(57)【要約】【課題】簡単な構造で、容易に寿命を延ばすことが可能な光学装置を提供する。【解決手段】液晶プロジェクター１は、複数の波長帯域を含む光を出射する光源１１と、光源１１の光を複数の波長帯域の光に分離し、分離光ＬＲ，ＬＢ，ＬＧをそれぞれ異なる方向に出射させるダイクロイックミラー１７と、分離光ＬＲ，ＬＢ，ＬＧの出射光路に配置され、出射光路を伝播した分離光ＬＲ，ＬＢ，ＬＧが各々入射され、入射光を空間的に変調する複数の液晶パネルＰＮ１，ＰＮ２，ＰＮ３と、液晶パネルＰＮ１，ＰＮ２，ＰＮ３からの変調光を合波するダイクロイックプリズム２６とを有し、ダイクロイックミラー１７を回転させて、赤色光分離領域１７Ｒと青色光分離領域１７Ｂのいずれかを光源１１の光の光路に位置させることにより、分離光ＬＲ，ＬＢ，ＬＧの出射光路を切換える。【選択図】　図１
2004138866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射した光を分離して、それぞれ異なる波長帯域の複数の分離光を得る光分離手段からの前記複数の分離光を、入射光を変調する複数の光変調手段にそれぞれ入射させる光学装置であって、
前記光分離手段からの前記複数の分離光のうち、前記光変調手段の前記変調の特性を最も早い速度で劣化させる前記分離光を、前記複数の光変調手段に切換えて入射させる切換手段
を有する光学装置。
【請求項２】
前記複数の光変調手段によってそれぞれ変調された前記複数の分離光を合波して規定方向に出射させる光合波手段をさらに有し、
前記光合波手段は、
第１の領域に配置され、一の前記光変調手段によって変調された、前記光変調手段の前記変調の特性を最も早い速度で劣化させる最劣化波長帯域の前記分離光と、他の前記光変調手段によって変調された他の前記分離光とを合波して、前記規定方向に出射させる第１の光合波部と、
第２の領域に配置され、前記他の光変調手段によって変調された前記最劣化波長帯域の前記分離光と、前記一の光変調手段によって変調された前記他の分離光とを合波して、前記規定方向に出射させる第２の光合波部と、
前記一の光変調手段と前記他の光変調手段にそれぞれ入射する前記複数の分離光の波長帯域に応じて、前記第１の光合波部と前記第２の光合波部とを入換える入換手段と
を有する
請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
入射した光を分離して、それぞれ異なる波長帯域の複数の分離光を得る光分離手段からの前記複数の分離光を、入射光を変調する複数の光変調手段にそれぞれ入射させる光学装置であって、
前記光分離手段からの前記複数の分離光のうち、前記光変調手段の前記変調の特性を最も早い速度で劣化させる最劣化波長帯域の前記分離光を、前記複数の光変調手段に切換えて入射させる切換手段と、
第１の領域に配置され、一の前記光変調手段によって変調された、前記最劣化波長帯域の前記分離光と、他の前記光変調手段によって変調された他の前記分離光とを合波して、規定方向に出射させる第１の光合波部と、
第２の領域に配置され、前記他の光変調手段によって変調された前記最劣化波長帯域の前記分離光と、前記一の光変調手段によって変調された前記他の分離光とを合波して、前記規定方向に出射させる第２の光合波部とを備え、
前記一の光変調手段と前記他の光変調手段にそれぞれ入射する前記複数の分離光の波長帯域に応じて、前記第１の光合波部と前記第２の光合波部とを入換える入換手段
を有する光合波手段と
を有する光学装置。
【請求項４】
前記切換手段は、第１の光分離領域と第２の光分離領域のいずれかが、光源からの出射光の出射光路に位置するように回転可能であり、
前記第１の光分離領域により前記光源の前記出射光から前記最劣化波長帯域の光を透過させて分離させ、
前記第２の光分離領域により前記光源の前記出射光から前記最劣化波長帯域とは異なる他の波長帯域の光を透過させて分離させて、
前記複数の光変調手段に入射する前記複数の分離光の波長帯域を切換える
請求項３に記載の光学装置。
【請求項５】
前記切換手段は、第１の光分離領域と第２の光分離領域のいずれかが、光源からの出射光の出射光路に位置するようにスライド可能であり、
前記第１の光分離領域により前記光源の前記出射光から前記最劣化波長帯域の光を透過させて分離させ、
前記第２の光分離領域により前記光源の前記出射光から前記最劣化波長とは異なる他の波長帯域の光を透過させて分離させて、
前記複数の光変調手段に入射する前記複数の分離光の波長帯域を切換える
請求項３に記載の光学装置。
【請求項６】
前記入換手段は、所定の回転軸を中心に回転可能であり、
前記第１の光合波部と前記第２の光合波部は、前記入換手段が前記回転軸まわりに所定角度回転することにより、当該第１の光合波部と第２の光合波部のいずれかが、前記最劣化波長帯域の前記分離光と前記他の分離光の光路に位置するように配置されている
請求項３に記載の光学装置。
【請求項７】
前記入換手段は、所定のスライド軸に沿ってスライド可能であり、
前記第１の光合波部と前記第２の光合波部は、前記入換手段が前記スライド軸に沿って所定方向にスライドすることにより、当該第１の光合波部と第２の光合波部のいずれかが、前記最劣化波長帯域の前記分離光と前記他の分離光の光路に位置するように、前記スライド軸と同軸に配置されている
請求項３に記載の光学装置。
【請求項８】
３つの波長帯域の光を含む光を出射する光源と、
前記光源の光を、所定の波長帯域の第１の分離光と、他の波長帯域の光を含む第２の分離光に分離し、それぞれ異なる方向に出射させる第１の光分離手段と、前記第２の分離光の出射光路に配置され、当該第２の分離光を、他の２つの波長帯域の第３および第４の分離光に分離し、それぞれ異なる方向に出射させる第２の光分離手段と、
分離された前記３つの波長帯域の光の出射光路に配置され、当該出射光路を伝播した前記３つの波長帯域の光が各々入射され、入射光を変調する３つの光変調手段と、
前記第１の分離光の波長帯域と、前記第４の分離光の波長帯域とを切換え可能な切換手段と、
前記３つの光変調手段によってそれぞれ変調された前記３つの波長帯域の光を合波して規定方向に出射し、
第１の領域に配置されて、第１の前記光変調手段によって変調された、前記光変調手段の前記変調の特性を最も早い速度で劣化させる最劣化波長帯域の前記第１の分離光と、第２の前記光変調手段によって変調された他の波長帯域の前記第４の分離光とを合波して、前記規定方向に出射する第１の合波部と、
第２の領域に配置されて、前記第１の光変調手段によって変調された前記他の波長帯域の前記第１の分離光と、前記第２の光変調手段によって変調された前記最劣化波長帯域の前記第４の分離光とを合波して、前記規定方向に出射する第２の合波部とを備え、
前記第１の光変調手段と前記第２の光変調手段にそれぞれ入射する前記第１の分離光と前記第４の分離光の波長帯域に応じて、前記第１の光合波部と前記第２の光合波部とを入換える入換手段と
を有する光合波手段と
を有する光学装置。
【請求項９】
前記切換手段は、第１の光分離領域と第２の光分離領域のいずれかが、前記光源からの出射光の出射光路に位置するように回転可能であり、
前記第１の光分離領域により前記光源の前記出射光から前記最劣化波長帯域の光を透過させて分離させ、
前記第２の光分離領域により前記光源の前記出射光から前記他の波長帯域の光を透過させて分離させて、
前記第１の分離光の波長帯域と、前記第４の分離光の波長帯域とを切換える
請求項８に記載の光学装置。
【請求項１０】
前記切換手段は、第１の光分離領域と第２の光分離領域のいずれかが、前記光源からの出射光の出射光路に位置するようにスライド可能であり、
前記第１の光分離領域は、前記光源の前記出射光から前記最劣化波長帯域の光を透過させて分離させ、
前記第２の光分離領域は、前記光源の前記出射光から前記他の波長帯域の光を透過させて分離させて、
前記第１の分離光の波長帯域と、前記第４の分離光の波長帯域とを切換える
請求項８に記載の光学装置。
【請求項１１】
前記入換手段は、所定の回転軸を中心に回転可能であり、
前記第１の光合波部と前記第２の光合波部は、前記入換手段が前記回転軸まわりに所定角度回転することにより、当該第１の光合波部と第２の光合波部のいずれかが、前記最劣化波長帯域の前記分離光と前記他の波長の前記分離光の光路に位置するように配置されている
請求項８に記載の光学装置。
【請求項１２】
前記入換手段は、所定のスライド軸に沿ってスライド可能であり、
前記第１の光合波部と前記第２の光合波部は、前記入換手段が前記スライド軸に沿って所定方向にスライドすることにより、当該第１の光合波部と第２の光合波部のいずれかが、前記最劣化波長帯域の前記分離光と前記他の波長帯域の前記分離光の光路に位置するように、前記スライド軸と同軸に配置されている
請求項８に記載の光学装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各々異なる波長の光を変調する複数のライトバルブからの変調光を合波して出射する光学装置に関する。
特定的には、本発明は、ライトバルブに入射する所定の波長の光の光路を変更することにより長寿命化が可能な光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ライトバルブごとに異なる波長の光を変調し、これらの変調光を合波して画像を表示する光学装置として、たとえば３板式の液晶プロジェクターが知られている。
従来の３板式の液晶プロジェクターにおいては、光源の白色光から赤、青、緑の３色の光を分離し、それぞれ予め定められた光路に沿って特定の液晶パネルに入射させていた。ライトバルブとしての各液晶パネルは、各々画像信号に応じて各色の光を空間的に変調して出射する。変調された３色の光を再び合波してたとえばスクリーンに投射することによって、画像が表示される。
【０００３】
このような液晶プロジェクターにおいては、たとえば特許文献１に開示されているように、小型化、高輝度化が図られている。そのため、液晶パネルに入射する光の単位面積当たりの強度が増加する傾向にある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−３０４７３９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、液晶パネルには、液晶、配向膜、シール材等の有機材料が用いられている。液晶パネルに高エネルギーの光を長時間照射すると、これらの有機材料に劣化、欠陥が発生する可能性がある。
光のエネルギーＥは、プランク定数ｈと、光の速さｃと、波長λを用いて、下記式によって表わすことができる。
【０００６】
【数１】
Ｅ＝（ｈｃ）／λ
【０００７】
赤、青、緑の３色の光のうちでは、青色光の波長λが最も短いため、青色光のエネルギーが最も高くなる。従来の液晶プロジェクターでは、各色の光の光路を切換えることはできないため、青色光が入射する液晶パネルに最も早く劣化、欠陥が生じると考えることができる。そして、この青色光用液晶パネルの劣化、欠陥が、液晶プロジェクターの寿命を規定することにもつながる。
【０００８】
青色光用液晶パネルが故障した場合には、パネルを交換することになるが、複板式プロジェクターにおいては、変調光を合波するために、各液晶パネルを高精度に位置決めする必要がある。しかしながら、実用的な液晶プロジェクターにおいては、各液晶パネルを個別に位置決めする位置調整機構は設けられていない。
したがって、液晶パネルを個別に交換した後に位置調整を行なうことはできず、３枚の液晶パネルを、これらが固着されており、変調光を合波するためのプリズムブロックごと交換する必要がある。
【０００９】
プリズムブロックを含めた液晶パネルの交換、および位置調整には、多大な労力がかかる。また、交換に伴うコストも大きい。
本発明の目的は、簡単な構造で、容易に寿命を延ばすことが可能な光学装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光学装置は、入射した光を分離して、それぞれ異なる波長帯域の複数の分離光を得る光分離手段からの前記複数の分離光を、入射光を変調する複数の光変調手段にそれぞれ入射させる光学装置であって、前記光分離手段からの前記複数の分離光のうち、前記光変調手段の前記変調の特性を最も早い速度で劣化させる前記分離光を、前記複数の光変調手段に切換えて入射させる切換手段を有する。
【００１１】
また、本発明に係る光学装置は、第１の領域に配置され、一の前記光変調手段によって変調された、前記最劣化波長帯域の前記分離光と、他の前記光変調手段によって変調された他の前記分離光とを合波して、規定方向に出射させる第１の光合波部と、第２の領域に配置され、前記他の光変調手段によって変調された前記最劣化波長帯域の前記分離光と、前記一の光変調手段によって変調された前記他の分離光とを合波して、前記規定方向に出射させる第２の光合波部とを備え、前記一の光変調手段と前記他の光変調手段にそれぞれ入射する前記複数の分離光の波長帯域に応じて、前記第１の光合波部と前記第２の光合波部とを入換える入換手段を有する光合波手段をさらに有していてもよい。
【００１２】
詳細には、本発明に係る光学装置は、３つの波長帯域の光を含む光を出射する光源と、前記光源の光を、所定の波長帯域の第１の分離光と、他の波長帯域の光を含む第２の分離光に分離し、それぞれ異なる方向に出射させる第１の光分離手段と、前記第２の分離光の出射光路に配置され、当該第２の分離光を、他の２つの波長帯域の第３および第４の分離光に分離し、それぞれ異なる方向に出射させる第２の光分離手段と、分離された前記３つの波長帯域の光の出射光路に配置され、当該出射光路を伝播した前記３つの波長帯域の光が各々入射され、入射光を変調する３つの光変調手段と、前記第１の分離光の波長帯域と、前記第４の分離光の波長帯域とを切換え可能な切換手段と、前記３つの光変調手段によってそれぞれ変調された前記３つの波長帯域の光を合波して規定方向に出射し、第１の領域に配置されて、第１の前記光変調手段によって変調された、前記光変調手段の前記変調の特性を最も早い速度で劣化させる最劣化波長帯域の前記第１の分離光と、第２の前記光変調手段によって変調された他の波長帯域の前記第４の分離光とを合波して、前記規定方向に出射する第１の合波部と、第２の領域に配置されて、前記第１の光変調手段によって変調された前記他の波長帯域の前記第１の分離光と、前記第２の光変調手段によって変調された前記最劣化波長帯域の前記第４の分離光とを合波して、前記規定方向に出射する第２の合波部とを備え、前記第１の光変調手段と前記第２の光変調手段にそれぞれ入射する前記第１の分離光と前記第４の分離光の波長帯域に応じて、前記第１の光合波部と前記第２の光合波部とを入換える入換手段とを有する光合波手段と、を有する光学装置である。
【００１３】
本発明においては、光源から、複数の波長帯域を含む光が出射される。光源から出射された光は、光分離手段によって、所定の各波長帯域の分離光に分離される。分離された各波長帯域の分離光は、それぞれ異なる方向に出射される。
各分離光は、所定の光路を伝播して、対応する光変調手段に各々入射する。各光変調手段は、入射光を空間的に変調して出射する。
【００１４】
出射された変調光は、光合波手段によって合波され、規定方向に出射される。
光合波手段は、第１の領域に配置される第１の光合波部により、ある一つの出射光路を伝播して変調されたある一つの波長帯域の分離光と、他の出射光路を伝播して変調された他の波長帯域の分離光とを合波して、規定方向に出射する。
また、光合波手段は、第２の領域に配置される第２の光合波部により、他の出射光路を伝播して変調された一つの波長帯域の分離光と、一つの出射光路を伝播して変調された他の波長帯域の分離光とを合波して、規定方向に出射する。
【００１５】
本発明においては、切換手段によって、分離手段により分離された光の光路が切換えられる。これにより、一の出射光路を伝播する分離光と、他の出射光路を伝播する分離光の波長帯域が切換えられる。
光合波手段の入換手段は、この分離光の波長帯域の切換えに応じて、第１の光合波部と第２の光合波部とを入換える。これにより、分離光の光路が切換えられた場合にも、正しい画像が表示される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について述べる。なお、以下では、本発明の実施の形態として、液晶パネルからの透過光を投射する透過型の液晶プロジェクターを例に挙げて述べる。
【００１７】
第１実施形態
図１は、本発明の一実施形態に係る液晶プロジェクターの模式的な概略構成図である。
図１に示す液晶プロジェクターは、透過型の液晶パネルを３枚用いてカラー画像表示を行なう、いわゆる３板方式のプロジェクターである。
【００１８】
図１に図解の液晶プロジェクター１は、光を発する光源１１と、第１のダイクロイックミラー１７と、第２のダイクロイックミラー１９と、第１〜３の液晶パネルＰＮ１〜３と、ダイクロイックプリズム２６と、投射レンズ２７とを有している。
【００１９】
光源１１は、カラー画像表示に必要とされる、赤色光（以下、Ｒ光）、青色光（以下、Ｂ光）および緑色光（以下、Ｇ光）を含んだ白色光（以下、Ｗ光）を発する。光源１１は、Ｗ光を発する発光体１１ａと、発光体１１ａから発せられた光を反射、集光する凹面鏡１１ｂとを含んで構成されている。
発光体１１ａとしては、例えば、ハロゲンランプ、メタルハライドランプまたはキセノンランプ等のランプが使用される。
凹面鏡１１ｂは、集光効率が良い形状であることが望ましく、例えば回転楕円面鏡や回転放物面鏡等の回転対称な面形状となっている。
【００２０】
光源１１から出射したＷ光ＬＷは、光源１１とダイクロイックミラー１７との間に配置されたミラー１４によって、その光路をダイクロイックミラー１７側に９０度曲げられる。ミラー１４は、好適には全反射ミラーである。
ダイクロイックミラー１７は、入射するＷ光ＬＷのうちから、所定の色、即ち波長帯域の光のみを透過させ、残りの色の光は反射させることによって、所定の色の光を分離する。ダイクロイックミラー１７は、詳細には後述するが、回転式のダイクロイックミラーであり、透過させる光の色を切換えることが可能である。
ここでは、Ｒ光ＬＲを透過させて分離するものとする。
ダイクロイックミラー１７が、本発明における第１の光分離手段の一実施態様に相当する。
【００２１】
ダイクロイックミラー１７によって分離されたＲ光ＬＲの光路には、ミラー１８と、液晶パネルＰＮ１とが配置される。
ミラー１８としては、好適には全反射ミラーが用いられる。全反射ミラー１８は、ダイクロイックミラー１７によって分離されたＲ光ＬＲを、液晶パネルＰＮ１に向けて反射する。
液晶パネルＰＮ１は、入射したＲ光ＬＲを、画像信号に応じて空間的に変調する。
液晶パネルＰＮ１は、本発明における第１の光変調手段の一実施態様に相当する。
【００２２】
第２のダイクロイックミラー１９は、ダイクロイックミラー１７によって反射された他の色の光の光路に沿って配置されている。ダイクロイックミラー１９は、入射した他の色の光のうち、例えばＧ光ＬＧを反射し、Ｂ光ＬＢを透過させることによってＧ光ＬＧとＢ光ＬＢを分離し、それぞれ異なる方向に出射する。
このダイクロイックミラー１９が、本発明における第２の光分離手段の一実施態様に相当する。
【００２３】
ダイクロイックミラー１９によって分離されたＧ光ＬＧは、液晶パネルＰＮ３に入射される。
液晶パネルＰＮ３は、入射したＧ光ＬＧを、画像信号に応じて空間的に変調する。
【００２４】
さらに、ダイクロイックミラー１９によって分離されたＢ光ＬＢは、ミラー２１，２３を介して液晶パネルＰＮ２に入射される。
ミラー２１，２３は、好適には全反射ミラーである。全反射ミラー２１は、入射したＢ光ＬＢを、全反射ミラー２３に向けて反射する。全反射ミラー２３は、全反射ミラー２１によって反射されたＢ光ＬＢを、液晶パネルＰＮ２に向けて反射する。
液晶パネルＰＮ２は、全反射ミラー２３によって反射されて入射したＢ光ＬＢを、画像信号に応じて空間的に変調する。
液晶パネルＰＮ２が、本発明における第２の光変調手段の一実施態様に相当する。
【００２５】
Ｒ光ＬＲ、Ｇ光ＬＧおよびＢ光ＬＢを合成する機能を有したダイクロイックプリズム２６は、これら３つの色光の光路が交わる位置に設置されている。
ダイクロイックプリズム２６は、３つの入射面２６１，２６２，２６３と、１つの出射面２６Ｔとを有している。入射面２６１には、液晶パネルＰＮ１から出射されたＲ光ＬＲが入射する。入射面２６２には、液晶パネルＰＮ２から出射されたＢ光ＬＢが入射する。入射面２６３には、液晶パネルＰＮ３から出射されたＧ光ＬＧが入射する。ダイクロイックプリズム２６は、入射面２６１，２６２，２６３に入射した３つの色光を合波して、規定の出射方向を向いた出射面２６Ｔから出射する。
【００２６】
ダイクロイックプリズム２６が、本発明における光合波手段の一実施態様に相当する。
詳細には後述するが、ダイクロイックプリズム２６は、液晶パネルＰＮ１〜３とは一体化しておらず、所定の回転軸まわりに回転可能である。そして、Ｒ光ＬＲ、Ｇ光ＬＧ、Ｂ光ＬＢの入射方向に応じて、これらの色光を合波する光合波部を入換えることが可能になっている。
【００２７】
ダイクロイックプリズム２６の出射面２６Ｔからの合波光の出射方向側に、合波光を図示しないスクリーン等の投影対象に向けて投射するための投射レンズ２７が配置されている。
また、液晶プロジェクター１には、図示はしないが、フィールドレンズやリレーレンズ、コンデンサレンズ等の、光を効率的に伝播するための各種光学系も設けられる。
なお、図１を含め、以下の図面においては、Ｒ光ＬＲ，Ｇ光ＬＧ，Ｂ光ＬＢとして３色の光を表わしている。しかし、図中のＲ光ＬＲ，Ｇ光ＬＧ，Ｂ光ＬＢの線は、これらの光を模式的に表わしたものであり、実際にはＲ光，Ｇ光，Ｂ光はそれぞれ所定の広がりを有する光束である。Ｒ光，Ｇ光，Ｂ光の光軸も、図中のＲ光ＬＲ，Ｇ光ＬＧ，Ｂ光ＬＢの線の通りとは限らない。
【００２８】
液晶パネルＰＮ１〜３としては、周知の構造を有する各種の液晶パネルを用いることができる。たとえば、液晶パネルＰＮ１〜３は、画素を規定する電極が設けられた１対の基板間に液晶を挟持し、各画素に印加される電圧に応じて液晶の透過率を画素ごとに変化させることにより入射光を変調して出射する。液晶パネルＰＮ１〜３には、各画素に光を効率的に集光するためのマイクロレンズ等の集光手段が設けられていてもよい。
【００２９】
前述のように、液晶パネルＰＮ１〜３においては、液晶、基板の液晶に接する面に設けられる配向膜、液晶を基板間に封止するためのシール材等の材料に、有機材料が用いられている。
したがって、最も高いエネルギーのＢ光ＬＢが入射する液晶パネルに最も早く故障が発生し易く、これが液晶プロジェクター１の寿命を規定することにもなる。
たとえば、図１に図解の液晶プロジェクター１においては、液晶パネルＰＮ２に最も早く故障が発生し易い。
しかしながら、本発明においては、液晶パネルＰＮ２に故障が発生する前に、他の液晶パネルＰＮ１、またはＰＮ２にＢ光ＬＢが入射するように、Ｂ光ＬＢの光路を切換えることができる。これにより、本発明においては液晶プロジェクター１の寿命を従来よりも大幅に延ばすことができる。
以下、光路の切換機構について、詳細に述べる。
【００３０】
図２（ａ），（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係るダイクロイックミラー１７の光路切換機能について述べるための図である。
ダイクロイックミラー１７は、第１の光分離領域１７Ｒと、第２の光分離領域１７Ｂを有する板状をしており、回転軸１７ＡＬを中心に回転可能である。
一例として、回転軸１７ＡＬは、図１、図２における紙面に対して垂直なＺ軸方向に沿って配置される。光分離領域１７Ｒ，１７Ｂは、回転軸１７ＡＬを介した両側に配置される。
【００３１】
光分離領域１７Ｒは、Ｒ光ＬＲのみを透過させることにより分離可能である。また、光分離領域１７Ｂは、Ｂ光ＬＢのみを透過させることにより分離可能である。
ダイクロイックミラー１７は、ＺｎＳ，ＴｉＯ２，ＳｉＯ２，ＭｇＦ２等の透明な高屈折率と低屈折率の無機物質を、基板にたとえば蒸着して積層することにより作成される。これらの物質の蒸着膜の厚みを、所望の光を分離可能なように、分離領域１７Ｒと分離領域１７Ｂにおいてそれぞれ個別に制御することによって、上述のような分離する光が異なる領域を有するダイクロイックミラー１７を実現することができる。
所望の光を分離可能なように個別に作成した分離領域１７Ｒと分離領域１７Ｂとを、回転軸１７ＡＬに接合することによってダイクロイックミラー１７を実現することも可能である。
なお、ダイクロイックミラー１７は、光分離領域１７Ｒと光分離領域１７Ｂのいずれかが、全反射ミラー１４から反射したＷ光ＬＷの光路に任意に位置することができるように配置されている。
【００３２】
初期状態においては、図２（ａ）に示すように、光分離領域１７ＲがＷ光ＬＷの光路に位置しているものとする。このときは、Ｒ光ＬＲが透過して全反射ミラー１８へ出射され、残りのＢ光ＬＢとＧ光ＬＧが反射されて、ダイクロイックミラー１９へ出射される。
ダイクロイックミラー１９においてＧ光ＬＧが反射されて液晶パネルＰＮ３に出射され、Ｂ光ＬＢが透過されて全反射ミラー２１に出射されるとするならば、Ｒ光ＬＲ、Ｇ光ＬＧ、Ｂ光ＬＢの光路は、それぞれ図１に示す通りとなる。
液晶パネルＰＮ１へはＲ光ＬＲが入射し、液晶パネルＰＮ２へはＢ光ＬＢが入射し、液晶パネルＰＮ３へはＧ光ＬＧが入射することになる。
【００３３】
ダイクロイックミラー１７を、回転軸１７ＡＬを中心にたとえば図２（ａ）中の矢印Ａｒ１方向に１８０°回転させると、図２（ｂ）に示すように、Ｗ光ＬＷの光路には光分離領域１７Ｂが位置する。
光分離領域１７Ｂによって、Ｗ光ＬＷのうちのＢ光ＬＢは透過されて全反射ミラー１８へ出射される。残りのＲ光ＬＲおよびＧ光ＬＧは反射されて、ダイクロイックミラー１９へ出射される。ダイクロイックミラー１９は、Ｒ光ＬＲおよびＧ光ＬＧが入射した場合にも、Ｇ光ＬＧのみを反射して液晶パネルＰＮ３に入射させ、Ｒ光ＬＲは透過させて全反射ミラー２１に出射する。
以上により、Ｒ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路が切換わる。即ち、本実施形態においては、光分離手段と切換手段とが、一体化している。
【００３４】
ダイクロイックミラー１７は、たとえば、図示しないモーターと各種ギヤを組み合わせた駆動手段を用いることによって、回転軸１７ＡＬまわりに回転させることができる。
【００３５】
ダイクロイックミラー１７を回転させることによりＲ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路が切換わるため、ダイクロイックプリズム２６においても、切換わったＲ光ＬＲとＢ光ＬＢを正しく合波して出射しなければならない。そのために、本第１実施形態に係るダイクロイックプリズム２６は、回転式のダイクロイックプリズムになっている。
図３は、ダイクロイックプリズム２６による合波状態を表わすための図である。図３（ａ）が、図２（ａ）に対応して、光路を切換える前の初期状態を表わしており、図３（ｂ）が、図２（ｂ）に対応して、Ｒ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路を切換えたときの状態を表わしている。
また、図３（ａ），（ｂ）それぞれのｉ）はダイクロイックプリズム２６の斜視図であり、ｉｉ）はｉ）における矢印ＶＤ方向から見たときの平面図である。
【００３６】
ダイクロイックプリズム２６は、ダイクロイックミラー１７，１９と同様に、高屈折率物質と低屈折率物質とをたとえば蒸着積層して形成した、Ｒ光反射面２６０ＲとＢ光反射面２６０Ｂとを備えるプリズムを接合して形成される。Ｒ光反射面２６０ＲとＢ光反射面２６０Ｂとは、一例として、図３に示すようにＸ型に接合される。
【００３７】
Ｒ光反射面２６０Ｒは、その両面に相当するＲ光反射面２６０Ｒ１と２６０Ｒ２のどちらにおいても、Ｒ光ＬＲは反射し、それ以外の色の光は透過する。
Ｂ光反射面２６０Ｂは、その両面に相当するＢ光反射面２６０Ｂ１と２６０Ｂ２のどちらにおいても、Ｂ光ＬＢは反射し、それ以外の色の光は透過する。
【００３８】
Ｒ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路を切換える前の初期状態においては、Ｒ光ＬＲは、図３においては図示していない液晶パネルＰＮ１によって変調された後にダイクロイックプリズム２６に入射される。
Ｒ光反射面２６０Ｒは、そのＲ光反射面２６０Ｒ１によって液晶パネルＰＮ１からのＲ光ＬＲを出射方向ＡｒＴに向けて出射可能なように配置されている。
【００３９】
また、初期状態においては、Ｂ光ＬＢは、図３においては図示していない液晶パネルＰＮ２によって変調された後にダイクロイックプリズム２６に入射される。
Ｂ光反射面２６０Ｂは、そのＢ光反射面２６０Ｂ１によって液晶パネルＰＮ２からのＢ光ＬＢを出射方向ＡｒＴに向けて出射可能なように配置されている。
【００４０】
Ｇ光ＬＧは、図３においては図示していない液晶パネルＰＮ３によって変調された後にダイクロイックプリズム２６に入射される。
ダイクロイックプリズム２６に入射したＧ光ＬＧは、Ｒ光反射面２６０Ｒ２と、Ｂ光反射面２６０Ｂ２側とから、Ｒ光反射面２６０ＲとＢ光反射面２６０Ｂを透過して、出射方向ＡｒＴに向けて出射する。
【００４１】
以上の構成により、Ｒ光ＬＲ，Ｇ光ＬＧ，Ｂ光ＬＢが合波され、出射方向ＡｒＴに向けて出射される。
ここで、Ｒ光反射面２６０Ｒ１とＢ光反射面２６０Ｂ１が、本発明における第１の光合波部の一実施態様に相当する。
【００４２】
Ｒ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路を切換え後には、液晶パネルＰＮ１からはＢ光ＬＢが出射され、液晶パネルＰＮ２からはＲ光ＬＲが出射される。したがって、Ｒ光反射面２６０ＲとＢ光反射面２６０Ｂの配置領域が初期状態のままであると、Ｒ光ＬＲおよびＢ光ＬＢは、出射方向ＡｒＴとは反対方向に出射され、画像を正しく表示することができない。
このため、本実施形態においては、Ｒ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路切換えに応じてダイクロイックプリズム２６を回転軸２６ＡＬまわりに、たとえば矢印Ａｒ２方向に９０°回転させる。これにより、図３（ｂ）に示すように、Ｒ光反射面２６０ＲとＢ光反射面２６０Ｂの配置領域が入換わる。
【００４３】
Ｒ光反射面２６０ＲとＢ光反射面２６０Ｂの配置領域が入換わることにより、Ｂ光反射面２６０Ｂ１が、液晶パネルＰＮ１から出射されるＢ光ＬＢを出射方向ＡｒＴに反射可能な領域に位置される。また、Ｒ光反射面２６０Ｒ２が、液晶パネルＰＮ２から出射されるＲ光ＬＲを出射方向ＡｒＴに反射可能な領域に位置される。
図３（ａ）に図解の場合と同様に図示しない液晶パネルＰＮ３によって変調されて出射されるＧ光ＬＧは、Ｒ光反射面２６０Ｒ１と、Ｂ光反射面２６０Ｂ２側とから、Ｒ光反射面２６０ＲとＢ光反射面２６０Ｂを透過して、出射方向ＡｒＴに向けて出射する。
【００４４】
なお、ダイクロイックプリズム２６には、図３のｉ）に示すように、入射光の光路を妨げない底部または上部に、台座３０が固着されている。たとえば、図示しないモーターや各種ギヤを組み合わせた駆動手段を用いることによって、台座３０を介してダイクロイックプリズム２６を回転軸２６ＡＬまわりに回転させることができる。
ただし、ダイクロイックプリズム２６と液晶パネルＰＮ１〜３の間には、ダイクロイックプリズム２６が回転時に液晶パネルＰＮ１〜３に接触しないだけの空隙が必要である。
【００４５】
以上により、Ｒ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路を切換えた場合にも、ダイクロイックプリズム２６によって変調光を合波して出射方向ＡｒＴに出射し、画像を正しく表示することができる。
この場合、Ｂ光反射面２６０Ｂ１とＲ光反射面２６０Ｒ２が、本発明における第２の光合波部の位置実施態様に相当することになる。
また、本実施形態においては、光合波手段と入換手段とが一体となっている。
【００４６】
図４は、図１に示す液晶プロジェクター１において、ダイクロイックミラー１７によってＲ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路を切換え、それに応じてダイクロイックプリズム２６を回転させた場合の、各色の光の光路を示した図である。
Ｗ光ＬＷの光路にダイクロイックミラー１７のＢ光分離領域１７Ｂが位置し、Ｒ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路が切換わっていることが分かる。
また、ダイクロイックプリズム２６において、Ｒ光反射面２６０ＲとＢ光反射面２６０Ｂの配置領域も入換わっており、これにより、各液晶パネルＰＮ１〜３によって変調された光が、正しく合波されて出射されることが分かる。
【００４７】
Ｒ光ＬＲとＢ光ＬＢとは、液晶プロジェクター１の累積使用時間が所定の時間に到達した時点において切換える。本実施形態においては、一例として、液晶プロジェクター１の累積故障率に基づいて、切換えを行なう所定の時間を、以下のように規定する。
図５に、液晶プロジェクター１の累積使用時間と累積故障率とによって液晶プロジェクター１の寿命を規定したワイブルプロットを示す。図５において、横軸が累積使用時間ｔ（時間）を対数によって表わしており、縦軸が累積故障率Ｆ（ｔ）（％）を表わしている。なお、累積故障率Ｆ（ｔ）とは、所定の累積使用時間までに故障した液晶プロジェクター１の数を蓄積し、パーセンテージによって表わしたものである。累積故障率Ｆ（ｔ）が所定の値に到達したときの累積使用時間ｔを、液晶プロジェクター１の寿命とする。
【００４８】
このように、所定の累積使用時間ｔにおける累積故障率Ｆ（ｔ）をプロットすることによって、温度、光の輝度等の所定の条件ごとに、液晶プロジェクター１の寿命を規定することができる。
また、液晶プロジェクター１の寿命は、光源１１の寿命、液晶パネルＰＮ１〜３の寿命等の多様な要素によって規定することができるが、光源については長寿命化が進んでいる。ユーザーによるランプ交換も可能である。液晶パネルＰＮ１〜３の寿命については、前述のように、図１においてＢ光ＬＢが入射する液晶パネルＰＮ２が最も早く故障する。液晶パネルＰＮ２は、最終的には基板に挟持されている液晶に泡が発生して故障するが、それ以前に、液晶パネルＰＮ２の故障は、表示する画像の欠陥として現われる。画像の欠陥としては、色の再現性が損なわれることや、たとえば輝度、コントラストの部分的な低下がある。
したがって、本実施形態においては、表示画像に所定の欠陥が発生するようになったことを、液晶プロジェクター１の故障と規定する。
【００４９】
図５は、環境温度を３０℃、投射する画像の輝度を２０００ｌｍ、液晶パネルの対角画角サイズが０．９インチとしたときの、画像欠陥に基づいた液晶プロジェクター１の寿命を示したグラフである。
Ｒ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路の切換え時間が早すぎると、液晶パネルＰＮ１にＢ光ＬＢが入射する時間が長くなり、光路を切換えない場合よりも液晶プロジェクター１の寿命が短くなる。
また、光路の切換え時間を遅くし過ぎると、累積故障率Ｆ（ｔ）が指数関数的に大きくなる。
したがって、本実施形態においては、一例として、図５のグラフにおいて累積故障率Ｆ（ｔ）が０．５％に達する時間でＲ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路を切換えることにする。すなわち、図５によれば、累積使用時間ｔが約２２００時間に達した時点において、Ｒ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路を切換える。
【００５０】
累積使用時間ｔは、図示しないカウンタによってカウントしておく。このカウンタの値が所定の累積故障率Ｆ（ｔ）に対応する所定の累積使用時間ｔに達した時点において、図示しない制御回路が、回転式のダイクロイックミラー１７とダイクロイックプリズム２６の駆動モーターに、回転指令信号を出力する。これにより、Ｒ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路の切換えが自動的に実行される。
ただし、所定の累積使用時間ｔに達した時点において直ちに切換えを行なうと、画像表示に支障をきたすため、好適には、制御回路は、所定の累積使用時間ｔ以後に最初に電源が入れられた時点において、切換指令信号を出力するようにする。
【００５１】
液晶パネル３個に、Ｒ光ＬＲ，Ｇ光ＬＧ，Ｂ光ＬＢを各々個別に入射させたときの各液晶パネルの画像欠陥に関する寿命を、それぞれＬ（Ｒ），Ｌ（Ｇ），Ｌ（Ｂ）とする。
これまでの実験から、以下のように、寿命Ｌ（Ｇ）は寿命Ｌ（Ｂ）の２倍よりも十分に長く、寿命Ｌ（Ｒ）は寿命Ｌ（Ｇ）よりもさらに十分に長いことが分かっている。
【００５２】
【数２】
Ｌ（Ｒ）≫Ｌ（Ｇ）≫２Ｌ（Ｂ）
【００５３】
したがって、寿命Ｌ（Ｂ）よりも小さい、ある累積使用時間ＴにおいてＲ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路を切換えるとすると、液晶プロジェクター１全体の寿命は、累積使用時間Ｔ以後、Ｂ光ＬＢを入射してからの液晶パネルＰＮ１の寿命ＰＮ１（Ｂ）を用いて、Ｔ＋ＰＮ１（Ｂ）まで延びることになる。
【００５４】
以上のように、本第１実施形態によれば、液晶プロジェクター１の寿命を、従来よりも大幅に延長することが可能である。
液晶プロジェクター１の寿命を延ばすために、液晶パネルの交換と位置調整等の多大な労力やコストを必要とせず、簡単な構造によって容易に長寿命を実現することができる。
また、光路を切換えても、液晶パネルＰＮ１〜３の位置には影響が及ばないため、画質に悪影響を及ぼすことがない。
【００５５】
第２実施形態
Ｒ光ＬＲとＢ光ＬＢの切換えは、他の機構によっても実現可能である。
以下に、第１実施形態とは異なる他の機構によってＲ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路を切換える、本発明の第２実施形態について述べる。
【００５６】
本発明の第２実施形態に係る液晶プロジェクター１においては、図１，２，４に示すダイクロイックミラー１７の代わりに、図６（ａ），（ｂ）に示すダイクロイックミラー１７１を用いる。
第２実施形態に係るダイクロイックミラー１７１も、ダイクロイックミラー１７と同じく、屈折率の異なる無機材料を積層することによって形成されるＲ光分離領域１７ＲとＢ光分離領域１７Ｂとを備えている。
第１実施形態の場合と同じく、Ｒ光分離領域１７Ｒは、Ｒ光ＬＲを透過し他の光を反射することによって、Ｒ光ＬＲを分離する。
また、Ｂ光分離領域１７Ｂは、Ｂ光ＬＢを透過し他の光を反射することによって、Ｂ光ＬＢを分離する。
【００５７】
ただし、ダイクロイックミラー１７１は、ダイクロイックミラー１７のように回転軸１７ＡＬまわりに回転はせず、図１または図４におけるＺ方向にスライド可能に配置されている。そのスライド方向を、一例として、図６（ａ）に示す矢印Ａｒ３によって表わすとする。Ｒ光分離領域１７ＲとＢ光分離領域１７Ｂは、ダイクロイックミラー１７１において、Ｚ方向に同軸に配置される。そして、ダイクロイックミラー１７１がスライドすることによって、Ｒ光分離領域１７ＲとＢ光分離領域１７Ｂのいずれかが、Ｗ光ＬＷの光路に位置することになる。
【００５８】
初期状態においては、Ｒ光分離領域１７ＲがＷ光ＬＷの光路に位置しているものとする。光源１１から出射したＷ光ＬＷがダイクロイックミラー１７１に入射すると、Ｒ光分離領域１７ＲによってＲ光ＬＲのみが透過されて分離され、全反射ミラー１８方向へ出射される。残りのＢ光ＬＢおよびＧ光ＬＧは、ダイクロイックミラー１９方向へ反射され、そこでＢ光ＬＢは全反射ミラー２１方向へ透過され、Ｇ光ＬＧは液晶パネルＰＮ３方向へ反射される。
第２実施形態においても、初期状態のときは、ダイクロイックプリズム２６は図３（ａ）に示す配置状態にしておく。
このときのＲ光ＬＲ，Ｇ光ＬＧ，Ｂ光ＬＢの光路は、図１に示すようになる。
【００５９】
第２実施形態においてＲ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路を切換える場合には、ダイクロイックミラー１７１を、図６（ａ）中の矢印Ａｒ３方向にスライドさせる。これにより、図６（ｂ）に示すように、これまでＷ光ＬＷが入射していたＲ光分離領域１７Ｒに、Ｂ光分離領域１７Ｂが位置することになる。
【００６０】
ダイクロイックミラー１７１をスライドさせるためには、たとえば、図６に示すダイクロイックミラー１７１の長手方向の側面に沿って図示しないスライドガイドを設け、Ｂ光分離領域１７Ｂ側の端部に、押出し棒１７１ａを設ける。図示しないモーターや各種ギヤを組み合わせた駆動手段を用いて押出し棒１７１ａを矢印Ａｒ３方向へ押すことによって、ダイクロイックミラー１７１をスライドさせることができる。
ダイクロイックミラー１７１が、初期状態と切換え後において所定位置に位置決めされるようなストッパを設けることが、画質保持の観点から好ましい。
【００６１】
ダイクロイックミラー１７１がスライドしてＢ光分離領域１７ＢがＷ光ＬＷの光路に位置することにより、Ｂ光ＬＢが全反射ミラー１８方向へ透過されて分離される。残りのＲ光ＬＲおよびＧ光ＬＧは、ダイクロイックミラー１９方向へ反射され、そこでＲ光ＬＲは全反射ミラー２１方向へ透過され、Ｇ光ＬＧは液晶パネルＰＮ３方向へ反射される。これにより、Ｒ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路が切換わる。
【００６２】
図６（ｂ）に示すようにダイクロイックミラー１７１をスライドさせる場合には、それに伴い、ダイクロイックプリズム２６も、第１実施形態と同様に図３（ｂ）に示すように配置状態を変更する。これにより、ダイクロイックミラー１７１スライド後の各色の光の光路は、第１実施形態の場合と同様に図４に示すようになり、各色の光が正しく合波されて出射される。
液晶プロジェクター１のその他の構成および機能は第１実施形態の場合と同じである。したがって、詳細な記述は省略する。
【００６３】
本第２実施形態においても、第１実施形態の場合と同様に、簡単、容易、低コストに液晶プロジェクター１の長寿命化を実現可能であるという効果がある。
さらに、本第２実施形態においては、ダイクロイックミラー１７１をスライドさせるためのスペースは必要であるものの、ダイクロイックミラー１７１を回転させる必要がないため、液晶プロジェクター１をよりコンパクトにすることができる。
【００６４】
なお、本実施形態においては、Ｒ光分離領域１７ＲとＢ光分離領域１７Ｂを、図１におけるＺ方向に同軸に配置し、その配置方向に沿ってダイクロイックミラー１７１をスライドさせた。
しかし、図２に示すように配置されたダイクロイックミラー１７を、Ｘ−Ｙ平面内において、長手方向に沿ってスライドさせてもよい。
【００６５】
第３実施形態
Ｒ光ＬＲとＢ光ＬＢの切換えは、他の形態によっても実現することが可能である。
図７（ａ），（ｂ）に、本発明の第３実施形態に係るダイクロイックミラーの一例を示す。
第３実施形態に係るダイクロイックミラーは、第１実施形態におけるダイクロイックミラー１７と同じである。ただし、その回転軸１７ＡＬの配置方向が異なっている。
第３実施形態においては、ダイクロイックミラー１７の回転軸１７ＡＬを、図１または図７におけるＸ−Ｙ平面に平行に配置している。
【００６６】
本第３実施形態においても、図７（ａ）に示すように、回転軸１７ＡＬを中心にダイクロイックミラー１７を所定方向に１８０°回転させることにより、透過させる光を切換えることができる。
液晶プロジェクター１のその他の構成および機能は、第１、第２実施形態の場合と同じである。したがって、詳細な記述は省略する。
【００６７】
第３実施形態の場合にも、これまでと同様の効果がある。それに加えて、第３実施形態においては、Ｘ−Ｙ方向にもＺ方向にも余分なスペースがほとんど必要ない。したがって、第１、第２実施形態の場合よりも光路設計が容易であり、液晶プロジェクター１をよりコンパクトにすることができる。
【００６８】
第４実施形態
第４実施形態は、第１実施形態において、ダイクロイックプリズム２６による第１、第２の光合波部の入換機構を異ならせたものである。
図８（ａ），（ｂ）に、第４実施形態において用いるダイクロイックプリズム２６０の斜視図を示す。
【００６９】
図８に図解の第４実施形態に係るダイクロイックプリズム２６０は、第１実施形態に係るダイクロイックプリズム２６に、ダイクロイックプリズム２６’を重ねて配置したものである。ダイクロイックプリズム２６とダイクロイックプリズム２６’は、その接触面においてたとえば接着されて固着されている。
ダイクロイックプリズム２６’は、液晶パネルＰＮ１〜３からの変調光を合波して出射するという機能はダイクロイックプリズム２６と同じである。ダイクロイックプリズム２６とダイクロイックプリズム２６’は、それぞれにおけるＲ光反射面２６０ＲとＢ光反射面２６０Ｂの接合軸が、同軸上に位置するように配置される。なお、この接合軸は、図３における回転軸２６ＡＬに一致しているため、以下では回転軸２６ＡＬを接合軸２６ＡＬと呼称する。
図８において、ダイクロイックプリズム２６’のＲ光反射面２６０ＲとＢ光反射面２６０Ｂは、ダイクロイックプリズム２６のＲ光反射面２６０ＲとＢ光反射面２６０Ｂを、接合軸２６ＡＬまわりに９０°回転させたときに位置する領域に配置されている。
接合軸２６ＡＬは、図１におけるＺ方向に沿って配置されている。また、ダイクロイックプリズム２６０は、液晶パネルＰＮ１〜３とは一体化していない。
【００７０】
ダイクロイックプリズム２６’には、ダイクロイックプリズム２６’ならびにダイクロイックプリズム２６０を保持する保持具３００が設けられる。保持具３００は、一例として、図８に示すようにダイクロイックプリズム２６’の接合軸２６ＡＬに沿った上端面に固着されている。
また、ダイクロイックプリズム２６０の長手方向の辺に沿って、図示しないスライドガイドを設けておく。
保持具３００には、押出し棒３００ａが連結されている。これまでと同様に、たとえば図示しないモーターと各種ギヤを組み合わせて用いることによって、押出し棒３００ａおよび保持具３００を介して、ダイクロイックプリズム２６０を、図示しないスライドガイドに沿って、たとえば図８（ａ）中の矢印Ａｒ４方向にスライドさせることができる。
ダイクロイックプリズム２６０が、初期状態と切換え後において所定位置に位置決めされるようなストッパを設けることが、画質保持の観点から好ましい。
【００７１】
初期状態においては、ダイクロイックプリズム２６の部分が、液晶パネルＰＮ１〜３からの変調光の出射光路に位置している。
ダイクロイックミラー１７によってＲ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路が切換えられる場合には、ダイクロイックプリズム２６０も、図示しない制御手段からの指令信号を受けて、上述のようにスライドする。これにより、液晶パネルＰＮ１〜３からの変調光の出射光路には、ダイクロイックプリズム２６’の部分が位置することになる。
以上により、Ｒ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路が切換わった場合にも、ダイクロイックプリズム２６０によって変調光を正しく合波することが可能である。
【００７２】
第４実施形態においても、第１実施形態の場合と同様の効果がある。さらに、本第４実施形態においては、ダイクロイックプリズム２６０と液晶パネルＰＮ１〜３の間には、ダイクロイックプリズム２６０を回転させる空隙が必要ない。したがって、液晶パネルＰＮ１〜３からの出射光を、高精度に合波することができる。
また、ダイクロイックプリズム２６０と液晶パネルＰＮ１〜３の間に埃等の侵入物が入り込みにくい。したがって、第１実施形態の場合よりも、画質の劣化を抑制し易い。
【００７３】
変形形態
本発明は、上記実施形態に限らず、適宜変更することができる。
たとえば、第２、第３実施形態に係るダイクロイックミラー１７１，１７を、第４実施形態に係るダイクロイックプリズム２６０と組み合わせて用いることが可能である。
また、第１実施形態に係るダイクロイックプリズム２６に、たとえばその外縁部を覆い歯車が設けられたカバーを装着し、このカバーの歯車に係合する歯車をモーター等の駆動手段を用いて回転させ、カバーごとダイクロイックプリズム２６を動かすことによって、Ｒ光ＬＲおよびＢ光ＬＢの光軸まわりに、ダイクロイックプリズム２６を回転させることも可能である。Ｒ光ＬＲおよびＢ光ＬＢの光軸まわりに１８０°回転させることによって、図３（ａ）に示すＢ光反射面２６０ＢとＲ光反射面２６０Ｒの配置領域は、図３（ｂ）に示す配置領域と同じになる。
【００７４】
また、前述の第１〜第４実施形態においては、光分離手段と、分離光の光路の切換手段が、ダイクロイックミラー１７として一体化していたが、光分離手段と切換手段を別体とすることもできる。その例を、図９を参照して述べる。
図９に示す液晶プロジェクター２は、図１に示す液晶プロジェクター１に加えて、新たなダイクロイックミラー４０，４１と、新たな全反射ミラー５０，５１とを有している。
また、ダイクロイックミラー１７の代わりに、全領域がＲ光分離領域１７Ｒであるダイクロイックミラー１７０を用いており、ダイクロイックミラー１９の代わりに、ダイクロイックミラー１９０を用いる。
【００７５】
ダイクロイックミラー４０は全反射ミラー１４とダイクロイックミラー１７０との間に、ダイクロイックミラー４１はダイクロイックミラー１７０とダイクロイックミラー１９０との間に、全反射ミラー５１は全反射ミラー１８と液晶パネルＰＮ１との間に、Ｒ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路を切換える場合に、モーター等の駆動手段を用いて、たとえばスライド、または所定の回転軸を中心として回転させることにより配置される。
また、全反射ミラー５０は、ダイクロイックミラー４０とダイクロイックミラー１９０との間に、ダイクロイックミラー４０からの光をダイクロイックミラー１９０方向へ反射させるように設置される。
図９は、図１に示す光路から、Ｒ光ＬＲの光路とＢ光ＬＢの光路を切換えた状態を示している。
【００７６】
ダイクロイックミラー１９０は、その片面がＧ光ＬＧを反射するＧ光反射面１９０Ｇとなっており、Ｇ光反射面１９０Ｇの反対側の面が、Ｒ光ＬＲを反射するＲ光反射面１９０Ｒとなっている。
図１０（ａ），（ｂ）に、Ｇ光反射面１９０Ｇの分光特性とＲ光反射面１９０Ｒの分光特性をそれぞれ示す。図１０（ａ），（ｂ）において、横軸はどちらも光の波長を示しており、縦軸はどちらも光の透過率Ｔを示している。
図１０（ａ），（ｂ）に示されるように、Ｇ光反射面１９０Ｇは、Ｇ光の波長帯域の光をほとんど透過させずに反射し、Ｇ光以外の波長帯域の光はほぼ１００％透過させる。また、Ｒ光反射面１９０Ｒは、Ｒ光の波長帯域の光をほとんど透過させずに反射し、Ｒ光以外の波長帯域の光はほぼ１００％透過させる。
【００７７】
ダイクロイックミラー４０，４１および全反射ミラー５１が光路中に配置された場合には、光源１１からのＷ光ＬＷは、ダイクロイックミラー４０に入射する。
ダイクロイックミラー４０は、Ｒ光ＬＲのみを全反射ミラー５０方向へ反射し、Ｇ光ＬＧおよびＢ光ＬＢはダイクロイックミラー１７０方向へ透過させる。
ダイクロイックミラー１７０は全領域がＲ光分離領域１７Ｒであるため、入射したＧ光ＬＧおよびＢ光ＬＢをダイクロイックミラー４１方向へ反射する。
【００７８】
ダイクロイックミラー４１は、Ｂ光ＬＢを全反射ミラー５１方向へ反射し、Ｇ光ＬＧはそのまま透過してダイクロイックミラー１９０へ入射させる。
ダイクロイックミラー４１において反射したＢ光ＬＢは、全反射ミラー５１において再び全反射して、液晶パネルＰＮ１に入射する。
【００７９】
ダイクロイックミラー１９０は、ダイクロイックミラー４１によって分離されたＧ光ＬＧの光路中にＧ光反射面１９０Ｇが位置するように配置される。これによりＧ光ＬＧは反射されて、液晶パネルＰＮ３に入射する。
【００８０】
一方、ダイクロイックミラー４０によって反射されて分離されたＲ光ＬＲは、全反射ミラー５０によって全反射されて、ダイクロイックミラー１９０に入射する。
ダイクロイックミラー１９０におけるＲ光ＬＲの入射面はＲ光反射面１９０Ｒとなっているため、Ｒ光ＬＲは反射されて全反射ミラー２１に入射する。
全反射ミラー２１に入射して全反射されたＲ光ＬＲは、全反射ミラー２３によってさらに全反射されて液晶パネルＰＮ２に入射する。
【００８１】
このように、ダイクロイックミラー４０，４１、ならびに全反射ミラー５０，５１を用いても、Ｒ光ＬＲとＢ光ＬＢの光路を切換えることができる。
ダイクロイックミラー４０，４１、ならびに全反射ミラー５０，５１が、本発明における切換手段の異なる実施態様に相当する。
なお、上記のような分光特性を有するダイクロイックミラー４０，４１，１９０は、これらのダイクロイックミラーの蒸着膜の構成を適宜変更することにより実現可能である。
液晶プロジェクター２のその他の構成および機能は、図１に示す液晶プロジェクター１と同じである。したがって同一構成要素には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００８２】
なお、上記実施形態においては、ダイクロイックミラー１７，４０，４１，１７１、ダイクロイックプリズム２６，２６０、ならびに全反射ミラー５０，５１を、モーター等の駆動手段により自動的に移動させるものとした。しかしながら、これらを手動で動かしてＲ光ＬＲおよびＢ光ＬＢを切換える機構にすることも可能である。
また、上記実施形態においては透過型の液晶パネルＰＮ１〜３を用いた例について述べたが、反射型の液晶パネルを用いた場合にも本発明は適用可能である。
また、液晶パネルに限らず、光のエネルギーによって劣化、故障が生じるライトバルブであれば、任意のライトバルブを用いることができる。
さらには、３板式に限らず、４板式の光学装置にも本発明は適用可能である。
【００８３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、簡単な構造で、容易に寿命を延ばすことが可能な光学装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る液晶プロジェクターの模式的な概略構成図である。
【図２】図２（ａ），（ｂ）は、図１に示すダイクロイックミラーを用いた光路切換えを示す図であり、図２（ａ）は光路切換え前の状態を、図２（ｂ）は光路切換え後の状態をそれぞれ示している。
【図３】図３（ａ），（ｂ）は、図１に示すダイクロイックプリズムによる光合波部の入換えを示す図であり、図３（ａ）は入換え前の状態を、図３（ｂ）は入換え後の状態をそれぞれ示している。
【図４】図４は、切換え後の光路を示す、本発明の第１実施形態に係る液晶プロジェクターの模式的な概略構成図である。
【図５】図５は、累積使用時間と累積故障率とによって本発明に係る液晶プロジェクターの寿命を規定したグラフである。
【図６】図６（ａ），（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係るダイクロイックミラーを用いた光路切換えを示す図であり、図６（ａ）は光路切換え前の状態を、図６（ｂ）は光路切換え後の状態をそれぞれ示している。
【図７】図７（ａ），（ｂ）は、本発明の第３実施形態に係るダイクロイックミラーを用いた光路切換えを示す図であり、図７（ａ）は光路切換え前の状態を、図７（ｂ）は光路切換え後の状態をそれぞれ示している。
【図８】図８（ａ），（ｂ）は、本発明の第４実施形態に係るダイクロイックプリズムによる光合波部の入換えを示す図であり、図８（ａ）は入換え前の状態を、図８（ｂ）は入換え後の状態をそれぞれ示している。
【図９】図９は、本発明の他の実施形態に係る液晶プロジェクターの模式的な概略構成図である。
【図１０】図１０は、図９に示す液晶プロジェクターに用いる所定のダイクロイックミラーの分光特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１，２…液晶プロジェクター、１４，１８，２１，２３…ミラー、１７，１９，１７１，１７２…ダイクロイックミラー、１７Ｒ，１７Ｂ…光分離領域、１７ＡＬ，２６ＡＬ…回転軸、２６，２６’，２６０…ダイクロイックプリズム、２７…投射レンズ、３０…台座、４０…反射プリズム、５０…青色光反射ミラー、４０Ｒ，２６０Ｒ，２６０Ｒ１，２６０Ｒ２…赤色光反射面、４０Ｂ，２６０Ｂ，２６０Ｂ１，２６０Ｂ２…青色光反射面、３００…保持具、ＰＮ１，ＰＮ２，ＰＮ３…液晶パネル、ＬＲ…赤色光（Ｒ光）、ＬＧ…緑色光（Ｇ光）、ＬＢ…青色光（Ｂ光）、ＡｒＴ…出射方向
【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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