(57)【要約】【課題】  空間光変調素子を用いた投射表示装置に用いられる色分解合成光学系において、解像度劣化を抑制し、映像品質の優れた色分解合成光学系を提供する。【解決手段】  空間光変調素子１６１，１６２，１６３から投射系レンズ１９１の間の色合成光学系光路上に配置されたプリズムアッセンブリ１０３，１０４，１０５のうち、少なくとも1個のプリズムアッセンブリ１０５の接着層の厚さを、空間光変調素子１６１，１６２，１６３からの変調光が、プリズム間の接着層である接着層界面１５１に至るまでの光路長の長短に応じて、光路長が長い場合には薄く、光路長が短い場合には厚い状態とし、接着層界面１５１で光が屈折するために発生する波面収差を改善することにより解像度劣化を抑制し、映像品質の優れた色分解合成光学系を得るようにする。【選択図】      図２
2004170949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投射表示装置内の光源部と投射光学系レンズとの間に設けられ、少なくとも２個以上のプリズムを接着剤で張り合わせたプリズムアッセンブリを少なくとも１個用いて、前記光源部から出射する白色光を３原色光に係る赤、緑、青の色光に分解し、分解した各色光を空間光変調素子にそれぞれ導き、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合成し、前記投射光学系レンズにて投射する投射表示装置の色分解合成光学系において、
前記空間光変調素子から前記投射光学系レンズの間の色合成光学系光路上に配置されたプリズムアッセンブリのうち、少なくとも1個のプリズムアッセンブリにおける各プリズム間の接着層の厚さを、各前記空間光変調素子からそれぞれ出射された前記各色光に対応した各光変調光が、各前記プリズム間の接着層に至るまでの各光路長の長短に応じて、光路長が長い場合には薄くし、光路長が短い場合には厚くしたことを特徴とする色分解合成光学系。
【請求項２】
請求項1に記載の色分解合成光学系において、前記色合成光学系光路上に配置されたプリズムアッセンブリのうち、前記投射光学系レンズに最も近くに配置されたプリズムアッセンブリにおける各プリズム間の接着層の厚さを、各前記空間光変調素子からそれぞれ出射された前記各色光に対応した各光変調光が、各前記プリズム間の接着層に至るまでの各光路長の長短に応じて、光路長が長い場合には薄くし、光路長が短い場合には厚くしたことを特徴とする色分解合成光学系。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の色分解合成光学系において、前記プリズムの屈折率と前記接着剤の屈折率との差が、０．１以上であ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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間光変調素子を用いた投射表示装置に適用される、プリズムを接着剤で張り合わせたプリズムアッセンブリを備えた色分解合成光学系に係り、特にプリズムアッセンブリの接着層界面で光が屈折するために発生する波面収差に起因した映像品質の劣化の改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー投射表示装置は、白色光から３原色光に係るＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色光を分解して対応色の空間光変調素子に導き、当該空間光変調素子で映像信号に応じて光変調された色光を合成して投射し、スクリーン上にカラー映像を表示させるものである。
【０００３】
カラー投射表示装置は、それに適用される空間光変調素子の種類によって次にあげる３種類に大別される。透過型の空間光変調素子を適用したもの、反射型の空間光変調素子を適用したもの、またＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）を適用したものがある。
【０００４】
透過型の空間光変調素子及びＤＭＤは、光学構成が比較的簡単にできるために小型化が容易であるが高解像度化に難がある。一方、反射型の空間光変調素子は高解像度化に有利であるが光学構成が複雑となるために小型化に難がある。
【０００５】
特に、反射型の空間光変調素子を適用した投射表示装置は、空間光変調素子を照射する入射光と当該空間光変調素子で変調された反射光とを分離するために偏光ビームスプリッタを必要とする。高コントラストを実現するためには一つの空間光変調素子に対して、通常２つ以上の偏光ビームスプリッタを作用させるために、これが反射型の投射表示装置の光学構成を複雑にしていた。
【０００６】
このような反射型の空間光変調素子における光学構成の課題を解決し構成を小型化した色分解合成光学系が、提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
しかしながら、上記した投射表示装置では、光源として１００Ｗ以上の高輝度な光源ランプを適用した場合に、偏光ビームスプリッタの透光部材に一般的な光学ガラスであるＢＫ７を選択すると、当該透光部材の複屈折の影響を受けて黒表示画面の角隅のコントラストを低下（黒浮き）させ、表示品質を劣化させる問題があった。
【０００８】
このような問題に対しては、偏光ビームスプリッタの透光部材として、光弾性定数の低い透光性材料を適用すると複屈折が少ないことが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００９】
特許文献２が開示するところによれば、少なくとも反射型の空間光変調素子に照射する入射光と、当該空間光変調素子からの変調された反射光を分離するいわゆる主偏光ビームスプリッタについて、その透光部材として上記の低い光弾性定数の透光性材料を適用するのが効果的である。
【特許文献１】特開２００２−２２８８０９公報（第１図）
【特許文献２】特開平９−５４２１３号公報（第４−１１頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、光学用接着剤の屈折率は比較的小さく、エポキシ系やUV硬化型等の接着剤はNd=1.45〜1.6であり、Nd=1.5程度が一般的である。一般的な光学ガラスであるＢＫ７などの硼珪酸ガラスは、Nd=1.5程度であるが、光弾性定数の小さい硝材は重フリント系で鉛の含有率が大きい傾向があり、屈折率が比較的大きく、Nd=1.85程度である。従って、従来はＢＫ７などの硼珪酸ガラスの屈折率と接着剤の屈折率と差が小さいので、プリズムアッセンブリを透過する光束に対し、接着層の存在は無視できた。しかし、低光弾性定数ガラスを採用した場合に、低光弾性定数ガラスと接着層との屈折率の差が大きく、接着層界面で光が屈折するために波面収差が発生し、解像度が劣化するという新たな問題が発生した。
【００１１】
本発明は、以上の点に鑑みなされたもので、投射表示装置内の光源部と投射光学系レンズとの間に設けられ、少なくとも２個以上のプリズムを接着剤で張り合わせたプリズムアッセンブリを少なくとも１個用いて、前記光源部から出射する白色光を３原色光に係る赤、緑、青の色光に分解し、分解した各色光を空間光変調素子にそれぞれ導き、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合成し、前記投射光学系レンズにて投射する投射表示装置の色分解合成光学系において、
前記空間光変調素子から前記投射光学系レンズの間の色合成光学系光路上に配置されたプリズムアッセンブリのうち、少なくとも1個のプリズムアッセンブリにおける各プリズム間の接着層の厚さを、各前記空間光変調素子からそれぞれ出射された前記各色光に対応した各光変調光が、各前記プリズム間の接着層に至るまでの各光路長の長短に応じて、光路長が長い場合には薄くし、光路長が短い場合には厚くすることにより、接着層界面で光が屈折するために発生する波面収差を改善し映像品質の優れた色分解合成光学系を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の１）〜３）に記載の手段よりなる。
【００１３】
すなわち、
１）投射表示装置内の光源部と投射光学系レンズとの間に設けられ、少なくとも２個以上のプリズムを接着剤で張り合わせたプリズムアッセンブリを少なくとも１個用いて、前記光源部から出射する白色光を３原色光に係る赤、緑、青の色光に分解し、分解した各色光を空間光変調素子にそれぞれ導き、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合成し、前記投射光学系レンズにて投射する投射表示装置の色分解合成光学系において、
前記空間光変調素子から前記投射光学系レンズの間の色合成光学系光路上に配置されたプリズムアッセンブリのうち、少なくとも1個のプリズムアッセンブリにおける各プリズム間の接着層の厚さを、各前記空間光変調素子からそれぞれ出射された前記各色光に対応した各光変調光が、各前記プリズム間の接着層に至るまでの各光路長の長短に応じて、光路長が長い場合には薄くし、光路長が短い場合には厚くしたことを特徴とする色分解合成光学系。
【００１４】
２）1）に記載の色分解合成光学系において、前記色合成光学系光路上に配置されたプリズムアッセンブリのうち、前記投射光学系レンズに最も近くに配置されたプリズムアッセンブリにおける各プリズム間の接着層の厚さを、各前記空間光変調素子からそれぞれ出射された前記各色光に対応した各光変調光が、各前記プリズム間の接着層に至るまでの各光路長の長短に応じて、光路長が長い場合には薄くし、光路長が短い場合には厚くしたことを特徴とする色分解合成光学系。
【００１５】
３）１）又は２）に記載の色分解合成光学系において、前記プリズムの屈折率と前記接着剤の屈折率との差が、０．１以上であることを特徴とする色分解合成光学系。
【発明の効果】
【００１６】
以上詳述したように本発明によれば、投射表示装置内の光源部と投射光学系レンズとの間に設けられ、少なくとも２個以上のプリズムを接着剤で張り合わせたプリズムアッセンブリをすくなくとも１個用いて、前記光源部から出射する白色光を３原色光に係る赤、緑、青の色光に分解し、分解した各色光を空間光変調素子にそれぞれ導き、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合成し、前記投射光学系レンズにて投射する投射表示装置の色分解合成光学系において、
前記空間光変調素子から前記投射光学系レンズの間の色合成光学系光路上に配置されたプリズムアッセンブリのうち、少なくとも1個のプリズムアッセンブリにおける各プリズム間の接着層の厚さを、各前記空間光変調素子からそれぞれ出射された前記各色光に対応した各光変調光が、各前記プリズム間の接着層に至るまでの各光路長の長短に応じて、光路長が長い場合には薄くし、光路長が短い場合には厚くすることで、接着層界面で光が屈折するために発生する波面収差を改善することができ、解像度劣化を抑制し、映像品質の優れた色分解合成光学系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】
【００１７】
以下、本発明の色分解合成光学系の発明の実施の形態につき、好ましい実施例により説明する。
【００１８】
図１は、その実施例に適用される色分解合成光学系の光学構成を示した概略平面図の一例であり、光路を説明するためのものである。
【００１９】
色分解合成光学系２９０（図中破線で囲まれた部分）は、立方体または角柱状の第１，第２，第３，第４の偏光ビームスプリッタ１０２，１０３，１０４，１０５を、その偏光分離面１２１，１３１，１４１，１５１が略Ｘ字状に交差するように配置したものであり、さらに、第１の偏光ビームスプリッタ１０２の入射側の透光面（第１の偏光ビームスプリッタの左側面）、及び第４の偏光ビームスプリッタ１０５の出射側の透光面（第４の偏光ビームスプリッタの右側面）には、共にＧ光の偏波面を９０°回転する機能を有するＧ用カラー偏光フィルタ１０６，１０７を、また、第１と第３の偏光ビームスプリッタ１０２，１０４間及び第３と第４の偏光ビームスプリッタ１０４，１０５間には、共にＲ光の偏波面を９０°回転させる機能を有するＲ用カラー偏光フィルタ１０８，１０９を備えている。
【００２０】
次に、上記構成による色分解合成光学系の作用につき同図を用いて詳細に説明する。
【００２１】
図示せぬ光源から発した不定偏光の白色光は第１の偏光板１８１に入射する。そして、Ｓ偏光のみが第１の偏光板１８１を透過して、Ｇ用カラー偏光フィルタ１０６に入射する。
【００２２】
Ｇ用カラー偏光フィルタ１０６はＧ光のみの偏波面を９０°回転させる波長選択性偏光変換手段であるため、Ｇ用カラー偏光フィルタ１０６を透過するＧ光（図１の実線）に係るＳ偏光はＰ偏光に変換される。また、Ｇ用カラー偏光フィルタ１０６はＲ光（図１の破線）及びＢ光（図１の２点鎖線）に対しては何ら作用しないため、それらはＳ偏光のままである。
【００２３】
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。
【００２４】
先ず、Ｇ用カラー偏光フィルタ１０６を透過したＰ偏光のＧ光（実線）は、第１及び第２の偏光ビームスプリッタ１０２，１０３の偏光分離面１２１，１３１を透過直進して、第２の偏光ビームスプリッタ１０３の透光面１０３ｃより出射してＧ対応の反射型空間光変調素子１６１に入射する。そして、当該反射型空間光変調素子１６１においてＧ対応の映像信号に応じた光変調を受けて反射される。
【００２５】
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１０３の偏光分離面１３１で反射され、第４の偏光ビームスプリッタ１０５に入射する。そして、第４の偏光ビームスプリッタ１０５の偏光分離面１５１において反射され、第４の偏光ビームスプリッタ１０５の透光面１０５ｃより出射し、後段に配置したＧ用カラー偏光フィルタ１０７に入射する。
【００２６】
Ｇ用カラー偏光フィルタ１０７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。
【００２７】
次に、Ｒ光（破線）について説明する。Ｇ用カラー偏光フィルタ１０６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１０２の偏光分離面１２１で反射されＲ用カラー偏光フィルタ１０８に入射する。ここで、Ｒ用カラー偏光フィルタ１０８はＲ光の偏波面を９０°回転させる波長選択性偏光変換手段であるため、Ｒ光はＳ偏光からＰ偏光に偏光変換されてこれを出射し、第３の偏光ビームスプリッタ１０４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１０４の偏光分離面１４１を直進透過しての透光面１０４ｂより出射し、Ｒ対応の反射型空間光変調素子１６２に入射する。そして、当該反射型空間光変調素子１６２においてＲ対応の映像信号に応じた光変調を受けて反射される。
【００２８】
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１０４の偏光分離面１４１で反射され、Ｒ用カラー偏光フィルタ１０９に入射する。当該Ｒ用カラー偏光フィルタ１０９において、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１０５に入射する。そして、第４の偏光ビームスプリッタ１０５の偏光分離面１５１を透過直進して、第４の偏光ビームスプリッタ１０５の透光面１０５ｃより出射し、後段に配置したＧ用カラー偏光フィルタ１０７に入射する。
【００２９】
Ｇ用カラー偏光フィルタ１０７は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。
【００３０】
次に、Ｂ光（２点鎖線）について説明する。Ｇ用カラー偏光フィルタ１０６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１０２の偏光分離面１２１で反射されＲ用カラー偏光フィルタ１０８に入射する。ここで、Ｒ用カラー偏光フィルタ１０８は上記したようにＲ光のみに作用しＢ光には何ら作用しないため、Ｂ光は偏光変換されることなくＳ偏光のままこれを出射し、第３の偏光ビームスプリッタ１０４に入射する。
【００３１】
Ｓ偏光のＢ光は第３の偏光ビームスプリッタ１０４の偏光分離面１４１で反射され透光面１０４ａより出射し、Ｂ対応の反射型空間光変調素子１６３に入射する。そして、当該反射型空間光変調素子１６２においてＢ対応の映像信号に応じた光変調を受けて反射される。
【００３２】
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１０４の偏光分離面１４１を透過直進しＲ用カラー偏光フィルタ１０９に入射する。当該Ｒ用カラー偏光フィルタ１０９は前述したようにＢ光に対しては何ら作用しないため、Ｂ光はＰ偏光のままこれを出射して第４の偏光ビームスプリッタ１０５に入射する。そして、第４の偏光ビームスプリッタ１０５の偏光分離面１５１を透過直進して、第４の偏光ビームスプリッタ１０５の透光面１０５ｃより出射し、後段に配置したＧ用カラー偏光フィルタ１０７に入射する。
【００３３】
Ｇ用カラー偏光フィルタ１０７は前述したように、Ｇ光のみに作用しＢ光には何ら作用しないため、Ｂ光はＰ偏光のままこれを出射する。
【００３４】
このようにして、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の偏波面はＰ偏光に揃えられて、投射レンズ１９１を介して図示せぬスクリーンにカラー映像を拡大表示する。
【００３５】
次に、図２を用いて本発明の実施例に適用される色分解合成光学系における、色合成光学系のプリズムアッセンブリ形状を説明する。図１と同じ光学系であり配置、構成を示すために光路の表示をしていないものである。
【００３６】
図２に示すように、空間光変調素子１６１，１６２，１６３から投射レンズ１９１の間に色合成光学系が配置されているが、解像度のシミュレーションを行うと、介在する部材が投射レンズに近い位置にあるほど、その部材の面精度や形状の影響を受けて解像度が劣化しやすいことがわかった。本願では、投射レンズに最も近くに配置されたプリズムアッセンブリの解像度劣化要因に着目したところ、各プリズム間の接着層の厚さを、各前記空間光変調素子からそれぞれ出射された前記各色光に対応した各光変調光が、各前記プリズム間の接着層に至るまでの各光路長の長短に応じて、光路長が長い場合には薄くし、光路長が短い場合には厚くすることで、解像度劣化を抑制できることを見出した。
【００３７】
光学系において、光軸と主光線（光線に対して斜めにレンズの中心を通る光）とを含む平面をタンジェンシャル平面(子午平面)、この面内に含まれる光線をタンジェンシャル光線(子午光線)という。一方、主光線を含みタンジェンシャル平面に垂直な平面をラディアル平面(球欠平面)、この面内に含まれる光線をラディアル光線(球欠光線)という。
【００３８】
ラディアル光線によって生ずる像面とタンジェンシャル光線によって生ずる像面とが異なるのが非点収差であり、これらの像面がそれぞれ湾曲しているのが像面湾曲である。ラディアル像をサジタル（ｓagittal）像、タンジェンシャル像をメリジオナル(meridional)像ともいう。
【００３９】
従来からコントラスト感度・解像度を定量的に評価する方法としてＭＴＦ（Moduration Transfer Function）測定が用いられている。ＭＴＦ曲線は、ラディアル方向とタンジェンシャル方向とを測定し、ラディアルとタンジェンシャルとの特性が揃っていること、及びＭＴＦが１００％に近いほどコントラスト・解像度が高く、ＭＴＦが６０％以上あれば画質に満足できることが知られている。
【００４０】
以下、ＭＴＦ特性曲線を用いさらに詳細に各プリズム間の接着層の厚さについて説明する。図３に本実施例に適用される色分解合成光学系の最も投射レンズに近いプリズムアッセンブリを示す。同図に示すように、接着層の各端部の厚さをそれぞれＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとした。
【００４１】
対角０.７インチのＳＸＧＡ（１２８０×１０２４画素）反射型空間周波数変調素子を適用した色分解合成光学系を想定して以下の条件に場合わけしシミュレーションを行った。
（ａ）厚さに差がなく平行な場合
Ａ：7μm  、Ｂ：7μm、Ｃ：7μm、Ｄ：7μm
（ｂ）空間光変調素子からの変調光が、プリズム間の接着層に至るまでの光路長の長短に応じて、光路長が長い場合には薄く、光路長が短い場合には厚い状態
Ａ：10μm  、Ｂ：5μm、Ｃ：10μm、Ｄ：5μm
（ｃ）空間光変調素子からの変調光が、プリズム間の接着層に至るまでの光路長の長短に応じて、光路長が長い場合には厚く、光路長が短い場合には薄い状態
Ａ：5μm  、Ｂ：10μm、Ｃ：5μm、Ｄ：10μm
（ｄ）厚さに差がなく平行で接着層が厚い場合
Ａ：15μm  、Ｂ：15μm、Ｃ：15μm、Ｄ：15μm
上記の解像度シミュレーションは、プリズムのガラス材料にＰＢＨ５６（屈折率1.85）を用い、接着剤として屈折率1.55のものを用いた場合について算出したものである。
【００４２】
それぞれの場合の解像度シミュレーション結果を図４に示す。図の（ａ）〜（ｄ）は、それぞれの場合わけに対応している。
【００４３】
図４のグラフは、本実施例に適用される色分解合成光学系を用い、画像を投射したスクリーン中心部の画像の解像度ＭＴＦを示している。横軸は画像素子のデフォーカスを示し、最良フォーカス位置を零としている。縦軸は解像度の高低をあらわすＭＴＦである。対角０.７インチＳＸＧＡ画像素子の１画素が分解するかどうかに相当する５０ラインペア／ｍｍのＭＴＦを示している。直線がラディアル、点線がタンジェンシャルのＭＴＦを示している。各カーブの頂点のずれが非点隔差を表しており、前述のようにＭＴＦが高くかつ頂点のずれが無いほうが解像度が高く見える。
【００４４】
図４の結果から得られた知見について説明する。（ａ）と（ｂ）は近い結果が得られおり（ｂ）に関してはラディアルとタンジェンシャルとの特性が揃っていることを示している。（ｃ）は非点隔差が大きく解像度が低下していることがわかる。空間光変調素子からの変調光が、プリズム間の接着層に至るまでの光路長の長短に応じて、光路長が長い場合には厚く、光路長が短い場合には薄い状態に接着層が開くと屈折率差による解像度劣化を増大する方向になり、解像度が悪くなる。また（ｄ）は平行であるが接着層が15μｍと厚い場合であり、（ａ）に比べ非点隔差が悪化している。このことは接着層の平均厚さが薄い方がよいことを示している。
【００４５】
従って、接着層の平均厚さが薄く、空間光変調素子からの変調光が、プリズム間の接着層に至るまでの光路長の長短に応じて、光路長が長い場合には薄く、光路長が短い場合には厚い状態とすること（ｂ）で、解像度劣化を抑制できることがわかる。
【００４６】
更に、最適な接着層の厚み、接着層の厚み差について説明する。接着層膜厚が平行で、平均厚さをパラメータとしたときのＭＴＦ特性を図５に示す。
【００４７】
各膜厚にてラディアル方向のＭＴＦを最大とするようにフォーカスしたときのＭＴＦを示した。厚くなるにつれてタンジェンシャル方向のＭＴＦが低下している。ＭＴＦの格差を１０％以下程度とすると、平均膜厚は１０μm以下が望ましいことがわかった。０〜２.５μmまではほとんど影響しないこともわかる。
【００４８】
また、偏光ビームスプリッタの膜面の平面精度や、耐熱性などの信頼性等を考慮すると、接着剤厚さゼロで作製することは実質的に不可能であり、少なくとも２μｍ以上は必要である。
【００４９】
図６に接着層の厚みの差とＭＴＦの解析データを示す。横軸は接着層の厚みの差（図３においてＡ＝Ｃ,Ｂ＝ＤとしたときのＢ−ＡまたはＤ−Ｃ）、縦軸は図５と同様にＭＴＦを示している。
【００５０】
中心膜厚を７.５μmとした。タンジェンシャル特性カーブに着目すると、接着層の厚みの差が正すなわち空間光変調素子からの変調光が、プリズム間の接着層に至るまでの光路長の長短に応じて、光路長が長い場合には厚く、光路長が短い場合には薄い状態に開くと、低下していくことがわかる。接着層の厚みの差は負、すなわち空間光変調素子からの変調光が、プリズム間の接着層に至るまでの光路長の長短に応じて、光路長が長い場合には薄く、光路長が短い場合には厚い状態に開いたほうが高解像度に有利である。
【００５１】
最適値は−５μmにピークがある。−５μmからさらに接着層の厚みの差を増やし、−１０μmを越えると、ＭＴＦが逆に低下していき、−１５μmではその差が１０％以上となり、非点隔差が増え、解像度が低下することを示している。投射画像の解像度を確保するには、ラディアル、タンジェンシャルともにＭＴＦ６０％以上あることが望ましいので、接着層の厚み差の量は０μｍ〜−１２μm程度が良好である。
【００５２】
接着層の厚み差の解像度性能への影響は、プリズムのガラス材料の屈折率と、接着剤の屈折率との屈折率差が大きいほど顕著に表れる。
【００５３】
ここで、プリズムのガラス材料の屈折率（Np）と、接着剤の屈折率（Na）との屈折率差（ΔＮ＝Np−Na）をパラメータとしてＭＴＦ特性をシミュレーションした結果を、図７及び図８に示す。なお、グラフ中の数値は、屈折率差を表している。
【００５４】
図７は接着層平均膜厚とＭＴＦを、屈折率差をパラメータとして表したグラフである。ラディアル光線を最良フォーカスに調整したときの、タンジェンシャル光線のＭＴＦ特性を示している。屈折率差が大きいほど、接着層の平均膜厚の影響が大きいことがわかる。屈折率差が大きい場合は、できるだけ接着層を薄くする必要があり、１０μｍ以下が望ましい。
【００５５】
図８は、接着層の厚み差とＭＴＦを、屈折率差をパラメータとして表したグラフである。同図より、屈折率差（ΔＮ）が０．１であっても、接着層の厚み差（図３においてＡ＝Ｃ,Ｂ＝ＤとしたときのＢ−ＡまたはＤ−Ｃ）を負にすることによって、その解像度劣化防止に効果があることがわかる。すなわち、投射レンズに最も近いプリズムアッセンブリの接着層の厚み差を若干負側（約−５μｍに最適値がある）にすることによって、タンジェンシャルとラディアル方向のＭＴＦが両立して良好となる。接着層の厚み差が負というのは、すなわち空間光変調素子からの変調光が、プリズム間の接着層に至るまでの光路長の長短に応じて、光路長が長い場合には薄く、光路長が短い場合には厚い状態に開いた方が解像度に有利である。この表現を言い換えると、投射レンズに相対的に近い側（図３のＡおよびＣ側）の接着層が薄く、投射レンズから遠い側（図３のＢまたはＤ側）の接着層が厚いということである。
【００５６】
また、屈折率差（ΔＮ）が０．３以上では、その効果が更に顕著である。
【００５７】
この効果は、図２の投射レンズに最も近いプリズムアッセンブリ１０５のみならず、投射レンズ側から数えて２個目、すなわち空間光変調素子の直前にあるプリズムアッセンブリ１０３，１０４においても、同様の傾向がある。
【００５８】
以上の説明は、本実施例に適用される対角０.７インチのＳＸＧＡ（１２８０×１０２４画素）反射型空間周波数変調素子を適用した色分解合成光学系を基にしたが、プリズムアッセンブリ接着層の平均厚さが薄く、空間光変調素子からの変調光が、プリズム間の接着層に至るまでの光路長の長短に応じて、光路長が長い場合には薄く、光路長が短い場合には厚い状態とすることで、解像度劣化を抑制でき、最適値は実使用素子によって決まることは言うまでもない。
【００５９】
ここまでは投射レンズに最も近い偏光ビームスプリッタの接着層について述べたが、反射型空間周波数変調素子側の偏光ビームスプリッタの接着層に用いてもよく、また同時に用いてもよい。
【００６０】
本実施例は、反射型空間周波数変調素子を用いた色分解合成光学系についてのみ述べたが、他の空間周波数変調素子を用いた色分解合成光学系に用いた場合も同様に、光学ガラス材料と接着剤との屈折率差が大きい場合には、例えばダイクロイックプリズムを使う色分解合成光学系においても、空間光変調素子からの変調光が、プリズム間の接着層に至るまでの光路長の長短に応じて、光路長が長い場合には薄く、光路長が短い場合には厚い状態とすることで、解像度の劣化を防ぐことができる。
【００６１】
なお、ダイクロイックプリズムと偏光ビームスプリッタとが混在する色分解合成光学系に用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施例に適用される色分解合成光学系の概略平面図である。
【図２】本発明の実施例に適用される色分解合成光学系において、色合成光学系のプリズムアッセンブリ形状を示す概略平面図である。
【図３】本発明の実施例に適用される色分解合成光学系において、最も投射レンズに近いプリズムアッセンブリを示した図である。
【図４】本発明の実施例に適用される色分解合成光学系において、最も投射レンズに近いプリズムアッセンブリのＭＴＦ特性図である。
【図５】本発明の実施例に適用される色分解合成光学系において、最も投射レンズに近いプリズムアッセンブリの接着層の厚みに関するＭＴＦ特性図である。
【図６】本発明の実施例に適用される色分解合成光学系において、最も投射レンズに近いプリズムアッセンブリの接着層の厚み差の量に関するＭＴＦ特性図である。
【図７】本発明の実施例に適用される色分解合成光学系において、プリズムのガラス材料の屈折率と、接着剤の屈折率との屈折率差をパラメータとして、ＭＴＦ特性をシミュレーションした結果を示した図である。
【図８】本発明の実施例に適用される色分解合成光学系において、プリズムのガラス材料の屈折率と、接着剤の屈折率との屈折率差をパラメータとして、ＭＴＦ特性をシミュレーションした結果を示した図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０６，１０７…Ｇ用カラー偏光フィルタ
１０８，１０９…Ｒ用カラー偏光フィルタ
２９０…色分解合成光学系
１８１…第１の偏光板
１９１…投射レンズ
１０２…第１の偏光ビームスプリッタ（入射側偏光ビームスプリッタ）
１０３…第２の偏光ビームスプリッタ（主偏光ビームスプリッタ）
１０４…第３の偏光ビームスプリッタ（主偏光ビームスプリッタ）
１０３ｃ，１０４ａ，１０４ｂ…透光面
１０５…第４の偏光ビームスプリッタ（出射側偏光ビームスプリッタ）
１６１，１６２，１６３…空間光変調素子
１２１，１３１，１４１，１５１…偏光分離面
【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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