WO2013145084A1 - 投射型表示装置 - Google Patents

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polarization
inorganic polarizing
polarization direction
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高橋　功
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Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/2073—Polarisers in the lamp house

Definitions

  • the present invention relates to a projection display device.
  • Projection type that divides the light from the light source into three colors of light of blue, green and red, passes the three colors of light through different liquid crystal panels, then synthesizes each light to form an image and project it There is a display device.
  • polarizing plates are arranged on the incident side and the emission side with respect to the liquid crystal panel.
  • the life of projection display devices has become longer, and accordingly, the load of heat and light applied to the polarizing plate has increased.
  • an organic polarizing plate is used as the polarizing plate, deterioration (missing) due to discoloration of the polarizing filter occurs. Therefore, as a polarizing plate, an inorganic polarizing plate that is relatively heat resistant is used for both the outgoing side polarizing plate and the incident side polarizing plate.
  • an absorption-type inorganic polarizing plate is used as the output-side polarizing plate
  • a reflective inorganic polarizing plate is used as the incident-side polarizing plate.
  • the reflective inorganic polarizing plate is less expensive than the absorbing inorganic polarizing plate.
  • a reflective inorganic polarizing plate is used for both the incident-side polarizing plate and the outgoing-side polarizing plate, the light reflected by the outgoing-side reflective inorganic polarizing plate is reflected on the outgoing-side reflective inorganic polarizing plate and the incident-side polarizing plate.
  • an absorption-type inorganic polarizing plate is used for the output side polarizing plate (for example, Patent Document 1).
  • a wire grid type is generally used as an absorption type inorganic polarizing plate.
  • the wire grid type absorption inorganic polarizing plate has some reflection characteristics. Therefore, when the reflection-type inorganic polarizing plate on the incident side and the absorption-type inorganic polarizing plate on the output side are arranged in parallel, the light reflected by the absorption-type inorganic polarizing plate on the output side is reflected by the reflection-type inorganic polarization light on the incident side. Multiple reflections occur between the plate and the light-absorbing inorganic polarizing plate, and stray light is generated.
  • FIG. 1A and FIG. 1B illustrate the problem of multiple reflection between the reflection-type inorganic polarizing plate on the incident side and the absorption-type inorganic polarizing plate on the output side, taking as an example a case where a white window image is output at the center of the black image. This will be described with reference to 1B. Since the light 102 after passing through the reflection-type inorganic polarizing plate 101 on the incident side is not completely linearly polarized light, two components of S-polarized light and P-polarized light are mixed. In addition, the light rays constituting the white image have various angles.
  • the light transmitted through the reflection-type inorganic polarizing plate 101 on the incident side is S-polarized light
  • the stray light passes through the liquid crystal panel 104 displaying white once.
  • the light transmitted through the incident-side reflective inorganic polarizing plate 101 is P-polarized light
  • white light is reflected during multiple reflection between the outgoing-side absorbing inorganic polarizing plate 103 and the incident-side reflective inorganic polarizing plate 101.
  • the display liquid crystal panel 104 becomes stray light twice (see FIG. 1A). In the projected image, these stray lights cause a non-black gray portion 111 around the white window image 110 (see FIG. 1B).
  • the absorption type inorganic polarizing plate As described above, a decrease in contrast due to stray light can be suppressed by disposing an absorption-type inorganic polarizing plate having a low reflectance on the incident side. However, since the absorption type inorganic polarizing plate has a lower transmittance than the reflection type inorganic polarizing plate, the projected image becomes dark. Further, as described above, the absorption type inorganic polarizing plate is more expensive than the reflection type inorganic polarizing plate, and thus the cost of the projection display device increases.
  • An object of the present invention is to solve the problem that the quality of a projected image is degraded by stray light.
  • a light source that emits light
  • a reflective inorganic polarizing plate that reflects light in the first polarization direction and transmits light in the second polarization direction among the light from the light source
  • a liquid crystal panel that modulates the light reflected by the reflective inorganic polarizing plate, an absorptive inorganic polarizing plate that aligns the polarization direction of the light from the liquid crystal panel with the second polarization direction, and the modulated light from the absorptive inorganic polarizing plate
  • It is a schematic block diagram of the projection type display apparatus which shows the structure which arrange
  • FIG. 2 shows a schematic configuration diagram of an embodiment of a projection display device according to the present invention.
  • a green light path is shown.
  • green light is often second-separated from light emitted from the light source. Therefore, in the following description, the green light is converted to 2 from the light emitted from the light source. Make the second separation.
  • the projection display device 1 of the present invention includes an illumination optical system 10, a color separation optical system 20, a light modulation unit 30, a cross dichroic prism 40 that is a light combining optical system, a projection lens 50 that is a projection optical system, Consists of.
  • the illumination optical system 10 includes a light source 11, a concave lens 12, a first lens array 13, a second lens array 14, a polarization conversion element 15, and a condenser lens 16.
  • the light emitted from the light source 11 includes light in the first to third wavelength ranges, that is, blue light, green light, and red light.
  • the concave lens 12 emits the light irradiated from the light source 11 and incident on the concave lens 12 as parallel light.
  • the light emitted from the concave lens 12 passes through the first lens array 13 and the second lens array 14 and enters the polarization conversion element 15.
  • the polarization direction of incident light is aligned in one direction (first polarization direction or second polarization direction), and becomes linearly polarized light. That is, the polarization directions of blue (B) light, green (G) light, and red (R) light are aligned in one direction.
  • the light emitted from the polarization conversion element 15 is collected by the condenser lens 16.
  • the color separation optical system 20 includes a dichroic mirror 21, a polarization rotation element 22, reflection mirrors 23a, 23b, and 23c, condenser lenses 24a, 24b, 24c, and 24d, and a reflection polarizing plate 25 for G (green) reflection. And relay lenses 26a and 26b.
  • the dichroic mirror 21, the G reflection reflective polarizing plate 25, and the reflection mirror 23 b are disposed obliquely with respect to the optical axis of the light from the light source 11.
  • the dichroic mirror 21 can reflect light in a specific wavelength range.
  • the polarization rotation element 22 can rotate the polarization direction of light in a specific wavelength range by 90 °.
  • An example of the polarization rotation element 22 is Color Select from Color Link Japan Co., Ltd.
  • the light emitted from the illumination optical system 20 is separated into B light, G light, and R light, and to any one of liquid crystal panels 31 a, 31 b, and 31 c of the light modulation unit 30 described later. Lead.
  • the light irradiated from the illumination optical system 20 reflects one of the R light and B light at the dichroic mirror 21 and transmits the other of the R light and B light and the G light.
  • B light reflects with the dichroic mirror 21
  • the polarization direction of one of the R light and G light transmitted through the dichroic mirror 21 is rotated by 90 ° by the polarization rotation element 22.
  • the polarization direction of the G light is changed to the first polarization direction by the polarization rotation element 22, and the polarization direction of the R light is changed. Conversion to the second polarization direction.
  • the G light is reflected and the R light is transmitted by the reflective polarizing plate 25 for G reflection. Since the polarization directions of the R light and the G light are different, only the G light can be reflected by the G-reflection reflective polarizing plate 25.
  • the R light is reflected by the dichroic mirror 21
  • the B light is transmitted through the G-reflection reflective polarizing plate 25.
  • the B light reflected by the dichroic mirror 21 goes to the liquid crystal panel 31a through the condenser lens 24a, the reflective mirror 23a, and the condenser lens 24b.
  • the G light reflected by the G-reflection reflective polarizing plate 25 goes to the liquid crystal panel 31b through the condenser lens 24c.
  • the R light that has passed through the G-reflection reflective polarizing plate 25 passes through the relay lens 26a, the reflection mirror 23b, the relay lens 26b, the reflection mirror 23c, and the condenser lens 24d, and then travels toward the liquid crystal panel 31c.
  • the light modulation unit 30 includes three liquid crystal panels 31a, 31b, and 31c, absorption polarizing plates 33a, 33b, and 33c disposed on the emission side of the liquid crystal panels 31a, 31b, and 31c, and incidence of the liquid crystal panels 31a and 31c.
  • Reflection type polarizing plates 32a and 32b arranged on the side.
  • the reflective polarizing plate 32a is disposed on the incident side of the liquid crystal panel 31a corresponding to the B light incident from the color separation optical system 30, and the absorbing polarizing plate 33a is disposed on the outgoing side of the liquid crystal panel 31a.
  • An absorption polarizing plate 33b is disposed on the exit side of the liquid crystal panel 31b corresponding to the G light incident from the color separation optical system 30.
  • a reflective polarizing plate 32b is disposed on the incident side of the liquid crystal panel 31c corresponding to the R light incident from the color separation optical system 30, and an absorbing polarizing plate 33c is disposed on the output side of the liquid crystal panel 31c.
  • the B light incident from the color separation optical system 30 is aligned in the polarization direction by the reflective polarizing plate 32a and enters the liquid crystal panel 31a.
  • the G light incident from the color separation optical system 30 enters the liquid crystal panel 32b.
  • the R light incident from the color separation optical system 30 is aligned in the polarization direction by the reflective polarizing plate 32b and is incident on the liquid crystal panel 32c.
  • the B light, G light, and R light respectively incident on the liquid crystal panels 32a, 32b, and 32c are modulated according to the level of the video signal of each color.
  • the B light, G light, and R light emitted from the liquid crystal panels 32a, 32b, and 32c are transmitted through the polarizing plates 33a, 33b, and 33c with their polarization directions aligned.
  • the G-reflection reflective polarizing plate 25, the reflective polarizing plates 32a and 32b, and the absorbing polarizing plates 33a, 33b, and 33c are all inorganic polarizing plates.
  • cross dichroic prism 40 combined light, that is, image light, formed by combining the B light, G light, and R light from the modulation unit 30 is formed.
  • the image light formed by the cross dichroic prism 40 is magnified at a desired magnification by the projection lens 50, and a color image is projected on a screen (not shown).
  • FIG. 3 shows a combination of the dichroic mirror 21 and the polarization rotation element 22 for reflecting the G light by the G-reflection reflective polarizing plate 25.
  • FIG. 4 shows how each color light travels when the B light is reflected by the dichroic mirror 21 and the polarization direction of the R light is rotated by 90 ° by the polarization rotating element 22.
  • the polarization direction of the G light or R light is rotated by 90 ° by the polarization rotating element 22. Therefore, since the polarization directions of the G light and the R light are different from each other, only the G light can be reflected by the G reflective reflection polarizing plate 25 and the R light can be transmitted.
  • the polarization direction of the G light or B light is rotated by 90 ° by the polarization rotating element 22. Therefore, since the polarization directions of the G light and the B light are different from each other, only the G light can be reflected by the G reflective reflection polarizing plate 25 and the B light can be transmitted.
  • the G-reflection reflective polarizing plate 25 positioned on the incident side of the liquid crystal panel 31b and the absorbing polarizing plate 33b positioned on the output side of the liquid crystal panel 31b. And are not parallel. Therefore, as shown in FIG. 5, the light transmitted through the liquid crystal panel 31b and reflected by the absorption polarizing plate 33b is reflected by the G-reflection reflective polarizing plate 25 and proceeds in the direction of the light source 11, not the liquid crystal panel 31b. . For this reason, in the present invention, it is possible to suppress a decrease in contrast due to stray light and to suppress a decrease in quality of a projected image.
  • the polarization rotation element 22 is disposed between the dichroic mirror 21 and the G-reflection reflective polarizing plate 25.
  • the polarization conversion element 15 and the dichroic mirror 21 are disposed. It can also be arranged between.
  • FIG. 7 shows a combination of the dichroic mirror 21 and the polarization rotation element 22 for reflecting the G light by the G-reflection reflective polarizing plate 25 in this configuration.
  • FIG. 8 shows how the light travels when the polarization direction of the B light and the R light is rotated by 90 ° by the polarization rotation element 22 and the B light is reflected by the dichroic mirror 21.
  • the polarization rotating element 22 rotates the polarization directions of only the B light and the R light or the G light by 90 °. That is, when the G-polarization reflective polarizing plate 25 reflects light in the first polarization direction, the polarization rotation element 22 converts the polarization direction of the G light into the first direction, and the polarization directions of the B light and R light. In the second direction. Then, the B light is reflected by the dichroic mirror 21. Since the polarization directions of the G light and the R light are different, only the G light can be reflected by the G reflection reflective polarizing plate 25 and the R light can be transmitted.
  • the polarization rotation element 22 rotates the polarization directions of only the B light and the R light or the G light by 90 °. Then, the R light is reflected by the dichroic mirror 21. Since the polarization directions of the G light and the B light are different, only the G light can be reflected by the G reflection reflective polarizing plate 25 and the B light can be transmitted.
  • the polarization axis of the G-reflection reflective polarizing plate 25 located on the incident side of the liquid crystal panel 31b, and the polarization axis of the absorption polarizing plate 33b located on the emission side of the liquid crystal panel 31b must be orthogonal. For this reason, it is preferable that an adjustment mechanism is provided on at least one of the G-reflection reflective polarizing plate 25 and the absorption-type polarizing plate 33b.
  • the adjustment mechanism As the adjustment mechanism, as shown in FIG. 9, a configuration in which a holder 61 provided with a polarizing plate 25 or a polarizing plate 33 b and provided with a gripping portion 62 is attached to the outer frame 60.
  • the polarizing plate 25 or 33b can be rotated by moving the grip portion 62 as shown by the arrow in the drawing. Note that this adjustment mechanism may be provided in any polarizing plate if necessary.
  • the point is that the light from the light source 11 is reflected by the reflective polarizing plate and is incident on the liquid crystal panel. Therefore, it is also possible to adopt a configuration in which B light or R light is reflected by a G-reflection reflective polarizing plate.

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Abstract

　本発明の投射型表示装置は、光を出射する光源（１１）と、光源（１１）からの光のうち、第１の偏光方向の光を反射して、第２の偏光方向の光を透過する反射型無機偏光板（２５）と、反射型無機偏光板（２５）で反射した光を変調する液晶パネル（３１ｂ）と、液晶パネル（３１ｂ）からの光の偏光方向を第２の偏光方向に揃える吸収型無機偏光板（３３ｂ）と、吸収型無機偏光板（３３ｂ）からの変調した光を投射する投射レンズ（５０）と、を有する。

Description

投射型表示装置
　本発明は、投射型表示装置に関する。
　光源からの光を、青、緑、赤の３色の光に分け、３色の光を互いに異なる液晶パネルを通過させてから、それぞれの光を合成して画像を形成し投射する、投射型表示装置がある。
　このような投射型表示装置の場合、液晶パネルに対して入射側と出射側にそれぞれ偏光板が配置される。近年、投写型表示装置の寿命が長くなっており、それに伴い、偏光板にかかる熱や光の負荷が増えている。偏光板として有機偏光板を使用した場合、偏光フィルタの色落ちによる劣化（ヌケ）が発生する。そのため、偏光板として、比較的熱に強い無機偏光板が、出射側偏光板および入射側偏光板のいずれにも使用されている。無機偏光板のなかでも、出射側偏光板としては吸収型無機偏光板が使用され、入射側偏光板としては反射型無機偏光板が使用されている。反射型無機偏光板は、吸収型無機偏光板に比べて安価である。しかしながら、入射側偏光板と出射側偏光板のいずれにも反射型無機偏光板を使用すると、出射側の反射型無機偏光板で反射した光が、出射側の反射型無機偏光板と入射側の無機偏光板との間で反射を繰り返ながら液晶パネルを通過するため、投射画像の品質の低下などの不都合が生じる。そのため、出射側偏光板には、吸収型無機偏光板が使用されている（例えば特許文献１）。
　吸収型無機偏光板として、ワイヤーグリッドタイプが一般的に使用される。しかしながら、ワイヤーグリッドタイプの吸収型無機偏光板は、若干反射特性を有している。そのため、入射側の反射型無機偏光板と出射側の吸収型無機偏光板とを平行に配置する構成にすると、出射側の吸収型無機偏光板で反射した光が、入射側の反射型無機偏光板と出射側の吸収型無機偏光板との間で多重反射して、迷光が発生する。
　入射側の反射型無機偏光板と出射側の吸収型無機偏光板との間の多重反射の問題点を、黒画像の中心に白のウィンドウ画像を出した場合を例にして、図１Ａと図１Ｂを参照しながら説明する。入射側の反射型無機偏光板１０１を透過した後の光１０２は、完全な直線偏光ではないため、Ｓ偏光とＰ偏光の２成分が混ざっている。また、白の画像を構成する光線はさまざまな角度をもっている。そのため、入射側の反射型無機偏光板１０１を透過した光がＳ偏光の場合は、出射側の吸収型無機偏光板１０３と入射側の反射型無機偏光板１０１との間で多重反射する間に、白表示の液晶パネル１０４を１回通り迷光になる。入射側の反射型無機偏光板１０１を透過した光がＰ偏光の場合は、出射側の吸収型無機偏光板１０３と入射側の反射型無機偏光板１０１との間で多重反射する間に、白表示の液晶パネル１０４を２回通り迷光になる（図１Ａ参照）。そして、投射画像においては、これらの迷光によって、白のウィンドウ画像１１０の周囲に、黒ではないグレー部分１１１が生じてしまう（図１Ｂ参照）。
特開２０１１－５９１５８号公報
　上述したように、入射側に反射率の低い吸収型無機偏光板を配置することにより迷光に起因するコントラストの低下を抑えることができる。しかしながら、吸収型無機偏光板は、反射型無機偏光板より透過率が低いため、投射画像が暗くなってしまう。また、上述したように、吸収型無機偏光板は、反射型無機偏光板よりも高価であるため、投射型表示装置のコストが増加する。
　本発明の目的は、迷光によって投射画像の品位低下が生じてしまう、といった課題を解決することにある。
　本発明の一実施態様では、光を出射する光源と、光源からの光のうち、第１の偏光方向の光を反射して、第２の偏光方向の光を透過する反射型無機偏光板と、反射型無機偏光板で反射した光を変調する液晶パネルと、液晶パネルからの光の偏光方向を第２の偏光方向に揃える吸収型無機偏光板と、吸収型無機偏光板からの変調した光を投射する投射レンズと、を有する。
関連技術における迷光の発生原理を説明する概略図である。 図１Ａの状態における投射画像の一例を示す図である。 本発明に係る投射型表示装置の一実施形態の概略構成図である。 ダイクロイックミラーと偏光回転素子の組み合わせを示す表である。 ダイクロイックミラーで青光を反射し、偏光回転素子で赤光の偏光方向を９０°回転させた場合の各色光の進み方を示す図である。 出射側の吸収型偏光板で光が反射した場合の反射光の光路の一例を示す概略図である。 偏光回転素子を、偏光変換素子とダイクロイックミラーとの間に配置する構成を示す投射型表示装置の概略構成図である。 ダイクロイックミラーと偏光回転素子の組み合わせを示す表である。 偏光回転素子で青光と赤光の偏光方向を９０°回転させ、ダイクロイックミラーで青光を反射する場合の各色光の進み方を示す図である。 調整機構の概略構成図である。
　以下に、添付の図面に基づき、本発明の実施の形態を説明する。なお、同一の機能を有する構成には添付図面中、同一の番号を付与し、その説明を省略することがある。
　図２に、本発明に係る投射型表示装置の一実施形態の概略構成図を示す。なお、図２では、緑の光路を示している。
　なお、青、緑、赤のうち、緑の光は、光源から出射される光から２番目に分離されることが多いため、以下の説明でも、光源から出射される光から緑の光を２番目に分離させる。
　本発明の投射型表示装置１は、照明光学系１０と、色分離光学系２０と、光変調部３０と、光合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム４０と、投射光学系である投射レンズ５０と、からなる。
　照明光学系１０は、光源１１と、凹レンズ１２と、第１レンズアレイ１３と、第２レンズアレイ１４と、偏光変換素子１５と、集光レンズ１６と、を備える。
　光源１１から出射する光は、第１～第３の波長域の光、つまり青光、緑光、赤光を有する。凹レンズ１２は、光源１１から照射されて、凹レンズ１２に入射した光を、平行光として出射する。凹レンズ１２から出射した光は、第１レンズアレイ１３と第２レンズアレイ１４とを通過して、偏光変換素子１５に入射する。偏光変換素子１５において、入射した光の偏光方向が１方向（第１の偏光方向または第２の偏光方向）に揃えられ、直線偏光になる。つまり、青（Ｂ）光、緑（Ｇ）光、および赤（Ｒ）光の偏光方向が１方向に揃えられる。偏光変換素子１５から出射した光は、集光レンズ１６によって集光される。
　色分離光学系２０は、ダイクロイックミラー２１と、偏光回転素子２２と、反射ミラー２３ａ、２３ｂ、２３ｃと、集光レンズ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄと、Ｇ（緑）反射用反射型偏光板２５と、リレーレンズ２６ａ、２６ｂと、を備える。ダイクロイックミラー２１、Ｇ反射用反射型偏光板２５、および反射ミラー２３ｂは、光源１１からの光の光軸に対して斜めに配置されている。また、ダイクロイックミラー２１は、特定の波長域の光を反射することができる。偏光回転素子２２は、特定の波長域の光の偏光方向を９０°回転させることができる。なお、偏光回転素子２２の一例としては、カラーリンク・ジャパン株式会社のカラーセレクトが挙げられる。
　色分離光学系２０では、照明光学系２０から照射される光を、Ｂ光、Ｇ光、およびＲ光に分離するとともに、後述する光変調部３０の液晶パネル３１ａ、３１ｂ、３１ｃのいずれかへ導く。
　照明光学系２０から照射される光は、ダイクロイックミラー２１にてＲ光とＢ光のうちの一方を反射し、Ｒ光とＢ光のうちの他方とＧ光を透過させる。以下では、ダイクロイックミラー２１でＢ光が反射した場合を説明する。ダイクロイックミラー２１を透過したＲ光とＧ光のうち一方の偏光方向を、偏光回転素子２２によって９０°回転させる。つまり、Ｇ反射用反射型偏光板２５で第１の偏光方向を向いた光を反射する場合は、偏光回転素子２２でＧ光の偏光方向を第１の偏光方向に、Ｒ光の偏光方向を第２の偏光方向に変換する。
　そして、Ｇ反射用反射型偏光板２５にて、Ｇ光を反射し、Ｒ光を透過させる。Ｒ光とＧ光とで偏光方向が異なるため、Ｇ反射用反射型偏光板２５にてＧ光のみを反射可能である。なお、ダイクロイックミラー２１でＲ光が反射した場合は、Ｂ光がＧ反射用反射型偏光板２５を透過する。ダイクロイックミラー２１で反射したＢ光は、集光レンズ２４ａ、反射ミラー２３ａ、および集光レンズ２４ｂを経て、液晶パネル３１ａへ向かう。Ｇ反射用反射型偏光板２５で反射したＧ光は、集光レンズ２４ｃを経て、液晶パネル３１ｂに向かう。Ｇ反射用反射型偏光板２５を透過したＲ光は、リレーレンズ２６ａ、反射ミラー２３ｂ、リレーレンズ２６ｂ、反射ミラー２３ｃ、および集光レンズ２４ｄを経て、液晶パネル３１ｃに向かう。
　光変調部３０は、３つの液晶パネル３１ａ、３１ｂ、３１ｃと、各液晶パネル３１ａ、３１ｂ、３１ｃの出射側に配置される吸収型偏光板３３ａ、３３ｂ、３３ｃと、液晶パネル３１ａ、３１ｃの入射側に配置される反射型偏光板３２ａ、３２ｂと、を備えている。
　色分離光学系３０から入射するＢ光に対応する液晶パネル３１ａの入射側には反射型偏光板３２ａが配置され、液晶パネル３１ａの出射側には吸収型偏光板３３ａが配置される。色分離光学系３０から入射するＧ光に対応する液晶パネル３１ｂの出射側には吸収型偏光板３３ｂが配置される。色分離光学系３０から入射するＲ光に対応する液晶パネル３１ｃの入射側には反射型偏光板３２ｂが配置され、液晶パネル３１ｃの出射側には吸収型偏光板３３ｃが配置される。
　色分離光学系３０から入射するＢ光は、反射型偏光板３２ａで偏光方向を揃えられ、液晶パネル３１ａに入射する。色分離光学系３０から入射するＧ光は、液晶パネル３２ｂに入射する。色分離光学系３０から入射するＲ光は、反射型偏光板３２ｂで偏光方向を揃えられ、液晶パネル３２ｃに入射する。液晶パネル３２ａ、３２ｂ、３２ｃにそれぞれ入射したＢ光、Ｇ光、Ｒ光は、各色の映像信号のレベルに応じて変調される。液晶パネル３２ａ、３２ｂ、３２ｃを出射したＢ光、Ｇ光、Ｒ光は、それぞれ吸収型偏光板３３ａ、３３ｂ、３３ｃで偏光方向を揃えられて透過する。
　なお、Ｇ反射用反射型偏光板２５、反射型偏光板３２ａ、３２ｂ、および吸収型偏光板３３ａ、３３ｂ、３３ｃはいずれも無機偏光板である。
　クロスダイクロイックプリズム４０では、変調部３０からのＢ光、Ｇ光、Ｒ光を合成した合成光、つまり画像光が形成される。
　クロスダイクロイックプリズム４０で形成された画像光が投射レンズ５０で所望の拡大率で拡大され、不図示のスクリーン上にカラー画像が投射される。
　Ｇ反射用反射型偏光板でＧ光を反射させるためには、ダイクロイックミラー２１と偏光回転素子２２の組み合わせが重要となる。そこで、Ｇ反射用反射型偏光板２５でＧ光を反射させるための、ダイクロイックミラー２１と偏光回転素子２２の組み合わせを、図３に示す。なお、ダイクロイックミラー２１でＢ光を反射し、偏光回転素子２２でＲ光の偏光方向を９０°回転させた場合の各色光の進み方を図４に示す。
　ダイクロイックミラー２１でＢ光を反射し、他の色を透過させる場合は、偏光回転素子２２で、Ｇ光またはＲ光の偏光方向を９０°回転させる。これにより、Ｇ光とＲ光の偏光方向が異なる状態になるため、Ｇ反射用反射型偏光板２５でＧ光のみを反射させ、Ｒ光を透過させることができる。
　ダイクロイックミラー２１でＲ光を反射し、他の色を透過させる場合は、偏光回転素子２２で、Ｇ光またはＢ光の偏光方向を９０°回転させる。これにより、Ｇ光とＢ光の偏光方向が異なる状態になるため、Ｇ反射用反射型偏光板２５でＧ光のみを反射させ、Ｂ光を透過させることができる。
　このような組み合わせにすれば、Ｇ光のみをＧ反射用反射型偏光板２５で反射させることができる。
　このように構成された投射型表示装置では、Ｇ光路においては、液晶パネル３１ｂの入射側に位置するＧ反射用反射型偏光板２５と、液晶パネル３１ｂの出射側に位置する吸収型偏光板３３ｂとが平行になっていない。そのため、図５に示すように、液晶パネル３１ｂを透過し、吸収型偏光板３３ｂで反射した光は、Ｇ反射用反射型偏光板２５で反射し、液晶パネル３１ｂではなく、光源１１方向に進む。そのため、本発明では、迷光によるコントラストの低下を抑制し、投射画像の品位の低下を抑制することができる。
　なお、上述の説明では、偏光回転素子２２は、ダイクロイックミラー２１とＧ反射用反射型偏光板２５との間に配置されていたが、図６に示すように、偏光変換素子１５とダイクロイックミラー２１との間に配置することもできる。
　この構成において、Ｇ反射用反射型偏光板２５でＧ光を反射させるための、ダイクロイックミラー２１と偏光回転素子２２の組み合わせを、図７に示す。なお、偏光回転素子２２でＢ光とＲ光の偏光方向を９０°回転させ、ダイクロイックミラー２１でＢ光を反射する場合の光の進み方を図８に示す。
　ダイクロイックミラー２１でＢ光を反射する場合には、偏光回転素子２２でＢ光とＲ光またはＧ光のみの偏光方向を９０°回転させる。つまり、Ｇ反射用反射型偏光板２５で第１の偏光方向の光を反射する場合、偏光回転素子２２でＧ光の偏光方向を第１の方向に変換し、Ｂ光とＲ光の偏光方向を第２の方向に変換する。そして、Ｂ光をダイクロイックミラー２１で反射する。Ｇ光とＲ光の偏光方向が異なる状態であるため、Ｇ反射用反射型偏光板２５でＧ光のみを反射させ、Ｒ光を透過させることができる。
　ダイクロイックミラー２１でＲ光を反射する場合には、偏光回転素子２２でＢ光とＲ光またはＧ光のみの偏光方向を９０°回転させる。そして、Ｒ光をダイクロイックミラー２１で反射する。Ｇ光とＢ光の偏光方向が異なる状態であるため、Ｇ反射用反射型偏光板２５でＧ光のみを反射させ、Ｂ光を透過させることができる。
　なお、コントラストを向上させるためには、液晶パネル３１ｂの入射側に位置するＧ反射用反射型偏光板２５の偏光軸と、液晶パネル３１ｂの出射側に位置する吸収型偏光板３３ｂの偏光軸とを直交させなければならない。そのため、Ｇ反射用反射型偏光板２５と吸収型偏光板３３ｂとのうちの少なくとも一方に、調整機構が設けられていることが好ましい。
　調整機構としては、図９に示すように、外枠６０に、偏光板２５、または偏光板３３ｂを備え、把持部６２を設けたホルダ６１が取り付けられた構成が挙げられる。把持部６２を図中の矢印のように動かすことで、偏光板２５、または３３ｂを回転させることができる。なお、この調整機構は、必要であればどの偏光板に設けてもよい。
　本発明では、光源１１からの光を、反射型偏光板で反射させて、液晶パネルに入射させることがポイントである。そのため、Ｇ反射用反射型偏光板でＢ光またはＲ光を反射させる構成にすることも可能である。
　本発明の特定の実施の形態についての上記説明は、例示を目的として提示したものである。それらは、記載した形態そのままに本発明を制限したりすることを意図したものではない。数多くの変形や変更が、上記の記載内容に照らして可能であることは当業者に自明である。
１１　光源
１５　偏光変換素子
２１　ダイクロイックミラー
２２　偏光回転素子
２５　Ｇ反射用反射型偏光板
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ　液晶パネル
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ　吸収型偏光板
５０　投射レンズ
 
 

Claims (6)

  1. 　光を出射する光源と、
    　前記光源からの前記光のうち、第１の偏光方向の光を反射して、第２の偏光方向の光を透過する反射型無機偏光板と、
    　前記反射型無機偏光板で反射した光を変調する液晶パネルと、
    　前記液晶パネルからの光の偏光方向を前記第２の偏光方向に揃える吸収型無機偏光板と、
    　前記吸収型無機偏光板からの変調した光を投射する投射レンズと、
    　を有する、投射型表示装置。
  2. 　請求項１に記載の投射型表示装置において、
    　前記光源は、第１の波長域、第２の波長域、および第３の波長域の光を出射し、
    　前記光源から前記反射型無機偏光板に至る光路上にそれぞれ設けられた、前記光源からの前記光の偏光方向を前記第１の偏光方向または前記第２の偏光方向に揃える偏光変換素子と、前記第１の波長域の光を反射し、前記第２の波長域の光および前記第３の波長域の光を透過するダイクロイックミラーと、前記第２の波長域の光の偏光方向を前記第１の偏光方向に変換し、前記第１の波長域の光と前記第３の波長域の光のうち少なくとも一方の偏光方向を第２の偏光方向に変換する偏光回転素子と、を有する、投射型表示装置。
  3. 　請求項２に記載の投射型表示装置において、
    　前記光源からの前記光の進行方向で、前記光源、前記偏光変換素子、前記ダイクロイックミラー、前記偏光回転素子、および前記反射型無機偏光板の順に配置されている、投射型表示装置。
  4. 　請求項２に記載の投射型表示装置において、
    　前記光源からの前記光の進行方向で、前記光源、前記偏光変換素子、前記偏光回転素子、前記ダイクロイックミラー、および前記反射型無機偏光板の順に配置されている、投射型表示装置。
  5. 　請求項１から４のいずれか１項に記載の投射型表示装置において、
    　前記反射型無機偏光板と前記吸収型無機偏光板のうちの少なくとも一方は、偏光軸を調節するための調整機構に取り付けられている、投射型表示装置。
  6. 　光源から出射した光のうち、第１の偏光方向の光を反射型無機偏光板で反射して、第２の偏光方向の光を該反射型無機偏光板で透過させるステップと、
    　前記反射型無機偏光板で反射した光を液晶パネルで変調して、変調した光を吸収型無機偏光板に向かわせるステップと、
    　前記液晶パネルで変調した光の一部を、吸収型無機偏光板で偏光方向を揃えてから投射レンズで投射するステップと、
    　前記液晶パネルで変調した光の他の一部であり、前記吸収型無機偏光板で反射した光を、前記反射型無機偏光板で、前記液晶パネルに向かわない方向に反射させるステップと、を含むコントラストの低下抑制方法。
     
     
     
     
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