JP2010072321A - 照明装置及び投写型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
装置の大きさを維持しながら、色再現性を簡易に調整することを可能とする照明装置及び投写型映像表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】
照明装置１２０及び投写型映像表示装置１００は、光源１０と、白色光を合成光（緑色成分光及び青色成分光）と赤色成分光とに分離する第１色分離部７１と、第１色分離部７１によって分離された合成光を緑色成分光と青色成分光とに分離する第２色分離部７２と、赤色成分光を変調する第１光変調素子３０Ｒと、緑色成分光を変調する第２光変調素子３０Ｇと、青色成分光を変調する第３光変調素子３０Ｂとを備える。この装置１２０及び１００は、光源１０と第１色分離部７１との間に間挿され、合成光の偏光方向と赤色成分光の偏光方向とが異なる偏光方向となるように変調する第１色分離調整部６１を備え、第１色分離部７１は、反射型偏光板で構成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光源が発する白色光を第１色成分光と第２色成分光と第３色成分光とに分離する照明装置及び投写型映像表示装置に関する。

従来、光源が発する白色光を赤色成分光と緑色成分光と青色成分光とに分離した上で、液晶パネルなどの光変調素子によって各色成分光を変調する投写型映像表示装置が知られている。光源が発する白色光を赤色成分光と緑色成分光と青色成分光とに分離する色分離部には、特定の色成分光を反射して他の色成分光を透過するダイクロイックミラーなどが用いられる。

一般的に、ダイクロイックミラーは、色成分光の光軸に対して所定の傾斜角度（例えば、４５°）をもって配置される。ダイクロイックミラーには、平行光ではなくて、入射位置に応じて入射角度が異なる色成分光が入射するため、ダイクロイック膜の膜厚を入射角度に応じて調整したものが用いられる。

このようなダイクロイックミラーや、カラーフィルタを移動させることにより、分離する色成分光の波長範囲を任意に変更することができる。これを利用して、投写型映像表示装置の色再現範囲と輝度とを調整可能にすることができる。

一方で、電気的な信号によって特定の波長範囲の偏光方向を変調する光学部品と反射型の偏光板とを組み合わせて、各色の色成分光に分離する技術が知られている。これらの光学部品を組み合わせることによって、輝度ムラや色ムラを低減させた投写型映像表示装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
特開２００４−１８１４４５号公報

しかしながら、上述した投写型映像表示装置では、ダイクロイックミラーを、光軸に対して所定の傾斜角度を維持した状態で平行移動させたり、カラーフィルタを光路から抜き差ししたりして物理的に移動させなければならないため、故障の原因となりやすい。また、ダイクロイックミラーやカラーフィルタの移動後スペースや、移動させるためのモータなどの部品が必要となり、装置の大型化が懸念される。

そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、装置の大きさを維持しながら、色再現性を簡易に調整することを可能とする照明装置及び投写型映像表示装置を提供することを目的とする。

本発明の一の特徴では、照明装置は、光源（光源１０）と、前記光源が発する白色光を第２色成分光及び第３色成分光を含む合成光と第１色成分光とに分離する第１色分離部（例えば、ワイヤーグリッド７１）と、前記第１色分離部によって分離された前記合成光を前記第２色成分光と前記第３色成分光とに分離する第２色分離部（例えば、ワイヤーグリッド７２）と、前記第１色分離部によって分離された前記第１色成分光を変調する第１光変調素子（液晶パネル３０Ｒ）と、前記第２色分離部によって分離された前記第２色成分光を変調する第２光変調素子（液晶パネル３０Ｇ）と、前記第２色分離部によって分離された前記第３色成分光を変調する第３光変調素子（液晶パネル３０Ｂ）とを備える。この照明装置は、前記光源と前記第１色分離部との間に間挿され、前記合成光の偏光方向と前記第１色成分光の偏光方向とが異なる偏光方向となるように変調する第１色分離調整部（例えば、カラースイッチ６１）を備え、前記第１色分離部は、反射型偏光板で構成される。

かかる特徴によれば、第１色分離調整部は、光源からの白色光のうち合成光の偏光方向と第１色成分光の偏光方向とが異なる偏光方向となるように変調する。第１色分離部には、偏光方向が異なる合成光と第１色成分光とが入射する。第１色分離部は反射型偏光板で構成される。すなわち、第１色分離部では、第１色分離調整部にて変調された色成分光の波長範囲によって、分離される波長範囲が変動する。

従って、照明装置の大きさが大きくなることなく、色再現範囲を容易に調整することが可能となる。

本発明の上述した特徴において、照明装置は、前記第１色分離部と前記第２色分離部との間に間挿され、前記第２色成分光の偏光方向と前記第３色成分光の偏光方向とが異なる偏光方向となるように変調する第２色分離調整部（例えば、カラースイッチ６２）をさらに備えることが望ましい。また、前記第２色分離部は、反射型偏光板で構成されるとなお良い。

本発明の上述した特徴において、照明装置は、前記第２色分離部と前記第３光変調素子との間に間挿され、反射型偏光板で構成され、前記第２色分離部から前記第３光変調素子へ前記第３色成分光を導く導光素子（例えば、ワイヤーグリッド７３）と、前記第２色分離部と前記導光素子との間に間挿され、前記第３色成分光の一部の波長領域の偏光方向と前記第３色成分光の他の波長領域の偏光方向とが異なる偏光方向となるように変調する第３色分離調整部（例えば、カラースイッチ６３）と、を備えることが望ましい。

本発明の他の特徴では、投写型映像表示装置は、光源（光源１０）と、前記光源が発する白色光を第２色成分光及び第３色成分光を含む合成光と第１色成分光とに分離する第１色分離部（例えば、ワイヤーグリッド７１）と、前記第１色分離部によって分離された前記合成光を前記第２色成分光と前記第３色成分光とに分離する第２色分離部（例えば、ワイヤーグリッド７２）と、前記第１色分離部によって分離された前記第１色成分光を変調する第１光変調素子（液晶パネル３０Ｒ）と、前記第２色分離部によって分離された前記第２色成分光を変調する第２光変調素子（液晶パネル３０Ｇ）と、前記第２色分離部によって分離された前記第３色成分光を変調する第３光変調素子（液晶パネル３０Ｂ）と、前記第１光変調素子から出射された色成分光、前記第２光変調素子から出射された色成分光及び前記第３光変調素子から出射された色成分光を投写する投写レンズユニット（投写レンズユニット１１０）と、を備える。この投写型映像表示装置は、前記光源と前記第１色分離部との間に間挿され、前記合成光の偏光方向と前記第１色成分光の偏光方向とが異なる偏光方向となるように変調する第１色分離調整部（例えば、カラースイッチ６１）を備え、前記第１色分離部は、反射型偏光板で構成される。

かかる特徴によれば、投写型映像表示装置の大きさが大きくなることなく、色再現範囲を容易に調整することを可能となる。

本発明によれば、装置の大きさを維持しながら、色再現性を簡易に調整することを可能とする照明装置及び投写型映像表示装置を提供することができる。

以下において、本発明の実施形態に係る投写型映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

［第１実施形態］
（投写型映像表示装置の構成）
以下において、第１実施形態に係る投写型映像表示装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００の構成を示す図である。図１に示すように、投写型映像表示装置１００は、投写レンズユニット１１０と、照明装置１２０とを有する。投写型映像表示装置１００は、後述するように、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを利用する。赤色成分光が第１色成分光であり、緑色成分光が第２色成分光であり、青色成分光が第３色成分光である。

投写レンズユニット１１０は、照明装置１２０から出射された映像光をスクリーン（不図示）上などに投写する。

図１に示すように、照明装置１２０は、光源１０と、ＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）アレイ２０と、複数の液晶パネル３０（液晶パネル３０Ｒ、液晶パネル３０Ｇ、液晶パネル３０Ｂ）と、クロスダイクロイックプリズム５０とを有する。図１では、光源１０が発する光を液晶パネル３０において重畳させて均一化を図るフライアイレンズや、液晶パネル３０に平行光が入射するように光源１０が発する光を平行光化するコンデンサレンズなどが省略されていることに留意すべきである。

光源１０は、白色光を発するＵＨＰランプなどである。すなわち、光源１０が発する光は、赤色成分光Ｒ、緑色成分光Ｇ及び青色成分光Ｂを少なくとも含む。本構成では、光源１０が１つの場合で説明するが、２つ、４つさらには５つのＵＨＰランプをサイコロの目のように配置して、大光量の光源１０を構成しても良い。ＰＢＳアレイ２０は、光源１０が発する光の偏光方向を揃える。具体的には、ＰＢＳアレイ２０は、アレイ状に配置された複数のＰＢＳとＰＢＳを透過したＰ偏光が出射する部分に配置された複数のλ／２板によって構成される。すなわち、ＰＢＳアレイ２０を出射した光は、Ｓ偏光に揃えられる。

液晶パネル３０Ｒは、映像入力信号（赤入力信号Ｒ）に応じて、赤成分光Ｒを変調する。同様に、液晶パネル３０Ｇ及び液晶パネル３０Ｂは、映像入力信号（緑入力信号Ｇ及び青入力信号Ｂ）に応じて、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを変調する。液晶パネル３０Ｒ、液晶パネル３０Ｇ及び液晶パネル３０Ｂには、図示しない偏光板が、各液晶パネル３０の入射側及び出射側に配されている。一般的に出射側の偏光板は、入射側の偏光板に対して偏光方向を９０°ずらした状態で配される。したがって、各液晶パネル３０を出射した光は、入射するときの偏光方向とは異なり、Ｐ偏光で入射した光はＳ偏光、Ｓ偏光で入射した光はＰ偏光となる。

クロスダイクロイックプリズム５０は、液晶パネル３０Ｒ、液晶パネル３０Ｇ及び液晶パネル３０Ｂから出射される光を合成する色合成部である。クロスダイクロイックプリズム５０で合成された合成光は、投写レンズユニット１１０に導かれる。

照明装置１２０は、特定の波長帯域の色成分光の偏光方向を変調するカラースイッチ６１、６２、６３と、反射型偏光板であるワイヤーグリッド７１、７２、７３と、位相差板であるλ／２板７５と、反射ミラー８１、８２と、カラーフィルタ９１、９２とを有する。

カラースイッチ６１は、光源１０が発する白色光のうち赤成分光Ｒの偏光方向をＳ偏光からＰ偏光に変調する第１色分離調整部である。ワイヤーグリッド７１は、Ｓ偏光の光を反射し、Ｐ偏光の光を透過する。すなわち、ワイヤーグリッド７１は、Ｓ偏光のままワイヤーグリッド７１に入射する緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを含む合成光を反射し、カラースイッチ６１においてＰ偏光に変調された赤成分光Ｒを透過して、光源１０が発する白色光を緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを含む合成光と赤成分光Ｒとに分離する第１色分離部である。ワイヤーグリッド７１は、光源１０が発する白色光（分離対象光）の光軸に対して所定の傾斜角度（略４５°）を有する。

反射ミラー８１は、ワイヤーグリッド７１によって分離されたＰ偏光の赤色成分光Ｒを反射して、赤色成分光Ｒを液晶パネル３０Ｒに導く。上述のように、液晶パネル３０Ｒは、入射側と出射側に図示しない偏光板が配されているので、赤色成分光ＲはＳ偏光となって出射する。

ワイヤーグリッド７１によって分離された合成光の光路上には、赤成分光Ｒを除去するカラーフィルタ９１が配置される。詳細は後述するが、カラースイッチ６１の変調対象光である赤成分光Ｒのうち、変調されない波長帯域の赤成分光ＲはＳ偏光であり、Ｓ偏光の赤成分光Ｒは合成光に含まれてワイヤーグリッド７１に反射される。カラーフィルタ９１は、この合成光に含まれる赤成分光Ｒを除去する。

カラースイッチ６２は、ワイヤーグリッド７１によって分離された合成光のうち青成分光Ｂの偏光方向をＳ偏光からＰ偏光に変調する第２色分離調整部である。ワイヤーグリッド７２もまた、Ｓ偏光の光を反射し、Ｐ偏光の光を透過する。すなわち、ワイヤーグリッド７２は、Ｓ偏光のままワイヤーグリッド７２に入射する緑成分光Ｇを反射し、カラースイッチ６２においてＰ偏光に変調された青成分光Ｂを透過して、ワイヤーグリッド７１によって分離された合成光を緑成分光Ｇと青成分光Ｂとに分離する第２色分離部である。ワイヤーグリッド７２は、ワイヤーグリッド７１によって分離された合成光（分離対象光）の光軸に対して所定の傾斜角度（略４５°）を有する。

ワイヤーグリッド７２は、Ｓ偏光の緑色成分光Ｇを反射して液晶パネル３０Ｇに導く。上述のように、液晶パネル３０Ｇは、入射側と出射側に図示しない偏光板が配されているので、緑色成分光ＧはＰ偏光となって出射する。ワイヤーグリッド７２を透過した青成分光Ｂの光路上には、緑成分光Ｇを除去するカラーフィルタ９２が配置される。カラーフィルタ９２は、青成分光Ｂに含まれる緑成分光Ｇを除去する。

カラースイッチ６３は、ワイヤーグリッド７２を透過した青成分光Ｂの偏光方向をＰ偏光からＳ偏光に変調する第３色分離調整部である。ワイヤーグリッド７３もまた、Ｓ偏光の光を反射し、Ｐ偏光の光を透過する。すなわち、カラースイッチ６３においてＳ偏光に変調された青成分光Ｂは、ワイヤーグリッド７３によって反射され、液晶パネル３０Ｂへ導かれる。ワイヤーグリッド７３は、ワイヤーグリッド７２によって分離された青色成分光Ｂ（分離対象光）の光軸に対して所定の傾斜角度（略４５°）を有する。反射ミラー８２は、ワイヤーグリッド７３によって反射されたＳ偏光の青成分光Ｂを反射して、青成分光Ｂを液晶パネル３０Ｂに導く。

反射ミラー８２と液晶パネル３０Ｂとの間には、λ／２板７５が配置され、Ｓ偏光の青成分光ＢはＰ偏光となって液晶パネル３０Ｂに入射する。なお、λ／２板７５は、ワイヤーグリッド７３から液晶パネル３０Ｂまでの光路上であればよく、反射ミラー８２と液晶パネル３０Ｂの間に限定されるものではない。

（色分離調整部の切替）
以下において、第１実施形態に係る色分離調整部の切り替えについて、図面を参照しながら説明する。なお、上述したカラースイッチ６１、６２及び６３が第１色分離調整部、第２色分離調整部及び第３色分離調整部である。

＜第１色分離調整部の動作＞
図２は、第１実施形態に係るカラースイッチ６１の構成を説明するための図である。図３及び図４は、第１実施形態に係るカラースイッチ６１の切替動作を説明するための図である。

図２に示すように、カラースイッチ６１は、特定の波長領域に対し、Ｓ偏光からＰ偏光へ、あるいは、Ｐ偏光からＳ偏光への変調を行う２枚のカラースイッチ素子から構成されている。この２枚の素子のうち、一方のカラースイッチ素子６１ａは、図３の上段に示すように、電圧をかけている（ＯＮ）ときに、赤色成分光と緑色成分光とを分離する境界の波長（所謂、カットオフ波長）の基準カットオフ波長λｇｒを境にして、基準カットオフ波長λｇｒより長波長側の赤色成分光Ｒを変調する。また、２枚の素子のうち、他方のカラースイッチ素子６１ｂは、図３の下段に示すように、電圧をかけている（ＯＮ）ときに、基準カットオフ波長λｇｒよりも長波長側に位置するカットオフ波長λｒを境にして、カットオフ波長λｒより長波長側の赤色成分光Ｒを変調する。

具体的には、図４に示すように、カラースイッチ６１にＳ偏光の赤色成分光Ｒが入射した場合、カラースイッチ素子６１ａをＯＮにすると、基準カットオフ波長λｇｒより長波長側の赤色成分光ＲがＰ偏光へ変調される。後段に配置されたワイヤーグリッド７１は、Ｓ偏光の光を反射し、Ｐ偏光の光を透過するので、基準カットオフ波長λｇｒより長波長側の赤色成分光Ｒが液晶パネル３０Ｒの方へ導かれる。また、カラースイッチ素子６１ｂをＯＮにすると、カットオフ波長λｒより長波長側の赤色成分光ＲがＰ偏光へ変調される。したがって、カラースイッチ素子６１ａがＯＮの場合より、液晶パネル３０Ｒの方へ導かれる赤色成分光Ｒの光量は減少するが、色純度が高い赤色成分光Ｒが液晶パネル３０Ｒの方へ導かれる。

カラースイッチ６１は、基本的に、両素子６１ａ、６１ｂのいずれか一方をＯＮの状態にして利用する。両素子６１ａ、６１ｂをＯＮにした場合には、λｇｒからλｒまでの赤色成分光Ｒのみが液晶パネル３０Ｒへ導かれ、赤色成分光Ｒが極めて少ない、色バランスの悪い映像が表示されるか、２倍相当の電力を消費するにもかかわらず、カラースイッチ素子６１ｂのみをＯＮにした場合と同じ映像が表示されることになってしまうからである。また、両素子６１ａ、６１ｂを電圧をかけない（ＯＦＦ）状態にした場合には、赤色成分光Ｒが全く変調されず、ワイヤーグリッド７１において分離することができなくなってしまうからである。

前述のように、カラースイッチ素子６１ｂがＯＮの場合には、λｇｒからλｒまでの赤色成分光Ｒが変調されず、合成光と共にワイヤーグリッド７１に反射されてしまう。カラーフィルタ９１は、この変調されない波長帯域の赤色成分光Ｒが液晶パネル３０Ｇ、３０Ｂへ導かれることのないように、合成光に含まれる赤色成分光Ｒを除去するためのものである。

＜第２色分離調整部の動作＞
図５は、第１実施形態に係るカラースイッチ６２の切替動作を説明するための図である。カラースイッチ６２は、特定の波長領域に対し、Ｓ偏光からＰ偏光へ、あるいは、Ｐ偏光からＳ偏光への変調を行う２枚のカラースイッチ素子６２ａ、６２ｂから構成されている。この２枚の素子のうち、一方のカラースイッチ素子６２ａがＯＮ状態のときは、図５の上段に示すように、赤色成分光と緑色成分光との境界波長である基準カットオフ波長λｇｒと、緑色成分光と青色成分光との境界波長である基準カットオフ波長λｂｇとを境にして、基準カットオフ波長λｂｇから基準カットオフ波長λｇｒまでの波長領域の緑色成分光Ｂが変調されずに透過する。

また、２枚の素子のうち、他方のカラースイッチ素子６２ｂがＯＮ状態のときは、図５の下段に示すように、基準カットオフ波長λｂｇよりも長波長側に位置するカットオフ波長λｇ１と基準カットオフ波長λｇｒよりも短波長側に位置するカットオフ波長λｇ２とを境にして、カットオフ波長λｇ１からカットオフ波長λｇ２までの波長領域の緑色成分光Ｂが変調されずに透過する。

具体的には、図６に示すように、カラースイッチ６２にＳ偏光の緑色成分光Ｂ及び青色成分光Ｂが入射した場合、カラースイッチ素子６２ａをＯＮにすると、基準カットオフ波長λｂｇより短波長側の青色成分光ＢがＰ偏光へ変調される。後段に配置されたワイヤーグリッド７２は、Ｓ偏光の光を反射し、Ｐ偏光の光を透過するので、基準カットオフ波長λｂｇより長波長側の緑色成分光Ｇが液晶パネル３０Ｇの方へ導かれる。

一方、カラースイッチ素子６２ｂをＯＮにすると、カットオフ波長λｇ１からカットオフ波長λｇ２までの波長領域以外の光がＰ偏光へ変調される。したがって、カラースイッチ素子６２ａがＯＮの場合より、液晶パネル３０Ｇの方へ導かれる緑色成分光Ｇの光量は減少するが、色純度が高い緑色成分光Ｇが液晶パネル３０Ｇの方へ導かれる。このとき、λｂｇからλｇ１及びλｇ２からλｇｒまでの緑色成分光Ｇは変調され、青色成分光Ｂと共にワイヤーグリッド７２を透過してしまう。カラーフィルタ９２は、この変調された波長帯域の緑色成分光Ｇが液晶パネル３０Ｂへ導かれることのないように、青色成分光Ｂに含まれる緑色成分光Ｇを除去するためのものである。

＜第３色分離調整部の動作＞
図７は、第１実施形態に係るカラースイッチ６３の切替動作を説明するための図である。カラースイッチ６３は、特定の波長領域に対し、Ｓ偏光からＰ偏光へ、あるいは、Ｐ偏光からＳ偏光への変調を行う２枚のカラースイッチ素子６３ａ、６３ｂから構成されている。この２枚の素子のうち、一方のカラースイッチ素子６３ａがＯＮ状態のときは、基準カットオフ波長λｂｇを境にして、基準カットオフ波長λｂｇより短波長側の青色成分光Ｂが変調される。また、２枚の素子のうち、他方のカラースイッチ素子６３ｂがＯＮ状態のときは、基準カットオフ波長λｂｇよりも短波長側に位置するカットオフ波長λｂを境にして、カットオフ波長λｂより短波長側の青色成分光Ｂが変調される。

すなわち、カラースイッチ６３に基準カットオフ波長λｂｇより短波長領域の青色成分光Ｂが入射した場合、カラースイッチ素子６３ａをＯＮにすると、入射した全ての青色成分光Ｂは変調される。後段に配置されたワイヤーグリッド７３は、Ｓ偏光の光を反射し、Ｐ偏光の光を透過するので、入射した略全ての青色成分光Ｂが液晶パネル３０Ｂの方へ導かれる。

一方、カラースイッチ素子６３ｂをＯＮにすると、カットオフ波長λｂより長波長側の光が変調されず、Ｐ偏光のまま透過する。したがって、カラースイッチ素子６３ａがＯＮの場合より、液晶パネル３０Ｂの方へ導かれる青色成分光Ｂの光量は減少するが、色純度が高い青色成分光Ｂが液晶パネル３０Ｂの方へ導かれる。このとき、λｂからλｂｇまでの青色成分光Ｂは、カラースイッチ６３をＰ偏光のまま透過するので、ワイヤーグリッド７３を透過して除去される。本形態の場合、カラーフィルタ９２またはカラースイッチ素子６６ａを省略することも可能である。

（色成分光の分配）
以下において、第１実施形態に係る色成分光の分配について、図面を参照しながら説明する。図８は、第１実施形態に係る色成分光の分配を説明するための図である。

上述したように、カラースイッチ素子６１ａをＯＮ、カラースイッチ素子６１ｂをＯＦＦ（以下、ＯＮ／ＯＦＦ状態という。）としたケースでは、基準カットオフ波長λｇｒより長波長側の波長帯域（図５におけるｒ）の光がＰ偏光へ変調される。このＰ偏光に変調された光はワイヤーグリッド７１を透過して液晶パネル３０Ｒへ導かれ、基準カットオフ波長λｇｒより短波長側の波長帯域（ｇ、ｂ）の光はワイヤーグリッド７１に反射される。

カラースイッチ素子６１ａをＯＦＦ、カラースイッチ素子６１ｂをＯＮ（以下、ＯＦＦ／ＯＮ状態という。）としたケースでは、カットオフ波長が基準カットオフ波長λｇｒより長波長側のλｒにシフトする。すなわち、カットオフ波長λｒより長波長側の波長帯域（ｒ’）の光がＰ偏光へ変調される。このＰ偏光に変調された光はワイヤーグリッド７１を透過して液晶パネル３０Ｒへ導かれ、カットオフ波長λｒより短波長側の波長帯域（ｒ”、ｇ、ｂ）の光はワイヤーグリッド７１に反射される。したがって、カラースイッチ６１がＯＮ／ＯＦＦ状態のときよりも、赤色成分光Ｒの色純度を高く設定することができる。

ワイヤーグリッド７１に反射された波長帯域のうち、基準カットオフ波長λｇｒより長波長側の波長帯域（ｒ”）の光は、カラーフィルタ９１によって除去される。

カラースイッチ６２のカラースイッチ素子６２ａをＯＮ、カラースイッチ素子６２ｂをＯＦＦ（以下、ＯＮ／ＯＦＦ状態という。）としたケースでは、基準カットオフ波長λｂｇより短波長側の波長帯域（ｂ）の光がＰ偏光へ変調される。このＰ偏光に変調された光はワイヤーグリッド７２を透過する。基準カットオフ波長λｂｇより長波長側の波長帯域（ｇ）の光はワイヤーグリッド７１に反射され、液晶パネル３０Ｇへ導かれる。

カラースイッチ素子６２ａをＯＦＦ、カラースイッチ素子６２ｂをＯＮ（以下、ＯＦＦ／ＯＮ状態という。）としたケースでは、カットオフ波長が基準カットオフ波長λｂｇより長波長側のλｇにシフトする。すなわち、カットオフ波長λｇより長波長側の波長帯域（ｇ”、ｂ）の光がＰ偏光へ変調される。このＰ偏光に変調された光はワイヤーグリッド７２を透過する。カットオフ波長λｇより長波長側の波長帯域（ｇ’）の光はワイヤーグリッド７２に反射され、液晶パネル３０Ｇへ導かれる。したがって、カラースイッチ６２がＯＮ／ＯＦＦ状態のときよりも、緑色成分光Ｇの色純度を高く設定することができる。

ワイヤーグリッド７２を透過した波長帯域のうち、基準カットオフ波長λｂｇより長波長側の波長帯域（ｇ”）の光は、カラーフィルタ９２によって除去される。但し、ｇ”の光の除去は、カラースイッチ６３およびワイヤーグリッド７３でも行えるので、カラーフィルタ９２は削除しても良い。

カラースイッチ６３のカラースイッチ素子６３ａをＯＮ、カラースイッチ素子６３ｂをＯＦＦ（以下、ＯＮ／ＯＦＦ状態という。）としたケースでは、基準カットオフ波長λｂｇより短波長側の波長帯域（ｂ）の光がＳ偏光へ変調される。このＳ偏光に変調された光はワイヤーグリッド７３を反射して液晶パネル３０Ｂへ導かれる。

カラースイッチ素子６３ａをＯＦＦ、カラースイッチ素子６３ｂをＯＮ（以下、ＯＦＦ／ＯＮ状態という。）としたケースでは、カットオフ波長が基準カットオフ波長λｂｇより短波長側のλｂにシフトする。すなわち、カットオフ波長λｂより短波長側の波長帯域（ｂ’）の光がＳ偏光へ変調される。このＳ偏光に変調された光はワイヤーグリッド７３を反射して液晶パネル３０Ｂへ導かれ、カットオフ波長λｂより長波長側の波長帯域（ｂ”）の光はワイヤーグリッド７３を透過する。したがって、ワイヤーグリッド７３を透過した光は除去されるので、カラースイッチ６３がＯＮ／ＯＦＦ状態のときよりも、青色成分光Ｂの色純度を高く設定することができる。

このように、カラースイッチ６１、６２、６３の各素子の切り替えによって、赤色成分光Ｒ、緑色成分光Ｇ及び青色成分光Ｂの光量及び色純度を適宜調整することが可能である。

（作用及び効果）
第１実施形態に係る照明装置１２０（又は、投写型映像表示装置１００）では、カラースイッチ６１は、電圧のかけ方（ＯＮ／ＯＦＦ状態またはＯＦＦ／ＯＮ状態）によって、カットオフ波長が変動する色分離調整部として機能する。そして、光源１０からの白色光のうち緑色成分光および青色成分光（合成光）の偏光方向と赤色成分光（第１色成分光）の偏光方向とが異なる偏光方向となるように変調する。

反射型偏光板で構成されるワイヤーグリッド７１には、偏光方向が異なる緑色成分光および青色成分光と、赤色成分光とが入射する。そして、緑色成分光および青色成分光を反射し、赤色成分光を透過する色分離部として機能する。

従って、色分離部では、色分離調整部にて変調された色成分光の波長範囲によって、分離される波長範囲が変動する。このように、照明装置１２０（又は、投写型映像表示装置１００）は、装置の大きさを維持しながら、色再現性を簡易に調整することができる。

また、第１実施形態に係る照明装置１２０（又は、投写型映像表示装置１００）では、カラースイッチ６２は、ワイヤーグリッド７１とワイヤーグリッド７１との間に間挿され、電圧のかけ方（ＯＮ／ＯＦＦ状態またはＯＦＦ／ＯＮ状態）によって、カットオフ波長が変動する色分離調整部として機能する。そして、緑色成分光（第２色成分光）の偏光方向と青色成分光（第３色成分光）の偏光方向とが異なる偏光方向となるように変調する。

さらに、反射型偏光板で構成されるワイヤーグリッド７２には、偏光方向が異なる緑色成分光（第２色成分光）と青色成分光（第３色成分光）が入射する。そして、緑色成分光を反射し、青色成分光を透過する色分離部として機能する。

従って、色分離部では、波長だけではなく偏光方向によっても、第２色成分光と第３色成分光とを分離することができるほか、色分離調整部にて変調された色成分光の波長範囲によって、分離される波長範囲が変動させることができる。

［第２実施形態］
（投写型映像表示装置の構成）
以下において、第２実施形態に係る投写型映像表示装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図面において、第１実施形態と同一の構成には同一の符号を付すものとする。また、第１実施形態と同一の構成は説明を省略する。

図９は、第２実施形態に係る投写型映像表示装置２００の構成を示す図である。図９に示すように、投写型映像表示装置２００は、投写レンズユニット１１０と、照明装置２２０とを有する。照明装置２２０は、特定の波長帯域の色成分光の偏光方向を変調するカラースイッチ６６と、反射型偏光板であるワイヤーグリッド７８とを有する点が、第１実施形態の構成と異なる。

カラースイッチ６６は、ワイヤーグリッド７２を透過した青色成分光Ｂの一部をＳ偏光からＰ偏光に変調する第３色分離調整部である。言い換えると、カラースイッチ６６は、青色成分光Ｂの主な光を、偏光方向を変調せずに透過させる。ワイヤーグリッド７８は、Ｐ偏光の光を反射し、Ｓ偏光の光を透過する。すなわち、カラースイッチ６６において変調されずに透過したＰ偏光の青色成分光Ｂは、ワイヤーグリッド７８によって反射され、液晶パネル３０Ｂへ導かれる。これにより、第１実施形態におけるλ／２板７５が不要となり、光学部品の数を減らすことができる。

一方、カラースイッチ６６においてＳ偏光に変調された青色成分光Ｂは、ワイヤーグリッド７８を透過する。ワイヤーグリッド７８は、ワイヤーグリッド７２によって分離された青色成分光Ｂ（分離対象光）の光軸に対して所定の傾斜角度（略４５°）を有する。反射ミラー８２は、ワイヤーグリッド７３によって反射されたＰ偏光の青色成分光Ｂを反射して、青色成分光Ｂを液晶パネル３０Ｂに導く。

（色分離調整部の切替）
以下において、第２実施形態に係る色分離調整部の切り替えについて、図面を参照しながら説明する。なお、上述したカラースイッチ６６が第３色分離調整部である。

図１０は、第２実施形態に係るカラースイッチ６６の切替動作を説明するための図である。カラースイッチ６６は、特定の波長領域に対し、Ｓ偏光からＰ偏光へ、あるいは、Ｐ偏光からＳ偏光への変調を行う２枚のカラースイッチ素子６６ａ、６６ｂから構成されている。この２枚の素子のうち、一方のカラースイッチ素子６６ａがＯＮ状態のときは、基準カットオフ波長λｂｇを境にして、基準カットオフ波長λｂｇより短波長側の青色成分光Ｂが変調されずに透過する。また、２枚の素子のうち、他方のカラースイッチ素子６６ｂがＯＮ状態のときは、基準カットオフ波長λｂｇよりも短波長側に位置するカットオフ波長λｂを境にして、カットオフ波長λｂより短波長側の青色成分光Ｂが変調されずに透過する。

すなわち、カラースイッチ６６に基準カットオフ波長λｂｇより短波長領域の青色成分光Ｂが入射した場合、カラースイッチ素子６６ａをＯＮにすると、入射した全ての青色成分光Ｂは変調されずに透過する。後段に配置されたワイヤーグリッド７８は、Ｐ偏光の光を反射し、Ｓ偏光の光を透過するので、入射した全ての青色成分光Ｂが液晶パネル３０Ｂの方へ導かれる。

一方、カラースイッチ素子６６ｂをＯＮにすると、カットオフ波長λｂより長波長側の光がＳ偏光へ変調される。したがって、カラースイッチ素子６６ａがＯＮの場合より、液晶パネル３０Ｂの方へ導かれる青色成分光Ｂの光量は減少するが、色純度が高い青色成分光Ｂが液晶パネル３０Ｂの方へ導かれる。このとき、λｂからλｂｇまでの青色成分光ＢはＳ偏光に変調されるので、ワイヤーグリッド７８を透過して除去される。本形態の場合、第１実施形態のλ／２板７５を省くことができ、カラースイッチ素子６６ａを省略することも可能である。

（作用及び効果）
第２実施形態に係る照明装置２２０（又は、投写型映像表示装置２００）では、第１実施形態と同様に、カラースイッチ６６は色分離調整部として機能する。そして、反射型偏光板で構成されるワイヤーグリッド７８には、偏光方向が異なる青色成分光の一部の波長領域と他の波長領域とが入射して、色分離部として機能する。カラースイッチ６６による偏光方向の設定や、ワイヤーグリッド７８による反射・透過の設定は、適宜容易に行うことができる。

従って、照明装置２２０（又は、投写型映像表示装置２００）は、装置の大きさを維持しながら、色再現性を簡易に調整することができる。

［第３実施形態］
（投写型映像表示装置の構成）
以下において、第３実施形態に係る投写型映像表示装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図面において、第１実施形態または第２実施形態と同一の構成には同一の符号を付すものとする。また、第１実施形態または第２実施形態と同一の構成は説明を省略する。

図１１は、第３実施形態に係る投写型映像表示装置３００の構成を示す図である。図１１に示すように、投写型映像表示装置３００は、投写レンズユニット１１０と、照明装置３２０とを有する。

図１１に示すように、照明装置３２０は、光源１０と、ＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）アレイ２０と、複数の液晶パネル３０（液晶パネル３０Ｒ、液晶パネル３０Ｇ、液晶パネル３０Ｂ）と、クロスダイクロイックプリズム５０とを有する。また、照明装置３２０は、特定の波長帯域の色成分光の偏光方向を変調するカラースイッチ６７と、反射型偏光板であるワイヤーグリッド７１と、位相差板であるλ／２板７５と、反射ミラー８１、８２、８３と、カラーフィルタ９１と、ダイクロイックミラー９５とを有する。

カラースイッチ６７は、第１実施形態と同様に、光源１０が発する白色光のうち赤色成分光Ｒの偏光方向をＳ偏光からＰ偏光に変調する第１色分離調整部である。詳細は後述するが、カラースイッチ６７は、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、光源１０からの光の光軸を通る境界を境にして２つの領域あるいは３つの領域に分割される。

ダイクロイックミラー９５は、緑色成分光Ｇを反射し、青色成分光Ｂを透過する。すなわち、ワイヤーグリッド７１によって分離された合成光を緑色成分光Ｇと青色成分光Ｂとに分離する第２色分離部である。ダイクロイックミラー９５は、ワイヤーグリッド７１によって分離された合成光（分離対象光）の光軸に対して所定の傾斜角度（略４５°）を有する。ダイクロイックミラー９５は、緑色成分光Ｇを反射して液晶パネル３０Ｇに導く。

反射ミラー８２、８３は、Ｓ偏光の青色成分光Ｂを、液晶パネル３０Ｂへ導く。反射ミラー８２と液晶パネル３０Ｂとの間には、λ／２板７５が配置され、Ｓ偏光の青成分光ＢはＰ偏光となって液晶パネル３０Ｂに入射する。なお、λ／２板７５は、ダイクロイックミラー９５から液晶パネル３０Ｂまでの光路上であればよいが、反射ミラー８２、８３の反射効率を考慮すると、反射ミラー８２の後にＳ偏光からＰ偏光にするのが望ましい。

（色分離調整部の切替）
以下において、第３実施形態に係る色分離調整部の切り替えについて、図面を参照しながら説明する。なお、上述したカラースイッチ６７が色分離調整部である。

図１２及び図１３は、第３実施形態に係るカラースイッチ６７の構成を説明するための図である。図１２（ａ）に示すように、カラースイッチ６７は、光源１０からの光の光軸を通る境界を境にして、制御領域Ａと制御領域Ｂとに分割されている。また、制御領域Ａおよび制御領域Ｂのそれぞれは、第１実施形態および第２実施形態と同様に、互いに異なる特定の波長領域に対し、Ｓ偏光からＰ偏光へ、あるいは、Ｐ偏光からＳ偏光への変調を行う２枚のカラースイッチ素子から構成されている。

具体的には、図１３に示すように、カラースイッチ６７の制御領域ＡをＯＮ−ＯＦＦ状態とし、カラースイッチ６７の制御領域ＢをＯＦＦ−ＯＮ状態とする。液晶パネル３０Ｒへは、制御領域Ａを透過した光と制御領域Ｂを透過した光とが重畳される。したがって、図１３下段のように、基準カットオフ波長λｇｒからカットオフ波長λｒまでの光は、透過量が徐々に増加する特性を有するカラースイッチ６７を実現することができる。また、図１２（ｂ）に示すように、制御領域を３分割、あるいは、それ以上に分割してカラースイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦを制御すれば、基準カットオフ波長λｇｒからカットオフ波長λｒまでの透過量を特性を、線形以外にも、変化させることが可能となる。

（作用及び効果）
第３実施形態に係る照明装置３２０（又は、投写型映像表示装置３００）では、第１実施形態と同様に、カラースイッチ６７は色分離調整部として機能する。そして、反射型偏光板で構成されるワイヤーグリッド７８には、偏光方向が異なる緑色成分光および青色成分光と、赤色成分光とが入射して、色分離部として機能する。カラースイッチ６７によるカットオフ波長の閾値や範囲の設定は、適宜容易に行うことができる。

従って、照明装置３２０（又は、投写型映像表示装置３００）は、装置の大きさを維持しながら、色再現性を簡易に調整することができる。

［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、上述した実施形態では、光源１０が発する白色光を均一化する光均一化部としてフライアイレンズユニット２０を用いたが、これに限定されるものではない。具体的には、ロッドインテグレータを光均一化部として用いてもよい。

あるいは、上述した実施形態では、光源１０が発する白色光を赤色成分光、緑色成分光、青色成分光の順に分離したが、青色成分光、緑色成分光、赤色成分光の順に分離にしてもよい。

本発明の第１実施形態に係る投写型映像表示装置の構成を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る色分離調整手段の構成を説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係る第１色分離調整手段のカラースイッチ素子の切替動作を説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係る第１色分離調整手段の切替動作を説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係る第２色分離調整手段のカラースイッチ素子の切替動作を説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係る第２色分離調整手段の切替動作を説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係る第３色分離調整手段の切替動作を説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係る色成分光の分配を説明するための図である。 本発明の第２実施形態に係る投写型映像表示装置の構成を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る第３色分離調整手段の切替動作を説明するための図である。 本発明の第３実施形態に係る投写型映像表示装置の構成を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る第１色分離調整手段の構成を説明するための図である。 本発明の第３実施形態に係る第１色分離調整手段の切替動作を説明するための図である。

符号の説明

１０ … 光源
２０ … ＰＢＳアレイ
３０ … 液晶パネル（３０Ｒ：赤色用液晶パネル、３０Ｇ：緑色用液晶パネル、３０Ｂ：青色用液晶パネル）
５０ … クロスダイクロイックプリズム
６１、６２、６３、６６、６７ … カラースイッチ
７１、７２、７３、７８ … ワイヤーグリッド
７５ … λ／２板
８１、８２、８３ … 反射ミラー
９１、９２ … カラーフィルタ
９５ … ダイクロイックミラー
１００、２００、３００ … 投写型映像表示装置
１１０ … 投写レンズユニット
１２０、２２０、３２０ … 照明装置

Claims (5)

1. 光源と、前記光源が発する白色光を第２色成分光及び第３色成分光を含む合成光と第１色成分光とに分離する第１色分離部と、前記第１色分離部によって分離された前記合成光を前記第２色成分光と前記第３色成分光とに分離する第２色分離部と、前記第１色分離部によって分離された前記第１色成分光を変調する第１光変調素子と、前記第２色分離部によって分離された前記第２色成分光を変調する第２光変調素子と、前記第２色分離部によって分離された前記第３色成分光を変調する第３光変調素子とを備える照明装置において、
   前記光源と前記第１色分離部との間に間挿され、前記合成光の偏光方向と前記第１色成分光の偏光方向とが異なる偏光方向となるように変調する第１色分離調整部を備え、
   前記第１色分離部は、反射型偏光板で構成されることを特徴とする照明装置。
2. 請求項１記載の照明装置において、
   前記第１色分離部と前記第２色分離部との間に間挿され、前記第２色成分光の偏光方向と前記第３色成分光の偏光方向とが異なる偏光方向となるように変調する第２色分離調整部をさらに備えることを特徴とする照明装置。
3. 請求項２記載の照明装置において、
   前記第２色分離部は、反射型偏光板で構成されることを特徴とする照明装置。
4. 請求項１記載の照明装置において、
   前記第２色分離部と前記第３光変調素子との間に間挿され、反射型偏光板で構成され、前記第２色分離部から前記第３光変調素子へ前記第３色成分光を導く導光素子と、
   前記第２色分離部と前記導光素子との間に間挿され、前記第３色成分光の一部の波長領域の偏光方向と前記第３色成分光の他の波長領域の偏光方向とが異なる偏光方向となるように変調する第３色分離調整部と、
   を備えることを特徴とする照明装置。
5. 光源と、前記光源が発する白色光を第２色成分光及び第３色成分光を含む合成光と第１色成分光とに分離する第１色分離部と、前記第１色分離部によって分離された前記合成光を前記第２色成分光と前記第３色成分光とに分離する第２色分離部と、前記第１色分離部によって分離された前記第１色成分光を変調する第１光変調素子と、前記第２色分離部によって分離された前記第２色成分光を変調する第２光変調素子と、前記第２色分離部によって分離された前記第３色成分光を変調する第３光変調素子と、前記第１光変調素子から出射された色成分光、前記第２光変調素子から出射された色成分光及び前記第３光変調素子から出射された色成分光を投写する投写レンズユニットと、を備える投写型映像表示装置において、
   前記光源と前記第１色分離部との間に間挿され、前記合成光の偏光方向と前記第１色成分光の偏光方向とが異なる偏光方向となるように変調する第１色分離調整部を備え、
   前記第１色分離部は、反射型偏光板で構成されることを特徴とする投写型映像表示装置。