JP2002365591A - 光学ユニット及びそれを用いた映像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光源側からの光を表示素子に照射して映像形成
する映像表示装置において、部品の耐熱性や明るさを改
善するとともに、小形・軽量化に適した構成とする。 【解決手段】照明光学系を、光源側からの光の偏光方向
を揃え所定の偏光光を形成する第１の手段と、微細周期
格子型偏光素子で構成され、該第１の手段側からの所定
の偏光光を反射または透過させて表示素子側に導くとと
もに、異なる２つの偏光光が入射されたとき、一方の偏
光光を反射、他方の偏光光を透過させ互いを分離する構
成を有する第２の手段と、を備えた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光源側からの光を
分離して表示素子に照射し映像形成する投射型映像表示
技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の映像表示装置技術におい
て、光の光路を曲げる技術としては、例えば反射ミラー
のように、反射機能のみを有するものが用いられ、ま
た、光を分離または合成する技術としては、プリズム型
の偏光ビームスプリッタやダイクロイックプリズムなど
が用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来技術
においては、反射ミラーについては、例えば、入射され
る偏光光に他の方向の偏光光が混入していた場合（例え
ば、入射されるＳ偏光光にＰ偏光光が混入している場合
や、逆に、入射されるＰ偏光光にＳ偏光光が混入してい
る場合など）、該混入している偏光光を除去せずにその
まま反射してしまう。このため、この反射ミラーの出射
光の偏光純度の改善には、偏光板等が別途必要となる。
また、プリズム型の偏光ビームスプリッタやダイクロイ
ックプリズムについては、プリズムによる光の透過損失
があるため、明るさが低下するし、また、光学系とプリ
ズム面の傾きによる偏光軸のズレが増大する原因とな
る。また、偏光ビームスプリッタの色分離面には誘電体
膜が接着により多層状に形成されているため、耐熱性が
十分でない。さらに、プリズム型の偏光ビームスプリッ
タやダイクロイックプリズムはコストが高い。また、プ
リズム状のため、占有体積が大きく、これらの周辺に配
される冷却が必要な部品、例えば表示素子等に対し、冷
却用空気を導くためのスペース形成が困難で、冷却効率
が低い。また、小形化や軽量化を図りにくい。本発明の
課題点は、（１）耐熱性を改善できるようにすること、
（２）画面の明るさを向上させること、（３）偏光軸ズ
レによる効率劣化を減らすこと、及び（４）小形・軽量
化に適した構成とすること、等である。本発明の目的
は、かかる課題点を解決できる技術を提供することにあ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題点を解決するた
めに、本発明では、ガラス基板等の上にＴａ_２Ｏ_３、Ｔ
ｉＯ_２、ＳｉＯ_２等の蒸着膜や金属を微細周期の格子状
（ワイアグリッド）に形成して成る微細周期格子型偏光
素子を、偏光ビームスプリッタや、反射手段として用い
る。微細周期格子型偏光素子の原理及び構成例について
は、「光学」２７巻１号（１９９８）第１２頁から第１
６頁の「波長より細かな格子構造による光制御」（菊田
他）に説明されている。具体的には、本発明は、 （１）光源側からの光を照明光学系により表示素子に照
射し映像信号に応じた光学像を形成する映像表示装置用
の光学ユニットとして、上記照明光学系を、上記光源側
からの光の偏光方向を揃え所定の偏光光を形成する第１
の手段（該当実施例：符号４、４ａ）と、微細周期格子
型偏光素子で構成され、該第１の手段側からの所定の偏
光光を反射または透過させて上記表示素子側に導くとと
もに、異なる２つの偏光光が入射されたとき、一方の偏
光光を反射、他方の偏光光を透過させることにより互い
を分離する構成を有する第２の手段（該当実施例：符号
１６、１７、１７'、１７''、１７ａ、１７ｂ、１７
ｃ、１７ｄ）と、を備えた構成とする。 （２）上記（１）において、上記第２の手段を、上記偏
光光を反射または透過させる部分が平板形状を有してい
る構成とする。 （３）上記（１）または（２）において、上記第２の手
段を、光源側からの白色光の所定の偏光光、または、分
離されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光全ての所定の偏光光を反射し
光路を曲げる構成とする。 （４）上記（１）または（２）において、上記第２の手
段を、光路上で少なくともＲ光、Ｇ光、Ｂ光いずれかの
Ｓ偏光光を反射し、Ｐ偏光光を透過させる構成を備えた
ものとする。 （５）上記（１）または（２）において、上記第２の手
段を、光源側からの白色光の所定の偏光光、または、分
離されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光全ての所定の偏光光を反射し
て光路を曲げる第１の部分と、該第１の部分から出射さ
れる光の光路上で、少なくともＲ光、Ｇ光、Ｂ光いずれ
かのＳ偏光光を反射しＰ偏光光を透過させる第２の部分
と、を備えた構成とする。 （６）上記（４）または（５）において、上記第２の手
段を、特定波長域偏光変換素子と組合され、該偏光変換
素子から出射される偏光光のうち、該変換素子で偏光変
換された偏光光と偏光変換されない偏光光とを分離する
構成を備えたものとする。 （７）上記（１）、（２）、（４）、（５）または
（６）において、上記第２の手段を、上記表示素子に照
射する少なくともＲ光、Ｇ光、Ｂ光いずれかの偏光光
を、反射または透過させる構成を備えたものとする。 （８）上記（１）または（２）において、上記第２の手
段を、上記微細周期格子型偏光素子をプリズムではさん
だ構成を有するようにする。 （９）光源側からの光を照明光学系により表示素子に照
射し映像信号に応じた光学像を形成する映像表示装置用
の光学ユニットとして、上記照明光学系が、上記光源側
からの白色光の偏光方向を揃え白色光のＳ偏光光を形成
する偏光変換手段と、微細周期格子型偏光素子で構成さ
れ、上記白色光のＳ偏光光を反射する反射手段と、該反
射した白色光のＳ偏光光が入射され、このうちＲ光、Ｇ
光、Ｂ光いずれかのＳ偏光光をＰ偏光光に変換する第１
の特定波長域偏光変換素子と、平板形状の微細周期格子
型偏光素子で構成され、上記第１の特定波長域偏光変換
素子で偏光変換され該変換素子から出射されるＲ光、Ｇ
光、Ｂ光いずれかのＰ偏光光は透過させ、該第１の特定
波長域偏光変換素子で偏光変換されず該変換素子から出
射されるＳ偏光光は反射させる微細周期格子型偏光ビー
ムスプリッタと、該微細周期格子型偏光ビームスプリッ
タを透過したＲ光、Ｇ光、Ｂ光いずれかのＰ偏光光をＳ
偏光光に変換する第２の特定波長域偏光変換素子と、該
第２の特定波長域偏光変換素子からのＳ偏光光を反射す
る第１のプリズム型偏光ビームスプリッタと、該第１の
プリズム型偏光ビームスプリッタからのＳ偏光光が照射
され、これを映像信号に基づき変調する第１の表示素子
と、上記微細周期格子型偏光ビームスプリッタで反射さ
れたＳ偏光光のうちいずれかをＰ偏光光に変換する第３
の特定波長域偏光変換素子と、該第３の特定波長域偏光
変換素子からのＳ偏光光は反射し、Ｐ偏光光は透過させ
て互いを分離する第２のプリズム型偏光ビームスプリッ
タと、該第２のプリズム型偏光ビームスプリッタからの
Ｓ偏光光が照射され、これを映像信号に基づき変調する
第２の表示素子と、該第２のプリズム型偏光ビームスプ
リッタからのＰ偏光光が照射され、これを映像信号に基
づき変調する第３の表示素子と、上記第１、第２及び第
３の表示素子でそれぞれ変調された偏光光が、上記第
１、第２のプリズム型偏光ビームスプリッタを経て入射
され、色合成される色合成手段と、該色合成された偏光
光が入射され、これを拡大投射する投射レンズユニット
と、を備えた構成とする。 （１０）映像表示装置として、上記（１）から（９）の
いずれかの光学ユニットと、該光学ユニット内の表示素
子を映像信号に基づき駆動する駆動回路と、電源回路と
を備えた構成とする。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例につき、図
面を用いて説明する。図１は本発明の第１の実施例を示
す。本第１の実施例は、電子的色分離手段で電子的に色
分離した光を、平板状の微細周期格子型偏光ビームスプ
リッタを用いて１個の反射型表示素子に照射して映像表
示する場合の構成例である。図１において、１は光源ユ
ニット、１９は該光源ユニット１の光源部、１５は、楕
円面、放物面または非球面の反射面を有するリフレク
タ、２は複数の微小な集光レンズより成り複数の２次光
源像を形成する第１のアレイレンズ、３は、複数の微小
な集光レンズより成り該第１のアレイレンズの個々のレ
ンズ像を結像する第２のアレイレンズ、４は該第２のア
レイレンズ側からの光をＰ偏光光とＳ偏光光とに分離し
て出射する偏光ビームスプリッタ、４ａは、該偏光ビー
ムスプリッタ４の出射光であるＰ偏光光とＳ偏光光のい
ずれかの偏光方向を回転するための１／２波長位相差
板、７は、電子的制御によって入射光を時分割で色分離
する電子的色分離手段、５、６及び８はそれぞれ、光を
集める集光レンズ、１６は、微細周期格子型偏光素子か
ら成り、反射により光路の方向を変え、かつ偏光光の純
度を向上させる微細周期格子型反射手段、９ａ、９ｂは
所定方向の偏光光を通す偏光板、１１は偏光方向を調整
する１／４波長位相差板、１２は反射型液晶パネル等の
反射型表示素子、１３は投射レンズユニット、１７は、
微細周期格子型偏光素子から成り、上記偏光ビームスプ
リッタ４と同様、入射光をＰ偏光光とＳ偏光光に分離す
る微細周期格子型偏光ビームスプリッタ、１０Ｗ１、１
０Ｗ２は、微細周期格子型偏光ビームスプリッタ１７に
取付けられたプリズムである。上記第１のアレイレンズ
２から該微細周期格子型偏光ビームスプリッタ１７及び
１／４波長位相差板１１までの光学系は、上記反射型表
示素子に対する照明光学系を構成する。

【０００６】上記構成において、上記光源ユニット１の
光源部１９から出た光は、楕円面または放物面または非
球面のリフレクタ1５にて反射集光され、上記第１のア
レイレンズ２で複数の２次光源像を形成した後、上記第
２のアレイレンズ３で該複数の２次光源像を結像し、該
結像光が、偏光ビームスプリッタ４でＰ偏光光とＳ偏光
光とに分離され、１／２波長位相差板４ａにより、例え
ば該Ｐ偏光光が偏光方向を回転されてＳ偏光光とされ、
偏光ビームスプリッタ４で分離されたＳ偏光光と併せ、
電子的色分離手段７に入射される。該偏光ビームスプリ
ッタ４と該１／２波長位相差板４ａの該組合せは、Ｓ偏
光光を出射する構成のいわゆる偏光変換部を形成してい
る。上記１／２波長位相差板４ａにおいて、上記とは反
対に、上記偏光ビームスプリッタ４で分離されたＳ偏光
光の偏光方向を回転してＰ偏光光とし、偏光変換部とし
てＰ偏光光を出射する構成としてもよい。本第１の実施
例においては、該電子的色分離手段７では、入射された
Ｓ偏光光が、該電子的色分離手段７への電圧印加、非印
加により制御され、時分割で赤色光（以下、Ｒ光とい
う）、緑色光（以下、Ｇ光という）及び青色光（以下、Ｂ
光という）に色分離される。時分割色分離されたＲ光の
Ｓ偏光光、Ｇ光のＳ偏光光及びＢ光のＳ偏光光はそれぞ
れ、集光レンズ５、６で集光され、微細周期格子型反射
手段１６に、本実施例の場合は略４５゜の入射角で入射
する。該反射手段１６では、Ｒ光、Ｇ光及びＧ光のＳ偏
光光が反射されて光路方向が変更されるとともに、それ
ぞれのＳ偏光光中にＰ偏光光が僅かに含まれているとき
には該Ｐ偏光光分を透過して除去し、映像形成用に出射
するＳ偏光光の純度を上げるようにする。該微細周期格
子型反射手段１６から反射されたＲ光、Ｇ光及びＢ光の
Ｓ偏光光は、集光レンズ８で集光されて偏光板９ａに入
射される。該偏光板９ａでは、所定の偏光方向の光が透
過されて偏光の純度がさらに上げられる。該偏光板９ａ
を出たＳ偏光光は、プリズム１０Ｗ１を透過して微細周
期格子型偏光ビームスプリッタ１７に入射される。該微
細周期格子型偏光ビームスプリッタ１７では、Ｒ光、Ｇ
光及びＢ光それぞれのＳ偏光光が反射され、再びプリズ
ム１０Ｗ１を透過し１／４波長位相差板１１を介して、
反射型液晶パネル等の反射型表示素子１２に照射され
る。該反射型表示素子１２は、映像信号に基づき駆動回
路で駆動され、上記照射された光を該映像信号に対応し
て変調し、Ｓ偏光光をＰ偏光光の反射光として、再び、
１／４波長位相差板１１及びプリズム１０Ｗ１を介し該
微細周期格子型偏光ビームスプリッタ１７側に出射す
る。該微細周期格子型偏光ビームスプリッタ１７におい
ては、入射されるＰ偏光光の偏光状態と該微細周期格子
型偏光ビームスプリッタ１７の透過及び反射の偏光軸と
の関係により、投射レンズ１３側へ出射される光量と光
源部１９側へ出射される光量が決まる。このようにし
て、外部入力映像信号に従った映像を投影する。反射型
表示素子１２が黒表示を行う場合、出射光の偏光状態は
入射光のそれと略同じであり、そのまま、入射光路に沿
って、光源側に戻される。該微細周期格子型偏光ビーム
スプリッタ１７からの出射光は、プリズム１０Ｗ２と偏
光板９ｂを介して投射レンズユニット１３に入射され
る。該微細周期格子型偏光ビームスプリッタ１７からの
出射光は、本実施例の場合、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光のいずれ
もがＰ偏光光である。偏光板９ｂの偏光度を該微細周期
格子型偏光ビームスプリッタ１７より高くすることによ
り、該微細周期格子型偏光ビームスプリッタ１７からの
Ｓ偏光光の漏れ光をカットし、スクリーン上における映
像のコントラストを向上させる。投射レンズユニット１
３に入射したＰ偏光光はスクリーン上等に拡大投射され
て映像を映し出す。

【０００７】かかる第１の実施例構成によれば、微細周
期格子型反射手段１６に微細周期格子型偏光素子を用い
ているため、該微細周期格子型反射手段１６によって、
集光レンズ６から出射される光に混入しているＰ偏光光
を除き、微細周期格子型偏光ビームスプリッタ１７側に
出射するＳ偏光光の純度を向上させることができる。こ
のため、上記偏光板９ａ、９ｂを削除した構成とするこ
とが可能であり、この点での小形化及び低コスト化が図
られる。また、入射光に対する角度依存性が良いため、
コントラストを改善できる。また、該微細周期格子型反
射手段１６における反射面の角度設定をし易い。また、
色分離合成系に、平板状の微細周期格子型偏光ビームス
プリッタ１７を用いているため、良好な角度特性が得ら
れ、このため集束レンズ系のＦ値を小さくして、明るさ
を向上させることができる。また、プリズム型偏光ビー
ムスプリッタ等を用いた場合に比べ、プリズム部による
光の透過損失をなくせるため、この点からも明るさを向
上できる。また、特に該色分離合成系を主体に装置の耐
熱性を改善でき、かつ小形・軽量化が可能となる。平板
状の微細周期格子型偏光ビームスプリッタ１７は、プリ
ズム型偏光ビームスプリッタに比べ大幅な低コスト化が
可能であり、光学ユニットや映像装置の低コスト化も可
能となる。さらに、微細周期格子型偏光ビームスプリッ
タ１７の両面にはプリズム１０Ｗ１、１０Ｗ２をそれぞ
れ配してあるため、スクリーン上の投影映像の収差を抑
えさらに画質を向上できる。また、電子的色分離手段７
を用い、色の切換え（色分離）を電子的制御で行う構成
としているため、色分離の切換え速度を高められ、高密
度画素の画像表示等にも適用できる。さらに、光源ユニ
ットから投射レンズユニットへの光軸がＵ字状に折り曲
がった光路形状としているため、この点からも光学ユニ
ットや映像表示装置全体の外形サイズを小形化できる。

【０００８】図２は、図１の構成中、微細周期格子型偏
光ビームスプリッタ１７にプリズム１０Ｗ１、１０Ｗ２
を取付けて成る部分の断面拡大図である。（ａ）は、微
細周期格子型偏光ビームスプリッタ１７とプリズム１０
Ｗ１の対向面の略全域を接着部３０とし、かつ、微細周
期格子型偏光ビームスプリッタ１７とプリズム１０Ｗ２
の対向面内の外周部側を接着部３０とした場合の構成
例、（ｂ）は、微細周期格子型偏光ビームスプリッタ１
７とプリズム１０Ｗ１の対向面内の外周部側と、微細周
期格子型偏光ビームスプリッタ１７とプリズム１０Ｗ２
の対向面内の外周部側とを接着部３０とした場合の構成
例である。上記（ａ）、（ｂ）において、上記対向面内
の外周部側を接着部３０とした構成では、該接着部３０
により外部の湿った空気や化学物質を含んだ空気等が対
向面内に侵入するのが防止されるため、微細周期格子型
偏光ビームスプリッタ１７の表面のワイアグリッド等の
腐食あるいは酸化等が抑えられる。

【０００９】なお、上記図１の構成においては、微細周
期格子型偏光素子を、上記反射手段１６と上記偏光ビー
ムスプリッタ１７との双方に用いているが、いずれか一
方、例えば反射手段１６側だけに用いてもよい。また、
微細周期格子型偏光ビームスプリッタ１７にプリズム１
０Ｗ１、１０Ｗ２を取付けない構成であってもよい。該
構成の場合には、微細周期格子型偏光ビームスプリッタ
１７が平板状のために、占有スペースが少なく、このた
めに、該微細周期格子型偏光ビームスプリッタ１７の周
辺部に空きスペースを確保し易くなる。従って、表示素
子１２や偏光板９ａ、９ｂ、１１などに対し、冷却用の
空気等を容易に供給でき、これらの冷却がし易くなっ
て、冷却効率を向上できる。冷却効率向上は、光源から
の光の増大を可能とし、明るさを向上させる。一方、消
費電力の低減も可能となる。

【００１０】図３は本発明の第２の実施例を示す。本第
２の実施例は、微細周期格子型偏光素子を少なくとも反
射手段として用い、３個の透過型表示素子に分離光を透
過して映像表示を行うようにした場合の構成例である。
図３において、１は光源ユニット、１９は該光源ユニッ
ト１の光源部、１５は楕円面または放物面または非球面
の反射面を有するリフレクタ、２は複数の微小な集光レ
ンズより成り複数の２次光源像を形成する第１のアレイ
レンズ、３は、複数の微小な集光レンズより成り該第１
のアレイレンズの個々のレンズ像を結像する第２のアレ
イレンズ、４は該第２のアレイレンズ側からの光をＰ偏
光光とＳ偏光光に分離する偏光ビームスプリッタ、４ａ
は該偏光ビームスプリッタ４の出射光であるＰ偏光光と
Ｓ偏光光のいずれかの偏光方向を回転するための１／２
波長位相差板、５、６、８ａ、８ｂ、８ｃ、２１ａ及び
２１ｂはそれぞれ、光を集束する、あるいは再結像させ
るための集光レンズ、１６は、微細周期格子型偏光素子
から成り、反射により光路の方向を変える微細周期格子
型反射手段、１７ａ、１７ｂ、及び１７ｃは、同じく微
細周期格子型偏光素子から成り、Ｓ偏光光とＰ偏光光を
分離する微細周期格子型偏光ビームスプリッタ、１８
ａ、１８ｂは色分離用のダイクロイックミラー、９ａ、
９ｂ及び９ｃは入射側の偏光板、９ｄ、９ｅ及び９ｆは
出射側の偏光板、１０は色合成用のダイクロイックプリ
ズム、１２Ｒ、１２Ｂ、１２Ｇは透過型液晶パネル等の
透過型表示素子、１３は拡大投射用の投射レンズユニッ
ト、２４は電源回路、２５は表示素子の駆動回路等を含
む信号処理回路、２６は冷却用のファン、２９は、光源
ユニットの後方への光の漏れや熱の輻射を防止するため
のランプハウスである。上記第１のアレイレンズ２から
上記入射側の偏光板９ａ、９ｂ、９ｃまでの光学系は、
上記透過型表示素子１２Ｒ、１２Ｂ、１２Ｇに対する照
明光学系を構成する。

【００１１】かかる構成において、上記光源ユニット１
の光源部１９から出た光は、リフレクタ1５にて反射集
光され、上記第１のアレイレンズ２で複数の２次光源像
を形成した後、上記第２のアレイレンズ３で該複数の２
次光源像を結像し、該結像光が、偏光ビームスプリッタ
４でＰ偏光光とＳ偏光光とに分離され、１／２波長位相
差板４ａにより、該Ｐ偏光光が偏光方向を回転されてＳ
偏光光とされ、偏光ビームスプリッタ４で分離されたＳ
偏光光と併せ、集光レンズ５に入射される。該偏光ビー
ムスプリッタ４と該１／２波長位相差板４ａの該組合せ
は、いわゆるＳ偏光光を出射する構成の偏光変換部を形
成する。上記１／２波長位相差板４ａにおいて、上記と
逆に、上記偏光ビームスプリッタ４で分離されたＳ偏光
光の偏光方向を回転してＰ偏光光とし、偏光変換部とし
てはＰ偏光光を出射する構成としてもよい。本第２の実
施例の場合は、Ｓ偏光光が集光レンズ５に入射されるも
のとする。Ｐ偏光光の反射の場合には、微細周期格子型
反射手段１６の前にＳ偏光光に変換する１／２波長位相
差板が必要となる。透過で使う場合は、１／２波長位相
差板は必要ない。本実施例の場合、集光レンズ５で集光
されたＳ偏光光は、さらに、微細周期格子型反射手段１
６に略４５゜の入射角で入射される。該反射手段１６で
は、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光のＳ偏光光が反射されて光路方
向が変更されるとともに、それぞれのＳ偏光光中にＰ偏
光光が含まれているとき、該Ｐ偏光光分を透過して除去
し、反射されるＳ偏光光の純度を上げるようにする。該
微細周期格子型反射手段１６で反射されたＲ光、Ｇ光及
びＢ光のＳ偏光光は、集光レンズ６で集光されてダイク
ロイックミラー１８ａに入射され、ここでＲ光（Ｓ偏光
光）と、Ｇ光（Ｓ偏光光）＋Ｂ光（Ｓ偏光光）とに分離
される。すなわち、Ｒ光のＳ偏光光は透過され、Ｇ光の
Ｓ偏光光とＢ光のＳ偏光光は反射される。透過により分
離されたＲ光のＳ偏光光は微細周期格子型偏光ビームス
プリッタ１７ａに入射される。該微細周期格子型偏光ビ
ームスプリッタ１７ａにおいて、Ｒ光のＳ偏光光中にＰ
偏光光分がある場合の該Ｐ偏光光分や赤外線は透過され
て除去され、純度をさらに上げられたＲ光のＳ偏光光は
反射されて集光レンズ８ａに入射される。該集光レンズ
８ａから出たＲ光のＳ偏光光は、入射側偏光板９ａで偏
光方向を揃えられてからＲ光用の透過型表示素子１２Ｒ
に照射される。透過型表示素子１２Ｒでは、該Ｒ光のＳ
偏光光が透過時に映像信号に基づいて変調され、Ｒ光の
Ｐ偏光光となって出射される。透過型表示素子１２Ｒを
出たＲ光のＰ偏光光は出射側の偏光板９ｄで偏光方向を
揃えられた後、ダイクロイックプリズム１０に入射さ
れ、そのダイクロイック面３１で反射されて投射レンズ
ユニット１３に入る。一方、ダイクロイックミラー１８
ａにおいて反射により分離されたＧ光とＢ光のＳ偏光光
はダイクロイックミラー１８ｂに入射され、ここで、反
射されるＧ光（Ｓ偏光光）と透過されるＢ光（Ｓ偏光
光）とに分離される。該分離されたＧ光のＳ偏光光は、
集光レンズ８ｂ、入射側の偏光板９ｂを経て、Ｇ光用の
透過型表示素子１２Ｇに照射される。透過型表示素子１
２Ｇでは、該Ｇ光のＳ偏光光が透過時に映像信号に基づ
いて変調され、Ｇ光のＰ偏光光となって出射される。透
過型表示素子１２Ｇを出たＧ光のＰ偏光光は出射側の偏
光板９ｅで偏光方向を揃えられた後、ダイクロイックプ
リズム１０に入射され、そのダイクロイック面３１、３
２を透過して投射レンズユニット１３に入る。また、上
記ダイクロイックミラー１８ｂを透過したＢ光のＳ偏光
光は、集光レンズ２１ａで集光され、微細周期格子型偏
光ビームスプリッタ１７ｂに入射される。該微細周期格
子型偏光ビームスプリッタ１７ｂにおいて、Ｂ光のＳ偏
光光中のＰ偏光光分や紫外線分は透過されて除去され、
反射され純度をさらに上げられたＢ光のＳ偏光光は集光
レンズ２１ｂ側に出射される。集光レンズ２１ｂを出た
Ｂ光のＳ偏光光は微細周期格子型偏光ビームスプリッタ
１７ｃに入射される。該微細周期格子型偏光ビームスプ
リッタ１７ｃにおいても、Ｂ光のＳ偏光光中のＰ偏光光
分や紫外線分は透過によって除去される。該微細周期格
子型偏光ビームスプリッタ１７ｃで反射されたＢ光のＳ
偏光光は集光レンズ８ｃに入射される。該集光レンズ８
ｃから出たＢ光のＳ偏光光は、入射側の偏光板９ｃで偏
光方向を揃えられてからＢ光用の透過型表示素子１２Ｂ
に照射される。該透過型表示素子１２Ｂでは、該Ｂ光の
Ｓ偏光光が映像信号に基づき変調され、Ｂ光のＰ偏光光
となって出射される。透過型表示素子１２Ｂを出たＢ光
のＰ偏光光は出射側の偏光板９ｆで偏光方向を揃えら
れ、ダイクロイックプリズム１０に入射され、ダイクロ
イック面３２で反射されて投射レンズユニット１３に入
る。このように、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光それぞれのＰ偏光
光が合成されてダイクロイックプリズム１０から投射レ
ンズユニット１３に出射され、該投射レンズユニット１
３により映像がスクリーン等に拡大投射される。本構成
はこれに限るものではなく、Ｇ光はＰ偏光光で、Ｒ光、
Ｂ光は１／２波長位相差板を利用し、Ｓ偏光光としてダ
イクロイックプリズム１０に入射する場合もある。な
お、上記照明光学系の光学要素のうちダイクロイックミ
ラー１８ａ、１８ｂ、上記ダイクロイックプリズム１
０、及び出射側偏光板９ｄ、９ｅ、９ｆは、投射型映像
表示装置の色分離合成系を形成する。

【００１２】かかる第２の実施例構成によれば、（１）
反射手段１６に微細周期格子型偏光素子を用いているた
め、該微細周期格子型反射手段１６によって、集光レン
ズ５から出射される光に混入しているＰ偏光光を除き、
ダイクロイックミラー１８ａ側に出射するＳ偏光光の純
度を向上させることができる。このため、（２）上記入
射側の偏光板９ａ、９ｂ、９ｃを削除した構成とするこ
とも可能であり、この点での小形化及び低コスト化も図
られる。赤外線や紫外線も除去できる。また、（３）入
射光に対する角度依存性が良いため、コントラストを改
善できるし、微細周期格子型反射手段１６における反射
面の角度設定もし易く、組立ての作業性も改善できる。
また、（４）平板状の微細周期格子型偏光ビームスプリ
ッタ１７ａ、１７ｂ、１７ｃを用いているため、良好な
角度特性が得られ、このため、レンズ系のＦ値を小さく
して、明るさを向上させることができる。また、（５）
プリズム型偏光ビームスプリッタ等を用いた場合に比
べ、プリズムガラスによる光の透過損失をなくせるた
め、この点からも明るさを向上できる。また、特に
（６）該色分離合成系を主体に装置の耐熱性を改善で
き、かつ（７）小形・軽量化が可能となる。（８）平板
状の微細周期格子型偏光ビームスプリッタ１７ａ、１７
ｂ、１７ｃは、プリズム型偏光ビームスプリッタに比べ
大幅低コスト化が可能なため、光学ユニットや映像装置
の低コスト化も可能となる。さらに、（９）微細周期格
子型偏光ビームスプリッタ１７ａ、１７ｂ、１７ｃが平
板状のため、占有スペースが少なく、周辺部に空きスペ
ースを確保し易くなる。このため、液晶パネル等表示素
子１２R、１２G、１２Bや偏光板９ａ、９ｂ、９ｃ、９
ｄ、９ｅ、９ｆなどに対し、冷却用の空気等を容易に供
給でき、これらの冷却がし易くなって、冷却効率を向上
できる。冷却効率向上は、光源からの光の増大を可能と
し、明るさを向上させることができる。また、消費電力
の低減化も可能となる。なお、上記図３の構成において
は、微細周期格子型偏光素子を、上記反射手段１６と上
記偏光ビームスプリッタ１７ａ、１７ｂ、１７ｃとの双
方に用いているが、これらのうちのいずれか一方、例え
ば反射手段１６側だけに設ける構成であってもよい。ま
た、上記偏光板９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆの
全部または一部に、微細周期格子型偏光素子を用いても
よい。これら偏光板として該微細周期格子型偏光素子を
用いた場合には、該偏光板の耐熱性を改善でき、偏光純
度を改善できる。明るさの向上にもつながる。

【００１３】図４は、本発明の第３の実施例を示す。本
第３の実施例は、微細周期格子型偏光素子を、反射手
段、及び色分離合成系の偏光ビームスプリッタとして用
いた場合の構成例である。本構成例では、色分離合成系
は、微細周期格子型偏光ビームスプリッタを、従来方式
のプリズム型の偏光ビームスプリッタと組合せた構成と
し、さらに、Ｒ、Ｇ、Ｂ光をそれぞれ別個に偏光変換可
能な特定波長域偏光変換素子（以下、リターダという）
と組合せる。図４において、１は光源ユニット、２は第
１のアレイレンズ、３は第２のアレイレンズ、４は偏光
ビームスプリッタ、４ａは１／２波長位相差板、５、６
及び６'はそれぞれ、集光レンズ、１６は、微細周期格
子型偏光素子を用いて構成され、反射により光路の方向
を変える微細周期格子型反射手段、１７は、偏光ビーム
スプリッタと同様、入射光をＰ偏光光とＳ偏光光に分離
する微細周期格子型偏光ビームスプリッタ、９ａ、９ｂ
は偏光板、１１ａ、１１ｂ、１１ｃは１／４波長位相差
板、２０Ｒ、２０Ｇ１、２０Ｇ２、２０Ｂはそれぞれ、
Ｒ光偏光変換用のリターダ（特定波長域偏光変換素
子）、第１のＧ光偏光変換用のリターダ、第２のＧ光偏光
変換用のリターダ、Ｂ光偏光変換用のリターダであり、１
０Ｇ、１０ＲＢはそれぞれ、プリズム型偏光ビームスプ
リッタ、１０はダイクロイックプリズムもしくはプリズ
ム型偏光ビームスプリッタである色合成プリズム（以下
色合成プリズムと呼称する）、１２ＲはＲ光用の反射型
表示素子、１２ＧはＧ光用の反射型表示素子、１２Ｂは
Ｂ光用の反射型表示素子、１３は投射レンズユニット、
２４は電源回路、２５は信号処理回路、２６は冷却用フ
ァン、１００は、これらを備えて構成される映像表示装
置である。上記第１のアレイレンズ２から偏光板１１
ａ、１１ｂ、１１ｃまでの光学系は、上記３個の反射型
表示素子１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂに対する照明光学系を
構成する。

【００１４】上記構成において、上記光源ユニット１の
光源部１９から出た光は、リフレクタ1５にて反射集光
され、上記第１のアレイレンズ２で複数の２次光源像を
形成した後、上記第２のアレイレンズ３で該複数の２次
光源像を結像し、該結像光が、偏光ビームスプリッタ４
でＰ偏光光とＳ偏光光とに分離され、１／２波長位相差
板４ａにより、該Ｐ偏光光が偏光方向を回転されてＳ偏
光光とされ、偏光ビームスプリッタ４で分離されたＳ偏
光光と併せ、集光レンズ５、６側に出射される。該偏光
ビームスプリッタ４と該１／２波長位相差板４ａの該組
合せは、いわゆるＳ偏光光を出射する構成の偏光変換部
を形成する。レンズ６を出たＳ偏光光は、さらに、微細
周期格子型反射手段１６に略４５゜の入射角で入射され
る。該反射手段１６では、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光のＳ偏光
光が反射されて光路方向が変更されるとともに、Ｐ偏光
光が含まれているとき、該Ｐ偏光光分を透過して除去
し、反射されるＲ光、Ｇ光及びＢ光それぞれのＳ偏光光
の純度を上げるようにする。該反射手段１６で反射され
たＲ光、Ｇ光及びＢ光のＳ偏光光は、集光レンズ６'で
集光されて第１のＧ光偏光変換用のリターダ２０Ｇ１に
入射され、ここで、Ｇ光のＳ偏光光がＰ偏光光に偏光変
換される。Ｒ光とＢ光は偏光変換されずにＳ偏光光のま
ま該リターダ２０Ｇ１を透過する。従って、該リターダ
２０Ｇ１からはＧ光のＰ偏光光とＲ光及びＢ光のＳ偏光
光とが出射され、それぞれが次段の微細周期格子型偏光
ビームスプリッタ１７に略４５゜の方向で入射される。
該微細周期格子型偏光ビームスプリッタ１７において
は、Ｒ光及びＢ光のＳ偏光光は反射され、その出射光
（Ｒ光及びＢ光のＳ偏光光）が偏光板９ａを介してＢ光
偏光変換用のリターダ２０Ｂに入射される。該Ｂ光偏光
変換用のリターダ２０Ｂでは、Ｂ光がＳ偏光光からＰ偏
光光に偏光変換される。該偏光変換されたＢ光のＰ偏光
光は、プリズム型偏光ビームスプリッタ１０ＲＢの色分
離面を透過し、１／４波長位相差板１１ｂで偏光方向を
揃えられてＢ光用の反射型表示素子１２Ｂに照射され
る。該Ｂ光用の反射型表示素子１２Ｂでは、該Ｂ光のＰ
偏光光が映像信号に基づいて変調されて、Ｂ光のＳ偏光
光となって出射され、再び１／４波長位相差板１１ｂを
通って上記プリズム型偏光ビームスプリッタ１０ＲＢに
入射される。該プリズム型偏光ビームスプリッタ１０Ｒ
Ｂに入射された該Ｂ光のＳ偏光光は、その色分離面で反
射され、さらに、Ｒ光用のリターダ２０Ｒ及び偏光板９
ｂを通って、色合成プリズム１０に入射される。該色合
成プリズム１０内ではそのダイクロイック面あるいはＰ
ＢＳ面で反射され、投射レンズユニット１３側に出射さ
れる。上記Ｂ光偏光変換用のリターダ２０Ｂで偏光変換
されないＲ光のＳ偏光光は、プリズム型偏光ビームスプ
リッタ１０ＲＢに入射されると、その色分離面で反射さ
れ、１／４波長位相差板１１ａで偏光方向を揃えられて
Ｒ光用の反射型表示素子１２Ｒに照射される。該Ｒ光用
の反射型表示素子１２Ｒでは、該Ｒ光のＳ偏光光が映像
信号に基づいて変調されて、Ｒ光のＰ偏光光となって出
射され、再び１／４波長位相差板１１ａを通って上記プ
リズム型偏光ビームスプリッタ１０ＲＢに入射される。
該プリズム型偏光ビームスプリッタ１０ＲＢに入射され
た該Ｒ光のＰ偏光光は、その色分離面を透過し、Ｒ光偏
光変換用のリターダ２０Ｒに入射される。及び偏光板９
ｂを通って、色合成プリズム１０に入射される。該Ｒ光
偏光変換用のリターダ２０Ｒでは、該Ｒ光のＰ偏光光は
Ｓ偏光光に偏光変換される。該偏光変換されたＲ光のＳ
偏光光は偏光板９ｂで偏光方向を揃えられ、該色合成プ
リズム１０に入射される。該色合成プリズム１０内では
そのダイクロイック面あるいはＰＢＳ面で反射され、投
射レンズユニット１３側に出射される。一方、上記第１
のＧ光偏光変換用のリターダ２０Ｇ１から出射されたＧ
光のＰ偏光光は、上記微細周期格子型偏光ビームスプリ
ッタ１７に略４５゜の方向で入射されと、該微細周期格
子型偏光ビームスプリッタ１７を透過して第２のＧ光偏
光変換用のリターダ２０Ｇ２に入射される。Ｇ光のＰ偏
光光は、ここでＳ偏光光に変換され、プリズム型偏光ビ
ームスプリッタ１０Ｇに入射される。該プリズム型偏光
ビームスプリッタ１０Ｇ内では、該Ｇ光のＳ偏光光は、
その色分離面で反射され、１／４波長位相差板１１ｃを
経てＧ光用の反射型表示素子１２Ｇに照射される。該Ｇ
光用の反射型表示素子１２Ｇでは、該Ｇ光のＳ偏光光が
映像信号に基づいて変調されて、Ｇ光のＰ偏光光となっ
て出射され、再び１／４波長位相差板１１ｃを通って上
記プリズム型偏光ビームスプリッタ１０Ｇに入射され
る。該プリズム型偏光ビームスプリッタ１０Ｇに入射さ
れた該Ｇ光のＰ偏光光は、その色分離面を透過し、色合
成プリズム１０に入射される。該Ｇ光のＰ偏光光は、さ
らに、該色合成プリズム１０のダイクロイック面あるい
はＰＢＳ面を通って、投射レンズユニット１３側に出射
される。このように、Ｒ光及びＢ光のＳ偏光光と、Ｇ光
のＰ偏光光とが合成されて投射レンズユニット１３に出
射され、該投射レンズユニット１３により映像がスクリ
ーン等に拡大投射される。

【００１５】かかる第３の実施例構成によれば、（１）
反射手段１６に微細周期格子型偏光素子を用いているた
め、該反射手段１６によって、集光レンズ５から出射さ
れる偏光光の純度を向上させることができる。このた
め、（２）上記入射側偏光板９ａ、９ｂや１／４波長位
相差板１１ａ、１１ｂ、１１ｃを削除した構成とするこ
とも可能である。また、（３）入射光に対する角度依存
性が良いため、コントラストを改善できるし、反射手段
１６における反射面の角度設定もし易く、組立ての作業
性も改善できる。また、（４）平板状の微細周期格子型
偏光ビームスプリッタ１７を用いているため、良好な角
度特性が得られ、このため、レンズ系のＦ値を小さくし
て、明るさを向上させることができる。また、（５）プ
リズム型偏光ビームスプリッタ等を用いた場合に比べ、
プリズムガラスによる光の透過損失をなくせるため、こ
の点でも明るさを向上できる。また、特に（６）該色分
離合成系を主体に装置の耐熱性を改善でき、かつ（７）
小形・軽量化が可能となる。（８）平板状の微細周期格
子型偏光ビームスプリッタ１７は、プリズム型偏光ビー
ムスプリッタに比べ大幅な低コスト化が可能なため、光
学ユニットや映像装置も低コスト化が可能となる。さら
に、（９）微細周期格子型偏光ビームスプリッタ１７が
平板状のため、占有スペースが少なく、その周辺部を空
きスペースとして確保できる。このため、液晶パネル等
表示素子１２R、１２G、１２Bや偏光板９ａ、９ｂ、１
／４波長位相差板１１ａ、１１ｂ、１１ｃなどに対し、
冷却用の空気等を容易に供給でき、これらの冷却がし易
くなって、冷却効率を向上できる。冷却効率向上は、光
源からの光の増大を可能とし、明るさを向上させること
ができる。また、消費電力の低減化も可能となる。な
お、上記図４の構成においては、Ｒ、Ｇ、Ｂ光の色合成
用にダイクロイックプリズム１０を用いたが、本発明は
これに限定されず、偏光ビームスプリッタを用いてもよ
い。さらに、本実施例のＲ、Ｇ、Ｂ表示素子１２Ｒ、１
２Ｇ、１２Ｂの配置、及び投射レンズユニット１３の配
置はこれに限定するものではない。

【００１６】図５は本発明の第４の実施例を示す。本第
４の実施例は、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光のいずれかの色分離用
及びにＲ光、Ｇ光、Ｂ光の色合成用に平板状の微細周期
格子型偏光ビームスプリッタを用いた場合の構成例であ
る。図４の第３の実施例構成とは、ダイクロイックプリ
ズム１０を微細周期格子型偏光ビームスプリッタに替え
ている点が異なる。図５において、１７'は、色分離合
成用の微細周期格子型偏光ビームスプリッタである。そ
の他、図４の第３の実施例構成と同様の構成部について
は、図４の構成と同じ符号を付してその説明を略す。本
図５の構成においては、図４で説明したと同様にして、
反射型表示素子１２Ｒ、１２Ｂ、１２Ｇで変調された後
出射されて来る、Ｒ光及びＢ光のＳ偏光光と、Ｇ光のＰ
偏光光とが微細周期格子型偏光ビームスプリッタ１７'
に入射され、ここで合成されて投射レンズユニット１３
側に出射される。つまり、微細周期格子型偏光ビームス
プリッタ１７'は、平面上の一方の部分（図中右上部）
では、第１のＧ光偏光変換用のリターダ２０Ｇ１からの
出射光に対しては該出射光を、Ｇ光のＰ偏光光と、Ｒ光
及びＢ光のＳ偏光光とに分離し、平面上の他方の部分
（図中左下部）では、プリズム型偏光ビームスプリッタ
１０Ｇ側から出射されて来るＧ光のＰ偏光光と、Ｒ光偏
光変換用のリターダ２０Ｒから出射されて来るＲ光及び
Ｂ光のＳ偏光光とを合成する。

【００１７】上記第４の実施例によれば、１枚構成の微
細周期格子型偏光ビームスプリッタ１７'を用いて色分
離と色合成とを行うため、色分離合成系の構成をダイク
ロイックプリズム１０を用いる図４の構成に比較しても
部品数を減らし、より一層、小形、軽量、簡易、高耐熱
性で、かつ組立て作業をし易い構成にできる。また、Ｒ
光偏光変換用のリターダ２０Ｒ側から出射されて来るＲ
光及びＢ光のＳ偏光光中に、赤外線、紫外線またはＰ偏
光光分等が含まれているときは、これらを除去して、投
射レンズユニットに出射される光の純度を一層高められ
る。その他の効果は、上記図４の第３の実施例の場合と
ほぼ同様である。なお、微細周期格子型偏光ビームスプ
リッタ１７'は、例えば、色分離用のものと、色合成用の
ものを別個に設ける複数構成のものであってもよい。

【００１８】図６は本発明の第５の実施例を示す。本第
５の実施例は、上記図４または図５におけるプリズム型
偏光ビームスプリッタ１０Ｇ、１０ＲＢに微細周期格子
型偏光ビームスプリッタを用いた場合の構成例である。
図６において、１７'は、１枚構成の色分離合成用の微
細周期格子型偏光ビームスプリッタ、１７''は、１枚構
成の色分離用及び反射用の微細周期格子型偏光ビームス
プリッタである。その他、図４の構成及び図５の構成と
同様の構成部については、図４、図５の構成と同じ符号
を付してその説明を略す。本図６の構成においては、微
細周期格子型偏光ビームスプリッタ１７'は、上記図４
に示す微細周期格子型偏光ビームスプリッタ１７'と同
様に作用する。また、微細周期格子型偏光ビームスプリ
ッタ１７''についても、上記図４に示すプリズム型偏光
ビームスプリッタ１０Ｇ、１０ＲＢとほぼ同様に作用す
る。つまり、微細周期格子型偏光ビームスプリッタ１
７'は、平面上の一方の部分（図中右上部）では、第１
のＧ光偏光変換用のリターダ２０Ｇ１からの出射光に対
して、該出射光を、Ｇ光のＰ偏光光と、Ｒ光及びＢ光の
Ｓ偏光光とに分離する作用をし、平面上の他方の部分
（図中左下部）では、微細周期格子型偏光ビームスプリ
ッタ１７''から出射されるＧ光のＰ偏光光と、Ｒ光偏光
変換用のリターダ２０Ｒから出射されるＲ光及びＢ光の
Ｓ偏光光とを合成する。また、微細周期格子型偏光ビー
ムスプリッタ１７''は、平面上の一方の部分（図中右下
部）では、Ｂ光偏光変換用のリターダ２０Ｂからの出射
光に対して、該出射光を、透過させるＢ光のＰ偏光光
と、反射するＲ光のＳ偏光光とに分離する作用をし、平
面上の他方の部分（図中左上部）では、第２のＧ光偏光
変換用のリターダ２０Ｇ２から出射されるＧ光のＳ偏光
光を反射して、Ｇ光用の反射型表示素子１２Ｇに照射さ
せる。

【００１９】上記第５の実施例によれば、プリズム型偏
光ビームスプリッタ１０Ｇ、１０ＲＢや色合成プリズム
１０を用いずに、それぞれ１枚構成の平板状の微細周期
格子型偏光ビームスプリッタ１７'と微細周期格子型偏
光ビームスプリッタ１７''とを用いて色分離及び色合成
とを行うため、図５の構成よりもさらに部品数を減ら
し、一層、小形、軽量、簡易、高耐熱性で、かつ組立て
作業をし易い構成にできる。特に、微細周期格子型偏光
ビームスプリッタ１７'において、図４のダイクロイッ
クプリズム１０に該当する部分（図中左下部）と、微細
周期格子型偏光ビームスプリッタ１７''において、図４
及び図５のプリズム型偏光ビームスプリッタ１０Ｇに該
当する部分（図中左上部）とは、収差を互いに相殺する
関係にあるため、投射レンズユニット１３に出射される
光の収差を減らし画質を向上できる。その他の効果は、
上記図４、図５の場合とほぼ同様である。

【００２０】図７は本発明の第６の実施例を示す。本第
６の実施例は、微細周期格子型偏光ビームスプリッタで
最初に色分離した偏光光を、色合成用のダイクロイック
プリズム等に入射させ、該色光に対応した反射型表示素
子に導くようにした場合の構成例である。図７におい
て、１は光源ユニット、２は第１のアレイレンズ、３は
第２のアレイレンズ、４は偏光ビームスプリッタ、４ａ
は１／２波長位相差板、５、６及び６'はそれぞれ、集
光レンズ、１６は、微細周期格子型偏光素子を用いて構
成され、反射により光路の方向を変える微細周期格子型
反射手段、１７ａ、１７ｂはそれぞれ、偏光ビームスプ
リッタと同様、入射光をＰ偏光光とＳ偏光光に分離する
第１、第２の微細周期格子型偏光ビームスプリッタ、１
１ａ、１１ｂ、１１ｃは１／４波長位相差板、２０Ｒ
１、２０Ｒ２、２０Ｂはそれぞれ、第１のＲ光偏光変換
用のリターダ（特定波長域偏光変換素子）、第２のＲ光
偏光変換用のリターダ、Ｂ光偏光変換用のリターダであ
り、１０ＲＧはプリズム型偏光ビームスプリッタ、１０
Ｂはダイクロイックプリズム、１２ＲはＲ光用の反射型
表示素子、１２ＧはＧ光用の反射型表示素子、１２Ｂは
Ｂ光用の反射型表示素子、１３は投射レンズユニット、
２４は電源回路、２５は信号処理回路、２６は冷却用フ
ァン、１００は、これらを備えて構成される映像表示装
置である。上記第１のアレイレンズ２から１／４波長位
相差板１１ａ、１１ｂ、１１ｃまでの光学系は、上記３
個の反射型表示素子１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂに対する照
明光学系を構成する。

【００２１】図７において、光源ユニット１の光源部１
９から出た光は、リフレクタ1５にて反射集光され、第
１のアレイレンズ２で複数の２次光源像を形成した後、
第２のアレイレンズ３で該複数の２次光源像を結像し、
該結像光が、偏光ビームスプリッタ４でＰ偏光光とＳ偏
光光とに分離され、１／２波長位相差板４ａにより、該
Ｐ偏光光が偏光方向を回転されてＳ偏光光とされ、偏光
ビームスプリッタ４で分離されたＳ偏光光と併せ、集光
レンズ５、６側に出射される。該偏光ビームスプリッタ
４と該１／２波長位相差板４ａの該組合せは、Ｓ偏光光
を出射する偏光変換部を形成する。集光レンズ６を出た
Ｓ偏光光は、さらに、微細周期格子型反射手段１６に略
４５゜の入射角で入射される。該反射手段１６では、Ｒ
光、Ｇ光及びＢ光のＳ偏光光が反射されて光路方向が変
更されるとともに、Ｐ偏光光が含まれているとき、該Ｐ
偏光光分を透過して除去し、反射されるＲ光、Ｇ光及び
Ｂ光それぞれのＳ偏光光の純度を上げる。該反射手段１
６で反射されたＲ光、Ｇ光及びＢ光のＳ偏光光は、集光
レンズ６'で集光された後、Ｂ光偏光変換用のリターダ
２０Ｂに入射され、ここで、Ｂ光のＳ偏光光のみがＰ偏
光光に偏光変換される。偏光変換された該Ｂ光のＰ偏光
光は、第１の微細周期格子型偏光ビームスプリッタ１７
ａを透過して、色合成プリズム１０Ｂに入射される。該
Ｂ光のＰ偏光光はさらに、該色合成プリズム１０Ｂのダ
イクロイック面も通過し、１／４波長位相差板１１ａで
偏光方向を揃えられてＢ光用の反射型表示素子１２Ｂに
照射される。該Ｂ光用の反射型表示素子１２Ｂでは、該
Ｂ光のＰ偏光光が映像信号に基づいて変調されて、Ｂ光
のＳ偏光光となって出射され、再び１／４波長位相差板
１１ａを経て上記色合成プリズム１０Ｂに入射される。
該色合成プリズム１０Ｂ内では、そのダイクロイック面
等で該Ｂ光のＳ偏光光は反射されて投射レンズユニット
１３側に出射される。一方、上記Ｂ光偏光変換用のリタ
ーダ２０Ｂから、偏光変換されないまま出射されるＲ光
及びＧ光のＳ偏光光は、上記第１の微細周期格子型偏光
ビームスプリッタ１７ａで反射されて、さらに、第２の
微細周期格子型偏光ビームスプリッタ１７ｂで反射され
て、第１のＲ光偏光変換用のリターダ２０Ｒ１に入射さ
れる。該第１のＲ光偏光変換用のリターダ２０Ｒ１で
は、Ｒ光のＳ偏光光がＰ偏光光に偏光変換され、Ｇ光の
Ｓ偏光光はそのまま透過する。変換されたＲ光のＰ偏光
光は、プリズム型偏光ビームスプリッタ１０ＲＧに入射
され、その色分離面を透過し１／４波長位相差板１１ｂ
で偏光方向を揃えられてＲ光用の反射型表示素子１２Ｒ
に照射される。該Ｒ光用の反射型表示素子１２Ｒでは、
該Ｒ光のＰ偏光光が映像信号に基づいて変調されて、Ｒ
光のＳ偏光光となって出射され、再び１／４波長位相差
板１１ｂを通って、再びプリズム型偏光ビームスプリッ
タ１０ＲＧに入射される。該プリズム型偏光ビームスプ
リッタ１０ＲG内では、その色分離面で該Ｒ光のＳ偏光
光は反射され、第２のＲ光偏光変換用のリターダ２０Ｒ
２に入射される。該Ｒ光のＳ偏光光は、該第２のＲ光偏
光変換用のリターダ２０Ｒ２でＲ光のＰ偏光光に変換さ
れ、色合成プリズム１０Ｂに入射される。該色合成プリ
ズム１０Ｂ内では、該Ｒ光のＰ偏光光はダイクロイック
面等をそのまま透過して投射レンズユニット１３側に出
射される。また、上記第１のＲ光偏光変換用のリターダ
２０Ｒ１で偏光変換されないＧ光のＳ偏光光は、プリズ
ム型偏光ビームスプリッタ１０ＲＧに入射されると、そ
の色分離面で反射され、１／４波長位相差板１１ｃを経
て、Ｇ光用の反射型表示素子１２Ｇに照射される。該Ｇ
光用の反射型表示素子１２Ｇでは、該Ｇ光のＳ偏光光が
映像信号に基づいて変調されて、Ｇ光のＰ偏光光となっ
て出射され、再び１／４波長位相差板１１ｃを通ってプ
リズム型偏光ビームスプリッタ１０ＲＧに入射される。
該Ｇ光のＰ偏光光は、該プリズム型偏光ビームスプリッ
タ１０ＲＧ内では、その色分離面をそのまま透過し、さ
らに上記第２のＲ光偏光変換用のリターダ２０Ｒ２も透
過して色合成プリズム１０Ｂに入射される。さらに、該
色合成プリズム１０Ｂ内でも、該Ｇ光のＰ偏光光はダイ
クロイック面等をそのまま透過して投射レンズユニット
１３側に出射される。このように、Ｒ光及びＧ光のＰ偏
光光と、Ｂ光のＳ偏光光とが合成されて投射レンズユニ
ット１３に出射され、該投射レンズユニット１３により
映像がスクリーン等に拡大投射される。

【００２２】かかる第６の実施例構成によれば、（１）
反射手段１６に微細周期格子型偏光素子を用いているた
め、該反射手段１６によって、集光レンズ５から出射さ
れる偏光光の純度を向上させることができる。このた
め、偏光板（図示せず）を削除した構成とすることが可
能である。また、入射光に対する角度依存性が良いた
め、コントラストを改善できるし、反射手段１６におけ
る反射面の角度設定もし易く、組立ての作業性も改善で
きる。また、（２）平板状の微細周期格子型偏光ビーム
スプリッタ１７ａ、１７ｂを用いているため、良好な角
度特性が得られ、このため、レンズ系のＦ値を小さくし
て、明るさを向上させることができる。また、（３）プ
リズム型偏光ビームスプリッタ等を用いた場合に比べ、
プリズムガラスによる光の透過損失をなくせるため、こ
の点でも明るさを向上できる。また、特に（４）該色分
離合成系を主体に装置の耐熱性を改善でき、かつ（５）
小形・軽量化が可能となる。（６）平板状の微細周期格
子型偏光ビームスプリッタ１７ａ、１７ｂは、プリズム
型偏光ビームスプリッタに比べ大幅な低コスト化が可能
なため、光学ユニットや映像装置も低コスト化が可能と
なる。さらに、（７）微細周期格子型偏光ビームスプリ
ッタ１７ａ、１７ｂが平板状のため、占有スペースが少
なく、その周辺部を空きスペースとして確保できる。こ
のため、液晶パネル等表示素子１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ
や１／４波長位相差板１１ａ、１１ｂ、１１ｃなどに対
し、冷却用空気等を容易に供給でき、冷却がし易くなっ
て、冷却効率を向上できる。冷却効率向上は、光源から
の光の増大を可能とし、明るさを向上させることができ
る。また、消費電力の低減化も可能となる。なお、上記
反射ミラー１６'を微細周期格子型偏光素子を用いて構
成してもよい。

【００２３】図８は本発明の第７の実施例を示す。本第
７の実施例は、上記図７に示す第６の実施例におけるプ
リズム型偏光ビームスプリッタ及びダイクロイックプリ
ズムを、微細周期格子型偏光素子を用いて構成し、プリ
ズム型光学部品を使わずに構成した場合の例である。図
８において、１７ａは、Ｒ光＋Ｇ光＋Ｂ光を、Ｒ光＋Ｇ
光と、Ｂ光とに分離する部分と、Ｒ光＋Ｇ光を、Ｒ光と
Ｇ光とに分離する部分とを備えた色分離用の第１の微細
周期格子型偏光ビームスプリッタ、１７ｃは、色合成用
の第３の微細周期格子型偏光ビームスプリッタである。
その他、図７の第６の実施例構成と同様の構成部につい
ては、図７の構成と同じ符号を付してその説明を略す。
本図８の構成においては、図７の場合と同様にして、Ｒ
光、Ｇ光、Ｂ光のそれぞれのＳ偏光光が、Ｂ光偏光変換
用のリターダ２０Ｂに入射され、ここで、Ｂ光のＳ偏光
光のみがＰ偏光光に偏光変換される。偏光変換された該
Ｂ光のＰ偏光光は、第１の微細周期格子型偏光ビームス
プリッタ１７ａを透過して、第３の微細周期格子型偏光
ビームスプリッタ１７ｃに入射される。該Ｂ光のＰ偏光
光はさらに、第３の微細周期格子型偏光ビームスプリッ
タ１７ｃも通過し、反射ミラー１６'で反射されて１／
４波長位相差板１１ａで偏光方向を揃えられてＢ光用の
反射型表示素子１２Ｂに照射される。該Ｂ光用の反射型
表示素子１２Ｂでは、該Ｂ光のＰ偏光光が映像信号に基
づいて変調されて、Ｂ光のＳ偏光光となって出射され、
再び１／４波長位相差板１１ａ、反射ミラー１６'を経
て上記第３の微細周期格子型偏光ビームスプリッタ１７
ｃに入射される。該第３の微細周期格子型偏光ビームス
プリッタ１７ｃでは、該Ｂ光のＳ偏光光は反射されて投
射レンズユニット１３側に出射される。一方、上記Ｂ光
偏光変換用のリターダ２０Ｂから、偏光変換されないま
ま出射されるＲ光及びＧ光のＳ偏光光は、上記第１の微
細周期格子型偏光ビームスプリッタ１７ａで反射され
て、さらに、第２の微細周期格子型偏光ビームスプリッ
タ１７ｂで反射されて、第１のＲ光偏光変換用のリター
ダ２０Ｒ１に入射される。該第１のＲ光偏光変換用のリ
ターダ２０Ｒ１では、Ｒ光のＳ偏光光がＰ偏光光に偏光
変換され、Ｇ光のＳ偏光光はそのまま透過する。変換さ
れたＲ光のＰ偏光光は、第１の微細周期格子型偏光ビー
ムスプリッタ１７ａに入射され、そこを透過し１／４波
長位相差板１１ｂで偏光方向を揃えられてＲ光用の反射
型表示素子１２Ｒに照射される。該Ｒ光用の反射型表示
素子１２Ｒでは、該Ｒ光のＰ偏光光が映像信号に基づい
て変調されて、Ｒ光のＳ偏光光となって出射され、再び
１／４波長位相差板１１ｂを通って、再び第１の微細周
期格子型偏光ビームスプリッタ１７ａに入射される。第
１の微細周期格子型偏光ビームスプリッタ１７ａでは、
該Ｒ光のＳ偏光光は反射され、第２のＲ光偏光変換用の
リターダ２０Ｒ２に入射される。該Ｒ光のＳ偏光光は、
該第２のＲ光偏光変換用のリターダ２０Ｒ２でＲ光のＰ
偏光光に変換され、第３の微細周期格子型偏光ビームス
プリッタ１７ｃに入射される。該第３の微細周期格子型
偏光ビームスプリッタ１７ｃでは、該Ｒ光のＰ偏光光は
そのまま透過して投射レンズユニット１３側に出射され
る。また、上記第１のＲ光偏光変換用のリターダ２０Ｒ
１で偏光変換されないＧ光のＳ偏光光は、第１の微細周
期格子型偏光ビームスプリッタ１７ａに入射されると反
射され、１／４波長位相差板１１ｃを経て、Ｇ光用の反
射型表示素子１２Ｇに照射される。該Ｇ光用の反射型表
示素子１２Ｇでは、該Ｇ光のＳ偏光光が映像信号に基づ
いて変調されて、Ｇ光のＰ偏光光となって出射され、再
び１／４波長位相差板１１ｃを通って第１の微細周期格
子型偏光ビームスプリッタ１７ａに入射される。該Ｇ光
のＰ偏光光は、該第１の微細周期格子型偏光ビームスプ
リッタ１７ａをそのまま透過し、さらに上記第２のＲ光
偏光変換用のリターダ２０Ｒ２も透過して第３の微細周
期格子型偏光ビームスプリッタ１７ｃに入射される。さ
らに、該Ｇ光のＰ偏光光は該第３の微細周期格子型偏光
ビームスプリッタ１７ｃをそのまま透過して投射レンズ
ユニット１３側に出射される。このように、Ｒ光及びＧ
光のＰ偏光光と、Ｂ光のＳ偏光光とが合成されて投射レ
ンズユニット１３に出射され、該投射レンズユニット１
３により映像がスクリーン等に拡大投射される。

【００２４】上記第７の実施例によれば、プリズム型偏
光ビームスプリッタやダイクロイックプリズムを用いず
に、平板状の微細周期格子型偏光ビームスプリッタを用
いて色分離合成系を構成できるため、図７の構成よりも
さらに部品数を減らし、一層、小形、軽量、簡易、高耐
熱性で、かつ組立て作業をし易い構成にできる。その他
の効果は、上記図７の場合とほぼ同様である。なお、上
記反射ミラー１６'は、微細周期格子型偏光素子を用い
て構成してもよい。

【００２５】図９は本発明の第８の実施例を示す。本第
８の発明は、上記第７の実施例構成の一部を変更した構
成であって、プリズム型偏光ビームスプリッタやダイク
ロイックプリズムを用いない構成において、投射レンズ
ユニットの光軸延長上で平板状の微細周期格子型偏光ビ
ームスプリッタにより、照明光学系における光の最初の
色分離を行うようにした場合の構成例である。図９にお
いて、１７ａは、Ｒ光（Ｐ偏光光）＋Ｇ光（Ｓ偏光光）
＋Ｂ光（Ｐ偏光光）を、Ｇ光（Ｓ偏光光）と、Ｒ光（Ｐ
偏光光）＋Ｂ光（Ｐ偏光光）とに分離する色分離用の第
１の微細周期格子型偏光ビームスプリッタ、１７ｂは、
該第１の微細周期格子型偏光ビームスプリッタ１７ａに
より色分離されたＧ光のＳ偏光光を反射する第２の微細
周期格子型偏光ビームスプリッタ、もちろん通常の反射
ミラーでもよいが、１７ｃは、Ｒ光のＳ偏光光とＢ光の
Ｐ偏光光とを分離する部分と、Ｒ光のＳ偏光光とＢ光の
Ｓ偏光光とＧ光のＰ偏光光とを合成する色合成用の第３
の微細周期格子型偏光ビームスプリッタである。その
他、図８の実施例構成と同様の構成部については、図８
の構成と同じ符号を付してその説明を略す。図９の構成
においては、集光レンズ６からはＲ光、Ｇ光、Ｂ光のそ
れぞれのＰ偏光光が出射される。該出射されたＲ光、Ｇ
光、Ｂ光のそれぞれのＰ偏光光は、微細周期格子型反射
手段１６で反射され、集光レンズ６'を経てＧ光偏光変
換用のリターダ２０Ｇに入射される。該Ｇ光偏光変換用
のリターダ２０Ｇでは、Ｇ光のＰ偏光光がＳ偏光光に偏
光変換される。変換されたＧ光のＳ偏光光は、第１の微
細周期格子型偏光ビームスプリッタ１７ａで反射されて
第２の微細周期格子型偏光ビームスプリッタ１７ｂに入
射する。Ｇ光のＳ偏光光は、さらに該第２の微細周期格
子型偏光ビームスプリッタ１７ｂで反射され、１／４波
長位相差板１１ｃを経てＧ光用の反射型表示素子１２Ｇ
に照射される。該Ｇ光用の反射型表示素子１２Ｇでは、
該Ｇ光のＳ偏光光が映像信号に基づいて変調されて、Ｇ
光のＰ偏光光となって出射され、Ｇ光のＰ偏光光は、再
び１／４波長位相差板１１ｃを通り、さらに、第２の微
細周期格子型偏光ビームスプリッタ１７ｂ、第１の微細
周期格子型偏光ビームスプリッタ１７ａ及び第３の微細
周期格子型偏光ビームスプリッタ１７ｃを通って投射レ
ンズユニット１３側に出射される。上記Ｇ光偏光変換用
のリターダ２０Ｇで偏光変換されないＲ光とＢ光のＰ偏
光光は、第１の微細周期格子型偏光ビームスプリッタ１
７ａを透過して第１のＲ光偏光変換用のリターダ２０Ｒ
１に入射され、ここでＲ光のＰ偏光光がＳ偏光光に偏光
変換され、Ｂ光のＰ偏光光はそのまま透過される。偏光
変換されたＲ光のＳ偏光光は、第３の微細周期格子型偏
光ビームスプリッタ１７ｃに入射されて反射され、１／
４波長位相差板１１ｂを通ってＲ光用の反射型表示素子
１２Ｒに照射される。該反射型表示素子１２Ｒでは、該
Ｒ光のＳ偏光光が映像信号に基づき変調されて、Ｒ光の
Ｐ偏光光となって出射される。該Ｒ光のＰ偏光光は、再
び１／４波長位相差板１１ｂを通り、さらに、第１の微
細周期格子型偏光ビームスプリッタ１７ａを透過して、
第２のＲ光偏光変換用のリターダ２０Ｒ２に入射され、
ここで、該Ｓ偏光光に偏光変換される。変換された該Ｒ
光のＳ偏光光は、第４の微細周期格子型偏光ビームスプ
リッタ１７ｄで反射され、第３の微細周期格子型偏光ビ
ームスプリッタ１７ｃに入射されて反射され投射レンズ
ユニット１３側に出射される。一方、第１のＲ光偏光変
換用のリターダ２０Ｒ１で偏光変換されないＢ光のＰ偏
光光は、第３の微細周期格子型偏光ビームスプリッタ１
７ｃを透過し、１／４波長位相差板１１ａを経てＢ光用
の反射型表示素子１２Ｂに照射される。該Ｂ光用の反射
型表示素子１２Ｂでは、該Ｂ光のＰ偏光光が映像信号に
基づいて変調されて、Ｂ光のＳ偏光光となって出射され
る。該Ｂ光のＳ偏光光は、再び１／４波長位相差板１１
ａを通り、さらに、第３の微細周期格子型偏光ビームス
プリッタ１７ｃで反射し、さらに第４の微細周期格子型
偏光ビームスプリッタ１７ｄで反射し、再び第３の微細
周期格子型偏光ビームスプリッタ１７ｃで反射し、投射
レンズユニット１３側に出射される。このように、Ｇ光
のＰ偏光光と、Ｒ光及びＢ光のＳ偏光光とが合成されて
投射レンズユニット１３に出射され、該投射レンズユニ
ット１３により映像がスクリーン等に拡大投射される。

【００２６】上記第８の実施例によれば、上記図８に示
す第７の実施例の場合と同様に、プリズム型偏光ビーム
スプリッタやダイクロイックプリズムを用いずに、平板
状の微細周期格子型偏光ビームスプリッタを用いて色分
離合成系を構成できるため、部品数を減らし、一層、小
形、軽量、簡易、高耐熱性で、かつ組立て作業をし易い
構成にできる。その他の効果は、上記図７の場合とほぼ
同様である。

【００２７】図１０は本発明の第９の実施例を示す。本
第９の実施例は、プリズム型偏光ビームスプリッタやダ
イクロイックプリズムを用いない構成において、投射レ
ンズユニットの光軸延長上に設けた１枚の平板状の微細
周期格子型偏光ビームスプリッタと１枚のダイクロイッ
クミラーにより、色分離及び合成を行うようにした場合
の構成例である。図１０において、１７は、Ｓ偏光光を
反射し、Ｐ偏光光を透過させることによって、Ｓ偏光光
とＰ偏光光とを分離、または該両偏光光を合成する色分
離合成用の微細周期格子型偏光ビームスプリッタ、１８
は、Ｒ光とＧ光を分離、または該両光を合成するダイク
ロイックミラーである。その他、図７、図８及び図９の
実施例構成と同様の構成部については、それぞれと同じ
符号を付してその説明を略す。図１０の構成において
は、偏光ビームスプリッタ４と１／２波長位相差板４ａ
による偏光変換により、集光レンズ６からはＲ光、Ｇ
光、Ｂ光のそれぞれのＳ偏光光が出射されるものとす
る。該出射されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光のそれぞれのＳ偏光
光は、微細周期格子型反射手段１６で反射され、集光レ
ンズ６'を経てＢ光偏光変換用のリターダ２０Ｂに入射
される。該Ｂ光偏光変換用のリターダ２０Ｂでは、Ｂ光
のＳ偏光光がＰ偏光光に偏光変換される。変換されたＢ
光のＰ偏光光は、微細周期格子型偏光ビームスプリッタ
１７を透過し、１／４波長位相差板１１ａで偏光方向を
揃えられてＢ光用の反射型表示素子１２Ｂに照射され
る。該反射型表示素子１２Ｂでは、該Ｂ光のＰ偏光光が
映像信号に基づいて変調され、Ｂ光のＳ偏光光となって
出射され、再び１／４波長位相差板１１ａを通り、さら
に、微細周期格子型偏光ビームスプリッタ１７で反射さ
れ、投射レンズユニット１３側に出射される。一方、上
記Ｂ光偏光変換用のリターダ２０Ｂで偏光変換されない
Ｒ光及びＧ光のＳ偏光光は、微細周期格子型偏光ビーム
スプリッタ１７で反射され、ダイクロイックミラー１８
に入射される。ダイクロイックミラー１８では、ダイク
ロイック面でＲ光のＳ偏光光とＧ光のＳ偏光光とに分離
される（Ｒ光はダイクロイック面で反射、Ｇ光はダイク
ロイック面を透過）。分離されたＲ光のＳ偏光光は、１
／４波長位相差板１１ｂを通って、Ｒ光用の反射型表示
素子１２Ｒに照射される。該反射型表示素子１２Ｒで
は、該Ｒ光のＳ偏光光が映像信号に基づいて変調され、
Ｒ光のＰ偏光光となって出射され、再び１／４波長位相
差板１１ｂを通り、ダイクロイックミラー１８で反射さ
れ、さらに、微細周期格子型偏光ビームスプリッタ１７
を透過して、投射レンズユニット１３側に入る。また、
上記ダイクロイックミラー１８で分離されたＧ光のＳ偏
光光は、１／４波長位相差板１１ｃを通って、Ｇ光用の
反射型表示素子１２Ｇに照射される。該反射型表示素子
１２Ｇでは、該Ｇ光のＳ偏光光が映像信号に基づいて変
調され、Ｇ光のＰ偏光光となって出射され、再び１／４
波長位相差板１１ｃを通り、ダイクロイックミラー１８
及び微細周期格子型偏光ビームスプリッタ１７を透過し
て、投射レンズユニット１３側に入る。このように、Ｇ
光及びＲ光のＰ偏光光と、Ｂ光のＳ偏光光とが合成され
て投射レンズユニット１３に出射され、該投射レンズユ
ニット１３により映像がスクリーン等に拡大投射され
る。

【００２８】上記第９の実施例によれば、上記図８に示
す第７の実施例や、上記図９に示す第８の実施例の場合
と同様に、プリズム型偏光ビームスプリッタやダイクロ
イックプリズムを用いずに、投射レンズユニットの光軸
延長上に設けた１枚の平板状の微細周期格子型偏光ビー
ムスプリッタと１枚のダイクロイックミラーにより、色
分離合成を行う構成のため、部品数の削減、小形化、軽
量化高耐熱性化等を達成できるようになる。特に、構成
の簡易化の効果は多面的かつ顕著である。その他の効果
は、上記第６の実施例や第７の実施例の場合とほぼ同様
である。さらに、ダイクロイックミラー１８と表示素子
１２Ｒ、１２Ｇの向きを逆向きに配置して、傾斜配置の
収差をキャンセルする方向にすることも可能である。な
お、上記実施例においては、表示素子を１個または３個
用いる構成としたが、本発明はこれに限定されない。ま
た、該各実施例では、微細周期格子型偏光素子を、平板
状のものとしたが、本発明は、これにも限定されない。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、光の利用率を上げ、明
るい映像面の映像表示装置を提供できる。また、小形化
に適した構成も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す図である。

【図２】プリズムを取付けた微細周期格子型偏光ビーム
スプリッタの構成例である。

【図３】本発明の第２の実施例を示す図である。

【図４】本発明の第３の実施例を示す図である。

【図５】本発明の第４の実施例を示す図である。

【図６】本発明の第５の実施例を示す図である。

【図７】本発明の第６の実施例を示す図である。

【図８】本発明の第７の実施例を示す図である。

【図９】本発明の第８の実施例を示す図である。

【図１０】本発明の第９の実施例を示す図である。

【符号の説明】

１…光源ユニット、 ２…第１のアレイレンズ、 ３…
第２のアレイレンズ、４…偏光ビームスプリッタ、 ４
ａ…１／２波長位相差板、 ５、６、６'、８、８ａ、
８ｂ、８ｃ、２１ａ、２１ｂ…集光レンズ、 ７…電子
的色分離手段、 ９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆ
…偏光板、 １１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ…１／４波
長位相差板、 １０…ダイクロイックプリズムまたは偏
光ビームスプリッタ、 １０Ｇ、１０ＲＢ、１０ＲＧ…
プリズム型偏光ビームスプリッタ、 １２Ｒ、１２Ｂ、
１２Ｇ…反射型表示素子または透過型表示素子、 １３
…投射レンズユニット、 １５…リフレクタ、 １６…
微細周期格子型反射手段、 １７、１７'、１７''、１
７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ…微細周期格子型偏光ビ
ームスプリッタ、 １８ａ、１８ｂ…ダイクロイックミ
ラー、 ２０Ｒ、２０Ｇ１、２０Ｇ２、２０Ｂ、２０Ｒ
１、２０Ｒ２…リターダ、 ２４…電源回路、 ２５…
信号処理回路、 ２６…冷却用ファン、 １００…映像
表示装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 9/31 Ｈ０４Ｎ 9/31 Ｃ (72)発明者 三好 智浩 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所デジタルメディア開発本 部内 (72)発明者 大塚 康男 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所デジタルメディアシステ ム事業部内 (72)発明者 阿部 福億 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所デジタルメディアシステ ム事業部内 Ｆターム(参考） 2H049 BA02 BA05 BA06 BA07 BA45 BB61 BC22 2H087 KA06 RA41 RA42 RA47 RA48 TA01 2H099 AA11 BA09 CA02 CA07 CA08 CA11 DA09 5C060 GA01 GA02 GB02 HC01 HC21 JA00

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源側からの光を照明光学系により表示素
   子に照射し映像信号に応じた光学像を形成する映像表示
   装置用の光学ユニットにおいて、 上記照明光学系は、上記光源側からの光の偏光方向を揃
   え所定の偏光光を形成する第１の手段と、微細周期格子
   型偏光素子で構成され、該第１の手段側からの所定の偏
   光光を反射または透過させて上記表示素子側に導くとと
   もに、異なる２つの偏光光が入射されたとき、一方の偏
   光光を反射、他方の偏光光を透過させ互いを分離する構
   成を有する第２の手段と、を備えて構成されることを特
   徴とする光学ユニット。
2. 【請求項２】上記第２の手段は、上記偏光光を反射また
   は透過させる部分が平板形状を有している請求項１に記
   載の光学ユニット。
3. 【請求項３】上記第２の手段は、光源側からの白色光の
   所定の偏光光、または、分離されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光全
   ての所定の偏光光を反射し光路を曲げる構成を備える請
   求項１または請求項２に記載の光学ユニット。
4. 【請求項４】上記第２の手段は、光路上で少なくともＲ
   光、Ｇ光、Ｂ光いずれかのＳ偏光光を反射し、Ｐ偏光光
   を透過させる構成を備える請求項１または請求項２に記
   載の光学ユニット。
5. 【請求項５】上記第２の手段は、光源側からの白色光の
   所定の偏光光、または、分離されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光全
   ての所定の偏光光を反射して光路を曲げる第１の部分
   と、該第１の部分から出射される光の光路上で、少なく
   ともＲ光、Ｇ光、Ｂ光いずれかのＳ偏光光を反射しＰ偏
   光光を透過させる第２の部分と、を備えて構成される請
   求項１または請求項２に記載の光学ユニット。
6. 【請求項６】上記第２の手段は、特定波長域偏光変換素
   子と組合され、該偏光変換素子から出射される偏光光の
   うち、該変換素子で偏光変換された偏光光と偏光変換さ
   れない偏光光とを分離する構成を備える請求項４または
   請求項５に記載の光学ユニット。
7. 【請求項７】上記第２の手段は、上記表示素子に照射す
   る少なくともＲ光、Ｇ光、Ｂ光いずれかの偏光光を、反
   射または透過させる構成を備える請求項１、２、４、５
   または６に記載の光学ユニット。
8. 【請求項８】上記第２の手段は、上記微細周期格子型偏
   光素子をプリズムではさんだ構成を有する請求項１また
   は請求項２に記載の光学ユニット。
9. 【請求項９】光源側からの光を照明光学系により表示素
   子に照射し映像信号に応じた光学像を形成する映像表示
   装置用の光学ユニットにおいて、 上記照明光学系は、 上記光源側からの白色光の偏光方向を揃え白色光のＳ偏
   光光を形成する偏光変換手段と、 微細周期格子型偏光素子で構成され、上記白色光のＳ偏
   光光を反射する反射手段と、 該反射した白色光のＳ偏光光が入射され、このうちＲ
   光、Ｇ光、Ｂ光いずれかのＳ偏光光をＰ偏光光に変換す
   る第１の特定波長域偏光変換素子と、 平板形状の微細周期格子型偏光素子で構成され、上記第
   １の特定波長域偏光変換素子で偏光変換され該変換素子
   から出射されるＲ光、Ｇ光、Ｂ光いずれかのＰ偏光光は
   透過させ、該第１の特定波長域偏光変換素子で偏光変換
   されず該変換素子から出射されるＳ偏光光は反射させる
   微細周期格子型偏光ビームスプリッタと、 該微細周期格子型偏光ビームスプリッタを透過したＲ
   光、Ｇ光、Ｂ光いずれかのＰ偏光光をＳ偏光光に変換す
   る第２の特定波長域偏光変換素子と、 該第２の特定波長域偏光変換素子からのＳ偏光光を反射
   する第１のプリズム型偏光ビームスプリッタと、 該第１のプリズム型偏光ビームスプリッタからのＳ偏光
   光が照射され、これを映像信号に基づき変調する第１の
   表示素子と、 上記微細周期格子型偏光ビームスプリッタで反射された
   Ｓ偏光光のうちいずれかをＰ偏光光に変換する第３の特
   定波長域偏光変換素子と、 該第３の特定波長域偏光変換素子からのＳ偏光光は反射
   し、Ｐ偏光光は透過させて互いを分離する第２のプリズ
   ム型偏光ビームスプリッタと、 該第２のプリズム型偏光ビームスプリッタからのＳ偏光
   光が照射され、これを映像信号に基づき変調する第２の
   表示素子と、 該第２のプリズム型偏光ビームスプリッタからのＰ偏光
   光が照射され、これを映像信号に基づき変調する第３の
   表示素子と、 上記第１、第２及び第３の表示素子でそれぞれ変調され
   た偏光光が、上記第１、第２のプリズム型偏光ビームス
   プリッタを経て入射され、色合成される色合成手段と、 該色合成された偏光光が入射され、これを拡大投射する
   投射レンズユニットと、 を備えたことを特徴とする光学ユニット。
10. 【請求項１０】請求項１から９のいずれかに記載の光学
    ユニットと、該光学ユニット内の表示素子を映像信号に
    基づき駆動する駆動回路と、電源回路とを備えて構成さ
    れることを特徴とする映像表示装置。