JP2003207745A - 投射型表示装置、検光色合成光学系、及びクロスダイクロイックプリズム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ゴースト光の発生を防止した投射型表示装置を
提供する。 【解決手段】光源１、色分解光学系８，９，１２、反射
型ライトバルブ１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ、偏光ビームス
プリッタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ、色合成光学系１５、
ライトバルブ１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂの開口数を決定す
る開口絞り１６ｃを有する投影光学系１６を有する投射
型表示装置において、ライトバルブ１４Ｒ，１４Ｇ，１
４Ｂから投影光学系１６までの光路内に、色分解光学系
１２からの光で、かつ偏光ビームスプリッタ１３Ｒの入
射面１３Ｒｍより入射して、偏光ビームスプリッタ１３
Ｒ内の偏光分離面１３Ｒｐによって反射され、さらに入
射面１３Ｒｍで反射された光が、投影光学系１６のライ
トバルブ１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂの開口数を決定する開
口絞り１６ｃの開口部を通過することを防止する防止部
材１５ｄを有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、投射型表示装置、
検光色合成光学系、及びクロスダイクロイックプリズム
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の投射型表示装置として、本願出願
人による特開２０００−１１１８３９号公報に開示の投
射型表示装置の構成を説明する。光源からの光は色分解
光学系によってＲ（赤）光、Ｇ（緑）光、及びＢ（青）
光に色分解される。色分解されたこれらの各色光はそれ
ぞれ、各色光用の偏光ビームスプリッタに入射する。こ
のとき、各色光はそれぞれ各色光用の偏光ビームスプリ
ッタ内の偏光分離部に対して４５度未満の入射角度で入
射する。各偏光ビームスプリッタによって偏光分離され
た各色光は、それぞれ各色光用の反射型ライトバルブに
入射する。反射型ライトバルブに入射した各色光は、そ
れぞれ画像信号に応じて変調される。各変調光は、それ
ぞれ偏光ビームスプリッタによって検光された後、色合
成光学系に入射する。色合成光学系に入射した各検光光
は、該色合成光学系によって色合成されて投影光学系を
介してスクリーン上に投影される。

【０００３】以上の構成により上記公報に開示の投射型
表示装置は、偏光ビームスプリッタ自身の小型化や投影
光学系の開口数を大きくすること等が可能となる。これ
により、投射型表示装置全体の小型化と投影光の高輝度
化とを図ることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の投射型表示装置は、スクリーン上にゴースト像を投影
してしまうという問題がある。

【０００５】一般に、反射型ライトバルブによって変調
された変調光を偏光ビームスプリッタによって検光し、
この検光された光を投影光学系によって投影する構成の
投射型表示装置では、投影光学系に入射する検光光のう
ち、該投影光学系を構成する個々のレンズのレンズ表面
で反射された光は、逆行して再び反射型ライトバルブに
入射する。この光は該反射型ライトバルブで反射され、
再び投影光学系に入射する。最終的にこの光は、該投影
光学系によってゴースト像としてスクリーン上に投影さ
れる。このようにして発生するゴースト像を防止するた
めの手段として、偏光ビームスプリッタと投影光学系と
の間の光路内に１／４波長位相板を配置する方法が知ら
れている。

【０００６】しかし、斯かる方法では上記従来の投射型
表示装置において発生するゴースト像を防止することは
できなかった。

【０００７】そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされ
たものであり、ゴースト光の発生を防止した投射型表示
装置、検光色合成光学系、及びクロスダイクロイックプ
リズムを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１に記載の発明は、照明光を供給する光源と、
前記光源からの光を複数色の光に分解する色分解光学系
と、前記複数色の光に対応して配置された複数の反射型
ライトバルブと、前記色分解光学系からの前記複数色の
光を偏光分離して前記複数の反射型ライトバルブにそれ
ぞれ導き、前記複数の反射型ライトバルブで変調されて
導かれた前記複数色の光を検光する複数の偏光ビームス
プリッタと、前記複数の偏光ビームスプリッタによって
検光された前記複数色の光を色合成する色合成光学系
と、前記複数の反射型ライトバルブの開口数を決定する
開口絞りを有し前記複数の反射型ライトバルブに生成さ
れた像を投影する投影光学系とを有する投射型表示装置
において、前記反射型ライトバルブから前記投影光学系
までの光路内で、前記色分解光学系からの光で、かつ前
記偏光ビームスプリッタの入射面より当該偏光ビームス
プリッタに入射して、前記偏光ビームスプリッタ内の偏
光分離面によって反射され、さらに前記入射面で反射さ
れた光が、前記投影光学系の前記反射型ライトバルブの
開口数を決定する前記開口絞りの開口部を通過すること
を防止する構成としたことを特徴とする投射型表示装置
を提供する。

【０００９】また、請求項２に記載の投射型表示装置
は、請求項１に記載の投射型表示装置において、前記色
合成光学系はクロスダイクロイックプリズムからなり、
当該クロスダイクロイックプリズムは、略直角な頂角を
有する第１乃至第４の三角プリズムを前記略直角な頂角
どうしが合うように、前記第１の三角プリズムの頂角を
挟む第１面と前記第２の三角プリズムの頂角を挟む第２
面と、前記第２の三角プリズムの頂角を挟む第１面と前
記第３の三角プリズムの頂角を挟む第２面と、前記第３
の三角プリズムの頂角を挟む第１面と前記第４の三角プ
リズムの頂角を挟む第２面と、前記第４の三角プリズム
の頂角を挟む第１面と前記第１の三角プリズムの頂角を
挟む第２面とを接着し、前記第４の三角プリズムは、当
該第４の三角プリズムの前記略直角な頂角から当該略直
角な頂角に対応する底面までの距離が、他の前記三角プ
リズムの前記略直角な頂角から当該略直角な頂角に対応
する底面までの距離よりも大きく、前記第４の三角プリ
ズムの前記底面が前記投影光学系と対面するように配置
されていることを特徴とする。

【００１０】また、請求項３に記載の投射型表示装置
は、請求項１に記載の投射型表示装置において、前記複
数の光は、Ｒ（赤）光、Ｂ（青）光、Ｇ（緑）光であ
り、前記色合成光学系は、前記偏光ビームスプリッタに
よって検光されたＲ光が前記色合成光学系に入射する入
射面と相対する前記色合成光学系の面の近傍、かつ当該
色合成光学系の面に平行に配設されたＲ光反射ダイクロ
イック膜を有することを特徴とする。

【００１１】また、請求項４に記載の発明は、複数色の
光に対応して配置された複数の反射型ライトバルブと、
前記複数の反射型ライトバルブによって変調されて導か
れた前記複数色の光を検光する偏光ビームスプリッタ
と、前記偏光ビームスプリッタによって検光された前記
複数色の光を色合成するクロスダイクロイックプリズム
とを有する検光色合成光学系において、前記クロスダイ
クロイックプリズムは、略直角な頂角を有する第１乃至
第４の三角プリズムを前記頂角どうしが合うように、前
記第１の三角プリズムの頂角を挟む第１面と前記第２の
三角プリズムの頂角を挟む第２面と、前記第２の三角プ
リズムの頂角を挟む第１面と前記第３の三角プリズムの
頂角を挟む第２面と、前記第３の三角プリズムの頂角を
挟む第１面と前記第４の三角プリズムの頂角を挟む第２
面と、前記第４の三角プリズムの頂角を挟む第１面と前
記第１の三角プリズムの頂角を挟む第２面とを接着し、
前記第４の三角プリズムは、当該第４の三角プリズムの
前記略直角な頂角から当該略直角な頂角に対応する底面
までの距離が、他の前記三角プリズムの前記略直角な頂
角から当該略直角な頂角に対応する底面までの距離より
も大きいことを特徴とする検光色合成光学系を提供す
る。

【００１２】また、請求項５に記載の検光色合成光学系
は、複数色の光に対応して配置された複数の反射型ライ
トバルブと、前記複数の反射型ライトバルブによって変
調されて導かれた前記複数色の光を検光する偏光ビーム
スプリッタと、前記偏光ビームスプリッタによって検光
された前記複数色の光を色合成するクロスダイクロイッ
クプリズムとを有する検光色合成光学系において、前記
複数色の光は、Ｒ（赤）光、Ｂ（青）光、Ｇ（緑）光で
あり、前記クロスダイクロイックプリズムは、前記偏光
ビームスプリッタによって検光されたＲ光が前記クロス
ダイクロイックプリズムに入射する入射面と相対する前
記クロスダイクロイックプリズムの面の近傍、かつ当該
クロスダイクロイックプリズムの面に平行に配設された
Ｒ光反射ダイクロイック膜を有することを特徴とする。

【００１３】また、請求項６に記載の発明は、略直角な
頂角を有する第１乃至第４の三角プリズムを前記頂角ど
うしが合うように、前記第１の三角プリズムの頂角を挟
む第１面と前記第２の三角プリズムの頂角を挟む第２面
と、前記第２の三角プリズムの頂角を挟む第１面と前記
第３の三角プリズムの頂角を挟む第２面と、前記第３の
三角プリズムの頂角を挟む第１面と前記第４の三角プリ
ズムの頂角を挟む第２面と、前記第４の三角プリズムの
頂角を挟む第１面と前記第１の三角プリズムの頂角を挟
む第２面とを接着し、前記第４の三角プリズムは、当該
第４の三角プリズムの前記略直角な頂角から当該略直角
な頂角に対応する底面までの距離が、他の前記三角プリ
ズムの前記略直角な頂角から当該略直角な頂角に対応す
る底面までの距離よりも大きいことを特徴とするクロス
ダイクロイックプリズムを提供する。

【００１４】また、請求項７に記載のクロスダイクロイ
ックプリズムは、請求項６に記載のクロスダイクロイッ
クプリズムにおいて、前記第４の三角プリズムの頂角を
挟む第１面にＲ光反射ダイクロイック膜が形成され、前
記第４の三角プリズムの頂角を挟む第２面にＢ光反射ダ
イクロイック膜が形成され、前記第１の三角プリズムの
頂角を挟む第１面にＢ光反射ダイクロイック膜が形成さ
れ、前記第３の三角プリズムの頂角を挟む第２面にＲ光
反射ダイクロイック膜が形成され、他の前記三角プリズ
ムの頂角を挟む面は接着剤にて接着されていることを特
徴とする。

【００１５】また、請求項８に記載の投射型表示装置
は、照明光を供給する光源と、前記光源からの光を複数
色の光に分解する色分解光学系と、前記複数色の光に対
応して配置された複数の反射型ライトバルブと、前記色
分解光学系からの前記複数色の光を偏光分離して前記複
数の反射型ライトバルブにそれぞれ導き、前記複数の反
射型ライトバルブで変調されて導かれた前記複数色の光
を検光する複数の偏光ビームスプリッタと、前記複数の
偏光ビームスプリッタによって検光された前記複数色の
光を色合成する色合成光学系と、前記複数の反射型ライ
トバルブの開口数を決定する開口絞りを有し、前記複数
の反射型ライトバルブに生成された像を投影する投影光
学系とを有する投射型表示装置において、前記偏光ビー
ムスプリッタの少なくとも一つの、前記色分解光学系に
より色分解された対応色光の入射面の端部に、前記投射
レンズの開口絞りによって決定されるライトバルブの開
口数より大きい開口数を有して当該偏光ビームスプリッ
タを経て前記ライトバルブに入射する光線を遮断する遮
光部材を配置することを特徴とする。

【００１６】また、請求項９に記載の投射型表示装置
は、請求項８に記載のダイクロイックプリズムにおい
て、前記複数色の光はＲ（赤）光、Ｂ（青）光、Ｇ
（緑）光であって、前記遮光部材を形成する偏光ビーム
スプリッタはＲ光用の偏光ビームスプリッタであること
を特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明を達成する上で、ゴースト
像の発生の原因を把握することは重要である。従って、
始めにゴースト像について説明する。図６は、ゴースト
像の発生の原因を説明する図である。また図６は、上記
従来の投射型表示装置の偏光ビームスプリッタ、反射型
ライトバルブ、クロスダイクロイックプリズム、投射レ
ンズ、及びスクリーンを示す図である。

【００１８】投射レンズ１１６は、クロスダイクロイッ
クプリズム１１５側から順に、前側レンズ１１６ａと、
開口絞り１１６ｃと、後側レンズ１１６ｂとから構成さ
れる。

【００１９】反射型ライトバルブ１１４Ｒ，１１４Ｇ，
１１４Ｂの液晶面とスクリーンＳＣとは、投射レンズ１
１６に対して共役である。

【００２０】反射型ライトバルブ１１４Ｒ，１１４Ｇ，
１１４Ｂ上の一点から射出される光束は、投射レンズ１
１６の開口絞り１１６ｃによって形成される開口部全体
を通過してスクリーンＳＣ上の共役点に結像される。例
えば、反射型ライトバルブ１１４Ｇ上の点ｂから射出さ
れる光束は、スクリーンＳＣ上の共役点ｃに結像され
る。このことから開口絞り１１６ｃは、反射型ライトバ
ルブ１１４Ｒ，１１４Ｇ，１１４Ｂ上の一点から射出さ
れる光束の広がり具合（開口数）の大きさを決定してい
るということができる。従って、反射型ライトバルブ１
１４Ｒ，１１４Ｇ，１１４Ｂ上の一点からある開口数を
有して射出された光束のうち、開口絞り１１６ｃによっ
て決定される開口数よりも大きい広がりを有する光は、
投射レンズ１１６の前側レンズ１１６ａに入射しても、
開口絞り１１６ｃを通過することができない。このた
め、この光はスクリーンＳＣ上に投射されることはな
い。

【００２１】図６において、一点ｂから射出されて開口
絞り１１６ｃを通過する光の光線図は、反射型ライトバ
ルブ１１４Ｒ，１１４Ｇ，１１４Ｂから射出される光束
の開口数（ＮＡ）を定義している。従って、反射型ライ
トバルブ１１４Ｇ上の一点ｂから射出され、開口数ＮＡ
である光束よりも小さい傾きを有する光（以下、「開口
数ＮＡ以内の光」という）はスクリーンＳＣ上へ投射さ
れ、開口数ＮＡである光束よりも大きい傾きを有する光
（以下、「開口数ＮＡ以上の光」という）は開口絞り１
１６ｃを通過することができないため、スクリーンＳＣ
上へ投射されることはない。

【００２２】本発明者は、ゴースト像発生の原因の把握
のためにゴースト像を観察した。始めに、全ての反射型
ライトバルブ１１４Ｒ，１１４Ｇ，１１４Ｂをオフ状態
にすることによってスクリーンＳＣに黒を表示させた。
このとき、スクリーンＳＣ上には赤色のゴースト像が観
察された。このことにより、Ｒ光用反射型ライトバルブ
１１４Ｒから射出されたＲ光が何らかの原因によってス
クリーンＳＣ上に投射されていることがわかった。

【００２３】さらにこの状態のままで、投射型表示装置
からＢ光用反射型ライトバルブ１１４Ｂを取り外した。
このとき、上述の赤色のゴースト像は発生しなくなっ
た。このことにより、上述の赤色のゴースト像はＢ光用
反射型ライトバルブ１１４Ｂを経由したＲ光が原因で発
生することがわかった。

【００２４】以上の結果に基づき、上述の赤色のゴース
ト像となるゴースト光を光線追跡して見出したゴースト
像の発生原因を以下に説明する。

【００２５】ダイクロイックミラー１１２を透過したＲ
光は、偏光ビームスプリッタ１１３Ｒに入射する。この
Ｒ光のうちのＳ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ１１
３Ｒ内の偏光分離部１１３Ｒｐで反射される。偏光分離
部１１３Ｒｐで反射された光の一部は、斜面１１３Ｒｍ
で全反射される。斜面１１３Ｒｍで全反射された光は、
Ｒ光用反射型ライトバルブ１１４Ｒの端部ａに入射す
る。このようにして端部ａに入射した光を光線Ｌ１とす
る。ここで光線Ｌ１は、Ｒ光用反射型ライトバルブ１１
４Ｒに反射されることにより、上記説明にて定義された
開口数ＮＡである光束よりも大きい傾きを有する光、即
ち開口数ＮＡ以上の光となる。

【００２６】Ｒ光用反射型ライトバルブ１１４Ｒによっ
て反射された光線Ｌ１は、開口数ＮＡである光束よりも
大きい傾きを有しつつ偏光ビームスプリッタ１１３Ｒに
入射する。

【００２７】光線Ｌ１は開口数ＮＡ以上の光であるた
め、偏光分離部１１３Ｒｐに対してその入射角度はより
大きくなる。従って、偏光分離部１１３Ｒｐの偏光分離
機能は不完全なものとなる。また、Ｒ光用反射型ライト
バルブ１１４Ｒによる反射によって、光線Ｌ１にＰ偏光
成分が一部混入してしまう。このため、光線Ｌ１の一部
は偏光分離部１１３Ｒｐを透過して進行する。偏光分離
部１１３Ｒｐを透過した光は、色合成を行うクロスダイ
クロイックプリズム１１５に入射する。このとき、この
光はＢ光反射ダイクロイック膜１１５Ｂに対して大きい
入射角度で入射する。従って、Ｂ光反射ダイクロイック
膜１１５Ｂのダイクロイック特性は不完全なものとな
る。このため、Ｂ光反射ダイクロイック膜１１５Ｂに入
射した光の一部は該Ｂ光反射ダイクロイック膜１１５Ｂ
を透過してしまう。そして、Ｂ光反射ダイクロイック膜
１１５Ｂを透過した光は、クロスダイクロイックプリズ
ム１１５の合成光射出面１１５ｍで全反射される。全反
射された光は、Ｒ光反射ダイクロイック膜１１５Ｒを透
過して、偏光ビームスプリッタ１１３Ｂに入射する。そ
して、偏光ビームスプリッタ１１３Ｂに入射した光は、
偏光分離部１１３Ｂｐを透過してＢ光用反射型ライトバ
ルブ１１４Ｂへ入射する。この光はＢ光用反射型ライト
バルブ１１４Ｂで反射されて再び偏光ビームスプリッタ
１１３Ｂへ入射する。偏光ビームスプリッタ１１３Ｂに
入射した光は、斜面１１３Ｂｍで全反射される。ここ
で、この全反射された光は該全反射によって開口数ＮＡ
以内の光に変換される。この開口数ＮＡ以内の光は、ク
ロスダイクロイックプリズム１１５に入射する。

【００２８】クロスダイクロイックプリズム１１５に入
射した光のうち、Ｂ光反射ダイクロイック膜１１５Ｂで
反射される光（図６中実線にて記載の光線）は、Ｒ光反
射ダイクロイック膜１１５Ｒへ入射する。さらにこの光
のうちのＲ光反射ダイクロイック膜１１５Ｒを透過する
光は、合成光射出面１１５ｍから射出され、投射レンズ
１１６へ入射する。この光は開口数ＮＡ以内の光である
ために、開口絞り１１６ｃを通過してスクリーンＳＣ上
へ投射され、赤色のゴースト像を形成する。

【００２９】一方、クロスダイクロイックプリズム１１
５に入射した光のうち、Ｂ光反射ダイクロイック膜１１
５Ｂを透過する光Ｌ１ａ（図６中点線にて記載の光線）
は、Ｒ光反射ダイクロイック膜１１５Ｒへ入射する。こ
の光のうちのＲ光反射ダイクロイック膜１１５Ｒを透過
する光は、偏光ビームスプリッタ１１３Ｒへ入射する。
偏光ビームスプリッタ１１３Ｒに入射した光は、偏光分
離部１１３Ｒｐを透過してＲ光用反射型ライトバルブ１
１４Ｒへ入射する。そしてこの光は、Ｒ光用反射型ライ
トバルブ１１４Ｒで反射されて再び偏光ビームスプリッ
タ１１３Ｒへ入射する。そして偏光ビームスプリッタ１
１３Ｒに入射した光は、偏光分離部１１３Ｒｐを透過し
てクロスダイクロイックプリズム１１５へ入射する。ク
ロスダイクロイックプリズム１１５へ入射した光は、Ｂ
光反射ダイクロイック膜１１５Ｂを透過してＲ光反射ダ
イクロイック膜１１５Ｒで反射される。この反射された
光は、合成光射出面１１５ｍから射出され、投射レンズ
１１６へ入射する。そしてこの光は開口数ＮＡ以内の光
であるために、開口絞り１１６ｃを通過してスクリーン
ＳＣ上へ投射され、赤色のゴースト像を形成する。

【００３０】尚、上述のようにＢ光反射ダイクロイック
膜１１５Ｂを透過する光Ｌ１ａは、Ｒ光反射ダイクロイ
ック膜１１５Ｒへ入射する。この光のうちのＲ光反射ダ
イクロイック膜１１５Ｒで反射された光については図示
していない。この光は、偏光ビームスプリッタ１１３
Ｇ、Ｇ光用反射型ライトバルブ１１４Ｇ、偏光ビームス
プリッタ１１３Ｇ、クロスダイクロイックプリズム１１
５、投射レンズ１１６の順に各光学素子を経由して、上
述のゴースト像と同様にスクリーンＳＣ上に赤色のゴー
スト像を形成することは言うまでもない。

【００３１】（第１実施形態）図１は本発明の第１実施
形態に係る投射型表示装置を示す構成図である。ランプ
と、放物面形状を有する凹面鏡とから構成される光源１
は、略平行光束の光源光を供給する。光源１から射出さ
れた略平行光束は、複数のレンズ素子２ａを平面状に配
置した第１レンズ板２に入射する。ここで、複数のレン
ズ素子２ａの各形状は、後述の反射型ライトバルブの被
照明部の比例縮小形状である。

【００３２】第１レンズ板２のレンズ素子２ａの焦点位
置には、個々のレンズ素子２ａにそれぞれ対応してレン
ズ素子３ａを平面状に配置した第２レンズ板３が配設さ
れている。第１レンズ板２と第２レンズ板３とは、いわ
ゆるフライアイインテグレータを構成する。この構成に
より、レンズ素子２ａに入射した光束は、対応するレン
ズ素子３ａに集光して該レンズ素子３ａ上に輝点を形成
する。

【００３３】第２レンズ板３の各レンズ素子３ａ上に形
成された輝点から射出した光は、第２レンズ板３の射出
面側に配置された偏光変換装置４に入射する。偏光変換
装置４は、複数の偏光ビームスプリッタ５と１／２波長
位相板６とから構成される。偏光変換装置４に入射した
光束は、該偏光変換装置４によってＳ偏光の光に変換さ
れ、コンデンサレンズ７に入射する。コンデンサレンズ
７を経由した光束は、クロスダイクロイックミラー８９
に入射する。クロスダイクロイックミラー８９は、Ｂ光
を反射する特性を有するＢ光反射ダイクロイックミラー
８と、Ｒ光及びＧ光を反射する特性を有するＲＧ光反射
ダイクロイックミラー９とを互いに直交するように配置
して構成される。

【００３４】クロスダイクロイックミラー８９に入射し
た光束は、Ｒ光とＧ光の混合光と、Ｂ光とに色分解され
る。色分解されたＲ光とＧ光の混合光と、Ｂ光とは、そ
れぞれ入射光軸と直角方向で、かつ互いに反対方向に進
行する。クロスダイクロイックミラー８９で色分解され
た光のうちのＢ光は、折り曲げミラー１０に対して入射
光軸の入射角度が４２度で入射する。そしてこのＢ光
は、該折り曲げミラー１０によって偏光ビームスプリッ
タ１３Ｂへ向かって反射される。一方、クロスダイクロ
イックミラー８９で色分解された光のうちのＲ光とＧ光
の混合光は、折り曲げミラー１１に対して入射光軸の入
射角度が４２度で入射する。そしてこの混合光は、該折
り曲げミラー１１によってＧ光を反射する特性を有する
Ｇ光反射ダイクロイックミラー１２へ向かって反射され
る。さらにこの混合光は、Ｇ光反射ダイクロイックミラ
ー１２に対して入射光軸の入射角度が５１度で入射す
る。Ｇ光反射ダイクロイックミラー１２に入射した混合
光は、該Ｇ光反射ダイクロイックミラー１２によってＲ
光とＧ光とに色分解される。

【００３５】色分解されたＲ光，Ｇ光，Ｂ光は、各色光
毎に対応して配置された偏光ビームスプリッタ１３Ｒ，
１３Ｇ，１３Ｂへ斜面１３Ｒｍ，１３Ｇｍ，１３Ｂｍよ
りそれぞれ入射する。尚、Ｒ光，Ｇ光，Ｂ光は、偏光ビ
ームスプリッタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの斜面１３Ｒ
ｍ，１３Ｇｍ，１３Ｂｍと、偏光分離部１３Ｒｐ，１３
Ｇｐ，１３Ｂｐに対する入射光軸の入射角度が、それぞ
れ直角と、４５度未満の角度（４２度）である。

【００３６】各偏光分離部１３Ｒｐ，１３Ｇｐ，１３Ｂ
ｐによって反射されたＲ光のＳ偏光成分、Ｇ光のＳ偏光
成分、及びＢ光のＳ偏光成分は、それぞれ偏光ビームス
プリッタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの射出面近傍に配置さ
れた反射型ライトバルブ１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂに垂直
に入射する。

【００３７】ここで、本実施形態に係る投射型表示装置
において使用される偏光ビームスプリッタ１３Ｒ，１３
Ｇ，１３Ｂについて説明する。偏光ビームスプリッタ１
３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂは、それぞれ三角プリズム部材１
３Ｒ−Ａ，１３Ｇ−Ａ，１３Ｂ−Ａと、三角プリズム部
材１３Ｒ−Ｂ，１３Ｇ−Ｂ，１３Ｂ−Ｂと、両三角プリ
ズム部材間に形成される偏光分離部１３Ｒｐ，１３Ｇ
ｐ，１３Ｂｐとからなる。三角プリズム部材１３Ｒ−
Ａ，１３Ｇ−Ａ，１３Ｂ−Ａは、１つの頂角が９６度
で、他の２つの頂角が４２度である鈍角三角柱プリズム
である。また、三角プリズム部材１３Ｒ−Ｂ，１３Ｇ−
Ｂ，１３Ｂ−Ｂは、直角二等辺三角柱プリズムである。

【００３８】さらに、両プリズム部材を構成するガラス
硝材は、光弾性係数の絶対値が通過する光の波長に対し
て１．５×１０-8ｃｍ2／Ｎ以下の値を有し、屈折率が
１．８５であるものを使用している。これは、偏光ビー
ムスプリッタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを通過する偏光光
の偏光状態の変化を最小にするためである。

【００３９】さらに、本実施形態に係る投射型表示装置
において使用される反射型ライトバルブ１４Ｒ、１４
Ｇ、１４Ｂについて説明する。各反射型ライトバルブ１
４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂは、複数の画素が所定のピッチで
行列状に形成された電気書き込み式反射型ライトバルブ
である。複数の画素のうち、各色光の画像信号によって
選択された画素のみがＴＦＴ等の非線形素子によってス
イッチングされる。このスイッチングによって、画素を
構成する変調層である液晶層に電圧を印加させ、該液晶
層を位相板層として機能させる。これにより、反射型ラ
イトバルブに入射したＳ偏光の光は、振動方向の異なる
Ｐ偏光の光に変えて変調光として射出される。また、反
射型ライトバルブの非選択の画素に対応する箇所に入射
したＳ偏光の光は、Ｓ偏光の状態を維持したまま非変調
光として射出される。

【００４０】以上のような構成の反射型ライトバルブ１
４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂによって変調、反射された光は、
それぞれ偏光ビームスプリッタ１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ
に入射する。偏光ビームスプリッタ１３Ｒ、１３Ｇ、１
３Ｂに入射した光のうち、変調光であるＲ光のＰ偏光成
分、Ｇ光のＰ偏光成分、及びＢ光のＰ偏光成分は、それ
ぞれ偏光分離部１３Ｒｐ，１３Ｇｐ，１３Ｂｐを透過す
る。言い換えれば、Ｒ光のＰ偏光成分、Ｇ光のＰ偏光成
分、及びＢ光のＰ偏光成分は、それぞれ偏光ビームスプ
リッタ１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂによって検光される。そ
してこれらの検光光は、それぞれ異なる入射面よりクロ
スダイクロイックプリズム１５に入射する。尚、クロス
ダイクロイックプリズム１５の詳細な構成については後
述する。

【００４１】偏光ビームスプリッタ１３Ｒを射出し、第
３プリズム１５ｃよりクロスダイクロイックプリズム１
５に入射したＲ光は、Ｒ光反射ダイクロイック膜１５Ｒ
によって反射される。Ｒ光反射ダイクロイック膜１５Ｒ
で反射されたＲ光は、第４プリズム１５ｄの合成光射出
面（底面）１５ｄ−３より投射レンズ１６へ向かって射
出される。

【００４２】偏光ビームスプリッタ１３Ｂを射出し、第
１プリズム１５ａよりクロスダイクロイックプリズム１
５に入射したＢ光は、Ｂ光反射ダイクロイック膜１５Ｂ
によって反射される。Ｂ光反射ダイクロイック膜１５Ｂ
で反射されたＢ光は、第４プリズム１５ｄの合成光射出
面（底面）１５ｄ−３より投射レンズ１６へ向かって射
出される。

【００４３】偏光ビームスプリッタ１３Ｇを射出し、第
２プリズム１５ｂよりクロスダイクロイックプリズム１
５に入射したＧ光は、Ｒ光反射ダイクロイック膜１５Ｒ
とＢ光反射ダイクロイック膜１５Ｂとを透過する。両ダ
イクロイック膜１５Ｒ，１５Ｂを透過したＧ光は、第４
プリズム１５ｄの合成光射出面（底面）１５ｄ−３より
投射レンズ１６へ向かって射出される。

【００４４】クロスダイクロイックプリズム１５の第４
プリズム１５ｄから射出したＲ光、Ｇ光、及びＢ光の合
成光は、投射レンズ１６へ入射する。投射レンズ１６
は、前側レンズ１６ａと、後側レンズ１６ｂと、両レン
ズ１６ａ，１６ｂの間に配置された開口絞り１６ｃとか
ら構成される。そして、投射レンズ１６に入射した合成
光は、該投射レンズ１６によってスクリーンＳＣ上にフ
ルカラー像として投射される。

【００４５】次に、本実施形態に係る投射型表示装置に
おいて最も特徴的な部分であるクロスダイクロイックプ
リズムについて説明する。図２は、本実施形態に係る投
射型表示装置において使用されるクロスダイクロイック
プリズム１５の構成を示す断面拡大図である。クロスダ
イクロイックプリズム１５は、第１プリズム１５ａと、
第２プリズム１５ｂと、第３プリズム１５ｃと、第４プ
リズム１５ｄとの４つの三角プリズム部材からなる。こ
れらの三角プリズム部材はそれぞれ、略直角な頂角を有
し、断面形状が直角二等辺三角形である直角二等辺三角
柱プリズムである。クロスダイクロイックプリズム１５
は、これらの三角プリズム部材にダイクロイック膜を形
成して接合した複合プリズム部材である。

【００４６】次に、各プリズム１５ａ，１５ｂ，１５
ｃ，１５ｄに形成されるダイクロイック膜について説明
する。第３プリズム１５ｃの第２斜面１５ｃ−２と、第
４プリズム１５ｄの第１斜面１５ｄ−１には、Ｒ光反射
ダイクロイック膜１５Ｒが形成されている。また、第１
プリズム１５ａの第１斜面１５ａ−１と、第４プリズム
１５ｄの第２斜面１５ｄ−２には、Ｂ光反射ダイクロイ
ック膜１５Ｂが形成されている。尚、他の斜面にはダイ
クロイック膜は形成されていない。

【００４７】上記膜構成の下、本実施形態のクロスダイ
クロイックプリズム１５は、第１プリズム１５ａの第１
斜面１５ａ−１と第２プリズム１５ｂの第２斜面１５ｂ
−２とを、第２プリズム１５ｂの第１斜面１５ｂ−１と
第３プリズム１５ｃの第２斜面１５ｃ−２とを、第３プ
リズム１５ｃの第１斜面１５ｃ−１と第４プリズム１５
ｄの第２斜面１５ｄ−２とを、第４プリズム１５ｄの第
１斜面１５ｄ−１と第１プリズム１５ａの第２斜面１５
ａ−２とをそれぞれ接着剤にて接着した構成である。

【００４８】さらに本実施形態のクロスダイクロイック
プリズム１５において、Ｒ光反射ダイクロイック膜１５
Ｒは、第３プリズム１５ｃの第１斜面１５ｃ−１と第４
プリズム１５ｄの第２斜面１５ｄ−２との間の接着剤層
の側面Ｓにも形成されている。このため、斜面１５ｄ−
１上に形成されたＲ光反射ダイクロイック膜１５Ｒと、
斜面１５ｃ−２上に形成されたＲ光反射ダイクロイック
膜１５Ｒとは、第３プリズム１５ｃと第４プリズム１５
ｄとの間の接着剤層において連続した構成となってい
る。尚、斯かるＲ光反射ダイクロイック膜１５Ｒの構成
のためにＢ光反射ダイクロイック膜１５Ｂは、第１プリ
ズム１５ａと第４プリズム１５ｄとの間の接着剤層（第
２プリズム１５ｂと第３プリズム１５ｃとの間の接着剤
層）の厚み分だけ途切れる構成である。さらに、各斜面
に形成されたＲ光反射ダイクロイック膜１５ＲとＢ光反
射ダイクロイック膜１５Ｂは、それぞれ同一平面上に形
成されている。以上の構成により、クロスダイクロイッ
クプリズム１５の各ダイクロイック膜１５Ｒ，１５Ｂ交
差部分におけるダイクロイック膜の分断による不具合
を、最小限に抑えることが可能である。

【００４９】また本実施形態のクロスダイクロイックプ
リズム１５は、第１，第２，第３プリズム１５ａ，１５
ｂ，１５ｃは、それぞれ同じ直角二等辺三角柱プリズム
である。これに対し、投射レンズ１６側に配置される第
４プリズム１５ｄは直角二等辺三角柱プリズムである
が、他の３つのプリズムに比して大きさが異なる。第４
プリズム１５ｄにおいて、略直角である頂角Ｐから、該
頂角Ｐと相対する底面１５ｄ−３までの長さは、他の３
つのプリズムのそれよりも大きく構成されている。

【００５０】以上のような第４プリズム１５ｄのみ大き
さの異なる４つの直角二等辺三角柱プリズムを接合した
場合、第４プリズム１５ｄのはみ出し部分（図２中点線
にて記載の部分）Ｈがはみ出てしまう。本実施形態のク
ロスダイクロイックプリズム１５は、斯かるはみ出し部
分Ｈをカットし、断面形状が略長方形である直方体とし
ている。このため、厳密には第４プリズム１５ｄは、は
み出し部分Ｈをカットした断面形状が五角形の五角柱プ
リズムであるが、本明細書において直角二等辺三角柱プ
リズムとして説明している。

【００５１】次に、本実施形態に係る投射型表示装置
が、従来の投射型表示装置において発生するゴースト像
を防止することができる理由を図３に基づいて説明す
る。図３は、図１に示した本実施形態に係る投射型表示
装置におけるゴースト像に関連する部分の構成図であ
り、他の部分の記載は省略してある。

【００５２】ダイクロイックミラー１２を透過したＲ光
のうちの光線Ｌ２は、図６においてゴースト像の原因と
なる光として説明した光線Ｌ１と同じ光線である。光線
Ｌ２は、斜面１３Ｒｍの端部から偏光ビームスプリッタ
１３Ｒへ入射する。そしてこの光は、偏光分離部１３Ｒ
ｐで反射され、斜面１３Ｒｍで全反射されて偏光ビーム
スプリッタ１３Ｒを射出する。偏光ビームスプリッタ１
３Ｒを射出した光は、該偏光ビームスプリッタ１３Ｒの
射出面近傍に配置されたＲ光用反射型ライトバルブ１４
Ｒの端部に入射する。この光は、Ｒ光用反射型ライトバ
ルブ１４Ｒで反射され、再び偏光ビームスプリッタ１３
Ｒに入射する。偏光ビームスプリッタ１３Ｒに入射した
光は、偏光分離部１３Ｒｐを透過して該偏光ビームスプ
リッタ１３Ｒを射出し、第３プリズム１５ｃからクロス
ダイクロイックプリズム１５へ入射する。尚、Ｒ光用反
射型ライトバルブ１４Ｒで反射される光線Ｌ２は、光線
１と同様、反射型ライトバルブ上の一点から射出され、
投射レンズ１６の開口絞り１６ｃによって決定された開
口数ＮＡである光束よりも大きい傾きを有する光（開口
数ＮＡ以上の光）である。

【００５３】クロスダイクロイックプリズム１５に入射
した光線Ｌ２は、Ｂ光反射ダイクロイック膜１５Ｂを透
過して、合成光射出面（底面）１５ｄ−３で全反射され
る。ここで、本実施形態のクロスダイクロイックプリズ
ム１５の第４プリズム１５ｄは、頂角Ｐと底面１５ｄ−
３との長さが従来の投射型表示装置のクロスダイクロイ
ックプリズムのそれよりも大きい。このため、合成光射
出面１５ｄ−３にて全反射される箇所が、投射レンズ１
６により近い位置となる。

【００５４】そして、光線Ｌ２は合成光射出面１５ｄ−
３で全反射された後、クロスダイクロイックプリズム１
５を射出し、偏光ビームスプリッタ１３Ｂに入射する。
この光は、偏光分離部１３Ｂｐを透過し、偏光ビームス
プリッタ１３Ｂを射出する。偏光ビームスプリッタ１３
Ｂを射出した光は、Ｂ光用反射型ライトバルブ１４Ｂの
投射レンズ１６により近い位置へ入射する。Ｂ光用反射
型ライトバルブ１４Ｂによって反射された光は、再び偏
光ビームスプリッタ１３Ｂに入射する。この光は、従来
の投射型表示装置と異なり、斜面１３Ｂｍで全反射され
ずに直接偏光分離部１３Ｂｐを透過して偏光ビームスプ
リッタ１３Ｂを射出する。この全反射作用を受けない光
は、再びクロスダイクロイックプリズム１５に入射す
る。ここで、このクロスダイクロイックプリズム１５に
入射した光は、上述の開口数ＮＡ以上の光のままであ
る。

【００５５】斯かるクロスダイクロイックプリズム１５
に入射した開口数ＮＡ以上の光のうち、Ｂ光反射ダイク
ロイック膜１５Ｂで反射される光（図３中実線にて記載
の光線）は、Ｒ光反射ダイクロイック膜１５Ｒに入射す
る。さらに、Ｒ光反射ダイクロイック膜１５Ｒに入射し
た光のうちの当該Ｒ光反射ダイクロイック膜１５Ｒを透
過する光は、合成光射出面１５ｄ−３より射出され、投
射レンズ１６へ入射する。この光は、開口数ＮＡ以上の
光であるために、開口絞り１６ｃによってカットされ
る。従って、この光はスクリーンＳＣ上へ投射されるこ
とがない。

【００５６】一方、クロスダイクロイックプリズム１５
に入射した開口数ＮＡ以上の光のうち、Ｂ光反射ダイク
ロイック膜１５Ｂを透過する光（図３中点線にて記載の
光線）は、第１プリズム１５ｂの底面１５ｂ−３で全反
射される。この全反射された光は、Ｒ光反射ダイクロイ
ック膜１５Ｒを透過して、クロスダイクロイックプリズ
ム１５から射出される。クロスダイクロイックプリズム
１５を射出した光は、偏光ビームスプリッタ１３Ｒへ入
射し、偏光分離部１３Ｒｐを透過する。偏光分離部１３
Ｒｐを透過した光は、偏光ビームスプリッタ１３Ｒを射
出し、Ｒ光用反射型ライトバルブ１４Ｒで反射され、再
び偏光ビームスプリッタ１３Ｒに入射する。この光は、
偏光ビームスプリッタ１３Ｒの斜面１３Ｒｎで全反射さ
れて、該偏光ビームスプリッタ１３Ｒを射出する。偏光
ビームスプリッタ１３Ｒを射出した光は、クロスダイク
ロイックプリズム１５に入射し、Ｂ光反射ダイクロイッ
ク膜１５Ｂを透過し、Ｒ光反射ダイクロイック膜１５Ｒ
へ入射する。この光は、Ｒ光反射ダイクロイック膜１５
Ｒによって反射され、合成光射出面１５ｄ−３より射出
され、投射レンズ１６へ入射する。この光は、開口数Ｎ
Ａ以上の光であるために、開口絞り１６ｃによってカッ
トされる。従って、この光はスクリーンＳＣ上へ投射さ
れることがない。

【００５７】以上のように、本実施形態に係る投射型表
示装置は、クロスダイクロイックプリズム１５を構成す
る４つのプリズム部材のうち、投射レンズ１６側へ配置
され、合成光を射出するプリズム部材、即ち第４プリズ
ム１５ｄの頂角Ｐから合成光射出面（底面）１５ｄ−３
までの長さを他のプリズムのそれよりも大きく構成して
いる。従って、合成光射出面１５ｄ−３の位置は、投射
レンズ１６側へより近づくこととなる。これにより、該
合成光射出面１５ｄ−３にて全反射するゴースト光とな
る光は、投射レンズ１６内の開口絞り１６ｃによってカ
ットされるようになり、スクリーンＳＣ上にゴースト像
を投射することを防止できる。

【００５８】尚、上述のように本実施形態に係る投射型
表示装置は、クロスダイクロイックプリズム１５の合成
光を射出する第４プリズム１５ｄの大きさを実質的に変
更することによって上記効果を奏するものである。しか
しこれに限られず、従来の投射型表示装置において示し
た４つの同形状のプリズム部材から構成される断面形状
が正方形であるクロスダイクロイックプリズムの合成光
射出面に、接着剤に留意して所定の厚みを有する板状の
プリズム等の光学部材を貼り合わせ、かつ貼り合せ部分
において全反射が起こらないように作製したクロスダイ
クロイックプリズムを使用することもできる。斯かる構
成によって、合成光射出面におけるゴーストとなる光の
全反射の位置を投射レンズにより近い位置とすることが
できるため、上記効果と同様の効果を奏することが可能
となる。

【００５９】さらに好ましくは、上記板状の光学部材と
クロスダイクロイックプリズムとの貼り合せ面に１／４
波長位相板を有する構成、又は上記板状の光学部材が１
／４波長位相板を有する構成とすることが望ましい。斯
かる構成とすることにより、クロスダイクロイックプリ
ズムの合成光射出面より射出される合成光は、１／４波
長位相板によって偏光方向が４５度回転して投射レンズ
に入射する。投射レンズに入射した光のうち、該投射レ
ンズ表面等で反射された光は、再び１／４波長位相板を
透過することによって偏光方向がさらに４５度回転され
る。従って、この光は、合成光射出面から射出した際よ
りも偏光方向が９０度回転したこととなる。このため、
この光は、クロスダイクロイックプリズムを経由して、
偏光ビームスプリッタに入射した際、偏光分離部を透過
することができなくなる。従ってこの光は、偏光分離部
で反射されて光学系の外へ排除される。以上より、投射
レンズ表面等で反射された光が、反射型ライトバルブま
で到達して該反射型ライトバルブで反射され、再び投射
レンズに入射してゴースト像として投影されることを防
止することができる。

【００６０】尚、上述のように本実施形態に係る投射型
表示装置は、クロスダイクロイックプリズム１５の合成
光を射出する第４プリズム１５ｄのみを大きくする構成
であるが、これに限られず、第１，２，３プリズム１５
ａ，１５ｂ，１５ｃを第４プリズムと同様に大きくする
構成としてもよい。また、Ｂ光用偏光ビームスプリッタ
１３Ｂを大きくする構成としてもよい。上述のように、
従来の投射型表示装置では、Ｂ光用偏光ビームスプリッ
タ１１３Ｂの斜面１１３Ｂｍでゴースト光となる光が全
反射して開口数ＮＡ以内の光に変換され、ゴースト光と
して投射されていた。しかし、上記構成とすることによ
って、本実施形態に係る投射型表示装置と同様、Ｂ光用
偏光ビームスプリッタ１３Ｂの斜面１３Ｂｍでの全反射
を防止することができ、ゴースト像の発生を防止するこ
とができる。

【００６１】（第２実施形態）図４は本発明の第２実施
形態に係る投射型表示装置を示す構成図である。尚、上
記第１実施形態に係る投射型表示装置と同様の構成であ
る部分には同じ符号を付して重複する説明を省略し、特
徴的な部分について説明する。

【００６２】上記第１実施形態と同様に、クロスダイク
ロイックミラー８９、Ｇ光反射ダイクロイックミラー１
２によって色分解されたＲ光、Ｇ光、及びＢ光は、光源
１側より順に、それぞれ偏光ビームスプリッタ１３Ｒ，
１３Ｇ，１３Ｂと、各色光用反射型ライトバルブ１４
Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂと、偏光ビームスプリッタ１３Ｒ，
１３Ｇ，１３Ｂとを経由する。

【００６３】偏光ビームスプリッタ１３Ｒを射出してク
ロスダイクロイックプリズム２５に入射したＲ光は、Ｒ
光反射ダイクロイック膜２５Ｒによって反射される。Ｒ
光反射ダイクロイック膜２５Ｒで反射されたＲ光は、投
射レンズ１６へ向かってクロスダイクロイックプリズム
２５から射出される。

【００６４】偏光ビームスプリッタ１３Ｂを射出してク
ロスダイクロイックプリズム２５に入射したＢ光は、Ｂ
光反射ダイクロイック膜２５Ｂによって反射される。Ｂ
光反射ダイクロイック膜２５Ｂで反射されたＢ光は、投
射レンズ１６へ向かってクロスダイクロイックプリズム
２５から射出される。

【００６５】偏光ビームスプリッタ１３Ｇを射出してク
ロスダイクロイックプリズム２５に入射したＧ光は、Ｒ
光反射ダイクロイック膜２５ＲとＢ光反射ダイクロイッ
ク膜２５Ｂとを透過する。両ダイクロイック膜２５Ｒ，
２５Ｂを透過したＧ光は、投射レンズ１６へ向かってク
ロスダイクロイックプリズム２５から射出される。

【００６６】クロスダイクロイックプリズム２５から射
出されたＲ光、Ｇ光、及びＢ光の合成光は、投射レンズ
１６へ入射する。そして、投射レンズ１６へ入射した合
成光は、該投射レンズ１６によってスクリーンＳＣ上に
フルカラー像として投射される。

【００６７】次に、本実施形態に係る投射型表示装置に
おいて最も特徴的な部分であるクロスダイクロイックプ
リズム２５について説明する。本実施形態に係る投射型
表示装置において使用されるクロスダイクロイックプリ
ズム２５は、第１プリズム２５ａと、第２プリズム２５
ｂと、第３プリズム２５ｃと、第４プリズム２５ｄとの
４つの三角プリズム部材からなる。これらの三角プリズ
ム部材はそれぞれ、略直角な頂角を有し、断面形状が直
角二等辺三角形である直角二等辺三角柱プリズムであ
る。

【００６８】また第１実施形態のクロスダイクロイック
プリズム１５と異なり、各プリズム２５ａ，２５ｂ，２
５ｃ，２５ｄは、それぞれ同じ直角二等辺三角柱プリズ
ムであり、大きさが同じものを用いている。斯かる構成
のプリズム２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄの斜面は、
上記第１実施形態のクロスダイクロイックプリズム２５
と同様に、Ｒ光、Ｂ光反射ダイクロイック膜２５Ｒ，２
５Ｂが形成され、接着剤にて接着されている。従って、
クロスダイクロイックプリズム２５の断面形状は、略正
方形となる。

【００６９】さらにクロスダイクロイックプリズム２５
において、Ｂ光の入射面、即ち第１プリズム２５ａの底
面２５ａ−３はＲ光を反射する特性を有するＲ光反射ダ
イクロイック膜１７が形成されている。

【００７０】次に、本実施形態に係る投射型表示装置
が、従来の投射型表示装置において発生するゴースト像
を防止することができる理由を図５に基づいて説明す
る。図５は、図４に示した本実施形態に係る投射型表示
装置におけるゴースト像に関連する部分の構成図であ
り、他の部分の記載は省略してある。

【００７１】ダイクロイックミラー１２を透過したＲ光
のうちの光線Ｌ３は、図６においてゴースト光の原因と
なる光として説明した光線Ｌ１と同じ光線である。光線
Ｌ３は、斜面１３Ｒｍの端部から偏光ビームスプリッタ
１３Ｒへ入射する。そしてこの光は、偏光分離部１３Ｒ
ｐで反射され、斜面１３Ｒｍで全反射されて偏光ビーム
スプリッタ１３Ｒを射出する。偏光ビームスプリッタ１
３Ｒを射出した光は、該偏光ビームスプリッタ１３Ｒの
射出面近傍に配置されたＲ光用反射型ライトバルブ１４
Ｒの端部に入射する。この光は、Ｒ光用反射型ライトバ
ルブ１４Ｒで反射され、再び偏光ビームスプリッタ１３
Ｒに入射する。偏光ビームスプリッタ１３Ｒに入射した
光は、偏光分離部１３Ｒｐを透過して該偏光ビームスプ
リッタ１３Ｒを射出し、第３プリズム２５ｃからクロス
ダイクロイックプリズム２５へ入射する。尚、Ｒ光用反
射型ライトバルブ１４Ｒで反射される光線Ｌ３は、光線
１と同様、反射型ライトバルブ上の一点から射出され、
投射レンズ１６の開口絞り１６ｃによって決定された開
口数ＮＡである光束よりも大きい傾きを有する光（開口
数ＮＡ以上の光）である。

【００７２】クロスダイクロイックプリズム２５に入射
した光線Ｌ３は、Ｂ光反射ダイクロイック膜２５Ｂを透
過して、合成光射出面（底面）２５ｄ−３で全反射され
る。そして、全反射された光線Ｌ３は、Ｒ光反射ダイク
ロイック膜２５Ｒを透過してＲ光反射ダイクロイック膜
１７へ入射する。この光線Ｌ３は、Ｒ光反射ダイクロイ
ック膜１７によって反射されて再びＲ光反射ダイクロイ
ック膜２５Ｒへ入射する。

【００７３】Ｒ光反射ダイクロイック膜２５Ｒへ入射し
た光のうち、該Ｒ光反射ダイクロイック膜２５で反射さ
れる光（図５中実線にて記載の光線）は、Ｂ光反射ダイ
クロイック膜２５Ｂを透過してクロスダイクロイックプ
リズム２５を射出する。クロスダイクロイックプリズム
２５を射出した光は、偏光ビームスプリッタ１３Ｇへ入
射する。この光は、偏光分離部１３Ｇｐを透過した後、
斜面１３Ｇｍで全反射される。全反射された光は、偏光
ビームスプリッタ１３Ｇを射出してＧ光用反射型ライト
バルブ１４Ｇへ入射する。Ｇ光用反射型ライトバルブ１
４Ｇに反射された光は斜面１３Ｇｍで反射されたことに
よって開口数ＮＡ以上の光となって進行する。そしてこ
の光は、再び偏光ビームスプリッタ１３Ｇに入射する。
偏光ビームスプリッタ１３Ｇに入射した光は、偏光分離
部１３Ｇｐを透過して該偏光ビームスプリッタ１３Ｇを
射出する。偏光ビームスプリッタ１３Ｇを射出した光
は、クロスダイクロイックプリズム２５に入射し、Ｂ光
反射ダイクロイック膜２５Ｂを透過する。この光は、Ｒ
光反射ダイクロイック膜１７で反射され、Ｒ光反射ダイ
クロイック膜２５Ｒを透過した後、合成光射出面２５ｄ
−３より投射レンズ１６へ向けて射出される。投射レン
ズ１６へ入射した光は、開口絞り１６ｃによってカット
されるため、スクリーンＳＣ上へ投射されることがな
い。

【００７４】一方、Ｒ光反射ダイクロイック膜２５Ｒへ
入射した光のうち、該Ｒ光反射ダイクロイック膜２５を
透過した光（図５中点線にて記載の光線）は、Ｂ光反射
ダイクロイック膜２５Ｂに入射する。Ｂ光反射ダイクロ
イック膜２５Ｂに入射した光のうち、該Ｂ光反射ダイク
ロイック膜２５Ｂで反射された光は、合成光射出面２５
ｄ−３より投射レンズ１６へ向けて射出される。投射レ
ンズ１６へ入射した光は、開口絞り１６ｃによってカッ
トされるため、スクリーンＳＣ上へ投射されることがな
い。また、Ｂ光反射ダイクロイック膜２５Ｂに入射した
光のうち、該Ｂ光反射ダイクロイック膜２５Ｂを透過し
た光は、図示のように光学系の外へ排除されるため、投
射レンズ１６に入射することがない。従って、この光は
スクリーンＳＣ上へ投射されることがない。

【００７５】以上のように、本実施形態に係る投射型表
示装置は、クロスダイクロイックプリズム２５のＢ光入
射面１５ａ−３にＲ光反射ダイクロイック膜１７を設け
ている。従って、従来の投射型表示装置においてＢ光用
反射型ライトバルブ１４Ｂで反射して、ゴースト光とな
っていた光が、Ｂ光反射型ライトバルブ１４Ｂに入射す
ることなく開口絞り１６ｃによってカットされるように
なり、スクリーンＳＣ上にゴースト像を投射することを
防止できる。尚、上述のような本実施形態のクロスダイ
クロイックプリズム２５の構成に限られず、例えば、偏
光ビームスプリッタ１３Ｂのクロスダイクロイックプリ
ズム２５と相対する面１３ｍにＲ光反射ダイクロイック
膜を設ける構成とすることもできる。また、偏光ビーム
スプリッタ１３Ｂとクロスダイクロイックプリズム２５
との間の光路内に、Ｂ光入射面１５ａ−３又は面１３ｍ
と平行に、Ｒ光反射ダイクロイック膜を有するダイクロ
イックミラーを配置する構成とすることもできる。斯か
る構成とすることによっても上記効果を奏することが可
能となる。

【００７６】（第３の実施形態）図７には本発明の投射
型表示装置の第３の実施形態の構成図を、図８には本実
施形態にて使用する偏光ビームスプリッタの斜視構成図
を示す。本実施形態における、投射型表示装置の基本構
成は図６に示す従来例の投射型表示装置と同じである。
本実施形態においては、従来例にて示したゴーストの原
因となる光線Ｌ１（本実施形態においては当該光線をＬ
４とする）をそもそもＲ光用１３Ｒ偏光ビームスプリッ
タに入射させないようにする事にある。そのために、図
７において示すように、偏光ビームスプリッタ１３Ｒの
色分解光学系によるＲ光の入射面１３Ｒｍの端部に、前
記Ｌ４光線の当該偏光ビームスプリッタ１３Ｒへの入射
を遮断する遮光部材３１をその入射面に配置する。図８
は遮光部材３１を配置した偏光ビームスプリッタ１３Ｒ
を示す。遮光部材３１は黒色表面処理を施した金属板、
黒色プラスチック板等を接着剤にて偏光ビームスプリッ
タ１３Ｒの端に固着させることにより形成される。この
遮光部材を配置させることにより、図７の構成図にて示
すように、Ｌ４光線の入射を防止することができ、当該
光線を原因とするゴースト像の形成を防ぐことができ
る。なお、遮光部材は本実施形態では、前述のように黒
色板部材を前記位置に形成したが、他の方法として、黒
色塗料を同様形状に形成しても良い。色も、黒色に限定
されるものではなく、金属等の反射板、散乱板を配置し
ても偏光ビームスプリッタ１３ＲへのＬ４光線の入射を
阻止できるので同様の効果を奏することが可能となる。

【００７７】

【発明の効果】本発明により、ゴースト光の発生を防止
した投射型表示装置、検光・色合成光学系、及びクロス
ダイクロイックプリズムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る投射型表示装置の
構成図である。

【図２】第１実施形態に係る投射型表示装置において使
用するクロスダイクロイックプリズムの断面構成図であ
る。

【図３】第１実施形態に係る投射型表示装置がゴースト
像を防止することが可能であることを説明する図。

【図４】本発明の第２実施形態に係る投射型表示装置の
構成図である。

【図５】第２実施形態に係る投射型表示装置において使
用するクロスダイクロイックプリズムの断面構成図であ
る。

【図６】従来の投射型表示装置において発生するゴース
ト光の発生の原因を説明する図である。

【図７】本発明の第３の実施形態に係る投射型表示装置
の構成図。

【図８】第３の実施形態にて使用する偏光ビームスプリ
ッタの斜視構成図。

【符号の説明】

１ 光源 ２ 第１レンズ板 ３ 第２レンズ板 ４，５ 偏光ビームスプリッタ ６ １／２波長位相板 ７ コンデンサレンズ ８，９，１２ ダイクロイックミラー １０，１１ 折り曲げミラー １３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ 偏光ビームスプリッタ １４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ 反射型ライトバルブ １５，２５ クロスダイクロイックプリズム １６，１１６ 投射レンズ １６ａ，１１６ａ 前群レンズ １６ｂ，１１６ｂ 後群レンズ １６ｃ，１１６ｃ 開口絞り １７ Ｒ光反射ダイクロイック膜 ３１ 遮光部材 ３５ クロスダイクロイックプリズム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ａ 9/31 9/31 Ｃ Ｆターム(参考） 2H099 AA12 BA09 CA02 CA08 DA05 5C058 AB06 BA33 EA11 EA26 5C060 BA03 BA09 BC05 DA05 HC25 JA21 JB06

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】照明光を供給する光源と、 前記光源からの光を複数色の光に分解する色分解光学系
   と、 前記複数色の光に対応して配置された複数の反射型ライ
   トバルブと、 前記色分解光学系からの前記複数色の光を偏光分離して
   前記複数の反射型ライトバルブにそれぞれ導き、前記複
   数の反射型ライトバルブで変調されて導かれた前記複数
   色の光を検光する複数の偏光ビームスプリッタと、 前記複数の偏光ビームスプリッタによって検光された前
   記複数色の光を色合成する色合成光学系と、 前記複数の反射型ライトバルブの開口数を決定する開口
   絞りを有し前記複数の反射型ライトバルブに生成された
   像を投影する投影光学系とを有する投射型表示装置にお
   いて、 前記反射型ライトバルブから前記投影光学系までの光路
   内で、前記色分解光学系からの光で、かつ前記偏光ビー
   ムスプリッタの入射面より当該偏光ビームスプリッタに
   入射して、前記偏光ビームスプリッタ内の偏光分離面に
   よって反射され、さらに前記入射面で反射された光が、
   前記投影光学系の前記反射型ライトバルブの開口数を決
   定する前記開口絞りの開口部を通過することを防止する
   構成としたことを特徴とする投射型表示装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の投射型表示装置におい
   て、 前記色合成光学系はクロスダイクロイックプリズムから
   なり、 当該クロスダイクロイックプリズムは、略直角な頂角を
   有する第１乃至第４の三角プリズムを前記略直角な頂角
   どうしが合うように、 前記第１の三角プリズムの頂角を挟む第１面と前記第２
   の三角プリズムの頂角を挟む第２面と、 前記第２の三角プリズムの頂角を挟む第１面と前記第３
   の三角プリズムの頂角を挟む第２面と、 前記第３の三角プリズムの頂角を挟む第１面と前記第４
   の三角プリズムの頂角を挟む第２面と、 前記第４の三角プリズムの頂角を挟む第１面と前記第１
   の三角プリズムの頂角を挟む第２面とを接着し、 前記第４の三角プリズムは、当該第４の三角プリズムの
   前記略直角な頂角から当該略直角な頂角に対応する底面
   までの距離が、他の前記三角プリズムの前記略直角な頂
   角から当該略直角な頂角に対応する底面までの距離より
   も大きく、前記第４の三角プリズムの前記底面が前記投
   影光学系と対面するように配置されていることを特徴と
   する投射型表示装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載の投射型表示装置におい
   て、 前記複数の光は、Ｒ（赤）光、Ｂ（青）光、Ｇ（緑）光
   であり、 前記色合成光学系は、前記偏光ビームスプリッタによっ
   て検光されたＲ光が前記色合成光学系に入射する入射面
   と相対する前記色合成光学系の面の近傍、かつ当該色合
   成光学系の面に平行に配設されたＲ光反射ダイクロイッ
   ク膜を有することを特徴とする投射型表示装置。
4. 【請求項４】複数色の光に対応して配置された複数の反
   射型ライトバルブと、 前記複数の反射型ライトバルブによって変調されて導か
   れた前記複数色の光を検光する偏光ビームスプリッタ
   と、 前記偏光ビームスプリッタによって検光された前記複数
   色の光を色合成するクロスダイクロイックプリズムとを
   有する検光色合成光学系において、 前記クロスダイクロイックプリズムは、略直角な頂角を
   有する第１乃至第４の三角プリズムを前記頂角どうしが
   合うように、 前記第１の三角プリズムの頂角を挟む第１面と前記第２
   の三角プリズムの頂角を挟む第２面と、 前記第２の三角プリズムの頂角を挟む第１面と前記第３
   の三角プリズムの頂角を挟む第２面と、 前記第３の三角プリズムの頂角を挟む第１面と前記第４
   の三角プリズムの頂角を挟む第２面と、 前記第４の三角プリズムの頂角を挟む第１面と前記第１
   の三角プリズムの頂角を挟む第２面とを接着し、 前記第４の三角プリズムは、当該第４の三角プリズムの
   前記略直角な頂角から当該略直角な頂角に対応する底面
   までの距離が、他の前記三角プリズムの前記略直角な頂
   角から当該略直角な頂角に対応する底面までの距離より
   も大きいことを特徴とする検光色合成光学系。
5. 【請求項５】複数色の光に対応して配置された複数の反
   射型ライトバルブと、 前記複数の反射型ライトバルブによって変調されて導か
   れた前記複数色の光を検光する偏光ビームスプリッタ
   と、 前記偏光ビームスプリッタによって検光された前記複数
   色の光を色合成するクロスダイクロイックプリズムとを
   有する検光色合成光学系において、 前記複数色の光は、Ｒ（赤）光、Ｂ（青）光、Ｇ（緑）
   光であり、 前記クロスダイクロイックプリズムは、前記偏光ビーム
   スプリッタによって検光されたＲ光が前記クロスダイク
   ロイックプリズムに入射する入射面と相対する前記クロ
   スダイクロイックプリズムの面の近傍、かつ当該クロス
   ダイクロイックプリズムの面に平行に配設されたＲ光反
   射ダイクロイック膜を有することを特徴とする検光色合
   成光学系。
6. 【請求項６】略直角な頂角を有する第１乃至第４の三角
   プリズムを前記頂角どうしが合うように、 前記第１の三角プリズムの頂角を挟む第１面と前記第２
   の三角プリズムの頂角を挟む第２面と、 前記第２の三角プリズムの頂角を挟む第１面と前記第３
   の三角プリズムの頂角を挟む第２面と、 前記第３の三角プリズムの頂角を挟む第１面と前記第４
   の三角プリズムの頂角を挟む第２面と、 前記第４の三角プリズムの頂角を挟む第１面と前記第１
   の三角プリズムの頂角を挟む第２面とを接着し、 前記第４の三角プリズムは、当該第４の三角プリズムの
   前記略直角な頂角から当該略直角な頂角に対応する底面
   までの距離が、他の前記三角プリズムの前記略直角な頂
   角から当該略直角な頂角に対応する底面までの距離より
   も大きいことを特徴とするクロスダイクロイックプリズ
   ム。
7. 【請求項７】請求項６に記載のクロスダイクロイックプ
   リズムにおいて、 前記第４の三角プリズムの頂角を挟む第１面にＲ光反射
   ダイクロイック膜が形成され、 前記第４の三角プリズムの頂角を挟む第２面にＢ光反射
   ダイクロイック膜が形成され、 前記第１の三角プリズムの頂角を挟む第１面にＢ光反射
   ダイクロイック膜が形成され、 前記第３の三角プリズムの頂角を挟む第２面にＲ光反射
   ダイクロイック膜が形成され、 他の前記三角プリズムの頂角を挟む面は接着剤にて接着
   されていることを特徴とするクロスダイクロイックプリ
   ズム。
8. 【請求項８】照明光を供給する光源と、 前記光源からの光を複数色の光に分解する色分解光学系
   と、 前記複数色の光に対応して配置された複数の反射型ライ
   トバルブと、 前記色分解光学系からの前記複数色の光を偏光分離して
   前記複数の反射型ライトバルブにそれぞれ導き、前記複
   数の反射型ライトバルブで変調されて導かれた前記複数
   色の光を検光する複数の偏光ビームスプリッタと、 前記複数の偏光ビームスプリッタによって検光された前
   記複数色の光を色合成する色合成光学系と、 前記複数の反射型ライトバルブの開口数を決定する開口
   絞りを有し、前記複数の反射型ライトバルブに生成され
   た像を投影する投影光学系とを有する投射型表示装置に
   おいて、 前記偏光ビームスプリッタの少なくとも一つの、前記色
   分解光学系により色分解された対応色光の入射面の端部
   に、前記投射レンズの開口絞りによって決定されるライ
   トバルブの開口数より大きい開口数を有して当該偏光ビ
   ームスプリッタを経て前記ライトバルブに入射する光線
   を遮断する遮光部材を配置することを特徴とする投射型
   表示装置。
9. 【請求項９】前記複数色の光はＲ（赤）光、Ｂ（青）
   光、Ｇ（緑）光であって、前記遮光部材を形成する偏光
   ビームスプリッタはＲ光用の偏光ビームスプリッタであ
   ることを特徴とする請求項８に記載の投射型表示装置。