JP2000206481A

JP2000206481A - 投写型表示装置

Info

Publication number: JP2000206481A
Application number: JP11006549A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kurumisawa; 孝胡桃澤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-01-13
Filing date: 1999-01-13
Publication date: 2000-07-28

Abstract

(57)【要約】【課題】投写型表示装置における液晶ライトバルブの
偏光手段における光吸収による発熱の問題を解決する。【解決手段】光源と、該光源からの光を変調するライ
トバルブと、該ライトバルブにより変調された光を投写
する投写光学手段とを備え、前記ライトバルブは、液晶
パネルと、該液晶パネルの出射側に配置される偏光手段
とを有し、前記偏光手段は、一方の偏光軸の光を主に透
過し、他方の偏光軸の光を主に反射する多層構造のフィ
ルムからなる。

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、液晶パネルによ
り構成される液晶ライトバルブを用いた投写型表示装置
（液晶プロジェクタともいう）に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８に示す液晶プロジェクタ１１００
は、一般的な、透過型液晶パネルをライトバルブとして
用いた投写型プロジェクタの例である。図８において、
光源であるランプユニット１１０２から射出された出射
光は、ミラー１１０６１で反射されてライトガイド１１
０４に入射し、その内部で２枚のダイクロイックミラー
１１０８１，１１０８２によって赤、緑、青の３原色光
Ｒ，Ｇ，Ｂに分離される。ダイクロイックミラー１１０
８２により分離された青の色光Ｂは、ミラー１１０６２
によって反射され、液晶ライトバルブ１１１０Ｂに入射
する。また、ダイクロイックミラー１１０８１により反
射された緑の色光Ｇは、液晶ライトバルブ１１１０Ｇに
入射する。また、ダイクロイックミラー１１０８１を透
過した赤の色光Ｒは、２枚のミラー１１０６３により反
射されて、液晶ライトバルブ１１１０Ｒに入射する。

【０００３】３つの液晶ライトバルブ１１１０Ｒ，１１
１０Ｇ，１１１０Ｂは、各色の画像情報に応じて入射光
を変調して画像を形成するものである。それぞれの液晶
ライトバルブ１１１０Ｒ、１１１０Ｇおよび１１１０Ｂ
によって変調された光は、ダイクロイックプリズム１１
１２に３方向から入射する。ダイクロイックプリズム１
１１２は、４つの直角プリズムの頂角を合わせるように
接着剤で貼り合わされ、その貼り合わせ面に沿って２種
類の波長選択反射膜がＸ字状に形成されたものである。
従って、赤の色光Ｒは、一方の波長選択反射膜により投
写レンズ１１１４に向けて反射される。また、青の色光
Ｂは他方の波長選択反射膜により投写レンズ１１１４に
向けて反射される。一方、緑Ｇの色光Ｇは、２種類の波
長選択反射膜を透過し、投写レンズ１１１４に到達す
る。すなわち、３つの液晶ライトバルブ１１１０Ｒ，１
１１０Ｇ，１１１０Ｂによって形成された画像は、ダイ
クロイックプリズム１１１２によって合成され、投写レ
ンズ１１１４を通してスクリーン等の投写面上に投写さ
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図９に液晶ライトバル
ブの模式図を示す。従来、液晶ライトバルブ１１１０
Ｒ，１１１０Ｇ，１１１０Ｂは、図９に示すように、液
晶パネル８０４の光入射面から離間して入射偏光板が８
０３が配置され、出射側偏光板８０５は液晶パネル８０
４の光出射面に配置される構成を成していた。

【０００５】図９において、入射側偏光板８０３は例え
ばＰ偏光軸成分の光８０１（図中の記号はＰ偏光軸を示
す。）を透過するが、入射光のうちのＳ偏光軸成分の光
８０２（図中の記号はＳ偏光軸を示す。）は吸収する。
偏光板８０３を透過したＰ偏光光８０１は、液晶パネル
８０４に入射される。液晶パネル８０４は、ＴＮ型の液
晶を用いており、液晶に電圧印加されていない画素に入
射した光（Ｐ偏光光８０１）は、略９０°偏光軸が回転
されてＳ偏光光８０９として出射される。一方、液晶に
電圧印加された画素に入射した光（Ｐ偏光光８０１）
は、そのままのＰ偏光光８０８として出射される。８０
５は出射側偏光板である。この偏光板８０５の透過軸
を、Ｓ偏光に設定しておけば、液晶パネル８０４からＳ
偏光光として出射された光８０９は、そのまま透過す
る。一方、Ｐ偏光光として液晶パネル８０４から出射さ
れた光８０８は、偏光板８０５に吸収されてしまう。液
晶パネル８０４においては、各色の画像情報に基づき画
素毎に液晶への印加電圧値を制御することにより、液晶
のねじれの程度が制御でき、それにより入射側偏光板８
０３を透過して入射する光８０１の偏光軸の回転量を制
御することができる。これにより、出射側偏光板８０５
を透過する光量が画素毎に制御でき、画像が形成され
る。

【０００６】ところで、液晶パネルからＰ偏光光として
出射された光８０８は出射側偏光板８０５によって吸収
される。

【０００７】従来は偏光板が不透過偏光軸を吸収するタ
イプの偏光板（以下、吸収型偏光板という）であったた
め、液晶パネル８０４から出射された光の内の約半分程
度が偏光板に吸収されてしまい、これが熱に変換され、
この熱により偏光板の偏光特性を劣化させてしまう問題
があった。また、偏光板で発生した熱が液晶パネル８０
４に伝わると、液晶の特性が変化したり、液晶パネルの
画素に配置される薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のリーク
電流が多くなったりするので、画面内に表示ムラが発生
したり、コントラストが劣化したりする問題もあった。

【０００８】従って、従来の投写型表示装置では、液晶
ライトバルブの出射側偏光板が入射した光の約半分程度
を吸収し発熱してしまうために、耐熱性の高い液晶を使
うなどの対策が必要であった。つまり、液晶の屈折率及
び誘電率異方性並びに弾性係数などの物性は温度で変化
し、等方相への相転移点（Ｎ−Ｉ点）に近づくほどその
変化が大きくなるので、Ｎ−Ｉ点の高い液晶を用いるよ
うにしていた。また、高Ｎ−Ｉ点材料を十数種類混合す
ることにより、閾値電圧、応答速度等は十分な性能をも
つ範囲内で、Ｎ−Ｉ点は１００℃以上に高い液晶材料を
得ている状況であった。このため、液晶のコストが高
く、液晶パネルのコストアップを引き起こしていた。

【０００９】また、近年、スクリーン上に投写する画像
を明るくするために、光源ランプの輝度を上げる傾向に
あり、それにより液晶ライトバルブでの熱発生が大きく
なっている。この液晶ライトバルブでの熱を冷却するた
めに、出射側偏光板及び液晶パネルを冷却する冷却ファ
ンなどが設けられ、ファンの回転数を上げる、ファンを
大きくする等の冷却効率を高める複雑な工夫が必要にな
っていた。

【００１０】さらに、液晶パネルから出射光の約半分程
度を出射側偏光板が吸収して熱に変換してしまうため、
光の利用効率が非常に悪く、明るい表示を得ることがで
きなかった。

【００１１】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、液晶ライトバル
ブの偏光手段の発熱を抑え、液晶ライトバルブの特性を
良好に保った投写型表示装置を提供することを目的とす
る。また、光源ランプからの光の利用効率を高めた投写
型表示装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる第１の投
写型表示装置は、光源と、前記光源からの光を一の偏
光軸成分の光に揃えて出射可能な偏光変換手段と、前記
偏光変換手段から出射した光を変調するライトバルブ
と、該ライトバルブにより変調された光を投写する投写
光学手段とを備え、前記ライトバルブは、液晶パネル
と、該液晶パネルの少なくとも光出射側に配置され、一
方の偏光軸成分の光を主に透過し他方の偏光軸成分の光
を主に反射する偏光手段を有することを特徴とする。

【００１３】本発明に係わる第２の投写型表示装置は、
光源と、前記光源からの光をを変調するライトバルブ
と、該ライトバルブにより変調された光を投写する投写
光学手段とを備え、前記ライトバルブは、液晶パネル
と、該液晶パネルの光出射側に配置され、一方の偏光軸
成分の光を主に透過し他方の偏光軸成分の光を主に反射
する反射偏光板及び、該液晶パネルの光入射側に配置さ
れ、一方の偏光軸成分の光を主に透過し他方の偏光軸成
分の光を主に吸収する偏光手段を具備することを特徴と
する。

【００１４】本発明に関わる第３の投写型表示装置は、
光源と、前記光源からの光を変調するライトバルブと、
該ライトバルブにより変調された光を投写する投写光学
手段とを備え、前記ライトバルブは、液晶パネルと、該
液晶パネルの少なくとも光出射側に配置され、一方の偏
光軸成分の光を主に透過し他方の偏光軸成分の光を主に
反射する反射手段を有し、前記液晶パネルは一対の基板
間に液晶を挟持してなり、光入射側に配置される一方の
前記基板内面上に、スイッチング素子とそれに接続され
た画素電極とがマトリクス状に形成され、前記他方の基
板上の前記スイッチング素子に対応する位置には遮光層
が設けられていることを特徴とする。

【００１５】本発明に係わる第１乃至第３の投写型表示
装置によれば、液晶パネルの出射側に一方の偏光軸成分
の光を主に透過し、他方の偏光軸成分の光を主に反射す
る偏光手段偏光板が設けられていること特徴としてい
る。尚、このような偏光手段は、一般に「反射偏光板」
として知られている。この偏光手段は、従来の光吸収型
偏光板に比べて光吸収による発熱が少ないので、偏光手
段の偏光特性が熱により劣化することや液晶パネルが熱
の影響を受けることを防ぐことができる。また、発熱
が激減するため、場合によっては、冷却手段を無くす、
または冷却手段の冷却効率を高める複雑な工夫をしなく
とも良くなるなど、冷却機構を簡単化することができ
る。また、偏光手段で反射された他方の偏光軸成分の光
のうち少なくとも一部は、偏光手段と光源側とで再反射
を繰り返すうちその光路に若干のずれが生じる。そのた
め、再び液晶パネルに入射するときには最初とは異なる
領域に入射することとなり、つまり、いつかは液晶パネ
ルを透過することによって偏光手段を透過する偏光軸方
向の光となる。よって、光の利用効率を従来よりも高め
ることができる。

【００１６】本発明の第１の投写型表示装置の一の態様
においては、前記偏光手段と前記投写手段との間に設け
られており、前記一方の偏光軸成分の光を主に透過し、
前記一方の偏光軸成分とは異なる偏光軸成分の光を主に
吸収する偏光板（以下吸収型偏光板と称す）を有するこ
とを特徴とする。

【００１７】この態様によれば、偏光手段によって反射
しきれなかった他方の偏光軸成分の光を吸収型偏光板で
吸収させることができる。そのため、ライトバルブから
出射する光がより偏光度が高い偏光軸成分の光となるの
で、投写光学手段から投写される画像のコントラスト特
性が向上する。尚、本態様は第２及び第３の投写型表示
装置にも採用可能である。

【００１８】また、本発明の第１の投写型表示装置の他
の態様においては、前記ライトバルブは、該液晶パネ
ルの光入射側に配置され、前記偏光変換手段から出射す
る偏光軸成分の光を主に透過し他方の偏光軸成分の光を
主に吸収する偏光板を更に具備することを特徴とする。

【００１９】この態様によれば、この態様によれば、偏
光変換装置によって偏光変換しきれなかった光成分が吸
収型偏光板で吸収される。そのため、液晶パネルに入射
する光がより偏光度が高い偏光軸成分の光となり、投写
光学手段から投写される画像のコントラスト特性が向上
する。

【００２０】また、本発明の第１の投写型表示装置の他
の態様においては、前記光源は、光を発する光源ランプ
と、前記光源ランプから発した光及び前記偏光手段によ
って反射された光を前記偏光手段側に反射する反射ミラ
ーとを具備することを特徴とする。

【００２１】この態様においては、偏光手段で反射され
た他方の偏光軸成分の光は反射ミラーによって再反射さ
れ、偏光手段と反射ミラーを往復するうちにその光路に
若干のずれが生じる。そのため、再び液晶パネルに入射
するときには最初とは異なる液晶パネルの領域に入射す
ることとなり、つまり、いつかは液晶パネルによって偏
光手段を透過する偏光軸方向の光となる。よって、光の
利用効率を従来よりも高めることができる。尚、本態様
は第２及び第３の投写型表示装置にも採用可能である。

【００２２】また、本発明の第１の投写型表示装置の他
の様態においては、前記光源からの光を複数の色光に分
離する分離手段と、該分離手段手段により分離された
色光をそれぞれ変調する複数の前記ライトバルブと、
前記複数のライトバルブによって変調された色光を合成
する合成手段と、を更に具備することを特徴とする。

【００２３】この様態においては、各ライトバルブの出
射側に偏光手段が設けられているので、分離されたすべ
ての色光の光を有効利用できる。尚、本態様は第２及び
第３の投写型表示装置にも採用可能である。

【００２４】本発明の第１、第２及び第３の投写型表示
装置並びにそれら各態様においては、前記偏光手段は、
第１の軸方向とこれと直交する第２の軸方向の屈折率が
互いに異なる第１のフィルムと、前記第１の軸方向と前
記第２の軸方向の屈折率が前記第１のフィルムの第２軸
方向の屈折率とほぼ等しい第２のフィルムとが交互に積
層された多層構造フィルムであることを特徴とする。

【００２５】こうすることにより、平板状の偏光手段を
構成でき、投写型表示装置を大型化することがない。ま
た、本発明における上記偏光手段となる多層構造フィル
ムは、前記液晶パネルの基板の外面に密着又は貼付ける
ことができる。このようにすると、偏光手段を保持する
保持部材が不要となる。なお、この偏光手段は上述のよ
うに光吸収が少なく熱を発生しにくいので、液晶パネル
に対する熱の影響は心配がない。

【００２６】また、本発明の第３の投写型表示装置にお
いては、偏光手段から液晶パネル側に光反射する場合
に、スイッチング素子、特には薄膜トランジスタに光入
射しないように、スイッチング素子の出射側の位置に遮
光膜が配置されるので、液晶パネルの特性劣化を抑える
ことができる。すなわち、液晶パネルの光出射側に偏光
手段を配置しても、液晶パネル内の薄膜トランジスタの
シリコン層に光リーク電流が流れ、各画素の電荷保持特
性が劣化して、液晶パネルのコントラストが低減してし
まうことを防ぐことができる。よって、光利用効率を向
上させながらも、液晶パネルの特性劣化を防ぐことがで
きる。

【００２７】

【発明の実施の形態】〔第１の実施例〕（投写型表示装置の構成の説明）図１は、第１の実施例
にかかわる投写型表示装置の要部を示す概略構成図であ
る。この投写型表示装置は、光源１０と、ダイクロイッ
クミラー１３，１４と、反射ミラー１５，１６，１７
と、リレーレンズ１８，１９，２０と、３つの液晶ライ
トバルブ（２３，２９，３０），（２４，３１，３
２），（２５，３３，３４）と、クロスダイクロイック
プリズム２６と、投写レンズ２７とを備えている。

【００２８】光源１０は、２つの電極間にアーク放電さ
せるメタルハライドランプや水銀灯等の光源ランプ１１
と、そのアーク放電により発生した光が略平行光の状態
になるように、ダイクロイックミラー１３側へ反射させ
る半円形状あるいは半楕円形状等などの放物面を有する
反射ミラー（リフレクタ）１２とからなる。

【００２９】ダイクロイックミラー１３，１４は、光源
からの光束を赤、青、緑の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。

【００３０】赤色光の分離機能を有する第１のダイクロ
イックミラー１３は、光源１０から出射された光束のう
ち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。透過した赤色光は、反射ミラー
１７で反射されて、赤色光用液晶ライトバルブ（２３，
２９，３０）に入射される。一方、第１のダイクロイッ
クミラー１３で反射された青色光と緑色光のうちで、緑
色光は緑色光反射の第２のダイクロイックミラー１４に
よって反射され、緑色光用液晶ライトバルブ（２４，３
１，３２）に入射される。一方、青色光は、第２のダイ
クロイックミラー１４も透過する。

【００３１】この実施例では、青色光の光路長が３つの
色光のうちで最も長くなる。そこで、青色光に対して
は、第２のダイクロイックミラー１４の後に、入射レン
ズ１８と、リレーレンズ１９と、出射レンズ２０とを含
むリレーレンズ系で構成された導光手段２２が設けられ
ており、これにより光学的距離を短くして光損失を抑え
ている。すなわち、青色光は、緑色光反射の第２のダイ
クロイックミラー１４を透過した後に、まず、入射レン
ズ１８及び反射ミラー１５を経て、リレーレンズ１９に
導かれる。さらに、反射ミラー１６によって反射されて
出射レンズ２０に導かれ、青色光用液晶ライトバルブ
（２５，３３，３４）に入射される。

【００３２】次に、各ライトバルブに入射された３つの
色光は、図示しない外部の制御回路から与えられた画像
信号（画像情報）に従って、それぞれのライトバルブに
よって変調され、それぞれの色成分の画像情報に応じた
光強度を画素毎に有する色光束として出射される。

【００３３】液晶ライトバルブのうち、液晶パネル２
３，２４，２５は、与えられた画像信号（画像情報）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。なお、各液晶パネル
は、ＴＮ(Twisted Nematic）型の液晶が一対の基板間に
封入された液晶パネルであり、マトリクス状に形成され
た各画素には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）もしくは二
端子素子（例えばＭＩＭ）などのスイッチング素子と、
これに接続された画素電極が配置される。ＴＦＴを用い
た液晶パネルをより詳細に説明すれば、一方の基板に
は、走査信号線とデータ信号線がマトリクス状に交差し
て配置され、それによって区画された画素領域には、走
査信号線にゲート、データ信号線にソースが接続された
ＴＦＴと、ＴＦＴのドレインに接続された画素電極とが
形成されている。一方、他方の基板には、対向電極が形
成されており、走査信号によって導通されたＴＦＴを介
してデータ信号線から画像信号が画素電極に印加され、
画素電極と対向電極に挾まれた液晶層に画像信号に基づ
く電圧が印加される。印加した電圧に応じて液晶分子の
配向が制御され、これにより入射した色光の偏光軸の回
転が制御されて変調が行われる。この液晶パネルの基本
的な構成及びその駆動方法は、従来より知られたアクテ
ィブマトリクス型液晶パネルの構成及び駆動方法と同様
である。

【００３４】この液晶パネル２３，２４，２５の前後に
はそれぞれ吸収型偏光板および偏光手段としての反射偏
光板（２９，３０），（３１，３２），（３３，３４）
が配置され、液晶パネルの光入射側基板の外面に吸収型
偏光板が、光出射側基板の外面に反射偏光板が、密着又
は貼り付けられている。入射側の吸収型偏光板２９，３
１，３３は光源１０から出射されたランダム光のうちの
所定方向の光（例えば、図の紙面に平行方向に振動する
Ｐ偏光光を透過し、これと略直交する偏光成分の光（例
えば、図の紙面に垂直方向に振動するＳ偏光光）を吸収
する吸収型反射偏光板であり、液晶パネル２３，２４，
２５がこの吸収型偏光板を透過した光の偏光軸を画像信
号に応じて回転制御する。例えば、吸収型偏光板をＰ偏
光光が透過する場合は、ＴＮ型液晶を用いた液晶パネル
により、Ｐ偏光の偏光軸がほぼ０°〜９０°に回転制御
される。

【００３５】一方、反射偏光板３０、３２、３４はＳ偏
光光を主に透過し、Ｐ偏光光を主に反射するように制御
する。その結果、反射偏光板３０、３２、３４を透過す
る光は画像信号により光強度が画素毎に変調された光と
なって、プリズム２６に入射する。

【００３６】従来の投写型表示装置においては、出射側
に一方の偏光軸成分を主に透過し他方の偏光軸成分を主
に吸収する吸収型偏光板を設けていたために、吸収型偏
光板に吸収されたＰ偏光光が熱に変換され、熱が発生し
てしまっていたが、本発明においては吸収型偏光板と同
様なフィルムでありながら、他方の偏光軸成分の光を反
射する反射偏光板を採用しているので光吸収がわずかで
あり熱の発生が抑制されている。この反射型の偏光板
は、後に詳述するような多層構造フィルムから構成され
る。

【００３７】なお、入射側に設ける吸収型偏光板の透過
軸と吸収軸の設定は、透過をＳ偏光、吸収をＰ偏光とし
ても良く。さらに、出射側反射偏光板の透過軸と反射軸
の設定は、透過をＰ偏光、吸収をＳ偏光としても良いこ
とは言うまでもない。また、液晶パネルの液晶はＴＮ型
のような捻れ配向の液晶でなくともよく、水平配向や垂
直配向などの液晶でも構わない。

【００３８】さらに、クロスダイクロイックプリズム２
６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。クロスダイクロイック
プリズム２６は、４つの直角プリズムの頂角を合わせる
ように接着剤により貼り合わされたものであり、その貼
り合わせする内面に沿って、赤色光を反射する誘電体多
層膜と、青色光を反射する誘電体多層膜とが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
光束が同一光軸上に合成されて、カラー画像を表す光が
形成される。投写レンズ２７は、合成されたカラー画像
を表す光をスクリーン２８上に拡大投写する投写光学系
としての機能を有する。

【００３９】以上に説明した投写型表示装置では、光変
調手段として、特定の偏光方向の光束（Ｓ偏光光または
Ｐ偏光光）を入射し、光変調するタイプの液晶ライトバ
ルブが用いられている。従って、液晶パネルを透過した
光束のうちの約半分は、液晶パネルの出射側に設けた吸
収型偏光手段で吸収されて熱に変わってしまう。この結
果、光の利用効率が低く、また、入射側偏光手段が発熱
するという問題が生じていた。

【００４０】しかし、本発明の投写型表示装置では、前
述したように、反射偏光板３０、３２、３４はは、２種
類の偏光軸のうち一方の偏光軸成分の光を主に透過する
が、他方の透過軸成分の光は主に反射する機能を有する
ので光の吸収による光利用効率の悪さや反射偏光板の発
熱等の問題が大幅に改善されている。また、反射偏光板
は、後述するように、延伸形成された多層構造のフィル
ムであるため、従来の吸収型偏光板を置き換えることで
済み、光学系が大型化することもない。また、発熱が激
減するため、冷却手段を無くす或いは冷却手段の冷却効
率を高める特別な工夫をしなくとも良くなるなど、冷却
機構を簡単化することができる。さらに、従来は吸収型
偏光板の発熱が大きいので、液晶パネルから吸収型偏光
板を離間して保持させていたが、本発明では反射偏光板
の発熱が少ないので、多層構造フィルムを液晶パネルの
光入射側基板の外面に密着させる又は貼り付けることが
でき、反射偏光板の保持部材を設けなくともよい。

【００４１】なお、本発明の構成によれば、反射偏光板
３０、３２、３４で反射された光は、ミラー等を経由し
て光源１０のリフレクタ１２まで至り、そこで再反射さ
れることになる。反射偏光板で反射された光は反射リフ
レクタ１２によって再反射されることによってその光路
に若干のずれが生じる。そのため、再び液晶パネルに入
射するときには最初とは異なる液晶パネルの領域に入射
することとなり、つまり、いつかは液晶パネルによって
反射偏光板を透過する偏光軸方向の光となる。

【００４２】このように、本発明は、液晶ライトバルブ
における出射側反射偏光板を透過する光量は従来よりも
増やすことができ、光源光の利用効率を従来よりも高め
ることができる。

【００４３】また、上記実施例においては、入射側には
吸収型偏光板２９，３１，３３を設けたが、この入射側
の吸収型偏光手板を一方の偏光軸成分の光を主に透過
し、これと略直交する他方の偏光軸成分の光を主に反射
する反射偏光手段に置き換えることができる。このよう
にすると、入射側反射偏光板から反射された光が光源１
０側へ戻り、そこで再反射されて、再び液晶ライトバル
ブにて光利用することができる。また、従来、吸収され
ていた偏光軸成分の光を反射するので、入射側偏光手段
の発熱の問題も解消される。

【００４４】さらに、反射偏光板の出射側すなわち、投
写レンズと反射偏光板との間に吸収型の偏光板を設けて
もよい。その場合においては、吸収型の偏光板の透過軸
と、反射偏光板によって主透過される光の偏光軸方向と
が概ね一致するように吸収型の偏光板を配置する。こう
することによって、反射偏光板の偏光度が十分でない場
合においても、余分な光を吸収型偏光板によって吸収さ
せることが可能となるため、コントラスト特性が良好な
投写画像が実現する。さらに、本発明は、反射偏光板か
らの反射光を、光源にて反射してライトバルブ側へ戻す
ものであるが、この場合は光源部の構成として次の構成
を採用することが必要である。すなわち、（１）光源部
のリフレクタを、分離手段側から戻ってきた光を反射し
て略平行光にして射出するパラボラ形状の反射ミラーを
有するか、或いは、（２）分離手段側から戻ってきた光
を反射する球面形状のリフレクタのような反射ミラー
と、該反射ミラーからの光を略平行光にして射出するコ
ンデンサーレンズのような集光手段とを有することが好
ましい。

【００４５】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。

【００４６】例えば、白黒画像を投写する投写型表示装
置に本発明を適用する場合には、図１の装置において、
液晶パネルが１枚と一対の偏光手段で済み、光束を３色
に分離する色光分離手段と、３色の光束を合成する色光
合成手段とを省略できる。また、１枚の液晶パネルの内
面に３原色の色光を透過するカラーフィルタを配置させ
単板の液晶パネルによりカラー表示させる場合には、１
枚の液晶パネルと一対の偏光手段でカラー画像表示する
ことができる。

【００４７】また、実施例においては、入射側偏光手段
及び出射側偏光手段を各液晶パネルのそれぞれの基板外
面に貼り付けて構成したが、両方または一方を液晶パネ
ルと離間して配置しても構わない。その場合、偏光手段
を保持する保持部材が別途必要となる。なお、離間して
配置した場合でも、偏光手段の入射面に垂直方向から光
入射するように偏光手段を配置しなければならない。

【００４８】さらに、光源１０と第１のダイクロイック
ミラー１３との間に、インテグレータレンズを配置し
て、光源からの光を均一な照明光に変換する構成を採用
することにより、光源から拡散する光を効率良く利用す
るようにしても良い。

【００４９】また、光源１０からのランダム光のうち、
入射側偏光板の反射軸の光成分を透過軸成分に偏光変換
し、一方の偏光軸成分の光として出射する偏光変換器
（後述する図４及びその説明を参照）を、光源と第１の
ダイクロイックミラー１３との間に配置して、光源１０
からの光の偏光軸を揃えるようにしてもよい。但し、偏
光変換器は、光源光を完全に一偏光軸成分に変換するこ
とはできないので、変換できなかった光成分は、入射側
の吸収型偏光板により反射される。

【００５０】尚この場合にあっては、入射側の吸収型偏
光板を設けなくても画像形成は可能である。

【００５１】また、実施例における色光の分離順序・方
法と合成の光路はこれに限られるものではなく、例えば
導光手段２２を経由する色光は赤色光でも構わない。ま
た、色光の分離・合成手段はダイクロイックミラーとダ
イクロイックプリズムのどちらを用いても構わない。

【００５２】以上のような変形例の場合でも、出射型
に、一方の偏光軸成分を主に透過、他方の偏光軸成分を
主に反射とする機能の多層構造フィルムを設けることに
より、上述のような効果を得ることができる。

【００５３】（反射偏光板の説明）さて次に、本実施例
に用いた反射偏光板３０，３２，３４（さらには吸収型
偏光板２９，３１，３３）の具体的構成について、図
５，図６を用いて説明する。本実施例の反射偏光板は、
一方の偏光軸成分の光を主に透過し、他方の偏光軸成分
の光を主に反射する機能を有する延伸形成された多層構
造フィルムである。図５は多層構造のフィルムを液晶パ
ネルの出射側に設け、吸収型偏光板を液晶パネルの出射
側に設けたた場合の液晶ライトバルブにおける光の偏光
軸成分の透過／反射を説明する図である。図６は、図５
において用いられる反射偏光板としての多層構造フィル
ムを示す構成図である。

【００５４】図５において、光源側からの光は、入射光
５０１及び５０２としてもたらされる。入射光には互い
に略直交するＳ偏光軸成分とＰ偏光軸成分の光が含まれ
ている。但し、光源側に偏光変換器を挿入して、光源か
らの光のうちの例えばＳ偏光軸成分の光をＰ偏光軸成分
の光に変換し、Ｐ偏光光に揃えて出射している場合は、
入射側偏光板に入射する光の比率はＰ偏光軸成分の光が
ほとんどで、Ｓ偏光軸成分の光はわずかとなる。

【００５５】５０３は吸収型偏光板であり、入射光のう
ちの例えばＰ偏光成分の光を主に透過するが、Ｓ偏光の
光は主に吸収する。吸収型偏光板５０３を透過したＰ偏
光光５０１は液晶パネル５０４に入射する。液晶パネル
５０４は、ＴＮ型の液晶を用いており、液晶に電圧印加
されていない画素（図５中の点線より左側）に入射した
光（Ｐ偏光光）は、略９０°偏光軸が回転されてＳ偏光
光５０９として出射される。一方、液晶に飽和電圧が印
加された画素（図５中点線より右側）に入射した光（Ｐ
偏光光）は、そのままの偏光軸成分の光５０８として出
射される。

【００５６】５０５は反射偏光板であり、入射光のうち
の例えばＰ偏光軸成分の光を主に透過するが、Ｓ偏光軸
成分の光は主に反射する。液晶ライトバルブをノーマリ
ーホワイトモードとして使う場合は、この偏光板５０５
の透過軸をＳ偏光軸に設定し、液晶パネル５０４からＳ
偏光光として出射された光５０９を、そのまま透過させ
る。一方、Ｐ偏光光として液晶パネル５０４から出射さ
れた光５０８は、反射偏光板５０５によって反射され再
び液晶層及び反射偏光板５０３透過する。そしてリフレ
クタ５１０等に再反射されて吸収型偏光板５０３に戻っ
てくる。再反射された光はその光路が若干ずれているの
で、その一部は液晶に電圧印加されていない画素（図中
点線より左側）に入射し、略９０°偏光軸が回転されて
Ｓ偏光光５０９として出射され、反射偏光板５０５を透
過可能となる。

【００５７】液晶パネル５０４において画素毎に入射光
の偏光軸の回転量を制御することにより、反射偏光板５
０５を透過する光量が画素毎に制御され、画像が形成さ
れる。

【００５８】一方Ｓ偏光光５０２は、吸収型偏光板５０
３において吸収される。

【００５９】なお、前にも述べたように、入射側の吸収
型偏光板５０３を、出射側と同様な、一方の偏光軸成分
を主に透過、他方の偏光軸成分を主に反射とする反射偏
光板にしてもよい。そうすると、Ｓ偏光光５０２は図示
のように吸収型偏光板に吸収されるのではなく、光源側
に反射されることになる。このような本発明に用いられ
る反射偏光板は、特表平９−５０６９８５号公報に「反
射偏光子」としてその詳細が開示されている。

【００６０】図６には、この多層構造フィルムからなる
反射偏光板の詳細が示される。多層構造フィルムは、重
合体を延伸形成したフィルムの積層からなるものであ
り、異なる２種類の層６０１（Ａ層）と６０２（Ｂ層）
が交互にＺ軸方向に積層された多層構造を有している。
この反射偏光板のＡ層６０１には例えば、ポリエチレン
ナフタレート（ＰＥＮ；polyethylene napthalate）を
延伸したものを用い、Ｂ層６０２には、ナフサレン・ジ
・カルボン酸とテレフタル酸とのコポリエステル（ｃｏ
ＰＥＮ； copolyester of napthalene dicarboxylic a
cid and terephthallic or isothalic acid）を用いる
ことができる。もちろん、本発明に用いる反射偏光板の
材質はこれに限定されるものではなく、適宜その材質を
選択できる。

【００６１】Ａ層６０１のＸ軸方向の屈折率（ｎ_ＡＸ）
とＹ軸方向の屈折率（ｎ_ＡＹ）は互いに異なる。一方、
Ｂ層６０２のＸ軸方向の屈折率（ｎ_ＢＸ）とＹ軸方向の
屈折率（ｎ_ＢＹ）とはほぼ等しくなるように設定してい
る。また、Ａ層６０１のＹ軸方向の屈折率（ｎ_ＡＹ）と
Ｂ層６０２のＹ軸方向の屈折率（ｎ_ＢＹ）とはほぼ等し
くなるように設定されている。つまり、これをまとめる
と、（ｎ_ＡＸ）≠（ｎ_ＡＹ），（ｎ_ＢＸ）≒（ｎ_ＢＹ）
≒（ｎ_ＡＹ）となる。

【００６２】このように、多層構造フィルムに入射した
光のうちＹ軸方向の直線偏光（実施例においてはＰ偏
光）の光は、各積層間に屈折率の差が実質的に無い状態
であるため、この多層構造フィルムを、その偏光軸のま
ま透過する。

【００６３】一方、Ａ層６０１のＺ軸方向の層厚を
ｔ_Ａ、Ｂ層６０２のＺ軸方向の膜厚をｔ_Ｂとし、入射光
の波長をλとしたとき、ｔ_Ａ・ｎ_ＡＸ＋ｔ_Ｂ・ｎ_ＢＸ≒
λ／２・・・（１）となるように設定することによっ
て、波長λの光のうちＸ軸方向の直線偏光（実施例にお
いてはＳ偏光）の光は、隣接するＡ層とＢ層の界面に
て、Ｘ軸方向の偏光の光として反射されることになる。
Ａ層６０１とＢ層６０２の層厚ｔ_Ａ，ｔ_Ｂを種々変化さ
せ、それを積層し、全可視光の波長の広範囲にわたって
上記（１）式が成立するようにして、透過波長帯域を広
げれば、Ｘ軸方向の直線偏光（Ｓ偏光）の白色光を反射
することができる。尚、多層構造フィルムは、厚みの異
なる層を順次積層させて形成するようにしても良いし、
互いに厚みの等しい層が数層積層された積層体を複数積
層することによって形成するようにしても良い。また、
符号≒で示した式は、完全に等しい屈折率とできるので
あれば、その方が好ましい。

【００６４】また、以上の多層構造フィルムによる反射
偏光板の偏光精度が低い場合は、複数の反射偏光板を光
軸上に配置し、複数枚構成の反射偏光板を構成して偏光
精度を向上させてもよい。

【００６５】ここで、反射偏光板の波長選択透過特性
は、３つの液晶ライトバルブの全てにおいて共通である
必要はなく、それぞれ、各ライトバルブが変調する色光
を選択的に透過するように設定するようにしてもよい。
すなわち、図７に示したように、赤色光用のライトバル
ブの反射偏光板３０の波長選択透過特性５１０は、赤色
の波長帯域（約６００ｎｍ〜７００ｎｍの帯域）の光を
選択的に透過するように設定し、緑色光用のライトバル
ブの反射偏光板３２の波長選択透過特性５２０は、緑色
の波長帯域（約５００〜６００ｎｍの帯域）の光を選択
的に透過するように設定し、青色光用のライトバルブの
反射偏光板３４の波長選択透過特性５３０は、青色の波
長帯域（約４００〜５００ｎｍの帯域）の光を選択的に
透過するように設定するようにしてもよい。この場合、
反射偏光板は干渉カラーフィルタと同じような機能を有
し、その波長帯域から外れた波長の光は透過せずに反射
されることになる。よって、ダイクロイックミラーの色
分離特性が十分でなくとも、３つのライトバルブに色純
度の高い色光を入射させることができ、３つのライトバ
ルブにより変調された光を合成してなる合成光は色純度
の高い光となるので、色再現性の高い投写型表示装置を
得ることが可能となる。具体的には、図６における、Ａ
層６０１とＢ層６０２における膜厚及び屈折率の設定を
上記設定とは異ならせた第２の多層構造フィルムをさら
に重ねて積層すればよい。この第２の多層構造フィルム
は、Ｙ軸方向の直線偏光（上記の例ではＰ偏光）の透過
波長帯域を、可視光波長帯域のうちの一部とするように
設定するものである。

【００６６】すなわち、（ｎ_ＡＸ）≠（ｎ_ＡＹ），（ｎ
_ＢＹ）≒（ｎ_ＢＸ）≒（ｎ_ＡＸ）として屈折率を設定
し、ｔ_Ａ・ｎ_ＡＹ＋ｔ_Ｂ・ｎ_ＢＹ≒λ／２・・・（２）
となるように膜厚を設定する。ここで波長λは、反射偏
光手段を透過しない波長帯域に設定する。例えば、赤色
光用のライトバルブの偏光手段３０が波長選択透過特性
５１０を持つようにするには、赤色の波長帯域を除く波
長帯域を上記式（２）のλとするように設定し、同様
に、緑色光用のライトバルブの偏光手段３２、青色光用
のライトバルブの偏光手段３４も、波長選択透過特性５
２０と波長選択透過特性５３０を除く波長帯域をλとし
て各々設定すればよい。このようにすると、各ライトバ
ルブどうしで、第２の多層構造フィルムのフィルム膜厚
をそれぞれが反射する波長帯域に合わせて異ならせて設
定すると、各ライトバルブが変調する色光の波長を有す
るＰ偏光光が透過されることになる。なお、Ｓ偏光光
は、先に説明した第１の多層構造フィルムにおいてその
ほとんどが反射される。また、第２の多層構造フィルム
は、第１の多層構造フィルムの入射側、出射側のいずれ
に配置してもよい。

【００６７】なお、それぞれの偏光手段の波長選択透過
帯域を、それぞれのダイクロイックミラーが透過または
反射する光の波長分離帯域よりも狭めれば、液晶パネル
には極めて色純度の高い色光を入射させることができる
ので、さらに、色再現性の高い投写型表示装置を得るこ
とが可能となる。

【００６８】一方、それぞれの反射偏光板の波長選択透
過帯域を、それぞれのダイクロイックミラーが透過また
は反射する光の波長分離帯域と同等、あるいはそれより
も広いものとしてもよい。特に、ダイクロイックミラー
では完全な波長分離ができるわけではなく、分離された
３つの色光には本来の色光成分とは異なる波長成分も含
まれている。しかし、本発明の反射偏光板が、ダイクロ
イックミラーの波長分離特性と同等あるいはそれよりも
ブロードな波長選択透過特性を有していれば、ダイクロ
イックミラーにより分離された波長帯域は反射偏光板を
そのまま透過し、本来の色光の波長から離れた波長帯域
成分のみを、反射偏光板により反射させて不透過とする
ことができる。これにより、ある程度の色再現性を確保
しつつ、光の利用効率を向上させるた投写型表示装置を
得ることが可能となる。

【００６９】上記の説明において、出射側に設ける反射
偏光板の透過軸と反射軸の設定は、透過をＳ偏光光、反
射をＰ偏光光としても良く。さらに、入射側偏光板の透
過軸と吸収軸（又は反射軸）の設定は、逆としても良い
ことは言うまでもない。

【００７０】なお、以上の反射偏光板についての構成
は、以降の各実施例についても同様に適用するものとす
る。

【００７１】〔第２の実施例〕次に、第２の実施例を図
面を用いて説明する。図２は本実施例にかかわる投写型
表示装置の要部を示す概略構成図である。本実施例の投
写型表示装置は、基本的な構成は第１の実施例と同様で
あるが、光源１００、均一照明光学系１０１から構成さ
れる照明光学系１０３と、集光レンズ１１８，１３０，
１３１とを有する点で第１の実施例と相違している。な
お、本実施例にて特段説明しない箇所においては、第１
の実施例での説明と同様である。

【００７２】照明光学系１０３からの光束は、赤色光を
透過し、緑・青色光を反射する第１のダイクロイックミ
ラー１１３により、赤色光（Ｒ）と緑・青色光とに分離
される。第１のダイクロイックミラー１１３により反射
された緑・青色光は、緑色光（Ｇ）を反射し、青色光
（Ｂ）を透過する第２のダイクロイックミラー１１４に
より、緑色光と青色光に分離される。２つのダイクロイ
ックミラーにより色光分離手段は構成され、分離された
３つの色光は、それぞれの液晶ライトバルブ１２３，１
２４，１２５に入射される。

【００７３】第１のダイクロイックミラー１１３を透過
した赤色光は、ミラー１１７により反射され、平凸レン
ズからなる集光レンズ１３１に入射し、平行光にされて
液晶ライトバルブ１２３に入射される。また、第２のダ
イクロイックミラー１１４により反射された緑色光は、
１３１と同様な平凸レンズからなる集光レンズ１３０に
より平行光にされて液晶ライトバルブ１２４に入射され
る。また、第２のダイクロイックミラー１１４を透過し
た青色光は、平凸レンズからなる集光レンズ１１８によ
り平行光にされ、ミラー１１５により反射され、リレー
レンズ１１９を介して再び平行光となり、ミラー１１６
により反射されて、青色用液晶ライトバルブ１２５に平
行光化された状態で入射する。リレーレンズ１１９は、
光源１０３から各液晶ライトバルブまでの光路長におい
て、青色光の光路長だけが赤色光及び緑色光の場合より
も長くなって光損失するのを防ぐために、介在させたも
のである。このリレーレンズ１１９の焦点距離は、集光
レンズ１１８の出射点から液晶ライトバルブ１２５まで
の光路長にほぼ等しく設定してなる。それにより、各色
光の光源からライトバルブまでの距離を、実質的に等価
としている。

【００７４】液晶ライトバルブ１２３，１２４，１２５
は、第１の実施例と同一構成及び同一機能の、入射側偏
光板、液晶パネル、出射側反射偏光板からなる。液晶パ
ネルの構造は、第１の実施例と同様に、各画素に、ＴＦ
Ｔとそれに接続された画素電極を有するアクティブマト
リックス型の透過型液晶パネルからなる。液晶ライトバ
ルブにおける光の透過／反射の作用は、図５で説明した
通りであって第１の実施例と同一である。

【００７５】また、第１の実施例と同様に、入射側偏光
板は、上記した従来通りの吸収型偏光板でもよく、また
出射側と同様に反射偏光板としてもよい。

【００７６】出射側に設ける反射偏光板は、一方の偏光
軸成分の光（例えばＰ偏光光）を主に透過し、他方の偏
光軸成分の光（例えばＳ偏光光）を主に反射する第１実
施例にて説明した多層構造フィルム（図６参照）からな
る。各液晶ライトバルブにおいては、出射側に設ける反
射偏光板となる図６にて説明した多層構造フィルムは、
液晶パネルを構成する一対の基板の外面に密着又は貼り
付けられている。

【００７７】３つの液晶ライトバルブ１２３，１２４，
１２５により各々変調された色光は、第１の実施例と同
様なクロスダイクロイックプリズム１２６により同一光
軸上に合成されて、投写レンズ１２７に導かれる。投写
レンズ１２７により投写されたカラー合成光は、スクリ
ーン１２８に結像されて画像表示される。

【００７８】以上の説明において、入射側の吸収型偏光
板の透過軸と吸収軸の設定は、透過をＳ偏光軸、吸収を
Ｐ偏光軸としても良く。さらに、出射側の反射偏光板の
透過軸と吸収軸（又は反射軸）の設定は、逆としても良
いことは言うまでもない。また、本発明に用いる反射偏
光板を、第１の実施例にて説明したような波長選択透過
特性を持つように設定しても構わない。その場合の反射
偏光板の構成及び作用は第１の実施例と同様である。

【００７９】以上のように、本実施例によれば、液晶ラ
イトバルブの少なくとも出射側偏光手段は、２種類の偏
光軸のうち一方の偏光軸成分の光は透過するが、他方の
透過軸成分の光は反射する機能を有しているので、出射
側の反射偏光板における発熱の問題が大幅に改善されて
いる。入射側偏光板を、出射側偏光手段と同様な反射偏
光板とすれば、第１の実施例で説明したように出射側偏
光手段における発熱も問題も改善され、光利用効率は更
に向上する。また、このような偏光手段は、図６に説明
したような多層構造のフィルムであるため、従来の偏光
板を置き換えることで済み、光学系が大型化することも
ない。また、発熱が激減するため、冷却手段を無くす、
または冷却手段の冷却効率を高める特別な工夫をしなく
とも良くなるなど、冷却機構を簡単化することができ
る。さらに、このような反射偏光板であれば、反射偏光
板を液晶パネルの基板の外面に密着又は貼り付けること
もできる。

【００８０】なお、均一照明光学系１０１は、照明光学
系の中心軸１０２に垂直な平面上に平行配置された第１
のレンズ板１３２と第２のレンズ板１３３により構成さ
れている。第１のレンズ板１３２は、複数の矩形レンズ
をマトリクス状に配置した構成となっており、第２のレ
ンズ板１３３も複数の矩形レンズをマトリクス状に配置
した構成となっている。第１のレンズ板１３２の各矩形
レンズの形状が液晶パネルの形状と相似形状となるた
め、第１のレンズ板１３２の各矩形レンズの像が、第２
のレンズ板１３３の各矩形レンズによりそれぞれ液晶パ
ネルに重畳して照射される。そもそも光源１００からの
光束は、中心付近では光強度が強く、周辺では弱いもの
であるが、第１のレンズ板のマトリクス配置された各箇
所の矩形レンズにより、光束の中心付近から周辺までの
各部分の光がそれぞれ集光され、さらに第２のレンズ板
の矩形レンズにより、液晶パネルに重畳されるように照
射されるため、明るさが画面内で均一化する。

【００８１】以上、本実施例においては、液晶ライトバ
ルブ１２３，１２４，１２５の偏光手段として、図６に
説明した多層構造のフィルムが配置されており、フィル
ムの入射面のいずれの位置にも、均一照明光学系１０３
により均一な明るさの光が照射され、一方の偏光軸成分
の光が透過、他方の偏光軸成分の光が反射されるので、
液晶パネルには面内の光強度分布が均一な、一方の偏光
軸成分の光束が入射することになる。また、光源からの
光を平行化する集光レンズ１１８，１３０，１３１によ
り、入射側偏光板（さらには出射側の反射偏光板）の入
射面に対して実質的に垂直に光入射するので、反射偏光
板により光を反射しても、均一照明光学系１０３へ光軸
に沿って反射することができる。光源は光源ランプ１１
１の発した光や偏光手段から反射された反射光を、略平
行光として第１のレンズ板へ出射するリフレクタ１１２
を有する。従って、第１の実施例にて説明したように、
この反射光は、光源側のリフレクタ１１２にて再反射さ
れて、再び液晶ライトバルブ１２３，１２４，１２５の
入射側偏光板に再入射する。さらに、反射偏光板の出射
側すなわち、投写レンズと反射偏光板との間に吸収型の
偏光板を設けてもよい。その場合においては、吸収型の
偏光板の透過軸と、反射偏光板によって主透過される光
の偏光軸方向とが概ね一致するように吸収型の偏光板を
配置する。こうすることによって、反射偏光板の偏光度
が十分でない場合においても、余分な光を吸収型偏光板
によって吸収させることが可能となるため、コントラス
ト特性が良好な投写画像が実現する。

【００８２】さらに、本発明は、反射偏光板からの反射
光を、光源にて反射してライトバルブ側へ戻すものであ
るが、この場合は光源部の構成として次の構成を採用す
ることが必要である。すなわち、（１）光源部のリフレ
クタを、分離手段側から戻ってきた光を反射して略平行
光にして射出するパラボラ形状の反射ミラーを有する
か、或いは、（２）分離手段側から戻ってきた光を反射
する球面形状のリフレクタのような反射ミラーと、該反
射ミラーからの光を略平行光にして射出するコンデンサ
ーレンズのような集光手段とを有することが好ましい。

【００８３】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。

【００８４】例えば、白黒画像を投写する投写型表示装
置に本発明を適用する場合には、液晶パネルが１枚と一
対の偏光手段で済み、光束を３色に分離する色光分離手
段と、３色の光束を合成する色光合成手段とを省略でき
る。また、１枚の液晶パネルの内面に３原色の色光を透
過するカラーフィルタを配置させ単板の液晶パネルによ
りカラー表示させる場合には、１枚の液晶パネルと一対
の偏光手段でカラー画像表示することができる。

【００８５】また、光源からのランダム光のうち、入射
側偏光手段の反射軸の光成分を透過軸成分に偏光変換す
る偏光変換器（後述する図４及びその説明を参照）を、
光源１００と第１のダイクロイックミラー１１３との間
に配置して、光源からの光の偏光軸を揃えるようにして
もよい。但し、偏光変換器は、光源光を完全に一偏光軸
成分に変換することはできないので、変換できなかった
光成分は、入射側偏光板により吸収される。

【００８６】また、実施例における色光の分離順序・方
法と合成の光路はこれに限られるものではなく、例えば
導光手段を経由する色光は赤色光でも構わない。

【００８７】〔第３の実施例〕次に、第３の実施例を図
面を用いて説明する。図３は本実施例にかかわる投写型
表示装置の要部を示す概略構成図である。本実施例の投
写型表示装置は、基本的な構成は第１の実施例と同様で
あるが、光源部２００、偏光照明光学系２０１から構成
される照明光学系２０３を有する点で相違している。な
お、本実施例にて特段説明しない箇所においては、第１
の実施例での説明と同様である。

【００８８】この投写型表示装置は、光源２００と、ダ
イクロイックミラー２１３，２１４と、反射ミラー２１
５，２１６，２１７と、入射レンズ２１８，リレーレン
ズ２１９，出射レンズ２２０と、３つの液晶ライトバル
ブ２２３，２２４，２２５と、クロスダイクロイックプ
リズム２２６と、投写レンズ２２７とを備えている。な
お、入射レンズ２１８、リレーレンズ２１９、出射レン
ズ２２０、反射ミラー２１５，２１６は導光手段２２２
を構成している。

【００８９】図３において、光源部２００は、第１の実
施例と同様な構成である。ダイクロイックミラー２１
３，２１４は、第１の実施例と同様に、光源からの光束
を赤、青、緑の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。光源２００らの光束は、赤色光を透
過し、緑・青色光を反射する第１のダイクロイックミラ
ー２１３により、赤色光（Ｒ）と緑・青色光とに分離さ
れる。第１のダイクロイックミラー２１３により反射さ
れた緑・青色光は、緑色光（Ｇ）を反射し、青色光
（Ｂ）を透過する第２のダイクロイックミラー２１４に
より、緑色光と青色光に分離される。２つのダイクロイ
ックミラーにより色光分離手段は構成され、分離された
３つの色光は、それぞれの液晶ライトバルブ２２３，２
２４，２２５に入射される。

【００９０】なお、本実施例では、青色光の光路長が３
つの色光のうちで最も長くなる。そこで、青色光に対し
ては、ダイクロイックミラー１４の後に、入射レンズ２
１８と、リレーレンズ２１９と、出射レンズ２２０とを
含むリレーレンズ系で構成された導光手段２２２が設け
られている。すなわち、青色光は、緑光反射ダイクロイ
ックミラー２１４を透過した後に、まず、入射レンズ２
１８及び反射ミラー２１５を経て、リレーレンズ２１９
に導かれる。さらに、反射ミラー２１６によって反射さ
れて出射レンズ２２０に導かれ、青色光用液晶ライトバ
ルブ２２５に入射される。

【００９１】また、液晶ライトバルブ２２３，２２４，
２２５は、第１の実施例と同一構成及び同一機能の、入
射側偏光板、液晶パネル、出射側の反射偏光板からな
る。液晶パネルの構造は、第１の実施例と同様に、各画
素に、ＴＦＴとそれに接続された画素電極を有するアク
ティブマトリックス型の透過型液晶パネルからなる。液
晶ライトバルブにおける光の透過／反射の作用は、図５
で説明した通りであって第１の実施例と同一である。入
射側偏光板は、一方の偏光軸成分の光（例えばＰ偏光
光）を透過し、他方の偏光軸成分の光（例えばＳ偏光
光）を吸収吸収型偏光板である。また、出射側の反射偏
光板は、他方の偏光軸成分の光（例えばＳ偏光光）を透
過し、一方の偏光軸成分の光（例えばＰ偏光光）を反射
偏光板であり、第１の実施例で説明した多層構造フィル
ム（図６参照）からなる。また、各液晶ライトバルブに
おいては、入射側偏光板と出射側の偏光偏光板となる図
６にて説明した多層構造フィルムは、液晶パネルを構成
する一対の基板の外面に密着又は貼り付けられている。

【００９２】３つの液晶ライトバルブ２２３，２２４，
２２５により各々変調された色光は、第１の実施例と同
様なクロスダイクロイックプリズム２２６により同一光
軸上に合成されて、投写レンズ２２７に導かれる。投写
レンズ２２７により投写されたカラー合成光は、スクリ
ーン２２８に結像されて画像表示される。

【００９３】以上の説明において、入射側偏光板の透過
軸と吸収軸の設定は、透過をＳ偏光軸、反射をＰ偏光軸
としても良く。さらに、出射側偏光板の透過軸と反射軸
の設定は、逆としても良いことは言うまでもない。ま
た、本発明に用いる反射偏光板を、第１の実施例にて説
明したような波長選択透過特性を持つように設定しても
構わない。その場合の偏光手段の構成及び作用は第１の
実施例と同様である。

【００９４】なお、本実施例おいては、偏光照明光学系
２０１を含む照明光学系２０３を備えた点で、第１の実
施例及び第２の実施例と相違している。この偏光照明光
学系２０１は光源部２００から出射されるランダムな偏
光光を、偏光方向がほぼ揃った一種類の直線偏光に変換
して出射するものである。

【００９５】以下、この照明光学系２０３について詳細
に説明する。光源部２００は、ランプとパラボラ形状を
有するリフレクタとを備えており、ランプから放射され
た光は、リフレクタによって一方向に反射され、略平行
な光束となって偏光照明光学系２０１に入射する。光源
部２００の光源光の光軸は、照明光学系２０３の出射光
軸に対して一定距離だけ平行にシフトしている。なお、
リフレクタを球面形状とし、リフレクタからの反射光を
集光して略平行光にするコンデンサーレンズを後述する
第１の光学要素２３２の光源側に配置してもよい。

【００９６】偏光照明光学系２０１は、第１の光学要素
２３２と第２の光学要素２３３を備える。第１の光学要
素２３２はレンズ板からなり、そこには複数の矩形レン
ズがマトリクス状に形成される。光源部２００の光軸は
第１の光学要素２３２の中心軸に一致するように配置さ
れている。この第１の光学要素２３２は、図２の第１の
レンズ板１３２と同様に、各矩形レンズが液晶パネルと
相似形状となっている。次に、第２の光学要素２３３
は、集光レンズアレイ２３４と、偏光ビームスプリッタ
アレイ２３５と、波長板２３６と、出射側レンズ２３７
から構成される。集光レンズアレイ２３４には、図２の
第２のレンズ板１３３と同様に、複数の矩形レンズが形
成されている。この第２のレンズ板の矩形レンズは、第
２の実施例と同様に、第１の光学要素の各矩形レンズの
像を液晶パネルに重畳照射する働きをするので、２つの
矩形レンズアレイにより、液晶パネルを均一な明るさで
照明することができる。

【００９７】次に、偏光ビームスプリッタアレイ２３５
は、一方の偏光軸（例えばＳ偏光）の光を他方の偏光軸
（例えばＰ偏光）の光に変換し、一方の偏光軸（この場
合Ｐ偏光）に揃えて出射する偏光変換器としての機能を
有する。

【００９８】この偏光ビームスプリッタアレイ２３５の
詳細を図４に示す。

【００９９】同図（Ａ）に第１の構成例を示す。偏光ビ
ームスプリッタアレイ２３５は、断面が平行四辺形の透
光性部材（ガラス等）３２２が複数個、平行な面を接着
剤３２５ａ，３２５ｂで貼り合わせて板状に構成された
偏光分離手段３２０を有する。光源部２００はランダム
偏光であるので、偏光ビームスプリッタアレイ２３５の
前段に配置される集光レンズ２３４により集光された光
（Ｐ偏光光とＳ偏光光を含む）が、まず光透過部３４２
と遮光部３４１からなる光学部材に入射する。この光透
過部３４２を透過した光は、各透光性部材３２２の各入
射面３２７から入射する。但し、直前に配置される集光
レンズ２３４により、入射光を光透過部３４２に集光し
ている。遮光部３４１に面する入射面３２７には遮光部
により光遮断されるので、光入射しない。遮光部３４１
には若干、光入射するが、この遮光部が反射ミラー機能
を有しているので、ここへ入射された光は光源部２００
のリフレクタへ反射され、そこで反射されて再び戻って
くる。

【０１００】入射したＳ偏光光とＰ偏光光のうちＰ偏光
成分は偏光分離膜３３１ａにより反射される。この膜
は、透光性部材３２２の一方の面に蒸着形成された干渉
多層膜であり、この膜形成後に各透光性部材を接着剤３
２５で貼り合わせてなる。偏光分離膜透過したＳ偏光の
成分は、偏光変換膜（１／４波長板）３８１（図３の２
３６に相当）により、Ｓ偏光光の偏光軸が略９０°回転
されてＰ偏光光に変換される。一方、反射されたＰ偏光
光は、反射膜３３２ｂにより反射される。従って、偏光
ビームスプリッタアレイからは、Ｐ偏光にほぼ揃った光
が偏光照明光学系２０１の光軸方向に向けて反射され
る。

【０１０１】以上の構成により、偏光ビームスプリッタ
アレイからの出射光は、偏光照明光学系２０１の光軸方
向に、光源のランダムな偏光をＰ偏光の光に揃えた光束
が出射される。なお、現実的には、偏光変換膜３８１で
は、ほとんどのＳ偏光成分をＰ偏光に変換できるが、偏
光変換しきれずにＰ偏光以外の成分（Ｓ偏光成分）の光
も出射されてしまっている。

【０１０２】また、図４（Ｂ）は、第２の構成例を示
す。図に示すように、偏光ビームスプリッタアレイ２３
５は、断面が平行四辺形の透光性部材（ガラス等）３２
２が複数個、平行な面を接着剤３２５で貼り合わせて板
状に構成された偏光分離手段３２０を有する。この偏光
分離手段３２０は、光源部２００はランダム偏光である
ので、集光レンズ２３４により集光された光（Ｐ偏光光
とＳ偏光光を含む）が各透光性部材３２２の各入射面３
２７から入射する。この入射したＳ偏光とＰ偏光の成分
は反射膜３３２により反射される。反射されたＰ偏光と
Ｓ偏光の成分は、偏光分離膜３３１により、Ｐ偏光とＳ
偏光に分離される。偏光分離膜３３１は、Ｓ偏光光を反
射、Ｐ偏光光を透過する膜である。従って、偏光分離膜
３３１を透過したＰ偏光光は反射膜３３２ｂにより反射
され出射される。さらに、透光性部材３２７の出射面３
２６には、透光性部材の一つ置きに１／４波長板である
波長板３８１（図３の２３６）が配置され、Ｓ偏光が略
９０°回転されてＰ偏光に変換され出射される。なお、
この第２の構成例では、集光レンズ２３４により入射面
３２７に集光しているが、入射面３２７以外の入射面に
も若干の光が入る。その光は偏光変換されずにＳ偏光光
として出射されてしまう。

【０１０３】以上の２つの構成例により説明したよう
に、偏光ビームスプリッタアレイからは、偏光照明光学
系２０１の光軸方向に、光源のランダムな偏光をほぼＰ
偏光の光に揃えて出射することができる。出射された光
束は、出射側レンズ２３７により平行化されて、ダイク
ロイックミラー２１３に向けて出射される。

【０１０４】なお、現実的には、上述のように、偏光変
換膜３８１においてほとんどのＳ偏光成分をＰ偏光に変
換できるが、偏光変換しきれずにＳ偏光の成分の光も出
射されてしまっている。また、偏光変換膜３８１の配置
されない透光性部材の入射面に、光入射があると、偏光
分離膜３３１によりＰ偏光及びＳ偏光が共に反射され、
反射膜３３２ｂで反射されて、偏光軸が揃わないまま出
射されてしまっている。

【０１０５】先に説明した第１及び第２の実施例におい
ては、液晶ライトバルブの入射側偏光板として、一方の
偏光軸（例えばＰ偏光）の光を主に透過し、他方の偏光
軸（例えばＳ偏光）の光を主に吸収する吸収型偏光板に
対して、光源から発せされたランダム偏光の光（Ｐ偏光
とＳ偏光を共に含む）が入射しているため、入射光の約
半分の光は吸収されており入射側偏光板の発熱の原因と
なる場合がある。

【０１０６】しかし、本実施例においては、光源からの
ランダム偏光光のほとんどを、偏光照明光学系２０１に
より、入射側偏光手板の透過軸に揃えることができるの
で、液晶ライトバルブの入射側偏光手段を、光源光のう
ちのほとんどの光が透過し、偏光変換が充分にできなか
った残りの偏光成分が入射側偏光板において吸収され
る。

【０１０７】ところで、出射側の反射偏光板によって反
射された光は光源のリフレクタ等によって再反射され、
その一部がさらに入射側偏光板を透過して、投写光とし
て利用することができるようになる。

【０１０８】以上のように、本実施例によれば、液晶ラ
イトバルブの少なくとも出射の反射偏光板は、２種類の
偏光軸のうち一方の偏光軸成分の光は透過するが、他方
の透過軸成分の光は反射する機能を有しているので、出
射側の反射偏光板における発熱の問題が大幅に改善され
ている。入射側偏光手段を、入射側偏光手段と同様な反
射偏光板とすれば、第１の実施例で説明したように出射
側偏光手段における発熱も問題も改善され、光利用効率
は更に向上する。

【０１０９】尚、本実施例においては、偏光変換器によ
って光源から出射する光を一方向の偏光軸方向の光に変
換しているので、入射側偏光板を省略してもライトバル
ブによる画像形成は可能である。

【０１１０】また、このような偏光手段は、図６にて説
明したような多層構造のフィルムであるため、従来の偏
光板を置き換えることで済み、光学系が大型化すること
もない。また、発熱が激減するため、冷却手段を無く
す、または冷却手段の冷却効率を高める特別な工夫をし
なくとも良くなるなど、冷却機構を簡単化することがで
きる。さらに、このような反射偏光板であれば、偏光板
を液晶パネルの基板の外面に密着又は貼り付けることも
できる。

【０１１１】さらに、反射偏光板の出射側すなわち、投
写レンズと反射偏光板との間に吸収型の偏光板を設けて
もよい。その場合においては、吸収型の偏光板の透過軸
と、反射偏光板によって主透過される光の偏光軸方向と
が概ね一致するように吸収型の偏光板を配置する。こう
することによって、反射偏光板の偏光度が十分でない場
合においても、余分な光を吸収型偏光板によって吸収さ
せることが可能となるため、コントラスト特性が良好な
投写画像が実現する。

【０１１２】以上の説明において、入射側偏光板の透過
軸と吸収軸の設定は、透過をＳ偏光軸、吸収をＰ偏光軸
としても良く。さらに、偏光変換器において出射する偏
光軸をＳ偏光に揃える構成としても構わない。また、出
射側反射偏光板の透過軸と反射軸の設定は、逆としても
良いことは言うまでもない。また、本発明に用いる反射
偏光板を、第１の実施例にて説明したような波長選択透
過特性を持つように設定しても構わない。その場合の偏
光手段の構成及び作用は第１の実施例と同様である。

【０１１３】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。

【０１１４】例えば、白黒画像を投写する投写型表示装
置に本発明を適用する場合には、液晶パネルが１枚と一
対の偏光手段で済み、光束を３色に分離する色光分離手
段と、３色の光束を合成する色光合成手段とを省略でき
る。また、１枚の液晶パネルの内面に３原色の色光を透
過するカラーフィルタを配置させ単板の液晶パネルによ
りカラー表示させる場合には、１枚の液晶パネルと一対
の偏光手段でカラー画像表示することができる。

【０１１５】また、実施例においては、入射側偏光板及
び出射側の反射偏光板を各液晶パネルの基板外面に貼り
付けて構成したが、両方または一方を液晶パネルと離間
して配置しても構わない。その場合、偏光板または反射
偏光板を保持する保持部材が別途必要となる。また、
実施例における色光の分離と合成の光路はこれに限られ
るものではなく、例えば導光手段２２２を経由する色光
は赤色光でも構わない。

【０１１６】〔液晶パネルの実施例〕以上の第１乃至第
３の実施例の液晶ライトバルブにて用いられる液晶パネ
ルの実施例を図面を用いて以下に説明する。図１０は各
液晶パネルの断面図、図１１（Ａ）は各液晶パネルの光
出射側基板の平面図を示す。図１０は図１１（Ａ）のＡ
−Ａ’の断面図を示している。本実施例における特徴
は、液晶パネルの光出射側基板７０１に、薄膜トランジ
スタの下層遮光膜７０３を形成していることにある。

【０１１７】図１０において、各液晶パネルは、光出射
側基板７００と光入射側基板７０１の一対の基板間に、
ＴＮ型などの液晶７０２を挟持する。なお、液晶はＴＮ
型だけでなく、水平配向型、垂直配向型、高分子分散
型、強誘電などのメモリー型など、適宜用いることがで
きる。光入射側基板７０１の内面には、例えばクロムあ
るいはチタン等の金属から形成される遮光膜７０３がマ
トリクス状に形成され、その上には窒化シリコンあるい
は酸化シリコン等から形成される第１の層間絶縁膜７０
４が全面に形成され、その上に、多結晶シリコンあるい
は非晶質シリコンからなるシリコン層が島状に形成され
る。このシリコン層は、後に、チャネル７０７，ソース
７０５，ドレイン７０６となるものである。シリコン層
の表面には熱酸化やＣＶＤ法等によりシリコン酸化膜か
らなるゲート絶縁膜７０８が形成され、その上にゲート
電極７０９がチャネル７０７に対向して形成される。ゲ
ート電極７０９は液晶パネルの画素領域にマトリクス状
に形成される走査線ともなり、多結晶シリコンや、アル
ミニウム，タンタル等の金属などにより形成される。な
お、多結晶シリコンを用いた場合はこの上に高融点金属
が積層されてもよい。

【０１１８】図においては、ゲート電極７０９に金属を
用い、その表面を陽極酸化して形成した絶縁膜がゲート
電極を覆った後、ゲート電極及びこの陽極酸化膜をマス
クとして不純物イオンをシリコン層に注入し、ソース７
０５，ドレイン７０６を自己整合的に形成している。な
お、チャネル７０７とソース７０５，ドレイン７０６と
の間のシリコン層に、ソース・ドレインより低不純物濃
度の領域を前もって形成すれば、ＬＤＤ構造とすること
ができる。以上説明したように、各画素ごとにスイッチ
ング素子となる薄膜トランジスタが構成される。

【０１１９】次に、薄膜トランジスタの上に全面に窒化
シリコンあるいは酸化シリコン等からなる第２の層間絶
縁膜７１０が形成される。ここにコンタクトホール７１
２が形成され、アルミニウム等の金属からなるデータ信
号線７１１が、コンタクトホール７１２を介してソース
７０５に接続されるように形成される。次に、窒化シリ
コンあるいは酸化シリコン等からなる第３の層間絶縁膜
７１４が形成され、第２及び第３の層間絶縁膜に同時に
コンタクトホール７１３が形成される。そして、ＩＴＯ
等の透明導電膜からなる画素電極７１５がコンタクトホ
ール７１２を介してドレイン７０６に接続されるように
形成される。なお、図示しないが、この後、最上層とし
て配向膜が形成され、この膜にラビング処理がなされ
る。

【０１２０】一方、光出射側基板７００の内面には、ク
ロム等の金属や黒色樹脂などからなる遮光膜７１７が形
成される。この遮光膜７１７は、光出射側基板７０１の
遮光膜７０３より平面的に内側に、マトリクス状に形成
することができる。さらに遮光膜７０３の上には全面に
ＩＴＯ等の透明導電膜からなる対向電極７１６が形成さ
れる。なお、図示しないが、この後、最上層として配向
膜が形成され、この膜にもラビング処理がなされる。

【０１２１】さて、液晶パネルは、走査線７０９とデー
タ信号線７１１がマトリクス状に形成され、各画素に
は、走査線にゲート電極、データ信号線にソース７０５
が接続された薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ）と、Ｔ
ＦＴのドレイン７０６に接続された画素電極７１５とか
ら構成される。各画素は、ＴＦＴをスイッチング素子と
してデータ信号線から画像信号を画素電極７１５に与
え、画素電極７１５と対向電極７１６により挟持する液
晶層７０２に電圧を印加し、印加電圧に応じて液晶分子
の向きを制御する。さらには各画素には、ＴＦＴが非導
通となった非選択期間においても、液晶への印加電圧を
保持できるように、ドレイン７０６のシリコン層を延在
して、前段の走査線７０９（一つ前の水平走査期間に選
択電位が印加された走査線。本画素の選択時から一垂直
走査期間は非選択電位のままに維持される。）にとゲー
ト絶縁膜を介して積層することにより、非選択電位との
間で蓄積容量７１８が形成されている。なお、蓄積容量
７１８は、ドレインのシリコン層と走査線で形成するの
ではなく、新たに、走査線に平行配置される容量線を設
け、これと層間絶縁膜を介して対向する画素電極７１５
により形成しても構わない。

【０１２２】以上の、液晶パネルにおいて、ＴＦＴの特
にチャネル７０７に光入射すると、非導通状態時（非選
択時）にもＴＦＴはリークしてしまう。そうすると、蓄
積された電荷はＴＦＴを介して放電してしまい、液晶へ
の印加電圧が変化する。このようになると、液晶パネル
のコントラストは大きく低下することになる。上記第１
乃至第３の実施例の各ライトバルブにおいては、出射側
に反射偏光板を用いる場合を説明した。この場合、出射
側偏光板は、いずれかの偏光軸（上記実施例ではＳ偏
光）の光は透過するが、他の偏光軸（上記実施例ではＰ
偏光）の光は反射する構成となる。反射偏光板は、各画
素の液晶への印加電圧に応じて、Ｓ偏光もＰ偏光も入射
することになるため、反射偏光板からの反射光は光量が
多くなる。この光がＴＦＴに入射すると、液晶パネルと
しては特性劣化する。

【０１２３】本実施例においては、光出射側の反射偏光
手段からも反射光を、ＴＦＴに入射しないように、光出
射側の基板に遮光膜７１７を形成することによって、反
射偏光板からスイッチング素子に入射するの反射光を遮
っているなお、ＴＦＴは光入射側からは遮光膜７０３
と、データ線７１１のＴＦＴ上へのオーバーラップとに
より遮光されている。従って、ＴＦＴは、光入射側から
も、光出射側からも遮光されることとなる。

【０１２４】以上のような液晶パネルの構成により、液
晶ライトバルブにおける液晶パネルの光出射側偏光手段
を、上記の各実施例で説明したような反射偏光板とする
ことが可能となった。

【０１２５】なお、以上の液晶パネルにおける一画素の
等価回路図を図１１（Ｂ）に示す。この画素の走査期間
が到来すると、図示しない走査側ドライバから走査線７
０９に供給される走査信号に応じてＴＦＴが選択されて
導通する。一方、図示しないデータ線側ドライバから
は、選択された画素に書き込む画像信号が供給され、導
通したＴＦＴを介して液晶７０２及び蓄積容量７１８に
画像信号の電圧を印加する。この後、ＴＦＴは非選択と
なって非導通となると、液晶７０２の容量と蓄積容量７
１８の容量に保持された電荷に基づき、次の走査期間ま
で液晶７０２に電圧印加が継続される。なお、蓄積容量
７１８は、前述のように専用の容量線との間に容量を形
成しても構わない。

【０１２６】なお、図示しないが、入射側偏光板及び／
又は出射側の反射偏光板は、それぞれの基板７０１，７
００の外面に、必要に応じて密着又は貼り付けられる。

【０１２７】〔その他の実施形態〕以上に説明した各実
施例において、偏光軸の設定は、実施例に限定されるこ
となく、本発明の趣旨を変更しない範囲で適宜設定する
ことができる。

【０１２８】また、上述した各実施例において、多層構
造フィルムのかわりに、例えばコレステリック液晶層を
λ／４板で挟んだもの、ブリュースターの角度を利用す
るもの（ＳＩＤ９２ＤＩＧＥＳＴ第４２７頁乃至４
２９頁）、ホログラムを利用するものを用いてもよい。
これらも上述した実施形態における多層構造フィルムと
同様の機能を有することが知られている。

【０１２９】また、投写型表示装置としては、投写面を
観察する側から投写を行う前面投写型のものと、投写面
を観察する方向とは逆側から投写を行う背面投写型のも
のとがあるが、上述した各実施形態に係る投写型表示装
置は、いずれのタイプにも適用可能である。

【０１３０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、投
写型表示装置のライトバルブにおける液晶パネルの偏光
手段が、従来の偏光板のように光吸収して発熱しないの
で、偏光板の偏光特性が劣化したり、液晶パネルが熱の
影響を受けてしまうことを防ぐことができる。また、偏
光手段は多層構造のフィルムであるため、光学系が大型
化することもない。また、発熱が激減するため、冷却手
段を無くす或いは冷却手段の冷却効率を高める特別な工
夫をしなくとも良くなるなど、冷却機構を簡単化するこ
とができる。また、フィルムで反射された光は、光源側
で再反射され、光の利用効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す投写型表示装置の
構成図。

【図２】本発明の第２の実施例を示す投写型表示装置の
構成図。

【図３】本発明の第３の実施例を示す投写型表示装置の
構成図。

【図４】（Ａ）（Ｂ）図３における偏光ビームスプリッ
タアレイ（偏光変換器）を示す図。

【図５】本発明の液晶ライトバルブにおける動作を説明
する図。

【図６】本発明に用いられる偏光手段の詳細を示す図。

【図７】各液晶ライトバルブの偏光手段の波長選択透過
特性を示す図。

【図８】従来の投写型表示装置の構成図。

【図９】従来の液晶ライトバルブにおける動作を説明す
る図。

【図１０】本発明に係わる液晶パネルの断面図。

【図１１】本発明に係わる液晶パネルの平面図（Ａ）及
び等価回路図（Ｂ）。

【符号の説明】

１０・・・光源部１１・・・ランプ１２・・・リフレクタ１３，１４・・・ダイクロイックミラー１５，１６，１７・・・反射ミラー１８・・・入射レンズ１９・・・リレーレンズ２０・・・出射レンズ２２・・・導光手段２３，２４，２５・・・液晶パネル２９，３１，３３・・・入射側偏光板３０，３２，３４・・・出射側反射偏光板２６・・・クロスダイクロイックプリズム２７・・・投写レンズ２８・・・スクリーン５０１，５０２・・・入射光５０３・・・入射側偏光板５０４・・・液晶パネル５０５・・・出射側反射偏光板５１０・・・赤色光用のライトバルブの偏光手段の波長
選択透過特性５２０・・・緑色光用のライトバルブの偏光手段の波長
選択透過特性５３０・・・青色光用のライトバルブの偏光手段の波長
選択透過特性

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、前記光源からの光を一の偏光軸
成分の光に揃えて出射可能な偏光変換手段と、前記偏光
変換手段から出射した光を変調するライトバルブと、該
ライトバルブにより変調された光を投写する投写光学手
段とを備え、前記ライトバルブは、液晶パネルと、該液晶パネルの少
なくとも光出射側に配置され、一方の偏光軸成分の光を
主に透過し他方の偏光軸成分の光を主に反射する偏光手
段を有することを特徴とする投写型表示装置。
【請求項２】請求項１に記載の投写型表示装置であっ
て、前記反射偏光板と前記投写手段との間に設けられてお
り、一方の偏光軸成分の光を主に透過し、前記一方の偏
光軸成分とは異なる偏光軸成分の光を主に吸収する偏光
板を有することを特徴とする投写型表示装置。
【請求項３】請求項１乃至は請求項３のうちいずれかに
記載の投写型表示装置であって、前記ライトバルブは、該液晶パネルの光入射側に配置さ
れ、前記偏光変換手段から出射する偏光軸成分の光を主
に透過し他方の偏光軸成分の光を主に吸収する偏光板を
更に具備することを特徴とする投写型表示装置。
【請求項４】請求項１又は請求項３のうちいずれかに
記載の投写型表示装置において、前記光源は、光を発する光源ランプと、前記光源ランプから発した光
及び前記偏光手段によって反射された光を前記反射偏光
板側に反射する反射ミラーとを具備することを特徴とす
る投写型表示装置。
【請求項５】請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の
投写型表示装置であって、前記光源からの光を複数の色光に分離する分離手段と、該分離手段手段により分離された色光をそれぞれ変調す
る複数の前記ライトバルブと、前記複数のライトバルブによって変調された色光を合成
する合成手段と、を更に具備することを特徴とする投写
型表示装置。
【請求項６】請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の
投写型表示装置であって、前記偏光手段は、第１の軸方向とこれと直交する第２の
軸方向の屈折率が互いに異なる第１のフィルムと、前記
第１の軸方向と前記第２の軸方向の屈折率が前記第１の
フィルムの第２軸方向の屈折率とほぼ等しい第２のフィ
ルムとが交互に積層された多層構造フィルムであること
を特徴とする投写型表示装置。と前記投写手段との間に設けられており、前記一方の偏
光軸成分の光を主に透過し、前記一方の偏光軸成分とは
異なる偏光軸成分の光を主に吸収する偏光板を有するこ
とを特徴とする投写型表示装置。
【請求項７】請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の
投写型表示装置であって、前記光源からの光を複数の色光に分離する分離手段と、該分離手段手段により分離された色光をそれぞれ変調す
る複数の前記ライトバルブと、前記複数のライトバルブによって変調された色光を合成
する合成手段と、を更に具備することを特徴とする投写
型表示装置。
【請求項８】光源と、前記光源からの光をを変調する
ライトバルブと、該ライトバルブにより変調された光を
投写する投写光学手段とを備え、前記ライトバルブは、液晶パネルと、該液晶パネルの光
出射側に配置され、一方の偏光軸成分の光を主に透過し
他方の偏光軸成分の光を主に反射する偏光手段及び、該
液晶パネルの光入射側に配置され、一方の偏光軸成分の
光を主に透過し他方の偏光軸成分の光を主に吸収する偏
光板を具備することを特徴とする投写型表示装置。
【請求項９】光源と、前記光源からの光を変調するラ
イトバルブと、該ライトバルブにより変調された光を投
写する投写光学手段とを備え、前記ライトバルブは、液晶パネルと、該液晶パネルの少
なくとも光出射側に配置され、一方の偏光軸成分の光を
主に透過し他方の偏光軸成分の光を主に反射する偏光手
段を有し、前記液晶パネルは一対の基板間に液晶を挟持してなり、
光入射側に配置される一方の前記基板内面上に、スイッ
チング素子とそれに接続された画素電極とがマトリクス
状に形成され、前記他方の基板上の前記スイッチング素
子に対応する位置には遮光層が設けられていることを特
徴とする投写型表示装置。