(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも青、緑、赤の３成分の光を発する光源と、
前記光源からの光が入射され青の成分の光を透過しかつ緑、赤の成分の光を反射する第１ダイクロイックミラーと、
前記第１ダイクロイックミラーと略平行に配置され前記第１ダイクロイックミラーで反射された緑、赤の成分の光が入射され緑の成分を反射しかつ赤の成分の光を透過する第２ダイクロイックミラーと、
前記第１ダイクロイックミラーと略平行に配置され前記第１ダイクロイックミラーを透過した青の成分の光が入射されその青の成分の光を反射する第３ダイクロイックミラーと、
前記第２ダイクロイックミラーと略直交する作用面を有し前記第２ダイクロイックミラーを透過した赤の成分の光の内の所定の偏光成分の光を反射する第１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の光が入射され赤色に対応する画像信号に応じて偏光面の回転した偏光を反射する赤用反射型液晶装置と、
前記第２ダイクロイックミラーと略直交する作用面を有し前記第２ダイクロイックミラーで反射した緑の成分の光の内の所定の偏光成分の光を反射する第２偏光ビームスプリッタと、
前記第２偏光ビームスプリッタからの光が入射され緑色に対応する画像信号に応じて偏光面の回転した偏光を反射する緑用反射型液晶装置と、
前記第３ダイクロイックミラーと略平行な作用面を有し前記第３ダイクロイックミラーで反射した青の成分の光の内の所定の偏光成分の光を反射する第３偏光ビームスプリッタと、
前記第３偏光ビームスプリッタからの光が入射され青色に対応する画像信号に応じて偏光面の回転した偏光を反射する青用反射型液晶装置と、
前記第１及び第２偏光ビームスプリッタの各作用面と略直交しかつ第３偏光ビームスプリッタの作用面に略平行に配置され赤の成分の光を反射しかつ緑、青の成分の光を透過する第４ダイクロイックミラーと、前記第４ダイクロイックミラーと交差するように配置され青の成分の光を反射しかつ緑、赤の成分の光を透過する第５ダイクロイックミラーとを含み、前記各反射型液晶装置から出射され前記第１，第２，第３偏光ビームスプリッタを経た赤、緑、青の光を合成して出射するクロスプリズムと、
前記クロスプリズムからの合成光が供給される投影光学系とを有することを特徴とする投射型画像表示装置。
【請求項２】
前記第２及び第４ダイクロイックミラーの少なくとも１つは、光屈折率の異なる複数の層が所定の順序で積層された多層膜からなり、前記多層膜は、略２．５の光屈折率を有する膜と１．６５〜１．７５の光屈折率を有する膜とを含むことを特徴とする請求項１記載の投射型画像表示装置。
【請求項３】
前記第２及び第４ダイクロイックミラーの内の少なくとも１つは、光屈折率の異なる少なくとも２つの層が交互に積層された多層膜からなり、一方の層の光屈折率が略２．５０、他方の層の光屈折率が１．６５〜１．７５であることを特徴とする請求項２記載の投射型画像表示装置。
【請求項４】
前記第２及び第４ダイクロイックミラーの少なくとも１つは、光屈折率の異なる複数の層が所定の順序で積層された多層膜からなり、前記多層膜は、略２．３５の光屈折率を有する膜と略１．７０の光屈折率を有する膜とを含むことを特徴とする請求項１記載の投射型画像表示装置。
【請求項５】
前記第２及び第４ダイクロイックミラーの内の少なくとも１つは、光屈折率の異なる少なくとも２つの層が交互に積層された多層膜からなり、一方の層の光屈折率が略２．３５、他方の層の光屈折率が略１．７０であることを特徴とする請求項４記載の投射型画像表示装置。
【請求項６】
前記第２ダイクロイックミラーは、光屈折率の異なる少なくとも２つの層が所定の順序で積層された多層膜からなり、作用面に亘り多層膜の厚さを変化させたことを特徴とする請求項１記載の投射型画像表示装置。
【請求項７】
前記多層膜の厚さは、作用面に亘り前記第１ダイクロイックミラーからの光の入射角に応じて変化させたことを特徴とする請求項６記載の投射型画像表示装置。
【請求項８】
前記光源は、メタルハライドランプであることを特徴とする請求項１記載の投射型画像表示装置。
【請求項９】
少なくとも青、緑、赤の３成分の光を発する光源と、
前記光源からの光が入射され赤の成分の光を透過しかつ緑、青の成分の光を反射する第１ダイクロイックミラーと、
前記第１ダイクロイックミラーと略平行に配置され前記第１ダイクロイックミラーで反射された緑、青の成分の光が入射され緑の成分を反射しかつ赤の成分の光を透過する第２ダイクロイックミラーと、
前記第１ダイクロイックミラーと略平行に配置され前記第１ダイクロイックミラーを透過した赤の成分の光が入射されその赤の成分の光を反射する第３ダイクロイックミラーと、
前記第２ダイクロイックミラーと略直交する作用面を有し前記第２ダイクロイックミラーを透過した青の成分の光の内の所定の偏光成分の光を反射する第１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の光が入射され青色に対応する画像信号に応じて偏光面の回転した偏光を反射する青用反射型液晶装置と、
前記第２ダイクロイックミラーと略直交する作用面を有し前記第２ダイクロイックミラーで反射した緑の成分の光の内の所定の偏光成分の光を反射する第２偏光ビームスプリッタと、
前記第２偏光ビームスプリッタからの光が入射され緑色に対応する画像信号に応じて偏光面の回転した偏光を反射する緑用反射型液晶装置と、
前記第３ダイクロイックミラーと略平行な作用面を有し前記第３ダイクロイックミラーで反射した赤の成分の光の内の所定の偏光成分の光を反射する第３偏光ビームスプリッタと、
前記第３偏光ビームスプリッタからの光が入射され赤色に対応する画像信号に応じて偏光面の回転した偏光を反射する赤用反射型液晶装置と、
前記第１及び第２偏光ビームスプリッタの各作用面と略直交しかつ第３偏光ビームスプリッタの作用面に略平行に配置され青の成分の光を反射しかつ緑、赤の成分の光を透過する第４ダイクロイックミラーと、前記第４ダイクロイックミラーと交差するように配置され赤の成分の光を反射しかつ緑、青の成分の光を透過する第５ダイクロイックミラーとを含み、前記各反射型液晶装置から出射され前記第１，第２，第３偏光ビームスプリッタを経た赤、緑、青の光を合成して出射するクロスプリズムと、
前記クロスプリズムからの合成光が供給される投影光学系とを有し、
前記第５ダイクロイックミラーは、光屈折率の異なる複数の層が所定の順序で積層された多層膜からなり、一方の層の光屈折率と他方の層の光屈折率との差が０．９０よりも小さいことを特徴とする投射型画像表示装置。
【請求項１０】
前記多層膜は、一方の層の光屈折率が略２．５０、他方の層の光屈折率が１．６５ないし１．７５であることを特徴とする請求項９記載の投射型画像表示装置。
【請求項１１】
前記多層膜は、一方の層の光屈折率が略２．３５、他方の層の光屈折率が略１．７０であることを特徴とする請求項９記載の投射型画像表示装置。
【請求項１２】
少なくとも青、緑、赤の３成分の光を発する光源と、
前記光源からの光が入射され赤の成分の光を透過しかつ緑、青の成分の光を反射する第１ダイクロイックミラーと、
前記第１ダイクロイックミラーと略平行に配置され前記第１ダイクロイックミラーで反射された緑、青の成分の光が入射され緑の成分を反射しかつ赤の成分の光を透過する第２ダイクロイックミラーと、
前記第１ダイクロイックミラーと略平行に配置され前記第１ダイクロイックミラーを透過した赤の成分の光が入射されその赤の成分の光を反射する第３ダイクロイックミラーと、
前記第２ダイクロイックミラーと略直交する作用面を有し前記第２ダイクロイックミラーを透過した青の成分の光の内の所定の偏光成分の光を反射する第１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の光が入射され青色に対応する画像信号に応じて偏光面の回転した偏光を反射する青用反射型液晶装置と、
前記第２ダイクロイックミラーと略直交する作用面を有し前記第２ダイクロイックミラーで反射した緑の成分の光の内の所定の偏光成分の光を反射する第２偏光ビームスプリッタと、
前記第２偏光ビームスプリッタからの光が入射され緑色に対応する画像信号に応じて偏光面の回転した偏光を反射する緑用反射型液晶装置と、
前記第３ダイクロイックミラーと略平行な作用面を有し前記第３ダイクロイックミラーで反射した赤の成分の光の内の所定の偏光成分の光を反射する第３偏光ビームスプリッタと、
前記第３偏光ビームスプリッタからの光が入射され赤色に対応する画像信号に応じて偏光面の回転した偏光を反射する赤用反射型液晶装置と、
前記第１及び第２偏光ビームスプリッタの各作用面と略直交しかつ第３偏光ビームスプリッタの作用面に略平行に配置され青の成分の光を反射しかつ緑、赤の成分の光を透過する第４ダイクロイックミラーと、前記第４ダイクロイックミラーと交差するように配置され赤の成分の光を反射しかつ緑、青の成分の光を透過する第５ダイクロイックミラーとを含み、前記各反射型液晶装置から出射され前記第１，第２，第３偏光ビームスプリッタを経た赤、緑、青の光を合成して出射するクロスプリズムと、
前記クロスプリズムからの合成光が供給される投影光学系とを有し、
前記第１ダイクロイックミラーは、少なくとも２つの層が所定の順序で積層された多層膜からなり、作用面に亘り多層膜の厚さを変化させたことを特徴とする投射型画像表示装置。
【請求項１３】
前記多層膜の厚さは、作用面に亘り前記光源からの入射角に応じて変化させたことを特徴とする請求項１２記載の投射型画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射型液晶装置を用いた投射型画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、反射型液晶装置を用いた投射型画像表示装置としては、特公平５−８２７９３号公報のものがある。この投射型画像表示装置の光学系は図１のようになっている。
同図において、５０Ｒ、５０Ｇ及び５０Ｂは各々赤、緑及び青色信号に基づき、各画素毎に偏光面の回転を行う反射型液晶装置である。５１は偏光ビームスプリッタ、５２は青反射ダイクロイックミラー、５３は赤反射ダイクロイックミラーで、これらは順次並べられ、赤反射ダイクロイックミラー５３の直進側に液晶装置５０Ｇが配置されると共に、その反射側に液晶装置５０Ｒが配置される。
【０００３】
また、青反射ダイクロイックミラー５２の反射側に液晶装置５０Ｂが配置される。５４は光源を構成するキセノンランプ、５５は楕円鏡、５６は平行化凹レンズ、５７は投影レンズである。
キセノンランプ５４からの光は、レンズ５６で平行光とされた後、偏光ビームスプリッタ５１に供給され、直進するＰ成分偏光と反射するＳ成分偏光とに分割される。そしてＳ成分偏光は、青反射ダイクロイックミラー５２及び赤反射ダイクロイックミラー５３により、赤、緑及び青の色光に分離され、各々液晶装置５０Ｒ、５０Ｇ、５０Ｂに入射される。液晶装置５０Ｒに赤の色光が入射すると、赤色の画像信号に応じて各画素電極毎に偏光面の回転した偏光が反射光として得られ、これが再度偏光ビームスプリッタ５１に供給される。この場合偏光面の回転により生じるＰ成分偏光のみが直進して投影レンズ５７に供給される。液晶装置５０Ｇ及び５０Ｂに入射する緑及び青の色光に関しても同様である。このように偏光ビームスプリッタ５１で赤色光、緑色及び青色光が合成された投影レンズ５７を介してスクリーン（図示省略）にカラー画像が映出される。
【０００４】
上述の光学系における光源としては、明るさを向上させるためのキセノンランプに代わってメタルハライドランプの使用が考えられる。このメタルハライドランプのスペクトルは、図２のようになっており、４４０ｎｍ付近に青色（Ｂ）、５５０ｎｍ付近に緑色（Ｇ）、更に６００〜７００ｎｍに赤色（Ｒ）のスペクトルが存在する。尚、Ｎは緑色（Ｇ）のスペクトルに近接する５８０ｎｍ付近のオレンジ色のスペクトルであり、実際には不要なスペクトル成分である。
【０００５】
そして、赤の色光、緑の色光及び青の色光を分離、合成するため、赤反射ダイクロイックミラーの特性を図３、青反射ダイクロイックミラーの特性を図４に示すように設定する。尚、各図において斜線で示される部分が反射されるスペクトルである。
一般に、光源からの光は平行光に変換されてダイクロイックミラーに入射されるようになっているが、完全な平行光とすることは困難であり、中心光に対して側部の光は平行でなくなってしまう。このため、各ダイクロイックミラーは、入射光がダイクロイックミラーの反射作用面上の入射法線に対して４５°の角度を呈することを条件としてその光反射特性が設定されているにもかかわらず、例えば図５に赤反射ダイクロイックミラー５３の場合が模式的に示されているように入射光の側部の光（ｓ），（ｕ）は、入射法線に対して各々４５°＋α、４５°−α（αは８°程度）と異なった角度で入射することになる。
【０００６】
すると、赤反射ダイクロイックミラーの実際の特性では入射角度依存性を持つこととなり、図３に示されるように、中心光（ｔ）に対しては（ｗ）となるが側部光（ｓ），（ｕ）に対しては各々Ｖ、Ｘというように（ｗ）に対してシフトされた特性を呈することとなる。
従って赤反射ダイクロイックミラーにおいて、側部光（ｓ）については不要スペクトルＮが完全に反射する一方、側部光（ｕ）については完全に透過するので、液晶装置５０Ｒに入る一方の側部光（ｓ）と他方の側部光（ｕ）とで色相が大きく異なり、最終的にスクリーン上に投射される映像の左右または上下で大きく色相が異なるいわゆるカラーシェーディングが発生する。
【０００７】
青反射ダイクロイックミラーの場合も同様の現象が発生し、（ｓ），（ｕ）に対応する側部光が呈する該ダイクロイックミラーにおける反射特性は、図４に破線及び一点鎖線で示されるようになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、光学系を追加することなく簡単な構成でカラーシェーディングを防止することのできる反射型液晶装置を用いた投射型画像表示装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による投射型画像表示装置は、少なくとも青、緑、赤の３成分の光を発する光源と、前記光源からの光が入射され青の成分の光を透過しかつ緑、赤の成分の光を反射する第１ダイクロイックミラーと、前記第１ダイクロイックミラーと略平行に配置され前記第１ダイクロイックミラーで反射された緑、赤の成分の光が入射され緑の成分を反射しかつ赤の成分の光を透過する第２ダイクロイックミラーと、前記第１ダイクロイックミラーと略平行に配置され前記第１ダイクロイックミラーを透過した青の成分の光が入射されその青の成分の光を反射する第３ダイクロイックミラーと、前記第２ダイクロイックミラーと略直交する作用面を有し前記第２ダイクロイックミラーを透過した赤の成分の光の内の所定の偏光成分の光を反射する第１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の光が入射され赤色に対応する画像信号に応じて偏光面の回転した偏光を反射する赤用反射型液晶装置と、前記第２ダイクロイックミラーと略直交する作用面を有し前記第２ダイクロイックミラーで反射した緑の成分の光の内の所定の偏光成分の光を反射する第２偏光ビームスプリッタと、前記第２偏光ビームスプリッタからの光が入射され緑色に対応する画像信号に応じて偏光面の回転した偏光を反射する緑用反射型液晶装置と、前記第３ダイクロイックミラーと略平行な作用面を有し前記第３ダイクロイックミラーで反射した青の成分の光の内の所定の偏光成分の光を反射する第３偏光ビームスプリッタと、前記第３偏光ビームスプリッタからの光が入射され青色に対応する画像信号に応じて偏光面の回転した偏光を反射する青用反射型液晶装置と、前記第１及び第２偏光ビームスプリッタの各作用面と略直交しかつ第３偏光ビームスプリッタの作用面に略平行に配置され赤の成分の光を反射しかつ緑、青の成分の光を透過する第４ダイクロイックミラーと、前記第４ダイクロイックミラーと交差するように配置され青の成分の光を反射しかつ緑、赤の成分の光を透過する第５ダイクロイックミラーとを含み、前記各反射型液晶装置から出射され前記第１，第２，第３偏光ビームスプリッタを経た赤、緑、青の光を合成して出射するクロスプリズムと、前記クロスプリズムからの合成光が供給される投影光学系とを有することを特徴としている。
【００１０】
上述の如く特徴づけられた投射型画像表示装置において、第２及び第４ダイクロイックミラーの内の少なくとも１つは、屈折率の異なる少なくとも２つの層（膜）が交互に（或いは所定の順序で）積層された多層膜からなり、一方の層の屈折率を略２．５０とし、他方の層の屈折率を１．６５〜１．７５とすることができる。
【００１１】
また、上述の如く特徴づけられた投射型画像表示装置において、第２及び第４ダイクロイックミラーの内の少なくとも１つは、屈折率の異なる少なくとも２つの層（膜）が交互に（或いは所定の順序で）積層された多層膜からなり、一方の層の屈折率を略２．３５とし、他方の層の屈折率が略１．７０とすることができる。
【００１２】
また、第２ダイクロイックミラーは、屈折率の異なる少なくとも２つの層が所定の順序で積層された多層膜からなり、作用面に亘って多層膜の厚さを変化させるようにすることもできる。
かかる多層膜の厚さは、作用面に亘り第１ダイクロイックミラーからの光の入射角に応じて変化させても良い。
【００１３】
さらに、光源としては、メタルハライドランプを採用可能である。
本発明による他の投射型画像表示装置は、少なくとも青、緑、赤の３成分の光を発する光源と、前記光源からの光が入射され赤の成分の光を透過しかつ緑、青の成分の光を反射する第１ダイクロイックミラーと、前記第１ダイクロイックミラーと略平行に配置され前記第１ダイクロイックミラーで反射された緑、青の成分の光が入射され緑の成分を反射しかつ青の成分の光を透過する第２ダイクロイックミラーと、前記第１ダイクロイックミラーと略平行に配置され前記第１ダイクロイックミラーを透過した赤の成分の光が入射されその赤の成分の光を反射する第３ダイクロイックミラーと、前記第２ダイクロイックミラーと略直交する作用面を有し前記第２ダイクロイックミラーを透過した青の成分の光の内の所定の偏光成分の光を反射する第１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の光が入射され青色に対応する画像信号に応じて偏光面の回転した偏光を反射する青用反射型液晶装置と、前記第２ダイクロイックミラーと略直交する作用面を有し前記第２ダイクロイックミラーで反射した緑の成分の光の内の所定の偏光成分の光を反射する第２偏光ビームスプリッタと、前記第２偏光ビームスプリッタからの光が入射され緑色に対応する画像信号に応じて偏光面の回転した偏光を反射する緑用反射型液晶装置と、前記第３ダイクロイックミラーと略平行な作用面を有し前記第３ダイクロイックミラーで反射した赤の成分の光の内の所定の偏光成分の光を反射する第３偏光ビームスプリッタと、前記第３偏光ビームスプリッタからの光が入射され赤色に対応する画像信号に応じて偏光面の回転した偏光を反射する赤用反射型液晶装置と、前記第１及び第２偏光ビームスプリッタの各作用面と略直交しかつ第３偏光ビームスプリッタの作用面に略平行に配置され青の成分の光を反射しかつ緑、赤の成分の光を透過する第４ダイクロイックミラーと、前記第４ダイクロイックミラーと交差するように配置され赤の成分の光を反射しかつ緑、青の成分の光を透過する第５ダイクロイックミラーとを含み、前記各反射型液晶装置から出射され前記第１，第２，第３偏光ビームスプリッタを経た赤、緑、青の光を合成して出射するクロスプリズムと、前記クロスプリズムからの合成光が供給される投影光学系とを有し、前記第５ダイクロイックミラーは、光屈折率の異なる複数の層が所定の順序で積層された多層膜からなり、一方の層の光屈折率と他方の層の光屈折率との差が０．９０よりも小さいことを特徴としている。
【００１４】
前記多層膜は、一方の層の光屈折率が略２．５０、他方の層の光屈折率が１．６５ないし１．７５とすることができる。
また、前記多層膜は、一方の層の光屈折率が略２．３５、他方の層の光屈折率が略１．７０とすることもできる。
本発明によるさらに他の投射型画像表示装置は、少なくとも青、緑、赤の３成分の光を発する光源と、前記光源からの光が入射され赤の成分の光を透過しかつ緑、青の成分の光を反射する第１ダイクロイックミラーと、前記第１ダイクロイックミラーと略平行に配置され前記第１ダイクロイックミラーで反射された緑、青の成分の光が入射され緑の成分を反射しかつ青の成分の光を透過する第２ダイクロイックミラーと、前記第１ダイクロイックミラーと略平行に配置され前記第１ダイクロイックミラーを透過した赤の成分の光が入射されその赤の成分の光を反射する第３ダイクロイックミラーと、前記第２ダイクロイックミラーと略直交する作用面を有し前記第２ダイクロイックミラーを透過した青の成分の光の内の所定の偏光成分の光を反射する第１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の光が入射され青色に対応する画像信号に応じて偏光面の回転した偏光を反射する青用反射型液晶装置と、前記第２ダイクロイックミラーと略直交する作用面を有し前記第２ダイクロイックミラーで反射した緑の成分の光の内の所定の偏光成分の光を反射する第２偏光ビームスプリッタと、前記第２偏光ビームスプリッタからの光が入射され緑色に対応する画像信号に応じて偏光面の回転した偏光を反射する緑用反射型液晶装置と、前記第３ダイクロイックミラーと略平行な作用面を有し前記第３ダイクロイックミラーで反射した赤の成分の光の内の所定の偏光成分の光を反射する第３偏光ビームスプリッタと、前記第３偏光ビームスプリッタからの光が入射され赤色に対応する画像信号に応じて偏光面の回転した偏光を反射する赤用反射型液晶装置と、前記第１及び第２偏光ビームスプリッタの各作用面と略直交しかつ第３偏光ビームスプリッタの作用面に略平行に配置され青の成分の光を反射しかつ緑、赤の成分の光を透過する第４ダイクロイックミラーと、前記第４ダイクロイックミラーと交差するように配置され赤の成分の光を反射しかつ緑、青の成分の光を透過する第５ダイクロイックミラーとを含み、前記各反射型液晶装置から出射され前記第１，第２，第３偏光ビームスプリッタを経た赤、緑、青の光を合成して出射するクロスプリズムと、前記クロスプリズムからの合成光が供給される投影光学系とを有し、前記第１ダイクロイックミラーは、少なくとも２つの層が所定の順序で積層された多層膜からなり、作用面に亘り多層膜の厚さを変化させたことを特徴としている。
【００１５】
前記多層膜の厚さは、作用面に亘り前記光源からの光の入射角に応じて変化させるのが好ましい。
上記各態様によれば、反射型液晶装置を用いた投射型画像表示装置において、赤色光及び緑色光の反射帯と透過帯の境界が入射角によって不要成分（例えばオレンジ色光）帯域外でシフトし、シェード帯域を狭めることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図６は、本発明による一実施例の投射型画像表示装置を示す。尚、図中赤色光を２点鎖線、緑色光を実線、青色光を点線で表示している。
光源１は、メタルハライドランプであり、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色光成分を含む光を放射する点状の白色光源であり、図２に示すようなスペクトルを有する。光源１から放射された光はリフレクタ（楕円鏡）２で反射され、ほぼ平行な光として出射される。この光は、複数の球面レンズがマトリクス状に配置されたレンズ板である第１インテグレータ３を透過し、反射ミラー４で反射され、第２インテグレータ５を透過し、黄反射ダイクロイックミラー（ＹＤＭ）１１ａに入射する。
【００１７】
黄反射ダイクロイックミラー１１ａは、青色光を透過しかつ緑色光及び赤色光を反射する。この黄反射ダイクロイックミラー１１ａで反射された赤色光は、黄反射ダイクロイックミラー１１ａと略平行に配置された緑反射ダイクロイックミラー（ＧＤＭ）１１ｂを透過し、緑反射ダイクロイックミラー１１ｂと略直交する作用面を有する偏光ビームスプリッタ６ａに入射する。一方、黄反射ダイクロイックミラー１１ａで反射された緑色光は、緑反射ダイクロイックミラー１１ｂで反射し、緑反射ダイクロイックミラー１１ｂと略直交する作用面を有する偏光ビームスプリッタ６ｂに入射する。また、黄反射ダイクロイックミラー１１ａを透過した青色光は、黄反射ダイクロイックミラー１１ａと略平行に配置された青反射ダイクロイックミラー（ＢＤＭ）１１ｃで反射され、青反射ダイクロイックミラー１１ｃと略平行な作用面を有する偏光ビームスプリッタ６ｃに入射する。
【００１８】
赤、緑、青の各色光は、偏光ビームスプリッタ６ａ，６ｂ，６ｃの作用面にて反射されるＳ偏光成分と透過するＰ偏光成分とに分離され、各Ｓ偏光成分は、各々赤、緑、青用の反射型液晶装置８ａ，８ｂ，８ｃに入射する。各反射型液晶装置８ａ，８ｂ，８ｃは、各色光が入射すると、各原色に対応する画像信号に応じて各画素電極毎に入射した各色光の偏光面の回転を施し、この施された偏光を反射光とする。かかる反射光は、該液晶装置からその入射光路を逆に辿って再度偏光ビームスプリッタ６ａ，６ｂ，６ｃに導かれる。この場合、偏光面の回転により生じるＰ偏光成分のみが各偏光ビームスプリッタ６ａ，６ｂ，６ｃの作用面を経て、合成クロスプリズム１３に入射する。
【００１９】
この合成クロスプリズム１３は、断面が直角二等辺三角形を呈する４つの三角柱プリズムにより構成され、１の三角柱プリズムの互いに直角をなす２つの表面が他の２つの三角柱プリズムの互いに直角をなす２つの表面と接着され、外観上四角柱の形状に形成され、その貼り合わせ面（接着面）にはダイクロイックミラーが設けられている。すなわち、偏光ビームスプリッタ６ａ，６ｂの作用面と略直交しかつ偏光ビームスプリッタ６ｃの作用面と略平行な赤反射ダイクロイックミラー（ＲＤＭ）１１ｄと、この赤反射ダイクロイックミラー１１ｄと交差すると共に偏光ビームスプリッタ６ａ，６ｂの作用面と略平行でかつ偏光ビームスプリッタ６ｃの作用面と略直交する青反射ダイクロイックミラー１１ｅとが設けられている。
【００２０】
ここで、偏光ビームスプリッタ６ａの作用面を通過した液晶装置８ａからの赤色光は、赤反射ダイクロイックミラー１１ｄで反射され、偏光ビームスプリッタ６ｂの作用面を通過した液晶装置８ｂからの緑色光は、赤反射ダイクロイックミラー１１ｄ及び青反射ダイクロイックミラー１１ｅを透過し、偏光ビームスプリッタ６ｃの作用面を通過した液晶装置８ｃからの青色光は、青反射ダイクロイックミラー１１ｅで反射される。これにより、画像信号に応じた各３原色の光が合成され投影レンズ９に入射する。そして、投影レンズ９により拡大されてスクリーン１０に表示される。
【００２１】
次に上述の光学系によるカラーシェーディング低減の原理を図７ないし図９を参照して説明する。
図７は、メタルハライドランプのスペクトルと、緑反射ダイクロイックミラー１１ｂと、合成プリズム１３における赤反射ダイクロイックミラー１１ｄの特性を示す。前述したように入射角度依存性により、緑反射ダイクロイックミラー１１ｂの特性は中心光（ｔ）に対してはＷＧであるが４５°＋αの角度で入射する側部光（ｓ）（図５参照）に対してはＶＧ、４５°−αの角度で入射する側部光（ｕ）（図５参照）に対してはＸＧとなる。また、赤反射ダイクロイックミラー１１ｄの特性は中心光（ｔ）に対してはＷＲであるが４５°＋αの角度で入射する側部光（ｓ）に対してはＶＲ、４５°−αの角度で入射する側部光（ｕ）に対してはＸＲとなる。従って中心光（ｔ）に対する各側部光の反射−透過（または透過−反射）帯域境界は、概して±１０〜３０ｎｍ程度シフトしてしまう。
【００２２】
しかしながら、図８に示すように、４５°＋αの角度で黄反射ダイクロイックミラー１１ａに入射した側部光（ｓ）は、緑色光及び赤色光が反射され、４５°＋αの角度で緑反射ダイクロイックミラー１１ｂに入射する。この場合、緑反射ダイクロイックミラー１１ｂを透過する赤色光の透過帯域の境界は、図７のＶＧで示される如く、該境界より長い波長の赤色光が透過する。緑反射ダイクロイックミラー１１ｂを透過した赤色光は、偏光ビームスプリッタ６ａの作用面で反射して反射型液晶装置８ａに入射し変調され再度偏光ビームスプリッタ６ａを通過して合成クロスプリズム１３の赤反射ダイクロイックミラー１１ｄに入射する。このとき偏光ビームスプリッタ６ａの作用面と合成クロスプリズム１３の赤反射ダイクロイックミラー１１ｄとが略直交するように配置されているので赤反射ダイクロイックミラー１１ｄに入射する赤色光の入射角が４５°−αとなって、該ミラー１１ｄには側部光（ｕ）が入射したこととなる。従って、赤反射ダイクロイックミラー１１ｄで反射される赤色光の反射帯域の境界は、図７のＸＲで示される如くなり、該境界より長い波長の赤色光が反射される。
【００２３】
一方、図９に示すように、４５°−αの角度で黄反射ダイクロイックミラー１１ａに入射した側部光（ｕ）は、緑色光及び赤色光が反射され、４５°−αの角度で緑反射ダイクロイックミラー１１ｂに入射する。この場合、緑反射ダイクロイックミラー１１ｂを透過する赤色光の透過帯域の境界は、図７のＸＧで示される如くなり、該境界より長い波長の赤色光が透過する。緑反射ダイクロイックミラー１１ｂを透過した赤色光は、偏光ビームスプリッタ６ａの作用面で反射して反射型液晶装置８ａに入射し変調され再度偏光ビームスプリッタ６ａを通過して合成クロスプリズム１３の赤反射ダイクロイックミラー１１ｄに入射する。このとき偏光ビームスプリッタ６ａの作用面と合成クロスプリズム１３の赤反射ダイクロイックミラー１１ｄとが略直交するように配置されているので赤反射ダイクロイックミラー１１ｄに入射する赤色光の入射角が４５°＋αとなって該ミラー１１ｄには側部光（ｓ）が入射したこととなる。従って、赤反射ダイクロイックミラー１１ｄで反射される赤色光の反射帯域の境界は、図７のＶＲで示される如くなるが、ミラー１１ｄにはＸＧで示される境界より長い波長側の赤色光が入射されているので実際には赤色光の反射帯域の境界はＸＧで示され、かかるＸＧにより示される境界よりも長い波長の赤色光がレンズ９へ出射される。
【００２４】
以上のことから、赤色光の反射帯と透過帯の境界が入射角によってシフトする範囲がＸＧ〜ＸＲとなり、シェード帯域を狭めることができるので、オレンジ色のスペクトルＮによるシェーディングの発生を軽減することができる。
同様に緑色光の反射帯域と透過帯域の境界が入射角によってシフトする範囲を軽減している。
【００２５】
図８に示すように、４５°＋αの角度で黄反射ダイクロイックミラー１１ａに入射した側部光（ｓ）は、緑色光及び赤色光が反射され、４５°＋αの角度で緑反射ダイクロイックミラー１１ｂに入射する。この場合、緑反射ダイクロイックミラー１１ｂで反射される緑色光の反射帯域の境界は、図７のＶＧに示される如く、該境界より短い波長の緑色光が反射される。緑反射ダイクロイックミラー１１ｂで反射された緑色光は、偏光ビームスプリッタ６ｂの作用面で反射して反射型液晶装置８ｂに入射し変調され再度偏光ビームスプリッタ６ｂを通過して合成クロスプリズム１３の赤反射ダイクロイックミラー１１ｄに入射する。このとき偏光ビームスプリッタ６ｂの作用面と合成クロスプリズム１３の赤反射ダイクロイックミラー１１ｄとが略直交するように配置されているので赤反射ダイクロイックミラー１１ｄに入射する緑色光の入射角が４５°−αとなって該ミラー１１ｄには側部光（ｕ）が入射したこととなる。従って、赤反射ダイクロイックミラー１１ｄを透過する緑色光の透過帯域の境界は、図７のＸＲに示される如くなるが実際にはＶＧで示される境界より短い波長の緑色光のみが入射されるので緑色光の透過帯域の境界はＶＧに示される如くなる。
【００２６】
一方、図９に示すように、４５°−αの角度で黄反射ダイクロイックミラー１１ａに入射した側部光（ｕ）は、緑色光及び赤色光が反射され、４５°−αの角度で緑反射ダイクロイックミラー１１ｂに入射する。この場合、緑反射ダイクロイックミラー１１ｂで反射される緑色光の反射帯域の境界は、図７のＸＧに示される如くなり、該境界より短い波長の緑色光が反射される。緑反射ダイクロイックミラー１１ｂで反射された緑色光は、偏光ビームスプリッタ６ｂの作用面で反射して反射型液晶装置８ｂに入射し変調され再度偏光ビームスプリッタ６ｂを通過して合成クロスプリズム１３の赤反射ダイクロイックミラー１１ｄに入射する。このとき偏光ビームスプリッタ６ｂの作用面と合成クロスプリズム１３の赤反射ダイクロイックミラー１１ｄとが直交するように配置されているので赤反射ダイクロイックミラー１１ｄに入射する緑色光の入射角度が４５°＋αとなって該ミラー１１ｄには側部光（ｓ）が入射したこととなる。従って、赤反射ダイクロイックミラー１１ｄを透過する緑色光の透過帯域の境界は図７のＶＲで示される如くなり、該境界より短い波長の緑色光が透過する。
【００２７】
以上のことから、緑色光の反射帯と透過帯の境界が入射角によってシフトする範囲がＶＲ〜ＶＧとなり、シェード帯域を狭めることができるので、オレンジ色のスペクトルＮによるシェーディングの発生を軽減することができる。
上記実施例では、光学系を特定の配置にすることにより、緑反射ダイクロイックミラー、赤反射ダイクロイックミラーのシェード帯域を狭めているが、少なくとも１つの所定のダイクロイックミラーの構造を変更することによっても同様な効果が得られる。
【００２８】
すなわち、緑反射ダイクロイックミラー１１ｂ、赤反射ダイクロイックミラー１１ｄは、屈折率の異なる２つ以上の層が交互に（或いは所定の順序で）積層された多層膜で構成されているが、少なくとも一方のミラー、例えば赤反射ダイクロイックミラー１１ｄの一方の層の屈折率を略２．５０、他方の層の屈折率を１．６５〜１．７５とするのである。ここで、かかる一方の層は、例えばＴｉＯ２  によって構成され、他方の層は、例えば混合膜で形成されうる。各層の屈折率をこのように設定する理由は、次の如くである。
【００２９】
いま、一方の層の屈折率をｎ１  ，他方の層の屈折率をｎ２  とし、ダイクロイックミラーに入射する光の基準波長（本実施例では赤，緑または青色光に対応する特定波長）をλ０  とすると、これらの層を有しかつ当該基準波長の光が入射されるダイクロイックミラーにおいて、
【００３０】
【数１】
Δλ／λ０  ＝（４／π）・ｓｉｎ−１｛（ｎ１−ｎ２）／（ｎ１＋ｎ２）｝
が概ね成立する。ここで、Δλは、当該光の入射角によって変動可能な透過／反射帯域の境界の波長幅すなわちシェード帯域幅に相当する。
【００３１】
この式に基づけば、ｎ１／ｎ２が大きいほど基準波長λ０  の光に対する反射率が大きくなり、Δλが大きくなる。故にｎ１／ｎ２の値を小さくし、従って一方の層の屈折率ｎ１  と他方の層の屈折率ｎ２  との差を小さくすることにより、シェード帯域Δλ（図７：ΔλＲ，ΔλＧ参照）を小さくすることが可能である。
通常、一方の層は約２．３５の屈折率に設定され他方の層は約１．４５の屈折率に設定されるところ（両者の差は０．９０）、本発明者は、上述の如く一方の層を略２．５０、他方の層を１．６５〜１．７５の屈折率にし（両者の差は０．８５〜０．７５）、屈折率の差の小さい層によってダイクロイックミラーを形成した。その結果、著しくシェード帯域を狭めることができることを判明したのである。また、この例の他にも、本発明者は、一方の層をＴｉＯ２  により形成しかつその屈折率を２．３５とし、他方の層をＳｉＯ２  により形成しかつその屈折率を１．７０とすることによっても、極めて狭いシェード帯域のダイクロイックミラーが得られることを見い出した。
【００３２】
このように屈折率差の小さい複数層によって形成されたダイクロイックミラーは、図６の配置を有する光学系に使用される何れのダイクロイックミラーにも適用可能であるが、赤反射ダイクロイックミラー１１ｄに適用するのが特に有効である。
また、図６の配置による光学系において、緑反射ダイクロイックミラー１１ｂの膜厚を、４５゜＋αの角度で入射する側を４５゜−αの角度で入射する側より厚くなるように当該膜表面に亘り徐々に変化させるように構成しても、シェード帯域を狭めることが可能である。
【００３３】
この点につき詳しく説明すると、ダイクロイックミラーは、入射角が大きくなると反射／透過帯域境界は短波長側へシフトすることは既に述べたが、一方、同じ入射角にあってもダイクロイックミラーの作用面を形成する膜が厚くなるほど当該境界は長波長側へシフトする性質がある。このような関係を利用した緑反射ダイクロイックミラーの光反射特性の設定例を図１０に示す。
【００３４】
この緑反射ダイクロイックミラーの作用面中央部は、ほぼ入射角４５゜の光が入射されるので（図５参照）、所定の緑色光が適正に反射されるような標準的膜厚をもって、図１０に実線で示されるような標準的反射特性が設定される。これに対し、入射角４５゜＋αの光が入射される緑反射ダイクロイックミラーの作用面側部は、かかる標準的膜厚よりも大なる膜厚に形成され（例えば、＋１５ｎｍ）、図１０に粗い破線で示されるような反射／透過帯域境界が長波長側へシフトされた反射特性が設定される。また、入射角４５゜−αの光が入射される緑反射ダイクロイックミラーの作用面側部は、かかる標準的膜厚よりも小なる膜厚に形成され（例えば、−１５ｎｍ）、図１０に細かい破線で示されるような反射／透過帯域境界が短波長側へシフトされた反射特性が設定される。
【００３５】
入射角４５゜＋αの光は、このように設定されたダイクロイックミラーに入ると、それ自身入射角が比較的大きい故に反射／透過帯域境界を短波長側へシフトさせるが、このときその入射点における比較的厚い膜厚によって当該境界が図示の如く既に長波長側へシフトされているので、かかる２つのシフト作用が相殺され、結局、当該境界は標準的反射特性の境界に近づくこととなる（＊１）。
同様に、入射角４５゜−αの光も、それ自身入射角が比較的小さい故に反射／透過帯域境界を長波長側へシフトさせるが、このときその入射点における比較的薄い膜厚によって当該境界が図示の如く既に短波長側へシフトされているので、かかる２つのシフト作用が相殺され、結局、当該境界も標準的反射特性の境界に近づくのである（＊２）。
【００３６】
かくして、ダイクロイックミラーにおいて、大きな入射角で入射する作用面の膜厚を厚くし、小さな入射角で入射する作用面の膜厚を薄くすることによって、シェード帯域を狭めることができる。
図６の構成においては、上記膜厚によるシェード帯域の減縮は、緑反射ダイクロイックミラー１１ｂにおいて達成されるのが好ましい。また、この膜厚によるシェード帯域の減縮と同時に、先の屈折率差の小なる多層膜形成によるシェード帯域の減縮も赤反射ダイクロイックミラー１１ｄに施すこともできる。
【００３７】
他方、上述したダイクロイックミラーの構造によるシェード帯域の減縮は、図６に示された構成の光学系に限らず、図１１の如き構成の光学系にも適用可能である。
図１１においては、黄反射ダイクロイックミラー１１ａに代えて、緑及び青色光を反射し赤色光を透過するシアン反射ダイクロイックミラー（ＣＤＭ）１１ａ０  が用いられる。そしてこれに伴い、青反射ダイクロイックミラー１１ｃに代えてシアン反射ダイクロイックミラー１１ａ０  を透過した赤色光を反射するための赤反射ダイクロイックミラー１１ｄ０  が用いられるとともに、赤用反射型液晶装置８ａと青用反射型液晶装置８ｃとが入れ替わり、その対応する偏光ビームスプリッタ６ａ及び６ｃも適切に配置される。また、合成クロスプリズム１３は、図６の配置から９０゜回転した配置、すなわち青反射ダイクロイックミラー１１ｅと赤反射ダイクロイックミラー１１ｄとが入れ替わった配置に変えられる。
【００３８】
これにより、赤用反射型液晶装置８ａには、シアン反射ダイクロイックミラー１１ａ０  を透過し、赤反射ダイクロイックミラー１１ｄ０  を反射しかつ偏光ビームスプリッタ６ａを経た赤色光が入射し、青用反射型液晶装置８ｃには、シアン反射ダイクロイックミラー１１ａ０  を反射し、緑反射ダイクロイックミラー１１ｂを透過しかつ偏光ビームスプリッタ６ｃを経た青色光が入射することとなる。他の構成及び光の経路は実質的に図６のものと同様である。
【００３９】
このような構成の光学系は、各光学素子の配置によってシェード帯域を狭めるものではないが、所定のダイクロイックミラーにおいてシェード帯域を狭めることができる。好ましくは、膜厚によるシェード帯域の減縮をシアン反射ダイクロイックミラー１１ａ０  に施し、これと同時に或いはこれとは別に、屈折率差の小なる多層膜形成によるシェード帯域の減縮を赤反射ダイクロイックミラー１１ｄに施すと良い。但し、他のダイクロイックミラーにこれらシェード帯域の減縮が施されることを排除するものではない。
【００４０】
なお、上述においては、シェード帯域を単に狭めるためのダイクロイックミラーの設定につき重点的に説明したが、不要光成分、例えばオレンジ光成分（Ｎ）を排除しつつ（すなわち該成分を含まないよう）シェード帯域を狭めるように設定しても良いことは勿論である。
【００４１】
【発明の効果】
以上に説明した反射型液晶装置を用いた投射型画像表示装置によれば、光学系を追加することなく簡単な構成でカラーシェーディングを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の反射型液晶素子を用いた画像表示装置の光学系の構成を示す概要図である。
【図２】メタルハライドランプのスペクトルを示す特性図である。
【図３】従来の赤反射ダイクロイックミラーの特性を示す図である。
【図４】従来の青反射ダイクロイックミラーの特性を示す図である。
【図５】ダイクロイックミラーに入射する中心光及び側部光の態様を示す模式図である。
【図６】本発明による一実施例の投射型画像表示装置の構成を示す概要図である。
【図７】本発明による一実施例の表示装置に適用された光学系構成部材の特性を示す図である。
【図８】本発明による一実施例の表示装置に適用された光学系において一方の側部光が辿る光路を示す概略模式図である。
【図９】本発明による一実施例の表示装置に適用された光学系において他方の側部光が辿る光路を示す概略模式図である。
【図１０】本発明による第１及び第２実施例の表示装置に適用されるダイクロイックミラーの光反射特性の設定例を示す図である。
【図１１】本発明による第２実施例の投射型画像表示装置の構成を示す概要図である。
【符号の説明】
１  光源
２  リフレクタ（楕円鏡）
３，５  インテグレータ
４  反射ミラー
１１ａ  黄反射ダイクロイックミラー
１１ｂ  緑反射ダイクロイックミラー
１１ｃ  青反射ダイクロイックミラー
１１ｄ，１１ｄ０    赤反射ダイクロイックミラー
１１ｅ  青反射ダイクロイックミラー
１１ａ０    シアン反射ダイクロイックミラー
６ａ，６ｂ，６ｃ  偏光ビームスプリッタ
８ａ，８ｂ，８ｃ  赤，緑，青用反射型液晶装置
１３  合成クロスプリズム
９  投射レンズ
１０  スクリーン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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