CN1279387C - 色分解合成光学系统和图像投射装置 - Google Patents

Abstract

一种组合色选择性相位差板和偏光分离面的色分解合成光学系统，减少黑显示时的漏光。色分解合成光学系统具有：用于色分解的第1光学部件、有偏光分离面，用于色分解/合成的第2光学部件、和用于色合成的的第3光学部件。进而，具有第1色选择性相位差板和第2色选择性相位差板。第1色选择性相位差板，使第1波长区的光的偏振光方向转换90度。并且，第2色选择性相位差板，使第2波长区的光的偏振光方向转换90度。而且，该光学系统满足λ1≠λ2。

Description

色分解合成光学系统和图像投射装置

技术领域

本发明涉及一种使用于投射从形成原图的图像形成元件来的光的图像投射装置(projector)的色分解合成光学系统。

背景技术

组合反射型液晶显示元件和偏光束分离器的图像投射装置，公开在特开2001-154268。该图像投射装置，如图33所示，是具有白色光源1001、反射型液晶显示元件1002R、1002G、1002B和投射光学系统1003的图像投射装置。该图像投射装置中，在白色光源1001与反射型液晶显示元件1002R、1002G、1002B之间设有分色镜1004。进而，具有在分色镜1004与反射型液晶显示元件1002R、1002G、1002B之间设有偏振光束分束器1005、1006的色分解系统和在反射型液晶显示元件与投射光学系统之间设有第1、第2、第3偏光束分离器1005、1006、1007的色合成系统。

这里，在上述分色镜1004与第2偏振光束分束器1006之间设置可90度旋转规定波长区的光偏振光方向的第1色选择性相位差板1008，采用在第2偏振光束分束器1006与第3偏振光束分束器1007之间设置第2色选择性相位差板1009的办法，使色成分(R、B)和偏振光方向(P、S)相关连，由偏光束分离器进行色分解合成。

因此，从白色光源1001来的白色光通过上述分色镜1004分开为第1色光光路(G)和第2色光光路(R、B)。而且，通过第1色选择性相位差板1008使B色光的偏振光方向90度旋转，B的色光变为P偏振光，R的色光变为S偏振光，通过第2偏振光束分束器1006各自分开为第3色光光路(R)和第4色光光路。

进而，在第1光路，反射第1偏振光束分束器1005后的光以第1反射型液晶显示元件1002G旋转偏振光方向90度使之反射，透过第1偏振光束分束器1005，经反射第3偏振光束分离器1007投到投射光学系统1003。而且，在第3光路，以第2反射型液晶显示元件1002R旋转偏振光方向90度使之反射，透过第2偏振光束分束器1006。进而，在第4光路，以第2反射型液晶显示元件1002B旋转偏振光方向90度使之反射，反射第2偏振光束分束器1006，将2束色光(R、B)合成一个光束。而且，通过用第2色选择性相位差板1009使B色光偏振光方向旋转90度，也与R、B色光一起变为P偏光光，透过第3偏振光束分束器1007到达投射光学系统1003，合成3色图像。

但是，上述现有例中，设于第2偏振光束分束器1006的入射侧和出射侧的第1、第2色选择性相位差板1008、1009，因为旋转偏光的特性利用同一的色选择性相位差板，在旋转偏光特性从0度(不旋转)迁移到90度区域(以下，称作迁移区)发生不需要的偏振光成分。

详细说明有关该问题。图34表示旋转用于现有例的色选择性相位差板的偏光特性。色选择性相位差板是，在蓝色(B)波长区内偏光旋转90度，在红色(R)波长区不旋转的特性，其间的波长区是迁移区。虽然图34是色选择性相位差板旋转偏光的作用特性图，如从另外角度看，也可以说表示对于入射的直线偏光与入射偏振光成分垂直的偏振光成分之比率(比率1时，偏振光方向旋转90度)。因而，图中，合并记载表示曲线图右侧对入射偏光垂直的偏振光成分比率的刻度。

这个场合，对色选择性相位差板的各种组合，说明怎样转换入射的直线偏光光。

第1状态，是用第1、第2色选择性相位差板一起，使偏振光方向旋转90度的场合，认为表示图34对入射偏光垂直的偏振光成分比率特性I(λ)，以

C1(λ)＝I(λ)*I(λ)

表达的特性作为C1(λ)，可以表示用第1、第2色选择性相位差板一起使偏振光方向旋转90度的光量比例(率)。图35中示出C1(λ)。

第2状态，是用第1、第2色选择性相位差板一起，不使偏振光方向旋转的场合，以

C2(λ)＝(1-I(λ))*(1-I(λ))

表达的特性作为C2(λ)，可以表示用第1、第2色选择性相位差板一起不使偏振光方向旋转的光量比例。图36中示出C2(λ)。

第3状态，是用第1色选择性相位差板使偏振光方向旋转90度，用第2色选择性相位差不使偏振光方向旋转的场合，以

C3(λ)＝I(λ)*(1-I(λ))

表达的特性作为C3(λ)，可以表示用第1色选择性相位差板使偏振光方向旋转90度，并用第2色选择性相位差板不使偏振光方向旋转的光量比例。图37中示出C3(λ)。

第4状态，是用第1色选择性相位差板不使偏振光方向旋转，用第2色选择性相位差使偏振光方向旋转90度的场合，以

C4(λ)＝(1-I(λ))*I(λ)

表达的特性作为C4(λ)，可以表示用第1色选择性相位差板不使偏振光方向旋转，并用第2色选择性相位差板旋转90度的光量比例。C4(λ)和C3(λ)具有相同特性。

第1状态对应于B成分，第2状态对应于R成分，然而此外，可知在第3、第4状态的色选择性相位差板迁移区发生不必要的透过特性。

其次，说明现有例中光学系统的上述不必要成分给图像投射装置的对比度带来的影响。

所谓给对比度的影响，是以反射型液晶显示元件黑显示时投射光学系统漏光的光量。借助于第1色选择性相位差板，在第3状态对于第2偏振光束分束器1006作为P偏振光成分入射，透过偏光分离膜，用反射型液晶显示元件而偏光状态不变(黑显示)，对于第2偏振光束分束器1006再次作为P偏振光成分入射，用偏光分离膜反射，不受第2色选择性相位差板偏光旋转作用，原封不动作为P偏振光成分，透过第3偏振光束分束器1007。这样传播的光，由反射型液晶显示元件反射，在第2偏振光束分束器1006的偏光分离膜反射作为P偏光之际一次进行测光，然而对于第3偏振光束分束器1007作为透过偏振光方向的P偏光入射却不进行测光，结果，与其说是在第3状态，不如说是对于通过正常作用的第1状态，漏光量便大幅度增加了。

如现有例所示，即使在第2偏振光束分束器1006与第3偏振光束分束器1007之间设置偏振光片也不可能遮断漏光。

第4状态，作为S偏振光成分对第2偏振光束分束器1006入射，由偏光分离膜反射，以反射型液晶显示元件反射不变偏光状态(显示黑)，再次作为S偏振光成分对第2偏振光束分束器1006入射，透过偏光分离膜，以第2色选择性相位差板受到偏光旋转作用，原封不动作为P偏振光成分透过第3偏振光束分束器1007。这样传播的光也对第3偏振光束分束器1007作为透过偏振光方向的P偏光入射因而不测光，结果，与其说是在第4状态，不如说是对于通过正常作用的第2状态，与第3状态同样漏光量大幅度增加了。

在现有例中，叙述了在用分色镜遮断的波长区设定色选择性相位差板的迁移区情况。

分色镜的反射率不是100％，进而分色镜的特性随入射角度而向波长方向移动，因而，不可能使迁移区的光量全部完全为0，根据发明人的研究很清楚，为了得到高性能的对比度，作为光学系统用现有例的结构是不够的。

发明内容

本发明的目的，在于使组合色选择性相位差板和偏光分离面(膜)的色分解合成光学系统，减少黑显示时的漏光，获得高对比度显示图像。

为达成上述目的的本发明一个观点，在于包括以下的色分解合成光学系统(color splitting/combining optical system)。

本发明提供了一种色分解合成光学系统，其特征在于包括：将来自光源的光分解为第1色光成分和第2色光成分的第1光学部件，该第1光学部件使所述第1色光成分射向第1图像形成元件；具有偏光分离面的第2光学部件，该第2光学部件利用该偏光分离面把所述第2色光成分分解为第3色光成分和第4色光成分，使所述第3色光成分射向第2图像形成元件，使所述第4色光成分射向第3图像形成元件，进而该第2光学部件，利用该偏光分离面对来自所述第2图像形成元件的所述第3色光成分和来自所述第3图像形成元件的所述第4色光成分进行合成；对由所述第2光学部件合成的所述第3和第4色光成分与来自所述第1图像形成元件的所述第1色光成分进行合成的第3光学部件；设置于所述第1光学部件与所述第2光学部件之间的第1色选择性相位差板，该第1色选择性相位差板使上述第3色光成分的光的偏振光方向转换90度；以及设置于所述第2光学部件与所述第3光学部件之间的第2色选择性相位差板，该第2色选择性相位差板使上述第4色光成分的光的偏振光方向转换90度，而且满足以下条件，λ1≠λ2这里，λ1表示用所述第1色选择性相位差板将偏振光方向转换90度的比例为约50％的波长；λ2表示用上述第2色选择性相位差板将偏振光方向转换90度的比例为约50％的波长，进而，在所述第1光学部件与所述第1色选择性相位差板之间设置滤色片，该滤色片从短波长一侧向长波长一侧，连续地具有第1光透过带、光不透过带和第2光透过带，而且，满足以下条件，λc1＜λ0＜λc2其中，λc1表示从所述第1光透过带迁移到所述光不透过带的区域的透射率为约50％的波长，λc2表示从所述光不透过带迁移到所述第2光透过带的区域的透射率为约50％的波长，λ0＝(λ1+λ2)/2。

本发明提供了一种图像投射装置，其特征在于包括：光源；第1、第2和第3图像形成元件；色分解合成光学系统；以及投射由所述色分解合成光学系统合成的光的投射光学系统，上述色分解合成光学系统包括：将来自光源来的光分解为第1色光成分和第2色光成分的第1光学部件，该第1光学部件使所述第1色光成分射向第1图像形成元件；具有偏光分离面的第2光学部件，该第2光学部件利用该偏光分离面把所述第2色光成分分解为第3色光成分和第4色光成分，使所述第3色光成分射向第2图像形成元件，使所述第4色光成分射向第3图像形成元件，进而该第2光学部件，利用该偏光分离面对从来自所述第2图像形成元件来的所述第3色光成分和从来自所述第3图像形成元件来的所述第4色光成分进行合成；对由所述第2光学部件合成后的所述第3和第4色光成分与从来自所述第1图像形成元件来的所述第1色光成分进行合成的第3光学部件；设置于所述第1光学部件与所述第2光学部件之间的第1色选择性相位差板，该第1色选择性相位差板使上述第3色光成分波长区的光的偏振光方向转换90度；以及设置于所述第2光学部件与所述第3光学部件之间的第2色选择性相位差板，该第2色选择性相位差板使上述第4色光成分波长区的光的偏振光方向转换90度，而且满足以下条件，λ1≠λ2这里，λ1表示用所述第1色选择性相位差板将偏振光方向转换90度的比例为约50％的波长；λ2表示用上述第2色选择性相位差板将偏振光方向转换90度的比例为约50％的波长，进而，在所述第1光学部件与所述第1色选择性相位差板之间设置滤色片，该滤色片从短波长一侧向长波长一侧，连续地具有第1光透过带、光不透过带和第2光透过带，而且，满足以下条件，λc1＜λ0＜λc2其中，λc1表示从所述第1光透过带迁移到所述光不透过带的区域的透射率为约50％的波长，λc2表示从所述光不透过带迁移到所述第2光透过带的区域的透射率为约50％的波长，λ0＝(λ1+λ2)/2。

本发明提供了一种色分解合成光学系统，其特征在于包括：将来自光源的光分解为第1色光成分和第2色光成分的第1光学部件，该第1光学部件使所述第1色光成分射向第1图像形成元件；具有偏光分离面的第2光学部件，该第2光学部件利用该偏光分离面把所述第2色光成分分解为第3色光成分和第4色光成分，使所述第3色光成分射向第2图像形成元件，使所述第4色光成分射向第3图像形成元件，进而该第2光学部件，利用该偏光分离面对来自所述第2图像形成元件的所述第3色光成分和来自所述第3图像形成元件的所述第4色光成分进行合成；对由所述第2光学部件合成的所述第3和第4色光成分与来自所述第1图像形成元件的所述第1色光成分进行合成的第3光学部件；在所述第1光学部件与所述第2光学部件之间设置的第1色选择性相位差板，该第1色选择性相位差板使上述第3色光成分的光的偏振光方向转换90度；在所述第2光学部件与所述第3光学部件之间设置的第2色选择性相位差板，该第2色选择性相位差板使上述第4色光成分的光的偏振光方向转换90度；在所述第1光学部件与所述第1色选择性相位差板之间设置的滤色片，该滤色片从短波长一侧直到长波长一侧连续地具有第1光透过带、光不透过带和第2光透过带，而且，满足以下条件，λc1＜λ0＜λc2其中，λc1表示从所述第1光透过带迁移到所述光不透过带的区域的透射率为约50％的波长，λc2表示从所述光不透过带迁移到所述第2光透过带的区域的透射率为约50％的波长；λ0＝(λ1+λ2)/2，这里，λ1表示用上述第1色选择性相位差板使偏振光方向转换90度的比例为约50％的波长，λ2表示用上述第2色选择性相位差板使偏振光方向转换90度的比例为约50％的波长。

本发明提供了一种图像投射装置，其特征在于包括：光源；第1、第2和第3图像形成元件；色分解合成光学系统；以及投射由所述色分解合成光学系统合成的光的投射光学系统，上述色分解合成光学系统包括：将来自光源的光分解为第1色光成分和第2色光成分的第1光学部件，该第1光学部件使所述第1色光成分射向第1图像形成元件；具有偏光分离面的第2光学部件，该第2光学部件利用该偏光分离面把所述第2色光成分分解为第3色光成分和第4色光成分，使所述第3色光成分射向第2图像形成元件，使所述第4色光成分射向第3图像形成元件，进而该第2光学部件，利用该偏光分离面对来自所述第2图像形成元件的所述第3色光成分和来自所述第3图像形成元件的所述第4色光成分进行合成；对由所述第2光学部件合成的所述第3和第4色光成分与来自所述第1图像形成元件的所述第1色光成分进行合成的第3光学部件；在所述第1光学部件与所述第2光学部件之间设置的第1色选择性相位差板，该第1色选择性相位差板使上述第3色光成分的光的偏振光方向转换90度；在所述第2光学部件与所述第3光学部件之间设置的第2色选择性相位差板，该第2色选择性相位差板使上述第4色光成分的光的偏振光方向转换90度；在所述第1光学部件与所述第1色选择性相位差板之间设置的滤色片，该滤色片从短波长一侧直到长波长一侧连续地具有第1光透过带、光不透过带和第2光透过带，而且，满足以下条件，λc1＜λ0＜λc2其中，λc1表示从所述第1光透过带迁移到所述光不透过带的区域的透射率为约50％的波长，λc2表示从所述光不透过带迁移到所述第2光透过带的区域的透射率为约50％的波长；λ0＝(λ1+λ2)/2，这里，λ1表示用上述第1色选择性相位差板使偏振光方向转换90度的比例为约50％的波长，λ2表示用上述第2色选择性相位差板使偏振光方向转换90度的比例为约50％的波长。

本发明提供了一种色分解合成光学系统，其特征在于包括：将来自光源的光分解为第1色光成分和第2色光成分的第1色分解部件，该第1色分解部件使所述第1色光成分射向第1图像形成元件；利用第1偏光分离面、把所述第2色光成分分解为第3色光成分和第4色光成分的第2色分解部件，该第2色分解部件使所述第3色光成分射向第2图像形成元件，使所述第4色光成分射向第3图像形成元件；利用第2偏光分离面，对来自所述第2图像形成元件的所述第3色光成分和来自所述第3图像形成元件的所述第4色光成分进行合成的第1色合成部件；对由所述第1色合成部件合成的所述第3和第4色光成分与来自所述第1图像形成元件的所述第1色光成分进行合成的第2色合成部件；在所述第1色分解部件与所述第2色分解部件之间设置的第1色选择性相位差板，该第1色选择性相位差板使上述第3色光成分的光的偏振光方向转换90度；在所述第1色合成部件与所述第2色合成部件之间设置的第2色选择性相位差板，该第2色选择性相位差板使上述第4色光成分的光的偏振光方向转换90度，而且，满足以下条件，λ1≠λ2其中，λ1表示用所述第1色选择性相位差板使偏振光方向转换90度的比例为约50％的波长；λ2表示用上述第2色选择性相位差板使偏振光方向转换90度的比例为约50％的波长，进而，在所述第1色合成部件与所述第1色选择性相位差板之间设置滤色片，该滤色片从短波长一侧向长波长一侧，连续地具有第1光透过带、光不透过带和第2光透过带，而且，满足以下条件，λc1＜λ0＜λc2其中，λc1表示从所述第1光透过带迁移到所述光不透过带的区域的透射率为约50％的波长，λc2表示从所述光不透过带迁移到所述第2光透过带的区域的透射率为约50％的波长，λ0＝(λ1+λ2)/2。

本发明提供了一种色分解合成光学系统，其特征在于包括：将来自光源的光分解为第1色光成分和第2色光成分的第1色分解部件，该第1色分解部件使所述第1色光成分射向第1图像形成元件；利用第1偏光分离面、把所述第2色光成分分解为第3色光成分和第4色光成分的第2色分解部件，该第2色分解部件使所述第3色光成分射向第2图像形成元件，使所述第4色光成分射向第3图像形成元件；利用第2偏光分离面，对来自所述第2图像形成元件的所述第3色光成分和来自所述第3图像形成元件的所述第4色光成分进行合成的第1色合成部件；对由所述第1色合成部件合成的所述第3和第4色光成分与来自所述第1图像形成元件的所述第1色光成分进行合成的第2色合成部件；在所述第1色分解部件与所述第2色分解部件之间设置的第1色选择性相位差板，该第1色选择性相位差板使上述第3色光成分的光的偏振光方向转换90度；在所述第1色合成部件与所述第2色合成部件之间设置的第2色选择性相位差板，该第2色选择性相位差板使上述第4色光成分的光的偏振光方向转换90度；在所述第1色分解部件与所述第1色选择性相位差板之间设置的滤色片，该滤色片从短波长一侧直到长波长一侧连续地具有第1光透过带、光不透过带和第2光透过带，其中，满足以下条件，λc1＜λ0＜λc2其中，λc1表示从所述第1光透过带迁移到所述光不透过带的区域的透射率为约50％的波长，λc2表示从所述光不透过带迁移到所述第2光透过带的区域的透射率为约50％的波长；λ0＝(λ1+λ2)/2，λ1表示用上述第1色选择性相位差板使偏振光方向转换90度的比例为约50％的波长，λ2表示用上述第2色选择性相位差板使偏振光方向转换90度的比例为约50％的波长。

本发明提供了一种图像投射装置，其特征在于包括：光源；第1、第2和第3图像形成元件；色分解合成光学系统；以及投射由所述色分解合成光学系统合成的光的投射光学系统，上述色分解合成光学系统包括：将来自光源的光分解为第1色光成分和第2色光成分的第1色分解部件，该第1色分解部件使所述第1色光成分射向第1图像形成元件；利用第1偏光分离面、把所述第2色光成分分解为第3色光成分和第4色光成分的第2色分解部件，该第2色分解部件使所述第3色光成分射向第2图像形成元件，使所述第4色光成分射向第3图像形成元件；利用第2偏光分离面，对来自所述第2图像形成元件的所述第3色光成分和来自所述第3图像形成元件的所述第4色光成分进行合成的第1色合成部件；对由所述第1色合成部件合成的所述第3和第4色光成分与来自所述第1图像形成元件的所述第1色光成分进行合成的第2色合成部件；在所述第1色分解部件与所述第2色分解部件之间设置的第1色选择性相位差板，该第1色选择性相位差板使上述第3色光成分的光的偏振光方向转换90度；在所述第1色合成部件与所述第2色合成部件之间设置的第2色选择性相位差板，该第2色选择性相位差板使上述第4色光成分的光的偏振光方向转换90度，而且，满足以下条件，λ1≠λ2其中，λ1表示用所述第1色选择性相位差板使偏振光方向转换90度的比例为约50％的波长；λ2表示用上述第2色选择性相位差板使偏振光方向转换90度的比例为约50％的波长。进而，在所述第1色合成部件与所述第1色选择性相位差板之间设置滤色片，该滤色片从短波长一侧向长波长一侧，连续地具有第1光透过带、光不透过带和第2光透过带，而且，满足以下条件，λc1＜λ0＜λc2其中，λc1表示从所述第1光透过带迁移到所述光不透过带的区域的透射率为约50％的波长，λc2表示从所述光不透过带迁移到所述第2光透过带的区域的透射率为约50％的波长，λ0＝(λ1+λ2)/2。

本发明提供了一种图像投射装置，其特征在于包括：光源；第1、第2和第3图像形成元件；色分解合成光学系统；以及投射由所述色分解合成光学系统合成的光的投射光学系统，上述色分解合成光学系统包括：将来自光源的光分解为第1色光成分和第2色光成分的第1色分解部件，该第1色分解部件使所述第1色光成分射向第1图像形成元件；利用第1偏光分离面、把所述第2色光成分分解为第3色光成分和第4色光成分的第2色分解部件，该第2色分解部件使所述第3色光成分射向第2图像形成元件，使所述第4色光成分射向第3图像形成元件；利用第2偏光分离面，对来自所述第2图像形成元件的所述第3色光成分和来自所述第3图像形成元件的所述第4色光成分进行合成的第1色合成部件；对由所述第1色合成部件合成的所述第3和第4色光成分与来自所述第1图像形成元件的所述第1色光成分进行合成的第2色合成部件；在所述第1色分解部件与所述第2色分解部件之间设置的第1色选择性相位差板，该第1色选择性相位差板使上述第3色光成分的光的偏振光方向转换90度；在所述第1色合成部件与所述第2色合成部件之间设置的第2色选择性相位差板，该第2色选择性相位差板使上述第4色光成分的光的偏振光方向转换90度；在所述第1色分解部件与所述第1色选择性相位差板之间设置的滤色片，该滤色片从短波长一侧直到长波长一侧连续地具有第1光透过带、光不透过带和第2光透过带，其中，满足以下条件，λc1＜λ0＜λc2其中，λc1表示从所述第1光透过带迁移到所述光不透过带的区域的透射率为约50％的波长，λc2表示从所述光不透过带迁移到所述第2光透过带的区域的透射率为约50％的波长；λ0＝(λ1+λ2)/2，λ1表示用上述第1色选择性相位差板使偏振光方向转换90度的比例为约50％的波长，λ2表示用上述第2色选择性相位差板使偏振光方向转换90度的比例为约50％的波长。

本发明的色分解合成光学系统和使用该系统的图像投射装置的特征，通过参照附图说明以下具体实施例将会明确起来了。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施例图；

图2是第1实施例的分色镜和滤色片的特性图；

图3是第1实施例色选择性相位差板的特性图；

图4是表示本发明第2实施例图；

图5是第2实施例色选择性相位差板的特性图；

图6是表示本发明第3实施例图；

图7是第3实施例分色镜的特性图；

图8是第3实施例色选择性相位差板的特性图；

图9是表示本发明第4实施例图；

图10是第4实施例色选择性相位差板的特性图；

图11是表示本发明第5实施例图；

图12是第5实施例分色镜的特性图；

图13是第5实施例色选择性相位差板的特性图；

图14是表示本发明第6实施例图；

图15是第6实施例色选择性相位差板的特性图；

图16是表示本发明第7实施例图；

图17是第7实施例分色镜的特性图；

图18是第7实施例色选择性相位差板的特性图；

图19是表示本发明第8实施例图；

图20是第8实施例色选择性相位差板的特性图；

图21是表示本发明第9实施例图；

图22是第9实施例的分色镜和滤色片的特性图；

图23是第9实施例色选择性相位差板的特性图；

图24是表示本发明第10实施例图；

图25是第10实施例的分色镜的特性图；

图26是表示本发明第10的色选择性相位差板的特性图；

图27是表示用本发明色选择性相位差板的偏光旋转特性图；

图28是表示用本发明第1状态的色选择性相位差板的光量比例图；

图29是表示用本发明第2状态的色选择性相位差板的光量比例图；

图30是表示用本发明第3状态的色选择性相位差板的光量比例图；

图31是表示用本发明第4状态的色选择性相位差板的光量比例图；

图32是表示偏光束分离器的偏光分离膜反射特性图；

图33是表示现有实施例图；

图34是表示现有例偏光旋转特性图；

图35是表示用现有例第1状态的色选择性相位差板的光量比例图；

图36是表示用现有例第2状态的色选择性相位差板的光量比例图；

图37是表示用现有例第3、4状态的色选择性相位差板的光量比例图。

具体实施方式

(实施例1)

图1是表示本发明的第1实施例图。图中，1是发射连续光谱白色光的光源；2是在规定方向聚集光的反光镜；3a是阵列状配置矩形透镜的第1飞行目镜(fly eye lens)；3b是由和第1飞行目镜的各个透镜对应的透镜阵列构成的第2飞行目镜。

4是使无偏光光与规定偏光光一致的偏光转换元件；5a是聚光镜；5b是反射镜；6是作为第1光学部件的分色镜，反射蓝色(B)和红色(R)波长区(wavelength region)的光，透过绿色(G)波长区的光。

7是遮断B和R的中间波长区光的滤色片；8a是使B光的偏振光方向转换90度，R光的偏振光方向不转换的第1色选择性相位差板；8b是使R光的偏振光方向转换90度，B光的偏振光方向不转换的第2色选择性相位差板。10a、10b、10c是具有透过P偏光、反射S偏光的偏光分离膜film(偏光分离面surface)101a、101b、101c的第1偏光束分离器、作为第2光学部件的第2偏光束分离器、作为第3光学部件的第3偏光束分离器；11r、11g、11b是反射光，调制图像并显示图像的红色用反射型液晶显示元件element、绿色用反射型液晶显示元件、蓝色用反射型液晶显示元件。这些液晶显示元件(图像形成forming元件)上连接着驱动电路DC，将个人计算机、DVD游戏机、电视调谐器等的图像信息供给装置IS跟驱动电路DC连接起来。从图像信息供给装置IS把图像信号输入到驱动电路DC时，驱动电路DC按照该图像信号驱动各液晶显示元件。因此，形成(显示)与各液晶显示元件对应的彩色用原图。还有，这种情况虽在图中未示出，但在其它实施例中也同样。

12r、12g、12b是红色用的1/4波长片(1/4-waveplate)、绿色用的1/4波长片、蓝色用的1/4波长片；13是投射透镜；14是用于调整投射光学系统光路长度的玻璃片。

图2以粗线表示本实施例分色镜的S偏光光成分的特性，在图2以细线表示滤色片，图3以粗线表示第1色选择性相位差板，图3以细线表示第2色选择性相位差板。

接着，说明光学上的作用。光源发出的光通过反光镜2聚集到规定的方向。这里反光镜2构成抛物面形状，通常光源1配置在反光镜的焦点上。从抛物面焦点位置出发的光变成同抛物面对称轴平行的光束。但是，光源1不是理想性的点光源，因为有有限的大小，所以聚集的光束里也包含许多同抛物面对称轴O不平行的光成分。这样的聚集光束入射第1飞行目镜3a。

第1飞行目镜3a由矩阵状组合具有矩形正折射率的透镜构成，入射的光束被分开为与各个透镜相应的多个光束，使之聚光，经第2飞行目镜3b，在偏光转换元件近旁形成矩阵状多光源像。

偏光转换元件4包括偏光分离面4a、反射面(偏光分离面)4b和1/2波长片4c，矩阵状聚光的多个光束入射到与其列对应的偏光分离面4a，被分开为透过的P偏振光成分的光和反射的S偏振光成分(polarized component)的光。反射的S偏振光成分光由反射面4b反射，并在与P偏振光成分相同方向出射。另一方面，透过的P偏振光成分光透过1/2波长片4c，转换为与S偏振光成分相同偏振光成分，作为使偏振光方向(·)一致的光射出。偏光转换后的多光束射出偏光转换元件4后，作为发散光束到达聚光镜5a。

在图1中，关于偏光转换元件4，已是S偏光的光即使对分色镜6也是S偏光(·)。

关于G的光路，透过分色镜6后的光对第1偏光束分离器10a作为S偏光(·)射入，由第1偏光束分离器10a的偏光分离面101a反射，到达G用的反射型液晶显示元件11g。在G用的反射型液晶显示元件11g，对G光进行图像调制并反射。图像调制后的G反射光的S偏振光成分(·)再次由第1偏光束分离器10a的偏光分离面101a反射，返回光源一侧并从投射光中除去。图像调制后的G反射光的P偏振光成分(|)透过第1偏光束分离器10a的偏光分离面101a并成为投射光。透过第1偏光束分离器10a的光(|)透过第3偏光束分离器10c的偏光分离面101c到达投射透镜13。

由分色镜6反射后的R和B光，入射滤色片7，B和R之间波长区的色光被反射。色光调整后的光入射到第1色选择性相位差板8a。第1色选择性相位差板具有仅把B光的偏振光方向旋转90度的作用，因此B光作为P偏光(|)，R光作为S偏光(·)入射第2偏光束分离器10b。因而在第2偏光束分离器10b，B光透过偏光分离面101b到达B用的反射型液晶显示元件11b，R光由第2偏光束分离器10b的偏光分离面101b反射到达R用的反射型液晶显示元件11r。

在B用的反射型液晶显示元件11b，对B光进行图像调制并反射。图像调制后的B反射光的P偏振光成分(|)再次透过第2偏光束分离器10b的偏光分离面101b，返回光源一侧并从投射光中除去。图像调制后的B反射光的S偏振光成分(·)由第2偏光束分离器10b的偏光分离膜面101b反射而成为投射光。

同样在R用的反射型液晶显示元件11r，对R光进行图像调制并反射。图像调制后的R反射光的S偏振光成分(·)再次由第2偏光束分离器10b的偏光分离面101b反射，返回光源一侧并从投射光中除去。图像调制后的R反射光的P偏振光成分(|)透过第2偏光束分离器10b的偏光分离面101b并成为投射光。因此将B和R的投射光合成为一个光束。

合成后的R和B的投射光入射到第2色选择性相位差板8b。第2色选择性相位差板8b仅使R的偏振光方向旋转90度，R与B一起作为S偏光(·)入射第3偏光束分离器10c，由于第3偏光束分离器10c的偏光分离面101c反射而合成为G的投射光。

合成的RGB投射光通过投射透镜13投影到屏幕等上。

在这里，如图3所示，比较第1色选择性相位差板的50％波长λ11和第2色选择性相位差板的50％波长λ12的话，就要设定为，使得

λ11≠λ12

而且

λ11＜λ12

成立。这里，第1和第2色选择性相位差板的50％波长(λ11，λ12)表示用第1和第2色选择性相位差板使偏振光方向旋转90度的色成分比例大约为50％的波长。这个情况在其它实施例也同样。因此2种波长λ11、λ12之间波长区的光，作为S偏光入射第2偏光束分离器10b。

并且，设图2所示滤色片7的50％波长为λc11、λc12，当设λ10为

λ10＝(λc11+λc12)/2

时，要设定为，使得

λ11＜λ10＜λ12

成立。

这里，滤色片的50％波长(λc11，λc12)表示在后述的第1和第2迁移区的透射率分别为大约50％的波长。第1迁移区是光(例如，红色光)的透射率从第1色透过带迁移到不透过带的区域，第2迁移区是光(例如，蓝色光)的透射率从上述不透过带迁移到第2透过带的区域。这些在其它的实施例中也同样。

(实施例2)

图4是表示本发明的第2实施例图，对于与实施例1相同要件附加相同标号。与实施例1不同的要件就是将R的反射型液晶显示元件和B的反射型液晶显示元件的配置颠倒过来，为此设置使R光的偏振光方向转换90度，B光的偏振光方向不转换的第1色选择性相位差板28a和使B光的偏振光方向转换90度，R光的偏振光方向不转换的第2色选择性相位差板28b。

在图5以粗线表示该实施例中的第1色选择性相位差板特性，图5以细线表示第2色选择性相位差板。滤色片的特性则与实施例1相同。

因此，分色镜6反射的R和B的光，用滤色片7调色后入射第1色选择性相位差板28a。第1色选择性相位差板具有仅对R光的偏振光方向旋转90度，因此R光作为P偏光(|)，B光作为S偏光(·)入射第2偏光束分离器10b。因而在第2偏光束分离器10b，B光由偏光分离面101b反射到B用的反射型液晶显示元件11b，R光透过第2偏光束分离器10b的偏光分离面101b到达R用的反射型液晶显示元件11r。

在B用的反射型液晶显示元件11b，对B光进行图像调制并反射。图像调制后的B反射光的S偏振光成分(·)再次由第2偏光束分离器10b的偏光分离面101b反射，返回光源一侧并从投射光中除去。图像调制后的B反射光的P偏振光成分(|)透过第2偏光束分离器10b的偏光分离面101b并成为投射光。同样在R用的反射型液晶显示元件11r，对R光进行图像调制并反射。图像调制后的R反射光的P偏振光成分(|)再次透过第2偏光束分离器10b的偏光分离面101b，返回光源一侧并从投射光中除去。图像调制后的R反射光的S偏振光成分(·)由第2偏光束分离器10b的偏光分离膜面101b反射而成为投射光。因此将B和R的投射光合成为一个光束。

合成后的R和B的投射光入射到第2色选择性相位差板28b。第2色选择性相位差板28b仅使B的偏振光方向旋转90度，R与B一起作为S偏光(·)入射第3偏光束分离器10c，由于第3偏光束分离器10c的偏光分离面101c反射而合成为G的投射光。

合成的RGB投射光通过投射透镜13投影到屏幕等上。

在这里，如比较第1色选择性相位差板的50％波长λ21和第2色选择性相位差板的50％波长λ22的话，就要设定为，使得

λ21≠λ22

而且

λ21＞λ22

成立。因此2种波长λ21、λ22之间波长区的光，作为S偏光入射第2偏光束分离器10b。

(实施例3)

图6是表示本发明的第3实施例图，对于与实施例1相同构成要件附加相同标号。与实施例1不同的点是，设置使无偏光光与P偏光一致的偏光转换元件34。为此，设置使R光的偏振光方向转换90度而B光的偏振光方向不变的第1色选择性相位差板38a和使R光的偏振光方向转换90度而B光的偏振光方向不变的第2色选择性相位差板38b，在第1偏光束分离器10a的入射侧设置G光偏振光方向旋转90度的1/2波长板31，并对P偏光设置分开为所要求波长光的分色镜36。

在图7以粗线表示本实施例中分色镜36的P偏振光成分特性，图8以粗线表示第1色选择性相位差板38a的特性，图8以细线表示第2色选择性相位差板38b的特性。滤色片的特性则与实施例1相同。

图6中，关于偏光转换元件34尽管是P偏光的光对分色镜36也是P偏光(|)。

因此，在G的光路中，透过分色镜36的光，用1/2波长片使偏振光方向旋转90度，对第1偏光束分离器10a作为S偏光(·)入射。而且，由第1偏光束分离器10a的偏光分离面101a反射到G用的反射型液晶显示元件11g。在G用的反射型液晶显示元件11g，对G光进行图像调制并反射。图像调制后的G反射光的S偏振光成分(·)再次由第1偏光束分离器10a的偏光分离面101a反射，返回光源一侧并从投射光中除去。图像调制后的G反射光的P偏振光成分(|)透过第1偏光束分离器10a的偏光分离面101a并成为投射光。透过第1偏光束分离器10a的光(|)，透过第3偏光束分离器10c的偏光分离面101c到达投射透镜13。

分色镜36反射后的R和B的光入射到滤色片7，并反射R和B之间波长区的色光。调色后的光入射第1色选择性相位差板38a。第1色选择性相位差板具有仅使R光的偏振光方向旋转90度的作用(action)，因此B光作为P偏光(|)、R光作为S偏光(·)入射第2偏光束分离器10b，在第2偏光束分离器10b中B光透过偏光分离面101b并到达B用的反射型液晶显示元件11b，R光被第2偏光束分离器10b的偏光分离面101b反射到R用的反射型液晶显示元件11r。

在B用的反射型液晶显示元件11b，对B光进行图像调制并反射。图像调制后的B反射光的P偏振光成分(|)再次透过第2偏光束分离器10b的偏光分离面101b，返回光源一侧并从投射光中除去。图像调制后的B反射光的S偏振光成分(·)由第2偏光束分离器10b的偏光分离膜面101b反射而成为投射光。同样，在R用的反射型液晶显示元件11r中，对R光进行图像调制并反射。图像调制后的R反射光的S偏振光成分(·)再次由第2偏光束分离器10b的偏光分离面101b反射，返回光源一侧并从投射光中除去。图像调制后的R反射光的P偏振光成分(|)透过第2偏光束分离器10b的偏光分离面101b并成为投射光。因此将B和R的投射光合成为一个光束。

合成后的R和B投射光入射到第2色选择性相位差板38b。第2色选择性相位差板38b仅使R的偏振光方向旋转90度，R与B一起作为S偏光(·)入射第3偏光束分离器10c，由于第3偏光束分离器10c的偏光分离面101c反射而合成为G的投射光。

合成的RGB投射光通过投射透镜13投影到屏幕等上。

在这里，如果比较第1色选择性相位差板的50％波长λ31和第2色选择性相位差板的50％波长λ32的话，就要设定为，使得

λ31≠λ32

而且

λ31＜λ32

成立。因此2种波长λ31、λ32之间波长区的光，作为S偏光入射第2偏光束分离器10b。

(实施例4)

图9是表示本发明的第4实施例图，对于与实施例3相同构成要件附加相同标号。与实施例3不同的点是，将R的反射型液晶显示元件和B的反射型液晶显示元件的配置颠倒过来。为此，设置使B光的偏振光方向转换90度，R光的偏振光方向不变的第1色选择性相位差板48a和使B光的偏振光方向转换90度，R光的偏振光方向不变的第2色选择性相位差板48b。

在图10以粗线表示本实施例中第1色选择性相位差板48a的特性，在图10以细线表示第2色选择性相位差板48b的特性。滤色片的特性则与实施例1相同。

因此，分色镜36反射后R和B的光，在滤色片7调色后入射到第1色选择性相位差板48a。第1色选择性相位差板48a具有仅使B光的偏振光方向旋转90度的作用，因此R光作为P偏光(|)、并且B光作为S偏光(·)入射第2偏光束分离器10b。而且在第2偏光束分离器10b中，B光被偏光分离面101b反射到B用的反射型液晶显示元件11b，R光透过第2偏光束分离器10b的偏光分离面101b到达R用的反射型液晶显示元件11r。

在B用的反射型液晶显示元件11b，对B光进行图像调制并反射。图像调制后的B反射光的S偏振光成分(·)再次被第2偏光束分离器10b的偏光分离面101b反射，返回光源一侧并从投射光中除去。图像调制后的B反射光的P偏振光成分(|)由第2偏光束分离器10b的偏光分离膜面101b反射而成为投射光。同样在R用的反射型液晶显示元件11r中，对R光进行图像调制并反射。图像调制后的R反射光的P偏振光成分(|)再次透过第2偏光束分离器10b的偏光分离面101b，大部分光返回光源一侧并从投射光中除去。图像调制后的R反射光的S偏振光成分(·)被第2偏光束分离器10b的偏光分离面101b反射并成为投射光。因此将B和R的投射光合成为一个光束。

合成后的R和B投射光入射到第2色选择性相位差板48b。第2色选择性相位差板48b仅使B的偏振光方向旋转90度，R与B一起作为S偏光(·)入射第3偏光束分离器10c，由于第3偏光束分离器10c的偏光分离面101c反射而合成为G的投射光。

合成的RGB投射光通过投射透镜13投影到屏幕等上。

在这里，如果比较第1色选择性相位差板的50％波长λ41和第2色选择性相位差板的50％波长λ42的话，就要设定为，使得

λ41≠λ42

而且

λ41＞λ42

成立。因此2种波长λ41、λ42之间波长区的光，作为S偏光入射第2偏光束分离器10b。

(实施例5)

图11是表示本发明的第5实施例图，对于与实施例1相同构成要件附加相同标号。与实施例1不同的点是，使用反射G光特性的分色镜56。进而，还有一点是使用使B光的偏振光方向转换90度而R光的偏振光方向不变的第1色选择性相位差板58a和使B光的偏振光方向转换90度而R光的偏振光方向不变的第2色选择性相位差板58b，以及使用1/2波长板51。

在图12以粗线表示本实施例的分色镜56的S偏振光成分特性，图13以粗线表示第1色选择性相位差板的特性，图13以细线表示第2色选择性相位差板的特性。滤色片的特性则与实施例1相同。

图11中，关于偏光转换元件4尽管是S偏光的光对分色镜36也是S偏光(·)。

在G的光路中，分色镜56反射的光，对第1偏光束分离器10a作为S偏光(·)入射，由第1偏光束分离器10a的偏光分离面101a反射，到达G用的反射型液晶显示元件11g。在G用的反射型液晶显示元件11g，对G光进行图像调制并反射。图像调制后的G反射光的S偏振光成分(·)再次由第1偏光束分离器10a的偏光分离面101a反射，大部分光返回光源一侧并从投射光中除去。图像调制后的G反射光的P偏振光成分(|)透过第1偏光束分离器10a的偏光分离面101a并成为投射光。透过第1偏光束分离器10a的光(|)，通过1/2相位片使偏振光方向旋转90度，并被第3偏光束分离器10c的偏光分离面101c反射到达投射透镜13。

透过分色镜后的R和B的光入射到滤色片7，并反射R和B之间波长区的色光。调色后的光入射第1色选择性相位差板58a。第1色选择性相位差板具有仅使B光的偏振光方向旋转90度的作用，因此B光作为P偏光(|)、R光作为S偏光(·)入射第2偏光束分离器10b。而且在第2偏光束分离器10b中，B光透过偏光分离面101b并到达B用的反射型液晶显示元件11b，R光被偏光分离面反射到R用的反射型液晶显示元件11r。

在B用的反射型液晶显示元件11b，对B光进行图像调制并反射。图像调制后的B反射光的P偏振光成分(|)再次透过第2偏光束分离器10b的偏光分离面101b，大部分光返回光源一侧并从投射光中除去。图像调制后的B反射光的S偏振光成分(·)由第2偏光束分离器10b的偏光分离膜面101b反射而成为投射光。同样在R用的反射型液晶显示元件11r，对R光进行图像调制并反射。图像调制后的R反射光的S偏振光成分(·)再次由第2偏光束分离器10b的偏光分离面101b反射，大部分光返回光源一侧并从投射光中除去。图像调制后的R反射光的P偏振光成分(|)透过第2偏光束分离器10b的偏光分离面101b并成为投射光。因此将B和R的投射光合成为一个光束。

合成后的R和B投射光入射到第2色选择性相位差板58b。第2色选择性相位差板58b仅使B的偏振光方向旋转90度，R与B一起作为P偏光(|)入射第3偏光束分离器10c，由于透过第3偏光束分离器10c的偏光分离面101c而合成为G的投射光。

合成的RGB投射光通过投射透镜13投影到屏幕等上。

在这里，如果比较第1色选择性相位差板的50％波长λ51和第2色选择性相位差板的50％波长λ52的话，就要设定为，使得

λ51≠λ52

而且

λ51＜λ52

成立。因此2种波长λ51、λ52之间波长区的光，作为S偏光入射第2偏光束分离器10b。

(实施例6)

图14是表示本发明的第6实施例图，对于与实施例5相同构成要件附加相同标号。与实施例5不同的点是，将R的反射型液晶显示元件与B的反射型液晶显示元件的配置颠倒过来。为此，设置使R光的偏振光方向转换90度而B光的偏振光方向不变的第1色选择性相位差板68a和使R光的偏振光方向转换90度而B光的偏振光方向不变的第2色选择性相位差板68b。

在图15以粗线表示本实施例中的第1色选择性相位差板68a的特性，在图15以细线表示第2色选择性相位差板的特性68b。

因此，透过分色镜56的R和B的光入射到滤色片7，并反射R和B之间波长区的色光。调色后的光入射第1色选择性相位差板68a。第1色选择性相位差板具有仅使R光的偏振光方向旋转90度的作用。因此R光作为P偏光(|)、B光作为S偏光(·)入射第2偏光束分离器10b。而且在第2偏光束分离器10b中，B光被偏光分离面101b反射并到达B用的反射型液晶显示元件11b，R光透过偏光分离面101b并到达R用的反射型液晶显示元件11r。

在B用的反射型液晶显示元件11b，对B光进行图像调制并反射。图像调制后的B反射光的S偏振光成分(·)再次被第2偏光束分离器10b的偏光分离面101b反射，大部分光返回光源一侧并从投射光中除去。图像调制后的B反射光的P偏振光成分(|)透过第2偏光束分离器10b的偏光分离膜面101b而成为投射光。同样在R用的反射型液晶显示元件11r，对R光进行图像调制并反射。图像调制后的R反射光的P偏振光成分(|)再次透过第2偏光束分离器10b的偏光分离面101b，大部分光返回光源一侧并从投射光中除去。图像调制后的R反射光的S偏振光成分(·)由第2偏光束分离器10b的偏光分离面101b反射并成为投射光。因此将B和R的投射光合成为一个光束。

合成后的R和B投射光入射到第2色选择性相位差板68b。第2色选择性相位差板68b仅使R的偏振光方向旋转90度，R与B一起作为P偏光(|)入射第3偏光束分离器10c，由于透过第3偏光束分离器10c的偏光分离面101c而合成为G的投射光。

合成的RGB投射光通过投射透镜13投影到屏幕等上。

在这里，如果比较第1色选择性相位差板的50％波长λ61和第2色选择性相位差板的50％波长λ62的话，就要设定为，使得

λ61≠λ62

而且

λ61＞λ62

成立。因此2种波长λ61、λ62之间波长区的光，作为S偏光入射第2偏光束分离器10b。

(实施例7)

图16是表示本发明的第7实施例图，对于与实施例5相同构成要件附加相同标号。与实施例5不同的点是，设置使无偏光光与P偏光一致的偏光转换元件34。为此，设置使R光的偏振光方向转换90度而B光的偏振光方向不变的第1色选择性相位差板78a和使B光的偏振光方向转换90度而R光的偏振光方向不变的第2色选择性相位差板78b，以及设置对P偏光分开为所要求波长光的分色镜76。

在图17以粗线表示本实施例的分色镜76的P偏振光成分特性，图18以粗线表示第1色选择性相位差板78a的特性，图18以细线表示第2色选择性相位差板78b的特性。

图16中，关于偏光转换元件34尽管是P偏光的光对分色镜76也是P偏光(|)。

因此，在G的光路中，分色镜76反射的光，对第1偏光束分离器10a作为P偏光(|)入射，透过第1偏光束分离器10a的偏光分离面101a，到达G用的反射型液晶显示元件11g。在G用的反射型液晶显示元件11g，对G光进行图像调制并反射。图像调制后的G反射光的P偏振光成分(|)再次透过第1偏光束分离器10a的偏光分离面101a，大部分光返回光源一侧并从投射光中除去。图像调制后的G反射光的S偏振光成分(·)被第1偏光束分离器10a的偏光分离面101a反射并成为投射光。由第1偏光束分离器10a反射的光(·)，被第3偏光束分离器10c的偏光分离面101c反射到达投射透镜13。

透过分色镜后的R和B的光，入射到滤色片7，并反射R和B之间波长区的色光。调色后的光，入射第1色选择性相位差板78a。第1色选择性相位差板具有仅使R光的偏振光方向旋转90度的作用，因此B光作为P偏光(|)、R光作为S偏光(·)都入射第2偏光束分离器10b。而且在第2偏光束分离器10b中，B光透过偏光分离面101b并到达B用的反射型液晶显示元件11b，R光被偏光分离面101b反射到R用的反射型液晶显示元件11r。

在B用的反射型液晶显示元件11b，对B光进行图像调制并反射。图像调制后的B反射光的P偏振光成分(|)再次透过第2偏光束分离器10b的偏光分离面101b，大部分光返回光源一侧并从投射光中除去。图像调制后的B反射光的S偏振光成分(·)由第2偏光束分离器10b的偏光分离膜面101b反射而成为投射光。同样在R用的反射型液晶显示元件11r，图像调制后的R反射光的S偏振光成分(·)再次由第2偏光束分离器10b的偏光分离面101b反射，大部分光返回光源一侧并从投射光中除去。图像调制后的R反射光的P偏振光成分(|)透过第2偏光束分离器10b的偏光分离面101b并成为投射光。因此将B和R的投射光合成为一个光束。

合成后的R和B投射光入射到第2色选择性相位差板78b。第2色选择性相位差板78b仅使B的偏振光方向旋转90度，R与B一起作为P偏光(|)入射第3偏光束分离器10c，由于透过第3偏光束分离器10c的偏光分离面101c而合成为G的投射光。

合成的RGB投射光通过投射透镜13投影到屏幕等上。

在这里，如果比较第1色选择性相位差板的50％波长λ71和第2色选择性相位差板的50％波长λ72的话，就要设定为，使得

λ71≠λ72

而且

λ71＜λ72

成立。因此2种波长λ71、λ72之间波长区的光，作为S偏光入射第2偏光束分离器10b。

(实施例8)

图19是表示本发明的第8实施例图，对于与实施例7相同构成要件附加相同标号。与实施例7不同的点是，将R的反射型液晶显示元件与B的反射型液晶显示元件的配置颠倒过来。为此设置使B光的偏振光方向转换90度而R光的偏振光方向不变的第1色选择性相位差板88a和使R光的偏振光方向转换90度而B光的偏振光方向不变的第2色选择性相位差板88b。

在图20以粗线表示本实施例的第1色选择性相位差板88a的特性，图20以细线表示第2色选择性相位差板88b的特性。

因此，透过分色镜76的R和B的光，入射到滤色片7，并反射R和B之间波长区的色光。调色后的光，入射第1色选择性相位差板88a。第1色选择性相位差板具有仅使B光的偏振光方向旋转90度的作用，因此R光作为P偏光(|)、B光作为S偏光(·)都入射第2偏光束分离器10b。而且在第2偏光束分离器10b中，B光被偏光分离面101b反射并到达B用的反射型液晶显示元件11b，R光透过偏光分离面101b而到达R用的反射型液晶显示元件11r。

在B用的反射型液晶显示元件11b，对B光进行图像调制并反射。图像调制后的B反射光的S偏振光成分(·)再次被第2偏光束分离器10b的偏光分离面101b反射，大部分光返回光源一侧并从投射光中除去。图像调制后的B反射光的P偏振光成分(|)由第2偏光束分离器10b的偏光分离膜面101b透过而成为投射光。同样在R用的反射型液晶显示元件11r，对R光进行图像调制并反射。图像调制后的R反射光的P偏振光成分(|)再次透过第2偏光束分离器10b的偏光分离面101b，大部分光返回光源一侧并从投射光中除去。图像调制后的R反射光的S偏振光成分(·)被第2偏光束分离器10b的偏光分离面101b反射并成为投射光。因此将B和R的投射光合成为一个光束。

合成后的R和B投射光入射到第2色选择性相位差板88b。第2色选择性相位差板88b仅使R的偏振光方向旋转90度，R与B一起作为P偏光(|)入射第3偏光束分离器10c，由于透过第3偏光束分离器10c的偏光分离面101c而合成为G的投射光。

合成的RGB投射光通过投射透镜13投影到屏幕等上。

在这里，如果比较第1色选择性相位差板的50％波长λ81和第2色选择性相位差板的50％波长λ82的话，就要设定为，使得

λ81≠λ82

而且

λ81＞λ82

成立。因此2种波长λ81、λ82之间波长区的光，作为S偏光入射第2偏光束分离器10b。

(实施例9)

图21是表示本发明的第9实施例图。图中，对于与实施例1相同构成要件附加相同标号。在本实施例中，96是作为透过兰(B)和绿(G)的波长区光的色分解部件的分色镜，97是局部遮断B和G的中间波长区光的滤色片。98a是使B光的偏振光方向转换90度，G光的偏振光方向不变的第1色选择性相位差板，98b是使B光的偏振光方向转换90度，G光的偏振光方向不变的第2色选择性相位差板，以及91是1/2波长片。

在图22以粗线表示分色镜96的S偏振光成分特性，图22以细线表示滤色片97的特性，图23以粗线表示第1色选择性相位差板98a的特性，图23以细线表示第2色选择性相位差板98b的特性。

图21中，关于偏光转换元件4尽管是S偏光(·)的光对分色镜96也是S偏光(·)。

在R的光路中，分色镜96反射的光，对第1偏光束分离器10a作为S偏光(·)入射，并被第1偏光束分离器10a的偏光分离面101a反射，到达R用的反射型液晶显示元件11r。在R用的反射型液晶显示元件11r，对R光进行图像调制并反射。图像调制后的R反射光的S偏振光成分(·)再次由第1偏光束分离器10a的偏光分离面101a反射，大部分光返回光源一侧并从投射光中除去。图像调制后的R反射光的P偏振光成分(|)透过第1偏光束分离器10a的偏光分离面101a并成为投射光。透过第1偏光束分离器10a的光，通过第1的1/2波长片91使偏振光方向旋转90度，对第3偏光束分离器10c作为S偏光(·)入射，并被第3偏光束分离器10c的偏光分离面101c反射，到达投射透镜13。

透过分色镜96后的G和B的光，借助于滤色片97反射G和B之间波长区的色光。调色后的光，入射第1色选择性相位差板98a。第1色选择性相位差板98a具有使G光的偏振光方向旋转90度的作用，因此B光作为P偏光(|)、G光作为S偏光(·)都入射第2偏光束分离器10b。

在B用的反射型液晶显示元件11b，对B光进行图像调制并反射。图像调制后的B反射光的P偏振光成分(|)再次透过第2偏光束分离器10b的偏光分离面101b，大部分光返回光源一侧并从投射光中除去。图像调制后的B反射光的S偏振光成分(·)由第2偏光束分离器10b的偏光分离膜面101b反射而成为投射光。同样在G用的反射型液晶显示元件11g对G光进行图像调制并反射。图像调制后的G反射光的S偏振光成分(·)再次由第2偏光束分离器10b的偏光分离面101b反射，大部分光返回光源一侧并从投射光中除去。图像调制后的G反射光的P偏振光成分(|)透过第2偏光束分离器10b的偏光分离面101b并成为投射光。因此将B和R的投射光合成为一个光束。

合成后的G和B投射光入射到第2色选择性相位差板98b。第2色选择性相位差板98b仅使B的偏振光方向旋转90度，G与B一起作为P偏光(|)入射第3偏光束分离器10c，由于透过第3偏光束分离器10c的偏光分离面101c而合成为R的投射光。

合成的RGB投射光通过投射透镜13投影到屏幕等上。

在这里，如果比较第1色选择性相位差板的50％波长λ91和第2色选择性相位差板的50％波长λ92的话，就要设定为

λ91≠λ92

而且

λ91＜λ92

成立。因此2种波长λ91、λ92之间波长区的光，作为S偏光入射第2偏光束分离器10b。

并且，设定图22所示的滤色片97的50％波长为λc91、λc92，当设定λ90为

λ90＝(λ91+λ92)/2

时，要设定为，使得

λ91＜λ90＜λ92

成立。

(实施例10)

图24是表示本发明的第10实施例图，对于与实施例9相同构成要件附加相同标号。与实施例9不同点是，设置使无偏光光与P偏光一致的偏光转换元件34，为此设置使G光的偏振光方向转换90度，B光的偏振光方向不变的第1色选择性相位差板108a和使B光的偏振光方向转换90度而G光的偏振光方向不变的第2色选择性相位差板108b，以及设置对P偏光分开为所要求波长光的分色镜106。

在图25以粗线表示本实施例的分色镜106的P偏振光成分特性，图26以粗线表示第1色选择性相位差板的特性，图26以细线表示第2色选择性相位差板的特性。

在R的光路中，分色镜106反射的光，对第1偏光束分离器10a作为P偏振光成分(|)入射，并透过第1偏光束分离器10a的偏光分离面101a，到达R用的反射型液晶显示元件11r。在R用的反射型液晶显示元件11r，对R光进行图像调制并反射。图像调制后的R反射光的P偏振光成分(|)透过第1偏光束分离器10a的偏光分离面101a，大部分光返回光源一侧并从投射光中除去。图像调制后的R反射光的S偏振光成分(·)被第1偏光束分离器10a的偏光分离面101a反射并成为投射光。透过第1偏光束分离器10a的光，对第3偏光束分离器10c作为S偏光(·)入射，被第3偏光束分离器10c的偏光分离面101c反射，并到达投射透镜13。

透过分色镜106后的G和B的光，借助于滤色片97反射G和B之间波长区的色光。调色后的光，入射第1色选择性相位差板108a。第1色选择性相位差板108a具有使G光的偏振光方向旋转90度的作用，因此B光作为P偏光(|)、G光作为S偏光(·)都入射第2偏光束分离器10b。

在B用的反射型液晶显示元件11b，对B光进行图像调制并反射。图像调制后的B反射光的P偏振光成分(|)再次透过第2偏光束分离器10b的偏光分离面101b，大部分光返回光源一侧并从投射光中除去。图像调制后的B反射光的S偏振光成分(·)由第2偏光束分离器10b的偏光分离膜面101b反射而成为投射光。同样在G用的反射型液晶显示元件11g对G光进行图像调制并反射。图像调制后的G反射光的S偏振光成分(·)再次由第2偏光束分离器10b的偏光分离面101b反射，大部分光返回光源一侧并从投射光中除去。图像调制后的G反射光的P偏振光成分(|)透过第2偏光束分离器10b的偏光分离面101b并成为投射光。因此将B和R的投射光合成为一个光束。

合成后的G和B投射光入射到第2色选择性相位差板108b。第2色选择性相位差板108b仅使B的偏振光方向旋转90度，G与B一起作为P偏光(|)入射第3偏光束分离器10c，由于透过第3偏光束分离器10c的偏光分离面101c而合成为R的投射光。

合成的RGB投射光通过投射透镜13投影到屏幕等上。

在这里，如果比较第1色选择性相位差板的50％波长λ101和第2色选择性相位差板的50％波长λ102的话，就要设定为，使得

λ101≠λ102

而且

λ101＜λ102

成立。因此2种波长λ101、λ102之间波长区的光，作为S偏光入射第2偏光束分离器10b。

从实施例1到10中，虽然作为分色镜说明了色分解部件，但是也可以由第3色选择性相位差板和第4偏光束分离器组合用作色分解部件。并且，虽然使用第3偏光束分离器10c，但是也可以分色棱镜构成。

并且，对由分色镜分开的单色光路(实施例1～8为G，实施例9～10为R)中的液晶显示元件的第1偏光束分离器10a的位置，不一定在图中表示的位置也行，由图中所示的位置可见，与偏光分离面相对而言，也无妨配置在对称的位置。

进而，滤色片的特性只要在本发明的条件式范围内，与希望再现的色(色度)一起变更50％波长也可以。

并且，本实施例中，在偏光束分离器，具有对照明光的偏振光镜和对投射光的检偏镜的作用，而且为了进一步提高对比度，也可以在偏光束分离器10a、10b的入射侧和出射侧设置透过规定偏振光方向光的偏振光镜。而且，本发明也可适用于不带滤色片(如图1中滤色片)的色分离合成光学系统。

并且，上述各实施例的构成和由此得到的效果，也可以说明如下。

1.具有白色光源；3个反射型液晶显示元件；投射光学系统；使所述白色光源来的无偏光的光与规定偏振光方向一致的偏光转换元件；把白色光分解为2种色成分的第1色分解部件；把用第1色分解部件分开后的色光的任一种色光进一步分解为2种色成分的第2色分解部件；把用第2色分解部件分解后的各个色光成分合成为一种色光的第1色合成部件；以及对用第1色合成的色光和用第1色分解部件分解后的另一方色光进行合成的第2色合成部件。

所述第2色分解部件由偏光束分离器；和使偏振光方向不同的2种色光偏振光方向，在规定波长区转换偏振光方向90度，使偏振光方向一致的第1色选择性相位差板构成。

另外，所述第1色合成部件由偏光束分离器和偏振光方向在规定波长区内将不同的两个色光的偏振光方向转换90度、使偏振光方向一致的第2色选择性相位差板构成。

而且，对于所述第1色选择性相位差板，设定入射光之中偏振光方向转换90度的光成分比例是50％的波长为λ1，对于所述第2色选择性相位差板，设定入射光之中偏振光方向转换90度的光成分比例是50％的波长为λ2时，满足

λ1≠λ2

的条件。

因此，可以是在所述波长λ1和所述λ2之间波长区的光，入射到所述偏光束分离器的光成为包含许多S偏振光成分的状态。

2.在第1色选择性相位差板的入射侧，设置对从短波长到长波长的光，连续存在第1透过带、不透过带、第2透过带的滤色片，设定从所述第1透过带迁移到所述不透过带时透射率是50％的波长为λc1，设定从所述不透过带迁移到所述第2透过带时透射率是50％的波长为λc2，设λ0为λ0＝(λ1+λ2)/2时，满足

λc1＜λ0＜λc2

的条件。

用图详细说明上述1的构成和效果。在图27以粗线和细线表示旋转第1、第2色选择性相位差板的偏光特性，假定光学系统的构成和图33中所示的现有色分解合成光学系统相同时，上述色选择性相位差板的组合转换直线偏光光的第1到第4的转换状态就是图28到图31中所示的这些特性。

与现有的色分解合成光学系统同样，图28中所示的第1状态对应于B成分，图29中所示的第2状态对应于R成分。在漏光的第3状态(参照图30)和第4状态(参照图31)之中第3状态的漏光是不存在的。

这时，对于按50％透射率透过第1色选择性相位差板的波长λ1与波长λ2之间的波长光，如设定入射偏光束分离器时的偏光状态为包含许多S偏振光成分的这种状态，就可以设定第4状态的漏光在偏光束分离器中使S偏光反射、透过(透过、反射)。而且，可以减少第4状态的漏光。

这是由于偏光束分离器的特性产生的结果。图32中表示偏光束分离器的偏光分离膜反射特性。图中括弧内数值是入射光分离膜的角度。这样偏光分离膜如果入射角度偏离基准角度(45度)，偏光分离特性就降低。并且对P偏光的特性恶化了。

因此，偏光束分离器的测光性能(P偏光的反射率、S偏光的透射率)提高S偏光入射。根据发明人的研究，S偏光的测光性能大约是P偏光的测光性能的5倍以上。因此在第4状态为S偏光时，由于在偏光束分离器中的漏光量减少，所以等于大幅度降低作为光学系统的漏光。

进而，在第1色选择性相位差板的入射侧，设置对从短波长到长波长的光连续存在第1透过带、不透过带、第2透过带的滤色片。而且，假设从上述第1透过带迁移到上述不透过带时透射率是50％的波长为λc1、从上述不透过带迁移到上述第2透过带时透射率是50％的波长为λc2，设λ0为λ0＝(λ1+λ2)/2时，决定上述滤色片的特性，使得

λc1＜λ0＜λc2

成立。因此，能够进一步抑制第4状态的漏光。

如以上说明的那样，倘若按照上述各实施例，大幅度减少色选择性相位差板和偏光束分离器组成的色分解合成光学系统中的黑显示时的漏光，就能够实现获得高对比度投射图像的图像投射装置。

还有，本实施例中，虽然说明了使用反射型液晶显示元件场合的色分解合成光学系统的结构，但是本发明即使对使用透过型液晶显示元件场合的色分解合成光学系统也能应用。

具体点说，例如在图1中所示的光学系统，从作为第1色分解部件的分色镜6入射到作为第2色分解部件的第2偏光束分离器10b的B光成分和R光成分之中，透过该第2偏光束分离器10b的偏光分离面(第1偏光分离面)，用反射镜把透过B光用的透过型液晶显示元件的B光成分导入作为第1色合成部件的第4偏光束分离器。

并且，用该第2偏光束分离器10b的偏光分离面反射，用反射镜把透过R光用透过型液晶显示元件的R光成分导入第4偏光束分离器。入射第4偏光束分离器后的B光成分和R光成分由第4偏光束分离器的偏光分离面合成。而且，通过反射镜，把该合成了的B、R光成分导入作为第2色合成部件的第3偏光束分离器10c。

另一方面，透过分色镜6，并透过G光用的透过型液晶显示元件的G光成分，用反射镜导入第3偏光束分离器10c。

因此，借助于投射透镜13投射由第3偏光束分离器10c合成后的R、G、B光成分。

而且，只要分别配置分色镜6与第2偏光束分离器10b之间的第1色选择性相位差板8a、分色镜6与第1色选择性相位差板8a之间的滤色片、及第4偏光束分离器与第3偏光束分离器10c之间的第2色选择性相位差板8b就行。

以上，虽然说明了本发明最佳的实施例，但是在权利要求书说明的范围内也能够改进或变形。

Claims (13)

1.一种色分解合成光学系统，其特征在于包括：

将来自光源的光分解为第1色光成分和第2色光成分的第1光学部件，该第1光学部件使所述第1色光成分射向第1图像形成元件；

具有偏光分离面的第2光学部件，该第2光学部件利用该偏光分离面把所述第2色光成分分解为第3色光成分和第4色光成分，使所述第3色光成分射向第2图像形成元件，使所述第4色光成分射向第3图像形成元件，进而该第2光学部件，利用该偏光分离面对来自所述第2图像形成元件的所述第3色光成分和来自所述第3图像形成元件的所述第4色光成分进行合成；

对由所述第2光学部件合成的所述第3和第4色光成分与来自所述第1图像形成元件的所述第1色光成分进行合成的第3光学部件；

设置于所述第1光学部件与所述第2光学部件之间的第1色选择性相位差板，该第1色选择性相位差板使上述第3色光成分的光的偏振光方向转换90度；以及

设置于所述第2光学部件与所述第3光学部件之间的第2色选择性相位差板，该第2色选择性相位差板使上述第4色光成分的光的偏振光方向转换90度，

而且满足以下条件，

λ1≠λ2

这里，λ1表示用所述第1色选择性相位差板将偏振光方向转换90度的比例为约50％的波长；λ2表示用上述第2色选择性相位差板将偏振光方向转换90度的比例为约50％的波长，

进而，在所述第1光学部件与所述第1色选择性相位差板之间设置滤色片，该滤色片从短波长一侧向长波长一侧，连续地具有第1光透过带、光不透过带和第2光透过带，

而且，满足以下条件，

λc1＜λ0＜λc2

其中，λc1表示从所述第1光透过带迁移到所述光不透过带的区域的透射率为约50％的波长，λc2表示从所述光不透过带迁移到所述第2光透过带的区域的透射率为约50％的波长，λ0＝(λ1+λ2)/2。

2.按照权利要求1所述的色分解合成光学系统，其特征在于：

射向所述偏光分离面的入射光之中的所述λ1与所述λ2之间的波长区的光成分实质上是S偏光。

3.一种图像投射装置，其特征在于包括：

光源；

第1、第2和第3图像形成元件；

色分解合成光学系统；以及

投射由所述色分解合成光学系统合成的光的投射光学系统，

上述色分解合成光学系统包括：

将来自光源来的光分解为第1色光成分和第2色光成分的第1光学部件，该第1光学部件使所述第1色光成分射向第1图像形成元件；

具有偏光分离面的第2光学部件，该第2光学部件利用该偏光分离面把所述第2色光成分分解为第3色光成分和第4色光成分，使所述第3色光成分射向第2图像形成元件，使所述第4色光成分射向第3图像形成元件，进而该第2光学部件，利用该偏光分离面对从来自所述第2图像形成元件来的所述第3色光成分和从来自所述第3图像形成元件来的所述第4色光成分进行合成；

对由所述第2光学部件合成后的所述第3和第4色光成分与从来自所述第1图像形成元件来的所述第1色光成分进行合成的第3光学部件；

设置于所述第1光学部件与所述第2光学部件之间的第1色选择性相位差板，该第1色选择性相位差板使上述第3色光成分波长区的光的偏振光方向转换90度；以及

设置于所述第2光学部件与所述第3光学部件之间的第2色选择性相位差板，该第2色选择性相位差板使上述第4色光成分波长区的光的偏振光方向转换90度，

而且满足以下条件，

λ1≠λ2

这里，λ1表示用所述第1色选择性相位差板将偏振光方向转换90度的比例为约50％的波长；λ2表示用上述第2色选择性相位差板将偏振光方向转换90度的比例为约50％的波长，

进而，在所述第1光学部件与所述第1色选择性相位差板之间设置滤色片，该滤色片从短波长一侧向长波长一侧，连续地具有第1光透过带、光不透过带和第2光透过带，

而且，满足以下条件，

λc1＜λ0＜λc2

其中，λc1表示从所述第1光透过带迁移到所述光不透过带的区域的透射率为约50％的波长，λc2表示从所述光不透过带迁移到所述第2光透过带的区域的透射率为约50％的波长，λ0＝(λ1+λ2)/2。

4.按照权利要求3所述的图像投射装置，其特征在于：

所述第1、第2和第3图像形成元件是反射型图像形成元件。

5.按照权利要求3所述的图像投射装置，其特征在于：

所述第1、第2和第3图像形成元件是反射型液晶元件。

6.一种色分解合成光学系统，其特征在于包括：

将来自光源的光分解为第1色光成分和第2色光成分的第1光学部件，该第1光学部件使所述第1色光成分射向第1图像形成元件；

具有偏光分离面的第2光学部件，该第2光学部件利用该偏光分离面把所述第2色光成分分解为第3色光成分和第4色光成分，使所述第3色光成分射向第2图像形成元件，使所述第4色光成分射向第3图像形成元件，进而该第2光学部件，利用该偏光分离面对来自所述第2图像形成元件的所述第3色光成分和来自所述第3图像形成元件的所述第4色光成分进行合成；

对由所述第2光学部件合成的所述第3和第4色光成分与来自所述第1图像形成元件的所述第1色光成分进行合成的第3光学部件；

在所述第1光学部件与所述第2光学部件之间设置的第1色选择性相位差板，该第1色选择性相位差板使上述第3色光成分的光的偏振光方向转换90度；

在所述第2光学部件与所述第3光学部件之间设置的第2色选择性相位差板，该第2色选择性相位差板使上述第4色光成分的光的偏振光方向转换90度；

在所述第1光学部件与所述第1色选择性相位差板之间设置的滤色片，该滤色片从短波长一侧直到长波长一侧连续地具有第1光透过带、光不透过带和第2光透过带，

而且，满足以下条件，

λc1＜λ0＜λc2

其中，λc1表示从所述第1光透过带迁移到所述光不透过带的区域的透射率为约50％的波长，λc2表示从所述光不透过带迁移到所述第2光透过带的区域的透射率为约50％的波长；λ0＝(λ1+λ2)/2，这里，λ1表示用上述第1色选择性相位差板使偏振光方向转换90度的比例为约50％的波长，λ2表示用上述第2色选择性相位差板使偏振光方向转换90度的比例为约50％的波长。

7.一种图像投射装置，其特征在于包括：

光源；

第1、第2和第3图像形成元件；

色分解合成光学系统；以及

投射由所述色分解合成光学系统合成的光的投射光学系统，

上述色分解合成光学系统包括：

将来自光源的光分解为第1色光成分和第2色光成分的第1光学部件，该第1光学部件使所述第1色光成分射向第1图像形成元件；

具有偏光分离面的第2光学部件，该第2光学部件利用该偏光分离面把所述第2色光成分分解为第3色光成分和第4色光成分，使所述第3色光成分射向第2图像形成元件，使所述第4色光成分射向第3图像形成元件，进而该第2光学部件，利用该偏光分离面对来自所述第2图像形成元件的所述第3色光成分和来自所述第3图像形成元件的所述第4色光成分进行合成；

对由所述第2光学部件合成的所述第3和第4色光成分与来自所述第1图像形成元件的所述第1色光成分进行合成的第3光学部件；

在所述第1光学部件与所述第2光学部件之间设置的第1色选择性相位差板，该第1色选择性相位差板使上述第3色光成分的光的偏振光方向转换90度；

在所述第2光学部件与所述第3光学部件之间设置的第2色选择性相位差板，该第2色选择性相位差板使上述第4色光成分的光的偏振光方向转换90度；

在所述第1光学部件与所述第1色选择性相位差板之间设置的滤色片，该滤色片从短波长一侧直到长波长一侧连续地具有第1光透过带、光不透过带和第2光透过带，

而且，满足以下条件，

λc1＜λ0＜λc2

其中，λc1表示从所述第1光透过带迁移到所述光不透过带的区域的透射率为约50％的波长，λc2表示从所述光不透过带迁移到所述第2光透过带的区域的透射率为约50％的波长；λ0＝(λ1+λ2)/2，这里，λ1表示用上述第1色选择性相位差板使偏振光方向转换90度的比例为约50％的波长，λ2表示用上述第2色选择性相位差板使偏振光方向转换90度的比例为约50％的波长。

8.按照权利要求7所述的图像投射装置，其特征在于：所述第1、第2和第3图像形成元件是反射型图像形成元件。

9.按照权利要求7所述的图像投射装置，其特征在于：

所述第1、第2和第3图像形成元件是反射型液晶元件。

10.一种色分解合成光学系统，其特征在于包括：

将来自光源的光分解为第1色光成分和第2色光成分的第1色分解部件，该第1色分解部件使所述第1色光成分射向第1图像形成元件；

利用第1偏光分离面、把所述第2色光成分分解为第3色光成分和第4色光成分的第2色分解部件，该第2色分解部件使所述第3色光成分射向第2图像形成元件，使所述第4色光成分射向第3图像形成元件；

利用第2偏光分离面，对来自所述第2图像形成元件的所述第3色光成分和来自所述第3图像形成元件的所述第4色光成分进行合成的第1色合成部件；

对由所述第1色合成部件合成的所述第3和第4色光成分与来自所述第1图像形成元件的所述第1色光成分进行合成的第2色合成部件；

在所述第1色分解部件与所述第2色分解部件之间设置的第1色选择性相位差板，该第1色选择性相位差板使上述第3色光成分的光的偏振光方向转换90度；

在所述第1色合成部件与所述第2色合成部件之间设置的第2色选择性相位差板，该第2色选择性相位差板使上述第4色光成分的光的偏振光方向转换90度，

而且，满足以下条件，

λ1≠λ2

其中，λ1表示用所述第1色选择性相位差板使偏振光方向转换90度的比例为约50％的波长；λ2表示用上述第2色选择性相位差板使偏振光方向转换90度的比例为约50％的波长，

进而，在所述第1色合成部件与所述第1色选择性相位差板之间设置滤色片，该滤色片从短波长一侧向长波长一侧，连续地具有第1光透过带、光不透过带和第2光透过带，

而且，满足以下条件，

λc1＜λ0＜λc2

其中，λc1表示从所述第1光透过带迁移到所述光不透过带的区域的透射率为约50％的波长，λc2表示从所述光不透过带迁移到所述第2光透过带的区域的透射率为约50％的波长，λ0＝(λ1+λ2)/2。

11.一种色分解合成光学系统，其特征在于包括：

将来自光源的光分解为第1色光成分和第2色光成分的第1色分解部件，该第1色分解部件使所述第1色光成分射向第1图像形成元件；

利用第1偏光分离面、把所述第2色光成分分解为第3色光成分和第4色光成分的第2色分解部件，该第2色分解部件使所述第3色光成分射向第2图像形成元件，使所述第4色光成分射向第3图像形成元件；

利用第2偏光分离面，对来自所述第2图像形成元件的所述第3色光成分和来自所述第3图像形成元件的所述第4色光成分进行合成的第1色合成部件；

对由所述第1色合成部件合成的所述第3和第4色光成分与来自所述第1图像形成元件的所述第1色光成分进行合成的第2色合成部件；

在所述第1色分解部件与所述第2色分解部件之间设置的第1色选择性相位差板，该第1色选择性相位差板使上述第3色光成分的光的偏振光方向转换90度；

在所述第1色合成部件与所述第2色合成部件之间设置的第2色选择性相位差板，该第2色选择性相位差板使上述第4色光成分的光的偏振光方向转换90度；

在所述第1色分解部件与所述第1色选择性相位差板之间设置的滤色片，该滤色片从短波长一侧直到长波长一侧连续地具有第1光透过带、光不透过带和第2光透过带，

其中，满足以下条件，

λc1＜λ0＜λc2

其中，λc1表示从所述第1光透过带迁移到所述光不透过带的区域的透射率为约50％的波长，λc2表示从所述光不透过带迁移到所述第2光透过带的区域的透射率为约50％的波长；λ0＝(λ1+λ2)/2，λ1表示用上述第1色选择性相位差板使偏振光方向转换90度的比例为约50％的波长，λ2表示用上述第2色选择性相位差板使偏振光方向转换90度的比例为约50％的波长。

12.一种图像投射装置，其特征在于包括：

光源；

第1、第2和第3图像形成元件；

色分解合成光学系统；以及

投射由所述色分解合成光学系统合成的光的投射光学系统，

上述色分解合成光学系统包括：

将来自光源的光分解为第1色光成分和第2色光成分的第1色分解部件，该第1色分解部件使所述第1色光成分射向第1图像形成元件；

利用第1偏光分离面、把所述第2色光成分分解为第3色光成分和第4色光成分的第2色分解部件，该第2色分解部件使所述第3色光成分射向第2图像形成元件，使所述第4色光成分射向第3图像形成元件；

利用第2偏光分离面，对来自所述第2图像形成元件的所述第3色光成分和来自所述第3图像形成元件的所述第4色光成分进行合成的第1色合成部件；

对由所述第1色合成部件合成的所述第3和第4色光成分与来自所述第1图像形成元件的所述第1色光成分进行合成的第2色合成部件；

在所述第1色分解部件与所述第2色分解部件之间设置的第1色选择性相位差板，该第1色选择性相位差板使上述第3色光成分的光的偏振光方向转换90度；

在所述第1色合成部件与所述第2色合成部件之间设置的第2色选择性相位差板，该第2色选择性相位差板使上述第4色光成分的光的偏振光方向转换90度，

而且，满足以下条件，

λ1≠λ2

其中，λ1表示用所述第1色选择性相位差板使偏振光方向转换90度的比例为约50％的波长；λ2表示用上述第2色选择性相位差板使偏振光方向转换90度的比例为约50％的波长。

进而，在所述第1色合成部件与所述第1色选择性相位差板之间设置滤色片，该滤色片从短波长一侧向长波长一侧，连续地具有第1光透过带、光不透过带和第2光透过带，

而且，满足以下条件，

λc1＜λ0＜λc2

其中，λc1表示从所述第1光透过带迁移到所述光不透过带的区域的透射率为约50％的波长，λc2表示从所述光不透过带迁移到所述第2光透过带的区域的透射率为约50％的波长，λ0＝(λ1+λ2)/2。

13.一种图像投射装置，其特征在于包括：

光源；

第1、第2和第3图像形成元件；

色分解合成光学系统；以及

投射由所述色分解合成光学系统合成的光的投射光学系统，

上述色分解合成光学系统包括：

将来自光源的光分解为第1色光成分和第2色光成分的第1色分解部件，该第1色分解部件使所述第1色光成分射向第1图像形成元件；

利用第1偏光分离面、把所述第2色光成分分解为第3色光成分和第4色光成分的第2色分解部件，该第2色分解部件使所述第3色光成分射向第2图像形成元件，使所述第4色光成分射向第3图像形成元件；

利用第2偏光分离面，对来自所述第2图像形成元件的所述第3色光成分和来自所述第3图像形成元件的所述第4色光成分进行合成的第1色合成部件；

对由所述第1色合成部件合成的所述第3和第4色光成分与来自所述第1图像形成元件的所述第1色光成分进行合成的第2色合成部件；

在所述第1色分解部件与所述第2色分解部件之间设置的第1色选择性相位差板，该第1色选择性相位差板使上述第3色光成分的光的偏振光方向转换90度；

在所述第1色合成部件与所述第2色合成部件之间设置的第2色选择性相位差板，该第2色选择性相位差板使上述第4色光成分的光的偏振光方向转换90度；

在所述第1色分解部件与所述第1色选择性相位差板之间设置的滤色片，该滤色片从短波长一侧直到长波长一侧连续地具有第1光透过带、光不透过带和第2光透过带，

其中，满足以下条件，

λc1＜λ0＜λc2

其中，λc1表示从所述第1光透过带迁移到所述光不透过带的区域的透射率为约50％的波长，λc2表示从所述光不透过带迁移到所述第2光透过带的区域的透射率为约50％的波长；λ0＝(λ1+λ2)/2，λ1表示用上述第1色选择性相位差板使偏振光方向转换90度的比例为约50％的波长，λ2表示用上述第2色选择性相位差板使偏振光方向转换90度的比例为约50％的波长。

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