(57)【要約】【課題】反射型偏光素子を用い、かつ、部品点数を削減できる光学装置およびプロジェクタを提供すること。【解決手段】光学装置は、光変調素子４３と、各光変調素子４３の光路後段にそれぞれ設けられ、光変調素子４３から射出された光束を入射する入射側端面４４１Ａ、および入射側端面４４１Ａに対して傾斜した射出側傾斜面４４１Ｂを有する複数の反射用プリズム４４１と、各反射用プリズム４４１の光路後段にそれぞれ設けられた複数の反射型偏光素子４４２と、色合成光学装置５と、色合成光学装置５の光路後段に設けられ、画像光を射出する射出側端面６１、および射出側端面６１に対して傾斜した入射側傾斜面６２を有し、画像光を透過させることで各色光の反射用プリズム４４１を透過した際に生じた光路長の差を調整する調整プリズム６とを備える。【選択図】図３
2010014795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の色光毎に設けられ、前記各色光を画像情報に応じて変調する複数の光変調素子と、
前記各光変調素子の光路後段にそれぞれ設けられ、前記光変調素子から射出された光束を入射する入射側端面、および前記入射側端面に対して傾斜した射出側傾斜面を有する複数の反射用プリズムと、
前記各反射用プリズムの光路後段にそれぞれ設けられ、前記反射用プリズムを介した色光のうち第１直線偏光光を透過し、偏光方向が前記第１直線偏光光に直交する第２直線偏光光を前記反射用プリズムに向けて反射する複数の反射型偏光素子と、
前記各反射型偏光素子を透過した各色光を合成して画像光を形成する色合成光学装置と、
前記色合成光学装置の光路後段に設けられ、前記画像光を射出する射出側端面、および前記射出側端面に対して傾斜した入射側傾斜面を有し、前記画像光を透過させることで前記各色光の前記反射用プリズムを透過した際に生じた光路長の差を調整する調整プリズムとを備える
ことを特徴とする光学装置。
【請求項２】
複数の色光毎に設けられ、前記各色光を画像情報に応じて変調する複数の光変調素子と、
前記各光変調素子の光路後段にそれぞれ設けられ、前記光変調素子から射出された光束を入射する入射側端面、および前記入射側端面に対して傾斜した射出側傾斜面を有する複数の反射用プリズムと、
前記各反射用プリズムの光路後段にそれぞれ設けられ、前記反射用プリズムを介した色光のうち、第１直線偏光光を透過し、偏光方向が前記第１直線偏光光に直交する前記第２直線偏光光を前記反射用プリズムに向けて反射する複数の反射型偏光素子と、
前記各反射型偏光素子を透過した各色光を合成して画像光を形成する色合成光学装置とを備え、
前記色合成光学装置は、前記各反射型偏光素子を透過した各色光を入射する各光束入射側端面が前記各反射用プリズムの前記各射出側傾斜面にそれぞれ平行するように形成されている
ことを特徴とする光学装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光学装置において、
前記光変調素子は、３つの前記色光毎に設けられ、
前記色合成光学装置は、前記光束入射側端面を有する３つの入射側プリズムと、前記画像光を射出する光束射出側端面を有する射出側プリズムとを備え、
前記各入射側プリズムおよび前記射出側プリズムは、前記各光束入射側端面および前記光束射出側端面が外側を向き各界面が平面視Ｘ字形状を有するように組み合わされ、
前記色合成光学装置は、前記各界面の交線方向に沿って、前記交線に直交する各平面で切断した断面積が変化する形状を有する
ことを特徴とする光学装置。
【請求項４】
請求項２に記載の光学装置において、
前記光変調素子は、３つの前記色光毎に設けられ、
前記色合成光学装置は、前記光束入射側端面を有する３つの入射側プリズムと、前記画像光を射出する光束射出側端面を有する射出側プリズムとを備え、
前記各入射側プリズムおよび前記射出側プリズムは、前記光束入射側端面および前記光束射出側端面が外側を向き各界面が平面視Ｘ字形状を有するように組み合わされ、
前記色合成光学装置は、前記各界面の交線方向に沿って、前記交線に直行する各平面で切断した断面積が一定となる形状を有する
ことを特徴とする光学装置。
【請求項５】
請求項４に記載の光学装置において、
前記各入射側プリズムおよび前記射出側プリズムは、同一形状を有し、
前記色合成光学装置の光路後段に設けられ、前記画像光を射出する射出側端面、および前記射出側端面に対して傾斜した入射側傾斜面を有し、前記画像光を透過させることで前記各色光の前記反射用プリズムおよび前記色合成光学装置を透過した際に生じた光路長の差を調整する調整プリズムを備える
ことを特徴とする光学装置。
【請求項６】
光源装置と、前記光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成する光学装置と、前記画像光を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、
前記光学装置は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の光学装置である
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、光学装置およびプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源装置と、光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成する光変調素子と、画像光を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタが知られている。
このようなプロジェクタでは、光変調素子（液晶パネル）の光束入射側および光束射出側には、通常、入射光束のうち所定の直線偏光光を透過させ、他の光束を除去する偏光素子が配置される（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載のプロジェクタでは、液晶パネルを１つのみ用いる単板式に構成されており、液晶パネルの光束射出側に配置される偏光素子に反射型の偏光素子（反射型偏光板）を用いることで、射出側に配置される偏光素子の耐光性および耐熱性を向上させるとともに、反射型偏光素子にて反射された不要な光束を液晶パネルに入射させない構成としている。
具体的に、特許文献１に記載のプロジェクタでは、反射型偏光素子の光路前段には、入射光束の光軸に直交する光束入射側端面、および光束入射側端面に対して傾斜した射出側傾斜面を有する断面三角形状の第１のプリズムが設けられ、反射型偏光素子の光路後段には、前記光束入射側端面と平行な光束射出側端面、および光束射出側端面に対して傾斜し前記射出側傾斜面に対向する入射側傾斜面を有する断面三角形状の第２のプリズムが設けられ、反射型偏光素子にて反射された不要な光束は、第１のプリズムの光束入射側端面にて全反射し、液晶パネルを避ける方向に進行する。
【０００３】
【特許文献１】国際公開ＷＯ０１／０５５７７８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この特許文献１に記載のプロジェクタの構成を、液晶パネルを３つ用いる三板式のプロジェクタに適用した場合、各液晶パネルごとに、第１のプリズム、第２のプリズム、および反射型偏光素子が設けられることとなり、部品点数が多くなってしまうという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、反射型偏光素子を用い、かつ、部品点数を削減できる光学装置、およびプロジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の光学装置は、複数の色光毎に設けられ、前記各色光を画像情報に応じて変調する複数の光変調素子と、前記各光変調素子の光路後段にそれぞれ設けられ、前記光変調素子から射出された光束を入射する入射側端面、および前記入射側端面に対して傾斜した射出側傾斜面を有する複数の反射用プリズムと、前記各反射用プリズムの光路後段にそれぞれ設けられ、前記反射用プリズムを介した色光のうち第１直線偏光光を透過し、偏光方向が前記第１直線偏光光に直交する第２直線偏光光を前記反射用プリズムに向けて反射する複数の反射型偏光素子と、前記各反射型偏光素子を透過した各色光を合成して画像光を形成する色合成光学装置と、前記色合成光学装置の光路後段に設けられ、前記画像光を射出する射出側端面、および前記射出側端面に対して傾斜した入射側傾斜面を有し、前記画像光を透過させることで前記各色光の前記反射用プリズムを透過した際に生じた光路長の差を調整する調整プリズムとを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、光変調素子から射出された各色光は、入射側端面に対して傾斜する射出側傾斜面を有する各反射用プリズムを透過した際に、各位置によって光路長に差が生じるが、色合成光学装置の光路後段には、射出側端面に対して傾斜した入射側傾斜面を有する調整プリズムが設けられているので、この調整プリズムに各色光が透過することで、各色光中の各位置による光路長の差を調整することができ、画質を良好に維持できる。
また、各光変調素子の光路後段には、反射型偏光素子および反射用プリズムのみを設ければよいので、各光変調素子の光路後段に第１のプリズム、第２のプリズム、および反射型偏光板が設けられることとなる従来に比べ、部品点数を削減できる。
加えて、従来に比べ、第２のプリズムを不要にできるので、当該第２のプリズムと反射型偏光素子との間に形成されていた接着層を削減でき、光学装置の信頼性を向上できる。
【０００８】
本発明の光学装置は、複数の色光毎に設けられ、前記各色光を画像情報に応じて変調する複数の光変調素子と、前記各光変調素子の光路後段にそれぞれ設けられ、前記光変調素子から射出された光束を入射する入射側端面、および前記入射側端面に対して傾斜した射出側傾斜面を有する複数の反射用プリズムと、前記各反射用プリズムの光路後段にそれぞれ設けられ、前記反射用プリズムを介した色光のうち、第１直線偏光光を透過し、偏光方向が前記第１直線偏光光に直交する前記第２直線偏光光を前記反射用プリズムに向けて反射する複数の反射型偏光素子と、前記各反射型偏光素子を透過した各色光を合成して画像光を形成する色合成光学装置とを備え、前記色合成光学装置は、前記各反射型偏光素子を透過した各色光を入射する各光束入射側端面が前記各反射用プリズムの前記各射出側傾斜面にそれぞれ平行するように形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、光変調素子から射出された各色光は、入射側端面に対して傾斜する射出側傾斜面を有する各反射用プリズムを透過した際に、各位置によって光路長に差が生じるが、色合成光学装置は、光束入射側端面が射出側傾斜面に平行するように形成されているので、この色合成光学装置に各色光が透過することで、各色光中の各位置による光路長の差を調整することができ、画質を良好に維持できる。
また、各光変調素子の光路後段には、反射型偏光素子および反射用プリズムのみを設ければよいので、各光変調素子の光路後段に第１のプリズム、第２のプリズム、および反射型偏光板が設けられることとなる従来に比べ、部品点数を削減できる。
加えて、従来に比べ、第２のプリズムを不要にできるので、当該第２のプリズムと反射型偏光素子との間に形成されていた接着層を削減でき、光束の透過率および光学装置の信頼性を向上できる。
【００１０】
本発明の光学装置では、前記光変調素子は、３つの前記色光毎に設けられ、前記色合成光学装置は、前記光束入射側端面を有する３つの入射側プリズムと、前記画像光を射出する光束射出側端面を有する射出側プリズムとを備え、前記各入射側プリズムおよび前記射出側プリズムは、前記各光束入射側端面および前記光束射出側端面が外側を向き各界面が平面視Ｘ字形状を有するように組み合わされ、前記色合成光学装置は、前記各界面の交線方向に沿って、前記交線に直交する各平面で切断した断面積が変化する形状を有することが好ましい。
【００１１】
本発明の光学装置では、前記光変調素子は、３つの前記色光毎に設けられ、前記色合成光学装置は、前記光束入射側端面を有する３つの入射側プリズムと、前記画像光を射出する光束射出側端面を有する射出側プリズムとを備え、前記各入射側プリズムおよび前記射出側プリズムは、前記光束入射側端面および前記光束射出側端面が外側を向き各界面が平面視Ｘ字形状を有するように組み合わされ、前記色合成光学装置は、前記界面の交線方向に沿って、前記交線に直行する各平面で切断した断面積が一定となる形状を有することが好ましい。
【００１２】
本発明によれば、３つの光変調素子が設けられるため、従来の構成の場合、３つの第２のプリズムが設けられることとなるが、本発明では、３つの第２のプリズム全てを不要にできるので、部品点数を大幅に削減できる。また、従来の構成の場合、第２のプリズムと反射型偏光素子との間に形成されていた接着層が３つ設けられることとなるが、それらの接着層を全て削減できるので、光束の透過率および光学装置の信頼性を確実に向上できる。
【００１３】
本発明の光学装置は、前記各入射側プリズムおよび前記射出側プリズムは、同一形状を有し、前記色合成光学装置の光路後段に設けられ、前記画像光を射出する射出側端面、および前記射出側端面に対して傾斜した入射側傾斜面を有し、前記画像光を透過させることで前記各色光の前記反射用プリズムおよび前記色合成光学装置を透過した際に生じた光路長の差を調整する調整プリズムを備えることが好ましい。
【００１４】
本発明によれば、３つの入射側プリズム、および射出側プリズムが全て同一形状を有するので、製造を容易にできる。
また、射出側プリズムが入射側プリズムと同一形状とされることで、各色光が当該射出側プリズムを透過する際に、各色光中の各位置によって光路長に差が生じてしまうが、色合成光学装置の光路後段に、射出側端面に対して傾斜した入射側傾斜面を有する調整プリズムが設けられているので、当該調整プリズムに各色光が透過することで、各色光中の各位置による光路長の差を調整することができ、画質を良好に維持できる。
【００１５】
本発明のプロジェクタは、光源装置と、前記光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成する光学装置と、前記画像光を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、前記光学装置は、前述の光学装置であることを特徴とする。
本発明によれば、前述と同様の構成を備えているので、前述と同様の効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
〔全体構成〕
図１は、第１実施形態に係るプロジェクタの構成を示す概略構成図。
プロジェクタ１は、光源から射出される光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成し、この画像光を図示しないスクリーン上に拡大投射する。このプロジェクタ１は、図１に示すように、投射レンズ２と、光学ユニット３とを備える。なお、プロジェクタ１は、これら投射レンズ２および光学ユニット３のほか、プロジェクタ１内部の各構成部材を冷却する冷却ファンを有する冷却ユニットや、各構成部材を制御する制御装置等を備える。
【００１７】
光学ユニット３は、前記制御装置による制御の下、光源から射出された光束を光学的に処理して画像信号に対応した画像光を形成する。この光学ユニット３は、図１に示すように、光源装置３１と、照明光学装置３２と、色分離光学装置３３と、リレー光学装置３４と、光学装置４と、これら各光学部品３１〜３４，４を内部に設定された照明光軸Ａに対する所定位置に配置する図示しない光学部品用筐体とを備える。
光源装置３１は、図１に示すように、光源ランプ３１１、リフレクタ３１２、および凹レンズ３１３を備える。光源ランプ３１１から射出された光束は、リフレクタ３１２によって反射される等して凹レンズ３１３に入射し、当該凹レンズ３１３によって照明光軸Ａと略平行な平行光にされて照明光学装置３２側へ射出される。
【００１８】
照明光学装置３２は、図１に示すように、第１レンズアレイ３２１、第２レンズアレイ３２２、偏光変換素子３２３、および重畳レンズ３２４を備える。光源装置３１から射出された光束は、第１レンズアレイ３２１によって複数の部分光束に分割され、第２レンズアレイ３２２の近傍で結像する。そして、第２レンズアレイ３２２から射出された各部分光束は、その中心軸（主光線）が偏光変換素子３２３の入射面に垂直となるように入射し、偏光変換素子３２３にて略１種類の直線偏光光として射出される。偏光変換素子３２３から直線偏光光として射出され、重畳レンズ３２４を介した複数の部分光束は、光学装置４の後述する３枚の液晶パネル４３上で重畳する。
【００１９】
色分離光学装置３３は、図１に示すように、２枚のダイクロイックミラー３３１，３３２、および反射ミラー３３３を備え、これらダイクロイックミラー３３１，３３２、および反射ミラー３３３により、照明光学装置３２から射出された複数の部分光束を赤、緑、青の３色の色光に分離する機能を有する。
リレー光学装置３４は、図１に示すように、入射側レンズ３４１、リレーレンズ３４３、および反射ミラー３４２，３４４を備え、色分離光学装置３３で分離された色光、例えば、赤色光を光学装置４の後述する赤色光側の液晶パネル４３Ｒまで導く機能を有する。
光学装置４は、入射した各色の光束を画像情報に応じてそれぞれ変調して各色の画像光を形成し、当該各色の画像光を合成して画像光を形成する。この光学装置４の具体的な構成については後述する。
投射レンズ２は、複数のレンズを組み合わせた組レンズとして構成され、光学装置４から射出された画像光をスクリーン上に拡大投射する。
【００２０】
〔光学装置の構成〕
図２は、液晶パネル４３Ｒ，４３Ｂおよびクロスダイクロイックプリズム５等の配置を示す光学装置４の側面図、図３は、液晶パネル４３Ｇおよびクロスダイクロイックプリズム５等の配置を示す光学装置４の側面図である。
光学装置４は、図２および図３に示すように、フィールドレンズ４１と、入射側偏光素子４２と、光変調素子としての液晶パネル４３（赤色光側の液晶パネルを４３Ｒ、緑色光側の液晶パネルを４３Ｇ、青色光側の液晶パネルを４３Ｂとする）と、射出側偏光素子４４と、色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム５と、調整プリズム６とを備える。
本実施形態では、ダイクロイックミラー３３２、および反射ミラー３３３，３４４は、入射光束を上方に反射するように、照明光軸Ａに対して傾斜配置されており、当該光束を変調して射出するための前記各光学部品２，４１〜４４は、図２および図３に示すように、ダイクロイックミラー３３２、および反射ミラー３３３，３４４よりも上方（図２および図３中上方）に配置されている。
【００２１】
フィールドレンズ４１は、照明光学装置３２から射出され、ダイクロイックミラー３３２、および反射ミラー３３３，３４４によって反射された各部分光束を照明光軸Ａと平行な平行光に変換する。
入射側偏光素子４２は、偏光変換素子３２３で揃えられた偏光方向と略同一の偏光方向の直線偏光光のみを透過し、当該方向と直交する直線偏光光を反射する。
液晶パネル４３は、ガラスなどからなる平面視矩形状の一対の基板に電気光学物質である液晶が密閉封入された構成を有し、前記制御装置による制御の下、入射側偏光素子４２から射出された偏光光束の偏光方向を変調する。
【００２２】
射出側偏光素子４４は、液晶パネル４３から射出された光束のうち、入射側偏光素子４２の透過軸に直交する偏光方向の第１直線偏光光のみを透過する。この射出側偏光素子４４は、図２に示すように、反射用プリズム４４１と、反射型偏光素子４４２とを備える。
反射用プリズム４４１は、断面直角三角形の柱状に形成され、入射側端面４４１Ａと、断面略直角三角形状の斜辺であり、入射側端面４４１Ａに対して傾斜する射出側傾斜面４４１Ｂと、光束入射側端面４３１Ａと９０度の頂角を挟んで配置される端面４４１Ｃとを備える。この反射用プリズム４４１は、入射側端面４４１Ａが照明光軸Ａに対して直交するように配置される。
【００２３】
反射型偏光素子４４２は、射出側傾斜面４４１Ｂ上に設けられ、第１直線偏光光を透過し、偏光方向が第１直線偏光光に直交する第２直線偏光光を反射する。この反射型偏光素子４４２は、射出側傾斜面４４１Ｂ上に多数平行に形成されたアルミニウム等の微細な線状リブにより構成される。反射型偏光素子４４２は、線状リブが延出している方向に平行な偏光方向の第１直線偏光光を透過し、垂直な偏光方向の第２直線偏光光を反射する。
【００２４】
液晶パネル４３から射出されて射出側偏光素子４４に入射する光束は、以下のようにして当該射出側偏光素子４４から射出される。
すなわち、液晶パネル４３から射出された光束は、図２に示すように、まず、入射側端面４４１Ａから反射用プリズム４４１に入射し、射出側傾斜面４４１Ｂから射出されて反射型偏光素子４４２に入射する。反射型偏光素子４４２に入射した光束のうち、第１直線偏光光は、反射型偏光素子４４２を透過し、クロスダイクロイックプリズム５に入射する。この際、クロスダイクロイックプリズム５に入射する各色光は、反射用プリズム４４１にて屈折することとなる。また、反射用プリズム４４１は、断面直角三角形に形成され、光束の進行方向に対して各部の厚みが異なるので、当該反射用プリズム４４１を透過する光束には、各位置によって光路長の差が生じることとなる。
一方、反射型偏光素子４４２に入射した光束のうち、第２直線偏光光は、図２に示すように、反射型偏光素子４４２により光束入射側に反射され、入射側端面４４１Ａにて全反射した後、端面４４１Ｃから液晶パネル４３を避ける方向に射出される。なお、端面４４１Ｃ上には、第２直線偏光光の反射を防止する図示しない反射防止膜が形成されている。
【００２５】
クロスダイクロイックプリズム５は、各射出側偏光素子４４を透過した各色光を合成して画像光を形成する。このクロスダイクロイックプリズム５は、図１に示すように、底面部に各色光が入射する光束入射側端面５１１を有する直角三角柱状の３つの入射側プリズム５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂ、および底面部に画像光を射出する光束射出側端面５１２を有する直角三角柱状の射出側プリズム５１Ｓが、頂角同士を中心に各界面に沿って貼り合わされて前記各底面部が外側を向いた立方体状に形成されている。各プリズム５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂ，５１Ｓは、等しい屈折率を有する。また、前記各界面に沿って平面視Ｘ字状に反射面である４つの誘電体多層膜５１３が形成されている。これらの誘電体多層膜５１３のうち、Ｘ字状の一方の延出方向に沿った一組の誘電体多層膜５１３と、Ｘ字状の他方の延出方向に沿った一組の誘電体多層膜５１３とは、異なる波長域の光束を反射するように構成されている。すなわち、２組の誘電体多層膜５１３は、液晶パネル４３ＧからのＧ光を透過し、液晶パネル４３Ｒ，４３ＢからのＲ，Ｂ光を反射する。これにより、画像光が形成される。射出側プリズム５１Ｓの射出面５１２には、調整プリズム６が接着等により取り付けられている。
【００２６】
調整プリズム６は、射出側プリズム５１Ｓと等しい屈折率を有するとともに、図３に示すように、反射用プリズム４４１と等しい大きさの直角三角柱状に形成されている。この調整プリズム６は、画像光を射出する射出側端面６１、および射出側端面６１に対して傾斜し、射出側プリズム５１Ｓに取り付けられる入射側傾斜面６２を有している。このような調整プリズム６は、射出側端面６１が、入射側プリズム５１Ｇの光路前段に設けられた反射用プリズム４４１の射出側傾斜面４４１Ｂに対し、入射光束の中心軸を中心として１８０度の回転対称性を有するような姿勢で、また、前記２組の誘電体多層膜５１３の交線Ｋ（図１参照）方向に沿って、当該交線Ｋに直交する各平面で切断した断面が変化するような姿勢で、射出側プリズム５１Ｓに取り付けられている。調整プリズム６は、射出側プリズム５１Ｓから射出され、各位置によって光路長が異なる画像光の各位置の光路長を、いずれの位置によっても光路長が等しくなるように調整する。調整プリズム６により各位置の光路長が等しくなるように調整された画像光は、射出側端面６１から射出されるとともに屈折し、投射レンズ２から射出される。
【００２７】
〔本実施形態の効果〕
以上の本実施形態によれば、以下の効果がある。
各液晶パネル４３から射出された各色光は、入射側端面４４１Ａに対して傾斜する射出側傾斜面４４１Ｂを有する各反射用プリズム４４１を透過した際に、各位置によって光路長に差が生じるが、本実施形態では、クロスダイクロイックプリズム５の光路後段には、射出側端面６１に対して傾斜した入射側傾斜面６２を有する調整プリズム６が設けられているので、この調整プリズム６に各色光が透過することで、各色光中の各位置による光路長の差を調整することができ、画質を良好に維持できる。
また、各液晶パネル４３の光路後段には、反射型偏光素子４４２および反射用プリズム４４１のみを設ければよいので、各液晶パネル４３の光路後段に第１のプリズム、第２のプリズム、および反射型偏光素子が設けられることとなる従来に比べ、部品点数を削減できる。
加えて、従来に比べ、第２のプリズムを不要にできるので、当該第２のプリズムと反射型偏光素子との間に形成されていた接着層を削減でき、光学装置の信頼性を向上できる。
【００２８】
〔第２実施形態〕
次に第２実施形態のプロジェクタ１Ａについて説明する。
図４は、第２実施形態に係るプロジェクタ１Ａの構成を示す概略構成図である。
本実施形態のプロジェクタ１Ａは、前記第１実施形態と同様の構成を備えるが、前記実施形態では、調整プリズム６は、クロスダイクロイックプリズム５の光束射出側に設けられていたが、本実施形態では、調整プリズムとしての調整プリズム部５２は、クロスダイクロイックプリズム５Ａの各光束入射側に設けられている点が前記第１実施形態と異なる点である。
【００２９】
図５は、光学装置４Ａを示す拡大図、図６は、光学装置４Ａを示す側面図である。
すなわち、本実施形態では、図５および図６に示すように、各入射側プリズム５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂの各光束入射側に、調整プリズム部５２が外側に張り出すように形成されており、クロスダイクロイックプリズム５Ａは、立方体状の本体部５０と、本体部５０から外側に張り出した調整プリズム部５２とを備えて構成されている。各調整プリズム部５２は、射出側偏光素子４４が接着等により取り付けられ、当該射出側偏光素子４４から射出される光束が入射する光束入射側端面５１１を備えている。すなわち、クロスダイクロイックプリズム５Ａは、光束入射側端面５１１が反射用プリズム４４１の射出側傾斜面４４１Ｂにそれぞれ平行するように形成されている。また、クロスダイクロイックプリズム５Ａは、２組の誘電体多層膜５１３の交線Ｋ方向に沿って、当該交線Ｋに直交する各平面で切断した断面が変化する形状に形成されている。
【００３０】
このような本実施形態でも、反射用プリズム４４１を透過する際に光束中の各位置によって生じる光路長の差を、調整プリズム部５２によって調整できるので、画質を良好に維持できるなど、前記第１実施形態と同様の効果を奏することができる。また、光路内の接着層を削減できるので光束の透過率を向上できる。
また、各調整プリズム部５２に、射出側偏光素子４４を介して反射用プリズム４４１が接着されるので、調整プリズム部５２の光束入射側端面５１１および反射用プリズム４４１の射出側傾斜面４４１Ｂ間での光束の屈折を打ち消すことができる。そのため、各光学部品２,３１〜３４，４Ａを同一平面内に配置することができ、光学設計を容易にできる。
【００３１】
〔第３実施形態〕
次に第３実施形態の光学装置４Ｂについて説明する。
図７は、第３実施形態に係る光学装置４Ｂを示す側面図である。
本実施形態の光学装置４Ｂは、前記第２実施形態と同様の構成を備えるが、前記第２実施形態では、調整プリズム部５２は、２組の誘電体多層膜５１３の交線Ｋ方向に沿って、当該交線Ｋに直交する各平面で切断した断面が変化する形状に形成されていたが、本実施形態では、調整プリズム部５２は、交線Ｋに直交する各平面で切った断面が一定となる形状に形成されている点、および調整用プリズム部５２の形状に合わせ、反射用プリズム４４１Ｂの配置方向が異なる点が前記第２実施形態と異なる点である。
【００３２】
また、本実施形態では、射出側プリズム５１Ｓの射出側にも、調整プリズム部５２と同形状のプリズム部５２Ａが形成されている。すなわち、各プリズム５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂ，５１Ｓが同一形状を有しており、立方体状プリズム５３を形成している。そして、プリズム部５２Ａの光束射出側端面５１５には、プリズム部５２Ａを透過する際に光束中の各位置によって生じる光路長の差を調整するための調整プリズム６Ａが、接着等により設けられている。この調整プリズム６Ａは、画像光を射出する射出側端面６１Ａ、および射出側端面６１Ａに対して傾斜し、プリズム部５２Ａに取り付けられる入射側傾斜面６２Ａを有している。
このような本実施形態でも、前記第２実施形態と同様に画質を良好に維持できる、各光学部品２,３１〜３４，４Ｂを同一平面内に配置することができ、光学設計を容易にできる効果を奏することができるうえ、各プリズム５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂ，５１Ｓが同一形状であるので、製造を容易にできる。
【００３３】
〔第４実施形態〕
次に第４実施形態の光学装置４Ｃについて説明する。
図８は、第４実施形態に係る光学装置４Ｃを示す側面図である。
本実施形態の光学装置４Ｃでは、クロスダイクロイックプリズム５Ｃが、前記第３実施形態のクロスダイクロイックプリズム５Ｂからプリズム部５２Ａおよび調整プリズム６Ａが省かれた構成となっている点が特徴である。
このような本実施形態でも、各プリズム５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂ，５１Ｓが同一形状とはならないが、前記第３実施形態と同様の効果を奏することができるうえ、プリズム部５２Ａおよび調整プリズム６Ａを省略した分、小型化を図ることができる。
【００３４】
〔第５実施形態〕
次に第５実施形態のプロジェクタ１Ｄについて説明する。
図９は、第５実施形態に係るプロジェクタ１Ｄを示す概略構成図である。
本実施形態のプロジェクタ１Ｄは、前記第１実施形態と同様の構成を備えるが、前記第１実施形態では、調整プリズム６は、２組の誘電体多層膜５１３の交線Ｋ方向に沿って、当該交線Ｋに直交する各平面で切断した断面が変化する形状に形成されていたが、本実施形態では、調整プリズム６は、２組の誘電体多層膜５１３の交線Ｋ方向に沿って、当該交線Ｋに直交する各平面で切断した断面が一定となる形状に形成されている点が異なる。
このような本実施形態でも、前記第１実施形態と同様の効果を奏することができるうえ、調整プリズム６からの光束の射出方向と、調整プリズム６の光路前段での進行方向とが同一平面内となるので、各光学部品２，３１〜３４，４Ｄを同一平面内に配置することができる。
【００３５】
〔実施形態の変形〕
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記実施形態では、調整プリズム６と、クロスダイクロイックプリズム５とが別体に設けられていたが、一体に形成されていてもよい。
前記各実施形態において、反射型偏光素子４４２の構成は、前記各実施形態で説明した構成に限らず、反射型偏光子であれば、いずれの構成でも構わない。
例えば、反射型偏光素子４４２として、誘電体多層膜によって形成される偏光分離素子、液晶材料などの屈折率異方性（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、あるいは、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構わない。
前記各実施形態では、フロント投射型のプロジェクタの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを備え、該スクリーンの裏面側から投射を行うリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、反射型の偏光素子を用い、かつ、部品点数を削減できるため、プレゼンテーションやホームシアタに用いられるプロジェクタの光変調装置に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】第１実施形態に係るプロジェクタを示す概略構成図。
【図２】前記実施形態における液晶パネルおよびクロスダイクロイックプリズム等の配置を示す光学装置の側面図
【図３】前記実施形態における他の液晶パネルおよびクロスダイクロイックプリズム等の配置を示す光学装置の側面図。
【図４】第２実施形態に係るプロジェクタの構成を示す概略構成図。
【図５】前記実施形態における光学装置を示す拡大図。
【図６】前記実施形態における光学装置を示す側面図。
【図７】第３実施形態に係る光学装置を示す側面図。
【図８】第４実施形態に係る光学装置を示す側面図。
【図９】第５実施形態に係るプロジェクタを示す概略構成図。
【符号の説明】
【００３８】
１，１Ａ，１Ｄ…プロジェクタ、２…投射レンズ（投射光学装置）、５，５Ａ〜５Ｃ…クロスダイクロイックプリズム（色合成光学装置）、６，６Ａ…調整プリズム、３１…光源装置、４３…液晶パネル（光変調素子）、６１…射出側端面、６２…入射側傾斜面、４４１…反射用プリズム、４４１Ａ…入射側端面、４４２…反射型偏光素子、５１１…光束入射側端面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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