(57)【要約】【課題】光源からの余分光による偏光変換素子の劣化を軽減する。【解決手段】照明光学系は、偏光分離膜と波長板を備え、光源１からの無偏光光を所定の偏光光に変換する偏光変換素子４を含む。偏光変換素子よりも光源側には、紫外域光を反射する第１のフィルタ１５と、紫外域光を吸収する第２のフィルタ１６を有する。以下の条件を満足する。  λＬ＜λＢ＜４４０ｎｍ  λ０＜λＣ＜λＢ＜４４０ｎｍ【選択図】  図１Ａ
2007212733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光分離膜と波長板を備え、光源からの無偏光光を所定の偏光光に変換する偏光変換素子を含む照明光学系であって、
前記偏光変換素子よりも光源側に配置され、紫外域光を反射する第１のフィルタと、紫外域光を吸収する第２のフィルタを有し、以下の条件を満足することを特徴とする照明光学系。
λＬ＜λＢ＜４４０ｎｍ
λ０＜λＣ＜λＢ＜４４０ｎｍ
但し、λ０は、４００ｎｍ以上４２０ｎｍ以下に存在する前記光源の輝線ピーク波長
λＬは、λ０と４４０ｎｍとの間の波長であって、４４０ｎｍに対してよりもλ０に対して近い波長、
λＢ，λＣはそれぞれ、前記第１および第２のフィルタのカット波長である。該カット波長は、該フィルタの紫外域光に対する透過率が波長の増加とともに５０％より低い側から高い側に変化する波長領域において、該透過率が５０％になる波長である。
【請求項２】
前記偏光変換素子によりも光源側に、紫外光を反射し、前記第１のフィルタとはカット波長が異なる第３のフィルタを有し、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の照明光学系。
λＬ＜λＡ＜λＢ＜４４０ｎｍ
λ０＜λＣ＜λＢ＜４４０ｎｍ
但し、λＡは、前記第３のフィルタのカット波長である。
【請求項３】
前記第３のフィルタは、紫外光および赤外光を反射するフィルタであることを特徴とする請求項２に記載の照明光学系。
【請求項４】
前記第２のフィルタが、他のフィルタよりも前記光源から最も遠い位置に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の照明光学系。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載の照明光学系と、
該照明光学系からの光を光変調素子に導き、該光変調素子からの光を投射する投射光学系とを有することを特徴とする光学系。
【請求項６】
請求項５に記載の光学系を用いて画像を投射することを特徴とする画像投射装置。
【請求項７】
請求項６に記載の画像投射装置と、
該画像投射装置に画像情報を供給する画像供給装置とを有することを特徴とする画像表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶プロジェクタ等の画像投影装置に用いられる照明光学系に関し、特に光源から偏光変換素子に至る光のうち紫外域光等の余分光を除去することができる照明光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像投射装置によってより明るい画像を投射するためには、光源の高輝度化や光束の高密度化が必要である。但し、これらに伴い、光源から発せられる紫外域光や赤外域光による装置内の光学部品の劣化が増加する。
【０００３】
このような光学部品の負担を軽減するために、特許文献１には、２枚のフィルタを用いて、紫外域や赤外域の余分光を除去する方法が開示されている。
【０００４】
具体的には、光源と液晶パネルの間（光源とダイクロイックミラーとの間）に、紫外域から可視域の一部に至る帯域の光および赤外域光を除去するＵＶＩＲフィルタが配置される。さらに、ＵＶＩＲフィルタと液晶パネル（青色光路上の液晶パネル）との間に紫外域から可視域の一部に至る帯域の光を除去するＵＶ吸収フィルタが配置される。
【０００５】
光源からの光のうち紫外域から可視域の一部に至る帯域の光および赤外域光は、ＵＶＩＲフィルタによって除去される。その後、ＵＶＩＲフィルタで除去されなかった紫外域光は、ＵＶ吸収フィルタによって除去される。これにより、ＵＶ吸収フィルタよりも後方に配置されている液晶パネル等の光学部品の劣化を軽減することができる。
【特許文献１】特開平０８−３１４０１２号公報（段落００１６〜００２２、図１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
反射型液晶パネルを用いたプロジェクタ等では、偏光状態による色分離や色合成が行われる。このため、光源からの光を色分解合成光学系に導く前に、偏光変換素子と称される光学部品を用いて、光源からの無偏光光を所定の直線偏光に揃えることが多い。偏光変換素子は、多層膜によって形成された偏光分離膜を有する偏光ビームスプリッタと１／２波長板とによって構成される。
【０００７】
しかしながら、光源の高輝度化に伴い、従来問題視されていなかった偏光変換素子の偏光分離膜の耐久性が問題となってきている。偏光変換素子は光源の近くに配置され、さらに光束分割および集光機能を有するレンズアレイとともに用いられることが多い。このため、偏光変換素子は、集光度が高く強い光にさらされることになり、その偏光分離膜が劣化し易い。
【０００８】
特に、光源として用いられている高圧水銀灯は、紫外域に隣接する４００〜４３０ｎｍの領域に輝線ピークを有しており、多くの紫外域光を放射する。
【０００９】
前述した特許文献１では、ＵＶＩＲフィルタとして反射型フィルタが用いられている。しかしながら、反射型フィルタは、何層もの膜を積層した構造を有するため、カット波長にばらつき（個体差）がある。この結果、光学部品への紫外域光や赤外域光の照射量にもばらつきが生じるという欠点がある。
【００１０】
本発明は、光源からの余分光による偏光変換素子の劣化を軽減することができるようにした照明光学系およびこれを用いた画像投射装置を提供することを目的の１つとしている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一側面としての照明光学系は、偏光分離膜と波長板を備え、光源からの無偏光光を所定の偏光光に変換する偏光変換素子を含む。偏光変換素子よりも光源側には、紫外域光を反射する第１のフィルタと、紫外域光を吸収する第２のフィルタを有する。そして、以下の条件を満足することを特徴とする。
【００１２】
λＬ＜λＢ＜４４０ｎｍ
λ０＜λＣ＜λＢ＜４４０ｎｍ
但し、λ０は、４００ｎｍ以上４２０ｎｍ以下に存在する光源の輝線ピーク波長であり、λＬは、λ０と４４０ｎｍとの間の波長であって、４４０ｎｍに対してよりもλ０に対して近い波長である。また、λＢ，λＣはそれぞれ、第１および第２のフィルタのカット波長である。ここで、カット波長は、該フィルタの紫外域光に対する透過率が波長の増加とともに５０％より低い側から高い側に変化する波長領域において、該透過率が５０％になる波長である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光源から偏光変換素子に入射する光に含まれる余分光を効果的に除去できるので、偏光変換素子の劣化を安定的に軽減することができる。この結果、より明るい画像を投射でき、しかも長期にわたって高い信頼性を維持できる画像投射装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１Ａには、本発明の実施例である液晶プロジェクタ（画像投射装置）の光学構成を示す。
【００１６】
図１Ａにおいて、１は高圧水銀灯等を発光管と該発光管からの光束を所定方向への平行光束に変換するリフレクタとにより構成される光源である。ここで、高圧水銀灯のスペクトルを図２に示す。図２に示すように、高圧水銀灯からの光は、４０７ｎｍ付近に輝線ピーク波長λ０を有する。
【００１７】
図１Ａにおいて、２，３は光源１からの光束を複数の光束に分割する第１レンズアレイおよび第２レンズアレイである。
【００１８】
４は光源１からの無偏光光を所定の偏光方向を有する直線偏光光に変換する偏光変換素子である。図１Ｂには、偏光変換素子４の構成例を示す。４ａは誘電体多層膜によって形成された偏光分離膜である。該偏光分離膜４ａは、Ｓ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過する特性を有する。４ｂは反射面である。偏光変換素子４における入射側の面のうち偏光分離膜４ａへの入射開口以外の部分には、遮光板４ｄが設けられている。また、射出側の面のうち偏光分離膜４ａを透過した光の射出開口には、１／２波長板４ｃが配置されている。これら偏光分離膜４ａ、反射板４ｂ、１／２波長板４ｃおよび遮光板４ｄによって偏光変換セルが構成され、該偏光変換セルが第２レンズアレイ３のレンズセル列に対応して配列されることにより、偏光変換素子４が構成される。
【００１９】
入射開口から入射した無偏光光のうちＳ偏光成分は、偏光分離膜４ａで反射した後、反射面４ｂで反射して偏光変換素子４から射出する。一方、入射開口から入射した無偏光光のうちＰ偏光成分は、偏光分離膜４ａを透過した後、１／２波長板４ｃによってその偏光方向が９０°回転されてＳ偏光として射出する。こうして、光源１（第２レンズアレイ３）からの無偏光光がすべてＳ偏光光に変換される。なお、偏光変換素子４を、無偏光光をＰ偏光光に変換するよう偏光分離膜４ａの特性を変えてもよい。
【００２０】
５は第１および第２レンズアレイ２，３で分割された各光束を光変調素子としての反射型液晶パネル７〜９上にて重ね合わせるコンデンサーレンズである。光源１からコンデンサーレンズ５までの光学素子によって照明光学系が構成される。
【００２１】
照明光学系からの光はダイクロイックミラーに入射する。ダイクロイックミラー６は、青（Ｂ：４３０〜５００ｎｍ）の光、赤（Ｒ：６００〜６５０ｎｍ）の光、緑（Ｇ：５００〜６００ｎｍ）の光のうち第１の光を反射し、他の第２および第３の光を透過する特性を有する。
【００２２】
１０，１１，１２はそれぞれ偏光分離膜を有する第１、第２および第３偏光ビームスプリッタである。なお、以下に説明する各偏光ビームスプリッタでの色分離および色合成は、光の偏光方向に応じた偏光分離膜での反射作用と透過作用によって行われる。また、第２偏光ビームスプリッタ１１にこのような色分離および色合成を行わせるために、第２偏光ビームスプリッタ１１における光源側と投射レンズ側とにはそれぞれ、特定色の光の偏光方向を９０度回転させる色選択性位相差板（図示せず）が配置されている。但し、以下の説明では、偏光方向についての説明は省略する。第１、第２および第３偏光ビームスプリッタ１０，１１，１２および上記色選択性位相差板等によって色分解合成光学系が構成される。
【００２３】
第１の光は第１偏光ビームスプリッタ１０の偏光分離膜を透過し、反射型液晶パネル７に入射する。ここで、本実施例のプロジェクタに搭載されている液晶駆動回路２０には、パーソナルコンピュータ、ＤＶＤプレーヤ、テレビチューナ等の画像供給装置３０が接続されている。液晶駆動回路２０は、画像供給装置３０から入力された画像（映像）情報に基づいて各反射型液晶パネルを駆動し、これらに各色用の原画を形成させる。これにより、各反射型液晶パネルに入射した光は、反射されるとともに原画に応じて変調（画像変調）される。
【００２４】
反射型液晶パネル７によって反射および画像変調された第１の光は、再び第１偏光ビームスプリッタ１０に入射する。そして、第１偏光ビームスプリッタ１０の偏光分離膜で反射し、第３偏光ビームスプリッタ１２に入射する。該第１の光は、第３偏光ビームスプリッタ１２の偏光分離膜で反射されて投射レンズ１３に向かう。
【００２５】
一方、ダイクロイックミラー６を透過した第２の光は第２偏光ビームスプリッタ１１の偏光分離膜で反射し、反射型液晶パネル８によって反射および画像変調されて再び第２偏光ビームスプリッタ１１に入射する。そして、第２偏光ビームスプリッタ１１の偏光分離膜を透過し、第３偏光ビームスプリッタ１２に入射する。該第２の光は、第３偏光ビームスプリッタ１２の偏光分離膜を透過して投射レンズ１３に向かう。
【００２６】
また、ダイクロイックミラー６を透過した第３の光は第２偏光ビームスプリッタ１１の偏光分離膜を透過し、反射型液晶パネル９によって反射および画像変調されて再び第２偏光ビームスプリッタ１１に入射する。ここで、前述の第３の光は、不図示の色選択性位相差板（特開２００２−３５７７０８号公報のリターダスタック）によって第３光のみの偏光方向を９０度回された状態で第２偏光ビームスプリッタ１１に入射する。そして、第２偏光ビームスプリッタ１１の偏光分離膜で反射して、第３偏光ビームスプリッタ１２に入射する。該第３の光は、第３偏光ビームスプリッタ１２の偏光分離膜を透過して投射レンズ１３に向かう。ここで、第２偏光ビームスプリッタから出射した第３の光は、不図示の色選択性位相差板（特開２００２−３５７７０８号公報のリターダスタック）によって第３光のみの偏光方向を９０度回された状態で第３偏光ビームスプリッタ１１に入射する。
【００２７】
第３偏光ビームスプリッタ１３で色合成された第１から第３の光（カラー画像）は、投射レンズ１３によって不図示のスクリーン等の被投射面に投射される。
【００２８】
以上のように構成されるプロジェクタにおいて、照明光学系のうち光源１と偏光変換素子４との間には、フィルタＡ１４とフィルタＢ１５とフィルタＣ１６とが、光源側からこの順で配置されている。
【００２９】
フィルタＡ（第３のフィルタ）１４は、第１レンズアレイ２における光源側とは反対側（偏光変換素子側）の面に蒸着されている。該フィルタＡ１４は、図３に示すようなＵＶＩＲ反射特性を有し、プロジェクタにおいて投射光として有効に使用することができない余分な紫外域光および赤外域光を大まかに除去する働きを有する。
【００３０】
フィルタＢ（第１のフィルタ）１５は、後述するフィルタＣの光源側の面に蒸着されている。該フィルタＢ１５は、ＵＶ反射特性を有し、青色の短波長側の波長を決める働きを有する。
【００３１】
フィルタＣ（第２のフィルタ）１６は、ＵＶ吸収特性を有するガラスにより構成された吸収フィルタである。該フィルタＣ１６は、偏光変換素子４よりも光源側に配置され、除去目的の余分光を少ない誤差で除去する。
【００３２】
これら３つのフィルタの光学的特性について、以下にさらに詳しく説明する。
【００３３】
フィルタＡ１４は、反射型フィルタであり、光源１からの光に含まれる紫外域から可視域の一部に至る帯域の光（以下、これをまとめてＵＶ光という）および赤外光域（以下、ＩＲ光という）のうち、投射光として有効に使用できない余分光の一部を除去する。フィルタＡ１４は、図４に曲線Ａで示す透過率特性を有し、カット波長λＡは４２０ｎｍである。カット波長とは、該フィルタのＵＶ光に対する透過率が波長の増加とともに実質的０％（５０％より低い側）から実質的１００％（５０％より高い側）に変化する波長領域において、該透過率が５０％になる波長である。このことは、他のフィルタについても同じである。
【００３４】
フィルタＡ１４は、１つのフィルタにおいてＵＶ光とＩＲ光の除去特性を併せ持つように設計されている。このため、図４に示すように、カット波長λＡのばらつきが図中Ａ′，Ａ″のように約±５ｎｍと大きい。しかも、図中の領域Ｐで示す５ｎｍの範囲では、曲線Ａで示す透過率の変化が３．５％となだらかである。
【００３５】
フィルタＢ１５は、青色の短波長側の波長を決めるフィルタであり、反射型フィルタである。該フィルタＢ１５は、図５に曲線Ｂで示す透過率特性を有し、カット波長λＢは４２６ｎｍである。フィルタＢ１５として、ＵＶ光の除去にのみ特化した反射型フィルタを用いることで、フィルタＡ１４よりも波長のばらつきが少なく、図５中にＢ′，Ｂ″で示すように±３ｎｍ程度である。また、透過率が実質的０％から実質的１００％へと変化する領域の波長範囲がｄＢ＝１５ｎｍと、図４に示すフィルタＡ１４のｄＡ＝２５ｎｍよりも狭い。すなわち、フィルタＢ１５は、フィルタＡ１４に比べて、透過率変化が急峻である特性を有するため、色を決めるフィルタとして適している。
【００３６】
フィルタＣ１６はフィルタＡ１４およびフィルタＢ１５で除去しきれなかった余分光を除去する吸収型のフィルタであり、カット波長λＣは４１８ｎｍである。フィルタＣ１６は、図６に曲線Ｃで示す透過率特性を有する。フィルタＣ１６は、吸収ガラスを用いて形成されており、その透過率特性はガラス基板の厚さで決まるため、他のフィルタのようにカット波長の大きなばらつきがない。このため、意図した波長帯の余分光を確実に除去することができる。
【００３７】
次に、各フィルタの特性のばらつきによる影響について説明する。フィルタＢ１５の設計中心波長のフィルタ特性（透過率特性）を、図７に曲線Ｂで示す。λ０＝４０７ｎｍ付近の透過率は約０．０２％と低く抑えられている。
【００３８】
また、カット波長λＢが短波長方向に５ｎｍシフトしたときのフィルタＢ１５の特性を、図７に曲線Ｂ′で示す。λ０＝４０７ｎｍ付近の透過率は約０．０４％となり、設計中心波長のフィルタ特性に対して約２倍の漏れ光が発生することが分かる。
【００３９】
図示はしていないが、フィルタＡ１４の透過率も、カット波長λＡの短波長側へのシフトによって、フィルタＢ１５と同様に増加する。紫外域から可視域の一部に至る波長域の余分光が最大になる場合は、フィルタＡ１４，Ｂ１５のカット波長λＡ，λＢが、設計中心値よりも短波長側に大きくシフトしてしまった場合である。具体的には、図８および図９に示すように、フィルタＡ１４，Ｂ１５のカット波長λＡ，λＢが、それぞれのフィルタの設計中心値に対して短波長側にシフトした曲線Ａ′、曲線Ｂ′で示す特性関係になっている状態である。なお、図９は、図８における領域Ｈ付近を拡大して示したものである。本実施例では、フィルタＣ１６として吸収ガラスを用いているため、フィルタＡ，Ｂのカット波長が短波長側にシフトした場合でも、図９に曲線Ｃで示すように、フィルタＣ１６には、膜特性のばらつきによるカット波長のシフトは生じない。したがって、フィルタＡ，Ｂの特性が曲線Ａ′，Ｂ′のようにシフトして、フィルタＡ，Ｂを透過するλ０＝４０７ｎｍ付近の余分光（漏れ光）が増加しても、フィルタＣで確実に該漏れ光を除去することができる。
【００４０】
図１０には、実際にＵＶ反射フィルタＢ１５のカット波長が短波長側にシフトしたときのＵＶ吸収フィルタＣ１６の効果を示す。図中の曲線Ｄは、ＵＶ吸収フィルタＣ１６を用いない場合の漏れ光の量を、曲線Ｅは、ＵＶ吸収フィルタＣ１６を用いた場合の漏れ光の量を示している。λ０＝４０７ｎｍで比較すると、曲線Ｄでは０．０５％の透過率に対して、曲線Ｅでは０．０００２％となり、漏れ光が大幅に低減されている。
【００４１】
次に、各フィルタのカット波長の関係について説明する。
【００４２】
ＵＶＩＲ反射フィルタＡのカット波長λＡ＝４２０ｎｍは、高圧水銀灯の輝線ピーク波長λ０＝４０７ｎｍから４４０ｎｍまでの幅＝３３ｎｍのほぼ１／４（≒８ｎｍ）だけλ０から長波長側にシフトした波長λＬ＝４１５ｎｍよりも長波長側に設定する。これにより、λ０におけるＵＶＩＲ反射フィルタＡの透過率は、λＡ＝４２０ｎｍのときに２％以下、λＡ＝４１５ｎｍのときに６％以下となり、漏れ光の量を設計値に対して３倍程度まで抑えることができる。
【００４３】
また、ＵＶＩＲ反射フィルタＡのカット波長λＡ＝４２０ｎｍは、青色の短波長側の波長を決めているＵＶ反射フィルタＢのカット波長λＢ＝４２６ｎｍよりも短波長側に設定する。これは、ＵＶＩＲ反射フィルタＡが複数層の膜を積層した構造であるために、ＵＶ反射フィルタＢに対して透過率変化がなだらかな特性を有することに起因する。すなわち、両反射フィルタのカット波長を同じに設定した場合には、ＵＶ反射フィルタＢに比べて４４０ｎｍ付近でのＵＶＩＲ反射フィルタＡの透過率が低くなってしまうためである。
【００４４】
例えば、図１１に示すように、曲線Ｂ″の特性を有するＵＶ反射フィルタＢの、カット波長λＢ＝４２６ｎｍの条件での４３３ｎｍにおける透過率は９８．５％である。これに対し、曲線Ａ″′の特性を有するＵＶＩＲ反射フィルタＡの、カット波長λＡ＝４２６ｎｍでの４３３ｎｍにおける透過率は９１％と大きく低下する。なお、図１１は、図８の領域Ｉに相当する領域を拡大して示したものである。
【００４５】
また、ＵＶ反射フィルタＢのカット波長λＢ＝４２６ｎｍは、４４０ｎｍより短波長側に設定する。これは、λＢが４４０ｎｍ以上になると、青色を決めるために大きく関与する４４０ｎｍでの透過率が５０％以下に低下してしまうためである。
【００４６】
ＵＶ吸収フィルタＣのカット波長λＣ＝４１８ｎｍは、高圧水銀灯が持つ輝線のピーク波長λ０＝４０７ｎｍと、プロジェクタにおいて青色の短波長側の波長を決めているＵＶ反射フィルタＢのカット波長λＢ＝４２６ｎｍとの間に設定する。これは、ＵＶ吸収フィルタＣのカット波長λＣ＝４１８ｎｍを輝線ピーク波長λ０＝４０７ｎｍよりも短波長側に設定すると、該フィルタＣのλ０＝４０７ｎｍでの透過率が５０％以上となり、余分光である輝線の漏れ光を５０％以下しか除去できないためである。
【００４７】
また、ＵＶ吸収フィルタＣのカット波長λＣ＝４１８ｎｍをＵＶ反射フィルタＢのカット波長λＢ＝４２６ｎｍよりも長波長側に設定した場合は以下の理由により好ましくない。図１１から分かるように、曲線Ｂ″の特性を有するＵＶ反射フィルタＢの、カット波長λＢ＝４２６ｎｍの条件での４３３ｎｍにおける透過率は９８．５％である。これに対し、曲線Ｃ″′の特性を有するＵＶ吸収フィルタＣの、カット波長λＣ＝４２６ｎｍの条件での４３３ｎｍにおける透過率は９４％と大きく低下する。これでは、４３０ｎｍ付近での透過率を十分に確保することができない。
【００４８】
以上の説明をまとめると、以下のような条件を得ることができる。
【００４９】
条件１．
ＵＶＩＲ反射フィルタＡ１４のカット波長λＡは、４００〜４２０ｎｍ付近に存在する光源である高圧水銀灯の輝線のピーク波長λ０に対して、４４０ｎｍに対してよりも近い波長に設定する。より具体的には、波長λ０から４４０ｎｍまでの幅のほぼ１／４だけλ０から長波長にシフトした波長λＬよりも長波長側に設定する。これによりλ０における透過率を抑えることができる。
【００５０】
条件２．
ＵＶＩＲ反射フィルタＡ１４のカット波長λＡは、プロジェクタにおける青色の短波長側を決めているＵＶ反射フィルタＢ１５のカット波長λＢよりも短波長側に設定する。これは、フィルタＡ１４はフィルタＢ１５に対してなだらかな透過特性を持ち、両フィルタのカット波長を同じにした場合にフィルタＡ１４の４３０ｎｍ付近の透過率がフィルタＢ１５に比べて低くなるので、これを回避するためである。
【００５１】
条件３．
ＵＶ反射フィルタＢ１５のカット波長λＢは、４４０ｎｍより短波長側に設定する。これは、カット波長λＢが４４０ｎｍ以上になったときに、４４０ｎｍにおける透過率が５０％以下に低下することを回避するためである。
【００５２】
条件４．
ＵＶ吸収フィルタＣ１６のカット波長λＣは、光源である高圧水銀灯が４００〜４２０ｎｍ付近に持つ輝線のピーク波長λ０とプロジェクタの青色の短波長側を決めているＵＶ反射フィルタＢ１５のカット波長λＢとの間に設定する。これは、フィルタＣ１６のカット波長λＣをλ０より短波長側に設定すると、λ０における透過率が５０％以上となり、余分光である輝線の漏れ光を５０％以下しか除去することができないので、これを回避するためである。さらに、フィルタＣ１５のカット波長λＣをフィルタＢ１５のカット波長λＢより長波長側に設定すると、４３０ｎｍ付近での透過率を十分に確保することができないので、十分な透過率を確保するためである。
【００５３】
そして、これらの条件をもとに、以下のような条件式を導くことができる。
【００５４】
ＵＶＩＲフィルタＡ１４のカット波長：λＡ
ＵＶ反射フィルタＢ１５のカット波長：λＢ
ＵＶ吸収フィルタＣ１６のカット波長：λＣ
４００ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長領域（例えば、高圧水銀灯では４０７ｎｍ付近）に存在する光源の輝線ピーク波長：λ０
λ０と４４０ｎｍとの間の波長であって、４４０ｎｍに対してよりもλ０に対して近い（λ０と４４０ｎｍの幅若しくは間隔のほぼ１／４だけλ０より長波長側にある）波長：λＬ
とするとき、
λＬ＜λＡ＜λＢ＜４４０ｎｍ  …（１）
λ０＜λＣ＜λＢ＜４４０ｎｍ  …（２）
【００５５】
以上の条件を満たすことで、使用する青色光の損失を少なくしつつ、偏光変換素子４に入射する余分光を安定的に、すなわちばらつきなく低減させることができる。この結果、偏光変換素子、さらにはそれ以降の光学部品の劣化を抑え、長期間にわたって信頼性の高いプロジェクタを実現することができる。
【００５６】
さらに以下の条件も満たすことが望ましい。
【００５７】
条件５．
ＵＶ吸収フィルタＣ１６は、除去すべき波長のエネルギーを該フィルタ自体が吸収して除去するため、反射型フィルタと比較して透過率の劣化や破損が生じやすい。このため、特に、超高輝度タイプのプロジェクタにおいては、上記３つのフィルタＡ１４，Ｂ１５，Ｃ１６のうちフィルタＣ１６を光源から最も遠い位置、言い換えれば偏光変換素子４に最も近い位置に配置するとよい。これにより、吸収フィルタＣ１６自体の劣化を少なくすることができ、さらに信頼性の高いプロジェクタを実現することができる。他の２つのフィルタＡ１４，Ｂ１５の順序はこの順でもよいし、逆の順序でもよい。
【００５８】
上記実施例では、ＵＶＩＲ反射フィルタＡ１４、ＵＶ反射フィルタＢ１５およびＵＶ吸収フィルタＣ１６の３つを使用する場合について説明した。しかし、ＩＲ光除去のためのフィルタが独立して設けられていたりＵＶ吸収フィルタＣ１６の熱負担が問題とならなかったりするような場合は以下の条件式を満足するようにしてもよい。
【００５９】
λＬ＜λＢ＜４４０ｎｍ        …（１）′
λ０＜λＣ＜λＢ＜４４０ｎｍ  …（２）
の条件下でフィルタＢ，Ｃのカット波長λＢ，λＣを設定してもよい。
【００６０】
以上説明した実施例において説明した具体的なカット波長やフィルタ特性は例にすぎず、本発明はこれらに限定されない。
【００６１】
また、本発明において、プロジェクタにおける偏光変換素子以降の光学構成は、図１Ａに示したものに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１Ａ】本発明の実施例である液晶プロジェクタの光学構成図。
【図１Ｂ】実施例のプロジェクタの照明光学系に用いられる偏光変換素子の概略構成図。
【図２】実施例のプロジェクタの光源である高圧水銀灯の発光スペクトルを示す図。
【図３】実施例におけるＵＶＩＲ反射フィルタの光学特性図。
【図４】実施例におけるＵＶＩＲ反射フィルタの光学特性図。
【図５】実施例におけるＵＶ反射フィルタの光学特性図。
【図６】実施例におけるＵＶ吸収フィルタの光学特性図。
【図７】実施例におけるＵＶ反射フィルタのカット波長のばらつきによる透過率変化の様子を示す図。
【図８】実施例における各フィルタの特性のばらつきを示す図。
【図９】実施例における各フィルタの特性のばらつきを示す図。
【図１０】実施例におけるＵＶ反射フィルタのカット波長が短波長側にシフトしたときのＵＶ吸収フィルタの効果を示す図。
【図１１】実施例における各フィルタのカット波長が最も長波長側に設定されたときの透過率を示す図。
【符号の説明】
【００６３】
１  光源
２，３  第一、第二のアレイレンズ
４  偏光変換素子
５  コンデンサーレンズ
６  ダイクロイックミラー
７，８，９  反射型液晶パネル
１０，１１，１２  偏光ビームスプリッタ
１３  投射レンズ
Ａ，Ａ′，Ａ″，Ａ″′フィルタＡの光学特性曲線
Ｂ，Ｂ′，Ｂ″  フィルタＢの光学特性曲線
Ｃ，Ｃ′，Ｃ″，Ｃ″′フィルタＣの光学特性曲線
Ｄ，Ｅ  漏れ光特性曲線
【図１Ｂ】
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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１０】
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【図１１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図８】
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【図９】
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