(57)【要約】【課題】本発明は、ダイクロイック膜により色分離する光学系及びこれを備えた多板式投影装置に関し、光量ロスが少なく色再現性の良い光学系及び多板式投影装置を提供する。【解決手段】色分離を行うダイクロイック膜と色合成を行う偏光膜を含む色分離合成部２０に、投影光５となる波長成分をダイクロイック膜２３が良好な特性を示す偏光方向で入射させる。これにより、光量ロスの抑制と高い色再現性が実現できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の反射型空間光変調器と、
外部からの照明光を色分離し前記反射型空間光変調器へ導く特定の偏光方向に対して入射角に依存した色分離特性の劣化が少ない第１のダイクロイック膜及び前記反射型空間光変調器による変調光を合成する色合成手段を含む色分離合成部と、を含み、
前記照明光のうち前記第１のダイクロイック膜に前記特定の偏光方向で入射した波長成分のみを投影することを特徴とする光学系。
【請求項２】
請求項１に記載の光学系において、
前記複数の反射型空間光変調器は２つの反射型空間光変調器であり、
前記色合成手段は、偏光膜であり、
前記色分離合成部は、接合面上に前記第１のダイクロイック膜と前記偏光膜を配置した２つのプリズムから構成され、
さらに、前記２つの反射型空間光変調器のいずれか一方と前記色分離合成部の間に波長板を含むことを特徴とする光学系。
【請求項３】
請求項２に記載の光学系において、
前記波長板は、１／４λ板または当該反射型空間光変調器へ入射する波長成分にのみ１／４λ板として作用する特定波長偏光変換素子であり、当該反射型空間光変調器の入射光路と反射光路の両方にまたがって配置されることを特徴とする光学系。
【請求項４】
請求項２に記載の光学系において、
前記波長板は、１／２λ板または当該反射型空間光変調器へ入射する波長成分にのみ１／２λ板として作用する特定波長偏光変換素子であり、当該反射型空間光変調器の入射光路または反射光路のいずれか一方にのみ交わるように配置されることを特徴とする光学系。
【請求項５】
請求項２乃至請求項４のいずれか１つに記載の光学系において、
さらに、前記色分離合成部から射出される合成光の光路上に特定波長偏光変換素子を含むことを特徴とする光学系。
【請求項６】
請求項２乃至請求項５のいずれか１つに記載の光学系において、
さらに、前記色分離合成部から射出される合成光の光路上に配置される投影レンズと、前記２つの反射型空間光変調器のそれぞれと前記色分離合成部の間に配置されるそれぞれ１つのフィールドレンズと、を含み、
前記投影レンズと前記フィールドレンズは、前記反射型空間光変調器側で略テレセントリック光学系として作用することを特徴とする光学系。
【請求項７】
請求項６に記載の光学系において、
前記投影レンズの入射瞳位置は前記偏光膜付近であることを特徴とする光学系。
【請求項８】
請求項６に記載の光学系において、
前記投影レンズの入射瞳位置は前記色分離合成部より前記投影レンズ側であることを特徴とする光学系。
【請求項９】
請求項２乃至請求項８のいずれか１つに記載の光学系において、
前記２つのプリズムはそれぞれ異なる形状であることを特徴とする光学系。
【請求項１０】
請求項２乃至請求項８のいずれか１つに記載の光学系において、
前記２つのプリズムはそれぞれ同一形状の三角柱プリズムであって、
前記色分離合成部は四角柱形状であることを特徴とする光学系。
【請求項１１】
請求項２乃至請求項８のいずれか１つに記載の光学系において、
前記２つのプリズムはそれぞれ同一形状の三角柱プリズムであって、
前記色分離合成部は三角柱形状であることを特徴とする光学系。
【請求項１２】
請求項２乃至請求項１１のいずれか１つに記載の光学系において、
前記反射型空間光変調器は、複数のマイクロミラーの傾斜を制御することにより入射光を変調するマイクロミラーデバイスであり、
前記マイクロミラーデバイスは、前記マイクロミラーが制御される前の状態における当該マイクロミラーの反射面の法線に対して、斜め方向から入射する入射光を前記法線に対して斜め方向に反射することを特徴とする光学系。
【請求項１３】
請求項２乃至請求項１１のいずれか１つに記載の光学系において、
前記反射型空間光変調器は、複数のマイクロミラーの傾斜を制御することにより入射光を変調するマイクロミラーデバイスであり、
前記マイクロミラーデバイスは、前記マイクロミラーが制御される前の状態における当該マイクロミラーの反射面の法線に対して、斜め方向から入射する入射光を前記法線の方向に反射することを特徴とする光学系。
【請求項１４】
請求項２乃至請求項１１のいずれか１つに記載の光学系において、
前記反射型空間光変調器は、反射型液晶（ＬＣＯＳ）であり、
前記反射型液晶は、当該反射型液晶の反射面の法線に対して斜め方向から入射する入射光を、前記法線に対して斜め方向に反射することを特徴とする光学系。
【請求項１５】
請求項２乃至請求項１４のいずれか１つに記載の光学系において、
前記特定の偏光方向は、Ｐ偏光であり、
前記第１のダイクロイック膜は、赤色に相当する波長成分を反射し、緑色及び青色に相当する波長成分を透過することを特徴とする光学系。
【請求項１６】
請求項２乃至請求項１４のいずれか１つに記載の光学系において、
前記特定の偏光方向は、Ｓ偏光であり、
前記第１のダイクロイック膜は、赤色に相当する波長成分を透過し、緑色及び青色に相当する波長成分を反射することを特徴とする光学系。
【請求項１７】
請求項１に記載の光学系において、
前記複数の反射型空間光変調器は２つの反射型空間光変調器であり、
前記色合成手段は、前記特定の偏光方向に対して入射角に依存した色分離特性の劣化が少ない第２のダイクロイック膜であり、
前記色分離合成部は、接合面上に前記第１のダイクロイック膜と前記第２のダイクロイック膜を配置した２つのプリズムから構成され、
さらに、前記色分離合成部から射出される合成光の光路上に配置される偏光板を含むことを特徴とする光学系。
【請求項１８】
請求項１７に記載の光学系において、
前記特定の偏光方向は、Ｐ偏光であり、
前記偏光板は、Ｐ偏光のみを透過し、
前記第１のダイクロイック膜及び前記第２のダイクロイック膜は、赤色に相当する波長成分を反射し、緑色及び青色に相当する波長成分を透過することを特徴とする光学系。
【請求項１９】
請求項１７に記載の光学系において、
前記特定の偏光方向は、Ｓ偏光であり、
前記偏光板は、Ｓ偏光のみを透過し、
前記第１のダイクロイック膜及び前記第２のダイクロイック膜は、赤色に相当する波長成分を透過し、緑色及び青色に相当する波長成分を反射することを特徴とする光学系。
【請求項２０】
照明光を方向付けるＴＩＲプリズムと、
前記照明光のそれぞれ異なる波長成分を変調する複数のマイクロミラーデバイスと、
前記照明光を特定の偏光方向に対して入射角に依存した色分離特性の劣化が少ないダイクロイック膜により分離し前記マイクロミラーデバイスへ導き、前記マイクロミラーデバイスによる変調光を前記ダイクロイック膜で合成するダイクロイックプリズムと、
前記ダイクロイックプリズムで合成された合成光のうちＰ偏光のみ透過する偏光板と、を含み、
前記照明光のうち前記ダイクロイック膜に前記特定の偏光方向で入射した成分のみを投影することを特徴とする光学系。
【請求項２１】
請求項２０に記載の光学系において、
前記特定の偏光方向は、Ｐ偏光であることを特徴とする光学系。
【請求項２２】
請求項２０に記載の光学系において、
前記特定の偏光方向は、Ｓ偏光であり、
さらに、前記ＴＩＲプリズムと前記ダイクロイックプリズムの間に１／２λ板を含むことを特徴とする光学系。
【請求項２３】
請求項２１に記載の光学系において、
前記ダイクロイック膜は、赤色に相当する波長成分を反射し、緑色及び青色に相当する波長成分を透過することを特徴とする光学系。
【請求項２４】
請求項２２に記載の光学系において、
前記ダイクロイック膜は、赤色に相当する波長成分を透過し、緑色及び青色に相当する波長成分を反射することを特徴とする光学系。
【請求項２５】
複数の波長成分を含む照明光を発する光源と、
偏光方向を変換する波長成分を経時的に切り替えながら波長選択的に前記照明光の偏光方向を変換する波長選択偏光変換部と、
請求項１または請求項２０に記載の光学系と、を含み、
前記照明光のうち、前記波長選択偏光変換部により偏光方向が変換されなかった波長成分を投影することを特徴とする投影装置。
【請求項２６】
請求項２５に記載の投影装置において、
前記複数の波長成分は、赤色、緑色、青色に相当する波長成分であり、
波長選択偏光変換部は、前記照明光の前記緑色に相当する波長成分の偏光方向と前記青色に相当する波長成分の偏光方向を交互に変換することを特徴とする投影装置。
【請求項２７】
請求項２５に記載の投影装置において、
波長選択偏光変換部は、偏光方向を変換する波長成分を経時的に切り替えながら波長選択的に前記照明光の偏光方向をＰ偏光からＳ偏光に変換することを特徴とする投影装置。
【請求項２８】
請求項２５に記載の投影装置において、
前記複数の波長成分は、赤色、緑色、青色に相当する波長成分であり、
波長選択偏光変換部は、前記照明光の前記緑色に相当する波長成分の偏光方向と前記青色に相当する波長成分の偏光方向を交互にＰ偏光からＳ偏光に変換することを特徴とする投影装置。
【請求項２９】
請求項２６または請求項２８に記載の投影装置において、
前記緑色に相当する波長成分を投影する時間は、前記青色に相当する波長成分を投影する時間以上であることを特徴とする投影装置。
【請求項３０】
請求項２９に記載の投影装置において、
前記緑色に相当する波長成分を投影する時間と前記青色に相当する波長成分を投影する時間の比は、０．７：０．３乃至０．５：０．５であることを特徴とする投影装置。
【請求項３１】
請求項２５乃至請求項３０のいずれか１つに記載の投影装置において、
さらに、前記光源と前記波長選択偏光変換部の間に、前記光源が発する前記照明光を特定の偏光方向に変換する偏光変換部を含むことを特徴とする投影装置。
【請求項３２】
請求項２５乃至請求項３１のいずれか１つに記載の投影装置において、
前記波長選択偏光変換部は、同一平面上に放射状に配置され、全体として円形状をなす複数の特定波長偏光変換素子を含み、
複数の前記特定波長偏光変換素子は、前記平面に垂直で、前記円形の中心を通る回転軸周りに回転することを特徴とする投影装置。
【請求項３３】
請求項２５乃至請求項３１のいずれか１つに記載の投影装置において、
前記波長選択偏光変換部は、全体として円筒を形成し、前記円筒表面に配置された複数の特定波長偏光変換素子と、前記円筒内部に配置された反射手段を含み、
複数の前記特定波長偏光変換素子は、前記円筒の中心を通る回転軸周りに回転することを特徴とする投影装置。
【請求項３４】
請求項２５乃至請求項３１のいずれか１つに記載の投影装置において、
前記波長選択偏光変換部は、一定方向に並べて配置された複数の特定波長偏光変換素子を含み、
複数の前記特定波長偏光変換素子は、前記一定方向に沿ってスライドすることを特徴とする投影装置。
【請求項３５】
請求項２５乃至請求項３１のいずれか１つに記載の投影装置において、
前記波長選択偏光変換部は、偏光方向を変換する波長成分を電気的な制御により切り替える電子的色別偏光制御手段であることを特徴とする投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイクロイック膜により色分離する光学系及びこれを備えた多板式投影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、反射型液晶（ＬＣＯＳ）やマイクロミラーデバイスを用いた反射型の空間光変調器を複数備えた多板式の投影装置が開発され製品化されている。
一般に、多板式の投影装置では、単板式の投影装置においても用いられる照明光と投影光の方向を分離するための光学系（以降、照明投影分離光学系と称する）に加え、それぞれの空間光変調器で所定の色成分を変調するための色分離および合成を行う光学系（以降、色分離合成光学系と称する）が必要とされる。
【０００３】
特許文献１、特許文献２、特許文献３、非特許文献１では、照明投影分離光学系と色分離合成光学系を有する多板式の投影装置が開示されている。
図２８は、空間光変調器に反射型液晶（ＬＣＯＳ）を用いた３板式投影装置の構成図で、特許文献１で開示されている。照明投影分離光学系として偏光膜を有するＰＢＳプリズムを利用し、色分離合成光学系としてケスタータイプのプリズム等からなるダイクロイックプリズムを利用している。
【０００４】
また、図２９は、空間光変調器にマイクロミラーデバイスを用いた２板式投影装置の構成図で、非特許文献１で開示されている。照明投影分離光学系としてＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｌ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）プリズムを利用し、色分離合成光学系としてダイクロイックプリズムを利用している。
【０００５】
また、図３０Ａ及び図３０Ｂは、空間光変調器にマイクロミラーデバイスを用いた３板式投影装置の構成図で、特許文献２で開示されている。照明投影分離光学系としてＴＩＲプリズムを利用し、色分離合成光学系としてクロスダイクロイックプリズムを利用している。
【０００６】
また、図３１は、空間光変調器にマイクロミラーデバイスを用いた３板式投影装置の構成図で、特許文献３で開示されている。照明投影分離光学系としてＴＩＲプリズムを利用し、色分離合成光学系としてフィリップスタイプのダイクロイックプリズムを利用している。
【特許文献１】特開２０００−１７１９２３号公報
【特許文献２】特開２００７−０２５２８７号公報
【特許文献３】米国特許第４９６９７３０号明細書
【非特許文献１】光技術情報誌「ライトエッジ」、No.19、P.63、［online］、2000年7月、ウシオ電機株式会社、［平成20年3月26日検索］、インターネット<URL:http://www.ushio.co.jp/documents/technology/lightedge/lightedge_19/ushio_le19-03.pdf >
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ダイクロイックプリズムに含まれるダイクロイック膜やＰＢＳプリズムに含まれる偏光膜は、入射角に依存して特性が変化することが知られている。空間光変調器としてマイクロミラーデバイスを用いる場合、通常、マイクロミラーデバイスへ入射する照明光の光路と反射する投影光の光路は異なっている。
【０００８】
上記の特許文献のようにダイクロイック膜や偏光膜が照明光と投影光の両方に作用する場合、光路の違いにより入射角にばらつきが生じ、特性を最適化することが困難になる。このことは、ダイクロイック膜の波長域や偏光膜の偏光状態に対する透過／反射率特性の劣化を引き起こし、その結果、分離や合成の精度が劣化し光量ロスや色再現性の低下などの問題が生じる要因となる。
【０００９】
例えば、図３２で示すように、照明光９１と投影光９２で入射角が異なることでダイクロイック膜が示す反射率特性が異なり、その結果、照明光では反射したが投影光では反射しない波長成分９０について光量ロスが発生する可能性がある。
【００１０】
なお、空間光変調器として斜め方向から照明する構成で反射型液晶（ＬＣＯＳ）を用いた場合にも同様の問題が生じる。
また、ダイクロイック膜は光線の波長成分によって異なる作用を生じさせる光学素子であるため、偏光膜と異なり必ずしも偏光状態について考慮されるものではない。ところが、ダイクロイック膜も偏光状態に依存して特性が変化し、Ｐ偏光で優れた特性を有するものもあれば、Ｓ偏光で優れた特性を有するものもある。
【００１１】
例えば、赤色に相当する波長成分（以降、赤色（Ｒ）成分と称する）を透過する（以降、Ｒ透過型と称する）ダイクロイック膜の特性を例示する図３３Ａと図３３Ｂでは、Ｐ偏光の特性を示す図３３Ａと比較してＳ偏光の特性を示す図３３Ｂの方が入射角毎の透過率特性を示す線が急峻で且つそれぞれ近接している。つまり、Ｓ偏光で入射した方が入射角に依存した特性の劣化が小さく、高い色再現性が得られることになる。一方、赤色（Ｒ）成分を反射する（以降、Ｒ反射型と称する）ダイクロイック膜の特性を例示する図３４Ａと図３４Ｂでは、反対にＰ偏光の特性を示す図３４Ａの方が優れている。
【００１２】
以上の実情を踏まえ、本発明では、光量ロスが少なく色再現性の良い光学系及びこれを備えた多板式投影装置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】
【００１３】
本発明の第１の態様は、複数の反射型空間光変調器と、外部からの照明光を色分離し反射型空間光変調器へ導く特定の偏光方向に対して入射角に依存した色分離特性の劣化が少ない第１のダイクロイック膜及び反射型空間光変調器による変調光を合成する色合成手段を含む色分離合成部と、を含み、照明光のうち第１のダイクロイック膜に特定の偏光方向で入射した波長成分のみを投影する光学系を提供する。
【００１４】
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載の光学系において、複数の反射型空間光変調器は２つの反射型空間光変調器であり、色合成手段は、偏光膜であり、色分離合成部は、接合面上に第１のダイクロイック膜と偏光膜を配置した２つのプリズムから構成され、さらに、２つの反射型空間光変調器のいずれか一方と色分離合成部の間に波長板を含む光学系を提供する。これにより、反射型空間光変調器のいずれか一方では、入射光と反射光で異なる偏光方向を実現することができる。
【００１５】
本発明の第３の態様は、第２の態様に記載の光学系において、波長板は、１／４λ板または反射型空間光変調器へ入射する波長成分にのみ１／４λ板として作用する特定波長偏光変換素子であり、反射型空間光変調器の入射光路と反射光路の両方にまたがって配置される光学系を提供する。
【００１６】
本発明の第４の態様は、第２の態様に記載の光学系において、波長板は、１／２λ板または反射型空間光変調器へ入射する波長成分にのみ１／２λ板として作用する特定波長偏光変換素子であり、反射型空間光変調器の入射光路または反射光路のいずれか一方にのみ交わるように配置される光学系を提供する。
【００１７】
本発明の第５の態様は、第２の態様乃至第４の態様のいずれか１つに記載の光学系において、さらに、色分離合成部から射出される合成光の光路上に特定波長偏光変換素子を含む光学系を提供する。これにより、合成光の偏向方向を一定の方向に統一することができる。
【００１８】
本発明の第６の態様は、第２の態様乃至第５の態様のいずれか１つに記載の光学系において、さらに、色分離合成部から射出される合成光の光路上に配置される投影レンズと、２つの反射型空間光変調器のそれぞれと色分離合成部の間に配置されるそれぞれ１つのフィールドレンズと、を含み、投影レンズとフィールドレンズは、反射型空間光変調器側で略テレセントリック光学系として作用する光学系を提供する。これにより、投影レンズの入射瞳位置を空間光変調器側に近づけることができるため投影光学系内の光束径を小さくすることができる。
【００１９】
本発明の第７の態様は、第６の態様に記載の光学系において、投影レンズの入射瞳位置は偏光膜付近である光学系を提供する。この構成によると、色分離合成部内での光束径を特に小さくできるため、色分離合成部の小型化により効果的である。
【００２０】
本発明の第８の態様は、第６の態様に記載の光学系において、投影レンズの入射瞳位置は色分離合成部より投影レンズ側である光学系を提供する。この構成によると、投影レンズ内での光束径を特に小さくできるため、投影レンズの有効径の小型化により効果的である。
【００２１】
本発明の第９の態様は、第２の態様乃至第８の態様のいずれか１つに記載の光学系において、２つのプリズムはそれぞれ異なる形状である光学系を提供する。
本発明の第１０の態様は、第２の態様乃至第８の態様のいずれか１つに記載の光学系において、２つのプリズムはそれぞれ同一形状の三角柱プリズムであって、色分離合成部は四角柱形状である光学系を提供する。これにより、プリズムの形状が１種類のみで且つ単純な三角柱形状となるため、コスト削減の効果も得られる。また、２つの反射型空間光変調器を同一平面上に配置することが可能となり、パッケージングに要する負担を軽減することができる。
【００２２】
本発明の第１１の態様は、第２の態様乃至第８の態様のいずれか１つに記載の光学系において、２つのプリズムはそれぞれ同一形状の三角柱プリズムであって、色分離合成部は三角柱形状である光学系を提供する。これにより、プリズムの形状が１種類のみで且つ単純な三角柱形状となるため、コスト削減の効果も得られる。
【００２３】
本発明の第１２の態様は、第２の態様乃至第１１の態様のいずれか１つに記載の光学系において、反射型空間光変調器は、複数のマイクロミラーの傾斜を制御することにより入射光を変調するマイクロミラーデバイスであり、マイクロミラーデバイスは、マイクロミラーが制御される前の状態におけるマイクロミラーの反射面の法線に対して、斜め方向から入射する入射光を法線に対して斜め方向に反射する光学系を提供する。この構成によると、入射光と反射光を容易に分離することできる。
【００２４】
本発明の第１３の態様は、第２の態様乃至第１１の態様のいずれか１つに記載の光学系において、反射型空間光変調器は、複数のマイクロミラーの傾斜を制御することにより入射光を変調するマイクロミラーデバイスであり、マイクロミラーデバイスは、マイクロミラーが制御される前の状態におけるマイクロミラーの反射面の法線に対して、斜め方向から入射する入射光を法線の方向に反射する光学系を提供する。
【００２５】
本発明の第１４の態様は、第２の態様乃至第１１の態様のいずれか１つに記載の光学系において、反射型空間光変調器は、反射型液晶（ＬＣＯＳ）であり、反射型液晶は、反射型液晶の反射面の法線に対して斜め方向から入射する入射光を、法線に対して斜め方向に反射する光学系を提供する。この構成によると、入射光と反射光を容易に分離することできる。
【００２６】
本発明の第１５の態様は、第２の態様乃至第１４の態様のいずれか１つに記載の光学系において、特定の偏光方向は、Ｐ偏光であり、第１のダイクロイック膜は、赤色に相当する波長成分を反射し、緑色及び青色に相当する波長成分を透過する光学系を提供する。
【００２７】
本発明の第１６の態様は、第２の態様乃至第１４の態様のいずれか１つに記載の光学系において、特定の偏光方向は、Ｓ偏光であり、第１のダイクロイック膜は、赤色に相当する波長成分を透過し、緑色及び青色に相当する波長成分を反射する光学系を提供する。
【００２８】
本発明の第１７の態様は、第１の態様に記載の光学系において、複数の反射型空間光変調器は２つの反射型空間光変調器であり、色合成手段は、特定の偏光方向に対して入射角に依存した色分離特性の劣化が少ない第２のダイクロイック膜であり、色分離合成部は、接合面上に第１のダイクロイック膜と第２のダイクロイック膜を配置した２つのプリズムから構成され、さらに、色分離合成部から射出される合成光の光路上に配置される偏光板を含む光学系を提供する。
【００２９】
本発明の第１８の態様は、第１７の態様に記載の光学系において、特定の偏光方向は、Ｐ偏光であり、偏光板は、Ｐ偏光のみを透過し、第１のダイクロイック膜及び第２のダイクロイック膜は、赤色に相当する波長成分を反射し、緑色及び青色に相当する波長成分を透過する光学系を提供する。
【００３０】
本発明の第１９の態様は、第１７の態様に記載の光学系において、特定の偏光方向は、Ｓ偏光であり、偏光板は、Ｓ偏光のみを透過し、第１のダイクロイック膜及び第２のダイクロイック膜は、赤色に相当する波長成分を透過し、緑色及び青色に相当する波長成分を反射する光学系を提供する。
【００３１】
本発明の第２０の態様は、照明光を方向付けるＴＩＲプリズムと、照明光のそれぞれ異なる波長成分を変調する複数のマイクロミラーデバイスと、照明光を特定の偏光方向に対して入射角に依存した色分離特性の劣化が少ないダイクロイック膜により分離しマイクロミラーデバイスへ導き、マイクロミラーデバイスによる変調光をダイクロイック膜で合成するダイクロイックプリズムと、ダイクロイックプリズムで合成された合成光のうちＰ偏光のみ透過する偏光板と、を含み、照明光のうちダイクロイック膜に特定の偏光方向で入射した成分のみを投影する光学系を提供する。
【００３２】
本発明の第２１の態様は、第２０の態様に記載の光学系において、特定の偏光方向は、Ｐ偏光である光学系を提供する。これにより、ＴＩＲプリズムが良好な特性を示すＰ偏光をＴＩＲプリズムへ入射することができる。
【００３３】
本発明の第２２の態様は、第２０の態様に記載の光学系において、特定の偏光方向は、Ｓ偏光であり、さらに、ＴＩＲプリズムとダイクロイックプリズムの間に１／２λ板を含む光学系を提供する。これにより、ＴＩＲプリズムが良好な特性を示す偏光方向とダイクロイック膜が良好な特性を示す偏光方向が異なる場合であっても、それぞれに良好な特性を示す偏光を入射させることができる。
【００３４】
本発明の第２３の態様は、第２１の態様に記載の光学系において、ダイクロイック膜は、赤色に相当する波長成分を反射し、緑色及び青色に相当する波長成分を透過する光学系を提供する。
【００３５】
本発明の第２４の態様は、第２２の態様に記載の光学系において、ダイクロイック膜は、赤色に相当する波長成分を透過し、緑色及び青色に相当する波長成分を反射する光学系を提供する。
【００３６】
本発明の第２５の態様は、複数の波長成分を含む照明光を発する光源と、偏光方向を変換する波長成分を経時的に切り替えながら波長選択的に照明光の偏光方向を変換する波長選択偏光変換部と、第１の態様または第２０の態様に記載の光学系と、を含み、照明光のうち、波長選択偏光変換部により偏光方向が変換されなかった波長成分を投影する投影装置を提供する。
【００３７】
本発明の第２６の態様は、第２５の態様に記載の投影装置において、複数の波長成分は、赤色、緑色、青色に相当する波長成分であり、波長選択偏光変換部は、照明光の緑色に相当する波長成分の偏光方向と青色に相当する波長成分の偏光方向を交互に変換する投影装置を提供する。
【００３８】
本発明の第２７の態様は、第２５の態様に記載の投影装置において、波長選択偏光変換部は、偏光方向を変換する波長成分を経時的に切り替えながら波長選択的に照明光の偏光方向をＰ偏光からＳ偏光に変換する投影装置を提供する。
【００３９】
本発明の第２８の態様は、第２５の態様に記載の投影装置において、複数の波長成分は、赤色、緑色、青色に相当する波長成分であり、波長選択偏光変換部は、照明光の緑色に相当する波長成分の偏光方向と青色に相当する波長成分の偏光方向を交互にＰ偏光からＳ偏光に変換する投影装置を提供する。
【００４０】
本発明の第２９の態様は、第２６の態様または第２８の態様に記載の投影装置において、緑色に相当する波長成分を投影する時間は、青色に相当する波長成分を投影する時間以上である投影装置を提供する。これにより、投影画像では、良好なホワイトバランスを示す。
【００４１】
本発明の第３０の態様は、第２９の態様に記載の投影装置において、緑色に相当する波長成分を投影する時間と青色に相当する波長成分を投影する時間の比は、０．７：０．３乃至０．５：０．５である投影装置を提供する。
【００４２】
本発明の第３１の態様は、第２５の態様乃至第３０の態様のいずれか１つに記載の投影装置において、さらに、光源と波長選択偏光変換部の間に、光源が発する照明光を特定の偏光方向に変換する偏光変換部を含む投影装置を提供する。
【００４３】
本発明の第３２の態様は、第２５の態様乃至第３１の態様のいずれか１つに記載の投影装置において、波長選択偏光変換部は、同一平面上に放射状に配置され、全体として円形状をなす複数の特定波長偏光変換素子を含み、複数の特定波長偏光変換素子は、平面に垂直で、円形の中心を通る回転軸周りに回転する投影装置を提供する。
【００４４】
本発明の第３３の態様は、第２５の態様乃至第３１の態様のいずれか１つに記載の投影装置において、波長選択偏光変換部は、全体として円筒を形成し、円筒表面に配置された複数の特定波長偏光変換素子と、円筒内部に配置された反射手段を含み、複数の特定波長偏光変換素子は、円筒の中心を通る回転軸周りに回転する投影装置を提供する。この構成によると、回転によって特定波長偏光変換素子の特性が変化しないため、効率の良い偏光方向の変換を実現できる。
【００４５】
本発明の第３４の態様は、第２５の態様乃至第３１の態様のいずれか１つに記載の投影装置において、波長選択偏光変換部は、一定方向に並べて配置された複数の特定波長偏光変換素子を含み、複数の特定波長偏光変換素子は、一定方向に沿ってスライドする投影装置を提供する。この構成によると、回転によって特定波長偏光変換素子の特性が変化しないため、効率の良い偏光方向の変換を実現できる。
【００４６】
本発明の第３５の態様は、第２５の態様乃至第３１の態様のいずれか１つに記載の投影装置において、波長選択偏光変換部は、偏光方向を変換する波長成分を電気的な制御により切り替える電子的色別偏光制御手段である投影装置を提供する。
【発明の効果】
【００４７】
本発明によれば、投影光として利用する波長成分が、ダイクロイック膜が良好な特性を示す偏光方向でダイクロイック膜に入射することにより、入射角に依存した特性の劣化を抑えることが可能となり、これによって光量ロスが少なく色再現性の良い光学系及びこれを備えた多板式投影装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本実施形態における２板式の投影装置１００の構成を例示する図である。投影装置１００は、光源１１、偏光変換部１２、ホイール型波長選択偏光変換部１３、１／４λ板１４、第１の空間光変調器１５、第２の空間光変調器１６、色分離合成部２０、空間光変調器を制御する不図示の制御回路、不図示の投影レンズを含んで構成されている。色分離合成部２０は、異なる形状の２つのプリズム（プリズム２１、プリズム２２）からなり、プリズムの接合面上にはＲ透過型のダイクロイック膜２３及びＰ偏光を透過する（以降、Ｐ偏光透過型と称する）偏光膜２４が配置されている。また、ダイクロイック膜２３は、Ｓ偏光に対して優れた特性を示すＳ偏光優位のダイクロイック膜とする。なお、本実施形態では、第１の空間光変調器１５及び第２の空間光変調器１６は、それぞれマイクロミラーデバイスを使用している。ミラーデバイスは、複数のマイクロミラーを含み、各々のマイクロミラーの傾斜を制御することにより入射光を変調する。
【００４９】
図２は、本実施形態における投影装置１００に含まれるホイール型波長選択偏光変換部１３の構成を例示する図である。ホイール型波長選択偏光変換部１３は、全体を４つの領域に分割し、青色（Ｂ）に相当する波長成分（以降、青色（Ｂ）成分と称する）の偏光方向のみをＳ偏光からＰ偏光へ波長選択的に変換する特定波長偏光変換素子１３ａ及び特定波長偏光変換素子１３ｃ（以降、青色（Ｂ）特定波長偏光変換素子と称する）と緑色（Ｇ）に相当する波長成分（以降、緑色（Ｇ）成分と称する）の偏光方向のみをＳ偏光からＰ偏光へ波長選択的に変換する特定波長偏光変換素子１３ｂ及び特定波長偏光変換素子１３ｄ（以降、緑色（Ｇ）特定波長偏光変換素子と称する）を交互に組み合わせることにより構成されている。各特定波長偏光変換素子は、入射光の光軸と垂直をなすように配置されているものとする。また、各特定波長偏光変換素子は、入射光が各特定波長偏光変換素子を透過する際、入射光の偏光方向が図２において双方向矢印で示す特定波長偏光変換素子の基準軸１３ｅの方向と一致している場合に、最も効率よく光の偏光方向を波長選択的に変換することができる。より具体的には、偏光方向を変換させることを意図した波長成分と実際に特定波長偏光変換素子が偏光方向を変換させる選択波長成分のずれが少なく、且つ、特定波長偏光変換素子を高い透過率で透過することになる。
【００５０】
なお、このような特定波長偏光変換素子としては、例えば、カラーリンク（Color Link）社のカラーセレクト（Color Select）などがある。
また、ホイール型波長選択偏光変換部１３は、図２に例示される構成に限定されるものではなく、特定の波長成分の偏光方向を波長選択的に変換する少なくとも２種類の特定波長偏光変換素子を含んで構成されていればよい。変形例については後に詳述する。
【００５１】
以下、図１を参照しながら、光源１１から射出された照明光１が不図示のスクリーンへ投影光５として投影されるまでの流れについて、投影装置１００の各構成要素の作用と合わせて説明する。
【００５２】
まず、水銀ランプなどの光源１１から射出された複数の波長成分および複数の偏光方向を含む照明光１は、不図示の反射板やロッドインテグレータ等を介して偏光変換部１２へ入射する。偏光変換部１２へ入射した照明光１は、特定の偏光方向のみを有する照明光２に変換される。ここでは、偏光変換部１２は、照明光１をＳ偏光に変換するように作用し、より具体的には、例えば、Ｐ偏光のみを透過する偏光素子を用いて照明光１をＰ偏光とＳ偏光に一旦分離し、Ｐ偏光の光線のみ１／２λ板を透過させることで、入射した照明光１をすべてＳ偏光に変換した後、照明光２として出力するように作用する。
【００５３】
なお、ここでは、光源１１として水銀ランプを想定したが、複数のサブ光源からなるレーザー光源を用いてもよい。その場合、この偏光変換部１２は必ずしも必要ではない。
偏光変換部１２によりＳ偏光に変換された照明光２は、ホイール型波長選択偏光変換部１３へ入射する。図２で例示されるホイール型波長選択偏光変換部１３に入射した照明光２は、不図示の制御装置に制御されたホイール型波長選択偏光変換部１３の回転により、青色（Ｂ）特定波長偏光変換素子と緑色（Ｇ）特定波長偏光変換素子を交互に透過することになる。これにより、ホイール型波長選択偏光変換部１３を透過した照明光３は、青色（Ｂ）特定波長偏光変換素子を透過し青色（Ｂ）成分の偏光方向のみＰ偏光（それ以外はＳ偏光）である状態と緑色（Ｇ）特定波長偏光変換素子を透過し緑色（Ｇ）成分の偏光方向のみＰ偏光（それ以外はＳ偏光）である状態の２つの状態を経時的に交互に有することになる。
【００５４】
なお、後に詳述するが、ここで変換された波長成分は不要光４として不図示のスクリーンに到達する前に除去されることになる。
ホイール型波長選択偏光変換部１３を透過した照明光３は、青（Ｂ）または緑（Ｇ）成分のみＰ偏光の状態で色分離合成部２０へ入射する。図３Ａから図３Ｇは、色分離合成部２０内へ入射後、第１の空間光変調器１５または第２の空間光変調器１６で変調され、投影光５として不図示のスクリーンに投影されるまでの照明光３に含まれる赤色（Ｒ）成分、青色（Ｂ）成分、緑色（Ｇ）成分それぞれの光路を示した図である。以下、図３Ａから図３Ｇを参照しながら説明する。
【００５５】
まず、青色（Ｂ）特定波長偏光変換素子を透過し青色（Ｂ）成分の偏光方向のみＰ偏光の状態にある照明光３の場合について説明する。図３Ａに示すように、色分離合成部２０を構成するプリズム２１に入射した照明光３は、接合面の一部に配置されたＲ透過型のダイクロイック膜２３へ入射する。照明光３の赤色（Ｒ）成分は、ダイクロイック膜２３を透過し、所定の角度で第１の空間光変調器１５に入射する。それ以外の青色（Ｂ）及び緑色（Ｇ）成分は、ダイクロイック膜２３で反射し、プリズム２１の入射面で全反射した後に、所定の角度で第２の空間光変調器１６へ入射する。
【００５６】
なお、照明光３のダイクロイック膜２３への入射角は、Ｒ透過型として良好な特性が得られる角度に予め設計されている。これにより、ダイクロイック膜２３は、照明光３の赤色（Ｒ）成分とそれ以外の成分を高精度に色分離することができる。
【００５７】
また、ダイクロイック膜２３は上述のとおりＳ偏光優位のダイクロイック膜であるため、Ｓ偏光については入射角に関して比較的広い範囲で良好な特性が得られる。このため、光束が所定のＮＡを持つためなどによりダイクロイック膜に対する入射角がばらつく場合であっても、Ｓ偏光状態にある赤色（Ｒ）及び緑色（Ｇ）成分については特性の劣化が最小限に抑えられて、高精度で色分離され、それぞれ第１の空間光変調器１５、第２の空間光変調器１６へ到達することになる。
【００５８】
一方、Ｐ偏光状態にある青色（Ｂ）成分については、入射角によるダイクロイック膜２３の特性の劣化が大きいため、入射角によってはＳ偏光状態の赤色（Ｒ）及び緑色（Ｇ）成分に比べ色分離精度が低下する。しかし、後に詳述するようにダイクロイック膜２３に入射時点でＰ偏光であった成分については偏光膜２４で不要光４として投影光５から除去されることから、上記色分離精度の低下は、表示される映像の色再現性には影響しない。
【００５９】
図３Ｂは、第１の空間光変調器１５へ入射後の赤色（Ｒ）成分の光路のみを示した図である。第１の空間光変調器１５へ入射した赤色（Ｒ）成分は不図示の制御回路から受信した赤色（Ｒ）成分に関する制御信号に基づいて、第１の空間光変調器１５の各画素部で変調され、画素毎に必要な光量だけ法線方向に反射する。
【００６０】
この時、赤色（Ｒ）成分は、色分離合成部２０と第１の空間光変調器１５の間の光路上に配置された１／４λ板１４を往復することになるため、偏光方向が９０度回転してＳ偏光からＰ偏光へ変換される。Ｐ偏光に変換された赤色（Ｒ）成分は、再度、色分離合成部２０へ入射し、Ｐ偏光透過型の偏光膜２４を透過して、投影光５として投影される。
【００６１】
なお、偏光膜２４への入射角は、Ｐ偏光透過型として良好な特性が得られる角度に予め設計されている。これにより、偏光膜２４は、１／４λ板１４での偏光方向の変換を考慮すると、ダイクロイック膜２３をＰ偏光で透過した成分を高精度に投影光から除去することができる。例えば、上述したダイクロイック膜２３の特性の劣化により第１の空間光変調器１５へ入射したＰ偏光の青色（Ｂ）成分などを除去することができる。
【００６２】
また、１／４λ板１４は、赤色（Ｒ）成分にのみ波長選択的に１／４λ板として作用する特定波長偏光変換素子であってもよい。この場合、ダイクロイック膜２３をＳ偏光で透過した成分（ただし、赤色（Ｒ）成分を除く）を投影光から除去することができる。例えば、ダイクロイック膜２３の色分離精度の誤差によりＳ偏光で透過した緑色（Ｇ）成分などをＳ偏光を反射する偏光膜２４により投影光から除去することができる。なお、赤色（Ｒ）成分にのみ波長選択的に１／４λ板として作用する特定波長偏光変換素子は、通常の１／４λ板と比較して狭い波長域で特性を確保すればよいため、特性の確保が容易となる。
【００６３】
図３Ｃは、第２の空間光変調器１６へ入射後の青色（Ｂ）及び緑色（Ｇ）成分の光路を示した図である。第２の空間光変調器１６へ入射後の青色（Ｂ）及び緑色（Ｇ）成分は不図示の制御回路から受信した制御信号に基づいて、第２の空間光変調器１６の各画素部で変調され、画素毎に必要な光量だけ法線方向に反射する。
【００６４】
なお、不図示の制御回路は、第２の空間光変調器１６をホイール型波長選択偏光変換部１３の回転に同期して制御している。より具体的には、不図示の制御回路は、特定波長偏光変換素子の切り替えの際、照明光２が青色（Ｂ）特定波長偏光変換素子を透過する場合には、緑色（Ｇ）成分に関する制御信号を、緑色（Ｇ）特定波長偏光変換素子を透過する場合には、青色（Ｂ）成分に関する制御信号を第２の空間光変調器１６へ送信する。
【００６５】
これにより、第２の空間光変調器１６では、ホイール型波長選択偏光変換部１３により偏光方向を変換され、後に投影光５から除去される成分とは異なる成分（ここでは、緑色（Ｇ）成分）に関する制御信号に基づいて変調されることになる。
【００６６】
第２の空間光変調器１６で変調された青色（Ｂ）及び緑色（Ｇ）成分は、再度、色分離合成部２０へ入射し、プリズム２１で一度全反射してからＰ偏光透過型の偏光膜２４へ入射する。偏光膜２４への入射角は、Ｐ偏光透過型として良好な特性が得られる角度に予め設計されている。これにより、Ｓ偏光の緑色（Ｇ）成分は偏光膜２４で反射して投影光５として投影され、Ｐ偏光の青色（Ｂ）成分は、偏光膜２４を透過して不要光４として除去されることになる。
【００６７】
このように、青色（Ｂ）成分の偏光方向のみＰ偏光の状態で色分離合成部２０へ入射した照明光３は、図３Ｄで示されるように、赤色（Ｒ）及び緑色（Ｇ）成分が偏光膜２４で合成され、投影光５として不図示のスクリーンへ投影される。
【００６８】
次に、緑色（Ｇ）特定波長偏光変換素子を透過し緑色（Ｇ）成分の偏光方向のみＰ偏光の状態にある照明光３の場合について説明する。
図３Ｅに示すように、色分離合成部２０に入射した照明光３は、図３Ａの場合と同様に、ダイクロイック膜２３で色分離され、赤色（Ｒ）成分は第１の空間光変調器１５へ入射し、それ以外の青色（Ｂ）及び緑色（Ｇ）成分は第２の空間光変調器１６へ入射する。
【００６９】
なお、ダイクロイック膜２３はＳ偏光優位のダイクロイック膜であるため、Ｐ偏光である緑色（Ｇ）成分は他の成分に比べて色分離の精度が劣化しやすい。このため、一部の緑色（Ｇ）成分については、第１の空間光変調器１５へ入射する可能性もあるが、第１の空間光変調器１５、第２の空間光変調器１６のどちらの方向に分離された場合であっても、その後、偏光膜２４で除去されることになるため、表示される映像の色再現性には影響しない。
【００７０】
赤色（Ｒ）成分は、図３Ｂと同様に、第１の空間光変調器１５で変調され、１／４λ板１４でＰ偏光に変換された上で、偏光膜２４を透過し投影光５として投影される。
一方、第２の空間光変調器１６へ入射後の青色（Ｂ）及び緑色（Ｇ）成分は、ホイール型波長選択偏光変換部１３と同期して青色（Ｂ）成分に関する制御信号に基づいて変調されることになる。その後、図３Ｆで示すように、Ｓ偏光の青色（Ｂ）成分は偏光膜２４で反射し投影光５として投影され、Ｐ偏光の緑色（Ｇ）成分は、偏光膜２４を透過して不要光４として除去されることになる。
【００７１】
このように、緑色（Ｇ）成分の偏光方向のみＰ偏光の状態で色分離合成部２０へ入射した照明光３は、図３Ｇで示されるように、赤色（Ｒ）及び青色（Ｂ）成分が偏光膜２４で合成され、投影光５として不図示のスクリーンへ投影される。
【００７２】
以上、本実施形態では、照明光２が緑色（Ｇ）特定波長偏光変換素子と青色（Ｂ）特定波長偏光変換素子を交互に透過することで、赤色（Ｒ）成分及び青色（Ｂ）成分の合成光と赤色（Ｒ）成分及び緑色（Ｇ）成分の合成光が交互に投影され、カラー画像を表示する。
【００７３】
本実施形態では、ダイクロイック膜２３は照明光３に対してのみ作用し、偏光膜２４は投影光５に対してのみ作用するように構成されている。このため、照明光と投影光の両方に対して作用する場合に比べ、ダイクロイック膜２３や偏光膜２４の入射角を最適化しやすく、最適な入射角からのずれを小さくできるため、入射角に依存した特性の劣化を抑えることができる。これは、高い色再現性の実現や光量ロスの減少に寄与することになる。
【００７４】
また、本実施形態では偏光状態を利用して投影光５を選択的に出力しているが、投影光５として利用する波長成分がダイクロイック膜２３が良好な特性を示す偏光方向（Ｓ偏光）でダイクロイック膜２３に入射することにより、入射角に依存した特性の劣化をさらに抑えることができる。このような特定偏光に対して良好な特性を示すダイクロイック膜は、Ｐ偏光とＳ偏光の両方に対して良好な特性を示すダイクロイック膜に比べ、一般に設計が容易であり、より良好な特性を得ることができる。なお、リップルの少なくスムーズで急峻な波長依存性を示し、設計の自由度も高いため、ルゲートフィルタや傾斜膜としてダイクロイック膜を生成するとなお良い。
【００７５】
また、本実施形態の色分離合成部２０は、２つのプリズムで色分離合成の他に、照明光と投影光の分離も合わせて実現している。このため、これらを別体のＴＩＲプリズムやＰＢＳプリズムで行う場合に比べて、プリズムの種類及び数ともに削減でき、光学系の単純化やコスト面でのメリットが得られる。特に、ＴＩＲプリズムの除去は、内部の微小なギャップの高精度な保持にかかる負担や光がギャップを透過する際に発生する光量ロスや収差の改善にも寄与する。
【００７６】
その他、本実施形態の色分離合成部２０では、ダイクロイック膜２３と偏光膜２４が同一平面上に形成されるため、膜の製作やそれに伴うプリズムの取り扱いが容易な点や、空間光変調器での変調から投影までの間の反射回数がいずれの光路であっても偶数回であるため、像の反転を意識する必要がない点などのメリットがある。
【００７７】
なお、これまで、空間光変調器はマイクロミラーデバイスとし、図４Ａで例示するように、マイクロミラーが制御される前の状態（以降、初期状態と称する。）におけるマイクロミラー平面の法線に対して所定の角度で斜め方向から入射した照明光３のうち、必要な光量だけＯＮ光として法線方向に反射する例を示した。しかし、反射方向は特にこれに限られるものではない。図４Ｂで例示するように、初期状態におけるマイクロミラー平面の法線に対して図４Ａとは異なる所定の角度で斜め方向から入射した照明光３を、必要な光量だけＯＮ光として斜め方向へ反射するように構成してもよい。この場合、照明光３と投影光５の方向の分離を行いやすいというメリットがある。
【００７８】
さらに、上述したとおり、ホイール型波長選択偏光変換部１３についても図２で例示される構成に限定されるものではない。図５Ａから図５Ｅはホイール型波長選択偏光変換部１３の変形例である。
【００７９】
図５Ａで例示されるホイール型波長選択偏光変換部３１は、青色（Ｂ）特定波長偏光変換素子３１ａと緑色（Ｇ）特定波長偏光変換素子３１ｂを１つずつ使用して構成した例である。
【００８０】
図５Ｂで例示されるホイール型波長選択偏光変換部３２は、青色（Ｂ）特定波長偏光変換素子３２ａと緑色（Ｇ）特定波長偏光変換素子３２ｂに加え、緑色（Ｇ）と青色（Ｂ）の両方の成分の偏光方向を変換するシアン（Ｃ）特定波長偏光変換素子３２ｃを使用して構成した例である。この場合、シアン（Ｃ）特定波長偏光変換素子３２ｃを透過する間は、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）成分ともに、不要光４として排除されることになり、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）成分の光量を調整することができる。
【００８１】
図５Ｃで例示されるホイール型波長選択偏光変換部３３は、青色（Ｂ）特定波長偏光変換素子３３ａと緑色（Ｇ）特定波長偏光変換素子３３ｂに加え、偏光作用を有しない透明平板３３ｃを使用して構成した例である。この場合、透明平板３３ｃを透過する間は、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）成分ともに、投影光５として投影されることになり、より明るい画像を得ることができる。
【００８２】
その他にも、ホワイトバランスを考慮して緑色（Ｇ）と青色（Ｂ）の特定波長偏光変換素子の割合をさまざまに調整することができる。
例えば、光源１１が水銀ランプである場合は、赤色（Ｒ）成分の光量が不足する傾向にあるので、本実施形態のように、赤色（Ｒ）成分を常時投影しながら、ホワイトバランスを考慮して、緑色（Ｇ）と青色（Ｂ）の成分を７：３から５：５程度の割合で交互に投影するとよい。
【００８３】
また、常時投影する成分は、赤色（Ｒ）成分に限られない。図５Ｄ及び図５Ｅはそれぞれ緑色（Ｇ）成分、青色（Ｂ）成分を常時投影する場合の構成を示している。
以上のようにホイール型波長選択偏光変換部１３の構成を変更することで、光源の種類や人間の視感度などさまざまな要素を考慮して、各色成分の割合や光量を調整することができる。
【００８４】
また、ホイール型波長選択偏光変換部１３の代わりに、ドラム型波長選択偏光変換部３６を使用してもよい。円筒の表面に特定波長偏光変換素子を配置した図６で例示するドラム型波長選択偏光変換部３６を使用する場合、照明光２は円筒外部から円筒表面の特定波長偏光変換素子を透過して円筒内部へ入射し、円筒内に配置されたミラーなどで反射して特定波長偏光変換素子の配置されていない面から射出する。ドラム型波長選択偏光変換部３６は不図示の制御装置により回転を制御されていて、照明光２が緑色特定波長偏光変換素子（特定波長偏光変換素子３６ａ、特定波長偏光変換素子３６ｃ）と青色特定波長偏光変換素子（特定波長偏光変換素子３６ｂ、特定波長偏光変換素子３６ｄ）を交互に透過することで、ホイール型波長選択偏光変換部１３と同様の作用を有する。
【００８５】
ドラム型波長選択偏光変換部３６の場合、入射光（照明光２）の偏光方向と図６において双方向矢印で示す特定波長偏光変換素子の基準軸３６ｅの方向の相対的な位置関係が常に一定となるため、両方向を常時一致させることができ、最も効率よく光の偏光方向を波長選択的に変換することができる。
【００８６】
また、ホイール型波長選択偏光変換部１３の代わりに、スライド式波長選択偏光変換部３７を使用してもよい。スライド式波長選択偏光変換部３７は、図７で例示されるように一定方向に並べて配置した特定波長偏光変換素子（特定波長偏光変換素子３７ａ、特定波長偏光変換素子３７ｂ、特定波長偏光変換素子３７ｃ）をスライドさせることで、照明光２が透過する特定波長偏光変換素子を切り替えるものである。
【００８７】
スライド式波長選択偏光変換部３７の場合も、ドラム型波長選択偏光変換部３６と同様に、入射光（照明光２）の偏光方向と図７において双方向矢印で示す特定波長偏光変換素子の基準軸３７ｅの方向の相対的な位置関係が常に一定となるため、両方向を常時一致させることができ、最も効率よく光の偏光方向を波長選択的に変換することができる。
【００８８】
なお、ドラム型波長選択偏光変換部３６、スライド式波長選択偏光変換部３７のいずれの場合も、ホイール型波長選択偏光変換部１３と同様に、作用する波長成分（色）に関する組み合わせは、任意に選択することができる。
【００８９】
また、ホイール型波長選択偏光変換部１３の代わりに、例えば、カラーリンク社のカラースイッチやスイス国アルシュビルのRolic Technologies Ltd.のelectronic colour switchなどの偏光方向を変換する波長成分を電気的な制御により切り替えることができる電子的色別偏光制御手段を使用してもよい。
［第１の実施形態の第１の変形例］
第１の実施形態の第１の変形例は、照明光１を偏光変換部１２でＰ偏光に変換したものである。
【００９０】
図８は、本変形例における２板式の投影装置１００の構成の一部を例示する図で、緑色（Ｇ）特定波長偏光変換素子を透過した場合の各色成分の光路を示している。基本的な構成は後述する３点を除き図１に示す構成と同様で、各色成分の光路も同様となる。以下、図８を参照しながら、第１の実施形態との相違点について説明する。
【００９１】
第１の相違点は、偏光変換部１２がＰ偏光へ偏光変換する点である。その結果、ホイール型波長選択偏光変換部１３で使用する特定波長偏光変換素子は特定波長の偏光状態をＰ偏光からＳ偏光に変換することになる。なお、作用する波長成分（色）に関する組み合わせについては、図２と同様の構成が使用できる。
【００９２】
第２の相違点は、ダイクロイック膜２３が、Ｐ偏光優位のダイクロイック膜となっている点である。本変形例では、投影光５として利用する波長成分は、ダイクロイック膜２３にＰ偏光状態で入射するため、Ｐ偏光に対してより良好な特性を有するＰ偏光優位のダイクロイック膜を使用する。
【００９３】
第３の相違点は、１／４λ板１４が色分離合成部２０と第１の空間光変調器１５の間の赤色（Ｒ）成分の光路上ではなく、色分離合成部２０と第２の空間光変調器１６の間の緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）成分の光路上に配置されている点である。これは、照明光３の偏光状態が図１の場合と直交した状態にあることによって図１の構成をそのまま適応した場合に生じる偏光膜２４での作用の違いを調整するための措置である。これにより、偏光膜２４へ入射時点での偏光状態が図１と同様になり、図１と同様に、赤色（Ｒ）成分を常時投影しながら、緑色（Ｇ）成分と青色（Ｂ）成分を交互に投影することができる。
【００９４】
なお、１／４λ板１４は、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）成分にのみ波長選択的に１／４λ板として作用するシアン（Ｃ）特定波長偏光変換素子であってもよい。
以上の構成とすることで、照明光１を偏光変換部１２でＰ偏光に変換した場合であっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
［第１の実施形態の第２の変形例］
第１の実施形態の第２の変形例は、ダイクロイック膜２３をＲ反射型のダイクロイック膜に変更したものである。
【００９５】
図９は、本変形例における２板式の投影装置１００の構成の一部を例示する図で、青色（Ｂ）特定波長偏光変換素子を透過した場合の各色成分の光路を示している。基本的な構成はダイクロイック膜２３を除き図１に示す構成と同様である。なお、ダイクロイック膜２３はＳ偏光優位の特性を有する点は図１と同様である。以下、図９を参照しながら、第１の実施形態との相違点について説明する。
【００９６】
第１の実施形態との相違点は、ダイクロイック膜２３がＲ反射型であることにより、ダイクロイック膜２３へ入射後の各色成分の光路が異なっている点のみである。より具体的には、図９に示すように、赤色（Ｒ）成分が第２の空間光変調器１６へ入射する光路へ導かれ、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）成分が第１の空間光変調器１５へ入射する光路へ導かれる。
【００９７】
なお、１／４λ板１４は図１と同様の場所に配置されているが、作用する成分が図１の場合と異なることになる。これにより、１／４λ板１４に特定波長偏光変換素子を用いる場合は、シアン（Ｃ）成分にのみ波長選択的に１／４λ板として作用するシアン（Ｃ）特定波長偏光変換素子を用いる必要がある。
【００９８】
以上の構成とすることで、ダイクロイック膜２３をＲ反射型のダイクロイック膜に変更した場合であっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
［第１の実施形態の第３の変形例］
第１の実施形態の第３の変形例は、照明光１を偏光変換部１２でＰ偏光に変換し、且つ、ダイクロイック膜２３をＲ反射型のダイクロイック膜に変更したものである。
【００９９】
図１０は、本変形例における２板式の投影装置１００の構成の一部を例示する図で、青色（Ｂ）特定波長偏光変換素子を透過した場合の各色成分の光路を示している。基本的な構成は後述する４点を除き図１に示す構成と同様である。以下、図１０を参照しながら、第１の実施形態との相違点について説明する。
【０１００】
第１の相違点は、偏光変換部１２がＰ偏光へ偏光変換する点である。その結果、ホイール型波長選択偏光変換部１３で使用する特定波長偏光変換素子は特定波長の偏光状態をＰ偏光からＳ偏光に変換することになる。なお、作用する波長成分（色）に関する組み合わせについては、図２と同様の構成が使用できる。
【０１０１】
第２の相違点は、ダイクロイック膜２３が、Ｐ偏光優位のダイクロイック膜となっている点である。本変形例では、投影光５として利用する波長成分は、ダイクロイック膜２３にＰ偏光状態で入射するため、Ｐ偏光に対してより良好な特性を有するＰ偏光優位のダイクロイック膜を使用する。
【０１０２】
第３の相違点は、ダイクロイック膜２３がＲ反射型であることにより、ダイクロイック膜２３へ入射後の各色成分の光路が異なっている点である。より具体的には、図１０に示すように、赤色（Ｒ）成分が第２の空間光変調器１６へ入射する光路へ導かれ、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）成分が第１の空間光変調器１５へ入射する光路へ導かれる。
【０１０３】
第４の相違点は、１／４λ板１４が色分離合成部２０と第１の空間光変調器１５の間ではなく、色分離合成部２０と第２の空間光変調器１６の間に配置されている点である。これは、照明光３の偏光状態が図１の場合と直交した状態にあることによって図１の構成をそのまま適応した場合に生じる偏光膜２４での作用の違いを調整するための措置である。これにより、図１と同様に、赤色（Ｒ）成分を常時投影しながら、緑色（Ｇ）成分と青色（Ｂ）成分を交互に投影することができる。
【０１０４】
なお、１／４λ板１４は、赤色（Ｒ）成分にのみ波長選択的に１／４λ板として作用する赤色（Ｒ）特定波長偏光変換素子であってもよい。
以上の構成とすることで、照明光１を偏光変換部１２でＰ偏光に変換し、且つ、ダイクロイック膜２３をＲ反射型のダイクロイック膜に変更した場合であっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０５】
なお、本実施形態と第１から第３の変形例は、照明光２の偏光状態とダイクロイック膜２３の特性をさまざまな組み合わせに変更した関係にある。
［第１の実施形態の第４の変形例］
第１の実施形態の第４の変形例は、第１の実施形態における１／４λ板１４を１／２λ板１７に変更したものである。
【０１０６】
図１１は、本変形例における２板式の投影装置１００の構成の一部を例示する図で、青色（Ｂ）特定波長偏光変換素子を透過した場合の各色成分の光路を示している。基本的な構成は後述する点を除き図１に示す構成と同様で、各色成分の光路も同様となる。以下、図１１を参照しながら、第１の実施形態との相違点について説明する。
【０１０７】
第１の実施形態との相違点は、１／４λ板１４から１／２λ板１７に変更し、それに合わせて、配置も空間光変調器への入射前後の両方で作用する位置から、一方にのみ作用する位置に変更した点である。これは、第１の実施形態においては１／４λ板１４を２回透過することで得られた偏光方向の変換が、１／２λ板１７では１回の透過で得られることによる措置である。図１１では、第１の空間光変調器１５へ入射する前の光路上に配置した例を示しているが、ダイクロイック膜２３を透過後、偏光膜２４へ入射する前であれば、第１の空間光変調器１５から反射後の光路上など他の場所に配置してもよい。
【０１０８】
なお、１／２λ板１７は、赤色（Ｒ）成分にのみ波長選択的に１／２λ板として作用する赤色（Ｒ）特定波長偏光変換素子であってもよい。
以上の構成とすることで、１／４λ板１４を１／２λ板１７に変更した場合であっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０９】
また、本変形例のように１／２λ板１７を使用した構成においても、第１の実施形態の第１から第３の変形例と同様に照明光２の偏光状態とダイクロイック膜２３の特性をさまざまな組み合わせに変更することができる。
［第２の実施形態］
本実施形態は、上述した第１の実施形態に対して、投影光５に含まれる偏光方向を一定方向に揃えたものである。
【０１１０】
図１２は、本実施形態における２板式の投影装置２００の構成を例示する図で、青色（Ｂ）特定波長偏光変換素子を透過した場合の各色成分の光路を示している。投影装置２００は、色分離合成部２０と不図示のスクリーンの間に、赤色（Ｒ）成分をＰ偏光からＳ偏光に変換する赤色特定波長偏光変換素子２５が追加されている。その他の構成は投影装置１００と同様である。
【０１１１】
照明光３が第１の空間光変調器１５及び第２の空間光変調器１６で変調され、偏光膜２４で合成されるまでは第１の実施形態と同様であるので、偏光膜２４での合成以降についてのみ説明する。
【０１１２】
本構成の場合、Ｐ偏光透過型の偏光膜２４により、偏光膜２４を透過したＰ偏光の赤色（Ｒ）成分と偏光膜２４を反射したＳ偏光の緑色（Ｇ）成分または青色（Ｂ）成分の合成光が赤色特定波長偏光変換素子２５へ到達する。赤色特定波長偏光変換素子２５は赤色（Ｒ）成分のみを波長選択的に偏光面を９０度回転するため、赤色（Ｒ）成分はＰ偏光からＳ偏光に変換される。このため、投影光５はすべてＳ偏光に統一されることになる。
【０１１３】
以上、本実施形態では、偏光スクリーンを合わせて用いることでより、第１の実施形態の効果に加え、画像のコントラストを向上させることができる。なお、ここで、偏光スクリーンとは、所定の偏光方向の成分のみを反射し異なる偏光方向を有する余分な外光等の反射を防止できるスクリーンである。
【０１１４】
なお、赤色特定波長偏光変換素子２５の代わりに、緑色（Ｇ）成分と青色（Ｂ）成分の両方の偏光面を回転するシアン特定波長偏光変換素子を用いても良い。その場合、シアン特定波長偏光変換素子は、シアンの偏光状態をＳ偏光からＰ偏光に変換する。
【０１１５】
また、本実施形態は第１の実施形態と同様の変形が可能である。具体的には、第１の空間光変調器１５及び第２の空間光変調器１６を斜め照明斜め反射の構成で利用しても良い。また、ホイール型波長選択偏光変換部１３の構成の変更や、ホイール型波長選択偏光変換部１３の代わりにドラム型波長選択偏光変換部３６、スライド式波長選択偏光変換部３７、電子的色別偏光制御手段を用いてもよい。さらに、照明光２の偏光状態とダイクロイック膜２３の特性をさまざまな組み合わせに変更することもできる。ただし、その場合、赤色特定波長偏光変換素子２５またはシアン特定波長偏光変換素子は組み合わせに応じて、特定波長偏光変換素子でＳ偏光をＰ偏光に変換する、または特定波長偏光変換素子でＰ偏光をＳ偏光に変換するものとする。
［第２の実施形態の第１の変形例］
第２の実施形態の第１の変形例は、投影装置２００の構成を変更して、第２の実施形態と同様に投影光５に含まれる偏光方向を一定方向に揃える機能を実現したものである。
【０１１６】
図１３は、本変形例における２板式の投影装置２００の構成の一部を例示する図で、青色（Ｂ）特定波長偏光変換素子を透過した場合の各色成分の光路を示している。第２の実施形態との構成上の相違点は以下の３点である。
【０１１７】
第１の相違点は、色分離合成部２０と第１の空間光変調器１５の間に配置されていた１／４λ板１４を取り除いた点である。
第２の相違点は、色分離合成部２０内に配置された偏光膜２４をＲ透過型で且つＳ偏光優位のダイクロイック膜２６に変更した点である。
【０１１８】
第３の相違点は、色分離合成部２０とスクリーンの間の赤色特定波長偏光変換素子２５をＳ偏光のみ透過する偏光板２７に変更した点である。
以下、図１３を参照しながら、色分離合成部２０へ入射した照明光３が不図示のスクリーンへ投影光５として投影されるまでの流れについて、本変形例の投影装置２００の各構成要素の作用と合わせて説明する。
【０１１９】
色分離合成部２０へ入射した照明光３は、Ｒ透過型のダイクロイック膜２３で赤色（Ｒ）成分のみ反射することで、赤色（Ｒ）成分とそれ以外（緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）成分）に分離され、それぞれ所定の角度で第１の空間光変調器１５と第２の空間光変調器１６へ入射する。
【０１２０】
第１の空間光変調器１５の各画素部で変調され、画素毎に必要な光量だけ法線方向に反射した赤色（Ｒ）成分は、ダイクロイック膜２３と同一平面上に配置されたもうひとつのダイクロイック膜２６へ入射する。このため、赤色（Ｒ）成分はダイクロイック膜２６を透過し、Ｓ偏光状態で色分離合成部２０から射出する。
【０１２１】
一方、第２の空間光変調器１６の各画素部で変調され、画素毎に必要な光量だけ法線方向に反射した緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）成分は、プリズム２１で一度全反射してからダイクロイック膜２６へ入射する。ダイクロイック膜２６では、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）成分のいずれも反射し、それぞれＳ偏光とＰ偏光の状態で色分離合成部２０から射出する。
【０１２２】
その後、ダイクロイック膜２６で合成され色分離合成部２０から射出した各色成分は偏光板２７に入射する。偏光板２７はＳ偏光のみ透過する特性を有するため、Ｐ偏光である青色（Ｂ）成分は不要光４として除去され、残りの赤色（Ｒ）及び緑色（Ｇ）成分が投影光５として投影されることになる。
【０１２３】
緑色（Ｇ）成分のみＰ偏光の状態で色分離合成部２０へ入射した場合は、緑色（Ｇ）成分がＰ偏光で、青色（Ｂ）成分がＳ偏光で偏光板２７へ到達する。このため、Ｐ偏光である緑色（Ｇ）成分は不要光４として除去され、残りの赤色（Ｒ）及び青色（Ｂ）成分が投影光５として投影されることになる。
【０１２４】
以上の構成によっても、投影光５の偏光状態を統一できるため、実施形態２と同様に、偏光スクリーンを合わせて用いることにより、画像のコントラストを向上させることができる。また、第１の実施形態の効果も同様に得ることができる。
【０１２５】
また、本変形例においても、照明光２の偏光状態をＰ偏光に変更することも可能である。この場合、偏光板２７はＰ偏光のみ透過する偏光板２７に、ダイクロイック膜２３及びダイクロイック膜２６は、Ｐ偏光優位のダイクロイック膜に変更する。
【０１２６】
また、ダイクロイック膜２３及びダイクロイック膜２６は、Ｒ透過型からＲ反射型に変更することも可能である。ただし、ダイクロイック膜２３とダイクロイック膜２６の両方をＲ反射型の特性のものに変更する必要がある。
【０１２７】
その他、第１の空間光変調器１５及び第２の空間光変調器１６を斜め照明斜め反射の構成で利用しても良い。また、ホイール型波長選択偏光変換部１３の構成の変更や、ホイール型波長選択偏光変換部１３の代わりにドラム型波長選択偏光変換部３６、スライド式波長選択偏光変換部３７、電子的色別偏光制御手段を用いてもよい。
［第３の実施形態］
本実施形態は、上述した第２の実施形態に対して、色分離合成部２０と空間光変調器の間にフィールドレンズを追加したものである。
【０１２８】
図１４は、本実施形態における２板式の投影装置３００の構成を例示する図で、青色（Ｂ）特定波長偏光変換素子を透過した場合の各色成分の光路を示している。投影装置３００は、色分離合成部２０と第１の空間光変調器１５の間にフィールドレンズ２８が、色分離合成部２０と第２の空間光変調器１６の間にフィールドレンズ２９が追加されている。その他の構成は投影装置２００と同様である。
【０１２９】
なお、フィールドレンズ２８と不図示の投影レンズは、第１の空間光変調器１５に対する投影光学系として作用し、第１の空間光変調器１５に対してテレセントリック光学系となっている。同様に、フィールドレンズ２９と不図示の投影レンズも、第２の空間光変調器１６に対して投影光学系として作用し、第２の空間光変調器１６に対してテレセントリック光学系となっている。
【０１３０】
投影光学系をフィールドレンズを使ったテレセントリック光学系として構成することにより、不図示の投影レンズの入射瞳位置を空間光変調器側に近づけることができるため投影光学系内の光束径を小さくすることができる。これにより、色分離合成部２０や不図示の投影レンズの小型化が可能となる。
【０１３１】
図１５Ａと図１５Ｂは、それぞれ投影レンズの入射瞳位置を変更した場合の主光線６の様子を示した図である。投影レンズの入射瞳位置は、図１５Ａで例示するように偏光膜２４より投影レンズ側（投影レンズ内部も含む）に位置してもよいし、図１５Ｂで例示するように偏光膜２４付近に位置してもよい。なお、図１５Ａのように偏光膜２４より投影レンズ側に位置した場合、投影レンズの有効径の小型化により効果的であるのに対して、図１５Ｂのように偏光膜２４付近に位置した場合、色分離合成部２０の小型化により効果的となる。
【０１３２】
また、フィールドレンズ２８（フィールドレンズ２９）の追加は、収差の補正に対しても効果がある。両フィールドレンズは、空間光変調器での変調前後にそれぞれ１回ずつ作用するため、照明光３と投影光５の両方の収差の補正に寄与する。また、フィールドレンズ２８とフィールドレンズ２９でそれぞれ作用する波長成分に合わせて構成を変えることにより、色収差に対しても良好に補正することができる。
【０１３３】
以上のように、本実施形態ではフィールドレンズを用いることにより、第２の実施形態の効果に加え、投影レンズや色分離合成部２０の小型化や収差（色収差を含む）の補正といった効果が得られる。
【０１３４】
また、本実施形態は第２の実施形態と同様の変形が可能である。具体的には、第１の空間光変調器１５及び第２の空間光変調器１６を斜め照明斜め反射の構成で利用しても良い。また、ホイール型波長選択偏光変換部１３の構成の変更や、ホイール型波長選択偏光変換部１３の代わりにドラム型波長選択偏光変換部３６、スライド式波長選択偏光変換部３７、電子的色別偏光制御手段を用いてもよい。さらに、照明光２の偏光状態とダイクロイック膜２３の特性をさまざまな組み合わせに変更することもできる。
［第４の実施形態］
本実施形態は、上述した第１の実施形態に対して、色分離合成部２０を構成するプリズムの形状等を変更したものである。
【０１３５】
図１６は、本実施形態における２板式の投影装置４００の構成を例示する図で、青色（Ｂ）特定波長偏光変換素子を透過した場合の各色成分の光路を示している。投影装置４００は色分離合成部２０で使用するプリズムの形状と１／４λ板１４の配置が異なっているのみで、その他の構成は投影装置１００と同様である。
【０１３６】
色分離合成部２０は、断面形状が直角三角形である同形状の２つの三角柱プリズム（プリズム４１、プリズム４２）から構成され、図１６で示すように色分離合成部２０全体として三角柱形状をなす。プリズムの接合面上にはＲ透過型のダイクロイック膜２３及びＰ偏光透過型の偏光膜２４が配置されている点、ダイクロイック膜２３がＳ偏光優位のダイクロイック膜である点は同様である。また、１／４λ板１４は、色分離合成部２０と第２の空間光変調器１６の間の光路上に配置されている。
【０１３７】
以下、色分離合成部２０へ入射した照明光３が不図示のスクリーンへ投影光５として投影されるまでの流れについて、図１７Ａ及び図１７Ｂを参照しながら、説明する。
図１７Ａは、第１の空間光変調器１５及び第２の空間光変調器１６へ入射前の各色成分の光路を示した図である。青（Ｂ）成分のみＰ偏光の状態でプリズム４１の長辺の面から色分離合成部２０へ入射した照明光３は、接合面の一部に配置されたＲ透過型のダイクロイック膜２３へ入射する。照明光３の赤色（Ｒ）成分は、ダイクロイック膜２３を透過し、プリズム４２の長辺の面で全反射して所定の角度で第１の空間光変調器１５に入射する。それ以外の青色（Ｂ）及び緑色（Ｇ）成分は、ダイクロイック膜２３で反射し、プリズム４１の入射面（長辺の面）で全反射した後に、所定の角度で第２の空間光変調器１６へ入射する。
【０１３８】
なお、ダイクロイック膜２３がＳ偏光優位のダイクロイック膜であり、照明光３のダイクロイック膜２３への入射角が良好な特性が得られる角度に予め設計されている点は第１の実施形態と同様である。
【０１３９】
図１７Ｂは、第１の空間光変調器１５及び第２の空間光変調器１６へ入射後の各色成分の光路を示した図である。第１の空間光変調器１５の各画素部で変調され、画素毎に必要な光量だけ法線方向に反射した赤色（Ｒ）成分は、プリズム４２の長辺の面で全反射して偏光膜２４へ入射する。偏光膜２４はＰ偏光透過型の偏光膜であるため、赤色（Ｒ）成分は偏光膜２４で反射し、Ｓ偏光状態で色分離合成部２０から射出する。
【０１４０】
一方、第２の空間光変調器１６の各画素部で変調され、画素毎に必要な光量だけ法線方向に反射した緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）成分は、プリズム４１で一度全反射してから偏光膜２４へ入射する。なお、この時、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）成分は、色分離合成部２０と第２の空間光変調器１６の間の光路上に配置された１／４λ板１４を往復することになるため、偏光方向が９０度回転しそれぞれＳ偏光からＰ偏光、Ｐ偏光からＳ偏光へ変換される。偏光膜２４はＰ偏光透過型の偏光膜であるため、Ｓ偏光に変換された青色（Ｂ）成分は偏光膜２４で反射し不要光４として除去される一方で、Ｐ偏光に変換された緑色（Ｇ）成分は偏光膜２４を透過し、色分離合成部２０から射出する。
【０１４１】
その後、偏光膜２４で合成され色分離合成部２０から射出したＳ偏光の赤色（Ｒ）成分及びＰ偏光の緑色（Ｇ）成分が投影光５として投影されることになる。
緑色（Ｇ）成分のみＰ偏光の状態で色分離合成部２０へ入射した場合は、緑色（Ｇ）成分がＳ偏光で、青色（Ｂ）成分がＰ偏光で偏光膜２４へ到達する。このため、Ｓ偏光である緑色（Ｇ）成分は不要光４として除去され、Ｓ偏光の赤色（Ｒ）成分とＰ偏光の青色（Ｂ）成分が投影光５として投影されることになる。
【０１４２】
なお、空間光変調器での変調から投影までの反射回数は、第１の空間光変調器１５で変調される場合は２回なのに対し、第２の空間光変調器１６で変調する場合は１回となっている。このため、投影光５で表示される映像の反転を防止するためには、第１の空間光変調器１５と第２の空間光変調器１６で生成する映像は、それぞれ図１７Ｂで例示される映像方向１５ａ、映像方向１６ａのように予め反転した関係で生成する必要がある。
【０１４３】
以上、本実施形態の構成によっても、上述した映像の反転への対応が必要となる点を除き、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態の場合、第１の実施形態の効果に加え、照明光３と投影光５の方向を大きく変えることができるメリットがある。また、第１の空間光変調器１５と第２の空間光変調器１６を同一平面上に配置することができるため、第１の空間光変調器１５と第２の空間光変調器１６をワンチップ化することで、パッケージングに要する負担を軽減することができる。また、色分離合成部２０に要するプリズムの形状が１種類のみで且つ単純な三角柱形状となるため、コスト削減の効果も得られる。
【０１４４】
また、本実施形態においても、第１の実施形態の場合と同様に、照明光２の偏光状態とダイクロイック膜２３の特性をさまざまな組み合わせに変更することができる。図１８Ａは、照明光２をＰ偏光に変更した場合の光路を示す図である。図１８Ｂは、ダイクロイック膜２３にＲ反射型のダイクロイック膜を使用した場合の光路を示す図である。図１８Ｃは、照明光２をＰ偏光に変更し、且つ、ダイクロイック膜２３にＲ反射型のダイクロイック膜を使用した場合の光路を示す図である。なお、照明光２をＰ偏光に変更した図１８Ａと図１８Ｃの場合は、ダイクロイック膜２３はＰ偏光優位のダイクロイック膜を使用し、且つ１／４λ板１４は色分離合成部２０と第１の空間光変調器１５の間に配置する。また、第１の実施形態の場合と同様に、１／４λ板１４の代わりに特定波長偏光変換素子や１／２λ板１７を使用して変形してもよい。
【０１４５】
また、第２の実施形態と同様に、色分離合成部２０射出後に特定波長偏光変換素子を配置して投影光５の偏光方向を揃えるように変形してもよい。
また、第３の実施形態と同様に、フィールドレンズを用いてもよい。図１９Ａは、投影レンズの入射瞳位置を偏光膜２４付近に配置した場合の主光線６を示す図である。図１９Ｂは、投影レンズの入射瞳位置を色分離合成部２０射出後の位置に配置した場合の主光線６を示す図である。
【０１４６】
その他、第１の空間光変調器１５及び第２の空間光変調器１６を斜め照明斜め反射の構成で利用しても良い。また、ホイール型波長選択偏光変換部１３の構成の変更や、ホイール型波長選択偏光変換部１３の代わりにドラム型波長選択偏光変換部３６、スライド式波長選択偏光変換部３７、電子的色別偏光制御手段を用いてもよい。
［第４の実施形態の第１の変形例］
第４の実施形態の第１の変形例は、照明光３の色分離合成部２０への入射位置と投影光５の色分離合成部２０からの射出位置の関係を変更したものである。
【０１４７】
図２０は、本変形例における色分離合成部２０への入射から射出までの光路を説明する図で、照明光３を実線で、投影光５を破線で表している。
第４の実施形態では、図１６で示されるように、照明光３は、偏光膜２４に対して空間光変調器が配置された平面を基準として上側（底面から遠い位置）に配置されているダイクロイック膜２３へ入射するため、投影光５より上側から入射していた。これに対して、本変形例では、ダイクロイック膜２３と偏光膜２４の配置を入れ替えることで、図２０で示されるように、照明光３は投影光５と比べて、下側（底面に近い位置）から入射している。
【０１４８】
以上のように、色分離合成部２０への入射位置と射出位置の関係を変更した場合であっても、第４の実施形態と同様の効果が得られる。
また、本変形例においても、第４の実施形態と同様の変形が可能である。
［第４の実施形態の第２の変形例］
第４の実施形態の第２の変形例は、色分離合成部２０を構成するプリズム４１及びプリズム４２の接合面上におけるダイクロイック膜２３と偏光膜２４の配置を変更したものである。
【０１４９】
図２１Ａから図２１Ｃは、接合面におけるダイクロイック膜２３と偏光膜２４の配置を説明する図で、照明光３を実線で、投影光５を破線で表している。なお、ここでは、三角柱形状のプリズム４１（プリズム４２）の三角形の面が存在する平面をＸＹ平面とし、Ｘ軸方向を空間光変調器が整列して配置されている方向、Ｙ軸方向を空間光変調器に対して垂直な方向とする。また、ＸＹ平面に対して垂直な方向をＺ軸方向とする。図２１Ａ、図２１Ｂ、図２１Ｃは、それぞれ色分離合成部２０の接合面をＹ、Ｚ、Ｘ軸方向から見た場合に対応する。
【０１５０】
ダイクロイック膜２３と偏光膜２４は、図２１Ｃで示されるようにＹＺ平面で分離されている。
また、図２２に示されるように接合面をＸＺ平面やＸＹ平面に対して傾斜しても生成されてもよい。
【０１５１】
以上のように、色分離合成部２０の接合面におけるダイクロイック膜２３と偏光膜２４の配置を変更した場合であっても、第４の実施形態と同様の効果が得られる。
また、本変形例においても、第４の実施形態と同様の変形が可能である。なお、本変形例のような色分離合成部２０の接合面におけるダイクロイック膜２３と偏光膜２４の配置の変更は、上述した第１の実施形態から第３の実施形態においても適用することができる。
［第５の実施形態］
本実施形態は、上述した第１の実施形態に対して、色分離合成部２０を構成するプリズムの形状等をさらに変更したものである。
【０１５２】
図２３は、本実施形態における２板式の投影装置５００の構成を例示する図で、青色（Ｂ）特定波長偏光変換素子を透過した場合の各色成分の光路を示している。投影装置５００は色分離合成部２０で使用するプリズムの形状と１／４λ板１４の配置、さらにフィールドレンズ２８（フィールドレンズ２９）が追加されている点が異なっているのみで、その他の構成は投影装置１００と同様である。なお、本実施形態の投影装置５００は、第４の実施形態の投影装置４００に対しては、色分離合成部２０で使用するプリズムの形状を変更してフィールドレンズ２８（フィールドレンズ２９）を追加した構成となっている。
【０１５３】
色分離合成部２０は、同形状の２つの三角柱プリズム（プリズム５１、プリズム５２）から構成され、三角形の長辺の面で接合されることにより図２３で示すように色分離合成部２０全体としては四角柱形状をなす。プリズムの接合面上にはＲ透過型のダイクロイック膜２３及びＰ偏光透過型の偏光膜２４が配置されている点、ダイクロイック膜２３がＳ偏光優位のダイクロイック膜である点は同様である。また、１／４λ板１４は、色分離合成部２０と第２の空間光変調器１６の間の光路上に配置されている。
【０１５４】
以下、色分離合成部２０へ入射した照明光３が不図示のスクリーンへ投影光５として投影されるまでの流れについて、図２３を参照しながら、説明する。
青（Ｂ）成分のみＰ偏光の状態でプリズム５１から色分離合成部２０へ入射した照明光３は、接合面の一部に配置されたＲ透過型のダイクロイック膜２３へ入射する。照明光３の赤色（Ｒ）成分は、ダイクロイック膜２３を透過し、さらにプリズム５２を透過して所定の角度で第１の空間光変調器１５に入射する。それ以外の青色（Ｂ）及び緑色（Ｇ）成分は、ダイクロイック膜２３で反射し、所定の角度で第２の空間光変調器１６へ入射する。
【０１５５】
なお、ダイクロイック膜２３がＳ偏光優位のダイクロイック膜であり、照明光３のダイクロイック膜２３への入射角が良好な特性が得られる角度に予め設計されている点は第１の実施形態と同様である。
【０１５６】
第１の空間光変調器１５の各画素部で変調され、画素毎に必要な光量だけ法線方向に反射した赤色（Ｒ）成分は、偏光膜２４へ入射する。偏光膜２４はＰ偏光透過型の偏光膜であるため、Ｓ偏光である赤色（Ｒ）成分は偏光膜２４で反射し、色分離合成部２０から射出する。
【０１５７】
一方、第２の空間光変調器１６の各画素部で変調され、画素毎に必要な光量だけ法線方向に反射した緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）成分は偏光膜２４へ入射する。なお、この時、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）成分は、色分離合成部２０と第２の空間光変調器１６の間の光路上に配置された１／４λ板１４を往復することになるため、偏光方向が９０度回転しそれぞれＳ偏光からＰ偏光、Ｐ偏光からＳ偏光へ変換される。偏光膜２４はＰ偏光透過型の偏光膜であるため、Ｓ偏光に変換された青色（Ｂ）成分は偏光膜２４で反射し不要光４として除去される一方で、Ｐ偏光に変換された緑色（Ｇ）成分は偏光膜２４を透過し、色分離合成部２０から射出する。
【０１５８】
その後、色分離合成部２０から射出したＳ偏光の赤色（Ｒ）成分及びＰ偏光の緑色（Ｇ）成分が投影光５として投影されることになる。
緑色（Ｇ）成分のみＰ偏光の状態で色分離合成部２０へ入射した場合は、緑色（Ｇ）成分がＳ偏光で、青色（Ｂ）成分がＰ偏光で偏光膜２４へ到達する。このため、Ｓ偏光である緑色（Ｇ）成分は不要光４として除去され、Ｓ偏光の赤色（Ｒ）成分とＰ偏光の青色（Ｂ）成分が投影光５として投影されることになる。
【０１５９】
なお、空間光変調器での変調から投影までの反射回数は、第１の空間光変調器１５で変調される場合は１回なのに対し、第２の空間光変調器１６で変調する場合は０回となっている。このため、投影光５で表示される映像の反転を防止するためには、第１の空間光変調器１５と第２の空間光変調器１６で生成する映像は、それぞれ図２３で例示される映像方向１５ａ、映像方向１６ａのように予め反転した関係で生成する必要がある。
【０１６０】
以上、本実施形態の構成によっても、上述した映像の反転への対応が必要となる点を除き、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、フィールドレンズが追加されていることにより、色分離合成部２０や不図示の投影レンズの小型化や、収差（色収差を含む）の補正の効果も得られる。その他にも、照明光３と投影光５の方向を大きく変えることができるメリットがある。また、色分離合成部２０に要するプリズムの形状が１種類のみで且つ単純な三角柱形状となるため、コスト削減の効果も得られる。
【０１６１】
また、本実施形態においても、第１の実施形態の場合と同様に、照明光２の偏光状態とダイクロイック膜２３の特性をさまざまな組み合わせに変更することができる。また、第１の実施形態の場合と同様に、１／４λ板１４の代わりに特定波長偏光変換素子や１／２λ板１７を使用して変形してもよい。
【０１６２】
また、第２の実施形態と同様に、色分離合成部２０射出後に特定波長偏光変換素子を配置して投影光５の偏光方向を揃えるように変形してもよい。
その他、第１の空間光変調器１５及び第２の空間光変調器１６を斜め照明斜め反射の構成で利用しても良い。また、ホイール型波長選択偏光変換部１３の構成の変更や、ホイール型波長選択偏光変換部１３の代わりにドラム型波長選択偏光変換部３６、スライド式波長選択偏光変換部３７、電子的色別偏光制御手段を用いてもよい。
［第６の実施形態］
本実施形態は、上述した第１の実施形態に対して、空間光変調器をマイクロミラーデバイスから反射型液晶（ＬＣＯＳ）に変更したものである。
【０１６３】
反射型液晶（ＬＣＯＳ）は、マイクロミラーデバイスと異なり、反射面が固定されている。このため、図２４Ａで示すように、照明光３を反射面の法線に対して所定の角度で斜め方向から入射させ、正反射により投影光５を射出させる、斜め照明斜め反射の構成で使用する必要がある。これにより、マイクロミラーデバイスの場合と同様に、照明光３の光路と投影光５の光路を分離することができる。
【０１６４】
また、反射方向を調整するため、図２４Ｂと図２４Ｃで例示するように、反射型液晶（ＬＣＯＳ）の前にフィールドレンズを配置してもよい。図２４Ｃのように、投影光５の光軸を反射型液晶（ＬＣＯＳ）に対して垂直にしてもよい。
【０１６５】
なお、反射型液晶（ＬＣＯＳ）は、変調前後で偏光方向を変換する特性を有している。このため、第１の実施形態で使用した構成を用いる場合には、偏光膜２４を第１の実施形態とは反対の特性を示すものに変更する修正が必要となる。
【０１６６】
以上、マイクロミラーデバイスの代わりに反射型液晶（ＬＣＯＳ）を用いた場合であっても、本実施形態の構成により、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、本実施形態においても、第１の実施形態の場合と同様に、照明光２の偏光状態とダイクロイック膜２３の特性をさまざまな組み合わせに変更することができる。また、第１の実施形態の場合と同様に、１／４λ板１４の代わりに特定波長偏光変換素子や１／２λ板１７を使用して変形してもよい。
【０１６７】
また、第２の実施形態と同様に、色分離合成部２０射出後に特定波長偏光変換素子を配置して投影光５の偏光方向を揃えるように変形してもよい。
また、色分離合成部２０の構成は、第４の実施形態や第５の実施形態の構成としてもよい。
【０１６８】
その他、ホイール型波長選択偏光変換部１３の構成の変更や、ホイール型波長選択偏光変換部１３の代わりにドラム型波長選択偏光変換部３６、スライド式波長選択偏光変換部３７、電子的色別偏光制御手段を用いてもよい。
［第７の実施形態］
本実施形態は、上述した第１から第６の実施形態と異なり、照明投影分離光学系を色分離合成光学系と別体とし、且つ、ＴＩＲプリズムを用いたものである。
【０１６９】
図２５は、本実施形態における２板式の投影装置７００の構成を例示する図で、青色（Ｂ）特定波長偏光変換素子を透過した場合の各色成分の光路を示している。投影装置７００は、光源１１、偏光変換部１２、ホイール型波長選択偏光変換部１３、第１の空間光変調器１５、第２の空間光変調器１６、色分離合成部２０、ＴＩＲプリズム３０、偏光板２７、空間光変調器を制御する不図示の制御回路、不図示の投影レンズを含んで構成されている。色分離合成部２０は、同形状の２つの三角柱のプリズム（プリズム７１、プリズム７２）からなり、プリズムの接合面上にはＲ反射型のダイクロイック膜２３が配置されたダイクロイックプリズムである。また、ダイクロイック膜２３は、Ｐ偏光に対して優れた特性を示すＰ偏光優位のダイクロイック膜とする。なお、本実施形態では、第１の空間光変調器１５及び第２の空間光変調器１６は、それぞれマイクロミラーデバイスを使用している。
【０１７０】
以下、図２５を参照しながら、光源１１から射出された照明光１が不図示のスクリーンへ投影光５として投影されるまでの流れについて、投影装置７００の各構成要素の作用と合わせて説明する。
【０１７１】
まず、水銀ランプなどの光源１１から射出された複数の波長成分および複数の偏光方向を含む照明光１は、偏光変換部１２で特定の偏光方向のみを有する照明光２に変換される。ここでは、偏光変換部１２は、照明光１をＰ偏光に変換するように作用する。
【０１７２】
次に、偏光変換部１２によりＰ偏光に変換された照明光２は、ホイール型波長選択偏光変換部１３へ入射する。なお、ホイール型波長選択偏光変換部１３の構成については、第１の実施形態と同様に図２で例示される構成である。各特定波長偏光変換素子は特定波長の偏光面を９０度回転するので、この実施形態では特定波長の偏光面をＰ偏光からＳ偏光に変換する。このため、ホイール型波長選択偏光変換部１３を透過した照明光３は、青色（Ｂ）特定波長偏光変換素子を透過し青色（Ｂ）成分の偏光方向のみＳ偏光（それ以外はＰ偏光）である状態と緑色（Ｇ）特定波長偏光変換素子を透過し緑色（Ｇ）成分の偏光方向のみＳ偏光（それ以外はＰ偏光）である状態の２つの状態を経時的に交互に有することになる。
【０１７３】
なお、後に詳述するが、ここでＳ偏光に変換された波長成分は不要光４として不図示のスクリーンに到達する前に偏光板２７によって除去されることになる。
まず、青色（Ｂ）特定波長偏光変換素子を透過し青色（Ｂ）成分の偏光方向のみＳ偏光の状態にある照明光３の場合について説明する。
【０１７４】
ホイール型波長選択偏光変換部１３を透過した照明光３は、青（Ｂ）成分のみＳ偏光で、つまり、投影光５として使用する成分はＰ偏光の状態でＴＩＲプリズム３０へ入射することになる。
【０１７５】
図２６は、オプトロニクス社より出版されている「光学薄膜の基礎理論」に開示されているＴＩＲプリズムの特性を説明する図で、ＴＩＲプリズムの入射角に対する反射率特性を偏光方向（Ｓ偏光とＰ偏光）毎に示している。図２６で示されるように、ＴＩＲプリズムは、Ｓ偏光の場合、入射角が臨界角に近づくにつれて徐々に反射率が高くなる特性を有するのに対して、Ｐ偏光の場合は、臨界角付近までは低い反射率を維持し、入射角が臨界角付近まで達したときに急激に反射率が高くなる特性を有する。このため、ＴＩＲプリズムを照明投影分離光学系として使用する場合には、Ｐ偏光の方が良好な特性を示すことになる。
【０１７６】
本実施形態では、このようなＴＩＲプリズムの特性を考慮し、ＴＩＲプリズム内での光量ロスを少なくするため、投影光５として使用する成分をＴＩＲプリズム３０が良好な特性を示すＰ偏光で入射させている。
【０１７７】
ＴＩＲプリズム３０へ入射した照明光３は、ＴＩＲプリズム３０内部に設けられた空気とプリズム７３の境界面に臨界角より大きい角度で入射し全反射する。全反射した照明光３は、ＴＩＲプリズム３０から射出し、色分離合成部２０へ入射する。
【０１７８】
プリズム７１から色分離合成部２０へ入射した照明光３は、接合面上に配置されたＲ反射型のダイクロイック膜２３へ入射する。ダイクロイック膜２３はＲ反射型の特性を有しているため、照明光３の赤色（Ｒ）成分は、ダイクロイック膜２３で反射し、所定の角度で第１の空間光変調器１５へ入射する。それ以外の青色（Ｂ）及び緑色（Ｇ）成分は、ダイクロイック膜２３を透過し、さらにプリズム７２を透過して所定の角度で第２の空間光変調器１６へ入射する。
【０１７９】
第１の空間光変調器１５へ入射した赤色（Ｒ）成分は、第１の空間光変調器１５の各画素部で変調され、画素毎に必要な光量だけ法線方向に反射する。その後、色分離合成部２０へ入射し、再度ダイクロイック膜２３で反射する。
【０１８０】
同様に、第２の空間光変調器１６へ入射した青色（Ｂ）及び緑色（Ｇ）成分は、第２の空間光変調器１６の各画素部で変調され、画素毎に必要な光量だけ法線方向に反射する。その後、色分離合成部２０へ入射し、再度ダイクロイック膜２３を透過する。
【０１８１】
なお、本実施形態の場合、ダイクロイック膜２３は、第１の空間光変調器１５（第２の空間光変調器１６）での変調前後でそれぞれ１回ずつ光線に作用するため、第１の実施形態の場合に比べて入射角を最適化することが難しい構成となっている。しかし、ダイクロイック膜２３をＰ偏光優位のダイクロイック膜とすることにより、Ｐ偏光である投影光５として使用する成分については入射角に関して比較的広い範囲で良好な特性が得られる。このため、本実施形態においても入射角に依存した特性の劣化が最小限に抑えることができる。
【０１８２】
ダイクロイック膜２３上で合成された各色成分は、ＴＩＲプリズム３０へ臨界角以下で入射して透過する。なお、ここでも投影光５として使用する成分（赤色（Ｒ）及び緑色（Ｇ）成分）は、ＴＩＲプリズム３０が良好な特性を示すＰ偏光となっているため、ＴＩＲプリズム３０を透過する際に生じる光量ロスを最小限に抑えることができる。ＴＩＲプリズム３０を透過した各色成分は、Ｐ偏光のみ透過する偏光板２７でＳ偏光の青色（Ｂ）成分のみ不要光４として除去され、残りの赤色（Ｒ）及び緑色（Ｇ）成分が投影光５として投影される。
【０１８３】
このように、青色（Ｂ）成分の偏光方向のみＳ偏光の状態でＴＩＲプリズム３０へ入射した照明光３は、その偏光状態を維持したまま偏光板２７へ入射し、Ｐ偏光の赤色（Ｒ）及び緑色（Ｇ）成分が投影光５として不図示のスクリーンへ投影されることになる。
【０１８４】
緑色（Ｇ）成分の偏光方向のみＳ偏光の状態でＴＩＲプリズム３０へ入射した場合も、偏光状態を維持したまま偏光板２７へ入射し、Ｓ偏光の緑色（Ｇ）成分のみ不要光４として除去され、Ｐ偏光の赤色（Ｒ）及び青色（Ｂ）成分が投影光５として不図示のスクリーンへ投影されることになる。
【０１８５】
以上、本実施形態では、照明光２が緑色（Ｇ）特定波長偏光変換素子と青色（Ｂ）特定波長偏光変換素子を交互に透過することで、赤色（Ｒ）成分及び青色（Ｂ）成分の合成光と赤色（Ｒ）成分及び緑色（Ｇ）成分の合成光が交互に投影され、カラー画像を表示する。
【０１８６】
以上のように、本実施形態では、ＴＩＲプリズム３０が良好な特性を示す偏光方向（Ｐ偏光）と投影光５として使用する成分の偏光方向を揃えることにより、ＴＩＲプリズム３０内で発生する投影光５の光量ロスを最小限に抑えることができる。
【０１８７】
また、本実施形態では、ダイクロイック膜２３が複数回作用する構成となっているが、投影光５として使用する成分の偏光方向で良好な特性を示すダイクロイック膜２３を使用することで、ダイクロイック膜２３での入射角に依存した特性の劣化を抑え、色分離の精度を維持し、色再現性のよい映像を投影することができる。
【０１８８】
また、本実施形態では、投影光５の偏光方向が特定の方向を有するように構成されているため、偏光スクリーンと合わせて利用することにより、画像のコントラストを向上させることができる。
【０１８９】
なお、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、第１の空間光変調器１５及び第２の空間光変調器１６を斜め照明斜め反射の構成で利用しても良い。また、ホイール型波長選択偏光変換部１３の構成の変更や、ホイール型波長選択偏光変換部１３の代わりにドラム型波長選択偏光変換部３６、スライド式波長選択偏光変換部３７、電子的色別偏光制御手段を用いてもよい。
【０１９０】
また、第３の実施形態と同様に、フィールドレンズを用いてもよい。
［第７の実施形態の第１の変形例］
第７の実施形態の第１の変形例は、ＴＩＲプリズム３０とダイクロイック膜２３の良好な特性を示す偏光方向が異なる場合であって、ＴＩＲプリズム３０と色分離合成部２０の間に１／２λ板７５を追加したものである。
【０１９１】
図２７は、本変形例における２板式の投影装置７００の構成の一部を例示する図で、青色（Ｂ）特定波長偏光変換素子を透過した場合の各色成分の光路を示している。第７の実施形態との構成上の相違点は以下の２点である。
【０１９２】
第１の相違点は、ダイクロイック膜２３がＲ反射型でＰ偏光優位の特性を有するものから、Ｒ透過型でＳ偏光優位の特性を有するものへ変更されている点である。これにより、ＴＩＲプリズム３０とダイクロイック膜２３で、それぞれ良好な特性を示す偏光方向がＰ偏光とＳ偏光となり、異なることになる。
【０１９３】
第２の相違点は、ＴＩＲプリズム３０と色分離合成部２０の間に１／２λ板７５が追加されている点である。これは、第１の相違点により生じるＴＩＲプリズム３０とダイクロイック膜２３の良好な特性を示す偏光方向の相違を調整するための措置である。これにより、ダイクロイック膜２３を含む色分離合成部２０とＴＩＲプリズム３０の間の光路上で偏光方向を変換されることになり、ＴＩＲプリズム３０にはＴＩＲプリズム３０が良好な特性を示すＰ偏光で入射し、ダイクロイック膜２３にはダイクロイック膜２３が良好な特性を示すＳ偏光で入射することができる。
【０１９４】
以上のように、本変形例では、ＴＩＲプリズム３０とダイクロイック膜２３が異なる偏光方向に対して良好な特性を示す場合であっても、第７の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１９５】
また、本変形例においても、第７の実施形態と同様の変形が可能である。
なお、本発明は、上述の実施の形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１９６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る投影装置の構成を例示した図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る投影装置に含まれるホイール型波長選択偏光変換部の構成を例示する図である。
【図３Ａ】本発明の第１の実施形態における各色成分の光路について説明するための図である。
【図３Ｂ】本発明の第１の実施形態における各色成分の光路について説明するための図である。
【図３Ｃ】本発明の第１の実施形態における各色成分の光路について説明するための図である。
【図３Ｄ】本発明の第１の実施形態における各色成分の光路について説明するための図である。
【図３Ｅ】本発明の第１の実施形態における各色成分の光路について説明するための図である。
【図３Ｆ】本発明の第１の実施形態における各色成分の光路について説明するための図である。
【図３Ｇ】本発明の第１の実施形態における各色成分の光路について説明するための図である。
【図４Ａ】本発明の第１の実施形態に係る空間光変調器による垂直反射の様子を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の第１の実施形態に係る空間光変調器による斜め反射の様子を示す図である。
【図５Ａ】本発明の第１の実施形態に係る投影装置に含まれるホイール型波長選択偏光変換部の構成の変形例を例示する図である。
【図５Ｂ】本発明の第１の実施形態に係る投影装置に含まれるホイール型波長選択偏光変換部の構成の他の変形例を例示する図である。
【図５Ｃ】本発明の第１の実施形態に係る投影装置に含まれるホイール型波長選択偏光変換部の構成のさらに他の変形例を例示する図である。
【図５Ｄ】本発明の第１の実施形態に係る投影装置に含まれるホイール型波長選択偏光変換部の構成のさらに他の変形例を例示する図である。
【図５Ｅ】本発明の第１の実施形態に係る投影装置に含まれるホイール型波長選択偏光変換部の構成のさらに他の変形例を例示する図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る投影装置に含まれるドラム型波長選択偏光変換部の構成を例示する図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る投影装置に含まれるスライド式のスライド式波長選択偏光変換部の構成を例示する図である。
【図８】本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る投影装置の構成の一部を例示した図である。
【図９】本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る投影装置の構成の一部を例示した図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係る投影装置の構成の一部を例示した図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態の第４の変形例に係る投影装置の構成の一部を例示した図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る投影装置の構成を例示した図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態の第１の変形例に係る投影装置の構成の一部を例示した図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態に係る投影装置の構成を例示した図である。
【図１５Ａ】本発明の第３の実施形態における主光線と投影レンズの入射瞳位置について説明するための図である。
【図１５Ｂ】本発明の第３の実施形態における主光線と投影レンズの入射瞳位置について説明するための図である。
【図１６】本発明の第４の実施形態に係る投影装置の構成を例示した図である。
【図１７Ａ】本発明の第４の実施形態における各色成分の光路について説明するための図である。
【図１７Ｂ】本発明の第４の実施形態における各色成分の光路について説明するための図である。
【図１８Ａ】本発明の第４の実施形態に係る投影装置の偏光状態とダイクロイック膜の特性の組み合わせを変更した図である。
【図１８Ｂ】本発明の第４の実施形態に係る投影装置の偏光状態とダイクロイック膜の特性の組み合わせを変更した図である。
【図１８Ｃ】本発明の第４の実施形態に係る投影装置の偏光状態とダイクロイック膜の特性の組み合わせを変更した図である。
【図１９Ａ】本発明の第４の実施形態における主光線と投影レンズの入射瞳位置について説明するための図である。
【図１９Ｂ】本発明の第４の実施形態における主光線と投影レンズの入射瞳位置について説明するための図である。
【図２０】本発明の第４の実施形態の第１の変形例に係る投影装置に含まれる色分離合成部への入射から射出までの光路を説明する図である。
【図２１Ａ】本発明の第４の実施形態の第２の変形例に係る投影装置の色分離合成部の接合面におけるダイクロイック膜と偏光膜の配置を説明する図である。
【図２１Ｂ】本発明の第４の実施形態の第２の変形例に係る投影装置の色分離合成部の接合面におけるダイクロイック膜と偏光膜の配置を説明する図である。
【図２１Ｃ】本発明の第４の実施形態の第２の変形例に係る投影装置の色分離合成部の接合面におけるダイクロイック膜と偏光膜の配置を説明する図である。
【図２２】本発明の第４の実施形態の第２の変形例に係る投影装置の色分離合成部の接合面におけるダイクロイック膜と偏光膜の他の配置を説明する図である。
【図２３】本発明の第５の実施形態に係る投影装置の構成を例示した図である。
【図２４Ａ】本発明の第６の実施形態に係る投影装置に含まれる空間光変調器での反射方向を例示する図である。
【図２４Ｂ】本発明の第６の実施形態に係る投影装置に含まれる空間光変調器の前にフィールドレンズを配置した場合の反射方向を例示する図である。
【図２４Ｃ】本発明の第６の実施形態に係る投影装置に含まれる空間光変調器の前にフィールドレンズを配置した場合の反射方向を例示する図である。
【図２５】本発明の第７の実施形態に係る投影装置の構成を例示した図である。
【図２６】ＴＩＲプリズムの特性を説明する図である。
【図２７】本発明の第７の実施形態の第１の変形例に係る投影装置の構成の一部を例示した図である。
【図２８】従来技術の３板式投影装置の構成図である。
【図２９】従来技術の２板式投影装置の構成図である。
【図３０Ａ】従来技術の３板式投影装置の構成を示す上面図である。
【図３０Ｂ】従来技術の３板式投影装置の構成を示す側面図である。
【図３１】従来技術の３板式投影装置の構成図である。
【図３２】ダイクロイック膜で生じる光量ロスを説明するための図である。
【図３３Ａ】Ｒ透過型ダイクロイック膜のＰ偏光に対する特性を例示する図である。
【図３３Ｂ】Ｒ透過型ダイクロイック膜のＳ偏光に対する特性を例示する図である。
【図３４Ａ】Ｒ反射型ダイクロイック膜のＰ偏光に対する特性を例示する図である。
【図３４Ｂ】Ｒ反射型ダイクロイック膜のＳ偏光に対する特性を例示する図である。
【符号の説明】
【０１９７】
１、２、３・・・・・照明光
４・・・・・・・・・不要光
５・・・・・・・・・投影光
６・・・・・・・・・主光線
１１・・・・・・・・光源
１２・・・・・・・・偏光変換部
１３、３１、３２、３３、３４、３５・・・ホイール型波長選択偏光変換部
１４・・・・・・・・１／４λ板
１５・・・・・・・・第１の空間光変調器
１６・・・・・・・・第２の空間光変調器
１７、７５・・・・・１／２λ板
２０・・・・・・・・色分離合成部
２１、２２、４１、４２、５１、５２、７１、７２、７３、７４・・・プリズム
２３、２６・・・・・ダイクロイック膜
２４・・・・・・・・偏光膜
２５・・・・・・・・赤色特定波長偏光変換素子
２７・・・・・・・・偏光板
２８、２９・・・・・フィールドレンズ
３０・・・・・・・・ＴＩＲプリズム
３６・・・・・・・・ドラム型波長選択偏光変換部
３７・・・・・・・・スライド式波長選択偏光変換部
１００、２００、３００、４００、５００、７００・・・投影装置
【図２】
2010020194.tif 000003
【図５Ａ】
2010020194.tif 000004
【図５Ｂ】
2010020194.tif 000005
【図５Ｃ】
2010020194.tif 000006
【図５Ｄ】
2010020194.tif 000007
【図５Ｅ】
2010020194.tif 000008
【図７】
2010020194.tif 000009
【図２４Ｂ】
2010020194.tif 000010
【図２４Ｃ】
2010020194.tif 000011
【図１】
2010020194.tif 000012
【図３Ａ】
2010020194.tif 000013
【図３Ｂ】
2010020194.tif 000014
【図３Ｃ】
2010020194.tif 000015
【図３Ｄ】
2010020194.tif 000016
【図３Ｅ】
2010020194.tif 000017
【図３Ｆ】
2010020194.tif 000018
【図３Ｇ】
2010020194.tif 000019
【図４Ａ】
2010020194.tif 000020
【図４Ｂ】
2010020194.tif 000021
【図６】
2010020194.tif 000022
【図８】
2010020194.tif 000023
【図９】
2010020194.tif 000024
【図１０】
2010020194.tif 000025
【図１１】
2010020194.tif 000026
【図１２】
2010020194.tif 000027
【図１３】
2010020194.tif 000028
【図１４】
2010020194.tif 000029
【図１５Ａ】
2010020194.tif 000030
【図１５Ｂ】
2010020194.tif 000031
【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４Ａ】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０Ａ】
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【図３０Ｂ】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３Ａ】
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【図３３Ｂ】
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【図３４Ａ】
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【図３４Ｂ】
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