(57)【要約】液晶パネル（２５０，２５２，２５４）から射出された赤、緑、青の各色光を合成するクロスダイクロイックプリズム（２６０）と、そこで合成された光を投写する投写レンズ（２７０）とを有し、液晶パネル（２５０，２５２，２５４）とクロスダイクロイックプリズム（２６０）との光路間に偏光板（２５１，２５３，２５５）を備えるプロジェクタにおいて、赤色光による投写画面の少なくとも所定の方向に沿ったサイズを他の色光による投写画面の所定の方向に沿ったサイズにほぼ等しくするように調整するレンズ要素（２５６）を、赤色光路中の偏光板（２５１）の片面に一体形成してなる倍率色収差補正用光学要素として備える。
2004040366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光を射出する照明光学系と、前記照明光を赤、緑、青の各色光に分離する色光分離光学系と、前記色光分離光学系で分離された各色光を入射して各色の画像信号に応じて各色の画像を形成するための光に変換して射出する各色光に対応した電気光学装置と、前記電気光学装置から射出された各色光を合成する色光合成光学系と、前記色光合成光学系で合成された光を投写する投写光学系とを有し、前記電気光学装置と前記色光合成光学系との色光光路間に偏光板を備えるプロジェクタにおいて、
前記３つの色光のうち少なくとも１つの色光による投写画面の少なくとも所定の方向に沿ったサイズを、他の色光による投写画面の前記所定の方向に沿ったサイズにほぼ等しくするように調整する光学要素を、前記偏光板の片面に一体形成してなる倍率色収差補正用光学要素として備えた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であって、赤色光の光路に備えられる前記偏光板の母材をガラス又は光透過性樹脂とし、緑色光と青色光の光路に備えられる前記偏光板の母材をサファイア又は水晶とし、前記赤色光の光路にのみ前記倍率色収差補正用光学要素を備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
照明光を射出する照明光学系と、前記照明光を赤、緑、青の各色光に分離する色光分離光学系と、前記色光分離光学系で分離された各色光を入射して各色の画像信号に応じて各色の画像を形成するための光に変換して射出する各色光に対応した電気光学装置と、前記電気光学装置から射出された各色光を合成する色光合成光学系と、前記色光合成光学系で合成された光を投写する投写光学系とを有し、前記電気光学装置と前記色光合成光学系との色光光路間に視野角補正フィルムを備えるプロジェクタにおいて、
前記３つの色光のうち少なくとも１つの色光による投写画面の少なくとも所定の方向に沿ったサイズを、他の色光による投写画面の前記所定の方向に沿ったサイズにほぼ等しくするように調整する光学要素を、前記視野角補正フィルムの片面に一体形成してなる倍率色収差補正用光学要素として備えたプロジェクタ。
【請求項４】
前記光学要素がレンズ要素又はプリズム要素であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のプロジェクタ。
【請求項５】
請求項１ないし４に記載のプロジェクタであって、システム光軸に互いに直交する２方向の少なくとも１方向に前記投写光学系の光軸を平行シフトさせる時、その方向に追従させて、前記倍率色収差補正用光学要素の光軸を平行シフトさせることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項６】
請求項５に記載のプロジェクタであって、前記倍率色収差補正用光学要素の光軸の平行シフト量は前記投写光学系の光軸の平行シフト量と同じであることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項７】
請求項５に記載のプロジェクタであって、前記倍率色収差補正用光学要素の光軸の平行シフト量は前記投写光学系の光軸の平行シフト量未満であることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項８】
請求項５ないし７のいずれかに記載のプロジェクタであって、前記色光合成光学系は２種類の誘電体多層膜が、４つの直角プリズムの界面に略Ｘ字状に形成されるクロスダイクロイックプリズムであることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項９】
請求項８に記載のプロジェクタであって、前記投写光学系の光軸を前記２種類の誘電体多層膜の交線と平行な軸方向に平行シフトさせる場合の前記倍率色収差補正用光学要素の光軸の平行シフトの方向は、前記投写光学系の光軸の平行シフトの方向と同じであることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１０】
請求項８に記載のプロジェクタであって、前記投写光学系の光軸を前記２種類の誘電体多層膜の交線とシステム光軸とに直交する軸方向に平行シフトさせる場合は、前記２種類の誘電体多層膜を透過する色光を補正する前記倍率色収差補正用光学要素の光軸の平行シフトの方向は、前記投写光学系の光軸の平行シフトの方向と同じであり、前記２種類の誘電体多層膜の何れかで反射される色光を補正する前記倍率色収差補正用光学要素の光軸の平行シフトの方向は、前記投写光学系の光軸の平行シフトの方向と反対方向であることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載のプロジェクタであって、前記光学要素は、前記所定の方向に垂直な母線を含む面内では屈折作用を有せず、前記母線に垂直な面内では屈折作用を有する要素である、プロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、プロジェクタ、特にその投写画面の倍率色収差の補正に関する。
【背景技術】  カラー画像を投写して表示するプロジェクタは、照明光学系、色光分離光学系、分離された各色光毎の液晶パネル、色光合成光学系、及び投写光学系を備えている。そして、照明光学系からの光が色光分離光学系で赤、緑、青の３つの色光に分離され、それぞれの色光が液晶パネルで変調されて各色光毎の画像が生成された後、それらが色光合成光学系で合成されて、投写光学系から投写される。投写光学系は、合成された３つの色光を投写スクリーン上で結像させ、投写スクリーン上にカラー画像を投写する。しかし、投写光学系は、通常、倍率色収差を有してるため、各色光ごとの投写画面の大きさが異なってしまうという問題を有している場合が多い。これに対しては、投写光学系を構成するレンズセット中に倍率色収差補正用レンズを含めることもできるが、それでは投写光学系を大きくしてしまう。このため、電気光学装置の出射面から色光合成光学系の入射面との間、具体的には色光合成プリズムの入射面に、レンズ要素またはプリズム要素を備えて、投写光学系を大きくすることなしに上記倍率色収差を補正する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、色光合成光学系である色合成プリズムのダイクロイック面を凸面状あるいは凹面状としたものもある（例えば、特許文献２参照）。
特許文献１：特開２０００−２０６４５０号公報（請求項１、図１）
特許文献２：特開平１１−３８２１０号公報
しかしながら、電気光学装置の出射面から色光合成プリズムの入射面までの隙間は狭く、そこに独立したレンズ要素やプリズム要素を配置することは、上記隙間をさらに狭めて電気光学装置のクーリング性を低下させることになる。また、色光合成プリズムの入射面にレンズ要素やプリズム要素を形成することは、色光合成プリズムの形状や機能を考慮すると、実際には加工することが困難な場合が多い。
【発明の開示】
本発明は、プロジェクタの上記課題に鑑みてなされたものであり、電気光学装置の出射面から色光合成光学系の入射面までの間に倍率色収差補正用光学要素を配置して投写光学系の倍率色収差を補正するに際して、電気光学装置のクーリング性及び加工性の両面から再考慮した、新たな構成を提供するものである。
本発明のプロジェクタは、照明光を射出する照明光学系と、前記照明光を赤、緑、青の各色光に分離する色光分離光学系と、前記色光分離光学系で分離された各色光を入射して各色の画像信号に応じて各色の画像を形成するための光に変換して射出する各色光に対応した電気光学装置と、前記電気光学装置から射出された各色光を合成する色光合成光学系と、前記色光合成光学系で合成された光を投写する投写光学系とを有し、前記電気光学装置と前記色光合成光学系との色光光路間に偏光板を備えるプロジェクタにおいて、前記３つの色光のうち少なくとも１つの色光による投写画面の少なくとも所定の方向に沿ったサイズを、他の色光による投写画面の前記所定の方向に沿ったサイズにほぼ等しくするように調整する光学要素を、前記偏光板の片面に一体形成してなる倍率色収差補正用光学要素として備えたことを特徴とする。
これによれば、偏光板と倍率色収差補正用光学要素とが１枚の基板にまとまるためスペースの効率的利用が可能となり、電気光学装置のクーリング性の低下を最小にとどめることができる。また、偏光板にレンズ要素又はプリズム要素などの倍率色収差補正用光学要素を一体形成する方が、色光合成プリズムに倍率色収差補正用光学要素を一体形成するよりも容易であるという利点もある。
また、上記の場合において、赤色光の光路に備えられる前記偏光板の母材をガラス又は光透過性樹脂とし、緑色光と青色光の光路に備えられる前記偏光板の母材をサファイア又は水晶とし、前記赤色光の光路にのみ前記倍率色収差補正用光学要素を備えてもよい。赤色光の光路の偏光板は他の色光の光路のそれらに比較して温度に対して余裕があるので、赤色光に対する偏光板の母材として熱伝導率のよい水晶やサファイアに代えて、それらより加工性の良いガラス又は樹脂を用いることができる。従って、赤色光に対する偏光板には、その母材を利用してレンズ要素やプリズム要素を一体形成するのが容易となる。
本発明のプロジェクタは、また、照明光を射出する照明光学系と、前記照明光を赤、緑、青の各色光に分離する色光分離光学系と、前記色光分離光学系で分離された各色光を入射して各色の画像信号に応じて各色の画像を形成するための光に変換して射出する各色光に対応した電気光学装置と、前記電気光学装置から射出された各色光を合成する色光合成光学系と、前記色光合成光学系で合成された光を投写する投写光学系とを有し、前記電気光学装置と前記色光合成光学系との色光光路間に視野角補正フィルムを備えるプロジェクタにおいて、前記３つの色光のうち少なくとも１つの色光による投写画面の少なくとも所定の方向に沿ったサイズを、他の色光による投写画面の前記所定の方向に沿ったサイズにほぼ等しくするように調整する光学要素を、前記視野角補正フィルムの片面に一体形成してなる倍率色収差補正用光学要素として備えたことを特徴とする。
これによれば、視野角補正フィルムと倍率色収差補正用光学要素とが１枚の基板にまとまるためスペースの効率的利用が可能となり、電気光学装置のクーリング性の低下を最小にとどめることができる。また、視野角補正フィルムにレンズ要素又はプリズム要素などの倍率色収差補正用光学要素を一体形成する方が、色光合成プリズムに倍率色収差補正用光学要素を一体形成するよりも加工がし易い。
さらに、上記各プロジェクタにおいて、システム光軸に互いに直交する２方向の内、少なくとも１方向に前記投写光学系の光軸を平行シフト（平行移動）させる場合、それに追従させて、前記倍率色収差補正用光学要素の光軸を所定の方向へ平行シフトさせることを特徴とする。これにより、前記投写光学系をシフトした場合にも、投写画像の倍率色収差補正を適切に実行することが可能となる。ここでシステム光軸は、投写光学系より光路上流側に配置される一連の光学素子により形成される仮想的な軸であり、投写光学系に入射する光束の中心軸とほぼ一致する。
なお、上記の場合において、前記光学要素は、前記所定の方向に垂直な母線を含む面内では屈折作用を有せず、前記母線に垂直な面内では屈折作用を有する要素とするのが好ましい。このようにすることで、投写光学系の倍率色収差によって発生する各色の投写画面のサイズの差のうち、母線に垂直な方向に沿った投写画面のサイズの差を低減することができる。
【図面の簡単な説明】  図１は本発明の実施形態に係るプロジェクタの光学系全体を示す構成図。
図２は図１の光学系のクロスダイクロイックプリズム付近の構成を示す平面図。
図３は図２の光学系を備えたプロジェクタの投写画面の状態説明図。
図４は図１の光学系のクロスダイクロイックプリズム付近の別の構成を示す平面図。
図５は図４の光学系を備えたプロジェクタの投写画面の状態説明図。
図６は図１の光学系のクロスダイクロイックプリズム付近のさらに別の構成を示す平面図。
図７は図６の光学系を備えたプロジェクタの投写画面の状態説明図。
図８Ａは図２の倍率色収差補正用凸レンズをプリズムで置き換えた場合の偏光板と倍率色収差補正用光学要素との構成図。
図８Ｂは図４の倍率色収差補正用凹レンズをブリズムで置き換えた場合の偏光板と倍率色収差補正用光学要素との構成図。
図９は図１の光学系のクロスダイクロイックプリズム付近のさらに別の構成を示す平面図。
図１０は投写レンズのＸ軸方向のシフトに対応した倍率色収差補正用光学要素の光軸の平行シフト方向を説明する光学系の平面図。
図１１は投写レンズのＹ軸方向のシフトに対応した倍率色収差補正用光学要素の光軸の平行シフト方向を説明する光学系の斜視図。
【発明を実施するための最良の形態】  図１は、本発明の実施形態に係るプロジェクタの光学系全体を平面的に見た概略構成図である。このプロジェクタは、照明光学系１００と、ダイクロイックミラー２１０，２１２と、反射ミラー２２０，２２２，２２４と、入射側レンズ２３０と、リレーレンズ２３２と、３枚のフィールドレンズ２４０，２４２，２４４と、電気光学装置である３枚の液晶パネル２５０，２５２，２５４と、各液晶パネルに対応した偏光板２５１，２５３，２５５と、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム（色光合成プリズム）２６０と、投写光学系である投写レンズ２７０とを備えている。
照明光学系１００は、所定方向へ光線束を射出する光源１１０と、第１のレンズアレイ１２０と、第２のレンズアレイ１３０と、偏光変換素子１４０と、反射ミラー１５０と、重畳レンズ１６０とを備えている。第１のレンズアレイ１２０と第２のレンズアレイ１３０とは、照明領域である３枚の液晶パネル２５０，２５２，２５４をほぼ均一に照明するためのインテグレータ光学系を構成している。
光源１１０は、放射状の光線を射出する放射光源としての光源ランプ１１２と、光源ランプ１１２から射出された放射光をほぼ平行な光線束として射出する凹面鏡１１４とを有している。光源ランプ１１２としては、通常、メタルハライドランプや高圧水銀灯などの高圧放電灯が用いられる。凹面鏡１１４としては、放物面鏡を用いることが好ましい。なお、放物面鏡に代えて、楕円面鏡や球面鏡なども用いることができる。
第１のレンズアレイ１２０は複数の第１の小レンズ１２２で構成されている。第２のレンズアレイ１３０は、複数の第１の小レンズ１２２のそれぞれに対応する複数の第２の小レンズ１３２で構成されている。光源１１０から射出された略平行光な光線束は、第１と第２のレンズアレイ１２０，１３０によって、複数の部分光線束に分割されて偏光変換素子１４０に入射する。偏光変換素子１４０は、非偏光な光を所定の直線偏光光、例えば、ｓ偏光光あるいはｐ偏光光に変換して射出する機能を有している。従って、偏光変換素子１４０に入射した複数の部分光線束は、それぞれ所定の直線偏光光に変換されて射出される。偏光変換素子１４０から射出された複数の部分光線束は、反射ミラー１５０で反射されて重畳レンズ１６０に入射する。重畳レンズ１６０に入射した複数の部分光線束は、重畳レンズ１６０の重畳作用によって、照明領域である液晶パネル２５０，２５２，２５４上でほぼ重畳される。この結果、各液晶パネル２５０，２５２，２５４は、ほぼ均一に照明されることになる。
２枚のダイクロイックミラー２１０，２１２は、照明光学系１００から射出された光を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つの色光に分離する色光分離光学系２１４を構成している。第１のダイクロイックミラー２１０は、照明光学系１００から射出された光の赤色光成分を透過させるとともに、青色光成分と緑色光成分とを反射する。
第１のダイクロイックミラー２１０を透過した赤色光は、反射ミラー２２０で反射され、フィールドレンズ２４０を通って赤光用の液晶パネル２５０に達する。このフィールドレンズ２４０は、通過した各部分光線束が、各部分光線束の主光線（中心軸）に平行な光束となるように集光する機能を有している。他の液晶パネルの前に設けられたフィールドレンズ２４２，２４４も同様に作用する。
第１のダイクロイックミラー２１０で反射された青色光と緑色光のうちで、緑色光は第２のダイクロイックミラー２１２によって反射され、フィールドレンズ２４２を通って緑光用の液晶パネル２５２に達する。一方、青色光は、第２のダイクロイックミラー２１２を透過し、入射側レンズ２３０と、リレーレンズ２３２および反射ミラー２２２，２２４を備えたリレーレンズ系を通過する。リレーレンズ系を通過した青色光は、さらにフィールドレンズ２４４を通って青色光用の液晶パネル２５４に達する。
なお、青色光にリレーレンズ系が用いられているのは、青色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いために発生する光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ２３０に入射した青色光をそのまま、射出側レンズ（フィールドレンズ）２４４に伝えるためである。
電気光学装置である３枚の液晶パネル２５０，２５２，２５４は、それぞれに入射する各色光を、与えられた画像信号に応じて画像を形成するための光に変換して射出する光変調装置としての機能を有する。この液晶パネル２５０，２５２，２５４の光の入射面側と出射面側には、通常、偏光板が設けられていて、それにより各色光の偏光方向が調整される。なお、液晶パネル２５０，２５２，２５４の出射面側の偏光板は、図１中に、２５１，２５３，２５５としてそれぞれ表示されている。
クロスダイクロイックプリズム２６０は、３枚の液晶パネル２５０，２５２，２５４から射出された３色の色光を合成する色光合成光学系として機能する。クロスダイクロイックプリズム２６０には、赤光を反射する誘電体多層膜と、青光を反射する誘電体多層膜とが、４つの直角プリズムの界面に略Ｘ字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成されて、カラー画像を投写するための合成光が形成される。クロスダイクロイックプリズム２６０で生成された合成光は、投写レンズ２７０の方向に射出される。投写レンズ２７０は、この合成光を投写スクリーン３００上に投写して、カラー画像を表示する。
尚、図１に示すようにシステム光軸ＡＸの方向をＺ軸（光の進行方向を＋Ｚ方向とする。）、赤光を反射する誘電体多層膜と、青光を反射する誘電体多層膜との交線と平行な方向をＹ軸（紙面上方向を＋Ｙ方向とする。）、Ｚ軸とＹ軸とに直交する方向をＸ軸とする（＋Ｚ方向に向かって左方向を＋Ｘ方向とする。）。
ところで、投写レンズ２７０は、通常、倍率色収差を有しているため、投写レンズ２７０に入射する光の色、すなわち、光の波長に応じて、投写画面の倍率が変化する。従って、倍率色収差に対する補正がなされていないプロジェクタのスクリーン上においては、図３（ａ）に示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色光によって形成された画面ＩＲ，ＩＧ，ＩＢのサイズが互いに異なってしまう場合があった。なお、図３（ａ）は、波長の長い方の光から短い方の光へ順に画面が大きくなる場合、すなわち、赤色光の画面ＩＲ＜緑色光の画面ＩＧ＜青色光の画面ＩＢとなる場合を示している。
これに対処するため、本発明の実施形態に係る上記プロジェクタには、赤色光の光路に倍率色収差補正用光学要素が組み込まれている。ここでは、その倍率色収差補正用光学要素は、赤色光の光路に配置された偏光板２５１の出射面に一体形成された倍率色収差補正用凸レンズ２５６である。その倍率色収差補正用凸レンズ２５６をわかりやすくするため、図２に図１の光学系のクロスダイクロイックプリズム２６０付近の構成を示した。この倍率色収差補正用凸レンズ２５６は、赤色光によるスクリーン上の投写画面のサイズを拡大させて、その投写画面を、緑色光によるスクリーン上の投写画面と青色光によるスクリーン上の投写画面と間に位置させる機能を有している。この結果、上記プロジェクタにおいては、図３（ｂ）に示すように、投写レンズ２７０の倍率色収差によって発生する各色の投写画面ＩＲ，ＩＧ，ＩＢのサイズの差が縮小されて、それらがほぼ等しくなる。
また、倍率色収差に対する補正がなされていないプロジェクタのスクリーン上においては、図５（ａ）に示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色光によって形成された画面ＩＲ，ＩＧ，ＩＢのサイズが、波長の短い方の光から長い方の光へ順に画面が大きくなる場合、すなわち、赤色光の画面ＩＲ＞緑色光の画面ＩＧ＞青色光の画面ＩＢとなる場合がある。
この様な場合に対しては、図４に示すような光学系を採用することによって対処することができる。ここでは、赤色光路の偏光板２５１の出射面に倍率色収差補正用光学要素として、倍率色収差補正用凹レンズ２５７が一体形成されている。この倍率色収差補正用凹レンズ２５７は、赤色光によるスクリーン上の投写画面のサイズを縮小させて、その投写画面を、緑色光よるスクリーン上の投写画面と青色光によるスクリーン上の投写画面と間に位置させる機能を有している。この結果、上記プロジェクタにおいては、図５（ｂ）に示すように、投写レンズ２７０の倍率色収差によって発生する各色の投写画面ＩＲ，ＩＧ，ＩＢのサイズの差が縮小されて、それらがほぼ等しくなる。
ところで、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る偏光板は、光が透過する際に光を吸収して発熱するため、偏光板を支持する基板は、熱伝導性に優れたサファイアや水晶から製造させるのが好ましい。ただし、赤色光は、緑色光や青色光に比較すると偏光板での発熱量が少ないため、赤色光の光路に配置する偏光板２５１は、硼珪酸ガラス、石英ガラス等のガラス又は光透過性樹脂をその母材又は基材として用いることができる。ガラス基板や樹脂基板は、サファイア基板等に比べると曲面加工がし易いため、それらの母材からなる偏光板２５１の出射面を研磨等することによりそこにレンズ要素を一体形成することが容易に可能となる。
なお、図２や図４の場合において、必ずしも、赤色の画面ＩＲのサイズを他の色の画面ＩＧとＩＢの中間のサイズにする必要はない。例えば、赤色の画面ＩＲのサイズを緑色の画面ＩＧあるいは青緑色の画面ＩＢにほぼ等しくなるようにしてもよい。このようにしても全体として３つの色光の画面サイズのばらつきを減少させることができる。以上のことからわかるように、本発明及びこの明細書における、「画面のサイズがほぼ等しい」とは、３つの画面間のサイズが等しいだけでなく、倍率色収差補正の対策が何らなされない場合に比べて、各画面間のサイズの差が小さくなることも含む意味である。
図６は図１の光学系のクロスダイクロイックプリズム２６０付近のさらに別の構成を示す平面図である。ここでは、赤色光路に配置された偏光板２５１の出射面側が、Ｙ軸に平行な母線を有するシリンドリカルな凸面（円柱状凸面のレンズ要素）２５６Ａとなっている。この場合、このシリンドリカルなレンズ要素が倍率色収差補正用光学要素として作用し、図７に示すように、各色の画面ＩＲ，ＩＧ，ＩＢの画面横方向のサイズをほぼ等しくすることができる（図７に示す（ａ）から（ｂ）への変化）。すなわち、投写レンズ２７０の倍率色収差によって発生する各色の投写画面のサイズの差のうち、母線に垂直な方向（Ｘ軸方向）に沿った投写画面のサイズの差を低減することができる。なお、図６と図７は、赤色光の画面ＩＲ＜緑色光の画面ＩＧ＜青色光の画面ＩＢ、となる場合の画面サイズの調整例であるが、画面サイズが赤色光の画面ＩＲ＞緑色光の画面ＩＧ＞青色光の画面ＩＢ、となる場合には、赤色光路に配置された偏光板２５１の出射面側を、Ｙ軸に平行な母線を有するシリンドリカルな凹面（円柱状凹面のレンズ要素）とすることで、各色の画面ＩＲ，ＩＧ，ＩＢの画面横方向のサイズをほぼ等しくできる。
また、Ｙ軸方向の画面のサイズのみを調整する場合には、倍率色収差補正用光学要素として、シリンドリカルな曲面の母線がＸ軸方向に平行となるように設定されたレンズ要素を有する出射面を備えた偏光板を用いればよい。
図６では偏光板の出射面がシリンドリカルな曲面である場合を例に説明しているが、これに限定される必要はなく、楕円柱状の曲面であってもよい。すなわち、曲面の母線を含む面内では屈折作用を有せず、曲面の母線に垂直な面内では屈折作用を有するような曲面であればよい。ここで、「曲面の母線を含む面内では屈折作用を有せず」とは、曲面を有する面を通過する光の光路を曲面の母線を含む平面上に投影した場合に、投影された光の光路が屈折しないように見えることを意味する。また、「曲面の母線に垂直な面内では屈折作用を有する」とは、曲面を有する面を通過する光の光路を曲面の母線に垂直な平面上に投影した場合に、投影された光の光路が屈折するように見えることを意味する。
さらに、これまでは、偏光板２５１の出射面の凸面又は凹面を曲面のレンズ形状として形成したが、これらのレンズ形状は曲率半径の大きいごく薄いものである場合が多いため、この曲面を平面で近似しプリズム形状としても良い。図８Ａ、図８Ｂはそれを示したもので、図８Ａは偏光板２５１の出射面を平面で近似して、Ｙ軸に平行な稜線を有するプリズム形状凸面（角柱状凸面）２５６Ｂとしている。また、図８Ｂは偏光板２５１の出射面を平面で近似して、Ｙ軸に平行な稜線を有するプリズム形状凹面（角柱状凹面）２５７Ｂとしている。このようにしても、各色の画面ＩＲ，ＩＧ，ＩＢの画面Ｘ軸方向のサイズがほぼ等しくなるようにすることができる。すなわち、投写レンズ２７０の倍率色収差によって発生する各色の投写画面のサイズ差のうち、母線に垂直な方向（画面Ｘ軸方向）に沿った投写画面のサイズの差を小さくすることができる。
ところで、これまでは、赤色光、緑色光、青緑色の３つの色光のうち、赤色光の光路に配置された偏光板２５１にレンズ要素やプリズム要素を形成（又は付加）することについて説明してきたが、緑色光や青緑色の光路に配した偏光板２５３，２５５に対して、偏光板２５１と同様な加工が可能であれば、偏光板２５１に代えて、あるいは偏光板２５１とともに、偏光板２５３又は／及び２５５に対しても、赤色光、緑色光、青緑色の３つの色光による投写画像サイズの差を全体として減少させるようなレンズ要素やプリズム要素を形成（又は付加）してよい。なお、レンズ要素やプリズム要素の形状は、投写画像サイズをどのように補正するかによって、既に説明した内容に準じて定めることができる。
また、液晶パネル２５０，２５２，２５４とクロスダイクロイックプリズム２６０との間に、投写画面のコントラストを上げるための視野角補正フィルムが配置されているプロジェクタがあるが、その場合には、上記偏光板に代えて、それらの視野角補正フィルムの出射側に、上記偏光板に付加したと同様のレンズ要素やプリズム要素を形成してもよい。視野角補正フィルムの場合には、光の吸収をあまり考慮しなくてもよいので、色光の種類にかかわらず母材としてガラスや光透過性樹脂が利用できる。従って、視野角補正フィルムにガラスや光透過性樹脂を利用して、投写画面のサイズを調整したい任意の色光光路の視野角補正フィルムに対して加工を施すことができる。図９はその例を示したもので、液晶パネル２５０，２５２，２５４とクロスダイクロイックプリズム２６０との間に、視野角補正フィルム２８１，２８３，２８５が配置されており、赤色光路の視野角補正フィルム２８１の出射面に凸レンズ２５６を、青色光路の視野角補正フィルム２８５の出射面に凹レンズ２５７を形成している。この構成は、例えば、画面サイズが、赤色の画面ＩＲ＜緑色の画面ＩＧ＜青色の画面ＩＧとなっている場合に、赤色の画面ＩＲのサイズを緑色の画面ＩＧに近づける拡大補正をし、青色の画面ＩＢのサイズを緑色の画面ＩＧに近づける縮小補正をするような場合に利用でき、これにより全体として各色光の画面サイズをほぼ等しくできる。
さらに、プロジェクタには、その投写レンズ２７０をシステム光軸ＡＸに互いに直交する２方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）への平行シフト（平行移動）を可能としているものがある。このような場合には、これまで説明してきた偏光板や視野角補正フィルムと一体形成された倍率色収差補正用光学要素２５６，２５６Ａ，２５６Ｂ，２５７，２５７Ｂを、投写レンズ２７０のシフトに追従して所定方向に平行シフト（平行移動）させ、投写画像の倍率色収差補正が適切に実行されるようにしておくのが望ましい。
図１０は投写レンズ２７０の光軸のＸ軸方向への平行シフトに対応した倍率色収差補正用光学要素の光軸の平行シフトの方向を説明する光学系の平面図、図１１は投写レンズ２７０の光軸のＹ軸方向への平行シフトに対応した倍率色収差補正用光学要素の光軸の平行シフトの方向を説明する光学系の斜視図である。なお、ここでは、先述した偏光板と倍率色収差補正用光学要素との合成光学要素を、それぞれ符号２９０Ｒ，２９０Ｇ，２９０Ｂとして説明する。
投写レンズ２７０の光軸をシステム光軸ＡＸに対してＸ軸方向にシフトする場合は、２種類の誘電体多層膜を透過する色光を補正する合成光学要素２９０Ｇの光軸の平行シフトの方向は投写レンズ２７０の光軸の平行シフトの方向と同じとする。また、２種類の誘電体多層膜の何れかで反射される色光を補正する合成光学要素２９０Ｒ，２９０Ｂの光軸の平行シフトの方向は、投写レンズ２７０の光軸の平行シフトの方向と反対方向となる。これらを図示したのが図１０であり、投写レンズ２７０の光軸の＋Ｘ方向又は−Ｘ方向への平行シフトが実線矢印Ｘ１又は破線矢印Ｘ２で示され、それに対応する合成光学要素２９０Ｒ，２９０Ｇ，２９０Ｂの光軸の平行シフト方向が、同じ実線矢印Ｘ１又は破線矢印Ｘ２で表示されている。
投写レンズ２７０の光軸がシステム光軸ＡＸに対してＹ軸方向に平行シフトする場合は、何れの合成光学要素２９０Ｒ，２９０Ｇ，２９０Ｂの光軸も投写レンズ２７０光軸の移動方向と同じ方向に平行シフトさせる。これを図示したのが図１１であり、投写レンズ２７０の光軸の＋Ｙ方向又は−Ｙ方向への平行シフトが実線矢印Ｙ１又は破線矢印Ｙ２で示され、それに対応する合成光学要素２９０Ｒ，２９０Ｇ，２９０Ｂの光軸の平行シフト方向が、同じ実線矢印Ｙ１又は破線矢印Ｙ２で表示されている。
なお、これらの場合の合成光学要素２９０Ｒ，２９０Ｇ，２９０Ｂの光軸のシフト量は、投写レンズ２７０の光軸のシフト量と同じくするのが好ましい。しかし、合成光学要素２９０Ｒ，２９０Ｇ，２９０Ｂが配置された空間によっては、それらを投写レンズ２７０と同じ量シフトさせるのが不可能な場合もあり、その場合には投写レンズ２７０の光軸のシフト量未満の可能な最大量をシフトさせるのがよい。
以上、本発明を詳細に説明してきたが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
偏光板や視野角補正フィルムの片面にレンズ要素又はプリズム要素を一体形成するには、それらの入射面又は出射面にレンズやプリズムを貼りつけたり、紫外線等の光を照射したり、熱を加えたりすることによって硬化する樹脂膜を薄く光入射面上に付けてもよい。また、倍率色収差補正用凸レンズの凸面や倍率色収差補正用凹レンズの凹面は、球面だけでなく非球面であってもよい。
さらに、上記実施形態においては、プロジェクタの電気光学装置として透過型液晶パネルを用いているが、電気光学装置はこれに限られない。例えば、マイクロミラーの角度で反射光を制御して光変調を行うマイクロミラーデバイスを用いても良い。すなわち、電気光学装置には、画像信号に応じて光を変調し画像を形成することのできる種々の装置を利用することができる。
【産業上の利用可能性】  本発明は、プロジェクションテレビ、映画上映、あるいはプレゼンテーションなどに用いられるプロジェクタに利用できる。
【符号の説明】
１００…照明光学系、
２１４…色光分離光学系、
２４０，２４２，２４４…フィールドレンズ、
２５０，２５２，２５４…液晶パネル、
２５１，２５３．２５５…偏光板、
２５６…倍率色収差補正用凸レンズ、
２５７…倍率色収差補正用凹レンズ、
２５６Ａ…倍率色収差補正用円柱状凸面、
２５６Ｂ…倍率色収差補正用プリズム形状凸面、
２５７Ｂ…倍率色収差補正用プリズム形状凹面、
２６０…クロスダイクロイックプリズム、
２７０…投写レンズ、
２８１，２８３．２８５…視野角補正フィルム、
２９０Ｒ，２９０Ｇ，２９０Ｂ…合成光学要素、
３００…投写スクリーン。
ＡＸ…システム光軸
【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９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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