【手続補正書】
【提出日】平成24年9月28日(2012.9.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２の色光を発する光源からの光を収斂光として射出する照明系と、
前記照明系から射出された収斂光のうち第１の色光を反射し、第２の色光を透過することにより前記収斂光を分離するダイクロイックミラーと、
前記ダイクロイックミラーにより反射された第１の色光を反射または透過して第１の画像変調素子に導く第１の偏光ビームスプリッターと、
前記ダイクロイックミラーを透過した第２の色光を反射または透過して第２の画像変調素子に導く第２の偏光ビームスプリッターと、
前記ダイクロイックミラーの法線と前記第１および第２の偏光ビームスプリッターの偏光分離面の法線とに平行な断面において、前記ダイクロイックミラーの反射面を通る線と前記第１および第２の偏光ビームスプリッターの偏光分離面を通る線が互いに直交するように、前記ダイクロイックミラーと前記第１および第２の偏光ビームスプリッターが配置された画像投射装置において、
前記ダイクロイックミラーを反射した第１の色光を曲げる第１の光学手段と、
前記ダイクロイックミラーを透過した第２の色光を曲げる第２の光学手段とを有し、
前記照明系の光軸は、前記ダイクロイックミラーの法線に対して４５°より大きい角度を成すよう配置され、
前記第１および第２の光学手段は、前記ダイクロイックミラーにより分離された前記第１および第２の色光を互いに遠ざける方向に曲げることを特徴とする画像投射装置。
【請求項２】
前記ダイクロイックミラーの法線は、前記画像変調素子の法線に対して４５°の角度を成しており、
前記第１および第２の偏光ビームスプリッターの偏光分離面は前記画像変調素子の法線に対して４５°の角度を成していることを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。
【請求項３】
前記光学手段は前記第１および第２の偏光ビームスプリッターの入射面であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像投射装置。
【請求項４】
直角三角柱のプリズムを有し、
前記光学手段は、前記直角三角柱のプリズムであることを特徴とする請求項１または２に記載の画像投射装置。
【請求項５】
プリズムシートを有し、
前記光学手段は、プリズムシートであることを特徴とする請求項１または２に記載の画像投射装置。
【請求項６】
前記第１および第２の偏光ビームスプリッターにより反射または透過された色光を合成する色合成光学素子を有することを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項に記載の画像投射装置。
【請求項７】
前記ダイクロイックミラーと前記第１または第２の偏光ビームスプリッターの間に波長選択性位相板を有することを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載の画像投射装置。
【請求項８】
第１、第２の画像変調素子と、
収斂光として光を射出し、前記画像変調素子を照明する照明系と、
前記収斂光を第１および第２の色光に分離するダイクロイックミラーと、
前記ダイクロイックミラーにより反射された前記第１の色光を反射させて前記第１の画像変調素子に導く第１の偏光ビームスプリッターと、
前記ダイクロイックミラーを透過した前記第２の色光を前記第２の画像変調素子に導く第２の偏光ビームスプリッターと、
前記第１の偏光ビームスプリッターに入射する入射光を曲げる第１の光学手段または第２の偏光ビームスプリッターに入射する入射光を曲げる第２の光学手段の少なくともいずれか一方を有し、
前記ダイクロイックミラーの法線は、前記第１及び第２の画像変調素子の法線に対して４５°の角度を成しており、
前記ダイクロイックミラーに入射する前の前記照明系からの収斂光のうち、最も前記第１の偏光ビームスプリッター側を通る光線が前記第１の画像変調素子の法線と平行であることを特徴とする画像投射装置。
【請求項９】
照明系を介した光源からの光を複数の色光に分離して各々の色光に対応した画像変調素子に入射させ、該画像変調素子により変調された色光を合成し、その合成された光を投射系へと入射させる色分離合成系において、
光源から収斂光として入射した光を分離するダイクロイックミラーと、
前記ダイクロイックミラーにより分離された色光を互いに遠ざけるように曲げる光学手段と、
前記光学手段により曲げられた色光を反射または透過する２つの偏光ビームスプリッターと、
前記偏光ビームスプリッターにより反射または透過された色光を合成する色合成光学素子を有し、
前記ダイクロイックミラーの法線と前記照明系の光軸とが成す角は４５°よりも大きいことを特徴とする色分離合成系。
【請求項１０】
第１および第２の色光を発する光源からの光を収斂光として射出する照明系と、
前記照明系から射出された収斂光のうち第１の色光を反射し、第２の色光を透過することにより前記収斂光を分離するダイクロイックミラーと、
前記ダイクロイックミラーにより反射された第１の色光を反射または透過して第１の画像変調素子に導く第１の偏光ビームスプリッターと、
前記ダイクロイックミラーを透過した第２の色光を反射または透過して第２の画像変調素子に導く第２の偏光ビームスプリッターと、
前記ダイクロイックミラーの法線と前記第１および第２の偏光ビームスプリッターの偏光分離面の法線とに平行な断面において、前記ダイクロイックミラーの反射面を通る線と前記第１および第２の偏光ビームスプリッターの偏光分離面を通る線が互いに直交するように、前記ダイクロイックミラーと前記第１および第２の偏光ビームスプリッターが配置された画像投射装置において、
前記偏光ビームスプリッターは、間に偏光分離面が形成された第１、第２の三角柱プリズムからなり、
前記ダイクロイックミラー側に配置された三角柱プリズムを第１の三角柱プリズムとするとき、前記第１の三角柱プリズムの前記偏光分離面に対する対角が９０°よりも小さいことを特徴とする色分離合成系。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明は、第１および第２の色光を発する光源からの光を収斂光として射出する照明系と、前記照明系から射出された収斂光のうち第１の色光を反射し、第２の色光を透過することにより前記収斂光を分離するダイクロイックミラーと、
前記ダイクロイックミラーにより反射された第１の色光を反射または透過して第１の画像変調素子に導く第１の偏光ビームスプリッターと、前記ダイクロイックミラーを透過した第２の色光を反射または透過して第２の画像変調素子に導く第２の偏光ビームスプリッターと、前記ダイクロイックミラーの法線と前記第１および第２の偏光ビームスプリッターの偏光分離面の法線とに平行な断面において、前記ダイクロイックミラーの反射面を通る線と前記第１および第２の偏光ビームスプリッターの偏光分離面を通る線が互いに直交するように、前記ダイクロイックミラーと前記第１および第２の偏光ビームスプリッターが配置された画像投射装置において、前記ダイクロイックミラーを反射した第１の色光を曲げる第１の光学手段と、前記ダイクロイックミラーを透過した第２の色光を曲げる第２の光学手段とを有し、前記照明系の光軸は、前記ダイクロイックミラーの法線に対して４５°より大きい角度を成すよう配置され、前記第１および第２の光学手段は、前記ダイクロイックミラーにより分離された前記第１および第２の色光を互いに遠ざける方向に曲げることを特徴とする。
また、上記課題を解決するための本発明の他の一側面としての画像投射装置は、
第１、第２の画像変調素子と、
収斂光として光を射出し、前記画像変調素子を照明する照明系と、
前記収斂光を第１および第２の色光に分離するダイクロイックミラーと、
前記ダイクロイックミラーにより反射された前記第１の色光を反射させて前記第１の画像変調素子に導く第１の偏光ビームスプリッターと、
前記ダイクロイックミラーを透過した前記第２の色光を前記第２の画像変調素子に導く第２の偏光ビームスプリッターと、
前記第１の偏光ビームスプリッターに入射する入射光を曲げる第１の光学手段または第２の偏光ビームスプリッターに入射する入射光を曲げる第２の光学手段の少なくともいずれか一方を有し、
前記ダイクロイックミラーの法線は、前記第１及び第２の画像変調素子の法線に対して４５°の角度を成しており、
前記ダイクロイックミラーに入射する前の前記照明系からの収斂光のうち、最も前記第１の偏光ビームスプリッター側を通る光線が前記第１の画像変調素子の法線と平行であることを特徴とする。
また、上記課題を解決するための本発明の他の一側面としての色分離合成系は、
照明系を介した光源からの光を複数の色光に分離して各々の色光に対応した画像変調素子に入射させ、該画像変調素子により変調された色光を合成し、その合成された光を投射系へと入射させる色分離合成系において、
光源から収斂光として入射した光を分離するダイクロイックミラーと、
前記ダイクロイックミラーにより分離された色光を互いに遠ざけるように曲げる光学手段と、
前記光学手段により曲げられた色光を反射または透過する２つの偏光ビームスプリッターと、
前記偏光ビームスプリッターにより反射または透過された色光を合成する色合成光学素子を有し、
前記ダイクロイックミラーの法線と前記照明系の光軸とが成す角は４５°よりも大きいことを特徴とする。
また、上記課題を解決するための本発明の他の一側面としての色分離合成系は、
第１および第２の色光を発する光源からの光を収斂光として射出する照明系と、
前記照明系から射出された収斂光のうち第１の色光を反射し、第２の色光を透過することにより前記収斂光を分離するダイクロイックミラーと、
前記ダイクロイックミラーにより反射された第１の色光を反射または透過して第１の画像変調素子に導く第１の偏光ビームスプリッターと、
前記ダイクロイックミラーを透過した第２の色光を反射または透過して第２の画像変調素子に導く第２の偏光ビームスプリッターと、
前記ダイクロイックミラーの法線と前記第１および第２の偏光ビームスプリッターの偏光分離面の法線とに平行な断面において、前記ダイクロイックミラーの反射面を通る線と前記第１および第２の偏光ビームスプリッターの偏光分離面を通る線が互いに直交するように、前記ダイクロイックミラーと前記第１および第２の偏光ビームスプリッターが配置された画像投射装置において、
前記偏光ビームスプリッターは、間に偏光分離面が形成された第１、第２の三角柱プリズムからなり、
前記ダイクロイックミラー側に配置された三角柱プリズムを第１の三角柱プリズムとするとき、前記第１の三角柱プリズムの前記偏光分離面に対する対角が９０°よりも小さいことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
図２は、本発明の実施形態１の色分離合成系の構成を示した図である。
ダイクロイックミラー８は照明系６から射出された光を赤、青の色光（第１の色光）と緑の色光（第２の色光）に分離する。波長選択性位相板９はダイクロイックミラー８が分離した色光の所定の波長範囲の光（赤の色光）の偏光方向を回転し、他の波長範囲の光の偏光方向は回転しない。偏光ビームスプリッター１０（第１の偏光ビームスプリッター）にはダイクロイックミラー８が反射した色光（赤と青）が入射する。偏光ビームスプリッター１１（第２の偏光ビームスプリッター）にはダイクロイックミラー８を透過した色光（緑）が入射する。偏光ビームスプリッター１０および１１は入射光のＰ偏光光を透過し、Ｓ偏光光を反射する。液晶表示パネル１２、１３、１４はそれぞれ赤、青、緑の色光に対応した画像変調素子（第１の画像変調素子、第２の画像変調素子）であり、本実施形態では、液晶表示パネルとして反射型の液晶表示パネルを用いている。偏光ビームスプリッター１０に入射した色光は液晶表示パネル１２、１３で画像変調され、再び偏光ビームスプリッターにより反射あるいは透過される。偏光ビームスプリッター１１に入射した色光は、液晶表示パネル１４により画像変調され、再び偏光ビームスプリッター１１により反射あるいは透過される。色合成プリズム１５はそれぞれの液晶表示パネルが画像変調した複数の色光を合成する色合成光学素子である。色合成プリズム１５の特性はＰ偏光に関しては青と赤の色光のみ透過し、緑の色光は反射する。Ｓ偏光に関しては、青の色光のみ透過し、緑と赤の色光を反射させる。投射レンズ１６は投射光学系（投射系）である。偏光分離面１７は偏光ビームスプリッター１０、１１の偏光分離面である。三角柱状プリズム２１、２２は偏光ビームスプリッター１０、１１の入射側の三角柱状プリズムである。一般的に、偏光ビームスプリッターは直角二等辺三角柱のプリズムを２つ貼り合わせた直方体である。しかし、本実施形態の入射側の三角柱状プリズム２１および２２は、通常の直角二等辺三角柱状ではない。この形状についての詳細は後述する。