JP2008134651A - 色分離素子及び作像光学エンジン及び投影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】波長選択性リターダと色分離機能素子との組合せにより、偏光状態が揃った色分離を行える色分離素子を実現する。
【解決手段】本発明の色分離素子は、異なる特定波長領域の偏光方向を変換する波長選択性リターダを用い、特定の色の光のみを反射または透過するダイクロイック分離膜からなる色分離機能素子２０１と波長選択性リターダ２０２を平行に対峙して配置した構成の第１の色分離手段２００と、偏光分離素子２０４で構成した第２の色分離手段２０３を備え、直線偏光の光を第１の色分離手段２００にほぼ４５度の角度で入射させて透過光と反射光の２色に分離し、分離光のいずれか一方を第２の色分離手段２０３により透過光と反射光の２色に分離することにより３色分離することを特徴とする。
【選択図】図１１

Description

本発明は、直線偏光の白色光を３色分離する色分離素子、及び、その色分離素子を用い、それぞれ分離された光の偏光方向を制御する手段（例えば、透過型液晶パネル、あるいは反射型液晶パネルなど、液晶素子を駆動することで液晶を通過する際、あるいは反射する際に偏光方向を変換するライトバルブ）を用いて、各色の光のスイッチング制御を行うことにより３色各色の画像を形成し、それぞれ単色で形成された画像を再び合成し、カラー画像（カラー映像光）を形成する作像光学エンジン、及び、その作像光学エンジンを用いた投影装置に関する。

液晶パネル等に表示された映像を、スクリーン等の表示媒体上に拡大投射する投影装置として「液晶プロジェクタ」が、ビデオ再生映像やコンピュータデータ等の表示用として近来広く普及している。なかでも、カラー映像のプレゼンテーションなどに使用される「３板液晶プロジェクタ」は映像が高精細であることから普及率が高い。
また、液晶パネルは一般には「ライトバルブ」とよばれ、直線偏光した入力光に対する出力光の偏光状態を、画素単位で変化させることができる。

一方、所望の波長帯域の直線偏光における常光線・異常光線間に「半波長分のリターデーション」を与えることのできる「波長選択性リターダ」が知られている。半波長分のリターデーションは、「設計条件として任意に設定可能な波長帯域の光」に対して与えることができる。
近年、この波長選択性リターダを用いた３板式の液晶プロジェクタが提案されている（例えば、特開２０００−２８４２２８号公報参照）。

図２０は従来の３板式の液晶プロジェクタに搭載される投射ユニットの一例を示す概略構成図であり、図中の符号１はランプ１１と偏光板１２からなる光源部、符号２は色分離用偏光ビームスプリッタ２１と赤色成分用狭帯域位相差板（波長選択性リターダ）２２と青色成分用狭帯域位相差板（波長選択性リターダ）２３からなる色分離部、符号３はＧＢ用偏光ビームスプリッタ３１と緑色成分用液晶パネル（反射型光変調器）３２と青色成分用液晶パネル（反射型光変調器）３３からなるＧＢ変調部、符号４はＲ用偏光ビームスプリッタ４１と赤色成分用液晶パネル（反射型光変調器）４２からなるＲ変調部、符号５は色合成用偏光ビームスプリッタ５１と青色成分用狭帯域位相差板（波長選択性リターダ）５２からなる色合成部、符号６は投射光学系部である。

このような３板式の液晶プロジェクタは、「光源部１からの直線偏光状態の白色照明光を、第１の波長選択性リターダ（従来例では狭帯域位相差板と記載）２２に入射させ、第１の波長選択性リターダ２２を通過した光のうち、偏光方向が変化した波長帯域光：Ａと偏光方向が変化しない波長帯域光：ＮＡを偏光ビームスプリッタ２１により２光路に分離し、分離された一方の波長帯域光：Ａを第１のライトバルブ（従来例では反射型光変調器と記載）４２への照明光とし、他方の波長帯域光：ＮＡをさらに、第２の波長選択性リターダ２３と、偏光ビームスプリッタ３１により２色の波長帯域光：ＢとＣに分離し、それぞれを第２、第３のライトバルブ３２，３３への照明光とし、画像信号に従って変調された映像光ＬＢ、ＬＣを、第２の偏光ビームスプリッタ３２で合成した後、第３の波長選択性リターダ５２により偏光方向を揃え、一方、第１のライトバルブ４２で形成した映像光：ＬＡと、前記映像光：ＬＢ、ＬＣとを偏光ビームスプリッタ５１により合成して、投射光学系６に入射させ、投射光学系６により図示しないスクリーン上に投射してカラー画像を表示する液晶プロジェクタ」である。

このような投影装置において用いられている波長選択性リターダとしては、例えば、特許第３１３０５３７号公報に開示されている光の複屈折を利用した位相差板を積層して形成した素子などがある。
特開２０００−２８４２２８号公報に開示されている従来例では、各色の液晶パネル（ライトバルブ）で形成された映像光が、偏光ビームプリズムや、あるいはダイクロイックプリズムなどを通過して投射レンズへと向かうが、このとき、正確に、各パネルの投影倍率などを合わせた投射レンズの設計が成されており、各色のパネルまでのバックフォーカスを一致させるように設計されている。しかし、このとき、プリズムの硝材と異なる材質、つまり、屈折率の異なる材料である波長選択性リターダが、結像光路中に配置されている光路と、配置されていない光路とが混在した場合、カラー画像の高品質化に対して画質を低下させてしまう。また、性能を保つために、投射レンズの設計上の課題が大きくなる。

また、別の従来例として、特開２００１−２８１６１４号公報には、反射型液晶プロジェクタの投射ユニットの光学エンジン部分を、第１の色分離部、入出射方向変更部、第２の色分離部、色合成部および支持体を色分離合成部として一体化してなり、また、偏光方向回転部材（波長選択性リターダに相当する狭帯域位相差板）を色分離部上に積層することを特徴とした液晶プロジェクタ装置が提案されている。
この液晶プロジェクタ装置の投射ユニットは、例えば図２１に示すように、ランプ３１１と偏光板３１２からなる光源部３０１と、色分離用偏光分離面３２１と赤色成分用狭帯域位相差板３２２と青色成分用狭帯域位相差板３２３からなる色分離部３０２と、ＧＢ用偏光分離面３３１と緑色成分用液晶パネル３３２と青色成分用液晶パネル３３３からなるＧＢ変調部３０３と、Ｒ用偏光分離面３４１と赤色成分用液晶パネル３４２からなるＲ変調部３０４と、色合成用偏光分離面３５１と青色成分用狭帯域位相差板３５２からなる色合成部３０５と、位置決め支持体３０６と、投写光学系３０７とにより構成されている。

しかしながら、図２１に示すような構成の液晶プロジェクタ装置では、少なくとも３組の偏光方向回転部材（狭帯域位相差板）３２２，３２３，３５２が必要となり、部品点数増加によるコストアップはもちろん、製造上の組み付け誤差が蓄積するなどして、性能を劣化させる可能性がある。また、図２１に示すように、緑色成分用液晶パネル３３２あるいは青色成分用液晶パネル３３３からの反射映像光は、偏光方向回転部材（青色成分用狭帯域位相差板）３５２を４５度の角度で通過することとなり、平行平板状の偏光方向回転部材（青色成分用狭帯域位相差板）３５２を斜めに通過することにより光路がずれる等の悪影響を及ぼす。また、赤色成分用液晶パネル３４２で形成した映像光は、偏光方向回転部材を通過させないため、赤色の映像光と、青色、緑色の映像光とでは光路長が異なり、合成画像の品質劣化が生じるという問題点がある。

特開２０００−２８４２２８号公報 特許第３１３０５３７号公報 特開２００１−２８１６１４号公報

この発明は、波長選択性リターダと、偏光分離素子または色分離機能素子（特に色分離機能素子）の組み合わせにより、偏光状態が揃った色分離を行える色分離素子を提供することを目的とし、さらには、その色分離素子を用いて、結像光学系に波長選択性リターダを挿入することなく、光路長を各色合わせた作像光学エンジンを提供すること、及び、その作像光学エンジンを用いた高画質な投影装置を提供することを目的とする。
また、表示カラー画像の明暗のコントラストを有効に向上させ、より、高品質な作像光学エンジン、並びに、投影装置を提供することを目的とし、さらには、ユーザの用途に応じて、明るさを優先する場合にも対応可能なように調整可能な投影装置を実現することを目的とする。また、ライトバルブで形成した画像を投影する光路中に、傾斜させた波長選択性リターダを配置させない光学系を実現することにより、カラー合成画像の品質劣化を防止した構成の投影装置を実現することを目的とする。

上記目的を達成するための手段として、請求項１記載の色分離素子は、異なる波長領域の偏光方向を変換する波長選択性リターダを用い、特定の色の光のみを反射または透過する色分離機能素子と前記波長選択性リターダを平行に対峙して配置した構成の第１の色分離手段と、偏光分離素子で構成した第２の色分離手段を備え、直線偏光の光を、前記第１の色分離手段にほぼ４５度の角度で入射させて透過光と反射光の２色に分離し、分離光のいずれか一方を、前記第２の色分離手段により、透過光と反射光の２色に分離することにより、３色分離する構成の色分離素子において、前記第１の色分離手段は、特定の色の光のみを反射または透過するダイクロイック分離膜からなる色分離機能素子と、異なる波長領域の偏光方向を変換する波長選択性リターダとを有し、前記ダイクロイック分離膜からなる色分離機能素子と前記波長選択性リターダを平行に対峙して配置した構成であり、前記第２の色分離手段は、偏光分離素子で構成され、直線偏光の光を、前記色分離機能素子にほぼ４５度の角度で入射させて、透過光と反射光の２色に分離し、分離光のいずれか一方を、前記波長選択性リターダを通過させることによって、偏光方向が変わった波長帯域光と変わらない波長帯域光の２色を、前記偏光分離素子により、さらに反射光と透過光に分離することにより、３色分離することを特徴としている。

請求項２記載の色分離素子は、請求項１記載の色分離素子において、前記波長選択性リターダは第１の光学プリズム上の第１の斜面に配置し、前記偏光分離素子は前記第１の光学プリズムの第２の斜面に配置し、前記ダイクロイック分離膜からなる色分離機能素子は第２の光学ブリズムの斜面に配置し、前記色分離機能素子と前記波長選択性リターダを平行対峙するように前記第１、第２の光学プリズムを配置したことを特徴としている。

請求項３記載の作像光学エンジンは、請求項１または２に記載の色分離素子を備え、直線偏光である照明光を前記色分離素子によりカラーの３原色に分離すると共に、その分離された３原色に対応した３つのライトバルブと、各色ごとに形成された画像を合成する色合成素子とを備えたことを特徴としている。

請求項４記載の作像光学エンジンは、請求項３記載の作像光学エンジンにおいて、前記ライトバルブは偏光制御型の反射型ライトバルブであり、前記色分離素子の第１の色分離手段は、特定の色の光のみを反射または透過するダイクロイック分離膜からなる色分離機能素子と、異なる波長領域の偏光方向を変換する波長選択性リターダとを有し、前記色分離機能素子と前記波長選択性リターダを平行に対峙して配置した構成であり、前記色分離素子の第２の色分離手段は、偏光分離素子で構成され、前記色分離素子の第２の色分離手段を構成している偏光分離素子により２色に分離されたそれぞれの照明光を、第１及び第２のライトバルブに照明し、それぞれの反射映像光を、前記偏光分離素子によって合成すると共に照明光と分離させて映像光を生成し、一方、前記色分離素子の第１の色分離手段を構成している色分離機能素子により分離された第３番目の色の照明光は、第２の偏光分離素子を介して第３のライトバルブに照明し、その反射映像光を、前記第２の偏光分離素子を用いて照明光と分離して別の色の映像光を生成し、前記２つの映像光を色合成素子により合成してカラー映像光を生成することを特徴としている。

請求項５記載の作像光学エンジンは、請求項４記載の作像光学エンジンにおいて、前記色分離素子を構成する色分離機能素子及び波長選択性リターダと、偏光分離素子と、前記第２の偏光分離素子、及び前記色合成素子は、クロス状に配置したことを特徴としている。

請求項６記載の作像光学エンジンは、請求項５記載の作像光学エンジンにおいて、前記色分離素子を構成する色分離機能素子及び波長選択性リターダと、偏光分離素子と、前記第２の偏光分離素子、及び前記色合成素子を、それぞれ４つの直角プリズムの互いに直交する斜面に形成すると共に、前記４つの直角プリズムの互いに直交する斜面を合わせてブロック状に一体化したことを特徴としている。

請求項７記載の作像光学エンジンは、請求項４または５または６記載の作像光学エンジンにおいて、カラー映像光の出射光路上に、第２の波長選択性リターダを配置して偏光方向を揃えたことを特徴としている。

請求項８記載の作像光学エンジンは、請求項７記載の作像光学エンジンにおいて、カラー画像出射光路の最終面に、偏光子を取り外し可能に配置したことを特徴としている。

請求項９記載の投影装置は、請求項３〜８のいずれか一つに記載の作像光学エンジンと、投射レンズとで構成したことを特徴としている。
尚、請求項９記載の投影装置において、作像光学エンジンの照明光入口側またはカラー映像光の出射光路に偏光子を配置してある場合には、これらの偏光子は取り外し可能に構成し、必要に応じて光路に配置する。

本発明に係る色分離素子では、異なる波長領域の偏光方向を変換する波長選択性リターダを用い、特定の色の光のみを反射または透過するダイクロイック分離膜からなる色分離機能素子と前記波長選択性リターダを平行に対峙して配置した構成の第１の色分離手段と、偏光分離素子で構成した第２の色分離手段を備え、直線偏光の光を、前記第１の色分離手段にほぼ４５度の角度で入射させて透過光と反射光の２色に分離し、分離光のいずれか一方を、前記第２の色分離手段により、透過光と反射光の２色に分離することにより、３色分離することを特徴とし、偏光分離素子を用いた色分離を行なっているため、偏光度の高い色分離が可能となる。そして、この色分離素子を偏光を制御するライトバルブ（液晶パネルなど）を用いた作像光学エンジンに適用することにより、コントラストの高いカラー画像（カラー映像光）を得ることができる。
また、本発明に係る作像光学エンジンでは、波長選択性リターダが、各ライトバルブからの各色の映像光をカラー画像合成するまでの光路中に介在しないため、各色の結像光の光路長を合わせることが容易になり、投影装置に適用した場合に、投影画像の品質を高レベルにできる。また、４５度傾斜した波長選択性リターダも結像光学系に介在しないため、投影画像の品質劣化を防ぐことが可能となり、投射レンズの設計の負担を軽減することも可能となる。

従って本発明によれば、波長選択性リターダと色分離機能素子を用いた第１の色分離手段と、偏光分離素子を用いた第２の色分離手段の組み合わせにより、偏光状態が揃った色分離を行える色分離素子を実現することができ、さらには、その色分離素子を用いて、結像光学系に波長選択性リターダを挿入することなく、光路長を各色合わせた作像光学エンジンを実現することができ、その作像光学エンジンを用いた高画質な投影装置を実現することができる。
また、表示カラー画像の明暗のコントラストを有効に向上させ、より、高品質な作像光学エンジン、並びに、投影装置を実現することができ、さらには、ユーザの用途に応じて、明るさを優先する場合にも対応可能なように調整可能な投影装置を実現することができる。また、ライトバルブで形成した画像を投影する光路中に、傾斜させた波長選択性リターダを配置させない光学系を実現することにより、カラー合成画像の品質劣化を防止した構成の投影装置を実現することができる。

［参考実施形態］
まず、本発明に関連する参考実施形態として、原出願の実施形態１に係る色分離素子、作像光学エンジン、投影装置の構成、動作及び作用を図示の参考例に基いて詳細に説明する。

（参考例１）
まず第１の参考例を説明する。
図１は参考実施形態の一参考例を示す色分離素子の概略構成図である。この色分離素子は、異なる波長領域の偏光方向を変換する波長選択性リターダを用い、２つの波長選択性リターダで偏光分離素子を挟持した構成の第１の色分離手段１００と、偏光分離素子で構成した第２の色分離手段１０４を備えた構成である。
より具体的には、上記第１の色分離手段１００は、第１の偏光分離素子１０１と、異なる波長領域の偏光方向を変換する第１の波長選択性リターダ１０２及び第２の波長選択性リターダ１０３を有し、第１の波長選択性リターダ１０２と第２の波長選択性リターダ１０３とで第１の偏光分離素子１０１を挟持した構成であり、上記第２の色分離手段１０４は、第２の偏光分離素子１０５で構成されている。

そして、直線偏光の光を、第１の波長選択性リターダ１０２にほぼ４５度の角度で入射させ、第１の波長選択性リターダ１０２を通過させることにより、偏光方向が変わった波長帯域光と変わらない波長帯域光を、第１の偏光分離素子１０１により反射光と透過光に分離し、その反射光は再び第１の波長選択性リターダ１０２を通過させて透過光と分離し、一方、第１の偏光分離素子１０１を透過した透過光は平行対峙した第２の波長選択性リターダ１０３を通過せしめ、第２の波長選択性リターダ１０３により、偏光方向が変わった波長帯域光と変わらない波長帯域光の２色を、第２の偏光分離素子１０５により、さらに反射光と透過光に分離する。

より具体的に説明すると、図１に示す構成の色分離素子は、例えば緑色（Ｇ）の波長帯域光の偏光方向を９０度回転する素子（Ｇ／Ｍ素子）である第１の波長選択性リターダ１０２と、赤色（Ｒ）の波長帯域光の偏光方向を９０度回転する素子（Ｒ／Ｃ素子）である第２の波長選択性リターダ１０３とで、第１の偏光分離素子（例えば偏光分離膜）１０１を挟持させた構成の第１の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１００と、２つの直角プリズム１０６ａ，１０６ｂで第２の偏光分離素子（例えば偏光分離膜）１０５を挟持した構成の第２の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１０４からなり、第１の色分離手段である第１の偏光ビームスプリッタ１００を照明光が透過する方向に、第２の色分離手段である第２の偏光ビームスプリッタ１０４を配置した構成である。

第１の偏光ビームスプリッタ１００への入射光線は、例えば図示しない照明光学系からの白色照明光の実質的に直線偏光（第１の偏光分離素子１０１に対してＰ偏光）とすると、このＰ偏光の白色光は、第１の波長選択性リターダ（Ｇ／Ｍ素子）１０２を透過して、緑色のみＳ偏光になり、第１の偏光分離素子１０１で反射し、再び、第１の波長選択性リターダ（Ｇ／Ｍ素子）１０２を通過してＰ偏光の緑色光（Ｇｐ）となる。一方、第１の偏光分離素子１０１を透過したＰ偏光のマゼンタ（Ｍ）光は第２の波長選択性リターダ（Ｒ／Ｃ素子）１０３を通過し、マゼンタ（Ｍ）光中の赤色光成分のみＳ偏光に変わり、Ｓ偏光の赤色光（Ｒｓ）成分とＰ偏光の青色光（Ｂｐ）成分を持つマゼンタ（Ｍ）光として第２の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１０４に入射し、Ｓ偏光の赤色光（Ｒｓ）は第２の偏光分離素子１０５で反射され、Ｐ偏光の青色光（Ｂｐ）は第２の偏光分離素子１０５を透過し、Ｓ偏光の赤色光（Ｒｓ）と、Ｐ偏光の青色光（Ｂｐ）の２色に分離される。従って、図１に示す構成の色分離素子では、白色光を赤色光、青色光、緑色光の３色に分離してそれぞれ異なる方向に出射することができる。

次に図２は参考実施形態の別の参考例を示す色分離素子の概略構成図である。この色分離素子は、例えば緑色（Ｇ）の波長帯域光の偏光方向を９０度回転する素子（Ｇ／Ｍ素子）である第１の波長選択性リターダ１０２と、赤色（Ｒ）の波長帯域光の偏光方向を９０度回転する素子（Ｒ／Ｃ素子）である第２の波長選択性リターダ１０３とで、第１の偏光分離素子（例えば、偏光分離膜）１０１を挟持した構成の素子を、さらに２つの直角プリズム１０７ａ，１０７ｂで挟み込み、プリズム状の第１の偏光ビームスプリッタ１０８としたものである。
尚、その他の構成や動作及び作用は図１の色分離素子と同様であるので説明を省略する。

次に参考実施形態に係るその他の例として、波長選択性リターダの組み合わせについて説明する。
図１または図２に示す色分離素子において、波長選択性リターダとしては、青色（Ｂ）の波長帯域光の偏光を９０度変える素子（Ｂ／Ｙ素子）などがあり、例えば第１の波長選択性リターダ１０２をＢ／Ｙ素子とし、第２の波長選択性リターダ１０３をＲ／Ｃ素子として、第１の偏光ビームスプリッタ１００（または１０８）の構成を、第１の波長選択性リターダ（Ｂ／Ｙ素子）１０２、第１の偏光分離素子１０１、第２の波長選択性リターダ（Ｒ／Ｃ素子）１０３の順に配置すると、入射光がＰ偏光の白色照明光であれば、最初に第１の偏光分離素子１０１で青色（Ｂ）光を反射して分離し、第１の偏光分離素子１０１を透過した黄色（Ｙ）光は、Ｒ／Ｃ素子で赤色（Ｒ）成分のみＳ偏光に変えられて、第２の偏光ビームスプリッタ１０４に入射し、第２の偏光分離素子１０５でＳ偏光の赤色光（Ｒｓ）が反射され、Ｐ偏光の緑色光（Ｇｐ）は透過して、赤色光（Ｒｓ）と緑色光（Ｇｐ）の２色に分離することができる。

また、第１の波長選択性リターダ１０２をＲ／Ｃ素子とし、第２の波長選択性リターダ１０３をＧ／Ｍ素子として、第１の偏光ビームスプリッタ１００（または１０８）の構成を、第１の波長選択性リターダ（Ｒ／Ｃ素子）１０２、第１の偏光分離素子１０１、第２の波長選択性リターダ（Ｇ／Ｍ素子）１０３の順に配置し、Ｐ偏光の白色照明光を入射すると、最初に第１の偏光分離素子１０１で赤色（Ｒ）光を反射して分離し、第１の偏光分離素子１０１を透過したシアン（Ｃ）光は、Ｇ／Ｍ素子で緑色（Ｇ）成分のみＳ偏光に変換されて第２の偏光ビームスプリッタ１０４に入射し、第２の偏光分離素子１０５でＳ偏光の緑色光（Ｇｓ）が反射され、Ｐ偏光の青色光（Ｂｐ）は透過して、緑色光（Ｇｓ）と青色光（Ｂｐ）の２色に分離することができる。

以上説明したように、参考例１の色分離素子は、２種類の波長選択性リターダ１０２，１０３で第１の偏光分離素子１０１を挟持した構成の偏光ビームスプリッタ１００（または１０８）と、第２の偏光分離素子１０５からなる第２の偏光ビームスプリッタ１０４を用いた色分離素子なので、色毎の偏光状態が非常に良い各色の照明光を得ることができる。

（参考例２）
次に第２の参考例を説明する。
図３は参考実施形態の別の参考例を示す色分離素子の概略構成図である。この色分離素子は、光学プリズム１０９ａ上の斜面に第１の波長選択性リターダ１０２を密着配置し、該第１の波長選択性リターダ１０２上にさらに第１の偏光分離素子（例えば偏光分離膜）を積層した第１の複合光学素子と、互いに直交する直角プリズム１０９ｂの２つの斜面のいずれか一方に第２の偏光分離素子（例えば偏光分離膜）１０５を密着配置し、他方に第２の波長選択性リターダ１０３を密着配置させた第２の複合光学素子とで構成され、上記第１の複合光学素子と第２の複合光学素子は、第１の複合光学素子を構成している第１の偏光分離素子１０１と、第２の複合光学素子を構成している第２の波長選択性リターダ１０３とが密着されるように、光学的に一体としたものである。

すなわち、図３に示す構成の色分離素子は、参考例１の図２に示した第１の偏光ビームスプリッタ１０８と第２の偏光ビームスプリッタ１０４を一体化したような構成であり、第１の偏光分離素子１０１と第２の偏光分離素子１０５がＶ字型に配置されるような関係に３つの光学プリズム（直角プリズム）１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃを用いて形成しており、第１の光学プリズム１０９ａと第２の光学プリズム１０９ｂの斜面の合わせ面に第１の偏光分離素子１０１が配置され、この第１の偏光分離素子１０１の両側には第１の波長選択性リターダ（例えばＧ／Ｍ素子）１０２と第２の波長選択性リターダ（例えばＲ／Ｃ素子）１０３が配置され、第１の偏光分離素子１０２とその両側の第1、第２の波長選択性リターダ１０２，１０３を第１、第２の光学プリズム１０９ａ，１０９ｂで挟み込んだ一体形状となっている。また、第２の光学プリズム１０９ｂの他方の斜面には第２の偏光分離素子１０５が配置され第３の光学プリズム１０９ｃで挟み込んで一体化している。
尚、図３に示す色分離素子の素子構成や動作及び作用は参考例１の色分離素子と同様であるので、説明を省略する。

（参考例３）
次に第３の参考例を説明する。
この参考例の作像光学エンジンは、参考例１または２記載の色分離素子を備え、実質上直線偏光である照明光を上記色分離素子によりカラーの３原色に分離すると共に、その分離された３原色に対応した３つのライトバルブと、各色ごとに形成された画像を合成する色合成素子とを備えた構成としたものである。
すなわち、本参考例の作像光学エンジンは、参考例１に記載の図１または図２に示す構成の色分離素子、あるいは参考例２に記載の図３に示す構成の色分離素子を用い、カラーの３原色（赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ））に分離された直線偏光を、各色に対応した３つのライトバルブで画像信号に応じて偏光方向を画素毎に制御するものであり、例えば、色分離素子で分離した３原色の直線偏光を、それぞれ透過型液晶パネルからなるライトバルブを通過させることにより各色の画像を形成し、３色の画像をダイクロイック膜などの色合成素子により色合成してカラー画像（カラー映像光）を生成する。

尚、図示はしないが、色合成素子としては、従来の液晶プロジェクタによく用いられている２色の色合成膜をクロス状に配置したいわゆるクロスプリズムなどを利用して色合成してもよいし、ダイクロイックミラーを用いて色合成してもよい。また、ライトバルブとしては、反射型の液晶パネルを用いて構成してもよい。その際、照明光と映像光を分離するために、液晶パネル毎に偏光分離素子を用いて光路分離を行ない、それぞれの色の画像をクロスプリズムなどの色合成素子で合成して、カラー画像を生成すればよい。

本参考例の作像光学エンジンでは、参考例１または参考例２に記載の色分離素子を用いており、この色分離素子は、偏光分離素子と波長選択性リターダを使って色分離しているので、偏光度の高い色分離が可能となる。従って、偏光方向を制御する透過型液晶パネルや反射型液晶パネルを用いた作像光学エンジンに適用すると、コントラストを高く保った画像を形成でき、この作像光学エンジンを投影装置に適用すれば、スクリーン状に投影されるカラー画像の画質を向上することができる。

（参考例４）
次に第４の参考例を説明する。
図４は参考実施形態の別の参考例を示す投影装置の作像光学エンジンの概略構成図である。この作像光学エンジンは、参考例１または参考例２に記載の色分離素子（図４の参考例では図１に示した構成の色分離素子）を備え、実質上直線偏光である照明光を上記色分離素子によりカラーの３原色に分離すると共に、その分離された３原色に対応した３つのライトバルブ１１３，１１４，１１５と、各色ごとに形成された画像を合成する色合成素子１１７とを備えた構成としたものであり、上記ライトバルブ１１３，１１４，１１５は偏光制御型の反射型ライトバルブであって、上記色分離素子を構成している第２の偏光分離素子１０５により２色に分離されたそれぞれの照明光を、第１及び第２のライトバルブ１１３，１１４に照明し、それぞれの反射映像光を、上記第２の偏光分離素子１０５によって合成すると共に照明光と分離させて映像光を生成し、一方、上記色分離素子を構成している第１の波長選択性リターダ１０２を透過し、第１の偏光分離素子１０１で反射し、再び第１の波長選択性リターダ１０２を通過してきた第３番目の色の照明光は、第３の偏光分離素子１１１を介して第３のライトバルブ１１５に照明し、その反射映像光を、上記第３の偏光分離素子１１１を用いて照明光と分離して別の色の映像光を生成し、上記２つの映像光を色合成素子１１７により合成してカラー映像光を生成する構成となっている。

より具体的に説明すると、図４に示す構成の作像光学エンジンは、図１に示す構成の色分離素子を用いてカラーの３原色（赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ））を分離するものであり、この色分離素子は、例えば緑色（Ｇ）の波長帯域光の偏光方向を９０度回転する素子（Ｇ／Ｍ素子）である第１の波長選択性リターダ１０２と赤色（Ｒ）の波長帯域光の偏光方向を９０度回転する素子（Ｒ／Ｃ素子）である第２の波長選択性リターダ１０３とで、第１の偏光分離素子（例えば偏光分離膜）１０１を挟持させ、これらを略４５度の角度に傾斜させて配置した構成の第１の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１００と、２つの直角プリズム１０６ａ，１０６ｂで第２の偏光分離素子（例えば偏光分離膜）１０５を挟持した構成の第２の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１０４からなり、第１の偏光ビームスプリッタ１００を照明光が透過する方向に、第２の偏光ビームスプリッタ１０４を配置した構成である。また、色分離素子を構成している第２の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１０４の直交する２つの側面には、赤色（Ｒ）用と、青色（Ｂ）用のライトバルブ（例えば反射型の偏光制御素子、反射型液晶パネル等）１１３，１１４が配置されている。さらに、第１の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１００により反射する方向には、２つの直角プリズム１１２ａ，１１２ｂで第３の偏光分離素子（例えば偏光分離膜）１１１を挟持した構成の第３の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１１０が配置され、その第３の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１１０の、照明光が透過する方向の側面には、緑色（Ｇ）用のライトバルブ（例えば反射型の偏光制御素子、反射型液晶パネル等）１１５が配置されている。また、赤色（Ｒ）用と、青色（Ｂ）用のライトバルブ１１３，１１４からの反射光は、第２の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１０４の第２の偏光分離素子１０５で合成されマゼンタ（Ｍ）光となるが、このマゼンタ（Ｍ）光の出射方向と、緑色（Ｇ）用のライトバルブ１１５で反射され第３の偏光分離素子１１１で反射されて照明光と分離された緑色（Ｇ）光の出射方向とが交叉する位置には、２つの直角プリズム１１８ａ，１１８ｂで色合成素子（例えばダイクロイック膜）１１７を挟持した構成のダイクロイックプリズム１１６が配置されており、そのダイクロイックプリズム１１６のダイクロイック膜１１７でマゼンタ光（Ｒ，Ｂの合成光）とＧ光とが合成されてカラー映像光が出射される。

尚、図４に示す構成の作像光学エンジンにおいては、色分離素子を構成する第１、第２の波長選択性リターダで挟持された第１の偏光分離素子１０１と、第２の偏光分離素子１０５と、第３の偏光分離素子１１１、及び色合成素子（ダイクロイック膜）１１７は、クロス状に配置されている。すなわち、それらの素子を含む平面が互いにクロスするように配置されているので、作像光学エンジンをコンパクトに構成することができる。
また、投影装置を構成する場合には、図４に示す作像光学エンジンの照明光入射側には照明光学系（図示を省略する）が配設され、ダイクロイックプリズム１１６で合成されたカラー映像光の出射方向には、投射レンズ１１９が配置される。

次に図４に示す構成の作像光学エンジンの動作を説明する。図４において、第１の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１００への入射光線は、例えば白色照明光の実質的に直線偏光（第１の偏光分離素子１０１に対してＰ偏光）とすると、このＰ偏光の白色光は、第１の波長選択性リターダ（Ｇ／Ｍ素子）１０２を透過して、緑色のみＳ偏光になり、第１の偏光分離素子１０１で反射し、再び、第１の波長選択性リターダ（Ｇ／Ｍ素子）１０２を通過してＰ偏光の緑色光（Ｇｐ）となる。一方、第１の偏光分離素子１０１を透過したＰ偏光のマゼンタ（Ｍ）光は第２の波長選択性リターダ（Ｒ／Ｃ素子）１０３を通過し、マゼンタ（Ｍ）光中の赤色光成分のみＳ偏光に変わり、Ｓ偏光の赤色光（Ｒｓ）成分とＰ偏光の青色光（Ｂｐ）成分を持つマゼンタ（Ｍ）光として第２の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１０４に入射し、Ｓ偏光の赤色光（Ｒｓ）は第２の偏光分離素子１０５で反射され、Ｐ偏光の青色光（Ｂｐ）は第２の偏光分離素子１０５を透過し、Ｓ偏光の赤色光（Ｒｓ）と、Ｐ偏光の青色光（Ｂｐ）の２色に分離される。

上記のようにして白色照明光が赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色に分離されると、赤色用、青色用のライトバルブ１１３，１１４で反射したそれぞれの色の画像は、第２の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１０４の第２の偏光分離素子１０５によって色合成されると同時に照明光と分離され、Ｍ（マゼンタ）光の画像（ＲｐとＢｓの合成光）となってダイクロイックプリズム１１６へ向かう。一方、緑色用のライトバルブ１１５で反射した緑色の映像光（Ｇｓ）は、第３の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１１０の偏光分離素子１１１により照明光と光路分離されてダイクロイックプリズム１１６に向かい、色合成素子（ダイクロイック膜）１１７でＭ光画像と合成される。この合成された映像光は、赤色成分（Ｒｐ）のみＰ偏光で、青色成分（Ｂｓ）と緑色成分（Ｇｓ）はＳ偏光である。

（参考例５）
次に第５の参考例を説明する。
図５は参考実施形態の別の参考例を示す投影装置の作像光学エンジンの概略構成図である。この作像光学エンジンの基本的な構成は図４と同様であり、同符合を付したものは同じ構成部材であり、動作、作用も同じである。
図５に示す構成の作像光学エンジンでは、図４の構成に加えて、カラー映像光の出射光路上に第３の波長選択性リターダ１２０を配置して偏光方向を揃えたものである。この場合、第３の波長選択性リターダ１２０が赤色のみ偏光方向を変換する素子であれば、カラー映像光の赤色成分もＳ偏光に変換され、カラー映像光は偏光方向を揃えることができる。この第３の波長選択性リターダ１２０はカラー映像光の出射光路上に取り外し可能に配置されており、必要ないときには取り外すことができる。

尚、図５に示す構成の作像光学エンジンでは、第３の波長選択性リターダ１２０の後に偏光子１２１を配置しているが、カラー映像光の赤、青、緑の各色の偏光方向をＳ偏光に揃えた場合には、偏光子１２１としてＳ偏光を透過する偏光子を配置すると、数々の光学素子を通過してくる間に旋回して、Ｐ偏光成分が現れても、そのＰ偏光成分は偏光子１２１でカットでき、コントラストの低下を抑えることが可能となる。
また、図示しないが、作像光学エンジンの色分離素子の照明光の入口側に偏光子を配置した構成としてもよく、照明光学系側の入口に偏光子を配置した構成にすることより、入射する直線偏光の偏光成分を向上させることができるので、色分離の色純度が高くなる。

さらにまた、作像光学エンジンの照明光入口側またはカラー映像光の出射光路上に偏光子を配置する場合には、これらの偏光子は取り外し可能に構成するとよい。例えば、図５に示す構成の作像光学エンジンのカラー映像光の出射光路の偏光子１２１を取り外し可能なようにして投影装置を構成すれば、必要に応じて、コントラスト優先のときは配置し、明るさ優先の時は取り外して使用すればよい。また、投射レンズ１１９のバックフォーカスを合わせるために、取り外しの際にはダミーの平行平板等を変わりに挿入すればよい。
具体的には、図１０に示す例のように、偏光子１２１とダミー平行平板１２３等が一体となった部材を設け、この部材を、使用するユーザの希望によって、手動あるいは駆動装置等によりスライド移動して偏光子１２１とダミー平行平板１２３等を切り替えることができるような構成や機構を採用すれば良い。また、スライド機構に限らず、回転して切り替えたり、あるいは、偏光子１２１やダミー平行平板１２３をそれぞれホルダー等の保持部材に固定し、投影装置の外から保持部材ごと完全に取り外し、あるいは取り替え可能なようにしておいても良い。

以上の偏光子の取り外し、あるいは、ダミー平行平板との切り替えについては、波長選択性リターダを用いた色分離素子を備えた投影装置に限らず、従来からある投影装置にも適用できる。特に、偏光制御型のライトバルブを用いた投影装置においては、投影光学系の光路中に偏光子を配置した構成を採用してコントラストを向上させているが、偏光子の透過率分の明るさを低減させている。例えば、明るい場所においては、コントラストよりも、明るさを優先させたい場合がある。そこで、偏光制御型のライトバルブを用いた投影装置の場合にも、投影光学系の光路中に偏光子を取り外し可能に配置しておき、ユーザの希望に応じて、偏光子を取り外すといった非常に簡単な動作により、明るさの向上を図れる投影装置が実現する。

（参考例６）
次に第６の参考例を説明する。
図６は参考実施形態の別の参考例を示す投影装置の作像光学エンジンの概略構成図である。この作像光学エンジンは、参考例１の図２に示した構成と同様の色分離素子を用いたものであり、この色分離素子は、例えば緑色（Ｇ）の波長帯域光の偏光方向を９０度回転する素子（Ｇ／Ｍ素子）である第１の波長選択性リターダ１０２と、赤色（Ｒ）の波長帯域光の偏光方向を９０度回転する素子（Ｒ／Ｃ素子）である第２の波長選択性リターダ１０３とで、第１の偏光分離素子（例えば、偏光分離膜）１０１を挟持した構成の素子を、さらに２つの直角プリズム１０７ａ，１０７ｂで挟み込み、プリズム状の第１の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１０８としたものである。
尚、第１の偏光ビームスプリッタ１０８をプリズム状にした以外の構成は、参考例４で説明した図４の作像光学エンジンの構成と同じであり、動作、作用も同じであるので、ここでは説明を省略する。

（参考例７）
次に第７の参考例を説明する。
図７は参考実施形態の別の参考例を示す投影装置の作像光学エンジンの概略構成図である。この作像光学エンジンの基本的な構成は図６と同様であり、同符合を付したものは同じ構成部材であり、動作も同じである。
図７に示す構成の作像光学エンジンでは、図６の構成に加えて、カラー映像光の出射光路上に、第３の波長選択性リターダ１２０を取り外し可能に配置して偏光方向を揃える構成とし、さらに第３の波長選択性リターダ１２０の後に偏光子１２１を取り外し可能に配置したものである。この第３の波長選択性リターダ１２０や偏光子１２１の動作、作用は参考例５で説明した通りである。また、偏光子とダミー平行平板を切り替えるようにする場合の構成、動作、作用も参考例５で説明した通りである。

（参考例８）
次に第８の参考例を説明する。
図８は参考実施形態の別の参考例を示す投影装置の作像光学エンジンの概略構成図である。この作像光学エンジンは、参考例４で説明した構成の作像光学エンジンにおいて、第１、第２の波長選択性リターダ１０２，１０３で挟持された第１の偏光分離素子（偏光分離膜）１０１と、第２の偏光分離素子（偏光分離膜）１０５と、第３の偏光分離素子（偏光分離膜）１１１、及び色合成素子（ダイクロイック膜）１１７を、それぞれ４つの直角プリズム１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２２ｄの互いに直交する斜面に形成すると共に、上記４つの直角プリズム１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２２ｄの互いに直交する斜面を合わせてブロック状に一体化した構成としたものである。この構成の場合、クロス状に配置された各素子を４つの直角プリズム１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２２ｄで保持できるので、図４〜７の構成に比べてプリズムの数を減らすことができ、製造コストを低減することができる。
尚、第１の偏光分離素子（偏光分離膜）１０１と第１、第２の波長選択性リターダ１０２，１０３、第２の偏光分離素子（偏光分離膜）１０５、第３の偏光分離素子（偏光分離膜）１１１、色合成素子（ダイクロイック膜）１１７、及び各色のライトバルブ１１３，１１４，１１５の構成、動作及び作用は参考例４と同様であるので、ここでは説明を省略する。

（参考例９）
次に第９の参考例を説明する。
図９は参考実施形態の別の参考例を示す投影装置の作像光学エンジンの概略構成図である。この作像光学エンジンの基本的な構成は図８と同様であり、同符合を付したものは同じ構成部材であり、動作も同じである。
図９に示す構成の作像光学エンジンでは、図８の構成に加えて、カラー映像光の出射光路上に、第３の波長選択性リターダ１２０を取り外し可能に配置して偏光方向を揃える構成とし、さらに第３の波長選択性リターダ１２０の後に偏光子１２１を取り外し可能に配置したものである。この第３の波長選択性リターダ１２０や偏光子１２１の動作、作用は参考例５で説明した通りである。また、偏光子とダミー平行平板を切り替えるようにする場合の構成、動作、作用も参考例５で説明した通りである。

以上、参考実施形態の作像光学エンジンの参考例を説明したが、以上の構成では、主に、第１、第２の波長選択性リターダ１０２，１０３にＧ／Ｍ素子、Ｒ／Ｃ素子を用いて説明したが、参考例１でも述べたように、カラー分離するためには様々な波長選択性リターダを組み合わせて用いることは自明である。

［本発明の実施形態］
次に、この分割出願の実施形態として、請求項１，２に係る発明の色分離素子、請求項３〜８に係る発明の作像光学エンジン、及び請求項９に係る発明の投影装置の構成、動作及び作用を図示の実施例に基いて詳細に説明する。

（実施例１）
まず請求項１に係る発明の実施例を説明する。
図１１は請求項１に係る発明の一実施例を示す色分離素子の概略構成図である。この色分離素子は、異なる波長領域の偏光方向を変換する波長選択性リターダを用い、特定の色の光のみを反射または透過する色分離機能素子と前記波長選択性リターダを平行に対峙して配置した構成の第１の色分離手段２００と、偏光分離素子で構成した第２の色分離手段２０３を備えた構成である。
より具体的には、上記第１の色分離手段２００は、特定の色の光のみを反射または透過する色分離機能素子２０１と、異なる波長領域の偏光方向を変換する波長選択性リターダ２０２とを有し、色分離機能素子２０１と波長選択性リターダ２０２を平行に対峙して配置した構成であり、上記第２の色分離手段２０３は、偏光分離素子２０４で構成されている。

そして、直線偏光の光を、色分離機能素子２０１にほぼ４５度の角度で入射させて、透過光と反射光の２色に分離し、分離光のいずれか一方を、波長選択性リターダ２０２を通過させることによって、偏光方向が変わった波長帯域光と変わらない波長帯域光の２色を、偏光分離素子２０４により、さらに反射光と透過光に分離する。

より具体的に説明すると、図１１に示す構成の色分離素子は、例えば緑色（Ｇ）の波長帯域光のみを反射する色分離機能素子（例えば、ダイクロイック分離膜）２０１と、赤色（Ｒ）の波長帯域光の偏光方向を９０度回転し、赤の補色であるシアン色の偏光は変えない素子（Ｒ／Ｃ素子）である波長選択性リターダ２０２を平行対峙させている構成の第１の色分離手段２００と、２つの直角プリズム２０５ａ，２０５ｂで偏光分離素子（例えば偏光分離膜）２０４を挟持した構成の第２の色分離手段（偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ））２０３からなり、第１の色分離手段２００を照明光が透過する方向に、第２の色分離手段である偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ））２０３を配置した構成である。

第１の色分離手段２００への入射光線は、例えば図示しない照明光学系からの白色照明光の実質的に直線偏光（例えば偏光分離素子２０４に対してＰ偏光）とすると、このＰ偏光の白色光は、初めに、色分離機能素子（例えば、ダイクロイック分離膜）２０１にほぼ４５度の角度で入射させて、色分離機能素子２０１で緑色光（Ｇｐ）の光路を９０度折り曲げて反射光として分離する。一方、色分離機能素子２０１を透過したＰ偏光のマゼンタ（Ｍ）光は波長選択性リターダ（Ｒ／Ｃ素子）２０２を通過し、マゼンタ（Ｍ）光中の赤色光成分のみＳ偏光に変わり、Ｓ偏光の赤色光（Ｒｓ）成分とＰ偏光の青色光（Ｂｐ）成分を持つマゼンタ（Ｍ）光として第２の色分離手段である偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２０３に入射し、Ｓ偏光の赤色光（Ｒｓ）は偏光分離素子２０４で反射され、Ｐ偏光の青色光（Ｂｐ）は偏光分離素子２０４を透過し、Ｓ偏光の赤色光（Ｒｓ）と、Ｐ偏光の青色光（Ｂｐ）の２色に分離される。従って、図１１に示す構成の色分離素子では、白色光を緑色光、赤色光、青色光の３色に分離してそれぞれ異なる方向に出射することができる。

次に図１２は請求項１に係る発明の別の実施例を示す色分離素子の概略構成図である。この色分離素子は、例えば緑色光（Ｇｐ）の光路を９０度折り曲げて反射光としマゼンタ光は透過する色分離機能素子（例えば、ダイクロイック分離膜）２０１と、赤色（Ｒ）の波長帯域光の偏光方向を９０度回転し、赤の補色であるシアン色の偏光は変えない素子（Ｒ／Ｃ素子）である波長選択性リターダ２０２を平行対峙させている構成の素子を、さらに２つの直角プリズム２０７ａ，２０７ｂで挟み込み、プリズム状の第１の色分離手段２０６としたものである。
尚、その他の構成や動作及び作用は図１１の色分離素子と同様であるので説明を省略する。

次に請求項１の発明に係るその他の実施例として、色分離機能素子２０１と波長選択性リターダ２０２の組み合わせについて説明する。
図１１または図１２に示す色分離素子において、色分離機能素子２０１は緑色（Ｇ）の波長帯域光を反射する素子としたが、青色（Ｂ）の波長帯域光あるいは赤色（Ｒ）の波長帯域光のみを反射する素子でも可能である。
また、波長選択性リターダ２０２としては、Ｒ／Ｃ素子の他、青色（Ｂ）の波長帯域光の偏光を９０度変える素子（Ｂ／Ｙ素子）や、緑色（Ｇ）の波長帯域光の偏光を９０度変える素子（Ｇ／Ｍ素子）などがあり、色分離機能素子２０１の透過光がＲ，Ｇ，Ｂの３原色のうちの２色となるようにし、その２色のうちのいずれかの偏光を変えるように波長選択性リターダ２０２を選択すればいずれの種類の素子であってもよい。

また、図示はしないが、色分離機能素子２０１と波長選択性リターダ２０２の配置を逆にし、白色照明光を初めに波長選択性リターダ２０２を通過させて、その後、色分離機能素子２０１を通過、反射させる配置にしてもよく、この場合には、色分離機能素子により反射した色は、再び、波長選択性リターダを通過する構成となる。

以上説明したように、請求項１に係る色分離素子は、色分離機能素子２０１と波長選択性リターダ２０２を平行に対峙して配置した構成の第１の色分離手段２００と、偏光分離素子で構成した第２の色分離手段（偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ））２０３を用いた色分離素子なので、色毎の偏光状態が非常に良い各色の照明光を得ることができる。

（実施例２）
次に請求項２に係る発明の実施例を説明する。
図１３は請求項２に係る発明の一実施例を示す色分離素子の概略構成図である。この色分離素子は、波長選択性リターダ２０２を光学プリズム２０８ｂ上の第１の斜面に配置し、偏光分離素子２０４は上記光学プリズム２０８ｂの第２の斜面に配置し、色分離機能素子２０１は別の光学ブリズム２０８ａの斜面に配置し、色分離機能素子２０１と波長選択性リターダ２０２を平行対峙するように２つの光学プリズム２０８ａ，２０８ｂを配置したものである。

すなわち、図１３に示す構成の色分離素子は、実施例１の図１２に示した第１の色分離手段２０６と第２の色分離手段（偏光ビームスプリッタ）２０３を一体化したような構成であり、波長選択性リターダ２０２と平行対峙した色分離機能素子２０１と、偏光分離素子２０４がＶ字型に配置されるような関係に３つの光学プリズム（直角プリズム）２０８ａ，２０８ｂ，２０８ｃを用いて形成しており、光学プリズム２０８ａと光学プリズム２０８ｂの斜面の合わせ面に色分離機能素子２０１が配置され、この色分離機能素子２０１の近傍には波長選択性リターダ（例えばＲ／Ｃ素子）２０２が密接して配置され、色分離機能素子２０１と波長選択性リターダ２０２を光学プリズム２０８ａ，２０８ｂで挟み込んだ一体形状となっている。また、光学プリズム２０８ｂの他方の斜面には偏光分離素子２０４が配置され光学プリズム２０８ｃで挟み込んで一体化している。
尚、図１３に示す色分離素子の素子構成や動作及び作用は参考例１の色分離素子と同様であるので、説明を省略する。

（実施例３）
次に請求項３に係る発明の実施例を説明する。
本実施例の作像光学エンジンは、実施例１または２記載の色分離素子を備え、実質上直線偏光である照明光を上記色分離素子によりカラーの３原色に分離すると共に、その分離された３原色に対応した３つのライトバルブと、各色ごとに形成された画像を合成する色合成素子とを備えた構成としたものである。
すなわち、本実施例の作像光学エンジンは、実施例１に記載の図１１または図１２に示す構成の色分離素子、あるいは実施例２に記載の図１３に示す構成の色分離素子を用い、カラーの３原色（赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ））に分離された直線偏光を、各色に対応した３つのライトバルブで画像信号に応じて偏光方向を画素毎に制御するものであり、例えば、色分離素子で分離した３原色の直線偏光を、それぞれ透過型液晶パネルからなるライトバルブを通過させることにより各色の画像を形成し、３色の画像をダイクロイック膜などの色合成素子により色合成してカラー画像（カラー映像光）を生成する。

尚、図示はしないが、色合成素子としては、従来の液晶プロジェクタによく用いられている２色の色合成膜をクロス状に配置したいわゆるクロスプリズムなどを利用して色合成してもよいし、ダイクロイックミラーを用いて色合成してもよい。また、ライトバルブとしては、反射型の液晶パネルを用いて構成してもよい。その際、照明光と映像光を分離するために、液晶パネル毎に偏光分離素子を用いて光路分離を行ない、それぞれの色の画像をクロスプリズムなどの色合成素子で合成して、カラー画像を生成すればよい。

本実施例の作像光学エンジンでは、実施例１（請求項１）または実施例２（請求項２）に記載の色分離素子を用いており、この色分離素子は、色分離機能素子と波長選択性リターダ、及び偏光分離素子を使って色分離しているので、偏光度を高く保った色分離が可能となる。従って、偏光方向を制御する透過型液晶パネルや反射型液晶パネルを用いた作像光学エンジンに適用すると、コントラストを高く保った画像を形成でき、この作像光学エンジンを投影装置に適用すれば、スクリーン状に投影されるカラー画像の画質を向上することができる。

（実施例４）
次に請求項４，５，９に係る発明の実施例を説明する。
図１４は請求項４，５，９に係る発明の一実施例を示す投影装置の作像光学エンジンの概略構成図である。この作像光学エンジンは、実施例１（請求項１）または実施例２（請求項２）に記載の色分離素子（図１４の実施例では図１１に示した構成の色分離素子）を備え、実質上直線偏光である照明光を上記色分離素子によりカラーの３原色に分離すると共に、その分離された３原色に対応した３つのライトバルブ２１２，２１３，２１４と、各色ごとに形成された画像を合成する色合成素子２１５とを備えた構成としたものであり、上記ライトバルブ２１２，２１３，２１４は偏光制御型の反射型ライトバルブであって、上記色分離素子を構成している第２の色分離手段（ＰＢＳ）２０３の偏光分離素子２０４により２色に分離されたそれぞれの照明光を、第１及び第２のライトバルブ２１２，２１３に照明し、それぞれの反射映像光を、上記偏光分離素子２０４によって合成すると共に照明光と分離させて映像光を生成し、一方、上記色分離素子の第１の色分離手段２００を構成している色分離機能素子２０１により分離された第３番目の色の照明光は、第２の偏光分離素子２１０を介して第３のライトバルブ２１４に照明し、その反射映像光を、上記第２の偏光分離素子２０４を用いて照明光と分離して別の色の映像光を生成し、上記２つの映像光を色合成素子２１６により合成してカラー映像光を生成する構成となっている（請求項４）。

より具体的に説明すると、図１４に示す構成の作像光学エンジンは、図１１に示す構成の色分離素子を用いてカラーの３原色（赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ））を分離するものであり、この色分離素子は、例えば緑色（Ｇ）の波長帯域光のみを反射する色分離機能素子（例えば、ダイクロイック分離膜）２０１と赤色（Ｒ）の波長帯域光の偏光方向を９０度回転する素子（Ｒ／Ｃ素子）である波長選択性リターダ２０２を平行対峙し、これらを略４５度の角度に傾斜させて配置した構成の第１の色分離手段２００と、２つの直角プリズム２０５ａ，２０５ｂで偏光分離素子（例えば偏光分離膜）２０４を挟持した構成の第２の色分離手段（偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ））２０３からなり、第１の色分離手段２００を照明光が透過する方向に、第２の色分離手段（偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ））２０３を配置した構成である。また、色分離素子を構成している第２の色分離手段（偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ））２０３の直交する２つの側面には、赤色（Ｒ）用と、青色（Ｂ）用のライトバルブ（例えば反射型の偏光制御素子、反射型液晶パネル等）２１２，２１３が配置されている。さらに、第１の色分離手段２００の色分離機能素子（例えば、ダイクロイック分離膜）２０１により反射する方向には、２つの直角プリズム２１１ａ，２１１ｂで第２の偏光分離素子（例えば偏光分離膜）２１０を挟持した構成の第２の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２０９が配置され、その第２の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２０９の、照明光が透過する方向の側面には、緑色（Ｇ）用のライトバルブ（例えば反射型の偏光制御素子、反射型液晶パネル等）２１４が配置されている。また、赤色（Ｒ）用と、青色（Ｂ）用のライトバルブ２１２，２１３からの反射光は、第２の色分離手段（偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ））２０３の偏光分離素子２０４で合成されマゼンタ（Ｍ）光となるが、このマゼンタ（Ｍ）光の出射方向と、緑色（Ｇ）用のライトバルブ２１４で反射され第２の偏光分離素子２１０で反射されて照明光と分離された緑色（Ｇ）光の出射方向とが交叉する位置には、２つの直角プリズム２１７ａ，２１７ｂで色合成素子（例えばダイクロイック膜）２１６を挟持した構成のダイクロイックプリズム２１５が配置されており、そのダイクロイックプリズム２１５のダイクロイック膜２１６でマゼンタ光（Ｒ，Ｂの合成光）とＧ光とが合成されてカラー映像光が出射される。

尚、図１４に示す構成の作像光学エンジンにおいては、色分離素子を構成する色分離機能素子２０１及び波長選択性リターダ２０２と、偏光分離素子２０４と、第２の偏光分離素子２１０、及び色合成素子（ダイクロイック膜）２１６は、クロス状に配置されている。すなわち、それらの素子を含む平面が互いにクロスするように配置されているので、作像光学エンジンをコンパクトに構成することができる（請求項５）。
また、投影装置を構成する場合には、図１４に示す作像光学エンジンの照明光入射側には照明光学系（図示を省略する）が配設され、ダイクロイックプリズム２１５で合成されたカラー映像光の出射方向には、投射レンズ２１８が配置される（請求項９）。

次に図１４に示す構成の作像光学エンジンの動作を説明する。図１４において、第１の色分離手段２００への入射光線は、例えば図示しない照明光学系からの白色照明光の実質的に直線偏光（例えば偏光分離素子２０４に対してＰ偏光）とすると、このＰ偏光の白色光は、初めに、色分離機能素子（例えば、ダイクロイック分離膜）２０１にほぼ４５度の角度で入射させて、色分離機能素子２０１で緑色光（Ｇｐ）の光路を９０度折り曲げて反射光として分離する。一方、色分離機能素子２０１を透過したＰ偏光のマゼンタ（Ｍ）光は波長選択性リターダ（Ｒ／Ｃ素子）２０２を通過し、マゼンタ（Ｍ）光中の赤色光成分のみＳ偏光に変わり、Ｓ偏光の赤色光（Ｒｓ）成分とＰ偏光の青色光（Ｂｐ）成分を持つマゼンタ（Ｍ）光として第２の色分離手段である偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２０３に入射し、Ｓ偏光の赤色光（Ｒｓ）は偏光分離素子２０４で反射され、Ｐ偏光の青色光（Ｂｐ）は偏光分離素子２０４を透過し、Ｓ偏光の赤色光（Ｒｓ）と、Ｐ偏光の青色光（Ｂｐ）の２色に分離される。

上記のようにして白色照明光が赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）の３色に分離されると、赤色用、青色用のライトバルブ２１２，２１３で反射したそれぞれの色の画像は、第２の色分離手段（偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ））２０３の偏光分離素子２０４によって色合成されると同時に照明光と分離され、Ｍ（マゼンタ）光の画像（ＲｐとＢｓの合成光）となってダイクロイックプリズム２１５へ向かう。一方、緑色用のライトバルブ２１４で反射した緑色の映像光（Ｇｓ）は、第２の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２０９の偏光分離素子２１０により照明光と光路分離されてダイクロイックプリズム２１５に向かい、色合成素子（ダイクロイック膜）２１６でＭ光画像と合成される。この合成された映像光は、赤色成分（Ｒｐ）のみＰ偏光で、青色成分（Ｂｓ）と緑色成分（Ｇｓ）はＳ偏光である。

（実施例５）
次に請求項７，８，９に係る発明の実施例を説明する。
図１５は請求項７，８，９に係る発明の一実施例を示す投影装置の作像光学エンジンの概略構成図である。この作像光学エンジンの基本的な構成は図１４と同様であり、同符合を付したものは同じ構成部材であり、動作、作用も同じである。
図１５に示す構成の作像光学エンジンでは、図１４の構成に加えて、カラー映像光の出射光路上に第２の波長選択性リターダ２１９を配置して偏光方向を揃えたものである。この場合、第２の波長選択性リターダ２１９が赤色のみ偏光方向を変換する素子であれば、カラー映像光の赤色成分もＳ偏光に変換され、カラー映像光は偏光方向を揃えることができる。この第２の波長選択性リターダ２１９はカラー映像光の出射光路上に取り外し可能に配置されており、必要ないときには取り外すことができる。

尚、図１５に示す構成の作像光学エンジンでは、第２の波長選択性リターダ２１９の後に偏光子２２０を配置しているが、カラー映像光の赤、青、緑の各色の偏光方向をＳ偏光に揃えた場合には、偏光子２２０としてＳ偏光を透過する偏光子を配置すると、数々の光学素子を通過してくる間に旋回して、Ｐ偏光成分が現れても、そのＰ偏光成分は偏光子２２０でカットでき、コントラストの低下を抑えることが可能となる。
また、図示しないが、作像光学エンジンの色分離素子の照明光の入口側に偏光子を配置した構成としてもよく、照明光学系側の入口に偏光子を配置した構成にすることより、入射する直線偏光の偏光成分を向上させることができるので、色分離の色純度が高くなる。

さらにまた、作像光学エンジンの照明光入口側またはカラー映像光の出射光路上に偏光子を配置する場合には、これらの偏光子は取り外し可能に構成するとよい。例えば、図１５に示す構成の作像光学エンジンのカラー映像光の出射光路の偏光子２２０を取り外し可能なようにして投影装置を構成すれば、必要に応じて、コントラスト優先のときは配置し、明るさ優先の時は取り外して使用すればよい。また、投射レンズ２１８のバックフォーカスを合わせるために、取り外しの際にはダミーの平行平板等を変わりに挿入すればよい。

尚、偏光子とダミー平行平板を切り替えるようにする場合の構成としては、参考例５で説明した図１０に示す構成等を用いることができる。具体的には、図１０と同様に、偏光子とダミー平行平板等が一体となった部材を設け、この部材を、使用するユーザの希望によって、手動あるいは駆動装置等によりスライド移動して偏光子とダミー平行平板等を切り替えることができるような構成や機構を採用すれば良い。また、スライド機構に限らず、回転して切り替えたり、あるいは、偏光子やダミー平行平板をそれぞれホルダー等の保持部材に固定し、投影装置の外から保持部材ごと完全に取り外し、あるいは取り替え可能なようにしておいても良い。

（実施例６）
次に請求項４，５，９に係る発明の別の実施例を説明する。
図１６は請求項４，５，９に係る発明の別の実施例を示す投影装置の作像光学エンジンの概略構成図である。この作像光学エンジンは、実施例１の図１２に示した構成と同様の色分離素子を用いたものであり、この色分離素子は、例えば緑色光（Ｇｐ）の光路を９０度折り曲げて反射光としマゼンタ光は透過する色分離機能素子（例えば、ダイクロイック分離膜）２０１と、赤色（Ｒ）の波長帯域光の偏光方向を９０度回転し、赤の補色であるシアン色の偏光は変えない素子（Ｒ／Ｃ素子）である波長選択性リターダ２０２を平行対峙させている構成の素子を、さらに２つの直角プリズム２０７ａ，２０７ｂで挟み込み、プリズム状の第１の色分離手段２０６としたものである。
尚、プリズム状の第１の色分離手段２０６とした以外の構成は、実施例４で説明した図１４の作像光学エンジンの構成と同じであり、動作、作用も同じであるので、ここでは説明を省略する。

（実施例７）
次に請求項７，８，９に係る発明の別の実施例を説明する。
図１７は請求項７，８，９に係る発明の別の実施例を示す投影装置の作像光学エンジンの概略構成図である。この作像光学エンジンの基本的な構成は図１６と同様であり、同符合を付したものは同じ構成部材であり、動作も同じである。
図１７に示す構成の作像光学エンジンでは、図１６の構成に加えて、カラー映像光の出射光路上に、第２の波長選択性リターダ２１９を取り外し可能に配置して偏光方向を揃える構成とし、さらに第２の波長選択性リターダ２１９の後に偏光子２２０を取り外し可能に配置したものである。この第２の波長選択性リターダ２１９や偏光子２２０の動作、作用は実施例５で説明した通りである。また、偏光子とダミー平行平板を切り替えるようにする場合の構成、動作、作用も実施例５で説明した通りである。

（実施例８）
次に請求項６，９に係る発明の実施例を説明する。
図１８は請求項６，９に係る発明の一実施例を示す投影装置の作像光学エンジンの概略構成図である。この作像光学エンジンは、実施例４で説明した構成（請求項４，５の構成）の作像光学エンジンにおいて、色分離素子を構成する色分離機能素子２０１及び波長選択性リターダ２０２と、偏光分離素子２０４と、第２の偏光分離素子２１０、及び色合成素子（ダイクロイック膜）２１６を、それぞれ４つの直角プリズム２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃ，２２１ｄの互いに直交する斜面に形成すると共に、上記４つの直角プリズム２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃ，２２１ｄの互いに直交する斜面を合わせてブロック状に一体化した構成としたものである。この構成の場合、クロス状に配置された各素子を４つの直角プリズム２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃ，２２１ｄで保持できるので、図１４〜１７の構成に比べてプリズムの数を減らすことができ、製造コストを低減することができる。
尚、色分離機能素子（ダイクロイック分離膜）２０１と波長選択性リターダ２０２、偏光分離素子（偏光分離膜）２０４、第２の偏光分離素子（偏光分離膜）２１０、色合成素子（ダイクロイック膜）２１６、及び各色のライトバルブ２１２，２１３，２１４の構成、動作及び作用は実施例４と同様であるので、ここでは説明を省略する。

（実施例９）
次に請求項６，７，８，９に係る発明の実施例を説明する。
図１９は請求項６，７，８，９に係る発明の実施例を示す投影装置の作像光学エンジンの概略構成図である。この作像光学エンジンの基本的な構成は図１８と同様であり、同符合を付したものは同じ構成部材であり、動作も同じである。
図１９に示す構成の作像光学エンジンでは、図１８の構成に加えて、カラー映像光の出射光路上に、第２の波長選択性リターダ２１９を取り外し可能に配置して偏光方向を揃える構成とし、さらに第２の波長選択性リターダ２１９の後に偏光子２２０を取り外し可能に配置したものである。この第２の波長選択性リターダ２１９や偏光子２２０の動作、作用は実施例５で説明した通りである。また、偏光子とダミー平行平板を切り替えるようにする場合の構成、動作、作用も実施例５で説明した通りである。

以上、請求項３〜８に係る作像光学エンジンの実施例を説明したが、以上の構成では、主に、色分離機能素子２０１に緑反射のダイクロイック分離膜を用い、波長選択性リターダ２０２にＲ／Ｃ素子を用いた例で説明したが、実施例１でも述べたように、カラー分離するためには様々な色分離機能素子と、波長選択性リターダを組み合わせて用いることは自明である。

［投影装置の実施形態］
次に以上説明してきた作像光学エンジンを投影装置に適用した実施形態についてより詳細に説明する。作像光学エンジンの構成は図４〜９、図１４〜１９のうちのいずれかの構成であり、投影装置は、この作像光学エンジンの照明光入口側に照明光学系を配設し、カラー映像光の出射側に投射レンズ１１９または２１８を配置した構成であるが、図４〜９、図１４〜１９では照明光学系の図示は省略している。

照明光学系は、光源と、光源からの光束を均一な略平行光とする照明用集光素子（照明レンズ）などからなるが、光源としては、ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプ、超高圧水銀ランプなどが用いられる。また、効率よく照度を得られるように、光源からの発散光をリフレクターで反射集光させるようにしてもよい。

照明光として一方向の直線偏光を得るためには、従来からある偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）アレイと波長板を組み合わせた偏光変換器などを用いてもよい。さらに、偏光度を向上させ、コントラスト性能を確保したい場合は、照明光学系の偏光変換器の後に、直線偏光子を挿入したり、また偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）を用いて偏光度を向上させると効果的である。ここで、直線偏光子を用いた場合は、光吸収のために発熱し、性能を低下させる場合があるが、ＰＢＳを用いた場合は、不要な偏光成分を反射あるいは透過するため、光吸収による発熱を極力抑えることが可能となるので特に効果的である。具体的には、ＵＳＰ６２３４６３４号記載のWire-Grid Polarizer（グリット偏光子）といわれるプレートタイプのＰＢＳを用いてもよい。もちろん、このような偏光子は、照明レンズ側のみならず、投射レンズ側に配置してもよいのは自明である。また、このグリット偏光子は、これまでの構成要件である偏光分離素子として用いてもよいのは自明である。

ライトバルブ（反射型液晶パネル等）へ効率よく照明する光学系としての照明用集光素子（照明レンズ）は、インテグレータと呼ばれるフライアイレンズの組み合わせで、ライトバルブへ照射される照度ムラを低減させる集光素子であったり、コンデンサーレンズと組み合わせてライトバルブへ効率よく導く集光素子であったりする。また、必要に応じてＰＢＳアレイピッチに合わせたレンズアレイと組み合わせた構成などを採用し、照明エリアの照度分布均一性を向上させてもよい。また、光源として、より高出力なレーザ光源など、偏光性の高い光源を用いることが可能である場合は、偏光変換器は必ずしも必要ではなくなる。

参考実施形態の一参考例を示す色分離素子の概略構成図である。 参考実施形態の別の参考例を示す色分離素子の概略構成図である。 参考実施形態の別の参考例を示す色分離素子の概略構成図である。 参考実施形態の別の参考例を示す投影装置の作像光学エンジンの概略構成図である。 参考実施形態の別の参考例を示す投影装置の作像光学エンジンの概略構成図である。 参考実施形態の別の参考例を示す投影装置の作像光学エンジンの概略構成図である。 参考実施形態の別の参考例を示す投影装置の作像光学エンジンの概略構成図である。 参考実施形態の別の参考例を示す投影装置の作像光学エンジンの概略構成図である。 参考実施形態の別の参考例を示す投影装置の作像光学エンジンの概略構成図である。 図５，７または９に示す投影装置の作像光学エンジンの出射光路上に配置される偏光子をダミー平行平板と切り替え可能とした構成の説明図である。 本発明の実施形態の一実施例を示す色分離素子の概略構成図である。 本発明の実施形態の別の実施例を示す色分離素子の概略構成図である。 本発明の実施形態の別の実施例を示す色分離素子の概略構成図である。 本発明の実施形態の別の実施例を示す投影装置の作像光学エンジンの概略構成図である。 本発明の実施形態の別の実施例を示す投影装置の作像光学エンジンの概略構成図である。 本発明の実施形態の別の実施例を示す投影装置の作像光学エンジンの概略構成図である。 本発明の実施形態の別の実施例を示す投影装置の作像光学エンジンの概略構成図である。 本発明の実施形態の別の実施例を示す投影装置の作像光学エンジンの概略構成図である。 本発明の実施形態の別の実施例を示す投影装置の作像光学エンジンの概略構成図である。 従来技術の一例を示す３板式液晶プロジェクタの投射ユニットの概略構成図である。 従来技術の別の例を示す液晶プロジェクタ装置の投射ユニットの概略構成図である。

符号の説明

１００：第１の色分離手段（第１の偏光ビームスプリッタ）
１０１：第１の偏光分離素子
１０２：第１の波長選択性リターダ
１０３：第２の波長選択性リターダ
１０４：第２の色分離手段（第２の偏光ビームスプリッタ）
１０５：第２の偏光分離素子
１０８：プリズム状の第１の偏光ビームスプリッタ
１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃ：光学プリズム（直角プリズム）
１１０：第３の偏光ビームスプリッタ
１１１：第３の偏光分離素子
１１３：第１のライトバルブ
１１４：第２のライトバルブ
１１５：第３のライトバルブ
１１６：ダイクロイックプリズム
１１７：色合成素子（ダイクロイック膜）
１１９：投射レンズ
１２０：第３の波長選択性リターダ
１２１：偏光子
１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２２ｄ：直角プリズム
１２３：ダミー平行平板
２００：第１の色分離手段
２０１：色分離機能素子
２０２：波長選択性リターダ
２０３：第２の色分離手段（偏光ビームスプリッタ）
２０４：偏光分離素子
２０６：プリズム状の第１の色分離手段
２０８ａ，２０８ｂ，２０８ｃ：光学プリズム（直角プリズム）
２０９：第２の偏光ビームスプリッタ
２１０：第２の偏光分離素子
２１２：第１のライトバルブ
２１３：第２のライトバルブ
２１４：第３のライトバルブ
２１５：ダイクロイックプリズム
２１６：色合成素子（ダイクロイック膜）
２１８：投射レンズ
２１９：第２の波長選択性リターダ
２２０：偏光子
２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃ，２２１ｄ：直角プリズム

Claims (9)

1. 異なる波長領域の偏光方向を変換する波長選択性リターダを用い、特定の色の光のみを反射または透過する色分離機能素子と前記波長選択性リターダを平行に対峙して配置した構成の第１の色分離手段と、
   偏光分離素子で構成した第２の色分離手段を備え、
   直線偏光の光を、前記第１の色分離手段にほぼ４５度の角度で入射させて透過光と反射光の２色に分離し、分離光のいずれか一方を、前記第２の色分離手段により、透過光と反射光の２色に分離することにより、３色分離する構成の色分離素子において、
   前記第１の色分離手段は、特定の色の光のみを反射または透過するダイクロイック分離膜からなる色分離機能素子と、異なる波長領域の偏光方向を変換する波長選択性リターダとを有し、前記ダイクロイック分離膜からなる色分離機能素子と前記波長選択性リターダを平行に対峙して配置した構成であり、
   前記第２の色分離手段は、偏光分離素子で構成され、
   直線偏光の光を、前記色分離機能素子にほぼ４５度の角度で入射させて、透過光と反射光の２色に分離し、分離光のいずれか一方を、前記波長選択性リターダを通過させることによって、偏光方向が変わった波長帯域光と変わらない波長帯域光の２色を、前記偏光分離素子により、さらに反射光と透過光に分離することにより、３色分離することを特徴とする色分離素子。
2. 請求項１記載の色分離素子において、
   前記波長選択性リターダは第１の光学プリズム上の第１の斜面に配置し、前記偏光分離素子は前記第１の光学プリズムの第２の斜面に配置し、前記ダイクロイック分離膜からなる色分離機能素子は第２の光学ブリズムの斜面に配置し、
   前記色分離機能素子と前記波長選択性リターダを平行対峙するように前記第１、第２の光学プリズムを配置したことを特徴とする色分離素子。
3. 請求項１または２に記載の色分離素子を備え、直線偏光である照明光を前記色分離素子によりカラーの３原色に分離すると共に、その分離された３原色に対応した３つのライトバルブと、各色ごとに形成された画像を合成する色合成素子とを備えたことを特徴とする作像光学エンジン。
4. 請求項３記載の作像光学エンジンにおいて、
   前記ライトバルブは偏光制御型の反射型ライトバルブであり、
   前記色分離素子の第１の色分離手段は、特定の色の光のみを反射または透過するダイクロイック分離膜からなる色分離機能素子と、異なる波長領域の偏光方向を変換する波長選択性リターダとを有し、前記色分離機能素子と前記波長選択性リターダを平行に対峙して配置した構成であり、
   前記色分離素子の第２の色分離手段は、偏光分離素子で構成され、
   前記色分離素子の第２の色分離手段を構成している偏光分離素子により２色に分離されたそれぞれの照明光を、第１及び第２のライトバルブに照明し、それぞれの反射映像光を、前記偏光分離素子によって合成すると共に照明光と分離させて映像光を生成し、
   一方、前記色分離素子の第１の色分離手段を構成している色分離機能素子により分離された第３番目の色の照明光は、第２の偏光分離素子を介して第３のライトバルブに照明し、その反射映像光を、前記第２の偏光分離素子を用いて照明光と分離して別の色の映像光を生成し、
   前記２つの映像光を色合成素子により合成してカラー映像光を生成することを特徴とする作像光学エンジン。
5. 請求項４記載の作像光学エンジンにおいて、
   前記色分離素子を構成する色分離機能素子及び波長選択性リターダと、偏光分離素子と、前記第２の偏光分離素子、及び前記色合成素子は、クロス状に配置したことを特徴とする作像光学エンジン。
6. 請求項５記載の作像光学エンジンにおいて、
   前記色分離素子を構成する色分離機能素子及び波長選択性リターダと、偏光分離素子と、前記第２の偏光分離素子、及び前記色合成素子を、それぞれ４つの直角プリズムの互いに直交する斜面に形成すると共に、前記４つの直角プリズムの互いに直交する斜面を合わせてブロック状に一体化したことを特徴とする作像光学エンジン。
7. 請求項４または５または６記載の作像光学エンジンにおいて、
   カラー映像光の出射光路上に、第２の波長選択性リターダを配置して偏光方向を揃えたことを特徴とする作像光学エンジン。
8. 請求項７記載の作像光学エンジンにおいて、
   カラー画像出射光路の最終面に、偏光子を取り外し可能に配置したことを特徴とする作像光学エンジン。
9. 請求項３〜８のいずれか一つに記載の作像光学エンジンと、投射レンズとで構成したことを特徴とする投影装置。

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