(57)【要約】  光学ユニット（ＰＵ）は、複数のデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＰ）と、複数のＴＩＲプリズム（Ｐ１）と、色合成プリズム（Ｐ２）とを備える。デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＰ）と色合成プリズム（Ｐ２）との間にＴＩＲプリズム（Ｐ１）を配置し、色合成プリズム（Ｐ２）は、所定波長のＯＮ光を反射して該所定波長以外のＯＮ光を透過する第１ダイクロイックコート面（ＤＲ）及び第２ダイクロイックコート面（ＤＢ）を有し、各デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＰ）を法線方向から見て、第１ダイクロイックコート面（ＤＲ）と第２ダイクロイックコート面（ＤＢ）との交線（Ｓ）と、該デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＰ）の長手方向との成す角度が４５°よりも小さい。
2017130924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回動軸を中心に回動する複数のマイクロミラーの各面の傾きがＯＮ／ＯＦＦ制御されて照明光を強度変調することにより画像を形成する平面視略矩形の複数のデジタル・マイクロミラー・デバイスと、  各前記デジタル・マイクロミラー・デバイスに対応してそれぞれ設けられるとともに互いに波長の異なる照明光を各前記デジタル・マイクロミラー・デバイスに導く複数のＴＩＲプリズムと、  各前記デジタル・マイクロミラー・デバイスのＯＮ状態の各前記マイクロミラーで反射されたＯＮ光を色合成して投影側に射出する色合成プリズムと、  を備えた光学ユニットであって、  前記デジタル・マイクロミラー・デバイスと前記色合成プリズムとの間に前記ＴＩＲプリズムを配置し、  前記色合成プリズムは、所定波長のＯＮ光を反射して該所定波長以外のＯＮ光を透過する第１ダイクロイックコート面及び第２ダイクロイックコート面を有し、  各前記デジタル・マイクロミラー・デバイスを法線方向から見て、第１ダイクロイックコート面と第２ダイクロイックコート面との交線と、該デジタル・マイクロミラー・デバイスの長手方向との成す角度が４５°よりも小さいことを特徴とする光学ユニット。
【請求項２】
前記法線方向から見て、前記交線が前記長手方向に略一致することを特徴とする請求項１に記載の光学ユニット。
【請求項３】
前記回動軸が前記長手方向に対して４５°傾斜していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学ユニット。
【請求項４】
前記回動軸が前記マイクロミラーの入射光の光軸方向に対して直交しないことを特徴とする請求項３に記載の光学ユニット。
【請求項５】
前記法線方向から見て、前記ＴＩＲプリズムの照明光反射面の法線が前記長手方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の光学ユニット。
【請求項６】
前記ＴＩＲプリズムの照明光反射面のＯＮ光の光軸上の法線とＯＮ状態の前記マイクロミラーのＯＮ光の光軸上の法線とが同一平面上にあることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の光学ユニット。
【請求項７】
前記ＴＩＲプリズムから出射される照明光が前記マイクロミラーに導かれ、前記マイクロミラーで反射したＯＮ光は前記ＴＩＲプリズム及び前記色合成プリズムの順に透過することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の光学ユニット。
【請求項８】
出射面の法線方向にＯＮ光の光軸が配される投影側プリズムを前記色合成プリズムの出射側に設けたことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の光学ユニット。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれかの光学ユニットと、光源と、前記光学ユニットの各前記ＴＩＲプリズムに向けてそれぞれ波長の異なる照明光を出射する照明光学系と、前記デジタル・マイクロミラー・デバイスに表示された画像をスクリーンに拡大投影する投影光学系とを備えたことを特徴とするプロジェクター。
【請求項１０】
前記ＴＩＲプリズムの入射面の下方から照明光が入射することを特徴とする請求項９に記載のプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明はデジタル・マイクロミラー・デバイスを有する光学ユニット及びそれを備えたプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】  従来の光学ユニットは特許文献１に開示されている。この光学ユニットはプロジェクターに搭載され、ＴＩＲプリズム、ダイクロイックプリズム及び複数のデジタル・マイクロミラー・デバイスを有する。投影側からデジタル・マイクロミラー・デバイスに向かってＴＩＲプリズム及びダイクロイックプリズムの順に配置されている。【０００３】  デジタル・マイクロミラー・デバイス(digital micromirror device)は平面視矩形の反射型画像表示素子であり、複数の微小なマイクロミラーから成る画像表示面を有する。デジタル・マイクロミラー・デバイスは各マイクロミラーの面の傾きをＯＮ／ＯＦＦ制御して照明光を強度変調することにより画像を形成する。各マイクロミラーはデジタル・マイクロミラー・デバイスの長手方向に対して直交する回動軸を中心に回動し、ＯＮ状態のマイクロミラーの傾き角度とＯＦＦ状態のマイクロミラーの傾き角度は異なっている。【０００４】  ＴＩＲプリズム（内部全反射プリズム：Total Internal Reflection Prism）は入射面から入射した白色の照明光を全反射面で全反射してダイクロイックプリズムに導く。【０００５】  ダイクロイックプリズムは交差する２つのダイクロイックコート面を有し、ＴＩＲプリズムから出射された白色の照明光を赤色、緑色及び青色の照明光に分解して各デジタル・マイクロミラー・デバイスにそれぞれ導く。また、ダイクロイックプリズムは各デジタル・マイクロミラー・デバイスのＯＮ状態のマイクロミラーで反射した赤色、緑色及び青色のＯＮ光を色合成し、ＴＩＲプリズムに向けて出射する。【０００６】  なお、デジタル・マイクロミラー・デバイスの法線方向から見て、２つのダイクロイックコート面の交線が該デジタル・マイクロミラー・デバイスの長手方向に一致するように各デジタル・マイクロミラー・デバイスはダイクロイックプリズムに対向して配置される。【０００７】  ＴＩＲプリズムに入射した白色の照明光はダイクロイックプリズムにより分解され、赤色、緑色及び青色の各照明光が異なるデジタル・マイクロミラー・デバイスに入射する。各デジタル・マイクロミラー・デバイスのＯＮ状態のマイクロミラーで反射した赤色、緑色及び青色のＯＮ光はダイクロイックプリズムにより色合成され、ＴＩＲプリズムを介して投影側に射出される。これにより、カラー画像が投影される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２５２８７号公報（第６頁、第１図、第３図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】  上記従来の光学ユニットによると、照明光はＴＩＲプリズム及びダイクロイックプリズムの順に透過して各デジタル・マイクロミラー・デバイスに導かれる。この時、２つのダイクロイックコート面の交線に垂直な面に投影して、ダイクロイックプリズム内でＯＮ光の光軸と照明光の光軸とがずれている。このため、デジタル・マイクロミラー・デバイスの周縁部の所望のＦナンバーを確保するためにダイクロイックプリズムを大きくする必要があり、光学ユニットが大型化する問題があった。また、光学ユニットが大型化すると、プロジェクターの投影レンズのバックフォーカスを長く確保する必要があるため、投影レンズの設計の自由度が低くなる。このため、高性能な投影レンズを設計することが困難になる。【００１０】  本発明は、小型化できる光学ユニット及びそれを用いたプロジェクターを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】  上記目的を達成するために本発明は、回動軸を中心に回動する複数のマイクロミラーの各面の傾きがＯＮ／ＯＦＦ制御されて照明光を強度変調することにより画像を形成する平面視略矩形の複数のデジタル・マイクロミラー・デバイスと、  各前記デジタル・マイクロミラー・デバイスに対応してそれぞれ設けられるとともに互いに波長の異なる照明光を各前記デジタル・マイクロミラー・デバイスに導く複数のＴＩＲプリズムと、  各前記デジタル・マイクロミラー・デバイスのＯＮ状態の各前記マイクロミラーで反射されたＯＮ光を色合成して投影側に射出する色合成プリズムと、  を備えた光学ユニットであって、  前記デジタル・マイクロミラー・デバイスと前記色合成プリズムとの間に前記ＴＩＲプリズムを配置し、  前記色合成プリズムは、所定波長のＯＮ光を反射して該所定波長以外のＯＮ光を透過する第１ダイクロイックコート面及び第２ダイクロイックコート面を有し、  各前記デジタル・マイクロミラー・デバイスを法線方向から見て、第１ダイクロイックコート面と第２ダイクロイックコート面との交線と、該デジタル・マイクロミラー・デバイスの長手方向との成す角度が４５°よりも小さいことを特徴としている。【００１２】  また本発明は、上記構成の光学ユニットにおいて、前記法線方向から見て、前記交線が前記長手方向に略一致すると好ましい。【００１３】  また本発明は、上記構成の光学ユニットにおいて、前記回動軸が前記長手方向に対して４５°傾斜していると好ましい。【００１４】  また本発明は、上記構成の光学ユニットにおいて、前記回動軸が前記マイクロミラーの入射光の光軸方向に対して直交しないと好ましい。【００１５】  また本発明は、上記構成の光学ユニットにおいて、前記法線方向から見て、前記ＴＩＲプリズムの照明光反射面の法線が前記長手方向に対して傾斜すると好ましい。【００１６】  また本発明は、上記構成の光学ユニットにおいて、前記ＴＩＲプリズムの照明光反射面のＯＮ光の光軸上の法線とＯＮ状態の前記マイクロミラーのＯＮ光の光軸上の法線とが同一平面上にあると好ましい。【００１７】  また本発明は、上記構成の光学ユニットにおいて、前記ＴＩＲプリズムから出射される照明光が前記マイクロミラーに導かれ、前記マイクロミラーで反射したＯＮ光は前記ＴＩＲプリズム及び前記色合成プリズムの順に透過すると好ましい。【００１８】  また本発明は、上記構成の光学ユニットにおいて、出射面の法線方向にＯＮ光の光軸が配される投影側プリズムを前記色合成プリズムの出射側に設けると好ましい。【００１９】  また本発明のプロジェクターは、上記構成の光学ユニットと、光源と、前記光学ユニットの各前記ＴＩＲプリズムに向けてそれぞれ波長の異なる照明光を出射する照明光学系と、前記デジタル・マイクロミラー・デバイスに表示された画像をスクリーンに拡大投影する投影光学系とを備えたことを特徴としている。【００２０】  また本発明は、上記構成のプロジェクターにおいて、前記ＴＩＲプリズムの入射面の下方から照明光が入射すると好ましい。
【発明の効果】
【００２１】  本発明によると、各デジタル・マイクロミラー・デバイスを法線方向から見て、第１ダイクロイックコート面と第２ダイクロイックコートとの交線と、該デジタル・マイクロミラー・デバイスの長手方向との成す角度が４５°よりも小さい。これにより、ＯＮ光の像高を小さくすることができるため、色合成プリズムを小さくすることができる。この時、デジタル・マイクロミラー・デバイスと色合成プリズムとの間にＴＩＲプリズムを配置している。これにより、照明光を色合成プリズムを透過させずに各デジタル・マイクロミラー・デバイスに導くことができる。このため、色合成プリズムを小さくしてもデジタル・マイクロミラー・デバイスの周縁部の所望のＦナンバーを確保することができる。したがって、光学ユニット及びプロジェクターを小型化することができる。また、プロジェクターの投影光学系のバックフォーカスを短くすることができるため、投影光学系の設計の自由度を高くすることができる。これにより、高性能なプロジェクターを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態の光学ユニットを備えるプロジェクターを示す概略構成図
【図２】本発明の第１実施形態の光学ユニットを示す斜視図
【図３】本発明の第１実施形態の光学ユニットを示す上面図
【図４】本発明の第１実施形態の光学ユニットを示す側面断面図
【図５】本発明の第１実施形態の光学ユニットのデジタル・マイクロミラー・デバイスを示す正面図
【図６】本発明の第１実施形態の他の例の光学ユニットのデジタル・マイクロミラー・デバイスを示す正面図
【図７】本発明の第１実施形態の光学ユニットのデジタル・マイクロミラー・デバイスの動作を説明するための斜視図
【図８】本発明の第１実施形態の光学ユニットのＴＩＲプリズムを示す斜視図
【図９】本発明の第２実施形態の光学ユニットを備えるプロジェクターを示す概略構成図
【図１０】本発明の第２実施形態の光学ユニットを示す斜視図
【図１１】本発明の第２実施形態の光学ユニットを示す上面図
【図１２】本発明の第２実施形態の光学ユニットを示す側面断面図
【図１３】本発明の第３実施形態の光学ユニットを示す上面図
【図１４】本発明の第３実施形態の光学ユニットを示す側面断面図
【図１５】本発明の第３実施形態の光学ユニットのデジタル・マイクロミラー・デバイスを示す正面図
【図１６】本発明の第４実施形態の光学ユニットを示す斜視図
【図１７】本発明の第４実施形態の光学ユニットを示す上面図
【発明を実施するための形態】
【００２３】  ＜第１実施形態＞  以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は第１実施形態の光学ユニットを備えるプロジェクターの概略構成図を示している。３チップタイプ（三板式）のプロジェクターＰＪは光源１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ、照明光学系２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ、光学ユニットＰＵ、投影光学系ＬＮ、アクチュエーター４及び制御部３を備える。なお、以下の説明において、光源１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ及び照明光学系２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを総称してそれぞれ「光源１」及び「照明光学系２」という場合がある。
【００２４】  光源１Ｒ、１Ｇ、１Ｂは赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤをそれぞれ有し、それぞれ赤色光、緑色光及び青色光を出射する。照明光学系２Ｒ、２Ｇ、２Ｂはそれぞれ光源１Ｒ、１Ｇ、１Ｂに対応して設けられ、インテグレーター、リレーレンズ群及び反射ミラー等を有する（いずれも不図示）。照明光学系２は光源１の出射光を集光して照明光Ｌ１として光学ユニットＰＵに向けて出射する。
【００２５】  光学ユニットＰＵは平面視略矩形の複数のデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ１〜ＤＰ３、複数のＴＩＲプリズムＰ１１〜Ｐ１３、１個の色合成プリズムＰ２及び１個の投影側プリズムＰ３を有し、支持部材（不図示）によりプロジェクターＰＪ内で支持される。光学ユニットＰＵはデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ１〜ＤＰ３（図３参照）で反射した投影光（後述のＯＮ光）を投影光学系ＬＮに向けて射出する。以下の説明において、デジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ１〜ＤＰ３及びＴＩＲプリズムＰ１１〜Ｐ１３をそれぞれ総称して「デジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ」及び「ＴＩＲプリズムＰ１」という場合がある。なお、光学ユニットＰＵの詳細については後述する。
【００２６】  投影光学系ＬＮはレンズ５１、５２（図３参照）を有し、デジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ上に表示された画像をスクリーンＳＣに拡大投影する。アクチュエーター４はレンズ５１、５２を移動させ、例えばズーミングやフォーカシングを行う。制御部３はＣＰＵを有し、プロジェクターＰＪ全体の制御を行う。
【００２７】  図２〜図４は光学ユニットＰＵの斜視図、上面図及び側面断面図をそれぞれ示している。なお、図４はデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ２を通る側面断面図を示している。図２〜図４において、Ｘ方向は色合成プリズムＰ２の厚み方向を示している。Ｚ方向はデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ２で反射した投影光（後述のＯＮ光）の光軸方向を示している。Ｙ方向はＸ方向及びＺ方向に垂直な方向を示している。
【００２８】  デジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ１と色合成プリズムＰ２との間、デジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ２と色合成プリズムＰ２との間、及びデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ３と色合成プリズムＰ２との間には、それぞれＴＩＲプリズムＰ１１〜Ｐ１３が配置される。これにより、ＴＩＲプリズムＰ１１〜Ｐ１３はそれぞれデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ１〜ＤＰ３に対応して設けられる。色合成プリズムＰ２の投影側には投影側プリズムＰ３が配される。
【００２９】  また、デジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰとＴＩＲプリズムＰ１との間にはカバーガラスＣＧが設けられる。なお、図１及び図２ではカバーガラスＣＧの図示を省略している。
【００３０】  図５はデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ２の正面図を示している。なお、デジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ１、ＤＰ３の構成もデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ２の構成と同様であるため、デジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ２を代表して以下説明する。図５はデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ２をＴＩＲプリズムＰ１２側から見た様子を示し、デジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ２のマイクロミラーＭＲを拡大して図示している。
【００３１】  デジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ２はマトリクス状に配される平面視正方形の複数の微小なマイクロミラーＭＲを有する。マイクロミラーＭＲは略矩形の基板ＳＢ上に実装され、基板ＳＢは略矩形のハウジング（不図示）に収納される。マイクロミラーＭＲは基板ＳＢの長手方向（Ｙ方向）に対して４５°傾斜する回動軸ＲＡを中心に回動する。
【００３２】  デジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ２の法線方向から見て、後述の色合成プリズムＰ２の第１ダイクロイックコート面ＤＲと第２ダイクロイックコートＤＢとの交線Ｓはデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ２の長手方向（Ｙ方向）に略一致している。
【００３３】  なお、図６に示すように、デジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ２の法線方向から見て、交線Ｓとデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ２の長手方向との成す角度θが４５°よりも小さくなるようにデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ２をＴＩＲプリズムＰ１２に対向して配置してもよい。
【００３４】  図７はデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ２のＯＮ状態及びＯＦＦ状態のマイクロミラーＭＲの斜視図を示している。マイクロミラーＭＲにより画素を構成する画素反射面（マイクロミラー面）ＭＳが形成される。マイクロミラーＭＲのＯＮ状態を反射面ＭＳ２で示し、マイクロミラーＭＲのＯＦＦ状態を反射面ＭＳ３で示している。マイクロミラーＭＲは基準状態（マイクロミラーＭＲの法線方向がＺ方向に一致している状態）から回動軸ＲＡを中心に−１２°回動してＯＮ状態になり、＋１２°回動してＯＦＦ状態になる。これにより、デジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ２は、複数の画素反射面ＭＳからなる画像表示面ＤＳにおいて、各画素反射面ＭＳがＯＮ／ＯＦＦ制御され、マイクロミラーＭＲが画像表示状態（ＯＮ状態）と画像非表示状態（ＯＦＦ状態）との２つの角度状態をとる。すなわち、デジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ２は回動軸ＲＡに関してマイクロミラーＭＲの駆動を行い、マイクロミラーＭＲは基準状態、ＯＮ状態及びＯＦＦ状態をとることができる。これにより、デジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ２は照明光Ｌ１を強度変調して所望の画像を生成する反射型画像表示素子を構成する。
【００３５】  本実施形態ではＯＮ状態及びＯＦＦ状態のマイクロミラーＭＲはＸＹ平面に対して傾斜している。通常想定されるＯＮ／ＯＦＦ制御では、画素反射面ＭＳがＯＮ状態のとき、マイクロミラーＭＲに入射した照明光Ｌ１は画像表示面ＤＳの法線方向に反射されてＯＮ光Ｌ２（投影光）となる。また、画素反射面ＭＳがＯＦＦ状態のとき、マイクロミラーＭＲに入射した照明光Ｌ１は画像表示面ＤＳの法線方向から大きな角度を持って反射され、ＯＦＦ光Ｌ３（不要光）となる。なお、照明光Ｌ１の光軸ＡＸ１、ＯＮ光Ｌ２の光軸ＡＸ２及びＯＦＦ光Ｌ３の光軸ＡＸ３（図４参照）は同一平面上に配される。
【００３６】  以上のように、デジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ２の画像表示面ＤＳでは、照明光Ｌ１の強度変調により２次元画像が形成される。デジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ２は、前述したように１軸に関してマイクロミラーＭＲの駆動を行うことによりＯＮ／ＯＦＦを表現する。
【００３７】  図２〜図４に戻って、ＴＩＲプリズムＰ１、色合成プリズムＰ２及び投影側プリズムＰ３について説明する。ＴＩＲプリズムＰ１は２個のプリズムから構成され、入射面１１、照明光反射面１２及び出射面１３、１４、１５を有する。入射面１１はデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰの短手方向に対して約４５°傾斜し、照明光学系２から出射された照明光Ｌ１を入射する。本実施形態ではＴＩＲプリズムＰ１１〜Ｐ１３の入射面１１にはそれぞれ赤色、緑色及び青色の照明光Ｌ１が入射する。すなわち、ＴＩＲプリズムＰ１１〜Ｐ１３の入射面１１には互いに波長の異なる照明光Ｌ１がそれぞれ入射する。
【００３８】  図８はＴＩＲプリズムＰ１２の斜視図を示している。なお、ＴＩＲプリズムＰ１１、Ｐ１３の構成もＴＩＲプリズムＰ１２の構成と同様であるため、ＴＩＲプリズムＰ１２を代表して以下説明する。照明光反射面１２は照明光学系２（図１参照）から離れるほどデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ２に近づくように傾斜し、入射面１１から入射した照明光Ｌ１をデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ２に向けて全反射する。デジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ２の法線ＮＤ方向から見て、照明光反射面１２の法線Ｎ１２はデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ２の長手方向（Ｙ方向）に対して傾斜している。これにより、ＴＩＲプリズムＰ１２は照明光Ｌ１をデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ２に効率良く導くことができる。
【００３９】  また、ＴＩＲプリズムＰ１の照明光反射面１２のＯＮ光Ｌ２の光軸ＡＸ２上の法線と該ＴＩＲプリズムＰ１に対応するＯＮ状態のマイクロミラーＭＲのＯＮ光Ｌ２の光軸ＡＸ２上の法線とは同一平面上にある。
【００４０】  出射面１３はデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰのカバーグラスＣＧ（図３、図４参照）に対向し、照明光反射面１２で全反射した照明光Ｌ１をデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ２に向けて出射する。出射面１４は色合成プリズムＰ２に対向し、デジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ２で反射したＯＮ光Ｌ２を出射する。出射面１５はＯＮ光Ｌ２の光軸ＡＸ２に対して入射面１１と反対側の端面（Ｙ方向の端面）により形成され、ＯＦＦ光Ｌ３を出射する。
【００４１】  色合成プリズムＰ２は所謂フィリップスタイプのダイクロイックプリズムから成り、３個のプリズムＰ２１〜Ｐ２３から成る。ＴＩＲプリズムＰ１２から投影光学系ＬＮに向かってプリズムＰ２２、Ｐ２３、Ｐ２１の順に配置される。プリズムＰ２１〜Ｐ２３はそれぞれ入射面２１を有し、各入射面２１はそれぞれＴＩＲプリズムＰ１１〜Ｐ１３の出射面１４に対向している。プリズムＰ２１、Ｐ２３はそれぞれ全反射面２２を有するとともにそれぞれ第１ダイクロイックコート面ＤＲ及び第２ダイクロイックコート面ＤＢを有する。プリズムＰ２１の投影側には色合成されたＯＮ光Ｌ２を出射する出射面２３が形成される。
【００４２】  第１ダイクロイックコート面ＤＲ及びプリズムＰ２３の全反射面２２はＴＩＲプリズムＰ１１から離れるほどデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ２から離れるように傾斜している。第２ダイクロイックコート面ＤＢ及びプリズムＰ２１の全反射面２２はＴＩＲプリズムＰ１１から離れるほどデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ２に近づくように傾斜している。第１ダイクロイックコート面ＤＲと第２ダイクロイックコート面ＤＢとの交線Ｓ（図２、図５参照）はＹ方向に延びている。
【００４３】  第１ダイクロイックコート面ＤＲは赤色のＯＮ光Ｌ２を反射するとともに、緑色及び青色のＯＮ光Ｌ２を透過させる。第２ダイクロイックコート面ＤＢは青色のＯＮ光Ｌ２を反射するとともに緑色のＯＮ光Ｌ２を透過させる。すなわち、第１ダイクロイックコート面ＤＲ及び第２ダイクロイックコート面ＤＢは所定波長のＯＮ光Ｌ２を反射して該所定波長以外のＯＮ光Ｌ２を透過する。これにより、色合成プリズムＰ２はＴＩＲプリズムＰ１１〜Ｐ１３からそれぞれ出射された赤色、緑色及び青色のＯＮ光Ｌ２を色合成して投影側に出射する。
【００４４】  なお、プリズムＰ２１とプリズムＰ２３とを入れ替えて配置してもよい。すなわち、プリズムＰ２３をプリズムＰ２１よりも投影側に配置してもよい。また、所謂フィリップスタイプのダイクロイックプリズムに替えて、クロスダイクロイックプリズムにより色合成プリズムＰ２を形成してもよい。
【００４５】  投影側プリズムＰ３は色合成プリズムＰ２の出射側に配され、入射面３１及び出射面３２を有する。入射面３１はＴＩＲプリズムＰ１１から離れるほどデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ２に近づくように傾斜し、色合成プリズムＰ２を透過して出射面２３から出射されたＯＮ光Ｌ２（色合成後の投影光）を入射する。出射面３２は投影光学系ＬＮに対向して配され、ＯＮ光Ｌ２の光軸ＡＸ２が出射面３２の法線方向に一致するようにＯＮ光Ｌ２を出射する。投影側プリズムＰ３によりスクリーンＳＣに投影される画像の歪みを低減することができる。また、ＴＩＲプリズムＰ１１、Ｐ１３の投影光学系ＬＮ側の端部は投影側プリズムＰ３の出射面３２に対して出射側に突出している。
【００４６】  ＴＩＲプリズムＰ１、色合成プリズムＰ２及び投影側プリズムＰ３の材質として例えばガラスを用いることができる。本実施形態では、ＴＩＲプリズムＰ１、色合成プリズムＰ２及び投影側プリズムＰ３は屈折率が同じガラスにより形成される。支持部材は光学ユニットＰＵの上下面（色合成プリズムＰ２のＹ方向の両端面）に接して配され、光学ユニットＰＵを挟持する。
【００４７】  また、ＴＩＲプリズムＰ１と色合成プリズムＰ２との間、色合成プリズムＰ２と投影側プリズムＰ３との間にはエアーギャップ（不図示）が設けられる。また、ＴＩＲプリズムＰ１内の複数のプリズム間及び色合成プリズムＰ２内のプリズムＰ２１〜Ｐ２３間にもエアーギャップ（不図示）が設けられる。
【００４８】  また、色合成プリズムＰ２のＹ方向の端面（上面）に離れて対向して光吸収部材ＰＴが設けられる。光吸収部材ＰＴは例えば黒色処理した金属プレートにより形成され、ＴＩＲプリズムＰ１の出射面１５から出射されたＯＦＦ光Ｌ３を吸収する。これにより、光学ユニットＰＵから出射されたＯＦＦ光Ｌ３によるプロジェクターＰＪ内の他の部材等の熱変形を防止することができる。
【００４９】  上記構成のプロジェクターＰＪにおいて、光源１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ（図１参照）からそれぞれ赤色光、緑色光及び青色光が出射されると、それぞれ照明光学系２Ｒ、２Ｇ、２Ｂで集光されてそれぞれ赤色、緑色及び青色の照明光Ｌ１が光学ユニットＰＵに向けて出射される。
【００５０】  赤色、緑色及び青色の照明光Ｌ１はそれぞれＴＩＲプリズムＰ１１〜Ｐ１３の入射面１１に入射した後に照明光反射面１２で全反射する。照明光反射面１２で全反射した赤色、緑色及び青色の照明光Ｌ１は出射面１３から出射した後に、カバーガラスＣＧを透過してそれぞれデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ１〜ＤＰ３に入射する。ＴＩＲプリズムＰ１１〜Ｐ１３によって、互いに波長の異なる照明光Ｌ１が色合成プリズムＰ２を透過せずにそれぞれデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ１〜ＤＰ３に導かれる。この時、回動軸ＲＡはマイクロミラーＭＲの入射光の光軸方向に対して直交していないため、照明光Ｌ１をデジタル・マイクロミラー・デバイスＰ１に効率良く導くことができる。
【００５１】  デジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ１〜ＤＰ３のＯＮ状態のマイクロミラーＭＲでそれぞれ反射した赤色、緑色及び青色のＯＮ光Ｌ２は照明光反射面１２を透過した後にそれぞれ入射面２１を介して色合成プリズムＰ２に入射する。赤色のＯＮ光Ｌ２はプリズムＰ２１の全反射面２２で全反射した後に第１ダイクロイックコート面ＤＲで反射して出射面２３に向かう。緑色のＯＮ光Ｌ２はプリズムＰ２２を透過した後に第２ダイクロイックコート面ＤＢ及び第１ダイクロイックコート面ＤＲの順に透過して出射面２３に向かう。青色のＯＮ光Ｌ２はプリズムＰ２３の全反射面２２で全反射した後に第２ダイクロイックコート面ＤＢで反射し、第１ダイクロイックコート面ＤＲを透過して出射面２３に向かう。この時、各色のＯＮ光Ｌ２は色合成プリズムＰ２を透過する間に色合成され、色合成されたＯＮ光Ｌ２が出射面２３から投影側に出射される。
【００５２】  色合成プリズムＰ２の出射面２３から出射されたＯＮ光Ｌ２は出射面３１を介して投影側プリズムＰ３に入射する。投影側プリズムＰ３に入射したＯＮ光Ｌ２は投影側プリズムＰ３を透過して出射面３２から投影光学系ＬＮに向けて出射される。
【００５３】  投影光学系ＬＮに入射したＯＮ光Ｌ２はスクリーンＳＣ（図１参照）に投射される。これにより、デジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰに表示されたカラー画像はスクリーンＳＣに拡大投影される。この時、アクチュエーター４によりズーミングやフォーカシングが行われる。また、投影側プリズムＰ３は光軸ＡＸ２が出射面３２の法線方向に一致するように出射面３２からＯＮ光Ｌ２を出射する。これにより、スクリーンＳＣに拡大投影される画像の歪みを低減することができる。
【００５４】  一方、デジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ１〜ＤＰ３のＯＦＦ状態のマイクロミラーＭＲで反射したＯＦＦ光Ｌ３は出射面１５から出射され、光学ユニットＰＵの外部へ排出される。光学ユニットＰＵから排出されたＯＦＦ光Ｌ３は光吸収部材ＰＴ（図４参照）により吸収される。これにより、ＯＦＦ光Ｌ３の投影光学系ＬＮへの入射を防止することができる。したがって、投影画像のコントラストの低下を防止することができる。
【００５５】  この時、光吸収部材ＰＴは出射面１５から離れて設けられている。これにより、ＯＦＦ光Ｌ３を吸収した光吸収部材ＰＴの熱の光学ユニットＰＵへの伝熱を低減することができる。したがって、光学ユニットＰＵの温度上昇を抑え、光学ユニットＰＵの熱変形等を防止することができる。その結果、光学ユニットＰＵ及びプロジェクターＰＪの長寿命化を図ることができる。
【００５６】  なお、ＯＮ状態及びＯＦＦ状態の一方から他方へ移行中のマイクロミラーＭＲで反射した照明光Ｌ１（フラット光）はマイクロミラーＭＲの法線方向に対して照明光Ｌ１の入射光とは反対方向へ反射される。フラット光やカバーガラスＣＧでの照明光Ｌ１の反射光もＴＩＲプリズムＰ１に入射し、その後に出射面１５から出射される。これにより、フラット光やカバーガラスＣＧでの照明光Ｌ１の反射光の投影光学系ＬＮへの入射を防止することができる。したがって、投影画像のコントラストの低下を一層防止することができる。
【００５７】  また、デジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ１〜ＤＰ３をそれぞれの法線ＮＤ方向から見て、第１ダイクロイックコート面ＤＲと第２ダイクロイックコート面ＤＢとの交線Ｓがそれぞれデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ１〜ＤＰ３の長手方向（Ｙ方向）と略一致している。これにより、ＯＮ光Ｌ２の像高を小さくすることができ、色合成プリズムＰ２のＺ方向の長さを短くすることができる。この時、デジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰと色合成プリズムＰ２との間にＴＩＲプリズムＰ１を配置している。これにより、照明光Ｌ１は色合成プリズムＰ２を透過せずにＴＩＲプリズムＰ１を透過してデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰに導かれる。このため、色合成プリズムＰ２のＺ方向の幅を小さくしても、デジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰの周縁部の所望のＦナンバーを確保することができる。したがって、光学ユニットＰＵを小型化し、投影光学系ＬＮのバックフォーカスＢＦ（レンズ５２の最後端から画像表示面ＤＳまでの距離）を短くすることができ、プロジェクターＰＪを小型化することができる。
【００５８】  本実施形態の光学ユニットＰＵの色合成プリズムＰ２及び比較例の光学ユニットの色合成プリズムのＺ方向の長さを比較した。比較例ではデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰの法線方向から見てデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰの長手方向と交線Ｓとの成す角度θ（図６参照）を４５°にしている。また、比較例では本実施形態のＴＩＲプリズムＰ１１〜Ｐ１３を省き、１個のＴＩＲプリズムを色合成プリズムの出射側に配置した。比較例のその他の構成は光学ユニットＰＵと同様にした。また、本実施形態及び比較例では短手方向及び長手方向の長さがそれぞれ約１６．３ｍｍ及び約３１．０ｍｍのデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰを用いて、デジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰの周縁部のＦナンバーを同じにした。
【００５９】  比較例の色合成プリズムのＺ方向の長さは約８２．５ｍｍであるのに対し、本実施形態の光学ユニットＰＵのＺ方向の長さは約７６．１ｍｍであり、本実施形態の光学ユニットＰＵの色合成プリズムＰ２のＺ方向の長さは比較例よりも約６．４ｍｍ短くなる。したがって、本実施形態の光学ユニットＰＵを備えたプロジェクターＰＪのバックフォーカスＢＦを比較例の場合よりも短くすることができる。なお、照明光Ｌ１が色合成プリズムＰ２を透過しないため照明光Ｌ１の光路を短くすることができ、ＴＩＲプリズムＰ１を比較例のＴＩＲプリズムよりも小型化することができる。
【００６０】  本実施形態によると、デジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ１〜ＤＰ３をそれぞれの法線ＮＤ方向から見て、第１ダイクロイックコート面ＤＲと第２ダイクロイックコート面ＤＢとの交線Ｓがそれぞれデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ１〜ＤＰ３の長手方向（Ｙ方向）と略一致している。これにより、ＯＮ光Ｌ２の像高を小さくすることができ、色合成プリズムＰ２のＺ方向の長さを短くすることができる。この時、デジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰと色合成プリズムＰ２との間にＴＩＲプリズムＰ１を配置している。これにより、照明光Ｌ１は色合成プリズムＰ２を透過せずにＴＩＲプリズムＰ１を透過してデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰに導かれる。このため、色合成プリズムＰ２のＺ方向の幅を小さくしても、デジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰの周縁部の所望のＦナンバーを確保することができる。したがって、光学ユニットＰＵを小型化し、投影光学系ＬＮのバックフォーカスＢＦ（レンズ５２の最後端から画像表示面ＤＳまでの距離）を短くすることができ、プロジェクターＰＪを小型化することができる。
【００６１】  また、プロジェクターＰＪの投影光学系ＬＮのバックフォーカスＢＦを短くすることができるため、投影レンズ５１、５２の設計の自由度を高くすることができる。これにより、高性能なプロジェクターＰＪを提供することができる。
【００６２】  なお、法線ＮＤ方向から見て、交線Ｓとデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰの長手方向との成す角度θ（図６参照）が４５°よりも小さければ、ＯＮ光Ｌ２の像高を小さくすることができる。このため、色合成プリズムＰ２のＺ方向の長さを短くしてバックフォーカスＢＦを短くすることができる。交線Ｓがデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰの長手方向に略一致するとバックフォーカスＢＦをさらに短くできるためより望ましい。
【００６３】  また、マイクロミラーＭＲの回動軸ＲＡがデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰの長手方向に対して４５°傾斜している。これにより、汎用されているデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰを用いることができ、光学ユニットＰＵ及びプロジェクターＰＪの製造コストを削減することができる。
【００６４】  また、回動軸ＲＡがマイクロミラーＭＲの入射光の光軸方向に対して直交しないため、デジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰで反射したＯＮ光Ｌ２を効率良く投影側に向けて出射することができる。
【００６５】  また、デジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰの法線ＮＤ方向から見て、ＴＩＲプリズムＰ１の照明光反射面１２の法線Ｎ１２がデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰの長手方向に対して傾斜している。これにより、デジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰに効率良く照明光Ｌ１を導くことができる。
【００６６】  また、ＴＩＲプリズムＰ１の照明光反射面１２のＯＮ光Ｌ２の光軸ＡＸ２上の法線と該ＴＩＲプリズムＰ１に対応するＯＮ状態のマイクロミラーＭＲのＯＮ光Ｌ２の光軸ＡＸ２上の法線とは同一平面上にある。これにより、デジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰで反射したＯＮ光Ｌ２の像高をより小さくすることができる。
【００６７】  また、出射面３２の法線方向にＯＮ光Ｌ２の光軸ＡＸ２が配される投影側プリズムＰ３を色合成プリズムＰ２の出射側に設けている。これにより、色合成プリズムＰ２の小型化を図りながら投影画像の歪みを低減することができる。
【００６８】  また、プロジェクターＰＪは、光学ユニットＰＵのＴＩＲプリズムＰ１１〜Ｐ１３に向けてそれぞれ赤色、緑色及び青色の照明光Ｌ１を出射する照明光学系２Ｒ、２Ｂ、２Ｇと、デジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰに表示された画像をスクリーンＳＣに拡大投影する投影光学系ＬＮとを備える。これにより、プロジェクターＰＪを小型化できる。
【００６９】  また、ＴＩＲプリズムＰ１の入射面１１の下方から照明光Ｌ１が入射する。これにより、光源１及び照明光学系２を光学ユニットＰＵの下方に集約することができ、投影光学系ＬＮの設計の自由度を高めることができる。
【００７０】  ＜第２実施形態＞  次に本発明の第２実施形態について説明する。図９は第２実施形態の光学ユニットＰＵを備えるプロジェクターＰＪの概略構成図を示している。図１０〜図１２は第２実施形態の光学ユニットＰＵの斜視図、上面図及び側面断面図をそれぞれ示している。説明の便宜上、図１〜図８に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態ではＴＩＲプリズムＰ１の構成が第１実施形態とは異なっている。その他の部分は第１実施形態と同様である。
【００７１】  ＴＩＲプリズムＰ１１の入射面１１はＴＩＲプリズムＰ１２に近づくほどデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ１に近づくように傾斜している。ＴＩＲプリズムＰ１２の入射面１１はＴＩＲプリズムＰ１３に近づくほどデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ２に近づくように傾斜している。ＴＩＲプリズムＰ１３の入射面１１はＴＩＲプリズムＰ１２に近づくほどデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ３から離れるように傾斜している。光吸収部材ＰＴはＴＩＲプリズムＰ１１〜Ｐ１３の出射面１５の上方に離れて配される。
【００７２】  また、ＴＩＲプリズムＰ１の照明光反射面１２のＯＮ光Ｌ２の光軸ＡＸ２上の法線と該ＴＩＲプリズムＰ１に対応するＯＮ状態のマイクロミラーＭＲのＯＮ光Ｌ２の光軸ＡＸ２上の法線とは同一平面上にない。
【００７３】  例えばデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ２において、マイクロミラーＭＲの入射光の光軸ＡＸ１のＸＹ平面との成す角度が−１７．５°になるとともにＹＺ平面との成す角度が１６．７°になるように入射面１１から照明光Ｌ１を入射させる。この時、照明光Ｌ１の光軸ＡＸ１と入射面１１とは垂直になっている。
【００７４】  本実施形態でも第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、照明光反射面１２の光軸ＡＸ２上の法線とＯＮ状態のマイクロミラーＭＲの光軸ＡＸ２上の法線とが同一平面上にない。これにより、第１実施形態よりもデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰの短手方向に対する入射面１１の傾きを小さくできるため、光源１及び照明光学系２を光学ユニットＰＵの下方により集約することができる。したがって、投影光学系ＬＮの設計の自由度をより高めることができる。
【００７５】  ＜第３実施形態＞  次に本発明の第３実施形態について説明する。図１３及び図１４は第３実施形態の光学ユニットＰＵの上面図及び側面断面図を示している。図１５は第３実施形態の光学ユニットＰＵのデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ２の正面図を示している。説明の便宜上、図１〜図８に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態ではマイクロミラーＭＲの回動軸ＲＡがデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰの短手方向に平行である（長手方向に垂直である）点で第１実施形態とは異なっている。また、ＴＩＲプリズムＰ１の構成も第１実施形態とは異なっている。その他の部分は第１実施形態と同様である。
【００７６】  ＴＩＲプリズムＰ１１〜Ｐ１３の入射面１１は色合成プリズムＰ２からそれぞれデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ１〜ＤＰ３に向かうほどそれぞれデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ１〜ＤＰ３に近づくように傾斜している。また、ＴＩＲプリズムＰ１１〜Ｐ１３の入射面１１はそれぞれデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ１〜ＤＰ３の短手方向に対して傾斜していない。ＴＩＲプリズムＰ１の照明光反射面１２のＯＮ光Ｌ２の光軸ＡＸ２上の法線と該ＴＩＲプリズムＰ１に対応するＯＮ状態のマイクロミラーＭＲのＯＮ光Ｌ２の光軸ＡＸ２上の法線とは同一平面上にある。
【００７７】  入射面１１を介してＴＩＲプリズムＰ１に入射した照明光Ｌ１は照明光反射面１２で全反射した後に該ＴＩＲプリズムＰ１に対応するデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰに向かう。この時、照明光反射面１２で全反射した照明光Ｌ１の光軸ＡＸ１（マイクロミラーＭＲの入射光の光軸）は回動軸ＲＡに対して略直交している。そして、ＯＮ状態のマイクロミラーＭＲで反射したＯＮ光Ｌ２は光軸ＡＸ２がデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰの法線方向に一致するようにＴＩＲプリズムＰ１から出射される。
【００７８】  本実施形態でも第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第１実施形態及び第２実施形態よりもデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰの短手方向に対する入射面１１の傾きを小さくできるため、光源１及び照明光学系２を光学ユニットＰＵの下方により集約することができる。したがって、投影光学系ＬＮの設計の自由度をより高めることができる。
【００７９】  ＜第４実施形態＞  次に本発明の第４実施形態について説明する。図１６及び図１７は第４実施形態の光学ユニットＰＵの斜視図及び上面図を示している。なお、図１６ではカバーガラスＣＧの図示を省略している。説明の便宜上、図１〜図８に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態では投影側プリズムＰ３を省いている点で第１実施形態とは異なっている。その他の部分は第１実施形態と同様である。
【００８０】  ＴＩＲプリズムＰ１は第１実施形態と同様のＴＩＲプリズムにより構成される。色合成プリズムＰ２において、ＴＩＲプリズムＰ１２から投影光学系ＬＮに向かってプリズムＰ２２、Ｐ２１、Ｐ２３の順に配置される。また、色合成プリズムＰ２の出射面２３の法線方向にＯＮ光Ｌ２の光軸ＡＸ２が配される。すなわち、出射面２３は光軸ＡＸ２に対して垂直に形成される。出射面２３と投影光学系ＬＮとの間には投影側プリズムＰ３は配されていない。
【００８１】  上記構成のプロジェクターＰＪにおいて、光源１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ（図１参照）からそれぞれ赤色光、緑色光及び青色光が出射されると、それぞれ照明光学系２Ｒ、２Ｇ、２Ｂで集光されてそれぞれ赤色、緑色及び青色の照明光Ｌ１が光学ユニットＰＵに向けて出射される。
【００８２】  赤色、緑色及び青色の照明光Ｌ１はそれぞれＴＩＲプリズムＰ１１〜Ｐ１３の入射面１１に入射した後に照明光反射面１２で全反射する。照明光反射面１２で全反射した赤色、緑色及び青色の照明光Ｌ１は出射面１３から出射した後に、カバーガラスＣＧを透過してそれぞれデジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ１〜ＤＰ３に入射する。デジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰ１〜ＤＰ３のＯＮ状態のマイクロミラーＭＲでそれぞれ反射した赤色、緑色及び青色のＯＮ光Ｌ２は照明光反射面１２を透過した後にそれぞれ入射面２１を介して色合成プリズムＰ２に入射する。
【００８３】  赤色のＯＮ光Ｌ２はプリズムＰ２１の全反射面２２で全反射した後に第１ダイクロイックコート面ＤＲで反射し、第２ダイクロイックコート面ＤＢを透過して出射面２３に向かう。緑色のＯＮ光Ｌ２はプリズムＰ２２を透過した後に第１ダイクロイックコート面ＤＲ及び第２ダイクロイックコート面ＤＢの順に透過して出射面２３に向かう。青色のＯＮ光Ｌ２はプリズムＰ２３の全反射面２２で全反射した後に第２ダイクロイックコート面ＤＢで反射し、出射面２３に向かう。この時、各色のＯＮ光Ｌ２は色合成プリズムＰ２を透過する間に色合成され、色合成されたＯＮ光Ｌ２が出射面２３から投影光学系ＬＮに向けて出射される。
【００８４】  投影光学系ＬＮに入射したＯＮ光Ｌ２はスクリーンＳＣ（図１参照）に投射される。これにより、デジタル・マイクロミラー・デバイスＤＰに表示されたカラー画像はスクリーンＳＣに拡大投影される。この時、アクチュエーター４によりズーミングやフォーカシングが行われる。また、色合成プリズムＰ２の出射面２３はＯＮ光Ｌ２の光軸ＡＸ２が出射面２３の法線方向に一致するようにＯＮ光Ｌ２を出射する。これにより、投影側プリズムＰ３を省きながらスクリーンＳＣに拡大投影される画像の歪みを低減することができる。
【００８５】  本実施形態でも第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、色合成プリズムＰ２の出射面２３の法線方向にＯＮ光Ｌ２の光軸ＡＸ２が配される。これにより、投影側プリズムＰ３を省くことができるため、光学ユニットＰＵの部品点数を削減することができる。
【００８６】  なお、本実施形態において、プリズムＰ２１とプリズムＰ２３とを入れ替えて配置してもよい。すなわち、プリズムＰ２１をプリズムＰ２３よりも投影側に配置してもよい。この場合には、プリズムＰ２１の投影側の出射面（色合成プリズムＰ２の出射面２３）の法線方向にＯＮ光Ｌ２の光軸ＡＸ２が配されるように構成する。
【００８７】  また、本実施形態では第１実施形態と同様のＴＩＲプリズムＰ１を用いているが、これに替えて第２実施形態と同様なＴＩＲプリズムＰ１を用いてもよい。
【００８８】  なお、第１実施形態〜第４実施形態において、ＬＥＤに替えて、光源１Ｒ、１Ｇ、１Ｂがそれぞれ赤色レーザーダイオード、緑色レーザーダイオード及び青色レーザーダイオードを有してもよい。
【００８９】  また、第１実施形態〜第４実施形態において、光源１Ｒ、１Ｇ、１Ｂに替えて、白色光を出射する光源を備え、白色光をダイクロイックフィルタ等を用いて赤色光、緑色光及び青色光に色分解した後にそれぞれＴＩＲプリズムＰ１１〜Ｐ１３の入射面１１に入射させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９０】  本発明は、デジタル・マイクロミラー・デバイスを有する光学ユニット及びそれを備えたプロジェクターに利用することができる。
【符号の説明】
【００９１】  ＰＪ    プロジェクター  ＬＮ    投影光学系  ＰＵ    光学ユニット  ＰＴ    光吸収部材  ＤＰ１〜ＤＰ３    デジタル・マイクロミラー・デバイス  ＤＳ    画像表示面  ＭＲ    マイクロミラー  ＭＳ    画素反射面  ＣＧ    カバーガラス  Ｐ１１〜Ｐ１３    ＴＩＲプリズム  Ｐ２    色合成プリズム  Ｐ３    投影側プリズム  Ｌ１    照明光  Ｌ２    ＯＮ光（投影光）  Ｌ３    ＯＦＦ光（不要光）  ＡＸ１    照明光の光軸  ＡＸ２    投影光（ＯＮ光）の光軸  ＡＸ３    ＯＦＦ光の光軸  ＭＳ２    ＯＮ反射面  ＭＳ３    ＯＦＦ反射面  １Ｒ、１Ｇ、１Ｂ      光源  ２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ      照明光学系  ３        制御部  ４        アクチュエーター  １２      照明光反射面  ５１、５２      レンズ  ＡＸ      光軸  ＳＣ      スクリーン  ＤＲ      第１ダイクロイックコート面  ＤＢ      第２ダイクロイックコート面
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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