JP2003021807A - Polarizing optical path separating element, color separating and synthesizing element, color separation method, color synthesizing method, method and device for synthesizing color image light, and projector - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively reduce the reduction of picture contrast in a projector using a color selective retarder, a polarizing beam splitter, and reflection type light valve. SOLUTION: The projector is provided with a reflection type light valve 10 which has a function to convert the direction of polarization and a polarizing beam splitter 12A which illuminating light of linearly polarized light is made incident on and is emitted toward the light valve 10 from, and a transmittance Tp for p-polarized light and a transmittance Ts for s-polarized light of the polarizing beam splitter 12A satisfy relation Ts>1-Tp, and illuminating light is made incident as p-polarized light.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、偏光型光路分離
素子および色分離合成素子および色分離方法および色合
成方法およびカラー映像光合成装置およびカラー映像光
合成方法および投影装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polarization type optical path separating element, a color separating / combining element, a color separating method, a color combining method, a color image / light combining apparatus, a color image / light combining method and a projection apparatus.

【０００２】[0002]

【従来の技術】液晶パネル等に表示された映像を、スク
リーン等の表示媒体上に拡大投射する投影装置として液
晶プロジェクタが、ビデオ再生映像やコンピュータデー
タ等の表示用として近来広く普及している。なかでも、
カラー映像のプレゼンテーションなどに使用される「３
板液晶プロジェクタ」は映像が高精細であることから普
及率が高い。2. Description of the Related Art A liquid crystal projector has recently become widespread as a projection device for enlarging and projecting an image displayed on a liquid crystal panel or the like onto a display medium such as a screen for displaying video reproduced images and computer data. Above all,
"3" used for color video presentations
The "plate liquid crystal projector" has a high penetration rate because the image is high definition.

【０００３】３板液晶プロジェクタでは、３原色に応じ
た３枚の液晶パネルが用いられる。液晶パネルには透過
型のものと反射型のものとがある。透過型の液晶パネル
は、各画素の開閉を制御するための回路素子による所謂
ブラックマトリックスの存在により「画素ごとの光透過
面積」が狭められるため、表示映像の明るさを確保しよ
うとすると、発光量の大きい光源が必要となり、発生す
る熱に対する対策として冷却効果の高い冷却手段が必要
となり、投影装置の大型化・コスト高化を招来する。In a three-plate liquid crystal projector, three liquid crystal panels corresponding to the three primary colors are used. The liquid crystal panel includes a transmissive type and a reflective type. In a transmissive liquid crystal panel, the "light transmission area for each pixel" is narrowed due to the presence of a so-called black matrix, which is a circuit element for controlling the opening and closing of each pixel. A large amount of light source is required, and a cooling means having a high cooling effect is required as a countermeasure against generated heat, which leads to an increase in size and cost of the projection device.

【０００４】反射型の液晶パネルは、液晶の片側に反射
面を配したもので、液晶の持つ偏光面旋回機能を利用し
て偏光方向を制御する。光を入射させると、光は液晶を
透過し、反射面で反射され、液晶を透過して射出する。
液晶の各画素に印加する電圧を制御すると、液晶を往復
する間における偏光面の旋回角が制御されるので、画素
に印加された電圧に応じて射出光における偏光方向の分
布を制御することができ、これにより映像を表示するこ
とができる。このような反射型の液晶パネルは「反射型
のライトバルブ」と呼ばれている。The reflection type liquid crystal panel has a reflection surface on one side of the liquid crystal, and controls the polarization direction by utilizing the polarization plane rotation function of the liquid crystal. When light is incident, the light passes through the liquid crystal, is reflected by the reflection surface, passes through the liquid crystal, and is emitted.
When the voltage applied to each pixel of the liquid crystal is controlled, the turning angle of the plane of polarization during the reciprocating movement of the liquid crystal is controlled. Therefore, the distribution of the polarization direction of the emitted light can be controlled according to the voltage applied to the pixel. This allows the video to be displayed. Such a reflective liquid crystal panel is called a "reflective light valve".

【０００５】反射型のライトバルブでは上記ブラックマ
トリックスが不要であるので、ブラックマトリックスに
よる画素面積の狭小化の問題が無く、明るい映像を表示
できる。Since the above-mentioned black matrix is unnecessary in the reflection type light valve, a bright image can be displayed without the problem of narrowing the pixel area due to the black matrix.

【０００６】一方、所望の波長帯域の直線偏光の常光線
・異常光線間に、半波長分のリターデーションを与える
ことのできる「色選択性リターダ」が知られている。半
波長分のリターデーションを「設計条件として任意に設
定可能な波長帯域の光」に対して与えることができる。On the other hand, there is known a "color selective retarder" capable of giving a retardation of a half wavelength between an ordinary ray and an extraordinary ray of linearly polarized light in a desired wavelength band. A retardation for half a wavelength can be given to “light in a wavelength band that can be arbitrarily set as a design condition”.

【０００７】色選択性リターダを用いる３枚液晶プロジ
ェクタが提案されている（ＵＳＰ６１３０９１、日経マ
イクロデバイス ２０００年８月号 １８４頁）。この
ような３枚液晶プロジェクタの１例の概略を図１０に示
す。図１０において符号１３１、１３２、１３３、１３
４で示す４つの偏光ビームスプリッタは、図に示すよう
に「全体として正方形をなすように、そして各々の偏光
分離膜が上記正方形の対角線をなす」ように組み合わせ
られている。A three-panel liquid crystal projector using a color-selective retarder has been proposed (USP 613091, Nikkei Microdevice, August 2000, p. 184). FIG. 10 schematically shows an example of such a three-panel liquid crystal projector. In FIG. 10, reference numerals 131, 132, 133 and 13
As shown in the figure, the four polarization beam splitters 4 are combined so as to form "a square shape as a whole, and each polarization separation film forms a diagonal line of the square."

【０００８】符号ＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３、ＣＰ４は色
選択性リターダ、符号ＬＢＲ、ＬＢＢ、ＬＢＧは、それ
ぞれ「偏光方向を変換する機能を有する反射型のライト
バルブ」、符号ＰＬは「偏光板」、符号ＬＺは「投影用
の投射レンズ」をそれぞれ示している。Reference symbols CP1, CP2, CP3 and CP4 are color selective retarders, reference symbols LBR, LBB and LBG are "reflective light valves having a function of converting the polarization direction", and reference symbol PL is a "polarizing plate". Reference symbol LZ indicates “projection lens for projection”.

【０００９】平行光束化された照明光（白色光）は直線
偏光化されており、色選択性リターダＣＰ１の左方か
ら、偏光ビームスプリッタ１３１に対してＰ偏光として
入射して色選択性リターダＣＰ１を透過する。The illumination light (white light) that has been converted into a parallel light flux is linearly polarized, and enters the polarization beam splitter 131 as P-polarized light from the left side of the color selective retarder CP1 and enters the color selective retarder CP1. Through.

【００１０】色選択性リターダＣＰ１は、白色光から緑
色光を分離するためのものであり、色選択性リターダＣ
Ｐ１を透過した光は、緑色光の偏光面が９０度旋回す
る。緑色に対して補色となるマゼンタ色光では偏光面の
旋回は生じない。The color-selective retarder CP1 is for separating green light from white light, and is a color-selective retarder C.
The light transmitted through P1 has its plane of polarization of green light rotated by 90 degrees. With magenta light that is a complementary color to green, the polarization plane does not rotate.

【００１１】照明光は偏光ビームスプリッタ１３１に対
してＰ偏光として入射しているから、色選択性リターダ
１３１を透過した光では、マゼンタ色光はそのまま偏光
ビームスプリッタ１３１にＰ偏光として入射するが、緑
色光はＳ偏光に変換されて入射する。このため、緑色光
は偏光ビームスプリッタ１３１の偏光分離膜により反射
され、第２の偏光ビームスプリッタ１３２に入射し、そ
の偏光分離膜で反射されて偏光ビームスプリッタ１３２
から射出し、反射型のライトバルブＬＢＧに入射する。Since the illumination light is incident on the polarization beam splitter 131 as P-polarized light, in the light transmitted through the color selective retarder 131, the magenta light is directly incident on the polarization beam splitter 131 as P-polarized light, but is green. The light is converted into S-polarized light and enters. Therefore, the green light is reflected by the polarization splitting film of the polarization beam splitter 131, enters the second polarization beam splitter 132, is reflected by the polarization splitting film, and is polarized by the polarization beam splitter 132.
And enters the reflection type light valve LBG.

【００１２】ライトバルブＬＢＧの各画素は「表示映像
の緑色成分映像の映像信号」により偏光方向を変換する
制御を受け、緑色光の強度を２次元平面上で変調する。
このようにして、ライトバルブＬＢＧから偏光ビームス
プリッタ１３２に戻る光は偏光方向の分布する「緑色の
映像光」となる。この緑色の映像光のうち、偏光ビーム
スプリッタ１３２に対してＰ偏光の成分を持つ部分のみ
が「緑色映像光」として偏光ビームスプリッタ１３２を
透過し、第４の偏光ビームスプリッタ１３４を透過す
る。Each pixel of the light valve LBG is controlled by the "video signal of the green component image of the display image" to change the polarization direction, and modulates the intensity of the green light on the two-dimensional plane.
In this way, the light returning from the light valve LBG to the polarization beam splitter 132 becomes "green image light" in which the polarization direction is distributed. Of this green image light, only the portion having a P-polarized component with respect to the polarization beam splitter 132 passes through the polarization beam splitter 132 as “green image light” and passes through the fourth polarization beam splitter 134.

【００１３】第１の偏光ビームスプリッタ１３１を透過
したマゼンタ色光は、第２の色選択性リターダＣＰ１に
入射する。第２の色選択性リターダＣＰ２は、マゼンタ
色光のうち、赤色光に対してリターデーションを与え
る。従って、色選択性リターダＣＰ２を透過した赤色光
は第３の偏光ビームスプリッタ１３３に対してＳ偏光と
して入射し、残りの青色光はＰ偏光として入射する。The magenta color light transmitted through the first polarization beam splitter 131 is incident on the second color selective retarder CP1. The second color-selective retarder CP2 gives retardation to red light of magenta light. Therefore, the red light transmitted through the color-selective retarder CP2 enters the third polarization beam splitter 133 as S-polarized light, and the remaining blue light enters as P-polarized light.

【００１４】赤色光は偏光ビームスプリッタ１３３より
反射されてライトバルブＬＢＲに入射し、ライトバルブ
ＬＢＲの作用で「赤色の映像光」となって偏光ビームス
プリッタ１３３に戻り、そのうち偏光ビームスプリッタ
１３３に対してＰ偏光成分をもつもののみが「赤色映像
光」として偏光ビームスプリッタ１３３を透過する。The red light is reflected by the polarization beam splitter 133 and enters the light valve LBR, and by the action of the light valve LBR, it becomes "red image light" and returns to the polarization beam splitter 133. Only those having a P-polarized component are transmitted as “red image light” through the polarization beam splitter 133.

【００１５】青色光は偏光ビームスプリッタ１３３を透
過してライトバルブＬＢＢに入射し、ライトバルブＬＢ
Ｂの作用で「青色の映像光」となって偏光ビームスプリ
ッタ１３３に戻り、そのうち偏光ビームスプリッタ１３
３に対してＳ偏光成分をもつもののみが「青色映像光」
として偏光ビームスプリッタ１３３で反射される。The blue light passes through the polarization beam splitter 133 and enters the light valve LBB, and the light valve LB
By the action of B, it becomes “blue image light” and returns to the polarization beam splitter 133.
"Blue image light" is the only one that has an S-polarized component for 3
Is reflected by the polarization beam splitter 133.

【００１６】上記赤色映像光および青色映像光は、偏光
ビームスプリッタ１３３を介して色選択性リターダＣＰ
３を透過する。色選択性リターダＣＰ３は、色選択性リ
ターダＣＰ２と同じものである。このため、色選択性リ
ターダＣＰ３を介して第４の偏光ビームスプリッタ１３
４に入射する赤・青色映像光（「マゼンタ色映像光」と
して合成されている）は、偏光ビームスプリッタ１３４
に対してＳ偏光であるから偏光ビームスプリッタ１３４
により反射され、緑色映像光と合成される。The red image light and the blue image light are transmitted through the polarization beam splitter 133 to the color selective retarder CP.
Through 3. The color selective retarder CP3 is the same as the color selective retarder CP2. Therefore, the fourth polarization beam splitter 13 is transmitted via the color selective retarder CP3.
The red / blue image light (combined as “magenta image light”) incident on the polarization beam splitter 134 is incident on the polarization beam splitter 134.
Since it is S-polarized with respect to
Is reflected by and is combined with the green image light.

【００１７】このように合成された映像光のうち、マゼ
ンタ色映像光と緑色映像光とは偏光方向が互いに直交し
ているが、第４の色選択性リターダＣＰ４（第１の色選
択性リターダＣＰ１と同一のものである）を透過するこ
とにより、緑色映像光の偏光方向が９０度旋回されて
「全体が同一方向に直線偏光したカラー映像光」となっ
て偏光板ＰＬを透過し、投射レンズＬＺに入射し、同レ
ンズＬＺの作用で、スクリーン等の表示媒体に拡大カラ
ー映像として結像する。Of the image lights thus combined, the magenta color image light and the green image light have polarization directions orthogonal to each other, but a fourth color selective retarder CP4 (first color selective retarder (The same as CP1), the polarization direction of the green image light is rotated by 90 degrees to become "color image light linearly polarized in the same direction" and transmitted through the polarizing plate PL to be projected. The light enters the lens LZ, and by the action of the lens LZ, an image is formed as an enlarged color image on a display medium such as a screen.

【００１８】ところで、上に説明したプロジェクタにお
いて用いられている偏光ビームスプリッタは「Ｐ偏光を
透過させ、Ｓ偏光を反射させる」が、これは理想的な場
合であり、例えば可視領域のような広い波長帯域に対し
て、理想的な光学特性を発揮できるとは限らない。ま
た、光源から放射される白色光を完全に純粋な直線偏光
状態にすることも現実には容易でない。By the way, the polarization beam splitter used in the projector described above "transmits P-polarized light and reflects S-polarized light", which is an ideal case, and is wide in a visible region, for example. It is not always possible to exhibit ideal optical characteristics in the wavelength band. Further, it is not easy in reality to make the white light emitted from the light source into a completely pure linear polarization state.

【００１９】理想的な光学特性を持った偏光ビームスプ
リッタを実現することや、光源からの白色光を完全に直
線偏光化することは不可能ではないまでも、これを実際
に実現しようとすれば膨大なコストがかかるから実際的
でない。Although it is not impossible to realize a polarization beam splitter having ideal optical characteristics or completely convert white light from a light source into linearly polarized light, if this is actually attempted, It is impractical because of the huge cost.

【００２０】そうすると、図１０のようなプロジェクタ
の実際においては、表示される拡大映像の明暗のコント
ラストをどのように確保するかが問題となる。このコン
トラストの問題を、緑色映像光の場合を例にとって簡単
に説明する。Then, in the actual case of the projector as shown in FIG. 10, how to secure the contrast of lightness and darkness of the displayed enlarged image becomes a problem. The problem of the contrast will be briefly described by taking the case of green image light as an example.

【００２１】説明の簡単のために、緑色映像が「最大輝
度映像と最小輝度映像とで構成されている」ものとす
る。このとき、最大輝度映像を構成する映像光は偏光ビ
ームスプリッタ１３２に対してＰ偏光であり、最小輝度
映像（黒）の対応する光は偏光ビームスプリッタ１３２
に対してＳ偏光であるが、偏光ビームスプリッタ１３２
の実際の分離機能は完全ではないから、最大輝度映像を
構成する光（本来は偏光ビームスプリッタ１３２を透過
すべき光）のなかにも、偏光ビームスプリッタ１３２で
反射される部分があり、このように偏光ビームスプリッ
タ１３２で反射される最大輝度映像光は「スクリーン上
に形成されるべき（緑色の）最大輝度映像の輝度に対す
る損失分」として上記映像の輝度を低下させる。For simplicity of explanation, it is assumed that the green image is "composed of a maximum luminance image and a minimum luminance image". At this time, the image light forming the maximum brightness image is P-polarized with respect to the polarization beam splitter 132, and the corresponding light of the minimum brightness image (black) is the polarization beam splitter 132.
Is S-polarized with respect to
Since the actual separation function of is not perfect, there is a part of the light forming the maximum brightness image (the light that should originally pass through the polarization beam splitter 132) that is reflected by the polarization beam splitter 132. The maximum brightness image light reflected by the polarization beam splitter 132 lowers the brightness of the above image as "a loss amount with respect to the brightness of the (green) maximum brightness image to be formed on the screen".

【００２２】一方、最小輝度映像の光は偏光ビームスプ
リッタ１３２により完全に反射されることが理想である
が、現実には偏光ビームスプリッタ１３２を透過する部
分があり、このような光はノイズとして、本来、緑色映
像に対して完全な黒となるべき部分の輝度を上昇させ
る。このようにして、スクリーン上の映像の最大輝度と
最小輝度の差が縮まるため、スクリーン上における緑色
映像の明暗のコントラストが低下することになる。他の
色の映像においても同様であり、結局、スクリーン上の
カラー映像のコントラストが低下する。On the other hand, it is ideal that the light of the minimum luminance image is completely reflected by the polarization beam splitter 132, but in reality, there is a portion that transmits through the polarization beam splitter 132, and such light is regarded as noise. Originally, the brightness of the portion that should be completely black with respect to the green image is increased. In this way, the difference between the maximum luminance and the minimum luminance of the image on the screen is reduced, so that the contrast of light and dark of the green image on the screen is lowered. The same applies to images of other colors, and eventually the contrast of the color image on the screen decreases.

【００２３】偏光ビームスプリッタにおけるＰ偏光の透
過率を限りなく１００％に近くし、Ｓ偏光の透過率を限
りなく０に近づけることが可能で有れば、表示映像のコ
ントラストを高めることができるが、実際には偏光ビー
ムスプリッタの特性として、Ｐ偏光の透過特性、Ｓ偏光
の反射特性の一方を向上させようとすると、他方の特性
が低下してしまう。If the transmittance of P-polarized light in the polarization beam splitter can be made as close as possible to 100% and the transmittance of S-polarized light as close as possible to 0, the contrast of the displayed image can be increased. Actually, if one of the transmission characteristics of P-polarized light and the reflection characteristic of S-polarized light is to be improved as the characteristics of the polarization beam splitter, the other characteristic will be deteriorated.

【００２４】[0024]

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上述した
事情に鑑みてなされたものであり、色選択性リターダと
偏光ビームスプリッタと、反射型のライトバルブを用い
る投影装置において、上述した映像コントラストの低下
を有効に軽減することを課題とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and in a projection device using a color selective retarder, a polarization beam splitter, and a reflection type light valve, the above-mentioned image contrast is provided. The problem is to effectively reduce the decrease in

【００２５】[0025]

【課題を解決するための手段】この発明の偏光型光路分
離素子は、ライトバルブと偏光ビームスプリッタとを有
する。「ライトバルブ」は、偏光方向を変換する機能を
有する反射型のものである。A polarization type optical path separation element of the present invention has a light valve and a polarization beam splitter. The “light valve” is a reflection type that has a function of converting the polarization direction.

【００２６】「偏光ビームスプリッタ」は、直線偏光の
照明光を入射され、上記ライトバルブに向って射出させ
る。The "polarization beam splitter" receives linearly polarized illumination light and emits it toward the light valve.

【００２７】請求項１記載の偏光型光路分離素子は、以
下の点を特徴とする。即ち、偏光ビームスプリッタのＰ
偏光透過率をＴｐ、Ｓ偏光透過率をＴｓとするとき、Ｔ
ｓ＞１−Ｔｐであり、照明光をＰ偏光として入射され
る。The polarization type optical path separating element according to claim 1 is characterized by the following points. That is, P of the polarization beam splitter
When the polarized light transmittance is Tp and the S polarized light transmittance is Ts, T
Since s> 1-Tp, the illumination light is incident as P-polarized light.

【００２８】請求項２記載の偏光型光路分離素子は、以
下の点を特徴とする。即ち、偏光ビームスプリッタのＰ
偏光透過率をＴｐ、Ｓ偏光透過率をＴｓとするとき、Ｔ
ｓ＜１−Ｔｐであり、照明光をＳ偏光として入射され
る。The polarization type optical path separation element according to claim 2 is characterized by the following points. That is, P of the polarization beam splitter
When the polarized light transmittance is Tp and the S polarized light transmittance is Ts, T
Since s <1-Tp, the illumination light is incident as S-polarized light.

【００２９】この発明の色分離合成素子は「互いに分離
した第１および第２の波長領域の光を分離もしくは合
成」する素子であって、色選択性リターダと、偏光ビー
ムスプリッタを有する。The color separation / combination element of the present invention is an element that "separates or combines the lights in the first and second wavelength regions separated from each other" and has a color selective retarder and a polarization beam splitter.

【００３０】「色選択性リターダ」は上に説明したもの
であり、入射される直線偏光状態の光における第１の波
長帯域の光のみの偏光面を９０度旋回させて透過させ、
第２の波長帯域の光は偏光状態を保って透過させる。The "color-selective retarder" has been described above, and the plane of polarization of only the light of the first wavelength band in the incident light of the linear polarization state is rotated by 90 degrees and transmitted.
Light in the second wavelength band is transmitted while maintaining its polarization state.

【００３１】「偏光ビームスプリッタ」は、色分離のと
きは色選択性リターダを透過した光を入射されて第１お
よび第２の波長帯域の光の光路を分離し、色合成のとき
には偏光方向を直交させた状態で合成された第１および
第２の波長帯域の光を色選択性リターダに向って射出し
て、色選択性リターダを透過させる。The "polarization beam splitter" separates the optical paths of the light in the first and second wavelength bands by receiving the light transmitted through the color selective retarder at the time of color separation, and changes the polarization direction at the time of color combination. The lights of the first and second wavelength bands combined in the orthogonal state are emitted toward the color-selective retarder and transmitted through the color-selective retarder.

【００３２】なお、この明細書において「直線偏光状態
の光」は、理想的、即ち「純粋な直線偏光状態の光」の
みを言うものではない。例えば、偏光ビームスプリッタ
に対してＰ偏光の光というとき、この光は１００％純粋
なＰ偏光状態ではなく、例えば１０％程度のＳ偏光成分
を含むような光をも範疇に含む。In this specification, "light having a linear polarization state" does not mean only ideal light, that is, "light having a pure linear polarization state". For example, when referring to P-polarized light with respect to a polarization beam splitter, this light does not include 100% pure P-polarized light, but also includes light that includes, for example, about 10% S-polarized light component.

【００３３】請求項３記載の色分離合成素子は、以下の
点を特徴とする。A color separation / synthesis element according to a third aspect is characterized by the following points.

【００３４】即ち、偏光ビームスプリッタにおける、第
１の波長帯域のＰ偏光透過率をＴｐ１、Ｓ偏光透過率を
Ｔｓ１とするとき、Ｔｓ１＞１−Ｔｐ１であり、色分離
のときはＳ偏光が色選択性リターダに入射され、色合成
のときは、第１および第２の波長帯域の光がＳ偏光とし
て合成される。That is, when the P-polarized light transmittance in the first wavelength band in the polarization beam splitter is Tp1 and the S-polarized light transmittance is Ts1, Ts1> 1-Tp1, and in the case of color separation, S-polarized light is colored. When entering the selective retarder and performing color combination, the lights in the first and second wavelength bands are combined as S-polarized light.

【００３５】請求項４記載の色分離合成素子は、以下の
点を特徴とする。A color separation / synthesis element according to a fourth aspect is characterized by the following points.

【００３６】即ち、偏光ビームスプリッタにおける、第
２の波長帯域のＰ偏光透過率をＴｐ２、Ｓ偏光透過率を
Ｔｓ２とするとき、Ｔｓ２＜１−Ｔｐ２であり、色分離
のときはＳ偏光が、色選択性リターダに入射され、色合
成のときは、第１および第２の波長帯域の光がＳ偏光と
して合成される。That is, when the P-polarized light transmittance in the second wavelength band in the polarization beam splitter is Tp2 and the S-polarized light transmittance is Ts2, Ts2 <1-Tp2, and in the case of color separation, S-polarized light is When entering the color selective retarder and performing color combination, the light in the first and second wavelength bands is combined as S-polarized light.

【００３７】上記請求項３記載の色分離合成素子は、偏
光ビームスプリッタにおける、第２の波長帯域のＰ偏光
透過率をＴｐ２、Ｓ偏光透過率をＴｓ２とするとき、Ｔ
ｓ２＜１−Ｔｐ２とすることができる（請求項５）。In the color separating / combining element according to the third aspect, when the P-polarized light transmittance and the S-polarized light transmittance in the second wavelength band in the polarization beam splitter are Tp2 and Ts2, respectively,
It can be set to s2 <1-Tp2 (Claim 5).

【００３８】請求項６記載の色分離方法は、上記請求項
３または４または５記載の色分離合成素子を用いて「互
いに分離した第１および第２の波長帯域の光を含む直線
偏光状態の光を、第１の波長領域の光と第２の波長帯域
の光とに分離」する方法であって、以下の点を特徴とす
る。A color separation method according to a sixth aspect uses the color separation / combination element according to the third, fourth, or fifth aspect to describe "a linearly polarized state including lights in the first and second wavelength bands separated from each other. A method of separating light into light of a first wavelength region and light of a second wavelength band ", characterized by the following points.

【００３９】即ち、色分離すべき直線偏光状態の光をＳ
偏光として色選択性リターダに入射させ、偏光ビームス
プリッタによりＳ偏光の光とＰ偏光の光とに分離する。That is, the light in the linearly polarized state to be color-separated is S
It is incident on the color selective retarder as polarized light, and is split into S-polarized light and P-polarized light by the polarization beam splitter.

【００４０】請求項７記載の色合成方法は、上記請求項
３または４または５記載の色分離合成素子を用いて「直
線偏光状態で第１の波長帯域の光と、直線偏光状態で第
２の波長帯域の光とを色合成」する方法であって、以下
の点を特徴とする。A color synthesizing method according to a seventh aspect uses the color separating / combining element according to the third, fourth or fifth aspect, wherein "the light of the first wavelength band in the linearly polarized state and the second light in the linearly polarized state is used. The method is characterized by the following points.

【００４１】即ち、色合成すべき光のうち、第１の波長
帯域の光をＰ偏光として偏光ビームスプリッタに入射さ
せ、第２の波長帯域の光をＳ偏光として偏光ビームスプ
リッタに入射させる。That is, of the lights to be color-synthesized, the light of the first wavelength band is made incident on the polarization beam splitter as P-polarized light, and the light of the second wavelength band is made incident on the polarization beam splitter as S-polarized light.

【００４２】請求項８記載の色分離合成素子は、以下の
点を特徴とする。即ち、偏光ビームスプリッタにおけ
る、第１の波長帯域のＰ偏光透過率をＴｐ１、Ｓ偏光透
過率をＴｓ１とするとき、Ｔｓ１＜１−Ｔｐ１であり、
色分離のときはＰ偏光が色選択性リターダに入射され、
色合成のときは、第１および第２の波長帯域の光がＰ偏
光として合成される。The color separation / synthesis element according to claim 8 is characterized by the following points. That is, when the P-polarized light transmittance and the S-polarized light transmittance in the first wavelength band in the polarization beam splitter are Tp1 and Ts1, respectively, Ts1 <1-Tp1.
At the time of color separation, P-polarized light is incident on the color selective retarder,
In color combination, light in the first and second wavelength bands is combined as P-polarized light.

【００４３】請求項９記載の色分離合成素子は、以下の
点を特徴とする。The color separation / synthesis element according to claim 9 is characterized by the following points.

【００４４】即ち、偏光ビームスプリッタにおける、第
２の波長帯域のＰ偏光透過率をＴｐ２、Ｓ偏光透過率を
Ｔｓ２とするとき、Ｔｓ２＞１−Ｔｐ２であり、色分離
のときはＰ偏光が色選択性リターダに入射され、色合成
のときは、第１および第２の波長帯域の光がＰ偏光とし
て合成される。That is, when the P-polarized light transmittance in the second wavelength band in the polarization beam splitter is Tp2 and the S-polarized light transmittance is Ts2, Ts2> 1-Tp2, and in the case of color separation, the P-polarized light is colored. Upon entering the selective retarder and performing color combination, the light in the first and second wavelength bands is combined as P-polarized light.

【００４５】上記請求項８記載の色分離合成素子におい
て、偏光ビームスプリッタにおける、第２の波長帯域の
Ｐ偏光透過率をＴｐ２、Ｓ偏光透過率をＴｓ２とすると
き、Ｔｓ２＞１−Ｔｐ２とすることができる（請求項１
０）。In the color separation / combination element according to claim 8, when the P-polarized light transmittance and the S-polarized light transmittance in the second wavelength band of the polarization beam splitter are Tp2 and Ts2, respectively, Ts2> 1-Tp2. It is possible (Claim 1
0).

【００４６】請求項１１記載の色分離方法は、上記請求
項８または９または１０記載の色分離合成素子を用いて
「互いに分離した第１および第２の波長帯域の光を含む
直線偏光状態の光を、第１の波長領域の光と第２の波長
帯域の光とに分離」する方法であって、以下の点を特徴
とする。即ち、色分離すべき直線偏光状態の光をＰ偏光
として色選択性リターダに入射させ、偏光ビームスプリ
ッタによりＳ偏光の光とＰ偏光の光とに分離する。The color separation method according to claim 11 uses the color separation / combination element according to claim 8 or 9 or 10 to describe "a linearly polarized state including lights in the first and second wavelength bands separated from each other. A method of separating light into light of a first wavelength region and light of a second wavelength band ", characterized by the following points. That is, the linearly polarized light to be color-separated is incident on the color-selective retarder as P-polarized light, and is separated into S-polarized light and P-polarized light by the polarization beam splitter.

【００４７】請求項１２記載の色合成方法は、上記請求
項８または９または１０記載の色分離合成素子を用いて
「直線偏光状態で第１の波長帯域の光と、直線偏光状態
で第２の波長帯域の光とを色合成」する方法であって、
以下の点を特徴とする。即ち、色合成すべき光のうち、
第１の波長帯域の光をＳ偏光として偏光ビームスプリッ
タに入射させ、第２の波長帯域の光をＰ偏光として偏光
ビームスプリッタに入射させる。According to a twelfth aspect of the present invention, in the color synthesizing method using the color separating / combining element according to the eighth, ninth or tenth aspect, "the light of the first wavelength band in the linearly polarized state and the second light in the linearly polarized state are used. Is a method of color combining with light in the wavelength band of
It is characterized by the following points. That is, of the light to be color-synthesized
The light in the first wavelength band is incident on the polarization beam splitter as S-polarized light, and the light in the second wavelength band is incident on the polarization beam splitter as P-polarized light.

【００４８】なお上記各請求項記載の発明の説明におい
て、Ｐ偏光・Ｓ偏光が「関連した偏光ビームスプリッタ
に対してのＰ偏光・Ｓ偏光である」ことは言うまでも無
い。In the description of the invention described in the above claims, it goes without saying that P-polarized light and S-polarized light are "P-polarized light and S-polarized light for the associated polarization beam splitter".

【００４９】この発明のカラー映像光合成装置は「投影
装置によりスクリーン等の表示媒体上に投影すべきカラ
ー映像用のカラー映像光を合成」する装置であって、３
種のライトバルブＬＡ、ＬＢ、ＬＣと、色分離合成素子
と、色分離合成手段とを有する。カラー映像を構成する
３原色をＡ、Ｂ、Ｃ（例えば、緑・赤・青や、イエロー
・マゼンタ・シアン等）とする。The color image light synthesizing device of the present invention is a device for "synthesizing color image light for a color image to be projected on a display medium such as a screen by a projection device".
It has light valves LA, LB, LC of a kind, a color separation / synthesis element, and a color separation / synthesis means. The three primary colors forming the color image are A, B, and C (for example, green, red, blue, yellow, magenta, cyan, etc.).

【００５０】「ライトバルブＬＡ」は、偏光方向を変換
する機能を有しＡ色映像を表示する反射型のライトバル
ブである。「ライトバルブＬＢ」は、偏光方向を変換す
る機能を有しＢ色映像を表示する反射型のライトバルブ
である。「ライトバルブＬＣ」は、偏光方向を変換する
機能を有しＣ色映像を表示する反射型のライトバルブで
ある。The "light valve LA" is a reflection type light valve having a function of converting the polarization direction and displaying an A color image. The “light valve LB” is a reflective light valve that has a function of converting the polarization direction and displays a B-color image. The "light valve LC" is a reflective light valve that has a function of converting the polarization direction and displays a C-color image.

【００５１】「色分離合成素子」は、色選択性リターダ
と偏光ビームスプリッタを有するものである。「色分離
合成手段」は、ダイクロイック膜により色分離と色合成
とを行う。The "color separation / combination element" has a color selective retarder and a polarization beam splitter. The "color separation / combination means" performs color separation and color combination by a dichroic film.

【００５２】請求項１３記載のカラー映像光合成装置は
以下の点を特徴とする。即ち、色分離合成素子としては
請求項３または４または５記載のものが用いられ、直線
偏光状態の白色光が（偏光ビームスプリッタに対して）
Ｓ偏光状態で色選択性リターダに入射される。A color image photosynthesis device according to a thirteenth aspect is characterized by the following points. That is, as the color separating / combining element, the one according to claim 3 or 4 or 5 is used, and white light in a linearly polarized state (with respect to the polarization beam splitter) is used.
It is incident on the color selective retarder in the S polarization state.

【００５３】そして、第１の波長帯域を色：Ａを含む領
域、第２の波長領域を色：ＢおよびＣを含む領域とし
て、色分離合成素子により分離されたＡ色光をライトバ
ルブＬＡでＡ色映像光とし、色分離合成素子により分離
されたＢ色光、Ｃ色光を色分離合成手段により別個に分
離してそれぞれライトバルブＬＢ、ＬＣによりＢ色映像
光およびＣ色映像光とし、Ｂ色映像光およびＣ色映像光
を色分離合成手段により合成した後、これらとＡ色映像
光とを、色分離合成素子の偏光ビームスプリッタにより
合成して射出させる。Then, with the first wavelength band as the region containing the color A and the second wavelength region as the region containing the colors B and C, the A color light separated by the color separation / combination element is converted into the light valve LA by the light valve LA. The B-color image light and the C-color image light separated by the color separation / combination element are separately separated by the color separation / combination means into the B-color image light and the C-color image light by the light valves LB and LC, respectively. After the light and the C-color image light are combined by the color separation / combination means, these and the A-color image light are combined and emitted by the polarization beam splitter of the color separation / combination element.

【００５４】請求項１４記載のカラー映像光合成装置
は、以下の点を特徴とする。即ち、色分離合成素子とし
て請求項８または９または１０記載のものが用いられ、
直線偏光状態の白色光が（偏光ビームスプリッタに対し
て）Ｐ偏光状態で色選択性リターダに入射される。The color image photosynthesis apparatus according to claim 14 is characterized by the following points. That is, the one according to claim 8 or 9 or 10 is used as the color separating / combining element,
White light in the linear polarization state is incident on the color selective retarder in the P polarization state (for the polarization beam splitter).

【００５５】そして、第１の波長帯域を色：Ａを含む領
域、第２の波長領域を色：ＢおよびＣを含む領域とし
て、色分離合成素子により分離されたＡ色光をライトバ
ルブＬＡでＡ色映像光とし、色分離合成素子により分離
されたＢ色光、Ｃ色光を色分離合成手段により別個に分
離してそれぞれライトバルブＬＢ、ＬＣによりＢ色映像
光およびＣ色映像光とし、Ｂ色映像光およびＣ色映像光
を色分離合成手段により合成した後、これらとＡ色映像
光とを、色分離合成素子の偏光ビームスプリッタにより
合成して射出させる。Then, with the first wavelength band as the region containing the color: A and the second wavelength region as the region containing the colors: B and C, the A-color light separated by the color separation / combination element is converted into the A by the light valve LA. The B-color image light and the C-color image light separated by the color separation / combination element are separately separated by the color separation / combination means into the B-color image light and the C-color image light by the light valves LB and LC, respectively. After the light and the C-color image light are combined by the color separation / combination means, these and the A-color image light are combined and emitted by the polarization beam splitter of the color separation / combination element.

【００５６】上記請求項１３または１４記載のカラー映
像光合成装置における「ダイクロイック膜を用いる色分
離合成手段」は、ダイクロイック膜を有するプリズムで
あることができる（請求項１５）。The "color separating / combining means using a dichroic film" in the color image light synthesizing apparatus according to claim 13 or 14 can be a prism having a dichroic film (claim 15).

【００５７】請求項１６記載のカラー映像光合成装置
は、上記ライトバルブＬＡ、ＬＢ、ＬＣと、第１〜第３
の色分離合成素子と、光路分離用偏光ビームスプリッタ
とを有する。According to a sixteenth aspect of the present invention, there is provided a color image photosynthesis device including the light valves LA, LB, LC and the first to third portions.
And a polarization beam splitter for optical path separation.

【００５８】「第１の色分離合成素子」は、第１の波長
帯域を色：Ａを含む領域、第２の波長領域を色：Ｂおよ
びＣを含む領域として、Ａ色光と「Ｂ及びＣ色光」とに
分離する。「光路分離用偏光ビームスプリッタ」は、第
１の色分離合成素子により分離されたＡ色光をライトバ
ルブＬＡへ導光する。The "first color separation / combination element" defines the first wavelength band as a region including the color: A and the second wavelength region as a region including the colors: B and C, and A color light and "B and C". Colored light ". The “optical path separation polarization beam splitter” guides the A-color light separated by the first color separation / combination element to the light valve LA.

【００５９】「第２の色分離合成素子」は、第１の波長
帯域をＢ色光、第２の波長帯域をＣ色光として、これら
Ｂ色光、Ｃ色光を分離して、ライトバルブＬＢ、ＬＣへ
それぞれ導光し、これらライトバルブＬＢ、ＬＣによる
Ｂ色映像光、Ｃ色映像光を合成する。The "second color separation / combination element" separates the B-color light and the C-color light into the light valves LB and LC using the first wavelength band as the B-color light and the second wavelength band as the C-color light. The light is guided respectively and the B color image light and the C color image light by these light valves LB and LC are combined.

【００６０】「第３の色分離合成素子」は、第２の色分
離合成素子により合成されたＢ色映像光・Ｃ色映像光の
偏光方向を揃えると共に、ライトバルブＬＡによるＡ色
映像光を光路分離用偏光ビームスプリッタを介して入射
され、Ｂ色映像光・Ｃ色映像光と合成し、カラー映像光
として射出させる。The "third color separating / combining element" aligns the polarization directions of the B-color image light and the C-color image light combined by the second color-separating / combining element, and the A-color image light by the light valve LA. The light enters through the polarization beam splitter for optical path separation, is combined with B color image light and C color image light, and is emitted as color image light.

【００６１】第１〜第３の色分離合成素子は、色選択性
リターダと偏光ビームスプリッタとで構成される。The first to third color separation / combination elements are composed of a color selective retarder and a polarization beam splitter.

【００６２】そして、ライトバルブＬＡと光路分離用偏
光ビームスプリッタは請求項２または１記載の偏光型光
路分離素子を構成し、第２の色分離合成素子の偏光ビー
ムスプリッタとライトバルブＬＢは請求項２または１記
載の偏光型光路分離素子を、第２の色分離合成素子の偏
光ビームスプリッタとライトバルブＬＣは請求項１また
は２記載の偏光型光路分離素子をそれぞれ構成する。Then, the light valve LA and the polarization beam splitter for optical path separation constitute the polarization type optical path separation element according to claim 2 or 1, and the polarization beam splitter and the light valve LB of the second color separation / combination element are claimed. The polarization-type optical path separation element according to claim 2 or 1, the polarization beam splitter and the light valve LC of the second color separation / combination element respectively constitute the polarization-type optical path separation element according to claim 1 or 2.

【００６３】この発明のカラー映像光合成方法は「投影
装置によりスクリーン等の表示媒体上に投影すべきカラ
ー映像用のカラー映像光を合成」する方法である。請求
項１７記載のカラー映像光合成方法は、請求項１３また
は１４または１５記載のカラー映像光合成装置を用いて
行うことを特徴とし、請求項１７記載のカラー映像光合
成方法は、請求項１６記載のカラー映像光合成装置を用
いて行うことを特徴とする。The color image light combining method of the present invention is a method of "combining color image light for a color image to be projected on a display medium such as a screen by a projection device". The color image photosynthesis method according to claim 17 is performed by using the color image photosynthesis device according to claim 13, 14 or 15, and the color image photosynthesis method according to claim 17 is the color image photosynthesis method according to claim 16. It is characterized in that it is performed using an image photosynthesis device.

【００６４】この発明の投影装置は「カラー映像をスク
リーン等の表示媒体上に投影」する投影装置（プロジェ
クタ）であって、白色光源と、カラー映像光合成装置
と、結像光学系とを有する（請求項１９）。The projection apparatus of the present invention is a projection apparatus (projector) for "projecting a color image on a display medium such as a screen", and has a white light source, a color image light synthesizing apparatus, and an image forming optical system ( Claim 19).

【００６５】「白色光源」は、照明用の白色光を放射す
る。「カラー映像光合成装置」としては、上述した請求
項１３〜１６の任意の１に記載のものが用いられる。
「結像光学系」は、カラー映像光合成装置により合成さ
れたカラー映像光を表示媒体上に拡大して投影し結像さ
せる。The "white light source" emits white light for illumination. As the "color image photosynthesis device", the one described in any one of claims 13 to 16 is used.
The "imaging optical system" enlarges and projects the color image light combined by the color image light combining device onto the display medium.

【００６６】この請求項１９記載の投影装置は「白色光
源からの白色光の大半を、直線偏光状態にする偏光化手
段」を有することができる（請求項２０）。The projection device according to the nineteenth aspect of the present invention can have a "polarizing means for converting most of the white light from the white light source into a linearly polarized state" (the twentieth aspect).

【００６７】[0067]

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を説明す
る。図１は、請求項１記載の偏光型光路分離素子の、実
施の形態を説明するための図である。「偏光型光路分離
素子」は、偏光方向を変換する機能を有する反射型のラ
イトバルブ１０と、直線偏光の照明光を入射され、ライ
トバルブ１０に向って射出させる偏光ビームスプリッタ
１２とを有し、偏光ビームスプリッタ１２ＡのＰ偏光透
過率をＴｐ、Ｓ偏光透過率をＴｓとするとき、Ｔｓ＞１
−Ｔｐであり、照明光をＰ偏光として入射される。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of a polarization type optical path separation element according to claim 1. The “polarization type optical path separation element” has a reflection type light valve 10 having a function of converting the polarization direction, and a polarization beam splitter 12 which receives linearly polarized illumination light and emits it toward the light valve 10. , Ps polarized light transmittance of the polarization beam splitter 12A is Tp, and S polarized light transmittance is Ts, Ts> 1
-Tp, and the illumination light is incident as P-polarized light.

【００６８】すると、図に示すように、偏光ビームスプ
リッタ１２Ａに対してＰ偏光で入射する照明光は、偏光
ビームスプリッタ１２Ａを透過してライトバルブ１０に
入射して反射される間に、映像信号に応じて画素ごとに
偏光方向を変換され、映像情報を持つ光となって偏光ビ
ームスプリッタ１２Ａに戻る。Then, as shown in the drawing, the illumination light that enters the polarization beam splitter 12A as P-polarized light passes through the polarization beam splitter 12A, enters the light valve 10, and is reflected by the video signal. The polarization direction is converted for each pixel according to the above, and the light having image information is returned to the polarization beam splitter 12A.

【００６９】偏光ビームスプリッタ１２Ａに戻った光の
Ｐ偏光成分は偏光ビームスプリッタ１２Ａを透過して照
明光源側（図の右方）の光路へ進行する。これに対して
映像情報を持つ光のうちの（偏光ビームスプリッタに対
する）Ｓ偏光成分は、「映像光」として偏光ビームスプ
リッタ１２Ａにより反射され、投影用の結像光学系とし
ての投射レンズに向う光路を進む。The P-polarized component of the light returned to the polarization beam splitter 12A passes through the polarization beam splitter 12A and travels to the optical path on the illumination light source side (right side in the figure). On the other hand, the S-polarized component (with respect to the polarization beam splitter) of the light having image information is reflected by the polarization beam splitter 12A as "image light" and is directed to the projection lens as the imaging optical system for projection. Proceed to.

【００７０】即ち、偏光ビームスプリッタ１２Ａにより
反射されて投射レンズに向うＳ偏光の「映像光」が映像
の表示に与ることになる。換言すれば、ライトバルブ１
０により画素ごとに偏光方向を変換された「映像情報を
持つ光」のうち、映像の表示に与る映像光の光路（Ｓ偏
光の光路）と、映像の表示に関与しない光の光路（Ｐ偏
光の光路）が分離されることになる。That is, the S-polarized "image light" reflected by the polarization beam splitter 12A and directed to the projection lens is applied to the display of the image. In other words, light valve 1
Of the “light having image information” whose polarization direction is converted for each pixel by 0, the optical path of image light (S-polarized light path) that affects image display and the optical path of light that does not participate in image display (P The optical path of polarized light will be separated.

【００７１】上述の如く、偏光ビームスプリッタ１２Ａ
におけるＰ偏光透過率：Ｔｐ、Ｓ偏光の透過率：Ｔｓの
間には、Ｔｓ＞１−Ｔｐの関係がある。請求項１記載の
偏光型光路分離素子は、この関係に基づいて、偏光ビー
ムスプリッタ１２Ａへ入射する照明光の偏光方向をＰ偏
光としたものである。この点の技術的意義は以下の如く
である。As described above, the polarization beam splitter 12A
There is a relationship of Ts> 1-Tp between the P-polarized light transmittance: Tp and the S-polarized light transmittance: Ts. Based on this relationship, the polarization-type optical path separation element according to claim 1 sets the polarization direction of the illumination light incident on the polarization beam splitter 12A to P-polarized light. The technical significance of this point is as follows.

【００７２】説明の具体性のために、上記Ｐ偏光透過
率：Ｔｐ＝９９．５％、Ｓ偏光透過率：Ｔｓ＝５％とす
る。そうすると、１−Ｔｐ＝０．００５（０．５％）
は、Ｔｓよりも小さく、Ｔｓ＞１−Ｔｐの条件を満足す
る。For the sake of concreteness of description, it is assumed that the P-polarized light transmittance is Tp = 99.5% and the S-polarized light transmittance is Ts = 5%. Then, 1-Tp = 0.005 (0.5%)
Is smaller than Ts and satisfies the condition of Ts> 1-Tp.

【００７３】このとき、前述の例のように、表示される
映像が「最大輝度映像と最小輝度映像とで構成されてい
る」ものとしてそのコントラストを考えてみる。説明を
単純化するために、最大輝度を「白」、最小輝度を
「黒」と呼ぶことにし、コントラストを「白／黒の光量
比」として表す。At this time, as in the above-mentioned example, let us consider the contrast by assuming that the displayed image is "composed of the maximum luminance image and the minimum luminance image". In order to simplify the explanation, the maximum brightness is called “white” and the minimum brightness is called “black”, and the contrast is expressed as “white / black light amount ratio”.

【００７４】ライトバルブ１０における「Ｐ偏光からＳ
偏光への変換効率（Ｐ偏光として入射し、反射され、Ｓ
偏光に変換される効率）をα、ライトバルブ１０での
「反射率」をβとすると、これらα、βはライトバルブ
１０の特性として定まる。In the light valve 10, "from P polarized light to S
Efficiency of conversion to polarized light (incident as P polarized light, reflected, S
If α is the efficiency of conversion into polarized light and β is the “reflectance” of the light valve 10, these α and β are determined as the characteristics of the light valve 10.

【００７５】先ず、白表示における光量を求めると、偏
光ビームスプリッタ１２Ａに入射する照明光（Ｐ偏光）
の光量を１００％として、照明光はまず偏光ビームスプ
リッタ１２Ａを９９．５％が透過し、ライトバルブ１０
により効率：αでＳ偏光に変換・反射されるから、偏光
ビームスプリッタ１２Ａに戻るＳ偏光量は９９．５×α
％である。First, when the amount of light in white display is obtained, the illumination light (P-polarized light) incident on the polarization beam splitter 12A is obtained.
Assuming that the amount of light is 100%, the illumination light first passes through the polarization beam splitter 12A by 99.5%, and the light valve 10
Efficiency is converted to S-polarized light by α and reflected, so the amount of S-polarized light returning to the polarization beam splitter 12A is 99.5 × α.
%.

【００７６】偏光ビームスプリッタ１２ＡにおけるＳ偏
光の反射率は１−Ｔｓ＝９５％であるから、白表示光
（白色映像光）として投射レンズ側へ向う白表示光量
は、 白表示光量：０．９４５２５α（＝０．９９５×α×
０．９５）％ となる。一方、黒表示においては、ライトバルブ１０は
偏光方向を変換せず、照明光を「Ｐ偏光のまま」反射
率：βで反射して偏光ビームスプリッタに戻すのである
から、ライトバルブ１０から偏光ビームスプリッタ１２
Ａに戻るＰ偏光の光量は９９．５×β％である。Since the reflectance of S-polarized light in the polarization beam splitter 12A is 1-Ts = 95%, the white display light amount toward the projection lens side as white display light (white image light) is white display light amount: 0.94525α. (= 0.995 × α ×
It becomes 0.95)%. On the other hand, in the black display, the light valve 10 does not change the polarization direction and reflects the illumination light “as P polarized” with the reflectance: β and returns it to the polarization beam splitter. Splitter 12
The amount of P-polarized light returning to A is 99.5 × β%.

【００７７】偏光ビームスプリッタ１２Ａは、Ｐ偏光に
対する反射率として１−Ｔｐ＝０．５％を有しているの
で、黒表示の際、ライトバルブ１０から戻ったＰ偏光成
分のうちの０．５％の光量は黒表示光量となり、その値
は、 黒表示光量：０．００４９７５β（＝０．９９５×β×
０．００５）％ である。従って、この場合のコントラストは 白表示光量／黒表示光量＝０．９４５２５α／０．００
４９７５β＝１９０α／β となる。コントラストを考える上において、理想の場合
は黒表示光量が０であるから、上の定義に従えば、理想
的なコントラストというのは白表示光量／黒表示光量が
無限大となる場合であり、上記光量比が大きいほどコン
トラストは良い。Since the polarization beam splitter 12A has a reflectance of 1-Tp = 0.5% for P-polarized light, 0.5 of P-polarized light components returned from the light valve 10 is displayed during black display. The light amount of% is the black display light amount, and the value is: black display light amount: 0.004975β (= 0.995 × β ×
0.005)%. Therefore, the contrast in this case is white display light amount / black display light amount = 0.94525α / 0.00
4975β = 190α / β. In consideration of contrast, the black display light amount is 0 in the ideal case. Therefore, according to the above definition, the ideal contrast is a case where the white display light amount / the black display light amount is infinite. The larger the light quantity ratio, the better the contrast.

【００７８】比較のため、図１の実施の形態において、
照明光を偏光ビームスプリッタ１２Ａに対してＳ偏光と
して入射させた場合を考えてみる。即ち、この場合に
は、照明光は偏光ビームスプリッタ１２Ａの下方から入
射し、映像表示に与る映像光はＰ偏光として、偏光ビー
ムスプリッタ１２Ａの右方へ射出することになる。For comparison, in the embodiment of FIG.
Consider a case where the illumination light is incident on the polarization beam splitter 12A as S-polarized light. That is, in this case, the illumination light is incident from below the polarization beam splitter 12A, and the image light applied to the image display is P-polarized light and is emitted to the right of the polarization beam splitter 12A.

【００７９】この場合のコントラストを上述の数値例の
場合につき算出してみると、偏光ビームスプリッタにお
けるＳ偏光の反射率をＲｓ（＝１−Ｔｓ）として、 白表示光量：Ｒｓ×α×Ｔｐ＝０．９５×α×０．９９
５＝０．９４５２５α 黒表示光量：Ｒｓ×β×Ｔｓ＝０．９５×β×０．０５
＝０．０４７５β 白表示光量／黒表示光量＝１９．９α／β となり、上記実施の形態における１９０×α／βと比較
して、コントラストは略１／１０に低下してしまう。When the contrast in this case is calculated in the case of the above numerical example, the white display light amount: Rs × α × Tp = when the reflectance of S-polarized light in the polarization beam splitter is Rs (= 1−Ts). 0.95 x α x 0.99
5 = 0.94525α Black display light amount: Rs × β × Ts = 0.95 × β × 0.05
= 0.0475β White display light amount / black display light amount = 19.9α / β, and the contrast is reduced to about 1/10 as compared with 190 × α / β in the above embodiment.

【００８０】図２は、請求項２記載の偏光型光路分離素
子の、実施の形態を説明するための図である。「偏光型
光路分離素子」は、偏光方向を変換する機能を有する反
射型のライトバルブ１０と、直線偏光の照明光を入射さ
れ、ライトバルブ１０に向って射出させる偏光ビームス
プリッタ１２Ｂとを有し、偏光ビームスプリッタ１２Ｂ
のＰ偏光透過率をＴｐ、Ｓ偏光透過率をＴｓとすると
き、Ｔｓ＜１−Ｔｐであり、照明光をＳ偏光として入射
される。FIG. 2 is a diagram for explaining an embodiment of the polarization type optical path separation element according to the present invention. The “polarization type optical path separation element” has a reflection type light valve 10 having a function of converting the polarization direction, and a polarization beam splitter 12B that receives linearly polarized illumination light and emits it toward the light valve 10. , Polarization beam splitter 12B
Where Tp is the P-polarized light transmittance and Ts is the S-polarized light transmittance, Ts <1-Tp, and the illumination light is incident as S-polarized light.

【００８１】偏光ビームスプリッタ１２Ｂの特性とし
て、Ｔｐ＝９０％、Ｔｓ＝０．５％とし、上記の場合と
同様にコントラストを計算してみると、 白表示光量：０．８９５５α（＝０．９９５×α×０．
９） 黒表示光量：０．００４９７５β（＝０．９９５×β×
０．００５） 白表示光量／黒表示光量＝１８０α／β となり、良好なコントラストが得られる。As the characteristics of the polarization beam splitter 12B, Tp = 90% and Ts = 0.5%, and the contrast is calculated in the same manner as above, white display light amount: 0.8955α (= 0.995) × α × 0.
9) Black display light amount: 0.004975β (= 0.995 × β ×
0.005) White display light amount / black display light amount = 180α / β, and good contrast is obtained.

【００８２】これに対し、図２の実施の形態において、
照明光をＰ偏光として偏光ビームスプリッタ１２Ｂの右
方から入射させた場合には、 白表示光量／黒表示光量＝９．９５α／β となり、Ｓ偏光を入射させる場合の１／１８以下という
低いコントラストしか得られない。On the other hand, in the embodiment shown in FIG.
When the illumination light is incident as P-polarized light from the right side of the polarization beam splitter 12B, the amount of white display light / the amount of black display light = 9.95α / β, which is a low contrast of 1/18 or less of that when S-polarized light is incident. I can only get it.

【００８３】図３は、請求項１３記載のカラー映像光合
成装置を用いた投影装置の実施の１形態を示している。
図３（ａ）において、符号ＬＡ、ＬＢ、ＬＣは「偏光方
向を変換する機能を有する反射型のライトバルブ」、符
号１２Ａは偏光ビームスプリッタ、符号３０は色選択性
リターダ、符号４０は「色分離合成手段」としてのダイ
クロイック膜４１を有するプリズムを示す。また、符号
５０は「結像光学系」としての投射レンズを示す。FIG. 3 shows an embodiment of a projection apparatus using the color image light combining apparatus according to the thirteenth aspect.
In FIG. 3A, reference numerals LA, LB, and LC are “a reflective light valve having a function of converting the polarization direction”, reference numeral 12A is a polarization beam splitter, reference numeral 30 is a color selective retarder, and reference numeral 40 is “color”. A prism having a dichroic film 41 as "separation / synthesis means" is shown. Further, reference numeral 50 indicates a projection lens as an “imaging optical system”.

【００８４】カラー映像を構成する３原色：Ａ、Ｂ、Ｃ
は、この実施の形態においてＡが緑、Ｂが赤、Ｃが青で
ある。従って、ライトバルブＬＡは（画素ごとの偏光方
向の変換により）緑色映像を表示し、同様に、ライトバ
ルブＬＢは赤色映像、ライトバルブＬＣは青色映像を表
示する。Three primary colors constituting a color image: A, B, C
In this embodiment, A is green, B is red, and C is blue. Therefore, the light valve LA displays a green image (by converting the polarization direction of each pixel), and similarly, the light valve LB displays a red image and the light valve LC displays a blue image.

【００８５】図３（ａ）において、偏光ビームスプリッ
タ１２ＡとライトバルブＬＡとの組合せは、図１に即し
て説明した「偏光型光路分離素子」を構成する。また、
偏光ビームスプリッタ１２ＡとライトバルブＬＡと色選
択性リターダ３０との組合せは、請求項３〜５に記載さ
れた「色分離合成素子」を構成する。In FIG. 3A, the combination of the polarization beam splitter 12A and the light valve LA constitutes the "polarization type optical path separation element" described with reference to FIG. Also,
The combination of the polarization beam splitter 12A, the light valve LA, and the color selective retarder 30 constitutes a “color separation / combination element” described in claims 3 to 5.

【００８６】先ず、偏光ビームスプリッタ１２Ａとライ
トバルブＬＡと色選択性リターダ３０とにより構成され
る「色分離合成素子」の部分を説明する。First, the "color separation / combination element" constituted by the polarization beam splitter 12A, the light valve LA, and the color selective retarder 30 will be described.

【００８７】この色分離合成素子は、互いに分離した第
１および第２の波長領域の光を分離もしくは合成する色
分離合成素子であるが、この例において、第１の波長帯
域は「緑色帯域」、第２の波長帯域は「マゼンタ色帯域
（赤色帯域と青色帯域を合わせた帯域）」である。This color separating / combining element is a color separating / combining element for separating or combining the lights in the first and second wavelength regions separated from each other. In this example, the first wavelength band is the "green band". The second wavelength band is a “magenta color band (a band in which the red band and the blue band are combined)”.

【００８８】色選択性リターダ３０は「入射される直線
偏光状態の光における第１の波長帯域の光（緑色帯域
光）のみの偏光面を９０度旋回させて透過させ、第２の
波長帯域の光（マゼンタ色帯域光）は偏光状態を保って
透過させ」る。The color-selective retarder 30 "rotates the polarization plane of only the light of the first wavelength band (green band light) in the incident light of the linearly polarized state through 90 degrees and transmits it, and the second wavelength band of the second wavelength band is transmitted. Light (magenta band light) is transmitted while maintaining its polarization state. "

【００８９】偏光ビームスプリッタ１２Ａは、色分離を
行うときは、色選択性リターダ３０を透過した光を入射
されて第１および第２の波長帯域の光の光路を分離す
る。また、色合成を行うときは、偏光方向を直交させた
状態で合成された第１および第２の波長帯域の光を色選
択性リターダ３０に向って射出して上記色選択性リター
ダ３０を透過させる。When performing color separation, the polarization beam splitter 12A receives the light transmitted through the color selective retarder 30 and separates the optical paths of the light in the first and second wavelength bands. In addition, when performing color combination, the lights of the first and second wavelength bands that are combined with the polarization directions orthogonal to each other are emitted toward the color selective retarder 30 and transmitted through the color selective retarder 30. Let

【００９０】偏光ビームスプリッタ１２Ａにおける「第
１の波長帯域」の、Ｐ偏光透過率をＴｐ１、Ｓ偏光透過
率をＴｓ１とするとき、Ｔｓ１＞１−Ｔｐ１であり、色
分離のときは（偏光ビームスプリッタ１２Ａに対して）
Ｓ偏光が色選択性リターダ３０に入射され、色合成のと
きは第１および第２の波長帯域の光をＳ偏光として合成
する。When the P-polarized light transmittance and the S-polarized light transmittance of the "first wavelength band" in the polarization beam splitter 12A are Tp1 and Ts1, respectively, Ts1> 1-Tp1. (For splitter 12A)
S-polarized light is incident on the color-selective retarder 30, and in the case of color combination, light in the first and second wavelength bands is combined as S-polarized light.

【００９１】先ず「色分離」を説明すると、図３（ａ）
に示すように、直線偏光状態の照明光（白色光であり、
発散性を押さえられ平行光束に近い状態となっている）
は偏光ビームスプリッタ１２Ａに対して「Ｓ偏光の状
態」で色選択性リターダ３０に入射する。色選択性リタ
ーダ３０は「入射される直線偏光状態の光における第１
の波長帯域の光（緑色帯域光）のみの偏光面を９０度旋
回させて透過させ、第２の波長帯域の光（マゼンタ色帯
域光）は偏光状態を保って透過させるので、色選択性リ
ターダ３０を透過した光においては、緑色帯域光は偏光
ビームスプリッタ１２Ａに対してＰ偏光となり、マゼン
タ色帯域光は偏光ビームスプリッタ１２Ａに対してＳ偏
光のままである。First, the "color separation" will be described with reference to FIG.
As shown in, the linearly polarized illumination light (white light,
The divergence is suppressed and it is in a state close to parallel light flux)
Enters the color selective retarder 30 in the “state of S polarization” with respect to the polarization beam splitter 12A. The color-selective retarder 30 is a "first type of incident linearly polarized light.
Since the polarization plane of only the light in the wavelength band (green band light) is rotated by 90 degrees and transmitted, and the light in the second wavelength band (magenta color band light) is transmitted while maintaining the polarization state, the color selective retarder In the light transmitted through 30, the green band light is P-polarized with respect to the polarization beam splitter 12A, and the magenta color band light is S-polarized with respect to the polarization beam splitter 12A.

【００９２】このため、色選択性リターダ３０を透過し
た照明光のうち、偏光面を９０度旋回された緑色帯域光
は偏光ビームスプリッタ１２Ａを透過し、Ｓ偏光状態の
マゼンタ色帯域光は偏光ビームスプリッタ１２Ａにより
反射され、照明光の色分離がなされる。Therefore, of the illumination light transmitted through the color selective retarder 30, the green band light whose polarization plane is rotated by 90 degrees passes through the polarization beam splitter 12A, and the magenta color band light in the S polarization state is the polarization beam. The color of the illumination light reflected by the splitter 12A is separated.

【００９３】偏光ビームスプリッタ１２Ａにおける偏光
分離膜の分光透過率は、図３（ｂ）に示すように、Ｐ偏
光に対して曲線３−１、Ｓ偏光に対して曲線３−２に示
す如くである。即ち、第１の波長帯域（緑色波長帯域）
である波長：５５０ｎｍ近傍の光に対しては、Ｐ偏光透
過率：Ｔｐ１、Ｓ偏光透過率：Ｔｓ１は、Ｔｓ１＞１−
Ｔｐ１（曲線３−３で示す）の関係を満たしている（請
求項３）。The spectral transmittance of the polarization separation film in the polarization beam splitter 12A is as shown by the curve 3-1 for the P-polarized light and the curve 3-2 for the S-polarized light as shown in FIG. 3 (b). is there. That is, the first wavelength band (green wavelength band)
For light having a wavelength of about 550 nm, P-polarized light transmittance: Tp1, S-polarized light transmittance: Ts1, Ts1> 1-
The relationship of Tp1 (shown by the curve 3-3) is satisfied (claim 3).

【００９４】また、第２の波長帯域（マゼンタ色波長帯
域）である「緑色波長帯域より短波長側および長波長側
の帯域」に対しては、Ｐ偏光透過率：Ｔｐ２（曲線３−
１）、Ｓ偏光透過率：Ｔｓ２（曲線３−２）の大小関係
は、Ｔｓ２＜１−Ｔｐ２（曲線３−３）である（請求項
４、５）。Further, for the second wavelength band (magenta color wavelength band) "the band on the shorter wavelength side and the longer wavelength side than the green wavelength band", the P polarization transmittance: Tp2 (curve 3-
1) and S-polarized light transmittance: Ts2 (curve 3-2) has a magnitude relation of Ts2 <1-Tp2 (curve 3-3) (claims 4 and 5).

【００９５】即ち、色選択性リターダ３０と偏光ビーム
スプリッタ１２Ａとの構成する色分離合成素子は、請求
項３、４、５に記載の色分離合成素子である。従って、
図３（ａ）に示すように、照明光（白色光）を色選択性
リターダ３０に入射させることにより、「互いに分離し
た第１および第２の波長帯域の光を含む直線偏光状態の
光（照明光）」を、第１の波長領域の光（緑色帯域光）
と第２の波長帯域の光（マゼンタ色帯域光）とに分離す
る色分離方法であって、色分離すべき直線偏光状態の光
をＳ偏光として色選択性リターダ３０に入射させ、偏光
ビームスプリッタ１２Ａにより、Ｓ偏光の光（マゼンタ
色帯域光）とＰ偏光の光（緑色帯域光）とに分離する色
分離方法（請求項６）が実施されることになる。That is, the color separation / combination element formed by the color selective retarder 30 and the polarization beam splitter 12A is the color separation / combination element according to the third, fourth, and fifth aspects. Therefore,
As shown in FIG. 3A, the illumination light (white light) is incident on the color-selective retarder 30 so that “light in a linearly polarized state including lights in the first and second wavelength bands separated from each other ( Illumination light) "in the first wavelength range (green band light)
And a light of a second wavelength band (magenta color band light). A method of separating light into a linearly polarized state to be color-split into the color-selective retarder 30 as S-polarized light, and a polarization beam splitter By 12A, a color separation method (claim 6) for separating the S-polarized light (magenta color band light) and the P-polarized light (green band light) will be carried out.

【００９６】逆に、マゼンタ色帯域光をＳ偏光として図
３（ａ）の下方から偏光ビームスプリッタ１２Ａに入射
させ、緑色帯域光をＰ偏光として偏光ビームスプリッタ
１２Ａに図の右方から入射させれば、直線偏光状態で第
１の波長帯域の光と、直線偏光状態で第２の波長帯域の
光とを色合成する方法であって、色合成すべき光のう
ち、第１の波長帯域の光をＰ偏光として偏光ビームスプ
リッタに入射させ、第２の波長帯域の光をＳ偏光として
偏光ビームスプリッタに入射させることにより、Ｓ偏光
として合成する色合成方法（請求項７）が実施されるこ
とになる。On the contrary, the magenta band light is made to enter the polarization beam splitter 12A from below in FIG. 3 (a) as S-polarized light, and the green band light is made to enter to the polarization beam splitter 12A as P polarization from the right side in the figure. For example, it is a method of color-synthesizing the light of the first wavelength band in the linearly polarized state and the light of the second wavelength band in the linearly polarized state. A color synthesizing method (claim 7) is performed in which light is incident as P-polarized light on the polarization beam splitter and light in the second wavelength band is incident on the polarization beam splitter as S-polarized light, thereby synthesizing as S-polarized light. become.

【００９７】再び図３（ａ）に戻って、偏光ビーム１２
Ａによる色分離以後を説明すると、偏光ビームスプリッ
タ１２Ａを透過した緑色帯域光は、ライトバルブＬＡの
作用で緑色映像情報を持つ光となって偏光ビームスプリ
ッタ１２Ａに戻り、映像表示に関与する「緑色映像光」
が、偏光ビームスプリッタ１２Ａで反射されて投射レン
ズ５０へと向う。Returning to FIG. 3A again, the polarized beam 12
Explaining after the color separation by A, the green band light transmitted through the polarization beam splitter 12A becomes light having green image information by the action of the light valve LA and returns to the polarization beam splitter 12A, which is involved in image display. Image light "
However, it is reflected by the polarization beam splitter 12A and goes toward the projection lens 50.

【００９８】一方、偏光ビームスプリッタ１２Ａで色分
離されたマゼンタ色帯域光は、プリズム４０に入射し、
（赤色帯域光を反射し、青色帯域光を透過させる）ダイ
クロイック膜４１により色分離され、それぞれライトバ
ルブＬＢ、ＬＣに入力して反射され、それぞれ赤色映像
情報・青色映像情報を持つ光となってプリズム４０に戻
り、ダイクロイック膜４１の透過・反射作用により色合
成されてマゼンタ色帯域光となり、偏光ビームスプリッ
タ１２Ａに入射し映像表示に与る「マゼンタ色映像光」
が偏光ビームスプリッタ１２Ａを透過して緑色映像光と
合成され、カラー映像光となって投射レンズ５０に入射
し、同レンズ５０により図示されないスクリーン上にカ
ラー映像として結像する。On the other hand, the magenta color band light color-separated by the polarization beam splitter 12A enters the prism 40,
Colors are separated by the dichroic film 41 (reflecting red band light and transmitting blue band light), input to the light valves LB and LC, respectively, and reflected to become lights having red image information and blue image information, respectively. Returning to the prism 40, the color is synthesized by the transmission / reflection action of the dichroic film 41 to become magenta band light, which is incident on the polarization beam splitter 12A and enters the image display "magenta color image light".
Is transmitted through the polarization beam splitter 12A and is combined with the green image light to become color image light, which is incident on the projection lens 50 and is imaged as a color image on a screen (not shown) by the lens 50.

【００９９】なお、色分離合成手段としてのプリズム
は、ダイクロイック膜４１を用いているので、この部分
での色分離と色合成とに光の損失は殆ど無い。従って、
光量の大きいカラー映像光を合成できる。Since the prism as the color separation / combination means uses the dichroic film 41, there is almost no loss of light in the color separation and color combination in this portion. Therefore,
It is possible to synthesize color image light with a large amount of light.

【０１００】偏光ビームスプリッタ１２Ａとライトバル
ブＬＡとの組合せは「請求項１記載の偏光型光路分離素
子」を構成し、緑色帯域光である照明光はＰ偏光として
偏光ビームスプリッタ１２Ａに入射される。従って、ラ
イトバルブＬＡにより生成された緑色映像光（映像表示
に与る部分）では、白表示光量と黒表示光量との比（コ
ントラスト）が大きい。The combination of the polarization beam splitter 12A and the light valve LA constitutes the "polarization type optical path separation element according to claim 1", and the illumination light which is the green band light is incident on the polarization beam splitter 12A as P polarized light. . Therefore, in the green image light (the portion that affects image display) generated by the light valve LA, the ratio (contrast) between the white display light amount and the black display light amount is large.

【０１０１】偏光ビームスプリッタ１２Ａとライトバル
ブＬＢ、ＬＣとの組合せは「請求項２記載の偏光型光路
分離素子」を構成し、マゼンタ色帯域光である照明光
は、Ｓ偏光として偏光ビームスプリッタ１２Ａに入射す
るので、ライトバルブＬＢ、ＬＣにより生成されたマゼ
ンタ色映像光（映像表示に与る部分）でも、白表示光量
と黒表示光量との比（コントラスト）が大きい。The combination of the polarization beam splitter 12A and the light valves LB and LC constitutes the "polarization type optical path separation element according to claim 2", and the illumination light which is the magenta color band light is the polarization beam splitter 12A as S polarization. Since the light enters the light valves LB and LC, the ratio (contrast) between the white display light amount and the black display light amount is large even for the magenta image light (the portion that affects the image display).

【０１０２】従って、全体としてコントラストの高いカ
ラー映像を投影表示することが可能である。Therefore, it is possible to project and display a color image having a high contrast as a whole.

【０１０３】即ち、図３に実施の形態を示したカラー映
像合成装置は、投影装置によりスクリーン等の表示媒体
上に投影すべきカラー映像用のカラー映像光を合成する
カラー映像光合成装置において、カラー映像を構成する
３原色をＡ（緑）、Ｂ（赤）、Ｃ（青）とするとき、偏
光方向を変換する機能を有しＡ色映像を表示する反射型
のライトバルブＬＡと、偏光方向を変換する機能を有し
Ｂ色映像を表示する反射型のライトバルブＬＢと、偏光
方向を変換する機能を有しＣ色映像を表示する反射型の
ライトバルブＬＣと、直線偏光状態の白色光（照明光）
をＳ偏光状態で色選択性リターダ３０に入射される色分
離合成素子３０、１２Ａと、ダイクロイック膜４１を用
いる色分離合成手段４０とを有し、色分離合成素子とし
て請求項３または４または５記載のものを用い、第１の
波長帯域を色：Ａを含む領域、第２の波長領域を色：Ｂ
およびＣを含む領域として、色分離合成素子により分離
されたＡ色光をライトバルブＬＡでＡ色映像光とし、色
分離合成素子により分離されたＢ色光、Ｃ色光を色分離
合成手段４０により別個に分離してそれぞれライトバル
ブＬＢ、ＬＣによりＢ色映像光およびＣ色映像光とし、
Ｂ色映像光およびＣ色映像光を色分離合成手段４０によ
り合成した後、これらとＡ色映像光とを、色分離合成素
子の偏光ビームスプリッタ１２Ａにより合成して射出さ
せるように構成されたもの（請求項１３）である。That is, the color image synthesizing apparatus shown in the embodiment in FIG. 3 is a color image light synthesizing apparatus for synthesizing color image light for a color image to be projected on a display medium such as a screen by a projection device. When the three primary colors forming an image are A (green), B (red), and C (blue), a reflective light valve LA that has a function of converting the polarization direction and displays an A color image, and the polarization direction A reflection type light valve LB having a function of converting a B color image and displaying a B color image, a reflection type light valve LC having a function of converting a polarization direction and displaying a C color image, and a linearly polarized white light. (Illumination light)
6. The color separation / combination element 30, 12A which is incident on the color selective retarder 30 in the S polarization state, and the color separation / combination means 40 using the dichroic film 41 are used as the color separation / combination element. Using the described one, the first wavelength band is a region including color: A, and the second wavelength region is color: B
As a region including C and C, the A-color light separated by the color separation / combination element is converted into the A-color image light by the light valve LA, and the B-color light and the C-color light separated by the color separation / combination element are separately separated by the color separation / combination means 40. Separated into the B-color image light and the C-color image light by the light valves LB and LC,
A configuration in which the B-color image light and the C-color image light are combined by the color separation / combination means 40, and then these and the A-color image light are combined and emitted by the polarization beam splitter 12A of the color separation / combination element. (Claim 13)

【０１０４】そして、図３のカラー映像光合成装置を用
いることにより「投影装置によりスクリーン等の表示媒
体上に投影すべきカラー映像用のカラー映像光を合成す
るカラー映像光合成方法（請求項１７）」を実施するこ
とができる。Then, by using the color image light synthesizing apparatus shown in FIG. 3, "a color image light synthesizing method for synthesizing color image light for a color image to be projected on a display medium such as a screen by the projection device (claim 17)". Can be carried out.

【０１０５】また、上記のカラー映像光合成装置と投射
レンズ５０との組合せは、カラー映像をスクリーン等の
表示媒体上に投影する投影装置において、図示されない
白色光源と、カラー映像光合成装置と、このカラー映像
光合成装置により合成されたカラー映像光を表示媒体上
に結像させる結像光学系５０とを有し、カラー映像光合
成装置として請求項１３記載のものを用いるもの（請求
項１９）である。The combination of the above-mentioned color image light synthesizing device and the projection lens 50 is a projection device for projecting a color image on a display medium such as a screen, a white light source (not shown), a color image light synthesizing device, and this color image light synthesizing device. An image forming optical system 50 for forming an image on the display medium of the color image light combined by the image light combining device, and the color image light combining device according to claim 13 is used (claim 19).

【０１０６】図３（ｂ）に示した偏光ビームスプリッタ
１２Ａの「分光透過率特性」は、説明を簡単にするため
に非常に単純化している。実際の分光透過率特性は、従
来からある膜設計技術、即ち、蒸着技術や、スパッタリ
ング技術などによる薄膜製造技術による作製上の制約に
より細かなリップルやうねりがある。The "spectral transmittance characteristic" of the polarization beam splitter 12A shown in FIG. 3 (b) is greatly simplified to simplify the explanation. The actual spectral transmittance characteristics have fine ripples and undulations due to the restrictions in the production by the conventional film design technology, that is, the thin film manufacturing technology such as the vapor deposition technology and the sputtering technology.

【０１０７】上に説明した、分光透過率の条件： Ｔｓ１＞１−Ｔｐ１、Ｔｓ２＜１−Ｔｐ２ は、光源における白色光ランプの発光スペクトルに応
じ、また、色選択性リターダの特性にあわせて、Ｔｓ
１、Ｔｓ２、Ｔｐ１、Ｔｐ２の大小関係が上記の如きも
のとなるように設定すればよく、白色光ランプの発光ス
ペクトルにあわせた主波長でこの条件が満たせば十分で
ある。The above-mentioned spectral transmittance conditions: Ts1> 1-Tp1 and Ts2 <1-Tp2 are determined according to the emission spectrum of the white light lamp in the light source and according to the characteristics of the color selective retarder. Ts
It suffices to set the magnitude relationship among 1, Ts2, Tp1, and Tp2 to be as described above, and it is sufficient if this condition is satisfied by the dominant wavelength matched with the emission spectrum of the white light lamp.

【０１０８】即ち、具体的には、光源の各波長に対して
の発光強度分布と「偏光ビームスプリッタ１２Ａの偏光
分離膜の、波長毎の透過率」との積を積分した値で比較
すればよい。第１の波長帯域の波長：λでの発光強度分
布をＥ(λ)としたとき、第１の発光波長帯域における偏
光ビームスプリッタの分光透過率特性は、 ∫Ｅ(λ)Ｔｓ１(λ)ｄλ＞∫Ｅ(λ)(１−Ｔｐ１(λ))ｄλ （１） を満足するようにすればよい。ここで積分の領域は第１
の波長帯域である。That is, specifically, if the product of the emission intensity distribution for each wavelength of the light source and the “transmittance of each wavelength of the polarization separation film of the polarization beam splitter 12A” is compared, Good. When the emission intensity distribution at the wavelength λ of the first wavelength band: λ is E (λ), the spectral transmittance characteristic of the polarization beam splitter in the first emission wavelength band is ∫E (λ) Ts1 (λ) dλ > ∫E (λ) (1-Tp1 (λ)) dλ (1) may be satisfied. Here, the area of integration is the first
Is the wavelength band of.

【０１０９】同様に、第２の波長帯域については、 ∫Ｅ(λ)Ｔｓ２(λ)ｄλ＜∫Ｅ(λ)(１−Ｔｐ２(λ))ｄλ （２） を満足するようにすればよい。積分の領域は第２の波長
帯域である。Similarly, for the second wavelength band, ∫E (λ) Ts2 (λ) dλ <∫E (λ) (1-Tp2 (λ)) dλ (2) may be satisfied. . The region of integration is the second wavelength band.

【０１１０】なお、良く知られたように、人間の目が光
の明るさを感じる程度は、波長により異なっており、こ
のような視覚上の特性は、比視感度関数：ｖ(λ)として
知られ、緑色の波長帯域に単一の極大を持つ放物線様の
曲線であらわされる。このような比視感度関数を考慮し
て、上記（１）、（２）式に代えて、 ∫Ｅ(λ)Ｔｓ１(λ)ｖ(λ)ｄλ＞∫Ｅ(λ)(１−Ｔｐ１(λ))ｖ(λ)ｄλ （３） ∫Ｅ(λ)Ｔｓ２(λ)ｖ(λ)ｄλ＜∫Ｅ(λ)(１−Ｔｐ２(λ))ｖ(λ)ｄλ （４） を満足するように、分光透過率特性を設定しても良い。As is well known, the degree to which the human eye senses the brightness of light differs depending on the wavelength, and such visual characteristics are expressed by the relative luminous efficiency function: v (λ). It is known and is represented by a parabolic curve with a single maximum in the green wavelength band. Considering such a relative visibility function, in place of the above formulas (1) and (2), ∫E (λ) Ts1 (λ) v (λ) dλ> ∫E (λ) (1-Tp1 ( λ)) v (λ) dλ (3) ∫E (λ) Ts2 (λ) v (λ) dλ <∫E (λ) (1-Tp2 (λ)) v (λ) dλ (4) Thus, the spectral transmittance characteristic may be set.

【０１１１】式（１）もしくは（３）のみを満足するよ
うにすると、表示カラー映像において、第１の波長帯域
のコントラストのみを強調することができ、式（２）も
しくは（４）のみを満足するようにすると、表示カラー
映像において、第２の波長帯域のコントラストのみを強
調することができる。If only the formula (1) or (3) is satisfied, only the contrast in the first wavelength band can be emphasized in the display color image, and only the formula (2) or (4) is satisfied. By doing so, it is possible to emphasize only the contrast in the second wavelength band in the display color image.

【０１１２】式（１）と（２）もしくは式（３）と
（４）を満足するようにすれば、表示カラー映像全体の
コントラストを良好にできる。If the expressions (1) and (2) or the expressions (3) and (4) are satisfied, the contrast of the entire display color image can be improved.

【０１１３】図４は、請求項１４記載のカラー映像光合
成装置を用いた投影装置の実施の１形態を示している。
図４（ａ）に示すライトバルブＬＡ、ＬＢ、ＬＣ、色選
択性リターダ３０、プリズム４０および投射レンズ５０
は何れも、図３の実施の形態に即して説明したのと同一
のものであり、原色Ａは緑、Ｂは赤、Ｃは青である。FIG. 4 shows an embodiment of a projection device using the color image photosynthesis device according to claim 14.
The light valves LA, LB, LC, the color selective retarder 30, the prism 40, and the projection lens 50 shown in FIG.
Are the same as those described in the embodiment of FIG. 3, where the primary color A is green, B is red, and C is blue.

【０１１４】図４（ａ）において、偏光ビームスプリッ
タ１２ＢとライトバルブＬＡとの組合せは、図２に即し
て説明した「偏光型光路分離素子」を構成する。また、
偏光ビームスプリッタ１２ＢとライトバルブＬＡと色選
択性リターダ３０との組合せは、請求項８〜１０に記載
された「色分離合成素子」を構成する。In FIG. 4A, the combination of the polarization beam splitter 12B and the light valve LA constitutes the "polarization type optical path separation element" described with reference to FIG. Also,
The combination of the polarization beam splitter 12B, the light valve LA, and the color selective retarder 30 constitutes a "color separation / combination element" described in claims 8 to 10.

【０１１５】偏光ビームスプリッタ１２Ｂとライトバル
ブＬＡと色選択性リターダ３０とにより構成される「色
分離合成素子」の部分を説明すると、この色分離合成素
子は「互いに分離した第１および第２の波長領域の光を
分離もしくは合成」する色分離合成素子であり、この例
において、第１の波長帯域は「緑色帯域」、第２の波長
帯域は「マゼンタ色帯域」である。The "color separation / combination element" composed of the polarization beam splitter 12B, the light valve LA, and the color selective retarder 30 will be described below. This color separation / combination element is composed of the "first and second parts separated from each other." A color separating / combining element that separates or combines the light in the wavelength region. In this example, the first wavelength band is the “green band” and the second wavelength band is the “magenta color band”.

【０１１６】色選択性リターダ３０は、緑色帯域光のみ
の偏光面を９０度旋回させて透過させ、マゼンタ色帯域
光は偏光状態を保って透過させる。The color-selective retarder 30 rotates the polarization plane of only the green band light by 90 degrees and transmits it, and transmits the magenta color band light while maintaining its polarization state.

【０１１７】偏光ビームスプリッタ１２Ｂは、色分離を
行うときは、色選択性リターダ３０を透過した光を入射
されて緑色帯域光とマゼンタ色帯域光の光路を分離し、
色合成を行うときは、偏光方向を直交させた状態で合成
された緑色帯域光とマゼンタ色帯域光を色選択性リター
ダ３０に向って射出して、色選択性リターダ３０を透過
させる。When performing color separation, the polarization beam splitter 12B receives the light transmitted through the color selective retarder 30 and separates the optical paths of the green band light and the magenta color band light,
When color combination is performed, the green band light and the magenta color band light combined in a state where the polarization directions are orthogonal to each other are emitted toward the color selective retarder 30 and transmitted through the color selective retarder 30.

【０１１８】偏光ビームスプリッタ１２Ｂにおける第１
の波長帯域のＰ偏光透過率：Ｔｐ１、Ｓ偏光透過率：Ｔ
ｓ１の大小関係はＴｓ１＜１−Ｔｐ１であり、色分離の
ときは（偏光ビームスプリッタ１２Ｂに対して）Ｐ偏光
が色選択性リターダ３０に入射され、色合成のときは上
記第１および第２の波長帯域の光をＳ偏光として合成す
る。First in Polarizing Beam Splitter 12B
P-polarized light transmittance: Tp1, S-polarized light transmittance: T
The magnitude relationship of s1 is Ts1 <1-Tp1. P-polarized light is incident on the color selective retarder 30 (with respect to the polarization beam splitter 12B) at the time of color separation, and the first and second at the time of color combination. The light in the wavelength band is combined as S-polarized light.

【０１１９】図４（ａ）に示すように、直線偏光状態の
照明光（白色光である）を偏光ビームスプリッタ１２Ｂ
に対してＰ偏光の状態で色選択性リターダ３０に入射す
ると、前述した「色選択性リターダ３０の作用」によ
り、色選択性リターダ３０を透過後、緑色帯域光は偏光
ビームスプリッタ１２Ｂに対してＳ偏光となり、マゼン
タ色帯域光は偏光ビームスプリッタ１２Ｂに対してＰ偏
光のままである。As shown in FIG. 4 (a), the linearly polarized illumination light (which is white light) is polarized into the polarization beam splitter 12B.
On the other hand, when the light enters the color-selective retarder 30 in the P-polarized state, the green band light is transmitted to the polarization beam splitter 12B after passing through the color-selective retarder 30 due to the "action of the color-selective retarder 30". It becomes S-polarized, and the magenta band light remains P-polarized with respect to the polarization beam splitter 12B.

【０１２０】このため、緑色帯域光は偏光ビームスプリ
ッタ１２Ｂにより反射され、Ｐ偏光状態のマゼンタ色帯
域光は偏光ビームスプリッタ１２Ｂを透過し、照明光の
色分離がなされる。Therefore, the green band light is reflected by the polarization beam splitter 12B, and the magenta color band light in the P polarization state is transmitted through the polarization beam splitter 12B, and the illumination light is color-separated.

【０１２１】偏光ビームスプリッタ１２Ａにおける偏光
分離膜の分光透過率は、図４（ｂ）に示すように、Ｐ偏
光に対して曲線３−１、Ｓ偏光に対して曲線４−２に示
す如くであり、第１の波長帯域（緑色波長帯域）である
波長：５５０ｎｍ近傍の光に対しては、Ｐ偏光透過率：
Ｔｐ１、Ｓ偏光透過率：Ｔｓ１は、Ｔｓ１＜１−Ｔｐ１
（曲線４−３で示す）の関係を満たしている（請求項
８）。The spectral transmittance of the polarization separation film in the polarization beam splitter 12A is as shown by the curve 3-1 for the P polarized light and the curve 4-2 for the S polarized light, as shown in FIG. 4 (b). For the light in the vicinity of the wavelength of the first wavelength band (green wavelength band): 550 nm, the P-polarized light transmittance:
Tp1, S-polarized light transmittance: Ts1, Ts1 <1-Tp1
The relationship of (shown by curve 4-3) is satisfied (claim 8).

【０１２２】また、第２の波長帯域（マゼンタ色波長帯
域）である「緑色波長帯域より短波長側および長波長側
の帯域」に対しては、Ｐ偏光透過率：Ｔｐ２（曲線４−
１）、Ｓ偏光透過率：Ｔｓ２（曲線４−２）の大小関係
は、Ｔｓ２＞１−Ｔｐ２（曲線４−３）である（請求項
９、１０）。For the second wavelength band (magenta color wavelength band) "bands on the shorter wavelength side and the longer wavelength side than the green wavelength band", the P polarization transmittance: Tp2 (curve 4-
1) and S-polarized light transmittance: Ts2 (curve 4-2) has a magnitude relationship of Ts2> 1-Tp2 (curve 4-3) (claims 9 and 10).

【０１２３】従って、色選択性リターダ３０と偏光ビー
ムスプリッタ１２Ｂとの構成する色分離合成素子は、請
求項８、９、１０に記載された色分離合成素子である。
図４（ａ）に示すように、照明光（白色光）を色選択性
リターダ３０に入射させることにより「互いに分離した
第１および第２の波長帯域の光を含む直線偏光状態の光
（照明光）」を、第１の波長領域の光（緑色帯域光）と
第２の波長帯域の光（マゼンタ色帯域光）とに分離する
色分離方法であって、色分離すべき直線偏光状態の光を
Ｐ偏光として色選択性リターダ３０に入射させ、偏光ビ
ームスプリッタ１２Ｂにより、Ｓ偏光の光（緑色帯域
光）とＰ偏光の光（マゼンタ色帯域光）とに分離する色
分離方法（請求項１１）が実施される。Therefore, the color separation / combination element formed by the color selective retarder 30 and the polarization beam splitter 12B is the color separation / combination element described in claims 8, 9, and 10.
As shown in FIG. 4A, the illumination light (white light) is incident on the color-selective retarder 30 so that “light in a linearly polarized state including lights in the first and second wavelength bands separated from each other (illumination Light) "into light of a first wavelength region (green band light) and light of a second wavelength band (magenta color band light). A color separation method in which light is incident on the color selective retarder 30 as P-polarized light and is separated by the polarization beam splitter 12B into S-polarized light (green band light) and P-polarized light (magenta color band light). 11) is carried out.

【０１２４】逆に、マゼンタ色帯域光をＰ偏光として図
４（ａ）の右方から偏光ビームスプリッタ１３Ａに入射
させ、緑色帯域光をＳ偏光として偏光ビームスプリッタ
１２Ｂに図の下方から入射させれば、直線偏光状態で第
１の波長帯域の光と、直線偏光状態で第２の波長帯域の
光とを色合成する方法であって、色合成すべき光のう
ち、第１の波長帯域の光をＳ偏光として偏光ビームスプ
リッタに入射させ、第２の波長帯域の光をＰ偏光として
偏光ビームスプリッタに入射させることにより、Ｐ偏光
として合成する色合成方法（請求項１２）が実施される
ことになる。On the contrary, the magenta color band light is made to enter the polarization beam splitter 13A from the right side of FIG. 4 (a) as P polarization, and the green band light is made to enter the polarization beam splitter 12B as S polarization from the bottom of the figure. For example, it is a method of color-synthesizing the light of the first wavelength band in the linearly polarized state and the light of the second wavelength band in the linearly polarized state. A color synthesizing method (claim 12) is performed in which light is made to enter the polarization beam splitter as S-polarized light, and light in the second wavelength band is made to enter the polarization beam splitter as P-polarized light, whereby P-polarized light is combined. become.

【０１２５】図４（ａ）に戻って、偏光ビーム１２Ｂに
よる色分離以後を説明すると、偏光ビームスプリッタ１
２Ｂで反射された緑色帯域光は、ライトバルブＬＡの作
用で緑色映像化されて偏光ビームスプリッタ１２Ｂに戻
り、映像表示に関与す緑色映像光がＰ偏光として偏光ビ
ームスプリッタ１２Ｂを透過し、投射レンズ５０へ向
う。偏光ビームスプリッタ１２Ｂを透過したマゼンタ色
帯域光は、プリズム４０に入射し、ダイクロイック膜４
１により色分離され、それぞれライトバルブＬＢ、ＬＣ
に入力して反射され、赤色映像化・青色映像化されてプ
リズム４０に戻り、ダイクロイック膜４１の透過・反射
作用により色合成されてマゼンタ色帯域光となり、偏光
ビームスプリッタ１２Ｂに入射し映像表示に与るマゼン
タ色映像光がＳ偏光として偏光ビームスプリッタ１２Ｂ
で反射され、緑色映像光と合成され、カラー映像光とな
って投射レンズ５０に入射し、同レンズ５０により図示
されないスクリーン上にカラー映像として結像する。Returning to FIG. 4 (a), description will be made regarding the color separation by the polarized beam 12B.
The green band light reflected by 2B is converted into a green image by the action of the light valve LA and returns to the polarization beam splitter 12B, and the green image light involved in the image display passes through the polarization beam splitter 12B as P-polarized light and is projected by the projection lens. Go to 50. The magenta color band light transmitted through the polarization beam splitter 12B is incident on the prism 40 and the dichroic film 4
Color separation by 1 and light valves LB and LC respectively
To the prism 40, and the reflected / reflected image is returned to the prism 40, and the light is transmitted / reflected by the dichroic film 41 to be color-combined into magenta band light, which is incident on the polarization beam splitter 12B and displayed on the image. The given magenta color image light is S-polarized as polarization beam splitter 12B.
Is reflected by, and is combined with the green image light to become color image light, which enters the projection lens 50 and is imaged as a color image on a screen (not shown) by the lens 50.

【０１２６】偏光ビームスプリッタ１２Ｂとライトバル
ブＬＡとの組合せは「請求項２記載の偏光型光路分離素
子」を構成し、緑色帯域光である照明光はＳ偏光として
偏光ビームスプリッタ１２Ｂに入射される。従って、ラ
イトバルブＬＡにより生成された緑色映像光は、白表示
光量と黒表示光量との比（コントラスト）が大きい。The combination of the polarization beam splitter 12B and the light valve LA constitutes the "polarization type optical path separation element of claim 2", and the illumination light which is the green band light is incident on the polarization beam splitter 12B as S polarization. . Therefore, the green image light generated by the light valve LA has a large ratio (contrast) between the white display light amount and the black display light amount.

【０１２７】偏光ビームスプリッタ１２Ｂとライトバル
ブＬＢ、ＬＣとの組合せは「請求項１記載の偏光型光路
分離素子」を構成し、マゼンタ色帯域光である照明光は
Ｐ偏光として偏光ビームスプリッタ１２Ｂに入射するの
で、ライトバルブＬＢ、ＬＣにより生成されたマゼンタ
色映像光は、白表示光量と黒表示光量との比（コントラ
スト）が大きい。従って、全体としてコントラストの高
いカラー映像を投影表示できる。The combination of the polarization beam splitter 12B and the light valves LB and LC constitutes the "polarization type optical path separation element according to claim 1", and the illumination light which is magenta color band light is transmitted to the polarization beam splitter 12B as P polarization. Since the light enters, the magenta image light generated by the light valves LB and LC has a large ratio (contrast) between the white display light amount and the black display light amount. Therefore, a color image with high contrast can be projected and displayed as a whole.

【０１２８】即ち、図４に実施の形態を示したカラー映
像合成装置は、投影装置によりスクリーン等の表示媒体
上に投影すべきカラー映像用のカラー映像光を合成する
カラー映像光合成装置において、カラー映像を構成する
３原色をＡ（緑）、Ｂ（赤）、Ｃ（青）とするとき、偏
光方向を変換する機能を有しＡ色映像を表示する反射型
のライトバルブＬＡと、偏光方向を変換する機能を有し
Ｂ色映像を表示する反射型のライトバルブＬＢと、偏光
方向を変換する機能を有しＣ色映像を表示する反射型の
ライトバルブＬＣと、直線偏光状態の白色光（照明光）
をＳ偏光状態で色選択性リターダ３０に入射される色分
離合成素子３０、１２Ｂと、ダイクロイック膜４１を用
いる色分離合成手段４０とを有し、色分離合成素子とし
て請求項８または９または１０記載のものを用い、第１
の波長帯域を色：Ａを含む領域、第２の波長領域を色：
ＢおよびＣを含む領域として、色分離合成素子により分
離されたＡ色光をライトバルブＬＡでＡ色映像光とし、
色分離合成素子により分離されたＢ色光、Ｃ色光を色分
離合成手段４０により別個に分離してそれぞれライトバ
ルブＬＢ、ＬＣによりＢ色映像光およびＣ色映像光と
し、Ｂ色映像光およびＣ色映像光を色分離合成手段４０
により合成した後、これらとＡ色映像光とを、色分離合
成素子の偏光ビームスプリッタ１２Ｂにより合成して射
出させるように構成されたもの（請求項１４）である。That is, the color image combining apparatus shown in the embodiment of FIG. 4 is a color image light combining apparatus for combining color image lights for color images to be projected on a display medium such as a screen by a projection apparatus. When the three primary colors forming an image are A (green), B (red), and C (blue), a reflective light valve LA that has a function of converting the polarization direction and displays an A color image, and the polarization direction A reflection type light valve LB having a function of converting a B color image to display a B color image, a reflection type light valve LC having a function of converting a polarization direction to display a C color image, and a linearly polarized white light. (Illumination light)
11. The color separation / combination element 30, 12B which is incident on the color selective retarder 30 in the S-polarized state, and the color separation / combination means 40 using the dichroic film 41 are used as the color separation / combination element. Use the listed one, first
The wavelength band of: the area including A, the second wavelength area of the color:
As a region including B and C, the A color light separated by the color separation / combination element is changed to the A color image light by the light valve LA,
The B-color light and the C-color light separated by the color separation / combination element are separately separated by the color separation / combination means 40 to be B-color image light and C-color image light by the light valves LB and LC, respectively. Image light color separation / synthesis means 40
And the A color image light are combined and emitted by the polarization beam splitter 12B of the color separation / combination element (claim 14).

【０１２９】そして、図４のカラー映像光合成装置を用
いることにより、投影装置によりスクリーン等の表示媒
体上に投影すべきカラー映像用のカラー映像光を合成す
るカラー映像光合成方法（請求項１８）を実施すること
ができ、上記のカラー映像光合成装置と投射レンズ５０
と、図示されない白色光源との組合せは、カラー映像を
スクリーン等の表示媒体上に投影する投影装置であっ
て、図示されない白色光源と、カラー映像光合成装置
と、このカラー映像光合成装置により合成されたカラー
映像光を表示媒体上に結像させる結像光学系５０とを有
し、カラー映像光合成装置として請求項１３記載のもの
を用いるもの（請求項１９）である。A color image light synthesizing method (claim 18) for synthesizing color image light for a color image to be projected on a display medium such as a screen by a projection device by using the color image light synthesizing device of FIG. The color image photosynthesis device and the projection lens 50 can be implemented.
And a white light source (not shown) is a projection device for projecting a color image on a display medium such as a screen. The white light source (not shown), the color image light combining device, and the color image light combining device are combined. An image forming optical system 50 for forming an image of color image light on a display medium, and the one according to claim 13 is used as a color image light combining device (claim 19).

【０１３０】図４（ｂ）に示した偏光ビームスプリッタ
１２Ｂの「分光透過率特性」も説明を簡単にするために
非常に単純化しており、実際の分光透過率特性に細かな
リップルやうねりがあることは、図３（ｂ）の場合と同
様である。The "spectral transmittance characteristic" of the polarization beam splitter 12B shown in FIG. 4 (b) is also greatly simplified to simplify the explanation, and the actual spectral transmittance characteristic has small ripples and undulations. The fact is the same as in the case of FIG.

【０１３１】偏光ビームスプリッタ１２Ｂの分光透過率
の条件： Ｔｓ１＜１−Ｔｐ１、Ｔｓ２＞１−Ｔｐ２ は、光源における白色光ランプの発光スペクトルに応
じ、また、色選択性リターダの特性にあわせて、Ｔｓ
１、Ｔｓ２、Ｔｐ１、Ｔｐ２の大小関係が上記の如きも
のとなるように設定すればよく、白色光ランプの発光ス
ペクトルにあわせた主波長でこの条件が満たせば十分で
あり、前述の式（１）、（２）に代えて、 ∫Ｅ(λ)Ｔｓ１(λ)ｄλ＜∫Ｅ(λ)(１−Ｔｐ１(λ))ｄλ （５） ∫Ｅ(λ)Ｔｓ２(λ)ｄλ＞∫Ｅ(λ)(１−Ｔｐ２(λ))ｄλ （６） を満足させるか、あるいは、前述の式（３）、（４）に
代えて、 ∫Ｅ(λ)Ｔｓ１(λ)ｖ(λ)ｄλ＜∫Ｅ(λ)(１−Ｔｐ１(λ))ｖ(λ)ｄλ （７） ∫Ｅ(λ)Ｔｓ２(λ)ｖ(λ)ｄλ＞∫Ｅ(λ)(１−Ｔｐ２(λ))ｖ(λ)ｄλ （８） を満足するように、分光透過率特性を設定することがで
きる。積分の領域は、式（５）または（７）においては
第１の波長帯域、式（６）または（８）においては第２
の波長帯域である。Conditions for the spectral transmittance of the polarization beam splitter 12B: Ts1 <1-Tp1, Ts2> 1-Tp2 are determined according to the emission spectrum of the white light lamp in the light source, and according to the characteristics of the color selective retarder. Ts
It suffices to set the magnitude relationship among 1, Ts2, Tp1, and Tp2 to be as described above, and it is sufficient if this condition is satisfied by the dominant wavelength matched to the emission spectrum of the white light lamp, and the above formula (1 ) And (2), ∫E (λ) Ts1 (λ) dλ <∫E (λ) (1-Tp1 (λ)) dλ (5) ∫E (λ) Ts2 (λ) dλ> ∫E (λ) (1-Tp2 (λ)) dλ (6) is satisfied, or ∫E (λ) Ts1 (λ) v (λ) dλ is substituted for the above equations (3) and (4). <∫E (λ) (1-Tp1 (λ)) v (λ) dλ (7) ∫E (λ) Ts2 (λ) v (λ) dλ> ∫E (λ) (1-Tp2 (λ)) The spectral transmittance characteristic can be set so as to satisfy v (λ) dλ (8). The region of integration is the first wavelength band in equation (5) or (7) and the second wavelength band in equation (6) or (8).
Is the wavelength band of.

【０１３２】図３、図４の実施の形態において用いられ
ている「ダイクロイック膜を用いる色分離合成手段」
は、ダイクロイック膜４１を有するプリズム４０である
（請求項１５）。"Color separation / synthesis means using dichroic film" used in the embodiments of FIGS. 3 and 4.
Is a prism 40 having a dichroic film 41 (claim 15).

【０１３３】ダイクロイック膜を用いる色分離合成手段
は、上記プリズム４０に限らない。ダイクロイック膜は
「誘電体膜の多層膜」などで構成できる。図５に、「ダ
イクロイック膜を用いる色分離合成手段で方形プリズム
以外のもの」の１例を示す。この実施の形態は、図４
（ａ）に示す実施の形態におけるプリズム４０を「２つ
の三角プリズム４２、４３を組合せ、両者の境界面にダ
イクロイック膜４１を形成したもの」である。三角プリ
ズム４２は楔状プリズムであり、三角プリズム４３は直
角プリズムである。The color separating / combining means using the dichroic film is not limited to the prism 40. The dichroic film can be composed of a “dielectric film multilayer film” or the like. FIG. 5 shows an example of "a color separation / combination means using a dichroic film other than a rectangular prism". This embodiment is shown in FIG.
The prism 40 in the embodiment shown in (a) is "a combination of two triangular prisms 42 and 43 and a dichroic film 41 formed on the boundary surface between them". The triangular prism 42 is a wedge prism, and the triangular prism 43 is a right angle prism.

【０１３４】ダイクロイック膜４１の特性として「膜に
対する入射角が小さくなるようにレイアウトしたほう
が、より分離性能がよい」ので、レイアウトの許せる限
り、例えば３０度とか１５度という入射角度をとるよう
にすれば、投影装置の性能がより向上する。図７の例で
は、入射角が約３０度となるようにダイクロイック膜を
構成した例である。As a characteristic of the dichroic film 41, "it is better to lay out the film so that the incident angle to the film is smaller, and the separation performance is better". Therefore, if the layout allows, the incident angle should be 30 degrees or 15 degrees. If so, the performance of the projection device is further improved. In the example of FIG. 7, the dichroic film is configured so that the incident angle is about 30 degrees.

【０１３５】なお、図５において、赤色帯域光は三角プ
リズム４２の内部で全反射されてライトバルブＬＢに導
光される。符号５１は、ライトバルブＬＡの光路長を、
ライトバルブＬＢ、ＬＣの光路長に対して調整するため
の透明平行平板を示す。In FIG. 5, the red band light is totally reflected inside the triangular prism 42 and guided to the light valve LB. Reference numeral 51 indicates the optical path length of the light valve LA,
A transparent parallel plate for adjusting the optical path lengths of the light valves LB and LC is shown.

【０１３６】上の実施の形態に於いては、第１の波長帯
域を緑色波長帯域、第２の波長帯域をマゼンタ色波長帯
域としたが、第１の波長帯域はもちろん、緑色以外の帯
域、例えば青色の波長帯域でもよいし、赤色の波長帯域
でもよい。In the above embodiment, the first wavelength band is the green wavelength band and the second wavelength band is the magenta color wavelength band. However, not only the first wavelength band but also the green wavelength band, For example, it may be a blue wavelength band or a red wavelength band.

【０１３７】図６に示す実施の形態は第１の波長帯域を
「青色波長帯域」とした例である。色選択性リターダ３
１は、青色波長帯域の光の偏光面を９０度旋回させ、補
色となるシアン色波長帯域の光の偏光面は旋回させな
い。The embodiment shown in FIG. 6 is an example in which the first wavelength band is "blue wavelength band". Color selective retarder 3
In No. 1, the plane of polarization of light in the blue wavelength band is rotated by 90 degrees, and the plane of polarization of light in the cyan wavelength band, which is a complementary color, is not rotated.

【０１３８】偏光ビームスプリッタ１２Ｃは、Ｐ偏光と
Ｓ偏光とに対し、図７に定性的に示すような分光透過率
を有し、Ｔｓ１＜１−Ｔｐ１、Ｔｓ２＞１−Ｔｐ２を満
足する。符号４０Ａで示す「ダイクロイック膜４１Ａを
用いたプリズム」は、第２の波長帯域に属する赤色帯域
光と緑色帯域光とを分離・合成する。The polarization beam splitter 12C has spectral transmittances qualitatively shown in FIG. 7 for P-polarized light and S-polarized light, and satisfies Ts1 <1-Tp1 and Ts2> 1-Tp2. The “prism using the dichroic film 41A” indicated by reference numeral 40A separates and combines the red band light and the green band light belonging to the second wavelength band.

【０１３９】偏光ビームスプリッタ１２Ｃとライトバル
ブＬＢ、ＬＣとが請求項１記載の偏光型光路分離素子を
構成し、偏光ビームスプリッタ１２ＣとライトバルブＬ
Ａとが請求項２記載の偏光型光路分離素子を構成する。
従って、色選択性リターダ３１と偏光ビームスプリッタ
１２Ｃと、ライトバルブＬＡ、ＬＢ、ＬＣと、プリズム
４０Ａとの組合せが、請求項１４、１５記載のカラー映
像光合成装置を構成し、このカラー映像光合成装置によ
り、請求項１７記載のカラー映像光合成方法が実施され
る。The polarization beam splitter 12C and the light valves LB and LC constitute a polarization type optical path separation element according to claim 1, and the polarization beam splitter 12C and the light valve L are included.
A and the polarization type optical path separation element according to claim 2 constitute.
Therefore, the combination of the color selective retarder 31, the polarization beam splitter 12C, the light valves LA, LB, LC and the prism 40A constitutes the color image light combining device according to claims 14 and 15, and the color image light combining device is formed. Thus, the color image photosynthesis method according to claim 17 is implemented.

【０１４０】また、図６のカラー映像光合成装置と、結
像光学系としての投射レンズ５０と、図示されない白色
光源とは請求項１９記載の投影装置を構成する。Further, the color image light synthesizing apparatus of FIG. 6, the projection lens 50 as an image forming optical system, and a white light source (not shown) constitute a projection apparatus according to claim 19.

【０１４１】図８は、請求項１６記載のカラー映像光合
成装置を用いる投影装置の実施の１形態を示している。FIG. 8 shows an embodiment of a projection device using the color video / photosynthesis device according to the sixteenth aspect.

【０１４２】この実施の形態におけるからー映像光合成
装置は「投影装置によりスクリーン等の表示媒体上に投
影すべきカラー映像用のカラー映像光を合成するもの」
であって、カラー映像を構成する３原色をＡ（緑）、Ｂ
（赤）、Ｃ（青）とするとき、偏光方向を変換する機能
を有しＡ色映像を表示する反射型のライトバルブＬＡ
と、偏光方向を変換する機能を有しＢ色映像を表示する
反射型のライトバルブＬＢと、偏光方向を変換する機能
を有しＣ色映像を表示する反射型のライトバルブＬＣ
と、第１の波長帯域を色：Ａを含む領域、第２の波長領
域を色：ＢおよびＣを含む領域として、Ａ色光と、Ｂお
よびＣ色光とを分離する第１の色分離合成素子３０、１
２１と、分離されたＡ色光をライトバルブＬＡへ導光す
る光路分離用偏光ビームスプリッタ１２２と、第１の波
長帯域をＢ色光、第２の波長帯域をＣ色光として、これ
らＢ色光、Ｃ色光を分離して、ライトバルブＬＢ、ＬＣ
へそれぞれ導光し、これらライトバルブＬＢ、ＬＣによ
るＢ色映像光、Ｃ色映像光を合成する第２の色分離合成
素子３２、１２３と、この第２の色分離合成素子により
合成されたＢ色映像光、Ｃ色映像光の偏光方向を揃える
と共に、ライトバルブＬＡによるＡ色映像光を偏光ビー
ムスプリッタ１２２を介して入射され、Ｂ色映像光、Ｃ
色映像光と合成して射出させる第３の色分離合成素子３
３、１２４とを有する。In the present embodiment, the image light synthesizing device "is a device for synthesizing color image light for a color image to be projected on a display medium such as a screen by a projection device."
And the three primary colors that make up the color image are A (green) and B
A reflection type light valve LA having a function of converting the polarization direction when displaying (red) and C (blue) and displaying an A color image
And a reflection type light valve LB having a function of converting the polarization direction and displaying a B color image, and a reflection type light valve LC having a function of converting the polarization direction and displaying a C color image.
A first wavelength separation / combining element for separating A-color light and B- and C-color light with the first wavelength band as a region including color: A and the second wavelength band as a region including colors: B and C 30, 1
21, a polarization beam splitter 122 for optical path separation for guiding the separated A-color light to the light valve LA, and a B-color light for the first wavelength band and a C-color light for the second wavelength band. To separate the light valves LB, LC
The second color separation / combination elements 32 and 123 for respectively guiding the B color image light and the C color image light by the light valves LB and LC, and B combined by the second color separation / combination element. The polarization directions of the color image light and the C color image light are aligned, and the A color image light from the light valve LA is incident through the polarization beam splitter 122, and the B color image light and the C color image light are incident.
Third color separation / combination element 3 for combining with color image light and emitting the same
3, 124.

【０１４３】第１〜第３の色分離合成素子は、上記の如
く色選択性リターダと偏光ビームスプリッタとで構成さ
れる。ライトバルブＬＡと光路分離用偏光ビームスプリ
ッタ１２２は請求項２記載の偏光型光路分離素子を構成
し、第２の色分離合成素子の偏光ビームスプリッタ１２
３とライトバルブＬＢは請求項２記載の偏光型光路分離
素子を構成し、第２の色分離合成素子の偏光ビームスプ
リッタ１２３とライトバルブＬＣは請求項１記載の偏光
型光路分離素子を構成する（請求項１６）。The first to third color separating / combining elements are composed of the color selective retarder and the polarization beam splitter as described above. The light valve LA and the polarization beam splitter 122 for optical path separation constitute the polarization type optical path separation element according to claim 2, and the polarization beam splitter 12 of the second color separation / combination element.
3 and the light valve LB constitute the polarization type optical path separation element according to claim 2, and the polarization beam splitter 123 and the light valve LC of the second color separation / combination element constitute the polarization type optical path separation element according to claim 1. (Claim 16).

【０１４４】照明光（白色光）を、偏光ビームスプリッ
タ１２１に対してＰ偏光として色選択性リターダ３０に
入射させると、緑色帯域光のみの偏光方向が９０度旋回
されて偏光ビームスプリッタ１２１に対してＳ偏光とな
るので、偏光ビームスプリッタ１２１は緑色帯域光を反
射し、マゼンタ色帯域光を透過させる。即ち、色選択性
リターダ３０と偏光ビームスプリッタ１２１は「緑色帯
域光とマゼンタ色帯域光とを色分離」する。When the illumination light (white light) is made incident on the color selective retarder 30 as P-polarized light to the polarization beam splitter 121, the polarization direction of only the green band light is rotated by 90 degrees, and the polarization beam splitter 121 is rotated. As a result, the polarized beam splitter 121 reflects the green band light and transmits the magenta color band light. That is, the color-selective retarder 30 and the polarization beam splitter 121 “color-separate the green band light and the magenta color band light”.

【０１４５】偏光ビームスプリッタ１２１により反射さ
れた緑色帯域光は、偏光ビームスプリッタ１２２により
反射され、ライトバルブＬＡにより緑色映像化されて偏
光ビームスプリッタ１２２へ戻り、映像表示に与る緑色
映像光がＰ偏光として偏光ビームスプリッタ１２２と１
２４を透過する。このとき、ライトバルブＬＡと偏光ビ
ームスプリッタ１２２とが請求項２記載の偏光型光路分
離素子を構成するので、投射レンズ５０に向う緑色映像
光のコントラストは高い。The green band light reflected by the polarization beam splitter 121 is reflected by the polarization beam splitter 122, converted into a green image by the light valve LA and returned to the polarization beam splitter 122, and the green image light for image display is P Polarization beam splitters 122 and 1 as polarized light
Through 24. At this time, since the light valve LA and the polarization beam splitter 122 form the polarization type optical path separation element according to the second aspect, the contrast of the green image light toward the projection lens 50 is high.

【０１４６】偏光ビームスプリッタ１２１を透過したマ
ゼンタ色帯域光は、色選択性リターダ３２と偏光ビーム
スプリッタ１２３で構成される色分離合成素子に入射す
る。色選択性リターダ３２は、赤色帯域光のみの偏光面
を９０度旋回させるものであり、偏光ビームスプリッタ
１２３に対して、赤色帯域光がＳ偏光になり、青色帯域
光がＰ偏光となる。The magenta color band light transmitted through the polarization beam splitter 121 enters a color separation / combination element composed of the color selective retarder 32 and the polarization beam splitter 123. The color-selective retarder 32 rotates the polarization plane of only the red band light by 90 degrees, and the red band light becomes S polarization and the blue band light becomes P polarization with respect to the polarization beam splitter 123.

【０１４７】赤色帯域光は偏光ビームスプリッタ１２３
により反射されてライトバルブＬＢに入射し、赤色映像
化されて偏光ビームスプリッタ１２３へ戻り、映像表示
に与る赤色映像光がＰ偏光として偏光ビームスプリッタ
１２３を透過する。The red band light is polarized beam splitter 123.
Is reflected by and enters the light valve LB, is converted into a red image and returns to the polarization beam splitter 123, and the red image light for image display is transmitted through the polarization beam splitter 123 as P polarized light.

【０１４８】青色帯域光は偏光ビームスプリッタ１２３
を透過してライトバルブＬＣに入射し、青色映像化され
て偏光ビームスプリッタ１２３へ戻り、映像表示に与る
青色映像光がＳ偏光として偏光ビームスプリッタ１２３
により反射され、赤色映像光と合成されてマゼンタ色映
像光になる。このとき、偏光ビームスプリッタ１２３と
ライトバルブＬＢとが請求項１記載の偏光型光路分離素
子を構成し、偏光ビームスプリッタ１２３とライトバル
ブＬＣとが請求項２記載の偏光型光路分離素子を構成す
ることにより、映像表示に用いられるマゼンタ色映像光
もコントラストが高い。The blue band light is polarized beam splitter 123.
Is transmitted to the light valve LC, is converted into a blue image and returns to the polarization beam splitter 123, and the blue image light applied to the image display is converted into S polarization by the polarization beam splitter 123.
Is reflected by and is combined with the red image light to become magenta image light. At this time, the polarization beam splitter 123 and the light valve LB configure the polarization type optical path separation element according to claim 1, and the polarization beam splitter 123 and the light valve LC configure the polarization type optical path separation element according to claim 2. As a result, the magenta image light used for image display also has high contrast.

【０１４９】なお、偏光ビームスプリッタ１２３の透過
率：Ｔｐ、Ｔｓを、赤色帯域光と青色帯域光とで、Ｔｓ
と１−Ｔｐの大小関係が逆になるように偏光分離膜設計
を行うことにより、偏光ビームスプリッタ１２３とライ
トバルブＬＢ、ＬＣとの組み合わせに応じて、請求項
１、２の偏光型光路分離素子を構成できる。The transmittances Tp and Ts of the polarization beam splitter 123 are calculated as Ts between red band light and blue band light.
The polarization-type optical path separation element according to claim 1 or 2, depending on the combination of the polarization beam splitter 123 and the light valves LB and LC, by designing the polarization separation film so that the magnitude relationship between 1 and Tp is reversed. Can be configured.

【０１５０】このマゼンタ色映像光は、色選択性リター
ダ３３と偏光ビームスプリッタ１１４とにより構成され
る「色分離合成素子」の色選択性リターダ３３を透過す
る。色選択性リターダ３３は、色選択性リターダ３２と
同じものである。このため、偏光ビームスプリッタ１２
４に入射するマゼンタ色映像光は，偏光ビームスプリッ
タ１２４に対してＳ偏光であり、偏光ビームスプリッタ
１２４により反射され、赤色映像光と合成されて結像光
学系としての投射レンズ５０に入射し、同レンズ５０に
よりスクリーン等の表示媒体上にカラー映像として拡大
結像する。The magenta color image light is transmitted through the color selective retarder 33 of the “color separation / combination element” constituted by the color selective retarder 33 and the polarization beam splitter 114. The color selective retarder 33 is the same as the color selective retarder 32. Therefore, the polarization beam splitter 12
The magenta color image light entering 4 is S-polarized with respect to the polarization beam splitter 124, is reflected by the polarization beam splitter 124, is combined with the red image light, and enters the projection lens 50 as an imaging optical system. The lens 50 enlarges and forms a color image on a display medium such as a screen.

【０１５１】従って、図８のカラー映像光合成装置を用
いて、請求項１７記載のカラー映像光合成方法が実施さ
れ、また、図８のカラー映像光合成装置と、図示されな
い白色光源と投射レンズ５０とにより、請求項１９記載
の投影装置が構成される。Therefore, the color image light synthesizing method according to claim 17 is implemented by using the color image light synthesizing apparatus of FIG. 8, and the color image light synthesizing apparatus of FIG. A projection device according to claim 19 is configured.

【０１５２】上に説明してきた各投影装置の「白色光
源」については特に説明しなかった。白色光源としては
公知の適宜のもの用いることができるからである。例え
ば、白色光源として、ハロゲンランプ、キセノンラン
プ、メタルハライドランプ、超高圧水銀ランプなどを用
いることができる。勿論、効率よく照度を得られるよう
に、リフレクターおよび／または集光レンズにより、光
束の発散性を押さえて集光光束や「平行光束に近い形
態」としてもよい。The "white light source" of each of the projectors described above has not been particularly described. This is because any known appropriate light source can be used as the white light source. For example, a halogen lamp, a xenon lamp, a metal halide lamp, an ultra-high pressure mercury lamp, or the like can be used as the white light source. Of course, the divergence of the light flux may be suppressed by the reflector and / or the condenser lens so that the illuminance can be obtained efficiently, and the light flux may be a condensed light flux or a “form close to a parallel light flux”.

【０１５３】白色光源から放射される白色光は、照明光
として色選択性リターダに入射するときには「直線偏光
状態」になっている。ハロゲンランプやキセノンランプ
等から放射される白色光は自然偏光状態であるから、色
選択性リターダと白色光源との間に直線偏光化する手段
を配置することになる。The white light emitted from the white light source is in the "linearly polarized state" when entering the color selective retarder as illumination light. Since white light emitted from a halogen lamp, a xenon lamp or the like is in a natural polarization state, a linear polarization means is arranged between the color selective retarder and the white light source.

【０１５４】偏光化手段としては、偏光板が一般的であ
るが、偏光板を用いて自然偏光を直線偏光化すると、白
色光のもつ光エネルギの５０％が無駄になってしまう。A polarizing plate is generally used as the polarization means, but if the polarizing plate is used to linearly polarize natural polarization, 50% of the light energy of white light is wasted.

【０１５５】そこで、上記請求項１９記載の投影装置は
「白色光源からの白色光の大半を、直線偏光状態にする
偏光化手段」を有することが好ましい（請求項２０）。Therefore, it is preferable that the projection apparatus according to claim 19 has "polarization means for converting most of the white light from the white light source into a linearly polarized state" (claim 20).

【０１５６】このような偏光化手段として知られたもの
としては、特開平１１−１４２７０２号公報記載の「偏
光ビームスプリッタアレイと波長板のアレイを組み合わ
せたもの（必要に応じ、偏光ビームスプリッタアレイの
配列ピッチに合わせたマイクロレンズアレイをさらに組
み合わせる）」がある。Known as such a polarization means is a "combination of a polarization beam splitter array and an array of wavelength plates described in JP-A-11-142702 (if necessary, a polarization beam splitter array There is also a combination of microlens arrays that match the array pitch). "

【０１５７】即ち、図９に示すように、偏光分離膜９１
を配列することにより「偏光ビームスプリッタアレイ」
を構成する。入射する自然偏光の光は、各偏光分離膜９
１で互いに直交する直線偏光成分に分離され、Ｐ偏光は
そのまま透過し、Ｓ偏光は偏光分離膜９１で反射されて
射出しようとするので、その射出部に１／２波長板９２
をアレイ状に配列する。このようにすると、Ｓ偏光は１
／２波長板９２を透過することによりＰ偏光に変換され
るので、白色光源からの白色光の大半を直線偏光状態に
することができ、白色光源の放射する光エネルギを有効
に利用できる。That is, as shown in FIG. 9, the polarization separation film 91
"Polarization beam splitter array" by arranging
Make up. The incident spontaneously polarized light is transmitted through each polarization separation film 9
At 1, the light is split into linearly polarized light components orthogonal to each other, the P-polarized light is transmitted as it is, and the S-polarized light is reflected by the polarization separation film 91 to be emitted.
Are arranged in an array. In this way, S polarization is 1
Since it is converted into P-polarized light by passing through the / 2 wavelength plate 92, most of the white light from the white light source can be made into a linearly polarized state, and the light energy emitted from the white light source can be effectively used.

【０１５８】偏光度をより向上させて投影装置のコント
ラスト性能を確保したい場合は、図９の偏光化手段の後
段に、更に直線偏光子や偏光ビームスプリッタを配する
ことができる。直線偏光子を用いる場合は、光吸収のた
めに直線偏光子が発熱して性能を低下させる場合もある
が、偏光ビームスプリッタを用いると、不要な偏光成分
を反射あるいは透過で逃がすため、光吸収による発熱を
極力抑えることが可能となる。When it is desired to further improve the degree of polarization and ensure the contrast performance of the projection device, a linear polarizer or a polarization beam splitter can be further arranged after the polarization unit shown in FIG. When a linear polarizer is used, the linear polarizer may generate heat and deteriorate the performance due to light absorption.However, if a polarization beam splitter is used, unnecessary polarization components are released by reflection or transmission. It is possible to suppress heat generation due to.

【０１５９】なお、照明光をライトバルブに効率良く照
射するために、各種の照明用集光素子、例えば、フライ
アイレンズの組み合わせによる「インテグレータ」や、
コンデンサーレンズと組み合わせてライトバルブへ効率
よく導く集光素子を用いることができる。In order to efficiently illuminate the light valve with the illumination light, various illumination condensing elements, for example, an "integrator" by a combination of fly-eye lenses,
A light-collecting element that efficiently guides the light valve can be used in combination with a condenser lens.

【０１６０】また、光源として「高出力レーザ光源」の
ように「偏光性の高い光源」を、３原色の各光源として
用い、これらを白色光に合成して用いる場合であれば、
偏光化手段は不要である。If a “highly polarized light source” such as a “high-power laser light source” is used as each of the three primary color light sources and these light sources are combined into white light,
No polarization means is required.

【０１６１】上に説明した投影装置の実施の各態様にお
いて「投射レンズの手前に、色選択性リターダを配置」
することにより、投影光の偏光方向を揃えることが可能
であり、このようにすると、スクリーン等の表示媒体に
反射偏光特性があるような場合、表示媒体での反射が均
一になる効果がある。また、投射される映像光の偏光方
向を揃えると、偏光子を用いて「光路中で偏光が変化し
て迷光となったフレア成分」をカットでき、よりコント
ラストを向上させた投影装置を実現できる。In each aspect of the implementation of the projection apparatus described above, "a color selective retarder is arranged in front of the projection lens".
By doing so, it is possible to align the polarization direction of the projection light, and in this case, when the display medium such as a screen has a reflective polarization characteristic, there is an effect that the reflection on the display medium becomes uniform. Also, by aligning the polarization direction of the projected image light, it is possible to cut the “flare component that has become a stray light by changing the polarization in the optical path” by using a polarizer, and it is possible to realize a projection device with improved contrast. .

【０１６２】[0162]

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば、新規な偏光型光路分離素子および色分離合成素子お
よび色分離方法および色合成方法およびカラー映像光合
成装置およびカラー映像光合成方法および投影装置を実
現できる。As described above, according to the present invention, a novel polarization type optical path separating element, color separating / combining element, color separating method, color combining method, color image / light combining apparatus, color image / light combining method and projection are provided. The device can be realized.

【０１６３】この発明の偏光型光路分離素子は、ライト
バルブによる映像光を、表示に用いられる部分と、それ
以外の部分を別光路に効率良く分離することができ、か
かる素子を色分離合成素子に組み込んで投影装置に用い
ることにより、表示映像のコントラスト低下を有効に軽
減して明るく見やすい映像を表示することができる。The polarization type optical path separating element of the present invention can efficiently separate the image light from the light valve into the part used for display and the other part into separate optical paths. It is possible to display a bright and easy-to-see image by effectively reducing the contrast reduction of the displayed image by incorporating it into a projection device.

【０１６４】偏光型光路分離素子に用いられる偏光ビー
ムスプリッタの偏光分離膜は一般に金属膜や誘電体膜で
あり、従来から知られた薄膜作製技術を用いて製作され
るが、「波長選択性リターダと組み合わせた色分離合成
素子」では、性能に大きく影響する波長域の特性を良く
すればよいから「広い波長帯域にわたって偏光分離特性
を良くするために必要となる複雑な膜構成」が不要とな
り、偏光ビームスプリッタ設計の負担が軽減され、製造
誤差などが小さくなり生産性が向上する。The polarization separation film of the polarization beam splitter used for the polarization type optical path separation element is generally a metal film or a dielectric film and is manufactured by using a conventionally known thin film manufacturing technique. With the "color separation / combination element combined with", it suffices to improve the characteristics of the wavelength range that greatly affects the performance, so the "complex film structure required to improve the polarization separation characteristics over a wide wavelength band" is not required, The burden of designing the polarization beam splitter is reduced, manufacturing errors are reduced, and productivity is improved.

【０１６５】また、波長選択性リターダにより偏光方向
を変えない第２の波長帯域のコントラスト向上が要求さ
れる場合も、請求項４、５、９、１０記載の色分離合成
素子のように第２の波長帯域のＰ偏光透過率：Ｔｐ２、
Ｓ偏光透過率：Ｔｓ２による「Ｔｓ２と１−Ｔｐ２の大
小関係」を設定すればよく、偏光ビームスプリッタ設計
の負担が軽減され、製造誤差などが小さくなり生産性が
向上する。Also, in the case where the contrast enhancement in the second wavelength band which does not change the polarization direction is required by the wavelength selective retarder, the second color separation / combination element according to the fourth aspect may be used. P-polarized light transmittance in the wavelength band of: Tp2,
S-polarized light transmittance: It suffices to set "a magnitude relationship between Ts2 and 1-Tp2" based on Ts2, which reduces the burden of designing the polarization beam splitter, reduces manufacturing errors, and improves productivity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】請求項１記載の偏光型光路分離素子を説明する
ための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining a polarization type optical path separation element according to claim 1;

【図２】請求項２記載の偏光型光路分離素子を説明する
ための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a polarization type optical path separation element according to claim 2;

【図３】カラー映像光合成装置とこれを用いた投影装置
の実施の１形態を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining one embodiment of a color image photosynthesis device and a projection device using the same.

【図４】カラー映像光合成装置とこれを用いた投影装置
の実施の別形態を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining another embodiment of a color image photosynthesis device and a projection device using the same.

【図５】カラー映像光合成装置とこれを用いた投影装置
の実施の他の形態を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining another embodiment of a color image photosynthesis device and a projection device using the same.

【図６】カラー映像光合成装置とこれを用いた投影装置
の実施の他の形態を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining another embodiment of a color image photosynthesis device and a projection device using the same.

【図７】図６の実施の形態において用いられた偏光ビー
ムスプリッタの分光透過率特性を説明するための図であ
る。7 is a diagram for explaining the spectral transmittance characteristics of the polarization beam splitter used in the embodiment of FIG.

【図８】請求項１６記載のカラー映像光合成装置とこれ
を用いた投影装置の実施の１形態を説明するための図で
ある。FIG. 8 is a diagram for explaining one embodiment of a color image photosynthesis device according to claim 16 and a projection device using the same.

【図９】請求項２０記載の発明で用いられる偏光化手段
の実施の１例を説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining an example of an implementation of the polarization means used in the invention of claim 20.

【図１０】従来技術を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０ 偏光方向を変換する機能を有する反射型のラ
イトバルブ １２Ａ 偏光ビームスプリッタ10 Reflective light valve 12A having a function of converting the polarization direction Polarizing beam splitter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 9/31 Ｈ０４Ｎ 9/31 Ｃ Ｆターム(参考） 2H049 BA05 BA07 BA16 BA17 BA42 BA43 BB03 BB66 BC22 2H099 AA11 BA09 CA02 CA08 DA05 5C060 BA03 BA07 BB13 BC05 BE05 BE10 DA05 EA01 GA01 GB03 HC24 HD01 JA17 JB06 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. ⁷ Identification code FI theme code (reference) H04N 9/31 H04N 9/31 CF term (reference) 2H049 BA05 BA07 BA16 BA17 BA42 BA43 BB03 BB66 BC22 2H099 AA11 BA09 CA02 CA08 DA05 5C060 BA03 BA07 BB13 BC05 BE05 BE10 DA05 EA01 GA01 GB03 HC24 HD01 JA17 JB06

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】偏光方向を変換する機能を有する反射型の
ライトバルブと、 直線偏光の照明光を入射され、上記ライトバルブに向っ
て射出させる偏光ビームスプリッタとを有し、 上記偏光ビームスプリッタのＰ偏光透過率をＴｐ、Ｓ偏
光透過率をＴｓとするとき、Ｔｓ＞１−Ｔｐであり、上
記照明光をＰ偏光として入射されることを特徴とする偏
光型光路分離素子。1. A reflection type light valve having a function of converting a polarization direction, and a polarization beam splitter which receives linearly polarized illumination light and emits it toward the light valve. A polarization-type optical path separation element, wherein Ts> 1-Tp, where Pp polarized light transmittance is Tp and S polarized light transmittance is Ts, and the illumination light is incident as P polarized light. 【請求項２】偏光方向を変換する機能を有する反射型の
ライトバルブと、 直線偏光の照明光を入射され、上記ライトバルブに向っ
て射出させる偏光ビームスプリッタとを有し、 上記偏光ビームスプリッタのＰ偏光透過率をＴｐ、Ｓ偏
光透過率をＴｓとするとき、Ｔｓ＜１−Ｔｐであり、上
記照明光をＳ偏光として入射されることを特徴とする偏
光型光路分離素子。2. A reflection type light valve having a function of converting a polarization direction, and a polarization beam splitter which receives linearly polarized illumination light and emits it toward the light valve. A polarization-type optical path separation element, wherein Ts <1-Tp, where Pp polarization transmittance is Tp and S polarization transmittance is Ts, and the illumination light is incident as S polarization. 【請求項３】互いに分離した第１および第２の波長領域
の光を分離もしくは合成する色分離合成素子であって、 入射される直線偏光状態の光における第１の波長帯域の
光のみの偏光面を９０度旋回させて透過させ、第２の波
長帯域の光は偏光状態を保って透過させる色選択性リタ
ーダと、 色分離のときは上記色選択性リターダを透過した光を入
射されて上記第１および第２の波長帯域の光の光路を分
離し、色合成のときには偏光方向を直交させた状態で合
成された第１および第２の波長帯域の光を上記色選択性
リターダに向って射出して上記色選択性リターダを透過
させる偏光ビームスプリッタとを有し、 上記偏光ビームスプリッタにおける、第１の波長帯域の
Ｐ偏光透過率をＴｐ１、Ｓ偏光透過率をＴｓ１とすると
き、Ｔｓ１＞１−Ｔｐ１であり、 色分離のときはＳ偏光が上記色選択性リターダに入射さ
れ、色合成のときは、第１および第２の波長帯域の光を
Ｓ偏光として合成することを特徴とする色分離合成素
子。3. A color separation / combination element for separating or combining the lights in the first and second wavelength regions, which are separated from each other, wherein only the light in the first wavelength band of incident linearly polarized light is polarized. A color-selective retarder that rotates the surface through 90 degrees and transmits the light, and transmits light in the second wavelength band while maintaining the polarization state, and in the case of color separation, the light transmitted through the color-selective retarder is incident and The light paths of the light in the first and second wavelength bands are separated, and the light in the first and second wavelength bands synthesized with the polarization directions orthogonal to each other at the time of color synthesis is directed to the color selective retarder. A polarization beam splitter that emits the light and transmits the color selective retarder, where Ts1 is defined as Tp1 and Ss1 as the P polarization transmittance and the S polarization transmittance in the first wavelength band of the polarization beam splitter. 1-Tp In the case of color separation, S-polarized light is incident on the color selective retarder, and in the case of color combination, the light in the first and second wavelength bands is combined as S-polarized light. element. 【請求項４】互いに分離した第１および第２の波長領域
の光を分離もしくは合成する色分離合成素子であって、 入射される直線偏光状態の光における第１の波長帯域の
光のみの偏光面を９０度旋回させて透過させ、第２の波
長帯域の光は偏光状態を保って透過させる色選択性リタ
ーダと、 色分離のときは上記色選択性リターダを透過した光を入
射されて上記第１および第２の波長帯域の光の光路を分
離し、色合成のときには偏光方向を直交させた状態で合
成された第１および第２の波長帯域の光を上記色選択性
リターダに向って射出して上記色選択性リターダを透過
させる偏光ビームスプリッタとを有し、 上記偏光ビームスプリッタにおける、第２の波長帯域の
Ｐ偏光透過率をＴｐ２、Ｓ偏光透過率をＴｓ２とすると
き、Ｔｓ２＜１−Ｔｐ２であり、 色分離のときはＳ偏光が上記色選択性リターダに入射さ
れ、色合成のときは、第１および第２の波長帯域の光を
Ｓ偏光として合成することを特徴とする色分離合成素
子。4. A color separating / combining element for separating or combining the lights in the first and second wavelength regions, which are separated from each other, wherein only the light in the first wavelength band of incident linearly polarized light is polarized. A color-selective retarder that rotates the surface through 90 degrees and transmits the light, and transmits light in the second wavelength band while maintaining the polarization state, and in the case of color separation, the light transmitted through the color-selective retarder is incident and The light paths of the light in the first and second wavelength bands are separated, and the light in the first and second wavelength bands synthesized with the polarization directions orthogonal to each other at the time of color synthesis is directed to the color selective retarder. A polarization beam splitter that emits the light and transmits the color selective retarder, where Tp2 is the P polarization transmittance and Ss2 is the P polarization transmittance in the second wavelength band of the polarization beam splitter, and Ts2 < 1-Tp In the case of color separation, S-polarized light is incident on the color selective retarder, and in the case of color combination, the light in the first and second wavelength bands is combined as S-polarized light. element. 【請求項５】請求項３記載の色分離合成素子において、 偏光ビームスプリッタにおける、第２の波長帯域のＰ偏
光透過率をＴｐ２、Ｓ偏光透過率をＴｓ２とするとき、
Ｔｓ２＜１−Ｔｐ２であることを特徴とする色分離合成
素子。5. The color separating / combining element according to claim 3, wherein, in the polarization beam splitter, P-polarized light transmittance of the second wavelength band is Tp2 and S-polarized light transmittance is Ts2,
A color separation / combination element, wherein Ts2 <1-Tp2. 【請求項６】互いに分離した第１および第２の波長帯域
の光を含む直線偏光状態の光を、上記第１の波長領域の
光と第２の波長帯域の光とに分離する色分離方法であっ
て、 請求項３または４または５記載の色分離合成素子を用
い、 色分離すべき直線偏光状態の光を、Ｓ偏光として、色選
択性リターダに入射させ、偏光ビームスプリッタにより
Ｓ偏光の光とＰ偏光の光とに分離することを特徴とする
色分離方法。6. A color separation method for separating linearly polarized light containing light in the first and second wavelength bands separated from each other into light in the first wavelength region and light in the second wavelength band. A light having a linear polarization state to be color-separated is incident on a color-selective retarder as S-polarized light by using the color-separation / combining element according to claim 3, 4 or 5, and is converted into S-polarized light by a polarization beam splitter. A color separation method characterized by separating light and P-polarized light. 【請求項７】直線偏光状態で第１の波長帯域の光と、直
線偏光状態で第２の波長帯域の光とを色合成する方法で
あって、 請求項３または４または５記載の色分離合成素子を用
い、 色合成すべき光のうち、第１の波長帯域の光をＰ偏光と
して偏光ビームスプリッタに入射させ、第２の波長帯域
の光をＳ偏光として上記偏光ビームスプリッタに入射さ
せることを特徴とする色合成方法。7. A method of color-synthesizing light in a first wavelength band in a linearly polarized state and light in a second wavelength band in a linearly polarized state, the color separation according to claim 3, 4 or 5. Among the lights to be color-combined, the light of the first wavelength band is made to enter the polarization beam splitter as P-polarized light and the light of the second wavelength band is made to enter the polarization beam splitter as S-polarized light by using a combining element. A color synthesizing method. 【請求項８】互いに分離した第１および第２の波長領域
の光を分離もしくは合成する色分離合成素子であって、 入射される直線偏光状態の光における第１の波長帯域の
光のみの偏光面を９０度旋回させて透過させ、第２の波
長帯域の光は偏光状態を保って透過させる色選択性リタ
ーダと、 色分離のときは上記色選択性リターダを透過した光を入
射されて上記第１および第２の波長帯域の光の光路を分
離し、色合成のときには偏光方向を直交させた状態で合
成された第１および第２の波長帯域の光を上記色選択性
リターダに向って射出して上記色選択性リターダを透過
させる偏光ビームスプリッタとを有し、 上記偏光ビームスプリッタにおける、第１の波長帯域の
Ｐ偏光透過率をＴｐ１、Ｓ偏光透過率をＴｓ１とすると
き、Ｔｓ１＜１−Ｔｐ１であり、 色分離のときはＰ偏光が上記色選択性リターダに入射さ
れ、色合成のときは、第１および第２の波長帯域の光を
Ｐ偏光として合成することを特徴とする色分離合成素
子。8. A color separation / combination element for separating or combining the lights in the first and second wavelength regions, which are separated from each other, wherein only the light in the first wavelength band in the incident light in the linear polarization state is polarized. A color-selective retarder that rotates the surface through 90 degrees and transmits the light, and transmits light in the second wavelength band while maintaining the polarization state, and in the case of color separation, the light transmitted through the color-selective retarder is incident and The light paths of the light in the first and second wavelength bands are separated, and the light in the first and second wavelength bands synthesized with the polarization directions orthogonal to each other at the time of color synthesis is directed to the color selective retarder. A polarization beam splitter that emits the color selective retarder and transmits the color selective retarder, where Ps polarization transmittance and Ts1 of the first wavelength band in the polarization beam splitter are Ts1 <Ts1 < 1-Tp In the case of color separation, P-polarized light is incident on the color selective retarder, and in the case of color combination, the light in the first and second wavelength bands is combined as P-polarized light. element. 【請求項９】互いに分離した第１および第２の波長領域
の光を分離もしくは合成する色分離合成素子であって、 入射される直線偏光状態の光における第１の波長帯域の
光のみの偏光面を９０度旋回させて透過させ、第２の波
長帯域の光は偏光状態を保って透過させる色選択性リタ
ーダと、 色分離のときは上記色選択性リターダを透過した光を入
射されて上記第１および第２の波長帯域の光の光路を分
離し、色合成のときには偏光方向を直交させた状態で合
成された第１および第２の波長帯域の光を上記色選択性
リターダに向って射出して上記色選択性リターダを透過
させる偏光ビームスプリッタとを有し、 上記偏光ビームスプリッタにおける、第２の波長帯域の
Ｐ偏光透過率をＴｐ２、Ｓ偏光透過率をＴｓ２とすると
き、Ｔｓ２＞１−Ｔｐ２であり、 色分離のときはＰ偏光が上記色選択性リターダに入射さ
れ、色合成のときは、第１および第２の波長帯域の光を
Ｐ偏光として合成することを特徴とする色分離合成素
子。9. A color separating / combining element for separating or combining the lights in the first and second wavelength regions, which are separated from each other, wherein only the light in the first wavelength band in the incident light in the linear polarization state is polarized. A color-selective retarder that rotates the surface through 90 degrees and transmits the light, and transmits light in the second wavelength band while maintaining the polarization state, and in the case of color separation, the light transmitted through the color-selective retarder is incident and The light paths of the light in the first and second wavelength bands are separated, and the light in the first and second wavelength bands synthesized with the polarization directions orthogonal to each other at the time of color synthesis is directed to the color selective retarder. A polarization beam splitter that emits the color selective retarder and transmits the color selective retarder, wherein Ts2> 1-Tp In the case of color separation, P-polarized light is incident on the color selective retarder, and in the case of color combination, the light in the first and second wavelength bands is combined as P-polarized light. element. 【請求項１０】請求項８記載の色分離合成素子におい
て、 偏光ビームスプリッタにおける、第２の波長帯域のＰ偏
光透過率をＴｐ２、Ｓ偏光透過率をＴｓ２とするとき、
Ｔｓ２＞１−Ｔｐ２であることを特徴とする色分離合成
素子。10. The color separation / combination element according to claim 8, wherein Pp polarized light transmittance and S polarized light transmittance in the second wavelength band of the polarization beam splitter are Tp2 and Ts2, respectively.
A color separation / combination element, wherein Ts2> 1-Tp2. 【請求項１１】互いに分離した第１および第２の波長帯
域の光を含む直線偏光状態の光を、上記第１の波長領域
の光と第２の波長帯域の光とに分離する色分離方法であ
って、 請求項８または９または１０記載の色分離合成素子を用
い、 色分離すべき直線偏光状態の光を、Ｐ偏光として、色選
択性リターダに入射させ、偏光ビームスプリッタにより
Ｓ偏光の光とＰ偏光の光とに分離することを特徴とする
色分離方法。11. A color separation method for separating linearly polarized light containing light in the first and second wavelength bands, which are separated from each other, into light in the first wavelength region and light in the second wavelength band. A light having a linear polarization state to be color-separated is incident on a color-selective retarder as P-polarized light by using the color-separation / combining element according to claim 8, 9 or 10, and is converted into S-polarized light by a polarization beam splitter. A color separation method characterized by separating light and P-polarized light. 【請求項１２】直線偏光状態で第１の波長帯域の光と、
直線偏光状態で第２の波長帯域の光とを色合成する方法
であって、 請求項８または９または１０記載の色分離合成素子を用
い、 色合成すべき光のうち、第１の波長帯域の光をＳ偏光と
して偏光ビームスプリッタに入射させ、第２の波長帯域
の光をＰ偏光として上記偏光ビームスプリッタに入射さ
せることを特徴とする色合成方法。12. Light of a first wavelength band in a linearly polarized state,
A method of color-synthesizing light of a second wavelength band in a linearly polarized state, wherein the color separation / synthesis element according to claim 8 or 9 or 10 is used, and the first wavelength band of the light to be color-synthesized. Of the light of S wavelength is input to the polarization beam splitter, and light of the second wavelength band is input to the polarization beam splitter as P polarization. 【請求項１３】投影装置によりスクリーン等の表示媒体
上に投影すべきカラー映像用のカラー映像光を合成する
カラー映像光合成装置において、 カラー映像を構成する３原色をＡ、Ｂ、Ｃとするとき、
偏光方向を変換する機能を有しＡ色映像を表示する反射
型のライトバルブＬＡと、偏光方向を変換する機能を有
しＢ色映像を表示する反射型のライトバルブＬＢと、偏
光方向を変換する機能を有しＣ色映像を表示する反射型
のライトバルブＬＣと、 直線偏光状態の白色光をＳ偏光状態で色選択性リターダ
に入射される色分離合成素子と、 ダイクロイック膜を用いる色分離合成手段とを有し、 上記色分離合成素子として請求項３または４または５記
載のものを用い、第１の波長帯域を色：Ａを含む領域、
第２の波長領域を色：ＢおよびＣを含む領域として、上
記色分離合成素子により分離されたＡ色光をライトバル
ブＬＡでＡ色映像光とし、 上記色分離合成素子により分離されたＢ色光、Ｃ色光を
上記色分離合成手段により別個に分離してそれぞれライ
トバルブＬＢ、ＬＣによりＢ色映像光およびＣ色映像光
とし、 上記Ｂ色映像光およびＣ色映像光を上記色分離合成手段
により合成した後、これらと上記Ａ色映像光とを、上記
色分離合成素子の偏光ビームスプリッタにより合成して
射出させるように構成されたことを特徴とするカラー映
像光合成装置。13. A color image light synthesizing device for synthesizing color image light for a color image to be projected on a display medium such as a screen by a projection device, when the three primary colors constituting the color image are A, B and C. ,
A reflective light valve LA having a function of converting the polarization direction and displaying an A color image, a reflective light valve LB having a function of converting the polarization direction and displaying a B color image, and a polarization direction conversion A reflection type light valve LC which has a function to display a C-color image, a color separation / combination element in which white light in a linear polarization state is incident on a color selective retarder in an S polarization state, and color separation using a dichroic film A region including the color: A in the first wavelength band, wherein the color separation / synthesis element is the one according to claim 3 or 4 or 5;
With the second wavelength region as a region containing colors: B and C, the A color light separated by the color separation / combination element is changed to the A color image light by the light valve LA, and the B color light separated by the color separation / combination element, The C color light is separately separated by the color separation / combination means to be B color image light and C color image light by the light valves LB and LC, respectively, and the B color image light and the C color image light are combined by the color separation / combination means. After that, the above-mentioned A color image light is combined and emitted by the polarization beam splitter of the color separating / combining element, and the color image light combining device is characterized. 【請求項１４】投影装置によりスクリーン等の表示媒体
上に投影すべきカラー映像用のカラー映像光を合成する
カラー映像光合成装置において、 カラー映像を構成する３原色をＡ、Ｂ、Ｃとするとき、
偏光方向を変換する機能を有しＡ色映像を表示する反射
型のライトバルブＬＡと、偏光方向を変換する機能を有
しＢ色映像を表示する反射型のライトバルブＬＢと、偏
光方向を変換する機能を有しＣ色映像を表示する反射型
のライトバルブＬＣと、 直線偏光状態の白色光をＰ偏光状態で色選択性リターダ
に入射される色分離合成素子と、 ダイクロイック膜を用いる色分離合成手段とを有し、 上記色分離合成素子として請求項８または９または１０
記載のものを用い、第１の波長帯域を色：Ａを含む領
域、第２の波長領域を色：ＢおよびＣを含む領域とし
て、上記色分離合成素子により分離されたＡ色光をライ
トバルブＬＡでＡ色映像光とし、 上記色分離合成素子により分離されたＢ色光、Ｃ色光を
上記色分離合成手段により別個に分離してそれぞれライ
トバルブＬＢ、ＬＣによりＢ色映像光およびＣ色映像光
とし、 上記Ｂ色映像光およびＣ色映像光を上記色分離合成手段
により合成した後、これらと上記Ａ色映像光とを、上記
色分離合成素子の偏光ビームスプリッタにより合成して
射出させるように構成されたことを特徴とするカラー映
像光合成装置。14. A color image light synthesizing device for synthesizing color image light for color images to be projected on a display medium such as a screen by a projection device, when the three primary colors constituting a color image are A, B and C. ,
A reflective light valve LA having a function of converting the polarization direction and displaying an A color image, a reflective light valve LB having a function of converting the polarization direction and displaying a B color image, and a polarization direction conversion A reflection type light valve LC which has a function to display a C color image, a color separation / combining element for injecting linearly polarized white light into a color selective retarder in the P polarized state, and color separation using a dichroic film 11. A synthesizing means, wherein the color separation and synthesizing element is provided.
By using the above-described one, the first wavelength band is a region including color: A, and the second wavelength region is a region including colors: B and C. To A color image light, and the B color light and C color light separated by the color separation / combination element are separately separated by the color separation / combination means to be B color image light and C color image light respectively by the light valves LB and LC. After the B color image light and the C color image light are combined by the color separation / combination means, these and the A color image light are combined by a polarization beam splitter of the color separation / combination element and emitted. A color image photosynthesis device characterized in that 【請求項１５】請求項１３または１４記載のカラー映像
光合成装置において、 ダイクロイック膜を用いる色分離合成手段が、ダイクロ
イック膜を有するプリズムであることを特徴とするカラ
ー映像光合成装置。15. The color image photosynthesis apparatus according to claim 13 or 14, wherein the color separation / synthesis means using the dichroic film is a prism having a dichroic film. 【請求項１６】投影装置によりスクリーン等の表示媒体
上に投影すべきカラー映像用のカラー映像光を合成する
カラー映像光合成装置において、 カラー映像を構成する３原色をＡ、Ｂ、Ｃとするとき、
偏光方向を変換する機能を有しＡ色映像を表示する反射
型のライトバルブＬＡと、偏光方向を変換する機能を有
しＢ色映像を表示する反射型のライトバルブＬＢと、偏
光方向を変換する機能を有しＣ色映像を表示する反射型
のライトバルブＬＣと、 第１の波長帯域を色：Ａを含む領域、第２の波長領域を
色：ＢおよびＣを含む領域として、Ａ色光と、Ｂおよび
Ｃ色光とを分離する第１の色分離合成素子と、分離され
たＡ色光をライトバルブＬＡへ導光する光路分離用偏光
ビームスプリッタと、 第１の波長帯域をＢ色光、第２の波長帯域をＣ色光とし
て、これらＢ色光、Ｃ色光を分離して、上記ライトバル
ブＬＢ、ＬＣへそれぞれ導光し、これらライトバルブＬ
Ｂ、ＬＣによるＢ色映像光、Ｃ色映像光を合成する第２
の色分離合成素子と、 この第２の色分離合成素子により合成されたＢ色映像
光、Ｃ色映像光の偏光方向を揃えると共に、上記ライト
バルブＬＡによるＡ色映像光を上記偏光ビームスプリッ
タを介して入射され、上記Ｂ色映像光、Ｃ色映像光と合
成して射出させる第３の色分離合成素子とを有し、 上記第１〜第３の色分離合成素子が、色選択性リターダ
と偏光ビームスプリッタとで構成され、 上記ライトバルブＬＡと光路分離用偏光ビームスプリッ
タが、請求項２または１記載の偏光型光路分離素子を構
成し、上記第２の色分離合成素子の偏光ビームスプリッ
タとライトバルブＬＢが、請求項２または１記載の偏光
型光路分離素子を構成し、上記第２の色分離合成素子の
偏光ビームスプリッタとライトバルブＬＣが、請求項１
または２記載の偏光型光路分離素子を構成することを特
徴とするカラー映像合光成装置。16. A color image light synthesizing device for synthesizing color image light for a color image to be projected on a display medium such as a screen by a projection device, when the three primary colors constituting the color image are A, B and C. ,
A reflective light valve LA having a function of converting the polarization direction and displaying an A color image, a reflective light valve LB having a function of converting the polarization direction and displaying a B color image, and a polarization direction conversion A reflection type light valve LC which has a function of displaying a C color image, and a first wavelength band is a region including color: A, and a second wavelength region is a region including colors: B and C. , A first color separation / combination element for separating the B and C color lights, an optical path separating polarization beam splitter for guiding the separated A color light to the light valve LA, and a first wavelength band for the B color light, The wavelength band of 2 is used as the C color light, and the B color light and the C color light are separated and guided to the light valves LB and LC, respectively.
The second that combines B-color and C-color image light from B and LC
Of the color separation / combination element and the polarization directions of the B color image light and the C color image light combined by the second color separation / combination element are aligned, and the A color image light from the light valve LA is converted to the polarization beam splitter. A third color separation / combination element which is incident via the above-mentioned B color image light and C color image light to be combined and emitted, wherein the first to third color separation / combination elements are color selective retarders. And a polarization beam splitter, wherein the light valve LA and the polarization beam splitter for optical path separation constitute the polarization type optical path separation element according to claim 2 or 1, and the polarization beam splitter of the second color separation / combination element is provided. And the light valve LB constitute the polarization type optical path separation element according to claim 2 or 1, and the polarization beam splitter and the light valve LC of the second color separation / combination element according to claim 2 or 1.
Alternatively, a color image compounding device comprising the polarization type optical path separation element described in 2. 【請求項１７】投影装置によりスクリーン等の表示媒体
上に投影すべきカラー映像用のカラー映像光を合成する
カラー映像光合成方法であって、 請求項１３または１４または１５記載のカラー映像光合
成装置を用いて行うことを特徴とするカラー映像光合成
方法。17. A color image light synthesizing method for synthesizing color image light for color images to be projected onto a display medium such as a screen by a projection device, the color image light synthesizing device according to claim 13, 14 or 15. A color image photosynthesis method characterized by being carried out. 【請求項１８】投影装置によりスクリーン上に投影すべ
きカラー映像用のカラー映像光を合成するカラー映像光
合成方法であって、 請求項１６記載のカラー映像光合成装置を用いて行うこ
とを特徴とするカラー映像光合成方法。18. A color image light synthesizing method for synthesizing color image light for a color image to be projected on a screen by a projection device, which is performed using the color image light synthesizing device according to claim 16. Color image photosynthesis method. 【請求項１９】カラー映像をスクリーン等の表示媒体上
に投影する投影装置において、 白色光源と、カラー映像光合成装置と、このカラー映像
光合成装置により合成されたカラー映像光を上記表示媒
体上に結像させる結像光学系とを有し、 上記カラー映像光合成装置として、請求項１３〜１６の
任意の１に記載のものを用いることを特徴とする投影装
置。19. A projection device for projecting a color image on a display medium such as a screen, wherein a white light source, a color image light combining device, and color image light combined by this color image light combining device are combined on the display medium. An image forming optical system for forming an image, wherein the projector according to any one of claims 13 to 16 is used as the color image light combining device. 【請求項２０】請求項１９記載の投影装置において、 白色光源からの白色光の大半を直線偏光状態にする偏光
化手段を有することを特徴とする投影装置。20. The projection device according to claim 19, further comprising a polarization means for converting most of the white light from the white light source into a linear polarization state.