【手続補正書】
【提出日】平成25年3月22日(2013.3.22)
【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】
光源手段から放射される照明光のうち所定の偏光方向の光を透過し、それと直交する偏光方向の光を反射する偏光分離素子と、前記照明光を画像光に変換する少なくとも１つの反射型の液晶表示素子と、前記偏光分離素子と前記液晶表示素子との間の光路中に配置される負の屈折率異方性の波長板と、前記液晶表示素子と前記波長板との間の光路中に配置された位相板と、前記液晶表示素子を介した画像光を投射する投射光学系と、を有する画像投射装置であって、
前記位相板のリターダンスは前記液晶表示素子のリターダンスよりも大きく、前記液晶表示素子面の法線方向をｚ方向、前記偏光分離素子の偏光分離面の法線方向とｚ方向に垂直な方向をｘ方向、ｚ方向とｘ方向の両方に垂直な方向をｙ方向とするとき、前記液晶表示素子が正の屈折率異方性を有し、前記波長板の光学軸はｘ方向と平行な方向となるように配置され、前記位相板の光学軸は前記ｚ方向と平行に配置され、前記位相板は、前記液晶表示素子の屈折率異方性の符号と反対の符号の屈折率異方性を有することを特徴とする画像投射装置。
【請求項２】
光源手段から放射される照明光のうち所定の偏光方向の光を透過し、それと直交する偏光方向の光を反射する偏光分離素子と、前記照明光を画像光に変換する少なくとも１つの反射型の液晶表示素子と、前記偏光分離素子と前記液晶表示素子との間の光路中に配置される負の屈折率異方性の波長板と、前記液晶表示素子と前記波長板との間の光路中に配置された位相板と、前記液晶表示素子を介した画像光を投射する投射光学系と、を有する画像投射装置であって、
前記位相板のリターダンスは前記液晶表示素子のリターダンスよりも大きく、前記液晶表示素子面の法線方向をｚ方向、前記偏光分離素子の偏光分離面の法線方向とｚ方向に垂直な方向をｘ方向、ｚ方向とｘ方向の両方に垂直な方向をｙ方向とするとき、前記液晶表示素子が負の屈折率異方性を有し、前記波長板の光学軸はｙ方向と平行な方向となるように配置され、前記位相板の光学軸は前記ｚ方向と平行に配置され、前記位相板は、前記液晶表示素子の屈折率異方性の符号と反対の符号の屈折率異方性を有することを特徴とする画像投射装置。
【請求項３】
前記波長板は、格子形状が可視光域の光の波長以下の格子周期を持つ１次元格子構造を１層以上有することを特徴とする請求項１または２に記載の画像投射装置。
【請求項４】
前記１次元格子構造の格子周期をＰ，格子幅をＷ，格子材料の屈折率をｎとするとき、
ｎ＞１．６０かつＷ／Ｐ＞０．６５
を満たすことを特徴とする請求項３に記載の画像投射装置。
【請求項５】
前記波長板、および前記位相板は無機誘電体材料からなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか1項に記載の画像投射装置。
【請求項６】
前記波長板、および前記位相板は無機誘電体の負結晶を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像投射装置。
【請求項７】
前記波長板、および前記位相板は負の屈折率異方性を有する液晶材料を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像投射装置。
【請求項８】
前記位相板は高屈折率膜と低屈折率膜を全体として１０層以上積層した構造を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像投射装置。
【請求項９】
Δｎ（ｐｃ）を前記位相板の最大屈折率と最小屈折率の差、ｄ（ｐｃ）を前記位相板の厚さ、Δｎ（ｌｃ）を前記液晶表示素子の最大屈折率と最小屈折率の差、ｄ（ｌｃ）を前記液晶表示素子の厚さとするとき、
１．４＜（Δｎ（ｐｃ）・ｄ（ｐｃ））／Δｎ（ｌｃ）・ｄ（ｌｃ）＜２．６
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像投射装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明に係る画像投射装置の代表的な構成は、光源手段から放射される照明光のうち所定の偏光方向の光を透過し、それと直交する偏光方向の光を反射する偏光分離素子と、前記照明光を画像光に変換する少なくとも１つの反射型の液晶表示素子と、前記偏光分離素子と前記液晶表示素子との間の光路中に配置される負の屈折率異方性の波長板と、前記液晶表示素子と前記波長板との間の光路中に配置された位相板と、前記液晶表示素子を介した画像光を投射する投射光学系と、を有する画像投射装置であって、前記位相板のリターダンスは前記液晶表示素子のリターダンスよりも大きく、前記液晶表示素子面の法線方向をｚ方向、前記偏光分離素子の偏光分離面の法線方向とｚ方向に垂直な方向をｘ方向、ｚ方向とｘ方向の両方に垂直な方向をｙ方向とするとき、前記液晶表示素子が正の屈折率異方性を有し、前記波長板の光学軸はｘ方向と平行な方向となるように配置され、前記位相板の光学軸は前記ｚ方向と平行に配置され、前記位相板は、前記液晶表示素子の屈折率異方性の符号と反対の符号の屈折率異方性を有することを特徴としている。
また、本発明に係る画像投射装置の他の代表的な構成は、光源手段から放射される照明光のうち所定の偏光方向の光を透過し、それと直交する偏光方向の光を反射する偏光分離素子と、前記照明光を画像光に変換する少なくとも１つの反射型の液晶表示素子と、前記偏光分離素子と前記液晶表示素子との間の光路中に配置される負の屈折率異方性の波長板と、前記液晶表示素子と前記波長板との間の光路中に配置された位相板と、前記液晶表示素子を介した画像光を投射する投射光学系と、を有する画像投射装置であって、前記位相板のリターダンスは前記液晶表示素子のリターダンスよりも大きく、前記液晶表示素子面の法線方向をｚ方向、前記偏光分離素子の偏光分離面の法線方向とｚ方向に垂直な方向をｘ方向、ｚ方向とｘ方向の両方に垂直な方向をｙ方向とするとき、前記液晶表示素子が負の屈折率異方性を有し、前記波長板の光学軸はｙ方向と平行な方向となるように配置され、前記位相板の光学軸は前記ｚ方向と平行に配置され、前記位相板は、前記液晶表示素子の屈折率異方性の符号と反対の符号の屈折率異方性を有することを特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
［実施例２］
次に本発明の実施例２の画像投射装置について説明する。実施例２の構成概略図については図１の実施例１と同じ構成であるため詳細な説明は省略する。実施例２の画像投射装置は実施例１の正の屈折率異方性の液晶表示素子１１ｇ，１１ｂ，１１ｒの代わりに負の屈折率異方性の液晶表示素子を用いた点が異なっている。図１６は実施例２の画像投射装置のうちＧ光路を抜き出したＧ用光学系２１０ａを示している。図中、１１ｇｎは負の屈折率異方性の液晶表示素子を示し、１３ｇｐは正の屈折率異方性の位相板を示している。
実施例１では図７に示すように負の屈折率異方性の位相板１３ｇｎ（その光学軸は前述したようにz方向と平行）を配置し、かつ図７の様に１／４波長板１２ｇの光学軸はｘ方向と平行な方向を向いていた。それに対し実施例２では図１６に示す様に正の屈折率異方性を有する位相板１３ｇｐ（その光学軸は図７に示す位相板１３ｇｎと同様でz方向と平行）を配置し、また１／４波長板１２ｇの光学軸はｙ方向と平行な方向を向くように配置する。実施例２の画像投射装置においては、液晶表示素子１１ｇｎの屈折率異方性の符号が実施例１に対して正，負逆転したことにより、液晶表示素子１１ｇｎによる偏光状態の変化が実施例１とは異なる。このような構成においては１／４波長板１２ｇの光学軸をｙ方向と平行な方向に配置する。