(57)【要約】【課題】光変調素子の射出側に反射型偏光素子を配置した構成において、付加すべきプリズムの数を低減可能なプロジェクタを提供する。【解決手段】第１の三角プリズム５４は、所定の角度α（例えば、２５°〜３０°）で交わる光入射面５４ａ及び光射出面５４ｂを有している。このうち、光射出面５４ｂは、それぞれ射出側偏光板５５を介して対向するクロスダイクロイックプリズム５６の光入射面５６ａＲ，５６ａＧ，５６ａＢと平行である。一方、液晶パネル５３に対向する光入射面５４ａは、光射出面５４ｂに対して角度αだけ下側（−Ｚ側）を向くように傾いている。そして、平行化レンズ５１、入射側偏光板５２、及び液晶パネル５３は、第１の三角プリズム５４の光入射面５４ａに対して平行に配置されており、液晶パネル５３には、各色光Ｒ，Ｇ，Ｂが垂直に入射する。【選択図】図２
2010002451.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射される光を、画像信号に応じて変調する複数の光変調素子と、
前記複数の光変調素子の射出側にそれぞれ配置され、所定の偏光方向の光を透過するとともに、前記所定の偏光方向と直交する偏光方向の光を反射する複数の偏光素子と、
前記光変調素子と前記偏光素子の間にそれぞれ配置された複数の第１のプリズムと、
前記複数の偏光素子を透過した光がそれぞれ入射される複数の光入射面及び１つの光射出面を有し、前記複数の光入射面から入射した光を合成して前記光射出面から射出する合成光学系と、
前記合成光学系で合成された光を投写する投写光学系と、
を備え、
前記光変調素子は、前記合成光学系の前記光入射面に対して傾斜して配置され、
前記偏光素子は、前記合成光学系の前記光入射面に対して平行に配置され、
前記第１のプリズムは、前記光変調素子に平行な第１の面及び前記偏光素子に平行な第２の面を有し、前記光変調素子で変調された光を前記第１の面から入射して、前記第２の面から前記偏光素子に向けて射出するとともに、前記偏光素子で反射された光を前記第２の面から入射して、前記第１の面の内面で反射することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
請求項１に記載のプロジェクタであって、
前記合成光学系の前記光射出面から射出された光を透過して前記投写光学系に向けて射出する第２のプリズムをさらに備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のプロジェクタであって、
前記複数の光変調素子は、第１の色光を変調する第１の光変調素子、第２の色光を変調する第２の光変調素子、及び第３の色光を変調する第３の光変調素子を含み、
前記合成光学系は、前記第１の色光を前記光射出面に向けて反射して前記第２の色光及び前記第３の色光を透過する第１のダイクロイック膜と、前記第３の色光を前記光射出面に向けて反射して前記第１の色光及び前記第２の色光を透過する第２のダイクロイック膜とがＸ字状に配置されたクロスダイクロイックプリズムであることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のプロジェクタであって、
前記合成光学系は、前記複数の光入射面が鉛直方向に平行となるように配置され、
前記複数の光変調素子は、斜め上方に向かって進行する光が垂直に入射されるように傾斜しており、
前記投写光学系は、前記合成光学系で合成された光を斜め上方に向けて投写することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のプロジェクタであって、
前記光変調素子は、前記第１のプリズムの前記第１の面と密着していることを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像信号に応じて変調した光を投写するプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源と、光源から射出された光を画像信号に応じて変調して画像を形成する光変調素子と、光変調素子により形成した画像を拡大投写する投写光学系とを備えたプロジェクタが知られている。光変調素子としては、例えば、透過する光の偏光方向を変化させる液晶パネル等が用いられ、液晶パネルの入射側及び射出側には、特定の偏光方向の偏光光を除去し、これに直交する偏光方向の偏光光を透過する偏光素子が配置される。
【０００３】
偏光素子には、除去すべき偏光光を吸収する吸収型の偏光素子の他に、除去すべき偏光光を反射する反射型の偏光素子があり、反射型の偏光素子を用いた場合には、光の吸収による発熱が抑制されるため、偏光素子の耐光性及び耐熱性を向上させることができる。ここで、液晶パネルの射出側の偏光素子に反射型の偏光素子を用いた場合に、偏光素子で反射した光が液晶パネルに戻ってしまうと、液晶パネルに備わるＴＦＴ（Thin Film Transistor）が反射光によって劣化してしまう恐れがある。このため、偏光素子を液晶パネルに対して略４５°傾けて配置すること等により、反射した光が液晶パネルに入射しないようにする必要がある。
【０００４】
特許文献１には、液晶パネルの射出側に備えられる反射型の偏光素子を４５°よりも十分に小さな角度で傾けるとともに、その入射側及び射出側の双方に断面三角形状のプリズムを配置したプロジェクタが提案されている。このプロジェクタによれば、偏光素子で反射した光がプリズムの内面で全反射することによって液晶パネルへの光の入射が抑制されるとともに、偏光素子を４５°傾ける場合に比べて、必要とするスペースを削減することが可能になっている。
【０００５】
【特許文献１】国際公開第０１／５５７７８号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の構成では、１つの光路に対して２つのプリズムを付加する必要があるため、構成が複雑になり、コストが上昇してしまうという問題を有している。特に、複数の液晶パネルによって色光毎に画像を形成し、これらを合成して投写する態様においては、液晶パネル毎に２つのプリズムを付加する必要が生じるため、その問題は一層深刻となる。例えば、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）及びＢ（青色）の３色の色光毎に液晶パネルを備えた構成では、全部で６つのプリズムを付加しなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］本適用例に係るプロジェクタは、入射される光を、画像信号に応じて変調する複数の光変調素子と、前記複数の光変調素子の射出側にそれぞれ配置され、所定の偏光方向の光を透過するとともに、前記所定の偏光方向と直交する偏光方向の光を反射する複数の偏光素子と、前記光変調素子と前記偏光素子の間にそれぞれ配置された複数の第１のプリズムと、前記複数の偏光素子を透過した光がそれぞれ入射される複数の光入射面及び１つの光射出面を有し、前記複数の光入射面から入射した光を合成して前記光射出面から射出する合成光学系と、前記合成光学系で合成された光を投写する投写光学系と、を備え、前記光変調素子は、前記合成光学系の前記光入射面に対して傾斜して配置され、前記偏光素子は、前記合成光学系の前記光入射面に対して平行に配置され、前記第１のプリズムは、前記光変調素子に平行な第１の面及び前記偏光素子に平行な第２の面を有し、前記光変調素子で変調された光を前記第１の面から入射して、前記第２の面から前記偏光素子に向けて射出するとともに、前記偏光素子で反射された光を前記第２の面から入射して、前記第１の面の内面で反射することを特徴とする。
【０００９】
このプロジェクタによれば、光変調素子は、合成光学系の光入射面に対して傾斜して配置され、偏光素子は、合成光学系の光入射面に対して平行に配置されている。つまり、光変調素子は、偏光素子に対して傾斜している。そして、光変調素子と偏光素子の間には、第１のプリズムが配置されており、光変調素子から射出された光を光変調素子と平行な第１の面から入射して、偏光素子と平行な第２の面から偏光素子に向けて射出するとともに、偏光素子で反射した光を第２の面から入射して第１の面の内面で反射する。ここで、光変調素子が偏光素子に対して傾斜していることから、第１のプリズムの第１の面は第２の面に対して傾斜しており、偏光素子で反射した光を、光変調素子を避ける方向に導くことが可能となる。また、このプロジェクタによれば、光変調素子が合成光学系の光入射面に対して傾斜した構成であり、光変調素子と合成光学系との間には、それぞれ１つのプリズム（第１のプリズム）を備えればよいことから、プロジェクタの構成が簡略化され、コストの上昇を抑制することが可能となる。
【００１０】
［適用例２］上記適用例に係るプロジェクタにおいて、前記合成光学系の前記光射出面から射出された光を透過して前記投写光学系に向けて射出する第２のプリズムをさらに備えることが望ましい。
【００１１】
このプロジェクタによれば、第１の面と第２の面が傾斜していることに基づく第１のプリズム内の光路長の差を、第２のプリズムによって補償することが可能となる。
【００１２】
［適用例３］上記適用例に係るプロジェクタにおいて、前記複数の光変調素子は、第１の色光を変調する第１の光変調素子、第２の色光を変調する第２の光変調素子、及び第３の色光を変調する第３の光変調素子を含み、前記合成光学系は、前記第１の色光を前記光射出面に向けて反射して前記第２の色光及び前記第３の色光を透過する第１のダイクロイック膜と、前記第３の色光を前記光射出面に向けて反射して前記第１の色光及び前記第２の色光を透過する第２のダイクロイック膜とがＸ字状に配置されたクロスダイクロイックプリズムであってもよい。
【００１３】
［適用例４］上記適用例に係るプロジェクタにおいて、前記合成光学系は、前記複数の光入射面が鉛直方向に平行となるように配置され、前記複数の光変調素子は、斜め上方に向かって進行する光が垂直に入射されるように傾斜しており、前記投写光学系は、前記合成光学系で合成された光を斜め上方に向けて投写することが望ましい。
【００１４】
このプロジェクタによれば、光変調素子によって変調された光が斜め上方に投写されるため、ユーザは、画像を斜め上方に向けて投写すべくプロジェクタを傾ける必要がなくなる。
【００１５】
［適用例５］上記適用例に係るプロジェクタにおいて、前記光変調素子は、前記第１のプリズムの前記第１の面と密着していることが望ましい。
【００１６】
このプロジェクタによれば、光変調素子と第１のプリズムの第１の面が密着しているため、光変調素子の射出側表面に塵埃等の異物が付着することはない。このため、光変調素子の射出側表面に、防塵ガラス等の防塵手段を備える必要がなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、光源装置から射出された光を、外部から入力される画像信号に応じて変調して画像を形成し、この画像を投写レンズからスクリーン等の投写面に投写するプロジェクタについて説明する。
【００１８】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態のプロジェクタの概略構成を示す構成図であり、机上等に水平に載置された状態のプロジェクタを上方から見た平面図である。本実施形態では、光源装置からの光の射出方向と投写レンズからの画像の投写方向とが平面視で略垂直になっており、本図では、光源装置からの光の射出方向を＋Ｘ方向とし、水平面内で＋Ｘ方向に垂直で投写面に向かう方向を＋Ｙ方向とする。また、±Ｘ方向及び±Ｙ方向に垂直な鉛直上向きの方向を＋Ｚ方向とする。
【００１９】
図１に示すように、プロジェクタ１は、装置本体が筐体２に収容された構成を有しており、筐体２の内部には、画像を形成して投写する光学ユニット３が配置されている。筐体２には、これ以外に、プロジェクタ１の各種制御を司る制御基板、各部に電力を供給する電源ユニット、筐体２の内部を冷却するための冷却ユニット等が収容される（いずれも図示せず）。
【００２０】
光学ユニット３は、光源装置１０、インテグレータ光学系２０、色光分離光学系３０、リレー光学系４０、画像形成装置５０、投写レンズ６０等を備えている。なお、図１では、光学ユニット３の光軸を一点鎖線で示している。
【００２１】
光源装置１０は、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等からなる放電型の光源ランプ１１と、放物面鏡や楕円面鏡等からなるリフレクタ１２を備えて構成されている。光源ランプ１１から射出された放射状の光束は、光源ランプ１１を覆うように配置されたリフレクタ１２で反射されて略平行光束となり、＋Ｘ方向に向けて射出される。
【００２２】
インテグレータ光学系２０は、第１のレンズアレイ２１と、第２のレンズアレイ２２と、偏光変換素子２３と、重畳レンズ２４とを備えて構成され、光源装置１０から射出された光束の輝度分布を略一様にする機能を有している。第１のレンズアレイ２１及び第２のレンズアレイ２２は、それぞれ微小なレンズがマトリクス状に配列された構成になっており、光源装置１０から入射した光束は、第１のレンズアレイ２１によって複数の微小な部分光束に分割される。第２のレンズアレイ２２及び重畳レンズ２４は、分割された部分光束のそれぞれが、照明対象である画像形成装置５０の液晶パネル５３の全体に照射するように備えられている。このため、各部分光束が液晶パネル５３で重畳され、液晶パネル５３の全体がほぼ均一に照明される。
【００２３】
偏光変換素子２３は、光源装置１０から射出された光（偏光方向がランダムな非偏光光）を液晶パネル５３で効率よく利用可能とするため、特定の偏光方向を有する偏光光に揃える機能を有している。本実施形態の偏光変換素子２３は、偏光ビームスプリッタアレイと、１／２波長位相差板（いずれも図示せず）との組み合わせによって形成されている。そして、光源装置１０から射出された光を偏光ビームスプリッタアレイによって特定の偏光方向の偏光光と、前記特定の偏光方向に対して直交する偏光方向の偏光光とに分離するとともに、後者の偏光光のみ１／２波長位相差板を経由させることにより、入射光の偏光方向を揃える。偏光変換素子２３によって偏光方向が揃えられた光は＋Ｘ方向に向かって射出される。
【００２４】
色光分離光学系３０は、第１のダイクロイックミラー３１と、第１の反射ミラー３２と、第２のダイクロイックミラー３３とを備えており、インテグレータ光学系２０から射出された光を、波長域の異なる３色の色光に分離する。
【００２５】
第１のダイクロイックミラー３１は、入射光に含まれる略赤色の光（赤色光Ｒ）を反射するとともに、略緑色の光（緑色光Ｇ）及び略青色の光（青色光Ｂ）を透過する。第１のダイクロイックミラー３１で反射した赤色光Ｒは、＋Ｙ方向に進行し、第１の反射ミラー３２でさらに反射して、平面視で＋Ｘ方向に向かう（正面視での方向については後述する）。そして、画像形成装置５０に入射し、平行化レンズ５１で平行化されて赤色光Ｒ用の液晶パネル５３Ｒを照明する。ここで、第１の反射ミラー３２の反射面上において、反射により光軸が折れ曲がる点を点Ｐ１とする。
【００２６】
第２のダイクロイックミラー３３は、緑色光Ｇを反射するとともに、青色光Ｂを透過する。このため、第１のダイクロイックミラー３１を透過した光のうち、緑色光Ｇは、第２のダイクロイックミラー３３によって反射して、平面視で＋Ｙ方向に向かう（側面視での方向については後述する）。そして、画像形成装置５０に入射し、平行化レンズ５１で平行化されて緑色光Ｇ用の液晶パネル５３Ｇを照明する。ここで、第２のダイクロイックミラー３３の反射面上において、反射により光軸が折れ曲がる点を点Ｐ２とする。
【００２７】
また、青色光Ｂは、第２のダイクロイックミラー３３を透過してリレー光学系４０に入射する。リレー光学系４０は、入射側レンズ４１と、第２の反射ミラー４２と、リレーレンズ４３と、第３の反射ミラー４４とを備えている。リレー光学系４０に入射した青色光Ｂは、入射側レンズ４１を経て第２の反射ミラー４２で反射し、＋Ｙ方向に進行する。そして、リレーレンズ４３を経て第３の反射ミラー４４でさらに反射して、平面視で−Ｘ方向に向かう（正面視での方向については後述する）。そして、画像形成装置５０に入射し、平行化レンズ５１で平行化されて青色光Ｂ用の液晶パネル５３Ｂを照明する。ここで、第３の反射ミラー４４の反射面上において、反射により光軸が折れ曲がる点を点Ｐ３とする。
【００２８】
リレー光学系４０は、青色光Ｂの経路が他の色光の経路に比べて長くなってしまうことから、光束の発散によって液晶パネル５３への照明効率が低下するのを抑制するために設けられている。入射側レンズ４１は、青色光Ｂをリレーレンズ４３の近傍で収束させ、リレーレンズ４３は、入射した青色光Ｂを平行化レンズ５１に向けて発散する。
【００２９】
画像形成装置５０は、色光分離光学系３０及びリレー光学系４０から入射される各色光Ｒ，Ｇ，Ｂを変調して、投写すべき画像を形成する。画像形成装置５０は、上述した平行化レンズ５１、及び光変調素子としての液晶パネル５３（赤色光Ｒ用の液晶パネル５３Ｒ、緑色光Ｇ用の液晶パネル５３Ｇ、青色光Ｂ用の液晶パネル５３Ｂ）に加えて、液晶パネル５３の入射側に配置された入射側偏光板５２と、液晶パネル５３の射出側に配置された第１の三角プリズム５４と、第１の三角プリズム５４の射出側に配置された射出側偏光板５５と、クロスダイクロイックプリズム５６と、クロスダイクロイックプリズム５６の射出側に配置された第２の三角プリズム５７とを備えて構成されている。なお、本実施形態では、画像形成装置５０及び投写レンズ６０は、±Ｚ方向に特徴的な配置がなされており（図２（ａ）、（ｂ）参照）、これらを構成する光学素子の一部は、±Ｚ方向に対して傾いて配置されているが、図１においては、各光学素子が±Ｚ方向に平行に配置されているように模式的に表している。
【００３０】
液晶パネル５３は、一対の透明基板間に液晶が封入されたものであり、透明基板の内面には、液晶に対して微小領域（画素）毎に駆動電圧を印加可能な透明電極（画素電極）がマトリクス状に形成されている。なお、図示は省略しているが、液晶パネル５３の入射側及び射出側の表面には、塵埃等の付着を防止するための防塵ガラスが貼り付けられている。
【００３１】
入射側偏光板５２及び射出側偏光板５５は、それぞれ特定の偏光方向の偏光光のみを透過可能であり、入射側偏光板５２は、偏光変換素子２３によって揃えられた偏光方向の偏光光を透過可能となっている。このため、液晶パネル５３に向けて照射された各色光の大部分は入射側偏光板５２を透過して、液晶パネル５３に入射する。ここで、液晶パネル５３の各画素に、画像信号に応じた駆動電圧が印加されると、液晶パネル５３は、駆動電圧に応じて入射光を変調し、画素毎に偏光方向を変化させる。そして、液晶パネル５３から射出された光は、第１の三角プリズム５４を介して射出側偏光板５５に入射する。
【００３２】
射出側偏光板５５は、特定の偏光方向の偏光光を透過し、この偏光方向に直交する偏光方向の偏光光を反射する反射型の偏光素子である。なお、図示は省略しているが、本実施形態の射出側偏光板５５は、アルミニウム等からなる微細な線状リブを平行に多数配列したワイヤグリッド型の構成になっている。そして、射出側偏光板５５は、線状リブの延出方向に対して垂直な偏光方向（第１の偏光方向）の偏光光を透過し、線状リブの延出方向に平行な偏光方向（第２の偏光方向）の偏光光を反射する。このため、液晶パネル５３から射出された光のうち、第１の偏光方向成分のみが射出側偏光板５５を透過し、第２の偏光方向成分は、反射によって除去される。つまり、液晶パネル５３及び射出側偏光板５５が、画像信号に応じて画素毎に異なる透過率で入射光を透過させることによって、階調を有する画像光が色光毎に形成される。射出側偏光板５５から射出した各色光からなる画像光は、クロスダイクロイックプリズム５６に入射する。なお、入射側偏光板５２については、射出側偏光板５５と同じ反射型の偏光素子で構成されてもよいし、除去すべき光を吸収する吸収型の偏光素子で構成されていてもよい。
【００３３】
クロスダイクロイックプリズム５６は、合成光学系に相当するものであり、射出側偏光板５５からから射出された各色の画像光を合成してカラー画像を形成する。このクロスダイクロイックプリズム５６は、平面視で正方形の略直方体形状であり、＋Ｚ側に面する上面、−Ｚ側に面する底面の他に、−Ｘ側、−Ｙ側、及び＋Ｘ側にそれぞれ面する３つの光入射面５６ａＲ，５６ａＧ，５６ａＢと、＋Ｙ側に面する１つの光射出面５６ｂとを備えている。光入射面５６ａＲ，５６ａＢは、ＹＺ平面に平行であり、光入射面５６ａＧと光射出面５６ｂは、ＸＺ平面に平行である。このため、光入射面５６ａＲ，５６ａＧ，５６ａＢには、液晶パネル５３で変調されて射出側偏光板５５を透過した赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、及び青色光Ｂがそれぞれ平面視で垂直に入射する。
【００３４】
クロスダイクロイックプリズム５６は、断面が直角二等辺三角形の４つの直角プリズムを、直角の頂角同士が向き合うように貼り合わせたものであり、各直角プリズムが貼り合わせられた界面には、２つのダイクロイック膜（誘電体多層膜）５６ｃ，５６ｄがＸ字状に配置されている。ダイクロイック膜５６ｃ，５６ｄは、ＸＺ平面及び±ＹＺ平面に対して４５°傾いた姿勢になっており、これらが交差する稜線（クロス軸Ｃ）は、±Ｚ方向に平行な姿勢となっている。２つのダイクロイック膜５６ｃ，５６ｄのうち、−Ｘ，−Ｙ側から＋Ｘ，＋Ｙ側に延在するダイクロイック膜５６ｃは、緑色光Ｇ及び青色光Ｂを透過し、平面視で＋Ｘ方向に進行する赤色光Ｒを光射出面５６ｂに向けて（平面視で＋Ｙ方向に）反射する。また、＋Ｘ，−Ｙ側から−Ｘ，＋Ｙ側に延在するダイクロイック膜５６ｄは、緑色光Ｇ及び赤色光Ｒを透過し、平面視で−Ｘ方向に進行する青色光Ｂを光射出面５６ｂに向けて（平面視で＋Ｙ方向に）反射する。
【００３５】
ここで、赤色光Ｒの光路上の各光学素子（平行化レンズ５１、入射側偏光板５２、液晶パネル５３、第１の三角プリズム５４、射出側偏光板５５）は、クロスダイクロイックプリズム５６のダイクロイック膜５６ｃに関して、緑色光Ｇの光路上の各光学素子と略面対称に配置されており、各光路の光軸もダイクロイック膜５６ｃに関して面対称になっている。また、青色光Ｂの光路上の各光学素子は、クロスダイクロイックプリズム５６のダイクロイック膜５６ｄに関して、緑色光Ｇの光路上の各光学素子と略面対称に配置されており、各光路の光軸もダイクロイック膜５６ｄに関して面対称になっている。このため、各光入射面５６ａＲ，５６ａＧ，５６ａＢにそれぞれ入射した各色光Ｒ，Ｇ，Ｂは、共に平面視で＋Ｙ方向へ進行しつつ合成され、カラー画像として光射出面５６ｂから射出される。そして、第２の三角プリズム５７を透過して投写レンズ６０に入射する。
【００３６】
投写レンズ６０は、投写光学系に相当するものであり、複数のレンズを組み合わせた組レンズとして構成されている。投写レンズ６０は、画像形成装置５０から射出された光（カラー画像）を平面視で＋Ｙ方向に射出し、投写面上に拡大投写する。
【００３７】
図２（ａ）、（ｂ）は、画像形成装置５０の鉛直方向の位置関係を示す図であり、点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３より後段の光路を示している。ここで、図２（ａ）は、図１におけるＡ１−Ａ１断面図（画像形成装置５０を−Ｘ側から見た側断面図）、図２（ｂ）は、図１におけるＡ２−Ａ２断面図（画像形成装置５０を−Ｙ側から見た正断面図）である。また、図３は、第１の三角プリズム５４の周辺を示す部分拡大図である。
【００３８】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、第１の三角プリズム５４は、射出側偏光板５５を介して、クロスダイクロイックプリズム５６の光入射面５６ａＲ，５６ａＧ，５６ａＢの下部（−Ｚ側の端部）に貼り付けられており、第２の三角プリズム５７は、クロスダイクロイックプリズム５６の光射出面５６ｂの上部（＋Ｚ側の端部）に貼り付けられている。
【００３９】
第１の三角プリズム５４は、断面が直角三角形の三角柱状の石英ガラス等で構成され、所定の角度α（例えば、２５°〜３０°）で交わる光入射面５４ａ及び光射出面５４ｂを有している。このうち、光射出面５４ｂは、それぞれ射出側偏光板５５を介して対向するクロスダイクロイックプリズム５６の光入射面５６ａＲ，５６ａＧ，５６ａＢと平行である。一方、液晶パネル５３に対向する光入射面５４ａは、光射出面５４ｂに対して角度αだけ下側（−Ｚ側）を向くように傾いている。そして、平行化レンズ５１、入射側偏光板５２、及び液晶パネル５３は、第１の三角プリズム５４の光入射面５４ａに対して平行に配置されている。
【００４０】
第２の三角プリズム５７は、第１の三角プリズム５４と略同一形状で、且つ略同一の屈折率を有している。第２の三角プリズム５７は、第１の三角プリズム５４内における光路長の差（＋Ｚ側を通る光ほど光路長が長くなること）を補償するものであり、第１の三角プリズム５４とは逆の向きで、即ち＋Ｚ側ほど光路長が短くなるような向きでクロスダイクロイックプリズム５６の光射出面５６ｂに貼り付けられている。このため、第２の三角プリズム５７において、クロスダイクロイックプリズム５６に貼り付けられる光入射面５７ａは、クロスダイクロイックプリズム５６の光射出面５６ｂと平行であり、投写レンズ６０に対向する光射出面５７ｂは、光入射面５７ａに対して角度αだけ上側（＋Ｚ側）を向くように傾いている。つまり、第２の三角プリズム５７の光射出面５７ｂは、緑色光Ｇが入射する第１の三角プリズム５４の光入射面５４ａと平行である。
【００４１】
ここで、各液晶パネル５３には、各色光Ｒ，Ｇ，Ｂが垂直に入射する。つまり、図１で示した第２のダイクロイックミラー３３は、第１のダイクロイックミラー３１から＋Ｘ方向に入射する光に含まれる緑色光Ｇを、平面視で９０°折り曲げて＋Ｙ方向に反射するとともに、側面視で角度αだけ上方（＋Ｚ方向）に反射するように配置されている。そして、緑色光Ｇ用の液晶パネル５３Ｇで変調されて射出される緑色光Ｇのうち、射出側偏光板５５を透過した光は、ダイクロイック膜５６ｃ，５６ｄを透過して他の色光と合成された後、第２の三角プリズム５７の光射出面５７ｂから、液晶パネル５３Ｇへの入射方向と略同一の方向、即ち＋Ｙ方向に対して角度αだけ上方（＋Ｚ方向）に向けて射出される。
【００４２】
また、図１で示した第１の反射ミラー３２は、第１のダイクロイックミラー３１から＋Ｙ方向に入射する赤色光Ｒを、平面視で９０°折り曲げて＋Ｘ方向に反射するとともに、正面視で角度αだけ上方（＋Ｚ方向）に反射するように配置されている。そして、赤色光Ｒ用の液晶パネル５３Ｒで変調されて射出される赤色光Ｒのうち、射出側偏光板５５を透過した光は、ダイクロイック膜５６ｃで反射して他の色光と合成された後、第２の三角プリズム５７の光射出面５７ｂから、＋Ｙ方向に対して角度αだけ上方（＋Ｚ方向）に向けて射出される。
【００４３】
また、図１で示した第３の反射ミラー４４は、第２の反射ミラー４２から＋Ｙ方向に入射する青色光Ｂを、平面視で９０°折り曲げて−Ｘ方向に反射するとともに、正面視で角度αだけ上方（＋Ｚ方向）に反射するように配置されている。そして、青色光Ｂ用の液晶パネル５３Ｂで変調されて射出される青色光Ｂのうち、射出側偏光板５５を透過した光は、ダイクロイック膜５６ｄで反射して他の色光と合成された後、第２の三角プリズム５７の光射出面５７ｂから、その垂直方向、即ち＋Ｙ方向に対して角度αだけ上方（＋Ｚ方向）に向けて射出される。
【００４４】
そして、第２の三角プリズム５７から射出された合成光（カラー画像）は、投写レンズ６０に入射し、投写レンズ６０は、その入射方向と略同一の方向、即ち＋Ｙ方向に対して角度αだけ上方（＋Ｚ方向）に向けた方向に、カラー画像を投写する。
【００４５】
一方、図３に示すように、液晶パネル５３で変調され、第１の三角プリズム５４を経て射出側偏光板５５に至った各色光Ｒ，Ｇ，Ｂのうち、射出側偏光板５５で反射した光は、再び光射出面５４ｂから第１の三角プリズム５４の内部に入射し、水平面（ＸＹ平面）に対して角度αだけ上方に向けて戻る。そして、第１の三角プリズム５４の光入射面５４ａの内面で全反射し、液晶パネル５３を避ける方向（本実施形態では、水平面に対して角度３αだけ上方）に進行して、光入射面５４ａ及び光射出面５４ｂに挟まれた端面５４ｃから外部に射出される。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態のプロジェクタ１によれば、以下の効果を得ることができる。
【００４７】
（１）本実施形態のプロジェクタ１によれば、液晶パネル５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂは、それぞれクロスダイクロイックプリズム５６の光入射面５６ａＲ，５６ａＧ，５６ａＢに対して傾斜して配置され、射出側偏光板５５は、クロスダイクロイックプリズム５６の光入射面５６ａＲ，５６ａＧ，５６ａＢに平行に配置されている。つまり、液晶パネル５３は、射出側偏光板５５に対して傾斜している。そして、液晶パネル５３と射出側偏光板５５の間には、第１の三角プリズム５４が配置されており、液晶パネル５３から射出された光を液晶パネル５３と平行な光入射面５４ａから入射して、射出側偏光板５５と平行な光射出面５４ｂから射出側偏光板５５に向けて射出するとともに、射出側偏光板５５で反射した光を光射出面５４ｂから入射して光入射面５４ａの内面で全反射する。ここで、液晶パネル５３が射出側偏光板５５に対して傾斜していることから、第１の三角プリズム５４の光入射面５４ａは光射出面５４ｂに対して傾斜しており、射出側偏光板５５で反射した光を、液晶パネル５３を避ける方向に導くことが可能となる。
【００４８】
（２）本実施形態のプロジェクタ１によれば、液晶パネル５３は、クロスダイクロイックプリズム５６の光入射面５６ａＲ，５６ａＧ，５６ａＢに対して傾斜した構成であり、液晶パネル５３とクロスダイクロイックプリズム５６との間には、１つのプリズム（第１の三角プリズム５４）のみを備えればよいことから、プロジェクタ１の構成が簡略化され、コストの上昇を抑制することが可能となる。
【００４９】
（３）本実施形態のプロジェクタ１によれば、クロスダイクロイックプリズム５６の光射出面５６ｂに第２の三角プリズム５７が配置されており、この第２の三角プリズム５７は、第１の三角プリズム５４とは逆の向きで配置されているため、第１の三角プリズム５４内における光路長の差を補償することが可能となる。
【００５０】
（４）本実施形態のプロジェクタ１によれば、画像形成装置５０には、斜め上方（角度αだけ上方）に向かって進行する光が入射し、投写レンズ６０から斜め上方に向かって画像が投写される。このため、ユーザは、画像を斜め上方に向けて投写すべくプロジェクタ１を傾ける必要がなくなる。
【００５１】
（第２実施形態）
第２実施形態のプロジェクタについて、図面を参照して説明する。なお、第１実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５２】
図４は、第２実施形態のプロジェクタ１の概略構成を示す構成図であり、光学ユニット３を上方から見た平面図である。
図４に示すように、本実施形態のプロジェクタ１において、その光学ユニット３は、第１実施形態と同様、光源装置１０、インテグレータ光学系２０、色光分離光学系３０、リレー光学系４０、画像形成装置５０、投写レンズ６０等を備えている。ここで、本実施形態では、光学ユニット３の光軸は、第１実施形態とは異なり、同一水平面内にのみ存在する。また、本実施形態では、光源装置１０からの光の射出方向と投写レンズ６０からの画像の投写方向が平面視で垂直ではなく、光源装置１０からの光の射出方向を＋Ｘ方向とすると、投写レンズ６０の投写方向は、＋Ｙ方向に対して＋Ｘ側に傾いた方向となっている。
【００５３】
光源装置１０から射出された光は、＋Ｘ方向に進行し、インテグレータ光学系２０を経由して色光分離光学系３０に入射する。色光分離光学系３０において、第１のダイクロイックミラー３１で反射した赤色光Ｒは、＋Ｙ方向に進行し、第１の反射ミラー３２でさらに反射して画像形成装置５０に入射する。第１のダイクロイックミラー３１を透過した光のうち、緑色光Ｇは、第２のダイクロイックミラー３３で反射して、画像形成装置５０に入射する。また、第２のダイクロイックミラー３３を透過した青色光Ｂは、リレー光学系４０に入射し、第２の反射ミラー４２及び第３の反射ミラー４４で反射された後に、画像形成装置５０に入射する。
【００５４】
図５は、図４における画像形成装置５０を拡大した拡大平面図である。
図５に示すように、クロスダイクロイックプリズム５６は、第１実施形態と同一の構成であり、第１実施形態と同一の姿勢で配置されている。即ち、クロスダイクロイックプリズム５６の光入射面５６ａＲ，５６ａＢは、ＹＺ平面に平行であり、光入射面５６ａＧと光射出面５６ｂは、ＸＺ平面に平行な姿勢になっている。クロスダイクロイックプリズム５６の各光入射面５６ａＲ，５６ａＧ，５６ａＢには、第１の三角プリズム５４が射出側偏光板５５を介して貼り付けられており、クロスダイクロイックプリズム５６の光射出面５６ｂには、第２の三角プリズム５７が貼り付けられている。
【００５５】
第１の三角プリズム５４と第２の三角プリズム５７は、第１実施形態と同一の構成であり、第１の三角プリズム５４の光入射面５４ａと光射出面５４ｂのなす角度、及び第２の三角プリズム５７の光入射面５７ａと光射出面５７ｂのなす角度は共にαである。第１の三角プリズム５４は、その光入射面５４ａ及び光射出面５４ｂの双方がＸＹ平面に垂直で、且つ光射出面５４ｂがクロスダイクロイックプリズム５６の光入射面５６ａＲ，５６ａＧ，５６ａＢにそれぞれ平行となるように固定されている。また、第２の三角プリズム５７は、その光入射面５７ａ及び光射出面５７ｂの双方がＸＹ平面に垂直で、且つ光入射面５７ａがクロスダイクロイックプリズム５６の光射出面５６ｂに平行となるように固定されている。
【００５６】
ここで、緑色光Ｇの光路に着目すると、射出側偏光板５５及び第１の三角プリズム５４は、クロスダイクロイックプリズム５６の光入射面５６ａＧの−Ｘ側の端部に位置しており、第１の三角プリズム５４の光入射面５４ａは、光射出面５４ｂに対して角度αだけ−Ｘ側を向くように傾いている。そして、平行化レンズ５１、入射側偏光板５２及び液晶パネル５３Ｇは、第１の三角プリズム５４の光入射面５４ａに対して平行に配置されており、緑色光Ｇは、液晶パネル５３Ｇに対して垂直に入射する。つまり、図４で示した第２のダイクロイックミラー３３は、＋Ｘ方向に進行する光のうち、緑色光Ｇを＋Ｙ方向に対して角度αだけ＋Ｘ側に傾いた方向に反射するように配置されている。
【００５７】
また、赤色光Ｒの光路上の各光学素子は、クロスダイクロイックプリズム５６のダイクロイック膜５６ｃに関して、緑色光Ｇの光路上の各光学素子と略面対称に配置されており、各光路の光軸もダイクロイック膜５６ｃに関して面対称になっている。具体的には、赤色光Ｒの光路上では、射出側偏光板５５及び第１の三角プリズム５４は、クロスダイクロイックプリズム５６の光入射面５６ａＲの−Ｙ側の端部に位置しており、第１の三角プリズム５４の光入射面５４ａは、光射出面５４ｂに対して角度αだけ−Ｙ側を向くように傾いている。そして、平行化レンズ５１、入射側偏光板５２及び液晶パネル５３Ｒは、第１の三角プリズム５４の光入射面５４ａに対して平行に配置されており、赤色光Ｒは、液晶パネル５３Ｒに対して垂直に入射する。つまり、図４で示した第１の反射ミラー３２は、＋Ｙ方向に進行する赤色光Ｒを＋Ｘ方向に対して角度αだけ＋Ｙ側に傾いた方向に反射するように配置されている。
【００５８】
なお、図４に示すように、本実施形態のクロスダイクロイックプリズム５６は、ダイクロイック膜５６ｃが第１のダイクロイックミラー３１の反射面と同一平面となるように配置されており、第１の反射ミラー３２の反射面と第２のダイクロイックミラー３３の反射面は、第１のダイクロイックミラー３１の反射面（ダイクロイック膜５６ｃ）に関して略面対称の関係になっている。このため、赤色光Ｒの光路長と緑色光Ｇの光路長とは、ほぼ等しい。
【００５９】
再び図５を参照して、青色光Ｂの光路上の各光学素子は、クロスダイクロイックプリズム５６のダイクロイック膜５６ｄに関して、緑色光Ｇの光路上の各光学素子と略面対称に配置されており、各光路の光軸もダイクロイック膜５６ｄに関して面対称になっている。具体的には、青色光Ｂの光路上では、射出側偏光板５５及び第１の三角プリズム５４は、クロスダイクロイックプリズム５６の光入射面５６ａＢの＋Ｙ側の端部に位置しており、第１の三角プリズム５４の光入射面５４ａは、光射出面５４ｂに対して角度αだけ＋Ｙ側を向くように傾いている。そして、平行化レンズ５１、入射側偏光板５２及び液晶パネル５３Ｂは、第１の三角プリズム５４の光入射面５４ａに対して平行に配置されており、青色光Ｂは、液晶パネル５３Ｂに対して垂直に入射する。つまり、図４で示した第３の反射ミラー４４は、青色光Ｂを−Ｘ方向に対して角度αだけ−Ｙ側に傾いた方向に反射するように配置されている。
【００６０】
第２の三角プリズム５７は、第１の三角プリズム５４内における光路長の差（例えば、緑色光Ｇ用の第１の三角プリズム５４においては−Ｘ側を通る光ほど光路長が長くなること）を補償するものであり、緑色光Ｇ用の第１の三角プリズム５４とは逆の向きで、即ち＋Ｘ側ほど光路長が短くなるような向きでクロスダイクロイックプリズム５６の光射出面５６ｂに貼り付けられている。つまり、第２の三角プリズム５７において、クロスダイクロイックプリズム５６に貼り付けられる光入射面５７ａは、クロスダイクロイックプリズム５６の光射出面５６ｂと平行であり、投写レンズ６０に対向する光射出面５７ｂは、光入射面５７ａに対して角度αだけ＋Ｘ側を向くように傾いている。このため、第２の三角プリズム５７の光射出面５７ｂは、緑色光Ｇ用の第１の三角プリズム５４の光入射面５４ａと平行であり、第２の三角プリズム５７と緑色光Ｇ用の第１の三角プリズム５４とは、クロスダイクロイックプリズム５６のクロス軸Ｃを中心軸にして１８０°回転させた位置関係である。
【００６１】
本実施形態のプロジェクタ１は、光学ユニット３が上記のような配置になっているため、液晶パネル５３Ｇで変調されて射出される緑色光Ｇのうち、射出側偏光板５５を透過した光は、ダイクロイック膜５６ｃ，５６ｄを透過した後、第２の三角プリズム５７の光射出面５７ｂから、液晶パネル５３Ｇへの入射方向と略同一の方向、即ち＋Ｙ方向に対して角度αだけ＋Ｘ側に傾いた方向に向けて射出される。
【００６２】
また、液晶パネル５３Ｒで変調されて射出される赤色光Ｒのうち、射出側偏光板５５を透過した光は、ダイクロイック膜５６ｃで反射して、緑色光Ｇと同一の方向に射出される。また、液晶パネル５３Ｂで変調されて射出される青色光Ｂのうち、射出側偏光板５５を透過した光は、ダイクロイック膜５６ｄで反射して、緑色光Ｇと同一の方向に射出される。これにより、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、及び青色光Ｂは合成され、第２の三角プリズム５７の光射出面５７ｂから、その垂直方向、即ち＋Ｙ方向に対して角度αだけ＋Ｘ側に傾いた方向に向けて射出される。
【００６３】
図４に戻って、第２の三角プリズム５７から射出された合成光（カラー画像）は、投写レンズ６０に入射し、投写レンズ６０は、その入射方向と略同一の方向に、カラー画像を投写する。
【００６４】
一方、液晶パネル５３で変調され、第１の三角プリズム５４を経て射出側偏光板５５に至った各色光Ｒ，Ｇ，Ｂのうち、射出側偏光板５５で反射した光は、第１実施形態（図３参照）と同様、再び光射出面５４ｂから第１の三角プリズム５４の内部に入射する。そして、光入射面５４ａの内面で全反射して液晶パネル５３を避ける方向に進行し、光入射面５４ａ及び光射出面５４ｂに挟まれた端面５４ｃから外部に射出される。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態のプロジェクタ１によれば、第１実施形態の効果（１）〜（３）と同様の効果を得ることができる。
【００６６】
なお、上記第１及び第２実施形態において、第１の三角プリズム５４は、第１のプリズムに相当し、第２の三角プリズム５７は、第２のプリズムに相当する。また、第１の三角プリズム５４の光入射面５４ａが第１の面に相当し、光射出面５４ｂが第２の面に相当する。また、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ及び青色光Ｂは、それぞれ第１、第２及び第３の色光に相当し、液晶パネル５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂは、それぞれ第１、第２及び第３の光変調素子に相当し、ダイクロイック膜５６ｃ，５６ｄは、それぞれ第１及び第２のダイクロイック膜に相当する。
【００６７】
（変形例）
また、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
【００６８】
上記第１実施形態では、光源装置１０から投写レンズ６０に至る光軸のうち、点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に至るまでの光軸を水平面に対して平行とし、点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３より後段の光軸を角度αだけ上向きに傾けることにより、画像を上向きに投写する態様を示しているが、この態様に限定されない。例えば、光学ユニット３の全体を傾けて、画像が水平に投写される態様にしてもよい。また、＋Ｚ方向と−Ｚ方向とを入れ換えて、斜め下向きに画像を投写する態様にすることも可能である。
【００６９】
上記第１及び第２実施形態では、３つの色光を合成する態様を示したが、２つに色光を合成する態様に適用してもよい。また、さらに他の色光を合成する光学系を付加すれば、４つ以上の色光を合成可能なプロジェクタ１に適用することも可能である。
【００７０】
上記第１及び第２実施形態では、クロスダイクロイックプリズム５６の射出側に第２の三角プリズム５７を備えた構成を示しているが、第２の三角プリズム５７を省略した構成にすることも可能である。この場合には、使用する三角プリズムの数をさらに減らすことが可能となる。
【００７１】
上記第１及び第２実施形態では、第１の三角プリズム５４は、射出側偏光板５５を介してクロスダイクロイックプリズム５６の光入射面５６ａＲ，５６ａＧ，５６ａＢに貼り付けられ、第２の三角プリズム５７は、クロスダイクロイックプリズム５６の光射出面５６ｂに貼り付けられている。つまり、第１の三角プリズム５４、射出側偏光板５５、クロスダイクロイックプリズム５６、及び第２の三角プリズム５７が一体となった構成を示しているが、それぞれを離間させて配置するようにしてもよい。
【００７２】
上記第１及び第２実施形態では、液晶パネル５３と第１の三角プリズム５４とを離間させて配置しているが、液晶パネル５３と第１の三角プリズム５４とを密着させた構成にしてもよい（図６参照）。この構成によれば、液晶パネル５３の射出側表面に塵埃等の異物が付着することがなくなるため、少なくともこの面には、防塵ガラスを備える必要がなくなる。なお、この構成の場合において、プロジェクタ１の製造工程で液晶パネル５３の位置の微調整を行う際には、液晶パネル５３を密着（固定）させた状態の第１の三角プリズム５４を、クロスダイクロイックプリズム５６の光入射面５６ａＲ，５６ａＧ，５６ａＢ上でスライドさせるようにすればよい。
【００７３】
上記第１及び第２実施形態において、第１の三角プリズム５４と第２の三角プリズム５７とを、異なる形状としてもよいし、異なる屈折率としてもよい。例えば、第１の三角プリズム５４には、石英ガラスを用い、第２の三角プリズム５７には、ＢＫ７（硼珪酸ガラス）を用いるようにしてもよい。
【００７４】
上記第１及び第２実施形態では、クロスダイクロイックプリズム５６の形状を略直方体形状としたが、クロスダイクロイックプリズム５６の形状は、略直方体形状に限定されない。例えば、光が通過しない部位を除去した形状にすることも可能である。
【００７５】
上記第１及び第２実施形態において、射出側偏光板５５は、反射型の偏光素子であれば、上述した構成に限定されない。例えば、誘電体多層膜によって形成される偏光分離素子、液晶材料等の屈折率異方性（複屈折性）を有する有機材料を層状に積層させた高分子系の層状偏光板、偏りのない光を右回りの円偏光と左回りの円偏光とに分離する円偏光反射板とλ／４位相差板を組み合わせた光学素子、ブリュースター角を利用して反射偏光光と透過偏光光とに分離する光学素子、或いはホログラムを利用したホログラム光学素子等を採用してもよい。
【００７６】
上記第１及び第２実施形態では、光源装置１０は、放電型の光源ランプ１１を有して構成されているが、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）光源等の固体光源や、その他の光源を用いることもできる。
【００７７】
上記第１及び第２実施形態では、形成した画像を外部の投写面に投写するフロント投写型のプロジェクタ１を例にして説明しているが、透過型のスクリーンを一体的に備え、その後方から画像を投写するリア投写型のプロジェクタ（リアプロジェクタ）に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】第１実施形態のプロジェクタの概略構成を示す構成図。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、画像形成装置の鉛直方向の位置関係を示す図であり、（ａ）は、図１におけるＡ１−Ａ１断面図、（ｂ）は、図１におけるＡ２−Ａ２断面図。
【図３】第１の三角プリズムの周辺を示す部分拡大図。
【図４】第２実施形態のプロジェクタの概略構成を示す構成図。
【図５】第２実施形態の画像形成装置を拡大した拡大平面図。
【図６】変形例に係るプロジェクタの第１の三角プリズムの周辺を示す部分拡大図。
【符号の説明】
【００７９】
１…プロジェクタ、２…筐体、３…光学ユニット、１０…光源装置、１１…光源ランプ、１２…リフレクタ、２０…インテグレータ光学系、２１…第１のレンズアレイ、２２…第２のレンズアレイ、２３…偏光変換素子、２４…重畳レンズ、３０…色光分離光学系、３１…第１のダイクロイックミラー、３２…第１の反射ミラー、３３…第２のダイクロイックミラー、４０…リレー光学系、４１…入射側レンズ、４２…第２の反射ミラー、４３…リレーレンズ、４４…第３の反射ミラー、５０…画像形成装置、５１…平行化レンズ、５２…入射側偏光板、５３，５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂ…液晶パネル、５４…第１の三角プリズム、５４ａ…光入射面、５４ｂ…光射出面、５５…射出側偏光板、５６…クロスダイクロイックプリズム、５６ａＲ，５６ａＧ，５６ａＢ…光入射面、５６ｂ…光射出面、５６ｃ，５６ｄ…ダイクロイック膜、５７…第２の三角プリズム、５７ａ…光入射面、５７ｂ…光射出面、６０…投写レンズ、Ｒ…赤色光、Ｇ…緑色光、Ｂ…青色光。
【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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