JP2000347012A

JP2000347012A - 色分解プリズム、該プリズムを備える投射型表示装置及びカメラ

Info

Publication number: JP2000347012A
Application number: JP2000058899A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Sato; 正聡佐藤
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1999-03-26
Filing date: 2000-03-03
Publication date: 2000-12-15
Also published as: US6456447B1

Abstract

(57)【要約】【課題】色分解合成複合プリズムにおける空隙又は空間
を有するプリズム等の配置を改良し、レジストレーショ
ンずれの問題を排除した色分解複合プリズム等を提供す
ること。【解決手段】第１乃至第３プリズム３，４，５とから構
成され、ダイクロイック膜を用いて光源光をＲ光，Ｇ光
及びＢ光に色分解するための色分解合成複合プリズムに
おいて、前記第１プリズム３の第２面と前記第２プリズ
ム４の第１面と、及び前記第２プリズム４の第２面と前
記第３プリズム５の第１面とが接合面全面にわたって少
なくとも接着剤層を介して接合され、前記第１、第２及
び第３プリズムが一体化されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、白色光を赤色光、
緑色光、青色光（以下、各々「Ｒ光」、「Ｇ光」、「Ｂ
光」という。）の各色成分光に色分解、又はＲ光、Ｇ
光、Ｂ光を一つに合成するための色分解プリズム又は色
分解合成複合プリズム、及びＲ光、Ｇ光、Ｂ光用にそれ
ぞれ反射型ライトバルブを配置し、各ライトバルブに入
射した各色の偏光光を変調して射出し、各ライトバルブ
からの変調された各色光を色分解合成複合プリズムを介
して色合成させた後検光光学系にて検光して取り出し、
検光した光を投射レンズにて投射するフルカラーの投射
型表示装置、及び該プリズムを備えるカメラに関するも
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
許第２５０５７５８号公報に記載されたフルカラー投射
型表示装置が知られている。図９は上記公報の図１に開
示された投射型表示装置の構成図であって、以下これを
用いて従来例を説明する。

【０００３】光源２３から射出された光源光は、整形レ
ンズ２２を経て略平行光束に変換されて進行し、偏光ビ
ームスプリッタ２１に入射する。偏光ビームスプリッタ
２１に入射した光源光は、この偏光ビームスプリッタの
偏光分離部によって反射して進行するＳ偏光と、当該偏
光分離部を透過して進行するＰ偏光とに偏光分離され
る。前者のＳ偏光は偏光ビームスプリッタ２１を射出し
てプリズム１１Ａ、プリズム１１Ｂならびにプリズム１
１Ｃから構成される色分解合成複合プリズムに入射され
る。なお、この色分解合成複合プリズムは、プリズム１
１Ａの面１１ｅに形成されたＢ光を反射させ、かつＧ光
とＲ光を透過させる特性を有するダイクロイック膜と、
プリズム１１Ｂとプリズム１１Ｃの接合面に形成された
Ｒ光を反射し、かつＧ光を透過する特性を有するダイク
ロイック膜とを有している。また、プリズム１１Ａとプ
リズム１１Ｂとの間には空隙が形成されている。

【０００４】プリズム１１Ａに面１１ａから入射した光
は、プリズム１１Ａ中を進行し、面１１ｅに形成された
Ｂ光反射ダイクロイック膜に入射し、反射されるＢ光
と、この膜を透過して、空隙を経てプリズム１１Ｂに入
射するＲ光、Ｇ光の混合光とに色分解される。Ｂ光反射
ダイクロイック膜で反射されたＢ光は、プリズム１１Ａ
中を進行して面１１ａにて全反射を受け、さらに進行し
て射出面１１ｂから射出され、射出面近傍に配置された
Ｂ光用反射型ライトバルブ１２に入射される。一方、透
過したＲ光及びＧ光の混合光は、Ｒ光反射ダイクロイッ
ク膜に入射する。この膜で反射されたＲ光は、プリズム
１１Ｂ中を進行してプリズム１１Ｂの入射面にて全反射
されて進行し、射出面１１ｃから射出して射出面近傍に
配置されたＲ光用ライトバルブ１３に入射する。プリズ
ム１１Ｃ中に進行したＧ光は、そのまま進行してプリズ
ム１１Ｃ中に面１１ｄから射出され、射出面近傍に配置
されたＧ光用反射型ライトバルブ１４に入射される。

【０００５】各色用ライトバルブに入射したＳ偏光は、
各色の色信号によって変調作用を受け、所定部分がＰ偏
光に変換され、非変調光であるＳ偏光との混合光として
反射射出される。各色光用ライトバルブを射出した混合
光は、上述の光路を逆行し、プリズム１１Ａの面１１ａ
から色合成光として射出される。この色合成光を偏光ビ
ームスプリッタ２１に再入射させることにより、各色光
の変調光たるＰ偏光のみが偏光ビームスプリッタの透過
光として検光して取り出される。検光された色合成光
は、投射レンズ２４に入射させることでスクリーン２５
上にフルカラー投射像を形成する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
の投射型表示装置は、環境の変化、振動等によってＲ
光、Ｇ光及びＢ光の３個のライトバルブの画素がずれて
スクリーンに投射されてしまう、いわゆるレジストレー
ションのずれを生ずるという問題を有している。本発明
者は、上記投射型表示装置において発生するレジストレ
ーションのずれを研究し、その原因を追求した結果、プ
リズム１１Ａとプリズム１１Ｂとの空隙、及び偏光ビー
ムスプリッタ２１とプリズム１１Ａとの間の空間がレジ
ストレーションずれを発生させる原因であることを見い
だした。

【０００７】即ち、環境変化、例えば環境温度の変化や
振動等によって、前記空隙や空間を形成する複合プリズ
ムの各プリズム部材と偏光ビームスプリッタとの相対的
な位置関係が変化してしまい、その結果レジストレーシ
ョンずれの問題が発生することを見出した。

【０００８】本発明は、色分解プリズムにおける上記空
隙又は空間を有するプリズム等の配置を改良し、レジス
トレーションずれの問題を排除した色分解プリズムを提
供すること、さらに当該複合プリズムと偏光ビームスプ
リッタとを組み合わせて用い、レジストレーションずれ
の問題を排除した投射型表示装置を提供することを目的
とする。また、上記プリズムを用いてレジストレーショ
ンずれの問題を排除し、常に良好なコントラストの撮影
画像を得ることが出来るカメラを提供することを他の目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第１の発明は、光を入射する第１面３ａと、第１色
光（Ｂ光）を反射し第２色光（Ｒ光）を透過する第１色
反射ダイクロイック膜を有する第２面３ｂと、前記第１
色光（Ｂ光）を射出する第３面３ｃとが形成されている
第１プリズム３と、前記第１プリズム３の第２面３ｂを
透過した前記第２色光（Ｒ光）を透過する第１面４ａ
と、前記第２色光（Ｒ光）を反射する第２面４ｂと、前
記第２面４ｂを反射した後に前記第１面４ａを全反射し
た前記第２色光（Ｒ光）を射出する第３面４ｃとが形成
され、前記第１プリズム３に接着剤７によって一体的に
固定されている第２プリズム４と、前記第１プリズム３
の第２面３ｂと前記第２プリズム４の第１面４ａとの間
に配置され、前記第２プリズム４の第１面４ａにおける
全反射を可能にする全反射補助層８とを有することを特
徴とする色分解プリズムを提供する。

【００１０】また、好ましい態様では、第１の発明にお
いて前記全反射補助層８の屈折率は、前記第２プリズム
４の屈折率よりも低いことが望ましい。また、好ましい
態様では、第１の発明において前記全反射補助層８は、
前記第１プリズム３と前記第２プリズム４とを接着する
接着剤７であることが望ましい。また、好ましい態様で
は、第１の発明において前記第１プリズム３と前記第２
プリズム４を構成する硝材の光弾性常数の絶対値が、前
記第１色光（Ｂ光）及び前記第２色光（Ｒ光）の波長に
おいて１．５×１０^-8ｃｍ²／Ｎ以内であることが望ま
しい。

【００１１】また、第２の発明は、光を入射する第１面
３ａと、第１色光（Ｂ光）を反射し第２色光（Ｒ光）及
び第３色光（Ｇ光）を透過する第１色反射ダイクロイッ
ク膜を有する第２面３ｂと、前記第１色光Ｂを射出する
第３面３ｃとが形成されている第１プリズム３と、前記
第１プリズム３の第２面３ｂを透過した前記第２色光
（Ｒ光）及び前記第３色光（Ｇ光）を透過する第１面４
ａと、前記第２色光（Ｒ光）を反射し前記第３色光（Ｇ
光）を透過する第２色反射ダイクロイック膜を有する第
２面４ｂと、前記第２面４ｂを反射した後に前記第１面
４ａを全反射した前記第２色光（Ｒ光）を射出する第３
面４ｃが形成され、前記第１プリズム３に接着剤７によ
って一体的に固定されている第２プリズム４と、前記第
２プリズム４の第２面４ｂを透過した第３色光（Ｇ光）
を透過する第１面５ａと、前記第３色光（Ｇ光）を射出
する第２面５ｂとが形成され、前記第２プリズム４に接
着剤によって一体的に固定されている第３プリズム５と
を有することを特徴とする色分解プリズムを提供する。

【００１２】また、第３の発明は、光源１からの光を所
定の振動方向の偏光に変換する偏光装置２と、前記偏光
装置から出射された前記偏光を、第１色光（Ｂ光）と、
第２色光（Ｒ光）と、第３色光（Ｇ光）とに色分解する
色分解光学系３，４，５と、前記第１色光（Ｂ光）の振
動方向を、変調して反射する第１反射型ライトバルブ６
Ｂと、前記第２色光（Ｒ光）の振動方向を、変調して反
射する第２反射型ライトバルブ６Ｒと、前記第３色光
（Ｇ光）の振動方向を、変調して反射する第３反射型ラ
イトバルブ６Ｇと、前記第１反射型ライトバルブ６Ｂ、
前記第２反射型ライトバルブ６Ｒ、及び前記第３反射型
ライトバルブ６Ｇから出射される光を合成する色合成光
学系３，４，５と、前記色合成光学系３，４，５から出
射される光を検光する検光光学系２とを有し、前記色分
解光学系は、前記偏光装置２から出射された前記偏光を
入射する第１面３ａと、前記第１色光（Ｂ光）を反射し
前記第２色光（Ｒ光）及び前記第３色光（Ｇ光）を透過
する第１色反射ダイクロイック膜を有する第２面３ｂ
と、前記第１色光（Ｂ光）を射出する第３面３ｃとが形
成されている第１プリズム３と、前記第１プリズム３の
第２面３ｂを透過した前記第２色光（Ｒ光）及び前記第
３色光（Ｇ光）を透過する第１面４ａと、前記第２色光
（Ｒ光）を反射し前記第３色光（Ｇ光）を透過する第２
色反射ダイクロイック膜を有する第２面４ｂと、前記第
２面４ｂを反射した後に前記第１面４ａを全反射した前
記第２色光（Ｒ光）を射出する第３面４ｃが形成され、
前記第１プリズム３に接着剤７によつて一体的に固定さ
れている第２プリズム４と、前記第２プリズム４の第２
面４ｂを透過した前記第３色光（Ｇ光）を透過する第１
面５ａと、前記第３色光（Ｇ光）を射出する第２面５ｂ
とが形成されている第３プリズム５と、前記第１プリズ
ム３の第２面３ｂと前記第２プリズム４の第１面４ａと
の間に配置され、前記第２プリズム４の第１面４ａにお
ける全反射を可能にする全反射補助層８とを有すること
を特徴とする投射型表示装置を提供する。また、好まし
い態様では、第３の発明において前記全反射補助層８の
屈折率は、前記第２プリズム４の屈折率よりも低いこと
が望ましい。また、好ましい態様では、第３の発明にお
いて前記全反射補助層８は、前記第１プリズム３と前記
第２プリズム４とを接着する接着剤７であることが望ま
しい。また、好ましい態様では、第３の発明において前
記偏光装置２と前記第１プリズム３及び前記第２プリズ
ム４を構成する硝材の光弾性常数の絶対値が、前記第１
色光（Ｂ光）及び前記第２色光（Ｒ光）の波長において
１．５×１０^-8ｃｍ²／Ｎ以内であることが望ましい。
また、好ましい態様では、第３の発明において前記第１
プリズム３は前記偏光装置２に接着剤７によって一体的
に固定されており、前記偏光装置２と前記第１プリズム
３の第１面３ａとの間に配置され、前記第１プリズム３
の第１面３ａにおける全反射を可能にする第２全反射補
助層８を更に含むことが望ましい。また、好ましい態様
では、第３の発明において前記第２全反射補助層８の屈
折率は、前記第１プリズム３の屈折率よりも低いことが
望ましい。

【００１３】また、第４の発明は、光源１からの光を所
定の振動方向の偏光に変換する偏光装置２と、前記偏光
装置から出射された前記偏光を、第１色光（Ｂ光）と、
第２色光（Ｒ光）と、第３色光（Ｇ光）とに色分解する
色分解光学系３，４，５と、前記第１色光（Ｂ光）の振
動方向を、変調して反射する第１反射型ライトバルブ６
Ｂと、前記第２色光（Ｒ光）の振動方向を、変調して反
射する第２反射型ライトバルブ６Ｒと、前記第３色光
（Ｇ光）の振動方向を、変調して反射する第３反射型ラ
イトバルブ６Ｇと、前記第１反射型ライトバルブ６Ｂ、
前記第２反射型ライトバルブ６Ｒ、及び前記第３反射型
ライトバルブ６Ｇから出射される光を合成する色合成光
学系３，４，５と、前記色合成光学系から出射される光
を検光する検光光学系２とを有し、前記色分解光学系
３，４，５は、前記偏光装置２から出射された前記偏光
を入射する第１面３ａと、前記第１色光（Ｂ光）を反射
し前記第２色光（Ｒ光）及び前記第３色光（Ｇ光）を透
過する第１色反射ダイクロイック膜を有する第２面３ｂ
と、前記第１色光（Ｂ光）を射出する第３面３ｃとが形
成され、前記偏光装置２に接着剤７により一体的に固定
されている第１プリズム３と、前記第１プリズム３の第
２面３ｂを透過した前記第２色光（Ｒ光）及び前記第３
色光（Ｇ光）を透過する第１面４ａと、前記第２色光
（Ｒ光）を反射し前記第３色光（Ｇ光）を透過する第２
色反射ダイクロイック膜を有する第２面４ｂと、前記第
２面４ｂを反射した後に前記第１面４ａを全反射した前
記第２色光（Ｒ光）を射出する第３面４ｃが形成されて
いる第２プリズム４と、前記第２プリズム４の第２面４
ｂを透過した前記第３色光（Ｇ光）を透過する第１面５
ａと、前記第３色光（Ｇ光）を射出する第２面とが形成
されている第３プリズム５と、前記偏光装置２と前記第
１プリズム３の第１面３ａとの間に配置され、前記第１
プリズム３の第１面３ａにおける全反射を可能にする全
反射補助層８とを有することを特徴とする投射型表示装
置を提供する。

【００１４】また、第５の発明は、光源からの光を所定
の振動方向の偏光に変換する偏光装置２と、前記偏光装
置２から出射された前記偏光を入射する第１面３ａと、
第１色光（Ｂ光）を反射し第２色光（Ｒ光）及び第３色
光（Ｇ光）を透過する第１色反射ダイクロイック膜を有
する第２面３ｂと、前記第１色光（Ｂ光）を射出する第
３面３ｃとが形成され、前記偏光装置２に接着剤７によ
り一体的に固定されている第１プリズム３と、前記第１
プリズム３の第２面３ｂを透過した前記第２色光（Ｒ
光）及び前記第３色光（Ｇ光）を透過する第１面４ａ
と、前記第２色光（Ｒ光）を反射し前記第３色光（Ｇ
光）を透過する第２色反射ダイクロイック膜を有する第
２面４ｂと、前記第２面４ｂを反射した後に前記第１面
４ａを全反射した前記第２色光（Ｒ光）を射出する第３
面４ｃが形成され、前記第１プリズム３に接着剤７によ
り一体的に固定されている第２プリズム４と、前記第２
プリズム４の第２面４ｂを透過した前記第３色光（Ｇ
光）を透過する第１面５ａと、前記第３色光（Ｇ光）を
射出する第２面５ｂとが形成され、前記第２プリズム４
に接着剤により一体的に固定されている第３プリズム５
と、前記第１プリズム３から出射される前記第１色光
（Ｂ光）の振動方向を、変調して反射する第１反射型ラ
イトバルブ６Ｂと、前記第２プリズム４から出射される
前記第２色光（Ｒ光）の振動方向を、変調して反射する
第２反射型ライトバルブ６Ｒと、前記第３プリズム５か
ら出射される前記第３色光（Ｇ光）の振動方向を、変調
して反射する第３反射型ライトバルブ６Ｇと、前記第１
反射型ライトバルブ６Ｂ、前記第２反射型ライトバルブ
６Ｒ、及び前記第３反射型ライトバルブ６Ｇから出射さ
れる光を合成する色合成光学系３，４，５と、前記色合
成光学系３，４，５から出射される光を検光する検光光
学系２と、を有することを特徴とする投射型表示装置を
提供する。

【００１５】また、第６の発明は、被写体ＯＢの像を結
像する結像光学系１０１と、前記結像光学系１０１から
の光を入射する第１面１０３ａと、第１色光（Ｂ光）を
反射し第２色光（Ｒ光）を透過する第１色反射ダイクロ
イック膜を有する第２面１０３ｂと、前記第１色光（Ｂ
光）を射出する第３面１０３ｃとが形成されている第１
プリズム１０３と、前記第１プリズム１０３の第２面１
０３ｂを透過した前記第２色光（Ｒ光）を透過する第１
面１０４ａと、前記第２色光（Ｒ光）を反射する第２面
１０４ｂと、前記第２面１０４ｂを反射した後に前記第
１面１０４ａを全反射した前記第２色光（Ｒ光）を射出
する第３面１０４ｃとが形成され、前記第１プリズム１
０３に接着剤１０７によって一体的に固定されている第
２プリズム１０４と、前記第１プリズム１０３の第２面
１０３ｂと前記第２プリズム１０４の第１面１０４ａと
の間に配置され、前記第２プリズム１０４の第１面１０
４ａにおける全反射を可能にする全反射補助層１０８
と、前記結像光学系１０１の結像位置に配置され、前記
第１プリズム１０３を出射した前記第１色光（Ｂ光）に
対応する被写体像を撮像し、第１撮像信号を出力する第
１撮像素子１０６Ｂと、前記結像光学系１０１の結像位
置に配置され、前記第２プリズム１０４を出射した前記
第２色光（Ｒ光）に対応する被写体像を撮像し、第２撮
像信号を出力する第２撮像素子１０６Ｒと、を有するこ
とを特徴とするカメラを提供する。また、好ましい態様
では、第６の発明において前記全反射補助層１０８の屈
折率は、前記第２プリズム１０４の屈折率よりも低いこ
とが望ましい。また、好ましい態様では、第６の発明に
おいて前記全反射補助層１０８は、前記第１プリズム１
０３と第２プリズム１０４とを接着する接着剤１０７で
あることが望ましい。また、好ましい態様では、第６の
発明において前記第１撮像信号と前記第２撮像信号とに
基づいて画像信号を生成する画像信号生成回路１１０を
さらに有することが望ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の実施の形態について説明する。

【００１７】（第１実施形態）図１は第１実施形態にか
かる投射型表示装置の構成を示した図である。ランプ１
ａと放物面鏡の凹面鏡１ｂとで構成される光源１から射
出された略平行光束は紫外光及び赤外光カットフィルタ
ーＦを透過して偏光ビームスプリッタ２に入射し、Ｓ偏
光とＰ偏光とに偏光分離される。ここで、放物面鏡を使
用しない光源では、射出光源光は平行光束とならないた
めに整形光学系を用いて略平行光束に変換することが望
ましい。また、光源光束の入射する偏光ビームスプリッ
タ２は同一形状を有する直角２等辺三角柱プリズム２Ａ
とプリズム２Ｂとから構成され、プリズム２Ｂの底面に
は偏光分離膜が形成されており、当該膜面とプリズム２
Ａの底面とを光学用の接着剤により接着して固着一体化
されている。偏光ビームスプリッタ２に使用するプリズ
ム２Ａ，２Ｂのガラス材料については後述する。本実施
形態にかかる投射型表示装置では、Ｓ偏光は廃棄して使
用せず、Ｐ偏光を使用する構成としている。

【００１８】偏光ビームスプリッタ２を射出したＰ偏光
は、第１のプリズム３と第２のプリズム４と第３のプリ
ズム５とから構成される色分解合成複合プリズムに入射
する。プリズム３の面３ｂ（第２面）にはＢ光を反射
し、Ｒ光とＧ光とを透過させるＢ光反射ダイクロイック
膜が形成されている。また、プリズム４の面４ａ（第１
面）上には、Ｒ光とＧ光とを透過させ、所定入射角度の
光を全反射させる全反射補助層８が形成されている。そ
して、全反射補助層８とＢ光反射ダイクロイック膜とが
接合面全面にわたって接着剤層７を介して接合され、プ
リズム３とプリズム４とが一体化されている。

【００１９】図２は、プリズム３とプリズム４との接合
面を拡大して説明する図である。プリズム３の面３ｂに
は接着剤層７が形成され、プリズム４の面４ａにはＢ光
反射ダイクロイック膜と全反射補助層８が形成されてい
る。また、使用する接着剤は通常の光学用接着剤で良
い。この接着剤層７及び接着剤の説明は後述する。

【００２０】また、プリズム４の４ｂ面（第２面）とプ
リズム５の５ａ面（第１面）とは、面４ｂ上に形成した
Ｒ光反射ダイクロイック膜と面５ａとが光学用の接着剤
にて接着され、固着一体化される。

【００２１】次に、偏光ビームスプリッタ２を構成する
のプリズム２Ａ，２Ｂと、複合プリズムを構成するプリ
ズム３，４及び５に使用するガラス材料について説明す
る。本実施形態では、ビームスプリッタ２及びプリズム
３，４及び５を構成する硝材の光弾性常数の絶対値が、
該ビームスプリッタ等の内部を進行する光の波長におい
て１．５×１０^-8ｃｍ²／Ｎ以内であることが好まし
い。かかる特性の硝材を用いることで、プリズム内部に
発生する応力による複屈折量を極力抑えることができる
ので、プリズム中を進行する直線偏光の偏光状態を変化
させることがない。

【００２２】図３は、上記特性を有する７つのガラス材
料例を示す図であり、試料Ｎｏ．１〜７の硝材の組成及
び各試料の屈折率等の光学特性値を示している。また、
図４は、試料Ｎｏ．１〜７のガラス材料の光弾性常数を
略ゼロにする、即ち光弾性常数の絶対値が最小値となる
ときの光の波長と、そのときの値を決定するＰｂＯの含
有率との相関関係を示す図である。さらに、図５は、試
料Ｎｏ．１〜７のガラス材料の光弾性常数の波長依存性
を示す図である。図５から明らかなように、試料Ｎｏ．
１〜７の全てのガラス材料は、４００ｎｍ〜７００ｎｍ
の波長域において光弾性常数の絶対値が１．５×１０^-8
ｃｍ²／Ｎ以内であり、プリズム等を構成する硝材とし
て使用できることが理解できる。本実施形態では偏光ビ
ームスプリッタ２と複合プリズムを構成するプリズム
３，４，５とを試料Ｎｏ．６のガラス材料を用いて構成
している。なお、ガラス材料として通常使用されている
ＢＫ７材料（屈折率は１．５１９）の光弾性常数値は
２．７８×１０^-8ｃｍ²／Ｎである。従って、ＢＫ７材
料を用いるとプリズム等の中を光束が経由する際、ＢＫ
７材料が有する複屈折作用により光の偏光状態が変化し
てしまうので好ましくない。

【００２３】図１に戻り、偏光ビームスプリッタ２によ
って偏光分離されてプリズム３に面３ａ（第１面）側か
ら入射したＰ偏光は、そのまま進行して面３ｂ（第２
面）に形成されたＢ光反射ダイクロイック膜によって反
射されるＢ光と、そのまま進行して接着剤層７と全反射
補助層８とを経てプリズム４へ面４ａ（第１面）から入
射するＲ光及びＧ光とに色分解される。Ｂ光はそのまま
進行して面３ａ面（第１面）にて全反射され、さらに進
行して面３ｃ（第３面）から射出され、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６Ｂに入射す
る。

【００２４】一方、接着剤層７と全反射補助層８とを経
てプリズム４中に進行したＲ光及びＧ光は、そのまま進
行してプリズム４の面４ｂ（第２面）とプリズム５の面
５ａ(第１面)との接合面に到達する。面４ｂはＲ光反射
ダイクロイック膜を有しており、面４ｂと面５ａとは接
合面全体にわたって接着剤層を介して接合されプリズム
４とプリズム５とが一体化されている。そして、Ｒ反射
ダイクロイック膜によって反射されるＲ光と、そのまま
進行するＧ光とに色分解される。Ｇ光はそのままプリズ
ム５中を進行して所定の射出面５ｂから射出され、射出
面近傍に配置されたＧ光用反射型液晶ライトバルブ６Ｇ
に入射される。なお、本実施形態においてプリズム５は
４角柱プリズム形状であるが、これに限られず三角プリ
ズムでも良い。プリズム５が三角プリズムの場合は、Ｇ
光はプリズム中をそのまま真っ直ぐ進行して射出面から
射出されるのでなく、一度、三角柱の斜面にて全反射し
た後所定の射出面から射出される構成となる。この場合
の全反射に関しては、本発明の趣旨とは関係しない。

【００２５】Ｒ光反射ダイクロイック膜によって反射さ
れたＲ光はそのままプリズム４中を進行し、プリズム４
の面４ａ（第１面）に入射し、ここで全反射作用を受け
プリズム４中をさらに進行し、射出面４ｃ（第３面）よ
り射出され、射出面４ｃ近傍に配置されたＲ光用反射型
ライトバルブ６Ｒに入射される。なお、面４ａと面３ａ
とにおいての全反射作用の詳細については後述する。

【００２６】ここで、反射型液晶ライトバルブ６Ｒ，６
Ｇ，６Ｂについて説明する。本実施形態において使用す
る反射型液晶ライトバルブ６Ｒ，６Ｇ，６Ｂは電気書き
込み式反射型ライトバルブであって、各色の色信号に基
づいて各ライトバルブに入射する直線偏光（Ｐ偏光）の
うちの所定箇所に対応する画素に相当する液晶層の液晶
分子の配列を変えることによって複屈折層を形成してい
る。そして、前記入射光の振動方向を変えて、結果とし
て入射したＰ偏光をＳ偏光に変換（変調）して反射射出
させる機能を有するのもである。かかる機能を有するこ
とから、ライトバルブ射出光は変調光としてのＳ偏光
と、選択されなかった箇所に相当する非変調光たるＰ偏
光の混合光が混在していることになる。電気書き込み式
ライトバルブの場合、各画素にそれぞれ対応してスイッ
チング用ＴＦＴを有し、前記色信号によってＴＦＴをス
イッチングさせて液晶層に電界を与え、前記機能を与え
るものである。

【００２７】なお、他方式のライトバルブとして光書き
込み式反射型ライトバルブが知られているが、書き込み
光学系を別途必要とすることから投射型表示装置全体が
大型化してしまうこのため、装置の大きさの観点からみ
ると小型化を図ることができる電気書き込み式ライトバ
ルブの方が有利である。各色光用のライトバルブ６Ｒ，
６Ｇ，６Ｂを反射射出した変調光と非変調光との混合光
は、各色それぞれ入射光軸と逆行して進行し、色分解合
成複合プリズム中を進行して、各ダイクロイック膜によ
って色合成が行われ、プリズム３の面３ａ（第１面）か
ら色合成光として射出される。なお、入射光軸と逆行し
て進行する場合に、複合プリズム中において、Ｒ光はプ
リズム４の面４ａ（第１面）にて、Ｂ光はプリズム３の
面３ａ（第１面）にてそれぞれ一回づつ全反射作用を受
けることはいうまでもない。

【００２８】そして、色分解合成複合プリズムを射出し
た合成光は偏光ビームスプリッタ２にプリズム２Ｂ側か
ら入射され、偏光分離部によって変調光（Ｓ偏光）を反
射、非変調光（Ｐ偏光）を透過させて分離、即ち検光さ
れる。このうちの変調光（検光光）は投射レンズ９に入
射され、フルカラー像としてスクリーン１０上に投射さ
れる。

【００２９】次に、上記の複合プリズム中におけるＢ光
及びＲ光の全反射作用について詳細に説明する。一般に
屈折率ｎ₀の媒体から入射角度θ₀で屈折率ｎ₁（ｎ₀＞ｎ
₁とする）の媒体へ光が進行し、その射出角度をθ₁とす
ると、スネルの法則より次式（１）が成立する。

【００３０】ｎ₀×ｓｉｎ（θ₀）=ｎ₁×ｓｉｎ（θ₁） …（１）ここで、屈折せずに全反射するための条件を求めると、
ｓｉｎ（θ₁）＝１としてｓｉｎ（θ₀）＞ｎ₁／ｎ₀…（２）の条件を満足させる必要がある。

【００３１】前記Ｂ光の場合についてみると、プリズム
３の面３ａ（第１面）にて全反射させるには、ｎ₁は空
気であり１．０００、ｎ₀は１．８４９であるので、ｎ₁
／ｎ₀の値は０．５４１となり、上記（２）式より面３
ａに対して入射角が３２．８度以上であれば全反射条件
を満足させる。なお、比較のためにＢＫ７ガラスの場合
は、ｎ₀は１．５１９であるので、全反射をするために
は４１．１度以上の入射角が必要となる。

【００３２】図１に示す投射型表示装置においては、各
色ライトバルブ６Ｒ，６Ｇ，６Ｂとスクリーン１０上の
投射像とは投射レンズ９に対して共役の関係を有し、各
ライトバルブの一点から射出した光束は、投射レンズ９
の開口絞りによって決定される広がり角を有して投射レ
ンズ９に入射され、スクリーン１０上の共役点に結像さ
れる。図６は、かかる広がり角を有する光束の様子を示
す図である。この広がりをＮＡ（開口数）といい、空気
中においては次式（３）で定義される。

【００３３】ＮＡ＝ｓｉｎ（α）…（３）ここで、αはライトバルブ上の１点から射出する円錐状
の光束の広がり角の半分の角度を表している。また、Ｎ
ＡとＦ値とは下記（４）式の関係が成立する。

【００３４】Ｆ＝１／（２・ＮＡ）…（４）本実施形態の投射型表示装置の投射レンズ９によって決
定されるＦ値はＦ／３．５である。上式（３）、（４）
より、広がり角αは８．２度となるが、これは上記の定
義から空気中における広がり角度である。一方、プリズ
ム中においては、ガラス部材の屈折率が１．８４９の値
を有するため、広がり角αは４．４度となる。なお、比
較のためにガラス部材がＢＫ７の場合は５．４度とな
る。

【００３５】さらに、投射レンズ９はライトバルブ側
（前側）にテレセントリックであるため、ライトバルブ
６Ｒ，６Ｇ，６Ｂの一点から射出される主光線は光軸Ａ
Ｘに対して平行となるので、主光線に対して上記角度の
広がり角を調べればよい。

【００３６】例えば、ライトバルブ６Ｂ上の一点Ｂ’か
ら射出されたＢ光の主光線は、プリズム３の面３ａに対
して、入射角度θ₀＝５２．０度で入射する（図６参
照）。また、点Ｂ’から射出した光は、主光線を中心と
して片側４．４度のＮＡ（広がり角）を有する円錐状光
束としてプリズム３中を進行する。ここで、ＮＡを考慮
すると、面３ａに対して最も小さい入射角度は、前記５
２．０度からプリズム中の片側広がり角度４．４度を引
いた４７．６度である。プリズム３のようなプリズム形
状の場合、ガラス材料にＢＫ７を使用したときでも、前
記と同じ広がり角度の光束の最も入射角度が最小となる
角度は４６．６度となり、いずれの場合も全反射条件を
満足する。

【００３７】さらに、本実施形態で使用している試料Ｎ
ｏ．６（図３参照）のガラス材料の場合とＢＫ７ガラス
の場合とにおいて、全反射できる光束の広がり角の最大
値を説明する。試料Ｎｏ．６のガラス材料の場合、面３
ａへの主光線の入射角度を５２．０度とすると、ＮＡが
０．３２（Ｆ／１．５６）までの光束を全反射すること
ができる。他方、プリズム３をＢＫ７で構成した場合
は、上記と同様の入射角度条件で、ＮＡは０．１９（Ｆ
／２．６）までの光束を全反射できる。従って、試料Ｎ
ｏ．６のガラス材料を用いた方が、通常のＢＫ７を用い
た場合よりも、大きいＮＡ（広がり角）の光束を全反射
させることができる。換言すると、全反射のみに関して
言えば、試料Ｎｏ．６のガラス材料を用いた方が、明る
い光を色合成させて射出させることができる。

【００３８】次に、図１のＲ光、Ｇ光について説明す
る。プリズム３の面３ｂ（第２面）に形成されたＢ光反
射ダイクロイック膜を透過したＲ光及びＧ光はプリズム
４の面４ａ（第１面）との間の接着剤層７と全反射補助
層８とを透過してプリズム４に面４ａから入射する。さ
らに、Ｒ光、Ｇ光はプリズム４中をそのまま進行して、
面４ｂ（第２面）に形成されたＲ光反射ダイクロイック
層によって反射されてプリズム４中をさらに進行するＲ
光と、Ｒ光反射ダイクロイック層を透過してプリズム５
中に進行するＧ光とに色分解される。そして、Ｒ光はプ
リズム４の面４ａの全反射補助層８によって全反射作用
を受け、さらに進行して面４ｃから射出される。

【００３９】本実施形態においては、プリズム部材に光
弾性常数値の絶対値が所定値より小さいガラス材料（図
３参照）を使用すること、及びプリズム３とプリズム４
とをその接合面全体にわたって接着剤層にて接着固着さ
せて一体化させることが特徴の一つである。ここで、接
着剤層７として使用する接着剤と、全反射補助層８の材
料について説明する。接着剤層として使用するのは一般
的な光学用として使用する接着剤であって、屈折率の値
はｎ＝１．４〜１．６の値を有するものである。Ｒ光が
プリズム４の面４ａ（第１面）にて全反射するために
は、前記式（２）を満足させる必要があるため、本実施
形態では全反射補助層８をプリズム４の４ａ面（第１
面）に形成している。全反射補助層８は、例えば、三井
デュポンフロロケミカル社製のＴＥＦＬＯＮ−ＡＦ材
（商品名）を用いている。

【００４０】ＴＥＦＬＯＮ−ＡＦ材は、屈折率がｎ＝
１．２９〜１．３１の値を有している。そこで、ＴＥＦ
ＬＯＮ−ＡＦ材の屈折率を１．３１として前記（２）式
のｎ₁に１．３１を、またｎ₀に１.８４９をそれぞれ代
入すると、全反射させるための入射角度は４５．２度以
上となる。面４ａに対して主光線が入射角度５３．５度
で入射しているとすると、光束がＦ／３．５の広がりの
場合、広がり角の半角は４．４度となり、十分に全反射
を起こすことができる。

【００４１】比較のために、ＢＫ７材料を使用した場合
は、全反射させるには主光線が面４ａに対して５９．５
度以上の入射角度で入射することが必要となる。かかる
入射角度において、光束の広がりＦ／３．５を想定する
と、広がり角の半角は５．４度となり、全反射は困難と
なってしまう。即ち、ＢＫ７材料を使用して全反射させ
ようとすると、従来技術で述べたように、ｎ₁として空
気の屈折率を使用するほかはないので、空隙の形成は必
須となる。従って、レジストレーションずれ等の問題を
発生させてしまう。

【００４２】また、本実施形態における複合プリズムの
用途は、図１に示したような投射型表示装置に限定され
ず、例えば、ＴＶカメラの色分解光学系としても使用す
ることができる。ＴＶカメラの色分解光学系として使用
する場合は、図１における偏光ビームスプリッタ２は使
用せず、カメラレンズを経由した光を直接複合プリズム
に入射させ、ライトバルブの代わりにＣＣＤ等の画像素
子を配置する。かかる構成により、画素ずれの少ない色
分解光学系が達成できるとともに、上述したように、よ
りＦ値の小さい明るいレンズを使用できるので、高輝度
のＴＶカメラを提供することができる。なお、ＴＶカメ
ラについては第３実施形態において説明する。

【００４３】（第２実施形態）図７は、本発明の第２実
施形態にかかる投射型表示装置の構成を示す図である。
第１実施形態の投射型表示装置と基本的な構成は同じで
あるが、偏光ビームスプリッタ２のプリズム２Ｂと色分
解合成複合プリズムのプリズム３の面３ａ（第１面）と
がその接合面全体にわたって接着剤層を介して接着され
ている点が異なっている。即ち、偏光ビームスプリッタ
２と複合プリズムとが空隙、空間を有さずに一体化され
ている。第１実施形態の装置と同様の部分は同一の符号
を用い、重複する部分の説明は省略する。

【００４４】第１実施形態との相違点である偏光ビーム
スプリッタ２と複合プリズムとの接合一体化について図
８に基づいて説明する。プリズム３の面３ａ（第１面）
は、第１実施形態のプリズム４の４ａ面に形成した全反
射補助層と同じ材料を使用して全反射補助層８が形成さ
れている。そして、この全反射補助層８と、偏光ビーム
スプリッタ２を構成するプリズム２Ｂの光源１からの光
のうちＰ偏光が射出する面とを、その接合面全面にわた
って光学用接着剤層７を用いて接着し、一体化する。さ
らに、複合プリズム部材のうちのプリズム４とプリズム
３も、前第１実施形態と同様に、全反射補助部材８をプ
リズム４の面４ａに形成しておき、この面４ａと面３ｂ
とを接着剤層７を用いて接着させる。なお、使用する接
着剤は通常の光学用接着剤である。

【００４５】偏光ビームスプリッタ２を構成するプリズ
ム２Ａ，２Ｂ、及び複合プリズムを構成するプリズム
３，４及び５は、上記第１実施形態と同様に、光弾性常
数の絶対値が１．５×１０^-8ｃｍ²／Ｎ以下の値を有す
る試料Ｎｏ．６（図３参照）のガラス材料を使用してい
る。かかる特性のガラス材料を使用することで、プリズ
ム等中を経由する光の偏光状態の変化を極力低減でき、
スクリーン１０上において良好なコントラストの投射像
を得ることができる。

【００４６】プリズム３の面３ａ（第１面）におけるＢ
光の全反射について説明する。試料Ｎｏ．６のガラス部
材を使用する場合、プリズムの屈折率ｎ₀は１.８４９、
全反射補助層の屈折率は１．３１である。従って、前記
（２）式のｎ₁は１．３１となり、全反射をさせるため
には、面３ａに対して４５．２度以上の入射角が必要と
なる。本実施形態において、光軸に平行な主光線の面３
ａへの入射角度は５２．０度に設定されているので、光
束がＦ／３．５の広がり角を有していると、５２．０度
から４．４度を減算して４７．６度の入射角となる。従
って、全反射を生じるための４５．２度より大きいの
で、全反射条件を十分に満足する。

【００４７】さらに、プリズム部材として、光弾性常数
の絶対値が１．５×１０^-8ｃｍ²／Ｎ以内であり、図３
において屈折率が最も小さいＮｏ．１のガラス材料（ｎ
＝１．８０５）を使用した場合を考える。この場合には
上記式（２）から全反射を生ずるためには、４６．５度
以上の入射角が必要となるが、Ｆ／３．５の広がり角
（半角が４．５３度となる）を有している場合にも全反
射条件を満足することができる。なお、比較のために、
プリズムとしてＢＫ７ガラスを使用した場合を考える
と、全反射させるには５９．５度以上の入射角度が必要
となるが、入射角度５２．０度に対して光束がＦ／３．
５の広がり角を有していると（半角が５．４度）、入射
光は全反射することができず、スクリーン１０に像を投
射することができない。この場合には、従来技術のよう
に複合プリズムとビームスプリッタとの間に空間を設け
ざるを得ないため一体化は不可能となる。

【００４８】（第３実施形態）図１０は第３実施形態に
かかるカメラの構成を示した図である。撮影レンズ１０
１は、被写体ＯＢの像を後述するＣＣＤ１０６Ｒ，ＣＣ
Ｄ１０６Ｇ，ＣＣＤ１０６Ｂにそれぞれ結像するための
レンズである。

【００４９】撮影レンズ１０１を透過した被写体からの
光は、第１のプリズム１０３と第２のプリズム１０４と
第３のプリズム１０５とから構成される色分解合成複合
プリズムに入射する。プリズム１０３の面１０３ｂ（第
２面）にはＢ光を反射し、Ｒ光とＧ光とを透過させるＢ
光反射ダイクロイック膜が形成されている。また、プリ
ズム１０４の面１０４ａ（第１面）上には、Ｒ光とＧ光
とを透過させ、所定入射角度の光を全反射させる全反射
補助層１０８が形成されている。そして、全反射補助層
１０８とＢ光反射ダイクロイック膜とが接合面全面にわ
たって接着剤層１０７を介して接合され、プリズム１０
３とプリズム１０４とが一体化されている。

【００５０】なお、使用する接着剤は上記第１実施形態
で用いたものと同じ光学用接着剤である。また、プリズ
ム１０３，１０４，１０５のガラス材料は、第１実施形
態で用いたものと同じガラス材料である。

【００５１】プリズム１０４の１０４ｂ面（第２面）と
プリズム１０５の１０５ａ面（第１面）とは、面１０４
ｂ上に形成したＲ光反射ダイクロイック膜と面１０５ａ
とが光学用の接着剤にて接着され、固着一体化される。

【００５２】プリズム１０３に面１０３ａ（第１面）側
から入射したＰ偏光は、そのまま進行して面１０３ｂ
（第２面）に形成されたＢ光反射ダイクロイック膜によ
って反射されるＢ光と、そのまま進行して接着剤層１０
７と全反射補助層１０８とを経てプリズム１０４へ面１
０４ａ（第１面）から入射するＲ光及びＧ光とに色分解
される。Ｂ光はそのまま進行して面１０３ａ面（第１
面）にて全反射され、さらに進行して面１０３ｃ（第３
面）から射出され、射出面近傍に配置されたＣＣＤ１０
６Ｂに入射する。

【００５３】一方、接着剤層１０７と全反射補助層１０
８とを経てプリズム１０４中に進行したＲ光及びＧ光
は、そのまま進行してプリズム１０４の面１０４ｂ（第
２面）とプリズム１０５の面１０５ａ(第１面)との接合
面に到達する。面１０４ｂはＲ光反射ダイクロイック膜
を有しており、面１０４ｂと面１０５ａとは接合面全体
にわたって接着剤層を介して接合されプリズム１０４と
プリズム１０５とが一体化されている。そして、Ｒ反射
ダイクロイック膜によって反射されるＲ光と、そのまま
進行するＧ光とに色分解される。Ｇ光はそのままプリズ
ム１０５中を進行して所定の射出面１０５ｂから射出さ
れ、射出面近傍に配置されたＣＣＤ１０６Ｇに入射され
る。なお、本実施形態においてプリズム１０５は４角柱
プリズム形状であるが、これに限られず三角プリズムで
も良い。プリズム１０５が三角プリズムの場合は、Ｇ光
はプリズム中をそのまま真っ直ぐ進行して射出面から射
出されるのでなく、一度、三角柱の斜面にて全反射した
後所定の射出面から射出される構成となる。この場合の
全反射に関しては、本発明の趣旨とは関係しない。

【００５４】Ｒ光反射ダイクロイック膜によって反射さ
れたＲ光はそのままプリズム１０４中を進行し、プリズ
ム１０４の面１０４ａ（第１面）に入射し、ここで全反
射作用を受けプリズム１０４中をさらに進行し、射出面
１０４ｃ（第３面）より射出され、射出面１０４ｃ近傍
に配置されたＣＣＤ１０６Ｒに入射される。なお、面１
０４ａと面１０３ａとにおいての全反射作用の詳細は上
記第１実施形態と同様であるのでその説明については省
略する。

【００５５】次に、ＣＣＤについて説明する。ＣＣＤ１
０６Ｒ，ＣＣＤ１０６Ｇ，ＣＣＤ１０６Ｂは複数の光電
変換素子がマトリックス状に配置されたモノクロ２次元
撮像素子である。各光電変換素子は、入射した光の強度
に応じてアナログ信号を出力する。ＣＣＤ１０６Ｒは、
色分解プリズムによって分解されたＲ光のみを受光す
る。そして、ＣＣＤ１０６Ｒは入射したＲ光に対応する
アナログ信号ＲＳを、コンポジット信号生成回路１１０
に出カする。また、ＣＣＤ１０６Ｇは、色分解プリズム
によって分解されたＧ光のみを受光する。そして、ＣＣ
Ｄ１０６Ｇは入射したＧ光に対応するアナログ信号ＧＳ
を、コンポジット信号生成回路１１０に出力する。ま
た、ＣＣＤ１０６Ｂは、色分解プリズムによって分解さ
れたＢ光のみを受光する。そして、ＣＣＤ１０６Ｂは入
射したＢ光に対応するアナログ信号ＢＳを、コンポジッ
ト信号生成回路１１０に出力する。

【００５６】同期信号発生回路１０９は、ＣＣＤ１０６
Ｒ，ＣＣＤ１０６Ｇ，ＣＣＤ１０６Ｂに同期信号を出力
し、各ＣＣＤのアナログ信号の読み出しのタイミングを
制御する。コンポジット信号生成回路１１０は、アナロ
グ信号ＲＳ、アナログ信号ＧＳ、アナログ信号ＢＳをコ
ンポジット信号に変換する。そして、コンポジット信号
は外部のディスプレイＤＰに出カされる。

【００５７】なお、以下の構成により上記各実施形態に
おける接着剤が全反射補助部材を兼用する構成にするこ
とも可能である。図１，図７又は図１０に示す偏光ビー
ムスプリッタや色分解プリズムに屈折率２．０の硝材を
用いる。屈折率２．０の硝材にはショット社の重ランタ
ンフリント硝子（製品名ＬａＦ３５）がある。なお、重
ランタンフリント硝子の光弾性常数は０．７３×１０^-8
ｃｍ²／Ｎである。接着剤には屈折率１．４１のものを
用いる、屈折率１．４１の接着剤には、信越化学シリコ
ーン社製のもの（製品名ＯＦ１０１）がある。上述の構
成によれば、硝材に対して接着剤の屈折率が十分小さ
い。そのため、プリズム３の面３ａやプリズム４の面４
ａ、またはプリズム１０３の面１０３ａやプリズム１０
４の面１０４ａにおいて所定の入射角の光が全反射す
る。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる色
分解プリズムによれば、第１プリズムと第２プリズム、
及び第２プリズムと第３プリズムとが接合面全面にわた
って接着剤層を介して接合され一体化されているので、
空隙等に起因して生ずるレジストレーションずれを防止
し、常に良好な色分解又は合成を行うことができる。

【００５９】また、本発明にかかる投射型表示装置によ
れば、色分解合成複合プリズムと偏光ビームスプリッタ
とが一体的に形成され、かつ複合プリズム中などで全反
射が可能であるため、環境温度等の変化に強く、レジス
トレーションずれの少ない常に安定したコントラストの
良い投射像を得ることができる。

【００６０】また、好ましい態様によれば偏光ビームス
プリッタ及び複合プリズムを構成するプリズム部材とし
て光弾性常数の絶対値が所定値よりも小さいガラス材料
を使用するため、複屈折の発生を低減でき、プリズム部
材中を経由する投射光の偏光状態の変化を最小にするこ
とができる。従って、良好なコントラストの投射像を得
ることができる。

【００６１】また、好ましい態様によれば、全反射補助
層を有しているので、全反射作用を担保でき、常に良好
な色分解・合成、又は画像表示を行うことができる。

【００６２】また、本発明にかかるカメラによれば、第
１プリズムと第２プリズムが接合面全面にわたって接着
剤層を介して接合され一体化されているので、空隙等に
起因して生ずるレジストレーションずれを防止し、被写
体像を常に良好に色分解することが出来る。

【００６３】また、好ましい態様によれば複合プリズム
を構成するプリズム部材として光弾性常数の絶対値が所
定値よりも小さいガラス材料を使用するため、複屈折の
発生を低減でき、プリズム部材中を経由する撮影光の偏
光状態の変化を最小にすることができる。従って、良好
なコントラストの撮影像を得ることができる。

【００６４】また、好ましい態様によれば、全反射補助
層を有しているので、全反射作用を担保でき、撮影像に
関して、常に良好な色分解を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態にかかる投射型表示装置
の構成を示す図である。

【図２】プリズム３とプリズム４との接合部分を説明す
る図である。

【図３】プリズムに使用するガラス材料の組成及び光学
特性を示す図である。

【図４】ガラス組成の主成分ＰｂＯと光弾性常数の絶対
値が最も小さくなる波長との関係を示す図である。

【図５】各ガラス材料の光弾性常数と波長との関係を示
す図である。

【図６】第１実施形態にかかる投射型表示装置において
光束の広がり（ＮＡ）を示す図である。

【図７】本発明の第２実施形態にかかる投射型表示装置
の構成を示す図である。

【図８】偏光ビームスプリッタとプリズムとの接合部分
を説明する図である。

【図９】従来の投射型表示装置の構成を示す図である。

【図１０】本発明の第３実施形態にかかるカメラの構成
を示す図である。

【符号の説明】

１光源２偏光ビームスプリッタ３，４，５プリズム６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ反射型ライトバルブ７接着剤層８全反射補助層９投射レンズ１０スクリーン１５，１６，１７反射鏡１０１撮影レンズ１０３，１０４，１０５プリズム１０６Ｒ，１０６Ｇ，１０６ＢＣＣＤ１０７接着剤層１０８全反射補助層１０９同期信号発生回路１１０コンポジット信号生成回路ＤＰディスプレイ

───────────────────────────────────────────────────── 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】光を入射する第１面と、第１色光を反射
し第２色光を透過する第１色反射ダイクロイック膜を有
する第２面と、前記第１色光を射出する第３面とが形成
されている第１プリズムと、前記第１プリズムの第２面を透過した前記第２色光を透
過する第１面と、前記第２色光を反射する第２面と、前
記第２面を反射した後に前記第１面を全反射した前記第
２色光を射出する第３面とが形成され、前記第１プリズ
ムに接着剤によって一体的に固定されている第２プリズ
ムと、前記第１プリズムの第２面と前記第２プリズムの第１面
との間に配置され、前記第２プリズムの第１面における
全反射を可能にする全反射補助層とを有することを特徴
とする色分解プリズム。
【請求項２】前記全反射補助層の屈折率は、前記第２
プリズムの屈折率よりも低いことを特徴とする請求項１
記載の色分解プリズム。
【請求項３】前記全反射補助層は、前記第１プリズム
と前記第２プリズムとを接着する接着剤であることを特
徴とする請求項１記載の色分解プリズム。
【請求項４】前記第１プリズムと前記第２プリズムを
構成する硝材の光弾性常数の絶対値が、前記第１色光及
び前記第２色光の波長において１．５×１０ ^-8ｃｍ²／
Ｎ以内であることを特徴とする請求項１記載の色分解プ
リズム。
【請求項５】光を入射する第１面と、第１色光を反射
し第２色光及び第３色光を透過する第１色反射ダイクロ
イック膜を有する第２面と、前記第１色光を射出する第
３面とが形成されている第１プリズムと、前記第１プリズムの第２面を透過した前記第２色光及び
前記第３色光を透過する第１面と、前記第２色光を反射
し前記第３色光を透過する第２色反射ダイクロイック膜
を有する第２面と、前記第２面を反射した後に前記第１
面を全反射した前記第２色光を射出する第３面が形成さ
れ、前記第１プリズムに接着剤によって一体的に固定さ
れている第２プリズムと、前記第２プリズムの第２面を透過した第３色光を透過す
る第１面と、前記第３色光を射出する第２面とが形成さ
れ、前記第２プリズムに接着剤によって一体的に固定さ
れている第３プリズムとを有することを特徴とする色分
解プリズム。
【請求項６】光源からの光を所定の振動方向の偏光に
変換する偏光装置と、前記偏光装置から出射された前記偏光を、第１色光と、
第２色光と、第３色光とに色分解する色分解光学系と、前記第１色光の振動方向を、変調して反射する第１反射
型ライトバルブと、前記第２色光の振動方向を、変調して反射する第２反射
型ライトバルブと、前記第３色光の振動方向を、変調して反射する第３反射
型ライトバルブと、前記第１反射型ライトバルブ、前記第２反射型ライトバ
ルブ、及び前記第３反射型ライトバルブから出射される
光を合成する色合成光学系と、前記色合成光学系から出射される光を検光する検光光学
系とを有し、前記色分解光学系は、前記偏光装置から出射された前記偏光を入射する第１面
と、前記第１色光を反射し前記第２色光及び前記第３色
光を透過する第１色反射ダイクロイック膜を有する第２
面と、前記第１色光を射出する第３面とが形成されてい
る第１プリズムと、前記第１プリズムの第２面を透過した前記第２色光及び
前記第３色光を透過する第１面と、前記第２色光を反射
し前記第３色光を透過する第２色反射ダイクロイック膜
を有する第２面と、前記第２面を反射した後に前記第１
面を全反射した前記第２色光を射出する第３面が形成さ
れ、前記第１プリズムに接着剤によつて一体的に固定さ
れている第２プリズムと、前記第２プリズムの第２面を透過した前記第３色光を透
過する第１面と、前記第３色光を射出する第２面とが形
成されている第３プリズムと、前記第１プリズムの第２面と前記第２プリズムの第１面
との間に配置され、前記第２プリズムの第１面における
全反射を可能にする全反射補助層とを有することを特徴
とする投射型表示装置。
【請求項７】前記全反射補助層の屈折率は、前記第２
プリズムの屈折率よりも低いことを特徴とする請求項６
記載の投射型表示装置。
【請求項８】前記全反射補助層は、前記第１プリズム
と前記第２プリズムとを接着する接着剤であることを特
徴とする請求項６記載の投射型表示装置。
【請求項９】前記偏光装置と前記第１プリズム及び前
記第２プリズムを構成する硝材の光弾性常数の絶対値
が、前記第１色光及び前記第２色光の波長において１．
５×１０^-8ｃｍ²／Ｎ以内であることを特徴とする請求
項６記載の投射型表示装置。
【請求項１０】前記第１プリズムは前記偏光装置に接
着剤によって一体的に固定されており、前記偏光装置と
前記第１プリズムの第１面との間に配置され、前記第１
プリズムの第１面における全反射を可能にする第２全反
射補助層を更に含むことを特徴とする請求項６記載の投
射型表示装置。
【請求項１１】前記第２全反射補助層の屈折率は、前
記第１プリズムの屈折率よりも低いことを特徴とする請
求項１０記載の投射型表示装置。
【請求項１２】光源からの光を所定の振動方向の偏光
に変換する偏光装置と、前記偏光装置から出射された前記偏光を、第１色光と、
第２色光と、第３色光とに色分解する色分解光学系と、前記第１色光の振動方向を、変調して反射する第１反射
型ライトバルブと、前記第２色光の振動方向を、変調して反射する第２反射
型ライトバルブと、前記第３色光の振動方向を、変調して反射する第３反射
型ライトバルブと、前記第１反射型ライトバルブ、前記第２反射型ライトバ
ルブ、及び前記第３反射型ライトバルブから出射される
光を合成する色合成光学系と、前記色合成光学系から出射される光を検光する検光光学
系とを有し、前記色分解光学系は、前記偏光装置から出射された前記偏光を入射する第１面
と、前記第１色光を反射し前記第２色光及び前記第３色
光を透過する第１色反射ダイクロイック膜を有する第２
面と、前記第１色光を射出する第３面とが形成され、前
記偏光装置に接着剤により一体的に固定されている第１
プリズムと、前記第１プリズムの第２面を透過した前記第２色光及び
前記第３色光を透過する第１面と、前記第２色光を反射
し前記第３色光を透過する第２色反射ダイクロイック膜
を有する第２面と、前記第２面を反射した後に前記第１
面を全反射した前記第２色光を射出する第３面が形成さ
れている第２プリズムと、前記第２プリズムの第２面を透過した前記第３色光を透
過する第１面と、前記第３色光を射出する第２面とが形
成されている第３プリズムと、前記偏光装置と前記第１プリズムの第１面との間に配置
され、前記第１プリズムの第１面における全反射を可能
にする全反射補助層と、を有することを特徴とする投射
型表示装置。
【請求項１３】光源からの光を所定の振動方向の偏光
に変換する偏光装置と、前記偏光装置から出射された前記偏光を入射する第１面
と、第１色光を反射し第２色光及び第３色光を透過する
第１色反射ダイクロイック膜を有する第２面と、前記第
１色光を射出する第３面とが形成され、前記偏光装置に
接着剤により一体的に固定されている第１プリズムと、前記第１プリズムの第２面を透過した前記第２色光及び
前記第３色光を透過する第１面と、前記第２色光を反射
し前記第３色光を透過する第２色反射ダイクロイック膜
を有する第２面と、前記第２面を反射した後に前記第１
面を全反射した前記第２色光を射出する第３面が形成さ
れ、前記第１プリズムに接着剤により一体的に固定され
ている第２プリズムと、前記第２プリズムの第２面を透過した前記第３色光を透
過する第１面と、前記第３色光を射出する第２面とが形
成され、前記第２プリズムに接着剤により一体的に固定
されている第３プリズムと、前記第１プリズムから出射される前記第１色光の振動方
向を、変調して反射する第１反射型ライトバルブと、前記第２プリズムから出射される前記第２色光の振動方
向を、変調して反射する第２反射型ライトバルブと、前記第３プリズムから出射される前記第３色光の振動方
向を、変調して反射する第３反射型ライトバルブと、前記第１反射型ライトバルブ、前記第２反射型ライトバ
ルブ、及び前記第３反射型ライトバルブから出射される
光を合成する色合成光学系と、前記色合成光学系から出射される光を検光する検光光学
系とを有することを特徴とする投射型表示装置。
【請求項１４】被写体像を結像する結像光学系と、前記結像光学系からの光を入射する第１面と、第１色光
を反射し第２色光を透過する第１色反射ダイクロイック
膜を有する第２面と、前記第１色光を射出する第３面と
が形成されている第１プリズムと、前記第１プリズムの第２面を透過した前記第２色光を透
過する第１面と、前記第２色光を反射する第２面と、前
記第２面を反射した後に前記第１面を全反射した前記第
２色光を射出する第３面とが形成され、前記第１プリズ
ムに接着剤によって一体的に固定されている第２プリズ
ムと、前記第１プリズムの第２面と前記第２プリズムの第１面
との間に配置され、前記第２プリズムの第１面における
全反射を可能にする全反射補助層と、前記結像光学系の結像位置に配置され、前記第１プリズ
ムを出射した前記第１色光に対応する被写体像を撮像
し、第１撮像信号を出力する第１撮像素子と、前記結像光学系の結像位置に配置され、前記第２プリズ
ムを出射した前記第２色光に対応する被写体像を撮像
し、第２撮像信号を出力する第２撮像素子と、を有する
ことを特徴とするカメラ。
【請求項１５】前記全反射補助層の屈折率は、前記第
２プリズムの屈折率よりも低いことを特徴とする請求項
１４記載のカメラ。
【請求項１６】前記全反射補助層は、前記第１プリズ
ムと第２プリズムとを接着する接着剤であることを特徴
とする請求項１４記載のカメラ。
【請求項１７】前記第１撮像信号と前記第２撮像信号
とに基づいて画像信号を生成する画像信号生成回路をさ
らに有することを特徴とする請求項１４記載のカメラ。