(57)【要約】【課題】プロジェクターにおける光利用効率を高めること。【解決手段】光照射ユニット１Ｒ，１Ｇ，１Ｂと、集光ユニット３Ｒ，３Ｇ，３Ｂと、光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂと、投射光学装置６と、を含み、集光ユニット３Ｒは、偏光装置２Ｒの光出射面２Ｒａから出射される光が入射され、当該入射した光の一方の偏光を透過させるとともに、他方の偏光を反射する偏光分離膜１０を有する偏光プリズム９と、偏光分離膜１０に対向して設けられる第１反射部材１２ａと、偏光分離膜１０と第１反射部材１２ａとの間に設けられる第１位相差板１１ａと、偏光分離膜１０に対向して設けられる第２反射部材１２ｂと、偏光分離膜１０と第２反射部材１２ｂとの間に設けられる第２位相差板１１ｂとを有し、第１反射部材１２ａ及び第２反射部材１２ｂの少なくとも一方は、反射面として凹面を有することを特徴とする。【選択図】図２
2020095164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を照射する光照射ユニットと、
前記光照射ユニットから照射される光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光照射ユニットと前記光変調装置との間に設けられ、前記光照射ユニットから照射される光を前記光変調装置に集光する集光ユニットと、
前記光変調装置によって変調された光を投影する投射光学装置と、
を含み、
前記集光ユニットは、
前記光照射ユニットの光出射面から出射される光が入射され、当該入射した光の一方の偏光を透過させるとともに、他方の偏光を反射する偏光分離膜を有する光学素子と、
前記偏光分離膜に対向して設けられる第１反射部材と、
前記偏光分離膜と前記第１反射部材との間に設けられる第１位相差板と、
前記偏光分離膜に対向して設けられる第２反射部材と、
前記偏光分離膜と前記第２反射部材との間に設けられる第２位相差板と、
を有し、
前記第１反射部材及び前記第２反射部材の少なくとも一方は、反射面として凹面を有することを特徴とするプロジェクター。
【請求項２】
前記光学素子は、
前記光照射ユニットの光出射面から出射される光が入射される第１面と、
前記偏光分離膜を透過した光が出射される第２面と、
前記偏光分離膜を反射した光が出射される第３面と、
前記第２面または前記第３面から入射した光が、前記偏光分離膜を透過または反射して出射される第４面と、
を有し、
前記偏光分離膜は、前記第１面と前記第２面と前記第３面と前記第４面とで囲まれる領域の内側に配置され、
前記第１反射部材は、前記第２面に対向して設けられ、
前記第１位相差板は、前記第２面と前記第１反射部材との間に設けられ、
前記第２反射部材は、前記第３面に対向して設けられ、
前記第２位相差板は、前記第３面と前記第２反射部材との間に設けられ、
前記光照射ユニットの光出射面から出射される光は、前記第１面と、前記第２面と、前記第１位相差板及び前記第１反射部材と、前記第３面と、前記第２位相差板及び前記第２反射部材と、前記第４面とを順に経由して、前記光変調装置に集光されることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項３】
前記光学素子は、
前記光照射ユニットの光出射面から出射される光が入射される第１面と、
前記偏光分離膜を反射した光が出射される第２面と、
前記偏光分離膜を透過した光が出射される第３面と、
前記第２面または前記第３面から入射した光が、前記偏光分離膜を透過または反射して出射される第４面と、
を有し、
前記偏光分離膜は、前記第１面と前記第２面と前記第３面と前記第４面とで囲まれる領域の内側に配置され、
前記第１反射部材は、前記第２面に対向して設けられ、
前記第１位相差板は、前記第２面と前記第１反射部材との間に設けられ、
前記第２反射部材は、前記第３面に対向して設けられ、
前記第２位相差板は、前記第３面と前記第２反射部材との間に設けられ、
前記光変調装置は、前記第４面に対向して設けられ、
前記光照射ユニットの光出射面から出射される光は、前記第１面と、前記第２面と、前記第１位相差板及び前記第１反射部材と、前記第３面と、前記第２位相差板及び前記第２反射部材と、前記第４面とを順に経由して、前記光変調装置に集光されることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項４】
光を照射する光照射ユニットと、前記光照射ユニットから照射される光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光照射ユニットと前記光変調装置との間に設けられ前記光照射ユニットから照射される光を前記光変調装置に集光する請求項１〜３のいずれか１項に記載の集光ユニットとを有する一の画像光生成装置と、
光を照射する光照射ユニットと、前記光照射ユニットから照射される光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光照射ユニットと前記光変調装置との間に設けられ前記光照射ユニットから照射される光を前記光変調装置に集光する請求項１〜３のいずれか１項に記載の集光ユニットとを有する二の画像光生成装置と、
前記一の画像光生成装置から照射される画像光と、前記二の画像光生成装置から照射される画像光とを合成する色合成装置と、
前記色合成装置から出射される光を投射する投射光学装置と、
を有することを特徴とするプロジェクター。
【請求項５】
前記一の画像光生成装置における前記光照射ユニットの光軸と、前記二の画像光生成装置における前記光照射ユニットの光軸とは、平行であることを特徴とする請求項４に記載のプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置の一形態として、液晶ライトバルブを用いるプロジェクターが知られている。
例えば、特許文献１には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の異なる色光を射出する照明装置（光照射ユニット）と、各色光を空間変調する液晶ライトバルブ（光変調装置）と、変調された各色光を合成してカラー画像とするクロスダイクロイックプリズム（色合成装置）と、カラー画像を投射する投射レンズ（投射光学装置）とを有するプロジェクターが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００─２４１７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のプロジェクターでは、光照射ユニットからある程度の広がりを持つ光が発せられるので、光照射ユニットの光の一部が光変調装置に入射せず、光の利用効率が低下するという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願のプロジェクターは、光を照射する光照射ユニットと、前記光照射ユニットから照射される光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光照射ユニットと前記光変調装置との間に設けられ、前記光照射ユニットから照射される光を前記光変調装置に集光する集光ユニットと、前記光変調装置によって変調された光を投影する投射光学装置と、を含み、前記集光ユニットは、前記光照射ユニットの光出射面から出射される光が入射され、当該入射した光の一方の偏光を透過させるとともに、他方の偏光を反射する偏光分離膜を有する光学素子と、前記偏光分離膜に対向して設けられる第１反射部材と、前記偏光分離膜と前記第１反射部材との間に設けられる第１位相差板と、前記偏光分離膜に対向して設けられる第２反射部材と、前記偏光分離膜と前記第２反射部材との間に設けられる第２位相差板と、を有し、前記第１反射部材及び前記第２反射部材の少なくとも一方は、反射面として凹面を有することを特徴とする。
【０００６】
本願のプロジェクターでは、前記光学素子は、前記光照射ユニットの光出射面から出射される光が入射される第１面と、前記偏光分離膜を透過した光が出射される第２面と、前記偏光分離膜を反射した光が出射される第３面と、前記第２面または前記第３面から入射した光が、前記偏光分離膜を透過または反射して出射される第４面と、を有し、前記偏光分離膜は、前記第１面と前記第２面と前記第３面と前記第４面とで囲まれる領域の内側に配置され、前記第１反射部材は、前記第２面に対向して設けられ、前記第１位相差板は、前記第２面と前記第１反射部材との間に設けられ、前記第２反射部材は、前記第３面に対向して設けられ、前記第２位相差板は、前記第３面と前記第２反射部材との間に設けられ、前記光照射ユニットの光出射面から出射される光は、前記第１面と、前記第２面と、前記第１位相差板及び前記第１反射部材と、前記第３面と、前記第２位相差板及び前記第２反射部材と、前記第４面とを順に経由して、前記光変調装置に集光されることが好ましい。
【０００７】
本願のプロジェクターでは、前記光学素子は、前記光照射ユニットの光出射面から出射される光が入射される第１面と、前記偏光分離膜を反射した光が出射される第２面と、前記偏光分離膜を透過した光が出射される第３面と、前記第２面または前記第３面から入射した光が、前記偏光分離膜を透過または反射して出射される第４面と、を有し、前記偏光分離膜は、前記第１面と前記第２面と前記第３面と前記第４面とで囲まれる領域の内側に配置され、前記第１反射部材は、前記第２面に対向して設けられ、前記第１位相差板は、前記第２面と前記第１反射部材との間に設けられ、前記第２反射部材は、前記第３面に対向して設けられ、前記第２位相差板は、前記第３面と前記第２反射部材との間に設けられ、前記光変調装置は、前記第４面に対向して設けられ、前記光照射ユニットの光出射面から出射される光は、前記第１面と、前記第２面と、前記第１位相差板及び前記第１反射部材と、前記第３面と、前記第２位相差板及び前記第２反射部材と、前記第４面とを順に経由して、前記光変調装置に集光されることが好ましい。
【０００８】
本願のプロジェクターは、光を照射する光照射ユニットと、前記光照射ユニットから照射される光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光照射ユニットと前記光変調装置との間に設けられ前記光照射ユニットから照射される光を前記光変調装置に集光する上記集光ユニットとを有する一の画像光生成装置と、光を照射する光照射ユニットと、前記光照射ユニットから照射される光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光照射ユニットと前記光変調装置との間に設けられ前記光照射ユニットから照射される光を前記光変調装置に集光する上記集光ユニットとを有する二の画像光生成装置と、前記一の画像光生成装置から照射される画像光と、前記二の画像光生成装置から照射される画像光とを合成する色合成装置と、前記色合成装置から出射される光を投射する投射光学装置と、を有することを特徴とする。
【０００９】
本願のプロジェクターでは、前記一の画像光生成装置における前記光照射ユニットの光軸と、前記二の画像光生成装置における前記光照射ユニットの光軸とは、平行であることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係るプロジェクターの構成を示す概略図。
【図２】第１の実施形態に係る集光ユニットの構成を示す概略図。
【図３】第１の実施形態に係る画像光生成装置における光の状態を示す概略図。
【図４】比較例に係る画像光生成装置における光の状態を示す概略図。
【図５】第２の実施形態に係るプロジェクター構成を示す概略図。
【図６】第２の実施形態に係る集光ユニットの構成を示す概略図。
【図７】変形例１に係る集光ユニットの構成を示す概略図。
【図８】変形例１に係る集光ユニットの構成を示す概略図。
【図９】変形例２に係る集光ユニットの構成を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。かかる実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異なっている場合がある。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るプロジェクター１００の構成を示す概略図である。図２は、本実施形態に係る集光ユニット３Ｒの構成を示す概略図である。
なお、図１では、光照射ユニット１Ｒ，１Ｇ，１Ｂの光軸が一点鎖線で図示されている。図２では、集光ユニット３Ｒの構成要素が実線で図示されている。さらに、図２では、光照射ユニット１Ｒの光軸が一点鎖線で図示され、光照射ユニット１Ｒの偏光装置２Ｒが二点鎖線で図示され、光変調装置４Ｒが破線で図示されている。
以下、図１及び図２を参照し、本実施形態に係るプロジェクター１００の概要を説明する。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態に係るプロジェクター１００には、赤色の光（Ｒ光と称す）を照射する光照射ユニット１Ｒと、光照射ユニット１Ｒから照射されるＲ光を集光する集光ユニット３Ｒと、集光されたＲ光を画像情報に応じて変調する光変調装置４Ｒとが設けられ、さらに、緑色の光（Ｇ光と称す）を照射する光照射ユニット１Ｇと、光照射ユニット１Ｇから照射されるＧ光を集光する集光ユニット３Ｇと、集光されたＧ光を画像情報に応じて変調する光変調装置４Ｇとが設けられ、さらに、青色の光（Ｂ光と称す）を照射する光照射ユニット１Ｂと、光照射ユニット１Ｂから照射されるＢ光を集光する集光ユニット３Ｂと、集光されたＢ光を画像情報に応じて変調する光変調装置４Ｂとが設けられている。
【００１４】
以降の説明では、光照射ユニット１Ｒ，１Ｇ，１Ｂと、集光ユニット３Ｒ，３Ｇ，３Ｂと、光変調装置（液晶パネル）４Ｒ，４Ｇ，４Ｂとで構成されるプロジェクター１００の構成要素を、画像光生成装置２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂと称す。
画像光生成装置２０Ｒは、Ｒ光を照射する光照射ユニット１Ｒと、光照射ユニット１Ｒから照射されるＲ光を画像情報に応じて変調する光変調装置４Ｒと、光照射ユニット１Ｒと光変調装置４Ｒとの間に設けられ光照射ユニット１Ｒから照射されるＲ光を光変調装置４Ｒに集光する集光ユニット３Ｒとを有し、赤色の画像光を生成する。
画像光生成装置２０Ｇは、Ｇ光を照射する光照射ユニット１Ｇと、光照射ユニット１Ｇから照射されるＧ光を画像情報に応じて変調する光変調装置４Ｇと、光照射ユニット１Ｇと光変調装置４Ｇとの間に設けられ光照射ユニット１Ｇから照射されるＧ光を光変調装置４Ｇに集光する集光ユニット３Ｇとを有し、緑色の画像光を生成する。
画像光生成装置２０Ｂは、Ｂ光を照射する光照射ユニット１Ｂと、光照射ユニット１Ｂから照射されるＢ光を画像情報に応じて変調する光変調装置４Ｂと、光照射ユニット１Ｂと光変調装置４Ｂとの間に設けられ光照射ユニット１Ｂから照射されるＢ光を光変調装置４Ｂに集光する集光ユニット３Ｂとを有し、青色の画像光を生成する。
なお、画像光生成装置２０Ｇは、本願における一の画像光生成装置の一例である。画像光生成装置２０Ｒ，２０Ｂは、本願における二の画像光生成装置の一例である。
【００１５】
本実施形態に係るプロジェクター１００は、赤色の画像光を生成する画像光生成装置２０Ｒと、緑色の画像光を生成する画像光生成装置２０Ｇと、青色の画像光を生成する画像光生成装置２０Ｂと、赤色の画像光と緑色の画像光と青色の画像光とを合成する色合成装置５と、色合成された映像を投影する投射光学装置６とで構成される。
色合成装置５は、例えばダイクロイックプリズムである。投射光学装置６は、例えば投射レンズである。
【００１６】
さらに、本実施形態に係るプロジェクター１００では、図中に一点鎖線で示されるように、画像光生成装置２０Ｒにおける光照射ユニット１Ｒの光軸と、画像光生成装置２０Ｂにおける光照射ユニット１Ｂの光軸とは、平行である。詳しくは、画像光生成装置２０Ｒにおける光照射ユニット１Ｒの光軸と、画像光生成装置２０Ｂにおける光照射ユニット１Ｂの光軸とは、同じ線上に配置される。画像光生成装置２０Ｇにおける光照射ユニット１Ｇの光軸は、画像光生成装置２０Ｒ，２０Ｂにおける光照射ユニット１Ｒ，１Ｂの光軸と直交する。
すなわち、本実施形態は、一の画像光生成装置の一例である画像光生成装置２０Ｇにおける光照射ユニット１Ｇの光軸と、二の画像光生成装置の一例である画像光生成装置２０Ｒ，２０Ｂにおける光照射ユニット１Ｒ，１Ｂとが直交する構成を有する。
【００１７】
画像光生成装置２０Ｒと、画像光生成装置２０Ｇと、画像光生成装置２０Ｂとは、同じ構成を有する。例えば、画像光生成装置２０Ｒを９０度回転させたものが画像光生成装置２０Ｇになり、画像光生成装置２０Ｒを１８０度回転させたものが画像光生成装置２０Ｂになる。
このため、以降の説明では、画像光生成装置２０Ｒに関して説明し、画像光生成装置２０Ｇ，２０Ｂの説明を省略する。
【００１８】
画像光生成装置２０Ｒでは、光照射ユニット１Ｒと集光ユニット３Ｒと光変調装置４Ｒとが、光の進行方向に沿って順に配置されている。
光照射ユニット１Ｒは、Ｒ光を発する固体光源７Ｒと導光体８Ｒと偏光装置２Ｒとで構成される。固体光源７Ｒから発せられるＲ光の進行方向に沿って、導光体８Ｒと偏光装置２Ｒとが順に配置されている。
固体光源７Ｒ、７Ｇ、７Ｂとしては、例えば、ＬＤ（Laser Diode）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、及び蛍光体などを使用することができる。
導光体８Ｒは、固体光源７Ｒから発せられるＲ光の照度分布を均一化する役割を有する。導光体８Ｒとしては、例えば、テーパーロッド、中空型のテーパーロッド、及びＣＰＣ（Compound Parabolic Concentrator（複合放物面型集光器））などを使用することができる。
偏光装置２Ｒは、偏光（Ｐ偏光、Ｓ偏光など）を選択的に透過したり、片方の偏光に変換したりする。偏光装置２Ｒを透過した光は、Ｐ偏光またはＳ偏光に統一され、集光ユニット３Ｒに照射される。偏光装置２Ｒとしては、例えば、ワイヤーグリット、有機の偏光フィルムを利用した偏光板、及びＰＢＳ（Polarization Beam Splitter（偏光ビームスプリッター））などを使用することができる。ワイヤーグリットや有機の偏光フィルムを利用した偏光板は、偏光を選択的に透過する。ＰＢＳは、Ｐ偏光をＳ偏光に変換する、または、Ｓ偏光をＰ偏光に変換する。
光照射ユニット１Ｒでは、固体光源７Ｒから発せられるＲ光が、導光体８Ｒと偏光装置２Ｒとを透過し、Ｐ偏光に統一されて、偏光装置２Ｒの光出射面２Ｒａから集光ユニット３Ｒに照射される。すなわち、光照射ユニット１Ｒでは、Ｒ光におけるＰ偏光成分が、偏光装置２Ｒの光出射面２Ｒａから集光ユニット３Ｒに照射される。
以降の説明では、Ｒ光におけるＰ偏光成分をＰ偏光と称し、Ｒ光におけるＳ偏光成分をＳ偏光と称す。
なお、Ｐ偏光は、本願における一方の偏光の一例である。Ｓ偏光は、本願における他方の偏光の一例である。偏光装置２Ｒの光出射面２Ｒａは、本願における光照射ユニットの光出射面の一例である。
【００１９】
偏光装置２Ｒの光出射面２Ｒａから発せられるＲ光は、光照射ユニット１Ｒの光軸と平行に進行するのでなく、光照射ユニット１Ｒの光軸から放射線状に広がるように進行する。図２では、光照射ユニット１Ｒの光軸となす角度が最も大きいＲ光が、実線の矢印と破線の矢印とで示されている。
さらに、説明を分かりやすくするために、図２では、偏光装置２Ｒの光出射面２ＲａはＲ光を発する点光源として図示されている。このため、偏光装置２Ｒの光出射面２Ｒａから発せられるＲ光は、図中に実線で示されるＲ光と、図中に破線で示されるＲ光との間に配置される。
【００２０】
図２に示すように、集光ユニット３Ｒは、偏光プリズム９と、２枚の位相差板（第１位相差板１１ａ、第２位相差板１１ｂ）と、２つの反射部材（第１反射部材１２ａ、第２反射部材１２ｂ）とで構成される。
偏光プリズム９は、二つの三角柱のプリズムが、当該三角柱のプリズムの斜面で貼りあわされることによって形成され、矩形状の断面を有する。さらに、偏光プリズム９を構成する三角柱のプリズムの斜面には、偏光分離膜１０が形成されている。偏光分離膜１０は、偏光プリズム９を構成する三角柱のプリズムの斜面に対して、反射型のワイヤーグリットや誘電体多層膜を成膜することによって形成される。このように、偏光プリズム９は、内部に偏光分離膜１０を有する。
なお、偏光プリズム９は、本願における光学素子の一例である。
【００２１】
図２に実線の矢印及び破線の矢印で示されるように、偏光装置２Ｒの光出射面２Ｒａから発せられるＰ偏光は、偏光プリズム９の第１面９ａに入射する。偏光プリズム９の中には、光照射ユニット１Ｒの光軸に対して４５度傾斜した偏光分離膜１０が配置されている。偏光分離膜１０は、Ｓ偏光を透過し、Ｐ偏光を反射する半透過性の反射膜である。
偏光プリズム９の第１面９ａに入射したＰ偏光は、偏光分離膜１０によって、図中の右側に反射され、偏光プリズム９の第２面９ｂに入射し、第２面９ｂに対向配置される第１位相差板１１ａに入射し、さらに、第１位相差板１１ａに対向配置される第１反射部材１２ａに至る。
第１位相差板１１ａ及び後述する第２位相差板１１ｂは、λ／４位相差板であり、直線偏光を円偏光（右あるいは左回り円偏光）に変換する。第１位相差板１１ａ及び第２位相差板１１ｂとしては、水晶位相差板や有機のフィルムの位相差板などを使用することができる。
【００２２】
第１反射部材１２ａ及び後述する第２反射部材１２ｂは、光を反射する凹面ミラーである。詳しくは、第１反射部材１２ａ及び第２反射部材１２ｂは、凹面の形状を有する反射面が銀やアルミニウムなどの反射材料によって被覆された凹面ミラーである。すなわち、第１反射部材１２ａ及び第２反射部材１２ｂは反射面として凹面を有する。
なお、凹面の形状は、球面であってもよく、非球面であってもよい。
【００２３】
第１位相差板１１ａに入射したＰ偏光は、円偏光に変換され、第１反射部材１２ａによって反射され、第１位相差板１１ａに再度入射し、第１位相差板１１ａによってＳ偏光に変換され、第２面９ｂに入射し、第２面９ｂから偏光分離膜１０に向けて出射される。
第２面９ｂから出射されるＳ偏光は、偏光分離膜１０を透過し、第２面９ｂに対向配置される第３面９ｃに入射し、さらに、第２面９ｂに対向配置される第２位相差板１１ｂに入射し、さらに、第２位相差板１１ｂに対向配置される第２反射部材１２ｂに至る。
【００２４】
第２位相差板１１ｂに入射したＳ偏光は、円偏光に変換され、第２反射部材１２ｂによって反射され、第２位相差板１１ｂに再度入射し、第２位相差板１１ｂによってＰ偏光に変換され、第３面９ｃに入射し、第３面９ｃから偏光分離膜１０に向けて出射される。
第３面９ｃから出射されるＰ偏光は、偏光分離膜１０によって図中の上方向に反射され、第１面９ａに対向配置される第４面９ｄに入射し、第４面９ｄから光変調装置４Ｒに向けて出射される。詳しくは、図中に実線の矢印及び破線の矢印で示されるように、第３面９ｃから出射されるＰ偏光は、偏光分離膜１０と、第４面９ｄとを経て、光変調装置４Ｒに集光される。
【００２５】
このように、集光ユニット３Ｒは、他方の偏光（Ｓ偏光）を透過すると共に一方の偏光（Ｐ偏光）を反射する偏光分離膜１０と、偏光分離膜１０に対向して設けられる第１反射部材１２ａと、偏光分離膜１０と第１反射部材１２ａとの間に設けられる第１位相差板１１ａと、偏光分離膜１０に対向して設けられる第２反射部材１２ｂと、偏光分離膜１０と第２反射部材１２ｂとの間に設けられる第２位相差板１１ｂとを有している。さらに、第１反射部材１２ａ及び第２反射部材１２ｂは、反射面として凹面を有する。
【００２６】
さらに、偏光プリズム９は、偏光装置２Ｒの光出射面２Ｒａから出射される光が入射される第１面９ａと、偏光分離膜１０を反射した光が出射される第２面９ｂと、偏光分離膜１０を透過した光が出射される第３面９ｃと、第２面９ｂまたは第３面９ｃから入射した光が、偏光分離膜１０を透過または反射して出射される第４面９ｄと、を有し、偏光分離膜１０は、第１面９ａと第２面９ｂと第３面９ｃと第４面９ｄとで囲まれる領域の内側に配置されている。
第１反射部材１２ａは、第２面９ｂに対向して設けられ、第１位相差板１１ａは、第２面９ｂと第１反射部材１２ａとの間に設けられ、第２反射部材１２ｂは、第３面９ｃに対向して設けられ、第２位相差板１１ｂは、第３面９ｃと第２反射部材１２ｂとの間に設けられ、光変調装置４Ｒは、第４面９ｄに対向して設けられている。
そして、偏光装置２Ｒの光出射面２Ｒａから出射される光は、第１面９ａと、第２面９ｂと、第１位相差板１１ａ及び第１反射部材１２ａと、第３面９ｃと、第２位相差板１１ｂ及び第２反射部材１２ｂと、第４面９ｄとを順に経由して、光変調装置４Ｒに集光される。
【００２７】
光変調装置４Ｒは、画像を表示する画素がマトリクス状に配置されたアクティブマトリクス型の透過型液晶パネルである。詳しくは、光変調装置４Ｒとして、画素スイッチング用素子として薄膜トランジスターを用いたＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モードのアクティブマトリクス方式透過型液晶セルが使用されている。
光変調装置４Ｒは、Ｒの映像信号に基づいて、入射した光を画素ごとに光の透過率を変えるように駆動される。
そして、赤色の画像光が、画像光生成装置２０Ｒによって生成され、色合成装置５に出射される。
【００２８】
図１に戻って、光変調装置４Ｇは、Ｇの映像信号に基づいて、入射した光を画素ごとに光の透過率を変えるように駆動され、緑色の画像光が、画像光生成装置２０Ｇによって生成され、色合成装置５に出射される。光変調装置４Ｂは、Ｂの映像信号に基づいて、入射した光を画素ごとに光の透過率を変えるように駆動され、青色の画像光が、画像光生成装置２０Ｂによって生成され、色合成装置５に出射される。
【００２９】
色合成装置５は、直角プリズムが貼り合わされた構造のダイクロイックプリズムであり、その内面に赤色の画像光を反射するミラー面と青色の画像光を反射するミラー面とが十字状に形成されている。
赤色の画像光、緑色の画像光、及び青色の画像光は、色合成装置５の異なる面に入射され、色合成装置５の内面に形成されミラー面によって合成され、カラー画像光として、色合成装置５の出射面から投射光学装置６に出射される。そして、カラー画像光は、投射光学装置６によってスクリーン（図示省略）に拡大投射される。
【００３０】
図３は、本実施形態に係る画像光生成装置２０Ｒにおける光の状態を示す概略図である。図４は、比較例に係る画像光生成装置３０Ｒにおける光の状態を示す概略図である。
なお、図３及び図４では、光照射ユニット１Ｒにおける偏光装置２Ｒが図示され、光照射ユニット１Ｒにおける固体光源７Ｒと導光体８Ｒとの図示が省略されている。さらに、図３では、集光ユニット３Ｒにおける偏光分離膜１０及び反射部材１２ａ，１２ｂが図示され、集光ユニット３Ｒにおける偏光プリズム９及び位相差板１１ａ，１１ｂとの図示が省略されている。
本実施形態に係る画像光生成装置２０Ｒは、光照射ユニット１Ｒと光変調装置４Ｒとの間に、集光ユニット３Ｒが配置される構成を有する（図１参照）。比較例に係る画像光生成装置３０Ｒは、光照射ユニット１Ｒと光変調装置４Ｒとの間に集光ユニット３Ｒが配置されず、光照射ユニット１Ｒと光変調装置４Ｒとが光の進行方向に沿って順に配置される。この点が、本実施形態に係る画像光生成装置２０Ｒと、比較例に係る画像光生成装置３０Ｒとの相違点である。
【００３１】
図３及び図４では、光照射ユニット１Ｒの偏光装置２Ｒの光出射面２Ｒａにおける像５０ａ、及び光変調装置４Ｒの光入射面４Ｒａに結像される像５０ｂが、太い矢印で図示されている。さらに、図３及び図４では、像５０ａの先端から出射される光のうち、光照射ユニット１Ｒの光軸となす角度が最も大きい光６０ｂが破線の矢印で図示され、光照射ユニット１Ｒの光軸と平行な光６０ａが実線の矢印で図示されている。
【００３２】
図４に示すように、比較例に係る画像光生成装置３０Ｒでは、像５０ａの先端から出射される光は、光照射ユニット１Ｒの光軸から放射線状に広がり、図中に破線で示される光６０ｂと、図中に実線で示される光６０ａとの間に配置される。光照射ユニット１Ｒの光軸と平行な光６０ａは、光変調装置４Ｒに入射する。光照射ユニット１Ｒの光軸となす角度が最も大きい光６０ｂは、光変調装置４Ｒに入射しない。
このように、比較例に係る画像光生成装置３０Ｒでは、像５０ａの先端から出射される光の一部が光変調装置４Ｒの光入射面４Ｒａに入射せず、像５０ａの先端から出射される光の全てが光変調装置４Ｒの光入射面４Ｒａに入射する場合と比べて、光変調装置４Ｒの光入射面４Ｒａに入射する光の強度が弱くなり、プロジェクター１００における光の利用効率が低下する。
【００３３】
図３に示すように、本実施形態に係る画像光生成装置２０Ｒでは、像５０ａの先端から出射される光６０ａ，６０ｂは、第１反射部材１２ａによって反射され、偏光分離膜１０を透過し、第２反射部材１２ｂによって反射され、さらに偏光分離膜１０によって反射され、光変調装置４Ｒの光入射面４Ｒａに像５０ｂとして結像される。このように、本実施形態に係る画像光生成装置２０Ｒでは、像５０ａの先端から出射される光の全てが光変調装置４Ｒの光入射面４Ｒａに入射し、光変調装置４Ｒの光入射面４Ｒａに像５０ｂとして結像され、偏光装置２Ｒの光出射面２Ｒａから出射される光が、光変調装置４Ｒの光入射面４Ｒａに集光される。
すなわち、光照射ユニット１Ｒの偏光装置２Ｒの光出射面２Ｒａに形成される像５０ａが、光変調装置４Ｒの光入射面４Ｒａに像５０ｂとして結像されるように、光照射ユニット１Ｒの偏光装置２Ｒと光変調装置４Ｒと間に、第１反射部材１２ａからなる凹面ミラーと偏光分離膜１０と第２反射部材１２ｂからなる凹面ミラーとが配置されている。
【００３４】
本実施形態では、像５０ａの大きさと像５０ｂの大きさとは同じであり、像５０ａと同じ大きさの像５０ｂが、光変調装置４Ｒの光入射面４Ｒａに結像されるように、第１反射部材１２ａによって構成される凹面ミラーの焦点距離と、第２反射部材１２ｂによって構成される凹面ミラーの焦点距離とが設定されている。
なお、像５０ａよりも小さい像５０ｂが、光変調装置４Ｒの光入射面４Ｒａに結像されるように、第１反射部材１２ａからなる凹面ミラーの焦点距離と、第２反射部材１２ｂからなる凹面ミラーの焦点距離とを設定してもよい。
【００３５】
かかる構成によって、本実施形態に係る画像光生成装置２０Ｒでは、像５０ａの先端から出射される光の全てが光変調装置４Ｒに入射し、像５０ａの先端から出射される光の一部が光変調装置４Ｒに入射しない比較例の画像光生成装置３０Ｒと比べて、光変調装置４Ｒに入射する光の強度が強くなり、プロジェクター１００における光の利用効率が高められる。
【００３６】
比較例に係る画像光生成装置３０Ｒでは、光が出射される偏光装置２Ｒの光出射面２Ｒａと、光が入射する光変調装置４Ｒの光入射面４Ｒａとの間に、光の反射面が配置されないので、偏光装置２Ｒの光出射面２Ｒａから出射される光は、光変調装置４Ｒの光入射面４Ｒａに向けて真っ直ぐ進行する。
一方、本実施形態に係る画像光生成装置２０Ｒでは、光が出射される偏光装置２Ｒの光出射面２Ｒａと、光が入射する光変調装置４Ｒの光入射面４Ｒａとの間に、反射部材１２ａ，１２ｂが配置され、偏光装置２Ｒの光出射面２Ｒａから出射される光は、複数回の反射によって、光変調装置４Ｒの光入射面４Ｒａに向けて蛇行するように進行する。
その結果、偏光装置２Ｒの光出射面２Ｒａから光変調装置４Ｒの光入射面４Ｒａに向かう光路の長さが同じである場合、本実施形態に係る画像光生成装置２０Ｒは、比較例に係る画像光生成装置３０Ｒと比べて、偏光装置２Ｒの光出射面２Ｒａから光変調装置４Ｒの光入射面４Ｒａに向かう方向の寸法が短くなり、偏光装置２Ｒの光出射面２Ｒａから光変調装置４Ｒの光入射面４Ｒａに向かう方向における省スペース化が実現される。
【００３７】
（第２の実施形態）
図５は、図１に対応する図であり、第２の実施形態に係るプロジェクター２００の構成を示す概略図である。図６は、図２に対応する図であり、本実施形態に係る集光ユニット３Ｒａの構成を示す概略図である。
緑色の画像光を生成する画像光生成装置２０Ｇは、本実施形態と第１の実施形態とで同じである。赤色の画像光を生成する画像光生成装置２０ＲＡ及び青色の画像光を生成する画像光生成装置２０ＢＡは、本実施形態と第１の実施形態とで異なる。詳しくは、画像光生成装置２０ＲＡ，２０ＢＡにおける光照射ユニット１Ｒ，１Ｂの光軸の向き、及び画像光生成装置２０ＲＡ，２０ＢＡを構成する構成要素の配置状態（集光ユニット３Ｒａ，３Ｂａの構成要素の配置状態）などが、本実施形態と第１の実施形態とで異なる。
以下、図５及び図６を参照し、本実施形態に係るプロジェクター２００の概要を、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。また、第１の実施形態と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明を省略する。
【００３８】
図５に示すように、本実施形態に係るプロジェクター２００では、図中に一点鎖線で示されるように、画像光生成装置２０ＲＡにおける光照射ユニット１Ｒの光軸と、画像光生成装置２０Ｇにおける光照射ユニット１Ｇの光軸と、画像光生成装置２０ＢＡにおける光照射ユニット１Ｂの光軸とは平行である。
すなわち、本実施形態は、一の画像光生成装置の一例である画像光生成装置２０Ｇにおける光照射ユニット１Ｇの光軸と、二の画像光生成装置の一例である画像光生成装置２０ＲＡ，２０ＢＡにおける光照射ユニット１Ｒ，１Ｂとが平行である構成を有する。
【００３９】
本実施形態及び第１の実施形態では、画像光生成装置２０ＲＡ，２０Ｇ，２０ＢＡの長手方向は、光照射ユニット１Ｒ，１Ｇ，１Ｂの光軸が延在する方向（以降、光軸方向と称す）に対して平行である。
本実施形態に係るプロジェクター２００では、光照射ユニット１Ｒの光軸と光照射ユニット１Ｇの光軸と光照射ユニット１Ｂの光軸とは平行であるので、画像光生成装置２０ＲＡ，２０Ｇ，２０ＢＡの長手方向は、光照射ユニット１Ｇの光軸方向と平行に配置される。
一方、第１の実施形態に係るプロジェクター１００では、光照射ユニット１Ｒの光軸と光照射ユニット１Ｂの光軸とは平行であり、光照射ユニット１Ｒ，１Ｂの光軸は光照射ユニット１Ｇの光軸と直交する。このため、画像光生成装置２０Ｒ，２０Ｂの長手方向は、画像光生成装置２０Ｇの長手方向と直交する（図１参照）。
【００４０】
このように、画像光生成装置２０ＲＡ，２０Ｇ，２０ＢＡの長手方向が光照射ユニット１Ｇの光軸方向に対して平行であるプロジェクター２００は、画像光生成装置２０Ｒ，２０Ｂの長手方向が光照射ユニット１Ｇの光軸方向に対して直交するプロジェクター１００と比べて、光照射ユニット１Ｇの光軸方向と直交する方向の寸法が短い。このように、本実施形態に係るプロジェクター２００は、第１の実施形態に係るプロジェクター１００と比べて、光照射ユニット１Ｇの光軸方向と直交する方向の寸法が短くなり、光照射ユニット１Ｇの光軸方向における省スペース化が図られている。
なお、本実施形態に係るプロジェクター２００と第１の実施形態に係るプロジェクター１００とでは、光照射ユニット１Ｇの光軸方向に画像光生成装置２０Ｇと色合成装置５と投射光学装置６とが配置されているので、光照射ユニット１Ｇの光軸方向の寸法は同じである。
【００４１】
画像光生成装置２０ＲＡでは、光照射ユニット１Ｒと集光ユニット３Ｒａと光変調装置４Ｒとが、光の進行方向に沿って順に配置されている。画像光生成装置２０ＢＡでは、光照射ユニット１Ｂと集光ユニット３Ｂａと光変調装置４Ｂとが、光の進行方向に沿って順に配置されている。
本実施形態に係る集光ユニット３Ｒａ，３Ｂａの構成要素は、第１の実施形態に係る集光ユニット３Ｒ，３Ｂの構成要素と同じであり、本実施形態に係る集光ユニット３Ｒａ，３Ｂａの構成要素の配置状態が、第１の実施形態に係る集光ユニット３Ｒ，３Ｂの構成要素の配置状態と異なる。この点が、本実施形態と第１の実施形態との主な相違点である。
以下、集光ユニット３Ｒａにおける光の進行状態を説明することによって、集光ユニット３Ｒａの構成要素の配置状態を説明する。なお、集光ユニット３Ｂａは、集光ユニット３Ｒａと同じ構成を有するので、集光ユニット３Ｂａの説明を省略する。
【００４２】
図６に実線の矢印及び破線の矢印で示されるように、偏光装置２Ｒの光出射面２Ｒａから発せられるＰ偏光は、偏光プリズム９の第１面９ａに入射する。
偏光プリズム９の中には、光照射ユニット１Ｒの光軸に対して４５度傾斜した偏光分離膜１０ａが配置されている。偏光分離膜１０ａは、Ｐ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する半透過性の反射膜である。
一方、第１の実施形態では、偏光分離膜１０は、Ｓ偏光を透過し、Ｐ偏光を反射する半透過性の反射膜である。この点は、本実施形態と第１の実施形態との相違点である。
【００４３】
偏光プリズム９の第１面９ａに入射したＰ偏光は、偏光分離膜１０ａを透過し、図中の上側に配置される第２面９ｂに入射し、第２面９ｂに対向配置される第１位相差板１１ａに入射し、さらに、第１位相差板１１ａに対向配置される第１反射部材１２ａに至る。
第１位相差板１１ａに入射したＰ偏光は、円偏光に変換され、第１反射部材１２ａによって反射され、第１位相差板１１ａに再度入射し、第１位相差板１１ａによってＳ偏光に変換され、第２面９ｂに入射し、第２面９ｂから偏光分離膜１０ａに向けて出射される。
【００４４】
第２面９ｂから出射されるＳ偏光は、偏光分離膜１０ａによって図中の左側に反射され、図中の左側に配置される第３面９ｃに入射し、さらに、第２面９ｂに対向配置される第２位相差板１１ｂに入射し、さらに、第２位相差板１１ｂに対向配置される第２反射部材１２ｂに至る。
第２位相差板１１ｂに入射したＳ偏光は、円偏光に変換され、第２反射部材１２ｂによって反射され、第２位相差板１１ｂに再度入射し、第２位相差板１１ｂによってＰ偏光に変換され、第３面９ｃに入射し、第３面９ｃから偏光分離膜１０ａに向けて出射される。
【００４５】
第３面９ｃから出射されるＰ偏光は、偏光分離膜１０ａを透過し、第３面９ｃに対向する第４面９ｄに入射し、第４面９ｄから光変調装置４Ｒに向けて出射される。詳しくは、図中に実線の矢印及び破線の矢印で示されるように、第３面９ｃから出射されるＰ偏光は、偏光分離膜１０ａと、第４面９ｄとを経て、光変調装置４Ｒに集光される。
【００４６】
このように、集光ユニット３Ｒａは、一方の偏光（Ｐ偏光）を透過すると共に他方の偏光（Ｓ偏光）を反射する偏光分離膜１０ａと、偏光分離膜１０ａに対向して設けられる第１反射部材１２ａと、偏光分離膜１０ａと第１反射部材１２ａとの間に設けられる第１位相差板１１ａと、偏光分離膜１０ａに対向して設けられる第２反射部材１２ｂと、偏光分離膜１０ａと第２反射部材１２ｂとの間に設けられる第２位相差板１１ｂとを有している。さらに、第１反射部材１２ａ及び第２反射部材１２ｂは、反射面として凹面を有する。
【００４７】
偏光プリズム９は、偏光装置２Ｒの光出射面２Ｒａから出射される光が入射される第１面９ａと、偏光分離膜１０ａを透過した光が出射される第２面９ｂと、偏光分離膜１０ａを反射した光が出射される第３面９ｃと、第２面９ｂまたは第３面９ｃから入射した光が、偏光分離膜１０ａを透過または反射して出射される第４面ｃと、を有し、偏光分離膜１０ａは、第１面９ａと第２面９ｂと第３面９ｃと第４面９ｄとで囲まれる領域の内側に配置されている。
さらに、第１反射部材１２ａが第２面９ｂに対向して設けられ、第２面９ｂと第１反射部材１２ａとの間に第１位相差板１１ａが設けられ、第２反射部材１２ｂが第３面９ｃに対向して設けられ、第３面９ｃと第２反射部材１２ｂとの間に第２位相差板１１ｂが設けられている。
そして、偏光装置２Ｒの光出射面２Ｒａから出射される光は、第１面９ａと、第２面９ｂと、第１位相差板１１ａ及び第１反射部材１２ａと、第３面９ｃと、第２位相差板１１ｂ及び第２反射部材１２ｂと、第４面９ｄとを順に経由して、光変調装置４Ｒに集光される。
【００４８】
かかる構成によって、本実施形態に係る画像光生成装置２０ＲＡは、第１の実施形態と同様に、比較例の画像光生成装置３０Ｒ（図４参照）と比べて、光変調装置４Ｒに入射する光の強度が強くなり、プロジェクター２００における光の利用効率が高められる。さらに、本実施形態に係る画像光生成装置２０ＲＡは、比較例に係る画像光生成装置３０Ｒと比べて、偏光装置２Ｒの光出射面２Ｒａから光変調装置４Ｒの光入射面４Ｒａに向かう方向の寸法が短くなり、偏光装置２Ｒの光出射面２Ｒａから光変調装置４Ｒの光入射面４Ｒａに向かう方向における省スペース化が実現される。
すなわち、本実施形態に係る画像光生成装置２０ＲＡは、第１の実施形態に係る画像光生成装置２０Ｒと同じ効果を得ることができる。
【００４９】
本発明は上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下変形例を挙げて説明する。
【００５０】
（変形例１）
図７及び図８は、図６に対応する図であり、変形例１に係る集光ユニット３Ｒｂの構成を示す概略図である。
図７の実線で示されるように、本変形例に係る集光ユニット３Ｒｂは、偏光プリズム９と、第１位相差板１１ａと、平面反射部材１３ａと、第２位相差板１１ｂと、第２反射部材１２ｂとを有する。一方、第２の実施形態に係る集光ユニット３Ｒａは、偏光プリズム９と、第１位相差板１１ａと、第１反射部材１２ａと、第２位相差板１１ｂと、第２反射部材１２ｂとを有する。
【００５１】
本変形例に係る集光ユニット３Ｒｂは、第２の実施形態における第１反射部材１２ａが、平面反射部材１３ａに置き換わった構成を有する。すなわち、本変形例に係る集光ユニット３Ｒｂでは、平面反射部材１３ａ以外の構成要素（偏光プリズム９、第１位相差板１１ａ、第２反射部材１２ｂ、第２位相差板１１ｂ）が第２の実施形態と同じであり、平面反射部材１３ａが第２の実施形態と異なる。
詳しくは、本変形例における平面反射部材１３ａは平面ミラーであり、第２の実施形態における第１反射部材１２ａは凹面ミラーである。すなわち、本変形例では、第２反射部材１２ｂが反射面としての凹面を有する凹面ミラーであり、平面反射部材１３ａが反射面としての平面を有する平面ミラーである。第２の実施形態では、第１反射部材１２ａ及び第２反射部材１２ｂの両方が反射面としての凹面を有する凹面ミラーである。この点が、本変形例と第２の実施形態との相違点である。
【００５２】
反射部材を平面ミラーにすると、反射部材を凹面ミラーにする場合と比べて、反射部材を低コスト化することができる。すなわち、本変形例は、第２の実施形態と比べて、プロジェクターの低コスト化を図ることができる。
【００５３】
第２の実施形態の構成、すなわち第１反射部材１２ａ及び第２反射部材１２ｂの両方が凹面ミラーである構成は、光変調装置４Ｒの光入射面４Ｒａに結像される像５０ｂ（図３）の大きさを制御することができ、加えて、収差の影響を受けにくくなる。
本比較例の構成、すなわち第２反射部材１２ｂだけが凹面ミラーである構成は、光変調装置４Ｒの光入射面４Ｒａに結像される像５０ｂの大きさを制御することが難しく、収差の影響を受けやすくなるという制約が生じる。
このような制約が生じても、偏光装置２Ｒの光出射面２Ｒａと光変調装置４Ｒの光入射面４Ｒａとの大きさを異ならせると、色合成装置５は実用に供することが可能なカラー画像光を生成し、投射光学装置６は実用に供することが可能なカラー画像光をスクリーンに投射することが可能になる。
【００５４】
なお、図８の実線で示されるように、本変形例に係る集光ユニット３Ｒｂは、偏光プリズム９、第１位相差板１１ａと、凹面ミラーで構成される第１反射部材１２ａと、第２位相差板１１ｂと、平面ミラーで構成される平面反射部材１３ｂとを有し、第２の実施形態における凹面ミラーで構成される第２反射部材１２ｂが、平面ミラーで構成される平面反射部材１３ｂに置き換わった構成であってもよい。すなわち、本変形例に係る集光ユニット３Ｒｂは、平面反射部材１３ｂ以外の構成要素（偏光プリズム９、第１位相差板１１ａ、第２位相差板１１ｂ、第１反射部材１２ａ）が第２の実施形態と同じであり、平面反射部材１３ｂが第２の実施形態と異なる構成であってもよい。
【００５５】
このように、集光ユニットは、図６に示すように第１反射部材１２ａ及び第２反射部材１２ｂの両方が凹面ミラーである構成であってもよく、図７に示すように第２反射部材１２ｂだけが凹面ミラーである構成であってもよく、図８に示すように第１反射部材１２ａだけが凹面ミラーである構成であってもよい。
すなわち、本願に係る集光ユニットは、第１反射部材１２ａ及び第２反射部材１２ｂの少なくとも一方が、反射面として凹面を有する構成であればよい。
【００５６】
（変形例２）
図９は、図２に対応する図であり、変形例２に係る集光ユニット３Ｒｃの構成を示す概略図である。
第１の実施形態では、図２に示すように、本願における光学素子は、内部に偏光分離膜１０が形成された偏光プリズム９であった。本変形例では、図９に示すように、本願における光学素子は、表面に偏光分離膜１０が形成された透光性の板部材１４である。詳しくは、光学素子の一例である板部材１４は、石英板やガラス板などの透光性の基材１４ａの表面に、反射型のワイヤーグリットや誘電体多層膜などを成膜することによって形成される偏光分離膜１０が積層された構成を有する。
このように、本変形例は、第１の実施形態における偏光プリズム９が板部材１４に置き換わった構成を有する。偏光プリズム９が板部材１４に置き換わることによって、低コスト化及び軽量化が可能になる。
【００５７】
（変形例３）
第１の実施形態及び第２の実施形態に係るプロジェクター１００，２００は、三つの光照射ユニット１Ｒ，１Ｇ，１Ｂと、三つの集光ユニット３Ｒ，３Ｇ，３Ｂと、三つの光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂと、一つの色合成装置５と、一つの投射光学装置６とを有する構成であった。
変形例３に係るプロジェクターは、一つの光照射ユニットと、一つの集光ユニットと、一つの光変調装置と、一つの投射光学装置とを有し、第１の実施形態及び第２の実施形態に係るプロジェクター１００，２００の構成要素である色合成装置５が省略されている。
【００５８】
すなわち、変形例３に係るプロジェクターは、白色光を照射する光照射ユニットと、光照射ユニットから照射される白色光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、光照射ユニットと光変調装置との間に設けられ、光照射ユニットから照射される白色光を光変調装置に集光する集光ユニットと、光変調装置によって変調された光（カラー画像光）をスクリーンに投射する投射光学装置とを有する。変形例３に係るプロジェクターにおける集光ユニットは、上述した実施形態または変形例の集光ユニットである。
かかる構成によって、光照射ユニットから照射される白色光が、集光ユニットによって光変調装置に集光されるので、白色光が光変調装置に集光されない場合と比べて、光変調装置に入射する白色光の強度が強くなり、変形例３に係るプロジェクターにおける光の利用効率が高められる。
【００５９】
以下に、実施形態から導き出される内容を記載する。
【００６０】
本願のプロジェクターは、光を照射する光照射ユニットと、前記光照射ユニットから照射される光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光照射ユニットと前記光変調装置との間に設けられ、前記光照射ユニットから照射される光を前記光変調装置に集光する集光ユニットと、前記光変調装置によって変調された光を投影する投射光学装置と、を含み、前記集光ユニットは、前記光照射ユニットの光出射面から出射される光が入射され、当該入射した光の一方の偏光を透過させるとともに、他方の偏光を反射する偏光分離膜を有する光学素子と、前記偏光分離膜に対向して設けられる第１反射部材と、前記偏光分離膜と前記第１反射部材との間に設けられる第１位相差板と、前記偏光分離膜に対向して設けられる第２反射部材と、前記偏光分離膜と前記第２反射部材との間に設けられる第２位相差板と、を有し、前記第１反射部材及び前記第２反射部材の少なくとも一方は、反射面として凹面を有することを特徴とする。
【００６１】
光照射ユニットからある程度の広がりを持って光が照射される場合、集光ユニットが設けられないと、光照射ユニットの光の一部が光変調装置に入射せず、光の利用効率が低下する。光照射ユニットから照射される光を光変調装置に集光する集光ユニットを設けると、集光ユニットを設けない場合に光変調装置に入射しない光を、光変調装置に入射させることができるので、光変調装置に入射する光の強度を強くし、プロジェクターにおける光の利用効率を高めることができる。
さらに、凹面を有する反射面で構成される凹面ミラーによって光を集光すると、例えば、透明材料で構成されるレンズによって集光する場合と比べて、収差の影響を受けにくくなり、光照射ユニットからある程度の広がりを持って光を精度よく光変調装置に集光することができる。
【００６２】
本願のプロジェクターでは、前記光学素子は、前記光照射ユニットの光出射面から出射される光が入射される第１面と、前記偏光分離膜を透過した光が出射される第２面と、前記偏光分離膜を反射した光が出射される第３面と、前記第２面または前記第３面から入射した光が、前記偏光分離膜を透過または反射して出射される第４面と、を有し、前記偏光分離膜は、前記第１面と前記第２面と前記第３面と前記第４面とで囲まれる領域の内側に配置され、前記第１反射部材は、前記第２面に対向して設けられ、前記第１位相差板は、前記第２面と前記第１反射部材との間に設けられ、前記第２反射部材は、前記第３面に対向して設けられ、前記第２位相差板は、前記第３面と前記第２反射部材との間に設けられ、前記光照射ユニットの光出射面から出射される光は、前記第１面と、前記第２面と、前記第１位相差板及び前記第１反射部材と、前記第３面と、前記第２位相差板及び前記第２反射部材と、前記第４面とを順に経由して、前記光変調装置に集光されることが好ましい。
【００６３】
第１面から照射される光は、偏光分離膜を透過して第２面に入射し、第２面に対向配置される第１反射部材によって反射され、さらに偏光分離膜によって反射され第３面に入射し、第３面に対向配置される第２反射部材によって反射され、偏光分離膜を透過または反射して第４面に入射し、光変調装置に集光される。
このように、第１面から照射される光は、光変調装置に向けて真っ直ぐ進むのでなく、複数回の反射によって光変調装置に向けて蛇行して進むので、光変調装置に向けて真っ直ぐ進む場合と比べて、第１面と光変調装置との距離が短くなり、第１面から光変調装置に向かう方向の寸法を短くし、第１面から光変調装置に向かう方向の省スペース化を図ることができる。
【００６４】
本願のプロジェクターでは、前記光学素子は、前記光照射ユニットの光出射面から出射される光が入射される第１面と、前記偏光分離膜を反射した光が出射される第２面と、前記偏光分離膜を透過した光が出射される第３面と、前記第２面または前記第３面から入射した光が、前記偏光分離膜を透過または反射して出射される第４面と、を有し、前記偏光分離膜は、前記第１面と前記第２面と前記第３面と前記第４面とで囲まれる領域の内側に配置され、前記第１反射部材は、前記第２面に対向して設けられ、前記第１位相差板は、前記第２面と前記第１反射部材との間に設けられ、前記第２反射部材は、前記第３面に対向して設けられ、前記第２位相差板は、前記第３面と前記第２反射部材との間に設けられ、前記光変調装置は、前記第４面に対向して設けられ、前記光照射ユニットの光出射面から出射される光は、前記第１面と、前記第２面と、前記第１位相差板及び前記第１反射部材と、前記第３面と、前記第２位相差板及び前記第２反射部材と、前記第４面とを順に経由して、前記光変調装置に集光されることが好ましい。
【００６５】
第１面から照射される光は、偏光分離膜によって反射され第２面に入射し、第２面に対向配置される第１反射部材によって反射され、偏光分離膜を透過し第３面に入射し、第３面に対向配置される第２反射部材によって反射され、偏光分離膜を透過または反射して第４面に入射し、光変調装置に集光される。
このように、第１面から入射される光は、光変調装置に向けて真っ直ぐ進むのでなく、複数回の反射によって光変調装置に向けて蛇行して進むので、光変調装置に向けて真っ直ぐ進む場合と比べて、第１面と光変調装置との距離が短くなり、第１面から光変調装置に向かう方向の寸法を短くし、第１面から光変調装置に向かう方向の省スペース化を図ることができる。
【００６６】
本願のプロジェクターは、光を照射する光照射ユニットと、前記光照射ユニットから照射される光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光照射ユニットと前記光変調装置との間に設けられ前記光照射ユニットから照射される光を前記光変調装置に集光する上記集光ユニットとを有する一の画像光生成装置と、光を照射する光照射ユニットと、前記光照射ユニットから照射される光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光照射ユニットと前記光変調装置との間に設けられ前記光照射ユニットから照射される光を前記光変調装置に集光する上記集光ユニットとを有する二の画像光生成装置と、前記一の画像光生成装置から照射される画像光と、前記二の画像光生成装置から照射される画像光とを合成する色合成装置と、前記色合成装置から出射される光を投射する投射光学装置と、を有することを特徴とする。
【００６７】
本願のプロジェクターでは、複数の画像光が色合成装置によって合成され、投射光学装置によってスクリーンに投射されるので、単数の画像光が投射光学装置によってスクリーンに投射される場合と比べて、スクリーンに投射される画像の輝度を高めることができる。
【００６８】
本願のプロジェクターでは、前記一の画像光生成装置における前記光照射ユニットの光軸と、前記二の画像光生成装置における前記光照射ユニットの光軸とは、平行であることが好ましい。
【００６９】
一の画像光生成装置における光照射ユニットの光軸と二の画像光生成装置における光照射ユニットの光軸とが平行であると、一の画像光生成装置における光照射ユニットの光軸と二の画像光生成装置における光照射ユニットの光軸とが直交する場合と比べて、光軸と直交する方向の寸法が短くなり、光軸と直交する方向の省スペース化を図ることができる。
【符号の説明】
【００７０】
１Ｒ，１Ｇ，１Ｂ…光照射ユニット、２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ…偏光装置、３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ…集光ユニット、４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ…光変調装置、５…色合成装置、６…投射光学装置、７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ…固体光源、８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ…導光体、９…偏光プリズム、９ａ…第１面、９ｂ…第２面、９ｃ…第３面、９ｄ…第４面、１０…偏光分離膜、１１ａ…第１位相差板、１１ｂ…第２位相差板、１２ａ…第１反射部材、１２ｂ…第２反射部材、１３ａ…平面反射部材、１４…板部材、２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ…画像光生成装置、１００，２００…プロジェクター。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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