(57)【要約】【課題】黒浮きを軽減して投影画像のコントラスト比を向上できるプロジェクタを提供する。【解決手段】プロジェクタ１は、光源装置と、光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置と、光学像を拡大投射する投射光学装置５０と、光変調装置および投射光学装置５０の光路間に配設され光変調装置から射出された光束のうち所定の偏光方向を有する光束のみを透過する射出側偏光素子と、射出側偏光素子の光路後段側に配設される第１の透光性基板５とを備える。第１の透光性基板５は、入射光束の少なくとも一部がブリュースター角θｂで入射するように、投射光学装置５０から拡大投射される光束の中心軸Ａｘに直交する平面Ｓに対して傾斜して配設されている。【選択図】図３
2007241127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源装置と、前記光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置と、前記光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、
前記光変調装置および前記投射光学装置の光路間に配設され前記光変調装置から射出された光束のうち所定の偏光方向を有する光束のみを透過する射出側偏光素子と、前記射出側偏光素子の光路後段側に配設される第１の透光性基板とを備え、
前記第１の透光性基板は、光束入射側端面に対して入射光束の少なくとも一部がブリュースター角で入射するように配設されてい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、
前記第１の透光性基板は、前記投射光学装置の光路後段側に配設されていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のプロジェクタにおいて、
前記第１の透光性基板は、光束入射側端面が平面形状を有し、前記光束入射側端面に対して前記光学像の略中心位置の光束がブリュースター角で入射するように、前記投射光学装置から拡大投射される光束の中心軸に直交する平面に対して前記光束入射側端面が傾斜して配設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から請求項３のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記第１の透光性基板は、光束入射側端面が平面形状を有し、前記光束入射側端面に対して入射光束の少なくとも一部がブリュースター角で入射するように前記投射光学装置から拡大投射される光束の中心軸と直交する平面に対して前記光束入射側端面が傾斜して配設され、
前記第１の透光性基板の光路後段側に配設される第２の透光性基板を備え、
前記第１の透光性基板および前記第２の透光性基板は、前記投射光学装置の光路後段側に配設され、
前記第２の透光性基板は、光束入射側端面が平面形状を有し、前記第１の透光性基板の光束入射側端面の傾斜方向と逆方向の傾斜方向に前記第２の透光性基板の光束入射側端面が傾斜して配設されていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項５】
請求項４に記載のプロジェクタにおいて、
前記第１の透光性基板および前記第２の透光性基板は、光束入射側端面および光束射出側端面が略平行する形状をそれぞれ有し、
前記投射光学装置から拡大投射される光束の中心軸に直交する平面に対する前記第２の透光性基板の光束入射側端面の傾斜角度φは、
前記投射光学装置から拡大投射される光束の投影角度の最大値をαmaxとし、
前記平面に対する前記第１の透光性基板の光束入射側端面の傾斜角度をθとした場合に、
φ＝θ＋αmax
の関係を満たすように設定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または請求項５に記載のプロジェクタにおいて、
前記第２の透光性基板は、光束入射側端面および光束射出側端面が略平行する形状を有していることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項７】
請求項１または請求項２に記載のプロジェクタにおいて、
前記第１の透光性基板は、光束入射側端面が所定の曲率を有する曲面形状で形成され、前記光束入射側端面に対して全ての入射光束がブリュースター角で入射するように配設されていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記第１の透光性基板は、光束入射側端面および光束射出側端面が略平行する形状を有していることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記光変調装置および前記射出側偏光素子は、色光毎にそれぞれ設けられ、
前記色光毎の光変調装置および射出側偏光素子を介した色光毎の光学像を合成して画像光を形成する色合成光学装置を備え、
前記第１の透光性基板は、前記投射光学装置の光路後段側に配設されていることを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、会議、学会、展示会等でのプレゼンテーションにプロジェクタを用いることが知られている。このようなプロジェクタは、その内部に複数の光学部品を収容し、これらの光学部品を用いることにより、光源から射出された光束を変調した後に拡大投射して投影画像を形成している。
このような光学部品としては、光源から射出された光束を変調する光変調装置と、この光変調装置を挟むように配置される入射側偏光板および射出側偏光板（射出側偏光素子）等が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
ここで、入射側偏光板は、光変調装置に入射する偏光方向を制御するものであり、入射した光束のうち所定の偏光方向を有する直線偏光光束のみを透過させる。また、射出側偏光素子は、入射側偏光板における光束を透過させる透過軸と略直交する透過軸を有し、入射した光束のうち前記所定の偏光方向に略直交する直線偏光光束のみを透過させる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１２１８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、黒画像を実現するために光変調装置を駆動制御し、光変調装置にて入射側偏光板から射出される光束の偏光方向を変調せずにそのまま射出させた場合であっても、射出側偏光素子の特性により、光変調装置から射出された光束の一部が射出側偏光素子を透過してしまう。このような場合には、投影画像を完全に黒表示にすることができず、いわゆる黒浮きと呼ばれる現象が生じ投影画像のコントラスト比が低下してしまう。
【０００５】
本発明の目的は、黒浮きを軽減して投影画像のコントラスト比を向上できるプロジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のプロジェクタは、光源装置と、前記光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置と、前記光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、前記光変調装置および前記投射光学装置の光路間に配設され前記光変調装置から射出された光束のうち所定の偏光方向を有する光束のみを透過する射出側偏光素子と、前記射出側偏光素子の光路後段側に配設される第１の透光性基板とを備え、前記第１の透光性基板は、光束入射側端面に対して入射光束の少なくとも一部がブリュースター角で入射するように配設されていることを特徴とする。
ここで、第１の透光性基板としては、光束入射側端面が平面状となる構成に限らず、曲面状となる構成としても構わない。
また、第１の透光性基板としては、光束入射側端面および光束射出側端面が略平行する形状に限らず、光束入射側端面および光束射出側端面が平行しない形状としても構わない。
【０００７】
本発明では、プロジェクタは、射出側偏光素子の光路後段側に、光束入射側端面に対して入射光束の少なくとも一部がブリュースター角で入射するように配設される第１の透光性基板を備える。そして、例えば、射出側偏光素子における光束を透過する透過軸に略直交する直線偏光成分がＳ偏光光束として第１の透光性基板の光束入射側端面に入射するように、第１の透光性基板を配設しておく。このように構成すれば、黒画像を実現するために光変調装置を駆動制御し、射出側偏光素子の特性により、光変調装置から射出された光束（Ｓ偏光光束）の一部が射出側偏光素子を透過した場合であっても、光束入射側端面に対して入射光束の少なくとも一部がブリュースター角で入射するように第１の透光性基板が配設されているので、前記光束の一部を第１の透光性基板にて反射させ、スクリーン上に到達することを抑制できる。このため、黒浮きを軽減し、投影画像のコントラスト比を向上できる。
また、上述したように構成した場合には、黒以外の他の階調を実現するために光変調装置を駆動制御し、光変調装置から射出され射出側偏光素子を透過した光束、すなわち、射出側偏光素子における光束を透過する透過軸に平行する直線偏光成分は、Ｐ偏光光束として第１の透光性基板の光束入射側端面に入射されるため、第１の透光性基板にて反射されることなくスクリーン上に到達させることができ、投影画像を良好に維持できる。
【０００８】
本発明のプロジェクタでは、前記第１の透光性基板は、前記投射光学装置の光路後段側に配設されていることが好ましい。
ところで、最近では、プロジェクタの小型化が促進され、光変調装置、射出側偏光素子、および投射光学装置等の光学部品が密集した状態で配設されている。このため、射出側偏光素子および投射光学装置の光路間に第１の透光性基板を配設する場合には、第１の透光性基板のレイアウトが難しい。
本発明によれば、第１の透光性基板が投射光学装置の光路後段側に配設されているので、プロジェクタの小型化が促進され光学部品が密集した状態で配設されていても、第１の透光性基板のレイアウトを容易とするとともに、第１の透光性基板の形状や大きさを気にすることなく第１の透光性基板の設計の自由度を向上できる。
【０００９】
本発明のプロジェクタでは、前記第１の透光性基板は、光束入射側端面が平面形状を有し、前記光束入射側端面に対して前記光学像の略中心位置の光束がブリュースター角で入射するように、前記投射光学装置から拡大投射される光束の中心軸に直交する平面に対して前記光束入射側端面が傾斜して配設されていることが好ましい。
ところで、第１の透光性基板における光束入射側端面を平面形状とする。また、第１の透光性基板への入射光束がある拡がりをもっている、すなわち、第１の透光性基板への入射角が第１の透光性基板の光束入射側端面上の位置によって異なっている。以上の場合には、第１の透光性基板の光束入射側端面における所定位置に入射する光束のみがブリュースター角で入射し、その他の光束がブリュースター角から外れた入射角で入射することとなる。このため、第１の透光性基板の光束入射側端面上で位置によって反射率が異なることとなり、投影画像において、位置によって黒浮きの軽減度合いが異なるものとなったり、照度ムラや色ムラが生じやすい。
【００１０】
本発明では、第１の透光性基板は、光束入射側端面が平面形状を有する。また、第１の透光性基板は、光束入射側端面に対して光学像の略中心位置の光束がブリュースター角で入射するように配設されている。このような構成では、第１の透光性基板への入射光束がある拡がりをもっている、すなわち、第１の透光性基板への入射角が第１の透光性基板の光束入射側端面上の位置によって異なっている場合、第１の透光性基板の光束入射側端面上に画像光の中心位置の光束がブリュースター角で入射し、その他の光束がブリュースター角から外れた入射角で入射することとなる。このため、観賞者に目に付き易い投影画像における略中心領域の黒浮きの軽減度合いを略均一化することができ、投影画像における位置によって黒浮きの軽減度合いが異なることを観賞者に認識されにくくなる。また、投影画像における略中心領域の照度を略均一化することができ、投影画像における照度ムラや色ムラを観賞者に認識されにくくなる。したがって、観賞者に投影画像を良好に観賞させることができる。
【００１１】
本発明のプロジェクタでは、前記第１の透光性基板は、光束入射側端面が平面形状を有し、前記光束入射側端面に対して入射光束の少なくとも一部がブリュースター角で入射するように前記投射光学装置から拡大投射される光束の中心軸と直交する平面に対して前記光束入射側端面が傾斜して配設され、前記第１の透光性基板の光路後段側に配設される第２の透光性基板を備え、前記第１の透光性基板および前記第２の透光性基板は、前記投射光学装置の光路後段側に配設され、前記第２の透光性基板は、光束入射側端面が平面形状を有し、前記第１の透光性基板の光束入射側端面の傾斜方向と逆方向の傾斜方向に前記第２の透光性基板の光束入射側端面が傾斜して配設されていることが好ましい。
ここで、第２の透光性基板としては、第１の透光性基板と同一の形状、同一の材料で構成してもよく、第１の透光性基板と異なる形状、異なる材料で構成してもよい。また、第２の透光性基板としては、光束入射側端面および光束射出側端面が略平行する形状に限らず、光束入射側端面および光束射出側端面が平行しない形状としても構わない。
【００１２】
ところで、第１の透光性基板における光束入射側端面を平面形状とした場合には、投射光学装置が所定の範囲を有する投影角度（投射光学装置から拡大投射される光束の中心軸と投射光学装置を介した光束とのなす角度）で光束を拡大投射するため、第１の透光性基板への入射角が第１の透光性基板の光束入射側端面上の位置によって異なるものとなる。これらのことにより、第１の透光性基板の光束入射側端面上の所定位置に入射する光束のみがブリュースター角で入射し、その他の光束がブリュースター角から外れた入射角で入射することとなる。このため、第１の透光性基板の光束入射側端面上で位置によって反射率が異なることとなり、投影画像において、投射光学装置における投影角度に応じて、位置によって黒浮きの軽減度合いが異なるものとなったり、照度ムラや色ムラが生じやすい。
【００１３】
本発明では、透光性基板の反射率特性であるブリュースター角付近での入射角と反射率との相関関係を利用して、第１の透光性基板の光路後段側に、第１の透光性基板の光束入射側端面の傾斜方向と逆方向の傾斜方向に光束入射側端面を傾斜させて第２の透光性基板を配設したものである。具体的に、第２の透光性基板の光束入射側端面を第１の透光性基板の光束入射側端面の傾斜方向と逆方向の傾斜方向に傾斜させて配設しておけば、第１の透光性基板への入射角が大きくなるにしたがって、第１の透光性基板を介して第２の透光性基板に入射する光束の入射角が小さくなる。すなわち、例えば、第１の透光性基板においてブリュースター角付近での入射角とＳ偏光光束の反射率とに正の相関関係があった場合には、第１の透光性基板への入射角が大きくなるにしたがって第１の透光性基板を介して第２の透光性基板に入射する光束の入射角が小さくなるため、第２の透光性基板においては、第１の透光性基板への入射角と第２の透光性基板のＳ偏光光束の反射率とに負の相関関係が生成されることとなる。また、第１の透光性基板において入射角とＰ偏光光束の反射率とに負の相関関係があった場合には、第２の透光性基板においては、第１の透光性基板の入射角と第２の透光性基板のＰ偏光光束の反射率とに正の相関関係が生成される。このため、第２の透光性基板にて第１の透光性基板を介した光束を反射することで、第１の透光性基板における投射光学装置の投影角度に応じた入射角と反射率との正や負の相関関係をならし、投射光学装置の投影角度に依存することなく、投影画像全領域における黒浮きの軽減度合いを略一様にすることができるとともに、投影画像の照度ムラや色ムラを軽減できる。
また、第１の透光性基板および第２の透光性基板の双方においてＳ偏光光束を反射することで、Ｓ偏光光束の反射率が増加し、黒浮きをより軽減して投影画像のコントラスト比をより向上できる。
【００１４】
本発明のプロジェクタでは、前記第１の透光性基板および前記第２の透光性基板は、光束入射側端面および光束射出側端面が略平行する形状をそれぞれ有し、前記投射光学装置から拡大投射される光束の中心軸に直交する平面に対する前記第２の透光性基板の光束入射側端面の傾斜角度φは、前記投射光学装置から拡大投射される光束の投影角度の最大値をαmaxとし、前記平面に対する前記第１の透光性基板の光束入射側端面の傾斜角度をθとした場合に、以下の式（１）の関係を満たすように設定されていることが好ましい。
【００１５】
φ＝θ＋αmax・・・・・・（１）
【００１６】
本発明によれば、第２の透光性基板の傾斜角度φが上記式（１）を満たすように設定されているので、第１の透光性基板を介した光束は、以下に示すような入射角で第２の透光性基板に入射することとなる。
ここで、例えば、所定の範囲を有する投影角度の最小値をαminとし、投影角度の中間値をαmidとし、投影角度の最大値をαmaxとする。また、投影角度αminで進む光束が第１の透光性基板の光束入射側端面に入射する入射角をβminとし、投影角度αmidで進む光束が第１の透光性基板の光束入射側端面に入射する入射角をβmidとし、投影角度αmaxで進む光束が第１の透光性基板の光束入射側端面に入射する入射角をβmaxとする。
【００１７】
上述した場合には、投影角度αminで進み第１の透光性基板を介して第２の透光性基板の光束入射側端面に入射する光束の入射角は、投影角度αmaxで進む光束が第１の透光性基板の光束入射側端面に入射する入射角βmaxと略同一となる。また、投影角度αmidで進み第１の透光性基板を介して第２の透光性基板の光束入射側端面に入射する光束の入射角は、投影角度αmidで進む光束が第１の透光性基板の光束入射側端面に入射する入射角βmidと略同一となる。さらに、投影角度αmaxで進み第１の透光性基板を介して第２の透光性基板の光束入射側端面に入射する光束の入射角は、投影角度αminで進む光束が第１の透光性基板の光束入射側端面に入射する入射角βminと略同一となる。
【００１８】
すなわち、投影角度の範囲内において、投影角度αmidを基準として、投影角度および第１の透光性基板の反射率の相関関係を示す勾配と、投影角度および第２の透光性基板の反射率の相関関係を示す勾配との正負が逆となる。
したがって、例えば、第２の透光性基板の傾斜角度φが上記式（１）を満たさないように設定されている場合と比較して、第２の透光性基板にて第１の透光性基板を介した光束を反射することで、第１の透光性基板における投射光学装置の投影角度に応じた入射角と反射率との正や負の相関関係を示す勾配を０に近付け、投射光学装置の投影角度に依存することなく投影画像全領域における黒浮きの軽減度合いをより一様にすることができるとともに、投影画像における照度ムラや色ムラをより軽減できる。
【００１９】
本発明のプロジェクタでは、前記第２の透光性基板は、光束入射側端面および光束射出側端面が略平行する形状を有していることが好ましい。
本発明によれば、第２の透光性基板が上述した形状で構成されているので、第２の透光性基板において、光束入射側端面でのＳ偏光光束の反射状態（反射率）と光束射出側端面（第２の透光性基板と第２の透光性基板の光路後段側の空気層との界面）でのＳ偏光光束の反射状態（反射率）とを略同一に設定でき、第２の透光性基板全体でのＳ偏光光束の反射率を増加させ、黒浮きをより軽減し、投影画像のコントラスト比をより向上できる。
【００２０】
本発明のプロジェクタでは、前記第１の透光性基板は、光束入射側端面が所定の曲率を有する曲面形状で形成され、前記光束入射側端面に対して全ての入射光束がブリュースター角で入射するように配設されていることが好ましい。
ところで、第１の透光性基板における光束入射側端面を平面形状とする。また、第１の透光性基板への入射光束がある拡がりをもっている、すなわち、第１の透光性基板への入射角が第１の透光性基板の光束入射側端面上の位置によって異なっている。以上の場合には、第１の透光性基板の光束入射側端面における所定位置に入射する光束のみがブリュースター角で入射し、その他の光束がブリュースター角から外れた入射角で入射することとなる。このため、第１の透光性基板の光束入射側端面上で位置によって反射率が異なることとなり、投影画像において、位置によって黒浮きの軽減度合いが異なるものとなったり、照度ムラや色ムラが生じやすい。
【００２１】
本発明では、第１の透光性基板は、光束入射側端面が所定の曲率を有する曲面形状で形成され、全ての入射光束がブリュースター角で入射するように配設されている。このことにより、第１の透光性基板における光束入射側端面上の全領域でＳ偏光光束の反射率が略同一となり、投影画像全領域における黒浮きの軽減度合いを略一様にすることができる。また、第１の透光性基板における光束入射側端面上の全領域でＰ偏光光束の反射率が略０％で略同一となり、投影画像における照度ムラや色ムラを軽減するとともに、明るさを十分に確保できる。
【００２２】
本発明のプロジェクタでは、前記第１の透光性基板は、光束入射側端面および光束射出側端面が略平行する形状を有していることが好ましい。
本発明によれば、第１の透光性基板が上述した形状で構成されているので、第１の透光性基板において、光束入射側端面でのＳ偏光光束の反射状態（反射率）と光束射出側端面（第１の透光性基板と第１の透光性基板の光路後段側の空気層との界面）でのＳ偏光光束の反射状態（反射率）とを略同一に設定でき、第１の透光性基板全体でのＳ偏光光束の反射率を増加させ、黒浮きをより軽減し、投影画像のコントラスト比をより向上できる。
【００２３】
本発明のプロジェクタでは、前記光変調装置および前記射出側偏光素子は、色光毎にそれぞれ設けられ、前記色光毎の光変調装置および射出側偏光素子を介した色光毎の光学像を合成して画像光を形成する色合成光学装置を備え、前記第１の透光性基板は、前記投射光学装置の光路後段側に配設されていることが好ましい。
本発明によれば、第１の透光性基板が投射光学装置の光路後段側に配設されているので、例えば、色光毎の射出側偏光素子と色合成光学装置の光路間にそれぞれ第１の透光性基板を配設する構成と比較して、単体の第１の透光性基板にて各色光に対応させることができ、部材の省略からプロジェクタの小型化、軽量化、低コスト化等が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクタの構成〕
図１は、第１実施形態におけるプロジェクタ１の概略構成を示す平面図である。
プロジェクタ１は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成し、該画像光をスクリーン等の投射面上に拡大投射する光学機器である。このプロジェクタ１は、図１に示すように、略直方体状の外装筺体２と、この外装筺体２内部に収納配置される光学ユニット３と、この外装筺体２の外面に支持固定される第１の透光性基板５とで大略構成される。
なお、具体的な図示は省略するが、外装筺体２内部には、光学ユニット３の他、プロジェクタ１の構成部材に外部からの電力を供給する電源ユニット、プロジェクタ１内部を冷却する冷却ユニット、プロジェクタ１全体を制御する制御装置等が配置されるものとする。
【００２５】
外装筺体２は、射出成型等による合成樹脂製品であり、プロジェクタ１の天面、前面、背面、および側面をそれぞれ構成するアッパーケース、およびプロジェクタ１の底面、前面、背面、および側面をそれぞれ構成するロアーケース等で構成される。そして、各ケースは、互いにねじ等で固定されている。
なお、外装筺体２は、合成樹脂製に限らず、その他の材料にて形成してもよく、例えば、金属等により構成してもよい。
【００２６】
光学ユニット３は、外装筺体２内部に配置され、画像光を形成して拡大投射する。この光学ユニット３は、図１に示すように、光源装置１０、均一照明光学系２０、色分離光学系３０、リレー光学系３５、光学装置４０、および投射光学装置としての投射光学系５０を備えて構成され、これらの光学系２０〜３５を構成する光学素子および光学装置４０は、所定の照明光軸Ａが設定された光学部品用筐体６０内に位置決め調整されて収納される。また、投射光学系５０は、光学部品用筐体６０に対して、照明光軸Ａに対する所定位置に接続される。
【００２７】
光源装置１０は、光源ランプ１１から放射された光束を一定方向に揃えて射出し、光学装置４０を照明するものである。この光源装置１０は、図１に示すように、光源ランプ１１、主反射鏡１２、および平行化凹レンズ１４を備えて構成されている。この光源装置１０は、ランプハウジング１０Ｂに収納配置されることで、光学部品用筐体６０に対する所定位置（光源装置１０から射出される光束の中心軸と光学部品用筐体６０内に設定された照明光軸Ａとが一致する位置）に位置決めされる。
そして、光源ランプ１１から放射された光束は、主反射鏡１２により光源装置１０の前方側に射出方向を揃えて集束光として射出され、平行化凹レンズ１４によって平行化され、均一照明光学系２０に射出される。
ここで、光源ランプ１１としては、ハロゲンランプやメタルハライドランプ、または高圧水銀ランプが多用される。また、主反射鏡１２としては、図１では、楕円面リフレクタで構成しているが、光源ランプ１１から射出された光束を略平行化して反射するパラボラリフレクタとして構成してもよい。この場合には、平行化凹レンズ１４を省略する。
【００２８】
均一照明光学系２０は、光源装置１０から射出された光束を複数の部分光束に分割し、照明領域の面内照度を均一化する光学系である。この均一照明光学系２０は、第１レンズアレイ２１、第２レンズアレイ２２、偏光変換素子２３、および重畳レンズ２４を備えている。
第１レンズアレイ２１は、光源装置１０から射出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小レンズを備えて構成される。
第２レンズアレイ２２は、上述した第１レンズアレイ２１により分割された複数の部分光束を集光する光学素子であり、第１レンズアレイ２１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小レンズを備えた構成を有している。
【００２９】
偏光変換素子２３は、第１レンズアレイ２１により分割された各部分光束の偏光方向を略一方向の直線偏光に揃える偏光変換素子である。
この偏光変換素子２３は、図示を略したが、照明光軸Ａに対して傾斜配置される偏光分離膜および反射膜を交互に配列した構成を具備する。偏光分離膜は、各部分光束に含まれるＰ偏光光束およびＳ偏光光束のうち、一方の偏光光束を透過し、他方の偏光光束を反射する。反射された他方の偏光光束は、反射膜によって曲折され、一方の偏光光束の射出方向、すなわち、照明光軸Ａに沿った方向に射出される。射出された偏光光束のいずれかは、偏光変換素子２３の光束射出面に設けられる位相差板によって偏光変換され、略全ての偏光光束の偏光方向が揃えられる。このような偏光変換素子２３を用いることにより、光源ランプ１１から射出される光束を、略一方向の偏光光束に揃えることができるため、光学装置４０で利用する光源光の利用率を向上することができる。
【００３０】
重畳レンズ２４は、第１レンズアレイ２１、第２レンズアレイ２２、および偏光変換素子２３を経た複数の部分光束を集光して光学装置４０の後述する３つの液晶パネルの画像形成領域上で重畳させる光学素子である。
【００３１】
色分離光学系３０は、２枚のダイクロイックミラー３１，３２と、反射ミラー３３とを備え、ダイクロイックミラー３１，３２により均一照明光学系２０から射出された複数の部分光束を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離する機能を具備する。
ダイクロイックミラー３１，３２は、基板上に所定の波長領域の光束を反射し、他の波長領域の光束を透過する波長選択膜が形成された光学素子である。そして、光路前段に配置されるダイクロイックミラー３１は、青色光を反射し、その他の色光を透過するミラーである。また、光路後段に配置されるダイクロイックミラー３２は、緑色光を反射し、赤色光を透過するミラーである。
【００３２】
リレー光学系３５は、入射側レンズ３６と、リレーレンズ３８と、反射ミラー３７，３９とを備え、色分離光学系３０を構成するダイクロイックミラー３１，３２を透過した赤色光を光学装置４０まで導く機能を有している。なお、赤色光の光路にこのようなリレー光学系３５が設けられているのは、赤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、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。本実施形態においては赤色光の光路の長さが長いのでこのような構成とされているが、青色光の光路の長さを長くしてリレー光学系３５を青色光の光路に用いる構成も考えられる。
【００３３】
上述したダイクロイックミラー３１により分離された青色光は、反射ミラー３３により曲折された後、フィールドレンズ４１を介して光学装置４０に供給される。また、ダイクロイックミラー３２により分離された緑色光は、そのままフィールドレンズ４１を介して光学装置４０に供給される。さらに、青色光は、リレー光学系３５を構成するレンズ３６，３８および反射ミラー３７，３９により集光、曲折されてフィールドレンズ４１を介して光学装置４０に供給される。なお、光学装置４０の各色光の光路前段に設けられるフィールドレンズ４１は、第２レンズアレイ２２から射出された各部分光束を、各部分光束の主光線に対して平行な光束に変換するために設けられている。
【００３４】
図２は、光学装置４０を通過する光束の軌跡を示す模式図である。具体的に、図２は、光学装置４０を上方側から見た平面図である。
光学装置４０は、入射した光束を画像情報に応じて変調して画像光（カラー画像）を形成するものである。この光学装置４０は、照明対象となる光変調装置としての３つの液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ（赤色光側の液晶パネルを４２Ｒ、緑色光側の液晶パネルを４２Ｇ、青色光側の液晶パネルを４２Ｂとする）と、色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム４３とを備えて構成される。なお、フィールドレンズ４１および各液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂの間には、入射側偏光板４４がそれぞれ介在配置され、各液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂおよびクロスダイクロイックプリズム４３の間には、射出側偏光素子としての射出側偏光板４５がそれぞれ介在配置され、入射側偏光板４４、液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ、および射出側偏光板４５によって入射する各色光の光変調が行なわれる。
【００３５】
３つの入射側偏光板４４は、同一の構成を有し、偏光変換素子２３で偏光方向が略一方向に揃えられた各色光が入射され、入射された光束のち、偏光変換素子２３で揃えられた光束の偏光方向と略同一方向の偏光光（図２中、紙面に平行な偏光方向を有する光束）のみ透過させ、その他の光束を吸収するものである。この入射側偏光板４４は、例えば、サファイアガラスまたは水晶等の透光性基板上に偏光膜が貼付された構成を有している。
【００３６】
液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂは、一対の透明なガラス基板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(Thin Film Transistor)をスイッチング素子として、与えられた画像信号にしたがって、入射側偏光板４４から射出された偏光光束の偏光方向を変調する。
３つの射出側偏光板４５は、同一の構成を有し、液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂから射出された光束のち、入射側偏光板４４における光束の透過軸と直交する偏光方向を有する光束（図２中、紙面に直交する偏光方向を有する光束）のみ透過させ、その他の光束を吸収するものである。この射出側偏光板４５は、入射側偏光板４４と同様に、例えば、サファイアガラスまたは水晶等の透光性基板上に偏光膜が貼付された構成を有している。
【００３７】
クロスダイクロイックプリズム４３は、射出側偏光板４５から射出された色光毎の変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム４３は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、誘電体多層膜が形成されている。略Ｘ字状の一方の誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の誘電体多層膜は、青色光を反射するものであり、これらの誘電体多層膜によって赤色光および青色光は曲折され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、３つの色光が合成される。また、クロスダイクロイックプリズム４３から射出される各色光は、図２に示すように、同一の偏光方向を有する光束（図２中、紙面に直交する偏光方向を有する光束）として射出される。
そして、クロスダイクロイックプリズム４３から射出されたカラー画像は、投射光学系５０によって拡大投射され、図示を略したスクリーン上で大画面画像を形成する。
【００３８】
ところで、黒画像を実現するために液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂを駆動制御し、液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂにて入射側偏光板４４から射出される光束（図２中、紙面に平行な偏光方向を有する光束）の偏光方向を変調せずにそのまま射出させた場合であっても、射出側偏光板４５の特性により、液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂから射出された光束（図２中、紙面に平行な偏光方向を有する光束）の一部が透過してしまう（図２の破線）。このような場合には、投影画像を完全に黒表示にすることができず、いわゆる黒浮きと呼ばれる現象が生じる。特に、暗い投影画像を生成した場合には、投影画像のコントラスト比も低下してしまう。
そして、第１の透光性基板５は、具体的な構成は後述するが、射出側偏光板４５を通過した直線偏光成分、すなわち、射出側偏光板４５の透過軸と直交する直線偏光成分（図２の破線で示す図２中、紙面に平行な偏光方向を有する光束）を反射させ、スクリーン上に到達することを抑制するものである。すなわち、第１の透光性基板５は、黒画像を実現するために液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂを駆動制御した場合に、射出側偏光板４５の特性により、射出側偏光板４５を通過した白成分を除去し、黒浮きを軽減させ投影画像のコントラスト比を向上させるものである。
【００３９】
〔第１の透光性基板の構成〕
図３は、第１の透光性基板５の形状および配設位置を模式的に示す図である。具体的に、図３は、プロジェクタ１を側方から見た側面図である。
第１の透光性基板５は、図３に示すように、図示しない支持部材により外装筺体２外面に支持固定され、投射光学系５０の光路後段側に配設される。また、第１の透光性基板５は、図３に示すように、光束入射側端面５１および光束射出側端面５２が略平行する平面視矩形状の平板で形成されている。この第１の透光性基板５の材料としては、屈折率が1.4以上の光学特性を有していれば特に限定されず、例えば、白板ガラス、水晶、サファイアガラス等が例示できる。
【００４０】
そして、第１の透光性基板５は、図３に示すように、投射光学系５０にて拡大投射される画像光の中心位置Ｏの光束がブリュースター角θｂで入射するように、投射光学系５０のレンズ光軸Ａｘ（投射光学系５０から拡大投射される光束の中心軸）に直交する平面Ｓに対して矢印Ｒ１の傾斜方向に傾斜配置されている。より具体的に、第１の透光性基板５は、図３に示すように、上方側端縁が投射光学系５０から離間し、下方側端縁が投射光学系５０に近接するように傾斜配置されている。
【００４１】
図４は、第１の透光性基板５の反射率特性を示す図である。なお、図４では、第１の透光性基板５を水晶（屈折率：1.54）で構成した場合を示す図である。
第１の透光性基板５のブリュースター角θｂは、図４に示すように、57.0°である。
ここで、平面Ｓに対する第１の透光性基板５の傾斜角度θは、投射光学系５０にて拡大投射される画像光の中心位置Ｏの光束の投影角度（レンズ光軸Ａｘとのなす角度）をαmidとした場合に、以下の式（２）を満たすように設定されている。
【００４２】
θ＝θｂ−αmid・・・・・（２）
【００４３】
そして、黒画像を実現するために液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂを駆動制御した場合に、射出側偏光板４５を通過した直線偏光成分、すなわち、射出側偏光板４５の透過軸と直交する直線偏光成分（図２の破線で示す図２中、紙面に直交する偏光方向を有する光束）は、第１の透光性基板５に対して、図３に示すように、Ｓ偏光成分ＩＳとして入射し、第１の透光性基板５にて反射される。第１の透光性基板５にて反射されるＳ偏光成分ＩＳの反射率は、図４に示すように、略16.6%程度である。
一方、黒以外の他の階調の画像を実現するために液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂを駆動制御した場合に、射出側偏光板４５を通過した直線偏光成分、すなわち、射出側偏光板４５の透過軸に平行する直線偏光成分（図２の実線で示す図２中、紙面に平行する偏光方向を有する光束）は、第１の透光性基板５に対して、Ｐ偏光成分ＩＰとして入射し、第１の透光性基板５を透過する。第１の透光性基板５にて反射されるＰ偏光成分ＩＰの反射率は、図４に示すように、略0％である。
【００４４】
上述した第１実施形態によれば、以下の効果がある。
本実施形態では、プロジェクタ１は、射出側偏光板４５の光路後段側に、光束入射側端面５１に対して入射光束の少なくとも一部がブリュースター角θｂで入射するように配設される第１の透光性基板５を備える。そして、射出側偏光板４５における光束を透過する透過軸に略直交する直線偏光成分がＳ偏光光束ＩＳとして第１の透光性基板５の光束入射側端面５１に入射するように、第１の透光性基板５が配設されている。このことにより、黒画像を実現するために液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂを駆動制御し、射出側偏光板４５の特性により、液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂから射出された光束（Ｓ偏光光束）の一部が射出側偏光板４５を透過した場合であっても、Ｓ偏光光束ＩＳの一部を第１の透光性基板５にて反射させ、スクリーン上に到達することを抑制できる。このため、黒浮きを軽減し、投影画像のコントラスト比を向上できる。
【００４５】
また、黒以外の他の階調を実現するために液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂを駆動制御し、液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂから射出され射出側偏光板４５を透過した光束、すなわち、射出側偏光板４５における光束を透過する透過軸に平行する直線偏光成分は、Ｐ偏光光束ＩＰとして第１の透光性基板５の光束入射側端面５１に入射されるため、第１の透光性基板５にて反射されることなくスクリーン上に到達させることができ、投影画像を良好に維持できる。
【００４６】
ところで、第１の透光性基板５としては、射出側偏光板４５の光路後段側であれば、いずれの位置に配設しても構わないが、最近では、プロジェクタ１の小型化が促進され、液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ、射出側偏光板４５、および投射光学系５０等の光学部品が密集した状態で配設されている。このため、射出側偏光板４５および投射光学系５０の光路間に第１の透光性基板５を配設する場合には、第１の透光性基板５のレイアウトが難しい。
【００４７】
本実施形態では、第１の透光性基板５が投射光学系５０の光路後段側に配設されているので、プロジェクタ１の小型化が促進され光学部品が密集した状態で配設されていても、第１の透光性基板５のレイアウトを容易とするとともに、第１の透光性基板５の形状や大きさを気にすることなく第１の透光性基板５の設計の自由度を向上できる。
特に、プロジェクタ１は、液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂを３つ用いる三板式のプロジェクタで構成されているので、例えば、３つの射出側偏光板４５の光路後段側、すなわち、３つの射出側偏光板４５とクロスダイクロイックプリズム４３との間にそれぞれ第１の透光性基板を配設する構成と比較して、投射光学系５０の光路後段側に第１の透光性基板５を配設することで、単体の第１の透光性基板５にて各色光に対応させることができ、部材の省略からプロジェクタ１の小型化、軽量化、低コスト化等が図れる。
【００４８】
ところで、第１の透光性基板５における光束入射側端面５１を平面形状とした場合には、投射光学系５０が所定の範囲を有する投影角度（レンズ光軸Ａｘと投射光学系５０を介した光束とのなす角度）で光束を拡大投射するため、第１の透光性基板５への入射角が第１の透光性基板５の光束入射側端面５１上の位置によって異なるものとなる。これらのことにより、第１の透光性基板５の光束入射側端面５１における所定位置に入射する光束のみがブリュースター角で入射し、その他の光束がブリュースター角から外れた入射角で入射することとなる。このため、第１の透光性基板５の光束入射側端面５１上で位置によって反射率が異なることとなり、投影画像において、投射光学系５０における投影角度に応じて、位置によって黒浮きの軽減度合いが異なるものとなったり、照度ムラや色ムラが生じやすい。
【００４９】
本実施形態では、第１の透光性基板５は、光束入射側端面５１が平面形状を有する。また、第１の透光性基板５は、光束入射側端面５１に対して画像光の略中心位置Ｏの光束がブリュースター角で入射するように配設されている。すなわち、第１の透光性基板５の光束入射側端面５１に対して、画像光の略中心位置Ｏの光束がブリュースター角で入射し、その他の光束がブリュースター角から外れた入射角で入射することとなる。このため、観賞者に目に付き易い投影画像における略中心領域の黒浮きの軽減度合いを略均一化することができ、投影画像における位置によって黒浮きの軽減度合いが異なることを観賞者に認識されにくくなる。また、投影画像における略中心領域の照度を略均一化することができ、投影画像における照度ムラや色ムラを観賞者に認識されにくくなる。したがって、観賞者に投影画像を良好に観賞させることができる。
【００５０】
また、第１の透光性基板５が平板状に形成されているので、第１の透光性基板５において、光束入射側端面５１でのＳ偏光光束の反射状態（反射率）と光束射出側端面５２（第１の透光性基板５と第１の透光性基板５の光路後段側の空気層との界面）でのＳ偏光光束の反射状態（反射率）とを略同一に設定でき、第１の透光性基板５全体でのＳ偏光光束の反射率を増加させ、黒浮きをより軽減し、投影画像のコントラスト比をより向上できる。
【００５１】
[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図５は、第２実施形態における第１の透光性基板５Ａの形状および配設位置を模式的に示す図である。具体的に、図５は、プロジェクタ１Ａを側方から見た側面図である。
前記第１実施形態では、第１の透光性基板５は、光束入射側端面５１および光束射出側端面５２が略平行する平板で形成されている。
これに対して第２実施形態では、第１の透光性基板５Ａは、図５に示すように、その光束入射側端面５１Ａが、全ての入射光束がブリュースター角θｂで入射するように所定の曲率を持つ曲面状に形成されている。また、第１の透光性基板５は、図５に示すように、光束入射側端面５１Ａおよび光束射出側端面５２Ａが略平行するように形成されている。第１の透光性基板５Ａの形状が異なる点以外は、前記第１実施形態と同様のものとする。
【００５２】
上述した第２実施形態によれば、前記第１実施形態と略同様の効果の他、以下の効果がある。
ところで、前記第１実施形態のように、第１の透光性基板５における光束入射側端面５１が平面形状である場合には、投射光学系５０による投影角度（レンズ光軸Ａｘと投射光学系５０を介した光束とのなす角度）に依存して、第１の透光性基板５への入射角が光束入射側端面５１上の位置によって異なる。すなわち、第１の透光性基板５の光束入射側端面５１における所定位置に入射する光束のみがブリュースター角で入射し、その他の光束がブリュースター角から外れた入射角で入射することとなる。このため、第１の透光性基板５の光束入射側端面５１上で位置によって反射率が異なることとなり、投影画像において、投射光学系５０による投影角度に応じて、位置によって黒浮きの軽減度合いが異なるものとなったり、照度ムラや色ムラが生じやすい。
【００５３】
本実施形態では、第１の透光性基板５Ａは、光束入射側端面５１が所定の曲率を有する曲面形状で形成され、全ての入射光束がブリュースター角で入射するように配設されている。このことにより、投射光学系５０による投影角度に依存することなく、第１の透光性基板５Ａにおける光束入射側端面５１上の全領域でＳ偏光光束ＩＳの反射率が略同一となり、投影画像全領域における黒浮きの軽減度合いを略一様にすることができる。また、第１の透光性基板５Ａにおける光束入射側端面５１上の全領域でＰ偏光光束ＩＰの反射率が略０％で略同一となり、投影画像における照度ムラや色ムラを軽減するとともに、明るさを十分に確保できる。
【００５４】
また、前記第１実施形態と同様に、第１の透光性基板５Ａも、光束入射側端面５１Ａと光束射出側端面５２Ａとが略平行する形状を有しているので、光束入射側端面５１ＡでのＳ偏光光束の反射状態（反射率）と光束射出側端面５２Ａ（第１の透光性基板５Ａと第１の透光性基板５Ａの光路後段側の空気層との界面）でのＳ偏光光束の反射状態（反射率）とを略同一に設定でき、第１の透光性基板５Ａ全体でのＳ偏光光束の反射率を増加させ、黒浮きをより軽減し、投影画像のコントラスト比をより向上できる。
【００５５】
[第３実施形態]
次に、本発明の第３実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図６は、第３実施形態における第１の透光性基板５および第２の透光性基板５Ｂの形状および配設位置を模式的に示す図である。具体的に、図６は、プロジェクタ１Ｂを側方から見た側面図である。
本実施形態は、図６に示すように、プロジェクタ１Ｂにおいて、第１の透光性基板５の光路後段側に、第２の透光性基板５Ｂを配設した点が前記第１実施形態と異なるのみである。その他の点は、前記第１実施形態と同様のものである。
【００５６】
第２透光性基板５Ｂは、第１の透光性基板５と同様の形状および材料で形成されたものであり、第１の透光性基板５と同様に、外装筐体２の外面に図示しない支持部材を介して支持固定され、図６に示すように、第１の透光性基板５の矢印Ｒ１の傾斜方向と逆方向の矢印Ｒ２の傾斜方向に傾斜配置されている。すなわち、第２の透光性基板５Ｂには、第１の透光性基板５を介したＳ偏光光束ＩＳがＳ偏光光束として入射し、第１の透光性基板５を介したＰ偏光光束ＩＰがＰ偏光光束として入射する。
より具体的に、平面Ｓに対する第２の透光性基板５Ｂの傾斜角度φは、平面Ｓに対する第１の透光性基板５の傾斜角度θを用い、投射光学系５０から拡大投射される光束の投影角度の最大値をαmaxとした場合に、以下の式（３）を満たすように設定されている。
【００５７】
φ＝θ＋αmax・・・・・（３）
【００５８】
上述した第１実施形態によれば、前記第１実施形態と同様の効果の他、以下の効果がある。
図７は、第３実施形態の効果を説明するための図である。具体的に、図７（Ａ）は、投射光学系５０の投影角度と第１の透光性基板５の光束入射側端面５１でのＳ偏光光束の反射率との関係の一例を示す図である。図７（Ｂ）は、投射光学系５０の投影角度と第２の透光性基板５Ｂの光束入射側端面５１ＢでのＳ偏光光束の反射率との関係の一例を示す図である。図７（Ｃ）は、投射光学系５０の投影角度と第１の透光性基板５の光束入射側端面５１および第２の透光性基板５Ｂの光束入射側端面５１Ｂの双方におけるＳ偏光光束を反射する反射率との関係の一例を示す図である。
なお、図７において、投影角度α（最小値をαmin、中間値をαmid、最大値をαmaxとする）は、0°〜24.2°の範囲に設定している。また、第１の透光性基板５の傾斜角度θは、投影角度αmidが12.1°であり、ブリュースター角度θｂが57.0°であるため、上記式（２）を用いて、44.9°に設定している。さらに、第２の透光性基板５Ｂの傾斜角度φは、投影角度αmaxが24.2°であり、傾斜角度θが44.9°であるため、上記式（３）を用いて、69.1°に設定している。
【００５９】
ところで、第１の透光性基板５における光束入射側端面５１が平面形状である場合には、図７（Ａ）に示すように、投射光学系５０による投影角度αに依存して、第１の透光性基板５への入射角βが光束入射側端面５１上の位置によって異なる。より具体的に、第１の透光性基板５への入射角βは、図６に示すように、以下の式（４）で与えられる。
【００６０】
β＝θ＋α・・・・・・（４）
【００６１】
第１の透光性基板５への入射角βは、図７（Ａ）の横軸に示すように、投影角度α(0°〜24.2°)の範囲に応じて、所定の範囲を有する。なお、以下では、入射角βにおいて、投影角度αminでの入射角をβmin、投影角度αmidでの入射角をβmid、投影角度αmaxでの入射角をβmaxとする。すなわち、式（４）により、図７（Ａ）の横軸に示すように、投影角度αmin(0°)で第１の透光性基板５への入射角βminが44.9°、投影角度αmid(12.1°)で第１の透光性基板５への入射角βmidが57.0°、投影角度αmax(24.2°)で第１の透光性基板５への入射角βmaxが69.1°となる。
したがって、第１の透光性基板５の光束入射側端面５１における所定位置に入射する光束（投影角度βmid：画像光の中心位置Ｏの光束）のみがブリュースター角θｂ(57.0°)で入射し、その他の光束がブリュースター角から外れた入射角で入射することとなる。このため、第１の透光性基板５の光束入射側端面５１上で位置によって反射率が異なることとなり、投影画像において、投射光学系５０による投影角度αに依存して、位置によって黒浮きの軽減度合いが異なるものとなったり、照度ムラや色ムラが生じやすい。
【００６２】
本実施形態では、透光性基板の反射率特性であるブリュースター角付近での入射角と反射率との相関関係を利用して、第１の透光性基板５の光路後段側に、第１の透光性基板５の光束入射側端面５１の傾斜方向と逆方向の傾斜方向に光束入射側端面５１Ｂを傾斜させて第２の透光性基板５Ｂを配設したものである。具体的に、第２の透光性基板５Ｂの光束入射側端面５１Ｂを第１の透光性基板５の光束入射側端面５１の傾斜方向と逆方向の傾斜方向に傾斜させて配設しておけば、図７（Ａ），（Ｂ）の各横軸に示すように、第１の透光性基板５への入射角が大きくなるにしたがって、第１の透光性基板５を介して第２の透光性基板５Ｂに入射する光束の入射角が小さくなる。すなわち、図７（Ａ）に示すように投影角度αと第１の透光性基板５のＳ偏光光束の反射率とに正の相関関係があった場合には、第１の透光性基板５への入射角が大きくなるにしたがって第１の透光性基板５を介して第２の透光性基板５Ｂに入射する光束の入射角が小さくなるため、第２の透光性基板５においては、図７（Ｂ）に示すように、投影角度αと第２の透光性基板５ＢのＳ偏光光束の反射率とに負の相関関係が生成されることとなる。このため、第２の透光性基板５Ｂにて第１の透光性基板５を介したＳ偏光光束を反射することで、図７（Ｃ）に示すように、第１の透光性基板５における投射光学系５０の投影角度αとＳ偏光光束の反射率との正の相関関係をならすことができる。したがって、投射光学系５０の投影角度αに依存することなく、投影画像全領域における黒浮きの軽減度合いを略一様にすることができるとともに、照度ムラや色ムラを軽減できる。
また、第１の透光性基板５および第２の透光性基板５Ｂの双方においてＳ偏光光束を反射することで、Ｓ偏光光束の反射率が増加し、黒浮きをより軽減して投影画像のコントラスト比をより向上できる。
【００６３】
ここで、第１の透光性基板５が平板状に形成され、第２の透光性基板５Ｂの傾斜角度φが上記式（３）を満たすように設定されているので、第１の透光性基板５を介した光束は、以下に示すような入射角で第２の透光性基板５Ｂに入射することとなる。具体的に、第２の透光性基板５Ｂへの入射角γは、図６に示すように、以下の式（５）で与えられる。
【００６４】
γ＝φ−α・・・・・・（５）
【００６５】
第２の透光性基板５Ｂへの入射角γは、図７（Ｂ）の横軸に示すように、投影角度α(0°〜24.2°)の範囲に応じて、所定の範囲を有する。なお、以下では、入射角γにおいて、投影角度αminでの入射角をγmin、投影角度αmidでの入射角をγmid、投影角度αmaxでの入射角をγmaxとする。すなわち、式（５）により、図７（Ｂ）の横軸に示すように、投影角度αmin(0°)で第２の透光性基板５Ｂへの入射角γminが第１の透光性基板５の入射角βmaxと同一の69.1°となり、投影角度αmid(12.1°)で第２の透光性基板５Ｂへの入射角γmidが第１の透光性基板５の入射角βmidと同一の57.0°となり、投影角度αmax(24.2°)で第２の透光性基板５Ｂへの入射角γmaxが第１の透光性基板５の入射角βminと同一の44.9°となる。
【００６６】
すなわち、図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、投影角度αの範囲内において、投影角度αmidを基準として、投影角度αおよび第１の透光性基板５のＳ偏光光束の反射率の相関関係を示す勾配と、投影角度αおよび第２の透光性基板５ＢのＳ偏光光束の反射率の相関関係を示す勾配との正負が逆となる。また、図示を省略したが、投影角度αの範囲内において、投影角度αmidを基準として、投影角度αおよび第１の透光性基板５のＰ偏光光束の反射率の相関関係を示す勾配と、投影角度αおよび第２の透光性基板５ＢのＰ偏光光束の反射率の相関関係を示す勾配との正負も逆となる。
【００６７】
したがって、例えば、第２の透光性基板５Ｂの傾斜角度φが上記式（３）を満たさないように設定されている場合と比較して、第２の透光性基板５Ｂにて第１の透光性基板５を介したＳ偏光光束を反射することで、図７（Ｃ）に示すように、第１の透光性基板５における投射光学系５０の投影角度αに応じた入射角βとＳ偏光光束の反射率との相関関係を示す勾配を０に近付け、投射光学系５０の投影角度αに依存することなく投影画像全領域における黒浮きの軽減度合いをより一様にすることができる。また、Ｐ偏光光束においても同様に、第１の透光性基板５における投射光学系５０の投影角度αに応じた入射角βとＰ偏光光束の反射率との相関関係を示す勾配を０に近付け、投射光学系５０の投影角度αに依存することなく投影画像における照度ムラや色ムラをより軽減できる。
【００６８】
また、第２の透光性基板５Ｂが平板状に形成されているので、第２の透光性基板５Ｂにおいて、光束入射側端面５１ＢでのＳ偏光光束の反射状態（反射率）と光束射出側端面５２ＢでのＳ偏光光束の反射状態（反射率）とを略同一に設定でき、第２の透光性基板５Ｂ全体でのＳ偏光光束の反射率を増加させ、黒浮きをより軽減し、投影画像のコントラスト比をより向上できる。
【００６９】
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更が可能である。
前記各実施形態では、第１の透光性基板５，５Ａは、光束入射側端面５１，５１Ａと光束射出側端面５２，５２Ａとが略平行する形状を有していたが、これに限らず、光束入射側端面と光束射出側端面とが平行しない形状としても構わない。
同様に、前記第３実施形態では、第２の透光性基板５Ｂは、光束入射側端面５１Ｂと光束射出側端面５２Ｂとが略平行する形状を有していたが、これに限らず、光束入射側端面と光束射出側端面とが平行しない楔状としても構わない。また、第２の透光性基板５Ｂは、第１の透光性基板５と同一の形状および材料に限らず、第１の透光性基板５と異なる形状および異なる材料にて構成しても構わない。
【００７０】
前記第１実施形態および前記第３実施形態において、第１の透光性基板５は、上方側端縁が投射光学系５０から離間し下方側端縁が投射光学系５０に近接するように傾斜配置されていたが、これに限らない。すなわち、第１の透光性基板５は、射出側偏光板４５を透過した光束（射出側偏光板４５の透過軸と直交する偏光方向を有する光束）がＳ偏光光束として入射するように傾斜配置されていればよい。また、第２の透光性基板５Ｂも同様である。
【００７１】
前記第１実施形態および前記第３実施形態では、第１の透光性基板５は、画像光の中心位置Ｏの光束が光束入射側端面５１に対してブリュースター角θｂで入射するように配設されていたが、これに限らない。画像光の中心位置Ｏ付近の光束が光束入射側端面５１に対してブリュースター角θｂで入射するように第１の透光性基板５が配設されていることが好ましい。また、入射光束の少なくとも一部が光束入射側端面５１に対してブリュースター角θｂで入射するように第１の透光性基板５を配設すればよく、例えば、投影角度αmaxで投射された光束が光束入射側端面５１に対してブリュースター角θｂで入射するように第１の透光性基板５を配設してもよく、あるいは、投影角度αminで投射された光束が光束入射側端面５１に対してブリュースター角θｂで入射するように第１の透光性基板５を配設してもよい。
【００７２】
前記各実施形態では、第１の透光性基板５，５Ａは、投射光学系５０の光路後段側に配設されていたが、これに限らず、射出側偏光板４５の光路後段側であれば、いずれの位置でも構わない、例えば、３つの射出側偏光板４５とクロスダイクロイックプリズム４３の間に３つの第１の透光性基板５，５Ａをそれぞれ配設してもよく、あるいは、クロスダイクロイックプリズム４３と投射光学系５０との間に第１の透光性基板５，５Ａを配設してもよい。
【００７３】
前記各実施形態では、第１の透光性基板５，５Ａは、外装筺体２の外面に図示しない支持部材を介して支持固定されていたが、これに限らず、第１の透光性基板５，５Ａの傾斜角度を適宜変更可能に、前記支持部材に角度調整機構を設ける構成を採用しても構わない。
同様に、前記第３実施形態では、第２の透光性基板５Ｂは、外装筺体２の外面に図示しない支持部材を介して支持固定されていたが、これに限らず、第２の透光性基板５Ｂの傾斜角度を適宜変更可能に、前記支持部材に角度調整機構を設ける構成を採用しても構わない。
【００７４】
前記各実施形態では、入射側偏光板４４および射出側偏光板４５は、所定方向の偏光方向を有する光束を透過しその他の光束を吸収する吸収型の偏光板で構成したが、これに限らず、所定方向の偏光方向を有する光束を透過しその他の光束を反射する反射型の偏光板で構成しても構わない。
【００７５】
前記各実施形態では、光源装置１０は、放電発光型の光源装置で構成していたが、これに限らず、レーザダイオード、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)、有機ＥＬ(Electro Luminescence)素子、シリコン発光素子等の各種固体発光素子を採用してもよい。
また、前記実施形態では、光源装置１０を１つのみ用い色分離光学系３０にて３つの色光に分離していたが、色分離光学系３０を省略し、３つの色光をそれぞれ射出する３つの前記固体発光素子を光源装置として構成してもよい。
前記各実施形態では、色合成光学装置としてクロスダイクロイックプリズム４３を採用していたが、これに限らず、ダイクロイックミラーを複数用いることで各色光を合成する構成を採用してもよい。
【００７６】
前記各実施形態では、プロジェクタ１は、液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂを３つ備える三板式のプロジェクタで構成していたが、これに限らず、液晶パネルを１つ備える単板式のプロジェクタで構成しても構わない。また、液晶パネルを２つ備えるプロジェクタや、液晶パネルを４つ以上備えるプロジェクタとして構成しても構わない。
【００７７】
前記各実施形態では、光入射面と光射出面とが異なる透過型の液晶パネルを用いていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。
前記各実施形態では、光変調装置として液晶パネルを用いていたが、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。
前記各実施形態では、スクリーンを観察する方向から投射を行なうフロントタイプのプロジェクタの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から投射を行なうリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
【００７８】
本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、黒浮きを軽減して投影画像のコントラスト比を向上できるため、プレゼンテーションやホームシアタで用いられるプロジェクタとして利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】第１実施形態におけるプロジェクタの概略構成を示す平面図。
【図２】前記実施形態における光学装置を通過する光束の軌跡を示す模式図。
【図３】前記実施形態における第１の透光性基板の形状および配設位置を模式的に示す図。
【図４】前記実施形態における第１の透光性基板の反射率特性の一例を示す図。
【図５】第２実施形態における第１の透光性基板の形状および配設位置を模式的に示す図。
【図６】第３実施形態における第１の透光性基板および第２の透光性基板の形状および配設位置を模式的に示す図。
【図７】前記実施形態の効果を説明するための図。
【符号の説明】
【００８１】
１，１Ａ，１Ｂ・・・プロジェクタ、５，５Ａ・・・第１の透光性基板、５Ｂ・・・第２の透光性基板、１０・・・光源装置、４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ・・・液晶パネル（光変調装置）、４３・・・クロスダイクロイックプリズム（色合成光学装置）、４５・・・射出側偏光板（射出側偏光素子）、５０・・・投射光学系（投射光学装置）、５１，５１Ａ・・・光束入射側端面、５２，５２Ａ・・・光束射出側端面、θｂ・・・ブリュースター角、Ｏ・・・中心位置、Ｓ・・・平面。
【図１】
2007241127.tif 000003
【図２】
2007241127.tif 000004
【図３】
2007241127.tif 000005
【図４】
2007241127.tif 000006
【図５】
2007241127.tif 000007
【図６】
2007241127.tif 000008
【図７】
2007241127.tif 000009