JPH10253922A

JPH10253922A - 投写型表示装置

Info

Publication number: JPH10253922A
Application number: JP9053411A
Authority: JP
Inventors: Tomiyoshi Ushiyama; 富芳牛山; Yoshitaka Ito; 嘉高伊藤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-03-07
Filing date: 1997-03-07
Publication date: 1998-09-25
Anticipated expiration: 2017-03-07
Also published as: JP3646455B2

Abstract

(57)【要約】【課題】色分離光学系としてクロスダイクロイックプ
リズムを使用することなく、光路長の短い小型でコンパ
クトな構成の投写型表示装置を実現すること。【解決手段】投写型表示装置１では、光源２からの出
射光Ｌに含まれるＰ偏光成分およびＳ偏光成分が偏光ビ
ームスプリッタ４で分離され、Ｐ偏光光Ｐからダイクロ
イックプリズム５によって緑色光Ｇが分離され、反射型
の液晶ライトバルブ３Ｇに入射する。Ｓ偏光光Ｓから
は、ダイクロイックフィルタ９によって緑色光Ｇが取り
除かれた後、ダイクロイックプリズム６によって、青色
光Ｂおよび赤色光Ｒが分離され、それぞれ対応する反射
型の液晶ライトバルブ３Ｂ、３Ｒに入射する。このよう
な構成により、色分離光学系としてクロスダイクロイッ
クプリズムを使用することなく、しかも光路長の短い小
型でコンパクトな光学系を構成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はカラー画像表示を行
う投写型表示装置に関し、更に詳しくは、反射型のライ
トバルブを用いた投写型表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】反射型の液晶ライトバルブを用いた投写
型表示装置としては、例えば、特開平３−２４９６３９
号公報に開示されているように、色分離光学系として、
Ｘ字状に反射膜が形成されたクロスダイクロイックプリ
ズムを用いた構成のものが知られている。

【０００３】この構成の投写型表示装置では、光源から
の出射光を偏光ビームスプリッタによってＰ偏光光とＳ
偏光光に分離し、Ｓ偏光光をクロスダイクロイックプリ
ズムに入射して、３色の色光となるように空間的に分離
している。クロスダイクロイックプリズムは、誘電体多
層膜等ならなる赤色反射膜および青色反射膜をＸ字状に
形成した構成となっている。従って、Ｓ偏光光に含まれ
る赤および青の色光は当該ダイクロックプリズムで反射
されて、これらの色光の出射面に対峙している反射型の
赤色用液晶ライトバルブおよび青色用液晶ライトバルブ
に入射する。残りの緑色光はＸ字状に形成された反射膜
をそのまま透過して、この緑色光の出射面に対峙してい
る反射型の緑色用液晶ライトバルブに入射する。

【０００４】これらの液晶ライトバルブには、投写表示
すべきカラー画像の各色に対応する画像信号が供給され
ている。従って、各液晶ライトバルブに入射した色光は
画像信号に応じて変調が施される。変調後の各色光は、
各液晶ライトバルブで反射されて、同一光路を戻ること
により再合成されて、しかる後に、偏光ビームスプリッ
タを通過して、投写レンズを介して投写面上に拡大投写
される。

【０００５】一方、反射型の液晶ライトバルブを用いた
投写型表示装置としては、例えば、特開昭６１−１３８
８５号公報に開示されているように、色分離光学系とし
て、それぞれ異なる色光を反射する２個のダイクロイッ
クミラーを用いた構成のものも知られている。

【０００６】この構成の投写型表示装置では、偏光ビー
ムスプリッタによって光源からの出射光をＰ偏光光とＳ
偏光光に分離し、Ｓ偏光光を、２個のダイクロイックミ
ラーに順次に通過させて、まず、青色光を反射すること
により分離し、次に、赤色光を反射することにより分離
している。そして、分離された各色光が入射する位置に
は、それぞれ、反射型の青色用液晶ライトバルブおよび
赤色用液晶ライトバルブを配置して、これらの色光に画
像信号に対応した変調を施すようになっている。また、
２個のダイクロイックミラーを通過した緑色光も反射型
の緑色用液晶ライトバルブに入射して、画像信号に対応
した変調が施されるようになっている。変調が施された
後の各色光は、各液晶ライトバルブで反射されて同一光
路を戻ることにより再合成され、しかる後に、偏光ビー
ムスプリッタを通過して、投写レンズを介して投写面上
に拡大投写される。

【０００７】ここで、２個のダイクロイックミラーを用
いて色分離光学系を構成した投写型表示装置では、上記
の場合、最初に分離される青色光束は１個のダイクロイ
ックミラーのみを通過し、他の赤および緑の色光束は２
個のダイクロイックミラーを通過しており、これらの間
の光路の長さが異なっている。これを解消するために、
青色光束の光路上には光路マッチガラスを介在させてあ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】色分離光学系としてク
ロスダイクロイックプリズムを用いた投写型表示装置
は、唯一のダイクロイックプリズムによって色分離光学
系が構成されているので、光学系を小型でコンパクトに
構成できる。しかしながら、次のような解決すべき課題
がある。

【０００９】まず、クロスダイクロイックプリズムに形
成されているＸ字状に形成された反射膜が相互に交差し
て出来る中心線の部分では光が遮られる。このために、
投写レンズを介して投写面上に投写表示される画像には
この中心線の部分が写し出されてしまう。

【００１０】また、光源からの出射光のうちの一方の偏
光光、例えばＳ偏光光のみを利用しており、他方のＰ偏
光光は何ら利用されていない。従って、出射光の利用効
率が悪く、明るい投写画像を形成できない場合がある。

【００１１】これに対して、色分離光学系として２個の
ダイクロイックミラーを用いた投写型表示装置は、上記
のクロスダイクロイックプリズムを使用した場合の弊害
であるＸ字状に形成された反射膜の中心線の部分が投写
画像に写し出されることは無い。しかし、次のような解
決すべき課題がある。まず、２個のダイクロイックプリ
ズムを使用しているので、その分、装置が大型化してし
まう。また、各色光束の光路の長さが長くなってしま
う。さらには、上記構成の投写型表示装置と同様に、一
方の偏光光のみを利用しているので、出射光の利用効率
が悪く、明るい投写画像が得られない場合もある。

【００１２】本発明の課題は、このような従来の問題点
を解決可能な反射型の液晶ライトバルブを備えた投写型
表示装置を実現することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、光源からの光をＰ偏光光とＳ偏光光と
に分離する偏光分離光学素子と、当該偏光分離光学素子
によって分離された一方の偏光光に含まれる３色光のう
ち、第１の色光を分離して取り出す第１の色分離光学素
子と、前記偏光分離光学素子によって分離された他方の
偏光光に含まれる３色光のうち、第２および第３の色光
を分離して取り出す第２の色分離光学素子と、前記第１
の色分離光学素子によって分離された前記第１の色光を
変調し、変調された前記第１の色光を前記第１の色分離
光学素子にむけて出射する第１の反射型ライトバルブ
と、前記第２の色分離光学素子によって分離された前記
第２の色光を変調し、変調された前記第２の色光を前記
第２の色分離光学素子にむけて出射する第２の反射型ラ
イトバルブと、前記第２の色分離光学素子によって分離
された前記第３の色光を変調し、変調された前記第３の
色光を前記第２の色分離光学素子にむけて出射する第３
の反射型ライトバルブとを有し、前記第１の色分離光学
素子は、唯一のダイクロイックミラー又はダイクロイッ
クプリズムからなり、前記第２の色分離光学素子は、前
記他方の偏光光から前記第１の色光を除去するフィルタ
と、唯一のダイクロイックミラーまたはダイクロイック
プリズムとからなることを特徴とする。

【００１４】このように構成した本発明の投写型表示装
置は、偏光分離光学素子によって分離されたＰ偏光光お
よびＳ偏光光の双方を利用している。従って、光源から
の出射光の利用効率が高く、明るい投写画像を得ること
が可能となる。

【００１５】さらに、本発明の投写型表示装置は、色分
離光学素子としてクロスダイクロイックプリズムを使用
することなく、各色の色光の光路上に唯一のダイクロイ
ックミラーまたはダイクロイックプリズムを配置するの
みで、３色光を分離できる。

【００１６】従って、クロスダイクロイックプリズムを
色分離光学系として用いている投写型表示装置のように
Ｘ字状に形成された反射膜が交差する中心線が投写画像
に写し出されるという弊害は発生しない。また、２個の
ダイクロイックプリズムを色分離光学系として用いてい
る投写型表示装置とは異なり、各色光は唯一のダイクロ
イックプリズムを通過するのみである。従って、各色光
の光路長をクロスダイクロックプリズムを使用した投写
型表示装置と同様に短くでき、また、装置構成も小型で
コンパクトにできる。

【００１７】次に、上記の投写型表示装置において、第
２の色分離光学素子と第２の反射型ライトバルブとの
間、及び、第２の色分離光学素子と第３の反射型ライト
バルブとの間に、Ｐ偏光光をＳ偏光光に、Ｓ偏光光をＰ
偏光光に変換する偏光変換手段を設けたり、第１の色分
離光学素子と第１の反射型ライトバルブとの間に、Ｐ偏
光光をＳ偏光光に、Ｓ偏光光をＰ偏光光に変換する偏光
変換手段を設けたりすることができる。このように、一
方の色分離光学素子とこれに対峙する反射型ライトバル
ブとの間に偏光変換手段を設けると、すべてのライトバ
ルブを共通化することが可能となる。

【００１８】さらに、上記の投写型表示装置において、
第１の色分離光学素子は、さらに一方の偏光光から第２
の色光または第３の色光を除去するフィルタを備え、一
方の偏光光から第１の色光を分離して取り出すととも
に、第２および第３の色光のうちの何れか一方の色光も
分離して取り出すようになっており、当該第１の色分離
光学素子によって分離して取り出された第２あるいは第
３の色光を変調し、変調された前記第２あるいは第３の
色光を前記第２の色分離光学素子にむけて出射する第４
の反射型ライトバルブを配置するという構成を採用する
ことができる。

【００１９】この構成を採用すれば、例えば、ハロゲン
ランプのように青色の光量が少ない光源を用いた場合
に、偏光ビームスプリッタによって分離されたＰ偏光光
およびＳ偏光光の双方に含まれる青色光の成分をそれぞ
れ変調するライトバルブを配置して、青色光に関して双
方の偏光光を利用するようにすることができる。従っ
て、各ライトバルブで反射されて再合成された光は全体
として光源光よりもホワイトバランスが良くなるという
利点がある。また、全体として光の利用効率が向上する
ので、その分、全体の光強度も高めることができ、明る
い投写画像を形成することができる。

【００２０】一方、光の利用効率を更に高めるために
は、光源と偏光分離光学素子の間の出射光の光路上に配
置された１／４波長板と、偏光分離光学素子によって第
１の色光が分離された残りの偏光光を反射し、１／４波
長板を介して光源に戻す反射板とを設ければよい。

【００２１】この構成を採用すれば、偏光分離光学素子
で偏光分離され、第１の色光が分離された残りの偏光光
は、反射板によって反射されて１／４波長板を通過して
光源に戻った後、再度１／４波長板を通過して偏光分離
光学素子に入射する。この時点では、反射光は偏光方向
が直交する方向に切り換わっているので、偏光分離光学
素子において第２の色分離光学素子の側にむかうように
分離される。この結果、実質的に光源からの出射光が全
て利用されることになるので、光の利用効率が高まり、
光強度が増加して、明るい投写画像を形成できる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明を
適用した投写型表示装置を説明する。

【００２３】（第１の実施の形態）図１には、本発明の
第１の実施の形態に係る投写型表示装置の光学系の概略
構成を示してある。この図に示すように、本例の投写型
表示装置１は、光源２からの出射光Ｌを赤、緑、青の各
色光Ｒ、Ｇ、Ｂに分離し、分離された各色光Ｒ、Ｇ、Ｂ
に対して反射型の液晶ライトバルブ３Ｒ、３Ｇ、３Ｂに
より画像信号に応じた変調を施し、変調後の各色光を再
合成して投写表示する構成となっている。

【００２４】詳細に説明すると、光源２は、アーク長の
短いメタルハライドランプ等の光源ランプ２１と、リフ
レクタ２２を備えており、光源ランプ２１からの発散光
を光軸とほぼ平行な出射光Ｌとして出射する。光源２か
らの出射光Ｌは、出射光Ｌに含まれるＰ偏光成分Ｐおよ
びＳ偏光成分Ｓを空間的に分離する偏光分離光学素子で
ある偏光ビームスプリッタ４に入射する。この偏光ビー
ムスプリッタ４は、光源光軸２ａに対して４５度傾斜し
た偏光分離膜４ａを備えており、出射光Ｌに含まれるＰ
偏光光Ｐを透過し、Ｓ偏光光Ｓを直交する方向に向けて
反射することにより、空間的に９０度の角度で分離す
る。

【００２５】この偏光ビームスプリッタ４におけるＰ偏
光光の出射面４１に対峙させて、第１の色分離光学素子
であるダイクロイックプリズム５が配置されている。こ
のダイクロイックプリズム５は上記の偏光分離膜４ａと
ほぼ平行に赤色・青色反射膜５ａが形成されている。

【００２６】ダイクロイックプリズム５に入射したＰ偏
光光Ｐに含まれる緑色光は赤色・青色反射膜５ａを透過
して当該ダイクロックプリズム５の出射面５１から出射
する。この出射面５１に対峙させて、出射した緑色光の
光路に直交する状態に、反射型の液晶ライトバルブ３Ｇ
が配置されている。従って、Ｐ偏光光Ｐから分離された
緑色光は当該液晶ライトバルブ３Ｇに入射して、緑色画
像信号に対応した変調が施される。Ｐ偏光光Ｐに含まれ
ている赤色光Ｒおよび青色光Ｂはダイクロイックプリズ
ム５の赤色・青色反射膜５ａで反射される。

【００２７】一方、偏光ビームスプリッタ４のＳ偏光光
の出射面４２側には、第２の色分離光学素子として、ダ
イクロイックプリズム６と、ダイクロックプリズム６に
おける偏光ビームスプリッタ４からＳ偏光光が入射する
入射面６３に形成された緑色反射ダイクロイックフィル
タ９とが設けられている。偏光ビームスプリッタ４から
出射されたＳ偏光光は、緑色反射ダイクロイックフィル
タ９を通過する際に緑色光成分が除去される。

【００２８】そして、ダイクロイックプリズム６に入射
したＳ偏光光Ｓは、偏光分離膜４ａとは直交する方向に
形成された青色反射膜６ａによって青色光Ｂが反射され
て出射面６１から出射する。この出射面６１に対峙させ
て、出射した青色光Ｂの光路に直交する状態に、反射型
の青色用液晶ライトバルブ３Ｂが配置されている。従っ
て、Ｓ偏光光Ｓから分離された青色光Ｂは当該液晶ライ
トバルブ３Ｂに入射して青色画像信号に対応する変調が
施される。青色反射膜６ａを透過した赤色光Ｒは出射面
６２から出射する。この出射面５２に対峙させて、出射
した赤色光の光路に直交する状態に、反射型の赤色用液
晶ライトバルブ３Ｒが配置されている。従って、Ｓ偏光
光Ｓから分離された赤色光は当該液晶ライトバルブ３Ｒ
に入射して赤色画像信号に対応する変調が施される。

【００２９】反射型の液晶ライトバルブ３Ｒ、３Ｇ、３
Ｂに入射した各色光は、それぞれに供給されている各色
の画像信号の画素信号に応じて各画素電極毎に偏光面の
回転を受けた光が反射光として得られる。このようにし
て変調された反射光は、再度、同一光路に沿って戻り、
ダイクロイックプリズム５、６を通り、偏光ビームスプ
リッタ４に至る。

【００３０】ここで、Ｐ偏光光が入射した緑色用液晶ラ
イトバルブ３Ｇからの反射光は、偏光面の回転を受けて
部分的にＳ偏光光となっており、このＳ偏光成分のみ
が、当該偏光ビームスプリッタ４の偏光分離膜４ａで反
射されて、投写光学系を構成している投写レンズ７に供
給され、残りのＰ偏光成分は光源２の側に向けて戻って
いく。

【００３１】一方、Ｓ偏光光が入射した青用および赤用
の液晶ライトバルブ３Ｂ、３Ｒからの反射光は、偏光面
の回転を受けて部分的にＰ偏光光となった偏光成分のみ
が、当該偏光ビームスプリッタ４の偏光分離膜４ａを透
過して、投写レンズ７に供給され、残りのＳ偏光成分は
反射されて光源２の側に戻っていく。

【００３２】この結果、偏光ビームスプリッタ４の出射
面４３からは各色の画像信号に応じて変調が施された各
色光が再合成されて出力される。この合成光Ｌ２は投写
レンズ７を介して、投写面８の上に拡大投写される。

【００３３】このように構成した本例の投写型表示装置
１では、偏光分離光学素子によって分離されたＰ偏光光
およびＳ偏光光の双方を利用している。従って、光源か
らの出射光の利用効率が高く、明るい投写画像を得るこ
とが可能となる。

【００３４】さらに、色分離光学素子としてクロスダイ
クロイックプリズムを使用せずに、２個のダイクロイッ
クプリズム５、６を用いている。また、各色の色光Ｒ、
Ｇ、Ｂの光路上には唯一のダイクロイックプリズム５ま
たはダイクロイックプリズム６が配置されているのみで
ある。従って、本例によれば、クロスダイクロイックプ
リズムを色分離光学系として用いている投写型表示装置
のように、Ｘ字状に形成された反射膜が交差する中心線
が投写画像に写し出されるという弊害は発生しない。ま
た、従来のような２個のダイクロイックプリズムを色分
離光学系として用いている投写型表示装置とは異なり、
各色光は唯一のダイクロイックプリズムを通過するのみ
なので、各色光の光路長をクロスダイクロックプリズム
を使用した投写型表示装置と同様に短くでき、また、装
置構成も小型でコンパクトにできる。

【００３５】なお、本例では色分離光学素子として２つ
の直角プリズムの間に誘電体多層膜を挟んだダイクロイ
ックプリズム５、６を使用しているが、代わりに透明板
状に誘電体多層膜を形成したダイクロイックミラーを用
いることもできる。ダイクロイックプリズムを用いた場
合には、ダイクロイックミラーを用いた場合よりも各色
の光学的な光路長を短くできるという利点がある。これ
に対して、ダイクロイックミラーを使用した場合には、
そこに形成される各色の反射膜を目標とする特性に設定
しやすいという利点がある。

【００３６】また、本例において、緑色反射ダイクロイ
ックフィルタ９は、入射面６３に設けられるが、この緑
色反射ダイクロイックフィルタ９は、青色用液晶ライト
バルブ３Ｂとダイクロイックプリズム６との間、あるい
は、赤色用液晶ライトバルブ３Ｒとダイクロイックプリ
ズム６との間に配置してもよい。

【００３７】さらに、本例では、第１の色分離光学素子
であるダイクロイックプリズム５の赤色・青色反射膜５
ａは、赤外線反射膜としても機能するように構成されて
いる。この構成によれば、赤外線照射による緑色用液晶
ライトバルブ３Ｇの温度上昇を抑制できるので好まし
い。

【００３８】さらにまた、本例において、ダイクロイッ
クプリズム６と青色用液晶ライトバルブ３Ｂ、ダイクロ
イックプリズム６と赤色用液晶ライトバルブとの間３Ｒ
に、Ｓ偏光光をＰ偏光光に、Ｐ偏光光をＳ偏光光に変換
する１／２波長板等の偏光変換手段を設ければ、すべて
のライトバルブを共通化することが可能となる。なお、
この偏光変換手段をダイクロイックプリズム６と青色用
液晶ライトバルブ３Ｂ、赤色用ライトバルブ３Ｒとの間
に設けるかわりに、ダイクロイックプリズム５と緑色用
液晶ライトバルブ３Ｇとの間に設けても同様の効果が得
られる。

【００３９】（投写型表示装置の変形例）図２は、図１
に示した投写型表示装置１の第１の変形例を示す概略構
成図である。この図に示す投写型表示装置１０は、複数
のレンズにより光源からの光を複数の部分光束に分離し
て、それぞれの部分光束により液晶ライトバルブを均一
に照明するインテグレータ光学系を構成する２枚のレン
ズ板２３，２４を備えている。また、第１の色分離光学
素子として、ダイクロイックプリズム５の内部には青色
反射膜５ｂが形成されており、その出射面５１には赤色
反射ダイクロイックフィルタ１１が設けられている。そ
して、その出射面５２側には第２の青色用液晶ライトバ
ルブ３Ｂ（２）を備えている。これ以外の構成は投写型
表示装置１と同一であるので、対応する部分には同一の
符号を付して、それらの説明は省略する。

【００４０】光源２から出射された光は、複数の矩形レ
ンズにより構成された第１のレンズ板２３により複数の
部分光束に分離された後、第１のレンズ板２３と同様に
構成された第２のレンズ板２４を通過して偏光ビームス
プリッタ４へ出射される。出射光は偏光分離膜４ａによ
り、Ｐ偏光光ＰとＳ偏光光Ｓとに分離される。

【００４１】この偏光ビームスプリッタ４におけるＰ偏
光光の出射面４１に対峙させて、第１の色分離光学素子
であるダイクロイックプリズム５が配置されている。こ
のダイクロイックプリズム５は上記の偏光分離膜４ａと
ほぼ平行に青色反射膜５ｂが形成されている。

【００４２】ダイクロイックプリズム５に入射したＰ偏
光光Ｐに含まれる赤色光Ｒ、緑色光Ｇは青色反射膜５ｂ
を透過して当該ダイクロックプリズム５の出射面５１か
ら出射する。この出射面５１に対峙させて、出射した緑
色光の光路に直交する状態に、赤色反射ダイクロイック
フィルタ１１、及び、反射型の液晶ライトバルブ３Ｇが
配置されている。従って、Ｐ偏光光Ｐから分離された赤
色光Ｒ、緑色光Ｇのうち、赤色光Ｒは赤色反射ダイクロ
イックフィルタ１１で反射され、緑色光Ｇのみが当該液
晶ライトバルブ３Ｇに入射して、緑色画像信号に対応し
た変調が施される。

【００４３】一方、青色反射膜５ｂで反射された青色光
Ｂが出射する出射面５２には、第２の青色用液晶ライト
バルブ３Ｂ（２）が配置されており、これに入射した青
色光Ｂには青色画像信号に対応した変調が施される。

【００４４】このように構成した本例の投写型表示装置
１０では、インテグレータ光学系を採用することによ
り、投写される画像の明るさを画像全体にわたって均一
にすることができる。

【００４５】また、青色用液晶ライトバルブを２つ設け
ることにより、青色光の強度を高めることができる。従
って、ハロゲンランプのように青色の光量が少ない光源
を用いた場合には、偏光ビームスプリッタ４によって分
離されたＰ偏光光ＰおよびＳ偏光光Ｓの双方に含まれる
青色光Ｂの成分を利用できる。従って、各液晶ライトバ
ルブで反射されて再合成された光は全体として光源光よ
りもホワイトバランスが良くなるという利点がある。ま
た、全体として光の利用効率が向上するので、その分、
全体の光強度も高めることができ、明るい投写画像を形
成できる。

【００４６】また、光源として例えばメタルハライドラ
ンプを用いている従来の投写型表示装置では、緑色光の
強度が高いので、色バランスをとるために、例えば光源
からの出射光から緑色成分を減らすようにしている。し
かし、本例の構成を採用すれば、青色光あるいは赤色光
の強度を高めることができるので、緑色成分を減らして
光強度を低下させてしまうこともない。

【００４７】（投写型表示装置の別の変形例）図３は、
前述した投写型表示装置１の更に別の変形例を示す概略
構成図である。この図に示す投写型表示装置３０も基本
構成は投写型表示装置１と同一であるので、共通する部
分には同一の符号を付し、それらの説明は省略する。

【００４８】本例の投写型表示装置３０は、偏光ビーム
スプリッタ４における出射光Ｌの入射面４４に１／４波
長板２５を貼り付けてある。また、ダイクロイックミラ
ー５における青色光Ｂおよび赤色光Ｒの出射面５２には
反射板３１が貼り付けられている。

【００４９】このように構成した本例の投写型表示装置
３０において、ダイクロイックミラー５の内部に形成さ
れた青色・赤色反射膜５ａで反射されたＰ偏光の青色光
Ｂおよび赤色光Ｒは、反射板３１によって反射され、同
一の光路を辿って偏光ビームスプリッタ４および１／４
波長板２５を通って光源２に戻る。光源２に戻った反射
光は、リフレクタ２２によって反射されて出射光Ｌとし
て再度１／４波長板２５を通って偏光ビームスプリッタ
４に入射する。このように、反射板３１で反射された光
は、１／４波長板２５を通り、反射された後に再度１／
４波長板２５を通過する。従って、その偏光方向が直交
する方向に切り替わった状態で偏光ビームスプリッタ４
に入射する。本例では、Ｐ偏光光Ｐが反射板３１によっ
て反射され、ここで反射されたＰ偏光光Ｐが光源２に戻
って反射されて１／４波長板２５を通過し、再び偏光ビ
ームスプリッタ４に入射する際にはＳ偏光光に切り換わ
っている。従って、当該Ｓ偏光光Ｓは偏光ビームスプリ
ッタ４で反射されて、第２の色分離光学素子であるダイ
クロイックプリズム６に入射して、青色光Ｂおよび赤色
光Ｒに分離されて、対応する液晶ライトバルブ３Ｂ，３
Ｒに入射する。

【００５０】従って、本例の投写型表示装置３０によれ
ば、実質的に光源からの出射光が全て利用されることに
なるので、光の利用効率が高まり、光強度が増加して、
明るい投写画像を形成できる。

【００５１】（その他の実施の形態）なお、上記の投写
型表示装置における各色の液晶ライトバルブの配置は一
例を示すためのものであり、これらの実施例に限定され
るものではない。各色分離光学素子における色分離特性
を変更すれば、それに対応させて、各色の液晶ライトバ
ルブの配置関係も異なるものにできる。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の投写型表
示装置によれば、偏光分離光学素子によって分離された
Ｐ偏光光およびＳ偏光光の双方を利用して、各色光を分
離するようにしている。従って、クロスダイクロイック
プリズムを色分離光学素子として用いることなく、小型
の投写型表示装置の光学系を構成できる。

【００５３】また、本発明の投写型表示装置によれば、
偏光分離光学素子によって分離されたＰ偏光光およびＳ
偏光光を効率良く利用できるので、光の利用効率を高
め、明るい投写画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した反射型の液晶ライトバルブを
用いた投写型表示装置の光学系の主要構成を示す概略構
成図である。

【図２】図１の投写型表示装置の変形例に係る光学系の
主要構成を示す概略構成図である。

【図３】図１の投写型表示装置の更に別の変形例に係る
光学系の主要構成を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１投写型表示装置２光源２ａ光源光軸２１光源ランプ２２リフレクタ２３第１のレンズ板２４第２のレンズ板２５１／４波長板３Ｒ赤色用反射型液晶ライトバルブ３Ｇ緑色用反射型液晶ライトバルブ３Ｂ，３Ｂ（２）青色用反射型液晶ライトバルブ４偏光ビームスプリッタ４ａ偏光分離膜４１出射面４２出射面４３出射面４４入射面５ダイクロイックプリズム５ａ赤色・青色反射膜５ｂ青色反射膜５１出射面６ダイクロイックプリズム６ａ青色反射膜６１出射面６２出射面６３入射面７投写レンズ８投写面９緑色反射ダイクロイックフィルタ１０投写型表示装置１１赤色反射ダイクロイックフィルタ３０投写型表示装置３１反射板

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０４Ｎ 9/31 Ｈ０４Ｎ 9/31 Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源からの光をＰ偏光光とＳ偏光光とに
分離する偏光分離光学素子と、当該偏光分離光学素子によって分離された一方の偏光光
に含まれる３色光のうち、第１の色光を分離して取り出
す第１の色分離光学素子と、前記偏光分離光学素子によって分離された他方の偏光光
に含まれる３色光のうち、第２および第３の色光を分離
して取り出す第２の色分離光学素子と、前記第１の色分離光学素子によって分離された前記第１
の色光を変調し、変調された前記第１の色光を前記第１
の色分離光学素子にむけて出射する第１の反射型ライト
バルブと、前記第２の色分離光学素子によって分離された前記第２
の色光を変調し、変調された前記第２の色光を前記第２
の色分離光学素子にむけて出射する第２の反射型ライト
バルブと、前記第２の色分離光学素子によって分離された前記第３
の色光を変調し、変調された前記第３の色光を前記第２
の色分離光学素子にむけて出射する第３の反射型ライト
バルブとを有し、前記第１の色分離光学素子は、唯一のダイクロイックミ
ラーまたはダイクロイックプリズムからなり、前記第２の色分離光学素子は、前記他方の偏光光から前
記第１の色光を除去するフィルタと、唯一のダイクロイ
ックミラーまたはダイクロイックプリズムとからなるこ
とを特徴とする投写型表示装置。
【請求項２】請求項１において、前記第２の色分離光学素子と前記第２の反射型ライトバ
ルブとの間、及び、前記第２の色分離光学素子と前記第
３の反射型ライトバルブとの間には、Ｐ偏光光をＳ偏光
光に、Ｓ偏光光をＰ偏光光に変換する偏光変換手段が設
けられていることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項３】請求項１において、前記第１の色分離光学素子と前記第１の反射型ライトバ
ルブとの間には、Ｐ偏光光をＳ偏光光に、Ｓ偏光光をＰ
偏光光に変換する偏光変換手段が設けられていることを
特徴とする投写型表示装置。
【請求項４】請求項１から３のいずれかにおいて、前記第１の色分離光学素子は、さらに前記一方の偏光光
から前記第２の色光または第３の色光を除去するフィル
タを備え、前記一方の偏光光から前記第１の色光を分離
して取り出すとともに、前記第２および第３の色光のう
ちの何れか一方の色光も分離して取り出すようになって
おり、当該第１の色分離光学素子によって分離して取り出され
た前記第２あるいは第３の色光を変調し、変調された前
記第２あるいは第３の色光を前記第２の色分離光学素子
にむけて出射する第４の反射型ライトバルブが配置され
ていることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項５】請求項４において、前記第４の反射型ライトバルブに入射する色光は、前記
光源から出射される光のうち、最も光量の少ない色光で
あることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項６】請求項５において、前記光源はハロゲンランプであり、前記第４の反射型ラ
イトバルブに入射する色光は青色光であることを特徴と
する投写型表示装置。
【請求項７】請求項１から６のいずれかにおいて、更に、前記光源と前記偏光分離光学素子の間の出射光の
光路上に配置された１／４波長板と、前記偏光分離光学素子によって前記第１の色光が分離さ
れた残りの偏光光を反射し、前記１／４波長板を介して
前記光源に戻す反射板とが設けられたことを特徴とする
投写型表示装置。