JP2000199883A - 反射型プロジェクタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は色分離／色合成手段及び反射型液晶パ
ネル等を用いて大画像表示を行なう反射型プロジェクタ
装置に関し、高色純度及び高効率を有すると共に小型化
及び低コスト化を図ることを課題とする。 【解決手段】光源２と、反射型液晶パネル２６Ｒ，２６
Ｇ，２６Ｂと、光源２１からの光を干渉を利用して所定
の色の光に分離するダイクロイックプリズム２４と、投
写レンズ２７を具備する反射型プロジェクタ装置におい
て、光源２１と反射型液晶パネル２６Ｒ，２６Ｇ，２６
Ｂとの間に第１の偏光板２３を配設すると共に、反射型
液晶パネル２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂと投写レンズ２７と
の間に第２の偏光板２５を配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は反射型プロジェクタ
装置に係り、特に色分離／色合成手段及び反射型液晶パ
ネル等を用いて大画像表示を行なう反射型プロジェクタ
装置に関する。従来では、大画像表示を行なう投写型液
晶プロジェクタとしては、ＴＮ型液晶パネルを用いた透
過型液晶パネルが広く用いられてきた。

【０００２】しかるに近年では、各画素に反射電極を設
け画素の開口率を向上させて用いる反射型液晶パネルの
研究が進み、投写型液晶プロジェクタに適用されるよう
になってきいる。この反射型液晶パネルは、従来の透過
型液晶パネルに比較して開口率が高くできるため、小型
化／高効率のプロジェクタを実現することができる。

【０００３】

【従来の技術】図１は、従来の反射型プロジェクタ装置
の一例を示す構成図である。同図に示すように、反射型
プロジェクタ装置１０は、大略すると光源１１、偏光分
離プリズム（ＰＢＳ）１２、ダイクロイックプリズム１
４、反射型液晶パネル１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ（Ｒは赤
色，Ｇは緑色，Ｂは青色を示す）、及び投写レンズ１７
等により構成されている。

【０００４】上記構成において、光源１１から出射した
光束は、偏光分離プリズム１２により直線偏光が抽出さ
れると共に進行方向を９０°曲げられ、ダイクロイック
プリズム１４に入射する。また、ダイクロイックプリズ
ム１４に入射した光は、赤色，緑色，青色（ＲＧＢ）に
それぞれ分離され出射し、各色に対応した各反射型液晶
パネル１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂで反射された後、同じ光
路を通って偏光分離プリズム１２に再入射する。

【０００５】この際、各反射型液晶パネル１６Ｒ，１６
Ｇ，１６Ｂで画像変調された光の内、液晶がＯＮ状態の
領域では偏光方向を９０°回転されて出射する為、この
ＯＮ状態領域に対応する出射光は偏光分離プリズム１２
を透過し、投写レンズ１７からスクリーン（図示せず）
に向け投写されて画像を形成する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記した従
来の反射型プロジェクタ装置１０では、高価な光学部品
である偏光分離プリズム１２を用いていたため、反射型
プロジェクタ装置１０のコストが上昇してしまうという
問題がある。また、偏光分離プリズム１２が偏光を分け
るのに際して、光源１１の光の広がり例えば±２度の広
がりに対して良好に偏光を分けるのが難しいという問題
点もある。

【０００７】また、従来の反射型プロジェクタ装置１０
では、光源１１からの白色光を３分割してＲＧＢの光を
作っている。この為、Ｇ−Ｂ間及びＧ−Ｒ間に存在する
シアン（Ｃｙ），イエロー（Ｙｅ）成分が各色に混入
し、色純度が落ちると共に収束光束照明が使えないとい
う問題点があった。この対策として、光源１１とダイク
ロイックプリズム１４との間、またはダイクロイックプ
リズム１４と投写レンズ１７との間に、シアン（Ｃｙ）
カットフィルタ、及びイエロー（Ｙｅ）カットフィルタ
を入れて、前記不要波長をカットすることが考えられる
（図１参照）。

【０００８】しかし、帯域フィルタ（バンドパスフィル
タ）である、Ｃｙカットフィルタ、Ｙｅカットフィルタ
は、不要波長域となる１０〜２０nm程度の帯域をカット
するには、カット率（任意の波長域の反射又は吸収率）
を大きくできない。この為、必要な波長域までカットし
光の損失を伴うか、または十分に不要波長をカットでき
ず十分な色純度を確保できないか何れか一方となり、光
の損失を伴うことなく色純度を確保することができなか
った。

【０００９】また、従来の反射型プロジェクタ装置１０
では、反射型液晶パネル１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂと投写
レンズ１７との間にダイクロイックプリズム１４と偏光
分離プリズム１２の二つの光学要素が配設されるため、
反射型液晶パネル１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂと投写レンズ
１７との間隔が長くなり、また装置が大型してしまうと
いう問題点があった。

【００１０】また、ダイクロイックプリズム１４中を光
が進む際、光路が長い事から光の広がりが発生し、これ
に対応するために偏光分離プリズム１２，ダイクロイッ
クプリズム１４，及び投写レンズ１７が大型してしまう
という問題点があった。本発明は上記の点に鑑みてなさ
れたものであり、高色純度及び高効率を有すると共に小
型化及び低コスト化を図りうる反射型プロジェクタ装置
を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴
とするものである。請求項１記載の発明は、光源と、反
射型液晶パネルと、前記光源からの光を所定の色の光に
分離または／及び合成する色分離／色合成手段と、投写
レンズを具備する反射型プロジェクタ装置において、前
記光源と前記反射型液晶パネルとの間に第１の偏光素子
を配設すると共に、前記反射型液晶パネルと前記投写レ
ンズとの間に第２の偏光素子を配設したことを特徴とす
るものである。

【００１２】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の反射型プロジェクタ装置において、前記色分離／色
合成手段を、前記光源と前記反射型液晶パネルとの間
で、かつ前記反射型液晶パネルと前記投写レンズとの間
の位置に配設したことを特徴とするものである。

【００１３】また、請求項３記載の発明は、請求項１ま
たは２記載の反射型プロジェクタ装置において、前記色
分離／色合成手段として、ダイクロイックミラーを用
い、該ダイクロイックミラーがＸ字型に組み合わされ、
かつ、前記光源からの入射光および前記反射型液晶パネ
ルからの反射光が前記ダイクロイックミラーを通過する
際、該各光の光軸通過位置が前記ダイクロイックミラー
の組み合わせ中心位置以外の位置を通過するよう構成し
たことを特徴とするものである。

【００１４】また、請求項３記載の反射型プロジェクタ
装置において、前記ダイクロイックミラーの反射特性
を、光源側のミラーと投写側のミラーとで特性が異なる
よう構成することもできる。また、請求項４記載の発明
は、請求項１記載の反射型プロジェクタ装置において、
前記光源からの光を略垂直に前記反射型液晶パネルに入
射させ、且つ、前記反射型液晶パネルからの反射光を前
記光源の前に設置したミラーによって反射し、該反射光
を前記投写レンズに導く構成としてなることを特徴とす
るものである。

【００１５】また、請求項５記載の発明は、請求項１記
載の反射型プロジェクタ装置において、前記色分離／色
合成手段に設けられた干渉膜の膜面と前記反射型液晶パ
ネルとの間に、少なくとも１面のダイクロイックフィル
タを配置し、かつ、前記ダイクロイックフィルタを設定
波長以上の光を透過すると共に設定波長以下の光を反射
するハイパスフィルターとし、赤色用の反射型液晶パネ
ルの手前に配置したことを特徴とするものである。

【００１６】また、請求項６記載の発明は、請求項１記
載の反射型プロジェクタ装置において、前記色分離／色
合成手段に設けられた干渉膜の膜面と前記反射型液晶パ
ネルとの間に、少なくとも１面のダイクロイックフィル
タを配置し、前記ダイクロイックフィルタを設定波長以
下の光を透過すると共に設定波長以上の光を反射するロ
ウパスフィルターとし、青色用の反射型液晶パネルの手
前に配置したことを特徴とするものである。

【００１７】また、請求項７記載の発明は、請求項１記
載の反射型プロジェクタ装置において、前記色分離／色
合成手段としてダイクロイックプリズムを用いると共
に、前記反射型液晶パネルと前記ダイクロイックプリズ
ムとの間に、第１のシリンドリカルレンズを配設したこ
とを特徴とするものである。

【００１８】また、請求項８記載の発明は、請求項７記
載の反射型プロジェクタ装置において、前記光源と前記
ダイクロイックプリズムの間に、第２のシリンドリカル
レンズを配設したことを特徴とするものである。また、
請求項９記載の発明は、請求項７または８記載の反射型
プロジェクタ装置において、前記シリンドリカルレンズ
の収束方向が、前記ダイクロイックプリズム色分離の方
向と同方向としたことを特徴とするものである。

【００１９】また、請求項７乃至９のいずれかに記載の
反射型プロジェクタ装置において、前記ダイクロイック
プリズムに入射する入射光が前記干渉膜面に対してＳ偏
光とされると共に、前記ダイクロイックプリズムから出
射する出射光がＰ偏光とされており、かつ、前記ダイク
ロイックプリズムに赤色のみを反射する赤色反射用干渉
膜と青色のみを反射する青色反射用干渉膜を設け、前記
入射光の前記赤色反射用干渉膜への入射角をθｒとし、
前記青色反射用干渉膜への入射角をθｂとした場合、θ
ｂ＜θｒの関係を満たすよう構成することもできる。

【００２０】また、請求項７乃至９のいずれかに記載の
反射型プロジェクタ装置において、前記投写レンズと前
記ダイクロイックプリズムの間に三角プリズムを配設
し、かつ、該三角プリズムの頂角θａと、前記ダイクロ
イックプリズムを出射する出射光と前記ダイクロイック
プリズム出射面の法線とがなす角θｂがθａ≒θｂとな
るよう構成することもできる。

【００２１】また、請求項１０記載の発明は、所定の波
長帯域を有した照明光を生成する照明系と、前記照明系
から出射された照明光を反射することにより映像光を生
成する複数枚の反射型表示素子と、前記照明光を所定の
色の光に分離すると共に、前記反射型表示素子からの映
像光を合成する色分離／色合成手段と、合成された前記
映像光を投写する投写レンズとを有する反射型プロジェ
クタ装置であって、前記色分離／色合成手段の一の面で
ある入出射面に前記照明系から前記照明光が入射すると
共に、前記入出射面から前記投写レンズに向け前記映像
光が出射するよう構成すると共に、前記色分離／色合成
手段に対する前記照射光或いは前記映像光の入出射角
度、または前記反射型表示素子に対する前記照射光或い
は前記映像光の入出射角度を制御することにより、前記
照明光と前記映像光とを分離する構成としたことを特徴
とするものである。

【００２２】また、請求項１１記載の発明は、請求項１
０記載の反射型プロジェクタ装置において、前記照明光
をその光軸が前記色分離／色合成手段の色分離方向を含
む面に対して平行となる方向から入射するよう構成した
ことを特徴とするものである。また、請求項１２記載の
発明は、請求項１０記載の反射型プロジェクタ装置にお
いて、前記照明光をその光軸が前記色分離／色合成手段
の色分離方向を含む面に対して交差する方向から入射す
るよう構成したことを特徴とするものである。

【００２３】また、請求項１３記載の発明は、請求項１
２記載の反射型プロジェクタ装置において、前記照明光
と前記映像光が前記入出射面の面内で独立した位置で入
出射するよう構成し、かつ、前記照明系から前記投写レ
ンズに至る照明光学系をアナモルフィック光学系とした
ことを特徴とするものである。

【００２４】また、請求項１４記載の発明は、請求項１
２記載の反射型プロジェクタ装置において、前記照明光
と前記映像光が前記入出射面の面内で独立した位置で入
出射するよう構成し、かつ、前記照明系から前記投写レ
ンズに至る照明光学系を光軸に対して回転対象な光学系
としたことを特徴とするものである。

【００２５】また、請求項１５記載の発明は、請求項１
２記載の反射型プロジェクタ装置において、前記照明光
と前記映像光が前記入出射面の面内でオーバーラップし
て入出射するよう構成し、かつ、前記照明系から前記投
写レンズに至る照明光学系をアナモルフィック光学系と
したことを特徴とするものである。

【００２６】また、請求項１６記載の発明は、請求項１
２記載の反射型プロジェクタ装置において、前記照明光
と前記映像光が前記入出射面の面内でオーバーラップし
て入出射するよう構成し、かつ、前記照明系から前記投
写レンズに至る照明光学系を光軸に対して回転対象な光
学系としたことを特徴とするものである。

【００２７】また、請求項１７記載の発明は、請求項１
２乃至１６のいずれかに記載の反射型プロジェクタ装置
において、前記色分離／色合成手段として色分離に偏光
依存性のある反射特性を持ち、反射光の偏光と透過光の
偏光が異なる偏光となるよう構成されたダイクロイック
クロスプリズムを用い、かつ、前記照明系に所定の波長
帯域のみ偏光を異ならせる偏光制御素子を設けたことを
特徴とするものである。

【００２８】また、請求項１７記載の反射型プロジェク
タ装置において、前記偏光制御素子が、所定の波長帯域
をフィルタリングする波長選択特性を有する構成として
もよい。また、請求項１７記載の反射型プロジェクタ装
置において、前記偏光制御素子は緑波長帯域の光はダイ
クロイッククロスプリズムの色分離方向に対して平行な
偏光面を有する光であり、赤の波長帯域の光と青の波長
帯域の光は色分離方向に対して垂直な偏光面を有する光
を生成する構成とすることもできる。

【００２９】また、請求項１７記載の反射型プロジェク
タ装置において、前記偏光制御素子は所定の波長帯域を
反射する選択波長反射層を持つ第１及び第２の素子を有
し、かつ、前記第１の素子と第２の素子との間に円偏光
発生素子を挟持した構成とすることもできる。また、前
記請求項１７記載の反射型プロジェクタ装置において、
前記選択波長反射層を形成する面の形状を平面または曲
面とすることもできる。

【００３０】また、請求項１８記載の発明は、請求項１
２乃至１６のいずれかに記載の反射型プロジェクタ装置
において、前記色分離／色合成手段として反射光の偏光
と透過光の偏光の少なくとも一つずつが同じ偏光となる
よう構成されたダイクロイッククロスプリズムを用い、
かつ、前記照明系に所定の波長帯域の光を生成する波長
選択素子を設けたことを特徴とするものである。

【００３１】また、請求項１８記載の反射型プロジェク
タ装置において、前記波長選択素子を所定の波長帯域を
反射する第１及び第２の選択波長反射層により構成する
こともできる。また、前記請求項１８記載の反射型プロ
ジェクタ装置において、前記選択波長反射層を形成する
面の形状を平面または曲面とすることもできる。

【００３２】また、請求項１７または１８記載の反射型
プロジェクタ装置において、前記ダイクロイッククロス
プリズムの前記入出射面に収差防止用のプリズム或いは
ウエッジ基板を配置することもできる。また、請求項１
９記載の発明は、請求項１２乃至１８のいずれかに記載
の反射型プロジェクタ装置において、前記反射型表示素
子が時分割表示素子により構成されていることを特徴と
するものである。

【００３３】また、請求項２０記載の発明は、請求項１
２乃至１８のいずれかに記載の反射型プロジェクタ装置
において、前記反射型表示素子が、反射により入射され
た光の位相変調を行なう位相変調型素子と、光強度を変
調する光強度変調素子とにより構成されることを特徴と
するものである。

【００３４】また、請求項２０記載の反射型プロジェク
タ装置において、前記位相変調型素子をλ／４の変調量
をもつ液晶パネルとし、かつ、前記光強度変調用素子を
偏光板とすることもできる。また、請求項２０記載の反
射型プロジェクタ装置において、前記位相変調型素子を
偏光方向を９０度変換する液晶パネルとし、かつ、前記
光強度変調用素子を偏光板と円偏光生成素子とにより構
成することもできる。

【００３５】また、請求項２０記載の反射型プロジェク
タ装置において、前記反射型表示素子の反射面と、前記
光強度変調用素子とを入射光軸に対して角度を有するよ
う配置することもできる。また、請求項３０記載の反射
型プロジェクタ装置において、前記色分離／色合成手段
の前記反射型表示素子と対向する面にプリズム或いはウ
エッジ基板を配設すると共に、前記プリズムと前記色分
離／色合成手段との間、或いは前記ウエッジ基板と前記
色分離／色合成手段との間に前記光強度変調用素子を配
置することもできる。

【００３６】また、請求項２１記載の発明は、請求項１
２乃至２０のいずれかに記載の反射型プロジェクタ装置
において、前記照明系は、前記光源から出射された光を
所定の偏光状態に変換する偏光変換光学系と、前記偏光
変換光学系からの光を前記色分離／色合成手段に斜めに
入射させるインテグレータ光学系とを有することを特徴
とするものである。

【００３７】また、請求項２１記載の反射型プロジェク
タ装置において、前記偏光変換光学系を、レンズアレイ
と、該レンズアレイにより結像した光を偏光により一方
向にずれた位置に移動させる偏光分離素子と、該偏光分
離素子の延在方向と同方向に並べられたλ／２シートア
レイとにより構成することもできる。また、請求項２１
記載の反射型プロジェクタ装置において、前記インテグ
レータ光学系が、前記光源からの光を収束する第１のレ
ンズアレイと、該第１レンズアレイの口径を前記反射型
表示素子の大きさで結像する第２のレンズアレイと、前
記第２のレンズアレイを通過した光を前記反射型表示素
子位置に集める集光レンズとを有した構成とすることも
できる。

【００３８】また、請求項１２乃至２１のいずれかに記
載の反射型プロジェクタ装置において、前記反射型表示
素子と前記色分離／色合成手段との間にフィールドレン
ズを配設することもできる。更に、請求項１２乃至２１
のいずれかに記載の反射型プロジェクタ装置において、
少なくとも前記反射型表示素子或いは前記光強度変調用
素子の一方を冷却する冷却手段を設けることもできる。

【００３９】上記した各手段は、次のように作用する。
請求項１乃至請求項４記載の発明によれば、光源から出
射した光はまず第１の偏光素子でＳ偏光或いはＰ偏光に
なる。この光は色分離／色合成手段（ダイクロイックプ
リズム或いはダイクロイックミラー）に入射するが、こ
の方向では偏光状態は不変である。色分離／色合成手段
を出射すると、光は反射型液晶パネルで反射される。

【００４０】ここで、反射型液晶パネルとして垂直配向
型の液晶パネルを用いた場合、反射型液晶パネルに電圧
が印加されておらず液晶分子が垂直に配向している状態
においては、入射光の偏光状態は不変のまま反射型液晶
パネルで反射される。この場合、反射された光は色分離
／色合成手段を再度通過した後、投写レンズの手前に第
１の偏光素子に対してクロスニコルの関係で設置された
第２の偏光素子で吸収されて投写されない。即ち黒表示
を実現することになる。

【００４１】一方、反射型液晶パネルに電圧が印加され
て液晶分子が水平に倒れた状態においては、入射光の偏
光状態は変化し、入射光は反射型液晶パネルで反射され
る。この場合、反射された光は色分離／色合成手段を再
度通過した後、投写レンズの手前に第１の偏光素子に対
してクロスニコルの関係で設置された第２の偏光板を通
過して投写される。即ち白表示を実現することになる。

【００４２】色分離／色合成手段（ダイクロイックプリ
ズム）は、光源からの入射光をＲＧＢの三色に色分離し
て各々をそれぞれ反射型液晶パネルに入射させる機能を
奏すると共に、反射型液晶パネルから反射された光を色
合成する働きを有する。入射する光の主軸は、反射型液
晶パネルの反射面に対してＳ波或いはＰ波の状態で入射
することが必須である。即ち、これ以外の状態で光が入
射した場合には、ダイクロイックプリズムの反射特性の
違いから、反射型液晶パネルで反射してダイクロイック
プリズムを２回通過した光の偏光状態は直線偏光ではな
くなってしまい、良好な黒表示を得ることはできなくな
ってしまう。

【００４３】また、液晶分子の配向は、略垂直配向にな
り得ることが必須である。本発明においては、Ｓ波（Ｐ
波）で入射した光は垂直配向した反射型液晶パネルに入
射した場合にその偏光状態は変化しない。即ち、入射す
る直線偏光の偏光方向が垂直配向した液晶分子の光学軸
に垂直或いは平行になっているため、偏光状態が乱され
るようなことは生じず、そのまま第２の偏光素子に達し
これに吸収されて良好な黒表示が実現される。

【００４４】また、請求項５及び請求項６記載の発明に
よれば、光源から出た光は、第１の偏光素子により直線
偏光にされ色分離／色合成手段に入射する。色分離／色
合成手段は、白色光をＲＧＢに分離し、反射型液晶パネ
ルに入射する。この反射型液晶パネルは、ＯＦＦ状態
（黒表示時）には偏光方向を変えずに反射する。

【００４５】色分離／色合成手段に設けられた干渉膜の
膜面と、反射型液晶パネルとの間に配設されたダイクロ
イックフィルタは、入射される光に含まれる所定成分を
反射するものである。いま、ダイクロイックフィルタ
が、入射される光に含まれる黄色成分を反射するもので
あるとすると、色分離／色合成手段で分離された赤色光
は、黄色成分がダイクロイックフィルタで、及び反射型
液晶パネル上のＯＦＦ領域上で、それぞれ入射した際と
同じ偏光方向で反射され、再度色分離／色合成手段に入
射する。

【００４６】これらの光は、入射時と同じく色分離／色
合成手段内の干渉膜（赤色反射膜）で反射され、第２の
偏光素子に入射する。第１の偏光素子と、第２の偏光素
子はクロスニコル配置されているため、偏光方向の変わ
っていない黄色成分は第２の偏光素子で吸収される。ま
た同様に、ダイクロイックフィルタが、入射光に含まれ
るシアン成分を反射するものであるとすると、色分離／
色合成手段で分離された青色光は、シアン成分がダイク
ロイックフィルタで、及び反射型液晶パネル上のＯＦＦ
領域上で、それぞれ入射した際と同じ偏光方向で反射さ
れる。この反射された光は、再度色分離／色合成手段に
入射し、その後第２の偏光素子に入射する。この第２の
偏光素子は第１の偏光素子に対しクロスニコル配置され
ているため、偏光方向の変わっていないシアン成分は第
２の偏光素子で吸収される。

【００４７】この際、ダイクロイックフィルタが黄色成
分を反射するものである場合には、ダイクロイックフィ
ルタは赤色光から黄色成分をカットするロウパスフィル
タでよい。また、同様にダイクロイックフィルタがシア
ン成分を反射するものである場合には、ダイクロイック
フィルタは青色光からシアン成分をカットするハイパス
フィルタでよい。ハイパスフィルタ及びロウパスフィル
タは、従来用いられていた帯域フィルタ（バンドパスフ
ィルタ）と比べ、非常にシャープな分離特性が実現でき
るため大幅な効率の向上を実現できる。

【００４８】また、請求項７乃至請求項９記載の発明に
よれば、光源から放射された光は、第１のシリンドリカ
ルレンズにより横方向のみ収束され、その焦点では線状
のプロファイルを持つ光となる。この光は１度収束した
後、発散しながら進み、第１の偏光子を介しててダイク
ロイックプリズムに入射する。

【００４９】また、第２のシリンドリカルレンズを設け
ることにより、ダイクロイックプリズムに入射し色分離
された光は、第２のシリンドリカルレンズを通過し、反
射型液晶パネルに入射する。この反射型液晶パネルに入
射する際、光は表示エリアとほぼ同じ大きさの光とな
る。反射型液晶パネルに入射した光は反射電極により正
反射され、入射時とは異なる角度で第２のシリンドリカ
ルレンズ，ダイクロイックプリズム，及び第２の偏光子
を通過する。この構成とすることで、従来の反射型プロ
ジェクタ装置において入出射光の分離に用いていた偏光
分離プリズム１２（図１参照）が不要となり、その分だ
け投写レンズと反射型液晶パネルとの間隔（投写レンズ
のバックフォーカス）を短くできる。

【００５０】また、第１及び第２のシリンドリカルレン
ズの収束方向と、ダイクロイックプリズムによる色分離
の方向を合わせる事により、偏光乱れを伴わずに集光が
可能となる。これにより、ダイクロイックプリズム及び
光学系全体の小型化が実現できる。一方、本発明の構成
では、反射型液晶パネルから出射した光は、ダイクロイ
ックプリズムを斜めに透過すると共に、各シリンドリカ
ルレンズにより収束されている事から、このまま投写し
た場合は大きな非点収差が発生する。これは、反射型液
晶パネル上の点から投写レンズに向かう光が、その角度
により光学長が変化するためである。本発明では、その
頂角を最適化した三角プリズムをダイクロイックプリズ
ムと投写レンズの間に配置する事で、この光路差の補正
を行っている。これにより、小型化の利点を損なわずに
良好な表示が可能となる。

【００５１】請求項１０乃至請求項１６記載の発明によ
れば、色分離／色合成手段の入出射面が照明光の入射面
及び映像光の出射面として機能するよう構成したことに
より、光源から投写レンズに至る光学系の簡単化を図る
ことができ、よって反射型プロジェクタ装置の小型化を
図ることができる。また、色分離／色合成手段に対する
照射光或いは映像光の入出射角度、または反射型表示素
子に対する照射光或いは映像光の入出射角度を制御する
ことにより照明光と映像光とを分離する構成としたこと
により、従来照明光と映像光とを分離するのに用いられ
ていた偏光分離プリズムが不要となり、よってこれによ
っても反射型プロジェクタ装置の小型化を図ることがで
きる。

【００５２】尚、照明光の色分離／色合成手段への入射
方向は、色分離／色合成手の色分離方向に対して水平方
向から入射させても、また垂直方向から入射させても上
記の作用を実現することができる。また、照明光と映像
光の入出射面への入射形態は、照明光と映像光とが入出
射面内で独立した位置で入出射しても、またオーバーラ
ップして入出射しても構わない。更に、照明系から投写
レンズに至る照明光学系はアナモルフィック光学系とし
ても、回転対象な光学系とても上記の作用を実現するこ
とができる。

【００５３】また、請求項１７記載の発明によれば、色
分離／色合成手段は利用する所定の波長帯域（例えば、
ＲＧＢの各色）をフィルタリングし、また偏光制御素子
は入射された偏光面を光の伝播方向を軸として９０°回
転させる。こうして生成された光は、必要な波長帯域を
もち、一部の帯域の光（例えばＧ）が偏光を回転した光
が混在したものとなる。

【００５４】この光が、偏光により反射特性が異なるダ
イクロイッククロスプリズムに入射されると、Ｐ偏光光
であるＧ波長帯域の光は透過し、ＲＢについてはそれぞ
れ反射される。各反射型表示素子へ導かれる光は、Ｐ偏
光或いはＳ偏光である。反射型表示素子は各色の映像光
を生成し、この各色の映像光は入射した時と同じ偏光面
でダイクロイッククロスプリズムを通過し、各色の映像
光の合成を行なった後、投射レンズに向け出射される。

【００５５】また、請求項１８記載の発明のように、反
射光の偏光と透過光の偏光が等しくなるよう構成された
ダイクロイッククロスプリズムを用いると共に、照明系
に所定の波長帯域の光を生成する波長選択素子を設けた
構成としても、色分離／色合成処理を行なうことは可能
である。しかるに、この場合には、反射光の偏光と透過
光の偏光が等しいため、フィルタリングできる波長帯域
が各色において制限され、よって若干輝度の面で請求項
１７記載の発明に対して劣るが、反射型プロジェクタ装
置の小型化は図ることができる。

【００５６】また、ダイクロイッククロスプリズムの入
出射面に収差防止用のプリズム或いはウエッジ基板を配
置した場合には、光路差補正を行なうことができ、よっ
て非点収差の発生を抑制でき、小型化の利点を損なわず
に良好な表示が可能となる。また、請求項１９記載の発
明によれば、反射型表示素子を時分割表示素子（例え
ば、マイクロミラーデバイス）により構成したことによ
り、或いは反射型表示素子を位相変調型素子（例えば、
液晶パネル）と光強度変調素子（例えば、偏光板）とを
組み合わせた構成としたことにより、比較的簡単な構成
で入射光の偏光状態と同一の偏光状態を維持しつつ、反
射光の強度変調を行なうことができる。

【００５７】尚、反射型表示素子を位相変調型素子と光
強度変調素子とにより構成した場合、反射型表示素子の
反射面と光強度変調用素子とが平行に密着された構成と
しても、また分離して配置された構成としてもよい。ま
た、請求項２１記載の発明によれば、反射型表示素子の
反射面と光強度変調用素子とを入射光軸に対して角度を
有するよう配置したことにより、映像光とノイズ光の出
射方向を変えることができ、必要な映像光のみ投射レン
ズより出射することができる。

【００５８】上記のように、反射型表示素子の反射面と
光強度変調用素子とを入射光軸に対して角度を有する具
体的な手段として、色分離／色合成手段の反射型表示素
子と対向する面にプリズム或いはウエッジ基板を配設す
ると共に、プリズムと色分離／色合成手段との間、或い
はウエッジ基板と色分離／色合成手段との間に光強度変
調用素子を配置する構成が考えられる。

【００５９】また、上記構成において少なくともプリズ
ムと色分離／色合成手段との間、或いはウエッジ基板と
色分離／色合成手段との間に間隙を形成することによ
り、放熱特性の向上を図ることができる。また、光源か
ら出射された光を所定の偏光状態に変換する偏光変換光
学系と、この偏光変換光学系からの光を色分離／色合成
手段に斜めに入射させるインテグレータ光学系とにより
照明系を構成した場合には、一方向の偏光面に揃った照
明光を生成する照明系のコンパクト化を図ることができ
る。

【００６０】また、反射型表示素子と色分離／色合成手
段との間にフィールドレンズを配設した場合には、ノイ
ズ光を異なる角度で出射することができる。更に、少な
くとも反射型表示素子或いは光強度変調用素子の一方を
冷却する冷却手段を設けた場合には、反射型表示素子，
光強度変調用素子に対し強制的に冷却を行なうことがで
きるため、より冷却効率の向上を図ることができる。

【００６１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。図２は、本発明の第１実施例で
ある反射型プロジェクタ装置２０Ａを示す要部構成図で
ある。同図に示すように、本実施例に係る反射型プロジ
ェクタ装置２０Ａは、大略すると光源２１、第１の偏光
板２３、ダイクロイックプリズム２４、第２の偏光板２
５、反射型液晶パネル２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂ（Ｒは赤
色，Ｇは緑色，Ｂは青色を示している）、及び投写レン
ズ２７等により構成されている（尚、反射型プロジェク
タ装置２０Ａは反射型表示素子として反射型液晶パネル
２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂを用しているため、以下反射型
プロジェクタ装置を反射型液晶プロジェクタ装置とい
う）。

【００６２】光源２１，リフレクター２２，及び第１の
偏光板２３は、照明系を構成する。光源２１は高圧水銀
タイプのショートアークランプであり、白色光を生成す
るものである。この光源２１の背面にはリフレクター２
２が配設されており、リフレクター２２は出射光が投写
レンズ２７に向かって絞られるように設計されている。
具体的には、リフレクター２２は楕円形状とされてお
り、この楕円リフレクタ２２の第１の焦点に前記光源２
１が配設されている。

【００６３】ダイクロイックプリズム２４は光源２１か
ら入射する白色光を赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の三
色の光に分離すると共に、後述するように反射型液晶パ
ネル２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂで反射された各色の反射光
を合成する色分離／色合成手段として機能するものであ
る。このダイクロイックプリズム２４は、三角柱形状を
有した４個のプリズム２８Ａ〜２８Ｄを組み合わせた構
成（ダイクロイッククロスプリズム）とされており、各
プリズム２８Ａ〜２８Ｄの対向する所定面には、色分離
及び色合成を行なう干渉膜である赤色反射膜２９Ｒ及び
青色反射膜２９Ｂが形成されている。

【００６４】上記構成とされたダイクロイックプリズム
２４は、光源２１と各反射型液晶パネル２６Ｒ，２６
Ｇ，２６Ｂとの間で、かつ各反射型液晶パネル２６Ｒ，
２６Ｇ，２６Ｂと投写レンズと２７の間の位置に配設位
置が設定されている。本実施例では、反射型表示素子と
して反射型液晶パネル２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂを用いて
いる。反射型液晶パネル２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂは垂直
配向型の液晶パネル（ＴＦＴ型液晶パネル）であり、内
設される液晶としてはメルク社の誘電率異方性が負の液
晶を用いている。ここで、各反射型液晶パネル２６Ｒ，
２６Ｇ，２６Ｂに設けられる反射型の反射電極は、ＴＦ
Ｔ型液晶パネルの表示電極としてアルミ電極を用いると
共に、対向基板の電極を透明電極としている。

【００６５】また、液晶層の厚さｄと液晶の複屈折Δｎ
との積（Δｎ・ｄ）としては、例えば0.1 ミクロンから
0.6 ミクロンの間に設定でき、電圧の印加によって液晶
分子が傾く方向としては紙面の面内で液晶パネルの長手
方向に対して４５度の方向に設定している。更に、各反
射型液晶パネル２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂに入射する光の
入射角度は、例えば１０度程度となるように設定してい
るが、望ましくは２０度以内とすることにより煽りの影
響をそれ程受けない表示装置を実現することができる。

【００６６】投写レンズ２７は、各反射型液晶パネル２
６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂで画像変調されると共にダイクロ
イックプリズム２４で合成された光をスクリーン（図示
せず）に向け投写する機能を奏するものである。本実施
例では、この投写レンズ２７として、引き伸ばし用のレ
ンズを用いた。第１及び第２の偏光板２３，２５は、沃
素系の偏光フィルムを用いている。また、第１の偏光板
２３は、前記した光源２１と各反射型液晶パネル２６
Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂとの間に配設されており、かつ第２
の偏光板２５は各反射型液晶パネル２６Ｒ，２６Ｇ，２
６Ｂと投写レンズ２７との間に配設されている。かつ、
第１の偏光素子２３と第２の偏光素子２５は、互いにク
ロスニコルの関係にあるよう構成されている。

【００６７】ここで、ダイクロイックプリズム２４及び
第１の偏光板２５の特性について説明する。光源２１か
らの光が第１の偏光板２５により偏光されてダイクロイ
ックプリズム２４に入射する際、この入射位置において
ダイクロイックプリズム２４を構成するプリズム（プリ
ズム２８Ａ）の柱方向（紙面に対し鉛直方向）に直線を
引いた場合、本実施例ではダイクロイックプリズム２４
に入射する光の偏光方向が、この直線に対して垂直かあ
るいは平行となるよう構成している。

【００６８】また、本実施例では、ダイクロイックプリ
ズム２４の特性を光の光源側と投写側とで異ならせた構
成としている。即ち、光源側ではダイクロイックプリズ
ム２４の各反射膜２９Ｒ，２９Ｂに浅い角度で入射する
のに対して、投写側ではより深い角度で出射するよう構
成している。これに合わせて、ダイクロイックプリズム
２４の左寄りと右寄りとで反射透過特性を調整してお
り、具体的には右寄りではより透過性が良好となるよう
に調整している。

【００６９】続いて、上記構成とされた反射型液晶プロ
ジェクタ装置２０Ａの動作について説明する。光源２１
で生成された照明光（白色光）は、第１の偏光板２３を
通過することによりＳ偏光あるいはＰ偏光にされる。こ
の照明光はダイクロイックプリズム２４の入出射面４３
に入射する。この際、ダイクロイックプリズム２４の４
つの三角柱形状を有したプリズム２８Ａ〜２８Ｄの柱方
向に直線を引いた場合、入射光（照明光）はこの直線と
直交するように、“入射する主軸の傾く方向”が決めら
れている。即ち、図１０に示すように、入射光はダイク
ロイックプリズム２４の光分離方向に延在する面（この
面を色分離方向面５１という）に沿って所定の角度で入
射される構成とされている。また、この入射時には、入
射光の偏光状態は不変である。

【００７０】入射した照明光は、ダイクロイックプリズ
ム２４において色分離が行なわれる。具体的には、赤色
反射膜２９Ｒで赤色光のみが反射され、また青色反射膜
２９Ｂで青色光のみが反射される。これにより、反射型
液晶パネル２６Ｒには赤色光のみが、反射型液晶パネル
２６Ｂには緑色光のみが、そして反射型液晶パネル２６
Ｂには青色光のみが入射する。

【００７１】この各色光は各反射型液晶パネル２６Ｒ，
２６Ｇ，２６Ｂに対し、その光線の主軸が斜めになる状
態で入射し、各反射型液晶パネル２６Ｒ，２６Ｇ，２６
Ｂで反射される。ここで、反射型液晶パネル２６Ｒ，２
６Ｇ，２６Ｂに電圧が印加されておらず液晶分子が垂直
に配向している状態においては、入射光の偏光状態は不
変のまま各反射型液晶パネル２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂで
反射される。この場合、反射された光はダイクロイック
プリズム２４を再度通過した後、投写レンズ２７の手前
に設置された第２の偏光板２５（第１の偏光板２５とク
ロスニコルの関係にある）で吸収されて投写されない。
即ち黒表示を実現することになる。

【００７２】一方、反射型液晶パネル２６Ｒ，２６Ｇ，
２６Ｂに電圧が印加されて液晶分子が水平に倒れた状態
においては、入射光の偏光状態が変化し、入射された光
は各反射型液晶パネル２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂで反射さ
れる。この場合、反射された光はダイクロイックプリズ
ム２４を再度通過し色合成がされたた後入出射面４３か
ら出射され、投写レンズ２７の手前に設置された第２の
偏光板２５を通過して投写される。即ち画像表示を実現
することになる（この色合成がされた光を映像光とい
う）。この際、図１０に示すように、映像光は入出射面
５３から色分離方向面５１に沿って所定の角度で投写レ
ンズ２７に向け出射される。このように本実施例では、
ダイクロイックプリズム２４に形成された一の面である
入出射面４３は、照明光の入射面として機能すると共
に、映像光の出射面としても機能している。

【００７３】上記した説明から明らかなように、各反射
型液晶パネル２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂに入射する光の主
軸は、各反射型液晶パネル２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂの反
射面に対してＳ波あるいはＰ波の状態で入射することが
必須である。これ以外の状態で入射した場合には、ダイ
クロイックプリズム２４の反射特性の違いから、反射型
液晶パネル２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂで反射してダイクロ
イックプリズム２４を２回通過した光の偏光状態は直線
偏光ではなくなってしまい、上記した黒表示を得ること
ができなくなってしまう。

【００７４】また、各反射型液晶パネル２６Ｒ，２６
Ｇ，２６Ｂの液晶分子の配向は、略完全に垂直配向とす
ることが必須となる。Ｓ波（Ｐ波）で入射した光は、垂
直配向した液晶を有した反射型液晶パネル２６Ｒ，２６
Ｇ，２６Ｂに入射した場合はその偏光状態は変化しな
い。即ち、入射光の進行方向と液晶の光学軸（遅相軸或
いは配向方向，この場合垂直配向なので基板に垂直）と
で形成される平面に対して、入射光すなわちＳ波は垂
直，Ｐ波は平行で、偏光状態が乱されるようなことは生
じず、そのまま第２の偏光板に達するため吸収されて良
好な黒表示が実現される。

【００７５】よって、本実施例の構成によれば、従来用
いられていた高価な偏光ビームスプリッタを用いること
なく、高いコントラストを有した画像を生成することが
できる。これにより、高コントラストを維持しつつ、反
射型液晶プロジェクタ装置２０Ａの小型化及び低コスト
化を図ることができる。続いて、本発明の第２実施例に
ついて説明する。

【００７６】図３は、本発明の第２実施例である反射型
液晶プロジェクタ装置２０Ｂを示している。尚、図３に
おいて、図２に示した構成と対応する構成については同
一符号を付してその説明を省略する。また、以下説明す
る各実施例においても同様とする。前記した第１実施例
に係る反射型液晶プロジェクタ装置２０Ａでは、色分離
／色合成手段としてダイクロイックプリズム２４を用い
た例を示したが、本実施例に係る反射型液晶プロジェク
タ装置２０Ｂは、ダイクロイックプリズム２４に代えて
ダイクロイックミラー３０Ｒ，３０Ｂを用いた構成とし
たことを特徴とするものである。

【００７７】ダイクロイックミラー３０Ｒは、表面に赤
色を反射するよう構成された干渉膜が形成された一対の
ミラー半体を平面状となるよう接合された構成とされて
おり、またダイクロイックミラー３０Ｂは、表面に青色
を反射するよう構成された干渉膜が形成された一対のミ
ラー半体を平面状となるよう接合された構成とされてて
いる。また、ダイクロイックミラー３０Ｒとダイクロイ
ックミラー３０Ｂは、直交するよう配設されている。即
ち、ダイクロイックミラー３０Ｒ，３０Ｂは、Ｘ字型に
組み合わされた構成とされている。

【００７８】尚、このダイクロイックミラー３０Ｒ，３
０Ｂの反射特性は、第１実施例で用いたダイクロイック
プリズム２４と同様に、光源側のミラーと投写側のミラ
ーとで特性が異なるよう構成している。上記構成とする
ことにより、ダイクロイックミラー３０Ｒ，３０Ｂは、
第１実施例におけるダイクロイックプリズム２４と同等
の機能を奏する構成となる。しかしながら、ダイクロイ
ックミラー３０Ｒ，３０ＢをＸ字型に組み合わされた本
実施例の構成では、その組み合わせ中心位置（Ｘ字状の
交点部分）が表示の影になることが考えられる。

【００７９】そこで本実施例では、光源２１からの光の
光路が、組み合わせ中心位置を避けるようにダイクロイ
ックミラー３０Ｒ，３０Ｂに対し斜めに入射するよう構
成した。この入射角度は、例えば２０度から３０度程度
に設定している。この構成とすることにより、画像に影
が投写されることを防止でき、画像の劣化を防止するこ
とができる。

【００８０】しかるに、上記のように入射光がダイクロ
イックミラー３０Ｒ，３０Ｂに対し斜めに入射する構成
では、投写レンズ２７にも光が斜めに入るため、強い煽
りが生じることになってしまう。そこで本実施例では、
ダイクロイックミラー３０Ｒ，３０Ｂで反射された反射
光の光軸に対し、投写レンズ２７の光軸を軸ずらし、逆
の煽りを入れて補正する構成とした（画像が極端に装置
から離れた位置に出るのを補正する）。

【００８１】よって本実施例においても、第１実施例と
同様に、高品質の画像の投写を実現しつつ、反射型液晶
プロジェクタ装置２０Ａの小型化及び低コスト化を図る
ことができる。続いて、本発明の第３実施例について説
明する。図４は、本発明の第３実施例である反射型液晶
プロジェクタ装置２０Ｃを示している。

【００８２】前記した第１実施例では、光源２１の光が
各反射型液晶パネル２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂに斜め方向
から入射する構成とした。これに対し、本実施例に係る
反射型液晶プロジェクタ装置２０Ｃは、光源２１からの
光を略垂直に各反射型液晶パネル２６Ｒ，２６Ｇ，２６
Ｂに入射させ（即ち、光源２１からの光の光軸が各反射
型液晶パネル２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂに対し、略垂直に
なっている）、且つ、各反射型液晶パネル２６Ｒ，２６
Ｇ，２６Ｂからの反射光を光源２１の前に設置した小型
の反射ミラー３２によって反射し、投写レンズ２７に導
く構成としたことを特徴とするものである。

【００８３】反射ミラー３２は、光源２１の発光部分を
支える支持部２１ａの影部２１ｂ（図中、破線で示す部
分）に設置されている。即ち、支持部２１ａは光源２１
に対しダイクロイックプリズム２４の配設側に配設され
ているため、光源２１からの光は支持部２１ａに遮られ
影部２１ｂが形成される。この影部２１ｂにはもともと
光が殆ど存在しないため、この影部２１ｂに反射ミラー
３２を設けても光源２１から出射される光量が減るよう
なことはない。

【００８４】本実施例の構成によれば、第１実施例と同
様に高コントラストの反射型液晶プロジェクタ装置２０
Ｃを実現することができる。また、上記の如く構成され
た反射ミラー３２を設けることにより、光源２１と投写
レンズ２７を近接配置することができ、反射型液晶プロ
ジェクタ装置２０Ｃの更なる小型化を図ることができ
る。

【００８５】続いて、本発明の第４実施例について説明
する。図５は、本発明の第４実施例である反射型液晶プ
ロジェクタ装置２０Ｄを示している。本実施例に係る反
射型液晶プロジェクタ装置２０Ｄは、ダイクロイックプ
リズム２４に設けられた赤色反射膜２９Ｒと赤色用の反
射型液晶パネル２６Ｒとの間に第１のダイクロイックフ
ィルタ３３を配設すると共に、ダイクロイックプリズム
２４に設けられた青色反射膜２９Ｂと青色用の反射型液
晶パネル２６Ｂとの間に第２のダイクロイックフィルタ
３４を配設したことを特徴とするものである。本実施例
では、ダイクロイックプリズム２４の所定位置に、各ダ
イクロイックフィルタ３３，３４を配設した構成として
いる。

【００８６】本実施例の構成とされた反射型液晶プロジ
ェクタ装置２０Ｄも、光源２１から出射した光は第１の
偏光板２３により進行方向を偏光された上でダイクロイ
ックプリズム２４の入出射面４３に入射する。ダイクロ
イックプリズム２４では、赤色反射膜２９Ｒにより赤色
光（Ｒ）のみが反射され、また青色反射膜２９Ｂにより
青色光（Ｂ）のみが反射され、緑色光（Ｇ）は各反射膜
２９Ｒ，２９Ｂを通過するため、光源２１から出射した
白色光はＲＧＢに色分離される。

【００８７】ダイクロイックプリズム２４を上記の如く
色分離する構成とすることにより、青色反射膜２９Ｂは
ハイパスフィルタとして機能し、また赤色反射膜２９Ｒ
をロウパスフィルタとして機能する。具体的には、赤色
反射膜２９Ｒはそのカット波長（反射率５０％となる波
長）を５８５nmとしており、よってを５８５nm以上の光
を反射するよう構成されている。また、青色反射膜２９
Ｂはそのカット波長を５４０nmとしており、よって５４
０nm以下の光を反射するよう構成されている。これは、
透過する緑色成分の純度を得るために必要な波長であ
り、光源２１から出射した光はこのダイクロイックプリ
ズム２４を透過することで良好な純度を持った緑色光と
なる。

【００８８】尚、本実施例の構成と異なる構成として、
ダイクロイックプリズムに緑色光（Ｇ）を反射する帯域
フィルタ（バンドパスフィルタ）を設けることが考えら
れる。しかるにこの構成では、本実施例のようにハイパ
スフィルタ及びロウパスフィルタを用いる構成に比べ適
切なカット率を設定することができないため、良好な特
性を得ることはできない。

【００８９】このダイクロイックプリズム２４を透過し
色分離された緑色光は、反射型液晶パネル２６Ｇで画像
情報を重畳され、再度ダイクロイックプリズム２４に入
射する。前記したように、反射型液晶パネル２６Ｇはノ
ーマリーブラックで使用しており、よって電圧を印加し
ていない画素では偏光方向は変化せず入射光と同じ偏光
方向で出射し、第２の偏光板２５により吸収される。ま
た、電圧が印加された画素では偏光方向が９０°回転し
て出射するため、第２の偏光板２５を透過して投写レン
ズ２７によりスクリーン（図示せず）に投写される。

【００９０】一方、ダイクロイックプリズム２４で反射
された赤色光の成分は、厳密には赤色の成分に加え、赤
色（Ｒ）と緑色（Ｇ）との境界に存在する黄色（Ｙｅ）
成分も含んでいる。これは前述したように緑色成分の色
純度を得るために設定したダイクロイックプリズム２４
のカット波長によるものであるが、このままでは赤色の
色純度が確保できず問題がある。

【００９１】そこで本実施例では、ダイクロイックプリ
ズム２４の赤色光出射面と反射型液晶パネル２６Ｒとの
間に、第１のダイクロイックフィルタ３３を配設した構
成としている。本実施例では、第１のダイクロイックフ
ィルタ３３は５９５nm以上の黄色成分のみ反射するよう
構成されており、よって５９５nm以下の黄色成分は第１
のダイクロイックフィルタ３３で反射される。これに対
し、５９５以上の波長成分は、第１のダイクロイックフ
ィルタ３３を透過し、反射型液晶パネル２６Ｒおいて反
射される。

【００９２】この際、第１のダイクロイックフィルタ３
３で反射された成分は、前記した黄色（Ｙｅ）成分であ
る。また第１のダイクロイックフィルタ３３で反射され
た黄色（Ｙｅ）成分の反射光は、反射型液晶パネル２６
Ｒで反射されていないため偏光方向は変わっていない。
これに対し、反射型液晶パネル２６Ｒおいて反射された
反射光は、偏光方向が変わっている。

【００９３】この第１のダイクロイックフィルタ３３で
反射された反射光、及び反射型液晶パネル２６Ｒで反射
された反射光は、共に再びダイクロイックプリズム２４
に入射し、その後に入出射面４３から反射ミラー３５を
介して第２の偏光板２５に入射する。この際、前記のよ
うに第１のダイクロイックフィルタ３３で反射された黄
色（Ｙｅ）成分の光は偏光方向が変わっていないため、
第２の偏光板２５において吸収される。これに対し、反
射型液晶パネル２６Ｒおいて反射された反射光は偏光方
向が変わっているため、第２の偏光板２５を通過して投
写レンズ２７を介してスクリーンに投写される。よっ
て、スクリーンに投写される光には、不要な黄色（Ｙ
ｅ）成分は含まれず、色純度の高い画像を生成すること
ができる。

【００９４】一方、ダイクロイックプリズム２４で反射
された青色光の成分は、厳密には青色の成分に加え、青
色（Ｂ）と緑色（Ｇ）との境界に存在するシアン（Ｃ
ｙ）成分も含んでおり、このままでは青色の色純度が確
保できず問題がある。そこで本実施例では、ダイクロイ
ックプリズム２４の青色光出射面と反射型液晶パネル２
６Ｂとの間に、第２のダイクロイックフィルタ３４を配
設した構成としている。本実施例では、第２のダイクロ
イックフィルタ３４は５１０nm以上のシアン成分のみ反
射するよう構成されており、よって５１０nm以上のシア
ン成分は第２のダイクロイックフィルタ３４で反射され
る。これに対し、５１０以下の波長成分は、第２のダイ
クロイックフィルタ３４を透過し、反射型液晶パネル２
６Ｂおいて反射される。

【００９５】この際、第２のダイクロイックフィルタ３
３で反射された成分は、前記したシアン（Ｃｙ）成分で
ある。また第２のダイクロイックフィルタ３４で反射さ
れたシアン（Ｃｙ）成分の反射光は、反射型液晶パネル
２６Ｂで反射されていないため偏光方向は変わっていな
い。これに対し、反射型液晶パネル２６Ｂおいて反射さ
れた反射光は、偏光方向が変わっている。

【００９６】この第２のダイクロイックフィルタ３４で
反射された反射光、及び反射型液晶パネル２６Ｂで反射
された反射光は、共に再びダイクロイックプリズム２４
に入射し、その後入出射面４３から反射ミラー３５を介
して第２の偏光板２５に入射する。この際、前記のよう
に第２のダイクロイックフィルタ３４で反射されたシア
ン（Ｃｙ）成分の光は偏光方向が変わっていないため、
第２の偏光板２５において吸収される。これに対し、反
射型液晶パネル２６Ｂおいて反射された反射光は偏光方
向が変わっているため、第２の偏光板２５を通過して投
写レンズ２７を介してスクリーンに投写される。よっ
て、スクリーンに投写される光には、不要なシアン（Ｃ
ｙ）は含まれず、色純度の高い画像を生成することがで
きる。

【００９７】このように、本実施例に係る反射型液晶プ
ロジェクタ装置２０Ｄによれば、単に第１及び第２のダ
イクロイックフィルタ３３，３４を第１実施例の構成の
装置に追加することにより、装置構造の変更なしに色純
度の向上および効率の向上を図ることができる。尚、第
１及び第２のダイクロイックフィルタ３３，３４に要求
されるカット波長は、ダイクロイックプリズム２４に配
設される各反射膜２９Ｒ，２９Ｂのカット波長特性によ
り微調整する必要があるものであるが、通常用いられる
反射膜２９Ｒ，２９Ｂの仕様においては、第１のダイク
ロイックフィルタ３３のカット波長は５６５〜６００nm
の範囲で設定し、第２のダイクロイックフィルタ３４の
カット波長は４９０〜５３０nmの範囲で設定すればよ
い。

【００９８】また、上記実施例で用いたダイクロイック
プリズム２４に代え、これと同様の働きをする物とし
て、第２実施例で用いたと同様なダイクロイックミラー
をＸ字状に配置したＸ−ＤＭ（クロス−ダイクロイック
ミラー）を用いることも可能である。ただし、この場合
にはダイクロイックプリズム２４の出射面にフィルタを
形成することはできない（この平面がクロス−ダイクロ
イックプリズムには存在しない）。よって、ダイクロイ
ックミラーを用いた場合には、反射型液晶パネル２６
Ｒ，２６Ｂにダイクロイックフィルタ３３，３４を直接
配設するか、或いは各反射型液晶パネル２６Ｒ，２６Ｂ
とダイクロイックミラーとの間位置に別個に配置するこ
とで第４実施例と同様の効果が実現できる。

【００９９】続いて、本発明の第５実施例について説明
する。図６は、本発明の第５実施例である反射型液晶プ
ロジェクタ装置２０Ｅを示している。前記した第４実施
例では、ダイクロイックプリズム２４を用いた構成を示
したが、本実施例ではダイクロイックプリズム２４に代
えて、偏光分離プリズム３６及びダイクロイックミラー
３０Ｒ，３０Ｂを用いた構成としている。

【０１００】同図に示す反射型液晶プロジェクタ装置２
０Ｅでは、光源２１から出射した光は第１の偏光板２３
と偏光分離プリズム３６により直線偏光が抽出されると
共に進行方向を９０°曲げられ、ダイクロイックミラー
３０Ｒ，３０Ｂに入射する。前記した第４実施例の場合
と同様に、ダイクロイックミラー３０Ｒ（赤色反射用）
はロウパスフィルタとして機能するものであり、またダ
イクロイックミラー３０Ｒ（青色反射用）はハイパスフ
ィルタとして機能するものである。

【０１０１】この構成とすることにより、緑色光を反射
する帯域フィルタを用いる構成に比べ、良好な特性を得
ることができる。また、各ダイクロイックミラー３０
Ｒ，３０Ｂのカット波長については、第４実施例と同じ
くダイクロイックミラー３０Ｒは５８５nm、ダイクロイ
ックミラー３０Ｂは５４０nmに設定しており、緑色光の
色純度を確保している。

【０１０２】一方、赤色光成分及び青色光成分について
は、第４実施例と同様に不要成分（黄色（Ｙｅ）成分，
シアン（Ｃｙ）成分）を含んでいる。このため、赤色用
の反射型液晶パネル２６Ｒには第１のダイクロイックフ
ィルタ３３が設けられており、また青色用の反射型液晶
パネル２６Ｂには第２のダイクロイックフィルタ３４が
設けられている。

【０１０３】これにより、前記した第４実施例と同様の
作用効果を実現でき、偏光方向の変化していない第１の
ダイクロイックフィルタ３３で反射された黄色（Ｙｅ）
成分、及び第２のダイクロイックフィルタ３４で反射さ
れたシアン（Ｃｙ）成分は第２の偏光板２５により吸収
される。よって、投写レンズ２７に入射される光は、十
分色純度の高い光線となっており、また急峻なカット特
性を出せない帯域フィルタを用いないため、効率よく前
記色純度を確保することができる。

【０１０４】続いて、本発明の第６実施例について説明
する。図７は、本発明の第６実施例である反射型液晶プ
ロジェクタ装置２０Ｆを示している。本実施例に係る反
射型液晶プロジェクタ装置２０Ｆは、大略すると光源２
１，ＵＶ／ＩＲフィルタ３７、第１のシリンドリカルレ
ンズ３８、反射ミラー３９、第１の偏光板２３、ダイク
ロイックプリズム２４、第２のシリンドリカルレンズ４
１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂ、反射型液晶パネル２６Ｒ，２６
Ｇ，２６Ｂ、三角プリズム４０、第２の偏光板２５、及
び投写レンズ２７等により構成されている。

【０１０５】この反射型液晶プロジェクタ装置２０Ｆで
は、光源２１から出射しリフレクタ２２で平行光となっ
た光は、ＵＶ／ＩＲフィルタ３７により紫外／赤外成分
をカットされた後、第１のシリンドリカルレンズ３８に
入射する。この第１のシリンドリカルレンズ３８は、ダ
イクロイックプリズム２４の色分離方向にのみ集光を行
う構成となっている。また、この第１のシリンドリカル
レンズ３８の焦点距離は、第１のシリンドリカルレンズ
３８からの出射光線が、ダイクロイックプリズム２４の
入射面付近に焦点を持つように設定してある。

【０１０６】この第１のシリンドリカルレンズ３８から
出射した出射光（照明光）は、反射ミラー３９により進
行方向を曲げられ、ダイクロイックプリズム２４の入出
射面４３に斜めに入射する。この際、光線の入射位置
は、ダイクロイックプリズム１４の色分離方向にオフセ
ットして設定してある。ダイクロイックプリズム２４は
例えば４０mm角の立方体であり、前記のようにその内部
には赤色反射膜２９Ｒと青色反射膜２９Ｂが直交するよ
う配設され、かつ入出射面４３に対し４５°の角度で設
けられている。よって、ダイクロイックプリズム２４に
入射した光（白色光）は、緑色光（Ｇ）が透過し、赤色
光（Ｒ）及び青色光（Ｂ）が所定方向に反射する。これ
により、ダイクロイックプリズム２４に入射した光は、
ＲＧＢの各色成分に色分離され、各反射型液晶パネル２
６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂに向かう。

【０１０７】本実施例では、各反射型液晶パネル２６
Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂに第２のシリンドリカルレンズ４１
Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂが物理的に一体化（光学的に接着）
するよう配設されている。従って、ダイクロイックプリ
ズム２４で色分離された各色光は、ダイクロイックプリ
ズム２４を出射した後、第２のシリンドリカルレンズ４
１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂを介して各反射型液晶パネル２６
Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂに入射する。尚、各第２のシリンド
リカルレンズ４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂと各反射型液晶パ
ネル２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂは、上記のように光学接着
してある為、界面反射によるゴースト像の発生や光量ロ
スは生じない。

【０１０８】また、上記のように色分離された各色光が
各反射型液晶パネル２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂに入射する
際、各反射型液晶パネル２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂはダイ
クロイックプリズム２４と平行に配置されている為、光
は各反射型液晶パネル２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂに斜めに
入射することとなる。このため、各反射型液晶パネル２
６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂで反射された反射光（映像光）
は、入射時と同じ経路を経てダイクロイックプリズム２
４の入出射面４３に到達するが、その到達面の位置は入
射時とは逆方向にオフセットしている。即ち、入出射面
４３における照明光の入射位置と映像光の出射位置は、
夫々独立した位置となっている。

【０１０９】また、これに伴いダイクロイックプリズム
２４内の光線において、入射光の各反射膜２９Ｒ，２９
Ｂへの入射角は約５６°及び約３４°となる。このた
め、入射をＳ偏光とし、且つ、赤色反射膜２９Ｒでは入
射時５６°，出射時３４°とし、逆に青色反射膜２９Ｂ
では入射時３４°，出射時５６°としている。よって、
赤色反射膜２９Ｒへの入射光の入射角をθｒ（＝５６
°）とし、青色反射膜２９Ｂへの入射光の入射角をθｂ
（＝３４°）とした場合、θｂ＜θｒの関係を満たす構
成となっている。

【０１１０】これにより、各反射膜２９Ｒ，２９Ｂ共
に、入射／出射光の角度差によるダイクロイックプリズ
ム２４のＤＰカット波長変化と、偏光方向によるカット
波長シフトを逆方向にでき、補償する事ができる。これ
は、一般的にダイクロイックプリズムに設けられた反射
膜（干渉膜）に入射した光線のカット波長が、 赤色反射膜の場合：（Ｐ偏光のカット波長）＞（Ｓ
偏光のカット波長） 青色反射膜の場合：（Ｐ偏光のカット波長）＜（Ｓ偏光
のカット波長） 赤色反射膜の場合：（入射角『大』のカット波長）
＞（入射角『小』のカット波長） 青色反射膜の場合：（入射角『大』のカット波長）＜
（入射角『小』のカット波長） となる事を利用している。

【０１１１】ところで、上記のように本実施例では、光
の光軸に対しダイクロイックプリズム２４、及び各反射
型液晶パネル２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂの光軸が傾いてい
ることにより、投写される画像に非点収差が生じる。よ
って、この非点収差の発生を抑制するため、本実施例で
はダイクロイックプリズム２４と投写レンズ２７との間
に像補正用の三角プリズム４０を配置している。

【０１１２】この三角プリズム４０は、ダイクロイック
プリズム２４に物理的に一体化（光学的に接着）した構
成としている。また、三角プリズム４０の頂角θａと、
前記ダイクロイックプリズム２４を出射する出射光と前
記ダイクロイックプリズム２４の出射面の法線とがなす
角θｂがθａ≒θｂとなるよう構成している。上記構成
とされた三角プリズム４０をダイクロイックプリズム２
４と投写レンズ２７との間に配設することにより、三角
プリズム４０により投写レンズ２７に向かう光線にダイ
クロイックプリズム２４による収差と逆の収差が与えら
れ、全体として収差を補正する事ができる。これによ
り、収差のない良好が投写画像を得ることができる。

【０１１３】上記の説明から明らかなように、本実施例
に係る反射型液晶プロジェクタ装置２０Ｆでは、従来に
おいて入出射光の色分離に用いていた偏光分離プリズム
１２（図１参照）が不要となり、その分投写レンズ２７
と反射型液晶パネル２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂとの間隔
（投写レンズ２７のバックフォーカス）を短くできる。
また本実施例では、第１及び第２のシリンドリカルレン
ズ３８，４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂの収束方向と、ダイク
ロイックプリズム２４による色分離の方向が合うよう構
成されている。これにより、偏光乱れを伴わずに集光が
可能となる。

【０１１４】いま、第１及び第２のシリンドリカルレン
ズ３８，４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂの収束方向と、ダイク
ロイックプリズム２４による色分離の方向とが異なる方
向での収束作用を持たせた場合を想定すると、光線と各
反射面２９Ｒ，２９Ｂとの関係がＰ／Ｓ以外の関係（Ｐ
−Ｓ混合となる）となる事から偏光乱れが発生し、第１
の偏光板２３により直線偏光とした光線の偏光度低下に
つながる。これは表示像のコントラスト低下として現れ
る。しかるに、上記した本実施例の構成とすることによ
り、偏光乱れを伴わずに集光が可能となる。

【０１１５】これにより、ダイクロイックプリズム２４
及び光学系全体の小型化を図ることができ、よって反射
型液晶プロジェクタ装置２０Ｆの小型化を実現すること
ができる。尚、上記した実施例では、第２のシリンドリ
カルレンズ４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂとして平凸レンズを
使用し、平面側を反射型液晶パネル２６Ｒ，２６Ｇ，２
６Ｂと光学接着した構成としたが、第２のシリンドリカ
ルレンズの配設構造はこれに限定されるものではなく、
図８に示すように、平凸レンズよりなる第２のシリンド
リカルレンズ４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂを図７に示す例と
は逆向きに配置し、平面側をダイクロイックプリズム２
４と物理的に一体化（光学的接着）した構成としてもよ
い。

【０１１６】また、図９に示すように、低屈折樹脂４２
Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ等の透明材料により、第２のシリン
ドリカルレンズ４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂの凸面と、これ
と対向するダイクロイックプリズム２４（又は反射型液
晶パネル２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂ）の間を埋め、ダイク
ロイックプリズム２４、第２のシリンドリカルレンズ４
１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂ、及び反射型液晶パネル２６Ｒ，
２６Ｇ，２６Ｂを一体化した構成としてもよい。この構
成とした場合、組み立て時に各反射型液晶パネル２６
Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂ間の画素合わせを行えば、それ以降
ずれる心配がなく、装置のサポートコスト削減を図るこ
とができる。

【０１１７】以上説明してきた第１乃至第６実施例に係
る反射型液晶プロジェクタ装置２０Ａ〜２０Ｈは、図１
０（Ａ）に示すように、照明光（入射光）及び映像光
（出射光）が、ダイクロイックプリズム２４（ダイクロ
イッククロスプリズム）の色分離方向に延在する色分離
方向面５１に沿って入出射するよう構成されていた。こ
れに対し、以下説明する各実施例に係る反射型プロジェ
クタ装置５０Ａ〜５０Ｅは、図１０（Ｂ）に示すよう
に、照明光（入射光）及び映像光（出射光）が、ダイク
ロイックプリズム２４の色分離方向に延在する色分離方
向面５１に対し垂直方向に延在する面（以下、垂直方向
面５２という）に沿って入出射するよう構成したもので
ある。このように、照明光（入射光）及び映像光（出射
光）のダイクロイックプリズム２４に対する入出射方向
は、色分離方向面５１に沿うよう構成しても、また垂直
方向面５２に沿うよう構成してもよく、いずれの構成で
あってもプロジェクタ装置の小型化を図ることができ
る。

【０１１８】続いて、本発明の第７実施例について説明
する。図１１は本発明の第７実施例である反射型プロジ
ェクタ装置５０Ａを示しており、図１１（Ａ）は反射型
プロジェクタ装置５０Ａの平面図、図１１（Ｂ）は反射
型プロジェクタ装置５０Ａの側面図である。本実施例に
係る反射型プロジェクタ装置５０Ａは、照射光を生成す
る光源２１と、照明光を略平行光として反射するリフレ
クタ２２と、照射光に所定の偏光特性（例えば、Ｓ偏
光）を付与する偏光板５４と、偏光により反射特性が異
なる特性をもつダイクロイッククロスプリズム５７と、
ダイクロイッククロスプリズム５７に入射する光を生成
する色生成機能を有する偏光制御素子５５Ａと、ダイク
ロイッククロスプリズム５７の近傍に配置される反射型
表示素子５６Ｒ，５６Ｇ，５６Ｂとから構成されている
（光源２１，リフレクタ２２，偏光板５４，偏光制御素
子５５Ａは、照明系５３Ａを構成する）。

【０１１９】そして、ダイクロイッククロスプリズム５
７へ入射する照射光と出射する映像光を同一の面（この
面を入出射面７１という）を通して実現することによ
り、小さな光学系を実現している。色生成機能を有する
偏光制御素子５５Ａは、ＲＧＢの各色で利用する波長帯
域の光をフィルタリングすると共に入射された光のうち
所望の波長帯域の光の偏光面を光の伝播方向を軸として
９０°回転させる機能をもつ。図１２は、色生成機能を
有する偏光制御素子５５Ａにより発生される波長帯域を
示している。こうして生成された照明光は、必要な波長
帯域をもち、一部の帯域の光（例えばＧ）が偏光を回転
した光が混在したものとなる。

【０１２０】この照明光が、偏光により反射特性が異な
るダイクロイッククロスプリズム５７（色分離／合成手
段として機能する）の入出射面７１に入射されると、Ｐ
偏光光であるＧ波長帯域の光は透過し、ＲＢについては
それぞれ色分離方向（図１０参照）に反射される。尚、
ＲとＢとは反射される方向が異なるよう構成されてい
る。各反射型表示素子５６Ｒ，５６Ｇ，５６Ｂへ導かれ
る照明光は、Ｐ偏光あるいはＳ偏光（ダイクロイックク
ロスプリズム５７の通過光線の偏光面で定義すると）で
ある。

【０１２１】各反射型表示素子５６Ｒ，５６Ｇ，５６Ｂ
へ導かれた照明光は、各反射型表示素子５６Ｒ，５６
Ｇ，５６Ｂで反射されることにより画像情報を重畳され
る。図１３は、反射型表示素子５６Ｒ，５６Ｇ，５６Ｂ
として適用しうる反射型表示素子の一例を示している。
同図に示すように、反射型表示素子５６-1は、例えば液
晶パネル５９と偏光板５８とにより構成されている。

【０１２２】従って、各反射型表示素子５６Ｒ，５６
Ｇ，５６Ｂとダイクロイッククロスプリズム５７との間
には偏光板５８が配設された構成となり、必要な偏光面
方向の光のみダイクロイッククロスプリズム５７に戻る
よう構成されている。即ち、反射型表示素子５６-1から
反射される光の偏光面の方向は、入射された光の偏光面
の方向と依存させる必要がある。具体的には、反射型表
示素子５６-1に入射した光がＳ偏光であったならば、反
射する光もＳ偏光となるよう構成されている。

【０１２３】そして、各色の反射型表示素子５６Ｒ，５
６Ｇ，５６Ｂで反射された映像光は、入射した偏光面と
同じ偏光面でダイクロイッククロスプリズム５７を通過
し、像の合成がされた後（像の合成をされた光を映像光
という）、入出射面７１から投射レンズ２７に向け出射
される。この映像光は、投射レンズ２７によりでスクリ
ーン上（図示せず）に結像される。

【０１２４】この際、ダイクロイッククロスプリズム５
７に対する照射光の入射角度に対し、映像光の出射角度
が異なるよう反射角度が制御されているため、照明光と
映像光とを分離することができ、従来照明光と映像光と
を分離するのに用いられていた偏光分離プリズムが不要
となり、反射型プロジェクタ装置５０Ａの小型化を図る
ことができる。

【０１２５】上記のように、本実施例に係る反射型プロ
ジェクタ装置５０Ａによれば、色分離／色合成手段とな
るダイクロイッククロスプリズム５７の入出射面７１が
照明光の入射面としても、また映像光の出射面としても
機能するため、光源２１から投写レンズ２７に至る光学
系の簡単化を図ることができ、よって反射型プロジェク
タ装置５０Ａの小型化を図ることができる。また、色生
成機能を有する偏光制御素子５５Ａは、従来色生成手段
として用いられていた帯域フィルタに比べ、非常にシャ
ープな分離特性を有するため、非常にシャープで表示品
質の高い投写画像を得ることができる。

【０１２６】次に、上記構成とされた反射型プロジェク
タ装置５０Ａの各構成要素の具体的構成について説明す
る。図１４乃至図１６は、色生成機能を有する偏光制御
素子の各実施例を示している。図１４（Ａ）に示す偏光
制御素子５５Ｂは、Ｒ，Ｂの光を反射する機能を有する
平板状のＲＢ反射ダイクロイックミラー６０と、Ｇの光
を反射する機能を有する平板状のＧ反射ダイクロイック
ミラー６１との間に、λ／４シート６２を介装した構成
とされている。各ダイクロイックミラー６０，６１とλ
／４シート６２とは、光学的に接合された構成とされて
いる。

【０１２７】また、図１５に示す偏光制御素子５５Ｃ
は、Ｒ，Ｂの光を反射する機能を有するダイクロイック
反射面６５が形成された素子Ａ６３と、Ｇの光を反射す
る機能を有するダイクロイック反射面６６を形成した素
子Ｂ６４との間に、λ／４シート６２を介装した構成と
されている。素子Ａ６３は入射側が凹曲面を有すると共
にλ／４シート側が平面とされており、また素子Ｂ６４
はλ／４シート側が平面とされると共に反対側が凸曲面
を有した構成とされている。各素子６３，６４とλ／４
シート６２とは、光学的に接合された構成とされてい
る。この各偏光制御素子５５Ｂ，５５Ｃは、図１６に示
すような反射特性を実現するよう構成されている。

【０１２８】上記構成とされた偏光制御素子５５Ｂ，５
５Ｃに偏光面がそろった光（例えばＳ偏光）の照射が入
射すると、入射側のＲＢ反射ダイクロイックミラー６０
またはダイクロイック反射面６５によりＲＢ波長帯域の
光が反射される。また、ＲＢ反射ダイクロイックミラー
６０，ダイクロイック反射面６５を通過してきた光（Ｇ
の光を含む）は、λ／４シート６２により偏光面が直線
偏光から円偏光に変換される。円偏光光は、裏側のＧ反
射ダイクロイックミラー６１またはダイクロイック反射
面６６により所望の波長帯域の光のみ反射される。

【０１２９】反射された光はλ／４シート６２をもう一
度通過するため、入射された偏光と直交した偏光面に変
換される。こうして、所望のＲＧＢの帯域をもち、Ｇ帯
域のみ偏光面が直交した光を発生させることができる。
この際、図１５に示す偏光制御素子５５Ｃでは、任意形
状のダイクロイックミラーに対応できるように、平凸と
平凹の素子の平部分にλ／４シート６２を挿入した構成
としており、これによりλ／４シート６２を反射表面と
同じ形状に形成する必要がなくなり、偏光制御素子５５
Ｃの高機能化、低コスト化を可能としている。

【０１３０】また、図１４（Ａ）及び図１５に示した円
偏光を生成する偏光制御素子５５Ｂ，５５Ｃは、一対の
ダイクロイックミラー６０，６１の間或いは一対のダイ
クロイック反射面６５，６６の間に１枚のλ／４シート
６２を介装した構成としたが、円偏光を生成する偏光制
御素子の構成はこれに限定れさるものではなく、一対の
ダイクロイックミラー６０，６１の間或いは一対のダイ
クロイック反射面６５，６６の間に、図１４（Ｂ）に示
すようにλ／２シート９９とλ／４シート６２をアレイ
状に並設した構成のものを介装しても、また図１４
（Ｃ）に示すように複数のλ／４シート６２Ａ〜６２Ｃ
をアレイ状に並設した構成のものを介装した構成として
もよい。

【０１３１】図１７乃至図２４は、反射型表示素子５６
Ｒ，５６Ｇ，５６Ｂの各実施例を示している。図１７乃
至図２３は反射型液晶パネル５９を用いた実施例であ
り、また図２４はマイクロミラーデバイスを用いた実施
例である。図１７乃至図１９に示す反射型表示素子５６
-1は、反射型液晶パネル５９と偏光板５８とにより構成
されている。また、反射型液晶パネル５９は、一対の基
板６７，６８間に液晶６９を封止した構成とされてい
る。また、図２０乃至図２２に示す反射型表示素子５６
-2は、図１７乃至図１９に示す反射型表示素子５６-1に
おいて、偏光板５８と反射型液晶パネル５９との間にλ
／４板７０（偏光板５８及びλ／４板７０は、光強度変
調用素子として機能する）を介装した構成とされてい
る。尚、図１８及び図２１は電源ＯＮとした液晶状態を
示しており、図１９及び図２２は電源ＯＦＦとした液晶
状態を示している。

【０１３２】ところで、前記したように反射型表示素子
５６Ｒ，５６Ｇ，５６Ｂは、入射された光の偏光面の方
向が依存された状態で光を反射する機能をもたせる必要
がある。図１７乃至図１９に示す反射型表示素子５６-1
では、反射型液晶パネル５９がλ／４の位相変調の機能
をもち、往復でλ／２と同等の機能を実現している。ま
た、強度変調は、液晶６９に印加する電圧を制御して行
なう。

【０１３３】一方、図２０乃至図２２に示す反射型表示
素子５６-2では、反射型表示素子５６-1におけるλ／４
の機能をλ／４板７０（位相シート）で実現したもので
あり、反射型液晶パネル５９は偏光の度合いを変化させ
強度変調を行なう構成とされている。また、上記実施例
では位相シートとして板状のλ／４板７０を用いた例を
示したが、位相シートは必ずしも板状のものに限定され
るものではなく、シート状の物を使用することも可能で
あり、また補正のためにλ／２シートを重ねた構造とし
てもよい。

【０１３４】更に、偏光板５８や位相シート７０は必ず
しも反射型液晶表示パネル５９上に配置する必要はな
く、例えば図２３に示すようにダイクロイッククロスプ
リズム５７に配置した構成としてもよい。同図では、ダ
イクロイッククロスプリズム５７にλ／４板７０と共に
偏光板５８も配設した構成を示している。一方、図２４
は、マイクロミラーデバイスを用いた反射型表示素子５
６-4を示している。同図に示す反射型表示素子５６-4
は、基板７３上に画素単位で配設された多数のマイクロ
ミラー７４を有した構成とされている。

【０１３５】このマイクロミラー７４は、図示しない駆
動手段により電源ＯＮの時には図２４（Ｂ）に示すよう
に基板７３と平行な状態を維持し、電源ＯＦＦの時には
図２４（Ｃ）に示すように基板７３に対し所定の角度を
有するよう駆動される構成となっている。上記構成とさ
れたマイクロミラー７４を有する反射型表示素子５６-4
は、入射された光はマイクロミラー７４により反射され
るため、入射光に対し反射光の偏光面は依存される。ま
た、強度変調は、マイクロミラー７４を駆動する駆動手
段に対する電源ＯＮ−ＯＦＦ時間制御することで実現す
ることができる。

【０１３６】図２５及び図２６は、ダイクロイッククロ
スプリズム及びこのダイクロイッククロスプリズムに入
出射させる光の態様の各実施例を示している。しかる
に、何れの実施例においても、照明光の入射面及び映像
光の出射面は、ダイクロイッククロスプリズム５７Ａ，
５７Ｂの一の面である入出射面７１とされている。尚、
各図において、（Ａ）はダイクロイッククロスプリズム
５７Ａ，５７Ｂを平面視した状態を示しており、（Ｂ）
はダイクロイッククロスプリズム５７Ａ，５７Ｂを側面
視した状態を示している。

【０１３７】図２５に示す実施例では、ダイクロイック
クロスプリズム５７Ａの入出射面７１において、照明光
が入射される入射口７６Ａと、映像光が出射される出射
口７７Ａを空間的に分離して独立させた構成としたこと
を特徴とするものである。この際、映像光はダイクロイ
ッククロスプリズム５７Ａの入出射面７１から斜めに出
射するため、ダイクロイッククロスプリズム５７Ａを構
成するガラスを通して反射型表示素子５６Ｒ，５６Ｇ，
５６Ｂを斜めに見込み台形歪みが生ずる。よって、これ
を補正するために出射口７７Ａ側に像歪み補正プリズム
７５Ａを配設している（尚、以下の説明において、図２
５に示す構成のダイクロイッククロスプリズム５７Ａを
独立型ダイクロイッククロスプリズム５７Ａという）。

【０１３８】一方、図２６に示す実施例は、ダイクロイ
ッククロスプリズム５７Ａの入出射面７１において、照
明光と映像光とを角度で分離して独立させた構成とした
ことを特徴とするものである。この構成の場合、ダイク
ロイッククロスプリズム５７Ａの入出射面７１上におい
て、照明光が入射される入射口７６Ｂと、映像光が出射
される出射口７７Ｂを独立させた状態で分離することが
不可能であるため、入射口７６Ｂと出射口７７Ｂはオー
バーラップした状態となっている（図２６（Ｂ）参
照）。また、これに伴い、像歪み補正プリズム７５Ｂは
ダイクロイッククロスプリズム５７Ａの入出射面７１の
全体に配設されている（尚、以下の説明において、図２
６に示すダイクロイッククロスプリズム５７Ｂをオーバ
ーラップ型ダイクロイッククロスプリズム５７Ｂとい
う）。

【０１３９】続いて、図２７乃至図３０を用い、上記構
成とされた各構成要素を組み合わせることにより構成さ
れた反射型プロジェクタ装置の各実施例について説明す
る。尚、図２７乃至図３０において、（Ａ）は反射型プ
ロジェクタ装置を平面視した要部構成を示しており、
（Ｂ）は反射型プロジェクタ装置を側面視した要部構成
を示している。

【０１４０】図２７は、第８実施例である反射型プロジ
ェクタ装置５０Ｂを示している。同図に示す反射型プロ
ジェクタ装置５０Ｂは、色生成機能を有する偏光制御素
子５５Ｄとして、先に図１５を用いて説明した偏光制御
素子５５Ｃを側面視した状態の形状が平板状となるよう
変形させたもの（即ち、偏光制御素子５５Ｃの変形例。
但し同様の機能を有する）を用いると共に、ダイクロイ
ッククロスプリズムとして図２６を用いて説明したオー
バーラップ型ダイクロイッククロスプリズム５７Ｂを用
いたことを特徴とするものである。上記構成とされた偏
光制御素子５５Ｄは、シリンドリカル曲面を有した構成
となる。

【０１４１】照明系５３Ａを構成する光源２１から出射
した照明光は、放物面リフレクタ２２で略平行光に変換
し、その後にアナモルフィック光学系（水平方向と垂直
方向に異なる倍率をもつ光学系）を用いて各反射型表示
素子５６Ｒ，５６Ｇ，５６Ｂに導光される。垂直方向
（図２７（Ｂ）における上下方向）については、第１の
シリンドリカルレンズアレイ７８，第３のシリンドリカ
ルレンズアレイ８０，及び集光レンズ８１が機能する。
この際、第１のシリンドリカルレンズアレイ７８の開口
形状は、第３のシリンドリカルレンズアレイ８０と集光
レンズ８１により各反射型表示素子５６Ｒ，５６Ｇ，５
６Ｂ上に結像している。ここで、集光レンズ８１は、そ
れぞれのレンズアレイ７８，８０からの光の主光線を各
反射型表示素子５６Ｒ，５６Ｇ，５６Ｂの中心に結像さ
せる機能を奏する。

【０１４２】一方、水平方向（図２７（Ａ）における上
下方向）については、第２のシリンドリカルレンズアレ
イ７９、偏光変換光学素子８２、集光レンズ８１、及び
偏光制御素子５５Ｄ（シリンドリカル曲面を有する）が
機能する。尚、本実施例で用いてる偏光変換光学素子８
２は、後に図３４を用いて説明するように、偏光分離素
子として一軸結晶である方解石９１を利用したものであ
る。この方解石９１により、分離された照明光の一方の
偏光にアレイ状のλ／２板８９を通過させることで、所
望の偏光面方向をもつ光を生成することができる。

【０１４３】第２のシリンドリカルレンズアレイ７９で
結像された照明光は偏光変換光学素子８２により一方向
の偏光面にそろえられ、複数の線光源（あるいは点光
源）からの光のように出射される。この照射光は、集光
レンズ８１により各反射型表示素子５６Ｒ，５６Ｇ，５
６Ｂ上に結像される。また、シリンドリカル曲面を有す
ると共に色生成機能を有した偏光制御素子５５Ｄの表面
ならびに裏面の曲面形状は、各線光源からの光を略平行
光化する働きを有するよう構成されている。よって、偏
光制御素子５５Ｄにより、所望の波長帯域をもつ照射光
が所望の偏光面方向でオーバーラップ型ダイクロイック
クロスプリズム５７Ｂの入出射面７１に入射される。

【０１４４】入射された照明光はオーバーラップ型ダイ
クロイッククロスプリズム５７Ｂにより色分離され、各
色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が対応する面からそれぞれ出射され
る。オーバーラップ型ダイクロイッククロスプリズム５
７Ｂの各反射型表示素子５６Ｒ，５６Ｇ，５６Ｂと対向
する面には、図２３に示したように偏光板５８及びλ／
４板７０が、偏光板５８，λ／４板７０の順で配設され
ている。

【０１４５】各反射型表示素子５６Ｒ，５６Ｇ，５６Ｂ
により反射された光は、オーバーラップ型ダイクロイッ
ククロスプリズム５７Ｂにより合成された上で、入出射
面７１から投射レンズ２７に向けて出射される。投射レ
ンズ２７は、各反射型表示素子５６Ｒ，５６Ｇ，５６Ｂ
で生成した画像を拡大投影する。尚、図２３に示すよう
に、液晶表示パネル５９の直前にフィールドレンズ７２
を入れることにより光の広がりを押さえることができ、
よって投射レンズ２７の口径を小さくすることができ
る。よって、これによっても反射型プロジェクタ装置５
０Ｂの小型化を図ることができる。

【０１４６】また、本実施例では、シリンドリカルレン
ズアレイを３つ用いたが、第１のシリンドリカルレンズ
アレイ７８と第２のシリンドリカルレンズアレイ７９
は、同一の基板上にレンズアレイとして実現できること
は言うまでもない。更に、水平方向に機能するシリンド
リカルレンズアレイ７８，８０と偏光変換光学素子５５
Ｄ、垂直方向に機能するシリンドリカルレンズアレイ７
９の配置位置は焦点距離を選ぶことにより変えることが
できる。また、反射型表示素子５６Ｒ，５６Ｇ，５６Ｂ
は偏光を乱さないで反射する素子であれば何でも利用す
ることができ、具体的には先に図２４を用いて説明した
マイクロミラー７４を用いた反射型表示素子５６-4を適
用することも可能である。

【０１４７】ここで、上記した第８実施例に係る反射型
プロジェクタ装置５０Ｂの変形例について説明する。図
４１は、第８実施例に係る反射型プロジェクタ装置５０
Ｂの変形例である反射型プロジェクタ装置５０Ｆを示し
ている。第８実施例に係る反射型プロジェクタ装置５０
Ｂは、先に述べたように、偏光変換光学素子８２として
一軸結晶である方解石９１を利用した構成のものを用い
た。これに対し、本変形例に係る反射型プロジェクタ装
置５０Ｆは、偏光変換光学素子として、後に図３２を用
いて説明する偏光変換光学素子８２Ｂを用いたことを特
徴とするものである。

【０１４８】この偏光変換光学素子８２Ｂは、第１のレ
ンズアレイ８６，第２のレンズアレイ８７，及び偏光分
離プリズムアレイ８８（以下、ＰＢＳアレイという）と
により構成されており、第２のレンズアレイ８７の集光
レンズ８１と対向する側に短冊状のλ／２板８９が配設
された構成とされている。また、第１のレンズアレイ８
６のレンズ口径は第２のレンズアレイ３７で結像するよ
う設定されており、また集光レンズ８１は第２のレンズ
アレイ３７を構成する多数個のレンズの光を一か所に集
め、各反射型表示素子５６Ｒ，５６Ｂ，５６Ｇ上での照
明領域を矩形化する。

【０１４９】上記構成とされた反射型プロジェクタ装置
５０Ｆによれば、偏光変換光学素子８２Ｂにおいて各反
射型表示素子５６Ｒ，５６Ｂ，５６Ｇ上での照明領域を
矩形化するため、偏光制御素子５５Ｅを平板で構成する
ことが可能となり、よって偏光制御素子５５Ｅの部品費
の低減、及び中心出しが不要となることによる調整コス
トの低減を図ることができる。

【０１５０】続いて、図２８を用いて第９実施例である
反射型プロジェクタ装置５０Ｃについて説明する。本実
施例に係る反射型プロジェクタ装置５０Ｃは、偏光制御
素子として図１５を用いて説明した偏光制御素子５５Ｃ
を用いると共に、ダイクロイッククロスプリズムとして
図２５を用いて説明した独立型ダイクロイッククロスプ
リズム５７Ａを用いたことを特徴とするものである。

【０１５１】光源２１から出射した照明光は放物面リフ
レクタ２２で略平行光に変換され、シリンドリカルレン
ズアレイ８３，偏光変換光学素子８２，集光レンズ８１
を介して独立型ダイクロイッククロスプリズム５７Ａの
入出射面７１に入射され、各反射型表示素子５６Ｒ，５
６Ｇ，５６Ｂに導光される。この照明系５３Ｂの働き
は、先に図２７を用いて説明した第８実施例に係る反射
型プロジェクタ装置５０Ｂと同じであるが、本実施例で
は偏光制御素子５５Ｃが側面視した状態においても曲面
を有した構成とされており、よって照明光は独立型ダイ
クロイッククロスプリズム５７Ａの入射口７６Ａから入
射されるよう構成されている。

【０１５２】入射された照明光は独立型ダイクロイック
クロスプリズム５７Ａにより色分離され、各色（Ｒ，
Ｇ，Ｂ）が対応する面から各反射型表示素子５６Ｒ，５
６Ｇ，５６Ｂに向け出射される。そして、各反射型表示
素子５６Ｒ，５６Ｇ，５６Ｂで反射された光は、独立型
ダイクロイッククロスプリズム５７Ａにより合成された
上で、入出射面７１から投射レンズ２７に向けて出射さ
れる。投射レンズ２７は、各反射型表示素子５６Ｒ，５
６Ｇ，５６Ｂで生成した画像を拡大投影する。

【０１５３】図４２は、上記した第９実施例に係る反射
型プロジェクタ装置５０Ｃの変形例である反射型プロジ
ェクタ装置５０Ｇを示している。本変形例に係る反射型
プロジェクタ装置５０Ｇは、先に図４１を用いて説明し
た反射型プロジェクタ装置５０Ｆと同様に偏光変換光学
素子として図３２に示す偏光変換光学素子８２Ｂを用い
ており、また、第１のレンズアレイ８６のレンズ口径は
第２のレンズアレイ３７で結像するよう設定され、集光
レンズ８１は第２のレンズアレイ３７を構成する多数個
のレンズの光を一か所に集め各反射型表示素子５６Ｒ，
５６Ｂ，５６Ｇ上での照明領域を矩形化するよう構成さ
れている。

【０１５４】よって、本変形例に係る反射型プロジェク
タ装置５０Ｇによっても、偏光制御素子５５Ｅを平板で
構成することが可能となり、よって偏光制御素子５５Ｅ
の部品費の低減、及び中心出しが不要となることによる
調整コストの低減を図ることができる。続いて、図２９
を用いて第１０実施例である反射型プロジェクタ装置５
０Ｄについて説明する。

【０１５５】本実施例に係る反射型プロジェクタ装置５
０Ｄは、色生成機能を有した偏光制御素子として、図１
４を用いて説明した平板状の偏光制御素子５５Ｂを用い
ると共に、ダイクロイッククロスプリズムとしてオーバ
ーラップ型ダイクロイッククロスプリズム５７Ｂを用い
たことを特徴とするものである。照明系５３Ｃを構成す
る光源２１から出射した照明光は、放物面リフレクタ２
２で略平行光に変換し、その後にアナモルフィック光学
系（水平方向と垂直方向に異なる倍率をもつ光学系）を
用いて各反射型表示素子５６Ｒ，５６Ｇ，５６Ｂに導光
される。垂直方向（図２９（Ｂ）における上下方向）に
ついては、第１のシリンドリカルレンズアレイ７８，第
３のシリンドリカルレンズアレイ８０，集光レンズ８
１、曲面ミラー８４が機能する。ここで、集光レンズ８
１と曲面ミラー８４は、それぞれのレンズアレイ７８，
８０からの光の主光線をパネル中心に結像する機能を奏
する。

【０１５６】一方、水平方向（図２９（Ａ）における上
下方向）については、第２のシリンドリカルレンズアレ
イ７９，偏光変換光学素子５５Ｂ、集光レンズ８１、及
び曲面ミラー８４が機能する。第２のシリンドリカルレ
ンズアレイ７９で結像された照明光は、偏光変換光学素
子５５Ｂにより一方向の偏光面にそろえられ、複数の線
光源（あるいは点光源）からの光のように出射される。
この照明光は、集光レンズ８１により各反射型表示素子
５６Ｒ，５６Ｇ，５６Ｂ上に結像される。

【０１５７】偏光制御素子５５Ｂは、第３のシリンドリ
カルレンズアレイ８０の前（光進行方向に対する前側）
に配置され、所望の波長帯域をもつ光を生成し所望の偏
光面方向で出射する。偏光制御素子５５Ｂから出射した
照明光は、反射ミラー８４を介して入出射面７１からオ
ーバーラップ型ダイクロイッククロスプリズム５７Ｂに
入射される。

【０１５８】入射された照明光はオーバーラップ型ダイ
クロイッククロスプリズム５７Ｂにより色分離され、各
色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が対応する面から各反射型表示素子５
６Ｒ，５６Ｇ，５６Ｂに向け出射される。そして、各反
射型表示素子５６Ｒ，５６Ｇ，５６Ｂで反射された光
は、オーバーラップ型ダイクロイッククロスプリズム５
７Ｂにより合成された上で、入出射面７１から投射レン
ズ２７に向けて出射される。投射レンズ２７は、各反射
型表示素子５６Ｒ，５６Ｇ，５６Ｂで生成した画像を拡
大投影する。

【０１５９】続いて、図３０を用いて第１１実施例であ
る反射型プロジェクタ装置５０Ｅについて説明する。本
実施例に係る反射型プロジェクタ装置５０Ｅは、色生成
機能を有した偏光制御素子として、図１４を用いて説明
した平板状の偏光制御素子５５Ｂを用いると共に、ダイ
クロイッククロスプリズムとして独立型ダイクロイック
クロスプリズム５７Ａを用いたことを特徴とするもので
ある。

【０１６０】光源２１から出射した照明光は放物面リフ
レクタ２２で略平行光に変換され、シリンドリカルレン
ズアレイ８３，偏光変換光学素子８２，偏光制御素子５
５Ｂ，集光レンズ８１を介して独立型ダイクロイックク
ロスプリズム５７Ａの入出射面７１に入射され、各反射
型表示素子５６Ｒ，５６Ｇ，５６Ｂに導光される。この
照明系５３Ｄの働きは、先に図２９を用いて説明した第
１０実施例に係る反射型プロジェクタ装置５０Ｄと同じ
である。

【０１６１】入出射面７１に入射された照明光は、独立
型ダイクロイッククロスプリズム５７Ａにより色分離さ
れ、各色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が対応する面から各反射型表示
素子５６Ｒ，５６Ｇ，５６Ｂに向け出射される。そし
て、各反射型表示素子５６Ｒ，５６Ｇ，５６Ｂで反射さ
れた光は、独立型ダイクロイッククロスプリズム５７Ａ
により合成された上で、入出射面７１から投射レンズ２
７に向けて出射される。投射レンズ２７は、各反射型表
示素子５６Ｒ，５６Ｇ，５６Ｂで生成した画像を拡大投
影する。

【０１６２】続いて、上記した各実施例で用いられてい
た偏光変換光学素子について、図３１乃至図３４を用い
て説明する。図３１及び図３２に示す偏光変換光学素子
８２Ａ，８２Ｂは、従来からも偏光変換光学素子として
用いられているものである。上記した各実施例に係る反
射型プロジェクタ装置５０Ｂ〜５０Ｅは、この従来から
用いられている偏光変換光学素子８２Ａ，８２Ｂを適用
することが可能である（先に図４１及び図４２を用いて
説明した反射型プロジェクタ装置５０Ｆ，５０Ｇ参
照）。

【０１６３】図３１に示す偏光変換光学素子８２Ａは、
第１のレンズアレイ８６，第２のレンズアレイ８７，及
び偏光分離プリズムアレイ８８（以下、ＰＢＳアレイと
いう）とにより構成されており、第１のレンズアレイ８
６と第２のレンズアレイ８７との間にＰＢＳアレイ８８
が配設された構成とされている。また、図３２に示す偏
光変換光学素子８２Ｂは、図３１に示す偏光変換光学素
子８２Ａにおいて、ＰＢＳアレイ８８と第２のレンズア
レイ８７との順序を換えた構成とされている。

【０１６４】しかるに、図３１に示す偏光変換光学素子
８２Ａでは、第２のレンズアレイ８７のピッチは、第１
のレンズアレイ８６のピッチの半分となり製造が面倒と
なる。これに対し、図３２に示す偏光変換光学素子８２
Ｂは、第２のレンズアレイ８７のピッチを第１のレンズ
アレイ８６のピッチと等しくすることができ、製造上の
メリットが高い。

【０１６５】しかるに、上記した各偏光変換光学素子８
２Ａ，８２Ｂでは、偏光変換用に２枚のレンズアレイ８
６，８７が必要となる。これに対して図３３及び図３４
に示す偏光変換光学素子８２Ｃ，８２Ｄは、第２のレン
ズアレイ８７を無くした構成としたことを特徴とするも
のである。即ち、偏光変換光学素子８２Ａ，８２Ｂで
は、第２のレンズアレイ８７の機能を曲面を有した偏光
制御素子５５Ｃ（図２８参照）または曲面ミラー８４
（図２９参照）で実現する構成としたものである。

【０１６６】図３３に示す偏光変換光学素子８２Ａは、
偏光分離素子としてＰＢＳアレイ８８を用いた実施例で
あり、図３４は偏光分離素子として一軸結晶である方解
石９１を利用した実施例である。ＰＢＳアレイ８８や方
解石９１により、分離された照明光の一方の偏光にアレ
イ状のλ／２板８９を通過させることで、所望の偏光面
方向をもつ光を生成することができる。

【０１６７】尚、各図において、矢印の方向は、光の電
場（Ｅ）の振動方向を示す。また、偏光変換後、偏光度
向上のため、偏光子を置くこともできることは言うまで
もない。また、本発明で用いるλ／２板（λ／２位相差
素子）は、必ずしも１枚の位相差板に限定されるもので
はなく、例えば位相差フィルムや位相差板をアレイ状に
並べた構成のものでもよい。

【０１６８】ところで、上記した各実施例に係る反射型
プロジェクタ装置５０Ａ〜５０Ｅでは、図３５に示すよ
うに偏光板５８とダイクロイッククロスプリズム（図で
は、オーバーラップ型ダイクロイッククロスプリズム５
７Ｂを例に挙げている）とを接着剤９３Ａにより接合し
ており、また偏光板５８とλ／４板７０とを接着剤９３
Ｂにより接合している（偏光板５８及びλ／４板７０は
光強度変調用素子として機能する）。

【０１６９】よって、図３５（Ｂ）に示すように（図３
５（Ｂ）は図３５（Ａ）の矢印Ａで示す円内を拡大して
示す図である）、この接合界面において界面反射が発生
し、この界面反射光は反射型プロジェクタ装置５０Ａ〜
５０Ｅを構成する光学系においてノイズ光となる。この
ように発生したノイズ光が投写レンズ２７に入射し投写
され場合、ノイズ光は映像と重なるため表示画像の品質
が劣化してしまうという問題が生じる。

【０１７０】図３６乃至図３８は、このノイズ光による
表示画像の品質劣化を防止した反射型プロジェクタ装置
のダイクロイッククロスプリズム近傍を拡大して示す図
である。図３６に示す反射型プロジェクタ装置は、偏光
板５８及びλ／４板７０等（光強度変調用素子）のノイ
ズ光を発生する光学素子の表面の向きと、反射型液晶パ
ネル５９の面の向きを変えた構成としたことを特徴とす
るものである。具体的には、λ／４板７０に三角プリズ
ム９４を配設し、これにより映像光とノイズ光の出射方
向を変える構成としている。

【０１７１】このように映像光とノイズ光の出射方向を
変えることにより、ノイズ光が投写レンズ２７に入射さ
れることを防止できる。よって、ノイズ光が映像と重な
ることはなくなり、表示画像の品質を向上させることが
できる。尚、光強度変調用素子の表面の向きと、反射型
液晶パネル５９の面の向きを変える手段は、プリズム９
４に限定されるものではなく、他の光学素子（例えば、
ウエッジ基板等９を用いることも可能である。

【０１７２】また、図３７に示す実施例では、フィール
ドレンズ７２とダイクロイッククロスプリズム５７Ｂと
の間に傾斜面をもつプリズム９４（あるいはウエッジ基
板）を配置し、パネル表面と異なる角度となる面上に偏
光板５８と位相シート（λ／４板７０）を配設したこと
を特徴とするものである。本実施例のように、フィール
ドレンズ７２を設けた構成においても、ノイズ光を異な
る角度で出射することができる。

【０１７３】また、図３７に示した構成では、ダイクロ
イッククロスプリズム５７Ｂに像補正プリズム７５Ｂと
ノイズ光を除去するプリズム９４が別個に設けられた構
成とされている。これに対し、図３８に示す実施例で
は、図３７の各プリズム７５Ｂ，９４の機能を共に有し
た像補正機能付プリズム９５を配設することにより、構
成の簡単化を図ったものである。この図３８に示す構成
では、更に反射型プロジェクタ装置の小型化を図ること
ができる。

【０１７４】ところで、図３７及び図３８を用いて説明
した実施例の構成では、偏光板５８及び位相シート（λ
／４板７０）が、ガラスよりなるダイクロイッククロス
プリズム５７Ｂとプリズム９４，９５で挟まれており、
熱の放出が難しい。そこで、図３９及び図４０に示す実
施例では、λ／４板７０とプリズム９５との間に第１の
ギャップ９７Ａ（間隙）を形成し、プリズム９５とフィ
ールドレンズ７２との間に第２のギャップ９７Ｂを形成
し、更にフィールドレンズ７２と反射型液晶パネル５９
との間に第３のギャップ９７Ｃを形成し、かつこの各ギ
ャップ９７Ａ〜９７Ｃに向け冷却風を強制的に供給する
送風手段を設けたことを特徴とする。

【０１７５】本実施例の構成によれば、反射型液晶パネ
ル５９，フィールドレンズ７２，偏光板５８及び位相シ
ート（λ／４板７０）を効率よく冷却することができ、
反射型プロジェクタ装置の信頼性を向上させることがで
きる。また、図４０に示すように、プレ偏光板９８を偏
光板５８とダイクロイッククロスプリズム５７Ｂとの間
に挿入することで、強力な入射光（照射光）に対しても
対応できるような構成としてもよい。

【０１７６】尚、上記した各実施例では、色分離／色合
成手段として機能するダイクロイッククロスプリズム５
７，５７Ａ，５７Ｂが偏光により反射特性の異なる色分
離／色合成を行なうよう構成し、反射光の偏光と透過光
の偏光が異なるようにすると共に、照明系５３，５３Ａ
〜５３Ｄに所定の波長帯域のみ偏光を異ならせる偏光制
御素子５５Ａ〜５５Ｄを設けた構成とした。

【０１７７】しかるに、色分離／色合成手段（ダイクロ
イッククロスプリズム）は、必ずしも偏光により反射特
性の異なる色分離／色合成を行なう構成とする必要はな
く、色分離／色合成手段として反射光の偏光と透過光の
偏光が等しくなるよう構成されたダイクロイッククロス
プリズムを用い、かつ、照明系に所定の波長帯域の光を
生成する波長選択素子を設けた構成としてもよい。

【０１７８】このように反射光の偏光と透過光の偏光が
等しくなるよう構成された色分離／色合成手段を用いた
場合、上記した各実施例に係る反射型プロジェクタ装置
５０Ａ〜５０Ｅに比べて画像の輝度が低下することが考
えられる。しかるに、上記してきた説明から明らかなよ
うに、従来の構成のプロジェクタ装置１０（図１参照）
に比べて小型化を図ることができることは明らかであ
る。

【０１７９】また、この構成において適用可能な波長選
択素子としては、所定の波長帯域を反射する第１及び第
２の選択波長反射層により構成された図１４を用いて説
明した偏光制御素子５５Ｂや、図１５を用いて説明した
選択波長反射層を形成する面の形状が、平面または曲面
である偏光制御素子５５Ｃを利用することが可能であ
る。

【０１８０】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、次に述べる
種々の効果を実現することができる。請求項１乃至請求
項４、請求項１０乃至請求項２１記載の発明によれば、
高価な偏光ビームスプリッタを用いる必要がなくなり、
安価で且つコントラストの良好な表示を得ることができ
る。

【０１８１】また、請求項５及び請求項１４記載の発明
によれば、効率の高い反射型液晶パネルを用いた場合に
問題となる低色純度／効率低下を、簡易な変更で実現可
能であり、反射型プロジェクタの性能向上を図ることが
できる。また、請求項７乃至請求項９記載の発明によれ
ば、小型化及び低コスト化を図りつつ、反射型プロジェ
クタ装置の高性能化，高効率化を実現することができ
る。

【０１８２】更に、請求項２１記載の発明によれば、映
像光とノイズ光の出射方向を変えることができ、必要な
映像光のみ投射レンズより出射することができるため、
表示品質及び解像度の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例の一例である反射型液晶プロジェクタ装
置の要部構成図である。

【図２】本発明の第１実施例である反射型液晶プロジェ
クタ装置の要部構成図である。

【図３】本発明の第２実施例である反射型液晶プロジェ
クタ装置の要部構成図である。

【図４】本発明の第３実施例である反射型液晶プロジェ
クタ装置の要部構成図である。

【図５】本発明の第４実施例である反射型液晶プロジェ
クタ装置の要部構成図である。

【図６】本発明の第５実施例である反射型液晶プロジェ
クタ装置の要部構成図である。

【図７】本発明の第６実施例である反射型液晶プロジェ
クタ装置の要部構成図である。

【図８】本発明の第６実施例である反射型液晶プロジェ
クタ装置の変形例を示す要部構成図である（その１）。

【図９】本発明の第６実施例である反射型液晶プロジェ
クタ装置の変形例を示す要部構成図である（その２）。

【図１０】ダイクロイックプリズムに対する照明光及び
映像光の入出射方向を説明するための図である。

【図１１】本発明の第７実施例である反射型液晶プロジ
ェクタ装置の要部構成図である。

【図１２】ダイクロイッククロスプリズムの特性を説明
するための図である。

【図１３】反射型表示素子の基本特性を説明するための
図である。

【図１４】偏光制御素子の第１実施例を説明するための
図である。

【図１５】偏光制御素子の第２実施例を説明するための
図である。

【図１６】図１４，図１５に示したダイクロイックミラ
ーの反射特性を示す図である。

【図１７】反射型表示素子の第１実施例を説明するため
の図である（その１）。

【図１８】反射型表示素子の第１実施例を説明するため
の図である（その２）。

【図１９】反射型表示素子の第１実施例を説明するため
の図である（その３）。

【図２０】反射型表示素子の第２実施例を説明するため
の図である（その１）。

【図２１】反射型表示素子の第２実施例を説明するため
の図である（その２）。

【図２２】反射型表示素子の第２実施例を説明するため
の図である（その３）。

【図２３】ダイクロイッククロスプリズム面上に偏光板
及びλ／４板を配設した構成を示す図である。

【図２４】反射型表示素子の第３実施例を説明するため
の図である。

【図２５】入出射面において入射光の入射口と映像光の
出射口とが独立した構成のダイクロイッククロスプリズ
ムを示す図である。

【図２６】入出射面において入射光の入射口と映像光の
出射口とがオーバーラップした構成のダイクロイックク
ロスプリズムを示す図である。

【図２７】本発明の第８実施例である反射型液晶プロジ
ェクタ装置の要部構成図である。

【図２８】本発明の第９実施例である反射型液晶プロジ
ェクタ装置の要部構成図である。

【図２９】本発明の第１０実施例である反射型液晶プロ
ジェクタ装置の要部構成図である。

【図３０】本発明の第１１実施例である反射型液晶プロ
ジェクタ装置の要部構成図である。

【図３１】偏光変換光学素子の第１実施例を説明するた
めの図である。

【図３２】偏光変換光学素子の第２実施例を説明するた
めの図である。

【図３３】偏光変換光学素子の第３実施例を説明するた
めの図である。

【図３４】偏光変換光学素子の第４実施例を説明するた
めの図である。

【図３５】ノイズ光が発生する理由を説明するための図
である。

【図３６】本発明の第１２実施例である反射型液晶プロ
ジェクタ装置のダイクロイッククロスプリズム近傍を示
す要部構成図である。

【図３７】本発明の第１２実施例の第１変形例である反
射型液晶プロジェクタ装置のダイクロイッククロスプリ
ズム近傍を示す要部構成図である。

【図３８】本発明の第１２実施例の第２変形例である反
射型液晶プロジェクタ装置のダイクロイッククロスプリ
ズム近傍を示す要部構成図である。

【図３９】本発明の第１３実施例である反射型液晶プロ
ジェクタ装置のダイクロイッククロスプリズム近傍を示
す要部構成図である。

【図４０】本発明の第１３実施例の変形例である反射型
液晶プロジェクタ装置のダイクロイッククロスプリズム
近傍を示す要部構成図である。

【図４１】本発明の第８実施例である反射型液晶プロジ
ェクタ装置の変形例の要部構成図である。

【図４２】本発明の第９実施例である反射型液晶プロジ
ェクタ装置の変形例の要部構成図である。

【符号の説明】

２０Ａ〜２０Ｈ 反射型液晶プロジェクタ装置 ２１ 光源 ２３ 第１の偏光板 ２４ ダイクロイックプリズム ２５ 第２の偏光板 ２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂ 反射型液晶パネル ２７ 投写レンズ ２８Ａ〜２８Ｄ プリズム ２９Ｒ 赤色反射膜 ２９Ｂ 青色反射膜 ３０Ｒ，３０Ｂ ダイクロイックミラー ３２，３５，３９ 反射ミラー ３６ 偏光分離プリズム ３８ 第１のシリンドリカルレンズ ４０ 三角プリズム ４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂ 第２のシリンドリカルレンズ ４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ 低屈折樹脂 ５０Ａ〜５０Ｇ 反射型プロジェクタ装置 ５１ 色分離方向面 ５２ 垂直方向面 ５３，５３Ａ〜５３Ｄ 照明系 ５４，５８ 偏光板 ５５Ａ〜５５Ｅ 偏光制御素子 ５６-1〜５６-4，５６Ｒ，５６Ｇ，５６Ｂ 反射型表示
素子 ５７，５７Ａ，５７Ｂ ダイクロイッククロスプリズム ６０ ＲＢ反射ダイクロイックミラー ６１ Ｇ反射ダイクロイックミラー ６２ λ／４シート ６５，６６ ダイクロイック反射面 ６９ 液晶 ７０ λ／４板 ７１ 入出射面 ７２ フィールドレンズ ７４ マイクロミラー ７５Ａ，７５Ｂ 像補正プリズム ７６Ａ，７６Ｂ 入射口 ７７Ａ，７７Ｂ 出射口 ７８ 第１のシリンドリカルレンズ ７９ 第２のシリンドリカルレンズ ８０ 第３のシリンドリカルレンズ ８１ 集光レンズ ８２，８２Ａ〜８２Ｄ 偏光変換光学素子 ８３ シリンドリカルレンズ ８６ 第１のレンズアレイ ８７ 第２のレンズアレイ ８９ λ／２板 ９０ レンズアレイ ９１ 方解石 ９３Ａ，９３Ｂ 接着剤 ９４ プリズム ９５ 像補正機能付プリズム ９６ λ／４シート ９７Ａ〜９７Ｃ ギャップ ９８ プレ偏光板 ９９ λ／２シート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 哲也 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 鈴木 敏弘 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 山口 久 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 有竹 敬和 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 松本 剛 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 江口 伸 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 山岸 文雄 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 2H088 EA14 EA16 HA13 HA18 HA21 HA24 HA28 MA20

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、反射型液晶パネルと、前記光源
   からの光を所定の色の光に分離または／及び合成する色
   分離／色合成手段と、投写レンズを具備する反射型プロ
   ジェクタ装置において、 前記光源と前記反射型液晶パネルとの間に第１の偏光素
   子を配設すると共に、前記反射型液晶パネルと前記投写
   レンズとの間に第２の偏光素子を配設したことを特徴と
   する反射型プロジェクタ装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の反射型プロジェクタ装置
   において、 前記色分離／色合成手段を、前記光源と前記反射型液晶
   パネルとの間で、かつ前記反射型液晶パネルと前記投写
   レンズとの間の位置に配設したことを特徴とする反射型
   プロジェクタ装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の反射型プロジェ
   クタ装置において、 前記色分離／色合成手段として、ダイクロイックミラー
   を用い、 該ダイクロイックミラーがＸ字型に組み合わされ、 かつ、前記光源からの入射光および前記反射型液晶パネ
   ルからの反射光が前記ダイクロイックミラーを通過する
   際、該各光の光軸通過位置が前記ダイクロイックミラー
   の組み合わせ中心位置以外の位置を通過するよう構成し
   たことを特徴とする反射型プロジェクタ装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の反射型プロジェクタ装置
   において、 前記光源からの光を略垂直に前記反射型液晶パネルに入
   射させ、 且つ、前記反射型液晶パネルからの反射光を前記光源の
   前に設置したミラーによって反射し、該反射光を前記投
   写レンズに導く構成としてなることを特徴とする反射型
   プロジェクタ装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載の反射型プロジェクタ装置
   において、 前記色分離／色合成手段に設けられた干渉膜の膜面と前
   記反射型液晶パネルとの間に、少なくとも１面のダイク
   ロイックフィルタを配置し、 かつ、前記ダイクロイックフィルタを設定波長以上の光
   を透過すると共に設定波長以下の光を反射するハイパス
   フィルターとし、赤色用の反射型液晶パネルの手前に配
   置したことを特徴とする反射型プロジェクタ装置。
6. 【請求項６】 請求項１記載の反射型プロジェクタ装置
   において、 前記色分離／色合成手段に設けられた干渉膜の膜面と前
   記反射型液晶パネルとの間に、少なくとも１面のダイク
   ロイックフィルタを配置し、 前記ダイクロイックフィルタを設定波長以下の光を透過
   すると共に設定波長以上の光を反射するロウパスフィル
   ターとし、青色用の反射型液晶パネルの手前に配置した
   ことを特徴とする反射型プロジェクタ装置。
7. 【請求項７】 請求項１記載の反射型プロジェクタ装置
   において、 前記色分離／色合成手段としてダイクロイックプリズム
   を用いると共に、 前記反射型液晶パネルと前記ダイクロイックプリズムと
   の間に、第１のシリンドリカルレンズを配設したことを
   特徴とする反射型プロジェクタ装置。
8. 【請求項８】 請求項７記載の反射型プロジェクタ装置
   において、 前記光源と前記ダイクロイックプリズムの間に、第２の
   シリンドリカルレンズを配設したことを特徴とする反射
   型プロジェクタ装置。
9. 【請求項９】 請求項７または８記載の反射型プロジェ
   クタ装置において、 前記シリンドリカルレンズの収束方向が、前記ダイクロ
   イックプリズム色分離の方向と同方向としたことを特徴
   とする反射型プロジェクタ装置。
10. 【請求項１０】 所定の波長帯域を有した照明光を生成
    する照明系と、 前記照明系から出射された照明光を反射することにより
    映像光を生成する複数枚の反射型表示素子と、 前記照明光を所定の色の光に分離すると共に、前記反射
    型表示素子からの映像光を合成する色分離／色合成手段
    と、 合成された前記映像光を投写する投写レンズとを有する
    反射型プロジェクタ装置であって、 前記色分離／色合成手段の一の面である入出射面に前記
    照明系から前記照明光が入射すると共に、前記入出射面
    から前記投写レンズに向け前記映像光が出射するよう構
    成すると共に、 前記色分離／色合成手段に対する前記照射光或いは前記
    映像光の入出射角度、または前記反射型表示素子に対す
    る前記照射光或いは前記映像光の入出射角度を制御する
    ことにより、前記照明光と前記映像光とを分離する構成
    としたことを特徴とする反射型プロジェクタ装置。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載の反射型プロジェクタ
    装置において、 前記照明光をその光軸が前記色分離／色合成手段の色分
    離方向を含む面に対して平行となる方向から入射するよ
    う構成したことを特徴とする反射型プロジェクタ装置。
12. 【請求項１２】 請求項１０記載の反射型プロジェクタ
    装置において、 前記照明光をその光軸が前記色分離／色合成手段の色分
    離方向を含む面に対して交差する方向から入射するよう
    構成したことを特徴とする反射型プロジェクタ装置。
13. 【請求項１３】 請求項１２記載の反射型プロジェクタ
    装置において、 前記照明光と前記映像光が前記入出射面の面内で独立し
    た位置で入出射するよう構成し、 かつ、前記照明系から前記投写レンズに至る照明光学系
    をアナモルフィック光学系としたことを特徴とする反射
    型プロジェクタ装置。
14. 【請求項１４】 請求項１２記載の反射型プロジェクタ
    装置において、 前記照明光と前記映像光が前記入出射面の面内で独立し
    た位置で入出射するよう構成し、 かつ、前記照明系から前記投写レンズに至る照明光学系
    を光軸に対して回転対象な光学系としたことを特徴とす
    る反射型プロジェクタ装置。
15. 【請求項１５】 請求項１２記載の反射型プロジェクタ
    装置において、 前記照明光と前記映像光が前記入出射面の面内でオーバ
    ーラップして入出射するよう構成し、 かつ、前記照明系から前記投写レンズに至る照明光学系
    をアナモルフィック光学系としたことを特徴とする反射
    型プロジェクタ装置。
16. 【請求項１６】 請求項１２記載の反射型プロジェクタ
    装置において、 前記照明光と前記映像光が前記入出射面の面内でオーバ
    ーラップして入出射するよう構成し、 かつ、前記照明系から前記投写レンズに至る照明光学系
    を光軸に対して回転対象な光学系としたことを特徴とす
    る反射型プロジェクタ装置。
17. 【請求項１７】 請求項１２乃至１６のいずれかに記載
    の反射型プロジェクタ装置において、 前記色分離／色合成手段として色分離に偏光依存性のあ
    る反射特性を持ち、反射光の偏光と透過光の偏光が異な
    る偏光となるよう構成されたダイクロイッククロスプリ
    ズムを用い、 かつ、前記照明系に所定の波長帯域のみ偏光を異ならせ
    る偏光制御素子を設けたことを特徴とする反射型プロジ
    ェクタ装置。
18. 【請求項１８】 請求項１２乃至１６のいずれかに記載
    の反射型プロジェクタ装置において、 前記色分離／色合成手段として反射光の偏光と透過光の
    偏光の少なくとも一つずつが同じ偏光となるよう構成さ
    れたダイクロイッククロスプリズムを用い、 かつ、前記照明系に所定の波長帯域の光を生成する波長
    選択素子を設けたことを特徴とする反射型プロジェクタ
    装置。
19. 【請求項１９】 請求項１２乃至１８のいずれかに記載
    の反射型プロジェクタ装置において、 前記反射型表示素子が時分割表示素子により構成されて
    いることを特徴とする反射型プロジェクタ装置。
20. 【請求項２０】 請求項１２乃至１８のいずれかに記載
    の反射型プロジェクタ装置において、 前記反射型表示素子が、反射により入射された光の位相
    変調を行なう位相変調型素子と、光強度を変調する光強
    度変調素子とにより構成されることを特徴とする反射型
    プロジェクタ装置。
21. 【請求項２１】 請求項１２乃至２０のいずれかに記載
    の反射型プロジェクタ装置において、 前記照明系は、 前記光源から出射された光を所定の偏光状態に変換する
    偏光変換光学系と、 前記偏光変換光学系からの光を前記色分離／色合成手段
    に斜めに入射させるインテグレータ光学系とを有するこ
    とを特徴とする反射型プロジェクタ装置。