JP3039570B2 - 投写表示装置 - Google Patents
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/12—Picture reproducers
- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
- H04N9/3141—Constructional details thereof
- H04N9/315—Modulator illumination systems
- H04N9/3167—Modulator illumination systems for polarizing the light beam
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
- G02B27/283—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining
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- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
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- H04N9/3105—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying all colours simultaneously, e.g. by using two or more electronic spatial light modulators
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
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- H04N5/7416—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor involving the use of a spatial light modulator, e.g. a light valve, controlled by a video signal
- H04N5/7441—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor involving the use of a spatial light modulator, e.g. a light valve, controlled by a video signal the modulator being an array of liquid crystal cells
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は偏光照明装置及び該
偏光照明装置を有する投写表示装置に関するものであ
る。
偏光照明装置を有する投写表示装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】投写表示装置の画像形成手段としての液
晶ライトバルブは、通常ツイストネマチック型（以下Ｔ
Ｎ型と呼ぶ）がよく用いられる。このＴＮ型液晶はよく
知られているように視野角特性が大きく見る方向によっ
てコントラストがかなり異なる（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．
Ｌｅｔｔ．３８（１９８１）４９７参照）。このため、
直接液晶ライトバルブを観察する直視型液晶表示装置に
おいてはこの特性に合わせて液晶分子、偏光子、検光子
の向きを調節する。
晶ライトバルブは、通常ツイストネマチック型（以下Ｔ
Ｎ型と呼ぶ）がよく用いられる。このＴＮ型液晶はよく
知られているように視野角特性が大きく見る方向によっ
てコントラストがかなり異なる（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．
Ｌｅｔｔ．３８（１９８１）４９７参照）。このため、
直接液晶ライトバルブを観察する直視型液晶表示装置に
おいてはこの特性に合わせて液晶分子、偏光子、検光子
の向きを調節する。
【０００３】図１０はこの状況を表す図であり、（ａ）
に示す直視型液晶表示装置４１の法線４３に対し、観察
者４２の視角４４は角度θだけ傾いており、通常この視
角θの周辺領域が視野領域となる。従って、この領域に
ＴＮ型液晶の視野角特性を合わせる為に（ｂ）に示すよ
うに偏光子４５、検光子４９の透過偏光方向及び液晶分
子４７の液晶層両端部に於ける配向方向４６、４８を水
平軸に対して４５度傾けた構成を用いる。
に示す直視型液晶表示装置４１の法線４３に対し、観察
者４２の視角４４は角度θだけ傾いており、通常この視
角θの周辺領域が視野領域となる。従って、この領域に
ＴＮ型液晶の視野角特性を合わせる為に（ｂ）に示すよ
うに偏光子４５、検光子４９の透過偏光方向及び液晶分
子４７の液晶層両端部に於ける配向方向４６、４８を水
平軸に対して４５度傾けた構成を用いる。
【０００４】投写表示装置に於ては直視型に比べ液晶に
入射する光束の角度拡がりは小さくなるが、やはり画質
向上（特にコントラスト）の為に同様の構成を用いる場
合が多く、また、生産設備共通化によるコスト削減等の
副次的効果も得られる。
入射する光束の角度拡がりは小さくなるが、やはり画質
向上（特にコントラスト）の為に同様の構成を用いる場
合が多く、また、生産設備共通化によるコスト削減等の
副次的効果も得られる。
【０００５】また、近年投写表示装置の高輝度化並びに
光利用効率アップの手段として、光源からの不定偏光光
を、ある特定の偏光方向を持った直線偏光光に変換する
偏光照明装置が種々提案されているが、それらの偏光照
明装置から出射される直線偏光光は前述した理由から偏
光方向が前記水平軸に対して４５度傾いていなくてはな
らない。
光利用効率アップの手段として、光源からの不定偏光光
を、ある特定の偏光方向を持った直線偏光光に変換する
偏光照明装置が種々提案されているが、それらの偏光照
明装置から出射される直線偏光光は前述した理由から偏
光方向が前記水平軸に対して４５度傾いていなくてはな
らない。
【０００６】偏光照明装置から出射する直線偏光光の偏
光方向を傾ける方法としては、例えば、図７、図８に示
すような偏光変換系が考えられる。図７は、特開昭６１
−９０５８４記載の偏光照明装置の要部のみ示したもの
で、光源（不図示）からの不定偏光光は偏光ビームスプ
リッタの多層膜１００１で２つの直線偏光成分Ｓ、Ｐに
分けられ、偏光成分Ｓは直角プリズムの全反射面１００
２で偏光成分Ｐと同一進行方向に曲げられた後、λ／２
光学位相板１００３ａで偏光成分Ｐと同じ偏光方向に偏
光方向を回転させられる。このようにして同じ進行方
向、同じ偏光方向となった２つの光束を、λ／２光学位
相板１００３ｂに入射させることにより、このλ／２光
学位相板１００３ｂの光学軸に依存した方向に、２つの
光束の偏光方向を傾けることができる。
光方向を傾ける方法としては、例えば、図７、図８に示
すような偏光変換系が考えられる。図７は、特開昭６１
−９０５８４記載の偏光照明装置の要部のみ示したもの
で、光源（不図示）からの不定偏光光は偏光ビームスプ
リッタの多層膜１００１で２つの直線偏光成分Ｓ、Ｐに
分けられ、偏光成分Ｓは直角プリズムの全反射面１００
２で偏光成分Ｐと同一進行方向に曲げられた後、λ／２
光学位相板１００３ａで偏光成分Ｐと同じ偏光方向に偏
光方向を回転させられる。このようにして同じ進行方
向、同じ偏光方向となった２つの光束を、λ／２光学位
相板１００３ｂに入射させることにより、このλ／２光
学位相板１００３ｂの光学軸に依存した方向に、２つの
光束の偏光方向を傾けることができる。
【０００７】図８は、λ／２光学位相板の代わりにλ／
４光学位相板を用いた例で、偏光成分Ｓを直角プリズム
１００２の全反射面で偏光成分Ｐと同一進行方向に曲げ
るところまでは図７と同じだが、２つの光束の光路上に
λ／４光学位相板１１１２ａを該２つの光束が円偏光に
なるように配置し、更にλ／４光学位相板１１１２ｂ
を、該２つの円偏光光束が所定の直線偏光光になるよう
に配置するものである。
４光学位相板を用いた例で、偏光成分Ｓを直角プリズム
１００２の全反射面で偏光成分Ｐと同一進行方向に曲げ
るところまでは図７と同じだが、２つの光束の光路上に
λ／４光学位相板１１１２ａを該２つの光束が円偏光に
なるように配置し、更にλ／４光学位相板１１１２ｂ
を、該２つの円偏光光束が所定の直線偏光光になるよう
に配置するものである。
【０００８】図９は、図７又は図８に示した偏光照明装
置をカラー投写表示装置に適用した場合の概略構成図を
示したものである。３１は図７で示した偏光素子を表
す。偏光素子３１から出射された白色の直線偏光光は、
赤色を反射し、緑色・青色を透過するダイクロイックミ
ラー３２、青色を反射し緑色を透過するダイクロイック
ミラー３３及び全反射ミラー３４により赤・緑・青の３
色に分解され、各々の光は液晶ライトバルブ７Ｒ、７
Ｇ、７Ｂ及び偏光板８Ｒ、８Ｇ、８Ｂを透過した後、全
反射ミラー３５、青色を反射し赤色を透過するダイクロ
イックミラー３６、及び緑色を反射し赤色・青色を透過
するダイクロイックミラー３７により再び合成される。
置をカラー投写表示装置に適用した場合の概略構成図を
示したものである。３１は図７で示した偏光素子を表
す。偏光素子３１から出射された白色の直線偏光光は、
赤色を反射し、緑色・青色を透過するダイクロイックミ
ラー３２、青色を反射し緑色を透過するダイクロイック
ミラー３３及び全反射ミラー３４により赤・緑・青の３
色に分解され、各々の光は液晶ライトバルブ７Ｒ、７
Ｇ、７Ｂ及び偏光板８Ｒ、８Ｇ、８Ｂを透過した後、全
反射ミラー３５、青色を反射し赤色を透過するダイクロ
イックミラー３６、及び緑色を反射し赤色・青色を透過
するダイクロイックミラー３７により再び合成される。
【０００９】合成光は投写レンズ１０により不図示のス
クリーン上へ投影される。
クリーン上へ投影される。
【００１０】従って、このカラー投写表示装置において
は、光の利用効率をアップする事ができるだけでなく、
液晶分子の配向方向に該偏光照明光の偏光方向を合わせ
ることができる。
は、光の利用効率をアップする事ができるだけでなく、
液晶分子の配向方向に該偏光照明光の偏光方向を合わせ
ることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図９に
示す系には以下のような問題がある。位相板は波長依存
性を示す為、白色光のような広帯域の光の偏光方向をあ
る状態に変更しようとする場合、例えば位相板が白色光
のＧ成分の波長に対して設計されていると、Ｇ成分の波
長とは異なる波長を持つＢ、Ｒ成分に対してはＧ成分と
同じ量だけ位相をずらすことができなくなる。したがっ
て、Ｇ成分の殆どの部分は予め決めた状態に偏光方向が
設定されるが、Ｂ、Ｒ成分のかなりの部分は、この状態
に偏光方向が設定されない。
示す系には以下のような問題がある。位相板は波長依存
性を示す為、白色光のような広帯域の光の偏光方向をあ
る状態に変更しようとする場合、例えば位相板が白色光
のＧ成分の波長に対して設計されていると、Ｇ成分の波
長とは異なる波長を持つＢ、Ｒ成分に対してはＧ成分と
同じ量だけ位相をずらすことができなくなる。したがっ
て、Ｇ成分の殆どの部分は予め決めた状態に偏光方向が
設定されるが、Ｂ、Ｒ成分のかなりの部分は、この状態
に偏光方向が設定されない。
【００１２】偏光変換系は特定の偏光方向を持つ光を供
給する系であるから、この偏光方向を持たない光は、利
用されないことになる。したがって位相板の波長依存性
の為、Ｂ、Ｒ成分のかなりの部分が損失することにな
り、その上、系からの光が緑色がかったものになる。ま
た、同様の理由で位相板が白色光のＢ成分の波長に対し
て設計されていると、Ｇ、Ｒ成分のかなりの部分が損失
することになり、Ｒ成分の波長に対して設計されている
と、Ｂ、Ｇ成分のかなりの部分が損失することになる。
給する系であるから、この偏光方向を持たない光は、利
用されないことになる。したがって位相板の波長依存性
の為、Ｂ、Ｒ成分のかなりの部分が損失することにな
り、その上、系からの光が緑色がかったものになる。ま
た、同様の理由で位相板が白色光のＢ成分の波長に対し
て設計されていると、Ｇ、Ｒ成分のかなりの部分が損失
することになり、Ｒ成分の波長に対して設計されている
と、Ｂ、Ｇ成分のかなりの部分が損失することになる。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するため、つぎの（１）〜（１２）のように構成した
投写表示装置を提供する。 （１）光源からの偏光していない光を偏光光に変換する
偏光手段と該偏光光を互いに色が異なる複数の光に分解
する色分解手段とを有する照明光学系と、前記複数の光
のそれぞれの光路に設けられた、光学軸の方向が可変な
光学的異方性を有する部材を用いて光の偏光状態を変え
ることにより画像光を形成する画像形成手段と、前記複
数の光のそれぞれの光路の前記画像形成手段からの前記
画像光を合成し、投影する投影光学系とを有する投写表
示装置において、前記光学的異方性を有する部材は偏光
方向が水平軸に対して傾いた直線偏光光を受光するよう
に設定されており、前記偏光手段を前記色分解手段のダ
イクロイックミラーに対してＰ偏光またはＳ偏光となる
偏光光を形成するように構成し、前記複数の光のそれぞ
れの光路に、前記Ｐ偏光またはＳ偏光の偏光光を前記偏
光方向が水平軸に対して傾いた前記直線偏光光に変える
変更手段を配したことを特徴とする投写表示装置。 （２）光源からの偏光していない光を偏光光に変換する
偏光手段と該偏光光を互いに色が異なる複数の光に分解
する色分解手段とを有する照明光学系と、前記複数の光
のそれぞれの光路に設けられた、光学軸の方向が可変な
光学的異方性を有する部材を用いて光の偏光状態を変え
ることにより画像光を形成する画像形成手段と、前記複
数の光のそれぞれの光路の前記画像形成手段からの前記
画像光を合成し、投影する投影光学系とを有する投写表
示装置において、前記光学的異方性を有する部材は、偏
光方向が水平軸に対して傾いた直線偏光光を受光するよ
うに設定されており、前記偏光手段を、偏光方向が前記
複数の光のそれぞれの光路における光軸を含む平面に対
して傾いていない偏光光、すなわち、Ｐ偏光またはＳ偏
光となる偏光光を形成するように構成し、前記複数の光
のそれぞれの光路に、前記偏光手段が形成する前記偏光
光を前記偏光方向が水平軸に対して傾いた前記直線偏光
光に変える変更手段を配したことを特徴とする投写表示
装置。 （３）前記色分解手段は、赤、緑、青の３色の光を形成
することを特徴とする上記（１）または上記（２）に記
載の投写表示装置。 （４）前記偏光手段は、前記光源からの光を互いに直交
する直線偏光光に分離する手段と該２つの直線偏光光の
偏光方向を一致させる手段と該２つの直線偏光光の射出
方向を一致させる手段とを有することを特徴とする上記
（１）〜（３）のいずれかに記載の投写表示装置。 （５）前記投影光学系は前記各画像形成手段からの前記
画像光を合成する色合成手段と合成された画像光を投影
する投影レンズとを有することを特徴とする上記（１）
〜（４）のいずれかに記載の投写表示装置。 （６）前記光学的異方性を有する部材は、最も光入射側
の液晶分子が前記水平軸に対して４５度方向に配向した
ツイストネマチック型液晶であり、前記最も光入射側の
液晶分子の配向方向と同じ方向に偏光した直線偏光光を
受光するように設定されていることを特徴とする上記
（１）〜（５）のいずれかに記載の投写表示装置。 （７）前記変更手段は、前記偏光手段が形成する前記偏
光光の偏光方向と２２．５度を成す方向に光学軸を向け
たλ／２板であることを特徴とする上記（６）に記載の
投写表示装置。 （８）前記光学的異方性を有する部材は、双安定型強誘
電性液晶であり、該液晶の一方の安定状態における配向
方向と同じ方向に偏光した直線偏光光を受光するように
設定されていることを特徴とする上記（１）〜（５）の
いずれかに記載の投写表示装置。 （９）前記変更手段は光軸の回りで回転可能なλ／２板
であることを特徴とする上記（８）に記載の投写表示装
置。 （１０）前記双安定型強誘電性液晶の温度変化を検出
し、検出結果に応じて前記偏光回転手段は光軸の回りで
回転させることを特徴とする上記（９）に記載の投射表
示装置。 （１１）前記光学的異方性を有する部材は液晶またはＰ
ＬＺＴであることを特徴とする上記（１）〜（７）のい
ずれかに記載の投写表示装置。 （１２）前記変更手段はツイストネマチック液晶である
上記（１）または上記（ ２）に記載の投写表示装置。
成するため、つぎの（１）〜（１２）のように構成した
投写表示装置を提供する。 （１）光源からの偏光していない光を偏光光に変換する
偏光手段と該偏光光を互いに色が異なる複数の光に分解
する色分解手段とを有する照明光学系と、前記複数の光
のそれぞれの光路に設けられた、光学軸の方向が可変な
光学的異方性を有する部材を用いて光の偏光状態を変え
ることにより画像光を形成する画像形成手段と、前記複
数の光のそれぞれの光路の前記画像形成手段からの前記
画像光を合成し、投影する投影光学系とを有する投写表
示装置において、前記光学的異方性を有する部材は偏光
方向が水平軸に対して傾いた直線偏光光を受光するよう
に設定されており、前記偏光手段を前記色分解手段のダ
イクロイックミラーに対してＰ偏光またはＳ偏光となる
偏光光を形成するように構成し、前記複数の光のそれぞ
れの光路に、前記Ｐ偏光またはＳ偏光の偏光光を前記偏
光方向が水平軸に対して傾いた前記直線偏光光に変える
変更手段を配したことを特徴とする投写表示装置。 （２）光源からの偏光していない光を偏光光に変換する
偏光手段と該偏光光を互いに色が異なる複数の光に分解
する色分解手段とを有する照明光学系と、前記複数の光
のそれぞれの光路に設けられた、光学軸の方向が可変な
光学的異方性を有する部材を用いて光の偏光状態を変え
ることにより画像光を形成する画像形成手段と、前記複
数の光のそれぞれの光路の前記画像形成手段からの前記
画像光を合成し、投影する投影光学系とを有する投写表
示装置において、前記光学的異方性を有する部材は、偏
光方向が水平軸に対して傾いた直線偏光光を受光するよ
うに設定されており、前記偏光手段を、偏光方向が前記
複数の光のそれぞれの光路における光軸を含む平面に対
して傾いていない偏光光、すなわち、Ｐ偏光またはＳ偏
光となる偏光光を形成するように構成し、前記複数の光
のそれぞれの光路に、前記偏光手段が形成する前記偏光
光を前記偏光方向が水平軸に対して傾いた前記直線偏光
光に変える変更手段を配したことを特徴とする投写表示
装置。 （３）前記色分解手段は、赤、緑、青の３色の光を形成
することを特徴とする上記（１）または上記（２）に記
載の投写表示装置。 （４）前記偏光手段は、前記光源からの光を互いに直交
する直線偏光光に分離する手段と該２つの直線偏光光の
偏光方向を一致させる手段と該２つの直線偏光光の射出
方向を一致させる手段とを有することを特徴とする上記
（１）〜（３）のいずれかに記載の投写表示装置。 （５）前記投影光学系は前記各画像形成手段からの前記
画像光を合成する色合成手段と合成された画像光を投影
する投影レンズとを有することを特徴とする上記（１）
〜（４）のいずれかに記載の投写表示装置。 （６）前記光学的異方性を有する部材は、最も光入射側
の液晶分子が前記水平軸に対して４５度方向に配向した
ツイストネマチック型液晶であり、前記最も光入射側の
液晶分子の配向方向と同じ方向に偏光した直線偏光光を
受光するように設定されていることを特徴とする上記
（１）〜（５）のいずれかに記載の投写表示装置。 （７）前記変更手段は、前記偏光手段が形成する前記偏
光光の偏光方向と２２．５度を成す方向に光学軸を向け
たλ／２板であることを特徴とする上記（６）に記載の
投写表示装置。 （８）前記光学的異方性を有する部材は、双安定型強誘
電性液晶であり、該液晶の一方の安定状態における配向
方向と同じ方向に偏光した直線偏光光を受光するように
設定されていることを特徴とする上記（１）〜（５）の
いずれかに記載の投写表示装置。 （９）前記変更手段は光軸の回りで回転可能なλ／２板
であることを特徴とする上記（８）に記載の投写表示装
置。 （１０）前記双安定型強誘電性液晶の温度変化を検出
し、検出結果に応じて前記偏光回転手段は光軸の回りで
回転させることを特徴とする上記（９）に記載の投射表
示装置。 （１１）前記光学的異方性を有する部材は液晶またはＰ
ＬＺＴであることを特徴とする上記（１）〜（７）のい
ずれかに記載の投写表示装置。 （１２）前記変更手段はツイストネマチック液晶である
上記（１）または上記（ ２）に記載の投写表示装置。
【００１４】
【実施例】図１は本発明の実施例を表すカラー画像投写
表示装置の概略構成図を示したものである。従来例と共
通の部分には同じ番号を付した。偏光素子３１は、図７
におけるλ／２光学位相板１００３ｂを除いた部分に相
当する。光源１からの光は反射ミラー２、熱線カットフ
ィルタ３を介してコンデンサレンズ４へ入射する。コン
デンサレンズ４から出射される平行光束は偏光素子３１
でこの場合、進行方向に垂直で且つ紙面内の方向に偏光
している直線偏光光（ダイクロイックミラー３２，３３
に対してＰ偏光光）に変換される。偏光素子３１から出
射された白色の直線偏光光は、赤色を反射し、緑色・青
色を透過するダイクロイックミラー３２、青色を反射し
緑色を透過するダイクロイックミラー３３及び全反射ミ
ラー３４により赤・緑・青の３色に分解され、各々の色
光はλ／２光学位相板５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂで紙面に
対して４５度偏光方向が傾いた直線偏光光に変換された
後、同じく紙面に対して分子配向軸が４５度傾いている
液晶ライトバルブ５７Ｒ、５７Ｇ、５７Ｂを通過し、偏
光板５８Ｒ、５８Ｇ、５８Ｂを通過する。これらのうち
赤色光を例にとって図２を用いてその作用を説明する。
表示装置の概略構成図を示したものである。従来例と共
通の部分には同じ番号を付した。偏光素子３１は、図７
におけるλ／２光学位相板１００３ｂを除いた部分に相
当する。光源１からの光は反射ミラー２、熱線カットフ
ィルタ３を介してコンデンサレンズ４へ入射する。コン
デンサレンズ４から出射される平行光束は偏光素子３１
でこの場合、進行方向に垂直で且つ紙面内の方向に偏光
している直線偏光光（ダイクロイックミラー３２，３３
に対してＰ偏光光）に変換される。偏光素子３１から出
射された白色の直線偏光光は、赤色を反射し、緑色・青
色を透過するダイクロイックミラー３２、青色を反射し
緑色を透過するダイクロイックミラー３３及び全反射ミ
ラー３４により赤・緑・青の３色に分解され、各々の色
光はλ／２光学位相板５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂで紙面に
対して４５度偏光方向が傾いた直線偏光光に変換された
後、同じく紙面に対して分子配向軸が４５度傾いている
液晶ライトバルブ５７Ｒ、５７Ｇ、５７Ｂを通過し、偏
光板５８Ｒ、５８Ｇ、５８Ｂを通過する。これらのうち
赤色光を例にとって図２を用いてその作用を説明する。
【００１５】水平軸に平行な直線偏光光Ｅ１ からなる
入射光は屈折率の光学軸５２が２２、５度傾いたλ／２
光学位相板５１Ｒを通過してその偏光方向が４５度回転
させられた後（Ｅ２ ）図１０（ｂ）に示した液晶構成
からなる液晶ライトバルブ５７Ｒで画像信号に応じて変
調され、検光子の作用をする偏光板５８Ｒを通過する。
λ／２光学位相板５１Ｒは赤の波長域（概ね、６００〜
７００ｎｍ）において、レタデーションが１／２波長に
近くなるように選択される。
入射光は屈折率の光学軸５２が２２、５度傾いたλ／２
光学位相板５１Ｒを通過してその偏光方向が４５度回転
させられた後（Ｅ２ ）図１０（ｂ）に示した液晶構成
からなる液晶ライトバルブ５７Ｒで画像信号に応じて変
調され、検光子の作用をする偏光板５８Ｒを通過する。
λ／２光学位相板５１Ｒは赤の波長域（概ね、６００〜
７００ｎｍ）において、レタデーションが１／２波長に
近くなるように選択される。
【００１６】緑色光、青色光についても同様である。
【００１７】夫々対応した液晶ライトバルブで変調され
た各色光は、全反射ミラー３５、青色を反射し赤色を透
過するダイクロイックミラー３６、及び緑色を反射し赤
・青色を透過するダイクロイックミラー３７により再び
合成される。合成光は投写レンズ１０により不図示のス
クリーン上へ投影される。
た各色光は、全反射ミラー３５、青色を反射し赤色を透
過するダイクロイックミラー３６、及び緑色を反射し赤
・青色を透過するダイクロイックミラー３７により再び
合成される。合成光は投写レンズ１０により不図示のス
クリーン上へ投影される。
【００１８】本実施例では、白色光をまず赤と、緑・青
成分に分け、その後青と緑に分けたが、色分解・色合成
の順序は本構成に限定されるものではない。又、図１に
示した構成では赤・緑・青夫々にλ／２光学位相板を設
けたが、ダイクロイックミラー３２、３３の間に緑・青
共通のλ／２光学位相板を設けても良い。但し、青色光
については屈折率差の波長依存性が大きくなり易いので
共通化する場合は、赤・緑の組み合わせのほうが望まし
い。
成分に分け、その後青と緑に分けたが、色分解・色合成
の順序は本構成に限定されるものではない。又、図１に
示した構成では赤・緑・青夫々にλ／２光学位相板を設
けたが、ダイクロイックミラー３２、３３の間に緑・青
共通のλ／２光学位相板を設けても良い。但し、青色光
については屈折率差の波長依存性が大きくなり易いので
共通化する場合は、赤・緑の組み合わせのほうが望まし
い。
【００１９】図３は他の実施例を表す概略構成図であ
る。前の実施例と共通の部分は同一番号を付した。偏光
素子３１を出射したＰ偏光光は偏光ビームスプリッタ６
８を通過した後、ダイクロイックミラー６２、６３で赤
・緑・青色の３色に分解され、各々λ／２光学位相板６
１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂ、反射型液晶ライトバルブ６７
Ｒ、６７Ｇ、６７Ｂを往復する。該反射型液晶ライトバ
ルブは画像信号に応じてＰ偏光光を４５度傾ける機能を
持っているので、該Ｐ偏光光は該反射型液晶ライトバル
ブを往復する事により９０度回転され、Ｓ偏光光とな
る。このようにして画像信号に応じてＰ偏光光とＳ偏光
光の混ざった光は、ダイクロイックミラー６２、６３で
合成され、Ｓ偏光成分は偏光ビームスプリッタ６８で反
射され、投写レンズ１０により不図示のスクリーン上へ
投影される。一方Ｐ偏光成分は偏光素子３１側に戻る。
反射型液晶ライトバルブ６７Ｒ、６７Ｇ、６７Ｂとして
は４５度ＴＮ型液晶等、複屈折変調型の方式を用いるこ
とができ、λ／２光学位相板６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂは
各液晶方式に適した入射偏光光となるように選択され
る。
る。前の実施例と共通の部分は同一番号を付した。偏光
素子３１を出射したＰ偏光光は偏光ビームスプリッタ６
８を通過した後、ダイクロイックミラー６２、６３で赤
・緑・青色の３色に分解され、各々λ／２光学位相板６
１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂ、反射型液晶ライトバルブ６７
Ｒ、６７Ｇ、６７Ｂを往復する。該反射型液晶ライトバ
ルブは画像信号に応じてＰ偏光光を４５度傾ける機能を
持っているので、該Ｐ偏光光は該反射型液晶ライトバル
ブを往復する事により９０度回転され、Ｓ偏光光とな
る。このようにして画像信号に応じてＰ偏光光とＳ偏光
光の混ざった光は、ダイクロイックミラー６２、６３で
合成され、Ｓ偏光成分は偏光ビームスプリッタ６８で反
射され、投写レンズ１０により不図示のスクリーン上へ
投影される。一方Ｐ偏光成分は偏光素子３１側に戻る。
反射型液晶ライトバルブ６７Ｒ、６７Ｇ、６７Ｂとして
は４５度ＴＮ型液晶等、複屈折変調型の方式を用いるこ
とができ、λ／２光学位相板６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂは
各液晶方式に適した入射偏光光となるように選択され
る。
【００２０】又、近年、液晶ライトバルブとして、強誘
電性液晶素子を用いたものが提案されている。
電性液晶素子を用いたものが提案されている。
【００２１】強誘電性液晶（以下、「ＦＬＣ」と記す）
を用いた光学変調素子（以下、「ＦＬＣ素子」と記す）
において、液晶層を互いに平行で極薄い間隔（例えば１
〜２μｍ）を有する２枚の板の間に形成し、該２枚の板
の表面作用を用いて双安定な状態を作り出す方式（ＳＳ
ＦＬＣ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．３６（１８９
０）８９９参照）は、その高速応答性及びメモリ性など
により様々な応用が期待されている。
を用いた光学変調素子（以下、「ＦＬＣ素子」と記す）
において、液晶層を互いに平行で極薄い間隔（例えば１
〜２μｍ）を有する２枚の板の間に形成し、該２枚の板
の表面作用を用いて双安定な状態を作り出す方式（ＳＳ
ＦＬＣ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．３６（１８９
０）８９９参照）は、その高速応答性及びメモリ性など
により様々な応用が期待されている。
【００２２】前記双安定型のＦＬＣ素子は、液晶層を挟
む両側の板の液晶層側にラビング等により形成される配
向作用面の軸方向（ラビング方向等）に対し、液晶分子
軸がある一定角度異なった方向において２つの安定状態
を示す。この角度をコーン角（以後θCで表す）とい
う。
む両側の板の液晶層側にラビング等により形成される配
向作用面の軸方向（ラビング方向等）に対し、液晶分子
軸がある一定角度異なった方向において２つの安定状態
を示す。この角度をコーン角（以後θCで表す）とい
う。
【００２３】前記ＦＬＣ素子の液晶層面に垂直な方向に
電圧を印加すると、ＦＬＣは一方の安定状態から他方の
安定状態へ移る。この変化は屈折率異方性を有する材料
の屈折率楕円体の一主軸を液晶層面内で角度２θCだけ
回転させることに対応している。液晶分子軸と屈折率楕
円体の一主軸は厳密には一致しない場合もあるが、ここ
では簡単のために両者は同じ方向とみなす。従って、λ
／２光学位相板の作用に相当する厚みを有するような前
記ＦＬＣ素子に対し偏光光が入射した場合、双安定の２
つの状態による入射偏光光に対する偏光回転作用は互い
に４θCだけ異なる。クロスニコル或いは平行ニコル配
置の偏光素子（偏光板等）で前記ＦＬＣ素子を挟むと、
４θC＝９０°（θC＝２２．５°）の時、両双安定状態
に於ける透過光量のオン・オフ比（透過率比、コントラ
スト）は最も高くなる。
電圧を印加すると、ＦＬＣは一方の安定状態から他方の
安定状態へ移る。この変化は屈折率異方性を有する材料
の屈折率楕円体の一主軸を液晶層面内で角度２θCだけ
回転させることに対応している。液晶分子軸と屈折率楕
円体の一主軸は厳密には一致しない場合もあるが、ここ
では簡単のために両者は同じ方向とみなす。従って、λ
／２光学位相板の作用に相当する厚みを有するような前
記ＦＬＣ素子に対し偏光光が入射した場合、双安定の２
つの状態による入射偏光光に対する偏光回転作用は互い
に４θCだけ異なる。クロスニコル或いは平行ニコル配
置の偏光素子（偏光板等）で前記ＦＬＣ素子を挟むと、
４θC＝９０°（θC＝２２．５°）の時、両双安定状態
に於ける透過光量のオン・オフ比（透過率比、コントラ
スト）は最も高くなる。
【００２４】ところで、前記ＦＬＣ素子に於けるコーン
角θCは、かなり温度依存性をもっている。このため、
ある温度で入射光の偏光方向と一方の安定状態の液晶分
子軸がそろうように配置しても、別の温度ではコーン角
の変化によって入射光の偏光方向と一方の安定状態の液
晶分子軸の方向とはずれてしまう。従って、入射光は偏
光回転作用を受け、光の一部は検光子を透過してしま
う。このため、偏光子と検光子をクロスニコル配置にし
た場合においては十分に暗い状態が実現できず、コント
ラストの低下を招く。
角θCは、かなり温度依存性をもっている。このため、
ある温度で入射光の偏光方向と一方の安定状態の液晶分
子軸がそろうように配置しても、別の温度ではコーン角
の変化によって入射光の偏光方向と一方の安定状態の液
晶分子軸の方向とはずれてしまう。従って、入射光は偏
光回転作用を受け、光の一部は検光子を透過してしま
う。このため、偏光子と検光子をクロスニコル配置にし
た場合においては十分に暗い状態が実現できず、コント
ラストの低下を招く。
【００２５】一方、偏光子と検光子を平行ニコル配置に
した場合には十分に明るい状態が実現できず、同様にコ
ントラストの低下を招く。これらコントラスト低下を防
ぐ事のできる実施例を以下に示す。
した場合には十分に明るい状態が実現できず、同様にコ
ントラストの低下を招く。これらコントラスト低下を防
ぐ事のできる実施例を以下に示す。
【００２６】図４は、本発明の他の実施例を示す部分的
概略図であって、図１に示した実施例と異なる部分のみ
示したものであり、図１中の入射光Ｅ 1 、λ／２光学位
相板５１Ｒ（５１Ｇ、５１Ｂ）、ライトバルブ５７Ｒ
（５７Ｇ、５７Ｂ）、検光子５８Ｒ（５８Ｇ、５８Ｂ）
に対応する部分を置き換えたものである。図４におい
て、７１Ｒは入射光Ｅ in の偏光方向を回転させるλ／２
光学位相板、７７Ｒは印加電圧に応じて入射直線偏光光
の偏光状態を制御（変調）して出射するＦＬＣ素子、７
８ＲはＦＬＣ素子７７Ｒによって変調された光をある偏
光成分だけ検出するための検光子、７２Ｒは予め液晶の
温度と、λ／２光学位相板７１Ｒと検光子７８Ｒの回転
角を対応させたテーブルを記憶したＲＯＭなどを含む信
号変換回路部、ＦＬＣ素子７７Ｒは、対向する透明基板
７７１Ｒ、７７３Ｒ、該透明基板間に注入されたＦＬＣ
分子層７７２Ｒ、及びＦＬＣ分子層７７２Ｒの温度検知
部７７４Ｒからなる。
概略図であって、図１に示した実施例と異なる部分のみ
示したものであり、図１中の入射光Ｅ 1 、λ／２光学位
相板５１Ｒ（５１Ｇ、５１Ｂ）、ライトバルブ５７Ｒ
（５７Ｇ、５７Ｂ）、検光子５８Ｒ（５８Ｇ、５８Ｂ）
に対応する部分を置き換えたものである。図４におい
て、７１Ｒは入射光Ｅ in の偏光方向を回転させるλ／２
光学位相板、７７Ｒは印加電圧に応じて入射直線偏光光
の偏光状態を制御（変調）して出射するＦＬＣ素子、７
８ＲはＦＬＣ素子７７Ｒによって変調された光をある偏
光成分だけ検出するための検光子、７２Ｒは予め液晶の
温度と、λ／２光学位相板７１Ｒと検光子７８Ｒの回転
角を対応させたテーブルを記憶したＲＯＭなどを含む信
号変換回路部、ＦＬＣ素子７７Ｒは、対向する透明基板
７７１Ｒ、７７３Ｒ、該透明基板間に注入されたＦＬＣ
分子層７７２Ｒ、及びＦＬＣ分子層７７２Ｒの温度検知
部７７４Ｒからなる。
【００２７】λ／２光学位相板７１Ｒを通過した入射偏
光光はＦＬＣ素子７７Ｒで変調され、検光子７８Ｒの光
学軸方向成分のみ透過して出射光となる。ＦＬＣ分子層
７７２Ｒは基板７７１Ｒ、７７３Ｒの内側に形成された
不図示の透明導電膜間に印加される電界の大きさまたは
方向を変えることにより、双安定状態のどちらかの状態
をとる。
光光はＦＬＣ素子７７Ｒで変調され、検光子７８Ｒの光
学軸方向成分のみ透過して出射光となる。ＦＬＣ分子層
７７２Ｒは基板７７１Ｒ、７７３Ｒの内側に形成された
不図示の透明導電膜間に印加される電界の大きさまたは
方向を変えることにより、双安定状態のどちらかの状態
をとる。
【００２８】温度検知部７７４Ｒによって検知されたＦ
ＬＣ分子層の温度情報は、信号変換部７２Ｒを通してλ
／２光学位相板７１Ｒ及び検光子７８Ｒの回転を制御す
る信号となる。
ＬＣ分子層の温度情報は、信号変換部７２Ｒを通してλ
／２光学位相板７１Ｒ及び検光子７８Ｒの回転を制御す
る信号となる。
【００２９】図５は、図４の構成における或る温度Ａ
［度］での各層の光線の状態を示したものである。図６
は、図４の構成における或る温度Ｂ［度］（Ａ≠Ｂ）で
の各層の光線の状態を示したものである。図５及び図６
中の７４４はＦＬＣ分子層７７２Ｒの配向作用軸（ラビ
ング方向）を示す。図中角度の単位としては光軸に対し
て右まわりを負として以下に示す。
［度］での各層の光線の状態を示したものである。図６
は、図４の構成における或る温度Ｂ［度］（Ａ≠Ｂ）で
の各層の光線の状態を示したものである。図５及び図６
中の７４４はＦＬＣ分子層７７２Ｒの配向作用軸（ラビ
ング方向）を示す。図中角度の単位としては光軸に対し
て右まわりを負として以下に示す。
【００３０】図５において、偏光した入射光Ｅｉｎ（ダ
イクロイックミラー３２，３３に対してＳ偏光）は、入
射光Ｅｉｎの偏光方向と液晶分子軸の方向が一致するよ
うに光学軸を設定した、λ／２光学位相板７１Ｒを通過
後、ＦＬＣ分子層７７２Ｒに対し、該ＦＬＣ分子層７７
２Ｒの配向作用軸７４４から温度Ａ［度］でのコーン角
θCだけ回転した偏光方向７４５（双安定状態の一方の
液晶分子軸）をもつ偏光光として入射する。この時、Ｆ
ＬＣ分子層７７２Ｒに電界が印加されていなければＦＬ
Ｃ分子層７７２Ｒ内において入射光の偏光回転作用はな
く、光線は検光子によって全てカットされ完全な黒が表
現される。一方、ＦＬＣ分子層７７２Ｒに電界が印加さ
れている場合、ＦＬＣ分子層７７２Ｒ内の液晶分子軸は
方向７４６を向くため、入射光Ｅｉｎはλ／２光学位相
板の作用に相当する厚みを有するＦＬＣ分子層７７２Ｒ
通過後は−４θCだけ偏光方向が回転された光となる。
このとき検光子に到達する光に対して、該検光子を通過
する光の比率はｓｉｎ2（４θC）で表現される。
イクロイックミラー３２，３３に対してＳ偏光）は、入
射光Ｅｉｎの偏光方向と液晶分子軸の方向が一致するよ
うに光学軸を設定した、λ／２光学位相板７１Ｒを通過
後、ＦＬＣ分子層７７２Ｒに対し、該ＦＬＣ分子層７７
２Ｒの配向作用軸７４４から温度Ａ［度］でのコーン角
θCだけ回転した偏光方向７４５（双安定状態の一方の
液晶分子軸）をもつ偏光光として入射する。この時、Ｆ
ＬＣ分子層７７２Ｒに電界が印加されていなければＦＬ
Ｃ分子層７７２Ｒ内において入射光の偏光回転作用はな
く、光線は検光子によって全てカットされ完全な黒が表
現される。一方、ＦＬＣ分子層７７２Ｒに電界が印加さ
れている場合、ＦＬＣ分子層７７２Ｒ内の液晶分子軸は
方向７４６を向くため、入射光Ｅｉｎはλ／２光学位相
板の作用に相当する厚みを有するＦＬＣ分子層７７２Ｒ
通過後は−４θCだけ偏光方向が回転された光となる。
このとき検光子に到達する光に対して、該検光子を通過
する光の比率はｓｉｎ2（４θC）で表現される。
【００３１】次に、ＦＬＣ分子層７７２Ｒの温度がＢ
［度］の場合、図６に示すように、入射光Ｅｉｎは、λ
／２光学位相板７１Ｒを通過後、ＦＬＣ分子層７７２Ｒ
において配向作用軸７４４から温度Ａ［度］でのコーン
角θCだけ回転した方向７４５と一致した偏光方向を持
つ光としてＦＬＣ素子７７Ｒに入射する。この時、ＦＬ
Ｃ分子層７７２Ｒに電界が印加されていなければ、ＦＬ
Ｃ分子層７７２ＲにおけるＦＬＣの双安定状態の一方の
状態の液晶分子軸は軸７４２、すなわち配向作用軸から
Ｂ［度］でのコーン角θC´だけ回転した方向を向く軸
となり、ＦＬＣ素子７７Ｒ通過後、偏光光Ｅｉｎに対す
る偏光回転作用は７４２の軸を挟んで−２（θC−θ
C´）となる。しかし、λ／２光学位相板７１ＲをＡ
［度］の状態から−｛（θC−θC´）／２｝だけ回転し
て配置すれば偏光光Ｅｉｎは−（θC−θC´）だけ偏光
回転作用を受ける為、ＦＬＣ素子７７Ｒへの入射光の偏
光方向はＦＬＣ分子層７７２ＲにおけるＦＬＣの双安定
状態の一方の液晶分子軸７４２と一致する。従ってＦＬ
Ｃ層７７Ｒは偏光回転作用を生じない。この時、検光子
７８ＲをＡ［度］の状態から−（θC−θC´）だけ回転
させる事によりクロスニコル状態が保たれ、ＦＬＣ素子
７７Ｒからの出射光は検光子７８Ｒにおいて全てカット
され完全な黒を表現する。一方、ＦＬＣ分子層７７２Ｒ
に電界が印加されている場合、液晶分子軸は軸７４３と
なり、λ／２光学位相板７１Ｒを上記のごとく回転させ
た場合、ＦＬＣ分子層７７２Ｒによる偏光光の回転作用
は−４θC´となり、更に、検光子７８Ｒを上記の如く
回転させた場合、検光子に到達した光のうち透過する光
の比率はｓｉｎ２（４θC´）で表現される。
［度］の場合、図６に示すように、入射光Ｅｉｎは、λ
／２光学位相板７１Ｒを通過後、ＦＬＣ分子層７７２Ｒ
において配向作用軸７４４から温度Ａ［度］でのコーン
角θCだけ回転した方向７４５と一致した偏光方向を持
つ光としてＦＬＣ素子７７Ｒに入射する。この時、ＦＬ
Ｃ分子層７７２Ｒに電界が印加されていなければ、ＦＬ
Ｃ分子層７７２ＲにおけるＦＬＣの双安定状態の一方の
状態の液晶分子軸は軸７４２、すなわち配向作用軸から
Ｂ［度］でのコーン角θC´だけ回転した方向を向く軸
となり、ＦＬＣ素子７７Ｒ通過後、偏光光Ｅｉｎに対す
る偏光回転作用は７４２の軸を挟んで−２（θC−θ
C´）となる。しかし、λ／２光学位相板７１ＲをＡ
［度］の状態から−｛（θC−θC´）／２｝だけ回転し
て配置すれば偏光光Ｅｉｎは−（θC−θC´）だけ偏光
回転作用を受ける為、ＦＬＣ素子７７Ｒへの入射光の偏
光方向はＦＬＣ分子層７７２ＲにおけるＦＬＣの双安定
状態の一方の液晶分子軸７４２と一致する。従ってＦＬ
Ｃ層７７Ｒは偏光回転作用を生じない。この時、検光子
７８ＲをＡ［度］の状態から−（θC−θC´）だけ回転
させる事によりクロスニコル状態が保たれ、ＦＬＣ素子
７７Ｒからの出射光は検光子７８Ｒにおいて全てカット
され完全な黒を表現する。一方、ＦＬＣ分子層７７２Ｒ
に電界が印加されている場合、液晶分子軸は軸７４３と
なり、λ／２光学位相板７１Ｒを上記のごとく回転させ
た場合、ＦＬＣ分子層７７２Ｒによる偏光光の回転作用
は−４θC´となり、更に、検光子７８Ｒを上記の如く
回転させた場合、検光子に到達した光のうち透過する光
の比率はｓｉｎ２（４θC´）で表現される。
【００３２】なお、信号変換回路部内の素子としてはＲ
ＯＭ以外にも同様の機能をもつものであればその限りで
はない。また、温度検知部７７４ＲはＦＬＣ分子層７７
２Ｒでなく、隣接した検光子７８Ｒにつけてもよい。
ＯＭ以外にも同様の機能をもつものであればその限りで
はない。また、温度検知部７７４ＲはＦＬＣ分子層７７
２Ｒでなく、隣接した検光子７８Ｒにつけてもよい。
【００３３】以上のように本構成においては温度が変化
しても完全に一致した黒状態が再現でき、広い温度範囲
でコントラストの高い良質な画像を表示する素子が提供
できる。
しても完全に一致した黒状態が再現でき、広い温度範囲
でコントラストの高い良質な画像を表示する素子が提供
できる。
【００３４】又、図１の形態の場合、原理上は液晶ライ
トバルブの入射側の偏光板は不要となるが、フレア光除
去などの目的で偏光素子３１から液晶ライトバルブ５７
Ｒ、５７Ｇ、５７Ｂの間に適切な透過軸を持つ偏光板を
挿入しても良い。例えば、λ／２光学位相板５１と液晶
ライトバルブ５７の間に偏光板を置くときは、偏光板の
透過軸を液晶ライトバルブ５７の入射側光学軸（液晶分
子の配向方向）に合わせ、λ／２光学位相板５１と偏光
素子３１の間に置くときは偏光板の透過軸を偏光素子３
１からの直線偏光光の偏光方向に合わせればよい。これ
らの場合も透過軸方向の調整機構がある事が望ましい。
トバルブの入射側の偏光板は不要となるが、フレア光除
去などの目的で偏光素子３１から液晶ライトバルブ５７
Ｒ、５７Ｇ、５７Ｂの間に適切な透過軸を持つ偏光板を
挿入しても良い。例えば、λ／２光学位相板５１と液晶
ライトバルブ５７の間に偏光板を置くときは、偏光板の
透過軸を液晶ライトバルブ５７の入射側光学軸（液晶分
子の配向方向）に合わせ、λ／２光学位相板５１と偏光
素子３１の間に置くときは偏光板の透過軸を偏光素子３
１からの直線偏光光の偏光方向に合わせればよい。これ
らの場合も透過軸方向の調整機構がある事が望ましい。
【００３５】このように温度依存性の大きいＦＬＣを用
いる場合、温度の変化に対応して液晶デバイスを照射す
る直線偏光光を所望の偏光方向に調整することができ
る。
いる場合、温度の変化に対応して液晶デバイスを照射す
る直線偏光光を所望の偏光方向に調整することができ
る。
【００３６】以上説明したように、ＴＮ型液晶のよう
な、入射光側の光学軸が、入射光である直線偏光光の偏
光方向と異なるような素子を用いたライトバルブを照射
する該直線偏光光を、本発明では所望の偏光方向に変換
することができる。
な、入射光側の光学軸が、入射光である直線偏光光の偏
光方向と異なるような素子を用いたライトバルブを照射
する該直線偏光光を、本発明では所望の偏光方向に変換
することができる。
【００３７】ここまで、白色光を赤・緑・青の３原色に
分解する例を示したが更に多色に分解する形態でも、２
色に分解する形態でも同様に実施できる。
分解する例を示したが更に多色に分解する形態でも、２
色に分解する形態でも同様に実施できる。
【００３８】以上示した実施例においては、液晶ライト
バルブを用いているが、ＰＬＺＴ等、偏光光を用いる他
のライトバルブ方式についても入射光の偏光方向を選択
する手段として有効である。
バルブを用いているが、ＰＬＺＴ等、偏光光を用いる他
のライトバルブ方式についても入射光の偏光方向を選択
する手段として有効である。
【００３９】又、実施例では偏光光を４５度回転させる
為に、λ／２光学位相板を用いたが、４５度ツイストネ
マチック液晶等を用いても構わない。
為に、λ／２光学位相板を用いたが、４５度ツイストネ
マチック液晶等を用いても構わない。
【００４０】以上の実施例によれば、各ライトバルブの
特性に合わせて、入射光の偏光方向を各々独立して調整
できる。更に液晶ライトバルブの個体差バラツキにも対
応できる。この調整機構は光学位相板及び、検光子とし
ての偏光板の一方又は両方に設けることができる。ＴＮ
型液晶、ＦＬＣなどの液晶デバイスの温度変化に対応し
て、該温度での入射側の液晶分子の配向軸方向に、最も
適した偏光方向の直線偏光光が得られるように光学位相
板の光学軸を設定できるので、広い温度範囲でコントラ
ストの高い良質な画像を表示する素子を提供することが
できる。また、温度変化だけでなく、湿度変化、若しく
は時径的劣化による液晶分子の配向軸の変化などに対し
ても、該光学位相板の光学軸を可動にする事によって対
応できる。
特性に合わせて、入射光の偏光方向を各々独立して調整
できる。更に液晶ライトバルブの個体差バラツキにも対
応できる。この調整機構は光学位相板及び、検光子とし
ての偏光板の一方又は両方に設けることができる。ＴＮ
型液晶、ＦＬＣなどの液晶デバイスの温度変化に対応し
て、該温度での入射側の液晶分子の配向軸方向に、最も
適した偏光方向の直線偏光光が得られるように光学位相
板の光学軸を設定できるので、広い温度範囲でコントラ
ストの高い良質な画像を表示する素子を提供することが
できる。また、温度変化だけでなく、湿度変化、若しく
は時径的劣化による液晶分子の配向軸の変化などに対し
ても、該光学位相板の光学軸を可動にする事によって対
応できる。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、色分解手
段と、該分解された夫々の光路に設置される液晶ライト
バルブなどの画像形成手段との間に、光学位相板などに
よる偏 光変更手段を夫々の光路毎に設ける事により、 １．該画像形成手段の特性に合った偏光方向の直線偏光
光を用いることができる。 ２．各波長域に適応した位相板を選択できるので、該画
像形成手段に入射させる偏光光の直線偏光性を保ち易
い。従って画像のコントラスト低下が防止できる。 ３．色分解手段としてのダイクロイックミラーの特性は
偏光方向によってかなり異なる。従って、色分解前に偏
光方向を４５度回転させると、ダイクロイックミラー通
過後、波長によっては偏光方向が４５度からずれてしま
うのでコントラスト低下の原因となる。本発明の構成で
はこれも防止できる。
段と、該分解された夫々の光路に設置される液晶ライト
バルブなどの画像形成手段との間に、光学位相板などに
よる偏 光変更手段を夫々の光路毎に設ける事により、 １．該画像形成手段の特性に合った偏光方向の直線偏光
光を用いることができる。 ２．各波長域に適応した位相板を選択できるので、該画
像形成手段に入射させる偏光光の直線偏光性を保ち易
い。従って画像のコントラスト低下が防止できる。 ３．色分解手段としてのダイクロイックミラーの特性は
偏光方向によってかなり異なる。従って、色分解前に偏
光方向を４５度回転させると、ダイクロイックミラー通
過後、波長によっては偏光方向が４５度からずれてしま
うのでコントラスト低下の原因となる。本発明の構成で
はこれも防止できる。
【００４２】この発明はＴＮ型液晶、ＦＬＣだけでなく
直線偏光光を必要とする全てのデバイスに適用できる。
直線偏光光を必要とする全てのデバイスに適用できる。
【図１】本発明の実施例を示す投写表示装置の概略構成
図。
図。
【図２】図１の実施例要部の作用説明図。
【図３】他の実施例を示す投写表示装置の概略構成図。
【図４】他の実施例要部の構成図。
【図５】図４の実施例要部の作用説明図。
【図６】図４の実施例要部の作用説明図。
【図７】従来の投写表示装置の概略図。
【図８】従来の投写表示装置の概略図。
【図９】従来のカラー投写表示装置の概略図。
【図１０】直視型液晶表示装置の説明図。
１ 光源 ２ 反射ミラー ３ 赤外線カットフィルター ４ コンデンサ Ｒ 白色光の赤成分 Ｇ 白色光の緑成分 Ｂ 白色光の青成分 ５、８、５８、７８ 偏光板 ６、９、６８ 偏光ビームスプリッタ ７、５７、６７、７７ 液晶ライトバルブ １０ 投写レンズ ５１、６１、７１、１００３ λ／２光学位相板 １１１２ λ／４光学位相板 ３２、３３、３６、３７ ダイクロイックミラー ３４、３５ 全反射ミラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧＳ ｏｆ ＥＵ ＲＯＤＩＳＰＬＡＹ’90 ｔｈｅ Ｔｅ ｎｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃ ｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｅｐｔｅｍｂｅ ｒ 25−27，1990 Ａｍｓｔｅｒｄａ ｍ，Ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｌａｎｄｓ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 27/28 G02F 1/1335
Claims (12)
- 【請求項１】光源からの偏光していない光を偏光光に変
換する偏光手段と該偏光光を互いに色が異なる複数の光
に分解する色分解手段とを有する照明光学系と、前記複
数の光のそれぞれの光路に設けられた、光学軸の方向が
可変な光学的異方性を有する部材を用いて光の偏光状態
を変えることにより画像光を形成する画像形成手段と、 前記複数の光のそれぞれの光路の前記画像形成手段から
の前記画像光を合成し、投影する投影光学系とを有する
投写表示装置において、 前記光学的異方性を有する部材は偏光方向が水平軸に対
して傾いた直線偏光光を受光するように設定されてお
り、 前記偏光手段を前記色分解手段のダイクロイックミラー
に対してＰ偏光またはＳ偏光となる偏光光を形成するよ
うに構成し、 前記複数の光のそれぞれの光路に、前記Ｐ偏光またはＳ
偏光の偏光光を前記偏光方向が水平軸に対して傾いた前
記直線偏光光に変える変更手段を配したことを特徴とす
る投写表示装置。 - 【請求項２】光源からの偏光していない光を偏光光に変
換する偏光手段と該偏光光を互いに色が異なる複数の光
に分解する色分解手段とを有する照明光学系と、前記複
数の光のそれぞれの光路に設けられた、光学軸の方向が
可変な光学的異方性を有する部材を用いて光の偏光状態
を変えることにより画像光を形成する画像形成手段と、 前記複数の光のそれぞれの光路の前記画像形成手段から
の前記画像光を合成し、投影する投影光学系とを有する
投写表示装置において、 前記光学的異方性を有する部材は、偏光方向が水平軸に
対して傾いた直線偏光光を受光するように設定されてお
り、 前記偏光手段を、偏光方向が前記複数の光のそれぞれの
光路における光軸を含む平面に対して傾いていない偏光
光を形成するように構成し、 前記複数の光のそれぞれの光路に、前記偏光手段が形成
する前記偏光光を前 記偏光方向が水平軸に対して傾いた
前記直線偏光光に変える変更手段を配したことを特徴と
する投写表示装置。 - 【請求項３】前記色分解手段は、赤、緑、青の３色の光
を形成することを特徴とする請求項１または請求項２に
記載の投写表示装置。 - 【請求項４】前記偏光手段は、前記光源からの光を互い
に直交する直線偏光光に分離する手段と該２つの直線偏
光光の偏光方向を一致させる手段と該２つの直線偏光光
の射出方向を一致させる手段とを有することを特徴とす
る請求項１〜３のいずれか１項に記載の投写表示装置。 - 【請求項５】前記投影光学系は前記各画像形成手段から
の前記画像光を合成する色合成手段と合成された画像光
を投影する投影レンズとを有することを特徴とする請求
項１〜４のいずれか１項に記載の投写表示装置。 - 【請求項６】前記光学的異方性を有する部材は、最も光
入射側の液晶分子が前記水平軸に対して４５度方向に配
向したツイストネマチック型液晶であり、前記最も光入
射側の液晶分子の配向方向と同じ方向に偏光した直線偏
光光を受光するように設定されていることを特徴とする
請求項１〜５のいずれか１項に記載の投写表示装置。 - 【請求項７】前記変更手段は、前記偏光手段が形成する
前記偏光光の偏光方向と２２．５度を成す方向に光学軸
を向けたλ／２板であることを特徴とする請求項６に記
載の投写表示装置。 - 【請求項８】前記光学的異方性を有する部材は、双安定
型強誘電性液晶であり、該液晶の一方の安定状態におけ
る配向方向と同じ方向に偏光した直線偏光光を受光する
ように設定されていることを特徴とする請求項１〜５の
いずれか１項に記載の投写表示装置。 - 【請求項９】前記変更手段は光軸の回りで回転可能なλ
／２板であることを特徴とする請求項８に記載の投写表
示装置。 - 【請求項１０】前記双安定型強誘電性液晶の温度変化を
検出し、検出結果に応じて前記偏光回転手段は光軸の回
りで回転させることを特徴とする請求項９に記載の投射
表示装置。 - 【請求項１１】前記光学的異方性を有する部材は液晶ま
たはＰＬＺＴである ことを特徴とする請求項１〜７のい
ずれか１項に記載の投写表示装置。 - 【請求項１２】前記変更手段はツイストネマチック液晶
である請求項１または請求項２に記載の投写表示装置。
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