(57)【要約】【課題】与えられる光束を波長帯域の異なる複数の光束に分離し、分離後の光束を、合成しつつ別の波長帯域の複数の光束に分離する構成で、各光束に他の光束の波長帯域に属する光が含まれるのを抑えることが容易な色分離光学系を提供する。【解決手段】光源（１０）からの白色光を、ダイクロイックミラー（１１１）よって、Ｂ光を含む光束とＧ光とＲ光を含む光束とに分離し、これらの光束を、ダイクロイックミラー（１１２）によって、合成しつつ、Ｂ光とＲ光を含む光束とＧ光を含む光束とに分離する。ダイクロイックミラー（１１１）からダイクロイックミラー（１１２）に至るＢ光を含む光束の光路上にフィルター（１２１）を配置して、ダイクロイックミラーの不完全な分離特性によってＢ光に混入したＧ光を除去する。【選択図】　　　図１
2004117432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の波長帯域の光と、第１の波長帯域に隣接する第２の波長帯域の光と、第２の波長帯域に隣接する第３の波長帯域の光を含む光束を、第１の波長帯域の光と第２の波長帯域の光を含む光束と、第３の波長帯域の光を含む光束とに分離する第１の分離手段と、第１の分離手段によって分離された２つの光束を合成しつつ、第２の波長帯域の光を含む光束と、第１の波長帯域の光と第３の波長帯域の光を含む光束とに分離する第２の分離手段を備える色分離光学系において、
第１の分離手段によって分離された２つの光束の少なくとも一方の、第２の分離手段に至るまでの光路上に、他方の光束に含まれる光の波長帯域に属する光を除去する除去手段を備えることを特徴とする色分離光学系。
【請求項２】
除去手段が、第３の波長帯域の光を含む光束の光路上に備えられ、第２の波長帯域に属する光を除去することを特徴とする請求項１に記載の色分離光学系。
【請求項３】
第１の分離手段によって分離された２つの光束の一方の、第２の分離手段に至るまでの光路上に、他方の偏光状態とは異なる偏光状態にする偏光状態変換手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の色分離光学系。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、白色光のように波長が連続した光を含む光束をそれぞれ波長帯域の異なる複数の光束に分離する色分離光学系に関し、特に、分離を２回に分けて行って、２回目の分離では、１回目に分離した光束を合成しつつ、分離後の光束の波長帯域を１回目の分離後の光束の波長帯域から相違させる色分離光学系に関する。本発明の色分離光学系は、例えば、反射型液晶パネルを用いる映像投影装置に備えられる。
【０００２】
【従来の技術】
カラー映像を取り扱う分野では、光源からの白色光の光束を、それぞれ波長帯域の異なる複数の光束に分離する色分離光学系が利用されている。従来は、例えば３つの波長帯域の光束が必要な場合、色分離光学系で分離を２回行って３本の光束を生成し、これら３本の光束を色分離光学系から利用部位まで導くようにしていた。しかし、このようにすると、波長帯域の数に等しい数の光路を色分離光学系から利用部位までにわたって確保しなければならず、全体の構成が大型化する。
【０００３】
そこで、近年では、色分離光学系で、分離を複数回行いながらも、互いに隣接せず分離が容易な波長帯域の光束を合成しておいて、利用部位の近くで再度分離を行うようにして、色分離光学系からの光路の数を低減することが行われている。例えば、赤色（Ｒ）光、緑色（Ｇ）光、青色（Ｂ）光が必要な場合、色分離光学系において、まず、白色光を、Ｂ光（またはＲ光）とＧ光を含む光束と、Ｒ光（またはＢ光）のみを含む光束に分離し、次いで、これら２つの光束を合成しながら、Ｂ光とＲ光を含む光束と、Ｇ光のみを含む光束に分離する。こうして２本の光束を生成し、Ｂ光とＲ光を含む光束を、Ｂ光を利用する部位またはＲ光を利用する部位の近傍で、Ｂ光のみを含む光束とＲ光のみを含む光束に分離する。
【０００４】
このような色分離光学系では、所定の波長帯域の光に対して透過率が高く、他の波長帯域の光に対しては反射率が高いダイクロイックミラーが用いられる。ダイクロイックミラーの特性の例を図５に模式的に示す。図５において、実線は透過率を、点線は反射率を表す。ここで、（ａ）は、Ｂ光とＧ光およびＲ光とを分離するように設定した場合の特性であり、（ｂ）は、Ｂ光およびＧ光とＲ光とを分離するように設定した場合の特性である。図５（ａ）に示した特性を有するダイクロイックミラーで分離した２本の光束を、図５（ｂ）に示した特性を有するダイクロイックミラーに、互いに直交する方向から４５゜の入射角で導くことで、上記の合成と分離を一度に行うことができる。
【０００５】
ところが、ダイクロイックミラーは、所定の波長を境に透過率と反射率ができるだけ急激に変化するように設定されるものの、その波長において、透過率や反射率が最小値から最大値に変わるというようには、作製することができない。つまり、透過率や反射率の変化は、所定の波長を中心とするある程度の波長幅の中で次第に変わり、その波長幅の中では透過率と反射率が最小値と最大値の中間の値になる。したがって、ダイクロイックミラーで連続する波長の光を分離しても、分離は完全にはなされず、分離後の２つの波長帯域の光のいずれにも他方の波長帯域の光が少し含まれることになる。特に、一方の波長帯域の透過率を高めるために、ダイクロイック膜を成す層の数を少なくすると、透過率と反射率を最小値から最大値に変化させるのに必要な波長幅は広くなる。
【０００６】
波長帯域の分離を行い得る光学素子には、一方の波長帯域の光を透過させ他方の波長帯域の光を反射するダイクロイックミラーのほかに、２つの波長帯域の光を共に透過させつつ、透過後の光の進路に角度差をもたらすものや、２つの波長帯域の光を共に反射しつつ、反射後の光の進路に角度差をもたらすものある。例えば、回折格子をこの用途に利用することができる。しかしながら、分離対象の光の波長が連続している限り、分離後の波長帯域の光に、他方の波長帯域の光が含まれてしまうことは避けられない。
【０００７】
波長帯域の分離が不完全であることは、映像のコントラストの低下、色バランスの低下等を招いて、好ましくない。本出願人は、この問題を解決する一法として、所定の波長以上の光または所定の波長以下の光を吸収するフィルターを、色分離光学系から利用部位までの光路上に配置して、分離後の波長帯域に含まれている他方の波長帯域の光を除去する光学系を提案した（特願２００２−３５０１１）。
【０００８】
このようなフィルターの特性の例を図６に示す。図６において、（ａ）は、Ｂ光を透過させ、Ｇ光とＲ光を吸収するように設定した場合の特性であり、（ｂ）は、Ｒ光を透過させ、Ｂ光とＧ光を吸収するように設定した場合の特性である。また、（ｃ）は、Ｇ光とＲ光を透過させ、Ｂ光を吸収するように設定した場合の特性であり、（ｄ）は、Ｂ光とＧ光を透過させ、Ｒ光を吸収するように設定した場合の特性である。図６（ａ）に示した特性のフィルターをＢ光の光路上に配置することで、Ｂ光に含まれているＧ光を除去することができ、図６（ｂ）に示した特性のフィルターをＲ光の光路上に配置することで、Ｒ光に含まれているＧ光を除去することができる。
【０００９】
光を波長に応じて選択的に吸収するこれらのフィルターも、ある波長において透過率や吸収率が最小値から最大値に変化するという設定とすることはできず、透過率と吸収率を最小値から最大値に変化させるためにはある程度の波長幅が必要である。しかし、この波長幅は、透過率と反射率を最小値から最大値に変化させるために必要な波長幅よりも、はるかに小さくすることが可能である。したがって、分離した波長帯域の光の光路上に波長に応じて選択的に吸収するフィルターを配置することで、不要な波長の光を確実に除去してコントラストや色バランスを高めながら、必要な波長の光の損失をきわめて僅かに抑えることができる。
【００１０】
【特許文献】特願２００２−３５０１１
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、２つ以上の波長帯域の光を含む合成後の光束の光路上に、上記のようなフィルターを配置することができない事態も生じる。前述のように、合成後の光束は、後の分離を容易にするために、離間した波長帯域の光を含むものとするのが一般的であり、この場合は、それらの波長帯域の光を透過させ、それらの間の波長帯域の光を吸収するフィルターが必要となる。そのようなフィルターの特性の例を図７に示す。これはＢ光とＲ光を選択的に透過させ、Ｇ光を吸収する場合の特性である。
【００１２】
しかし、このような特性を有する良好なフィルターは実現されていない。例えば、図６（ａ）に示した特性のフィルターと、図６（ｂ）に示した特性のフィルターを重ね合わせても、Ｂ光、Ｇ光、Ｒ光の全てが吸収されることになり、Ｂ光とＲ光を透過させることは不可能である。
【００１３】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、与えられる光束を波長帯域の異なる光を含む複数の光束に分離し、分離後の光束を、合成しつつ別の波長帯域の光を含む複数の光束に分離するものでありながら、各光束に他の光束の波長帯域に属する光が含まれるのを抑えることが容易な色分離光学系を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、第１の波長帯域の光と、第１の波長帯域に隣接する第２の波長帯域の光と、第２の波長帯域に隣接する第３の波長帯域の光を含む光束を、第１の波長帯域の光と第２の波長帯域の光を含む光束と、第３の波長帯域の光を含む光束とに分離する第１の分離手段と、第１の分離手段によって分離された２つの光束を合成しつつ、第２の波長帯域の光を含む光束と、第１の波長帯域の光と第３の波長帯域の光を含む光束とに分離する第２の分離手段を備える色分離光学系において、第１の分離手段によって分離された２つの光束の少なくとも一方の、第２の分離手段に至るまでの光路上に、他方の光束に含まれる光の波長帯域に属する光を除去する除去手段を備える構成とする。
【００１５】
この色分離光学系では、第１の分離手段の分離能があまり高くなくて、分離後の各光束に他方の光束にのみ含まれるべき波長の光が含まれるときでも、その光を除去手段によって除去することができる。除去手段は、第１の分離手段によって分離された２本の光束のうちのいずれか一方の光路上に備えてもよいし、双方の光路上に備えてもよい。第１の分離手段と第２の分離手段の間で不要な波長の光を除去するこで、第２の分離手段を経た後では困難になる除去を確実に行うことができる。
【００１６】
特に、除去手段が、第３の波長帯域の光を含む光束の光路上に備えられ、第２の波長帯域に属する光を除去するようにすると、第２の分離手段を経た後では困難になる、第３の波長帯域の光を含む光束からの第２の波長帯域に属する光の除去を、確実にかつ容易に行うことができる。
【００１７】
第１の分離手段によって分離された２つの光束の一方の、第２の分離手段に至るまでの光路上に、他方の偏光状態とは異なる偏光状態にする偏光状態変換手段を備える構成としてもよい。このようにすると、第２の分離手段を経た後の第１の波長帯域の光と第３の波長帯域の光を含む光束を、各波長帯域の光のみを含む２つの光束に分離する際に、偏光状態の差異を利用することが可能になる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の色分離光学系を備えた映像投影装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。第１の実施形態の映像投影装置１の光学構成を図１に模式的に示す。映像投影装置１は、光源１０、インテグレータ１０１、重ね合わせレンズ２０、２つの全反射ミラー３０ａ、３０ｂ、偏光板４０ａ、４つの１／２波長位相板５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、２つのＰＢＳ（偏光分離）プリズム６０ａ、６０ｂ、３つの反射型液晶パネル７０Ｒ、７０Ｇ、７０Ｂ、投影レンズ８０、２つのダイクロイックミラー１１１、１１２、２つのフィルター１２１、１２２、およびダイクロイックＰＢＳプリズム１３１を備えている。
【００１９】
光源１０は、可視の波長帯域全体にわたる光を発するランプと、ランプからの光を反射して平行光とするリフレクタより成る。インテグレータ１０１は、レンズセルが２次元に配列されたレンズアレイを１対有しており、光源１０側の第１のレンズアレイによって、光源１０からの光束を分割して分割後の各光束を重ね合わせレンズ２０側の第２のレンズアレイの各レンズ上に結像させるとともに、第２のレンズアレイの各レンズセルによって、各光束を液晶パネル７０Ｒ、７０Ｇ、７０Ｂ上に結像させる。第２のレンズアレイの近傍には、ＰＢＳアレイと１／２波長位相アレイより成る偏光変換機構が備えられており、インテグレータ１０１は、無偏光である光源１０からの光をほとんど全てＳ偏光に変換する。
【００２０】
なお、図１において、点線の矢印はＳ偏光（偏光面が紙面に平行）を表し、実線の矢印はＰ偏光（偏光面が紙面に垂直）を表す。また、各矢印に付したｓ、ｐの添字付きのＲ、Ｇ、Ｂの符号は、各矢印の光がそれぞれＲ光の波長帯域、Ｇ光の波長帯域、Ｂ光の波長帯域に属することを表し、添字ｓ、ｐもＳ偏光およびＰ偏光を表す。
【００２１】
重ね合わせレンズ２０は、インテグレータ１０１の第２のレンズアレイの各レンズセルからの光束を、液晶パネル７０Ｒ、７０Ｇ、７０Ｂそれぞれの全面に導いて、液晶パネル７０Ｒ、７０Ｇ、７０Ｂ上で全てのレンズセルからの光束を重ね合わせる。光源１０からの光束の強度は一様ではないが、複数の光束に分割して、分割後の光束を重ね合わせるようにしたことで、各液晶パネル７０Ｒ、７０Ｇ、７０Ｂの全体が均一に照明される。
【００２２】
ダイクロイックミラー１１１、１１２、およびフィルター１２１、１２２は、全反射ミラー３０ａ、３０ｂと共に、色分離光学系を成す。ダイクロイックミラー１１１、１１２と全反射ミラー３０ａ、３０ｂは、互いに平行に、かつ、インテグレータ１０１および重ね合わせレンズ２０の光軸に対して４５゜を成すように配置されている。フィルター１２１は、ダイクロイックミラー１１１を透過した光束の光路うち、ダイクロイックミラー１１２に至るまでの部位上に配置されている。
【００２３】
ダイクロイックミラー１１１は、図５（ａ）の特性を有するように設定されており、Ｂ光を透過させて、Ｇ光とＲ光を反射する。ダイクロイックミラー１１２は、図５（ｂ）の特性を有するように設定されており、Ｒ光を透過させて、Ｂ光とＧ光を反射する。
【００２４】
フィルター１２１は、図６（ａ）の特性を有するように設定されており、Ｂ光を透過させ、Ｇ光とＲ光を吸収する。フィルター１２１が略１００％吸収する光の最短の波長は、ダイクロイックミラー１１１が、Ｂ光およびＧ光を５０％透過させて５０％反射する波長に等しい。フィルター１２２は、図６（ｃ）の特性と図６（ｄ）の特性を併せもつように設定されており、Ｇ光を透過させ、Ｂ光とＲ光を吸収する。フィルター１２２が略１００％吸収する短波長側の光の最長の波長は、ダイクロイックミラー１１１が、Ｂ光およびＧ光を５０％透過させて５０％反射する波長に等しく、フィルター１２２が略１００％吸収する長波長側の光の最短の波長は、ダイクロイックミラー１１２が、Ｇ光およびＲ光を５０％透過させて５０％反射する波長に等しい。
【００２５】
重ね合わせレンズ２０からの白色光でＳ偏光の光束は、ダイクロイックミラー１１１に入射し、これを透過するＢ光を含む光束と、反射されるＧ光およびＲ光を含む光束とに分離される。ただし、前述のダイクロイックミラーの不完全な分離特性により、透過した光束にはＧ光の一部が含まれ、反射された光束にはＢ光の一部が含まれる。
【００２６】
ダイクロイックミラー１１１を透過した光束は、フィルター１２１によって混在しているＧ光を完全に除去されて、Ｂ光のみを含むようになる。この光束は、全反射ミラー３０ａによって光路を９０゜折り曲げられて、１／２波長位相板５０ａに入射し、これによって偏光面を９０゜回転させられてＰ偏光となる。このＰ偏光のＢ光は、ダイクロイックミラー１１２によって反射される。
【００２７】
ダイクロイックミラー１１１によって反射されたＧ光とＲ光を含む光束は、全反射ミラー３０ｂによって光路を９０゜折り曲げられて、偏光板４０ａに入射する。偏光板４０ａはＰ偏光を吸収する向きに配置されており、インテグレータ１０１の偏光変換機構が完全にはＳ偏光に変換し得なかったＰ偏光を吸収する。偏光板４０ａを透過した光束は、ダイクロイックミラー１１２によって、これを透過するＲ光を含む光束と、反射されるＧ光を含む光束とに分離される。ここでも、ダイクロイックミラーの不完全な分離特性により、透過した光束にはＧ光の一部が含まれ、反射された光束にはＲ光の一部が含まれる。
【００２８】
ダイクロイックミラー１１２を透過したＳ偏光のＲ光を含む光束は、ダイクロイックミラー１１２によって反射されたＰ偏光のＢ光を含む光束と重なって、つまり合成されて、ＰＢＳプリズム６０ａに入射する。ダイクロイックミラー１１２によって反射されたＳ偏光のＧ光の光束は、フィルター１２２によって混在しているＢ光およびＲ光を除去されて、ＰＢＳプリズム６０ｂに入射する。
【００２９】
液晶パネル７０Ｒは、映像のうちのＲ成分を表す映像信号によって駆動され、Ｒ成分の映像を表示して、入射するＲ光を変調する。液晶パネル７０Ｂは、映像のうちのＢ成分を表す映像信号によって駆動され、Ｂ成分の映像を表示して、入射するＢ光を変調する。また、液晶パネル７０Ｇは、映像のうちのＧ成分を表す映像信号によって駆動され、Ｇ成分の映像を表示して、入射するＧ光を変調する。液晶パネル７０Ｒ、７０Ｇ、７０Ｇのいずれも、変調によって偏光面が９０゜回転した光を映像を表す映像光とする。
【００３０】
ＰＢＳプリズム６０ａに入射した光束のうち、Ｐ偏光のＢ光はこれを透過し、液晶パネル７０ＢによってＳ偏光の映像光とされる。このＳ偏光のＢ光の光束は、ＰＢＳプリズム６０ａによって反射される。ＰＢＳプリズム６０ａに入射した光束のうち、Ｓ偏光のＲ光は反射され、液晶パネル７０ＲによってＰ偏光の映像光とされる。このＰ偏光のＲ光の光束は、ＰＢＳプリズム６０ａを透過して、反射されたＢ光の光束と合成される。この合成された光束は、１／２波長位相板５０ｃを透過して、Ｐ偏光のＢ光とＳ偏光のＲ光を含む状態となってダイクロイックＰＢＳプリズム１３１に入射する。
【００３１】
フィルター１２２からＰＢＳプリズム６０ｂに入射したＳ偏光のＧ光は、反射され、１／２波長位相板５０ｂを透過してＰ偏光のＧ光となる。この光は液晶パネル７０ＧによってＳ偏光の映像光とされ、さらに１／２波長位相板５０ｂを透過してＰ偏光のＧ光となる。この光は、ＰＢＳプリズム６０ｂを透過し、１／２波長位相板５０ｄを透過してＳ偏光のＧ光となって、ダイクロイックＰＢＳプリズム１３１に入射する。
【００３２】
ダイクロイックＰＢＳプリズム１３１は、Ｓ偏光のＢ光を１００％反射して、Ｐ偏光のＢ光を透過させ、Ｓ偏光のＲ光を透過させ、Ｓ偏光のＧ光を反射するように設定されている。したがって、１／２波長位相板５０ｃから入射したＰ偏光のＢ光とＳ偏光のＲ光を含む光束はこれを透過し、１／２波長位相板５０ｄから入射したＳ偏光のＧ光の光束は反射され、両者は合成されて、投影レンズ８０に入射する。投影レンズ８０は入射した光を所定距離に結像させて、その距離に配置されたスクリーン上にカラー映像を形成する。
【００３３】
映像投影装置１では、フィルター１２１によってＢ光に混入しているＧ光を全て除去し、フィルター１２２によってＧ光に混入しているＢ光とＲ光を全て除去することができる。したがって、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の各波長帯域のみを含むべき光束のうち、他の波長帯域に属する光を含むものは、Ｇ光を少し含むＲ光の光束のみとなる。フィルター１２１を備えないとすれば、Ｂ光のみを含むべき光束にＧ光が少し含まれることになるが、ダイクロイックミラー１１２からダイクロイックプリズム６０ａまでの光路上には、Ｇ光を除去するフィルターを配置することができない（Ｒ光も除去される）。フィルター１２１を備えたことで、他の波長帯域の光の混入による映像のコントラストの低下および色バランスの悪化を半減することが可能となっている。
【００３４】
なお、本実施形態では、フィルター１２２を、図６（ｃ）の特性と図６（ｄ）の特性を併せもつように設定しているが、フィルター１２２にはＲ光を除去する図６（ｄ）の特性のみをもたせ、これとは別に、Ｂ光を除去する図６（ｃ）の特性を有するフィルターをダイクロイックミラー１１１からダイクロイックミラー１１２までの光路上に配置することもできる。その構成においても、ＰＢＳプリズム６０ｂに入射するＧ光にＢ光が混入することはない。ダイクロイックミラー１１２は、Ｒ光の波長帯域とＧ光の波長帯域の間で透過率と反射率が切り替わるように設定されており、Ｂ光を完全に反射することができるからである。
【００３５】
以下、他の実施形態について説明するが、これらは第１の実施形態と同様の映像投影装置であり、映像表示装置１のものと同一または類似の構成要素については同じ符号で表して重複する説明を省略し、相違点についてのみ説明する。また、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の分離、およびＳ偏光とＰ偏光の変換については、第１の実施形態における説明と、図に表した構成要素の配置と、相違する構成要素の設定の説明より理解が容易であり、実施形態ごとに説明すると冗長になるので省略する。
【００３６】
第２の実施形態の映像投影装置２の光学構成を図２に模式的に示す。映像投影装置２は、光源１０、インテグレータ１０１、重ね合わせレンズ２０、２つの全反射ミラー３０ａ、３０ｂ、２つの偏光板４０ａ、４０ｂ、５つの１／２波長位相板５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、５０ｅ、２つのＰＢＳプリズム６０ａ、６０ｂ、３つの反射型液晶パネル７０Ｒ、７０Ｇ、７０Ｂ、投影レンズ８０、２つのダイクロイックミラー１１１、１１２、２つのフィルター１２２、１２３、およびダイクロイックＰＢＳプリズム１３１を備えている。
【００３７】
ダイクロイックミラー１１１、１１２、およびフィルター１２２、１２３は、全反射ミラー３０ａ、３０ｂと共に、色分離光学系を成す。ダイクロイックミラー１１１、１１２はそれぞれ第１の実施形態と同じ特性である。ただし、ダイクロイックミラー１１１、１１２は第１の実施形態から位置を入れ替えられており、映像表示装置２においては、重ね合わせレンズ２０からのＳ偏光である白色光の光束を、まず、ダイクロイックミラー１１２によって、Ｒ光を含む光束と、Ｂ光およびＧ光を含む光束に分離する。
【００３８】
フィルター１２２は、第１の実施形態と同じ特性である。フィルター１２３は、図６（ｂ）の特性を有するように設定されており、Ｒ光を透過させ、Ｂ光とＧ光を吸収する。フィルター１２３が略１００％吸収する光の最長の波長は、ダイクロイックミラー１１２が、Ｇ光およびＲ光を５０％透過させて５０％反射する波長に等しい。
【００３９】
ダイクロイックＰＢＳプリズム１３１も、第１の実施形態と同じ特性である。
【００４０】
なお、本実施形態においては、フィルター１２２を、図６（ｃ）の特性と図６（ｄ）の特性を併せもつように設定しているが、フィルター１２２にはＢ光を除去する図６（ｃ）の特性のみをもたせ、これとは別に、Ｒ光を除去する図６（ｄ）の特性を有するフィルターをダイクロイックミラー１１２からダイクロイックミラー１１１までの光路上に配置してもよい。
【００４１】
第３の実施形態の映像投影装置３の光学構成を図３に模式的に示す。映像投影装置３は、光源１０、インテグレータ１０２、重ね合わせレンズ２０、２つの全反射ミラー３０ａ、３０ｂ、２つの偏光板４０ａ、４０ｂ、２つの１／２波長位相板５０ａ、５０ｃ、２つのＰＢＳプリズム６０ａ、６０ｂ、３つの反射型液晶パネル７０Ｒ、７０Ｇ、７０Ｂ、投影レンズ８０、２つのダイクロイックミラー１１１、１１２、２つのフィルター１２１、１２２、およびダイクロイックＰＢＳプリズム１３２を備えている。
【００４２】
インテグレータ１０２は、第１、第２の実施形態の映像表示装置１、２のインテグレータ１０１とは逆に、無偏光である光源１０からの光をほとんど全てＰ偏光に変換する偏光変換機構を備えている。
【００４３】
ダイクロイックミラー１１１、１１２、およびフィルター１２１、１２２は、全反射ミラー３０ａ、３０ｂと共に、色分離光学系を成す。ダイクロイックミラー１１１、１１２、およびフィルター１２１、１２２はそれぞれ第１の実施形態の映像表示装置１のものと同じ特性である。ダイクロイックＰＢＳプリズム１３２は、Ｓ偏光のＲ光を１００％反射し、Ｐ偏光のＲ光を透過させ、Ｓ偏光のＢ光を透過させ、Ｓ偏光のＧ光を反射する。
【００４４】
第１の実施形態と同様、フィルター１２２にＲ光を除去する図６（ｄ）の特性のみをもたせ、これとは別に、Ｂ光を除去する図６（ｃ）の特性を有するフィルターをダイクロイックミラー１１１からダイクロイックミラー１１２までの光路上に配置することもできる。
【００４５】
第４の実施形態の映像投影装置４の光学構成を図４に模式的に示す。映像投影装置４は、光源１０、インテグレータ１０２、重ね合わせレンズ２０、２つの全反射ミラー３０ａ、３０ｂ、偏光板４０ａ、３つの１／２波長位相板５０ａ、５０ｃ、５０ｄ、２つのＰＢＳプリズム６０ａ、６０ｂ、３つの反射型液晶パネル７０Ｒ、７０Ｇ、７０Ｂ、投影レンズ８０、２つのダイクロイックミラー１１１、１１２、２つのフィルター１２２、１２３、およびダイクロイックＰＢＳプリズム１３２を備えている。
【００４６】
ダイクロイックミラー１１１、１１２、およびフィルター１２２、１２３は、全反射ミラー３０ａ、３０ｂと共に、色分離光学系を成す。ダイクロイックミラー１１１、１１２、および、フィルター１２２、１２３の特性および位置は、第２の実施形態と同じ設定である。
【００４７】
本実施形態の映像表示装置４では、第３の実施形態の映像表示装置３と同様に、Ｐ偏光を色分離光学系に導く。本実施形態の映像表示装置４と第３の実施形態の映像表示装置３の関係は、第２の実施形態の映像表示装置２と第１の実施形態の映像表示装置１の関係と同等である。
【００４８】
前述のように、フィルター１２２にＢ光を除去する図６（ｃ）の特性のみをもたせ、Ｒ光を除去する図６（ｄ）の特性を有する別のフィルターを、ダイクロイックミラー１１２からダイクロイックミラー１１１までの光路上に配置するようにしてもよい。
【００４９】
【発明の効果】
第１の波長帯域の光と、第１の波長帯域に隣接する第２の波長帯域の光と、第２の波長帯域に隣接する第３の波長帯域の光を含む光束を、第１の波長帯域の光と第２の波長帯域の光を含む光束と、第３の波長帯域の光を含む光束とに分離する第１の分離手段と、第１の分離手段によって分離された２つの光束を合成しつつ、第２の波長帯域の光を含む光束と、第１の波長帯域の光と第３の波長帯域の光を含む光束とに分離する第２の分離手段を備える色分離光学系において、本発明のように、第１の分離手段によって分離された２つの光束の少なくとも一方の、第２の分離手段に至るまでの光路上に、他方の光束に含まれる光の波長帯域に属する光を除去する除去手段を備える構成とすると、第１の分離手段の分離能があまり高くなくて、分離後の各光束に他方の光束にのみ含まれるべき波長の光が含まれるときでも、その光を容易に除去することができる。
【００５０】
特に、除去手段が、第３の波長帯域の光を含む光束の光路上に備えられ、第２の波長帯域に属する光を除去するようにすると、第２の分離手段を経た後では困難になる、第３の波長帯域の光を含む光束からの第２の波長帯域に属する光の除去を、確実にかつ容易に行うことができる。
【００５１】
また、第１の分離手段によって分離された２つの光束の一方の、第２の分離手段に至るまでの光路上に、他方の偏光状態とは異なる偏光状態にする偏光状態変換手段を備える構成とすると、第２の分離手段を経た後の第１の波長帯域の光と第３の波長帯域の光を含む光束を、各波長帯域の光のみを含む２つの光束に分離する際に、偏光状態の差異を利用することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の映像表示装置の光学構成を模式的に示す図。
【図２】第２の実施形態の映像表示装置の光学構成を模式的に示す図。
【図３】第３の実施形態の映像表示装置の光学構成を模式的に示す図。
【図４】第４の実施形態の映像表示装置の光学構成を模式的に示す図。
【図５】一般的なダイクロイックミラーの特性の例を模式的に示す図。
【図６】一般的なフィルターの特性の例を示す図。
【図７】離間した波長帯域の光を透過させて間の波長帯域の光を吸収するために必要なフィルターの特性の例を示す図。
【符号の説明】
１、２、３、４　映像表示装置
１０　　光源
２０　　重ね合わせレンズ
３０ａ、３０ｂ　全反射ミラー
４０ａ、４０ｂ　偏光板
５０ａ、５０ｂ、５０ｃ　５０ｄ、５０ｅ　１／２波長位相板
６０ａ、６０ｂ　ＰＢＳプリズム
７０Ｒ、７０Ｇ、７０Ｂ　反射型液晶パネル
８０　　投影レンズ
１０１、１０２　インテグレータ
１１１、１１２　ダイクロイックミラー
１２１、１２２、１２３　フィルター
１３１、１３２　ダイクロイックＰＢＳプリズム
【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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