JP2003185973A - 投影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】選択性波長リターダにおける分光特性シフト効
果を利用することにより、投影装置による投影画像のコ
ントラストを向上させる。 【解決手段】直線偏光状態の白色照明光Ｌ１は第１の波
長選択性リターダ１０を透過し、偏光ビームスプリッタ
１２とダイクロイックプリズム１４により分離され、ラ
イトバルブ１６、１８、２０により映像光となり、ダイ
クロイックプリズム１４と偏光ビームスプリッタ１２に
より合成される。合成された光は第２の波長選択性リタ
ーダ２２を介して偏光子２４に入射し、結像光学系２６
によりスクリーン上に投射されカラー画像を表示する。
第１、第２の波長選択性リターダは互いに同一分光特性
を持ち、第１の波長選択性リターダ１０が光束光路に対
して傾けて配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、投影装置、より
詳細にはライトバルブに画像表示を行い、波長選択性リ
ターダと偏光ビームスプリッタを用いるカラー画像投影
用の投影装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶パネル等に表示された映像を、スク
リーン等の表示媒体上に拡大投射する投影装置として
「液晶プロジェクタ」が、ビデオ再生映像やコンピュー
タデータ等の表示用として近来広く普及している。なか
でも、カラー映像のプレゼンテーションなどに使用され
る「３板液晶プロジェクタ」は映像が高精細であること
から普及率が高い。

【０００３】液晶パネルは一般には「ライトバルブ」と
よばれ、直線偏光した入力光に対する出力光の偏光状態
を、画素単位で変化させることができる。

【０００４】一方、所望の波長帯域の直線偏光における
常光線・異常光線間に「半波長分のリターデーション」
を与えることのできる「波長選択性リターダ」が知られ
ている。半波長分のリターデーションは「設計条件とし
て任意に設定可能な波長帯域の光」に対して与えること
ができる。

【０００５】波長選択性リターダを用いる３枚液晶プロ
ジェクタが提案されている（例えば、ＵＳＰ６１８３０
９１号特許明細書）。

【０００６】このような３枚液晶プロジェクタは「直線
偏光状態の白色照明光を、第１の波長選択性リターダに
入射させ、第１の波長選択性リターダを通過した光のう
ち、偏光方向が変化した波長帯域光：Ａと偏光方向が変
化しない波長帯域光：ＮＡを偏光ビームスプリッタによ
り２光路に分離し、分離された一方の波長帯域光：Ａを
第１のライトバルブへの照明光とし、他方の波長帯域
光：ＮＡを色分離素子によってさらに２色の光：Ｂおよ
びＣに分離し、分離された光：Ｂを第２のライトバルブ
への照明光とし、光：Ｃを第３のライトバルブへの照明
光とし、第１ないし第３のライトバルブに画像を表示
し、各照明光：Ａ、Ｂ、Ｃを上記画像に従って変調され
た映像光：ＬＡ、ＬＢ、ＬＣとし、これら各映像光を合
成した合成光：ＬＴを、第２の波長選択性リターダを介
して結像光学系に入射させ、結像光学系によりスクリー
ン上に投射してカラー画像を表示する投影装置」であ
る。

【０００７】このような投影装置において用いられてい
る偏光ビームスプリッタは「Ｐ偏光を透過させ、Ｓ偏光
を反射させる」がこれは理想的な場合であり、可視領域
のような広い波長帯域に対して理想的な光学特性を発揮
できるとは限らない。理想的な光学特性を持った偏光ビ
ームスプリッタを実現することは不可能ではないまで
も、これを実際に実現しようとすれば膨大なコストがか
かるから実際的でない。

【０００８】そして、現実の偏光ビームスプリッタを用
いると、その特性が理想的でないことに起因して「表示
される拡大カラー画像における明暗のコントラスト」の
低下が生じる。そうすると、上記の如き投影装置の実際
においては、上記コントラストをどのように向上させる
かが問題となる。発明者は上記コントラストの向上を目
して研究を重ねた結果、第１、第２の波長選択性リター
ダの「分光特性相互の関係」が、偏光ビームスプリッタ
の特性と関連してコントラストに影響することを見出し
た。

【０００９】また、波長選択性リターダを通過する光束
光路に対して、波長選択性リターダを傾けると、波長選
択性リターダの分光特性が波長軸上で短波長側へシフト
する事実（以下、波長選択性リターダにおける「分光特
性シフト効果」という）を、投影画像のコントラスト制
御に利用できることを見出した。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、波長選択
性リターダにおける分光特性シフト効果の利用により、
投影装置による投影画像のコントラストを向上させるこ
とを課題とする。

【００１１】また、投影画像におけるコントラストと明
るさの何れを優先するかに応じて、コントラストの向上
と明るさの向上を選択できるようにすることを課題とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の投影装置
は「直線偏光状態の白色照明光を、第１の波長選択性リ
ターダに入射させ、この第１の波長選択性リターダを通
過した光のうち、偏光方向が変化した波長帯域光：Ａと
偏光方向が変化しない波長帯域光：ＮＡを、偏光ビーム
スプリッタにより２光路に分離し、分離された一方の波
長帯域光：Ａを第１のライトバルブへの照明光とし、他
方の波長帯域光：ＮＡを色分離素子によってさらに２色
の光：ＢおよびＣに分離し、分離された光：Ｂを第２の
ライトバルブへの照明光とし、光：Ｃを第３のライトバ
ルブへの照明光とし、第１ないし第３のライトバルブに
画像を表示し、各照明光：Ａ、Ｂ、Ｃを上記画像に従っ
て変調された映像光：ＬＡ、ＬＢ、ＬＣとし、これら各
映像光を合成した合成光：ＬＴを、第２の波長選択性リ
ターダを介して偏光子に入射させ、この偏光子を介して
結像光学系によりスクリーン上に投射してカラー画像を
表示する投影装置」であって、以下の点を特徴とする。

【００１３】即ち、第１、第２の波長選択性リターダは
互いに「同一もしくは波長スライド同一の分光特性」を
持つ素子であり、これら第１および第２の波長選択性リ
ターダの少なくとも一方が「光束光路に対して傾け」て
配置される。

【００１４】請求項２記載の投影装置は「直線偏光状態
の白色照明光を、第１の波長選択性リターダに入射さ
せ、この第１の波長選択性リターダを通過した光のう
ち、偏光方向が変化した波長帯域光：Ａと偏光方向が変
化しない波長帯域光：ＮＡを、偏光ビームスプリッタに
より２光路に分離し、分離された一方の波長帯域光：Ａ
を第１のライトバルブへの照明光とし、他方の波長帯域
光：ＮＡを時間的色分離手段によって２色の光：Ｂおよ
びＣに時間的に分離し、分離された光：Ｂ、Ｃを交互に
第２のライトバルブへの照明光とし、第１のライトバル
ブに照明光：Ａに対する画像を表示すると共に、第２の
ライトバルブに照明光：Ｂ、Ｃに対する画像を、時間的
色分離手段の時間的な色分離に同期して表示し、各照明
光：Ａ、Ｂ、Ｃを上記画像に従って変調された映像光：
ＬＡ、ＬＢ、ＬＣとし、これら各映像光を合成した合成
光：ＬＴを、第２の波長選択性リターダを介して偏光子
に入射させ、この偏光子を介して上記結像光学系により
スクリーン上に投射してカラー画像を表示する投影装
置」であって、以下の点を特徴とする。

【００１５】即ち、第１の波長選択性リターダと第２の
波長選択性リターダとが「同一もしくは波長スライド同
一の分光特性」を持つ素子であり、第１および第２の波
長選択性リターダの少なくとも一方が「光束光路に対し
て傾け」て配置される。

【００１６】若干説明を補足する。「直線偏光状態の白
色照明光」は、実質的に直線偏光状態にある白色光で、
ライトバルブの照明に供される。この場合の「白色光」
は、カラー画像を表示できる成分光を有するものであ
る。

【００１７】「ライトバルブ」は、透過型のものを用い
ることもできるが、反射型のものを好適に使用可能であ
る。反射型のライトバルブは、液晶の片側に反射面を配
したもので、液晶の持つ偏光面旋回機能を利用して偏光
方向を制御する。光を入射させると、光は液晶を透過
し、反射面で反射され、液晶を透過して射出する。

【００１８】液晶の各画素に印加する電圧を制御する
と、液晶を往復する間における偏光面の旋回角が制御さ
れるので、画素に印加された電圧に応じて射出光におけ
る偏光方向の分布を制御することができ、これにより画
像を表示することができる。

【００１９】「反射型のライトバルブ」は透過型のもの
と異なり、ブラックマトリックスが不要であるから、ブ
ラックマトリックスによる画素面積の狭小化の問題が無
く、明るい画像を表示できる。また、反射型のライトバ
ルブを用いると、偏光ビームスプリッタを「光の分離と
合成に共用」できる。

【００２０】波長選択性リターダにおける「分光特性」
は、直線偏光における常光線・異常光線間に「半波長分
のリターデーション」を与える効率の、波長に対する特
性である。例えば、透過型の波長選択性リターダの場
合、これにＰ偏光状態の白色光を透過させたとき、透過
光におけるＰ偏光の強度：Ｆ（入射白色光の強度を１と
して規格化する）を波長：λの関数として表してＦ(λ)
とすると、透過光におけるＳ偏光の強度は｛１−Ｆ
(λ)｝となる。

【００２１】このようなＦ(λ)、｛１−Ｆ(λ)｝を「波
長選択性リターダの分光特性」と呼ぶのである。従っ
て、第１、第２の波長選択性リターダが同一の分光特性
を持つというのは、これらの波長選択性リターダの分光
特性：Ｆ(λ)が同一であることを意味する。

【００２２】また、分光特性が「波長スライド同一」で
あるとは、一方の波長選択性リターダの分光特性：Ｆ
(λ)に対し、他方の波長選択性リターダの分光特性がＦ
(λ―Δλ)である場合をいう。即ち、この他方の波長選
択性リターダの分光特性：Ｆ(λ―Δλ)は、波長：Δλ
分だけ波長軸方向にスライドさせれば、一方の波長選択
性リターダの分光特性：Ｆ(λ)と同一になる。勿論、第
１、第２の波長選択性リターダの分光特性が同一あるい
は波長スライド同一といっても、２つの分光特性の「数
学的な同一性」を言うわけではなく、あくまでも実質的
な同一性である。

【００２３】波長選択性リターダを「光束光軸に対して
傾ける」とは、波長選択性リターダに入射する光束の光
軸光線に直交する面に対して、波長選択性リターダを傾
けることを意味する。

【００２４】請求項２記載の投影装置における「時間的
色分離手段」は、２色の光：ＢおよびＣを含む光束（Ｂ
＋Ｃ）を、これら成分光：Ｂ、Ｃに時間的に分離する手
段であり、例えば、光：Ｂを透過させ、光：Ｃを遮断
（あるいは反射）する第１フィルタと、光：Ｂを遮断
（あるいは反射）し、光：Ｃを透過させるような第２フ
ィルタとを、光束（Ｂ＋Ｃ）に対して時間的に交互に切
換えるようなものを用いることができる。この時間的色
分離手段は、偏光ビームスプリッタと第２のライトバル
ブとの間に配設することもできるが、後述のように、偏
光ビームスプリッタの入射側に設けることもできる。

【００２５】上記請求項１または２記載の投影装置は
「第１及び第２の波長選択性リターダを共に、赤色帯域
の偏光を９０度変換する素子とし、第１、第２の波長選
択性リターダの一方を光束光路に対して傾けて配置」す
るように構成することができる（請求項３）。第１、第
２の波長選択性リターダの分光特性が「波長スライド同
一」である場合には、偏光を旋回される赤色帯域は、互
いに波長：Δλ（数１０ｎｍ程度）ずれることになる。

【００２６】請求項３記載の投影装置においては、偏光
ビームスプリッタにおけるＰ偏光及びＳ偏光の透過率：
Ｔｐ及びＴｓが、 条件：Ｔｓ＜１−Ｔｐ を満足するようにし、光束光路に対して第１の波長選択
性リターダを傾け、第１の波長選択性リターダへ「偏光
ビームスプリッタに対してＰ偏光の白色照明光」を入射
させるように構成できる（請求項４）。

【００２７】請求項３記載の投影装置においてはまた、
偏光ビームスプリッタにおけるＰ偏光及びＳ偏光の透過
率：Ｔｐ及びＴｓが、 条件：Ｔｓ＞１−Ｔｐ を満足するようにし、光束光路に対して第１の波長選択
性リターダを傾け、第１の波長選択性リターダへ「偏光
ビームスプリッタに対してＳ偏光の白色照明光」を入射
させるように構成できる（請求項５）。

【００２８】上記請求項１または２記載の投影装置は
「第１及び第２の波長選択性リターダを共に、青色帯域
の偏光を９０度変換する素子とし、第１、第２の波長選
択性リターダの一方を光束光路に対して傾けて配置」す
るように構成することができる（請求項６）。

【００２９】請求項６記載の投影装置においては、偏光
ビームスプリッタにおけるＰ偏光及びＳ偏光の透過率：
Ｔｐ及びＴｓが、 条件：Ｔｓ＞１−Ｔｐ を満足するようにし、光束光路に対して第１の波長選択
性リターダを傾け、第１の波長選択性リターダへ「偏光
ビームスプリッタに対してＰ偏光の白色照明光」を入射
させるように構成できる（請求項７）。

【００３０】請求項６記載の投影装置においてはまた、
偏光ビームスプリッタにおけるＰ偏光及びＳ偏光の透過
率：Ｔｐ及びＴｓが、 条件：Ｔｓ＜１−Ｔｐ を満足するようにし、光束光路に対して第１の波長選択
性リターダを傾け、第１の波長選択性リターダへ「偏光
ビームスプリッタに対してＳ偏光の白色照明光」を入射
させるように構成できる（請求項８）。

【００３１】上記請求項１〜８の任意の１に記載の投影
装置においては、第１、第２の波長選択性リターダにお
ける少なくとも一方の、光束光路に対する傾き角を可変
とすることができる（請求項９）。

【００３２】また、請求項１または２記載の投影装置に
おいて、光束光路に対して傾ける波長選択性リターダ
は、第１の波長選択性リターダとすることが好ましい
（請求項１０）。

【００３３】上記請求項４、５、７、８における条件
（Ｔｓと１−Ｔｐの大小関係）、偏光変換帯域（波長選
択性リターダが偏光を９０度変換する波長領域）、照明
光（白色照明光）の偏光状態を一覧に纏めると以下の如
くになる。

【００３４】 請求項 条件 偏光変換帯域 照明光の偏光状態 ４ Ｔｓ＜１−Ｔｐ 赤 Ｐ ５ Ｔｓ＞１−Ｔｐ 赤 Ｓ ７ Ｔｓ＞１−Ｔｐ 青 Ｐ ８ Ｔｓ＜１−Ｔｐ 青 Ｓ 。

【００３５】若干付言すると、透過型のライトバルブを
用いるときは一般に、照明光を分離する偏光ビームスプ
リッタと、光を合成する偏光ビームスプリッタが別体に
成るが、このような場合は、別体の偏光ビームスプリッ
タとして、特性が互いに同じもの、即ち「透過率：Ｔｓ
および透過率：Ｔｐ」が互いに同じであるものが用いら
れる。このような場合、上の説明における「第１の波長
選択性リターダへ入射される白色照明光の偏光状態」
は、光の分離を行う偏光ビームスプリッタに対する偏光
状態を意味する。

【００３６】反射型のライトバルブを用いるときは、光
の分離と合成を同一の偏光ビームスプリッタで行うこと
ができるので、この場合の、透過率：Ｔｓ、Ｔｐや、照
明白色光の偏光状態は、この偏光ビームスプリッタにつ
いて一義的に定まる。

【００３７】以下に、この発明の原理と、前述の波長選
択性リターダにおける「分光特性シフト効果」につき説
明する。

【００３８】図１（ａ）は、偏光ビームスプリッタと波
長選択性リターダを用いた投影装置の１例を説明図的に
略示している。図中、符号１０は第１の波長選択性リタ
ーダ、符号１２は偏光ビームスプリッタを示す。また、
符号１４はダイクロイックプリズム、符号１６、１８、
２０は反射型のライトバルブ、符号２２は第２の波長選
択性リターダ、符号２４は偏光子をそれぞれ示してい
る。

【００３９】説明の具体性のため、波長選択性リターダ
１０、２４は「赤色帯域の偏光（以下、赤色帯域光と称
する）を９０度変換する」機能を持つものとする。

【００４０】直線偏光状態の白色照明光Ｌ１（説明の具
体性のため、偏光ビームスプリッタ１２に対してＰ偏光
状態とする）を第１の波長選択性リターダ１０に入射さ
せると、波長選択性リターダ１０を通過した光は、波長
選択性リターダ１０の分光特性により、赤色帯域光：Ａ
が偏光変換により「偏光方向が９０度旋回」して偏光ビ
ームスプリッタ１２に対してＳ偏光となり、他の波長帯
域光（青色・緑色帯域光）：ＮＡは偏光変換されず、当
初のＰ偏光状態のまま偏光ビームスプリッタ１２に入射
する。

【００４１】波長選択性リターダ１０を透過後、赤色帯
域光：ＡはＳ偏光に偏光変換されているので、偏光ビー
ムスプリッタ１２の偏光分離膜１２Ａにより反射され、
第１のライトバルブ１６への照明光となる。青色・緑色
帯域光：ＮＡはＰ偏光状態を保っているので、偏光ビー
ムスプリッタ１２の偏光分離膜１２Ａを透過してダイク
ロイックプリズム１４に入射する。

【００４２】ダイクロイックプリズム１４は「色分離素
子」であって、ダイクロイック膜１４Ａにより青色・緑
色帯域光：ＮＡを青色帯域光：Ｂと緑色帯域光Ｃとに分
離する。分離された青色帯域光：Ｂは第２のライトバル
ブ１８への照明光となり、緑色帯域光：Ｃは第３のライ
トバルブ２０への照明光となる。

【００４３】第１〜第３のライトバルブ１６、１８、２
０に「各液晶画素の電圧印加を画像信号に従って制御」
して画像を表示すると、電圧の印加された画素では照明
光の偏光方向が変化する。即ち、各照明光：Ａ、Ｂ、Ｃ
は「上記画像に従い（偏光方向の変化として）変調」さ
れて反射され、入射光路を逆進する。

【００４４】ライトバルブ１６から偏光ビームスプリッ
タ１２に戻った光は、ライトバルブ１６により「偏光ビ
ームスプリッタ１２に対してＰ偏光状態に変換」された
光成分が偏光ビームスプリッタ１２を透過して赤色映像
光：ＬＡとなる。ライトバルブ１８による反射光（青色
映像光：ＬＢ）はダイクロイックプリズム１４で反射さ
れ、ダイクロイックプリズム１４を透過する（ライトバ
ルブ２０からの）反射光（緑色映像光：ＬＣ）と合成さ
れ、偏光ビームスプリッタ１２に入射する。

【００４５】偏光ビームスプリッタ１２は、ダイクロイ
ックプリズム１４側から入射してくる光のうち、ライト
バルブによりＳ偏光状態に変換された光成分を反射す
る。反射された光は緑色映像光：ＬＢ、青色映像光：Ｌ
Ｃであり、ライトバルブ１６による赤色映像光：ＬＡと
合成されて合成光：ＬＴとなる。

【００４６】合成光：ＬＴは第２の波長選択性リターダ
２２を透過するが、このとき、赤色映像光：ＬＡの偏光
状態がＰ偏光状態からＳ偏光状態へ偏光変換され、他の
映像光：ＬＢ、ＬＣの偏光状態と揃うことに成る。偏光
状態の揃った合成光ＬＴは、偏光子２４を透過し、この
とき、ノイズ光として混入しているＰ偏光成分が除去さ
れる。

【００４７】偏光子２４を透過した光Ｌ２は、「結像光
学系」である投射レンズ２６に入射し、投射レンズ２６
の作用により、図示されないスクリーン上に投影され
「拡大カラー画像」として結像する。

【００４８】図１（ｂ）は、波長選択性リターダ１０に
おける上記分光特性を模式化して示している。即ち、図
１（ｂ）の縦軸は変換効率（波長選択性リターダ１０を
透過した所定偏光方向の光の分光強度）を示し、横軸は
波長を示す。

【００４９】白色照明光Ｌ１をＰ偏光状態としたとき、
実線で示す部分はＰ偏光状態をＳ偏光状態に変換する変
換効率（前述のＦ(λ)に対応する）であり、図示のよう
に白色照明光Ｌ１のうち赤色帯域光は偏光方向を９０度
旋回されてＳ偏光となる。破線の部分は波長選択性リタ
ーダ１０を透過したＰ偏光の強度を表し、前述の｛１−
Ｆ(λ)｝に相当する。

【００５０】入射白色光Ｌ１の偏光状態をＳ偏光にする
と、波長選択性リターダ１０を透過した後の光強度分布
は、図１（ｂ）においてＳ偏光について破線のようにな
り、Ｐ偏光について実線のようになる。

【００５１】図１（ｂ）に符号「ξ」で示す波長領域
（緑色帯域と赤色帯域の境界部）では「波長が大きくな
るに連れて変換効率（実線）が単調に増大」する。即
ち、この波長領域：ξでは「当初のＰ偏光状態の光と、
偏光変換されたＳ偏光状態の光とが混在」している。波
長領域：ξを「偏光方向を９０度旋回させる中間帯域」
と呼ぶ。また、この中間領域において破線と実線の交叉
する点：ＣＰを「クロスポイント」と呼ぶ。

【００５２】現実の波長選択性リターダには、偏光変換
した透過光の分光特性に「Ｐ偏光、Ｓ偏光が混在する中
間帯域」が必ず存在する。中間帯域：ξを考えると、中
間帯域：ξ内の光の一部は「緑色帯域光」として偏光ビ
ームスプリッタ１２を透過し、一部は「赤色帯域光」と
して偏光ビームスプリッタ１２により反射される。

【００５３】このように、中間帯域の存在は、偏光変換
による「波長に従った色分割」を曖昧にするので、中間
帯域の存在がコントラストを低下させる原因となる。

【００５４】一方において、偏光ビームスプリッタ１２
におけるＳ偏光の透過率をＴｓ、Ｐ偏光の透過率をＴｐ
とすると「種々の入射角の光線に対して、Ｓ偏光の透過
率：Ｔｓが０％、Ｐ偏光の透過率：Ｔｐが１００％であ
る偏光ビームスプリッタ」の実現は、設計的にも製造面
においても困難であり、偏光ビームスプリッタは一般
に、照明光の入射角：０〜十数度の範囲で用いられるの
で、Ｔｐ、Ｔｓの何れかを優先して特性が良好になるよ
うに設計が行われており、例えばＴｓを小さくすること
を優先する場合であると０〜十数度の入射角範囲で、Ｔ
ｐを数十％以上、Ｔｓを数％以下に設定するのが一般で
ある。

【００５５】図１（ａ）に示すような投影装置では、波
長選択性リターダ１０、２２における中間帯域の存在
と、偏光ビームスプリッタ１２におけるＴｐ、Ｔｓの不
完全さとが作用して「フレア光」が発生し、投影画像に
おけるコントラストを低下させる原因となる。

【００５６】以下、コントラストの低下を説明する。偏
光ビームスプリッタ１２で反射される光（赤色帯域光）
と、偏光ビームスプリッタ１２を透過する光（緑色・青
色帯域光）を個別的に考える。白色照明光Ｌ１は図の如
く、偏光ビームスプリッタ１２に対してＰ偏光であると
する。

【００５７】第１の波長選択性リターダ１０を透過した
後の光強度の、Ｓ偏光成分：Ａｓ、Ｐ偏光成分：Ａｐ
は、波長選択性リターダ１０への入射照明光Ｌ１がＰ偏
光なので、入射照明光Ｌ１の分光強度分布：Ｗに対し、
Ｓ偏光成分はクロス透過率（図１（ｂ）の実線部分）：
Ｔ１Ｎ、Ｐ偏光成分はパラレル透過率（図１（ｂ）の破
線部分）：Ｔ１Ｐをかけて、それぞれ、以下のようにな
る。 Ａｓ＝Ｗ・Ｔ１Ｎ Ａｐ＝Ｗ・Ｔ１Ｐ
。

【００５８】すると、偏光ビームスプリッタ１２により
反射される光量のＳ偏光成分：Ｂｓ、Ｐ偏光成分：Ｂｐ
は、上記透過率：Ｔｓ、Ｔｐを用いて、 Ｂｓ＝Ａｓ（１−Ｔｓ）＝Ｗ・Ｔ１Ｎ（１−Ｔｓ） Ｂｐ＝Ａｐ（１−Ｔｐ）＝Ｗ・Ｔ１Ｐ（１−Ｔｐ） となり、これらの成分光が赤色用のライトバルブ１６に
対する照明光となる。

【００５９】表示画像が「真黒」となるべき「暗出力
時」におけるフレア光を考察する。赤色用のライトバル
ブ１６は「暗出力時」には変調されず、照明光がそのま
まの偏光方向を保って１００％反射されるものとする
と、上記成分：Ｂｓ、Ｂｐがそのまま偏光ビームスプリ
ッタ１２に戻る。

【００６０】暗出力時におけるフレア光としては、この
場合、偏光ビームスプリッタ１２を透過して投射レンズ
２６側へ向う分のみを考えればよい。すると、ライトバ
ルブ１６から偏光ビームスプリッタ１２に戻り、これを
透過するＳ偏光成分：Ｃｓ、Ｐ偏光成分：Ｃｐは、 Ｃｓ＝Ｂｓ・Ｔｓ＝Ｗ・Ｔ１Ｎ（１−Ｔｓ）Ｔｓ Ｃｐ＝Ｂｐ・Ｔｐ＝Ｗ・Ｔ１Ｐ（１−Ｔｐ）Ｔｐ となり、これらが第２の波長選択性リターダ２２に入射
する。

【００６１】この入射光（ライトバルブ１６からの光）
のうち、第２の波長選択性リターダ２２を通過するＳ偏
光成分：Ｄｓ、Ｐ偏光成分：Ｄｐは、波長選択性リター
ダ２２のクロス透過率：Ｔ２Ｎ、パラレル透過率：Ｔ２
Ｐを上記Ｃｓ、Ｃｐにかけてそれぞれ、以下のようにな
る。

【００６２】 Ｄｓ＝Ｃｓ・Ｔ２Ｐ＋Ｃｐ・Ｔ２Ｎ ＝Ｗ・Ｔ１Ｎ（１−Ｔs）Ｔｓ・Ｔ２Ｐ＋Ｗ・Ｔ１Ｐ
（１−Ｔｐ）Ｔｐ・Ｔ２Ｎ Ｄｐ＝Ｃｐ・Ｔ２Ｐ＋Ｃｓ・Ｔ２Ｎ ＝Ｗ・Ｔ１Ｐ（１−Ｔｐ）Ｔｐ・Ｔ２Ｐ＋Ｗ・Ｔ１Ｎ
（１−Ｔs）Ｔｓ・Ｔ２Ｎ これらの光成分は偏光子２４に入射する。

【００６３】偏光子２４は「明表示光を透過させる」よ
うにするために、この場合はＳ偏光のみを透過する素子
であるから、上記透過光成分のうち、Ｐ偏光成分：Ｄｐ
はカットされ、Ｓ偏光成分：Ｄｓのみが投射レンズへと
向かう。暗出力時を考えているから、このＳ偏光成分：
Ｄｓがフレア光の成分になる。

【００６４】次に、偏光ビームスプリッタ１２を透過し
た光（緑色帯域光、青色帯域光）について同様の考察を
行うと、まず、偏光ビームスプリッタ１２を透過したＳ
偏光成分：Ｂｓ’、Ｐ偏光成分：Ｂｐ’は、以下の如く
になる。

【００６５】 Ｂｓ’＝Ａｓ・Ｔｓ＝Ｗ・Ｔ１Ｎ・Ｔｓ Ｂｐ’＝Ａｐ・Ｔｐ＝Ｗ・Ｔ１Ｐ・Ｔｐ これらの成分光はダイクロイックプリズム１４で２色に
分離され、青色、緑色用のライトバルブ１８、２０に対
する照明光となる。これら照明光は暗出力時には、ライ
トバルブ１８、２０それぞれにおいて、入射時の偏光方
向を保ったまま反射される。暗出力時においてフレア光
となるのは、偏光ビームスプリッタ１２に戻って反射さ
れる成分のみを考慮すればよい。

【００６６】偏光ビームスプリッタ１２により反射され
るＳ偏光成分：Ｃｓ’、Ｐ偏光成分：Ｃｐ’は、ライト
バルブ１８、２０での反射率を１００％として、それぞ
れ、 Ｃｓ’＝Ｂｓ’（１−Ｔｓ）＝Ｗ・Ｔ１Ｎ・Ｔｓ（１−Ｔｓ） Ｃｐ’＝Ｂｐ’（１−Ｔｐ）＝Ｗ・Ｔ１Ｐ・Ｔｐ（１−Ｔｐ） となる。

【００６７】これらの成分：Ｃｓ’，Ｃｐ’光が、第２
の波長選択性リターダ２２に入射し、第２の波長選択性
リターダ２２を透過すると、透過光のＳ偏光成分：Ｄ
ｓ’、Ｐ偏光成分：Ｄｐ’は、それぞれ、 Ｄｓ’＝Ｃｓ’・Ｔ２Ｐ＋Ｃｐ’・Ｔ２Ｎ ＝Ｗ・Ｔ１Ｎ・Ｔｓ（１−Ｔｓ）Ｔ２Ｐ＋Ｗ・Ｔ１Ｐ・
Ｔｐ（１−Ｔｐ）Ｔ２Ｎ Ｄｐ’＝Ｃｐ’・Ｔ２Ｐ＋Ｃｓ’・Ｔ２Ｎ ＝Ｗ・Ｔ１Ｐ・Ｔｐ（１−Ｔｐ）Ｔ２Ｐ＋Ｗ・Ｔ１Ｎ・
Ｔｓ（１−Ｔｓ）Ｔ２Ｎ これらの成分光のうち、Ｐ偏光成分：Ｄｐ’は偏光子２
４でカットされるから、投射レンズ２６へ向うフレア成
分は、Ｓ偏光成分：Ｄｓ’のみである。

【００６８】従って、暗出力時において、第１の波長選
択性リターダ１０に入射する白色照明光：Ｌ１のうちで
フレア光となるのは、前述のＳ偏光成分：Ｄｓと、直上
で算出したＳ偏光成分：Ｄｓ’の和： Ｄｓ＋Ｄｓ’ ＝Ｗ・Ｔ１Ｎ（１−Ｔs）Ｔｓ・Ｔ２Ｐ ＋Ｗ・Ｔ１Ｐ（１−Ｔｐ）Ｔｐ・Ｔ２Ｎ ＋Ｗ・Ｔ１Ｎ・Ｔｓ（１−Ｔｓ）Ｔ２Ｐ ＋Ｗ・Ｔ１Ｐ・Ｔｐ（１−Ｔｐ）Ｔ２Ｎ ＝２Ｗ｛Ｔ１Ｎ・Ｔ２Ｐ・Ｔｓ（１−Ｔｓ） ＋Ｔ１Ｐ・Ｔ２Ｎ・Ｔｐ（１−Ｔｐ）｝ （１） となる。

【００６９】この（１）式の右辺括弧内における「Ｔ１
Ｎ・Ｔ２Ｐ」、「Ｔ１Ｐ・Ｔ２Ｎ」を考えると、前述の
通り、Ｔ１Ｎは波長選択性リターダ１０におけるクロス
透過率（図１（ｂ）の実線部分）であり、Ｔ１Ｐはパラ
レル透過率（図１（ｂ）の破線部分）である。

【００７０】そこで仮に、第１、第２の波長選択性リタ
ーダ１０、２２が同一の分光特性を持ち、この分光特性
が図１（ｂ）に示す如きものであるとすると、上記積：
Ｔ１Ｎ・Ｔ２Ｐは、図１（ｃ）に示すように、波長選択
性リターダ２２におけるＰ偏光成分の透過率（破線）と
波長選択性リターダ１０におけるＳ偏光成分の透過率
（実線）との積になり、同図に斜線を施した部分の面積
に等しくなる。

【００７１】一方、積：Ｔ１Ｐ・Ｔ２Ｎは、図１（ｄ）
に示すように、波長選択性リターダ１０におけるＰ偏光
成分の透過率（実線）と波長選択性リターダ２２におけ
るＳ偏光成分の透過率（破線）との積になり、同図に斜
線を施した部分の面積に等しくなる。

【００７２】この場合、波長選択性リターダ１０、２２
が同一の分光特性を持つことから、積：Ｔ１Ｎ・Ｔ２
Ｐ、Ｔ１Ｐ・Ｔ２Ｎは互いに等しくなる。

【００７３】しかしながら、波長選択性リターダ２２の
分光特性を図１（ｂ）に示す如きものとし、波長選択性
リターダ１０の分光特性を、図１（ｂ）におけるクロス
ポイントＣＰが同図の左側（短波長側）へシフトしたよ
うなものであったとすると、積：Ｔ１Ｎ・Ｔ２Ｐは、図
１（ｅ）に示すように、波長選択性リターダ２２におけ
るＰ偏光成分の透過率（破線）と波長選択性リターダ１
０におけるＳ偏光成分の透過率（実線）との積になり、
同図に斜線を施した部分の面積に等しくなる。この面積
は、図１（ｃ）に示す「斜線部」の面積よりも大きい。

【００７４】一方、積：Ｔ１Ｐ・Ｔ２Ｎは、図１（ｆ）
に示すように、波長選択性リターダ１０におけるＰ偏光
成分の透過率（実線）と波長選択性リターダ２２におけ
るＳ偏光成分の透過率（破線）との積になり、図の場合
には０となる。

【００７５】一方において、（１）式における積：Ｔ１
Ｎ・Ｔ２Ｐ、Ｔ１Ｐ・Ｔ２Ｎに乗ぜられる係数：Ｔｓ
（１−Ｔｓ）、Ｔｐ（１−Ｔｐ）は、偏光ビームスプリ
ッタ１２の偏光分離膜１２Ａの特性により定まる。

【００７６】偏光ビームスプリッタ１２の特性として、
Ｓ偏光の反射率を高く（即ち、Ｓ偏光の透過率を低く）
し、Ｐ偏光の透過率を数十％として、透過光の消光比を
確保する特性（Ｔｓ＜１−Ｔｐを満たすような特性）の
ものを想定し、例えば、Ｔｓ＝０．０１、Ｔｐ＝０．８
の場合を考えて見る。そうすると、 Ｔｓ（１−Ｔｓ）＝０．００９９ Ｔｐ（１−Ｔｐ）＝０．１６ となり、Ｔｓ（１−Ｔｓ）はＴｐ（１−Ｔｐ）の６％程
度に過ぎない。

【００７７】そうすると、暗出力時におけるフレア光の
強度を与える（１）式の右辺において、括弧内は「０．
００９９・Ｔ１Ｎ・Ｔ２Ｐ＋０．１６・Ｔ１Ｐ・Ｔ２
Ｎ）」となるので、Ｔ１Ｎ・Ｔ２Ｐはある程度大きくて
も、Ｔｓ（１−Ｔｓ）の値が０．００９９と小さいので
影響は小さい。

【００７８】一方、Ｔ１Ｐ・Ｔ２Ｎの方は、その係数で
あるＴｐ（１−Ｔｐ）の値が０．１６と大きいため、Ｔ
１Ｐ・Ｔ２Ｎの値が大きいと、フレア光に対する影響が
大きくなる。

【００７９】この場合、上に例として説明したように
「波長選択性リターダ２２の分光特性が図１（ｂ）に示
す如きものであり、波長選択性リターダ１０の分光特性
が図１（ｂ）におけるクロスポイントＣＰを同図の左側
（短波長側）へシフトさせたようなものであって、積：
Ｔ１Ｎ・Ｔ２Ｐ、Ｔ１Ｐ・Ｔ２Ｎが、図１（ｅ）、
（ｆ）に示す如きものであるとすると、積：Ｔ１Ｐ・Ｔ
２Ｎは０となるから、（１）式右辺の括弧内は「０．０
０９９・Ｔ１Ｎ・Ｔ２Ｐ」となり、積：Ｔ１Ｎ・Ｔ２Ｐ
はある程度大きいが、係数が０．００９９と小さいの
で、全体としては小さな値となり、フレア光の強度を有
効に小さくすることができる。

【００８０】図１（ｃ）、（ｄ）の場合には、Ｔ１Ｎ・
Ｔ２Ｐ＝Ｔ１Ｐ・Ｔ２Ｎであるから、（１）式の右辺の
大きさは「２Ｗ｛０．１６９９Ｔ１Ｎ・Ｔ２Ｐ｝」とな
る。図１（ｅ）、（ｆ）の場合において、Ｔ１Ｎ・Ｔ２
Ｐの大きさが、仮に、図１（ｃ）におけるＴ１Ｎ・Ｔ２
Ｐの２倍の大きさであったとしても、（１）式の右辺の
大きさは、０．０１９８Ｔ１Ｎ・Ｔ２Ｐとなり、図１
（ｃ）、（ｄ）の場合の１２％に過ぎない。

【００８１】即ち、偏光反射ビームスプリッタ１２が特
性「Ｔｓ＜１−Ｔｐ」を満足する場合において、白色照
明光Ｌ１を偏光ビームスプリッタ１２に対しＰ偏光で入
射させる場合には、第２の波長選択性リターダ２２の分
光特性に対し、第１の波長選択性リターダ１０の分光特
性として「第２の波長選択性リターダ２の分光特性を短
波長側へシフトさせたもの」を用いれば、フレア光の強
度を有効に軽減できることになる。

【００８２】上には、白色照明光Ｌ１を偏光ビームスプ
リッタ１２に対してＰ偏光の状態で入射させた場合を説
明した。図１（ａ）の構成において、白色照明光Ｌ１を
偏光ビームスプリッタ１２に対してＳ偏光で入射させた
場合を考えると、上記と同様の考察により（計算過程は
上記の場合と同様なので省略する）、上記の（１）式に
対応するフレア光の式は次のようになる。

【００８３】 Ｄｐ＋Ｄｐ’ ＝Ｗ・Ｔ１Ｎ（１−Ｔｐ）Ｔｐ・Ｔ２Ｐ ＋Ｗ・Ｔ１Ｐ（１−Ｔs）Ｔｓ・Ｔ２Ｎ ＋Ｗ・Ｔ１Ｎ・Ｔｐ（１−Ｔｐ）Ｔ２Ｐ ＋Ｗ・Ｔ１Ｐ・Ｔｓ（１−Ｔｓ）Ｔ２Ｎ ＝２Ｗ｛Ｔ１Ｎ・Ｔ２Ｐ・Ｔｐ（１−Ｔｐ） ＋Ｔ１Ｐ・Ｔ２Ｎ・Ｔｓ（１−Ｔｓ）｝ （２） となる。

【００８４】この値は、白色照明光をＰ偏光で入射させ
た場合の（１）式において、積：Ｔ１Ｎ・Ｔ２Ｐ、Ｔ１
Ｐ・Ｔ２Ｎに掛かる係数：Ｔｐ（１−Ｔｐ）、Ｔｓ（１
−Ｔｓ）を入れ替えたものとなっている。

【００８５】この場合、偏光ビームスプリッタの特性と
して上記と同様、Ｔｓ＜（１−Ｔｐ）の場合を考える
と、係数の大小関係はＴｐ（１−Ｔｐ）＜＜Ｔｓ（１−
Ｔｓ）であるから、Ｔｓ（１−Ｔｓ）を係数とする積：
Ｔ１Ｐ・Ｔ２Ｎを小さくするようにすればよく、これを
実現するには、第２の波長選択性リターダ２２の分光特
性として「第１の波長選択性リターダ１０の分光特性を
短波長側へシフトさせたもの」を用いることにより、
（２）式の値を小さくしてフレア光の強度を有効に低減
化できる。

【００８６】上には、偏光ビームスプリッタ１２の特性
が「Ｔｓ＜（１−Ｔｐ）」である場合を説明したが、上
記特性の大小関係が逆の場合、即ち「Ｔｓ＞（１−Ｔ
ｐ）」である場合には、上記と逆になる。即ちこの場
合、偏光ビームスプリッタ１２へ白色照明光をＰ偏光で
入射させるときには、第２の波長選択性リターダ２２の
分光特性として「第１の波長選択性リターダ１０の分光
特性を短波長側へシルトさせたもの」を用いることによ
りフレア光の強度を有効に低減化でき、白色照明光をＳ
偏光で入射させるときは、第１の波長選択性リターダ１
０の分光特性として「第２の波長選択性リターダ２２の
分光特性を短波長側へシフトさせたもの」を用いること
によりフレア光の強度を有効に低減化できる。

【００８７】図１（ａ）に示す如き装置構成において、
波長選択性リターダ１０、２２の分光特性として「青色
帯域の偏光を９０度変換」する場合を考えて見ると、こ
の場合には、フレア光の強度を有効に軽減させるには、
以下のようにすれば良い。

【００８８】即ち、偏光ビームスプリッタ１２の特性が
「Ｔｓ＞（１−Ｔｐ）」である場合、白色照明光をＰ偏
光で入射させる場合には、第１の波長選択性リターダ１
０の分光特性として「第２の波長選択性リターダ２２の
分光特性を短波長側へシフトさせたもの」を用いること
によりフレア光の強度を有効に低減化でき、白色照明光
をＳ偏光で入射させる場合には、第２の波長選択性リタ
ーダ２２の分光特性として「第１の波長選択性リターダ
１０の分光特性を短波長側へシフトさせた」ものを用い
ることによりフレア光の強度を有効に低減化できる。

【００８９】また、偏光ビームスプリッタ１２の特性が
「Ｔｓ＜（１−Ｔｐ）」である場合、白色照明光をＰ偏
光で入射させる場合には、第２の波長選択性リターダ２
２の分光特性として「第１の波長選択性リターダ１０の
分光特性を短波長側へスライドさせたもの」を用いるこ
とによりフレア光の強度を有効に低減化でき、白色照明
光をＳ偏光で入射させる場合には、第１の波長選択性リ
ターダ１０の分光特性として「第２の波長選択性リター
ダ２２の分光特性を短波長側へシフトさせたもの」を用
いることによりフレア光の強度を有効に低減化できる。

【００９０】このように、図１（ａ）の如き構成の投影
装置において、偏光ビームスプリッタの特性と白色照明
光の偏光状態がＰ偏光かＳ偏光かに応じて、第１及び第
２の波長選択性リターダの分光特性を相互に「波長シフ
ト」した関係とすることにより、「暗出力時におけるフ
レア光強度を有効に軽減してコントラストを向上させ
る」ことができることを説明した。

【００９１】従って、このような原理を適用するには、
第１及び第２の波長選択性リターダとして、互いに「波
長スライド同一」の分光特性を持つものを組合せればよ
いことになるが、この発明においては、第１、第２の波
長選択性リターダとして、分光特性が同一のものあるい
は波長スライド同一なものを組合せ、且つ、一方若しく
は双方の波長選択性リターダを「光束光路に対して傾け
る」ことにより生じる「分光特性シフト効果」を利用し
てコントラストの向上を図るのである。

【００９２】分光特性シフト効果は「光束光路に対して
波長選択性リターダを傾けると、このリターダの持つ分
光特性が、その形状（波長を横軸に、変換効率を横軸に
とって示した形状）を保ったまま、短波長側へシフトす
る」現象である。

【００９３】具体的な１例として、図２（ａ）に、緑色
帯域の偏光を９０度偏光させる分光特性をもった波長選
択性リターダを光束光路に対して傾けたときの分光特性
２−１（傾け角：０）、２−１（傾け角：２０度）、２
−３（傾け角：３０度）を示している。傾け角の増大に
伴ない、分光特性が形状同一性を保ちつつ短波長側へシ
フトする様子がわかる。

【００９４】図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す波長選択
性リターダに対する傾け角（光束光路の入射角度）と
「分光特性のシフト量（波長シフト量）」との関係を示
している。分光特性シフト効果は、特定の波長選択性リ
ターダに特有の現象ではなく、波長選択性リターダ一般
に対する一般的な現象である。分光特性シフト効果によ
る分光特性のシフト量は、波長選択性リターダの設計に
依存する。

【００９５】上に説明した「フレア光の軽減によるコン
トラストの向上」を実現する上において、第１、第２の
波長選択性リターダの分光特性を互いに波長方向にスラ
イドさせることが必要であり、図１（ａ）の如き構成
で、これを実現しようとすると、波長選択性リターダ相
互の「分光特性のシフト量」を設計上定め、このような
シフト量で分光特性が互いにシフトした１対の波長選択
性リターダを作成する必要がある。

【００９６】これに対し「分光特性シフト効果」を利用
すると、予め作成した同一の分光特性を持つ１対の波長
選択性リターダを組合せ、一方若しくは双方のリターダ
を光束光路に対して傾け、傾け角を調整することによ
り、容易に、フレア光強度を最小にできるような状態を
実現することができる。

【００９７】また、互いに「波長スライド同一」である
１対の波長選択性リターダを組み合わせると、分光特性
シフト効果を利用することにより、より広い波長領域で
波長選択性リターダ間の分光特性のシフト量調整を容易
に行うことができる。

【００９８】１対の波長選択性リターダは上記のよう
に、双方を光束光路に対して傾けることもできるが、傾
け角の調整の面倒を考えると、一方の波長選択性リター
ダのみを傾けるのが好ましい。その場合、投射レンズに
近い側の第２の波長選択性リターダを傾けると、結像光
束に非点収差が発生するので「第２の波長選択性リター
ダと同一光路長（光学的厚さ）を有する平行平板を逆に
傾斜させることで非点収差をキャンセルさせる」等、非
点収差の影響を加味した装置設計が必要であり、投射レ
ンズのバックフォーカスを大きくなったりすることを考
慮すると、入射側に用いられる第１の波長選択性リター
ダを傾ける方が好ましい（請求項１０）。

【００９９】このように、第１の波長選択性リターダを
傾ける場合、波長選択性リターダが「赤色帯域の偏光を
９０度変換する素子」のときは、偏光ビームスプリッタ
におけるＰ偏光及びＳ偏光の透過率：Ｔｐ及びＴｓが、
条件：Ｔｓ＜１−Ｔｐを満足する場合には、偏光ビーム
スプリッタに対してＰ偏光の白色照明光を入射させれば
よく（請求項４）、偏光ビームスプリッタにおけるＰ偏
光及びＳ偏光の透過率：Ｔｐ及びＴｓが、条件：Ｔｓ＞
１−Ｔｐを満足する場合には、偏光ビームスプリッタに
対してＳ偏光の白色照明光を入射させればよい（請求項
５）。

【０１００】また、波長選択性リターダが「青色帯域の
偏光を９０度変換する素子」である場合であれば、偏光
ビームスプリッタにおけるＰ偏光及びＳ偏光の透過率：
Ｔｐ及びＴｓが、条件：Ｔｓ＞１−Ｔｐを満足する場合
には、Ｐ偏光の白色照明光を入射させ、偏光ビームスプ
リッタにおけるＰ偏光及びＳ偏光の透過率：Ｔｐ及びＴ
ｓが、条件：Ｔｓ＜１−Ｔｐを満足する場合には、偏光
ビームスプリッタに対してＳ偏光の白色照明光を入射さ
せるようにすれば、第１の波長選択性リターダを傾ける
ことにより（請求項７、請求項８）、コントラストの向
上を図ることができる。

【０１０１】次ぎに、この発明の他の課題である「投影
画像の明るさの向上」につき説明する。上に暗出力時に
おけるフレア光の強度を説明したが、同様の考察を明出
力について行うと、以下のようになる。

【０１０２】先の説明と同様、図１（ａ）の装置構成を
例に取ると、Ｐ偏光照明（白色照明光を偏光ビームスプ
リッタ１２に対してＰ偏光状態で入射させる）の場合の
偏光ビームスプリッタ１２による反射光の、Ｓ偏光成
分：Ｂｓ、Ｐ偏光成分：Ｂｐはそれぞれ、 Ｂｓ=Ａｓ（１−Ｔｓ）＝Ｗ・Ｔ１Ｎ（１−Ｔｓ） Ｂｐ=Ａｐ（１−Ｔｐ）＝Ｗ・Ｔ１Ｐ（１−Ｔｐ） となり、明出力では、ライトバルブ１６により偏光方向
を変えられて反射されるので、ライトバルブ１６による
反射光の、Ｓ偏光成分：ＲＢｓ、Ｐ偏光成分：ＲＢｐ
は、上記ＢｓとＢｐを入れ替え、ライトバルブ１６の変
換効率：ηを乗じたもの、即ち、 ＲＢｐ＝Ｂｓ・η ＲＢｓ＝Ｂｐ・η となる。

【０１０３】明出力では、偏光ビームスプリッタ１６を
通過する分だけを考えればよく、Ｓ偏光成分：ＲＢｓに
は透過率Ｔｓ、Ｐ偏光成分：ＲＢｐにはＴｓを乗じて、 Ｃｓ＝ＲＢｓ・Ｔｓ＝Ｂｐ・η・Ｔｓ＝Ｗ・Ｔ１Ｐ（１−Ｔｐ）Ｔｓ・η Ｃｐ＝ＲＢｐ・Ｔｐ＝Ｂｓ・η・Ｔｐ＝Ｗ・Ｔ１Ｎ（１−Ｔｓ）Ｔｐ・η の光が偏光ビームスプリッタ１２を透過して、第２の波
長選択性リターダ２２に入射する。

【０１０４】第２の波長選択性リターダ２２を通過する
Ｓ偏光成分：Ｄｓ、Ｐ偏光成分：Ｄｐはそれぞれ、 Ｄｓ＝Ｃｓ・Ｔ２Ｐ＋Ｃｐ・Ｔ２Ｎ ＝｛Ｗ・Ｔ１Ｐ（１−Ｔｐ）Ｔｓ・Ｔ２Ｐ＋Ｗ・Ｔ１Ｎ
（１−Ｔｓ）Ｔｐ・Ｔ２Ｎ｝η Ｄｐ＝Ｃｐ・Ｔ２Ｐ＋Ｃｓ・Ｔ２Ｎ ＝｛Ｗ・Ｔ１Ｎ（１−Ｔｓ）Ｔｐ・Ｔ２Ｐ＋Ｗ・Ｔ１Ｐ
（１−Ｔｐ）Ｔｓ・Ｔ２Ｎ｝η となり、偏光子２４に入射するが、偏光子２４は明出力
光を透過させるように、この場合はＳ偏光のみを透過さ
せる素子であるから、上記成分：Ｄｐはカットされて、
成分：Ｄｓのみが投射レンズ２６へ向かう。

【０１０５】偏光ビームスプリッタ１２を透過した光成
分：ＮＡ（緑色・青色帯域光）について同様の考察を行
うと、 Ｂｓ’=Ａｓ・Ｔｓ＝Ｗ・Ｔ１Ｎ・Ｔｓ Ｂｐ’=Ａｐ・Ｔｐ＝Ｗ・Ｔ１Ｐ・Ｔｐ の光がダイクロイックプリズム１４へとむかい、ダイク
ロイックプリズム１４で２色に分離され、ライトバルブ
１８、２０に対する照明光になる。これらライトバルブ
１８、２０で偏光方向を変換されて反射される光のう
ち、投射レンズ２６へ向う成分は、偏光ビームスプリッ
タ１２で反射される成分であり、偏光ビームスプリッタ
１２による反射成分は、Ｐ偏光成分、Ｓ偏光成分につ
き、 Ｃｓ’＝Ｂｐ’（１−Ｔｓ）η＝Ｗ・Ｔ１Ｐ・Ｔｐ（１−Ｔｓ）η Ｃｐ’＝Ｂｓ’（１−Ｔｐ）η＝Ｗ・Ｔ１Ｎ・Ｔｓ（１−Ｔｐ）η となる。

【０１０６】これらの光が第２の波長選択性リターダ２
２に入射するが、第２の波長選択性リターダ２２を通過
するＳ偏光成分：Ｄｓ’、Ｐ偏光成分：Ｄｐ’は、 Ｄｓ’＝Ｃｓ’・Ｔ２Ｐ＋Ｃｐ’・Ｔ２Ｎ ＝｛Ｗ・Ｔ１Ｐ・Ｔｐ（１−Ｔｓ）Ｔ２Ｐ＋Ｗ・Ｔ１Ｎ
・Ｔｓ（１−Ｔｐ）Ｔ２Ｎ｝η Ｄｐ’＝Ｃｐ’・Ｔ２Ｐ＋Ｃｓ’・Ｔ２Ｎ ＝｛Ｗ・Ｔ１Ｎ・Ｔｓ（１−Ｔｐ）Ｔ２Ｐ＋Ｗ・Ｔ１Ｐ
・Ｔｐ（１−Ｔｓ）Ｔ２Ｎ｝η となる。

【０１０７】これらのうち偏光子２４によりＰ偏光成
分：Ｄｐ’がカットされ、Ｓ偏光成分：Ｄｓ’が投射レ
ンズ２６へ向かう。

【０１０８】従って、投射レンズ２６へ向う全光量は、 Ｄｓ＋Ｄｓ’ ＝｛Ｗ・Ｔ１Ｐ（１−Ｔｐ）Ｔｓ・Ｔ２Ｐ ＋Ｗ・Ｔ１Ｎ（１−Ｔｓ）Ｔｐ・Ｔ２Ｎ ＋Ｗ・Ｔ１Ｐ・Ｔｐ（１−Ｔｓ）Ｔ２Ｐ ＋Ｗ・Ｔ１Ｎ・Ｔｓ（１−Ｔｐ）Ｔ２Ｎ｝η ＝Ｗ｛（Ｔ１Ｐ・Ｔ２Ｐ＋Ｔ１Ｎ・Ｔ２Ｎ）・ （Ｔｓ＋Ｔｐ−２Ｔｐ・Ｔｓ）｝η （３） となり、明出力光の光量は、偏光ビームスプリッタ１２
の特性（Ｔｓ、Ｔｐ）と、第１、第２の波長選択性リタ
ーダ１０、２２の分光特性をそれぞれ乗じたものに依存
している。

【０１０９】（３）式は、右辺括弧内における（Ｔ１Ｐ
・Ｔ２Ｐ＋Ｔ１Ｎ・Ｔ２Ｎ）が最大となるとき最大とな
るが、このことは、明出力光が「第１および第２の波長
選択性リターダの分光特性が同一」であるときに最大と
なることを意味している。

【０１１０】Ｓ偏光入射について、上記と同様の考察を
行うと、（３）式に対応するものとして、 Ｄｐ＋Ｄｐ’ ＝Ｗ｛（Ｔ１Ｐ・Ｔ２Ｐ＋Ｔ１Ｎ・Ｔ２Ｎ）・ （Ｔｓ＋Ｔｐ−２Ｔｐ・Ｔｓ）｝η （４） が得られるが、この（４）式は（３）式と同じである。

【０１１１】即ち、投影画像の明るさは照明光の偏光方
向には左右されず、第１、第２の波長選択性リターダ１
０、２２が同一の偏光特性を持つときに最大となる。

【０１１２】投影画像の表示が行われる状況は一律では
なく、表示される環境が明るい場合には「コントラスト
は多少低くても、明るい画像」が求められるし、暗い室
内で投影画像を表示する場合には、よりコントラストの
高い画像の投影が望まれる。

【０１１３】従って、第１、第２の波長選択性リターダ
における少なくとも一方の、光束光路に対する傾き角を
可変にする（請求項９）と、コントラストを優先すると
きは、第１及び／または第２の波長選択性リターダの傾
きを調整して、前述したフレア光強度の小さいコントラ
ストの高い画像を投影し、投影画像の明るさを優先する
ときは、傾き角を０として第１、第２の波長選択性リタ
ーダの分光特性が同一となるようにすることにより、明
るい画像を投影できるようになる。

【０１１４】また、明るさを「より優先」したい場合は
偏光子２４を取り外せるようにすれば、より光利用効率
を高くすることができる。偏光子２４を取り外すと、結
像光路中の平板が無くなるため、ライトバルブと投射レ
ンズとの間の光路長がずれるが、偏光子を取り外した後
に、ガラス部材などの平行平板を挿入することにより上
記光路長のずれを補正することができる。

【０１１５】上に説明した「偏光ビームスプリッタの特
性」は説明の簡単のために単純化しているが、実際は蒸
着やスパッタリングなどによる薄膜製造技術により作成
可能な性能としては制約が生じ、細かなリップルやうね
りがある。この発明に用いる偏光ビームスプリッタの特
性としては、照明ランプの発光スペクトルに応じ、ま
た、波長選択性リターダの特性にあわせて、フレア光を
低減できるように最適設計すればよく、照明ランプの発
光スペクトルにあわせた主波長で前述の条件を満たせば
十分である。

【０１１６】具体的には「照明ランプの各波長に対する
発光エネルギーと、偏光ビームスプリッタの偏光分離膜
の特性を、各波長毎に掛け合わせた値」を波長について
積分した値で比較すればよく、使用する光源の波長に応
じ、最適な分光特性とすればよい。

【０１１７】即ち、照明ランプの発光強度分布をＥ(λ)
としたとき、例えば、請求項４記載の場合の例である
と、偏光ビームスプリッタに要求される「条件：Ｔｓ＜
１−Ｔｐ」を満足する特性は、 ∫Ｅ(λ)Ｔｓ(λ）ｄλ＜∫Ｅ(λ)（１−Ｔｐ(λ）)ｄλ （５） あるいは、さらに比視感度関数：ｖ(λ) を加えて ∫Ｅ(λ)Ｔｓ(λ)ｖ(λ)ｄλ＜∫Ｅ(λ)(１−Ｔｐ(λ))ｖ(λ)ｄλ （６） の関係に置き換えればよい。他の場合も同様である。な
お、上記（６）、（７）式において、積分領域は「可視
領域」である。

【０１１８】

【発明の実施の形態】以下、具体的な実施の形態を説明
する。繁雑をさけるため、混同の虞がないと思われるも
のについては、全図面を通じて同一の符号を用い、既
に、図１において説明したものについては説明を省略す
る。

【０１１９】図３に示す実施の形態は、偏光ビームスプ
リッタ１２の透過率：Ｔｓ、Ｔｐが条件：Ｔｓ＞（１−
Ｔｐ）を満足するものであり、白色照明光Ｌ１は、偏光
ビームスプリッタ１２に対してＰ偏光として入射する。
第１及び第２の波長選択性リターダ１０、２２は赤色帯
域の偏光を９０度変換する素子で「同一の分光特性」を
有する。

【０１２０】この実施の形態では、第２の波長選択性リ
ターダ２２を光束光路に対して傾けることにより「分光
特性シフト効果」により、その分光特性を「波長選択性
リターダ１０の分光特性に対して短波長側」へシフトさ
せることにより、投影画像のコントラスト向上を図って
いる。

【０１２１】なお、図３において、符号１５は、ライト
バルブ１８、２０に対するライトバルブ１６の光路長を
調整するための透明平行平板を示している。

【０１２２】図４に示す実施の形態では、偏光ビームス
プリッタ１２の透過率：Ｔｓ、Ｔｐが条件：Ｔｓ＜（１
−Ｔｐ）を満足するものであり、白色照明光Ｌ１は、偏
光ビームスプリッタ１２に対してＰ偏光として入射す
る。第１及び第２の波長選択性リターダ１０、２２は、
赤色帯域の偏光を９０度変換する素子で「同一の分光特
性」を有する。

【０１２３】この実施の形態では、第１の波長選択性リ
ターダ１０を光束光路に対して傾けることにより「分光
特性シフト効果」により、その分光特性を「波長選択性
リターダ２２の分光特性に対して短波長側」へシフトさ
せることにより、投影画像のコントラスト向上を図って
いる（請求項４）。

【０１２４】図５に示す実施の形態では、偏光ビームス
プリッタ１２の透過率：Ｔｓ、Ｔｐが条件：Ｔｓ＞（１
−Ｔｐ）を満足するものであり、白色照明光Ｌ１は、偏
光ビームスプリッタ１２に対してＳ偏光として入射す
る。第１及び第２の波長選択性リターダ１０、２２は、
赤色帯域の偏光を９０度変換する素子で「同一の分光特
性」を有する。

【０１２５】この実施の形態では、第１の波長選択性リ
ターダ１０を光束光路に対して傾けることにより「分光
特性シフト効果」により、その分光特性を「波長選択性
リターダ２２の分光特性に対して短波長側」へシフトさ
せることにより、投影画像のコントラスト向上を図って
いる（請求項５）。

【０１２６】図６に示す実施の形態では、偏光ビームス
プリッタ１２の透過率：Ｔｓ、Ｔｐが条件：Ｔｓ＞（１
−Ｔｐ）を満足するものであり、白色照明光Ｌ１は、偏
光ビームスプリッタ１２に対してＰ偏光として入射す
る。第１及び第２の波長選択性リターダ１０、２２は、
青色帯域の偏光を９０度変換する素子で「同一の分光特
性」を有する。

【０１２７】符号１４０は、偏光ビームスプリッタ１２
を透過した光を、赤色帯域光と緑色帯域光とに分離する
ダイクロイックプリズム（色分離素子）、符号１５Ａ
は、ライトバルブ１６、２０に対して、ライトバルブ１
８の光路長を調整するための透明平行平板を示してい
る。

【０１２８】この実施の形態では、第１の波長選択性リ
ターダ１０を光束光路に対して傾けることにより「分光
特性シフト効果」により、その分光特性を「波長選択性
リターダ２２の分光特性に対して短波長側」へシフトさ
せることにより、投影画像のコントラスト向上を図って
いる（請求項７）。

【０１２９】図６の実施の形態において、偏光ビームス
プリッタ１２の透過率：Ｔｓ、Ｔｐが条件：Ｔｓ＜（１
−Ｔｐ）Ｔｐを満足するものである場合には、図６の構
成において、白色照明光Ｌ１を偏光ビームスプリッタ１
２に対してＳ偏光状態で入射させるようにすれば、第１
の波長選択性リターダ１０を光束光路に対して傾けるこ
とにより「分光特性シフト効果」により、その分光特性
を「波長選択性リターダ２２の分光特性に対して短波長
側」へシフトさせることにより、投影画像のコントラス
ト向上を図ることができる（請求項８）。

【０１３０】図３〜図６に示した実施の形態において
は、色分離素子としてのダイクロイックプリズム１４、
１４０は、そのダイクロイック膜が光束光路に対し４５
度方向に傾斜し、各色光を互いに９０度をなすように分
離するものであった。

【０１３１】色分離素子における色分離性能をさらに向
上させるために、入射角度を３０度、１５度等の「より
低い入射角度」を実現するようにダイクロイック膜を設
定してもよい。

【０１３２】図７は、このような場合の実施の１形態を
示している。図５の実施の形態の変形例として説明する
と、この例は、ダイクロイック膜への入射角を１５度に
設定した場合の例である。「色分離素子」は３つのプリ
ズム部分１４−１、１４−２、１４−３で構成され、プ
リズム部分１４−２と１４−３との境界面にダイクロイ
ック膜１４Ｂが形成されている。偏光ビームスプリッタ
１２側から入射する光は、プリズム部分１４−１、１４
−２を透過し、ダイクロイック膜１４Ｂで２色の光に分
離される。

【０１３３】ダイクロイック膜１４Ｂを透過した光はプ
リズム部分１４−３を透過して第３のライトバルブ２０
を照明し、反射されて入射光路を逆進して偏光ビームス
プリッタ１２に戻る。

【０１３４】プリズム部分１４−１との間に空気間隙Ａ
Ｇを設けられたプリズム部分１４−２は、ダイクロイッ
ク膜１４Ｂで反射された光を、空気間隙ＡＧ側表面で全
反射するように、硝材・空気間隙ＡＧの傾斜角度を設定
されており、全反射した光でライトバルブ１８を照明す
る。もちろん、光路長に余裕があれば、空気間隙部を持
たせない構成とすることができる。

【０１３５】図８は、請求項２記載の投影装置の、実施
の１形態を示している。直線偏光状態の白色照明光Ｌ１
を、第１の波長選択性リターダ１０に入射させ、この第
１の波長選択性リターダ１０を通過した光のうち、偏光
方向が変化した波長帯域光：Ａと偏光方向が変化しない
波長帯域光：ＮＡを、偏光ビームスプリッタ１２により
２光路に分離し、分離された一方の波長帯域光：Ａを第
１のライトバルブ１６への照明光とし、他方の波長帯域
光：ＮＡを時間的色分離手段１７によって２色の光：Ｂ
およびＣに時間的に分離し、分離された光：Ｂ、Ｃを交
互に第２のライトバルブ２０Ａへの照明光とし、第１の
ライトバルブ１６に照明光：Ａに対する画像を表示する
と共に、第２のライトバルブ２０Ａに照明光：Ｂ、Ｃに
対する画像を、時間的色分離手段１７の時間的な色分離
に同期して表示し、各照明光：Ａ、Ｂ、Ｃを画像に従っ
て変調された映像光：ＬＡ、ＬＢ、ＬＣとし、これら各
映像光を合成した合成光：ＬＴを、第２の波長選択性リ
ターダ２２を介して偏光子２４に入射させ、この偏光子
２４を介して結像光学系２６によりスクリーン上に投射
してカラー画像を表示する。

【０１３６】第１の波長選択性リターダ１０と第２の波
長選択性リターダ２２とは「同一もしくは波長スライド
同一の分光特性」を持つ素子であり、第１および第２の
波長選択性リターダの少なくとも一方が「光束光路に対
して傾け」て配置される。

【０１３７】図４に示した実施の形態の変形例として説
明すると、偏光ビームスプリッタ１２の透過率：Ｔｓ、
Ｔｐは条件：Ｔｓ＜（１−Ｔｐ）を満足し、白色照明光
Ｌ１は、偏光ビームスプリッタ１２に対してＰ偏光とし
て入射する。第１及び第２の波長選択性リターダ１０、
２２は赤色帯域の偏光を９０度変換する素子で「同一の
分光特性」を有する。

【０１３８】そして、図示の如く、第１の波長選択性リ
ターダ１０を光束光路に対して傾けることにより「分光
特性シフト効果」により、その分光特性を「波長選択性
リターダ２２の分光特性に対して短波長側」へシフトさ
せることにより、投影画像のコントラスト向上を図って
いる。

【０１３９】時間的色分離手段１７は、偏光ビームスプ
リッタ１２を透過した２色の光：青色帯域光と緑色帯域
光を時間的に分離する手段であり、青色帯域光を透過さ
せ、緑色帯域光を遮断する第１フィルタと、青色帯域光
を遮断し、緑色帯域光を透過させるような第２フィルタ
とを高速回転させ、ライトバルブ２０Ａに入射する照明
光を青色帯域光・緑色帯域光に高速で交互に切換えるよ
うになっている。

【０１４０】ライトバルブ２０Ａには、照明光が青色帯
域光であるときは青色画像を、照明光が緑色帯域光であ
るときは緑色画像を表示する。

【０１４１】「時間的色分離手段」は、偏光ビームスプ
リッタ１２とライトバルブ２０Ａの間に設ける必要は必
ずしも無く、時間的色分離手段を偏光ビームスプリッタ
１２への白色照明光の入射側に設けるようにしても良
い。

【０１４２】この場合には、例えば、マゼンタ光（青色
帯域光と赤色帯域光）を透過させ、緑色帯域光を遮断す
るフィルタと、緑色帯域光を透過させ、マゼンタ光を遮
断するフィルタとを、白色照明光に対して時間的に切り
換えることにより、偏光ビームスプリッタ１２へ入射す
る光を、マゼンタ光と緑色帯域光とに分離するようにで
きる。偏光ビームスプリッタ１２に入射したマゼンタ光
のうち、赤色帯域光は偏光ビームスプリッタ１２により
青色帯域光と分離されるので、結局、ライトバルブ２０
Ａに入射する光は、青色帯域光と緑色帯域光に時間的に
分離される。

【０１４３】時間的色分離手段を、偏光ビームスプリッ
タの入射側に設ける場合、黄色光（赤色帯域光と青色帯
域光）を透過させ、緑色帯域光を遮断するフィルタと、
黄色光を遮断し、緑色帯域光を透過させるフィルタと
を、白色照明光に対して時間的に切り換えることによっ
ても、上記と同様の結果が得られる。

【０１４４】白色照明光の光源ランプが、例えば、超高
圧水銀ランプであるような場合、発光スペクトルにおけ
る赤色帯域光の輝度が不足しがちであり、他の色の光と
のバランスをとる上でも、赤色帯域光が、常にライトバ
ルブ１６に対して照射されているようにするためには、
マゼンタ光を透過させ、緑色帯域光を遮断するフィルタ
と、黄色光を透過させ、青色光を遮断するフィルタと
を、白色照明光に対して時間的に切り換えるようにすれ
ばよく、このようにすれば、時間的色分離手段を偏光ビ
ームスプリッタ１２とライトバルブ２０Ａとの間に配設
したのと同じ効果を得ることができる。

【０１４５】時間的色分離手段としては、上記の「フィ
ルタを高速切り換えするもの」の他に、例えば、ＳＩＤ
’００ ｄｉｇｅｓｔ．Ｖｏｌ３１，Ｐ９２に記載さ
れた「カラースイッチ」という色選択性透過素子を用い
ることもできる。

【０１４６】図９は、図５の実施の形態の変形例を示し
ている。この例では、明るさを「より優先」したい場合
に、偏光子２４を結像光路外に取り外せるようにし、光
利用効率をより高めるようにしたものである。偏光子２
４は、図９（ｂ）に示すように、透明なダミー平行平板
２５と一体に形成されている。ダミー平行平板２５は、
偏光子２４を結像光路外に取り外した際の「結像光路に
おけるライトバルブと投射レンズとの間の光路長のず
れ」を補正するように構成されている。

【０１４７】偏光子２４とダミー平行平板２５との切り
換えは、ユーザによる手動によって行うようにしても良
いし、適宜の駆動手段により行うようにしても良い。切
り換えには、スライド移動、回転移動、その他の切り換
え方式を適宜利用できる。あるいは、偏光子２４やダミ
ー平行平板２５をそれぞれ、ホルダ等の保持部材に固定
し、投影装置外から保持部材ごと完全に取り外し、ある
いは交換可能なようにしておいても良い。

【０１４８】偏光子２４とダミー平行平板２５とを切り
換えることは、図５の実施の形態のみならず、上に説明
した各実施の形態（図１（ａ）の物を含む）の場合に
も、適用できることは言うまでもない。

【０１４９】上に説明してきた投影装置に用いられる光
源には、ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハラ
イドランプ、超高圧水銀ランプなどが用いられる。効率
よく照度を得られるように、リフレクターで反射集光さ
せてもよい。

【０１５０】偏光変換器は、従来からある偏光ビームス
プリッタアレイと波長板を組み合わせた偏光変換器で構
成され、一方向の偏光方向に効率よく変換される偏光変
換器を用いても良い。

【０１５１】さらに、偏光度を向上させ、コントラスト
性能を確保したい場合は、入射光の偏光変換器の後に直
線偏光子を挿入したり、偏光ビームスプリッタを用いた
りして偏光度を向上させると効果的である。とくに、偏
光ビームスプリッタを用いた場合は、直線偏光子であっ
た場合は光吸収のために発熱し、性能を低下させる場合
もあるが、偏光ビームスプリッタでは不要な偏光成分を
反射あるいは透過させ、スプリッタ内に蓄積させないた
め、光吸収による発熱を極力抑えることが可能となる。
ＵＳＰ６２３４６３４記載のWire-Grid Polarizer（グ
リット偏光子）といわれるプレートタイプの偏光ビーム
スプリッタを用いてもよい。

【０１５２】もちろん、このような偏光子は、照明レン
ズ側のみならず投射レンズ側に配置してもよい。また、
グリット偏光子は、照明光と投影光の光路分離合成用と
して用いてもよい。ライトバルブを効率よく照明する光
学系としての照明用集光素子は、インテグレータと呼ば
れるフライアイレンズの組合せでライトバルブへ照射さ
れる照度ムラを低減させる集光素子や、コンデンサーレ
ンズと組み合わせてライトバルブへ効率よく導く集光素
子を用いることができる。

【０１５３】必要に応じて偏光変換器を構成する偏光ビ
ームスプリッタアレイピッチにあわせたレンズアレイを
組み合わせた構成などを採用できる。また、光源とし
て、より高出力レーザ光源など、偏光性の高い光源を用
いることが可能である場合は、偏光変換器を省略するこ
とも可能である。

【０１５４】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規な投影装置を実現できる。この発明の投影装置
は、上述の如く、投影画像におけるコントラストを有効
に高めることができる。

【０１５５】また、必要に応じ、あるいは所望により、
コントラストに優先して投影画像の明るさを増大させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】１対の波長選択性リターダにおいて、一方の分
光特性を他方の分光特性に対して短波長側へシフトさせ
ることにより、投影画像におけるフレア光強度を減少で
きることを説明するための図である。

【図２】波長選択性リターダの分光特性シフト効果を説
明するための図である。

【図３】投影装置の実施の１形態を説明するための図で
ある。

【図４】投影装置の実施の別形態を説明するための図で
ある。

【図５】投影装置の実施の他の形態を説明するための図
である。

【図６】投影装置の実施の他の形態を説明するための図
である。

【図７】投影装置の実施の他の形態を説明するための図
である。

【図８】投影装置の実施の他の形態を説明するための図
である。

【図９】投影画像の明るさをより優先させるために、偏
光子を結像光路外に取り外せるようにした実施の形態の
１例を説明するための図である。

【符号の説明】

１０ 波長選択性リターダ １２ 偏光ビームスプリッタ １４ ダイクロイックプリズム １６ ライトバルブ １８ ライトバルブ ２０ ライトバルブ ２２ 波長選択性リターダ ２４ 偏光子 ２６ 投射レンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H049 BA02 BA05 BB03 BC22 2H088 EA16 EA18 EA19 HA13 HA20 HA24 HA28 MA04 MA16 2H091 FA05Z FA10Z FA41Z LA03 LA11 LA12 LA13 LA15 LA18 MA07 2H099 AA12 BA17 CA11 DA00

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直線偏光状態の白色照明光を、第１の波長
   選択性リターダに入射させ、この第１の波長選択性リタ
   ーダを通過した光のうち、偏光方向が変化した波長帯域
   光：Ａと偏光方向が変化しない波長帯域光：ＮＡを、偏
   光ビームスプリッタにより２光路に分離し、 分離された一方の波長帯域光：Ａを第１のライトバルブ
   への照明光とし、他方の波長帯域光：ＮＡを色分離素子
   によってさらに２色の光：ＢおよびＣに分離し、分離さ
   れた光：Ｂを第２のライトバルブへの照明光とし、光：
   Ｃを第３のライトバルブへの照明光とし、 上記第１ないし第３のライトバルブに画像を表示し、上
   記各照明光：Ａ、Ｂ、Ｃを上記画像に従って変調された
   映像光：ＬＡ、ＬＢ、ＬＣとし、これら各映像光を合成
   した合成光：ＬＴを、第２の波長選択性リターダを介し
   て偏光子に入射させ、この偏光子を介して結像光学系に
   よりスクリーン上に投射してカラー画像を表示する投影
   装置であって、 第１の波長選択性リターダと第２の波長選択性リターダ
   が、同一もしくは波長スライド同一の分光特性を持つ素
   子であり、これら第１および第２の波長選択性リターダ
   の少なくとも一方を、光束光路に対して傾けて配置した
   ことを特徴とする投影装置。
2. 【請求項２】直線偏光状態の白色照明光を、第１の波長
   選択性リターダに入射させ、この第１の波長選択性リタ
   ーダを通過した光のうち、偏光方向が変化した波長帯域
   光：Ａと偏光方向が変化しない波長帯域光：ＮＡを、偏
   光ビームスプリッタにより２光路に分離し、 分離された一方の波長帯域光：Ａを第１のライトバルブ
   への照明光とし、他方の波長帯域光：ＮＡを時間的色分
   離手段によって２色の光：ＢおよびＣに時間的に分離
   し、分離された光：Ｂ、Ｃを交互に第２のライトバルブ
   への照明光とし、上記第１のライトバルブに照明光：Ａ
   に対する画像を表示すると共に、第２のライトバルブに
   照明光：Ｂ、Ｃに対する画像を、上記時間的色分離手段
   の時間的な色分離に同期して表示し、上記各照明光：
   Ａ、Ｂ、Ｃを上記画像に従って変調された映像光：Ｌ
   Ａ、ＬＢ、ＬＣとし、これら各映像光を合成した合成
   光：ＬＴを、第２の波長選択性リターダを介して偏光子
   に入射させ、この偏光子を介して結像光学系によりスク
   リーン上に投射してカラー画像を表示する投影装置であ
   って、 第１の波長選択性リターダと第２の波長選択性リターダ
   が、同一もしくは波長スライド同一の分光特性を持つ素
   子であり、これら第１および第２の波長選択性リターダ
   の少なくとも一方を、光束光路に対して傾けて配置した
   ことを特徴とする投影装置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の投影装置におい
   て、 第１及び第２の波長選択性リターダが、赤色帯域の偏光
   を９０度変換する素子であり、第１、第２の波長選択性
   リターダの一方を、光束光路に対して傾けて配置したこ
   とを特徴とする投影装置。
4. 【請求項４】請求項３記載の投影装置において 偏光ビームスプリッタにおけるＰ偏光及びＳ偏光の透過
   率：Ｔｐ及びＴｓが、 条件：Ｔｓ＜１−Ｔｐ を満足し、 光束光路に対して第１の波長選択性リターダが傾けら
   れ、 第１の波長選択性リターダへ、偏光ビームスプリッタに
   対してＰ偏光の白色照明光が入射されることを特徴とす
   る投影装置。
5. 【請求項５】請求項３記載の投影装置において 偏光ビームスプリッタにおけるＰ偏光及びＳ偏光の透過
   率：Ｔｐ及びＴｓが、 条件：Ｔｓ＞１−Ｔｐ を満足し、 光束光路に対して第１の波長選択性リターダが傾けら
   れ、 第１の波長選択性リターダへ、偏光ビームスプリッタに
   対してＳ偏光の白色照明光が入射されることを特徴とす
   る投影装置。
6. 【請求項６】請求項１または２記載の投影装置におい
   て、 第１及び第２の波長選択性リターダが、青色帯域の偏光
   を９０度変換する素子であり、第１、第２の波長選択性
   リターダの一方を、光束光路に対して傾けて配置したこ
   とを特徴とする投影装置。
7. 【請求項７】請求項６記載の投影装置において 偏光ビームスプリッタにおけるＰ偏光及びＳ偏光の透過
   率：Ｔｐ及びＴｓが、 条件：Ｔｓ＞１−Ｔｐ を満足し、 光束光路に対して第１の波長選択性リターダが傾けら
   れ、 第１の波長選択性リターダへ、偏光ビームスプリッタに
   対してＰ偏光の白色照明光が入射されることを特徴とす
   る投影装置。
8. 【請求項８】請求項６記載の投影装置において、 偏光ビームスプリッタにおけるＰ偏光及びＳ偏光の透過
   率：Ｔｐ及びＴｓが、 条件：Ｔｓ＜１−Ｔｐ を満足し、 光束光路に対して第１の波長選択性リターダが傾けら
   れ、 第１の波長選択性リターダへ、偏光ビームスプリッタに
   対してＳ偏光の白色照明光が入射されることを特徴とす
   る投影装置。
9. 【請求項９】請求項１〜８の任意の１に記載の投影装置
   において 第１、第２の波長選択性リターダにおける少なくとも一
   方の、光束光路に対する傾き角を可変としたことを特徴
   とする投影装置。
10. 【請求項１０】請求項１または２記載の投影装置におい
    て、 光束光路に対して傾ける波長選択性リターダを、第１の
    波長選択性リターダとしたことを特徴とする投影装置。