JPH11183898A - 投写型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 投写型表示装置における投写画像の色バラン
スを向上させる。 【解決手段】 本発明の投写型表示装置は、赤，緑，青
の３つの色光を、与えられた画像信号に基づいて変調し
て射出する３つの液晶ライトバルブ２５０，２５２，２
５４を備えている。これらの液晶ライトバルブ２５０，
２５２，２５４は、それぞれ、入射側偏光素子２５０
ａ，２５０ｂ，２５０ｃと、液晶装置２５０ｂ，２５２
ｂ，２５４ｂと、射出側偏光素子２５０ｃ，２５２ｃ，
２５４ｃとを備えている。青色光の液晶ライトバルブ２
５４の射出側偏光板２５４ｃの偏光度を従来より高くに
設定し、青色光、緑色光、赤色光の液晶ライトバルブ２
５４，２５２，２５０に設けられた射出側偏光素子２５
４ｃ，２５２ｃ，２５０ｃの順に、偏光度が低くなるよ
うに設定する。

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、照射された光
を、入力された画像信号に基づいて変調する光変調手段
として、液晶ライトバルブを用いた投写型表示装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】カラー画像を投写スクリーンに投写する
投写型表示装置として、液晶ライトバルブを光変調手段
として用いた投写型表示装置が提案されている。図７
は、従来の投写型表示装置の要部を示す概念図である。
この投写型表示装置は、３つの液晶ライトバルブ４２，
４４，４６と、クロスダイクロイックプリズム４８と、
投写レンズ系５０とを備えている。クロスダイクロイッ
クプリズム４８は、３つの液晶ライトバルブ４２，４
４，４６で変調された赤、緑、青の３色の光を合成し
て、投写レンズ系５０の方向に射出する。投写レンズ系
５０は、合成された光を投写スクリーン５２上に結像さ
せる。

【０００３】液晶ライトバルブ４２，４４，４６は、偏
光軸（透過軸）が直交するように設定された２枚の偏光
素子に、液晶装置（液晶素子アレイ）が挟まれて構成さ
れている。３つの液晶ライトバルブ４２，４４，４６か
らは、それぞれの液晶装置および２枚の偏光素子によっ
て、所定の偏光方向を有する直線偏光光（図７ではｓ偏
光光）の変調光が射出される。例えば、全画面白色の画
像信号が与えられた場合には、液晶ライトバルブに入射
された光が透過するように動作し、全画面黒色の画像信
号が与えられた場合には、入射された光を遮断するよう
に動作する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、実際には、前
画面黒色の画像信号が３つの液晶ライトバルブ４２，４
４，４６に与えられた場合にも、透過する光が存在し、
しかも、３つの色光ごとにその透過量が異なっている。
この結果、全画面黒色の画像が投写スクリーン５２に投
写されるはずであるにも関わらず、異なった色の画像、
例えば、少し青みがかった画像が投写されることにな
る。

【０００５】この発明は、従来技術における上述の課題
を解決するためになされたものであり、投写型表示装置
における投写画像の色バランスを向上させる技術を提供
するすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の第
１の投写型表示装置は、照明光を射出する照明手段と、
前記照明手段から射出された照明光を第１、第２、第３
の３つの色光に分離する色光分離手段と、前記第１、第
２、第３の色光をそれぞれ変調する第１、第２、第３の
ライトバルブと、前記第１、第２、第３のライトバルブ
から射出される光を合成する色光合成手段と、前記色光
合成手段から射出される合成光を投写する投写光学系と
を備えた投写型表示装置であって、前記第１のライトバ
ルブは、第１の液晶装置と、前記第１の液晶装置の光射
出面側に配置され所定の直線偏光光を透過させる第１の
射出側偏光素子とを備え、前記第２のライトバルブは、
第２の液晶装置と、前記第２の液晶装置の光射出面側に
配置され所定の直線偏光光を透過させる第２の射出側偏
光素子とを備え、前記第３のライトバルブは、第３の液
晶装置と、前記第１の液晶装置の光射出面側に配置され
所定の直線偏光光を透過させる第１の射出側偏光素子と
を備え、前記第１、第２、第３の射出側偏光素子のう
ち、少なくともいずれか一つの偏光度が他の射出側偏光
素子の偏光度と異なることを特徴とする。

【０００７】また、第２の投写型表示装置は、照明光を
射出する照明手段と、前記照明手段から射出された照明
光を第１、第２、第３の３つの色光に分離する色光分離
手段と、前記第１、第２、第３の色光をそれぞれ変調す
る第１、第２、第３のライトバルブと、前記第１、第
２、第３のライトバルブから射出される光を合成する色
光合成手段と、前記色光合成手段から射出される合成光
を投写する投写光学系とを備えた投写型表示装置であっ
て、前記第１のライトバルブは、第１の液晶装置と、前
記第１の液晶装置の光入射面側に配置され所定の直線偏
光光を透過させる第１の入射側偏光素子とを備え、前記
第２のライトバルブは、第２の液晶装置と、前記第２の
液晶装置の光入射面側に配置され所定の直線偏光光を透
過させる第２の入射側偏光素子とを備え、前記第３のラ
イトバルブは、第３の液晶装置と、前記第１の液晶装置
の光入射面側に配置され所定の直線偏光光を透過させる
第１の入射側偏光素子とを備え、前記第１、第２、第３
の入射側偏光素子のうち、少なくともいずれか一つの偏
光度が他の入射側偏光素子の偏光度と異なることを特徴
とする。

【０００８】第１、第２、第３の射出側偏光素子または
入射側偏光素子の偏光度がほぼ等し設定され、第１、第
２、第３のライトバルブから射出される漏れ光（本来ラ
イトバルブから射出されるべきでない光）に差が発生す
る場合には、所定の画像信号に対応した画像の色（例え
ば、黒色）のバランスが劣化する。上記投写型表示装置
においては、第１、第２、第３の射出側偏光素子または
入射側偏光素子のうち、少なくともいずれか一つの偏光
度が他の偏光変換素子の偏光度と異なっているので、第
１、第２、第３のライトバルブから射出される漏れ光の
光量がほぼ等しくなるようにすることができる。これに
より、所定の画像信号に対応した画像の色のバランスの
劣化を低減することができる。

【０００９】上記第１の投写型表示装置において、前記
第１、第２、第３の射出側偏光素子の偏光度は、前記第
１、第２、第３の色光の中で前記第１の色光の波長が最
も短く、前記第３の色光の波長が最も長いとすると、前
記第１の射出側偏光素子の偏光度を基準として前記第
１、第２、第３の順に低くなるように設定されているこ
とが好ましい。

【００１０】上記第２の投写型表示装置において、前記
第１、第２、第３の入射側偏光素子の偏光度は、前記第
１、第２、第３の色光の中で前記第１の色光の波長が最
も短く、前記第３の色光の波長が最も長いとすると、前
記第１の入射側偏光素子の偏光度を基準として前記第
１、第２、第３の順に低くなるように設定されているが
好ましい。

【００１１】一般に、液晶装置を用いたライトバルブ
は、光の波長が短いほど射出される漏れ光の光量が増加
する。従って、第１、第２、第３の色光に対応した第
１、第２、第３のライトバルブが同じもので構成されて
いるとすると、第１、第２、第３のライトバルブから射
出される漏れ光の光量に差が発生し、所定の画像信号に
対応した画像の色のバランスが劣化する。しかし、上記
第１、第２の投写型表示装置においては、第１、第２、
第３の色光の波長に応じて第１、第２、第３の射出側偏
光素子または入射側偏光素子の偏光度がそれぞれ設定さ
れているので、第１、第２、第３のライトバルブから射
出される漏れ光の光量がほぼ等しくなるようにすること
ができる。これにより、所定の画像信号に対応した画像
の色のバランスの劣化を低減することができる。また、
一般的に、偏光度を従来よりも高くした偏光素子を製作
するよりも低くした偏光素子を製作することの方が簡単
であり、容易に第１、第２、第３の漏れ光の光量をほぼ
等しくなるようにすることができるので、所定の画像信
号に対応した画像の色のバランスの劣化を容易に低減す
ることができる。

【００１２】また、上記第１の投写型表示装置におい
て、前記第１、第２、第３の射出側偏光素子の偏光度
は、前記第１、第２、第３の色光の中で前記第１の色光
の波長が最も短く、前記第３の色光の波長が最も長いと
すると、前記第２の射出側偏光素子の偏光度を基準とし
て前記第２、第１、第３の順に低くなるように設定され
ていることが好ましい。

【００１３】また、上記第２の投写型表示装置におい
て、前記第１、第２、第３の入射側偏光素子の偏光度
は、前記第１、第２、第３の色光の中で前記第１の色光
の波長が最も短く、前記第３の色光の波長が最も長いと
すると、前記第２の入射側偏光素子の偏光度を基準とし
て前記第２、第１、第３の順に低くなるように設定され
ていることが好ましい。

【００１４】上記構成によれば、第２のライトバルブか
ら射出される漏れ光の光量を少なくすることができるの
で、第１、第２、第３の色光のうち第２の色光の比視感
度がより高い場合に、コントラストの高い画像を得るこ
とができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例に基づき説明する。なお、以下の説明では、特に説明
のない限り、光の進行方向をｚ方向、光の進行方向（ｚ
方向）からみて３時の方向をｘ方向、１２時の方向をｙ
方向とする。

【００１６】図１は、この発明の投写型表示装置の要部
を示す概略平面図である。この投写型表示装置は、照明
光学系１００と、ダイクロイックミラー２１０，２１２
と、反射ミラー１６０，２１８，２２２，２２４と、入
射側レンズ２３０と、リレーレンズ２３２と、３枚のフ
ィールドレンズ２４０，２４２，２４４と、３枚の液晶
ライトバルブ２５０，２５２，２５４と、クロスダイク
ロイックプリズム２６０と、投写レンズ系２７０とを備
えている。

【００１７】照明光学系１００は、略平行な光束を出射
する光源１１０と、第１のレンズアレイ１２０と、第２
のレンズアレイ１３０と、入射光を所定の直線偏光光に
変換する偏光変換素子１４０と、重畳レンズ１５０と、
反射ミラー１６０とを備えている。照明光学系１００
は、照明領域である３枚の液晶ライトバルブ２５０，２
５２，２５４をほぼ均一に照明するためのインテグレー
タ光学系である。この照明光学系１００は、本発明の照
明手段に相当する。

【００１８】光源１１０は、放射状の光線を出射する放
射光源としての光源ランプ１１２と、光源ランプ１１２
から出射された放射光をほぼ平行な光線束として出射す
る凹面鏡１１４とを有している。光源ランプとしては、
ハロゲンランプやメタルハライドランプが用いられるこ
とが多い。凹面鏡１１４としては、放物面鏡を用いるこ
とが好ましい。

【００１９】第１のレンズアレイ１２０は、光源１１０
からの射出光を複数の部分光束に分割するとともに、各
部分光束をそれぞれ第２のレンズアレイ１３０の近傍で
集光させる機能を有している。また、第２のレンズアレ
イ１３０は、第１のレンズアレイ１２０から射出された
各部分光束を照明領域である３枚の液晶ライトバルブ２
５０，２５２，２５４に照射する機能を有している。ま
た、偏光変換素子１４０は、入射された光束（非偏光、
すなわちランダムな偏光方向を有する光束）を所定の直
線偏光光に変換する機能を有している。さらに、重畳レ
ンズ１５０は、偏光変換素子１４０から射出された複数
の部分光束を、照明領域である液晶ライトバルブ２５
０，２５２，２５４上で重畳させる機能を有する。ま
た、フィールドレンズ２４０，２４２，２４４は、照明
領域に照射される各部分光束をそれぞれの中心軸に平行
な光束に変換する機能を有する。

【００２０】図２は、第１のレンズアレイ１２０の外観
を示す斜視図である。第１のレンズアレイ１２０は略矩
形状の輪郭を有する小レンズ１２２がＭ行Ｎ列のマトリ
クス状に配列された構成を有している。この例では、Ｍ
＝１０，Ｎ＝８である。第２のレンズアレイ１３０も、
第１のレンズアレイ１２０の小レンズ１２２に対応する
ように、小レンズがＭ行Ｎ列のマトリクス状に配列され
た構成を有している。各小レンズ１２２は、光源１１０
（図１）から入射された平行な光束を複数の（すなわち
Ｍ×Ｎ個の）部分光束に分割し、各部分光束を第２のレ
ンズアレイ１３０の近傍で結像させる。各小レンズ１２
２をｚ方向から見た外形形状は、液晶ライトバルブ２５
０，２５２，２５４の形状とほぼ相似形をなすように設
定されている。例えば、液晶ライトバルブの照明領域
（画像が表示される領域）のアスペクト比（横と縦の寸
法の比率）が４：３であるならば、各小レンズ１２２の
アスペクト比も４：３に設定する。

【００２１】図３は、偏光変換素子１４０（図１）の構
成およびその機能を示す説明図である。この偏光変換素
子１４０は、偏光ビームスプリッタアレイ１４１と、選
択位相差板１４２とを備えている。偏光ビームスプリッ
タアレイ１４１は、それぞれ断面が平行四辺形の柱状の
複数の透光性板材１４３が、交互に貼り合わされた形状
を有している。透光性板材１４３の界面には、偏光分離
膜１４４と反射膜１４５とが交互に形成されている。な
お、この偏光ビームスプリッタアレイ１４１は、偏光分
離膜１４４と反射膜１４５が交互に配置されるように、
これらの膜が形成された複数枚の板ガラスを貼り合わせ
て、所定の角度で斜めに切断することによって作製され
る。

【００２２】第１と第２のレンズアレイ１２０，１３０
を通過した光は、偏光分離膜１４４でｓ偏光光とｐ偏光
光とに分離される。ｐ偏光光は、偏光分離膜１４４をそ
のまま透過する。一方、ｓ偏光光は、偏光分離膜１４４
で反射され、さらに反射膜１４５で反射されて、偏光分
離膜１４４をそのまま通過したｐ偏光光とほぼ平行な状
態で射出される。選択位相差板１４２の偏光分離膜１４
４を通過する光の射出面部分にはλ／２位相差層１４６
が形成されており、反射膜１４５で反射された光の射出
面部分にはλ／２位相差層が形成されていない。従っ
て、偏光分離膜１４４を透過したｐ偏光光は、λ／２位
相差層１４６によってｓ偏光光に変換されて射出する。
この結果、偏光変換素子１４０に入射したランダムな偏
光方向を有する光束は、ほとんどがｓ偏光光に変換され
て射出する。もちろん反射膜１４５で反射される光の射
出面部分だけに選択位相差板１４２のλ／２位相差層１
４６を形成することにより、ｐ偏光光に変換して射出す
ることもできる。

【００２３】図３（Ａ）から解るように、偏光変換素子
１４０から射出する２つのｓ偏光光の中心（２つのｓ偏
光光の中央）は、入射するランダムな光束（ｓ偏光光＋
ｐ偏光光）の中心よりもｘ方向にずれている。このずれ
量は、λ／２位相差層１４６の幅Ｗｐ（すなわち偏光分
離膜１４４のｘ方向の幅）に等しい。このため、図１に
示すように、光源１１０の光軸（２点鎖線で示す）は、
偏光変換素子１４０以降のシステム光軸（一点鎖線で示
す）から、Ｗｐ／２に等しい距離Ｄだけずれた位置に設
定されている。

【００２４】図１に示す投写型表示装置において、光源
１１０から射出された略平行な光束は、インテグレータ
光学系を構成する第１と第２のレンズアレイ１２０，１
３０によって、複数の部分光束に分割される。第１のレ
ンズアレイ１２０の各小レンズから射出された部分光束
は、偏光変換素子１４０の偏光分離膜１４４の近傍で光
源１１０の光源像（２次光源像）が形成されるように集
光される。また、既に説明したように、偏光変換素子１
４０に入射した部分光束は、偏光分離膜１４４および反
射膜１４５によって、２つの偏光光に分離される。した
がって、偏光変換素子１４０の偏光分離膜１４４上に２
次光源像がほぼ形成されるとともに、実効的には反射膜
１４５上にも２次光源像が形成されているとみなすこと
ができる。つまり、偏光変換素子１４０内には、第１と
第２のレンズアレイ１２０，１３０を通過した部分光束
の２倍の数の２次光源像が、偏光分離膜１４４上および
反射膜１４５上の対応する各位置に形成される。

【００２５】偏光変換素子１４０内に形成された２次光
源像から射出された部分光束は、重畳レンズ１５０によ
って照明領域である液晶ライトバルブ２５０，２５２，
２５４の表示領域上で重畳される。また、反射ミラー１
６０は、重畳レンズ１５０から射出された光束をダイク
ロイックミラー２１０の方向に反射する機能を有する
が、装置の構成によっては、必ずしも必要とされるもの
ではない。上記の結果、各液晶ライトバルブ２５０，２
５２，２５４は、ほぼ均一に照明される。

【００２６】２枚のダイクロイックミラー２１０，２１
２は、重畳レンズ１５０で集光された白色光を、赤、
緑、青の３色の色光に分離する色光分離手段としての機
能を有する。第１のダイクロイックミラー２１０は、照
明光学系１００から射出された白色光束の赤色光成分を
透過させるとともに、青色光成分と緑色光成分とを反射
する。第１のダイクロイックミラー２１０を透過した赤
色光は、反射ミラー２１８で反射され、フィールドレン
ズ２４０を通って赤光用の液晶ライトバルブ２５０に達
する。このフィールドレンズ２４０は、第２のレンズア
レイ１３０から射出された各部分光束をその中心軸に対
して平行な光束に変換する。他の液晶ライトバルブの前
に設けられたフィールドレンズ２４２，２４４も同様で
ある。第１のダイクロイックミラー２１０で反射された
青色光と緑色光のうちで、緑色光は第２のダイクロイッ
クミラー２１２によって反射され、フィールドレンズ２
４２を通って緑光用の液晶ライトバルブ２５２に達す
る。一方、青色光は、第２のダイクロイックミラー２１
２を透過し、入射側レンズ２３０、リレーレンズ２３２
および反射ミラー２２２，２２４を備えたリレーレンズ
系を通り、さらに射出側レンズ（フィールドレンズ）２
４４を通って青色光用の液晶ライトバルブ２５４に達す
る。なお、青色光にリレーレンズ系が用いられているの
は、青色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも
長いため、光の利用効率の低下を防止するためである。
すなわち、入射側レンズ２３０に入射した部分光束をそ
のまま、射出側レンズ２４４に伝えるためである。

【００２７】３枚の液晶ライトバルブ２５０，２５２，
２５４は、与えられた画像情報（画像信号）に従って、
３色の色光をそれぞれ変調して画像を形成する光変調手
段としての機能を有する。クロスダイクロイックプリズ
ム２６０は、３色の色光を合成してカラー画像を形成す
る色光合成手段としての機能を有する。なお、クロスダ
イクロイックプリズム２６０には、赤光を反射する誘電
体多層膜と、青光を反射する誘電体多層膜とが、４つの
直角プリズムの界面に略Ｘ字状に形成されている。これ
らの誘電体多層膜によって３つの色光が合成されて、カ
ラー画像を投写するための合成光が形成される。クロス
ダイクロイックプリズム２６０で生成された合成光は、
投写レンズ系２７０の方向に射出される。投写レンズ系
２７０は、この合成光を投写スクリーン３００上に投写
して、カラー画像を表示する投写手段としての機能を有
する。

【００２８】図１に示した投写型表示装置は、３枚の液
晶ライトバルブ２５０，２５２，２５４に特徴を有して
いる。

【００２９】図４は、液晶ライトバルブの機能を説明す
るための概念図である。図４は、液晶ライトバルブ２５
０の１画素に対応する部分を分解して示している。液晶
ライトバルブ２５０は、液晶装置２５０ｂと、液晶装置
２５０ｂの入射面側に設けられた入射側偏光素子２５０
ａと、液晶装置２５０ｂの射出面側に設けられた射出側
偏光素子２５０ｃとを備えている。偏光素子２５０ａお
よび２５０ｂに示された複数の平行線の向きは偏光軸
（透過軸、すなわち、偏光素子を透過する直線偏光光の
偏光方向）を示している。入射側偏光素子２５０ａと射
出側偏光素子２５０ｃとは偏光軸（透過軸）が互いに垂
直な方向に設定されている。図４は、入射側偏光素子２
５０ａの偏光軸がｓ偏光の方向に設定され、射出側偏光
素子２５０ｃの偏光軸がｐ偏光の方向に設定されてい
る。なお、本実施例では、液晶装置として、偏光素子を
含まない液晶素子アレイを例に説明している。偏光素子
を含む通常の液晶パネルであってもよい。

【００３０】非偏光光（ｓ偏光＋ｐ偏光）が入射側偏光
素子２５０ａに入射すると、偏光軸に垂直な偏光方向
（ｐ偏光の方向）の偏光光が反射または吸収されて、偏
光軸に平行な偏光方向の偏光光、すなわちｓ偏光光が射
出される。入射側偏光素子２５０ａから射出されたｓ偏
光光は、液晶装置に与えられる電圧によって図４
（ａ），４（ｂ）に示すように変換される。すなわち、
液晶装置２５０ｂに電圧が与えられない場合には、図４
（ａ）に示すように、液晶の旋光性によってｓ偏光光に
垂直なｐ偏光光に変換される。射出側偏光素子２５０ｃ
は、偏光軸がｐ偏光の方向に設定されているので、偏光
素子２５０ｃからは、液晶装置２５０ｂから射出された
光が射出される。一方、液晶装置２５０ｂに電圧が与え
られた場合には、図４（ｂ）に示すように、液晶装置２
５０ｂからは入射光と同じｓ偏光光が射出される。しか
し、射出側偏光素子２５０ｃは、偏光軸がｐ偏光の方向
に設定されているので、液晶装置２５０ｂから射出され
たｓ偏光光は、偏光素子２５０ｃで反射または吸収され
て遮断される。液晶ライトバルブ２５０は、画像信号に
応じて変化する電圧を液晶装置２５０ｂに与えて射出さ
れる光の偏光成分を制御して、画像信号に応じた輝度変
化を発生させている。なお、他の液晶ライトバルブ２５
２，２５４も、同様である。

【００３１】しかし、実際には、液晶ライトバルブ２５
０，２５２，２５４に入射された光が、すべて透過され
たり、すべて遮断されたりするわけではない。図５は、
３枚の液晶ライトバルブ２５０，２５２，２５４を従来
の液晶ライトバルブに置き換えて、全画面黒色の画像信
号を液晶ライトバルブに与えた場合に、それぞれの射出
側偏光素子２５０ｃ，２５２ｃ，２５４ｃに入射される
偏光光（透過前の偏光光）と射出される偏光光（透過後
の偏光光）の偏光状態を示す説明図である。全画面黒色
の画像信号を液晶ライトバルブに与えた場合、理想的に
は、３枚の液晶ライトバルブ２５０，２５２，２５４で
光が遮断されることが好ましい。しかしながら、図５
（ａ），５（ｂ），５（ｃ）に示すように、それぞれの
射出側偏光素子２５０ｃ，２５２ｃ，２５４ｃを透過前
の偏光光は完全な直線偏光光とはならず、実際には、楕
円偏光光となり、楕円の偏平率や傾きは色光によって異
なっている。すなわち、図５（ａ）に示すように、赤色
光は、ｓ偏光の直線偏光光に比較的近い楕円偏光光とな
る。緑色光は、図５（ｂ）に示すように、赤色光に比べ
て楕円形状の偏平率が小さく、かつ透過軸方向に傾いた
楕円偏光光となる。青色光は、図５（ｃ）に示すよう
に、緑色光に比べてより円に近く、かつより透過軸方向
に傾いた楕円偏光光となる。それぞれの射出側偏光素子
２５０ｃ，２５２ｃ，２５４ｃからは、図５（ａ），５
（ｂ），５（ｃ）に示したように、それぞれ透過軸（偏
光軸）方向の偏光成分がほとんど透過され、吸収軸方向
の偏光成分は射出側偏光素子の偏光度（吸収軸方向の偏
光光を吸収する度合）に応じて吸収され、吸収されなか
った光が射出される。この結果、吸収されずに射出され
た楕円偏光光が漏れ光として射出される。

【００３２】図６は、光の波長に対する液晶ライトバル
ブの射出側偏光素子の偏光度と漏れ光との関係を従来の
液晶ライトバルブと本発明の実施例に用いられた液晶ラ
イトバルブとを比較して示す説明図である。なお、偏光
度は、例えば、吸収軸方向の入射偏光光に対する吸収軸
方向の射出偏光光の割合で定義される。

【００３３】図５からもわかるように、従来のように、
３枚の液晶ライトバルブ２５０，２５２，２５４として
射出側偏光素子２５０ｃ，２５２ｃ，２５４ｃの偏光度
が等しいものを用いた場合、赤色光に比べて青色光のほ
うが、すなわち、光の波長が短いほうが、漏れ光の量が
増加する。一方、本実施例の場合には、図６に示すよう
に、青色光の液晶ライトバルブ２５４の射出側偏光素子
２５４ｃの偏光度を従来よりも高くに設定し、青色光、
緑色光、赤色光の液晶ライトバルブ２５４，２５２，２
５０に設けられた射出側偏光素子２５４ｃ，２５２ｃ，
２５０ｃの順に、偏光度が低くなるように設定してい
る。これにより、各色光における漏れ光の光量は比視感
度の大きな緑色光の漏れ光の光量にほぼ一致して等しく
なる。なお、明るさを落とさずに青色光の偏光度を上げ
るには、青色のみに対応した色つきの偏光素子（偏光
板）を使用すればよい。各色の漏れ光の光量の差は、±
１０％以内にすることが好ましく、±５％以内にするこ
とが特に好ましい。

【００３４】本発明の実施例によれば、漏れ光の光量が
全体に増加することなく表示のコントラスト比がほぼ同
じで、各色光の漏れ光の光量がほぼ等しくなるので、黒
色の色バランスを向上させることができる。

【００３５】また、赤色、緑色、青色の３色の色光のう
ち緑色の比視感度は、他の色光に比べて高い。そこで、
緑色光用の液晶ライトバルブ２５２の射出側偏光素子２
５２Ｃの偏光度をより高く設定し、緑色光、青色光、赤
色光の液晶ライトバルブ２５２，２５４，２５０に設け
られた射出側偏光素子２５２ｃ，２５４ｃ，２５０ｃの
順に、偏光度が低くなるように設定してもよい。このよ
うにすれば、緑色光の漏れ光の光量をより少なくするこ
とができるので、緑色光による明暗のコントラストを向
上させることができる。これにより、投写画像全体のコ
ントラストを向上させることもできる。

【００３６】ここで、偏光素子は、２枚のプラスチック
板の間にヨウ素や色素を挟んで延伸させることにより製
作され、偏光度は、延伸量等によって調整することがで
きる。このとき、偏光素子の透過軸方向の光の透過度
と、吸収軸方向の光の吸収度（偏光度）とは、相反する
関係にあり、偏光度を低下させれば透過度を高くするこ
とができる。また、一般に投写型表示装置には光源ラン
プ１１２（図１）としてメタルハライドランプ、水銀灯
等が多く用いられる。これらのランプは、一般的に長波
長側の光、すなわち、赤色光の光強度が弱い傾向にあ
る。従って、本発明の実施例のように赤色光の偏光度を
低下させるように設定すれば、逆に光の透過度を高くす
ることができる。従って、本発明の投写型表示装置は、
白色の画像を投写表示した場合の白色のバランスも向上
させることができる。

【００３７】なお、この発明は上記の実施例や実施形態
に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々の態様において実施することが可能であり、
例えば次のような変形も可能である。

【００３８】（１）本実施例では、液晶ライトバルブの
射出側偏光素子を例に説明しているが、入射側偏光素子
においても同様に実施することができる。

【００３９】（２）本実施例では、照明光学系として、
偏光変換素子を備えて液晶ライトバルブの入射側偏光素
子の透過軸方向に等しい直線偏光光のみを射出する偏光
照明光学系を例に説明しているが、非偏光光を液晶ライ
トバルブに照射する照明光学系を用いてもよい。また、
本実施例では、光源から射出される照明光を複数の部分
光束に分割し、各部分光束それぞれを重畳して液晶ライ
トライトバルブに照射するインテグレータ照明光学系を
例に説明しているが、これを用いない照明光学系であっ
てもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の投写型表示装置の要部を示す概略平
面図である。

【図２】第１のレンズアレイ１２０の外観を示す斜視
図。

【図３】偏光変換素子１４０の構成およびその機能を示
す説明図である。

【図４】液晶ライトバルブの機能を説明するための概念
図である。

【図５】３枚の液晶ライトバルブ２５０，２５２，２５
４を従来の液晶ライトバルブに置き換えて、全画面黒色
の画像信号を液晶ライトバルブに与えた場合に、それぞ
れの射出側偏光素子２５０ｃ，２５２ｃ，２５４ｃに入
射される偏光光（透過前の偏光光）と射出される偏光光
（透過後の偏光光）の偏光状態を示す説明図である。

【図６】液晶ライトバルブの射出側偏光素子の偏光度と
漏れ光との関係を従来の液晶ライトバルブと本発明の実
施例に用いられた液晶ライトバルブとを比較して示す説
明図である。

【図７】従来の投写型表示装置の要部を示す概念図であ
る。

【符号の説明】

４２，４４，４６…液晶ライトバルブ ４８…クロスダイクロイックプリズム ５０…投写レンズ系 ５２…投写スクリーン １００…照明光学系 １１０…光源 １１２…光源ランプ １１４…凹面鏡 １２０…第１のレンズアレイ １２２…小レンズ １３０…第２のレンズアレイ １４０…偏光変換素子 １４１…偏光ビームスプリッタアレイ １４２…選択位相差板 １４３…透光性板材 １４４…偏光分離膜 １４５…反射膜 １５０…重畳レンズ １６０…反射ミラー ２１８，２２２，２２４…反射ミラー ２１０，２１２…ダイクロイックミラー ２３０…入射側レンズ ２３２…リレーレンズ ２４０，２４２…フィールドレンズ ２４４…フィールドレンズ（射出側レンズ） ２５０…液晶ライトバルブ ２５０ａ…入射側偏光素子 ２５０ｂ…液晶装置 ２５０ｃ…射出側偏光素子 ２５２…液晶ライトバルブ ２５２ａ…入射側偏光素子 ２５２ｂ…液晶装置 ２５２ｃ…射出側偏光素子 ２５４…液晶ライトバルブ ２５４ａ…入射側偏光素子 ２５４ｂ…液晶装置 ２５４ｃ…射出側偏光素子 ２６０…クロスダイクロイックプリズム ２７０…投写レンズ系 ３００…投写スクリーン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０９Ｆ 9/00 ３６０ Ｇ０９Ｆ 9/00 ３６０Ｄ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 照明光を射出する照明手段と、 前記照明手段から射出された照明光を第１、第２、第３
   の３つの色光に分離する色光分離手段と、 前記第１、第２、第３の色光をそれぞれ変調する第１、
   第２、第３のライトバルブと、 前記第１、第２、第３のライトバルブから射出される光
   を合成する色光合成手段と、 前記色光合成手段から射出される合成光を投写する投写
   光学系とを備えた投写型表示装置であって、 前記第１のライトバルブは、第１の液晶装置と、前記第
   １の液晶装置の光射出面側に配置され所定の直線偏光光
   を透過させる第１の射出側偏光素子とを備え、 前記第２のライトバルブは、第２の液晶装置と、前記第
   ２の液晶装置の光射出面側に配置され所定の直線偏光光
   を透過させる第２の射出側偏光素子とを備え、 前記第３のライトバルブは、第３の液晶装置と、前記第
   １の液晶装置の光射出面側に配置され所定の直線偏光光
   を透過させる第１の射出側偏光素子とを備え、 前記第１、第２、第３の射出側偏光素子のうち、少なく
   ともいずれか一つの偏光度が他の射出側偏光素子の偏光
   度と異なることを特徴と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、第２、第３の射出側偏光素子の偏光度は、前
   記第１、第２、第３の色光の中で前記第１の色光の波長
   が最も短く、前記第３の色光の波長が最も長いとする
   と、前記第１の射出側偏光素子の偏光度を基準として前
   記第１、第２、第３の順に低くなるように設定されてい
   る投写型表示装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の投写型表示装置であっ
   て、 前記第１、第２、第３の射出側偏光素子の偏光度は、前
   記第１、第２、第３の色光の中で前記第１の色光の波長
   が最も短く、前記第３の色光の波長が最も長いとする
   と、前記第２の射出側偏光素子の偏光度を基準として前
   記第２、第１、第３の順に低くなるように設定されてい
   る投写型表示装置。
4. 【請求項４】 照明光を射出する照明手段と、 前記照明手段から射出された照明光を第１、第２、第３
   の３つの色光に分離する色光分離手段と、 前記第１、第２、第３の色光をそれぞれ変調する第１、
   第２、第３のライトバルブと、 前記第１、第２、第３のライトバルブから射出される光
   を合成する色光合成手段と、 前記色光合成手段から射出される合成光を投写する投写
   光学系とを備えた投写型表示装置であって、 前記第１のライトバルブは、第１の液晶装置と、前記第
   １の液晶装置の光入射面側に配置され所定の直線偏光光
   を透過させる第１の入射側偏光素子とを備え、 前記第２のライトバルブは、第２の液晶装置と、前記第
   ２の液晶装置の光入射面側に配置され所定の直線偏光光
   を透過させる第２の入射側偏光素子とを備え、 前記第３のライトバルブは、第３の液晶装置と、前記第
   １の液晶装置の光入射面側に配置され所定の直線偏光光
   を透過させる第１の入射側偏光素子とを備え、 前記第１、第２、第３の入射側偏光素子のうち、少なく
   ともいずれか一つの偏光度が他の入射側偏光素子の偏光
   度と異なることを特徴とする投写型表示装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の投写型表示装置であっ
   て、 前記第１、第２、第３の入射側偏光素子の偏光度は、前
   記第１、第２、第３の色光の中で前記第１の色光の波長
   が最も短く、前記第３の色光の波長が最も長いとする
   と、前記第１の入射側偏光素子の偏光度を基準として前
   記第１、第２、第３の順に低くなるように設定されてい
   る投写型表示装置。
6. 【請求項６】 請求項４記載の投写型表示装置であっ
   て、 前記第１、第２、第３の入射側偏光素子の偏光度は、前
   記第１、第２、第３の色光の中で前記第１の色光の波長
   が最も短く、前記第３の色光の波長が最も長いとする
   と、前記第２の入射側偏光素子の偏光度を基準として前
   記第２、第１、第３の順に低くなるように設定されてい
   る投写型表示装置。