(57)【要約】【課題】  従来のダイクロイックミラーの反射から透過への遷移領域における光量を０にし、高性能なコントラストを得ることを目的とする。【解決手段】  入射光を緑光と赤、青光とに分解する第１色分解手段と、第１色選択性位相差板と第１ＰＢＳを用いて赤、青光を赤光と青光とに分解する第２色分解手段と、赤光と青光とを合成する第１色合成手段と、第２色選択性位相差板と第２ＰＢＳを用いて前記第１色合成手段を介した光と緑光とを合成する第２色合成手段とを有し、第１色選択性位相差板において偏光方向が９０度変換される割合が５０％となる波長をλ１とし、前記第２色選択性位相差板において偏光方向が９０度変換される割合が５０％となる波長をλ２とするときλ１＞λ２なる条件を満足する。【選択図】  図１
2008033356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の画像表示素子と、第２の画像表示素子と、第３の画像表示素子と、光源から発する光を第１の色成分の光と第２の色成分の光とに分解する第１の色分解手段と、第１の偏光分離面を用いて前記第２の色成分の光を第３の色成分の光と第４の色成分の光とに分解する第２の色分解手段とを有し、前記第１の色成分の光を前記第１の画像表示素子に導き、前記第３の色成分の光を前記第２の画像表示素子に導き、前記第４の色成分の光を前記第３の画像表示素子に導く画像表示装置であって、
第２の偏光分離面を用いて前記第２の画像表示素子を介した光と前記第３の画像表示素子を介した光とを合成する第１の色合成手段と、前記第１の色合成手段を介した光と前記第１の画像表示素子を介した光とを合成する第２の色合成手段と、
前記第１の色分解手段と前記第２の色分解手段との間に、第１の波長領域の光の偏光方向を９０度変換する第１の色選択性位相差板と、
前記第１の色合成手段と前記第２の色合成手段との間に、第２の波長領域の光の偏光方向を９０度変換する第２の色選択性位相差板とを有し、
前記第１の色選択性位相差板において偏光方向が９０度変換される割合が５０％となる波長をλ１とし、前記第２の色選択性位相差板において偏光方向が９０度変換される割合が５０％となる波長をλ２とするとき
λ１＜λ２
なる条件を満足しており、
前記第１の偏光分離面に入射する光のうち、前記波長λ１と前記λ２との間の波長領域の光は、Ｐ偏光よりＳ偏光の方が多いことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記第１の偏光分離面に入射する光のうち、前記波長λ１と前記λ２との間の波長領域の光のうち、８割以上がＳ偏光であることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記第１の偏光分離面に入射する光のうち、前記波長λ１と前記λ２との間の波長領域の光のうち、９５％以上がＳ偏光であることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記第１の偏光分離面に入射する光のうち、前記波長λ１と前記λ２との間の波長領域の光は、Ｓ偏光であることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記第１の画像表示素子、前記第２の画像表示素子、前記第３の画像表示素子は反射型の液晶画像表示素子であることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記第１の偏光分離面と前記第２の偏光分離面とは同じ偏光分離面であることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
透過型液晶パネルや反射型液晶パネル等の液晶素子やＤＭＤ等のミラーデバイス等のように原画を形成する画像形成素子の画像を拡大表示する画像表示装置（プロジェクター）に関わる。
【背景技術】
【０００２】
反射型液晶表示装置と偏光ビームスプリッターを組み合わせた画像投影装置は特開２００１−１５４２６８に開示されている。特開２００１−１５４２６８では、図３３に示すように白色光源１００１と反射型液晶表示素子１００２Ｒ、１００２Ｇ、１００２Ｂと投射光学系１００３からなる画像投射装置において、白色光源１００１と反射型液晶表示素子１００２Ｒ、１００２Ｇ、１００２Ｂの間にダイクロイックミラー１００４を設け、さらにダイクロイックミラー１００４と反射型液晶表示素子１００２Ｒ、１００２Ｇ、１００２Ｂの間に偏光ビームスプリッター１００５、１００６を設けた色分解系と、反射型液晶表示素子と投射光学系の間に第１、第２、第３偏光ビームスプリッター１００５、１００６、１００７を設けた色合成系を有している。
【０００３】
ここで前記ダイクロイックミラー１００４と第２の偏光ビームスプリッター１００６の間に所定の波長領域の光の偏光方向を９０度回転させることができる第１の色選択性位相差板１００８を設け、第２の偏光ビームスプリッター１００６と第３の偏光ビームスプリッター１００７の間に第２の色選択性位相差板１００９を設けることにより、色成分（Ｒ、Ｂ）と偏光方向（Ｐ、Ｓ）を関連付け、偏光ビームスプリッターによる色分解合成を行っている。
【０００４】
これによりは白色光源１００１からの白色光は前記ダイクロイックミラー１００４により第１の色光の光路（Ｇ）と第２の色光の光路（Ｒ、Ｂ）に分割され、第１の色選択性位相差板１００８によりＢの色光の偏光方向が９０度回転し、Ｂの色光がＰ偏光光、Ｒの色光がＳ偏光光になり、第２の偏光ビームスプリッター１００６によりそれぞれ第３の色光の光路（Ｒ）と第４の色光の光路に分割される。さらに第１の光路において第１の偏光ビームスプリッター１００５を反射した光は第１の反射型液晶表示装置１００２Ｇで偏光方向を９０度回転して反射し、第１の偏光ビームスプリッター１００５を透過し、第３の偏光ビームスプリッター１００７を反射して投射光学系１００３へ至り、第３の光路において第２の反射型液晶表示装置１００２Ｒで偏光方向を９０度回転して反射し、第２の偏光ビームスプリッター１００６を透過し、第４の光路において第２の反射型液晶表示装置１００２Ｂで偏光方向を９０度回転して反射し、第２の偏光ビームスプリッター１００６を反射し、２つの色光（Ｒ、Ｂ）は一つの光路に合成され、第２の色選択性位相差板１００９によりＢの色光の偏光方向が９０度回転し、Ｒ、Ｂの色光ともにＰ偏光光になり、第３の偏光ビームスプリッター１００７を透過して投射光学系１００３に至ることで３つの色画像が合成されている。
【特許文献１】特開２００１−１５４２６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら従来例においては、第２の偏光ビームスプリッター１００６の入射側と射出側に設けられる第１、第２の色選択性位相差板１００８、１００９は、偏光を回転する特性が同一の色選択性位相差板を用いているため、偏光を回転する特性が０度（回転しない）から９０度に遷移する領域（以下、遷移領域）に不必要な偏光成分が発生する問題がある。
【０００６】
この問題に関して詳細に説明する。図３４は従来例に用いられている色選択性位相差板の偏光を回転する特性を表しており、青（Ｂ）の波長領域で偏光が９０度回転し、赤（Ｒ）の波長領域で回転しない特性で、その間の波長領域が遷移領域である。図３４は色選択性位相差板の偏光を回転する作用の特性図であるが、別の見方をすると入射する直線偏光において入射偏光成分と直交する偏光成分の割合を表す特性ともいえる（割合１のとき偏光方向が９０度回転する）ので、図のグラフの右側に入射偏光に対する直交する偏光成分の割合（率）を表す目盛りを合わせて記載している。
【０００７】
このとき入射する直線偏光光がどのように変換されるかを色選択性位相差板の組合せで説明する。
【０００８】
第１の状態は第１、第２の色選択性位相差板でともに偏光方向が９０度回転される場合で、図３４を入射偏光に対する直交する偏光成分の割合を表す特性Ｉ（λ）と考え、
Ｃ１（λ）＝Ｉ（λ）＊Ｉ（λ）
で表される特性Ｃ１（λ）として第１、第２の色選択性位相差板でともに偏光方向が９０度回転される光量の割合（率）を表すことができる。Ｃ１（λ）を図３５に示す。
【０００９】
第２の状態は第１、第２の色選択性位相差板でともに偏光方向が回転されない場合で、
Ｃ２（λ）＝（１−Ｉ（λ））＊（１−Ｉ（λ））
で表される特性Ｃ２（λ）として第１、第２の色選択性位相差板でともに偏光方向が回転されない光量の割合を表すことができる。Ｃ２（λ）を図３６に示す。
【００１０】
第３の状態は第１での色選択性位相差板で偏光方向が９０度回転され、第２の色選択性位相差板で偏光方向が回転されない場合で、
Ｃ３（λ）＝Ｉ（λ）＊（１−Ｉ（λ））
で表される特性Ｃ３（λ）として第１での色選択性位相差板で偏光方向が９０度回転され、第２の色選択性位相差板で偏光方向が回転されない光量の割合を表すことができる。Ｃ３（λ）を図３７に示す。
【００１１】
第４の状態は第１での色選択性位相差板で偏光方向が偏光方向が回転されず、第２の色選択性位相差板で９０度回転される場合で、
Ｃ４（λ）＝（１−Ｉ（λ））＊Ｉ（λ）
で表される特性Ｃ４（λ）として第１での色選択性位相差板で偏光方向が偏光方向が回転されず、第２の色選択性位相差板で９０度回転される光量の割合を表すことができる。Ｃ４（λ）はＣ３（λ）と同じ特性となる。
【００１２】
第１の状態はＢの成分に対応し、第２の状態はＲの成分に対応しているが、これ以外に第３、第４の状態における色選択性位相差板の遷移領域に不必要な透過特性が発生していることがわかる。
【００１３】
次に従来例で示す光学系における前述の不必要な成分が画像投射装置のコントラストに及ぼす影響を説明する。コントラストに及ぼす影響とは、反射型液晶表示素子で黒を表示しているときに投射光学系に漏れてしまう光の光量である。第１の色選択性位相差板により第３の状態では第２の偏光ビームスプリッター１００６に対してＰ偏光成分として入射し、偏光分離膜を透過し、反射型液晶表示素子で偏光状態を変化されず（黒表示）反射し、第２の偏光ビームスプリッター１００６に対して再びＰ偏光成分として入射し、偏光分離膜を反射し、第２の色選択性位相差板で偏光の回転作用を受けずそのままＰ偏光成分として第３の偏光ビームスプリッター１００７を透過する。このように伝播する光は、反射型画像表示素子から反射し、第２の偏光ビームスプリッター１００６の偏光分離膜をＰ偏光として反射する際に一度検光されるが、第３の偏光ビームスプリッター１００７に対しては、透過偏光方向であるＰ偏光として入射するので検光されず、結果として正常な作用による第１の状態に対して漏れ光量が大幅に増大してしまう。これは従来例に示されているように第２の偏光ビームスプリッター１００６と第３のビームスプリッター１００７の間に偏光板を設けたとしても検光することが出来ない。
【００１４】
第４の状態は第２の偏光ビームスプリッター１００６に対してＳ偏光成分として入射し、偏光分離膜を反射し、反射型液晶表示素子で偏光状態を変化されず（黒表示）反射し、  第２の偏光ビームスプリッター１００６に対して再びＳ偏光成分として入射し、偏光分離膜を透過し、第２の色選択性位相差板で偏光の回転作用を受けそのままＰ偏光成分として第３の偏光ビームスプリッター１００７を透過する。このように伝播する光も、第３の偏光ビームスプリッター１００７に対しては、透過偏光方向であるＰ偏光として入射するので検光されず、結果として正常な作用による第２の状態に対して第３の状態と同様に漏れ光量が増大してしまう。
【００１５】
従来例においてはこの不必要な成分に関しては全く触れられていないが、色選択性位相差板の遷移領域をダイクロミラーでカットされる波長領域に設定することが述べられている。
【００１６】
ダイクロイックミラーの反射率は１００％ではなく、さらにダイクロイックミラーの特性は入射角度により波長方向にシフトするので、遷移領域における光量を全くの０にすることはできず、高性能なコントラストを得るため光学系として従来例の構成では不十分であることが我々の検討により明白となった。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は上記の課題を解決するために本発明の画像表示装置は、第１の画像表示素子と、第２の画像表示素子と、第３の画像表示素子と、光源から発する光を第１の色成分の光と第２の色成分の光とに分解する第１の色分解手段と、第１の偏光分離面を用いて前記第２の色成分の光を第３の色成分の光と第４の色成分の光とに分解する第２の色分解手段とを有し、前記第１の色成分の光を前記第１の画像表示素子に導き、前記第３の色成分の光を前記第２の画像表示素子に導き、前記第４の色成分の光を前記第３の画像表示素子に導く画像表示装置であって、第２の偏光分離面を用いて前記第２の画像表示素子を介した光と前記第３の画像表示素子を介した光とを合成する第１の色合成手段と、前記第１の色合成手段を介した光と前記第１の画像表示素子を介した光とを合成する第２の色合成手段と、前記第１の色分解手段と前記第２の色分解手段との間に、第１の波長領域の光の偏光方向を９０度変換する第１の色選択性位相差板と、前記第１の色合成手段と前記第２の色合成手段との間に、第２の波長領域の光の偏光方向を９０度変換する第２の色選択性位相差板とを有し、前記第１の色選択性位相差板において偏光方向が９０度変換される割合が５０％となる波長をλ１とし、前記第２の色選択性位相差板において偏光方向が９０度変換される割合が５０％となる波長をλ２とするとき
λ１＜λ２
なる条件を満足しており、
前記第１の偏光分離面に入射する光のうち、前記波長λ１と前記λ２との間の波長領域の光は、Ｐ偏光よりＳ偏光の方が多いことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明によれば、色選択性位相板と偏光ビームスプリッターを組み合わせた色分解合成系における黒表示時の光漏れが大幅に減少し、高コントラストの液晶プロジェクターを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。
【００２０】
（実施例１）
図１は本発明の第１の実施例を表す図である。図中、１は連続スペクトルで白色光を発光する光源で、２は光を所定の方向に集光するリフレクターで、３ａは矩形のレンズをマトリックス状に配置した第１のフライアイレンズで、３ｂは第１のフライアイレンズの個々のレンズに対応したレンズアレイからなる第２のフライアイレンズで、４は無偏光光を所定の偏光光に揃える偏光変換素子で、５ａはコンデンサーレンズで、５ｂはミラーで、６は第１の色分解手段である青（Ｂ）と赤（Ｒ）の波長領域の光を反射、緑（Ｇ）の波長領域の光を透過するダイクロイックミラーで、７はＢとＲの中間の波長領域の光をカットするカラーフィルターで、８ａはＢの光の偏光方向を９０度変換し、Ｒの光の偏光方向は変換しない第１の色選択性位相差板、８ｂはＲの光の偏光方向を９０度変換し、Ｂの光の偏光方向は変換しない第２の色選択性位相差板で、１０ａ、１０ｂ、１０ｃはＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する第１の偏光ビームスプリッター、第２の偏光ビームスプリッター、第３の偏光ビームスプリッターで、１１ｒ、１１ｇ、１１ｂは光を反射し、画像変調して画像を表示する赤用の反射型液晶表示素子、緑用の反射型液晶表示素子、青用の反射型液晶表示素子で、１２ｒ、１２ｇ、１２ｂは赤用の１／４波長板、緑用の１／４波長板、青用の１／４波長板で、１３は投射レンズ、１４は投射光学系の光路長を調整するためのガラス板である。ここで第２の偏光ビームスプリッターは第２の色分解手段および第１の色合成手段であり、第３の偏光ビームスプリッターが第２の色合成手段である。
【００２１】
本実施例のダイクロイックミラーのＳ偏光成分での特性を図２の太線で示し、カラーフィルターの特性を図２の細線で示し、第１の色選択性位相差板の特性を図３の太線で示し、第２の色選択性位相差板を図３の細線で示す。
【００２２】
次に光学的な作用を説明する。光源１から発した光はリフレクター２により所定の方向に集光される。ここでリフレクター２は放物面形状をなしており、放物面の焦点位置からの光は放物面の対称軸に平行な光束となる。ただし、光源１は理想的な点光源ではなく有限の大きさを有しているので、集光する光束には放物面の対称軸Ｏに平行でない光の成分も多く含まれている。これらの集光光束は第１のフライアイレンズ３ａに入射する。第１のフライアイレンズ３ａは外形が矩形の正の屈折力を有するレンズをマトリックス状に組み合わせて構成されており、入射した光束はそれぞれのレンズに応じた複数の光束に分割、集光され、第２のフライアイレンズ３ｂを経て、マトリックス状に複数の光源像を偏光変換素子の近傍に形成する。偏光変換素子４は偏光分離面４ａと反射面（偏光分離面）４ｂと１／２波長板４ｃからなり、マトリックス状に集光する複数の光束はその列に対応した偏光分離面４ａに入射し、透過するＰ偏光成分の光と反射するＳ偏光成分の光に分割される。反射されたＳ偏光成分の光は反射面４ｂで反射し、Ｐ偏光成分と同じ方向に出射する。一方透過したＰ偏光成分の光は１／２波長板４ｃを透過しＳ偏光成分と同じ偏光成分に変換され、偏光方向（・）が揃った光として射出する。偏光変換された複数の光束は偏光変換素子４を射出後、発散光束としてコンデンサーレンズ５ａに至る。
【００２３】
図１においては偏光変換素子４においてＳ偏光であった光はダイクロイックミラー６に対してもＳ偏光（・）である。
【００２４】
Ｇの光路において、ダイクロイックミラー６を透過した光は第１の偏光ビームスプリッター１０ａに対してＳ偏光（・）として入射し、偏光分離面を反射し、Ｇ用の反射型液晶表示素子１１ｇへと至る。Ｇ用の反射型液晶表示素子１１ｇにおいてＧの光が画像変調されて反射される。画像変調されたＧの反射光のＳ偏光成分（・）は再び偏光分離面で反射し、光源側に戻され投射光から除去される。画像変調されたＧの反射光のＰ偏光成分（｜）は偏光分離面を透過し投射光となる。第１の偏光ビームスプリッター１０ａを透過した光（｜）は、第３の偏光ビームスプリッター１０ｃの偏光分離面を透過して投射レンズ１３へと至る。
【００２５】
ダイクロイックミラー６を反射したＲとＢの光は、カラーフィルター７に入射し、ＢとＲの間の波長領域の色光が反射される。色を調整された光は、第１の色選択性位相差板８ａに入射する。第１の色選択性位相差板はＢの光のみ偏光方向を９０度回転する作用を持っており、これによりＢの光はＰ偏光（｜）として、Ｒの光はＳ偏光（・）として第２の偏光ビームスプリッター１０ｂに入射する。よって第２の偏光ビームスプリッター１０ｂにおいてＢの光は偏光分離面を透過してＢ用の反射型液晶表示素子１１ｂに至り、Ｒの光は偏光分離面を反射してＲ用の反射型液晶表示素子１１ｒに至る。
【００２６】
Ｂ用の反射型液晶表示素子１１ｂにおいてＢの光が画像変調されて反射される。画像変調されたＢの反射光のＰ偏光成分（｜）は再び偏光分離面を透過し、光源側に戻され投射光から除去される。画像変調されたＢの反射光のＳ偏光成分（・）は偏光分離面で反射し投射光となる。同様にＲ用の反射型液晶表示素子１１ｒにおいてＲの光が画像変調されて反射される。画像変調されたＲの反射光のＳ偏光成分（・）は再び偏光分離面を反射し、光源側に戻され投射光から除去される。画像変調されたＲの反射光のＰ偏光成分（｜）は偏光分離面を透過し投射光となる。これによりＢとＲの投射光は一つの光束に合成される。
【００２７】
合成されたＲとＢの投射光は第２の色選択性位相差板８ｂに入射する。第２の色選択性位相差板８ｂはＲの偏光方向のみを９０度回転し、Ｒ、ＢともにＳ偏光（・）として第３の偏光ビームスプリッター１０ｃに入射し、偏光分離面を反射することでＧの投射光と合成される。
【００２８】
合成されたＲＧＢの投射光は投射レンズ１３によりスクリーンなどに投影される。
【００２９】
ここで、図３に示すように第１の色選択性位相差板の５０％波長λ１１と第２の色選択性位相差板の５０％波長λ１２を比較すると
λ１１≠λ１２
かつ
λ１１＜λ１２
となるように設定してある。これにより２つの波長λ１１、λ１２の間の波長領域の光はＳ偏光として第２の偏光ビームスプリッターに入射する。
【００３０】
また、図２に示すカラーフィルター７の５０％波長をλｃ１１、λｃ１２とし、λ１０を
λ１０＝（λ１１＋λ１２）／２
とするとき
λｃ１１＜λ１０＜λｃ１２
となるように設定してある。
【００３１】
（実施例２）
図４は第２の実施例を表す図で実施例１と同じ要素には同じ符号が付けられている。実施例１との違いはＲの反射型液晶表示素子とＢの反射型液晶表示素子の配置が逆になっており、このためにＲの光の偏光方向を９０度変換しＢの光の偏光方向は変換しない第１の色選択性位相差板２８ａとＢの光の偏光方向を９０度変換しＲの光の偏光方向は変換しない第２の色選択性位相差板２８ｂを設けているところである。
【００３２】
この実施例における第１の色選択性位相差板の特性を図５の太線で示し、第２の色選択性位相差板を図５の細線で示す。カラーフィルターの特性は実施例１と同じである。
【００３３】
これにより、ダイクロイックミラー６を反射したＲとＢの光は、カラーフィルター７で色を調整されてから第１の色選択性位相差板２８ａに入射する。第１の色選択性位相差板はＲの光のみ偏光方向を９０度回転する作用を持っており、これによりＲの光はＰ偏光（｜）として、Ｂの光はＳ偏光（・）として第２の偏光ビームスプリッター１０ｂに入射する。よって第２の偏光ビームスプリッター１０ｂにおいてＢの光は偏光分離面を反射してＢ用の反射型液晶表示素子１１ｂに至り、Ｒの光は偏光分離面を透過してＲ用の反射型液晶表示素子１１ｒに至る。
【００３４】
Ｂ用の反射型液晶表示素子１１ｂにおいてＢの光が画像変調されて反射される。画像変調されたＢの反射光のＳ偏光成分（・）は再び偏光分離面を反射し、光源側に戻され投射光から除去される。画像変調されたＢの反射光のＰ偏光成分（｜）は偏光分離面を透過し投射光となる。同様にＲ用の反射型液晶表示素子１１ｒにおいてＲの光が画像変調されて反射される。画像変調されたＲの反射光のＰ偏光成分（｜）は再び偏光分離面を透過し、光源側に戻され投射光から除去される。画像変調されたＲの反射光のＳ偏光成分（・）は偏光分離面を反射し投射光となる。これによりＢとＲの投射光は一つの光束に合成される。
【００３５】
合成されたＲとＢの投射光は第２の色選択性位相差板２８ｂに入射する。第２の色選択性位相差板２８ｂはＢの偏光方向のみを９０度回転し、Ｒ、ＢともにＳ偏光（・）として第３の偏光ビームスプリッター１０ｃに入射し、偏光分離面を反射することでＧの投射光と合成される。
【００３６】
合成されたＲＧＢの投射光は投射レンズ１３によりスクリーンなどに投影される。
【００３７】
ここで、第１の色選択性位相差板の５０％波長λ２１と第２の色選択性位相差板の５０％波長２２を比較すると
λ２１≠λ２２
かつ
λ２１＞λ２２
となるように設定してある。これにより２つの波長λ２１、λ２２の間の波長領域の光はＳ偏光として第２の偏光ビームスプリッターに入射する。
【００３８】
（実施例３）
図６は第３の実施例を表す図で実施例１と同じ要素には同じ符号が付けられている。実施例１との違いは無偏光光をＰ偏光に揃える偏光変換素子３４を設けており、このためにＲの光の偏光方向を９０度変換しＢの光の偏光方向は変換しない第１の色選択性位相差板３８ａとＲの光の偏光方向を９０度変換しＢの光の偏光方向は変換しない第２の色選択性位相差板３８ｂを設け、Ｇの偏光方向を９０度回転する１／２波長板３１を第１の偏光板１０ａの入射側に設け、Ｐ偏光に対して所望の波長の光に分割するダイクロミラー３６を設けているところである。
【００３９】
この実施例におけるダイクロイックミラー３６のＰ偏光成分での特性を図７の太線で示し、第１の色選択性位相差板３８ａの特性を図８の太線で示し、第２の色選択性位相差板３８ｂを図８の細線で示す。カラーフィルターの特性は実施例１と同じである。
【００４０】
図６においては偏光変換素子３４においてＰ偏光であった光はダイクロイックミラー３６に対してもＰ偏光（｜）である。
【００４１】
これにより、Ｇの光路において、ダイクロイックミラー６を透過した光は、１／２波長板３１により偏光方向を９０度回転され、第１の偏光ビームスプリッター１０ａに対してＳ偏光（・）として入射し、偏光分離面を反射し、Ｇ用の反射型液晶表示素子１１ｇへと至る。Ｇ用の反射型液晶表示素子１１ｇにおいてＧの光が画像変調されて反射される。画像変調されたＧの反射光のＳ偏光成分（・）は再び偏光分離面で反射し、光源側に戻され投射光から除去される。画像変調されたＧの反射光のＰ偏光成分（｜）は偏光分離面を透過し投射光となる。第１の偏光ビームスプリッター１０ａを透過した光（｜）は、第３の偏光ビームスプリッター１０ｃの偏光分離面を透過して投射レンズ１３へと至る。
【００４２】
ダイクロイックミラー３６を反射したＲとＢの光は、カラーフィルター７に入射し、ＢとＲの間の波長領域の色光が反射される。色を調整された光は、第１の色選択性位相差板３８ａに入射する。第１の色選択性位相差板はＲの光のみ偏光方向を９０度回転する作用を持っており、これによりＢの光はＰ偏光（｜）として、Ｒの光はＳ偏光（・）として第２の偏光ビームスプリッター１０ｂに入射する。よって第２の偏光ビームスプリッター１０ｂにおいてＢの光は偏光分離面を透過してＢ用の反射型液晶表示素子１１ｂに至り、Ｒの光は偏光分離面を反射してＲ用の反射型液晶表示素子１１ｒに至る。
【００４３】
Ｂ用の反射型液晶表示素子１１ｂにおいてＢの光が画像変調されて反射される。画像変調されたＢの反射光のＰ偏光成分（｜）は再び偏光分離面を透過し、光源側に戻され投射光から除去される。画像変調されたＢの反射光のＳ偏光成分（・）は偏光分離面で反射し投射光となる。同様にＲ用の反射型液晶表示素子１１ｒにおいてＲの光が画像変調されて反射される。画像変調されたＲの反射光のＳ偏光成分（・）は再び偏光分離面を反射し、光源側に戻され投射光から除去される。画像変調されたＲの反射光のＰ偏光成分（｜）は偏光分離面を透過し投射光となる。これによりＢとＲの投射光は一つの光束に合成される。
【００４４】
合成されたＲとＢの投射光は第２の色選択性位相差板３８ｂに入射する。第２の色選択性位相差板３８ｂはＲの偏光方向のみを９０度回転し、Ｒ、ＢともにＳ偏光（・）として第３の偏光ビームスプリッター１０ｃに入射し、偏光分離面を反射することでＧの投射光と合成される。
【００４５】
合成されたＲＧＢの投射光は投射レンズ１３によりスクリーンなどに投影される。
【００４６】
ここで、第１の色選択性位相差板の５０％波長λ３１と第２の色選択性位相差板の５０％波長３２を比較すると
λ３１≠λ３２
かつ
λ３１＜λ３２
となるように設定してある。これにより２つの波長λ３１、λ３２の間の波長領域の光はＳ偏光として第２の偏光ビームスプリッターに入射する。
【００４７】
（実施例４）
図９は第４の実施例を表す図で実施例３と同じ要素には同じ符号が付けられている。実施例３との違いはＲの反射型液晶表示素子とＢの反射型液晶表示素子の配置が逆になっており、このためにＢの光の偏光方向を９０度変換しＲの光の偏光方向は変換しない第１の色選択性位相差板４８ａとＢの光の偏光方向を９０度変換しＲの光の偏光方向は変換しない第２の色選択性位相差板４８ｂを設けているところである。
【００４８】
この実施例における第１の色選択性位相差板４８ａの特性を図１０の太線で示し、第２の色選択性位相差板４８ｂを図１０の細線で示す。カラーフィルターの特性は実施例１と同じである。
【００４９】
これにより、ダイクロイックミラー３６を反射したＲとＢの光は、カラーフィルター７で色を調整されてから第１の色選択性位相差板４８ａに入射する。第１の色選択性位相差板はＢの光のみ偏光方向を９０度回転する作用を持っており、これによりＲの光はＰ偏光（｜）として、Ｂの光はＳ偏光（・）として第２の偏光ビームスプリッター１０ｂに入射する。よって第２の偏光ビームスプリッター１０ｂにおいてＢの光は偏光分離面を反射してＢ用の反射型液晶表示素子１１ｂに至り、Ｒの光は偏光分離面を透過してＲ用の反射型液晶表示素子１１ｒに至る。
【００５０】
Ｂ用の反射型液晶表示素子１１ｂにおいてＢの光が画像変調されて反射される。画像変調されたＢの反射光のＳ偏光成分（・）は再び偏光分離面を反射し、光源側に戻され投射光から除去される。画像変調されたＢの反射光のＰ偏光成分（｜）は偏光分離面で反射し投射光となる。同様にＲ用の反射型液晶表示素子１１ｒにおいてＲの光が画像変調されて反射される。画像変調されたＲの反射光のＰ偏光成分（｜）は再び偏光分離面を透過し、ほとんどの光は光源側に戻され投射光から除去される。画像変調されたＲの反射光のＳ偏光成分（・）は偏光分離面を反射し投射光となる。これによりＢとＲの投射光は一つの光束に合成される。
【００５１】
合成されたＲとＢの投射光は第２の色選択性位相差板４８ｂに入射する。第２の色選択性位相差板４８ｂはＢの偏光方向のみを９０度回転し、Ｒ、ＢともにＳ偏光（・）として第３の偏光ビームスプリッター１０ｃに入射し、偏光分離面を反射することでＧの投射光と合成される。
【００５２】
合成されたＲＧＢの投射光は投射レンズ１３によりスクリーンなどに投影される。
【００５３】
ここで、第１の色選択性位相差板の５０％波長λ４１と第２の色選択性位相差板の５０％波長４２を比較すると
λ４１≠λ４２
かつ
λ４１＞λ４２
となるように設定してある。これにより２つの波長λ４１、λ４２の間の波長領域の光はＳ偏光として第２の偏光ビームスプリッターに入射する。
【００５４】
（実施例５）
図１１は本発明の第５の実施例を表す図で実施例１と同じ要素には同じ符号が付けられている。実施例１との違いは、Ｇの光を反射する特性のダイクロミラー５６を用いているところであり、さらにＢの光の偏光方向を９０度変換しＲの光の偏光方向は変換しない第１の色選択性位相差板５８ａ、Ｂの光の偏光方向を９０度変換しＲの光の偏光方向は変換しない第２の色選択性位相差板５８ｂ、１／２位相板５１を用いている。
【００５５】
実施例１と同じくダイクロミラー５６は第１の色分離手段で、第２の偏光ビームスプリッターは第２の色分解手段および第１の色合成手段であり、第３の偏光ビームスプリッターが第２の色合成手段である。
本実施例のダイクロイックミラー５６のＳ偏光成分での特性を図１２の太線で示し、第１の色選択性位相差板の特性を図１３の太線で示し、第２の色選択性位相差板を図１３の細線で示す。カラーフィルターの特性は実施例１と同じである。
【００５６】
図１１においては偏光変換素子４においてＳ偏光であった光はダイクロイックミラー６に対してもＳ偏光（・）である。
【００５７】
Ｇの光路において、ダイクロイックミラー５６を反射した光は第１の偏光ビームスプリッター１０ａに対してＳ偏光（・）として入射し、偏光分離面を反射し、Ｇ用の反射型液晶表示素子１１ｇへと至る。Ｇ用の反射型液晶表示素子１１ｇにおいてＧの光が画像変調されて反射される。画像変調されたＧの反射光のＳ偏光成分（・）は再び偏光分離面で反射し、ほとんどの光は光源側に戻され投射光から除去される。画像変調されたＧの反射光のＰ偏光成分（｜）は偏光分離面を透過し投射光となる。第１の偏光ビームスプリッター１０ａを透過した光（｜）は、１／２位相板５１により偏光方向を９０度回転され、第３の偏光ビームスプリッター１０ｃの偏光分離面を反射して投射レンズ１３へと至る。
【００５８】
ダイクロイックミラーを透過したＲとＢの光は、カラーフィルター７に入射し、ＢとＲの間の波長領域の色光が反射される。色を調整された光は、第１の色選択性位相差板８ａに入射する。第１の色選択性位相差板はＢの光のみ偏光方向を９０度回転する作用を持っており、これによりＢの光はＰ偏光（｜）として、Ｒの光はＳ偏光（・）として第２の偏光ビームスプリッター１０ｂに入射する。よって第２の偏光ビームスプリッター１０ｂにおいてＢの光は偏光分離面を透過してＢ用の反射型液晶表示素子１１ｂに至り、Ｒの光は偏光分離面を反射してＲ用の反射型液晶表示素子１１ｒに至る。
【００５９】
Ｂ用の反射型液晶表示素子１１ｂにおいてＢの光が画像変調されて反射される。画像変調されたＢの反射光のＰ偏光成分（｜）は再び偏光分離面を透過し、ほとんどの光は光源側に戻され投射光から除去される。画像変調されたＢの反射光のＳ偏光成分（・）は偏光分離面で反射し投射光となる。同様にＲ用の反射型液晶表示素子１１ｒにおいてＲの光が画像変調されて反射される。画像変調されたＲの反射光のＳ偏光成分（・）は再び偏光分離面を反射し、ほとんどの光は光源側に戻され投射光から除去される。画像変調されたＲの反射光のＰ偏光成分（｜）は偏光分離面を透過し投射光となる。これによりＢとＲの投射光は一つの光束に合成される。
【００６０】
合成されたＲとＢの投射光は第２の色選択性位相差板５８ｂに入射する。第２の色選択性位相差板５８ｂはＢの偏光方向のみを９０度回転し、Ｒ、ＢともにＰ偏光（｜）として第３の偏光ビームスプリッター１０ｃに入射し、偏光分離面を透過することでＧの投射光と合成される。
【００６１】
合成されたＲＧＢの投射光は投射レンズ１３によりスクリーンなどに投影される。
【００６２】
ここで、第１の色選択性位相差板の５０％波長λ５１と第２の色選択性位相差板の５０％波長５２を比較すると
λ５１≠λ５２
かつ
λ５１＜λ５２
となるように設定してある。これにより２つの波長λ５１、λ５２の間の波長領域の光はＳ偏光として第２の偏光ビームスプリッターに入射する。
【００６３】
（実施例６）
図１４は第６の実施例を表す図で実施例５と同じ要素には同じ符号が付けられている。実施例５との違いはＲの反射型液晶表示素子とＢの反射型液晶表示素子の配置が逆になっており、このためにＲの光の偏光方向を９０度変換しＢの光の偏光方向は変換しない第１の色選択性位相差板６８ａとＲの光の偏光方向を９０度変換しＢの光の偏光方向は変換しない第２の色選択性位相差板６８ｂを設けているところである。
【００６４】
この実施例における第１の色選択性位相差板６８ａの特性を図１５の太線で示し、第２の色選択性位相差板６８ｂを図１５の細線で示す。
【００６５】
これにより、ダイクロイックミラー５６を透過したＲとＢの光は、カラーフィルター７に入射し、ＢとＲの間の波長領域の色光が反射される。色を調整された光は、第１の色選択性位相差板６８ａに入射する。第１の色選択性位相差板はＲの光のみ偏光方向を９０度回転する作用を持っており、これによりＲの光はＰ偏光（｜）として、Ｂの光はＳ偏光（・）として第２の偏光ビームスプリッター１０ｂに入射する。よって第２の偏光ビームスプリッター１０ｂにおいてＢの光は偏光分離面を反射してＢ用の反射型液晶表示素子１１ｂに至り、Ｒの光は偏光分離面を透過してＲ用の反射型液晶表示素子１１ｒに至る。
【００６６】
Ｂ用の反射型液晶表示素子１１ｂにおいてＢの光が画像変調されて反射される。画像変調されたＢの反射光のＳ偏光成分（・）は再び偏光分離面を反射し、ほとんどの光は光源側に戻され投射光から除去される。画像変調されたＢの反射光のＰ偏光成分（｜）は偏光分離面を透過し投射光となる。同様にＲ用の反射型液晶表示素子１１ｒにおいてＲの光が画像変調されて反射される。画像変調されたＲの反射光のＰ偏光成分（｜）は再び偏光分離面を透過し、ほとんどの光は光源側に戻され投射光から除去される。画像変調されたＲの反射光のＳ偏光成分（・）は偏光分離面を反射し投射光となる。これによりＢとＲの投射光は一つの光束に合成される。
【００６７】
合成されたＲとＢの投射光は第２の色選択性位相差板６８ｂに入射する。第２の色選択性位相差板６８ｂはＲの偏光方向のみを９０度回転し、Ｒ、ＢともにＰ偏光（｜）として第３の偏光ビームスプリッター１０ｃに入射し、偏光分離面を透過することでＧの投射光と合成される。
【００６８】
合成されたＲＧＢの投射光は投射レンズ１３によりスクリーンなどに投影される。
【００６９】
ここで、第１の色選択性位相差板の５０％波長λ６１と第２の色選択性位相差板の５０％波長６２を比較すると
λ６１≠λ６２
かつ
λ６１＞λ６２
となるように設定してある。これにより２つの波長λ６１、λ６２の間の波長領域の光はＳ偏光として第２の偏光ビームスプリッターに入射する。
【００７０】
（実施例７）
図１６は第７の実施例を表す図で実施例５と同じ要素には同じ符号が付けられている。実施例５との違いは無偏光光をＰ偏光に揃える偏光変換素子３４を設けており、このためにＲの光の偏光方向を９０度変換しＢの光の偏光方向は変換しない第１の色選択性位相差板７８ａとＢの光の偏光方向を９０度変換しＲの光の偏光方向は変換しない第２の色選択性位相差板７８ｂを設け、Ｐ偏光に対して所望の波長の光に分割するダイクロミラー７６を設けているところである。
【００７１】
この実施例におけるダイクロイックミラー７６のＰ偏光成分での特性を図１７の太線で示し、第１の色選択性位相差板７８ａの特性を図１８の太線で示し、第２の色選択性位相差板７８ｂを図１８の細線で示す。
【００７２】
図１６においては偏光変換素子３４においてＰ偏光であった光はダイクロイックミラー７６に対してもＰ偏光（｜）である。
【００７３】
これにより、Ｇの光路において、ダイクロイックミラー７６を反射した光は第１の偏光ビームスプリッター１０ａに対してＰ偏光（｜）として入射し、偏光分離面を透過し、Ｇ用の反射型液晶表示素子１１ｇへと至る。Ｇ用の反射型液晶表示素子１１ｇにおいてＧの光が画像変調されて反射される。画像変調されたＧの反射光のＰ偏光成分（｜）は再び偏光分離面を透過し、ほとんどの光は光源側に戻され投射光から除去される。画像変調されたＧの反射光のＳ偏光成分（・）は偏光分離面を反射し投射光となる。第１の偏光ビームスプリッター１０ａを反射した光（・）は、第３の偏光ビームスプリッター１０ｃの偏光分離面を反射して投射レンズ１３へと至る。
【００７４】
ダイクロイックミラーを透過したＲとＢの光は、カラーフィルター７に入射し、ＢとＲの間の波長領域の色光が反射される。色を調整された光は、第１の色選択性位相差板７８ａに入射する。第１の色選択性位相差板はＲの光のみ偏光方向を９０度回転する作用を持っており、これによりＢの光はＰ偏光（｜）として、Ｒの光はＳ偏光（・）として第２の偏光ビームスプリッター１０ｂに入射する。よって第２の偏光ビームスプリッター１０ｂにおいてＢの光は偏光分離面を透過してＢ用の反射型液晶表示素子１１ｂに至り、Ｒの光は偏光分離面を反射してＲ用の反射型液晶表示素子１１ｒに至る。
【００７５】
Ｂ用の反射型液晶表示素子１１ｂにおいてＢの光が画像変調されて反射される。画像変調されたＢの反射光のＰ偏光成分（｜）は再び偏光分離面を透過し、ほとんどの光は光源側に戻され投射光から除去される。画像変調されたＢの反射光のＳ偏光成分（・）は偏光分離面で反射し投射光となる。同様にＲ用の反射型液晶表示素子１１ｒにおいてＲの光が画像変調されて反射される。画像変調されたＲの反射光のＳ偏光成分（・）は再び偏光分離面を反射し、ほとんどの光は光源側に戻され投射光から除去される。画像変調されたＲの反射光のＰ偏光成分（｜）は偏光分離面を透過し投射光となる。これによりＢとＲの投射光は一つの光束に合成される。
【００７６】
合成されたＲとＢの投射光は第２の色選択性位相差板７８ｂに入射する。第２の色選択性位相差板７８ｂはＢの偏光方向のみを９０度回転し、Ｒ、ＢともにＰ偏光（｜）として第３の偏光ビームスプリッター１０ｃに入射し、偏光分離面を透過することでＧの投射光と合成される。
【００７７】
合成されたＲＧＢの投射光は投射レンズ１３によりスクリーンなどに投影される。
【００７８】
ここで、第１の色選択性位相差板の５０％波長λ７１と第２の色選択性位相差板の５０％波長７２を比較すると
λ７１≠λ７２
かつ
λ７１＜λ７２
となるように設定してある。これにより２つの波長λ７１、λ７２の間の波長領域の光はＳ偏光として第２の偏光ビームスプリッターに入射する。
【００７９】
（実施例８）
図１９は第８の実施例を表す図で実施例７と同じ要素には同じ符号が付けられている。実施例７との違いはＲの反射型液晶表示素子とＢの反射型液晶表示素子の配置が逆になっており、このためにＢの光の偏光方向を９０度変換しＲの光の偏光方向は変換しない第１の色選択性位相差板８８ａとＲの光の偏光方向を９０度変換しＢの光の偏光方向は変換しない第２の色選択性位相差板８８ｂを設けているところである。
【００８０】
この実施例における第１の色選択性位相差板の特性を図２０の太線で示し、第２の色選択性位相差板を図２０の細線で示す。
【００８１】
これにより、ダイクロイックミラー７６を透過したＲとＢの光は、カラーフィルター７に入射し、ＢとＲの間の波長領域の色光が反射される。色を調整された光は、第１の色選択性位相差板８８ａに入射する。第１の色選択性位相差板はＢの光のみ偏光方向を９０度回転する作用を持っており、これによりＲの光はＰ偏光（｜）として、Ｂの光はＳ偏光（・）として第２の偏光ビームスプリッター１０ｂに入射する。よって第２の偏光ビームスプリッター１０ｂにおいてＢの光は偏光分離面を反射してＢ用の反射型液晶表示素子１１ｂに至り、Ｒの光は偏光分離面を透過してＲ用の反射型液晶表示素子１１ｒに至る。
【００８２】
Ｂ用の反射型液晶表示素子１１ｂにおいてＢの光が画像変調されて反射される。画像変調されたＢの反射光のＳ偏光成分（・）は再び偏光分離面を反射し、ほとんどの光は光源側に戻され投射光から除去される。画像変調されたＢの反射光のＰ偏光成分（｜）は偏光分離面で透過し投射光となる。同様にＲ用の反射型液晶表示素子１１ｒにおいてＲの光が画像変調されて反射される。画像変調されたＲの反射光のＰ偏光成分（｜）は再び偏光分離面を透過し、ほとんどの光は光源側に戻され投射光から除去される。画像変調されたＲの反射光のＳ偏光成分（・）は偏光分離面を反射し投射光となる。これによりＢとＲの投射光は一つの光束に合成される。
【００８３】
合成されたＲとＢの投射光は第２の色選択性位相差板８８ｂに入射する。第２の色選択性位相差板８８ｂはＲの偏光方向のみを９０度回転し、Ｒ、ＢともにＰ偏光（｜）として第３の偏光ビームスプリッター１０ｃに入射し、偏光分離面を透過することでＧの投射光と合成される。
【００８４】
合成されたＲＧＢの投射光は投射レンズ１３によりスクリーンなどに投影される。
【００８５】
ここで、第１の色選択性位相差板の５０％波長λ８１と第２の色選択性位相差板の５０％波長８２を比較すると
λ８１≠λ８２
かつ
λ８１＞λ８２
となるように設定してある。これにより２つの波長λ８１、λ８２の間の波長領域の光はＳ偏光として第２の偏光ビームスプリッターに入射する。
【００８６】
（実施例９）
図２１は本発明の第９の実施例を表す図である。図中、実施例１と同じ構成要素にはおなじ番号を付している。この実施例において、９６は青（Ｂ）と緑（Ｇ）の波長領域の光を透過するダイクロイックミラーで、９７はＢとＧの中間の波長領域の光を一部カットするカラーフィルターで、９８ａはＢの光の偏光方向を９０度変換し、Ｇの光の偏光方向は変換しない第１の色選択性位相差板、９８ｂはＢの光の偏光方向を９０度変換し、Ｇの光の偏光方向は変換しない第２の色選択性位相差板９８ｂで、９１は１／２波長板である。
【００８７】
ここで第２の偏光ビームスプリッター１０ｂは第２の色分解手段および第１の色合成手段であり、第３の偏光ビームスプリッター１０ｃが第２の色合成手段である。
【００８８】
ダイクロイックミラー９６のＳ偏光成分での特性を図２２の太線で示し、カラーフィルター９７の特性を図２２の細線で示し、第１の色選択性位相差板９８ａの特性を図２３の太線で示し、第２の色選択性位相差板９８ｂを図２３の細線で示す。
【００８９】
図２１においては偏光変換素子４においてＳ偏光（・）であった光はダイクロイックミラー９６に対してもＳ偏光（・）である。
【００９０】
Ｒの光路において、ダイクロイックミラー９６を反射した光は第１の偏光ビームスプリッター１０ａに対してＳ偏光（・）として入射し、偏光分離面を反射し、Ｒ用の反射型液晶表示素子１１ｒへと至る。Ｒ用の反射型液晶表示素子１１ｒにおいてＲの光が画像変調されて反射される。画像変調されたＲの反射光のＳ偏光成分（・）は再び偏光分離面で反射し、ほとんどの光は光源側に戻され投射光から除去される。画像変調されたＲの反射光のＰ偏光成分（｜）は偏光分離面を透過し投射光となる。第１の偏光ビームスプリッター１０ａを透過した光は、第１の１／２波長板９１により偏光方向を９０度回転させ、第３の偏光ビームスプリッター１０ｃに対してはＳ偏光（・）として入射し、偏光分離面を反射して、投射レンズ１３へと至る。
【００９１】
ダイクロイックミラー９６を透過したＧとＢの光は、カラーフィルター９７によりＢとＧの間の波長領域の色光が反射される。色を調整された光は第１の色選択性位相差板９８ａに入射する。第１の色選択性位相差板９８ａはＧの光の偏光方向を９０度回転する作用を持っており、これによりＢの光はＰ偏光（｜）として、Ｇの光はＳ偏光（・）として第２の偏光ビームスプリッター１０ｂに入射する。
【００９２】
Ｂ用の反射型液晶表示素子１１ｂにおいてＢの光が画像変調されて反射される。画像変調されたＢの反射光のＰ偏光成分（｜）は再び偏光分離面を透過し、ほとんどの光は光源側に戻され投射光から除去される。画像変調されたＢの反射光のＳ偏光成分（・）は偏光分離面を反射し投射光となる。同様にＧ用の反射型液晶表示素子１１ｇにおいてＧの光が画像変調されて反射される。画像変調されたＧの反射光のＳ偏光成分（・）は再び偏光分離面を反射し、ほとんどの光は光源側に戻され投射光から除去される。画像変調されたＧの反射光のＰ偏光成分（｜）は偏光分離面を透過し投射光となる。これによりＢとＧの投射光は一つの光束に合成される。
【００９３】
合成されたＧとＢの投射光は第２の色選択性位相差板９８ｂに入射する。第２の色選択性位相差板９８ｂはＢの偏光方向のみを９０度回転し、Ｇ、ＢともにＰ偏光（｜）として第３の偏光ビームスプリッター１０ｃに入射し、偏光分離面を透過することでＲの投射光と合成される。
【００９４】
ここで、第１の色選択性位相差板の５０％波長λ９１と第２の色選択性位相差板の５０％波長９２を比較すると
λ９１≠λ９２
かつ
λ９１＜λ９２
となるように設定してある。これにより２つの波長λ９１、λ９２の間の波長領域の光はＳ偏光として第２の偏光ビームスプリッターに入射する。
【００９５】
また、図２２に示すカラーフィルター９７の５０％波長をλｃ９１、λｃ９２とし、λ９０を
λ９０＝（λ９１＋λ９２）／２
とするとき
λｃ９１＜λ９０＜λｃ９２
となるように設定してある。
【００９６】
（実施例１０）
図２４は第１０の実施例を表す図で実施例９と同じ要素には同じ符号が付けられている。実施例９との違いは無偏光光をＰ偏光に揃える偏光変換素子３４を設けており、このためにＧの光の偏光方向を９０度変換しＢの光の偏光方向は変換しない第１の色選択性位相差板１０８ａとＢの光の偏光方向を９０度変換しＧの光の偏光方向は変換しない第２の色選択性位相差板１０８ｂを設け、Ｐ偏光に対して所望の波長の光に分割するダイクロミラー１０６を設けているところである。
【００９７】
この実施例におけるダイクロイックミラー１０６のＰ偏光成分での特性を図２５の太線で示し、第１の色選択性位相差板の特性を図２６の太線で示し、第２の色選択性位相差板を図２６の細線で示す。
【００９８】
Ｒの光路において、ダイクロイックミラー１０６を反射した光は第１の偏光ビームスプリッター１０ａに対してＰ偏光（｜）として入射し、偏光分離面を透過し、Ｒ用の反射型液晶表示素子１１ｒへと至る。Ｒ用の反射型液晶表示素子１１ｒにおいてＲの光が画像変調されて反射される。画像変調されたＲの反射光のＰ偏光成分（｜）は偏光分離面を透過し、ほとんどの光は光源側に戻され投射光から除去される。画像変調されたＲの反射光のＳ偏光成分（・）は偏光分離面を反射し投射光となる。第１の偏光ビームスプリッター１０ａを透過した光は、第３の偏光ビームスプリッター１０ｃに対してＳ偏光（・）として入射し、偏光分離面を反射して、投射レンズ１３へと至る。
【００９９】
ダイクロイックミラー１０６を透過したＧとＢの光は、カラーフィルター９７によりＢとＧの間の波長領域の色光が反射される。色を調整された光は第１の色選択性位相差板１０８ａに入射する。第１の色選択性位相差板１０８ａはＧの光の偏光方向を９０度回転する作用を持っており、これによりＢの光はＰ偏光（｜）として、Ｇの光はＳ偏光（・）として第２の偏光ビームスプリッター１０ｂに入射する。
【０１００】
Ｂ用の反射型液晶表示素子１１ｂにおいてＢの光が画像変調されて反射される。画像変調されたＢの反射光のＰ偏光成分（｜）は再び偏光分離面を透過し、ほとんどの光は光源側に戻され投射光から除去される。画像変調されたＢの反射光のＳ偏光成分（・）は偏光分離面を反射し投射光となる。同様にＧ用の反射型液晶表示素子１１ｇにおいてＧの光が画像変調されて反射される。画像変調されたＧの反射光のＳ偏光成分（・）は再び偏光分離面を反射し、ほとんどの光は光源側に戻され投射光から除去される。画像変調されたＧの反射光のＰ偏光成分（｜）は偏光分離面を透過し投射光となる。これによりＢとＧの投射光は一つの光束に合成される。
【０１０１】
合成されたＧとＢの投射光は第２の色選択性位相差板１０８ｂに入射する。第２の色選択性位相差板１０８ｂはＢの偏光方向のみを９０度回転し、Ｇ、ＢともにＰ偏光（・）として第３の偏光ビームスプリッター１０ｃに入射し、偏光分離面を透過することでＲの投射光と合成される。
【０１０２】
ここで、第１の色選択性位相差板の５０％波長λ１０１と第２の色選択性位相差板の５０％波長１０２を比較すると
λ１０１≠λ１０２
かつ
λ１０１＜λ１０２
となるように設定してある。これにより２つの波長λ１０１、λ１０２の間の波長領域の光はＳ偏光として第２の偏光ビームスプリッターに入射する。
【０１０３】
実施例１から１０において第１の色分解手段をダイクロイックミラーで説明したが、第２の色分解手段とおなじように第３の色選択性位相差板と第４の偏光ビームスプリッターを組み合わせて構成してもよい。また、第２の色合成手段として第３の偏光ビームスプリッターを用いたが、ダイクロイックプリズムで構成しても良い。
【０１０４】
また、ダイクロミラーで分割された単色の光路（実施例１〜８はＧ、実施例９〜１０はＲ）における液晶が送表示素子の第１の偏光板に対する位置は必ずしも図で示した位置でなくともよく偏光分離面に対して対称な位置に配置しても構わない。
【０１０５】
さらにカラーフィルターの特性は、本発明の条件式の範囲内であれば再現したい色（色度）にあわせて５０％波長を変更してもよい。
【０１０６】
また実施例中では偏光ビームスプリッターで照明光に対する偏光子、および投射光に対する検光子の作用を持たせているが、さらにコントラストを向上させるために偏光ビームスプリッター１０ａ、１０ｂの入射側と射出側に特定の偏光方向の光を透過させる偏光素子を設けても良い。
【０１０７】
また、本発明の実施態様は以下のように記載することができる。
【０１０８】
（実施態様１）
白色光源と３つの反射型液晶表示素子と投射光学系と、前記白色光源からの無偏光な光を所定の偏光方向に揃える偏光変換素子と、白色光を２つの色成分に分解する第１の色分解手段と、第１の色分解系で分割された色光のいずれか一方の色光をさらに２つの色成分に分解する第２の色分解手段と、第２の色分解手段で分解されたそれぞれの色光を１つの色光に合成する第１の色合成手段と、第１の色合成手段で合成された色光と第１の色分解手段で分解されたもう一方の色光を合成する第２の色合成手段を有し、
前記第２の色分解手段は、偏光が揃えられた色光を所定の波長領域において偏光方向を９０度変換し異なる偏光方向の色光に変換する第１の色選択性位相差板と偏光ビームスプリッターからなり、前記第１の色合成手段は、偏光ビームスプリッターと偏光方向が異なる２つの色光の偏光方向を所定の波長領域において偏光方向を９０度変換しそろった偏光方向に変換する第２の色選択性位相差板からなり、前記第１の色選択性位相差板において偏光方向が９０度変換される割合が５０％となる波長をλ１とし、前記第２の色選択性位相差板において偏光方向が９０度変換される割合が５０％となる波長をλ２とするとき
λ１≠λ２
なる条件を満足し、
前記波長λ１と前記λ２の間の波長領域の光が、前記偏光ビームスプリッターに入射する偏光状態がＳ偏光成分を多く含むような状態になるように設定したことを特徴とする画像投射装置。
【０１０９】
（実施態様２）
第１の色選択性位相差板の入射側に、短波長から長波長の光に対して第１の透過帯、不透過帯、第２の透過帯が連続的に存在するラーフィルターを設け、前記第１の透過帯から前記不透過帯に遷移するとき透過率が５０％となる波長をλｃ１、前記不透過帯から前記第２の透過帯に遷移するとき透過率が５０％となる波長をλｃ２とし、λ０を
λ０＝（λ１＋λ２）／２
とするとき、
λｃ１＜λ０＜λｃ２
の条件を満足することを特徴とする実施態様１に記載の画像投射装置。
【０１１０】
上記の実施形態１について下記の図を使って詳しく説明する。第１、第２の色選択性位相差板の偏光を回転する特性を図２７に太線と細線で表し、光学系の構成を従来例（図３３）と同じとするとすると、前述の色選択性位相差板の組合せで直線偏光光が変換される第１から第４の変換状態が図２８から図３１に示すような特性になる。従来例と同じく第１の状態（図２８）はＢの成分に対応し、第２の状態（図２９）はＲの成分に対応している。漏れ光である第３（図３０）、第４（図３１）の状態のうち第３の状態の漏れ光が存在しない。
【０１１１】
このとき、第１の色選択性位相差板を透過した５０％波長λ１と５０％波長λ２の間の波長の光が前記偏光ビームスプリッターに入射する偏光状態がＳ偏光成分を多く含むような状態になるように設定すると、前記第４の状態における漏れ光は偏光ビームスプリッターにおいてＳ偏光で反射、透過（透過、反射）するように設定することができ、第４の状態における漏れ光を小さく抑えることが可能となる。
【０１１２】
これは、偏光ビームスプリッターの特性によるものである。図３２に偏光ビームスプリッターの偏光分離膜の反射特性を示す。図中の括弧内の数値が偏光分離膜に入射する角度である。このように偏光分離膜は入射角度が基準角度（４５度）からずれると偏光分離特性が低下し、とくにＰ偏光に対する特性が悪化する。これにより偏光ビームスプリッターの検光性能（Ｐ偏光の反射率、Ｓ偏光の透過率）はＳ偏光が入射するほうが高くなる。我々の検討によるとＳ偏光の検光性能はＰ偏光の検光性能のほぼ５倍以上になることがわかっている。これにより第４の状態がＳ偏光であるときには、偏光ビームスプリッターにおける漏れ光量が少なくなるので光学系としての漏れ光が大幅に抑えられることになる。
【０１１３】
さらに第１の色選択性位相差板の入射側に、短波長から長波長の光に対して第１の透過帯、不透過帯、第２の透過帯が連続的に存在するラーフィルターを設け、前記第１の透過帯から前記不透過帯に遷移するとき透過率が５０％となる波長をλｃ１、前記不透過帯から前記第２の透過帯に遷移するとき透過率が５０％となる波長をλｃ２とし、λ０を
λ０＝（λ１＋λ２）／２
とするとき、
λｃ１＜λ０＜λｃ２
となるように、前記カラーフィルターの特性を決めることにより、前記第４の状態における漏れ光をさらに抑えることが可能となる。
【０１１４】
また、本発明の実施態様は以下のように記載することができる。
【０１１５】
（実施態様１）
第１の画像表示素子と、第２の画像表示素子と、第３の画像表示素子と、光源から発する光を第１の色成分の光と第２の色成分の光とに分解する第１の色分解手段と、第１の偏光分離面を用いて（第１の偏光分離面で）前記第２の色成分の光を第３の色成分の光と第４の色成分の光とに分解する第２の色分解手段とを有し、前記第１の色成分の光を前記第１の画像表示素子に導き、前記第３の色成分の光を前記第２の画像表示素子に導き、前記第４の色成分の光を前記第３の画像表示素子に導く画像表示装置であって、
第２の偏光分離面を用いて（第２の偏光分離面で）前記第２の画像表示素子を介した光と前記第３の画像表示素子を介した光とを合成する第１の色合成手段と、前記第１の色合成手段を介した光と前記第１の画像表示素子を介した光とを合成する第２の色合成手段と、
前記第１の色分解手段と前記第２の色分解手段との間に、第１の波長領域の光の偏光方向を９０度変換する第１の色選択性位相差板と、
前記第１の色合成手段と前記第２の色合成手段との間に、第２の波長領域の光の偏光方向を９０度変換する第２の色選択性位相差板とを有し、
前記第１の色選択性位相差板において偏光方向が９０度変換される割合が５０％となる波長をλ１とし、前記第２の色選択性位相差板において偏光方向が９０度変換される割合が５０％となる波長をλ２とするとき
λ１≠λ２
なる条件を満足することを特徴とする画像表示装置。
【０１１６】
（実施態様２）
前記第１の偏光分離面に入射する光のうち、前記波長λ１と前記λ２との間の波長領域の光は、Ｐ偏光よりＳ偏光の方が多いことを特徴とする実施態様１記載の画像表示装置。
【０１１７】
（実施態様３）
前記第１の偏光分離面に入射する光のうち、前記波長λ１と前記λ２との間の波長領域の光のうち、８割以上がＳ偏光であることを特徴とする実施態様１記載の画像表示装置。
【０１１８】
（実施態様４）
前記第１の偏光分離面に入射する光のうち、前記波長λ１と前記λ２との間の波長領域の光のうち、９５％以上がＳ偏光であることを特徴とする実施態様１記載の画像表示装置。
【０１１９】
（実施態様５）
前記第１の偏光分離面に入射する光のうち、前記波長λ１と前記λ２との間の波長領域の光は、実質的にＳ偏光であることを特徴とする実施態様１記載の画像表示装置。
【０１２０】
（実施態様６）
第１の色選択性位相差板と前記第１の色分解手段との間に、短波長側から長波長側にかけて第１の光透過帯、光不透過帯、第２の光透過帯がほぼ連続的に存在するラーフィルターを設け、前記第１の光透過帯から前記光不透過帯に遷移する領域の透過率が５０％となる波長をλｃ１、前記光不透過帯から前記第２の光透過帯に遷移する領域の透過率が５０％となる波長をλｃ２とし、λ０を
λ０＝（λ１＋λ２）／２
とするとき、
λｃ１＜λ０＜λｃ２
の条件を満足することを特徴とする実施態様１乃至５いずれかに記載の画像表示装置。
【０１２１】
（実施態様７）
第１の画像表示素子と、第２の画像表示素子と、第３の画像表示素子と、光源から発する光を第１の色成分の光と第２の色成分の光とに分解する第１の色分解手段と、第１の偏光分離面を用いて前記第２の色成分の光を第３の色成分の光と第４の色成分の光とに分解する第２の色分解手段とを有し、前記第１の色成分の光を前記第１の画像表示素子に導き、前記第３の色成分の光を前記第２の画像表示素子に導き、前記第４の色成分の光を前記第３の画像表示素子に導く画像表示装置であって、
第２の偏光分離面を用いて前記第２の画像表示素子を介した光と前記第３の画像表示素子を介した光とを合成する第１の色合成手段と、前記第１の色合成手段を介した光と前記第１の画像表示素子を介した光とを合成する第２の色合成手段と、
前記第１の色分解手段と前記第２の色分解手段との間に、第１の波長領域の光の偏光方向を９０度変換する第１の色選択性位相差板と、
前記第１の色合成手段と前記第２の色合成手段との間に、第２の波長領域の光の偏光方向を９０度変換する第２の色選択性位相差板と、
前記第１の色分解手段と前記第１の色選択性位相差板との間に、短波長側から長波長側にかけて第１の光透過帯、光不透過帯、第２の光透過帯がほぼ連続的に存在するラーフィルターとを有し、
前記第１の色選択性位相差板において偏光方向が９０度変換される割合が５０％となる波長をλ１、前記第２の色選択性位相差板において偏光方向が９０度変換される割合が５０％となる波長をλ２、前記カラーフィルターの前記第１の光透過帯から前記光不透過帯に遷移する領域の透過率が５０％となる波長をλｃ１、前記光不透過帯から前記第２の光透過帯に遷移する領域の透過率が５０％となる波長をλｃ２、そしてλ０を
λ０＝（λ１＋λ２）／２
とするとき、
λｃ１＜λ０＜λｃ２
の条件を満足することを特徴とする画像表示装置。
【０１２２】
（実施態様８）
前記第１の画像表示素子、前記第２の画像表示素子、前記第３の画像表示素子は反射型の画像表示素子であることを特徴とする実施態様１乃至７いずれかに記載の画像表示装置。
【０１２３】
（実施態様９）
前記第１の画像表示素子、前記第２の画像表示素子、前記第３の画像表示素子は反射型の液晶画像表示素子であることを特徴とする実施態様１乃至８いずれかに記載の画像表示装置。
【０１２４】
（実施態様１０）
前記第１の偏光分離面と前記第２の偏光分離面とは同じ偏光分離面であることを特徴とする実施態様１乃至９いずれかに記載の画像表示装置。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】第１の実施例を表す図
【図２】第１の実施例のダイクロミラーとカラーフィルターの特性図
【図３】第１の実施例の色選択性位相差版の特性図
【図４】第２の実施例を表す図
【図５】第２の実施例の色選択性位相差版の特性図
【図６】第３の実施例を表す図
【図７】第３の実施例のダイクロミラーの特性図
【図８】第３の実施例の色選択性位相差版の特性図
【図９】第４の実施例を表す図
【図１０】第４の実施例の色選択性位相差版の特性図
【図１１】第５の実施例を表す図
【図１２】第５の実施例のダイクロミラーの特性図
【図１３】第５の実施例の色選択性位相差版の特性図
【図１４】第６の実施例を表す図
【図１５】第６の実施例の色選択性位相差版の特性図
【図１６】第７の実施例を表す図
【図１７】第７の実施例のダイクロミラーの特性図
【図１８】第７の実施例の色選択性位相差版の特性図
【図１９】第８の実施例を表す図
【図２０】第８の実施例の色選択性位相差版の特性図
【図２１】第９の実施例を表す図
【図２２】第９の実施例のダイクロミラーとカラーフィルターの特性図
【図２３】第９の実施例の色選択性位相差版の特性図
【図２４】第１０の実施例を表す図
【図２５】第１０の実施例のダイクロミラーの特性図
【図２６】第１０の実施例の色選択性位相差版の特性図
【図２７】本発明の色選択性波長板での偏光回転特性を示す図
【図２８】本発明の第１の状態の色選択性波長板での光量の割合を示す図
【図２９】本発明の第２の状態の色選択性波長板での光量の割合を示す図
【図３０】本発明の第３の状態の色選択性波長板での光量の割合を示す図
【図３１】本発明の第４の状態の色選択性波長板での光量の割合を示す図
【図３２】偏光ビームスプリッターの偏光分離膜の反射特性を示す図
【図３３】従来例の説明図
【図３４】従来例の偏光回転特性を示す図
【図３５】従来例の第１の状態の色選択性波長板での光量の割合を示す図
【図３６】従来例の第２の状態の色選択性波長板での光量の割合を示す図
【図３７】従来例の第３、４の状態の色選択性波長板での光量の割合を示す図
【符号の説明】
【０１２６】
１  光源
２  リフレクター
３ａ  第１のフライアイレンズ
３ｂ  第２のフライアイレンズ
４  偏光変換素子
５ａ  コンデンサーレンズ
５ｂ  ミラー
６  ダイクロイックミラー
７  カラーフィルター
８ａ、８ｂ  色選択性位相差板
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ  偏光ビームスプリッター
１１ｒ、１１ｇ、１１ｂ  反射型液晶表示素子
１２ｒ、１２ｇ、１２ｂ  １／４波長板
１３  投射レンズ
【図１】
2008033356.tif 000003
【図２】
2008033356.tif 000004
【図３】
2008033356.tif 000005
【図４】
2008033356.tif 000006
【図５】
2008033356.tif 000007
【図６】
2008033356.tif 000008
【図７】
2008033356.tif 000009
【図８】
2008033356.tif 000010
【図９】
2008033356.tif 000011
【図１０】
2008033356.tif 000012
【図１１】
2008033356.tif 000013
【図１２】
2008033356.tif 000014
【図１３】
2008033356.tif 000015
【図１４】
2008033356.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2008033356.tif 000019
【図１８】
2008033356.tif 000020
【図１９】
2008033356.tif 000021
【図２０】
2008033356.tif 000022
【図２１】
2008033356.tif 000023
【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
2008033356.tif 000026
【図２５】
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【図２６】
2008033356.tif 000028
【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
2008033356.tif 000031
【図３０】
2008033356.tif 000032
【図３１】
2008033356.tif 000033
【図３２】
2008033356.tif 000034
【図３３】
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【図３４】
2008033356.tif 000036
【図３５】
2008033356.tif 000037
【図３６】
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【図３７】
2008033356.tif 000039