(57)【要約】【課題】所定の色光の偏光方向を変換できる波長選択性偏光変換素子及びプロジェクタを提供すること。【解決手段】波長選択性偏光変換素子５は、色光Ｒを透過し色光Ｇ，Ｂを反射する色分離層５１２、及び、色光Ｇ，Ｂを色光Ｒと略同じ方向に反射する反射層５１３を備える波長選択部５１と、色光Ｒのうち所定の偏光方向を有する光Ｒ（Ｐ）を透過し、他の光Ｒ（Ｓ）を反射する偏光分離層５２２、光Ｒ（Ｓ）を光Ｒ（Ｐ）と略同じ方向に反射する反射層５２３Ａ、色光Ｇ，Ｂを反射する反射層５２３Ｂ、色光Ｇ，Ｂのうち所定の偏光方向を有する光Ｇ，Ｂ（Ｐ）を透過し他の光Ｇ，Ｂ（Ｓ）を反射する偏光分離層５２２、光Ｇ，Ｂ（Ｐ）を光Ｇ，Ｂ（Ｓ）と略同じ方向に反射する反射層５２３Ａ、及び、光Ｒ（Ｐ）、Ｇ，Ｂ（Ｓ）と光Ｒ（Ｓ）、Ｇ，Ｂ（Ｐ）との一方の光路上に配置され、偏光方向を変換する位相差層５２４を備える偏光変換部５２とを備える。【選択図】図２
2008176203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射する入射光束のうち、所定波長の光束の偏向方向を略一方向に揃えて射出する波長選択性偏光変換素子であって、
前記入射光束から前記所定波長の第１色光と、当該所定波長以外の第２色光とを分離する波長選択部と、
前記波長分離部で分離された前記第１色光及び前記第２色光のそれぞれの偏光方向を変換する偏光変換部とを備え、
前記波長選択部は、
前記入射光束の光軸に対して傾斜して配置され、当該入射光束のうち、前記第１色光を透過し、かつ、前記第２色光を反射する色分離層と、
前記色分離層で反射された前記第２色光の少なくとも一部を、前記第１色光が前記色分離層を透過した方向と略同じ方向に反射する第１反射層とを備え、
前記偏光変換部は、
前記色分離層を透過した前記第１色光の光軸に対して傾斜して配置され、当該第１色光のうち、所定方向の偏光方向を有する光を透過し、かつ、他の偏光方向を有する光を反射する第１偏光分離層と、
前記第１偏光分離層に沿って配置され、当該第１偏光分離層で反射された光を、前記第１偏光分離層を透過した光の進行方向と略同じ方向に反射する第２反射層と、
前記第１反射層で反射された前記第２色光の光軸に対して傾斜して配置され、当該第２色光を反射する第３反射層と、
前記第３反射層に沿って配置され、前記第３反射層で反射された前記第２色光のうち、前記所定の偏光方向を有する光を透過し、かつ、他の偏光方向を有する光を反射する第２偏光分離層と、
前記第２偏光分離層に沿って配置され、当該第２偏光分離層を透過した光を、前記第２偏光分離層で反射された光の進行方向と略同じ方向に反射する第４反射層と、
前記第１偏光分離層を透過した光及び前記第２偏光分離層で反射された光と、前記第２反射層及び前記第４反射層のそれぞれで反射された光とのうち、一方の光の光路上に配置され、入射した当該一方の光の偏光方向を他方の光の偏光方向に変換する位相差層とを備えることを特徴とする波長選択性偏光変換素子。
【請求項２】
請求項１に記載の波長選択性偏光変換素子において、
前記色分離層、前記第１反射層、前記第１偏光分離層、前記第２反射層、前記第３反射層、前記第２偏光分離層、前記第４反射層及び前記位相差層は、それぞれ無機材料により構成されていることを特徴とする波長選択性偏光変換素子。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の波長選択性偏光変換素子において、
前記第２反射層の裏面側には、前記第３反射層が形成されていることを特徴とする波長選択性偏光変換素子。
【請求項４】
請求項３に記載の波長選択性偏光変換素子において、
前記第４反射層は、前記第２反射層であり、
前記第２偏光分離層は、前記第１偏光分離層であり、
前記第１偏光分離層と、前記第２反射層及び前記第３反射層とは、前記入射光束の光軸に略直交する方向に交互に複数配置され、
前記色分離層は、前記第１色光を、前記第２反射層に対向する前記第１偏光分離層に入射させる位置に複数配置され、
前記第１反射層は、前記第２色光の少なくとも一部を、前記第３反射層に入射させる位置に複数配置されていることを特徴とする波長選択性偏光変換素子。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の波長選択性偏光変換素子において、
前記第１反射層は、入射する前記第２色光のうち、前記所定波長とは異なる他の波長を有する第３色光を反射し、当該第３色光以外の第４色光を透過する第２色分離層で構成され、
前記波長選択部は、
前記第２色分離層を透過した前記第４色光を反射して前記第２偏光分離層に入射させる第５反射層を備えることを特徴とする波長選択性偏光変換素子。
【請求項６】
光源と、当該光源から射出された光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、変調された前記光束を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、
請求項１から請求項５のいずれかに記載の波長選択性偏光変換素子を備えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項７】
請求項６に記載のプロジェクタにおいて、
前記光源から射出された光束を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子を備え、
前記色分離層には、前記光束分割光学素子で分割された部分光束が入射す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、入射した光束のうち、所定波長の光束と、他の波長の光束とを、それぞれ異なる偏光方向を有する偏光光に変換して射出する波長選択性偏光変換素子、及び、当該波長選択性偏光変換素子を備えたプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源と、当該光源から射出された光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、変調された光束を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、光変調装置により変調された光束が、投射レンズによりスクリーン等に投射されることで、当該スクリーンの投射面に画像が表示される構成となっている。
【０００３】
このような光変調装置として、一方の面から入射した光束を変調して他方の面から射出する透過型の液晶パネルや、光束が入射した面と同じ面から変調された光束を射出する反射型の液晶パネルが用いられる場合がある。このような反射型の液晶パネルを光変調装置として採用したプロジェクタとして、光源から射出された光束を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の各色光に分離し、当該色光ごとに設けられた反射型の液晶パネルに、各色光をそれぞれ入射させて画像を形成するプロジェクタが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この特許文献１に記載のプロジェクタでは、光源から射出された光を偏光変換素子アレイにより、一方向の偏光光に変換し、この偏光光からダイクロイックミラーにより緑色光を分離し、当該緑色光を、偏光分離面を介して緑色光用の液晶パネルに入射させる。また、ダイクロイックミラーを透過した赤色光及び青色光を、それぞれ波長選択性偏光回転素子に入射させて、赤色光の偏光方向を回転させる一方で、青色光の偏光方向を回転させずに、それぞれの色光を偏光分離面に入射させる。そして、この偏光分離面で、反射した赤色光を赤色光用の液晶パネルに入射させ、透過した青色光を青色光用の液晶パネルに入射させる。そして、液晶パネルから射出された赤色光及び青色光のうち、青色光の偏光方向を他の波長選択性偏光回転素子により赤色光の偏光方向と同じ方向に揃え、これら赤色光及び青色光と、緑色光とを色合成素子により合成して、これらを投射レンズにより投射することで、スクリーン上に画像が投影される。
ここで、このような波長選択性偏光回転素子は、有機層を何十層と積層した構成を有している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−８４８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述の波長選択性偏光回転素子では、有機層が何十層も積層されているため、構造が複雑であるという問題がある。このため、当該波長選択性偏光回転素子の製造工程が複雑となるだけでなく、製造コストが増大するという問題がある。
このような問題から、他の簡易な構成で、入射した光束のうち、所定波長の色光の偏光方向を変換することができる波長選択性偏光変換素子が要望されてきた。
【０００７】
本発明の目的は、簡易な構成で、入射した光束のうち、所定波長の色光の偏光方向を変換することができる波長選択性偏光変換素子及びプロジェクタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記した目的を達成するために、本発明の波長選択性偏光変換素子は、入射する入射光束のうち、所定波長の光束の偏向方向を略一方向に揃えて射出する波長選択性偏光変換素子であって、前記入射光束から前記所定波長の第１色光と、当該所定波長以外の第２色光とを分離する波長選択部と、前記波長分離部で分離された前記第１色光及び前記第２色光のそれぞれの偏光方向を変換する偏光変換部とを備え、前記波長選択部は、前記入射光束の光軸に対して傾斜して配置され、当該入射光束のうち、前記第１色光を透過し、かつ、前記第２色光を反射する色分離層と、前記色分離層で反射された前記第２色光の少なくとも一部を、前記第１色光が前記色分離層を透過した方向と略同じ方向に反射する第１反射層とを備え、前記偏光変換部は、前記色分離層を透過した前記第１色光の光軸に対して傾斜して配置され、当該第１色光のうち、所定方向の偏光方向を有する光を透過し、かつ、他の偏光方向を有する光を反射する第１偏光分離層と、前記第１偏光分離層に沿って配置され、当該第１偏光分離層で反射された光を、前記第１偏光分離層を透過した光の進行方向と略同じ方向に反射する第２反射層と、前記第１反射層で反射された前記第２色光の光軸に対して傾斜して配置され、当該第２色光を反射する第３反射層と、前記第３反射層に沿って配置され、前記第３反射層で反射された前記第２色光のうち、前記所定の偏光方向を有する光を透過し、かつ、他の偏光方向を有する光を反射する第２偏光分離層と、前記第２偏光分離層に沿って配置され、当該第２偏光分離層を透過した光を、前記第２偏光分離層で反射された光の進行方向と略同じ方向に反射する第４反射層と、前記第１偏光分離層を透過した光及び前記第２偏光分離層で反射された光と、前記第２反射層及び前記第４反射層のそれぞれで反射された光とのうち、一方の光の光路上に配置され、入射した当該一方の光の偏光方向を他方の光の偏光方向に変換する位相差層とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、波長選択性偏光変換素子に入射した光束のうち、色分離層を透過した第１色光と、当該波長選択性反射板で反射された第２色光とは、偏光変換部によりそれぞれ異なる偏光方向に揃えられて射出される。
すなわち、波長選択部を構成する色分離層を透過した第１色光は、偏光変換部の第１偏光分離層に入射する。この第１偏光分離層は、入射した第１色光のうち、所定の偏光方向を有する偏光光（例えば、Ｐ偏光）を透過し、他の偏光方向を有する偏光光（例えば、Ｓ偏光）を反射する。そして、この第１偏光分離層で反射された当該他の偏光方向を有する偏光光である第１色光は、第２反射層で、第１偏光分離層を透過した所定の偏光方向を有する偏光光である第１色光の進行方向と略同じ方向に反射される。
【００１０】
一方、波長選択部の色分離層で反射された第２色光の少なくとも一部は、第１反射層で反射され、偏光変換部の第３反射層に入射する。そして、この第２色光は、さらに第３反射層で反射され、第２偏光分離層に入射するが、この第２偏光分離層は、前述の第１偏光分離層と同様に、所定の偏光方向を有する偏光光（例えば、Ｐ偏光）を透過し、他の偏光方向を有する偏光光（例えば、Ｓ偏光）を反射する。このため、第２偏光分離層に入射した第２色光のうち、所定の偏光方向を有する偏光光（例えば、Ｐ偏光）は、第２偏光分離層を透過し、他方の偏光方向を有する偏光光（例えば、Ｓ偏光）は、第２偏光分離層で反射される。そして、当該第２偏光分離層を透過した所定の偏光方向を有する偏光光（例えば、Ｐ偏光）は、第４反射層で、第２偏光分離層での他の偏光方向を有する偏光光（例えば、Ｓ偏光）の反射方向と略同じ方向に反射される。
【００１１】
この際、位相差層の位置は、第１偏光分離層を透過した第１色光に係る偏光光（例えば、Ｐ偏光）、及び、第２偏光分離層で反射された第２色光に係る偏光光（例えば、Ｓ偏光）のそれぞれの光路と、第２反射層で反射された第１色光に係る偏光光（例えば、Ｓ偏光）、及び、第４反射層で反射された第２色光に係る偏光光（例えば、Ｐ偏光）のそれぞれの光路とのいずれかの光路上に配置されている。このため、例えば、第１偏光分離層及び第２偏光分離層が、Ｐ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する構成とされ、また、位相差層が、第１偏光分離層を透過した光及び第２偏光分離層で反射された光の光路上に位置する場合には、第１偏光分離層を透過した第１色光に係るＰ偏光は、位相差層によりＳ偏光に変換されて射出される一方で、当該第１偏光分離層で反射された第１色光に係るＳ偏光は、第２反射層により、当該変換されたＳ偏光と略同じ方向に射出される。また、第２偏光分離層で反射された第２色光に係るＳ偏光は、位相差層によりＰ偏光に変換されて射出される一方で、第２偏光分離層を透過した第２色光に係るＰ偏光は、第４反射層により、当該変換されたＰ偏光と略同じ方向に反射される。
【００１２】
このような構成によれば、波長選択部の色分離層を透過した第１色光、及び、当該色分離層で反射された第２色光のそれぞれの偏光方向を略一種に揃えることができるだけでなく、当該第１色光と、第２色光とをそれぞれ異なる偏光方向を有する偏光光とすることができる。従って、波長選択部の色分離層の特性、すなわち、透過波長範囲の設定により、所望の色光の偏光方向を他の色光とは異なる偏光方向を有する偏光光に揃えることができる。
【００１３】
また、このような本発明の波長選択性偏光変換素子では、形成される各層の積層数が何十層となることがないので、波長選択性偏光変換素子の構成を簡略化することができほか、当該波長選択性偏光変換素子を安価に構成することができる。
加えて、それぞれ異なる偏光方向を有する第１色光及び第２色光は、第１偏光分離層及び第２反射層と、第２偏光分離層及び第４反射層とから、それぞれ射出されるので、これら色光の射出位置から、第１色光及び第２色光を容易に区分することができる。
【００１４】
本発明では、前記色分離層、前記第１反射層、前記第１偏光分離層、前記第２反射層、前記第３反射層、前記第２偏光分離層、前記第４反射層及び前記位相差層は、それぞれ無機材料により構成されていることが好ましい。
【００１５】
ここで、これら各層が有機材料により形成されている場合には、紫外線の吸収や温度上昇に伴って劣化が激しくなり、波長選択及び偏光分離が適切に行われなくなる。これに対し、本発明では、当該各層を無機材料により形成することにより、このような劣化を抑制することができる。従って、色分離層、各偏光分離層、各反射層及び位相差層を無機材料により形成することで、経年変化が生じにくく、機能低下を抑制できる波長選択性偏光変換素子を構成することができる。
【００１６】
本発明では、前記第２反射層の裏面側には、前記第３反射層が形成されていることが好ましい。すなわち、本発明では、少なくとも、前記第１偏光分離層、前記第２偏光分離層、前記第２反射層、前記第３反射層及び前記第４反射層は、それぞれ略同じ方向に沿って配置され、当該第２反射層の裏面側に、前記第３反射層が形成されていることが好ましい。
【００１７】
ここで、第１偏光分離層での前述の他の偏光方向を有する偏光光の反射方向と、第３反射層での第２色光の反射方向とが異なる場合、第２反射層と、第３反射層とをそれぞれ別々に形成する必要があるとともに、第１偏光分離層と第３反射層との間に、隙間が生じることとなる。この隙間は、波長選択性偏光変換素子に入射した光が通過しない領域であり、この隙間の分だけ、波長選択性偏光変換素子が大型となる。
【００１８】
これに対し、本発明では、第３反射層が第２反射層の裏面に形成されていることにより、第１偏光分離層での前述の他の偏光方向を有する偏光光の反射方向と、第３反射層での第２色光の反射方向とが略一致することとなる。このため、第１偏光分離層と第３反射層との間の隙間、すなわち、波長選択性偏光変換素子に入射した光が通過しない領域をなくすことができる。従って、波長選択性偏光変換素子の小型化を図ることができる。また、第２反射層及び第３反射層が、１つの反射層として構成されることにより、波長選択性偏光変換素子の部品点数を削減することができる。
【００１９】
本発明では、前記第４反射層は、前記第２反射層であり、前記第２偏光分離層は、前記第１偏光分離層であり、前記第１偏光分離層と、前記第２反射層及び前記第３反射層とは、前記入射光束の光軸に略直交する方向に交互に複数配置され、前記色分離層は、前記第１色光を、前記第２反射層に対向する前記第１偏光分離層に入射させる位置に複数配置され、前記第１反射層は、前記第２色光の少なくとも一部を、前記第３反射層に入射させる位置に複数配置されていることが好ましい。
【００２０】
本発明によれば、波長選択性偏光変換素子の光束射出面の略全てで、第１色光及び第２色光を射出することができる。
すなわち、波長選択部の色分離層を透過した第１色光は、前述のように、第２反射層及び第３反射層を挟む第１偏光分離層のうち、一方の第１偏光分離層に入射する。そして、この第１偏光分離層に入射した第１色光は、当該第１偏光分離層及び第２反射層を介して、それぞれ一方向の偏光光に変換されて射出される。また、第２偏光分離層である他方の第１偏光分離層には、当該他方の第１偏光分離層に対応する他の色分離層を透過した第１色光が入射することとなり、当該他方の第１偏光分離層、及び、第４反射層である第２反射層を介して、当該第１色光は、それぞれ一方向の偏光光に変換されて射出される。
【００２１】
一方、色分離層で反射された第２色光の少なくとも一部は、第１反射層を介して、第３反射層に入射し、当該第３反射層を介して、第２偏光分離層である第１偏光分離層に入射する。この第１偏光分離層は、前述の第１色光が入射した他方の第１偏光分離層であり、この他方の第１偏光分離層、及び、第４反射層である第２反射層を介して、当該第２色光の少なくとも一部は、それぞれ一方向の偏光光（第１色光に係る偏光光とは異なる偏光光）に変換されて射出される。また、第１色光が入射した前述の一方の第１偏光分離層には、当該一方の第１偏光分離層に対応する他の色分離層により分離された第２色光の少なくとも一部が入射することとなり、当該一方の第１偏光分離層、及び、第２反射層を介して、それぞれ一方の偏光光（第１色光に係る偏光光とは異なる偏光光）に変換されて射出される。
【００２２】
これによれば、それぞれの第１偏光分離層及び第２反射層から、それぞれ偏光方向の異なる第１色光及び第２色光を射出することができる。従って、異なる波長及び異なる偏光方向を有する光束を、ほぼ分離されない一つの光束として生成することができる。また、このような光束を、前述の色分離層又は偏光分離層にて分離することにより、透過領域の面積が略同じであり、かつ、波長及び偏光方向の異なる２種の色光を容易に分離することができる。
【００２３】
あるいは、本発明では、前記第１反射層は、入射する前記第２色光のうち、前記所定波長とは異なる他の波長を有する第３色光を反射し、当該第３色光以外の第４色光を透過する第２色分離層で構成され、前記波長選択部は、前記第２色分離層を透過した前記第４色光を反射して前記第２偏光分離層に入射させる第５反射層を備えることが好ましい。
【００２４】
本発明によれば、第１反射層が、前述の色分離層とは異なる色分離特性（波長選択特性）を有する第２色分離層として機能し、第１反射層に入射した第２色光のうち、前述の所定波長とは異なる他の波長を有する第３色光が当該第１反射層で反射され、他の色光である第４色光が当該第１反射層を透過する。そして、第３色光は、前述のように、第３反射層で反射され、第２偏光分離層又は第４反射層で反射され、位相差層を通過する過程で、一方向の偏光光に揃えられる。一方、第４色光は、第５反射層で反射されて第２偏光分離層に入射し、当該第４色光のうち、前述の所定の偏光方向を有する偏光光が第２偏光分離層を透過し、他方の偏光方向を有する偏光光が反射されて、第４反射層にて反射される。そして、これら第４色光に係る偏光光は、位相差層を通過する過程で、第３色光に係る偏光光の偏光方向とは異なる偏光方向を有する偏光光、すなわち、第１色光に係る偏光光の偏光方向と略同じ偏光方向を有する偏光光に変換されて射出される。
【００２５】
これによれば、波長選択部の色分離層にて分離された第２色光のうち、所定波長を有する第３色光と、他の色光である第４色光とを、それぞれ異なる偏光方向を有する偏光光として射出することができる。従って、波長選択部で分離された色光ごとに、偏光方向を一方向に揃えて射出することができる。
【００２６】
また、本発明のプロジェクタは、光源と、当該光源から射出された光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、変調された前記光束を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、前述の波長選択性偏光変換素子を備えることを特徴とする。
【００２７】
ここで、このようなプロジェクタに用いられる光源としては、高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等の放電光源ランプを採用することができるほか、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子を採用することができる。また、光変調装置としては、一対の基板間に液晶が封入され、印加電圧に応じて配向状態が変化することで、入射光束を変調する液晶パネルを採用することができる。
【００２８】
本発明によれば、前述の波長選択性偏光変換素子と同様の効果を奏することができるほか、以下の効果を奏することができる。
波長選択性偏光変換素子により、所定波長の色光の偏光方向を変換することができるので、所定の偏光方向を有する偏光光のみを入射させる必要がある光変調装置が、所定の色光ごとに設けられている場合に、容易にそれぞれの色光を各光変調装置に入射させることができる。すなわち、波長選択性偏光変換素子により所定の偏光方向に揃えられた第１色光、及び、当該第１色光とは異なる偏光方向に揃えられた第２色光を、前述の色分離層又は偏光分離層を用いて、あるいは、第１色光及び第２色光の射出位置から、容易に区分することができる。従って、それぞれの色光ごとに設けられた光変調装置に、容易かつ適切に各色光を入射させることができる。
【００２９】
また、本発明の波長選択性偏光変換素子が、前述の特許文献１に記載のプロジェクタに設けられた場合には、１つの波長選択性偏光回転素子を省略することができるだけでなく、当該波長選択性偏光変換素子の各層が無機材料により形成されている場合には、経年変化が生じにくいので、プロジェクタの長寿命化を図ることができる。特に、光変調装置の前段に、本発明の波長選択性偏光変換素子が設けられている場合には、光変調装置の前段では入射光束の光線強度が高いため、一層有効である。
【００３０】
本発明では、前記光源から射出された光束を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子を備え、前記色分離層には、前記光束分割光学素子で分割された部分光束が入射することが好ましい。
このような光束分割光学素子としては、複数の小レンズが、少なくとも入射光束の光軸に対して直交する一方向に配列され、各小レンズによって、当該光束分割光学素子に入射した入射光束を複数の部分光束に分割するフライアイレンズ等のレンズアレイを例示することができる。
【００３１】
本発明によれば、波長選択性偏光変換素子の色分離層が複数設けられ、当該色分離層に応じて各偏光分離層、各反射層及び各位相差層が複数設けられている場合には、光束分割光学素子による分割された各部分光束を、波長選択部の色分離層のそれぞれに入射させることにより、光源から射出された光束を無駄なく波長選択性偏光変換素子に入射させることができる。従って、光量の損失を抑制することができ、これにより、光変調装置で形成される画像の輝度を高めることができる。
また、光変調装置にて画像が形成される画像形成領域に、各部分光束を重畳させることにより、当該画像形成領域を均一に照明することができる。従って、照度むらを抑えた画像を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
〔１．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。
〔プロジェクタ１の全体構成〕
図１は、本実施形態のプロジェクタ１の構成を示す模式図である。
本実施形態のプロジェクタ１は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して表示画像に係る画像光を形成し、当該画像光をスクリーン等の投射面上に投射することにより、当該表示画像を表示するものである。
このプロジェクタ１は、図１に示すように、外装筺体２、投射レンズ３及び光学ユニット４等を備えている。
なお、図１において、図示は省略するが、外装筺体２内において、投射レンズ３及び光学ユニット４以外の空間には、プロジェクタ１内部を冷却する冷却ファン等で構成される冷却ユニット、プロジェクタ１内部の各構成部材に電力を供給する電源ユニット及びプロジェクタ１全体を制御する制御装置等が配置されるものとする。
【００３３】
外装筺体２は、合成樹脂等から構成され、図１に示すように、投射レンズ３及び光学ユニット４を内部に収納配置する全体略直方体状に形成されている。この外装筺体２は、図示は省略するが、プロジェクタ１の天面、前面、背面及び左右両側面をそれぞれ構成するアッパーケースと、プロジェクタ１の底面、前面及び背面をそれぞれ構成するロアーケースとで構成され、前記アッパーケース及び前記ロアーケースは互いにねじ等で固定されている。
なお、外装筺体２は、合成樹脂等に限らず、その他の材料にて形成してもよく、例えば、金属等により構成してもよい。
【００３４】
投射レンズ３は、光学ユニット４にて形成された光学像（カラー画像）を図示しないスクリーン上に拡大投射する投射光学装置である。この投射レンズ３は、筒状の鏡筒内に複数のレンズが収納された組レンズとして構成されている。
【００３５】
〔光学ユニット４の構成〕
光学ユニット４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情報に対応した光学像（カラー画像）を形成するユニットである。この光学ユニット４は、照明光学装置４１、色分離光学装置４２、位相差板４３、偏光分離装置４４、光変調装置４５、色合成光学装置４６、及び、これら光学部品４１〜４６を内部に収納配置するとともに、投射レンズ３を所定位置で支持固定する光学部品用筐体（図示省略）とを備えて構成されている。
【００３６】
照明光学装置４１は、後述する光変調装置４５の画像形成領域をほぼ均一に照明するための均一照明光学系である。この照明光学装置４１は、図１に示すように、光源装置４１１と、第１レンズアレイ４１２と、第２レンズアレイ４１３と、重畳レンズ４１４とを備え、これらのほかに、波長選択性偏光変換素子５を備えて構成されている。
【００３７】
光源装置４１１は、放射状の光線を射出する光源ランプ４１６と、当該光源ランプ４１６から射出された放射光を反射して、所定位置に収束させるリフレクタ４１７と、当該リフレクタ４１７にて収束される光束を照明光軸に対して平行化する平行化凹レンズ４１８とを備えている。
このような光源ランプ４１６としては、高輝度発光する種々の光源ランプを採用することができ、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプおよび超高圧水銀ランプ等の放電光源ランプを挙げることができる。また、放電光源ランプに限らず、ＬＥＤ等の発光素子等を採用することもできる。また、リフレクタ４１７は、本実施形態では、回転楕円面を有する楕円面リフレクタで構成されているが、回転放物面を有する放物面リフレクタで構成してもよい。この場合には、平行化凹レンズ４１８を省略した構成とする。さらに、リフレクタ４１７は、自由曲面リフレクタで構成してもよい。
【００３８】
第１レンズアレイ４１２及び第２レンズアレイ４１３は、本発明の光束分割光学素子に相当する。
このうち、第１レンズアレイ４１２は、所定の照明光軸に略直交する面内に複数の小レンズが、マトリクス状に配列された構成を有し、光源装置４１１から射出される光束を、複数の部分光束に分割する。
第２レンズアレイ４１３は、第１レンズアレイ４１２と略同様な構成を有しており、第１レンズアレイ４１２の小レンズに対応する小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。この第２レンズアレイ４１３は、重畳レンズ４１４とともに、第１レンズアレイ４１２の像を光変調装置４５の画像形成領域に結像させる機能を有している。なお、第２レンズアレイ４１３の各小レンズは、当該小レンズにより分割された部分光束が、波長選択性偏光変換素子５の後述する色分離層５１２にそれぞれ入射するように設定されている。
【００３９】
波長選択性偏光変換素子５は、第２レンズアレイ４１３と重畳レンズ４１４との間に配置され、当該波長選択性偏光変換素子５に形成された複数の光束入射面５１５のそれぞれに、第２レンズアレイ４１３から射出された各部分光束が入射する。そして、この波長選択性偏光変換素子５は、入射する光束のうち、所定波長を有する色光の偏光方向を所定方向に揃え、他の波長を有する色光の偏光方向を当該所定方向とは異なる方向に揃えて、それぞれの色光を光束射出面から射出する。なお、この波長選択性偏光変換素子５の構成については、後に詳述する。
【００４０】
色分離光学装置４２は、入射した光束のうち、赤色光Ｒ及び緑色光Ｇを透過し、青色光Ｂを反射するダイクロイックミラーで構成されている。そして、この色分離光学装置４２で反射された青色光Ｂは、位相差板４３（４３１）に入射し、当該色分離光学装置４２を透過した赤色光Ｒ及び緑色光Ｇは、位相差板４３（４３２）に入射する。
【００４１】
位相差板４３（４３１，４３２）は、入射した偏光光の偏光方向を９０°回転させる。具体的に、位相差板４３１は、色分離光学装置４２で反射された青色光Ｂが入射する位置に設けられ、後述する波長選択性偏光変換素子５によりＳ偏光に揃えられた青色光ＢをＰ偏光の青色光Ｂに変換する。また、位相差板４３２は、色分離光学装置４２を透過し、かつ、後述する波長選択性偏光変換素子５によりＰ偏光に揃えられた赤色光Ｒを、Ｓ偏光の赤色光Ｒに変換するとともに、当該波長選択性偏光変換素子５によりＳ偏光に揃えられた緑色光Ｇを、Ｐ偏光の緑色光Ｇに変換する。
【００４２】
偏光分離装置４４は、光学ユニット４に２つ設けられ、偏光分離装置４４１は、青色光Ｂの光路上に、また、偏光分離装置４４２は、赤色光Ｒ及び緑色光Ｇの光路上に、それぞれ設けられている。これら偏光分離装置４４１，４４２は、それぞれ入射光束の光軸に対して傾斜して配置された偏光分離層４４１１，４４２１を有するプリズムとして構成され、当該偏光分離層４４１１，４４２１は、Ｐ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する。
【００４３】
具体的に、偏光分離装置４４１は、位相差板４３１に対向する光束入射面４４１Ａに対して傾斜する偏光分離層４４１１を備える。そして、当該位相差板４３１でＰ偏光に変換された青色光Ｂは、偏光分離層４４１１を透過して、光束入射面４４１Ａに対向する面４４１Ｂから光変調装置４５（４５Ｂ）に向かって射出される。そして、当該青色光Ｂは、光変調装置４５で変調されつつ反射され、面４４１Ｂを介して再び偏光分離層４４１１に入射する。この偏光分離層４４１１に入射した青色光Ｂのうち、変調されたＳ偏光は、偏光分離層４４１１により反射され、当該偏光分離層４４１１に対向し、かつ、光束入射面４４１Ａ及び面４４１Ｂに交差する光束射出面４４１Ｃから、色合成光学装置４６に向かって射出される。
【００４４】
また、偏光分離装置４４２では、位相差板４３２に対向する光束入射面４４２Ａに対して傾斜する偏光分離層４４２１を備える。そして、当該位相差板４３２でＳ偏光に変換された赤色光Ｒは、光束入射面４４２Ａから偏光分離層４４２１に入射し、当該偏光分離層４４２１により反射される。この赤色光Ｒは、偏光分離層４４２１に対向し、かつ、光束入射面４４２Ａに交差する面４４２Ｂから射出され、光変調装置４５（４５Ｒ）に入射する。光変調装置４５Ｒに入射した赤色光Ｒは、当該光変調装置４５Ｒにより変調されつつ反射され、面４４２Ｂを介して、再び偏光分離層４４２１に入射する。この偏光分離層４４２１に入射した赤色光Ｒのうち、変調されたＰ偏光は、当該偏光分離層４４２１を透過して、面４４２Ｂに対向する光束射出面４４２Ｄから、色合成光学装置４６に向かって射出される。
【００４５】
さらに、位相差板４３２でＰ偏光に変換された緑色光Ｇは、光束入射面４４２Ａから偏光分離装置４４２内に入射し、偏光分離層４４２１を透過する。そして、この緑色光Ｇは、光束入射面４４２Ａに対向する面４４２Ｃから、光変調装置４５（４５Ｇ）に向かって射出される。光変調装置４５Ｇに入射した緑色光Ｇは、当該光変調装置４５Ｇにより変調されつつ反射され、面４４２Ｃを介して、再び偏光分離層４４２１に入射する。この偏光分離層４４２１に入射した緑色光Ｇのうち、変調されたＳ偏光は、当該偏光分離層４４２１により反射され、光束射出面４４２Ｄから、色合成光学装置４６に向かって射出される。
【００４６】
光変調装置４５（赤色光用の光変調装置を４５Ｒとし、緑色光用の光変調装置を４５Ｇとし、青色光用の光変調装置を４５Ｂとする）は、色分離光学装置４２及び偏光分離装置４４２で分離された色光ごとに設けられ、入射する色光を前述の制御装置から入力する画像情報に応じて変調して、当該色光に応じた単色画像を形成する。これら光変調装置４５は、それぞれ、反射型液晶パネルとして構成され、詳しい図示を省略するが、一対の透明なガラス基板間に電気光学物質である液晶素子が密閉封入した構成を有し、前記制御装置からの駆動信号に応じて、液晶素子の配向状態が制御され、入射光束の偏光方向を変調する。例えば、入射光束がＰ偏光である場合には、当該液晶パネルで変調され画像光となる光束はＳ偏光となり、入射光束がＳ偏光である場合には、変調され画像光となる光束はＰ偏光となる。これら光変調装置４５は、反射型液晶パネルとして構成されているため、前述のように、偏光分離装置４４（４４１，４４２）から入射した光束は、当該光束が入射した面と同じ面から射出され、当該偏光分離装置４４（４４１，４４２）に再び入射する。
【００４７】
色合成光学装置４６は、偏光分離装置４４２から入射する赤色光Ｒ及び緑色光Ｇと、偏光分離装置４４１から入射する青色光Ｂとを合成して光学像（カラー画像）を形成する。
この色合成光学装置４６は、それぞれ平面視略直角二等辺三角形状を有する柱状体である２つのプリズムとから構成され、斜辺に対応する面が貼り合わされた全体略直方体形状を有している。そして、これらプリズムの界面には、赤色光Ｒ及び緑色光Ｇを透過し、かつ、青色光Ｂを反射する波長選択性の反射層４６１が形成されている。このため、偏光分離装置４４２に対向する光束入射面４６Ｂを介して入射した赤色光Ｒ及び緑色光Ｇは、反射層４６１を透過して、光束入射面４６Ｂに対向する光束射出面４６Ｃから射出される。また、偏光分離装置４４１に対向する光束入射面４６Ａを介して入射した青色光Ｂは、反射層４６１により反射され、光束射出面４６Ｃから射出される。このように、色合成光学装置４６により、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ及び青色光Ｂの光路が一致することとなり、各色の画像光が合成され、カラー画像が形成される。
光束射出面４６Ｃから射出された各色光は、当該色合成光学装置４６の光路後段に位置する投射レンズ３に入射し、当該投射レンズ３によりスクリーン等に投射される。
【００４８】
〔波長選択性偏光変換素子５の構成〕
以下、波長選択性偏光変換素子５の構成について説明する。
図２は、波長選択性偏光変換素子５の構成を示す模式図である。
波長選択性偏光変換素子（以下、単に「偏光変換素子」と略す場合がある）５は、前述のように、第２レンズアレイ４１３から入射する部分光束のうち、所定波長を有する色光を、所定の偏光方向を有する偏光光に変換し、他の色光を、他の偏光方向を有する偏光光に変換して射出するものである。具体的に、本実施形態の波長選択性偏光変換素子５は、赤色光ＲをＰ偏光に揃え、緑色光Ｇ及び青色光ＢをＳ偏光に揃えて射出する。
このような波長選択性偏光変換素子５は、図２に示すように、波長選択部５１及び偏光変換部５２を備えて構成されている。
なお、以下の説明では、波長選択性偏光変換素子５を、単に「偏光変換素子５」と表記する場合がある。
【００４９】
〔波長選択部５１の構成〕
波長選択部５１は、偏光変換素子５において、前段側、すなわち、第２レンズアレイ４１３側に設けられ、当該第２レンズアレイ４１３から射出された各部分光束が入射する。この波長選択部５１は、略４５°の狭角を有する平面視略平行四辺形の柱状体である複数の透光部材５１１が、第２レンズアレイ４１３から入射する部分光束の光軸に直交する方向に並列配置され、全体略直方体形状に構成されている。これら透光部材５１１は、ガラス等の透光性材料により形成され、光束の入射方向から見て、透光部材５１１の配列方向に短手方向を有し、当該配列方向に直交する方向に長手方向を有している。そして、これら透光部材５１１の配列方向は、第２レンズアレイ４１３の小レンズの一方の配列方向に対応している。
【００５０】
また、これら透光部材５１１が互いに隣接する界面には、色分離層５１２及び反射層５１３が交互に形成されている。すなわち、隣接する２つの透光部材５１１の界面に、色分離層５１２が形成され、当該２つの透光部材５１１のうち、一方の透光部材５１１と、当該一方の透光部材５１１に隣接する他の透光部材５１１（当該２つの透光部材５１１とは異なる透光部材５１１）との界面に、反射層５１３が形成されている。そして、これら色分離層５１２及び反射層５１３は、第２レンズアレイ４１３から入射する部分光束の光軸に対して４５°の角度で、それぞれ同じ方向に傾斜している。
【００５１】
色分離層５１２は、入射した光束のうち、所定波長を有する色光を透過し、それ以外の色光を反射するものであり、無機材料から形成されている。この色分離層５１２は、本実施形態では、偏光方向を問わず、赤色光Ｒを透過し、それ以外の色光（例えば、緑色光Ｇ及び青色光Ｂ）を反射するように形成されている。そして、この色分離層５１２を透過した赤色光Ｒは、偏光変換部５２の偏光分離層５２２に入射する。すなわち、本実施形態では、色分離層５１２を透過する赤色光Ｒが、本発明の第１色光に相当し、当該色分離層５１２で反射された他の色光（緑色光Ｇ及び青色光Ｂ）が、本発明の第２色光に相当する。
【００５２】
反射層５１３は、本発明の第１反射層に相当し、色分離層５１２で反射された色光を、偏光変換素子５に入射した部分光束の光軸に沿って、後段側すなわち偏光変換部５２側に反射する全反射層である。この反射層５１３は、単一金属材料または合金等で形成された反射膜により構成されている。そして、この反射層５１３で反射された色光は、偏光変換部５２の反射層５２３Ｂに入射する。
【００５３】
また、波長選択部５１における第２レンズアレイ４１３に対向する面のうち、色分離層５１２に対応しない領域、すなわち、反射層５１３に対応する透光部材５１１の光束入射側の面には、ステンレス又はアルミニウム等の蒸着により形成された遮光層５１４が形成されている。すなわち、波長選択部５１の第２レンズアレイ４１３に対向する面において、遮光層５１４が形成されていない領域のうち、色分離層５１２に対応する透光部材５１１の光束入射側の面が光束入射面５１５である。このような遮光層５１４により、第２レンズアレイ４１３から射出された部分光束のうち、一部の光が反射層５１３に直接入射することが妨げられ、当該部分光束が、確実に色分離層５１２に入射するように構成されている。
【００５４】
〔偏光変換部５２の構成〕
偏光変換部５２は、波長選択部５１で分離された各色光を、それぞれ異なる偏光方向を有する偏光光に変換する。この偏光変換部５２は、前述の波長選択部５１と同様に、略４５°の狭角を有する平面視略平行四辺形の柱状体である透光部材５２１が、波長選択部５１の透光部材５１１の配列方向と同じ方向に沿って複数並列配置され、全体として略直方体形状に構成されている。そして、１つの透光部材５２１の光束入射面は、波長選択部５１の透光部材５１１の光束射出面に接続されており、それぞれ１つの透光部材５１１，５２１により、平面視平行四辺形となるように構成されている。
【００５５】
これら互いに隣接する透光部材５２１の界面には、偏光分離層５２２及び反射層５２３が、波長選択部５１から入射する色光の光軸に対して略４５°傾斜し、かつ、それぞれが同じ方向に沿うようにして交互に形成されている。また、偏光変換部５２の光束射出側の面のうち、反射層５２３に対応する領域には、位相差層５２４が形成されている。
偏光分離層５２２は、所定の偏光方向を有する偏光光を透過し、他の偏光方向を有する偏光光を反射する誘電体多層膜で構成されている。この偏光分離層５２２は、本発明の第１偏光分離層及び第２偏光分離層に相当し、本実施形態では、Ｐ偏光を透過して、Ｓ偏光を反射する構成であるが、Ｓ偏光を透過して、Ｐ偏光を反射する構成としてもよい。
【００５６】
反射層５２３は、前述の反射層５１３と同様に、単一金属材料または合金等で形成された反射膜により構成され、表面（第２レンズアレイ４１３側の面）と、裏面（重畳レンズ４１４側の面）とで、入射した光束をそれぞれ反射可能に構成されている。そして、当該裏面側の反射層５２３Ａは、本発明の第２反射層及び第４反射層に相当し、偏光分離層５２２で反射された他の偏光方向を有する偏光光（本実施形態では、Ｓ偏光）を、偏光分離層５２２を透過した偏光光の進行方向と同じ、偏光変換素子５の後段に向かって射出する。また、表面側の反射層５２３Ｂは、本発明の第３反射層に相当し、波長選択部５１の反射層５１３で反射された色光を、偏光分離層５２２に向かって反射する。
【００５７】
位相差層５２４は、入射した偏光光の偏光方向を９０°回転させる。すなわち、位相差層５２４は、入射したＰ偏光をＳ偏光に変換し、入射したＳ偏光をＰ偏光に変換する。
このようにして、波長選択部５１の色分離層５１２を透過し、かつ、偏光分離層５２２を透過した偏光光と、当該色分離層５１２で反射され、かつ、反射層５１３及び偏光変換部５２の反射層５２３Ｂを介して偏光分離層５２２で反射された偏光光と、色分離層５１２及び反射層５２３Ｂで反射された後、偏光分離層５２２を透過し、かつ、反射層５２３Ａを介して位相差層５２４を透過した偏光光とは、偏光変換素子５の外部に射出される。
【００５８】
〔波長選択性偏光変換素子５による光束の分離〕
以下、波長選択性偏光変換素子５による入射光束の分離状態について説明する。
第２レンズアレイ４１３から射出された各部分光束は、各色分離層５１２に対応する偏光変換素子５の各光束入射面５１５に入射する。これら光束入射面５１５に入射した部分光束である白色光は、偏光分離されていないため、当該白色光には、Ｐ偏光及びＳ偏光が含まれる。この白色光が透光部材５１１を透過して、色分離層５１２に入射すると、当該色分離層５１２により、赤色光Ｒ（Ｐ，Ｓ）と、他の色光すなわち緑色光及び青色光Ｇ，Ｂ（Ｐ，Ｓ）とに分離される。
【００５９】
このうち、色分離層５１２を透過した赤色光Ｒ（Ｐ，Ｓ）は、透光部材５１１，５２１を透過して、偏光変換部５２の偏光分離層５２２に入射する。この偏光分離層５２２は、Ｐ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射するので、偏光分離層５２２に入射した赤色光Ｒ（Ｐ，Ｓ）のうち、Ｐ偏光Ｒ（Ｐ）は、偏光分離層５２２を透過する。
また、偏光分離層５２２で反射された赤色光に係るＳ偏光Ｒ（Ｓ）は、反射層５２３Ａに入射し、当該反射層５２３Ａにより、偏光分離層５２２を透過したＰ偏光Ｒ（Ｐ）と同じ方向に反射され、位相差層５２４に入射する。そして、当該位相差板５２４により、Ｓ偏光Ｒ（Ｓ）は、偏光方向が回転されてＰ偏光Ｒ（Ｐ）となる。
そして、これら赤色光に係るＰ偏光Ｒ（Ｐ）は、偏光変換素子５の後段に位置する重畳レンズ４１４に向かって射出される。
【００６０】
一方、色分離層５１２で反射され、透光部材５１１の配列方向に沿って当該透光部材５１１内を透過した緑色光及び青色光Ｇ，Ｂ（Ｐ，Ｓ）は、反射層５１３に入射する。そして、当該緑色光及び青色光Ｇ，Ｂ（Ｐ，Ｓ）は、反射層５１３により、色分離層５１２を透過した赤色光Ｒ（Ｐ，Ｓ）と同じ方向に沿って進行し、後段側に位置する偏光変換部５２の反射層５２３Ｂに入射する。この後、緑色光及び青色光Ｇ，Ｂ（Ｐ，Ｓ）は、当該反射層５２３Ｂにより、透光部材５２１の配列方向、すなわち、偏光分離層５２２で反射された赤色光に係るＳ偏光Ｒ（Ｓ）の進行方向と同じ方向に透光部材５２１内を透過し、偏光分離層５２２に入射する。
【００６１】
偏光分離層５２２に入射した緑色光及び青色光Ｇ，Ｂ（Ｐ，Ｓ）のうち、Ｓ偏光である緑色光及び青色光Ｇ，Ｂ（Ｓ）は、当該偏光分離層５２２にて反射される。そして、緑色光及び青色光Ｇ，Ｂ（Ｓ）は、偏光変換素子５の後段に位置する重畳レンズ４１４に向かって射出される。
また、Ｐ偏光である緑色光及び青色光Ｇ，Ｂ（Ｐ）は、偏光分離層５２２を透過し、反射層５２３Ａに入射する。そして、当該緑色光及び青色光Ｇ，Ｂ（Ｐ）は、前述の赤色光Ｒ（Ｓ）と同様に、反射層５２３Ａで反射され、後段側に位置する位相差層５２４に入射する。これら緑色光及び青色光Ｇ，Ｂ（Ｐ）は、位相差層５２４により偏光方向が回転されてＳ偏光である緑色光及び青色光Ｇ，Ｂ（Ｓ）となって、重畳レンズ４１４に向かって射出される。
【００６２】
このように、偏光変換素子５の偏光変換部５２を構成する偏光分離層５２２及び反射層５２３Ａには、波長選択部５１に形成された１つの光束入射面５１５に入射し、かつ、色分離層５１２を透過した赤色光Ｒが入射する。また、当該偏光分離層５２２及び反射層５２３Ａには、当該１つの光束入射面５１５に隣接し、かつ、透光部材５１１の配列方向基端側（色分離層５１２による緑色光及び青色光Ｇ，Ｂの反射方向とは反対側であり、図２における左側）の他の光束入射面５１５から入射して、当該光束入射面５１５に対応する色分離層５１２により反射された緑色光及び青色光Ｇ，Ｂが入射する。
逆に、１つの光束入射面５１５から入射して、対応する色分離層５１２により分離された緑色光及び青色光Ｇ，Ｂが入射する偏光分離層５２２及び反射層５２３Ａには、当該１つの光束入射面５１５に隣接し、かつ、透光部材５１１の配列方向先端側（色分離層５１２による緑色光及び青色光Ｇ，Ｂの反射方向側であり、図２における右側）の他の光束入射面５１５に入射して、対応する色分離層５１２を透過した赤色光Ｒが入射する。
このため、偏光変換素子５の光束射出面のほぼ全面から、Ｐ偏光である赤色光Ｒ（Ｐ）と、Ｓ偏光である緑色光及び青色光Ｇ，Ｂ（Ｓ）が射出され、それぞれの色光が重畳レンズ４１４に入射する。
【００６３】
以上説明した本実施形態のプロジェクタ１によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）波長選択性偏光変換素子５の波長選択部５１を構成する色分離層５１２で分離された赤色光Ｒと、緑色光Ｇ及び青色光Ｂとのうち、赤色光Ｒを、偏光分離層５２２、反射層５２３Ａ及び位相差層５２４により、Ｐ偏光に揃えて射出することができ、また、緑色光Ｇ及び青色光Ｂを、反射層５２３Ｂ、偏光分離層５２２、反射層５２３Ａ及び位相差層５２４により、Ｓ偏光に揃えて射出することができる。このような色分離（波長選択）は、波長選択部５１の色分離層５１２に設定された特性、すなわち、色分離特性（波長透過特性）に基づいて行われるため、当該波長選択部５１の特性を設定することにより、所望の色光を、他の色光とは異なる偏光方向を有する偏光光に揃えることができる。また、射出される偏光光の偏光方向は、偏光分離層５２２の偏光分離特性、並びに、位相差層５２４の偏光変換特性及び配置位置により決定される。このため、これらを適宜設定することにより、所望の偏光方向を有する偏光光に揃えることができる。従って、所望の波長及び偏光方向を有する偏光光を容易に抽出することができる。
【００６４】
（２）波長選択性偏光変換素子５は、有機層を何十層も積層する構成ではない。
すなわち、波長選択性偏光変換素子５の製造においては、例えば、波長選択部５１と偏光変換部５２とをそれぞれ個別に製造し、波長選択部５１の光束射出側の面と、偏光変換部５２の光束入射側の面とを貼り合わせる。このうち、波長選択部５１においては、複数の平板状の透光部材５１１を、当該各透光部材５１１の界面に色分離層５１２及び反射層５１３を交互に形成しつつ積層し、積層物を各層５１２，５１３に対して略４５°で切断する。そして、各反射層５１３に対応する位置に遮光層５１４を形成することにより、波長選択部５１が形成される。また、偏光変換部５２においては、透光部材５１１と略同じ厚さ寸法を有する平板状の透光部材５２１を、当該透光部材５２１の界面に偏光分離層５２２及び反射層５２３を交互に形成しつつ積層し、同様に積層物を各層５２２，５２３に対して略４５°で切断する。そして、反射層５２３に対応する位置に位相差層５２４を形成することにより、偏光変換部５２が形成される。
このように、波長選択性偏光変換素子５は、有機層を何十層と積層する構成でないので、構成を簡略化することができるほか、製造工程を簡略化することができ、当該波長選択性偏光変換素子５を安価に構成することができる。
【００６５】
（３）波長選択性偏光変換素子５の色分離層５１２、各反射層５１３，５２３Ａ，５２３Ｂ、偏光分離層５２２、位相差層５２４及び遮光層５１４は、無機材料により形成されている。これによれば、各層５１２，５１３，５１４，５２２，５２３，５２４の紫外線の吸収や温度上昇に伴う劣化を抑えることができる。従って、経年変化が生じにくく、機能低下を抑制できる波長選択性偏光変換素子５を構成することができる。
【００６６】
（４）反射層５２３には、重畳レンズ４１４側である後段側の面に、偏光分離層５２２を透過した色光が入射する反射層５２３Ａが形成され、また、第２レンズアレイ４１３側である前段側の面に、波長選択部５１の反射層５１３で反射された色光が入射する反射層５２３Ｂが形成されている。これによれば、偏光分離層５２２で反射された赤色光のＳ偏光Ｒ（Ｓ）の進行方向と、反射層５２３Ｂで反射され、偏光分離層５２２を透過した緑色光及び青色光のＰ偏光Ｇ，Ｂ（Ｐ）の進行方向とを一致させることができる。このため、透光部材５１１，５２１を隙間無く配置することができ、偏光変換部５２において、偏光変換素子５に入射した光が透過しない領域をなくすことができる。従って、偏光変換素子５の小型化を図ることができる。また、反射層５２３Ａ，５２３Ｂが、１つの反射層５２３の表裏面に形成されていることにより、波長選択性偏光変換素子５の部品点数の増加を抑制することができる。
【００６７】
（５）波長選択性偏光変換素子５の波長選択部５１における１つの光束入射面５１５に入射した部分光束のうち、赤色光Ｒ（Ｐ，Ｓ）が入射する偏光分離層５２２には、当該１つの光束入射面５１５に隣接し、かつ、透光部材５１１の配列方向基端側に位置する光束入射面５１５に入射して分離された緑色光及び青色光Ｇ，Ｂ（Ｐ，Ｓ）が入射する。これによれば、波長及び偏光方向の異なるそれぞれの色光、すなわち、赤色光のＰ偏光Ｒ（Ｓ）と、緑色光及び青色光のＳ偏光Ｇ，Ｂ（Ｓ）を、波長選択性偏光変換素子５の光束射出領域の略全面から、それぞれ射出することができる。従って、異なる波長及び異なる偏光方向を有する光束を、ほぼ分離されない一つの光束として生成することができる。また、これにより、それぞれの色光、すなわち、赤色光Ｒ（Ｐ）と、緑色光及び青色光Ｇ，Ｂ（Ｓ）の透過領域の面積を略同じにすることができるので、各光変調装置４５の画像形成領域を適切に照明することができる。
【００６８】
（６）このような波長選択性偏光変換素子５をプロジェクタ１が有することにより、各色光が入射する光変調装置４５に応じた波長及び偏光方向の色光を、各光変調装置４５の画像形成領域に入射させることができる。従って、光学ユニット４を構成する光学部品の配置や、光学特性等の設計自由度を向上することができる。
【００６９】
（７）波長選択性偏光変換素子５は、色分離層５１２及び反射層５１３が形成される透光部材５１１と、偏光分離層５２２及び反射層５２３が形成される透光部材５２１とが、第２レンズアレイ４１３から入射する各部分光束の光軸に直交する一方向に沿って、複数配列されている。このため、色分離層５１２が複数の位置に形成されているので、偏光変換素子５の光束入射面５１５は、複数存在することとなる。これに対し、各光束入射面５１５には、第２レンズアレイ４１３で分割された部分光束がそれぞれ入射するので、光源装置４１１から射出された光束を、波長選択性偏光変換素子５に無駄なく入射させることができる。従って、光利用効率を向上することができ、これにより、光学ユニット４で形成される画像の輝度を高めることができる。
【００７０】
（８）透光部材５１１，５２１が複数並列配置されて波長選択性偏光変換素子５が構成されていることにより、波長選択性偏光変換素子が色分離層５１２及び偏光分離層５２２を挟むそれぞれ一対の透光部材５１１，５２１のみから構成されている場合に比べ、波長選択性偏光変換素子５の奥行き方向（第２レンズアレイ４１３から射出された各部分光束の進行方向であり、照明光軸方向）の寸法を小さくすることができる。従って、波長選択性偏光変換素子５の小型化を一層図ることができる。
【００７１】
〔２．第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態に係るプロジェクタ１Ａについて説明する。
本実施形態のプロジェクタ１Ａは、前述のプロジェクタ１と同様の構成を備えるが、当該プロジェクタ１の波長選択性偏光変換素子５は、色分離層５１２で反射された緑色光及び青色光を、それぞれ同じ偏光方向を有する一種類の偏光光に変換していたが、プロジェクタ１Ａが備える波長選択性偏光変換素子６は、当該緑色光及び青色光をそれぞれ異なる偏光方向を有する偏光光に変換する点で、本実施形態のプロジェクタ１Ａと、前述のプロジェクタ１は相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一または略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７２】
図３は、本実施形態のプロジェクタ１Ａの構成を示す模式図である。
プロジェクタ１Ａは、前述のプロジェクタ１と同様に、外装筐体２、投射レンズ３及び光学ユニット４Ａ等を備えて構成されている。
光学ユニット４Ａは、図３に示すように、照明光学装置４１Ａ、色分離光学装置４２、偏光分離装置４４、光変調装置４５、色合成光学装置４６及び光学部品用筐体（図示省略）を備えている。また、光学ユニット４Ａは、これらの他、位相差板４３（４３３）を備えて構成されている。
【００７３】
このうち、照明光学装置４１Ａは、照明光学装置４１と同様に、光源装置４１１、第１レンズアレイ４１２、第２レンズアレイ４１３及び重畳レンズ４１４を備えるほか、当該照明光学装置４１Ａは、波長選択性偏光変換素子５に代えて、波長選択性偏光変換素子６を備えている。
波長選択性偏光変換素子６は、第２レンズアレイ４１３から入射した光束のうち、赤色光Ｒ及び青色光ＢをＳ偏光に揃え、緑色光ＧをＰ偏光に揃えて射出する。なお、このような波長選択性偏光変換素子６の構成については、後に詳述する。
この波長選択性偏光変換素子６から射出された各色光のうち、Ｓ偏光の赤色光Ｒ（Ｓ）及びＰ偏光の緑色光Ｇは、重畳レンズ４１４及び色分離光学装置４２を介して、偏光分離装置４４２に入射する。また、Ｓ偏光の青色光Ｂ（Ｓ）は、重畳レンズ４１４及び色分離光学装置４２を介して、偏光分離装置４４１に入射する。
【００７４】
この光学ユニット４Ａでは、青色光Ｂを変調する光変調装置４５Ｂの配置位置が、前述の光学ユニット４とは異なる。具体的に、光変調装置４５Ｂは、偏光分離装置４４１の光束入射面４４１Ａに対向する面４４１Ｂ側に配置されているのではなく、光束射出面４４１Ｃに対向する面４４１Ｄ側に配置されている。これは、波長選択性偏光変換素子６が、青色光ＢをＳ偏光に揃えて射出するので、色分離光学装置４２で反射され、かつ、偏光分離装置４４１に入射したＳ偏光である青色光Ｂは、面４４１Ｄ側に反射されるためである。なお、本実施形態の光変調装置４５Ｂでは、入射する青色光ＢがＳ偏光であるので、変調され画像光となる青色光Ｂは、Ｐ偏光となる。
【００７５】
また、青色光Ｂの光路上には、位相差板４３（４３３）が設けられている。この位相差板４３３は、偏光分離装置４４１から射出された青色光Ｂの偏光方向を回転させる。これにより、当該位相差板４３３を透過した青色光Ｂは、反射効率のよいＳ偏光に変換されて、色合成光学装置４６に入射する。
なお、色合成光学装置４６以降の各色光の光路は、前述の光学ユニット４と同様であるので、説明を省略する。
【００７６】
〔波長選択性偏光変換素子６の構成〕
図４は、波長選択性偏光変換素子６の構成を示す模式図である。
波長選択性偏光変換素子６は、前述の偏光変換素子５と同様に、第２レンズアレイ４１３から入射する各部分光束のうち、所定波長を有する色光を、他の色光の偏光方向とは異なる一種類の偏光光に変換するものである。具体的に、本実施形態の波長選択性偏光変換素子６は、赤色光及び青色光をＳ偏光に揃え、緑色光をＰ偏光に揃えるとともに、赤色光を青色光及び緑色光が射出される領域とは異なる領域から射出するものである。
この波長選択性偏光変換素子６は、図４に示すように、波長選択部６１及び偏光変換部５２を備えて構成されている。
なお、以下の説明では、波長選択性偏光変換素子６を、単に「偏光変換素子６」と表記する場合がある。
【００７７】
波長選択部６１は、それぞれガラス等により形成され、かつ、略４５°の狭角を有する平面視略平行四辺形の柱状体である透光部材５１１及び透光部材６１１を複数備え、これらが第２レンズアレイ４１３から射出された部分光束の光軸に対して直交する方向に配列され、全体として略直方体形状に構成されている。この透光部材５１１，６１１の配列方向は、第２レンズアレイ４１３の小レンズの配列方向に一致し、偏光変換部５２の透光部材５２１の配列方向に一致する。
具体的に、波長選択部６１は、２つの透光部材５１１と、１つの透光部材６１１とが交互に配列された構成を有しており、透光部材６１１の幅寸法（透光部材５１１，６１１の配列方向の寸法）は、１つの透光部材５１１の幅寸法の略２倍となっている。
【００７８】
これら透光部材５１１，６１１の配列方向基端側（偏光変換部５２の反射層５２３Ｂでの反射方向基端側であり、図４における左側）に位置する透光部材６１１と、配列方向先端側（偏光変換部５２の反射層５２３Ｂでの反射方向先端側であり、図４における右側）に位置する透光部材５１１との界面には、色分離層５１２が形成されている。
また、隣接する２つの透光部材５１１の界面には、本発明の第１反射層であり、かつ、第２色分離層に相当する色分離層６１３が形成されている。
さらに、前述の配列方向基端側に位置する透光部材５１１と、配列方向先端側に位置する透光部材６１１との界面には、反射層６１４が形成されている。
これら色分離層６１３及び反射層６１４は、色分離層５１２に沿うとともに、当該色分離層５１２と同様に、第２レンズアレイ４１３から入射する部分光束の光軸に対して略４５°傾斜して形成され、偏光変換部５２の偏光分離層５２２に沿って配置されている。
【００７９】
このうち、色分離層６１３は、色分離層５１２で反射された緑色光及び青色光Ｇ，Ｂ（Ｐ，Ｓ）のうち、緑色光Ｇ（Ｐ，Ｓ）を反射して偏光変換部５２の反射層５２３Ｂに入射させる一方で、青色光Ｂ（Ｐ，Ｓ）を透過する。このような色分離層６１３は、無機材料により形成することができる。
反射層６１４は、全反射層として形成され、色分離層６１３を透過した青色光Ｂ（Ｐ，Ｓ）を、偏光変換部５２の偏光分離層５２２（赤色光Ｒが入射する偏光分離層５２２とは異なる偏光分離層５２２）に入射させる。この反射層６１４は、前述の反射層５１３と同様に、単一金属材料または合金等で形成された反射膜により構成されている。
【００８０】
また、波長選択部６１の光束入射側の面、すなわち、第２レンズアレイ４１３に対向する側の面において、色分離層５１２に対応する透光部材５１１の光束入射側の面以外の領域には、ステンレス又はアルミニウム等の蒸着により形成された遮光層５１４が形成されている。このため、偏光変換素子６においては、色分離層５１２が形成された界面を有する透光部材５１１の第２レンズアレイ４１３に対向する面が、光束入射面５１５として形成されている。
【００８１】
偏光変換部５２は、前述のように、透光部材５２１が複数配列された構成を有し、それぞれ隣接する２つの透光部材５２１の界面には、偏光分離層５２２及び反射層５２３が交互に形成されている。
このうち、偏光分離層５２２は、本実施形態では、Ｓ偏光を反射して、Ｐ偏光を透過するように構成されている。そして、色分離層５１２に対応する位置に配置された偏光分離層５２２は、本発明の第１偏光分離層に相当し、当該偏光分離層５２２には、色分離層５１２を透過した色光（赤色光Ｒ）が入射する。また、反射層６１４に対応する位置に配置された偏光分離層５２２は、本発明の第２偏光分離層に相当し、当該偏光分離層５２２には、色分離層６１３で反射された色光（緑色光Ｇ）が反射層５２３Ｂを介して、また、反射層６１４で反射された色光（青色光Ｂ）が直接入射する。
【００８２】
反射層５２３の表裏面のうち、重畳レンズ４１４側の面には、本発明の第２反射層及び第４反射層としての反射層５２３Ａが形成され、第２レンズアレイ４１３側の面には、本発明の第３反射層としての反射層５２３Ｂが形成されている。これら反射層５２３Ａ，５２３Ｂは、前述のように、それぞれ全反射層として形成されている。
また、偏光変換部５２の光束射出面うち、偏光分離層５２２に対応する透光部材５２１の光束射出側の面には、入射光束の偏光方向を略９０°回転させる位相差層５２４が形成されている。
【００８３】
〔波長選択性偏光変換素子６による光束の分離〕
以下、波長選択性偏光変換素子６による入射光束の分離状態について説明する。
第２レンズアレイ４１３から射出された各部分光束は、偏光変換素子６の光束入射面５１５を介して、当該光束入射面５１５に対応する色分離層５１２に入射する。
この色分離層５１２に入射した部分光束のうち、赤色光Ｒ（Ｐ，Ｓ）は、当該色分離層５１２を透過して、当該色分離層５１２に対応する偏光変換部５２の偏光分離層５２２に入射する。
【００８４】
偏光分離層５２２に入射した赤色光Ｒ（Ｐ，Ｓ）のうち、Ｐ偏光Ｒ（Ｐ）は、当該偏光分離層５２２を透過して、位相差層５２４に入射する。このＰ偏光Ｒ（Ｐ）は、位相差層５２４により偏光方向が回転され、Ｓ偏光Ｒ（Ｓ）となって、偏光変換素子６から射出される。
また、偏光分離層５２２に入射した赤色光に係るＳ偏光Ｒ（Ｓ）は、当該偏光分離層５２２で反射され、前述の配列方向先端側に向かって進行し、反射層５２３Ａに入射する。そして、このＳ偏光Ｒ（Ｓ）は、反射層５２３Ａで反射されることにより、偏光分離層５２２及び位相差層５２４を介した赤色光Ｒ（Ｓ）の進行方向と平行に射出される。
このように、光束入射面５１５に入射した部分光束のうち、赤色光Ｒ（Ｐ，Ｓ）は、偏光変換素子６によりＳ偏光Ｒ（Ｓ）に揃えられ、入射した部分光束の光軸に沿う方向に射出されて、重畳レンズ４１４に入射する。
【００８５】
一方、色分離層５１２に入射した部分光束のうち、緑色光及び青色光Ｇ，Ｂ（Ｐ，Ｓ）は、当該色分離層５１２で反射されて、前述の配列方向先端側に向かって透光部材５１１内を透過し、色分離層６１３に入射する。この色分離層６１３では、入射した緑色光Ｇ（Ｐ，Ｓ）が反射され、当該緑色光Ｇ（Ｐ，Ｓ）は、後段側に位置する偏光変換部５２の反射層５２３Ｂに入射する。そして、緑色光Ｇ（Ｐ，Ｓ）は、反射層５２３Ｂにより前述の配列方向先端側に向かって透光部材５２１内を透過し、赤色光Ｒ（Ｐ，Ｓ）が入射した偏光分離層５２２とは異なる偏光分離層５２２に入射する。
【００８６】
偏光分離層５２２に入射した緑色光Ｇ（Ｐ，Ｓ）のうち、Ｓ偏光Ｇ（Ｓ）は、当該偏光分離層５２２により後段側に反射され、当該Ｓ偏光Ｇ（Ｓ）は、位相差層５２４を介してＰ偏光Ｇ（Ｐ）に変換されて射出される。また、緑色光に係るＰ偏光Ｇ（Ｐ）は、当該偏光分離層５２２を透過して、反射層５２３Ａに入射する。そして、Ｐ偏光Ｇ（Ｐ）は、当該反射層５２３Ａにより反射されることで、位相差層５２４により変換されたＰ偏光Ｇ（Ｐ）と平行で、かつ、当該Ｐ偏光Ｇ（Ｐ）と同じ方向に射出される。
このように、光束入射面５１５に入射した部分光束のうち、緑色光Ｇ（Ｐ，Ｓ）は、偏光変換素子６によりＰ偏光Ｇ（Ｐ）に揃えられ、入射した部分光束の光軸に沿う方向に射出されて、重畳レンズ４１４に入射する。
【００８７】
また、色分離層６１３を透過した青色光Ｂ（Ｐ，Ｓ）は、反射層６１４で反射されて、緑色光Ｇ（Ｐ，Ｓ）が入射した偏光分離層５２２と同じで、かつ、当該反射層６１４に対応する偏光分離層５２２に入射する。そして、当該偏光分離層５２２に入射した青色光Ｂ（Ｐ，Ｓ）のうち、Ｐ偏光Ｂ（Ｐ）は、偏光分離層５２２を透過し、位相差層５２４を介してＳ偏光Ｂ（Ｓ）に変換されて射出される。また、偏光分離層５２２に入射した青色光に係るＳ偏光Ｂ（Ｓ）は、当該偏光分離層５２２で反射されて前述の配列方向先端側に向かって進行し、反射層５２３Ａで反射されることにより、変換されたＳ偏光Ｂ（Ｓ）に平行で、かつ、当該Ｓ偏光Ｂ（Ｓ）と同じ方向に射出される。
このように、光束入射面５１５に入射した部分光束のうち、青色光Ｂ（Ｐ，Ｓ）は、偏光変換素子６によりＳ偏光Ｂ（Ｓ）に揃えられ、入射した部分光束の光軸に沿う方向に射出されて、重畳レンズ４１４に入射する。
【００８８】
ここで、偏光変換素子６では、Ｓ偏光の赤色光Ｒ（Ｓ）が射出される領域と、Ｐ偏光の緑色光Ｇ（Ｐ）及びＳ偏光の青色光Ｂ（Ｓ）が射出される領域とが異なる。
具体的に、Ｓ偏光に揃えられた赤色光Ｒ（Ｓ）は、色分離層５１２に対応する偏光分離層５２２が形成された界面を有する２つの透光部材５２１における光束射出側の面（重畳レンズ４１４に対向する面）から射出される。
また、Ｐ偏光に揃えられた緑色光Ｇ（Ｐ）及びＳ偏光に揃えられた青色光Ｂ（Ｓ）は、それぞれ反射層６１４に対応する偏光分離層５２２が形成された界面を有する２つの透光部材５２１における光束射出側の面から射出される。
【００８９】
以上説明した本実施形態のプロジェクタ１Ａによれば、前述のプロジェクタ１が奏することのできる効果（１）、（３）〜（４）及び（６）〜（８）と同様の効果を奏することができるほか、以下の効果を奏することができる。
（９）波長選択性偏光変換素子６の波長選択部６１は、平板状の透光部材５１１，６１１間に、色分離層５１２，６１３及び反射層６１４が介装された構成を有している。これによれば、前述の波長選択部５１及び偏光変換部５２の構成と同様に、有機層を何十層も積層する構成ではない。従って、従来の波長選択性偏光回転素子より、波長選択性偏光変換素子６の構成を簡略化することができる。
【００９０】
（１０）波長選択性偏光変換素子６には、色分離層５１２で反射された緑色光及び青色光Ｇ，Ｂ（Ｐ，Ｓ）のうち、緑色光Ｇ（Ｐ，Ｓ）を反射して反射層５２３Ｂに入射させるとともに、青色光Ｂ（Ｐ，Ｓ）を透過する色分離層６１３と、当該色分離層６１３を透過した青色光Ｂ（Ｐ，Ｓ）を反射して、赤色光Ｒ（Ｐ，Ｓ）が入射した偏光分離層５２２とは異なる偏光分離層５２２に入射させる反射層６１４とが形成されている。
これによれば、赤色光ＲをＳ偏光Ｒ（Ｓ）に揃えることができるだけでなく、緑色光Ｇ及び青色光Ｂをそれぞれ偏光方向の異なるＰ偏光Ｇ（Ｐ）及びＳ偏光Ｂ（Ｓ）に揃えることができる。従って、波長ごとに略一種類の偏光光に揃えることができ、波長選択性偏光変換素子６の汎用性を向上することができる。
【００９１】
（１１）波長選択性偏光変換素子６では、Ｓ偏光に揃えられた赤色光Ｒ（Ｓ）と、Ｐ偏光に揃えられた緑色光Ｇ（Ｐ）及びＳ偏光に揃えられた青色光Ｂ（Ｓ）との射出領域が異なる。これによれば、各色光の射出位置に応じて光路を分離する反射部材等を配置することにより、赤色光Ｒと、緑色光Ｇ及び青色光Ｂとを容易に分離することができる。従って、偏光方向が揃えられた色光を容易に分離することができる。
【００９２】
〔３．実施形態の変形〕
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。
前記第１実施形態では、波長選択性偏光変換素子５の色分離層５１２で反射された緑色光及び青色光Ｇ，Ｂ（Ｐ，Ｓ）の進行方向、及び、反射層５２３Ｂで反射された緑色光及び青色光Ｇ，Ｂ（Ｐ，Ｓ）の進行方向と、偏光分離層５２２で反射された赤色光Ｒ（Ｓ）の進行方向とは、それぞれ同じ方向であるとした。また、前記第２実施形態では、色分離層５１２で反射された緑色光及び青色光Ｇ，Ｂ（Ｐ，Ｓ）の進行方向、及び、反射層５２３Ｂで反射された緑色光Ｇ（Ｐ，Ｓ）の進行方向と、偏光分離層５２２で反射された赤色光Ｒ（Ｓ）の進行方向とは、それぞれ同じであるとしたが、本発明はこれらに限らない。すなわち、色分離層５１２を透過した色光のうち、所定の偏光方向を有する偏光光の偏光分離層５２２での反射方向と、当該色分離層５１２及び反射層５２３Ｂでの色光の反射方向とがそれぞれ異なる方向であってもよい。
【００９３】
前記各実施形態では、波長選択部５１，６１及び偏光変換部５２には、複数の色分離層５１２，６１３、反射層５１３，６１４、偏光分離層５２２及び反射層５２３（５２３Ａ，５２３Ｂ）が形成されているとしたが、本発明はこれに限らない。具体的に、波長選択部５１は、それぞれ少なくとも１つの色分離層５１２及び反射層５１３があればよい。同様に、波長選択部６１は、それぞれ少なくとも１つの色分離層５１２，６１３及び反射層６１４があればよい。さらに、偏光変換部５２は、色分離層５１２を透過した色光が入射する偏光分離層５２２、及び、当該色分離層５１２及び反射層５１３で反射された色光が入射する偏光分離層５２２と、反射層５１３で反射された色光を偏光分離層５２２に入射させる反射層５２３Ｂと、各偏光分離層５２２で反射された偏光光である各色光を反射する２つの反射層５２３Ａとがあればよい。すなわち、波長選択部５１，６１及び偏光変換部５２の各層の数は、それぞれ適宜設定してよい。
【００９４】
前記各実施形態では、色分離層５１２は、赤色光Ｒを透過させ、緑色光Ｇ及び青色光Ｂを反射するとし、また前記第２実施形態では、色分離層６１３は、緑色光Ｇを反射し、青色光Ｂを透過させるとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、これら色分離層５１２，６１３の色分離特性（波長選択特性）は、適宜設定してよい。
また、前記各実施形態では、偏光分離層５２２は、Ｐ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射するとしたが、本発明はこれに限らず、Ｓ偏光を透過し、Ｐ偏光を反射するように構成してもよい。
【００９５】
前記第１実施形態では、位相差層５２４は、偏光分離層５２２が形成された界面を有する２つの透光部材５２１のうち、当該透光部材５２１の配列方向先端側に位置する透光部材５２１の光束射出側に配置されるとし、また、前記第２実施形態では、位相差層５２４は、当該透光部材５２１の配列方向基端側に位置する透光部材５２１の光束射出側に配置されるとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、位相差層５２４は、当該２つの透光部材５２１のうちのいずれか（配列方向基端側の透光部材５２１又は先端側の透光部材５２１のいずれか）の光束射出側に配置する構成であればよい。
【００９６】
前記各実施形態では、光束分割光学素子として、一対の第１レンズアレイ４１２及び第２レンズアレイ４１３を例示したが、本発明はこれに限らない。すなわち、光源から入射した光束を分割して部分光束を形成し、当該各部分光束を波長選択性偏光変換素子５，６の光束入射面５１５に入射可能であれば、他の構成でもよい。
【００９７】
前記各実施形態では、波長選択性偏光変換素子５，６は、それぞれ第２レンズアレイ４１３と重畳レンズ４１４との間に配置され、当該波長選択性偏光変換素子５，６には、それぞれ第２レンズアレイ４１３から射出された部分光束が入射するとしたが、本発明はこれに限らない。例えば、波長選択性偏光変換素子５，６は、第１レンズアレイ４１２と第２レンズアレイ４１３との間に配置され、当該第１レンズアレイ４１２で分割された各部分光束が入射するように配置してもよい。
【００９８】
前記各実施形態では、波長選択部５１，６１に形成された色分離層５１２，６１３及び反射層５１３，６１４、並びに、偏光変換部５２に形成された偏光分離層５２２、反射層５２３（５２３Ａ，５２３Ｂ）及び位相差層５２４は、それぞれ無機材料により構成されているとしたが、本発明はこれに限らない。例えば、これら各層を有機材料により構成してもよい。
【００９９】
前記各実施形態では、光変調装置４５として、光束入射面と光束射出面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いていたが、光入射面と光射出面とが異なる透過型の液晶パネルを用いてもよい。
前記各実施形態では、光変調装置４５を液晶パネルで構成したが、入射光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置であれば、他の構成の光変調装置を採用してもよい。例えば、マイクロミラーを用いたデバイスなど、液晶層以外の光変調装置を用いたプロジェクタにも、本発明を適用することも可能である。
【０１００】
前記各実施形態では、スクリーンを観察する方向から画像投射を行なうフロントタイプのプロジェクタ１，１Ａを例示したが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から画像投射を行な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】
【０１０１】
本発明は、特にプロジェクタに好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの構成を示す模式図。
【図２】前記実施形態における波長選択性偏光変換素子の構成を示す模式図。
【図３】本発明の第２実施形態に係るプロジェクタの構成を示す模式図。
【図４】前記実施形態における波長選択性偏光変換素子の構成を示す模式図。
【符号の説明】
【０１０３】
１，１Ａ…プロジェクタ、３…投射レンズ（投射光学装置）、５，６…波長選択性偏光変換素子、４５（４５Ｒ，４５Ｇ，４５Ｂ）…光変調装置、５１，６１…波長選択部、５２…偏光変換部、４１１…光源装置（光源）、４１２…第１レンズアレイ（光束分割光学素子）、４１３…第２レンズアレイ（光束分割光学素子）、５１２…色分離層、５１３…第１反射層、５２２…偏光分離層（第１偏光分離層、第２偏光分離層）、５２３…反射層、５２３Ａ…反射層（第２反射層、第４反射層）、５２３Ｂ…反射層（第３反射層、他の反射層）、６１３…色分離層（第２色分離層）、６１４…反射層（第５反射層）、Ｂ（Ｐ，Ｓ）…第４色光、Ｇ（Ｐ，Ｓ）…第３色光、Ｇ，Ｂ（Ｐ，Ｓ）…第２色光、Ｒ（Ｐ，Ｓ）…第１色光、Ｂ（Ｐ），Ｇ（Ｐ），Ｒ（Ｐ）…Ｐ偏光（偏光分離層を透過した光）、Ｂ（Ｓ），Ｇ（Ｓ），Ｒ（Ｓ）…Ｓ偏光（偏光分離層で反射された光）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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