JP2001281451A

JP2001281451A - 波長選択素子およびそれを用いた表示装置

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Publication number: JP2001281451A
Application number: JP2000098417A
Authority: JP
Inventors: Hiromi Kato; 浩巳加藤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2001-10-10
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Also published as: JP3723409B2

Abstract

(57)【要約】【課題】性能の良い波長選択素子を提供すること、お
よび、そのような波長選択素子を用いた、明るく色再現
性に優れた表示装置を提供する。【解決手段】第１波長域の光の偏光状態を変化させる
第１偏光規制素子１２と、第１波長域と異なる第２波長
域の光の偏光状態を変化させる第２偏光規制素子１３
と、第１および第２偏光規制素子を介して互いに対向す
るように配置され、それぞれが、特定の偏光方向の光を
選択的に透過または反射する一対の偏光選択素子１１お
よび１４とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、波長選択素子およ
びそれを用いた表示装置に関し、特に、特定の波長域の
光を選択的に除去するノッチフィルタおよびそれを用い
た表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】大画面用の表示装置として、投影型画像
表示装置（以下、「プロジェクタ」と呼ぶ。）がある。
プロジェクタは、光源から出射され、画像表示素子で変
調された光を投影レンズを用いて、スクリーンに拡大投
影することによって表示を行う。

【０００３】画像表示素子として透過型画像表示素子を
用いる透過型プロジェクタ（図１１および図１２）と、
画像表示素子として反射型画像表示素子を用いる反射型
プロジェクタ（図１３および図１４）が知られている。

【０００４】図１１に示した従来の透過型プロジェクタ
の構造を説明する。

【０００５】光源１２１から直接、またはリフレクタを
介して出射された光は、青色光を透過し、緑色光と赤色
光とを反射するダイクロイックミラー１２２と、緑色光
を反射し赤色光を透過するダイクロイックミラー１２３
および全反射ミラー１２７とによって、赤、緑、青の３
原色の光に分解される。各々の色光は液晶ライトバルブ
（液晶表示素子）１２６Ｒ、１２６Ｇおよび１２６Ｂを
透過した後、全反射ミラー１２８と、緑色光を反射し青
色光を透過するダイクロイックミラー１２４と、赤色光
を反射し、緑色光および青色光を透過するダイクロイッ
クミラー１２５とによって再び合成される。合成された
光は投写レンズ１２９によりスクリーン（不図示）投影
される。

【０００６】図１２に示した、従来の他の透過型プロジ
ェクタの構造は、基本的に図１１に示したプロジェクタ
と同じである。光源１３４から直接、またはリフレクタ
を介して出射された光は、青色光を透過し、緑色光と赤
色光とを反射するダイクロイックミラー１３２と、緑色
光を反射し赤色光を透過するダイクロイックミラー１３
３および全反射ミラー１３６とによって、赤、緑、青の
３原色の光に分解される。それぞれ、液晶ライトバルブ
１３１Ｒ、１３１Ｇおよび１３１Ｂを透過した３原色の
光は、クロスダイクロイックプリズム１３０によって再
び合成され、合成光が投影レンズ１３５によりスクリー
ンに投影される。

【０００７】次に、反射型表示素子を用いた従来のプロ
ジェクタの構造を説明する。

【０００８】図１３に示す反射型プロジェクタが電子デ
ィスプレイフォーラム９７（Ｐ．３−２７〜３−３２）
に開示されている。このプロジェクタは、光源１４１か
ら出射された光をダイクロイックミラーで、赤，緑，青
（以下、順にＲ，Ｇ，Ｂと呼ぶ。）の３原色の光に分離
し、それぞれの光を対応する偏光ビームスプリッタ（以
下、「ＰＢＳ」と呼ぶ。）１４２に入射させる。ＰＢＳ
１４２では、入射光を偏光方向が互いに直交する２つの
直線偏光成分に分離し、一方の光が対応する反射型液晶
表示素子１４４に入射する。反射型液晶表示素子１４４
で反射され、偏光方向が変調されたＲ，Ｇ，Ｂの光は、
再度ＰＢＳ１４２に入射し、クロスダイクロイックプリ
ズム１４３で合成された後、投影レンズ１４５でスクリ
ーンに投影される。

【０００９】図１４Ａおよび図１４Ｂに示す反射型プロ
ジェクタが、特開平４−３３８７２１号公報に開示され
ている。図１４Ａおよび図１４Ｂに示したように、光源
からの光をＰＢＳ１５５で２つの直線偏光に分離後、一
方の光をクロスダイクロイックプリズム（図１４Ａ）や
フィリップスタイププリズム（図１４Ｂ）の色分離・合
成素子でＲ，Ｇ，Ｂの光に分離し、反射型液晶表示素子
で反射された光を同素子で色合成した後、ＰＢＳ１５５
に再度入射させ、偏光方向が変調された光のみ投影レン
ズ１５８に入射し、スクリーンに投影する。

【００１０】上述した従来のプロジェクタは、いずれも
３板式液晶プロジェクタと呼ばれ、光源からのＲ，Ｇ，
Ｂの光を効率良く利用できるため、非常に明るい画像が
実現できる。

【００１１】これらに対して、ここでは詳細を説明しな
いが、１枚の液晶表示素子で、レンズとダイクロイック
ミラーとを組み合わせたり、カラーフィルタを用いるこ
とによって、カラー表示を実現する単板式プロジェクタ
も利用されている。

【００１２】液晶表示素子を画像表示素子として用い
た、従来のプロジェクタを説明したが、もちろん、デジ
タルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）のように、マト
リクス状に配置された微小ミラーの角度を制御する方式
など、さまざまなタイプのプロジェクタがある。

【００１３】これらのプロジェクタの光源として、一般
に、可視光の全波長域に亘って連続な発光スペクトルを
有するメタルハライドランプ、高圧水銀ランプやキセノ
ンランプ等が用いられる。

【００１４】図１５は、例えば、メタルハライドランプ
の発光スペクトルを示す。メタルハライドランプの発光
スペクトルには、数本の輝線が含まれている。波長が約
４００ｎｍ〜４８０ｎｍの間に強度のピークを持つ光は
青色光として利用される。また、波長が約４９０ｎｍ〜
５５０ｎｍの間に強度のピークを持つ光は緑色光として
利用され、波長が約６２０ｎｍ〜７００ｎｍの間に強度
のピークを持つ光は赤色光として利用される。

【００１５】一方、波長５８０ｎｍ付近にエネルギーピ
ークを持つ光は、黄色光または燈色光であり、プロジェ
クタで投影する投影画像の色再現に悪影響を及ぼす。具
体的には、この光が赤色光と共に赤用液晶表示素子に入
射し、スクリーンに投影されると、本来赤色であるべき
投影画像がオレンジ色になってしまう。また、この光が
緑色光と共に緑色用液晶表示素子に入射しスクリーンに
投影されると、本来緑色であるべき投影画像が黄緑色に
なってしまう。このため、プロジェクタで投影する投影
画像の色再現性（色純度）を重視する場合は、光源から
発光される光のうち、波長５８０ｎｍ付近にエネルギー
のピークを持つ光を除去しなければならない。

【００１６】ある波長付近の光だけを除去する光学素子
（波長選択素子）はノッチフィルタと呼ばれ、例えば、
特開平１１−２４９０９８号公報に、ノッチフィルタを
用いたプロジェクタが開示されている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ノッチフィルタは、一般的に、薄膜多層蒸着技術により
形成された誘電体多層膜であり、例えば、図１６に示す
ような分光透過率特性を有している。

【００１８】この誘電体多層膜を用いて、任意の波長域
の光だけをカットしようとした場合、現実的な層数の誘
電体多層膜の分光透過率特性は、カット波長域において
急峻でなく、なだらかなになってしまう。そのために、
カットするべき波長域を完全にカットしょうとすれば、
何枚かのフィルタを重ね合せる必要があり、そうするこ
とにより、必要な波長域の光も犠牲になり、投影画像が
暗くなってしまう。

【００１９】本発明は、上記の問題を解決するためにな
されたものであり、その目的は、従来のノッチフィルタ
よりも性能の良い波長選択素子を提供すること、およ
び、そのような波長選択素子を用いた、明るく色再現性
に優れた表示装置を提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明の波長選択素子
は、第１波長域の光の偏光状態を変化させる第１偏光規
制素子と前記第１波長域と異なる第２波長域の光の偏光
状態を変化させる第２偏光規制素子とを少なくとも含む
複数の偏光規制素子と、前記複数の偏光規制素子を介し
て互いに対向するように配置され、それぞれが、特定の
偏光方向の光を選択的に透過または反射する一対の偏光
選択素子とを備え、そのことによって上記目的が達成さ
れる。

【００２１】前記第１波長域と前記第２波長域とは少な
くとも一部が互いに重なり、前記第１および第２偏光規
制素子は、それぞれ前記第１波長域および前記第２波長
域の光に対してλ／２板として機能することが好まし
い。

【００２２】前記一対の偏光選択素子のそれぞれが、選
択的に透過または反射する光の偏光軸が、互いに略平行
になるように配置されている構成としてもよい。

【００２３】本発明による他の波長選択素子は、第１波
長域の光の偏光状態を変化させる第１偏光規制素子と前
記第１波長域と異なる第２波長域の光の偏光状態を変化
させる第２偏光規制素子とを少なくとも含む複数の偏光
規制素子と、前記複数の偏光規制素子を介して互いに対
向するように配置された、反射素子および特定の偏光方
向の光を選択的に透過または反射する偏光選択素子とを
備え、そのことによって上記目的が達成される。

【００２４】前記第１波長域と前記第２波長域とは少な
くとも一部が互いに重なり、前記第１および第２偏光規
制素子は、それぞれ前記第１波長域および前記第２波長
域の光に対してλ／４板として機能することが好まし
い。

【００２５】本発明の表示装置は、上記のいずれかの波
長選択素子を備え、そのことによって上記目的が達成さ
れる。

【００２６】本発明の他の表示装置は、光源と、前記光
源から出射された光の特定の偏光方向の光を選択的に透
過または反射する偏光選択素子と、前記偏光選択素子に
よって選択された偏光を変調する表示素子と、前記表示
素子によって変調された偏光を投影する投影光学素子と
を有し、前記偏光選択素子の光出射側に、複数の偏光規
制素子と、さらなる偏光選択素子とをこの順に備え、前
記複数の偏光規制素子は、第１波長域の光の偏光状態を
変化させる第１偏光規制素子と、前記第１波長域と異な
る第２波長域の光の偏光状態を変化させる第２偏光規制
素子とを少なくとも含み、そのことによって上記目的が
達成される。

【００２７】前記第１波長域と前記第２波長域とは一部
が互いに重なり、前記第１および第２偏光規制素子は、
それぞれ前記第１波長域および前記第２波長域の光に対
してλ／２板として機能することが好ましい。

【００２８】以下、本発明の作用について説明する。

【００２９】本発明の波長選択素子が有する第１偏光規
制素子は、第１波長域の光の偏光状態を変化させ、第２
偏光規制素子は第２波長域の光の偏光状態を変化させ
る。第１波長域と第２波長域とは互いに異なるので、第
１および第２偏光規制素子を透過した光の偏光状態は、
その波長域によって異なる。例えば、第１波長域および
第２波長域のいずれにも含まれない波長域の光と、第１
波長域や第２波長域の光とは偏光状態が異なる。さら
に、第１波長域と第２波長域とが重なる波長域の光の偏
光状態は、前述のいずれの波長域の光の偏光状態とも異
なる。第１および第２偏光規制素子は、一対の偏光選択
素子（例えば、偏光板）の間に設けられているので、第
１および第２偏光規制素子によって、異なる偏光状態と
された種々の波長域の光の内、特定の偏光状態にある波
長域の光だけが、波長選択素子を通過することができ
る。すなわち、波長域による偏光状態の違いが透過率の
違いに変換され、波長選択素子として機能する。

【００３０】勿論、偏光規制素子の枚数には、制限はな
く、必要に応じて、第３波長域の光の偏光状態を変化さ
せる第３偏光規制素子等を設けてもよい。３枚以上の偏
光規制素子を設けた場合、それぞれの偏光規制素子の作
用する波長域が、それぞれの共通波長域と、それ以外の
波長域とで、偏光状態が異なるので、第２偏光規制素子
によってその偏光状態の違いを透過率の違いに変換さ
れ、波長選択素子として機能する。

【００３１】偏光規制素子の分光特性（偏光状態を異な
らせる波長域の境界域の分光特性）は、誘電体多層膜か
ら形成された従来のノッチフィルタの分光透過率特性よ
りも急峻であるので、本発明の波長選択素子の分光透過
率特性は、従来のノッチフィルタよりも優れる。本発明
の波長選択素子の偏光規制素子としては、例えば、ＳＩ
Ｄ’９９，Ｖｏ１．３０，ｐ１０７２に発表されている
位相差板積層技術を用いた素子（「多層位相差層素子」
と呼ぶ。）やコレステリック液晶を用いた素子を用いる
ことができる。

【００３２】第１波長域と第２波長域とが互いに少なく
とも一部が重なるように設定し、第１および第２偏光規
制素子として、第１波長域および第２波長域の光に対し
てそれぞれがλ／２板として機能する構成を採用する
と、２枚の偏光規制素子が作用する波長域が重なる波長
域の光は、２枚のλ／２板を透過することになり、２枚
の偏光規制素子がそれぞれ単独で作用する波長域（２つ
の波長域が重ならない波長域）の光は、１枚のλ／２板
を透過することになり、２枚の偏光規制素子のいずれも
が作用しない波長域の光は、λ／２板を透過しないのと
同等になる。従って、２枚の偏光規制素子がそれぞれ単
独で作用する波長域（すなわち、第１波長域と第２波長
域とを含む波長域のうち、互いに重なる波長域を除いた
波長域）の光の偏光方向だけが、他の波長域の光の偏光
方向に対して９０°回転することになり、より性能の良
いノッチフィルタが得られる。

【００３３】一対の偏光選択素子の透過または反射され
る光の偏光軸を略平行に配置することによって、前記偏
光規制素子が作用しない波長域の光はほぼ透過するの
で、より明るく、性能の良いノッチフィルタが得られ
る。

【００３４】上述の波長選択素子は、透過型ノッチフィ
ルタであるのに対し、第１および第２偏光規制素子を、
偏光選択素子と反射素子（例えば反射鏡）との間に配置
することによって、反射型のノッチフィルタを得ること
ができる。

【００３５】反射型ノッチフィルタにおいて、第１波長
域と第２波長域とが互いに一部が重なるように設定し、
第１および第２偏光規制素子として、第１波長域および
第２波長域の光に対してそれぞれがλ／４板として機能
する構成を採用すると、入射光は反射素子で反射される
ので、２枚の偏光規制素子が作用する波長域が重なる波
長域の光は、４枚のλ／４板（２枚のλ／２板）を透過
することになり、２枚の偏光規制素子がそれぞれ単独で
作用する波長域（２つの波長域が重ならない波長域）の
光は、２枚のλ／４板（１枚のλ／２板）を透過するこ
とになり、２枚の偏光規制素子のいずれもが作用しない
波長域の光は、λ／４板を透過しないのと同等になる。
従って、２枚の偏光規制素子がそれぞれ単独で作用する
波長域（すなわち、第１波長域と第２波長域とを含む波
長域のうち、互いに重なる波長域を除いた波長域）の光
の偏光方向だけが、他の波長域の光の偏光方向に対して
９０°回転されて戻ってくるので、偏光選択素子を透過
することができず、より性能の良い反射型ノッチフィル
タが得られる。

【００３６】上述の波長選択素子を用いることによっ
て、光源の光のうち色純度を低下させる波長域の光を従
来の誘電体多層膜を用いたノッチフィルタよりも効率良
く除去できるので、従来よりも色再現性の良い画像表示
装置が得られる。なお、本発明による波長選択素子（ノ
ッチフィルタ）は、プロジェクタに好適に用いられる
が、直視型の画像表示装置にも用いることができるのは
言うまでもない。

【００３７】例えば、液晶プロジェクタのような偏光を
利用して表示を行う投影型表示装置は、本質的に偏光選
択素子を備えるので、本発明による波長選択素子が備え
る偏光選択素子の一方を共用（省略）することができ
る。このような構成を採用すると、偏光選択素子の枚数
を減らすことができるので、色純度の向上に加えて、光
の利用効率が上昇し、明るい投影表示が可能となる。

【００３８】

【発明の実施形態】以下に、図面を参照しながら、本発
明の実施形態を説明する。本発明は以下の実施形態に限
定されるものではない。

【００３９】（実施形態１）図１に本発明の実施形態１
の波長選択素子（ノッチフィルタ）１の模式図を示す。
ノッチフィルタ１は、第１偏光規制素子１２および第２
偏光規制素子１３と、これらを挟持するように設けられ
た一対の偏光板１１および１４を備えている。偏光板１
１および１４は、透過する光の偏光軸が共に紙面に対し
て垂直となるように配置されている（平行ニコル）。偏
光選択素子としては、偏光板（偏光フィルムを含む）以
外に、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）やＤＢＥＦ（住
友３Ｍ社製、偏光選択反射素子）等の反射型偏光素子な
どを用いることができる。

【００４０】偏光規制素子１２および１３としては、上
述の多層位相差層素子が用いられる。多層位相差層素子
は、カラーリンク社より、商品名「カラーセレクト」で
市販されており、実施形態１のノッチフィルタ１は、カ
ラーセレクト１２および１３を有している。

【００４１】カラーセレクト１２および１３は、特定の
波長域の光に対して選択的にλ／２板として機能する。
カラーセレクト１２および１３をそれぞれ平行ニコルに
配置された一対の偏光板の間に配置したときの分光透過
率特性を図２に示す。図２中の曲線２１はカラーセレク
ト１２の分光透過率を示し、曲線２２はカラーセレクト
１３の分光透過率を示している。また、カラーセレクト
１２および１３をそれぞれ直交ニコルに配置された一対
の偏光板の間に配置したときの分光透過率特性を図３に
示す。図３中の曲線３１はカラーセレクト１２の分光透
過率を示し、曲線３２はカラーセレクト１３の分光透過
率を示している。図２および図３から分かるように、カ
ラーセレクト１２は、波長域２３の光の偏光方向を９０
°回転し、カラーセレクト１３は、波長域２４の光の偏
光方向を９０°回転する。なお、波長域は、相対透過率
が５０％となる波長を基準とすることにする。

【００４２】従って、上述の分光特性を有するカラーセ
レクト１２および１３が平行ニコルの配置された偏光板
１１および１４の間に設けられたノッチフィルタ１は、
以下のように機能する。

【００４３】偏光板１１を透過した直線偏光は、カラー
セレクト１２を透過することにより、波長域２３の光の
偏光方向だけが９０°回転する。さらに、カラーセレク
ト１３を透過することにより、波長域２４の光の偏光方
向だけがさらに９０°偏光方向が回転する。波長域２４
の一部は、波長域２３と完全に重なっているので、波長
域２３の光は、カラーセレクト１３によってさらに９０
°偏光方向が回転され、偏光板１１を透過した直線偏光
と同じ偏光方向となる。従って、カラーセレクト１２お
よび１３を透過することにより、波長域２５の光の偏光
方向だけが、他の波長域の光の偏光方向に対して９０°
回転した状態となる。この光が偏光板１１と偏光板１４
と平行ニコル状態に配置された偏光板１４に入射する
と、偏光方向が９０°回転された波長域２５の光だけが
偏光板１４によって吸収される。従って、図４に示した
ような分光透過率特性を有する波長選択素子（ノッチフ
ィルタ）１が得られる。

【００４４】図４に示した本実施形態のノッチフィルタ
１の分光透過率特性と、図１６に示した従来の誘電体多
層膜から形成された従来のノッチフィルタの分光透過率
特性とを比較すれば明らかなように、本実施形態のノッ
チフィルタ１の分光透過率特性は非常に急峻である。こ
れは、図２および図３に示したように、偏光規制素子１
２および１３が急峻な分光特性を有しているからであ
る。このように、急峻な分光特性を有する偏光規制素子
を用い、それらの分光特性（波長域）をうまく組み合わ
せることにより、急峻な分光透過率特性を有するノッチ
フィルタ１を得ることができる。勿論、カラーセレクト
１２および１３の配置を逆にしてもかまわない。

【００４５】なお、本発明による実施形態の波長選択素
子は、種々のノッチフィルタを構成することができる。
例えば、２つの偏光選択素子の透過軸（「偏光軸」とも
言う。）を直交ニコルに配置すると、上記ノッチフィル
タ１によってカットされていた波長域の光だけを選択的
に透過するノッチフィルタを構成することができる。ま
た、一対の偏光選択素子の透過軸の相対配置を変化させ
ることにより、分光透過率のダイナミックレンジおよび
透過率の値を変化させることができる。

【００４６】また、偏光規制素子の位相差（リタデーシ
ョンと等価；上記の例のλ／２に対応）を変化させるこ
とにより、カットする光の光量（透過率）を調整するこ
とができる。さらに、偏光規制素子が作用する光の波長
域を変化させることにより、カットする光の波長域を変
更することができる。例えば、上述のカラーセレクトの
ような、多層位相差層素子を用いると、位相差を自由に
設計できる。

【００４７】次に、本実施形態のプロジェクタの構造を
説明する。

【００４８】図５に示した本実施形態のプロジェクタ
は、従来のダイクロイックプリズム方式のプロジェクタ
プロジェクタに、さらに上述したノッチフィルタ１を備
える。

【００４９】白色光源６４から出射された白色光は、ダ
イクロイックミラー６２によって、例えば、青とイエロ
ー（赤＋緑）の２色に分離される。Ｂ光は、全反射ミラ
ー６６を経て、青の色信号成分を表示する液晶表示素子
６１Ｂに入射する。一方、イエロー光は、ダイクロイッ
クミラー６３によって、さらにＲ光とＧ光に分離され、
赤および緑の各色信号に基づく画像を表示する液晶表示
素子６１Ｒおよび６１Ｇにそれぞれ入射する。

【００５０】各液晶表示素子６１Ｒ、６１Ｇおよび６１
Ｂに入射した光は、各画素に対応した信号に応じて変調
を受け、クロスダイクロイックプリズム６０に入射す
る。クロスダイクロイックプリズム６０は、それぞれの
液晶表示素子６１Ｒ，６１Ｇおよび６１Ｂから出射され
た色光を合成し、合成された色光は、投影レンズ６５に
よってスクリーン（不図示）上に投影される。

【００５１】本プロジェクタでは、図５に示したよう
に、ダイクロイックミラー６２の反射光の光路上に配置
されたノッチフィルタ１によって、赤と緑との境界波長
域の光が効率良く除去されるので、明るく、色再現性に
優れた投影画像を表示することができる。

【００５２】もちろん、カットしたい波長域の光が含ま
れる光路上であれば何処に配置してもかまわない。ま
た、本実施形態のノッチフィルタ１を透過した光は直線
偏光なので、ノッチフィルタ１を配置する光路上の光の
偏光状態に応じて、ノッチフィルタ１の光学軸（遅相
軸）の配置角度を調整することにより、ノッチフィルタ
１の透過光全体の光量の調節も可能である。

【００５３】本実施形態では、図１に示したように、２
枚の偏光規制素子と２枚の偏光選択素子とを一体化した
ノッチフィルタ１を用いたが、ノッチフィルタ１を構成
するそれぞれの構成要素を分離して、所定の順序で光学
系上に配置してもかまわない。

【００５４】上記では、透過型の液晶表示素子を用いた
が、この方式では反射型表示素子を使用した光学系でも
用いることができるのは言うまでもない。反射型表示素
子には、液晶を使った液晶表示素子や、液晶を使わない
例えばデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）のよ
うな表示素子がある。液晶表示素子としは、液晶の複屈
折性を利用したモードや、ポリマー分散方式のような複
屈折を用いないモードなど、種々のモードのものを用い
ることができる。

【００５５】また、本実施形態では、ある波長域以上に
作用する偏光規制素子を用いたために、カットする光の
波長域は１つであったが、ある波長域（可視光の波長域
内の一部の波長域）だけに作用する偏光規制素子を用い
ることにより、カットする光の波長域の数は任意に設計
できるのも言うまでもない。

【００５６】（実施形態２）図６に本発明の実施形態２
の波長選択素子（反射型ノッチフィルタ）７０の模式図
を示す。ノッチフィルタ７０は、第１偏光規制素子７２
および第２偏光規制素子７３と、これらを挟持するよう
に設けられた偏光板７１と反射鏡７４とを備えている。
偏光板７１が透過する光の偏光軸は紙面に対して垂直と
なるように配置されている。偏光選択素子としては、偏
光板（偏光フィルムを含む）以外に、偏光ビームスプリ
ッタ（ＰＢＳ）等を用いることができる。偏光板７１を
透過した入射光７５は、反射鏡７４で反射されて、再び
偏光板７１に入射するので、この偏光板７１は、偏光規
制素子７２および７３を間に挟んで平行ニコルに配置さ
れた一対の偏光板と等価に機能する。

【００５７】偏光規制素子７２および７３としては、実
施形態１のノッチフィルタ１と同様に、カラーリンク社
製のカラーセレクトを用いる。但し、それぞれのカラー
セレクト７２および７３は、それぞれの波長域の光に対
してλ／４板として機能するものを用いる。すなわち、
反射型ノッチフィルタ７０は、入射光７５が全反射ミラ
ー７４で反射して往復することにより、実施形態１のノ
ッチフィルタ１と同じように機能する。すなわち、ノッ
チフィルタ１の分光透過率特性に対応する分光反射率特
性を有する反射型ノッチフィルタ７０が得られる。

【００５８】図７に本実施形態のプロジェクタを模式的
に示す。このプロジェクタは、白色光源８４、ダイクロ
イックミラー８２および８３、全反射ミラー８６、３枚
の液晶表示素子８１Ｒ、８１Ｇおよび８１Ｂ、クロスダ
イクロイックプリズム８０、投影レンズ８５および反射
型ノッチフィルタ７０とを備える。図７に示した実施形
態２のプロジェクタは、図５に示した実施形態１のプロ
ジェクタと基本的に同じ構成であるが、実施形態１にお
けるノッチフィルタ１を使用せず、図５のプロジェクタ
におけるＲ光に対して配置された全反射ミラー６６に代
えて、本実施形態の反射型ノッチフィルタ７０を用いて
いる。もちろん、この例に限られず、他の構成の光学系
に配置してもかまわない。

【００５９】本実施形態のプロジェクタも反射型ノッチ
フィルタ７０によって、赤と緑との境界波長域の光が効
率良く除去されるので、実施形態１のプロジェクタと同
様に、明るく、色再現性に優れた投影画像を表示するこ
とができる。

【００６０】ノッチフィルタ７０の分光特性を種々変化
させ得ることや、透過型液晶表示素子に限られず種々の
表示素子を用いれることは、実施形態１と同様である。

【００６１】（実施形態３）図８に本発明の実施形態３
のプロジェクタの構造を示す。このプロジェクタの基本
構成は実施形態１のプロジェクタと同じであり、ダイク
ロイックプリズム方式のプロジェクタである。

【００６２】白色光源９４から出射された白色光は、ダ
イクロイックミラー９２によって、例えば、青とイエロ
ー（赤＋緑）の２色の光に分離される。Ｂ光は、全反射
ミラー９６を経て、青の色信号成分を表示する液晶表示
素子９１Ｂに入射する。一方、イエロー光は、ダイクロ
イックミラー９３によって、さらにＲ光とＧ光に分離さ
れ、それぞれ、赤および緑の各色信号に基づく画像を表
示する液晶表示素子９１Ｒおよび９１Ｇに入射する。各
液晶表示素子９１Ｒ、９１Ｇおよび９１Ｂに入射した光
は、各画素に対応した信号に応じて変調をうけ、クロス
ダイクロイックプリズム９０に入射する。クロスダイク
ロイックプリズム９０で合成された色光は、投影レンズ
９５で、スクリーン（不図示）上に投影される。

【００６３】上記の実施形態１および２では、ノッチフ
ィルタ１または７０を、独立した波長選択素子として自
由な場所に配置して用いたが、本実施形態では、光の偏
光方向が、ある方向に揃っている光路上でノッチフィル
タを用いる方法について示している。

【００６４】透過型の液晶表示素子９１は、図９に示す
ように、液晶セル１００の入出射側に偏光板１０１およ
び１０２を備えている。従って、液晶表示素子９１を出
射した光の偏光方向は、これらの偏光板１０１または１
０２によって全て揃えられている。すなわち、特定の偏
光方向の光だけが通過する光路上であれば、実施形態１
のノッチフィルタ１の入射側の偏光選択素子（図１の偏
光板１１または１４）が不要である。

【００６５】本実施形態では、偏光規制素子９７および
９８として、実施形態１と同様のカラーセレクト１２お
よび１３を用い、これらをクロスダイクロイックプリズ
ム９０の出射測に貼り付け、さらにその出射側に偏光選
択素子として偏光板９９を配置する。この構成により、
実施形態１と同様に色純度が向上するとともに、実施形
態１のプロジェクタよりもさらに明るい投影画像を表示
することができる。

【００６６】もちろん、偏光規制素子９７および９８、
偏光板９９をクロスダイクロイックプリズム９０に貼り
付ける必要は無く、これらを独立に適当な光路上に配置
してもかまわない。また、図１０に示すように、液晶表
示素子９１に一体化してもかまわない。

【００６７】ノッチフィルタ７０の分光特性を種々変化
させ得ることや、透過型液晶表示素子に限られず種々の
表示素子を用いれることは、実施形態１および２と同様
である。

【００６８】

【発明の効果】本発明によれば、偏光選択素子と、作用
する波長域が互いに異なる複数の偏光規制素子とを組合
わせることにって、従来の誘電体多層膜を用いて形成さ
れたノッチフィルタより性能の良い波長選択素子が得ら
れる。さらに、本発明の波長選択素子を用いることによ
って、例えば、従来より色純度が高く、且つ明るい表示
が可能な投影型表示装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施形態の波長選択素子（ノッチ
フィルタ）の模式図である。

【図２】本発明による実施形態で用いられる偏光規制素
子の分光特性を示すグラフである。

【図３】本発明による実施形態で用いられる他の偏光規
制素子の分光特性を示すグラフである。

【図４】本発明による実施形態の波長選択素子（ノッチ
フィルタ）の分光特性を示すグラフである。

【図５】本発明による実施形態のプロジェクタを示す模
式図である。

【図６】本発明による実施形態の反射型波長選択素子
（ノッチフィルタ）の分光特性を示すグラフである。

【図７】本発明の実施形態の他のプロジェクタを示す模
式図である。

【図８】本発明の実施形態の他のプロジェクタを示す模
式図である。

【図９】本発明の実施形態で用いられる透過型液晶表示
素子をす模式図である。

【図１０】本発明による実施形態の波長選択素子を備え
た、透過型液晶表示素子を示す模式図である。

【図１１】透過型液晶表示素子を用いた従来のプロジェ
クタの模式図である。

【図１２】透過型液晶表示素子を用いた従来の他のプロ
ジェクタの模式図である。

【図１３】反射型液晶表示素子を用いた従来のプロジェ
クタの模式図である。

【図１４Ａ】反射型液晶表示素子を用いた従来の他のプ
ロジェクタの模式図である。

【図１４Ｂ】反射型液晶表示素子を用いた従来の他のプ
ロジェクタの模式図である。

【図１５】本発明による実施形態で用いられるメタルハ
ライドランプの分光発光特性を示すグラフである。

【図１６】従来の波長選択素子（ノッチフィルタ）の模
式図である。

【符号の説明】

１ノッチフィルタ１１、１４偏光選択素子（偏光板または偏光フィル
ム）１２、１３偏光規制素子（カラーセレクト）６０クロスダイクロイックプリズム６１透過型液晶表示素子６２、６３色分離用ダイクロイックミラー６４白色光源６５投影レンズ７１偏光板７２、７３偏光規制素子７４全反射ミラー

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１波長域の光の偏光状態を変化させる
第１偏光規制素子と、前記第１波長域と異なる第２波長
域の光の偏光状態を変化させる第２偏光規制素子とを少
なくとも含む複数の偏光規制素子と、前記複数の偏光規制素子を介して互いに対向するように
配置され、それぞれが、特定の偏光方向の光を選択的に
透過または反射する一対の偏光選択素子と、を備える波長選択素子。
【請求項２】前記第１波長域と前記第２波長域とは少
なくとも一部が互いに重なり、前記第１および第２偏光
規制素子は、それぞれ前記第１波長域および前記第２波
長域の光に対してλ／２板として機能する、請求項１に
記載の波長選択素子。
【請求項３】前記一対の偏光選択素子のそれぞれが、
選択的に透過または反射する光の偏光軸が、互いに略平
行になるように配置されている、請求項１または２に記
載の波長選択素子。
【請求項４】第１波長域の光の偏光状態を変化させる
第１偏光規制素子と、前記第１波長域と異なる第２波
長域の光の偏光状態を変化させる第２偏光規制素子とを
少なくとも含む複数の偏光規制素子と、前記複数の偏光規制素子を介して互いに対向するように
配置された、反射素子および特定の偏光方向の光を選択
的に透過または反射する偏光選択素子と、を備える波長
選択素子。
【請求項５】前記第１波長域と前記第２波長域とは少
なくとも一部が互いに重なり、前記第１および第２偏光
規制素子は、それぞれ前記第１波長域および前記第２波
長域の光に対してλ／４板として機能する、請求項４に
記載の波長選択素子。
【請求項６】請求項１から５のいずれかに記載の波長
選択素子を備える表示装置。
【請求項７】光源と、前記光源から出射された光の特
定の偏光方向の光を選択的に透過または反射する偏光選
択素子と、前記偏光選択素子によって選択された偏光を
変調する表示素子と、前記表示素子によって変調された
偏光を投影する投影光学素子とを有し、前記偏光選択素子の光出射側に、複数の偏光選択素子
と、さらなる偏光選択素子とをこの順に備え、前記偏光
選択素子は、第１波長域の光の偏光状態を変化させる第
１偏光規制素子と、前記第１波長域と異なる第２波長域
の光の偏光状態を変化させる第２偏光規制素子とを少な
くとも含む、表示装置。
【請求項８】前記第１波長域と前記第２波長域とは少
なくとも一部が互いに重なり、前記第１および第２偏光
規制素子は、それぞれ前記第１波長域および前記第２波
長域の光に対してλ／２板として機能する、請求項７に
記載の表示装置。