JP2011059661A - 色分離合成系およびそれを用いた投射表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 スクリーン上に干渉縞が形成されるのを軽減しつつ、投射画像の画質を良好に維持することができる色分離合成系を得ること。
【解決手段】 第１色光を第１表示素子に導くと共に、第１表示素子からの第１反射光を検光する第１偏光ビームスプリッタと、第２色光を第２表示素子に導くと共に、第２表示素子からの第２反射光を検光しており、且つ第３色光を第３表示素子に導くと共に、第３表示素子からの第３反射光を検光する第２偏光ビームスプリッタと、第１偏光ビームスプリッタから出射する第１色光と、第２偏光ビームスプリッタから出射する第２、第３色光とを合成する光路合成素子と、第１偏光ビームスプリッタと光路合成素子との間の光路上に配置された第１の透明部材と、第２偏光ビームスプリッタと光路合成素子との間の光路上に配置された第２の透明部材とを備えていること。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光源から射出された光束を反射型の画像表示素子（液晶パネル）によって変調し、変調後の光束を投射光学系を介して投射面上に拡大投射し、画像を表示する際に好適な色分離合成系及びそれを有する投射表示装置に関するものである。

反射型の液晶表示素子（液晶パネル）を用いたカラー画像投射表示装置が知られている。このカラー画像投射表示装置では反射型液晶表示素子を偏光ビームスプリッタを介した照明光（偏光光）で照明している。そして反射型液晶表示素子で画像変調した光を同じ偏光ビームスプリッタを用いて検光し、投射光学系で所定面上（スクリーン面上）に投射するようにしている。このとき、１つの偏光ビームスプリッタには２つの色光が互いの偏光方向が９０度異なる状態で入射し、この２つの色光は、この偏光ビームスプリッタで透過光と反射光に分離される。

このとき、偏光ビームスプリッタの偏光分離面に入射する２色光の入射角度は一定でなく、多くの場合入射角度には幅がある。このため、２色光は偏光分離面で透過光と反射光に完全に分離されないで一部がもれてくる（透過すべき光が反射されたり、反射されるべき光が透過されたりする）。そうすると、透過した不要光と他方の色光が偏光ビームスプリッタを介して混ざり干渉するため、スクリーン上に干渉縞が投射されてしまう。特許文献１〜３には、このようなスクリーン上の干渉縞を軽減する投射表示装置が知られている。

特開２００６−０４７９６７号公報 特開２００６−０４７９６８号公報 特開２００６−３４３６９２号公報

特許文献１の投射表示装置は、投射レンズ自体の軸上色収差を大きく設定してスクリーン上での干渉縞の形成を軽減している。しかしながら、このときの軸上色収差のため単色帯域内の色フレアが大きく発生してくる傾向がある。特許文献２の投射表示装置は、軸上色収差を付与した色収差プレート（平行平板）を用いてスクリーン上での干渉縞の形成を軽減している。このとき色収差プレートによって球面収差が発生してくる。一般にレンズとしてのパワーを有していない板ガラス（平行平板）であっても実際にはその厚さに応じて球面収差が発生する。このため、板ガラスの挿入する光路では挿入しない光路に比べて解像性能が劣化してくる傾向がある。特許文献３の投射表示装置は、軸上色収差レンズを用いてスクリーン上での干渉縞の形成を軽減している。この方法では、投射レンズの倍率色収差やテレセントリック性など他の画質性能への影響で、投射画像の画質が劣化してくる傾向がある。従来の投射表示装置では、スクリーン上における干渉縞の形成を軽減しつつ、投射レンズの諸収差の発生を少なくすることが難しく、投射画像の画質が低下してくる傾向があった。

近年、投射表示装置の１つであるカラー画像投射表示装置（プロジェクター）はさらなる高精細化、高輝度化を求められている。そてし、今後さらに各色光の波長帯域は広くなり、しかも高精細化に伴い画素の許容深度はさらに浅くなってくる。従ってスクリーンに形成される干渉縞を回避して投射画像の画質を良好に維持することが強く要望される。

本発明は、スクリーン上に干渉縞が形成されるのを軽減しつつ、投射画像の画質を良好に維持することができる色分離合成系およびそれを用いた投射表示装置の提供を目的とする。

本発明の色分離合成系は、第１色光を第１反射型画像表示素子に導くと共に、前記第１反射型画像表示素子からの第１反射光を検光する第１偏光ビームスプリッタと、第２色光を第２反射型画像表示素子に導くと共に、前記第２反射型画像表示素子からの第２反射光を検光しており、且つ第３色光を第３反射型画像表示素子に導くと共に、前記第３反射型画像表示素子からの第３反射光を検光する第２偏光ビームスプリッタと、前記第１偏光ビームスプリッタから出射する第１色光と、前記第２偏光ビームスプリッタから出射する第２、第３色光とを合成する光路合成素子と、前記第１偏光ビームスプリッタと前記光路合成素子との間の光路上に配置された第１の透明部材と、前記第２偏光ビームスプリッタと前記光路合成素子との間の光路上に配置された第２の透明部材とを備えており、前記第１、第２の透明部材の厚さを各々ｔ１、ｔ２、材料のアッベ数を各々ν１、ν２とするとき０．０５（ｍｍ）＜｜ｔ１／ν１−ｔ２／ν２｜＜１．００（ｍｍ）
なる条件を満足することを特徴としている。

本発明によれば、スクリーン上に干渉縞が形成されるのを軽減しつつ、投射画像の画質を良好に維持することができる色分離合成系が得られる。

本発明の実施例１の投射表示装置の要部概略図 平行平板ガラスで生じる軸上色収差についての説明図 従来の反射型液晶パネルを用いた投射型表示装置の要部概略図 スクリーン上での干渉縞発生の原理説明図

以下に、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。本発明の色分離合成系と、それを有する投射表示装置を参考のため後述する各部材に付した符番を用いて説明すると次のとおりである。本発明の色分離合成系は、照明系２からの入射光束をダイクロイックミラーやダイクロプリズム等の色分離素子３で波長帯域の異なる複数の色光、例えば緑色光、赤色光、青色光に分離している。そして各色光毎に反射型画像表示素子（例えば液晶パネル）５、８、９が配置されている所定面上に導光している。そして所定面上の液晶パネルで画像変調された光束を偏光ビームスプリッタより成る光路合成素子１３で合成して、一方向から出射させている。このとき色分離素子３からの複数の光束のうち１つの色光（例えば緑色光）は第１偏光ビームスプリッタ４を介して第１の所定面上に導光される。そして第１の所定面に設けた液晶パネル５を介した光束は第１偏光ビームスプリッタ４と、第１の透明部材１１を介して光路合成素子１３に入射している。

一方、色分離素子３からの複数の光束のうち色光が異なる２つの光束（赤色光と青色光）は第２偏光ビームスプリッタ７を介して各々第２、第３の所定面に導光される。そして第２、第３の所定面に設けた液晶パネルを介した光束は第２偏光ビームスプリッタ７と第２の透明部材１２を介して光路合成素子１３に入射している。光路合成素子１３で合成された３色光は投射光学系１４によって所定面、例えばスクリーン面Ｓに投射される。これによってスクリーン面Ｓ上に画像情報を形成している。

［実施例１］
図１は本発明の実施形態１の投射表示装置を示す要部概略図である。高圧水銀灯等から成る光源（光源手段）１から射出した光（白色光）は照明光学系（照明系）２によって反射型の液晶パネル５、８、９をテレセントリックな光束で照明するよう光束成形される。このとき光源１が非偏光光を放射する光源である場合には、照明光学系２に偏光変換素子が組み込まれており、照明光学系２からは偏光状態がｐ偏光（紙面内で振動する直線偏光、図中｜｜｜｜印）に揃えられた光束が出射している。光源１が偏光光を放射する光源である場合には、照明光学系２から出射する光束の偏光状態がｐ偏光になるようその方向が設定されている。

いずれにせよ照明光学系２から出射し、ダイクロイックミラー（色分離素子）３に入射する光束は波長によらず全ての光がｐ偏光に揃えられている。ダイクロイックミラー３に入射した光束のうち、第１色光（図中実線）（緑色光）Ｇは反射されて第１光路に進み、第２色光（図中破線）（赤色光）Ｒ、第３色光（図中一点鎖線）（青色光）Ｂは透過されて第２光路に進む。このとき、第１色光Ｇは緑色光であるようダイクロイックミラー３の分光特性が設定されている。ダイクロイックミラー３で反射された第１色光Ｇは、第１偏光ビームスプリッタ４に入射した後、偏光分離面４ａを通過し、第１の反射型液晶パネル（第１反射型画像表示素子）５に入射し、それによって光変調され反射される。その後、再び偏光ビームスプリッタ４の偏光分離面４ａに入射する。偏光ビームスプリッタ４の偏光分離面４ａはｐ偏光を透過し、ｓ偏光（紙面垂直方向に振動する直線偏光、図中●●●●印）を反射する（検光する）特性を有している。このため、第１の反射型液晶パネル５によってｓ偏光に変調された成分は、偏光ビームスプリッタ４の偏光分離面４ａによって反射された第１反射光は光路合成素子１３方向に向かう。

一方、ダイクロイックミラー３を透過した第２色光Ｒ、第３色光Ｂは、第１の波長選択性波長板６に入射する。本実施例では第２色光Ｒを赤光、第３色光Ｂを青光としている。第１の波長選択性波長板６は、第２色光Ｒの波長成分のみ偏光方向を９０°回転する特性を有しており、第１の波長選択性波長板６通過後、第２色光Ｒはｓ偏光に変換される。第１の波長選択性波長板６を通過した第２色光Ｒ、第３色光Ｂは、第２偏光ビームスプリッタ７に入射する。第２偏光ビームスプリッタ７の偏光分離面７ａは第１の偏光ビームスプリッタ４の偏光分離面４ａと同様、ｐ偏光を透過、ｓ偏光を反射する（検光する）特性を有している。このため、第２色光Ｒは偏光分離面７ａで反射して第２の反射型液晶パネル（第２反射型画像表示素子）８に入射し、第３色光Ｂは偏光分離面７ａを透過して第３の反射型液晶パネル（第３反射型画像表示素子）９に入射する。

それぞれの反射型液晶パネル８、９で光変調された各色光Ｒ、Ｂは再び第２の偏光分離素子７の偏光分離面７ａに入射する。反射型液晶パネル８、９で変調された光のうち第２色光（第２反射光）Ｒはｐ偏光成分が、第３色光（第３反射光）Ｂはｓ偏光成分が偏光分離面７ａを介して第２の波長選択性波長板１０に向かう。第２の波長選択性波長板１０は、第３色光Ｂの波長成分のみ偏光方向を９０°回転する特性を有している。このため、反射型液晶パネル９で変調されＳ偏光となった第３色光Ｂは偏光分離面７ａで反射し、第２の波長選択性波長板１０を通過後、ｐ偏光に変換される。第２の波長選択性波長板１０を経た第２、第３の色光Ｒ、Ｂは光路合成素子１３方向に向かう。

それぞれの光路で光路合成素子１３に向かった第１〜第３の色光Ｇ、Ｒ、Ｂは光路合成素子１３に入射する前に間隙ガラス１１、１２を通過する。第１色光Ｇが進行する第１光路の光路上には第１の間隙ガラス（第１の透明部材）１１が、第２・第３色光Ｒ、Ｂが進行する第２光路には第２の間隙ガラス（第２の透明部材）１２が、光路合成素子１３と各々の光路の偏光ビームスプリッタ４、７の間に配置されている。光路合成素子１３は偏光ビームスプリッタより成り、偏光分離面１３ａで、ｓ偏光の第１色光Ｇは反射、ｐ偏光の第２、第３色光Ｒ、Ｂは透過させて光路を合成する。光路が合成された第１から第３色光Ｇ、Ｒ、Ｂは投射レンズ１４によってスクリーンＳに投射され、スクリーンＳ上に画像情報を形成する。以上が、本実施例の投射光学系を用いた投射表示装置の基本的な構成である。

以下、本実施例の特徴である干渉縞回避の方法に関して説明する。反射型液晶パネルを用いた投射型表示装置（プロジェクター）は、液晶パネルのオンオフに応じて光を選択するために液晶パネルの前（光入射側）に偏光ビームスプリッタを配置する必要がある。このため透過型に比べ色分離合成系が複雑になる傾向にあるが、波長選択性波長板を用いることで比較的簡素な構成とすることができる。この構成を用いた投射表示装置のー例を図３を用いて説明する。

図３は図１に比べて第１、第２の間隙ガラス１１、１２がない場合に相当している。光源１から出射された光束は照明光学系２を通過した後、偏光方向が揃って出射する。照明光学系２を経た光束はダイクロイックミラー３によって第１光路と第２光路に分けられる。このとき第１光路には第１色光Ｇが、第２光路には第２色光Ｒと第３色光Ｂが進行する。第１光路を進む第１色光Ｇは第１偏光ビームスプリッタ４の偏光分離面４ａを通過した後、第１の反射型液晶パネル５で画像に応じて変調され反射する。変調された光は、再び第１偏光分離スプリッタ４の偏光分離面４ａに入射し、画像を形成する光は偏光分離面４ａで反射して光路合成素子１３方向に進行する。

一方、第２光路に進んだ第２色光Ｒ、第３色光Ｂは第１の波長選択性波長板６を通過することによって一方の色光のみ偏光が９０度回転される。その結果、第２偏光ビームスプリッタ７の偏光分離面７ａによって一方は透過、もう一方は反射して別々の反射型液晶パネル８、９に入射する。それぞれの反射型液晶パネル８、９で変調された光は、再び第２偏光ビームスプリッタ７の偏光分離面７ａによって光路合成され、光路合成素子１３方向に進行する。その過程で第２の波長選択性波長板１０を通過するが、これによって９０度異なっていた偏光が揃えられ光路合成素子１３に入射する。光路合成素子１３は第１光路の色光Ｇと第２光路の色光Ｒ、Ｂを合成し、投射レンズ１４に導く。

しかしながらこの構成においては偏光ビームスプリッタから出射する光束が干渉縞を発生する場合がある。このときの干渉縞の発生について図４を用いて説明する。この干渉縞の発生は、主に偏光ビームスプリッタ４１にｐ偏光で入射してくる光に対して生じやすい。偏光ビームスプリッタ４１は、一般的に３角柱形状の２つのガラスプリズム４２、４３によって誘電体多層膜（偏光分離面）４１ａを挟み込んだ構成になっている。誘電体多層膜４１ａはｐ偏光については反射率が０になる所謂ブリュースター条件を満たすように膜材料が、ｓ偏光については各界面反射光が強めあうよう膜厚が設定されている。この結果、誘電体多層膜４１ａはｐ偏光を透過し、ｓ偏光を反射させる特性を持つ。しかしながら、このような原理を用いている性質上、誘電体多層膜４１ａへ膜の入射角度がブリュースター角からずれるにしたがってｐ偏光にも反射が生じ、偏光の分離特性は完全でなくなる。

プロジェクターの照明光束は一般に有限の角度分布を有しているため、とくにｐ偏光は誘電体多層膜４１ａで少なからず反射光（もれ光）が生じてしまう。従って図４に示すように偏光ビームスプリッタ４１にｐ偏光で入射した光は偏光分離面４１ａで一部の反射光（不要光）が生じ、反射光路の光（点線）と透過光路の光（実線）が所謂マイケルソン干渉計と同じ関係になる。この結果、二つの光束の光路の往復距離差が光源から放射される光の可干渉距離以内であると双方の光束より干渉縞が生じてくる。とくに透過光路の光量と反射光路の光量が同程度になる低輝度の投射画像において干渉縞は目立ち、画質を大幅に低下させてしまう。尚、図４において４４、４５は液晶パネルである。

図１に示す実施例１の構成中、第２と第３の反射型液晶パネル８、９は第２偏光ビームスプリッタ７を共有しており、所謂マイケルソン干渉計と同じ光学配置になる。従って第２と第３の反射型液晶パネル８、９用の第２偏光ビームスプリッタ７の偏光分離面７ａから液晶パネル８、９までの往復距離差が光源１から放射される光の可干渉距離内にあったとする。そうすると２つの液晶パネル８、９で反射した正規光と漏れ光（不要光）とが画面上に重なって干渉縞を形成して、画質を劣化させる。そこで本実施例では、このときの干渉縞の発生を回避するために、光路合成素子１３と偏光ビームスプリッタ４、７の間に、平行平板である間隙ガラス１１、１２を挿入している。さらに第１の間隙ガラス１１と第２の間隙ガラス１２に波長分散性が大きく異なる硝材を用いている。

ここで光束が平行平板を通過したときによる軸上色収差の発生量について図２を用いて説明する。図２（Ａ）は平行平板を挿入しない状態の近軸光線を示しており、近軸結像点２１から距離ｔだけ空気間隔手前の位置２２を光軸Ｌａからの高さｔθ、傾角θで通過する光線を考える。図２（Ｂ）はこの空気間隔ｔを屈折率ｎの平行平板ガラス２３で埋めた状態を示す。平行平板ガラス２３の内部に入射した光線の傾角θ’はθ’＝θ／ｎとなる。このため、図２（Ａ）では近軸結像位置２１であった平行平板ガラス２３の出射面２３ｂに光線は高さｔ（θ−θ’）で通過する。平行平板ガラス２３を出射した光線は再び傾角θで進むため図２（Ａ）の近軸結像位置２１から距離δずれた位置２４に結像する。
このときのずれ量δは、
δ＝ｔ（θ−θ’）／θ＝ｔ（１−１／ｎ）
となる。ずれ量δは屈折率ｎの関数であり、波長による屈折率ｎの違いに応じて値が異なる。２波長間のずれ量δの差Δが平行平板２３の軸上色収差である。ここで具体的にＦ線（４８６．１３ｎｍ）とＣ線（６５６．２７ｎｍ）について具体的にそのずれ量の差Δを計算すると
Δ＝δＦ−δＣ＝ｔ（１／ｎＣ−１／ｎＦ）＝ｔ｛（ｎＦ−ｎＣ）／（ｎＣ・ｎＦ）｝
ここでｄ線（５８７．５６ｎｍ）の屈折率ｎｄを用いて硝材のアッベ数は
νｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）
で表される。

これから上記を書き換えて
Δ＝｛（ｎｄ−１）／（ｎＣ・ｎＦ）｝・（ｔ／νｄ）
となる。ここで（ｎｄ−１）／（ｎＣ・ｎＦ）の項については実在する屈折率の範囲（１．４〜１．９）ではほぼ
（ｎｄ−１）／（ｎＣ・ｎＦ）は０．２と見做せる。このため、上記Ｆ線とＣ線における平行平板２３による軸上色収差（ずれ量δの差Δ）の式は
Δ ＝ ０．２・（ｔ／νｄ）
と近似的に表すことができる。

さて、第１の間隙ガラス１１と第２の間隙ガラス１２の厚さをそれぞれｔ１、ｔ２、材料のアッベ数をそれぞれνｄ１、νｄ２とする。そうすると、それぞれの間隙ガラス１１、１２で発生する軸上色収差Δ１、Δ２は
Δ１＝０．２・（ｔ１／νｄ１）
Δ２＝０．２・（ｔ２／νｄ２）
である。第２光路は第２と第３の反射型パネル８、９で反射した正規光、漏れ光が干渉を起こすので可干渉距離（高圧水銀灯の場合、約１０μｍ）以上の軸上色収差を発生させる必要がある。従ってアッベ数νｄ２はアッベ数νｄ１に比べて値の小さい硝種（高分散）を選定することが好ましい。

一方、第１光路は第１色光Ｇしかとおらないために干渉縞は発生しない。従って干渉縞が発生するという観点ではアッベ数νｄ１に制約はないが、アッベ数νｄ１は単色帯域内の色フレアを考慮すると、できるだけ値の大きい硝種（低分散）を選定することが好ましい。一方、ガラス厚は、投射レンズの設計で想定していた厚さから大きく外れると球面収差を発生させるため性能劣化を起こす。つまり第１光路のガラス厚ｔ１と第２光路のガラス厚ｔ２は、収差を考慮し近い値を選定し、その厚さを投射レンズの設計上考慮するのが良い。

光源として高圧水銀灯を用いたときには可干渉距離は約１０μｍであるので、干渉縞の発生を回避しつつ、解像力を落とさない条件としては、
０．０１（ｍｍ）＜０．２・｜ｔ１／νｄ１−ｔ２／νｄ２｜＜０．２（ｍｍ）
とするのが良い。即ち、
０．０５（ｍｍ）＜｜ｔ１／νｄ１−ｔ２／νｄ２｜＜１．００（ｍｍ） ・・・（１）を満足するのが良い。更に、
｜ｔ１−ｔ２｜＜９．０（ｍｍ） ・・・（２）
とするのが良い。

条件式（１）の下限以下の場合、一般的なプロジェクター用の光源が放射される光の可干渉距離に第２光路が入ってしまい干渉縞を生じてしまう。上限以上の場合は軸上色収差の発生量が大きすぎるため、第２・第３色光Ｒ・Ｂの帯域内色フレアの量が大きなレベルとなってしまう。条件式（２）は上限を超えると第１光路と第２光路で球面収差の発生量が大きなレベルで差が出てしまうため、全ての色で解像性能を良好に維持することが困難になる。

上式はさらに好ましくは
０．０７５（ｍｍ）＜｜ｔ１／νｄ１−ｔ２／νｄ２｜＜０．５（ｍｍ）・・・（１ａ）
｜ｔ１−ｔ２｜＜２．０（ｍｍ） ・・・（２ａ）
とするのが好ましい。このとき、干渉縞の回避をしながら解像感の劣化がさらに少なくすることができる。さらに具体的には、第１色光を緑、第２色光を赤、第３色光を青として以下のような数値実施例が考えられる。

（数値実施例１）
ｔ１＝８．０ 、 νｄ１＝６４．１
ｔ２＝８．０ 、 νｄ２＝２５．４
とすると、
（１）式：０．１９
（２）式：０．０
となる。
（数値実施例２）
ｔ１＝１０．０ 、 νｄ１＝７０.０
ｔ２＝９．０ 、 νｄ２＝２５.４
とすると、
（１）式：０.２１１
（２）式：１.０
となる。
（数値実施例３）
ｔ１＝１０．０ 、 νｄ１＝８０.０
ｔ２＝３．０ 、 νｄ２＝５０.０
とすると、
（１）式：０.０６５
（２）式：７.０
となる。
（数値実施例４）
ｔ１＝８．０ 、 νｄ１＝５０.０
ｔ２＝３．０ 、 νｄ２＝３５.０
とすると、
（１）式：０.０７５
（２）式：５.０
となる。

この構成であれば第１光路と第２光路で発生する軸上色収差量が３８μｍ（０．１９×０．２＝０．０３８ｍｍ）異なるように設定できる。つまり投射レンズの設計においては厚さ８．０ｍｍ、νｄ＝６４．１の間隙ガラスを考慮して軸上色収差を極小化する設計をしておけばよく、第２光路においては間隙ガラス１２の効果で赤色光Ｒと青色光Ｂの間の干渉縞の発生を回避できる。さらに全ての色光においてバックフォーカスが揃えられるため、全ての色光において球面収差の発生量に差がなく、したがって全色で高い解像性能が得られる。

本実施例において第１の透明部材１１は第１の偏光ビームスプリッタ４又は光路合成素子１３の少なくとも一方に接合されていることが良い。また、同様に第２の透明部材１２は第２の偏光ビームスプリッタ７又は光路合成素子１３の少なくとも一方に接合されていることが良い。これによれば製造組立が容易になる。以上のように本実施例によれば、干渉縞の発生を回避しつつ、色フレアや球面収差の劣化を防止することができる。

特に、テレセンとなっている光路中にアッベ数の異なる板ガラスを挿入することで、球面収差を同等に発生させ、倍率色収差に影響を与えず、軸上色収差のみ発生させることができる。本実施例ではこれを反射型液晶プロジェクターの色分離合成系に利用することで、干渉縞が発生せずかつ解像感を劣化させない投射表示装置を達成することができる。

本発明に属する色分解合成系は、上記説明の条件式に加え以下の条件式のいずれか１つを満足することがさらに好ましい。
０．０５（ｍｍ）＜ｔ２／νｄ２＜１．００（ｍｍ） ・・・（３）
４０＜νｄ１ ・・・（４）
ここで、第１の間隙ガラス１１と第２の間隙ガラス１２の厚さをそれぞれｔ１、ｔ２、材料のアッベ数をそれぞれνｄ１、νｄ２とする。

式（３）を満足することにより、第２光路は第２と第３の反射型パネル８、９で反射した正規光、漏れ光が干渉を起こさないように、可干渉距離（高圧水銀灯の場合、約１０μｍ）以上の軸上色収差を発生させ、干渉縞が発生することを低減することができる。

式（４）を満足することにより、分散が小さくなるので、アッベ数νｄ１は単色帯域内の色フレアの発生量を低減させることができる。

以上の条件を満足することにより、本発明は、スクリーン上に干渉縞が形成されるのを軽減しつつ、投射画像の画質を良好に維持することができる色分離合成系およびそれを用いた投射表示装置の提供することができる。

尚、この条件式（３）、（４）の値は、上記の各数値実施例において以下の値を採る。

（数値実施例１）によると、
（３）式：０．３１５
（４）式：６４．１
となる。

また、（数値実施例２）によると、
（３）式：０．３５４
（４）式：７０．０
となる。

また、（数値実施例３）によると、
（３）式：０．０６０
（４）式：８０．０
となる。

また、（数値実施例４）によると、
（１）式：０．０８６
（２）式：５０．０
となる。

さらに好ましくは以下の条件のいずれか１つを満足するとよい。
０．０７５（ｍｍ）＜ｔ２／νｄ２＜０．５（ｍｍ）・・・（３ａ）
４５＜νｄ１ ・・・（４ａ）
さらに好ましくは以下の条件を満足するとよい。
５０＜νｄ１＜９０ ・・・（４ｂ）

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが本発明はこれらの実施例に限定されない。例えば偏光や色光、種種の光学部品について実施例以外の組み合わせであっても構成可能である。要するに一つの偏光ビームスプリッタを介して２つの反射型液晶パネルを用いているような光学系の構成においては本発明は適用可能であって、ここで述べられている実施形態は本発明の要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１ 光源
２ 照明光学系
３ 光路分離素子（ダイクロイックミラー）
４ 第１の偏光ビームスプリッタ
５ 第１の反射型液晶パネル
６ 第１の波長選択性波長板
７ 第２の偏光ビームスプリッタ
８ 第２の反射型液晶パネル
９ 第３の反射型液晶パネル
１０ 第２の波長選択性波長板
１３ 光路合成素子（偏光ビームスプリッタ）
１４ 投射レンズ

Claims (6)

1. 第１色光を第１反射型画像表示素子に導くと共に、前記第１反射型画像表示素子からの第１反射光を検光する第１偏光ビームスプリッタと、
   第２色光を第２反射型画像表示素子に導くと共に、前記第２反射型画像表示素子からの第２反射光を検光しており、且つ第３色光を第３反射型画像表示素子に導くと共に、前記第３反射型画像表示素子からの第３反射光を検光する第２偏光ビームスプリッタと、
   前記第１偏光ビームスプリッタから出射する第１色光と、前記第２偏光ビームスプリッタから出射する第２、第３色光とを合成する光路合成素子と、
   前記第１偏光ビームスプリッタと前記光路合成素子との間の光路上に配置された第１の透明部材と、
   前記第２偏光ビームスプリッタと前記光路合成素子との間の光路上に配置された第２の透明部材とを備えており、
   前記第１、第２の透明部材の厚さを各々ｔ１、ｔ２、材料のアッベ数を各々ν１、ν２とするとき
   ０．０５（ｍｍ）＜｜ｔ１／ν１−ｔ２／ν２｜＜１．００（ｍｍ）
   なる条件を満足することを特徴とする色分離合成系。
2. 前記第１、第２の透明部材は
   ｜ｔ１−ｔ２｜＜９．０（ｍｍ）
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１の色分離合成系。
3. 前記１つの色光は緑色光であることを特徴とする請求項１又は２の色分離合成系。
4. 前記第１の透明部材は前記第１の偏光ビームスプリッタ又は前記光路合成素子の少なくとも一方に接合されていることを特徴とする請求項１、２又は３の色分離合成系。
5. 前記第２の透明部材は前記第２の偏光ビームスプリッタ又は前記光路合成素子の少なくとも一方に接合されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項の色分離合成系。
6. 画像を表示する第１反射型画像表示素子と、
   画像を表示する第２反射型画像表示素子と、
   画像を表示する第３反射型画像表示素子と、
   光源からの光で前記第１、第２および第３反射型画像表示素子を照明する照明系と、
   前記第１、第２および第３反射型画像表示素子からの光を投射面に投射する投射光学系と、
   前記照明光学系からの光のうち第１色光を第１反射型画像表示素子に導くと共に、前記第１反射型画像表示素子からの第１反射光を検光する第１偏光ビームスプリッタと、
   前記照明光学系からの光のうち第２色光を第２反射型画像表示素子に導くと共に、前記第２反射型画像表示素子からの第２反射光を検光しており、且つ第３色光を第３反射型画像表示素子に導くと共に、前記第３反射型画像表示素子からの第３反射光を検光する第２偏光ビームスプリッタと、
   前記第１偏光ビームスプリッタから出射する第１色光と前記第２偏光ビームスプリッタから出射する第２、第３色光とを合成する光路合成素子と、
   前記第１偏光ビームスプリッタと前記光路合成素子との間の光路上に配置された第１の透明部材と、
   前記第２偏光ビームスプリッタと前記光路合成素子との間の光路上に配置された第２の透明部材とを備えており、
   前記第１、第２の透明部材の厚さを各々ｔ１、ｔ２、材料のアッベ数を各々ν１、ν２とするとき
   ０．０５（ｍｍ）＜｜ｔ１／ν１−ｔ２／ν２｜＜１．００（ｍｍ）
   なる条件を満足することを特徴とする投射光学装置。

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