JPH11133414A

JPH11133414A - 投写型表示装置

Info

Publication number: JPH11133414A
Application number: JP10138908A
Authority: JP
Inventors: Osamu Murakami; 治村上; Fumitaka Yajima; 章隆矢島; Yoshitaka Ito; 嘉高伊藤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-05-22
Filing date: 1998-05-20
Publication date: 1999-05-21
Anticipated expiration: 2018-05-20
Also published as: JP3460578B2

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、該液晶パネルの光源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９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９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１０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１０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側偏光板
８０３が配置され、出射側偏光板８０５は液晶パネル８
０４の光出射面に配置される構成を成していた。

【０００５】図１０において、８０３は入射側偏光板で
あり、入射光のうちの例えば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８０
１）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８
０８として出射される。８０５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８０
５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８０３を透過して入射する光８
０１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】一方、Ｓ偏光の入射光８０２については、
図中右側に示した。Ｓ偏光光８０２は入射側偏光板８０
３に吸収されてしまい、熱に変換される。また、出射側
偏光板８０５に吸収される光８０８も熱に変換される。

【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、ランダム光として偏光板に照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
８０４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
ライトバルブの入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、入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、光源ランプからの出射光の約半分
程度を入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、該光源からの光を複数の色光
に分離する分離手段と、該分離手段により分離された色
光をそれぞれ変調する複数のライトバルブと、該複数の
ライトバルブにより変調された色光を合成する合成手段
と、該合成手段により合成された光を投写する投写光学
手段とを備え、前記各ライトバルブは、液晶パネルと、
該液晶パネルの光入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多層構造フィ
ルムからなることを特徴とする。

【００１３】また、本発明に係わる第２の投写型表示装
置は、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、該液晶パネルの光入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多層構造の
フィルムからなり、前記光源と前記偏光手段の間には、
前記光源からの光を前記一方の偏光軸成分の光に揃えて
出射する偏光変換装置を配置してなることを特徴とす
る。

【００１４】また、本発明に係わる第３の投写型表示装
置は、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、該液晶パネルの少なくとも光出射側に配置される偏
光手段とを有し、前記偏光手段は、いずれか一つの偏光
軸成分の光を主に透過し、他の偏光軸成分の光を主に反
射する多層構造フィルムからなり、前記液晶パネルは、
一対の基板間に液晶を挟持してなり、光出射側に配置さ
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
記スイッチング素子の前記一方の基板内面側には遮光層
が形成されてなることを特徴とする。

【００１５】また、本発明に係わる第４の投写型表示装
置は、光源ランプと、該光源ランプの光を複数の色光に
分離する分離手段と、該分離手段により分離された色光
をそれぞれ変調する複数のライトバルブと、該複数のラ
イトバルブにより変調された色光を合成する合成手段
と、該合成手段により合成された光を投写する投写光学
手段とを備え、前記各ライトバルブは液晶パネルを有
し、前記光源ランプと前記分離手段の間に偏光手段を配
置し、前記偏光手段は、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多層構造の
フィルムからなり、前記光源ランプの後方には当該光源
ランプから発した光及び前記偏光手段により反射された
光を、前記偏光手段側に反射する反射手段を配置し、前
記反射手段と前記偏光手段の間には１／４波長板を配置
してなることを特徴とする。

【００１６】また、本発明に係わる第５の投写型表示装
置は、光源からの光を複数の色光に分離する分離手段
と、該分離手段によって分離された複数の色光をそれぞ
れ変調する複数のライトバルブと、該複数のライトバル
ブによって変調された色光を合成する合成手段と、該合
成手段によって合成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
ネルの光入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多層構造のフィルムから
なり、それぞれの前記偏光手段は、対応する各ライトバ
ルブが変調する色光を選択的に透過する波長選択透過特
性を有することを特徴とする。

【００１７】以上の本発明に係わる第１乃至第５の投写
型表示装置によれば、液晶ライトバルブの偏光手段が一
方の偏光軸成分の光を主に透過し、他方の偏光軸成分の
光を主に反射する多層構造のフィルムからなることを特
徴としている。このような偏光手段を本発明では「反射
偏光手段」或いは「反射偏光板」と呼ぶこととする。こ
のような反射偏光手段は、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、偏光手段における偏
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、この反射偏光
手段は多層構造のフィルムであるため、従来の光吸収型
偏光板に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、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、反射偏光手段で反射さ
れた他方の偏光軸成分の光は、光源側にて再反射される
ことになるが、その光路中の様々な光学部材を経由する
過程で、反射時の他方の偏光軸成分の光から偏光手段を
透過可能な偏光軸成分に変換される。従って、再反射さ
れて再び入射側偏光手段に入射する場合は、先に反射し
た光のうちの少なくとも一部分は、透過して液晶パネル
に出射されることになる。よって、光の利用効率を従来
よりも高めることができる。

【００１８】なお、上記第１乃至第５の投写型表示装置
における上記した偏光手段の多層構造のフィルムは、フ
ィルム面の第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
を交互に積層して形成されてなる（詳細は後述する）。
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。

【００１９】さらに、本発明に係わる第２の投写型表示
装置では、光源と反射偏光手段の間に、光源光のうち、
反射偏光手段の反射軸となる偏光成分を透過軸成分に揃
えて出射する偏光変換装置を設けたので、光源からの光
のほとんどがこの反射型の入射側偏光手段を透過できる
ようになり、光の利用効率をより一層高めるだけでな
く、偏光手段での発熱をより一層抑えることができる。
なお、偏光変換装置にて偏光変換しきれなかった光成分
は、偏光手段で偏光変換装置側に反射され、再反射され
て利用することができる。

【００２０】さらに、本発明に係わる第３の投写型表示
装置では、液晶ライトバルブの光出射側偏光手段に上述
した反射偏光手段を用いるので、液晶パネルから出射し
た光のうちの偏光手段を透過しない偏光軸成分は液晶パ
ネルを介して光源側に反射して、再利用することができ
るので、光利用効率を高めることができる。また、出射
側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、光出射側偏光手段に反射偏光手段を用い
ても、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反射偏光手段を配置し
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。

【００２１】さらに、本発明に係わる第４の投写型表示
装置では、反射偏光手段の前に１／４波長板を配置した
ので、偏光手段により反射された前記他方の偏光軸成分
の光は１／４波長板により楕円偏光に変換され、次に光
源ランプ側の反射手段に入射され、そこで反射されて再
び１／４波長板を透過することにより、楕円偏光光は前
記一方の偏光軸成分の光に変換される。従って、この光
は今度は偏光手段を透過することができるので、色光の
分離手段に入射する光量を多くすることができる。な
お、光源光を各色光に分離する分離手段の前に反射偏光
手段を配置するので、反射手段と反射偏光手段との光学
的距離が短くなり、また両者間に介在する光学部材が少
なくなり、両者間での光の反射の繰り返しによる光の減
衰量を少なくすることができる。また、液晶パネルの直
前に、さらなる第２の偏光手段を配置することが望まし
い。この偏光手段は、分離手段の前に配置される上記反
射偏光手段を透過した光を透過するように透過軸が設定
される。上記反射偏光手段を透過した直線偏光光は、色
光の分離手段を経由する過程でその直線偏光の一部は、
他の偏光軸成分に変換されてしまうので、その偏光軸成
分を第２の偏光手段が遮断するように機能する。この第
２の偏光手段は、従来の光吸収型偏光板でも、上記のよ
うな反射偏光板でもよい。

【００２２】さらに、本発明に係わる第５の投写型表示
装置では、それぞれのライトバルブの偏光手段の波長選
択透過特性が、対応する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されているので、各ライト
バルブに色純度の高い色光を入射させることができ、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。
特に、上記第５の投写型表示装置においては、前記液
晶パネルの少なくとも光入射側に配置される前記多層構
造のフィルムは、フィルム面の第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のフィルムとを交互に積層して形成されてなり、
前記フィルムの膜厚は入射する色光を選択的に透過する
ように設定され、前記多層構造フィルムのフィルム膜厚
を前記ライトバルブどうしで異ならせてなる。このよう
にすることにより、液晶パネルの光入射側に配置する偏
光手段において、波長選択することができるので、別部
材を設けることなく簡易な構成とすることができる。

【００２３】さらに、本発明の投写型表示装置におい
て、前記多層構造のフィルムの入射面に略垂直な方向か
ら光が入射するようにするとよい。このようにすること
により、フィルムからの他方の偏光軸成分の光を光軸に
沿って光源側に反射することができる。それによって、
光源側で再反射した光を再び、同一光軸に沿って再び偏
光手段に導くことができる。従って、フィルムで反射し
た光の利用効率をさらに高めることができる。具体的に
は、前記光源と前記多層構造のフィルムの間に、前記多
層構造フィルムの入射面に略垂直な方向から光が入射す
るように、前記光源からの光を平行光化する光学手段を
配置するとよい。このようにすると、光源からの光は、
偏光手段に垂直に入射することになり、他方の偏光軸成
分の光が反射されても、その反射光は、入射面に垂直な
方向に反射されるので、光軸方向と異なる方向に反射さ
れ漏れ光となることが少なくなる。よって、光源の光軸
方向に反射されて、光源にて再反射されて、光が再び利
用されることになる。

【００２４】また、上記第１の投写型表示装置におい
て、前記光源と前記分離手段の間に、前記光源からの光
を前記偏光手段が透過する偏光軸成分の光に揃える偏光
変換手段を配置するとよい。このようにすると、光源か
らのランダム光は、偏光手段の透過する偏光軸成分に揃
えられるので、光源光の殆どの光が偏光手段を透過する
ことになり、光利用効率がさらに向上する。また、偏光
手段での反射光が少なくなるので、光源側に戻る光が減
り、光の干渉や反射の繰り返しによる光漏れなどの問題
が発生しにくくなる。

【００２５】また、上記第１、第２、第４、第５の投写
型表示装置では、前記ライトバルブが、さらに前記液晶
パネルの光出射側に配置される偏光手段を有する場合に
おいて、当該偏光手段を、いずれか一つの偏光軸成分の
光を主に透過し、他の偏光軸成分の光を主に反射する多
層構造のフィルムからなるようにしてもよい。このよう
にすると、出射側偏光手段の発熱も抑えることができ、
またこの偏光手段により反射された光は、液晶パネルを
透過して光源側に戻り、再び反射されて利用されること
になり、光利用効率がよい。

【００２６】なお、各発明による投写型表示装置におい
て、光源部において偏光手段から反射された光をライト
バルブ側に戻す場合は、光源の構成としては、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
リフレクタのような反射ミラーを有するか、或いは、分
離手段側から戻ってきた光を反射するリフレクタのよう
な反射ミラーと、該反射ミラーからの光を略平行光にし
て射出する集光手段とを有することが好ましい。

【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
はそれぞれ一対の偏光手段（２９，３０），（３１，３
２），（３３，３４）が配置され、液晶パネルの光入射
側基板の外面に入射側偏光手段が、光出射側基板の外面
に出射側偏光手段が、密着又は貼り付けられている。入
射側の偏光手段２９，３１，３３は光源１０から出射さ
れたランダム光のうちの一方の偏光軸成分の光（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、これと略直交する他方の偏光軸成分の光（例えば、
図の紙面に垂直方向に振動するＳ偏光光）を反射する反
射偏光板であり、液晶パネル２３，２４，２５がこの偏
光手段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、入射側偏光手段を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】従来の投写型表示装置においては、この入
射側偏光手段が、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であったため
に、熱が発生してしまっていたが、本発明においては偏
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手段であって光吸収がわずかで
あるため、熱の発生が抑制されている。この反射型の偏
光手段は、後に詳述するような多層構造フィルムから構
成される。

【００３６】また、出射側偏光手段３０，３２，３４
は、他方の偏光軸成分の光（例えばＳ偏光光）を主に透
過し、一方の偏光軸成分の光（例えばＰ偏光光）を主に
吸収するように制御する。その結果、出射側偏光手段３
０，３２，３４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。

【００３７】なお、入射側偏光手段の透過軸と反射軸の
設定は、透過をＳ偏光、反射をＰ偏光としても良く。さ
らに、出射側偏光手段の透過軸と吸収軸の設定は、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、ランダムな偏光方向を
有する光束で液晶パネルを照射すると、その光束のうち
の約半分は、液晶パネルの入射側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、入射側偏光手段２９，３１，３３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
る反射偏光板を用いたので、入射側偏光板における光の
吸収による光利用効率の悪さや偏光板の発熱等の問題が
大幅に改善されている。また、入射側偏光手段は、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、従来の入射側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、従来は偏光板の発熱が
大きいので、液晶パネルから偏光板を離間して保持させ
ていたが、本発明では偏光手段の発熱が少ないので、偏
光手段の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、偏光手
段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、入射側偏光
手段２９，３１，３３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。入射側偏光手段２９，３１，３３
で反射された他方の直線偏光光（例えばＳ偏光光）は、
リフレクタ１０により入射する過程やここで反射されて
再び入射側偏光手段２９，３１，３３に戻る過程で光拡
散等により、円偏光や楕円偏光の光に変換される。従っ
て、再び入射側偏光手段２９，３１，３３に光入射する
場合は、他方の直線偏光軸成分の光（例えばＳ偏光光）
の少なくとも一部分は、一方の直線偏光軸成分の光（例
えばＰ偏光光）に変換されることになる。この変換され
た偏光軸成分は、上記入射側偏光手段２９，３１，３３
を透過できる。

【００４２】さらに、入射側偏光手段を透過できなかっ
た偏光軸成分の光は、再び反射され、リフレクタを介し
て再び入射側偏光手段に入射され、このように入射側偏
光手段とリフレクタの間での光反射が繰り返される。こ
の繰り返し過程においても、上記のように偏光手段の透
過軸成分の光を得ることができる。

【００４３】このように、本発明は、液晶ライトバルブ
における入射側偏光手段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。

【００４４】また、上記実施例においては、出射側偏光
手段３０，３２，３４は従来と同様の吸収型偏光板であ
ったが、この出射側偏光手段についても、入射側偏光手
段と同様に、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
偏光手段とすることができる。このようにすると、出射
側偏光手段から反射された光が液晶パネルを介して光源
１０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、出射側偏光手
段の発熱の問題も解消される。

【００４５】さらに、このような反射偏光手段は、これ
に入射される光を、多層構造フィルムの光入射面に対し
て垂直方向から入射するように配置することにより、フ
ィルムからの他方の偏光軸成分の光を入射光軸に沿って
光源１０側に反射することができる。それによって、光
源１０側で再反射した光を再び、同一光軸に沿って再び
偏光手段に導くことができる。従って、フィルムで反射
した光の利用効率をさらに高めることができる。

【００４６】なお、光源１０と色光の分離手段を構成す
る第１のダイクロイックミラー１３との間に、１／４波
長板を介在させることにより、反射偏光手段からの反射
光の偏光軸変換はより一層容易となる。すなわち、反射
偏光手段から反射された他方の偏光軸成分の光（例えば
Ｓ偏光光）は、１／４波長板で楕円偏光に変換され、リ
フレクタ１２で反射されて再び１／４波長板を透過する
ことにより、一方の偏光軸成分の光（例えばＰ偏光光）
に変換される。従って、再び液晶ライトバルブの入射側
偏光板２９，３１，３３に入射された場合に、再入射光
のほとんどはそれを透過することができ、光利用効率が
より一層向上する。

【００４７】さらに、本発明は、偏光手段からの反射光
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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】また、光源１０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５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
偏光手段により反射される。

【００５３】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。

【００５４】以上のような変形例の場合でも、偏光手段
を、本発明のよう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機能の多層構造フィルム
とすることにより、上述のような効果を得ることができ
る。

【００５５】（偏光手段の説明）さて次に、本発明の偏
光手段２９，３１，３３（さらには偏光手段３０，３
２，３４）の具体的構成について、図６，図７を用いて
説明する。本発明の偏光手段は、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
６は多層構造のフィルムを入射側偏光手段に用い、液晶
パネルと共に用い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７
は、図６において用いられる入射側偏光手段としての多
層構造フィルムを示す構成図である。

【００５６】図６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。

【００５７】５０３は入射側偏光手段として用いられる
多層構造フィルムであり、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
反射する反射偏光板である。多層構造フィルムを透過し
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。なお、５０５は出射側偏光手
段であり、従来から使用されている吸収型偏光板であ
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、Ｓ偏光光と
して液晶パネル５０４から出射された光５０８は、偏光
手段５０５に吸収されてしまう。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、偏光手段５０５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偏光軸の入射光５０２について
は、図中右側に示した。Ｓ偏光光５０２は、多層構造フ
ィルム５０３において反射され、光源側に戻っていく。

【００５９】なお、前にも述べたように、出射側偏光手
段５０５を、入射側偏光手段５０３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
る多層構造フィルムにしてもよい。そうすると、Ｐ偏光
光５０８は図示のように偏光手段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。反射された光の偏
光軸はＰ偏光のままである。

【００６０】このような本発明に用いられる多層構造フ
ィルムは、「反射偏光板」とも称され、特表平９−５０
６９８５号公報には「反射偏光子」としてその詳細が開
示されている。

【００６１】図７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。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】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。

【００６６】ここで、偏光手段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８に示したように、赤色光用のライトバルブの
偏光手段２９，３０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
ブの偏光手段３１，３２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
ブの偏光手段３３，３４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、偏光手段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７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。

【００６７】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２９，３０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３１，３
２、青色光用のライトバルブの偏光手段３３，３４も、
波長選択透過特性５２０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。

【００６８】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。

【００６９】一方、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、本発明の偏光手段が、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偏光手段をそのま
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、偏光手段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。

【００７０】また、各液晶ライトバルブの一対の反射偏
光手段の波長選択透過特性をまったく同じにする必要は
なく、光源側に配置される光入射側偏光手段の波長選択
透過特性と、光源とは反対側に配置される光出射側偏光
手段の波長選択透過特性とが異なっていても良い。ま
た、一方の反射偏光手段のみに波長選択透過特性を持た
せるだけでも構わない。

【００７１】また、特に光入射側反射偏光手段におい
て、赤外線成分と紫外線成分は少なくとも反射するよう
にフィルム膜厚を設定しておくとよい。これらの波長
は、液晶ライトバルブにおいて、特性劣化や発熱の要因
となるものであり、吸収もしくは透過させないことが好
ましい。

【００７２】上記の説明において、入射側偏光手段の透
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、出射側偏光手段の透過軸と吸
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。

【００７３】なお、以上の偏光手段についての構成は、
以降の各実施例についても同様に適用するものとする。

【００７４】〔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。

【００７５】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。

【００７６】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。

【００７７】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
光手段、液晶パネル、出射側偏光手段からなる。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６で説明した
通りであって第１の実施例と同一である。入射側偏光手
段は、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７参照）からなる。また、第１の実施例と同様に、
出射側偏光手段は、上記した従来通りの吸収型偏光板で
もよく、また入射側偏光板と同様に反射偏光板としても
よい。また、各液晶ライトバルブにおいては、入射側偏
光手段と出射側偏光手段となる図７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。

【００７８】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。

【００７９】以上の説明において、入射側偏光手段の透
過軸と反射軸の設定は、透過をＳ偏光軸、反射をＰ偏光
軸としても良く。さらに、出射側偏光手段の透過軸と吸
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。その場合の偏光手段の構成
及び作用は第１の実施例と同様である。

【００８０】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入射側偏光手段は、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、入射
側偏光板における発熱の問題が大幅に改善されている。
出射側偏光手段を、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。また、このような偏光手段は、図７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、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。

【００８１】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。

【００８２】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７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、入射側偏光手段（さらには出射側偏光手段）の入射
面に対して実質的に垂直に光入射するので、偏光手段に
より他方の偏光軸成分の光を反射しても、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１１１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１１
２にて再反射されて、再び液晶ライトバルブ１２３，１
２４，１２５の入射側偏光手段に再入射する。その際に
は、他方の偏光軸成分の光のうちの少なくとも一部は、
リフレクタ１１２まで反射され偏光手段まで戻ってくる
過程で、入射側偏光手段の透過軸成分に変換されるの
で、その光を投写に利用することができる。

【００８３】さらに、本発明は、偏光手段からの反射光
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。

【００８４】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。

【００８５】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。

【００８６】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。

【００８７】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５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、入射側偏光手段により反射される。

【００８８】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。

【００８９】〔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。

【００９０】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。

【００９１】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。

【００９２】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。

【００９３】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
射側偏光手段、液晶パネル、出射側偏光手段からなる。
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６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
側偏光手段は、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）を反射する第１実施例にて説明した多層構造フィル
ム（図７参照）からなる。また、第１の実施例と同様
に、出射側偏光手段は、上記した従来通りの吸収型偏光
板でもよく、また入射側偏光板と同様に反射偏光板とし
てもよい。また、各液晶ライトバルブにおいては、入射
側偏光手段と出射側偏光手段となる図７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。

【００９４】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。

【００９５】以上の説明において、入射側偏光手段の透
過軸と反射軸の設定は、透過をＳ偏光軸、反射をＰ偏光
軸としても良く。さらに、出射側偏光手段の透過軸と吸
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。その場合の偏光手段の構成
及び作用は第１の実施例と同様である。

【００９６】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。

【００９７】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。

【００９８】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。

【００９９】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。

【０１００】この偏光ビームスプリッタアレイ２３５の
詳細を図５に示す。

【０１０１】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。

【０１０２】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。

【０１０３】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。

【０１０４】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。

【０１０５】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。

【０１０６】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。

【０１０７】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手段として、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）の光を主に反射する多層構造フィ
ルムに対して、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反射されており、光源と入射側偏光
手段との間ので、反射、再反射が繰り返されていた。光
源側で再反射された光のうち、少なくとも一部の光は、
入射側偏光手段の透過軸に偏光し、偏光手段を透過して
液晶パネルにまで至るが、再反射された光の残りの光
は、入射側偏光手段で再反射され、光源側へ至るように
なる。しかし、反射を繰り返すことにより、光は徐々に
損失するため、光源光のほとんどを利用するところまで
達していない。

【０１０８】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、入射側偏光手段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手段において反射さ
れ、偏光変換器側に戻ることになる。この偏光変換器側
に戻った光は、偏光変換器や光源のリフレクタによって
再び入射側偏光手段に再反射されてくる過程で、入射側
偏光手段の透過軸に変換されるので、その一部がさらに
入射側偏光手段を透過して、投写光として利用すること
ができるようになる。従って、本実施例は、第１、第２
の実施例より光利用効率は高くなる。

【０１０９】図４（Ａ）の偏光ビームスプリッタアレイ
では、ライトバルブの偏光手段から反射されたＳ偏光
は、偏光変換膜３８１の存在しない出射面から入射し、
反射膜３３２ｂにより反射され、Ｐ偏光を反射する偏光
分離膜３３１ａを透過し、反射膜３３２ａにより反射さ
れ、さらに遮光部３４１により反射されて、再び同じ光
路を辿って、液晶ライトバルブ側へ出射される。しかし
ながら、これらの反射光路を経由する過程において、少
なくとも一部はＳ偏光からＰ偏光に変化する成分もでて
くるので、この光を再利用することができるのである。
また、偏光変換膜３８１の位置に戻ってきたＳ偏光は、
この偏光変換膜によりＰ偏光に変換され、偏光分離膜３
３１ａを透過して光源側へ出射される。これらの光は、
光源部２００のリフレクタで平行光として反射されて、
再び戻ってくる。従って、再び、入射側偏光手段の透過
軸に偏光変換することができ、光の利用効率を上げて、
光源光のほとんどを投写のために利用することができる
ようになる。

【０１１０】図４（Ｂ）の偏光ビームスプリッタアレイ
では、ライトバルブの偏光手段から反射されたＳ偏光
は、偏光変換膜３８１の存在しない出射面３２６から入
射し、反射膜３３２ｂにより反射され、Ｓ偏光を反射す
る偏光分離膜３３１により反射されて、光源部へ戻る。
また、偏光変換膜３８１の位置に戻ってきたＳ偏光は、
この偏光変換膜によりＰ偏光に変換され、偏光分離膜３
３１を透過して光源側へ出射される。これらの光は、光
源部２００のリフレクタで平行光として反射されて、再
び戻ってくる。従って、再び、入射側偏光手段の透過軸
に偏光変換することができ、光の利用効率を上げて、光
源光のほとんどを投写のために利用することができるよ
うになる。

【０１１１】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入射側偏光手段は、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、入射
側偏光板における発熱の問題が大幅に改善されている。
出射側偏光手段を、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。また、このような偏光手段は、図７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。

【０１１２】また、前記多層構造のフィルムは、フィル
ムの面に垂直方向から光入射するように配置する。この
ようにすることにより、フィルムからの他方の偏光軸成
分の反射光を入射光軸に沿って光源側に反射することが
できる。それによって、光源側で再反射した光を再び、
同一光軸に沿って再び入射側偏光手段に導くことができ
る。従って、フィルムで反射した光の利用効率をさらに
高めることができる。特に、本実施例では出射側レンズ
２３７により平行光にして入射側偏光手段を照射してい
るので、反射された光は偏光照明光学系２０１の光軸に
沿って反射され、光が漏れていくことが少ない。

【０１１３】以上の説明において、入射側偏光手段の透
過軸と反射軸の設定は、透過をＳ偏光軸、反射をＰ偏光
軸としても良く。さらに、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、
出射側偏光手段の透過軸と吸収軸（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。その場合の偏光手段の構成及び作用は第１の実施例
と同様である。

【０１１４】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。

【０１１５】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。

【０１１６】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。

【０１１７】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２
２２を経由する色光は赤色光でも構わない。

【０１１８】〔第４の実施例〕次に、第４の実施例を図
面を用いて説明する。図４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２の実施例と同様で
あるが、光源１００と色光の分離手段を構成する第１の
ダイクロイックミラー１１３との間の光路中に、１／４
波長板４００と、一方の偏光軸成分の光を透過し、他方
の偏光軸成分の光を反射する反射偏光手段４０１とを介
在配置した照明光学系１０３’を有する点で、第２の実
施例と相違している。本実施例では、１／４波長板４０
０と偏光手段４０１以外の構成及びその作用は、特段の
説明をしない限り、第２の実施例と同様である。

【０１１９】本実施例における１／４波長板４００及び
偏光手段４０１は、以下のように作用する。

【０１２０】光源ランプ１１１から発せられた光はラン
ダム偏光である。この光はランプ１１１の後方に配置さ
れる反射ミラー（リフレクタ）により平行光化して、１
／４波長板４００に向けて反射される。１／４波長板４
００は、光源１００から出射された光の偏光軸を楕円偏
光に変換する機能を有する。１／４波長板４００を透過
した光は、楕円偏光にされたものの、依然としてランダ
ム偏光状態である。この光は次に、反射偏光手段４０１
に入射される。この反射偏光手段４０１は、上記各実施
例にて説明されたきた図７に示す多層構造フィルムから
なる。従って、反射偏光手段４０１において、光源から
のランダム偏光のうち、一方の偏光軸成分の光（例えば
Ｐ偏光光）は透過され、他方の偏光軸成分の光（例えば
Ｓ偏光光）は反射される。

【０１２１】反射された他方の偏光軸成分の光（例えば
Ｓ偏光光）は、再び１／４波長板４００を透過し、楕円
偏光に変換される。次に、１／４波長板４００を透過し
て光源１００側へ戻された楕円偏光光は、リフレクタ１
１２により平行光となるように反射されて、再び１／４
波長板４００へ入射される。この楕円偏光光は１／４波
長板４００を透過して、今度は一方の偏光軸成分の光
（例えばＰ偏光光）に変換される。従って、偏光手段４
０１に反射された光は、リフレクタ１００を介して１／
４波長板４００を２回透過することにより、偏光手段４
０１の透過軸成分の光に変換されることとなる。

【０１２２】なお、１／４波長板４００は均一照明光学
系１０１’の第１のレンズ板１３２の平面側に密着又は
貼り付けられ、偏光手段４０１の多層構造フィルムは第
２のレンズ板１３３の平面側に密着又は貼り付けられ
る。レンズ板を利用して波長板と偏光板を保持させれ
ば、特別な保持部材は不要となる。

【０１２３】このように、色光の分離手段の前におい
て、１／４波長板４００と反射偏光手段４０１を配置す
ることにより、色光分離手段の前において、光の偏光軸
を揃えることができる。特に、偏光手段からの反射光
は、光路長が長くなると減衰してしまい利用効率が悪く
なるが、本実施例においては、偏光手段１３３とリフレ
クタ１１２の距離が短いので、光減衰を抑えてかつ光利
用効率を向上することができる。

【０１２４】なお、本発明は、偏光手段からの反射光
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第１のレンズ板１３２に
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。

【０１２５】なお、本実施例においては、液晶ライトバ
ルブ１２３，１２４，１２５の入射側偏光板は、偏光手
段１３３からの偏光状態が良ければ、取り除いてもよ
い。しかし、色光の分離手段１１３，１１４や反射ミラ
ー１１５，１１６，１１７等を介することにより、偏光
軸が変換されやすくなるので、各液晶ライトバルブの液
晶パネル前には偏光手段を配置し、この透過軸を偏光手
段４０１と一致されるようにすることが好ましい。液晶
ライトバルブ側の偏光手段は、従来通りの他方の偏光軸
を吸収する吸収型偏光板でも、これまで説明してきた反
射偏光板でも構わない。液晶ライトバルブ側でも反射偏
光板を用いれば、これを透過しない偏光軸の光は、偏光
手段１３３を透過して、１／４波長板４００の作用によ
り再び利用できる偏光軸となるので、さらに光利用効率
は向上する。以上の説明において、偏光手段の透過軸と
反射軸の設定は、透過をＳ偏光軸、反射をＰ偏光軸とし
て、逆転させても良い。また、本実施例に用いる液晶ラ
イトバルブ側の入射側反射偏光板を、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。

【０１２６】また、偏光手段４０１自体に、波長選択透
過特性を持たせても構わない。すなわち、投写型表示装
置においては、光源光に含まれる紫外線成分はこれを吸
収する偏光板の特性を劣化させ、また、赤外線成分はこ
れを吸収する偏光板にて熱に変換される。従って、第１
の実施例において説明したように、偏光手段４０１にお
ける多層構造フィルムのフィルム膜厚を、透過光が可視
光領域となるように設定し、紫外線の波長帯域及び／又
は赤外線の波長帯域を反射するように設定するとよい。
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。

【０１２７】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。

【０１２８】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。

【０１２９】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。

【０１３０】〔液晶パネルの実施例〕以上の第１乃至第
４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１１は各
液晶パネルの断面図、図１２（Ａ）は各液晶パネルの光
出射側基板の平面図を示す。図１１は図１２（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。

【０１３１】図１１において、各液晶パネルは、光入射
側基板７００と光出射側基板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。光出射側基板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。

【０１３２】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。

【０１３３】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。

【０１３４】一方、光入射側基板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。

【０１３５】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。

【０１３６】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４の実施例の各ライトバルブにおいては、出射側
偏光手段を反射偏光板として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。出射側偏
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、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。

【０１３７】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、薄膜
トランジスタの光出射側に遮光膜７０３を形成してい
る。従って、出射側偏光手段からの反射光は、遮光膜７
０３の開口部を介して、液晶層７０２を抜けて、液晶パ
ネルの出射側へ戻っていく。なお、ＴＦＴは光入射側か
らは、基板７００の遮光膜７１７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。なお、本実施例では、ＴＦＴはト
ップゲートであり、光出射側からチャネルに光入射しや
すい構造であるため、遮光膜７０３をＴＦＴの上方から
遮光する遮光層７１７やデータ線７１１より広くしてあ
る。

【０１３８】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。

【０１３９】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１２（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。

【０１４０】なお、図示しないが、入射側偏光板及び／
又は出射側偏光板は、それぞれの基板７００，７０１の
外面に、必要に応じて密着又は貼り付けられる。

【０１４１】〔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。

【０１４２】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。

【０１４３】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。

【０１４４】

【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】本発明の第４の実施例を示す投写型表示装置の
構成図。

【図５】（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６】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７】本発明に用いられる偏光手段の詳細を示す図。

【図８】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９】従来の投写型表示装置の構成図。

【図１０】従来の液晶ライトバルブにおける動作を説明
する図。

【図１１】本発明に係わる液晶パネルの断面図。

【図１２】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・・・入射側偏光手段３０，３２，３４・・・出射側偏光手段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・・・入射側偏光手段５０４・・・液晶パネル５０５・・・出射側偏光手段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、該光源からの光を複数の色光に
分離する分離手段と、該分離手段により分離された色光
をそれぞれ変調する複数のライトバルブと、該複数のラ
イトバルブにより変調された色光を合成する合成手段
と、該合成手段により合成された光を投写する投写光学
手段とを備え、前記各ライトバルブは、液晶パネルと、該液晶パネルの
光入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多層構造フィルム
からなることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項２】請求項１において、前記光源と前記多層構造フィルムの間に、前記光源から
の光を平行光化する光学手段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又は２において、前記光源と前記分離手段の間に、前記光源からの光を前
記偏光手段が透過する偏光軸成分の光に揃える偏光変換
手段を配置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２において、前記光源と前記分離手段の間に、１／４波長板を配置す
ることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項５】請求項４において、前記光源は、前記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反射ミラーを有することを特
徴とする投写型表示装置。
【請求項６】請求項４において、前記光源は、前記分離手段側から戻ってきた光を反射す
る反射ミラーと、該反射ミラーからの光を略平行光にし
て射出する集光手段と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６のいずれかにおいて、前記偏光手段は、赤外線成分と紫外線成分を反射するよ
うに波長選択透過特性が設定されてなることを特徴とす
る投写型表示装置。
【請求項８】請求項１乃至７のいずれかにおいて、前記ライトバルブは、さらに、前記液晶パネルの光出射
側に配置される第２の偏光手段を有し、前記第２の偏光
手段は、いずれか一つの偏光軸成分の光を主に透過し、
他の偏光軸成分の光を主に反射する多層構造のフィルム
からなることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項９】請求項８において、前記液晶パネルは、一対の基板間に液晶を挟持してな
り、光出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、前記スイッチング素子の前記一方の
基板内面側には遮光層が形成されてなることを特徴とす
る投写型表示装置。
【請求項１０】請求項１乃至９のいずれかにおいて、前記多層構造フィルムを、前記液晶パネルの基板に密着
又は貼付けてなることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項１１】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、該液晶パネルの少
なくとも光出射側に配置される偏光手段とを有し、前記
偏光手段は、いずれか一つの偏光軸成分の光を主に透過
し、他の偏光軸成分の光を主に反射する多層構造フィル
ムからなり、前記液晶パネルは、一対の基板間に液晶を挟持してな
り、光出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、前記スイッチング素子の前記一方の
基板内面側には遮光層が形成されてなることを特徴とす
る投写型表示装置。
【請求項１２】請求項１１において、前記多層構造フィルムを、前記液晶パネルの基板に密着
又は貼付けてなることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項１３】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、該液晶パネルの光
入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多層構造のフィル
ムからなり、前記光源と前記偏光手段の間には、前記光源からの光を
前記一方の偏光軸成分の光に揃えて出射する偏光変換装
置を配置してなることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項１４】請求項１３において、前記ライトバルブは、さらに、前記液晶パネルの光出射
側に配置される第２の偏光手段を有し、前記第２の偏光
手段は、いずれか一つの偏光軸成分の光を主に透過し、
他の偏光軸成分の光を主に反射する多層構造のフィルム
からなることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項１５】請求項１３又は１４において、前記多層構造フィルムは、前記液晶パネルの基板に密着
又は貼付けてなることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項１６】光源ランプと、該光源ランプの光を複
数の色光に分離する分離手段と、該分離手段により分離
された色光をそれぞれ変調する複数のライトバルブと、
該複数のライトバルブにより変調された色光を合成する
合成手段と、該合成手段により合成された光を投写する
投写光学手段とを備え、前記各ライトバルブは液晶パネルを有し、前記光源ランプと前記分離手段の間に偏光手段を配置
し、前記偏光手段は、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多層構造のフィル
ムからなり、前記光源ランプの後方には当該光源ランプから発した光
及び前記偏光手段により反射された光を、前記偏光手段
側に反射する反射手段を配置し、前記反射手段と前記偏光手段の間には１／４波長板を配
置してなることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項１７】請求項１６において、前記反射手段は、前記分離手段側から戻ってきた光を略
平行光にして反射する反射ミラーからなることを特徴と
する投写型表示装置。
【請求項１８】請求項１６において、前記反射手段と前記偏光手段の間に、該反射手段により
反射された光を略平行光にする集光手段を配置すること
を特徴とする投写型表示装置。
【請求項１９】請求項１６において、前記偏光手段は、赤外線成分及び／又は紫外線成分を透
過しないような波長選択透過特性を有することを特徴と
する投写型表示装置。
【請求項２０】請求項１６又は１９において、前記各液晶パネルと前記光分離手段の間に、前記一方の
偏光軸成分の光を主に透過する第２の偏光手段を配置す
ることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項２１】請求項１６乃至２０のいずれかにおい
て、前記ライトバルブは、さらに、前記液晶パネルの光出射
側に配置される出射側偏光手段を有し、前記出射側偏光
手段は、いずれか一つの偏光軸成分の光を主に透過し、
他の偏光軸成分の光を主に反射する多層構造のフィルム
からなることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項２２】光源からの光を複数の色光に分離する
分離手段と、該分離手段によって分離された複数の色光
をそれぞれ変調する複数のライトバルブと、該複数のラ
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、該合成手段によって合成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
入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多層構造のフィル
ムからなり、それぞれの前記偏光手段は、対応する各ライトバルブが
変調する色光を選択的に透過する波長選択透過特性を有
することを特徴とする投写型表示装置。
【請求項２３】請求項２２において、前記ライトバルブは、さらに、前記液晶パネルの光出射
側に配置される第２の偏光手段を有し、前記第２の偏光
手段は、いずれか一つの偏光軸成分の光を主に透過し、
他の偏光軸成分の光を主に反射する多層構造のフィルム
からなることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項２４】請求項２２又は２３のいずれかにおい
て、前記液晶パネルの少なくとも光入射側に配置される前記
多層構造フィルムは、フィルム面の第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のフィルムとを交互に積層して形成されてな
り、前記フィルムの膜厚は入射する色光を選択的に透過
するように設定され、前記多層構造フィルムのフィルム膜厚を前記ライトバル
ブどうしで異ならせてなることを特徴とする投写型表示
装置。