JP2001154294A

JP2001154294A - 光学エンジン、及びこれを用いた映像表示装置

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Publication number: JP2001154294A
Application number: JP2000081774A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Ouchi; 敏大内; Taro Imahase; 太郎今長谷; Tomohiro Miyoshi; 智浩三好; Fukuoku Abe; 福億阿部
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-09-17
Filing date: 2000-03-17
Publication date: 2001-06-08
Anticipated expiration: 2020-03-17
Also published as: JP4287567B2

Abstract

(57)【要約】【課題】小型・軽量、低コスト下で、明るさ向上及び
高画質化を達成できる表示技術の提供。【解決手段】反射型液晶表示素子の光軸上に、色分離
手段と色分離合成手段と色合成手段と反射手段２個と光
の偏光方向を変換する偏光板と偏光ビームスプリッタと
の組合せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶パネルあるい
は反射式液晶表示素子などのライトバルブ素子を使用し
スクリーン上に映像を投影する表示装置、例えば、液晶
プロジェクタ装置や、反射式映像表示プロジェクタ装
置、液晶テレビジョン、投写型ディスプレイ装置等の映
像表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶パネル等のライトバルブ素子に、電
球などの光源からの光を当てて、ライトバルブ素子上の
画像を拡大投射する液晶プロジェクタ等の投写型映像表
示装置が知られている。この種の映像表示装置は、光源
からの光をライトバルブ素子で画素毎の濃淡に変えて調
節し、スクリーンなどに投射するものである。例えば、
液晶表示素子の代表例であるツイステッド・ネマティッ
ク(TN)型液晶表示素子は、透明な電極被膜をもつ一対の
透明基板間に液晶を注入して成る液晶セルの前後に、各
々の偏光方向が互いに90°異なるように２枚の偏光板を
配置したものであり、液晶の電気光学効果により偏光面
を回転させる作用と、偏光板の偏光成分の選択作用とを
組み合わせることにより、入射光の透過光量を制御して
画像情報を表示するようになっている。近年、こうした
透過型あるいは反射型の映像表示素子では、素子自体の
小型化が進むとともに、解像度等の性能も急速に向上し
ている。

【０００３】このため、この映像表示素子等のライトバ
ルブ素子を用いた表示装置の小型高性能化も進み、単に
従来のようにビデオ信号等による映像表示を行うだけで
なく、パーソナルコンピュータの画像出力装置としての
投射型映像表示装置も新たに提案されている。この種の
投射型映像表示装置には、特に、小型であることと、画
面の隅々まで明るい画像が得られることが要求される。
しかし、従来の投射型映像表示装置は、大型であった
り、また最終的に得られた画像の明るさ、画質等の性能
が不十分であるといった問題があった。

【０００４】例えば、液晶表示装置全体の小型化には、
ライトバルブ素子、すなわち液晶表示素子自体の小型化
が有効であるが、液晶表示素子を小型化すると液晶手段
による被照射面積が小さくなるため光源が放射する全て
の光束量に対する照明手段による被照射面積が小さくな
るため光源が放射する全ての光束量に対する液晶表示素
子上の光束量の比率（以下、これを光利用効率という）
が低くなり、また、画面周辺部が暗い等の問題が生じ
る。さらに、液晶表示素子は一方向の偏光光しか利用で
きないため、ランダムな偏光光を発する光源からの光の
約半分は利用されない。光源からのランダムな偏光光
を一方向の偏光方向に揃えて液晶表示素子に照射する光
学系としては、特開平４−６３３１８号公報に開示され
ているような偏光ビームスプリッターなどの偏光変換素
子を利用して、光源から出射するランダムな偏光光をＰ
偏光光とＳ偏光光に分離してプリズムを用いて合成する
ものがある。

【０００５】また、これを用いて、従来の光学系におい
ては、特に反射型液晶表示装置を用いた照明光学系で
は、上記偏光ビームスプリッタと反射型液晶表示素子を
組合せて、映像のＯＮ及びＯＦＦ及び階調表現に応じて
偏光方向を変換することで検光し、その後投射レンズに
より映像をスクリーン上に投射する構成となっている。
この場合、偏光ビームスプリッタに起因して、色むらや
コントラスト低下が問題となる。すなわち、光の入射角
度に対するＰ偏光光の透過率およびＳ偏光光の反射率の
特性が変化するため、照明光学系の所定角度の光に対し
て偏光ビームスプリッタの透過率および反射率ムラが生
じる。これにより、スクリーンに投影される画質の劣化
が発生する。

【０００６】特開平０９−０５４２１３号公報に開示さ
れているようなＰＢ膜を挟み込む透過性材料を光弾性係
数の絶対値を１.５×10^-8 cｍ²／Ｎ以下である硝材で構
成をした偏光ビームスプリッタを利用して、偏光ビーム
スプリッタ硝材内での複屈折を低下し、スクリーン上の
コントラストを向上するものがある。しかし、この発明
では、偏光ビームスプリッタ硝材自体の重量が重く（従
来比略２倍以上）、コストも高くなるので、利用個数を
低減したい。しかし、この発明の実施例以外で、一般的
な光学系はＲＧＢ３枚の反射型パネルに対し、各々３つ
の偏光ビームスプリッタを使用するため、光学系の大き
さ、重量及びコストをそれぞれ低減することについては
考慮されていない。

【０００７】また、反射式液晶表示素子等を用いる光学
系においては、色分離・合成系にダイクロイックコート
を施したダイクロイックプリズムもしくはダイクロイッ
クミラーを用い、色分離・合成系に入射及び出射する時
の偏光方向により光りの方向を変えている。ダイクロイ
ックコートは入射する光の偏光方向により特性が変化す
ることが知られている。すなわち、P偏光光とＳ偏光光
とでは、分離する波長帯域に違いが生じる。具体的に説
明すると、ダイクロイック青反射面では、Ｓ偏光入射光
に比べＰ偏光入射光の半値波長が低くなる。この場合、
Ｓ偏光で入射した光は、青反射コーテイング面のＳ偏光
半値波長λsに従い反射光と透過光に分離される。画像
情報が白の時、光は青用反射型液晶表示素子にてＰ偏光
光に偏光変換され、青反射コーテイング面に再入射され
る。今度は、Ｐ偏光半値波長λpに従い反射光と透過光
に分離される。この際、半値波長が低くなっている分、
反射せずに、透過してしまう波長帯域がある。この透過
した波長帯域の光は、映像表示装置で活用することがで
きないために、上記半値波長差分の光は失われ、明るさ
の減少及び色性能の劣化が起こる。同様のことが赤反射
面でも起る。

【０００８】従って、この波長帯域のずれの分の光を利
用できないということになる。これにより映像表示装置
として、光利用効率の低下及び、色度性能の低下の問題
が発生する。また、映像表示装置はコントラストが重要
な性能の一つであるが、コントラスト向上のために、照
明系と偏光ビームスプリッタの間と、偏光ビームスプリ
ッタと投射レンズの間の両方あるいは何れか一方に、偏
光板を挿入するのが効果的であるが、従来の構成では、
赤色、緑色、青色の全ての光が、偏光板を通過するた
め、偏光板の温度上昇が発生し、コントラストの低下、
偏光板のヤケ等の問題が発生していた。以上より、映像
表示装置の明るさ及び画質を維持しながらの光学系およ
び投射型映像表示装置自体の大きさ低減および重量低減
およびコスト低減という観点からの対応が必要となって
いる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上の従来技術では、
映像表示装置の明るさ及び画質上の性能を確保しつつ、
装置自体の大きさ低減、重量低減及びコスト低減を実現
する方法が課題となっている。すなわち、明るさ確保、
コントラスト向上、装置自体の大きさ低減、重量低減、
コスト低減のために、偏光ビームスプリッタと色分離合
成手段であるダイクロイックプリズムの光効率向上と、
反射型パネルに入出射するための方式の工夫と、それぞ
れの効率的な配置の工夫が必要となっている。

【００１０】本発明では、上記した従来技術での課題事
項に関して、小型・低コスト下で、明るさや高画質性能
を確保できる映像表示技術の提供が目的である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第１の発明では、光源ユ
ニットの出射光から映像信号に応じた光学像を形成する
反射型映像表示素子と、該反射型映像表示素子に光を照
射し、該反射型映像表示素子から反射された光を合成し
て出射する照明光学系とを備える映像表示装置用の光学
エンジンにおいて、入射された光を複数の光に分離する
色分離手段と、該色分離手段から分離された光の光軸上
に色分離合成手段と色合成手段とを設ける。この発明に
において、さらに第１の反射手段と第２の反射手段とを
設け、該色分離手段で分離された一方の光を該第１の反
射手段で反射させて該色分離合成手段に入射させ、該色
分離手段で分離された他方の光を該第２の反射手段で反
射させた後該色合成手段に入射させる。

【００１２】第２の発明では、光学エンジンは、照明光
を第１の光及び第２の光と第３の光とに分離する色分離
手段と、該第１の光と該第２の光を色分離合成する色分
離合成手段と、該色分離合成手段の近傍に略直角に配置
された第１、第２の液晶表示素子と、該第３の光を入射
する第３の液晶表示素子と、それぞれ該第１、該第２及
び該第３の液晶表示素子から出射された該第１、該第２
及び該第３の光を合成する色合成手段とを備え、該色分
離手段で分離された第１、第２の光をそれぞれ該第１と
該第２の液晶表示素子に入射させ、該第１の液晶表示素
子及び該第２の液晶表示素子から出射された該第１の光
と該第２の光を該色分離合成手段で合成し、該色分離合
成手段から出射された該第１及び該第２の光を該色合成
手段に入射し、該色分離手段で分離された第３の光を該
第３の液晶表示素子に入射させ、該第３の液晶表示素子
から出射された光を該色合成手段に入射させ、該第１、
該第２及び該第３の光と合成するように構成される。

【００１３】第２の発明において、該第１と該第２の光
の光軸上で該色分離手段から該色合成手段に至る光路上
に第１の反射手段を設ける。また、該第３の光の光軸上
で該色分離手段から該第３の液晶表示素子に至る光路上
に第２の反射手段を設ける。また、該色合成分離手段の
入射側に第１の光の偏光方向を変換する第１の特定波長
域偏光変換素子を設け、該色分離合成手段の出射側に該
第１の光の偏光方向を変換する第２の特定波長域偏光変
換素子を設け、該第３の光の光軸上で該色分離手段と該
第３の映像表示素子に至る光路上に偏光変換素子を設け
る。また、該反射手段は、アルミ又は銀蒸着ミラー、全
反射プリズム及びミラー蒸着プリズムのいずれか一つを
採用する。また、該反射手段はダイクロイックミラー及
びダイクロイックプリズムのいずれか一方である。

【００１４】第３の発明では、光学エンジンは、照明光
を分離する色分離手段と、該色分離手段で分離された一
方の光の光軸を略直角に変更する第１の反射手段と、該
第１の反射手段で反射された光が入射され、該光を第１
の光と第２の光に分離して、近傍に配置された第１と第
２の液晶表示素子に入射させ、該第１の液晶表示素子及
び該第２の液晶表示素子から出射された該第１の光と該
第２の光を合成する色分離合成手段と、該色分離合成手
段から出射された該第１及び該第２の光が入射される色
合成手段と、該色分離手段で分離された第３の光を該色
合成手段を透過させた後に反射させ、近傍に配置された
第３の液晶表示素子に入射させる第２の反射手段とを備
え、該第３の液晶表示素子から出射された光を該第２の
反射手段で反射させて該色合成手段に入射させ、該第１
の光及び該第２の光と合成するように構成される。

【００１５】第４の発明では、光学エンジンは、偏光方
向が統一された照明光を分離する色分離手段と、該色分
離手段で分離された第１と第２の光の光軸を略直角に変
更する第１の反射手段と、該第１の反射手段で反射され
た光の内、該第１の光の偏光方向を変換し、第２の光の
偏光方向は変換することなく透過させる特定波長域偏光
変換素子と、該特定波長域偏光変換素子を透過した第１
の光と第２の光を分離して、略直角に配置された第１と
第２の液晶表示素子に入射させ、該第１の液晶表示素子
及び該第２の液晶表示素子から反射された該第１の光と
該第２の光を合成し、入射光軸に対して略直角に出射す
る色分離合成手段と、該色分離合成手段から出射された
該第１及び該第２の光の内該第１の光の偏光方向を変換
する特定波長域偏光変換素子と、該特定波長域偏光変換
素子を透過した該第１の光及び該第２の光が入射される
色合成手段と、該色分離手段で分離された第３の光の偏
光方向を変換する偏光変換素子と、該偏光変換素子を透
過した第３の光を該色合成手段を透過させた後に近傍に
配置された第３の液晶表示素子に入射させる手段とを備
え、該第３の液晶表示素子で反射された該第３の光を該
色合成手段に入射して、該第１の光及び該第２の光と合
成して出射するように構成される。

【００１６】第４の発明において、他の反射手段を設
け、該色合成手段を透過された第３の光を該他の反射手
段で反射して該第３の液晶表示手段に入射させ、該第３
の液晶表示素子で反射された該第３の光を更に該他の反
射手段で反射して該色合成手段に入射するように構成さ
れる。また、該色分離手段はＲ光とＧ光を反射させ、Ｂ
光を透過させる。又は、該色分離手段はＲ光とＧ光を透
過させ、Ｂ光を反射させる。また、該色分離手段はＲ光
とＢ光を反射させ、Ｇ光を透過させる。また、該色分離
手段はＲ光とＢ光を透過させ、Ｇ光を反射させる。ま
た、該色分離手段はＧ光とＢ光を反射させ、Ｒ光を透過
させる。また、該色分離手段はＧ光とＢ光を透過させ、
Ｒ光を反射させる。該分離手段はダイクロイックミラ
ー又はダイクロイックプリズムである。該色分離合成手
段及び該色合成手段は偏光ビームスプリッタである。ま
た、該色分離手段と該色分離合成手段の間に特定波長域
偏光変換素子が設けられる。また、該色分離手段と該色
合成手段の間、該色分離合成手段と該色合成手段との間
にそれぞれ特定波長域偏光変換素子を配置する。また、
色分離手段と色合成手段の間、および色分離合成手段と
色合成手段の間に偏光板又は偏光変換素子を配置する。
また、該色分離合成手段は該色分離合成手段に入射され
る光の分離合成に特性を特化させた偏光ビームスプリッ
タである。

【００１７】また、該色分離合成手段及び該色合成手段
は色分離及び検光素子である。また、該色分離合成手段
の光が出射する部分の面積は該色合成手段の光が入射す
る部分の面積より小さい。また、該色合成手段は互いに
直交方向から入射されるＰ偏光光である２色の光と、Ｓ
偏光光である１色の光を合成して、Ｐ偏光光軸方向に３
色を出射する。該色合成手段から出射される光の光軸上
に投射手段を備える。該色合成手段からの光を入射する
投射手段を設け、該色合成手段の出射光軸と該投射手段
の光軸をずらす。

【００１８】第１から第４の発明のいずれかにおいて、
該色分離手段の入射側に主光線光軸を平行にするための
コンデンサレンズを設ける。また、該色分離合成手段の
入射側と該色合成手段に入射側に主光線光軸を平行とす
るコンデンサレンズを設ける。上述の反射手段を全反射
プリズムとする。また、該色合成手段をプリズムで構成
し、該全反射プリズムと該色合成手段とを接着する。

【００１９】第２から第４の発明において、該第１の光
はＢ光であり、該第２の光はＲ光であり、該第３の光は
Ｇ光であり、該第１の液晶表示素子から出射されるＢ光
はＳ偏光光であり、該第２の液晶表示素子から出射され
る該Ｒ光はＰ偏光光であり、該第３の液晶表示素子から
出射される該Ｇ光はＳ偏光光である。上述の該偏光変換
素子は特定波長域偏光変換素子であり該色分離手段の出
射側に設けられる。

【００２０】第５の発明では、光学エンジンは、照明光
を第１の光及び第２の光と第３の光とに分離する色分離
手段と、該第１の光と該第２の光を色分離合成する色分
離合成手段と、該色分離合成手段の近傍に略直角に配置
された第１、第２の液晶表示素子と、該第３の光を入射
する第３の液晶表示素子と、それぞれ該第１、該第２及
び該第３の液晶表示素子から出射された該該第１、該第
２及び該第３の光を合成する色合成手段とを備え、該色
分離手段で分離された第１、第２の光を該色分離合成手
段で色分離をしてそれぞれ該第１と該第２の液晶表示素
子に入射させ、該第１の液晶表示素子及び該第２の液晶
表示素子から出射された該第１の光と該第２の光を該色
分離合成手段で合成して入射軸と略直角方向に光軸を変
更して、該色分離合成手段から出射された該第１及び該
第２の光を第１の反射手段で該色合成手段に入射し、該
色分離手段で分離された第３の光を反射手段で反射して
該第３の液晶表示素子に入射させ、該第３の液晶表示素
子から出射された光を該色分離手段を透過させて該色合
成手段に入射させ、該第１、該第２及び該第３の光と合
成するように構成される。また、該色分離手段をプリズ
ムで構成し、該反射手段はダイクロイックプリズム又は
全反射プリズムとする。また、該プリズムを貼り合わせ
る。

【００２１】第１から第５の発明において、該色分離手
段と該色分離合成手段の間に第１のコンデンサレンズと
設け、色分離手段と該色合成手段の間に第２のコンデン
サレンズを設ける。また、該色分離手段の入射側にコン
デンサレンズを設ける。

【００２２】また、第２から第５の発明において、該色
分離合成手段及び該色合成手段をプリズムで構成し、該
第１の光と該第２の光の光軸上にあるプリズムのいずれ
かの面に第１の色調整膜を設け、該第３の光の光軸上に
あるプリズムのいずれかの面に第２の色調整膜を設け
る。

【００２３】また、第２から第５の発明において、該色
分離手段、該色分離合成手段及び該色合成手段をプリズ
ムで構成し、該第１、該第２の光の光軸上にあるプリズ
ムのいずれかの面に第１の色調整膜を設け、該第３の光
の光軸上にあるプリズムのいずれかの面に第２の色調整
膜を設けられる。また、該第１、該第２の光の光路及び
該第３の光の光路の少なくとも一方に特定波長域偏光変
換素子を設け、該色調整膜及び該特定波長域偏光変換素
子によって色調整する。

【００２４】第１から第５の発明において、該色分離合
成手段とを通過する光路と、該色分離合成手段を通過し
ない光路の、少なくとも一方の光路に特定波長域偏光変
換素子を設け、該色分離手段と該特定波長域偏光変換素
子によって色調整する。また、該色分離合成手段の入出
射面にそれぞれ第１、第２の特定波長域偏光変換素子を
設け、該色分離手段と、該第１及び該第２の特定波長域
偏光変換素子で色調整する。また、該分離手段の半値と
該第１及び該第２の特定波長域偏光変換素子の半値を組
み合わせて５８０ｎｍ近傍の光一方もしくは両方をカッ
トする。

【００２５】第１から第５の発明において、該色分離手
段と、該色分離合成手段、色合成手段のいずれかをプリ
ズムで構成し、該プリズムの近傍に配置された偏光板を
該プリズムに貼り付ける。また、該色合成手段をプリズ
ムで構成し、該プリズム近傍に配置された偏光板又は偏
光変換素子を該プリズムに貼り付ける。また、該色分離
手段と、該色分離合成手段、色合成手段のいずれかの近
傍に偏光板を配置し、該偏光板をガラス板の一面に貼り
付け、該ガラス板の他面に色調整膜を設ける。又は該色
分離手段と、該色分離合成手段、色合成手段のいずれか
の近傍に特定波長域偏光変換素子を配置し、該特定波長
域偏光変換素子をガラス板の一面に貼り付け、該ガラス
板の他面に色調整膜を設ける。

【００２６】第１から第５の発明において、該色分離手
段をダイクロイックミラー及びダイクロイックプリズム
のいずれかで構成し、該色合成手段の入射面近傍に色調
整膜を設け、該色分離手段の半値波長と該色合成手段の
近傍に設けられた色調整膜の半値波長を異なる値に設定
して、色純度を向上させる。また、該色分離手段又は該
色合成手段にダイクロイックミラー又はダイクロイック
プリズムからなるダイクロイック素子を使用し、該ダイ
クロイック素子にダイクロイックコートを設け、該ダイ
クロイックコートの厚さを光の入射角度によって変化さ
せる。

【００２７】第１から第５の発明において、該色分離手
段又は該色合成手段に偏光ビームスプリッタやダイクロ
イックプリズムからなるプリズムを使用し、該プリズム
の用途に応じて硝材を変える。また、該色分離手段又は
該色合成手段に偏光ビームスプリッタやダイクロイック
プリズムからなるプリズムを使用し、該検光用の偏光ビ
ームスプリッタ及び該プリズムの硝材を用途によって変
えると共に、該プリズムの体積を該検光用の偏光ビーム
スプリッタの体積より大きくする。

【００２８】また、第１から第５の発明において、該液
晶表示素子は液晶を充填する枠と該液晶のカバーガラス
とを備え、該色分離手段又は該色合成手段に偏光ビーム
スプリッタやダイクロイックプリズムからなるプリズム
を使用し、偏光ビームスプリッタやダイクロイックプリ
ズムからなる該第１及び該第２のプリズムに該液晶表示
素子を直接接着する。また、該色分離手段又は該色合成
手段に偏光ビームスプリッタやダイクロイックプリズム
からなるプリズムを使用し、該液晶表示素子は液晶を充
填する枠と該液晶のカバーガラスとを備え、偏光ビーム
スプリッタやダイクロイックプリズムからなる該第１又
は該第２のプリズムに調整板を接着し、該調整板に該液
晶表示素子を接着する。

【００２９】第１から第５の発明において、該色分離手
段又は該色合成手段に偏光ビームスプリッタやダイクロ
イックプリズムからなるプリズムを使用し、該プリズム
は第１のプリズム片と第２のプリズム片とを貼り合わせ
て構成し、該第１のプリズム片の高さを該第２のプリズ
ム片の高さに比べて短くして、該第１のプリズム片と該
第２のプリズム片の間に段部を設けるように該第１のプ
リズム片と該第２のプリズム片を貼り合わせたプリズム
を複数備え、該段部を用いて、複数のプリズム間の位置
決めをする。また、該第１のプリズム片を載置する台部
と該第２のプリズム片を載置する第２の台部とを複数備
えた組立ベース具を設け、該複数のプリズムを該組立ベ
ース具に取り付ける。また、光が液晶表示素子に入射さ
れる光路に設けられたプリズムは光の入射側を第２のプ
リズム片とし、光の出射側を第１のプリズム片となるよ
うに配置し、光が液晶表示素子から出射される光路に設
けられたプリズムは光の入射側が第１のプリズム片と
し、光の出射側が第２のプリズム片になるように配置す
る。

【００３０】第１から第５の発明において、該色分離手
段又は該色合成手段に偏光ビームスプリッタやダイクロ
イックプリズムからなるプリズムを使用し、該プリズム
は第１のプリズム片と第２のプリズム片とを貼り合わせ
ることによって構成し、該プリズムの近傍に配置された
液晶表示素子と、該プリズムと該液晶表示素子の間に波
長板設け、該第１のプリズム片の高さを該第２のプリズ
ム片の高さに比べて短くして、該第１のプリズム片と該
第２のプリズム片の間に段部を設けるように該第１のプ
リズム片と該第２のプリズム片を貼り合わせて段部を有
するプリズムを構成し、該第１のプリズムの該段部と接
する面を基準にして該波長板を調整する。

【００３１】第１から第５の発明において、該色合成手
段に入射されるＧ光はＳ偏光光であり、Ｒ光及びＢ光は
Ｐ偏光光であり、Ｇ光を変調する映像表示素子の出射光
軸と該色合成手段の出射光軸を略直角とする。また、第
１から第５の発明において、該色合成手段に入射される
Ｇ光はＰ偏光光であり、Ｒ光及びＢ光はＳ偏光光であ
り、Ｇ光を変調する映像表示素子の出射光軸と該色合成
手段の出射光軸を略平行とする。

【００３２】第１から第５の発明において、該色分離合
成手段に入射された光を第１の光及び第２の光に分離し
てそれぞれ該第１及び該第２の映像表示素子に入射し、
該第１及び該第２の映像表示素子から得られた該第１及
び該第２の光を合成した該色分離合成手段の出射光の光
軸を該色分離合成手段に入射する光の光軸と略直交し、
該色分離合成手段の出射光軸は該投射手段の光軸とが略
平行になるように構成する。

【００３３】また、第１から第５の発明において、投射
手段と光軸変換手段を設け、該色分離手段と、該映像表
示手段と、該色合成手段とで色分離合成ユニットを構成
し、該色分離合成ユニットに入射される光の光軸と該色
分離ユニットＬから出射される光の光軸とが略平行にな
るように構成し、該色分離合成ユニットから出射される
光を該光軸変換手段で光軸を変換して該投射手段に入射
する。

【００３４】上述の光学エンジンを用いた投射型映像表
示装置は、光を略平行にするレンズを設けたスクリーン
と、該投射手段の出射光の光軸を変更する光軸変換手段
とを設け、該投射手段から出射された光の光軸を変換し
て該スクリーンに投射する。

【００３５】第１から第５の発明において、該映像表示
素子の前にコンデンサレンズを設け、該コンデンサレン
ズもしくは該コンデンサレンズ以降のレンズ群の第一合
焦点位置を該投射手段の絞り面近傍に位置するように構
成する。また、該色分離合成手段及び色合成手段近傍に
冷却媒体を流通させる。また、映像表示装置は、上記記
載の光学エンジンを用いて構成される。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を幾つ
かの実施例を用い、図面を用いて説明する。

【００３７】図１は本発明による投射型液晶表示装置の
第１の実施例を示す概略の平面図である。図１の実施例
は、液晶ライトバルブとして反射型液晶表示素子２を、
いわゆる色の３原色のＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青
色）の３色に対応して合計３枚用いた３板式投射型表示
装置を示している。図１において、投射型液晶表示装置
には光源１があり、光源１は、超高圧水銀ランプ、メタ
ルハライドランプ、キセノンランプ、水銀キセノンラン
プ、ハロゲンランプ等の白色ランプである。光源１は、
円形または多角形の出射開口を持つ少なくとも１つの反
射面鏡５と、この光源１から出る光はライトバルブ素子
である液晶表示素子２を通過して投射レンズ３に向か
い、スクリーン４へ投影される。

【００３８】光源１の電球から放射される光は楕円面ま
たは放物面または非球面のリフレクタ５にて集光され、
この反射面鏡リフレクタ５の出射開口と略同等サイズの
矩形枠に設けられた複数の集光レンズにより構成され、
ランプユニットから出射した光を集光して、複数の２次
光源像を形成するための第一のアレイレンズ６に入射さ
れ、さらに複数の集光レンズにより構成され、前述の複
数の２次光源像が形成される近傍に配置され、かつ液晶
表示素子２に第一のアレイレンズ６の個々のレンズ像を
結像させる第二のアレイレンズ７を通過する。この出射
光は第二のアレイレンズ７の各々のレンズ光軸の横方向
のピッチに適合するように配置された各々のレンズ幅の
略１／２サイズの菱形プリズムの列へ入射される。この
プリズム面には偏光ビームスプリッター８の膜付けが施
されており、入射光は、この偏光ビームスプリッター８
にてＰ偏光光とＳ偏光光に分離される。Ｐ偏光光は、そ
のまま偏光ビームスプリッタ−８内を直行し、このプリ
ズムの出射面に設けられたλ／２波長板９により、偏光
方向が９０°回転され、Ｓ偏光光に変換され出射され
る。一方、Ｓ偏光光は、偏光ビームスプリッター８によ
り反射され、隣接する菱形プリズム内で本来の光軸方向
にもう一度反射してからＳ偏光光として出射される。出
射光はコリメータレンズ１０に入射される。

【００３９】従来の反射型液晶表示素子を用いた投射型
液晶表示装置では、入射偏光板と反射液晶表示素子の組
合せにより、一方向の偏光光しか反射しないため反射光
量が約半分になっていた。しかし、偏光ビームスプリッ
ター８を用いるため、光源１から出射するランダムな偏
光光の偏光方向を揃えて反射型液晶表示素子２に入射す
るため、理想的には従来の投射型液晶表示装置の２倍の
明るさが得られる。また、アレイレンズ６、７は、各レ
ンズセルの個々の像が液晶表示素子２に重なり、均一な
画質が得られるように作用する。

【００４０】コリメータレンズ１０は、少なくとも1枚
以上の構成であり、正の屈折力を有し、このＳ偏光光を
さらに集光させる作用を持ち、このコリメータレンズ１
０を通過した光は反射ミラ−１１、１２により光軸方向
を所定方向９０°変換される。その後、光はコンデンサ
レンズ３０を通過して、各色ＲＧＢ３枚の反射型液晶表
示素子２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを照射するために、まず色分離
ミラー１３あるいは図示していないが、色分離プリズム
により、Ｇ光とＲ、Ｂ光とに2分割され、それぞれの色
専用の偏光分離合成素子である偏光ビームスプリッタ１
６Ｇ、１６ＲＢに入射される。すなわち、Ｇ光は、本発
明であるＧ専用偏光ビームスプリッタ１６Ｇに入射、そ
の後Ｓ偏光光なのでＧ専用反射型液晶表示素子２Ｇ側へ
反射され、このパネルを照射する。また、Ｂ光とＲ光
はＢ−Ｒ光専用偏光板１４を通過し、本発明であるＲ−
Ｂ専用偏光ビームスプリッタ１６ＲＢに入射、その後特
定波長域のみ偏光方向を変換する特定波長域偏光変換素
子１７を通過してＢ光あるいはＲ光のどちらかの偏光を
Ｓ偏光光からＰ偏光光に変換して、例えば、偏光を変換
されたＰ偏光光であるＢ光は、Ｒ−Ｂ専用偏光ビームス
プリッタ１６ＲＢを通過してＢ専用反射型液晶表示素子
２Ｂを照射する。一方、Ｒ光はＳ偏光光なのでＲ−Ｂ専
用偏光ビームスプリッタ１６ＲＢにて反射された後、Ｒ
専用反射型液晶表示素子２Ｒを照射する。もちろん、上
記例はひとつの具体例であり、実施例はこれに限定する
ものではなく、ＲがＰ偏光光に変換されてもよく、これ
とは別にもともとの照明系の偏光光がＰ偏光であり、Ｒ
ＧＢの一つの色がＳ偏光光に変換され、残りの二色がＰ
偏光光となる場合も構成としては成り立つ。また、各色
専用の反射型液晶表示素子２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの入射側に
はＳ偏光光を透過するＲＢ専用入射偏光板１４およびＧ
専用入射偏光板１５を配置し、各色の偏光度を高め、偏
光板１４をガラスに貼り、反対側に色調整膜を施すこと
によって色純度を高めることも可能である。その後、各
色専用の反射型映像表示素子２で偏光を変換され、光は
再び各色専用偏光ビームスプリッタ１６Ｇ、１６ＲＢに
入射し、Ｓ偏光光は反射され、Ｐ偏光光は透過する。

【００４１】この反射型映像表示素子２は、表示する画
素に対応する（例えば横１０２４画素縦７６８画素各３
色など）数の液晶表示部が設けてある。そして、外部よ
り駆動される信号に従って、液晶表示素子２の各画素の
偏光角度が変わり、最終的に入射の偏光方向と直交方向
になった光が出射され、偏光方向の一致した光が偏光ビ
ームスプリッタ２により検光される。この途中の角度の
偏光を持った光は、偏光ビームスプリッタ２の偏光度と
の関係で偏光ビームスプリッタを通る光の量と検光され
る量とが決まる。このようにして、外部より入力する信
号に従った画像を投影する。この時、本発明のＧ専用偏
光ビームスプリッタ１６ＧとＲ−Ｂ専用偏光ビームスプ
リッタ１６ＲＢである偏光変換素子は、反射型映像表示
素子２Ｒ、２Ｇ、２Ｂが黒表示を行う場合に、偏光方向
は入射光と同等であり、そのまま入射光路に沿って光源
側に戻される。しかし偏光ビームスプリッタの偏光度お
よび消光比である検光効率が微妙に性能に影響を与え、
わずかに漏れたあるいは乱れた偏光光が偏光ビームスプ
リッタを通過して出射側の色合成ミラー１９あるいは色
合成プリズムを通過して投射レンズ２０側へ照射され、
黒表示時に僅かの明るさをスクリーン上にて検知する。
これによりコントラスト性能が低下する場合がある。

【００４２】当然ながら、偏光変換素子および色分離合
成プリズムを構成する誘電体多層膜は、これに入射され
る特定波長帯域の光に対し、そのＰ偏光光の透過効率あ
るいは反射効率およびＳ偏光光の透過効率あるいは反射
効率、あるいは円偏光光に対する透過効率あるいは反射
効率が、ピーク値をとるように、限定波長域専用の誘電
体多層膜付けを施した構成、たとえば５００ｎｍ近傍か
ら６００ｎｍ近傍迄の波長帯域のＧ光専用の最適な誘電
体多層膜付けを施したＧ専用偏光ビームスプリッタ１６
Ｇ、４００ｎｍ近傍から５００ｎｍ近傍迄と、６００ｎ
ｍ近傍から７００ｎｍ近傍迄の2つ以上の波長帯域での
Ｒ光およびＢ光専用の最適な誘電体多層膜付けを施した
Ｒ−Ｂ専用偏光ビームスプリッタ１６ＲＢを用いるこ
とにより、誘電体多層膜の膜付けが容易となり、かつ透
過効率および反射効率、さらには上記検光効率も従来よ
りも向上する。このため、高精度な色再現性と高輝度、
高効率コントラスト等を実現した反射型液晶表示装置を
提供できる。さらに、場合により傾斜膜、すなわち光の
入射角度によって誘電体多層膜の厚さを変えた膜を付加
することにより、より均一性の高いかつ色純度の高い映
像を表示できる。

【００４３】偏光ビームスプリッタ１６ＲＢを出射した
光は特定波長域偏光変換素子１８によって、Ｒ光又はＢ
光の一方の偏光方向が変換され、Ｒ光、Ｂ光共に例えば
Ｓ偏光光に変換されてダイクロイックミラー１９に入射
される。

【００４４】その後、映像であるＲＧＢ各色の光はダイ
クロイックミラー等の色合成ミラー１９あるいは図示し
ていないがダイクロイックプリズムにより再び色合成さ
れて、光は、例えばズームレンズであるような投射手段
（例えば投射レンズ）２０を通過し、スクリーンに到達
する。前記投射手段２０により、反射型液晶表示素子２
Ｒ、２Ｇ、２Ｂに形成された画像は、スクリーン上に拡
大投影され表示装置として機能するものである。この３
枚の反射型液晶表示素子を用いた反射型液晶表示装置
は、電源２１により、ランプおよびパネル等の駆動を行
っている。

【００４５】従って、従来の反射型液晶表示装置では、
光源の光を少なくとも１つ以上の色分離プリズム、ある
いは色分離ミラーでＲＧＢの３色光に分離した後、少な
くとも３つ以上の偏光ビームスプリッタにてＲＧＢ各色
光を検光し、さらに色合成プリズムで3色を合成してか
ら投射レンズにてスクリーン上へ映像を投射していたの
で、装置全体が大形、重量の重い、高コスト化する傾向
にあった。本発明によるＧ専用およびＲ−Ｂ専用偏光ビ
ームスプリッタを２個用いる構成などは小型、軽量化を
達成できるとともに、さらには色純度を自由に制御で
き、さらに色ムラ等を改善し、性能向上を同時に実現す
ることができる。したがって、コンパクトで高輝度、高
画質の投射型映像表示装置を実現できる。さらに、部品
点数を削減できるので、低コスト化を達成できる。

【００４６】図２は、本発明による第２の実施例を示す
概略の平面図である。反射型映像表示素子２Ｒ、２Ｇ、
２Ｂ、例えば反射型液晶表示素子、あるいは反射型強誘
電映像表示素子、あるいは駆動マイクロミラー映像表示
素子等、から出射され、偏光ビームスプリッタ１６Ｇと
偏光ビームスプリッタ１６ＲＢである偏光分離合成素子
で検光された映像であるＲＧＢ各色の光は、ダイクロイ
ダイクプリズム１９ａにより、再び色合成されて、光
は、例えばズームレンズであるような投射手段２０を通
過し、スクリーンに到達する。投射手段２０により、反
射型液晶表示素子２Ｒ、２Ｇ、２Ｂに形成された画像
は、スクリーン上に拡大投影され表示装置として機能す
るものである。本発明のプリズム１９ａは、光線がケラ
レないように偏光ビームスプリッタよりサイズを大きく
してあるもので、全体の構成を小型化するために、偏光
ビームスプリッタとの大きさが異なる構成となってい
る。またダイクロイックコートで傾斜膜等も単独で自由
設定できるので、均一な色純度の高い映像を提供でき
る。

【００４７】また、本発明の構成により、ダイクロイッ
クプリズム１９ａのような光学素子を筐体に角面取り部
２９の支持部等を設け、これにこの光学素子の角面取り
部２９を支持させることで、ダイクロイックプリズム１
９ａのような光学素子の保持および位置決めを容易に
し、量産時における組み付け時間を短縮、さらに投射型
映像表示装置全体のコスト低減も可能となる。また、こ
の角面取り部２９により、発生した、スペース余裕に別
の光学部材、たとえばレンズあるいは他の光学素子等を
配置し、高密度配置した場合の互いの干渉をさけ、小型
化を達成できる。

【００４８】図３は、本発明による第３の実施例を示す
平面図である。照明光はコンデンサレンズ３０を通過し
て、各色ＲＧＢ３枚の反射型液晶表示素子２Ｒ、２Ｇ、
２Ｂを照射するために、まず特定波長域偏光変換素子２
８にて所定の波長帯域の光の偏光方向を変換する。この
場合は照明光がＳ偏光ならばP偏光に変換し、広帯域用
偏光ビームスプリッタ１６ＲＧＢにより、各色光に分離
される。例えば特定波長域偏光変換素子２８でＧ光の偏
光が変換された場合、偏光ビームスプリッタ１６ＲＧＢ
によりＧ光とＲ、Ｂ光とに2分割され、それぞれの色専
用の偏光分離合成素子である偏光ビームスプリッタ１６
Ｇ、１６ＲＢに入射される。すなわち、Ｇ光は、特定波
長域偏光変換素子２７にてＰ偏光光をＳ偏光光に偏光方
向を変換し、Ｇ専用偏光ビームスプリッタ１６Ｇに入
射、その後Ｓ偏光光なのでＧ専用反射型液晶表示素子２
Ｇ側へ反射され、この液晶表示素子２Ｇを照射する。ま
た、Ｂ光とＲ光はＢ−Ｒ光専用偏光板１４を通過し、Ｒ
−Ｂ専用偏光ビームスプリッタ１６ＲＢに入射、その後
特定波長域のみ偏光方向を変換する特定波長域偏光変換
素子１７を通過してＢ光あるいはＲ光のどちらかの偏光
をＳ偏光光からＰ偏光光に変換して、例えば、偏光を変
換されたＰ偏光光であるＢ光は、Ｒ−Ｂ専用偏光ビーム
スプリッタ１６ＲＢを通過してＢ専用反射型液晶表示素
子２Ｂを照射する。一方、Ｒ光はＳ偏光光なのでＲ−Ｂ
専用偏光ビームスプリッタ１６ＲＢにて反射された後、
Ｒ専用反射型液晶表示素子２Ｒを照射する。

【００４９】もちろん、上記例はひとつの具体例であ
り、実施例はこれに限定するものではなく、Ｒ光がＰ偏
光光に変換されてもよく、これとは別にもともとの照明
系の偏光光がＰ偏光であり、ＲＧＢの一つの色がＳ偏光
光に変換され、残りの二色がＰ偏光光となる場合も構成
としては成り立つ。また、各色専用の反射型液晶表示素
子２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの入射側にはＳ偏光光を透過するＲ
Ｂ専用入射偏光板１４およびＧ専用入射偏光板１５を配
置し、各色の偏光度およびまたは色純度を高めることも
可能である。その後、各色専用の反射型映像表示素子２
で偏光を変換され、光は再び各色専用偏光ビームスプリ
ッタ１６Ｇ、１６ＲＢに入射し、Ｓ偏光光は反射され、
Ｐ偏光光は透過する。

【００５０】この反射型映像表示素子２は、表示する画
素に対応する（例えば横１０２４画素縦７６８画素各３
色など）数の液晶表示部が設けてある。そして、外部よ
り駆動される信号に従って、液晶表示素子２の各画素の
偏光角度が変わり、最終的に入射の偏光方向と直交方向
になった光が出射され、偏光方向の一致した光が偏光ビ
ームスプリッタ１６により検光される。この途中の角度
の偏光を持った光は、偏光ビームスプリッタ１６の偏光
度との関係で偏光ビームスプリッタ１６を通る光の量と
検光される量とが決まる。このようにして、外部より入
力する信号に従った画像を投影する。この時、Ｇ専用偏
光ビームスプリッタ１６ＧとＲ−Ｂ専用偏光ビームスプ
リッタ１６ＲＢである偏光変換素子は、反射型映像表示
素子２Ｒ、２Ｇ、２Ｂが黒表示を行う場合に、偏光方向
は入射光と同等であり、そのまま入射光路に沿って光源
側に戻される。その後、映像であるＲＧＢ各色の光はダ
イクロイックミラー１９あるいは図示していないがダイ
クロイックプリズムにより、再び色合成されて、光は、
例えばズームレンズであるような投射手段２０を通過
し、スクリーンに到達する。前記投射手段２０により、
反射型液晶表示素子２Ｒ、２Ｇ、２Ｂに形成された画像
は、スクリーン上に拡大投影され表示装置として機能す
るものである。この３枚の反射型液晶表示素子を用いた
反射型液晶表示装置は、電源２１により、ランプおよび
パネル等の駆動を行っている。

【００５１】従って、従来の反射型液晶表示装置では、
光源の光を少なくとも１つ以上の色分離プリズム、ある
いは色分離ミラーでＲＧＢの３色光に分離した後、少な
くとも３つ以上の偏光ビームスプリッタにてＲＧＢ各色
光を検光し、さらに色合成プリズムで3色を合成してか
ら投射レンズにてスクリーン上へ映像を投射していたの
で、装置全体が大形、重量の重い、高コスト化する傾向
にあった。本発明によるＧ専用およびＲ−Ｂ専用偏光ビ
ームスプリッタを２個用いる構成などでは小型、軽量化
を達成できるとともに、さらには色純度を自由に制御で
き、さらに色ムラ等を改善し、性能向上を同時に実現す
ることができる。また、色分離手段を偏光ビームスプリ
ッタと特定波長域偏光変換素子の組合せで行っているの
で、角度依存性にともなう影響が少ないので、色性能の
設計が容易になる。従って、コンパクトで高輝度、高画
質の投射型映像表示装置を実現できる。さらに、部品点
数を削減できるので、低コスト化を達成できる。

【００５２】図４は本発明による第４の一実施例を示す
平面図である。図３の実施例の効果に加えて、反射型映
像表示素子２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ、から出射され、偏光ビー
ムスプリッタ１６Ｇと偏光ビームスプリッタ１６ＲＢで
ある偏光分離合成素子で検光された映像であるＲＧＢ各
色の光は、ダイクロイックプリズム１９ａにより、再び
色合成されて、光は投射手段２０を通過し、スクリーン
に到達する。投射手段２０により、反射型液晶表示素子
２Ｒ、２Ｇ、２Ｂに形成された画像は、スクリーン上に
拡大投影され表示装置として機能するものである。本発
明のプリズム１９ａは、光線がケラレないように偏光ビ
ームスプリッタよりサイズを大きくしてあるもので、全
体の構成を小型化するために、偏光ビームスプリッタと
の大きさが異なる構成となっている。またダイクロイッ
クコートで傾斜膜等も単独で自由設定できるので、均一
な色純度の高い映像を表示できる。

【００５３】また、本発明の構成により、ダイクロイッ
クプリズム１９ａのような光学素子を筐体に角面取り部
２９の支持部等を設け、これにこの光学素子の角面取り
部２９を支持させることで、ダイクロイックプリズム１
９ａのような光学素子の保持および位置決めを容易に
し、量産時における組み付け時間を短縮、さらに投射型
映像表示装置全体のコスト低減も可能となる。また、こ
の角面取り部２９により、発生した、スペース余裕に別
の光学部材、偏光分離合成素子である偏光ビームスプリ
ッタ１６ＲＧＢを配置し、高密度配置した場合の互いの
干渉をさけ、小型化を達成できる。図５は本発明による
映像表示装置の第５の実施例を示す平面図であり、特に
光学系の構成を示している。

【００５４】図５において、映像表示装置には光源１と
反射リフレクタ２からなる光源ユニットが設けられ、光
源ユニットから出される光は偏光整流素子３１、例えば
偏光板、または偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）を通過
し、Ｐ偏光光として整流された光は、緑色分離ミラー１
３によってＧ光（緑色光）と、Ｒ光（赤色光）およびＢ
光（青色光）に分離される。分離されたＧ光は偏光ビー
ムスプリッタ１６Ｇに入射し、Ｐ偏光光である入射光は
透過し、映像表示素子である反射型液晶表示素子２Ｇに
入射し、映像信号に応じた偏光変換を受け反射され、偏
光ビームスプリッタ１６Ｇに再び入射する。偏光ビーム
スプリッタ１６Ｇは、入射光に対して、反射型液晶表示
素子２Ｇにより受けた偏光変換量に応じて光を検光、す
なわち入射光のうち偏光変換を受けて発生したＳ偏光成
分のみを反射し映像を得る。

【００５５】緑色分離ミラー１３により分離されたＲ光
及びＢ光は、特定波長域の偏光方向を変換させる特定波
長域偏光変換素子１７により、Ｒ光のみＳ偏光光に偏光
変換され偏光ビームスプリッタ１６ＲＢに入射される。
偏光ビームスプリッタ１６ＲＢにより、Ｓ偏光光である
Ｒ光は反射し、反射型液晶表示素子２Ｒに入射する。反
射型液晶表示素子２Ｒに入射した光は映像信号に応じた
偏光変換を受けて反射され偏光ビームスプリッタ１６Ｒ
Ｂに再び入射する。偏光ビームスプリッタ１６ＲＢで
は、反射型液晶表示素子２Ｒにより受けた偏光変換量に
応じて光を検光し映像を得る。また、Ｂ光はＰ偏光光と
して偏光ビームスプリッタ１６ＲＢを透過し、反射型液
晶表示素子２Ｂに入射される。反射型液晶表示素子２Ｂ
に入射した光は映像信号に応じた偏光変換を受けて反射
され偏光ビームスプリッタ１６ＲＢに再び入射する。偏
光ビームスプリッタ１６ＲＢでは、反射型液晶表示素子
２Ｂにより受けた偏光変換量に応じて光を検光し映像を
得る。

【００５６】ここで図には示していないが、特定波長域
の偏光方向を変換させる特定波長域偏光変換素子１７に
より、Ｂ光のみＳ偏光光に偏光変換してもよい。このと
き、偏光変換されたＢ光はＳ偏光光となり、偏光ビーム
スプリッタ１６ＲＢに入射される。偏光ビームスプリッ
タ１６ＲＢにより、Ｓ偏光光であるＢ光は反射され、反
射型表示素子２Ｂに入射される。反射型液晶表示素子２
Ｂに入射した光は映像信号に応じた偏光変換を受けて反
射され偏光ビームスプリッタ１６ＲＢに再び入射され
る。偏光ビームスプリッタ１６ＲＢでは、反射型液晶表
示素子２Ｂにより受けた偏光変換量に応じて光を検光
し、映像を得る。また、Ｒ光はＰ偏光光として偏光ビー
ムスプリッタを透過し、反射型液晶表示素子２Ｒに入射
される。反射型液晶表示素子２Ｒに入射した光は映像信
号に応じた偏光変換を受けて反射され偏光ビームスプリ
ッタ１６ＲＢに再び入射される。偏光ビームスプリッタ
１６ＲＢでは、反射型液晶表示素子２Ｒにより受けた偏
光変換量に応じて光を検光し、映像を得る。

【００５７】それぞれに得られた赤、青、緑各色の映像
は色合成手段１９、例えばダイクロイックミラーや、ダ
イクロイックプリズムにより合成され、投射レンズ２０
により投影される。この時、必要に応じて、偏光ビーム
スプリッタ１６ＲＢの出射側に特定波長域の偏光方向を
変換させる特定波長域偏光変換素子１８を挿入し、Ｒ光
とＢ光の偏光方向をそろえてもよい。さらにこの時、Ｒ
光、Ｇ光、Ｂ光全ての光の偏光方向を揃えるよう特定波
長域偏光変換素子１８の偏光変換させる波長域を設定す
ることにより、偏光スクリーンの使用が可能となる。

【００５８】あるいは、Ｇ光の光路において偏光ビーム
スプリッタ１６Ｇで検光された光に対し、Ｓ偏光光をＰ
偏光光に変換する偏光変換素子３２を配置し、色合成ミ
ラー等の色合成手段１９に対しＰ偏光光で入射する様に
し、さらに、赤色およびＢ光路において、Ｒ光、Ｂ光の
一方または両方の偏光方向をＳ偏光光になるように、特
定波長域の偏光方向を変換させる特定波長域偏光変換素
子１８の偏光変換波長帯域を設定する。これにより、色
合成手段１９であるダイクロイックミラーまたはダイク
ロイックコートの偏光特性により、Ｇ光の透過帯域を広
げ、かつＲ光、Ｂ光の一方または両方の反射帯域を広げ
ることが可能となる。

【００５９】さらに、偏光ビームスプリッタ１６Ｇおよ
びないし、偏光ビームスプリッタ１６ＲＢの入射側およ
びないし出射側に偏光板等の偏光整流素子３３、３４、
３５を配置してもよい。この時、赤およびＢ光路におい
て偏光ビームスプリッタ１６ＲＢの入射前に配置する偏
光整流素子３３は、特定波長域の偏光方向を変換させる
光学素子１７の入射前に配置する。また、赤及びＢ光の
光路において偏光ビームスプリッタ１６ＲＢの入射後に
配置する偏光整流素子３５は、特定波長域の偏光方向を
変換させる特定波長域偏光変換素子１８の出射後に配置
する。本発明による偏光ビームスプリッタを２個用いる
構成などは小型、軽量化を達成できるとともに、さらに
は色純度を自由に制御でき、さらに色むら等を改善でき
る。

【００６０】図６は本発明による映像表示装置の第６の
実施例を示す平面図であり、光学系の構成をしめしてい
る。図６において、映像表示装置には、光源１、反射リ
フレクタ５からなる光源ユニットがあり、光源１は白色
ランプである。光源ユニットから出される光は偏光板等
の偏光整流素子８、例えば偏光板、ないしは偏光変換素
子（偏光ビームスプリッタ）を通過し、Ｓ偏光光として
整流された光は、緑色分離ミラー１３によってＧ光と、
Ｒ光およびＢ光に分離される。分離されたＧ光は偏光ビ
ームスプリッタ１６Ｇに入射し、Ｓ偏光光である入射光
は反射し、映像表示素子である反射型液晶表示素子２Ｇ
に入射し、映像信号に応じた偏光変換をうけ反射され、
偏光ビームスプリッタ１６Ｇに再び入射する。偏光ビー
ムスプリッタ１６Ｇは、入射光に対して、反射型液晶表
示素子２Ｇにより受けた偏光変換量に応じて光を検光、
すなわち入射光の内、偏光変換を受けて発生したＰ偏光
成分のみを反射し、映像を得る。

【００６１】緑色分離ミラー１３により分離されたＲ光
およびＢ光は、特定波長域の偏光方向を変換させる特定
波長域偏光変換素子１７により、Ｒ光のみＰ偏光光に偏
光変換され偏光ビームスプリッタ１６ＲＢに入射され
る。偏光ビームスプリッタ１６ＲＢにより、Ｐ偏光光で
あるＲ光は透過し、反射型液晶表示素子２Ｒに入射され
る。反射型液晶表示素子２Ｒに入射した光は映像信号に
応じた偏光変換を受けて反射され偏光ビームスプリッタ
１６ＲＢに再び入射する。偏光ビームスプリッタ１６Ｒ
Ｂでは、反射型液晶表示素子２Ｒにより受けた偏光変換
量に応じて光を検光し映像を得る。また、Ｂ光はＳ偏光
光として偏光ビームスプリッタ１６ＲＢにより反射さ
れ、反射型液晶表示素子２Ｂに入射する。反射型液晶表
示素子２Ｂに入射した光は映像信号に応じた偏光変換を
受けて反射され偏光ビームスプリッタ１６ＲＢに再び入
射される。偏光ビームスプリッタ１６ＲＢでは、反射型
液晶表示素子２Ｂにより受けた偏光変換量に応じて光を
検光し、映像を得る。ここで図には示していないが、特
定波長域の偏光方向を変換させる特定波長域偏光変換素
子１７により、Ｂ光のみＰ偏光光に偏光変換してもよ
い。このとき、偏光変換されたＢ光はＰ偏光光となり、
偏光ビームスプリッタ１６ＲＢに入射される。偏光ビー
ムスプリッタ１６ＲＢにより、Ｐ偏光光であるＢ光は透
過し、反射型液晶表示素子２Ｂに入射される。反射型液
晶表示素子２Ｂに入射した光は映像信号に応じた偏光変
換を受けて反射され偏光ビームスプリッタ１６ＲＢに再
び入射される。偏光ビームスプリッタ１６ＲＢでは、反
射型液晶表示素子２Ｂにより受けた偏光変換量に応じて
光を検光し、映像を得る。また、Ｒ光はＳ偏光光として
偏光ビームスプリッタ１６ＲＢで反射され、反射型液晶
表示素子２Ｒに入射される。反射型液晶表示素子２Ｒに
入射した光は映像信号に応じた偏光変換を受けて反射さ
れ偏光ビームスプリッタ１６ＲＢに再び入射される。偏
光ビームスプリッタ１６ＲＢでは、反射型液晶表示素子
２Ｒにより受けた偏光変換量に応じて光を検光し映像を
得る。

【００６２】それぞれに得られた赤、青、緑各色の映像
は色合成手段１９例えばダイクロイックミラーやダイク
ロイックプリズムにより合成され、投射レンズ２０によ
り投影される。この時、必要に応じて、偏光ビームスプ
リッタ１６ＲＢの出射側に特定波長域の偏光方向を変換
させる特定波長域偏光変換素子１８を挿入し、Ｒ光、Ｇ
光、Ｂ光全ての光の偏光方向を揃えるよう特定波長域偏
光変換素子１８の偏光変換させる波長域を設定すること
により、偏光スクリーンの使用が可能となる。

【００６３】あるいは、このとき、Ｒ光及びＢ光の光路
において、Ｒ光、Ｂ光の一方または両方の偏光方向をＳ
偏光光になるように、特定波長域の偏光方向を変換させ
る特定波長域偏光変換素子１８の偏光変換波長帯域を設
定する。これにより、色合成手段１９であるダイクロイ
ックミラーまたはダイクロイックコートの偏光特性によ
り、Ｇ光の透過帯域を広げ、かつＲ光、Ｂ光の反射帯域
を広げることが可能となる。

【００６４】さらに、偏光ビームスプリッタ１６Ｇ、偏
光ビームスプリッタ１６ＲＢの入射側または出射側に偏
光整流素子３３、３４、３５を配置してもよい。この
時、赤及びＢ光の光路において偏光ビームスプリッタ１
６ＲＢの入射前に配置する偏光整流素子３３は、特定波
長域の偏光方向を変換させる特定波長域偏光変換素子１
７の入射前に配置する。また、Ｒ光及びＢ光の光路にお
いて偏光ビームスプリッタ１６ＲＢの入射後に配置する
偏光整流素子３５は、特定波長域の偏光方向を変換させ
る特定波長域偏光変換素子１８の光出射側に配置する。
本発明による偏光ビームスプリッタを２個用いる構成な
どは小型、軽量化を達成できるとともに、さらには色純
度を自由に制御でき、さらに色むら等を改善できる。

【００６５】図７は本発明における投射型映像表示装置
第７の実施例を示す平面図である。図７の実施例では、
液晶ライトバルブとして反射型液晶表示素子２Ｒ、２
Ｇ、２Ｂをいわゆる色の３原色のＲ（赤色）、Ｇ（緑
色）、Ｂ（青色）の３色に対応して合計３枚用いた３板
式投射型表示装置を示している。図７の投射型液晶表示
装置において、光源１は白色ランプである。光源１から
出される光は円形ないし多角形の出射開口を持つ少なく
とも１つの反射面鏡５で反射されライトバルブ素子であ
る液晶表示素子２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを通過して投射レンズ
２０に向かい、スクリーンへ投影される。

【００６６】偏光ビームスプリッタ８と反射型液晶表示
素子２の間には光の三原色であるのＲ光、Ｇ光、Ｂ光の
内、Ｇ光のみを透過、または反射する色分離手段である
ダイクロイックミラー１３またはダイクロイックプリズ
ム等が配置され、他のＲ光及びＢ光と分離される。この
ダイクロイックミラー１３により分離されたＧ光は偏光
ビームスプリッタ１６Ｇにより透過、または反射され、
液晶表示素子２Gに入射される。この時、偏光ビームス
プリッタ１６Ｇの入射側およびないし、出射側にＧ光に
対し偏光整流作用を持つ偏光板１５、２９を配しても良
い。液晶表示素子２Ｇに入射した光は読み出し光として
それぞれ変調されて反射して射出され、変調光が偏光ビ
ームスプリッタ１６Ｇによって、それぞれ検光される。
また、Ｇ光と分離されたＲ光および、Ｂ光は略５１０ｎ
ｍから５８０ｎｍの内の特定の波長以上もしくは以下の
帯域のみを偏光変換する特定波長域偏光変換素子１７を
通過し、Ｒ光、ないしはＢ光の内いずれか一方の色光の
偏光が変化し、Ｒ光とＢ光の偏光方向は直交する。その
後、偏光ビームスプリッタ１６ＲＢに入射し、偏光方向
の異なるＲ光とＢ光は分離され、それぞれの液晶表示素
子２Ｒ及び２Ｂに入射される。この時、前記特定波長域
偏光変換素子１７の入射側に偏光整流作用を持つ偏光板
１４を配しても良い。およびまたは偏光ビームスプリッ
タ２８ＲＢの出射側に、略５１０ｎｍから５８０ｎｍの
内の特定の波長以上もしくは以下の帯域のみを偏光変換
する特定波長域偏光変換素子１８を配しても良い。さら
にはこの時前記特定波長域偏光変換素子１８の出射側に
偏光整流作用を持つ偏光板２９を配しても良い。

【００６７】液晶表示素子２Ｒ、２Ｂに入射した光は読
み出し光として当該各色に対応した液晶表示素子よっ
て、それぞれ変調されて反射して射出され、当該各色の
変調光が偏光ビームスプリッタ１６ＲＢによって、それ
ぞれ検光される。検光されたＲ光および、Ｇ光及びＢ光
は色合成フィルタであるダイクロイックミラー１９ない
しはダイクロイックプリズムにより合成され、投射手段
２０を通過し、スクリーンに到達する。この時、色合成
フィルタを透過する光路の光はＰ偏光光になるように、
および色合成フィルタを反射する光路の光はＳ偏光光と
なるように特定波長域偏光変換素子１８を設定すること
により、色合成フィルタの透過および反射帯域が広がり
高効率な光学系が実現できる。投射手段２０により、液
晶表示素子２に形成された画像は、スクリーン上に拡大
投影され表示装置として機能するものである。また偏光
板を偏光ビームスプリッタの入射および出射に設けてい
るので、コントラストを向上できる。

【００６８】本発明による偏光ビームスプリッタを２個
用いる構成は小型、軽量化を達成できるとともに、さら
には色純度を自由に制御でき、さらに色ムラ等を改善
し、性能向上を同時に実現することができる。したがっ
て、コンパクトで高輝度、高画質の投射型映像表示装置
を実現できる。さらに、部品点数を削減できるので、低
コスト化を達成できる。

【００６９】以下、本発明による光学エンジンの第８の
実施例について、図８を用いて説明する。図８は本発明
による映像表示装置に使用する光学エンジンの第８の実
施例を示す概略の平面図である。なお、光は実線と点線
で示され、実線はＳ偏光光を、点線はＰ偏光光を示す。
図において、光源（図示せず）からの光は偏光ビームス
プリッタプリズムと１／２波長板との組み合わせ構成に
代表される偏光変換素子１０１を通して、Ｐ偏光光はＳ
偏光光に変換され、Ｓ偏光光はそのままＳ偏光光として
出射される。偏光変換素子１０１としては、Ｓ偏光光を
Ｐ偏光光に変換されるものを用いてもよい。本実施例に
おいては偏光変換素子１０１によって、Ｐ偏光光はＳ偏
光光に変換される場合を例にとって説明する。

【００７０】偏光変換素子１０１を透過したＳ偏光光の
内、Ｂ光はダイクロイックミラー等の色分離ミラー１０
２を透過し、偏光板１０３ａ、及び１／２λ波長板等の
偏光変換素子（偏光特定波長域偏光変換素子でもよ
い。）１１５、色調整膜１０４ａを透過して、偏光ビー
ムスプリッター１０５ＲＧＢに入射される。偏光板１０
３ａは本来の光であるＳ偏光光の他に混じっているＰ偏
光光を除去するために使用される。色調整膜１０４ａに
ついてはその詳細を後述する。Ｓ偏光光であるＢ光は偏
光変換素子１１５でＳ偏光光がＰ偏光光に変換された
後、偏光ビームスプリッタ１０５ＲＧＢを透過して全反
射プリズム１０８に入射され、ここで反射される。全反
射プリズム１０８で反射されたＢ光は１／４λ波長板を
通して反射型液晶表示素子１０７Ｂに入射され、液晶表
示素子１０７ＢでＰ偏光光はＳ偏光光に変換され、再び
全反射プリズム１０８で反射された後、色合成用偏光ビ
ームスプリッタ（又はダイクロイックプリズム）１０５
ＲＧＢに入射され、ここで反射されて投射レンズ（図示
せず）に出射される。なお、１／４λ波長板１０６ａは
液晶表示素子１０７Ｂの偏光軸と偏光ビームスプリッタ
１０５ＲＧＢ及び照明光学系の偏光軸を揃えることを主
目的として使用される。

【００７１】色分離ミラー１０２で反射されたＳ偏光光
であるＲ光およびＧ光は反射ミラー１０９で反射され、
Ｓ偏光光を除去するための偏光板１０３ｂを通して特定
波長域偏光変換素子１１２ａに入射さる。ここで、Ｒ光
はＳ偏光光からＰ偏光光に変換され、Ｇ光はＳ偏光光の
まま、色調整膜１０４ｂを透過して色分離合成用の偏光
ビームスプリッタ１０５ＲＧに入射される。Ｓ偏光光で
あるＧ光は偏光ビームスプリッタ１０５ＲＧで反射さ
れ、１／４λ波長板１０６ｂを透過してＧ光用の反射型
液晶表示素子１０７Ｇに入射され、この液晶表示素子１
０７ＧでＳ偏光光がＰ偏光光に変換されて反射され、Ｐ
偏光光として再び偏光ビームスプリッタ１０５ＲＧに入
射され、ここを透過して特定波長域偏光変換素子１１２
ｂに入射される。

【００７２】Ｐ偏光光に変換されたＲ光は色分離合成用
の偏光ビームスプリッタ１０５ＲＧを透過し、１／４λ
波長板１０６ｃを透過した後、Ｒ光用の反射型液晶表示
素子１０７Ｒに入射され、この液晶表示素子１０７Ｒで
Ｐ偏光光がＳ偏光光に変換されて反射され、Ｓ偏光光と
して出射される。Ｓ偏光光であるＲ光は偏光ビームスプ
リッタ１０５ＲＧで反射されて特定波長域偏光変換素子
１１２ｂに入射される。特定波長域偏光変換素子１１２
ｂではＲ光のＳ偏光光をＰ偏光光に変換し、Ｇ光はＰ偏
光光のまま透過する。Ｐ偏光光であるＲ光、Ｇ光は、コ
ントラストの劣化を防ぐため偏光板１０３ｃでＲ光、Ｇ
光に含まれているＰ偏光光成分が除去された後、色合成
用の偏光ビームスプリッタ（又はダイクロイックプリズ
ム）１０５ＲＧＢに入射される。Ｐ偏光光であるＲ光及
びＧ光は偏光ビームスプリッタ（又はダイクロイックプ
リズム１０５ＲＧＢを透過し、Ｓ偏光光であるＢ光は偏
光ビームスプリッタ（もしくはダイクロイックプリズ
ム）１０５ＲＧＢで反射されて投射レンズ（図示せず）
に入射される。Ｂ光に混入されているＰ偏光成分は偏光
ビームスプリッタ１０５ＲＧＢで反射せずにここを透過
するので、Ｐ偏光光成分は投射レンズに入射されない。

【００７３】図８の実施例においては、色分離ミラー１
０２に入射される光はＳ偏光光に変換されているが、Ｐ
偏光光に変換された光を用いるように構成してもてもよ
い。また、特定波長域偏光変換素子１１２ａはＲ光をＳ
偏光光からＰ偏光光に変換しているが、Ｇ光をＰ偏光光
に変換するように構成してもよい。色調整膜１０４とし
ては、例えば、誘電体多層膜を直接偏光ビームスプリッ
タやダイクロイックプリズムに蒸着したもの、誘電体多
層膜を偏光板や１／２波長板に貼り付けたガラス板等に
蒸着して偏光ビームスプリッタやダイクロイックミラー
ダイクロイックミラーに張り付けたもの、カラーフィル
ム、又は色付きガラス等のカラーフィルタ等であり、要
はある特定の波長域の透過率を下げることができるもの
ならばなんでも適用できる。

【００７４】本実施例において、全反射プリズム１０８
は必ずしも必要ではなく、色合成用偏光ビームスプリッ
タ１０５ＲＧＢのＢ光の出射面に対向して配置してもよ
い。但し、本実施例のように全反射プリズム１０８を設
けることによって、各Ｒ、Ｇ、Ｂ光の光路の高さを揃え
ることができるため、各色光の効率がよく、かつ、コン
トラストを好適にすることができる。

【００７５】以下、本発明による光学エンジンの第９の
実施例について、図９を用いて説明する。図９は本発明
による映像表示装置に使用する光学エンジンの第９の実
施例を示す概略の平面図である。なお、光は実線と点線
で示され、実線はＳ偏光光を、点線はＰ偏光光を示す。
図において、光源（図示せず）からの光は偏光ビームス
プリッタプリズムと１／２波長板との組み合わせ構成に
代表される偏光変換素子（図示せず）を通して、Ｐ偏光
光はＳ偏光光に変換され、Ｓ偏光光はそのままＳ偏光光
として出射される。

【００７６】図9において、Ｇ光は色分離ミラー１０２
を透過して偏光板１０３ａでＳ偏光光成分に含まれてい
るＰ偏光光が取り除かれ、偏光変換素子１１５でＰ偏光
光に変換された後、偏光ビームスプリッタ１０５ＲＧＢ
を透過し、全反射ミラー１０８で反射され、１／４λ波
長板１０６ａを通してＧ光用の液晶表示素子１０７Ｇに
入射される。液晶表示素子１０７Ｇに入射されたＧ光は
ここでＳ偏光光に変換され、再び１／４λ波長板１０６
ａを透過した後、全反射プリズム１０８で反射され、偏
光ビームスプリッタ１０５ＲＧＢに入射される。Ｇ光は
Ｓ偏光光であるため今度は偏光ビームスプリッタ１０５
ＲＧＢで反射される。

【００７７】Ｓ偏光光であるＲ光及びＢ光は偏光板１０
３ｂを透過した後、反射プリズム１１０で反射され、特
定波長域偏光変換素子１１２ａを透過する。特定波長域
偏光変換素子１１２ａはＢ光をＳ偏光光からＰ偏光光に
変換し、Ｒ光はその偏光が変換されずに、Ｓ偏光光のま
ま透過され、Ｂ光及びＲ光は色分離及び合成用の偏光ビ
ームスプリッタ１０５ＲＢに入射される。Ｂ光はＰ偏光
光なので、偏光ビームスプリッタ１０５ＲＢを透過し、
１／４λ波長板１０６ｂを透過してＢ光用の液晶表示素
子１０７Ｂに入射され、ここでＳ偏光光に変換されて反
射され、再び１／４λ波長板１０６ｂを通して偏光ビー
ムスプリッタ１０５ＲＢに入射され、ここで反射され
る。Ｒ光はＳ偏光光なので、偏光ビームスプリッタ１０
５ＲＢで反射され、１／４λ波長板１０６ｃを通してＲ
光用の液晶表示素子１０５ＲＢに入射され、ここで、Ｐ
偏光光に変換された後、再び１／λ波長板１０６ｃをと
うかして偏光ビームスプリッタ１０５ＲＢに入射され
る。Ｒ光はＰ偏光光なので、今度は偏光ビームスプリッ
タ１０５ＲＢを透過する。偏光ビームスプリッタ１０５
ＲＢから出射されたＲ光とＢ光は特定波長域偏光変換素
子１１２ｂに入射される。特定波長域偏光変換素子１１
２ｂはＳ偏光光であるＢ光をＰ偏光光に変換し、Ｐ偏光
光であるＲ光を偏光変換することなくそのまま透過させ
る。特定波長域偏光変換素子１１２ｂを透過したＲ光及
びＢ光は色合成用の偏光ビームスプリッタ１０５ＲＧＢ
に入射される。Ｒ光とＢ光は共にＰ偏光光であるので、
偏光ビームスプリッタ１０５ＲＧＢを透過し、特定波長
域偏光変換素子１１２ｃに入射される。特定波長域偏光
変換素子１１２ｃはＧ光をＳ偏光光からＰ偏光光に変換
する。従って、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光はＰ偏光光として偏
光板１０３ｃを透過して投射レンズ（図示せず）に入射
される。Ｒ光、Ｂ光の偏光方向はこれに限るものではな
く、Ｒ光がＰ偏光に、Ｇ光がＳ偏光のまま偏光ビームス
プリッタ１０５ＲＢに入射してもよい。

【００７８】図１０は本発明による映像表示装置に使用
する光学エンジンの第１０の実施例を示す概略の平面図
である。なお、光は実線と点線で示され、実線はＳ偏光
光を、点線はＰ偏光光を示す。図において、図８の第８
の実施例と比較して、偏光変換素子（図示せず）によっ
て、偏光方向がＳ偏光光に変換されたＲ光、Ｇ光及びＢ
光を特定波長域偏光変換素子１１２ｄに入射させ、ここ
で、Ｂ光をＰ偏光光に変換している点、色分離ミラー１
０２の代わりに色分離用の偏光ビームスプリッタ１１１
を設けている点、反射ミラー１０９の代わりに全反射プ
リズム１１０を設けている点が主に異なる。

【００７９】Ｂ光は特定波長域偏光変換素子１１２ｄで
Ｓ偏光光からＰ偏光光に変換された後、偏光ビームスプ
リッタ１１１を透過し、色調整膜１０４、偏光板１０３
（偏光板により整流する場合の一例）を透過し、色合成
用の偏光ビームスプリッタ１０５ＲＧＢに入射される。
それ以降のＢ光は図８の実施例と同様な経路を経て偏光
ビームスプリッタ１０５ＲＧＢから出射される。Ｓ偏光
光であるＲ光及びＧ光は全反射ミラー１１０で反射され
た後、偏光板１０３ｂに入射される。その後のＲ光及び
Ｂ光は図８の実施例と同様に処理され、偏光ビームスプ
リッタ１０５ＲＧＢから出射される。偏光板１０３ａは
特定波長域偏光変換素子１１２ｄの位置に設けてもよ
く、偏光板、蒸着偏光板、偏光分離シート等を特定波長
域偏光変換素子１１２ｄと共にプリズム１１１に貼り付
けてもよい。さらに、この場合はプリズム１１１、１１
０、偏光ビームスプリッタ１０５ＲＧＢ、全反射プリズ
ム１０８をすべて貼り付けることができ、組立性を向上
することができる。また、光軸の調整も容易である。

【００８０】図１１は本発明による映像表示装置に使用
する光学エンジンの第１１の実施例を示す概略の平面図
である。なお、光は実線と点線で示され、実線はＳ偏光
光を、点線はＰ偏光光を示す。本実施例においては、偏
光変換素子（図示せず）によって、光源ユニット（図示
せず）からの光の内、Ｐ偏光光は偏光変換素子をそのま
ま透過され、Ｓ偏光光はＰ偏光光に変換される。特定波
長域偏光変換素子１１２ｄでＧ光のみがＳ偏光光に変換
されて分離用の偏光ビームスプリッタ１１１に入射さ
れ、Ｓ偏光光であるＧ光のみがここで反射され、更に、
全反射プリズム１０８で反射され、１／４λ波長板１０
６ａを通してＧ光用の液晶表示素子１０７Ｇに入射さ
れ、Ｐ偏光光として偏光ビームスプリッタ１１１に入射
される。Ｇ光はＰ偏光光であるため、今度は偏光ビーム
スプリッタ１１１を透過し、更に偏光板１０３ａ、色合
成用偏光ビームスプリッタ１０５ＲＧＢを透過して投射
レンズ（図示せず）に入射される。Ｂ光及びＲ光はＰ偏
光光であるため、この色分離用の偏光ビームスプリッタ
１１１、偏光板１０３ｂを透過して、特定波長域偏光変
換素子１１２ａに入射される。特定波長域偏光変換素子
１１２ａでＲ光はＳ偏光光に変換され、Ｂ光は偏光され
ずにＰ偏光光のまま色分離合成用（又は検光用）の偏光
ビームスプリッタ１０５ＲＢに入射される。Ｒ光はＳ偏
光光であるため、偏光ビームスプリッタ１０５ＲＢで反
射されて１／４λ波長板１０６ｂを通してＲ光用の液晶
表示素子１０７Ｒに入射され、Ｐ偏光光に変換され、偏
光ビームスプリッタ１０５ＲＢを透過する。Ｂ光はＰ偏
光光であるため、偏光ビームスプリッタ１０５ＲＢを透
過し、１／４λ波長板１０６ｃを通してＢ光用の液晶表
示素子１０７Ｂに入射される。ここで、Ｓ偏光光に変換
され、今度はＳ偏光光であるために偏光ビームスプリッ
タ１０５ＲＢで反射されて、特定波長域偏光変換素子１
1２ｂに入射される。ここで、Ｒ光はＳ偏光光に変換さ
れ、Ｂ光は偏光が変換されＳ偏光光のままここを透過し
偏光板１０３ｃを通して全反射プリズム１１７で反射さ
れ、合成用の偏光ビームスプリッタ１０５ＲＧＢに入射
される。Ｒ光及びＢ光はＳ偏光光であるために、偏光ビ
ームスプリッタ１０５ＲＧＢで反射され、投射レンズ
（図示せず）に入射される。本実施例において、偏光板
１０３ａはなくてもよく、その場合は全反射プリズム１
０８、偏光ビームスプリッタ１１１、１０５ＲＧＢ、全
反射プリズム１１７をすべて貼り合わせることができ
る。

【００８１】図１２は本発明による映像表示装置に使用
する光学エンジンの第１２の実施例を示す概略の平面図
である。なお、光は実線と点線で示され、実線はＳ偏光
光を、点線はＰ偏光光を示す。図の実施例は図１０の実
施例と比較して、特定波長域偏光変換素子１１２ｄを設
ける代わりに、偏光変換素子１１５を設けている点、偏
光ビームスプリッタ１１１の代わりにダイクロイックプ
リズム１１１ｂが設けられている点、液晶表示素子１０
７の配置が異なる点が相違する。なお、色調整膜１０４
は図示されていないが、図１０や図８と同様な位置等適
宜設けてもよい。

【００８２】本実施例では、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光はＳ偏
光光であるとして説明する。Ｇ光はダイクロイックプリ
ズム１１１ｂ、偏光板１０３ａを透過して偏光変換素子
１１５でＰ偏光光に変換され、偏光ビームスプリッタ１
０５ＲＧＢを透過して、全反射プリズム１０８で反射さ
れ、１／４λ波長板１０６ａを通して、Ｇ光用の液晶表
示素子１０７Ｇに入射される。その後は図１０のＢ光と
同様な経路を経て再び偏光ビームスプリッタ１０５ＲＧ
Ｂに入射され、ここで反射される。

【００８３】一方、Ｒ光とＢ光はダイクロイックプリズ
ム１１１ｂで反射されて全反射プリズム１１０で反射さ
れ、偏光板１０３ｂを透過し、特定波長域偏光変換素子
１１２ａで、Ｂ光はＳ偏光光からＰ偏光光に変換され、
Ｒ光は偏光方向が偏光されずに色分離合成用の偏光ビー
ムスプリッタ１０５ＲＢに入射される。Ｐ偏光光である
Ｂ光は偏光ビームスプリッタ１０５ＲＢを透過し、１／
４λ波長板１０６ｃを透過し、Ｂ光用の液晶表示素子１
０７ＢでＳ偏光光として反射される。Ｂ光はさらに偏光
ビームスプリッタ１０５ＲＢで反射されて、特定波長域
偏光変換素子１１２ｂによりＰ偏光光に変換され、偏光
板１０３ｃを透過した後偏光ビームスプリッタ１０５Ｒ
ＧＢを透過する。Ｒ光はＳ偏光光なので、色分離合成用
の偏光ビームスプリッタ１０５ＲＢで反射され、１／４
λ波長板１０６ｂを透過してＲ光用の液晶表示素子１０
７ＲでＰ偏光光として反射され、検光子である偏光ビー
ムスプリッタ１０５ＲＢを透過し、特定波長域偏光変換
素子１１２ｂはそのままの偏光で透過して、偏光板１０
３ｃで偏光整流された後、偏光ビームスプリッタ１０５
ＲＧＢを透過する。Ｒ光、Ｂ光及びＧ光の内、Ｇ光は特
定波長域偏光変換素子１１２ｃでＰ偏光光に変化され
る。このため、Ｒ光、Ｂ光及びＧ光は共にＰ偏光光とし
て偏光板１０３ｄを通して偏光整流された後投射レンズ
（図示せず）に入力される。従って、偏光板１０３ｃを
無くして偏光板１０３ｄにてＲ光、Ｇ光、Ｂ光の全ての
出射光の偏光整流を行ってもよい。この場合、出射偏光
方向は全ての光でそろえられる。更に、偏光板１０３ｃ
を冷却しなくてもよく、構造上も簡単になり、バックフ
ォーカス距離も短くなり光学的に有利である。

【００８４】図１３は本発明による映像表示装置に使用
する光学エンジンの第１３の実施例を示す概略の平面図
である。なお、光は実線と点線で示され、実線はＳ偏光
光を、点線はＰ偏光光を示す。図１３に示す実施例は図
１１に示す実施例と比較して、分離用の偏光ビームスプ
リッタ１０５の出射面に特定波長域偏光変換素子１１２
ｃが設けられ、さらに、図１１で、偏光ビームスプリッ
タ１０５ＲＢと全反射プリズム１１７間に設けられてい
た偏光板１０３ｃが特定波長域偏光変換素子１１２ｃの
出射面に設けられ、偏光ビームスプリッタ１１１と偏光
ビームスプリッタ１０５ＲＧＢの間に設けられていた偏
光板１０３ｃが取り除からた点が異なる。

【００８５】Ｇ光は図１１の場合と同じ経路を経て液晶
表示素子１０７Ｇで反射された後、偏光ビームスプリッ
タ１１１及び偏光ビームスプリッタ１０５ＲＧＢをＰ偏
光光として透過する。Ｒ光、Ｇ光も図１１の場合と同様
にそれぞれ液晶表示素子１０７Ｒ、１０７Ｂで反射され
た後、特定波長域偏光変換素子１１２ｂでＲ光はＰ偏光
光からＳ偏光光に変換され、Ｒ光及びＢ光はＳ偏光光と
して全反射プリズム１１７で反射され、さらに偏光ビー
ムスプリッタ１０５ＲＧＢで反射される。その後、特定
波長域偏光変換素子１１２ｃによって、Ｇ光のみがＰ偏
光光からＳ偏光光に変換され、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光はＳ
偏光光として偏光板１０３ｃを通して投射レンズ（図示
せず）に入射される。更に、偏光板１０３ｂ、特定波長
域偏光変換素子１１２ｂは除いても色分離合成用として
十分に機能する。また、偏光ビームスプリッタの大きさ
は偏光ビームスプリッタ１０５ＲＧＢが一番大きく、偏
光ビームスプリッタ１０５ＲＢが一番小さく、偏光ビー
ムスプリッタ１１１がこれらの中間の大きさになるよう
にすると、照明系から色分離合成系に入射する光をテレ
セントリックにしても液晶表示素子に入射された光が偏
光ビームスプリッタや全反射プリズムよってケラレるこ
とを防止することができる。

【００８６】図１４は本発明による映像表示装置に使用
する光学エンジンの第１4の実施例を示す概略の平面図
である。なお、光は実線と点線で示され、実線はＳ偏光
光を、点線はＰ偏光光を示す。図１４の実施例を図８の
実施例と比較すると、図１４の実施例では、色分離ミラ
ー１０２と色合成偏光ビームスプリッタ１０５ＲＧＢ間
にコンデンサレンズ１１９ａが設けられており、色分離
ミラー１０２と反射ミラー１０９間にコンデンサレンズ
１１９ｂを設けた点が異なる。従って、Ｇ光、Ｒ光及び
Ｂ光の反射及び透過経路は同じである。図１４は本発明
による映像表示装置に使用する光学エンジンの第１４の
実施例を示す概略の平面図である。なお、光は実線と点
線で示され、実線はＳ偏光光を、点線はＰ偏光光を示
す。図１５の実施例は図９の実施例と比較して、色分離
ミラー１０２の入射側にコンデンサレンズ１１９が設け
られている点が異なる。Ｇ光、Ｒ光及びＢ光の反射及び
透過経路は図９の場合と同じである。

【００８７】以下、図８から図１５の実施例の作用効果
について説明する。図８、１０、１４の液晶表示素子１
０７Ｂ、図９、１１、１２１３、１５における液晶表示
素子１０７Ｇは必ずしも全反射プリズム１０８で反射さ
せる必要はなく、直接色合成用の偏光ビームスプリッタ
１０５ＲＧＢや偏光ビームスプリッタ１１１に対向して
取り付けてもよい。

【００８８】図８〜１５の本実施例では、色分離ミラー
１０２、偏光ビームスプリッタ１１１、色分離ダイクロ
イックプリズム１１１ｂ等の色分離手段と、色分離合成
用の偏光ビームスプリッタ１０５ＲＧ、偏光ビームスプ
リッタ１０５ＲＢ等の色分離合成手段、色合成用の偏光
ビームスプリッタ１０５ＲＧＢで示される色合成手段に
よって構成することができる。従って、軽量、低コスト
でしかも簡単にＲＧＢの色分離、合成ができる。

【００８９】また、全ての実施例において、反射ミラー
１０９、全反射プリズム１１０、１１７等の第１の反射
手段と、全反射プリズム１０８等の第２の反射手段とを
備えることによって、Ｒ光、Ｂ光及びＧ光の光路長を同
じにすることができる。また、このように構成すること
によって、軽量、低コストとすることができると共に、
種々の配置を構成することができる。即ち、矩形プリズ
ムブロックよりも光学光路長の同じ三角プリズムの方
が、同一硝材なら略半分の軽量化と、それによる材料費
の削減が図れる。

【００９０】これらの反射ミラー１０９、全反射プリズ
ム１１０、１１７及び全反射プリズム１０８等の反射手
段はアルミ、銀蒸着ミラー、反射プリズム又はミラー蒸
着プリズム等を用いることができる。これによって、反
射効率を向上させ、小型軽量化を達成することができ
る。又は、これら反射手段としては誘電体多層膜を施し
たダイクロイックミラーやダイクロイックプリズムを採
用することができる。これによって、不要光をカット
し、色調整が可能となる。さらに、この反射手段に色調
整膜１０４を用いることにより、より精細に色調整を行
うことができる。

【００９１】また、本発明による図８〜１０等の実施例
においては、分離ミラー１０２、偏光ビームスプリッタ
１１１、色分離ダイクロイックプリズム１１１ｂ等の色
分離手段によりＲ光、Ｇ光及びＢ光の内、第１〜第３の
光に分離され、第１と第２の光は反射ミラー１０９、全
反射プリズム１１０、１１７等の第１の反射手段により
光軸方向を、例えば略直角方向に曲げられ、偏光ビーム
スプリッタ１０５ＲＧ、偏光ビームスプリッタ１０５Ｒ
Ｂ等の色分離合成手段に入射される。この色分離合成手
段に入射した光は第１の光と第２の光に分離され、互い
に略直角に配された、それぞれの色の光に対応するライ
トバルブである映像表示素子に入射され、これら映像表
示素子で反射された第１の光及び第２の光は色合成手段
に入射される。第３の光は色分離手段で分離された後、
この第３の光の出射光軸方向に配置された偏光ビームス
プリッタ１０５ＲＧＢで構成される色合成手段をその光
軸方向に通過して、第２の反射手段により、例えば略直
角方向に曲げられ、第３の光用のライトバルブである映
像表示素子に入射され、それぞれの色の光に対応したラ
イトバルブである映像表示素子を反射した後、この映像
表示素子から出射された映像光は、色合成手段において
第１、第２の光と合成される。従って、本実施例におい
ては、第１〜第３の光である例えば、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光
の各色の効率とコントラスト比を最適とすることができ
る。

【００９２】また、本発明の実施例においては、照明光
学系にてＳ偏光光あるいはＰ偏光光に統一された偏光光
は、色分離手段によりＲ光、Ｇ光、Ｂ光に分離された光
の内、第１、第２の２色光は第１の反射手段により光軸
方向を略直角方向に曲げられ、特定波長域偏光変換素子
により第１、第２の２色光の内、第１の光は偏光方向を
第２の光の偏光方向と異なる方向、例えば第１の光がＳ
偏光光ならば第２の色光はＰ偏光光に偏光変換された
後、色分離合成手段に入射される。この色分離合成手段
に入射された光は第１、第２の光に分離され、互いに略
直角に配された、それぞれの色光に対応するライトバル
ブである映像表示素子に入射される。色分離手段で分離
された残りの第３の光は色分離手段で分離された後、第
３の光の出射光軸方向に配置された偏光変換素子、例え
ば偏光変換素子１１５、１／２λ波長板などにより偏光
方向が変換され、例えばＳ偏光方向をＰ偏光方向に変換
され（図８参照）、この偏光変換素子の出射側に配置さ
れた色合成手段、例えば偏光ビームスプリッタ１０５Ｒ
ＧＢを第３の光の光軸方向に通過し、さらに、第３の光
は第２の反射手段により略直角方向に曲げられ、この第
３の光の色に対応するライトバルブである映像表示素子
に入射される。この場合、第２の反射手段を用いずに、
単に色合成手段の出射光軸方向に、光学媒質、例えば硝
材あるいは空気などを介して、この色のライトバルブで
ある映像表示素子に入射してもよい。それぞれの色のラ
イトバルブである映像表示素子で反射される。これらの
映像表示素子から出射された映像光の内、第１の光はＰ
偏光光で映像表示素子から出射され、第２の色光はＳ偏
光光で映像表示素子から出射され、それぞれ、色分離合
成手段、例えば偏光ビームスプリッタ１０５ＲＢ、１０
５ＲＧにより色合成、あるいは黒表示などは検光され
て、この色分離合成手段の入射光軸とは直交方向に出射
される。その後、その出射光軸に配された特定波長域偏
光変換素子（例えば、特定波長域偏光変換素子１１２
ｂ）により、Ｓ偏光光である第２の色光はＰ偏光光に変
換されて、第１の色光であるＰ偏光光と偏光方向を揃え
られて色合成手段に入射される。一方、第３の光は映像
表示素子を反射した後、入射光がＰ偏光光ならば出射光
はＳ偏光光になるように映像表示素子で偏光方向が変換
され、第２の反射手段を介して色合成手段に入射され
る。第３の光はその後色合成手段で反射されて第１、第
２のＰ偏光光である光と合成されて、第３の光の色合成
手段への入射光軸とは別の出射光軸から出射される。ま
た、色分離手段に入射される光がＰ偏光光の場合は前述
の第３の光の偏光変換素子１１５、１／２λ波長板は必
要ではなく、Ｐ偏光光のまま色分離手段を透過し、第２
の反射手段に入る。第１の光と第の光はそれぞれＰ偏
光、Ｓ偏光に分離する必要がるため、前述と同様に特定
波長域偏光変換素子を色分離合成手段の入射出射光路上
に必要となる。この場合は第３の光用の偏光変換素子が
減り低コスト化できる。

【００９３】本実施例においては、第８の実施例に示す
ように、第１の色分離手段はＲ光とＧ光とを反射させ、
Ｂ光を透過させてもよい。全反射プリズム１０８の光の
入射位置に色分離合成プリズムを配置することによっ
て、Ｒ光とＢ光を透過させ、Ｂ光を反射させる構成とし
てもよい。また、図１１の実施例の様に、Ｒ光とＢ光と
を透過させ、Ｇ光を反射させてもよい。また、この構成
において、Ｒ光とＧ光とを透過させ、Ｂ光を反射させて
もよい。同様に、色分離手段は図９に示すように、Ｒ
光、Ｂ光を反射させ、Ｇ光を透過させてもよい。もしく
は、全反射プリズム１０８の光の入射位置に色分離合成
プリズムを配置することによって、Ｒ光とＢ光を透過さ
せ、Ｇ光を反射させる構成でもよい。

【００９４】また、色分離手段はＧ光とＢ光を反射さ
せ、Ｒ光を透過させる構成、もしくはＧ光とＢ光とを透
過させ、Ｒ光を反射させる構成でもよい。また、本発明
の実施例において、色分離手段はダイクロイックミラー
またはダイクロイックプリズムで構成される。色分離合
成手段と色合成手段は、偏光分離合成素子である偏光ビ
ームスプリッタで構成される。

【００９５】本実施例おいては、第１の色分離手段と色
分離合成手段の間に、特定波長域偏光変換素子を配置す
る。また、第１の色分離手段と色合成手段の間、及び色
分離合成手段と色合成手段の間に、特定波長偏光変換素
子を配した構成としているために、Ｒ、Ｇ、Ｂ各光の効
率とコントラスト比が向上する。また、これらの構成に
おいて、第１の色分離手段と色合成手段の間、及び色分
離合成手段と色合成手段の間に、偏光板（又は、偏光整
流素子）を配置することによって、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色光の
コントラスト比を向上させることができる。

【００９６】色分離合成手段は、入射する２色にその透
過効率あるいは反射効率が最適となるように光学特性の
ピーク値をとる。例えばＲ光及びＧ光の色分離合成に特
性を特化させた偏光ビームスプリッタ１０５ＲＧである
構成、もしくは、Ｒ光及びＢ光の色分離合成に特性を特
化させた偏光ビームスプリッタ１０５ＲＢ、もしくはＧ
光とＢ光の色分離合成に特性を特化させた偏光ビームス
プリッタ構成でもよい。これにより、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色光
の効率とコントラスト比を向上させることができる。

【００９７】色分離合成手段と色合成手段は偏光分離及
び検光素子である。これにより、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色光のコ
ントラスト比を向上させることができる。色分離合成手
段と色合成手段は、色分離合成手段のサイズを色合成手
段のサイズより大きくすることによって、光のケラレを
なくすことができる。本実施例において、色合成手段は
互いに略直交方向から入射するＰ偏光光である２色（Ｂ
Ｇ光、またはＲＢ光、またはＲＧ光）の光と、Ｓ偏光光
である１色（Ｒ光、またはＧ光、またはＢ光）の光を合
成して、Ｐ偏光光軸方向に３色を出射する構成としても
よい。本実施例において、色合成手段の光軸は投射手段
の光軸と平行であるが、光軸はシフトしていてもよい。

【００９８】図９に示す本実施例においては、反射ミラ
ー部を全反射プリズム１０８、１１０としたので、光路
長をＲ光、Ｇ光及びＢ光でそろえることができると共
に、バックフォーカスを短縮化することができる。ま
た、全反射プリズム１０８と色合成プリズムや偏光ビー
ムスプリッタ１０５ＲＧＢとを接着することによって、
組立て精度の誤差を低減することができる。

【００９９】また、Ｇ光用の液晶表示素子１０７Ｇから
の出射光をＳ偏光光とし、かつＲ光用の液晶表示素子１
０７Ｒからの出射光をＰ偏光光とし、Ｂ光用の液晶表示
素子１０７Ｂからの出射光をＳ偏光光とすることによっ
て、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色光の効率とコントラスト比を向上さ
せることができる。

【０１００】図１1の実施例において、特定波長域偏光
変換１１２ｄを透過した後、色分離手段である偏光ビー
ムスプリッタ１１１で色分離され、第１、第２の光色は
色分離合成手段（例えば、偏光ビームスプリッタ１０５
ＲＧ）を通して、第１、第２の光に対応する液晶表示素
子に入出射され、色分離合成手段にて合成されて、入射
とは別の直交光軸から出射され、ミラー（全反射ミラー
１１７）を介して色合成手段に入射される。第３の光は
ミラー（全反射ミラー１０８）を介して第３の光に対応
する液晶表示素子に入出射され、色分離手段を通過し、
色合成手段に入射される。その後、色合成手段にて第
１、第２、第３の光は合成される。第１〜第３の光の出
射する出射方向は、偏光板１０３、又は特定波長域偏光
変換素子１１２の場所に１／２λ波長板を挿入すれば、
照明光軸と直交方向にも、平行方向にも出射できる。

【０１０１】図１２の実施例では、図１に示すダイクロ
イックミラー１０２をダイクロイックプリズム１１１ｂ
に置き換えている。これによって、液晶表示素子までの
入射光路の実行長を短くでき、拡散光を抑えることがで
きる。特に、ダイクロイックプリズム１１１ｂの入射前
に、例えば図１５に示すようにコンデンサレンズ１１９
を入れて、テレセントリック系にすると、偏光ビームス
プリッタ、ダイクロイックプリズム、ダイクロイックミ
ラー、偏光板における光線角度に対する特性変化を最小
限に抑えることができ、更に拡散光によるプリズム内面
反射等の悪影響を低減できる。

【０１０２】また、図１３に示す実施例のように、ＰＢ
Ｓ１０５ＲＧＢと偏光ビームスプリッタ１１１のプリズ
ム面を貼り合わせ、偏光ビームスプリッタ１１１と全反
射ミラー１０８の面を貼り合わせると、組立て精度が向
上し、位置精度が出し易い。

【０１０３】図１４に示すように、コンデンサレンズ１
１９ａ、１１９ｂを各光路上に入れることによって、テ
レセントリック系にすると、偏光ビームスプリッタ、ダ
イクロイックプリズム、ダイクロイックミラー、偏光板
における光線角度に対する特性変化を最小限に抑えるこ
とができ、更に拡散光によるプリズム内面反射等の悪影
響を低減できる。

【０１０４】また、図１５に示すように、第１の色分離
手段の前にコンデンサレンズ１１９を設けることによっ
て、テレセントリック系にすると、偏光ビームスプリッ
タ、ダイクロイックプリズム、ダイクロイックミラー、
偏光板における光線角度に対する特性変化を最小限に抑
えることができ、更に拡散光によるプリズム内面反射等
の悪影響を低減できる。

【０１０５】図８の実施例においては、色調整膜１０４
としては、例えば、誘電体多層膜を直接偏光ビームスプ
リッタやダイクロイックプリズムに蒸着したもの、誘電
体多層膜を偏光板、特定波長域偏光変換素子、１／２λ
波長板や１／４λ波長板を貼り付けたガラスに蒸着して
偏光ビームスプリッタやダイクロイックミラーダイクロ
イックミラーに貼り付けたもの、カラーフィルム、又は
色付きガラス等のカラーフィルタ等であり、要はある特
定の波長域の透過率を下げることができるものならばな
んでも適用できる。

【０１０６】本実施例において、全反射プリズム１０８
は必ずしも必要ではなく、色合成用偏光ビームスプリッ
タ１０５ＲＧＢのＢ光の出射面に対向して配置してもよ
い。但し、本実施例のように全反射プリズム１０８を設
けることによって、各Ｒ、Ｇ、Ｂ光の光路の高さを揃え
ることができるため、色むらを無くすことができる。

【０１０７】また、本実施例によれば、１個の色分離ミ
ラー１０２と、偏光ビームスプリッタ（又はダイクロイ
ックプリズム）１０５ＲＧ等の色分離合成用手段、偏光
ビームスプリッタ（又はダイクロイックプリズム）１０
５ＲＧＢ等の色合成用手段によって光学エンジンを構成
することができるので、軽量、低コストでＲ光、Ｇ光、
Ｂ光を分離することができる。

【０１０８】図８、１０、１４の実施例において、色調
整膜１０４で光の波長を低下させる波長帯域を選択する
ことによって、色調整を行うことができると共に、色の
再現性を良好にすることができる。例えば、色調整膜１
０４ａ、１０４ｂで透過率を低下させる波長帯域を選択
して、イエローの波長領域とシアンの波長領域の透過率
を低下させて良好な色を得るようにしてもよい。また、
明るくする場合、イエロー成分を多くしてもよい。この
場合、ホワイトバランスを保つために、シアンをカット
するように色調整膜１０４で調整することができる。

【０１０９】図８の実施例において、色調整膜１０４ａ
は偏光ビームスプリッタ１０５ＲＧＢのＢ光の入射面に
設けられているが、図１０に示すように、偏光ビームス
プリッタ１１１のＢ光の出射面に設けてもよい。図８に
おいて、色調整膜１０４ｂは色分離合成用（検光用）の
偏光ビームスプリッタ１０５ＲＧのＲ光及びＢ光の入射
面に設けられているが、図１０に示すように、色分離合
成用の偏光ビームスプリッタ１０５ＲＧのＲ光およびＢ
光の出射面に設けてもよいし、色合成用の偏光ビームス
プリッタもしくはダイクロイックプリズム１０５ＲＧＢ
のＲ光およびＢ光の入射面に設けてもよい。すなわち、
色調整膜１０４は検光用の偏光ビームスプリッタ及び色
合成用偏光ビームスプリッタもしくはダイクロイックプ
リズムの光の入射面又は出射面に設けても同様な効果を
得ることができる。

【０１１０】図９の実施例において、ダイクロイックミ
ラー等の色分離ミラー１０２と特定波長域偏光変換素子
１１２ａ、１１２ｂを調整して、色調整を行なうことが
できる。しかしながら、以下に示す実施例は図９だけで
はなく他の実施例にも応用できる。

【０１１１】この場合の一例について、図１６を用いて
説明する。

【０１１２】図１６は光の透過率を示す分光特性図であ
り、横軸は波長Ｗを、縦軸は光の出力Ｐを示す。図１６
（ａ）は、図９の色分離ミラー１０２の出力特性曲線Ｐ
０を示しており、例えば、半値で略５００ｎｍ〜略６０
０ｎｍの間の光が透過しないように構成されているとす
る。この色分離ミラー１０２を透過した光の内、図１０
（ｂ）に示すように、略６００ｎｍより波長が長いＳ１
以下の光をＳ偏光光からＰ偏光光に変換し、波長Ｓ１以
上の波長の光はＳ偏光光のままで透過させるように、特
定波長域偏光変換素子１１２ａの特性曲線Ｐ１を構成す
る。この光は液晶表示素子１０７Ｂ、１０７Ｒで反射さ
れて偏光が変換され、Ｓ１までの波長の光はＳ偏光光に
変換され、Ｓ１以上の波長の光はＰ偏光光に変換され
る。図１０（ｃ）に示すように、波長Ｓ２以下の光はＳ
偏光光からＰ偏光光に変換し、波長がＳ１以上の光の偏
光方向を変えずＰ偏光光のままとするような特性曲線Ｐ
２を持つ特定波長域偏光変換素子１１２ｂを通過させる
と、波長Ｓ２〜Ｓ１まではＳ偏光光のままなので、この
領域の光は偏光ビームスプリッタ１０５ＲＧＢで反射さ
れるので、投写レンズには入射されない。このようにし
て、波長Ｓ１〜Ｓ２の光をカットすることができる。

【０１１３】このようにして、反射ミラー１１０と特定
波長域偏光変換素子１１２ａ、１１２ｂの組み合わせに
よって、波長の特定領域の透過率を変えることができ
る。本実施例において、略６００ｎｍを略５８０ｎｍに
することにより、黄色を排除することができる。同様に
して、特定波長域偏光変換素子１１２と色調整膜１０４
の構成を変えて、明るさを改善することができる。例え
ば、輝線光を入れて明るさ向上を狙う時には、色調整膜
１０４の半値と特定波長域偏光変換素子１１２の半値を
組み合わせて５００ｎｍ近傍の光、例えば、５００ｎｍ
〜５１５ｎｍの光をカットして輝線光５８０ｎｍ近傍の
光を入れて明るさ向上とホワイトバランスの改善を行う
ことができる。

【０１１４】また、ダイクロイックミラー１０２と色調
整膜１０４の組み合わせによって、同様な効果を得るこ
とができる。本実施例において、ダイクロイックミラー
１０２、全反射ミラー１１０はダイクロイックプリズム
に置き換えることができる。このため、上述の説明にお
いて、ダイクロイックミラー１０２や全反射ミラー１１
０をダイクロイックプリズムに読み替えることができ
る。

【０１１５】図８、図９の実施例において、偏光板１０
３ｂは偏光ビームスプリッタ１０５ＲＧの近傍に設けら
れ、偏光板１０３ｃは偏光ビームスプリッタ１０５ＲＧ
Ｂの近傍に設けられている。これら偏光板１０３を近傍
の偏光ビームスプリッタに貼り付けると、界面が削減さ
れ、光透過率を上げることができる。また、偏光ビーム
スプリッタ１０５は放熱効果が大きく、偏光板１０３の
熱を吸収するため、偏光板１０３の冷却性をたかめるこ
とができる。なお、図８、図９等の光学エンジンをダイ
クロイックプリズムで構成することができる。この場
合、ダイクロイックプリズムに偏光板１０３を貼り付け
てもよい。この場合、偏光板１０３をフィルムで構成す
ると好適である。

【０１１６】図８、図９等の実施例において、色分離ミ
ラー１０２、例えばダイクロイックミラーの入射面に色
調整膜を設ける場合、例えば、誘電体多層膜を蒸着する
場合、光の入射角が大きい部分の厚さを厚くし、光の入
射角が小さい部分の厚さが薄くなるように、膜厚を変え
ると、半値の波長の値がシフトして、出射光の色及び色
ムラを調整することができる。また、図８、図９等に示
す光学エンジンをダイクロイックミラーやダイクロイッ
クプリズムで構成する場合、すなわち、色分離ミラー１
０２をダイクロイックミラー又はダイクロイックプリズ
ムで構成し、偏光ビームスプリッタ１０５の代わりにダ
イクロイックプリズムを設ける場合、色調整膜をこれら
の入射面に厚さを変えて設けると同様な効果を得ること
ができる。

【０１１７】図８、図９等の実施例において、色分離合
成用の偏光ビームスプリッタ１０５ＲＧ、１０５ＲＢと
色合成用の偏光ビームスプリッタ１０５ＲＧＢの硝材を
変えると好適である。例えば、色分離合成用の偏光ビー
ムスプリッタ１０５ＲＧ、１０５ＲＢには、例えば、Ｐ
ＢＨ５３Ｗ等の複屈折量が少ない硝材を選択し、合成偏
光ビームスプリッタ１０５ＲＧＢには、例えばＢＫ７等
の軽くて低コストの硝材を選択することによって、性能
の最適化、低コスト化、低重量化が達成できる。色分離
ミラー１０２をダイクロイックプリズムや偏光ビームス
プリッタで構成し、偏光ビームスプリッタ１０５をダイ
クロイックプリズムで置き換える場合も同様に適用でき
る。この場合、分離用のダイクロイックプリズムを合成
用の偏光ビームスプリッタもしくはダイクロイックプリ
ズムと同様に、軽く、低コストの硝材を使ってもよい。

【０１１８】図８、図９等において、色分離合成用の偏
光ビームスプリッタ１０５ＲＧ、１０５ＲＢの容積をＶ
１とし、色合成用の偏光ビームスプリッタ１０５ＲＧＢ
の容積をＶ２とした場合、Ｖ１をＶ２より小さくし、上
述したように硝材を選択すると、使用特性に合わせて性
能の最適化が可能であり、また、低コスト硝材を使用で
き、重量も低減できる。変形例として、色分離ミラー１
０２として、ダイクロイックミラーやダイクロイックプ
リズムを使い、偏光ビームスプリッタ１０５の代わりに
ダイクロイックプリズムを使用する場合にも適用でき
る。特に色分離用及び色合成用の偏光ビームスプリッタ
１０５ＲＧＢやダイクロイックプリズムの大きさを大き
くすると、入出射光線がケラレないようにすることがで
きる。この場合、硝材の透過効率、あるいは反射率など
の使用目的に対して、偏光ビームスプリッタやダイクロ
イックプリズムの硝材を変えることにより、性能向上、
コストの軽減、比重の軽い硝材を利用して軽量化を狙え
る。例えば、検光偏光ビームスプリッタは高屈折で光り
弾性定数の０．５×１０^-12Ｎ／ｍ²、大きさ□３２及び
応力を５．３×１０⁴以Ｐａ以下である硝材で消光比を
良好にするが、色分離用や色合成用のダイクロイックプ
リズムや偏光ビームスプリッタは比重が軽く、誘電体多
層膜も含めて総合的な透過効率の良い硝材を用いれば、
光線のケラレ防止で体積を大きくした場合にも、性能向
上と軽量化及び低コスト化を狙える。

【０１１９】次に、図１７を用いて、液晶表示素子を偏
光ビームスプリッタ１０５に取り付ける場合の例につい
て説明する。

【０１２０】図１７（ａ）、（ｂ）は偏光ビームスプリ
ッタへの液晶表示素子の取り付け方の実施例を示す一部
断面平面図である。図１７（ａ）において、液晶表示素
子１０７Ｇは枠１０７に液晶材１３２が封入され、その
両側にカバーガラス１３３ａ、１３３ｂが設けられてい
る。この液晶表示素子１０７Ｇの位置を調整後、枠１３
０部分を接着剤１３４ａ、１３４ｂで直接偏光ビームス
プリッタ１０５Ｇに接着されている。接着剤としては例
えば、ＵＶ接着剤や熱硬化接着剤などを用いて硬化させ
ても良い。本実施例において、カバーガラス１３３ａと
偏光ビームスプリッタ１０５Ｇを接着剤で接着または固
定してもよい。

【０１２１】図１７（ｂ）は他の実施例を示すもので、
本実施例においては調整板１３４が設けられており、こ
の調整板１３４が偏光ビームスプリッタ１０５Ｇに接着
剤１３４で接着される。液晶表示素子１０７Ｇは偏光ビ
ームスプリッタ１０５Ｇに対して位置が調整された後、
枠１３０が調整板１３４に接着または固定される。ま
た、カバーガラス１３３ａと偏光ビームスプリッタ１０
５Ｇとの間にシリコンオイルあるいは接着剤等を用いて
空気層を無くすことができる。本実施例によれば、偏光
ビームスプリッタ１０５Ｇと液晶表示素子１０７Ｇ間の
界面を低減させることができるため、光利用効率を上げ
ることができる。なお、図１７の実施例では、偏光ビー
ムスプリッタ１０５ＧとＧ光用の液晶表示素子を例にと
って説明したが、Ｒ光、Ｂ光用の液晶表示素子１０７
Ｒ、１０７Ｂについても同様に偏光ビームスプリッタ１
０５ＲＢに直接取り付けることによって、同様な効果を
得ることができる。

【０１２２】次に、図１８を用いて、偏光ビームスプリ
ッタの組立について説明する。図１８（ａ）は偏光ビー
ムスプリッタの一実施例を示す斜視図であり、図１８
（ｂ）は偏光ビームスプリッタの組立構造部の一実施例
を示す斜視図である。本実施例において、図８に示す色
分離ミラー１０２、全反射ミラー１１０を偏光ビームス
プリッタもしくはダイクロイックプリズムとした、４個
のプリズムを使用した構成として示している。

【０１２３】図１８（ａ）において、１５１は色分離用
の偏光ビームスプリッタもしくはダイクロイックプリズ
ムであり、貼り合わせ面に段差を設けるために、高さの
長い三角柱のプリズム１５１Ｈと短い三角柱のプリズム
１５１Ｌとから構成されている。１５２はＧ光用の偏光
ビームスプリッタであり、貼り合わせ面に段差を設ける
ために、長い三角柱のプリズム１５２Ｈと短い三角柱の
プリズム１５２Ｌとから構成されている。１５３はＲ光
およびＢ光用の偏光ビームスプリッタであり、貼り合わ
せ面に段差を設けるために、長い三角柱のプリズム１５
３Ｈと短い三角柱のプリズム１５３Ｌとから構成されて
いる。光は色分離用の偏光ビームスプリッタ１５１もし
くはダイクロイックプリズムで色分離され、Ｇ光は偏光
ビームスプリッタもしくはダイクロイックプリズム１５
２で反射されてＧ光用液晶表示素子１０７Ｇに入射さ
れ、液晶表示素子１０７Ｇで反射されたＧ光は色合成用
の偏光ビームスプリッタ１５４で反射されて投射レンズ
（図示せず）に入射される。偏光ビームスプリッタ１５
１で分離されたＲ光およびＢ光は偏光ビームスプリッタ
１５３で分離されて、それぞれ液晶表示素子１０７Ｒ、
１０７Ｂに入射される。液晶表示素子１０７Ｒ、１０７
Ｂで反射されたＲ光、Ｂ光は色合成用の偏光ビームスプ
リッタ１５４を透過して投射レンズ（図示せず）に入射
される。各偏光ビームスプリッタ間の隙間には偏光板、
１／２λ波長板、特定波長域偏光変換素子等が挿入され
る。長い三角柱のプリズムと短い三角柱のプリズムの組
み合わせによって、偏光ビームスプリッタ１５１〜１５
４の上下にはそれぞれ段部１５５が設けられている。図
１８（ｂ）において、１５７は組立構造部であり、長い
三角柱のプリズム１５１Ｈ〜１５４Ｈを載置する台部１
５８Ｈ〜１６１Ｈ及び短い三角柱のプリズム１５１Ｌ〜
１５４Ｌを載置する台部１５８Ｌ〜１６１Ｌが設けられ
ている。なお、この組立構造部１５７に設けられている
突起部１６３は位置決めのために使用される。

【０１２４】図１８（ａ）の偏光ビームスプリッタを組
立構造部１５７に組み立てるには、長い三角柱のプリズ
ム１５１Ｈ〜１５４Ｈの底部を台部１５８Ｈ〜１６１Ｈ
に位置決め用の突起部１６３に接するように配置し、短
い三角柱のプリズム１５１Ｌ〜１５４Ｌを台部１５８Ｌ
〜１５８Ｌに位置決め用の突起部１６３に接するように
配置する。各偏光ビームスプリッタ１５１〜１５４の間
には溝が施されており、偏光板や特定波長域偏光変換素
子等が配置される。このとき、バネやフォーム等で位置
決めされると精度良く配置できる。

【０１２５】本実施例においては、偏光ビームスプリッ
タ１５１〜１５４に段部を設け、この段部で位置決めを
行っているために、偏光ビームスプリッタの誘電体多層
膜の面が基準面となり、組立精度が向上し、したがっ
て、性能も向上する。また、図より明らかなように、本
実施例においては、色分離用の偏光ビームスプリッタ１
５１は光の入射側のプリズム１５１Ｈの面積を広くし、
出射側偏光ビームスプリッタ、すなわち色合成用の偏光
ビームスプリッタの出射側のプリズム１５４Ｈの面積を
広くしている。光は液晶表示素子に到達するまでは、先
に行くに従って光の透過面積を小さくする方が好適であ
り、液晶表示素子から出射された光は先に行くにしたが
って透過面積が大きくなるように設定して光のケラレを
防ぐようにすると好適である。本実施例ではこの様な効
果を達成することができる。なお、図１８において、一
部の偏光ビームスプリッタをダイクロイックプリズムで
構成する場合においても同様な効果を得られることは言
うまでもない。

【０１２６】次に、１／４λ波長板の調整機構につい
て、図１９を用いて説明する。図１９は１／４λ波長板
の取付を説明するための側面図である。図において、１
６０は例えば、図８の１／４λ波長板１０６ｂの取付板
であり、偏光ビームスプリッタ１５２からの光が透過す
るための窓が設けられている。１／４λ波長板１０６ｂ
は軸１６１に固定されている。軸１６１は取付板１６０
に回転可能に取り付けられており、液晶表示素子１０７
Ｇとの光の偏光軸が合うように調整され、調整後取付板
１６０に固定される。１／４λ波長板１０６ｂの回転軸
の中心はプリズム１５２Ｌの上面に合わせて位置決めさ
れている。すなわち、１／４λ波長板１０６ｂは偏光ビ
ームスプリッタ１５２の上面あるい下面、もしくは出射
側あるいは左右の面を基準としている。したがって、液
晶表示素子交換時も基準が一定であり、もとの位置が明
確なため、調整手順を明確にすることができる。上記の
実施例は他の１／４λ波長板の取付にも適用できること
は言うまでもない。

【０１２７】図８、図９等において、各偏光ビームスプ
リッタ１０５ＲＧ、１０５ＲＢ、１０５ＲＧＢには光の
透過又は反射に寄与しない面があるが、これらの面での
光の乱反射を防ぐために、これら光の透過又は反射に使
用しない面をすりガラスにしたり、黒く塗りつぶすと好
適である。偏光ビームスプリッタをダイクロイックプリ
ズムに置き換えた場合も同様である。

【０１２８】図８を参照すると、色合成用の偏光ビーム
スプリッタ１０５ＲＧＢに入射するＢ光はＳ偏光光であ
り、ＲＧ光はＰ偏光光であり、かつＢ光用の液晶表示素
子１０７Ｂからの出射光軸と色合成用の偏光ビームスプ
リッタ１０５ＲＧＢの出射光軸は直角になるように配置
されている。色合成用の偏光ビームスプリッタＲＧＢの
代わりに、ダイクロイックミラーやダイクロイックプリ
ズムを用いることができる。

【０１２９】図８に示す色合成用の偏光ビームスプリッ
タ１０５ＲＧＢの代わりにダイクロイックミラーやダイ
クロイックプリズムを用いた場合、色合成用のダイクロ
イックミラー又はダイクロイックプリズム内で、反射光
として他の光と合成される光はＳ偏光光の方が効率がよ
く、逆に透過光として合成される光はＰ偏光光の方が効
率がよい。すなわち、反射光がＳ偏光光の場合は、ダイ
クロイックミラー又はダイクロイックプリズムに設けら
れた誘電体多層膜の反射帯域幅が広くなり、帯域シフト
等による膜特性の影響を受け難い。また、透過光がＰ偏
光光の場合には、ダイクロイックミラー又はダイクロ
イックプリズムに設けられた誘電体多層膜の透過帯域幅
が広くなり、帯域シフト等による膜特性の影響を受け難
い。従って、Ｂ光はＳ偏光で反射光とし、ダイクロイ
ックミラー又はダイクロイックプリズムを透過するＲＧ
光をＰ偏光として合成し、ダイクロイックミラー又は
ダイクロイックプリズムによって反射される光軸方向に
出射するように構成すると効率がよい。一方、色合成用
の偏光ビームスプリッタ１０５ＲＧＢを用いる場合は、
Ｂ光用の液晶表示素子１０７Ｂからの光を偏光ビームス
プリッタ１０５ＲＧＢで反射させ、ＲＧ光と合成して出
射するように構成した場合、当然ながら反射光をＳ偏光
光とし、透過光をＰ偏光光とする必要がある。

【０１３０】図９においては、色合成手段である偏光ビ
ームスプリッタ１０５ＲＧＢに入射されるＧ光はＳ偏光
光であり、ＲＢ光はＰ偏光光であり、かつ、Ｇ光用の液
晶表示素子１０７Ｇからの出射光と平行になるように出
射手段である偏光ビームスプリッタ１０５ＲＧＢの出射
光軸が設けられる。また、図９を参照すると、Ｒ光用の
液晶表示素子１０７ＲとＢ光用の液晶表示素子１０７Ｂ
は略直角に配置され、Ｒ光及びＢ光を分離合成する分離
合成用の偏光ビームスプリッタ１０５ＲＢの入射光軸と
出射光軸とは略直角であり、この出射光軸と略平行に投
射レンズ１１３が配置されるように構成されている。本
実施例において、分離合成用の偏光ビームスプリッタ１
０５ＲＢの代わりに、ダイクロイックミラーやダイクロ
イックプリズムを用いることができることは言うまでも
ない。光学エンジンを図８、９等に示すように構成する
ことによって、図１４に示すような映像表示装置が得ら
れる。

【０１３１】図２０は本発明による映像表示装置の一実
施例を示す概略斜視図である。図において、光学系を透
視して示している。図において、１７１は照明光学系で
あり、１７２は図８、９に示すような光学エンジンであ
る。照明光学系１７１から光の分離合成ユニット１７２
に入射された光の光軸は略直角に曲げられて光の分離合
成ユニット１７２から出射される。この光は投射レンズ
１１８を通してキャビネットの背面に設けられた反射ミ
ラー１７４で反射されてスクリーン１７５に投射され
る。この場合、分離合成ユニット１７２と投射レンズ１
１８の光軸をシフトさせて背面の反射ミラー１７４への
入射角度を変化させてもよい。これによりミラーサイズ
を小さくし、また、セットの奥行き方向サイズを小さく
できる。また、この場合、検光プリズムと色合成プリズ
ムの光軸をシフトしてもよい。さらには投射レンズ１１
８の光軸と色合成プリズムの光軸を段階的にシフトして
もよい。

【０１３２】図２１は光学系の他の実施例を示す斜視図
である。図は図１４と比較して、光軸を変換するための
ミラー１７６が設けられている点が異なる。本実施例で
はミラー１７６を設けることによって、直接スクリーン
に映像を投射することができる。図２０及び図２１の実
施例においては光学系をコンパクトに配置することがで
きる。

【０１３３】図８において、反射ミラー１０９に直接偏
光変換素子１０１からＲ光、Ｂ光及びＧ光を入射し、Ｇ
光及びＢ光を反射ミラー１０９を透過させ、Ｂ光を反射
させ、このＢ光を偏光ビームスプリッタで反射させてＢ
光用の液晶表示素子に入射させ、Ｂ光用の液晶表示素
子からの光を合成用の偏光ビームスプリッタ１０５ＲＧ
Ｂに入射させ、これを透過して出射させ、一方Ｇ光及び
Ｒ光をそれぞれＲ光及びＢＧ光用の液晶表示素子に入射
させ、ここから出射された光を合成用の偏光ビームスプ
リッタ１０５ＲＧＢで反射させて、出射させることによ
って、色分離ミラーとして働くミラー１０９に入射され
る光軸と、偏光ビームスプリッタ１０５ＲＧＢから投写
レンズに出射される光軸は略平行になるように構成する
ことができる。なお、この場合、偏光ビームスプリッタ
をダイクロイックミラーやダイクロイックプリズムに置
き換えることができることは当業者ならば当然のことで
ある。

【０１３４】上述した光学エンジンを用いた映像表示装
置について、図２２を用いて説明する。

【０１３５】図２２は本発明による映像表示装置の他の
実施例を示す概略斜視図である。図において、照明光学
系１７１から光学エンジン１７８に入射する光の入射軸
と光学エンジン１７８から出射される光軸とは略平行に
なっており、光学エンジン１７９から出射された光は反
射ミラー１７９で反射されて投写レンズ１１８に入射さ
れ、キャビネット１７３の背面に設けられた反射ミラー
１７４で反射されてスクリーン１７５に投射される。

【０１３６】本実施例においては、投写レンズのバック
フォーカスを短くすることができるので、投射レンズの
枚数を低減して小型化することができる。図２３は光学
系の更に他の実施例を示す斜視図である。図においては
反射ミラー１７９を使用しない配置例である。図２２の
実施例と比較して、映像表示装置は縦方向に多少長くな
るが、横方向に短くすることができる。図２０及び図２
２において、投射レンズからの出射光をキャビネット１
７３の背面に設けられた反射ミラー１７４によってスク
リーン１７５に投射する場合、スクリーン１７５に一体
にレンズ、例えばフレネルレンズを設けて広がりのある
光を略平行にするとセットの小型化を達成することがで
きる。

【０１３７】図１において、液晶表示素子２Ｒ、２Ｇ、
２Ｂの前に配置されたコンデンサレンズ３０を投射レン
ズ２０と一体と考え、投射レンズ２０の絞り面近傍に第
一合成焦点位置が存在するように構成すると、偏光ビー
ムスプリッタ１６Ｇ、１６ＲＢ、色合成ミラー１９を通
過する光束を絞ることができるため、これらを小型にす
ることができる。特に色合成ミラー１９の代わりに、色
合成偏光ビームスプリッタ又はダイクロイックプリズム
を用いた場合には、プリズムが軽くなり、安価になる効
果が得られる。

【０１３８】図８または図９等において、色分離ミラー
１０２の代わりにダイクロイックプリズム又はダイクロ
イックミラーを用い、偏光ビームスプリッタ１０５ＲＧ
Ｂの代わりに、ダイクロイックプリズムまたはダイクロ
イックミラーを用いた場合、色分離ダイクロイックプリ
ズム又はダイクロイックミラーの半値波長と色合成ダイ
クロイックプリズム又はダイクロイックミラーの半値波
長とを異なる値とすることにより、不要光を排除し、色
純度を向上させることができる。例えば、入射のダイク
ロ特性、すなわちバンドパスフィルタの低域半値波長を
５００ｎｍ、高域半値波長５９０ｎｍとし、出射プリズ
ムのダイクロ特性の低域半値波長を５１０ｎｍ、高域半
値波長５８０ｎｍと規定すると、５００ｎｍ〜５１０ｎ
ｍのシアンと５８０ｎｍ〜５９０ｎｍの間の黄色光を排
除することができる。この組み合わせは特定波長域偏光
変換素子とダイクロイックの組み合わせでも可能であ
り、さらには特定波長域偏光変換素子と偏光ビームスプ
リッタの組み合わせでも可能である。カットする光は近
紫光、近赤外光であっても良く、組み合わせは十であ
る。

【０１３９】図８、９等の実施例において、偏光ビーム
スプリッタ１０５ＲＧ、又は１０５ＲＢと偏光ビームス
プリッタ１０５ＲＧＢ間に冷却流路を設けると、特定波
長偏光変換素子１１２や偏光板１０３の直接冷却を行え
るため、冷却効率が良い。偏光ビームスプリッタ１０５
ＲＧ、又は１０５ＲＢと偏光ビームスプリッタ１０５Ｒ
ＧＢの光の入射面または偏光ビームスプリッタ１０５Ｒ
Ｇ、又は１０５ＲＢと偏光ビームスプリッタ１０５ＲＧ
Ｂの間に冷却媒体の吹き出し口を設けることによって、
特定波長偏光変換素子１１２や偏光板１０３の直接冷却
を行えるため、冷却効率が良い。偏光ビームスプリッタ
１０５ＲＧ、又は１０５ＲＢと偏光ビームスプリッタ１
０５ＲＧＢの光の入射面または偏光ビームスプリッタ１
０５ＲＧ、又は１０５ＲＢと偏光ビームスプリッタ１０
５ＲＧＢの間に冷却媒体の入出射口を同時に設けること
によって、冷却媒体の流量を増やし、直接冷却を行える
ので、さらに冷却効率が良い。上記の冷却方式におい
て、偏光ビームスプリッタ１０５ＲＧ、又は１０５ＲＢ
と偏光ビームスプリッタ１０５ＲＧＢの光の入射面また
は偏光ビームスプリッタ１０５ＲＧ、又は１０５ＲＢと
偏光ビームスプリッタ１０５ＲＧＢの間に設けられた偏
光板１０３を直接冷却することによって、偏光板１０３
を直接冷却でき、冷却を高効率で実現、性能向上もでき
る。

【０１４０】本発明によれば、小型、軽量化を達成でき
るとともに、さらには色純度を自由に制御でき、色ムラ
等を改善し、性能向上を同時に実現することができる。
また、色分離手段を偏光ビームスプリッタと特定波長域
偏光変換素子の組合せで行っているので、角度依存性に
ともなう影響が少なく、色性能の設計が容易になる。し
たがって、小型、高輝度、高画質の光学エンジンまたは
投射型映像表示装置を実現できる。さらに、部品点数を
削減できるので、低コスト化を達成できる。

【０１４１】

【発明の効果】本発明によれば、小型、軽量化を達成で
き、性能向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による投射型液晶表示装置の第１の実施
例を示す概略の平面図である。

【図２】本発明による投射型液晶表示装置の第２の実施
例を示す概略の平面図である。

【図３】本発明による投射型液晶表示装置の第３の実施
例を示す概略の平面図である。

【図４】本発明による投射型液晶表示装置の第４の実施
例を示す概略の平面図である。

【図５】本発明による投射型液晶表示装置の第５の実施
例を示す概略の平面図である。

【図６】本発明による投射型液晶表示装置の第６の実施
例を示す概略の平面図である。

【図７】本発明による投射型液晶表示装置の第７の実施
例を示す概略の平面図である。

【図８】本発明による映像表示装置に使用する光学エン
ジンの第８の実施例を示す概略の平面図である。

【図９】本発明による映像表示装置に使用する光学エン
ジンの第９の実施例を示す概略の平面図である。

【図１０】本発明による映像表示装置に使用する光学エ
ンジンの第１０の実施例を示す概略の平面図である。

【図１１】本発明による映像表示装置に使用する光学エ
ンジンの第１１の実施例を示す概略の平面図である。

【図１２】本発明による映像表示装置に使用する光学エ
ンジンの第１２の実施例を示す概略の平面図である。

【図１３】本発明による映像表示装置に使用する光学エ
ンジンの第１３の実施例を示す概略の平面図である。

【図１４】本発明による映像表示装置に使用する光学エ
ンジンの第１４の実施例を示す概略の平面図である。

【図１５】本発明による映像表示装置に使用する光学エ
ンジンの第１６の実施例を示す概略の平面図である。

【図１６】光の透過率を示す特性図である。

【図１７】偏光ビームスプリッタへの液晶表示素子の取
り付け方の実施例を示す一部断面平面図である。

【図１８】偏光ビームスプリッタ及びその組立ベース具
の一実施例を示す斜視図である。

【図１９】１／４λ波長板の取付を説明するための側面
図である。

【図２０】本発明による映像表示装置の一実施例を示す
概略斜視図である。

【図２１】光学系の他の実施例を示す斜視図である。

【図２２】本発明による映像表示装置の他の実施例を示
す概略斜視図である。

【図２３】光学系の更に他の実施例を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１…光源、２Ｇ、２Ｒ、２Ｂ、１０７Ｒ、１０７Ｇ、１
０７Ｂ…反射型液晶表示素子、５…リフレクタ、６…第
一アレイレンズ、７…第二アレイレンズ、８…偏光ビー
ムスプリッター（ＰＢＳ）、１０…コンデンサレンズ、
１１…反射ミラー、１３…ダイクロイックミラー、１４
…入射偏光板、１６…Ｇ用偏光ビームスプリッタ、Ｒ−
Ｂ用偏光ビームスプリッタ、１７、１１２ａ、１１２ｂ
…特定波長選択偏光変換素子、２０…投射レンズ、２２
…光学部材、２３…プリズム硝材、２５…誘電体多層
膜、１０１…偏光変換素子、１０２…色分離ミラー、１
０３…偏光板、１０５ＲＧ、１０５ＲＢ、１０５ＲＧＢ
…偏光ビームスプリッタ、１０６…１／４λ波長板、１
０９…反射ミラー。

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｇ０９Ｆ 9/00 ３６０Ｇ０９Ｆ 9/00 ３６０Ｄ (72)発明者三好智浩神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所デジタルメディア開発本部内 (72)発明者阿部福億神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所デジタルメディアシステム事業部内Ｆターム(参考） 2H049 BA02 BA05 BA06 BB03 BC22 2H088 EA12 HA13 HA18 HA20 HA21 HA23 HA24 HA28 JA05 2H091 FA07X FA07Z FA10X FA14Z FA21X FA26X FA41Z HA07 LA16 LA18 MA07 5G435 AA02 AA03 AA04 AA18 BB12 BB16 BB17 CC09 CC12 DD05 DD12 EE22 FF05 FF12 GG02 GG03 GG04 GG08 GG09 GG22 GG46 LL15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源ユニットの出射光から映像信号に応じ
た光学像を形成する反射型映像表示素子と、該反射型映
像表示素子に光を照射し、該反射型映像表示素子から反
射された光を合成して出射する照明光学系とを備える映
像表示装置用の光学エンジンにおいて、入射された光を複数の光に分離する色分離手段と、該色
分離手段から分離された光の光軸上に色分離合成手段と
色合成手段とを設けることを特徴とする光学エンジン。
【請求項２】請求項１に記載の光学エンジンにおいて、
さらに第１の反射手段と第２の反射手段とを設け、該色
分離手段で分離された一方の光を該第１の反射手段で反
射させて該色分離合成手段に入射させ、該色分離手段で
分離された他方の光を該第２の反射手段で反射させた後
該色合成手段に入射させることを特徴とする光学エンジ
ン。
【請求項３】照明光を第１の光及び第２の光と第３の光
とに分離する色分離手段と、該第１の光と該第２の光を
色分離合成する色分離合成手段と、該色分離合成手段の
近傍に略直角に配置された第１、第２の液晶表示素子
と、該第３の光を入射する第３の液晶表示素子と、それ
ぞれ該第１、該第２及び該第３の液晶表示素子から出射
された該第１、該第２及び該第３の光を合成する色合成
手段とを備え、該色分離手段で分離された第１、第２の
光をそれぞれ該第１と該第２の液晶表示素子に入射さ
せ、該第１の液晶表示素子及び該第２の液晶表示素子か
ら出射された該第１の光と該第２の光を該色分離合成手
段で合成し、該色分離合成手段から出射された該第１及
び該第２の光を該色合成手段に入射し、該色分離手段で
分離された第３の光を該第３の液晶表示素子に入射さ
せ、該第３の液晶表示素子から出射された光を該色合成
手段に入射させ、該第１、該第２及び該第３の光と合成
することを特徴とする光学エンジン。
【請求項４】請求項３に記載の光学エンジンにおいて、
該第１と該第２の光の光軸上で該色分離手段から該色合
成手段に至る光路上に第１の反射手段を設けることを特
徴とする光学エンジン。
【請求項５】請求項４に記載の光学エンジンにおいて、
該第３の光の光軸上で該色分離手段から該第３の液晶表
示素子に至る光路上に第２の反射手段を設けることを特
徴とする光学エンジン。
【請求項６】請求項３、４又は５に記載の光学エンジン
において、該色合成分離手段の入射側に第１の光の偏光
方向を変換する第１の特定波長域偏光変換素子を設け、
該色分離合成手段の出射側に該第１の光の偏光方向を変
換する第２の特定波長域偏光変換素子を設け、該第３の
光の光軸上で該色分離手段と該第３の映像表示素子に至
る光路上に偏光変換素子を設けることを特徴とする光学
エンジン。
【請求項７】請求項２、４又は５に記載の光学エンジン
において、該反射手段は、アルミ又は銀蒸着ミラー、全
反射プリズム及びミラー蒸着プリズムのいずれか一つを
採用することを特徴とすることを特徴とする光学エンジ
ン。
【請求項８】請求項２、４又は５に記載の光学エンジン
において、該反射手段はダイクロイックミラー及びダイ
クロイックプリズムのいずれか一方であることを特徴と
する光学エンジン。
【請求項９】照明光を分離する色分離手段と、該色分離
手段で分離された一方の光の光軸を略直角に変更する第
１の反射手段と、該第１の反射手段で反射された光が入
射され、該光を第１の光と第２の光に分離して、近傍に
配置された第１と第２の液晶表示素子に入射させ、該第
１の液晶表示素子及び該第２の液晶表示素子から出射さ
れた該第１の光と該第２の光を合成する色分離合成手段
と、該色分離合成手段から出射された該第１及び該第２
の光が入射される色合成手段と、該色分離手段で分離さ
れた第３の光を該色合成手段を透過させた後に反射さ
せ、近傍に配置された第３の液晶表示素子に入射させる
第２の反射手段とを備え、該第３の液晶表示素子から出
射された光を該第２の反射手段で反射させて該色合成手
段に入射させ、該第１の光及び該第２の光と合成するこ
とを特徴とする光学エンジン。
【請求項１０】偏光方向が統一された照明光を分離する
色分離手段と、該色分離手段で分離された第１と第２の
光の光軸を略直角に変更する第１の反射手段と、該第１
の反射手段で反射された光の内、該第１の光の偏光方向
を変換し、第２の光の偏光方向は変換することなく透過
させる特定波長域偏光変換素子と、該特定波長域偏光変
換素子を透過した第１の光と第２の光を分離して、略直
角に配置された第１と第２の液晶表示素子に入射させ、
該第１の液晶表示素子及び該第２の液晶表示素子から反
射された該第１の光と該第２の光を合成し、入射光軸に
対して略直角に出射する色分離合成手段と、該色分離合
成手段から出射された該第１及び該第２の光の内該第１
の光の偏光方向を変換する特定波長域偏光変換素子と、
該特定波長域偏光変換素子を透過した該第１の光及び該
第２の光が入射される色合成手段と、該色分離手段で分
離された第３の光の偏光方向を変換する偏光変換素子
と、該偏光変換素子を透過した第３の光を該色合成手段
を透過させた後に近傍に配置された第３の液晶表示素子
に入射させる手段とを備え、該第３の液晶表示素子で反
射された該第３の光を該色合成手段に入射して、該第１
の光及び該第２の光と合成して出射することを特徴とす
る光学エンジン。
【請求項１１】請求項１０に記載の光学エンジンにおい
て、他の反射手段を設け、該色合成手段を透過された第
３の光を該他の反射手段で反射して該第３の液晶表示手
段に入射させ、該第３の液晶表示素子で反射された該第
３の光を更に該他の反射手段で反射して該色合成手段に
入射することを特徴とする光学エンジン。
【請求項１２】請求項１、３、９又は１０に記載の光学
エンジンにおいて、該色分離手段はＲ光とＧ光を反射さ
せ、Ｂ光を透過させることを特徴とする光学エンジン。
【請求項１３】請求項１、３、９又は１０に記載の光学
エンジンにおいて、該色分離手段はＲ光とＧ光を透過さ
せ、Ｂ光を反射させることを特徴とする光学エンジン。
【請求項１４】請求項１、３、９又は１０に記載の光学
エンジンにおいて、該色分離手段はＲ光とＢ光を反射さ
せ、Ｇ光を透過させることを特徴とする光学エンジン。
【請求項１５】請求項１、３、９又は１０に記載の光学
エンジンにおいて、該色分離手段はＲ光とＢ光を透過さ
せ、Ｇ光を反射させることを特徴とする光学エンジン。
【請求項１６】請求項１、３、９又は１０に記載の光学
エンジンにおいて、該色分離手段はＧ光とＢ光を反射さ
せ、Ｒ光を透過させることを特徴とする光学エンジン。
【請求項１７】請求項１、３、９又は１０に記載の光学
エンジンにおいて、該色分離手段はＧ光とＢ光を透過さ
せ、Ｒ光を反射させることを特徴とする光学エンジン。
【請求項１８】請求項１、３、９又は１０に記載の光学
エンジンにおいて、該分離手段はダイクロイックミラー
又はダイクロイックプリズムであることを特徴とする光
学エンジン。
【請求項１９】請求項１、３、９又は１０に記載の光学
エンジンにおいて、該色分離合成手段及び該色合成手段
は偏光ビームスプリッタであることを特徴とする光学エ
ンジン。
【請求項２０】請求項１、３又は９に記載の光学エンジ
ンにおいて、該色分離手段と該色分離合成手段の間に特
定波長域偏光変換素子を設けることを特徴とする光学エ
ンジン。
【請求項２１】請求項１、３又は９に記載の光学エンジ
ンにおいて、該色分離手段と該色合成手段の間、該色分
離合成手段と該色合成手段との間にそれぞれ特定波長域
偏光変換素子を配置することを特徴とする光学エンジ
ン。
【請求項２２】請求項１９に記載の光学エンジンにおい
て、色分離手段と色合成手段の間、および色分離合成手
段と色合成手段の間に偏光板と変更変換素子を配置する
ことを特徴とする光学エンジン。
【請求項２３】請求項１、３、９又は１０に記載の光学
エンジンにおいて、該色分離合成手段は該色分離合成手
段に入射される光の分離合成に特性を特化させた偏光ビ
ームスプリッタであることを特徴とする光学エンジン。
【請求項２４】請求項１、３、９又は１０に記載の光学
エンジンにおいて、該色分離合成手段及び該色合成手段
は色分離及び検光素子であることを特徴とする光学エン
ジン。
【請求項２５】請求項１、３、９又は１０に記載の光学
エンジンにおいて、該色分離合成手段の光が出射する部
分の面積は該色合成手段の光が入射する部分の面積より
小さいことを特徴とする光学エンジン。
【請求項２６】請求項１、３、９又は１０に記載の光学
エンジンにおいて、該色合成手段は互いに直交方向から
入射されるＰ偏光光である２色の光と、Ｓ偏光光である
１色の光を合成して、Ｐ偏光光軸方向に３色を出射する
ことを特徴とする光学エンジン。
【請求項２７】請求項２３に記載の光学エンジンにおい
て、該色合成手段から出射される光の光軸上に投射手段
を備えることを特徴とする光学エンジン。
【請求項２８】請求項２４に記載の光学エンジンにおい
て、該色合成手段からの光を入射する投射手段を設け、
該色合成手段の出射光軸と該投射手段の光軸をずらすこ
とを特徴とする光学エンジン。
【請求項２９】請求項１、３、９又は１０に記載の光学
エンジンにおいて、該色分離手段の入射側に主光線光軸
を平行にするためのコンデンサレンズを設けることを特
徴とする光学エンジン。
【請求項３０】請求項１、３、９、１０に記載の光学エ
ンジンにおいて、該色分離合成手段の入射側と該色合成
手段に入射側に主光線光軸を平行とするコンデンサレン
ズを設けることを特徴とする光学エンジン。
【請求項３１】請求項２、４、５、７、９、１０又は１
１に記載の光学エンジンにおいて、該反射手段を全反射
プリズムとすることを特徴とする光学エンジン。
【請求項３２】請求項３１に記載の光学エンジンにおい
て、該色合成手段をプリズムで構成し、該全反射プリズ
ムと該色合成手段とを接着することを特徴とする光学エ
ンジン。
【請求項３３】請求項３、９又は１０に記載の光学エン
ジンにおいて、該第１の光はＢ光であり、該第２の光は
Ｒ光であり、該第３の光はＧ光であり、該第１の液晶表
示素子から出射されるＢ光はＳ偏光光であり、該第２の
液晶表示素子から出射される該Ｒ光はＰ偏光光であり、
該第３の液晶表示素子から出射される該Ｇ光はＳ偏光光
であることを特徴とする光学エンジン。
【請求項３４】請求項６記載の光学エンジンにおいて、
該偏光変換素子は特定波長域偏光変換素子であり該色分
離手段の出射側に設けられることを特徴とする光学エン
ジン。
【請求項３５】照明光を第１の光及び第２の光と第３の
光とに分離する色分離手段と、該第１の光と該第２の光
を色分離合成する色分離合成手段と、該色分離合成手段
の近傍に略直角に配置された第１、第２の液晶表示素子
と、該第３の光を入射する第３の液晶表示素子と、それ
ぞれ該第１、該第２及び該第３の液晶表示素子から出射
された該該第１、該第２及び該第３の光を合成する色合
成手段とを備え、該色分離手段で分離された第１、第２
の光を該色分離合成手段で色分離をしてそれぞれ該第１
と該第２の液晶表示素子に入射させ、該第１の液晶表示
素子及び該第２の液晶表示素子から出射された該第１の
光と該第２の光を該色分離合成手段で合成して入射軸と
略直角方向に光軸を変更して、該色分離合成手段から出
射された該第１及び該第２の光を第１の反射手段で該色
合成手段に入射し、該色分離手段で分離された第３の光
を反射手段で反射して該第３の液晶表示素子に入射さ
せ、該第３の液晶表示素子から出射された光を該色分離
手段を透過させて該色合成手段に入射させ、該第１、該
第２及び該第３の光と合成することを特徴とする光学エ
ンジン。
【請求項３６】請求項９又は３５記載の光学エンジンに
おいて、該色分離手段をプリズムで構成し、該反射手段
はダイクロイックプリズム又は全反射プリズムとするこ
とを特徴とする光学エンジン。
【請求項３７】請求項３６記載の光学エンジンにおい
て、該プリズムを貼り合わせることを特徴とする光学エ
ンジン。
【請求項３８】請求項１、３、９、１０又は３５記載の
光学エンジンにおいて、該色分離手段と該色分離合成手
段の間に第１のコンデンサレンズと設け、色分離手段と
該色合成手段の間に第２のコンデンサレンズを設けるこ
とを特徴とする光学エンジン。
【請求項３９】請求項１、３、９、１０又は３５記載の
光学エンジンにおいて、該色分離手段の入射側にコンデ
ンサレンズを設けることを特徴とする光学エンジン。
【請求項４０】請求項３、９、１０又は３５記載の光学
エンジンにおいて、該色分離合成手段及び該色合成手段
をプリズムで構成し、該第１の光と該第２の光の光軸上
にあるプリズムのいずれかの面に第１の色調整膜を設
け、該第３の光の光軸上にあるプリズムのいずれかの面
に第２の色調整膜を設けることを特徴とする光学エンジ
ン。
【請求項４１】請求項３、９、１０又は３５記載の光学
エンジンにおいて、該色分離手段、該色分離合成手段及
び該色合成手段をプリズムで構成し、該第１、該第２の
光の光軸上にあるプリズムのいずれかの面に第１の色調
整膜を設け、該第３の光の光軸上にあるプリズムのいず
れかの面に第２の色調整膜を設けることを特徴とする光
学エンジン。
【請求項４２】請求項４０又は４１に記載の光学エンジ
ンにおいて、該第１、該第２の光の光路及び該第３の光
の光路の少なくとも一方に特定波長域偏光変換素子を設
け、該色調整膜及び該特定波長域偏光変換素子によって
色調整するこを特徴とする光学エンジン。
【請求項４３】請求項１、３、９、１０又は３５記載の
光学エンジンにおいて、該色分離合成手段とを通過する
光路と、該色分離合成手段を通過しない光路の、少なく
とも一方の光路に特定波長域偏光変換素子を設け、該色
分離手段と該特定波長域偏光変換素子によって色調整す
ることを特徴とする光学エンジン。
【請求項４４】請求項４３に記載の光学エンジンにおい
て、該色分離合成手段の入出射面にそれぞれ第１、第２
の特定波長域偏光変換素子を設け、該色分離手段と、該
第１及び該第２の特定波長域偏光変換素子で色調整する
ことを特徴とする光学エンジン。
【請求項４５】請求項４３に記載の光学エンジンにおい
て、該色分離手段の半値と該第１及び該第２の特定波長
域偏光変換素子の半値を組み合わせて５８０ｎｍ近傍の
光の一方又は両方をカットすることを特徴とする光学エ
ンジン。
【請求項４６】請求項１、３、９、１０又は３５記載の
光学エンジンにおいて、該色分離手段と、該色分離合成
手段、色合成手段のいずれかをプリズムで構成し、該プ
リズムの近傍に配置された偏光板を該プリズムに貼り付
けることを特徴とする光学エンジン。
【請求項４７】請求項４６に記載の光学エンジンにおい
て、該色合成手段をプリズムで構成し、該プリズム近傍
に配置された偏光板又は偏光変換素子を該プリズムに貼
り付けることを特徴とする光学エンジン。
【請求項４８】請求項１、３、９、１０又は３５記載の
光学エンジンにおいて、該色分離手段と、該色分離合成
手段、色合成手段のいずれかの近傍に偏光板を配置し、
該偏光板をガラス板の一面に貼り付け、該ガラス板の他
面に色調整膜を設ける、又は該色分離手段と、該色分離
合成手段、色合成手段のいずれかの近傍に特定波長域偏
光変換素子を配置し、該特定波長域偏光変換素子をガラ
ス板の一面に貼り付け、該ガラス板の他面に色調整膜を
設けることを特徴とする光学エンジン。
【請求項４９】請求項１、３、９、１０又は３５記載の
光学エンジンにおいて、該色分離手段をダイクロイック
ミラー及びダイクロイックプリズムのいずれかで構成
し、該色合成手段の入射面近傍に色調整膜を設け、該色
分離手段の半値波長と該色合成手段の近傍に設けられた
色調整膜の半値波長を異なる値に設定して、色純度を向
上させることを特徴とする光学エンジン。
【請求項５０】請求項１、３、９、１０又は３５記載の
光学エンジンにおいて、該色分離手段又は該色合成手段
にダイクロイックミラー又はダイクロイックプリズムか
らなるダイクロイック素子を使用し、該ダイクロイック
素子にダイクロイックコートを設け、該ダイクロイック
コートの厚さを光の入射角度によって変化させることを
特徴とする光学エンジン。
【請求項５１】請求項１、３、９、１０又は３５記載の
光学エンジンにおいて、該色分離手段又は該色合成手段
に偏光ビームスプリッタやダイクロイックプリズムから
なるプリズムを使用し、該プリズムの用途に応じて硝材
を変えることを特徴とする光学エンジン。
【請求項５２】請求項１、３、９、１０又は３５記載の
光学エンジンにおいて、該色分離手段又は該色合成手段
に偏光ビームスプリッタやダイクロイックプリズムから
なるプリズムを使用し、該検光用の偏光ビームスプリッ
タ及び該プリズムの硝材を用途によって変えると共に、
該プリズムの体積を該検光用の偏光ビームスプリッタの
体積より大きくすることを特徴とする光学エンジン。
【請求項５３】請求項１、３、９、１０又は３５記載の
光学エンジンにおいて、該液晶表示素子は液晶を充填す
る枠と該液晶のカバーガラスとを備え、該色分離手段又
は該色合成手段に偏光ビームスプリッタやダイクロイッ
クプリズムからなるプリズムを使用し、偏光ビームスプ
リッタやダイクロイックプリズムからなる該第１及び該
第２のプリズムに該液晶表示素子を直接接着することを
特徴とする光学エンジン。
【請求項５４】請求項１、３、９、１０又は３５記載の
光学エンジンにおいて、該色分離手段又は該色合成手段
に偏光ビームスプリッタやダイクロイックプリズムから
なるプリズムを使用し、該液晶表示素子は液晶を充填す
る枠と該液晶のカバーガラスとを備え、偏光ビームスプ
リッタやダイクロイックプリズムからなる該第１又は該
第２のプリズムに調整板を接着し、該調整板に該液晶表
示素子を接着することを特徴とする光学エンジン。
【請求項５５】請求項１、３、９、１０又は３５記載の
光学エンジンにおいて、該色分離手段又は該色合成手段
に偏光ビームスプリッタやダイクロイックプリズムから
なるプリズムを使用し、該プリズムは第１のプリズム片
と第２のプリズム片とを貼り合わせて構成し、該第１の
プリズム片の高さを該第２のプリズム片の高さに比べて
短くして、該第１のプリズム片と該第２のプリズム片の
間に段部を設けるように該第１のプリズム片と該第２の
プリズム片を貼り合わせたプリズムを複数備え、該段部
を用いて、複数のプリズム間の位置決めをすることを特
徴とする光学エンジン。
【請求項５６】請求項５５記載の光学エンジンにおい
て、該第１のプリズム片を載置する台部と該第２のプリ
ズム片を載置する第２の台部とを複数備えた組立ベース
具を設け、該複数のプリズムを該組立ベース具に取り付
けることを特徴とする光学エンジン。
【請求項５７】請求項５５記載の光学エンジンにおい
て、光が液晶表示素子に入射される光路に設けられたプ
リズムは光の入射側を第２のプリズム片とし、光の出射
側を第１のプリズム片となるように配置し、光が液晶表
示素子から出射される光路に設けられたプリズムは光の
入射側が第１のプリズム片とし、光の出射側が第２のプ
リズム片になるように配置することを特徴とする光学エ
ンジン。
【請求項５８】請求項１、３、９、１０又は３５記載の
光学エンジンにおいて、該色分離手段又は該色合成手段
に偏光ビームスプリッタやダイクロイックプリズムから
なるプリズムを使用し、該プリズムは第１のプリズム片
と第２のプリズム片とを貼り合わせることによって構成
し、該プリズムの近傍に配置された液晶表示素子と、該
プリズムと該液晶表示素子の間に波長板設け、該第１の
プリズム片の高さを該第２のプリズム片の高さに比べて
短くして、該第１のプリズム片と該第２のプリズム片の
間に段部を設けるように該第１のプリズム片と該第２の
プリズム片を貼り合わせて段部を有するプリズムを構成
し、該第１のプリズムの該段部と接する面を基準にして
該波長板を調整することを特徴とする光学エンジン。
【請求項５９】請求項１、３、９、１０又は３５記載の
光学エンジンにおいて、該色合成手段に入射されるＧ光
はＳ偏光光であり、Ｒ光及びＢ光はＰ偏光光であり、Ｇ
光を変調する映像表示素子の出射光軸と該色合成手段の
出射光軸を略直角とすることを特徴とする光学エンジ
ン。
【請求項６０】請求項１、３、９、１０又は３５記載の
光学エンジンにおいて、該色合成手段に入射されるＧ光
はＰ偏光光であり、Ｒ光及びＢ光はＳ偏光光であり、Ｇ
光を変調する映像表示素子の出射光軸と該色合成手段の
出射光軸を略平行とすることを特徴とする光学エンジ
ン。
【請求項６１】請求項１、３、９、１０又は３５記載の
光学エンジンにおいて、該色分離合成手段に入射された
光を第１の光及び第２の光に分離してそれぞれ該第１及
び該第２の映像表示素子に入射し、該第１及び該第２の
映像表示素子から得られた該第１及び該第２の光を合成
した該色分離合成手段の出射光の光軸を該色分離合成手
段に入射する光の光軸と略直交し、該色分離合成手段の
出射光軸は該投射手段の光軸とが略平行になるように構
成することを特徴とする光学エンジン。
【請求項６２】請求項１、３、９、１０又は３５記載の
光学エンジンにおいて、投射手段と光軸変換手段を設
け、該色分離手段と、該映像表示手段と、該色合成手段
とで色分離合成ユニットを構成し、該色分離合成ユニッ
トに入射される光の光軸と該色分離ユニットから出射さ
れる光の光軸とが略平行になるように構成し、該色分離
合成ユニットから出射される光を該光軸変換手段で光軸
を変換して該投射手段に入射することを特徴とする光学
エンジン。
【請求項６３】請求項６１又は６２に記載の光学エンジ
ンを用い、光を略平行にするレンズを設けたスクリーン
と、該投射手段の出射光の光軸を変更する光軸変換手段
とを設け、該投射手段から出射された光の光軸を変換し
て該スクリーンに投射することを特徴とする投射型映像
表示装置。
【請求項６４】請求項１、３、９、１０又は３５記載の
光学エンジンにおいて、該映像表示素子の前にコンデン
サレンズを設け、該コンデンサレンズもしくは該コンデ
ンサレンズ以降のレンズ群の第一合焦点位置を該投射手
段の絞り面近傍に位置するように構成することを特徴と
する光学エンジン。
【請求項６５】請求項１、３、９、１０又は３５記載の
光学エンジンにおいて、該色分離合成手段及び色合成手
段近傍に冷却媒体を流通させることを特徴とする光学エ
ンジン。
【請求項６６】請求項１から６２、６４、６５のいずれ
かに記載の光学エンジンを用いて構成した映像表示装
置。