(57)【要約】【課題】光の利用率を高めることができるプロジェクタを提供すること。また、鮮明な画像を映し出すことができるプロジェクタを提供すること。【解決手段】ダイクロイックミラー２１の前段に、偏光変換素子２４を配置する。また、ダイクロイックミラー２２の前段にも、偏光変換素子２６を配置する。偏光変換素子２４は、ダイクロイックミラー２１で反射される赤色光Ｒを選択し、赤色光Ｒの偏光方向を変換する波長選択性の素子である。また、偏光変換素子２６も、ダイクロイックミラー２２での反射される緑色光Ｇを選択し、緑色光Ｇの偏光方向を変換する波長選択性の素子である。【選択図】　図１
2004061599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、この光源から射出された光束の偏光方向を揃える偏光変換光学系と、この偏光変換光学系から射出された光束を複数の色光に分離するための色分離光学素子を有する色分離光学系と、この色分離光学系で分離された各色光をそれぞれ画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、各光変調装置で変調された光束を合成して光学像を形成する色合成光学系とを備えたプロジェクタであって、
前記色分離光学素子は、分離する色光を反射して、他の色光を透過することで色分離を行い、
前記色分離光学素子の前段には、前記色分離光学素子の反射色光または透過色光に応じた波長選択性を有する偏光変換素子が配置されていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
光源と、この光源から射出された光束を複数の色光に分離するための色分離光学素子を有する色分離光学系と、この色分離光学系で分離された各色光をそれぞれ画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、各光変調装置で変調された光束を合成して光学像を形成する色合成光学系とを備えたプロジェクタであって、
前記色合成光学系は、入射する色光の波長に応じて前記色光を反射または透過する合成光学膜を備え、
前記色合成光学系の光束射出側には、偏光変換素子が配置されており、
前記偏光変換素子は、前記合成光学膜を透過した色光の偏光方向を変換することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
請求項２に記載のプロジェクタにおいて、
前記偏光変換素子は、前記色合成光学系の光軸に対して傾斜して配置されていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項４】
請求項１から３の何れかに記載のプロジェクタにおいて、
前記偏光変換素子は、選択した光束に１／２波長の位相差を生じさせる１／２波長板であることを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロジェクタに関する。
【０００２】
【背景技術】
従来から、光源と、この光源から射出された光束を複数の色光に分離する色分離光学系と、この色分離光学系で分離された各色光をそれぞれ画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、各光変調装置で変調された光束を合成して光学像を形成する色合成光学系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、光源から放射されるランダム偏光光束を効率的に利用するために、色分離光学系の前段にランダム偏光光束を一定の直線偏光光束に変換する偏光変換光学系を配置している。この偏光変換光学系としては、偏光ビームスプリッタアレイ（ＰＢＳアレイ）が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、色分離光学系は、ダイクロイックミラーを備えて構成され、このダイクロイックミラーは、分離したい色光を反射し、他の色光を透過することで色分離を実現する。しかしながら、このダイクロイックミラーは、色光透過特性または反射特性が直線偏光光束の偏光方向によって差があるという問題がある。このため、ＰＢＳアレイで揃えられた光束がダイクロイックミラーに入射すると、最も適切な状態で反射／透過による色分離が行われているとは言い難い。
また、色合成光学系では、色分離光学系を構成するダイクロイックミラーの特性を逆に利用することで、色合成を達成している。具体的には、異なる方向から入射する色光の一部を反射し、他の一部を透過させる光学合成膜を用いて色合成を実現している。しかしながら、色合成光学系に入射する色光の偏光方向は、必ずしも一致していない。このため、色合成光学系から射出された光束は、色光毎に偏光方向が異なる場合があり、スクリーン上に形成された画像の画質が悪くなるという問題もある。
【０００４】
本発明の第１の目的は、光の利用率を高めることができるプロジェクタを提供することである。
本発明の第２の目的は、鮮明な画像を映し出すことができるプロジェクタを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そのため、本発明は以下の構成を採用して前記目的を達成しようとするものである。
具体的には、本発明のプロジェクタは、光源と、この光源から射出された光束の偏光方向を揃える偏光変換光学系と、この偏光変換光学系から射出された光束を複数の色光に分離するための色分離光学素子を有する色分離光学系と、この色分離光学系で分離された各色光をそれぞれ画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、各光変調装置で変調された光束を合成して光学像を形成する色合成光学系とを備えたプロジェクタであって、前記色分離光学素子は、分離する色光を反射して、他の色光を透過することで色分離を行い、前記色分離光学素子の前段には、前記色分離光学素子の反射色光または透過色光に応じた波長選択性を有する偏光変換素子が配置されていることを特徴とする。
【０００６】
この構成の本発明では、色分離光学素子の前段に偏光変換素子を配置しており、この偏光変換素子は、反射色光に応じた波長選択性を有しているので、最も適切な状態で反射／透過による色分離を行うことができる。例えば、色分離光学素子が、赤色光を反射し、緑色光及び青色光を透過させるものである場合、偏光変換素子は、Ｐ偏光光束で入射した色光のうち、赤色光のみを選択して、Ｓ偏光光束に変換する。緑色光及び青色光の偏光方向は変換されず、緑色光及び青色光は、Ｐ偏光光束のまま色分離光学素子を透過することとなる。これにより、赤色光の反射による減衰を防止でき、光の利用率が向上する。従って、より明るい投写画像を形成することができ、本願の第１の目的を達成できる。
【０００７】
また、本発明のプロジェクタは、光源と、この光源から射出された光束を複数の色光に分離するための色分離光学素子を有する色分離光学系と、この色分離光学系で分離された各色光をそれぞれ画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、各光変調装置で変調された光束を合成して光学像を形成する色合成光学系とを備えたプロジェクタであって、前記色合成光学系は、入射する色光の波長に応じて前記色光を反射または透過する合成光学膜を備え、前記色合成光学系の光束射出側には、偏光変換素子が配置されており、前記偏光変換素子は、前記合成光学膜を透過した色光の偏光方向を変換することを特徴とする。
【０００８】
本発明では、色合成光学系の光束射出側に、合成光学膜を透過する光束の偏光方向を変換する偏光変換素子を配置することで、色合成光学系から射出された光束の偏光方向を揃え、偏光スクリーンを利用することができる。従って、このスクリーンに映し出される画像を鮮明なものとすることができ、本発明の第２の目的を達成できる。
さらに、本発明のプロジェクタをリアプロジェクタとした場合、色合成光学系から射出された光束は、投写レンズを通り、投影ミラーにより反射されて、スクリーンに映し出される。従って、合成光学膜を透過する光束（Ｐ偏光光束）を変換し、最も適切な状態で反射を行うことができる光束（Ｓ偏光光束）に変換することで、投影ミラーの反射に伴う光束の減衰を防止できるという効果も発揮できる。
【０００９】
この際、前記偏光変換素子は、前記色合成光学系の光軸に対して傾斜して配置されていることが好ましい。
偏光変換素子を色合成光学系の光軸に対して傾斜して配置しているので、偏光変換素子での反射光が、光変調装置の画像形成領域に戻る可能性が少なく、投写画像でのゴーストの発生を防止できる。
【００１０】
この際、前記偏光変換素子は、前記偏光変換素子は、選択した光束に１／２波長の位相差を生じさせる１／２波長板であることが好ましい。
１／２波長板を備えることで、確実に偏光を行うことができる。すなわち、例えば、選択した光束がＰ偏光光束である場合には、偏光変換素子において、Ｓ偏光光束に確実に変換することができるのである。
ここで、１／２波長板としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、マイラー、ポリプロピレン、ポリスチレン、トリアセテート（トリブチルアセテート）、ポリメチルメタクリレート等の高分子フィルムや、水晶、マイカ、方解石等があげられる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本発明の実施形態に係るプロジェクタ１の光学系の構造を表す模式図が示されている。このプロジェクタ１は、インテグレータ照明光学系１０、色分離光学系２０、リレー光学系３０、光変調装置４０、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム５０、および投写光学系である投写レンズ６０を備えている。
前記インテグレータ照明光学系１０は、光源装置１１および均一照明光学系１５を備え、光源装置１１は、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ等の光源ランプ１２、および、光源ランプ１２から出射された光束の出射方向を揃えて平行化する放物面リフレクタ１３から構成されている。
均一照明光学系１５は、光源装置１１から出射された光束を複数の部分光束に分割するとともに、各部分光束の偏光方向を、Ｐ偏光光束に揃える偏光変換光学系を具備し、第１レンズアレイ１６、第２レンズアレイ１７、ＰＢＳアレイ１８、およびコンデンサレンズ１９を含んで構成されている。
【００１２】
第１レンズアレイ１６は、光源ランプ１２から出射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としての機能を有し、照明光軸Ａと直交する面内にマトリクス状に配列される複数のレンズを備えて構成され、各レンズの縦横比は、後述する光変調装置４０を構成する液晶パネル４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂの画像形成領域の縦横比と対応している。
【００１３】
第２レンズアレイ１７は、前述の第１レンズアレイ１６により分割された部分部分光束を集光する光学素子であり、第１レンズアレイ１６と同様に照明光軸Ａに直交する面内にマトリクス状に配列される複数のレンズを備えている。各レンズの配列は、第１レンズアレイ１６を構成するレンズと対応しているが、その大きさは、第１レンズアレイ１６のように液晶パネル４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂの画像形成領域の縦横比と対応する必要はない。
【００１４】
偏光変換光学系を構成するＰＢＳアレイ１８は、第１レンズアレイ１６により分割された各部分光束の偏光方向を一方向に揃える光学素子である。このＰＢＳアレイ１８は、図示しないが、偏光方向の異なる２種類のＰ偏光光束およびＳ偏光光束のうち、Ｓ偏光光束を透過させ、Ｐ偏光光束を反射して両偏光光束に分離する偏光分離膜と、この偏光分離膜で反射した偏光光束の進行方向を折り曲げて、透過したＳ偏光光束の出射方向に揃える反射ミラーと、透過したＳ偏光光束の偏光変換を行いＰ偏光光束とする位相差板とを含んで構成される。従って、本実施形態では、ＰＢＳアレイ１８からは、Ｐ偏光光束が射出される。このようなＰＢＳアレイ１８を採用することで、光源ランプ１２から射出される光束を一方向のＰ偏光光束のみに揃えることができるため、光源光の利用効率を向上させることができる。
【００１５】
コンデンサレンズ１９は、第１レンズアレイ１６、第２レンズアレイ１７、およびＰＢＳアレイ１８を経た複数の部分光束を集光して、液晶パネル４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂの画像形成領域上に重畳させる機能を有するレンズである。
【００１６】
前記色分離光学系２０は、インテグレータ照明光学系１０から射出された複数の部分光束を赤、緑、青の三色の色光に分離する機能を有している。この色分離光学系２０は、色分離光学素子である２枚のダイクロイックミラー２１、２２と、反射ミラー２３と、偏光変換素子２４〜２６とを備えている。
ダイクロイックミラー２１は、赤色光Ｒを反射し、その他の色光Ｇ，Ｂとを透過して赤色光Ｒを分離するものである。このダイクロイックミラー２１の前段には、偏光変換素子２４が配置されている。偏光変換素子２４は、ダイクロイックミラー２１で反射される赤色光Ｒを選択し、赤色光Ｒの偏光方向を変換する波長選択性を有する素子である。なお、この偏光変換素子２４では、緑色光Ｇ及び青色光Ｂの偏光方向は変換されない。
反射ミラー２３は、ダイクロイックミラー２１で分離された赤色光Ｒを、反射させて、液晶パネル４１Ｒまで導くものである。この反射ミラー２３と液晶パネル４１Ｒとの間には、偏光変換素子２５が配置されている。
【００１７】
ダイクロイックミラー２２は、緑色光Ｇを反射し、青色光Ｂを透過して、緑色光Ｇを分離するものである。このダイクロイックミラー２２の前段にも、偏光変換素子２６が配置されている。この偏光変換素子２６も、ダイクロイックミラー２２での反射される緑色光Ｇを選択し、緑色光Ｇの偏光方向を変換する波長選択性の素子である。なお、偏光変換素子２６では、青色光Ｂの偏光方向は変換されない。
このような色分離光学系２０で使用される偏光変換素子２４、２６は選択した光束にのみ位相差を生じさせる波長選択性の１／２波長板である。
また、偏光変換素子２５も光束に１／２波長の位相差を生じさせる１／２波長板である。
ここで、１／２波長板としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、マイラー、ポリプロピレン、ポリスチレン、トリアセテート（トリブチルアセテート）、ポリメチルメタクリレート等の高分子フィルムや、水晶、マイカ、方解石等を使用することができる。
【００１８】
前記リレー光学系３０は、入射側レンズ３１、リレーレンズ３３、反射ミラー３５、３６、および出射側レンズ３９を備え、色分離光学系２０で分離された色光、例えば、本例では、青色光Ｂを液晶パネル４１Ｂまで導く機能を有している。
反射ミラー３５の前段には、偏光変換素子３７が配置されている。この偏光変換素子３７は、青色光Ｂの偏光方向を変換するものである。
さらに、反射ミラー３６の後段にも偏光変換素子３８が配置されており、前記偏光変換素子３７で変換された青色光Ｂの偏光方向を再度、変換する。
【００１９】
このリレー光学系３０に用いられる偏光変換素子３７，３８は、光束に１／２波長の位相差を生じさせる１／２波長板となっている。
なお、青色光Ｂにリレー光学系３０が用いられているのは、青色光Ｂの光路の長さが他の色光の光路長さよりも長いため、光の拡散等による光の利用効率の低下を防止するためである。
【００２０】
前記光変調装置４０は、液晶パネル４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂと、この各液晶パネル４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂの入射側および出射側に配置される偏光子としての偏光板４２、４３と、偏光板４２の入射側に配置されるフィールドレンズ４４とを備えている。
液晶パネル４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂは、一対の透明なガラス基板間に電気光学物質である液晶を密閉封入したものであり、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、与えられた画像信号に従って、偏光板４２から出射された偏光光の偏光方向を変調する。
【００２１】
偏光板４２及び偏光板４３は、入射した光束を直線偏光光に変換する光学素子である。
フィールドレンズ４４は、インテグレータ照明光学系１０のコンデンサレンズ１９で絞り込まれた出射光束を照明光軸に対して平行にするための光学素子であり、液晶パネル４１Ｒ、４１Ｇの前段に配置されているが、液晶パネル４１Ｂについては、リレー光学系３０の出射側レンズ３９がこのフィールドレンズを兼用している。
【００２２】
前記色合成光学系となるクロスダイクロイックプリズム５０は、３枚の液晶パネル４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂから出射された各色光ごとに変調された画像を合成してカラー画像を形成するものである。このクロスダイクロイックプリズム５０には、合成光学膜としての誘電体多層膜が設けられている。
誘電体多層膜は、赤色光Ｒを反射する誘電体多層膜と青色光Ｂを反射する誘電体多層膜とを有し、これらは、４つの直角プリズムの界面に沿って略Ｘ字状に形成されている。この誘電体多層膜によって３つの色光が合成されることとなる。
【００２３】
クロスダイクロイックプリズム５０の後段には、偏光変換素子５１が配置されている。この偏光変換素子５１は、クロスダイクロイックプリズム５０の誘電体多層膜を透過する緑色光Ｇを選択して、１／２波長の位相差を生じさせる１／２波長板である。なお、赤色光Ｒ及び青色光Ｂは偏光方向を変換されずに、偏光変換素子５１を透過する。偏光変換素子５１は、クロスダイクロイックプリズム５０の光軸に対して、反射光が液晶パネル４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂの画像形成領域に入射しない角度、例えば４５°傾斜して配置されている。
投写レンズ６０は、複数のレンズからなるレンズユニットから構成され、クロスダイクロイックプリズム５０で合成されたカラー画像をスクリーン上に拡大投写する機能を有する。
【００２４】
このような構成のプロジェクタ１では、光源ランプ１２から射出されたランダム偏光光束は、次のように変換されて投写レンズ６０から射出される。
なお、図中、一点鎖線はランダム偏光光束、点線はＰ偏光光束、実線はＳ偏光光束を示す。
まず、光源ランプ１２から射出されたランダム偏光光束は、ＰＢＳアレイ１８を通り、Ｐ偏光光束に変換される。次に、このＰ偏光光束のうち赤色光Ｒのみが、偏光変換素子２４によりＳ偏光光束に変換される。なお、緑色光Ｇ及び青色光Ｂの偏光方向は変換されず、Ｐ偏光光束のままである。
赤色光Ｒは、ダイクロイックミラー２１により反射されて、反射ミラー２３に到達し、さらに、この反射ミラー２３により反射されて偏光変換素子２５に到達する。この偏光変換素子２５により、赤色光ＲはＳ偏光光束からＰ偏光光束へ変換される。さらに、このＰ偏光光束は、偏光板４２，４３及び液晶パネル４１Ｒにより、Ｓ偏光光束に変換されて、クロスダイクロイックプリズム５０に入射する。そして、クロスダイクロイックプリズム５０内の誘電体多層膜により反射されて、クロスダイクロイックプリズム５０から射出される。
【００２５】
緑色光Ｇ及び青色光Ｂは、ダイクロイックミラー２１を透過し、偏光変換素子２６に入射する。この偏光変換素子２６により緑色光ＧはＰ偏光光束からＳ偏光光束に変換される。なお、青色光Ｂは、変換されず、Ｐ偏光光束のまま透過する。次に、ダイクロイックミラー２２により、緑色光Ｇは反射され、緑色光Ｇと青色光Ｂとが分離される。緑色光Ｇは、偏光板４２，４３及び液晶パネル４１Ｇを通ることで、Ｐ偏光光束に変換され、そのまま、クロスダイクロイックプリズム５０に入射する。さらに、緑色光Ｇは、誘電体多層膜を通過し、クロスダイクロイックプリズム５０から射出される。
【００２６】
青色光Ｂは、ダイクロイックミラー２２を透過し、このダイクロイックミラー２２の後段に配置された偏光変換素子３７に入射される。この偏光変換素子３７によりＰ偏光光束からＳ偏光光束に変換される。さらに、この青色光Ｂは反射ミラー３５，３６で反射されて、反射ミラー３６の後段に配置された偏光変換素子３８に入射される。ここで、青色光ＢはＰ偏光光束からＳ偏光光束に変換される。さらに、偏光板４２，４３及び液晶パネル４１Ｂを通ることで再度、Ｓ偏光光束に変換されて、クロスダイクロイックプリズム５０に入射される。そして、クロスダイクロイックプリズム５０の誘電体多層膜により反射されてクロスダイクロイックプリズム５０から射出される。
【００２７】
クロスダイクロイックプリズム５０から射出される光束のうち、赤色光Ｒ及び青色光ＢはＳ偏光光束であり、緑色光Ｇは、Ｐ偏光光束となる。これらは、偏光変換素子５１を通るが、この偏光変換素子５１では、緑色光Ｇが選択され、Ｐ偏光光束からＳ偏光光束に変換される。偏光変換素子５１では、赤色光Ｒ及び青色光Ｂの偏光方向は変換されないため、全ての色光がＳ偏光光束となる。
そして、これらの色光は、投写レンズ６０を介してスクリーン上に到達する。
【００２８】
従って、本実施の形態によれば、以下の効果を奏することができる。
ダイクロイックミラー２１の前段に偏光変換素子２４を配置して、ダイクロイックミラー２１で反射する赤色光ＲのみをＳ偏光光束に変えているため、ダイクロイックミラー２１での反射による赤色光Ｒの減衰を防止することができる。また、液晶パネル４１Ｒの前段にも偏光変換素子２５を配置し、クロスダイクロイックプリズム５０の誘電体多層膜での反射がＳ偏光光束で行われるようにしたため、誘電体多層膜での反射による赤色光Ｒの減衰も防止できる。同様に、緑色光Ｇ及び青色光Ｂにおいても、反射または透過に適した偏光光束に変換することで、透過、反射による色光の減衰を防止できる。
従って、光の利用率を向上することができ、より明るい投写画像を映し出すことができる。
【００２９】
さらに、クロスダイクロイックプリズム５０の後段に偏光変換素子５１を配置したため、Ｐ偏光光束の緑色光ＧをＳ偏光光束に変換して、全ての色光をＳ偏光光束に揃えることができ、偏光スクリーンを利用することができるため、このスクリーンに映し出される画像を鮮明にすることができる。
【００３０】
偏光変換素子５１をクロスダイクロイックプリズム５０の光軸に対し、傾斜して配置しているので、偏光変換素子５１での反射光が、液晶パネル４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂの画像形成領域に戻る可能性が少なく、投写画像でのゴーストの発生を防止できる。
また、偏光変換素子５１での反射光が液晶パネル４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂの画像形成領域に戻る可能性が少なくなるため、ポリシリコンＴＦＴの誤作動も防止することができる。
【００３１】
従来、緑色光Ｇをクロスダイクロイックプリズム５０の透過に適した偏光光束に変換するために、液晶パネル４１Ｇと、偏光板４２との間に位相差板を配置することがあったが、本実施形態では、ダイクロイックミラー２２の前段に偏光変換素子２６を配置しているため、このような位相差板が不要となる。位相差板をなくすことで、その分隙間を形成することが可能となり、液晶パネル４１Ｇの冷却効率を向上させることができる。
【００３２】
次に、本発明の第二実施形態を示す。尚、以下の説明では、既に説明した部分と同一の部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
前記実施形態では、光源ランプ１２から射出された光束のうち、赤色光Ｒがダイクロイックミラー２１により反射され、他の色光Ｇ，Ｂはダイクロイックミラー２１を透過するとしていた。これに対し、本実施形態では、赤色光Ｒがダイクロイックミラー２１’を透過し、他の色光Ｇ，Ｂはダイクロイックミラー２１’で反射される点で前記実施形態と異なっている。
【００３３】
また、前記実施形態では、ＰＢＳアレイ１８は、Ｐ偏光光束を射出していたが、本実施形態ではＰＢＳアレイ１８’は、Ｓ偏光光束を射出するものとなっている。
さらに、ダイクロイックミラー２１’の前段に配置される偏光変換素子２４’は、ダイクロイックミラー２１’を透過する赤色光Ｒのみを選択して、偏光方向を変換する機能を有する。すなわち、この偏光変換素子２４’は透過色光に応じた波長選択性を有している。なお、この偏光変換素子２４’では、緑色光Ｇ及び青色光Ｂの偏光方向は変換されない。
【００３４】
また、反射ミラー２３の前段には、偏光変換素子２７が配置されている。この偏光変換素子２７は、赤色光Ｒの偏光方向を変換するものである。
さらに、前記実施形態では、ダイクロイックミラー２２の前段に配置された偏光変換素子２６は、緑色光Ｇを選択し、偏光方向を変換するものであったが、本実施形態の偏光変換素子２６’は、ダイクロイックミラー２２を透過する青色光Ｂを選択して、Ｓ偏光光束からＰ偏光光束に変換させるものとなっている。偏光変換素子２６’では、緑色光Ｇの偏光方向は変換されない。
【００３５】
このような構成のプロジェクタ１では、光源ランプ１２から射出されたランダム偏光光束は、次のように変換されて投写レンズ６０から射出される。
まず、光源ランプ１２から射出されたランダム偏光光束はＰＢＳアレイ１８を通り、Ｓ偏光光束に変換される。次に、偏光変換素子２４’により、赤色光ＲのみがＰ偏光光束に変換される。変換された赤色光Ｒはダイクロイックミラー２１’を透過し、この後段に配置された偏光変換素子２７によりＳ偏光光束に変換される。さらに、この赤色光Ｒは反射ミラー２３により反射され、反射ミラー２３の後段に配置された偏光変換素子２５によりＰ偏光光束に変換される。さらに、偏光板４２，４３、液晶パネル４１ＲによりＳ偏光光束に変換されて、クロスダイクロイックプリズム５０に入射する。
【００３６】
一方、緑色光Ｇ及び青色光Ｂは、偏光変換素子２４’で変換されず、Ｓ偏光光束のままダイクロイックミラー２１’により反射される。そして、ダイクロイックミラー２２’の前段に配置された偏光変換素子２６’により青色光ＢのみがＰ偏光光束に変換される。緑色光ＧはＳ偏光光束のまま、ダイクロイックミラー２２’により反射されて、偏光板４２，４３及び液晶パネル４１Ｇを通り、クロスダイクロイックプリズム５０に入射する。
青色光Ｂはダイクロイックミラー２２’を透過し、前記実施形態と同様に変換されてクロスダイクロイックプリズム５０に入射する。
さらに、前記実施形態と同様に、クロスダイクロイックプリズム５０の射出側に配置された偏光変換素子５１により、緑色光ＧがＳ偏光光束に変換される。偏光変換素子５１では、赤色光Ｒ及び青色光Ｂの偏光方向は変換されないため、全ての色光がＳ偏光光束となる。
【００３７】
従って、このような第２実施形態によれば、前記実施形態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。
赤色光Ｒを透過させ、他の色光Ｇ，Ｂを反射させるようなダイクロイックミラー２１’を用いた場合であっても、光の利用率を向上させることができる。
【００３８】
なお、本発明は前述の実施の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。
例えば、前記実施形態では、フロント型のプロジェクタ１を使用していたが、これに限らず、リアプロジェクタとしてもよい。リアプロジェクタにおいては、色合成光学系から射出された光束は、投写レンズを通り、投影ミラーにより反射されて、スクリーンに映し出される。従って、クロスダイクロイックプリズム５０の後段に偏光変換素子を配置し、誘電多層膜を透過する光束（Ｐ偏光光束）を変換し、Ｓ偏光光束に変換することで、投影ミラーでの反射に伴う光束の減衰を防止できるという効果も発揮できる。
【００３９】
また、前記実施形態では、ダイクロイックミラー２１，２１’で赤色光Ｒを分離するものとしたが、青色光Ｂを分離して、リレー光学系に赤色光Ｒを通す構成としてもよい。この場合には、偏光交換素子２４を青色光Ｂを選択するものとすればよい。
さらに、前記実施形態では、クロスダイクロイックプリズム５０の後段に配置された偏光変換素子５１は、クロスダイクロイックプリズム５０の光軸に対して傾斜して配置されているとしたが、傾斜して配置されていなくてもよい。このようにすれば、偏光変換素子５１の配置に手間がかからない。
また、前記実施形態では、色分離光学系２０で赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂの三色を分離するとしたが、これに限らずシアンＣ、マゼンダＭ、イエローＹを分離するものとしてもよい。また、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光ＢにシアンＣ、マゼンダＭ、イエローＹのいずれかを加えた四色を分離する構成としてもよい。
【００４０】
【発明の効果】
このような本発明によれば、光の利用率を高めることができるプロジェクタを提供できるという効果がある。
また、鮮明な画像を映し出すことができるプロジェクタを提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる光学系を示す模式図である。
【図２】本発明の第２実施形態にかかる光学系を示す模式図である。
【符号の説明】
１　　　　　　　　　　プロジェクタ
１０　　　　　　　　　インテグレータ照明光学系
１１　　　　　　　　　光源装置
１８　　　　　　　　　ＰＢＳアレイ
２０　　　　　　　　　色分離光学系
２１，２１’，２２　　ダイクロイックミラー
２４，２４’　　　　　偏光交換素子
２６，２６’　　　　　偏光変換素子
４０　　　　　　　　　光変調装置
５０　　　　　　　　　クロスダイクロイックプリズム
５１　　　　　　　　　偏光変換素子
６０　　　　　　　　　投写レンズ
【図１】
2004061599.tif 000003
【図２】
2004061599.tif 000004