【手続補正書】
【提出日】平成16年12月24日(2004.12.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる波長領域の偏光方向を変換する波長選択性リターダを用い、２つの波長選択性リターダで偏光分離素子を挟持した構成、あるいは特定の色の光のみを反射または透過する色分離機能素子と前記波長選択性リターダを平行に対峙して配置した構成の第１の色分離手段と、
偏光分離素子で構成した第２の色分離手段を備え、
直線偏光の光を、上記第１の色分離手段にほぼ４５度の角度で入射させて透過光と反射光の２色に分離し、分離光のいずれか一方を、上記第２の色分離手段により、透過光と反射光の２色に分離することにより、３色分離することを特徴とする色分離素子。
【請求項２】
請求項１記載の色分離素子において、
上記第１の色分離手段は、第１の偏光分離素子と、異なる波長領域の偏光方向を変換する第１の波長選択性リターダ及び第２の波長選択性リターダを有し、第１の波長選択性リターダと第２の波長選択性リターダとで第１の偏光分離素子を挟持した構成であり、
上記第２の色分離手段は、第２の偏光分離素子で構成され、
直線偏光の光を、上記第１の波長選択性リターダにほぼ４５度の角度で入射させ、該第１の波長選択性リターダを通過させることにより、偏光方向が変わった波長帯域光と変わらない波長帯域光を、上記第１の偏光分離素子により反射光と透過光に分離し、その反射光は再び上記第１の波長選択性リターダを通過させて透過光と分離し、一方、上記第１の偏光分離素子を透過した透過光は平行対峙した上記第２の波長選択性リターダを通過せしめ、該第２の波長選択性リターダにより、偏光方向が変わった波長帯域光と変わらない波長帯域光の２色を、上記第２の偏光分離素子により、さらに反射光と透過光に分離することにより、３色分離することを特徴とする色分離素子。
【請求項３】
請求項２記載の色分離素子において、
光学プリズム上の斜面に第１の波長選択性リターダを密着配置し、該第１の波長選択性リターダ上にさらに第１の偏光分離素子を積層した第１の複合光学素子と、
互いに直交する直角プリズムの２つの斜面のいずれか一方に第２の偏光分離素子を密着配置し、他方に第２の波長選択性リターダを密着配置させた第２の複合光学素子とで構成され、
上記第１の複合光学素子と第２の複合光学素子は、第１の複合光学素子を構成している第１の偏光分離素子と、第２の複合光学素子を構成している第２の波長選択性リターダとが密着されるように、光学的に一体としたことを特徴とする色分離素子。
【請求項４】
請求項１記載の色分離素子において、
上記第１の色分離手段は、特定の色の光のみを反射または透過する色分離機能素子と、異なる波長領域の偏光方向を変換する波長選択性リターダとを有し、上記色分離機能素子と上記波長選択性リターダを平行に対峙して配置した構成であり、
上記第２の色分離手段は、偏光分離素子で構成され、
直線偏光の光を、上記色分離機能素子にほぼ４５度の角度で入射させて、透過光と反射光の２色に分離し、分離光のいずれか一方を、上記波長選択性リターダを通過させることによって、偏光方向が変わった波長帯域光と変わらない波長帯域光の２色を、上記偏光分離素子により、さらに反射光と透過光に分離することにより、３色分離することを特徴とする色分離素子。
【請求項５】
請求項４記載の色分離素子において、
上記波長選択性リターダは第１の光学プリズム上の第１の斜面に配置し、上記偏光分離素子は上記第１の光学プリズムの第２の斜面に配置し、
上記色分離機能素子は第２の光学ブリズムの斜面に配置し、
上記色分離機能素子と上記波長選択性リターダを平行対峙するように上記第１、第２の光学プリズムを配置したことを特徴とする色分離素子。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一つに記載の色分離素子を備え、直線偏光である照明光を上記色分離素子によりカラーの３原色に分離すると共に、その分離された３原色に対応した３つのライトバルブと、各色ごとに形成された画像を合成する色合成素子とを備えたことを特徴とする作像光学エンジン。
【請求項７】
請求項６記載の作像光学エンジンにおいて、
上記ライトバルブは偏光制御型の反射型ライトバルブであり、
上記色分離素子の第１の色分離手段は、第１の偏光分離素子と、異なる波長領域の偏光方向を変換する第１の波長選択性リターダ及び第２の波長選択性リターダを有し、第１の波長選択性リターダと第２の波長選択性リターダとで第１の偏光分離素子を挟持した構成であり、
上記色分離素子の第２の色分離手段は第２の偏光分離素子で構成され、
上記色分離素子の第２の色分離手段を構成している第２の偏光分離素子により２色に分離されたそれぞれの照明光を、第１及び第２のライトバルブに照明し、それぞれの反射映像光を、上記第２の偏光分離素子によって合成すると共に照明光と分離させて映像光を生成し、
一方、上記色分離素子の第１の色分離手段を構成している第１の波長選択性リターダを透過し、第１の偏光分離素子で反射し、再び第１の波長選択性リターダを通過してきた第３番目の色の照明光は、第３の偏光分離素子を介して第３のライトバルブに照明し、その反射映像光を、上記第３の偏光分離素子を用いて照明光と分離して別の色の映像光を生成し、
上記２つの映像光を色合成素子により合成してカラー映像光を生成することを特徴とする作像光学エンジン。
【請求項８】
請求項７記載の作像光学エンジンにおいて、
上記色分離素子を構成する第１、第２の波長選択性リターダで挟持された第１の偏光分離素子と、第２の偏光分離素子と、上記第３の偏光分離素子、及び上記色合成素子を、クロス状に配置したことを特徴とする作像光学エンジン。
【請求項９】
請求項８記載の作像光学エンジンにおいて、
上記色分離素子を構成する第１、第２の波長選択性リターダで挟持された第１の偏光分離素子と、第２の偏光分離素子と、上記第３の偏光分離素子、及び上記色合成素子を、それぞれ４つの直角プリズムの互いに直交する斜面に形成すると共に、上記４つの直角プリズムの互いに直交する斜面を合わせてブロック状に一体化したことを特徴とする作像光学エンジン。
【請求項１０】
請求項７または８または９記載の作像光学エンジンにおいて、
カラー映像光の出射光路上に、第３の波長選択性リターダを配置して偏光方向を揃えたことを特徴とする作像光学エンジン。
【請求項１１】
請求項６記載の作像光学エンジンにおいて、
上記ライトバルブは偏光制御型の反射型ライトバルブであり、
上記色分離素子の第１の色分離手段は、特定の色の光のみを反射または透過する色分離機能素子と、異なる波長領域の偏光方向を変換する波長選択性リターダとを有し、上記色分離機能素子と上記波長選択性リターダを平行に対峙して配置した構成であり、
上記色分離素子の第２の色分離手段は、偏光分離素子で構成され、
上記色分離素子の第２の色分離手段を構成している偏光分離素子により２色に分離されたそれぞれの照明光を、第１及び第２のライトバルブに照明し、それぞれの反射映像光を、上記偏光分離素子によって合成すると共に照明光と分離させて映像光を生成し、
一方、上記色分離素子の第１の色分離手段を構成している色分離機能素子により分離された第３番目の色の照明光は、第２の偏光分離素子を介して第３のライトバルブに照明し、その反射映像光を、上記第２の偏光分離素子を用いて照明光と分離して別の色の映像光を生成し、
上記２つの映像光を色合成素子により合成してカラー映像光を生成することを特徴とする作像光学エンジン。
【請求項１２】
請求項１１記載の作像光学エンジンにおいて、
上記色分離素子を構成する色分離機能素子及び波長選択性リターダと、偏光分離素子と、上記第２の偏光分離素子、及び上記色合成素子は、クロス状に配置したことを特徴とする作像光学エンジン。
【請求項１３】
請求項１２記載の作像光学エンジンにおいて、
上記色分離素子を構成する色分離機能素子及び波長選択性リターダと、偏光分離素子と、上記第２の偏光分離素子、及び上記色合成素子を、それぞれ４つの直角プリズムの互いに直交する斜面に形成すると共に、上記４つの直角プリズムの互いに直交する斜面を合わせてブロック状に一体化したことを特徴とする作像光学エンジン。
【請求項１４】
請求項１１，１２，または１３記載の作像光学エンジンにおいて、
カラー映像光の出射光路上に、第２の波長選択性リターダを配置して偏光方向を揃えたことを特徴とする作像光学エンジン。
【請求項１５】
請求項１０または１４記載の作像光学エンジンにおいて、
カラー画像出射光路の最終面に、偏光子を取り外し可能に配置したことを特徴とする作像光学エンジン。
【請求項１６】
請求項６〜１５のいずれか一つに記載の作像光学エンジンにおいて、
照明光入口側に、偏光子を取り外し可能に配置したことを特徴とする作像光学エンジン。
【請求項１７】
請求項６〜１６のいずれか一つに記載の作像光学エンジンと、投射レンズとで構成したことを特徴とする投影装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための手段として、請求項１記載の色分離素子は、異なる波長領域の偏光方向を変換する波長選択性リターダを用い、２つの波長選択性リターダで偏光分離素子を挟持した構成、あるいは特定の色の光のみを反射または透過する色分離機能素子と前記波長選択性リターダを平行に対峙して配置した構成の第１の色分離手段と、偏光分離素子で構成した第２の色分離手段を備え、直線偏光の光を、上記第１の色分離手段にほぼ４５度の角度で入射させて透過光と反射光の２色に分離し、分離光のいずれか一方を、上記第２の色分離手段により、透過光と反射光の２色に分離することにより、３色分離することを特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
請求項２記載の色分離素子は、請求項１記載の色分離素子において、上記第１の色分離手段は、第１の偏光分離素子と、異なる波長領域の偏光方向を変換する第１の波長選択性リターダ及び第２の波長選択性リターダを有し、第１の波長選択性リターダと第２の波長選択性リターダとで第１の偏光分離素子を挟持した構成であり、上記第２の色分離手段は、第２の偏光分離素子で構成され、直線偏光の光を、上記第１の波長選択性リターダにほぼ４５度の角度で入射させ、該第１の波長選択性リターダを通過させることにより、偏光方向が変わった波長帯域光と変わらない波長帯域光を、上記第１の偏光分離素子により反射光と透過光に分離し、その反射光は再び上記第１の波長選択性リターダを通過させて透過光と分離し、一方、上記第１の偏光分離素子を透過した透過光は平行対峙した上記第２の波長選択性リターダを通過せしめ、該第２の波長選択性リターダにより、偏光方向が変わった波長帯域光と変わらない波長帯域光の２色を、上記第２の偏光分離素子により、さらに反射光と透過光に分離することにより、３色分離することを特徴としている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
請求項４記載の色分離素子は、請求項１記載の色分離素子において、上記第１の色分離手段は、特定の色の光のみを反射または透過する色分離機能素子と、異なる波長領域の偏光方向を変換する波長選択性リターダとを有し、上記色分離機能素子と上記波長選択性リターダを平行に対峙して配置した構成であり、上記第２の色分離手段は、偏光分離素子で構成され、直線偏光の光を、上記色分離機能素子にほぼ４５度の角度で入射させて、透過光と反射光の２色に分離し、分離光のいずれか一方を、上記波長選択性リターダを通過させることによって、偏光方向が変わった波長帯域光と変わらない波長帯域光の２色を、上記偏光分離素子により、さらに反射光と透過光に分離することにより、３色分離することを特徴としている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
請求項６記載の作像光学エンジンは、請求項１乃至５のいずれか一つに記載の色分離素子を備え、直線偏光である照明光を上記色分離素子によりカラーの３原色に分離すると共に、その分離された３原色に対応した３つのライトバルブと、各色ごとに形成された画像を合成する色合成素子とを備えたことを特徴としている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
請求項７記載の作像光学エンジンは、請求項６記載の作像光学エンジンにおいて、上記ライトバルブは偏光制御型の反射型ライトバルブであり、上記色分離素子の第１の色分離手段は、第１の偏光分離素子と、異なる波長領域の偏光方向を変換する第１の波長選択性リターダ及び第２の波長選択性リターダを有し、第１の波長選択性リターダと第２の波長選択性リターダとで第１の偏光分離素子を挟持した構成であり、上記色分離素子の第２の色分離手段は第２の偏光分離素子で構成され、上記色分離素子の第２の色分離手段を構成している第２の偏光分離素子により２色に分離されたそれぞれの照明光を、第１及び第２のライトバルブに照明し、それぞれの反射映像光を、上記第２の偏光分離素子によって合成すると共に照明光と分離させて映像光を生成し、一方、上記色分離素子の第１の色分離手段を構成している第１の波長選択性リターダを透過し、第１の偏光分離素子で反射し、再び第１の波長選択性リターダを通過してきた第３番目の色の照明光は、第３の偏光分離素子を介して第３のライトバルブに照明し、その反射映像光を、上記第３の偏光分離素子を用いて照明光と分離して別の色の映像光を生成し、上記２つの映像光を色合成素子により合成してカラー映像光を生成することを特徴としている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
請求項１１記載の作像光学エンジンは、請求項６記載の作像光学エンジンにおいて、上記ライトバルブは偏光制御型の反射型ライトバルブであり、上記色分離素子の第１の色分離手段は、特定の色の光のみを反射または透過する色分離機能素子と、異なる波長領域の偏光方向を変換する波長選択性リターダとを有し、上記色分離機能素子と上記波長選択性リターダを平行に対峙して配置した構成であり、上記色分離素子の第２の色分離手段は、偏光分離素子で構成され、上記色分離素子の第２の色分離手段を構成している偏光分離素子により２色に分離されたそれぞれの照明光を、第１及び第２のライトバルブに照明し、それぞれの反射映像光を、上記偏光分離素子によって合成すると共に照明光と分離させて映像光を生成し、一方、上記色分離素子の第１の色分離手段を構成している色分離機能素子により分離された第３番目の色の照明光は、第２の偏光分離素子を介して第３のライトバルブに照明し、その反射映像光を、上記第２の偏光分離素子を用いて照明光と分離して別の色の映像光を生成し、上記２つの映像光を色合成素子により合成してカラー映像光を生成することを特徴としている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
（実施例１）
まず請求項１，２に係る発明の実施例を説明する。
図１は請求項１，２に係る発明の一実施例を示す色分離素子の概略構成図である。この色分離素子は、異なる波長領域の偏光方向を変換する波長選択性リターダを用い、２つの波長選択性リターダで偏光分離素子を挟持した構成の第１の色分離手段１００と、偏光分離素子で構成した第２の色分離手段１０４を備えた構成である。
より具体的には、上記第１の色分離手段１００は、第１の偏光分離素子１０１と、異なる波長領域の偏光方向を変換する第１の波長選択性リターダ１０２及び第２の波長選択性リターダ１０３を有し、第１の波長選択性リターダ１０２と第２の波長選択性リターダ１０３とで第１の偏光分離素子１０１を挟持した構成であり、上記第２の色分離手段１０４は、第２の偏光分離素子１０５で構成されている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
（実施例１０）
まず請求項１，４に係る発明の実施例を説明する。
図１１は請求項１，４に係る発明の一実施例を示す色分離素子の概略構成図である。この色分離素子は、異なる波長領域の偏光方向を変換する波長選択性リターダを用い、特定の色の光のみを反射または透過する色分離機能素子と前記波長選択性リターダを平行に対峙して配置した構成の第１の色分離手段２００と、偏光分離素子で構成した第２の色分離手段２０３を備えた構成である。
より具体的には、上記第１の色分離手段２００は、特定の色の光のみを反射または透過する色分離機能素子２０１と、異なる波長領域の偏光方向を変換する波長選択性リターダ２０２とを有し、色分離機能素子２０１と波長選択性リターダ２０２を平行に対峙して配置した構成であり、上記第２の色分離手段２０３は、偏光分離素子２０４で構成されている。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る色分離素子では、異なる波長領域の偏光方向を変換する波長選択性リターダを用い、２つの波長選択性リターダで偏光分離素子を挟持した構成、あるいは特定の色の光のみを反射または透過する色分離機能素子と前記波長選択性リターダを平行に対峙して配置した構成の第１の色分離手段と、偏光分離素子で構成した第２の色分離手段を備え、直線偏光の光を、上記第１の色分離手段にほぼ４５度の角度で入射させて透過光と反射光の２色に分離し、分離光のいずれか一方を、上記第２の色分離手段により、透過光と反射光の２色に分離することにより、３色分離することを特徴とし、偏光分離素子を用いた色分離を行なっているため、偏光度の高い色分離が可能となる。そして、この色分離素子を偏光を制御するライトバルブ（液晶パネルなど）を用いた作像光学エンジンに適用することにより、コントラストの高いカラー画像（カラー映像光）を得ることができる。
また、本発明に係る作像光学エンジンでは、波長選択性リターダが、各ライトバルブからの各色の映像光をカラー画像合成するまでの光路中に介在しないため、各色の結像光の光路長を合わせることが容易になり、投影装置に適用した場合に、投影画像の品質を高レベルにできる。また、４５度傾斜した波長選択性リターダも結像光学系に介在しないため、投影画像の品質劣化を防ぐことが可能となり、投射レンズの設計の負担を軽減することも可能となる。