JP2000231082A - 投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光源の出力を増大させなくても高輝度化を達
成することができる投射型表示装置を提供する。 【解決手段】 光源からの光をＲ，Ｇ，Ｂ光に色分解す
る色分解光学系は、ダイクロイックミラー５，６からな
るクロスダイクロイックミラーと、ダイクロイックミラ
ー９とから構成される。ダイクロイックミラー５にて反
射されたＢ光については、偏光ビームスプリッタ１１Ｂ
を経由して、Ｓ偏光光がライトバルブ１２Ｂに入射され
る。ダイクロイックミラー６にて反射され更にダイクロ
イックミラー９にて反射されたＧ光については、偏光ビ
ームスプリッタ１１Ｇを経由して、Ｓ偏光光がライトバ
ルブ１２Ｇに入射される。ダイクロイックミラー６にて
反射され更にダイクロイックミラー９を透過し１／２波
長位相板１６により偏光方向を変換されたＲ光について
は、偏光ビームスプリッタ１１Ｒを経由して、Ｓ偏光光
がライトバルブ１２Ｒに入射される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光源光を色分解光
学系にてＲ，Ｇ，Ｂ光（赤色光、緑色光、青色光）に分
解し、各色光をそれぞれ各色光用偏光分離光学系に入射
させて偏光分離し、当該偏光分離された各色光の一方の
偏光光を各色光用ライトバルブに入射させて変調して射
出させ、各色光の当該変調光を前記各色光用偏光分離光
学系にてそれぞれ検光し、各色光の当該検光光を色合成
光学系にて色合成し、当該色合成された光を投射光学系
にて投射するカラー投射型表示装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】光源光を色分解光学系にてＲ，Ｇ，Ｂ光
に分解し、各色光をそれぞれ各色光用偏光分離光学系に
入射させて偏光分離し、当該偏光分離された各色光の一
方の偏光光を各色光用ライトバルブに入射させて変調し
て射出させ、各色光の当該変調光を前記各色光用偏光分
離光学系にてそれぞれ検光し、各色光の当該検光光を色
合成光学系にて色合成し、当該色合成された光を投射光
学系にて投射するカラー投射型表示装置は、公知であ
り、例えば、特許第２５９９３０９号公報に開示されて
いる。

【０００３】前記公報に開示されている投射型表示装置
の概略構成図を図７に示し、この従来の投射型表示装置
について図７を参照して説明する。

【０００４】この従来の投射型表示装置では、光源７１
から射出された光源光は、光軸上に配置されたダイクロ
イックミラー７２に入射され、当該ミラー７２の有する
特性に応じて当該ミラー７２を透過するＢ光と、当該ミ
ラー７２にて反射されるＲ光及びＧ光の混合光とに色分
解される。色分解されたＢ光は、偏光ビームスプリッタ
７４Ｂに入射され、当該偏光ビームスプリッタ７４Ｂの
偏光分離部によって、当該偏光分離部を透過して廃棄さ
れるＰ偏光光と、当該偏光分離部にて反射されるＳ偏光
光とに偏光分離される。このＢ光のＳ偏光光が、反射型
液晶ライトバルブ７５Ｂに入射される。

【０００５】一方、前記Ｒ光及びＧ光の混合光は、前記
ダイクロイックミラー７２と平行に光軸上に配置された
ダイクロイックミラー７３に入射され、当該ミラー７３
の有する特性に応じて、当該ミラー７３にて反射される
Ｇ光と、当該ミラー７３を透過するＲ光とに色分解され
る。色分解されたＧ光は、偏光ビームスプリッタ７４Ｇ
に入射され、当該偏光ビームスプリッタ７４Ｇの偏光分
離部によって、当該偏光分離部を透過して廃棄されるＰ
偏光光と、当該偏光分離部にて反射されるＳ偏光光とに
偏光分離される。このＧ光のＳ偏光光が、反射型ライト
バルブ７５Ｇに入射される。また、前記色分解されたＲ
光は、偏光ビームスプリッタ７４Ｒに入射され、当該偏
光ビームスプリッタ７４Ｒの偏光分離部によって、当該
偏光分離部を透過して廃棄されるＰ偏光光と、当該偏光
分離部にて反射されるＳ偏光光とに偏光分離される。こ
のＲ光のＳ偏光光が、反射型ライトバルブ７５Ｒに入射
される。

【０００６】このように、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光のいずれ
の色光に関しても、Ｓ偏光光が対応するライトバルブ７
５Ｒ，７５Ｇ，７５Ｂに入射される。

【０００７】各ライトバルブ７５Ｒ，７５Ｇ，７５Ｂに
入射された各色光のＳ偏光光は、各ライトバルブ７５
Ｒ，７５Ｇ，７５Ｂによって変調されて反射されて射出
し、各偏光ビームスプリッタ７４Ｒ，７４Ｇ，７４Ｂに
それぞれ入射され、当該偏光ビームスプリッタ７４Ｒ，
７４Ｇ，７４Ｂによりそれぞれ検光される。すなわち、
各色光の変調光のうちのＰ偏光光（信号光）のみが各偏
光ビームスプリッタ７４Ｒ，７４Ｇ，７４Ｂの偏光分離
部をそれぞれ透過し（つまり、検光され）、各色光の変
調光のうちのＳ偏光光は偏光ビームスプリッタ７４Ｒ，
７４Ｇ，７４Ｂの偏光分離部にて反射されて光源方向へ
戻って廃棄される。偏光ビームスプリッタ７４Ｒ，７４
Ｇ，７４Ｂによって検光された各色光の検光光（Ｐ偏光
光）は、２枚のダイクロイックミラー７６，７７からな
る色合成光学系によって色合成され、この色合成された
光が投射レンズ７８によって図示しないスクリーン上に
投射される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】近来、投射型表示装置
においては、高輝度化が求められ、特に大画面に投射す
る投射型表示装置においてはその必要性が高い。

【０００９】従来の投射型表示装置において更なる高輝
度化を達成するためには、光源として高出力のものを用
いればよい。しかし、その場合、使用電力の上昇を招く
だけでなく、高出力化に伴う光源の発熱量の上昇に伴う
問題、偏光ビームスプリッタにて廃棄される一方の偏光
光の光量増加に伴う問題等が新たに発生してしまう。

【００１０】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、光源の出力を増大させなくても高輝度化を達
成することができる投射型表示装置を提供することを目
的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らの研究の結
果、色分解光学系に用いるダイクロイックミラーがＰ偏
光光とＳ偏光光とでは異なる特性を有することから、こ
の特性を巧みに利用することによって、光源の出力を増
大させなくても、前記従来の投射型表示装置のような投
射型表示装置に比べて投射像を形成する光の光量を増加
させて高輝度化を図ることができることを見出した。

【００１２】本発明は、本発明者らによるこのような新
たな知見に基づいてなされたものである。

【００１３】本発明の第１の態様による投射型表示装置
は、光源からの光を第１、第２及び第３の色光に色分解
する色分解光学系と、前記色分解光学系にて色分解され
た各色光をそれぞれ互いに異なる振動方向を有する２つ
の偏光光に偏光分離する第１、第２及び第３の偏光分離
光学系と、前記第１、第２及び第３の偏光分離光学系に
よってそれぞれ偏光分離された各色光の一方の偏光光を
それぞれ変調する第１、第２及び第３のライトバルブ
と、前記第１、第２及び第３のライトバルブによってそ
れぞれ変調された各光をそれぞれ検光する第１、第２及
び第３の検光光学系と、前記第１、第２及び第３の検光
光学系によってそれぞれ検光された各光を色合成する色
合成光学系と、前記色合成光学系によって色合成された
光を投射する投射光学系と、備え、前記第１の偏光分離
光学系と前記第１の検光光学系とが同一の光学系で共用
され、前記第２の偏光分離光学系と前記第２の検光光学
系とが同一の光学系で共用され、前記第３の偏光分離光
学系と前記第３の検光光学系とが同一の光学系で共用さ
れ、前記色分解光学系は、前記第１の色光を反射させる
特性を有する第１のダイクロイックミラーと前記第２及
び第３の色光の混合光を反射させる特性を有する第２の
ダイクロイックミラーとがＸ型に配置されてなるクロス
ダイクロイックミラーであって、前記光源からの光を前
記第１の色光と前記第２及び第３の色光の混合光とに色
分解するクロスダイクロイックミラーと、該クロスダイ
クロイックミラーによって色分解された前記混合光のう
ちの前記第２の色光を反射させるとともに前記混合光の
うちの前記第３の色光を透過させることによって、前記
混合光を前記第２の色光と前記第３の色光とに色分解す
る第３のダイクロイックミラーとから構成され、前記第
１の色光については、前記第１及び第２のダイクロイク
ミラーの法線方向と光軸とで定義されるＳ方向に対応す
る振動方向を有する偏光光が、前記第１のライトバルブ
に入射され、前記第２の色光については、前記第３のダ
イクロイクミラーの法線方向と光軸とで定義されるＰ方
向に対応する振動方向を有する偏光光が、１／２波長位
相板によりＳ方向の振動方向を有する偏光光に変換され
て前記第２のライトバルブに入射され、前記第３の色光
については、前記第３のダイクロイクミラーの法線方向
と光軸とで定義されるＰ方向に対応する振動方向を有す
る偏光光が、前記第３のライトバルブに入射されるもの
である。

【００１４】この第１の態様による投射型表示装置は、
色分解光学系が１個のクロスダイクロイックミラーと１
枚のクロスダイクロイックミラーとにより構成されたも
のである。この第１の態様によれば、各ライトバルブに
入射させる各色光の偏光光を前述したように設定するこ
とによって、前記各ダイクロイックミラーが有する偏光
光に依存して異なる特性に基づいて、光源の出力を増大
させなくても、各ライトバルブに入射される光の光量が
多くなり、ひいては、高輝度で明るい投射像が得られ
る。

【００１５】本発明の第２の態様による投射型表示装置
は、前記第１の態様による投射型表示装置において、前
記第１及び第２のダイクロイックミラーは、前記第１の
ダイクロイックミラーの法線と光軸とで定義されるＳ偏
光光に関する当該第１のダイクロイックミラーの透過率
がその立ち上がり又は立ち下がりにおいて略５０％とな
る波長と、前記第２のダイクロイックミラーの法線と光
軸とで定義されるＳ偏光光に関する当該第２のダイクロ
イックミラーの透過率がその立ち上がり又は立ち下がり
において略５０％となる波長とが、略一致する特性を有
するものである。

【００１６】この第２の態様のように前記各波長が略一
致させておくと、各ライトバルブに入射される光の光量
が一層多くなり、ひいては一層高輝度で明るい投射像が
得られ、好ましい。

【００１７】本発明の第３の態様による投射型表示装置
は、光源からの光を第１、第２及び第３の色光に色分解
する色分解光学系と、前記色分解光学系にて色分解され
た各色光をそれぞれ互いに異なる振動方向を有する２つ
の偏光光に偏光分離する第１、第２及び第３の偏光分離
光学系と、前記第１、第２及び第３の偏光分離光学系に
よってそれぞれ偏光分離された各色光の一方の偏光光を
それぞれ変調する第１、第２及び第３のライトバルブ
と、前記第１、第２及び第３のライトバルブによってそ
れぞれ変調された各光をそれぞれ検光する第１、第２及
び第３の検光光学系と、前記第１、第２及び第３の検光
光学系によってそれぞれ検光された各光を色合成する色
合成光学系と、前記色合成光学系によって色合成された
光を投射する投射光学系と、備え、前記第１の偏光分離
光学系と前記第１の検光光学系とが同一の光学系で共用
され、前記第２の偏光分離光学系と前記第２の検光光学
系とが同一の光学系で共用され、前記第３の偏光分離光
学系と前記第３の検光光学系とが同一の光学系で共用さ
れ、前記色分解光学系は、前記第１の色光を反射させる
特性を有する第１のダイクロイックミラーと前記第２及
び第３の色光の混合光を反射させる特性を有する第２の
ダイクロイックミラーとがＸ型に配置されてなるクロス
ダイクロイックミラーであって、前記光源からの光を前
記第１の色光と前記第２及び第３の色光の混合光とに色
分解するクロスダイクロイックミラーと、該クロスダイ
クロイックミラーによって色分解された前記混合光のう
ちの前記第２の色光を反射させるとともに前記混合光の
うちの前記第３の色光を透過させることによって、前記
混合光を前記第２の色光と前記第３の色光とに色分解す
る第３のダイクロイックミラーとから構成され、前記第
１の色光については、前記第１及び第２のダイクロイク
ミラーの法線方向と光軸とで定義されるＰ方向に対応す
る振動方向を有する偏光光が、１／２波長位相板により
Ｓ方向の振動方向を有する偏光光に変換されて 前記第
１のライトバルブに入射し、前記第３の色光について
は、前記第３のダイクロイクミラーの法線方向と光軸と
で定義されるＰ方向に対応する振動方向を有する偏光光
が、 １／２波長位相板によりＳ方向の振動方向を有す
る偏光光に変換されて前記第３のライトバルブに入射
し、前記第１及び第２のダイクロイックミラーは、前記
第１のダイクロイックミラーの法線と光軸とで定義され
るＰ偏光光に関する当該第１のダイクロイックミラーの
透過率がその立ち上がり又は立ち下がりにおいて略５０
％となる波長と、前記第２のダイクロイックミラーの法
線と光軸とで定義されるＰ偏光光に関する当該第２のダ
イクロイックミラーの透過率がその立ち上がり又は立ち
下がりにおいて略５０％となる波長とが、略一致する特
性を有するものである。

【００１８】この第３の態様による投射型表示装置も、
色分解光学系が１個のクロスダイクロイックミラーと１
枚のクロスダイクロイックミラーとにより構成されたも
のである。この第３の態様によれば、各ライトバルブに
入射させる各色光の偏光光を前述したように設定するこ
とによって、前記各ダイクロイックミラーが有する偏光
光に依存して異なる特性に基づいて、光源の出力を増大
させなくても、各ライトバルブに入射される光の光量が
多くなり、ひいては、高輝度で明るい投射像が得られ
る。なお、この第３の態様では、前記第２の態様にくら
べれば、各ライトバルブに入射される光の光量は若干低
下するが、前記従来の投射型表示装置のような投射型表
示装置に比べれば、高輝度で明るい投射像が得られる。

【００１９】本発明の第４の態様による投射型表示装置
は、光源からの光を第１、第２及び第３の色光に色分解
する色分解光学系と、前記色分解光学系にて色分解され
た各色光をそれぞれ互いに異なる振動方向を有する２つ
の偏光光に偏光分離する第１、第２及び第３の偏光分離
光学系と、前記第１、第２及び第３の偏光分離光学系に
よってそれぞれ偏光分離された各色光の一方の偏光光を
それぞれ変調する第１、第２及び第３のライトバルブ
と、前記第１、第２及び第３のライトバルブによってそ
れぞれ変調された各光をそれぞれ検光する第１、第２及
び第３の検光光学系と、前記第１、第２及び第３の検光
光学系によってそれぞれ検光された各光を色合成する色
合成光学系と、前記色合成光学系によって色合成された
光を投射する投射光学系と、備え、前記第１の偏光分離
光学系と前記第１の検光光学系とが同一の光学系で共用
され、前記第２の偏光分離光学系と前記第２の検光光学
系とが同一の光学系で共用され、前記第３の偏光分離光
学系と前記第３の検光光学系とが同一の光学系で共用さ
れ、前記前記色分解光学系は、前記光源からの光を前記
第１の色光と前記第２及び第３の色光の混合光とに色分
解する第１のダイクロイックミラーと、該第１のダイク
ロイックミラーによって色分解された前記混合光を前記
第２の色光と前記第３の色光とに色分解する第２のダイ
クロイックミラーとから構成され、前記第１、第２及び
第３の色光のうち、前記第１のダイクロイックミラー又
は前記第２のダイクロイックミラーを透過してきた色光
については、当該ダイクロイクミラーの法線方向と光軸
とで定義されるＰ方向に対応する振動方向を有する偏光
光が、１／２波長位相板によりＳ方向の振動方向を有す
る偏光光に変換され対応するライトバルブに入射し、前
記第１、第２及び第３の色光のうち、対応する偏光分離
光学系に入射される直前に前記第１のダイクロイックミ
ラーと前記第２のダイクロイックミラーによって反射さ
れてきた色光については、当該ダイクロイクミラーの法
線方向と光軸とで定義されるＳ方向に対応する振動方向
を有する偏光光が、対応するライトバルブに入射される
ものである。

【００２０】この第４の態様による投射型表示装置は、
色分解光学系として２枚のダイクロイックミラーにより
構成されたものである。この第２の態様によれば、各ラ
イトバルブに入射させる各色光の偏光光を前述したよう
に設定することによって、前記各ダイクロイックミラー
が有する偏光光に依存して異なる特性に基づいて、光源
の出力を増大させなくても、各ライトバルブに入射され
る光の光量が多くなり、ひいては、高輝度で明るい投射
像が得られる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明による投射型表示装
置について、図面を参照して詳細に説明する。

【００２２】（第１の実施の形態）まず、本発明の第１
の実施の形態による投射型表示装置について、図１及び
図２を参照して説明する。

【００２３】図１は、本発明の第１の実施の形態による
投射型表示装置を示す概略構成図である。

【００２４】本実施の形態による投射型表示装置では、
図示しない光源から射出されたＲ，Ｇ，Ｂ光を含む光源
光は、コールドミラー３によって反射されて、第１のダ
イクロイックミラー５と第２のダイクロイックミラー６
とが互いに直角にＸ型に配置されてなるクロスダイクロ
イックミラーに入射される。本実施の形態では、ダイク
ロイックミラー５は、基本的には、Ｂ光を反射させると
ともにＲ光及びＧ光を透過させるダイクロイック特性、
いわゆるＢ光反射特性を有する。また、ダイクロイック
ミラー６は、基本的には、Ｒ光及びＧ光を反射させると
ともにＢ光を透過させるダイクロイック特性、いわゆる
Ｒ光及びＧ光反射特性を有する。これらのダイクロイッ
クミラー５，６の特性については、図２を参照して後に
詳述する。

【００２５】当該クロスダイクロイックミラーに入射さ
れた光源光は、当該クロスダイクロイックミラーによっ
て、互いに反対方向であって入射光軸に直角な方向に進
行するＢ光と、Ｒ光及びＧ光の混合光とに色分解され
る。

【００２６】前記クロスダイクロイックミラーによって
色分解されたＢ光は、折り曲げミラー８によって光軸の
方向を直角に変えて進行し、Ｂ光用の偏光分離光学系及
び検光光学系を共用する偏光ビームスプリッタ１１Ｂに
入射される。

【００２７】前記クロスダイクロイックミラーによって
色分解されたＲ光及びＧ光の混合光は、折り曲げミラー
７によって光軸を直角に変えて進行し、光軸上に入射角
度４５度に配置された第３のダイクロイックミラー９に
入射される。本実施の形態では、ダイクロイックミラー
９は、前記混合光のうちのＧ光を反射させて光軸の方向
を直角に変えて進行させるとともに、前記混合光のうち
のＲ光を透過させることによって、前記混合光をＧ光と
Ｒ光とに色分解する。すなわち、ダイクロイックミラー
９は、基本的には、Ｇ光を反射させるとともにＲ光を透
過させるダイクロイック特性、いわゆるＧ光反射特性を
有する。このダイクロイックミラー９の特性について
も、図２を参照して後に詳述する。

【００２８】ダイクロイックミラー９によって色分解さ
れたＲ光は、光軸上に配置した１／２波長位相板１６を
経由してＲ光用の偏光分離光学系及び検光光学系を共用
する偏光ビームスプリッタ１１Ｒに入射される。また、
ダイクロイックミラー９によって色分解されたＧ光は、
Ｇ光用の偏光分離光学系及び検光光学系を共用する偏光
ビームスプリッタ１１Ｇに入射される。

【００２９】偏光ビームスプリッタ１１Ｂに入射された
Ｂ光は、当該偏光ビームスプリッタ１１Ｂの偏光分離部
によって反射されるＳ偏光光と、当該偏光分離部を透過
するＰ偏光光とに偏光分離される。この偏光分離された
Ｂ光のＳ偏光光がＢ光用反射型液晶ライトバルブ１２Ｂ
に入射され、偏光分離されたＢ光のＰ偏光光は廃棄され
る。

【００３０】偏光ビームスプリッタ１１Ｇに入射された
Ｇ光は、当該偏光ビームスプリッタ１１Ｇの偏光分離部
によって反射されるＳ偏光光と、当該偏光分離部を透過
するＰ偏光光とに偏光分離される。この偏光分離された
Ｇ光のＳ偏光光がＧ光用反射型液晶ライトバルブ１２Ｇ
に入射され、偏光分離されたＧ光のＰ偏光光は廃棄され
る。

【００３１】偏光ビームスプリッタ１１Ｒに入射された
Ｒ光は、当該偏光ビームスプリッタ１１Ｒの偏光分離部
によって反射されるＳ偏光光と、当該偏光分離部を透過
するＰ偏光光とに偏光分離される。この偏光分離された
Ｒ光のＰ偏光光がＲ光用反射型液晶ライトバルブ１２Ｒ
に入射され、偏光分離されたＲ光のＳ偏光光は廃棄され
る。

【００３２】ここで、反射型ライトバルブ、特に、本実
施の形態において前記ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１
２ＢＲとして採用した電気書き込み式反射型ライトバル
ブの構造及び機能について、説明する。図面には示して
いないが、このライトバルブは、例えば、入射光側から
順に配置された、ガラス基板、透明電極（ＩＴＯ）、液
晶配向層、液晶層（変調層）、液晶配向層、画素を構成
する金属反射電極、ＴＦＴ等の非線形スイッチング素子
及びＳｉ基板を備えた構成とされている。

【００３３】このライトバルブでは、前記ＴＦＴ等のス
イッチングによって、電圧が前記金属反射電極と前記透
明電極間に印加され、液晶層中の液晶分子が配列するこ
とによって当該液晶層が変調層として機能することを利
用する。すなわち、前記スイッチングによって液晶層に
電圧が印加されている場合には、当該液晶層の液晶分子
が電界に沿って配列して１／４波長板層として機能する
こととなる。このため、当該箇所に入射した直線偏光光
は、当該液晶層を透過して円偏光となり、前記金属反射
電極にて反射され、再度前記液晶層を通過して、前記入
射した直線偏光光と振動方向が９０度変換された直線偏
光光として当該ライトバルブから射出されることとな
る。つまり、入射光がＳ偏光光（Ｐ偏光光）である場
合、Ｐ偏光光（Ｓ偏光光）として射出される。一方、前
記電圧が印加されない箇所においては、液晶層中の液晶
分子は配列せずに液晶配向層に倣って配向し、層の厚み
方向にねじれ構造を構成する。このために、当該箇所に
入射した直線偏光光は、前記ねじれ構造に倣って旋光さ
れて進行し、前記金属反射電極にて反射され、再度前記
ねじれ構造に倣って旋光されて逆行して進行し、ライト
バルブに入射した時と同じ直線偏光光としてライトバル
ブから射出される。つまり、入射光がＳ偏光光（Ｐ偏光
光）である場合、Ｓ偏光光（Ｐ偏光光）として射出され
る。以上が電気書き込み式反射型ライトバルブの構成及
びその機能である。

【００３４】なお、本発明では、ライトバルブ１２Ｒ，
１２Ｇ，１２Ｂとして、光書き込み式反射型ライトバル
ブを採用してもよいことは、勿論である。

【００３５】ライトバルブ１２Ｂによって変調されてこ
れを射出したＢ光の変調光（当該変調光には、選択した
箇所のＰ偏光光（信号光）と選択されていない箇所のＳ
偏光光とが混ざっている。）は、偏光ビームスプリッタ
１１Ｂに再度入射され、当該偏光ビームスプリッタ１１
Ｂにて検光される。すなわち、Ｂ光の変調光のうちのＰ
偏光光のみが当該偏光ビームスプリッタ１１Ｂの偏光分
離部を透過し（つまり、検光され）、Ｂ光の変調光のう
ちのＳ偏光光は偏光ビームスプリッタ１１Ｂの偏光分離
部にて反射されて光源方向へ戻って廃棄される。偏光ビ
ームスプリッタ１１Ｂの偏光分離部を透過したＢ光の検
光光（Ｐ偏光光）は、当該偏光ビームスプリッタ１１Ｂ
の射出面に配置された１／２波長板１５Ｂを経由してＳ
偏光光に変換され、色合成光学系としてのクロスダイク
ロイックプリズム１３に入射される。

【００３６】ライトバルブ１２Ｇによって変調されてこ
れを射出したＧ光の変調光（当該変調光には、選択した
箇所のＰ偏光光（信号光）と選択されていない箇所のＳ
偏光光とが混ざっている。）は、偏光ビームスプリッタ
１１Ｇに再度入射され、当該偏光ビームスプリッタ１１
Ｇにて検光される。すなわち、Ｇ光の変調光のうちのＰ
偏光光のみが当該偏光ビームスプリッタ１１Ｇの偏光分
離部を透過し（つまり、検光され）、Ｇ光の変調光のう
ちのＳ偏光光は偏光ビームスプリッタ１１Ｇの偏光分離
部にて反射されて光源方向へ戻って廃棄される。偏光ビ
ームスプリッタ１１Ｇの偏光分離部を透過したＧ光の検
光光（Ｐ偏光光）は、そのままクロスダイクロイックプ
リズム１３に入射される。

【００３７】ライトバルブ１２Ｒによって変調されてこ
れを射出したＲ光の変調光（当該変調光には、選択した
箇所のＳ偏光光（信号光）と選択されていない箇所のＰ
偏光光とが混ざっている。）は、偏光ビームスプリッタ
１１Ｒに再度入射され、当該偏光ビームスプリッタ１１
Ｒにて検光される。すなわち、Ｒ光の変調光のうちのＳ
偏光光のみが当該偏光ビームスプリッタ１１Ｇの偏光分
離部にて反射され（つまり、検光され）、Ｒ光の変調光
のうちのＰ偏光光は偏光ビームスプリッタ１１Ｇの偏光
分離部を透過して光源方向へ戻って廃棄される。偏光ビ
ームスプリッタ１１Ｒの偏光分離部にて反射されたＲ光
の検光光（Ｓ偏光光）は、射出面に配置した１／２波長
位相板１５ＲにてＳ偏光光に変換されてクロスダイクロ
イックプリズム１３にされる。

【００３８】クロスダイクロイックプリズム１３は、同
一の屈折率を有する４個の直角二等辺三角形プリズムで
あって、所定の斜面に誘電体多層膜からなるＲ光反射ダ
イクロイック膜１３Ｒ又はＢ光反射ダイクロイック膜１
３Ｂが形成された４個の直角二等辺三角形プリズムを、
それらの直角部を合わせるようにして、前記Ｒ光反射ダ
イクロイック膜１３ＲとＢ光反射ダイクロイック膜１３
ＢとがＸ型に互いに直交するように、接着剤で貼り合わ
せて組み合わせた構造を有している。クロスダイクロイ
ックプリズム１３に入射されたＲ光及びＢ光の検光光は
ダイクロイック膜１３Ｂ，１３Ｒによってそれぞれ反射
され、クロスダイクロイックプリズム１３に入射された
Ｇ光の検光光はダイクロイック膜１３Ｂ，１３Ｒを透過
し、いずれの検光光も同じ光軸方向（図１中の左方向）
に進行して当該クロスダイクロイックプリズム１３から
射出される。以上により、各色の検光光が色合成され
る。

【００３９】この色合成された光は、投射レンズ１４に
入射され、図示しないスクリーン上にカラー投射像とし
て投射される。

【００４０】以上が本実施の形態による投射型表示装置
の基本構成である。

【００４１】次に、本実施の形態における色分解合成光
学系である前記クロスダイクロイックミラー（すなわ
ち、ダイクロイックミラー５，６）及びダイクロイック
ミラー９のダイクロイック特性の一例と、それによって
達成される色分解について、図２を参照して詳細に説明
する。

【００４２】図２（ａ）は、Ｂ光反射ダイクロイックミ
ラー５の特性を模式的に（定性的に）示す図であり、そ
の縦軸は透過率、横軸は波長を示し、点線はＳ偏光光に
関するダイクロイック特性、実線はＰ偏光光に関するダ
イクロイック特性を示している。なお、実際のダイクロ
イック特性では、所定波長においてノイズのように透過
と反射とが反転したりすることがあるが、このような部
分は図２（ａ）では省略している（後述する図２（ｂ）
（ｃ）、図４（ａ）〜（ｃ）及び図６（ａ）（ｂ）につ
いても同様。）。図２（ａ）に示すように、ダイクロイ
ックミラー５では、Ｐ偏光光の透過率の立ち上がり波長
は、Ｓ偏光光の透過率の立ち上がり波長に対して短波長
側にずれている。

【００４３】図２（ｂ）はＲ光及びＧ光反射ダイクロイ
ックミラー６の特性を模式的に示す図であり、その縦軸
は透過率、横軸は波長を示し、点線はＳ偏光光に関する
ダイクロイック特性、実線はＰ偏光光に関するダイクロ
イック特性を示している。図２（ｂ）に示すように、ダ
イクロイックミラー６では、Ｐ偏光光の透過率の立ち下
がり波長は、Ｓ偏光光の透過率の立ち下がり波長に対し
て長波長側にずれている。

【００４４】本実施の形態においては、ダイクロイック
ミラー５，６は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、ダイ
クロイックミラー５の法線と光軸とで定義されるＳ偏光
光に関する当該ダイクロイックミラー５の透過率がその
立ち下がりにおいて略５０％となる波長と、ダイクロイ
ックミラー６の法線と光軸とで定義されるＳ偏光光に関
する当該ダイクロイックミラー６の透過率が略５０％と
なる波長とが一致するように、設計作製されている。も
っとも、本発明では、両者を必ずしも略一致させる必要
はない。

【００４５】図２（ｃ）は、Ｇ光反射ダイクロイックミ
ラー９の特性を模式的に示す図であり、その縦軸は透過
率、横軸は波長を示し、点線はＳ偏光光に関するダイク
ロイック特性、実線はＰ偏光光に関するダイクロイック
特性を示している。図２（ｃ）に示すように、ダイクロ
イックミラー９では、ダイクロイックミラー５と同様
に、Ｐ偏光光の透過率の立ち上がり波長は、Ｓ偏光光の
透過率の立ち上がり波長に対して短波長側にずれてい
る。

【００４６】図２（ｄ）〜（ｎ）は、後述のそれぞれ指
定する位置における光の、光量と波長との関係を模式的
に示す。図２（ｄ）〜（ｎ）において、縦軸は光量、横
軸は波長を示している（後述する図４（ｄ）〜（ｎ）及
び図（ｃ）〜（ｆ）についても同様。）。

【００４７】図２（ｄ）は、ダイクロイックミラー５を
透過した光の、Ｐ偏光成分の光量と波長との関係（図中
の実線）及びＳ偏光成分の光量と波長との関係（図中の
破線）を示す。この関係は、図２（ａ）に示すダイクロ
イックミラー５の特性に従って得られたものである。

【００４８】図２（ｅ）は、ダイクロイックミラー５に
よって反射された光の、Ｐ偏光成分の光量と波長との関
係（図中の実線）及びＳ偏光成分の光量と波長との関係
（図中の破線）を示す。この関係は、図２（ａ）に示す
ダイクロイックミラー５の特性に従って得られたもので
ある。

【００４９】図２（ｆ）は、ダイクロイックミラー６を
透過した光の、Ｐ偏光成分の光量と波長との関係（図中
の実線）及びＳ偏光成分の光量と波長との関係（図中の
破線）を示す。この関係は、図２（ｂ）に示すダイクロ
イックミラー６の特性に従って得られたものである。

【００５０】図２（ｇ）は、ダイクロイックミラー６に
よって反射された光の、Ｐ偏光成分の光量と波長との関
係（図中の実線）及びＳ偏光成分の光量と波長との関係
（図中の破線）を示す。この関係は、図２（ｂ）に示す
ダイクロイックミラー６の特性に従って得られたもので
ある。

【００５１】図１に示すクロスダイクロイックミラーが
Ｂ光反射ダイクロイックミラー５とＲ光及びＧ光反射ダ
イクロイックミラー６とをＸ型に配置した構造を有して
いるために、当該クロスダイクロイックミラーから射出
されるＢ光は、（ｉ）最初にＢ光ダイクロイックミラー
５によって反射された後にＲ光及びＧ光反射ダイクロイ
ックミラー６を透過する光と、（ｋ）最初にＲ光及びＧ
光反射ダイクロイックミラー６を透過した後にＢ光反射
ダイクロイックミラー５によって反射される光とにより
形成される。

【００５２】一方、当該クロスダイクロイックミラーか
ら射出されるＲ光及びＧ光の混合光は、（ｈ）最初にＢ
光反射ダイクロイックミラー５を透過した後にＲ光及び
Ｇ光反射ダイクロイックミラー６によって反射される光
と、（ｊ）最初にＲ光及びＧ光反射ダイクロイックミラ
ー６によって反射された後にＢ光反射ダイクロイックミ
ラー５を透過する光とにより形成される。

【００５３】図２（ｈ）は、最初にダイクロイックミラ
ー５を透過した後にダイクロイックミラー６によって反
射された光の、Ｐ偏光成分の光量と波長との関係（図中
の実線）及びＳ偏光成分の光量と波長との関係（図中の
破線）を示す。

【００５４】図２（ｉ）は、最初にダイクロイックミラ
ー５によって反射された後にダイクロイックミラー６を
透過した光の、Ｐ偏光成分の光量と波長との関係（図中
の実線）及びＳ偏光成分の光量と波長との関係（図中の
破線）を示す。

【００５５】図２（ｊ）は、最初にダイクロイックミラ
ー６によって反射された後にダイクロイックミラー５を
透過した光の、Ｐ偏光成分の光量と波長との関係（図中
の実線）及びＳ偏光成分の光量と波長との関係（図中の
破線）を示す。

【００５６】図２（ｋ）は、最初にダイクロイックミラ
ー６を透過した後にダイクロイックミラー５によって反
射された光の、Ｐ偏光成分の光量と波長との関係（図中
の実線）及びＳ偏光成分の光量と波長との関係（図中の
破線）を示す。

【００５７】図２（ｉ）（ｋ）から、クロスダイクロイ
ックミラー（ダイクロイックミラー５，６）によって色
分解されたＢ光は、Ｂ光領域の長波長側にＰ偏光光より
Ｓ偏光光を多く含むことがわかる。

【００５８】また、図２（ｈ）（ｊ）から、クロスダイ
クロイックミラー（ダイクロイックミラー５，６）によ
って色分解されたＲ光及びＧ光の混合光も、同様に、Ｐ
偏光光よりもＳ偏光光を多く含むことがわかる。

【００５９】図２（ｃ）に示す特性を有するダイクロイ
ックミラー９によって、図２（ｈ）（ｊ）に示すＲ光及
びＧ光の混合光は、Ｒ光とＧ光とに色分解される。

【００６０】図２（ｌ）は、ダイクロイックミラー９に
よって反射されることにより当該ダイクロイックミラー
９によって色分解されたＧ光の、Ｐ偏光成分の光量と波
長との関係（図中の実線）及びＳ偏光成分の光量と波長
との関係（図中の破線）を示す。この図２（ｌ）から、
当該Ｇ光は、Ｇ光波長域の短波長側及び長波長側の両側
にＰ偏光光よりＳ偏光光を多く含むことがわかる。

【００６１】図２（ｍ）は、ダイクロイックミラー９を
透過することにより当該ダイクロイックミラー９によっ
て色分解されたＲ光の、Ｐ偏光成分の光量と波長との関
係（図中の実線）及びＳ偏光成分の光量と波長との関係
（図中の破線）を示す。この図２（ｍ）から、当該Ｒ光
は、Ｒ光波長域の短波長側にＳ偏光光よりＰ偏光光を多
く含むことがわかる。

【００６２】なお、Ｒ光は１／２波長位相板１６を経由
するため、図２（ｎ）に示す特性となり、Ｒ光の短波長
側にＳ偏光光に変換される。以上説明したように、前記
色分解光学系５，６，９により色分解されたＢ光は図２
（ｉ）（ｋ）に示す特性を有し、前記色分解光学系５，
６，９により色分解されたＧ光は図２（ｌ）に示す特性
を有し、前記色分解光学系５，６，９により色分解され
たＲ光は図２（ｎ）に示す特性を有しているため、Ｂ光
についてはＳ偏光光をライトバルブ１２Ｂに入射させ、
Ｇ光についてはＳ偏光光をライトバルブ１２Ｇに入射さ
せ、Ｒ光についてはＰ偏光光をライトバルブ１２Ｒに入
射させると、各色光について最も明るい光を各ライトバ
ルブ１２Ｂ，１２Ｇ，１２Ｒにそれぞれ入射させること
ができ、ひいては、最も明るい投射像を得ることができ
る。

【００６３】したがって、本実施の形態では、図１を参
照して既に説明したように、偏光ビームスプリッタ１１
Ｂ，１１Ｇ，１１Ｒをそれぞれ経由して、ライトバルブ
１２Ｂ，１２Ｇ，１２ＲにそれぞれＢ光のＳ偏光光、Ｇ
光のＳ偏光光及びＲ光のＰ偏光光を入射させているの
で、最も明るい高輝度の投射像を得ることができるので
ある。

【００６４】なお、各色光用ライトバルブ１２Ｒ，１２
Ｇ，１２Ｂを射出した各色光の変調光のうちの、各色光
用偏光ビームスプリッタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂによっ
て検光された検光光は、色合成用クロスダイクロイック
プリズム１３に入射されて色合成されるわけであるが、
図１を参照して既に説明したように（すなわち、本実施
の形態のように）、Ｂ光の検光光及びＲ光の検光光は、
ダイクロイックプリズム１３のダイクロイック膜１３
Ｒ，１３Ｂの面に対してＳ偏光光として入射させ、Ｇ光
の検光光は、ダイクロイック膜１３Ｒ，１３Ｂの面に対
してＰ偏光光として入射させることが、投射光の光量を
増加させる上で望ましい。なぜなら、ダイクロイック膜
１３Ｒ，１３Ｂの面に対しては、反射光に関してはＳ偏
光光の方が反射波長幅が広くなり、透過光に関してはＰ
偏光光の方が透過波長幅が広くなるためである。

【００６５】以上述べた本実施の形態の説明において
は、Ｐ偏光及びＳ偏光の振動方向は前記クロスダイクロ
イックミラー（ダイクロイックミラー５，６）、ダイク
ロイックミラー９及び各色光用偏光ビームスプリッタ１
１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの偏光分離膜の面に対して定義し
ていたが、図１に示す本実施の形態よる投射型表示装置
においては、前記ダイクロイックミラー５，６，９の面
及び偏光ビームスプリッタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの偏
光分離面が全て図１の紙面と垂直になっているととも
に、光軸は全て図１の紙面内に含まれているので、前記
Ｓ偏光及びＰ偏光の定義は、クロスダイクロイックミラ
ー（ダイクロイックミラー５，６）に関してもダイクロ
イックミラー９に関しても全て共通に扱うことができ
る。

【００６６】しかしながら、本実施の形態の構成の場合
は勿論、所定の面に対してクロスダイクロイックプリズ
ム（ダイクロイックミラー５，６）及びダイクロイック
ミラー９の全てが垂直に配置されていないような構成と
した場合には、Ｓ偏光及びＰ偏光の定義は以下のように
言い換えることができる。

【００６７】つまり、前記クロスダイクロイックミラー
にて色分解されたＢ光（第１の色光）に関しては、当該
クロスダイクロイックミラーを構成するダイクロイック
ミラー５，６の法線と光軸とがなす平面に対して垂直な
振動方向（Ｓ方向）を有する偏光光をＢ光用偏光分離ス
プリッタ１１Ｂにて偏光分離してＢ光用ライトバルブ１
２Ｂに入射させ、ダイクロイックミラー９にて色分解さ
れたＧ光（第２の色光）及びＲ光（第３の色光）に関し
ては、ダイクロイックミラー９を反射したＧ光について
は、当該ダイクロイックミラー９の法線と光軸がなす面
に垂直な方向の振動方向を有する偏光光（Ｓ偏光光）を
Ｇ光用偏光ビームスプリッタ１１Ｇにて偏光分離してＧ
光用ライトバルブ１２Ｇに入射させ、ダイクロイックミ
ラー９を透過したＲ光（第３の色光）については、当該
ダイクロイックミラー９の法線と光軸とがなす平面に平
行な方向の振動方向を有する偏光光（Ｐ偏光光）を１／
２波長位相板１６により前記平面に垂直な方向の振動方
向を有する偏光光（Ｓ偏光）に変換されて Ｒ光用偏光
ビームスプリッタ１１Ｒにて偏光分離してＲ光用ライト
バルブ１２Ｒに入射させること、と言い換えることがで
きる。

【００６８】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
の実施の形態による投射型表示装置について、図３及び
図４を参照して説明する。

【００６９】図３は、本発明の第２の実施の形態による
投射型表示装置を示す概略構成図である。図４は本実施
の形態に関するもので、前記図２に対応する図である。
図３において、図１中の要素と同一又は対応する要素に
は同一符号を付し、その重複した説明は省略する。

【００７０】本実施の形態による投射型表示装置が前記
図１及び図２に示す第１の実施の形態による投射型表示
装置と異なる所は、以下の２つの点のみである。

【００７１】第１の点は、本実施の形態では、図３に示
すように、１／２波長位相板１６を経たＢ光が偏光ビー
ムスプリッタ１１Ｂの偏光分離部によって反射されて偏
光分離されたＳ偏光光が当該ライトバルブ１２Ｂに入射
されるように、Ｂ光用ライトバルブ１２Ｂの配置が変更
されていることである。

【００７２】第２の点は、前記第１の実施の形態では、
クロスダイクロイックミラーを構成するダイクロイック
ミラー５，６が、図２（ａ）（ｂ）に示すように、ダイ
クロイックミラー５の法線と光軸とで定義されるＳ偏光
光に関する当該ダイクロイックミラー５の透過率がその
立ち下がりにおいて略５０％となる波長と、ダイクロイ
ックミラー６の法線と光軸とで定義されるＳ偏光光に関
する当該ダイクロイックミラー６の透過率が略５０％と
なる波長とが一致するように、設計作製されていたのに
対し、本実施の形態では、クロスダイクロイックミラー
を構成するダイクロイックミラー５，６が、図４（ａ）
（ｂ）に示すように、ダイクロイックミラー５の法線と
光軸とで定義されるＰ偏光光に関する当該ダイクロイッ
クミラー５の透過率がその立ち下がりにおいて略５０％
となる波長と、ダイクロイックミラー６の法線と光軸と
で定義されるＰ偏光光に関する当該ダイクロイックミラ
ー６の透過率が略５０％となる波長とが一致するよう
に、設計作製されていることである。

【００７３】図４（ａ）〜（ｎ）は、それぞれ図２
（ａ）〜（ｎ）に対応している。図４（ｄ）〜（ｏ）
は、前述のＰ偏光光に関する波長一致を考慮した特性表
示となっている。なお、図４（ｏ）は１／２波長位相板
１６を経た偏光ビームスプリッタ１１Ｂに入射するＢ光
を示している。

【００７４】これら特性を考慮に入れた当該クロスダイ
クロイックミラー（ダイクロイックミラー５，６）によ
って色分解されたＢ光が図４（ｉ）（ｋ）に、Ｒ光及び
Ｇ光の混合光が図４（ｈ）（ｊ）にそれぞれ示されてい
る。図２の場合と異なっているのは、Ｂ光も、Ｒ光及び
Ｇ光の混合光も共に、Ｓ偏光光よりもＰ偏光光を多く含
んでいることである。このため、Ｂ光に関しては、Ｐ偏
光光を利用し当該光をＳ偏光に変換し、偏光分離してラ
イトバルブ１２Ｂに入射させるのが光量の点で有利であ
る。

【００７５】ダイクロイックミラー９によって分解され
たＧ光とＲ光はそれぞれ図４（ｌ）（ｍ）に示されてい
る。Ｇ光については、図４（ｌ）に示すように、図２
（ｌ）の場合と異なりＰ偏光波長領域がＳ偏光波長領域
より短波長方向に移動した特性となっている。このた
め、Ｇ光については、Ｓ偏光光又はＰ偏光光のいずれを
偏光分離してライトバルブ１２Ｇへ入射させても光量的
には差異は発生しない。Ｒ光に関しては、図４（ｍ）、
（ｎ）からわかるように、Ｐ偏光光を利用し当該光をＳ
偏光光に変換し、１／２波長位相板１５でＳ偏光に変換
し偏光分離してライトバルブ１２Ｂに入射させるのが光
量の点で有利である。さらに、Ｂ光に関しては、図４
（ｋ）、（ｏ）からわかるように、Ｐ偏光を１／２波長
位相板１６でＳ偏光に変換し、当該光を偏光分離してラ
イトバルブに入射させるのが有利である。

【００７６】以上の説明からわかるように、本実施の形
態では、偏光ビームスプリッタ１１Ｂ，１１Ｇ，１１Ｒ
をそれぞれ経由して、ライトバルブ１２Ｂ，１２Ｒにそ
れぞれＢ光の色分離後のＰ偏光光及びＲ光の色分離後の
Ｐ偏光光をそれぞれ１／２波長位相板にてＳ偏光に変換
して入射させていることから、前記第１の実施の形態に
比べればＧ光に関して光量が劣るものの、前述した従来
の投射型表示装置と同様に全てのライトバルブ１２Ｒ，
１２Ｇ，１２Ｂに各色光のＳ偏光光を入射させる場合に
比べて、明るい高輝度の投射像を得ることができる。

【００７７】（第３の実施の形態）次に、本発明の第３
の実施の形態による投射型表示装置について、図５及び
図６を参照して説明する。

【００７８】図５は、本発明の第３の実施の形態による
投射型表示装置を示す概略構成図である。図５におい
て、図１中の要素と同一又は対応する要素には同一符号
を付している。

【００７９】前記第１及び第２の実施の形態による投射
型表示装置においては、色分解光学系が１個のクロスダ
イクロイックミラー（ダイクロイックミラー５，６）と
１枚のダイクロイックミラー９とから構成されていたの
に対し、本実施の形態においては、色分解光学系が２枚
のダイクロイックミラー６’，９から構成されている。

【００８０】本実施の形態による投射型表示装置では、
図示しない光源から射出された光源光は、Ｂ光を透過さ
せるとともにＲ光及びＧ光の混合光を反射する特性を有
するダイクロイックミラー６’に入射され、当該ミラー
６’によって、当該ミラー６’を透過して進行するＢ光
と、当該ミラー６’にて反射されて光軸を直角に変えて
進行するＲ光及びＧ光の混合光とに色分解される。

【００８１】ダイクロイックミラー６’によって色分解
されたＢ光は、折り曲げミラー８によって光軸を直角方
向に変えて進行し、１／２波長位相板１６を経てＢ光用
偏光ビームスプリッタ１１Ｂに入射される。

【００８２】前記ダイクロイックミラー６’によって色
分解されたＲ光及びＧ光の混合光は、ミラー６’と平行
に配置されたダイクロイックミラー９に入射される。本
実施の形態では、前記第１及び第２の実施の形態と同様
に、ダイクロイックミラー９は、前記混合光のうちのＧ
光を反射させて光軸の方向を直角に変えて進行させると
ともに、前記混合光のうちのＲ光を透過させることによ
って、前記混合光をＧ光とＲ光とに色分解する。

【００８３】ダイクロイックミラー９によって色分解さ
れたＲ光は、１／２波長位相板１５を経て Ｒ光用偏光
ビームスプリッタ１１Ｒに入射される。また、ダイクロ
イックミラー９によって色分解されたＧ光は、Ｇ光用偏
光ビームスプリッタ１１Ｇに入射される。

【００８４】以上のように、２枚のダイクロイックミラ
ー６’，９によって、光源光はＲ光、Ｇ光、Ｂ光の３つ
の色光に色分解される。

【００８５】各色光用偏光ビームスプリッタ１１Ｂ，１
１Ｇ，１１Ｒに入射された各色光は、各偏光ビームスプ
リッタ１１Ｂ，１１Ｇ，１１Ｒの偏光分離部によって、
当該偏光分離部にて反射されるＳ偏光光と、当該偏光分
離部を透過するＰ偏光光とに偏光分離される。

【００８６】偏光ビームスプリッタ１１Ｂに入射された
Ｂ光は、当該偏光ビームスプリッタ１１Ｂの偏光分離部
によって反射されるＳ偏光光と、当該偏光分離部を透過
するＰ偏光光とに偏光分離される。この偏光分離された
Ｂ光のＰ偏光光がＢ光用反射型液晶ライトバルブ１２Ｂ
に入射され、偏光分離されたＢ光のＳ偏光光は廃棄され
る。

【００８７】偏光ビームスプリッタ１１Ｇに入射された
Ｇ光は、当該偏光ビームスプリッタ１１Ｇの偏光分離部
によって反射されるＳ偏光光と、当該偏光分離部を透過
するＰ偏光光とに偏光分離される。この偏光分離された
Ｇ光のＳ偏光光がＧ光用反射型液晶ライトバルブ１２Ｇ
に入射され、偏光分離されたＧ光のＰ偏光光は廃棄され
る。

【００８８】偏光ビームスプリッタ１１Ｒに入射された
Ｒ光は、当該偏光ビームスプリッタ１１Ｒの偏光分離部
によって反射されるＳ偏光光と、当該偏光分離部を透過
するＰ偏光光とに偏光分離される。この偏光分離された
Ｒ光のＳ偏光光がＲ光用反射型液晶ライトバルブ１２Ｒ
に入射され、偏光分離されたＲ光のＰ偏光光は廃棄され
る。

【００８９】ライトバルブ１２Ｂ，１２Ｒによって変調
されたＢ光の変調光及びＲ光の変調光は、偏光ビームス
プリッタ１１Ｂ，１１Ｒにそれぞれ再度入射され、当該
偏光ビームスプリッタ１１Ｂ，１１Ｒにて検光される。
すなわち、Ｂ光の変調光のうちのＰ偏光光（信号光）及
びＲ光の変調光のうちのＰ偏光光のみが当該偏光ビーム
スプリッタ１１Ｂ，１１Ｒの偏光分離部にてそれぞれ透
過され（つまり、検光され）、Ｂ光及びＲ光の変調光の
うちのＳ偏光光は偏光ビームスプリッタ１１Ｂ，１１Ｒ
の偏光分離部にてそれぞれ反射されて光源方向へ戻って
廃棄される。

【００９０】ライトバルブ１２Ｇによって変調されたＧ
光の変調光は、偏光ビームスプリッタ１１Ｇに再度入射
され、当該偏光ビームスプリッタ１１Ｇにて検光され
る。すなわち、Ｇ光の変調光のうちのＰ偏光光（信号
光）のみが当該偏光ビームスプリッタ１１Ｇの偏光分離
部を透過し（つまり、検光され）、Ｇ光の変調光のうち
のＳ偏光光は偏光ビームスプリッタ１１Ｇの偏光分離部
にて反射されて光源方向へ戻って廃棄される。

【００９１】Ｂ光の検光光光（Ｐ偏光光）及びＲ光の検
光光（Ｐ偏光）はそれぞれ１／２波長位相板１５Ｂ、１
５Ｒを経てＳ偏光に変換され、Ｇ光の検光光（Ｐ偏光
光）とともにクロスダイクロイックプリズム１３に入射
され、当該クロスダイクロイックプリズム１３にて色合
成され、この色合成された光は、投射レンズ１４に入射
され、図示しないスクリーン上にカラー投射像として投
射される。

【００９２】以上が本実施の形態による投射型表示装置
の基本構成である。

【００９３】次に、本実施の形態における色分解合成光
学系である２枚のダイクロイックミラー６’，９のダイ
クロイック特性の一例と、それによって達成される色分
解について、図６を参照して説明する。

【００９４】図６（ａ）（ｂ）において、縦軸は透過率
を、横軸は波長を示している。図６（ｃ）〜（ｈ）にお
いて、縦軸は光量を、横軸は波長を示している。

【００９５】図６（ａ）は、ダイクロイックミラー６’
の特性を模式的に示す図であり、点線はＳ偏光光に関す
るダイクロイック特性、実線はＰ偏光光に関するダイク
ロイック特性を示している。図６（ａ）に示すように、
ダイクロイックミラー６’では、Ｐ偏光光の透過率の立
ち下がり波長は、Ｓ偏光光の透過率の立ち下がり波長に
対して長波長側にずれている。

【００９６】図６（ｂ）は、ダイクロイックミラー９の
特性を模式的に示す図であり、点線はＳ偏光光に関する
ダイクロイック特性、実線はＰ偏光光に関するダイクロ
イック特性を示している。図６（ｂ）に示すように、ダ
イクロイックミラー９では、Ｐ偏光光の透過率の立ち上
がり波長は、Ｓ偏光光の透過率の立ち上がり波長に対し
て短波長側にずれている。

【００９７】図６（ｃ）は、ダイクロイックミラー６’
を透過したＢ光の、Ｐ偏光成分の光量と波長との関係
（図中の実線）及びＳ偏光成分の光量と波長との関係
（図中の破線）を示す。この関係は、図６（ａ）に示す
ダイクロイックミラー６’の特性に従って得られたもの
である。図６（ｃ）から、ダイクロイックミラー６’に
よって色分解されたＢ光は、Ｂ光領域の長波長側にＳ偏
光光よりＰ偏光光を多く含むことがわかる。

【００９８】図６（ｄ）は、ダイクロイックミラー６’
によって反射されたＲ光及びＧ光の混合光の、Ｐ偏光成
分の光量と波長との関係（図中の実線）及びＳ偏光成分
の光量と波長との関係（図中の破線）を示す。この関係
も、図６（ａ）に示すダイクロイックミラー６’の特性
に従って得られたものである。

【００９９】図６（ｂ）に示す特性を有するダイクロイ
ックミラー９によって、図６（ｄ）に示すＲ光及びＧ光
の混合光は、Ｒ光とＧ光とに色分解される。

【０１００】図６（ｅ）は、ダイクロイックミラー９に
よって反射されることにより当該ダイクロイックミラー
９によって色分解されたＧ光の、Ｐ偏光成分の光量と波
長との関係（図中の実線）及びＳ偏光成分の光量と波長
との関係（図中の破線）を示す。この図２（ｌ）から、
当該Ｇ光は、Ｇ光波長域の短波長側及び長波長側の両側
にＰ偏光光よりＳ偏光光を多く含むことがわかる。

【０１０１】図６（ｆ）は、ダイクロイックミラー９を
透過することにより当該ダイクロイックミラー９によっ
て色分解されたＲ光の、Ｐ偏光成分の光量と波長との関
係（図中の実線）及びＳ偏光成分の光量と波長との関係
（図中の破線）を示す。この図６（ｆ）から、当該Ｒ光
は、Ｒ光波長域の短波長側にＳ偏光光よりＰ偏光光を多
く含むことがわかる。図６（ｈ）は（ｆ）のＲ光が１／
２波長位相板１５を経た特性を示し、Ｒ光の短波長側に
Ｓ偏光を多く含むことがわかる。

【０１０２】以上説明したように、前記色分解光学系
６’，９により色分解されたＢ光は図６（ｃ）に示す特
性を有し、前記色分解光学系６’，９により色分解され
たＧ光は図６（ｅ）に示す特性を有し、前記色分解光学
系６’，９により色分解されたＧ光は図６（ｆ）に示す
特性を有しているため、Ｂ光については図６（ｇ）のＳ
偏光光をライトバルブ１２Ｂに入射させ、Ｇ光について
はＳ偏光光をライトバルブ１２Ｇに入射させ、Ｒ光につ
いては図６（ｈ）のＳ偏光光をライトバルブ１２Ｒに入
射させると、各色光について最も明るい光を各ライトバ
ルブ１２Ｂ，１２Ｇ，１２Ｒにそれぞれ入射させること
ができ、ひいては、最も明るい投射像を得ることができ
る。

【０１０３】したがって、本実施の形態では、図５を参
照して既に説明したように、偏光ビームスプリッタ１１
Ｂ，１１Ｇ，１１Ｒをそれぞれ経由して、ライトバルブ
１２Ｂ，１２ＲにそれぞれＢ光及びＲ光の色分解系によ
るＰ偏光であって、それぞれ１／２波長位相板にて変換
されたＳ偏光光、Ｇ光のＳ偏光光を入射させているの
で、最も明るい高輝度の投射像を得ることができるので
ある。

【０１０４】なお、前記従来の投射型表示装置と同様に
構成すると、各ライトバルブ１２Ｂ，１２Ｇ，１２Ｒに
各色光の色分解系を射出したＳ偏光光をそれぞれ入射さ
せることになるが、本実施の形態によれば、このような
場合に比べて、格段に明るい高輝度の投射像を得ること
ができる。

【０１０５】以上、本発明の各実施の形態について説明
したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるもの
ではない。

【０１０６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光源の出力を増大させなくても高輝度化を達成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による投射型表示装
置を示す概略構成図である。

【図２】前記第１の実施の形態による投射型表示装置の
色分解に関する特性の一例を示す図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態による投射型表示装
置を示す概略構成図である。

【図４】前記第２の実施の形態による投射型表示装置の
色分解に関する特性の一例を示す図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態による投射型表示装
置を示す概略構成図である。

【図６】前記第３の実施の形態による投射型表示装置の
色分解に関する特性の一例を示す図である。

【図７】従来の投射型表示装置を示す概略構成図であ
る。

【符号の説明】

３ コールドミラー ５，６ クロスダイクロイックミラーを構成するミラー ７，８ 折り曲げミラー ６’，９ ダイクロイックミラー １１Ｂ，１１Ｇ，１１Ｒ 偏光ビームスプリッタ １２Ｂ，１２Ｇ，１２Ｒ 反射型ライトバルブ １３ クロスダイクロイックプリズム １３Ｂ，１３Ｒ ダイクロイック膜 １４ 投射レンズ １５，１５Ｂ，１５Ｒ，１６ １／２波長位相板

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｇ０２Ｆ 1/13 ５０５ Ｇ０２Ｆ 1/13 ５０５ ２Ｈ０９９ 1/1335 ５１５ 1/1335 ５１５ ５Ｃ０６０ Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｄ 33/12 33/12 Ｈ０４Ｎ 9/31 Ｈ０４Ｎ 9/31 Ｃ Ｆターム(参考） 2H042 CA08 CA14 CA17 2H048 GA09 GA12 GA61 2H049 BA06 BC22 2H088 EA14 EA15 EA16 HA08 HA13 HA20 KA04 KA18 MA06 2H091 FA05X FA10X FA10Z FA14Z GA13 LA18 MA07 2H099 AA12 BA09 CA01 DA05 5C060 BA03 BC05 BE05 DA05 GA01 GB06 HC01 HC21 JB06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの光を第１、第２及び第３の色
   光に色分解する色分解光学系と、 前記色分解光学系にて色分解された各色光をそれぞれ互
   いに異なる振動方向を有する２つの偏光光に偏光分離す
   る第１、第２及び第３の偏光分離光学系と、 前記第１、第２及び第３の偏光分離光学系によってそれ
   ぞれ偏光分離された各色光の一方の偏光光をそれぞれ変
   調する第１、第２及び第３のライトバルブと、 前記第１、第２及び第３のライトバルブによってそれぞ
   れ変調された各光をそれぞれ検光する第１、第２及び第
   ３の検光光学系と、 前記第１、第２及び第３の検光光学系によってそれぞれ
   検光された各光を色合成する色合成光学系と、 前記色合成光学系によって色合成された光を投射する投
   射光学系と、を備え、 前記第１の偏光分離光学系と前記第１の検光光学系とが
   同一の光学系で共用され、前記第２の偏光分離光学系と
   前記第２の検光光学系とが同一の光学系で共用され、前
   記第３の偏光分離光学系と前記第３の検光光学系とが同
   一の光学系で共用され、 前記色分解光学系は、前記第１の色光を反射させる特性
   を有する第１のダイクロイックミラーと前記第２及び第
   ３の色光の混合光を反射させる特性を有する第２のダイ
   クロイックミラーとがＸ型に配置されてなるクロスダイ
   クロイックミラーであって、前記光源からの光を前記第
   １の色光と前記第２及び第３の色光の混合光とに色分解
   するクロスダイクロイックミラーと、該クロスダイクロ
   イックミラーによって色分解された前記混合光のうちの
   前記第２の色光を反射させるとともに前記混合光のうち
   の前記第３の色光を透過させることによって、前記混合
   光を前記第２の色光と前記第３の色光とに色分解する第
   ３のダイクロイックミラーとから構成され、 前記第１の色光については、前記第１及び第２のダイク
   ロイクミラーの法線方向と光軸とで定義されるＳ方向に
   対応する振動方向を有する偏光光が、前記第１のライト
   バルブに入射し、 前記第２の色光については、前記第３のダイクロイクミ
   ラーの法線方向と光軸とで定義されるＳ方向に対応する
   振動方向を有する偏光光が、前記第２のライトバルブに
   入射され、 前記第３の色光については、前記第３のダイクロイクミ
   ラーの法線方向と光軸とで定義されるＰ方向に対応する
   振動方向を有する偏光光が、１／２波長位相板によりＳ
   方向の振動方向を有する偏光光に変換し、当該光を前記
   第３のライトバルブに入射されることを特徴とする投射
   型表示装置。
2. 【請求項２】 前記第１及び第２のダイクロイックミラ
   ーは、前記第１のダイクロイックミラーの法線と光軸と
   で定義されるＳ偏光光に関する当該第１のダイクロイッ
   クミラーの透過率がその立ち上がり又は立ち下がりにお
   いて略５０％となる波長と、前記第２のダイクロイック
   ミラーの法線と光軸とで定義されるＳ偏光光に関する当
   該第２のダイクロイックミラーの透過率がその立ち上が
   り又は立ち下がりにおいて略５０％となる波長とが、略
   一致する特性を有することを特徴とする請求項１記載の
   投射型表示装置。
3. 【請求項３】 光源からの光を第１、第２及び第３の色
   光に色分解する色分解光学系と、 前記色分解光学系にて色分解された各色光をそれぞれ互
   いに異なる振動方向を有する２つの偏光光に偏光分離す
   る第１、第２及び第３の偏光分離光学系と、 前記第１、第２及び第３の偏光分離光学系によってそれ
   ぞれ偏光分離された各色光の一方の偏光光をそれぞれ変
   調する第１、第２及び第３のライトバルブと、 前記第１、第２及び第３のライトバルブによってそれぞ
   れ変調された各光をそれぞれ検光する第１、第２及び第
   ３の検光光学系と、 前記第１、第２及び第３の検光光学系によってそれぞれ
   検光された各光を色合成する色合成光学系と、 前記色合成光学系によって色合成された光を投射する投
   射光学系と、を備え、 前記第１の偏光分離光学系と前記第１の検光光学系とが
   同一の光学系で共用され、前記第２の偏光分離光学系と
   前記第２の検光光学系とが同一の光学系で共用され、前
   記第３の偏光分離光学系と前記第３の検光光学系とが同
   一の光学系で共用され、 前記色分解光学系は、前記第１の色光を反射させる特性
   を有する第１のダイクロイックミラーと前記第２及び第
   ３の色光の混合光を反射させる特性を有する第２のダイ
   クロイックミラーとがＸ型に配置されてなるクロスダイ
   クロイックミラーであって、前記光源からの光を前記第
   １の色光と前記第２及び第３の色光の混合光とに色分解
   するクロスダイクロイックミラーと、該クロスダイクロ
   イックミラーによって色分解された前記混合光のうちの
   前記第２の色光を反射させるとともに前記混合光のうち
   の前記第３の色光を透過させることによって、前記混合
   光を前記第２の色光と前記第３の色光とに色分解する第
   ３のダイクロイックミラーとから構成され、 前記第１の色光については、前記第１及び第２のダイク
   ロイクミラーの法線方向と光軸とで定義されるＰ方向に
   対応する振動方向を有する偏光光が、１／２波長位相板
   により前記Ｐ方向と直交するＳ方向の振動方向を有する
   偏光光に変換され、当該光を前記第１のライトバルブに
   入射し、 前記第３の色光については、前記第３のダイクロイクミ
   ラーの法線方向と光軸とで定義されるＰ方向に対応する
   振動方向を有する偏光光が、１／２波長位相板により前
   記Ｐ方向に直交するＳ方向の振動方向を有する偏光光に
   変換し、当該光を前記第３のライトバルブに入射し、 前記第１及び第２のダイクロイックミラーは、前記第１
   のダイクロイックミラーの法線と光軸とで定義されるＰ
   偏光光に関する当該第１のダイクロイックミラーの透過
   率がその立ち上がり又は立ち下がりにおいて略５０％と
   なる波長と、前記第２のダイクロイックミラーの法線と
   光軸とで定義されるＰ偏光光に関する当該第２のダイク
   ロイックミラーの透過率がその立ち上がり又は立ち下が
   りにおいて略５０％となる波長とが、略一致する特性を
   有することを特徴とする投射型表示装置。
4. 【請求項４】 光源からの光を第１、第２及び第３の色
   光に色分解する色分解光学系と、 前記色分解光学系にて色分解された各色光をそれぞれ互
   いに異なる振動方向を有する２つの偏光光に偏光分離す
   る第１、第２及び第３の偏光分離光学系と、 前記第１、第２及び第３の偏光分離光学系によってそれ
   ぞれ偏光分離された各色光の一方の偏光光をそれぞれ変
   調する第１、第２及び第３のライトバルブと、 前記第１、第２及び第３のライトバルブによってそれぞ
   れ変調された各光をそれぞれ検光する第１、第２及び第
   ３の検光光学系と、 前記第１、第２及び第３の検光光学系によってそれぞれ
   検光された各光を色合成する色合成光学系と、 前記色合成光学系によって色合成された光を投射する投
   射光学系と、を備え、 前記第１の偏光分離光学系と前記第１の検光光学系とが
   同一の光学系で共用され、前記第２の偏光分離光学系と
   前記第２の検光光学系とが同一の光学系で共用され、前
   記第３の偏光分離光学系と前記第３の検光光学系とが同
   一の光学系で共用され、 前記前記色分解光学系は、前記光源からの光を前記第１
   の色光と前記第２及び第３の色光の混合光とに色分解す
   る第１のダイクロイックミラーと、該第１のダイクロイ
   ックミラーによって色分解された前記混合光を前記第２
   の色光と前記第３の色光とに色分解する第２のダイクロ
   イックミラーとから構成され、 前記第１、第２及び第３の色光のうち、前記第１のダイ
   クロイックミラー又は前記第２のダイクロイックミラー
   を透過してきた色光については、当該ダイクロイクミラ
   ーの法線方向と光軸とで定義されるＰ方向に対応する振
   動方向を有する偏光光が、１／２波長位相板により前記
   Ｐ方向と直交するＳ方向の振動方向を有する偏光光に変
   換され、当該光を対応するライトバルブに入射し、 前記第１、第２及び第３の色光のうち、前記第１のダイ
   クロイックミラーと前記第２のダイクロイックミラーに
   よって反射されてきた色光については、当該ダイクロイ
   クミラーの法線方向と光軸とで定義されるＳ方向に対応
   する振動方向を有する偏光光が、対応するライトバルブ
   に入射されることを特徴とする投射型表示装置。