(57)【要約】【課題】投射光の強度低下やホワイトバランスの劣化が生じることを抑制して投射画像の画質を向上させることができる投射光学系及びこれを組み込んだプロジェクターを提供すること。【解決手段】位相差板７１，７２が折曲ミラー６１，６２，６３へ入射する光束の位相状態の調整機能を有するので、複数の折曲ミラー６１，６２，６３での反射に際して位相状態を意図したもの設定することができる。つまり、複数の折曲ミラー６１，６２，６３からの射出光の偏光状態、減衰量等を調節することができるので、反射光学部５０から出射する投射光に強度低下が生じることを抑制できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワーを有する光学素子を含む結像光学部と、
前記結像光学部における光路を折り曲げる少なくとも１枚の折曲ミラーと、
前記少なくとも１枚の折曲ミラーへ入射する光束の位相状態の調整機能を有する位相差板と、
を備える投射光学系。
【請求項２】
前記位相差板は、前記結像光学部を通過する所定波長の光束について、第１の直線偏光と第２の直線偏光との間で偏光状態の変換を行う、請求項１に記載の投射光学系。
【請求項３】
前記位相差板は、前記結像光学部を通過する所定波長の光束について、直線偏光と円偏光との間で偏光状態の変換を行う、請求項１に記載の投射光学系。
【請求項４】
パワーを有する光学素子を含む結像光学部と、
前記結像光学部における光路を折り曲げる少なくとも１枚の折曲ミラーと、を備え、
前記少なくとも１枚の折曲ミラーは、当該少なくとも１枚の折曲ミラーへ入射する光束の位相状態の変更機能を有する、投射光学系。
【請求項５】
前記少なくとも１枚の折曲ミラーは、当該少なくとも１枚の折曲ミラーに入射する光束のうち所定の偏光方向の光束を減衰させる、請求項４に記載の投射光学系。
【請求項６】
光束を出射する照明装置と、
前記照明装置から出射された光束を画像情報に応じて変調して画像を形成する液晶ライトバルブと、
前記液晶ライトバルブで変調された光束を画像として投射する請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の投射光学系と
を備えるプロジェクター。
【請求項７】
光束を出射する照明装置と、
前記照明装置からの光束を各色の光束に分離する色分離光学系と、
前記色分離光学系で分離された各色の光束を画像情報に応じて変調して画像をそれぞれ形成する各色用の液晶ライトバルブと、
前記液晶ライトバルブで変調された光束を合成する光合成部と、
前記光合成部で合成された光束を画像として投射する請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の投射光学系と
を備えるプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネル等によって形成された画像をスクリーンに投射するための投射光学系及びこの投射光学系を備えるプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
公知のプロジェクターとして、立体表示のため、複数色のライトバルブを有する光学系において、右目用色光と左目用色光とをフレーム中で分割されたフィールドごとに交互に出射するものが存在する（特許文献１参照）。このプロジェクターは、光学系からの各色光を合成する色合成プリズムと合成光を投射する投射レンズとの間に、色合成プリズムから出射した光束の偏光状態を切り換えるための偏光制御手段を有しており、この偏光制御手段は、液晶セルと位相差板とで構成される。
【０００３】
また、別のプロジェクターとして、スクリーンの直前から大画面の投射を可能にするものが存在する。このようなプロジェクターは、一般に曲面反射ミラーを有する投射光学系で構成され、この投射光学系内には、小型化の観点で光路折曲用のミラーが配置されることがある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１１５２７６号公報
【特許文献２】特開２００６−２３５５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１のプロジェクターは、一般的な投射レンズを開示するのみであり、光路折曲用のミラーを組み込んだ投射光学系を開示していない。
【０００６】
また、特許文献２のプロジェクターでは、小型化を可能にする光路折曲用のミラーでの反射に際して、投射光に意図しない偏光状態の変化が生じたり漏れ光が生じたりするので、ライトバルブからの投射光の強度が低下し、或いはホワイトバランスが崩れてしまうという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、光路の折り曲げによって小型化を実現でき、投射光の強度低下やホワイトバランスの劣化が生じることを抑制して投射画像の画質を向上させることができる投射光学系及びこれを組み込んだ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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係る第１の投射光学系は、パワーを有する光学素子を含む結像光学部と、結像光学部における光路を折り曲げる少なくとも１枚の折曲ミラーと、少なくとも１枚の折曲ミラーへ入射する光束の位相状態の調整機能を有する位相差板と、を備える。
【０００９】
上記投射光学系によれば、位相差板が少なくとも１枚の折曲ミラーへ入射する光束の位相状態の調整機能を有するので、折曲ミラーで反射される光束の状態を意図したものに設定することができる。つまり、折曲ミラーからの射出光の減衰量、偏光状態等を調節することができるので、投射光のホワイトバランスの劣化が生じること又は強度低下が生じることを抑制できる。
【００１０】
また、本発明の具体的な態様又は側面によれば、上記第１の投射光学系において、位相差板は、結像光学部を通過する所定波長の光束について、第１の直線偏光と第２の直線偏光との間で偏光状態の変換を行う。この場合、折曲ミラーに入射する光束を第１の直線偏光にしたり第２の直線偏光にしたりすることができ、この折曲ミラーや次の折曲ミラー、光学素子等での投射光の反射率を所望の程度に調節することができる。
【００１１】
本発明の別の態様によれば、位相差板は、結像光学部を通過する所定波長の光束について、直線偏光と円偏光との間で偏光状態の変換を行う。この場合、折曲ミラーに入射する光束を直線偏光にしたり円偏光にしたりすることができ、この折曲ミラーや次の折曲ミラー、光学素子等での投射光の反射率を所望の程度に調節することができる。
【００１２】
本発明に係る第２の投射光学系は、パワーを有する光学素子を含む結像光学部と、結像光学部における光路を折り曲げる少なくとも１枚の折曲ミラーとを備え、少なくとも１枚の折曲ミラーは、当該少なくとも１枚の折曲ミラーへ入射する光束の位相状態の変更機能を有する。
【００１３】
上記投射光学系によれば、少なくとも１枚の折曲ミラーがこれへ入射する光束の位相状態の変更機能を有するので、折曲ミラーでの反射に際して光束の位相状態を意図したものに変化させることができる。つまり、折曲ミラーからの射出光の偏光状態、減衰量等を調節することができるので、投射光の強度低下が生じること又はホワイトバランスの劣化が生じることを抑制できる。
【００１４】
また、本発明の具体的な態様又は側面によれば、上記第２の投射光学系において、少なくとも１枚の折曲ミラーは、結像光学部を通過する所定波長の光束について、例えば第１の直線偏光と第２の直線偏光との間で偏光状態の変換を行うものとすることができる。この場合、折曲ミラーから出射する光束を第１の直線偏光にしたり第２の直線偏光にしたりすることができ、次の折曲ミラー、光学素子等での投射光の反射率を所望の程度に調節することができる。
【００１５】
本発明の別の態様によれば、少なくとも１枚の折曲ミラーが、結像光学部を通過する所定波長の光束について、例えば直線偏光と円偏光との間で偏光状態の変換を行うものとすることができる。この場合、折曲ミラーから出射する光束を直線偏光にしたり円偏光にしたりすることができ、次の折曲ミラー、光学素子等での投射光の反射率を所望の程度に調節することができる。
【００１６】
本発明のさらに別の態様によれば、少なくとも１枚の折曲ミラーは、当該少なくとも１枚の折曲ミラーに入射する光束のうち所定の偏光方向の光束を減衰させる。この場合、折曲ミラーから出射する光束を所望の程度に減衰させることができ、投射光の強度を所望の程度に調節することができる。
【００１７】
本発明に係る第１のプロジェクターは、光束を出射する照明装置と、照明装置から出射された光束を画像情報に応じて変調して画像を形成する液晶ライトバルブと、液晶ライトバルブで変調された光束を画像として投射する上述の投射光学系とを備える。
【００１８】
上記プロジェクターは、上述のような投射光学系を備えており、投射光学系に組み込まれた折曲ミラーや光学素子を経た投射光の偏光状態、減衰量等が適宜調節されるので、投射光の強度やホワイトバランスを適正な状態にすることができる。
【００１９】
本発明に係る第２のプロジェクターは、光束を出射する照明装置と、照明装置からの光束を各色の光束に分離する色分離光学系と、色分離光学系で分離された各色の光束を画像情報に応じて変調して画像をそれぞれ形成する各色用の液晶ライトバルブと、液晶ライトバルブで変調された光束を合成する光合成部と、光合成部で合成された光束を画像として投射する上述の投射光学系とを備える。
【００２０】
上記プロジェクターは、上述のような投射光学系を備えており、投射光学系に組み込まれた折曲ミラーや光学素子を経た投射光の偏光状態、減衰量等が適宜調節されるので、投射光の強度やホワイトバランスを適正な状態にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態のプロジェクターの光学系について説明する図である。
【図２】図１のプロジェクターの投射光学系を説明する斜視図である。
【図３】図２の投射光学系の変形例を説明する斜視図である。
【図４】第２実施形態のプロジェクターの投射光学系を説明する斜視図である。
【図５】第３実施形態のプロジェクターの投射光学系を説明する斜視図である。
【図６】図５の投射光学系の変形例を説明する斜視図である。
【図７】第４実施形態のプロジェクターの投射光学系を説明する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
〔第１実施形態〕
以下、図面を参照しつつ、本発明に係る第１実施形態のプロジェクターについて説明する。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態のプロジェクター１０は、光源光を発生する照明装置２１と、照明装置２１からの光源光を青緑赤の３色に分離する色分離光学系２３と、色分離光学系２３から射出された各色の照明光によって照明される光変調部２５と、光変調部２５から射出された各色の像光を合成するクロスダイクロイックプリズム２７と、クロスダイクロイックプリズム２７を経た像光をスクリーン（不図示）に投射する投射光学系２９とを備える。
【００２４】
前述のプロジェクター１０において、照明装置２１は、光源ランプ２１ａと、凹レンズ２１ｂと、一対のレンズアレイ２１ｄ，２１ｅと、偏光変換部材２１ｇと、重畳レンズ２１ｉとを備える。このうち、光源ランプ２１ａは、例えば高圧水銀ランプ等であるランプ本体２２ａと、光源光を回収して前方に射出させる凹面鏡２２ｂとを備える。凹レンズ２１ｂは、光源ランプ２１ａからの光源光を平行化する役割を有するが、例えば凹面鏡２２ｂが放物面鏡である場合には、省略することもできる。一対のレンズアレイ２１ｄ，２１ｅは、マトリクス状に配置された複数の要素レンズからなり、これらの要素レンズによって凹レンズ２１ｂを経た光源ランプ２１ａからの光源光を分割して個別に集光・発散させる。偏光変換部材２１ｇは、詳細は省略するが、ＰＢＳ及びミラーを組み込んだプリズムアレイと、当該プリズムアレイに設けた射出面上にストライプ状に貼り付けられる波長板アレイとを備える。この偏光変換部材２１ｇは、レンズアレイ２１ｅから射出した光源光を例えば図１の紙面に水平（より具体的には、後述するクロスダイクロイックプリズム２７の第１ダイクロミラー２７ａと第２ダイクロミラー２７ｂの交線に垂直）な第１偏光方向の直線偏光のみに変換して次段光学系に供給する。重畳レンズ２１ｉは、偏光変換部材２１ｇを経た照明光を全体として適宜収束させることにより、光変調部２５に設けた各色の液晶ライトバルブ２５ａ，２５ｂ，２５ｃに対する重畳照明を可能にする。つまり、両レンズアレイ２１ｄ，２１ｅと重畳レンズ２１ｉとを経た照明光は、以下に詳述する色分離光学系２３を通って、光変調部２５に設けられた各色の液晶パネル２６ａ，２６ｂ，２６ｃを均一に重畳照明する。
【００２５】
色分離光学系２３は、第１及び第２ダイクロイックミラー２３ａ，２３ｂと、フィールドレンズ２３ｆ，２３ｇ，２３ｈと、反射ミラー２３ｊ，２３ｍ，２３ｎ，２３ｏとを備える。ここで、第１ダイクロイックミラー２３ａは、青緑赤の３色のうち例えば青（Ｂ）色を透過させ、緑（Ｇ）及び赤（Ｒ）色を反射する。また、第２ダイクロイックミラー２３ｂは、入射した緑赤の２色のうち例えば緑（Ｇ）色を反射し、赤（Ｒ）色を透過させる。これにより、光源光を構成するＢ光、Ｇ光、及びＲ光は、第１、第２、及び第３光路ＯＰ１，ＯＰ２，ＯＰ３にそれぞれ導かれ、異なる照明対象にそれぞれ入射する。具体的に説明すると、照明装置２１からの光源光は、反射ミラー２３ｊで光路を折り曲げられて第１ダイクロイックミラー２３ａに入射する。この第１ダイクロイックミラー２３ａを通過したＢ光は、反射ミラー２３ｍを経て、液晶ライトバルブ２５ａに対向するフィールドレンズ２３ｆに入射する。また、第１ダイクロイックミラー２３ａで反射されて第２ダイクロイックミラー２３ｂでさらに反射されたＧ光は、液晶ライトバルブ２５ｂに対向するフィールドレンズ２３ｇに入射する。さらに、第２ダイクロイックミラー２３ｂを通過したＲ光は、レンズＬＬ１，ＬＬ２及び反射ミラー２３ｎ，２３ｏを経て、液晶ライトバルブ２５ｃに対向するフィールドレンズ２３ｈに入射する。なお、各フィールドレンズ２３ｆ，２３ｇ，２３ｈは、各液晶ライトバルブ２５ａ，２５ｂ，２５ｃに入射する照明光の入射角度を調節する機能を有する。レンズＬＬ１，ＬＬ２及びフィールドレンズ２３ｈは、リレー光学系を構成している。このリレー光学系は、第１レンズＬＬ１の像を、第２レンズＬＬ２を介してほぼそのままフィールドレンズ２３ｈに伝達する機能を有する。
【００２６】
光変調部２５は、上記した各色用の３つの光路ＯＰ１，ＯＰ２，ＯＰ３に対応して、３つの液晶ライトバルブ２５ａ，２５ｂ，２５ｃを備える。各液晶ライトバルブ２５ａ，２５ｂ，２５ｃは、入射した照明光の強度の空間分布を変調する非発光型の光変調装置である。
【００２７】
ここで、第１光路ＯＰ１に配置されたＢ色用の液晶ライトバルブ２５ａは、Ｂ光によって照明される液晶パネル２６ａと、液晶パネル２６ａの入射側に配置される偏光フィルター２５ｅと、液晶パネル２６ａの射出側に配置される偏光フィルター２５ｈとを備える。この液晶ライトバルブ２５ａは、色分離光学系２３に設けたフィールドレンズ２３ｆの後段に配置されており、第１ダイクロイックミラー２３ａを透過したＢ光によって均一に照明される。液晶ライトバルブ２５ａにおいて、偏光フィルター２５ｅは、入射したＢ光について、紙面に平行な第１偏光方向の直線偏光を選択的に透過させて液晶パネル２６ａに導く。ここで、第１偏光方向は、上述のようにクロスダイクロイックプリズム２７の第１ダイクロミラー２７ａと第２ダイクロミラー２７ｂとの交線に垂直な方向（Ｘ方向）を意味する。液晶パネル２６ａは、これに入射した第１偏光方向の直線偏光を画像信号に応じて例えば部分的に紙面に垂直な第２偏光方向の直線偏光に変換する。ここで、第２偏光方向は、クロスダイクロイックプリズム２７の第１ダイクロミラー２７ａと第２ダイクロミラー２７ｂとの交線に平行な方向（Ｙ方向）を意味する。偏光フィルター２５ｈは、液晶パネル２６ａを経て変調された第２偏光方向の直線偏光（すなわち第２の直線偏光）のみを選択的に透過させる。
【００２８】
第２光路ＯＰ２に配置されたＧ色用の液晶ライトバルブ２５ｂは、１／２波長板２５ｐと、Ｇ光によって照明される液晶パネル２６ｂと、液晶パネル２６ｂの入射側に配置される偏光フィルター２５ｆと、液晶パネル２６ａの射出側に配置される偏光フィルター２５ｉとを備える。この液晶ライトバルブ２５ｂは、色分離光学系２３に設けたフィールドレンズ２３ｇの後段に配置されており、第２ダイクロイックミラー２３ｂで反射されたＧ光によって均一に照明される。液晶ライトバルブ２５ｂにおいて、１／２波長板２５ｐは、フィールドレンズ２３ｇから入射した第１偏光方向の直線偏光の偏光方向を９０°回転させて紙面に垂直な第２偏光方向の直線偏光に切り換える。偏光フィルター２５ｆは、入射したＧ光について、紙面に垂直な第２偏光方向の直線偏光を選択的に透過させて液晶パネル２６ｂに導く。液晶パネル２６ｂは、これに入射した第２偏光方向の直線偏光を画像信号に応じて例えば部分的に紙面に垂直な第１偏光方向の直線偏光に変換する。偏光フィルター２５ｉは、液晶パネル２６ｂを経て変調された第１偏光方向の直線偏光（すなわち第１の直線偏光）のみを選択的に透過させる。
【００２９】
第３光路ＯＰ３に配置されたＲ色用の液晶ライトバルブ２５ｃは、液晶表示装置を具体化したものであり、Ｒ光によって照明される液晶パネル２６ｃと、液晶パネル２６ｃの入射側に配置される偏光フィルター２５ｇと、液晶パネル２６ａの射出側に配置される偏光フィルター２５ｊとを備える。この液晶ライトバルブ２５ｃは、色分離光学系２３に設けたフィールドレンズ２３ｈの後段に配置されており、第２ダイクロイックミラー２３ｂを透過したＲ光によって均一に照明される。液晶ライトバルブ２５ｃにおいて、偏光フィルター２５ｇは、入射したＲ光について、紙面に平行な第１偏光方向の直線偏光を選択的に透過させて液晶パネル２６ｃに導く。液晶パネル２６ｃは、これに入射した第１偏光方向の直線偏光を画像信号に応じて例えば部分的に紙面に垂直な第２偏光方向の直線偏光に変換する。偏光フィルター２５ｊは、液晶パネル２６ｃを経て変調された第２偏光方向（すなわち第１の直線偏光）の直線偏光のみを選択的に透過させる。
【００３０】
クロスダイクロイックプリズム２７は、光合成部に相当するものであり、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界面には、Ｘ字状に交差する一対のダイクロミラー２７ａ，２７ｂが形成されている。一方の第１ダイクロミラー２７ａはＢ光を反射し、他方の第２ダイクロミラー２７ｂはＲ光を反射する。このクロスダイクロイックプリズム２７は、液晶ライトバルブ２５ａからの変調後のＢ光を第１ダイクロミラー２７ａで反射して進行方向右側に射出させ、液晶ライトバルブ２５ｂからの変調後のＧ光を第１及び第２ダイクロミラー２７ａ，２７ｂを介して直進・射出させ、液晶ライトバルブ２５ｃからの変調後のＲ光を第２ダイクロミラー２７ｂで反射して進行方向左側に射出させる。
【００３１】
投射光学系２９は、クロスダイクロイックプリズム２７で合成されたカラーの像光を、所望の倍率でスクリーン（不図示）上に投射する。つまり、各液晶パネル２６ａ〜２６ｃに入力された駆動信号或いは画像信号に対応する所望の倍率のカラー動画やカラー静止画がスクリーン上に投射される。
【００３２】
図２に示すように、投射光学系２９は、屈折光学部４０と、反射光学部５０と、複数の折曲ミラー６１，６２，６３と、位相差板７１と、ホルダ８０とを備える。このうち、屈折光学部４０と反射光学部５０とは、投射用の結像光学部を構成する。
【００３３】
まず、屈折光学部４０は、投射光学系２９の入射側、すなわち図１に示すクロスダイクロイックプリズム２７の光出射側に配置されており、光軸ＯＡに沿って配列される複数の光学素子（不図示）で構成される。反射光学部５０は、投射光学系２９の光出射側に配置されており、単一の曲面ミラーのみで構成されている。反射光学部５０は、Ｙ方向に平行に延びる光軸ＯＡを対称軸とする凹の回転対称面であり、正のパワーを有する光学素子である。３つの折曲ミラー６１，６２，６３は、例えばガラス基板上に誘電体多層膜を積層したものであり、屈折光学部４０から＋Ｚ方向に出射した投射光を複数回折り曲げて最終的に−Ｙ方向に出射させる。具体的には、第１折曲ミラー６１の法線は、ＸＺ面に平行でＸ方向及びＺ方向に対して４５°傾いており、第２折曲ミラー６２の法線は、ＸＺ面に平行でＸ方向及びＺ方向に対して４５°傾いており、第３折曲ミラー６３の法線は、ＹＺ面に平行でＹ方向及びＺ方向に対して４５°傾いている。位相差板７１は、屈折光学部４０と第１折曲ミラー６１との間に配置されており、ＸＹ面に平行な状態となっている。なお、位相差板７１は、ホルダ８０に対して着脱可能に固定されており、交換することもできる。
【００３４】
投射光の光路ＯＰに沿って説明すると、屈折光学部４０を通過した光束は、位相差板７１を介して第１折曲ミラー６１に入射する。これにより、光束の進行方向は、＋Ｚ方向から＋Ｘ方向に折り曲げられる。このように第１折曲ミラー６１で反射された光束は、第２折曲ミラー６２に入射する。これにより、光束の進行方向は、＋Ｘ方向から−Ｚ方向に折り曲げられる。このように第２折曲ミラー６２で反射された光束は、第３折曲ミラー６３に入射する。これにより、光束の進行方向は、−Ｚ方向から−Ｙ方向に折り曲げられる。このように第３折曲ミラー６３で反射された光束は、反射光学部５０に入射する。これにより、光束の進行方向は、Ｘ方向とＹ方向との間の斜め方向に折り曲げられる。つまり、投射光学系２９の上方に配置されたスクリーンに対して、投射光学系２９の出射端に配置された反射光学部５０から斜め上方向に向けて拡大投射が行われる。
【００３５】
以下、位相差板７１の役割について説明する。この位相差板７１は、１／２波長板であり、その光学軸がＸ方向とＹ方向との間の斜め方向に設定されており、クロスダイクロイックプリズム２７から出射して屈折光学部４０を通過した光束のうちＧ光を、偏光軸がＸ方向に平行な第１の直線偏光から偏光軸がＹ方向に平行な第２の直線偏光に変換する。また、位相差板７１は、屈折光学部４０を通過した光束のうちＢ光及びＲ光を、偏光軸がＹ方向の第２の直線偏光から偏光軸がＸ方向の第１の直線偏光に変換する。結果的に、第１折曲ミラー６１や第２折曲ミラー６２には、Ｇ光をＳ偏光状態で入射させることができ、Ｂ光及びＲ光をＰ偏光状態で入射させることができる。つまり、両折曲ミラー６１，６２でのＧ光の反射率を相対的に高めることができるので、Ｇ光の視感度が高いことにより、投射光の明るさを向上させることができる。
【００３６】
図３は、図２に示す投射光学系２９の変形例を説明する図である。この場合、投射光学系２９は、追加の位相差板７２を備える。この位相差板７２は、第２折曲ミラー６２と第３折曲ミラー６３との間に配置されて、ホルダ８０に対して着脱可能に固定されており、固定された状態でＸＹ面に平行な状態となっている。追加の位相差板７２は、光学軸がＸ方向とＹ方向との間の斜め方向に設定された１／２波長板であり、第１及び第２折曲ミラー６１，６２で反射された光束のうちＧ光を、偏光軸がＹ方向の第２の直線偏光から偏光軸がＸ方向の第１の直線偏光に変換する。また、追加の位相差板７２は、第１及び第２折曲ミラー６１，６２で反射された光束のうちＢ光及びＲ光を、偏光軸がＸ方向の第１の直線偏光から偏光軸がＹ方向の第２の直線偏光に変換する。結果的に、第３折曲ミラー６３には、Ｇ光をＳ偏光状態で入射させることができ、第３折曲ミラー６３でのＧ光の反射率を高めて投射光の明るさを向上させることができる。
【００３７】
以上の投射光学系２９において、３つの折曲ミラー６１，６２，６３は、誘電体多層膜のミラーとしたが、この際、Ｓ偏光の透過率、Ｐ偏光の透過率等については、設計によって適宜調整することができる。また、折曲ミラー６１，６２，６３は、誘電体多層膜ミラーに限らず、アルミニウム等の金属ミラーとすることもできる。
【００３８】
以上の説明から明らかなように、第１実施形態の投射光学系２９によれば、位相差板７１，７２が折曲ミラー６１，６２，６３へ入射する光束の位相状態の調整機能を有するので、複数の折曲ミラー６１，６２，６３での反射に際して位相状態を意図したもの設定することができる。つまり、複数の折曲ミラー６１，６２，６３への入射光の偏光状態、さらには複数の折曲ミラー６１，６２，６３からの射出光の偏光状態、減衰量等を調節することができるので、反射光学部５０から出射する投射光の強度を高く維持することができる。
【００３９】
〔第２実施形態〕
以下、図面を参照しつつ、本発明に係る第２実施形態のプロジェクターについて説明する。第２実施形態のプロジェクター及び投射光学系は、第１実施形態のプロジェクター等を変形したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態と同様である。
【００４０】
図４は、第２実施形態のプロジェクターに組み込まれる投射光学系を説明する斜視図である。この場合、投射光学系２９において、屈折光学部４０と第１折曲ミラー６１との間には、１／４波長板である位相差板２７１が配置されている。この位相差板２７１は、ＸＹ面に平行な状態でホルダ８０に対して着脱可能に固定されている。位相差板２７１の光学軸は、Ｘ方向とＹ方向との間の斜め方向に設定されており、屈折光学部４０を通過した光束のうちＧ光を、偏光軸がＸ方向の第１の直線偏光から円偏光に変換し、Ｂ光及びＲ光を、偏光軸がＹ方向の第２の直線偏光から円偏光に変換する。結果的に、３つの折曲ミラー６１，６２，６３、反射光学部５０等には、ＢＧＲの各色光をすべて円偏光状態で入射させることができ、これら折曲ミラー６１，６２，６３での各色光の反射率を同等にすることができるので、投射光のホワイトバランスを向上させることができる。
【００４１】
なお、以上では、位相差板２７１によって各色光を円偏光状態とするとしたが、位相差板２７１によって各色光を楕円偏光とすることもできる。この場合、折曲ミラー６１，６２，６３に入射する各色光のＰ偏光及びＳ偏光の成分比を所望の値に調整することができるので、色バランスの微調整等も可能になる。
【００４２】
〔第３実施形態〕
以下、図面を参照しつつ、本発明に係る第３実施形態のプロジェクターについて説明する。第３実施形態のプロジェクター及び投射光学系は、第１実施形態のプロジェクター等を変形したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態と同様である。
【００４３】
図５は、第３実施形態のプロジェクターに組み込まれる投射光学系を説明する斜視図である。この場合、投射光学系２９において、屈折光学部４０と第１折曲ミラー６１との間には、波長選択性の位相差板３７３が配置されている。この位相差板３７３は、ＸＹ面に平行な状態でホルダ８０に対して着脱可能に固定されている。位相差板３７３は、Ｇ光を第２の直線偏光から第１の直線偏光に変換し、他のＢ光及びＲ光を第２の直線偏光のままに維持する。結果的に、第１及び第２の折曲ミラー６１，６２には、ＢＧＲの各色光をすべてＳ偏光状態で入射させることができ、投射光の明るさを向上させることができる。
【００４４】
図６は、図５に示す投射光学系２９の変形例を説明する図である。この場合、投射光学系２９は、追加の位相差板７２を備える。この位相差板７２は、第２折曲ミラー６２と第３折曲ミラー６３との間に配置されて、ホルダ８０に対して着脱可能に固定されており、固定された状態でＸＹ面に平行な状態となっている。この位相差板７２は、光学軸がＸ方向とＹ方向との間の斜め方向に設定された１／２波長板であり、第１及び第２折曲ミラー６１，６２で反射されたＢＧＲの各色光をすべて、偏光軸がＹ方向に平行な第２の直線偏光から偏光軸がＸ方向に平行な第１の直線偏光に変換する。結果的に、第３折曲ミラー６３には、ＢＧＲの各色光をＳ偏光状態で入射させることができ、第３折曲ミラー６３での各色光の反射率を高めて投射光の明るさを向上させることができ、ホワイトバランスの劣化を抑制することもできる。
【００４５】
〔第４実施形態〕
以下、図面を参照しつつ、本発明に係る第４実施形態のプロジェクターについて説明する。第４実施形態のプロジェクター及び投射光学系は、第１実施形態のプロジェクター等を変形したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態と同様である。
【００４６】
図７は、第４実施形態のプロジェクターに組み込まれる投射光学系を説明する斜視図である。この場合、投射光学系２９において、屈折光学部４０と第１折曲ミラー５６１との間には、１／２波長板である位相差板７１が配置されている。この位相差板７１は、ＸＹ面に平行な状態でホルダ８０に対して着脱可能に固定されている。位相差板７１の光学軸は、Ｘ方向とＹ方向との間の斜め方向に設定されており、屈折光学部４０を通過した光束のうちＧ光を、偏光軸がＸ方向の第１の直線偏光から偏光軸がＹ方向の第２の直線偏光に変換し、Ｂ光及びＲ光を、偏光軸がＹ方向の第２の直線偏光から偏光軸がＸ方向の第１の直線偏光に変換する。第１折曲ミラー５６１は、Ｓ偏光として入射したＧ光を高い反射率で反射し、Ｐ偏光として入射したＢ光及びＲ光をＧ光よりも低い反射率で反射する。この際、第１折曲ミラー５６１は、ガラス基板上に複屈折性の多層膜を積層したものや、ガラス基板上に各種金属膜をコーティングしたもの等とすることができ、位相差板と同様に反射光の偏光状態を調整する役割を有する。結果的に、第２及び第３折曲ミラー６２，６３には、減衰の少ないＧ光を入射させることができ、反射光学部５０から出射する投射光に強度低下が生じることを抑制できる。
【００４７】
以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、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。
【００４８】
例えば、投射光学系２９に３つの折曲ミラー６１，６２，６３を組み込む必要はなく、一枚の折曲ミラーのみで光路ＯＰを一回折り曲げることも可能である。また、折曲ミラー６１，６２，６３のいずれかに曲率を持たせることもできる。また、折曲ミラー６１，６２，６３をプリズムの全反射面で構成することもできる。
【００４９】
また、上記実施形態では、主に折曲ミラー６１，６２，６３に入射する光束の偏光状態を調整しているが、これらの後段である反射光学部５０やスクリーン等に入射する光束の偏光状態を調整こともできる。
【００５０】
また、上記実施形態では、折曲ミラー６１，６２，６３のいずれかの光路上流側に位相差板７２等を設けているが、反射光学部５０やスクリーンで反射される偏光状態を直接調整したい場合、折曲ミラー６３の光路下流側に位相差板７２等を設けることもできる。
【００５１】
また、上記実施形態のプロジェクター１０では、照明装置２１を、光源ランプ２１ａ、一対のレンズアレイ２１ｄ，２１ｅ、偏光変換部材２１ｇ、及び重畳レンズ２１ｉで構成したが、レンズアレイ２１ｄ，２１ｅ等については省略することができ、光源ランプ２１ａも、ＬＥＤ等の別光源に置き換えることができる。
【００５２】
上記実施形態では、３つの液晶ライトバルブ２５ａ〜２５ｃを用いたプロジェクター１０の例のみを挙げたが、本発明は、２つの液晶ライトバルブを用いたプロジェクター、或いは、４つ以上の液晶ライトバルブを用いたプロジェクターにも適用可能である。
【００５３】
また、上記実施形態のプロジェクター１０では、色分離光学系２３や液晶ライトバルブ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ等を用いて各色の光変調を行っているが、これらに代えて、例えば照明装置２１によって照明されるカラーホイールと、マイクロミラーの画素によって構成されカラーホイールの透過光が照射されるデバイス（ライトバルブ）とを組み合わせたものとを用いることによって、カラーの光変調及び合成を行うこともできる。
【００５４】
上記実施形態では、スクリーンを観察する方向から投射を行なうフロントタイプのプロジェクターの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から投射を行なうリアタイプのプロジェクターにも適用可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１０…プロジェクター、  ２１…照明装置、  ２１ａ…光源ランプ、２１ｇ…偏光変換部材、  ２３…色分離光学系、  ２３ａ，２３ｂ…ダイクロイックミラー、  ２５…光変調部、  ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ…液晶ライトバルブ、  ２６ａ，２６ｂ，２６ｃ…液晶パネル、  ２７…クロスダイクロイックプリズム、  ２９…投射光学系、  ４０…屈折光学部、  ５０…    反射光学部、  ６１，６２，６３…折曲ミラー、  ７１，７２…位相差板、８０…    ホルダ、  ＯＡ…光軸、  ＯＰ…光路、  ＯＰ１，ＯＰ２，ＯＰ３…光路
【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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