JPH08304756A - 投写型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は偏光板又はλ／４板と空気との界面に
よる反射光束の液晶パネルへの入射を防ぐとともに、ス
クリーンに投写する光束又は光合成系に入射する光を直
線偏光として、表示特性の良好な投写型表示装置を実現
することを目的とする。 【解決手段】本発明は投写型表示装置に関するものであ
り、光源と、出射面に偏光板を有する液晶パネルを用い
て、光源から出射した光束を映像信号に基づいて変調す
るための変調光学系と、変調光学系を通過した直線偏光
の光束を円偏光にするために偏光板の出射側に設けた第
１の位相差板と、第１の位相差板を通過した円偏光の光
束を再び直線偏光とするために第１の位相差板の出射側
に設けた第２の位相差板と、第２の位相差板を通過した
直線偏光の光束をスクリーンに拡大投写するための投写
光学系とを有するので、液晶パネルに戻ってくる反射光
を防止するとともに投写光束を直線偏光とすることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶パネルをライ
トバルブとして用いて、ここを通過する光束を映像信号
に対応させて変調し、その光束を投写レンズを介してス
クリーン上に拡大投写するように構成した投写型表示装
置に関するものである。さらに詳しくは、液晶パネルを
通過した光が、投写レンズ又は光合成プリズム等により
反射して再び液晶パネルに入射することを防止するため
の投写型表示装置の機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、光源からの光束を液晶パネルを通
して映像情報に対応させて変調し、そして投写光学系を
介して変調した光束をスクリーン上に拡大投写する投写
型表示装置の開発実用化がすすめられている。ところ
が、図８に示すように、偏光板６と空気との界面で反射
した光束が液晶パネルに戻ってくることに起因する素子
の誤動作等の問題点が残されており、この問題点を解決
することが早急に求められている。特開平５−２１００
９７号公報にはこの問題を解決するために、λ／４板を
液晶パネルと投写光学系との間に配置した投写型表示装
置が開示されている。 図９（ａ）には、従来の１枚の
液晶パネルを用いた投写型表示装置の光学系の構成を示
してある。図９においては、光源ランプ１から出射した
光束は、入射側偏光板４、液晶パネル５及び出射側偏光
板６を有する変調光学系３に向けて出射する。変調光学
系３では、映像信号に基づいて入射した光束を液晶パネ
ル５で変調し、出射側偏光板４を通過することによって
直線偏光となった光束を、その遅軸の方向が出射側偏光
板の透過軸の方向と４５°ずれたλ／４板７に向けて出
射する。そしてλ／４板７を通過した光束は投写光学系
２によって、スクリーン９に拡大投写される。一方、λ
／４板７と空気との界面によって反射した光束は再びλ
／４板７を逆方向から通過することにより、その偏光方
向が出射側偏光板６の透過軸方向と９０°ずれた直線偏
光となる。そのため、投写光学系２によって反射した光
束は、出射側偏光板６に吸収されるので液晶パネルには
戻らない。

【０００３】図９（ｂ）には、従来の３枚の液晶パネル
を用いた投写型表示装置の光学系の構成を示してある。
図９（ｂ）においては、光源ランプ１から出射した光束
は、ダイクロイックミラー１０１、１０２を含む色分離
光学系１０を介して、赤、緑及び青の各色光束に分離さ
れる。そして、色分離光学系１０によって分離された各
色光束は、ミラー１１１、１１２及び１１３に導かれ
て、赤、緑及び青の各色に対応する３枚の液晶パネル５
Ｒ、５Ｇ、５Ｂを備えた変調光学系３Ｒ、３Ｇ及び３Ｂ
に入射する。各変調光学系３Ｒ、３Ｇ及び３Ｂでは、映
像信号に基づいて入射した各色光束を各液晶パネル５
Ｒ、５Ｇ及び５Ｂによって変調し、出射側偏光板４Ｒ、
４Ｇ及び４Ｂを通過することによって直線偏光となった
光束を、その遅軸の方向が出射側偏光板の透過軸の方向
と４５°ずれたλ／４板７Ｒ、７Ｇ及び７Ｂに向けて出
射する。そしてλ／４板７Ｒ、７Ｇ及び７Ｂを通過した
光束を、光合成系１１によって合成し、その後投写光学
系８によって、スクリーン９に拡大投写される。一方、
λ／４板７と空気との界面によって反射した光束は再び
λ／４板７Ｒ、７Ｇ及び７Ｂを逆方向から通過すること
により、その偏光方向が出射側偏光板６Ｒ、６Ｇ及び６
Ｂの透過軸方向と９０°ずれた直線偏光となる。そのた
め、投写光学系８によって反射した光束は、出射側偏光
板６Ｒ、６Ｇ及び６Ｂに吸収されるので液晶パネルには
戻らない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の投写型
表示装置においては、変調光学系３又は３Ｒ、３Ｇ及び
３Ｂを通過する光束、つまりはスクリーン９に拡大投写
する光束はλ／４板７又は７Ｒ、７Ｇ及び７Ｂを通過す
るため円偏光となる。しかしながら、スクリーンに投写
する光束又は、光合成系に入射する光は直線偏光である
ことが望ましい。その理由を以下に述べる。

【０００５】まず、第１に光合成系に入射する光束が円
偏光である場合を考える。光合成系には一般的に波長選
択性のあるダイクロイックプリズムが用いられるが、こ
のダイクロイックプリズムをＳ偏光成分又はＰ偏光成分
のどちらにも同等の波長選択性をもたせるように作るこ
とは困難であるため、通常どちらか一方の偏光成分に最
適化してある。そのため、例えば上記した従来例におい
て光合成系をＳ偏光成分に対して最適化している場合、
変調光学系３Ｒから出射した光束のうちＳ偏光成分につ
いては光束は光合成系１１の赤反射膜によって反射して
投写光学系に導かれるが、Ｐ偏光成分についてはその一
部が赤反射膜を透過してしまう。その結果、変調光学系
３Ｒと光合成系１１を介して相対向する位置に配置され
た変調光学系３Ｂに赤の光束が入射してしまう。もちろ
ん、他の変調光学系３Ｇ及び３Ｒについても同様のこと
がいえる。

【０００６】第２に投写光学系に入射する光束すなわち
スクリーンに投写する光束が円偏光である場合を考え
る。投写画像の質の低下の原因の一つとして、スクリー
ンによって反射した照明等の光が使用者の目に入るとい
ったことがある。一般的に言って、部屋の照明は天井に
ついていることが多いため、スクリーンによって反射す
る光は、Ｐ偏光方向の反射光とＳ偏光方向の反射光とを
比較するとＰ偏光方向の反射光の方が目立つという傾向
がある。そのため、スクリーンには、Ｐ偏光方向の光を
吸収する機能を有する偏光スクリーンを用いることが多
い。ところが投写画像が円偏光であると、照明等の光の
Ｐ偏光成分ばかりでなく投写画像のＰ偏光成分をも吸収
してしまうため投写画像の光量が半減し、明るい表示が
得られなくなってしまうという問題を残すこととなる。
したがって、スクリーンに投写する光束又は光合成系に
入射する光は直線偏光、好ましくはＳ偏光の直線偏光で
あることが望ましいのである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した問題点
つまり偏光板又はλ／４板と空気との界面による反射光
束の液晶パネルへの入射を防ぐとともに、スクリーンに
投写する光束又は光合成系に入射する光を直線偏光とし
て、表示特性の良好な投写型表示装置を実現することを
目的とする。

【０００８】本発明の投写型表示装置は、光源と、出射
面に偏光板を有する液晶パネルを用いて、前記光源から
出射した光束を映像信号に基づいて変調するための変調
光学系と、前記変調光学系を通過した直線偏光の光束を
円偏光にするために前記偏光板の出射側に設けた第１の
位相差板と、前記第１の位相差板を通過した円偏光の光
束を再び直線偏光とするために前記第１の位相差板の出
射側に設けた第２の位相差板と、前記第２の位相差板を
通過した直線偏光の光束をスクリーンに拡大投写するた
めの投写光学系とを有する。

【０００９】また、前記第１及び第２の位相差板はλ／
４板であり、前記第１の位相差板の遅軸の方向が前記偏
光板の透過軸の方向と４５°ずれた状態となるように配
置されていることが好ましい。

【００１０】また、前記第２の位相差板はその遅軸の方
向が前記第１の位相差板の遅軸の方向と９０°ずれた状
態となるように配置されている。

【００１１】さらには、前記変調光学系、前記第１の位
相差板、前記第２の位相差板は前記スクリーンに投射す
る光束の偏光がＳ偏光となるように配置されていること
が好ましい。

【００１２】図１及び図２（ａ）及び（ｂ）を用いて上
記した発明の作用を詳しく説明する。光源１から出射し
てその後液晶パネルによって変調し、透過軸の方向が垂
直方向である偏光板６を通過した光束１８１は直線偏光
となり、その偏光方向１３１は垂直方向となっている。
この直線偏光の光束は、その遅軸１４１が偏光板の透過
軸の方向と４５°ずれた状態となるように配置されてい
るλ／４板である第１の位相差板７を通過することによ
り、直線偏光の光束の成分のうち第１の位相差板７の遅
軸１４１方向の成分が、第１の位相差板７の速軸１４２
方向の成分に比べ１／４波長分位相が遅れる。そのた
め、第１の位相差板７を出射した光束１３２は円偏光と
なる。図２（ａ）にこの期間における各成分の位相の変
化を示す。図中縦軸は光束の振幅を示し、横軸は時間変
化を示す。実線で示した１３ａは光束の第１の位相差板
７の遅軸１４１方向成分の位相、波線で示した１３ｂは
光束の第１の位相差板７の速軸１４２方向成分の位相、
１５０は光束が偏光板６と第１の位相差板７との間を偏
光板６の側から通過する期間、１５１は光束が第１の位
相差板を偏光板６の側から通過するまでの期間、１５２
は光束が第１の位相差板７と第２の位相差板８との間を
第１の位相差板７の側から通過する期間を示す。尚、遅
軸とは、位相差板において高い屈折率をもっている方向
であり、速軸とは遅軸と直交する方向であって低い屈折
率を持っている方向のことである。次に、第１の位相差
板７を通過し円偏光となった光束１３２は、その遅軸１
４３と第１の位相差板７との遅軸１４１とが９０°ずれ
るような状態となるように配置しているλ／４板である
第２の位相差板７を通過することにより、円偏光の光束
１３２の成分のうち第２の位相差板８の遅軸１４３方向
の成分すなわち第１の位相差板の速軸１４２方向の成分
１３ｂが、第２の位相差板８の速軸１４４方向の成分す
なわち第１の位相差板の遅軸１４１方向の成分１３ａに
比べ１／４波長分位相が遅れる。そのため、第２の位相
差板７を出射した光束１３３は偏光板を通過した直線偏
光の光束１３１と同方向の直線偏光となる。図２（ｂ）
にこの期間における各成分の位相の変化を示す。図中縦
軸は光束の振幅を示し、横軸は時間変化を示す。実線で
示した１３ａは光束の第２の位相差板７の速軸１４４方
向成分の位相、波線で示した１３ｂは光束の第２の位相
差板８の遅軸１４３方向成分の位相、１５２は光束が第
１の位相差板７と第２の位相差板８との間を第１の位相
差板７の側から通過する期間、１５３は光束が第２の位
相差板８を第１の位相差板７の側から通過するまでの期
間、１５４は光束が第２の位相差板８と投写光学系２と
の間を第２の位相差板の側から通過する期間を示す。次
に、第１の位相差板７の出射面及び第２の位相差板８の
入射面によって反射した光について考える。第１の位相
差板７の出射面及び第２の位相差板８の入射面で反射し
た光束は第１の位相差板７を反対方向から通過すること
によって、偏光板の透過軸と直交する直線偏光となっ
て、偏光板６に吸収されるので液晶パネル５にはもどら
ない。本発明に用いる第１及び第２の位相差板はλ／４
板に限ったものではなく、光束の成分のうちどちらか一
方を相対的にずらすものであれば反射光の液晶パネルへ
の入射を減じることができる。また、偏光板６と第１の
位相差板を光学的に密着した構成とすれば偏光板６と空
気との界面がなくなるので、液晶パネルへの反射光をな
くすことができる。上記した発明によれば投写光学系等
により反射した光束が液晶パネルに入射することを防止
できるとともに、投写光学系からスクリーンに向けて投
写する光束が直線偏光の光束となるので、スクリーンを
偏光スクリーンとすれば、スクリーンによって反射する
照明等の光を半減し、且つ投写画像を効率よく反射する
ことが可能となる。さらには投写光学系からスクーリー
ンに向けて投写する光束をＳ偏光の光束とすれば、Ｐ偏
光の光を吸収する偏光スクリーンを用いることにより、
天井等スクリーンの上部に設けた照明の光の偏光成分の
うちＰ偏光成分の光を吸収することができるので最も効
率よく照明等の反射光を削減できる。したがって、素子
の誤動作を防止するとともに高いコントラストを有する
色再現性の優れた液晶表示素子を実現することができ
る。また本発明の投写型表示装置は、赤、緑及び青の３
原色の光を含む光束を出射する光源と、前記光源から出
射した前記光束を前記３原色の各色の光束に分離する色
分離光学系と、出射面に偏光板を有する液晶パネルを用
いて、分離した前記各光束のそれぞれを映像信号に基づ
いて変調するための変調光学系と、前記変調光学系を通
過した直線偏光の光束を円偏光にするために前記偏光板
の出射側に設けた第１の位相差板と、前記第１の位相差
板を通過した円偏光の光束を再び直線偏光とするために
前記第１の位相差板の出射側に設けた第２の位相差板
と、前記第２の位相差板を通過した各色の光束を合成す
るための合成光学系と、前記色合成光学系により合成し
た光束をスクリーンに拡大投写するための投写光学系と
を有する。

【００１３】また、前記第１の位相差板は、前記３原色
の色光を変調するためのそれぞれの前記変調光学系が有
するそれぞれの前記偏光板の出射側に配置されており、
前記第２の位相差板は、前記３原色の色光を変調するた
めのそれぞれの前記変調光学系が有するそれぞれの前記
偏光板の出射側に配置されている前記第１の位相差板の
出射側に配置されていることが好ましい。

【００１４】また、前記第１の位相差板は、青の光束を
変調するための前記変調光学系が有する前記偏光板の出
射側のみに配置されており、前記第２の位相差板は、青
の光束を変調するための前記変調光学系が有する前記偏
光板の出射側に配置されている前記第１の位相差板の出
射側のみに配置されていてもよい。

【００１５】また、前記第１および第２の位相差板は、
それぞれの前記変調光学系に入射する色光毎に最適化さ
れていることが好ましい。

【００１６】また、前記第１および第２の位相差板は、
青色の光束に対して最適化されていてもよい。

【００１７】また、前記合成光学系はダイクロイックプ
リズムである。

【００１８】図４を用いて上記構成による作用を説明す
る。光源１から出射した光束は、色分離光学系１０によ
って３原色の赤、緑及び青の各色の色光に分離される。
そして分離した各光束は各々の色光に対応している各変
調光学系３Ｒ、３Ｇ、及び３Ｂに入射し液晶パネル５
Ｒ、５Ｇ及び５Ｂで映像信号に基づいて変調される。そ
して偏光板６Ｒ、６Ｇ及び６Ｂを通過した光束は直線偏
光となって出射する。第１の位相差板７Ｒ、７Ｇ及び７
Ｂに入射しそこを通過した光束は第１の位相差板７Ｒ、
７Ｇ及び７Ｂの作用によって円偏光となって第２の位相
差板８Ｒ、８Ｇ及び８Ｂに向かって出射する。第２の位
相差板８Ｒ、８Ｇ及び８Ｇに入射に入射しそこを通過し
た光は第２の位相差板８Ｒ、８Ｇ及び８Ｇの作用によっ
て再び直線偏光となって光合成系１１に向かって出射す
る。そして光合成系１１に入射する。光合成系１１には
ダイクロイックプリズムが用いられることが多いが、一
般的にダイクロイックプリズムをＳ偏光及びＰ偏光の両
方の波長成分にたいして波長選択性を持たせように作る
ことは難しい。そのため、通常はダイクロイックプリズ
ムはＳ偏光又はＰ偏光のどちらか一方の光束に対して適
切な波長選択性を持つように作成されている。そのた
め、例えば青色反射膜１１Ｂで青の色光が透過してしま
うのを防止するためには、光合成系１１に入射する光束
を直線偏光とし、そしてその直線偏光と同方向の光束に
たいして適切な波長選択性を持つようなダイクロイック
プリズム１１とする。一方、第１の位相差板７Ｒ、７Ｇ
及び７Ｂの出射面並びに第２の位相差板８Ｒ、８Ｇ及び
８Ｂの出射面と空気との界面で反射した反射光束は、第
１の位相差板７Ｒ、７Ｇ及び７Ｂの出射方向と反対の向
きから通過し、偏光板の偏光軸と直交する直線偏光にな
る。したがって、この光束は偏光板において吸収される
ので液晶パネルには至らない。ここで、第１及び第２の
位相差板はλ／４板とし、第１の位相差板７Ｒ、７Ｇ及
び７Ｂの遅軸の方向が前記偏光板の透過軸の方向と４５
°ずれた状態となるように配置していれば、先に図１及
び図２を用いて説明したものと同様の作用により、光合
成系１１に入射する光及び光合成系１１の光入射面で反
射して偏光板６Ｒ、６Ｇ及び６Ｂに戻ってきた光束は、
完全な直線偏光となる。したがって、素子の誤動作を防
止するとともに高いコントラストを有する色再現性の優
れた液晶表示素子を実現することができる。

【００１９】また、前記第１及び第２の位相差板の遅軸
の方向は９０度ずれた状態となるように配置すれば、光
合成手段１１に入射する光束の偏光方向と偏光板６Ｒ、
６Ｇ及び６Ｂの透過軸とが同じ方向となる。

【００２０】また、変調光学系、第１の位相差板および
第２の位相差板を合成光学系に入射する各色の光束の偏
光方向がそれぞれ等しくなるよう配置すると好ましい。
なぜならばこのようし、その偏光方向に対して適切な波
長選択性を持つようなダイクロイックプリズムを用いる
ことにより、光束の偏光方向に起因するダイクロイック
プリズムの波長選択性の低下を防止することができる。
そして、その偏光方向はＳ偏光方向であることが好まし
い。その理由は、一般的にダイクロイックプリズムは、
Ｓ偏光方向の光束に対してに波長選択性を適切にするほ
うが、Ｐ偏光方向の光束に対してに波長選択性を適切に
するほうがたやすく且つ安価にできるからである。

【００２１】また、第１の位相差板及び第２の位相差板
はそれぞれの変調光学系に対応して配置されていること
が好ましく、さらには第１および第２の位相差板はそれ
ぞれの変調光学系に入射する色光の光束毎に最適化され
ていることが好ましい。赤、緑及び青の色光はそれぞれ
波長が異なるためそれぞれの波長に応じて、使用する第
１及び第２の位相差板も異なってくる。第１及び第２の
位相差板をそれぞれの色光に応じて最適なものを選択す
ることによって、液晶パネルに入射する反射光を最小と
することができる。

【００２２】また、第１および第２の位相差板は、青色
の光束に対して最適化されていてもよい。それは、反射
光束のうち最も光量が多いのはその波長が短波長側にあ
る青色の光束であり、また、薄膜トランジスタを形成す
るポリシリコンは青の光を最も吸収しやすい。そのた
め、青の光束に対して最適化した第１及び第２の位相差
板を用いれば、液晶パネルに入射する反射光を効果的に
を防止でき、且つトランジスタの誤動作を効果的に防止
することができる。さらには、この場合においては１種
類の位相差板を用意すれば足りるのでより安価な装置が
実現する。

【００２３】また、第１及び第２の位相差板は、青の光
束を変調するための前記変調光学系が有する前記偏光板
の出射側のみに配置されていてもよい。その理由は上述
したように、反射光束のうち最も光量が多いのはその波
長が短波長側にある青色の光束であるからである。

【００２４】また、第１の位相差板は偏光板に、第２の
位相差板は光合成手段に光学的に密着して配置するのが
好ましい。なぜならば、こうすることにより光合成手段
と空気との界面及び偏光板と空気との界面をなくすこと
ができるため、液晶パネル５への反射光をなくすことが
できるからである。

【００２５】また本発明は、光源と、前記光源から出射
した白色光束をＰ偏光光束およびＳ偏光光束に分離する
偏光分離光学系と、前記Ｐ偏光光束および前記Ｓ偏光光
束のうちどちらか一方の光束を３原色の各色光束に分離
する色分離光学系と、出射面に偏光板を有する輝度用液
晶パネルを用いて、前記Ｐ偏光光束および前記Ｓ偏光光
束のうち他方の光束を輝度信号に基づいて変調する輝度
変調光学系と、出射面に偏光板を有するカラー用液晶パ
ネルを用いて、前記色分離光学系によって分離した各光
束のそれぞれを各色信号に基づいて変調する色変調光学
系と、前記偏光板を通過した直線偏光の光束を円偏光に
するために前記偏光板の出射側に設けた第１の位相差板
と、前記第１の位相差板を通過した円偏光の光束を再び
直線偏光とするために前記第１の位相差板の出射側に設
けた第２の位相差板と、前記第２の位相差板を通過した
各色の光束を合成するための色合成光学系と、前記色合
成光学系により合成した変調光束をスクリーンに拡大投
写する投写光学系とを有する。

【００２６】図５を用いて上記構成による作用を説明す
る。光源１から出射した光束は偏光ビームスプリッタで
ある偏光分離光学系１６１によってＳ偏光成分とＰ偏光
成分とに分離する。そのうちＰ偏光成分の光束について
は、ミラー１７４に導かれて輝度変調光学系３１に入射
し、輝度用液晶パネル５１で輝度信号に基づいて変調さ
れる。そして偏光板６１、第１の位相差板７１及び第２
の位相差板８１を順次通過し、図１を用いて上記した作
用によって直線偏光となって偏光ビームスプリッタであ
る偏光分離光学系１６２に向かって出射する。一方、Ｓ
偏光成分の光束は色分離光学系１０によって各色の光束
に分離し、反射ミラー１７１、１７２及び１７３によっ
て各々の色光に対応している各変調光学系３Ｒ、３Ｇ、
及び３Ｂに入射しカラー用液晶パネル５Ｒ、５Ｇ及び５
Ｂで映像信号に基づいて変調される。そして偏光板６
Ｒ、６Ｇ及び６Ｂを、第１の位相差板７Ｒ、７Ｇ及び７
Ｂ及び第２の位相差板８Ｒ、８Ｇ及び８Ｂを順次通過
し、図１を用いてで述べた作用と同様の作用によって直
線偏光となって偏光ビームスプリッタ１６２に向かって
出射する。偏光ビームスプリッタ１６２に入射した光束
のＰ偏光成分及びＳ偏光成分を合成して投写光学系２向
かって出射する。第１の位相差板７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ及び
７１の出射面並びに第２の位相差板８Ｒ、８Ｇ、８Ｂ及
び８１と空気との界面によって反射した光束は第１の位
相差板７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ及び７１並びに第２の位相差板
８Ｒ、８Ｇ、８Ｂ及び８１によって、偏光板６Ｒ、６
Ｇ、６Ｂ及び６１の透過軸と直交した偏光方向の直線偏
光となって偏光板６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ及び６１に吸収さ
れ、カラー用液晶パネル５Ｒ、５Ｇ及び５Ｂ又は輝度用
液晶パネル３１には入射しない。

【００２７】

【発明の実施の形態】

（実施例１）図３は単板式の投写型表示装置の光学系を
示す図である。メタルハライドランプである光源１から
出射する光の光路上には変調光学系３が配置してある。
変調光学系３は偏光板４と偏光板６との間にポリシリコ
ンＴＦＴ素子が形成された液晶パネル５を配置した構成
となっており、偏光板６はその透過軸の方向がＳ偏光方
向となるように配置している。偏光板６の出射側には第
１の位相差板７を偏光板６と光学的に密着するように配
置しており、第１の位相差板の出射側には第２の位相差
板８を配置している。第１の位相差７及び第２の位相差
板８にはλ／４板である一軸延伸フィルムを用いてい
る。そして第１の位相差板７の遅軸の方向は偏光板６の
透過軸の方向と４５°ずれた状態となるように配置して
おり、第２の位相差板８の遅軸の方向は、第１の位相差
板７の遅軸の方向と９０°ずれた状態となるように配置
している。第２の位相差板８の出射側には投写光学系を
配置している。 （実施例２）図４は３板式の投写型表示装置の光学系を
示す図である。光源１から出射する光の光路上には赤の
光を反射し緑及び青の光を透過するダイクロイックミラ
ーである色分離光学系１０１を配置している。色分離緑
及び青の光の光路上には緑の光を反射し青の光を透過す
るダイクロイックミラーである色分離光学系１０２を配
置している。青の光路上及び赤の光路上にはミラー１７
１、１７２及び１７３を、色分離光学系１０によって分
離される３原色の赤、緑及び青の各色の色光を変調光学
系３Ｒ、３Ｇ、及び３Ｂに導くように配置している。各
変調光学系３Ｒ、３Ｇ及び３Ｂはそれぞれ偏光板４Ｒ、
４Ｇ及び４ＧとポリシリコンＴＦＴ素子が形成された液
晶パネル５Ｒ、５Ｇ及び５Ｂと偏光板６Ｒ、６Ｇ及び６
Ｇを有している。偏光板６Ｒ、６Ｇ及び６Ｂはその透過
軸の方向がＳ偏光方向となるように配置している。各変
調光学系３Ｒ、３Ｇ及び３Ｂのそれぞれの光が出射する
側には、偏光板６Ｒ、６Ｇ及び６Ｂに光学的に密着する
ように第１の位相差板７Ｒ、７Ｇ及び７Ｂを配置してい
る。第１の位相差板はλ／４板である一軸延伸フィルム
であり、第１の位相差板の遅軸の方向が前記偏光板の透
過軸の方向と４５°ずれた状態となるように配置してい
る。第１の位相差板７Ｒ、７Ｇ及び７Ｂの出射側にそれ
ぞれ第２の位相差板８Ｒ、８Ｇ及び８Ｂを配置してい
る。第２の位相差板８Ｒ、８Ｇ、８Ｂの第一の位相差板
と同様にλ／４板である一軸延伸フィルムであり、その
遅軸の方向は、第１の位相差板遅軸の方向と９０度ずれ
た状態となるように配置している。第２の位相差板８
Ｒ、８Ｇ、８Ｇの出射側にはダイクロイックプリズムで
ある光合成系１１を配置しており、その出射側には投写
光学系２を配置してある。

【００２８】（実施例３）図５及び図６は４板式の投写
型表示装置の光学系を示す図である。図５を用いて本実
施例の構成を説明する。光源１から出射する光束の光路
上には、光束をＳ偏光成分とＰ偏光成分とに分離すため
に設けた偏光ビームスプリッタである偏光分離光学系１
６１を配置している。Ｐ偏光成分の光束の光路上には、
Ｐ偏光成分の光束を変調光学系３Ａに導くためのミラー
１７４を配置している。変調光学系３１は、偏光板４
１、輝度用ポリシリコンＴＦＴ素子が形成された液晶パ
ネル５１及び偏光板６１を有している。輝度変調光学系
３１の光が出射する側には、偏光板６１に光学的に密着
するように第１の位相差板７１を配置している。第１の
位相差板はλ／４板である一軸延伸フィルムであり、第
１の位相差板７１の遅軸の方向が前記偏光板の透過軸の
方向と４５°ずれた状態となるように配置している。第
１の位相差板７１の出射側には第２の位相差板８１を配
置している。第２の位相差板７１も第一の位相差板７１
と同様にλ／４板である一軸延伸フィルムであり、その
遅軸の方向は、第１の位相差板７１の遅軸の方向と９０
度ずれた状態となるように配置している。第２の位相差
板８１の出射側には偏光ビームスプリッタである偏光合
成系１６２を配置してある。一方、Ｓ偏光成分の光路上
には赤の光を反射し緑及び青の光を透過するダイクロイ
ックミラーである色分離光学系１０１を配置している。
色分離緑及び青の光の光路上には緑の光を反射し青の光
を透過するダイクロイックミラーである色分離光学系１
０２を配置している。青の光路上及び赤の光路上にはミ
ラー１７１、１７２及び１７３を、色分離光学系１０に
よって分離される３原色の赤、緑及び青の各色の色光を
色変調光学系３Ｒ、３Ｇ、及び３Ｂに導くように配置し
ている。各色変調光学系３Ｒ、３Ｇ及び３Ｂはそれぞれ
偏光板４Ｒ、４Ｇ及び４ＧとポリシリコンＴＦＴ素子が
形成された液晶パネル５Ｒ、５Ｇ及び５Ｂと偏光板６
Ｒ、６Ｇ及び６Ｇを有している。偏光板６Ｒ、６Ｇ及び
６Ｂはその透過軸の方向がＳ偏光方向となるように配置
している。各色変調光学系３Ｒ、３Ｇ及び３Ｂのそれぞ
れの光が出射する側には、偏光板６Ｒ、６Ｇ及び６Ｂに
光学的に密着するように第１の位相差板７Ｒ、７Ｇ及び
７Ｂを配置している。第１の位相差板はλ／４板である
一軸延伸フィルムであり、第１の位相差板の遅軸の方向
が前記偏光板の透過軸の方向と４５°ずれた状態となる
ように配置している。第１の位相差板７Ｒ、７Ｇ及び７
Ｂの出射側にそれぞれ第２の位相差板７Ｒ、７Ｇ及び７
Ｂを配置している。第２の位相差板７Ｒ、７Ｇ、７Ｂの
第一の位相差板７１と同様にλ／４板である一軸延伸フ
ィルムであり、その遅軸の方向は、第１の位相差板７
Ｒ、７Ｇ及び７Ｂの遅軸の方向と９０度ずれた状態とな
るように配置している。第２の位相差板７Ｒ、７Ｇ、７
Ｂの出射側には偏光ビームスプリッタである偏光合成系
１６２を配置している。そして、偏光合成系１６２の出
射側には投写光学系２を配置している。

【００２９】（実施例４）図７は２板式の投写型表示装
置を示す図である。光源１から出射する光束の光路上に
は、光束をＳ偏光成分とＰ偏光成分とに分離するために
設けた偏光ビームスプリッタである偏光分離光学系１６
１を配置している。Ｐ偏光成分の光束の光路上には、Ｐ
偏光成分の光束を変調光学系３１に導くためのミラー１
７６を配置している。変調光学系３１は、偏光板４１、
ポリシリコンＴＦＴ素子が形成された輝度用液晶パネル
５１及び偏光板６１を有している。輝度変調光学系３１
の光が出射する側には、偏光板６１に光学的に密着する
ように第１の位相差板７１を配置している。第１の位相
差板はλ／４板である一軸延伸フィルムであり、第１の
位相差板の遅軸の方向が前記偏光板の透過軸の方向と４
５°ずれた状態となるように配置している。第１の位相
差板７１の出射側には第２の位相差板８１を配置してい
る。第２の位相差板８１も第一の位相差板７１と同様に
λ／４板である一軸延伸フィルムであり、その遅軸の方
向は、第１の位相差板７１の遅軸の方向と９０度ずれた
状態となるように配置している。第２の位相差板８１の
出射側には偏光ビームスプリッタである偏光合成系１６
２を配置してある。一方、Ｓ偏光成分の光路上にはミラ
ー１７５を、色変調光学系３に導くように配置してい
る。色変調光学系３２は偏光板４２とポリシリコンＴＦ
Ｔ素子が形成されたカラー用液晶パネル５２と偏光板６
２を有している。そして偏光板６２の透過軸の方向がＳ
偏光方向となるように配置している。色変調光学系３２
の光が出射する側には、偏光板６２に光学的に密着する
ように第１の位相差板７２を配置している。第１の位相
差板はλ／４板である一軸延伸フィルムであり、第１の
位相差板の遅軸の方向が前記偏光板の透過軸の方向と４
５°ずれた状態となるように配置している。第１の位相
差板７２の出射側に第２の位相差板８２を配置してい
る。第２の位相差板８２の第一も位相差板７２と同様に
λ／４板である一軸延伸フィルムであり、その遅軸の方
向は、第１の位相差板７２の遅軸の方向と９０度ずれた
状態となるように配置している。第２の位相差板８２の
出射側には偏光ビームスプリッタである偏光合成系１６
２が配置している。そして、偏光合成系１６２の出射側
には投写光学系２を配置している。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明の投写型表示装置による偏光の
変化を示す図。

【図２】（ａ）及び（ｂ）は、光束の各成分の位相の変
化を示す図。

【図３】 本発明を単板式の投写型表示装置に用いた例
を示す図。

【図４】 本発明を３板式の投写型表示装置に用いた例
を示す図。

【図５】 本発明を４板式の投写型表示装置に用いた例
を示す図。

【図６】 本発明を４板式の投写型表示装置に用いた例
を示す図。

【図７】 本発明を２板式の投写型表示装置に用いた例
を示す図。

【図８】 従来の投写型表示装置における反射光を説明
する図。

【図９】 （ａ）は従来の単板式の投写型表示装置の構
成を示す図であり、（ｂ） は従来の３板式の投写型表
示装置の構成を示す図。

【符号の説明】

１．光源 ２．投写光学系 ３、３Ｒ、３Ｇ、３Ｂ．変調光学系 ４、４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ．入射側偏光板 ５、５Ｒ、５Ｇ、５Ｂ．液晶パネル ６、６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ．出射側偏光板 ７、７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ、７１、７２．λ／４板（第１の
位相差板） ８、８Ｒ、８Ｇ、８Ｂ、８１、８２．λ／４板（第２の
位相差板） ９．スクリーン １０．色分離光学系 １０１、１０２．ダイクロイックミラー １１１、１１２、１１３．ミラー

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源と、 出射面に偏光板を有する液晶パネルを用いて、前記光源
   から出射した光束を映像信号に基づいて変調するための
   変調光学系と、 前記変調光学系を通過した直線偏光の光束を円偏光にす
   るために前記偏光板の出射側に設けた第１の位相差板
   と、 前記第１の位相差板を通過した円偏光の光束を再び直線
   偏光とするために前記第１の位相差板の出射側に設けた
   第２の位相差板と、 前記第２の位相差板を通過した直線偏光の光束をスクリ
   ーンに拡大投写するための投写光学系とを有する投写型
   表示装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の投写型表示装置であって、 前記第１および第２の位相差板はλ／４板であり、前記
   第１の位相差板はその遅軸の方向が前記偏光板の透過軸
   の方向と４５°ずれた状態となるように配置されている
   投写型表示装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の投写型表示装置であって、 前記第２の位相差板はその遅軸の方向が前記第１の位相
   差板の遅軸の方向と９０°ずれた状態となるように配置
   されている投写型表示装置。
4. 【請求項４】請求項１又は２に記載の投写型表示装置で
   あって、 前記変調光学系、前記第１の位相差板、前記第２の位相
   差板は前記スクリーンに投射する光束の偏光がＳ偏光と
   なるように配置されている投写型表示装置。
5. 【請求項５】赤、緑及び青の３原色の光を含む光束を出
   射する光源と、 前記光源から出射した前記光束を前記３原色の各色の光
   束に分離する色分離光学系と、 出射面に偏光板を有する液晶パネルを用いて、分離した
   前記各光束のそれぞれを映像信号に基づいて変調するた
   めの変調光学系と、 前記変調光学系を通過した直線偏光の光束を円偏光にす
   るために前記偏光板の出射側に設けた第１の位相差板
   と、 前記第１の位相差板を通過した円偏光の光束を再び直線
   偏光とするために前記第１の位相差板の出射側に設けた
   第２の位相差板と、 前記第２の位相差板を通過した各色の光束を合成するた
   めの合成光学系と、 前記色合成光学系により合成した光束をスクリーンに拡
   大投写するための投写光学系とを有する投写型表示装
   置。
6. 【請求項６】請求項５に記載の投写型表示装置であっ
   て、 前記第１および第２の位相差板はλ／４板である投写型
   表示装置。
7. 【請求項７】請求項５又は６に記載の投写型表示装置で
   あって、 前記第１及び第２の位相差板の遅軸の方向は９０度ずれ
   た状態となるように配置されている投写型表示装置。
8. 【請求項８】請求項５に記載の投写型表示装置であっ
   て、 前記変調光学系、前記第１の位相差板および第２の位相
   差板は前記合成光学系に入射する各色の光束の偏光方向
   がそれぞれ等しくなるよう配置されている投写型表示装
   置。
9. 【請求項９】請求項８に記載の投写型表示装置であっ
   て、 前記偏光方向はＳ偏光方向である投写型表示装置。
10. 【請求項１０】請求項５に記載の投写型表示装置であっ
    て、 前記第１の位相差板は、前記３原色の色光を変調するた
    めのそれぞれの前記変調光学系が有するそれぞれの前記
    偏光板の出射側に配置されており、 前記第２の位相差板は、前記３原色の色光を変調するた
    めのそれぞれの前記変調光学系が有するそれぞれの前記
    偏光板の出射側に配置されている前記第１の位相差板の
    出射側に配置されている投写型表示装置。
11. 【請求項１１】請求項５に記載の投写型表示装置であっ
    て、 前記第１の位相差板は、青の光束を変調するための前記
    変調光学系が有する前記偏光板の出射側のみに配置され
    ており、 前記第２の位相差板は、青の光束を変調するための前記
    変調光学系が有する前記偏光板の出射側に配置されてい
    る前記第１の位相差板の出射側のみに配置されている投
    写型表示装置。
12. 【請求項１２】請求項１０に記載の投写型表示装置であ
    って、 前記第１および第２の位相差板は、それぞれの前記変調
    光学系に入射する色光毎に最適化されている投写型表示
    装置。
13. 【請求項１３】請求項１０または１１に記載の投写型表
    示装置であって、 前記第１および第２の位相差板は、青色の光束に対して
    最適化されている投写型表示装置。
14. 【請求項１４】請求項５から１３のうちのいずれかに記
    載の投写型表示装置であって、 前記合成光学系はプリズム合成系である投写型表示装
    置。
15. 【請求項１５】光源と、 前記光源から出射した光束をＰ偏光光束およびＳ偏光光
    束に分離する偏光分離光学系と、 前記Ｐ偏光光束および前記Ｓ偏光光束のうちどちらか一
    方の光束を３原色の各色光束に分離する色分離光学系
    と、 出射面に偏光板を有する輝度用液晶パネルを用いて、前
    記Ｐ偏光光束および前記Ｓ偏光光束のうち他方の光束を
    輝度信号に基づいて変調する輝度変調光学系と、 出射面に偏光板を有するカラー用液晶パネルを用いて、
    前記色分離光学系によって分離した各光束のそれぞれを
    各色信号に基づいて変調する色変調光学系と、 前記偏光板を通過した直線偏光の光束を円偏光にするた
    めに前記偏光板の出射側に設けた第１の位相差板と、 前記第１の位相差板を通過した円偏光の光束を再び直線
    偏光とするために前記第１の位相差板の出射側に設けた
    第２の位相差板と、 前記第２の位相差板を通過した各色の光束を合成するた
    めの色合成光学系と、 前記色合成光学系により合成した変調光束をスクリーン
    に拡大投写する投写光学系とを有する投写型表示装置。