JP2008116581A - クロスダイクロイックミラー、光学ユニットおよび投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】平板部同士の接合位置、機能層の位置、平板部の厚さ、平板部の屈性率などを最適化することにより、微視的な光強度分布のばらつきや損失を抑えることができるクロスダイクロイックミラー、光学ユニットおよび投射型表示装置を提供すること。
【解決手段】クロスダイクロイックプレート１は、厚さが等しい透光性材料からなる平板部１１〜１４がＸ字形状に配置されている。第１の平板部１１および第３の平板部１３において、第２の平板部１２が位置する側の面には第１の機能膜２１が形成され、第２の平板部１２および第４の平板部１４において、第３の平板部１３が位置する側の面には、別の第２の機能膜２２が形成されている。第１の平板部１１および第４の平板部１４は第１のＶ字部１５を構成し、第２の平板部１２および第３の平板部１３は第２のＶ字部１６を構成しており、Ｖ字部１５、１６の稜線１５０、１６０同士が線接触している。
【選択図】図２

Description

本発明は、Ｘ字形状に配置された４枚の平板部を備えたクロスダイクロイックミラー（以下、プリズムと明確に区別するために、クロスダイクロイックプレートと称する）、このクロスダイクロイックプレートを備えた光学ユニットおよび投射型表示装置に関するものである。

プロジェクタなどと称せられる投射型表示装置では、各色の光を各々、液晶ライトバルブなどにより光変調した後、ダイクロイックプリズムによって合成して拡大投射する構成が採用されている。しかしながら、投射型表示装置に対しては、軽量化および低コスト化が求められているため、ダイクロイックプリズムに代えて、Ｘ字形状に配置された４枚の平板部の各々に誘電体多層膜などからなる機能膜が形成されたクロスダイクロイックプレートの使用が検討されている。さらに、プリズムに対して機能膜を形成した場合、図１８（ｂ）に赤色光を選択的に反射する機能膜の例を示すように、入射角依存性が大きいのに対して、クロスダイクロイックプレートでは、図１８（ａ）に示すように、入射角依存性の小さな機能膜を形成することができる。

また、かかるクロスダイクロイックプレートでは、その構造上、平板部の厚さに起因する光損失や光強度分布のばらつきがあるとして、４枚の平板部の配置などに関する改良が提案されている（例えば、特許文献１、２、３参照）。
特開昭６３−２１７７８８号公報 特開平１−２１７３９１号公報 特開平５−３４１２５４号公報

しかしながら、上記特許文献の開示の構成などを採用した場合でも、図１９〜図２１を参照して以下に説明するように、光損失や光強度分布のばらつきを十分に解消できないという問題点がある。図１９〜図２１に示すクロスダイクロイックプレートではいずれも、透光性材料からなる第１の平板部１１、第２の平板部１２、第３の平板部１３および第４の平板部１４がＸ字形状を構成するようにこの順に配置されており、第１の平板部１１および第３の平板部１３において、第２の平板部１２が位置する側の面に所定の分光特性を示す第１の機能層２１が形成され、第２の平板部１２および第４の平板部１４において、第３の平板部１３が位置する側の面に第１の機能層２１と異なる分光特性を示す第２の機能層２２が形成されている。以下の説明では、第１の機能層２１は、赤色光（Ｒ）および緑色光（Ｇ）を透過し、青色光（Ｂ）を反射する一方、第２の機能層２２は、青色光（Ｂ）および緑色光（Ｇ）を透過し、赤色光（Ｒ）を反射するものとして説明する。また、平板部を構成する材料の屈折率は全て１．５２５であり、平板部の厚さが１ｍｍを超えるものとして光線を図示してある。また、光線は平板部に対して４５°の入射角で入射する平行光束として図示してある。

図１９〜図２１に示すクロスダイクロイックプレートのうち、図１９に示すクロスダイクロイックプレートでは、第１の平板部１１、第２の平板部１２、第３の平板部１３および第４の平板部１４が同一の厚さ寸法を有しており、第１の平板部１１と第３の平板部１３とは同一平面上に配置され、第２の平板部１２と第４の平板部１４とは同一平面上に配置された構造を有している。かかるクロスダイクロイックプレートにおいて、交差部１０付近に入射した光では、界面での屈折および平板部内の透過により、図１９（ａ）に緑色光の光線を矢印ＬＧで示すように、交差部１０付近から緑色光が出射されない領域ＧＸが発生し、その分、斜線を付した光が損失ＧＹとなる。また、図１９（ｂ）に青色光の光線を矢印ＬＢで示すように、交差部１０付近から青色光が出射されない領域ＢＸが発生し、その分、斜線を付した光が損失ＢＹとなる。

図２０に示すクロスダイクロイックプレートでは、第１の平板部１１、第２の平板部１２、第３の平板部１３および第４の平板部１４が同一の厚さ寸法を有しており、第１の平板部１３と第３の平板部１４とは同一平面上に配置されているのに対して、第２の平板部１２は第４の平板部１４に対して第３の平板部１３の側にずれている構造を有している。かかるクロスダイクロイックプレートにおいても、交差部１０付近に入射した光では、界面での屈折および平板部内の透過により、図２０（ａ）に緑色光の光線を矢印ＬＧで示すように、交差部付近から緑色光が出射されない領域ＧＸが発生し、その分、斜線を付した光が損失ＧＹとなる。また、図２０（ｂ）に青色光の光線を矢印ＬＢで示すように、交差部付近から青色光が出射されない領域ＢＸが発生し、その分、斜線を付した光が損失ＢＹとなる。なお、図２０（ｂ）には、赤色光の光線を矢印ＬＲで示してある。

図２１に示すクロスダイクロイックプレートでは、第１の平板部１１、第２の平板部１２、第３の平板部１３および第４の平板部１４が同一の厚さ寸法を有しており、第１の平板部１１、第２の平板部１２、第３の平板部１３および第４の平板部１４はいずれも、点対称に接合され、Ｘ字形状の接合面を構成している。かかるクロスダイクロイックプレートにおいても、交差部１０付近に入射した光では、界面での屈折および平板部内の透過により、図２１（ａ）に緑色光の光線を矢印ＬＧで示すように、交差部１０付近から緑色光が出射されない領域ＧＸが発生し、その分、斜線を付した光が損失ＧＹとなる。なお、図２１（ｂ）に青色光の光線を矢印ＬＢで示すように、交差部１０付近から青色光が出射されない領域ＢＸについては１本の線で表わされるだけである。なお、図２１（ｂ）には、赤色光の光線を矢印ＬＲで示し、損失となる部分に斜線を付してある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、平板部同士の接合位置、機能層の位置、平板部の厚さ、平板部の屈性率などを最適化することにより、微視的な光強度分布のばらつきや損失をさらに抑えることができるクロスダイクロイックプレート（クロスダイクロイックミラー）、光学ユニットおよび投射型表示装置を提供することにある。

また、本発明の課題は、平板部に対する支持構造を改良することにより、平板部同士の接合位置や平板部の厚さなどに対する設計の自由度を高めることのできるクロスダイクロイックプレート、光学ユニットおよび投射型表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の形態では、透光性材料からなる第１の平板部、第２の平板部、第３の平板部および第４の平板部がＸ字形状を構成するようにこの順に配置されたクロスダイクロイックミラーにおいて、前記第１の平板部および前記第３の平板部の前記第２の平板部が位置する側の面に所定の分光特性を示す第１の機能層が形成され、前記第２の平板部および前記第４の平板部の前記第３の平板部が位置する側の面に前記第１の機能層と異なる分光特性を示す第２の機能層が形成され、前記第１の平板部および前記第４の平板部は稜線を備えた第１のＶ字部を構成し、前記第２の平板部および前記第３の平板部は稜線を備えた第２のＶ字部を構成しており、前記第１のＶ字部および前記第２のＶ字部は稜線同士が線接触するように配置されていることを特徴とする。

本発明の第２の形態では、透光性材料からなる第１の平板部、第２の平板部、第３の平板部および第４の平板部がＸ字形状を構成するようにこの順に配置されたクロスダイクロイックミラーにおいて、前記第１の平板部および前記第３の平板部の前記第２の平板部が位置する側の面に所定の分光特性を示す第１の機能層が形成され、前記第２の平板部および前記第４の平板部の前記第３の平板部が位置する側の面に前記第１の機能層と異なる分光特性を示す第２の機能層が形成され、前記第１の平板部および前記第４の平板部は稜線を備えたＶ字部を構成し、当該Ｖ字部における前記第１の平板部の前記稜線側の端部に前記第２の平板部の側端面が接続され、前記Ｖ字部における前記第４の平板部の前記稜線側の端部に前記第３の平板部の側端面が接続され、前記第２の平板部および前記第３の平板部は、各々の厚さ寸法が前記第１の平板部および前記第４の平板部の厚さ寸法よりも薄いことを特徴とする。

この場合、前記第１の平板部と前記第２の平板部の側端面との間、および前記第４の平板部と前記第３の平板部の側端面との間に反射膜あるいはエアーギャップが配置されていることが好ましい。

本発明の第３の形態では、透光性材料からなる第１の平板部、第２の平板部、第３の平板部および第４の平板部がＸ字形状を構成するようにこの順に配置されたクロスダイクロイックミラーにおいて、前記第１の平板部および前記第３の平板部の前記第２の平板部が位置する側の面に所定の分光特性を示す第１の機能層が形成され、前記第２の平板部および前記第４の平板部の前記第３の平板部が位置する側の面に前記第１の機能層と異なる分光特性を示す第２の機能層が形成され、前記第２の平板部および前記第３の平板部は稜線を備えたＶ字部を構成し、当該Ｖ字部における前記第２の平板部の前記稜線側の端部に前記第１の平板部の側端面が接続され、前記Ｖ字部における前記第３の平板部の前記稜線側の端部に前記第４の平板部の側端面が接続され、前記第１の平板部および前記第４の平板部は、各々の厚さ寸法が前記第２の平板部および前記第３の平板部の厚さ寸法よりも薄いことを特徴とする。

本発明の第４の形態では、透光性材料からなる第１の平板部、第２の平板部、第３の平板部および第４の平板部がＸ字形状を構成するようにこの順に配置されたクロスダイクロイックミラーにおいて、前記第１の平板部および前記第３の平板部の前記第２の平板部が位置する側の面に所定の分光特性を示す第１の機能層が形成され、前記第２の平板部および前記第４の平板部の前記第３の平板部が位置する側の面に前記第１の機能層と異なる分光特性を示す第２の機能層が形成され、前記第１の平板部および前記第４の平板部は稜線を備えたＶ字部を構成し、当該Ｖ字部における前記第１の平板部の前記稜線側の端部に前記第２の平板部の側端面が接続され、前記Ｖ字部における前記第４の平板部の前記稜線側の端部に前記第３の平板部の側端面が接続され、前記第１の平板部と前記第２の平板部の側端面との間、および前記第４の平板部と前記第３の平板部の側端面との間に反射膜あるいはエアーギャップが配置されていることを特徴とする。

本発明の第５の形態では、透光性材料からなる第１の平板部、第２の平板部、第３の平板部および第４の平板部がＸ字形状を構成するようにこの順に配置されたクロスダイクロイックミラーにおいて、前記第１の平板部および前記第３の平板部の前記第２の平板部が位置する側の面に所定の分光特性を示す第１の機能層が形成され、前記第２の平板部および前記第４の平板部の前記第３の平板部が位置する側の面に前記第１の機能層と異なる分光特性を示す第２の機能層が形成され、前記第１の平板部、前記第２の平板部、前記第３の平板部および前記第４の平板部は厚さ寸法が等しく、前記第２の平板部は、前記第４の平板部に対して前記第３の平板部が位置する側に前記厚さ寸法未満の寸法だけずれており、前記第３の平板部は、前記第１の平板部に対して前記第２の平板部が位置する側に前記厚さ寸法未満の寸法だけずれていることを特徴とする。

本発明の第６の形態では、透光性材料からなる第１の平板部、第２の平板部、第３の平板部および第４の平板部がＸ字形状を構成するようにこの順に配置されたクロスダイクロイックミラーにおいて、前記第１の平板部および前記第３の平板部の前記第２の平板部が位置する側の面に所定の分光特性を示す第１の機能層が形成され、前記第２の平板部および前記第４の平板部の前記第３の平板部が位置する側の面に前記第１の機能層と異なる分光特性を示す第２の機能層が形成され、前記第１の平板部、前記第２の平板部、前記第３の平板部および前記第４の平板部は厚さ寸法が等しく、前記第１の平板部と前記第３の平板部は１枚の平板を構成するように同一面上に位置し、前記第２の平板部の側端面は、反射膜あるいはエアーギャップを介して前記平板に接続し、前記第２の平板部は、前記第４の平板部に対して前記第３の平板部が位置する側に前記厚さ寸法未満の寸法だけずれていることを特徴とする。

本発明の上記のいずれ形態でも、前記第１の平板部、前記第２の平板部、前記第３の平板部および前記第４の平板部の厚さ寸法がいずれも１ｍｍ以下であることが好ましい。

本発明の第７の形態では、透光性材料からなる第１の平板部、第２の平板部、第３の平板部および第４の平板部がＸ字形状を構成するようにこの順に配置されたクロスダイクロイックミラーにおいて、前記第１の平板部および前記第３の平板部の前記第２の平板部が位置する側の面に所定の分光特性を示す第１の機能層が形成され、前記第２の平板部および前記第４の平板部の前記第３の平板部が位置する側の面に前記第１の機能層と異なる分光特性を示す第２の機能層が形成され、前記第１の平板部、前記第２の平板部、前記第３の平板部および前記第４の平板部の厚さ寸法がいずれも１ｍｍ以下であることを特徴とする。

本発明の上記いずれの形態でも、前記第１の平板部および前記第４の平板部の屈折率と、前記第２の平板部および前記第３の平板部の屈折率とが相違している構成を採用してもよい。このように構成すると、平板部内での屈折方向を最適化することができる。

本発明において、前記第１の平板部、前記第２の平板部、前記第３の平板部および前記第４の平板部のうちの少なくとも１つの平板部は、交差部と反対側に位置する外側端面が遮光面になっていることが好ましい。このように構成すると、外側端面からの光の出射を防止できるので、迷光の発生を防止することができる。

本発明において、前記第１の平板部、前記第２の平板部、前記第３の平板部および前記第４の平板部のうち、隣接する少なくとも１組の平板部において、交差部と反対側に位置する外側端面が同一平面内に位置していることが好ましい。このように構成すると、クロスダイクロイックプレートを投射型表示装置などに搭載する際の位置決め精度を向上することができる。

本発明において、前記第１の平板部、前記第２の平板部、前記第３の平板部および前記第４の平板部は、交差部に直交する少なくとも一方の端面が同一平面内に位置していることが好ましい。このように構成すると、クロスダイクロイックプレートを投射型表示装置などに搭載する際の位置決め精度を向上することができる。

本発明において、前記第１の平板部、前記第２の平板部、前記第３の平板部および前記第４の平板部において交差部に直交する少なくとも一方の端部を保持する補強部材を備えていることが好ましい。

本発明において、前記第１の平板部、前記第２の平板部、前記第３の平板部および前記第４の平板部において交差部に直交する両端部を保持する補強部材を備えていることが好ましい。

本発明では、前記第１の平板部、前記第２の平板部、前記第３の平板部および前記第４の平板部において交差部に直交する少なくとも一方の端部が嵌る溝が形成された補強部材に備えていることが好ましい。

本発明において、前記第１の平板部、前記第２の平板部、前記第３の平板部および前記第４の平板部のうち、隣接する少なくとも１組の平板部の交差部に直交する一方の端部を保持する補強部材を備えていることが好ましい。

本発明において、前記第１の平板部、前記第２の平板部、前記第３の平板部および前記第４の平板部のうち、隣接する少なくとも１組の平板部において交差部と反対側に位置する外側端部同士を連結する連結部材を備えていることが好ましい。

本発明を適用したクロスダイクロイックミラーを備えた光学ユニットにおいて、前記クロスダイクロイックミラーと、前記第１の平板部、前記第２の平板部、前記第３の平板部および前記第４の平板部のうち、隣接する少なくとも１組の平板部において交差部と反対側に位置する外側端部同士に連結された光学部品とを備えていることが好ましい。

本発明を適用したクロスダイクロイックミラーを備えた光学ユニットにおいて、前記クロスダイクロイックミラーと、他の光学部品とが共通の補強部材によって一体に連結されていることが好ましい。

本発明に係るクロスダイクロイックミラーは、例えば、投射型表示装置において光路合成素子として用いることができる。この場合、前記クロスダイクロイックミラーによって、前記第１の平板部と前記第４の平板部とによって挟まれた領域側から入射する第１の色光の光路と、前記第１の平板部と前記第２の平板部とによって挟まれた領域側から入射する第２の色光の光路と、前記第３の平板部と前記第４の平板部とによって挟まれた領域側から入射する第３の色光の光路とを合成し、当該クロスダイクロイックミラーにおいて、前記第２の平板部と前記第３の平板部とによって挟まれた領域側から出射された光を拡大投射光学系によって被投射面に拡大投射する。

本発明では、クロスダイクロイックプレートを構成する平板部同士の接合位置、機能層の位置、平板部の厚さ、平板部の屈折率などを最適化したので、交差部付近に入射した光を平板部内に好適に導くことができるので、微視的な光強度分布のばらつきや損失を抑えることができる。また、クロスダイクロイックプレートの平板部を補強部材で支持した場合には、平板部同士の接合位置や厚さなどを最適化した場合でも、クロスダイクロイックプレート１に十分な強度を付与することができるので、平板部同士の接合位置や厚さなどといった設計の自由度を高めることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下の説明では、本発明に係る各クロスダイクロイックプレート１の構成を説明する前に、クロスダイクロイックプレート１を各色の光を合成する色光合成素子として用いた投射型表示装置９００の概略構成を説明しておく。なお、以下の説明で参照する各図において、図面上で認識可能な大きさとするために縮尺が各層や各部材ごとに異なる場合がある。

［投射型表示装置の概略構成］
図１は、本発明が適用される投射型表示装置の光学系の概略構成を示す説明図である。図１に示す投射型表示装置９００は、赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）に対応する３つの光源９１０Ｒ、９１０Ｇ、９１０Ｂと、１枚の液晶パネル９３０とを備えた単板式のプロジェクタである。各光源９１０Ｒ、９１０Ｇ、９１０Ｂは、アレイ状に配置された複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を備えている。また、各光源９１０Ｒ、９１０Ｇ、９１０Ｂとしてはエレクトロルミネッセンス装置を用いてもよい。これらの光源９１０Ｒ、９１０Ｇ、９１０Ｂのうち、光源９１０Ｇはクロスダイクロイックプレート１（クロスダイクロイックミラー）を挟んでロッドインテグレータ９２０の光入射面に対向配置され、光源９１０Ｒ、９１０Ｂはクロスダイクロイックプレート１を挟んで対向配置されている。

本形態において、クロスダイクロイックプレート１は、赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）および青色光（Ｂ）のうち、緑色光（Ｇ）を透過し、赤色光（Ｒ）および青色光（Ｂ）を直角に反射するように構成されている。但し、赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）および青色光（Ｂ）のうちのいずれの色光がクロスダイクロイックプレート１を透過し、いずれの色光がクロスダイクロイックプレート１によって直角に反射されて、赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）および青色光（Ｂ）の光路が合成されるように構成してもよい。

ロッドインテグレータ９２０は、例えば、内面がミラー面とされた四角筒構造を有しており、ロッドインテグレータ９２０はクロスダイクロイックプレート１から出射された光を各ミラー面により反射させて液晶パネル９３０導く。

液晶パネル９３０は、ＲＧＢカラーフィルタを備えた構造、あるいはＲＧＢカラーフィルタを備えない構造を有しており、ＲＧＢカラーフィルタを備える構造の液晶パネル９３０を用いる場合には、全光源９１０Ｒ，９１０Ｇ，９１０Ｂを同時点灯して白色光を液晶パネル９３０に導く。これに対して、ＲＧＢカラーフィルタを備えない構造の液晶パネル９３０を用いる場合には、光源９１０Ｒ，９１０Ｇ，９１０Ｂを時分割で順次に所定時間点灯させ、その点灯のタイミングに同期させて液晶パネル９３０に各色の画像信号を供給する。液晶パネル９３０を透過することで変調された光は、投射レンズ９４０などを備えた拡大投射光学系によってスクリーンなどの被投射面に拡大投射される。

なお、液晶パネル９３０として透過型のものを用いた例を説明したが、反射型の液晶パネルを用いてもよい。また、投射光学系としては、投射レンズ９４０を用いた例を説明したが、ミラーを用いることもできる。さらに、光インテグレータとしては、四角筒構造のロッドインテグレータ９２０を用いたが、非中空構造のガラスロッドインテグレータや、一対のフライアイレンズから成るインテグレータレンズを用いることもできる。さらにまた、投射型表示装置では、白色光源から出射された白色光を各色光に分離した後、各色光を複数の液晶パネルによって各々、光変調し、複数の液晶パネルから出射された各変調光をクロスダイクロイックプレート１によって合成した後、拡大投射光学系によってスクリーンなどの被投射面に拡大投射してもよい。

このような投射型表示装置９００などに用いられるクロスダイクロイックプレート１において、本形態では、以下に説明するように、平板部同士の接合位置、機能層の位置、平板部の厚さ、平板部の屈折率などを最適化することにより、微視的な光強度分布のばらつきや損失を抑え、スクリーンなどに投射されるカラー画像の品位を高めてある。

［実施の形態１］
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の実施の形態１に係るクロスダイクロイックプレート１を交差部１０に対して直交する面で切断したときの断面図であり、図２（ｂ）には、このクロスダイクロイックプレート１に対して緑色光が入射して出射される様子を示し、図２（ｃ）には、このクロスダイクロイックプレート１に対して青色光が入射して出射される様子を示してある。なお、図２（ｂ）、（ｃ）には、平板部に形成された機能膜の図示を省略してある。また、光線は平板部に対して４５°の入射角で入射する平行光束として図示してある。

図２（ａ）に示すように、本形態のクロスダイクロイックプレート１は、透光性材料からなる第１の平板部１１、第２の平板部１２、第３の平板部１３および第４の平板部１４がＸ字形状を構成するようにこの順に直角に配置されている。第１の平板部１１および第３の平板部１３において、第２の平板部１２が位置する側の面には、その全面に、赤色光（Ｒ）および緑色光（Ｇ）を透過し、青色光（Ｂ）を反射する第１の機能膜２１が形成され、第２の平板部１２および第４の平板部１４において、第３の平板部１３が位置する側の面には、その全面に、青色光（Ｂ）および緑色光（Ｇ）を透過し、赤色光（Ｒ）を反射する第２の機能膜２２が形成されている。従って、本形態のクロスダイクロイックプレート１では、第１の平板部１１と第４の平板部１４とで挟まれた領域から緑色光（Ｇ）が入射し、第１の平板部１１と第２の平板部１２とで挟まれた領域から青色光（Ｂ）が入射し、第３の平板部１３と第４の平板部１４とで挟まれた領域から赤色光（Ｒ）が入射し、第２の平板部１２と第３の平板部１３とで挟まれた領域から合成光（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）が出射される。

ここで、第１の平板部１１、第２の平板部１２、第３の平板部１３および第４の平板部１４はいずれも同一の厚さ寸法に形成されており、屈折率はいずれも１．５２５である。

本発明において、第１の平板部１１および第４の平板部１４は、稜線１５０を備えた第１のＶ字部１５を構成している。また、第２の平板部１２および第３の平板部１３は、稜線１６０を備えた第２のＶ字部１６を構成しており、第１のＶ字部１５および第２のＶ字部１６の稜線１５０、１６０同士が線接触するように配置されている。第１のＶ字部１５を構成するにあたっては、Ｖ字形状の透光部材の各面に第１の機能膜２１および第２の機能膜２２を形成した構成を採用することができるとともに、第１の機能膜２１を形成した第１の平板部１１と、第２の機能膜２２を形成した第４の平板部１４とを斜面状の端部同士で接合した構成などを採用することもできる。また、第２のＶ字部１６を構成するにあたっては、Ｖ字形状の透光部材の各面に第１の機能膜２１および第２の機能膜２２を形成した構成を採用することができるとともに、第１の機能膜２１を形成した第３の平板部１３と、第２の機能膜２２を形成した第２の平板部１２とを斜面状の端部同士で接合した構成などを採用することもできる。

このように構成したクロスダイクロイックプレート１では、第１の平板部１１と第４の平板部１４とで挟まれた領域のうち、交差部１０付近に緑色光（Ｇ）が入射しても、図２（ｂ）に光線を矢印ＬＧで示すように、第１のＶ字部１５に入射した後、発散するが、第２のＶ字部１６から出射される間に収束するので、緑色光（Ｇ）が出射されない領域ＧＸは１本の線で表わされるだけであり、損失ＧＹも１本の線で表わされるだけである。

また、図２（ｃ）に示すように、第２の平板部１２と第３の平板部１３とで挟まれた領域のうち、交差部１０付近に青色光（Ｂ）が入射しても、光線を矢印ＬＢで示すように、第２のＶ字部１６から出射される間に収束するので、損失ＢＹは発生するが、青色光（Ｂ）が出射されない領域ＢＸは１本の線で表わされるだけである。赤色光（Ｒ）は、青色光（Ｒ）と同様であるため、説明を省略する。

それ故、本形態のクロスダイクロイックプレート１を投射型表示装置９００に用いると、品位の高いカラー画像を表示することができる。

［実施の形態２］
図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の実施の形態２に係るクロスダイクロイックプレート１を交差部１０に対して直交する面で切断したときの断面図であり、図３（ｂ）には、このクロスダイクロイックプレート１に対して緑色光が入射して出射される様子を示し、図３（ｃ）には、このクロスダイクロイックプレート１に対して青色光が入射して出射される様子を示してある。なお、図３（ｂ）、（ｃ）には、平板部に形成された機能膜の図示を省略してある。

図３（ａ）に示すように、本形態のクロスダイクロイックプレート１は、透光性材料からなる第１の平板部１１、第２の平板部１２、第３の平板部１３および第４の平板部１４がＸ字形状を構成するようにこの順に直角に配置されている。第１の平板部１１および第３の平板部１３において、第２の平板部１２が位置する側の面には、その全面に、赤色光（Ｒ）および緑色光（Ｇ）を透過し、青色光（Ｂ）を反射する第１の機能膜２１が形成され、第２の平板部１２および第４の平板部１４において、第３の平板部１３が位置する側の面には、その全面に、青色光（Ｂ）および緑色光（Ｇ）を透過し、赤色光（Ｒ）を反射する第２の機能膜２２が形成されている。従って、本形態のクロスダイクロイックプレート１では、第１の平板部１１と第４の平板部１４とで挟まれた領域から緑色光（Ｇ）が入射し、第１の平板部１１と第２の平板部１２とで挟まれた領域から青色光（Ｂ）が入射し、第３の平板部１３と第４の平板部１４とで挟まれた領域から赤色光（Ｒ）が入射し、第２の平板部１２と第３の平板部１３とで挟まれた領域から合成光（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）が出射される。

本形態において、第１の平板部１１および第４の平板部１４は、稜線１５０を備えたＶ字部１５を構成しており、このＶ字部１５における第１の平板部１１の稜線１５０側の端部に第２の平板部１２の側端面が接続されている。また、Ｖ字部１５における第４の平板部１４の稜線１５０側の端部に第３の平板部１３の側端面が接続されている。従って、第１の平板部１１および第３の平板部１３において、第１の機能膜２１が形成されている面同士は同一平面上に位置し、第２の平板部１２および第４の平板部１４において、第２の機能膜２２が形成されている面同士は同一平面上に位置している。本形態において、Ｖ字部１５を構成するにあたっては、Ｖ字形状の透光部材の各面に第１の機能膜２１および第２の機能膜２２を形成した構成を採用することができるとともに、第１の機能膜２１を形成した第１の平板部１１と、第２の機能膜２２を形成した第４の平板部１４とを斜面状の端部同士で接合した構成などを採用することもできる。

本形態において、第１の平板部１１および第４の平板部１４は各々、厚さ寸法（例えば、１ｍｍ以上）が等しく、第２の平板部１２および第３の平板部１３は各々、厚さ寸法が等しい。ここで、第２の平板部１２および第３の平板部１３は、厚さ寸法が例えば、０．４７７ｍｍであり、第１の平板部１１および第４の平板部１４よりも薄い。例えば、第１の平板部１１および第４の平板部１４の厚さ寸法と、第２の平板部１２および第３の平板部１３の厚さ寸法の比は１：０．４７７である。

このように構成したクロスダイクロイックプレート１では、第１の平板部１１と第４の平板部１４とで挟まれた領域のうち、交差部１０付近に緑色光（Ｇ）が入射しても、図３（ｂ）に光線を矢印ＬＧで示すように、第１のＶ字部に入射した後、発散するが、第２のＶ字部から出射される間に収束するので、緑色光が出射されない領域ＧＸは狭い領域で表わされるだけであり、損失ＧＹは、１本の線で表わされるだけである。

また、図３（ｃ）に示すように、第２の平板部１２と第３の平板部１３とで挟まれた領域のうち、交差部１０付近に青色光（Ｂ）が入射しても、光線を矢印ＬＢで示すように、第２の平板部１２を経由して第１の平板部１１と第２の平板部１２との接合面に至る光路が狭いので、損失ＢＹ、および青色光（Ｂ）が出射されない領域ＢＸは狭い領域で表わされるだけである。赤色光（Ｒ）は、青色光（Ｒ）と同様であるため、説明を省略する。

それ故、本形態のクロスダイクロイックプレート１を投射型表示装置９００に用いると、品位の高いカラー画像を表示することができる。

［実施の形態２の改良例］
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の実施の形態２の改良例に係るクロスダイクロイックプレート１を交差部１０に対して直交する面で切断したときの断面図であり、図４（ｂ）には、このクロスダイクロイックプレート１に対して緑色光が入射して出射される様子を示し、図４（ｃ）には、このクロスダイクロイックプレート１に対して青色光が入射して出射される様子を示してある。なお、図４（ｂ）、（ｃ）には、平板部に形成された機能膜の図示を省略してある。

図４（ａ）に示すように、本形態のクロスダイクロイックプレート１は、基本的な構成が実施の形態２と同様であるが、第１の平板部１１と第２の平板部１２の側端面との間、および第４の平板部１４と第３の平板部１３の側端面との間には、アルミニウム膜や銀膜などの反射膜、あるいはエアーギャップが配置されており、反射面１７が構成されている。

このため、図４（ｂ）に示すように、交差部１０付近に緑色光（Ｇ）が入射した際の挙動は実施の形態２と略同様であるが、図４（ｃ）に示すように、第２の平板部１２と第３の平板部１３とで挟まれた領域のうち、交差部１０付近に青色光（Ｂ）が入射した際、第２の平板部１２を経由して第１の平板部１１と第２の平板部１２との接合面に向かう光は、反射面１７で反射されるので、損失ＢＹ、および青色光（Ｂ）が出射されない領域ＢＸは発生しない。赤色光（Ｒ）は、青色光（Ｒ）と同様であるため、説明を省略する。

［実施の形態３］
図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の実施の形態３に係るクロスダイクロイックプレート１を交差部１０に対して直交する面で切断したときの断面図であり、図５（ｂ）には、このクロスダイクロイックプレート１に対して緑色光が入射して出射される様子を示し、図５（ｃ）には、このクロスダイクロイックプレート１に対して青色光が入射して出射される様子を示してある。なお、図５（ｂ）、（ｃ）には、平板部に形成された機能膜の図示を省略してある。

図５（ａ）に示すように、本形態のクロスダイクロイックプレート１は、透光性材料からなる第１の平板部１１、第２の平板部１２、第３の平板部１３および第４の平板部１４がＸ字形状を構成するようにこの順に直角に配置されている。第１の平板部１１および第３の平板部１３において、第２の平板部１２が位置する側の面には、その全面に、赤色光（Ｒ）および緑色光（Ｇ）を透過し、青色光（Ｂ）を反射する第１の機能膜２１が形成され、第２の平板部１２および第４の平板部１４において、第３の平板部１３が位置する側の面には、その全面に、青色光（Ｂ）および緑色光（Ｇ）を透過し、赤色光（Ｒ）を反射する第２の機能膜２２が形成されている。従って、本形態のクロスダイクロイックプレート１では、第１の平板部１１と第４の平板部１４とで挟まれた領域から緑色光（Ｇ）が入射し、第１の平板部１１と第２の平板部１２とで挟まれた領域から青色光（Ｂ）が入射し、第３の平板部１３と第４の平板部１４とで挟まれた領域から赤色光（Ｒ）が入射し、第２の平板部１２と第３の平板部１３とで挟まれた領域から合成光（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）が出射される。

本形態において、第２の平板部１２および第３の平板部１３は、稜線１６０を備えたＶ字部１６を構成しており、このＶ字部１６における第２の平板部１２の稜線１６０側の端部に第１の平板部１１の側端面が接続されている。また、Ｖ字部１６における第３の平板部１３の稜線１６０側の端部に第４の平板部１４の側端面が接続されている。本形態において、Ｖ字部１６を構成するにあたっては、Ｖ字形状の透光部材の各面に第１の機能膜２１および第２の機能膜２２を形成した構成を採用することができるとともに、第１の機能膜２１を形成した第２の平板部１２と、第２の機能膜２２を形成した第３の平板部１３とを斜面状の端部同士を接合した構成を採用することもできる。

本形態において、第２の平板部１２および第３の平板部１３は各々、厚さ寸法（例えば、１ｍｍ以上）が等しく、第１の平板部１１および第４の平板部１４は各々、厚さ寸法が等しい。但し、第１の平板部１１および第４の平板部１４は、厚さ寸法が例えば、０．４７７ｍｍであり、第２の平板部１２および第３の平板部１３よりも薄い。例えば、第１の平板部１１および第４の平板部１４の厚さ寸法と、第２の平板部１２および第３の平板部１３の厚さ寸法の比は０．４７７：１である。

なお、第１の平板部１１、第２の平板部１２、第３の平板部１３および第４の平板部１４はいずれも屈折率が１．５２５の透光性材料によって構成されている。

このように構成したクロスダイクロイックプレート１では、第１の平板部１１と第４の平板部１４とで挟まれた領域のうち、交差部１０付近に緑色光（Ｇ）が入射しても、図５（ｂ）に光線を矢印ＬＧで示すように、緑色光（Ｇ）は、入射した後、発散するが、Ｖ字部１６から出射される間に収束するので、損失ＧＹは狭い領域で表わされるだけであり、緑色光（Ｇ）が出射されない領域ＧＸは１本の線で表わされるだけである。

また、図５（ｃ）に示すように、第２の平板部１２と第３の平板部１３とで挟まれた領域のうち、交差部１０付近に青色光（Ｂ）が入射しても、光線を矢印ＬＢで示すように、第２の平板部１２を経由して出射される光は、第２の平板部１２での屈折により、Ｖ字部１６の交差部１０より第２の平板部１２の側を進行するので、損失ＢＹは狭い領域で表わされるだけであり、青色光（Ｂ）が出射されない領域ＢＸは１本の線で表わされるだけである。赤色光（Ｒ）は、青色光（Ｒ）と同様であるため、説明を省略する。

それ故、本形態のクロスダイクロイックプレート１を投射型表示装置９００に用いると、品位の高いカラー画像を表示することができる。

［実施の形態４］
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の実施の形態４に係るクロスダイクロイックプレート１を交差部１０に対して直交する面で切断したときの断面図であり、図６（ｂ）には、このクロスダイクロイックプレート１に対して緑色光が入射して出射される様子を示し、図６（ｃ）には、このクロスダイクロイックプレート１に対して青色光が入射して出射される様子を示してある。なお、図６（ｂ）、（ｃ）には、平板部に形成された機能膜の図示を省略してある。

図６（ａ）に示すように、本形態のクロスダイクロイックプレート１は、透光性材料からなる第１の平板部１１、第２の平板部１２、第３の平板部１３および第４の平板部１４がＸ字形状を構成するようにこの順に直角に配置されている。第１の平板部１１および第３の平板部１３において、第２の平板部１２が位置する側の面には、その全面に、赤色光（Ｒ）および緑色光（Ｇ）を透過し、青色光（Ｂ）を反射する第１の機能膜２１が形成され、第２の平板部１２および第４の平板部１４において、第３の平板部１３が位置する側の面には、その全面に、青色光（Ｂ）および緑色光（Ｇ）を透過し、赤色光（Ｒ）を反射する第２の機能膜２２が形成されている。従って、本形態のクロスダイクロイックプレート１では、第１の平板部１１と第４の平板部１４とで挟まれた領域から緑色光（Ｇ）が入射し、第１の平板部１１と第２の平板部１２とで挟まれた領域から青色光（Ｂ）が入射し、第３の平板部１３と第４の平板部１４とで挟まれた領域から赤色光（Ｒ）が入射し、第２の平板部１２と第３の平板部１３とで挟まれた領域から合成光（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）が出射される。

本形態において、第１の平板部１１および第４の平板部１４は、稜線１５０を備えたＶ字部１５０を構成しており、このＶ字部１５における第１の平板部１１の稜線１５０側の端部に第２の平板部１２の側端面が接続されている。また、Ｖ字部１５における第４の平板部１４の稜線１５０側の端部に第３の平板部１３の側端面が接続されている。従って、第１の平板部１１および第３の平板部１３において、第１の機能膜２１が形成されている面同士は同一平面上に位置し、第２の平板部１２および第４の平板部１４において、第２の機能膜２２が形成されている面同士は同一平面上に位置している。本形態において、Ｖ字部１５を構成するにあたっては、Ｖ字形状の透光部材の各面に第１の機能膜２１および第２の機能膜２２を形成した構成を採用することができるとともに、第１の機能膜２１を形成した第１の平板部１１と、第２の機能膜２２を形成した第４の平板部１４とを斜面状の端部同士で接合した構成を採用することもできる。

本形態において、第１の平板部１１、第２の平板部１２、第３の平板部１３および第４の平板部１４は各々、厚さ寸法が等しい。

また、クロスダイクロイックプレート１では、第１の平板部１１と第２の平板部１２の側端面との間、および第４の平板部１４と第３の平板部１３の側端面との間には、アルミニウム膜や銀膜などの反射膜、あるいはエアーギャップが配置されており、反射面１７が構成されている。

このため、第１の平板部１１と第４の平板部１４とで挟まれた領域のうち、交差部１０付近に緑色光（Ｇ）が入射した場合には、図６（ｂ）に光線を矢印ＬＧで示すように、緑色光が出射されない領域ＧＸが発生するが、図６（ｃ）に示すように、第２の平板部１２と第３の平板部１３とで挟まれた領域のうち、交差部１０付近に青色光（Ｂ）が入射した際、第２の平板部１２を経由して第１の平板部１１と第２の平板部１２との接合面に向かう光は、反射面１７で反射されるので、損失ＢＹ、および青色光が出射されない領域ＢＸは発生しない。赤色光（Ｒ）は、青色光（Ｒ）と同様であるため、説明を省略する。

それ故、本形態のクロスダイクロイックプレート１を投射型表示装置９００に用いると、品位の高いカラー画像を表示することができる。

［実施の形態５］
図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の実施の形態５に係るクロスダイクロイックプレート１を交差部１０に対して直交する面で切断したときの断面図であり、図７（ｂ）には、このクロスダイクロイックプレート１に対して緑色光が入射して出射される様子を示し、図７（ｃ）には、このクロスダイクロイックプレート１に対して青色光が入射して出射される様子を示してある。なお、図７（ｂ）、（ｃ）には、平板部に形成された機能膜の図示を省略してある。

図７（ａ）に示すように、本形態のクロスダイクロイックプレート１は、透光性材料からなる第１の平板部１１、第２の平板部１２、第３の平板部１３および第４の平板部１４がＸ字形状を構成するようにこの順に直角に配置されている。第１の平板部１１および第３の平板部１３において、第２の平板部１２が位置する側の面には、その全面に、赤色光（Ｒ）および緑色光（Ｇ）を透過し、青色光（Ｂ）を反射する第１の機能膜２１が形成され、第２の平板部１２および第４の平板部１４において、第３の平板部１３が位置する側の面には、その全面に、青色光（Ｂ）および緑色光（Ｇ）を透過し、赤色光（Ｒ）を反射する第２の機能膜２２が形成されている。従って、本形態のクロスダイクロイックプレート１では、第１の平板部１１と第４の平板部１４とで挟まれた領域から緑色光（Ｇ）が入射し、第１の平板部１１と第２の平板部１２とで挟まれた領域から青色光（Ｂ）が入射し、第３の平板部１３と第４の平板部１４とで挟まれた領域から赤色光（Ｒ）が入射し、第２の平板部１２と第３の平板部１３とで挟まれた領域から合成光（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）が出射される。

本形態において、第１の平板部１１、第２の平板部１２、第３の平板部１３および第４の平板部１４は厚さ寸法が等しい。また、第２の平板部１２は、第４の平板部１４に対して第３の平板部１３が位置する側に厚さ寸法未満の寸法ｄだけずれており、第３の平板部１３は、第１の平板部１１に対して第２の平板部１２が位置する側に厚さ寸法未満の寸法ｄだけずれている。このような形状のクロスダイクロイックプレート１は、図７（ａ）に示す透光部材を形成した後、各面に第１の機能膜２１および第２の機能膜２２を形成した構成を採用することができるとともに、各機能膜を形成した平板部を所定の位置関係をもって接合してもよい。

本形態のクロスダイクロイックプレート１では、第１の平板部１１と第４の平板部１４とで挟まれた領域のうち、交差部１０付近に緑色光（Ｇ）が入射した場合には、図７（ｂ）に光線を矢印ＬＧで示すように、第１の平板部１１と第４の平板部１４との交差部１０に入射した光は、発散するが、その後、収束するので、緑色光が出射されない領域ＧＸは１本の線で表わされるだけであり、損失ＧＹも１本の線で表わされるだけである。

また、図７（ｃ）に示すように、第２の平板部１２と第３の平板部１３とで挟まれた領域のうち、交差部１０付近に青色光（Ｂ）が入射しても、光線を矢印ＬＢで示すように、第２の平板部１２に入射した光は、第２の平板部１２での屈折により、第２の平板部１２と第３の平板部１３との交差部１０より第２の平板部１２の側を進行するので、損失ＢＹは狭い領域で表わされるだけであり、青色光（Ｂ）が出射されない領域ＢＸは１本の線で表わされるだけである。赤色光（Ｒ）は、青色光（Ｒ）と同様であるため、説明を省略する。

それ故、本形態のクロスダイクロイックプレート１を投射型表示装置９００に用いると、品位の高いカラー画像を表示することができる。

［実施の形態６］
図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の実施の形態６に係るクロスダイクロイックプレート１を交差部１０に対して直交する面で切断したときの断面図であり、図８（ｂ）には、このクロスダイクロイックプレート１に対して緑色光が入射して出射される様子を示し、図８（ｃ）には、このクロスダイクロイックプレート１に対して青色光が入射して出射される様子を示してある。なお、図８（ｂ）、（ｃ）には、平板部に形成された機能膜の図示を省略してある。

図８（ａ）に示すように、本形態のクロスダイクロイックプレート１は、透光性材料からなる第１の平板部１１、第２の平板部１２、第３の平板部１３および第４の平板部１４がＸ字形状を構成するようにこの順に直角に配置されている。第１の平板部１１および第３の平板部１３において、第２の平板部１２が位置する側の面には、その全面に、赤色光（Ｒ）および緑色光（Ｇ）を透過し、青色光（Ｂ）を反射する第１の機能膜２１が形成され、第２の平板部１２および第４の平板部１４において、第３の平板部１３が位置する側の面には、その全面に、青色光（Ｂ）および緑色光（Ｇ）を透過し、赤色光（Ｒ）を反射する第２の機能膜２２が形成されている。従って、本形態のクロスダイクロイックプレート１では、第１の平板部１１と第４の平板部１４とで挟まれた領域から緑色光（Ｇ）が入射し、第１の平板部１１と第２の平板部１２とで挟まれた領域から青色光（Ｂ）が入射し、第３の平板部１３と第４の平板部１４とで挟まれた領域から赤色光（Ｒ）が入射し、第２の平板部１２と第３の平板部１３とで挟まれた領域から合成光（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）が出射される。

本形態において、第１の平板部１１、第２の平板部１２、第３の平板部１３および第４の平板部１４は厚さ寸法が等しく、第１の平板部１１と第３の平板部１３は１枚の平板１８を構成するように同一面上に位置している。このため、第１の平板部１１および第３の平板部１３において、第１の機能膜２１が形成されている面同士は同一平面上に位置している。このような平板１８は、１枚の平板材料に第１の機能膜２１を形成する構成を採用することができるとともに、第１の機能膜２１を各々、形成した第１の平板部１１と第３の平板部１３とを接合することによって構成してもよい。

また、本形態では、第２の平板部１２の側端面が、アルミニウム膜や銀膜などからなる反射膜、あるいはエアーギャップにより構成された反射面１７を介して平板１８に接続している。ここで、第２の平板部１２は、第４の平板部１４に対して第３の平板部１３が位置する側に厚さ寸法未満の寸法ｄだけずれている。

本形態のクロスダイクロイックプレート１では、第１の平板部１１と第４の平板部１４とで挟まれた領域のうち、交差部１０付近に緑色光（Ｇ）が入射した場合には、図８（ｂ）に光線を矢印ＬＧで示すように、第１の平板部１１と第４の平板部１４との交差部１０に入射した光は、発散するが、その後、収束するので、緑色光が出射されない領域ＧＸ、および損失ＧＹは、狭い領域で表わされるだけである。

また、図８（ｃ）に示すように、第２の平板部１２と第３の平板部１３とで挟まれた領域のうち、交差部１０付近に青色光（Ｂ）が入射しても、光線を矢印ＬＢで示すように、第２の平板部１２に入射した光は、第２の平板部１２を経由して第１の平板部１１と平板１８との接合面に向かう際、反射面１７で反射されるので、損失ＧＹ、および青色光（Ｂ）が出射されない領域ＢＸは発生しない。なお、赤色光（Ｒ）は、損失ＲＹは発生するが、赤色光（Ｒ）が出射されない領域ＲＸは１本の線で表わされるだけである。

それ故、本形態のクロスダイクロイックプレート１を投射型表示装置９００に用いると、品位の高いカラー画像を表示することができる。

［実施の形態１〜６の改良例］
上記の実施の形態１〜６のいずれにおいても、第１の平板部１１、第２の平板部１２、第３の平板部１３および第４の平板部１４の厚さ寸法がいずれも１ｍｍ以下であることが好ましい。このように構成すると、平板部の内部を進行する光の影響を抑えることができることができる。

［実施の形態７］
なお、第１の平板部１１、第２の平板部１２、第３の平板部１３および第４の平板部１４の厚さ寸法を１ｍｍ以下とする構成は、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すクロスダイクロイックプレート１に適用してもよい。図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すクロスダイクロイックプレート１は、基本的な構成が、図１９〜図２１を参照して説明したクロスダイクロイックプレート１と同様であるが、第１の平板部１１、第２の平板部１２、第３の平板部１３および第４の平板部１４の厚さ寸法はいずれも１ｍｍ以下である。

これらのクロスダイクロイックプレート１はいずれも、透光性材料からなる第１の平板部１１、第２の平板部１２、第３の平板部１３および第４の平板部１４がＸ字形状を構成するようにこの順に直角に配置されている。第１の平板部１１および第３の平板部１３において、第２の平板部１２が位置する側の面には、その全面に、赤色光（Ｒ）および緑色光（Ｇ）を透過し、青色光（Ｂ）を反射する第１の機能膜２１が形成され、第２の平板部１２および第４の平板部１４において、第３の平板部１３が位置する側の面には、その全面に、青色光（Ｂ）および緑色光（Ｇ）を透過し、赤色光（Ｒ）を反射する第２の機能膜２２が形成されている。従って、本形態のクロスダイクロイックプレート１では、第１の平板部１１と第４の平板部１４とで挟まれた領域から緑色光（Ｇ）が入射し、第１の平板部１１と第２の平板部１２とで挟まれた領域から青色光（Ｂ）が入射し、第３の平板部１３と第４の平板部１４とで挟まれた領域から赤色光（Ｒ）が入射し、第２の平板部１２と第３の平板部１３とで挟まれた領域から合成光（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）が出射される。

これらのクロスダイクロイックプレート１のうち、図９（ａ）に示すクロスダイクロイックプレート１では、第１の平板部１１および第３の平板部１３が同一の厚さ寸法をもって同一平面内に配置され、第２の平板部１２および第４の平板部１４が同一の厚さ寸法をもって同一平面内に配置されている。

図９（ｂ）に示すクロスダイクロイックプレート１では、第１の平板部１１、第２の平板部１２、第３の平板部１３および第４の平板部１４が同一の厚さ寸法を有しており、第１の平板部１１と第３の平板部１３とは同一平面上に配置されているのに対して、第２の平板部１２は第４の平板部１４に対して第３の平板部１３の側にずれている構造を有している。

図９（ｃ）に示すクロスダイクロイックプレート１では、第１の平板部１１、第２の平板部１２、第３の平板部１３および第４の平板部１４が同一の厚さ寸法を有しており、第１の平板部１１、第２の平板部１２、第３の平板部１３および第４の平板部１４はいずれも、点対称に接合され、Ｘ字形状の接合面を構成している。

［実施の形態１〜７の改良例１］
上記の実施の形態では、第１の平板部１１、第２の平板部１２、第３の平板部１３および第４の平板部１４を同一の屈折率を有する透光性材料で構成したが、第１の平板部１１および第４の平板部１４の屈折率と、第２の平板部１２および第３の平板部１３の屈折率とを相違させてもよい。例えば、入射側に位置する第１の平板部１１および第４の平板部１４を屈折率が１．５２５の透光性材料で形成し、出射側に位置する第２の平板部１２および第３の平板部１３を屈折率が１．７９の透光性材料で形成してもよい。このように構成すると、各平板部での屈折方向を最適化することができる。

［実施の形態１〜７の改良例２］
図１０は、本発明の実施の形態１〜７の改良例に係るクロスダイクロイックプレート１の説明図である。上記形態１〜７のいずれにおいても、図１０に示すように、第１の平板部１１、第２の平板部１２、第３の平板部１３および第４の平板部１４のうちの少なくとも１つの平板部は、交差部１０と反対側に位置する外側端面１１１、１２１、１３１、１４１に遮光層１９を形成して遮光面とすることが好ましい。このように構成すると、平板部内を進行した光が外側端面１１１、１２１、１３１、１４１から迷光として出射されることを防止することができる。

［実施の形態８］
図１１（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態８に係るクロスダイクロイックプレート１の説明図である。図１１（ａ）に示すように、本形態のクロスダイクロイックプレート１では、第１の平板部１１、第２の平板部１２、第３の平板部１３および第４の平板部１４において交差部１０に直交する一方の端部（上端部）に板状の補強部材３１が連結されている。また、図１１（ｂ）に示すクロスダイクロイックプレート１では、第１の平板部１１、第２の平板部１２、第３の平板部１３および第４の平板部１４において交差部１０に直交する両端部（上端部および下端部）の各々に板状の補強部材３１、３２が連結されている。かかるクロスダイクロイックプレート１は、各平板部の構成は実施の形態１〜７で説明した通りであり、説明を省略するが、本形態のクロスダイクロイックプレート１では、補強部材３１、３２によって平板部が補強されているので、平板部のレイアイトや厚さ寸法を変えた場合でも、クロスダイクロイックプレート１が十分な強度を有している。

かかる構成のクロスダイクロイックプレート１を構成するにあたっては、各平板部において、交差部１０に直交する少なくとも一方の端面（上端面および／または下端面）が同一平面内に位置するように各平板部を接合することが好ましい。このように構成すると、各平板部の上端面および／または下端面に補強部材を接着剤などで確実かつ効率よく接合することができる。なお、補強部材３１、３２によってクロスダイクロイックプレート１を補強した構造は、各平板部が実施の形態１〜７で説明した構成のクロスダイクロイックプレート１に限らず、各種構造のクロスダイクロイックプレート１に適用することができる。

［実施の形態９］
図１２は、本発明の実施の形態９に係るクロスダイクロイックプレート１に用いた補強部材の構成例を示す説明図である。図１１（ａ）、（ｂ）に示すクロスダイクロイックプレート１のように、第１の平板部１１、第２の平板部１２、第３の平板部１３および第４の平板部１４の上端部および／または下端部に補強部材３１、３２を取り付けるにあたっては、図１２に示すように、補強部材３１、３２に対して、平板部が嵌る溝３０を形成しておくことが好ましい。このように構成すると、平板部をより確実に補強できるという利点がある。かかる構成のクロスダイクロイックプレート１を構成するにあたっても、各平板部において、交差部１０に直交する少なくとも一方の端面（上端面および／または下端面）が同一平面内に位置するように、各平板部を接合しておくことが好ましい。なお、溝３０を形成した補強部材３１、３２については、各平板部が実施の形態１〜７で説明した構成のクロスダイクロイックプレート１に限らず、各種構造のクロスダイクロイックプレート１に適用することができる。

［実施の形態１０］
図１３（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態１０に係るクロスダイクロイックプレート１に用いた補強部材の構成例を示す説明図である。図１３（ａ）に示すように、本形態のクロスダイクロイックプレート１では、第１の平板部１１、第２の平板部１２、第３の平板部１３および第４の平板部１４において交差部１０に直交する一方の端部（上端部）に板状の補強部材３３が連結されている。また、図１３（ｂ）に示すクロスダイクロイックプレート１では、第１の平板部１１、第２の平板部１２、第３の平板部１３および第４の平板部１４において交差部１０に直交する両端部（上端部および下端部）の各々に板状の補強部材３３、３４が連結されている。かかるクロスダイクロイックプレート１は、各平板部の構成は実施の形態１〜７で説明した通りであり、説明を省略するが、本形態のクロスダイクロイックプレート１において、補強部材３３、３４は、第１の平板部１１、第２の平板部１２、第３の平板部１３および第４の平板部１４のうち、隣接する平板部において交差部１０に直交する端部（上端部および下端部）を各々、保持する４枚の板片３３１、３４１によって構成されている。すなわち、第１の平板部１１、第２の平板部１２、第３の平板部１３および第４の平板部１４の上端部は４枚の板片３３１に接着剤などで固定され、第１の平板部１１、第２の平板部１２、第３の平板部１３および第４の平板部１４の下端部は４枚の板片３４１に接着剤などで固定されている。かかる構成のクロスダイクロイックプレート１を構成するにあたっても、各平板部において、交差部１０に直交する少なくとも一方の端面（上端面および／または下端面）が同一平面内に位置するように、各平板部を接合することが好ましい。なお、板片３３１、３４１からなる補強部材３３、３４については、各平板部が実施の形態１〜７で説明した構成のクロスダイクロイックプレート１に限らず、各種構造のクロスダイクロイックプレート１に適用することができる。

［実施の形態１１］
図１４は、本発明の実施の形態１１に係るクロスダイクロイックプレート１の説明図である。図１５（ａ）、（ｂ）は、本形態のクロスダイクロイックプレート１を構成する際の平板部の構成例を示す説明図である。図１６（ａ）、（ｂ）は、図１５（ａ）、（ｂ）に示すクロスダイクロイックプレート１の効果を示す説明図である。

実施の形態８〜１１のクロスダイクロイックプレート１は、第１の平板部１１、第２の平板部１２、第３の平板部１３および第４の平板部１４の交差部１０に直交する端部に補強部材３１、３２、３３、３４を連結した構造であったが、本形態では、図１４に示すように、実施の形態８〜９で用いた補強部材３１、３２に加えて、第１の平板部１１、第２の平板部１２、第３の平板部１３および第４の平板部１４のうち、隣接する少なくとも１組の平板部において交差部１０と反対側に位置する外側端部同士が連結部材３６によって連結されている構造を有している。

本形態のクロスダイクロイックプレート１は、各平板部の構成は実施の形態１〜７で説明した通りであり、説明を省略するが、本形態のクロスダイクロイックプレート１では、補強部材３１、３２および連結部材３６によって平板部が補強されているので、平板部のレイアイトや厚さ寸法を変えた場合でも、クロスダイクロイックプレート１が十分な強度を有している。なお、連結部材によってクロスダイクロイックプレート１を補強した構造は、各平板部が実施の形態１〜７で説明した構成のクロスダイクロイックプレート１に限らず、各種構造のクロスダイクロイックプレート１に適用することができる。

連結部材３６で平板部の外側端部を補強するにあたっては、図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、隣接する平板部において、交差部１０と反対側に位置する外側端面１１１、１２１、１３１、１４１が同一平面内に位置していることが好ましい。このように構成すると、各平板部の外側端面１１１、１２１、１３１、１４１に対して、図１４に示す連結部材３６を接着剤などで確実かつ効率よく接合することができる。

また、図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、隣接する平板部において、交差部１０と反対側に位置する外側端面１１１、１２１、１３１、１４１が同一平面内に位置するように傾斜面になっている場合には、例えば、図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、補強部材３２の端面３２１（あるいは端面３２２）と平板部の外側端面１１１、１２１、１３１、１４１とを同一平面内に位置するように構成することができる。従って、クロスダイクロイックプレート１を投射型表示装置９００に搭載する際、補強部材３１の端面３１１、３１２を基準に位置決めできるので、クロスダイクロイックプレート１の位置精度を高めることができるなどの利点がある。

［光学ユニットの構成］
図１７（ａ）、（ｂ）は、本発明を適用したクロスダイクロイックプレート１を用いた光学ユニットの説明図である。図１７（ａ）に示すように、クロスダイクロイックプレート１において、第１の平板部１１、第２の平板部１２、第３の平板部１３および第４の平板部１４のうち、隣接する少なくとも１組の平板部において交差部１０と反対側に位置する外側端部に対して、液晶ライトバルブやレンズなどの光学部品４１を連結させて、光学ユニット４を構成してもよい。このように構成すると、光学部品４１の接合によって、クロスダイクロイックプレート１を補強することができるとともに、クロスダイクロイックプレート１を投射型表示装置９００に搭載する際、光学ユニット４として搭載できるので、組み立て作業性を向上することができる。

また、図１７（ｂ）に示すように、図１１（ａ）、（ｂ）を参照して説明した補強部材３１、３２を延長し、その延設部分に、液晶ライトバルブ、レンズ、ライトトンネルやフライアイレンズなどの光学部品４１を連結して光学ユニット４を構成してもよい。このように構成すると、クロスダイクロイックプレート１を投射型表示装置９００に搭載する際、光学ユニット４として搭載できるので、組み立て作業性を向上することができる。また、共通の補強部材３１、３２によって、クロスダイクロイックプレート１、および他の光学部品の双方を補強できるという利点がある。

［その他の実施の形態］
上記形態では、クロスダイクロイックプレート１を各色の光を合成する場合に用いたが、白色光から赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）および青色光（Ｂ）を分離する素子として、クロスダイクロイックプレート１を用いてもよい。この場合、第２の平板部１２と第３の平板部１３とで挟まれた領域から白色光を入射させれば、第１の平板部１１と第４の平板部１４とで挟まれた領域から緑色光（Ｇ）が出射され、第１の平板部１１と第２の平板部１２とで挟まれた領域から青色光（Ｂ）が出射され、第３の平板部１３と第４の平板部１４とで挟まれた領域から赤色光（Ｒ）が出射される。その場合、各色光が十分な光強度をもって、混色のない状態で出射されることになる。

本発明が適用される投射型表示装置の光学系の概略構成を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係るクロスダイクロイックプレートを交差部に対して直交する面で切断したときの断面図である。 本発明の実施の形態２に係るクロスダイクロイックプレートを交差部に対して直交する面で切断したときの断面図である。 本発明の実施の形態２の改良例に係るクロスダイクロイックプレートを交差部に対して直交する面で切断したときの断面図である。 本発明の実施の形態３に係るクロスダイクロイックプレートを交差部に対して直交する面で切断したときの断面図である。 本発明の実施の形態４に係るクロスダイクロイックプレートを交差部に対して直交する面で切断したときの断面図である。 本発明の実施の形態５に係るクロスダイクロイックプレートを交差部に対して直交する面で切断したときの断面図である。 本発明の実施の形態６に係るクロスダイクロイックプレートを交差部に対して直交する面で切断したときの断面図である。 本発明の実施の形態７に係るクロスダイクロイックプレートを交差部に対して直交する面で切断したときの断面図である。 本発明の実施の形態１〜７の改良例に係るクロスダイクロイックプレートの説明図である。 本発明の実施の形態８に係るクロスダイクロイックプレートの説明図である。 本発明の実施の形態９に係るクロスダイクロイックプレート１に用いた補強部材の構成例を示す説明図である。 本発明の実施の形態１０に係るクロスダイクロイックプレートに用いた補強部材の構成例を示す説明図である。 本発明の実施の形態１１に係るクロスダイクロイックプレートの説明図である。 本発明の実施の形態１１に係るクロスダイクロイックプレート１を構成する際の平板部の構成例を示す説明図である。 図１５に示すクロスダイクロイックプレートの効果を示す説明図である。 本発明を適用したクロスダイクロイックプレートを用いた光学ユニットの説明図である。 （ａ）、（ｂ）は、クロスダイクロイックプレートおよびクロスダイクロイックプリズムに形成される機能膜の分光特性を示す説明図である。 参考例に係るクロスダイクロイックプレートの説明図である。 別の参考例に係るクロスダイクロイックプレートの説明図である。 さらに別の参考例に係るクロスダイクロイックプレートの説明図である。

符号の説明

１ クロスダイクロイックプレート（クロスダイクロイックミラー）
１０ 交差部
１１ 第１の平板部
１２ 第２の平板部
１３ 第３の平板部
１４ 第４の平板部
１５、１６ Ｖ字部
１７ 反射面
３１、３２、３３、３４ 補強部材
３６ 連結部材

Claims (21)

1. 透光性材料からなる第１の平板部、第２の平板部、第３の平板部および第４の平板部がＸ字形状を構成するようにこの順に配置されたクロスダイクロイックミラーにおいて、
   前記第１の平板部および前記第３の平板部の前記第２の平板部が位置する側の面に所定の分光特性を示す第１の機能層が形成され、前記第２の平板部および前記第４の平板部の前記第３の平板部が位置する側の面に前記第１の機能層と異なる分光特性を示す第２の機能層が形成され、
   前記第１の平板部および前記第４の平板部は稜線を備えた第１のＶ字部を構成し、前記第２の平板部および前記第３の平板部は稜線を備えた第２のＶ字部を構成しており、
   前記第１のＶ字部および前記第２のＶ字部は稜線同士が線接触するように配置されていることを特徴とするクロスダイクロイックミラー。
2. 透光性材料からなる第１の平板部、第２の平板部、第３の平板部および第４の平板部がＸ字形状を構成するようにこの順に配置されたクロスダイクロイックミラーにおいて、
   前記第１の平板部および前記第３の平板部の前記第２の平板部が位置する側の面に所定の分光特性を示す第１の機能層が形成され、前記第２の平板部および前記第４の平板部の前記第３の平板部が位置する側の面に前記第１の機能層と異なる分光特性を示す第２の機能層が形成され、
   前記第１の平板部および前記第４の平板部は稜線を備えたＶ字部を構成し、当該Ｖ字部における前記第１の平板部の前記稜線側の端部に前記第２の平板部の側端面が接続され、前記Ｖ字部における前記第４の平板部の前記稜線側の端部に前記第３の平板部の側端面が接続され、
   前記第２の平板部および前記第３の平板部は、各々の厚さ寸法が前記第１の平板部および前記第４の平板部の厚さ寸法よりも薄いことを特徴とするクロスダイクロイックミラー。
3. 請求項２において、
   前記第１の平板部と前記第２の平板部の側端面との間、および前記第４の平板部と前記第３の平板部の側端面との間に反射膜あるいはエアーギャップが配置されていることを特徴とするクロスダイクロイックミラー。
4. 透光性材料からなる第１の平板部、第２の平板部、第３の平板部および第４の平板部がＸ字形状を構成するようにこの順に配置されたクロスダイクロイックミラーにおいて、
   前記第１の平板部および前記第３の平板部の前記第２の平板部が位置する側の面に所定の分光特性を示す第１の機能層が形成され、前記第２の平板部および前記第４の平板部の前記第３の平板部が位置する側の面に前記第１の機能層と異なる分光特性を示す第２の機能層が形成され、
   前記第２の平板部および前記第３の平板部は稜線を備えたＶ字部を構成し、当該Ｖ字部における前記第２の平板部の前記稜線側の端部に前記第１の平板部の側端面が接続され、前記Ｖ字部における前記第３の平板部の前記稜線側の端部に前記第４の平板部の側端面が接続され、
   前記第１の平板部および前記第４の平板部は、各々の厚さ寸法が前記第２の平板部および前記第３の平板部の厚さ寸法よりも薄いことを特徴とするクロスダイクロイックミラー。
5. 透光性材料からなる第１の平板部、第２の平板部、第３の平板部および第４の平板部がＸ字形状を構成するようにこの順に配置されたクロスダイクロイックミラーにおいて、
   前記第１の平板部および前記第３の平板部の前記第２の平板部が位置する側の面に所定の分光特性を示す第１の機能層が形成され、前記第２の平板部および前記第４の平板部の前記第３の平板部が位置する側の面に前記第１の機能層と異なる分光特性を示す第２の機能層が形成され、
   前記第１の平板部および前記第４の平板部は稜線を備えたＶ字部を構成し、当該Ｖ字部における前記第１の平板部の前記稜線側の端部に前記第２の平板部の側端面が接続され、前記Ｖ字部における前記第４の平板部の前記稜線側の端部に前記第３の平板部の側端面が接続され、
   前記第１の平板部と前記第２の平板部の側端面との間、および前記第４の平板部と前記第３の平板部の側端面との間に反射膜あるいはエアーギャップが配置されていることを特徴とするクロスダイクロイックミラー。
6. 透光性材料からなる第１の平板部、第２の平板部、第３の平板部および第４の平板部がＸ字形状を構成するようにこの順に配置されたクロスダイクロイックミラーにおいて、
   前記第１の平板部および前記第３の平板部の前記第２の平板部が位置する側の面に所定の分光特性を示す第１の機能層が形成され、前記第２の平板部および前記第４の平板部の前記第３の平板部が位置する側の面に前記第１の機能層と異なる分光特性を示す第２の機能層が形成され、
   前記第１の平板部、前記第２の平板部、前記第３の平板部および前記第４の平板部は厚さ寸法が等しく、
   前記第２の平板部は、前記第４の平板部に対して前記第３の平板部が位置する側に前記厚さ寸法未満の寸法だけずれており、
   前記第３の平板部は、前記第１の平板部に対して前記第２の平板部が位置する側に前記厚さ寸法未満の寸法だけずれていることを特徴とするクロスダイクロイックミラー。
7. 透光性材料からなる第１の平板部、第２の平板部、第３の平板部および第４の平板部がＸ字形状を構成するようにこの順に配置されたクロスダイクロイックミラーにおいて、
   前記第１の平板部および前記第３の平板部の前記第２の平板部が位置する側の面に所定の分光特性を示す第１の機能層が形成され、前記第２の平板部および前記第４の平板部の前記第３の平板部が位置する側の面に前記第１の機能層と異なる分光特性を示す第２の機能層が形成され、
   前記第１の平板部、前記第２の平板部、前記第３の平板部および前記第４の平板部は厚さ寸法が等しく、
   前記第１の平板部と前記第３の平板部は１枚の平板を構成するように同一面上に位置し、
   前記第２の平板部の側端面は、反射膜あるいはエアーギャップを介して前記平板に接続し、
   前記第２の平板部は、前記第４の平板部に対して前記第３の平板部が位置する側に前記厚さ寸法未満の寸法だけずれていることを特徴とするクロスダイクロイックミラー。
8. 請求項１ないし７のいずれかにおいて、
   前記第１の平板部、前記第２の平板部、前記第３の平板部および前記第４の平板部の厚さ寸法がいずれも１ｍｍ以下であることを特徴とするクロスダイクロックミラー。
9. 透光性材料からなる第１の平板部、第２の平板部、第３の平板部および第４の平板部がＸ字形状を構成するようにこの順に配置されたクロスダイクロイックミラーにおいて、
   前記第１の平板部および前記第３の平板部の前記第２の平板部が位置する側の面に所定の分光特性を示す第１の機能層が形成され、前記第２の平板部および前記第４の平板部の前記第３の平板部が位置する側の面に前記第１の機能層と異なる分光特性を示す第２の機能層が形成され、
   前記第１の平板部、前記第２の平板部、前記第３の平板部および前記第４の平板部の厚さ寸法がいずれも１ｍｍ以下であることを特徴とするクロスダイクロックミラー。
10. 請求項１ないし９のいずれかにおいて、
    前記第１の平板部および前記第４の平板部の屈折率と、前記第２の平板部および前記第３の平板部の屈折率とが相違していることを特徴とするクロスダイクロックミラー。
11. 請求項１ないし１０のいずれかにおいて、
    前記第１の平板部、前記第２の平板部、前記第３の平板部および前記第４の平板部のうちの少なくとも１つの平板部は、交差部と反対側に位置する外側端面が遮光面になっていることを特徴とするクロスダイクロイックミラー。
12. 請求項１ないし１１のいずれかにおいて、
    前記第１の平板部、前記第２の平板部、前記第３の平板部および前記第４の平板部のうち、隣接する少なくとも１組の平板部において、交差部と反対側に位置する外側端面が同一平面内に位置していることを特徴とするクロスダイクロイックミラー。
13. 請求項１ないし１１のいずれかにおいて、
    前記第１の平板部、前記第２の平板部、前記第３の平板部および前記第４の平板部は、交差部に直交する少なくとも一方の端面が同一平面内に位置していることを特徴とするクロスダイクロイックミラー。
14. 請求項１ないし１３のいずれかにおいて、
    前記第１の平板部、前記第２の平板部、前記第３の平板部および前記第４の平板部で交差部に直交する少なくとも一方の端部を保持する補強部材を備えていることを特徴とするクロスダイクロイックミラー。
15. 請求項１ないし１３のいずれかにおいて、
    前記第１の平板部、前記第２の平板部、前記第３の平板部および前記第４の平板部で交差部に直交する両端部を保持する補強部材を備えていることを特徴とするクロスダイクロイックミラー。
16. 請求項１ないし１３のいずれかにおいて、
    前記第１の平板部、前記第２の平板部、前記第３の平板部および前記第４の平板部で交差部に直交する少なくとも一方の端部が嵌る溝が形成された補強部材に備えていることを特徴とするクロスダイクロイックミラー。
17. 請求項１ないし１３のいずれかにおいて、
    前記第１の平板部、前記第２の平板部、前記第３の平板部および前記第４の平板部のうち、隣接する少なくとも１組の平板部で交差部に直交する端部を保持する補強部材を備えていることを特徴とするクロスダイクロイックミラー。
18. 請求項１ないし１７のいずれかにおいて、
    前記第１の平板部、前記第２の平板部、前記第３の平板部および前記第４の平板部のうち、隣接する少なくとも１組の平板部において交差部と反対側に位置する外側端部同士を連結する連結部材を備えていることを特徴とするクロスダイクロイックミラー。
19. 請求項１ないし１８のいずれかに規定するクロスダイクロイックミラーを備えた光学ユニットにおいて、
    前記クロスダイクロイックミラーと、前記第１の平板部、前記第２の平板部、前記第３の平板部および前記第４の平板部のうち、隣接する少なくとも１組の平板部において交差部と反対側に位置する外側端部同士に連結された光学部品とを備えていることを特徴とする光学ユニット。
20. 請求項１ないし１３のいずれかに規定するクロスダイクロイックミラーを備えた光学ユニットにおいて、
    前記クロスダイクロイックミラーと、他の光学部品とが共通の補強部材によって一体に連結されていることを特徴とする光学ユニット。
21. 請求項１ないし１８のいずれかに記載のクロスダイクロイックミラーを備えた投射型表示装置であって、
    前記クロスダイクロイックミラーによって、前記第１の平板部と前記第４の平板部とによって挟まれた領域側から入射する第１の色光の光路と、前記第１の平板部と前記第２の平板部とによって挟まれた領域側から入射する第２の色光の光路と、前記第３の平板部と前記第４の平板部とによって挟まれた領域側から入射する第３の色光の光路とを合成し、
    当該クロスダイクロイックミラーにおいて、前記第２の平板部と前記第３の平板部とによって挟まれた領域側から出射された光を拡大投射光学系によって被投射面に拡大投射することを特徴とする投射型表示装置。

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