(57)【要約】【課題】複数の反射型の光変調装置を有し１つのプリズムで合成して画像光を形成するプロジェクターであって、複数の色光の光路を等光路長とし、かつ、小型化できるプロジェクターを提供すること。【解決手段】分光調整部４０は、赤色光Ｒを第２面Ｓ２から射出するとともに、緑色光Ｇの偏光方向を第３色光である青色光Ｂの偏光方向と異なるものとして第３面Ｓ３から射出させ、照明光束を３色の色光Ｒ，Ｇ，Ｂに分離するとともに、これらを１つの色合成部６０で合成して画像光を形成可能としている。さらに、分光調整部４０において、第１選択素子４３、第２選択素子４４及び反射偏光変換部材４５により、赤色光Ｒの光路と緑色光Ｇの光路とは、互いに等光路の状態を保って折り返され、装置全体を大型化することなく赤色光Ｒ及び緑色光Ｇの光路長を青色光Ｂの光路長と等しくすることができる。【選択図】図１
2011209396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から照明光束を形成する照明光学系と、
直方体の側面に対応するように配置される第１面、第２面、第３面及び第４面を有し、前記照明光学系に面する前記第１面側から前記照明光束を入射させ、前記照明光束から第１特定波長の第１色光を分離して前記第２面側から射出するとともに、第２特定波長の第２色光の偏光方向を第３特定波長の第３色光の偏光方向と異なるものとして前記第２及び第３色光を前記第３面側から射出させる分光調整部と、
前記第１、第２及び第３色光をそれぞれ画像情報に応じて変調する第１、第２及び第３の反射型光変調装置と、
前記第１、第２及び第３の反射型光変調装置からの光のうち画像として投射する光をそれぞれ選択的に通過させる第１、第２及び第３の偏光選択素子と、
前記第１、第２及び第３の偏光選択素子からの変調光を合成する合成光学系と、
前記合成光学系を経た像光を投射する投射光学系と、
を備えるプロジェクターであって、
前記第２面は、前記第１の偏光選択素子に面し、
前記第３面は、前記第２の偏光選択素子に面し、
前記分光調整部は、
前記第１面側に配置され、前記照明光学系からの照明光束のうち前記第２色光の偏光状態を他の色光の偏光状態と異なる状態に変換する特定帯域波長板と、
システム光軸に対して傾斜して配置される偏光分離面を有し、前記特定帯域波長板を経た前記照明光学系からの前記照明光束を偏光状態に応じて反射と透過とを利用して分離する偏光分離素子と、
前記第１面と隣り合う前記第２面側に配置され、前記偏光分離素子を経て入射する前記第１及び第２色光のうち前記第２色光を反射し前記第１色光を通過させる第１色フィルターと、通過する光の偏光状態を変換する第１波長板とを有する第１選択素子と、
前記第１面に対向する前記第３面側に配置され、前記偏光分離素子を経て入射する前記第１、第２及び第３色光のうち前記第１色光を反射し他の色光を通過させる第２色フィルターと、通過する光の偏光状態を変換する第２波長板とを有する第２選択素子と、
前記第２面に対向する前記第４面側に配置され、前記第１選択素子で反射され前記偏光分離素子を経て入射する前記第２色光を反射するとともに偏光状態を変換して前記偏光分離素子を経て前記第２選択素子へ入射させ、かつ、前記第２選択素子で反射され前記偏光分離素子を経て入射する前記第１色光を反射するとともに偏光状態を変換して前記偏光分離素子を経て前記第１選択素子へ入射させる反射偏光変換部材と、
を有する、プロジェクター。
【請求項２】
前記第１選択素子は、前記第１波長板としての１／４波長板を前記第１色フィルターの入射側に有するとともに、前記第１色フィルターの射出側に別の１／４波長板を有し、
前記第２選択素子は、前記第２波長板としての１／４波長板を前記第２色フィルターの入射側に有するとともに、前記第２色フィルターの射出側に３／４波長板を有する、請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項３】
前記偏光分離素子は、ワイヤーグリッド型偏光素子である、請求項１及び請求項２のいずれか一項に記載のプロジェクター。
【請求項４】
前記第１、第２及び第３の偏光選択素子は、偏光ビームスプリッターである、請求項１から請求項３までのいずれか一項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、色分離を行い、複数の反射型の光変調装置により画像形成を行うプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の複数の反射型の光変調装置を有するプロジェクターとして、各光変調装置に入射する色光のうち、１つの色光の光路を他色の光路よりも長くなるように分離し、長くなる光路においてリレー光学系を用いることで、複数の反射型の光変調装置による変調光を１つのプリズムで合成させるものが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２９２８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記文献１のような場合、１つの色光の光路長を他色の光路長よりも長くなるように分離するために、光学系全体が大型化する。また、光路長の差を調整するためのリレーレンズ等の光学系が必要となる。
【０００５】
そこで、本発明は、複数の反射型の光変調装置を有し１つのプリズムで合成して画像光を形成するプロジェクターであって、複数の色光の光路を等光路長とし、かつ、小型化できる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】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係るプロジェクターは、（ａ）光源から照明光束を形成する照明光学系と、（ｂ１）直方体の側面に対応するように配置される第１面、第２面、第３面及び第４面を有し、（ｂ２）照明光学系に面する第１面側から照明光束を入射させ、（ｂ３）照明光束から第１特定波長の第１色光を分離して第２面側から射出するとともに、（ｂ４）第２特定波長の第２色光の偏光方向を第３特定波長の第３色光の偏光方向と異なるものとして第２及び第３色光を第３面側から射出させる（ｂ）分光調整部と、（ｃ）第１、第２及び第３色光をそれぞれ画像情報に応じて変調する第１、第２及び第３の反射型光変調装置と、（ｄ）第１、第２及び第３の反射型光変調装置からの光のうち画像として投射する光をそれぞれ選択的に通過させる第１、第２及び第３の偏光選択素子と、（ｅ）第１、第２及び第３の偏光選択素子からの変調光を合成する合成光学系と、（ｆ）合成光学系を経た像光を投射する投射光学系と、を備えるプロジェクターであって、（ｇ）第２面が、第１の偏光選択素子に面し、（ｈ）第３面が、第２の偏光選択素子に面し、（ｉ）分光調整部が、（ｉ１）第１面側に配置され、照明光学系からの照明光束のうち第２色光の偏光状態を他の色光の偏光状態と異なる状態に変換する特定帯域波長板と、（ｉ２）システム光軸に対して傾斜して配置される偏光分離面を有し、特定帯域波長板を経た照明光学系からの照明光束を偏光状態に応じて反射と透過とを利用して分離する偏光分離素子と、（ｉ３）第１面と隣り合う第２面側に配置され、偏光分離素子を経て入射する第１及び第２色光のうち第２色光を反射し第１色光を通過させる第１色フィルターと、通過する光の偏光状態を変換する第１波長板とを有する第１選択素子と、（ｉ４）第１面に対向する第３面側に配置され、偏光分離素子を経て入射する第１、第２及び第３色光のうち第１色光を反射し他の色光を通過させる第２色フィルターと、通過する光の偏光状態を変換する第２波長板とを有する第２選択素子と、（ｉ５）第２面に対向する第４面側に配置され、第１選択素子で反射され偏光分離素子を経て入射する第２色光を反射するとともに偏光状態を変換して偏光分離素子を経て第２選択素子へ入射させ、かつ、第２選択素子で反射され偏光分離素子を経て入射する第１色光を反射するとともに偏光状態を変換して偏光分離素子を経て第１選択素子へ入射させる反射偏光変換部材と、を有する。
【０００７】
上記プロジェクターによれば、分光調整部が、第１色光を分離して第２面側から射出するとともに、第２色光の偏光方向を第３色光の偏光方向と異なるものとして第２及び第３色光を第３面側から射出させる。これにより、第１色光、第２色光及び第３色光を分離可能にするとともに、各色光の光路を調整して１つの合成光学系で合成して画像光を形成可能となる。さらに、分光調整部において、第１選択素子、第２選択素子及び反射偏光変換部材により、第１色光の光路と第２色光の光路とは、互いに等光路の状態を保って折り返される。これにより、大型化することなく第１及び第２色光の光路を、光源から最も離れる第３色光の光路長と等しくすることができる。つまり、本プロジェクターは、複数の色光の光路を等光路長とし、かつ、小型化できる。
【０００８】
本発明の具体的な側面では、（ａ）第１選択素子が、第１波長板としての１／４波長板を第１色フィルターの入射側に有するとともに、第１色フィルターの射出側に別の１／４波長板を有し、（ｂ）第２選択素子が、第２波長板としての１／４波長板を第２色フィルターの入射側に有するとともに、第２色フィルターの射出側に３／４波長板を有する。この場合、第１選択素子を通過する色光及び第１選択素子で反射される色光のいずれについても、直線偏光の偏光状態を変換することができる。また、第２選択素子を通過する色光の偏光状態を維持し、第１選択素子で反射される色光の直線偏光の偏光状態を変換することができる。これにより、各色光を所望の偏光状態で分光調整部から射出させることができる。
【０００９】
本発明のさらに別の側面では、偏光分離素子が、ワイヤーグリッド型偏光素子である。この場合、各色光の偏光状態に応じて高効率に透過・反射による分離を行うことができる。
【００１０】
本発明のさらに別の側面では、第１、第２及び第３の偏光選択素子が、偏光ビームスプリッターである。この場合、第１、第２及び第３の反射型光変調装置において光の偏光状態を変調することで、偏光ビームスプリッターである第１、第２及び第３の偏光分離素子が画像として投射する光を選択できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るプロジェクターを概念的に示す平面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は、分光調整部における各色光の分離について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係るプロジェクターについて詳細に説明する。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態に係るプロジェクター１００は、照明装置１０、分光調整部４０、光変調部５０、色合成部６０及び投射光学系７０を備える。
【００１４】
まず、照明装置１０は、光源ランプユニット２０及び均一化光学系３０を含む照明光学系である。
【００１５】
照明装置１０のうち、光源ランプユニット２０は、光源として、例えば高圧水銀ランプ等である発光管２２ａと、発光管２２ａから射出された光束を反射して前方に射出させる凹面鏡２２ｂとを備える。凹面鏡２２ｂは、例えば放物面型であるか、または、楕円面型である。凹面鏡２２ｂが楕円面型の場合、光源ランプユニット２０は、照明光束をシステム光軸ＳＡに略平行にするための不図示の凹レンズを光束射出側にさらに備える。
【００１６】
均一化光学系３０は、第１及び第２レンズアレイ３１，３２と、偏光変換部材３４と、重畳レンズ３５とを備える。
【００１７】
第１及び第２レンズアレイ３１，３２は、それぞれが例えばＸ方向及びＹ方向に関してマトリクス状に配置された複数の要素レンズからなるフライアイレンズである。このうち、第１レンズアレイ３１を構成する複数の要素レンズによって、光源ランプユニット２０から射出された照明光束が複数の部分光束に分割される。また、第２レンズアレイ３２を構成する複数の要素レンズによって、第１レンズアレイ３１から入射した各部分光束が適当な発散角で射出される。
【００１８】
偏光変換部材３４は、全体としてＸＹ面に平行な矩形の平板状の部材であり、ＰＢＳのプリズムアレイ等で構成されＹ方向を長手方向として延びる複数の偏光変換素子をＸ方向に一列に並べて形成されている。偏光変換部材３４は、レンズアレイ３２から射出された照明光束を特定方向の直線偏光のみに変換して次段光学系に供給する。ここでは、全ての光束は、後述する偏光分離素子４２を通過するＰ編光の状態で射出されるものとする。
【００１９】
重畳レンズ３５は、第２レンズアレイ３２から射出され偏光変換部材３４を経た照明光束を全体として適宜収束させることにより、光変調装置である光変調部５０に設けた各色の液晶パネル５０ａ，５０ｂ，５０ｃに対する重畳照明を可能にする。
【００２０】
以上のように、均一化光学系３０は、光源である光源ランプユニット２０からの照明光束を分割・重畳により均一化し、当該照明光束により光変調部５０に設けた各色の液晶パネル５０ａ，５０ｂ，５０ｃに対する照明を可能にする。つまり、照明装置１０は、プロジェクター１００による投影画像の形成に適した状態の照明光を射出している。
【００２１】
分光調整部４０は、特定帯域波長板４１と、偏光分離素子４２と、第１選択素子４３と、第２選択素子４４と、反射偏光変換部材４５とを備える。図１、図２（Ａ）等に示すように、分光調整部４０は、直方体の側面に対応するように配置される仮想的な第１面Ｓ１、第２面Ｓ２、第３面Ｓ３及び第４面Ｓ４を有し、特定帯域波長板４１等の各構成要素をこれらの面に沿って配置している。分光調整部４０は、照明装置１０から射出された照明光束を赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色、及び青（Ｂ）色の３色に分離するとともに、各色光を後段の液晶パネル５０ａ，５０ｂ，５０ｃへ導く。このために、分光調整部４０は、第１色光である赤色光Ｒを分離して射出するとともに、第２色光である緑色光Ｇの偏光方向を第３色光である青色光Ｂの偏光方向と異なるものとして射出させている。
【００２２】
特定帯域波長板４１は、ＸＹ面に平行に延びており、均一化光学系３０に面する入射側の第１面Ｓ１に沿って配置されている。特定帯域波長板４１は、均一化光学系３０からの照明光束の成分のうち第２特定波長の第２色光である緑色光Ｇの偏光状態を他の色光Ｒ，Ｂの偏光状態と異なる状態に変換する。具体的には、特定帯域波長板４１は、緑色光ＧのみをＰ偏光から偏光方向の異なる直線偏光であるＳ偏光に変換する。つまり、特定帯域波長板４１により、照明光束に含まれる３色の色光Ｒ，Ｇ，Ｂのうち緑色光Ｇのみ偏光状態が異なるものとなる。なお、図中において、各色光がＰ偏光の状態である場合を破線で、Ｓ偏光の状態である場合を実線で示すものとする。
【００２３】
偏光分離素子４２は、例えばワイヤーグリッドで構成され、システム光軸ＳＡに対して４５°傾斜した状態の偏光分離面４２ａを有する。偏光分離素子４２は、特定帯域波長板４１を経て射出された照明光束を偏光状態に応じて透過・反射により各色光Ｒ，Ｇ，Ｂに分離する。ここでは、偏光分離素子４２は、Ｐ偏光の状態にある偏光を透過させ即ち通過させ、Ｓ偏光の状態にある偏光を反射するものとする。
【００２４】
第１選択素子４３は、ＹＺ面に平行に延びており、光源側からの光束を偏光分離素子４２で反射した場合の光路下流側に面する第２面Ｓ２に沿って配置されている。この第２面Ｓ２は、後述する偏光ビームスプリッター５１ａの入射面５３ａに面している。第１選択素子４３は、光源側から射出され偏光分離素子４２で反射されて入射する緑色光Ｇを反射する。一方、第１選択素子４３は、詳しくは後述するが、偏光分離素子４２、反射偏光変換部材４５等を経て入射する赤色光Ｒを通過させる。つまり、第１選択素子４３は、波長選択型のミラーとして機能する。
【００２５】
第２選択素子４４は、偏光分離素子４２を挟んで第１面Ｓ１に対向する第３面Ｓ３に沿って配置されている。この第３面Ｓ３は、後述する偏光ビームスプリッター５１ｂの入射面５３ｂに面している。第２選択素子４４は、偏光分離素子４２を通過した赤色光Ｒを反射する。一方、第２選択素子４４は、詳しくは後述するが、偏光分離素子４２、反射偏光変換部材４５等を経て入射する緑色光Ｇや偏光分離素子４２を通過した青色光Ｂを通過させる。つまり、第２選択素子４４は、波長選択型のミラーとして機能する。
【００２６】
反射偏光変換部材４５は、偏光分離素子４２を挟んで第２面Ｓ２に対向する第４面Ｓ４に沿って配置されている。反射偏光変換部材４５は、偏光分離素子４２を経て入射する赤色光Ｒ及び緑色光Ｇを反射する。
【００２７】
以下、図２（Ａ）〜２（Ｃ）を用いて、分光調整部４０の構成要素である第１選択素子４３、第２選択素子４４及び反射偏光変換部材４５の構造についてさらに詳しく説明し、分光調整部４０による各色光Ｒ，Ｇ，Ｂの分離について光路に沿って説明する。
【００２８】
まず、図２（Ａ）等に示すように、分光調整部４０の構成要素のうち、第２面Ｓ２に沿って配置される第１選択素子４３は、第１色フィルター４３ａと、第１波長板である入射側波長板４３ｂと、射出側波長板４３ｃとを備える。第１色フィルター４３ａは、第２特定波長の第２色光である緑色光Ｇを反射し第１特定波長の第１色光である赤色光Ｒを通過させる特性を有する特定の波長帯域に依存した選択型のミラーである。入射側波長板４３ｂは、第１色フィルター４３ａの入射側に貼り付けられており、射出側波長板４３ｃは、第１色フィルター４３ａの射出側に貼り付けられている。入射側波長板４３ｂ及び射出側波長板４３ｃは、いずれも１／４波長板であり、通過する光の偏光状態を変換する。
【００２９】
また、第３面Ｓ３に沿って配置される第２選択素子４４は、第２色フィルター４４ａと、第２波長板である入射側波長板４４ｂと、射出側波長板４４ｃとを備える。第２色フィルター４４ａは、第１特定波長の第１色光である赤色光Ｒを反射し他の特定波長の光である緑色光Ｇ及び青色光Ｂを通過させる特性を有する特定の波長帯域に依存した選択型のミラーである。入射側波長板４４ｂは、第２色フィルター４４ａの入射側に貼り付けられており、射出側波長板４４ｃは、第２色フィルター４４ａの射出側に貼り付けられている。入射側波長板４４ｂは、１／４波長板であり、射出側波長板４４ｃは、３／４波長板であり、通過する光の偏光状態を変換する。
【００３０】
また、第４面Ｓ４に沿って配置される反射偏光変換部材４５は、反射ミラー４５ａと波長板４５ｂとを備える。反射ミラー４５ａは、特定の波長帯域や偏光状態等に依存することなく全ての光束を反射する。波長板４５ｂは、反射ミラー４５ａの前面側に貼り付けられ１／４波長板であり、通過する光の偏光状態を変換する。
【００３１】
以下、分光調整部４０による各色光の分離について各色光の光路に沿って説明する。まず、図２（Ａ）に示すように、均一化光学系を経た照明光束に含まれる成分である各色光Ｒ，Ｇ，Ｂのうち、第１色光である赤色光Ｒは、照明光束の一部として、第１面Ｓ１側に配置される特定帯域波長板４１に入射し、特定帯域波長板４１において偏光状態が変換されることなくＰ偏光の状態の赤色光Ｒｐとして偏光分離素子４２に入射する。この場合、Ｐ偏光である赤色光Ｒｐは、偏光分離素子４２を通過し、第２選択素子４４に入射する。第２選択素子４４は、第２色フィルター４４ａにより第１特定波長の光である赤色光Ｒｐを反射する。また、この際、赤色光Ｒｐは、１／４波長板である入射側波長板４４ｂを２回通過するため、Ｓ偏光の状態の赤色光Ｒｓとして第２選択素子４４から偏光分離素子４２に向けて射出される。Ｓ偏光である赤色光Ｒｓは、偏光分離素子４２で反射され、反射偏光変換部材４５に入射する。反射偏光変換部材４５は、反射ミラー４５ａにより赤色光Ｒｓを反射する。また、この際、赤色光Ｒｓは、１／４波長板である波長板４５ｂを２回通過するため、Ｐ偏光の赤色光Ｒｐとして偏光分離素子４２に向けて射出される。Ｐ偏光である赤色光Ｒｐは、偏光分離素子４２を通過し、第１選択素子４３に入射する。第１選択素子４３は、第１色フィルター４３ａにおいて第１特定波長の光である赤色光Ｒｐを反射することなく通過させる。また、この際、赤色光Ｒｐは、１／４波長板である入射側波長板４３ｂ及び射出側波長板４３ｃを通過するため、Ｓ偏光の赤色光Ｒｓとなって分光調整部４０から射出される。
【００３２】
次に、図２（Ｂ）に示すように、第２色光である緑色光Ｇは、照明光束の一部として、第１面Ｓ１側に配置される特定帯域波長板４１に入射し、特定帯域波長板４１において偏光状態が変換されＳ偏光の状態の緑色光Ｇｓとして偏光分離素子４２に入射する。この場合、Ｓ偏光である緑色光Ｇｓは、偏光分離素子４２で反射され、第１選択素子４３に入射する。第１選択素子４３は、第１色フィルター４３ａにより第２特定波長の光である緑色光Ｇｓを反射する。また、この際、緑色光Ｇｓは、１／４波長板である入射側波長板４３ｂを２回通過するため、Ｐ偏光の状態の緑色光Ｇｐとして第１選択素子４３から偏光分離素子４２に向けて射出される。Ｐ偏光である緑色光Ｇｐは、偏光分離素子４２を通過し、反射偏光変換部材４５に入射する。反射偏光変換部材４５は、反射ミラー４５ａにより緑色光Ｇｐを反射する。また、この際、緑色光Ｇｐは、１／４波長板である波長板４５ｂを２回通過するため、Ｓ偏光の緑色光Ｇｓとして偏光分離素子４２に向けて射出される。Ｓ偏光である緑色光Ｇｓは、偏光分離素子４２で反射され、第２選択素子４４に入射する。第２選択素子４４は、第２色フィルター４４ａにおいて第２特定波長の光である緑色光Ｇｓを反射することなく通過させる。また、この際、緑色光Ｇｓは、１／４波長板である入射側波長板４４ｂと３／４波長板である射出側波長板４４ｃとを通過するため、Ｓ偏光の状態のままで分光調整部４０から射出される。
【００３３】
最後に、図２（Ｃ）に示すように、第３色光である青色光Ｂは、照明光束の一部として、第１面Ｓ１側に配置される特定帯域波長板４１に入射し、特定帯域波長板４１において偏光状態が変換されることなくＰ偏光の状態の青色光Ｂｐとして偏光分離素子４２に入射する。この場合、Ｐ偏光である青色光Ｂｐは、偏光分離素子４２を通過し、第２選択素子４４に入射する。さらに、第２選択素子４４は、第２色フィルター４４ａにおいて第３特定波長の光である青色光Ｂｐを反射することなく通過させる。また、この際、青色光Ｂｐは、１／４波長板である入射側波長板４４ｂと３／４波長板である射出側波長板４４ｃとを通過するため、Ｐ偏光の状態のままで分光調整部４０から射出される。
【００３４】
以上のようにして、分光調整部４０は、赤色光Ｒを緑色光Ｇ及び青色光Ｂとは異なる方向に面する第２面Ｓ２から射出し、緑色光Ｇと青色光Ｂとを偏光状態の異なる状態で第３面Ｓ３から射出する。また、赤色光Ｒの光路と緑色光Ｇの光路とについては、分光調整部４０内部において折り返すことにより、青色光Ｂの光路よりも長いものとなっている。これにより、後述するように、３色の色光Ｒ，Ｇ，Ｂは、全て等光路長となる。
【００３５】
図１に戻って、光変調部５０は、照明光束から分離された３色の色光Ｒ，Ｇ，Ｂによって照明される光変調装置であり、３色の色光Ｒ，Ｇ，Ｂがそれぞれ入射する第１、第２及び第３の液晶パネル５０ａ，５０ｂ，５０ｃと、第１、第２及び第３の偏光選択素子である３つの偏光ビームスプリッター５１ａ，５１ｂ，５１ｃと、３つの１／２波長板５４ａ，５５ｃ，５６ｃと、反射ミラー５７とを備える。
【００３６】
液晶パネル５０ａ，５０ｂ，５０ｃは、入射光の偏光方向を入力信号に応じて画素単位で変化させる光反射型の液晶パネルである。各液晶パネル５０ａ，５０ｂ，５０ｃは、入射した照明光の偏光方向の空間的強度分布を変調する。つまり、各液晶パネル５０ａ，５０ｂ，５０ｃにそれぞれ入射した３色の色光Ｒ，Ｇ，Ｂは、各液晶パネル５０ａ，５０ｂ，５０ｃで反射される際に、各液晶パネル５０ａ，５０ｂ，５０ｃに電気的信号として入力された駆動信号或いは画像信号（画像情報）に応じて、画素単位で偏光状態を調節される。各液晶パネル５０ａ，５０ｂ，５０ｃは、例えば垂直配向型の液晶層を反射基板と透明板との間に挟んだ構造を有し、液晶層に対して電圧を印加することにより、透明板側から入射して反射基板で反射される照明光の偏光方向の変調を行なう。
【００３７】
各反射型液晶パネル５０ａ，５０ｂ，５０ｃに対向する位置には、偏光選択素子として偏光ビームスプリッター５１ａ，５１ｂ，５１ｃが設けられている。そして、各反射型液晶パネル５０ａ，５０ｂ，５０ｃには、この偏光選択素子である偏光ビームスプリッター５１ａ，５１ｂ，５１ｃにより、偏光状態を選択された各色光Ｒ，Ｇ，Ｂが入射されることとなる。偏光ビームスプリッター５１ａ，５１ｂ，５１ｃは、例えば、ガラスプリズムブロックに偏光選択を行う誘電体多層膜５２ａ，５２ｂ，５２ｃを積層することにより形成されている。この偏光ビームスプリッター５１ａ，５１ｂ，５１ｃは、分光調整部４０から射出された３色の色光Ｒ，Ｇ，Ｂをそれぞれに対応した反射型液晶パネル５０ａ，５０ｂ，５０ｃに入射させるとともに、反射型液晶パネル５０ａ，５０ｂ，５０ｃにより変調された各色光を通過させて色合成部６０に入射させる。色ごとに個別に説明すると、まず、赤色光Ｒに対応する偏光ビームスプリッター５１ａは、光路上分光調整部４０と反射型液晶パネル５０ａとの間に位置し、分光調整部４０の第２面Ｓ２を経て入射する赤色光Ｒを反射型液晶パネル５０ａに向けて反射させ、反射型液晶パネル５０ａで反射される赤色光Ｒを色合成部６０に向けて通過させる。また、緑色光Ｇに対応する偏光ビームスプリッター５１ｂは、光路上分光調整部４０と反射型液晶パネル５０ｂとの間に位置し、分光調整部４０の第３面Ｓ３を経て入射する緑色光Ｇを反射型液晶パネル５０ｂに向けて反射させ、反射型液晶パネル５０ｂで反射される緑色光Ｇを色合成部６０に向けて通過させる。青色光Ｂに対応する偏光ビームスプリッター５１ｃは、光路上反射ミラー５４と反射型液晶パネル５０ｃとの間に位置し、反射ミラー５４を経て入射する青色光Ｂを反射型液晶パネル５０ｃに向けて反射させ、反射型液晶パネル５０ｃで反射される青色光Ｂを色合成部６０に向けて通過させる。なお、ここでは、偏光ビームスプリッター５１ａ，５１ｂ，５１ｃは、Ｐ偏光の状態にある偏光を通過させ、Ｓ偏光の状態にある偏光を反射するものとする。
【００３８】
以下、光変調部５０における３色の赤色光Ｒを緑色光Ｇ及び青色光Ｂについて、光路に沿ってより具体的に説明する。
【００３９】
まず、赤色光Ｒは、既述のように、Ｓ偏光となった状態で分光調整部４０から射出され、偏光ビームスプリッター５１ａに入射する。Ｓ偏光の赤色光Ｒは、偏光ビームスプリッター５１ａ内の誘電体多層膜５２ａにおいて反射され、反射型液晶パネル５０ａで変調・反射される。反射型液晶パネル５０ａにおいて、赤色光Ｒのうち、画像として投射する光の成分がＰ偏光の状態に変調されて射出される。反射型液晶パネル５０ａから射出されたＰ偏光の変調光は、誘電体多層膜５２ａを通過して偏光ビームスプリッター５１ａから射出される。この際、変調光は、偏光ビームスプリッター５１ａの射出側に貼り付けられた１／２波長板５４ａにより、偏光状態をＰ偏光からＳ偏光に変換される。
【００４０】
次に、緑色光Ｇは、既述のように、Ｓ偏光となった状態で分光調整部４０から射出され、偏光ビームスプリッター５１ｂに入射する。Ｓ偏光の緑色光Ｇは、偏光ビームスプリッター５１ｂ内の誘電体多層膜５２ｂにおいて反射され、反射型液晶パネル５０ｂで変調・反射される。反射型液晶パネル５０ｂにおいて、緑色光Ｇのうち、画像として投射する光の成分がＰ偏光の状態に変調されて射出される。反射型液晶パネル５０ｂから射出されたＰ偏光の変調光は、誘電体多層膜５２ｂを通過して偏光ビームスプリッター５１ｂから射出される。
【００４１】
最後に、青色光Ｂは、既述のように、Ｐ偏光となった状態で分光調整部４０から射出され、まず、偏光ビームスプリッター５１ｂに入射する。ここで、Ｐ偏光である青色光Ｂは、偏光ビームスプリッター５１ｂ内の誘電体多層膜５２ｂを通過する。つまり、青色光Ｂは、偏光ビームスプリッター５１ｂ内を直進し、これにより、緑色光Ｇと分離される。また、青色光Ｂは、偏光ビームスプリッター５１ｂは射出される際、偏光ビームスプリッター５１ｂに貼り付けられた１／２波長板５５ｃにより、偏光状態をＰ偏光からＳ偏光に変換される。さらに、青色光Ｂは、反射ミラー５７により光路を折り曲げられて、偏光ビームスプリッター５１ｃに入射する。Ｓ偏光となった青色光Ｂは、偏光ビームスプリッター５１ｃ内の誘電体多層膜５２ｃにおいて反射され、反射型液晶パネル５０ｃで変調・反射される。反射型液晶パネル５０ｃにおいて、青色光Ｂのうち、画像として投射する光の成分がＰ偏光の状態に変調されて射出される。反射型液晶パネル５０ｃから射出されたＰ偏光の変調光は、誘電体多層膜５２ｃを通過して偏光ビームスプリッター５１ｃから射出される。この際、変調光は、偏光ビームスプリッター５１ｃの射出側に貼り付けられた１／２波長板５６ｃにより、偏光状態をＰ偏光からＳ偏光に変換される。
【００４２】
色合成部６０は、カラー画像を合成するためのクロスダイクロイックプリズムであり、その内部には、赤色光反射用の第１ダイクロイック膜６１と、青色光反射用の第２ダイクロイック膜６２とが、平面視Ｘ字状に配置されている合成光学系である。この色合成部６０は、Ｓ偏光である液晶パネル５０ａからの赤色光Ｒを第１ダイクロイック膜６１で反射して進行方向右側に射出させ、Ｐ偏光である液晶パネル５０ｂからの緑色光Ｇを両ダイクロイック膜６１，６２を介して直進・射出させ、Ｓ偏光である液晶パネル５０ｃからの青色光Ｂを第２ダイクロイック膜６２で反射して進行方向左側に射出させる。
【００４３】
投射光学系７０は、投射レンズとして、色合成部６０で合成された画像光をスクリーン（不図示）上にカラー画像として投射する。
【００４４】
以上のような構成により、本プロジェクター１００は、３色の色光Ｒ，Ｇ，Ｂの光路を、互いに等光路長としている。具体的に説明すると、青色光Ｂは、変調される液晶パネル５０ｃが光源から最も遠い位置にあり、分光調整部４０射出後の光路が赤色光Ｒや緑色光Ｇよりも長くなっている。これに対して、本プロジェクター１００では、赤色光Ｒと、緑色光Ｇとが、分光調整部４０内部において対称性のある状態で折り返されている。これにより、赤色光Ｒの光路と緑色光Ｇの光路とは、互いの光路長を等しく保たれながら、青色光Ｂの光路とも等しい光路長となっている。また、プロジェクター１００では、分光調整部４０内で折り返すことにより光路長を調整しているので、比較的コンパクトなものとなっている。
【００４５】
また、プロジェクター１００では、上記３色の色光Ｒ，Ｇ，Ｂによる変調光を１つの色合成部６０で合成しているため、画像合成を画素ずれ等の少ない精度の高いものとすることができる。また、各液晶パネル５０ａ，５０ｂ，５０ｃから射出される変調光は、偏光ビームスプリッター５１ａ，５１ｂ，５１ｃを透過して色合成部６０に入射するので、偏光ビームスプリッター５１ａ，５１ｂ，５１ｃを反射して色合成部６０に入射する場合よりも画像合成の精度を高めることができる。
【００４６】
以上のように、本実施形態に係るプロジェクター１００において、分光調整部４０は、第１色光である赤色光Ｒを分離して第２面Ｓ２側から射出するとともに、第２色光である緑色光Ｇの偏光方向を第３色光である青色光Ｂの偏光方向と異なるものとして第３面Ｓ３側から射出させることにより、照明光束を分離している。これにより、分光調整部４０は、照明光束を３色の色光Ｒ，Ｇ，Ｂに分離するとともに、各色光Ｒ，Ｇ，Ｂの光路を調整して１つの色合成部６０で合成して画像光を形成可能としている。さらに、分光調整部４０において、第１選択素子４３、第２選択素子４４及び反射偏光変換部材４５により、赤色光Ｒの光路と緑色光Ｇの光路とは、互いに等光路の状態を保って折り返される。これにより、装置全体を大型化することなく赤色光Ｒ及び緑色光Ｇの光路長を青色光Ｂの光路長と等しくすることができる。
【００４７】
〔その他、変形例等〕
以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００４８】
まず、上記実施形態では、青色光Ｂを光源から最も遠くなる光路を辿るものとしているとしているが、これに限らず、例えば赤色光Ｒと青色光Ｂとを入れ替えてもよい。なお、この場合、第２選択素子４４の第２色フィルター４４ａは、第３特定波長の青色光Ｂを反射するものとなる。
【００４９】
また、上記実施形態において、反射型の光変調装置として、液晶パネル５０ａ，５０ｂ，５０ｃを用いているが、反射型の光変調装置は液晶パネルに限らず他の光変調装置を用いてもよい。
【００５０】
また、上記実施形態では、第１、第２及び第３の偏光選択素子として３つの偏光ビームスプリッター５１ａ，５１ｂ，５１ｃを用いているが、偏光ビームスプリッター５１ａ，５１ｂ，５１ｃに代えて３つのワイヤーグリッド型の偏光素子を用いる構成としてもよい。
【００５１】
なお、上記したプロジェクター１００では、均一化光学系３０を、一対の第１レンズアレイ３１及び第２レンズアレイ３２、偏光変換部材３４、及び重畳レンズ３５で構成したが、第１レンズアレイ３１及び第２レンズアレイ３２、偏光変換部材３４等については省略することができる。さらに、第１レンズアレイ３１及び第２レンズアレイ３２をロッドインテグレータに置き換えることもできる。
【符号の説明】
【００５２】
１００…プロジェクター、  １０…照明装置、  ２０…光源ランプユニット、  ３０…均一化光学系、  ３１，３２…レンズアレイ、  ４０…分光調整部、  ４１…特定帯域波長板、  ４２…偏光分離素子、  ４３…第１選択素子、  ４４…第２選択素子、  ４５…反射偏光変換部材、  ５０…光変調部、  ６０…クロスダイクロイックプリズム、  ７０…投射光学系
【図１】
2011209396.tif 000003
【図２】
2011209396.tif 000004