(57)【要約】【目的】プリズム基材の屈折率に基づき、ダイクロイック膜構成材料を所定の屈折率関係によって規定することにより、斜入射タイプの反射型液晶プロジェクタ装置において、赤反射用、青反射用の各ダイクロイック膜への光束入射の順番が異なることにより生じる出射光量の変化を防止する。【構成】ガラス基板（ＢＫ７）４０上のダイクロイック膜３１、３２を高屈折率材料層４４ｂと低屈折率材料層４４ａの交互層により構成し、最下層および最上層をいずれも低屈折率材料層４４ａとする。青色成分反射用は２３層乃至２９層の奇数層で構成し、赤色成分反射用は１９層乃至２５層の奇数層で構成する。また、基板の屈折率をＮｇ、高屈折率材料の屈折率をＮｈ、低屈折率材料の屈折率をＮｌとしたとき、次の条件式を満足する。Ｎｇ≦Ｎｌの場合には、１．１０５≦Ｎｈ／Ｎｌ≦１．４５０（１）を満足し、Ｎｇ＞Ｎｌの場合には、１．１１８≦Ｎｈ／Ｎｌ≦１．１５０（２）を満足する。【選択図】          図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光束を反射型液晶表示素子に対して斜めから入射せしめる反射型液晶プロジェクタ装置に搭載され、前記反射型液晶表示素子の前段において、緑色光を透過するとともに、青色光と赤色光を互いに異なる方向に反射する色光分離用のクロスダイクロイックプリズムにおいて、
前記青色光を反射せしめる青色成分反射ダイクロイック膜と前記赤色光を反射せしめる赤色成分反射ダイクロイック膜の双方が、プリズム基材上に低屈折率材料および高屈折率材料を交互に積層してなり、
下記条件式（１）または（２）を満足することを特徴とするクロスダイクロイックプリズム。
Ｎｇ≦Ｎｌの場合、
１．１０５≦Ｎｈ／Ｎｌ≦１．４５０      （１）
Ｎｇ＞Ｎｌの場合、
１．１１８≦Ｎｈ／Ｎｌ≦１．１５０      （２）
但し、Ｎｇはプリズム基材の屈折率、Ｎｈは高屈折率材料の屈折率、Ｎｌは低屈折率材料の屈折率である。
【請求項２】
前記条件式（１）を満足する場合において、前記高屈折率材料が、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＬａＴｉＯ３、ＨｆＯ２、ＺｒＯ２、Ｌａ２ＸＡｌ２ＹＯ３（Ｘ＋Ｙ）のうちから選択されるいずれかの材料であり、前記低屈折率材料が、ＬａＴｉＯ３、ＨｆＯ２、ＺｒＯ２、Ｌａ２ＸＡｌ２ＹＯ３（Ｘ＋Ｙ）、Ｙ２Ｏ３、ＰｒＡｌＯ３、Ａｌ２Ｏ３のうちから選択されるいずれかの材料であることを特徴とする請求項１記載のクロスダイクロイックプリズム。
【請求項３】
前記条件式（２）を満足する場合において、前記高屈折率材料がＡｌ２Ｏ３であり、前記低屈折率材料がＳｉＯ２であることを特徴とする請求項１記載のクロスダイクロイックプリズム。
【請求項４】
前記プリズム基材がＢＫ７からなるガラス材であることを特徴とする請求項２または３記載のクロスダイクロイックプリズム。
【請求項５】
前記青色成分反射ダイクロイック膜が２３層乃至２９層で構成されており、前記赤色成分反射ダイクロイック膜が１９層乃至２５層で構成されていることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項記載のクロスダイクロイックプリズム。
【請求項６】
前記青色成分反射ダイクロイック膜および前記赤色成分反射ダイクロイック膜は、最下層および最上層の少なくとも一方が前記低屈折率材料からなる層であることを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項記載のクロスダイクロイックプリズム。
【請求項７】
前記青色成分反射ダイクロイック膜および前記赤色成分反射ダイクロイック膜の少なくとも一方が奇数層により構成されていることを特徴とする請求項６記載のクロスダイクロイックプリズム。
【請求項８】
請求項１〜７のうちいずれか１項記載のクロスダイクロイックプリズムを有し、光源からの光束が、このクロスダイクロイックプリズムの軸に対して斜めとなるような角度で、このクロスダイクロイックプリズムの入射面に入射するように構成されていることを特徴とする反射型液晶プロジェクタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光源からの光束を反射型液晶表示素子に対して斜めから入射せしめるカラー用反射型液晶プロジェクタ装置において、該光源からの光束を各色光成分に分離するクロスダイクロイックプリズムおよびこれを搭載した反射型液晶プロジェクタ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カラー用反射型液晶プロジェクタ装置の色分解光学系において、光源光を赤、緑、青の３色成分に色分解するクロスダイクロイックプリズムが知られている。
【０００３】
この種のクロスダイクロイックプリズムは、例えば図１５（（Ａ）は側面図、（Ｂ）は上面図）に示すようにして使用される。すなわち、Ｓ偏光に偏光変換された光源光がレンズ１０１を介してＰＢＳプリズム１０２に入射すると、この偏光分離面において反射され、クロスダイクロイックプリズム１０３において赤、緑、青の３色光成分に色分解され、分解された各色光成分は対応する反射型液晶表示素子１０４〜１０６に入射する。各反射型液晶表示素子（一般にＬＣＯＳと称される）１０４〜１０６に入射した各色光は、対応する画像信号により変調され、Ｐ偏光に変換され、クロスダイクロイックプリズム１０３において色合成される。色合成された光は、ＰＢＳプリズム１０２の偏光分離面を直進するように透過し、投写レンズ１０７によって図示されないスクリーン上に投写される。
【０００４】
上述したクロスダイクロイックプリズム１０３は、多層膜からなる２つのダイクロイック膜により色分解を行うもので、赤色反射のダイクロイック膜１１１の面と青色反射のダイクロイック膜１１２の面が略直交するように配されたガラスプリズムである。このクロスダイクロイックプリズム１０３内において、各成分光は、例えば図１６に示す如く、赤色反射のダイクロイック膜１１１の面と青色反射のダイクロイック膜１１２の面の両者を順次通過することになる。すなわち、緑色成分光は、赤色反射のダイクロイック膜１１１と青色反射のダイクロイック膜１１２の両者を透過することとなり、また、赤色成分光は、赤色反射のダイクロイック膜１１１により反射されるとともに青色反射のダイクロイック膜１１２を透過することとなり、また、青色成分光は、青色反射のダイクロイック膜１１２により反射されるとともに赤色反射のダイクロイック膜１１１を透過することとなる。ここで、各色光は、図１６に示されるように、入射光束の上半分と下半分とで、２つのダイクロイック膜１１１、１１２への入射の順番が互いに逆になる。このような、光束が通過するダイクロイック膜１１１、１１２の順番は、図１５に示すように、入射光束がクロスダイクロイックプリズム１０３の入射面に対して垂直入射する場合には、問題は生じない。
【０００５】
一方、最近、上述した如き、反射型液晶表示素子表面に光束を垂直入射せしめる構成ではなく、反射型液晶表示素子表面に光束を斜め入射せしめる構成のもの（以下斜入射タイプと称する；一般にＯＦＦ−ＡＸＩＳタイプとも称される）が知られている。このような斜入射タイプのものでは、入射側光学系の光軸と出射側光学系の光軸が互いに重なり合わず、したがって、上述した従来技術において入射光と出射光の分離のために用いられていたＰＢＳプリズム１０２が不要となり、このＰＢＳプリズムを用いることによる製造コストの上昇および光学系の重量化、さらには光学設計の難易化を防止することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した斜入射タイプのものでは、入射光を各色光に分解するクロスダイクロイックプリズムの入射面に対しても光束が斜めから入射することとなり、その結果、赤色反射のダイクロイック膜および青色反射のダイクロイック膜に対しても光束の入射、反射、透過を図１６に示すような、クロスダイクロイックプリズム１０３の軸に対して垂直な一平面内で論じることができなくなってしまう。これまでは、このような観点からの光学的検討はなされておらず、従来のクロスダイクロイックプリズム１０３をそのまま搭載することにより対処していた。
【０００７】
ところが、本発明者等の検証によれば、図１５に示すような従来技術において用いられていたクロスダイクロイックプリズム１０３を、上述した斜入射タイプのものにそのまま使用した場合、各ダイクロイック膜１１１、１１２への光入射の順番によって各色光の光量が変わってしまい、図１６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の各々において、入射光束の上半分と下半分とでは、得られる光量が異なってしまうという問題が生じる。この結果、スクリーン画面上に投映される画像の色味や光強度が左右（あるいは上下）で異なるという問題が発生する。
【０００８】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、斜め入射タイプの反射型液晶プロジェクタ装置の色分解光学系に用いられるクロスダイクロイックプリズムにおいて、赤、青の各ダイクロイック膜への光束入射の順番が異なることによる光量の変化を防止し、スクリーン画面上に投映される色味や光強度の左右または上下のバランスを良好とし得るクロスダイクロイックプリズムおよびこれを用いた反射型液晶プロジェクタ装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のクロスダイクロイックプリズムは、光源からの光束を反射型液晶表示素子に対して斜めから入射せしめる反射型液晶プロジェクタ装置に搭載され、前記反射型液晶表示素子の前段において、緑色光を透過するとともに、青色光と赤色光を互いに異なる方向に反射する色光分離用のクロスダイクロイックプリズムにおいて、
前記青色光を反射せしめる青色成分反射ダイクロイック膜と前記赤色光を反射せしめる赤色成分反射ダイクロイック膜の双方が、プリズム基材上に低屈折率材料および高屈折率材料を交互に積層してなり、
下記条件式（１）または（２）を満足することを特徴とするものである。
【００１０】
Ｎｇ≦Ｎｌの場合、
１．１０５≦Ｎｈ／Ｎｌ≦１．４５０      （１）
Ｎｇ＞Ｎｌの場合、
１．１１８≦Ｎｈ／Ｎｌ≦１．１５０      （２）
但し、Ｎｇはプリズム基材の屈折率、Ｎｈは高屈折率材料の屈折率、Ｎｌは低屈折率材料の屈折率である。
【００１１】
ここで上記「斜め」とは、クロスダイクロイックプリズムの軸を含む断面内における、プリズム光入射面に対する光束の入射角が２０度〜４０度であることを意味するものとする。
【００１２】
また、上記条件式（１）を満足する場合において、前記高屈折率材料が、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＬａＴｉＯ３、ＨｆＯ２、ＺｒＯ２、Ｌａ２ＸＡｌ２ＹＯ３（Ｘ＋Ｙ）のうちから選択される材料であり、前記低屈折率材料が、ＬａＴｉＯ３、ＨｆＯ２、ＺｒＯ２、Ｌａ２ＸＡｌ２ＹＯ３（Ｘ＋Ｙ）、Ｙ２Ｏ３、ＰｒＡｌＯ３、Ａｌ２Ｏ３のうちから選択される材料とすることが好ましい。
【００１３】
また、上記条件式（２）を満足する場合において、前記高屈折率材料をＡｌ２Ｏ３とし、前記低屈折率材料をＳｉＯ２とすることが好ましい。
【００１４】
また、前記プリズム基材がＢＫ７からなるガラス材であることが好ましい。
【００１５】
また、前記青色成分反射ダイクロイック膜が２３層乃至２９層で構成されており、前記赤色成分反射ダイクロイック膜が１９層乃至２５層で構成されていることが好ましい。
【００１６】
また、前記青色成分反射ダイクロイック膜および前記赤色成分反射ダイクロイック膜は、最下層および最上層の少なくとも一方が前記低屈折率材料からなる層であることが好ましい。
【００１７】
さらに、前記青色成分反射ダイクロイック膜および前記赤色成分反射ダイクロイック膜の少なくとも一方が奇数層により構成されていることが好ましい。
【００１８】
また、本発明の反射型液晶プロジェクタ装置は、上述したいずれかのクロスダイクロイックプリズムを備え、光源からの光束が、上述したいずれかのクロスダイクロイックプリズムの軸に対して斜めとなるような角度で、このクロスダイクロイックプリズムの入射面に入射するように構成されていることを特徴とするものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係るクロスダイクロイックプリズムおよびこれを用いた反射型液晶プロジェクタ装置について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
図２は、本実施形態に係る反射型液晶プロジェクタ装置を示す概略構成図である。なお、本装置はカラープロジェクタ装置であり、赤、緑、青の各色光に対応する反射型液晶表示素子（ＬＣＯＳと称される）を有しているが、図２では、説明の便宜のため緑色光用の反射型液晶表示素子のみを示し、以下の説明においても緑色チャンネルを中心として説明する。
【００２１】
図２において、無偏光白色光として光源１１から出力された照明光は、１対のレンズアレイ板からなるフライアイ１２により光軸Ｚに直交する断面内における光量均一化がなされ、偏光変換素子（櫛型フィルタ）１３によって全光束がＳ偏光に変換され、集光レンズ１４を通過した後、特定色光偏光変換素子１５により緑色光のみがＰ偏光に変換され、色分解光学系としてのクロスダイクロイックプリズム１６に入射する。
【００２２】
クロスダイクロイックプリズム１６に入射した光束は、緑色光（Ｐ偏光）を透過するとともに、赤色光および青色光を逆方向（側方）に反射することで３原色各色光に色分解される。色分解された緑色光はノイズ光カット用の偏光子１７およびレンズ１８を介して緑色用の反射型液晶表示素子１９に斜めから入射する。
この後緑色光は、緑色光用の画像が映出された反射型液晶表示素子１９により上記画像情報を担持せしめられたＳ偏光として出力され、レンズ１８を通過した後、Ｐ−Ｓ偏光変換を行う位相板２０によって、Ｐ偏光に変換されて色合成用のクロスダイクロイックプリズム２１に入射せしめられる。
【００２３】
一方、上記クロスダイクロイックプリズム１６において色分解された赤色光および青色光は夫々、上述した緑色チャンネルと略同様に構成された赤色チャンネル、および青色チャンネルにおいて赤色光用の画像および青色光用の画像を各々担持せしめられ、各々色合成用のクロスダイクロイックプリズム２１の側方から入射せしめられる。
これにより、色合成用のクロスダイクロイックプリズム２１において色合成された各色光は、投写レンズ２２により図示されないスクリーン上に投写され、このスクリーン上に画像が映出される。
【００２４】
ここで、上記光源１１には、光の有効利用を図るためのリフレクタが設けられている。また、この光源１１としては、例えばメタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、タングステンハロゲンランプ等が使用される。
【００２５】
ところで前述したように、斜入射タイプの反射型液晶プロジェクタ装置では、入射光を各色光に分解するクロスダイクロイックプリズム１６の入射面に対して光束が斜めから入射する。すなわち、図１（（Ａ）は側面図、（Ｂ）は上面図）に示すように、上方から見れば（（Ｂ）参照）、入射光がクロスダイクロイックプリズム１６の入射面に対して垂直に入射するように、かつ側方から見れば（（Ａ）参照）、入射光がクロスダイクロイックプリズム１６の入射面に対して斜めに入射するように構成されている。このクロスダイクロイックプリズム１６の軸を含む断面内における、プリズム入射面に対する光束の入射角は２０度〜４０度程度とされている。
【００２６】
このような光学系においては、図１５に示すような従来技術で用いられていたクロスダイクロイックプリズム１０３を、そのまま使用した場合、ダイクロイック膜への光入射の順番によって各色光の光量が変わってしまう。すなわち、図１６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の各々に示すような、入射光束の上半分と下半分とでは、得られる光量が異なってしまい、スクリーン画面上に投影される色味や光強度が左右で異なるという問題を生じる。
そこで、本実施形態においては、クロスダイクロイックプリズム１６内の、赤色成分反射ダイクロイック膜３１および青色成分反射ダイクロイック膜３２の層構成（層構成材料、層数等）を適切に規定することにより上記問題を解決している。
【００２７】
図３は、本発明の実施形態に係るクロスダイクロイックプリズムのダイクロイック膜３１、３２の層構成を模式的に示すものである。
すなわち、ダイクロイック膜３１、３２は、プリズム基材（ガラス基板）４０上に積層された低屈折率材料層４４ａと高屈折率材料層４４ｂとの交互層からなる。各層を積層する際には、真空蒸着法、スパッタリング法あるいはイオンプレーティング法等が用いられる。
【００２８】
ダイクロイック膜３１、３２の最下層および最上層はいずれも低屈折率材料層４４ａであり、青色成分反射ダイクロイック膜３２は２３層乃至２９層の奇数層で構成されており、一方、赤色成分反射ダイクロイック膜３１は１９層乃至２５層の奇数層で構成されている。
【００２９】
また、プリズム基材の屈折率をＮｇ、高屈折率材料の屈折率をＮｈ、低屈折率材料の屈折率をＮｌとしたとき、下記の条件式を満足している。
【００３０】
Ｎｇ≦Ｎｌの場合には、
１．１０５≦Ｎｈ／Ｎｌ≦１．４５０      （１）
を満足し、
Ｎｇ＞Ｎｌの場合には、
１．１１８≦Ｎｈ／Ｎｌ≦１．１５０      （２）
を満足する。
【００３１】
下記表１は、具体的な物質の組合せにおいて、上記条件式（１）、（２）を満足する範囲を示すものである。
【００３２】
【表１】
2004163714.tif 000003
【００３３】
表１中において、一重線で囲まれる組合せの範囲が条件式（１）を満足する範囲であり、さらに、二重線で囲まれる組合せの範囲が条件式（２）を満足する範囲である。この表１では、上段横方向に高屈折率材料として選択するための材料名およびその屈折率（使用波長６３２．８ｎｍ）が配列されており、一方、左列縦方向に低屈折率材料として選択するための材料名およびその屈折率（使用波長６３２．８ｎｍ）が配列されている。そして、例えば、Ｎｂ２Ｏ５の縦列とＡｌ２Ｏ３の横行の交差した領域内に記載されている１．４４３という値が上記Ｎｈ／Ｎｌの値を示すものであり、この領域が一重線で囲まれる組合せの範囲に含まれているので、高屈折率材料としてＮｂ２Ｏ５を選択し、低屈折率材料としてＡｌ２Ｏ３を選択した場合には、条件式（１）を満足することを示している。
【００３４】
また、ダイクロイック膜３１、３２を積層するプリズム基材（ガラス基板）４０としては、光学特性が良好で膜の積層性に優れ、コスト的にも安価であることからＢＫ７（屈折率１．５１４６）を用いている。
具体的には、高屈折率材料としてＮｂ２Ｏ５またはＴｉＯ２を選択した場合は、低屈折率材料として、ＬａＴｉＯ３、ＨｆＯ２、ＺｒＯ２、Ｌａ２ＸＡｌ２ＹＯ３（Ｘ＋Ｙ）、Ｙ２Ｏ３、ＰｒＡｌＯ３、Ａｌ２Ｏ３のうちのいずれかを選択する。
【００３５】
また、高屈折率材料としてＴａ２Ｏ５を選択した場合は、低屈折率材料として、ＨｆＯ２、ＺｒＯ２、Ｌａ２ＸＡｌ２ＹＯ３（Ｘ＋Ｙ）、Ｙ２Ｏ３、ＰｒＡｌＯ３、Ａｌ２Ｏ３のうちのいずれかを選択する。
【００３６】
また、高屈折率材料としてＬａＴｉＯ３を選択した場合は、低屈折率材料としてＬａ２ＸＡｌ２ＹＯ３（Ｘ＋Ｙ）、Ｙ２Ｏ３、ＰｒＡｌＯ３、Ａｌ２Ｏ３のうちのいずれかを選択する。
【００３７】
また、高屈折率材料としてＨｆＯ２またはＺｒＯ２を選択した場合は、低屈折率材料としてＹ２Ｏ３、ＰｒＡｌＯ３、Ａｌ２Ｏ３のうちのいずれかを選択する。
【００３８】
また、高屈折率材料としてＬａ２ＸＡｌ２ＹＯ３（Ｘ＋Ｙ）を選択した場合は、低屈折率材料としてＡｌ２Ｏ３を選択する。
【００３９】
さらに、高屈折率材料として、Ａｌ２Ｏ３を選択した場合は、低屈折率材料としてＳｉＯ２を選択する。なお、この組合せは、条件式（２）を満足し、かつ製造適性も満足するものである。
【００４０】
なお、上記ＬａＴｉＯ３、ＰｒＡｌＯ３およびＬａ２ＸＡｌ２ＹＯ３（Ｘ＋Ｙ）は、各々例えば、商品名サブスタンスＨ４パーチナル、サブスタンスＭ１パーチナル、サブスタンスＭ３パーチナル（いずれもメルク社の登録商標）として周知のものである。
【００４１】
上述したように構成された、本実施形態のクロスダイクロイックプリズムによれば、赤反射用、青反射用の各ダイクロイック膜への光束入射の順番が異なることにより生じる出射光量の変化を防止することができ、これによりスクリーン画面上に投影される色味や光強度の左右バランスを良好とすることができる。
【００４２】
また、上述した▲１▼ダイクロイック膜の最下層および最上層をいずれも低屈折率材料層とすること、▲２▼青色成分反射ダイクロイック膜を２３層乃至２９層の奇数層で構成すること、▲３▼赤色成分反射ダイクロイック膜を１９層乃至２５層の奇数層で構成することは、いずれも上述した作用効果をより促進し得るものである。
【００４３】
なお、本発明のクロスダイクロイックプリズムおよびこれを用いた反射型液晶プロジェクタ装置としては、上述した実施形態のものに限られるものではなく、その他の種々の態様の変更が可能である。例えば、ダイクロイック膜を構成する各層形成材料としては上記実施形態のものに限られず、上記条件式（１）、（２）を満足し得る種々の材料の組合せが可能である。
例えば、高屈折率材料としては、ＯＨ−５（オプトロン社製；ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２）、サブスタンスＨ１パーチナル（メルク社製（登録商標）；ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２）、サブスタンスＨ５パーチナル（メルク社製（登録商標）；ＬａＴｉｘＯｙ）等を用いることも可能である。一方、低屈折率材料としては、ＯＭ−４（オプトロン社製；Ａｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２）、ＯＭ−６（オプトロン社製；Ａｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２）等を用いることも可能である。
【００４４】
また、ダイクロイック膜の最下層および／または最上層を高屈折率材料とすることも可能であり、層数を偶数とすることも可能である。
【００４５】
さらに、クロスダイクロイックプリズムの基材としても、勿論ＢＫ７に限られるものではなく、光学特性が良好で膜の積層性に優れた種々の基材を使用可能である。
【００４６】
以下、本発明を具体的な実施例を用いてさらに詳細に説明する。なお、図１４は、以下の実施例および比較例に係るクロスダイクロイックプリズムの波長特性を測定する際の条件を説明するための概略図（（Ａ）は側面図、（Ｂ）は上面図）である。
【００４７】
＜実施例１＞
実施例１に係るクロスダイクロイックプリズムのダイクロイック膜は、プリズム基材としてＢＫ７を用い、このプリズム基材上に真空蒸着法により、Ａｌ２Ｏ３からなる低屈折率材料層（屈折率Ｎｌ：１．６４６）と、Ｔａ２Ｏ５（屈折率Ｎｈ：２．２１３）からなる高屈折率材料層との交互層を積層した。
ダイクロイック膜の最下層（第１層）および最上層はいずれもＡｌ２Ｏ３からなる低屈折率材料層であり、青色成分反射ダイクロイック膜は２３層とし、赤色成分反射ダイクロイック膜は１９層とした。
各ダイクロイック膜の各層の構成材料および物理的膜厚を下記表２に示す。
【００４８】
【表２】
2004163714.tif 000004
【００４９】
また、実施例１に係るクロスダイクロイックプリズムを用い、図１５（（Ａ）は側面図、（Ｂ）は上面図）に示すような入射条件（入射光の波長は６３２．８ｎｍ）で色分解を行ったときの波長特性を、各色光毎に測定した。なお、本実施例の屈折率比Ｎｈ／Ｎｌの値は１．３４４であり、条件式（１）を満足している。
【００５０】
測定結果を図４に示す（（Ａ）は緑色成分、（Ｂ）は青色成分、（Ｃ）は赤色成分について示すものである。図５〜１３に同じ）。図４から明らかなように、最初に青色成分反射ダイクロイック膜に入射し、次に赤色成分反射ダイクロイック膜に入射した場合（Ｂ−Ｒ曲線（点線））と、最初に赤色成分反射ダイクロイック膜に入射し、次に青色成分反射ダイクロイック膜に入射した場合（Ｒ−Ｂ曲線（実線））とが略一致した。
【００５１】
＜実施例２＞
実施例２に係るクロスダイクロイックプリズムのダイクロイック膜は、プリズム基材としてＢＫ７を用い、このプリズム基材上に真空蒸着法により、ＰｒＡｌＯ３からなる低屈折率材料層（屈折率Ｎｌ：１．７１５）と、ＴｉＯ２（屈折率Ｎｈ：２．３５０）からなる高屈折率材料層との交互層を積層した。
ダイクロイック膜の最下層（第１層）および最上層はいずれもＰｒＡｌＯ３からなる低屈折率材料層であり、青色成分反射ダイクロイック膜は２３層とし、赤色成分反射ダイクロイック膜は１９層とした。
【００５２】
また、実施例２に係るクロスダイクロイックプリズムを用い、図１５（（Ａ）は側面図、（Ｂ）は上面図）に示すような入射条件（入射光の波長は６３２．８ｎｍ）で色分解を行ったときの波長特性を、各色光毎に測定した。なお、本実施例の屈折率比Ｎｈ／Ｎｌの値は１．３７１であり、条件式（１）を満足している。
【００５３】
測定結果を図５に示す。図５から明らかなように、最初に青色成分反射ダイクロイック膜に入射し、次に赤色成分反射ダイクロイック膜に入射した場合（Ｂ−Ｒ曲線（点線））と、最初に赤色成分反射ダイクロイック膜に入射し、次に青色成分反射ダイクロイック膜に入射した場合（Ｒ−Ｂ曲線（実線））とで略一致した。
【００５４】
＜実施例３＞
実施例３に係るクロスダイクロイックプリズムのダイクロイック膜は、プリズム基材としてＢＫ７を用い、このプリズム基材上に真空蒸着法により、Ａｌ２Ｏ３からなる低屈折率材料層（屈折率Ｎｌ：１．６４６）と、ＴｉＯ２（屈折率Ｎｈ：２．３５０）からなる高屈折率材料層との交互層を積層した。
ダイクロイック膜の最下層（第１層）および最上層はいずれもＡｌ２Ｏ３からなる低屈折率材料層であり、青色成分反射ダイクロイック膜は２３層とし、赤色成分反射ダイクロイック膜は１９層とした。
【００５５】
また、実施例３に係るクロスダイクロイックプリズムを用い、図１５（（Ａ）は側面図、（Ｂ）は上面図）に示すような入射条件（入射光の波長は６３２．８ｎｍ）で色分解を行ったときの波長特性を、各色光毎に測定した。なお、本実施例の屈折率比Ｎｈ／Ｎｌの値は１．４２７であり、条件式（１）を満足している。
【００５６】
測定結果を図６に示す。図６から明らかなように、最初に青色成分反射ダイクロイック膜に入射し、次に赤色成分反射ダイクロイック膜に入射した場合（Ｂ−Ｒ曲線（点線））と、最初に赤色成分反射ダイクロイック膜に入射し、次に青色成分反射ダイクロイック膜に入射した場合（Ｒ−Ｂ曲線（実線））とで略一致した。
【００５７】
＜実施例４＞
実施例４に係るクロスダイクロイックプリズムのダイクロイック膜は、プリズム基材としてＢＫ７を用い、このプリズム基材上に真空蒸着法により、Ａｌ２Ｏ３からなる低屈折率材料層（屈折率Ｎｌ：１．６４６）と、ＬａＴｉＯ３（屈折率Ｎｈ：２．０８１）からなる高屈折率材料層との交互層を積層した。
ダイクロイック膜の最下層（第１層）および最上層はいずれもＡｌ２Ｏ３からなる低屈折率材料層であり、青色成分反射ダイクロイック膜は２３層とし、赤色成分反射ダイクロイック膜は１９層とした。
【００５８】
また、実施例４に係るクロスダイクロイックプリズムを用い、図１５（（Ａ）は側面図、（Ｂ）は上面図）に示すような入射条件（入射光の波長は６３２．８ｎｍ）で色分解を行ったときの波長特性を、各色光毎に測定した。なお、本実施例の屈折率比Ｎｈ／Ｎｌの値は１．２６４であり、条件式（１）を満足している。
【００５９】
測定結果を図７に示す。図７から明らかなように、最初に青色成分反射ダイクロイック膜に入射し、次に赤色成分反射ダイクロイック膜に入射した場合（Ｂ−Ｒ曲線（点線））と、最初に赤色成分反射ダイクロイック膜に入射し、次に青色成分反射ダイクロイック膜に入射した場合（Ｒ−Ｂ曲線（実線））とで略一致した。
【００６０】
＜実施例５＞
実施例５に係るクロスダイクロイックプリズムのダイクロイック膜は、プリズム基材としてＢＫ７を用い、このプリズム基材上に真空蒸着法により、ＳｉＯ２からなる低屈折率材料層（屈折率Ｎｌ：１．４７０）と、Ａｌ２Ｏ３（屈折率Ｎｈ：１．６４６）からなる高屈折率材料層との交互層を積層した。
ダイクロイック膜の最下層（第１層）および最上層はいずれもＳｉＯ２からなる低屈折率材料層であり、青色成分反射ダイクロイック膜は２７層とし、赤色成分反射ダイクロイック膜は２５層とした。
各ダイクロイック膜の各層の構成材料および物理的膜厚を下記表３に示す。
【００６１】
【表３】
2004163714.tif 000005
【００６２】
また、実施例５に係るクロスダイクロイックプリズムを用い、図１５（（Ａ）は側面図、（Ｂ）は上面図）に示すような入射条件（入射光の波長は６３２．８ｎｍ）で色分解を行ったときの波長特性を、各色光毎に測定した。なお、本実施例の屈折率比Ｎｈ／Ｎｌの値は１．１２０であり、条件式（２）を満足している。
【００６３】
測定結果を図８に示す。図８から明らかなように、最初に青色成分反射ダイクロイック膜に入射し、次に赤色成分反射ダイクロイック膜に入射した場合（Ｂ−Ｒ曲線（点線））と、最初に赤色成分反射ダイクロイック膜に入射し、次に青色成分反射ダイクロイック膜に入射した場合（Ｒ−Ｂ曲線（実線））とで略一致した。
【００６４】
＜比較例１＞
比較例１に係るクロスダイクロイックプリズムのダイクロイック膜は、プリズム基材としてＢＫ７を用い、このプリズム基材上に真空蒸着法により、ＳｉＯ２からなる低屈折率材料層（屈折率Ｎｌ：１．４７０）と、ＴｉＯ２（屈折率Ｎｈ：２．３５０）からなる高屈折率材料層との交互層を積層した。
ダイクロイック膜の最下層（第１層）および最上層はいずれもＳｉＯ２からなる低屈折率材料層であり、青色成分反射ダイクロイック膜は２３層とし、赤色成分反射ダイクロイック膜は１７層とした。
【００６５】
また、比較例１に係るクロスダイクロイックプリズムを用い、図１５（（Ａ）は側面図、（Ｂ）は上面図）に示すような入射条件（入射光の波長は６３２．８ｎｍ）で色分解を行ったときの波長特性を、各色光毎に測定した。なお、本比較例ではＮｇ＞Ｎｌを満足しているが、屈折率比Ｎｈ／Ｎｌの値は１．５９９であり、いずれの条件式（１）、（２）も満足していない。
【００６６】
測定結果を図９に示す。図９から明らかなように、最初に青色成分反射ダイクロイック膜に入射し、次に赤色成分反射ダイクロイック膜に入射した場合（Ｂ−Ｒ曲線（点線））と、最初に赤色成分反射ダイクロイック膜に入射し、次に青色成分反射ダイクロイック膜に入射した場合（Ｒ−Ｂ曲線（実線））とで大きなずれが測定された。
【００６７】
＜比較例２＞
比較例２に係るクロスダイクロイックプリズムのダイクロイック膜は、プリズム基材としてＢＫ７を用い、このプリズム基材上に真空蒸着法により、ＳｉＯ２からなる低屈折率材料層（屈折率Ｎｌ：１．４７０）と、Ｔａ２Ｏ５（屈折率Ｎｈ：２．２１３）からなる高屈折率材料層との交互層を積層した。
ダイクロイック膜の最下層（第１層）および最上層はいずれもＳｉＯ２からなる低屈折率材料層であり、青色成分反射ダイクロイック膜は２３層とし、赤色成分反射ダイクロイック膜は１７層とした。
各ダイクロイック膜の各層の構成材料および物理的膜厚を下記表４に示す。
【００６８】
【表４】
2004163714.tif 000006
【００６９】
また、比較例２に係るクロスダイクロイックプリズムを用い、図１５（（Ａ）は側面図、（Ｂ）は上面図）に示すような入射条件（入射光の波長は６３２．８ｎｍ）で色分解を行ったときの波長特性を、各色光毎に測定した。なお、本比較例ではＮｇ＞Ｎｌを満足しているが、屈折率比Ｎｈ／Ｎｌの値は１．５０６であり、いずれの条件式（１）、（２）も満足していない。
【００７０】
測定結果を図１０に示す。図１０から明らかなように、最初に青色成分反射ダイクロイック膜に入射し、次に赤色成分反射ダイクロイック膜に入射した場合（Ｂ−Ｒ曲線（点線））と、最初に赤色成分反射ダイクロイック膜に入射し、次に青色成分反射ダイクロイック膜に入射した場合（Ｒ−Ｂ曲線（実線））とで大きなずれが測定された。
【００７１】
＜比較例３＞
比較例３に係るクロスダイクロイックプリズムのダイクロイック膜は、プリズム基材としてＢＫ７を用い、このプリズム基材上に真空蒸着法により、ＳｉＯ２からなる低屈折率材料層（屈折率Ｎｌ：１．４７０）と、ＬａＴｉＯ３（屈折率Ｎｈ：２．０８１）からなる高屈折率材料層との交互層を積層した。
ダイクロイック膜の最下層（第１層）および最上層はいずれもＳｉＯ２からなる低屈折率材料層であり、青色成分反射ダイクロイック膜は２３層とし、赤色成分反射ダイクロイック膜は１７層とした。
【００７２】
また、比較例３に係るクロスダイクロイックプリズムを用い、図１５（（Ａ）は側面図、（Ｂ）は上面図）に示すような入射条件（入射光の波長は６３２．８ｎｍ）で色分解を行ったときの波長特性を、各色光毎に測定した。なお、本比較例ではＮｇ＞Ｎｌを満足しているが、屈折率比Ｎｈ／Ｎｌの値は１．４１６であり、いずれの条件式（１）、（２）も満足していない。
【００７３】
測定結果を図１１に示す。図１１から明らかなように、最初に青色成分反射ダイクロイック膜に入射し、次に赤色成分反射ダイクロイック膜に入射した場合（Ｂ−Ｒ曲線（点線））と、最初に赤色成分反射ダイクロイック膜に入射し、次に青色成分反射ダイクロイック膜に入射した場合（Ｒ−Ｂ曲線（実線））とで大きなずれが測定された。
【００７４】
＜比較例４＞
比較例４に係るクロスダイクロイックプリズムのダイクロイック膜は、プリズム基材としてＢＫ７を用い、このプリズム基材上に真空蒸着法により、ＳｉＯ２からなる低屈折率材料層（屈折率Ｎｌ：１．４７０）と、Ｌａ２ＸＡｌ２ＹＯ３（Ｘ＋Ｙ）（屈折率Ｎｈ：１．８２０）からなる高屈折率材料層との交互層を積層した。
ダイクロイック膜の最下層（第１層）および最上層はいずれもＳｉＯ２からなる低屈折率材料層であり、青色成分反射ダイクロイック膜は２５層とし、赤色成分反射ダイクロイック膜は２３層とした。
【００７５】
また、比較例４に係るクロスダイクロイックプリズムを用い、図１５（（Ａ）は側面図、（Ｂ）は上面図）に示すような入射条件（入射光の波長は６３２．８ｎｍ）で色分解を行ったときの波長特性を、各色光毎に測定した。なお、本比較例ではＮｇ＞Ｎｌを満足しているが、屈折率比Ｎｈ／Ｎｌの値は１．２３８であり、いずれの条件式（１）、（２）も満足していない。
【００７６】
測定結果を図１２に示す。図１２から明らかなように、最初に青色成分反射ダイクロイック膜に入射し、次に赤色成分反射ダイクロイック膜に入射した場合（Ｂ−Ｒ曲線（点線））と、最初に赤色成分反射ダイクロイック膜に入射し、次に青色成分反射ダイクロイック膜に入射した場合（Ｒ−Ｂ曲線（実線））とで大きなずれが測定された。
【００７７】
＜比較例５＞
比較例５に係るクロスダイクロイックプリズムのダイクロイック膜は、プリズム基材としてＢＫ７を用い、このプリズム基材上に真空蒸着法により、ＳｉＯ２からなる低屈折率材料層（屈折率Ｎｌ：１．４７０）と、ＰｒＡｌＯ３（屈折率Ｎｈ：１．７１５）からなる高屈折率材料層との交互層を積層した。
ダイクロイック膜の最下層（第１層）および最上層はいずれもＳｉＯ２からなる低屈折率材料層であり、青色成分反射ダイクロイック膜は２５層とし、赤色成分反射ダイクロイック膜は２３層とした。
【００７８】
また、比較例５に係るクロスダイクロイックプリズムを用い、図１５（（Ａ）は側面図、（Ｂ）は上面図）に示すような入射条件（入射光の波長は６３２．８ｎｍ）で色分解を行ったときの波長特性を、各色光毎に測定した。なお、本比較例ではＮｇ＞Ｎｌを満足しているが、屈折率比Ｎｈ／Ｎｌの値は１．１６６であり、いずれの条件式（１）、（２）も満足していない。
【００７９】
測定結果を図１３に示す。図１３から明らかなように、最初に青色成分反射ダイクロイック膜に入射し、次に赤色成分反射ダイクロイック膜に入射した場合（Ｂ−Ｒ曲線（点線））と、最初に赤色成分反射ダイクロイック膜に入射し、次に青色成分反射ダイクロイック膜に入射した場合（Ｒ−Ｂ曲線（実線））とで大きなずれが測定された。
【００８０】
なお、下記表５に上記各実施例および各比較例の結果を整理して示す。
【００８１】
【表５】
2004163714.tif 000007
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のクロスダイクロイックプリズムおよびこれを用いた反射型液晶プロジェクタ装置によれば、プリズム基材の屈折率に基づき、ダイクロイック膜を構成する高屈折率層材料および低屈折率層材料を所定の屈折率関係によって規定したことにより、光源からの光束を反射型液晶表示素子に対して斜めから入射せしめる反射型液晶プロジェクタ装置においても、赤反射用、青反射用の各ダイクロイック膜への光束入射の順番が異なることにより生じる出射光量の変化を防止することができ、これによりスクリーン画面上に投映される画像の色味や光強度の左右バランスを良好とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るクロスダイクロイックプリズムと、これに入射する光束の関係を模式的に説明する概略図（（Ａ）は側面図、（Ｂ）は上面図）
【図２】本発明の実施形態に係る反射型液晶プロジェクタ装置の構成を示す概略図
【図３】本発明の実施形態に係るクロスダイクロイックプリズムのダイクロイック膜の層構成を示す概略図
【図４】本発明の実施例１に係るクロスダイクロイックプリズムを用いて色分解を行ったときの、各色光毎に測定した波長特性を示すグラフ（（Ａ）は緑色成分、（Ｂ）は青色成分、（Ｃ）は赤色成分について示すものである。）
【図５】本発明の実施例２に係るクロスダイクロイックプリズムを用いて色分解を行ったときの、各色光毎に測定した波長特性を示すグラフ（（Ａ）は緑色成分、（Ｂ）は青色成分、（Ｃ）は赤色成分について示すものである。）
【図６】本発明の実施例３に係るクロスダイクロイックプリズムを用いて色分解を行ったときの、各色光毎に測定した波長特性を示すグラフ（（Ａ）は緑色成分、（Ｂ）は青色成分、（Ｃ）は赤色成分について示すものである。）
【図７】本発明の実施例４に係るクロスダイクロイックプリズムを用いて色分解を行ったときの、各色光毎に測定した波長特性を示すグラフ（（Ａ）は緑色成分、（Ｂ）は青色成分、（Ｃ）は赤色成分について示すものである。）
【図８】本発明の実施例５に係るクロスダイクロイックプリズムを用いて色分解を行ったときの、各色光毎に測定した波長特性を示すグラフ（（Ａ）は緑色成分、（Ｂ）は青色成分、（Ｃ）は赤色成分について示すものである。）
【図９】比較例１に係るクロスダイクロイックプリズムを用いて色分解を行ったときの、各色光毎に測定した波長特性を示すグラフ（（Ａ）は緑色成分、（Ｂ）は青色成分、（Ｃ）は赤色成分について示すものである。）
【図１０】比較例２に係るクロスダイクロイックプリズムを用いて色分解を行ったときの、各色光毎に測定した波長特性を示すグラフ（（Ａ）は緑色成分、（Ｂ）は青色成分、（Ｃ）は赤色成分について示すものである。）
【図１１】比較例３に係るクロスダイクロイックプリズムを用いて色分解を行ったときの、各色光毎に測定した波長特性を示すグラフ（（Ａ）は緑色成分、（Ｂ）は青色成分、（Ｃ）は赤色成分について示すものである。）
【図１２】比較例４に係るクロスダイクロイックプリズムを用いて色分解を行ったときの、各色光毎に測定した波長特性を示すグラフ（（Ａ）は緑色成分、（Ｂ）は青色成分、（Ｃ）は赤色成分について示すものである。）
【図１３】比較例５に係るクロスダイクロイックプリズムを用いて色分解を行ったときの、各色光毎に測定した波長特性を示すグラフ（（Ａ）は緑色成分、（Ｂ）は青色成分、（Ｃ）は赤色成分について示すものである。）
【図１４】本発明の実施例および比較例に係るクロスダイクロイックプリズムの波長特性を測定する際の条件を説明するための概略図（（Ａ）は側面図、（Ｂ）は上面図）
【図１５】従来技術を説明するための概略図（（Ａ）は側面図、（Ｂ）は上面図）
【図１６】従来技術の問題点を説明するための概略図（（Ａ）は緑色成分、（Ｂ）は青色成分、（Ｃ）は赤色成分）
【符号の説明】
１１      光源
１２      フライアイ
１３      偏光変換素子（櫛型フィルタ）
１４      集光レンズ
１５      特定色光偏光変換素子
１６、１０３      クロスダイクロイックプリズム（色分解用）
１７      偏光子
１８      レンズ
１９、１０４、１０５、１０６      反射型液晶表示素子
２０      位相板
２１      クロスダイクロイックプリズム（色合成用）
２２、１０７      投写レンズ
３１、３２、１１１、１１２      ダイクロイック膜
４０      プリズム基材（ガラス基板）
４４ａ      低屈折率材料層
４４ｂ      高屈折率材料層
１０２      ＰＢＳプリズム
【図１】
2004163714.tif 000008
【図２】
2004163714.tif 000009
【図３】
2004163714.tif 000010
【図４】
2004163714.tif 000011
【図５】
2004163714.tif 000012
【図６】
2004163714.tif 000013
【図７】
2004163714.tif 000014
【図８】
2004163714.tif 000015
【図９】
2004163714.tif 000016
【図１０】
2004163714.tif 000017
【図１１】
2004163714.tif 000018
【図１２】
2004163714.tif 000019
【図１３】
2004163714.tif 000020
【図１４】
2004163714.tif 000021
【図１５】
2004163714.tif 000022
【図１６】
2004163714.tif 000023