JP2003233030A - プロジェクション光学系 - Google Patents
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- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/1006—Beam splitting or combining systems for splitting or combining different wavelengths
- G02B27/102—Beam splitting or combining systems for splitting or combining different wavelengths for generating a colour image from monochromatic image signal sources
- G02B27/1026—Beam splitting or combining systems for splitting or combining different wavelengths for generating a colour image from monochromatic image signal sources for use with reflective spatial light modulators
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/12—Picture reproducers
- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
- H04N9/3102—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
- H04N9/3105—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying all colours simultaneously, e.g. by using two or more electronic spatial light modulators
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Abstract
(57)【要約】
【課題】簡単な構成で、コントラストが高くて美しい画
像を得ることができ、しかもコンパクトで効率の良いプ
ロジェクション光学系を低コストで提供する。 【解決手段】色分離ミラーにおいて３色の内２色を反射
させ、さらに第２の色分離ミラーでは青色光Ｂを反射さ
せることにより、所定の偏光ビームスプリッター以外に
光が漏れることがなく、コントラストを低下させること
がない構成とする。
像を得ることができ、しかもコンパクトで効率の良いプ
ロジェクション光学系を低コストで提供する。 【解決手段】色分離ミラーにおいて３色の内２色を反射
させ、さらに第２の色分離ミラーでは青色光Ｂを反射さ
せることにより、所定の偏光ビームスプリッター以外に
光が漏れることがなく、コントラストを低下させること
がない構成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、反射型液晶表示素
子の画像を投影するプロジェクション光学系に関するも
のである。
子の画像を投影するプロジェクション光学系に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、このようなプロジェクション
光学系としては、例えば特開平１１−２７１６８３号公
報に記載されている如く、偏光光束をダイクロイックミ
ラー（色分離ミラー）と波長板（位相板）で色分離して
照明光とし、これを反射型液晶表示素子と偏光ビームス
プリッターで色合成して投影光とする構成のものが使用
されている。
光学系としては、例えば特開平１１−２７１６８３号公
報に記載されている如く、偏光光束をダイクロイックミ
ラー（色分離ミラー）と波長板（位相板）で色分離して
照明光とし、これを反射型液晶表示素子と偏光ビームス
プリッターで色合成して投影光とする構成のものが使用
されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の構成においては、赤色光Ｒ，緑色光Ｇ，
青色光Ｂの３色の色光の内、２色もの色光が一つの色分
離ミラーを透過する透過光路が形成されている。透過光
路においては、色分離ミラーの特性上、数パーセントの
反射光が発生してしまうので、色分離ミラーを透過する
色光の数が多いほど不利となる。特に青色光Ｂは、偏光
面が赤色光Ｒ，緑色光Ｇと異なる構成となっているた
め、数パーセントの反射光が所定の偏光ビームスプリッ
ター以外の偏光ビームスプリッターに入射し、画像のコ
ントラストを低下させることとなる。
たような従来の構成においては、赤色光Ｒ，緑色光Ｇ，
青色光Ｂの３色の色光の内、２色もの色光が一つの色分
離ミラーを透過する透過光路が形成されている。透過光
路においては、色分離ミラーの特性上、数パーセントの
反射光が発生してしまうので、色分離ミラーを透過する
色光の数が多いほど不利となる。特に青色光Ｂは、偏光
面が赤色光Ｒ，緑色光Ｇと異なる構成となっているた
め、数パーセントの反射光が所定の偏光ビームスプリッ
ター以外の偏光ビームスプリッターに入射し、画像のコ
ントラストを低下させることとなる。
【０００４】本発明は、このような問題点に鑑み、簡単
な構成で、コントラストが高くて美しい画像を得ること
ができ、しかもコンパクトで効率の良いプロジェクショ
ン光学系を低コストで提供することを目的とする。
な構成で、コントラストが高くて美しい画像を得ること
ができ、しかもコンパクトで効率の良いプロジェクショ
ン光学系を低コストで提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、ほぼ偏光された照明光について、第１
の波長域の光及び第２の波長域の光と、第３の波長域の
光の、一方を反射し他方を透過させて分離する第１の色
分離ミラーと、前記第１の波長域の光及び第２の波長域
の光、或いは前記第３の波長域の光を透過させて偏光方
向を回転させる１／２波長板と、前記第１の波長域の光
を透過させ、前記第２の波長域の光及び第３の波長域の
光を反射して、その第１の波長域の光と第３の波長域の
光とを合成し、且つその第２の波長域の光を分離する第
２の色分離ミラーと、前記第１の波長域の光及び第３の
波長域の光が照明光として入射する第１の偏光ビームス
プリッターと、前記第２の波長域の光が照明光として入
射する第２の偏光ビームスプリッターと、を有し、前記
第１の偏光ビームスプリッターは、前記第１及び第３の
波長域の照明光のうち、一方を反射して他方を透過さ
せ、それぞれ第１及び第３の反射型液晶表示素子を照明
し、前記第２の偏光ビームスプリッターは、前記第２の
波長域の照明光を反射或いは透過させ、第２の反射型液
晶表示素子を照明する構成であって、前記第１及び第３
の反射型液晶表示素子からの投影光と前記第２の反射型
液晶表示素子からの投影光を合成する合成偏光ビームス
プリッターを備えたことを特徴とする。
に、本発明では、ほぼ偏光された照明光について、第１
の波長域の光及び第２の波長域の光と、第３の波長域の
光の、一方を反射し他方を透過させて分離する第１の色
分離ミラーと、前記第１の波長域の光及び第２の波長域
の光、或いは前記第３の波長域の光を透過させて偏光方
向を回転させる１／２波長板と、前記第１の波長域の光
を透過させ、前記第２の波長域の光及び第３の波長域の
光を反射して、その第１の波長域の光と第３の波長域の
光とを合成し、且つその第２の波長域の光を分離する第
２の色分離ミラーと、前記第１の波長域の光及び第３の
波長域の光が照明光として入射する第１の偏光ビームス
プリッターと、前記第２の波長域の光が照明光として入
射する第２の偏光ビームスプリッターと、を有し、前記
第１の偏光ビームスプリッターは、前記第１及び第３の
波長域の照明光のうち、一方を反射して他方を透過さ
せ、それぞれ第１及び第３の反射型液晶表示素子を照明
し、前記第２の偏光ビームスプリッターは、前記第２の
波長域の照明光を反射或いは透過させ、第２の反射型液
晶表示素子を照明する構成であって、前記第１及び第３
の反射型液晶表示素子からの投影光と前記第２の反射型
液晶表示素子からの投影光を合成する合成偏光ビームス
プリッターを備えたことを特徴とする。
【０００６】また、ほぼ偏光された照明光について、第
１の波長域の光及び第２の波長域の光と、第３の波長域
の光の、一方を反射し他方を透過させて分離する第１の
色分離ミラーと、前記第１の波長域の光及び第２の波長
域の光、或いは前記第３の波長域の光を透過させて偏光
方向を回転させる１／２波長板と、前記第１の波長域の
光を透過させ或いは反射し、前記第２の波長域の光及び
第３の波長域の光を反射し或いは透過させて、その第１
の波長域の光と第３の波長域の光とを合成し、且つその
第２の波長域の光を分離する第２の色分離ミラーと、前
記第１の波長域の光及び第３の波長域の光が照明光とし
て入射する第１の偏光ビームスプリッターと、前記第２
の波長域の光が照明光として入射する第２の偏光ビーム
スプリッターと、を有し、前記第１の偏光ビームスプリ
ッターは、前記第１及び第３の波長域の照明光のうち、
一方を反射して他方を透過させ、それぞれ第１及び第３
の反射型液晶表示素子を照明し、前記第２の偏光ビーム
スプリッターは、前記第２の波長域の照明光を反射或い
は透過させ、第２の反射型液晶表示素子を照明する構成
であって、前記第１及び第３の反射型液晶表示素子から
の投影光と前記第２の反射型液晶表示素子からの投影光
を合成する合成偏光ビームスプリッターを備えた構成に
おいて、前記第１の波長域の光及び第３の波長域の光が
前記第１の偏光ビームスプリッターに入射する直前の位
置に、前記第２の波長域の光をカットするトリミングフ
ィルターを配置したことを特徴とする。
１の波長域の光及び第２の波長域の光と、第３の波長域
の光の、一方を反射し他方を透過させて分離する第１の
色分離ミラーと、前記第１の波長域の光及び第２の波長
域の光、或いは前記第３の波長域の光を透過させて偏光
方向を回転させる１／２波長板と、前記第１の波長域の
光を透過させ或いは反射し、前記第２の波長域の光及び
第３の波長域の光を反射し或いは透過させて、その第１
の波長域の光と第３の波長域の光とを合成し、且つその
第２の波長域の光を分離する第２の色分離ミラーと、前
記第１の波長域の光及び第３の波長域の光が照明光とし
て入射する第１の偏光ビームスプリッターと、前記第２
の波長域の光が照明光として入射する第２の偏光ビーム
スプリッターと、を有し、前記第１の偏光ビームスプリ
ッターは、前記第１及び第３の波長域の照明光のうち、
一方を反射して他方を透過させ、それぞれ第１及び第３
の反射型液晶表示素子を照明し、前記第２の偏光ビーム
スプリッターは、前記第２の波長域の照明光を反射或い
は透過させ、第２の反射型液晶表示素子を照明する構成
であって、前記第１及び第３の反射型液晶表示素子から
の投影光と前記第２の反射型液晶表示素子からの投影光
を合成する合成偏光ビームスプリッターを備えた構成に
おいて、前記第１の波長域の光及び第３の波長域の光が
前記第１の偏光ビームスプリッターに入射する直前の位
置に、前記第２の波長域の光をカットするトリミングフ
ィルターを配置したことを特徴とする。
【０００７】また、ほぼ偏光された照明光について、第
１の波長域の光及び第２の波長域の光と、第３の波長域
の光の、一方を反射し他方を透過させて分離する第１の
色分離ミラーと、前記第１の波長域の光及び第２の波長
域の光、或いは前記第３の波長域の光を透過させて偏光
方向を回転させる１／２波長板と、前記第１の波長域の
光を透過させ或いは反射し、前記第２の波長域の光及び
第３の波長域の光を反射し或いは透過させて、その第１
の波長域の光と第３の波長域の光とを合成し、且つその
第２の波長域の光を分離する第２の色分離ミラーと、前
記第１の波長域の光及び第３の波長域の光が照明光とし
て入射する第１の偏光ビームスプリッターと、前記第２
の波長域の光が照明光として入射する第２の偏光ビーム
スプリッターと、を有し、前記第１の偏光ビームスプリ
ッターは、前記第１及び第３の波長域の照明光のうち、
一方を反射して他方を透過させ、それぞれ第１及び第３
の反射型液晶表示素子を照明し、前記第２の偏光ビーム
スプリッターは、前記第２の波長域の照明光を反射或い
は透過させ、第２の反射型液晶表示素子を照明する構成
であって、前記第１及び第３の反射型液晶表示素子から
の投影光と前記第２の反射型液晶表示素子からの投影光
を合成する合成偏光ビームスプリッターを備えた構成に
おいて、前記第２の色分離ミラーと、前記第１の偏光ビ
ームスプリッター或いは第２の偏光ビームスプリッター
との間に、遅相軸が軸上主光線において色分離ミラーの
Ｓ方向或いはＰ方向と一致する位相板を配置したことを
特徴とする。
１の波長域の光及び第２の波長域の光と、第３の波長域
の光の、一方を反射し他方を透過させて分離する第１の
色分離ミラーと、前記第１の波長域の光及び第２の波長
域の光、或いは前記第３の波長域の光を透過させて偏光
方向を回転させる１／２波長板と、前記第１の波長域の
光を透過させ或いは反射し、前記第２の波長域の光及び
第３の波長域の光を反射し或いは透過させて、その第１
の波長域の光と第３の波長域の光とを合成し、且つその
第２の波長域の光を分離する第２の色分離ミラーと、前
記第１の波長域の光及び第３の波長域の光が照明光とし
て入射する第１の偏光ビームスプリッターと、前記第２
の波長域の光が照明光として入射する第２の偏光ビーム
スプリッターと、を有し、前記第１の偏光ビームスプリ
ッターは、前記第１及び第３の波長域の照明光のうち、
一方を反射して他方を透過させ、それぞれ第１及び第３
の反射型液晶表示素子を照明し、前記第２の偏光ビーム
スプリッターは、前記第２の波長域の照明光を反射或い
は透過させ、第２の反射型液晶表示素子を照明する構成
であって、前記第１及び第３の反射型液晶表示素子から
の投影光と前記第２の反射型液晶表示素子からの投影光
を合成する合成偏光ビームスプリッターを備えた構成に
おいて、前記第２の色分離ミラーと、前記第１の偏光ビ
ームスプリッター或いは第２の偏光ビームスプリッター
との間に、遅相軸が軸上主光線において色分離ミラーの
Ｓ方向或いはＰ方向と一致する位相板を配置したことを
特徴とする。
【０００８】また、ほぼ偏光された照明光について、第
１の波長域の光及び第２の波長域の光と、第３の波長域
の光の、一方を反射し他方を透過させて分離する第１の
色分離ミラーと、前記第１の波長域の光及び第２の波長
域の光、或いは前記第３の波長域の光を透過させて偏光
方向を回転させる１／２波長板と、前記第１の波長域の
光を透過させ或いは反射し、前記第２の波長域の光及び
第３の波長域の光を反射し或いは透過させて、その第１
の波長域の光と第３の波長域の光とを合成し、且つその
第２の波長域の光を分離する第２の色分離ミラーと、前
記第１の波長域の光及び第３の波長域の光が照明光とし
て入射する第１の偏光ビームスプリッターと、前記第２
の波長域の光が照明光として入射する第２の偏光ビーム
スプリッターと、を有し、前記第１の偏光ビームスプリ
ッターは、前記第１及び第３の波長域の照明光のうち、
一方を反射して他方を透過させ、それぞれ第１及び第３
の反射型液晶表示素子を照明し、前記第２の偏光ビーム
スプリッターは、前記第２の波長域の照明光を反射或い
は透過させ、第２の反射型液晶表示素子を照明する構成
であって、前記第１及び第３の反射型液晶表示素子から
の投影光と前記第２の反射型液晶表示素子からの投影光
を合成する合成偏光ビームスプリッターを備えた構成に
おいて、前記第１の色分離ミラーと第２の色分離ミラー
との間の光路中に、前記反射型液晶表示素子を略テレセ
ントリックで照明するためのコンデンサーレンズを配置
したことを特徴とする。
１の波長域の光及び第２の波長域の光と、第３の波長域
の光の、一方を反射し他方を透過させて分離する第１の
色分離ミラーと、前記第１の波長域の光及び第２の波長
域の光、或いは前記第３の波長域の光を透過させて偏光
方向を回転させる１／２波長板と、前記第１の波長域の
光を透過させ或いは反射し、前記第２の波長域の光及び
第３の波長域の光を反射し或いは透過させて、その第１
の波長域の光と第３の波長域の光とを合成し、且つその
第２の波長域の光を分離する第２の色分離ミラーと、前
記第１の波長域の光及び第３の波長域の光が照明光とし
て入射する第１の偏光ビームスプリッターと、前記第２
の波長域の光が照明光として入射する第２の偏光ビーム
スプリッターと、を有し、前記第１の偏光ビームスプリ
ッターは、前記第１及び第３の波長域の照明光のうち、
一方を反射して他方を透過させ、それぞれ第１及び第３
の反射型液晶表示素子を照明し、前記第２の偏光ビーム
スプリッターは、前記第２の波長域の照明光を反射或い
は透過させ、第２の反射型液晶表示素子を照明する構成
であって、前記第１及び第３の反射型液晶表示素子から
の投影光と前記第２の反射型液晶表示素子からの投影光
を合成する合成偏光ビームスプリッターを備えた構成に
おいて、前記第１の色分離ミラーと第２の色分離ミラー
との間の光路中に、前記反射型液晶表示素子を略テレセ
ントリックで照明するためのコンデンサーレンズを配置
したことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明のプ
ロジェクション光学系に係る色分離・合成光学系の基本
的な構成を模式的に示す図である。同図において、実線
の矢印はＰ偏光を示しており、偏光方向は紙面に沿って
いる。また、破線の矢印はＳ偏光を示しており、偏光方
向は紙面に垂直である。さらに、一点鎖線の矢印はＰ偏
光とＳ偏光の混在を示している。
て、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明のプ
ロジェクション光学系に係る色分離・合成光学系の基本
的な構成を模式的に示す図である。同図において、実線
の矢印はＰ偏光を示しており、偏光方向は紙面に沿って
いる。また、破線の矢印はＳ偏光を示しており、偏光方
向は紙面に垂直である。さらに、一点鎖線の矢印はＰ偏
光とＳ偏光の混在を示している。
【００１０】まず、図示しない光源からの光は、後述す
るインテグレータと偏光変換光学系により、均一な強度
分布を持つＳ偏光に揃えられ、同図に示すように、図の
右方より第１の色分離ミラー１に入射する。第１の色分
離ミラー１はYellow反射ダイクロイックミラーとなって
おり、赤色光Ｒ及び緑色光Ｇは反射され、青色光Ｂは透
過する。第１の色分離ミラー１で反射された赤色光Ｒ及
び緑色光Ｇは、折り曲げミラー３で反射された後、偏光
板５を透過して偏光方向を完全に揃えられた上で、第２
の色分離ミラー２に入射する。
るインテグレータと偏光変換光学系により、均一な強度
分布を持つＳ偏光に揃えられ、同図に示すように、図の
右方より第１の色分離ミラー１に入射する。第１の色分
離ミラー１はYellow反射ダイクロイックミラーとなって
おり、赤色光Ｒ及び緑色光Ｇは反射され、青色光Ｂは透
過する。第１の色分離ミラー１で反射された赤色光Ｒ及
び緑色光Ｇは、折り曲げミラー３で反射された後、偏光
板５を透過して偏光方向を完全に揃えられた上で、第２
の色分離ミラー２に入射する。
【００１１】一方、第１の色分離ミラー１を透過した青
色光Ｂは、折り曲げミラー４で反射された後、１／２波
長板である位相板６（青色用単層或いは多層位相板）を
透過して偏光方向を９０゜回転され、Ｐ偏光となった上
で、第２の色分離ミラー２に入射する。第２の色分離ミ
ラー２はCyan反射ダイクロイックミラーとなっており、
青色光Ｂ及び緑色光Ｇは反射され、赤色光Ｒは透過す
る。
色光Ｂは、折り曲げミラー４で反射された後、１／２波
長板である位相板６（青色用単層或いは多層位相板）を
透過して偏光方向を９０゜回転され、Ｐ偏光となった上
で、第２の色分離ミラー２に入射する。第２の色分離ミ
ラー２はCyan反射ダイクロイックミラーとなっており、
青色光Ｂ及び緑色光Ｇは反射され、赤色光Ｒは透過す
る。
【００１２】第２の色分離ミラー２を透過した赤色光Ｒ
及び、第２の色分離ミラー２で反射された青色光Ｂは、
第１の偏光ビームスプリッター９に入射する。ここで、
赤色光ＲはＳ偏光であるため、第１の偏光ビームスプリ
ッター９で反射されて第１の反射型液晶表示素子１１を
照明する。また、青色光ＢはＰ偏光であるため、第１の
偏光ビームスプリッター９を透過して第３の反射型液晶
表示素子１３を照明する。一方、第２の色分離ミラー２
で反射された緑色光Ｇは、第２の偏光ビームスプリッタ
ー１０に入射する。ここで、緑色光ＧはＳ偏光であるた
め、第２の偏光ビームスプリッター１０で反射されて第
２の反射型液晶表示素子１２を照明する。
及び、第２の色分離ミラー２で反射された青色光Ｂは、
第１の偏光ビームスプリッター９に入射する。ここで、
赤色光ＲはＳ偏光であるため、第１の偏光ビームスプリ
ッター９で反射されて第１の反射型液晶表示素子１１を
照明する。また、青色光ＢはＰ偏光であるため、第１の
偏光ビームスプリッター９を透過して第３の反射型液晶
表示素子１３を照明する。一方、第２の色分離ミラー２
で反射された緑色光Ｇは、第２の偏光ビームスプリッタ
ー１０に入射する。ここで、緑色光ＧはＳ偏光であるた
め、第２の偏光ビームスプリッター１０で反射されて第
２の反射型液晶表示素子１２を照明する。
【００１３】第１の反射型液晶表示素子１１を照明した
赤色光Ｒは、ここで画素毎に変調される。そして、偏光
方向を９０゜回転されてＰ偏光となったＯＮ光は、第１
の偏光ビームスプリッター９を透過した後、１／２波長
板である位相板７（青色用単層或いは多層位相板）を透
過して再び偏光方向を９０゜回転され、ほぼＳ偏光（Ｐ
偏光混在）となった上で、合成偏光ビームスプリッター
１４に入射する。
赤色光Ｒは、ここで画素毎に変調される。そして、偏光
方向を９０゜回転されてＰ偏光となったＯＮ光は、第１
の偏光ビームスプリッター９を透過した後、１／２波長
板である位相板７（青色用単層或いは多層位相板）を透
過して再び偏光方向を９０゜回転され、ほぼＳ偏光（Ｐ
偏光混在）となった上で、合成偏光ビームスプリッター
１４に入射する。
【００１４】なお位相板７は、例えば、単層型では、遅
相軸がＰ又はＳ偏光面に対して４５度を成す１／２波長
板が用いられる。また２層型では、遅相軸がＰ又はＳ偏
光面に対して２２．５度を成す１／２波長板と、６７．
５度を成す１／２波長板が積層されたものが用いられ
る。また、３層型では、前記２層型に加えて、遅相軸が
Ｐ又はＳ偏光面に対して０度を成す１／２波長板が積層
されたものが用いられる。或いは、遅相軸がＰ又はＳ偏
光面に対して１５度を成す１／２波長板と、７５度を成
す１／２波長板と、１５度を成す１／２波長板が積層さ
れたものが用いられる。
相軸がＰ又はＳ偏光面に対して４５度を成す１／２波長
板が用いられる。また２層型では、遅相軸がＰ又はＳ偏
光面に対して２２．５度を成す１／２波長板と、６７．
５度を成す１／２波長板が積層されたものが用いられ
る。また、３層型では、前記２層型に加えて、遅相軸が
Ｐ又はＳ偏光面に対して０度を成す１／２波長板が積層
されたものが用いられる。或いは、遅相軸がＰ又はＳ偏
光面に対して１５度を成す１／２波長板と、７５度を成
す１／２波長板と、１５度を成す１／２波長板が積層さ
れたものが用いられる。
【００１５】また、第２の反射型液晶表示素子１２を照
明した緑色光Ｇは、ここで画素毎に変調される。そし
て、偏光方向を９０゜回転されてＰ偏光となったＯＮ光
は、第２の偏光ビームスプリッター１０を透過した後、
１／２波長板である位相板８（緑色用単層或いは多層位
相板）を透過して再び偏光方向を９０゜回転され、Ｓ偏
光となった上で合成偏光ビームスプリッター１４に入射
する。
明した緑色光Ｇは、ここで画素毎に変調される。そし
て、偏光方向を９０゜回転されてＰ偏光となったＯＮ光
は、第２の偏光ビームスプリッター１０を透過した後、
１／２波長板である位相板８（緑色用単層或いは多層位
相板）を透過して再び偏光方向を９０゜回転され、Ｓ偏
光となった上で合成偏光ビームスプリッター１４に入射
する。
【００１６】さらに、第３の反射型液晶表示素子１３を
照明した青色光Ｂは、ここで画素毎に変調される。そし
て、偏光方向を９０゜回転されてＳ偏光となったＯＮ光
は、第１の偏光ビームスプリッター９で反射された後、
１／２波長板である位相板７（上述の如く青色用単層或
いは多層位相板）を透過して再び偏光方向を９０゜回転
され、Ｐ偏光となった上で合成偏光ビームスプリッター
１４に入射する。
照明した青色光Ｂは、ここで画素毎に変調される。そし
て、偏光方向を９０゜回転されてＳ偏光となったＯＮ光
は、第１の偏光ビームスプリッター９で反射された後、
１／２波長板である位相板７（上述の如く青色用単層或
いは多層位相板）を透過して再び偏光方向を９０゜回転
され、Ｐ偏光となった上で合成偏光ビームスプリッター
１４に入射する。
【００１７】最後に、合成偏光ビームスプリッター１４
で、赤色光Ｒ，緑色光Ｇ，及び青色光Ｂが合成され、後
述する投影光学系へと射出する。この合成偏光ビームス
プリッター１４は、青色光Ｂに対してはＰ偏光を透過さ
せ、Ｓ偏光を反射する偏光ビームスプリッターの特性
と、緑色光Ｇ（Ｓ偏光）を反射し、赤色光Ｒ（Ｓ偏光）
を透過させるダイクロイックミラーの特性を持つ。詳し
くは後述する。故に、合成偏光ビームスプリッター１４
において、Ｓ偏光である赤色光Ｒ及びＰ偏光である青色
光Ｂが透過し、Ｓ偏光である緑色光Ｇが反射され、３色
が合成される。
で、赤色光Ｒ，緑色光Ｇ，及び青色光Ｂが合成され、後
述する投影光学系へと射出する。この合成偏光ビームス
プリッター１４は、青色光Ｂに対してはＰ偏光を透過さ
せ、Ｓ偏光を反射する偏光ビームスプリッターの特性
と、緑色光Ｇ（Ｓ偏光）を反射し、赤色光Ｒ（Ｓ偏光）
を透過させるダイクロイックミラーの特性を持つ。詳し
くは後述する。故に、合成偏光ビームスプリッター１４
において、Ｓ偏光である赤色光Ｒ及びＰ偏光である青色
光Ｂが透過し、Ｓ偏光である緑色光Ｇが反射され、３色
が合成される。
【００１８】ところで、上述したように、第１の偏光ビ
ームスプリッター９と合成偏光ビームスプリッター１４
との間には、１／２波長板である位相板７が配置されて
いる。なぜならば、第１の偏光ビームスプリッター９を
透過する側の照明光である色光（本構成では青色光Ｂ）
は、第３の反射型液晶表示素子１３を経て第１の偏光ビ
ームスプリッター９で反射され射出した段階では、完全
にＯＮ光のみでなくＯＦＦ光（Ｐ偏光）の混ざった、コ
ントラストが低い状態となっている。そこで、１／２波
長板を通してこの色光の偏光方向を９０゜回転させた
後、合成偏光ビームスプリッター１４を透過させること
で、ＯＦＦ光をカットし、高コントラストとなる。
ームスプリッター９と合成偏光ビームスプリッター１４
との間には、１／２波長板である位相板７が配置されて
いる。なぜならば、第１の偏光ビームスプリッター９を
透過する側の照明光である色光（本構成では青色光Ｂ）
は、第３の反射型液晶表示素子１３を経て第１の偏光ビ
ームスプリッター９で反射され射出した段階では、完全
にＯＮ光のみでなくＯＦＦ光（Ｐ偏光）の混ざった、コ
ントラストが低い状態となっている。そこで、１／２波
長板を通してこの色光の偏光方向を９０゜回転させた
後、合成偏光ビームスプリッター１４を透過させること
で、ＯＦＦ光をカットし、高コントラストとなる。
【００１９】以上のようにして、本発明のプロジェクシ
ョン光学系では、色分離ミラーにおいて３色の内２色を
反射させ、さらに第２の色分離ミラーでは青色光Ｂを反
射させる構成であり、所定の偏光ビームスプリッター以
外に光が漏れることがないので、コントラストを低下さ
せることがない構成を実現している。
ョン光学系では、色分離ミラーにおいて３色の内２色を
反射させ、さらに第２の色分離ミラーでは青色光Ｂを反
射させる構成であり、所定の偏光ビームスプリッター以
外に光が漏れることがないので、コントラストを低下さ
せることがない構成を実現している。
【００２０】図２は、本発明のプロジェクション光学系
の第１の実施形態を示す図である。同図において、光源
１５からの光はリフレクター１６で反射，集光され、イ
ンテグレータ及び偏光変換光学系に入射する。インテグ
レータ及び偏光変換光学系は、第１のレンズアレイ１
７，折り曲げミラー１８，第２のレンズアレイ１９，Ｐ
ＢＳアレイ２０，及び重ね合わせレンズ２２よりなる。
ＰＢＳアレイ２０上には位相板２１がストライプ状に配
列されている。これら光源１５及びリフレクター１６
と、インテグレータ及び偏光変換光学系により、照明光
学系を成している。
の第１の実施形態を示す図である。同図において、光源
１５からの光はリフレクター１６で反射，集光され、イ
ンテグレータ及び偏光変換光学系に入射する。インテグ
レータ及び偏光変換光学系は、第１のレンズアレイ１
７，折り曲げミラー１８，第２のレンズアレイ１９，Ｐ
ＢＳアレイ２０，及び重ね合わせレンズ２２よりなる。
ＰＢＳアレイ２０上には位相板２１がストライプ状に配
列されている。これら光源１５及びリフレクター１６
と、インテグレータ及び偏光変換光学系により、照明光
学系を成している。
【００２１】このインテグレータ及び偏光変換光学系を
経て射出した光は、上述した色分離・合成光学系を通過
し、投影光学系２８を経て図示しないスクリーンに投影
される。なお、本実施形態では、位相板６の直前に第１
のコンデンサーレンズ２３が、偏光板５の直前に第２の
コンデンサーレンズ２４が、それぞれ配置されている。
これについては後述する。また、それぞれ反射型液晶表
示素子１１，１２，１３の直前には、コントラスト補正
用で各色専用の１／４波長板２５，２６，２７が配置さ
れている。
経て射出した光は、上述した色分離・合成光学系を通過
し、投影光学系２８を経て図示しないスクリーンに投影
される。なお、本実施形態では、位相板６の直前に第１
のコンデンサーレンズ２３が、偏光板５の直前に第２の
コンデンサーレンズ２４が、それぞれ配置されている。
これについては後述する。また、それぞれ反射型液晶表
示素子１１，１２，１３の直前には、コントラスト補正
用で各色専用の１／４波長板２５，２６，２７が配置さ
れている。
【００２２】また同図において、画像投影に必要な正規
光を実線の矢印で表し、不要光を破線の矢印で表してい
る。同図に示すように、光源を出てインテグレータ及び
偏光変換光学系を通過した光は、主として、正規光でそ
れぞれＳ偏光である赤色光Ｒ S，緑色光ＧS，青色光ＢS
で構成され、部分的に、不要光でそれぞれＰ偏光である
赤色光ＲP，緑色光ＧP，青色光ＢPが混在している。そ
して、これらが第１の色分離ミラー１に入射すると、正
規光である赤色光ＲS，緑色光ＧS、及び不要光である赤
色光ＲP，緑色光ＧPがここで反射されて折り曲げミラー
３に向かい、正規光である青色光ＢS及び不要光である
青色光ＢPがここを透過して折り曲げミラー４に向かう
こととなる。
光を実線の矢印で表し、不要光を破線の矢印で表してい
る。同図に示すように、光源を出てインテグレータ及び
偏光変換光学系を通過した光は、主として、正規光でそ
れぞれＳ偏光である赤色光Ｒ S，緑色光ＧS，青色光ＢS
で構成され、部分的に、不要光でそれぞれＰ偏光である
赤色光ＲP，緑色光ＧP，青色光ＢPが混在している。そ
して、これらが第１の色分離ミラー１に入射すると、正
規光である赤色光ＲS，緑色光ＧS、及び不要光である赤
色光ＲP，緑色光ＧPがここで反射されて折り曲げミラー
３に向かい、正規光である青色光ＢS及び不要光である
青色光ＢPがここを透過して折り曲げミラー４に向かう
こととなる。
【００２３】図３は、本実施形態における色分離・合成
光学系の主要部拡大図である。同図に示すように、上記
折り曲げミラー３から第２のコンデンサーレンズ２４を
経てきた光の内、正規光である赤色光ＲS及び緑色光ＧS
は偏光板５を透過する。そして、緑色光ＧSは第２の色
分離ミラー２で反射され、第２の偏光ビームスプリッタ
ー１０へと向かう。また、赤色光ＲSは第２の色分離ミ
ラー２を透過し、第１の偏光ビームスプリッター９へと
向かう。
光学系の主要部拡大図である。同図に示すように、上記
折り曲げミラー３から第２のコンデンサーレンズ２４を
経てきた光の内、正規光である赤色光ＲS及び緑色光ＧS
は偏光板５を透過する。そして、緑色光ＧSは第２の色
分離ミラー２で反射され、第２の偏光ビームスプリッタ
ー１０へと向かう。また、赤色光ＲSは第２の色分離ミ
ラー２を透過し、第１の偏光ビームスプリッター９へと
向かう。
【００２４】なお、赤色光ＲSは第２の色分離ミラー２
で一部反射され、不要光として第２の偏光ビームスプリ
ッター１０へと向かう。この不要光である赤色光Ｒ
Sは、正規の緑色光Ｇに若干の赤色光Ｒが混じる結果を
もたらすのみであり、コントラストには影響を及ぼさな
い。それでもこれをカットするためには、赤色光Ｒをカ
ットするトリミングフィルターを光路中に挿入すればよ
い。
で一部反射され、不要光として第２の偏光ビームスプリ
ッター１０へと向かう。この不要光である赤色光Ｒ
Sは、正規の緑色光Ｇに若干の赤色光Ｒが混じる結果を
もたらすのみであり、コントラストには影響を及ぼさな
い。それでもこれをカットするためには、赤色光Ｒをカ
ットするトリミングフィルターを光路中に挿入すればよ
い。
【００２５】また、上記折り曲げミラー４から第１のコ
ンデンサーレンズ２３を経てきた、正規光である青色光
ＢS及び不要光である青色光ＢPが、位相板６を透過して
それぞれ青色光ＢP及び青色光ＢSに偏光変換される。そ
して、正規光である青色光Ｂ Pと不要光である青色光ＢS
共、第２の色分離ミラー２で反射され、第１の偏光ビー
ムスプリッター９へと向かう。
ンデンサーレンズ２３を経てきた、正規光である青色光
ＢS及び不要光である青色光ＢPが、位相板６を透過して
それぞれ青色光ＢP及び青色光ＢSに偏光変換される。そ
して、正規光である青色光Ｂ Pと不要光である青色光ＢS
共、第２の色分離ミラー２で反射され、第１の偏光ビー
ムスプリッター９へと向かう。
【００２６】その他、正規光である赤色光ＲSが第２の
色分離ミラー２を透過する際に若干偏光が乱れ、不要光
である赤色光ＲPが発生する。また、正規光である緑色
光ＧSが第２の色分離ミラー２で反射される際に、若干
偏光が乱れ、不要光である緑色光ＧPが発生する。これ
らの不要光を実質的にカットするために、第２の偏光ビ
ームスプリッター１０の直前にダイクロイック補正位相
板２９、第１の偏光ビームスプリッター９の直前にダイ
クロイック補正位相板３０をそれぞれ配置している。詳
しくは後述する。
色分離ミラー２を透過する際に若干偏光が乱れ、不要光
である赤色光ＲPが発生する。また、正規光である緑色
光ＧSが第２の色分離ミラー２で反射される際に、若干
偏光が乱れ、不要光である緑色光ＧPが発生する。これ
らの不要光を実質的にカットするために、第２の偏光ビ
ームスプリッター１０の直前にダイクロイック補正位相
板２９、第１の偏光ビームスプリッター９の直前にダイ
クロイック補正位相板３０をそれぞれ配置している。詳
しくは後述する。
【００２７】第１の偏光ビームスプリッター９に入射し
た、正規光である赤色光ＲS及び不要光である青色光ＢS
は、ここで反射されて第１の反射型液晶表示素子１１へ
と向かう。また、第１の偏光ビームスプリッター９に入
射した、正規光である青色光ＢPは、ここを透過して第
３の反射型液晶表示素子１３へと向かう。なお、青色光
ＢPは第１の偏光ビームスプリッター９で一部反射さ
れ、不要光として第１の反射型液晶表示素子１１へと向
かう。一方、第２の偏光ビームスプリッター１０に入射
した、正規光である緑色光ＧSは、ここで反射されて第
２の反射型液晶表示素子１２へと向かう。
た、正規光である赤色光ＲS及び不要光である青色光ＢS
は、ここで反射されて第１の反射型液晶表示素子１１へ
と向かう。また、第１の偏光ビームスプリッター９に入
射した、正規光である青色光ＢPは、ここを透過して第
３の反射型液晶表示素子１３へと向かう。なお、青色光
ＢPは第１の偏光ビームスプリッター９で一部反射さ
れ、不要光として第１の反射型液晶表示素子１１へと向
かう。一方、第２の偏光ビームスプリッター１０に入射
した、正規光である緑色光ＧSは、ここで反射されて第
２の反射型液晶表示素子１２へと向かう。
【００２８】第１の反射型液晶表示素子１１に入射し
た、正規光である赤色光ＲSは、ここで画素毎に変調さ
れ、正規光である赤色光ＲP（ＯＮ光）及び不要光であ
る赤色光ＲS（ＯＦＦ光）として、第１の偏光ビームス
プリッター９へと射出する。第１の反射型液晶表示素子
１１に入射した、不要光である青色光ＢP及びＢSも、同
様にして第１の偏光ビームスプリッター９へと射出す
る。
た、正規光である赤色光ＲSは、ここで画素毎に変調さ
れ、正規光である赤色光ＲP（ＯＮ光）及び不要光であ
る赤色光ＲS（ＯＦＦ光）として、第１の偏光ビームス
プリッター９へと射出する。第１の反射型液晶表示素子
１１に入射した、不要光である青色光ＢP及びＢSも、同
様にして第１の偏光ビームスプリッター９へと射出す
る。
【００２９】また、第３の反射型液晶表示素子１３に入
射した、正規光である青色光ＢPは、ここで画素毎に変
調され、正規光である青色光ＢS（ＯＮ光）及び不要光
である青色光ＢP（ＯＦＦ光）として、第１の偏光ビー
ムスプリッター９へと射出する。一方、第２の反射型液
晶表示素子１２に入射した、正規光である緑色光Ｇ
Sは、ここで画素毎に変調され、正規光である緑色光ＧP
（ＯＮ光）及び不要光である緑色光ＧS（ＯＦＦ光）と
して、第２の偏光ビームスプリッター１０へと射出す
る。
射した、正規光である青色光ＢPは、ここで画素毎に変
調され、正規光である青色光ＢS（ＯＮ光）及び不要光
である青色光ＢP（ＯＦＦ光）として、第１の偏光ビー
ムスプリッター９へと射出する。一方、第２の反射型液
晶表示素子１２に入射した、正規光である緑色光Ｇ
Sは、ここで画素毎に変調され、正規光である緑色光ＧP
（ＯＮ光）及び不要光である緑色光ＧS（ＯＦＦ光）と
して、第２の偏光ビームスプリッター１０へと射出す
る。
【００３０】第１の反射型液晶表示素子１１から第１の
偏光ビームスプリッター９に入射した光の内、不要光で
ある赤色光ＲS及び青色光ＢSはここでカットされ、正規
光である赤色光ＲP及び不要光である青色光ＢPのみここ
を透過して、合成偏光ビームスプリッター１４へと向か
う。また、第３の反射型液晶表示素子１３から第１の偏
光ビームスプリッター９に入射した、正規光である青色
光ＢS及び不要光である青色光ＢPは、ここで反射されて
合成偏光ビームスプリッター１４へと向かう。一方、第
２の反射型液晶表示素子１２から第２の偏光ビームスプ
リッター１０に入射した光の内、不要光である緑色光Ｇ
Sはここでカットされ、正規光である緑色光ＧPのみここ
を透過して、合成偏光ビームスプリッター１４へと向か
う。
偏光ビームスプリッター９に入射した光の内、不要光で
ある赤色光ＲS及び青色光ＢSはここでカットされ、正規
光である赤色光ＲP及び不要光である青色光ＢPのみここ
を透過して、合成偏光ビームスプリッター１４へと向か
う。また、第３の反射型液晶表示素子１３から第１の偏
光ビームスプリッター９に入射した、正規光である青色
光ＢS及び不要光である青色光ＢPは、ここで反射されて
合成偏光ビームスプリッター１４へと向かう。一方、第
２の反射型液晶表示素子１２から第２の偏光ビームスプ
リッター１０に入射した光の内、不要光である緑色光Ｇ
Sはここでカットされ、正規光である緑色光ＧPのみここ
を透過して、合成偏光ビームスプリッター１４へと向か
う。
【００３１】第１の偏光ビームスプリッター９からの正
規光である赤色光ＲP，青色光ＢS，及び不要光である青
色光ＢPは、位相板７を透過して偏光変換され、それぞ
れ正規光である赤色光ＲS，青色光ＢP，及び不要光であ
る青色光ＢSとして、合成偏光ビームスプリッター１４
に入射する。一方、第２の偏光ビームスプリッター１０
からの正規光である緑色光ＧPは、位相板８を透過して
偏光変換され、正規光である緑色光ＧSとして、合成偏
光ビームスプリッター１４に入射する。最後に、合成偏
光ビームスプリッター１４に入射した光の内、不要光で
ある青色光ＢSはここでカットされ、正規光である赤色
光ＲS，青色光ＢPはここを透過し、正規光である緑色光
ＧSはここで反射され、これら３色が合成されて、投影
光学系２８へと射出する。
規光である赤色光ＲP，青色光ＢS，及び不要光である青
色光ＢPは、位相板７を透過して偏光変換され、それぞ
れ正規光である赤色光ＲS，青色光ＢP，及び不要光であ
る青色光ＢSとして、合成偏光ビームスプリッター１４
に入射する。一方、第２の偏光ビームスプリッター１０
からの正規光である緑色光ＧPは、位相板８を透過して
偏光変換され、正規光である緑色光ＧSとして、合成偏
光ビームスプリッター１４に入射する。最後に、合成偏
光ビームスプリッター１４に入射した光の内、不要光で
ある青色光ＢSはここでカットされ、正規光である赤色
光ＲS，青色光ＢPはここを透過し、正規光である緑色光
ＧSはここで反射され、これら３色が合成されて、投影
光学系２８へと射出する。
【００３２】ところで、本実施形態では、青色光Ｂの光
路中には偏光板を配置しない構成としている。以下、こ
れについて説明する。偏光変換光学系により偏光変換さ
れた後の偏光は、通常は偏光方向が完全に揃っている訳
ではない。そこで、赤色光Ｒ及び緑色光Ｇの照明光路中
には偏光板５を配置し、偏光方向を完全に整えた上で、
第１の偏光ビームスプリッター９或いは第２の偏光ビー
ムスプリッター１０に入射させる構成とし、高コントラ
ストを確保している。
路中には偏光板を配置しない構成としている。以下、こ
れについて説明する。偏光変換光学系により偏光変換さ
れた後の偏光は、通常は偏光方向が完全に揃っている訳
ではない。そこで、赤色光Ｒ及び緑色光Ｇの照明光路中
には偏光板５を配置し、偏光方向を完全に整えた上で、
第１の偏光ビームスプリッター９或いは第２の偏光ビー
ムスプリッター１０に入射させる構成とし、高コントラ
ストを確保している。
【００３３】一般に、偏光ビームスプリッターは、その
特性上、偏光がここを透過する場合は、Ｓ偏光をほぼ１
００％カットでき、偏光がここで反射される場合は、本
来のＳ偏光反射に対し、不要なＰ偏光も一部反射するた
め、不要光を十分カットできない。しかしながら、トー
タルのコントラストを高くするためには、反射型液晶表
示素子を照明する照明光路及びここから投影される投影
光路の両方において、コントラストが高くなければなら
ない。
特性上、偏光がここを透過する場合は、Ｓ偏光をほぼ１
００％カットでき、偏光がここで反射される場合は、本
来のＳ偏光反射に対し、不要なＰ偏光も一部反射するた
め、不要光を十分カットできない。しかしながら、トー
タルのコントラストを高くするためには、反射型液晶表
示素子を照明する照明光路及びここから投影される投影
光路の両方において、コントラストが高くなければなら
ない。
【００３４】ここで、青色光Ｂに関しては、まず照明光
が第１の偏光ビームスプリッター９を透過した後に第３
の反射型液晶表示素子１３を照明し、投影光は１／２波
長板である位相板７を介して合成偏光ビームスプリッタ
ー１４を透過した後に投影光学系２８に入射する構成と
なっている。つまり、青色光Ｂは、照明時は第１の偏光
ビームスプリッターを透過し、投影時は合成偏光ビーム
スプリッターを透過する構成となっており、これだけで
高コントラストが得られるので、偏光板を必要としな
い。偏光板を用いるとかえってそれだけ照明或いは投影
効率がダウンするので、青色光Ｒには偏光板を用いない
方が良い。
が第１の偏光ビームスプリッター９を透過した後に第３
の反射型液晶表示素子１３を照明し、投影光は１／２波
長板である位相板７を介して合成偏光ビームスプリッタ
ー１４を透過した後に投影光学系２８に入射する構成と
なっている。つまり、青色光Ｂは、照明時は第１の偏光
ビームスプリッターを透過し、投影時は合成偏光ビーム
スプリッターを透過する構成となっており、これだけで
高コントラストが得られるので、偏光板を必要としな
い。偏光板を用いるとかえってそれだけ照明或いは投影
効率がダウンするので、青色光Ｒには偏光板を用いない
方が良い。
【００３５】次に、色純度向上のための構成について説
明する。図２に示したように、本実施形態では、赤色光
Ｒ，青色光Ｂが第１の偏光ビームスプリッター９に入射
する直前の位置に、緑色光Ｇをカットするトリミングフ
ィルター３１を配置している。図４はそのトリミングフ
ィルター３１の特性を示すグラフであり、横軸に波長
（単位ｎｍ）をとり、縦軸に透過率をとっている。ま
た、以下の表１に膜構成を示す。同表において、左側の
列の数字は積層された膜の番号、中央のＮｉは各膜の屈
折率、右側の列の数字は各膜の光学膜厚（基準波長λ0
＝５４４．９４０４ｎｍ）をそれぞれ示している。
明する。図２に示したように、本実施形態では、赤色光
Ｒ，青色光Ｂが第１の偏光ビームスプリッター９に入射
する直前の位置に、緑色光Ｇをカットするトリミングフ
ィルター３１を配置している。図４はそのトリミングフ
ィルター３１の特性を示すグラフであり、横軸に波長
（単位ｎｍ）をとり、縦軸に透過率をとっている。ま
た、以下の表１に膜構成を示す。同表において、左側の
列の数字は積層された膜の番号、中央のＮｉは各膜の屈
折率、右側の列の数字は各膜の光学膜厚（基準波長λ0
＝５４４．９４０４ｎｍ）をそれぞれ示している。
【００３６】
【表１】
【００３７】第２の色分離ミラー２や合成偏光ビームス
プリッター１４の特性によれば、これらを通過する或る
角度範囲を持ったいわゆるＦナンバーによって広がる光
束は、所定の波長の前後で赤色光Ｒと緑色光Ｇとが完全
に分離されるものではなく、赤色光Ｒと緑色光Ｇが混ざ
った色光が、各色光の光路を通過することとなる。この
ことは、コントラストの低下や色純度の低下につなが
る。
プリッター１４の特性によれば、これらを通過する或る
角度範囲を持ったいわゆるＦナンバーによって広がる光
束は、所定の波長の前後で赤色光Ｒと緑色光Ｇとが完全
に分離されるものではなく、赤色光Ｒと緑色光Ｇが混ざ
った色光が、各色光の光路を通過することとなる。この
ことは、コントラストの低下や色純度の低下につなが
る。
【００３８】通常、例えば赤色光Ｒの照明光路中に緑色
光Ｇ，青色光Ｂをカットするフィルターを用いることが
ある。ところが、本実施形態では、殆どの光路で赤色光
Ｒは緑色光Ｇ或いは青色光Ｂと混在しており、赤色光Ｒ
が単独で存在するのは、第１の反射型液晶表示素子１１
の直前でしかない。この位置は、照明光及び投影光が共
に通過するため、ここにトリミングフィルターを配置す
ると、光が２回透過することとなるため、効率が悪くな
る。そこで、第１の偏光ビームスプリッター９の入射位
置に、緑色光Ｇはカットし、青色光Ｇの波長域では約９
０％以上透過する、バンド幅の狭いトリミングフィルタ
ー３１を配置し、色純度向上を図っている。
光Ｇ，青色光Ｂをカットするフィルターを用いることが
ある。ところが、本実施形態では、殆どの光路で赤色光
Ｒは緑色光Ｇ或いは青色光Ｂと混在しており、赤色光Ｒ
が単独で存在するのは、第１の反射型液晶表示素子１１
の直前でしかない。この位置は、照明光及び投影光が共
に通過するため、ここにトリミングフィルターを配置す
ると、光が２回透過することとなるため、効率が悪くな
る。そこで、第１の偏光ビームスプリッター９の入射位
置に、緑色光Ｇはカットし、青色光Ｇの波長域では約９
０％以上透過する、バンド幅の狭いトリミングフィルタ
ー３１を配置し、色純度向上を図っている。
【００３９】また、別の構成例として、赤色光Ｒと緑色
光Ｇの光路中に、赤色光Ｒと緑色光Ｇの間の狭い波長域
をカットするバンドカットフィルターを配置することが
できる。具体的には、例えば図２に示した折り曲げミラ
ー３としてこのような狭帯域バンドカットフィルターを
設け、狭帯域バンドカットミラーとして用いている。こ
れにより、赤色光Ｒと緑色光Ｇが混在した光が赤色光Ｒ
や緑色光Ｇの光路を通過しないよう、赤色光Ｒと緑色光
Ｇの間の所定の狭い波長域の光をカットさせ、色純度向
上を図っている。
光Ｇの光路中に、赤色光Ｒと緑色光Ｇの間の狭い波長域
をカットするバンドカットフィルターを配置することが
できる。具体的には、例えば図２に示した折り曲げミラ
ー３としてこのような狭帯域バンドカットフィルターを
設け、狭帯域バンドカットミラーとして用いている。こ
れにより、赤色光Ｒと緑色光Ｇが混在した光が赤色光Ｒ
や緑色光Ｇの光路を通過しないよう、赤色光Ｒと緑色光
Ｇの間の所定の狭い波長域の光をカットさせ、色純度向
上を図っている。
【００４０】図５はその狭帯域バンドカットミラーの特
性を示すグラフであり、横軸に波長（単位ｎｍ）をと
り、縦軸に反射率をとっている。また、以下の表２に膜
構成を示す。同表において、左側の列の数字は積層され
た膜の番号、中央のＮｉは各膜の屈折率、右側の列の数
字は各膜の光学膜厚（基準波長λ0＝５４８．８５８５
ｎｍ）をそれぞれ示している。
性を示すグラフであり、横軸に波長（単位ｎｍ）をと
り、縦軸に反射率をとっている。また、以下の表２に膜
構成を示す。同表において、左側の列の数字は積層され
た膜の番号、中央のＮｉは各膜の屈折率、右側の列の数
字は各膜の光学膜厚（基準波長λ0＝５４８．８５８５
ｎｍ）をそれぞれ示している。
【００４１】
【表２】
【００４２】また、本実施形態では、合成偏光ビームス
プリッター１４において、Ｓ偏光に対して赤色光Ｒは透
過させ、緑色光Ｇは反射するダイクロイック特性と、青
色光Ｂに対してＰ偏光は透過させ、Ｓ偏光は完全反射す
るＰＢＳ特性を持たせている。これにより、上述したよ
うに、合成偏光ビームスプリッター１４において、Ｓ偏
光である赤色光Ｒ及びＰ偏光である青色光Ｂが透過し、
Ｓ偏光である緑色光Ｇが反射され、３色が合成される。
プリッター１４において、Ｓ偏光に対して赤色光Ｒは透
過させ、緑色光Ｇは反射するダイクロイック特性と、青
色光Ｂに対してＰ偏光は透過させ、Ｓ偏光は完全反射す
るＰＢＳ特性を持たせている。これにより、上述したよ
うに、合成偏光ビームスプリッター１４において、Ｓ偏
光である赤色光Ｒ及びＰ偏光である青色光Ｂが透過し、
Ｓ偏光である緑色光Ｇが反射され、３色が合成される。
【００４３】図６はその合成偏光ビームスプリッター１
４の特性を示すグラフであり、横軸に波長（単位ｎｍ）
をとり、縦軸に透過率をとっている。同図において、曲
線ａは４５゜入射のＳ偏光に対する特性を示すグラフで
あり、曲線ｂは同じく４５゜入射のＰ偏光に対する特性
を示すグラフである。また、以下の表３に膜構成を示
す。同表において、左側の列の数字は積層された膜の番
号、中央のＮｉは各膜の屈折率、右側の列の数字は各膜
の光学膜厚（基準波長λ0＝６４９ｎｍ）をそれぞれ示
している。
４の特性を示すグラフであり、横軸に波長（単位ｎｍ）
をとり、縦軸に透過率をとっている。同図において、曲
線ａは４５゜入射のＳ偏光に対する特性を示すグラフで
あり、曲線ｂは同じく４５゜入射のＰ偏光に対する特性
を示すグラフである。また、以下の表３に膜構成を示
す。同表において、左側の列の数字は積層された膜の番
号、中央のＮｉは各膜の屈折率、右側の列の数字は各膜
の光学膜厚（基準波長λ0＝６４９ｎｍ）をそれぞれ示
している。
【００４４】
【表３】
【００４５】通常の偏光ビームスプリッターは、膜構成
としてMacNeileの条件に近いHi-Index，Lo-Indexの層を
１／４波長厚ずつ交互にスタックするが、本実施形態で
はダイクロイック特性を持たせるため、両端の数層は１
／４波長厚からずらした構成とし、薄い層で１／８波
長、厚い層で１／２波長を超える層を含んだ構成として
いる。通常の偏光ビームスプリッターでは、ＰＢＳ特性
を有する帯域外（本件では赤色光Ｒ域）においてはリッ
プルが発生するため、フラットで高いＳ偏光透過率が得
られないが、本構成ではそれを達成している。
としてMacNeileの条件に近いHi-Index，Lo-Indexの層を
１／４波長厚ずつ交互にスタックするが、本実施形態で
はダイクロイック特性を持たせるため、両端の数層は１
／４波長厚からずらした構成とし、薄い層で１／８波
長、厚い層で１／２波長を超える層を含んだ構成として
いる。通常の偏光ビームスプリッターでは、ＰＢＳ特性
を有する帯域外（本件では赤色光Ｒ域）においてはリッ
プルが発生するため、フラットで高いＳ偏光透過率が得
られないが、本構成ではそれを達成している。
【００４６】また、本実施形態では、第２の色分離ミラ
ー２と、第１の偏光ビームスプリッター９或いは第２の
偏光ビームスプリッター１０との間に、遅相軸が軸上主
光線において色分離ミラーのＳ方向或いはＰ方向と一致
する位相板を配置している。具体的には、上記図３に示
したように、第２の偏光ビームスプリッター１０の直前
にダイクロイック補正位相板２９、第１の偏光ビームス
プリッター９の直前にダイクロイック補正位相板３０を
それぞれ配置している。
ー２と、第１の偏光ビームスプリッター９或いは第２の
偏光ビームスプリッター１０との間に、遅相軸が軸上主
光線において色分離ミラーのＳ方向或いはＰ方向と一致
する位相板を配置している。具体的には、上記図３に示
したように、第２の偏光ビームスプリッター１０の直前
にダイクロイック補正位相板２９、第１の偏光ビームス
プリッター９の直前にダイクロイック補正位相板３０を
それぞれ配置している。
【００４７】Ｆナンバーによって広がる光束は、第２の
色分離ミラー２を通過後、偏光の乱れが起こる。これ
は、ＰとＳの位相差があるため若干の楕円偏光が発生す
るものである。これにより、本来必要な偏光以外の光が
偏光ビームスプリッターに入射することとなるため、コ
ントラストが低下する。そこで、ここに位相板を配置す
ることで、赤色光Ｒ，緑色光Ｇに対し、楕円偏光を解消
し、実質的に不要な偏光成分を除去することができ、コ
ントラストが向上する。ちなみに、ダイクロイック補正
位相板２９は遅相軸が０゜の２３３ｎｍλ板、ダイクロ
イック補正位相板３０は遅相軸が０゜の２１０ｎｍλ板
となっている。
色分離ミラー２を通過後、偏光の乱れが起こる。これ
は、ＰとＳの位相差があるため若干の楕円偏光が発生す
るものである。これにより、本来必要な偏光以外の光が
偏光ビームスプリッターに入射することとなるため、コ
ントラストが低下する。そこで、ここに位相板を配置す
ることで、赤色光Ｒ，緑色光Ｇに対し、楕円偏光を解消
し、実質的に不要な偏光成分を除去することができ、コ
ントラストが向上する。ちなみに、ダイクロイック補正
位相板２９は遅相軸が０゜の２３３ｎｍλ板、ダイクロ
イック補正位相板３０は遅相軸が０゜の２１０ｎｍλ板
となっている。
【００４８】図７は、第２の色分離ミラーによる偏光乱
れを補正した効果を示すグラフである。そして、同図
（ａ）は緑色光Ｇ中の不要光の透過率を示しており、同
図（ｂ）は赤色光Ｒ中の不要光の透過率を示している。
また、各図では横軸に波長（単位ｎｍ）をとり、縦軸に
透過率をとっている。さらに、実線ａは位相板有りの場
合、破線ｂは位相板無しの場合をそれぞれ示している。
同図（ａ）に示すように、ダイクロイック補正位相板２
９を配置することにより、不要な緑色光Ｇが有効にカッ
トされているのが分かる。また同図（ｂ）に示すよう
に、ダイクロイック補正位相板３０を配置することによ
り、不要な赤色光Ｒが有効にカットされているのが分か
る。
れを補正した効果を示すグラフである。そして、同図
（ａ）は緑色光Ｇ中の不要光の透過率を示しており、同
図（ｂ）は赤色光Ｒ中の不要光の透過率を示している。
また、各図では横軸に波長（単位ｎｍ）をとり、縦軸に
透過率をとっている。さらに、実線ａは位相板有りの場
合、破線ｂは位相板無しの場合をそれぞれ示している。
同図（ａ）に示すように、ダイクロイック補正位相板２
９を配置することにより、不要な緑色光Ｇが有効にカッ
トされているのが分かる。また同図（ｂ）に示すよう
に、ダイクロイック補正位相板３０を配置することによ
り、不要な赤色光Ｒが有効にカットされているのが分か
る。
【００４９】また、本実施形態では、上記図２に示した
ように、第１の色分離ミラー１と第２の色分離ミラー２
との間の光路中に、第１のコンデンサーレンズ２３及び
第２のコンデンサーレンズ２４を配置している。このよ
うな構成とすることで、各コンデンサーレンズ及び上記
重ね合わせレンズ２２を小型にすることができる。な
お、これらのコンデンサーレンズは、反射型液晶表示素
子をほぼテレセントリックで照明するためのものであ
る。
ように、第１の色分離ミラー１と第２の色分離ミラー２
との間の光路中に、第１のコンデンサーレンズ２３及び
第２のコンデンサーレンズ２４を配置している。このよ
うな構成とすることで、各コンデンサーレンズ及び上記
重ね合わせレンズ２２を小型にすることができる。な
お、これらのコンデンサーレンズは、反射型液晶表示素
子をほぼテレセントリックで照明するためのものであ
る。
【００５０】仮に、このようなコンデンサーレンズを各
偏光ビームスプリッターの入口に配置した場合は、重ね
合わせレンズからコンデンサーレンズまでの光路中に、
第１，第２の色分離ミラーが配置されるので、光路が長
くなる。このとき、重ね合わせレンズや第１，第２レン
ズアレイが非常に大きくなるので望ましくない。また、
コンデンサーレンズを重ね合わせレンズから第１の色分
離ミラーまでの光路中に配置した場合は、３色が混在し
ている位置であるため、コンデンサーレンズが１枚で済
むというメリットはあるが、コンデンサーレンズから反
射型液晶表示素子間での距離が長くなり、コンデンサー
レンズが非常に大きくなるので望ましくない。
偏光ビームスプリッターの入口に配置した場合は、重ね
合わせレンズからコンデンサーレンズまでの光路中に、
第１，第２の色分離ミラーが配置されるので、光路が長
くなる。このとき、重ね合わせレンズや第１，第２レン
ズアレイが非常に大きくなるので望ましくない。また、
コンデンサーレンズを重ね合わせレンズから第１の色分
離ミラーまでの光路中に配置した場合は、３色が混在し
ている位置であるため、コンデンサーレンズが１枚で済
むというメリットはあるが、コンデンサーレンズから反
射型液晶表示素子間での距離が長くなり、コンデンサー
レンズが非常に大きくなるので望ましくない。
【００５１】その他、本実施形態では、全ての偏光ビー
ムスプリッターをガラス材同士で接着する構成としてい
る。図８は、偏光ビームスプリッターの接着構成を模式
的に示す側面図である。ここでは同図に示すように、第
１の偏光ビームスプリッター９或いは第２の偏光ビーム
スプリッター１０と、合成偏光ビームスプリッター１４
とが互いに向き合う面の一方に、位相板７或いは位相板
８を貼付している。そして、光束が通過しない偏光ビー
ムスプリッターの領域に、例えば四角柱状のガラスブロ
ック３２で両端を支える状態（ブリッジ状）にして、第
１の偏光ビームスプリッター９或いは第２の偏光ビーム
スプリッター１０と、合成偏光ビームスプリッター１４
とを接着，固定する構成としている。
ムスプリッターをガラス材同士で接着する構成としてい
る。図８は、偏光ビームスプリッターの接着構成を模式
的に示す側面図である。ここでは同図に示すように、第
１の偏光ビームスプリッター９或いは第２の偏光ビーム
スプリッター１０と、合成偏光ビームスプリッター１４
とが互いに向き合う面の一方に、位相板７或いは位相板
８を貼付している。そして、光束が通過しない偏光ビー
ムスプリッターの領域に、例えば四角柱状のガラスブロ
ック３２で両端を支える状態（ブリッジ状）にして、第
１の偏光ビームスプリッター９或いは第２の偏光ビーム
スプリッター１０と、合成偏光ビームスプリッター１４
とを接着，固定する構成としている。
【００５２】さらに、第１の偏光ビームスプリッター９
に対して反射型液晶表示素子１１を取り付ける際は、例
えば第１の偏光ビームスプリッター９側に設けたＬ字ア
ングル状のブラケット３３と、反射型液晶表示素子１１
側に設けたベース板３４とを、ピン３５を介して連結
し、位置決め調整後接着する構成としている。これは、
第２の偏光ビームスプリッター１０に対して反射型液晶
表示素子１２を取り付ける際も同様である。このように
して、各偏光ビームスプリッター及び各反射型液晶表示
素子を一体化している。
に対して反射型液晶表示素子１１を取り付ける際は、例
えば第１の偏光ビームスプリッター９側に設けたＬ字ア
ングル状のブラケット３３と、反射型液晶表示素子１１
側に設けたベース板３４とを、ピン３５を介して連結
し、位置決め調整後接着する構成としている。これは、
第２の偏光ビームスプリッター１０に対して反射型液晶
表示素子１２を取り付ける際も同様である。このように
して、各偏光ビームスプリッター及び各反射型液晶表示
素子を一体化している。
【００５３】ここで、ガラス材よりなる偏光ビームスプ
リッター同士の間に、樹脂フィルムよりなる位相板を配
置する場合、例えばガラス−樹脂フィルム−ガラスを直
接接着すると、線膨張係数の違いや放熱の問題により、
信頼性が低くなる。そこで、上記のような構成とするこ
とにより、組立後のコンバージェンスずれ等を防止し、
信頼性を高めることができる。また、偏光ビームスプリ
ッター同士の隙間にファン等で風を通してやることによ
り、熱に弱い樹脂フィルムである位相板を冷却すること
もできる。なお、図９は上記偏光ビームスプリッターの
接着構成の一部分を示す斜視図である。
リッター同士の間に、樹脂フィルムよりなる位相板を配
置する場合、例えばガラス−樹脂フィルム−ガラスを直
接接着すると、線膨張係数の違いや放熱の問題により、
信頼性が低くなる。そこで、上記のような構成とするこ
とにより、組立後のコンバージェンスずれ等を防止し、
信頼性を高めることができる。また、偏光ビームスプリ
ッター同士の隙間にファン等で風を通してやることによ
り、熱に弱い樹脂フィルムである位相板を冷却すること
もできる。なお、図９は上記偏光ビームスプリッターの
接着構成の一部分を示す斜視図である。
【００５４】図１０は、偏光ビームスプリッター及びそ
の付近の構成を示す平面図である。同図に示すように、
本実施形態では、合成偏光ビームスプリッター１４に、
そのコーナーであって第２の色分離ミラー２と相対する
部分をカットした、カット部１４ａを設けている。これ
により、第２の色分離ミラー２の保持が容易となり、ま
た各偏光ビームスプリッターをできるだけ小さくしてレ
ンズバックを短くすることができる。
の付近の構成を示す平面図である。同図に示すように、
本実施形態では、合成偏光ビームスプリッター１４に、
そのコーナーであって第２の色分離ミラー２と相対する
部分をカットした、カット部１４ａを設けている。これ
により、第２の色分離ミラー２の保持が容易となり、ま
た各偏光ビームスプリッターをできるだけ小さくしてレ
ンズバックを短くすることができる。
【００５５】また、本実施形態では、第１の偏光ビーム
スプリッター９及び第２の偏光ビームスプリッター１０
には、光弾性比率１．０×１０-12（１／Ｐａ）以下の
ガラスを用い、合成偏光ビームスプリッター１４には光
弾性比率１．０×１０-12（１／Ｐａ）以上のガラスを
用いる構成としている。
スプリッター９及び第２の偏光ビームスプリッター１０
には、光弾性比率１．０×１０-12（１／Ｐａ）以下の
ガラスを用い、合成偏光ビームスプリッター１４には光
弾性比率１．０×１０-12（１／Ｐａ）以上のガラスを
用いる構成としている。
【００５６】第１の偏光ビームスプリッター９及び第２
の偏光ビームスプリッター１０は、赤色光Ｒ及び緑色光
Ｇの投影光中のＯＦＦ光、即ちＳ偏光の不要光をほぼカ
ットし、青色光Ｂの投影光中のＯＦＦ光、即ちＰ偏光の
不要光を概ねカットする働きをしている。これらの偏光
ビームスプリッターのガラス材に光弾性比率の高いもの
を用いると、ガラス内を光束が通過する際に偏光の乱れ
が生じ、不要光が投影側に洩れるため、ここでは上述し
たような低光弾性のガラス材を用いることが望ましい。
の偏光ビームスプリッター１０は、赤色光Ｒ及び緑色光
Ｇの投影光中のＯＦＦ光、即ちＳ偏光の不要光をほぼカ
ットし、青色光Ｂの投影光中のＯＦＦ光、即ちＰ偏光の
不要光を概ねカットする働きをしている。これらの偏光
ビームスプリッターのガラス材に光弾性比率の高いもの
を用いると、ガラス内を光束が通過する際に偏光の乱れ
が生じ、不要光が投影側に洩れるため、ここでは上述し
たような低光弾性のガラス材を用いることが望ましい。
【００５７】一方、合成偏光ビームスプリッター１４
は、第１の偏光ビームスプリッター９から洩れた青色光
Ｂの投影光中のＯＦＦ光、即ち位相板７によりＰ偏光か
らＳ偏光となった不要光をカットする役割を持つ。た
だ、事前に第１の偏光ビームスプリッター９でＯＦＦ光
が概ねカットされているので、合成偏光ビームスプリッ
ター１４内で少々の偏光乱れが生じても、コントラスト
は劣化しない。従って、合成偏光ビームスプリッター１
４には、上述したように、低光弾性ではないガラス材を
用いて、より低コストとすることが望ましい。
は、第１の偏光ビームスプリッター９から洩れた青色光
Ｂの投影光中のＯＦＦ光、即ち位相板７によりＰ偏光か
らＳ偏光となった不要光をカットする役割を持つ。た
だ、事前に第１の偏光ビームスプリッター９でＯＦＦ光
が概ねカットされているので、合成偏光ビームスプリッ
ター１４内で少々の偏光乱れが生じても、コントラスト
は劣化しない。従って、合成偏光ビームスプリッター１
４には、上述したように、低光弾性ではないガラス材を
用いて、より低コストとすることが望ましい。
【００５８】ところで図１１は、本発明のプロジェクシ
ョン光学系の第２の実施形態を示す図である。ここでは
光源からインテグレータ及び偏光変換光学系を経て射出
した光の、第１の色分離ミラー１への入射面は、上記図
２に示した第１の実施形態の場合に対して裏側の面とな
っている。そして、第１の色分離ミラー１はRed反射ダ
イクロイックミラーとなっており、ここで赤色光Ｒは反
射され、緑色光Ｇ及び青色光Ｂは透過する。
ョン光学系の第２の実施形態を示す図である。ここでは
光源からインテグレータ及び偏光変換光学系を経て射出
した光の、第１の色分離ミラー１への入射面は、上記図
２に示した第１の実施形態の場合に対して裏側の面とな
っている。そして、第１の色分離ミラー１はRed反射ダ
イクロイックミラーとなっており、ここで赤色光Ｒは反
射され、緑色光Ｇ及び青色光Ｂは透過する。
【００５９】また同図において、画像投影に必要な正規
光を実線の矢印で表し、不要光を破線の矢印で表してい
る。同図に示すように、光源を出てインテグレータ及び
偏光変換光学系を通過した光は、主として、正規光でそ
れぞれＳ偏光である赤色光Ｒ S，緑色光ＧS，青色光ＢS
で構成され、部分的に、不要光でそれぞれＰ偏光である
赤色光ＲP，緑色光ＧP，青色光ＢPが混在している。そ
して、これらが第１の色分離ミラー１に入射すると、正
規光である赤色光ＲS及び不要光である赤色光ＲPがここ
で反射されて折り曲げミラー４に向かい、正規光である
緑色光ＧS，青色光ＢS、及び不要光である緑色光ＧP，
青色光ＢPがここを透過して折り曲げミラー３に向かう
こととなる。
光を実線の矢印で表し、不要光を破線の矢印で表してい
る。同図に示すように、光源を出てインテグレータ及び
偏光変換光学系を通過した光は、主として、正規光でそ
れぞれＳ偏光である赤色光Ｒ S，緑色光ＧS，青色光ＢS
で構成され、部分的に、不要光でそれぞれＰ偏光である
赤色光ＲP，緑色光ＧP，青色光ＢPが混在している。そ
して、これらが第１の色分離ミラー１に入射すると、正
規光である赤色光ＲS及び不要光である赤色光ＲPがここ
で反射されて折り曲げミラー４に向かい、正規光である
緑色光ＧS，青色光ＢS、及び不要光である緑色光ＧP，
青色光ＢPがここを透過して折り曲げミラー３に向かう
こととなる。
【００６０】なお、上記第１の実施形態で使用していた
インテグレータ中の折り曲げミラー１８は、ここでは削
除されている。また、偏光板５と位相板６が入れ替わっ
た位置となっている。そして、第２の反射型液晶表示素
子１２及び１／４波長板２６の配置が投影光学系２８側
に変更されている。さらに、第２の偏光ビームスプリッ
ター１０と合成偏光ビームスプリッター１４の間には、
位相板８の代わりにＳ偏光を透過させる偏光板３７が配
置されている。また、第２の色分離ミラー２はRed,Gree
n反射ダイクロイックミラーとなっている。偏光板５の
位置は赤色光ＲSが単独で通過するため、色純度向上の
ためのトリミングフィルターを配置しても良い。
インテグレータ中の折り曲げミラー１８は、ここでは削
除されている。また、偏光板５と位相板６が入れ替わっ
た位置となっている。そして、第２の反射型液晶表示素
子１２及び１／４波長板２６の配置が投影光学系２８側
に変更されている。さらに、第２の偏光ビームスプリッ
ター１０と合成偏光ビームスプリッター１４の間には、
位相板８の代わりにＳ偏光を透過させる偏光板３７が配
置されている。また、第２の色分離ミラー２はRed,Gree
n反射ダイクロイックミラーとなっている。偏光板５の
位置は赤色光ＲSが単独で通過するため、色純度向上の
ためのトリミングフィルターを配置しても良い。
【００６１】図１２は、本実施形態における色分離・合
成光学系の主要部拡大図である。同図に示すように、上
記折り曲げミラー４から第１のコンデンサーレンズ２３
を経てきた、正規光である赤色光ＲSは偏光板５を透過
する。そして、第２の色分離ミラー２で反射され、第１
の偏光ビームスプリッター９へと向かう。また、上記折
り曲げミラー３から第２のコンデンサーレンズ２４を経
てきた、正規光である緑色光ＧS，青色光ＢS、及び不要
光である緑色光ＧP，青色光ＢPが、位相板６を透過して
それぞれ緑色光ＧP，青色光ＢP、及び緑色光ＧS，青色
光ＢSに偏光変換される。
成光学系の主要部拡大図である。同図に示すように、上
記折り曲げミラー４から第１のコンデンサーレンズ２３
を経てきた、正規光である赤色光ＲSは偏光板５を透過
する。そして、第２の色分離ミラー２で反射され、第１
の偏光ビームスプリッター９へと向かう。また、上記折
り曲げミラー３から第２のコンデンサーレンズ２４を経
てきた、正規光である緑色光ＧS，青色光ＢS、及び不要
光である緑色光ＧP，青色光ＢPが、位相板６を透過して
それぞれ緑色光ＧP，青色光ＢP、及び緑色光ＧS，青色
光ＢSに偏光変換される。
【００６２】そして、正規光である緑色光ＧPと不要光
である緑色光ＧSは、第２の色分離ミラー２で反射さ
れ、第２の偏光ビームスプリッター１０へと向かう。さ
らに、正規光である青色光ＢPと不要光である青色光ＢS
は、第２の色分離ミラー２を透過し、第１の偏光ビーム
スプリッター９へと向かう。なお、正規光である赤色光
Ｒ Sが第２の色分離ミラー２で反射される際に若干偏光
が乱れ、不要光である赤色光ＲPが発生する。この不要
光を実質的にカットするために、第１の偏光ビームスプ
リッター９の直前にダイクロイック補正位相板３０を配
置している。
である緑色光ＧSは、第２の色分離ミラー２で反射さ
れ、第２の偏光ビームスプリッター１０へと向かう。さ
らに、正規光である青色光ＢPと不要光である青色光ＢS
は、第２の色分離ミラー２を透過し、第１の偏光ビーム
スプリッター９へと向かう。なお、正規光である赤色光
Ｒ Sが第２の色分離ミラー２で反射される際に若干偏光
が乱れ、不要光である赤色光ＲPが発生する。この不要
光を実質的にカットするために、第１の偏光ビームスプ
リッター９の直前にダイクロイック補正位相板３０を配
置している。
【００６３】第１の偏光ビームスプリッター９に入射し
た、正規光である赤色光ＲS及び不要光である青色光ＢS
は、ここで反射されて第１の反射型液晶表示素子１１へ
と向かう。また、第１の偏光ビームスプリッター９に入
射した、正規光である青色光ＢPは、ここを透過して第
３の反射型液晶表示素子１３へと向かう。なお、青色光
ＢPは第１の偏光ビームスプリッター９で一部反射さ
れ、不要光として第１の反射型液晶表示素子１１へと向
かう。一方、第２の偏光ビームスプリッター１０に入射
した、正規光である緑色光ＧPは、ここを透過して第２
の反射型液晶表示素子１２へと向かう。また、第２の偏
光ビームスプリッター１０に入射した、不要光である緑
色光ＧSは、ここで反射されカットされる。
た、正規光である赤色光ＲS及び不要光である青色光ＢS
は、ここで反射されて第１の反射型液晶表示素子１１へ
と向かう。また、第１の偏光ビームスプリッター９に入
射した、正規光である青色光ＢPは、ここを透過して第
３の反射型液晶表示素子１３へと向かう。なお、青色光
ＢPは第１の偏光ビームスプリッター９で一部反射さ
れ、不要光として第１の反射型液晶表示素子１１へと向
かう。一方、第２の偏光ビームスプリッター１０に入射
した、正規光である緑色光ＧPは、ここを透過して第２
の反射型液晶表示素子１２へと向かう。また、第２の偏
光ビームスプリッター１０に入射した、不要光である緑
色光ＧSは、ここで反射されカットされる。
【００６４】第１の反射型液晶表示素子１１に入射し
た、正規光である赤色光ＲSは、ここで画素毎に変調さ
れ、正規光である赤色光ＲP（ＯＮ光）及び不要光であ
る赤色光ＲS（ＯＦＦ光）として、第１の偏光ビームス
プリッター９へと射出する。第１の反射型液晶表示素子
１１に入射した、不要光である青色光ＢP及びＢSも、同
様にして第１の偏光ビームスプリッター９へと射出す
る。
た、正規光である赤色光ＲSは、ここで画素毎に変調さ
れ、正規光である赤色光ＲP（ＯＮ光）及び不要光であ
る赤色光ＲS（ＯＦＦ光）として、第１の偏光ビームス
プリッター９へと射出する。第１の反射型液晶表示素子
１１に入射した、不要光である青色光ＢP及びＢSも、同
様にして第１の偏光ビームスプリッター９へと射出す
る。
【００６５】また、第３の反射型液晶表示素子１３に入
射した、正規光である青色光ＢPは、ここで画素毎に変
調され、正規光である青色光ＢS（ＯＮ光）及び不要光
である青色光ＢP（ＯＦＦ光）として、第１の偏光ビー
ムスプリッター９へと射出する。一方、第２の反射型液
晶表示素子１２に入射した、正規光である緑色光Ｇ
Pは、ここで画素毎に変調され、正規光である緑色光ＧS
（ＯＮ光）及び不要光である緑色光ＧP（ＯＦＦ光）と
して、第２の偏光ビームスプリッター１０へと射出す
る。
射した、正規光である青色光ＢPは、ここで画素毎に変
調され、正規光である青色光ＢS（ＯＮ光）及び不要光
である青色光ＢP（ＯＦＦ光）として、第１の偏光ビー
ムスプリッター９へと射出する。一方、第２の反射型液
晶表示素子１２に入射した、正規光である緑色光Ｇ
Pは、ここで画素毎に変調され、正規光である緑色光ＧS
（ＯＮ光）及び不要光である緑色光ＧP（ＯＦＦ光）と
して、第２の偏光ビームスプリッター１０へと射出す
る。
【００６６】第１の反射型液晶表示素子１１から第１の
偏光ビームスプリッター９に入射した光の内、不要光で
ある赤色光ＲS及び青色光ＢSはここでカットされ、正規
光である赤色光ＲP及び不要光である青色光ＢPのみここ
を透過して、合成偏光ビームスプリッター１４へと向か
う。また、第３の反射型液晶表示素子１３から第１の偏
光ビームスプリッター９に入射した、正規光である青色
光ＢS及び不要光である青色光ＢPは、ここで反射されて
合成偏光ビームスプリッター１４へと向かう。
偏光ビームスプリッター９に入射した光の内、不要光で
ある赤色光ＲS及び青色光ＢSはここでカットされ、正規
光である赤色光ＲP及び不要光である青色光ＢPのみここ
を透過して、合成偏光ビームスプリッター１４へと向か
う。また、第３の反射型液晶表示素子１３から第１の偏
光ビームスプリッター９に入射した、正規光である青色
光ＢS及び不要光である青色光ＢPは、ここで反射されて
合成偏光ビームスプリッター１４へと向かう。
【００６７】一方、第２の反射型液晶表示素子１２から
第２の偏光ビームスプリッター１０に入射した光は、正
規光である緑色光ＧS及び不要光である緑色光ＧP共にこ
こで反射される。合成偏光ビームスプリッター１４へと
向かう。そして、不要光である緑色光ＧPは偏光板３７
でカットされ、正規光である緑色光ＧSのみ合成偏光ビ
ームスプリッター１４に入射する。
第２の偏光ビームスプリッター１０に入射した光は、正
規光である緑色光ＧS及び不要光である緑色光ＧP共にこ
こで反射される。合成偏光ビームスプリッター１４へと
向かう。そして、不要光である緑色光ＧPは偏光板３７
でカットされ、正規光である緑色光ＧSのみ合成偏光ビ
ームスプリッター１４に入射する。
【００６８】第１の偏光ビームスプリッター９からの正
規光である赤色光ＲP，青色光ＢS，及び不要光である青
色光ＢPは、位相板７を透過して偏光変換され、それぞ
れ正規光である赤色光ＲS，青色光ＢP，及び不要光であ
る青色光ＢSとして、合成偏光ビームスプリッター１４
に入射する。最後に、合成偏光ビームスプリッター１４
に入射した光の内、不要光である青色光ＢSはここでカ
ットされ、正規光である赤色光ＲS，青色光ＢPはここを
透過し、正規光である緑色光ＧSはここで反射され、こ
れら３色が合成されて、投影光学系２８へと射出する。
規光である赤色光ＲP，青色光ＢS，及び不要光である青
色光ＢPは、位相板７を透過して偏光変換され、それぞ
れ正規光である赤色光ＲS，青色光ＢP，及び不要光であ
る青色光ＢSとして、合成偏光ビームスプリッター１４
に入射する。最後に、合成偏光ビームスプリッター１４
に入射した光の内、不要光である青色光ＢSはここでカ
ットされ、正規光である赤色光ＲS，青色光ＢPはここを
透過し、正規光である緑色光ＧSはここで反射され、こ
れら３色が合成されて、投影光学系２８へと射出する。
【００６９】図１３は、本発明のプロジェクション光学
系の第３の実施形態を示す図である。ここでは第１の色
分離ミラー１は上記第１の実施形態と同じくYellow反射
ダイクロイックミラーとなっているが、配置が異なって
いる。そして、第１の色分離ミラー１で反射された赤色
光ＲS，緑色光ＧSは直接に第２の色分離ミラー２へと向
かい、第１の色分離ミラー１を透過した青色光ＢSはリ
レー光学系Ｌを通過した後、第２の色分離ミラー２へと
向かう構成となっている。
系の第３の実施形態を示す図である。ここでは第１の色
分離ミラー１は上記第１の実施形態と同じくYellow反射
ダイクロイックミラーとなっているが、配置が異なって
いる。そして、第１の色分離ミラー１で反射された赤色
光ＲS，緑色光ＧSは直接に第２の色分離ミラー２へと向
かい、第１の色分離ミラー１を透過した青色光ＢSはリ
レー光学系Ｌを通過した後、第２の色分離ミラー２へと
向かう構成となっている。
【００７０】また、本実施形態では、位相板７として波
長選択性位相板を用いている。これは、ここを透過した
青色光ＢSは変更変換されて青色光ＢPとなるが、赤色光
ＲPはそのまま透過するという特性を持つものである。
これにより、赤色光Ｒ及び青色光ＢはＰ偏光に揃えら
れ、一方、緑色光ＧはＳ偏光であり、これらが入射する
合成偏光ビームスプリッターがダイクロイック特性を有
する必要はなくなる。従って、ここでは上記合成偏光ビ
ームスプリッター１４の代わりに、通常のＰＢＳ特性を
持つ合成偏光ビームスプリッター３６を配置している。
このような構成は、上記各実施形態においても用いるこ
とができる。
長選択性位相板を用いている。これは、ここを透過した
青色光ＢSは変更変換されて青色光ＢPとなるが、赤色光
ＲPはそのまま透過するという特性を持つものである。
これにより、赤色光Ｒ及び青色光ＢはＰ偏光に揃えら
れ、一方、緑色光ＧはＳ偏光であり、これらが入射する
合成偏光ビームスプリッターがダイクロイック特性を有
する必要はなくなる。従って、ここでは上記合成偏光ビ
ームスプリッター１４の代わりに、通常のＰＢＳ特性を
持つ合成偏光ビームスプリッター３６を配置している。
このような構成は、上記各実施形態においても用いるこ
とができる。
【００７１】なお、上述した各実施形態では、赤色光Ｒ
と青色光Ｒを入れ替えた構成としても良い。その他、各
反射型液晶表示素子の前に配置した、コントラスト補正
用位相板（１／４波長板）は、ガラス板に貼り付け回転
させることでコントラストを補正する。基本的には、遅
相軸をＰ偏光面或いはＳ偏光面に一致させるが、組立誤
差によるコントラスト低下をこの位相板で補正する。
と青色光Ｒを入れ替えた構成としても良い。その他、各
反射型液晶表示素子の前に配置した、コントラスト補正
用位相板（１／４波長板）は、ガラス板に貼り付け回転
させることでコントラストを補正する。基本的には、遅
相軸をＰ偏光面或いはＳ偏光面に一致させるが、組立誤
差によるコントラスト低下をこの位相板で補正する。
【００７２】また、超高解像度の反射型液晶表示素子を
使う場合、投影レンズにおけるＲ，Ｇ，Ｂ各色の倍率色
収差による色ずれが問題になる。そこで、コントラスト
補正用位相板を貼り付けたガラス板を、Ｒ，Ｇ，Ｂで各
々異なる若干のパワーを有する緩いレンズとすること
で、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の倍率色収差を少なくすることがで
きる。
使う場合、投影レンズにおけるＲ，Ｇ，Ｂ各色の倍率色
収差による色ずれが問題になる。そこで、コントラスト
補正用位相板を貼り付けたガラス板を、Ｒ，Ｇ，Ｂで各
々異なる若干のパワーを有する緩いレンズとすること
で、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の倍率色収差を少なくすることがで
きる。
【００７３】また、広角系の投影レンズでは、赤色光
Ｒ，青色光Ｂの倍率色収差は少ないが、緑色光Ｇに対す
る赤色光Ｒ，青色光Ｂの倍率色収差が大きい。そこで、
第１の偏光ビームスプリッターと合成偏光ビームスプリ
ッターの間の偏光面反転用位相板、或いは第２の偏光ビ
ームスプリッターと合成偏光ビームスプリッターの間の
偏光面反転用位相板や偏光板をガラス板上に保持し、保
持するガラス板に極めて緩い曲率を付けることで、緑色
光Ｇに対する赤色光Ｒ，青色光Ｂの倍率色収差を補正す
ることもできる。
Ｒ，青色光Ｂの倍率色収差は少ないが、緑色光Ｇに対す
る赤色光Ｒ，青色光Ｂの倍率色収差が大きい。そこで、
第１の偏光ビームスプリッターと合成偏光ビームスプリ
ッターの間の偏光面反転用位相板、或いは第２の偏光ビ
ームスプリッターと合成偏光ビームスプリッターの間の
偏光面反転用位相板や偏光板をガラス板上に保持し、保
持するガラス板に極めて緩い曲率を付けることで、緑色
光Ｇに対する赤色光Ｒ，青色光Ｂの倍率色収差を補正す
ることもできる。
【００７４】もちろん、偏光ビームスプリッターの入射
出面を極めて緩い曲面としても良い。このような、倍率
色収差補正のための曲率半径は、１０００ｍｍ〜数万ｍ
ｍオーダーの、極めて緩いものである。
出面を極めて緩い曲面としても良い。このような、倍率
色収差補正のための曲率半径は、１０００ｍｍ〜数万ｍ
ｍオーダーの、極めて緩いものである。
【００７５】また、上述した具体的実施形態には、以下
の構成を有する発明が含まれている。 （１）ほぼ偏光された照明光について、第１の波長域の
光及び第２の波長域の光と、第３の波長域の光の、一方
を反射し他方を透過させて分離する第１の色分離ミラー
と、前記第１の波長域の光及び第２の波長域の光、或い
は前記第３の波長域の光を透過させて偏光方向を回転さ
せる１／２波長板と、前記第１の波長域の光を透過さ
せ、前記第２の波長域の光及び第３の波長域の光を反射
して、該第１の波長域の光と第３の波長域の光とを合成
し、且つ該第２の波長域の光を分離する第２の色分離ミ
ラーと、前記第１の波長域の光及び第３の波長域の光が
照明光として入射する第１の偏光ビームスプリッター
と、前記第２の波長域の光が照明光として入射する第２
の偏光ビームスプリッターと、を有し、前記第１の偏光
ビームスプリッターは、前記第１及び第３の波長域の照
明光のうち、一方を反射して他方を透過させ、それぞれ
第１及び第３の反射型液晶表示素子を照明し、前記第２
の偏光ビームスプリッターは、前記第２の波長域の照明
光を反射或いは透過させ、第２の反射型液晶表示素子を
照明するプロジェクション光学系であって、前記第１及
び第３の反射型液晶表示素子からの投影光と前記第２の
反射型液晶表示素子からの投影光を合成する合成偏光ビ
ームスプリッターを備えたことを特徴とするプロジェク
ション光学系。 （２）ほぼ偏光された照明光について、第１の波長域の
光及び第２の波長域の光と、第３の波長域の光の、一方
を反射し他方を透過させて分離する第１の色分離ミラー
と、前記第１の波長域の光及び第２の波長域の光、或い
は前記第３の波長域の光を透過させて偏光方向を回転さ
せる１／２波長板と、前記第１の波長域の光を透過させ
或いは反射し、前記第２の波長域の光及び第３の波長域
の光を反射し或いは透過させて、該第１の波長域の光と
第３の波長域の光とを合成し、且つ該第２の波長域の光
を分離する第２の色分離ミラーと、前記第１の波長域の
光及び第３の波長域の光が照明光として入射する第１の
偏光ビームスプリッターと、前記第２の波長域の光が照
明光として入射する第２の偏光ビームスプリッターと、
を有し、前記第１の偏光ビームスプリッターは、前記第
１及び第３の波長域の照明光のうち、一方を反射して他
方を透過させ、それぞれ第１及び第３の反射型液晶表示
素子を照明し、前記第２の偏光ビームスプリッターは、
前記第２の波長域の照明光を反射或いは透過させ、第２
の反射型液晶表示素子を照明するプロジェクション光学
系であって、前記第１及び第３の反射型液晶表示素子か
らの投影光と前記第２の反射型液晶表示素子からの投影
光を合成する合成偏光ビームスプリッターを備えたプロ
ジェクション光学系において、前記第１の波長域の光及
び第３の波長域の光が前記第１の偏光ビームスプリッタ
ーに入射する直前の位置に、前記第２の波長域の光をカ
ットするトリミングフィルターを配置したことを特徴と
するプロジェクション光学系。 （３）ほぼ偏光された照明光について、第１の波長域の
光及び第２の波長域の光と、第３の波長域の光の、一方
を反射し他方を透過させて分離する第１の色分離ミラー
と、前記第１の波長域の光及び第２の波長域の光、或い
は前記第３の波長域の光を透過させて偏光方向を回転さ
せる１／２波長板と、前記第１の波長域の光を透過させ
或いは反射し、前記第２の波長域の光及び第３の波長域
の光を反射し或いは透過させて、該第１の波長域の光と
第３の波長域の光とを合成し、且つ該第２の波長域の光
を分離する第２の色分離ミラーと、前記第１の波長域の
光及び第３の波長域の光が照明光として入射する第１の
偏光ビームスプリッターと、前記第２の波長域の光が照
明光として入射する第２の偏光ビームスプリッターと、
を有し、前記第１の偏光ビームスプリッターは、前記第
１及び第３の波長域の照明光のうち、一方を反射して他
方を透過させ、それぞれ第１及び第３の反射型液晶表示
素子を照明し、前記第２の偏光ビームスプリッターは、
前記第２の波長域の照明光を反射或いは透過させ、第２
の反射型液晶表示素子を照明するプロジェクション光学
系であって、前記第１及び第３の反射型液晶表示素子か
らの投影光と前記第２の反射型液晶表示素子からの投影
光を合成する合成偏光ビームスプリッターを備えたプロ
ジェクション光学系において、前記第２の色分離ミラー
と、前記第１の偏光ビームスプリッター或いは第２の偏
光ビームスプリッターとの間に、遅相軸が軸上主光線に
おいて色分離ミラーのＳ方向或いはＰ方向と一致する位
相板を配置したことを特徴とするプロジェクション光学
系。 （４）ほぼ偏光された照明光について、第１の波長域の
光及び第２の波長域の光と、第３の波長域の光の、一方
を反射し他方を透過させて分離する第１の色分離ミラー
と、前記第１の波長域の光及び第２の波長域の光、或い
は前記第３の波長域の光を透過させて偏光方向を回転さ
せる１／２波長板と、前記第１の波長域の光を透過させ
或いは反射し、前記第２の波長域の光及び第３の波長域
の光を反射し或いは透過させて、該第１の波長域の光と
第３の波長域の光とを合成し、且つ該第２の波長域の光
を分離する第２の色分離ミラーと、前記第１の波長域の
光及び第３の波長域の光が照明光として入射する第１の
偏光ビームスプリッターと、前記第２の波長域の光が照
明光として入射する第２の偏光ビームスプリッターと、
を有し、前記第１の偏光ビームスプリッターは、前記第
１及び第３の波長域の照明光のうち、一方を反射して他
方を透過させ、それぞれ第１及び第３の反射型液晶表示
素子を照明し、前記第２の偏光ビームスプリッターは、
前記第２の波長域の照明光を反射或いは透過させ、第２
の反射型液晶表示素子を照明するプロジェクション光学
系であって、前記第１及び第３の反射型液晶表示素子か
らの投影光と前記第２の反射型液晶表示素子からの投影
光を合成する合成偏光ビームスプリッターを備えたプロ
ジェクション光学系において、前記第１の色分離ミラー
と第２の色分離ミラーとの間の光路中に、前記反射型液
晶表示素子を略テレセントリックで照明するためのコン
デンサーレンズを配置したことを特徴とするプロジェク
ション光学系。 （５）前記第３の波長域の光の光路中には偏光板を配置
しないことを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれか
に記載のプロジェクション光学系。 （６）前記第１の波長域の光及び第２の波長域の光の光
路中に、該第１の波長域の光と第２の波長域の光の間の
狭い波長域をカットする狭帯域バンドカットフィルター
を配置したことを特徴とする前記（１）〜（５）のいず
れかに記載のプロジェクション光学系。 （７）前記合成偏光ビームスプリッターは、前記第１の
波長域の光は透過させ、前記第２の波長域の光を反射す
るダイクロイック特性と、前記第３の波長域の光に対し
てＰ偏光は透過させ、Ｓ偏光は完全反射するＰＢＳ特性
とを備えたことを特徴とする前記（１）〜（６）のいず
れかに記載のプロジェクション光学系。 （８）前記合成偏光ビームスプリッターと、前記第１或
いは第２の偏光ビームスプリッターとを、ガラス材同士
で接着して固定することを特徴とする前記（１）〜
（７）のいずれかに記載のプロジェクション光学系。 （９）前記第１及び第２の偏光ビームスプリッターに、
光弾性比率１．０×１０-12（１／Ｐａ）以下のガラス
材を用い、前記合成偏光ビームスプリッターに、光弾性
比率１．０×１０-12（１／Ｐａ）以上のガラス材を用
いたことを特徴とする前記（１）〜（８）のいずれかに
記載のプロジェクション光学系。
の構成を有する発明が含まれている。 （１）ほぼ偏光された照明光について、第１の波長域の
光及び第２の波長域の光と、第３の波長域の光の、一方
を反射し他方を透過させて分離する第１の色分離ミラー
と、前記第１の波長域の光及び第２の波長域の光、或い
は前記第３の波長域の光を透過させて偏光方向を回転さ
せる１／２波長板と、前記第１の波長域の光を透過さ
せ、前記第２の波長域の光及び第３の波長域の光を反射
して、該第１の波長域の光と第３の波長域の光とを合成
し、且つ該第２の波長域の光を分離する第２の色分離ミ
ラーと、前記第１の波長域の光及び第３の波長域の光が
照明光として入射する第１の偏光ビームスプリッター
と、前記第２の波長域の光が照明光として入射する第２
の偏光ビームスプリッターと、を有し、前記第１の偏光
ビームスプリッターは、前記第１及び第３の波長域の照
明光のうち、一方を反射して他方を透過させ、それぞれ
第１及び第３の反射型液晶表示素子を照明し、前記第２
の偏光ビームスプリッターは、前記第２の波長域の照明
光を反射或いは透過させ、第２の反射型液晶表示素子を
照明するプロジェクション光学系であって、前記第１及
び第３の反射型液晶表示素子からの投影光と前記第２の
反射型液晶表示素子からの投影光を合成する合成偏光ビ
ームスプリッターを備えたことを特徴とするプロジェク
ション光学系。 （２）ほぼ偏光された照明光について、第１の波長域の
光及び第２の波長域の光と、第３の波長域の光の、一方
を反射し他方を透過させて分離する第１の色分離ミラー
と、前記第１の波長域の光及び第２の波長域の光、或い
は前記第３の波長域の光を透過させて偏光方向を回転さ
せる１／２波長板と、前記第１の波長域の光を透過させ
或いは反射し、前記第２の波長域の光及び第３の波長域
の光を反射し或いは透過させて、該第１の波長域の光と
第３の波長域の光とを合成し、且つ該第２の波長域の光
を分離する第２の色分離ミラーと、前記第１の波長域の
光及び第３の波長域の光が照明光として入射する第１の
偏光ビームスプリッターと、前記第２の波長域の光が照
明光として入射する第２の偏光ビームスプリッターと、
を有し、前記第１の偏光ビームスプリッターは、前記第
１及び第３の波長域の照明光のうち、一方を反射して他
方を透過させ、それぞれ第１及び第３の反射型液晶表示
素子を照明し、前記第２の偏光ビームスプリッターは、
前記第２の波長域の照明光を反射或いは透過させ、第２
の反射型液晶表示素子を照明するプロジェクション光学
系であって、前記第１及び第３の反射型液晶表示素子か
らの投影光と前記第２の反射型液晶表示素子からの投影
光を合成する合成偏光ビームスプリッターを備えたプロ
ジェクション光学系において、前記第１の波長域の光及
び第３の波長域の光が前記第１の偏光ビームスプリッタ
ーに入射する直前の位置に、前記第２の波長域の光をカ
ットするトリミングフィルターを配置したことを特徴と
するプロジェクション光学系。 （３）ほぼ偏光された照明光について、第１の波長域の
光及び第２の波長域の光と、第３の波長域の光の、一方
を反射し他方を透過させて分離する第１の色分離ミラー
と、前記第１の波長域の光及び第２の波長域の光、或い
は前記第３の波長域の光を透過させて偏光方向を回転さ
せる１／２波長板と、前記第１の波長域の光を透過させ
或いは反射し、前記第２の波長域の光及び第３の波長域
の光を反射し或いは透過させて、該第１の波長域の光と
第３の波長域の光とを合成し、且つ該第２の波長域の光
を分離する第２の色分離ミラーと、前記第１の波長域の
光及び第３の波長域の光が照明光として入射する第１の
偏光ビームスプリッターと、前記第２の波長域の光が照
明光として入射する第２の偏光ビームスプリッターと、
を有し、前記第１の偏光ビームスプリッターは、前記第
１及び第３の波長域の照明光のうち、一方を反射して他
方を透過させ、それぞれ第１及び第３の反射型液晶表示
素子を照明し、前記第２の偏光ビームスプリッターは、
前記第２の波長域の照明光を反射或いは透過させ、第２
の反射型液晶表示素子を照明するプロジェクション光学
系であって、前記第１及び第３の反射型液晶表示素子か
らの投影光と前記第２の反射型液晶表示素子からの投影
光を合成する合成偏光ビームスプリッターを備えたプロ
ジェクション光学系において、前記第２の色分離ミラー
と、前記第１の偏光ビームスプリッター或いは第２の偏
光ビームスプリッターとの間に、遅相軸が軸上主光線に
おいて色分離ミラーのＳ方向或いはＰ方向と一致する位
相板を配置したことを特徴とするプロジェクション光学
系。 （４）ほぼ偏光された照明光について、第１の波長域の
光及び第２の波長域の光と、第３の波長域の光の、一方
を反射し他方を透過させて分離する第１の色分離ミラー
と、前記第１の波長域の光及び第２の波長域の光、或い
は前記第３の波長域の光を透過させて偏光方向を回転さ
せる１／２波長板と、前記第１の波長域の光を透過させ
或いは反射し、前記第２の波長域の光及び第３の波長域
の光を反射し或いは透過させて、該第１の波長域の光と
第３の波長域の光とを合成し、且つ該第２の波長域の光
を分離する第２の色分離ミラーと、前記第１の波長域の
光及び第３の波長域の光が照明光として入射する第１の
偏光ビームスプリッターと、前記第２の波長域の光が照
明光として入射する第２の偏光ビームスプリッターと、
を有し、前記第１の偏光ビームスプリッターは、前記第
１及び第３の波長域の照明光のうち、一方を反射して他
方を透過させ、それぞれ第１及び第３の反射型液晶表示
素子を照明し、前記第２の偏光ビームスプリッターは、
前記第２の波長域の照明光を反射或いは透過させ、第２
の反射型液晶表示素子を照明するプロジェクション光学
系であって、前記第１及び第３の反射型液晶表示素子か
らの投影光と前記第２の反射型液晶表示素子からの投影
光を合成する合成偏光ビームスプリッターを備えたプロ
ジェクション光学系において、前記第１の色分離ミラー
と第２の色分離ミラーとの間の光路中に、前記反射型液
晶表示素子を略テレセントリックで照明するためのコン
デンサーレンズを配置したことを特徴とするプロジェク
ション光学系。 （５）前記第３の波長域の光の光路中には偏光板を配置
しないことを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれか
に記載のプロジェクション光学系。 （６）前記第１の波長域の光及び第２の波長域の光の光
路中に、該第１の波長域の光と第２の波長域の光の間の
狭い波長域をカットする狭帯域バンドカットフィルター
を配置したことを特徴とする前記（１）〜（５）のいず
れかに記載のプロジェクション光学系。 （７）前記合成偏光ビームスプリッターは、前記第１の
波長域の光は透過させ、前記第２の波長域の光を反射す
るダイクロイック特性と、前記第３の波長域の光に対し
てＰ偏光は透過させ、Ｓ偏光は完全反射するＰＢＳ特性
とを備えたことを特徴とする前記（１）〜（６）のいず
れかに記載のプロジェクション光学系。 （８）前記合成偏光ビームスプリッターと、前記第１或
いは第２の偏光ビームスプリッターとを、ガラス材同士
で接着して固定することを特徴とする前記（１）〜
（７）のいずれかに記載のプロジェクション光学系。 （９）前記第１及び第２の偏光ビームスプリッターに、
光弾性比率１．０×１０-12（１／Ｐａ）以下のガラス
材を用い、前記合成偏光ビームスプリッターに、光弾性
比率１．０×１０-12（１／Ｐａ）以上のガラス材を用
いたことを特徴とする前記（１）〜（８）のいずれかに
記載のプロジェクション光学系。
【００７６】また、特許請求の範囲で言う第１の波長域
の光，第２の波長域の光，及び第３の波長域の光は、上
記第１の実施形態及び第３の実施形態におけるそれぞれ
赤色光Ｒ，緑色光Ｇ，及び青色光Ｂに対応し、また、上
記第２の実施形態におけるそれぞれ青色光Ｂ，緑色光
Ｇ，及び赤色光Ｒに対応している。
の光，第２の波長域の光，及び第３の波長域の光は、上
記第１の実施形態及び第３の実施形態におけるそれぞれ
赤色光Ｒ，緑色光Ｇ，及び青色光Ｂに対応し、また、上
記第２の実施形態におけるそれぞれ青色光Ｂ，緑色光
Ｇ，及び赤色光Ｒに対応している。
【００７７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
簡単な構成で、コントラストが高くて美しい画像を得る
ことができ、しかもコンパクトで効率の良いプロジェク
ション光学系を低コストで提供することができる。
簡単な構成で、コントラストが高くて美しい画像を得る
ことができ、しかもコンパクトで効率の良いプロジェク
ション光学系を低コストで提供することができる。
【図１】本発明のプロジェクション光学系に係る色分離
・合成光学系の基本的な構成を模式的に示す図。
・合成光学系の基本的な構成を模式的に示す図。
【図２】本発明のプロジェクション光学系の第１の実施
形態を示す図。
形態を示す図。
【図３】本実施形態における色分離・合成光学系の主要
部拡大図。
部拡大図。
【図４】トリミングフィルターの特性を示すグラフ。
【図５】狭帯域バンドカットミラーの特性を示すグラ
フ。
フ。
【図６】合成偏光ビームスプリッターの特性を示すグラ
フ。
フ。
【図７】第２の色分離ミラーによる偏光乱れを補正した
効果を示すグラフ。
効果を示すグラフ。
【図８】偏光ビームスプリッターの接着構成を模式的に
示す側面図。
示す側面図。
【図９】偏光ビームスプリッターの接着構成の一部分を
示す斜視図。
示す斜視図。
【図１０】偏光ビームスプリッター及びその付近の構成
を示す平面図。
を示す平面図。
【図１１】本発明のプロジェクション光学系の第２の実
施形態を示す図。
施形態を示す図。
【図１２】本実施形態における色分離・合成光学系の主
要部拡大図。
要部拡大図。
【図１３】本発明のプロジェクション光学系の第３の実
施形態を示す図。
施形態を示す図。
１ 第１の色分離ミラー
２ 第２の色分離ミラー
３，４ 折り曲げミラー
５ 偏光板
６，７，８ 位相板
９ 第１の偏光ビームスプリッター
１０ 第２の偏光ビームスプリッター
１１ 第１の反射型液晶表示素子
１２ 第２の反射型液晶表示素子
１３ 第３の反射型液晶表示素子
１４ 合成偏光ビームスプリッター
１５ 光源
１６ リフレクター
１７ 第１のレンズアレイ
１８ 折り曲げミラー
１９ 第２のレンズアレイ
２０ ＰＢＳアレイ
２１ 位相板
２２ 重ね合わせレンズ
２３ 第１のコンデンサーレンズ
２４ 第２のコンデンサーレンズ
２５，２６，２７ １／４波長板
２８ 投影光学系
２９ ダイクロイック補正位相板
３０ ダイクロイック補正位相板
３１ トリミングフィルター
３２ ガラスブロック
３３ ブラケット
３４ ベース板
３５ ピン
３６ 合成偏光ビームスプリッター
３７ 偏光板
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ０３Ｂ 33/12 Ｇ０３Ｂ 33/12
Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ａ
(72)発明者 田口 智一
大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪
国際ビル ミノルタ株式会社内
Ｆターム(参考） 2H088 EA14 EA15 EA16 HA15 HA17
HA18 HA20 HA21 MA02 MA06
2H091 FA10X FA11X FA14X FA26X
LA03 LA17 MA07
2H099 AA12 BA09 BA17 CA01 CA08
5C058 AA06 BA08 DA03 EA12 EA13
EA26
Claims (4)
- 【請求項１】 ほぼ偏光された照明光について、第１の
波長域の光及び第２の波長域の光と、第３の波長域の光
の、一方を反射し他方を透過させて分離する第１の色分
離ミラーと、 前記第１の波長域の光及び第２の波長域の光、或いは前
記第３の波長域の光を透過させて偏光方向を回転させる
１／２波長板と、 前記第１の波長域の光を透過させ、前記第２の波長域の
光及び第３の波長域の光を反射して、該第１の波長域の
光と第３の波長域の光とを合成し、且つ該第２の波長域
の光を分離する第２の色分離ミラーと、 前記第１の波長域の光及び第３の波長域の光が照明光と
して入射する第１の偏光ビームスプリッターと、 前記第２の波長域の光が照明光として入射する第２の偏
光ビームスプリッターと、を有し、 前記第１の偏光ビームスプリッターは、前記第１及び第
３の波長域の照明光のうち、一方を反射して他方を透過
させ、それぞれ第１及び第３の反射型液晶表示素子を照
明し、 前記第２の偏光ビームスプリッターは、前記第２の波長
域の照明光を反射或いは透過させ、第２の反射型液晶表
示素子を照明するプロジェクション光学系であって、 前記第１及び第３の反射型液晶表示素子からの投影光と
前記第２の反射型液晶表示素子からの投影光を合成する
合成偏光ビームスプリッターを備えたことを特徴とする
プロジェクション光学系。 - 【請求項２】 ほぼ偏光された照明光について、第１の
波長域の光及び第２の波長域の光と、第３の波長域の光
の、一方を反射し他方を透過させて分離する第１の色分
離ミラーと、 前記第１の波長域の光及び第２の波長域の光、或いは前
記第３の波長域の光を透過させて偏光方向を回転させる
１／２波長板と、 前記第１の波長域の光を透過させ或いは反射し、前記第
２の波長域の光及び第３の波長域の光を反射し或いは透
過させて、該第１の波長域の光と第３の波長域の光とを
合成し、且つ該第２の波長域の光を分離する第２の色分
離ミラーと、 前記第１の波長域の光及び第３の波長域の光が照明光と
して入射する第１の偏光ビームスプリッターと、 前記第２の波長域の光が照明光として入射する第２の偏
光ビームスプリッターと、を有し、 前記第１の偏光ビームスプリッターは、前記第１及び第
３の波長域の照明光のうち、一方を反射して他方を透過
させ、それぞれ第１及び第３の反射型液晶表示素子を照
明し、 前記第２の偏光ビームスプリッターは、前記第２の波長
域の照明光を反射或いは透過させ、第２の反射型液晶表
示素子を照明するプロジェクション光学系であって、 前記第１及び第３の反射型液晶表示素子からの投影光と
前記第２の反射型液晶表示素子からの投影光を合成する
合成偏光ビームスプリッターを備えたプロジェクション
光学系において、 前記第１の波長域の光及び第３の波長域の光が前記第１
の偏光ビームスプリッターに入射する直前の位置に、前
記第２の波長域の光をカットするトリミングフィルター
を配置したことを特徴とするプロジェクション光学系。 - 【請求項３】 ほぼ偏光された照明光について、第１の
波長域の光及び第２の波長域の光と、第３の波長域の光
の、一方を反射し他方を透過させて分離する第１の色分
離ミラーと、 前記第１の波長域の光及び第２の波長域の光、或いは前
記第３の波長域の光を透過させて偏光方向を回転させる
１／２波長板と、 前記第１の波長域の光を透過させ或いは反射し、前記第
２の波長域の光及び第３の波長域の光を反射し或いは透
過させて、該第１の波長域の光と第３の波長域の光とを
合成し、且つ該第２の波長域の光を分離する第２の色分
離ミラーと、 前記第１の波長域の光及び第３の波長域の光が照明光と
して入射する第１の偏光ビームスプリッターと、 前記第２の波長域の光が照明光として入射する第２の偏
光ビームスプリッターと、を有し、 前記第１の偏光ビームスプリッターは、前記第１及び第
３の波長域の照明光のうち、一方を反射して他方を透過
させ、それぞれ第１及び第３の反射型液晶表示素子を照
明し、 前記第２の偏光ビームスプリッターは、前記第２の波長
域の照明光を反射或いは透過させ、第２の反射型液晶表
示素子を照明するプロジェクション光学系であって、 前記第１及び第３の反射型液晶表示素子からの投影光と
前記第２の反射型液晶表示素子からの投影光を合成する
合成偏光ビームスプリッターを備えたプロジェクション
光学系において、 前記第２の色分離ミラーと、前記第１の偏光ビームスプ
リッター或いは第２の偏光ビームスプリッターとの間
に、遅相軸が軸上主光線において色分離ミラーのＳ方向
或いはＰ方向と一致する位相板を配置したことを特徴と
するプロジェクション光学系。 - 【請求項４】 ほぼ偏光された照明光について、第１の
波長域の光及び第２の波長域の光と、第３の波長域の光
の、一方を反射し他方を透過させて分離する第１の色分
離ミラーと、 前記第１の波長域の光及び第２の波長域の光、或いは前
記第３の波長域の光を透過させて偏光方向を回転させる
１／２波長板と、 前記第１の波長域の光を透過させ或いは反射し、前記第
２の波長域の光及び第３の波長域の光を反射し或いは透
過させて、該第１の波長域の光と第３の波長域の光とを
合成し、且つ該第２の波長域の光を分離する第２の色分
離ミラーと、 前記第１の波長域の光及び第３の波長域の光が照明光と
して入射する第１の偏光ビームスプリッターと、 前記第２の波長域の光が照明光として入射する第２の偏
光ビームスプリッターと、を有し、 前記第１の偏光ビームスプリッターは、前記第１及び第
３の波長域の照明光のうち、一方を反射して他方を透過
させ、それぞれ第１及び第３の反射型液晶表示素子を照
明し、 前記第２の偏光ビームスプリッターは、前記第２の波長
域の照明光を反射或いは透過させ、第２の反射型液晶表
示素子を照明するプロジェクション光学系であって、 前記第１及び第３の反射型液晶表示素子からの投影光と
前記第２の反射型液晶表示素子からの投影光を合成する
合成偏光ビームスプリッターを備えたプロジェクション
光学系において、 前記第１の色分離ミラーと第２の色分離ミラーとの間の
光路中に、前記反射型液晶表示素子を略テレセントリッ
クで照明するためのコンデンサーレンズを配置したこと
を特徴とするプロジェクション光学系。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
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- 2003-01-30 US US10/354,304 patent/US6789902B2/en not_active Expired - Fee Related
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