(57)【要約】【課題】白表示時における輝度を低下させることなく黒表示時における射出側偏光素子の発熱量を低減することにより、背景技術１に係るプロジェクター及び背景技術２に係るプロジェクターよりも長寿命、低騒音、高輝度のプロジェクターを提供する。【解決手段】照明装置１００と、液晶変調装置４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂと、各液晶変調装置から射出される光のうち所定方向の偏光成分を有する光のみを通過させる射出側偏光素子４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂと、各射出側偏光素子を通過する光を投写面に向けて投写する投写光学系６００と、各液晶変調装置と各射出側偏光素子との間に配設される射出側予備偏光素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂとを備えるプロジェクターであって、射出側予備偏光素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂは、クロス透過率が７％〜１３％の範囲内にある反射型偏光素子であることを特徴とするプロジェクター１０００。【選択図】図１
2010243537.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方方向の偏光成分を有する光を射出する照明装置と、
前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調する液晶変調装置と、
前記液晶変調装置から射出される光のうち一方方向の偏光成分を有する光及び他方方向の偏光方向を有する光のうちいずれかの光のみを通過させる射出側偏光素子と、
前記射出側偏光素子を通過する光を投写面に向けて投写する投写光学系と、
前記液晶変調装置と前記射出側偏光素子との間に配設される射出側予備偏光素子とを備えるプロジェクターであって、
前記射出側予備偏光素子は、クロス透過率が７％〜１３％の範囲内にある反射型偏光素子であることを特徴とするプロジェクター。
【請求項２】
請求項１に記載のプロジェクターにおいて、
前記射出側予備偏光素子は、クロス透過率が８％〜１２％の範囲内にある反射型偏光素子であることを特徴とするプロジェクター。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のプロジェクターにおいて、
前記反射型偏光素子は、ワイヤグリッド型反射型偏光素子又はＸＹ型反射型偏光素子からなることを特徴とするプロジェクター。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のプロジェクターにおいて、
前記照明装置と前記液晶変調装置との間に、前記照明装置からの光のうち一方方向又は他方方向の偏光成分のみを通過させて偏光度を高める入射側偏光素子をさらに備えることを特徴とするプロジェクター。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のプロジェクターにおいて、
前記液晶変調装置として、赤、緑及び青の３つの色光のそれぞれを変調する赤色光用液晶変調装置、緑色光用液晶変調装置及び青色光用液晶変調装置を備え、
前記射出側偏光素子として、それぞれが、各液晶変調装置から射出される光のうち一方方向の偏光成分を有する光及び他方方向の偏光方向を有する光のうちいずれかの光のみを通過させる３つの射出側偏光素子を備え、
前記射出側予備偏光素子として、それぞれが各液晶変調装置と各射出側偏光素子との間に配設される３つの射出側予備偏光素子とを備え、
前記プロジェクターは、照明装置からの光を赤、緑及び青の３つの色光に分離する色分離光学系と、前記３つの液晶変調装置で変調された各色光を合成する色合成光学系とをさらに備えることを特徴とするプロジェクター。
【請求項６】
光を射出する照明装置と、
前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調する液晶変調装置と、
前記液晶変調装置から射出される光のうち所定の一方方向の偏光成分を有する光の透過率が前記一方方向に直交する他方方向の偏光成分を有する光の透過率より低い射出側偏光素子と、
前記射出側偏光素子を通過する光を投写面に向けて投写する投写光学系と、
前記液晶変調装置と前記射出側偏光素子との間に配設される射出側予備偏光素子とを備えるプロジェクターであって、
前記プロジェクターが全面白の画像を表示しているときにおける前記射出側偏光素子の光の吸収量と、前記プロジェク全面黒の画像を表示しているときにおける前記射出側偏光素子の光の吸収量とが略一致するように前記射出側偏光素子の前記一方方向の偏光成分を有する光の透過率と前記他方方向の偏光成分を有する光の透過率が設定されていることを特徴とするプロジェクター。
【請求項７】
前記請求項６に記載のプロジェクターにおいて、
前記射出側予備偏光素子の前記一方方向の偏光成分を有する光の透過率は、前記射出側偏光素子の前記他方方向の偏光成分を有する光の吸収率の値±３％の値に設定されていることを特徴とするプロジェクター。
【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】
従来、照明装置と、照明装置からの光を画像情報に応じて変調する液晶変調装置と、液晶変調装置から射出される光のうち一方方向の偏光成分を有する光のみを通過させる検光子としての射出側偏光素子と、射出側偏光素子を通過する光を投写面に向けて投写する投写光学系とを備えるプロジェクターであって、液晶変調装置と射出側偏光素子との間に配設される射出側予備偏光素子をさらに備えるプロジェクターが知られている（例えば、特許文献１参照。以下、このようなプロジェクターを背景技術１に係るプロジェクターという。）。
【０００３】
背景技術１に係るプロジェクターによれば、射出側偏光素子で遮断すべき光（すなわち他方方向の偏光成分を有する光）を、予め射出側予備偏光素子によって大幅に（例えば１００％→５０％）減衰させた後に、射出側偏光素子に入射させることが可能となるため、黒表示時に射出側偏光素子に入射する光の強度を大幅に（例えば１００％→５０％）低減することができる。このため、黒表示時における射出側偏光素子の発熱量を大幅に低減することが可能となり、その結果、射出側偏光素子の寿命を長くしたり、冷却ファンの負荷を低くしたり、照明装置の出力を高くしたりすることが可能となり、ひいては、長寿命、低騒音、高輝度のプロジェクターを提供することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１３３１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、他方方向の偏光成分を有する光を反射することによって一方方向の偏光成分を有する光のみを通過させる反射型偏光素子が開発された。反射型偏光素子は、従来の吸収型偏光素子とは違って、クロス透過率（他方方向の偏光成分を有する光の透過率）を極めて低くしても発熱量が小さいという特徴を有する。このため、クロス透過率の極めて低い反射型偏光素子（クロス透過率が例えば１％の反射型偏光素子）を射出側予備偏光素子として用いることが考えられる。このように、クロス透過率の極めて低い反射型偏光素子を射出側予備偏光素子として用いたプロジェクターを背景技術２に係るプロジェクターという。
【０００６】
背景技術２に係るプロジェクターによれば、射出側偏光素子に入射する光の強度を極めて小さくすることが可能となるため、黒表示時における射出側偏光素子の発熱量を背景技術１に係るプロジェクターの場合よりもさらに大幅に（５０％→１％）低減することが可能となり、背景技術１に係るプロジェクターよりも長寿命、低騒音、高輝度のプロジェクターを提供することが可能となると考えられる。
【０００７】
しかしながら、クロス透過率の極めて低い反射型偏光素子（クロス透過率が例えば１％の反射型偏光素子）はパラレル透過率（一方方向の偏光成分を有する光の透過率）も低くなる傾向にある（パラレル透過率が例えば８０％）ため、背景技術２に係るプロジェクターにおいては、白表示時における輝度が低下するという問題がある。このような問題があると、プロジェクターの高輝度化を図るうえで好ましくない。
【０００８】
そこで、本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、白表示時における輝度を低下させることなく黒表示時における射出側偏光素子の発熱量を低減することにより、背景技術１に係るプロジェクター及び背景技術２に係るプロジェクターよりも長寿命、低騒音、高輝度のプロジェクターを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のプロジェクターは、一方方向の偏光成分を有する光を射出する照明装置と、前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調する液晶変調装置と、前記液晶変調装置から射出される光のうち一方方向の偏光成分を有する光及び他方方向の偏光方向を有する光のうちいずれかの光のみを通過させる射出側偏光素子と、前記射出側偏光素子を通過する光を投写面に向けて投写する投写光学系と、前記液晶変調装置と前記射出側偏光素子との間に配設される射出側予備偏光素子とを備えるプロジェクターであって、前記射出側予備偏光素子は、クロス透過率が７％〜１３％の範囲内にある反射型偏光素子であることを特徴とする。
【００１０】
このため、本発明のプロジェクターによれば、液晶変調装置と射出側偏光素子との間に配設される射出側予備偏光素子をさらに備えるため、射出側偏光素子で遮断すべき光を、射出側予備偏光素子によって予め減衰させた後に、射出側偏光素子に入射させることが可能となり、その結果、射出側偏光素子に入射する光の強度を大幅に低減することができる。このため、黒表示時における射出側偏光素子の発熱量を背景技術１に係るプロジェクターの場合と同様に低減することが可能となり、その結果、背景技術１に係るプロジェクターの場合と同様に、射出側偏光素子の寿命を長くしたり、冷却ファンの負荷を低くしたり、照明装置の出力を高くしたりすることが可能となる。
【００１１】
また、本発明のプロジェクターによれば、射出側予備偏光素子として、クロス透過率が７％〜１３％の範囲内にある、背景技術１に係るプロジェクターの場合よりもクロス透過率の低い反射型偏光素子を備えるため、射出側偏光素子に入射する光の強度を背景技術１に係るプロジェクターの場合よりも小さくすることが可能となる。このため、黒表示時における射出側偏光素子の発熱量を背景技術１に係るプロジェクターの場合よりもさらに低減する（「５０％」→「７％〜１３％」）ことが可能となり、背景技術１に係るプロジェクターよりも長寿命、低騒音、高輝度のプロジェクターを提供することが可能となる。
【００１２】
また、本発明のプロジェクターによれば、射出側予備偏光素子として、クロス透過率が７％〜１３％の範囲内にある反射型偏光素子を備えるため、後述する実施例からも明らかなように、黒表示時における射出側偏光素子の発熱量を背景技術１に係るプロジェクターの場合よりも大幅に低減した場合であっても、白表示時における輝度を低下させることがなくなる。
【００１３】
その結果、本発明のプロジェクターは、背景技術１に係るプロジェクター及び背景技術２に係るプロジェクターよりも長寿命、低騒音、高輝度のプロジェクターとなる。
【００１４】
なお、射出側予備偏光素子のクロス透過率を７％〜１３％の範囲内とするのは、射出側予備偏光素子のクロス透過率が７％未満である場合には、射出側予備偏光素子のパラレル透過率が低くなり、白表示時における輝度が低下するからである。また、射出側予備偏光素子のクロス透過率を７％未満として黒表示時における射出側偏光素子の発熱量を低減（７％未満）したとしても、白表示時における射出側偏光素子の発熱量はそれを上回る（１０％）ため、黒表示時における射出側偏光素子の発熱量のみを無理をして低減したとしても総発熱量を低減するうえでそれほど大きな効果が得られないからである。一方、射出側予備偏光素子のクロス透過率が１３％を超える場合には、黒表示時における射出側偏光素子に入射する光の強度が、白表示時における射出側偏光素子に入射する光の強度よりもかなり大きくなるため（１３％超）、射出側偏光素子の発熱量が大きくなり、射出側偏光素子の寿命を長くしたり、冷却ファンの負荷を低くしたり、照明装置の出力を高くしたりすることが困難となるからである。
【００１５】
このような観点からいえば、本発明のプロジェクターにおいては、前記射出側予備偏光素子は、クロス透過率が８％〜１２％の範囲内にある反射型偏光素子であることが好ましい。
【００１６】
本発明のプロジェクターにおいては、前記反射型偏光素子として、ワイヤグリッド型反射型偏光素子又はＸＹ型反射型偏光素子からなるものを好ましく用いることができる。
【００１７】
本発明のプロジェクターにおいては、前記照明装置と前記液晶変調装置との間に、前記照明装置からの光のうち一方方向又は他方方向の偏光成分を有する光のみを通過させて偏光度を高める入射側偏光素子をさらに備えることが好ましい。
【００１８】
このように構成することにより、黒表示時においては、射出側予備偏光素子及び射出側偏光素子に入射する一方方向の偏光成分を有する光の光量を極めて低いレベルにまで低減することが可能となり、広いダイナミックレンジを有し黒の再現性に優れたプロジェクターを提供することが可能となる。
【００１９】
本発明のプロジェクターにおいては、前記液晶変調装置として、赤、緑及び青の３つの色光のそれぞれを変調する赤色光用液晶変調装置、緑色光用液晶変調装置及び青色光用液晶変調装置を備え、前記射出側偏光素子として、それぞれが、各液晶変調装置から射出される光のうち一方方向の偏光成分を有する光及び他方方向の偏光方向を有する光のうちいずれかの光のみを通過させる３つの射出側偏光素子を備え、前記射出側予備偏光素子として、それぞれが各液晶変調装置と各射出側偏光素子との間に配設される３つの射出側予備偏光素子とを備え、前記プロジェクターは、照明装置からの光を赤、緑及び青の３つの色光に分離する色分離光学系と、前記３つの液晶変調装置で変調された各色光を合成する色合成光学系とをさらに備えることが好ましい。
【００２０】
このような構成とすることにより、赤色光、緑色光及び青色光のすべての場合において、白表示時（最高輝度表示時）における輝度を低下させることなく黒表示時における射出側偏光素子の発熱量を低減することが可能となることから、背景技術１に係るプロジェクター及び背景技術２に係るプロジェクターよりも長寿命、低騒音、高輝度のフルカラープロジェクターを提供することが可能となる。
【００２１】
本発明のプロジェクターは、光を射出する照明装置と、前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調する液晶変調装置と、前記液晶変調装置から射出される光のうち所定の一方方向の偏光成分を有する光の透過率が前記一方方向に直交する他方方向の偏光成分を有する光の透過率より低い射出側偏光素子と、前記射出側偏光素子を通過する光を投写面に向けて投写する投写光学系と、前記液晶変調装置と前記射出側偏光素子との間に配設される射出側予備偏光素子とを備えるプロジェクターであって、前記プロジェクターが全面白の画像を表示しているときにおける前記射出側偏光素子の光の吸収量と、前記プロジェク全面黒の画像を表示しているときにおける前記射出側偏光素子の光の吸収量とが略一致するように前記射出側偏光素子の前記一方方向の偏光成分を有する光の透過率と前記他方方向の偏光成分を有する光の透過率が設定されていることを特徴とする。
【００２２】
このため、本発明のプロジェクターによれば、射出側偏光素子の熱負荷をより低減させながら白表示時の画像の明るさをより向上させることができる。
【００２３】
なお、一方方向の偏光成分を有する光の透過率が他方方向の偏光成分を有する光の透過率より低い射出側偏光素子において、一方方向の偏光成分を有する光の透過率とは、本明細書におけるクロス透過率のことをいい、他方方向の偏光成分を有する光の透過率とは、パラレル透過率のことをいう。
【００２４】
本発明のプロジェクターにおいては、前記射出側予備偏光素子の前記一方方向の偏光成分を有する光の透過率は、前記射出側偏光素子の前記他方方向の偏光成分を有する光の吸収率の値±３％の値に設定されていることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態１に係るプロジェクター１０００の光学系を示す図。
【図２】実施形態１に係るプロジェクター１０００の光学系の要部を示す図。
【図３】比較例１に係るプロジェクター１０００ｂにおける光の通過状態を説明するために示す図。
【図４】比較例２に係るプロジェクター１０００ｃにおける光の通過状態を説明するために示す図。
【図５】比較例３に係るプロジェクター１０００ｄにおける光の通過状態を説明するために示す図。
【図６】実施例１に係るプロジェクター１０００ａにおける光の通過状態を説明するために示す図。
【図７】実施例１並びに比較例１〜３に係るプロジェクター１０００ａ〜１０００ｄを比較するために示す表。
【図８】実施形態２に係るプロジェクター１００２の光学系の要部を示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明のプロジェクターについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。
【００２７】
［実施形態１］
図１は、実施形態１に係るプロジェクター１０００の光学系を示す図である。図１（ａ）は平面図であり、図１（ｂ）は側面図である。
図２は、実施形態１に係るプロジェクター１０００の光学系の要部を示す図である。図２（ａ）は平面図であり、図２（ｂ）は側面図である。
【００２８】
なお、以下の説明においては、互いに直交する３つの方向をそれぞれｚ軸方向（図１における照明光軸１００ａｘ方向）、ｘ軸方向（図１における紙面に平行かつｚ軸に直交する方向）及びｙ軸方向（図１における紙面に垂直かつｚ軸に直交する方向）とする。
【００２９】
実施形態１に係るプロジェクター１０００は、図１に示すように、照明装置１００と、色分離導光光学系２００と、３つの液晶変調装置４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム５００と、投写光学系６００とを備えるプロジェクターである。
【００３０】
照明装置１００は、光源装置１１０と、光源装置１１０から射出される光を複数の部分光束に分割するための複数の第１小レンズを有する第１レンズアレイ１２０と、第１レンズアレイ１２０の複数の第１小レンズに対応する複数の第２小レンズを有する第２レンズアレイ１３０と、第２レンズアレイ１３０からの各部分光束を偏光方向の揃った略１種類の直線偏光に変換して射出する偏光変換素子１４０と、偏光変換素子１４０から射出される各部分光束を被照明領域で重畳させる重畳レンズ１５０とを有する。
【００３１】
光源装置１１０は、発光管１１２と、楕円面リフレクター１１４と、副鏡１１６と、凹レンズ１１８とを有する。光源装置１１０は、被照明領域側に略平行な光を射出する光源であり、照明光軸１００ａｘを中心軸とする光を射出する。
【００３２】
発光管１１２は、管球部と、管球部の両側に延びる一対の封止部とを有し、楕円面リフレクター１１４の第１焦点近傍に発光中心を有する。管球部は、球状に形成された石英ガラス製であって、この管球部内に配置された一対の電極と、管球部内に封入された水銀、希ガス及び少量のハロゲンとを有する。発光管１１２としては、種々の発光管を採用でき、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等を採用できる。
【００３３】
楕円面リフレクター１１４は、発光管１１２の一方の封止部に挿通・固着される筒状の首状部と、発光管１１２から放射された光を第２焦点位置に向けて反射する反射凹面とを有する。
【００３４】
副鏡１１６は、発光管１１２の管球部の略半分を覆い、楕円面リフレクター１１４の反射凹面と対向して配置される反射手段である。副鏡１１６は、発光管１１２の他方の封止部に挿通・固着される。副鏡１１６は、発光管１１２から放射された光のうち楕円面リフレクター１１４に向かわない光を発光管１１２に戻し楕円面リフレクター１１４に入射させる。
【００３５】
凹レンズ１１８は、楕円面リフレクター１１４の被照明領域側に配置される。そして、楕円面リフレクター１１４からの集束光を第１レンズアレイ１２０に向けて略平行光として射出するように構成される。
【００３６】
第１レンズアレイ１２０は、光源装置１１０からの光を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子としての機能を有し、複数の第１小レンズが照明光軸１００ａｘと直交する面内に複数行・複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。図示による説明は省略するが、第１小レンズの外形形状は、液晶変調装置４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂの画像形成領域の外形形状に関して相似形である。
【００３７】
第２レンズアレイ１３０は、重畳レンズ１５０とともに、第１レンズアレイ１２０の各第１小レンズの像を液晶変調装置４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂの画像形成領域近傍に結像させる機能を有する。第２レンズアレイ１３０は、第１レンズアレイ１２０と略同様な構成を有し、複数の第２小レンズが照明光軸１００ａｘに直交する面内に複数行・複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。
【００３８】
偏光変換素子１４０は、第１レンズアレイ１２０により分割された各部分光束の偏光方向を、偏光方向の揃った略１種類の直線偏光光として射出する偏光変換素子である。
偏光変換素子１４０は、光源装置１１０からの照明光束に含まれる偏光成分のうち一方の直線偏光成分を透過させ他方の直線偏光成分を照明光軸１００ａｘに垂直な方向に反射する偏光分離層と、偏光分離層で反射された他方の直線偏光成分を照明光軸１００ａｘに平行な方向に反射する反射層と、偏光分離層を透過した一方の直線偏光成分を他方の直線偏光成分に変換する位相差板とを有する。
【００３９】
重畳レンズ１５０は、第１レンズアレイ１２０、第２レンズアレイ１３０及び偏光変換素子１４０を経た複数の部分光束を集光して液晶変調装置４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂにおける画像形成領域近傍に重畳させるための光学素子である。重畳レンズ１５０の光軸と照明装置１００の照明光軸１００ａｘとが略一致するように、重畳レンズ１５０が配置されている。なお、図１に示す重畳レンズ１５０は１枚のレンズで構成されているが、複数のレンズを組み合わせた複合レンズで構成されていてもよい。
【００４０】
色分離導光光学系２００は、ダイクロイックミラー２１０，２２０と、反射ミラー２３０，２４０，２５０と、入射側レンズ２６０と、リレーレンズ２７０とを有する。色分離導光光学系２００は、照明装置１００から射出された光を赤色光、緑色光及び青色光の３つの色光に分離して、それぞれの色光を照明対象となる液晶変調装置４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂに導く機能を有する。
【００４１】
ダイクロイックミラー２１０，２２０は、基板上に所定の波長領域の光束を反射し、他の波長領域の光束を透過させる波長選択膜が形成された光学素子である。光路前段に配置されるダイクロイックミラー２１０は、赤色光成分を反射し、その他の色光成分を透過させるミラーである。光路後段に配置されるダイクロイックミラー２２０は、青色光成分を透過させ、緑色光成分を反射するミラーである。
【００４２】
ダイクロイックミラー２１０で反射された赤色光成分は、反射ミラー２３０により曲折され、集光レンズ３００Ｒを介して赤色光用の液晶変調装置４１０Ｒの画像形成領域に入射する。
【００４３】
集光レンズ３００Ｒは、重畳レンズ１５０からの各部分光束を各主光線に対して略平行な光に変換するために設けられている。他の集光レンズ３００Ｇ，３００Ｂも、集光レンズ３００Ｒと同様に構成されている。
【００４４】
ダイクロイックミラー２１０を通過した緑色光成分及び青色光成分のうち緑色光成分は、ダイクロイックミラー２２０で反射され、集光レンズ３００Ｇを通過して緑色光用の液晶変調装置４１０Ｇの画像形成領域に入射する。一方、青色光成分は、ダイクロイックミラー２２０を透過し、入射側レンズ２６０、入射側の反射ミラー２４０、リレーレンズ２７０、射出側の反射ミラー２５０及び集光レンズ３００Ｂを通過して青色光用の液晶変調装置４１０Ｂの画像形成領域に入射する。入射側レンズ２６０、リレーレンズ２７０及び反射ミラー２４０，２５０は、ダイクロイックミラー２２０を透過した青色光成分を液晶変調装置４１０Ｂまで導く機能を有する。
【００４５】
なお、青色光の光路にこのような入射側レンズ２６０、リレーレンズ２７０及び反射ミラー２４０，２５０が設けられているのは、青色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。実施形態１に係るプロジェクター１０００においては、青色光の光路の長さが長いのでこのような構成とされているが、赤色光の光路の長さを長くして、入射側レンズ２６０、リレーレンズ２７０及び反射ミラー２４０，２５０を赤色光の光路に用いる構成も考えられる。
【００４６】
液晶変調装置４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂは、図２に示すように、各色光を画像情報に応じて変調するものであり、照明装置１００の照明対象となる。
各液晶変調装置４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂは、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶を封入したものであり、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、与えられた画像信号に従って、入射側偏光素子４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂから射出された１種類の直線偏光の偏光方向を変調するいわゆるノーマリーブラック型の液晶変調装置である。
【００４７】
入射側偏光素子４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂは、集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂと液晶変調装置４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂとの間に配置され、集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂから射出された光のうち、所定の方向に軸を有する直線偏光のみを透過させ、その他の光を吸収して液晶変調装置４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂに入射する光の偏光度を高める機能を有する。
【００４８】
射出側偏光素子４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂは、射出側予備偏光素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂとクロスダイクロイックプリズム５００との間に配置され、射出側予備偏光素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂから射出された光のうち、所定の方向に軸を有する直線偏光のみを透過させ、その他の光を吸収する機能を有する。
【００４９】
これらの入射側偏光素子４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂ及び射出側偏光素子４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂは、互いの偏光軸の方向が直交するように設定・配置されている。
【００５０】
射出側予備偏光素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂは、液晶変調装置４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂと射出側偏光素子４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂとの間に配置され、液晶変調装置４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂから射出された光のうち、所定の方向に軸を有する直線偏光をのみを透過させ、その他の光を反射する機能を有する。この射出側予備偏光素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂは、２個のガラスプリズムでワイヤグリットを挟み込んだ構造を有するワイヤグリット型反射型偏光素子である。
【００５１】
なお、反射型偏光素子は、ワイヤグリット型に限らず、二軸方向性のあるフィルムを積層してＸＹ型の偏光特性を持たせたＸＹ型偏光フィルムなど適宜選択することが可能である。
【００５２】
所定の一方方向に偏光軸を有する理想的な偏光素子は、所定の一方方向に軸を有する偏光成分を１００％透過させ、当該一方方向に直交する他方方向の偏光成分を全く透過させない機能を有する。しかしながら、所定の一方方向に偏光軸を有する現実の偏光素子は、所定の一方方向に軸を有する偏光成分のうち一部の光を遮断してしまうとともに、当該一方方向に直交する他方方向の偏光成分の光の一部を透過させてしまう。このような偏光素子の所定の一方方向の偏光成分の透過率をパラレル透過率といい、当該一方方向に直交する他方方向の偏光成分の光の透過率をクロス透過率という。当然、通常の偏光素子は、クロス透過率がパラレル透過率より低い。
【００５３】
偏光素子は、その構成や材料によってパラレル透過率及びクロス透過率の数値が異なるが、どちらか一方を大きくすると他方もまた大きくなり、またどちらか一方を小さくすると他方も小さくなるという相関がある。
【００５４】
有機材料で生成される偏光素子は、無機材料で生成される偏光素子に比べ、パラレル透過率を比較的高いものとしながらクロス透過率を比較的低いものとすることが可能で、より理想の偏光素子に近い性能を得ることができる。しかし、有機材料から生成される偏光素子は、無機材料から生成される偏光素子に比べ熱に弱く、高輝度の光にさらされる環境において寿命を長くすることが困難である。一方、無機材料から生成される偏光素子は熱に強く、特に無機材料から生成される反射型偏光素子は光を留めないため温度が上がりにくいため、高輝度の光にさらされる環境において長期間品質を損なわずに使用可能である。しかし、無機材料から生成される偏光素子は、有機材料から生成される偏光素子に比べ、パラレル透過率に対するクロス透過率の割合が高くクロス透過率を低くしようとするとパラレル透過率が著しく低下してしまう特性を有する。つまり、同じパラレル透過率の有機材料から生成される偏光素子と無機材料から生成される偏光素子とであれば、有機材料から生成される偏光素子の方が低いクロス透過率となる。
【００５５】
プロジェクターのコントラストを確保するため、射出側偏光素子は理想の偏光素子により近い偏光素子である有機材料から生成される偏光素子を用い、その有機材料から生成される偏光素子の熱の負担を軽減し寿命を長く保つため射出側予備偏光素子で射出側偏光素子に入射する光の量を軽減させる。
【００５６】
ここで、図３〜５を参照しながら、比較例１〜３を説明する。
図３は、比較例１に係るプロジェクター１０００ｂにおける光の通過状態を示す図である。図３（ａ）は黒表示時の光の通過状態を示す図であり、図３（ｂ）は白表示時の光の通過状態を示す図である。
図４は、比較例２に係るプロジェクター１０００ｃにおける光の通過状態を示す図である。図４（ａ）は黒表示時の光の通過状態を示す図であり、図４（ｂ）は白表示時の光の通過状態を示す図である。
図５は、比較例３に係るプロジェクター１０００ｄにおける光の通過状態を示す図である。図５（ａ）は黒表示時の光の通過状態を示す図であり、図５（ｂ）は白表示時の光の通過状態を示す図である。
【００５７】
比較例１に係るプロジェクター１０００ｂは、射出側予備偏光素子を備えない、従来のプロジェクターに属するプロジェクターであって、図３に示すように、液晶変調装置７１０及び射出側偏光素子７３０を備えるノーマリブラックタイプのプロジェクターである。
【００５８】
射出側偏光素子７３０は、図３に示すように、Ｓ偏光を吸収しＰ偏光を透過させる吸収型偏光素子である。射出側偏光素子７３０は、その構造や材料の特性により、液晶変調装置７１０からのＳ偏光を１００％吸収せず０．１５％を透過させる。つまり射出側偏光素子７３０のクロス透過率ＴＢ１は０．１５％である。また、射出側偏光素子７３０は、その構造や材料の特性により、液晶変調装置７１０からのＰ偏光を１００％透過させず９０％を透過させる。つまり射出側偏光素子７３０のパラレル透過率ＴＢ２は９０％である。
【００５９】
比較例１に係るプロジェクター１０００ｂにおいては、黒表示時には、図３（ａ）に示すように、液晶変調装置７１０を通過した光の強度を１００％とすると、０．１５％の光が射出側偏光素子７３０を通過する。従って、黒表示時に射出側偏光素子７３０では液晶変調装置７１０を通過した光のうちほぼ１００％の光が吸収され熱に変わる。一方、白表示時には、図３（ｂ）に示すように、液晶変調装置７１０を通過した光の強度を１００％とすると、９０％の光が射出側偏光素子７３０を通過する。従って、白表示時に射出側偏光素子７３０では液晶変調装置７１０を通過した光のうちほぼ１０％の光が吸収され熱に変わる。
【００６０】
従って、比較例１のプロジェクター１０００ｂでは、射出側予備偏光素子がないことにより黒表示時に液晶変調装置７１０を通過した光のほぼ１００％が射出側偏光素子７３０で吸収され熱に変わるため、射出側偏光素子７３０は熱により劣化しやすい。射出側偏光素子７３０の寿命をより長くするためには冷却を強めるなどの対処が必要となり、消費電力の増加及び騒音の増加という別の問題が発生する。
【００６１】
比較例２に係るプロジェクター１０００ｃは、背景技術１に係るプロジェクターに属するプロジェクターであって、図４に示すように、液晶変調装置７１０、射出側予備偏光素子７２０ｃ及び射出側偏光素子７３０を備えるノーマリブラックタイプのプロジェクターである。
【００６２】
射出側予備偏光素子７２０ｃは、図４に示すように、Ｓ偏光を吸収しＰ偏光を透過させる吸収型偏光素子である。しかしながら、射出側予備偏光素子７２０ｃは、その構造や材料の特性により、液晶変調装置７１０からのＳ偏光を１００％吸収せず５０％を透過させる。つまり射出側予備偏光素子７２０ｃのクロス透過率ＴＡ１は５０％である。また、射出側予備偏光素子７２０ｃは、その構造や材料の特性により、液晶変調装置７１０からのＰ偏光を１００％透過させず９８％を透過させる。つまり射出側予備偏光素子７２０ｃのパラレル透過率ＴＡ２は９８％である。
なお、射出側偏光素子７３０は、比較例１に係るプロジェクター１０００ｂの場合と同じである。
【００６３】
比較例２に係るプロジェクター１０００ｃにおいては、黒表示時には、図４（ａ）に示すように、液晶変調装置７１０を通過した光の強度を１００％とすると、５０％の光が射出側予備偏光素子７２０ｃを通過し、そのうち０．１５％（すなわち液晶変調装置７１０を通過した光の０．０７５％）の光が射出側偏光素子７３０を通過する。従って、黒表示時に射出側偏光素子７３０では液晶変調装置７１０を通過した光のうちほぼ５０％の光が吸収され熱に変わる。一方、白表示時には、図４（ｂ）に示すように、液晶変調装置７１０を通過した光の強度を１００％とすると、９８％の光が射出側予備偏光素子７２０ｃを通過し、そのうち９０％（すなわち液晶変調装置７１０を通過した光の８８．２％）の光が射出側偏光素子７３０を通過する。従って、白表示時に射出側偏光素子７３０では液晶変調装置７１０を通過した光のうちほぼ９．８％の光が吸収され熱に変わる。
【００６４】
従って、比較例２のプロジェクター１０００ｃでは、射出側偏光素子７３０の前に射出側予備偏光素子７２０ｃを設けることにより、射出側偏光素子７３０でもっとも多く光を吸収する状態である黒表示時に、射出側偏光素子７３０で吸収する光を液晶変調装置７１０からの光のうちの略５０％にすることができる。従って、比較例１の構成と比較して、射出側偏光素子７３０で熱に変化する光の吸収量を半分にし、その寿命を長くすることができる。しかしながら、比較例２の構成での射出側偏光素子７３０の寿命ではまだ十分ではなく、比較例１と同様に消費電力の増加及び騒音の増加を伴う冷却効果の増強が必要となる。
【００６５】
比較例３に係るプロジェクター１０００ｄは、背景技術２に係るプロジェクターに属するプロジェクターであって、図５に示すように、液晶変調装置７１０、射出側予備偏光素子７２０ｄ及び射出側偏光素子７３０を備えるノーマリブラックタイプのプロジェクターである。
【００６６】
射出側予備偏光素子７２０ｄは、図５に示すように、Ｓ偏光を反射しＰ偏光を透過させるワイヤグリッド型の反射型偏光素子である。しかしながら、射出側予備偏光素子７２０ｄは、その構造や材料の特性により、液晶変調装置７１０からのＳ偏光を１００％反射せず１％を透過させる。つまり射出側予備偏光素子７２０ｄのクロス透過率ＴＡ１は１％である。また、射出側予備偏光素子７２０ｄは、その構造や材料の特性により、液晶変調装置７１０からのＰ偏光を１００％透過させず８５％を透過させる。つまり射出側予備偏光素子７２０ｄのパラレル透過率ＴＡ２は８５％である。
なお、射出側偏光素子７３０は、比較例１に係るプロジェクター１０００ｂの場合と同じである。
【００６７】
比較例３に係るプロジェクター１０００ｄにおいては、黒表示時には、図５（ａ）に示すように、液晶変調装置７１０を通過した光の強度を１００％とすると、１％の光が射出側予備偏光素子７２０ｄを通過し、そのうち０．１５％（すなわち液晶変調装置７１０を通過した光の０．００１５％）の光が射出側偏光素子７３０を通過する。従って、黒表示時に射出側偏光素子７３０では液晶変調装置７１０を通過した光のうちほぼ１％の光が吸収され熱に変わる。一方、白表示時には、図５（ｂ）に示すように、液晶変調装置７１０を通過した光の強度を１００％とすると、８５％の光が射出側予備偏光素子７２０ｄを通過し、そのうち９０％（すなわち液晶変調装置７１０を通過した光の７６．５％）の光が射出側偏光素子７３０を通過する。従って、白表示時に射出側偏光素子７３０では液晶変調装置７１０を通過した光のうちほぼ８．５％の光が吸収され熱に変わる。
【００６８】
従って、比較例３のプロジェクター１０００ｄでは、黒表示時に液晶変調装置７１０を射出した光のうち９９％が、射出側予備偏光素子７２０ｄにより光路外へと除去される。射出側予備偏光素子７２０ｄは、無機材料から生成された反射型偏光素子であるため、それ自身の熱が上昇しにくくまた熱による劣化がほとんどない。さらに、射出側予備偏光素子７２０ｄを設けることにより、射出側偏光素子７３０で吸収される光は、液晶変調装置７１０を通過した光のうちの１％ほどに極めて少量とすることができる。しかし、白表示時の射出側偏光素子７３０で吸収される光が液晶変調装置７１０を通過した光のうちの８．５％である。白表示時の射出側偏光素子７３０で吸収される光の吸収量が黒表示時の光の吸収量を上回っている場合、射出側偏光素子７３０の寿命は最大に光を吸収する白表示時の熱に支配されるため、黒表示時の射出側偏光素子７３０の光の吸収量を低下させても射出側偏光素子７３０の寿命を長くすることができない。さらに、比較例３では黒表示時の射出側偏光素子７３０の光の吸収量を低減させるため、射出側予備偏光素子７２０ｄのクロス透過率を低下させたことによりそのパラレル透過率も低下し、白表示時の射出側偏光素子７３０から射出される光の量が低下する。つまり、比較例３の構成では、黒表示時の射出側偏光素子７３０での光の吸収を白表示時の場合に比べて大幅に低減させても、射出側偏光素子７３０の寿命を長くすることができず、白表示時の明るさを低減させてしまう。
【００６９】
［実施例１］
実施例１は、本発明のプロジェクターが背景技術１に係るプロジェクター及び背景技術２に係るプロジェクターよりも長寿命、低騒音、高輝度なプロジェクターであることを示すための実施例である。
【００７０】
図６は、実施例１に係るプロジェクター１０００ａにおける光の通過状態を示す図である。図６（ａ）は黒表示時の光の通過状態を示す図であり、図６（ｂ）は白表示時の光の通過状態を示す図である。
【００７１】
実施例１に係るプロジェクター１０００ａは、本発明のプロジェクターに属するプロジェクターであって、図６に示すように、液晶変調装置７１０、射出側予備偏光素子７２０ａ及び射出側偏光素子７３０を備えるノーマリブラックタイプのプロジェクターである。
射出側予備偏光素子７２０ａは、図６に示すように、Ｓ偏光を反射しＰ偏光を透過させるワイヤグリッド型の反射型偏光素子である。しかしながら、射出側予備偏光素子７２０ａは、その構造や材料の特性により、液晶変調装置７１０からのＳ偏光を１００％反射せず１０％を透過させる。つまり射出側予備偏光素子７２０ａのクロス透過率ＴＡ１は１０％である。また、射出側予備偏光素子７２０ａは、その構造や材料の特性により、液晶変調装置７１０からのＰ偏光を１００％透過させず９５％を透過させる。つまり射出側予備偏光素子７２０ａのパラレル透過率ＴＡ２が９５％である。
【００７２】
射出側偏光素子７３０は、図６に示すように、Ｓ偏光を吸収しＰ偏光を透過させる吸収型偏光素子である。しかしながら、射出側偏光素子７３０は、その構造や材料の特性により、射出側予備偏光素子７２０ａからのＳ偏光を１００％吸収せず０．１５％を透過させる。つまり射出側偏光素子７３０のクロス透過率ＴＢ１は０．１５％である。また、射出側偏光素子７３０は、その構造や材料の特性により、射出側予備偏光素子７２０ａからのＰ偏光を１００％透過させず９０％を透過させる。つまり射出側偏光素子７３０のパラレル透過率ＴＢ２は９０％である。
【００７３】
実施例１に係るプロジェクター１０００ａにおいては、黒表示時には、図６（ａ）に示すように、液晶変調装置７１０を通過した光の強度を１００％とすると、１０％の光が射出側予備偏光素子７２０ａを通過し、そのうち０．１５％（すなわち液晶変調装置７１０を通過した光の０．０１５％）の光が射出側偏光素子７３０を通過する。従って、黒表示時に射出側偏光素子７３０では液晶変調装置７１０を通過した光のうちほぼ１０％の光が吸収され熱に変わる。一方、白表示時には、図６（ｂ）に示すように、液晶変調装置７１０を通過した光の強度を１００％とすると、９５％の光が射出側予備偏光素子７２０ａを通過し、そのうち９０％（すなわち液晶変調装置７１０を通過した光の８５．５％）の光が射出側偏光素子７３０を通過する。従って、白表示時に射出側偏光素子７３０では液晶変調装置７１０を通過した光のうちほぼ９．５％の光が吸収され熱に変わる。
【００７４】
実施例１に係るプロジェクター１０００ａでは、射出側偏光素子７３０の光の吸収量が黒表示時と白表示時とで略同等となる。射出側偏光素子７３０のパラレル透過率が９０％である場合、白表示時において射出側予備偏光素子７２０ａから射出される光の１０％は射出側偏光素子７３０で吸収する。射出側予備偏光素子７２０ａのパラレル透過率ＴＡ２が９５％であり、射出側偏光素子７３０のパラレル透過率ＴＢ２が９０％であり、液晶変調装置７１０から射出される光が１００％である場合、射出側偏光素子７３０が吸収する光は、ＴＡ２×（１００％−ＴＢ２）＝９５％×（１００％−９０％）＝９．５％ある。つまり、黒表示時の射出側偏光素子７３０の光の吸収をこの９．５％以下にしても射出側偏光素子７３０の寿命を長くすることはできない。従って、射出側予備偏光素子７２０ａのクロス透過率ＴＡ１の基準値ＴＡを、射出側偏光素子７３０のクロス透過率ＴＢ１が０．１５％の場合、ＴＡ＝ＴＡ２×（１００％−ＴＢ２）／（１００％−ＴＢ１）＝９．５％／（１００％−０．１５％）＝９．５％で求め、この基準値ＴＡの±３％の７％〜１３％を射出側予備偏光素子７２０ａのクロス透過率ＴＡ１とした。この結果から、射出側予備偏光素子７２０ａのクロス透過率は、射出側偏光素子７３０の他方方向の偏光成分の光の吸収率の値±３％の値に設定しても略同様の結果となることもわかる。
【００７５】
なお、射出側偏光子は一般的な光学特性としてクロス透過率ＴＢ１＝０．１５％、パラレル透過率ＴＢ２＝９０％としたが、本発明はこれに限定されるものではない。クロス透過率ＴＢ１は十分低ければ値によらず、プロジェクターとしての製品コントラストを十分に確保できることはいうまでもなく、本発明の射出側予備偏光素子のクロス透過率ＴＡ１に影響は与えない。
【００７６】
さらに、射出側予備偏光素子は、一般的な光学特性としてクロス透過率ＴＡ１＝１０％、パラレル透過率ＴＡ２＝９５％としたが、本発明はこれに限定されるものではない。全ての偏光素子において、クロス透過率ＴＡ１とパラレル透過率ＴＡ２の値には相関があり、どちらかを大きくするともう一方が大きくなり、どちらかを小さくするともう一方が小さくなる。偏光素子の種類によっては、クロス透過率ＴＡ１＝１０％のときに、パラレル透過率ＴＡ２が９５％よりも大きい偏光素子もあれば、小さい偏光素子もある。従って、上記実施例で説明したように射出側予備偏光素子のクロス透過率ＴＡ１の範囲を決定し、例えば７〜１３％の範囲として射出側偏光素子の熱負荷を低減した状態で、よりパラレル透過率ＴＡ２を大きく設定することにより、射出側偏光素子の熱負荷を低減させながら白表示時の画像の明るさをより向上させることができる。
【００７７】
図７は、実施例１に係るプロジェクター１０００ａ並びに比較例１〜３に係るプロジェクター１０００ｂ〜１０００ｄを比較するために示す表である。
【００７８】
図７からも明らかなように、実施例１に係るプロジェクター１０００ａは、黒表示時における射出側偏光素子における発熱量が極めて少ないため、比較例１又は２に係るプロジェクター１０００ｂ，１０００ｃより優れており、また、実施例１に係るプロジェクター１０００ａは、射出側偏光素子における発熱量が比較例３に係るプロジェクター１０００ｄとほぼ同等であるうえ白表示時における輝度が高いため、比較例３に係るプロジェクター１０００ｄより優れている。従って、本発明のプロジェクターは、背景技術１に係るプロジェクター及び背景技術２に係るプロジェクターよりも長寿命、低騒音、高輝度なプロジェクターである。
【００７９】
なお、射出側予備偏光素子のクロス透過率を７％〜１３％の範囲内とするのは、射出側予備偏光素子のクロス透過率が７％未満である場合には、射出側予備偏光素子のパラレル透過率が低くなり、白表示時における輝度が低下するからである。また、射出側予備偏光素子のクロス透過率を７％未満として黒表示時における射出側偏光素子の発熱量を低減（７％未満）したとしても、白表示時における射出側偏光素子の発熱量はそれを上回る（１０％）ため、黒表示時における射出側偏光素子の発熱量のみを無理をして低減したとしても総発熱量を低減するうえでそれほど大きな効果が得られないからである。一方、射出側予備偏光素子のクロス透過率が１３％を超える場合には、黒表示時における射出側偏光素子に入射する光の強度が、白表示時における射出側偏光素子に入射する光の強度よりもかなり大きくなるため（１３％超）、射出側偏光素子の発熱量が大きくなり、射出側偏光素子の寿命を長くしたり、冷却ファンの負荷を低くしたり、照明装置の出力を高くしたりすることが困難となるからである。
【００８０】
また、射出側偏光素子のパラレル透過率ＴＢ２は偏光素子の種類によって５％程度のばらつきがあるが、射出側予備偏光素子のクロス透過率ＴＡ１＝７〜１３％に設定することにより、十分に上述の効果を得ることができる。
【００８１】
光吸収手段４５０Ｒ，４５０Ｇ，４５０Ｂは、射出側予備偏光素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂの上方に配設されている。光吸収手段４５０Ｒ，４５０Ｇ，４５０Ｂは、射出側予備偏光素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂによって反射され系外に逃がされた光を吸収する。
【００８２】
クロスダイクロイックプリズム５００は、各射出側偏光素子４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂから射出された各色光ごとに変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム５００は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた略Ｘ字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。略Ｘ字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の界面に形成された誘電体多層膜は、青色光を反射するものである。これらの誘電体多層膜によって赤色光及び青色光は曲折され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、３つの色光が合成される。
【００８３】
クロスダイクロイックプリズム５００から射出されたカラー画像は、投写光学系６００によって拡大投写され、スクリーンＳＣＲ上で画面画像を形成する。
【００８４】
実施形態１に係るプロジェクター１０００において、略１種類の直線偏光光として照明装置１００から射出された光は、色分離導光光学系２００及び集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂを経て入射側偏光素子４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂに入射し、入射側偏光素子４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂの機能によってさらに偏光度が高められ、液晶変調装置４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂに向けて射出される。
入射側偏光素子４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂから射出され、液晶変調装置４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂに入射した光は、液晶変調装置４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂによって偏光方向を変調され、射出側予備偏光素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂに向けて射出される。
液晶変調装置４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂから射出され、射出側予備偏光素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂに入射した光は、黒表示時には約９０％が射出側予備偏光素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂで反射され系外へと逃がされ、残りの約１０％が射出側偏光素子４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂへ向けて射出される。また、白表示時には約９５％が射出側予備偏光素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂを通過し、射出側偏光素子４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂへ向けて射出され、残りの光が反射され系外へと逃がされる。
射出側予備偏光素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂから射出され、射出側偏光素子４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂへ入射した光は、黒表示時にはそのほとんどが射出側偏光素子４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂに吸収される。また、白表示時には射出側偏光素子４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂを通過し、クロスダイクロイックプリズム５００に向けて射出される。
【００８５】
以上のように、実施形態１に係るプロジェクター１０００によれば、液晶変調装置４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂと射出側偏光素子４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂとの間に配設される射出側予備偏光素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂを備えるため、射出側偏光素子４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂで遮断すべき光を、射出側予備偏光素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂによって予め減衰させた後に、射出側偏光素子４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂに入射させることが可能となり、その結果、射出側偏光素子４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂに入射する光の強度を大幅に低減することができる。このため、黒表示時における射出側偏光素子の発熱量を背景技術１に係るプロジェクターの場合と同様に低減することが可能となり、その結果、背景技術１に係るプロジェクターの場合と同様に、射出側偏光素子の寿命を長くしたり、冷却ファンの負荷を低くしたり、照明装置の出力を高くしたりすることが可能となる。
【００８６】
また、実施形態１に係るプロジェクター１０００によれば、射出側予備偏光素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂとして、クロス透過率が７％〜１３％の範囲内にある、背景技術１に係るプロジェクターの場合よりもクロス透過率の低い反射型偏光素子を備えるため、射出側偏光素子４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂに入射する光の強度を背景技術１に係るプロジェクターの場合よりも小さくすることが可能となる。このため、黒表示時における射出側偏光素子の発熱量を背景技術１に係るプロジェクターの場合よりもさらに低減する（「５０％」→「７％〜１３％」）ことが可能となり、背景技術１に係るプロジェクターよりも長寿命、低騒音、高輝度のプロジェクターを提供することが可能となる。
【００８７】
また、実施形態１に係るプロジェクター１０００によれば、射出側予備偏光素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂとして、クロス透過率が７％〜１３％の範囲内にある反射型偏光素子を備えるため、実施例からも明らかなように、黒表示時における射出側偏光素子４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂの発熱量を背景技術１に係るプロジェクターの場合よりも大幅に低減した場合であっても、白表示時における輝度を低下させることがなくなる。
【００８８】
その結果、実施形態１に係るプロジェクター１０００は、背景技術１に係るプロジェクター及び背景技術２に係るプロジェクターよりも長寿命、低騒音、高輝度のプロジェクターとなる。
【００８９】
また、実施形態１に係るプロジェクター１０００によれば、照明装置１００と液晶変調装置４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂとの間に、照明装置１００からの光のうち一方方向の偏光成分を有する光のみを通過させて偏光度を高める入射側偏光素子４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂを備えるため、黒表示時においては、射出側予備偏光素子及び射出側偏光素子に入射する一方方向の偏光成分を有する光の光量を極めて低いレベルにまで低減することが可能となり、広いダイナミックレンジを有し黒の再現性に優れたプロジェクターを提供することが可能となる。
【００９０】
また、実施形態１に係るプロジェクター１０００によれば、照明装置１００と、色分離導光光学系２００と、３つの液晶変調装置４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム５００とを備えるため、赤色光、緑色光及び青色光のすべての場合において、白表示時（最高輝度表示時）における輝度を低下させることなく黒表示時における射出側偏光素子の発熱量を低減することが可能となることから、背景技術１に係るプロジェクター及び背景技術２に係るプロジェクターよりも長寿命、低騒音、高輝度のフルカラープロジェクターを提供することが可能となる。
【００９１】
［実施形態２］
図８は、実施形態２に係るプロジェクター１００２の光学系の要部を示す側面図である。なお、図８においては、図２と同一の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００９２】
実施形態２に係るプロジェクター１００２（図示せず。）は、基本的には実施形態１に係るプロジェクター１０００と同様の構成を有するが、射出側予備偏光素子の構成が実施形態１に係るプロジェクター１０００とは異なる。すなわち、実施形態２に係るプロジェクター１００２においては、図８に示すように、実施形態１に係るプロジェクター１０００が備える射出側予備偏光素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂに代えて、板状の射出側予備偏光素子７００Ｒ，７００Ｇ，７００Ｂを備えている。射出側予備偏光素子７００Ｒ，７００Ｇ，７００Ｂと照明光軸とがなす角度は、例えば４５度に設定されている。
【００９３】
射出側予備偏光素子７００Ｒは、液晶変調装置４１０Ｒと射出側偏光素子４３０Ｒとの間に配置され、液晶変調装置４１０Ｒから射出された光のうち、所定の方向に軸を有する直線偏光をのみを透過させ、その他の光を反射する機能を有する。この射出側予備偏光素子７００Ｒは、透明基板上にワイヤグリットが形成された構造を有するワイヤグリット型反射型偏光素子であり、クロス透過率が７％〜１３％の範囲内に設定されている。なお、図示による説明を省略するが、他の射出側予備偏光素子７００Ｇ，７００Ｂも射出側予備偏光素子７００Ｒと、同様の構成を有している。
【００９４】
このように、実施形態２に係るプロジェクター１００２は、射出側予備偏光素子７００Ｒ，７００Ｇ，７００Ｂとして、クロス透過率が７％〜１３％の範囲内にあるワイヤグリット型反射型偏光素子を備えるため、背景技術１に係るプロジェクター及び背景技術２に係るプロジェクターよりも長寿命、低騒音、高輝度のプロジェクターとなる。
【００９５】
なお、実施形態２に係るプロジェクター１００２は、射出側予備偏光素子の構成以外の点においては、実施形態１に係るプロジェクター１０００と同様の構成を有するため、実施形態１に係るプロジェクター１０００が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。
【００９６】
以上、本発明のプロジェクターを上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００９７】
（１）上記実施形態１〜２においては、発光管を有する光源装置と、第１レンズアレイと、第２レンズアレイと、偏光変換素子と、重畳レンズとを有するいわゆるレンズインテグレータタイプの照明装置を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。発光管を有する光源装置と、光源装置からの光を偏光方向の揃った略１種類の直線偏光に変換して射出する偏光変換素子と、光源装置からの光をその内部で反射させることによりその射出面での光の面ない強度を均一にするインテグレーターロッドとインテグレーターロッドの射出面の像を画像変調装置上に結像させるレンズとを有する照明装置を用いることもできる。また、ＬＥＤを有する光源装置と、光源装置からの光を偏光方向の揃った略１種類の直線偏光に変換して射出する偏光変換素子と、前述のようなインテグレーターロッドとインテグレーターロッドの射出面の像を画像変調装置上に結像させるレンズとを有する照明装置を用いることもできる。
【００９８】
（２）上記各実施形態のプロジェクター１０００〜１００２は透過型のプロジェクターであるが、本発明は反射型のプロジェクターにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、透過型の液晶表示装置等のように光変調手段としての電気光学変調装置が光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、反射型液晶表示装置のように光変調手段としての電気光学変調装置が光を反射するタイプであることを意味している。反射型のプロジェクターにこの発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクターと同様の効果を得ることができる。 
【００９９】
（３）上記各実施形態のプロジェクター１０００〜１００２においては、入射側偏光素子として、吸収型の偏光素子を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。入射側偏光素子として、ワイヤグリット型又はＸＹ型の反射型偏光素子を用いてもよい。
【０１００】
（４）上記各実施形態のプロジェクター１０００〜１００２においては、液晶変調装置として、ノーマリーブラック型の液晶変調装置を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。液晶変調装置として、ノーマリーホワイト型の液晶変調装置を用いても同様の効果が得られる。
【０１０１】
（５）本発明は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクターにも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクターにも適用できることはいうまでもない。
【符号の説明】
【０１０２】
１００…照明装置、１１０，１６０，１７０…光源装置、１１２…発光管、１１４…楕円面リフレクター、１１６…副鏡、１１８…凹レンズ、１２０…第１レンズアレイ、１２２…第１小レンズ、１３０…第２レンズアレイ、１３２…第２小レンズ、１４０…偏光変換素子、１５０…重畳レンズ、１６２，１７６…インテグレーターロッド、１６４，１７８，２７０…リレーレンズ、１７２…ＬＥＤ光源、１７４，３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂ…集光レンズ、２００…色分離導光光学系、２１０，２２０…ダイクロイックミラー、２３０，２４０，２５０…反射ミラー、２６０…入射側レンズ、４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂ，４１２…液晶変調装置、４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂ，４２２…入射側偏光素子、４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂ，４３２…射出側偏光素子、４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂ，４４２，７００Ｒ，８００Ｒ…射出側予備偏光素子、４５０Ｒ，４５０Ｇ，４５０Ｂ，７０２Ｒ，８０２Ｒ…光吸収手段、５００…クロスダイクロイックプリズム、６００…投写光学系、１０００，１００２…プロジェクター、ＳＣＲ…スクリーン
【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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