(57)【要約】【課題】画像の明るさやコントラスト等の表示性能を充分に高められるとともに、装置の小型化やコスト低減が図れる画像表示装置を提供する【解決手段】本発明の画像表示装置１は、光源２と、第１光変調素子５と、複数の色光を変調する複数の第２光変調素子１０と、第１光変調素子１０からの光を複数の色光に分離する色分離部と複数の第２光変調素子１０からの複数の色光を合成する色合成部とを有する色分離・合成素子７と、色分離・合成素子７から出射された各色光を複数の第２光変調素子に伝達する複数の光伝達手段８，９と、第１光変調素子５と色分離・合成素子７との間の光路上に設けられ、特定波長域の色光に位相差を付与する波長選択位相差素子とを備え、色分離・合成素子７がクロスダイクロイックプリズムであり、複数の第２光変調素子１０がクロスダイクロイックプリズムの異なる面に対向配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
光変調特性を独立に制御可能な複数の画素を有し、前記光源から出射された光を変調する第１光変調素子と、
光変調特性を独立に制御可能な複数の画素を有し、各々の光変調素子が前記第１光変調素子から出射された各色光を変調する液晶ライトバルブからなる複数の第２光変調素子と、
前記第１光変調素子によって変調された光を異なる波長域の複数の色光に分離する色分離部と前記複数の第２光変調素子によって変調された複数の色光を合成する色合成部とを有する色分離・合成素子と、
各々の光伝達手段が前記色分離・合成素子の前記色分離部から出射された複数の色光のいずれか一つを前記複数の第２光変調素子のいずれか一つに伝達する複数の光伝達手段と、
前記第１光変調素子と前記色分離・合成素子の前記色分離部との間の光路上に設けられ、前記異なる波長域の複数の色光のうちの特定波長域の色光に位相差を付与する波長選択位相差素子と、を備え、
前記色分離・合成素子がクロスダイクロイックプリズムであり、前記複数の第２光変調素子が前記クロスダイクロイックプリズムの異なる面に対向配置されたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記第１光変調素子が反射型液晶ライトバルブで構成され、
前記反射型液晶ライトバルブにおいて、前記光源と反射型液晶パネルとの間の光路上に偏光ビームスプリッタが設けられ、前記光源からの光が前記偏光ビームスプリッタを経て前記反射型液晶パネルに入射し、前記反射型液晶パネルによって変調された光が前記偏光ビームスプリッタを経て出射されることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記複数の色光が、赤色光、緑色光、青色光であり、
前記波長選択位相差素子が前記赤色光、緑色光、青色光のうちの少なくとも一つの色光に対応する波長域の光に対して１／２波長の位相差を付与することにより前記波長域の光が前記色分離・合成素子にとってのＰ偏光で前記色分離部に入射され、残りの色光に対応する波長域の光が前記色分離・合成素子にとってのＳ偏光で前記色分離部に入射され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４】
前記第２光変調素子が透過型液晶ライトバルブで構成され、
前記透過型液晶ライトバルブの入射光の偏光方向と出射光の偏光方向とが互いに直交しており、
前記色分離部と前記透過型液晶ライトバルブとの間の光路上に１／２波長板が設けられたことを特徴とする請求項２または３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記透過型液晶ライトバルブが、ツイストネマティック液晶配向モードでノーマリーホワイトモードで駆動されることを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記光伝達手段が誘電体多層膜ミラーで構成され、前記１／２波長板が前記色分離部と前記誘電体多層膜ミラーとの間の光路上に設けられ、前記１／２波長板によって前記誘電体多層膜ミラーにとってのＰ偏光がＳ偏光に変換されることを特徴とする請求項４または５に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記第２光変調素子が透過型液晶ライトバルブで構成され、
前記透過型液晶ライトバルブの入射光の偏光方向と出射光の偏光方向とが互いに平行であることを特徴とする請求項２または３に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記透過型液晶ライトバルブが、ツイストネマティック液晶配向モードでノーマリーブラックモードで駆動されることを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記光伝達手段が誘電体多層膜ミラーで構成され、前記誘電体多層膜ミラーに入射する、前記誘電体多層膜ミラーにとってのＰ偏光をＳ偏光に変換するように、第１の１／２波長板が前記色分離部と前記誘電体多層膜ミラーとの間の光路上に設けられ、前記誘電体多層膜ミラーから出射する、前記誘電体多層膜ミラーにとってのＳ偏光をＰ偏光に変換するように、第２の１／２波長板が前記誘電体多層膜ミラーと前記透過型液晶ライトバルブとの間の光路上に設けられたことを特徴とする請求項７または８に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか一項に記載の画像表示装置と、前記第２光変調素子により形成される画像を投射する投射光学系と、を備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置およびプロジェクタに関し、特に第１光変調素子、第２光変調素子の２段の光変調素子を備えた画像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ、プラズマディスプレイ、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、プロジェクタ等の電子ディスプレイ装置における画質改善は目覚ましく、解像度、色域については人間の視覚特性にほぼ匹敵する性能を有する装置が実現されつつある。しかしながら、輝度ダイナミックレンジについてみると、その再現範囲は１〜１０２［nit］程度の範囲であり、また階調数は８ビットが一般的である。一方、人間の視覚は、一度に知覚し得る輝度ダイナミックレンジの範囲が１０−２〜１０４［nit］程度あり、また輝度弁別能力は０．２［nit］でこれを階調数に換算すると１２ビット相当といわれている。このような視覚特性を経由して現在のディスプレイ装置の表示画像を見ると、輝度ダイナミックレンジの狭さが目立ち、加えてシャドウ部やハイライト部の階調が不足しているため、視聴者は表示画像のリアリティや迫力に対して物足りなさを感じることになる。
【０００３】
また、映画やゲーム等で使用されるＣＧ（Computer Graphics）では、人間の視覚に近い輝度ダイナミックレンジや階調特性を表示データ（以下、ＨＤＲ（High Dynamic Range）表示データという）に持たせて描写のリアリティを追求する動きが主流になりつつある。ところが、それを表示するディスプレイ装置の性能が不足しているため、ＣＧコンテンツが本来有する表現力を充分に発揮できないという課題がある。
さらに、次期ＯＳ（Operating System）においては、１６ビット色空間の採用が予定されており、現在の８ビット色空間と比較してダイナミックレンジや階調数が飛躍的に増大する。そのため、１６ビット色空間を生かすことができる高ダイナミックレンジ、高階調の電子ディスプレイ装置の実現への要求が高まると予想される。
【０００４】
ディスプレイ装置の中でも、液晶プロジェクタや、ＤＬＰ（Digital Light Processing、商標）プロジェクタといった投射型表示装置（プロジェクタ）は、大画面表示が可能であり、表示画像のリアリティや迫力を再現する上で効果的なディスプレイ装置である。この分野では上記の課題を解決するために、以下に述べる提案がなされている。
【０００５】
プロジェクタにおける輝度ダイナミックレンジ拡大のための基本的な構成は、光源からの出射光束を第１光変調素子で変調して所望の照明光量分布を形成し、この照明光量分布を第２光変調素子上に伝達し、第２光変調素子によってさらに変調を加えた上で照明するというものである。光変調素子としては、光伝搬特性が独立に制御可能な画素構造やセグメント構造を有し、二次元的な透過率分布を制御し得る透過型光変調素子が用いられている。その代表的な例としては、液晶ライトバルブがあげられる。また、透過型光変調素子に代えて、反射型光変調素子を用いてもよく、その代表例としては、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）素子が挙げられる。
【０００６】
いま、暗表示の透過率が０．２％、明表示の透過率が６０％の光変調素子を使用する場合を考える。従来の投射型表示装置はこの光変調素子を単体で使用する構成であり、輝度ダイナミックレンジは６０／０．２＝３００となる。これに対して、上記のディスプレイ装置は、各々が３００の輝度ダイナミックレンジを有する２段の光変調素子を光学的に直列に配置することに相当するため、理論上は３００×３００＝９００００の輝度ダイナミックレンジを実現することができる。また、階調数についてもこれと同等の考えが成り立ち、８ビット階調の光変調素子を光学的に直列に配置することによって８ビットを超える階調数を得ることができる。なお、第１光変調素子および第２光変調素子は、映像信号から作られた第１変調信号、第２変調信号によってそれぞれ別個に駆動される。
【０００７】
ところで、第１光変調素子として１枚の液晶ライトバルブを配置し、その像を第１光変調素子と第２光変調素子との間に配置したリレーレンズによって複数の第２光変調素子（液晶ライトバルブ）の入射面に伝達する構成が、下記の特許文献１，２に開示されている。また、特許文献１では、第１光変調素子で変調された光を異なる色の複数の色光に分離する光分離手段と、複数の第２光変調素子で変調された光を合成する光合成手段とを、一体化したクロスダイクロイックプリズムで実現する構成が開示されている。この構成では、一つのクロスダイクロイックプリズムが光分離手段と光合成手段を兼ねるため、装置全体の小型化を図ることができる。
【特許文献１】特開２００５−２２７６９５号公報
【特許文献２】特開２００５−２２７４７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、特許文献１の構成では、光分離手段および光合成手段として用いられるクロスダイクロイックプリズムの偏光特性と液晶ライトバルブの偏光特性との関係が考慮されておらず、そのままでは表示画像の明るさやコントラスト等の表示性能を充分に高めることができない、という課題があった。また、特許文献２も特許文献１と同様の構成を開示しているが、白色光の色分離光学系の構成が複雑であり、装置のサイズが増大する、コストアップが生じる、等の課題があった。
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、表示画像の明るさやコントラスト等の表示性能を充分に高められるとともに、装置の小型化やコスト低減が図れ、輝度ダイナミックレンジ拡大と階調数増大を実現できる画像表示装置およびプロジェクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明の画像表示装置は、光源と、光変調特性を独立に制御可能な複数の画素を有し、前記光源から出射された光を変調する第１光変調素子と、光変調特性を独立に制御可能な複数の画素を有し、各々の光変調素子が前記第１光変調素子から出射された各色光を変調する液晶ライトバルブからなる複数の第２光変調素子と、前記第１光変調素子によって変調された光を異なる波長域の複数の色光に分離する色分離部と前記複数の第２光変調素子によって変調された複数の色光を合成する色合成部とを有する色分離・合成素子と、各々の光伝達手段が前記色分離・合成素子の前記色分離部から出射された複数の色光のいずれか一つを前記複数の第２光変調素子のいずれか一つに伝達する複数の光伝達手段と、前記第１光変調素子と前記色分離・合成素子の前記色分離部との間の光路上に設けられ、前記異なる波長域の複数の色光のうちの特定波長域の色光に位相差を付与する波長選択位相差素子と、を備え、前記色分離・合成素子がクロスダイクロイックプリズムであり、前記複数の第２光変調素子が前記クロスダイクロイックプリズムの異なる面に対向配置されたことを特徴とする。
【００１１】
クロスダイクロイックプリズムの偏光特性は目的に応じて最適設計されるものであるが、効率面を考慮して、ダイクロイック膜に対してＳ偏光を反射させ、Ｐ偏光を透過させる形態で用いるのが一般的である。本発明の場合、複数の第２光変調素子がクロスダイクロイックプリズムの異なる面に対向配置されているため、各色光がその波長域によってダイクロイック膜を透過するか、もしくは反射する。
【００１２】
ところで、本発明のクロスダイクロイックプリズムの一部は色分離部として機能することから、第１光変調素子によって変調されたＳ偏光、Ｐ偏光のいずれか一方の光がクロスダイクロイックプリズムに入射し、分離される。このとき、第１光変調素子とクロスダイクロイックプリズムとの間の光路上に特定波長域の色光に位相差を付与する波長選択位相差素子が設けられているため、特定波長域の色光の偏光方向のみを選択的に変化させることができ、クロスダイクロイックプリズム内でＳ偏光を反射させ、Ｐ偏光を透過させる形態に合わせることができる。このようにして、本発明の画像表示装置は、表示画像の明るさやコントラスト等の表示性能を充分に高めることができる。
【００１３】
また、本発明の構成によれば、クロスダイクロイックプリズムが色分離部と色合成部とを兼ねるため、色分離用の光学素子と色合成用の光学素子とを別個に備える必要がない。これにより、装置の小型化やコスト低減を図ることができる。
【００１４】
本発明において、前記第１光変調素子が反射型液晶ライトバルブで構成され、前記反射型液晶ライトバルブにおいて、前記光源と反射型液晶パネルとの間の光路上に偏光ビームスプリッタが設けられ、前記光源からの光が前記偏光ビームスプリッタを経て前記反射型液晶パネルに入射し、前記反射型液晶パネルによって変調された光が前記偏光ビームスプリッタを経て出射される構成を採用することもできる。この場合、反射型液晶パネルと偏光ビームスプリッタとで反射型液晶ライトバルブが構成される。
【００１５】
この構成によれば、光源からの光が最初に入射される第１光変調素子が反射型液晶ライトバルブで構成されているため、第１光変調素子に熱が貯まりにくく、耐熱性に優れた画像表示装置を実現することができる。
【００１６】
本発明において、前記複数の色光が、赤色光、緑色光、青色光である場合、前記波長選択位相差素子が前記赤色光、緑色光、青色光のうちの少なくとも一つの色光に対応する波長域の光に対して１／２波長の位相差を付与することにより前記波長域の光が前記色分離・合成素子にとってのＰ偏光で前記色分離部に入射され、残りの色光に対応する波長域の光が前記色分離・合成素子にとってのＳ偏光で前記色分離部に入射されることが望ましい。
【００１７】
この構成によれば、クロスダイクロイックプリズムのダイクロイック膜において、赤色光、青色光についてはＳ偏光で反射させ、緑色光についてはＰ偏光で透過させる構成が実現できるため、明るさ・色再現性の点で最も有利である。
【００１８】
なお、「Ｐ偏光」は、反射面に入射する光の電気ベクトルの振動方向が入射面(反射面の法線と入射光束の主光線を含む面)内に含まれる直線偏光、「Ｓ偏光」は、反射面に入射する光の電気ベクトルの振動方向が入射面（反射面の法線と入射光束の主光線を含む面）に垂直な直線偏光、と定義される。したがって、同じ偏光であっても入射する反射面（光が入射される対象）が変われば、「Ｐ偏光」と呼ぶのか、「Ｓ偏光」と呼ぶのかが変わってくる。本発明においては、「Ｐ偏光」、「Ｓ偏光」という用語を用いる際に、光の入射対象が変わる可能性があり、それを明確にする必要がある。先に「前記色分離・合成素子にとってのＰ偏光（Ｓ偏光）」という表現を用いたのはそのためである。
【００１９】
本明細書では、明細書全体を通して、特に記載がないときには「色分離・合成素子（色分離合成プリズム）にとってのＰ偏光（Ｓ偏光）」を意味するものとするが、説明をわかりやすくするため、一部の記載箇所においては、例えば「誘電体多層膜ミラーにとってのＰ偏光（Ｓ偏光）」、「偏光ビームスプリッタにとってのＰ偏光（Ｓ偏光）」というように記載して説明する。また、色分離・合成素子（色分離合成プリズム）にとっての偏光は、色分離・合成素子（色分離合成プリズム）の色分離合成面を反射面としたときの偏光、誘電体多層膜ミラーにとっての偏光は、誘電体多層膜ミラーの反射面を反射面としたときの偏光、偏光ビームスプリッタにとっての偏光は、偏光ビームスプリッタの偏光分離面を反射面としたときの偏光、をそれぞれ意味する。
【００２０】
本発明において、前記第２光変調素子が透過型液晶ライトバルブで構成され、前記透過型液晶ライトバルブの入射光の偏光方向と出射光の偏光方向とが互いに直交している場合、前記色分離部と前記透過型液晶ライトバルブとの間の光路上に１／２波長板が設けられることが望ましい。
【００２１】
第２光変調素子が透過型液晶ライトバルブで構成され、透過型液晶ライトバルブの入射光の偏光方向と出射光の偏光方向とが互いに直交している場合、透過型液晶ライトバルブへの入射光がＳ偏光であれば透過型液晶ライトバルブからの出射光はＰ偏光となり、入射光がＰ偏光であれば出射光はＳ偏光となる。すなわち、色分離・合成素子であるクロスダイクロイックプリズムからの出射光がＳ偏光であれば（第２光変調素子で変調された後のクロスダイクロイックプリズムへの）再入射光はＰ偏光となり、出射光がＰ偏光であれば再入射光はＳ偏光となる。すると、色分離時、色合成時のいずれか一方は、クロスダイクロイックプリズムの効率が最も良好なＳ偏光反射、Ｐ偏光透過の形に合致しないことになる。これに対して、色分離部と透過型液晶ライトバルブとの間の光路上に１／２波長板が設けられた場合、色分離時、色合成時の双方とも、クロスダイクロイックプリズムの効率が最も良好なＳ偏光反射、Ｐ偏光透過の形に合わせることができる。
【００２２】
本発明において、前記透過型液晶ライトバルブが、ツイストネマティック液晶配向モードでノーマリーホワイトモードで駆動されることが望ましい。
この構成によれば、明るい表示が可能な画像表示装置を実現することができる。
【００２３】
本発明において、前記光伝達手段が誘電体多層膜ミラーで構成された場合、前記１／２波長板が前記色分離部と前記誘電体多層膜ミラーとの間の光路上に設けられ、前記１／２波長板によって誘電体多層膜ミラーにとってのＰ偏光がＳ偏光に変換されることが望ましい。
誘電体多層膜ミラーでの反射率には偏光依存性があるが、この構成によれば、誘電体多層膜ミラーでの反射率を高めることができるため、より明るい画像を得ることができる。
【００２４】
本発明において、前記第２光変調素子が透過型液晶ライトバルブで構成され、前記透過型液晶ライトバルブの入射光の偏光方向と出射光の偏光方向とが互いに平行である構成としても良い。
この構成によれば、クロスダイクロイックプリズムからの出射光がＳ偏光であれば（第２光変調素子で変調された後のクロスダイクロイックプリズムへの）再入射光もＳ偏光となり、出射光がＰ偏光であれば再入射光もＰ偏光となる。そのため、１／２波長を用いることなく、色分離時、色合成時の双方とも、クロスダイクロイックプリズムの効率が最も良好なＳ偏光反射、Ｐ偏光透過の形に合わせることができる。
【００２５】
本発明において、前記透過型液晶ライトバルブが、ツイストネマティック液晶配向モードでノーマリーブラックモードで駆動されることが望ましい。
この構成によれば、コントラストに優れた表示が可能な画像表示装置を実現することができる。
【００２６】
本発明において、前記光伝達手段が誘電体多層膜ミラーで構成され、前記誘電体多層膜ミラーに入射する、前記誘電体多層膜ミラーにとってのＰ偏光をＳ偏光に変換するように、第１の１／２波長板が前記色分離部と前記誘電体多層膜ミラーとの間の光路上に設けられ、前記誘電体多層膜ミラーから出射する、前記誘電体多層膜ミラーにとってのＳ偏光をＰ偏光に変換するように、第２の１／２波長板が前記誘電体多層膜ミラーと前記透過型液晶ライトバルブとの間の光路上に設けられることが望ましい。
この構成によれば、誘電体多層膜ミラーでの反射率を高めることができるため、より明るい画像を得ることができる。
【００２７】
本発明のプロジェクタは、上記本発明の画像表示装置と、前記第２光変調素子により形成される画像を投射する投射光学系と、を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、表示画像の明るさやコントラスト等の表示性能が充分に高く、装置の小型化やコスト低減が図れ、輝度ダイナミックレンジ拡大と階調数増大を実現可能なプロジェクタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の第１の実施の形態を図１〜図７を参照しつつ説明する。
本実施形態の画像表示装置は、第１光変調素子、第２光変調素子の双方に液晶ライトバルブを採用した２変調方式の投射型画像表示装置（プロジェクタ）の例である。
また、本実施形態は、前段の第１光変調素子を輝度変調用の反射型液晶ライトバルブ、後段の第２光変調素子を色変調用の３枚の透過型液晶ライトバルブとした例である。
【００２９】
図１は、本実施形態の投射型画像表示装置の概略構成図（斜視図）である。図２は、同平面図である。図３は、同側面図である。図４は、同背面図である。図５は、本実施形態の投射型画像表示装置で用いる波長選択位相差板の作用を説明するための図である。図６は、透過型液晶ライトバルブの明表示状態における偏光状態の説明図である。図７は、ノーマリーホワイトモードで駆動する場合の光学構成の説明図である。
なお、以下の各図面においては、各構成要素を見やすくするため、構成要素毎に寸法や位置関係の縮尺を異ならせることもある。
【００３０】
本実施形態の投射型表示装置１は、図１〜４に示すように、光源２と、光源２から入射した光の輝度分布を均一化する均一照明光学系３と、均一照明光学系３から偏光ビームスプリッタ４（Polarized Beam Splitter,以下、ＰＢＳと略記する）を透過して入射した光の全波長領域（少なくともＲ，Ｇ，Ｂの３原色光を含む領域）の輝度を変調する輝度変調用の反射型液晶パネル５と、反射型液晶パネル５からＰＢＳ４で反射された光をリレーするリレーレンズ６と、全波長領域の光をＲ，Ｇ，Ｂの３原色光に分離、ないしはＲ，Ｇ，Ｂの３原色光を合成する色分離合成プリズム７と、リレーレンズ６から出射し、色分離合成プリズム７、ミラー８，９を経て入射した光の波長領域のうちＲ，Ｇ，Ｂの３原色光の輝度をそれぞれ変調する３組の透過型液晶ライトバルブ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂと、各透過型液晶ライトバルブから出射し、色分離合成プリズム７で合成されて入射した光をスクリーン（不図示）に投射する投射レンズ１１とで概略構成されている。また、ＰＢＳ４と反射型液晶パネル５とによって反射型液晶ライトバルブが構成される。
【００３１】
光源２は、高圧水銀ランプ等のランプと、ランプからの出射光を反射するリフレクタとから構成されている。光源２から出射した光束は、第１フライアイレンズ、第２フライアイレンズ、偏光変換素子、集光レンズが順次設置された均一照明光学系３に入射する。第１、第２フライアイレンズおよび集光レンズは、反射型液晶パネル５上で光束断面における光強度分布を均一化する機能を有する。また、偏光変換素子は、例えばＰＢＳアレイと１／２波長板などから構成されており、光源２から出射された不定偏光状態の光束を後段の光学系で利用可能な、振動方向が一方向に揃った直線偏光に変換する。均一照明光学系３を出射した光束は、均一照明光学系３の内部の偏光変換素子によってＰ偏光に変換されている。
なお、図面の簡略化のために、図１では均一照明光学系を１つの部品であるかのように簡略化して描き、図３、図４では省略している。
【００３２】
図２に示すように、均一照明光学系３を出射した光束はＰＢＳ４に入射し、Ｐ偏光成分はＰＢＳ膜４ａを透過して反射型液晶パネル５（第１光変調素子）に入射する。反射型液晶パネル５は、入射した光の全波長領域の輝度を映像信号に対応して変調して出射させる。具体的には、反射型液晶パネル５に入射したＰ偏光は映像信号に応じて位相変調され、反射されて再びＰＢＳ４に入射した光束のうち、Ｓ偏光成分がＰＢＳ膜４ａで反射されてリレーレンズ６に向けて出射する。リレーレンズ６は、輝度変調用の反射型液晶パネル５の光学像を各色変調用の透過型液晶ライトバルブ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの透過型液晶パネルの画素面に結像する機能を有している。
【００３３】
図３、図４に示すように、リレーレンズ６から出射した光束は色分離合成プリズム７（色分離・合成素子）の下部に位置する色分離部７ａに入射する。色分離合成プリズム７は、４つの直角プリズムを貼り合わせてなり、その内部には、赤色光を反射する誘電体多層膜および青色光を反射する誘電体多層膜が断面（図におけるｙ方向から見た断面）Ｘ字状に形成されたプリズム、いわゆるクロスダイクロイックプリズムである。これら誘電体多層膜によって入射した白色光はＲ，Ｇ，Ｂの３原色光に分離され、色分離合成プリズム７から出射する。
【００３４】
色分離合成プリズム７から出射したＲ，Ｇ，Ｂの各色光束は、下段ミラー８（光伝達手段）で上方（＋ｙ方向）にはね上げられ、次に入射する上段ミラー９（光伝達手段）で反射されて、色分離合成プリズム７の上部に位置する色合成部７ｂの光入射面に対向配置された３枚の透過型液晶ライトバルブ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ（第２光変調素子）に入射する。したがって、下段ミラー８、上段ミラー９からなる一対のミラーが、色分離合成プリズム７の色分離部７ａから出射した各色光を各透過型液晶ライトバルブ１０に伝達する光伝達手段として機能する。
【００３５】
また、本実施形態における色分離合成プリズム７を構成するクロスダイクロイックプリズムは、上部も下部も同一の構成であり、何も変わらないが、下部は入射した白色光をＲ，Ｇ，Ｂの３原色光に分離して３方向に出射させる色分離部７ａとして機能し、上部は３方向から入射したＲ，Ｇ，Ｂの３原色光を合成して出射させる色合成部７ｂとして機能する。なお、以下の文章において、必要に応じて３枚の透過型液晶ライトバルブ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを一括して色変調ライトバルブ１０と称することもある。
【００３６】
透過型液晶ライトバルブ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ（第２光変調素子）は、画素電極およびこれを駆動するための薄膜トランジスタ素子、薄膜ダイオード等のスイッチング素子がマトリクス状に形成されたガラス基板と、全面にわたって共通電極が形成されたガラス基板との間にツイストネマティック（ＴＮ）型液晶を挟み込むとともに、両方の外面に偏光板を配置したアクティブマトリックス型の液晶表示素子である。透過型液晶ライトバルブ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、電圧非印加状態で白／明（透過）状態、電圧印加状態で黒／暗（非透過）状態となるノーマリーホワイトモード、またはその逆のノーマリーブラックモードで駆動され、与えられた制御値に応じて明暗間の階調がアナログ制御される。
【００３７】
色変調ライトバルブ１０に入射した各色光束は映像信号に対応して変調（第２の変調）を受け、再び色分離合成プリズム７に入射して合成される。引き続き、合成光束はリレーレンズ６の上方に位置する投射レンズ１１（投射光学系）に入射し、投射レンズ１１によって図示しないスクリーンに投影される。
【００３８】
［色分離合成プリズムの偏光特性と透過型液晶ライトバルブの駆動モード］
色分離合成プリズム７の偏光特性は目的に応じて最適設計されるものであるが、投射型表示装置においては、明るさ・色再現特性を良好にする目的で、Ｒ，Ｂ光束をＳ偏光反射させ、Ｇ光束をＰ偏光透過させるタイプが広く用いられており、本投射型表示装置のクロスダイクロイックプリズムもこのタイプの使用を前提としている。
【００３９】
図５は、色分離合成プリズム７の色分離作用の説明図である。図の上方にある図示しないリレーレンズ６から出射した光束は、Ｓ偏光光束となっている。これは、ＰＢＳ４からの出射光束がＳ反射光であるためである。リレーレンズ６と色分離合成プリズム７の入射面との間には波長選択位相差板１３（波長選択位相差素子）が配置されている。この波長選択位相差板１３はＧ帯域光束にのみλ／２（λ：光の波長）の位相差を付加するものであり、これを透過したＧ光束はＳ偏光光束がＰ偏光光束に変換される。一方、Ｒ，Ｂ光束には偏光状態の変化はほとんど生じず、Ｓ偏光光束のままである。この種の波長選択位相差板１３の具体例として、カラーリンク社のカラーセレクト等があげられる。
【００４０】
色分離合成プリズム７に入射した各色光束のうち、Ｒ光束はＲ反射面で反射され、Ｂ光束はＢ反射面で反射され、Ｇ光束はいずれの反射面でも反射されずに透過し、各色光束が色分離合成プリズム７の３つの出射面から出射して分離される。このとき、Ｒ，Ｂ光束がＳ偏光ではなくＰ偏光であったり、Ｇ光束がＰ偏光ではなくＳ偏光であると、各光束の明るさが大幅に低下したり、分離の波長帯域がシフトして各色光束の色純度が低下する、といった画質劣化が生じる。しかしながら、本実施形態の場合、色分離合成プリズム７の前段に波長選択位相差板１３が設けられたことによって、Ｇ光束はＰ偏光光束、Ｒ，Ｂ光束はＳ偏光光束で色分離合成プリズム７に入射するので、上記の不具合を低減することができる。
【００４１】
なお、上記の内容は色分離作用について説明したものであるが、光の進行方向を逆にした色合成についても全く同様な議論が成り立つ。したがって、色変調ライトバルブ１０で第２の変調を受けた各色光束が再び色分離合成プリズム７に入射して色合成がなされる際も、Ｇ光束はＰ偏光、Ｒ，Ｂ光束はＳ偏光で入射することが必要である。
【００４２】
図６は、透過型液晶ライトバルブ１０の明表示状態における偏光状態の説明図である。図６における符号１４は入射側偏光板、符号１０ａは透過型液晶パネル、符号１５は出射側偏光板、である。これら入射側偏光板１４、透過型液晶パネル１０ａ、出射側偏光板１５が透過型液晶ライトバルブ１０を構成する。なお、透過型液晶パネル１０ａの液晶はＴＮ液晶を用いた場合を前提としている。
透過型液晶ライトバルブ１０をノーマリーホワイトモードで駆動した場合は、入射偏光と出射偏光は偏光方向が互いに直交する関係となる。ノーマリーホワイトモードで駆動する場合は、明表示の透過率が高く、明るい画像が得られるという特徴がある。一方、透過型液晶ライトバルブ１０をノーマリーブラックモードで駆動した場合は、入射偏光と出射偏光は偏光方向が互いに平行な関係となる。ノーマリーブラックモードで駆動する場合は、暗表示の透過率が低く、コントラストの高い画像が得られるという特徴がある。
【００４３】
前述したように、本発明においては、透過型液晶ライトバルブ１０を出射して色分離合成プリズム７に再入射する光束の偏光状態は、色分離後に色分離合成プリズム７から出射した時点の偏光状態と同一でなければならない。そのため、透過型液晶ライトバルブ１０の駆動モードによって光学構成を変えなければならない。その光学構成について、以下、説明する。
【００４４】
［ＴＮ−ノーマリーホワイトモードの場合］
図７はノーマリーホワイトモードで駆動する場合の光学構成の説明図である。なお、図７はＧ光の光路についてのみ記してあるが、Ｒ光、Ｂ光の光路についても同様の構成となる。
色分離合成プリズム７をＰ偏光で透過したＧ光束は、上下２枚の下段ミラー８Ｇ、上段ミラー９Ｇで順次反射されて透過型液晶ライトバルブ１０Ｇに入射する。
【００４５】
ノーマリーホワイトモードの明表示では、入射偏光と出射偏光は偏光方向が互いに直交する関係となるので、透過型液晶ライトバルブ１０Ｇに入射する偏光がＰ偏光の場合、透過型液晶ライトバルブ１０Ｇを透過して色分離合成プリズム７に再入射する偏光はＳ偏光となってしまい、光束の明るさが低下したり、色純度が低下するという問題が生じる。そこで、色分離合成プリズム７に再入射する偏光をＰ偏光とするために、本構成では、透過型ライトバルブ１０Ｇの手前にλ／２板１７（１／２波長板）を挿入して、透過型ライトバルブ１０Ｇへの入射偏光をＰ偏光からＳ偏光に変換する。
【００４６】
なお、λ／２板１７の挿入位置としては、色分離合成プリズム７の出射面から透過型液晶ライトバルブ１０Ｇの入射面までの間であればどこでもかまわない。しかしながら、下段ミラー８Ｇ、上段ミラー９Ｇの反射率を高める目的でこれらのミラーに誘電体多層膜ミラーを採用する場合は、反射率に偏光依存性があることから、注意が必要である。誘電体多層膜ミラーにおいては、反射率、反射帯域ともＳ偏光の反射特性がＰ偏光の反射特性に勝る。したがって、図７に示したように、下段ミラー８Ｇ、上段ミラー９ＧではミラーにとってのＳ偏光で反射させ、透過型液晶ライトバルブ１０Ｇの手前でλ／２板１７に入射させて、ミラーにとってのＰ偏光に変換することが望ましい。すなわち、上段ミラー９Ｇと色分離合成プリズム７の色合成部７ｂとの間の光路上にλ／２板１７を挿入することが望ましい。
【００４７】
なお、図７に示した「Ｐ偏光」、「Ｓ偏光」は、色分離合成プリズム７にとっての「Ｐ偏光」、「Ｓ偏光」である。色分離合成プリズム７の反射面と下段ミラー８、上段ミラー９の反射面とは直交した位置関係にあり、色分離合成プリズム７にとっての「Ｐ偏光」は（下段、上段）ミラー８，９にとっての「Ｓ偏光」、色分離合成プリズム７にとっての「Ｓ偏光」は（下段、上段）ミラー８，９にとっての「Ｐ偏光」、と名称が逆転することに注意が必要である。
【００４８】
［ＴＮ−ノーマリーブラックモードの場合］
ノーマリーブラックモードの明表示では、図６に示すように、入射偏光と出射偏光は偏光方向が互いに平行な関係となり、透過型液晶ライトバルブ１０の入射前と出射後で偏光状態が変わらないため、色分離合成プリズム７を出射した偏光状態で色分離合成プリズム７に再入射される。したがって、Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれの光路においても、λ／２板を挿入する必要は無い。
【００４９】
本実施形態の投射型画像表示装置１においては、リレーレンズ６と色分離合成プリズム７との間の光路上にＧ光にのみλ／２の位相差を付与する波長選択位相差板１３が設けられているため、Ｇ光の偏光方向のみをＰ偏光に変化させることができ、色分離合成プリズム７内でＳ偏光を反射させ、Ｐ偏光を透過させる形態に合わせることができる。このようにして、本発明の投射型画像表示装置１は、色分離合成プリズム７にとって明るさ・色再現性の点で最も優れた性能を発揮できる光学構成とすることができ、表示画像の明るさやコントラスト等の表示性能を充分に高めることができる。また、本構成によれば、色分離合成プリズム７が色分離部７ａと色合成部７ｂとを兼ね備えているため、色分離用の素子と色合成用の素子とを別個に備える必要がなく、装置の小型化やコスト低減を図ることができる。
【００５０】
また、本実施形態の場合、前段の輝度変調ライトバルブが反射型液晶パネル５で構成されているため、耐熱性に優れた投射型画像表示装置を実現することができる。さらに、透過型液晶ライトバルブ１０をＴＮ液晶配向モード−ノーマリーホワイトモードで駆動した場合、明るい表示が可能な画像表示装置を実現することができ、ＴＮ液晶配向モード−ノーマリーブラックモードで駆動した場合、コントラストに優れた表示が可能な画像表示装置を実現することができる。
【００５１】
［第２の実施の形態］
以下、本発明の第２の実施の形態を図８を用いて説明する。
本実施形態の画像表示装置も、第１実施形態と同様、第１光変調素子、第２光変調素子の双方に液晶ライトバルブを用いた２変調方式の投射型画像表示装置の例である。
図８は、本実施形態の投射型画像表示装置の概略構成図（背面図）である。図８において、第１実施形態で用いた図４と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００５２】
第１実施形態では、ノーマリーホワイトモードで駆動する場合、Ｒ光、Ｂ光の光路についても、図７に示したＧ光の光路と同様の構成で良い、と述べた。この構成を採用した場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂの各光路で構成が全く同一となるため、例えば各光学部品を保持するための保持部材が３つの光路で共通化できる等の利点がある。その反面、Ｒ、Ｂ光路における下段ミラー、上段ミラーでの反射率が劣るという欠点がある。これに対して、本実施形態では、Ｒ、Ｂ光路における下段ミラー、上段ミラーでの反射率を考慮して、Ｒ、Ｂ光路の構成をＧ光路の構成と異ならせた例を挙げる。
【００５３】
第１実施形態でも述べたように、下段ミラー８、上段ミラー９に誘電体多層膜ミラーを用いた場合、Ｐ偏光の反射特性よりもＳ偏光の反射特性が優れているため、下段ミラー８、上段ミラー９にミラーにとってのＳ偏光が入射するように構成することが望ましい。Ｒ、Ｂ光路では色分離合成プリズム７から（色分離合成プリズム７にとっての）Ｓ偏光（すなわち、ミラー８，９にとってのＰ偏光）が出射するので、下段ミラー８の手前で（色分離合成プリズム７にとっての）Ｐ偏光（すなわち、ミラー８，９にとってのＳ偏光）に変換すればよい。したがって、Ｒ光、Ｂ光の光路については、図８に示すように、色分離合成プリズム７の色分離部７ａと下段ミラー８Ｒ，８Ｂとの間の光路上にそれぞれλ／２板１７Ｒ，１７Ｂを挿入することが望ましい。図８における「Ｐ偏光」、「Ｓ偏光」の表記も、図７と同様、色分離合成プリズム７にとっての「Ｐ偏光」、「Ｓ偏光」であって、下段ミラー８、上段ミラー９にとっての「Ｐ偏光」、「Ｓ偏光」とは逆である。
【００５４】
本実施形態によれば、表示画像の明るさやコントラスト等の表示性能を高めつつ、装置の小型化やコスト低減が図れるといった第１実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに本実施形態では、Ｇ光路に加えて、Ｒ，Ｂ光路においても下段ミラー８、上段ミラー９での反射率を高められるので、より明るい表示を得ることができる。
【００５５】
［第３の実施の形態］
以下、本発明の第３の実施の形態を図９を用いて説明する。
本実施形態の画像表示装置も、第１、第２実施形態と同様、第１光変調素子、第２光変調素子の双方に液晶ライトバルブを用いた２変調方式の投射型画像表示装置の例である。
図９は、本実施形態の投射型画像表示装置の概略構成図（背面図）である。図９において、第１実施形態で用いた図４と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００５６】
第１実施形態では、ノーマリーブラックモードで駆動する場合、透過型液晶ライトバルブ１０の入射前と出射後で偏光状態が変わらないため、Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれの光路でもλ／２板を挿入する必要は無い、と述べた。この構成を採用した場合には、λ／２板が不要となることで装置構成が簡単化するという利点がある反面、Ｒ、Ｂ光路における下段ミラー８、上段ミラー９での反射率が劣るという欠点がある。これに対して、本実施形態では、Ｒ、Ｂ光路における下段ミラー８、上段ミラー９での反射率を考慮して、Ｒ、Ｂ光路にλ／２板を挿入した構成例を挙げる。
【００５７】
本実施形態では、ノーマリーブラックモードで駆動する場合のＲ、Ｂ光路において、図９に示すように、下段ミラー８、上段ミラー９に（ミラー８，９にとっての）Ｓ偏光を入射させるために、色分離合成プリズム７の色分離部７ａと下段ミラー８との間の光路上にそれぞれλ／２板１８Ｒ，１８Ｂ（第１の１／２波長板）を挿入し、透過型液晶ライトバルブ１０に（色分離合成プリズム７にとっての）Ｓ偏光（すなわちミラー８，９にとってのＰ偏光）を入射させるために、上段ミラー９と透過型液晶ライトバルブ１０との間の光路上にλ／２板１９Ｒ，１９Ｂ（第２の１／２波長板）を挿入している。なお、ノーマリーブラックモードで駆動する場合のＧ光路では、下段ミラー８、上段ミラー９にもともと（色分離合成プリズム７にとっての）Ｐ偏光（すなわちミラー８，９にとってのＳ偏光）が入射されるため、λ／２板は不要である。
【００５８】
本実施形態によれば、表示画像の明るさやコントラスト等の表示性能を高めつつ、装置の小型化やコスト低減が図れるといった第１、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに本実施形態では、ノーマリーブラックモード駆動時に下段ミラー８、上段ミラー９での反射率を高められるので、より明るく、コントラストに優れた表示を得ることができる。
【００５９】
［第４の実施の形態］
以下、本発明の第４の実施の形態を図１０、図１１を用いて説明する。
本実施形態の画像表示装置も、第１〜第３実施形態と同様、第１光変調素子、第２光変調素子の双方に液晶ライトバルブを用いた２変調方式の投射型画像表示装置の例である。ただし、第１〜第３実施形態では色変調ライトバルブに透過型液晶ライトバルブを用いたのに対し、本実施形態では色変調ライトバルブに反射型液晶ライトバルブを用いた点が異なる。
図１０は、本実施形態の投射型画像表示装置の概略構成図（Ｇ光路を示す側面図）である。図１１は、同、Ｒ，Ｂ光路を示す背面図である。図１０、図１１において、第１実施形態で用いた図３、図４と共通の構成要素に同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００６０】
本実施形態では、図１０、図１１に示すように、第１〜第３実施形態の上段ミラー９に代えてＰＢＳ２１を配置し、光路に応じてＰＢＳ２１の上面、側面のいずれかに反射型液晶ライトバルブ２２（第２光変調素子）を配置している。Ｒ，Ｂ光路については、図１１に示すように、色分離合成プリズム７をＳ偏光（ミラー８，９にとってのＰ偏光）が出射するため、下段ミラー８での反射を反射率が高い（ミラー８，９にとっての）Ｓ偏光反射とするために、色分離合成プリズム７の出射面と下段ミラー８との間の光路上にλ／２板２３Ｒ，２３Ｂを挿入し、偏光変換を行う。図１０、図１１における「Ｐ偏光」、「Ｓ偏光」の表記も、他の図面と同様、色分離合成プリズム７にとっての「Ｐ偏光」、「Ｓ偏光」であって、ミラー８，９にとっての「Ｐ偏光」、「Ｓ偏光」とは逆である。
【００６１】
また、色分離合成プリズム７の色合成部７ｂに（色分離合成プリズム７にとっての）Ｓ偏光で再入射させるためには、ＰＢＳ２１は（ＰＢＳ２１にとっての）Ｓ偏光反射入射−Ｐ偏光透過出射で用いる必要がある。この場合、反射型液晶ライトバルブ２２Ｒ，２２ＢをＰＢＳ２１Ｒ，２１Ｂの側面に配置することになる。この構成は、Ｒ光、Ｂ光の明るさを稼ぐ上で有利である。あるいは、下段ミラー８Ｒ，８Ｂでの反射率を考慮せず、λ／２板２３Ｒ，２３Ｂを挿入しない場合には、ＰＢＳ２１Ｒ，２１Ｂは（ＰＢＳ２１Ｒ，２１Ｂにとっての）Ｐ偏光透過入射−Ｓ偏光反射出射で用いる必要がある。この場合、反射型液晶ライトバルブ２２Ｒ，２２ＢをＰＢＳの上面に配置することになる。
【００６２】
一方、Ｇ光路については、図１０に示すように、下段ミラー８Ｇでの反射がもともと（ミラー８Ｇにとっての）Ｓ偏光反射になっている。この例では、ＰＢＳ２１Ｇを（ＰＢＳ２１Ｇにとっての）Ｐ偏光透過入射−Ｓ偏光反射出射で用いるために、下段ミラー８ＧとＰＢＳ２１Ｇとの間の光路上にλ／２板２３Ｇを挿入し、偏光変換を行っている。反射型液晶ライトバルブ２２ＧはＰＢＳ２１Ｇの上面に配置している。この構成を採用した場合、ＰＢＳ２１Ｇを（ＰＢＳ２１Ｇにとっての）Ｐ偏光透過入射−Ｓ偏光反射出射で用いることで、Ｇ光のコントラスト特性を向上させることができる。
【００６３】
本実施形態によれば、表示画像の明るさやコントラスト等の表示性能を高めつつ、装置の小型化やコスト低減が図れるといった第１〜第３実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに本実施形態では、輝度変調ライトバルブに加えて、色変調ライトバルブにも反射型液晶ライトバルブを用いているので、耐熱性に優れた投射型画像表示装置を実現することができる。
【００６４】
［第５の実施の形態］
以下、本発明の第５の実施の形態を図１２を用いて説明する。
本実施形態の画像表示装置も、第１〜第４実施形態と同様、第１光変調素子、第２光変調素子の双方に液晶ライトバルブを用いた２変調方式の投射型画像表示装置の例であり、第４実施形態と同様、色変調ライトバルブに反射型液晶ライトバルブを用いたものである。
図１２は、本実施形態の投射型画像表示装置の概略構成図（Ｇ光路を示す側面図）である。図１２において、第４実施形態で用いた図１０と共通の構成要素に同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００６５】
Ｇ光路について、第４実施形態では、ＰＢＳ２１Ｇを（ＰＢＳ２１Ｇにとっての）Ｐ偏光透過入射−Ｓ偏光反射出射で用いたのに対し、本実施形態では、ＰＢＳ２１Ｇを（ＰＢＳ２１Ｇにとっての）Ｓ偏光反射入射−Ｐ偏光透過出射で用いている。そのため、ＰＢＳ２１Ｇと色分離合成プリズム７の色合成部７ｂとの間の光路上にλ／２板２４Ｇを挿入し、偏光変換を行っている。反射型液晶ライトバルブ２２ＧはＰＢＳ２１Ｇの側面に配置している。この構成により、色分離合成プリズム７には（色分離合成プリズム７にとっての）Ｐ偏光が入射する。
【００６６】
本実施形態によれば、表示画像の明るさやコントラスト等の表示性能を高めつつ、装置の小型化やコスト低減が図れる、耐熱性に優れた投射型画像表示装置を実現できる、といった第４実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６７】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。一例として、Ｒ，Ｇ，Ｂの全ての色変調ライトバルブをノーマリーホワイトモード、ノーマリーブラックモードのいずれか一方で駆動するのではなく、色によって使い分けるようにしても良い。例えば、Ｇ用色変調ライトバルブは明るさに優れたノーマリーホワイトモードとし、Ｒ，Ｂ用色変調ライトバルブはコントラスト特性に優れたノーマリーブラックモードとしても良い。このとき、輝度変調ライトバルブは、Ｇ光束帯域で最もコントラストが高くなるように、セル条件、駆動条件を調整することが望ましい。画像の明るさに対してはＧ光束が支配的であるため、Ｇ用色変調ライトバルブをノーマリーホワイトモードとすることで明るさを稼ぐことができる。一方、黒表示側については、輝度変調ライトバルブのＲ，Ｂに対するコントラスト特性が芳しくないため、Ｒ，Ｂ用色変調ライトバルブをノーマリーブラックモードとすることで、Ｒ，Ｂ用色変調ライトバルブでの黒表示を充分に沈めることができ、黒表示時の色付きを抑えることができる。
【００６８】
また、第４実施形態の変形例として、Ｇ光路については、図１０に示した通りの構成とする一方、Ｒ，Ｂ光路については、図１１の構成に代えて、ＰＢＳを（ＰＢＳにとっての）Ｐ偏光透過入射−Ｓ偏光反射出射で用い、光路中にλ／２板を挿入しない構成とすることもできる。この場合、色変調用の反射型液晶ライトバルブを全て装置の上面側に配置できるので、色変調ライトバルブのアライメントを行うのが容易になる。
また、上記実施形態において、前段の輝度変調ライトバルブにおけるＰＢＳをＰ偏光入射−Ｓ偏光出射で用いるものとして説明したが、Ｓ偏光入射−Ｐ偏光出射で用いてもよい。その場合、後段の色変調ライトバルブ側の構成を変えないのであれば、図５に示したのとは逆に、Ｒ，Ｂ光の偏光状態を変換しなければならず、Ｒ，Ｂ帯域光束にλ／２の位相差を付与する波長選択位相差板を用いる必要がある。
【００６９】
また、上記実施形態では透過型液晶ライトバルブの液晶配向モードがツイストネマティックモードである場合を説明したが、他の液晶配向モードも使用してもかまわない。例えば、垂直配向モードを用いても良い。垂直配向モードにおいては、ＴＮ配向モードとは逆であり、ノーマリーブラックモードで駆動する場合に入射偏光と出射偏光の偏光方向が直交するため、図７の構成が必要となる。ノーマリーホワイトモードでは入射偏光と出射偏光の偏光方向が平行であるため、ＴＮ配向のノーマリーブラックモードと同様、λ／２板の挿入は必要ない。また、第１光変調素子として、反射型液晶ライトバルブに代えて透過型液晶ライトバルブを用いても良い。また、第１光変調素子には、液晶ライトバルブに限らず、ＤＭＤ等を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１実施形態の投射型画像表示装置を示す斜視図である。
【図２】同平面図である。
【図３】同側面図である。
【図４】同背面図である。
【図５】本装置で用いる波長選択位相差板の作用を説明するための図である。
【図６】透過型液晶ライトバルブの明表示状態における偏光状態の説明図である。
【図７】ノーマリーホワイトモードで駆動する場合の光学構成の説明図である。
【図８】本発明の第２実施形態の投射型画像表示装置を示す背面図である。
【図９】本発明の第３実施形態の投射型画像表示装置を示す背面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態の投射型画像表示装置を示す側面図である。
【図１１】同背面図である。
【図１２】本発明の第５実施形態の投射型画像表示装置を示す側面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１…投射型画像表示装置（画像表示装置）、２…光源、５…反射型液晶ライトバルブ（第１光変調素子）、７…色分離合成プリズム（色分離・合成素子）、７ａ…色分離部、７ｂ…色合成部、８，８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ…下段ミラー（光伝達手段）、９，９Ｒ，９Ｇ，９Ｂ…上段ミラー（光伝達手段）、１０，１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ…透過型液晶ライトバルブ（第２光変調素子）、１１…投射レンズ（投射光学系）、１３…波長選択位相差板（波長選択位相差素子）、１７，１７Ｒ，１７Ｂ，１８Ｒ，１８Ｂ，１９Ｒ，１９Ｂ，２３Ｒ，２３Ｇ、２３Ｂ、２４Ｇ…λ／２板（１／２波長板）、２２，２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ…反射型液晶ライトバルブ（第２光変調素子）。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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