JP2003075778A - 色分解合成光学系、画像表示光学系および投射型画像表示装置 - Google Patents
色分解合成光学系、画像表示光学系および投射型画像表示装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 偏光ビームスプリッターを用いて各色用の画
像表示素子を各色偏光光によって照明する場合に、偏光
純度が低いとコントラストが低下する。 【解決手段】 照明光を第１の色光Ｇと第２および第３
の色光Ｒ，Ｂとに分解する色分解手段６と、偏光分離作
用によって第１の色光が色分解手段から第１の画像表示
素子に入射する光路と第１の画像表示素子１２ｇから色
合成手段に向かって射出する光路とを異ならせる第１の
偏光分離面１１ａと、偏光分離作用によって、色分解手
段からの第２および第３の色光を分解するとともに、こ
れら色光が第２および第３の画像表示素子１２ｒ，ｂに
入射する光路と第２および第３の画像表示素子から色合
成手段に向かって射出する光路とを異ならせる第２の偏
光分離面１１ｂとを設け、第１の偏光分離面と第２の偏
光分離面の偏光分離特性を互いに異ならせる。
像表示素子を各色偏光光によって照明する場合に、偏光
純度が低いとコントラストが低下する。 【解決手段】 照明光を第１の色光Ｇと第２および第３
の色光Ｒ，Ｂとに分解する色分解手段６と、偏光分離作
用によって第１の色光が色分解手段から第１の画像表示
素子に入射する光路と第１の画像表示素子１２ｇから色
合成手段に向かって射出する光路とを異ならせる第１の
偏光分離面１１ａと、偏光分離作用によって、色分解手
段からの第２および第３の色光を分解するとともに、こ
れら色光が第２および第３の画像表示素子１２ｒ，ｂに
入射する光路と第２および第３の画像表示素子から色合
成手段に向かって射出する光路とを異ならせる第２の偏
光分離面１１ｂとを設け、第１の偏光分離面と第２の偏
光分離面の偏光分離特性を互いに異ならせる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、照明光を複数の色
光に分解して、これら複数の色光をそれぞれ画像表示素
子に導き、これら画像表示素子により変調された各色光
を合成する色分解合成光学系、これを用いた画像表示光
学系および投射型画像表示装置に関するものである。
光に分解して、これら複数の色光をそれぞれ画像表示素
子に導き、これら画像表示素子により変調された各色光
を合成する色分解合成光学系、これを用いた画像表示光
学系および投射型画像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】反射型液晶表示素子と偏光ビームスプリ
ッターとを組み合わせた投射型画像表示装置は、例えば
米国特許６，１８３，０９１号に開示されている。この
米国特許に係る投射型画像表示装置は、本願図６に示す
ように、４つの偏光ビームスプリッター１１８，１２
０，１２４，１２８と３つの色選択性位相差板１１６，
１２６，１３４とを有して構成されている。
ッターとを組み合わせた投射型画像表示装置は、例えば
米国特許６，１８３，０９１号に開示されている。この
米国特許に係る投射型画像表示装置は、本願図６に示す
ように、４つの偏光ビームスプリッター１１８，１２
０，１２４，１２８と３つの色選択性位相差板１１６，
１２６，１３４とを有して構成されている。
【０００３】ここで、色選択性位相差板とは、可視光の
波長領域において所定の波長領域の光の偏光方向を９０
度変換し、その他の波長の光の偏光方向は変化させない
作用を有するものである。
波長領域において所定の波長領域の光の偏光方向を９０
度変換し、その他の波長の光の偏光方向は変化させない
作用を有するものである。
【０００４】そして、図６に示した装置では、光源１０
０からの直線偏光光（Ｓ偏光）のうち青（Ｂ）の光のみ
第１の色選択性位相差板１１６によって偏光方向を９０
度回転させ（Ｐ偏光）、第１の偏光ビームスプリッター
１１８に入射させてＰ偏光であるＢの光を透過させ、Ｓ
偏光であるＢ以外の緑（Ｇ）と赤（Ｒ）の光を反射させ
ることで色分解を行う。Ｂの光（Ｐ偏光）は、第２の偏
光ビームスプリッター１２０を透過して反射型液晶表示
素子Ｂ１２２に至る。また、Ｇ，Ｒの光は第２の色選択
性位相差板１２６に入射し、Ｇの偏光方向のみが９０度
変換され（Ｐ偏光）、第２の偏光ビームスプリッター１
２０によりＰ偏光であるＧの光が透過してＳ偏光である
Ｒの光が反射されることで色分解される。
０からの直線偏光光（Ｓ偏光）のうち青（Ｂ）の光のみ
第１の色選択性位相差板１１６によって偏光方向を９０
度回転させ（Ｐ偏光）、第１の偏光ビームスプリッター
１１８に入射させてＰ偏光であるＢの光を透過させ、Ｓ
偏光であるＢ以外の緑（Ｇ）と赤（Ｒ）の光を反射させ
ることで色分解を行う。Ｂの光（Ｐ偏光）は、第２の偏
光ビームスプリッター１２０を透過して反射型液晶表示
素子Ｂ１２２に至る。また、Ｇ，Ｒの光は第２の色選択
性位相差板１２６に入射し、Ｇの偏光方向のみが９０度
変換され（Ｐ偏光）、第２の偏光ビームスプリッター１
２０によりＰ偏光であるＧの光が透過してＳ偏光である
Ｒの光が反射されることで色分解される。
【０００５】分解されたＧ，Ｒの光はそれぞれ反射型液
晶表示素子Ｇ１３２および反射型液晶表示素子Ｒ１３０
に至る。
晶表示素子Ｇ１３２および反射型液晶表示素子Ｒ１３０
に至る。
【０００６】反射型液晶表示素子Ｂ１２２で変調された
Ｂの光のうちＰ偏光成分は、第２の偏光ビームスプリッ
ター１２０を透過して光源１００側に戻り、Ｓ偏光成分
は第２の偏光ビームスプリッター１２０で反射して投射
光となる。また、反射型液晶表示素子Ｒ１３０で変調さ
れたＲの光のうちＳ偏光成分は第３の偏光ビームスプリ
ッター１２８で反射して光源１００側に戻り、Ｐ偏光成
分は第３の偏光ビームスプリッター１２８を透過して投
射光となる。さらに、反射型液晶表示素子Ｇ１３２で変
調されたＧの光のうちＰ偏光成分は第３の偏光ビームス
プリッター１２８を透過して光源１００側に戻り、Ｓ偏
光成分は第３の偏光ビームスプリッター１２８で反射し
て投射光となる。
Ｂの光のうちＰ偏光成分は、第２の偏光ビームスプリッ
ター１２０を透過して光源１００側に戻り、Ｓ偏光成分
は第２の偏光ビームスプリッター１２０で反射して投射
光となる。また、反射型液晶表示素子Ｒ１３０で変調さ
れたＲの光のうちＳ偏光成分は第３の偏光ビームスプリ
ッター１２８で反射して光源１００側に戻り、Ｐ偏光成
分は第３の偏光ビームスプリッター１２８を透過して投
射光となる。さらに、反射型液晶表示素子Ｇ１３２で変
調されたＧの光のうちＰ偏光成分は第３の偏光ビームス
プリッター１２８を透過して光源１００側に戻り、Ｓ偏
光成分は第３の偏光ビームスプリッター１２８で反射し
て投射光となる。
【０００７】ＧとＲの投射光は第３の色選択性位相差板
１３４に入射し、Ｇの偏光方向のみが９０度回転するこ
とによってＧ，Ｒの光はＰ偏光にそろえられる。そし
て、Ｇ，Ｒの光は、第４の偏光ビームスプリッター１２
４を透過し、Ｓ偏光であるＢの光は第４の偏光ビームス
プリッター１２４で反射する。これにより、Ｒ，Ｇ，Ｂ
の光は１つに合成され、カラー画像として投影される。
１３４に入射し、Ｇの偏光方向のみが９０度回転するこ
とによってＧ，Ｒの光はＰ偏光にそろえられる。そし
て、Ｇ，Ｒの光は、第４の偏光ビームスプリッター１２
４を透過し、Ｓ偏光であるＢの光は第４の偏光ビームス
プリッター１２４で反射する。これにより、Ｒ，Ｇ，Ｂ
の光は１つに合成され、カラー画像として投影される。
【０００８】また、特開２００１−１５４１５２号公報
にて提案されている投射型画像表示装置では、色分離合
成手段としての偏光ビームスプリッターと照明光学系と
の間又は偏光ビームスプリッターと投射レンズとの間に
偏光板を設けて高いコントラストの画像を得るようにし
ている。
にて提案されている投射型画像表示装置では、色分離合
成手段としての偏光ビームスプリッターと照明光学系と
の間又は偏光ビームスプリッターと投射レンズとの間に
偏光板を設けて高いコントラストの画像を得るようにし
ている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般
に、偏光ビームスプリッターは４５度で入射する光に対
しては図７に示すような理想的な偏光分離性能を示す
が、４５度からずれた角度で入射する光に対しては図８
に示すような不完全な特性となってしまう。
に、偏光ビームスプリッターは４５度で入射する光に対
しては図７に示すような理想的な偏光分離性能を示す
が、４５度からずれた角度で入射する光に対しては図８
に示すような不完全な特性となってしまう。
【００１０】これは偏光ビームスプリッターに形成され
ている光学薄膜において、薄膜の屈折率をｎ、薄膜の厚
さをｄ、光の入射角度をθとしたとき、光学薄膜は光学
性能に対してｎｄｃｏｓθで作用するために、入射する
角度θにより光学性能が変化してしまうためである。
ている光学薄膜において、薄膜の屈折率をｎ、薄膜の厚
さをｄ、光の入射角度をθとしたとき、光学薄膜は光学
性能に対してｎｄｃｏｓθで作用するために、入射する
角度θにより光学性能が変化してしまうためである。
【００１１】上述したような投射型画像表示装置におい
て、反射型液晶表示素子を照明する光はある程度の広が
り角度２ω（２ωは照明系で決まる）を有する光束であ
るので、偏光ビームスプリッターに対しては４５度±ω
の広がりをもつ光が入射することになる。このため、偏
光ビームスプリッターにおいて、Ｐ偏光成分とＳ偏光成
分は完全には分離されず、液晶表示素子に入射する光は
完全な直線偏光にならないことになる。このことによっ
て、コントラストが低下し、投射画像の品位が低下する
という問題が生ずる。
て、反射型液晶表示素子を照明する光はある程度の広が
り角度２ω（２ωは照明系で決まる）を有する光束であ
るので、偏光ビームスプリッターに対しては４５度±ω
の広がりをもつ光が入射することになる。このため、偏
光ビームスプリッターにおいて、Ｐ偏光成分とＳ偏光成
分は完全には分離されず、液晶表示素子に入射する光は
完全な直線偏光にならないことになる。このことによっ
て、コントラストが低下し、投射画像の品位が低下する
という問題が生ずる。
【００１２】さらに、照明系に用いられる偏光変換素子
は、Ｐ偏光，Ｓ偏光の混在するランプの光を所定の偏光
方向にそろえる素子であるが、その変換効率は１００％
ではなく、無視できない割合で、望まない偏光成分が残
ってしまう。
は、Ｐ偏光，Ｓ偏光の混在するランプの光を所定の偏光
方向にそろえる素子であるが、その変換効率は１００％
ではなく、無視できない割合で、望まない偏光成分が残
ってしまう。
【００１３】また、通常の偏光ビームスプリッターにお
いては、例えばＰ偏光を反射させる割合と、Ｓ偏光を透
過させる割合とのバランスがとられているために、例え
ばＰ偏光を反射させる偏光ビームスプリッターによって
反射された光にはある程度のＳ偏光成分が存在すること
になる。
いては、例えばＰ偏光を反射させる割合と、Ｓ偏光を透
過させる割合とのバランスがとられているために、例え
ばＰ偏光を反射させる偏光ビームスプリッターによって
反射された光にはある程度のＳ偏光成分が存在すること
になる。
【００１４】反射型液晶表示素子が黒を表示していると
きには、偏光ビームスプリッターに入射したＰ偏光光
は、Ｐ偏光で反射されて偏光ビームスプリッターで反射
されて光源に戻るが、偏光ビームスプリッターの特性に
より、反射型液晶表示素子の照明光に混在したＳ偏光光
の一部はそのまま偏光ビームスプリッターを透過して投
射レンズに向かうことになる。
きには、偏光ビームスプリッターに入射したＰ偏光光
は、Ｐ偏光で反射されて偏光ビームスプリッターで反射
されて光源に戻るが、偏光ビームスプリッターの特性に
より、反射型液晶表示素子の照明光に混在したＳ偏光光
の一部はそのまま偏光ビームスプリッターを透過して投
射レンズに向かうことになる。
【００１５】そこで、特開２００１−１５４１５２号公
報にて提案の構成を応用し、偏光ビームスプリッターの
入射側と出射側とに偏光板を配置すれば、偏光ビームス
プリッターの特性に起因する前述のコントラスト低下の
問題は解決するが、偏光板の透過率が１００％でないた
めに、明るさが暗くなるという問題が生じる。
報にて提案の構成を応用し、偏光ビームスプリッターの
入射側と出射側とに偏光板を配置すれば、偏光ビームス
プリッターの特性に起因する前述のコントラスト低下の
問題は解決するが、偏光板の透過率が１００％でないた
めに、明るさが暗くなるという問題が生じる。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明では、照明光を第１から第３の色光に分解
して、これら第１から第３の色光を色光ごとに設けられ
た第１から第３の画像表示素子に入射させ、これら画像
表示素子により変調された各色光を色合成手段により合
成する色分解合成光学系において、照明光を第１の色光
と第２および第３の色光とに分解する色分解手段と、偏
光分離作用によって第１の色光が色分解手段から第１の
画像表示素子に入射する光路と第１の画像表示素子から
色合成手段に向かって射出する光路とを異ならせる第１
の偏光分離面と、偏光分離作用によって、色分解手段か
らの第２および第３の色光を分解するとともに、これら
第２および第３の色光がそれぞれ第２および第３の画像
表示素子に入射する光路と第２および第３の画像表示素
子から前記色合成手段に向かって射出する光路とを異な
らせる第２の偏光分離面とを設け、第１の偏光分離面と
第２の偏光分離面の偏光分離特性を互いに異ならせるよ
うにしている。
めに、本発明では、照明光を第１から第３の色光に分解
して、これら第１から第３の色光を色光ごとに設けられ
た第１から第３の画像表示素子に入射させ、これら画像
表示素子により変調された各色光を色合成手段により合
成する色分解合成光学系において、照明光を第１の色光
と第２および第３の色光とに分解する色分解手段と、偏
光分離作用によって第１の色光が色分解手段から第１の
画像表示素子に入射する光路と第１の画像表示素子から
色合成手段に向かって射出する光路とを異ならせる第１
の偏光分離面と、偏光分離作用によって、色分解手段か
らの第２および第３の色光を分解するとともに、これら
第２および第３の色光がそれぞれ第２および第３の画像
表示素子に入射する光路と第２および第３の画像表示素
子から前記色合成手段に向かって射出する光路とを異な
らせる第２の偏光分離面とを設け、第１の偏光分離面と
第２の偏光分離面の偏光分離特性を互いに異ならせるよ
うにしている。
【００１７】ここで、偏光分離特性とは、第１の偏光成
分を反射し、この第１の偏光成分に直交する第２の偏光
成分を透過する特性を有する偏光分離面において、この
偏光分離面における反射光中の第１の偏光成分の含有率
や、偏光分離面における透過光中の第２の偏光成分の含
有率（すなわち、請求項中にいう直線偏光度）のことで
ある。つまり、偏光分離特性とは、偏光分離面から射出
するこの偏光分離面での反射光および透過光の直線偏光
度のことである。
分を反射し、この第１の偏光成分に直交する第２の偏光
成分を透過する特性を有する偏光分離面において、この
偏光分離面における反射光中の第１の偏光成分の含有率
や、偏光分離面における透過光中の第２の偏光成分の含
有率（すなわち、請求項中にいう直線偏光度）のことで
ある。つまり、偏光分離特性とは、偏光分離面から射出
するこの偏光分離面での反射光および透過光の直線偏光
度のことである。
【００１８】このように第１の偏光分離面および第２の
偏光分離面の偏光分離特性を、それぞれの偏光分離面の
役割や要求される透過率・反射率に応じて異ならせるこ
とにより、偏光ビームスプリッターの特性に起因したコ
ントラスト低下等の問題を容易に解消することが可能と
なる。
偏光分離面の偏光分離特性を、それぞれの偏光分離面の
役割や要求される透過率・反射率に応じて異ならせるこ
とにより、偏光ビームスプリッターの特性に起因したコ
ントラスト低下等の問題を容易に解消することが可能と
なる。
【００１９】例えば、各色光に含まれる所望の偏光方向
の成分の割合を直線偏光度とするとき、第１の偏光分離
面から第１の画像表示素子に入射するときの第１の色光
の直線偏光度が、第２の偏光分離面から第２および第３
の画像表示素子に入射する第２および第３の色光の直線
偏光度よりも高くなるように、第１の偏光分離面と前記
第２の偏光分離面の偏光分離特性を互いに異ならせるよ
うにすれば、第１の画像表示素子に入射して変調される
第１の色光のコントラストを他の色光の比べて高くする
ことが可能となり、特に第１の色光をカラー画像のコン
トラストに大きく影響する緑色光とすることにより、色
合成されたカラー画像全体のコントラストを高くして、
品位の高い表示（投射）画像を得ることが可能となる。
の成分の割合を直線偏光度とするとき、第１の偏光分離
面から第１の画像表示素子に入射するときの第１の色光
の直線偏光度が、第２の偏光分離面から第２および第３
の画像表示素子に入射する第２および第３の色光の直線
偏光度よりも高くなるように、第１の偏光分離面と前記
第２の偏光分離面の偏光分離特性を互いに異ならせるよ
うにすれば、第１の画像表示素子に入射して変調される
第１の色光のコントラストを他の色光の比べて高くする
ことが可能となり、特に第１の色光をカラー画像のコン
トラストに大きく影響する緑色光とすることにより、色
合成されたカラー画像全体のコントラストを高くして、
品位の高い表示（投射）画像を得ることが可能となる。
【００２０】この場合、第２の偏光分離面に、例えば第
２の偏光分離面にて反射した第２および第３の色光の直
線偏光度と、この第２の偏光分離面を透過した第２およ
び第３の色光の直線偏光度とが略等しくなる偏光分離特
性を持たせるようにして、高い色再現性を得るようにす
るとよい。
２の偏光分離面にて反射した第２および第３の色光の直
線偏光度と、この第２の偏光分離面を透過した第２およ
び第３の色光の直線偏光度とが略等しくなる偏光分離特
性を持たせるようにして、高い色再現性を得るようにす
るとよい。
【００２１】また、第１の偏光分離面と色合成手段との
間に偏光板を配置してもよい。さらに、第１の偏光分離
面に、この第１の偏光分離面から第１の画像表示素子に
入射する第１の色光の直線偏光度が、第１の画像表示素
子から第１の偏光分離面を経て色合成手段に向かって射
出する第１の色光の直線偏光度よりも高くなる偏光分離
特性を持たせるようにしてもよい。
間に偏光板を配置してもよい。さらに、第１の偏光分離
面に、この第１の偏光分離面から第１の画像表示素子に
入射する第１の色光の直線偏光度が、第１の画像表示素
子から第１の偏光分離面を経て色合成手段に向かって射
出する第１の色光の直線偏光度よりも高くなる偏光分離
特性を持たせるようにしてもよい。
【００２２】これにより、第１の偏光分離面で反射又は
透過する際や第１の画像表示素子によって変調を受ける
際に、正しい方向に偏光している光に不要な作用を受け
た光の成分が混ざったとしても、不要な方向の偏光で照
明されていないために、例えば黒表示の際に、偏光ビー
ムスプリッターの特性に依存して出射してきてしまう本
来光源方向に戻るべき光を第１の偏光分離面の出射側に
配置した偏光板によって検光することができるので、不
要な作用を受けた光が悪影響を及ぼすにとどめることが
でき、高いコントラストを得ることが可能となる。
透過する際や第１の画像表示素子によって変調を受ける
際に、正しい方向に偏光している光に不要な作用を受け
た光の成分が混ざったとしても、不要な方向の偏光で照
明されていないために、例えば黒表示の際に、偏光ビー
ムスプリッターの特性に依存して出射してきてしまう本
来光源方向に戻るべき光を第１の偏光分離面の出射側に
配置した偏光板によって検光することができるので、不
要な作用を受けた光が悪影響を及ぼすにとどめることが
でき、高いコントラストを得ることが可能となる。
【００２３】さらに、色合成手段として、偏光分離作用
によって、第１の偏光分離面からの第１の色光と第２の
偏光分離面からの第２および第３の色光を合成する第３
の偏光分離面を用いてもよい。
によって、第１の偏光分離面からの第１の色光と第２の
偏光分離面からの第２および第３の色光を合成する第３
の偏光分離面を用いてもよい。
【００２４】この場合、第１の偏光分離面での角度依存
性によって楕円偏光になって第１の画像表示素子に入射
した第１の光が第１の画像表示素子によって変調された
後、有効な成分のみが偏光板によって検光され、さらに
第３の偏光分離面によって各色光が合成されるため、高
いコントラストを得ることが可能となる。
性によって楕円偏光になって第１の画像表示素子に入射
した第１の光が第１の画像表示素子によって変調された
後、有効な成分のみが偏光板によって検光され、さらに
第３の偏光分離面によって各色光が合成されるため、高
いコントラストを得ることが可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１には、本発
明の第１実施形態である投射型画像表示装置の構成を示
している。図１中、１は連続スペクトルで白色光を発光
する光源、２は光源１からの光を所定の方向に集光する
リフレクターである。
明の第１実施形態である投射型画像表示装置の構成を示
している。図１中、１は連続スペクトルで白色光を発光
する光源、２は光源１からの光を所定の方向に集光する
リフレクターである。
【００２６】３ａは矩形のレンズをマトリックス状に配
置した第１のフライアイレンズ、３ｂは第１のフライア
イレンズの個々のレンズに対応したレンズアレイからな
る第２のフライアイレンズ、４は無偏光光を所定の偏光
光に揃える偏光変換素子である。５は集光光学系であ
り、５ａはコンデンサーレンズ、５ｂはフィールドレン
ズで、５ｃはミラーである。以上により照明系が構成さ
れる。
置した第１のフライアイレンズ、３ｂは第１のフライア
イレンズの個々のレンズに対応したレンズアレイからな
る第２のフライアイレンズ、４は無偏光光を所定の偏光
光に揃える偏光変換素子である。５は集光光学系であ
り、５ａはコンデンサーレンズ、５ｂはフィールドレン
ズで、５ｃはミラーである。以上により照明系が構成さ
れる。
【００２７】６は青（Ｂ）と赤（Ｒ）の波長領域の光を
透過し、緑（Ｇ）の波長領域の光を反射するダイクロイ
ックミラーである。
透過し、緑（Ｇ）の波長領域の光を反射するダイクロイ
ックミラーである。
【００２８】なお、ここでは、ダイクロイックミラーを
用いているが、ダイクロイックミラーに限るものではな
く、偏光ビームスプリッターを用いても構わない。その
際には、偏光ビームスプリッターの光源側に緑の波長領
域の光の偏光方向を、青、赤の波長領域の光の偏光方向
と９０度異ならしめる手段が必要であるが、その手段の
一つとして色選択性波長板を配置し、緑の波長領域の光
の偏光方向のみを９０度回転させても良いし、予めダイ
クロイックミラーで３色を分解した上で偏光方向を変
え、再び３色の光路を合成するという公知の方法を用い
ても構わない。また、ここでのダイクロイックミラーと
は、請求項中の「色分解手段」に相当するものである。
つまり、「色分解手段」は、具体的にはダイクロイック
ミラーでもよいし、偏光ビームスプリッターであっても
よい。後述の他の実施形態に関しても上記のことと同様
のことが言える。
用いているが、ダイクロイックミラーに限るものではな
く、偏光ビームスプリッターを用いても構わない。その
際には、偏光ビームスプリッターの光源側に緑の波長領
域の光の偏光方向を、青、赤の波長領域の光の偏光方向
と９０度異ならしめる手段が必要であるが、その手段の
一つとして色選択性波長板を配置し、緑の波長領域の光
の偏光方向のみを９０度回転させても良いし、予めダイ
クロイックミラーで３色を分解した上で偏光方向を変
え、再び３色の光路を合成するという公知の方法を用い
ても構わない。また、ここでのダイクロイックミラーと
は、請求項中の「色分解手段」に相当するものである。
つまり、「色分解手段」は、具体的にはダイクロイック
ミラーでもよいし、偏光ビームスプリッターであっても
よい。後述の他の実施形態に関しても上記のことと同様
のことが言える。
【００２９】７はＧとＲの中間の波長領域の光を一部カ
ットするカラーフィルターである。
ットするカラーフィルターである。
【００３０】８ａ，８ｂはＢの光の偏光方向を９０度変
換し、Ｒの光の偏光方向は変換しない第１および第２の
色選択性位相差板である。９ａ，９ｂは第１および第２
の偏光板であり、１０ａは１／２波長板である。
換し、Ｒの光の偏光方向は変換しない第１および第２の
色選択性位相差板である。９ａ，９ｂは第１および第２
の偏光板であり、１０ａは１／２波長板である。
【００３１】１１ａ，１１ｂはＰ偏光を透過し、Ｓ偏光
を反射する第１および第２の偏光ビームスプリッターで
あり、それぞれ偏光分離面（第１および第２の偏光分離
面）を有する。また、１１ｃはＰ偏光を透過し、Ｓ偏光
を反射する第３の偏光ビームスプリッター（色合成手
段）であり、偏光分離面（第３の偏光分離面）を有す
る。
を反射する第１および第２の偏光ビームスプリッターで
あり、それぞれ偏光分離面（第１および第２の偏光分離
面）を有する。また、１１ｃはＰ偏光を透過し、Ｓ偏光
を反射する第３の偏光ビームスプリッター（色合成手
段）であり、偏光分離面（第３の偏光分離面）を有す
る。
【００３２】１２ｒ，１２ｇ，１２ｂはそれぞれ入射し
た光を反射するとともに画像変調する赤用の反射型液晶
表示素子、緑用の反射型液晶表示素子、青用の反射型液
晶表示素子である。１３ｒ，１３ｇ，１３ｂはそれぞ
れ、赤用の１／４波長板、緑用の１／４波長板、青用の
１／４波長板である。以上のダイクロイックミラー６か
ら１／４波長板１３ｒ，１３ｇ，１３ｂにより、色分解
合成光学系が構成される。
た光を反射するとともに画像変調する赤用の反射型液晶
表示素子、緑用の反射型液晶表示素子、青用の反射型液
晶表示素子である。１３ｒ，１３ｇ，１３ｂはそれぞ
れ、赤用の１／４波長板、緑用の１／４波長板、青用の
１／４波長板である。以上のダイクロイックミラー６か
ら１／４波長板１３ｒ，１３ｇ，１３ｂにより、色分解
合成光学系が構成される。
【００３３】１４は投射レンズであり、投射光学系を構
成する。なお、上記照明系，色分解合成光学系および投
射光学系により画像表示光学系が構成される。
成する。なお、上記照明系，色分解合成光学系および投
射光学系により画像表示光学系が構成される。
【００３４】次に光学的な作用を説明する。光源１から
発した光はリフレクター２により所定の方向に集光され
る。リフレクター２は放物面形状を有しており、放物面
の焦点位置からの光は放物面の対称軸に平行な光束とな
る。
発した光はリフレクター２により所定の方向に集光され
る。リフレクター２は放物面形状を有しており、放物面
の焦点位置からの光は放物面の対称軸に平行な光束とな
る。
【００３５】ただし、光源１は理想的な点光源ではなく
有限の大きさを有しているので、集光する光束には放物
面の対称軸Ｏに平行でない光の成分も多く含まれてい
る。
有限の大きさを有しているので、集光する光束には放物
面の対称軸Ｏに平行でない光の成分も多く含まれてい
る。
【００３６】これらの集光光束は、第１のフライアイレ
ンズ３ａに入射する。第１のフライアイレンズ３ａは、
外形が矩形である正の屈折力を有するレンズをマトリッ
クス状に組み合わせて構成されており、入射した光束は
それぞれのレンズに応じた複数の光束に分割、集光さ
れ、第２のフライアイレンズ３ｂを経て、複数の光源像
を偏光変換素子４の近傍にマトリックス状に形成する。
ンズ３ａに入射する。第１のフライアイレンズ３ａは、
外形が矩形である正の屈折力を有するレンズをマトリッ
クス状に組み合わせて構成されており、入射した光束は
それぞれのレンズに応じた複数の光束に分割、集光さ
れ、第２のフライアイレンズ３ｂを経て、複数の光源像
を偏光変換素子４の近傍にマトリックス状に形成する。
【００３７】偏光変換素子４は、偏光分離面と反射面と
１／２波長板とからなり、マトリックス状に集光される
複数の光束は、その列に対応した偏光分離面に入射し、
透過するＰ偏光成分の光と反射するＳ偏光成分の光に分
割される。
１／２波長板とからなり、マトリックス状に集光される
複数の光束は、その列に対応した偏光分離面に入射し、
透過するＰ偏光成分の光と反射するＳ偏光成分の光に分
割される。
【００３８】反射されたＳ偏光成分の光は反射面で反射
し、Ｐ偏光成分と同じ方向に出射する。一方、透過した
Ｐ偏光成分の光は、１／２波長板４ｃを透過してＳ偏光
成分と同じ偏光成分に変換され、偏光方向（・）が揃っ
た光として射出する公知の偏光変換素子である。
し、Ｐ偏光成分と同じ方向に出射する。一方、透過した
Ｐ偏光成分の光は、１／２波長板４ｃを透過してＳ偏光
成分と同じ偏光成分に変換され、偏光方向（・）が揃っ
た光として射出する公知の偏光変換素子である。
【００３９】偏光変換された複数の光束は、偏光変換素
子４を射出した後、発散光束として集光光学系５に至
る。なお、集光光学系５のうちミラー５ｃは屈折力を持
たない。
子４を射出した後、発散光束として集光光学系５に至
る。なお、集光光学系５のうちミラー５ｃは屈折力を持
たない。
【００４０】表１には、図２に示したフライアイレンズ
３ａ，３ｂのレンズデータを、表２には、図３に示した
集光光学系５のレンズデータを示す。これら表１，２に
おいて、ｒは各レンズ面の曲率半径を、ｄは面の間隔
を、ｎは材質の屈折率を表す。
３ａ，３ｂのレンズデータを、表２には、図３に示した
集光光学系５のレンズデータを示す。これら表１，２に
おいて、ｒは各レンズ面の曲率半径を、ｄは面の間隔
を、ｎは材質の屈折率を表す。
【００４１】
【表１】
【００４２】なお、面１〜２は第１のフライアイレンズ
３ａを、面３〜４は第２のフライアイレンズ３ｂを示し
ている。
３ａを、面３〜４は第２のフライアイレンズ３ｂを示し
ている。
【００４３】
【表２】
【００４４】なお、面１〜２はコンデンサーレンズ５ａ
を、面３〜４はフィールドレンズ５ｂを示している。
を、面３〜４はフィールドレンズ５ｂを示している。
【００４５】集光光学系５の合成の焦点距離ｆｃは、
ｆｃ＝８２．４ｍｍ
であり、第２のフライアイレンズ３ｂの焦点距離ｆｆ２
は、 ｆｆ２＝２９．５ｍｍ である。このため、集光光学系５は、 β＝ｆｃ／ｆｆ２＝２．７９３ で決まる倍率βで第１のフライアイレンズ３ａの矩形形
状の像を形成する。
は、 ｆｆ２＝２９．５ｍｍ である。このため、集光光学系５は、 β＝ｆｃ／ｆｆ２＝２．７９３ で決まる倍率βで第１のフライアイレンズ３ａの矩形形
状の像を形成する。
【００４６】これにより複数の光束は矩形形状の像がで
きる位置で重なり、矩形の均一な照明エリアを形成す
る。この照明エリアに反射型液晶表示素子１２ｒ，１２
ｇ，１２ｂを配置する。
きる位置で重なり、矩形の均一な照明エリアを形成す
る。この照明エリアに反射型液晶表示素子１２ｒ，１２
ｇ，１２ｂを配置する。
【００４７】ここで、フィールドレンズ５ｂの焦点距離
ｆｃ２は、 ｆｃ２＝８４ｍｍ であるので、 ｆｃ／ｆｃ２＝０．９８ となり、フィールドレンズ５ｂから反射型液晶表示素子
に至る光路において反射型液晶表示素子上に集光する光
は集光光学系５の光軸Ｏ’に対してほぼテレセントリッ
クになる。
ｆｃ２は、 ｆｃ２＝８４ｍｍ であるので、 ｆｃ／ｆｃ２＝０．９８ となり、フィールドレンズ５ｂから反射型液晶表示素子
に至る光路において反射型液晶表示素子上に集光する光
は集光光学系５の光軸Ｏ’に対してほぼテレセントリッ
クになる。
【００４８】ダイクロイックミラー６および偏光ビーム
スプリッター１１ａ，１１ｂ，１１ｃは光学薄膜で構成
されており、これらの光学薄膜に入射する角度によりそ
の特性が変化する。このとき、反射型液晶表示素子に対
する照明光束をテレセントリックに設定することによ
り、光学薄膜で発生する特性の変動が反射型液晶表示素
子上で発生しない構成となっている。
スプリッター１１ａ，１１ｂ，１１ｃは光学薄膜で構成
されており、これらの光学薄膜に入射する角度によりそ
の特性が変化する。このとき、反射型液晶表示素子に対
する照明光束をテレセントリックに設定することによ
り、光学薄膜で発生する特性の変動が反射型液晶表示素
子上で発生しない構成となっている。
【００４９】ダイクロイックミラー６は、図４の実線で
示すような特性を有しており、Ｂ（４３０〜４９５ｎ
ｍ）とＲ（５９０〜６５０ｎｍ）の光は透過し、Ｇ（５
０５〜５８０ｎｍ）の光は反射する。ここで、ＧのＳ偏
光成分の透過率は、Ｇの波長範囲の中心波長である５５
０ｎｍにおいて１％以下に設定されており，他の２つの
色光の色純度の低下を防いでいる。
示すような特性を有しており、Ｂ（４３０〜４９５ｎ
ｍ）とＲ（５９０〜６５０ｎｍ）の光は透過し、Ｇ（５
０５〜５８０ｎｍ）の光は反射する。ここで、ＧのＳ偏
光成分の透過率は、Ｇの波長範囲の中心波長である５５
０ｎｍにおいて１％以下に設定されており，他の２つの
色光の色純度の低下を防いでいる。
【００５０】図１において、は偏光変換素子４によりＳ
偏光とされた光は、ダイクロイックミラー６によって分
解された後もＳ偏光（・）となっている。
偏光とされた光は、ダイクロイックミラー６によって分
解された後もＳ偏光（・）となっている。
【００５１】Ｇの光路において、ダイクロイックミラー
６を反射した光はカラーフィルター７に入射する。カラ
ーフィルター７は、図４に点線で示すような特性を有し
ており、ＧとＲの中間の波長領域にあたる黄色の色光
（５７５〜５８５ｎｍ）を反射するダイクロイックフィ
ルターとして、黄色の光を除去する。緑の光に黄色の色
成分が多いと、緑が黄緑になってしまうので、黄色の光
を除去する方が色再現上望ましい。また、カラーフィル
ター７は黄色の光を吸収する特性のものでもよい。
６を反射した光はカラーフィルター７に入射する。カラ
ーフィルター７は、図４に点線で示すような特性を有し
ており、ＧとＲの中間の波長領域にあたる黄色の色光
（５７５〜５８５ｎｍ）を反射するダイクロイックフィ
ルターとして、黄色の光を除去する。緑の光に黄色の色
成分が多いと、緑が黄緑になってしまうので、黄色の光
を除去する方が色再現上望ましい。また、カラーフィル
ター７は黄色の光を吸収する特性のものでもよい。
【００５２】こうして色調整されたＧの光は、第１の偏
光ビームスプリッター１１ａに対してＳ偏光（・）とし
て入射して偏光分離面で反射され、Ｇ用の反射型液晶表
示素子１２ｇへと至る。
光ビームスプリッター１１ａに対してＳ偏光（・）とし
て入射して偏光分離面で反射され、Ｇ用の反射型液晶表
示素子１２ｇへと至る。
【００５３】Ｇ用の反射型液晶表示素子１２ｇにおいて
は、Ｇの光が画像変調されて反射される。画像変調され
たＧの反射光のうちＳ偏光成分（・）は、再び第１の偏
光ビームスプリッター１１ａの偏光分離面で反射し、光
源側に戻され、投射光から除去される。
は、Ｇの光が画像変調されて反射される。画像変調され
たＧの反射光のうちＳ偏光成分（・）は、再び第１の偏
光ビームスプリッター１１ａの偏光分離面で反射し、光
源側に戻され、投射光から除去される。
【００５４】一方、画像変調されたＧの反射光のうちＰ
偏光成分（｜）は、第１の偏光分離面を透過し、投射光
として第３の偏光ビームスプリッター１１ｃに向かう。
偏光成分（｜）は、第１の偏光分離面を透過し、投射光
として第３の偏光ビームスプリッター１１ｃに向かう。
【００５５】このとき、すべての偏光成分をＳ偏光に変
換した状態（黒を表示した状態）において、第１の偏光
ビームスプリッター１１ａとＧ用の反射型液晶表示素子
１２ｇとの間に設けられた１／４波長板１３ｇの遅相軸
を所定の方向に調整することにより、第１の偏光ビーム
スプリッター１１ａとＧ用の反射型液晶表示素子１２ｇ
で発生する偏光状態の乱れの影響を小さく抑えることが
できる。
換した状態（黒を表示した状態）において、第１の偏光
ビームスプリッター１１ａとＧ用の反射型液晶表示素子
１２ｇとの間に設けられた１／４波長板１３ｇの遅相軸
を所定の方向に調整することにより、第１の偏光ビーム
スプリッター１１ａとＧ用の反射型液晶表示素子１２ｇ
で発生する偏光状態の乱れの影響を小さく抑えることが
できる。
【００５６】また、第１の偏光ビームスプリッタ１１ａ
の偏光分離面は、この偏光分離面で反射した光に含まれ
る主たる偏光成分であるＳ偏光の割合、すなわち直線偏
光度が特に高い（例えば、ほぼ１００％）とともに、透
過したＰ偏光の純度は上記Ｓ偏光の純度に比べて若干劣
る偏光分離特性を有している。
の偏光分離面は、この偏光分離面で反射した光に含まれ
る主たる偏光成分であるＳ偏光の割合、すなわち直線偏
光度が特に高い（例えば、ほぼ１００％）とともに、透
過したＰ偏光の純度は上記Ｓ偏光の純度に比べて若干劣
る偏光分離特性を有している。
【００５７】このような特性の偏光ビームスプリッター
を用いることにより、第１の反射型液晶表示素子１２ｇ
を照明する照明光には不要な偏光成分が含まれないた
め、第１の偏光ビームスプリッター１１ａを透過する
（出射する）光の少なくともＰ偏光成分は、画像を表示
するために第１の反射型液晶表示素子１２ｇと１／４波
長板１３ｇによって作用を受けた光と、反射型液晶表示
素子や１／４波長板や偏光ビームスプリッタ−によって
不要な作用を受けて発生する位相の狂った成分となる。
また、第１の偏光ビームスプリッタ−１１ａで反射する
Ｓ偏光成分（を出射するＳ偏光成分）は、第１の偏光ビ
ームスプリッタ−１１ａの偏光分離面の特性によって透
過してしまったＳ偏光成分であり、このＳ偏光成分の光
は投影画像のコントラストを低下させる要因となるた
め、偏光板などによって除去する。
を用いることにより、第１の反射型液晶表示素子１２ｇ
を照明する照明光には不要な偏光成分が含まれないた
め、第１の偏光ビームスプリッター１１ａを透過する
（出射する）光の少なくともＰ偏光成分は、画像を表示
するために第１の反射型液晶表示素子１２ｇと１／４波
長板１３ｇによって作用を受けた光と、反射型液晶表示
素子や１／４波長板や偏光ビームスプリッタ−によって
不要な作用を受けて発生する位相の狂った成分となる。
また、第１の偏光ビームスプリッタ−１１ａで反射する
Ｓ偏光成分（を出射するＳ偏光成分）は、第１の偏光ビ
ームスプリッタ−１１ａの偏光分離面の特性によって透
過してしまったＳ偏光成分であり、このＳ偏光成分の光
は投影画像のコントラストを低下させる要因となるた
め、偏光板などによって除去する。
【００５８】第１の偏光ビームスプリッター１１ａから
射出したＧの光（｜）は、Ｐ偏光のみを透過する第１の
偏光板９ａで検光される。これにより、第１の偏光ビー
ムスプリッター１１ａとＧ用の反射型液晶表示素子１２
ｇを通ることによって生じた無効な成分がカットされた
光となる。そして、次に偏光方向に対して遅相軸が４５
度で設定された第１の１／２波長板１０ａにより偏光方
向を９０度回転され、第３の偏光ビームスプリッター１
１ｃに対してＳ偏光（・）として入射し、第３の偏光ビ
ームスプリッター１１ｃの偏光分離面で反射されて投射
レンズ１４へと至る。
射出したＧの光（｜）は、Ｐ偏光のみを透過する第１の
偏光板９ａで検光される。これにより、第１の偏光ビー
ムスプリッター１１ａとＧ用の反射型液晶表示素子１２
ｇを通ることによって生じた無効な成分がカットされた
光となる。そして、次に偏光方向に対して遅相軸が４５
度で設定された第１の１／２波長板１０ａにより偏光方
向を９０度回転され、第３の偏光ビームスプリッター１
１ｃに対してＳ偏光（・）として入射し、第３の偏光ビ
ームスプリッター１１ｃの偏光分離面で反射されて投射
レンズ１４へと至る。
【００５９】ここで、第１の１／２波長板１０ａの遅相
軸を回転調整できるようにしておくと、第３の偏光ビー
ムスプリッター１１ｃの偏光分離面に入射するＧの光の
偏光方向を微調整することができる。
軸を回転調整できるようにしておくと、第３の偏光ビー
ムスプリッター１１ｃの偏光分離面に入射するＧの光の
偏光方向を微調整することができる。
【００６０】これにより、取り付け誤差などによって第
１の偏光ビームスプリッター１１ａの偏光分離面と第３
の偏光ビームスプリッター１１ｃの偏光分離面との間に
相対的な傾きがあるときなどは、この調整機構により第
３の偏光ビームスプリッター１１ｃにおける非投射光の
漏れが最小となるようにすることができ、Ｇにおける黒
表示の画像調整が可能となる。
１の偏光ビームスプリッター１１ａの偏光分離面と第３
の偏光ビームスプリッター１１ｃの偏光分離面との間に
相対的な傾きがあるときなどは、この調整機構により第
３の偏光ビームスプリッター１１ｃにおける非投射光の
漏れが最小となるようにすることができ、Ｇにおける黒
表示の画像調整が可能となる。
【００６１】さらに、第１の偏光板９ａと第１の１／２
波長板１０ａを貼り付けて、一体的に調整することもで
きる。
波長板１０ａを貼り付けて、一体的に調整することもで
きる。
【００６２】ダイクロイックミラー６を透過したＲとＢ
の光は、第１の色選択性位相差板８ａに入射する。第１
の色選択性位相差板は、Ｂの光のみ偏光方向を９０度回
転する作用を持っており、これによりＢの光はＰ偏光
（｜）として、Ｒの光はＳ偏光（・）として第２の偏光
ビームスプリッター１１ｂに入射する。Ｓ偏光（・）と
して第２の偏光ビームスプリッター１１ｂに入射したＲ
の光は、第２の偏光ビームスプリッター１１ｂの偏光分
離面で反射され、Ｒ用の反射型液晶表示素子１２ｒへと
至る。また、Ｐ偏光（｜）として第２の偏光ビームスプ
リッター１１ｂに入射したＢの光は、第２の偏光ビーム
スプリッター１１ｂの偏光分離面を透過してＢ用の反射
型液晶表示素子１２ｂへと至る。
の光は、第１の色選択性位相差板８ａに入射する。第１
の色選択性位相差板は、Ｂの光のみ偏光方向を９０度回
転する作用を持っており、これによりＢの光はＰ偏光
（｜）として、Ｒの光はＳ偏光（・）として第２の偏光
ビームスプリッター１１ｂに入射する。Ｓ偏光（・）と
して第２の偏光ビームスプリッター１１ｂに入射したＲ
の光は、第２の偏光ビームスプリッター１１ｂの偏光分
離面で反射され、Ｒ用の反射型液晶表示素子１２ｒへと
至る。また、Ｐ偏光（｜）として第２の偏光ビームスプ
リッター１１ｂに入射したＢの光は、第２の偏光ビーム
スプリッター１１ｂの偏光分離面を透過してＢ用の反射
型液晶表示素子１２ｂへと至る。
【００６３】ここで、第２の偏光ビームスプリッター１
１ｂの偏光分離面は、この偏光分離面で反射した光に含
まれる主たる偏光成分であるＰ偏光の割合、すなわち直
線偏光度と、偏光分離面を透過した光に含まれる主たる
偏光成分であるＳ偏光の純度とがほぼ等しくなる（とも
にほぼ９５％程度となる）ような偏光分離特性を有して
いる。これにより、ＲとＢのバランスが保たれ、色再現
性が確保される。
１ｂの偏光分離面は、この偏光分離面で反射した光に含
まれる主たる偏光成分であるＰ偏光の割合、すなわち直
線偏光度と、偏光分離面を透過した光に含まれる主たる
偏光成分であるＳ偏光の純度とがほぼ等しくなる（とも
にほぼ９５％程度となる）ような偏光分離特性を有して
いる。これにより、ＲとＢのバランスが保たれ、色再現
性が確保される。
【００６４】なお、第１の偏光ビームスプリッター１１
ａの偏光分離面は、この偏光分離面にて反射した光の直
線偏光度が、第２の偏光ビームスプリッター１１ｂの偏
光分離面にて反射および透過した光の直線偏光度よりも
高くなるように偏光分離特性が設定されている。すなわ
ち、第１の偏光ビームスプリッター１１ａの偏光分離面
と第２の偏光ビームスプリッター１１ｂの偏光分離面
は、互いに異なる偏光分離特性を有する。
ａの偏光分離面は、この偏光分離面にて反射した光の直
線偏光度が、第２の偏光ビームスプリッター１１ｂの偏
光分離面にて反射および透過した光の直線偏光度よりも
高くなるように偏光分離特性が設定されている。すなわ
ち、第１の偏光ビームスプリッター１１ａの偏光分離面
と第２の偏光ビームスプリッター１１ｂの偏光分離面
は、互いに異なる偏光分離特性を有する。
【００６５】Ｒ用の反射型液晶表示素子１２ｒに入射し
たＲの光は画像変調されて反射される。画像変調された
Ｒの反射光のうちＳ偏光成分（・）は、再び第２の偏光
ビームスプリッター１１ｂの偏光分離面で反射されて光
源側に戻され、投射光から除去される。
たＲの光は画像変調されて反射される。画像変調された
Ｒの反射光のうちＳ偏光成分（・）は、再び第２の偏光
ビームスプリッター１１ｂの偏光分離面で反射されて光
源側に戻され、投射光から除去される。
【００６６】一方、画像変調されたＲの反射光のうちＰ
偏光成分（｜）は第２の偏光ビームスプリッター１１ｂ
の偏光分離面を透過して投射光として第３の偏光ビーム
スプリッター１１ｃに向かう。
偏光成分（｜）は第２の偏光ビームスプリッター１１ｂ
の偏光分離面を透過して投射光として第３の偏光ビーム
スプリッター１１ｃに向かう。
【００６７】第２の偏光ビームスプリッター１１ｂを出
射したＲの光は第２の色選択性位相板８ｂをそのまま透
過し、さらに第２の偏光板９ｂで検光されて第３の偏光
ビームスプリッター１１ｃに入射する。そして、第３の
偏光ビームスプリッター１１ｃの偏光分離面を透過して
投射レンズ１４に至る。
射したＲの光は第２の色選択性位相板８ｂをそのまま透
過し、さらに第２の偏光板９ｂで検光されて第３の偏光
ビームスプリッター１１ｃに入射する。そして、第３の
偏光ビームスプリッター１１ｃの偏光分離面を透過して
投射レンズ１４に至る。
【００６８】また、Ｂ用の反射型液晶表示素子１２ｂに
入射したＢの光は画像変調されて反射される。画像変調
されたＢの反射光のうちＰ偏光成分（｜）は、再び第２
の偏光ビームスプリッター１１ｂの偏光分離面を透過し
て光源側に戻され、投射光から除去される。
入射したＢの光は画像変調されて反射される。画像変調
されたＢの反射光のうちＰ偏光成分（｜）は、再び第２
の偏光ビームスプリッター１１ｂの偏光分離面を透過し
て光源側に戻され、投射光から除去される。
【００６９】一方、画像変調されたＢの反射光のうちＳ
偏光成分（・）は第２の偏光ビームスプリッター１１ｂ
の偏光分離面で反射して投射光として第３の偏光ビーム
スプリッター１１ｃに向かう。
偏光成分（・）は第２の偏光ビームスプリッター１１ｂ
の偏光分離面で反射して投射光として第３の偏光ビーム
スプリッター１１ｃに向かう。
【００７０】このとき、第２の偏光ビームスプリッター
１０ｂとＲ用，Ｂ用の反射型液晶表示素子１１ｂ，１１
ｒの間に設けられた１／４波長板１２ｂ，１２ｒの遅相
軸を調整することにより、Ｇの場合と同じようにＲ，Ｂ
それぞれの黒の表示の調整を行う。
１０ｂとＲ用，Ｂ用の反射型液晶表示素子１１ｂ，１１
ｒの間に設けられた１／４波長板１２ｂ，１２ｒの遅相
軸を調整することにより、Ｇの場合と同じようにＲ，Ｂ
それぞれの黒の表示の調整を行う。
【００７１】こうして１つの光束に合成され、第２の偏
光ビームスプリッター１０ｂから射出したＲとＢの投射
光のうちＢの光は、第２の色選択性位相板８ｂによって
偏光方向が９０度回転されてＰ偏光成分（｜）となり、
さらに第２の偏光板９ｂで検光されて第３の偏光ビーム
スプリッター１１ｃに入射する。Ｒの光は第２の色選択
性位相板８ｂをそのまま透過し、さらに第２の偏光板９
ｂで検光されて第３の偏光ビームスプリッター１１ｃに
入射する。第２の偏光板９ｂで検光されることにより、
ＲとＢの投射光は第２の偏光ビームスプリッタ１１ｂと
Ｒ用，Ｂ用の反射型液晶表示素子１２ｂ，１２ｒ、１／
４波長板１３ｂ、１３ｒを通ることによって生じた無効
な成分をカットされた光となる。
光ビームスプリッター１０ｂから射出したＲとＢの投射
光のうちＢの光は、第２の色選択性位相板８ｂによって
偏光方向が９０度回転されてＰ偏光成分（｜）となり、
さらに第２の偏光板９ｂで検光されて第３の偏光ビーム
スプリッター１１ｃに入射する。Ｒの光は第２の色選択
性位相板８ｂをそのまま透過し、さらに第２の偏光板９
ｂで検光されて第３の偏光ビームスプリッター１１ｃに
入射する。第２の偏光板９ｂで検光されることにより、
ＲとＢの投射光は第２の偏光ビームスプリッタ１１ｂと
Ｒ用，Ｂ用の反射型液晶表示素子１２ｂ，１２ｒ、１／
４波長板１３ｂ、１３ｒを通ることによって生じた無効
な成分をカットされた光となる。
【００７２】そして、第３の偏光ビームスプリッター１
１ｃに入射したＲとＢの投射光は第３の偏光ビームスプ
リッター１１ｃの偏光分離面を透過し、この偏光分離面
にて反射したＧの光と合成されて投射レンズ１４に至
る。
１ｃに入射したＲとＢの投射光は第３の偏光ビームスプ
リッター１１ｃの偏光分離面を透過し、この偏光分離面
にて反射したＧの光と合成されて投射レンズ１４に至
る。
【００７３】ここで、第２の色選択性位相差板８ｂと第
３の偏光ビームスプリッター１１ｃとの間に第２の１／
２波長板１０ｂ（不図示）を配置し、第２の１／２波長
板１０ｂの遅相軸を透過する偏光方向と同じ方向（偏光
状態を変換しない方向）に設定し、Ｇのときと同じよう
に、第２の１／２波長板１０ｂの遅相軸の傾き調整を行
うことで、Ｒ，Ｂの光の偏光方向が第３の偏光ビームス
プリッター１１ｃの偏光分離面に対して適切に入射する
ように調整し、第３の偏光ビームスプリッター１１ｃに
おける非投射光の漏れが最小となるようにすることがで
き、Ｒ，Ｂにおける黒表示の画像調整をすることもでき
る。。
３の偏光ビームスプリッター１１ｃとの間に第２の１／
２波長板１０ｂ（不図示）を配置し、第２の１／２波長
板１０ｂの遅相軸を透過する偏光方向と同じ方向（偏光
状態を変換しない方向）に設定し、Ｇのときと同じよう
に、第２の１／２波長板１０ｂの遅相軸の傾き調整を行
うことで、Ｒ，Ｂの光の偏光方向が第３の偏光ビームス
プリッター１１ｃの偏光分離面に対して適切に入射する
ように調整し、第３の偏光ビームスプリッター１１ｃに
おける非投射光の漏れが最小となるようにすることがで
き、Ｒ，Ｂにおける黒表示の画像調整をすることもでき
る。。
【００７４】合成されたＲ，Ｇ，Ｂの投射光は、投射レ
ンズ１４によってスクリーンなどの被投射面に拡大投影
される。
ンズ１４によってスクリーンなどの被投射面に拡大投影
される。
【００７５】なお、上述した各光学素子の空気との境界
面には反射防止コートが施されている。Ｇの光のみが透
過する面には、最も反射率が低下する波長帯域を５５０
ｎｍの近傍に設定した反射防止コートが施され、Ｒの光
のみが透過する面には最も反射率が低下する波長帯域を
６１０ｎｍの近傍に設定した反射防止コートが施されて
いる。また、Ｂの光のみが透過する面には最も反射率が
低下する波長帯域を４５０ｎｍの近傍に設定した反射防
止コートが施され、ＲとＢの光が透過する面には反射率
が低下する波長帯域を４５０ｎｍの近傍と６１０ｎｍの
近傍に２つあるような反射防止コートが施されている。
面には反射防止コートが施されている。Ｇの光のみが透
過する面には、最も反射率が低下する波長帯域を５５０
ｎｍの近傍に設定した反射防止コートが施され、Ｒの光
のみが透過する面には最も反射率が低下する波長帯域を
６１０ｎｍの近傍に設定した反射防止コートが施されて
いる。また、Ｂの光のみが透過する面には最も反射率が
低下する波長帯域を４５０ｎｍの近傍に設定した反射防
止コートが施され、ＲとＢの光が透過する面には反射率
が低下する波長帯域を４５０ｎｍの近傍と６１０ｎｍの
近傍に２つあるような反射防止コートが施されている。
【００７６】また、光源１から投射レンズ１４に至る光
束は、反射型液晶表示素子１１ｇ，１１ｂ，１１ｒに到
達する際に光束径が最も細くなるので、反射型液晶表示
素子の近傍に配置した偏光ビームスプリッター１１ａ，
１１ｂを投射レンズ１４側に配置した偏光ビームスプリ
ッター１１ｃよりも小さく構成している。
束は、反射型液晶表示素子１１ｇ，１１ｂ，１１ｒに到
達する際に光束径が最も細くなるので、反射型液晶表示
素子の近傍に配置した偏光ビームスプリッター１１ａ，
１１ｂを投射レンズ１４側に配置した偏光ビームスプリ
ッター１１ｃよりも小さく構成している。
【００７７】さらに、投射レンズ１４のＦｎｏは、反射
型液晶表示素子における回折や取り付け誤差による投射
レンズ１４の光軸と集光光学系５の光軸のずれを考慮し
て、照明系のＦｎｏよりも明るく設定している。
型液晶表示素子における回折や取り付け誤差による投射
レンズ１４の光軸と集光光学系５の光軸のずれを考慮し
て、照明系のＦｎｏよりも明るく設定している。
【００７８】（第２実施形態）前述した第１実施形態に
おいては、第１の反射型液晶表示素子１２ｇに第１の偏
光ビームスプリッター１１ｇの偏光分離面で反射させた
光を入射させていたが、第１の偏光ビームスプリッター
の偏光分離面を透過した光を入射させることもできる。
一般に、偏光ビームスプリッターの性能としては、偏光
ビームスプリッターを透過するＰ偏光光にＳ偏光の光を
入りにくくするほうが容易であり、これにより、投射画
像のより高いコントラストを得ることができる。
おいては、第１の反射型液晶表示素子１２ｇに第１の偏
光ビームスプリッター１１ｇの偏光分離面で反射させた
光を入射させていたが、第１の偏光ビームスプリッター
の偏光分離面を透過した光を入射させることもできる。
一般に、偏光ビームスプリッターの性能としては、偏光
ビームスプリッターを透過するＰ偏光光にＳ偏光の光を
入りにくくするほうが容易であり、これにより、投射画
像のより高いコントラストを得ることができる。
【００７９】図５には、本発明の第２実施形態である投
射型画像表示装置の構成を示している。図５中、第１実
施形態と同じ構成要素には同じ符号を付して説明に代え
る。
射型画像表示装置の構成を示している。図５中、第１実
施形態と同じ構成要素には同じ符号を付して説明に代え
る。
【００８０】図５において、４０は偏光変換素子であ
り、ランプ１からの無偏光光をＰ偏光（｜）に変換す
る。本実施形態において、第１の液晶表示素子１２ｇと
第１の１／４波長板１３ｇは、第１の偏光ビームスプリ
ッター１１０ａの偏光分離面からＰ偏光光（｜）が透過
して射出してくる面の側に配置されている。
り、ランプ１からの無偏光光をＰ偏光（｜）に変換す
る。本実施形態において、第１の液晶表示素子１２ｇと
第１の１／４波長板１３ｇは、第１の偏光ビームスプリ
ッター１１０ａの偏光分離面からＰ偏光光（｜）が透過
して射出してくる面の側に配置されている。
【００８１】第１の偏光ビームスプリッター１１０ａの
偏光分離面は、この偏光分離面を透過したＰ偏光（｜）
にＳ偏光光（・）がほとんど混ざらない、つまり直線偏
光度がきわめて高い（例えは、ほぼ１００％の）偏光分
離特性を有する。なお、第１の偏光ビームスプリッター
１１０ａの偏光分離面は、この偏光分離面で反射したＳ
偏光光の直線偏光度が、透過するＰ偏光の直線偏光度よ
りも若干劣る偏光分離特性をも有する第１の偏光ビーム
スプリッター１１０ａと第３の偏光ビームスプリッター
１１ｃとの間に配置された第１の偏光板９０ａは、Ｓ偏
光（・）を透過して、Ｐ偏光（｜）を吸収するものであ
る。
偏光分離面は、この偏光分離面を透過したＰ偏光（｜）
にＳ偏光光（・）がほとんど混ざらない、つまり直線偏
光度がきわめて高い（例えは、ほぼ１００％の）偏光分
離特性を有する。なお、第１の偏光ビームスプリッター
１１０ａの偏光分離面は、この偏光分離面で反射したＳ
偏光光の直線偏光度が、透過するＰ偏光の直線偏光度よ
りも若干劣る偏光分離特性をも有する第１の偏光ビーム
スプリッター１１０ａと第３の偏光ビームスプリッター
１１ｃとの間に配置された第１の偏光板９０ａは、Ｓ偏
光（・）を透過して、Ｐ偏光（｜）を吸収するものであ
る。
【００８２】次に、本実施形態の光学的な作用を説明す
る。光源１から発した照明光は、偏光変換素子４により
Ｐ偏光に揃えられて、ダイクロイックミラー６に入射
し、緑（Ｇ）の光と、赤（Ｒ）および青（Ｂ）の光とに
分解される。
る。光源１から発した照明光は、偏光変換素子４により
Ｐ偏光に揃えられて、ダイクロイックミラー６に入射
し、緑（Ｇ）の光と、赤（Ｒ）および青（Ｂ）の光とに
分解される。
【００８３】ダイクロイックミラー６によって反射され
たＧの光は、カラーフィルター７を通過して第１の偏光
ビームスプリッター１１０ａに入射する。Ｇの光は偏光
変換素子４により偏光変換されているために、その大部
分を占めるＰ偏光光は第１の偏光ビームスプリッター１
１０ａの偏光分離面を透過し、第１の１／４波長板１３
ｇを通過して第１の反射型液晶表示素子１２ｇに入射す
る。
たＧの光は、カラーフィルター７を通過して第１の偏光
ビームスプリッター１１０ａに入射する。Ｇの光は偏光
変換素子４により偏光変換されているために、その大部
分を占めるＰ偏光光は第１の偏光ビームスプリッター１
１０ａの偏光分離面を透過し、第１の１／４波長板１３
ｇを通過して第１の反射型液晶表示素子１２ｇに入射す
る。
【００８４】この際、偏光変換素子４の変換効率が有限
の値であるために照明光にわずかに混在するＳ偏光光
は、第１の偏光ビームスプリッター１１０ａの偏光分離
面にて反射され、主光路から除去される。
の値であるために照明光にわずかに混在するＳ偏光光
は、第１の偏光ビームスプリッター１１０ａの偏光分離
面にて反射され、主光路から除去される。
【００８５】例えば、黒表示の際には、第１の反射型液
晶表示素子１２ｇおよび第１の１／４波長板１３ｇは入
射した光に対して変調作用を及ぼさずに反射させ、この
Ｇの反射光は再度、第１の偏光ビームスプリッター１１
０ａの偏光分離面を透過して光源側に戻る。また、例え
ば白色表示を行なう際には、第１の反射型液晶表示素子
１２ｇは入射光の偏光方向を変えず、第１の１／４波長
板の作用によって偏光方向を９０度回転させるために、
出射光はＳ偏光光となり、このＳ偏光光は第１の偏光ビ
ームスプリッター１１０ａの偏光分離面で反射して第１
の偏光板９０ａで検光されて第３の偏光ビームスプリッ
ター１１ｃに入射し、第３の偏光ビームスプリッター１
１ｃの偏光分離面で反射して投射レンズ１４に至る。
晶表示素子１２ｇおよび第１の１／４波長板１３ｇは入
射した光に対して変調作用を及ぼさずに反射させ、この
Ｇの反射光は再度、第１の偏光ビームスプリッター１１
０ａの偏光分離面を透過して光源側に戻る。また、例え
ば白色表示を行なう際には、第１の反射型液晶表示素子
１２ｇは入射光の偏光方向を変えず、第１の１／４波長
板の作用によって偏光方向を９０度回転させるために、
出射光はＳ偏光光となり、このＳ偏光光は第１の偏光ビ
ームスプリッター１１０ａの偏光分離面で反射して第１
の偏光板９０ａで検光されて第３の偏光ビームスプリッ
ター１１ｃに入射し、第３の偏光ビームスプリッター１
１ｃの偏光分離面で反射して投射レンズ１４に至る。
【００８６】この際、第１の反射型液晶表示素子１２ｇ
の作用や、第１の偏光ビームスプリッター１１０ａや第
１の１／４波長板１３ｇを通過する際に発生した位相誤
差成分は、第１の偏光板９０ａで吸収される。
の作用や、第１の偏光ビームスプリッター１１０ａや第
１の１／４波長板１３ｇを通過する際に発生した位相誤
差成分は、第１の偏光板９０ａで吸収される。
【００８７】また、ダイクロイックミラー６を透過した
ＲとＢの光は、第１の色選択性位相差板８ａに入射し、
Ｒの光の偏光方向のみがＰからＳに変換され、Ｓ偏光と
なったＲの光とＰ偏光のＢの光とが第２の偏光ビームス
プリッター１１ｂに入射する。
ＲとＢの光は、第１の色選択性位相差板８ａに入射し、
Ｒの光の偏光方向のみがＰからＳに変換され、Ｓ偏光と
なったＲの光とＰ偏光のＢの光とが第２の偏光ビームス
プリッター１１ｂに入射する。
【００８８】第２の偏光ビームスプリッター１１ｂの偏
光分離面は、反射したＳ偏光の純度と、透過したＰ偏光
の純度とが略一致する（例えば、いずれもほぼ９５％と
なる）ような偏光分離特性を有する。すなわち、第１実
施形態と同様に、第１の偏光ビームスプリッター１１ａ
の偏光分離特性と第２の偏光ビームスプリッター１１ｂ
の偏光分離特性とは互いに異なる。
光分離面は、反射したＳ偏光の純度と、透過したＰ偏光
の純度とが略一致する（例えば、いずれもほぼ９５％と
なる）ような偏光分離特性を有する。すなわち、第１実
施形態と同様に、第１の偏光ビームスプリッター１１ａ
の偏光分離特性と第２の偏光ビームスプリッター１１ｂ
の偏光分離特性とは互いに異なる。
【００８９】第２の偏光ビームスプリッター１１ｂにＳ
偏光として入射したＲの光は、第２の偏光ビームスプリ
ッター１１ｂの偏光分離面で反射し、第２の１／４波長
板１３ｒを介して第２の反射型液晶表示素子１２ｒに入
射する。そして、第２の反射型液晶表示素子１２ｒで反
射されて変調を受けてたＲの光は、第２の１／４波長板
１３ｒを介してＰ偏光に変換され、第２の偏光ビームス
プリッター１１ｂに再度入射し、第２の偏光ビームスプ
リッター１１ｂの偏光分離面を透過して第２の色選択性
位相差板８ｂおよび第２の偏光板９０ｂに入射する。
偏光として入射したＲの光は、第２の偏光ビームスプリ
ッター１１ｂの偏光分離面で反射し、第２の１／４波長
板１３ｒを介して第２の反射型液晶表示素子１２ｒに入
射する。そして、第２の反射型液晶表示素子１２ｒで反
射されて変調を受けてたＲの光は、第２の１／４波長板
１３ｒを介してＰ偏光に変換され、第２の偏光ビームス
プリッター１１ｂに再度入射し、第２の偏光ビームスプ
リッター１１ｂの偏光分離面を透過して第２の色選択性
位相差板８ｂおよび第２の偏光板９０ｂに入射する。
【００９０】第２の色選択性位相差板８ｂは、Ｂの光の
偏光方向のみを９０度回転させる作用を持ち、Ｒの光に
は作用を及ぼさない。また、第２の偏光板９０ｂは、Ｐ
偏光を透過させる構成となっており、第２の偏光ビーム
スプリッター１１ｂから出射してくるＲの光に含まれる
Ｓ偏光成分を吸収する。
偏光方向のみを９０度回転させる作用を持ち、Ｒの光に
は作用を及ぼさない。また、第２の偏光板９０ｂは、Ｐ
偏光を透過させる構成となっており、第２の偏光ビーム
スプリッター１１ｂから出射してくるＲの光に含まれる
Ｓ偏光成分を吸収する。
【００９１】第２の偏光板９０ｂで検光されたＰ偏光で
あるＲの光は、第３の偏光ビームスプリッター１１ｃに
入射して、その偏光分離面を透過し、投射レンズ１４に
至る。
あるＲの光は、第３の偏光ビームスプリッター１１ｃに
入射して、その偏光分離面を透過し、投射レンズ１４に
至る。
【００９２】また、第２の偏光ビームスプリッター１１
ｂにＰ偏光として入射したＢの光は、第２の偏光ビーム
スプリッター１１ｂの偏光分離面を透過し、第３の１／
４波長板１３ｂを介して第３の反射型液晶表示素子１２
ｂに入射する。そして、第３の液晶表示素子１２ｂで反
射されて変調を受けたＢの光は、第３の１／４波長板１
３ｂを介してＳ偏光に変換され第２の偏光ビームスプリ
ッター１１ｂに再度入射し、第２の偏光ビームスプリッ
ター１１ｂの偏光分離面で反射され、第２の色選択性位
相差板８ｂに入射する。
ｂにＰ偏光として入射したＢの光は、第２の偏光ビーム
スプリッター１１ｂの偏光分離面を透過し、第３の１／
４波長板１３ｂを介して第３の反射型液晶表示素子１２
ｂに入射する。そして、第３の液晶表示素子１２ｂで反
射されて変調を受けたＢの光は、第３の１／４波長板１
３ｂを介してＳ偏光に変換され第２の偏光ビームスプリ
ッター１１ｂに再度入射し、第２の偏光ビームスプリッ
ター１１ｂの偏光分離面で反射され、第２の色選択性位
相差板８ｂに入射する。
【００９３】第２の色選択性位相差板８ｂに入射したＢ
の光は、その偏光方向が９０度回転させられてＰ偏光に
変換される。また、第２の色選択性位相差板８ｂから射
出したＰ偏光であるＢの光は、第２の偏光板９０ｂによ
って、Ｂの光に含まれるＳ偏光成分が吸収される。
の光は、その偏光方向が９０度回転させられてＰ偏光に
変換される。また、第２の色選択性位相差板８ｂから射
出したＰ偏光であるＢの光は、第２の偏光板９０ｂによ
って、Ｂの光に含まれるＳ偏光成分が吸収される。
【００９４】こうして第２の偏光板９０ｂで検光された
Ｂの光は、第３の偏光ビームスプリッター１１ｃに入射
して、その偏光分離面を透過し、投射レンズ１４に至
る。
Ｂの光は、第３の偏光ビームスプリッター１１ｃに入射
して、その偏光分離面を透過し、投射レンズ１４に至
る。
【００９５】以上のようにして第３の偏光ビームスプリ
ッター１１ｃの偏光分離面の作用により合成されたＲ，
Ｇ，Ｂの光は、投射レンズ１４によって不図示のスクリ
ーン等の被投射面上に拡大投射される。
ッター１１ｃの偏光分離面の作用により合成されたＲ，
Ｇ，Ｂの光は、投射レンズ１４によって不図示のスクリ
ーン等の被投射面上に拡大投射される。
【００９６】本実施形態においては、第１実施形態にお
いてＧの光路中に設けられていた１／２波長板１０ａを
使用する必要がないために、１／２波長板による光の吸
収作用による透過率の影響を受けない。したがって、明
るい投射像を得ることができる。
いてＧの光路中に設けられていた１／２波長板１０ａを
使用する必要がないために、１／２波長板による光の吸
収作用による透過率の影響を受けない。したがって、明
るい投射像を得ることができる。
【００９７】以上、本願発明の実施形態について説明を
行ったが、上記の第１実施形態（図１）および第２実施
形態（図５）におけるダイクロイックミラー６の代わり
に、偏光ビームスプリッターを用いても構わない。その
際、色分解する３色の色光の光路を本願実施形態１及び
２と同様にするためには、ダイクロイックミラー６の代
わりに配置する偏光ビームスプリッターより光源側に、
緑色の偏光成分を赤色及び青色の偏光成分と異ならせる
特性を有する色選択性位相差版を配置することが必要で
ある。
行ったが、上記の第１実施形態（図１）および第２実施
形態（図５）におけるダイクロイックミラー６の代わり
に、偏光ビームスプリッターを用いても構わない。その
際、色分解する３色の色光の光路を本願実施形態１及び
２と同様にするためには、ダイクロイックミラー６の代
わりに配置する偏光ビームスプリッターより光源側に、
緑色の偏光成分を赤色及び青色の偏光成分と異ならせる
特性を有する色選択性位相差版を配置することが必要で
ある。
【００９８】また、本願発明の実施形態においては、ダ
イクロイックミラー６（或いはそれに代わる偏光ビーム
スプリッター）で赤色青色の色光の光路と、緑色の色光
の光路とを分離したが、この限りではなく赤色の色光の
みを分離しても良いし、青色の色光のみを分離しても構
わない。
イクロイックミラー６（或いはそれに代わる偏光ビーム
スプリッター）で赤色青色の色光の光路と、緑色の色光
の光路とを分離したが、この限りではなく赤色の色光の
みを分離しても良いし、青色の色光のみを分離しても構
わない。
【００９９】また、本願発明の実施形態の偏光ビームス
プリッターは、反射光の主たる偏光成分がＳ偏光であ
り、透過光の主たる偏光成分がＰ偏光であるような特性
を有していたが、この逆の特性を有する偏光ビームスプ
リッターを用いても構わない。
プリッターは、反射光の主たる偏光成分がＳ偏光であ
り、透過光の主たる偏光成分がＰ偏光であるような特性
を有していたが、この逆の特性を有する偏光ビームスプ
リッターを用いても構わない。
【０１００】また、本願発明の実施形態においては、液
晶表示素子は反射型のものを用いていたが、透過型でも
構わないし、３板式（３つの色光それぞれに対して液晶
表示素子がある）ではなく、単板式でも構わない。
晶表示素子は反射型のものを用いていたが、透過型でも
構わないし、３板式（３つの色光それぞれに対して液晶
表示素子がある）ではなく、単板式でも構わない。
【０１０１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第１の偏光分離面および第２の偏光分離面の偏光分離特
性を、それぞれの偏光分離面の役割や要求される透過率
・反射率に応じて異ならせるようにしているので、偏光
ビームスプリッターの特性に起因したコントラスト低下
等の問題を容易に解消することができる。
第１の偏光分離面および第２の偏光分離面の偏光分離特
性を、それぞれの偏光分離面の役割や要求される透過率
・反射率に応じて異ならせるようにしているので、偏光
ビームスプリッターの特性に起因したコントラスト低下
等の問題を容易に解消することができる。
【０１０２】例えば、各色光に含まれる主たる偏光方向
の成分の割合を直線偏光度とするとき、第１の偏光分離
面から第１の画像表示素子に入射するときの第１の色光
の直線偏光度が、第２の偏光分離面から第２および第３
の画像表示素子に入射する第２および第３の色光の直線
偏光度よりも高くなるように、第１の偏光分離面と前記
第２の偏光分離面の偏光分離特性を互いに異ならせるよ
うにすれば、第１の画像表示素子に入射して変調される
第１の色光のコントラストを他の色光の比べて高くする
ことができ、特に第１の色光をカラー画像のコントラス
トに大きく影響する緑色光とすることにより、色合成さ
れたカラー画像全体のコントラストを高くして、品位の
高い表示（投射）画像を得ることができる。
の成分の割合を直線偏光度とするとき、第１の偏光分離
面から第１の画像表示素子に入射するときの第１の色光
の直線偏光度が、第２の偏光分離面から第２および第３
の画像表示素子に入射する第２および第３の色光の直線
偏光度よりも高くなるように、第１の偏光分離面と前記
第２の偏光分離面の偏光分離特性を互いに異ならせるよ
うにすれば、第１の画像表示素子に入射して変調される
第１の色光のコントラストを他の色光の比べて高くする
ことができ、特に第１の色光をカラー画像のコントラス
トに大きく影響する緑色光とすることにより、色合成さ
れたカラー画像全体のコントラストを高くして、品位の
高い表示（投射）画像を得ることができる。
【図１】本発明の第１実施形態である投射型画像表示装
置の構成を示す図。
置の構成を示す図。
【図２】上記投射型画像表示装置に用いられているフラ
イアイレンズを説明する図。
イアイレンズを説明する図。
【図３】上記投射型画像表示装置の集光光学系を説明す
る図。
る図。
【図４】上記投射型画像表示装置に用いられているダイ
クロイックミラーとカラーフィルターの特性を説明する
図。
クロイックミラーとカラーフィルターの特性を説明する
図。
【図５】本発明の第２実施形態である投射型画像表示装
置の構成を示す図。
置の構成を示す図。
【図６】従来の投射型画像表示装置の構成を示す図。
【図７】従来の投射型画像表示装置における偏光ビーム
スプリッターの特性（４５度入射時）を説明する図。
スプリッターの特性（４５度入射時）を説明する図。
【図８】従来の投射型画像表示装置における偏光ビーム
スプリッターの特性（４５度外入射時）を説明する図。
スプリッターの特性（４５度外入射時）を説明する図。
１ 光源
２ リフレクター
３ａ 第１のフライアイレンズ
３ｂ 第２のフライアイレンズ
４ 偏光変換素子
５ 集光光学系
５ａ コンデンサーレンズ
５ｂ フィールドレンズ
５ｃ ミラー
６ ダイクロイックミラー
７ カラーフィルター
８ａ、８ｂ 色選択性位相差板
９ａ、９ｂ 偏光板
１０ａ、１０ｂ １／２波長板
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ 偏光ビームスプリッター
１２ｒ、１２ｇ、１２ｂ 反射型液晶表示素子
１３ｒ、１３ｇ、１３ｂ １／４波長板
１４ 投射レンズ
フロントページの続き
(72)発明者 阿部 雅之
東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ
ノン株式会社内
Ｆターム(参考） 2H049 BA05 BB03 BB66 BC22
2H099 AA12 BA09 BA17 CA02 CA07
CA08 CA11
Claims (13)
- 【請求項１】 照明光を第１から第３の色光に分解し
て、これら第１から第３の色光を色光ごとに設けられた
第１から第３の画像表示素子に入射させ、これら画像表
示素子により変調された各色光を色合成手段により合成
する色分解合成光学系であって、 前記照明光を第１の色光と第２および第３の色光とに分
解する色分解手段と、 偏光分離作用によって前記第１の色光が前記色分解手段
から前記第１の画像表示素子に入射する光路と前記第１
の画像表示素子から前記色合成手段に向かって射出する
光路とを異ならせる第１の偏光分離面と、 偏光分離作用によって、前記色分解手段からの前記第２
および第３の色光を分解するとともに、これら第２およ
び第３の色光がそれぞれ前記第２および第３の画像表示
素子に入射する光路と前記第２および第３の画像表示素
子から前記色合成手段に向かって射出する光路とを異な
らせる第２の偏光分離面とを有し、 前記第１の偏光分離面と前記第２の偏光分離面の偏光分
離特性を互いに異ならせたことを特徴とする色分解合成
光学系。 - 【請求項２】 照明光を第１から第３の色光に分解し
て、これら第１から第３の色光を色光ごとに設けられた
第１から第３の画像表示素子に入射させ、これら画像表
示素子により変調された各色光を色合成手段により合成
する色分解合成光学系であって、 前記照明光を第１の色光と第２および第３の色光とに分
解する色分解手段と、 偏光分離作用によって前記第１の色光が前記色分解手段
から前記第１の画像表示素子に入射する光路と前記第１
の画像表示素子から前記色合成手段に向かって射出する
光路とを異ならせる第１の偏光分離面と、 偏光分離作用によって、前記色分解手段からの前記第２
および第３の色光を分解するとともに、これら第２およ
び第３の色光がそれぞれ前記第２および第３の画像表示
素子に入射する光路と前記第２および第３の画像表示素
子から前記色合成手段に向かって射出する光路とを異な
らせる第２の偏光分離面とを有し、前記各色光に含まれ
る主たる偏光方向の成分の割合を直線偏光度とすると
き、 前記第１の偏光分離面から前記第１の画像表示素子に入
射するときの第１の色光の直線偏光度が、前記第２の偏
光分離面から前記第２および第３の画像表示素子に入射
する第２および第３の色光の直線偏光度よりも高くなる
ように、前記第１の偏光分離面と前記第２の偏光分離面
の偏光分離特性を互いに異ならせたことを特徴とする色
分解合成光学系。 - 【請求項３】 照明光を第１から第３の色光に分解し
て、これら第１から第３の色光を色光ごとに設けられた
第１から第３の画像表示素子に入射させ、これら画像表
示素子により変調された各色光を色合成手段により合成
する色分解合成光学系であって、 前記照明光を第１の色光と第２および第３の色光とに分
解する色分解手段と、 偏光分離作用によって前記第１の色光が前記色分解手段
から前記第１の画像表示素子に入射する光路と前記第１
の画像表示素子から前記色合成手段に向かって射出する
光路とを異ならせる第１の偏光分離面と、 偏光分離作用によって、前記色分解手段からの前記第２
および第３の色光を分解するとともに、これら第２およ
び第３の色光がそれぞれ前記第２および第３の画像表示
素子に入射する光路と前記第２および第３の画像表示素
子から前記色合成手段に向かって射出する光路とを異な
らせる第２の偏光分離面とを有し、前記各色光に含まれ
る主たる偏光方向の成分の割合を直線偏光度とすると
き、 前記第２の偏光分離面が、この第２の偏光分離面にて反
射した第２および第３の色光の直線偏光度と、この第２
の偏光分離面を透過した第２および第３の色光の直線偏
光度とが略等しくなる偏光分離特性を有することを特徴
とする色分解合成光学系。 - 【請求項４】 前記第１の偏光分離面から前記第１の画
像表示素子に入射するときの第１の色光の直線偏光度
が、前記第２の偏光分離面から前記第２および第３の画
像表示素子に入射する第２および第３の色光の直線偏光
度よりも高くなるように、前記第１の偏光分離面と前記
第２の偏光分離面の偏光分離特性を互いに異ならせたこ
とを特徴とする請求項３に記載の色分解合成光学系。 - 【請求項５】 前記第２の偏光分離面が、この第２の偏
光分離面にて反射した第２および第３の色光の直線偏光
度と、この第２の偏光分離面を透過した第２および第３
の色光の直線偏光度とが略等しくなる偏光分離特性を有
することを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に
記載の色分解合成光学系。 - 【請求項６】 前記第１の偏光分離面が、この第１の偏
光分離面から第１の画像表示素子に入射する第１の色光
の直線偏光度が、前記第１の画像表示素子から前記第１
の偏光分離面を経て前記色合成手段に向かって射出する
第１の色光の直線偏光度よりも高くなる偏光分離特性を
有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項
に記載の色分解合成光学系。 - 【請求項７】 照明光を第１から第３の色光に分解し
て、これら第１から第３の色光を色光ごとに設けられた
第１から第３の画像表示素子に入射させ、これら画像表
示素子により変調された各色光を色合成手段により合成
する色分解合成光学系であって、 前記照明光を第１の色光と第２および第３の色光とに分
解する色分解手段と、 偏光分離作用によって前記第１の色光が前記色分解手段
から前記第１の画像表示素子に入射する光路と前記第１
の画像表示素子から前記色合成手段に向かって射出する
光路とを異ならせる第１の偏光分離面を有し、前記各色
光に含まれる主たる偏光方向の成分の割合を直線偏光度
とするとき、 前記第１の偏光分離面が、この第１の偏光分離面から第
１の画像表示素子に入射する第１の色光の直線偏光度
が、前記第１の画像表示素子から前記第１の偏光分離面
を経て前記色合成手段に向かって射出する第１の色光の
直線偏光度よりも高くなる偏光分離特性を有することを
特徴とする色分解合成光学系。 - 【請求項８】 前記第１の偏光分離面と前記色合成手段
との間に偏光板を配置したことを特徴とする請求項１か
ら７のいずれか１項に記載の色分解合成光学系。 - 【請求項９】 前記画像表示素子は反射型の画像表示素
子であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１
項記載の色分解合成光学系。 - 【請求項１０】 前記色合成手段が、偏光分離作用によ
って、前記第１の偏光分離面からの第１の色光と前記第
２の偏光分離面からの第２および第３の色光を合成する
第３の偏光分離面であることを特徴とする請求項１から
９いずれか１項記載の色分解合成光学系。 - 【請求項１１】 前記第１の色光が緑色光であることを
特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の色
分解合成光学系。 - 【請求項１２】 請求項１から１１のいずれかに記載の
色分解合成光学系と、照明光を偏光方向を揃えた状態で
前記色分解合成光学系に入射させる照明系と、前記色分
解合成光学系から射出したカラー光を投射する投射光学
系とを有することを特徴とする画像表示光学系。 - 【請求項１３】 請求項１２に記載の画像表示光学系を
有することを特徴とする投射型画像表示装置。
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