JPH07218909A - 投写型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ライトバルブと投写レンズとの間の光路長を長
くすることなく、スクリーン上での色むらを低減する。 【構成】光路差等長化光学系３１〜３４は、白色光源１
０と分離光学系２１Ｂ、２１Ｒ、１２１〜１２３、１３
１〜１３３との間に配置され、白色光源１０から放射さ
れた光のうちＳ偏光を透過させＰ偏光を反射偏向させる
偏光ビームスプリッタ３０Ｐと、偏光ビームスプリッタ
３０Ｐを介し対向して配置された全反射ミラー３１及び
３２と、全反射ミラー３１及び３２の前面にそれぞれ接
合された１／４波長板３３及び３４とからなり、全反射
ミラー３１、３２間の光路長Ｘの２倍が分離光学系のダ
イクロイックミラー２１Ｒと全反射ミラー１２２との間
の光路長に等しくされる。光路差等長化光学系は、分離
光学系に一体不可分に組み込むこともできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光源からの白色光を三
原色光に分離し、その各々をライトバルブに通した後、
混色し、投写レンズに通してスクリーン上に拡大投写す
る投写型表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１９は、この種の投写型表示装置を示
す。白色光源１０から放射された平行光は、ダイクロイ
ックミラー１１Ｒにより、透過光である赤色光Ｒと、残
りの反射光とに分割され、反射光はさらに、ダイクロイ
ックミラー１１Ｂにより、透過光である青色光Ｂと、反
射光である緑色光Ｇとに分割される。

【０００３】青色光Ｂは、その直線偏光成分が偏光子１
３１を透過し、ライトバルブ１４１に入射する。ライト
バルブ１４１は、青色映像信号により駆動される液晶パ
ネル１４ａと、液晶パネル１４ａの前面に接合された検
光子１４ｂとを有する。検光子１４ｂの透過軸方位は、
偏光子１３１の透過軸方位に対し０゜又は９０゜になっ
ている。同様に、緑色光Ｇは、その直線偏光成分が偏光
子１３２を透過しライトバルブ１４２を通り、赤色光Ｒ
は、全反射ミラー１２で反射された後、その直線偏光成
分が偏光子１３３を透過しライトバルブ１４３を通る。

【０００４】ライトバルブ１４１を通った青色画像光
は、全反射ミラー１６で反射された後、ダイクロイック
ミラー１５Ｂを透過する。ライトバルブ１４２を通った
緑色画像光は、ダイクロイックミラー１５Ｒで反射され
た後、ダイクロイックミラー１５Ｂで反射される。ライ
トバルブ１４３を通った赤色画像光は、ダイクロイック
ミラー１５Ｒを透過した後、ダイクロイックミラー１５
Ｂで反射される。

【０００５】ダイクロイックミラー１５Ｂからの混色画
像光は、投写レンズ１７を透過してスクリーン１８上に
拡大投写される。上記構成の投写型表示装置では、赤色
光Ｒ、青色光Ｂ及び緑色光Ｇの、白色光源１０から投写
レンズ１７までの光路長が互いに等しくなる。しかし、
ライトバルブ１４１〜１４３の各々と投写レンズ１７と
の間の光路長が長くなるため、投写レンズ１７の焦点距
離を短くできず、投写レンズ１７からスクリーン１８ま
での距離が長くなり、投写型表示装置の光学系が比較的
大型となる。そこで、このような問題を解決するため
に、図２０に示すような投写型表示装置が提供されてい
る。

【０００６】この投写型表示装置では、白色光源１０か
ら放射された平行光が、ダイクロイックミラー２１Ｂに
より、反射光である青色光Ｂと残りの透過光とに分割さ
れ、この透過光が、反射光である赤色光Ｒと透過光であ
る緑色光Ｇとに分割される。青色光Ｂは、全反射ミラー
１２１で反射された後、直線偏光成分が偏光子１３１を
透過し、ライトバルブ１４１を通ってダイクロイックプ
リズム２５に入射する。赤色光Ｒは、その直線偏光成分
が偏光子１３２を透過し、ライトバルブ１４２を通って
ダイクロイックプリズム２５に入射する。緑色光Ｇは、
全反射ミラー１２２及び１２３で反射された後、その直
線偏光成分が偏光子１３３を透過し、ライトバルブ１４
３を通ってダイクロイックプリズム２５に入射する。

【０００７】ダイクロイックプリズム２５は、互いに交
差する対角面に、ダイクロイックミラー面２５１及び２
５３が形成されている。ライトバルブ１４１からの青色
光Ｂは、その一部がダイクロイックミラー面２５３を透
過しダイクロイックミラー面２５１で反射され、残りが
ダイクロイックミラー面２５１で反射されダイクロイッ
クミラー面２５３を透過し、共に投写レンズ１７を通
る。ライトバルブ１４３からの緑色光Ｇは、その一部が
ダイクロイックミラー面２５１を透過しダイクロイック
ミラー面２５３で反射され、残りがダイクロイックミラ
ー面２５３で反射されダイクロイックミラー面２５１を
透過し、共に投写レンズ１７を通る。ライトバルブ１４
２からの赤色光Ｒは、ダイクロイックミラー面２５１及
び２５３を透過して投写レンズ１７を通る。投写レンズ
１７を通った赤、緑及び青の混色画像光は、スクリーン
１８上に拡大投写される。

【０００８】この投写型表示装置は、ダイクロイックプ
リズム２５を用い、ダイクロイックプリズム２５にライ
トバルブ１４１〜１４３を接近させて配置しており、ラ
イトバルブ１４１〜１４３の各々と投写レンズ１７との
間の光路長を短くすることができるので、投写レンズ１
７とスクリーン１８との間の距離を短くでき、投写型表
示装置の光学系を比較的小型化することができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、青色光Ｂ、赤
色光Ｒ及び緑色光Ｇの、白色光源１０からの投写レンズ
１７までの光路長を互いに等しくすることができないの
で、スクリーン１８上での照度分布を、青色光Ｂ、赤色
光Ｒ及び緑色光Ｇについて互いに等しくすることができ
ず、図２１に示す如くなる。このため、例えば、赤色光
Ｒと緑色光Ｇとを混色してスクリーン１８上に黄色を表
示する場合、黄色の色相がスクリーン１８上で一様でな
く、緑がかったり赤がかったりする色むらが生じて、表
示品質が低下する。

【００１０】本発明の目的は、このような問題点に鑑
み、ライトバルブと投写レンズとの間の光路長を長くす
ることなく、スクリーン上での色むらを低減することが
できる投写型表示装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段及びその作用】本発明で
は、例えば図１に示す如く、白色光源１０と、第１〜第
３原色からなる光の３原色の第１原色の映像信号に応じ
た画像の光を透過させる第１ライトバルブ１４１と、第
１ライトバルブ１４１の近く且つ第１ライトバルブ１４
１と略直角に配置され、第２原色の映像信号に応じた画
像の光を透過させる第２ライトバルブ１４２と、第１ラ
イトバルブ１４１と対向して配置され、第３原色の映像
信号に応じた画像の光を透過させる第３ライトバルブ１
４３と、白色光源１０から放射された光を第１〜第３原
色の光Ｒ、Ｇ、Ｂに分離し且つ直線偏光にしてそれぞれ
該第１〜第３ライトバルブ１４３に入射させる分離光学
系２１Ｂ、２１Ｒ、１２１〜１２３、１３１〜１３３
と、第１〜第３ライトバルブ１４１〜１４３に囲まれ第
１〜第３ライトバルブ１４１〜１４３を通った第１〜第
３原色光を混合させ又は互いに平行にさせる混色光学系
２５と、該光学系２５を通った該第１〜第３原色光をス
クリーン１８上に投写させる投写レンズ１７と、を有す
る投写型表示装置において、第１〜第３原色光の、白色
光源１０から第１〜第３ライトバルブ１４１〜１４３ま
での光路長を互いに略等しくするための光路差等長化光
学系３１〜３４を有する。

【００１２】本発明では、混色光学系２５が第１〜第３
ライトバルブ１４１〜１４３に囲まれ、第１〜第３ライ
トバルブ１４１〜１４３を通り混色光学系２５を通った
第１〜第３原色光が投写レンズ１７でスクリーン１８上
に投写させるので、第１〜第３ライトバルブ１４１〜１
４３と投写レンズ１７との間の光路長を長くすることが
なく、また、白色光源１０から第１〜第３ライトバルブ
１４１〜１４３までの光路長を互いに略等しくするため
の光路差等長化光学系３１〜３４を有するので、スクリ
ーン上での第１〜第３原色光の各照度分布を略一致させ
て色むらを低減することができる。

【００１３】本発明の第１態様では、例えば図１に示す
如く、光路差等長化光学系３１〜３４は、白色光源１０
と分離光学系２１Ｂ、２１Ｒ、１２１〜１２３、１３１
〜１３３との間に配置され、白色光源１０から放射され
た光のうちＰ偏光とＳ偏光との一方である第１偏光を透
過させＰ偏光とＳ偏光との他方である第２偏光を反射偏
向させる偏光ビームスプリッタ３０Ｐと、偏光ビームス
プリッタ３０Ｐで反射偏向された光を逆反射させ偏光ビ
ームスプリッタ３０Ｐに入射させる第１全反射器３１
と、偏光ビームスプリッタ３０Ｐと第１全反射器３１と
の間の光路中に配置された第１の１／４波長板３３と、
第１の１／４波長板３３を往復透過して偏光ビームスプ
リッタ３０Ｐを透過した光を逆反射させる第２全反射器
３２と、偏光ビームスプリッタ３０Ｐと第２全反射器３
２との間の光路中に配置された第２の１／４波長板３４
と、を有し、分離光学系２１Ｂ、２１Ｒ、１２１〜１２
３、１３１〜１３３は、偏光ビームスプリッタ３０Ｐを
直接透過した第１偏光を、第３原色光にしかつ直線偏光
にして第３ライトバルブ１４３に入射させ、偏光ビーム
スプリッタ３０Ｐで反射偏向され第１及び第２の全反射
器１２０、１２１の間を往復して偏光ビームスプリッタ
３０Ｐで反射偏向された第２偏光を、第１及び第２の原
色光に分離しかつ直線偏光にしてそれぞれ第１及び第２
のライトバルブ１４２、１４３に入射させる。ここに全
反射器は、全反射ミラー又は全反射プリズムである。

【００１４】この第１態様では、第１全反射器３１又は
第３全反射器３２の位置を調整するだけで光路長を調整
できるので、調整が容易である。本発明の第２態様で
は、例えば図３に示す如く、光路差等長化光学系３１〜
３４は、白色光源１０と分離光学系２１Ｂ、２１Ｒ、１
２１〜１２３、１３１〜１３３との間に配置され、白色
光源１０から放射された光のうちＰ偏光とＳ偏光との一
方である第１偏光を反射偏向させＰ偏光とＳ偏光との他
方である第２偏光を透過させる偏光ビームスプリッタ３
０Ｓと、偏光ビームスプリッタ３０Ｓを透過した光を逆
反射させ偏光ビームスプリッタ３０Ｓに入射させる第１
全反射器３１と、偏光ビームスプリッタ３０Ｓと第１全
反射器３１との間の光路中に配置された第１の１／４波
長板３３と、第１の１／４波長板３３を往復透過して偏
光ビームスプリッタ３０Ｓで反射偏向された光を逆反射
させる第２全反射器３２と、偏光ビームスプリッタ３０
Ｓと第２全反射器３２との間の光路中に配置された第２
の１／４波長板３４と、を有し、分離光学系２１Ｂ、２
１Ｒ、１２１〜１２３、１３１〜１３３は、偏光ビーム
スプリッタ３０Ｓで直接反射偏向された第１偏光を、第
３原色光にしかつ直線偏光にして第３ライトバルブ１４
３に入射させ、偏光ビームスプリッタ３０Ｓを透過し第
１及び第２の全反射器１２０、１２１の間を往復して偏
光ビームスプリッタ３０Ｓを透過した第２偏光を、第１
及び第２の原色光に分離しかつ直線偏光にしてそれぞれ
第１及び第２のライトバルブ１４１、１４２に入射させ
る。

【００１５】この第２態様では、第１全反射器３１又は
第３全反射器３２の位置を調整するだけで光路長を調整
できるので、調整が容易である。また、第１及び第２の
全反射器３１、３２よりも比較的大型の白色光源１０
を、上記第１態様よりも混色光学系２５側に配置可能で
あるので、投写型表示装置をコンパクトにすることがで
きる。

【００１６】本発明の第３態様では、例えば図５に示す
如く、光路差等長化光学系は、分離光学系に組み込まれ
ており、分離光学系及び光路差等長化光学系は、白色光
源１０から放射された光のうち、第１原色光のＰ偏光と
Ｓ偏光との一方である第１偏光を反射偏向させ残りを透
過させる第１の偏光ダイクロイック反射器３５と、第１
の偏光ダイクロイック反射器３５を透過した光のうち、
第２原色光の第１偏光又は第２偏光を反射偏向させ残り
を透過させる第２の偏光ダイクロイック反射器３６と、
第２の偏光ダイクロイック反射器３６を透過した光のう
ち、第１原色光の光を逆反射させ残りを透過させる第１
ダイクロイック反射器３８と、第２の偏光ダイクロイッ
ク反射器３６と第１ダイクロイック反射器３８との間の
光路中に配置された１／４波長板３３と、第１ダイクロ
イック反射器３８を透過した光のうち、第３原色光を反
射偏向させ残りを透過させる第２ダイクロイック反射器
３７と、第１及び第２の偏光ダイクロイック反射器３
５、３６並びに１／４波長板３３を透過し、第１ダイク
ロイック反射器３８で逆反射され、１／４波長板３３及
び第２の偏光ダイクロイック反射器３６を透過し、さら
に第１の偏光ダイクロイック反射器３５で反射偏向され
た光を反射偏向させ第１ライトバルブ１４１に入射させ
る第１全反射器１２１と、第２ダイクロイック反射器３
７を透過した光を逆反射させる第２全反射器１２２と、
第２ダイクロイック反射器３７で反射偏向された光を反
射偏向させ第３ライトバルブ１４３へ入射させる第３全
反射器１２３と、第２ダイクロイック反射器３７と第３
ライトバルブ１４３との間の光路中に配置された偏光子
１３３と、を有し、第２の偏光ダイクロイック反射器３
６及び１／４波長板３３を透過し第１ダイクロイック反
射器３８で逆反射され、１／４波長板３３を透過し第２
の偏光ダイクロイック反射器３６で反射偏向された第２
原色光が第２ライトバルブ１４２に入射するように第２
の偏光ダイクロイック反射器３６が配置され、第１の偏
光ダイクロイック反射器３５と第１ダイクロイック反射
器３８との間の光路長が第２の偏光ダイクロイック反射
器３６と第２全反射器１２２との間の光路長に略等しく
され、かつ、第２ダイクロイック反射器３７と第２全反
射器１２２との間の光路長の２倍が第１の偏光ダイクロ
イック反射器３５と第２の偏光ダイクロイック反射器３
６との間の光路長よりも短くされている。ここに、偏向
ダイクロイック反射器は、偏向ダイクロイックミラー又
は偏光ダイクロイックプリズムであり、ダイクロイック
反射器は、ダイクロイックミラー又はダイクロイックプ
リズムである。

【００１７】この第３態様では、色分離光学系と光路差
等長化光学系との全体の光学素子数が上記第１態様及び
第２態様よりも少ないので、第１態様及び第２態様より
も、構成が簡単になり、かつ、コンパクトにすることが
できる。本発明の第４態様では、例えば図１５に示す如
く、光路差等長化光学系は、分離光学系に組み込まれて
おり、分離光学系及び光路差等長化光学系は、白色光源
１０から放射された光のうち、第１原色光のＰ偏光とＳ
偏光との一方である第１偏光を反射偏向させ残りを透過
させる第１の偏光ダイクロイック反射器３５と、第１の
偏光ダイクロイック反射器３５で反射された光を逆反射
させる第１全反射器３１と、第１の偏光ダイクロイック
反射器３５と第１全反射器３１との間の光路中に配置さ
れた第１の１／４波長板３３と、第１全反射器３１で反
射され第１の１／４波長板３３及び第１の偏光ダイクロ
イック反射器３５を透過した光を反射偏向させ第１ライ
トバルブ１４１に入射させる第２全反射器１２１と、第
１の偏光ダイクロイック反射器３５を直接透過した光の
うち、第２原色光の第１偏光又は第２偏光を反射偏向さ
せ残りを透過させる第２の偏光ダイクロイック反射器３
６と、第２の偏光ダイクロイック反射器３６で反射偏向
された光を逆反射させる第３全反射器３２と、第２の偏
光ダイクロイック反射器３６と第３全反射器３２との間
の光路中に配置された第２の１／４波長板３４と、第２
の偏光ダイクロイック反射器３６を直接透過した光を反
射偏向させ第３ライトバルブ１４３に入射させる第４及
び第５の全反射器１２２、１２３と、第２の偏光ダイク
ロイック反射器３６と第３ライトバルブ１４３との間の
光路中に配置され第３原色の直線偏光のみを透過させる
偏光子１３３と、を有し、第３全反射器３２で逆反射さ
れ第２の１／４波長板３４を透過して第２の偏光ダイク
ロイック反射器３６を透過した光が第２ライトバルブ１
４２に入射される。

【００１８】この第４態様では、色分離光学系と光路差
等長化光学系との全体の光学素子数が上記第１態様及び
第２態様よりも少ないので、第１態様及び第２態様より
も構成が簡単になる。また、第１〜第３原色光の、白色
光源１０から投写レンズ１７までの光路長を互いに等し
くすることができるので、上記第３態様よりもスクリー
ン上での色むらを低減することができる。

【００１９】また、第１全反射器３１と第１の偏光ダイ
クロイック反射器３５との間の光路長と、第３全反射ミ
ラー３２と第２の偏光ダイクロイックミラー３６との間
の光路長とを、互いに独立に調整できるので、上記第１
態様及び第２態様よりもスクリーン１８上での色むらを
低減することが可能となる。本発明の第５態様では、例
えば図１７に示す如く、光路差等長化光学系は、分離光
学系に組み込まれており、分離光学系及び光路差等長化
光学系は、互いに交差する面の一方に、白色光源１０か
ら放射された光のうち、第１原色光、及び、第２原色光
のＰ偏光とＳ偏光との一方である第１偏光を反射偏向さ
せ残りを透過させる第１の偏光ダイクロイックミラー面
４１１が形成され、該交差面の他方に、白色光源１０か
ら放射された光のうち、第３原色光、及び、第２原色光
のＰ偏光とＳ偏光との他方である第２偏光を反射偏向さ
せ残りを透過させる第２の偏光ダイクロイックミラー面
４１３が形成された偏光ダイクロイック反射器４１と、
第１の偏光ダイクロイックミラー面４１１で反射偏向さ
れた光を反射偏向させ第１ライトバルブ１４１に入射さ
せる第１及び第２の全反射器１２０、１２１と、第１の
偏光ダイクロイックミラー面４１１と第１ライトバルブ
１４１との間の光路中に配置され、該第１偏光を遮光す
る第１偏光子１３１と、第２の偏光ダイクロイックミラ
ー面４１３で反射偏向された光を反射偏向させ第３ライ
トバルブ１４３に入射させる第３及び第４の全反射器１
２２、１２３と、第３全反射器３２と該第４全反射器と
の間の光路中に配置され、第２全反射器３２で反射され
た第２原色光を逆反射させ第３原色光を透過させるダイ
クロイック反射器３８と、第２の偏光ダイクロイックミ
ラー面４１３とダイクロイック反射器３８との間の光路
中に配置された１／４波長板３３と、ダイクロイック反
射器３８と第３ライトバルブ１４３との間の光路中に配
置された第２偏光子１３３と、を有し、ダイクロイック
反射器３８で逆反射され、第３全反射器３２で反射偏向
されて第１の偏光ダイクロイックミラー面４１１で反射
偏向された第２原色光が第２ライトバルブ１４２に入射
するように偏光ダイクロイック反射器４１が配置され、
ダイクロイック反射器３８及び１／４波長板３３を除い
た構成が白色光源１０の光軸を通る対称面を有し、第３
全反射器３２とダイクロイック反射器３８との間の光路
長の２倍が第２の偏光ダイクロイックミラー面４１３と
第３全反射器３２との間の光路長よりも短くされてい
る。ここに偏光ダイクロイック反射器４１は、互いに交
差する偏光ダイクロイックミラー又は偏光ダイクロイッ
クプリズムである。

【００２０】この第５態様では、ダイクロイック反射器
３８及び１／４波長板３３を除いた構成が白色光源１０
の光軸を通る対称面を有しているので、上記第１〜４態
様よりも投写型表示装置をコンパクトにすることができ
る。

【００２１】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。 ［第１実施例］図１は、第１実施例の投写型表示装置の
光学系を示す。図中、一点鎖線は光軸を示す。

【００２２】白色光源１０の前方には、白色光源１０か
らの平行光に対し４５゜傾斜させた偏光ビームスプリッ
タ３０Ｐが配置されている。偏光ビームスプリッタ３０
Ｐは、図２（Ａ）に示す反射率を有しており、電気ベク
トル振動方向が入射面内のＰ偏光を反射させ、電気ベク
トル振動方向が入射面に垂直なＳ偏光を透過させる。偏
光ビームスプリッタ３０Ｐを挟むように、かつ、白色光
源１０からの平行光と平行に、全反射ミラー３１と全反
射ミラー３２とが互いに対向して配置されている。全反
射ミラー３１及び３２の偏光ビームスプリッタ３０Ｐ側
の面にはそれぞれ、１／４波長板３３及び３４が接合さ
れている。

【００２３】白色光源１０から放射された平行光のう
ち、Ｓ偏光は偏光ビームスプリッタ３０Ｐを透過し、Ｐ
偏光は、偏光ビームスプリッタ３０Ｐで反射されて１／
４波長板３３を透過し全反射ミラー３１で反射され１／
４波長板３３を再度透過してＳ偏光となり、偏光ビーム
スプリッタ３０Ｐ及び１／４波長板３４を透過し全反射
ミラー３２で反射され１／４波長板３４を再度透過して
Ｐ偏光となり、偏光ビームスプリッタ３０Ｐで反射され
る。

【００２４】したがって、全反射ミラー３１と全反射ミ
ラー３２との間の光路長をＸとすると、偏光ビームスプ
リッタ３０Ｐから図１の下方へ進むＰ偏光とＳ偏光との
間の光路差は、２Ｘとなる。この光路差は、後述のよう
に、赤色光Ｒ、青色光Ｂ及び緑色光Ｇの間の光路差を互
いに等しくするために利用される。白色光源１０の光軸
上には、偏光ビームスプリッタ３０Ｐと平行にダイクロ
イックミラー２１Ｂ及び２１Ｒが配置されている。ダイ
クロイックミラー２１Ｂ及び２１Ｒはそれぞれ、図２
（Ｂ）及び（Ｃ）に示す反射率を有する。すなわち、ダ
イクロイックミラー２１Ｂは、約５００nm以下の波長域
の青色光Ｂを反射させ、残りの緑色光Ｇ及び赤色光Ｒを
透過させる。また、ダイクロイックミラー２１Ｒは、約
６００nm以上の波長域の赤色光Ｒを反射させ、残りの波
長域約５００〜６００nmの緑色光Ｇを透過させる。

【００２５】したがって、偏光ビームスプリッタ３０Ｐ
からの白色光のうち、青色光Ｂはダイクロイックミラー
２１Ｂで反射され、赤色光Ｒはダイクロイックミラー２
１Ｂを透過してダイクロイックミラー２１Ｒで反射さ
れ、緑色光Ｇはダイクロイックミラー２１Ｂ及び２１Ｒ
を透過する。分離された青色光Ｂ、赤色光Ｒ及び緑色光
Ｇがそれぞれ垂直入射するように、偏光子１３１、１３
２及び１３３が配置されている。偏光子１３１及び１３
２の透過軸方位は、いずれもＰ偏光のみを透過させる方
位となっている。このため、偏光子１３１及び１３２に
はそれぞれ、全反射ミラー３１と全反射ミラー３２との
間を往復した青色光ＢのＰ偏光及び赤色光ＲのＰ偏光の
みが透過する。これに対し、偏光子１３３の透過軸方位
は、Ｓ偏光のみ透過させる方位となっており、偏光子１
３３には、偏光ビームスプリッタ３０Ｐを直接透過した
緑色光Ｇのみが透過する。

【００２６】一方、立方体のダイクロイックプリズム２
５の周りの４面に、ライトバルブ１４１、１４２、１４
３及び投写レンズ１７が接近して配置されている。ライ
トバルブ１４２は、偏光子１３２と平行に対向してい
る。ライトバルブ１４１は、偏光子１３１と直角になっ
ており、偏光子１３１を透過した青色光Ｂをライトバル
ブ１４１に垂直入射させるために、光路折り曲げ用の全
反射ミラー１２１が配置されている。また、ライトバル
ブ１４３は、偏光子１３３と離れて互いに平行になって
おり、偏光子１３３を透過した緑色光Ｇをライトバルブ
１４３に垂直入射させるために、光路折り曲げ用の全反
射ミラー１２２及び１２３が配置されている。

【００２７】ダイクロイックプリズム２５は、互いに交
差する対角面に、ダイクロイックミラー面２５１及び２
５３が形成されている。ライトバルブ１４１からの青色
光Ｂは、その一部がダイクロイックミラー面２５３を透
過しダイクロイックミラー面２５１で反射され、残りが
ダイクロイックミラー面２５１で反射されダイクロイッ
クミラー面２５３を透過し、共に投写レンズ１７を通
る。ライトバルブ１４３からの緑色光Ｇは、その一部が
ダイクロイックミラー面２５１を透過しダイクロイック
ミラー面２５３で反射され、残りがダイクロイックミラ
ー面２５３で反射されダイクロイックミラー面２５１を
透過し、共に投写レンズ１７を通る。ライトバルブ１４
２からの赤色光Ｒは、ダイクロイックミラー面２５１及
び１５３を透過して投写レンズ１７を通る。投写レンズ
１７を通った赤、緑及び青の混色画像光は、スクリーン
１８上に拡大投写される。

【００２８】ダイクロイックミラー２１Ｒと全反射ミラ
ー１２２との間の光路長は、Ｘに等しくされている。こ
れにより、赤色光Ｒ、青色光Ｂ及び緑色光Ｇの、白色光
源１０から投写レンズ１７までの光路長が、互いに等し
くなる。したがって、本第１実施例によれば、スクリー
ン１８上で色むらが生ずるのを防止することができる。

【００２９】また、全反射ミラー３１又は３２の位置を
調整するだけで光路長を調整できるので、調整が容易で
ある。さらに、ライトバルブ１４１〜１４３の各々と投
写レンズ１７との間の光路長を短くできるので、投写レ
ンズ１７の焦点距離を短くして投写レンズ１７からスク
リーン１８までの距離を短くすることができる。

【００３０】なお、偏光子１３１は、全反射ミラー１２
１とライトバルブ１４１との間に配置してもよく、偏光
子１３３は、全反射ミラー１２２と全反射ミラー１２３
との間又は全反射ミラー１２３とライトバルブ１４３と
の間に配置してもよい。また、Ｐ偏光とＳ偏光とを逆に
したものであってもよい。 ［第２実施例］図３は、第２実施例の投写型表示装置の
光学系を示す。

【００３１】この投写型表示装置では、図１において、
１／４波長板３３が接合された全反射ミラー３１を、こ
れよりも大型の白色光源１０と入れ換えた配置となって
いるので、３投写型表示装置全体がコンパクトになる。
また、偏光ビームスプリッタ３０Ｐの代わりに、Ｐ偏光
を透過しＳ偏光を反射させる偏光ビームスプリッタ３０
Ｓを用いている。偏光ビームスプリッタ３０Ｓは、ダイ
クロイックミラー２１Ｂと直角に配置されている。

【００３２】白色光源１０から放射された平行光のう
ち、Ｓ偏光は偏光ビームスプリッタ３０Ｓで反射され、
Ｐ偏光は、偏光ビームスプリッタ３０Ｓを透過し１／４
波長板３４を透過し全反射ミラー３２で反射され１／４
波長板３４を再度透過してＳ偏光となり、偏光ビームス
プリッタ３０Ｓで反射され、１／４波長板３３を透過し
全反射ミラー３１で反射され１／４波長板３３を再度透
過してＰ偏光となり、偏光ビームスプリッタ３０Ｓを透
過する。したがって、上記第１実施例と同様に、偏光ビ
ームスプリッタ３０Ｓから図３の下方へ進むＰ偏光とＳ
偏光との間に光路差２Ｘが生ずる。

【００３３】１／４波長板３３及び３４は、図４（Ａ）
に示す如く、波長５００nmに対するものとなっており、
このため、Ｐ偏光とＳ偏光との間の変換効率は、青色光
Ｂ及び緑色光Ｇに対し互いにほぼ同一となっているが、
赤色光Ｒに対しては低くなっている。そこで、図１のダ
イクロイックミラー２１Ｒの代わりに、緑色光Ｇを反射
させる図４（Ｂ）に示すような特性のダイクロイックミ
ラー２１Ｇを用いて、ライトバルブ１４１に入射する青
色光Ｂと、ライトバルブ１４２に入射する緑色光Ｇの強
度をより等しくし、かつ、上記光路差２Ｘを第１実施例
の場合よりも短くして、ライトバルブ１４３に入射する
赤色光Ｒの強度を、ライトバルブ１４１及び１４２に入
射する光強度に等しくさせている。これにより、上記第
１実施例よりもスクリーン１８上での色むらを低減させ
ることができる。

【００３４】上記第１実施例及び本第２実施例では、光
路差等長化光学系３１〜３４が白色光源１０と分離光学
系２１Ｂ、２１Ｒ、１２１〜１２３、１３１〜１３３と
の間に配置されているが、以下の実施例では、光路差等
長化光学系が分離光学系に一体不可分に組み込まれてい
る場合を説明する。 ［第３実施例］図５は、第３実施例の投写型表示装置の
光学系を示す。

【００３５】この投写型表示装置では、図１のダイクロ
イックミラー２１Ｂ、２１Ｒ及び全反射ミラー１２２の
代わりにそれぞれ、偏光ダイクロイックミラー３５、３
６及びダイクロイックミラー３７が配置され、かつ、偏
光ダイクロイックミラー３５及び３６の取付角が全反射
ミラー１２１に対し直角になっている。また、図１の光
路差調整用の偏光ビームスプリッタ３０Ｐ、全反射ミラ
ー３１、３２及び１／４波長板３３、３４の代わりに、
１／４波長板３３が接合されたダイクロイックミラー３
８が、偏光ダイクロイックミラー３６とダイクロイック
ミラー３７との間に配置され、かつ、ダイクロイックミ
ラー３７を介してダイクロイックミラー３８と平行に全
反射ミラー１２２が配置されている。偏光子１３３は、
ダイクロイックミラー３７と全反射ミラー１２３との間
に配置されている。他の点は図１と同一である。

【００３６】［１］第１態様 偏光ダイクロイックミラー３５、３６、ダイクロイック
ミラー３８及び３７の透過率がそれぞれ図６（Ａ）、
（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）に示す場合の、赤色光Ｒ、緑
色光Ｇ及び青色光Ｂの光路を、図７（Ａ）〜（Ｃ）に示
す。 （Ａ）赤色光路 白色光源１０から放射された平行光のうち赤色光Ｒは、
そのＰ偏光が偏光ダイクロイックミラー３５で反射され
て除去され、Ｓ偏光が偏光ダイクロイックミラー３５及
び３６を透過し１／４波長板３３を透過してダイクロイ
ックミラー３７で反射され、１／４波長板３３を再度透
過してＰ偏光となり、偏光ダイクロイックミラー３６を
透過して偏光ダイクロイックミラー３５で反射され、さ
らに全反射ミラー１２１で反射されてライトバルブ１４
１に入射する。

【００３７】（Ｂ）緑色光路 白色光源１０から放射された平行光のうち緑色光Ｇは、
偏光ダイクロイックミラー３５を透過し、偏光ダイクロ
イックミラー３６でＰ偏光が反射されて除去され、Ｓ偏
光が１／４波長板３３を透過して楕円偏光となり、ダイ
クロイックミラー３７及び３８を透過し、全反射ミラー
１２２で反射され、再度ダイクロイックミラー３７及び
３８を透過し、１／４波長板３３を透過してＰ偏光とな
り、偏光ダイクロイックミラー３６で反射されてライト
バルブ１４２に入射する。

【００３８】（Ｃ）青色光路 白色光源１０から放射された白色光のうち青色光Ｂは、
偏光ダイクロイックミラー３５、３６、１／４波長板３
３及びダイクロイックミラー３８を透過してダイクロイ
ックミラー３７で反射され、偏光子１３３に入射する。
１／４波長板３３に入射する青色光Ｂは直線偏光でない
ので、偏光子１３３に入射する青色光Ｂに対する１／４
波長板３３の影響は無視できる。偏光子１３３は、Ｐ偏
光のみを透過させるように透過軸方位が定められてい
る。偏光子１３３を透過したＰ偏光は、全反射ミラー１
２３で反射されてライトバルブ１４３に入射する。

【００３９】ライトバルブ１４１〜１４３を通った後の
光路は上記第１実施例と同一である。偏光ダイクロイッ
クミラー３５からダイクロイックミラー３８までの距離
は、偏光ダイクロイックミラー３６から全反射ミラー１
２２までの距離に等しくなっている。これにより、赤色
光Ｒ及び緑色光Ｇの、白色光源１０から投写レンズ１７
までの光路長が互いに等しくなる。

【００４０】また、青色光Ｂの、白色光源１０から投写
レンズ１７までの光路長は、緑色光Ｇの、白色光源１０
から投写レンズ１７までの光路長よりも、ダイクロイッ
クミラー３７と全反射ミラー１２２との間の光路長Ｙの
２倍だけ長い。したがって、２Ｙを偏光ダイクロイック
ミラー３６とダイクロイックミラー３７との間の光路長
よりも短くすることにより、図２０の投写型表示装置よ
りもスクリーン１８上での色むらを低減させることがで
きる。例えば、偏光ダイクロイックミラー３６とダイク
ロイックミラー３７との間隔２００mmに対し、２Ｙ＝１
００mmである。

【００４１】また、色分離光学系と光路差等長化光学系
との全体の光学素子数が上記第１実施例及び第２実施例
よりも少ないので、上記第１実施例及び第２実施例より
も、構成が簡単になり、かつ、コンパクトにすることが
できる。なお、偏光ダイクロイックミラー３５として、
図８に示すように緑色光ＧのＰ偏光の透過率がほぼ０の
ものを使用すれば、図７（Ｂ）において偏光ダイクロイ
ックミラー３５で緑色光ＧのＰ偏光を反射させて除外で
き、表示品質をより向上させることができる。

【００４２】また、１／４波長板３３が接合されたダイ
クロイックミラー３８を偏向ダイクロイックミラー３５
と３６との間に配置し、ダイクロイックミラー３７の代
わりに全反射ミラー１２２を配置し、この全反射ミラー
１２２と偏光ダイクロイックミラー３６との間に、１／
４波長板が接合され、緑色光Ｇを反射し赤色光Ｒを透過
させるダイクロイックミラーをダイクロイックミラー３
８と平行に配置した構成であってもよい。この点は、以
下の第２〜６態様についても同様である。

【００４３】以下の第２〜６態様では、赤色光Ｒ、青色
光Ｂ及び緑色光Ｇの光路が第１実施例と異なる。 ［２］第２態様 偏光ダイクロイックミラー３５、３６、ダイクロイック
ミラー３８及び３７の透過率がそれぞれ図９（Ａ）、
（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）に示す場合の、青色光Ｂ、緑
色光Ｇ及び赤色光Ｒの光路を説明する。青色光Ｂ、緑色
光Ｇ及び赤色光Ｒの光路はそれぞれ、図７の（Ａ）〜
（Ｃ）と一致する。

【００４４】（Ａ）青色光路 白色光源１０から放射された平行光のうち青色光Ｂは、
そのＰ偏光が偏光ダイクロイックミラー３５で反射され
て除去され、Ｓ偏光が偏光ダイクロイックミラー３５及
び３６を透過し１／４波長板３３を透過してダイクロイ
ックミラー３７で反射され、１／４波長板３３を再度透
過してＰ偏光となり、偏光ダイクロイックミラー３６を
透過して偏光ダイクロイックミラー３５で反射され、さ
らに全反射ミラー１２１で反射されてライトバルブ１４
１に入射する。

【００４５】（Ｂ）緑色光路 白色光源１０から放射された平行光のうち緑色光Ｇは、
偏光ダイクロイックミラー３５を透過し、偏光ダイクロ
イックミラー３６でＰ偏光が反射されて除去され、Ｓ偏
光が１／４波長板３３を透過して楕円偏光となり、ダイ
クロイックミラー３７及び３８を透過し、全反射ミラー
１２２で反射され、再度ダイクロイックミラー３７及び
３８を透過し、１／４波長板３３を透過してＰ偏光とな
り、偏光ダイクロイックミラー３６で反射されてライト
バルブ１４２に入射する。

【００４６】（Ｃ）赤色光路 白色光源１０から放射された白色光のうち赤色光Ｒは、
偏光ダイクロイックミラー３５、３６、１／４波長板３
３及びダイクロイックミラー３８を透過してダイクロイ
ックミラー３７で反射され、Ｐ偏光のみ偏光子１３３を
透過し、全反射ミラー１２３で反射されてライトバルブ
１４３に入射する。

【００４７】［３］第３態様 偏光ダイクロイックミラー３５、３６、ダイクロイック
ミラー３８及び３７の透過率がそれぞれ図１０（Ａ）、
（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）に示す場合の、赤色光Ｒ、青
色光Ｂ及び緑色光Ｇの光路はそれぞれ、図７の（Ａ）〜
（Ｃ）に一致する。

【００４８】［４］第４態様 偏光ダイクロイックミラー３５、３６、ダイクロイック
ミラー３８及び３７の透過率がそれぞれ図１１（Ａ）、
（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）に示す場合の、緑色光Ｇ、青
色光Ｂ及び赤色光Ｒの光路はそれぞれ、図７の（Ａ）〜
（Ｃ）に一致する。

【００４９】［５］第５態様 偏光ダイクロイックミラー３５、３６、ダイクロイック
ミラー３８及び３７の透過率がそれぞれ図１２（Ａ）、
（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）に示す場合の、緑色光Ｇ、赤
色光Ｒ及び青色光Ｂの光路はそれぞれ、図７の（Ａ）〜
（Ｃ）に一致する。

【００５０】［６］第６態様 偏光ダイクロイックミラー３５、３６、ダイクロイック
ミラー３８及び３７の透過率がそれぞれ図１３（Ａ）、
（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）に示す場合の、青色光Ｂ、赤
色光Ｒ及び緑色光Ｇの光路はそれぞれ、図７の（Ａ）〜
（Ｃ）に一致する。

【００５１】なお、上記第１〜６態様において、Ｐ偏向
とＳ偏向とを入れ換えた変形例であってもよい。 ［第４実施例］図１４は、第４実施例の投写型表示装置
の光学系を示す。この投写型表示装置は、図５のダイク
ロイックプリズム２５の代わりに全反射ミラー１２４及
び１２５を用い、図５の投写レンズ１７の代わりに投写
レンズ１７１〜１７３を用いている。

【００５２】ライトバルブ１４１を通った光は、全反射
ミラー１２４で反射されて投写レンズ１７１でスクリー
ン１８上に投写され、ライトバルブ１４２を通った光
は、投写レンズ１７２を透過してスクリーン１８上に投
写され、ライトバルブ１４３を通った光は、全反射ミラ
ー１２５で反射されて投写レンズ１７３でスクリーン１
８上に投写される。３つの投写レンズ１７１、１７２及
び１７３を用いているので、投写レンズ１７１の光軸
を、ライトバルブ１４１の中心を通り全反射ミラー１２
４で反射される光軸よりも少し投写レンズ１７２側へず
らし、投写レンズ１７３の光軸を、ライトバルブ１４３
の中心を通り全反射ミラー１２５で反射される光軸より
も少し投写レンズ１７２側へずらすことにより、ライト
バルブ１４１、１４２及び１４３の対応する画素を通っ
た光をスクリーン１８上の同一点に重畳させている。

【００５３】本第４実施例によれば、図５のダイクロイ
ックミラー面２５１とダイクロイックミラー面２５３の
交差部で特性が変わるダイクロイックプリズム２５を用
いていないので、スクリーン１８上でより色むらの少な
い投写画像を得ることができる。また、高価なダイクロ
イックプリズム２５を用いていないので、投写型表示装
置を安価に提供することができる。

【００５４】［第５実施例］図１５は、第５実施例の投
写型表示装置の光学系を示す。この投写型表示装置で
は、図５のダイクロイックミラー３７の代わりに全反射
ミラー１２２を配置し、図５の１／４波長板３３及びダ
イクロイックミラー３８の代わりに、１／４波長板３３
が接合された全反射ミラー３１を、偏光ダイクロイック
ミラー３５に対し全反射ミラー１２１と反対側に配置
し、かつ、１／４波長板３４が接合された全反射ミラー
３２を、偏光ダイクロイックミラー３６に対しライトバ
ルブ１４２と反対側に配置した構成となっている。

【００５５】偏光ダイクロイックミラー３５及び３６の
透過率の一例を図１６に示す。 （Ａ）青色光路 白色光源１０から放射された平行光のうち青色光Ｂは、
そのＳ偏光が偏光ダイクロイックミラー３５を透過し、
Ｐ偏光が偏光ダイクロイックミラー３５で反射され１／
４波長板３３を透過して全反射ミラー３１で反射され、
１／４波長板３３を再度透過してＳ偏光となり、偏光ダ
イクロイックミラー３５を透過して全反射ミラー１２１
で反射され、ライトバルブ１４１に入射する。

【００５６】（Ｂ）緑色光路 白色光源１０から放射された平行光のうち緑色光Ｇは、
偏光ダイクロイックミラー３５を透過し、そのＳ偏光が
偏光ダイクロイックミラー３６を透過し、Ｐ偏光が偏光
ダイクロイックミラー３６で反射され１／４波長板３４
を透過して全反射ミラー３２で反射され、１／４波長板
３４を再度透過してＳ偏光となり、偏光ダイクロイック
ミラー３６を透過してライトバルブ１４２に入射する。

【００５７】（Ｃ）赤色光路 白色光源１０から放射された平行光のうち赤色光Ｒは、
偏光ダイクロイックミラー３５及び３６を透過し、全反
射ミラー１２２で反射され、Ｐ偏光のみ１／４波長板３
３を透過し、全反射ミラー１２３で反射されてライトバ
ルブ１４３に入射する。赤色光Ｒ及び青色光ＢのＳ偏光
は、偏光子１３３で遮光される。

【００５８】ライトバルブ１４１〜１４３を通った後の
光路は上記第１実施例と同一である。全反射ミラー３１
と偏光ダイクロイックミラー３５との間の光路長及び全
反射ミラー３２と偏光ダイクロイックミラー３６との間
の光路長はいずれも、偏光ダイクロイックミラー３６と
全反射ミラー１２２との間の光路長に等しく調整されて
いる。これにより、赤色光Ｒ、青色光Ｂ及び緑色光Ｇ
の、白色光源１０から投写レンズ１７までの光路長が互
いに等しくなり、本第５実施例によれば、上記第１実施
例と同一の効果が得られる。

【００５９】また、全反射ミラー３１と偏光ダイクロイ
ックミラー３５との間の光路長と、全反射ミラー３２と
偏光ダイクロイックミラー３６との間の光路長とを、互
いに独立に調整できるので、スクリーン１８上での色む
らをより低減することが可能となる。さらに、色分離光
学系と光路差等長化光学系との全体の光学素子数が上記
第１実施例及び第２実施例よりも少ないので、上記第１
実施例及び第２実施例よりも構成が簡単になる。

【００６０】また、赤色光Ｒ、青色光Ｂ及び緑色光Ｇ
の、白色光源１０から投写レンズ１７までの光路長を互
いに等しくすることができるので、上記第３実施例及び
第４実施例よりもスクリーン上での色むらを低減するこ
とができる。 ［第６実施例］図１７は、第６実施例の投写型表示装置
の光学系を示す。

【００６１】この投写型表示装置は、１／４波長板３３
及びダイクロイックミラー３８を除き、投写レンズ１７
の光軸を通り紙面に垂直な面に対し、対称形になってい
る。図１７中の光学素子の特性の一例を、図１８（Ａ）
〜（Ｅ）に示す。ライトバルブ１４１、１４２及び１４
３に対向してそれぞれ、Ｐ偏光を遮光するための偏光子
１３１、Ｓ偏光を遮光するための偏光子１３２、及び、
Ｐ偏光とＳ偏光のいずれか一方を遮光するための偏光子
１３３が配置されている。この偏光子１３３は、原理的
には用いなくてもよい。白色光源１０は、その光軸を投
写レンズ１７の光軸に一致させて配置されている。白色
光源１０と偏光子１３２の間には、偏光ダイクロイック
プリズム４１が配置されている。偏光ダイクロイックプ
リズム４１は、互いに交差する対向面に偏光ダイクロイ
ックミラー面４１１及び４１３が形成されている。白色
光源１０から放射された平行光のうち、偏光ダイクロイ
ックミラー面４１１で反射された光を偏光子１３１に入
射させるために、光路折り曲げ用の全反射ミラー１２０
及び１２１が配置され、偏光ダイクロイックミラー面４
１３で反射された光を偏光子１３３に入射させるため
に、光路折り曲げ用の全反射ミラー１２２及び１２３が
配置されている。全反射ミラー１２２と全反射ミラー１
２３との間には、１／４波長板３３が接合されたダイク
ロイックミラー３８が配置されている。この投写型表示
装置の光学素子の特性の一例を、図１８に示す。

【００６２】（Ａ）赤色光路 白色光源１０から放射された平行光のうち赤色光Ｒは、
一部が偏光ダイクロイックミラー面４１３で反射され偏
光ダイクロイックミラー面４１１を透過し、残りが偏光
ダイクロイックミラー面４１１を透過し偏光ダイクロイ
ックミラー面４１３で反射され、両者が全反射ミラー１
２２で反射され、１／４波長板３３及びダイクロイック
ミラー３８を透過して全反射ミラー１２３で反射され、
そのＰ偏光とＳ偏光の一方が偏光子１３３を透過してラ
イトバルブ１４３に入射する。

【００６３】（Ｂ）青色光路 白色光源１０から放射された平行光のうち青色光Ｂは、
一部が偏光ダイクロイックミラー面４１３を透過し偏光
ダイクロイックミラー面４１１で反射され、残りが偏光
ダイクロイックミラー面４１１で反射され偏光ダイクロ
イックミラー面４１３を透過し、両者が全反射ミラー１
２０及び１２１で反射され、そのＳ偏光のみが偏光子１
３１を透過してライトバルブ１４１に入射する。

【００６４】（Ｃ）緑色光路 白色光源１０から放射された平行光のうち緑色光ＧのＰ
偏光は、その一部が偏光ダイクロイックミラー面４１１
で反射され偏光ダイクロイックミラー面４１３を透過
し、残りが偏光ダイクロイックミラー面４１３を透過し
偏光ダイクロイックミラー面４１１で反射され、両者が
全反射ミラー１２０及び１２１で反射され、偏光子１３
１で遮光される。一方、白色光源１０から放射された平
行光のうち緑色光ＧのＳ偏光は、その一部が偏光ダイク
ロイックミラー面４１１を透過し偏光ダイクロイックミ
ラー面４１３で反射され、残りが偏光ダイクロイックミ
ラー面４１３で反射され偏光ダイクロイックミラー面４
１１を透過し、両者が全反射ミラー１２２で反射され、
１／４波長板３３を透過しダイクロイックミラー３８で
反射され、１／４波長板３３を再度透過してＰ偏光とな
り、全反射ミラー１２２で反射され、その一部が偏光ダ
イクロイックミラー面４１３を透過して偏光ダイクロイ
ックミラー面４１１で反射され、残りが偏光ダイクロイ
ックミラー面４１１で反射されて偏光ダイクロイックミ
ラー面４１３を透過し、両者が偏光子１３２を透過して
ライトバルブ１４２に入射する。

【００６５】ライトバルブ１４１〜１４３を通った後の
光路は上記第１実施例と同一である。赤色光Ｒ及び青色
光Ｂの、白色光源１０から投写レンズ１７までの光路長
は、互いに等しい。また、緑色光Ｇの、白色光源１０か
ら投写レンズ１７までの光路長は、赤色光Ｒの、白色光
源１０から投写レンズ１７までの光路長よりも、ダイク
ロイックミラー３８と全反射ミラー１２２との間の光路
長Ｙの２倍だけ長い。

【００６６】したがって、２Ｙを偏光ダイクロイックプ
リズム４１と全反射ミラー１２２との間の光路長よりも
短くすることにより、図２０の投写型表示装置よりもス
クリーン１８上での色むらを低減させることができる。
例えば、ダイクロイックミラー３８と全反射ミラー１２
２との間隔２００mmに対し、２Ｙ＝１００mmである。本
第６実施例では、投写型表示装置の光学系が略対称形で
あるので、第２実施例よりも投写型表示装置をコンパク
トにすることができる。

【００６７】なお、本発明には外にも種々の変形例が含
まれる。例えば、上記第３実施例の赤色光Ｒ、青色光Ｂ
及び緑色光Ｇに関する各種態様は、他の実施例について
も同様に適用可能である。また、反射率又は透過率向上
のためにミラーの代わりにプリズムを用い、又は、安価
にするためにプリズムの代わりにミラーを用いてもよ
い。例えば図１７において、全反射ミラー１２０〜１２
３の代わりに全反射プリズムを用い、偏向ダイクロイッ
クプリズム４１の代わりに、互いに交差する偏向ダイク
ロイックミラーを用いてもよい。ミラーの場合には、反
射率又は透過率向上のために、屈折率補正を行った液体
中に沈めてもよい。

【００６８】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明に係る投写型
表示装置では、混色光学系が第１〜第３ライトバルブに
囲まれ、第１〜第３ライトバルブを通り混色光学系を通
った第１〜第３原色光が投写レンズでスクリーン上に投
写させるので、第１〜第３ライトバルブと投写レンズと
の間の光路長を長くすることがなく、また、白色光源か
ら第１〜第３ライトバルブまでの光路長を互いに略等し
くするための光路差等長化光学系を有するので、スクリ
ーン上での第１〜第３原色光の各照度分布を略一致させ
て色むらを低減することができるという優れた効果を奏
し、表示品質の向上に寄与するところが大きい。

【００６９】本発明の第１態様によれば、第１全反射器
又は第２全反射器の位置を調整するだけで、表示品質向
上のための光路長を調整できるので、調整が容易である
という効果を奏する。本発明の第２態様によれば、第１
全反射器又は第２全反射器の位置を調整するだけで、表
示品質向上のための光路長を調整できるので、調整が容
易であり、また、第１及び第２の全反射器よりも比較的
大型の白色光源を、上記第１態様よりも混色光学系側に
配置可能であるので、投写型表示装置をコンパクトにす
ることができるという効果を奏する。

【００７０】本発明の第３態様によれば、色分離光学系
と光路差等長化光学系との全体の光学素子数が第１態様
及び第２態様よりも少ないので、第１態様及び第２態様
よりも、構成が簡単になり、かつ、コンパクトにするこ
とができるという効果を奏する。本発明の第４態様によ
れば、色分離光学系と光路差等長化光学系との全体の光
学素子数が第１態様及び第２態様よりも少ないので、第
１態様及び第２態様よりも構成が簡単になり、また、第
１〜第３原色光の、白色光源から投写レンズまでの光路
長を互いに等しくすることができるので、第３態様より
もスクリーン上での色むらを低減することができ、さら
に、第１全反射器と第１の偏光ダイクロイック反射器と
の間の光路長と、第３全反射ミラーと第２の偏光ダイク
ロイックミラーとの間の光路長とを、互いに独立に調整
できるので、第１態様及び第２態様よりもスクリーン上
での色むらを低減することが可能となるという効果を奏
する。

【００７１】本発明の第５態様によれば、ダイクロイッ
ク反射器及び１／４波長板を除いた構成が白色光源の光
軸を通る対称面を有しているので、第１〜４態様よりも
投写型表示装置をコンパクトにすることができるという
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の投写型表示装置の光学系
図である。

【図２】本発明の第１実施例の光学素子特性図である。

【図３】本発明の第２実施例の投写型表示装置の光学系
図である。

【図４】本発明の第２実施例の光学素子特性図である。

【図５】本発明の第３実施例の投写型表示装置の光学系
図である。

【図６】本発明の第３実施例第１態様の光学素子特性図
である。

【図７】図５の装置の光路説明図である。

【図８】本発明の第３実施例第１態様の変形例の偏光ダ
イクロイックミラー３５の特性図である。

【図９】本発明の第３実施例第２態様の光学素子特性図
である。

【図１０】本発明の第３実施例第３態様の光学素子特性
図である。

【図１１】本発明の第３実施例第４態様の光学素子特性
図である。

【図１２】本発明の第３実施例第５態様の光学素子特性
図である。

【図１３】本発明の第３実施例第６態様の光学素子特性
図である。

【図１４】本発明の第４実施例の投写型表示装置の光学
系図である。

【図１５】本発明の第５実施例の投写型表示装置の光学
系図である

【図１６】本発明の第５実施例の光学素子特性図であ
る。

【図１７】本発明の第６実施例の投写型表示装置の光学
系図である。

【図１８】本発明の第６実施例の光学素子特性図である

【図１９】従来の投写型表示装置の光学系図である。

【図２０】従来の他の投写型表示装置の光学系図であ
る。

【図２１】図２０の装置のスクリーン上の照度を示す線
図である。

【符号の説明】

１０ 白色光源 １１Ｒ、１１Ｂ、１５Ｒ、１５Ｂ、２１Ｒ、２１Ｂ、２
１Ｇ、３７、３８ ダイクロイックミラー １２、１２０〜１２５、１６、３１、３２ 全反射ミラ
ー １３１〜１３３ 偏光子 １４１〜１４３ ライトバルブ １４ａ 液晶パネル １４ｂ 検光子 １７ 投写レンズ １８ スクリーン ２５ ダイクロイックプリズム ２５１、２５３ ダイクロイックミラー面 ３０Ｐ、３０Ｓ 偏光ビームスプリッタ ３３、３４ １／４波長板 ３５、３６ 偏光ダイクロイックミラー ４１ 偏光ダイクロイックプリズム ４１１、４１３ 偏光ダイクロイックミラー面 Ｒ 赤色光 Ｂ 青色光 Ｇ 緑色光

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 久 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 白色光源（１０）と、 第１〜第３原色からなる光の３原色の第１原色の映像信
   号に応じた画像の光を透過させる第１ライトバルブ（１
   ４１）と、 該第１ライトバルブの近く且つ該第１ライトバルブと略
   直角に配置され、第２原色の映像信号に応じた画像の光
   を透過させる第２ライトバルブ（１４２）と、 該第１ライトバルブと対向して配置され、第３原色の映
   像信号に応じた画像の光を透過させる第３ライトバルブ
   （１４３）と、 該白色光源から放射された光を第１〜第３原色の光
   （Ｒ、Ｇ、Ｂ）に分離し且つ直線偏光にしてそれぞれ該
   第１〜第３ライトバルブに入射させる分離光学系（２１
   Ｂ、２１Ｒ、１２１〜１２３、１３１〜１３３）と、 該第１〜第３ライトバルブに囲まれ該第１〜第３ライト
   バルブを通った該第１〜第３原色光を混合させ又は互い
   に平行にさせる混色光学系（２５）と、 該混色光学系を通った該第１〜第３原色光をスクリーン
   （１８）上に投写させる投写レンズ（１７）と、 該第１〜第３原色光の、該白色光源から該第１〜第３ラ
   イトバルブまでの光路長を互いに略等しくするための光
   路差等長化光学系（３１〜３４）と、 を有することを特徴とする投写型表示装置。
2. 【請求項２】 前記光路差等長化光学系（３１〜３４）
   は、前記白色光源（１０）と前記分離光学系（２１Ｂ、
   ２１Ｒ、１２１〜１２３、１３１〜１３３）との間に配
   置され、 該白色光源から放射された光のうちＰ偏光とＳ偏光との
   一方である第１偏光を透過させＰ偏光とＳ偏光との他方
   である第２偏光を反射偏向させる偏光ビームスプリッタ
   （３０Ｐ）と、 該偏光ビームスプリッタで反射偏向された光を逆反射さ
   せ該偏光ビームスプリッタに入射させる第１全反射器
   （３１）と、 該偏光ビームスプリッタと該第１全反射器との間の光路
   中に配置された第１の１／４波長板（３３）と、 該第１の１／４波長板を往復透過して該偏光ビームスプ
   リッタを透過した光を逆反射させる第２全反射器（３
   ２）と、 該偏光ビームスプリッタと該第２全反射器との間の光路
   中に配置された第２の１／４波長板（３４）と、 を有し、該分離光学系は、該偏光ビームスプリッタを直
   接透過した第１偏光を、前記第３原色光にしかつ直線偏
   光にして前記第３ライトバルブ（１４３）に入射させ、
   該偏光ビームスプリッタで反射偏向され該第１及び第２
   の全反射器（１２０、１２１）の間を往復して該偏光ビ
   ームスプリッタで反射偏向された第２偏光を、前記第１
   及び第２の原色光に分離しかつ直線偏光にしてそれぞれ
   前記第１及び第２のライトバルブに入射させる、 ことを特徴とする請求項１記載の投写型表示装置。
3. 【請求項３】 前記光路差等長化光学系（３１〜３４）
   は、前記白色光源（１０）と前記分離光学系（２１Ｂ、
   ２１Ｒ、１２１〜１２３、１３１〜１３３）との間に配
   置され、 該白色光源から放射された光のうちＰ偏光とＳ偏光との
   一方である第１偏光を反射偏向させＰ偏光とＳ偏光との
   他方である第２偏光を透過させる偏光ビームスプリッタ
   （３０Ｓ）と、 該偏光ビームスプリッタを透過した光を逆反射させ該偏
   光ビームスプリッタに入射させる第１全反射器（３１）
   と、 該偏光ビームスプリッタと該第１全反射器との間の光路
   中に配置された第１の１／４波長板（３３）と、 該第１の１／４波長板を往復透過して該偏光ビームスプ
   リッタで反射偏向された光を逆反射させる第２全反射器
   （３２）と、 該偏光ビームスプリッタと該第２全反射器との間の光路
   中に配置された第２の１／４波長板（３４）と、 を有し、前記分離光学系は、該偏光ビームスプリッタで
   直接反射偏向された第１偏光を、前記第３原色光にしか
   つ直線偏光にして前記第３ライトバルブ（１４３）に入
   射させ、該偏光ビームスプリッタを透過し該第１及び第
   ２の全反射器の間を往復して該偏光ビームスプリッタを
   透過した第２偏光を、前記第１及び第２の原色光に分離
   しかつ直線偏光にしてそれぞれ前記第１及び第２のライ
   トバルブ（１４１、１４２）に入射させる、 ことを特徴とする請求項１記載の投写型表示装置。
4. 【請求項４】 前記光路差等長化光学系は、前記分離光
   学系に組み込まれており、該分離光学系及び該光路差等
   長化光学系は、 前記白色光源（１０）から放射された光のうち、前記第
   １原色光のＰ偏光とＳ偏光との一方である第１偏光を反
   射偏向させ残りを透過させる第１の偏光ダイクロイック
   反射器（３５）と、 該第１の偏光ダイクロイック反射器を透過した光のう
   ち、第２原色光の第１偏光又は第２偏光を反射偏向させ
   残りを透過させる第２の偏光ダイクロイック反射器（３
   ６）と、 該第２の偏光ダイクロイック反射器を透過した光のう
   ち、第１原色光の光を逆反射させ残りを透過させる第１
   ダイクロイック反射器（３８）と、 該第２の偏光ダイクロイック反射器と該第１ダイクロイ
   ック反射器との間の光路中に配置された１／４波長板
   （３３）と、 該第１ダイクロイック反射器を透過した光のうち、第３
   原色光を反射偏向させ残りを透過させる第２ダイクロイ
   ック反射器（３７）と、 該第１及び第２の偏光ダイクロイック反射器並びに該１
   ／４波長板を透過し、該第１ダイクロイック反射器で逆
   反射され、該１／４波長板及び該第２の偏光ダイクロイ
   ック反射器を透過し、さらに該第１の偏光ダイクロイッ
   ク反射器で反射偏向された光を反射偏向させ前記第１ラ
   イトバルブ（１４１）に入射させる第１全反射器（１２
   １）と、 該第２ダイクロイック反射器を透過した光を逆反射させ
   る第２全反射器（１２２）と、 該第２ダイクロイック反射器で反射偏向された光を反射
   偏向させ前記第３ライトバルブ（１４３）へ入射させる
   第３全反射器（１２３）と、 該第２ダイクロイック反射器と該第３ライトバルブとの
   間の光路中に配置された偏光子（１３３）と、 を有し、該第２の偏光ダイクロイック反射器及び該１／
   ４波長板を透過し該第１ダイクロイック反射器で逆反射
   され、該１／４波長板を透過し該第２の偏光ダイクロイ
   ック反射器で反射偏向された第２原色光が前記第２ライ
   トバルブ（１４２）に入射するように該第２の偏光ダイ
   クロイック反射器が配置され、該第１の偏光ダイクロイ
   ック反射器と該第１ダイクロイック反射器との間の光路
   長が該第２の偏光ダイクロイック反射器と該第２全反射
   器との間の光路長に略等しくされ、かつ、該第２ダイク
   ロイック反射器と該第２全反射器との間の光路長の２倍
   が該第１の偏光ダイクロイック反射器と該第２の偏光ダ
   イクロイック反射器との間の光路長よりも短くされてい
   ることを特徴とする請求項１記載の投写型表示装置。
5. 【請求項５】 前記光路差等長化光学系は、前記分離光
   学系に組み込まれており、該分離光学系及び該光路差等
   長化光学系は、 前記白色光源（１０）から放射された光のうち、前記第
   １原色光のＰ偏光とＳ偏光との一方である第１偏光を反
   射偏向させ残りを透過させる第１の偏光ダイクロイック
   反射器（３５）と、 該第１の偏光ダイクロイック反射器で反射された光を逆
   反射させる第１全反射器（３１）と、 該第１の偏光ダイクロイック反射器と該第１全反射器と
   の間の光路中に配置された第１の１／４波長板（３３）
   と、 該第１全反射器で反射され該第１の１／４波長板及び該
   第１の偏光ダイクロイック反射器を透過した光を反射偏
   向させ前記第１ライトバルブ（１４１）に入射させる第
   ２全反射器（３２）と、 該第１の偏光ダイクロイック反射器を直接透過した光の
   うち、第２原色光の第１偏光又は第２偏光を反射偏向さ
   せ残りを透過させる第２の偏光ダイクロイック反射器
   （３６）と、 該第２の偏光ダイクロイック反射器で反射偏向された光
   を逆反射させる第３全反射器（３２）と、 該第２の偏光ダイクロイック反射器と該第３全反射器と
   の間の光路中に配置された第２の１／４波長板（３４）
   と、 該第２の偏光ダイクロイック反射器を直接透過した光を
   反射偏向させ前記第３ライトバルブ（１４３）に入射さ
   せる第４及び第５の全反射器（１２２、１２３）と、 該第２の偏光ダイクロイック反射器と該第３ライトバル
   ブとの間の光路中に配置され第３原色の直線偏光のみを
   透過させる偏光子（１３３）と、 を有し、該第３全反射器で逆反射され該第２の１／４波
   長板を透過して該第２の偏光ダイクロイック反射器を透
   過した光が前記第２ライトバルブ（１４２）に入射され
   ることを特徴とする請求項１記載の投写型表示装置。
6. 【請求項６】 前記光路差等長化光学系は、前記分離光
   学系に組み込まれており、該分離光学系及び該光路差等
   長化光学系は、 互いに交差する面の一方に、前記白色光源（１０）から
   放射された光のうち、第１原色光、及び、第２原色光の
   Ｐ偏光とＳ偏光との一方である第１偏光を反射偏向させ
   残りを透過させる第１の偏光ダイクロイックミラー面
   （４１１）が形成され、該交差面の他方に、該白色光源
   から放射された光のうち、第３原色光、及び、第２原色
   光のＰ偏光とＳ偏光との他方である第２偏光を反射偏向
   させ残りを透過させる第２の偏光ダイクロイックミラー
   面（４１３）が形成された偏光ダイクロイック反射器
   （４１）と、 該第１の偏光ダイクロイックミラー面で反射偏向された
   光を反射偏向させ前記第１ライトバルブ（１４１）に入
   射させる第１及び第２の全反射器（１２０、１２１）
   と、 該第１の偏光ダイクロイックミラー面と該第１ライトバ
   ルブとの間の光路中に配置され、該第１偏光を遮光する
   第１偏光子（１３１）と、 該第２の偏光ダイクロイックミラー面で反射偏向された
   光を反射偏向させ前記第３ライトバルブ（１４３）に入
   射させる第３及び第４の全反射器（１２２、１２３）
   と、 該第３全反射器（３２）と該第４全反射器との間の光路
   中に配置され、該第２全反射器（３２）で反射された第
   ２原色光を逆反射させ第３原色光を透過させるダイクロ
   イック反射器（３８）と、 該第２の偏光ダイクロイックミラー面と該ダイクロイッ
   ク反射器との間の光路中に配置された１／４波長板（３
   ３）と、 該ダイクロイック反射器と該第３ライトバルブとの間の
   光路中に配置された第２偏光子（１３３）と、 を有し、該ダイクロイック反射器で逆反射され、該第３
   全反射器で反射偏向されて該第１の偏光ダイクロイック
   ミラー面で反射偏向された第２原色光が前記第２ライト
   バルブ（１４２）に入射するように該偏光ダイクロイッ
   ク反射器が配置され、該ダイクロイック反射器及び１／
   ４波長板を除いた構成が該白色光源の光軸を通る対称面
   を有し、該第３全反射器と該ダイクロイック反射器との
   間の光路長の２倍が該第２の偏光ダイクロイックミラー
   面と該第３全反射器との間の光路長よりも短くされてい
   ることを特徴とする請求項１記載の投写型表示装置。