JP4141813B2

JP4141813B2 - 投射型表示装置

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Publication number: JP4141813B2
Application number: JP2002344777A
Authority: JP
Inventors: 周平山田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-11-28
Filing date: 2002-11-28
Publication date: 2008-08-27
Anticipated expiration: 2022-11-28
Also published as: JP2004177723A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、調光素子及び照明装置並びに投射型表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
表示装置の分野では、大型化，高精細化に対するニーズが高く、このような大画面表示を容易に実現できる手段として、従来より液晶プロジェクタやＤＭＤ等の投射型表示装置が知られている。
このような投射型表示装置では、表示できる明るさの範囲（ダイナミックレンジ）の広い迫力のある映像表示が求められている。このため、光源とライトバルブとの間に光量調整用の液晶パネル（調光素子）を配置し、明るい映像に対しては液晶パネルの透過率を高めてより明るい表示とし、逆に暗い映像に対しては液晶パネルの透過率を小さくしてより暗い表示とすることで、見かけ上の階調数を増やす方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１００６８９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般に液晶パネルには光透過率に波長依存性が存在するため、液晶パネルから出射される照明光に色付きが生じ、表示品質を損なう場合があった。このような問題を解決するために、例えば光源のスペクトルを適当に調整する等の方法が考えられるが、色付きの大きさ（分光特性変化の大きさ）は液晶パネルへの印加電圧の大きさにより変化するため、調光度合いを変化させた場合の色再現性の低下を回避することは困難である。
【０００５】
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、調光の際の色付きを抑制できるようにした調光素子及び照明装置並びに投射型表示装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の調光素子は、光透過率に対する波長特性の異なる複数の光変調領域を備え、上記複数の光変調領域の内、少なくとも一つの光変調領域が他の光変調領域に対して相補的な波長特性を有するように構成されている。
本構成によれば、互いに相補的な波長特性を有する光変調領域を透過した光同士で波長特性が相殺され、全体として色付きの少ない光を出射することができる。
【０００７】
具体的には、本発明の調光素子は、内面側に液晶層を挟持する一対の基板と、上記液晶層に電圧を印加可能な電圧印加部と、一方の基板の外面側に設けられた偏光板と、他方の基板の外面側に設けられ、入射された光を偏光成分毎に分離して上記液晶層の異なる領域に出射する偏光分離部とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
本構成の調光素子に偏光分離部側から無偏光状態の光が入射すると、この光は偏光分離部によって偏光成分毎に分離され、各偏光成分の光はそれぞれ液晶層の異なる領域に入射される。そして、各偏光成分の光は液晶層の旋光性やリタデーションにより光変調されて偏光板を透過する。この際、電圧印加部により液晶層への印加電圧を増減することで、この旋光度合いやリタデーションの大きさが調整され、入射光の光量が調整（即ち、調光）される。
ところで、本構成では、電圧印加部により液晶層の上記異なる領域に電圧を印加すると、各偏光成分の光は液晶層の配向変化に応じて光透過率を変化されるが、後述の［発明の実施の形態］の項で説明するように、その変化の方向は両領域で異なり、光透過率に対して互いに相補的な波長特性を示す。このため、両領域の波長特性は互いに相殺し合い、広い波長範囲に亘って波長特性が平坦化される。
【０００９】
つまり、本構成では、液晶層の各領域に異なる偏光成分の光を入射することで、液晶層の各領域は、光透過率に対する波長特性が互いに相補的な異なる光変調領域として構成される。そして、これらの光変調領域から出射された光が重畳されて波長特性が互いに相殺されることで、調光による色付きを防止することができる。
【００１０】
このとき、上記偏光分離部を複数設けてもよい。
本構成によれば、相補的な波長特性を有する各光変調領域をそれぞれ微細化して複数形成することができる。これにより、例えば光変調装置の画素毎に波長特性を相殺された光を出射することで、本調光素子を複数の表示画素を有する投射型表示装置に適用することができる。
【００１１】
なお、上記電圧印加部を、上記偏光成分の光が出射される上記液晶層の上記異なる領域にそれぞれ異なる電圧を印加可能に構成し、上記異なる領域の光透過率が略等しくなるように上記各領域の印加電圧を制御するようにしてもよい。
本構成によれば、出射光量を均一化して照明光の輝度むらを防止することができる。この電圧印加部は、例えばいずれか一方の基板に設けられた透明な共通電極と、他方の基板に分割して形成された複数の透明電極とにより構成される。この他方の基板に設けられた透明電極は、例えば櫛歯部が噛み合うようにパターン形成された複数の櫛歯状の透明電極として構成することができる。この場合、上記偏光分離手段は、上記複数の櫛歯状の透明電極に対してそれぞれ上記異なる偏光成分の光を出射する。これにより、隣接する櫛歯部の領域において、光透過率に対する波長特性がよりよく相殺される。
【００１２】
また、上記偏光分離部を、所定の偏光方向を有する第１の偏光を上記液晶層の所定の領域に向けて透過し上記第１の偏光の偏光方向に垂直な偏光方向を有する第２の偏光を反射する反射偏光膜と、上記反射偏光膜により反射された上記第２の偏光を上記液晶層の所定の領域とは異なる領域に向けて反射する反射膜とを備えた構成としてもよい。
【００１３】
本構成によれば、簡単な構成で入射される光を偏光成分毎に分離することができる。これらの反射偏光膜と反射膜とは、例えば基板面に対して同一方向に略４５°傾斜して並置される。この場合、偏光分離部に入射した無偏光状態の光は、反射偏光膜により一方の偏光成分の光（第１の偏光）を透過され、他方の偏光成分の光（第２の偏光）は反射される。そして、反射された第２の偏光は反射膜により更に反射され、第１の偏光が透過された液晶領域とは異なる領域に入射される。そして、第１の偏光が入射された領域と第２の偏光が入射された領域とにより、波長特性が相補的な関係を有した異なる光変調領域が形成される。なお、本構成では、上述の反射偏光膜と反射膜とをアレイ状に複数配置することで、複数の偏光分離部を容易に形成することができる。
【００１４】
また、本発明の照明装置は、光源と、上記光源から出射された光を変調する上述の調光素子とを備えたことを特徴とする。
本構成によれば、調光による色付きの少ない照明光を出射することができる。
また、本発明の投射型表示装置は、上述の照明装置と、上記照明装置から出射された光を変調して画像光を形成する光変調装置と、上記光変調装置から出射された画像光を拡大投影する投射光学系とを備えたことを特徴とする。
本構成によれば、調光による画像の色変化の少ない高品質な表示が得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図８を参照しながら本発明の一実施形態に係る投射型表示装置について説明する。図１は本実施形態の投射型表示装置の全体構成を示す概略図、図２は本投射型表示装置に適用される調光素子の一部を拡大して示す概略断面図で図３のＩ−Ｉ断面、図３は調光素子の下基板側の電極構造を上基板側から見た平面図、図４〜図８はいずれも調光素子の作用を説明するための模式図である。
なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。また、各図面では、紙面に平行な振動面を有する偏光をＰ偏光とし、紙面に垂直な振動面を有する偏光をＳ偏光として示している。さらに、本明細書では、本調光素子を構成する各部材の液晶層側の面を「内面」、それと反対側の面を「外面」という。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態の投射型表示装置は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の異なる色毎に透過型液晶ライトバルブ２２〜２４を備えた３板式の投射型カラー液晶表示装置であり、光源２，フライアイレンズ３，４，調光素子５を有する照明装置１と、ダイクロイックミラー１３，１４，反射ミラー１５〜１７，レンズ１８〜２０，液晶ライトバルブ（光変調装置）２２〜２４，クロスダイクロイックプリズム２５を有する色分離合成系３０と、投射レンズ２６を有する投射光学系４０とを備えて構成されている。
【００１７】
光源２は高圧水銀ランプ或いはメタルハライドランプ等からなるランプ７と、ランプ７の光を反射するリフレクタ８とから構成されている。また、光源光の照度分布を被照明領域である液晶ライトバルブ２２，２３，２４において均一化させるための均一照明手段として、光源２側から第１フライアイレンズ３、第２フライアイレンズ４が順次設置されている。各フライアイレンズ３，４は、複数（本実施形態では例えば６×８個）のレンズ９，１０から構成されている。そして、光源２から射出された光は、フライアイレンズ３，４によって被照明領域である液晶ライトバルブ２２〜２４において照度分布を均一化されるようになっている。
【００１８】
調光素子５は、図２に示すように、対向して配置されたガラス等の透明な基板１１０，１２０の間に、誘電異方性が正のネマチック液晶Ｍからなる液晶層１５０が挟持され、上基板１２０と下基板１１０との外面側にそれぞれ偏光板１２４，偏向ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１１４が配置されて構成されている。
上基板１２０の内面側には、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等からなる透明な共通電極１２１と配向膜１２３とが順次積層されており、上基板１２０の外面側には偏光板１２４が設けられている。
【００１９】
一方、下基板１１０の内面側には、ＩＴＯ等からなる透明電極１１１，１１２が形成され、この透明電極１１１，１１２を覆うように配向膜１１３が積層されている。そして、上基板１２０に設けられた共通電極１２１と、下基板１１０に設けられた透明電極１１１，１１２（より詳しくは、各透明電極１１１，１１２の櫛歯部１１１ａ，１１２ａ）とにより本発明の電圧印加部が構成される。なお、図２，図３は本調光素子５の一部を拡大して示しており、各透明電極１１１，１１２の櫛歯部１１１ａ，１１２ａの数はそれぞれ、第一フライアイレンズ３のレンズ１０の数に対応して決められる。櫛歯部１１１ａ，１１２ａに対応する各領域Ａ１，Ａ２から出射された光はライトバルブ２２〜２４の全領域に照明されるようになっている。
【００２０】
各基板１１０，１２０の配向膜１１３，１２３は、その配向方向が下基板１１０と上基板１２０とで略直交するように配向処理が施されており、非電圧印加（電圧オフ）時に、液晶分子Ｍを基板１１０，１２０間で略９０°ツイスト配向させるようになっている。このように液晶分子Ｍを配向させる手段としては、一般にポリイミド膜をラビングする方法が用いられているが、この他にも、光反応性重合基を備える高分子を基板１１０，１２０上に成膜後、偏光性紫外線を照射したり、二酸化珪素等の無機膜を基板１１０，１２０上に斜方蒸着したり、或いは基板１１０，１２０上に溝構造を形成したりすることによっても、液晶分子Ｍを配向させることができる。イミド結合は光や熱等により分解され易いことが知られており、特に調光素子を光束密度が２ｌｍ／ｍｍ２以上の強度の強い光が照射される投射型表示装置に搭載する場合に、ポリイミドによらない上述の配向手段を用いることで調光素子の耐光性や耐熱性等を高めることができる。
【００２１】
また、偏光板１２４の透過軸方向は、上述の配向膜１１３，１２３の配向方向と略平行あるいは９０°をなすように、例えば図１における紙面に垂直な方向に配されている。
さらに、下基板１１０の透明電極１１１，１１２は、図３に示すように、それぞれ櫛歯状にパターニングされており、一定間隔で複数形成された各櫛歯部１１１ａ，１１２ａは互いに噛み合うように配置されている。
【００２２】
ＰＢＳ１１４には、基板面に対してそれぞれ略４５°傾斜した反射偏光膜１１４ａと反射膜１１４ｂとが一定間隔でストライプ状に交互に配置されており、ＰＢＳ１１４の外面側から入射した無偏光状態の光（即ち、Ｐ偏光とＳ偏光とが混在した光）を偏光成分毎に分離して液晶層１５０側に出力するようになっている。これらの反射偏光膜１１４ａ，反射膜１１４ｂは、それぞれ上述の櫛歯部１１１ａ，１１２ａに対向する位置に設けられており、櫛歯部１１１ａ，１１２ａに対して異なる振動面を有する偏光を入射するようになっている。つまり、光源２からＰＢＳ１１４に無偏光状態の光が入射されると、その一方の偏光成分（例えばＰ偏光；第１の偏光）は反射偏光膜１１４ａをそのまま透過して液晶層１５０に入射され、反射偏光膜１１４ａにより反射された他方の偏光成分（例えばＳ偏光；第２の偏光）は反射膜１１４ｂにより更に反射されて液晶層１５０に入射される。これにより、下基板１１０には、各櫛歯部１１１ａ，１１２ａに対応して、Ｐ偏光とＳ偏光とが入射される領域がストライプ状に交互に形成されるようになっている。
【００２３】
そして、この結果、櫛歯部１１１ａの形成された領域では、入射光の偏光方向に対して偏光板１２４の透過軸方向が略直交することとなり、電極１１１，１２１間の電圧印加に伴って光透過率Ｌが低下するノーマリホワイト（ＮＷ）モードの光変調領域Ａ１が形成されている。一方、櫛歯部１１２ａの形成された領域では、入射光の偏光方向に対して偏光板１２４の透過軸方向が略平行となるため、電極１１２，１２１間の電圧印加に伴って光透過率Ｌが増大するノーマリブラック（ＮＢ）モードの光変調領域Ａ２が形成されている。
すなわち、本実施形態では、一対の反射偏光膜１１４ａと反射膜１１４ｂとにより本発明の偏光分離部が構成され、各櫛歯部１１１ａ，１１２ａに対応する領域の液晶層１５０により、異なる電圧−透過率特性を有する光変調領域Ａ１，Ａ２が構成されている。
【００２４】
また、本実施形態では、透明電極１１１，１１２は印加電圧をそれぞれ独立に制御され、各領域Ａ１，Ａ２から出射される光量を等しくするようになっている。つまり、本調光素子５では、図４に示すように、調光を複数レベル（図４では、５５０ｎｍの波長の緑色光に対してＬ０〜Ｌ１５までの１６レベル）で行なえるようになっているが、例えばレベルＬ１３の調光を行なう場合には、櫛歯部１１１ａ（即ち、透明電極１１１），１１２ａ（即ち、透明電極１１２）に対してそれぞれ電圧Ｖａ，Ｖｂを印加することで、各領域Ａ１，Ａ２の光透過率Ｌを等しくしている。
この場合、各領域Ａ１，Ａ２における光透過率ＬＮＷ，ＬＮＢは、光の波長をλ，液晶層１５０の屈折率異方性をΔｎ，液晶層厚をｄとして、下記の式（１），（２）で示される。
【００２５】
【数１】

【００２６】
【数２】

【００２７】
図５，図６は上式（１），（２）に基づいてシミュレーションした領域Ａ１，Ａ２における光透過率Ｌに対する波長特性である。図５，図６からわかるように、各領域Ａ１，Ａ２では、可視光領域（波長λ＝４００〜８００ｎｍ）において光透過率に大きな波長依存性（波長特性）を有しており、又、波長λが５００ｎｍ近傍において階調反転（例えば、領域Ａ１では５００ｎｍ以下の波長領域において、レベルＬ１５よりもレベル９〜レベル１４の方が高い光透過率を示す）が生じている。このため、領域Ａ１，Ａ２を単独で用いた場合には、従来のように、調光度合いに応じて色付きが生じてしまう。
【００２８】
これに対して、本実施形態のように領域Ａ１，Ａ２の双方により光量を調整する場合、領域Ａ１と領域Ａ２とでは互いに相補的な波長特性を有する（即ち、領域Ａ１では、光の波長λが短波長側から長波長側に変化するにつれて光透過率は概ね低くなる傾向にあり、領域Ａ２では逆に、長波長側で光透過率が高くなる傾向にある）ため、一対の領域Ａ１，Ａ２からなる光変調領域Ａでは、図７に示すように、両領域Ａ１，Ａ２の波長特性が互いに相殺し合い、広い波長範囲に亘って波長特性が平坦化される。この結果、光変調領域Ａにおいて調光による色付きを抑制でき、又、広い波長範囲に亘って階調反転の発生を防止することができる。
【００２９】
また図１において、ダイクロイックミラー１３，１４は、例えばガラス表面に誘電体多層膜を積層したもので、所定の色光を選択的に反射し、それ以外の波長の光を透過するようになっている。すなわち、青色光・緑色光反射のダイクロイックミラー１３は、光源２からの光束のうちの赤色光ＬＲを透過させるとともに、青色光ＬＢと緑色光ＬＧとを反射するようになっている。また、緑色光反射のダイクロイックミラー１４は、ダイクロイックミラー１３で反射された青色光ＬＢと緑色光ＬＧの内、青色光ＬＢを透過し緑色光ＬＧを反射するようになっている。
【００３０】
これにより、照明装置１から入射された光の内、赤色光ＬＲはダイクロイックミラー１３を透過した後、反射ミラー１７で反射され、赤色光用ライトバルブ２２に入射される。緑色光ＬＧはダイクロイックミラー１４に反射されて緑色光用ライトバルブ２３に入射される。青色光ＬＢはダイクロイックミラー１４を透過した後、リレーレンズ１８、反射ミラー１５、リレーレンズ１９、反射ミラー１６、リレーレンズ２０からなるリレー系２１を経て、青色光用ライトバルブ２４に入射されるようになっている。
【００３１】
ライトバルブ２２〜２４は、例えばアクティブマトリクス型の透過型液晶装置として構成され、信号処理された映像信号ＶＳ′に基づいて後述のライトバルブドライバ５４により駆動されるようになっている。そして、各ライトバルブ２２〜２４で変調された色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢは、クロスダイクロイックプリズム２５に入射されるようになっている。
【００３２】
クロスダイクロイックプリズム２５は、直角プリズムが貼り合わされた構造となっており、その内面に赤色光ＬＲを反射するミラー面と青色光ＬＢを反射するミラー面とが十字状に形成されている。そして、三つの色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢがこれらのミラー面によって合成されてカラー画像を表わす光が形成された後、投射レンズ２６によりスクリーン２７上に拡大投射されるようになっている。
【００３３】
以下、本実施形態の投射型表示装置の動作について図１，図８を用いて説明する。
まず、本投射型表示装置に画像信号が入力されると、この画像信号に基づいて画像の明るさが解析される。そして、この画像の明るさに応じて調光素子５の光透過率が制御される。
【００３４】
具体的には、図８に示すように、ランプ７から出射された無偏光状態（Ｐ偏光ＷｐとＳ偏光Ｗｓとを含む）の白色光Ｗは、照度分布を均一化するために設けられている各フライアイレンズ３，４を通過し、調光素子５のＰＢＳ１１４に向けて略垂直に入射される。そして、ＰＢＳ１１４の反射偏光膜１１４ａに入射された光Ｗは、そのＰ偏光成分Ｗｐがそのまま透過されて、ＮＷモードの光変調領域Ａ１に入射される。一方、白色光ＷのＳ偏光成分Ｗｓは反射偏光膜１１４ａにより反射されるとともに反射膜１１４ｂによって反射され、ＮＢモードの光変調領域Ａ２に入射される。
【００３５】
このとき、画像が明るい場合（図８参照）には、透明電極１１１は低電圧側に制御され、領域Ａ１では液晶の旋光性によりＰ偏光Ｗｐの偏光方向は紙面に略垂直な方向に回転される。これにより、液晶層１５０を透過した光は偏光板１２４に殆ど吸収されることなく透過する。一方、透明電極１１２は高電圧側に制御され、領域Ａ２ではＳ偏光Ｗｓは偏光面を殆ど回転されることなくそのまま偏光版１２４を透過する。この際、領域Ａ１，Ａ２から出射された光は、その波長特性が互いに相殺されて平坦化される結果、全体として色付きが少なくなり、調光度合いによる色付きの変化幅も小さくなる。
【００３６】
逆に、画像が暗い場合（図示略）には、透明電極１１１，１１２はそれぞれ高電圧側，低電圧側に制御され、領域Ａ１，Ａ２を透過した各光は偏光板１２４により一部吸収される。この場合も、領域Ａ１，Ａ２から出射された光は、その波長特性が互いに相殺されて平坦化されるため、色付きや調光度合いによる色付きの変化幅が小さくなる。
【００３７】
そして、調光素子５から出射された白色光はダイクロイックミラー１３，１４により、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色光ＬＲ，ＬＧ，Ｌｂに分離され、反射ミラー１５〜１７やレンズ１８〜２０により、対応する液晶ライトバルブ２２〜２４にそれぞれ入射される。この際、隣接する一対の領域Ａ１，Ａ２により全体として色補償された光は、ライトバルブ２２〜２４の全体を照明する。
【００３８】
一方、液晶ライトバルブ２２〜２４には、調光度合いに応じて伸長処理を施された画像信号が入力され、この画像信号に基づいて入射光ＬＲ〜ＬＢが変調される。具体的には、画像が暗い場合には、画像信号内で最も暗い階調値が、液晶ライトバルブ２２〜２４が出力できる最小の階調値に伸長（黒側伸長）される。逆に、画像が明るい場合には、画像信号内で最も明るい階調値が液晶ライトバルブ２２〜２４が出力できる最大の階調値に伸長（白側伸長）される。このような伸長処理と調光素子５による調光とを組み合わせることで、見かけ上の階調数を増やし、ダイナミックレンジの広い画像を出力することができる。
そして、液晶ライトバルブから出力された各色画像は、ダイクロイッククロスプリズム２５により合成され、投射レンズ２６によりスクリーン２７上に拡大投影される。
【００３９】
したがって、本発明によれば、調光素子５の光変調領域Ａ１と光変調領域Ａ２とは液晶ライトバルブ２２〜２４上において重畳され、各領域の光透過率に対する波長特性が互いに相殺されることで可視光の広い波長範囲で波長特性が平坦化されるため、調光による画像の色変化の少ない高品質な表示が得られる。
【００４０】
［変形例］
次に、図９〜図１１を用いて本発明の変形例について説明する。なお、本変形例では、上記実施形態と同様の部位については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
本変形例は、上記実施形態における調光素子の液晶層１５０を変形したものであり、本調光素子は、二枚の基板を、各基板の配向膜の配向方向がアンチパラレルとなるように貼り合わせ、これらの基板間に上述の液晶層１５０を挟持して構成されている。すなわち、本調光素子は、電圧印加による液晶層１５０の複屈折変化を利用して偏光板からの出射光量を調節（調光）する電界制御複屈折型（ＥＣＢ型）の液晶素子として構成されている。そして、これ以外は上記実施形態と同様に構成されている。
【００４１】
図９，図１０は領域Ａ１，Ａ２における光透過率Ｌに対する波長特性である。これらの図９，図１０からわかるように、本変形例でも、各領域Ａ１，Ａ２では可視光領域において光透過率に大きな波長依存性を有し、波長λが５００ｎｍ近傍において階調反転が生じている。しかし、各領域Ａ１，Ａ２の波長特性は互いに相補的な関係を有しており、両領域Ａ１，Ａ２から出射された光が重畳された場合には、図１１に示すように、両領域Ａ１，Ａ２の波長特性が互いに相殺し合い、広い波長範囲（図１１では、例えば波長λが５００ｎｍよりも大きな波長域）に亘って波長特性が平坦化される。
【００４２】
したがって、本変形例によっても、調光による色付きの発生を抑制できる。これにより、本調光素子を投射型表示装置に適用した場合、調光による画像の色変化の少ない、高品質な表示が得られる。
【００４３】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上記実施形態では、調光素子５の下基板１１０の透明電極を櫛歯状の電極構造としたが、この代わりに、ストライプ状の電極構造とすることも可能である。この場合、隣接するストライプ電極に異なる電圧を印加して各ストライプ電極により駆動される液晶層１５０の光透過率を互いに等しくする。このような構成によっても、透明電極１１１，１１２を櫛歯状構造とした上記実施形態と同様の効果が得られる。
【００４４】
また、上記実施形態では、隣接する一対の領域Ａ１，Ａ２によりライトバルブ２２〜２４の全画素を照明するようにしているが、この代わりに、領域Ａがライトバルブの一部を照明するようにしてもよい。この場合でも、各画素には全体として色補償された光が入射され、色付きを抑制される。具体的には、各領域Ａを画素配列に平行に設け、隣接する一対の領域Ａ１，Ａ２により１列の画素が照明されるようにしてもよい。
【００４５】
さらに、上記実施形態では、調光素子に偏光板を設けた構成を示したが、この調光素子の偏光板を省略し、液晶ライトバルブの入射面側に配された偏光板を調光素子の偏光板として兼用してもよい。すなわち、調光素子は、液晶層１５０を挟持する一対の基板１１０，１２０と、液晶層１５０に電圧を印加可能な電圧印加部と、一方の基板の外面側に配された光変調装置の入射面側の偏光板と、他方の基板の外面側に設けられ、入射光を偏光成分毎に分離して液晶層１５０の異なる領域に出射する偏光分離部とを備えた構成となる。なお、この場合、光変調装置の入射面側の偏光板の透過軸方向は、配向膜１１３，１２３の配向方向に対し、用いる液晶モードにより適宜設定する必要がある
【００４６】
また、上記実施形態では、光変調装置として透過型液晶ライトバルブ２２〜２４を用いた例を挙げたが、反射型液晶ライトバルブやＤＭＤ（ＤｉｇｉｔａｌＭｉｒｒｏｒＤｅｖｉｃｅ）を適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る投射型表示装置の概略構成図である。
【図２】同、投射型表示装置に適用される調光素子の断面図である。
【図３】同、調光素子の電極構造を示す平面図である。
【図４】同、調光素子の電圧−透過率特性を示す図である。
【図５】同、調光素子の光透過率に対する波長依存性を示す図である。
【図６】同、調光素子の光透過率に対する波長依存性を示す図である。
【図７】同、調光素子の光透過率に対する波長依存性を示す図である。
【図８】同、投射型表示装置の動作を説明するための図である。
【図９】調光素子の他の構成例における透過率の波長特性を示す図である。
【図１０】同、透過率の波長特性を示す図である。
【図１１】同、透過率の波長特性を示す図である。
【符号の説明】
１照明装置、２光源、５調光素子、２２〜２４光変調装置、４０投射光学系、１１０，１２０基板、１１１，１１２透明電極、１１１ａ，１１２ａ櫛歯部、１１４ＰＢＳ、１１４ａ反射偏光膜、１１４ｂ反射膜、１２１共通電極、１２４偏光板、１５０液晶層、Ａ，Ａ１，Ａ２光変調領域、ＷｐＰ偏光（第１の偏光）、ＷｓＳ偏光（第２の偏光）

Claims

光源と、画像光を形成する光変調装置と、前記光源から出射された光の光軸上において前記光源と前記光変調装置との間に設けられ、第１の光変調領域と第２の光変調領域とを有し且つ前記光源から出射された光の光量を調節する調光素子と、を備えた投射型表示装置であって、
前記調光素子は、液晶層と、該液晶層を挟持する一対の基板と、該液晶層に電圧を印加可能な電圧印加部と、偏光板と、偏光分離部とを備え、
前記偏光板は、前記光源から出射された光の光軸上において、前記液晶層と前記光変調装置との間に設けられ、
前記偏光分離部は、前記光源から射出された光の光軸上において、前記液晶層と前記光源との間に設けられ、
前記偏光分離部は、前記光源から入射した光を第１偏光と第２偏光とに分離するとともに、該第１偏光を前記第１の光変調領域に出射し、該第２偏光を前記第２の光変調領域に出射し、
前記第１の光変調領域で変調されて前記偏光板から出射する第１の出射光の波長特性は、可視光領域において光の波長が短波長側から長波長側に変化するにつれて光透過率が概ね低くなり、
前記第２の光変調領域で変調されて前記偏光板から出射する第２の出射光の波長特性は、可視光領域において光の波長が短波長側から長波長側に変化するにつれて光透過率が概ね高くなり、
前記第１の出射光と前記第２の出射光とは、前記光変調装置上で重畳されていることを特徴とする投射型表示装置。
前記偏光分離部が複数設けられたことを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。
前記電圧印加部が、前記第１の光変調領域と前記第２の光変調領域にそれぞれ異なる電圧を印加可能に構成され、前記第１の出射光の光透過率と前記第２の出射光の光透過率とが互いに略等しくなるように制御されてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の投射型表示装置。
前記電圧印加部が、
前記一対の基板のうち一方の基板に設けられた透明な共通電極と、
前記一対の基板のうち他方の基板に設けられた第１の櫛歯状透明電極と第２の櫛歯状透明電極と、から構成され、
前記第１の櫛歯状透明電極と前記第２の櫛歯状透明電極とは、互いの櫛歯部が噛み合うようにパターン形成され、
前記第１の櫛歯状透明電極は前記第１の光変調領域に設けられ、前記第２の櫛歯状透明電極は前記第２の光変調領域に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の投射型表示装置。
前記偏光分離部は反射偏光膜と反射膜とを有し、
前記反射偏光膜は、前記第１偏光を前記第１の光変調領域に向けて透過するとともに、前記第１偏光の偏光方向に垂直な偏光方向を有する前記第２偏光を前記反射膜に向けて反射し、
前記反射膜は、前記反射偏光膜により反射された前記第２偏光を前記第２の光変調領域に向けて反射することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の投射型表示装置。