(57)【要約】【課題】偏光分離機能に加えて集光機能を有する偏光ビームスプリッタを提供し、さらに、この偏光ビームスプリッタを備えるプロジェクタを提供する。【解決手段】プロジェクタ１が備える偏光ビームスプリッタ３は、光源２側に配置され、光源２からの光が入射する第１の界面３１と、第１の界面３１を透過した光を反射する正の反射面３２と、正の反射面３２で反射した光のうち、Ｐ偏光成分及びＳ偏光成分のいずれか一方を透過し、他方を反射する偏光分離面３４と、ライトバルブ４側に配置され、偏光分離面３４を透過若しくは偏光分離面３４で反射した光を透過してライトバルブ４に照射し、ライトバルブ４で反射した光が入射する第２の界面３６と、投影レンズ５側に配置され、第２の界面３６を透過し、偏光分離面３４で反射若しくは偏光分離面３４を透過した光が入射する第３の界面３７と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一面が正の反射面となっている第１のプリズムと、
第２のプリズムと、
前記第１のプリズムと前記第２のプリズムとの間に設置された偏光分離膜と、を有することを特徴とする偏光ビームスプリッタ。
【請求項２】
前記正の反射面は、前記第１のプリズムの内部を伝播して前記正の反射面に入射する光を反射することを特徴とする請求項１に記載の偏光ビームスプリッタ。
【請求項３】
前記第２のプリズムの少なくとも一面が正の屈折力を有する屈折面であることを特徴とする請求項１または２に記載の偏光ビームスプリッタ。
【請求項４】
光源側に配置され、前記光源からの光が入射する第１の界面と、
前記第１の界面を透過した光を反射する正の反射面と、
前記正の反射面で反射した光のうち、Ｐ偏光成分及びＳ偏光成分のいずれか一方を透過し、他方を反射する偏光分離面と、
ライトバルブ側に配置され、前記偏光分離面を透過若しくは前記偏光分離面で反射した光を透過して前記ライトバルブに照射し、前記ライトバルブで反射した光が入射する第２の界面と、
投影レンズ側に配置され、前記第２の界面を透過し、前記偏光分離面で反射若しくは前記偏光分離面を透過した光が入射する第３の界面と、を有する偏光ビームスプリッタ。
【請求項５】
前記正の反射面で反射して前記偏光分離面を透過、若しくは、前記偏光分離面で反射した光のうち、前記ライトバルブに入射しない光を透過させる迷光透過面をさらに有する請求項４に記載の偏光ビームスプリッタ。
【請求項６】
前記迷光透過面側に配置され、前記迷光透過面を透過した光を吸収する光吸収部材を有する請求項５に記載の偏光ビームスプリッタ。
【請求項７】
入射する光のうち、Ｐ偏光成分を透過し、Ｓ偏光成分を反射する偏光分離面を形成する偏光分離膜と、
光源側に配置され、前記光源からの光が入射する第１の界面、
前記第１の界面を透過した光を反射する正の反射面、及び、
前記偏光分離膜側に配置され、前記正の反射面で反射した光が入射する第４の界面を有する第１のプリズムと、
前記偏光分離膜を挟んで前記第４の界面と対向するように配置された第５の界面、
ライトバルブ側に配置され、前記偏光分離面を透過し、さらに前記第５の界面を透過した光を透過して前記ライトバルブに照射し、前記ライトバルブで反射した光が入射する第２の界面、及び、
投影レンズ側に配置され、前記第２の界面及び前記第５の界面を透過して前記偏光分離面で反射し、さらに前記第５の界面を透過した光が入射する第３の界面を有する第２のプリズムと、を有する偏光ビームスプリッタ。
【請求項８】
前記第１のプリズムは、前記正の反射面で反射し、さらに前記偏光分離面で反射した光を透過させる迷光透過面を有する請求項７に記載の偏光ビームスプリッタ。
【請求項９】
前記迷光透過面側に配置され、前記迷光透過面を透過した光を吸収する光吸収部材を有する請求項８に記載の偏光ビームスプリッタ。
【請求項１０】
入射する光のうち、Ｐ偏光成分を透過し、Ｓ偏光成分を反射する偏光分離面を形成する偏光分離膜と、
光源側に配置され、前記光源からの光が入射する第１の界面、
前記第１の界面を透過した光を反射する正の反射面、
前記偏光分離膜側に配置され、前記正の反射面で反射した光が入射する第４の界面、及び、
ライトバルブ側に配置され、前記偏光分離面で反射して前記第４の界面を透過した光を透過して前記ライトバルブに照射し、前記ライトバルブで反射した光が入射する第２の界面を有する第１のプリズムと、
前記偏光分離膜を挟んで前記第４の界面と対向するように配置された第５の界面、及び、
投影レンズ側に配置され、前記偏光分離面を透過し、さらに前記第５の界面を透過した光が入射する第３の界面を有する第２のプリズムと、を有する偏光ビームスプリッタ。
【請求項１１】
前記第２のプリズムは、前記正の反射面で反射し、さらに前記偏光分離面を透過した光を透過させる迷光透過面を有する請求項１０に記載の偏光ビームスプリッタ。
【請求項１２】
前記迷光透過面側に配置され、前記迷光透過面を透過した光を吸収する光吸収部材を有する請求項１１に記載の偏光ビームスプリッタ。
【請求項１３】
前記第１のプリズムの前記第１の界面と前記第２の界面とは、略同一平面上に形成されている請求項１０〜１２いずれか一項に記載の偏光ビームスプリッタ。
【請求項１４】
前記第１のプリズム及び前記第２のプリズムは、前記偏光分離膜を介して前記第４の界面及び前記第５の界面が密着して一体に構成されている請求項７〜１３いずれか一項に記載の偏光ビームスプリッタ。
【請求項１５】
前記第１のプリズム及び前記第２のプリズムは、前記第４の界面及び前記第５の界面が空気間隔を空けて分離して配置され、
前記偏光分離膜は、前記第４の界面または前記第５の界面のいずれか一方に形成される請求項７〜１３いずれか一項に記載の偏光ビームスプリッタ。
【請求項１６】
前記第３の界面は、正の屈折力を有する屈折面である請求項４〜１５いずれか一項に記載の偏光ビームスプリッタ。
【請求項１７】
光源と、
前記光源からの光が前記第１の界面から入射するように配置された請求項４〜１６いずれか一項に記載の偏光ビームスプリッタと、
前記偏光ビームスプリッタの前記第２の界面と対向し、前記第２の界面を透過した光が入射し、反射した光が前記第２の界面に入射するように配置されたライトバルブと、
前記偏光ビームスプリッタの前記第３の界面と対向し、前記第３の界面を透過した光を拡大投影する投影レンズ群と、を有するプロジェクタ。
【請求項１８】
前記光源と前記偏光ビームスプリッタの前記第１の界面との間の光路上に、オプティカルインテグレータをさらに有する請求項１７に記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光ビームスプリッタ及びプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、反射型ライトバルブの一種である反射型液晶素子（ＬＣＯＳ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）を用いたプロジェクタが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このプロジェクタを構成する光学系は、コンデンサレンズと偏光ビームスプリッタとにより光源から出た光をライトバルブに照射し、画像信号によりこのライトバルブで空間光変調した後、偏光ビームスプリッタを透過させ、変調された光を投影レンズ群で拡大投影するように構成されている。
【特許文献１】特開２００８−０２６４４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような反射型ライトバルブを用いた従来のプロジェクタにおいては、このライトバルブで空間光変調をするために、光源からの光をライトバルブに集光照射するためのコンデンサレンズと、偏光分離手段である偏光ビームスプリッタと、を用いる必要があるため、装置の小型化が難しいという課題があった。
【０００４】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、偏光分離機能に加えて集光機能を併せ持つ偏光ビームスプリッタを提供し、さらに、この偏光ビームスプリッタを備えるプロジェクタ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】
【０００５】
前記課題を解決するために、第１の本発明に係る偏光ビームスプリッタは、少なくとも一面が正の反射面となっている第１のプリズムと、第２のプリズムと、第１のプリズムと第２のプリズムとの間に設置された偏光分離膜と、を有する。
【０００６】
このような偏光ビームスプリッタにおいて、正の反射面は、第１のプリズムの内部を伝播して正の反射面に入射する光を反射することが好ましい。このとき、第２のプリズムの少なくとも一面が正の屈折力を有する屈折面であることが好ましい。
【０００７】
また、第２の本発明に係る偏光ビームスプリッタは、光源側に配置され、光源からの光が入射する第１の界面と、第１の界面を透過した光を反射する正の反射面と、正の反射面で反射した光のうち、Ｐ偏光成分及びＳ偏光成分のいずれか一方を透過し、他方を反射する偏光分離面と、ライトバルブ側に配置され、偏光分離面を透過若しくは偏光分離面で反射した光を透過してライトバルブに照射し、ライトバルブで反射した光が入射する第２の界面と、投影レンズ側に配置され、第２の界面を透過し、偏光分離面で反射若しくは偏光分離面を透過した光が入射する第３の界面と、を有する。
【０００８】
このような偏光ビームスプリッタは、正の反射面で反射して偏光分離面を透過、若しくは、偏光分離面で反射した光のうち、ライトバルブに入射しない光を透過させる迷光透過面をさらに有することが好ましい。このとき、迷光透過面側に配置され、この迷光透過面を透過した光を吸収する光吸収部材を有することが好ましい。
【０００９】
また、第３の本発明に係る偏光ビームスプリッタは、入射する光のうち、Ｐ偏光成分を透過し、Ｓ偏光成分を反射する偏光分離面を形成する偏光分離膜と、光源側に配置され、光源からの光が入射する第１の界面、第１の界面を透過した光を反射する正の反射面、及び、偏光分離膜側に配置され、正の反射面で反射した光が入射する第４の界面を有する第１のプリズムと、偏光分離膜を挟んで第４の界面と対向するように配置された第５の界面、ライトバルブ側に配置され、偏光分離面を透過し、さらに第５の界面を透過した光を透過してライトバルブに照射し、ライトバルブで反射した光が入射する第２の界面、及び、投影レンズ側に配置され、第２の界面及び第５の界面を透過して偏光分離面で反射し、さらに第５の界面を透過した光が入射する第３の界面を有する第２のプリズムと、を有する。
【００１０】
このような偏光ビームスプリッタにおいて、第１のプリズムは、正の反射面で反射し、さらに偏光分離面で反射した光を透過させる迷光透過面を有することが好ましい。このとき、迷光透過面側に配置され、この迷光透過面を透過した光を吸収する光吸収部材を有することが好ましい。
【００１１】
また、第４の本発明に係る偏光ビームスプリッタは、入射する光のうち、Ｐ偏光成分を透過し、Ｓ偏光成分を反射する偏光分離面を形成する偏光分離膜と、光源側に配置され、光源からの光が入射する第１の界面、第１の界面を透過した光を反射する正の反射面、偏光分離膜側に配置され、正の反射面で反射した光が入射する第４の界面、及び、ライトバルブ側に配置され、偏光分離面で反射して第４の界面を透過した光を透過してライトバルブに照射し、ライトバルブで反射した光が入射する第２の界面を有する第１のプリズムと、偏光分離膜を挟んで第４の界面と対向するように配置された第５の界面、及び、投影レンズ側に配置され、偏光分離面を透過し、さらに第５の界面を透過した光が入射する第３の界面を有する第２のプリズムと、を有する。
【００１２】
このような偏光ビームスプリッタにおいて、第２のプリズムは、正の反射面で反射し、さらに偏光分離面を透過した光を透過させる迷光透過面を有することが好ましい。このとき、迷光透過面側に配置され、この迷光透過面を透過した光を吸収する光吸収部材を有することが好ましい。
【００１３】
また、このような偏光ビームスプリッタにおいて、第１のプリズムの第１の界面と第２の界面とは、略同一平面上に形成されていることが好ましい。
【００１４】
なお、第１のプリズム及び第２のプリズムは、偏光分離膜を介して第４の界面及び第５の界面が密着して一体に構成されていることが好ましい。あるいは、第１のプリズム及び第２のプリズムは、第４の界面及び第５の界面が空気間隔を空けて分離して配置され、偏光分離膜は、第４の界面または第５の界面のいずれか一方に形成されることが好ましい。
【００１５】
さらに、このような偏光ビームスプリッタにおいて、第３の界面は、正の屈折力を有する屈折面であることが好ましい。
【００１６】
また、本発明に係るプロジェクタは、光源と、この光源からの光が第１の界面から入射するように配置された上述の偏光ビームスプリッタのいずれかと、この偏光ビームスプリッタの第２の界面と対向し、第２の界面を透過した光が入射し、反射した光が第２の界面に入射するように配置されたライトバルブと、偏光ビームスプリッタの第３の界面と対向し、第３の界面を透過した光を拡大投影する投影レンズ群と、を有する。
【００１７】
また、このようなプロジェクタは、光源と偏光ビームスプリッタの第１の界面との間の光路上に、オプティカルインテグレータをさらに有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る偏光ビームスプリッタを以上のように構成すると、光に含まれる偏光成分を分離する機能に加えて、光源からの光をライトバルブに集光照射する機能を一つの偏光ビームスプリッタに持たせることができるため、プロジェクタの部品点数を減らし小型化を可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
（第１の実施形態）
まず、図１を用いて、第１の実施形態に係る偏光ビームスプリッタ及びプロジェクタの構成について説明する。このプロジェクタ１は、光源２と、偏光ビームスプリッタ３と、ライトバルブ４と、正の屈折力を有する投影レンズ群５と、開口絞り６とを有して構成されている。
【００２１】
偏光ビームスプリッタ３（以下、「プリズム」と呼ぶ）は、光源２（例えば、白色ＬＥＤ）から放射される白色光をライトバルブ４に照射するように構成されている。このプリズム３は、第１の界面３１、正の反射面３２（以下、「反射面」と呼ぶ）、第４の界面３３、及び、迷光透過面３８が形成された第１のプリズム３ａと、第２の界面３６、第３の界面３７、及び、第５の界面３５が形成された第２のプリズム３ｂとの２つの部材を有して構成されている。この第１及び第２のプリズム３ａ，３ｂは、第４の界面３３と第５界面３５とが接合され一体に構成されており、その境界面には偏光分離膜が設けられて偏光分離面３４が形成されている。この偏光分離面３４（第４の界面３３及び第５の界面３５）は、光軸に対して４５度傾いている。
【００２２】
図２（ａ）に示すように、光源２から放射された光は第１の界面３１から第１のプリズム３ａに入射し、アルミニウム等の金属蒸着によりミラー加工された反射面３２（凹の反射面）で反射される。光源２は反射面３２の焦点近傍に配置されており、この光源２からの光は反射面３２により略平行光に変換される。そして、反射面３２で反射された光は、第４の界面３３を透過して偏光分離面３４に入射する。この偏光分離面３４は、入射する光のうち、Ｐ偏光成分を透過して、Ｓ偏光成分を反射するように構成されているため、偏光分離面３４でＰ偏光成分のみ透過し、さらに第５の境界３５を透過して第２のプリズム３ｂに入射し、第２の界面３６から出射してライトバルブ４を照明する。
【００２３】
ライトバルブ４は、シリコン基板とガラス基板との間に液晶を介在させた液晶パネル（ＬＣＯＳ）であり、シリコン基板上にはＴＦＴ等のスイッチング素子や電極が画素の各サブピクセルに対応して設けられており、シリコン基板の最表面には光を反射させるアルミ層が形成されている。そして、透明電極が形成されたガラス基板との間に介在する液晶層を電気的に駆動して映像を表示させることができる。不図示の駆動回路から入力される映像信号のレベルに基づいてライトバルブ４の各画素に設けられた電極への電圧の印加を制御する。映像信号のレベルに応じてライトバルブ４の各電極に電圧が印加されると、液晶層の液晶分子の配列が変化して液晶層が位相板の役目を果たすようになる。その結果、電圧印加状態に応じた映像パターンがライトバルブ４に形成され、空間光変調が行われる。
【００２４】
すなわち、ライトバルブ４のガラス基板側から入射したＰ偏光成分はシリコン基板側の反射面（アルミ層）で反射されて再びガラス基板から出射するが、その間に白画素部に入射したＰ偏光成分は偏光方向が９０度回転されてＳ偏光成分に変調（偏光変換）される。一方、黒画素部に入射したＰ偏光成分は偏光状態が変化せず、Ｐ偏光成分のまま出射される。なお、ライトバルブ４は、カラーフィルタを備えたカラー表示のＬＣＯＳを用いることで、カラー画像の表示が可能となる。
【００２５】
ライトバルブ４で反射された光は再び第２の界面３６から第２のプリズム３ｂに入射し、さらに、第５の界面３５を透過して偏光分離面３４に入射する。ここでライトバルブ４の黒画素部分で反射されたＰ偏光成分は、偏光分離面３４を透過し、光源２側へと戻る。一方、ライトバルブ４の白画素部分で変調されて出射されたＳ偏光成分は偏光分離面３４で反射され、第５の界面３５を透過して再び第２のプリズム３ｂに入射し、第３の界面３７から出射したのち、投影レンズ群５により開口絞り６を介して不図示のスクリーンに投射される。その結果、ライトバルブ４に表示された画像の拡大画像がスクリーン上に投影される。
【００２６】
一方、図２（ｂ）に示すように、反射面３２で反射されて、偏光分離面３４に入った光のうち、この偏光分離面３４で反射されたＳ偏光成分は、第１のプリズム３ａに形成された迷光透過面３８に入射する。この迷光透過面３８は、偏光分離面３４で反射されたＳ偏光成分が垂直に入射するように配置されており、Ｓ偏光成分はこの迷光透過面３８を透過して第１のプリズム３ａから出射し、この迷光透過面３８と対向するように配置された光吸収部材３ｃに入射して吸収される。これにより、光源２から放射された光のうち、ライトバルブ４に照射されないＳ偏光成分が迷光となってフレア等を発生させることがない。
【００２７】
なお、図１に示す構成においては、プリズム３の偏光分離面３４においてＰ偏光成分の反射を投影レンズ側、透過を照明側に配置した例について説明したが、図３に示すように偏光分離面１３４においてＰ偏光成分の透過を投影側、反射を照明側として構成することも可能である。具体的には、プリズム１０３を、第１の界面１３１、反射面１３２、第４の界面１３３、及び、第２の界面１３６が形成された第１のプリズム１０３ａと、第５の界面１３５、第３の界面１３７、及び、迷光透過面１３８が形成された第２のプリズム１０３ｂとから構成し、第４の界面１３３と第５界面１３５とを接合して、その境界面に偏光分離膜を設け偏光分離面１３４を形成する。なお、この偏光分離面１３４（第４の界面１３３及び第５の界面１３５）も、光軸に対して４５度傾いている。
【００２８】
光源２から出射して第１の界面１３１から第１のプリズム１０３ａに入射した光は、反射面１３２で略平行光に変換され、第４の界面１３３を透過して偏光分離面１３４に入射する。この偏光分離面１３４では、Ｓ偏光成分が反射され、第４の界面１３３を透過して第１のプリズム１０３ａに入射し、第２の界面１３３から出射してライトバルブ４に照射される。そして、このライトバルブ４で反射された光は第２の界面１３３から第１のプリズム１０３ａに再び入射し、第４の界面１３３を透過して偏光分離面１３４に入射する。ここでライトバルブ４の黒画素部分で反射されたＳ偏光成分は、偏光分離面１３４で反射され、光源２側へと戻る。一方、ライトバルブ４の白画素部分で変調されて出射されたＰ偏光成分は偏光分離面１３４を透過し、第５の界面１３５を透過して第２のプリズム１０３ｂに入射し、第３の界面１３７から出射したのち、投影レンズ群５により開口絞り６を介して不図示のスクリーンに投射される。また、反射面１３２で反射されて、偏光分離面１３４に入った光のうち、この偏光分離面１３４を透過したＰ偏光成分は、第２のプリズム１０３ｂに形成された迷光透過面１３８に入射し、光吸収部材１０３ｃに吸収される。
【００２９】
なお、図３に示す構成のプリズム１０３の場合、光源２とライトバルブ４とは第１のプリズム１０３ａの同じ面側に配置されるため、第１の界面１３１及び第２の界面１３６をこの第１のプリズム１０３ａの同一面上に設けると構造を簡単にすることができる。
【００３０】
また、図１〜図３に示したプリズム３，１０３において、偏光分離面３４，１３４は光軸に対して４５°傾斜しており、透過光と反射光が９０度の角度をなすように構成しているが、図４に示すように偏光分離面３４は光軸に対して４５°に限定されない。なお、この図４において、図１に示すプリズム３と同じ機能の構成要素は同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。また、この図４においては、迷光透過面及び光吸収部材は設けていない。
【００３１】
例えば、この第１の実施形態に示すプリズム３，１０３は、その複雑な形状から熱可塑性樹脂による射出成型にて製作することが望ましいが、その際、材料となる樹脂の特性に応じて偏光分離面３４，１３４と光軸とのなす角は偏光分離特性を有する膜特性を形成しやすい傾斜角を選択することが望ましい。
【００３２】
また、上述のプリズム３，１０３は、第１のプリズム３ａ，１０３ａ及び第２プリズム３ｂ，１０３ｂを接合して一体に構成された場合について説明したが、図５に示すように、第４界面３４と第５の界面３５とを空気間隔を空けて配置することにより、二つに分離してもよい。この場合、偏光分離面３４を形成する偏光分離膜は、第４の界面３３及び第５の界面３５のいずれか一方に形成されるが、図５に示すように第５の界面３５に形成すると、ライトバルブ４で変調された光が空気の層（第４の界面３３と第５の界面３５との間）を通らないため、収差等の発生を少なくすることができ好適である。なお、この図５においても、図１に示すプリズム３と同じ機能の構成要素は同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。また、迷光透過面及び光吸収部材は設けていない。
【００３３】
また、この第１の実施形態においては、ライトバルブ２０にカラーフィルタを備えたＬＣＯＳ、光源２として白色ＬＥＤを用いたカラー表示について説明したが、単色光とモノクロタイプのＬＣＯＳを用いた場合にも同様に適用することができる。また、モノクロタイプのＬＣＯＳ、光源２にＲＧＢ３色のＬＥＤを用いることでＲ，Ｇ，Ｂ光で順に照明するフィールドシーケンシャル駆動によるカラー表示にも適用可能である。
【００３４】
このように、この第１の実施形態に係る偏光ビームスプリッタ３，１０３は、光に含まれる偏光成分を分離する機能に加えて、光源からの光をライトバルブに集光照射する機能を有しているため、プロジェクタ１，１０１の部品点数を減らし小型化を可能とする。
【００３５】
（第２の実施形態）
次に、図６を参照して第２の実施形態に係る偏光ビームスプリッタ及びプロジェクタの構成について説明する。なお、この図６においても、図１に示すプリズム３と同じ機能の構成要素は同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。また、迷光透過面及び光吸収部材は設けていない。この第２の実施形態におけるプロジェクタ１は図１に示した第１の実施形態に比べて、プリズム３を構成する第２のプリズム３ｂに形成された第３の界面３７′が凸の球面（正の屈折力を有する屈折面）であることが異なる。この第２の実施形態においては、投影レンズ群５と第３の界面３７′によりライトバルブ４から出射した光線を不図示のスクリーンに拡大投写するように構成されている。このように第３の界面３７′を屈折面とすることで投影レンズ群５の部品点数を増加させることなく投影像の収差を低減することが可能になる。そのため、第１の実施例と同様に小型化を維持したまま、光学性能の向上させることができる。なお、この第２の実施形態において第３の界面３７′は凸の球面としたが、本発明はこれに限定されず、たとえば非球面を用いてもよい。あるいは、第３の界面３７′をフレネルレンズ面として構成してもよい。
【００３６】
（第３の実施形態）
最後に、図７を参照して第３の実施形態に係る偏光ビームスプリッタ及びプロジェクタの構成について説明する。この図７においても、図１に示すプリズム３と同じ機能の構成要素は同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。また、迷光透過面及び光吸収部材は設けていない。この第３の実施形態におけるプロジェクタ１は、図１に示した第１の実施形態に比べ照明均一化手段であるオプティカルインテグレータ８を有することで投影像の照度均一性を向上した構成としている。具体的には、光源２から放射された光は、コンデンサレンズ７で略平行光に変換された後、オプティカルインテグレータ８に入射する。オプティカルインテグレータ８を構成する単位レンズは両面の曲率半径の絶対値（│r│）が等しく、左右の頂点がそれぞれ反対側から平行光を入れたときの焦点になっている。オプティカルインテグレータ８はこの単位レンズを数十個各頂点が同一平面上に乗るように束ねて配置されている。このオプティカルインテグレータ８は熱可塑樹脂の射出成型品とすることで安価に構成することが可能であり望ましい。
【００３７】
この図７に示すプロジェクタ１において、プリズム３の反射面３２の前側焦点位置にオプティカルインテグレータ８の射出面、後側焦点位置にライトバルブ４が配置されるように構成する。このように構成することで、オプティカルインテグレータ８の各単位レンズの入射面は照明領域であるライトバルブ４と共役に配置され、その像は単位レンズの位置に無関係にプリズム３の反射面３２の後側焦点に生じ、ライトバルブ４を重畳的に照明する。オプティカルインテグレータ８の入射面上の照度は光源の放射角度特性によって中心が明るく、周辺が暗く照明されるが各単位レンズの入射面が重畳的にライトバルブ４に投影されるため、このライトバルブ４を照明する光束の照度の均一性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】第１の実施形態に係るプロジェクタの構成を示すレンズ構成図である。
【図２】上記第１の実施形態に係るプロジェクタの光線を示す説明図であって、（ａ）はライトバルブを照射して画像を投影する光線を示し、（ｂ）はライトバルブを照射せず、光吸収部材に吸収される光線を示す。
【図３】第１の実施形態の変形例であって、偏光分離面で分離されたＳ偏光成分をライトバルブに照射するように構成した場合である。
【図４】第１の実施形態の変形例であって、光軸と偏光分離面とのなす角度を４５度以外にした場合を示す。
【図５】第１の実施形態の変形例であって、第１のプリズムと第２のプリズムとを分離して配置した場合を示す。
【図６】第２の実施形態に係るプロジェクタの構成を示すレンズ構成図である。
【図７】第３の実施形態に係るプロジェクタの構成を示すレンズ構成図である。
【符号の説明】
【００３９】
１，１０１  プロジェクタ    ２  光源
３，１０３  偏光ビームスプリッタ    ３ａ，１０３ａ  第１のプリズム
３ｂ，１０３ｂ  第２のプリズム    ３ｃ，１０３ｃ  光吸収部材
４  ライトバルブ    ５  投影レンズ    ８  オプティカルインテグレータ
３１，１３１  第１の界面    ３２，１３２  正の反射面    ３３  第４の界面
３４，１３４  偏光分離面（偏光分離膜）    ３５  第５の界面
３６，１３６  第２の界面    ３７，３７′，１３７  第３の界面
３８  迷光透過面
【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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