(57)【要約】【課題】投写画像の明るさを向上しつつ、プロジェクタ全体の小型化を図ることができ、さらには、収差の発生を抑制しつつ、各部材の干渉を抑制することが可能なプロジェクタを提供する。【解決手段】照明光学系１００からの照明光束を青色光、緑色光及び赤色光の３つの色光に分離して被照明領域に導光する色分離導光光学系２００と、第１〜第３の反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒと、クロスダイクロイックプリズム５００とを少なくとも備えるプロジェクタ１０００。第１〜第３の反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒのそれぞれは、各反射型液晶パネルで変調された光が第１〜第３の偏光分離素子のそれぞれで反射されるように配置されている。色分離導光光学系２００は、「α１，α２＜９０°」、かつ、「β≧α２」を満たすように配置構成されている。【選択図】図１
2009229647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光束を射出する照明光学系と、
前記照明光学系からの照明光束を第１の色光、第２の色光及び第３の色光の３つの色光に分離して被照明領域に導光する色分離導光光学系と、
前記色分離導光光学系で分離された前記第１〜第３の色光の光路のそれぞれに配置され、前記色分離導光光学系で分離された各色光を画像情報に応じて変調する第１〜第３の反射型液晶パネルと、
互いに直交する２つの色合成面を有し、前記第１〜第３の反射型液晶パネルによって変調された色光を合成する色合成光学系と、
前記色合成光学系によって合成された光を投写する投写光学系とを備え、
前記色分離導光光学系は、
２つの色分離面によって前記照明光学系からの光を前記第１の色光成分を含む光とその他の色光成分を含む光とに分離する第１の色分離素子と、
前記第１の色分離素子で色分離された前記第１の色光成分を含む光の光路に配置され、前記第１の色光成分を含む光のうち一方の偏光成分を含む光を透過し他方の偏光成分を含む光を反射する第１の偏光分離素子と、
前記第１の色分離素子と前記第１の偏光分離素子との間に配置され、前記第１の色分離素子で色分離された前記第１の色光成分を含む光を前記第１の偏光分離素子に向けて反射する第１の反射手段と、
前記第１の色分離素子で色分離された前記他の色光成分を含む光の光路に配置され、前記他の色光成分を含む光のうち前記第２の色光成分を含む光を反射し前記第３の色光成分を含む光を透過することにより、前記他の色光成分を含む光を前記第２の色光成分を含む光と前記第３の色光成分を含む光とに色分離する第２の色分離素子と、
前記第２の色分離素子で色分離された前記第２の色光成分を含む光の光路に配置され、前記第２の色光成分を含む光のうち一方の偏光成分を含む光を透過し他方の偏光成分を含む光を反射する第２の偏光分離素子と、
前記第２の色分離素子で色分離された前記第３の色光成分を含む光の光路に配置され、前記第３の色光成分を含む光のうち一方の偏光成分を含む光を透過し他方の偏光成分を含む光を反射する第３の偏光分離素子と、
前記第１の色分離素子と前記第２の色分離素子との間に配置され、前記第１の色分離素子で色分離された前記他の色光成分を含む光を前記第２の色分離素子に向けて反射する第２の反射手段とを有し、
前記第１〜第３の反射型液晶パネルのそれぞれは、各反射型液晶パネルで変調された光が前記第１〜第３の偏光分離素子のそれぞれで反射されるように配置されており、
前記第１の反射手段の反射面に入射する前記第１の色光成分を含む光の入射角と当該反射面で反射される前記第１の色光成分を含む光の反射角との和をα１とし、
前記第２の反射手段の反射面に入射する前記他の色光成分を含む光の入射角と当該反射面で反射される前記他の色光成分を含む光の反射角との和をα２とし、
前記第２の色分離素子の色分離面で反射された前記第２の色光成分を含む光の中心軸と当該色分離面を透過した前記第３の色光成分を含む光の中心軸とのなす角度をβとしたとき、
前記色分離導光光学系は、「α１，α２＜９０°」、かつ、「β≧α２」を満たすように配置構成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、
前記色分離導光光学系は、「８１°≦α１，α２≦８９°」を満たすように配置構成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又は２に記載のプロジェクタにおいて、
前記第１〜第３の偏光分離素子のそれぞれから前記第１〜第３の反射型液晶パネルの画像形成領域までの距離をそれぞれｄ１，ｄ２，ｄ３とし、
前記第１〜第３の偏光分離素子のそれぞれから前記色合成光学系における前記２つの色合成面が交差する位置までの距離をそれぞれＤ１，Ｄ２，Ｄ３としたとき、
前記色分離導光光学系、前記第１〜第３の反射型液晶パネル及び前記色合成光学系は、「ｄ２≠ｄ１＝ｄ３」、かつ、「（ｄ１＋Ｄ１）＝（ｄ２＋Ｄ２）＝（ｄ３＋Ｄ３）」を満たすように配置構成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、
前記距離ｄ２と前記距離ｄ１又は前記距離ｄ３との差をδとしたとき、
前記距離の差δは、次式を満たすことを特徴とするプロジェクタ。
【数１】
2009229647.tif 000007
【請求項５】
請求項１又は２に記載のプロジェクタにおいて、
前記第１〜第３の色光のうち、各反射型液晶パネルから前記色合成光学系における前記２つの色合成面が交差する位置までの距離が、他の色光における当該距離よりも長い色光の光路であって、当該光路に配置される前記偏光分離素子から前記色合成光学系までの間に配置される少なくとも１つの光路長調整部材をさらに備え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において、
前記第１〜第３の偏光分離素子のうち前記光路長調整部材が配置される光路に配置される偏光分離素子から、前記色合成光学系における前記２つの色合成面が交差する位置までの距離をＤとし、
前記光路長調整部材を構成する材料の屈折率をｎとし、
前記光路長調整部材の厚みをｔとしたとき、
前記光路長調整部材の厚みｔは、次式を満たすことを特徴とするプロジェクタ。
【数２】
2009229647.tif 000008
【請求項７】
請求項５又は６に記載のプロジェクタにおいて、
前記第１の色分離素子における前記２つの色分離面が交差する位置から前記第１〜第３の反射型液晶パネルの画像形成領域までの光路長をそれぞれＡ１，Ａ２，Ａ３としたとき、
前記色分離導光光学系及び前記第１〜第３の反射型液晶パネルは、「Ａ１＝Ａ２＝Ａ３」を満たすように配置構成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１〜７のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記第１〜第３の偏光分離素子は、ワイヤグリッド型の偏光分離素子であ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、照明光学系からの光を複数の色光に分離して被照明領域に導光する色分離導光光学系と、色分離導光光学系で分離された各色光の光路のそれぞれに配置される３つの反射型液晶パネル（第１〜第３の反射型液晶パネル）と、３つの反射型液晶パネルによって変調された色光を合成するクロスダイクロイックプリズム（色合成光学系）とを備えるプロジェクタが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
色分離導光光学系は、照明光学系からの光を青色光成分を含む光とその他の色光成分（緑色光成分及び赤色光成分）を含む光とに分離するクロスダイクロイックミラー（第１の色分離素子）と、クロスダイクロイックミラーで色分離された他の色光成分を含む光の光路に配置され、他の色光成分を含む光を緑色光成分を含む光と赤色光成分を含む光とに色分離するダイクロイックミラー（第２の色分離素子）と、クロスダイクロイックミラーで色分離された青色光成分を含む光の光路に配置され、当該青色光成分を含む光を青色光用の反射型液晶パネルに向けて反射する第１の反射ミラー（第１の反射手段）と、クロスダイクロイックミラーとダイクロイックミラーとの間に配置され、クロスダイクロイックミラーで色分離された他の色光成分を含む光をダイクロイックミラーに向けて反射する第２の反射ミラー（第２の反射手段）とを少なくとも有する。
【０００４】
ここで、第１の反射ミラーの反射面に入射する青色光成分を含む光の入射角と当該反射面で反射される青色光成分を含む光の反射角との和をα１とし、第２の反射ミラーの反射面に入射する他の色光成分を含む光の入射角と当該反射面で反射される他の色光成分を含む光の反射角との和をα２としたとき、従来のプロジェクタによれば、色分離導光光学系は、「α１，α２＜９０°」を満たすように配置構成されているため、クロスダイクロイックミラーから第１の反射ミラー又は第２の反射ミラーまでの距離をある程度確保しつつ、反射型液晶パネルからクロスダイクロイックプリズムまでの光路長を短くすることができる。このため、投写画像の明るさを向上しつつ、投写光学系のバックフォーカスを短くすることができ、投写光学系の小型化、ひいてはプロジェクタ全体の小型化を図ることが可能となる。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１１１８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来のプロジェクタにおいては、各反射型液晶パネルは、反射型液晶パネルで変調された光が偏光分離素子（偏光ビームスプリッタ）を透過するように配置されているが、この場合は、反射型液晶パネルで変調された光が偏光分離素子を通過（透過）する際に、偏光分離素子の入射面内での入射角度の違いに起因して収差が発生する可能性がある。このような収差の発生を抑制する観点から言えば、反射型液晶パネルで変調された光が偏光分離素子で反射されるように、各反射型液晶パネルを配置することが好ましい。
【０００７】
しかしながら、従来のプロジェクタにおける各反射型液晶パネルについて、反射型液晶パネルで変調された光が偏光分離素子で反射されるように配置したとすると、収差の発生を抑制することが可能となる反面、緑色光用の反射型液晶パネル（ダイクロイックミラーで反射された第２の色光成分を含む光の光路に配置される反射型液晶パネル）と、青色光の光路に配置される部材（例えば偏光分離素子など）とが干渉してしまうという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、投写画像の明るさを向上しつつ、プロジェクタ全体の小型化を図ることができ、さらには、収差の発生を抑制しつつ、各部材の干渉を抑制することが可能なプロジェクタ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】
【０００９】
本発明の発明者は、従来のプロジェクタにおいて、第２の色光用の反射型液晶パネルと第１の色光の光路に配置される部材とが干渉してしまう原因を徹底的に調査した。その結果、その原因は、第２の色分離素子の色分離面で反射された第２の色光成分を含む光の中心軸が色合成光学系側に傾いていることにあるという知見を得た。
【００１０】
すなわち、従来のプロジェクタによれば、第１の反射手段の反射面に入射する第１の色光成分を含む光の入射角と当該反射面で反射される第１の色光成分を含む光の反射角との和をα１とし、第２の反射手段の反射面に入射する他の色光成分を含む光の入射角と当該反射面で反射される他の色光成分を含む光の反射角との和をα２とし、第２の色分離素子の色分離面で反射された第２の色光成分を含む光の中心軸と当該色分離面を透過した第３の色光成分を含む光の中心軸とのなす角度をβとしたとき、色分離導光光学系は、「α１，α２＜９０°」、かつ、「β＜α２」を満たすように配置構成されている。つまり、第２の色分離素子の色分離面で反射された第２の色光成分を含む光の中心軸が色合成光学系側に傾いているため、第２の色光用の反射型液晶パネルと第１の色光の光路に配置される部材（例えば偏光分離素子など）とが干渉してしまうのである。
【００１１】
本発明の発明者は、以上の知見に基づいてさらなる研究を重ねた結果、色分離導光光学系が、「α１，α２＜９０°」、かつ、「β≧α２」を満たすように配置構成されていれば、結果として、投写画像の明るさを向上しつつ、プロジェクタ全体の小型化を図ることができ、さらには、収差の発生を抑制しつつ、各部材の干渉を抑制することが可能となることに想到し、本発明を完成させるに至った。
【００１２】
すなわち、本発明のプロジェクタは、照明光束を射出する照明光学系と、前記照明光学系からの照明光束を第１の色光、第２の色光及び第３の色光の３つの色光に分離して被照明領域に導光する色分離導光光学系と、前記色分離導光光学系で分離された前記第１〜第３の色光の光路のそれぞれに配置され、前記色分離導光光学系で分離された各色光を画像情報に応じて変調する第１〜第３の反射型液晶パネルと、互いに直交する２つの色合成面を有し、前記第１〜第３の反射型液晶パネルによって変調された色光を合成する色合成光学系と、前記色合成光学系によって合成された光を投写する投写光学系とを備え、前記色分離導光光学系は、２つの色分離面によって前記照明光学系からの光を前記第１の色光成分を含む光とその他の色光成分を含む光とに分離する第１の色分離素子と、前記第１の色分離素子で色分離された前記第１の色光成分を含む光の光路に配置され、前記第１の色光成分を含む光のうち一方の偏光成分を含む光を透過し他方の偏光成分を含む光を反射する第１の偏光分離素子と、前記第１の色分離素子と前記第１の偏光分離素子との間に配置され、前記第１の色分離素子で色分離された前記第１の色光成分を含む光を前記第１の偏光分離素子に向けて反射する第１の反射手段と、前記第１の色分離素子で色分離された前記他の色光成分を含む光の光路に配置され、前記他の色光成分を含む光のうち前記第２の色光成分を含む光を反射し前記第３の色光成分を含む光を透過することにより、前記他の色光成分を含む光を前記第２の色光成分を含む光と前記第３の色光成分を含む光とに色分離する第２の色分離素子と、前記第２の色分離素子で色分離された前記第２の色光成分を含む光の光路に配置され、前記第２の色光成分を含む光のうち一方の偏光成分を含む光を透過し他方の偏光成分を含む光を反射する第２の偏光分離素子と、前記第２の色分離素子で色分離された前記第３の色光成分を含む光の光路に配置され、前記第３の色光成分を含む光のうち一方の偏光成分を含む光を透過し他方の偏光成分を含む光を反射する第３の偏光分離素子と、前記第１の色分離素子と前記第２の色分離素子との間に配置され、前記第１の色分離素子で色分離された前記他の色光成分を含む光を前記第２の色分離素子に向けて反射する第２の反射手段とを有し、前記第１〜第３の反射型液晶パネルのそれぞれは、各反射型液晶パネルで変調された光が前記第１〜第３の偏光分離素子のそれぞれで反射されるように配置されており、前記第１の反射手段の反射面に入射する前記第１の色光成分を含む光の入射角と当該反射面で反射される前記第１の色光成分を含む光の反射角との和をα１とし、前記第２の反射手段の反射面に入射する前記他の色光成分を含む光の入射角と当該反射面で反射される前記他の色光成分を含む光の反射角との和をα２とし、前記第２の色分離素子の色分離面で反射された前記第２の色光成分を含む光の中心軸と当該色分離面を透過した前記第３の色光成分を含む光の中心軸とのなす角度をβとしたとき、前記色分離導光光学系は、「α１，α２＜９０°」、かつ、「β≧α２」を満たすように配置構成されていることを特徴とする。
【００１３】
このため、本発明のプロジェクタによれば、色分離導光光学系が「α１，α２＜９０°」を満たすように配置構成されているため、第１の色分離素子から第１の反射手段又は第２の反射手段までの距離をある程度確保しつつ、反射型液晶パネルから色合成光学系までの光路長を短くすることができる。このため、投写画像の明るさを向上しつつ、投写光学系のバックフォーカスを短くすることができ、投写光学系の小型化、ひいてはプロジェクタ全体の小型化を図ることが可能となる。
【００１４】
また、本発明のプロジェクタによれば、第１〜第３の反射型液晶パネルのそれぞれは、各反射型液晶パネルで変調された光が第１〜第３の偏光分離素子のそれぞれで反射されるように配置されているため、反射型液晶パネルで変調された光が偏光分離素子を透過するように配置された場合に起こりうる収差の発生を抑制することが可能となる。
【００１５】
また、本発明のプロジェクタによれば、色分離導光光学系がさらに「β≧α２」を満たすように配置構成されているため、第２の反射型液晶パネルと第１の色光の光路に配置される部材（第１の偏光分離素子など）の配置位置を離すことができ、第２の反射型液晶パネルと第１の色光の光路に配置される部材（第１の偏光分離素子など）とが干渉してしまうのを抑制することが可能となる。
【００１６】
したがって、本発明のプロジェクタは、投写画像の明るさを向上しつつ、プロジェクタ全体の小型化を図ることができ、さらには、収差の発生を抑制しつつ、各部材の干渉を抑制することが可能なプロジェクタとなる。
【００１７】
本発明のプロジェクタにおいては、前記色分離導光光学系は、「８１°≦α１，α２≦８９°」を満たすように配置構成されていることが好ましい。
【００１８】
投写画像の明るさを向上しつつ、投写光学系のバックフォーカスを短くするにあたって、α１，α２が８１°未満であると、色分離導光光学系の各光学要素及び反射型液晶パネル（並びに後述する集光レンズ）の位置が接近しすぎてしまい、これらの光学部品を光学エンジンに組み込むのが容易ではない。一方、α１，α２が８９°より大きいと、反射型液晶パネルからクロスダイクロイックプリズムまでの光路長がさほど短くならず、投写光学系のバックフォーカスをあまり短くすることができない。
これに対し、本発明のプロジェクタによれば、色分離導光光学系が「８１°≦α１，α２≦８９°」を満たすように配置構成されているため、色分離導光光学系の各光学要素及び反射型液晶パネル（並びに後述する集光レンズ）の位置が接近しすぎることもなく、これらの光学部品を光学エンジンに組み込むのが比較的容易であるとともに、投写画像の明るさを向上しつつ、投写光学系のバックフォーカスを短くすることが可能となる。
【００１９】
このような観点から言えば、色分離導光光学系は、「８３°≦α１，α２≦８７°」を満たすように配置構成されているのがより好ましい。
【００２０】
本発明のプロジェクタにおいては、前記第１〜第３の偏光分離素子のそれぞれから前記第１〜第３の反射型液晶パネルの画像形成領域までの距離をそれぞれｄ１，ｄ２，ｄ３とし、前記第１〜第３の偏光分離素子のそれぞれから前記色合成光学系における前記２つの色合成面が交差する位置までの距離をそれぞれＤ１，Ｄ２，Ｄ３としたとき、前記色分離導光光学系、前記第１〜第３の反射型液晶パネル及び前記色合成光学系は、「ｄ２≠ｄ１＝ｄ３」、かつ、「（ｄ１＋Ｄ１）＝（ｄ２＋Ｄ２）＝（ｄ３＋Ｄ３）」を満たすように配置構成されていることが好ましい。
【００２１】
このように構成することにより、第１〜第３の反射型液晶パネルのそれぞれから色合成光学系までの光路長を同じ長さに揃えることができるため、第１〜第３の反射型液晶パネルからの画像を投写面上に正しく重ね合わせて投写することが可能となる。
【００２２】
本発明のプロジェクタにおいては、前記距離ｄ２と前記距離ｄ１又は前記距離ｄ３との差をδとしたとき、前記距離の差δは、次式を満たすことが好ましい。
【数１】
2009229647.tif 000003
【００２３】
このように構成することにより、第１〜第３の反射型液晶パネルのそれぞれから色合成光学系までの光路長を確実に同じ長さに揃えることが可能となる。
【００２４】
本発明のプロジェクタにおいては、前記第１〜第３の色光のうち、各反射型液晶パネルから前記色合成光学系における前記２つの色合成面が交差する位置までの距離が、他の色光における当該距離よりも長い色光の光路であって、当該光路に配置される前記偏光分離素子から前記色合成光学系までの間に配置される少なくとも１つの光路長調整部材をさらに備えることが好ましい。
【００２５】
このように構成することによっても、第１〜第３の反射型液晶パネルのそれぞれから色合成光学系までの光路長をほぼ同じ長さに揃えることができるため、第１〜第３の反射型液晶パネルからの画像を投写面上に正しく重ね合わせて投写することが可能となる。
【００２６】
本発明のプロジェクタにおいては、前記第１〜第３の偏光分離素子のうち前記光路長調整部材が配置される光路に配置される偏光分離素子から、前記色合成光学系における前記２つの色合成面が交差する位置までの距離をＤとし、前記光路長調整部材を構成する材料の屈折率をｎとし、前記光路長調整部材の厚みをｔとしたとき、前記光路長調整部材の厚みｔは、次式を満たすことが好ましい。
【数２】
2009229647.tif 000004
【００２７】
このように構成することにより、第１〜第３の反射型液晶パネルのそれぞれから色合成光学系までの光路長を確実に同じ長さに揃えることが可能となる。
【００２８】
本発明のプロジェクタにおいては、前記第１の色分離素子における前記２つの色分離面が交差する位置から前記第１〜第３の反射型液晶パネルの画像形成領域までの光路長をそれぞれＡ１，Ａ２，Ａ３としたとき、前記色分離導光光学系及び前記第１〜第３の反射型液晶パネルは、「Ａ１＝Ａ２＝Ａ３」を満たすように配置構成されていることが好ましい。
【００２９】
このように構成することにより、光源から第１〜第３の反射型液晶パネルのそれぞれまでの光路長を同じ長さに揃えることができるため、各反射型液晶パネルに照射される照明光束の大きさをほぼ同じ大きさに揃えることが可能となる。
【００３０】
本発明のプロジェクタにおいては、前記第１〜第３の偏光分離素子は、ワイヤグリッド型の偏光分離素子であることが好ましい。
【００３１】
ワイヤグリッド型の偏光分離素子は、誘電体多層膜が基板上に形成された偏光分離素子に比べて偏光分離特性の入射角度依存性が小さいため、黒画面時における投写光学系への光漏れを抑制することができ、結果として、投写画像のコントラストを高くすることが可能となる。
【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］
まず、実施形態１に係るプロジェクタの構成について、図１を用いて説明する。
図１は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００の光学系の上面図である。
【００３４】
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ｙ方向（クロスダイクロイックプリズム５００から射出される光の中心軸に沿った方向）、ｘ方向（ｙ方向と直交関係にある水平方向）及びｚ方向（ｙ方向と直交関係にある鉛直方向）とする。
【００３５】
実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、図１に示すように、照明光束を射出する照明光学系１００と、照明光学系１００からの照明光束を青色光（第１の色光）、緑色光（第２の色光）及び赤色光（第３の色光）の３つの色光に分離して被照明領域に導光する色分離導光光学系２００と、色分離導光光学系２００で分離された３つの色光のそれぞれを画像情報に応じて変調する３つの反射型液晶パネル（第１〜第３の反射型液晶パネル）４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒと、３つの反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒによって変調された色光を合成する色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム５００と、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スクリーンＳＣＲ等の投写面に投写する投写光学系６００とを備えるプロジェクタである。
【００３６】
照明光学系１００は、被照明領域側に照明光束を射出する光源装置１１０と、光源装置１１０から射出される照明光束を複数の部分光束に分割するための複数の第１小レンズ１２２を有する第１レンズアレイ１２０と、第１レンズアレイ１２０の複数の第１小レンズ１２２に対応する複数の第２小レンズ１３２を有する第２レンズアレイ１３０と、第２レンズアレイ１３０からの各部分光束を偏光方向の揃った略１種類の直線偏光に変換して射出する偏光変換素子１４０と、偏光変換素子１４０から射出される各部分光束を被照明領域で重畳させるための重畳レンズ１５０とを有する。
【００３７】
光源装置１１０は、楕円面リフレクタ１１４と、楕円面リフレクタ１０の第１焦点近傍に発光中心を有する発光管１１２と、発光管１１２から被照明領域側に向けて射出される光を発光管１１２に向けて反射する副鏡１１６と、楕円面リフレクタ１１４からの集束光を略平行光として射出する凹レンズ１１８とを有する。光源装置１１０は、照明光軸１００ａｘを中心軸とする光束を射出する。
【００３８】
発光管１１２は、管球部と、管球部の両側に延びる一対の封止部とを有する。管球部は、球状に形成されており、石英ガラス製であって、この管球部内に配置された一対の電極と、管球部内に封入された水銀、希ガス及び少量のハロゲンとを有する。発光管１１２としては、種々の発光管を採用でき、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等を採用できる。
【００３９】
楕円面リフレクタ１１４は、発光管１１２の一方の封止部に挿通・固着される筒状の首状固定部と、発光管１１２から放射された光を第２焦点位置に向けて反射する反射凹面とを有する。
【００４０】
副鏡１１６は、発光管１１２の管球部の略半分を覆い、楕円面リフレクタ１１４の反射凹面と対向して配置される反射手段である。副鏡１１６は、発光管１１２の他方の封止部に挿通・固着されている。副鏡１１６は、発光管１１２から放射された光のうち楕円面リフレクタ１１４に向かわない光を発光管１１２に戻し楕円面リフレクタ１１４に入射させる。
【００４１】
凹レンズ１１８は、楕円面リフレクタ１１４の被照明領域側に配置され、楕円面リフレクタ１１４からの光を第１レンズアレイ１２０に向けて射出するように構成されている。
【００４２】
第１レンズアレイ１２０は、凹レンズ１１８からの光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、複数の第１小レンズ１２２が照明光軸１００ａｘと直交する面内に複数行・複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。図示による説明は省略するが、第１小レンズ１２２の外形形状は、反射型液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域の外形形状に関して相似形である。
【００４３】
第２レンズアレイ１３０は、重畳レンズ１５０とともに、第１レンズアレイ１２０の各第１小レンズ１２２の像を反射型液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域近傍に結像させる機能を有する。第２レンズアレイ１３０は、第１レンズアレイ１２０と略同様な構成を有し、複数の第２小レンズ１３２が照明光軸１００ａｘに直交する面内に複数行・複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。
【００４４】
偏光変換素子１４０は、第１レンズアレイ１２０により分割された各部分光束の偏光方向を、偏光方向の揃った略１種類の直線偏光として射出する偏光変換素子である。
偏光変換素子１４０は、光源装置１１０からの照明光束のうち一方の偏光成分（例えばＰ偏光成分）を含む光を透過し他方の偏光成分（例えばＳ偏光成分）を含む光を照明光軸１００ａｘに垂直な方向に反射する偏光分離層と、偏光分離層で反射された他方の偏光成分を含む光を照明光軸１００ａｘに平行な方向に反射する反射層と、偏光分離層を透過した一方の偏光成分を含む光を他方の偏光成分を含む光に変換する位相差板とを有する。
【００４５】
重畳レンズ１５０は、第１レンズアレイ１２０、第２レンズアレイ１３０及び偏光変換素子１４０を経た複数の部分光束を集光して反射型液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域近傍に重畳させるための光学素子である。重畳レンズ１５０は、重畳レンズ１５０の光軸と照明光学系１００の照明光軸１００ａｘとが略一致するように配置されている。なお、重畳レンズ１５０は、複数のレンズを組み合わせた複合レンズで構成されていてもよい。
【００４６】
色分離導光光学系２００は、第１の色分離素子としてのクロスダイクロイックミラー２１０と、第１の反射手段としての反射ミラー２６０と、第２の反射手段としての反射ミラー２２０と、第２の色分離素子としてのダイクロイックミラー２３０と、３つの偏光分離素子（第１〜第３の偏光分離素子）２７０，２５０，２４０とを有する。色分離導光光学系２００は、重畳レンズ１５０から射出される光（照明光学系１００から射出される照明光束）を、青色光（第１の色光）、緑色光（第２の色光）及び赤色光（第３の色光）の３つの色光に分離して、それぞれの色光を照明対象となる第１〜第３の反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒに導く機能を有する。
【００４７】
クロスダイクロイックミラー２１０は、青色光成分を含む光を反射し他の色光成分（赤色光成分及び緑色光成分）を含む光を透過する色分離面２１２と、青色光成分以外の色光成分（赤色光成分及び緑色光成分）を含む光を反射し青色光成分を含む光を透過する色分離面２１４とを有する。これら２つの色分離面２１２，２１４は、互いに直交するように配置されている。
【００４８】
重畳レンズ１５０から射出される光（照明光学系１００から射出される照明光束）は、クロスダイクロイックミラー２１０の２つの色分離面２１２，２１４によって、青色光成分を含む光と他の色光成分（赤色光成分及び緑色光成分）を含む光とに分離された後、反射ミラー２６０，２２０に向けてそれぞれ射出される。
【００４９】
反射ミラー２６０は、クロスダイクロイックミラー２１０と第１の偏光分離素子２７０との間に配置され、クロスダイクロイックミラー２１０で色分離された青色光成分を含む光を第１の偏光分離素子２７０に向けて反射する。
【００５０】
第１の偏光分離素子２７０は、クロスダイクロイックミラー２１０で色分離された青色光成分を含む光の光路であって、第１の反射型液晶パネル４００Ｂの手前に配置されている。第１の偏光分離素子２７０は、図示による説明は省略するが、プレートタイプのワイヤグリッド型の偏光分離素子であって、透光性の基板上に金属格子層が形成されたものである。第１の偏光分離素子２７０は、入射光のうち一方の偏光成分を含む光を透過し他方の偏光成分を含む光を反射する機能を有する。なお、第２及び第３の偏光分離素子２５０，２４０も、第１の偏光分離素子２７０と同様に、プレートタイプのワイヤグリッド型の偏光分離素子であって、入射光のうち一方の偏光成分を含む光を透過し他方の偏光成分を含む光を反射する機能を有する。
【００５１】
反射ミラー２６０で反射された青色光成分を含む光は、集光レンズ３００Ｂを介して第１の偏光分離素子２７０に入射する。このとき、照明光学系１００からの照明光束は偏光変換素子１４０によって偏光方向の揃った略１種類の直線偏光に揃えられていることから、集光レンズ３００Ｂを通過した光は、第１の偏光分離素子２７０を通過して第１の反射型液晶パネル４００Ｂに入射する。集光レンズ３００Ｂは、照明光学系１００からの各部分光束を各主光線に対して略平行な光束に変換するために設けられている。なお、他の集光レンズ３００Ｇ，３００Ｒも、集光レンズ３００Ｂと同様に構成されている。
【００５２】
第１の反射型液晶パネル４００Ｂで反射された光は、第１の偏光分離素子２７０に到達する。このとき、第１の反射型液晶パネル４００Ｂで変調されることで偏光方向が回転した光は、第１の偏光分離素子２７０で反射され、クロスダイクロイックプリズム５００に到達する。一方、第１の反射型液晶パネル４００Ｂで変調されずに偏光方向が回転しなかった光は、第１の偏光分離素子２７０をそのまま通過する。つまり、当該光は、クロスダイクロイックプリズム５００には到達しない。
【００５３】
反射ミラー２２０は、クロスダイクロイックミラー２１０とダイクロイックミラー２３０との間に配置され、クロスダイクロイックミラー２１０で色分離された他の色光成分（赤色光成分及び緑色光成分）を含む光をダイクロイックミラー２３０に向けて反射する。
【００５４】
ダイクロイックミラー２３０は、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基板上に形成された光学素子である。ダイクロイックミラー２３０は、緑色光成分を含む光を反射し赤色光成分を含む光を透過するミラーである。
【００５５】
反射ミラー２２０で反射された他の色光成分（赤色光成分及び緑色光成分）を含む光は、ダイクロイックミラー２３０によって、緑色光成分を含む光と赤色光成分を含む光とに分離された後、第２及び第３の偏光分離素子２５０，２４０に向けてそれぞれ射出される。
【００５６】
第２の偏光分離素子２５０は、ダイクロイックミラー２３０で色分離された緑色光成分を含む光の光路であって、第２の反射型液晶パネル４００Ｇの手前に配置されている。ダイクロイックミラー２３０で反射された緑色光成分を含む光は、集光レンズ３００Ｇ及び第２の偏光分離素子２５０を通過して、第２の反射型液晶パネル４００Ｇに入射する。
【００５７】
第３の偏光分離素子２４０は、ダイクロイックミラー２３０で色分離された赤色光成分を含む光の光路であって、第３の反射型液晶パネル４００Ｒの手前に配置されている。ダイクロイックミラー２３０を透過した赤色光成分を含む光は、集光レンズ３００Ｒ及び第３の偏光分離素子２４０を通過して、第３の反射型液晶パネル４００Ｒに入射する。
【００５８】
第１〜第３の反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒは、画像情報に応じて照明光束を変調するものであり、照明光学系１００の照明対象となる。第１〜第３の反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒは、画像形成領域のアスペクト比が１６：９のワイドビジョン用の反射型液晶パネルであって、ここでは図示による説明を省略するが、透明電極を有する透明基板と、画素電極を有する駆動回路基板と、透明基板と駆動回路基板との間に密閉封入された液晶層と、透明電極と液晶層との間及び液晶層と画素電極との間にそれぞれ配置される配向膜とを有する。
【００５９】
第１〜第３の反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒのそれぞれは、各反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒで変調された光が第１〜第３の偏光分離素子２７０，２５０，２４０のそれぞれで反射されるように配置されている。言い換えれば、第１〜第３の反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒで変調された光が第１〜第３の偏光分離素子２７０，２５０，２４０のそれぞれで反射されるように、第１〜第３の偏光分離素子２７０，２５０，２４０のそれぞれが構成されている。
【００６０】
第１〜第３の反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒには、放熱フィン４１０Ｂ，４１０Ｇ，４１０Ｒが配設されている。
【００６１】
クロスダイクロイックプリズム５００の前段には、偏光板４２０Ｂ，４２０Ｇ，４２０Ｒが配置されている。
【００６２】
クロスダイクロイックプリズム５００は、互いに直交する２つ色合成面５０２，５０４を有し、偏光板４２０Ｂ，４２０Ｇ，４２０Ｒから射出された各色光毎に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。クロスダイクロイックプリズム５００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略Ｘ字状の界面に誘電体多層膜が形成されている。色合成面５０２に形成された誘電体多層膜は、青色光を反射するものであり、色合成面５０４に形成された誘電体多層膜は、赤色光を反射するものである。これらの誘電体多層膜によって青色光及び赤色光は曲折され、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、当該合成光が投写光学系６００に向けて射出される。
【００６３】
クロスダイクロイックプリズム５００から射出されたカラー画像は、投写光学系６００によって拡大投写され、スクリーンＳＣＲ上で大画面画像を形成する。
【００６４】
実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、図１に示すように、反射ミラー２６０（第１の反射手段）の反射面に入射する青色光成分を含む光の入射角と当該反射面で反射される青色光成分を含む光の反射角との和をα１とし、反射ミラー２２０（第２の反射手段）の反射面に入射する他の色光成分（緑色光成分及び赤色光成分）を含む光の入射角と当該反射面で反射される他の色光成分を含む光の反射角との和をα２とし、ダイクロイックミラー２３０（第２の色分離素子）で反射された緑色光成分を含む光の中心軸とダイクロイックミラー２３０を透過した赤色光成分を含む光の中心軸とのなす角度をβとしたとき、色分離導光光学系２００が「α１，α２＜９０°」を満たすように配置構成されている（α１＝α２＝８５°）。このため、クロスダイクロイックミラー５００から反射ミラー２６０，２２０までの距離をある程度確保しつつ、反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒからクロスダイクロイックプリズム５００までの光路長を短くすることができる。このため、投写画像の明るさを向上しつつ、投写光学系６００のバックフォーカスを短くすることができ、投写光学系６００の小型化、ひいてはプロジェクタ全体の小型化を図ることが可能となる。
【００６５】
また、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、第１〜第３の反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒのそれぞれは、各反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒで変調された光が第１〜第３の偏光分離素子２７０，２５０，２４０のそれぞれで反射されるように配置されているため、反射型液晶パネルで変調された光が偏光分離素子を透過するように配置された場合に起こりうる収差の発生を抑制することが可能となる。
【００６６】
ここで、実施形態１に係るプロジェクタ１０００をさらに詳細に説明するために、実施形態１の比較例に係るプロジェクタ１０００ａを説明する。
【００６７】
図２は、比較例に係るプロジェクタ１０００ａの光学系の上面図である。
なお、図２では、色分離導光光学系２００ａからクロスダイクロイックプリズム５００までの光学要素を図示し、照明光学系１００及び投写光学系６００の図示を省略している。また、図２において、図１と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００６８】
比較例に係るプロジェクタ１０００ａは、基本的には実施形態１に係るプロジェクタ１０００とよく似た構成を有するが、図２に示すように、ダイクロイックミラー２３０で反射された緑色光成分を含む光の中心軸がクロスダイクロイックプリズム５００側に傾いている点で、実施形態１に係るプロジェクタ１０００とは異なる。
【００６９】
すなわち、比較例に係るプロジェクタ１０００ａにおいては、色分離導光光学系２００ａは、「α１，α２＜９０°」、かつ、「β＜α２」を満たすように配置構成されている。つまり、ダイクロイックミラー２３０で反射された緑色光成分を含む光の中心軸がクロスダイクロイックプリズム５００側に傾いているため、第２の反射型液晶パネル４００Ｇと青色光の光路に配置される部材（第１の偏光分離素子２７０や集光レンズ３００Ｂなど）とが干渉してしまう（図２の破線Ｑで囲む部分を参照。）。
【００７０】
これに対し、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、色分離導光光学系２００が「β＝α２（＝８５°）」を満たすように配置構成されている。これにより、第２の反射型液晶パネル４００Ｇと青色光の光路に配置される部材（第１の偏光分離素子２７０や集光レンズ３００Ｂなど）の配置位置を離すことができ、第２の反射型液晶パネル４００Ｇと青色光の光路に配置される部材（第１の偏光分離素子２７０集光レンズ３００Ｂなど）とが干渉してしまうのを抑制することが可能となる。
【００７１】
したがって、実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、投写画像の明るさを向上しつつ、プロジェクタ全体の小型化を図ることができ、さらには、収差の発生を抑制しつつ、各部材の干渉を抑制することが可能なプロジェクタとなる。
【００７２】
実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、色分離導光光学系２００は、「８１°≦α１，α２≦８９°」を満たすように配置構成されているため、色分離導光光学系２００の各光学要素及び反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒ並びに集光レンズ３００Ｂ，３００Ｇ，３００Ｒの位置が接近しすぎることもなく、これらの光学部品を光学エンジンに組み込むのが比較的容易であるとともに、投写画像の明るさを向上しつつ、投写光学系６００のバックフォーカスを短くすることが可能となる。
【００７３】
実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、第１〜第３の偏光分離素子２７０，２５０，２４０のそれぞれから第１〜第３の反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒの画像形成領域までの距離をそれぞれｄ１，ｄ２，ｄ３とし、第１〜第３の偏光分離素子２７０，２５０，２４０のそれぞれからクロスダイクロイックプリズム５００における２つの色合成面５０２，５０４が交差する位置Ｐ２までの距離をそれぞれＤ１，Ｄ２，Ｄ３としたとき、色分離導光光学系２００、第１〜第３の反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒ及びクロスダイクロイックプリズム５００は、「ｄ２≠ｄ１＝ｄ３」、かつ、「（ｄ１＋Ｄ１）＝（ｄ２＋Ｄ２）＝（ｄ３＋Ｄ３）」を満たすように配置構成されている。つまり、第２の偏光分離素子２５０から第２の反射型液晶パネル４００Ｇの画像形成領域までの距離ｄ２を調整することによって、「（ｄ１＋Ｄ１）＝（ｄ２＋Ｄ２）＝（ｄ３＋Ｄ３）」を満たすようにしている。これにより、第１〜第３の反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒのそれぞれからクロスダイクロイックプリズム５００までの光路長を同じ長さに揃えることができるため、第１〜第３の反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒからの画像をスクリーンＳＣＲ上に正しく重ね合わせて投写することが可能となる。
【００７４】
上記した距離ｄ２と距離ｄ３（距離ｄ１）との差をδとしたとき、実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、距離の差δが次式を満たすように構成されている。
【００７５】
【数３】
2009229647.tif 000005
【００７６】
これにより、第１〜第３の反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒのそれぞれからクロスダイクロイックプリズム５００までの光路長を確実に同じ長さに揃えることが可能となる。
【００７７】
実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、第１〜第３の偏光分離素子２７０，２５０，２４０は、ワイヤグリッド型の偏光分離素子である。ワイヤグリッド型の偏光分離素子は、誘電体多層膜が基板上に形成された偏光分離素子に比べて偏光分離特性の入射角度依存性が小さいため、黒画面時における投写光学系６００への光漏れを抑制することができ、結果として、投写画像のコントラストを高くすることが可能となる。
【００７８】
［実施形態２］
図３は、実施形態２に係るプロジェクタ１００２の光学系の上面図である。
なお、図３では、色分離導光光学系２０２からクロスダイクロイックプリズム５００までの光学要素を図示し、照明光学系１００及び投写光学系６００の図示を省略している。また、図３において、図１と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００７９】
実施形態２に係るプロジェクタ１００２は、基本的には実施形態１に係るプロジェクタ１０００と同様の構成を有するが、色分離導光光学系の配置構成が、実施形態１に係るプロジェクタ１０００とは異なる。
【００８０】
実施形態２に係るプロジェクタ１００２においては、図３に示すように、色分離導光光学系２０２は、「α１，α２＜９０°」、かつ、「β＞α２」を満たすように配置構成されている。具体的には、ダイクロイックミラー２３０で反射された緑色光成分を含む光の中心軸がクロスダイクロイックミラー２１０側に傾いている。
【００８１】
このように、実施形態２に係るプロジェクタ１００２は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００とは、色分離導光光学系の配置構成が異なるが、実施形態１に係るプロジェクタ１０００の場合と同様に、色分離導光光学系２０２が「α１，α２＜９０°」を満たすように配置構成されている（α１＝α２＝８５°）。このため、投写画像の明るさを向上しつつ、投写光学系６００（図示せず。）のバックフォーカスを短くすることができ、投写光学系６００の小型化、ひいてはプロジェクタ全体の小型化を図ることが可能となる。また、第１〜第３の反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒのそれぞれは、各反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒで変調された光が第１〜第３の偏光分離素子２７０，２５０，２４０のそれぞれで反射されるように配置されているため、反射型液晶パネルで変調された光が偏光分離素子を透過するように配置された場合に起こりうる収差の発生を抑制することが可能となる。
【００８２】
また、実施形態２に係るプロジェクタ１００２によれば、色分離導光光学系２０２が「β＞α２」を満たすように配置構成されている。これにより、第２の反射型液晶パネル４００Ｇと青色光の光路に配置される部材（第１の偏光分離素子２７０や集光レンズ３００Ｂなど）の配置位置を離すことができ、第２の反射型液晶パネル４００Ｇと青色光の光路に配置される部材（第１の偏光分離素子２７０集光レンズ３００Ｂなど）とが干渉してしまうのを抑制することが可能となる。
【００８３】
実施形態２に係るプロジェクタ１００２は、色分離導光光学系の配置構成が異なる点以外では、実施形態１に係るプロジェクタ１０００と同様の構成を有するため、実施形態１に係るプロジェクタ１０００が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。
【００８４】
［実施形態３］
図４は、実施形態３に係るプロジェクタ１００４の光学系の上面図である。
なお、図４では、色分離導光光学系２０４からクロスダイクロイックプリズム５００までの光学要素を図示し、照明光学系１００及び投写光学系６００の図示を省略している。また、図４において、図１と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００８５】
実施形態３に係るプロジェクタ１００４は、基本的には実施形態１に係るプロジェクタ１０００と同様の構成を有するが、反射型液晶パネルからクロスダイクロイックプリズムまでの光路長の調整を光路長調整部材で行っている点で、実施形態１に係るプロジェクタ１０００とは異なる。
【００８６】
すなわち、実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、第２の偏光分離素子２５０から第２の反射型液晶パネル４００Ｇの画像形成領域までの距離ｄ２を調整することにより、反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒからクロスダイクロイックプリズム５００までの光路長の調整をしていたが、実施形態３に係るプロジェクタ１００４においては、図４に示すように、第２の偏光分離素子２５０とクロスダイクロイックプリズム５００との間に光路長調整部材７００を配置することにより、反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒからクロスダイクロイックプリズム５００までの光路長の調整をしている。光路長調整部材７００は、例えばＢＫ７などの光学ガラス板である。
【００８７】
なお、光路長調整部材７００が配置される緑色光の光路について、反射型液晶パネル４００Ｇからクロスダイクロイックプリズム５００における２つの色合成面５０２，５０４が交差する位置Ｐ２までの合計距離（ｄ２＋Ｄ２）は、他の青色光及び赤色光における当該合計距離（ｄ１＋Ｄ１），（ｄ３＋Ｄ３）よりも長くなっている。これは、色分離導光光学系２０４を「α１，α２＜９０°」、かつ、「β＝α２」を満たすように配置構成したことによるものである。
【００８８】
このように、実施形態３に係るプロジェクタ１００４は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００とは、反射型液晶パネルからクロスダイクロイックプリズムまでの光路長の調整を光路長調整部材で行っている点で異なるが、実施形態１に係るプロジェクタ１０００の場合と同様に、第１〜第３の反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒのそれぞれが、各反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒで変調された光が第１〜第３の偏光分離素子２７０，２５０，２４０のそれぞれで反射されるように配置されており、色分離導光光学系２０４が「α１，α２＜９０°」、かつ、「β＝α２」を満たすように配置構成されているため、投写画像の明るさを向上しつつ、プロジェクタ全体の小型化を図ることができ、さらには、収差の発生を抑制しつつ、各部材の干渉を抑制することが可能なプロジェクタとなる。
【００８９】
実施形態３に係るプロジェクタ１００４においては、各反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒからクロスダイクロイックプリズム５００における２つの色合成面５０２，５０４が交差する位置Ｐ２までの距離が３つの光路の中で最も長い緑色光の光路に配置される光路長調整部材７００をさらに備える。これにより、光路長調整部材７００の機能によって、第１〜第３の反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒのそれぞれからクロスダイクロイックプリズム５００までの光路長をほぼ同じ長さに揃えることができるため、第１〜第３の反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒからの画像をスクリーンＳＣＲ上に正しく重ね合わせて投写することが可能となる。
【００９０】
光路長調整部材７００を構成する材料の屈折率をｎとし、光路長調整部材７００の厚みをｔとしたとき、実施形態３に係るプロジェクタ１００４においては、光路長調整部材７００の厚みｔが次式を満たすように構成されている。なお、次式中のＤ２は、第２の偏光分離素子２５０からクロスダイクロイックプリズム５００における２つの色合成面５０２，５０４が交差する位置Ｐ２までの距離のことである。
【００９１】
【数４】
2009229647.tif 000006
【００９２】
これにより、第１〜第３の反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒのそれぞれからクロスダイクロイックプリズム５００までの光路長を確実に同じ長さに揃えることが可能となる。
【００９３】
実施形態３に係るプロジェクタ１００４は、反射型液晶パネルからクロスダイクロイックプリズムまでの光路長の調整を光路長調整部材で行っている点以外では、実施形態１に係るプロジェクタ１０００と同様の構成を有するため、実施形態１に係るプロジェクタ１０００が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。
【００９４】
［実施形態４］
図５は、実施形態４に係るプロジェクタ１００６の光学系の上面図である。
なお、図５では、色分離導光光学系２０６からクロスダイクロイックプリズム５００までの光学要素を図示し、照明光学系１００及び投写光学系６００の図示を省略している。また、図５において、図１と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００９５】
実施形態４に係るプロジェクタ１００６は、基本的には実施形態３に係るプロジェクタ１００４と同様の構成を有するが、光路長調整部材が青色光と赤色光の光路に配置されている点で、実施形態３に係るプロジェクタ１００４とは異なる。
【００９６】
すなわち、実施形態４に係るプロジェクタ１００６においては、図５に示すように、第１の偏光分離素子２７０とクロスダイクロイックプリズム５００との間及び第３の偏光分離素子２４０とクロスダイクロイックプリズム５００との間に光路長調整部材７０２，７０４を配置することにより、反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒからクロスダイクロイックプリズム５００までの光路長の調整をしている。
【００９７】
なお、光路長調整部材７０２，７０４が配置される青色光及び赤色光の光路について、反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｒからクロスダイクロイックプリズム５００における２つの色合成面５０２，５０４が交差する位置Ｐ２までの合計距離（ｄ１＋Ｄ１），（ｄ３＋Ｄ３）は、緑色光における当該合計距離（ｄ２＋Ｄ２）よりも長くなっている。これは、色分離導光光学系２０６を「α１，α２＜９０°」、かつ、「β＝α２」を満たすように配置構成するとともに、ダイクロイックミラー２３０と第３の偏光分離素子２４０との間の距離を、実施形態３に係るプロジェクタ１００４における当該距離よりも短くしたことによるものである。
【００９８】
このように、実施形態４に係るプロジェクタ１００６は、実施形態３に係るプロジェクタ１００４とは、光路長調整部材が青色光と赤色光の光路に配置されている点で異なるが、実施形態１及び３に係るプロジェクタ１０００，１００４の場合と同様に、第１〜第３の反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒのそれぞれが、各反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒで変調された光が第１〜第３の偏光分離素子２７０，２５０，２４０のそれぞれで反射されるように配置されており、色分離導光光学系２０６が「α１，α２＜９０°」、かつ、「β＝α２」を満たすように配置構成されているため、投写画像の明るさを向上しつつ、プロジェクタ全体の小型化を図ることができ、さらには、収差の発生を抑制しつつ、各部材の干渉を抑制することが可能なプロジェクタとなる。
【００９９】
また、実施形態４に係るプロジェクタ１００６によれば、ダイクロイックミラー２３０と第３の偏光分離素子２４０との間の距離を短くしていることから、色分離導光光学系２０６の平面サイズを小さくすることができ、プロジェクタの小型化を図ることが可能となる。
【０１００】
実施形態４に係るプロジェクタ１００６は、光路長調整部材が青色光と赤色光の光路に配置されている点以外では、実施形態３に係るプロジェクタ１００４と同様の構成を有するため、実施形態３に係るプロジェクタ１００４が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。
【０１０１】
［実施形態５］
図６は、実施形態５に係るプロジェクタ１００８の光学系の上面図である。
なお、図６では、色分離導光光学系２０８からクロスダイクロイックプリズム５００までの光学要素を図示し、照明光学系１００及び投写光学系６００の図示を省略している。また、図６において、図１と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１０２】
実施形態５に係るプロジェクタ１００８は、基本的には実施形態３に係るプロジェクタ１００４と同様の構成を有するが、クロスダイクロイックミラー２１０から第１〜第３の反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒまでの光路長が揃えられている点で、実施形態３に係るプロジェクタ１００４とは異なる。
【０１０３】
すなわち、図６に示すように、クロスダイクロイックミラー２１０の色分離面２１２から反射ミラー２６０までの距離をＬ１とし、反射ミラー２６０から第１の偏光分離素子２７０までの距離をＬ２とし、クロスダイクロイックミラー２１０の色分離面２１４から反射ミラー２２０までの距離をＬ３とし、反射ミラー２２０からダイクロイックミラー２３０までの距離をＬ４とし、ダイクロイックミラー２３０から第２の偏光分離素子２５０までの距離をＬ５とし、ダイクロイックミラー２３０から第３の偏光分離素子２４０までの距離をＬ６としたとき、実施形態５に係るプロジェクタ１００８においては、「Ｌ１＝Ｌ３」となり、「Ｌ２＝Ｌ４＋Ｌ６」となり、「Ｌ５＝Ｌ６」となるように、色分離導光光学系２０８の各光学要素が配置されている。また、反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒは、「ｄ１＝ｄ２＝ｄ３」を満たすように配置構成されている。
【０１０４】
つまり、実施形態５に係るプロジェクタ１００８においては、クロスダイクロイックミラー２１０における２つの色分離面２１２，２１４が交差する位置Ｐ１から第１〜第３の反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒの画像形成領域までの光路長をそれぞれＡ１，Ａ２，Ａ３としたとき、色分離導光光学系２０８及び第１〜第３の反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒは、「Ａ１＝Ａ２＝Ａ３」を満たすように配置構成されている。
【０１０５】
なお、実施形態５に係るプロジェクタ１００８においても、実施形態３に係るプロジェクタ１００４の場合と同様に、第２の偏光分離素子２５０とクロスダイクロイックプリズム５００との間に光路長調整部材７０６を配置することにより、反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒからクロスダイクロイックプリズム５００までの光路長の調整をしている。
【０１０６】
なお、光路長調整部材７０６が配置される緑色光の光路について、反射型液晶パネル４００Ｇからクロスダイクロイックプリズム５００における２つの色合成面５０２，５０４が交差する位置Ｐ２までの合計距離（ｄ２＋Ｄ２）は、他の青色光及び赤色光における当該合計距離（ｄ１＋Ｄ１），（ｄ３＋Ｄ３）よりも長くなっている。これは、色分離導光光学系２０８を「α１，α２＜９０°」、かつ、「β＝α２」を満たすように配置構成したことによるものである。
【０１０７】
このように、実施形態５に係るプロジェクタ１００８は、実施形態３に係るプロジェクタ１００４とは、クロスダイクロイックミラー２１０から第１〜第３の反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒまでの光路長が揃えられている点で異なるが、実施形態１及び３に係るプロジェクタ１０００，１００４の場合と同様に、第１〜第３の反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒのそれぞれが、各反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒで変調された光が第１〜第３の偏光分離素子２７０，２５０，２４０のそれぞれで反射されるように配置されており、色分離導光光学系２０８が「α１，α２＜９０°」、かつ、「β＝α２」を満たすように配置構成されているため、投写画像の明るさを向上しつつ、プロジェクタ全体の小型化を図ることができ、さらには、収差の発生を抑制しつつ、各部材の干渉を抑制することが可能なプロジェクタとなる。
【０１０８】
実施形態５に係るプロジェクタ１００８においては、色分離導光光学系２０８及び第１〜第３の反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒは、上記した「Ａ１＝Ａ２＝Ａ３」を満たすように配置構成されている。これにより、光源から第１〜第３の反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒのそれぞれまでの光路長を同じ長さに揃えることができるため、各反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒに照射される照明光束の大きさをほぼ同じ大きさに揃えることが可能となる。
【０１０９】
実施形態５に係るプロジェクタ１００８は、クロスダイクロイックミラー２１０から第１〜第３の反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒまでの光路長が揃えられている点以外では、実施形態３に係るプロジェクタ１００４と同様の構成を有するため、実施形態３に係るプロジェクタ１００４が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。
【０１１０】
以上、本発明のプロジェクタを上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の各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。
【０１１１】
上記各実施形態においては、第１の色光が青色光であり、第３の色光が赤色光である場合を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１の色光が赤色光であり、第３の色光が青色光であってもよい。
【０１１２】
上記実施形態１及び２においては、偏光分離素子と反射型液晶パネルとの距離を調整することにより、各反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒからクロスダイクロイックプリズム５００までの光路長の調整をする場合を例示し、実施形態３〜５においては、光路長調整部材を配置することにより、各反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒからクロスダイクロイックプリズム５００までの光路長の調整をする場合を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、偏光分離素子と反射型液晶パネルとの距離を調整すると同時に光路長調整部材を配置することにより、各反射型液晶パネル４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒからクロスダイクロイックプリズム５００までの光路長の調整をしてもよい。
【０１１３】
上記実施形態３〜５においては、光路長調整部材として、ＢＫ７などの光学ガラス板を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＢＫ７以外のガラス板を用いてもよい。また、光路長を調整することが可能であるならば、ガラス以外の材料からなる部材を用いてもよい。
【０１１４】
上記各実施形態においては、第１及び第２の反射手段が反射ミラーである場合を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１及び第２の反射手段のうち少なくとも一方が反射プリズムであってもよい。
【０１１５】
上記各実施形態においては、反射型液晶パネルとして、画像形成領域のアスペクト比が１６：９のワイドビジョン用の反射型液晶パネルを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、画像形成領域のアスペクト比が４：３のいわゆるスタンダードタイプの反射型液晶パネルを用いてもよい。
【０１１６】
上記各実施形態においては、光源装置として、楕円面リフレクタからなる光源装置を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、放物面リフレクタからなる光源装置を用いることも好ましい。この場合には、凹レンズは備えていなくともよい。
【０１１７】
上記各実施形態においては、発光管に副鏡が配設された場合を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、副鏡に代えて、管球部の外面に反射膜が形成されていてもよいし、副鏡が配設されていないプロジェクタに本発明を適用することも可能である。
【０１１８】
上記各実施形態においては、光均一化光学系として、レンズアレイからなるレンズインテグレータ光学系を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ロッド部材からなるロッドインテグレータ光学系をも好ましく用いることができる。
【０１１９】
上記各実施形態においては、色分離導光光学系における第１〜第３の偏光分離素子として、ワイヤグリッド型の偏光分離素子を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、透光性の基板上に偏光分離膜を設けた構成からなる偏光分離素子を用いてもよい。また、上記各実施形態においては、いわゆるプレートタイプの偏光分離素子を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、２つの三角柱プリズムが貼り合わされたプリズムタイプの偏光分離素子を用いてもよい。
【０１２０】
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適用する場合にも、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適用する場合にも可能である。
【０１２１】
本発明は、机上等に設置するタイプのプロジェクタ（据え置きタイプのプロジェクタ）に適用する場合にも、天井等に吊り下げるタイプのプロジェクタ（天吊りタイプのプロジェクタ）に適用する場合にも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】実施形態１に係るプロジェクタ１０００の光学系の上面図。
【図２】比較例に係るプロジェクタ１０００ａの光学系の上面図。
【図３】実施形態２に係るプロジェクタ１００２の光学系の上面図。
【図４】実施形態３に係るプロジェクタ１００４の光学系の上面図。
【図５】実施形態４に係るプロジェクタ１００６の光学系の上面図。
【図６】実施形態５に係るプロジェクタ１００８の光学系の上面図。
【符号の説明】
【０１２３】
１００…照明光学系、１００ａｘ…照明光軸、１１０…光源装置、１１２…発光管、１１４…楕円面リフレクタ、１１６…副鏡、１１８…凹レンズ、１２０…第１レンズアレイ、１２２…第１小レンズ、１３０…第２レンズアレイ、１３２…第２小レンズ、１４０…偏光変換素子、１５０…重畳レンズ、２００，２００ａ，２０２，２０４，２０６，２０８…色分離導光光学系、２１０…クロスダイクロイックミラー、２１２，２１４…（クロスダイクロイックミラーの）色分離面、２２０，２６０…反射ミラー、２３０…ダイクロイックミラー、２４０，２５０，２７０…第１〜第３の偏光分離素子、３００Ｂ，３００Ｇ，３００Ｒ…集光レンズ、４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒ…第１〜第３の反射型液晶パネル、４１０Ｂ，４１０Ｇ，４１０Ｒ…放熱フィン、４２０Ｂ，４２０Ｇ，４２０Ｒ…偏光板、５００…クロスダイクロイックプリズム、５０２，５０４…（クロスダイクロイックプリズムの）色合成面、６００…投写光学系、７００，７０２，７０４，７０６…光路長調整部材、１０００，１０００ａ，１００２，１００４，１００６，１００８…プロジェクタ、Ｄ１〜Ｄ３…各偏光分離素子からクロスダイクロイックプリズム５００における２つの色合成面５０２，５０４が交差する位置Ｐ２までの距離、ｄ１〜ｄ３…各偏光分離素子から各反射型液晶パネルの画像形成領域までの距離、Ｌ１…クロスダイクロイックミラー２１０の色分離面２１２から反射ミラー２６０までの距離、Ｌ２…反射ミラー２６０から第１の偏光分離素子２７０までの距離、Ｌ３…クロスダイクロイックミラー２１０の色分離面２１４から反射ミラー２２０までの距離、Ｌ４…反射ミラー２２０からダイクロイックミラー２３０までの距離、Ｌ５…ダイクロイックミラー２３０から第２の偏光分離素子２５０までの距離、Ｌ６…ダイクロイックミラー２３０から第３の偏光分離素子２４０までの距離、Ｐ１…クロスダイクロイックミラー２１０における２つの色分離面２１２，２１４が交差する位置、Ｐ２…クロスダイクロイックプリズム５００における２つの色合成面５０２，５０４が交差する位置、ＳＣＲ…スクリーン、ｔ…光路長調整部材の厚み、α１…反射ミラー２６０の反射面に入射する青色光成分を含む光の入射角と当該反射面で反射される青色光成分を含む光の反射角との和、α２…反射ミラー２２０の反射面に入射する他の色光成分を含む光の入射角と当該反射面で反射される他の色光成分を含む光の反射角との和、β…ダイクロイックミラー２３０で反射された緑色光成分を含む光の中心軸とダイクロイックミラー２３０を透過した赤色光成分を含む光の中心軸とのなす角度
【図１】
2009229647.tif 000009
【図２】
2009229647.tif 000010
【図３】
2009229647.tif 000011
【図４】
2009229647.tif 000012
【図５】
2009229647.tif 000013
【図６】
2009229647.tif 000014