JP4062073B2 - 色分解及び色合成光学系 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射型投射表示装置に適用される色分解及び色合成光学系において、とくに、波長選択性偏光変換板と、偏光ビームスプリッタとの間での熱膨張の違いに起因してスクリーン上に投射されたカラー画像に対して発生するシェーディングを抑制でき、更に、色合成光を出射する側に設けた波長選択性偏光変換板の界面反射光によるコントラスト比の低下を抑えることができる色分解及び色合成光学系に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラー画像を投射する投射表示装置は、光源部から出射した白色光をＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３原色光に色分解して、この３原色光を対応色の空間光変調素子に導き、更に、各色の空間光変調素子で映像信号に応じて光変調された各色光を色合成してスクリーン上に投射し、カラー画像を表示させるものである。
【０００３】
上記したようにカラー画像を投射する投射表示装置は、透過型空間光変調素子を適用したものと、反射型空間光変調素子を適用したものとに大別できる。
【０００４】
透過型空間光変調素子を用いた透過型投射表示装置は、光学構成が比較的簡単にできるために小型化が容易であるものの高解像度化に難がある。一方、反射型空間光変調素子を用いた反射型投射表示装置は、高解像度化に有利であるものの光学構成が複雑となるために小型化に難がある。
【０００５】
特に、反射型空間光変調素子を用いた反射型投射表示装置は、反射型空間光変調素子に照射するための入射光と当該反射型空間光変調素子で変調された反射光とを分離するために偏光ビームスプリッタを必要とする。この際、高コントラストのカラー画像を得るためには一つの反射型空間光変調素子に対して、通常２個以上の偏光ビームスプリッタを作用させるために、これが反射型投射表示装置の光学構成を複雑にしていた。
【０００６】
このような反射型空間光変調素子を用いた反射型投射表示装置において、光学構成の課題を解決した色分解及び色合成光学系が、最近、米国のカラーリンク社（Ｃｏｌｏｒｌｉｎｋ ｉｎｃ．）からいくつかの構造形態で開示されている（例えば、非特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００７】
【非特許文献１】
（Michael G.Robinson et.”High Contrast Color Splitting Architecture Using Color Polaraization Filters”,SID 00 DIGEST ,92-95(2000)
【０００８】
【特許文献２】
ＵＳ６，１８３，０９１Ｂ１号公報
【０００９】
図１はカラーリンク社から開示された従来の一例の反射型投射表示装置に適用された色分解及び色合成光学系の光学構成を示した平面図、
図２はカラーリンク社から開示された従来の他例の反射型投射表示装置に適用された色分解及び色合成光学系の光学構成を示した平面図である。
【００１０】
まず、図１に示した従来の一例の反射型投射表示装置１Ａは、カラーリンク社から前記した非特許文献１｛（Michael G.Robinson et.”High Contrast Color Splitting Architecture Using Color Polaraization Filters”,SID 00 DIGEST ,92-95(2000) ｝に紹介されているものであり、非特許文献１を参照して説明する。
【００１１】
この従来の一例の反射型投射表示装置１Ａでは、白色光を出射する光源部１０と、この光源部１０から出射した白色光をＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３原色光に色分解して、この３原色光をＲ，Ｇ，Ｂにそれぞれ対応した３つの空間光変調素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂに導き、更に、各色の空間光変調素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂで映像信号に応じて光変調された各色光を色合成した色合成光を出射する色分解及び色合成光学系３０Ａと、この色分解及び色合成光学系３０Ａから出射された色合成光を投射する投射光学系４０とで構成されている。
【００１２】
より具体的に説明すると、上記した光源部１０は、反射面鏡１１と、白色光を出射するためにメタルハライドランプ，キセノンランプ，ハロゲンランプなどを用いた光源１２と、光源１２の前方に設けられて白色光のｓ偏光光のみを透過させるように透過軸を選択した第１偏光板１３とで構成されている。
【００１３】
従って、光源１２からの白色光が第１偏光板１３を通過すると、Ｒ，Ｇ，Ｂにそれぞれ対応した３色のＲｓ光，Ｇｓ光，Ｂｓ光が、光源部１０と投射光学系４０との間に設けた色分解及び色合成光学系３０Ａに入射される。
【００１４】
尚、以下の説明において、３色のＲｓ光，Ｇｓ光，Ｂｓ光はＲ，Ｇ，Ｂにそれぞれ対応したｓ偏光光を示し、一方、後述する３色のＲｐ光，Ｇｐ光，Ｂｐ光はＲ，Ｇ，Ｂにそれぞれ対応したｐ偏光光を示すものとする。この際、ｐ偏光光及びｓ偏光光は、直線偏光の偏波面と、それが入射する偏光ビームスプリッタの偏光分離面との相対関係で決まり、紙面に平行である場合にはｐ偏光光と言い、このｐ偏光光に対して直交する光をｓ偏光光と言う。
【００１５】
また、Ｒ，Ｇ，Ｂにそれぞれ対応した３つの空間光変調素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂは反射型液晶パネルなどを用いており、３つの空間光変調素子（以下、反射型液晶パネルと記す）２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂの各前面に１／４波長板２１〜２３が一体的に取付けられている。この際、上記した各１／４波長板２１〜２３は、各反射型液晶パネル２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂに表示された各色の画像のコントラスト比を向上させるものである。
【００１６】
また、図１中に破線で囲んだ色分解及び色合成光学系３０Ａは、略同一外形寸法で直方体状（立方体状も含む）に形成された４個の第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４と、板状に形成された４枚の第１〜第４波長選択性偏光変換板３５〜３８とで構成されている。
【００１７】
即ち、上記した色分解及び色合成光学系３０Ａ内には、４個の第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４が光源部１０と投射光学系４０との間で左右上下に分離して配置されている。
【００１８】
これら４個の第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４それぞれは、複屈折のない光学ガラスで形成した三角プリズムを２つ用いて接合して直方体状に形成する際に、一方の三角プリズムの一つの面にｐ偏光光を透過し且つｓ偏光光を反射する半透過反射膜を成膜して、この半透過反射膜上に光透過性接着剤を用いて他方の三角プリズムを接着することで、各半透過反射膜により各偏光分離面３１ａ〜３４ａが各対角線に沿って形成されている。
【００１９】
そして、第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４に形成した偏光分離面３１ａ〜３４ａが平面的に見て略Ｘ字状に交差するように第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４が左右上下に分離して配置されている。
【００２０】
また、図示右上方の第２偏光ビームスプリッタ３２の右側面側には１／４波長板２２を取り付けたＧ用の反射型液晶パネル２０Ｇが対向して設置され、且つ、図示左下方の第３偏光ビームスプリッタ３３の左側面側には１／４波長板２３を取り付けたＢ用の反射型液晶パネル２０Ｂが対向して設置され、且つ、第３偏光ビームスプリッタ３３の下側面側には１／４波長板２１を取り付けたＲ用の反射型液晶パネル２０Ｒが対向して設置されている。
【００２１】
従って、上記の色分解及び色合成光学系３０Ａにおいては、第１偏光ビームスプリッタ３１が光源部１０からの光を入射する側の部材となり、また、その対角に位置する第４偏光ビームスプリッタ３４が色合成光を投射光学系に出射する側の部材となる。また、その中間位置に配置された第２，第３偏光ビームスプリッタ３２，３３は、各反射型液晶パネル２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂに照射する入射光と各反射型液晶パネル２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂで変調された反射光とを分離するための部材となる。
【００２２】
また更に、光源部１０と第１偏光ビームスプリッタ３１の左側面側との間には、Ｇ光の偏波面を９０°回転させる機能を有する第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３５が設置されている。また、第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面側と第３偏光ビームスプリッタ３３の上側面側との間には、Ｒ光の偏波面を９０°回転させる機能を有する第２波長選択性偏光変換板（Ｒ用位相板）３６が設置されている。また、第３偏光ビームスプリッタ３３の右側面側と第４偏光ビームスプリッタ３４の左側面側との間にも、Ｒ光の偏波面を９０°回転させる機能を有する第３波長選択性偏光変換板（Ｒ用位相板）３７が設置されている。また、第４偏光ビームスプリッタ３４の右側面側と投射光学系４０との間にも、Ｇ光の偏波面を９０°回転させる機能を有する第４波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３８が設置されている。
【００２３】
また、上記した投射光学系４０は、色分解及び色合成光学系３０Ａ内に設置した第４波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３８の後段に設けられており、第４偏光ビームスプリッタ３４の偏光分離面３４ａに対してｐ偏光の関係を有する直線偏光のみを透過させるように透過軸を選択した第２偏光板４１と、カラーの画像光を拡大投射する投射レンズ４２とで構成されている。
【００２４】
ここで、上記構成による従来の一例の投射表示装置１Ａの動作を説明する。
【００２５】
まず、光源部１０内の光源１２から出射した不定偏光の白色光は第１偏光板１３に入射し、この第１偏光板１３でｓ偏光光のみが透過して、Ｒ，Ｇ，Ｂにそれぞれ対応したｓ偏光光のＲｓ光，Ｇｓ光，Ｂｓ光が色分解及び色合成光学系３０Ａ内の第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３５に入射する。
【００２６】
この際、第１波長選択性偏光変換板３５は前述したようにＧ光のみの偏波面を９０°回転させるＧ用位相板であるため、ｓ偏光光のＧｓ光が第１波長選択性偏光変換板３５を透過するとｐ偏光光のＧｐ光に偏光変換される。また、第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３５はｓ偏光光のＲｓ光及びＢｓ光に対しては何ら作用しないため、Ｒｓ光及びＢｓ光はそのまま第１波長選択性偏光変換板３５を透過する。
【００２７】
そして、第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３５により偏光変換されたＧｐ光は、第１偏光ビームスプリッタ３１の偏光分離面３１ａを透過直進して第２偏光ビームスプリッタ３２に入り、この後、第２偏光ビームスプリッタ３２のの偏光分離面３２ａを透過直進して、第２偏光ビームスプリッタ３２の右側面と対向した１／４波長板２２を有するＧ用の反射型液晶パネル２０Ｇに入射する。更に、第２偏光ビームスプリッタ３２からのＧｐ光は、Ｇ用の反射型液晶パネル２０ＧでＧ対応の映像信号に応じた光変調を受けて、ここで光変調されて生成したｓ偏光成分のＧｓ光となって反射型液晶パネル２０Ｇから出射される。この後、反射型液晶パネル２０ＧからのＧｓ光は、第２，第４偏光ビームスプリッタ３２，３４の偏光分離面３２ａ，３４ａで順に反射され、第４偏光ビームスプリッタ３４の右側面の後段に配置した第４波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３８に入射する。ここで、第４波長選択性偏光変換板３８は前述したようにＧ光に係る偏波面を９０°回転させる機能を有するＧ用位相板であるので、ｓ偏光光のＧｓ光は第４波長選択性偏光変換板３８によってｐ偏光光のＧｐ光に偏光変換されて、投射光学系４０側に出射される。
【００２８】
また、第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３５を透過したｓ偏光光のＲｓ光は、第１偏光ビームスプリッタ３１の偏光分離面３１ａで反射されて第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面側に設置した第２波長選択性偏光変換板（Ｒ用位相板）３６に入射する。ここで、第２波長選択性偏光変換板３６はＲ光の偏波面を９０°回転させるＲ用位相板であるため、ｓ偏光光のＲｓ光からｐ偏光光のＲｐ光に偏光変換されて、下方の第３偏光ビームスプリッタ３３に入射する。この後、Ｒｐ光は第３偏光ビームスプリッタ３３の偏光分離面３３ａを直進透過して、第３偏光ビームスプリッタ３３の下側面と対向した１／４波長板２１を有するＲ用の反射型液晶パネル２０Ｒに入射する。更に、第３偏光ビームスプリッタ３３からのＲｐ光は、Ｒ用の反射型液晶パネル２０ＲでＲ対応の映像信号に応じた光変調を受けて、ここで光変調されて生成したｓ偏光成分のＲｓ光となって反射型液晶パネル２０Ｒから出射される。この後、反射型液晶パネル２０ＲからのＲｓ光は、第３偏光ビームスプリッタ３３の偏光分離面３３ａで反射されて、第３偏光ビームスプリッタ３３の右側面側に設置した第３波長選択性偏光変換板（Ｒ用位相板）３７に入射する。ここで、第３波長選択性偏光変換板３７は前述したようにＲ用位相板であるため、ｓ偏光光のＲｓ光からｐ偏光光のＲｐ光に偏光変換されて第４偏光ビームスプリッタ３４に入射する。更に、ｐ偏光光のＲｐ光は、第４偏光ビームスプリッタ３４の偏光分離面３４ａを透過直進して、第４偏光ビームスプリッタ３４の右側面の後段に配置した第４波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３８に入射する。ここで、第４の波長選択性偏光変換板３８は前述したようにＧ用位相板であるためＲｐ光には何ら作用せず、Ｒｐ光はそのまま投射光学系４０側に出射される。
【００２９】
また、第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３５を透過したｓ偏光光のＢｓ光は、第１偏光ビームスプリッタ３１の偏光分離面３１ａで反射されて第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面側に設置した第２波長選択性偏光変換板（Ｒ用位相板）３６に入射する。ここで、第２波長選択性偏光変換３６は前述したようにＲ用位相板であるためＢｓ光には何ら作用せず、Ｂｓ光はそのまま第３偏光ビームスプリッタ３３に入射する。更に、Ｂｓ光は第３偏光ビームスプリッタ３３の偏光分離面３３で反射されて、第３偏光ビームスプリッタ３３の左側面と対向した１／４波長板２３を有するＢ用の反射型液晶パネル２０Ｂに入射する。更に、第３偏光ビームスプリッタ３３からのＢｓ光は、Ｂ用の反射型液晶パネル２０ＢでＢ対応の映像信号に応じた光変調を受けて、ここで光変調されて生成したｐ偏光成分のＢｐ光となって反射型液晶パネル２０Ｂから出射される。この後、反射型液晶パネル２０ＢからのＢｐ光は、第３偏光ビームスプリッタ３３の偏光分離面３３ａを透過直進して、第３偏光ビームスプリッタ３３の右側面側に配置した第３波長選択性偏光変換板（Ｒ用位相板）３７に入射する。ここで、第３波長選択性偏光変換板３７は前述したようにＲ用位相板であるためＢｐ光に対しては何ら作用せず、Ｂｐ光はそのまま第４偏光ビームスプリッタ３４に入射する。更に、Ｂｐ光は、第４偏光ビームスプリッタ３４の偏光分離面３４ａを透過直進して、第４偏光ビームスプリッタ３４の右側面の後段に配置した第４波長選択性偏光変換板（Ｒ用位相板）３８に入射する。ここで、第４波長選択性偏光変換板３８は前述したようにＧ用位相板であるためＢｐ光には何ら作用せず、Ｂｐ光はそのまま投射光学系４０側に出射される。
【００３０】
そして、第４波長選択性偏光変換板３８からＲｐ光，Ｇｐ光，Ｂｐ光が偏波面をｐ偏光光に揃えられて出射され、この後、Ｒｐ光，Ｇｐ光，Ｂｐ光を色合成した色合成光が投射光学系４０内の第２偏光板４１と投射レンズ４２とを順に介して図示せぬスクリーン上にカラー画像として拡大表示されている。
【００３１】
以上説明したように、従来の一例の投射表示装置１Ａによれば、比較的簡易な光学構成とすることができ、図示せぬスクリーン上に高コントラストなカラー画像が得られるものである。
【００３２】
次に、図２に示した従来の他例の反射型投射表示装置１００Ａは、カラーリンク社から前記した特許文献２（ＵＳ６，１８３，０９１Ｂ１号公報）に開示されているものであり、特許文献２を参照して説明する。
【００３３】
この従来の他例の反射型投射表示装置１００Ａでは、白色光を出射する光源部１１０と、この光源部１１０から出射した白色光をＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３原色光に色分解して、この３原色光をＲ，Ｇ，Ｂにそれぞれ対応した３つの空間光変調素子１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂに導き、更に、各色の空間光変調素子１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂで映像信号に応じて光変調された各色光を色合成した色合成光を出射する色分解及び色合成光学系１３０Ａと、この色分解及び色合成光学系１３０Ａから出射された色合成光を投射する投射光学系１４０とで構成されている。
【００３４】
より具体的に説明すると、上記した光源部１１０は、反射面鏡１１１と、白色光を出射するためにメタルハライドランプ，キセノンランプ，ハロゲンランプなどを用いた光源１１２と、光源１１２の前方に設けられて白色光のｓ偏光光のみを透過させるように透過軸を選択した偏光板１１３とで構成されている。
【００３５】
従って、光源１１２からの白色光が偏光板１１３を通過すると、Ｒ，Ｇ，Ｂにそれぞれ対応したｓ偏光光のＲｓ光，Ｇｓ光，Ｂｓ光が、光源部１１０と投射光学系１４０との間に設けた色分解及び色合成光学系１３０Ａに入射される。
【００３６】
また、上記した３つの空間光変調素子１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂは反射型液晶パネルなどを用いており、３つの空間光変調素子（以下、反射型液晶パネルと記す）１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂの各前面に１／４波長板１２１〜１２３が一体的に取付けられている。この際、上記した各１／４波長板１２１〜１２３は各反射型液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂに表示された各色の画像のコントラスト比を向上させるものである。
【００３７】
また、図２中に破線で囲んだ色分解及び色合成光学系１３０Ａは、直方体状（立方体状も含む）に形成された１個の偏光ビームスプリッタ１３１と、直方体状（立方体状も含む）に形成された１個のダイクロイックプリズム１３２と、直方体状（立方体状も含む）に形成された１個の光学ガラスブロック１３３と、板状に形成された２枚の第１，第２波長選択性偏光変換板１３４，１３５とで構成されている。この際、偏光ビームスプリッタ１３１，ダイクロイックプリズム１３２，光学ガラスブロック１３３は略同一外形寸法に設定されている。
【００３８】
即ち、上記した色分解及び色合成光学系１３０Ａ内には、１個のビームスプリッタ１３１が互いに直交して配置された光源部１１０側及び投射光学系１４０側に対向して配置され、且つ、ビームスプリッタ１３１の上側面に隣接して１個のダイクロイックプリズム１３２が配置され、更に、ビームスプリッタ１３１の右側面に隣接して１個の光学ガラスブロック１３３が配置されている。
【００３９】
上記した偏光ビームスプリッタ１３１は、複屈折のない光学ガラスで形成した三角プリズムを２つ用いて接合して直方体状に形成する際に、一方の三角プリズムの一つの面にｐ偏光光を透過し且つｓ偏光光を反射する半透過反射膜を成膜して、この半透過反射膜上に光透過性接着剤を用いて他方の三角プリズムを接着することで、半透過反射膜により偏光分離面１３１ａが対角線に沿って形成されている。
【００４０】
また、上記したダイクロイックプリズム１３２は、複屈折のない光学ガラスで形成した三角プリズムを２つ用いて接合して直方体状に形成する際に、一方の三角プリズムの一つの面にＢ光（Ｂｓ光及びＢｐ光）を透過し且つＲ光（Ｒｓ光及びＲｐ光）を反射する半透過反射膜を成膜して、この半透過反射膜上に光透過性接着剤を用いて他方の三角プリズムを接着することで、半透過反射膜によりダイクロイックハーフミラー面１３２ａが対角線に沿って形成されている。
【００４１】
上記した光学ガラスブロック１３３は、複屈折のない光学ガラスを用いて直方体状に形成されている。
【００４２】
そして、偏光ビームスプリッタ１３１の偏光分離面１３１ａと、ダイクロイックプリズム１３２のダイクロイックハーフミラー面１３２ａとが平面的に見て略平行になるように偏光ビームスプリッタ１３１，ダイクロイックプリズム１３２が隣接して配置されている。
【００４３】
また、ダイクロイックプリズム１３２の右側面側には１／４波長板１２１を取り付けたＲ用の反射型液晶パネル１２０Ｒが対向して設置され、且つ、ダイクロイックプリズム１３２の上側面側には１／４波長板１２３を取り付けたＢ用の反射型液晶パネル１２０Ｂが対向して設置され、且つ、光学ガラスブロック１３３の右側面側には１／４波長板１２２を取り付けたＧ用の反射型液晶パネル１２０Ｇが対向して設置されている。
【００４４】
従って、上記の色分解及び色合成光学系１３０Ａにおいては、偏光光ビームスプリッタ１３１が入射側／出射側の部材となり、また、ダイクロイックプリズム１３２及び光学ガラスブロック１３３が各反射型液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂに照射する入射光と各反射型液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂで変調された反射光とを分離するための部材となる。
【００４５】
また更に、光源部１１０と偏光ビームスプリッタ１３１の左側面との間には、Ｇ光の偏波面を９０°回転させる機能を有する第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）１３４が設置されている。また、偏光ビームスプリッタ１３１の下側面と投射光学系１４０との間にもＧ光の偏波面を９０°回転させる機能を有する第２波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）１３５が設置されている。
【００４６】
また、上記した投射光学系１４０は、色分解及び色合成光学系１３０Ａ内に設置した第２波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）１３５の後段に設けられており、カラー画像光を拡大投射する投射レンズ１４１が設けられている。
【００４７】
ここで、上記構成による従来の他例の投射表示装置１００Ａの動作を説明する。
【００４８】
まず、光源部１１０内の光源１１２から出射した不定偏光の白色光は偏光板１１３に入射し、この偏光板１１３でｓ偏光光のみが透過して、Ｒ，Ｇ，Ｂにそれぞれ対応したｓ偏光光のＲｓ光，Ｇｓ光，Ｂｓ光が色分解及び色合成光学系１３０Ａ内の第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）１３４に入射する。
【００４９】
この際、第１波長選択性偏光変換板１３４は前述したようにＧ光のみの偏波面を９０°回転させるＧ用位相板であるため、ｓ偏光光のＧｓ光が第１波長選択性偏光変換板１３４を透過するとｐ偏光光のＧｐ光に偏光変換される。また、第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）１３４はｓ偏光光のＲｓ光及びＢｓ光に対しては何ら作用しないため、Ｒｓ光及びＢｓ光はそのまま第１波長選択性偏光変換板１３４を透過する。
【００５０】
そして、第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）１３４により偏光変換されたＧｐ光は、光ビームスプリッタ１３１の偏光分離面１３１ａを透過直進して光学ガラスブロック１３３に入り、この後、光学ガラスブロック１３３の右側面と対向した１／４波長板１２２を有するＧ用の反射型液晶パネル１２０Ｇに入射する。更に、光学ガラスブロック１３３からのＧｐ光は、Ｇ用の反射型液晶パネル１２０ＧでＧ対応の映像信号に応じた光変調を受けて、ここで光変調されて生成したｓ偏光成分のＧｓ光となって反射型液晶パネル１２０Ｇから出射される。更に、反射型液晶パネル１２０ＧからのＧｓ光は、光学ガラスブロック１３３を通過して偏光ビームスプリッタ１３１の偏光分離面１３１ａで反射され、偏光ビームスプリッタ１３１の下側面の後段に配置した第２波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）１３５に入射する。ここで、第２波長選択性偏光変換板１３５は前述したようにＧ光に係る偏波面を９０°回転させるＧ用位相板であるため、ｓ偏光光のＧｓ光は第２波長選択性偏光変換板１３５によってｐ偏光光のＧｐ光に偏光変換されて、投射光学系１４０側に出射される。
【００５１】
また、第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）１３４を透過したｓ偏光光のＲｓ光は、偏光ビームスプリッタ１３１の偏光分離面１３１ａで反射されて上方のダイクロイックプリズム１３２に入り、この後、ダイクロイックプリズム１３２のダイクロイックハーフミラー面１３２ａで反射されてダイクロイックプリズム１３２の右側面側と対向した１／４波長板１２１を有するＲ用の反射型液晶パネル１２０Ｒに入射する。更に、ダイクロイックプリズム１３２からのＲｓ光は、Ｒ用の反射型液晶パネル１２０ＲでＲ対応の映像信号に応じた光変調を受けて、ここで光変調されて生成したｐ偏光成分のＲｐ光となって反射型液晶パネル１２０Ｒから出射される。この後、反射型液晶パネル１２０ＲからのＲｐ光は、ダイクロイックプリズム１３２のダイクロイックハーフミラー面１３２ａで反射されて再び下方の偏光ビームスプリッタ１３１に入り、この後、偏光ビームスプリッタ１３１の偏光分離面１３１ａを透過直進して偏光ビームスプリッタ１３１の下側面側に設置した第２波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）１３５に入射する。ここで、第２波長選択性偏光変換板１３５は前述したようにＧ用位相板であるためＲｐ光には何ら作用せず、Ｒｐ光はそのまま投射光学系１４０側に出射される。
【００５２】
また、第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）１３４を透過したｓ偏光光のＢｓ光は、偏光ビームスプリッタ１３１の偏光分離面１３１ａで反射されて上方のダイクロイックプリズム１３２に入り、この後、ダイクロイックプリズム１３２のダイクロイックハーフミラー面１３２ａを透過直進してダイクロイックプリズム１３２の上側面と対向した１／４波長板１２３を有するＢ用の反射型液晶パネル１２０Ｂに入射する。更に、ダイクロイックプリズム１３２からのＢｓ光は、Ｂ用の反射型液晶パネル１２０ＢでＢ対応の映像信号に応じた光変調を受けて、ここで光変調されて生成したｐ偏光成分のＢｐ光となって反射型液晶パネル１２０Ｂから出射される。この後、反射型液晶パネル１２０ＢからのＢｐ光は、ダイクロイックプリズム１３２のダイクロイックハーフミラー面１３２ａを透過直進して再び下方の偏光ビームスプリッタ１３１に入り、この後、偏光ビームスプリッタ１３１の偏光分離面１３１ａを透過直進して偏光ビームスプリッタ１３１の下側面側に設置した第２波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）１３５に入射する。ここで、第２波長選択性偏光変換板１３５は前述したように、Ｇ用位相板であるためＢｐ光には何ら作用せず、Ｂｐ光はそのまま投射光学系１４０側に出射される。
【００５３】
そして、第２波長選択性偏光変換板１３５からＲｐ光，Ｇｐ光，Ｂｐ光が偏波面をｐ偏光光に揃えられて出射され、この後、Ｒｐ光，Ｇｐ光，Ｂｐ光を色合成した色合成光が投射光学系１４０内の投射レンズ１４１を介して図示せぬスクリーン上にカラー画像として拡大表示されている。
【００５４】
以上説明したように、従来の他例の投射表示装置１００Ａによれば、比較的簡易な光学構成とすることができ、図示せぬスクリーン上に高コントラストなカラー画像が得られるものである。
【００５５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した従来の一例の色分解及び色合成光学系３０Ａ又は従来の他例の色分解及び色合成光学系１３０Ａを反射型投射表示装置１Ａ又は反射型投射表示装置１００Ａに適用した場合に、図示せぬスクリーン上に高コントラストなカラー画像が得られている。
【００５６】
ここで、従来の一例の色分解及び色合成光学系３０Ａ又は従来の他例の色分解及び色合成光学系１３０Ａの技術的思想を一部を採用して更により高画質のカラー画像を得るためには、色分解及び色合成光学系３０Ａ又は色分解及び色合成光学系１３０Ａ内に少なくとも一つ以上設けた波長選択性偏光変換板とこれと対向する偏光ビームスプリッタとを従来例とは異なって互いに接着させることでレジズレを向上させ、且つ、光源部１０内又は光源部１１０内に設けた光源１２又は光源１１２のランプ出力を高めて、図示しないスクリーン上でより一層明るいカラー画像を得ようとした際に、投射したカラー画像に対してシェーディングが発生して問題となった。
【００５７】
この際、上記したシェーディングの原因を追及したところ、光源１２又は光源１１２のランプ出力を高めると光エネルギーが強くなるために、色分解及び色合成光学系３０Ａ内又は色分解及び色合成光学系１３０Ａ内で光源１２又は光源１１２からの白色光が入射する側の光学部材の温度が上昇し、とくに、光源部１０又は光源部１１０の光入射側に配置した少なくとも一つ以上の波長選択性偏光変換板とこれと対向して接着させた偏光ビームスプリッタとの間で熱膨張に違いが生じ、この熱膨張の違いに起因して投射したカラー画像に対してシェーディングが発生することが判明した。
【００５８】
更に、色分解及び色合成光学系内でＲＧＢ各色の反射型液晶パネルからの各光を色合成した色合成光を出射する側に波長選択性偏光変換板を設けた際に、この波長選択性偏光変換板の界面反射光によるコントラスト比の低下が生じるなどの問題も発生した。
【００５９】
そこで、本発明では、反射型投射表示装置に適用される色分解及び色合成光学系において、波長選択性偏光変換板と、偏光ビームスプリッタとの間での熱膨張の違いに起因してスクリーン上に投射されたカラー画像に対して発生するシェーディングを抑制でき、更に、色合成光を出射する側に設けた波長選択性偏光変換板の界面反射光によるコントラスト比の低下を抑えることができる色分解及び色合成光学系が望まれている。
【００６０】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、本発明は下記（１）〜（３）の構成を有する色分解及び色合成光学系を提供する。
（１）第１〜第４の偏光ビームスプリッタを対角方向に配置し、前記第１の偏光ビームスプリッタを光源部側に、前記第４の偏光ビームスプリッタを投射光学系側にそれぞれに配置し、前記第２の偏光ビームスプリッタの前記第１の偏光ビームスプリッタが配置されている側と反対側に第１の反射型空間光変調素子を配置し、前記第３の偏光ビームスプリッタの前記第１の偏光ビームスプリッタが配置されている側と反対側に第２の反射型空間光変調素子を配置し、前記第３の偏光ビームスプリッタの前記第４の偏光ビームスプリッタが配置されている側と反対側に第３の反射型空間光変調素子を配置して、前記光源部から出射した白色光を前記第１〜前記第３の偏光ビームスプリッタにより各色光に色分解した後、前記第１〜前記第３の反射型空間光変調素子により各色光の映像信号に対応して光変調すると共に反射した後、前記第２〜前記第４の偏光ビームスプリッタにより色合成した色合成光を出射する色分解及び色合成光学系において、
前記光源部と前記第１の偏光ビームスプリッタとの間、前記第１、第３の偏光ビームスプリッタ間、前記第４の偏光ビームスプリッタと前記投射光学系との間のいずれかに、前記色分解された各色光の偏波面を９０°回転させる波長選択性偏光変換板を配置し、かつ前記波長選択性偏光変換板の外周部位と、前記第１、前記第３、前記第４の偏光ビームスプリッタのいずれかの入射面の外周部位又は出射面の外周部位とを、複数箇所に僅かな空隙を隔てて光透過性接着剤により接着し、
前記第１、前記第３、前記第４の偏光ビームスプリッタのいずれかに接着された前記光透過性接着剤は、厚さが０．２〜０．５ｍｍで、直径が１ｍｍのスポット状であり、かつ、ショア硬度がＤタイプ３０〜７０であることを特徴とする色分解及び色合成光学系。
（２）前記波長選択偏光変換板は、一対の光学板ガラス基板の間に複数層の有機フィルムが挟まれて構成され、前記波長選択偏光変換板の厚さは、１．５ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の色分解及び色合成光学系。
（３）第１〜第４の偏光ビームスプリッタを対角方向に配置し、前記第１の偏光ビームスプリッタを光源部側に、前記第４の偏光ビームスプリッタを投射光学系側にそれぞれ配置し、前記第２の偏光ビームスプリッタの前記第１の偏光ビームスプリッタが配置されている側と反対側に第１の反射型空間光変調素子を配置し、前記第３の偏光ビームスプリッタの前記第１の偏光ビームスプリッタが配置されている側と反対側に第２の反射型空間光変調素子を配置し、前記第３の偏光ビームスプリッタの前記第４の偏光ビームスプリッタが配置されている側と反対側に第３の反射型空間光変調素子を配置して、前記光源部から出射した白色光を前記第１〜前記第３の偏光ビームスプリッタにより各色光に色分解した後、前記第１〜前記第３の反射型空間光変調素子により各色光の映像信号に対応して光変調すると共に反射した後、前記第２〜前記第４の偏光ビームスプリッタにより色合成した色合成光を出射する色分解及び色合成光学系において、
前記光源部と前記第１の偏光ビームスプリッタとの間、前記第４の偏光ビームスプリッタと前記投射光学系との間のいずれかに、波長選択性偏光変換板の外周部位を支えるフレームを前記第１、第４の偏光ビームスプリッタの入射面の外周部位又は出射面の外周部位に沿って光透過性接着剤を用いて固定し、
前記フレームは、内周側に沿って前記波長選択性偏光変換板の厚みよりも溝幅を大きくした凹状溝を有していることを特徴とする色分解及び色合成光学系。
【００６４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る色分解及び色合成光学系の一実施例を図３乃至図１６を参照して＜第１実施例＞，＜第２実施例＞の順に詳細に説明する。
【００６５】
＜第１実施例＞
図３は本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系を反射型投射表示装置に適用した場合を示した平面図、
図４は本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系において、波長選択性偏光変換板の一例を示した斜視図、
図５は本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系において、波長選択性偏光変換板の他例を示した斜視図、
図６は本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系において、波長選択性偏光変換板を偏光ビームスプリッタに接着する際の第１態様を示した斜視図、
図７は本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系において、波長選択性偏光変換板を偏光ビームスプリッタに接着する際の第２態様を示した斜視図である。
【００６６】
図３に示した本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系３０Ｂは、先に図１を用いて説明した従来の一例の色分解及び色合成光学系３０Ａに対して一部改良を施したものであり、説明の便宜上、先に従来例で示した構成部材と同一機能を備えた構成部材に対しては同一の符号を付して適宜説明し、且つ、従来例と異なる構成部材に新たな符号を付して説明する。
【００６７】
図３に示した如く、本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系３０Ｂは反射型投射表示装置１Ｂに適用されるものである。
【００６８】
上記した反射型投射表示装置１Ｂでは、白色光を出射する光源部１０と、この光源部１０から出射した白色光をＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３原色光に色分解して、この３原色光をＲ，Ｇ，Ｂにそれぞれ対応した３つの空間光変調素子（以下、反射型液晶パネルと記す）２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂに導き、更に、各色の反射型液晶パネル２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂで映像信号に応じて光変調された各色光を色合成した色合成光を出射する色分解及び色合成光学系３０Ｂと、この色分解及び色合成光学系３０Ｂから出射された色合成光を投射する投射光学系４０とで構成されており、反射面鏡１１，光源１２，第１偏光板１３を備えた光源部１０及び第２偏光板４１，投射レンズ４２を備えた投射光学系４０は図１に示した従来例と全く同じであるので詳細な説明を省略する。
【００６９】
即ち、第１実施例の色分解及び色合成光学系３０Ｂも光源部１０と投射光学系４０との間に設けられており、この色分解及び色合成光学系３０Ｂでは、図３中に破線で囲んだ枠内に、直方体状（立方体状を含む）に形成した４個の第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４と、板状に形成した４枚の第１〜第４波長選択性偏光変換板３５〜３８と、新たに追加した直方体状の１個の光学ガラススペーサ３９とが設けられている。
【００７０】
また、上記した色分解及び色合成光学系３０Ｂにおいて、光源部１０と対向して第１偏光ビームスプリッタ３１が配置され、また、第１偏光ビームスプリッタ３１の右側面側に第２偏光ビームスプリッタ３２が配置され、また、第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面側に第３偏光ビームスプリッタ３３が配置され、また、第２偏光ビームスプリッタ３２の下側面側で且つ第３偏光ビームスプリッタ３３の右側面側に第４偏光ビームスプリッタ３４が投射光学系４０と対向して配置されている点は図１に示した従来例と同じであり、更に、第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４中にｐ偏光光を透過し且つｓ偏光光を反射する半透過反射膜により各偏光分離面３１ａ〜３４ａが各対角線に沿って形成され、これらの偏光分離面３１ａ〜３４ａが平面的に見て略Ｘ字状に交差するように第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４が左右上下に配置されている点も図１に示した従来例と同じである。
【００７１】
また更に、光源部１０と第１偏光ビームスプリッタ３１の左側面側との間に、Ｇ光の偏波面を９０°回転させる機能を有する第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３５が設置され、また、第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面側と第３偏光ビームスプリッタ３３の上側面側との間に、Ｒ光の偏波面を９０°回転させる機能を有する第２波長選択性偏光変換板（Ｒ用位相板）３６が設置され、また、第３偏光ビームスプリッタ３３の右側面側と第４偏光ビームスプリッタ３４の左側面側との間にも、Ｒ光の偏波面を９０°回転させる機能を有する第３波長選択性偏光変換板（Ｒ用位相板）３７が設置され、また、第４偏光ビームスプリッタ３４の右側面側と投射光学系４０との間にも、Ｇ光の偏波面を９０°回転させる機能を有する第４波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３８が設置されている点も図１に示した従来例と同じである。
【００７２】
ここで、上記した第１実施例の色分解及び色合成光学系３０Ｂにおいて、図１に示した従来例に対して異なる点を説明すると、４個の第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４のうちで第２，第３偏光ビームスプリッタ３２，３３は図１に示した従来例よりも小型に形成されており、これに伴って、第２偏光ビームスプリッタ３２の右側面に対向させて配置したＧ用の反射型液晶パネル２０Ｇと、第３偏光ビームスプリッタ３３の左側面に対向させて配置したＢ用の反射型液晶パネル２０Ｂと、第３偏光ビームスプリッタ３３の下側面に対向させて配置したＲ用の反射型液晶パネル２０Ｒとが点線で示した色分解及び色合成光学系３０Ｂの枠外にスペース効率良く設置できるので、図１に示した従来例よりも反射型投射表示装置１Ｂが小型化されている。
【００７３】
また、４個の第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４のうちで第１偏光ビームスプリッタ３１は、光源部１０からの光入射側となる左側面に第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３５を僅かな空隙を隔てて光透過性を有する接着剤（以下、光透過性接着剤と記す）Ｓにより接着し且つ光出射側となる下側面に第２波長選択性偏光変換板（Ｒ用位相板）３６を僅かな空隙を隔て光透過性接着剤Ｓにより接着した状態で、他の第２〜第４偏光ビームスプリッタ３２〜３４から分離して設けられている。
【００７４】
これに対して、他の第２〜第４偏光ビームスプリッタ３２〜３４は、第２偏光ビームスプリッタ３２と第４偏光ビームスプリッタ３４との間に光学ガラススペーサ３９を密着させて不図示の光透過性接着剤により接着し且つ第３偏光ビームスプリッタ３３と第４偏光ビームスプリッタ３４との間に第３波長選択性偏光変換板（Ｒ用位相板）３７を密着させて不図示の光透過性接着剤により接着し、更に、第４偏光ビームスプリッタ３４の右側面に第４波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３８を密着させて不図示の光透過性接着剤により接着して一体化を図ることで、カラー画像のレジずれ等に対して安定化させている。
【００７５】
この際、第２〜第４偏光ビームスプリッタ３２〜３４を一体化して、第１偏光ビームスプリッタ（入射側偏光ビームスプリッタ）３１から分離することで、第１偏光ビームスプリッタ３１側に接着した第１，第２波長選択性偏光変換板３５，３６に性能不良が万一生じた場合には、第１偏光ビームスプリッタ３１側のみを部品交換することができるので、高価な光学ガラスによるプリズムなどを用いて一体化した第２〜第４偏光ビームスプリッタ３２〜３４に何等の支障もなく、サービスコストが安価となると共に、第１偏光ビームスプリッタ３１側だけでも光学特性を予め測定することができる。
【００７６】
また、第１実施例及び後述する第１実施例の変形例１〜５（図８〜図１２）では、第１〜第４波長選択性偏光変換板３５〜３８に対して図４に示したような一例の構造形態を採用したり、あるいは、第２波長選択性偏光変換板３６に対して図５に示したような他例の構造形態を採用している。
【００７７】
具体的に説明すると、図４に示した第１〜第４波長選択性偏光変換板３５〜３８は、透明なポリカーボネイトなどの有機フィルムを１０層程度に亘ってそれぞれ位相を違えてラミネイト（積層）して、厚みが１ｍｍ程度のポリカーボネイトラミネイト体ＰＬを第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４の外形形状に合わせて板状に形成し、更に、ポリカーボネイトラミネイト体ＰＬの前後面に厚みが０．５ｍｍ程度の光学板ガラス基板Ｇ，Ｇを密着させて不図示の光透過性接着剤により接着することで、２枚の光学板ガラス基板Ｇ，Ｇ間にポリカーボネイトラミネイト体ＰＬをサンドイッチした一例の構造形態を取っている。
【００７８】
この際、ポリカーボネイトラミネイト体ＰＬに用いた有機フィルムの積層状態に応じてＲ光の偏波面又はＧ光の偏波面を９０°回転させる機能が得られる。また、第１〜第４波長選択性偏光変換板３５〜３８を第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４にそれぞれ接着する際に、ポリカーボネイトラミネイト体ＰＬの熱膨脹係数が第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４に対して異なることから、ポリカーボネイトラミネイト体ＰＬの前後面に光学板ガラス基板Ｇ，Ｇを接着することで、２枚の光学板ガラス基板Ｇ，Ｇがポリカーボネイトラミネイト体ＰＬの熱膨脹に対する緩衝材となっている。
【００７９】
次に、図５に示した第２波長選択性偏光変換板３６は、上記したポリカーボネイトラミネイト体ＰＬだけで形成されているものであり、この場合にはポリカーボネイトラミネイト体ＰＬの熱膨張を吸収し易い単品構造を取っている。即ち、ポリカーボネイトラミネイト体ＰＬだけの場合には、前後面に光学板ガラス基板Ｇ，Ｇを接着しないために、熱応力が発生した場合でもポリカーボネイトラミネイト体ＰＬ自体が自由に伸縮するので、ポリカーボネイトラミネイト体ＰＬの中心部と周辺部とで熱応力差が少なくなり、上記した２枚の光学板ガラス基板Ｇ，Ｇ間にポリカーボネイトラミネイト体ＰＬをサンドイッチした構造形態よりも熱膨張を吸収し易くなっている。
【００８０】
ここで、投射したカラー画像に対してシェーディングが発生する原因を追及するために、色分解及び色合成光学系３０Ｂ内で第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４の温度を測定したところ、光源部１０からの白色光が入射する側が最も光エネルギーが強いために、白色光を３原色光に色分解する前の３原色光全てが入射する第１偏光ビームスプリッタ３１が一番温度が高く、次に、Ｂ光が入射する第３偏光ビームスプリッタ３３の温度が高く、この次に、Ｇ光が入射する第２偏光ビームスプリッタ３２，光出射側の第４偏光ビームスプリッタ３４の順に温度が低くなっている。言い換えると、可視光の中でも青（Ｂ）色領域の波長が、各光学部材に対して光吸収による発熱が大きく、更に、青（Ｂ）色が集中する部位でとくに発熱が大きいため、温度上昇は先に図１で説明したＲ光，Ｇ光，Ｂ光の光路から第１偏光ビームスプリッタ３１＞第３偏光ビームスプリッタ３３＞第２偏光ビームスプリッタ３２＞第４偏光ビームスプリッタ３４の順になっている。
【００８１】
上記により、光源部１０と第１偏光ビームスプリッタ３１の左側面との間に配置した第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３５と、第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面と第３偏光ビームスプリッタ３３の上側面との間に配置した第２波長選択性偏光変換板（Ｒ用位相板）３６は、温度上昇が大きい第１，第３偏光ビームスプリッタ３１，３３に対して熱膨張の違いから変形を起こし、均一性が低下し易くなり、これが投射したカラー画像に対してシェーディングが発生する原因であることが判明した。
【００８２】
そこで、光源部１０側に配置した第１偏光ビームスプリッタ３１の左側面に第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３５を接着するにあたって、第１波長選択性偏光変換板３５としては図４に示したような２枚のガラス基板Ｇ，Ｇでポリカーボネイトラミネイト体ＰＬをサンドイッチした一例の構造形態に形成したものを用い、図６に拡大して示したように、第１波長選択性偏光変換板３５の外周部位の４隅と第１偏光ビームスプリッタ３１の左側面の外周部位の４隅との間で光透過性接着剤Ｓを例えば厚み０．３ｍｍ程度且つ直径１ｍｍ程度の円柱でスポット状に充填させることで、第１波長選択性偏光変換板３５を第１偏光ビームスプリッタ３１の左側面に０．３ｍｍ程度の僅かな空隙を隔てて接着している。この際、光透過性接着剤Ｓは、光源部１０からの入射光の光路に支障のない位置として外周部位の４隅に充填させたが、外周部位の４隅に限ることなく、図７に拡大して示したように外周部位で各辺の中間に光透過性接着剤Ｓを例えば厚み０．３ｍｍ程度且つ直径１ｍｍ程度の円柱でスポット状に複数箇所に亘って充填させても良い。
【００８３】
ここで、光透過性接着剤Ｓの厚さすなわち空疎の厚さについては、この第１実施例で適度な厚さとして例えば０．３ｍｍに設定した。この際、光透過性接着剤Ｓの厚さが薄すぎると結露に弱くなり、一方、光透過性接着剤Ｓの厚さが厚すぎるとゴミが混入しやすくなる。また、第１波長選択性偏光変換板３５を第１偏光ビームスプリッタ３１の左側面に安定に固定するためには光透過性接着剤Ｓの量を増やし、且つ、光透過性接着剤Ｓの直径を大きくする必要があり、接着剤コストや硬化時間においても不利となる。従って、光透過性接着剤Ｓの厚さは、０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下にすることが望ましい。
【００８４】
更に、光透過性接着剤Ｓとしては適度な弾性を考慮してショア硬度（Ｄタイプ）３０以上７０以下を選択すればよい。このショア硬度は、適用する光学系の温度上昇度合いに応じて上記範囲より選択可能であるが、第１波長選択性偏光変換板３５の取り付け姿勢保持と弾性とのバランスから、ショア硬度（Ｄタイプ）５０以上７０以下を選択することが望ましい。
【００８５】
従って、光透過性接着剤Ｓは弾性を有しているために、第１波長選択性偏光変換板３５の熱膨張による変形を吸収し、第１波長選択性偏光変換板３５内で光源部１０からの白色光が入射する有効入射領域内での熱応力の発生を抑制するので、投射したカラー画像に対してシェーディングの発生を抑制できる。また、光透過性接着剤Ｓをスポット状に複数箇所に亘って充填させることで、熱量の大きい第１偏光ビームスプリッタ３１の高い温度が第１波長選択性偏光変換板３５に伝達されにくくなるので、第１波長選択性偏光変換板３５の熱膨脹が抑えられ、投射したカラー画像に対してシェーディングの発生を抑制できる。
【００８６】
次に、光源部１０側に配置した第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面に第２波長選択性偏光変換板（Ｒ用位相板）３６を接着するにあたって、第２波長選択性偏光変換板３６としては図５に示したようなポリカーボネイトラミネイト体ＰＬのみによる他例のラミネート構造形態に形成したものを用い、図６に拡大して示したように、第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面の外周部位の４隅と第２波長選択性偏光変換板３６の外周部位の４隅との間で光透過性接着剤Ｓを例えば厚み０．３ｍｍ程度且つ直径１ｍｍ程度の円柱でスポット状に充填させることで、第２波長選択性偏光変換板３６を第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面に０．３ｍｍ程度の僅かな空隙を隔てて接着している。この際、光透過性接着剤Ｓは、第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面側から出射する出射光の光路に支障のない位置として外周部位の４隅に充填させたが、外周部位の４隅に限ることなく、図７に拡大して示したように外周部位で各辺の中間に光透過性接着剤Ｓを例えば厚み０．３ｍｍ程度且つ直径１ｍｍ程度の円柱でスポット状に複数箇所に亘って充填させても良い。更に、第２波長選択性偏光変換板３６も第１波長選択性偏光変換板３５と同じように、光透過性接着剤Ｓの厚さは、０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下にすることが望ましく、且つ、ショア硬度（Ｄタイプ）３０以上７０以下の光透過性接着剤Ｓを選択すればよい。
【００８７】
そして、第２波長選択性偏光変換板３６の外周部位を第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面の外周部位に０．３ｍｍ程度の僅かな空隙を隔てて光透過性接着剤Ｓにより接着した際に、ここでも光透過性接着剤Ｓは弾性を有しているために、第２波長選択性偏光変換板３６の熱膨張による変形を吸収し、第２波長選択性偏光変換板３６内で第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面からの出射光が入射する有効入射領域内での熱応力の発生を抑制するので、投射したカラー画像に対してシェーディングの発生を抑制できる。また、光透過性接着剤Ｓをスポット状に複数箇所に亘って充填させることで、熱量の大きい第１偏光ビームスプリッタ３１の高い温度が第２波長選択性偏光変換板３６に伝達されにくくなるので、第２波長選択性偏光変換板３６の熱膨脹が抑えられ、投射したカラー画像に対してシェーディングの発生を抑制できる。
【００８８】
また、第２波長選択性偏光変換板３６を第２偏光ビームスプリッタ３２よりも外形形状が大きい第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面に接着することで、第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面からの出射光に対して有効入射領域を確実に得ることができる。
【００８９】
上記のように構成した本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系３０Ｂの動作は、各構成部材の機能が図１に示した従来例と全く同じ動作であるので、図３中ではＲ，Ｇ，Ｂの各色光に対する光路図を示し、詳細な説明は図１に示した従来例での説明を参照されたい。
【００９０】
ここで、本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系３０Ｂを一部変形させた変形例１〜変形例５について、図８〜図１３を用いて第１実施例の色分解及び色合成光学系３０Ｂに対して異なる点を中心にして簡略に説明する。
【００９１】
図８は本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系を一部変形させた変形例１を反射型投射表示装置に適用した場合を示した平面図、
図９は本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系を一部変形させた変形例２を反射型投射表示装置に適用した場合を示した平面図、
図１０は本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系を一部変形させた変形例３を反射型投射表示装置に適用した場合を示した平面図、
図１１は本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系を一部変形させた変形例４を反射型投射表示装置に適用した場合を示した平面図、
図１２は本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系を一部変形させた変形例５を反射型投射表示装置に適用した場合を示した平面図、
図１３（ａ），（ｂ）は本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系を一部変形させた変形例５において、波長選択性偏光変換板の外周部位をフレームで支える状態を示した正面図及び▲１▼−▲１▼断面図である。
【００９２】
まず、図８に示した如く、第１実施例を一部変形させた変形例１の色分解及び色合成光学系３０Ｃは反射型投射表示装置１Ｃに適用可能に構成されている。
【００９３】
上記した変形例１の色分解及び色合成光学系３０Ｃにおいて、先に図３を用いて説明した第１実施例に対して異なる点を説明すると、４個の第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４のうちで第１偏光ビームスプリッタ３１は、光源部１０からの光入射側となる左側面に第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３５を密着させて不図示の光透過性接着剤により接着し且つ光出射側となる下側面に第２波長選択性偏光変換板（Ｒ用位相板）３６を僅かな空隙を隔て光透過性接着剤Ｓにより接着している。尚、第１偏光ビームスプリッタ３１側は、一体化した他の第２〜第４偏光ビームスプリッタ３２〜３４から分離されている点は第１実施例と同様である。
【００９４】
この際、光源部１０側に配置した第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面に第２波長選択性偏光変換板（Ｒ用位相板）３６を僅かな空隙を隔てて接着するにあたって、第２波長選択性偏光変換板３６としては図５に示したようなポリカーボネイトラミネイト体ＰＬのみによる他例のラミネート構造形態に形成したものを用い、図６に拡大して示したように、第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面の外周部位の４隅と第２波長選択性偏光変換板３６の外周部位の４隅との間で光透過性接着剤Ｓを例えば厚み０．３ｍｍ程度且つ直径１ｍｍ程度の円柱でスポット状に充填させることで、第２波長選択性偏光変換板３６を第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面に０．３ｍｍ程度の僅かな空隙を隔てて接着している。この際、光透過性接着剤Ｓは、第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面側から出射する出射光の光路に支障のない位置として外周部位の４隅に充填させたが、外周部位の４隅に限ることなく、図７に拡大して示したように外周部位で各辺の中間に光透過性接着剤Ｓを例えば０．３ｍｍ程度且つ直径１ｍｍ程度の円柱でスポット状に複数箇所に亘って充填させても良い。
【００９５】
そして、第２波長選択性偏光変換板３６を第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面に０．３ｍｍ程度の僅かな空隙を隔てて光透過性接着剤Ｓにより接着した際に、ここでも光透過性接着剤Ｓは弾性を有しているために、第２波長選択性偏光変換板３６の熱膨張による変形を吸収し、第２波長選択性偏光変換板３６内で第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面からの出射光が入射する有効入射領域内での熱応力の発生を抑制するので、投射したカラー画像に対してシェーディングの発生を抑制できる。
【００９６】
次に、図９に示した如く、第１実施例を一部変形させた変形例２の色分解及び色合成光学系３０Ｄは反射型投射表示装置１Ｄに適用可能に構成されている。
【００９７】
上記した変形例２の色分解及び色合成光学系３０Ｄにおいて、先に図３を用いて説明した第１実施例に対して異なる点を説明すると、４個の第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４のうちで第１偏光ビームスプリッタ３１は、光源部１０からの光入射側となる左側面に第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３５を僅かな空隙を隔て光透過性接着剤Ｓにより接着していると共に、第３偏光ビームスプリッタ３３は第１偏光ビームスプリッタ３１からの光入射側となる上側面に第２波長選択性偏光変換板（Ｒ用位相板）３６を僅かな空隙を隔て光透過性接着剤Ｓにより接着している。尚、第１偏光ビームスプリッタ３１側は、一体化した他の第２〜第４偏光ビームスプリッタ３２〜３４から分離されている点は第１実施例と同様である。
【００９８】
この際、第１偏光ビームスプリッタ３１の左側面に接着する第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３５と、第３偏光ビームスプリッタ３３の上側面に接着する第２波長選択性偏光変換板（Ｒ用位相板）３６は、共に図４に示したような２枚のガラス基板Ｇ，Ｇでポリカーボネイトラミネイト体ＰＬをサンドイッチした一例の構造形態に形成したものを用いている。
【００９９】
また、第１実施例と異なって、第２波長選択性偏光変換板３６を第１偏光ビームスプリッタ３１より小型に形成した第３偏光ビームスプリッタ３３の上側面に僅かな空隙を隔てて接着することで、第１偏光ビームスプリッタ３１からの出射光に対する有効入射領域の確保が僅かに不利になるるものの、第３偏光ビームスプリッタ３３は前述したように第１偏光ビームスプリッタ３１よりも温度上昇が低いために、第２波長選択性偏光変換板３６の熱膨張も低くなる利点がある。
【０１００】
そして、第１波長選択性偏光変換板３５の外周部位を第１偏光ビームスプリッタ３１の左側面の外周部位に僅かな空隙を隔てて光透過性接着剤Ｓを用いてスポット状に接着し、且つ、第２波長選択性偏光変換板３６の外周部位を第３偏光ビームスプリッタ３３の上側面の外周部位に僅かな空隙を隔てて光透過性接着剤Ｓを用いてスポット状に接着することで、光透過性接着剤Ｓが弾性を有しているために、第１，第２波長選択性偏光変換板３５，３６の熱膨張による変形を吸収し、第１，第２波長選択性偏光変換板３５，３６の有効入射領域内での熱応力の発生を抑制するので、投射したカラー画像に対してシェーディングの発生を抑制できる。
【０１０１】
次に、図１０に示した如く、第１実施例を一部変形させた変形例３の色分解及び色合成光学系３０Ｅは反射型投射表示装置１Ｅに適用可能に構成されている。
【０１０２】
上記した変形例３の色分解及び色合成光学系３０Ｅにおいて、先に図３を用いて説明した第１実施例に対して異なる点を説明すると、４個の第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４のうちで第１偏光ビームスプリッタ３１は、光源部１０からの光入射側となる左側面に第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３５を僅かな空隙を隔て光透過性接着剤Ｓにより接着していると共に、第３偏光ビームスプリッタ３３は第１偏光ビームスプリッタ３１からの光入射側となる上側面に第２波長選択性偏光変換板（Ｒ用位相板）３６を密着させて不図示の光透過性接着剤により接着している。尚、第１偏光ビームスプリッタ３１側は、一体化した他の第２〜第４偏光ビームスプリッタ３２〜３４から分離されている点は第１実施例と同様である。
【０１０３】
この際、第１偏光ビームスプリッタ３１の左側面に接着する第１波長選択性偏光変換板３５と、第３偏光ビームスプリッタ３３の上側面に接着する第２波長選択性偏光変換板３６は、共に図４に示したような２枚のガラス基板Ｇ，Ｇでポリカーボネイトラミネイト体ＰＬをサンドイッチした一例の構造形態に形成したものを用いている。
【０１０４】
また、第２波長選択性偏光変換板３６を第１偏光ビームスプリッタ３１より小型に形成した第３偏光ビームスプリッタ３３の上側面に密着させて接着することで、第１偏光ビームスプリッタ３１からの出射光に対して有効入射領域の確保が僅かに不利になるるものの、第３偏光ビームスプリッタ３３は前述したように第１偏光ビームスプリッタ３１よりも温度上昇が低いために、第２波長選択性偏光変換板３６の熱膨張も低くなる利点がある。
【０１０５】
そして、第１波長選択性偏光変換板３５の外周部位を第１偏光ビームスプリッタ３１の左側面の外周部位に僅かな空隙を隔てて光透過性接着剤Ｓを用いてスポット状に接着し、且つ、第２波長選択性偏光変換板３６を密着させて第３偏光ビームスプリッタ３３の上側面に不図示の光透過性接着剤を用いて接着することで、光透過性接着剤Ｓが弾性を有しているために、第１波長選択性偏光変換板３５の熱膨張による変形を吸収し、第１波長選択性偏光変換板３５の有効入射領域内での熱応力の発生を抑制するので、投射したカラー画像に対してシェーディングの発生を抑制できる。
【０１０６】
次に、図１１に示した如く、第１実施例を一部変形させた変形例４の色分解及び色合成光学系３０Ｆは反射型投射表示装置１Ｆに適用可能に構成されている。
【０１０７】
上記した変形例４の色分解及び色合成光学系３０Ｆにおいて、先に図３を用いて説明した第１実施例に対して異なる点を説明すると、４個の第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４のうちで投射光学系４０の近傍に設けた第４波長選択性偏光変換板３８を第４偏光ビームスプリッタ３４の右側面に密着させずに、第４波長選択性偏光変換板３８の外周部位を第４偏光ビームスプリッタ３４の右側面の外周部位に僅かな空隙を隔てて光透過性接着剤Ｓを用いて図６又は図７に示したようにスポット状に接着させている。
【０１０８】
ここで、第４波長選択性偏光変換板３８として先に図４を用いて説明したような厚みが１ｍｍ程度のポリカーボネイトラミネイト体ＰＬの前後面に厚みが０．５ｍｍ程度の光学板ガラス基板Ｇ，Ｇを密着させたものを使用した時に、ガラス基板Ｇ，Ｇの平面度が悪い場合に、第４波長選択性偏光変換板３８を第４偏光ビームスプリッタ３４の右側面に密着させて光透過性接着剤により接着すると、光透過性接着剤の収縮により第４波長選択性偏光変換板３８の接着面がうねるために、投射光線に収差を発生させて解像度の劣化が生じることもあり得る。この現象を避けるために、変形例４では第４波長選択性偏光変換板３８の合計厚みを少なくとも１．５ｍｍ以上に設定し、且つ、ガラス基板Ｇ，Ｇの面精度を良好に仕上げると共にガラス基板Ｇ，Ｇ同士の平行度を高めた上で、第４波長選択性偏光変換板３８の外周部位を第４偏光ビームスプリッタ３４の右側面の外周部位に僅かな空隙を隔てて光透過性接着剤Ｓを用いてスポット状に接着させている。
【０１０９】
これにより、第４波長選択性偏光変換板３８の熱膨張による変形を吸収し、第４波長選択性偏光変換板３８の有効入射領域内での熱応力の発生を抑制するので、投射したカラー画像に対してシェーディングの発生を抑制できる。
【０１１０】
更に、第４波長選択性偏光変換板３８中で空気に接する界面に減反射コートを施すことで、各反射型液晶パネル２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂからの各光を色合成した色合成光が投射レンズ４２に向かって進む時に、第４波長選択性偏光変換板３８の界面で各光が反射して各反射型液晶パネル２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂに戻る現象を抑えることで、第４波長選択性偏光変換板３８の界面反射光によるコントラスト比の低下を抑えることができ、これにより高画質のカラー画像をスクリーン上に投射できる。
【０１１１】
次に、図１２に示した如く、第１実施例を一部変形させた変形例５の色分解及び色合成光学系３０Ｇは反射型投射表示装置１Ｇに適用可能に構成されている。
【０１１２】
上記した変形例５の色分解及び色合成光学系３０Ｇにおいて、先に図３を用いて説明した第１実施例に対して異なる点を説明すると、４個の第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４のうちで投射光学系４０の近傍に設けた第４波長選択性偏光変換板３８を第４偏光ビームスプリッタ３４の右側面に密着させずに、第４波長選択性偏光変換板３８の外周部位をフレームＦで支え、このフレームＦを第４偏光ビームスプリッタ３４の右側面の外周部位に沿って接着剤を用いて固定している。
【０１１３】
より具体的に説明すると、図１３（ａ），（ｂ）に示したようにフレームＦは、第４波長選択性偏光変換板３８の外周部位に沿って矩形状に枠組みしている。そして、フレームＦの内側に第４偏光ビームスプリッタ３４の厚みよりも溝幅を大きくした凹状溝Ｆａを形成し、且つ、第４波長選択性偏光変換板３８の外周部位をフレームＦの凹状溝Ｆａ内に挟み込んで枠組みした時に、第４波長選択性偏光変換板３８の縦横方向の寸法に対しても余裕を持たせている。
【０１１４】
これにより、第４波長選択性偏光変換板３８が熱膨脹した際に、第４波長選択性偏光変換板３８がフレームＦの内側で面方向に伸びることができるために、第４波長選択性偏光変換板３８内に内部応力がたまることがなくなるので、内部応力によって位相特性が部分的に変化してシェーディングが発生するような現象を防ぐことができる。
【０１１５】
この際、フレームＦの凹状溝Ｆａ内で第４波長選択性偏光変換板３８の外周部位がガタつかないように、弾性変位自在な薄いゴム部材とかプラスチックフィルムなどをガタツキ防止のために挟みこんでも良く、更に、第４波長選択性偏光変換板３８の外周部位を薄い板バネなどを用いてフレームＦの凹状溝Ｆａ内の一方側に押圧させても良い。
【０１１６】
更に、この変形例５では、第４波長選択性偏光変換板３８がフレームＦによって第４偏光ビームスプリッタ３４の右側面から僅かな隙間を隔てて設けられることになるので、この変形例５でも変形例４と同様に、第４波長選択性偏光変換板３８中で空気に接する界面に減反射コートを施すことで、各反射型液晶パネル２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂからの各光を色合成した色合成光が投射レンズ４２に向かって進む時に、第４波長選択性偏光変換板３８の界面で各光が反射して各反射型液晶パネル２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂに戻る現象を抑えることで、第４波長選択性偏光変換板３８の界面反射光によるコントラスト比の低下を抑えることができ、これにより高画質のカラー画像をスクリーン上に投射できる。
【０１１７】
尚、光源部１０の近傍に設けた第１波長選択性偏光変換板３５の外周部位をフレームＦで支えて、このフレームＦを第１偏光ビームスプリッタ３１の左側面の外周部位に沿って接着剤を用いて固定しても良い。
【０１１８】
＜第２実施例＞
図１４は本発明に係る第２実施例の色分解及び色合成光学系を反射型投射表示装置に適用した場合を示した平面図である。
【０１１９】
図１４に示した本発明に係る第２実施例の色分解及び色合成光学系１３０Ｂは、先に図２を用いて説明した従来の他例の色分解及び色合成光学系１３０Ａに対して一部改良を施したものであり、説明の便宜上、先に従来例で示した構成部材と同一機能を備えた構成部材に対しては同一の符号を付して適宜説明し、且つ、従来例と異なる構成部材に新たな符号を付して説明する。
【０１２０】
図１４に示した如く、本発明に係る第２実施例の色分解及び色合成光学系１３０Ｂは反射型投射表示装置１００Ｂに適用されるものである。
【０１２１】
上記した反射型投射表示装置１００Ｂでは、白色光を出射する光源部１１０と、この光源部１１０から出射した白色光をＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３原色光に色分解して、この３原色光をＲ，Ｇ，Ｂにそれぞれ対応した３つの空間光変調素子（以下、反射型液晶パネルと記す）１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂに導き、更に、各色の反射型液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂで映像信号に応じて光変調された各色光を色合成した色合成光を出射する色分解及び色合成光学系１３０Ｂと、この色分解及び色合成光学系１３０Ｂから出射された色合成光を投射する投射光学系１４０とで構成されており、反射面鏡１１１，光源１１２，偏光板１１３を備えた光源部１１０及び投射レンズ１４１を備えた投射光学系１４０は図２に示した従来例と全く同じであるので詳細な説明を省略する。
【０１２２】
即ち、第２実施例の色分解及び色合成光学系１３０Ｂも光源部１１０と投射光学系１４０との間に設けられており、この色分解及び色合成光学系１３０Ｂでは、図１４中に破線で囲んだ枠内に、直方体状（立方体状を含む）に形成した１個の偏光ビームスプリッタ１３１と、直方体状（立方体状を含む）に形成した１個のダイクロイックプリズム１３２と、直方体状（立方体状を含む）に形成した光学ガラスブロック１３３と、板状に形成した２枚の第１，第２波長選択性偏光変換板１３４，１３５とが設けられて、図２に示した従来例と同様に構成されている。
【０１２３】
また、ダイクロイックプリズム１３２の右側面側には１／４波長板１２１を取り付けたＲ用の反射型液晶パネル１２０Ｒが対向して設置され、且つ、ダイクロイックプリズム１３２の上側面側には１／４波長板１２３を取り付けたＢ用の反射型液晶パネル１２０Ｂが対向して設置され、且つ、光学ガラスブロック１３３の右側面側には１／４波長板１２２を取り付けたＧ用の反射型液晶パネル１２０Ｇが対向して設置されている点も図２に示した従来例と同様である。
【０１２４】
ここで、上記した色分解及び色合成光学系１３０Ｂにおいて、図２に示した従来例と異なる点を説明すると、偏光ビームスプリッタ１３１は、光源部１０からの光入射側となる左側面に第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）１３４を僅かな空隙を隔てて光透過性接着剤Ｓにより接着し且つ光出射側となる下側面に第２波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）１３５を密着させて不図示の光透過性接着剤により接着している。
【０１２５】
この第２実施例でも、投射したカラー画像に対してシェーディングが発生する原因を追及するために、色分解及び色合成光学系１３０Ｂ内で偏光ビームスプリッタ１３１，ダイクロイックプリズム１３２，光学ガラスブロック１３３の温度を測定したところ、光源部１１０からの白色光が入射する側が最も光エネルギーが強いために、白色光を３原色光に色分解する前の３原色光全てが入射する偏光ビームスプリッタ１３１が一番温度が高く、次に、Ｂ光が入射するダイクロイックプリズム１３２，Ｇ光が入射する光学ガラスブロック１３３の順に温度が低くなっている。
【０１２６】
上記により、光源部１１０と偏光ビームスプリッタ１３１の左側面との間に配置した第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）１３４は、温度上昇が大きい偏光ビームスプリッタ１３１に対して熱膨張の違いから変形を起こし、均一性が低下し易くなり、これが投射したカラー画像に対してシェーディングが発生する原因であることが判明した。
【０１２７】
そこで、光源部１１０側に配置した偏光ビームスプリッタ１３１の左側面に第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）１３４を僅かな空隙を隔てて接着するにあたって、第１波長選択性偏光変換板１３４としては先に図４に示したと同様な２枚のガラス基板Ｇ，Ｇでポリカーボネイトラミネイト体ＰＬをサンドイッチした一例の構造形態に形成したものを用い、第１実施例で図６又は図７を用いて説明したと同様に、第１波長選択性偏光変換板１３４の外周部位の４隅と偏光ビームスプリッタ１３１の左側面の外周部位の４隅との間で光透過性接着剤Ｓを例えば厚み０．３ｍｍ程度且つ直径１ｍｍ程度の円柱でスポット状に充填させることで、第１波長選択性偏光変換板１３４を偏光ビームスプリッタ１３１の左側面に０．３ｍｍ程度の僅かな空隙を隔てて接着している。
【０１２８】
この際、光透過性接着剤Ｓは弾性を有しているために、第１波長選択性偏光変換板１３４の熱膨張による変形を吸収し、第１波長選択性偏光変換板１３４内で光源部１１０からの白色光が入射する有効入射領域内での熱応力の発生を抑制するので、投射したカラー画像に対してシェーディングの発生を抑制できる。
【０１２９】
上記のように構成した本発明に係る第２実施例の色分解及び色合成光学系１３０Ｂの動作は、各構成部材の機能が図２に示した従来例と全く同じ動作であるので、図１４中ではＲ，Ｇ，Ｂの各色光に対する光路図を示し、詳細な説明は図２に示した従来例での説明を参照されたい。
【０１３０】
ここで、本発明に係る第２実施例の色分解及び色合成光学系１００Ｂを一部変形させた変形例１，変形例２について、図１５，図１６を用いて第２実施例の色分解及び色合成光学系１００Ｂに対して異なる点を中心にして簡略に説明する。
【０１３１】
図１５は本発明に係る第２実施例の色分解及び色合成光学系を一部変形させた変形例１を反射型投射表示装置に適用した場合を示した平面図、
図１６は本発明に係る第２実施例の色分解及び色合成光学系を一部変形させた変形例２を反射型投射表示装置に適用した場合を示した平面図である。
【０１３２】
まず、図１５に示した如く、第２実施例を一部変形させた変形例１の色分解及び色合成光学系１３０Ｃは反射型投射表示装置１００Ｃに適用可能に構成されている。
【０１３３】
まず、上記した変形例１の色分解及び色合成光学系１３０Ｃにおいて、先に図１４を用いて説明した第２実施例に対して異なる点を説明すると、偏光ビームスプリッタ１３１の光出射側となる下側面に第２波長選択性偏光変換板１３５を密着させずに、この第２波長選択性偏光変換板１３５の外周部位を偏光ビームスプリッタ１３１の下側面の外周部位に僅かな空隙を隔てて光透過性接着剤Ｓを用いてスポット状に接着させている。
【０１３４】
これにより、先に図１１を用いて説明した第１実施例の変形例４と同様に、第２波長選択性偏光変換板１３５の熱膨張による変形を吸収し、第２波長選択性偏光変換板１３５の有効入射領域内での熱応力の発生を抑制するので、投射したカラー画像に対してシェーディングの発生を抑制できる。この際、偏光ビームスプリッタ１３１は光入射側と光出射側とを兼ねているので温度が高いため、熱量の大きい偏光ビームスプリッタ１３１の高い温度が第２波長選択性偏光変換板１３５に伝達されにくくなるので、第２波長選択性偏光変換板１３５の熱膨張を抑えることができる。
【０１３５】
更に、第２波長選択性偏光変換板１３５中で空気に接する界面に減反射コートを施すことで、各反射型液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂからの各光を色合成した色合成光が投射レンズ１４１に向かって進む時に、第２波長選択性偏光変換板１３５の界面で各光が反射して各反射型液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂに戻る現象を抑えることで、第２波長選択性偏光変換板１３５の界面反射光によるコントラスト比の低下を抑えることができ、これにより高画質のカラー画像をスクリーン上に投射できる。
【０１３６】
次に、図１６に示した如く、第２実施例を一部変形させた変形例２の色分解及び色合成光学系１３０Ｄは反射型投射表示装置１００Ｄに適用可能に構成されている。
【０１３７】
上記した変形例２の色分解及び色合成光学系１３０Ｄにおいて、先に図１４を用いて説明した第２実施例に対して異なる点を説明すると、偏光ビームスプリッタ１３１の光出射側となる下側面に第２波長選択性偏光変換板１３５を密着させずに、この第２波長選択性偏光変換板１３５の外周部位をフレームＦで支え、このフレームＦを偏光ビームスプリッタ１３１の下側面の外周部位に沿って接着剤を用いて固定している。
【０１３８】
これにより、先に図１２を用いて説明した第１実施例の変形例５と同様に、第２波長選択性偏光変換板１３５が熱膨脹した際に、第２波長選択性偏光変換板１３５がフレームＦの内側で面方向に伸びることができるために、第２波長選択性偏光変換板１３５内に内部応力がたまることがなくなるので、内部応力によって位相特性が部分的に変化してシェーディングが発生するような現象を防ぐことができる。
【０１３９】
更に、この変形例２では、第２波長選択性偏光変換板１３５がフレームＦによって偏光ビームスプリッタ１３１の下側面から僅かな隙間を隔てて設けられることになるので、この変形例２でも変形例１と同様に、第２波長選択性偏光変換板１３５中で空気に接する界面に減反射コートを施すことで、各反射型液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂからの各光を色合成した色合成光が投射レンズ１４１に向かって進む時に、第２波長選択性偏光変換板１３５の界面で各光が反射して各反射型液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂに戻る現象を抑えることで、第２波長選択性偏光変換板１３５の界面反射光によるコントラスト比の低下を抑えることができるので、高画質のカラー画像をスクリーン上に投射できる。
【０１４０】
尚、光源部１１０の近傍に設けた第１波長選択性偏光変換板１３４の外周部位をフレームＦで支えて、このフレームＦを偏光ビームスプリッタ１３１の左側面の外周部位に沿って接着剤を用いて固定しても良い。
【０１４１】
以上詳述した第１実施例の色分解及び色合成光学系３０Ｂ及びこの第１実施例を一部変形させた変形例１〜５の色分解及び色合成光学系３０Ｃ〜３０Ｇと、第２実施例の色分解及び色合成光学系１３０Ｂ及びこの第２実施例を一部変形させた変形例１〜２の色分解及び色合成光学系１３０Ｃ〜１３０Ｄでは、光源部１０，１１０から出射した白色光を３原色光に色分解した場合を説明したが、これに限ることなく、光源部１０，１１０から出射した白色光を少なくとも２色以上の色光に色分解する場合にも適用でき、この場合でも色分解及び色合成光学系内に所定の色光の偏波面を９０°回転させる波長選択性偏光変換板を少なくとも一つ以上配置すると共に、この波長選択性偏光変換板を偏光ビームスプリッタの入射面及び／又は出射面に僅かな空隙を隔てて接着剤により接着させれば良いものである。
【０１４２】
尚、第１，第２実施例で用いた光透過性接着剤Ｓは、光照射による熱吸収を抑制するためにできるだけ透明であることが望ましいが、波長選択性偏光変換板と偏光ビームスプリッタとの外周部に接着されるものであり、必ずしも光透過性である必要はない。
【０１４３】
尚また、第１，第２実施例で用いた波長選択性偏光変換板は、空気にふれて露出する面に減反射コートを施すことによって、光利用率を向上することができる。
【０１４４】
【発明の効果】
以上詳述した本発明に係る色分解及び色合成光学系において、請求項１記載によると、反射型投射表示装置内の光源部と投射光学系との間に設けられ、且つ、前記光源部から出射した白色光を複数の色光に色分解して、該複数の色光を各色にそれぞれ対応した複数の空間光変調素子に導き、更に、各色の空間光変調素子で映像信号に応じて光変調された各色光を色合成した色合成光を出射する色分解及び色合成光学系において、前記色分解及び色合成光学系内に所定の色光の偏波面を９０°回転させる波長選択性偏光変換板を少なくとも一つ以上配置すると共に、前記波長選択性偏光変換板を偏光ビームスプリッタの入射面及び／又は出射面に僅かな空隙を隔てて接着剤により接着している。この結果、接着剤が弾性を有しているために、波長選択性偏光変換板の熱膨張による変形を吸収し、波長選択性偏光変換板の有効入射領域内での熱応力の発生を抑制するので、投射したカラー画像に対してシェーディングの発生を抑制できる。
【０１４５】
また、請求項２記載によると、上記した請求項１記載の色分解及び色合成光学系において、前記波長選択性偏光変換板の外周部位と前記偏光ビームスプリッタの入射面の外周部位及び／又は出射面の外周部位との間で前記接着剤をスポット状に複数箇所に亘って充填させたため、熱量の大きい偏光ビームスプリッタの高い温度が波長選択性偏光変換板に伝達されにくくなるので、波長選択性偏光変換板の熱膨張が抑えられ、投射したカラー画像に対してシェーディングの発生を抑制できる。
【０１４６】
また、請求項３記載によると、反射型投射表示装置内の光源部と投射光学系との間に設けられ、且つ、前記光源部から出射した白色光を複数の色光に色分解して、該複数の色光を各色にそれぞれ対応した複数の空間光変調素子に導き、更に、各色の空間光変調素子で映像信号に応じて光変調された各色光を色合成した色合成光を出射する色分解及び色合成光学系において、前記色分解及び色合成光学系内に所定の色光の偏波面を９０°回転させる波長選択性偏光変換板を少なくとも一つ以上配置すると共に、前記波長選択性偏光変換板の外周部位をフレームで支え、このフレームを偏光ビームスプリッタの入射面の外周部位及び／又は出射面の外周部位に固定している。この結果、波長選択性偏光変換板が熱膨脹した際に、波長選択性偏光変換板はフレームの内側で面方向に伸びることができるため、波長選択性偏光変換板内に内部応力がたまることがなくなるので、内部応力によって位相特性が部分的に変化してシェーディングが発生するような現象を防ぐことができる。
【０１４７】
更に、請求項４記載によると、上記した請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の色分解及び色合成光学系において、前記色合成光を出射する側に設置した前記偏光ビームスプリッタの出射面から僅かな空隙を隔てて前記波長選択性偏光変換板を設けた時に、この波長選択性偏光変換板中で空気に接する界面に減反射コートを施している。この結果、色合成光が投射レンズに向かって進む時に、波長選択性偏光変換板の界面で各光が反射して各色の空間光変調素子に戻る現象を抑えることで、波長選択性偏光変換板の界面反射光によるコントラスト比の低下を抑えることができ、これにより高画質のカラー画像をスクリーン上に投射できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】カラーリンク社から開示された従来の一例の反射型投射表示装置に適用された色分解及び色合成光学系の光学構成を示した平面図である。
【図２】カラーリンク社から開示された従来の他例の反射型投射表示装置に適用された色分解及び色合成光学系の光学構成を示した平面図である。
【図３】本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系を反射型投射表示装置に適用した場合を示した平面図である。
【図４】本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系において、波長選択性偏光変換板の一例を示した斜視図である。
【図５】本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系において、波長選択性偏光変換板の他例を示した斜視図である。
【図６】本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系において、波長選択性偏光変換板を偏光ビームスプリッタに接着する際の第１態様を示した斜視図である。
【図７】本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系において、波長選択性偏光変換板を偏光ビームスプリッタに接着する際の第２態様を示した斜視図である。
【図８】本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系を一部変形させた変形例１を反射型投射表示装置に適用した場合を示した平面図である。
【図９】本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系を一部変形させた変形例２を反射型投射表示装置に適用した場合を示した平面図である。
【図１０】本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系を一部変形させた変形例３を反射型投射表示装置に適用した場合を示した平面図である。
【図１１】本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系を一部変形させた変形例４を反射型投射表示装置に適用した場合を示した平面図である。
【図１２】本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系を一部変形させた変形例５を反射型投射表示装置に適用した場合を示した平面図である。
【図１３】（ａ），（ｂ）は本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系を一部変形させた変形例５において、波長選択性偏光変換板の外周部位をフレームで支える状態を示した正面図及び▲１▼−▲１▼断面図である。
【図１４】本発明に係る第２実施例の色分解及び色合成光学系を反射型投射表示装置に適用した場合を示した平面図である。
【図１５】本発明に係る第２実施例の色分解及び色合成光学系を一部変形させた変形例１を反射型投射表示装置に適用した場合を示した平面図である。
【図１６】本発明に係る第２実施例の色分解及び色合成光学系を一部変形させた変形例２を反射型投射表示装置に適用した場合を示した平面図である。
【符号の説明】
１Ｂ…第１実施例の反射型投射表示装置、
１Ｃ…第１実施例を一部変形させた変形例１の反射型投射表示装置、
１Ｄ…第１実施例を一部変形させた変形例２の反射型投射表示装置、
１Ｅ…第１実施例を一部変形させた変形例３の反射型投射表示装置、
１Ｆ…第１実施例を一部変形させた変形例４の反射型投射表示装置、
１Ｇ…第１実施例を一部変形させた変形例５の反射型投射表示装置、
１０…光源部、１１…反射面鏡、１２…光源、１３…第１偏光板、
２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ…空間光変調素子（反射型液晶パネル）、
２１〜２３…１／４波長板、
３０Ｂ…第１実施例の色分解及び色合成光学系、
３０Ｃ…第１実施例を一部変形させた変形例１の色分解及び色合成光学系、
３０Ｄ…第１実施例を一部変形させた変形例２の色分解及び色合成光学系、
３０Ｅ…第１実施例を一部変形させた変形例３の色分解及び色合成光学系、
３０Ｆ…第１実施例を一部変形させた変形例４の色分解及び色合成光学系、
３０Ｇ…第１実施例を一部変形させた変形例５の色分解及び色合成光学系、
３１〜３４…第１〜第４偏光ビームスプリッタ、３１ａ〜３４ａ…偏光分離面、
３５〜３８…第１〜第４波長選択性偏光変換板、３９…光学ガラススペーサ、
４０…投射光学系、４１…第２偏光板、４２…投射レンズ、
１００Ｂ…第２実施例の反射型投射表示装置、
１００Ｃ…第２実施例を一部変形させた変形例１の反射型投射表示装置、
１００Ｄ…第２実施例を一部変形させた変形例２の反射型投射表示装置、
１１０…光源部、１１１…反射面鏡、１１２…光源、１１３…偏光板、
１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂ…空間光変調素子（反射型液晶パネル）、
１２１〜１２３…１／４波長板、
１３０Ｂ…第２実施例の色分解及び色合成光学系、
１３０Ｃ…第２実施例を一部変形させた変形例１の色分解及び色合成光学系、
１３０Ｄ…第２実施例を一部変形させた変形例２の色分解及び色合成光学系、
１３１…偏光ビームスプリッタ、３１ａ…偏光分離面、
１３２…ダイクロイックプリズム、１３２ａ…ダイクロイックハーフミラー面、
１３３…光学ガラスブロック、
１３４，１３５…第１，第２波長選択性偏光変換板、
１４０…投射光学系、１４１…投射レンズ、
Ｆ…フレーム、Ｆａ…凹状溝、
Ｒｓ光，Ｇｓ光，Ｂｓ光…ｓ偏光光、
Ｒｐ光，Ｇｐ光，Ｂｐ光…ｐ偏光光、
Ｓ…接着剤（光透過性接着剤）。
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射型投射表示装置に適用される色分解及び色合成光学系において、とくに、波長選択性偏光変換板と、偏光ビームスプリッタとの間での熱膨張の違いに起因してスクリーン上に投射されたカラー画像に対して発生するシェーディングを抑制でき、更に、色合成光を出射する側に設けた波長選択性偏光変換板の界面反射光によるコントラスト比の低下を抑えることができる色分解及び色合成光学系に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラー画像を投射する投射表示装置は、光源部から出射した白色光をＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３原色光に色分解して、この３原色光を対応色の空間光変調素子に導き、更に、各色の空間光変調素子で映像信号に応じて光変調された各色光を色合成してスクリーン上に投射し、カラー画像を表示させるものである。
【０００３】
上記したようにカラー画像を投射する投射表示装置は、透過型空間光変調素子を適用したものと、反射型空間光変調素子を適用したものとに大別できる。
【０００４】
透過型空間光変調素子を用いた透過型投射表示装置は、光学構成が比較的簡単にできるために小型化が容易であるものの高解像度化に難がある。一方、反射型空間光変調素子を用いた反射型投射表示装置は、高解像度化に有利であるものの光学構成が複雑となるために小型化に難がある。
【０００５】
特に、反射型空間光変調素子を用いた反射型投射表示装置は、反射型空間光変調素子に照射するための入射光と当該反射型空間光変調素子で変調された反射光とを分離するために偏光ビームスプリッタを必要とする。この際、高コントラストのカラー画像を得るためには一つの反射型空間光変調素子に対して、通常２個以上の偏光ビームスプリッタを作用させるために、これが反射型投射表示装置の光学構成を複雑にしていた。
【０００６】
このような反射型空間光変調素子を用いた反射型投射表示装置において、光学構成の課題を解決した色分解及び色合成光学系が、最近、米国のカラーリンク社（Ｃｏｌｏｒｌｉｎｋ ｉｎｃ．）からいくつかの構造形態で開示されている（例えば、非特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００７】
【非特許文献１】
（Michael G.Robinson et.”High Contrast Color Splitting Architecture Using Color Polaraization Filters”,SID 00 DIGEST ,92-95(2000)
【０００８】
【特許文献２】
ＵＳ６，１８３，０９１Ｂ１号公報
【０００９】
図１はカラーリンク社から開示された従来の一例の反射型投射表示装置に適用された色分解及び色合成光学系の光学構成を示した平面図、
図２はカラーリンク社から開示された従来の他例の反射型投射表示装置に適用された色分解及び色合成光学系の光学構成を示した平面図である。
【００１０】
まず、図１に示した従来の一例の反射型投射表示装置１Ａは、カラーリンク社から前記した非特許文献１｛（Michael G.Robinson et.”High Contrast Color Splitting Architecture Using Color Polaraization Filters”,SID 00 DIGEST ,92-95(2000) ｝に紹介されているものであり、非特許文献１を参照して説明する。
【００１１】
この従来の一例の反射型投射表示装置１Ａでは、白色光を出射する光源部１０と、この光源部１０から出射した白色光をＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３原色光に色分解して、この３原色光をＲ，Ｇ，Ｂにそれぞれ対応した３つの空間光変調素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂに導き、更に、各色の空間光変調素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂで映像信号に応じて光変調された各色光を色合成した色合成光を出射する色分解及び色合成光学系３０Ａと、この色分解及び色合成光学系３０Ａから出射された色合成光を投射する投射光学系４０とで構成されている。
【００１２】
より具体的に説明すると、上記した光源部１０は、反射面鏡１１と、白色光を出射するためにメタルハライドランプ，キセノンランプ，ハロゲンランプなどを用いた光源１２と、光源１２の前方に設けられて白色光のｓ偏光光のみを透過させるように透過軸を選択した第１偏光板１３とで構成されている。
【００１３】
従って、光源１２からの白色光が第１偏光板１３を通過すると、Ｒ，Ｇ，Ｂにそれぞれ対応した３色のＲｓ光，Ｇｓ光，Ｂｓ光が、光源部１０と投射光学系４０との間に設けた色分解及び色合成光学系３０Ａに入射される。
【００１４】
尚、以下の説明において、３色のＲｓ光，Ｇｓ光，Ｂｓ光はＲ，Ｇ，Ｂにそれぞれ対応したｓ偏光光を示し、一方、後述する３色のＲｐ光，Ｇｐ光，Ｂｐ光はＲ，Ｇ，Ｂにそれぞれ対応したｐ偏光光を示すものとする。この際、ｐ偏光光及びｓ偏光光は、直線偏光の偏波面と、それが入射する偏光ビームスプリッタの偏光分離面との相対関係で決まり、紙面に平行である場合にはｐ偏光光と言い、このｐ偏光光に対して直交する光をｓ偏光光と言う。
【００１５】
また、Ｒ，Ｇ，Ｂにそれぞれ対応した３つの空間光変調素子２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂは反射型液晶パネルなどを用いており、３つの空間光変調素子（以下、反射型液晶パネルと記す）２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂの各前面に１／４波長板２１〜２３が一体的に取付けられている。この際、上記した各１／４波長板２１〜２３は、各反射型液晶パネル２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂに表示された各色の画像のコントラスト比を向上させるものである。
【００１６】
また、図１中に破線で囲んだ色分解及び色合成光学系３０Ａは、略同一外形寸法で直方体状（立方体状も含む）に形成された４個の第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４と、板状に形成された４枚の第１〜第４波長選択性偏光変換板３５〜３８とで構成されている。
【００１７】
即ち、上記した色分解及び色合成光学系３０Ａ内には、４個の第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４が光源部１０と投射光学系４０との間で左右上下に分離して配置されている。
【００１８】
これら４個の第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４それぞれは、複屈折のない光学ガラスで形成した三角プリズムを２つ用いて接合して直方体状に形成する際に、一方の三角プリズムの一つの面にｐ偏光光を透過し且つｓ偏光光を反射する半透過反射膜を成膜して、この半透過反射膜上に光透過性接着剤を用いて他方の三角プリズムを接着することで、各半透過反射膜により各偏光分離面３１ａ〜３４ａが各対角線に沿って形成されている。
【００１９】
そして、第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４に形成した偏光分離面３１ａ〜３４ａが平面的に見て略Ｘ字状に交差するように第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４が左右上下に分離して配置されている。
【００２０】
また、図示右上方の第２偏光ビームスプリッタ３２の右側面側には１／４波長板２２を取り付けたＧ用の反射型液晶パネル２０Ｇが対向して設置され、且つ、図示左下方の第３偏光ビームスプリッタ３３の左側面側には１／４波長板２３を取り付けたＢ用の反射型液晶パネル２０Ｂが対向して設置され、且つ、第３偏光ビームスプリッタ３３の下側面側には１／４波長板２１を取り付けたＲ用の反射型液晶パネル２０Ｒが対向して設置されている。
【００２１】
従って、上記の色分解及び色合成光学系３０Ａにおいては、第１偏光ビームスプリッタ３１が光源部１０からの光を入射する側の部材となり、また、その対角に位置する第４偏光ビームスプリッタ３４が色合成光を投射光学系に出射する側の部材となる。また、その中間位置に配置された第２，第３偏光ビームスプリッタ３２，３３は、各反射型液晶パネル２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂに照射する入射光と各反射型液晶パネル２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂで変調された反射光とを分離するための部材となる。
【００２２】
また更に、光源部１０と第１偏光ビームスプリッタ３１の左側面側との間には、Ｇ光の偏波面を９０°回転させる機能を有する第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３５が設置されている。また、第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面側と第３偏光ビームスプリッタ３３の上側面側との間には、Ｒ光の偏波面を９０°回転させる機能を有する第２波長選択性偏光変換板（Ｒ用位相板）３６が設置されている。また、第３偏光ビームスプリッタ３３の右側面側と第４偏光ビームスプリッタ３４の左側面側との間にも、Ｒ光の偏波面を９０°回転させる機能を有する第３波長選択性偏光変換板（Ｒ用位相板）３７が設置されている。また、第４偏光ビームスプリッタ３４の右側面側と投射光学系４０との間にも、Ｇ光の偏波面を９０°回転させる機能を有する第４波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３８が設置されている。
【００２３】
また、上記した投射光学系４０は、色分解及び色合成光学系３０Ａ内に設置した第４波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３８の後段に設けられており、第４偏光ビームスプリッタ３４の偏光分離面３４ａに対してｐ偏光の関係を有する直線偏光のみを透過させるように透過軸を選択した第２偏光板４１と、カラーの画像光を拡大投射する投射レンズ４２とで構成されている。
【００２４】
ここで、上記構成による従来の一例の投射表示装置１Ａの動作を説明する。
【００２５】
まず、光源部１０内の光源１２から出射した不定偏光の白色光は第１偏光板１３に入射し、この第１偏光板１３でｓ偏光光のみが透過して、Ｒ，Ｇ，Ｂにそれぞれ対応したｓ偏光光のＲｓ光，Ｇｓ光，Ｂｓ光が色分解及び色合成光学系３０Ａ内の第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３５に入射する。
【００２６】
この際、第１波長選択性偏光変換板３５は前述したようにＧ光のみの偏波面を９０°回転させるＧ用位相板であるため、ｓ偏光光のＧｓ光が第１波長選択性偏光変換板３５を透過するとｐ偏光光のＧｐ光に偏光変換される。また、第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３５はｓ偏光光のＲｓ光及びＢｓ光に対しては何ら作用しないため、Ｒｓ光及びＢｓ光はそのまま第１波長選択性偏光変換板３５を透過する。
【００２７】
そして、第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３５により偏光変換されたＧｐ光は、第１偏光ビームスプリッタ３１の偏光分離面３１ａを透過直進して第２偏光ビームスプリッタ３２に入り、この後、第２偏光ビームスプリッタ３２のの偏光分離面３２ａを透過直進して、第２偏光ビームスプリッタ３２の右側面と対向した１／４波長板２２を有するＧ用の反射型液晶パネル２０Ｇに入射する。更に、第２偏光ビームスプリッタ３２からのＧｐ光は、Ｇ用の反射型液晶パネル２０ＧでＧ対応の映像信号に応じた光変調を受けて、ここで光変調されて生成したｓ偏光成分のＧｓ光となって反射型液晶パネル２０Ｇから出射される。この後、反射型液晶パネル２０ＧからのＧｓ光は、第２，第４偏光ビームスプリッタ３２，３４の偏光分離面３２ａ，３４ａで順に反射され、第４偏光ビームスプリッタ３４の右側面の後段に配置した第４波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３８に入射する。ここで、第４波長選択性偏光変換板３８は前述したようにＧ光に係る偏波面を９０°回転させる機能を有するＧ用位相板であるので、ｓ偏光光のＧｓ光は第４波長選択性偏光変換板３８によってｐ偏光光のＧｐ光に偏光変換されて、投射光学系４０側に出射される。
【００２８】
また、第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３５を透過したｓ偏光光のＲｓ光は、第１偏光ビームスプリッタ３１の偏光分離面３１ａで反射されて第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面側に設置した第２波長選択性偏光変換板（Ｒ用位相板）３６に入射する。ここで、第２波長選択性偏光変換板３６はＲ光の偏波面を９０°回転させるＲ用位相板であるため、ｓ偏光光のＲｓ光からｐ偏光光のＲｐ光に偏光変換されて、下方の第３偏光ビームスプリッタ３３に入射する。この後、Ｒｐ光は第３偏光ビームスプリッタ３３の偏光分離面３３ａを直進透過して、第３偏光ビームスプリッタ３３の下側面と対向した１／４波長板２１を有するＲ用の反射型液晶パネル２０Ｒに入射する。更に、第３偏光ビームスプリッタ３３からのＲｐ光は、Ｒ用の反射型液晶パネル２０ＲでＲ対応の映像信号に応じた光変調を受けて、ここで光変調されて生成したｓ偏光成分のＲｓ光となって反射型液晶パネル２０Ｒから出射される。この後、反射型液晶パネル２０ＲからのＲｓ光は、第３偏光ビームスプリッタ３３の偏光分離面３３ａで反射されて、第３偏光ビームスプリッタ３３の右側面側に設置した第３波長選択性偏光変換板（Ｒ用位相板）３７に入射する。ここで、第３波長選択性偏光変換板３７は前述したようにＲ用位相板であるため、ｓ偏光光のＲｓ光からｐ偏光光のＲｐ光に偏光変換されて第４偏光ビームスプリッタ３４に入射する。更に、ｐ偏光光のＲｐ光は、第４偏光ビームスプリッタ３４の偏光分離面３４ａを透過直進して、第４偏光ビームスプリッタ３４の右側面の後段に配置した第４波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３８に入射する。ここで、第４の波長選択性偏光変換板３８は前述したようにＧ用位相板であるためＲｐ光には何ら作用せず、Ｒｐ光はそのまま投射光学系４０側に出射される。
【００２９】
また、第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３５を透過したｓ偏光光のＢｓ光は、第１偏光ビームスプリッタ３１の偏光分離面３１ａで反射されて第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面側に設置した第２波長選択性偏光変換板（Ｒ用位相板）３６に入射する。ここで、第２波長選択性偏光変換３６は前述したようにＲ用位相板であるためＢｓ光には何ら作用せず、Ｂｓ光はそのまま第３偏光ビームスプリッタ３３に入射する。更に、Ｂｓ光は第３偏光ビームスプリッタ３３の偏光分離面３３で反射されて、第３偏光ビームスプリッタ３３の左側面と対向した１／４波長板２３を有するＢ用の反射型液晶パネル２０Ｂに入射する。更に、第３偏光ビームスプリッタ３３からのＢｓ光は、Ｂ用の反射型液晶パネル２０ＢでＢ対応の映像信号に応じた光変調を受けて、ここで光変調されて生成したｐ偏光成分のＢｐ光となって反射型液晶パネル２０Ｂから出射される。この後、反射型液晶パネル２０ＢからのＢｐ光は、第３偏光ビームスプリッタ３３の偏光分離面３３ａを透過直進して、第３偏光ビームスプリッタ３３の右側面側に配置した第３波長選択性偏光変換板（Ｒ用位相板）３７に入射する。ここで、第３波長選択性偏光変換板３７は前述したようにＲ用位相板であるためＢｐ光に対しては何ら作用せず、Ｂｐ光はそのまま第４偏光ビームスプリッタ３４に入射する。更に、Ｂｐ光は、第４偏光ビームスプリッタ３４の偏光分離面３４ａを透過直進して、第４偏光ビームスプリッタ３４の右側面の後段に配置した第４波長選択性偏光変換板（Ｒ用位相板）３８に入射する。ここで、第４波長選択性偏光変換板３８は前述したようにＧ用位相板であるためＢｐ光には何ら作用せず、Ｂｐ光はそのまま投射光学系４０側に出射される。
【００３０】
そして、第４波長選択性偏光変換板３８からＲｐ光，Ｇｐ光，Ｂｐ光が偏波面をｐ偏光光に揃えられて出射され、この後、Ｒｐ光，Ｇｐ光，Ｂｐ光を色合成した色合成光が投射光学系４０内の第２偏光板４１と投射レンズ４２とを順に介して図示せぬスクリーン上にカラー画像として拡大表示されている。
【００３１】
以上説明したように、従来の一例の投射表示装置１Ａによれば、比較的簡易な光学構成とすることができ、図示せぬスクリーン上に高コントラストなカラー画像が得られるものである。
【００３２】
次に、図２に示した従来の他例の反射型投射表示装置１００Ａは、カラーリンク社から前記した特許文献２（ＵＳ６，１８３，０９１Ｂ１号公報）に開示されているものであり、特許文献２を参照して説明する。
【００３３】
この従来の他例の反射型投射表示装置１００Ａでは、白色光を出射する光源部１１０と、この光源部１１０から出射した白色光をＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３原色光に色分解して、この３原色光をＲ，Ｇ，Ｂにそれぞれ対応した３つの空間光変調素子１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂに導き、更に、各色の空間光変調素子１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂで映像信号に応じて光変調された各色光を色合成した色合成光を出射する色分解及び色合成光学系１３０Ａと、この色分解及び色合成光学系１３０Ａから出射された色合成光を投射する投射光学系１４０とで構成されている。
【００３４】
より具体的に説明すると、上記した光源部１１０は、反射面鏡１１１と、白色光を出射するためにメタルハライドランプ，キセノンランプ，ハロゲンランプなどを用いた光源１１２と、光源１１２の前方に設けられて白色光のｓ偏光光のみを透過させるように透過軸を選択した偏光板１１３とで構成されている。
【００３５】
従って、光源１１２からの白色光が偏光板１１３を通過すると、Ｒ，Ｇ，Ｂにそれぞれ対応したｓ偏光光のＲｓ光，Ｇｓ光，Ｂｓ光が、光源部１１０と投射光学系１４０との間に設けた色分解及び色合成光学系１３０Ａに入射される。
【００３６】
また、上記した３つの空間光変調素子１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂは反射型液晶パネルなどを用いており、３つの空間光変調素子（以下、反射型液晶パネルと記す）１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂの各前面に１／４波長板１２１〜１２３が一体的に取付けられている。この際、上記した各１／４波長板１２１〜１２３は各反射型液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂに表示された各色の画像のコントラスト比を向上させるものである。
【００３７】
また、図２中に破線で囲んだ色分解及び色合成光学系１３０Ａは、直方体状（立方体状も含む）に形成された１個の偏光ビームスプリッタ１３１と、直方体状（立方体状も含む）に形成された１個のダイクロイックプリズム１３２と、直方体状（立方体状も含む）に形成された１個の光学ガラスブロック１３３と、板状に形成された２枚の第１，第２波長選択性偏光変換板１３４，１３５とで構成されている。この際、偏光ビームスプリッタ１３１，ダイクロイックプリズム１３２，光学ガラスブロック１３３は略同一外形寸法に設定されている。
【００３８】
即ち、上記した色分解及び色合成光学系１３０Ａ内には、１個のビームスプリッタ１３１が互いに直交して配置された光源部１１０側及び投射光学系１４０側に対向して配置され、且つ、ビームスプリッタ１３１の上側面に隣接して１個のダイクロイックプリズム１３２が配置され、更に、ビームスプリッタ１３１の右側面に隣接して１個の光学ガラスブロック１３３が配置されている。
【００３９】
上記した偏光ビームスプリッタ１３１は、複屈折のない光学ガラスで形成した三角プリズムを２つ用いて接合して直方体状に形成する際に、一方の三角プリズムの一つの面にｐ偏光光を透過し且つｓ偏光光を反射する半透過反射膜を成膜して、この半透過反射膜上に光透過性接着剤を用いて他方の三角プリズムを接着することで、半透過反射膜により偏光分離面１３１ａが対角線に沿って形成されている。
【００４０】
また、上記したダイクロイックプリズム１３２は、複屈折のない光学ガラスで形成した三角プリズムを２つ用いて接合して直方体状に形成する際に、一方の三角プリズムの一つの面にＢ光（Ｂｓ光及びＢｐ光）を透過し且つＲ光（Ｒｓ光及びＲｐ光）を反射する半透過反射膜を成膜して、この半透過反射膜上に光透過性接着剤を用いて他方の三角プリズムを接着することで、半透過反射膜によりダイクロイックハーフミラー面１３２ａが対角線に沿って形成されている。
【００４１】
上記した光学ガラスブロック１３３は、複屈折のない光学ガラスを用いて直方体状に形成されている。
【００４２】
そして、偏光ビームスプリッタ１３１の偏光分離面１３１ａと、ダイクロイックプリズム１３２のダイクロイックハーフミラー面１３２ａとが平面的に見て略平行になるように偏光ビームスプリッタ１３１，ダイクロイックプリズム１３２が隣接して配置されている。
【００４３】
また、ダイクロイックプリズム１３２の右側面側には１／４波長板１２１を取り付けたＲ用の反射型液晶パネル１２０Ｒが対向して設置され、且つ、ダイクロイックプリズム１３２の上側面側には１／４波長板１２３を取り付けたＢ用の反射型液晶パネル１２０Ｂが対向して設置され、且つ、光学ガラスブロック１３３の右側面側には１／４波長板１２２を取り付けたＧ用の反射型液晶パネル１２０Ｇが対向して設置されている。
【００４４】
従って、上記の色分解及び色合成光学系１３０Ａにおいては、偏光光ビームスプリッタ１３１が入射側／出射側の部材となり、また、ダイクロイックプリズム１３２及び光学ガラスブロック１３３が各反射型液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂに照射する入射光と各反射型液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂで変調された反射光とを分離するための部材となる。
【００４５】
また更に、光源部１１０と偏光ビームスプリッタ１３１の左側面との間には、Ｇ光の偏波面を９０°回転させる機能を有する第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）１３４が設置されている。また、偏光ビームスプリッタ１３１の下側面と投射光学系１４０との間にもＧ光の偏波面を９０°回転させる機能を有する第２波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）１３５が設置されている。
【００４６】
また、上記した投射光学系１４０は、色分解及び色合成光学系１３０Ａ内に設置した第２波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）１３５の後段に設けられており、カラー画像光を拡大投射する投射レンズ１４１が設けられている。
【００４７】
ここで、上記構成による従来の他例の投射表示装置１００Ａの動作を説明する。
【００４８】
まず、光源部１１０内の光源１１２から出射した不定偏光の白色光は偏光板１１３に入射し、この偏光板１１３でｓ偏光光のみが透過して、Ｒ，Ｇ，Ｂにそれぞれ対応したｓ偏光光のＲｓ光，Ｇｓ光，Ｂｓ光が色分解及び色合成光学系１３０Ａ内の第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）１３４に入射する。
【００４９】
この際、第１波長選択性偏光変換板１３４は前述したようにＧ光のみの偏波面を９０°回転させるＧ用位相板であるため、ｓ偏光光のＧｓ光が第１波長選択性偏光変換板１３４を透過するとｐ偏光光のＧｐ光に偏光変換される。また、第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）１３４はｓ偏光光のＲｓ光及びＢｓ光に対しては何ら作用しないため、Ｒｓ光及びＢｓ光はそのまま第１波長選択性偏光変換板１３４を透過する。
【００５０】
そして、第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）１３４により偏光変換されたＧｐ光は、光ビームスプリッタ１３１の偏光分離面１３１ａを透過直進して光学ガラスブロック１３３に入り、この後、光学ガラスブロック１３３の右側面と対向した１／４波長板１２２を有するＧ用の反射型液晶パネル１２０Ｇに入射する。更に、光学ガラスブロック１３３からのＧｐ光は、Ｇ用の反射型液晶パネル１２０ＧでＧ対応の映像信号に応じた光変調を受けて、ここで光変調されて生成したｓ偏光成分のＧｓ光となって反射型液晶パネル１２０Ｇから出射される。更に、反射型液晶パネル１２０ＧからのＧｓ光は、光学ガラスブロック１３３を通過して偏光ビームスプリッタ１３１の偏光分離面１３１ａで反射され、偏光ビームスプリッタ１３１の下側面の後段に配置した第２波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）１３５に入射する。ここで、第２波長選択性偏光変換板１３５は前述したようにＧ光に係る偏波面を９０°回転させるＧ用位相板であるため、ｓ偏光光のＧｓ光は第２波長選択性偏光変換板１３５によってｐ偏光光のＧｐ光に偏光変換されて、投射光学系１４０側に出射される。
【００５１】
また、第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）１３４を透過したｓ偏光光のＲｓ光は、偏光ビームスプリッタ１３１の偏光分離面１３１ａで反射されて上方のダイクロイックプリズム１３２に入り、この後、ダイクロイックプリズム１３２のダイクロイックハーフミラー面１３２ａで反射されてダイクロイックプリズム１３２の右側面側と対向した１／４波長板１２１を有するＲ用の反射型液晶パネル１２０Ｒに入射する。更に、ダイクロイックプリズム１３２からのＲｓ光は、Ｒ用の反射型液晶パネル１２０ＲでＲ対応の映像信号に応じた光変調を受けて、ここで光変調されて生成したｐ偏光成分のＲｐ光となって反射型液晶パネル１２０Ｒから出射される。この後、反射型液晶パネル１２０ＲからのＲｐ光は、ダイクロイックプリズム１３２のダイクロイックハーフミラー面１３２ａで反射されて再び下方の偏光ビームスプリッタ１３１に入り、この後、偏光ビームスプリッタ１３１の偏光分離面１３１ａを透過直進して偏光ビームスプリッタ１３１の下側面側に設置した第２波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）１３５に入射する。ここで、第２波長選択性偏光変換板１３５は前述したようにＧ用位相板であるためＲｐ光には何ら作用せず、Ｒｐ光はそのまま投射光学系１４０側に出射される。
【００５２】
また、第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）１３４を透過したｓ偏光光のＢｓ光は、偏光ビームスプリッタ１３１の偏光分離面１３１ａで反射されて上方のダイクロイックプリズム１３２に入り、この後、ダイクロイックプリズム１３２のダイクロイックハーフミラー面１３２ａを透過直進してダイクロイックプリズム１３２の上側面と対向した１／４波長板１２３を有するＢ用の反射型液晶パネル１２０Ｂに入射する。更に、ダイクロイックプリズム１３２からのＢｓ光は、Ｂ用の反射型液晶パネル１２０ＢでＢ対応の映像信号に応じた光変調を受けて、ここで光変調されて生成したｐ偏光成分のＢｐ光となって反射型液晶パネル１２０Ｂから出射される。この後、反射型液晶パネル１２０ＢからのＢｐ光は、ダイクロイックプリズム１３２のダイクロイックハーフミラー面１３２ａを透過直進して再び下方の偏光ビームスプリッタ１３１に入り、この後、偏光ビームスプリッタ１３１の偏光分離面１３１ａを透過直進して偏光ビームスプリッタ１３１の下側面側に設置した第２波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）１３５に入射する。ここで、第２波長選択性偏光変換板１３５は前述したように、Ｇ用位相板であるためＢｐ光には何ら作用せず、Ｂｐ光はそのまま投射光学系１４０側に出射される。
【００５３】
そして、第２波長選択性偏光変換板１３５からＲｐ光，Ｇｐ光，Ｂｐ光が偏波面をｐ偏光光に揃えられて出射され、この後、Ｒｐ光，Ｇｐ光，Ｂｐ光を色合成した色合成光が投射光学系１４０内の投射レンズ１４１を介して図示せぬスクリーン上にカラー画像として拡大表示されている。
【００５４】
以上説明したように、従来の他例の投射表示装置１００Ａによれば、比較的簡易な光学構成とすることができ、図示せぬスクリーン上に高コントラストなカラー画像が得られるものである。
【００５５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した従来の一例の色分解及び色合成光学系３０Ａ又は従来の他例の色分解及び色合成光学系１３０Ａを反射型投射表示装置１Ａ又は反射型投射表示装置１００Ａに適用した場合に、図示せぬスクリーン上に高コントラストなカラー画像が得られている。
【００５６】
ここで、従来の一例の色分解及び色合成光学系３０Ａ又は従来の他例の色分解及び色合成光学系１３０Ａの技術的思想を一部を採用して更により高画質のカラー画像を得るためには、色分解及び色合成光学系３０Ａ又は色分解及び色合成光学系１３０Ａ内に少なくとも一つ以上設けた波長選択性偏光変換板とこれと対向する偏光ビームスプリッタとを従来例とは異なって互いに接着させることでレジズレを向上させ、且つ、光源部１０内又は光源部１１０内に設けた光源１２又は光源１１２のランプ出力を高めて、図示しないスクリーン上でより一層明るいカラー画像を得ようとした際に、投射したカラー画像に対してシェーディングが発生して問題となった。
【００５７】
この際、上記したシェーディングの原因を追及したところ、光源１２又は光源１１２のランプ出力を高めると光エネルギーが強くなるために、色分解及び色合成光学系３０Ａ内又は色分解及び色合成光学系１３０Ａ内で光源１２又は光源１１２からの白色光が入射する側の光学部材の温度が上昇し、とくに、光源部１０又は光源部１１０の光入射側に配置した少なくとも一つ以上の波長選択性偏光変換板とこれと対向して接着させた偏光ビームスプリッタとの間で熱膨張に違いが生じ、この熱膨張の違いに起因して投射したカラー画像に対してシェーディングが発生することが判明した。
【００５８】
更に、色分解及び色合成光学系内でＲＧＢ各色の反射型液晶パネルからの各光を色合成した色合成光を出射する側に波長選択性偏光変換板を設けた際に、この波長選択性偏光変換板の界面反射光によるコントラスト比の低下が生じるなどの問題も発生した。
【００５９】
そこで、本発明では、反射型投射表示装置に適用される色分解及び色合成光学系において、波長選択性偏光変換板と、偏光ビームスプリッタとの間での熱膨張の違いに起因してスクリーン上に投射されたカラー画像に対して発生するシェーディングを抑制でき、更に、色合成光を出射する側に設けた波長選択性偏光変換板の界面反射光によるコントラスト比の低下を抑えることができる色分解及び色合成光学系が望まれている。
【００６０】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、本発明は下記（１）〜（３）の構成を有する色分解及び色合成光学系を提供する。
（１）第１〜第４の偏光ビームスプリッタを対角方向に配置し、前記第１の偏光ビームスプリッタを光源部側に、前記第４の偏光ビームスプリッタを投射光学系側にそれぞれに配置し、前記第２の偏光ビームスプリッタの前記第１の偏光ビームスプリッタが配置されている側と反対側に第１の反射型空間光変調素子を配置し、前記第３の偏光ビームスプリッタの前記第１の偏光ビームスプリッタが配置されている側と反対側に第２の反射型空間光変調素子を配置し、前記第３の偏光ビームスプリッタの前記第４の偏光ビームスプリッタが配置されている側と反対側に第３の反射型空間光変調素子を配置して、前記光源部から出射した白色光を前記第１〜前記第３の偏光ビームスプリッタにより各色光に色分解した後、前記第１〜前記第３の反射型空間光変調素子により各色光の映像信号に対応して光変調すると共に反射した後、前記第２〜前記第４の偏光ビームスプリッタにより色合成した色合成光を出射する色分解及び色合成光学系において、
前記光源部と前記第１の偏光ビームスプリッタとの間、前記第１、第３の偏光ビームスプリッタ間、前記第４の偏光ビームスプリッタと前記投射光学系との間のいずれかに、前記色分解された各色光の偏波面を９０°回転させる波長選択性偏光変換板を配置し、かつ前記波長選択性偏光変換板の外周部位と、前記第１、前記第３、前記第４の偏光ビームスプリッタのいずれかの入射面の外周部位又は出射面の外周部位とを、複数箇所に僅かな空隙を隔てて光透過性接着剤により接着し、
前記第１、前記第３、前記第４の偏光ビームスプリッタのいずれかに接着された前記光透過性接着剤は、厚さが０．２〜０．５ｍｍで、直径が１ｍｍのスポット状であり、かつ、ショア硬度がＤタイプ３０〜７０であることを特徴とする色分解及び色合成光学系。
（２）前記波長選択偏光変換板は、一対の光学板ガラス基板の間に複数層の有機フィルムが挟まれて構成され、前記波長選択偏光変換板の厚さは、１．５ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の色分解及び色合成光学系。
（３）第１〜第４の偏光ビームスプリッタを対角方向に配置し、前記第１の偏光ビームスプリッタを光源部側に、前記第４の偏光ビームスプリッタを投射光学系側にそれぞれ配置し、前記第２の偏光ビームスプリッタの前記第１の偏光ビームスプリッタが配置されている側と反対側に第１の反射型空間光変調素子を配置し、前記第３の偏光ビームスプリッタの前記第１の偏光ビームスプリッタが配置されている側と反対側に第２の反射型空間光変調素子を配置し、前記第３の偏光ビームスプリッタの前記第４の偏光ビームスプリッタが配置されている側と反対側に第３の反射型空間光変調素子を配置して、前記光源部から出射した白色光を前記第１〜前記第３の偏光ビームスプリッタにより各色光に色分解した後、前記第１〜前記第３の反射型空間光変調素子により各色光の映像信号に対応して光変調すると共に反射した後、前記第２〜前記第４の偏光ビームスプリッタにより色合成した色合成光を出射する色分解及び色合成光学系において、
前記光源部と前記第１の偏光ビームスプリッタとの間、前記第４の偏光ビームスプリッタと前記投射光学系との間のいずれかに、波長選択性偏光変換板の外周部位を支えるフレームを前記第１、第４の偏光ビームスプリッタの入射面の外周部位又は出射面の外周部位に沿って光透過性接着剤を用いて固定し、
前記フレームは、内周側に沿って前記波長選択性偏光変換板の厚みよりも溝幅を大きくした凹状溝を有していることを特徴とする色分解及び色合成光学系。
【００６４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る色分解及び色合成光学系の一実施例を図３乃至図１６を参照して＜第１実施例＞，＜第２実施例＞の順に詳細に説明する。
【００６５】
＜第１実施例＞
図３は本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系を反射型投射表示装置に適用した場合を示した平面図、
図４は本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系において、波長選択性偏光変換板の一例を示した斜視図、
図５は本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系において、波長選択性偏光変換板の他例を示した斜視図、
図６は本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系において、波長選択性偏光変換板を偏光ビームスプリッタに接着する際の第１態様を示した斜視図、
図７は本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系において、波長選択性偏光変換板を偏光ビームスプリッタに接着する際の第２態様を示した斜視図である。
【００６６】
図３に示した本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系３０Ｂは、先に図１を用いて説明した従来の一例の色分解及び色合成光学系３０Ａに対して一部改良を施したものであり、説明の便宜上、先に従来例で示した構成部材と同一機能を備えた構成部材に対しては同一の符号を付して適宜説明し、且つ、従来例と異なる構成部材に新たな符号を付して説明する。
【００６７】
図３に示した如く、本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系３０Ｂは反射型投射表示装置１Ｂに適用されるものである。
【００６８】
上記した反射型投射表示装置１Ｂでは、白色光を出射する光源部１０と、この光源部１０から出射した白色光をＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３原色光に色分解して、この３原色光をＲ，Ｇ，Ｂにそれぞれ対応した３つの空間光変調素子（以下、反射型液晶パネルと記す）２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂに導き、更に、各色の反射型液晶パネル２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂで映像信号に応じて光変調された各色光を色合成した色合成光を出射する色分解及び色合成光学系３０Ｂと、この色分解及び色合成光学系３０Ｂから出射された色合成光を投射する投射光学系４０とで構成されており、反射面鏡１１，光源１２，第１偏光板１３を備えた光源部１０及び第２偏光板４１，投射レンズ４２を備えた投射光学系４０は図１に示した従来例と全く同じであるので詳細な説明を省略する。
【００６９】
即ち、第１実施例の色分解及び色合成光学系３０Ｂも光源部１０と投射光学系４０との間に設けられており、この色分解及び色合成光学系３０Ｂでは、図３中に破線で囲んだ枠内に、直方体状（立方体状を含む）に形成した４個の第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４と、板状に形成した４枚の第１〜第４波長選択性偏光変換板３５〜３８と、新たに追加した直方体状の１個の光学ガラススペーサ３９とが設けられている。
【００７０】
また、上記した色分解及び色合成光学系３０Ｂにおいて、光源部１０と対向して第１偏光ビームスプリッタ３１が配置され、また、第１偏光ビームスプリッタ３１の右側面側に第２偏光ビームスプリッタ３２が配置され、また、第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面側に第３偏光ビームスプリッタ３３が配置され、また、第２偏光ビームスプリッタ３２の下側面側で且つ第３偏光ビームスプリッタ３３の右側面側に第４偏光ビームスプリッタ３４が投射光学系４０と対向して配置されている点は図１に示した従来例と同じであり、更に、第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４中にｐ偏光光を透過し且つｓ偏光光を反射する半透過反射膜により各偏光分離面３１ａ〜３４ａが各対角線に沿って形成され、これらの偏光分離面３１ａ〜３４ａが平面的に見て略Ｘ字状に交差するように第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４が左右上下に配置されている点も図１に示した従来例と同じである。
【００７１】
また更に、光源部１０と第１偏光ビームスプリッタ３１の左側面側との間に、Ｇ光の偏波面を９０°回転させる機能を有する第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３５が設置され、また、第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面側と第３偏光ビームスプリッタ３３の上側面側との間に、Ｒ光の偏波面を９０°回転させる機能を有する第２波長選択性偏光変換板（Ｒ用位相板）３６が設置され、また、第３偏光ビームスプリッタ３３の右側面側と第４偏光ビームスプリッタ３４の左側面側との間にも、Ｒ光の偏波面を９０°回転させる機能を有する第３波長選択性偏光変換板（Ｒ用位相板）３７が設置され、また、第４偏光ビームスプリッタ３４の右側面側と投射光学系４０との間にも、Ｇ光の偏波面を９０°回転させる機能を有する第４波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３８が設置されている点も図１に示した従来例と同じである。
【００７２】
ここで、上記した第１実施例の色分解及び色合成光学系３０Ｂにおいて、図１に示した従来例に対して異なる点を説明すると、４個の第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４のうちで第２，第３偏光ビームスプリッタ３２，３３は図１に示した従来例よりも小型に形成されており、これに伴って、第２偏光ビームスプリッタ３２の右側面に対向させて配置したＧ用の反射型液晶パネル２０Ｇと、第３偏光ビームスプリッタ３３の左側面に対向させて配置したＢ用の反射型液晶パネル２０Ｂと、第３偏光ビームスプリッタ３３の下側面に対向させて配置したＲ用の反射型液晶パネル２０Ｒとが点線で示した色分解及び色合成光学系３０Ｂの枠外にスペース効率良く設置できるので、図１に示した従来例よりも反射型投射表示装置１Ｂが小型化されている。
【００７３】
また、４個の第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４のうちで第１偏光ビームスプリッタ３１は、光源部１０からの光入射側となる左側面に第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３５を僅かな空隙を隔てて光透過性を有する接着剤（以下、光透過性接着剤と記す）Ｓにより接着し且つ光出射側となる下側面に第２波長選択性偏光変換板（Ｒ用位相板）３６を僅かな空隙を隔て光透過性接着剤Ｓにより接着した状態で、他の第２〜第４偏光ビームスプリッタ３２〜３４から分離して設けられている。
【００７４】
これに対して、他の第２〜第４偏光ビームスプリッタ３２〜３４は、第２偏光ビームスプリッタ３２と第４偏光ビームスプリッタ３４との間に光学ガラススペーサ３９を密着させて不図示の光透過性接着剤により接着し且つ第３偏光ビームスプリッタ３３と第４偏光ビームスプリッタ３４との間に第３波長選択性偏光変換板（Ｒ用位相板）３７を密着させて不図示の光透過性接着剤により接着し、更に、第４偏光ビームスプリッタ３４の右側面に第４波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３８を密着させて不図示の光透過性接着剤により接着して一体化を図ることで、カラー画像のレジずれ等に対して安定化させている。
【００７５】
この際、第２〜第４偏光ビームスプリッタ３２〜３４を一体化して、第１偏光ビームスプリッタ（入射側偏光ビームスプリッタ）３１から分離することで、第１偏光ビームスプリッタ３１側に接着した第１，第２波長選択性偏光変換板３５，３６に性能不良が万一生じた場合には、第１偏光ビームスプリッタ３１側のみを部品交換することができるので、高価な光学ガラスによるプリズムなどを用いて一体化した第２〜第４偏光ビームスプリッタ３２〜３４に何等の支障もなく、サービスコストが安価となると共に、第１偏光ビームスプリッタ３１側だけでも光学特性を予め測定することができる。
【００７６】
また、第１実施例及び後述する第１実施例の変形例１〜５（図８〜図１２）では、第１〜第４波長選択性偏光変換板３５〜３８に対して図４に示したような一例の構造形態を採用したり、あるいは、第２波長選択性偏光変換板３６に対して図５に示したような他例の構造形態を採用している。
【００７７】
具体的に説明すると、図４に示した第１〜第４波長選択性偏光変換板３５〜３８は、透明なポリカーボネイトなどの有機フィルムを１０層程度に亘ってそれぞれ位相を違えてラミネイト（積層）して、厚みが１ｍｍ程度のポリカーボネイトラミネイト体ＰＬを第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４の外形形状に合わせて板状に形成し、更に、ポリカーボネイトラミネイト体ＰＬの前後面に厚みが０．５ｍｍ程度の光学板ガラス基板Ｇ，Ｇを密着させて不図示の光透過性接着剤により接着することで、２枚の光学板ガラス基板Ｇ，Ｇ間にポリカーボネイトラミネイト体ＰＬをサンドイッチした一例の構造形態を取っている。
【００７８】
この際、ポリカーボネイトラミネイト体ＰＬに用いた有機フィルムの積層状態に応じてＲ光の偏波面又はＧ光の偏波面を９０°回転させる機能が得られる。また、第１〜第４波長選択性偏光変換板３５〜３８を第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４にそれぞれ接着する際に、ポリカーボネイトラミネイト体ＰＬの熱膨脹係数が第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４に対して異なることから、ポリカーボネイトラミネイト体ＰＬの前後面に光学板ガラス基板Ｇ，Ｇを接着することで、２枚の光学板ガラス基板Ｇ，Ｇがポリカーボネイトラミネイト体ＰＬの熱膨脹に対する緩衝材となっている。
【００７９】
次に、図５に示した第２波長選択性偏光変換板３６は、上記したポリカーボネイトラミネイト体ＰＬだけで形成されているものであり、この場合にはポリカーボネイトラミネイト体ＰＬの熱膨張を吸収し易い単品構造を取っている。即ち、ポリカーボネイトラミネイト体ＰＬだけの場合には、前後面に光学板ガラス基板Ｇ，Ｇを接着しないために、熱応力が発生した場合でもポリカーボネイトラミネイト体ＰＬ自体が自由に伸縮するので、ポリカーボネイトラミネイト体ＰＬの中心部と周辺部とで熱応力差が少なくなり、上記した２枚の光学板ガラス基板Ｇ，Ｇ間にポリカーボネイトラミネイト体ＰＬをサンドイッチした構造形態よりも熱膨張を吸収し易くなっている。
【００８０】
ここで、投射したカラー画像に対してシェーディングが発生する原因を追及するために、色分解及び色合成光学系３０Ｂ内で第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４の温度を測定したところ、光源部１０からの白色光が入射する側が最も光エネルギーが強いために、白色光を３原色光に色分解する前の３原色光全てが入射する第１偏光ビームスプリッタ３１が一番温度が高く、次に、Ｂ光が入射する第３偏光ビームスプリッタ３３の温度が高く、この次に、Ｇ光が入射する第２偏光ビームスプリッタ３２，光出射側の第４偏光ビームスプリッタ３４の順に温度が低くなっている。言い換えると、可視光の中でも青（Ｂ）色領域の波長が、各光学部材に対して光吸収による発熱が大きく、更に、青（Ｂ）色が集中する部位でとくに発熱が大きいため、温度上昇は先に図１で説明したＲ光，Ｇ光，Ｂ光の光路から第１偏光ビームスプリッタ３１＞第３偏光ビームスプリッタ３３＞第２偏光ビームスプリッタ３２＞第４偏光ビームスプリッタ３４の順になっている。
【００８１】
上記により、光源部１０と第１偏光ビームスプリッタ３１の左側面との間に配置した第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３５と、第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面と第３偏光ビームスプリッタ３３の上側面との間に配置した第２波長選択性偏光変換板（Ｒ用位相板）３６は、温度上昇が大きい第１，第３偏光ビームスプリッタ３１，３３に対して熱膨張の違いから変形を起こし、均一性が低下し易くなり、これが投射したカラー画像に対してシェーディングが発生する原因であることが判明した。
【００８２】
そこで、光源部１０側に配置した第１偏光ビームスプリッタ３１の左側面に第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３５を接着するにあたって、第１波長選択性偏光変換板３５としては図４に示したような２枚のガラス基板Ｇ，Ｇでポリカーボネイトラミネイト体ＰＬをサンドイッチした一例の構造形態に形成したものを用い、図６に拡大して示したように、第１波長選択性偏光変換板３５の外周部位の４隅と第１偏光ビームスプリッタ３１の左側面の外周部位の４隅との間で光透過性接着剤Ｓを例えば厚み０．３ｍｍ程度且つ直径１ｍｍ程度の円柱でスポット状に充填させることで、第１波長選択性偏光変換板３５を第１偏光ビームスプリッタ３１の左側面に０．３ｍｍ程度の僅かな空隙を隔てて接着している。この際、光透過性接着剤Ｓは、光源部１０からの入射光の光路に支障のない位置として外周部位の４隅に充填させたが、外周部位の４隅に限ることなく、図７に拡大して示したように外周部位で各辺の中間に光透過性接着剤Ｓを例えば厚み０．３ｍｍ程度且つ直径１ｍｍ程度の円柱でスポット状に複数箇所に亘って充填させても良い。
【００８３】
ここで、光透過性接着剤Ｓの厚さすなわち空疎の厚さについては、この第１実施例で適度な厚さとして例えば０．３ｍｍに設定した。この際、光透過性接着剤Ｓの厚さが薄すぎると結露に弱くなり、一方、光透過性接着剤Ｓの厚さが厚すぎるとゴミが混入しやすくなる。また、第１波長選択性偏光変換板３５を第１偏光ビームスプリッタ３１の左側面に安定に固定するためには光透過性接着剤Ｓの量を増やし、且つ、光透過性接着剤Ｓの直径を大きくする必要があり、接着剤コストや硬化時間においても不利となる。従って、光透過性接着剤Ｓの厚さは、０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下にすることが望ましい。
【００８４】
更に、光透過性接着剤Ｓとしては適度な弾性を考慮してショア硬度（Ｄタイプ）３０以上７０以下を選択すればよい。このショア硬度は、適用する光学系の温度上昇度合いに応じて上記範囲より選択可能であるが、第１波長選択性偏光変換板３５の取り付け姿勢保持と弾性とのバランスから、ショア硬度（Ｄタイプ）５０以上７０以下を選択することが望ましい。
【００８５】
従って、光透過性接着剤Ｓは弾性を有しているために、第１波長選択性偏光変換板３５の熱膨張による変形を吸収し、第１波長選択性偏光変換板３５内で光源部１０からの白色光が入射する有効入射領域内での熱応力の発生を抑制するので、投射したカラー画像に対してシェーディングの発生を抑制できる。また、光透過性接着剤Ｓをスポット状に複数箇所に亘って充填させることで、熱量の大きい第１偏光ビームスプリッタ３１の高い温度が第１波長選択性偏光変換板３５に伝達されにくくなるので、第１波長選択性偏光変換板３５の熱膨脹が抑えられ、投射したカラー画像に対してシェーディングの発生を抑制できる。
【００８６】
次に、光源部１０側に配置した第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面に第２波長選択性偏光変換板（Ｒ用位相板）３６を接着するにあたって、第２波長選択性偏光変換板３６としては図５に示したようなポリカーボネイトラミネイト体ＰＬのみによる他例のラミネート構造形態に形成したものを用い、図６に拡大して示したように、第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面の外周部位の４隅と第２波長選択性偏光変換板３６の外周部位の４隅との間で光透過性接着剤Ｓを例えば厚み０．３ｍｍ程度且つ直径１ｍｍ程度の円柱でスポット状に充填させることで、第２波長選択性偏光変換板３６を第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面に０．３ｍｍ程度の僅かな空隙を隔てて接着している。この際、光透過性接着剤Ｓは、第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面側から出射する出射光の光路に支障のない位置として外周部位の４隅に充填させたが、外周部位の４隅に限ることなく、図７に拡大して示したように外周部位で各辺の中間に光透過性接着剤Ｓを例えば厚み０．３ｍｍ程度且つ直径１ｍｍ程度の円柱でスポット状に複数箇所に亘って充填させても良い。更に、第２波長選択性偏光変換板３６も第１波長選択性偏光変換板３５と同じように、光透過性接着剤Ｓの厚さは、０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下にすることが望ましく、且つ、ショア硬度（Ｄタイプ）３０以上７０以下の光透過性接着剤Ｓを選択すればよい。
【００８７】
そして、第２波長選択性偏光変換板３６の外周部位を第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面の外周部位に０．３ｍｍ程度の僅かな空隙を隔てて光透過性接着剤Ｓにより接着した際に、ここでも光透過性接着剤Ｓは弾性を有しているために、第２波長選択性偏光変換板３６の熱膨張による変形を吸収し、第２波長選択性偏光変換板３６内で第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面からの出射光が入射する有効入射領域内での熱応力の発生を抑制するので、投射したカラー画像に対してシェーディングの発生を抑制できる。また、光透過性接着剤Ｓをスポット状に複数箇所に亘って充填させることで、熱量の大きい第１偏光ビームスプリッタ３１の高い温度が第２波長選択性偏光変換板３６に伝達されにくくなるので、第２波長選択性偏光変換板３６の熱膨脹が抑えられ、投射したカラー画像に対してシェーディングの発生を抑制できる。
【００８８】
また、第２波長選択性偏光変換板３６を第２偏光ビームスプリッタ３２よりも外形形状が大きい第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面に接着することで、第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面からの出射光に対して有効入射領域を確実に得ることができる。
【００８９】
上記のように構成した本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系３０Ｂの動作は、各構成部材の機能が図１に示した従来例と全く同じ動作であるので、図３中ではＲ，Ｇ，Ｂの各色光に対する光路図を示し、詳細な説明は図１に示した従来例での説明を参照されたい。
【００９０】
ここで、本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系３０Ｂを一部変形させた変形例１〜変形例５について、図８〜図１３を用いて第１実施例の色分解及び色合成光学系３０Ｂに対して異なる点を中心にして簡略に説明する。
【００９１】
図８は本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系を一部変形させた変形例１を反射型投射表示装置に適用した場合を示した平面図、
図９は本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系を一部変形させた変形例２を反射型投射表示装置に適用した場合を示した平面図、
図１０は本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系を一部変形させた変形例３を反射型投射表示装置に適用した場合を示した平面図、
図１１は本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系を一部変形させた変形例４を反射型投射表示装置に適用した場合を示した平面図、
図１２は本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系を一部変形させた変形例５を反射型投射表示装置に適用した場合を示した平面図、
図１３（ａ），（ｂ）は本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系を一部変形させた変形例５において、波長選択性偏光変換板の外周部位をフレームで支える状態を示した正面図及び▲１▼−▲１▼断面図である。
【００９２】
まず、図８に示した如く、第１実施例を一部変形させた変形例１の色分解及び色合成光学系３０Ｃは反射型投射表示装置１Ｃに適用可能に構成されている。
【００９３】
上記した変形例１の色分解及び色合成光学系３０Ｃにおいて、先に図３を用いて説明した第１実施例に対して異なる点を説明すると、４個の第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４のうちで第１偏光ビームスプリッタ３１は、光源部１０からの光入射側となる左側面に第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３５を密着させて不図示の光透過性接着剤により接着し且つ光出射側となる下側面に第２波長選択性偏光変換板（Ｒ用位相板）３６を僅かな空隙を隔て光透過性接着剤Ｓにより接着している。尚、第１偏光ビームスプリッタ３１側は、一体化した他の第２〜第４偏光ビームスプリッタ３２〜３４から分離されている点は第１実施例と同様である。
【００９４】
この際、光源部１０側に配置した第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面に第２波長選択性偏光変換板（Ｒ用位相板）３６を僅かな空隙を隔てて接着するにあたって、第２波長選択性偏光変換板３６としては図５に示したようなポリカーボネイトラミネイト体ＰＬのみによる他例のラミネート構造形態に形成したものを用い、図６に拡大して示したように、第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面の外周部位の４隅と第２波長選択性偏光変換板３６の外周部位の４隅との間で光透過性接着剤Ｓを例えば厚み０．３ｍｍ程度且つ直径１ｍｍ程度の円柱でスポット状に充填させることで、第２波長選択性偏光変換板３６を第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面に０．３ｍｍ程度の僅かな空隙を隔てて接着している。この際、光透過性接着剤Ｓは、第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面側から出射する出射光の光路に支障のない位置として外周部位の４隅に充填させたが、外周部位の４隅に限ることなく、図７に拡大して示したように外周部位で各辺の中間に光透過性接着剤Ｓを例えば０．３ｍｍ程度且つ直径１ｍｍ程度の円柱でスポット状に複数箇所に亘って充填させても良い。
【００９５】
そして、第２波長選択性偏光変換板３６を第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面に０．３ｍｍ程度の僅かな空隙を隔てて光透過性接着剤Ｓにより接着した際に、ここでも光透過性接着剤Ｓは弾性を有しているために、第２波長選択性偏光変換板３６の熱膨張による変形を吸収し、第２波長選択性偏光変換板３６内で第１偏光ビームスプリッタ３１の下側面からの出射光が入射する有効入射領域内での熱応力の発生を抑制するので、投射したカラー画像に対してシェーディングの発生を抑制できる。
【００９６】
次に、図９に示した如く、第１実施例を一部変形させた変形例２の色分解及び色合成光学系３０Ｄは反射型投射表示装置１Ｄに適用可能に構成されている。
【００９７】
上記した変形例２の色分解及び色合成光学系３０Ｄにおいて、先に図３を用いて説明した第１実施例に対して異なる点を説明すると、４個の第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４のうちで第１偏光ビームスプリッタ３１は、光源部１０からの光入射側となる左側面に第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３５を僅かな空隙を隔て光透過性接着剤Ｓにより接着していると共に、第３偏光ビームスプリッタ３３は第１偏光ビームスプリッタ３１からの光入射側となる上側面に第２波長選択性偏光変換板（Ｒ用位相板）３６を僅かな空隙を隔て光透過性接着剤Ｓにより接着している。尚、第１偏光ビームスプリッタ３１側は、一体化した他の第２〜第４偏光ビームスプリッタ３２〜３４から分離されている点は第１実施例と同様である。
【００９８】
この際、第１偏光ビームスプリッタ３１の左側面に接着する第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３５と、第３偏光ビームスプリッタ３３の上側面に接着する第２波長選択性偏光変換板（Ｒ用位相板）３６は、共に図４に示したような２枚のガラス基板Ｇ，Ｇでポリカーボネイトラミネイト体ＰＬをサンドイッチした一例の構造形態に形成したものを用いている。
【００９９】
また、第１実施例と異なって、第２波長選択性偏光変換板３６を第１偏光ビームスプリッタ３１より小型に形成した第３偏光ビームスプリッタ３３の上側面に僅かな空隙を隔てて接着することで、第１偏光ビームスプリッタ３１からの出射光に対する有効入射領域の確保が僅かに不利になるるものの、第３偏光ビームスプリッタ３３は前述したように第１偏光ビームスプリッタ３１よりも温度上昇が低いために、第２波長選択性偏光変換板３６の熱膨張も低くなる利点がある。
【０１００】
そして、第１波長選択性偏光変換板３５の外周部位を第１偏光ビームスプリッタ３１の左側面の外周部位に僅かな空隙を隔てて光透過性接着剤Ｓを用いてスポット状に接着し、且つ、第２波長選択性偏光変換板３６の外周部位を第３偏光ビームスプリッタ３３の上側面の外周部位に僅かな空隙を隔てて光透過性接着剤Ｓを用いてスポット状に接着することで、光透過性接着剤Ｓが弾性を有しているために、第１，第２波長選択性偏光変換板３５，３６の熱膨張による変形を吸収し、第１，第２波長選択性偏光変換板３５，３６の有効入射領域内での熱応力の発生を抑制するので、投射したカラー画像に対してシェーディングの発生を抑制できる。
【０１０１】
次に、図１０に示した如く、第１実施例を一部変形させた変形例３の色分解及び色合成光学系３０Ｅは反射型投射表示装置１Ｅに適用可能に構成されている。
【０１０２】
上記した変形例３の色分解及び色合成光学系３０Ｅにおいて、先に図３を用いて説明した第１実施例に対して異なる点を説明すると、４個の第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４のうちで第１偏光ビームスプリッタ３１は、光源部１０からの光入射側となる左側面に第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）３５を僅かな空隙を隔て光透過性接着剤Ｓにより接着していると共に、第３偏光ビームスプリッタ３３は第１偏光ビームスプリッタ３１からの光入射側となる上側面に第２波長選択性偏光変換板（Ｒ用位相板）３６を密着させて不図示の光透過性接着剤により接着している。尚、第１偏光ビームスプリッタ３１側は、一体化した他の第２〜第４偏光ビームスプリッタ３２〜３４から分離されている点は第１実施例と同様である。
【０１０３】
この際、第１偏光ビームスプリッタ３１の左側面に接着する第１波長選択性偏光変換板３５と、第３偏光ビームスプリッタ３３の上側面に接着する第２波長選択性偏光変換板３６は、共に図４に示したような２枚のガラス基板Ｇ，Ｇでポリカーボネイトラミネイト体ＰＬをサンドイッチした一例の構造形態に形成したものを用いている。
【０１０４】
また、第２波長選択性偏光変換板３６を第１偏光ビームスプリッタ３１より小型に形成した第３偏光ビームスプリッタ３３の上側面に密着させて接着することで、第１偏光ビームスプリッタ３１からの出射光に対して有効入射領域の確保が僅かに不利になるるものの、第３偏光ビームスプリッタ３３は前述したように第１偏光ビームスプリッタ３１よりも温度上昇が低いために、第２波長選択性偏光変換板３６の熱膨張も低くなる利点がある。
【０１０５】
そして、第１波長選択性偏光変換板３５の外周部位を第１偏光ビームスプリッタ３１の左側面の外周部位に僅かな空隙を隔てて光透過性接着剤Ｓを用いてスポット状に接着し、且つ、第２波長選択性偏光変換板３６を密着させて第３偏光ビームスプリッタ３３の上側面に不図示の光透過性接着剤を用いて接着することで、光透過性接着剤Ｓが弾性を有しているために、第１波長選択性偏光変換板３５の熱膨張による変形を吸収し、第１波長選択性偏光変換板３５の有効入射領域内での熱応力の発生を抑制するので、投射したカラー画像に対してシェーディングの発生を抑制できる。
【０１０６】
次に、図１１に示した如く、第１実施例を一部変形させた変形例４の色分解及び色合成光学系３０Ｆは反射型投射表示装置１Ｆに適用可能に構成されている。
【０１０７】
上記した変形例４の色分解及び色合成光学系３０Ｆにおいて、先に図３を用いて説明した第１実施例に対して異なる点を説明すると、４個の第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４のうちで投射光学系４０の近傍に設けた第４波長選択性偏光変換板３８を第４偏光ビームスプリッタ３４の右側面に密着させずに、第４波長選択性偏光変換板３８の外周部位を第４偏光ビームスプリッタ３４の右側面の外周部位に僅かな空隙を隔てて光透過性接着剤Ｓを用いて図６又は図７に示したようにスポット状に接着させている。
【０１０８】
ここで、第４波長選択性偏光変換板３８として先に図４を用いて説明したような厚みが１ｍｍ程度のポリカーボネイトラミネイト体ＰＬの前後面に厚みが０．５ｍｍ程度の光学板ガラス基板Ｇ，Ｇを密着させたものを使用した時に、ガラス基板Ｇ，Ｇの平面度が悪い場合に、第４波長選択性偏光変換板３８を第４偏光ビームスプリッタ３４の右側面に密着させて光透過性接着剤により接着すると、光透過性接着剤の収縮により第４波長選択性偏光変換板３８の接着面がうねるために、投射光線に収差を発生させて解像度の劣化が生じることもあり得る。この現象を避けるために、変形例４では第４波長選択性偏光変換板３８の合計厚みを少なくとも１．５ｍｍ以上に設定し、且つ、ガラス基板Ｇ，Ｇの面精度を良好に仕上げると共にガラス基板Ｇ，Ｇ同士の平行度を高めた上で、第４波長選択性偏光変換板３８の外周部位を第４偏光ビームスプリッタ３４の右側面の外周部位に僅かな空隙を隔てて光透過性接着剤Ｓを用いてスポット状に接着させている。
【０１０９】
これにより、第４波長選択性偏光変換板３８の熱膨張による変形を吸収し、第４波長選択性偏光変換板３８の有効入射領域内での熱応力の発生を抑制するので、投射したカラー画像に対してシェーディングの発生を抑制できる。
【０１１０】
更に、第４波長選択性偏光変換板３８中で空気に接する界面に減反射コートを施すことで、各反射型液晶パネル２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂからの各光を色合成した色合成光が投射レンズ４２に向かって進む時に、第４波長選択性偏光変換板３８の界面で各光が反射して各反射型液晶パネル２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂに戻る現象を抑えることで、第４波長選択性偏光変換板３８の界面反射光によるコントラスト比の低下を抑えることができ、これにより高画質のカラー画像をスクリーン上に投射できる。
【０１１１】
次に、図１２に示した如く、第１実施例を一部変形させた変形例５の色分解及び色合成光学系３０Ｇは反射型投射表示装置１Ｇに適用可能に構成されている。
【０１１２】
上記した変形例５の色分解及び色合成光学系３０Ｇにおいて、先に図３を用いて説明した第１実施例に対して異なる点を説明すると、４個の第１〜第４偏光ビームスプリッタ３１〜３４のうちで投射光学系４０の近傍に設けた第４波長選択性偏光変換板３８を第４偏光ビームスプリッタ３４の右側面に密着させずに、第４波長選択性偏光変換板３８の外周部位をフレームＦで支え、このフレームＦを第４偏光ビームスプリッタ３４の右側面の外周部位に沿って接着剤を用いて固定している。
【０１１３】
より具体的に説明すると、図１３（ａ），（ｂ）に示したようにフレームＦは、第４波長選択性偏光変換板３８の外周部位に沿って矩形状に枠組みしている。そして、フレームＦの内側に第４偏光ビームスプリッタ３４の厚みよりも溝幅を大きくした凹状溝Ｆａを形成し、且つ、第４波長選択性偏光変換板３８の外周部位をフレームＦの凹状溝Ｆａ内に挟み込んで枠組みした時に、第４波長選択性偏光変換板３８の縦横方向の寸法に対しても余裕を持たせている。
【０１１４】
これにより、第４波長選択性偏光変換板３８が熱膨脹した際に、第４波長選択性偏光変換板３８がフレームＦの内側で面方向に伸びることができるために、第４波長選択性偏光変換板３８内に内部応力がたまることがなくなるので、内部応力によって位相特性が部分的に変化してシェーディングが発生するような現象を防ぐことができる。
【０１１５】
この際、フレームＦの凹状溝Ｆａ内で第４波長選択性偏光変換板３８の外周部位がガタつかないように、弾性変位自在な薄いゴム部材とかプラスチックフィルムなどをガタツキ防止のために挟みこんでも良く、更に、第４波長選択性偏光変換板３８の外周部位を薄い板バネなどを用いてフレームＦの凹状溝Ｆａ内の一方側に押圧させても良い。
【０１１６】
更に、この変形例５では、第４波長選択性偏光変換板３８がフレームＦによって第４偏光ビームスプリッタ３４の右側面から僅かな隙間を隔てて設けられることになるので、この変形例５でも変形例４と同様に、第４波長選択性偏光変換板３８中で空気に接する界面に減反射コートを施すことで、各反射型液晶パネル２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂからの各光を色合成した色合成光が投射レンズ４２に向かって進む時に、第４波長選択性偏光変換板３８の界面で各光が反射して各反射型液晶パネル２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂに戻る現象を抑えることで、第４波長選択性偏光変換板３８の界面反射光によるコントラスト比の低下を抑えることができ、これにより高画質のカラー画像をスクリーン上に投射できる。
【０１１７】
尚、光源部１０の近傍に設けた第１波長選択性偏光変換板３５の外周部位をフレームＦで支えて、このフレームＦを第１偏光ビームスプリッタ３１の左側面の外周部位に沿って接着剤を用いて固定しても良い。
【０１１８】
＜第２実施例＞
図１４は本発明に係る第２実施例の色分解及び色合成光学系を反射型投射表示装置に適用した場合を示した平面図である。
【０１１９】
図１４に示した本発明に係る第２実施例の色分解及び色合成光学系１３０Ｂは、先に図２を用いて説明した従来の他例の色分解及び色合成光学系１３０Ａに対して一部改良を施したものであり、説明の便宜上、先に従来例で示した構成部材と同一機能を備えた構成部材に対しては同一の符号を付して適宜説明し、且つ、従来例と異なる構成部材に新たな符号を付して説明する。
【０１２０】
図１４に示した如く、本発明に係る第２実施例の色分解及び色合成光学系１３０Ｂは反射型投射表示装置１００Ｂに適用されるものである。
【０１２１】
上記した反射型投射表示装置１００Ｂでは、白色光を出射する光源部１１０と、この光源部１１０から出射した白色光をＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３原色光に色分解して、この３原色光をＲ，Ｇ，Ｂにそれぞれ対応した３つの空間光変調素子（以下、反射型液晶パネルと記す）１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂに導き、更に、各色の反射型液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂで映像信号に応じて光変調された各色光を色合成した色合成光を出射する色分解及び色合成光学系１３０Ｂと、この色分解及び色合成光学系１３０Ｂから出射された色合成光を投射する投射光学系１４０とで構成されており、反射面鏡１１１，光源１１２，偏光板１１３を備えた光源部１１０及び投射レンズ１４１を備えた投射光学系１４０は図２に示した従来例と全く同じであるので詳細な説明を省略する。
【０１２２】
即ち、第２実施例の色分解及び色合成光学系１３０Ｂも光源部１１０と投射光学系１４０との間に設けられており、この色分解及び色合成光学系１３０Ｂでは、図１４中に破線で囲んだ枠内に、直方体状（立方体状を含む）に形成した１個の偏光ビームスプリッタ１３１と、直方体状（立方体状を含む）に形成した１個のダイクロイックプリズム１３２と、直方体状（立方体状を含む）に形成した光学ガラスブロック１３３と、板状に形成した２枚の第１，第２波長選択性偏光変換板１３４，１３５とが設けられて、図２に示した従来例と同様に構成されている。
【０１２３】
また、ダイクロイックプリズム１３２の右側面側には１／４波長板１２１を取り付けたＲ用の反射型液晶パネル１２０Ｒが対向して設置され、且つ、ダイクロイックプリズム１３２の上側面側には１／４波長板１２３を取り付けたＢ用の反射型液晶パネル１２０Ｂが対向して設置され、且つ、光学ガラスブロック１３３の右側面側には１／４波長板１２２を取り付けたＧ用の反射型液晶パネル１２０Ｇが対向して設置されている点も図２に示した従来例と同様である。
【０１２４】
ここで、上記した色分解及び色合成光学系１３０Ｂにおいて、図２に示した従来例と異なる点を説明すると、偏光ビームスプリッタ１３１は、光源部１０からの光入射側となる左側面に第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）１３４を僅かな空隙を隔てて光透過性接着剤Ｓにより接着し且つ光出射側となる下側面に第２波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）１３５を密着させて不図示の光透過性接着剤により接着している。
【０１２５】
この第２実施例でも、投射したカラー画像に対してシェーディングが発生する原因を追及するために、色分解及び色合成光学系１３０Ｂ内で偏光ビームスプリッタ１３１，ダイクロイックプリズム１３２，光学ガラスブロック１３３の温度を測定したところ、光源部１１０からの白色光が入射する側が最も光エネルギーが強いために、白色光を３原色光に色分解する前の３原色光全てが入射する偏光ビームスプリッタ１３１が一番温度が高く、次に、Ｂ光が入射するダイクロイックプリズム１３２，Ｇ光が入射する光学ガラスブロック１３３の順に温度が低くなっている。
【０１２６】
上記により、光源部１１０と偏光ビームスプリッタ１３１の左側面との間に配置した第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）１３４は、温度上昇が大きい偏光ビームスプリッタ１３１に対して熱膨張の違いから変形を起こし、均一性が低下し易くなり、これが投射したカラー画像に対してシェーディングが発生する原因であることが判明した。
【０１２７】
そこで、光源部１１０側に配置した偏光ビームスプリッタ１３１の左側面に第１波長選択性偏光変換板（Ｇ用位相板）１３４を僅かな空隙を隔てて接着するにあたって、第１波長選択性偏光変換板１３４としては先に図４に示したと同様な２枚のガラス基板Ｇ，Ｇでポリカーボネイトラミネイト体ＰＬをサンドイッチした一例の構造形態に形成したものを用い、第１実施例で図６又は図７を用いて説明したと同様に、第１波長選択性偏光変換板１３４の外周部位の４隅と偏光ビームスプリッタ１３１の左側面の外周部位の４隅との間で光透過性接着剤Ｓを例えば厚み０．３ｍｍ程度且つ直径１ｍｍ程度の円柱でスポット状に充填させることで、第１波長選択性偏光変換板１３４を偏光ビームスプリッタ１３１の左側面に０．３ｍｍ程度の僅かな空隙を隔てて接着している。
【０１２８】
この際、光透過性接着剤Ｓは弾性を有しているために、第１波長選択性偏光変換板１３４の熱膨張による変形を吸収し、第１波長選択性偏光変換板１３４内で光源部１１０からの白色光が入射する有効入射領域内での熱応力の発生を抑制するので、投射したカラー画像に対してシェーディングの発生を抑制できる。
【０１２９】
上記のように構成した本発明に係る第２実施例の色分解及び色合成光学系１３０Ｂの動作は、各構成部材の機能が図２に示した従来例と全く同じ動作であるので、図１４中ではＲ，Ｇ，Ｂの各色光に対する光路図を示し、詳細な説明は図２に示した従来例での説明を参照されたい。
【０１３０】
ここで、本発明に係る第２実施例の色分解及び色合成光学系１００Ｂを一部変形させた変形例１，変形例２について、図１５，図１６を用いて第２実施例の色分解及び色合成光学系１００Ｂに対して異なる点を中心にして簡略に説明する。
【０１３１】
図１５は本発明に係る第２実施例の色分解及び色合成光学系を一部変形させた変形例１を反射型投射表示装置に適用した場合を示した平面図、
図１６は本発明に係る第２実施例の色分解及び色合成光学系を一部変形させた変形例２を反射型投射表示装置に適用した場合を示した平面図である。
【０１３２】
まず、図１５に示した如く、第２実施例を一部変形させた変形例１の色分解及び色合成光学系１３０Ｃは反射型投射表示装置１００Ｃに適用可能に構成されている。
【０１３３】
まず、上記した変形例１の色分解及び色合成光学系１３０Ｃにおいて、先に図１４を用いて説明した第２実施例に対して異なる点を説明すると、偏光ビームスプリッタ１３１の光出射側となる下側面に第２波長選択性偏光変換板１３５を密着させずに、この第２波長選択性偏光変換板１３５の外周部位を偏光ビームスプリッタ１３１の下側面の外周部位に僅かな空隙を隔てて光透過性接着剤Ｓを用いてスポット状に接着させている。
【０１３４】
これにより、先に図１１を用いて説明した第１実施例の変形例４と同様に、第２波長選択性偏光変換板１３５の熱膨張による変形を吸収し、第２波長選択性偏光変換板１３５の有効入射領域内での熱応力の発生を抑制するので、投射したカラー画像に対してシェーディングの発生を抑制できる。この際、偏光ビームスプリッタ１３１は光入射側と光出射側とを兼ねているので温度が高いため、熱量の大きい偏光ビームスプリッタ１３１の高い温度が第２波長選択性偏光変換板１３５に伝達されにくくなるので、第２波長選択性偏光変換板１３５の熱膨張を抑えることができる。
【０１３５】
更に、第２波長選択性偏光変換板１３５中で空気に接する界面に減反射コートを施すことで、各反射型液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂからの各光を色合成した色合成光が投射レンズ１４１に向かって進む時に、第２波長選択性偏光変換板１３５の界面で各光が反射して各反射型液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂに戻る現象を抑えることで、第２波長選択性偏光変換板１３５の界面反射光によるコントラスト比の低下を抑えることができ、これにより高画質のカラー画像をスクリーン上に投射できる。
【０１３６】
次に、図１６に示した如く、第２実施例を一部変形させた変形例２の色分解及び色合成光学系１３０Ｄは反射型投射表示装置１００Ｄに適用可能に構成されている。
【０１３７】
上記した変形例２の色分解及び色合成光学系１３０Ｄにおいて、先に図１４を用いて説明した第２実施例に対して異なる点を説明すると、偏光ビームスプリッタ１３１の光出射側となる下側面に第２波長選択性偏光変換板１３５を密着させずに、この第２波長選択性偏光変換板１３５の外周部位をフレームＦで支え、このフレームＦを偏光ビームスプリッタ１３１の下側面の外周部位に沿って接着剤を用いて固定している。
【０１３８】
これにより、先に図１２を用いて説明した第１実施例の変形例５と同様に、第２波長選択性偏光変換板１３５が熱膨脹した際に、第２波長選択性偏光変換板１３５がフレームＦの内側で面方向に伸びることができるために、第２波長選択性偏光変換板１３５内に内部応力がたまることがなくなるので、内部応力によって位相特性が部分的に変化してシェーディングが発生するような現象を防ぐことができる。
【０１３９】
更に、この変形例２では、第２波長選択性偏光変換板１３５がフレームＦによって偏光ビームスプリッタ１３１の下側面から僅かな隙間を隔てて設けられることになるので、この変形例２でも変形例１と同様に、第２波長選択性偏光変換板１３５中で空気に接する界面に減反射コートを施すことで、各反射型液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂからの各光を色合成した色合成光が投射レンズ１４１に向かって進む時に、第２波長選択性偏光変換板１３５の界面で各光が反射して各反射型液晶パネル１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂに戻る現象を抑えることで、第２波長選択性偏光変換板１３５の界面反射光によるコントラスト比の低下を抑えることができるので、高画質のカラー画像をスクリーン上に投射できる。
【０１４０】
尚、光源部１１０の近傍に設けた第１波長選択性偏光変換板１３４の外周部位をフレームＦで支えて、このフレームＦを偏光ビームスプリッタ１３１の左側面の外周部位に沿って接着剤を用いて固定しても良い。
【０１４１】
以上詳述した第１実施例の色分解及び色合成光学系３０Ｂ及びこの第１実施例を一部変形させた変形例１〜５の色分解及び色合成光学系３０Ｃ〜３０Ｇと、第２実施例の色分解及び色合成光学系１３０Ｂ及びこの第２実施例を一部変形させた変形例１〜２の色分解及び色合成光学系１３０Ｃ〜１３０Ｄでは、光源部１０，１１０から出射した白色光を３原色光に色分解した場合を説明したが、これに限ることなく、光源部１０，１１０から出射した白色光を少なくとも２色以上の色光に色分解する場合にも適用でき、この場合でも色分解及び色合成光学系内に所定の色光の偏波面を９０°回転させる波長選択性偏光変換板を少なくとも一つ以上配置すると共に、この波長選択性偏光変換板を偏光ビームスプリッタの入射面及び／又は出射面に僅かな空隙を隔てて接着剤により接着させれば良いものである。
【０１４２】
尚、第１，第２実施例で用いた光透過性接着剤Ｓは、光照射による熱吸収を抑制するためにできるだけ透明であることが望ましいが、波長選択性偏光変換板と偏光ビームスプリッタとの外周部に接着されるものであり、必ずしも光透過性である必要はない。
【０１４３】
尚また、第１，第２実施例で用いた波長選択性偏光変換板は、空気にふれて露出する面に減反射コートを施すことによって、光利用率を向上することができる。
【０１４４】
【発明の効果】
以上詳述した本発明に係る色分解及び色合成光学系において、請求項１記載によると、反射型投射表示装置内の光源部と投射光学系との間に設けられ、且つ、前記光源部から出射した白色光を複数の色光に色分解して、該複数の色光を各色にそれぞれ対応した複数の空間光変調素子に導き、更に、各色の空間光変調素子で映像信号に応じて光変調された各色光を色合成した色合成光を出射する色分解及び色合成光学系において、前記色分解及び色合成光学系内に所定の色光の偏波面を９０°回転させる波長選択性偏光変換板を少なくとも一つ以上配置すると共に、前記波長選択性偏光変換板を偏光ビームスプリッタの入射面及び／又は出射面に僅かな空隙を隔てて接着剤により接着している。この結果、接着剤が弾性を有しているために、波長選択性偏光変換板の熱膨張による変形を吸収し、波長選択性偏光変換板の有効入射領域内での熱応力の発生を抑制するので、投射したカラー画像に対してシェーディングの発生を抑制できる。
【０１４５】
また、請求項２記載によると、上記した請求項１記載の色分解及び色合成光学系において、前記波長選択性偏光変換板の外周部位と前記偏光ビームスプリッタの入射面の外周部位及び／又は出射面の外周部位との間で前記接着剤をスポット状に複数箇所に亘って充填させたため、熱量の大きい偏光ビームスプリッタの高い温度が波長選択性偏光変換板に伝達されにくくなるので、波長選択性偏光変換板の熱膨張が抑えられ、投射したカラー画像に対してシェーディングの発生を抑制できる。
【０１４６】
また、請求項３記載によると、反射型投射表示装置内の光源部と投射光学系との間に設けられ、且つ、前記光源部から出射した白色光を複数の色光に色分解して、該複数の色光を各色にそれぞれ対応した複数の空間光変調素子に導き、更に、各色の空間光変調素子で映像信号に応じて光変調された各色光を色合成した色合成光を出射する色分解及び色合成光学系において、前記色分解及び色合成光学系内に所定の色光の偏波面を９０°回転させる波長選択性偏光変換板を少なくとも一つ以上配置すると共に、前記波長選択性偏光変換板の外周部位をフレームで支え、このフレームを偏光ビームスプリッタの入射面の外周部位及び／又は出射面の外周部位に固定している。この結果、波長選択性偏光変換板が熱膨脹した際に、波長選択性偏光変換板はフレームの内側で面方向に伸びることができるため、波長選択性偏光変換板内に内部応力がたまることがなくなるので、内部応力によって位相特性が部分的に変化してシェーディングが発生するような現象を防ぐことができる。
【０１４７】
更に、請求項４記載によると、上記した請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の色分解及び色合成光学系において、前記色合成光を出射する側に設置した前記偏光ビームスプリッタの出射面から僅かな空隙を隔てて前記波長選択性偏光変換板を設けた時に、この波長選択性偏光変換板中で空気に接する界面に減反射コートを施している。この結果、色合成光が投射レンズに向かって進む時に、波長選択性偏光変換板の界面で各光が反射して各色の空間光変調素子に戻る現象を抑えることで、波長選択性偏光変換板の界面反射光によるコントラスト比の低下を抑えることができ、これにより高画質のカラー画像をスクリーン上に投射できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】カラーリンク社から開示された従来の一例の反射型投射表示装置に適用された色分解及び色合成光学系の光学構成を示した平面図である。
【図２】カラーリンク社から開示された従来の他例の反射型投射表示装置に適用された色分解及び色合成光学系の光学構成を示した平面図である。
【図３】本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系を反射型投射表示装置に適用した場合を示した平面図である。
【図４】本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系において、波長選択性偏光変換板の一例を示した斜視図である。
【図５】本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系において、波長選択性偏光変換板の他例を示した斜視図である。
【図６】本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系において、波長選択性偏光変換板を偏光ビームスプリッタに接着する際の第１態様を示した斜視図である。
【図７】本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系において、波長選択性偏光変換板を偏光ビームスプリッタに接着する際の第２態様を示した斜視図である。
【図８】本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系を一部変形させた変形例１を反射型投射表示装置に適用した場合を示した平面図である。
【図９】本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系を一部変形させた変形例２を反射型投射表示装置に適用した場合を示した平面図である。
【図１０】本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系を一部変形させた変形例３を反射型投射表示装置に適用した場合を示した平面図である。
【図１１】本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系を一部変形させた変形例４を反射型投射表示装置に適用した場合を示した平面図である。
【図１２】本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系を一部変形させた変形例５を反射型投射表示装置に適用した場合を示した平面図である。
【図１３】（ａ），（ｂ）は本発明に係る第１実施例の色分解及び色合成光学系を一部変形させた変形例５において、波長選択性偏光変換板の外周部位をフレームで支える状態を示した正面図及び▲１▼−▲１▼断面図である。
【図１４】本発明に係る第２実施例の色分解及び色合成光学系を反射型投射表示装置に適用した場合を示した平面図である。
【図１５】本発明に係る第２実施例の色分解及び色合成光学系を一部変形させた変形例１を反射型投射表示装置に適用した場合を示した平面図である。
【図１６】本発明に係る第２実施例の色分解及び色合成光学系を一部変形させた変形例２を反射型投射表示装置に適用した場合を示した平面図である。
【符号の説明】
１Ｂ…第１実施例の反射型投射表示装置、
１Ｃ…第１実施例を一部変形させた変形例１の反射型投射表示装置、
１Ｄ…第１実施例を一部変形させた変形例２の反射型投射表示装置、
１Ｅ…第１実施例を一部変形させた変形例３の反射型投射表示装置、
１Ｆ…第１実施例を一部変形させた変形例４の反射型投射表示装置、
１Ｇ…第１実施例を一部変形させた変形例５の反射型投射表示装置、
１０…光源部、１１…反射面鏡、１２…光源、１３…第１偏光板、
２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ…空間光変調素子（反射型液晶パネル）、
２１〜２３…１／４波長板、
３０Ｂ…第１実施例の色分解及び色合成光学系、
３０Ｃ…第１実施例を一部変形させた変形例１の色分解及び色合成光学系、
３０Ｄ…第１実施例を一部変形させた変形例２の色分解及び色合成光学系、
３０Ｅ…第１実施例を一部変形させた変形例３の色分解及び色合成光学系、
３０Ｆ…第１実施例を一部変形させた変形例４の色分解及び色合成光学系、
３０Ｇ…第１実施例を一部変形させた変形例５の色分解及び色合成光学系、
３１〜３４…第１〜第４偏光ビームスプリッタ、３１ａ〜３４ａ…偏光分離面、
３５〜３８…第１〜第４波長選択性偏光変換板、３９…光学ガラススペーサ、
４０…投射光学系、４１…第２偏光板、４２…投射レンズ、
１００Ｂ…第２実施例の反射型投射表示装置、
１００Ｃ…第２実施例を一部変形させた変形例１の反射型投射表示装置、
１００Ｄ…第２実施例を一部変形させた変形例２の反射型投射表示装置、
１１０…光源部、１１１…反射面鏡、１１２…光源、１１３…偏光板、
１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂ…空間光変調素子（反射型液晶パネル）、
１２１〜１２３…１／４波長板、
１３０Ｂ…第２実施例の色分解及び色合成光学系、
１３０Ｃ…第２実施例を一部変形させた変形例１の色分解及び色合成光学系、
１３０Ｄ…第２実施例を一部変形させた変形例２の色分解及び色合成光学系、
１３１…偏光ビームスプリッタ、３１ａ…偏光分離面、
１３２…ダイクロイックプリズム、１３２ａ…ダイクロイックハーフミラー面、
１３３…光学ガラスブロック、
１３４，１３５…第１，第２波長選択性偏光変換板、
１４０…投射光学系、１４１…投射レンズ、
Ｆ…フレーム、Ｆａ…凹状溝、
Ｒｓ光，Ｇｓ光，Ｂｓ光…ｓ偏光光、
Ｒｐ光，Ｇｐ光，Ｂｐ光…ｐ偏光光、
Ｓ…接着剤（光透過性接着剤）。
Claims (3)
- 第１〜第４の偏光ビームスプリッタを対角方向に配置し、前記第１の偏光ビームスプリッタを光源部側に、前記第４の偏光ビームスプリッタを投射光学系側にそれぞれ配置し、前記第２の偏光ビームスプリッタの前記第１の偏光ビームスプリッタが配置されている側と反対側に第１の反射型空間光変調素子を配置し、前記第３の偏光ビームスプリッタの前記第１の偏光ビームスプリッタが配置されている側と反対側に第２の反射型空間光変調素子を配置し、前記第３の偏光ビームスプリッタの前記第４の偏光ビームスプリッタが配置されている側と反対側に第３の反射型空間光変調素子を配置して、前記光源部から出射した白色光を前記第１〜前記第３の偏光ビームスプリッタにより各色光に色分解した後、前記第１〜前記第３の反射型空間光変調素子により各色光の映像信号に対応して光変調すると共に反射した後、前記第２〜前記第４の偏光ビームスプリッタにより色合成した色合成光を出射する色分解及び色合成光学系において、
前記光源部と前記第１の偏光ビームスプリッタとの間、前記第１、第３の偏光ビームスプリッタ間、前記第４の偏光ビームスプリッタと前記投射光学系との間のいずれかに、前記色分解された各色光の偏波面を９０°回転させる波長選択性偏光変換板を配置し、かつ前記波長選択性偏光変換板の外周部位と、前記第１、前記第３、前記第４の偏光ビームスプリッタのいずれかの入射面の外周部位又は出射面の外周部位とを、複数箇所に僅かな空隙を隔てて光透過性接着剤により接着し、
前記第１、前記第３、前記第４の偏光ビームスプリッタのいずれかに接着された前記光透過性接着剤は、厚さが０．２〜０．５ｍｍで、直径が１ｍｍのスポット状であり、かつ、ショア硬度がＤタイプ３０〜７０であることを特徴とする色分解及び色合成光学系。 - 前記波長選択偏光変換板は、一対の光学板ガラス基板の間に複数層の有機フィルムが挟まれて構成され、前記波長選択偏光変換板の厚さは、１．５ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の色分解及び色合成光学系。
- 第１〜第４の偏光ビームスプリッタを対角方向に配置し、前記第１の偏光ビームスプリッタを光源部側に、前記第４の偏光ビームスプリッタを投射光学系側にそれぞれ配置し、前記第２の偏光ビームスプリッタの前記第１の偏光ビームスプリッタが配置されている側と反対側に第１の反射型空間光変調素子を配置し、前記第３の偏光ビームスプリッタの前記第１の偏光ビームスプリッタが配置されている側と反対側に第２の反射型空間光変調素子を配置し、前記第３の偏光ビームスプリッタの前記第４の偏光ビームスプリッタが配置されている側と反対側に第３の反射型空間光変調素子を配置して、前記光源部から出射した白色光を前記第１〜前記第３の偏光ビームスプリッタにより各色光に色分解した後、前記第１〜前記第３の反射型空間光変調素子により各色光の映像信号に対応して光変調すると共に反射した後、前記第２〜前記第４の偏光ビームスプリッタにより色合成した色合成光を出射する色分解及び色合成光学系において、
前記光源部と前記第１の偏光ビームスプリッタとの間、前記第４の偏光ビームスプリッタと前記投射光学系との間のいずれかに、波長選択性偏光変換板の外周部位を支えるフレームを前記第１、第４の偏光ビームスプリッタの入射面の外周部位又は出射面の外周部位に沿って光透過性接着剤を用いて固定し、
前記フレームは、内周側に沿って前記波長選択性偏光変換板の厚みよりも溝幅を大きくした凹状溝を有していることを特徴とする色分解及び色合成光学系。
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