色分解光学系および画像投射装置
【課題】黒の色味や色むらを改善でき、光量低下が少ない色分解光学系を提供する。
【解決手段】色分解光学系３は、光源１からの光のうち、第１波長帯域の光Ｇを透過し、該第１波長帯域よりも長い波長帯域の光Ｒ，Ｂを反射するダイクロイック面９と、該ダイクロイック面を透過した光が入射する偏光分離面１０ａとを有する。第１波長帯域において、ダイクロイック面に４５°よりも小さい入射角度で入射し、かつ偏光分離面に対して４５°よりも大きい入射角度で入射する直線偏光を第１の偏光光とし、該第１波長帯域において、ダイクロイック面の透過率が最大となる波長よりも長い波長であって該ダイクロイック面の透過率が１０％となる波長をＷａとする。偏光分離面は、Ｗａよりも短い波長範囲Ｗにおける第１の偏光光に対する透過率が５％以下である。
【解決手段】色分解光学系３は、光源１からの光のうち、第１波長帯域の光Ｇを透過し、該第１波長帯域よりも長い波長帯域の光Ｒ，Ｂを反射するダイクロイック面９と、該ダイクロイック面を透過した光が入射する偏光分離面１０ａとを有する。第１波長帯域において、ダイクロイック面に４５°よりも小さい入射角度で入射し、かつ偏光分離面に対して４５°よりも大きい入射角度で入射する直線偏光を第１の偏光光とし、該第１波長帯域において、ダイクロイック面の透過率が最大となる波長よりも長い波長であって該ダイクロイック面の透過率が１０％となる波長をＷａとする。偏光分離面は、Ｗａよりも短い波長範囲Ｗにおける第１の偏光光に対する透過率が５％以下である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶プロジェクタ等の画像投射装置に用いられ、光源からの光を複数の色光に分解して液晶パネル等の光変調素子に導く色分解光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像投射装置による投射画像のコントラスト特性を改善するためには、色分解系又は色分解合成光学系に用いられる偏光ビームスプリッタ等の入射角度特性に敏感な光学素子に対する光束の入射角度範囲を狭めることが必要である。
【０００３】
特許文献１にて開示された光学系では、光源からの光をレンズアレイを用いて複数の光束に分割して２次光源像を形成し、該複数の光束を液晶パネル上で重ね合わせて該液晶パネルを照明する。そして、この光学系には、２次光源像の近傍に光束を制限する絞りを設けることで、入射角度特性に敏感な光学素子への入射角度範囲を狭めている。
【特許文献１】特開平０５−３０３０８５号公報(段落００１３〜００１６、図４等)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１にて開示された光学系では、画像のコントラストを改善することはできるものの、２次光源像の近傍で光束を制限しているために、液晶パネルを照明する光の光量低下が大きい。つまり、投射画像が暗くなる。
【０００５】
また、該光学系では、色分解系よりも光源側において光束を制限しているために、波長ごとに光束制限を行うことができず、黒表示時における黒の色味や色むらの改善に対しては効果的ではない。
【０００６】
本発明は、黒の色味や色むらの改善に有効であり、光量低下が少ない色分解光学系およびこれを用いた画像投射装置を提供することを目的の１つとしている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としての色分解光学系は、光源からの光のうち、第１波長帯域の光を透過し、該第１波長帯域よりも長い波長帯域の光を反射するダイクロイック面と、該ダイクロイック面を透過した光が入射する偏光分離面とを有する。そして、第１波長帯域において、ダイクロイック面に４５°よりも小さい入射角度で入射し、かつ偏光分離面に対して４５°よりも大きい入射角度で入射する直線偏光を第１の入射角度光とする。さらに、該第１波長帯域において、第１の入射角度光に対するダイクロイック面の透過率が最大となる波長よりも長い波長であって該ダイクロイック面の透過率が１０％となる波長をＷａとし、Ｗａよりも短い波長範囲をＷとする。このとき、偏光分離面は、波長範囲Ｗにおける第１の入射角度光に対する透過率が５％以下である特性を有することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の他の側面としての色分解光学系は、光源からの光のうち、第１波長帯域の光を透過し、該第１波長帯域よりも長い波長帯域の光を反射するダイクロイック面と、該ダイクロイック面を透過した光が入射する偏光分離面とを有する。そして、第１波長帯域において、ダイクロイック面に４５°よりも小さい入射角度で入射し、かつ偏光分離面に対して４５°よりも大きい入射角度で入射する直線偏光を第１の入射角度光とする。さらに、第１波長帯域において、第１の入射角度光に対するダイクロイック面の透過率が最大となる波長よりも長い波長であって該ダイクロイック面の透過率が１０％となる波長をＷａとし、Ｗａよりも短い波長範囲をＷとする。このとき、偏光分離面は、波長範囲Ｗにおける第１の入射角度光に対する反射率が５％以下である特性を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、大きな光量低下を伴わずに、黒表示時における黒の色味や色むらを改善でき、画像のコントラストを高めることができる。さらに、偏光分離面に偏光板としての機能を持たせることができるため、従来、偏光分離面の入射側に必要であった偏光板を不要とすることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１には、本発明の実施例１である液晶プロジェクタの構成を示している。本実施例のプロジェクタは、発光管およびリフレクタからなる光源１と、照明光学系２と、色分解光学系としての色分離合成光学系３と、光変調素子又は画像形成素子としての反射型液晶パネル６，７，８と、投射レンズ４とにより構成される。
【００１２】
照明光学系２は、光源１からの光を色分解合成光学系３に導く。
【００１３】
色分離合成系３は、照明光学系２からの白色光を赤（Ｒ：例えば６００〜６５０ｎｍ）、緑（Ｇ：例えば５００〜６００ｎｍ）および青（Ｂ：例えば４４０〜５００ｎｍ）に色分解し、各色光を対応する色の反射型液晶パネルに導く。また、色分離合成系３は、３つの反射型液晶パネル６，７，８からの光を合成して投射レンズ４に導く。
【００１４】
反射型液晶パネル６，７，８には、液晶駆動回路３０が接続されており、該液晶駆動回路３０には、パーソナルコンピュータ、ＤＶＤプレーヤ、テレビチューナ等の画像供給装置４０が接続されている。液晶駆動回路３０は、画像供給装置４０から入力された画像（映像）情報に基づいて各反射型液晶パネルを駆動し、これらに各色用の原画を形成させる。これにより、各反射型液晶パネルに入射した光は、反射されるとともに原画に応じて変調（画像変調）される。
【００１５】
投射レンズ４は、反射型液晶パネル６，７，８からの合成光をスクリーン（被投射面）５に向けて投射する。
【００１６】
ここで、光源１から射出した光は無偏光光であるが、照明光学系２に含まれる偏光変換素子２ａによってＰ偏光に変換される。
【００１７】
色分離合成系３は、ダイクロイックミラー９と３つの偏光ビームスプリッタ１０，１１，１２とを有する。以下の説明では、偏光ビームスプリッタ１０をＧ−ＰＢＳといい、偏光ビームスプリッタ１１をＲＢ−ＰＢＳという。また、色合成を行う偏光ビームスプリッタ１２を、合成ＰＢＳという。
【００１８】
ダイクロイックミラー９は、ガラス基板上に多層膜からなるダイクロイック膜（ダイクロイック面）を形成したものである。該ダイクロイックミラー９は、照明光学系２からの白色光のうちＲ光とＢ光を反射し、Ｇ光を透過させることで、Ｒ光およびＢ光の光路とＧ光の光路とを分離する。すなわち、ダイクロイックミラー９は、Ｇ光を透過し、該Ｇ光よりも長い波長のＲ光を反射する。
【００１９】
また、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）は、２つの三角柱形状のガラスブロックの貼り合わせ面に多層膜からなる偏光分離膜（偏光分離面）を形成したものである。
【００２０】
Ｒ光およびＢ光の光路には、ダイクロイックミラー９で反射されたＲ光とＢ光とを分離するために、波長選択性位相板１５が設けられている。波長選択性位相板１５は、Ｐ偏光とＳ偏光に対して図２に示す特性（Ｔは透過率を示す）を有する。図２において、実線がＳ偏光に対する透過率、点線がＰ偏光に対する透過率を示す。これにより、Ｒ光はＰ偏光からＳ偏光へと偏光状態が変化するが、Ｂ光はＰ偏光のままである。
【００２１】
波長選択性位相板１５を透過したＲ光はＳ偏光としてＲＢ−ＰＢＳ１１に入射し、該ＲＢ−ＰＢＳ１１の偏光分離面で反射してＲ用の反射型液晶パネル（以下、Ｒパネルという。他の色用の液晶パネル９，１０についても同様とする）８に導かれる。Ｒパネル８で画像変調されたＲ光はＰ偏光となり、ＲＢ−ＰＢＳ１１の偏光分離面を透過して合成ＰＢＳ１２に至る。
【００２２】
また、Ｂ光はＰ偏光としてＲＢ−ＰＢＳ１１に入射し、該ＲＢ−ＰＢＳ１１の偏光分離面を透過してＢパネル７に導かれる。Ｂパネル７で画像変調されたＢ光はＳ偏光となり、ＲＢ−ＰＢＳ１１の偏光分離面で反射されて合成ＰＢＳ１２に至る。
【００２３】
合成ＰＢＳ１２は、図３に示す特性を有する。図３において、実線がＳ偏光に対する透過率、点線がＰ偏光に対する透過率を示す。合成ＰＢＳ１２の偏光分離面は、Ｒ光に対しては偏光分離機能を有し、Ｂ光とＧ光に対してはダイクロイック機能を有する。この合成ＰＢＳ１２とＲＢ−ＰＢＳ１１との間には、Ｂ光を検光する偏光板１６が配置されている。Ｂ光はこの偏光板１６で検光された後、合成ＰＢＳ１２に入射し、その偏光分離面を透過して投射レンズ４に至る。また、Ｒ光は、合成ＰＢＳ１２の偏光分離面の図３に示す検光特性により検光されてこれを透過し、投射レンズ４に至る。
【００２４】
一方、ダイクロイックミラー９を透過したＧ光は、Ｐ偏光であり、Ｇ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａを透過してＧパネル６に入射する。Ｇパネル６で画像変調されたＧ光は、Ｓ偏光となり、Ｇ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａによって反射されて合成ＰＢＳ１２に至る。
【００２５】
合成ＰＢＳ１２とＧ−ＰＢＳ１０の間には、Ｇ光を検光する偏光板１７が配置されている。Ｇ光はこの偏光板１７で検光された後、合成ＰＢＳ１２の偏光分離面によって反射され、投射レンズ４に導かれる。
【００２６】
図４には、本実施例におけるダイクロイックミラー９の特性を示している。図中の実線は、入射角度４５°の光線に対する透過率（Ｔ45）を示し、点線は、入射角度が４５°よりも大きい光線に対する透過率（Ｔ（α＞45））を示す。また、一点鎖線は、入射角度が４５°よりも小さい光線に対する透過率（Ｔ（α＜45））を示す。なお、入射角度は、入射する面の法線に対する角度である。なお、ダイクロイックミラー９の入射角度４５°の光線に対する長波長側のカット波長は、ほぼ５９０ｎｍである。
【００２７】
この図から、ダイクロイックミラー９では、入射角度が４５°よりも小さい光線に対する透過率のグラフは、入射角度４５度の光線に対する透過率のグラフに対して全体的に長波長側にシフトすることが分かる。なお、入射角度が４５°よりも大きい光線に対する透過率のグラフは、短波長側にシフトする。
【００２８】
また、図５には、Ｇ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａのＳ偏光に対する透過率特性を示している。図中の実線は、入射角度４５°のＳ偏光に対する透過率（Ｔｓ45）を示し、一点鎖線は、入射角度が４５°よりも小さいＳ偏光に対する透過率（Ｔｓ（β＜45））を示している。さらに、点線は、入射角度が４５°よりも大きいＳ偏光に対する透過率（Ｔｓ（β＞45））を示している。
【００２９】
この図から、Ｇ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａでは、入射角度が４５°よりも大きいＳ偏光に対する透過率のグラフは、入射角度４５°のＳ偏光に対する透過率のグラフに対して全体的に短波長側にシフトすることが分かる。なお、入射角度が４５°よりも小さいＳ偏光に対する透過率のグラフは、長波長側にシフトする。
【００３０】
図６に示すように、ダイクロイックミラー９に入射する光線の入射角度が４５°よりも小さいときには、Ｇ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａに入射する光線の入射角度は４５°よりも大きくなる。
【００３１】
ここで、本実施例では、色分離合成光学系３に入射する光のほとんどがＰ偏光であるが、実際には、偏光変換素子２ａで変換しきれなかったＳ偏光成分も僅かに混ざっている。このＧ光の光路に含まれる僅かなＳ偏光成分がＧ−ＰＢＳ１０に入射した場合、図５に示すＳ偏光に対する透過率特性に従って、該Ｇ光路内の長波長側のＳ偏光成分がＧ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａを透過してしまう。
【００３２】
そして、Ｇ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａを透過したＧ光路内のＳ偏光成分は、Ｇパネル６に入射するが、黒表示時には画像変調を受けないためにＳ偏光としてＧパネル６から射出する。さらに、Ｇ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａで反射されて合成プリズム１２に導かれ、投射レンズ４を介してスクリーン５に到達する。このＧ光路において発生するいわゆる漏れ光は、黒表示時の投射画像の色味や色むらを劣化させ、コントラストを低下させる。
【００３３】
ここで、図６において、Ｇパネル６への光線の入射角度をθとした場合、Ｇ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａへの入射角度βは、下記の式で表される。
【００３４】
【数１】
【００３５】
本実施例では、入射角度βにおけるＧ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａのＳ偏光に対する透過率をＴｓ（β）とするときに、
【００３６】
【数２】
【００３７】
を満足するように、Ｇ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａの特性を設定している。
【００３８】
すなわち、図６に示すように、Ｇ光路において、ダイクロイックミラー９に４５°よりも小さい入射角度αで入射し、かつＧ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａに対して４５°よりも大きい入射角度βで入射するＳ偏光を、ここでは第１の入射角度光とする。そして、図４に示すように、Ｇ光路において、第１の入射角度光に対するダイクロイックミラー９の透過率が最大となる波長よりも長い波長であって該ダイクロイックミラー９の透過率が１０％となる波長をＷａとする。さらに、Ｗａよりも短い波長範囲をＷとする。
【００３９】
このとき、偏光分離面１０ａは、波長範囲Ｗの第１の入射角度光（Ｓ偏光）に対する透過率が５％以下である特性を有する。該５％以下の透過率を示すのが、図６中のＡの部分である。
【００４０】
図１０には、従来のＧ−ＰＢＳの偏光分離面のＳ偏光に対する透過率特性を示している。図中の実線は入射角度４５°のＳ偏光に対する透過率を示し、点線は入射角度が４５°よりも大きいＳ偏光に対する透過率を示す。また、一点鎖線は入射角度が４５°よりも小さいＳ偏光に対する透過率を示している。
【００４１】
図１０において、従来のＧ−ＰＢＳの偏光分離面での入射角度４５°のＳ偏光に対するカット波長（透過率５０％の波長）は、ほぼ５９０ｎｍである。これに対し、図５に示すように、本実施例のＧ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａでの入射角度４５°のＳ偏光に対するカット波長は、ほぼ６４０ｎｍである。すなわち、偏光分離面１０ａでの入射角度４５°のＳ偏光に対するカット波長を、従来の偏光分離面およびダイクロイックミラー９での入射角度４５°のＳ偏光に対するカット波長（ともにほぼ５９０ｎｍ）に比べて長波長側にシフトさせている。これにより、上記（２）式を満足する特性を実現している。
【００４２】
本実施例によれば、Ｇ光路において、ダイクロイックミラー９に４５°よりも小さい入射角度αで入射してダイクロイックミラー９を透過したＳ偏光は、Ｇ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａを５％以下の透過率でしか透過しない。このため、Ｇ−ＰＢＳ１０の入射側に偏光板を設けなくても、黒表示時にはごく僅かなＳ偏光しかＧパネル６に入射しない。したがって、黒の色味や色むらを改善して画像のコントラストを向上させることができる。また、本実施例では、偏光板の機能をＧ−ＰＢＳ１０の偏光分離面に持たせているため、従来Ｇ−ＰＢＳの入射側に配置していた偏光板が不要となる。このため、コストダウンと偏光板の劣化による不都合を回避することができる。
【実施例２】
【００４３】
図７には、本発明の実施例２である液晶プロジェクタの構成を示している。基本的な構成は実施例１の液晶プロジェクタと同じであるため、共通する構成要素には実施例１と同符号を付している。
【００４４】
但し、本実施例では、照明光学系２（偏光変換素子２ａ′）からの偏光光がＳ偏光となる。
【００４５】
また、ダイクロイックミラー９によってＲ光およびＢ光とＧ光とを分離することも実施例１と同じである。しかし、本実施例では、波長選択性位相板１５によって、Ｒ光はＳ偏光のままとし、Ｂ光をＳ偏光からＰ偏光へと偏光状態を変化させる。これ以外のＲ光およびＢ光に対する光学作用は、実施例１と同様である。
【００４６】
Ｇ光の光路において、ダイクロイックミラー９を透過したＧ光は、Ｓ偏光としてＧ−ＰＢＳ１０に入射し、該Ｇ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａにて反射してＧパネル６に入射する。Ｇパネル６で画像変調されたＧ光はＰ偏光となり、Ｇ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａを透過して合成ＰＢＳ１２に向かう。
【００４７】
Ｇ−ＰＢＳ１０を射出したＧ光は、Ｇ−ＰＢＳ１０と合成ＰＢＳ１２との間に設けられた偏光板１７によって検光され、合成ＰＢＳ１２の偏光分離面で反射されて投射レンズ４に導かれ、スクリーン５に至る。合成ＰＢＳ１２は、実施例１と同様の特性を有する。
【００４８】
図８は、本実施例のＧ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａでのＰ偏光に対する反射率特性を示すグラフである。Ｇ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａでは、点線で示す入射角度が４５°よりも大きいＰ偏光に対する反射率（Ｒｐ（β＞45））のグラフは、実線で示す入射角度４５°のＰ偏光光線に対する反射率（Ｒｐ45）のグラフに対して全体的に短波長側にシフトする。なお、一点鎖線で示す入射角度が４５°よりも小さいＰ偏光に対する反射率（Ｒｐ（β＜45））のグラフは、長波長側にシフトする。
【００４９】
照明光学系２から射出する光はほとんどがＳ偏光であるが、実際には、僅かにＰ偏光成分が混ざっている。このＰ偏光成分は、Ｇ光路においてＧ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａをほとんど透過するが、実際には、図８に示すように、短波長側において反射する成分がある。
【００５０】
図９に示すように、Ｇパネル６への光線の入射角度をθとした場合、Ｇ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａへの入射角度βは上記（１）式で表される。
【００５１】
本実施例では、入射角度βにおけるＧ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａのＰ偏光に対する反射率をＲｐ（β）とするときに、
【００５２】
【数３】
【００５３】
を満足するように、Ｇ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａの特性を設定している。
【００５４】
すなわち、図９に示すように、Ｇ光路において、ダイクロイックミラー９に４５°よりも小さい入射角度αで入射し、かつＧ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａに対して４５°よりも大きい入射角度βで入射するＰ偏光を、ここでは第１の入射角度光とする。そして、図４に示すように、Ｇ光路において、第１の入射角度光に対するダイクロイックミラー９の透過率が最大となる波長よりも長い波長であって該ダイクロイックミラー９の透過率が１０％となる波長をＷａとする。さらに、Ｗａよりも短い波長範囲をＷとする。
【００５５】
このとき、偏光分離面１０ａは、波長範囲Ｗの第１の入射角度光（Ｐ偏光）に対する反射率が５％以下である特性を有する。該５％以下の反射率を示すのが、図８中のＢの部分である。なお、Ｗの短波長側の端よりも短波長の部分は、ダイクロイックミラー９によってカットされるので、ここでは無関係である。
【００５６】
本実施例では、偏光分離面１０ａでの入射角度４５°のＰ偏光に対する特性を、従来の偏光分離面およびダイクロイックミラー９での入射角度４５°のＳ偏光に対する特性に比べて短波長側にシフトさせることにより、上記（３）式を満足する特性を実現している。
【００５７】
本実施例によれば、Ｇ光路において、ダイクロイックミラー９に４５°よりも小さい入射角度αで入射してダイクロイックミラー９を透過したＰ偏光は、Ｇ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａで５％以下の反射率でしか反射されない。このため、Ｇ−ＰＢＳ１０の入射側に偏光板を設けなくても、黒表示時の漏れ光を低減でき、黒の色味や色むらを改善して画像のコントラストを向上させることができる。しかも、偏光板を不要とすることによって、コストダウンと偏光板の劣化による不都合を回避することができる。
【００５８】
なお、上記各実施例では、反射型液晶パネルを使用したプロジェクタについて説明したが、本発明は、透過型液晶パネルやＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）等の他の光変調素子又は画像形成素子を用いる場合にも適用できる。
【００５９】
また、上記各実施例では、ダイクロイックミラー９によってＧ光を反射し、Ｒ光およびＢ光を透過する場合について説明したが、これは例にすぎない。本発明は、他の色分解光学系、例えばダイクロイックミラーによってＢ光を透過し、該Ｂ光よりも長い波長のＧ光を反射する色分解光学系にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施例１である液晶プロジェクタの概略構成図。
【図２】実施例１における波長選択性位相板の特性図。
【図３】実施例１における合成ＰＢＳの特性図。
【図４】実施例１におけるダイクロイックミラーの透過率特性図。
【図５】実施例１におけるＧ−ＰＢＳのＳ偏光に対する透過率特性図。
【図６】実施例１におけるダイクロイックミラーからＧパネルまでの光路図。
【図７】本発明の実施例２である液晶プロジェクタの概略構成図。
【図８】実施例２におけるＧ−ＰＢＳのＰ偏光に対する反射率特性図。
【図９】実施例２におけるダイクロイックミラーからＧパネルまでの光路図。
【図１０】従来のＧ−ＰＢＳのＳ偏光に対する透過率特性図。
【符号の説明】
【００６１】
１ 光源
２ 照明光学系
３ 色分解合成光学系
４ 投射レンズ
５ スクリーン
６，７，８ 反射型液晶パネル
９ ダイクロイックミラー
１０，１１，１２ 偏光ビームスプリッタ
１５ 波長選択性位相板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶プロジェクタ等の画像投射装置に用いられ、光源からの光を複数の色光に分解して液晶パネル等の光変調素子に導く色分解光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像投射装置による投射画像のコントラスト特性を改善するためには、色分解系又は色分解合成光学系に用いられる偏光ビームスプリッタ等の入射角度特性に敏感な光学素子に対する光束の入射角度範囲を狭めることが必要である。
【０００３】
特許文献１にて開示された光学系では、光源からの光をレンズアレイを用いて複数の光束に分割して２次光源像を形成し、該複数の光束を液晶パネル上で重ね合わせて該液晶パネルを照明する。そして、この光学系には、２次光源像の近傍に光束を制限する絞りを設けることで、入射角度特性に敏感な光学素子への入射角度範囲を狭めている。
【特許文献１】特開平０５−３０３０８５号公報(段落００１３〜００１６、図４等)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１にて開示された光学系では、画像のコントラストを改善することはできるものの、２次光源像の近傍で光束を制限しているために、液晶パネルを照明する光の光量低下が大きい。つまり、投射画像が暗くなる。
【０００５】
また、該光学系では、色分解系よりも光源側において光束を制限しているために、波長ごとに光束制限を行うことができず、黒表示時における黒の色味や色むらの改善に対しては効果的ではない。
【０００６】
本発明は、黒の色味や色むらの改善に有効であり、光量低下が少ない色分解光学系およびこれを用いた画像投射装置を提供することを目的の１つとしている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としての色分解光学系は、光源からの光のうち、第１波長帯域の光を透過し、該第１波長帯域よりも長い波長帯域の光を反射するダイクロイック面と、該ダイクロイック面を透過した光が入射する偏光分離面とを有する。そして、第１波長帯域において、ダイクロイック面に４５°よりも小さい入射角度で入射し、かつ偏光分離面に対して４５°よりも大きい入射角度で入射する直線偏光を第１の入射角度光とする。さらに、該第１波長帯域において、第１の入射角度光に対するダイクロイック面の透過率が最大となる波長よりも長い波長であって該ダイクロイック面の透過率が１０％となる波長をＷａとし、Ｗａよりも短い波長範囲をＷとする。このとき、偏光分離面は、波長範囲Ｗにおける第１の入射角度光に対する透過率が５％以下である特性を有することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の他の側面としての色分解光学系は、光源からの光のうち、第１波長帯域の光を透過し、該第１波長帯域よりも長い波長帯域の光を反射するダイクロイック面と、該ダイクロイック面を透過した光が入射する偏光分離面とを有する。そして、第１波長帯域において、ダイクロイック面に４５°よりも小さい入射角度で入射し、かつ偏光分離面に対して４５°よりも大きい入射角度で入射する直線偏光を第１の入射角度光とする。さらに、第１波長帯域において、第１の入射角度光に対するダイクロイック面の透過率が最大となる波長よりも長い波長であって該ダイクロイック面の透過率が１０％となる波長をＷａとし、Ｗａよりも短い波長範囲をＷとする。このとき、偏光分離面は、波長範囲Ｗにおける第１の入射角度光に対する反射率が５％以下である特性を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、大きな光量低下を伴わずに、黒表示時における黒の色味や色むらを改善でき、画像のコントラストを高めることができる。さらに、偏光分離面に偏光板としての機能を持たせることができるため、従来、偏光分離面の入射側に必要であった偏光板を不要とすることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１には、本発明の実施例１である液晶プロジェクタの構成を示している。本実施例のプロジェクタは、発光管およびリフレクタからなる光源１と、照明光学系２と、色分解光学系としての色分離合成光学系３と、光変調素子又は画像形成素子としての反射型液晶パネル６，７，８と、投射レンズ４とにより構成される。
【００１２】
照明光学系２は、光源１からの光を色分解合成光学系３に導く。
【００１３】
色分離合成系３は、照明光学系２からの白色光を赤（Ｒ：例えば６００〜６５０ｎｍ）、緑（Ｇ：例えば５００〜６００ｎｍ）および青（Ｂ：例えば４４０〜５００ｎｍ）に色分解し、各色光を対応する色の反射型液晶パネルに導く。また、色分離合成系３は、３つの反射型液晶パネル６，７，８からの光を合成して投射レンズ４に導く。
【００１４】
反射型液晶パネル６，７，８には、液晶駆動回路３０が接続されており、該液晶駆動回路３０には、パーソナルコンピュータ、ＤＶＤプレーヤ、テレビチューナ等の画像供給装置４０が接続されている。液晶駆動回路３０は、画像供給装置４０から入力された画像（映像）情報に基づいて各反射型液晶パネルを駆動し、これらに各色用の原画を形成させる。これにより、各反射型液晶パネルに入射した光は、反射されるとともに原画に応じて変調（画像変調）される。
【００１５】
投射レンズ４は、反射型液晶パネル６，７，８からの合成光をスクリーン（被投射面）５に向けて投射する。
【００１６】
ここで、光源１から射出した光は無偏光光であるが、照明光学系２に含まれる偏光変換素子２ａによってＰ偏光に変換される。
【００１７】
色分離合成系３は、ダイクロイックミラー９と３つの偏光ビームスプリッタ１０，１１，１２とを有する。以下の説明では、偏光ビームスプリッタ１０をＧ−ＰＢＳといい、偏光ビームスプリッタ１１をＲＢ−ＰＢＳという。また、色合成を行う偏光ビームスプリッタ１２を、合成ＰＢＳという。
【００１８】
ダイクロイックミラー９は、ガラス基板上に多層膜からなるダイクロイック膜（ダイクロイック面）を形成したものである。該ダイクロイックミラー９は、照明光学系２からの白色光のうちＲ光とＢ光を反射し、Ｇ光を透過させることで、Ｒ光およびＢ光の光路とＧ光の光路とを分離する。すなわち、ダイクロイックミラー９は、Ｇ光を透過し、該Ｇ光よりも長い波長のＲ光を反射する。
【００１９】
また、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）は、２つの三角柱形状のガラスブロックの貼り合わせ面に多層膜からなる偏光分離膜（偏光分離面）を形成したものである。
【００２０】
Ｒ光およびＢ光の光路には、ダイクロイックミラー９で反射されたＲ光とＢ光とを分離するために、波長選択性位相板１５が設けられている。波長選択性位相板１５は、Ｐ偏光とＳ偏光に対して図２に示す特性（Ｔは透過率を示す）を有する。図２において、実線がＳ偏光に対する透過率、点線がＰ偏光に対する透過率を示す。これにより、Ｒ光はＰ偏光からＳ偏光へと偏光状態が変化するが、Ｂ光はＰ偏光のままである。
【００２１】
波長選択性位相板１５を透過したＲ光はＳ偏光としてＲＢ−ＰＢＳ１１に入射し、該ＲＢ−ＰＢＳ１１の偏光分離面で反射してＲ用の反射型液晶パネル（以下、Ｒパネルという。他の色用の液晶パネル９，１０についても同様とする）８に導かれる。Ｒパネル８で画像変調されたＲ光はＰ偏光となり、ＲＢ−ＰＢＳ１１の偏光分離面を透過して合成ＰＢＳ１２に至る。
【００２２】
また、Ｂ光はＰ偏光としてＲＢ−ＰＢＳ１１に入射し、該ＲＢ−ＰＢＳ１１の偏光分離面を透過してＢパネル７に導かれる。Ｂパネル７で画像変調されたＢ光はＳ偏光となり、ＲＢ−ＰＢＳ１１の偏光分離面で反射されて合成ＰＢＳ１２に至る。
【００２３】
合成ＰＢＳ１２は、図３に示す特性を有する。図３において、実線がＳ偏光に対する透過率、点線がＰ偏光に対する透過率を示す。合成ＰＢＳ１２の偏光分離面は、Ｒ光に対しては偏光分離機能を有し、Ｂ光とＧ光に対してはダイクロイック機能を有する。この合成ＰＢＳ１２とＲＢ−ＰＢＳ１１との間には、Ｂ光を検光する偏光板１６が配置されている。Ｂ光はこの偏光板１６で検光された後、合成ＰＢＳ１２に入射し、その偏光分離面を透過して投射レンズ４に至る。また、Ｒ光は、合成ＰＢＳ１２の偏光分離面の図３に示す検光特性により検光されてこれを透過し、投射レンズ４に至る。
【００２４】
一方、ダイクロイックミラー９を透過したＧ光は、Ｐ偏光であり、Ｇ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａを透過してＧパネル６に入射する。Ｇパネル６で画像変調されたＧ光は、Ｓ偏光となり、Ｇ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａによって反射されて合成ＰＢＳ１２に至る。
【００２５】
合成ＰＢＳ１２とＧ−ＰＢＳ１０の間には、Ｇ光を検光する偏光板１７が配置されている。Ｇ光はこの偏光板１７で検光された後、合成ＰＢＳ１２の偏光分離面によって反射され、投射レンズ４に導かれる。
【００２６】
図４には、本実施例におけるダイクロイックミラー９の特性を示している。図中の実線は、入射角度４５°の光線に対する透過率（Ｔ45）を示し、点線は、入射角度が４５°よりも大きい光線に対する透過率（Ｔ（α＞45））を示す。また、一点鎖線は、入射角度が４５°よりも小さい光線に対する透過率（Ｔ（α＜45））を示す。なお、入射角度は、入射する面の法線に対する角度である。なお、ダイクロイックミラー９の入射角度４５°の光線に対する長波長側のカット波長は、ほぼ５９０ｎｍである。
【００２７】
この図から、ダイクロイックミラー９では、入射角度が４５°よりも小さい光線に対する透過率のグラフは、入射角度４５度の光線に対する透過率のグラフに対して全体的に長波長側にシフトすることが分かる。なお、入射角度が４５°よりも大きい光線に対する透過率のグラフは、短波長側にシフトする。
【００２８】
また、図５には、Ｇ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａのＳ偏光に対する透過率特性を示している。図中の実線は、入射角度４５°のＳ偏光に対する透過率（Ｔｓ45）を示し、一点鎖線は、入射角度が４５°よりも小さいＳ偏光に対する透過率（Ｔｓ（β＜45））を示している。さらに、点線は、入射角度が４５°よりも大きいＳ偏光に対する透過率（Ｔｓ（β＞45））を示している。
【００２９】
この図から、Ｇ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａでは、入射角度が４５°よりも大きいＳ偏光に対する透過率のグラフは、入射角度４５°のＳ偏光に対する透過率のグラフに対して全体的に短波長側にシフトすることが分かる。なお、入射角度が４５°よりも小さいＳ偏光に対する透過率のグラフは、長波長側にシフトする。
【００３０】
図６に示すように、ダイクロイックミラー９に入射する光線の入射角度が４５°よりも小さいときには、Ｇ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａに入射する光線の入射角度は４５°よりも大きくなる。
【００３１】
ここで、本実施例では、色分離合成光学系３に入射する光のほとんどがＰ偏光であるが、実際には、偏光変換素子２ａで変換しきれなかったＳ偏光成分も僅かに混ざっている。このＧ光の光路に含まれる僅かなＳ偏光成分がＧ−ＰＢＳ１０に入射した場合、図５に示すＳ偏光に対する透過率特性に従って、該Ｇ光路内の長波長側のＳ偏光成分がＧ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａを透過してしまう。
【００３２】
そして、Ｇ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａを透過したＧ光路内のＳ偏光成分は、Ｇパネル６に入射するが、黒表示時には画像変調を受けないためにＳ偏光としてＧパネル６から射出する。さらに、Ｇ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａで反射されて合成プリズム１２に導かれ、投射レンズ４を介してスクリーン５に到達する。このＧ光路において発生するいわゆる漏れ光は、黒表示時の投射画像の色味や色むらを劣化させ、コントラストを低下させる。
【００３３】
ここで、図６において、Ｇパネル６への光線の入射角度をθとした場合、Ｇ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａへの入射角度βは、下記の式で表される。
【００３４】
【数１】
【００３５】
本実施例では、入射角度βにおけるＧ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａのＳ偏光に対する透過率をＴｓ（β）とするときに、
【００３６】
【数２】
【００３７】
を満足するように、Ｇ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａの特性を設定している。
【００３８】
すなわち、図６に示すように、Ｇ光路において、ダイクロイックミラー９に４５°よりも小さい入射角度αで入射し、かつＧ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａに対して４５°よりも大きい入射角度βで入射するＳ偏光を、ここでは第１の入射角度光とする。そして、図４に示すように、Ｇ光路において、第１の入射角度光に対するダイクロイックミラー９の透過率が最大となる波長よりも長い波長であって該ダイクロイックミラー９の透過率が１０％となる波長をＷａとする。さらに、Ｗａよりも短い波長範囲をＷとする。
【００３９】
このとき、偏光分離面１０ａは、波長範囲Ｗの第１の入射角度光（Ｓ偏光）に対する透過率が５％以下である特性を有する。該５％以下の透過率を示すのが、図６中のＡの部分である。
【００４０】
図１０には、従来のＧ−ＰＢＳの偏光分離面のＳ偏光に対する透過率特性を示している。図中の実線は入射角度４５°のＳ偏光に対する透過率を示し、点線は入射角度が４５°よりも大きいＳ偏光に対する透過率を示す。また、一点鎖線は入射角度が４５°よりも小さいＳ偏光に対する透過率を示している。
【００４１】
図１０において、従来のＧ−ＰＢＳの偏光分離面での入射角度４５°のＳ偏光に対するカット波長（透過率５０％の波長）は、ほぼ５９０ｎｍである。これに対し、図５に示すように、本実施例のＧ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａでの入射角度４５°のＳ偏光に対するカット波長は、ほぼ６４０ｎｍである。すなわち、偏光分離面１０ａでの入射角度４５°のＳ偏光に対するカット波長を、従来の偏光分離面およびダイクロイックミラー９での入射角度４５°のＳ偏光に対するカット波長（ともにほぼ５９０ｎｍ）に比べて長波長側にシフトさせている。これにより、上記（２）式を満足する特性を実現している。
【００４２】
本実施例によれば、Ｇ光路において、ダイクロイックミラー９に４５°よりも小さい入射角度αで入射してダイクロイックミラー９を透過したＳ偏光は、Ｇ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａを５％以下の透過率でしか透過しない。このため、Ｇ−ＰＢＳ１０の入射側に偏光板を設けなくても、黒表示時にはごく僅かなＳ偏光しかＧパネル６に入射しない。したがって、黒の色味や色むらを改善して画像のコントラストを向上させることができる。また、本実施例では、偏光板の機能をＧ−ＰＢＳ１０の偏光分離面に持たせているため、従来Ｇ−ＰＢＳの入射側に配置していた偏光板が不要となる。このため、コストダウンと偏光板の劣化による不都合を回避することができる。
【実施例２】
【００４３】
図７には、本発明の実施例２である液晶プロジェクタの構成を示している。基本的な構成は実施例１の液晶プロジェクタと同じであるため、共通する構成要素には実施例１と同符号を付している。
【００４４】
但し、本実施例では、照明光学系２（偏光変換素子２ａ′）からの偏光光がＳ偏光となる。
【００４５】
また、ダイクロイックミラー９によってＲ光およびＢ光とＧ光とを分離することも実施例１と同じである。しかし、本実施例では、波長選択性位相板１５によって、Ｒ光はＳ偏光のままとし、Ｂ光をＳ偏光からＰ偏光へと偏光状態を変化させる。これ以外のＲ光およびＢ光に対する光学作用は、実施例１と同様である。
【００４６】
Ｇ光の光路において、ダイクロイックミラー９を透過したＧ光は、Ｓ偏光としてＧ−ＰＢＳ１０に入射し、該Ｇ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａにて反射してＧパネル６に入射する。Ｇパネル６で画像変調されたＧ光はＰ偏光となり、Ｇ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａを透過して合成ＰＢＳ１２に向かう。
【００４７】
Ｇ−ＰＢＳ１０を射出したＧ光は、Ｇ−ＰＢＳ１０と合成ＰＢＳ１２との間に設けられた偏光板１７によって検光され、合成ＰＢＳ１２の偏光分離面で反射されて投射レンズ４に導かれ、スクリーン５に至る。合成ＰＢＳ１２は、実施例１と同様の特性を有する。
【００４８】
図８は、本実施例のＧ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａでのＰ偏光に対する反射率特性を示すグラフである。Ｇ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａでは、点線で示す入射角度が４５°よりも大きいＰ偏光に対する反射率（Ｒｐ（β＞45））のグラフは、実線で示す入射角度４５°のＰ偏光光線に対する反射率（Ｒｐ45）のグラフに対して全体的に短波長側にシフトする。なお、一点鎖線で示す入射角度が４５°よりも小さいＰ偏光に対する反射率（Ｒｐ（β＜45））のグラフは、長波長側にシフトする。
【００４９】
照明光学系２から射出する光はほとんどがＳ偏光であるが、実際には、僅かにＰ偏光成分が混ざっている。このＰ偏光成分は、Ｇ光路においてＧ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａをほとんど透過するが、実際には、図８に示すように、短波長側において反射する成分がある。
【００５０】
図９に示すように、Ｇパネル６への光線の入射角度をθとした場合、Ｇ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａへの入射角度βは上記（１）式で表される。
【００５１】
本実施例では、入射角度βにおけるＧ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａのＰ偏光に対する反射率をＲｐ（β）とするときに、
【００５２】
【数３】
【００５３】
を満足するように、Ｇ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａの特性を設定している。
【００５４】
すなわち、図９に示すように、Ｇ光路において、ダイクロイックミラー９に４５°よりも小さい入射角度αで入射し、かつＧ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａに対して４５°よりも大きい入射角度βで入射するＰ偏光を、ここでは第１の入射角度光とする。そして、図４に示すように、Ｇ光路において、第１の入射角度光に対するダイクロイックミラー９の透過率が最大となる波長よりも長い波長であって該ダイクロイックミラー９の透過率が１０％となる波長をＷａとする。さらに、Ｗａよりも短い波長範囲をＷとする。
【００５５】
このとき、偏光分離面１０ａは、波長範囲Ｗの第１の入射角度光（Ｐ偏光）に対する反射率が５％以下である特性を有する。該５％以下の反射率を示すのが、図８中のＢの部分である。なお、Ｗの短波長側の端よりも短波長の部分は、ダイクロイックミラー９によってカットされるので、ここでは無関係である。
【００５６】
本実施例では、偏光分離面１０ａでの入射角度４５°のＰ偏光に対する特性を、従来の偏光分離面およびダイクロイックミラー９での入射角度４５°のＳ偏光に対する特性に比べて短波長側にシフトさせることにより、上記（３）式を満足する特性を実現している。
【００５７】
本実施例によれば、Ｇ光路において、ダイクロイックミラー９に４５°よりも小さい入射角度αで入射してダイクロイックミラー９を透過したＰ偏光は、Ｇ−ＰＢＳ１０の偏光分離面１０ａで５％以下の反射率でしか反射されない。このため、Ｇ−ＰＢＳ１０の入射側に偏光板を設けなくても、黒表示時の漏れ光を低減でき、黒の色味や色むらを改善して画像のコントラストを向上させることができる。しかも、偏光板を不要とすることによって、コストダウンと偏光板の劣化による不都合を回避することができる。
【００５８】
なお、上記各実施例では、反射型液晶パネルを使用したプロジェクタについて説明したが、本発明は、透過型液晶パネルやＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）等の他の光変調素子又は画像形成素子を用いる場合にも適用できる。
【００５９】
また、上記各実施例では、ダイクロイックミラー９によってＧ光を反射し、Ｒ光およびＢ光を透過する場合について説明したが、これは例にすぎない。本発明は、他の色分解光学系、例えばダイクロイックミラーによってＢ光を透過し、該Ｂ光よりも長い波長のＧ光を反射する色分解光学系にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施例１である液晶プロジェクタの概略構成図。
【図２】実施例１における波長選択性位相板の特性図。
【図３】実施例１における合成ＰＢＳの特性図。
【図４】実施例１におけるダイクロイックミラーの透過率特性図。
【図５】実施例１におけるＧ−ＰＢＳのＳ偏光に対する透過率特性図。
【図６】実施例１におけるダイクロイックミラーからＧパネルまでの光路図。
【図７】本発明の実施例２である液晶プロジェクタの概略構成図。
【図８】実施例２におけるＧ−ＰＢＳのＰ偏光に対する反射率特性図。
【図９】実施例２におけるダイクロイックミラーからＧパネルまでの光路図。
【図１０】従来のＧ−ＰＢＳのＳ偏光に対する透過率特性図。
【符号の説明】
【００６１】
１ 光源
２ 照明光学系
３ 色分解合成光学系
４ 投射レンズ
５ スクリーン
６，７，８ 反射型液晶パネル
９ ダイクロイックミラー
１０，１１，１２ 偏光ビームスプリッタ
１５ 波長選択性位相板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光のうち、第１波長帯域の光を透過し、該第１波長帯域よりも長い波長帯域の光を反射するダイクロイック面と、該ダイクロイック面を透過した光が入射する偏光分離面とを有する色分解光学系であって、
前記第１波長帯域において、前記ダイクロイック面に４５°よりも小さい入射角度で入射し、かつ前記偏光分離面に対して４５°よりも大きい入射角度で入射する直線偏光を第１の入射角度光とし、
前記第１の波長帯域において、前記第１の入射角度光に対する前記ダイクロイック面の透過率が最大となる波長よりも長い波長であって該ダイクロイック面の透過率が１０％となる波長をＷａとし、Ｗａよりも短い波長範囲をＷとするとき、
前記偏光分離面は、波長範囲Ｗにおける前記第１の入射角度光に対する透過率が５％以下である特性を有することを特徴とする色分解光学系。
【請求項２】
前記偏光分離面の前記第１の入射角度光に対するカット波長は、前記ダイクロイック面の前記第１の入射角度光に対するカット波長よりも長い波長に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の色分解光学系。
【請求項３】
前記偏光分離面を透過した前記第１波長帯域の光を光変調素子に入射させることを特徴とする請求項１又は２に記載の色分解光学系。
【請求項４】
光源からの光のうち、第１波長帯域の光を透過し、該第１波長帯域よりも長い波長帯域の光を反射するダイクロイック面と、該ダイクロイック面を透過した光が入射する偏光分離面とを有する色分解光学系であって、
前記第１波長帯域において、前記ダイクロイック面に４５°よりも小さい入射角度で入射し、かつ前記偏光分離面に対して４５°よりも大きい入射角度で入射する直線偏光を第１の入射角度光とし、
前記第１波長帯域において、前記第１の入射角度光に対する前記ダイクロイック面の透過率が最大となる波長よりも長い波長であって該ダイクロイック面の透過率が１０％となる波長をＷａとし、Ｗａよりも短い波長範囲をＷとするとき、
前記偏光分離面は、波長範囲Ｗにおける前記前記第１の入射角度光に対する反射率が５％以下である特性を有することを特徴とする色分解光学系。
【請求項５】
前記偏光分離面で反射した前記第１波長帯域の光を光変調素子に入射させることを特徴とする請求項４に記載の色分解光学系。
【請求項６】
請求項３又は５に記載の色分解光学系を含み、前記光変調素子からの光を投射レンズを介して投射することを特徴とする光学系。
【請求項７】
請求項６に記載の光学系を用いて画像を投射することを特徴とする画像投射装置。
【請求項８】
請求項７に記載の画像投射装置と、
該画像投射装置に画像情報を供給する画像供給装置とを有することを特徴とする画像表示システム。
【請求項１】
光源からの光のうち、第１波長帯域の光を透過し、該第１波長帯域よりも長い波長帯域の光を反射するダイクロイック面と、該ダイクロイック面を透過した光が入射する偏光分離面とを有する色分解光学系であって、
前記第１波長帯域において、前記ダイクロイック面に４５°よりも小さい入射角度で入射し、かつ前記偏光分離面に対して４５°よりも大きい入射角度で入射する直線偏光を第１の入射角度光とし、
前記第１の波長帯域において、前記第１の入射角度光に対する前記ダイクロイック面の透過率が最大となる波長よりも長い波長であって該ダイクロイック面の透過率が１０％となる波長をＷａとし、Ｗａよりも短い波長範囲をＷとするとき、
前記偏光分離面は、波長範囲Ｗにおける前記第１の入射角度光に対する透過率が５％以下である特性を有することを特徴とする色分解光学系。
【請求項２】
前記偏光分離面の前記第１の入射角度光に対するカット波長は、前記ダイクロイック面の前記第１の入射角度光に対するカット波長よりも長い波長に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の色分解光学系。
【請求項３】
前記偏光分離面を透過した前記第１波長帯域の光を光変調素子に入射させることを特徴とする請求項１又は２に記載の色分解光学系。
【請求項４】
光源からの光のうち、第１波長帯域の光を透過し、該第１波長帯域よりも長い波長帯域の光を反射するダイクロイック面と、該ダイクロイック面を透過した光が入射する偏光分離面とを有する色分解光学系であって、
前記第１波長帯域において、前記ダイクロイック面に４５°よりも小さい入射角度で入射し、かつ前記偏光分離面に対して４５°よりも大きい入射角度で入射する直線偏光を第１の入射角度光とし、
前記第１波長帯域において、前記第１の入射角度光に対する前記ダイクロイック面の透過率が最大となる波長よりも長い波長であって該ダイクロイック面の透過率が１０％となる波長をＷａとし、Ｗａよりも短い波長範囲をＷとするとき、
前記偏光分離面は、波長範囲Ｗにおける前記前記第１の入射角度光に対する反射率が５％以下である特性を有することを特徴とする色分解光学系。
【請求項５】
前記偏光分離面で反射した前記第１波長帯域の光を光変調素子に入射させることを特徴とする請求項４に記載の色分解光学系。
【請求項６】
請求項３又は５に記載の色分解光学系を含み、前記光変調素子からの光を投射レンズを介して投射することを特徴とする光学系。
【請求項７】
請求項６に記載の光学系を用いて画像を投射することを特徴とする画像投射装置。
【請求項８】
請求項７に記載の画像投射装置と、
該画像投射装置に画像情報を供給する画像供給装置とを有することを特徴とする画像表示システム。
【図３】
【図４】
【図５】
【図９】
【図１０】
【図１】
【図２】
【図６】
【図７】
【図８】
【図４】
【図５】
【図９】
【図１０】
【図１】
【図２】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−２１２７５６（Ｐ２００７−２１２７５６Ａ）
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３２４１５（Ｐ２００６−３２４１５）
【出願日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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