(57)【要約】【課題】基準ベースに接着固定した一体化接合した光学部品に光照射によって発生する熱膨張差による熱応力を緩和する色分解合成光学系を提供する。【解決手段】偏光面１２，１３，１７，１９がＸ字状になるよう第１乃至第４のＰＢＳ２，３，７，９を配置する。光入射側の第１のＰＢＳ２と光出射側のＰＢＳ９とを対角に配置し、入射光が第１のＰＢＳ２の偏光面１２を透過する方向に第２のＰＢＳ３を配置し、前記入射光が第１のＰＢＳ２の偏光面１２により反射する方向に第３のＰＢＳ７を配置し、第３のＰＢＳ７と第４のＰＢＳ９との間に第２の位相板８を配置し、第４のＰＢＳ９の光出射側に第１の位相板１１を配置し、第２乃至第４のＰＢＳ３、７，９と第１及び第２の位相板８，１１とを接着して一体形成した光学部品２２を、第３のＰＢＳ７と第４のＰＢＳ９の間の位置にスリット４６を入れた基準ベース３０Ａに２箇所の接着部４２，４３で接着した。【選択図】      図１
2004177894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
白色光の読出し光を３原色光に分解した後、３原色の各色に対応する反射型空間光変調素子に照射し、各前記反射型空間光変調素子によって変調された前記３原色光を合成して出射する色分解合成光学系であって、
対角方向に形成された偏光分離面がＸ字状になるように配置した立方体または角柱状の第１乃至第４の偏光ビームスプリッタと、
前記第１の偏光ビームスプリッタと前記第４の偏光ビームスプリッタとを対角、かつ前記第１の偏光ビームスプリッタを前記読出し光の入射側、前記第４の偏光ビームスプリッタを前記読出し光の出射側に配置し、前記読出し光の入射側から前記第１の偏光ビームスプリッタに入射した前記読出し光が前記第１の偏光ビームスプリッタの前記偏光分離面を透過する方向に前記第２の偏光ビームスプリッタを配置し、前記第１の偏光ビームスプリッタに入射した前記読出し光が前記第１の偏光ビームスプリッタの前記偏光分離面により反射する方向に前記第３の偏光ビームスプリッタを配置する時、前記第１の偏光ビームスプリッタの前記読出し光の入射側及び前記第４の偏光ビームスプリッタの前記読出し光の出射側にそれぞれ配置した各所定の色光の偏波面を９０度回転させる第１の波長選択性変換手段と、
前記第１の偏光ビームスプリッタと前記第３の偏光ビームスプリッタとの間及び前記第３の偏光ビームスプリッタと前記第４の偏光ビームスプリッタとの間にそれぞれ配置した各前記所定の色光とは異なる色光の偏波面を９０度回転させる第２の波長選択性変換手段と、
前記第１乃至第４の偏光ビームスプリッタと、各前記第１及び第２の波長選択性変換手段とを所定配置に接着固定するための板状のベースであり、前記第２乃至第４の偏光ビームスプリッタと、前記第３及び第４の偏光ビームスプリッタとの間に配置した前記第２の波長選択性変換手段と、前記第４の偏光ビームスプリッタの前記読出し光の出射側に配置した前記第１の波長選択性変換手段とを一体の光学部材として接着固定し、前記ベースに接着固定されている前記第３の偏光ビームスプリッタと前記第４の偏光ビームスプリッタとの間の位置にスリットを有する基準ベースと、を有することを特徴とする色分解合成光学系。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射型投射表示装置に適用される色分解合成光学系に係り、特に、波長選択性偏光変換手段と偏光ビームスプリッタとで構成される光学ブロックを基準ベースに配置して接着固定してあり、読出し光を入射してカラー画像光を出射する際に、読出し光により発生する熱により、光学ブロックと基準ベースとの熱膨張の違いに起因して、スクリーン上に投射されたカラー画像に対して発生するシェーディングを抑制すると共に、熱膨張の違いに起因して発生する接着個所の剥れを防止するのに好適な色分解及合成光学系に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カラー画像を投射する投射表示装置に適用される色分解合成光学系は、光源部から出射した白色光をＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３原色光に色分解して、この３原色光を、対応する各色用の空間光変調素子に導き、更に、各色用の空間光変調素子で映像信号に応じて光変調された各色光を色合成してスクリーン上に投射し、カラー画像を表示させるものである（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
まず、従来例の色分解合成光学系の動作を説明する。
図５は、従来例の色分解合成光学系の構成と動作とを説明するための図である。
色分解合成光学系２０は、以下の構成を有している。なお、後述する基準ベース３０は、ここでは図示していない。
即ち、立方体または角柱状の第１乃至第４の偏光ビームスプリッタ（以下，単にＰＢＳともいう）２、３、７、９を、各偏光ビームスプリッタの偏光分離面（以下、単に偏光面ともいう）１２、１３、１７、１９、が略Ｘ字状に交差するように配置している。この場合、第１の偏光ビームスプリッタ２が光入射側偏光ビームスプリッタであり、その対角の位置に配置された第４の偏光ビームスプリッタ９が光出射側偏光ビームスプリッタである。
【０００４】
第１の偏光ビームスプリッタ２（光入射側偏光ビームスプリッタ）の４つの透光面２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄのうち選択された一の透光面２ａ（光入射側面）の手前、及び第４の偏光ビームスプリッタ９（光出射側偏光ビームスプリッタ）の４つの透光面９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄのうち選択された一の透光面９ｃ（光出射側面）の後方には直線偏光のＧ光の偏波面を９０°回転させる第１の波長選択性偏光変換手段（以下、単にＧ用位相板ともいう）１、１１が配置されている。
【０００５】
第２の偏光ビームスプリッタ３は、第１の偏光ビームスプリッタ２に入射するＳ偏光の白色光（入射光）２４が偏光分離面１２を透過して直進する方向に、第１の偏光ビームスプリッタ２に隣接して配置されている。
第３の偏光ビームスプリッタ７は、第１の偏光ビームスプリッタ２に入射するＳ偏光の白色光（入射光）２４が偏光分離面１２で反射されて進む方向に、第１の偏光ビームスプリッタ２に隣接して配置されている。
また、第１の偏光ビームスプリッタ２と第３の偏光ビームスプリッタ７との間、及び第３の偏光ビームスプリッタ７と第４の偏光ビームスプリッタ９との間には、共に直線偏光のＲ光の偏波面を９０°回転させる第２の波長選択性偏光変換手段（以下、単にＲ用位相板ともいう）５、８を備えている。
【０００６】
従来例の色分解合成光学系２０においては、Ｇ光に対応した反射型空間光変調素子４は、第２の偏光ビームスプリッタ３の透光面３ｃに対向して配置され、Ｒ光対応の反射型空間光変調素子１０は、第３の偏光ビームスプリッタ７の透光面７ｄ、またＢ光対応の反射型空間光変調素子６は、第３の偏光ビームスプリッタ７の透光面３７ａに対向して配置される。
【０００７】
ここで、色分解光合成学系２０は、次のようにして白色光からＲ、Ｇ、Ｂ光を色分解し、さらに合成する作用をなす。
先ず、照明光学系（図示しない）よりＳ偏光の白色光２４が、Ｇ用位相板１に対して与えられる。この場合、Ｇ用位相板１はＧ光のみの偏波面を９０°回転させる機能を有するものであるため、Ｇ用位相板１を透過したＳ偏光の白色光２４の内、Ｇ光（図５の実線）のみが偏光変換されてＳ偏光からＰ偏光に変わる。一方、Ｒ光（図５の破線）及びＢ光（図５の一点実線）はＳ偏光のままである。
【０００８】
以後、それぞれの色光について個別にその光路及び偏波面の変移について説明する。
先ず、Ｇ用位相板１を透過したＧ光について説明する。
Ｇ光（実線）は、上記したようにＰ偏光に変換されている。Ｇ光は、第１及び第２の偏光ビームスプリッタ２、３の偏光分離面１２、１３を透過直進して、第２の偏光ビームスプリッタ３の透光面３ｃより出射してＧ光対応の反射型空間光変調素子４に入射する。そして、当該反射型空間光変調素子４においてＧ光対応の映像信号に応じた光変調を受けて反射される。
【０００９】
ここで光変調されて生成したＧ光のＳ偏光成分は、第２の偏光ビームスプリッタ３の偏光分離面１３で反射され、第４の偏光ビームスプリッタ９に入射する。そして、第４の偏光ビームスプリッタ９の偏光分離面１９において反射され、第４の偏光ビームスプリッタ９の透光面９ｃより出射し、後段に配置したＧ用位相板１１に入射する。
Ｇ用位相板１１は前述したようにＧ光に係る偏波面を９０°回転させる機能を有するものであるので、Ｇ光のＳ偏光はＰ偏光に変換されて出射する。
【００１０】
次に、Ｒ光（破線）について説明する。
Ｇ用位相板１を透過したＳ偏光のＲ光は、第１の偏光ビームスプリッタ２の偏光分離面１２で反射されＲ用位相板５に入射する。ここで、Ｒ用位相板５はＲ光の偏波面を９０°回転させる機能を有するものであるので、Ｒ光はＳ偏光からＰ偏光に偏光変換されてＲ用位相板５から出射し、第３の偏光ビームスプリッタ７に入射する。さらに、Ｐ偏光のＲ光は第３の偏光ビームスプリッタ７の偏光分離面１７を直進透過して透光面７ｄより出射し、Ｒ光対応の反射型空間光変調素子１０に入射する。そして、当該反射型空間光変調素子１０においてＲ光対応の映像信号に応じた光変調を受けて反射される。
【００１１】
ここで光変調されて生成したＲ光のＳ偏光成分は、第３の偏光ビームスプリッタ７の偏光分離面１７で反射され、Ｒ用位相板８に入射する。当該Ｒ用位相板８は上記したようにＲ光の偏波面を変換する機能を有するものであるため、Ｒ光のＳ偏光成分はＰ偏光に偏光変換されて第４の偏光ビームスプリッタ９に入射する。そして、第４の偏光ビームスプリッタ９の偏光分離面１９を透過直進して、第４の偏光ビームスプリッタ９の透光面９ｃより出射し、後段に配置したＧ用位相板１１に入射する。
Ｇ用位相板１１は前述したようにＲ光には何ら作用せず、Ｒ光はＰ偏光のままこれを出射する。
【００１２】
次に、Ｂ光（一点鎖線）について説明する。Ｇ用位相板１を透過したＳ偏光のＢ光は、第１の偏光ビームスプリッタ２の偏光分離面１２で反射されＲ用位相板５に入射する。ここで、Ｒ用位相板３５は上記したようにＢ光には何ら作用せず、Ｂ光は偏光変換されることなくＳ偏光のままＲ用位相板５から出射し、第３の偏光ビームスプリッタ７に入射する。
Ｓ偏光のＢ光は第３の偏光ビームスプリッタ７の偏光分離面１７で反射され透光面７ａより出射し、Ｂ光対応の反射型空間光変調素子６に入射する。そして、当該反射型空間光変調素子６においてＢ光対応の映像信号に応じた光変調を受けて反射される。
【００１３】
光変調されて生成したＢ光のＰ偏光成分は、第３の偏光ビームスプリッタ３７の偏光分離面１７を透過直進しＲ用位相板８に入射する。当該Ｒ用位相板８は上記したようにＢ光に対しては何ら作用せず、Ｂ光はＰ偏光のままＲ用位相板８から出射して第４の偏光ビームスプリッタ９に入射する。そして、第４の偏光ビームスプリッタ９の偏光分離面１９を透過直進して、第４の偏光ビームスプリッタ９の透光面９ｃより出射し、後段に配置したＧ用位相板１１に入射する。
Ｇ用位相板１１は前述したようにＢ光には何ら作用せず、Ｂ光はＰ偏光のままＧ用位相板１１から出射する。
【００１４】
このようにして、Ｓ偏光の白色光２４は色分解合成光学系２０において色分解された後再合成され、Ｒ、Ｇ、Ｂ光の偏波面が共にＰ偏光に揃えられて画像光２５として色分解合成光学系２０を出射する。画像光２５は、投射光学系（図示しない）により、投射光に変換されて、スクリーン等に投射されて、画像を表示する。
【００１５】
次に、色分解合成光学系２０の各部の構成配置を説明する。
図６は、従来例の色分解合成光学系を示す構成図である。
図７は、従来例の色分解合成光学系における基準ベースを示す平面図である。図８は、色分解合成光学系の一部を構成する第１の光学ブロックを示す構成図である。
図９は、色分解合成光学系の一部を構成する第２の光学ブロックを示す構成図である。
【００１６】
図６に示すように、上述した従来例の色分解合成光学系２０においては、第１の光学ブロック２１（図８参照）及び第２の光学ブロック２２（図９参照）が基準ベース３０（図７参照）の所定位置に配置されている。
基準ベース３０は、色分解合成光学系２０を投射型表示装置のフレーム（図示せず）に固定するためのものであり、セラミックから構成されており、平坦な表面を有する矩形状であり、３箇所に、取付用のピンやネジ等の部材を挿入するための取付孔３２を設けた取付部３１を有している。
【００１７】
第１の光学ブロック２１は、第１の偏光ビームスプリッタ２と、第１の偏光ビームスプリッタ２の透光面２ａ上の所定位置に接着貼付されたＧ用位相板１と、第１の偏光ビームスプリッタ２の透光面２ｄ上の所定位置に接着貼付されたＲ用位相板５より構成される。
第１の偏光ビームスプリッタ２は、その側面がそれぞれ、透光面２ａ，透光面２ｄ及び偏光分離面１２を形成する三角柱状の三角プリズム２Ａとその側面がそれぞれ、透光面２ｂ，透光面２ｃ及び偏光分離面１２を形成する三角柱状の三角プリズム２Ｂとより構成されている。
この第１の光学ブロック２１は、三角プリズム２Ａの底面（図６において、紙面の手前側を上面とし、紙背側を底面とする）の接着部４１に塗布された接着剤により、基準ベース３０に、接着配置されている。
【００１８】
第２の光学ブロック２２は、第２乃至第４の偏光ビームスプリッタ３，７，９と、Ｒ用位相板８と、Ｇ用位相板１１とから構成されている。
第３の偏光ビームスプリッタ７は、その側面がそれぞれ、透光面７ａ，透光面７ｂ及び偏光分離面１７を形成する三角柱状の三角プリズム７Ａと、その側面がそれぞれ、透光面７ｃ，透光面７ｄ及び偏光分離面１７を形成する三角柱状の三角プリズム７Ｂとより構成されている。
第４の偏光ビームスプリッタ９は、その側面がそれぞれ、透光面９ａ，透光面９ｄ及び偏光分離面１９を形成する三角柱状の三角プリズム９Ａと、その側面がそれぞれ、透光面９ｂ，透光面９ｃ及び偏光分離面１９を形成する三角柱状の三角プリズム９Ｂとより構成されている。
【００１９】
第２の偏光ビームスプリッタ３は、その側面がそれぞれ、透光面３ａ，透光面３ｂ及び偏光分離面１３を形成する三角柱状の三角プリズム３Ａと、その側面がそれぞれ、透光面３ｃ，透光面３ｄ及び偏光分離面１３を形成する三角柱状の三角プリズム３Ｂとより構成されている。
第３の偏光ビームスプリッタ７の透光面７ｃと第４の偏光ビームスプリッタ９の透光面９ａの間にはＲ用位相板８が接着固定されている。第４の偏光ビームスプリッタ９の透光面９ｃの所定位置にはＧ用位相板１１が接着固定されている。第２の偏光ビームスプリッタ３の透光面３ｄと第４の偏光ビームスプリッタ９の透光面９ｂとは透明な接着層１５を介して接着されている。
【００２０】
第２の光学ブロック２２において、各三角プリズム７Ａ，７Ｂ、９Ａ，９Ｂ，３Ａ、３Ｂの接着固定においては、各底面（図６において、紙面の手前側を上面とし、紙背側を底面とする）が同一平面上にあるように、調整して、互いに接着固定されている。
第２の光学ブロック２２は、三角プリズム７Ａの底面（図６において、紙面の手前側を上面とし、紙背側を底面とする）の接着部４２，及び三角プリズム９Ｂの底面の接着部４３に塗布された接着剤により、基準ベース３０に、接着配置されている。
【００２１】
第１光学ブロック２１及び第２の光学ブロック２２の基準ベース３０への接着において、第１の偏光ビームスプリッタ２の一方の三角プリズム２Ａ，第３の偏光ビームスプリッタ７の一方の三角プリズム７Ａ、及び第４の偏光ビームスプリッタ９の一方の三角プリズム９Ｂのみを基準ベース３０に接着固定している。この理由は、高輝度の白色光２４を色分解合成光学系２０に入射することにより色分解合成光学系２０を構成する各部が加熱され、各部の熱膨張及び熱膨張のアンバランスによる相対的収縮により、各偏光ビームスプリッタを構成する三角プリズムの接合面（各偏光分離面）を剥がすような応力を与えないためである。
【００２２】
【特許文献１】
特開２００２−２８７０９４号公報（第６−８頁、第１図）
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、基準ベース３０としては、第１の光学ブロック及び第２の光学ブロックを構成する硝材の熱膨張係数と近い熱膨張係数を持つ材料（セラミック）を選定してある。しかし、これらを構成する各部品を、同じような熱膨張係数を持つ材料から構成しても、各部品における温度上昇が異なるために、各部に温度差が生じ、この温度差による各部品間に応力が発生する。特に、上述の第２の光学ブロック２２を基準ベース３０に接着する場合のように、複数箇所で固定接着する場合には、より大きな応力が発生する。
【００２４】
ここで、第２乃至第４の偏光ビームスプリッタを主体とする第２の光学ブロックを基準ベースに対して複数箇所で接着固定を行っているが、熱膨張・収縮によって発生する応力の影響を最小にするためには、一箇所のみでの接着固定が望ましい。しかし、色分解合成光学系を移動したときに、自重による荷重のアンバランス等により、第２の光学ブロックが位置ずれを起すことを防ぐために、二箇所での接着を行っている。
【００２５】
このため、高輝度の入射光の照射により、第２の光学ブロックは不均一に高温となり、熱膨張の不均一により、各部に応力が発生し、第２乃至第４の偏光ビームスプリッタ等に複屈折が発生し、投射光の偏光面が曲げられ（歪ませる）、黒一色を投射したときに、画面の４隅が着色して見えるという、シェーディングが発生するという問題がある。また、場合によっては、熱膨張の歪による大きな発生応力により接着部の剥がれ又は硝材のひび割れ等が発生するという問題がある。
【００２６】
そこで、本発明は、上記問題を解決して、基準ベースに接着固定した一体化接合した光学部品に光照射によって発生する熱膨張差による熱応力を緩和する色分解合成光学系を提供することを目的とする。
【００２７】
【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、本発明は、
白色光の読出し光を３原色光に分解した後、３原色の各色に対応する反射型空間光変調素子に照射し、各前記反射型空間光変調素子によって変調された前記３原色光を合成して出射する色分解合成光学系であって、
対角方向に形成された偏光分離面１２，１３，１７，１９がＸ字状になるように配置した立方体または角柱状の第１乃至第４の偏光ビームスプリッタ２，３，７，９と、
前記第１の偏光ビームスプリッタ２と前記第４の偏光ビームスプリッタ９とを対角、かつ前記第１の偏光ビームスプリッタ２を前記読出し光の入射側、前記第４の偏光ビームスプリッタ９を前記読出し光の出射側に配置し、前記読出し光の入射側から前記第１の偏光ビームスプリッタ２に入射した前記読出し光が前記第１の偏光ビームスプリッタ２の前記偏光分離面１２を透過する方向に前記第２の偏光ビームスプリッタ３を配置し、前記第１の偏光ビームスプリッタ２に入射した前記読出し光が前記第１の偏光ビームスプリッタ２の前記偏光分離面１２により反射する方向に前記第３の偏光ビームスプリッタ７を配置する時、前記第１の偏光ビームスプリッタ２の前記読出し光の入射側及び前記第４の偏光ビームスプリッタ９の前記読出し光の出射側にそれぞれ配置した各所定の色（緑）光の偏波面を９０度回転させる第１の波長選択性変換手段１，１１と、
前記第１の偏光ビームスプリッタ２と前記第３の偏光ビームスプリッタ７との間及び前記第３の偏光ビームスプリッタ７と前記第４の偏光ビームスプリッタ９との間にそれぞれ配置した各前記所定の色光とは異なる色（赤）光の偏波面を９０度回転させる第２の波長選択性変換手段５，８と、
前記第１乃至第４の偏光ビームスプリッタ２，３，７，９と、各前記第１及び第２の波長選択性変換手段１，５，８，１１とを所定配置に接着固定するための板状のベースであり、前記第２乃至第４の偏光ビームスプリッタ３，７，９と、前記第３及び第４の偏光ビームスプリッタ７，９との間に配置した前記第２の波長選択性変換手段８と、前記第４の偏光ビームスプリッタ９の前記読出し光の出射側に配置した前記第１の波長選択性変換手段１１とを一体の光学部材２２として接着固定し、前記ベースに接着固定されている前記第３の偏光ビームスプリッタ７と前記第４の偏光ビームスプリッタ９との間の位置にスリット４６を有する基準ベース３０Ａと、を有することを特徴とする色分解合成光学系である。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態につき、好ましい実施例により、図面を参照して説明する。なお、参照符号については、従来例と同一の構成については，同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
【００２９】
本発明の色分解合成光学系は、白色光の読出し光を３原色光に分解した後、３原色の各色に対応する反射型空間光変調素子に照射し、各前記反射型空間光変調素子によって変調された前記３原色光を合成して出射する色分解合成光学系であって、
対角方向に形成された偏光分離面がＸ字状になるように配置した立方体または角柱状の第１乃至第４の偏光ビームスプリッタと、
前記第１の偏光ビームスプリッタと前記第４の偏光ビームスプリッタとを対角、かつ前記第１の偏光ビームスプリッタを前記読出し光の入射側、前記第４の偏光ビームスプリッタを前記読出し光の出射側に配置し、前記読出し光の入射側から前記第１の偏光ビームスプリッタに入射した前記読出し光が前記第１の偏光ビームスプリッタの前記偏光分離面を透過する方向に前記第２の偏光ビームスプリッタを配置し、前記第１の偏光ビームスプリッタに入射した前記読出し光が前記第１の偏光ビームスプリッタの前記偏光分離面により反射する方向に前記第３の偏光ビームスプリッタを配置する時、前記第１の偏光ビームスプリッタの前記読出し光の入射側及び前記第４の偏光ビームスプリッタの前記読出し光の出射側にそれぞれ配置した各所定の色光の偏波面を９０度回転させる第１の波長選択性変換手段と、
前記第１の偏光ビームスプリッタと前記第３の偏光ビームスプリッタとの間及び前記第３の偏光ビームスプリッタと前記第４の偏光ビームスプリッタとの間にそれぞれ配置した各前記所定の色光とは異なる色光の偏波面を９０度回転させる第２の波長選択性変換手段と、
前記第１乃至第４の偏光ビームスプリッタと、各前記第１及び第２の波長選択性変換手段とを所定配置に接着固定するための板状のベースであり、前記第２乃至第４の偏光ビームスプリッタと、前記第３及び第４の偏光ビームスプリッタとの間に配置した前記第２の波長選択性変換手段と、前記第４の偏光ビームスプリッタの前記読出し光の出射側に配置した前記第１の波長選択性変換手段とを一体の光学部材として接着固定し、前記ベースに接着固定されている前記第３の偏光ビームスプリッタと前記第４の偏光ビームスプリッタとの間の位置にスリットを有する基準ベースと、を有することを特徴とする色分解合成光学系である。
【００３０】
＜第１実施例＞
図１は、本発明の色分解合成光学系の第１実施例を示す構成図である。
図２は、本発明の色分解合成光学系の第１実施例における基準ベースを示す構成図である。
図１に示すように、第１実施例の光分解合成光学系２０Ａは、基準ベース３０Ａと、基準ベース３０Ａ上の所定位置に配置された第１の光学ブロック２１及び第２の光学ブロック２２より構成されている。
なお、上述の従来例で示した各色対応の反射型空間光変調素子については、色分解合成系２０Ａに一体化して配置されるものでないので、図示していない。
【００３１】
基準ベース３０Ａ（図２参照）は、色分解合成光学系２０Ａを投射型表示装置のフレーム（図示せず）に固定するためのものであり、セラミックから構成されている。セラミックとしては、例えばアルミナ（Ｎ−９２：西村陶業（株）製；熱膨張係数は７５×１０−７／°Ｃである）が使用される。基準系ベース３０Ａは、平坦な表面３４を有する矩形状であり、４つの側面３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを有し、側面３３ｂには２箇所に、側面３３ｄに一箇所に、取付用のピンやネジ等の部材を挿入するための取付孔３２を設けた取付部３１をそれぞれ有している。側面３３ｄの端部から中央に向って所定幅と所定長さを有する切欠き溝４６を形成してある。
【００３２】
第１の光学ブロック２１は、第１の偏光ビームスプリッタ２と、第１の偏光ビームスプリッタ２の透光面２ａ上の所定位置に接着貼付されたＧ用位相板１と、第１の偏光ビームスプリッタ２の透光面２ｄ上の所定位置に接着貼付されたＲ用位相板５より構成される。
第１の偏光ビームスプリッタ２は、その側面がそれぞれ、透光面２ａ，透光面２ｄ及び偏光分離面１２を形成する三角柱状の三角プリズム２Ａとその側面がそれぞれ、透光面２ｂ，透光面２ｃ及び偏光分離面１２を形成する三角柱状の三角プリズム２Ｂとより構成されている。
この第１の光学ブロック２１は、三角プリズム２Ａの底面（図１において、紙面の手前側を上面とし、紙背側を底面とする）の接着部４１に塗布された接着剤により、基準ベース３０Ａに、接着配置されている。
【００３３】
第２の光学ブロック２２は、第２乃至第４の偏光ビームスプリッタと、Ｒ用位相板８と、Ｇ用位相板１１とから構成されている。
第３の偏光ビームスプリッタ７は、その側面がそれぞれ、透光面７ａ，透光面７ｂ及び偏光分離面１７を形成する三角柱状の三角プリズム７Ａと、その側面がそれぞれ、透光面７ｃ，透光面７ｄ及び偏光分離面１７を形成する三角柱状の三角プリズム７Ｂとより構成されている。
第４の偏光ビームスプリッタ９は、その側面がそれぞれ、透光面９ａ，透光面９ｄ及び偏光分離面１９を形成する三角柱状の三角プリズム９Ａと、その側面がそれぞれ、透光面９ｂ，透光面９ｃ及び偏光分離面１９を形成する三角柱状の三角プリズム９Ｂとより構成されている。
【００３４】
第２の偏光ビームスプリッタ３は、その側面がそれぞれ、透光面３ａ，透光面３ｂ及び偏光分離面１３を形成する三角柱状の三角プリズム３Ａと、その側面がそれぞれ、透光面３ｃ，透光面３ｄ及び偏光分離面１３を形成する三角柱状の三角プリズム３Ｂとより構成されている。
第３の偏光ビームスプリッタ７の透光面７ｃと第４の偏光ビームスプリッタ９の透光面９ａの間にはＲ用位相板８が接着固定されている。第４の偏光ビームスプリッタ９の透光面９ｃの所定位置にはＧ用位相板１１が接着固定されている。第２の偏光ビームスプリッタ３の透光面３ｄと第４の偏光ビームスプリッタ９の透光面９ｂとは透明な接着層１５を介して接着されている。
【００３５】
第２の光学ブロック２２において、各三角プリズム７Ａ，７Ｂ、９Ａ，９Ｂ，３Ａ、３Ｂの接着固定においては、各底面（図６において、紙面の手前側を上面とし、紙背側を底面とする）が同一平面上にあるように、調整して、互いに接着固定されている。
第２の光学ブロック２２は、三角プリズム７Ａの底面（図６において、紙面の手前側を上面とし、紙背側を底面とする）の接着部４２，及び三角プリズム９Ｂの底面の接着部４３に塗布された接着剤により、基準ベース３０に、接着配置されている。
【００３６】
なお、第１の光学ブロック２１及び第２の光学ブロック２２を配置するに際して、第１乃至第４の偏光ビームスプリッタ２，３，７，９を、各偏光ビームスプリッタの偏光分離面１２，１３，１７，１９が略Ｘ字状に交差するように配置してある。この場合、第１の偏光ビームスプリッタ２が、白色光２４が入射する光入射側の偏光ビームスプリッタである。その対角に配置された第４の偏光ビームスプリッタ９が、画像光２５が出射する光出射側の偏光ビームスプリッタとなる。
【００３７】
第２の偏光ビームスプリッタ３は、第１の偏光ビームスプリッタ２に入射するＳ偏光の白色光（入射光）２４が偏光分離面１２を透過して直進する方向に、第１の偏光ビームスプリッタ２に隣接して配置されている。
第３の偏光ビームスプリッタ７は、第１の偏光ビームスプリッタ２に入射するＳ偏光の入射光２４が偏光分離面１２で反射されて進む方向に、第１の偏光ビームスプリッタ２に隣接して配置されている。
【００３８】
ここで、第１乃至第４の偏光ビームスプリッタ２，３，７，９を構成する硝材としては、例えばＰＢＨ５６（（株）オハラ製：熱膨張係数は８４×１０−７／°Ｃである。）を使用している。この材料は、光弾性定数βが０．０９と小さい値を示す，複屈折が少ない材料である。また、各偏光ビームスプリッタと位相板間、各偏光ビームスプリッタと基準ベース間の接着には、アクリル系可視光／ＵＶ硬化型接着剤（ＬＣＲＯ４６１：東亜合成化学（株）製）を使用している。
【００３９】
なお、第１実施例の色分解合成光学系２０Ａにおける色分解合成の動作については，上述した従来例の色分解合成光学系２０の動作と同様であるので、その説明を省略する。
【００４０】
この第１実施例の色分解合成光学系２０Ａに、図示しない１５０Ｗの光源より、Ｓ偏光の白色光２４を放射すると、黒表示の動作状態とし、通常の冷却がなされており，その冷却が安定した初期状態において、基準ベース３０Ａは３０°Ｃ〜４０°Ｃに、第１乃至第４の偏光ビームスプリッタ２，３，７，９の表面部は４０°Ｃ〜５０°Ｃに、第１乃至第４の偏光ビームスプリッタ２，３，７，９の内部は５０°Ｃ〜６５°Ｃに（これに関しては、シミュレーションで結果を得た）、それぞれ上昇する。
【００４１】
ここで、第１実施例の色分解合成光学系２０Ａにおいては、その第２光学ブロック２２を、移動したときの、自重による荷重のアンバランスを防止するために２箇所の接着部４２及び４３で基準ベース３０Ａに接着しているが、基準ベース３０Ａにおいて、着部４２と接着部４３との間の切欠き溝４６を設けてあるので、これにより、上述したような温度上昇があっても、熱膨張による応力発生を緩和することができ、黒一色を投射したときのシェーディングを防止し、接着部の剥がれ又は硝材のひび割れを防止することができる。
【００４２】
＜第２実施例＞
図３は、本発明の色分解合成光学系の第２実施例を示す構成図である。
図４は、本発明の色分解合成光学系の第２実施例における基準ベースを示す平面図である。
両図に示すように、第２実施例の色分解合成光学系２０Ｂは、第１実施例の色分解合成光学系２０Ａにおいて、基準ベース３０Ａに代えて、基準ベース３０Ｂとし、新たに第２の偏光ビームスプリッタ３の三角プリズム３Ａの底面と基準ベース３０Ｂとを接着部４４で接着した以外は、第１実施例の色分解合成光学系２０Ａと同様に構成したものである。
【００４３】
基準ベース３０Ｂは、基準ベース３０Ａと同様の材料から構成されており、平坦な表面３４を有する矩形状であり、４つの側面３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを有し、側面３３ｂには２箇所に、側面３３ｄに一箇所に、取付用のピンやネジ等の部材を挿入するための取付孔３２を設けた取付部３１をそれぞれ有している。側面３３ｄの中央の端部から中央に向って先端で屈折した所定幅と所定長さの先端部４７ａを有する所定幅と所定長さを有する切欠き溝４７を形成してある。
同様に、側面３３ｃの中央の端部から中央に向って先端で屈折した所定幅と所定長さの先端部４７ａを有する所定幅と所定長さを有する切欠き溝４７を形成してある。
【００４４】
第２実施例の色分解合成光学系２０Ｂにおいては、第１の光学ブロック２１を１箇所の接着部４１で、第２光学ブロック２２を３箇所の接着部４２，４３，４３で基準ベースと接着固定してある。
第２光学ブロック２２においては、白色光の入射により、第２乃至第４の偏光ビームスプリッタ３，７，９及びＲ用位相板８等が温度上昇するが、基準ベース３０Ｂにおいては、接着部４２と接着部４３との間，及び接着部４３と接着部４４との間に、それぞれ、先端部４７ａを有する所定幅の切欠き部４７、先端部４８ａを有する切欠き部４８が設けてあるので、これらの切欠き部４７，４８により、熱膨張により発生する収縮応力が緩和されて、黒表示におけるシェーディングの発生及び、接着部の剥がれ又は硝材のひび割れを防止することができる。
【００４５】
以上の説明では、基準ベースと光学ブロックの接着固定について説明したが、光学ブロックの基準ベースと反対側（図１及び３において、紙面の手前側）に側面ベース（図示せず）を配置する場合においても、上述の基準ベースと同様に接着部間を結ぶ線を切欠く切欠き部を設けることにより、温度上昇による応力を緩和することができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の色分解合成光学系は、請求項１記載によれば、対角方向に形成された偏光分離面がＸ字状になるように配置した立方体または角柱状の第１乃至第４の偏光ビームスプリッタと、
前記第１の偏光ビームスプリッタと前記第４の偏光ビームスプリッタとを対角、かつ前記第１の偏光ビームスプリッタを前記読出し光の入射側、前記第４の偏光ビームスプリッタを前記読出し光の出射側に配置し、前記読出し光の入射側から前記第１の偏光ビームスプリッタに入射した前記読出し光が前記第１の偏光ビームスプリッタの前記偏光分離面を透過する方向に前記第２の偏光ビームスプリッタを配置し、前記第１の偏光ビームスプリッタに入射した前記読出し光が前記第１の偏光ビームスプリッタの前記偏光分離面により反射する方向に前記第３の偏光ビームスプリッタを配置する時、前記第１の偏光ビームスプリッタの前記読出し光の入射側及び前記第４の偏光ビームスプリッタの前記読出し光の出射側にそれぞれ配置した各所定の色光の偏波面を９０度回転させる第１の波長選択性変換手段と、
前記第１の偏光ビームスプリッタと前記第３の偏光ビームスプリッタとの間及び前記第３の偏光ビームスプリッタと前記第４の偏光ビームスプリッタとの間にそれぞれ配置した各前記所定の色光とは異なる色光の偏波面を９０度回転させる第２の波長選択性変換手段と、
前記第１乃至第４の偏光ビームスプリッタと、各前記第１及び第２の波長選択性変換手段とを所定配置に接着固定するための板状のベースであり、前記第２乃至第４の偏光ビームスプリッタと、前記第３及び第４の偏光ビームスプリッタとの間に配置した前記第２の波長選択性変換手段と、前記第４の偏光ビームスプリッタの前記読出し光の出射側に配置した前記第１の波長選択性変換手段とを一体の光学部材として接着固定し、前記ベースに接着固定されている前記第３の偏光ビームスプリッタと前記第４の偏光ビームスプリッタとの間の位置にスリットを有する基準ベースと、を有することにより、基準ベースに接着固定した一体化接合した光学部品に光照射によって発生する熱膨張差による熱応力を緩和し、偏光ビームスプリッタを形成する硝材にかかる応力を減じ、硝材の複屈折によって発生するシェーディングや硝材の破損を防止する色分解合成光学系を提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の色分解合成光学系の第１実施例を示す構成図である。
【図２】本発明の色分解合成光学系の第１実施例における基準ベースを示す構成図である。
【図３】本発明の色分解合成光学系の第２実施例を示す構成図である。
【図４】本発明の色分解合成光学系の第２実施例における基準ベースを示す平面図である。
【図５】従来例の色分解合成光学系の構成と動作とを説明するための図である。
【図６】従来例の色分解合成光学系を示す構成図である。
【図７】従来例の色分解合成光学系における基準ベースを示す平面図である。
【図８】色分解合成光学系の一部を構成する第１の光学ブロックを示す構成図である。
【図９】色分解合成光学系の一部を構成する第２の光学ブロックを示す構成図である。
【符号の説明】
１…Ｇ用位相板、２…偏光ビームスプリッタ、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ…透光面、２Ａ，２Ｂ…三角プリズム、３…偏光ビームスプリッタ、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ…透光面、３Ａ，３Ｂ…三角プリズム、４…Ｇ用反射型空間光変調素子、５…Ｒ用位相板、６…Ｂ用反射型空間光変調素子、７…偏光ビームスプリッタ、７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ…透光面、７Ａ，７Ｂ…三角プリズム、８…Ｒ用位相板、９…偏光ビームスプリッタ、９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ…透光面、９Ａ，９Ｂ…三角プリズム、１０…Ｒ用反射型空間光変調素子、１１…Ｇ用位相板、１２…偏光分離面、１３…偏光分離面、１７…偏光分離面、１９…偏光分離面、２０，２０Ａ，２０Ｂ…色分解合成光学系、２１…光学ブロック、２２…光学ブロック、２４…Ｓ偏光の白色光、２５…画像光、３０，３０Ａ，３０Ｂ…基準ベース、３１…取付部、３２…取付孔、３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ…側面、４１…接着部、４２…接着部、４３…接着部、４４…接着部、４６…切欠き溝、４７…切欠き溝、４７ａ…先端部、４８…切欠き溝、４８ａ…先端部。
【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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