JP2000075427A

JP2000075427A - 投射型表示装置

Info

Publication number: JP2000075427A
Application number: JP11165024A
Authority: JP
Inventors: Yuji Mabe; 雄二間辺; Masaaki Kusano; 正明草野; Mikio Okamoto; 幹夫岡本
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1998-06-18
Filing date: 1999-06-11
Publication date: 2000-03-14

Abstract

(57)【要約】【課題】ゴースト像を抑え、良好な投射像を得る。【解決手段】光源光をＲＧＢの３色光に色分離する色分
離手段２，３，４，５と、色分離された各色光を偏光分
離する各色光用偏光ビームスプリッタ６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ
と、偏光分離された光を画像変調する各色光用反射型ラ
イトバルブ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂと、画像変調され各色光用
偏光ビームスプリッタ６Ｒ、６Ｇ、６Ｂにより検光され
た各色光を色合成する色合成手段８と、色合成手段８に
より色合成された光をスクリーンに投射する投射手段９
を有し、色合成手段８はＲ光及びＢ光反射ダイクロイッ
ク膜がＸ字型に配置され、かつＢ色光用偏光ビームスプ
リッタ６Ｂは偏光分離膜とＲ光反射ダイクロイック膜と
が２個のプリズム部材にて挟み込まれている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の反射型ライ
トバルブを使用したフルカラーの投射型表示装置装置に
関するものであり、特にゴースト像を低減するための色
合成光学系に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の投射型表示装置として、例えば、
特開平３−２３６６９６号公報にその開示がある。図１
２は従来の投射型表示装置の構成図を示し、その構成に
ついて説明する。ランプならびに凹面鏡からなる光源６
１から射出された光源光は光軸上に配置されたＢ光反射
ダイクロイックミラー６２に入射して、当該ダイクロイ
ックミラーを反射して進行するＢ光と、当該ミラーを透
過進行するＧ光、Ｒ光混合光とに色分離される。前記Ｂ
光は折り曲げミラーを経由してＢ光用偏光ビームスプリ
ッタ６４Ｂに入射され、当該偏光ビームスプリッタ偏光
分離部を反射して射出進行するＳ偏光と、当該偏光分離
部を透過して射出廃棄されるＰ偏光とに偏光分離され
る。

【０００３】前記射出されるＢ光のＳ偏光は射出面近傍
に配置されたＢ光用反射型液晶ライトバルブ６５Ｂに入
射される。Ｂ光反射ダイクロイックミラー６２を透過進
行するＧ、Ｒ光は前記ダイクロイックミラー６２と平行
に光軸上に配置されたＧ光反射ダイクロイックミラー６
３に入射し、反射するＧ光と透過して進行するＲ光とに
色分解される。前記Ｇ光はＧ光用偏光ビームスプリッタ
６４Ｇに入射し、反射するＧ光のＳ偏光は当該偏光ビー
ムスプリッタ射出面近傍に配置したＢ光用反射型液晶ラ
イトバルブ６５Ｇに入射される。前記Ｒ光はＲ光用偏光
ビームスプリッタ６４Ｒに入射され、同様に偏光分離さ
れて反射射出されるＲ光のＳ偏光は、射出面近傍に配置
されたＲ光用反射型ライトバルブ６５Ｒに入射される。

【０００４】各色光用ライトバルブに入射した光は、そ
れぞれ各色光用信号によって変調作用を受けて、変調光
（Ｐ偏光）と非変調光（Ｓ偏光）の混合光として射出さ
れ、各色射出光毎の前記偏光ビームスプリッタに入射さ
れ、透過するＰ偏光を検光光として抽出する。Ｓ偏光は
非変調光不要光として廃棄される。この各色検光光は色
合成光学系を構成するクロスダイクロイックプリズム６
６の各所定入射面から入射され、色合成作用を受て射出
され、投射レンズ６７に入射して図示しないスクリーン
上にフルカラー投射像として投射される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の投射型表示装置
の構成では、ゴースト像、特に赤色（Ｒ光）のゴースト
像が投射され、そのために投射像のコントラストが劣化
するという問題があった。ゴースト像を生ずる原因につ
いては、上記記載の投射レンズ６７を構成する複数のレ
ンズ中の一部レンズ表面によって反射された光が逆行し
て再度ライトバルブに入射し、再度反射して進行して投
射されてしまい、その結果ゴースト像として投射される
ことが従来より知られている。

【０００６】この場合には、色合成光学系のクロスダイ
クロイックプリズム６６の射出面と投射レンズ６７の間
にλ／４波長板を配置する事が考えられる。こうするこ
とにより、クロスダイクロイックプリズム６６を射出す
る投射光（Ｐ偏光）が当該λ／４波長板を経由すること
によって円偏光に変換されて投射レンズ６７に入射し、
所定のレンズの表面によって反射されて、再度λ／４波
長板を経由してＳ偏光に変換されて逆行することにな
る。このＳ偏光は各色用偏光ビームスプリッタに入射さ
れるが、偏光分離部を反射して廃棄され、投射レンズに
戻ることはないために投射像としてゴースト像を投射す
ることはなくなる。

【０００７】しかしながら、本発明の発明を解決する課
題は上記原因によるゴースト像ではなかった。つまり、
λ／４波長板を上記位置に配置しても投射像中のゴース
ト像の除去はできなかったのである。本発明の目的は、
ゴースト像を抑え、良好な投射像を得ることができる投
射型表示装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様の投
射型表示装置は、光源光をＲＧＢ色の３色光に色分離す
る色分離手段と、色分離された各色光を偏光分離する各
色光用偏光ビームスプリッタと、偏光分離された光を画
像変調する各色光用反射型ライトバルブと、該各色光用
反射型ライトバルブにより画像変調され前記各色光用偏
光ビームスプリッタにより検光された各色光を色合成す
る色合成手段と、該色合成手段により色合成された光を
スクリーンに投射する投射手段を有した投射型表示装置
であって、前記色合成手段はＲ光及びＢ光反射ダイクロ
イック膜がＸ字型に配置され、かつ前記Ｂ色光用偏光ビ
ームスプリッタは偏光分離膜とＲ光反射ダイクロイック
膜とが２個のプリズム部材にて挟み込まれている構成で
ある。

【０００９】第２の態様は、前記Ｂ光用偏光ビームスプ
リッタは、直角二等辺三角柱形状の２つのプリズム部材
の一方のプリズム部材の直角頂角と相対する面に形成さ
れたＲ光反射ダイクロイック膜と、他方のプリズム部材
の直角頂角と相対する面に形成された偏光分離膜とを接
着剤にて接着した構成である。第３の態様の投射型表示
装置は、第１及び第２の態様に付け加え、前記Ｂ光用偏
光ビームスプリッタは、Ｂ光用反射型ライトバルブを射
出したＢ光であって当該偏光ビームスプリッタ入射光
は、まず偏光分離膜によって偏光分離され、この偏光分
離されたＰ偏光が前記Ｒ光反射ダイクロイック膜を透過
するように配置した構成である。

【００１０】第４の態様の投射型表示装置は、第１から
第３の態様に付け加え、前記Ｂ光用偏光ビームスプリッ
タ中のＲ光反射ダイクロイック膜の分光特性は、その反
射特性がＧ光とＲ光の境界波長領域に反射率の最大値を
有し、Ｇ光ならびにＲ光の両波長領域に反射特性を有し
ている構成である。第５の態様の投射型表示装置は、光
源光をＲＧＢ色の３色光に色分離する色分離手段と、色
分離された各色光を偏光分離する各色光用偏光ビームス
プリッタと、偏光分離された光を画像変調する各色光用
反射型ライトバルブと、該各色光用反射型ライトバルブ
により画像変調され前記各色光用偏光ビームスプリッタ
により検光された各色光を色合成する色合成手段と、該
色合成手段により色合成された光をスクリーンに投射す
る投射手段を有する投射型表示装置であって、前記色合
成手段と前記Ｒ光用偏光ビームスプリッタの間にはＮＤ
フィルターを配置した構成である。

【００１１】第６の態様は、第５の態様に付け加え、前
記ＮＤフィルターは吸収型ＮＤフィルターとした構成で
ある。第７の態様の投射型表示装置は、光源光をＲＧＢ
色の３色光に色分離する色分離手段と、色分離された各
色光を偏光分離する各色光用偏光ビームスプリッタと、
偏光分離された光を画像変調する各色光用反射型ライト
バルブと、該各色光用反射型ライトバルブにより画像変
調され前記各色光用偏光ビームスプリッタにより検光さ
れた各色光を色合成する色合成手段と、該色合成手段に
より色合成された光をスクリーンに投射する投射手段と
を有した投射型表示装置であって、前記色合成手段と、
前記Ｂ光用偏光ビームスプリッタの間にＲ光を反射し、
Ｂ光を透過させる特性を有するダイクロイックミラー
を、光軸に対して傾けて配置した構成である。

【００１２】第８の態様は、第７の態様に付け加え、前
記ダイクロイックミラーは、Ｒ光を前記投射手段に入射
しない方向に反射させる構成である。

【００１３】

【発明の実施の形態】（ゴースト像発生原因）ゴースト
の発生原因については、本発明達成のために重要なので
ここで詳細に説明する。なお、これらの解析に光源なら
びに色分解光学系は説明上不要であるのでここでは省略
してある。

【００１４】図５はゴースト像を生ずるの光路図の一例
であり、Ｒ光用ライトバルブに係るＲ光のゴースト像が
スクリ−ン上に投射されるのを示している。クロスダイ
クロイックプリズム８は４個の直角２等辺三角柱プリズ
ムの所定斜面にＲ光反射ダイクロイック膜８ＲとＢ光反
射ダイクロイック膜８Ｂを形成し、前記プリズムの直角
部を合わせる構成にて接着剤にて結合させたプリズムで
あって、前記Ｒ光反射ダイクロイック膜８ＲとＢ光反射
ダイクロイック膜８ＢとがＸ型に配置された構成を有し
ている。

【００１５】図７はＲ光反射ダイクロイック膜８Ｒの分
光透過率特性であり、図８は、Ｂ光反射ダイクロイック
膜８Ｂの分光透過率特性である。いずれも縦軸に透過率
を、横軸に波長を示したものである。理想的なＲ光用反
射ダイクロイック膜であればＲ光波長領域（波長ほぼ６
００ｎｍ以上）では１００％反射特性を、Ｇ光波長領域
（波長５００〜６００ｎｍ）、Ｂ光波長領域（波長ほぼ
５００ｎｍ以下）では１００％透過特性となり、各波長
領域の境界領域では急峻な変化となる。しかしながら、
実際には図７の如く、Ｂ光透過領域とＧ光透過領域で
は、１００％透過率でない上にリップル特性がある。ま
たＲ光反射領域とＧ光透過領域との境界領域において、
透過率特性は急峻な変化でなく、ある波長幅で変化する
遷移特性（図中Ｔ部で示す）を有している。

【００１６】このように実際に使用するダイクロイック
膜が所望の波長領域において、必ずしも反射と透過が１
００％で行えるものでないことがゴースト像を生ずる原
因と考えられる。図５の光線に基づいてゴースト像の
生ずる一例について説明する。Ｒ光用偏光ビームスプリ
ッタ６Ｒに入射したＳ偏光が、偏光分離面に反射されＲ
光用反射型ライトバルブ７Ｒに入射し、Ｒ光用ライトバ
ルブにより変調された光がＰ偏光として反射される。

【００１７】反射された光はＲ光用偏光ビームスプリッ
タ６Ｒを透過し色合成用クロスダイクロイックプリズム
１３に入射する。この時本来ならば、Ｒ光用反射ダイク
ロイック膜８Ｒにより全反射され投射レンズ９によりス
クリーン（不図示）上に投射されるはずである。しかし
ながら、図中破線で記した光線のように、Ｒ色用偏光
ビームスプリッタ６Ｒを透過したＲ光はＲ光用ダイクロ
イック膜８Ｒを全反射せず、一部のＲ光は透過し、対向
する位置に設けられたＢ光用偏光ビームスプリッタ６Ｂ
に入射してしまうのである。入射した一部のＲ光はＢ光
用偏光ビームスプリッタ６Ｂの偏光分離面に対してもＰ
偏光であるので透過し、Ｂ光用反射型ライトバルブ７Ｂ
に入射する。Ｂ光用反射型ライトバルブ７Ｂの反射ミラ
ーにより反射され、そのままの偏光状態で逆行し、再度
Ｐ偏光としてＢ光用偏光ビームスプリッタ６Ｂに入射
し、透過する。再度色合成用クロスダイクロイックプリ
ズム８に入射した光は、Ｂ光用ダイクロイック膜８Ｂが
有するＲ光波長領域の反射特性により一部反射され、投
射レンズ９によりスクリーン上にゴースト像として投射
されることになる。

【００１８】図６はゴースト像発生の第２の例を説明す
る図である。Ｒ光用反射型ライトバルブ７Ｒから射出さ
れたＲ光用偏光ビームスプリッタ６Ｒによって透過、検
光されて射出進行し、クロスダイクロイックプリズム８
に入射する。クロスダイクロイックプリズム８中のダイ
クロイック膜８Ｒに入射した光は、反射されて直角方向
に進行する。Ｒ光の大半の光は本来の投射像として用い
られ、Ｂ光反射ダイクロイック膜を透過し投射レンズ９
に向かう。しかしながら、一部のＲ光はダイクロイック
膜８Ｂによって再度反射されて逆行し、再度反射型ライ
トバルブ７Ｒ方向へ進行して、反射型ライトバルブ７Ｒ
に入射する。さらに反射型ライトバルブの反射膜に反射
されて反対方向に進行し、ダイクロイックプリズム８に
再度入射する。今度はダイクロイック膜８Ｒに反射され
て、当該ダイクロイックプリズム８を投射レンズ方向に
射出、投射レンズ９によってスクリーン上に投射されて
しまいゴーストとなってしまうのである。

【００１９】なお、上記第２の例の説明において、Ｒ光
用反射型ライトバルブ１１Ｒを反射したＲ光が最初にダ
イクロイック膜１３Ｂに入射する場合には、Ｂ光用ダイ
クロイック膜１３ＢのＲ光波長域のリップル部によって
反射され、直角方向に進行する。Ｒ光反射ダイクロイッ
ク膜に反射され、Ｒ光用反射型ライトバルブ１１Ｒに逆
行して進行する。その後のＲ光の進行は前述と同様であ
る。（発明の第１の実施の形態）図１は本発明の第１の実施
の形態を示す投射型表示装置の構成説明図である。図２
は偏光ビームスプリッタ部分の拡大断面図である。

【００２０】第１の実施形態の投射型表示装置の色合成
光学系を構成について説明する。図１において、ランプ
と放物面形状の凹面鏡とを含む光源１から略平行光束の
光源光が射出され、クロスダイクロイックミラー２に入
射する。クロスダイクロイックミラー２は、Ｂ光を反射
しＲ光とＧ光とを透過させる特性を有するダイクロイッ
クミラー２１と、Ｒ光とＧ光とを反射し、Ｂ光を透過さ
せる特性を有するダイクロイックミラー２２とをＸ字型
に配置し、かつ光軸に対して入射角が４５度になるよう
に配置したものである。

【００２１】クロスダイクロイックミラー２に入射した
光源光は、入射光軸に対して直角な方向に進行するＢ光
と、そのＢ光と反対方向の入射光軸に対して直角な方向
に進行するＲ光とＧ光の混合光とに色分解される。クロ
スダイクロイックミラー２によって色分解されたＢ光
と、Ｒ光とＧ光の混合光は、それぞれ折り曲げミラー
３，４で反射する。そして、Ｂ光はＢ光用偏光ビームス
プリッタ６Ｂへ入射し、Ｒ光とＧ光の混合光は、ダイク
ロイックミラー５に入射する。ダイクロイックミラー５
はＲ光を透過し、Ｇ光を反射する特性を有している。Ｒ
光とＧ光の混合光のうちのＧ光はダイクロイックミラー
５で反射してＧ光用偏光ビームスプリッタ６Ｇに入射
し、Ｒ光はダイクロイックミラー５を透過してＲ光用偏
光ビームスプリッタ６Ｒに入射する。

【００２２】以上のように、クロスダイクロイックミラ
ー２と折り曲げミラー３，４とダイクロイックミラー５
が色分離光学系として機能しており、光源光をＲ光、Ｇ
光、Ｂ光に分離する。各色光用偏光ビームスプリッタ６
Ｒ、６Ｇ、６Ｂは、偏光分離部が入射Ｓ偏光を反射する
方向に配置されており、それぞれに入射したＲ光、Ｇ
光、Ｂ光のＳ偏光光が偏光分離部で反射し、それぞれ反
射型ライトバルブ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂに入射する。

【００２３】反射型ライトバルブ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂとし
ては、例えば電気書き込み式反射型液晶ライトバルブが
用いられる。これは、各色光の画像信号に応じて所定画
素に対する液晶中の液晶分子の配列を変えることにより
１／４波長位相板として機能させ、配列を変えた部分に
入射した直線偏光（例えばＳ偏光）の振動方向を変え
て、例えばＰ偏光として反射する変調機能を有してい
る。

【００２４】反射型ライトバルブ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂにそ
れぞれ入射したＲ光、Ｇ光、Ｂ光のＳ偏光光は反射する
わけであるが、それらのうち、液晶中の液晶分子の配列
を変えられた部分に当たった光は変調されてＰ偏光成分
を有した光として反射され、液晶分子の配列を変えられ
ていない部分に当たった光はＳ偏光のまま反射される。

【００２５】それぞれの反射光は、再び各色光用偏光ビ
ームスプリッタ６Ｒ、６Ｇ、６Ｂに入射し、Ｐ偏光成分
のみが偏光分離部で反射する。反射した各色光は、それ
ぞれクロスダイクロイックプリズム８に入射する。クロ
スダイクロイックプリズム８はＲ光反射ダイクロイック
膜８ＲとＢ光反射ダイクロイック膜８ＢをＸ型に内部に
配置した構成である。クロスダイクロイックプリズム８
の異なる入射面から入射した各色光のうち、Ｇ光は両膜
を透過し、Ｒ光はＲ光反射ダイクロイック膜８Ｒで反射
し、Ｂ光はＢ光反射ダイクロイック膜８Ｂで反射し、色
合成が達成される。クロスダイクロイックプリズム８を
出射した合成光は、投射レンズ９に入射して、フルカラ
ー像として不図示のスクリーン上に投射される。

【００２６】クロスダイクロイックプリズム８中にＸ型
に配置されたＲ光反射用ダイクロイック膜８Ｒならびに
Ｂ光用ダイクロイック膜８Ｂの分光透過率特性は、それ
ぞれ図７と図８に示した通りである。本実施の形態にて
使用する検光光学系を構成するＢ光用偏光ビームスプリ
ッタ６Ｂは従来の偏光ビームスプリッタとその構成を異
にしている。Ｂ光用偏光ビームスプリッタ６Ｂの構成を
図２に基づき説明する。

【００２７】Ｂ光用偏光ビームスプリッタ６Ｂを構成す
る略同形状の直角二等辺三角柱プリズム６Ｂ−１と６Ｂ
−２は略同一の屈折率を有しており、その直角部と相対
する面には、それぞれ偏光分離膜６Ｂ−３とＲ光反射ダ
イクロイック膜６Ｂ−４とが形成されている。両膜の間
には光学用接着材層６Ｂ−５を有して接着固着された構
成となっている。

【００２８】なお、プリズム６Ｂ−１，６Ｂ−２を構成
する光学透過性部材は、当該プリズム中を透過する直線
偏光に対して、その偏光状態を変化させない材料が望ま
しい。なぜなら、ライトバルブ２１Ｂによって変調を受
けて射出した当該変調光の変調成分（Ｐ偏光）が当該プ
リズム中を透過して偏光状態が変化すると、本来の変調
光の偏光状態が変化することになり、透過光として検光
される光が投射される構成となっていることから、本来
の変調偏光光が投射されず、投射像のコントラストが劣
化してしまうからである。

【００２９】ダイクロイック膜６Ｂ−４は所定の誘電体
膜であって高屈折率を有する例えばＺrＯ2と低屈折率の
膜ＳiＯ2を所定の総数、厚みでそれぞれ積層した多層膜
である。図３は、そのダイクロイック膜の分光透過率特
性である。縦軸は透過率を、横軸は波長である。

【００３０】ダイクロイック膜６Ｂ−４の分光透過率特
性は、図７のＲ光反射用ダイクロイックの分光透過率特
性におけるＧ光波長とＲ光波長との境界領域（遷移領
域）５８０−６２０ｎｍ付近において最大反射率となる
ように、また、Ｂ光波長領域において良好な透過率とな
るように設計される。このような構成により、ゴースト
像を生ずる原因であった図５の光線は、クロスダイク
ロイックプリズム中のＲ光用反射ダイクロイック膜８Ｒ
を透過したＧ光とＲ光境界波長領域のＲ光は、Ｂ光用偏
光ビームスプリッタ６Ｂに入射して、ダイクロイック膜
６Ｂ−４に入射し、ダイクロイック膜の分光透過率特性
によって反射される。

【００３１】なお、入射光軸に対して、ダイクロイック
膜６Ｂ−４は４５度の入射角度になるように配置され
る。そのため反射光は反射法則に従って入射光と直角に
方向を変えて進行して廃棄されることから、当該廃棄光
がライトバルブ７Ｂに入射することもないし、逆行して
クロスダイクロイックプリズム８の方向に進行すること
もないのである。

【００３２】Ｂ光用反射型ライトバルブ７Ｂから射出さ
れたＢ光は、偏光ビームスプリッタ６Ｂに入射する。ま
ず、プリズム部材６Ｂ−１を経由し、偏光分離膜６Ｂ−
３によって偏光分離作用を受けて非変調光であるＳ偏光
を反射廃棄させ、変調光であるＰ偏光を透過して検光さ
れる。一方透過された検光光はダイクロイック膜６Ｂ−
４に入射するが、図３に示すように、Ｂ光に対しては良
好な透過率特性を有しているためにそのまま進行し、ク
ロスダイクロイックプリズム８に入射し、Ｂ光反射ダイ
クロイック膜８Ｂに反射されて投射レンズに入射する。

【００３３】以上の説明のように、偏光ビームスプリッ
タ６Ｂを使用すれば、対向するＲ光ライトバルブ７Ｒか
ら射出した光であって、クロスダイクロイックプリズム
８を透過してきたＲ光を、偏光ビームスプリッタ６Ｂの
偏光分離部６Ｂ−３と接着剤層を挟んだ相対する位置に
形成したダイクロイック膜６Ｂ−４によって反射、光軸
とは直交する方向に廃棄することができるために、透過
光によってゴースト像を投射させることが無くなり、ス
クリーン上の投射像のコントラストを向上させることが
できる。

【００３４】なお、本実施の形態の偏光ビームスプリッ
タは屈折率１．８〜１．９という高屈折率のガラス部材
を用いているため、その断面形状は、誘電体多層膜にて
形成される偏光分離膜に対するブリュースタ角の関係か
ら４５度の入射角が可能とする正方形の立方柱か正方柱
であった。また、屈折率として小さい値を有するプリズ
ム部材を使用する場合には、屈折率の関係から偏光分離
特性を満足させるために４５度の入射角度が不可能な場
合がある。その際には上記のように断面形状が正方形と
は異なる。本発明はその形状に限定されないことは言う
までもなく、その場合においても、本実施の形態にて記
載のとおり、Ｂ光用偏光ビームスプリッタ６Ｂを構成す
る所定の形状の２個のプリズム部材の一方の所定面に偏
光分離膜を、他方の部材の所定面には、入射角度を考慮
して設計、作製された上記分光特性を有するダイクロイ
ック膜を構成する。また、同様に接着剤にて接着固着さ
れた構成の偏光ビームスプリッタとすればよい。

【００３５】さらに、本実施の形態においては、色合成
手段としてクロスダイクロイックプリズムを使用する形
態であったが、Ｒ光反射ダイクロイックミラーとＢ光反
射ダイクロイックミラーをＸ型に互いに直交するように
配置した、いわゆるクロスダイクロイックミラーを使用
する構成としてもよい。当該ダイクロイックミラーの分
光透過率特性は図７ならびに図８において記載した特徴
を同様に有しているからである。

【００３６】また、本実施の形態の色合成光学系を用い
る投射型表示装置の構成として、従来例に記載した装置
の他に、光源と色分離光学系の間に例えばフライアイレ
ンズインテグレータと偏光ビームスプリッタアレイとか
ら構成される偏光変換光学系を導入し、直線偏光に変換
してから色分離光学系にて三色に分離、各色用偏光ビー
ムスプリッタに入射、ライトバルブへ導入する構成の投
射型表示装置とすることもできる。（本発明の第２の実施の形態）図４は本発明の第２の実
施の形態を示す構成説明図である。

【００３７】本実施形態の特徴はクロスダイクロイック
プリズム８とＲ光用偏光ビームスプリッタ６Ｒの間に吸
収型ＮＤフィルター１０を配置した構成を有したことで
ある。図４は、本実施形態の投射型表示装置の検光光学
系及び色合成光学系の部分の構成を示す図である。色分
離光学系は省略してあるが、図１の光源１、ダイクロイ
ックミラー２、折り曲げミラー３，４、ダイクロイック
ミラー５と同様のものから構成される。Ｂ光用偏光ビー
ムスプリッタ６Ｂとしては、従来と同等のもの（図１２
の６４Ｂ）を用いればよい。

【００３８】色分離がなされてからクロスダイクロイッ
クプリズム８で色合成がなされ、投射される動作は第１
の実施の形態と同様である。本実施の形態におけるＲ光
用偏光ビームスプリッタ６Ｒは、従来型の偏光ビームス
プリッタであり、直角二等辺三角柱形状の光学プリズム
部材２個であって、その直角部と相対する面のうちの一
方に偏光分離膜を形成してある。当該膜面と他方プリズ
ム部材の面であって、何も形成しないプリズム面とを接
着剤層にて固着一体化形成することによって作製された
ものである。また、前実施の形態と同様、光弾性常数の
絶対値が小さい透光性光学プリズムを用いている。

【００３９】図６のゴースト像の発生原因の把握の第２
の説明にて記載したの光線に着目してみる。当該光線
はＲ光用ライトバルブ７Ｒから射出して、Ｒ光用偏光
ビームスプリッタ６Ｒを透過し、クロスダイクロイック
プリズム８に入射、当該プリズムを構成するＲ光用反射
ダイクロイック膜８ＲならびにＢ光用反射ダイクロイッ
ク膜８Ｂにて反射されて逆行する。そして再度偏光ビー
ムスプリッタ６Ｒを経て、Ｒ光用反射ライトバルブ７Ｒ
に反射されて進行してクロスダイクロイックプリズム８
に入射し投射される。このような原因に基づくゴースト
像を低減するために、第２の実施の形態では、Ｒ光用偏
光ビームスプリッタ６Ｒとクロスダイクロイックプリズ
ム８との間にＮＤフィルター１０を配置した。図４はそ
の構成配置図である。

【００４０】Ｒ光用偏光ビームスプリッタ６Ｂとクロス
ダイクロイックプリズム８の間に配置されたＮＤフィル
ター１０をの光線は３度通過することがわかる。本実
施の形態においてはＮＤフィルター１０はＲ光入射光の
透過率８０％の特性を有し、２０％の光を吸収する特性
を有しているものを使用した。以上、説明のとおり、ゴ
ースト像となる光はＮＤフィルターを３回通過すること
となるために、０．８の３乗で約０．５１倍となり、従
来例に比して約半分のゴースト像とすることができる。

【００４１】上記のようにＮＤフィルターを使用する
と、本来の投射されるＲ光を上記の例では約２０％減ら
してしまうが、光源用ランプとして、Ｒ光を余分に有す
るランプ、例えばキセノンランプを使用すれば、上記の
Ｒ光の光量の減少についての問題は発生しない。本実施
の形態において重要なのは、前述の示すとおり、ＮＤフ
ィルターとして反射型でなく吸収型のフィルターを使用
することである。（本発明の第３の実施の形態）図９は、本発明の第３の
実施の形態を示す構成説明図である。

【００４２】本実施形態の特徴は、クロスダイクロイッ
クプリズム８とＢ光用偏光ビームスプリッタ６Ｂの間に
Ｂ光透過ダイクロイックミラー１１を配置した構成を有
したことである。図９は、本実施形態の投射型表示装置
の検光光学系及び色合成光学系の部分の構成を示す図で
ある。色分離光学系は省略してあるが、図１の光源１、
ダイクロイックミラー２、折り曲げミラー３，４、ダイ
クロイックミラー５と同様のものから構成される。Ｂ光
用偏光ビームスプリッタ６Ｂとしては、従来と同等のも
の（図１２の６４Ｂ）を用いればよい。

【００４３】色分離がなされてからクロスダイクロイッ
クプリズム８で色合成がなされ、投射される動作は第１
の実施の形態と同様である。本実施の形態においては、
図５に示すＲ光用ライトバルブ７Ｒから射出されたＲ光
であってクロスダイクロイックプリズム８を透過したＲ
光を遮断することを目的としている。

【００４４】図９に示すように、Ｒ光はダイクロイック
ミラー１１によって反射される。ダイクロイックミラー
１１は光軸に対して斜めに配置されているため、Ｒ光は
反射されても投射レンズ９の方向に反射されず、投射レ
ンズ９によって投射されることはない。図１０は、ダイ
クロイックミラー１１の光学特性の例を示す図である。
この図に示すように、Ｒ光の反射ならびにライトバルブ
７ＢからのＢ光透過はこの特性によって担保される。

【００４５】また、図１１は、ダイクロイックミラー１
１の光学特性の別の例を示す図である。このような特性
のものを用いると、前記のようなＢ光透過Ｒ光反射のみ
でなく、Ｂ光のトリミングフィルタを兼ねることがで
き、Ｂ光のカラーシェーディングを防止できる効果を有
し、さらに望ましい形態とすることができる。

【００４６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ゴース
ト像を抑え、良好な投射像が得られる投射表示装置が実
現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の投射型表示装置の第１の実施の形態を
示す構成図。

【図２】第１の実施の形態において使用する偏光ビーム
スプリッタの断面構成説明図。

【図３】第１の実施の形態において用いるＢ光用偏光ビ
ームスプリッタ中に形成するダイクロイック膜の分光透
過率特性を示す図。

【図４】本発明の投射型表示装置の第２の実施の形態を
示す構成図。

【図５】ゴースト像の発生する第１の原因を記載した光
線説明図。

【図６】ゴースト像の発生する第２の原因を記載した光
線説明図。

【図７】クロスダイクロイックプリズムのＲ光反射ダイ
クロイック膜の分光透過率特性を示す図。

【図８】クロスダイクロイックプリズムのＢ光反射ダイ
クロイック膜の分光透過率特性を示す図。

【図９】本発明の投射型表示装置の第３の実施の形態を
示す構成図。

【図１０】第３の実施の形態で用いるダイクロイックミ
ラー１１の光学特性を示す図。

【図１１】第３の実施の形態で用いるダイクロイックミ
ラー１１の光学特性を示す図。

【図１２】従来の投射型表示装置の全体構成を説明する
構成図。

【符号の説明】

１：光源、２：クロスダイクロイックミラー、３，４：
折り曲げミラー、５：ダイクロイックミラー、６Ｒ：Ｒ
光用偏光ビームスプリッタ、６Ｇ：Ｇ光用偏光ビームス
プリッタ、６Ｂ：Ｂ光用偏光ビームスプリッタ、７Ｒ：
Ｒ光用反射型ライトバルブ、７Ｇ：Ｇ光用反射型ライト
バルブ、７Ｂ：Ｂ光用反射型ライトバルブ、６Ｂ−１、
６Ｂ−２：Ｂ光用偏光ビームスプリッタプリズム部材、
６Ｂ−３：偏光分離膜、６Ｂ−４：Ｒ光用反射ダイクロ
イック膜、６Ｂ−５：接着剤層、８：クロスダイクロイ
ックプリズム、８Ｒ、８Ｂ：ダイクロイック膜、９：投
射レンズ、１０：ＮＤフィルター、１１：ダイクロイッ
クミラー。

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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源光をＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）色の３
色光に色分離する色分離手段と、色分離された各色光を
偏光分離する各色光用偏光ビームスプリッタと、偏光分
離された光を画像変調する各色光用反射型ライトバルブ
と、該各色光用反射型ライトバルブにより画像変調され
前記各色光用偏光ビームスプリッタにより検光された各
色光を色合成する色合成手段と、該色合成手段により色
合成された光をスクリーンに投射する投射手段とを有し
た投射型表示装置であって、前記色合成手段はＲ光及びＢ光反射ダイクロイック膜が
Ｘ字型に配置され、かつ前記Ｂ色光用偏光ビームスプリ
ッタは偏光分離膜とＲ光反射ダイクロイック膜とが２個
のプリズム部材にて挟み込まれていることを特徴とする
投射型表示装置。
【請求項２】前記Ｂ光用偏光ビームスプリッタは、直角
二等辺三角柱形状の２つのプリズム部材の一方のプリズ
ム部材の直角頂角と相対する面に形成されたＲ光反射ダ
イクロイック膜と、他方のプリズム部材の直角頂角と相
対する面に形成された偏光分離膜とを接着剤にて接着し
た構成であることを特徴とする請求項１記載の投射型表
示装置。
【請求項３】前記Ｂ光用偏光ビームスプリッタは、Ｂ光
用反射型ライトバルブを射出したＢ光であって当該偏光
ビームスプリッタ入射光は、まず偏光分離膜によって偏
光分離され、この偏光分離されたＰ偏光が前記Ｒ光反射
ダイクロイック膜を透過するように配置されたことを特
徴とする請求項１または請求項２記載の投射型表示装
置。
【請求項４】前記Ｂ光用偏光ビームスプリッタ中のＲ光
反射ダイクロイック膜の分光特性は、その反射特性がＧ
光とＲ光の境界波長領域に反射率の最大値を有し、Ｇ光
ならびにＲ光の両波長領域に反射特性を有していること
を特徴とする請求項１〜請求項３記載の投射型表示装
置。
【請求項５】光源光をＲＧＢ色の３色光に色分離する色
分離手段と、色分離された各色光を偏光分離する各色光
用偏光ビームスプリッタと、偏光分離された光を画像変
調する各色光用反射型ライトバルブと、該各色光用反射
型ライトバルブにより画像変調され前記各色光用偏光ビ
ームスプリッタにより検光された各色光を色合成する色
合成手段と、該色合成手段により色合成された光をスク
リーンに投射する投射手段とを有した投射型表示装置で
あって、前記色合成手段と前記Ｒ光用偏光ビームスプリ
ッタの間にはＮＤフィルターを配置したことを特徴とす
る投射型表示装置。
【請求項６】前記ＮＤフィルターは吸収型ＮＤフィルタ
ーであることを特徴とする請求項５記載の投射型表示装
置。
【請求項７】光源光をＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）色の３
色光に色分離する色分離手段と、色分離された各色光を
偏光分離する各色光用偏光ビームスプリッタと、偏光分
離された光を画像変調する各色光用反射型ライトバルブ
と、該各色光用反射型ライトバルブにより画像変調され
前記各色光用偏光ビームスプリッタにより検光された各
色光を色合成する色合成手段と、該色合成手段により色
合成された光をスクリーンに投射する投射手段とを有し
た投射型表示装置であって、前記色合成手段と、前記Ｂ光用偏光ビームスプリッタの
間にＲ光を反射し、Ｂ光を透過させる特性を有するダイ
クロイックミラーを、光軸に対して傾けて配置したこと
を特徴とする投射型表示装置。
【請求項８】前記ダイクロイックミラーは、Ｒ光を前記
投射手段に入射しない方向に反射させることを特徴とす
る請求項７記載の投射型表示装置。