため、誘電体多層膜１１３０は、Ｐ偏光を透過しつつ、Ｓ偏光を反射することができるようになる。
【００５２】
また、誘電体多層膜１１３０は、積層された各層の界面で反射される光の位相が互いに揃うように、各層の膜厚が設計される。各層の界面で反射される光の位相が揃うことにより、各層の界面で反射される光が互いに強め合うため、誘電体多層膜１１３０は、Ｓ偏光の反射率を向上させることができる。
【００５３】
接着層１１４０は、誘電体多層膜１１３０が形成された透明基材１１２０と、反射防止層１１５０が形成された透明基材１１１０とを接着する。具体的には、接着層１１４０は、紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂等で構成することができる。
【００５４】
反射防止層１１５０は、透明基材１１１０側から入射した光が透明基材１１１０と接着層１１４０との界面で反射されることを防止する。反射防止層１１５０は、一般的な反射防止能を有するものであれば、どのようなものも使用可能である。
【００５５】
第１の偏光分離素子１１００では、透明基材１１１０側から入射した光についても、誘電体多層膜１１３０にてＳ偏光が反射され、Ｐ偏光が透過される必要がある。ただし、接着層１１４０が存在するため、透明基材１１１０側から入射した光は、接着層１１４０の屈折率によっては、透明基材１１１０と接着層１１４０との界面で反射されてしまう可能性がある。そこで、反射防止層１１５０を設けることで、透明基材１１１０側から入射した光が反射されることを防止する。
【００５６】
本発明者らは、上記構造を有する第１の偏光分離素子１１００に入射する緑色光２Ｇの光路について鋭意検討した。その結果、本発明者らは、反射型表示素子の画素ピッチよりも第１の偏光分離素子１１００の誘電体多層膜１１３０の膜厚が大きくなった場合、誘電体多層膜１１３０にて緑色光２ＧのＳ偏光が反射される位置が複数に分かれてしまうことを知見した。具体的には、第１の偏光分離素子１１００に入射する緑色光２ＧのＳ偏光が反射される位置が誘電体多層膜１１３０と透明基材１１２０との界面付近、および誘電体多層膜１１３０の内部の複数箇所に分かれてしまうことを知見した。誘電体多層膜１１３０は、入射光の波長および入射角によって反射特性が変化する。したがって、投射型表示装置の特性を向上させるために入射角の角度分布を大きくした場合、一部波長の入射光が誘電体多層膜１１３０の表面以外でも反射してしまうと考えられる。
【００５７】
入射光の反射位置が分かれた場合、第１の偏光分離素子１１００に入射した緑色光２ＧのＳ偏光は、２つの反射光２Ｇｒ、２ｇｒに分かれて、第１の偏光分離素子１１００から出射される。これにより、反射型表示素子にて画像用に変調された後、投射光学系４０に導かれる緑色光２Ｇが２つの反射光２Ｇｒ、２ｇｒに分かれてしまうため、投射面５０にて画素がぼけたり、または画素が二重になったりしてしまう。
【００５８】
そこで、本発明者らは、上記の解像度の低下を防止すべく、鋭意検討した結果、本開示に係る技術を想到するに至った。本開示に係る技術は、特に、反射型表示素子の画素ピッチが４μｍ以下となる高解像度の投射型表示装置において、解像度の低下を防止するものである。
【００５９】
以下では、図３を参照して、上記知見に基づく本実施形態に係る投射型表示装置に用いられる第１の偏光分離素子１１について説明する。図３は、本実施形態に係る投射型表示装置に用いられる第１の偏光分離素子１１を説明する模式図である。
【００６０】
図３に示すように、第１の偏光分離素子１１は、一対の透明基材１１１、１１２と、一対の透明基材１１１、１１２に挟持された誘電体多層膜１１３、接着層１１４、および反射防止層１１５とを備える。また、誘電体多層膜１１３は、例えば、緑色光反射領域１１３Ｇ、青色光反射領域１１３Ｂ、および赤色光反射領域１１３Ｒにて構成される。
【００６１】
透明基材１１１、１１２は、略三角柱形状のプリズム構造であり、入射光を透過させることができる透明なガラス材料または樹脂材料にて形成される。具体的には、透明基材１１１、１１２は、可視光領域の波長の光に対する透過性が高く、かつ光弾性定数が小さいガラス材料で形成させることが好ましい。例えば、透明基材１１１、１１２は、オハラ社製の光学ガラスＰＢＨ５６で形成されることが好ましい。
【００６２】
接着層１１４は、誘電体多層膜１１３が形成された透明基材１１２と、反射防止層１１５が形成された透明基材１１１とを接着する接着剤層である。具体的には、接着層１１４０は、紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂等を含む接着剤にて形成することができる。例えば、接着層１１４は、紫外線硬化型のアクリレート系樹脂もしくはエポキシ系樹脂、または熱硬化型のエポキシ系樹脂もしくはイソシアネート系樹脂などで形成されてもよい。
【００６３】
反射防止層１１５は、透明基材１１１側から入射した光が透明基材１１１と接着層１１４と界面で反射されることを防止する。反射防止層１１５は、反射防止能を有する層であればどのような構成であってもよい。例えば、反射防止層１１５は、一般的な反射防止能を有する誘電体多層膜であってもよい。
【００６４】
誘電体多層膜１１３は、互いに屈折率が異なる誘電体材料を交互に積層した多層膜である。具体的には、誘電体多層膜１１３は、屈折率が高い誘電体材料と、屈折率が低い誘電体材料とが交互になるように積層されることにより、反射膜として機能することができる。また、入射光の入射角がブリュースター角付近である場合、Ｐ偏光の反射率は０となるため、誘電体多層膜１１３は、Ｐ偏光を透過させ、Ｓ偏光を反射する偏光分離の機能を果たすことができる。
【００６５】
誘電体多層膜１１３は、例えば、酸化チタン、または酸化タンタルなどの高屈折率の誘電体材料、および酸化ケイ素などの低屈折率の誘電体材料を用いて形成することができる。また、屈折率が上記材料の中間である酸化アルミニウム、またはメルク社製Ｍ２などの誘電体材料を用いることもできる。
【００６６】
本実施形態に係る投射型表示装置１では、高解像度化のため、反射型表示素子の画素ピッチが小さくなっており、かつ第１の偏光分離素子１１の偏光分離特性を向上させるために、誘電体多層膜１１３の膜厚が大きくなっている。そのため、誘電体多層膜１１３は、全体の膜厚が反射型表示素子の画素ピッチよりも大きくなるように形成される。
【００６７】
また、誘電体多層膜１１３は、機能ごとに複数の領域に分かれて構成される。具体的には、誘電体多層膜１１３は、緑色光２Ｇを反射する緑色光反射領域と、緑色光２Ｇ以外の可視光（例えば、赤色光２Ｒおよび青色光２Ｂ）を反射する領域とが積層された構造を有する。例えば、誘電体多層膜１１３は、図３に示すように、透明基材１１２側から緑色光反射領域１１３Ｇ、青色光反射領域１１３Ｂ、および赤色光反射領域１１３Ｒを順に積層した構造であってもよい。
【００６８】
なお、誘電体多層膜１１３は、緑色光２Ｇを反射する緑色光反射領域と、赤色光２Ｒおよび青色光２Ｂを反射する青赤色光反射領域とが積層された構造であってもよい。また、誘電体多層膜１１３は、緑色光２Ｇを反射する緑色光反射領域と、赤色光２Ｒを反射する赤色光反射領域とが積層された構造を有し、緑色光反射領域が青色光１Ｂを反射する機能を備えていてもよい。誘電体多層膜１１３における各色光を反射する領域の積層順序は、特に限定されないが、緑色光２Ｇを反射する緑色光反射領域１１３Ｇは、誘電体多層膜１１３の内部での散乱を避けるために、緑色光２Ｇが入射する透明基材１１２側の表面に設けられることが好ましい。
【００６９】
緑色光反射領域１１３Ｇは、透明基材１１２側から入射した緑色光２ＧのＳ偏光を反射する。具体的には、緑色光反射領域１１３Ｇは、緑色用反射型表示素子３０Ｇの画素ピッチの√２／２倍以下の膜厚を有し、緑色光２ＧのＳ偏光を反射する。このような場合、第１の偏光分離素子１１は、入射した緑色光２ＧのＳ偏光を狭い膜厚範囲で反射することができるため、反射光が複数に分かれてしまうことを防止することができる。
【００７０】
緑色光２Ｇは、緑色光反射領域１１３Ｇに対して、例えば、４５度を中心とする入射角で入射するため、緑色光２ＧのＳ偏光は、入射方向の距離に換算して、おおよそ画素ピッチ以下で反射される。これによれば、緑色光反射領域１１３Ｇは、投射用画像での緑色光２Ｇの一画素の拡がりを画素ピッチ以下に小さくすることができる。反射された緑色光２Ｇの一画素の拡がりが画素ピッチ以下である場合、隣接する画素への漏れ込みがなくなるため、第１の偏光分離素子１１は、解像度の低下を防止することができる。
【００７１】
ここで、緑色光反射領域１１３Ｇの膜厚について、図４を参照してより具体的に説明する。図４は、緑色光反射領域１１３Ｇにおける緑色光２Ｇの光路をより詳細に検討した説明図である。
【００７２】
図４に示すように、厳密には、緑色光反射領域１１３Ｇの内部に入射した緑色光２ＧのＳ偏光は、誘電体多層膜の各膜にて屈折を繰り返した後、反射されて緑色光反射領域１１３Ｇから出射される。したがって、緑色光反射領域１１３Ｇの表面で反射した緑色光２ＧのＳ偏光と、緑色光反射領域１１３Ｇの内部で反射した緑色光２ＧのＳ偏光との分離量を画素ピッチｐ以下にするためには、緑色光反射領域１１３Ｇの膜厚は、以下の式１を満たせばよい。
【００７３】
すなわち、緑色光２Ｇの入射角は、４５度であるため、緑色光反射領域１１３Ｇの内部に入射した緑色光２ＧのＳ偏光が緑色光反射領域１１３Ｇにて反射されるまでの誘電体多層膜１１３の面内の移動距離は、画素ピッチｐに対して√２ｐ／２以下となればよい。したがって、Ｎ層の多層膜で構成される緑色光反射領域１１３Ｇにおいて、緑色光２Ｇの入射面側から数えてｉ番目の多層膜における緑色光２Ｇの屈折角をθｉとし、ｉ番目の多層膜の膜厚をｔｉとすると、緑色光反射領域１１３Ｇの膜厚は、以下の式１を満たすことになる。
【００７４】
【数２】
2017173424.tif 000004
【００７５】
上記の式１におけるθｉは、スネルの法則から以下の式２の関係を満たす。したがって、誘電体多層膜１１３への入射角であるθ０に４５度を代入することで、θｉは、以下の式３のように求めることができる。
【００７６】
【数３】
2017173424.tif 000005
【００７７】
なお、緑色光反射領域１１３Ｇの膜構成は、シミュレーション等を用いて、緑色光２Ｇの波長領域にてブリュースター角付近で入射したＳ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過させるように各膜の材質および膜厚を最適化することで設計することができる。
【００７８】
青色光反射領域１１３Ｂは、透明基材１１１側から入射した青色光２ＢのＳ偏光を反射する。また、赤色光反射領域１１３Ｒは、透明基材１１１側から入射した赤色光２ＲのＳ偏光を反射する。
【００７９】
ここで、青色光反射領域１１３Ｂおよび赤色光反射領域１１３Ｒによって反射される青色光２Ｂおよび赤色光２ＲのＳ偏光は、投射光学系４０に導かれない光である。そのため、青色光反射領域１１３Ｂおよび赤色光反射領域１１３Ｒによって反射される青色光２Ｂおよび赤色光２ＲのＳ偏光の反射位置は、複数に分かれてしまっても特に問題はない。したがって、青色光反射領域１１３Ｂおよび赤色光反射領域１１３Ｒの膜厚は、特に限定されず、ブリュースター角付近で入射したＳ偏光の反射率がより高くなるように、シミュレーション等を用いて最適化された膜厚であればよい。
【００８０】
以上にて説明したように、本実施形態に係る第１の偏光分離素子１１によれば、緑色光２ＧのＳ偏光が異なる反射位置で反射されることで投射用画像にて画素が二重に分かれてしまうことを防止し、投射型表示装置の解像度が低下することを防止することができる。具体的には、第１の偏光分離素子１１によれば、図５Ａに示すように、投射型表示装置にて、投射面にクロスハッチ画像を表示させた場合、画像がぼけたり、二重になったりしていない画像を得ることが可能である。
【００８１】
したがって、本実施形態に係る投射型表示装置によれば、反射型表示素子の画素ピッチが狭く、高精細な画像を投射する場合に、解像度の低下を防止することが可能である。なお、本実施形態に係る投射型表示装置が備える反射型表示素子の画素ピッチは、例えば４μｍ以下である。
【００８２】
＜２．第２の実施形態＞
続いて、図６〜図９Ｂを参照して、本開示の第２の実施形態に係る投射型表示装置について説明する。
【００８３】
本実施形態に係る投射型表示装置は、図１で示した第１の実施形態と異なり、第１の偏光分離素子１１ではなく、第２の偏光分離素子１２にて、赤色光２ＲのＳ偏光の反射位置が分かれてしまうことを防止するものである。なお、第２の実施形態に係る投射型表示装置の全体構成は、図１で説明した第１の実施形態に係る投射型表示装置１と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００８４】
［２．１．偏光分離素子の構成］
まず、図６を参照して、本実施形態の背景について説明する。図６は、第２の偏光分離素子にて解像度が低下する理由を説明する説明図である。
【００８５】
本発明者らは、第２の実施形態に係る投射型表示装置についても、解像度を向上させるために、鋭意開発を進めたところ、第１の実施形態と同様に、反射型表示素子の画素ピッチが極めて狭い（例えば、４μｍ以下）場合、投射面に表示される画像の解像度が予想よりも低下することを見出した。
【００８６】
具体的には、図９Ｂに示すように、本発明者らは、投射型表示装置にて、投射面にクロスハッチ画像を表示させたところ、一部の線が二重に表示されてしまうことを見出した。このような場合、二重に表示された画素の像が隣接する画素の像に影響してしまうため、投射型表示装置の解像度が低下してしまう。これは、第１の実施形態と同様に、第２の偏光分離素子に入射したＳ偏光の反射位置が複数に分かれてしまうためである。この点について、図６を参照して、より具体的に説明する。
【００８７】
図６に示すように、第２の偏光分離素子１２００は、一対の透明基材１２１０、１２２０と、一対の透明基材１２１０、１２２０に挟持された誘電体多層膜１２３０、接着層１２４０、および反射防止層１２５０と、を含む。
【００８８】
なお、透明基材１２１０、１２２０は透明基材１１１０、１１２０と実質的に同様であり、誘電体多層膜１２３０は誘電体多層膜１１３０と実質的に同様であり、接着層１２４０は接着層１１４０と実質的に同様であり、反射防止層１２５０は反射防止層１１５０と実質的に同様であるため、ここでの詳細な説明は省略する。
【００８９】
本発明者らは、第２の偏光分離素子１２００に入射する光の光路についても鋭意検討した。その結果、反射型表示素子の画素ピッチよりも第２の偏光分離素子１２００の誘電体多層膜１２３０の膜厚が大きくなった場合、誘電体多層膜１２３０にて赤色光２ＲのＳ偏光が反射される位置が複数に分かれてしまうことを知見した。
【００９０】
具体的には、入射光の反射位置が分かれた場合、第２の偏光分離素子１２００に入射した赤色光２ＲのＳ偏光は、２つの反射光２Ｒｒ、２ｒｒに分かれて、第２の偏光分離素子１２００から出射される。これにより、反射型表示素子にて画像用に変調された後、投射光学系４０に導かれる赤色光２Ｒが２つの反射光２Ｒｒ、２ｒｒに分かれてしまうため、投射面５０にて画素がぼけたり、または画素が二重になったりしてしまう。
【００９１】
そこで、第２の実施形態に係る投射型表示装置においても、第１の実施形態と同様に、入射した赤色光２Ｒの反射位置が分かれないように、第２の偏光分離素子１２を構成することで、解像度の低下を防止することができる。
【００９２】
以下では、図７を参照して、本実施形態に係る投射型表示装置に用いられる第２の偏光分離素子１２について説明する。図７は、本実施形態に係る投射型表示装置に用いられる第２の偏光分離素子１２を説明する模式図である。
【００９３】
図７に示すように、第２の偏光分離素子１２は、一対の透明基材１２１、１２２と、一対の透明基材１２１、１２２に挟持された誘電体多層膜１２３、接着層１２４、および反射防止層１２５とを備える。また、誘電体多層膜１２３は、例えば、青色光反射領域１２３Ｂ、および赤色光反射領域１２３Ｒにて構成される。
【００９４】
なお、透明基材１２１、１２２は透明基材１１１、１１２と実質的に同様であり、接着層１２４は接着層１１４と実質的に同様であり、反射防止層１２５は反射防止層１１５と実質的に同様であるため、ここでの詳細な説明は省略する。
【００９５】
誘電体多層膜１２３は、第１の実施形態で説明した誘電体多層膜１１３と同様に、互いに屈折率が異なる誘電体材料を交互に積層した多層膜である。誘電体多層膜１２３は、第１の実施形態で説明した誘電体多層膜１１３と同様の誘電体材料で形成することができる。また、誘電体多層膜１２３は、偏光分離特性を向上させるために、反射型表示素子の画素ピッチよりも大きい膜厚で形成される。
【００９６】
ここで、誘電体多層膜１２３は、機能ごとに複数の領域に分かれて構成される。具体的には、誘電体多層膜１２３は、赤色光２Ｒを反射する赤色光反射領域と、赤色光２Ｒ以外の可視光（例えば、青色光２Ｂ）を反射する領域とが積層された構造を有する。例えば、誘電体多層膜１２３は、図７に示すように、透明基材１２２側から、青色光反射領域１２３Ｂ、および赤色光反射領域１２３Ｒが順に積層された構造であってもよい。誘電体多層膜１２３における青色光反射領域１２３Ｂ、および赤色光反射領域１２３Ｒの積層順序は、特に限定されないが、赤色光２Ｒを反射する赤色光反射領域１２３Ｒは、誘電体多層膜１２３の内部での散乱を避けるために、赤色光２Ｒが入射する透明基材１２１側の表面に設けられることが好ましい。
【００９７】
赤色光反射領域１２３Ｒは、透明基材１２１側から入射した赤色光２ＲのＳ偏光を反射する。具体的には、赤色光反射領域１２３Ｒは、赤色用反射型表示素子３０Ｒの画素ピッチの√２／２倍以下の膜厚を有し、赤色光２ＲのＳ偏光を反射する。このような場合、第２の偏光分離素子１２は、入射した赤色光２ＲのＳ偏光を狭い膜厚範囲で反射することができるため、反射光が複数に分かれてしまうことを防止することができる。
【００９８】
赤色光２Ｒは、赤色光反射領域１２３Ｒに対して、例えば、４５度を中心とする入射角で入射するため、赤色光２ＲのＳ偏光は、入射方向の距離に換算して、おおよそ画素ピッチ以下で反射されることになる。これによれば、赤色光反射領域１２３Ｒは、投射用画像での赤色光２Ｒの一画素の拡がりを画素ピッチ以下に小さくすることができる。反射された赤色光２Ｒの一画素の拡がりが画素ピッチ以下である場合、隣接する画素への漏れ込みがなくなるため、第２の偏光分離素子１２は、解像度の低下を防止することができる。
【００９９】
ここで、赤色光反射領域１２３Ｒの膜厚について、図８を参照してより具体的に説明する。図８は、赤色光反射領域１２３Ｒにおける赤色光２Ｒの光路をより詳細に検討した説明図である。
【０１００】
図８に示すように、厳密には、赤色光反射領域１２３Ｒの内部に入射した赤色光２ＲのＳ偏光は、誘電体多層膜の各膜にて屈折を繰り返した後、反射されて赤色光反射領域１２３Ｒから出射される。
したがって、赤色光反射領域１２３Ｒの表面で反射した赤色光２ＲのＳ偏光と、赤色光反射領域１２３Ｒの内部で反射した赤色光２ＲのＳ偏光との分離量を画素ピッチｐ以下にするためには、赤色光反射領域１２３Ｒの膜厚は、第１の実施形態における緑色光反射領域１１３Ｇと同様に、以下の式１を満たすことになる。
【０１０１】
【数４】
2017173424.tif 000006
【０１０２】
上記の式１におけるθｉは、スネルの法則から以下の式２の関係を満たす。したがって、誘電体多層膜１２３への入射角であるθ０に４５度を代入することで、θｉは、以下の式３のように求めることができる。
【０１０３】
【数５】
2017173424.tif 000007
【０１０４】
なお、赤色光反射領域１２３Ｒの膜構成は、シミュレーション等を用いて、赤色光２Ｒの波長領域にてブリュースター角付近で入射したＳ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過させるように各膜の材質および膜厚を最適化することで設計することができる。
【０１０５】
青色光反射領域１２３Ｂは、透明基材１２２側から入射した青色光２ＢのＳ偏光を反射する。ここで、青色光反射領域１２３Ｂによって反射される青色光２ＢのＳ偏光は、青色用反射型表示素子３０Ｂに入射する光であり、青色画像用に変調される前の光である。そのため、青色光反射領域１２３Ｂによって反射される青色光２ＢのＳ偏光の反射位置は、複数に分かれてしまっても特に問題はない。したがって、青色光反射領域１２３Ｂの膜厚は、特に限定されず、ブリュースター角付近で入射したＳ偏光の反射率がより高くなるように、シミュレーション等を用いて最適化された膜厚であればよい。
【０１０６】
以上にて説明したように、本実施形態に係る第２の偏光分離素子１２によれば、赤色光２ＲのＳ偏光が異なる反射位置で反射されることで投射用画像にて画素が二重に分かれてしまうことを防止し、投射型表示装置の解像度が低下することを防止することができる。具体的には、第２の偏光分離素子１２によれば、第１の実施形態と同様に、図９Ａに示すように、投射型表示装置にて、投射面にクロスハッチ画像を表示させた場合、画像がぼけたり、二重になったりしていない画像を得ることが可能である。
【０１０７】
したがって、本実施形態に係る投射型表示装置によれば、第１の実施形態と同様に、反射型表示素子の画素ピッチが狭く、高精細な画像を投射する場合に、解像度の低下を防止することが可能である。なお、本実施形態に係る投射型表示装置が備える反射型表示素子の画素ピッチは、例えば４μｍ以下である。
【０１０８】
＜３．まとめ＞
以上にて説明したように、本開示の各実施形態に係る投射型表示装置は、高解像度化のために画素ピッチが狭い反射型表示素子を用いた場合に生じる解像度の低下を防止することが可能である。
【０１０９】
また、本開示に係る技術は、第１の実施形態と、第２の実施形態とを組み合わせて実施することも可能である。具体的には、第１の偏光分離素子１１および第２の偏光分離素子１２は、それぞれ反射型表示素子の画素ピッチよりも全体膜厚が大きい誘電体多層膜を備え、各偏光分離素子の誘電体多層膜は、反射型表示素子の画素ピッチの√２／２倍以下の膜厚の領域で反射型表示素子からの光を反射してもよい。このような場合、第１の偏光分離素子１１および第２の偏光分離素子１２のそれぞれで、反射光が複数に分かれてしまうことを抑制することができるため、投射型表示装置の解像度の低下をより防止することができる。
【０１１０】
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１１１】
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
【０１１２】
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
少なくとも１つ以上の反射型表示素子と、
前記反射型表示素子からの光を反射する偏光分離素子と、
前記偏光分離素子にて反射された光を投射する投射光学系と、
を備え、
前記偏光分離素子は、一対の透明基材の間に配置された誘電体多層膜を含み、
前記誘電体多層膜の全体膜厚は、前記反射型表示素子の画素ピッチよりも大きく、
前記誘電体多層膜のうち、所定の波長領域の光を反射する領域の膜厚は、前記画素ピッチの√２／２倍以下である、投射型表示装置。
（２）
前記偏光分離素子は、緑色用の反射型表示素子からの緑色光のうち、Ｓ偏光を反射して前記投射光学系に導き、
前記偏光分離素子は、前記緑色光が入射する面と対向する面から前記誘電体多層膜に入射する赤色光および青色光のうち、Ｓ偏光を反射して前記投射光学系の外へ導き、Ｐ偏光を透過させて前記投射光学系に導く、前記（１）に記載の投射型表示装置。
（３）
前記誘電体多層膜では、緑色光を反射する領域、青色光を反射する領域、および赤色光を反射する領域が任意の順で積層されており、
前記緑色光を反射する領域の膜厚は、前記画素ピッチの√２／２倍以下である、前記（２）に記載の投射型表示装置。
（４）
前記偏光分離素子は、赤色用の反射型表示素子からの赤色光のうち、Ｓ偏光を反射して前記投射光学系に導き、
前記偏光分離素子は、前記赤色光が入射する面と対向する面から前記誘電体多層膜に入射する青色光のうち、Ｓ偏光を反射して青色用の反射型表示素子に導き、前記青色用の反射型表示素子からのＰ偏光を透過させて前記投射光学系に導く、前記（１）に記載の投射型表示装置。
（５）
前記誘電体多層膜では、赤色光を反射する領域、および青色光を反射する領域が任意の順で積層されており、
前記赤色光を反射する領域の膜厚は、前記画素ピッチの√２／２倍以下である、前記（４）に記載の投射型表示装置。
（６）
前記投射型表示装置は、複数の前記偏光分離素子を備え、
前記偏光分離素子の各々は、前記誘電体多層膜のうち前記画素ピッチの√２／２倍以下の膜厚の領域で、前記反射型表示素子の各々からの光を反射する、前記（１）に記載の投射型表示装置。
（７）
前記画素ピッチは、４μｍ以下である、前記（１）〜（６）のいずれか一項に記載の投射型表示装置。
（８）
前記誘電体多層膜は、屈折率が異なる複数の誘電体を交互に積層した多層膜である、前記（１）〜（７）のいずれか一項に記載の投射型表示装置。
（９）
前記透明基材は、三角柱状のガラスプリズムである、前記（１）〜（８）のいずれか一項に記載の投射型表示装置。
（１０）
少なくとも１つ以上の反射型表示素子と、
前記反射型表示素子からの光を反射する偏光分離素子と、
前記偏光分離素子にて反射された光を投射する投射光学系と、
を備え、
前記偏光分離素子は、一対の透明基材の間に配置された誘電体多層膜を含み、
前記誘電体多層膜の全体膜厚は、前記反射型表示素子の画素ピッチｐよりも大きく、
前記誘電体多層膜のうち、所定の波長領域の光を反射する領域は、Ｎ層の多層膜で構成され、
前記所定の波長領域の光の入射面から数えてｉ番目の多層膜における前記所定の波長領域の光の屈折角をθｉ、ｉ番目の多層膜の膜厚をｔｉとすると、前記誘電体多層膜は、以下の式１を満たす、投射型表示装置。
【数６】
2017173424.tif 000008
【符号の説明】
【０１１３】
１        投射型表示装置
２Ｂ      青色光
２Ｇ      緑色光
２Ｒ      赤色光
２Ｙ      黄色光
１１      第１の偏光分離素子
１２      第２の偏光分離素子
１３      第３の偏光分離素子
２０      光源
３０Ｂ    青色用反射型表示素子
３０Ｇ    緑色用反射型表示素子
３０Ｒ    赤色用反射型表示素子
４０      投射光学系
１１１、１１２、１２１、１２２    透明基材
１１３、１２３    誘電体多層膜
１１４、１２４    接着層
１１５、１２５    反射防止層
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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