(57)【要約】【課題】  各液晶パネルと投写光学系との距離を長くすることなく射出側偏光板の温度上昇を効果的に抑制することが可能で、投写倍率を高くすることが容易かつ高輝度化が容易なプロジェクタを提供する。【解決手段】  赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれ画像情報に応じて変調する３つの液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂと、変調された赤色光、緑色光及び青色光を合成するクロスダイクロイックプリズム５０２と、合成された光を投写する投写光学系６００とを備えたプロジェクタ１００２において、クロスダイクロイックプリズム５０２は、３つの色光のうち緑色光について偏光分離を行う偏光分離面５０４が設けられ、緑色光についてのみＳ偏光光を上方に反射する反射型偏光板としての機能を有することを特徴とするプロジェクタ。【選択図】  図２
2005316455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３つの色光を生成する色光生成手段と、
この色光生成手段で生成された３つの色光をそれぞれ画像情報に応じて変調する３つの電気光学変調装置と、
異なった波長選択反射特性を有する２つのダイクロイック面が互いに直交して設けられ、前記３つの電気光学変調装置で変調された３つの色光を合成するクロスダイクロイックプリズムと、
このクロスダイクロイックプリズムで合成された光を投写する投写光学系とを備えたプロジェクタにおいて、
前記クロスダイクロイックプリズムは、３つの色光のうち前記２つのダイクロイック面のうちいずれのダイクロイック面をも透過する第１の色光について偏光分離を行う偏光分離面が設けられ、第１の色光についてのみ特定の偏光光を、前記２つのダイクロイック面と平行な方向に反射する反射型偏光板としての機能を有することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
前記３つの色光は、赤色光、緑色光及び青色光であって、前記第１の色光は緑色光であることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のプロジェクタにおいて、
前記クロスダイクロイックプリズムは、前記偏光分離面が前記第１の色光の光軸及び前記３つの色光の光軸がなす仮想平面に対して４５°傾い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３に記載のプロジェクタにおいて、
前記偏光分離面は、前記特定の偏光光を前記クロスダイクロイックプリズムの光束入／出射面以外の面に反射するように配置され、
前記クロスダイクロイックプリズムの前記光束入／出射面以外の面に配置された光吸収板をさらに備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項５】
請求項３に記載のプロジェクタにおいて、
前記偏光分離面は、前記特定の偏光光を前記クロスダイクロイックプリズムの下方に反射するように配置され、
前記クロスダイクロイックプリズムの下方に配置されたλ／４板及び反射ミラーと、
前記クロスダイクロイックプリズムの上方に配置された光吸収板とをさらに備え、
前記偏光分離面により下方に反射された光が、前記クロスダイクロイックプリズムの下面を射出して前記λ／４板を通過した後に前記反射ミラーで反射され、再びλ／４板及び前記クロスダイクロイックプリズムを通過後、前記クロスダイクロイックプリズムの上方に射出されるように構成されていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項６】
請求項４又は５に記載のプロジェクタにおいて、
前記クロスダイクロイックプリズムから射出された前記特定の偏光光を吸収して電気エネルギーに変換するための太陽電池を、前記光吸収板に代えて又は前記光吸収板に加えて備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記３つの電気光学変調装置のうち第１の色光を変調するための第１の電気光学変調装置は、ＴＮ型液晶パネルと、前記クロスダイクロイックプリズムの前記偏光分離面とを含む液晶表示装置からなり、
前記３つの電気光学変調装置のうち他の２つの電気光学変調装置は、ＴＮ型液晶パネルと、前記ＴＮ型液晶パネルと前記クロスダイクロイックプリズムとの間に配置された射出側偏光板とを含む液晶表示装置からなることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項８】
異なった波長選択反射特性を有する２つのダイクロイック面が互いに直交して設けられ、４つの側面のうち３つの側面のそれぞれから入射された３つの色光のすべてを他の側面から射出する色合成光学系としての機能を有するクロスダイクロイックプリズムであって、
前記２つのダイクロイック面のうちいずれのダイクロイック面をも透過する第１の色光について偏光分離を行う偏光分離面が設けられ、第１の色光についてのみ特定の偏光光を、前記２つのダイクロイック面と平行な方向に反射する反射型偏光板としての機能をさらに有することを特徴とするクロスダイクロイックプリズム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプロジェクタ及びクロスダイクロイックプリズムに関する。 
【背景技術】
【０００２】
図８は、従来のプロジェクタを説明するために示す図である。図８（ａ）は光学系を示す図であり、図８（ｂ）はその要部を示す図である。なお、以下の説明においては、互いに直交する３つの方向をそれぞれｚ方向（図８（ａ）における照明光軸方向）、ｘ方向（図８（ａ）における紙面に平行かつｚ軸に直交する方向）及びｙ方向（図８（ａ）における紙面に垂直かつｚ軸に直交する方向）とする。
このプロジェクタ１０００は、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、３枚の液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂを使用する３板式の液晶プロジェクタである。そして、このプロジェクタ１０００は、照明装置１００と、照明装置１００から射出された光を３つの色光（赤色光、緑色光及び青色光）に分離する色分離光学系２００と、分離された３つの色光をそれぞれ変調する３つの液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂと、各液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂの前後にそれぞれ配置された一対の偏光板（入射側偏光板４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂ及び射出側偏光板４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂ）と、３つの液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂのそれぞれによって変調された後、射出側偏光板４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂを通過した色光を合成するクロスダイクロイックプリズム５００と、このクロスダイクロイックプリズム５００によって合成された光を投写する投写光学系６００とを有している。
【０００３】
このようなプロジェクタにおいては、入射側偏光板４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂや射出側偏光板４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂが光を吸収する際に熱が生じる。これらの偏光板は、一般的に熱に弱く、これによって劣化すると偏光選択特性が低下して投写画像の画像品質が低下する。このうち、射出側偏光板４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂは、投写画像の画像品質を最終的に決定するのに重要な役割を果たしているため、特に温度上昇を抑える必要がある。
また、近年、このようなプロジェクタでは、図８（ａ）に示すように、光源装置１１０から射出されたランダム偏光光をほぼ偏光方向の揃った偏光光に変換する偏光変換素子１４０が用いられている。このような偏光変換素子１４０を用いれば、入射側偏光板４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂにはほぼ偏光方向の揃った光が入射するため、入射側偏光板４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂにおける発熱量をある程度抑制することが可能になる。
しかしながら、射出側偏光板４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂには、液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂで変調されて偏光方向が種々に変化した光が入射するため、偏光変換素子１４０を採用したプロジェクタでは、射出側偏光板４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂの温度が入射側偏光板４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂの温度よりも著しく高くなることになる。よって、偏光変換素子１４０を採用したプロジェクタでは、特に、射出側偏光板４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂの温度上昇を抑制することが重要となる。
【０００４】
図９は、このような課題を解決するために提案された従来の他のプロジェクタを説明するために示す図である。図９（ａ）は光学系を示す図であり、図９（ｂ）はその要部を示す図である。
このプロジェクタ１０００ａは、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、射出側偏光板としての機能を、反射型偏光板４３２ａ及び吸収型偏光板７３４ａを用いて実現してい。このため、投写すべきでない偏光成分は反射型偏光板４３２ａによって系外に逃がされることになり、その結果、射出側偏光板４３０ａの温度上昇を効果的に抑制することが可能になる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１８２１９５号公報（図１及び図２）
【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、このような従来の他のプロジェクタ１０００ａにおいては、反射型偏光板４３２ａで反射された偏光成分を効率よく系外に逃がすため、反射型偏光板４３２ａを光軸に対して傾けて配置している。このため、クロスダイクロイックプリズム５００と投写光学系６００との距離、ひいては各液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂと投写光学系６００との距離が長くなってしまい、プロジェクタの投写倍率を高くすることが容易ではなくなるという問題があった。なお、この問題は、液晶表示装置以外の偏光制御型電気光学変調装置を用いた場合も同様に生ずる。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、各電気光学変調装置（液晶表示装置及び液晶表示装置以外の偏光制御型電気光学変調装置を含む。）と投写光学系との距離を長くすることなく射出側偏光板の温度上昇を効果的に抑制することが可能で、投写倍率を高くすることが容易かつ高輝度化が容易なプロジェクタ及びクロスダイクロイックプリズム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】
【０００８】
本発明のプロジェクタは、３つの色光を生成する色光生成手段と、この色光生成手段で生成された３つの色光をそれぞれ画像情報に応じて変調する３つの電気光学変調装置と、異なった波長選択反射特性を有する２つのダイクロイック面が互いに直交して設けられ、前記３つの電気光学変調装置で変調された３つの色光を合成するクロスダイクロイックプリズムと、このクロスダイクロイックプリズムで合成された光を投写する投写光学系とを備えたプロジェクタにおいて、前記クロスダイクロイックプリズムは、３つの色光のうち前記２つのダイクロイック面のうちいずれのダイクロイック面をも透過する第１の色光について偏光分離を行う偏光分離面が設けられ、第１の色光についてのみ特定の偏光光を、前記２つのダイクロイック面と平行な方向に反射する反射型偏光板としての機能を有することを特徴とする。
【０００９】
このため、本発明のプロジェクタによれば、第１の色光については、射出側偏光板としての機能を、クロスダイクロイックプリズムの反射型偏光板としての機能を用いて実現しているため、従来の他のプロジェクタの場合と同様に、射出側偏光板の温度上昇を効果的に抑制することが可能になる
また、本発明のプロジェクタによれば、反射型偏光板としての機能を、クロスダイクロイックプリズムに設けられた偏光分離面を用いて実現しているため、従来の他のプロジェクタの場合とは異なり、各電気光学変調装置と投写光学系との距離が長くなることもなくなる。
このため、本発明のプロジェクタは、各電気光学変調装置と投写光学系との距離を長くすることなく射出側偏光板の温度上昇を効果的に抑制することが可能で、投写倍率を高くすることが容易かつ高輝度化が容易なプロジェクタとなる。
【００１０】
上記のプロジェクタにおいては、前記３つの色光は、赤色光、緑色光及び青色光であって、前記第１の色光は緑色光であることが好ましい。
【００１１】
このように構成することにより、３つの色光として赤色光、緑色光及び青色光を用いているため、色再現性の良いフルカラープロジェクタとなる。
また、このようなフルカラープロジェクタにおいては、一般に緑色光の総エネルギーが最も高いため、第１の色光を緑色光とすることにより、射出側偏光板全体としての温度上昇を効果的に抑制することができる。
【００１２】
上記のプロジェクタにおいては、前記クロスダイクロイックプリズムは、前記偏光分離面が前記第１の色光の光軸及び前記３つの色光の光軸がなす仮想平面に対して４５°傾いて配置されていることが好ましい。
【００１３】
このように構成することにより、偏光分離面によって反射された偏光光はクロスダイクロイックプリズムの上方又は下方に逃がされることとなるため、迷光レベルを極めて小さなものにすることができる。
【００１４】
上記のプロジェクタにおいては、前記偏光分離面は、前記特定の偏光光を前記クロスダイクロイックプリズムの光束入／出射面以外の面に反射するように配置され、前記クロスダイクロイックプリズムの前記光束入／出射面以外の面に配置された光吸収板をさらに備えることが好ましい。
【００１５】
このように構成することにより、偏光分離面によって反射された偏光光はクロスダイクロイックプリズムの光束入／出射面以外の面に逃がされ、そして、クロスダイクロイックプリズムの光束入／出射面以外の面に配置された光吸収板に吸収されて熱に変換される。そして、この熱はクロスダイクロイックプリズムのさらに外方に逃がされることとなるため、光学系に与える影響を少なくすることができる。
【００１６】
上記のプロジェクタにおいては、前記偏光分離面は、前記特定の偏光光を前記クロスダイクロイックプリズムの上方に反射するように配置され、前記クロスダイクロイックプリズムの上方に配置された光吸収板をさらに備えることが好ましい。
このように構成することにより、偏光分離面によって反射された偏光光はクロスダイクロイックプリズムの上方に逃がされ、そして、クロスダイクロイックプリズムの上方に配置された光吸収板に吸収されて熱に変換される。そして、この熱は容易にクロスダイクロイックプリズムのさらに上方に逃がされることとなるため、光学系に与える影響を少なくすることができる。
【００１７】
また、上記のプロジェクタにおいては、前記偏光分離面は、前記特定の偏光光を前記クロスダイクロイックプリズムの下方に反射するように配置され、前記クロスダイクロイックプリズムの下方に配置された光吸収板をさらに備えるようにすることもできる。
このように構成することにより、偏光分離面によって反射された偏光光はクロスダイクロイックプリズムの下方に逃がされ、そして、クロスダイクロイックプリズムの下方に配置された光吸収板に吸収されて熱に変換される。この場合にも、冷却構造等を工夫することにより、この熱を光学系に影響のないように逃がすことができる。
【００１８】
上記のプロジェクタにおいては、前記偏光分離面は、前記特定の偏光光を前記クロスダイクロイックプリズムの下方に反射するように配置され、前記クロスダイクロイックプリズムの下方に配置されたλ／４板及び反射ミラーと、前記クロスダイクロイックプリズムの上方に配置された光吸収板とをさらに備え、前記偏光分離面により下方に反射された光が、前記クロスダイクロイックプリズムの下面を射出して前記λ／４板を通過した後に前記反射ミラーで反射され、再びλ／４板及び前記クロスダイクロイックプリズムを通過後、前記クロスダイクロイックプリズムの上方に射出されるように構成されていることが好ましい。
【００１９】
このように構成することによっても、偏光分離面によって反射された偏光光はクロスダイクロイックプリズムの上方に逃がされ、そして、クロスダイクロイックプリズムの上方に配置された光吸収板に吸収されて熱に変換される。そして、この熱は容易にクロスダイクロイックプリズムのさらに上方に逃がされることになるため、光学系に与える影響を少なくすることができる。
【００２０】
上記のプロジェクタにおいては、前記クロスダイクロイックプリズムから射出された前記特定の偏光光を吸収して電気エネルギーに変換するための太陽電池を、前記光吸収板に代えて又は前記光吸収板に加えて備えたことが好ましい。
【００２１】
このように構成することにより、本来なら不要となる偏光光を電気エネルギーに変換することで、省エネルギー効果も得られる。
【００２２】
上記のプロジェクタにおいては、前記３つの電気光学変調装置のうち第１の色光を変調するための第１の電気光学変調装置は、ＴＮ型液晶パネルと、前記クロスダイクロイックプリズムの前記偏光分離面とを含む液晶表示装置からなり、前記３つの電気光学変調装置のうち他の２つの電気光学変調装置は、ＴＮ型液晶パネルと、前記ＴＮ型液晶パネルと前記クロスダイクロイックプリズムとの間に配置された射出側偏光板とを含む液晶表示装置からなることが好ましい。
【００２３】
このように構成することにより、３つの色光のうち第１の色光を変調する電気光学変調装置としては、ＴＮ型液晶パネルと、クロスダイクロイックプリズムの偏光分離面とを含む液晶表示装置とすることができ、残りの２つの色光を変調する２つの電気光学変調装置としては、ＴＮ型液晶パネルと、このＴＮ型液晶パネルとクロスダイクロイックプリズムとの間に配置された射出側偏光板とを含む通常の液晶表示装置とすることができる。
【００２４】
上記のプロジェクタにおいては、前記クロスダイクロイックプリズムにおける前記偏光分離面は、第１の色光のうちＰ偏光光を透過しＳ偏光光を反射するように構成され、３つの色光のうち第１の色光以外の残り２つの色光は、前記クロスダイクロイックプリズムに対してＰ偏光光が入射するように構成されていることが好ましい。
【００２５】
このように構成することにより、３つの色光のうちいずれの色光についても、偏光分離面における透過率が最も高いＰ偏光光がこの偏光分離面を透過することになり、光利用効率を高くするとともに迷光レベルを最小限にすることができる。
【００２６】
上記のプロジェクタにおいては、前記３つの液晶表示装置は、それぞれがノーマリ白タイプの液晶表示装置からなり、前記３つの液晶パネルには、それぞれＳ偏光光が入射されるように構成されていることが好ましい。
【００２７】
このように構成することにより、すなわち、ノーマリ白タイプの液晶表示装置における液晶パネルにＳ偏光光を入射させることにより、３つの色光のうちいずれの色光についても３つの液晶パネルの明表示の偏光方向を揃えることができる。
【００２８】
上記のプロジェクタにおいては、前記色光生成手段は、照明装置と、この照明装置からの光を３つの色光に分離する色分離光学系とを有し、この色分離光学系から射出される３つの色光は、すべてＳ偏光光であることが好ましい。
【００２９】
このように構成することにより、３つの色光のうちいずれの色光についても、各液晶パネルのそれぞれにＳ偏光光が入射されるような状態を容易に実現することができる。
【００３０】
本発明のクロスダイクロイックプリズムは、異なった波長選択反射特性を有する２つのダイクロイック面が互いに直交して設けられ、４つの側面のうち３つの側面のそれぞれから入射された３つの色光のすべてを他の側面から射出する色合成光学系としての機能を有するクロスダイクロイックプリズムであって、前記２つのダイクロイック面のうちいずれのダイクロイック面をも透過する色光（以下、第１の色光という。）について偏光分離を行う偏光分離面が設けられ、第１の色光についてのみ特定の偏光光を、前記２つのダイクロイック面と平行な方向に反射する反射型偏光板としての機能をさらに有することを特徴とする。
【００３１】
このため、本発明のクロスダイクロイックプリズムをプロジェクタに用いることによって、各液晶パネルと投写光学系との距離を長くすることなく射出側偏光板の温度上昇を効果的に抑制することが可能で、投写倍率を高くすることが容易で高輝度化の容易なプロジェクタとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明のプロジェクタについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。
【００３３】
〔実施形態１〕
図１は、本発明の実施形態１に係るプロジェクタを説明するために示す図である。図１（ａ）はその光学系を示す図であり、図１（ｂ）はその要部を示す図である。
【００３４】
実施形態１に係るプロジェクタ１００２は、図１（ａ）に示すように、照明装置１００及びこの照明装置からの光を３つの色光（赤色光、緑色光及び青色光）に分離する色分離光学系２００を有する色光生成手段と、この色光生成手段で生成された３つの色光をそれぞれ画像情報に応じて変調する３つの液晶表示装置４００Ｒ，４０２Ｇ，４００Ｂと、異なった波長選択反射特性を有する２つのダイクロイック面が互いに直交して設けられ、前記３つの電気光学変調装置で変調された３つの色光を合成するクロスダイクロイックプリズム５０２と、このクロスダイクロイックプリズム５０２で合成された光を投写する投写光学系６００とを備えている。
【００３５】
照明装置１００は、光源装置１１０、光源装置１１０からの照明光束を複数の部分光束に分割するための第１レンズアレイ１２０、第１レンズアレイ１２０からの各部分光束を被照明領域で重畳させるための第２レンズアレイ１３０及び重畳レンズ１５０、並びに照明光束を偏光光束に変換するための偏光変換素子１４０を有している。
【００３６】
光源装置１１０は、楕円面リフレクタ１１４と、楕円面リフレクタ１１４の第１焦点近傍に発光中心を有する発光管１１２と、楕円面リフレクタ１１４からの集束光を略平行な光に変換する平行化レンズ１１８とを有している。発光管１１２には、発光管１１２から被照明領域側に射出される光を楕円面リフレクタ１１４に向けて反射する反射手段としての補助ミラー１１６が設けられている。
【００３７】
赤色光用の液晶表示装置４００Ｒは、図１（ｂ）に示すように、入射側偏光板４２０Ｒ、液晶パネル４１０Ｒ及び射出側偏光板４３０Ｒを有している。青色光用の液晶表示装置４００Ｂも、図１（ｂ）に示すように、入射側偏光板４２０Ｂ、液晶パネル４１０Ｂ及び射出側偏光板４３０Ｂを有している。緑色光用の液晶表示装置４０２Ｇは、図１（ｂ）に示すように、入射側偏光板４２０Ｇ、液晶パネル４１０Ｇ及び後述するクロスダイクロイックプリズム５０２における偏光分離面５０４を有している。
【００３８】
図２は、実施形態１に係るクロスダイクロイックプリズムを説明するために示す図である。図２（ａ）はクロスダイクロイックプリズムを上面から見た図であり、図２（ｂ）はクロスダイクロイックプリズムを図２（ａ）のＰ１からＰ２に向かって見た側面図であり、図２（ｃ）はクロスダイクロイックプリズムを図２（ａ）のＰ４からＰ３に向かって見た断面図であり、図２（ｄ）はクロスダイクロイックプリズムを図２（ａ）のＰ１からＰ２に向かって見た断面図であり、図２（ｅ）はクロスダイクロイックプリズムをＰ１の斜め上方から見た斜視図であり、図２（ｆ）はクロスダイクロイックプリズムをＰ４の斜め上方から見た斜視図である。
【００３９】
クロスダイクロイックプリズム５０２は、図２（ａ）〜図２（ｆ）に示すように、３つの色光（赤色光、緑色光及び青色光）のうち２つのダイクロイック面のうちいずれのダイクロイック面をも透過する第１の色光（緑色光）について偏光分離を行う偏光分離面５０４が設けられ、緑色光についてのみ特定の偏光光（Ｓ偏光光）を、２つのダイクロイック面と平行な方向に反射する反射型偏光板としての機能を有している。
【００４０】
このため、実施形態１に係るプロジェクタ１０００２によれば、第１の色光（緑色光）については、射出側偏光板としての機能を、クロスダイクロイックプリズム５０２の反射型偏光板としての機能を用いて実現しているため、従来の他のプロジェクタ１０００ａの場合と同様に、射出側偏光板の温度上昇を効果的に抑制することが可能になる。
また、実施形態１に係るプロジェクタ１００２によれば、反射型偏光板としての機能を、クロスダイクロイックプリズム５０２に設けられた偏光分離面５０４を用いて実現しているため、従来の他のプロジェクタ１０００ａの場合とは異なり、各液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂと投写光学系６００との距離が長くなることもない。
このため、実施形態１に係るプロジェクタ１００２は、各液晶パネルと投写光学系との距離を長くすることなく射出側偏光板の温度上昇を効果的に抑制することが可能で、投写倍率を高くすることが容易かつ高輝度化が容易なプロジェクタとなる。
【００４１】
実施形態１に係るプロジェクタ１００２においては、第１の色光を緑色光としている。３板式のフルカラープロジェクタにおいては、一般に緑色光の総エネルギーが最も高いのが現状である。このため、第１の色光を緑色光とすることにより、射出側偏光板全体としての温度上昇を効果的に抑制することができる。
【００４２】
実施形態１に係るプロジェクタにおいて１００２においては、図２（ｃ）、図２（ｅ）及び図２（ｆ）に示すように、クロスダイクロイックプリズム５０２は、第１の色光（緑色光）の光軸及び３つの色光（赤色光、緑色光及び青色光）の光軸がなす仮想平面に対して偏光分離面５０４が４５°傾いて配置され、この偏光分離面５０４は、特定の偏光光（Ｓ偏光光）をクロスダイクロイックプリズム５０２の上方に反射するように配置されている。このため、偏光分離面５０４によって反射されたＳ偏光光はクロスダイクロイックプリズム５０２の上方に逃がされることとなるため、迷光レベルを極めて小さなものにすることができる。
【００４３】
実施形態１に係るプロジェクタ１００２においては、図２（ｂ）〜図２（ｄ）に示すように、クロスダイクロイックプリズム５０２の上方に配置された光吸収板５２０をさらに備えている。このため、偏光分離面５０４によって反射されたＳ偏光光はクロスダイクロイックプリズム５０２の上方に逃がされ、そして、クロスダイクロイックプリズム５０２の上方に配置された光吸収板５２０に吸収されて熱に変換される。そして、この熱は容易にクロスダイクロイックプリズム５０２のさらに上方に逃がされることとなるため、光学系に与える影響を少なくすることができる。
【００４４】
実施形態１に係るプロジェクタ１００２においては、液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０ＢとしてＴＮ型の液晶パネルを用いている。従って、第１の色光（緑色光）を変調するための緑色光用の液晶表示装置４０２Ｇは、ＴＮ型の液晶パネル４１０Ｇと、クロスダイクロイックプリズム５０２の偏光分離面５０４とを含む液晶表示装置である。また、赤色光用の液晶表示装置４００Ｒ及び青色光用の液晶表示装置４００Ｂは、ＴＮ型の液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｂと、射出側偏光板４３０Ｒ，４３０Ｂとを含む液晶表示装置である。
【００４５】
実施形態１に係るプロジェクタ１００２においては、クロスダイクロイックプリズム５０２における偏光分離面５０４は、第１の色光（緑色光）のうちＰ偏光光を透過しＳ偏光光を反射するように構成され、３つの色光のうち第１の色光以外の残り２つの色光（赤色光及び青色光）は、クロスダイクロイックプリズム５０４に対してＰ偏光光が入射するように構成されている。
【００４６】
このため、赤色光、緑色光及び青色光のいずれの色光についても、偏光分離面５０４における透過率が最も高いＰ偏光光が、この偏光分離面５０４を透過することになり、光利用効率を高くするとともに迷光レベルを最小限にすることができる。
【００４７】
図３は、実施形態１に係るプロジェクタを説明するために示す図である。図３（ａ）は実施形態１に係るプロジェクタにおける照明光の偏光状態を示す図であり、図３（ｂ）は比較例に係るプロジェクタにおける照明光の偏光状態を示す図である。なお、図３においては、すべての液晶表示装置は白表示状態である。
図４は、実施形態１に係るプロジェクタを説明するために示す図である。図４（ａ）は実施形態１に係るプロジェクタにおける照明光の偏光状態を示す図であり、図４（ｂ）は比較例に係るプロジェクタにおける照明光の偏光状態を示す図である。なお、図４においては、すべての液晶表示装置は黒表示状態である。
なお、比較例に係るプロジェクタは、赤色光用の入射側偏光板４２０Ｒ及び青色光用の入射側偏光板４２０Ｂの前段に、λ／２板４４０Ｒ，４４０Ｂが配置された、一般的なプロジェクタである。
【００４８】
実施形態１に係るプロジェクタ１００２においては、図３（ａ）及び図４（ａ）に示すように、３つの液晶表示装置４００Ｒ，４０２Ｇ，４００Ｂは、ノーマリ白タイプの液晶表示装置からなっている。また、３つの液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂには、それぞれＳ偏光光が入射されるように構成されている。このように、ノーマリ白タイプの液晶表示装置における液晶パネルにＳ偏光光を入射させることにより、３つの色光のうちいずれの色光についても３つの液晶パネルの明表示の偏光方向を揃えることができる。
【００４９】
実施形態１に係るプロジェクタ１００２においては、色分離光学系から射出される３つの色光は、すべてＳ偏光光であり、しかも、比較例に係るプロジェクタの場合とは異なり、λ／２板が配置されていないため、３つの色光のうちいずれの色光についても、各液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０ＢのそれぞれにＳ偏光光が入射されるような状態を容易に実現することができる。
【００５０】
以上、実施形態１に係るプロジェクタ１００２を詳細に説明したが、実施形態１に係るプロジェクタ１００２に用いるクロスダイクロイックプリズム５０２は、異なった波長選択反射特性を有する２つのダイクロイック面が互いに直交して設けられ、４つの側面のうち３つの側面のそれぞれから入射された３つの色光のすべてを他の側面から射出する色合成光学系としての機能を有するクロスダイクロイックプリズムであって、２つのダイクロイック面のうちいずれのダイクロイック面をも透過する第１の色光（緑色光）については、Ｐ偏光光を透過してＳ偏光光を反射し、残り２つの色光（赤色光及び青色光）については、Ｐ偏光光及びＳ偏光光をも透過する、波長選択偏光分離特性を有する偏光分離面５０４が設けられ、緑色光についてのみ偏光分離を行う反射型偏光板としての機能を有するクロスダイクロイックプリズムである。このため、このクロスダイクロイックプリズム５０２をプロジェクタに用いることによって、各液晶パネルと投写光学系との距離を長くすることなく射出側偏光板の温度上昇を効果的に抑制することが可能で、投写倍率を高くすることが容易で高輝度化の容易なプロジェクタとすることができる。
【００５１】
〔実施形態２〕
図５は、本発明の実施形態２に係るプロジェクタの要部を示す図である。
実施形態２に係るプロジェクタ１００２Ｂ（図示せず。）においては、偏光分離面５０４Ｂは、特定の偏光光（Ｓ偏光光）をクロスダイクロイックプリズム５０２Ｂの下方に反射するように配置されている。そして、実施形態２に係るプロジェクタ１００２Ｂは、クロスダイクロイックプリズム５０２Ｂの下方に配置されたλ／４板５３０及び反射ミラー５３２と、クロスダイクロイックプリズム５０２Ｂの上方に配置された光吸収板５２０とをさらに備え、偏光分離面５０４Ｂにより下方に反射された光が、クロスダイクロイックプリズム５０２Ｂの下面を射出してλ／４板５３０を通過した後に反射ミラー５３２で反射され、再びλ／４板５３０及びクロスダイクロイックプリズム５０２Ｂを通過後、クロスダイクロイックプリズム５０２Ｂの上方に射出されるように構成されている。
【００５２】
このため、偏光分離面５０４Ｂによって反射されたＳ偏光光はクロスダイクロイックプリズム５０２Ｂの上方に逃がされ、そして、クロスダイクロイックプリズム５０２Ｂの上方に配置された光吸収板５２０に吸収されて熱に変換される。そして、この熱は容易に光吸収板５２０のさらに上方に逃がされることになるため、実施形態１に係るプロジェクタ１００２の場合と同様に、光学系に与える影響を少なくすることができる。
【００５３】
〔実施形態３〕
図６は、本発明の実施形態３に係るプロジェクタの要部を示す図である。
実施形態３に係るプロジェクタ１００２Ｃ（図示せず。）においては、偏光分離面５０４Ｂは、特定の偏光光（Ｓ偏光光）をクロスダイクロイックプリズム５０２Ｂの下方に反射するように配置されている。そして、実施形態３に係るプロジェクタ１００２Ｃは、クロスダイクロイックプリズム５０２Ｂの下方に配置された光吸収板５２２をさらに備えている。
【００５４】
このため、偏光分離面５０４Ｂによって反射されたＳ偏光光はクロスダイクロイックプリズム５０２Ｂの下方に逃がされ、そして、クロスダイクロイックプリズム５０２Ｂの下方に配置された光吸収板５２２に吸収されて熱に変換される。実施形態３に係るプロジェクタ１００２Ｃにおいては、この光吸収板５２２を冷却するための冷却ファンがさらに設けられ、この熱を光学系に影響のないように逃がすこととしている。
【００５５】
〔実施形態４〕
図７は、本発明の実施形態４に係るプロジェクタの要部を示す図である。
実施形態４に係るプロジェクタ１００２Ｄ（図示せず。）においては、クロスダイクロイックプリズム５０２から射出された特定の偏光光（Ｓ偏光光）を吸収して電気エネルギーに変換するための太陽電池５４０を備えている。このため、本来なら不要となる偏光光（この場合はＳ偏光光。）を電気エネルギーに変換することで、省エネルギー効果が得られる。なお、この太陽電池５４０は、光吸収板５２０に代えて設けることもできるし、光吸収板５２０に加えて設けることもできる。
【００５６】
以上、本発明のプロジェクタ及びクロスダイクロイックプリズムを上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクタにも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクタにも適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】実施形態１に係るプロジェクタを説明するために示す図。
【図２】実施形態１に係るクロスダイクロイックプリズムを説明するために示す図。
【図３】実施形態１に係るプロジェクタを説明するために示す図。
【図４】実施形態１に係るプロジェクタを説明するために示す図。
【図５】実施形態２に係るプロジェクタの要部を示す図。
【図６】実施形態３に係るプロジェクタの要部を示す図。
【図７】実施形態４に係るプロジェクタの要部を示す図。
【図８】従来のプロジェクタを説明するために示す図。
【図９】従来の他のプロジェクタを説明するために示す図。
【符号の説明】
【００５８】
１００…照明装置、１１０…光源装置、１１２…発光管、１１４…楕円面リフレクタ、１１６…補助ミラー、１１８…平行化レンズ、１２０…第１レンズアレイ、１３０…第２レンズアレイ、１４０…偏光変換素子、１５０…重畳レンズ、２００…色分離光学系、３００…リレー光学系、４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ，４０２Ｇ…液晶表示装置、４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂ…液晶パネル、４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂ…入射側偏光板、４２２Ｇ…反射型偏光板、４２４Ｇ…吸収型偏光板、４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂ，４３０ａ…射出側偏光板、４３２ａ…反射型偏光板、４３４ａ…吸収型偏光板、４４０Ｒ，４４０Ｂ…λ／２板、５００，５０２，５０２Ｂ…クロスダイクロイックプリズム、５０４，５０４Ｂ…偏光分離面、５２０，５２２…光吸収板、５３０…λ／４板、５３２…反射ミラー、５４０…太陽電池、６００…投写光学系、１０００，１０００ａ，１００２…プロジェクタ、ＳＣＲ…スクリーン。
【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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