WO2013171822A1 - 投写型表示装置及び投写方法 - Google Patents

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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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    • G03B33/10—Simultaneous recording or projection
    • G03B33/12—Simultaneous recording or projection using beam-splitting or beam-combining systems, e.g. dichroic mirrors

Definitions

  • the present invention relates to a projection display device and a projection method for projecting an image on a projection surface.
  • the projection display device there are three liquid crystal display panels into which light emitted from a light source is separated, red light, green light, and blue light, respectively, and a cross dichroic that color-synthesizes light incident from each liquid crystal display board.
  • a three-plate projection display device including a prism is known.
  • the red light, green light, and blue light that pass through the liquid crystal display panel to form an image are converted into linearly polarized light.
  • the dichroic prism performs color synthesis by transmitting green light that is P-polarized light and reflecting red light and blue light that are S-polarized light internally. Therefore, green light, red light, and blue light are projected on the projection surface of the screen with the polarization axes orthogonal to each other.
  • FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the incident angle with respect to the projection plane and the reflectance of P-polarized light and S-polarized light.
  • the S-polarized light is indicated by a solid line
  • the P-polarized light is indicated by a broken line
  • the difference in reflectance between the S-polarized light and the P-polarized light is indicated by a one-dot chain line.
  • P-polarized light and S-polarized light have different reflectivities depending on the incident angle with respect to the projection plane. For this reason, the difference in reflectance between P-polarized light and S-polarized light varies depending on the incident angle with respect to the projection plane.
  • green light becomes S-polarized light
  • red light and blue light become P-polarized light
  • the three-plate projection display device related to the present invention uses a wavelength selective polarization rotating element to provide red light, green light, blue light.
  • a configuration is adopted in which the polarization state of light is aligned and projected onto the projection plane.
  • Patent Document 1 discloses a technique for aligning the polarization directions of P-polarized light and S-polarized light synthesized by a cross dichroic prism.
  • This type of wavelength selective polarization rotation element has a multilayer structure in which a plurality of organic films having different slow axes are laminated.
  • the wavelength selection polarization rotation element is formed of an organic film, the surface accuracy of the incident surface and the output surface of the wavelength selection polarization rotation element is poor, and projection is performed. There is a problem that affects the focus of the image. Further, the wavelength selective polarization rotator has a problem that its optical characteristics are deteriorated by heat or ultraviolet rays contained in light from the light source.
  • an object of the present invention is to provide a projection display device and a projection method that can solve the problems of the related techniques.
  • An example of an object of the present invention is a projection display device and a projection method capable of preventing influence on focus performance and deterioration of optical characteristics due to heat and ultraviolet rays and reducing luminance unevenness (color unevenness) generated in an image. There is to offer.
  • a projection display device includes a first liquid crystal display element that emits green image light having a central band at a green wavelength of a first polarization state, and a first polarization state.
  • a second liquid crystal display element that emits blue image light having a center band at a blue wavelength in a second polarization state orthogonal to the second polarization state; and a second liquid crystal display element that emits red image light having a center band at a red wavelength in the second polarization state.
  • a crystal body that receives image light and red image light and emits the light with a phase difference corresponding to the wavelength.
  • the projection method according to the present invention provides green image light having a central band at the green wavelength of the first polarization state emitted from the first liquid crystal display element, and the first polarization state emitted from the second liquid crystal display element.
  • the influence on the focusing performance and the deterioration of the optical characteristics are prevented, and the phase difference is given to the light incident on the crystal body so as to include various polarization states, and the light in which the various polarization states are mixed can be obtained. It becomes possible to obtain. For this reason, it is possible to suppress luminance unevenness (color unevenness) due to the difference in reflectance caused by the polarized light included in the projection light, which is caused by the direction in which the image projected on the projection surface is viewed.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a position where a luminance difference of an image projected on a projection surface is measured and a direction in which the image is viewed in the projection display apparatus of the embodiment.
  • the projection display apparatus of an embodiment it is a figure for explaining a luminance difference when seeing a picture from a front direction to a picture and a tilt direction shifted from the front direction in the horizontal direction.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of an optical system of a projection display device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the main part of the optical system of the projection display device of the embodiment.
  • the projection display device 1 of the embodiment includes a light source lamp 3 and a first liquid crystal that emits green image light having a central band at a green wavelength as P-polarized light that is in a first polarization state.
  • a liquid crystal display panel for green light (hereinafter simply referred to as G) as a display element, and blue image light having a central band at a blue wavelength as S-polarized light that is a second polarization state orthogonal to P-polarized light
  • a liquid crystal display plate 5B for blue light (hereinafter simply referred to as B) as a second liquid crystal display element that emits light, and a third image that emits red image light having a center band in the red wavelength as S-polarized light.
  • a liquid crystal display plate 5R for red light (hereinafter simply referred to as R) as a liquid crystal display element, and from the light source lamp 3 to the R, G, and B liquid crystal display plates 5R, 5G, and 5B.
  • Optical integrator 6a flat that constitutes each optical path BS (polarization beam splitter) 6b, and includes a field lens 6c, a relay lens 6d, a lens group including 6e, dichroic mirrors 6f, an optical path constituting member 6 having a mirror group containing 6 g, a.
  • the liquid crystal display plates 5R, 5G, and 5B for R light, G light, and B light are respectively disposed on the incident side and the exit side of the optical path with the liquid crystal cell 8a interposed therebetween.
  • a half-wave plate (not shown) is disposed on the incident side of the incident side polarizing plate 8b or the outgoing side of the outgoing side polarizing plate 8c for R light and B light.
  • the projection display device 1 of the embodiment is a composite element that emits light emitted from the liquid crystal display plates 5G, 5B, and 5R for G light, B light, and R light, and color-combines them.
  • Cross dichroic prism 9 (hereinafter referred to as XDP 9) and green image light of P-polarized light, blue image light of S-polarized light, and red image light are incident and output with a phase difference corresponding to the wavelength.
  • a crystal body 11 and a projection lens group 12 as a projection optical system for projecting an image on a projection surface on which light emitted from the crystal body 11 is incident are provided.
  • the crystal 11 provided in the projection display device 1 is disposed on the optical path between the XDP 9 and the projection lens group 12.
  • the crystal body 11 is not limited to the position between the XDP 9 and the projection lens group 12 as long as it is located downstream of the emission end face of the XDP 9, and the inside of the projection lens group 12,
  • the projection lens group 12 may be disposed outside the emission end side.
  • the crystal body 11 may be disposed between the R light, G light, and B light liquid crystal display panels 5R, 5G, and 5B and the XDP 9. Further, the crystal body 11 is provided between the XDP 9 and the projection lens group 12 and between the R light, G light, and B light liquid crystal display plates 5R, 5G, and 5B and the XDP 9 as necessary. It may be arranged in both.
  • the crystal body 11 is formed in a flat plate shape using quartz or sapphire having optical anisotropy, and is disposed on the optical path so as to cause birefringence with respect to light incident on the crystal body 11.
  • the crystal 11 includes red image light having a central band at the red wavelength separated by the dichroic mirror 6e, blue image light having a central band at the blue wavelength separated by the dichroic mirror 6f, and a central band at the green wavelength.
  • the green image light having a central band at the red wavelength separated by the dichroic mirror 6e, blue image light having a central band at the blue wavelength separated by the dichroic mirror 6f, and a central band at the green wavelength.
  • the crystal body 11 has a polarization axis of P-polarized light emitted from the G liquid crystal display plate 5G and a polarization axis of S-polarized light emitted from the R liquid crystal display plate 5R and the B liquid crystal display plate 5B.
  • the crystal axes (slow axis) of the crystal body 11 are arranged so as to form a predetermined angle that is not parallel and orthogonal, and each of the P-polarized light and the S-polarized light has a phase difference corresponding to the wavelength.
  • the crystal body 11 functions as a phase difference plate that gives a phase difference to light incident on the crystal body 11.
  • the crystal body 11 is configured using uniaxial crystal quartz or sapphire, but is not limited to uniaxial crystal, and biaxial crystal may be used. . In the case of quartz or sapphire, both slow axes are equal to the C axis.
  • the crystal body 11 has a phase difference (retardation) imparted to the light of the wavelength depending on the wavelength of the light incident on the crystal body 11.
  • the light passing through the crystal body 11 changes its polarization state according to its wavelength.
  • the manner in which the phase difference applied in accordance with the wavelength of light changes depends on the thickness of the crystal body 11 relative to the optical axis direction of the optical path (hereinafter simply referred to as the crystal body 11). Proportional to the thickness).
  • the light that has passed through the crystal body 11 is mixed with light whose retardation has changed from 0 to 2 ⁇ .
  • the wavelength bands of the red image light, the green image light, and the blue image light they are mixed so that all the polarization states are included, and in the wavelength bands of the red image light, the green image light, and the blue image light, All of the various polarization states exist.
  • the emitted light from the crystal body 11 becomes light including all of various polarization states of linearly polarized light, elliptically polarized light, and circularly polarized light, and a luminance difference generated in an image is reduced.
  • a phase difference of about 0.8 wavelength is given to light of about 490 nm, and a phase difference of about 0.6 wavelength is given to light of about 500 nm.
  • the wavelength of the phase difference imparted to the light decreases so as to gradually approach zero.
  • the phase difference applied to the light of wavelength gradually decreases to 0.8 wavelengths as the wavelength increases.
  • the phase difference imparted to the light approaches 0 wavelength from 0.8 wavelength, and thereafter, the phase difference imparted to the light is 1 wavelength.
  • the crystal body 11 continuously changes the phase difference with respect to the incident light so as to make at least one round with the above-described period.
  • the crystal body 11 changes so that the light incident on the crystal body 11 includes all the polarization states that go around the Poincare sphere in each wavelength band of the red image light, the green image light, and the blue image light.
  • all polarization states including linearly polarized light, elliptically polarized light, and circularly polarized light are mixed in each wavelength band of red image light, green image light, and blue image light.
  • the phase difference increases in each wavelength band of the red image light, the green image light, and the blue image light, and the number of times around the Poincare sphere increases.
  • the more the number of times that the Poincare sphere is circulated the more the light emitted from the crystal is mixed with light in a more polarized state, which is preferable from the viewpoint of reducing the luminance difference generated in the image.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the shape of the crystal 11 included in the projection display device 1 of the embodiment.
  • 3A shows an example of the shape of the crystal body 11
  • FIG. 3B shows another example of the shape of the crystal body 11.
  • the crystal 11 has a crystal axis 11a angle of 135 degrees with respect to the polarization axis 10s of the P-polarized light emitted from the G liquid crystal display panel 5G, and the R and B liquid crystals.
  • the angle of the crystal axis 11a with respect to the polarization axis 10p of the S-polarized light emitted from the display plates 5R and 5B is arranged at 45 degrees.
  • the angle of the crystal axis 11a with respect to the polarization axis 10s of the P-polarized light emitted from the G liquid crystal display plate 5G is 45 degrees, and is emitted from the R and B liquid crystal display plates 5R and 5B.
  • the angle of the crystal axis 11a with respect to the polarization axis 10p of S-polarized light may be arranged at 135 degrees, and the same effect is obtained. That is, in the crystal body 11, the crystal axis 11a is orthogonal to the polarization axes 10p and 10s of the P-polarized light and S-polarized light emitted from the R, G, and B liquid crystal display plates 5R, 5G, and 5B. Are arranged so as to form 45 degrees with each of the polarization axes 10p and 10s on a plane to be rotated.
  • the angle formed between the crystal axis 11a of the crystal 11 and the polarization axes 10p and 10s of the P-polarized light and the S-polarized light is in the range of about 45 ° ⁇ 5 °, substantially the same effect can be obtained. As a result, the luminance difference generated in the video can be sufficiently reduced.
  • the crystal body 11 is formed in an outer shape having a side surface that forms 45 degrees with respect to the crystal axis 11a, so that the polarization axes 10p and 10s of P-polarized light and S-polarized light are obtained. Therefore, it is easy to position the crystal axis 11a with respect to the structure, and it is possible to improve the assemblability when the crystal axis 11a is attached to a holder member (not shown) that supports the crystal body 11.
  • the crystal body 11 is formed in an outer shape having a side surface forming 90 degrees with respect to the crystal axis 11a, and thus, similar to the outer shape shown in FIG. 5 (a).
  • the assemblability at the time of attaching to a holder member can be improved.
  • FIG. 4 shows the relationship between the wavelength of light incident on the crystal body 11 and the phase difference given to the light incident on the crystal body 11 when the thickness of the crystal body 11 in the embodiment is 0.3 mm.
  • the horizontal axis indicates the wavelength
  • the vertical axis indicates the phase difference (wavelength).
  • the crystal axis 11a of the crystal body 11 shown in FIG. 4 is arranged to form 45 degrees with respect to the optical axes of the P-polarized light and the S-polarized light.
  • the description will be made under the condition that the crystal axis 11a is 45 degrees with respect to the optical axes of the P-polarized light and the S-polarized light.
  • the crystal body 11 has a phase difference (retardation) of light incident on the crystal body 11 changing from 0 to 1 wavelength. That is, in other words, the polarization state of the light is changed so as to include all the polarization states that occur when the Poincare sphere makes one round.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between the thickness of the crystal body 11 and the intensity ratio of the P-polarized light and the S-polarized light emitted from the crystal body 11 in the embodiment.
  • the horizontal axis indicates the thickness of the crystal 11
  • the vertical axis indicates the intensity ratio between the component corresponding to P-polarized light and the component corresponding to S-polarized light included in the light emitted from the crystal 11.
  • light having a wavelength band of about 400 to 500 nm is indicated by a solid line
  • light having a wavelength band of about 500 to 600 nm is indicated by a broken line
  • light having a wavelength band of about 600 to 800 nm is indicated by a one-dot chain line.
  • the thickness of the crystal body 11 when the thickness of the crystal body 11 is about 0.5 mm or less, the intensity ratio between the P-polarized light component and the S-polarized light component is large, and the crystal body 11 is thick. The intensity ratio gradually converges to become smaller. Further, when the thickness of the crystal body 11 exceeds 3.0 mm, the strength ratio is almost constant, and when the thickness of the crystal body 11 is 3.0 mm, the strength ratio is made sufficiently small. be able to.
  • the thickness of the crystalline body 11 when the crystalline body 11 is disposed between the XDP 9 and the projection lens group 12, the thickness of the crystalline body 11 is preferably 3.0 mm or less in consideration of the back focus of the projection lens group 12.
  • the thickness of the crystal 11 is set in a range of 0.3 mm or more and 3.0 mm or less.
  • the thickness of the crystal body 11 When the thickness of the crystal body 11 is smaller than 0.3 mm, the light incident on the crystal body 11 goes around the Poincare sphere in each wavelength band of red image light, green image light, and blue image light. This is not preferable because it does not change so as to include all the polarization states, that is, the retardation does not change from 0 to 1 wavelength.
  • the thickness of the crystal body 11 is 3.0 mm or more, the intensity ratio between the P-polarized light and the S-polarized light in each wavelength band becomes constant, and the obtained effect reaches its peak. From the viewpoint of the back focus of the projection lens group 12 and the manufacturing cost of the crystal 11.
  • the thickness of the crystal 11 includes the mechanical strength of the crystal 11 and the crystal 11. In consideration of the assembly workability in the process of attaching to the holder member and the manufacturing cost of the crystal 11, about 0.8 mm is particularly desirable.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between the wavelength of light emitted from the crystal 11 and the amount of light with respect to the thickness of the crystal 11 in the embodiment.
  • FIG. 6A shows the light amount in the vertical direction of the XDP 9
  • FIG. 6B shows the light amount in the horizontal direction of the XDP 9.
  • the horizontal axis indicates the wavelength and the vertical axis indicates the amount of light.
  • the case where the thickness of the crystal 11 is 0.3 mm is indicated by a thin line
  • the case where the thickness is 0.8 mm is indicated by a thick line.
  • the area occupied by the curve and the horizontal axis is the same, and the total amount of light is the same.
  • the light amount in the vertical direction of the XDP 9 is maximum at around 510 nm and around 610 nm. It is a green that is a mixture of green close to blue and green close to red. It should be noted that the polarization state is linearly polarized light at the wavelength where the light quantity is maximum and minimum.
  • the thickness of the crystal body 11 is 0.3 mm, the light amount in the horizontal direction of the XDP 9 is the maximum near 550 nm, and the green color with high purity ( A large amount of light having a wavelength near 550 nm).
  • the thickness of the crystal body 11 when the thickness of the crystal body 11 is 0.8 mm, it enters the crystal body 11 as compared with the case where the thickness is 0.3 mm.
  • the number of times of orbiting the Poincare sphere increases with respect to the phase difference given to the light.
  • the light quantity in the vertical direction of the XDP 9 increases the wavelength at which the light quantity is maximum as compared with the case where the thickness is 0.3 mm.
  • the thickness of the crystal 11 is 0.8 mm, the amount of light is maximized in the horizontal direction of the XDP 9 as compared with the case where the thickness is 0.3 mm. Wavelength increases.
  • the green color is similar in the vertical direction and the horizontal direction of the XDP 9 as compared with the case where the thickness is 0.3 mm. Can do.
  • the green color when the projection light is viewed from the orthogonal direction becomes a green having a similar color.
  • the thickness of the crystal 11 is preferably 0.8 mm compared to 0.3 mm.
  • a rotation angle that causes a phase difference in the light incident on the crystal 11 is given so as to make the Poincare sphere about 3 to 4 rounds. Will be.
  • the projection light is viewed from the orthogonal direction in each wavelength band of the red image light, the green image light, and the blue image light. The color of can be brought closer.
  • FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the position where the luminance difference (chromaticity difference) of the image projected on the projection plane is measured and the direction in which the image is viewed in the projection display device 1 of the embodiment. .
  • the luminance difference (chromaticity difference) generated at the two positions of the lower left end S1 and the lower right end S2 of the image S projected on the projection plane was measured using a color luminance meter.
  • the chromaticity difference when the video was viewed from the front direction P1 facing the video S and the tilt direction P2 shifted to the right in FIG. 7 in the horizontal direction from the front was measured.
  • FIG. 8 illustrates the luminance difference of the image S when viewed from the front direction facing the image S from the front and the tilt direction shifted from the front in the horizontal direction in the projection display device 1 of the embodiment.
  • the vertical axis represents the chromaticity difference ( ⁇ u′v ′).
  • FIG. 8 shows a first comparative example in which no optical element is disposed between the XDP 9 and the projection lens group 12, and a wavelength-selective polarization rotation element is disposed between the XDP 9 and the projection lens group 12 to align the polarization direction.
  • Two comparative examples and examples using the crystal 11 are shown side by side.
  • As the crystal body 11 in the example a crystal body 11 having a thickness of 0.8 mm arranged at 45 degrees with respect to each polarization axis of P-polarized light and S-polarized light was used.
  • the chromaticity difference ⁇ u′v ′ in the tilt direction P2 is larger than the chromaticity difference ⁇ u′v ′ in the front direction P1, and the image is viewed from the tilt direction P2.
  • luminance unevenness color unevenness
  • the value of the chromaticity difference ⁇ u′v ′ in the tilt direction P2 becomes as small as that in the second comparative example using the wavelength selective polarization rotation element, and the image S is viewed from the tilt direction P2.
  • the effect of reducing the difference in brightness produced during the operation was sufficiently obtained.
  • the single crystal body 11 is provided.
  • a plurality of crystal bodies may be arranged along the optical path.
  • a configuration in which two crystals having a thickness of 0.3 mm are arranged has the same effect as a configuration in which one crystal having a thickness of 0.6 mm is arranged.
  • the light beams are incident on the plurality of crystal bodies arranged along the optical path in each of the wavelength bands of red image light, green image light, and blue image light incident on the crystal body.
  • the effect similar to that of the embodiment can be obtained if the phase difference of the light to be transmitted is one wavelength or more, that is, if it is configured to make at least one round of the Poincare sphere.
  • the crystal body is divided into a plurality of crystal pieces with respect to the optical axis direction of the optical path, and each crystal piece has a total thickness of 0.3 mm or more in the optical axis direction of the optical path, If it is 3.0 mm or less, the same effect as the embodiment can be obtained.
  • a crystal body having a thickness of 0.3 mm is divided into two crystal pieces having a thickness of 0.15 mm with respect to the optical axis direction of the optical path, and is disposed at any position along the optical path. Even if it is done, the same effect is acquired.
  • a crystal piece having a thickness of 0.15 mm may be arranged on each of the three incident sides and the emission side of the XDP 9, and the same effect as that of the configuration including the crystal body having a thickness of 0.3 mm is obtained.
  • the projection display device 1 includes the crystal body 11 that emits the red image light, the green image light, and the blue image light incident from the XDP 9 with a phase difference corresponding to the wavelength. ing.
  • the light incident on the crystal body 11 is mixed so as to include various polarization states, and projection light including various polarization states can be projected.
  • the projection display device 1 of the embodiment since the projection display device 1 of the embodiment includes the crystal body 11, it is easy to process the entrance surface and the exit surface of the crystal body 11 with high accuracy, and the influence on the focusing performance is prevented. Since durability with heat and light is high, deterioration of optical properties due to heat and ultraviolet rays can be prevented.
  • the green image light is P-polarized light and the red image light and blue image light are S-polarized light.
  • the green image light is S-polarized light
  • the red image light and blue image light are blue.
  • the image light may be P-polarized light.
  • the projection display device 1 of the embodiment is configured to include the single light source lamp 3 as the light source, but is configured to include each of the R, G, and B light source lamps independently. Of course, it may be done.

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Abstract

　本発明は、第１の偏光状態に変換され緑色波長に中心帯域を有する緑色画像光を出射するＧ用の液晶表示板（５Ｇ）と、第１の偏光光状態と直交する第２の偏光状態の青色波長に中心帯域を有する青色画像光を出射するＢ用の液晶表示板（５Ｂ）と、第２の偏光状態の赤色波長に中心帯域を有する赤色画像光を出射するＲ用の液晶表示板（５Ｒ）と、Ｇ用、Ｂ用及びＲ用の液晶表示板（５Ｇ、５Ｂ、５Ｒ）の各出射光を入射し、合成して出射するクロスダイクロイックプリズム（９）と、第１の偏光状態の緑色画像光、第２の偏光状態の青色画像光及び赤色画像光が入射し、その波長に応じた位相差を与えて出射する結晶体（１１）と、を備える。

Description

投写型表示装置及び投写方法
　本発明は、投写面上に映像を投写するための投写型表示装置及び投写方法に関する。
　投写型表示装置としては、光源から出射された光が分離された赤色光、緑色光、青色光が各々入射する３つの液晶表示板と、各液晶表示板から入射する光を色合成するクロスダイクロイックプリズムとを備える３板方式の投写型表示装置が知られている。
　画像を形成するために液晶表示板を通過する赤色光、緑色光、青色光は、直線偏光光にされている。
　ダイクロイックプリズムでは、Ｐ偏光光である緑色光を透過させ、Ｓ偏光光である赤色光と青色光を内部で反射させて色合成を行っている。そのため、緑色光と、赤色光及び青色光は、偏光軸が直交する状態で、スクリーンの投写面上に投写されている。
　図９は、Ｐ偏光光とＳ偏光光の、投写面に対する入射角と反射率との関係を示す図である。図９において、Ｓ偏光光を実線で示し、Ｐ偏光光を破線で示し、Ｓ偏光光とＰ偏光光の反射率の差分を一点鎖線で示す。
　図９に示すように、Ｐ偏光光及びＳ偏光光は、投写面に対する入射角に応じて反射率がそれぞれ異なる。このため、Ｐ偏光光とＳ偏光光の反射率の差が、投写面に対する入射角によって異なる。
　近年、投写型表示装置では、投写レンズとして広角レンズが用いられ、短焦点化が進められている、このため、投写面上に照射される光の入射角の差が増える傾向にある。したがって、投写面に対して、視聴者が映像を見る方向がなす角度の変化に伴って、投写面上に投写された映像の各位置で、Ｓ偏光光とＰ偏光光の反射率が大きく異なる。
　Ｐ偏光光である緑色光の偏光軸に直交する方向、言い換えると、緑色光がＳ偏光光になり、赤色光及び青色光がＰ偏光光になる方向から映像を見たときに、赤色光及び青色光よりも緑色の光の輝度が高く見えるので、緑色が強い輝度ムラ（色ムラ）として視聴者に認識される。
　一方、赤色光及び青色光がＳ偏光光になり、緑色光がＰ偏光光になる方向から映像を見たときに、緑色光よりも赤色光及び青色光の輝度が高く見えるので、赤色光及び青色光からなるマゼンタが強い輝度ムラ（色ムラ）として視聴者に認識される。
　このような映像内に生じる輝度ムラ（色ムラ）を抑えるために、本発明に関連する３板方式の投写型表示装置では、波長選択型偏光回転素子を用いて、赤色光、緑色光、青色光の偏光状態を揃えて、投写面上に投写する構成が採られている。特許文献１には、クロスダイクロイックプリズムで色合成されたＰ偏光光とＳ偏光光の偏光方向を揃える技術が開示されている。この種の波長選択型偏光回転素子は、遅相軸が異なる複数の有機フィルムが積層された多層構造になっている。
国際公開２００９－０４１０３８号公報
　しかしながら、上述した波長選択型偏光回転素子を用いる構成は、波長選択型偏光回転素子が有機フィルムによって形成されているので、波長選択型偏光回転素子の入射面及び出射面の面精度が乏しく、投写画像のフォーカスに影響を及ぼす問題がある。また、波長選択型偏光回転素子は、熱や光源からの光に含まれる紫外線によって光学特性が劣化する問題がある。
　そこで、本発明は、上記関連する技術の課題を解決することができる投写型表示装置及び投写方法を提供することを目的とする。本発明の目的の一例は、フォーカス性能への影響や、熱や紫外線による光学特性の劣化を防ぐと共に、映像に生じる輝度ムラ（色ムラ）を低減することができる投写型表示装置及び投写方法を提供ことにある。
　上述した目的を達成するため、本発明に係る投写型表示装置は、第１の偏光状態の緑色波長に中心帯域を有する緑色画像光を出射する第１の液晶表示素子と、第１の偏光状態と直交する第２の偏光状態の青色波長に中心帯域を有する青色画像光を出射する第２の液晶表示素子と、第２の偏光状態の赤色波長に中心帯域を有する赤色画像光を出射する第３の液晶表示素子と、第１ないし第３の液晶表示素子の各出射光が入射し、合成して出射する合成素子と、第１の偏光状態の緑色画像光、第２の偏光状態の青色画像光及び赤色画像光が入射し、その波長に応じた位相差を与えて出射する結晶体と、を備える。
　また、本発明に係る投写方法は、第１の液晶表示素子から出射され第１の偏光状態の緑色波長に中心帯域を有する緑色画像光、第２の液晶表示素子から出射され第１の偏光状態と直交する第２の偏光状態の青色波長に中心帯域を有する青色画像光、第３の液晶表示素子から出射され第２の偏光状態の赤色波長に中心帯域を有する赤色画像光に、その波長に応じた位相差を、結晶体を用いて与えた投写光を投写する。
　本発明によれば、フォーカス性能への影響や光学特性の劣化を防ぐと共に、結晶体に入射した光に様々な偏光状態を含むように位相差を与え、様々な偏光状態が混ざり合わされた光を得ることが可能になる。このため、投写面上に投写された映像を見る方向に起因する、投写光に含まれる偏光光に応じて生じる反射率の差による輝度ムラ（色ムラ）を抑えることができる。
実施形態の投写型表示装置の光学系を示す模式図である。 実施形態の投写型表示装置の光学系の要部を示す模式図である。 実施形態の投写型表示装置が備える結晶体の形状を説明するための模式図である。 実施形態における結晶体の厚さが０．３ｍｍである場合に、結晶体に入射する光の波長と、結晶体に入射する光に付与される位相差との関係を説明するための図である。 実施形態における結晶体の厚さと、結晶体から出射されたＰ偏光光とＳ偏光光の強度比との関係を説明するための図である。 実施形態における結晶体の厚さに関して、結晶体から出射された光の波長と光量との関係を説明するための図である。 実施形態の投写型表示装置において、投写面上に投写された映像の輝度差を測定した位置、及び映像を見た方向を説明するための模式図である。 実施形態の投写型表示装置において、映像に対する正面方向と、正面方向から水平方向にずれた傾斜方向とから映像を見たときの輝度差を説明するための図である。 Ｐ偏光光とＳ偏光光について、投写面に対する入射角と反射率との関係を説明するための図である。
　以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照して説明する。
　図１に、実施形態の投写型表示装置の光学系の模式図を示す。図２に、実施形態の投写型表示装置の光学系の要部の模式図を示す。
　図１に示すように、実施形態の投写型表示装置１は、光源ランプ３と、第１の偏光状態であるＰ偏光光として緑色波長に中心帯域を有する緑色画像光を出射する第１の液晶表示素子としての緑色光用（以下、単にＧ用と称する。）の液晶表示板と、Ｐ偏光光と直交する第２の偏光状態であるＳ偏光光として青色波長に中心帯域を有する青色画像光を出射する第２の液晶表示素子としての青色光用（以下、単にＢ用と称する。）の液晶表示板５Ｂと、Ｓ偏光光として赤色波長に中心帯域を有する赤色画像光を出射する第３の液晶表示素子としての赤色光用（以下、単にＲ用と称する。）の液晶表示板５Ｒと、光源ランプ３から各Ｒ用、Ｇ用、Ｂ用の液晶表示板５Ｒ、５Ｇ、５Ｂまでの光路をそれぞれ構成する光インテグレータ６ａ、フラットＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）６ｂ、フィールドレンズ６ｃ、リレーレンズ６ｄ、６ｅを含むレンズ群、ダイクロイックミラー６ｆ、６ｇを含むミラー群を有する光路構成部材６と、を備えている。また、各Ｒ光用、Ｇ光用、Ｂ光用の液晶表示板５Ｒ、５Ｇ、５Ｂは、液晶セル８ａと、液晶セル８ａを挟んで光路の入射側及び出射側にそれぞれ配置された入射側偏光板８ｂ及び出射側偏光板８ｃとを有している。なお、Ｒ光用およびＢ光用の、入射側偏光板８ｂの入射側あるいは出射側偏光板８ｃの出射側には、1/2波長板（不図示）が配置されている。
　また、実施形態の投写型表示装置１は、Ｇ光用、Ｂ光用、Ｒ光用の液晶表示板５Ｇ、５Ｂ、５Ｒからの各出射光が入射し、色合成して出射する合成素子としてのクロスダイクロイックプリズム９（以下、ＸＤＰ９と称する。）と、Ｐ偏光光の緑色画像光、Ｓ偏光光の青色画像光及び赤色画像光が入射し、その波長に応じた位相差を与えて出射する結晶体１１と、結晶体１１から出射された光が入射し、投写面上に映像を投写するための投写光学系としての投写レンズ群１２と、を備えている。
　投写型表示装置１が備える結晶体１１は、ＸＤＰ９と投写レンズ群１２との間の光路上に配置されている。なお、結晶体１１は、ＸＤＰ９の出射端面よりも光路の下流側の位置であれば、ＸＤＰ９と投写レンズ群１２との間の位置に限定されるものではなく、投写レンズ群１２の内部や、投写レンズ群１２の出射端側の外部に配置されてもよい。また、結晶体１１は、Ｒ光用、Ｇ光用、Ｂ光用の液晶表示板５Ｒ、５Ｇ、５ＢとＸＤＰ９とのそれぞれの間に配置されてもよい。さらに、結晶体１１は、必要に応じて、ＸＤＰ９と投写レンズ群１２との間、及びＲ光用、Ｇ光用、Ｂ光用の液晶表示板５Ｒ、５Ｇ、５ＢとＸＤＰ９とのそれぞれの間の両方に配置されてもよい。
　結晶体１１は、光学異方性を有する水晶やサファイアによって平板状に形成されており、結晶体１１に入射する光に対して複屈折を生じさせるように、光路上に配置されている。そして、結晶体１１には、ダイクロイックミラー６ｅによって分離された赤色波長に中心帯域を有する赤色画像光、ダイクロイックミラー６ｆによって分離された青色波長に中心帯域を有する青色画像光、及び緑色波長に中心帯域を有する緑色画像光が入射する。
　結晶体１１は、Ｇ用の液晶表示板５Ｇから出射されたＰ偏光光の偏光軸、及びＲ用の液晶表示板５ＲとＢ用の液晶表示板５Ｂから出射されたＳ偏光光の偏光軸のそれぞれに対して、結晶体１１の結晶軸（遅相軸）が平行及び直交とならない所定の角度をなすように配置されており、Ｐ偏光光及びＳ偏光光それぞれに波長に応じた位相差を付与する。つまり、結晶体１１は、結晶体１１に入射する光に位相差を付与する位相差板として機能を有している。なお、本実施形態では、結晶体１１として、一軸結晶である水晶やサファイアを用いて構成されるが、一軸結晶のものに限定されるものではなく、二軸結晶のものが用いられてもよい。なお、水晶やサファイアの場合、その遅相軸は共にＣ軸と等しい。
　結晶体１１は、結晶体１１に入射する光の波長に応じて、その波長の光に付与する位相差（リタデーション（retardation））が異なっている。結晶体１１を通過した光は、その波長に応じてその偏光状態が変化する。光の波長に応じて付与する位相差が変化する仕方（光の波長に応じて偏光状態が変化する仕方）は、光路の光軸方向に対する結晶体１１の厚さ（以下、単に結晶体１１の厚さと称する。）に比例する。
　結晶体１１を通過した光は、リタデーション（retardation）が０から２πまで変化した光が混在するようになっている。換言すると、赤色画像光、緑色画像光、青色画像光の波長帯域において、すべての偏光状態が含まれるように混ざり合わされており、赤色画像光、緑色画像光、青色画像光の波長帯域それぞれで、様々な偏光状態のすべてが存在している。これによって、結晶体１１からの出射光は、直線偏光、楕円偏光、円偏光の様々な偏光状態のすべてを含む光となり、映像に生じる輝度差が低減される。
　具体的には、例えば緑色画像光の波長帯域において、４９０ｎｍ程度の光に０．８波長程度の位相差を付与し、５００ｎｍ程度の光に０．６波長程度の位相差を付与する。その後、波長が大きくなるのに従って、光に付与する位相差の波長が０に徐々に近づくように小さくなる。引き続き、緑色画像光の波長帯域において、５５０ｎｍ程度の光に１波長程度の位相差を付与した後、波長が長くなるのに従って、波長の光に付与する位相差が０．８波長まで徐々に小さくなる。このように、緑色画像光の波長帯域では、波長が長くなるのに伴って、光に付与する位相差が０．８波長から０波長に近づき、その後、光に付与する位相差は、１波長から０．８波長に近づく。つまり、結晶体１１は、緑色画像光の波長帯域の全域において、波長の変化に応じて、０．８波長から次の周期の０．８波長までに亘る位相差を連続的に付与する。
　結晶体１１に入射する赤色画像光、緑色画像光、青色画像光の波長帯域それぞれにおいて、結晶体１１は入射した光に対して、上述の周期で少なくとも１周するように位相差を連続的に付与する。
　そして、結晶体１１は、赤色画像光、緑色画像光、青色画像光の各波長帯域において、結晶体１１に入射した光が、ポアンカレ球を１周するような偏光状態をすべて含むように変化することで、赤色画像光、緑色画像光、青色画像光の各波長帯域で直線偏光、楕円偏光、円偏光を含むすべての偏光状態が混ぜ合わされた投写光を得ることが可能になる。これにより、投写面上に投写された映像を、映像の正面方向に対して角度をなす傾斜方向から見た場合であっても、映像に生じる輝度差を低減することができる。
　また、結晶体１１の厚さを厚くすることによって、赤色画像光、緑色画像光、青色画像光の各波長帯域において、位相差が大きくなり、ポアンカレ球を周る回数が増えることになる。ポアンカレ球を周回する回数が増えるほど、結晶体から出射される光は、更に多くの偏光状態の光が混ぜ合わされることになり、映像に生じる輝度差を低減する観点で好ましい。
　図３に、実施形態の投写型表示装置１が備える結晶体１１の形状を説明するための模式図を示す。図３において、（ａ）に結晶体１１の形状の一例を示し、（ｂ）に結晶体１１の形状の他の例を示す。
　図３（ａ）に示すように、結晶体１１は、Ｇ用の液晶表示板５Ｇから出射されたＰ偏光光の偏光軸１０ｓに対する結晶軸１１ａの角度が１３５度、Ｒ用及びＢ用の液晶表示板５Ｒ、５Ｂから出射されたＳ偏光光の偏光軸１０ｐに対する結晶軸１１ａの角度が４５度で配置されている。これとは逆に、Ｇ用の液晶表示板５Ｇから出射されたＰ偏光光の偏光軸１０ｓに対する結晶軸１１ａの角度が４５度、Ｒ用及びＢ用の液晶表示板５Ｒ、５Ｂから出射されたＳ偏光光の偏光軸１０ｐに対する結晶軸１１ａの角度が１３５度で配置されてもよく、同様の効果が得られる。つまり、結晶体１１は、結晶軸１１ａと、Ｒ用、Ｇ用、Ｂ用の液晶表示板５Ｒ、５Ｇ、５Ｂから出射されたＰ偏光光及びＳ偏光光の各偏光軸１０ｐ、１０ｓとが直交する平面上で、各偏光軸１０ｐ、１０ｓと４５度をなすように配置されている。
　なお、結晶体１１の結晶軸１１ａと、Ｐ偏光光及びＳ偏光光の各偏光軸１０ｐ、１０ｓに対してなす角度が、４５度±５度程度の範囲であれば、ほぼ同程度の効果が得られ、映像に生じる輝度差を十分に低減することができる。
　結晶体１１は、図３（ａ）に示すように、結晶軸１１ａに対して４５度をなす側面を有する外形に形成されることで、Ｐ偏光光及びＳ偏光光の各偏光軸１０ｐ、１０ｓに対する結晶軸１１ａの位置決めを行うことが容易になり、結晶体１１を支持するホルダ部材（不図示）に取り付ける際の組立性を高めることができる。
　また、結晶体１１は、図３（ｂ）に示すように、結晶軸１１ａに対して９０度をなす側面を有する外形に形成されることで、図５（ａ）に示した外形と同様に、ホルダ部材に取り付ける際の組立性を高めることができる。
　図４に、実施形態における結晶体１１の厚さが０．３ｍｍである場合に、結晶体１１に入射する光の波長と、結晶体１１に入射する光に付与される位相差との関係を説明するための図を示す。図４において、横軸に波長を示し、縦軸に位相差(波長)を示す。なお、図４に示す結晶体１１の結晶軸１１ａは、Ｐ偏光光及びＳ偏光光の各光軸に対して４５度をなすように配置されている。以下、結晶軸１１ａが、Ｐ偏光光及びＳ偏光光の各光軸に対して４５度をなす条件において説明する。
　図４に示すように、赤色画像光、緑色画像光、青色画像光の各波長帯域において、結晶体１１は、結晶体１１に入射した光の位相差（リタデーション）が０から１波長まで変化するように、すなわち、ポアンカレ球を１周するときに生じるすべての偏光状態が含まれるように、光の偏光状態を変化させている。
　図５に、実施形態における結晶体１１の厚さと、結晶体１１から出射されたＰ偏光光とＳ偏光光の強度比との関係を説明するための図を示す。図５において、横軸に結晶体１１の厚さを示し、縦軸に結晶体１１から出射された光に含まれるＰ偏光光に相当する成分と、Ｓ偏光光に相当する成分との強度比を示す。また、図５において、４００～５００ｎｍ程度の波長帯域の光を実線で示し、５００～６００ｎｍ程度の波長帯域の光を破線で示し、６００～８００ｎｍ程度の波長帯域の光を一点鎖線で示す。
　図５に示すように、結晶体１１の厚さが０．５ｍｍ程度以下の場合には、Ｐ偏光光の成分とＳ偏光光の成分との強度比が大きく、結晶体１１の厚さが大きくなるのに従って強度比が徐々に小さく収束している。また、結晶体１１の厚さが３．０ｍｍを超えた場合には、強度比はほぼ一定になっており、結晶体１１の厚さが３．０ｍｍの場合に、強度比を十分に小さくすることができる。加えて、ＸＤＰ９と投写レンズ群１２との間に結晶体１１を配置する場合、投写レンズ群１２のバックフォーカスを考慮すると、結晶体１１の厚さは３．０ｍｍ以下にすることが好ましい。
　以上で説明したことから、結晶体１１の厚さは、０．３ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下の範囲に設定されている。
　結晶体１１の厚さが０．３ｍｍよりも小さい場合には、赤色画像光、緑色画像光、青色画像光の各波長帯域において、結晶体１１に入射した光が、ポアンカレ球を１周するような偏光状態をすべて含むように変化しない、すなわち、リタデーション（retardation）が０から１波長まで変化しないので、映像に輝度差が生じ、好ましくない。結晶体１１の厚さが３．０ｍｍ以上の場合には、各波長帯域のＰ偏光とＳ偏光の強度比が一定になり、得られる効果が頭打ちとなるので、これ以上の輝度差低減の効果が期待できない上、投写レンズ群１２のバックフォーカスの観点および結晶体１１の製造コストの観点からは好ましくない。
　また、結晶体１１の厚さとしては、各波長帯域のＰ偏光とＳ偏光の強度比を小さくし映像に生じる輝度差を低減する効果に加えて、結晶体１１の機械的強度、結晶体１１をホルダ部材に取り付ける工程での組み立て作業性、結晶体１１の製造コストをそれぞれ考慮した場合、特に０．８ｍｍ程度が望ましい。
　図６に、実施形態における結晶体１１の厚さに関して、結晶体１１から出射された光の波長と光量との関係を説明するための図を示す。緑色画像光の波長帯域において、図６（ａ）に、ＸＤＰ９の鉛直方向における光量を示し、図６（ｂ）に、ＸＤＰ９の水平方向における光量を示す。図６（ａ）及び６（ｂ）において、横軸に波長を示し、縦軸に光量を示す。また、図６（ａ）及び図６（ｂ）において、結晶体１１の厚さが０．３ｍｍの場合を細線で示し、厚さが０．８ｍｍの場合を太線で示す。なお、結晶体１１の厚さが０．３ｍｍ、０．８ｍｍである場合で共に、曲線と横軸とで占める面積が等しく、光量の合計は等しい。
　緑色画像光の波長帯域において、図６（ａ）に示すように、結晶体１１の厚さが０．３ｍｍである場合、ＸＤＰ９の鉛直方向における光量では、５１０ｎｍ付近と６１０ｎｍ付近で光量が最大となっており、青に近い緑色と、赤に近い緑色とを混ぜ合わせた緑色となる。なお、光量が最大及び最小となる波長では、偏光状態が直線偏光となっている。一方、図６（ｂ）に示すように、結晶体１１の厚さが０．３ｍｍである場合、ＸＤＰ９の水平方向における光量では、５５０ｎｍ付近で光量が最大となっており、純度が高い緑色（５５０ｎｍ付近の波長の光量が多い）となる。
　緑色画像光の波長帯域において、図６（ａ）に示すように、結晶体１１の厚さが０．８ｍｍである場合、厚さが０．３ｍｍの場合に比べて、結晶体１１に入射する光に与えられる位相差に関してポアンカレ球を周回する回数が増える。このため、ＸＤＰ９の鉛直方向における光量では、厚さが０．３ｍｍの場合と比べ、光量が最大となる波長が増える。同様に、図６（ｂ）に示すように、結晶体１１の厚さが０．８ｍｍである場合、厚さが０．３ｍｍの場合と比べ、ＸＤＰ９の水平方向においても、光量が最大となる波長が増える。
　このため、結晶体１１の厚さが０．８ｍｍの場合には、厚さが０．３ｍｍの場合と比較して、ＸＤＰ９の鉛直方向と水平方向とにおいて、色味が似た緑色にすることができる。これにより、緑色画像光の波長帯域において、投写光を直交する方向から見たときの緑色が、色味が似た緑色になる。このことは、赤色画像光、青色画像光の各波長帯域についても同様である。
　したがって、結晶体１１の厚さは、０．３ｍｍに比べて０．８ｍｍが好ましい。
　以上のように、結晶体１１の厚さが０．８ｍｍである場合には、結晶体１１に入射する光に位相差を生じさせる回転角が、ポアンカレ球を３～４周程度するように付与されることになる。これにより、映像に生じる輝度差を低減する効果を十分に得ることができることに加えて、赤色画像光、緑色画像光、青色画像光の各波長帯域において、投写光を直交する方向から見たときの色を近づけることできる。
　最後に、実施形態の投写型表示装置１について、投写面上に投写された映像に生じる輝度差を測定した結果を説明する。
　図７に、実施形態の投写型表示装置１において、投写面上に投写された映像の輝度差(色度差)を測定した位置、及び映像を見た方向を説明するための模式図を示す。図７に示すように、投写面上に投写された映像Ｓの左下端部Ｓ１及び右下端部Ｓ２の２つの位置に生じる輝度差(色度差)を、色彩輝度計を用いて測定した。映像Ｓに対向する正面方向Ｐ１と、正面から水平方向における図７中右側にずれた傾斜方向Ｐ２とからそれぞれ映像を見たときの色度差を測定した。
　図８に、実施形態の投写型表示装置１において、映像Ｓに対して正面から向き合う正面方向と、正面から水平方向にずれた傾斜方向とからそれぞれ見たときの映像Ｓの輝度差を説明するための図を示す。図８において、縦軸は色度差（Δｕ’ｖ’）を示す。投写型表示装置１としては、短焦点型の構成を適用して、投写面の近傍から映像Ｓを投写した。図８に、ＸＤＰ９と投写レンズ群１２との間に光学素子を配置しない第１の比較例、ＸＤＰ９と投写レンズ群１２との間に波長選択型偏光回転素子を配置して偏光方向を揃える第２の比較例、結晶体１１を用いる実施例を並べて示す。実施例における結晶体１１としては、Ｐ偏光光及びＳ偏光光の各偏光軸に対して４５度をなすように配置し、厚さが０．８ｍｍに形成されたものを用いた。
　図８に示すように、映像Ｓを正面方向Ｐ１から見た場合、上述の第１及び第２の比較例と実施例とを比較して、映像Ｓに生じる色度差Δｕ’ｖ’に差が現れていない。しかし、正面方向Ｐ１に対して水平方向に角度をなす傾斜方向Ｐ２から見た場合、上述の第１及び第２の比較例と実施例とにおいて、映像Ｓに生じる色度差Δｕ’ｖ’に差が現れる。光学素子を配置しない第１の比較例では、正面方向Ｐ１での色度差Δｕ’ｖ’よりも、傾斜方向Ｐ２での色度差Δｕ’ｖ’が大きくなっており、傾斜方向Ｐ２から映像Ｓを見たときに輝度ムラ（色ムラ）が顕著に生じた。
　一方、実施例は、傾斜方向Ｐ２での色度差Δｕ’ｖ’の値が、波長選択型偏光回転素子を用いる第２の比較例と同等程度に小さくなり、傾斜方向Ｐ２から映像Ｓを見たときに生じる輝度差を低減する効果が十分に得られた。また、実施例においても、第２の比較例と同様に、正面方向Ｐ１での色度差Δｕ’ｖ’の値と、傾斜方向Ｐ２での色度差Δｕ’ｖ’の値とにほぼ差がないので、映像Ｓを見る方向に応じて輝度ムラ（色ムラ）が大きく変化することを抑えることができた。
　なお、上述した実施形態では、１つの結晶体１１を備える構成にされたが、複数の結晶体が光路上に沿って配置されてもよい。例えば厚さ０．３ｍｍの結晶体を２つ配置する構成は、厚さ０．６ｍｍの結晶体を１つ配置する構成と同等の効果が得られる。
　また、複数の結晶体が配置される構成の場合、結晶体に入射する赤色画像光、緑色画像光、青色画像光の波長帯域それぞれで、光路上に沿って配置された複数の結晶体に入射する光に位相差が１波長以上になるように、すなわち、ポアンカレ球を少なくとも１周するように構成されていれば、実施形態と同様の効果が得られる。
　換言すれば、結晶体は、光路の光軸方向に対して複数の結晶片に分割されて配置され、各結晶片は、光路の光軸方向についての厚さの総和が、０．３ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下であれば実施形態と同様の効果が得られる。具体的には、厚さ０．３ｍｍの結晶体は、光路の光軸方向に対して、厚さ０．１５ｍｍの２つの結晶片に分割されて、光路上に沿ったいずれかの位置に配置されても同様の効果が得られる。また、厚さ０．１５ｍｍの結晶片が、ＸＤＰ９の３つの入射側と、出射側にそれぞれ配置されてもよく、厚さ０．３ｍｍの結晶体を備える構成と同様の効果が得られる。
　上述したように、実施形態の投写型表示装置１、ＸＤＰ９から入射する赤色画像光、緑色画像光、青色画像光に対して、その波長に応じた位相差を与えて出射する結晶体１１を備えている。これによって、結晶体１１に入射した光が、様々な偏光状態を含むように混ざり合わされ、様々な偏光状態を含む投写光を投写することができる。このため、投写面上に投写された映像を見る方向に起因する、投写光に含まれる偏光光に応じて生じる反射率の差を抑えることができる。その結果、投写面上に投写された映像に生じる輝度ムラを低減することができ、視聴者が映像の色ムラを感じることを抑えることができる。特に、投写光学系の画角（angle　of　view）が１２０度以上である投写型表示装置においてより有用である。
　加えて、実施形態の投写型表示装置１は、結晶体１１を備えることで、結晶体１１の入射面及び出射面を高精度に加工することが容易であり、フォーカス性能への影響を防ぐと共に、熱や光による耐久性が高いので、熱や紫外線による光学特性の劣化を防ぐことができる。
　なお、上述した本実施形態では、緑色画像光がＰ偏光光とされ、赤色画像光及び青色画像光がＳ偏光光とされたが、緑色画像光がＳ偏光光とされ、赤色画像光及び青色画像光がＰ偏光光とされてもよい。また、実施形態の投写型表示装置１は、光源として、単一の光源ランプ３を備えて構成されたが、Ｒ用、Ｇ用、Ｂ用の各光源ランプをそれぞれ独立して備えるように構成されてもよいことは勿論である。
　　１　投写型表示装置
　　５Ｒ　Ｒ用の液晶表示板
　　５Ｇ　Ｇ用の液晶表示板
　　５Ｂ　Ｂ用の液晶表示板
　　９　クロスダイクロイックプリズム
　１１　結晶体
　１２　投写レンズ群

Claims (5)

  1. 　第１の偏光状態の緑色波長に中心帯域を有する緑色画像光を出射する第１の液晶表示素子と、
    　前記第１の偏光状態と直交する第２の偏光状態の青色波長に中心帯域を有する青色画像光を出射する第２の液晶表示素子と、
    　前記第２の偏光状態の赤色波長に中心帯域を有する赤色画像光を出射する第３の液晶表示素子と、
    　前記第１ないし第３の液晶表示素子の各出射光が入射し、合成して出射する合成素子と、
    　前記第１の偏光状態の緑色画像光、第２の偏光状態の青色画像光及び赤色画像光が入射し、その波長に応じた位相差を与えて出射する結晶体と、を備える投写型表示装置。
  2. 　請求項１に記載の投写型表示装置において、
    　前記結晶体は、結晶軸が、前記第１の偏光状態及び前記第２の偏光状態の各偏光軸が直交する平面上で前記各偏光軸と４５度をなすように配置され、前記光路の光軸方向に対する厚さが、０．３ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下である、投写型表示装置。
  3. 　請求項２に記載の投写型表示装置において、
    　前記結晶体は、前記光路の光軸方向に対して複数の結晶片に分割されて配置され、各結晶片は、前記光路の光軸方向についての厚さの総和が、０．３ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下である、投写型表示装置。
  4. 　請求項２に記載の投写型表示装置において、
    　前記結晶体は、前記結晶軸に直交する側面、または前記結晶軸に対して４５度をなす側面を有している、投写型表示装置。
  5. 　第１の液晶表示素子から出射されて第１の偏光状態の緑色波長に中心帯域を有する緑色画像光、第２の液晶表示素子から出射されて前記第１の偏光状態と直交する第２の偏光状態の青色波長に中心帯域を有する青色画像光、第３の液晶表示素子から出射されて前記第２の偏光状態の赤色波長に中心帯域を有する赤色画像光に、その波長に応じた位相差を、結晶体を用いて与えた投写光を投写する投写方法。
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