JP2002090874A - 光学装置およびそれを用いた投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】大型化を防止でき、また軽量化を図れる光学装
置およびそれを用いた投射型表示装置を提供する。 【解決手段】第１色分離ミラー１０３を、反射光束が第
２フィールドレンズ１１４や第２ＰＢＳ１１１に至らな
い（当たらない）ように、しかも可能な限り第２フィー
ルドレンズ１１４に近接した反射光路を確保するよう
に、第２フィールドレンズ１１４の配置位置より第２色
分離ミラー１０４の配置側で、反射光束の中心の光線１
０３Ｃが、投射レンズ１１７の光軸ＯＡと平行にならな
い角度もって斜めに反射させ得る角度をもって配置し、
また、第１ＰＢＳ１１０および第２ＰＢＳ１１１の入射
側において、第１フィールドレンズ１１３、第２フィー
ルドレンズ１１４を設けて、入射光束を屈折させて設定
入射角度をもってＰＢＳに入射させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば液晶プロ
ジェクタ装置（投射装置）等の照明装置としての用いら
れる光学装置およびそれを用いた投射型表示装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶プロジェクタ装置は、液晶材料を用
いた空間光変調器（以下、液晶パネルと呼ぶ）を用いる
プロジェクタ装置である。液晶プロジェクタにおいて、
液晶パネル自体は発光しないことから、光源と組み合わ
せ、液晶パネルに光を照明する。そして、液晶パネルに
映像信号を印加し、液晶パネルの像を、投射レンズによ
り、スクリーンに投射する。これにより、小型で効率の
よいプロジェクタ装置を実現できる。

【０００３】ところで、コンピュータの高速化と共に、
コンピュータの扱う画面の画素数は年々増加している。
また、テレビジョン放送も、高画質化と共に、一画面の
画素数が増える傾向にある。これらに対応して、液晶プ
ロジェクタにおいても画素数を増やして、高画質化を目
指すようになってきた。

【０００４】液晶パネルにおいて、画素数を増やすと、
内部の配線が増えることになる。液晶パネルに光が入射
し、その入射した面の逆側から光が出射する、いわゆる
透過型液晶パネルでは、画素数が増え、内部配線が増加
すると、次のような問題が生じる。それは、光が通過で
きる部分の面積（開口率と呼ぶ）が減少し、プロジェク
タの光の利用率が減少することである。加えて、この問
題は液晶パネルのサイズが小さくなるほど、顕著にな
る。小さな液晶プロジェクタを作る上では、液晶パネル
のサイズを小さくすることが肝心であるが、透過型液晶
パネルを用い、画素数を増やすと、高輝度なプロジェク
タ装置を実現することは困難である。

【０００５】そこで、反射型液晶パネルを用いる技術が
提案されてきた。これは、液晶パネルに光が入射する面
と、同じ面から光が出射するものである。反射型液晶パ
ネルでは、液晶パネルの内部に光の反射層が内蔵されて
いる。光は反射層で、反射し、液晶層を往復する。この
ときに各画素に印加される電界により、液晶が回転し、
液晶材料の閃光性という性質により、入射光の偏光面が
回転する。反射型液晶パネルでは、各画素の配線を、反
射層の光の非入射側（光が通らない部位側）に作ること
で、画素数が増えても、開口率が劣化しないという特徴
がある。このため、小さなサイズの液晶パネルで、かつ
多くの画素を持つことができる。

【０００６】反射型液晶パネルを用いる液晶プロジェク
タ装置は、入射光と出射光が同一の面から出てくるため
に、入射光と出射光を分離する必要がある。そこで、一
般的に、偏光ビームスプリッタ（以下、ＰＢＳという）
が用いられる。

【０００７】基本的には、図１４に示すように、反射層
１ａを内蔵する液晶パネル１の光入出射面１ｂ側にＰＢ
Ｓ２を配置する。そして、ＰＢＳ２の偏光分離合成面２
ａは、Ｓ偏光Ｓ−ＰＬは反射し、Ｐ偏光Ｐ−ＰＬは透過
する機能を有する。このような構成において、入射光Ｌ
ＩＮは、ＰＢＳ２の偏光分離合成面２ａに対してＳ偏光
Ｓ−ＰＬとなるようにし、ＰＢＳ２で反射させて液晶パ
ネル１に入射させる。そして、液晶パネル１の反射層１
ａで反射され、液晶層で変調されて液晶パネル１を出射
し、再びＰＢＳ２に入射する。液晶パネル１内部で変調
され、偏光方向が変化した光は、ＰＢＳ２の偏光分離合
成面２ａに対して、Ｐ偏光Ｐ−ＰＬの成分を持つので、
ＰＢＳ２を透過し、図示しない投射レンズに入射して、
スクリーンに向かう。

【０００８】なお、図１５に示すように、入射光をＰ偏
光Ｐ−ＰＬとし、スクリーンにはＳ偏光Ｓ−ＰＬが向か
うようにした構成も採用可能である。

【０００９】図１４、および図１５に示した光学系が、
反射型液晶プロジェクタの基本原理である。しかし、こ
の光学系では、フルカラー画像を再現することができな
い。一般に光源として白色光を発する放電ランプなどが
用いられる場合、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色の
３原色に対応する３枚の液晶パネルを用いる必要があ
る。

【００１０】反射型液晶パネルを用いて、フルカラー液
晶プロジェクタを実現する場合、大きく２つの方法に分
けることができる。第１はＰＢＳ（偏光ビームスプリッ
タ）を３個用いる方法であり、第２は一個のみ用いる方
法である。以下では、３個のＰＢＳを用いる第１の方法
を採用した３板式反射型プロジェクタ装置について説明
する。

【００１１】３個のＰＢＳを用いる３板式反射型プロジ
ェクタ装置には、図１６に示すような光学装置のほか
に、図１７に示すような光学装置が用いられる。

【００１２】図１６の３板式反射型プロジェクタ装置１
０は、光源１１、集光レンズ１２、第１色分離ミラー１
３、第２色分離ミラー１４、反射ミラー１５、リレーレ
ンズ１６、第１反射型液晶パネル１７、第２反射型液晶
パネル１８、第３反射型液晶パネル１９、第１ＰＢＳ２
０、第２ＰＢＳ２１、第３ＰＢＳ２２、第１フィールド
レンズ２３、第２フィールドレンズ２４、第３フィール
ドレンズ２５、色合成プリズム２６、投射レンズ２７、
およびスクリーン２８を有している。

【００１３】図１６の３板式反射型プロジェクタ装置１
０においては、放電ランプ１１ａとリフレクタ１１ｂに
より構成される光源１１から白色光による照明光を出射
される。光源１１により出射される照明光は、集光レン
ズ１２によりほぼ平行な光束に変換されて第１色分離ミ
ラー１３に向けて出射される。第１色分離ミラー１３で
は、集光レンズ１２より出射された照明光の光路上に
て、所定波長の光が第２色分離ミラー１４の配置方向に
反射され、残る照明光が透過される。第２色分離ミラー
１４では、第１色分離ミラー１３で反射された照明光の
光路上にて、所定波長の照明光が反射され、残る照明光
が透過される。これらにより、光源１１より出射された
照明光は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の照明光に分
離される。

【００１４】第２色分離ミラー１４を透過した照明光
は、第１フィールドレンズ２３を介して第１ＰＢＳ２０
に入射され、第２色分離ミラー１４で反射された照明光
は、第２フィールドレンズ２４を介して第２ＰＢＳ２１
に入射される。また、第１色分離ミラー１３を透過した
照明光は、反射ミラー１５で光路が略９０度異なる方向
（第１色分離ミラー１３の反射方向に平行な方向）に反
射され、リレーレンズ１６、さらに第３フィールドレン
ズ２５を介して第３ＰＢＳ２２に入射される。

【００１５】第１ＰＢＳ２０では、第１フィールドレン
ズ２３を介して入射した照明光のうち、所定偏光面の照
明光が第１反射型液晶パネル１７に向けて反射され、こ
の偏光面と直交する偏光面の照明光は透過される。ま
た、第１反射型液晶パネル１７では、入射した照明光が
空間光変調され、この変調光が再び第１ＰＢＳ２０に入
射される。そして、第１ＰＢＳ２０では、変調光のうち
偏光成分が透過されて色合成プリズム２６に出射され
る。

【００１６】同様に、第２ＰＢＳ２１では、第２フィー
ルドレンズ２４を介して入射した照明光のうち、所定偏
光面の照明光が第２反射型液晶パネル１８に向けて反射
され、この偏光面と直交する偏光面の照明光は透過され
る。また、第２反射型液晶パネル１８では、入射した照
明光が空間光変調され、この変調光が再び第２ＰＢＳ２
１に入射される。そして、第２ＰＢＳ２１では、変調光
のうち偏光成分が透過されて色合成プリズム２６に出射
される。第３ＰＢＳ２３では、第３フィールドレンズ２
５を介して入射した照明光のうち、所定偏光面の照明光
が第３反射型液晶パネル１９に向けて反射され、この偏
光面と直交する偏光面の照明光は透過される。また、第
３反射型液晶パネル１９では、入射した照明光が空間光
変調され、この変調光が再び第３ＰＢＳ２２に入射され
る。そして、第３ＰＢＳ２２では、変調光のうち偏光成
分が透過されて色合成プリズム２６に出射される。

【００１７】色合成プリズム２６では、第１〜第３ＰＢ
Ｓ２０〜２２より入射された変調光が合成されて、この
合成光が投射レンズ２７を介してスクリーン２８に投射
される。これにより、３板式反射型プロジェクタ装置１
０においては、それぞれ第１〜第３反射型液晶パネル１
７〜１９で形成された映像がスクリーン２８に拡大投影
され、所望のカラー画像が表示される。

【００１８】また、図１７の３板式反射型プロジェクタ
装置３０は、光源３１、集光レンズ３２、第１色分離ミ
ラー３３、第２色分離ミラー３４、第３色分離ミラー３
５、第４色分離ミラー３６、第５色分離ミラー３７、第
１反射ミラー３８、第２反射ミラー３９、第１反射型液
晶パネル４０、第２反射型液晶パネル４１、第３反射型
液晶パネル４２、第１ＰＢＳ４３、第２ＰＢＳ４４、第
３ＰＢＳ４５、第１フィールドレンズ４６、第２フィー
ルドレンズ４７、第３フィールドレンズ４８、色合成プ
リズム４９、投射レンズ５０、およびスクリーン５１を
有している。

【００１９】図１７の３板式反射型プロジェクタ装置３
０は、光源の位置が異なる点を除けば、基本的には図１
６の装置と略同様の構成を有することから、その動作説
明については、ここでは省略する。

【００２０】図１６のプロジェクタ装置１０では、光源
１１から、３枚の液晶パネル１７〜１９までの距離が等
距離ではないが、図１７のプロジェクタ装置３０の場合
では等距離となる。このため、図１７のプロジェクタ装
置３０は、図１６のプロジェクタ装置１０の場合に比べ
て、リレーレンズが不要である。以下、図１６のプロジ
ェクタ装置１０の光学装置を不等光路光学系、図１７の
プロジェクタ装置３０の光学装置を等光路光学系と称す
ることにする。

【００２１】また、図１６、図１７のプロジェクタ装置
１０，３０では、ともに第１〜第３ＰＢＳ１７〜１９、
４３〜４５の光入射面側に、第１〜第３フィールドレン
ズ２３〜２５、４６〜４８が配置されている。これらフ
ィールドレンズ２３〜２５、４６〜４８は、各ＰＢＳに
入射する光束をテレセントリック光学系とするものであ
る。テレセントリック光学系とすることで、液晶パネル
の各位置での輝度むらや色むらなどを均一にすることが
できる。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＰＢＳの偏
光分離合成面と入射光の中心のなす入射角度は自由に決
めることができない。この入射角度とは、ＰＢＳの入射
面に対して垂直に入射した光線が、偏光分離膜への入射
する角度である。たとえば、図１８に示すＰＢＳ２は、
入射角度θ＝４５度の場合である。この角度θは、ＰＢ
Ｓを構成するガラスの屈折率により制限される。一般的
に用いられるガラスをＰＢＳに用いるとすると、θ＝４
５度付近である場合が、良好な分離合成効率の設計が可
能である。

【００２３】また、液晶パネルに入る光束は、完全な平
行光ではなく、ある角度を持つ光束が入射する。図１９
に示すように、液晶パネル１上のある一点に入射する光
は、立体角を持つように光が入射するようになる。これ
は、レーザのように、点光源とみなせるような光源でな
い場合（放電ランプなど）、効率よく光を液晶パネル１
に集光するためには、ある角度を持ってパネル１に光を
入射させなくてはならないためである。

【００２４】このため、高輝度な光輝度を得るには、大
きな角度で液晶パネルに光を入射させる必要が生じる。
しかし、図１６、図１７に示すような従来の光学系では
以下のような問題があった。

【００２５】大きな広がり角度で液晶パネルに光を入射
させる場合、光路の断面積が増大してしまうことであ
る。ここで、図１６に示した光学系において、光の入射
角度を大きくすることを考える。すると、図２０に示す
ように、ＰＢＳ、特に第１ＰＢＳ２０の入射前の光路に
おいて、光束の断面積が大きくなるため、光学素子であ
る第２フィールドレンズ２４と照明光が干渉してしま
う。

【００２６】これを防ぐには、たとえば図２１に示すよ
うに、色合成プリズム２６を大きくするか、図２２に示
すように、ＰＢＳ２０〜２２と色合成プリズム２６の間
を離す、もしくは図２３に示すように、ＰＢＳ２０〜２
２と色合成プリズム２６の間に、透明部材６１、６２、
６３を設置することが必要であった。

【００２７】図２１のように色合成プリズムを大きくす
ると、コストの面、重量の面で不利である。また、図２
１〜２３においては、液晶パネルから投射レンズまでの
距離（バックフォーカス）が増大し、投射レンズが大き
く、重くなってしまうという欠点があった。これは、等
長光学系である図１７に示す光学系でも同様であった。

【００２８】また、これまではＰＢＳへの入射角度θが
４５度である場合をみてきたが、これが４５度より大き
くなると、さらに、干渉する条件が厳しくなる。

【００２９】このように、従来用いられてきた３つのＰ
ＢＳを有する３板フルカラー反射型液晶プロジェクタ１
０，３０では、高輝度を得るために、液晶パネルへの入
射角度を大きくする場合、投射レンズから液晶パネルま
でのバックフォーカス長が増大し、投射レンズが大きく
なり装置の大型化を招き、また、重くなるという不利益
があった。また、ＰＢＳの体積も増大する可能性があ
る。

【００３０】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、大型化を防止でき、また軽量化
を図れる光学装置およびそれを用いた投射型表示装置を
提供することにある。

【００３１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の光学装置は、光入出射部から入射した第１
の照明光の偏光面を回転させる空間光変調が可能で、入
射光を反射して第１の変調光として上記光入出射部から
出射する第１の反射型空間光変調手段と、光入出射部か
ら入射した第２の照明光の偏光面を回転させる空間光変
調が可能で、入射光を反射して第２の変調光として上記
光入出射部から出射する第２の反射型空間光変調手段
と、入射光のうちの第１の波長帯域の光を透過して第１
の波長光として出射し、第２の波長帯域の光を反射して
第２の波長光として出射する色分離手段と、上記色分離
手段により分離された第１の波長光が入射され、当該第
１の波長光に含まれる所定の偏光面の光を上記第１の照
明光として上記第１の反射型空間光変調手段に入射さ
せ、当該第１の反射型空間光変調手段で偏光面が回転さ
れた上記第１の変調光を上記第１の波長光とは異なる方
向に出射する第１の偏光処理手段と、上記色分離手段に
より分離された第２の波長光が入射され、当該第２の波
長光に含まれる所定の偏光面の光を上記第２の照明光と
して上記第２の反射型空間光変調手段に入射させ、当該
第２の反射型空間光変調手段で偏光面が回転された上記
第２の変調光を上記第２の波長光とは異なる方向に出射
する第２の偏光処理手段と、異なる方向から入射した上
記第１の偏光処理手段から出射された第１の波長光と上
記第２の偏光処理手段から出射された第２の波長光を合
成し、第１の波長光と第２の波長光の入射方向とは異な
る方向に出射する色合成手段と、上記第１の偏光処理手
段の第１の波長光の入射部および上記第２の偏光処理手
段の第２の波長光の入射部のうち、少なくとも上記第２
の偏光処理手段の第２の波長光の入射部に配置され、変
調光を偏光処理手段に所定の光路で入射させる光学素子
と、直接的に照明光を上記色分離手段に入射し得ない位
置に配置された光源と、上記光源による照明光を、上記
光学素子の配置位置より第１の偏光処理手段の配置位置
側で当該光学素子の配置方向に向かって斜めに反射さ
せ、かつ上記光学素子に至らない光路をもって上記色分
離手段に入射させる反射手段とを有する。

【００３２】また、本発明の光学装置は、光入出射部か
ら入射した第１の照明光の偏光面を回転させる空間光変
調が可能で、入射光を反射して第１の変調光として上記
光入出射部から出射する第１の反射型空間光変調手段
と、光入出射部から入射した第２の照明光の偏光面を回
転させる空間光変調が可能で、入射光を反射して第２の
変調光として上記光入出射部から出射する第２の反射型
空間光変調手段と、光入出射部から入射した第３の照明
光の偏光面を回転させる空間光変調が可能で、入射光を
反射して第３の変調光として上記光入出射部から出射す
る第３の反射型空間光変調手段と、照明光から第１の波
長帯域の第１の波長光および第１の波長帯域の第２の波
長光を含む合成波長光と、第３の波長帯域の第３の波長
光に分離する第１の色分離手段と、入射光のうちの第１
の波長帯域の光を透過して第１の波長光として出射し、
第２の波長帯域の光を反射して第２の波長光として出射
する第２の色分離手段と、上記第２の色分離手段により
分離された第１の波長光が入射され、当該第１の波長光
に含まれる所定の偏光面の光を上記第１の照明光として
上記第１の反射型空間光変調手段に入射させ、当該第１
の反射型空間光変調手段で偏光面が回転された上記第１
の変調光を上記第１の波長光とは異なる方向に出射する
第１の偏光処理手段と、上記第２の色分離手段により分
離された第２の波長光が入射され、当該第２の波長光に
含まれる所定の偏光面の光を上記第２の照明光として上
記第２の反射型空間光変調手段に入射させ、当該第２の
反射型空間光変調手段で偏光面が回転された上記第２の
変調光を上記第２の波長光とは異なる方向に出射する第
２の偏光処理手段と、上記第３の波長光が入射され、当
該第３の波長光に含まれる所定の偏光面の光を上記第３
の照明光として上記第３の反射型空間光変調手段に入射
させ、当該第３の反射型空間光変調手段で偏光面が回転
された上記第３の変調光を上記第３の波長光とは異なる
方向に出射する第３の偏光処理手段と、異なる方向から
入射した上記第１の偏光処理手段から出射された第１の
波長光と上記第２の偏光処理手段から出射された第２の
波長光と上記第３の偏光処理手段から出射された第３の
波長光とを合成し、第１の波長光と第２の波長光と第３
の波長光の入射方向とは異なる方向に出射する色合成手
段と、上記第１の偏光処理手段の第１の波長光の入射部
と上記第２の偏光処理手段の第２の波長光の入射部と上
記第３の偏光処理手段の第３の波長光の入射部のうち、
少なくとも上記第２の偏光処理手段の第２の波長光の入
射部に配置され、変調光を偏光処理手段に所定の光路で
入射させる光学素子と、直接的に上記照明光を上記第２
の色分離手段に入射し得ない位置に配置され、当該照明
光を上記第１の色分離手段に入射させる光源と、上記第
１の色分離手段による合成波長光を、上記光学素子の配
置位置より第１の偏光処理手段の配置位置側で当該光学
素子の配置方向に向かって斜めに反射させ、かつ上記光
学素子に至らない光路をもって上記第２の色分離手段に
入射させる反射手段とを有する。

【００３３】また、本発明の投射型表示装置は、光入出
射部から入射した第１の照明光の偏光面を回転させる空
間光変調が可能で、入射光を反射して第１の変調光とし
て上記光入出射部から出射する第１の反射型空間光変調
手段と、光入出射部から入射した第２の照明光の偏光面
を回転させる空間光変調が可能で、入射光を反射して第
２の変調光として上記光入出射部から出射する第２の反
射型空間光変調手段と、入射光のうちの第１の波長帯域
の光を透過して第１の波長光として出射し、第２の波長
帯域の光を反射して第２の波長光として出射する色分離
手段と、上記色分離手段により分離された第１の波長光
が入射され、当該第１の波長光に含まれる所定の偏光面
の光を上記第１の照明光として上記第１の反射型空間光
変調手段に入射させ、当該第１の反射型空間光変調手段
で偏光面が回転された上記第１の変調光を上記第１の波
長光とは異なる方向に出射する第１の偏光処理手段と、
上記色分離手段により分離された第２の波長光が入射さ
れ、当該第２の波長光に含まれる所定の偏光面の光を上
記第２の照明光として上記第２の反射型空間光変調手段
に入射させ、当該第２の反射型空間光変調手段で偏光面
が回転された上記第２の変調光を上記第２の波長光とは
異なる方向に出射する第２の偏光処理手段と、異なる方
向から入射した上記第１の偏光処理手段から出射された
第１の波長光と上記第２の偏光処理手段から出射された
第２の波長光を合成し、第１の波長光と第２の波長光の
入射方向とは異なる方向に出射する色合成手段と、上記
第１の偏光処理手段の第１の波長光の入射部および上記
第２の偏光処理手段の第２の波長光の入射部のうち、少
なくとも上記第２の偏光処理手段の第２の波長光の入射
部に配置され、変調光を偏光処理手段に所定の光路で入
射させる光学素子と、直接的に照明光を上記色分離手段
に入射し得ない位置に配置された光源と、上記光源によ
る照明光を、上記光学素子の配置位置より第１の偏光処
理手段の配置位置側で当該光学素子の配置方向に向かっ
て斜めに反射させ、かつ上記光学素子に至らない光路を
もって上記色分離手段に入射させる反射手段と、上記色
合成手段の合成光をスクリーン上に投射する投射光学系
とを有する。

【００３４】また、本発明の投射型表示装置は、光入出
射部から入射した第１の照明光の偏光面を回転させる空
間光変調が可能で、入射光を反射して第１の変調光とし
て上記光入出射部から出射する第１の反射型空間光変調
手段と、光入出射部から入射した第２の照明光の偏光面
を回転させる空間光変調が可能で、入射光を反射して第
２の変調光として上記光入出射部から出射する第２の反
射型空間光変調手段と、光入出射部から入射した第３の
照明光の偏光面を回転させる空間光変調が可能で、入射
光を反射して第３の変調光として上記光入出射部から出
射する第３の反射型空間光変調手段と、照明光から第１
の波長帯域の第１の波長光および第１の波長帯域の第２
の波長光を含む合成波長光と、第３の波長帯域の第３の
波長光に分離する第１の色分離手段と、入射光のうちの
第１の波長帯域の光を透過して第１の波長光として出射
し、第２の波長帯域の光を反射して第２の波長光として
出射する第２の色分離手段と、上記第２の色分離手段に
より分離された第１の波長光が入射され、当該第１の波
長光に含まれる所定の偏光面の光を上記第１の照明光と
して上記第１の反射型空間光変調手段に入射させ、当該
第１の反射型空間光変調手段で偏光面が回転された上記
第１の変調光を上記第１の波長光とは異なる方向に出射
する第１の偏光処理手段と、上記第２の色分離手段によ
り分離された第２の波長光が入射され、当該第２の波長
光に含まれる所定の偏光面の光を上記第２の照明光とし
て上記第２の反射型空間光変調手段に入射させ、当該第
２の反射型空間光変調手段で偏光面が回転された上記第
２の変調光を上記第２の波長光とは異なる方向に出射す
る第２の偏光処理手段と、上記第３の波長光が入射さ
れ、当該第３の波長光に含まれる所定の偏光面の光を上
記第３の照明光として上記第３の反射型空間光変調手段
に入射させ、当該第３の反射型空間光変調手段で偏光面
が回転された上記第３の変調光を上記第３の波長光とは
異なる方向に出射する第３の偏光処理手段と、異なる方
向から入射した上記第１の偏光処理手段から出射された
第１の波長光と上記第２の偏光処理手段から出射された
第２の波長光と上記第３の偏光処理手段から出射された
第３の波長光とを合成し、第１の波長光と第２の波長光
と第３の波長光の入射方向とは異なる方向に出射する色
合成手段と、上記第１の偏光処理手段の第１の波長光の
入射部と上記第２の偏光処理手段の第２の波長光の入射
部と上記第３の偏光処理手段の第３の波長光の入射部の
うち、少なくとも上記第２の偏光処理手段の第２の波長
光の入射部に配置され、変調光を偏光処理手段に所定の
光路で入射させる光学素子と、直接的に上記照明光を上
記第２の色分離手段に入射し得ない位置に配置され、当
該照明光を上記第１の色分離手段に入射させる光源と、
上記第１の色分離手段による合成波長光を、上記光学素
子の配置位置より第１の偏光処理手段の配置位置側で当
該光学素子の配置方向に向かって斜めに反射させ、かつ
上記光学素子に至らない光路をもって上記第２の色分離
手段に入射させる反射手段と、上記色合成手段の合成光
をスクリーン上に投射する投射光学系とを有する。

【００３５】また、本発明では、上記偏光処理手段は入
射角度が所定の角度に設定されており、上記偏光処理手
段の入射部に配置された光学素子は、入射した波長光束
を、当該光路が上記設定された入射角度を満足するよう
に屈折させて偏光処理手段に入射させる。

【００３６】また、本発明では、上記光学素子は、入射
光に対して偏心したレンズを含む。

【００３７】また、本発明では、上記レンズはフレネル
レンズを含む。

【００３８】また、本発明では、上記レンズはフィール
ドレンズとしての機能を含む。

【００３９】また、本発明では、上記光学素子は、偏角
プリズムを含む。

【００４０】また、本発明では、上記偏光処理手段は偏
光ビームスプリッタを含み、上記偏角プリズムは、上記
偏光ビームスプリッタと一体化している。

【００４１】本発明によれば、光源から、たとえば白色
光による照明光が第１の色分離手段に出射される。そし
て、第１の色分離手段では、第１の波長帯域および第２
の波長帯域を含む合成波長光（照明光）と第３の波長帯
域の第３の波長光とに分離され、第１の波長帯域および
第２の波長帯域を含む合成波長光は、反射手段に入射さ
れる。一方、第３の波長光は、たとえば他の反射手段等
を介して、光学素子に導かれ、第３反射型空間光変調手
段に入射される。反射手段では、第１の波長帯域および
第２の波長帯域を含む照明光が、反射光の光束の、端の
光線が、第２の偏光処理手段の入射部に配置された光学
素子に至らない（当たらない）光路をもって第２の色分
離手段に入射するように反射される。第２の色分離手段
では、反射手段で反射された第１の波長帯域および第２
の波長帯域を含む照明光が入射され、入射光のうちの第
１の波長帯域の光が透過され第１の波長光として、たと
えば第１の偏光処理手段の入射部に配置された第１の光
学素子に出射される。一方、第２の波長帯域の光が第２
の色分離手段で反射されて第２の波長光として、第２の
偏光処理手段の入射部に配置された第２の光学素子に出
射される。以上の第１および第２の色分離手段の波長分
離機能により、光源より出射された照明光は、Ｒ
（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の照明光に分離される。

【００４２】たとえば第１の光学素子では、第２の色分
離手段を透過した第１の波長光が、斜めに入射される。
そして、第１の光学素子では、少なくとも光束の中心光
線が第１の偏光処理手段の入射角度をもって入射するよ
うに、入射光束が所定角度だけ屈折作用を受けて第１の
偏光処理手段に出射される。また、第２の光学素子で
は、第２の色分離手段で反射された第２の波長光が、斜
めに入射される。そして、第２の光学素子では、少なく
とも光束の中心光線が第２の偏光処理手段の入射角度を
もって入射するように、入射光束が所定角度だけ屈折作
用を受けて第２の偏光処理手段に出射される。第１の偏
光処理手段では、第１の光学素子を介して入射した第１
の波長光のうち、たとえばＳ偏光が第１の照明光として
第１の反射型空間光変調手段に向けて反射される。第１
の反射型空間光変調手段では、光入出射部からたとえば
所定の立体角をもって入射した第１の波長帯域の第１の
照明光（たとえばＳ偏光）に対し、たとえば印加される
映像信号に応じて偏光面を回転させる空間光変調が行わ
れ、反射層で反射して第１の変調光として光入出射部か
ら第１の偏光分離手段に出射される。そして、第１の偏
光分離手段では、第１の変調光のうちたとえばＰ偏光成
分が透過されて色合成手段に出射される。

【００４３】第２の偏光分離手段では、第２の光学素子
を介して入射した第２の波長光のうち、たとえばＳ偏光
が第２の照明光として第２の反射型空間光変調手段に向
けて反射される。第２の反射型空間光変調手段では、光
入出射部からたとえば所定の立体角をもって入射した第
２の波長帯域の第２の照明光（たとえばＳ偏光）に対
し、印加される映像信号に応じて偏光面を回転させる空
間光変調が行われ、反射層で反射して第２の変調光とし
て光入出射部から第２の偏光処理手段に出射される。そ
して、第２の偏光処理手段では、第２の変調光のうちた
とえばＰ偏光成分が透過されて色合成手段に出射され
る。同様に、第３の偏光処理手段では、入射した第３の
波長光のうち、たとえばＳ偏光が第３の照明光として第
３の反射型空間光変調手段に向けて反射される。第３の
反射型空間光変調手段では、光入出射部からたとえば所
定の立体角をもって入射した第３の波長帯域の第３の照
明光（たとえばＳ偏光）に対し、印加される映像信号に
応じて偏光面を回転させる空間光変調が行われ、反射層
で反射して第３の変調光として光入出射部から第３の偏
光処理手段に出射される。そして、第３の偏光処理手段
では、第３の変調光のうちたとえばＰ偏光成分が透過さ
れて色合成手段に出射される。色合成手段では、第１〜
第３の偏光分離手段より入射された第１〜第３の変調光
が合成されて、この合成光が投射光学系を介してスクリ
ーンに投射される。

【００４４】本発明によれば、光学素子は、上述したよ
うに、光学素子を通過する光束を所定の角度、折り曲げ
るように作用し、すなわち、前記光束の光軸を折り曲
げ、偏光分離手段に入射せしめる。これにより、光学系
において、光束と、部品などとの干渉を防ぎ、小さな光
学系を実現できる。この結果、この光学装置を採用した
投射型表示装置においては、投射光学系と反射型空間光
変調手段との光路長が短くなり、投射光学系を小さくす
ることが可能となる。

【００４５】

【発明の実施の形態】第１実施形態 図１は、本発明に係る３板式反射型液晶プロジェクタ装
置の第１の実施形態を示す構成図である。この反射型液
晶プロジェクタ装置１００は、不等光路光学系の光学装
置を用いている。

【００４６】この反射型液晶プロジェクタ装置１００
は、図１に示すように、光源１０１、集光レンズ１０
２、反射手段および第１の色分離手段としての第１色分
離ミラー１０３、第２色分離ミラー１０４、反射ミラー
１０５、リレーレンズ１０６、第１の反射型空間光変調
手段としての第１反射型液晶パネル１０７、第２の反射
型空間光変調手段としての第２反射型液晶パネル１０
８、第３の反射型空間光変調手段としての第３反射型液
晶パネル１０９、第１の偏光処理手段としての第１ＰＢ
Ｓ１１０、第２の偏光処理手段としての第２ＰＢＳ１１
１、第３の偏光処理手段としての第３ＰＢＳ１１２、光
学素子としての第１フィールドレンズ１１３、光学素子
としての第２フィールドレンズ１１４、光学素子として
の第３フィールドレンズ１１５、色合成手段としての色
合成プリズム１１６、投射光学系としての投射レンズ１
１７、およびスクリーン１１８を有している。

【００４７】反射型液晶プロジェクタ装置１００におい
て、色合成プリズム１１６は、図１において上面１１６
ａが投射レンズ１１７の光入射面と対向するように配置
されている。第１ＰＢＳ１１０は、色合成プリズム１１
６の図１において左側面１１６ｂ側に近接して（あるい
は接触させて）配置されている。第２ＰＢＳ１１１は、
色合成プリズム１１６の図１において下面１１６ｃ側に
近接して（あるいは接触させて）配置されている。第３
ＰＢＳ１１２は、色合成プリズム１１６の図１において
右側面１１６ｄ側に近接して（あるいは接触させて）配
置されている。

【００４８】第１ＰＢＳ１１０の図１において左側面１
１０ａに近接して、第１反射型液晶パネル１０７の光入
出射面１０７ａが対向するように配置されている。ま
た、第１ＰＢＳ１１０の図１において下面１１０ｂに近
接して、あるいは一体的に第１フィールドレンズ１１３
が配置されている。

【００４９】第２ＰＢＳ１１１の図１において下面１１
１ａに近接して、第２反射型液晶パネル１０８の光入出
射面１０８ａが対向するように配置されている。また、
第２ＰＢＳ１１１の図１において左側面１１１ｂに近接
して、あるいは一体的に第２フィールドレンズ１１４が
配置されている。

【００５０】第３ＰＢＳ１１２の図１において右側面１
１２ａに近接して、第３反射型液晶パネル１０９の光入
出射面１０９ａが対向するように配置されている。ま
た、第３ＰＢＳ１１２の図１において下面１１２ｂに近
接して、あるいは一体的に第３フィールドレンズ１１５
が配置されている。

【００５１】光源１０１は、たとえば放電ランプ１０１
ａとリフレクタ１０１ｂにより構成され、白色光による
照明光を出射する。

【００５２】集光レンズ１０２は、光源１０１により出
射される照明光を、ほぼ平行な光束に変換して第１色分
離ミラー１０３に向けて出射する。集光レンズ１０２と
しては、ガラスやプラスチックのものが用いられる。な
お、図１の例では、光源１０１による照明光をほぼ平行
光束に変換する手段として、集光レンズを用いている
が、たとえばマルチレンズアレイ（ＭＬＡ）と呼ばれる
複数のレンズを組み合わせたレンズ板や透明物質で作ら
れた導光筒等を用いることも可能である。

【００５３】第１色分離ミラー１０３は、集光レンズ１
０２より出射された照明光の光路上にて、少なくとも第
１の波長帯域および第２の波長帯域を含む照明光（合成
波長光）を、第２色分離ミラー１０４に向かって反射
し、第３の波長帯域の照明光を透過させて反射ミラー１
０５に向かって出射する。第１色分離ミラー１０３は、
第１の波長帯域および第２の波長帯域を含む照明光を、
反射するに際し、図２に示すように、反射光の光束の、
端の光線１０３Ｒが、第２フィールドレンズ１１４や第
２ＰＢＳ１１１に至らない（当たらない）光路をもって
第２色分離ミラー１０４に入射するように、配置されて
いる。そして、第１色分離ミラー１０３は、反射光束が
第２フィールドレンズ１１４や第２ＰＢＳ１１１に至ら
ない（当たらない）ように、しかも大型化を防止する観
点から可能な限り第２フィールドレンズ１１４に近接し
た反射光路を確保するために、図２に示すように、第２
フィールドレンズ１１４の配置位置より第２色分離ミラ
ー１０４の配置側（図１では左側）で、反射光束の中心
の光線１０３Ｃが、投射レンズ１１７の光軸ＯＡと平行
にならない角度もって斜めに反射させ得る角度をもって
配置されている。なお、第１色分離ミラー１０３は、た
とえばガラスなどの透明材料に、誘電体薄膜を蒸着する
こと等により作製され、この誘電体薄膜において、入射
光の波長により、透過光と反射光に分離する。

【００５４】第２色分離ミラー１０４は、色分離面が第
１分離ミラー１０３の分離面とほぼ平行となるように第
１フィールドレンズ１１３および第２フィールドレンズ
１１４の近傍に配置され、第１色分離ミラー１０３で反
射された第１の波長帯域および第２の波長帯域を含む照
明光を入射し、入射光のうちの第１の波長帯域の光を透
過して第１の波長光として第１フィールドレンズ１１３
に出射し、第２の波長帯域の光を反射して第２の波長光
として第２フィールドレンズ１１４に出射する。なお、
第２色分離ミラー１０４は、第１色分離ミラー１０３と
同様に、たとえばガラスなどの透明材料に、誘電体薄膜
を蒸着すること等により作製され、この誘電体薄膜にお
いて、入射光の波長により、透過光と反射光に分離す
る。

【００５５】反射ミラー１０５は、第１色分離ミラー１
０３を透過した第３の波長帯域の照明光を、リレーレン
ズ１０６、第３ＰＢＳ１１２の配置方向で、投射レンズ
１１７の光軸ＯＡにほぼ平行な方向に反射する。

【００５６】リレーレンズ１０６は、反射ミラー１０５
で反射された第３の波長帯域の照明光を受けて、光源１
０１から第１反射型液晶パネル１０７、第２反射型液晶
パネル１０８への光路長と、第３反射型液晶パネル１０
９への光路長との違いに基づいて、さらに照明光の像を
生成させ、第３の波長光として第３フィールドレンズ１
１５に出射する。

【００５７】第１反射型液晶パネル１０７は、反射層を
内蔵し、第１ＰＢＳ１１０の側面１１０ａから出射さ
れ、光入出射面１０７ａから所定の立体角をもって入射
した第１の波長帯域の第１の照明光（たとえばＳ偏光）
に対し、印加される映像信号に応じて偏光面を回転させ
る空間光変調を行い、反射層で反射して第１の変調光と
して光入出射面１０７ａから第１ＰＢＳ１１０の側面１
１０ａに出射する。

【００５８】第２反射型液晶パネル１０８は、反射層を
内蔵し、第２ＰＢＳ１１１の下面１１１ａから出射さ
れ、光入出射面１０８ａから所定の立体角をもって入射
した第２の波長帯域の第２の照明光（たとえばＳ偏光）
に対し、印加される映像信号に応じて偏光面を回転させ
る空間光変調を行い、反射層で反射して第２の変調光と
して光入出射面１０８ａから第２ＰＢＳ１１１の下面１
１１ａに出射する。

【００５９】第３反射型液晶パネル１０９は、反射層を
内蔵し、第３ＰＢＳ１１２の側面１１２ａから出射さ
れ、光入出射面１０９ａから所定の立体角をもって入射
した第３の波長帯域の第３の照明光（たとえばＳ偏光）
に対し、印加される映像信号に応じて偏光面を回転させ
る空間光変調を行い、反射層で反射して第３の変調光と
して光入出射面１０９ａから第３ＰＢＳ１１２の側面１
１２ａに出射する。

【００６０】第１ＰＢＳ１１０は、たとえば入射角度θ
が４５度に設定されており、偏光分離合成面１１０ｃが
投射レンズ１１７の光軸ＯＡに垂直な方向に対して略４
５度の傾斜を持つように配置され、第１フィールドレン
ズ１１３による第１の波長光のうち、図３（ａ）に示す
ように、Ｓ偏光Ｓ−ＰＬを反射して側面１１０ａから第
１の照明光として第１反射型液晶パネル１０７の光入出
射面１０７ａに出射し、また、図３（ｂ）に示すよう
に、第１反射型液晶パネル１０７の光入出射面１０７ａ
から出射された第１の変調光のＰ偏光Ｐ−ＰＬを偏光分
離合成面１１０ｃで透過させて色合成プリズム１１６の
側面１１６ｂに出射する。なお、第１ＰＢＳ１１０は、
２つのガラスプリズムの間に誘電体多層膜を単層もしく
は複数積層して構成される。

【００６１】第２ＰＢＳ１１１は、たとえば入射角度θ
が４５度に設定されており、偏光分離合成面１１１ｃが
投射レンズ１１７の光軸ＯＡに対して略４５度の傾斜を
持つように配置され、第２フィールドレンズ１１４によ
る第２の波長光のうち、Ｓ偏光Ｓ−ＰＬを反射して下面
１１１ａから第２の照明光として第２反射型液晶パネル
１０８の光入出射面１０８ａに出射し、また、第２反射
型液晶パネル１０８の光入出射面１０８ａから出射され
た第２の変調光のＰ偏光Ｐ−ＰＬを偏光分離合成面１１
１ｃで透過させて色合成プリズム１１６の下面１１６ｃ
に出射する。なお、第２ＰＢＳ１１１は、第１ＰＢＳ１
１０と同様に、２つのガラスプリズムの間に誘電体多層
膜を単層もしくは複数積層して構成される。

【００６２】第３ＰＢＳ１１２は、たとえば入射角度θ
が４５度に設定されており、偏光分離合成面１１２ｃが
投射レンズ１１７の光軸ＯＡに垂直な方向に対して略４
５度の傾斜を持つように配置され、第３フィールドレン
ズ１１３による第３の波長光のうち、Ｓ偏光Ｓ−ＰＬを
反射して側面１１２ａから第３の照明光として第３反射
型液晶パネル１０９の光入出射面１０９ａに出射し、ま
た、第３反射型液晶パネル１０９の光入出射面１０９ａ
から出射された第３の変調光のＰ偏光Ｐ−ＰＬを偏光分
離合成面１１２ｃで透過させて色合成プリズム１１６の
側面１１６ｄに出射する。なお、第３ＰＢＳ１１２は、
第１ＰＢＳ１１０および第２ＰＢＳ１１１と同様に、２
つのガラスプリズムの間に誘電体多層膜を単層もしくは
複数積層して構成される。

【００６３】第１フィールドレンズ１１３は、第１ＰＢ
Ｓ１１０の光入射面を形成する下面１１０ｂに近接し
て、あるいは一体的に配置され、投射レンズ１１７の光
軸ＯＡとは平行ではない方向から斜めに入射される第２
色分離ミラー１０４を透過した第１の波長光を、その入
射光束を屈折させて（入射光束の出射角度を変えて）、
少なくとも光束の中心光線を第１ＰＢＳ１１０の偏光分
離合成面１１０ｃに４５度の入射角度をもって入射させ
る。第１フィールドレンズ１１３は、その光軸が、第１
フィールドレンズ１１３を通過する第１の波長光の光束
の中心からずらしてある、すなわち、偏心させてある。
この偏心構造によって、図４に示すように、第１フィー
ルドレンズ１１３は、投射レンズ１１７の光軸ＯＡに平
行でない方向から斜めに入射した第１の波長光の光束Ｌ
１０４の出射方向を投射レンズ１１７の光軸ＯＡに略平
行な方向の光束Ｌ１１３に変更して第１ＰＢＳ１１０に
入射させる。

【００６４】第２フィールドレンズ１１４は、第２ＰＢ
Ｓ１１１の光入射面を形成する側面１１１ｂに近接し
て、あるいは一体的に配置され、投射レンズ１１７の光
軸ＯＡに垂直な方向に平行ではない方向から斜めに入射
される第２色分離ミラー１０４を反射され第２の波長光
を、その入射光束を屈折させて（入射光束の出射角度を
変えて）、少なくとも光束の中心光線を第２ＰＢＳ１１
１の偏光分離合成面１１１ｃに４５度の入射角度をもっ
て入射させる。第２フィールドレンズ１１４は、第１フ
ィールドレンズ１１３と同様に、その光軸が、第２フィ
ールドレンズ１１４を通過する第２の波長光の光束の中
心からずらしてある、すなわち、偏心させてある。この
偏心構造によって、第１フィールドレンズ１１４は、投
射レンズ１１７の光軸ＯＡに垂直な方向に平行でない方
向から斜めに入射した第２の波長光の光束の出射方向を
投射レンズ１１７の光軸ＯＡに垂直な方向に略平行な方
向の光束に変更して第２ＰＢＳ１１１に入射させる。

【００６５】第３フィールドレンズ１１５は、第３ＰＢ
Ｓ１１２の光入射面を形成する下面１１２ｂに近接し
て、あるいは一体的に配置され、投射レンズ１１７の光
軸ＯＡに平行な方向から入射されるリレーレンズ１０６
を透過した第３の波長光の光束の中心光線を第３ＰＢＳ
１１２の偏光分離合成面１１２ｃに４５度の入射角度を
もって入射させる。なお、第３フィールドレンズ１１５
は、入射光束の中心が投射レンズ１１７の光軸ＯＡに平
行な方向から入射されことから、偏心構造をとっていな
い。ただし、第３フィールドレンズ１１５も偏心構造を
採用したものを用いることは勿論可能である。この場
合、反射ミラー１０５やリレーレンズ１０６の配置位置
や角度が適宜変更される。

【００６６】なお、入射光束を屈折させて、ＰＢＳの入
射角度をもって出射させる光学素子としては、偏心構造
を持ったせたフィールドレンズを用いる代わりに、たと
えば図５、図６、図７に示すような光学素子を用いるこ
とも可能である。

【００６７】図５に示す例は、偏心構造を持たないフィ
ールドレンズ１２０と、フィールドレンズ１２０への入
射光路に配置された透明部材で形成された偏角プリズム
１２１との組み合わせで、入射光束を屈折させてＰＢＳ
に入射される例である。

【００６８】図６に示す例は、フィールドレンズをフレ
ネルレンズ１２２で構成し、その光軸を入射光束に対し
偏心させた例である。

【００６９】また、図７に示す例は、偏角プリズムとＰ
ＢＳを一体化し、ＰＢＳ１３０の入射面１３０ａ自体で
光束を屈折させる例である。

【００７０】色合成プリズム１１６は、図８に示すよう
に、第１ＰＢＳ１１０から出射され、左側面１１６ｂ側
から入射した第１反射型液晶パネル１０７による第１の
変調光を投射レンズ１１７の配置方向で、その光軸ＯＡ
に平行な方向に反射し、第２ＰＢＳ１１１から出射さ
れ、下面１１６ｃから入射した第２反射型液晶パネル１
０８による第２の変調光を、投射レンズ１１７の光軸Ｏ
Ａに平行な方向に透過させ、第３ＰＢＳ１１２から出射
され、右側面１１６ｄ側から入射した第３反射型液晶パ
ネル１０９による第３の変調光を投射レンズ１１７の配
置方向で、その光軸ＯＡに平行な方向に反射し、これら
第１〜第３の変調光を合成して、合成光を投射レンズ１
１７に出射する。

【００７１】投射レンズ１１７は、色合成プリズム１１
６による合成光、すなわち、第１〜第３反射型液晶パネ
ル１０７〜１０９による映像光をスクリーン１１８上に
結像させる。

【００７２】次に、上記構成による動作を説明する。

【００７３】光源１０１に対して図示しない電源回路か
ら所定の電力が供給され、これにより、光源１０１から
白色光による照明光を出射される。光源１０１により出
射される照明光は、集光レンズ１０２によりほぼ平行な
光束に変換されて第１色分離ミラー１０３に向けて出射
される。

【００７４】第１色分離ミラー１０３では、集光レンズ
１２より出射された照明光の光路上にて、少なくとも第
１の波長帯域および第２の波長帯域を含む照明光が第２
色分離ミラー１０４に向かって反射され、第３の波長帯
域の光が透過されて反射ミラー１０５に向かって出射さ
れる。このとき、第１色分離ミラー１０３で反射された
第１の波長帯域および第２の波長帯域を含む照明光は、
反射光の光束の、端の光線１０３Ｒが、第２フィールド
レンズ１１４や第２ＰＢＳ１１１に至らない（当たらな
い）光路で、しかも第２フィールドレンズ１１４に近接
した反射光路をもって第２色分離ミラー１０４に入射さ
れる。

【００７５】第２色分離ミラー１０４では、第１色分離
ミラー１０３で反射された第１の波長帯域および第２の
波長帯域を含む照明光が入射され、入射光のうちの第１
の波長帯域の光が透過され第１の波長光として第１フィ
ールドレンズ１１３に出射される。一方、第２の波長帯
域の光が第２色分離ミラー１０４で反射されて第２の波
長光として第２フィールドレンズ１１４に出射される。
以上の第１色分離ミラー１０３および第２色分離ミラー
１０４の波長分離機能により、光源１０１より出射され
た照明光は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の照明光に
分離される。

【００７６】また、第１色分離ミラー１０３を透過した
第３の波長帯域の照明光は、反射ミラー１０５において
リレーレンズ１０６、第３ＰＢＳ１１２の配置方向で、
投射レンズ１１７の光軸ＯＡにほぼ平行な方向に反射さ
れて、リレーレンズ１０６に入射される。そして、リレ
ーレンズ１０６では、反射ミラー１０５で反射された第
３の波長帯域の照明光を受けて、光源１０１から第１反
射型液晶パネル１０７、第２反射型液晶パネル１０８へ
の光路長と、第３反射型液晶パネル１０９への光路長と
の違いに基づいて、さらに照明光の像が生成され、第３
の波長光として第３フィールドレンズ１１５に出射され
る。

【００７７】第１フィールドレンズ１１３では、第２色
分離ミラー１０４を透過した第１の波長光が、投射レン
ズ１１７の光軸ＯＡとは平行ではない方向から斜めに入
射される。そして、第１フィールドレンズ１１３では、
少なくとも光束の中心光線が第１ＰＢＳ１１０の偏光分
離合成面１１０ｃに４５度の入射角度をもって入射する
ように、入射光束が所定角度だけ屈折作用を受けて第１
ＰＢＳ１１０に出射される。また、第２フィールドレン
ズ１１４では、第２色分離ミラー１０４で反射された第
２の波長光が、投射レンズ１１７の光軸ＯＡに垂直な方
向とは平行ではない方向から斜めに入射される。そし
て、第２フィールドレンズ１１４では、少なくとも光束
の中心光線が第２ＰＢＳ１１１の偏光分離合成面１１１
ｃに４５度の入射角度をもって入射するように、入射光
束が所定角度だけ屈折作用を受けて第２ＰＢＳ１１１に
出射される。また、第３フィールドレンズ１１４では、
投射レンズ１１７の光軸ＯＡに平行な方向から入射され
るリレーレンズ１０６を透過した第３の波長光が、その
光束の中心光線が第３ＰＢＳ１１２の偏光分離合成面１
１２ｃに４５度の入射角度をもって入射するように出射
される。

【００７８】第１ＰＢＳ１１０では、第１フィールドレ
ンズ１１３を介して入射した第１の波長光のうち、Ｓ偏
光が第１の照明光として第１反射型液晶パネル１０７に
向けて反射される。第１反射型液晶パネル１０７では、
光入出射面１０７ａから所定の立体角をもって入射した
第１の波長帯域の第１の照明光（たとえばＳ偏光）に対
し、印加される映像信号に応じて偏光面を回転させる空
間光変調が行われ、反射層で反射して第１の変調光とし
て光入出射面１０７ａから第１ＰＢＳ１１０の側面１１
０ａに出射される。そして、第１ＰＢＳ１１０では、第
１の変調光のうちＰ偏光成分が透過されて色合成プリズ
ム１１６に出射される。

【００７９】第２ＰＢＳ１１１では、第２フィールドレ
ンズ１１４を介して入射した第２の波長光のうち、Ｓ偏
光が第２の照明光として第２反射型液晶パネル１０８に
向けて反射される。第２反射型液晶パネル１０８では、
光入出射面１０８ａから所定の立体角をもって入射した
第２の波長帯域の第２の照明光（たとえばＳ偏光）に対
し、印加される映像信号に応じて偏光面を回転させる空
間光変調が行われ、反射層で反射して第２の変調光とし
て光入出射面１０８ａから第２ＰＢＳ１１１の下面１１
１ａに出射される。そして、第２ＰＢＳ１１１では、第
２の変調光のうちＰ偏光成分が透過されて色合成プリズ
ム１１６に出射される。

【００８０】同様に、第３ＰＢＳ１１２では、第３フィ
ールドレンズ１１５を介して入射した第３の波長光のう
ち、Ｓ偏光が第３の照明光として第２反射型液晶パネル
１０９に向けて反射される。第３反射型液晶パネル１０
９では、光入出射面１０９ａから所定の立体角をもって
入射した第３の波長帯域の第３の照明光（たとえばＳ偏
光）に対し、印加される映像信号に応じて偏光面を回転
させる空間光変調が行われ、反射層で反射して第３の変
調光として光入出射面１０９ａから第３ＰＢＳ１１２の
側面１１２ａに出射される。そして、第３ＰＢＳ１１２
では、第３の変調光のうちＰ偏光成分が透過されて色合
成プリズム１１６に出射される。

【００８１】色合成プリズム１１６では、第１〜第３Ｐ
ＢＳ１１０〜１１２より入射された第１〜第３の変調光
が合成されて、この合成光が投射レンズ１１７を介して
スクリーン１１８に投射される。これにより、３板式反
射型プロジェクタ装置１００においては、それぞれ第１
〜第３反射型液晶パネル１０７〜１０９で形成された映
像がスクリーン１１８に拡大投影され、所望のカラー画
像が表示される。

【００８２】以上説明したように、本第１の実施形態に
よれば、第１色分離ミラー１０３を、反射光束が第２フ
ィールドレンズ１１４や第２ＰＢＳ１１１に至らない
（当たらない）ように、しかも可能な限り第２フィール
ドレンズ１１４に近接した反射光路を確保するように、
第２フィールドレンズ１１４の配置位置より第２色分離
ミラー１０４の配置側で、反射光束の中心の光線１０３
Ｃが、投射レンズ１１７の光軸ＯＡと平行にならない角
度をもって斜めに反射させ得る角度をもって配置し、ま
た、第１ＰＢＳ１１０および第２ＰＢＳ１１１の入射側
において、入射光束を屈折させて設定入射角度をもって
ＰＢＳに入射させる光学素子としての第１フィールドレ
ンズ１１３、第２フィールドレンズ１１４を設けたの
で、光束を第２フィールドレンズ１１４や第２ＰＢＳ１
１１に近づけることができことから、第１ＰＢＳ１１
０、第２ＰＢＳ１１１と色合成プリズム１１６との距離
を短くできる。このため、投射レンズと液晶パネルの距
離を長くする必要がなく投射レンズの増大を避けること
ができる。また、ＰＢＳに、光束が入射する角度は、た
とえば偏心構造を持ったフィールドレンズにより、従来
と同じ角度で、入射できる。

【００８３】なお、以上の説明では、ＰＢＳの入射角度
θが４５度に設定された場合を例に説明したが、本発明
は、図９および図１０に示すように、入射角度が４５度
以外のＰＢＳを用いる場合でも適用できる。なお、図９
は、入射角度θが４５度より大きいＰＢＳを用いた場合
を示し、図１０は、入射角度θが４５度より小さいＰＢ
Ｓを用いた例を示している。これらの場合、フィールド
レンズの偏心量等が最適なものに適宜設定される。

【００８４】また、本実施形態では、図１において光源
１０１を色分離ミラー１０３の左側方に配置した例を説
明したが、たとえば、図１において色分離ミラー１０３
の下方に配置し、色分離ミラーとして、第１の波長帯域
および第２の波長帯域を含む照明光を透過させ、第３の
波長帯域の照明光を反射ミラー１０５に向かって反射す
るものを用いて構成することも可能である。この場合
も、上記した効果と同様の効果を得ることができる。

【００８５】第２実施形態 図１１は、本発明に係る３板式反射型液晶プロジェクタ
装置の第２の実施形態を示す構成図である。この３板式
反射型液晶プロジェクタ２００は、等光路光学系の光学
装置を用いている。

【００８６】この３板式反射型液晶プロジェクタ２００
は、図１１に示すように、光源２０１、集光レンズ２０
２、第１の色分離手段としての第１色分離ミラー２０
３、第１の色分離手段としての第２色分離ミラー２０
４、第１の色分離手段としての第３色分離ミラー２０
５、第１の色分離手段としての第４色分離ミラー２０
６、第２の色分離手段としての第５色分離ミラー２０
７、反射手段としての第１反射ミラー２０８、第２反射
ミラー２０９、第１の反射型空間光変調手段としての第
１反射型液晶パネル２１０、第２の反射型空間光変調手
段としての第２反射型液晶パネル２１１、第３の反射型
空間光変調手段としての第３反射型液晶パネル２１２、
第１の偏光処理手段としての第１ＰＢＳ２１３、第２の
偏光処理手段としての第２ＰＢＳ２１４、第３の偏光処
理手段としての第３ＰＢＳ２１５、光学素子としての第
１フィールドレンズ２１６、光学素子としての第２フィ
ールドレンズ２１７、光学素子としての第３フィールド
レンズ２１８、色合成手段としての色合成プリズム２１
９、投射系光学系としての投射レンズ２２０、およびス
クリーン２２１を有している。

【００８７】反射型液晶プロジェクタ装置２００におい
ては、色合成プリズム２１９は、その光学的中心部が投
射レンズ２２０の光軸ＯＡと平行配置するように、図１
１において上面２１９ａが投射レンズ２２０の光入射面
と対向するように配置されている。また、反射型液晶プ
ロジェクタ装置２００においては、光源２０１、および
集光レンズ２０２は、その光軸が１１が投射レンズ２２
０の光軸ＯＡと略一致するように配置されている。

【００８８】そして、第１ＰＢＳ２１３は、その光学的
中心部が色合成プリズム２１９の光学的中心部に一致
し、かつそれら光学的中心部を結ぶ延長線が投射レンズ
２２０の光軸ＯＡとに直交するように、色合成プリズム
２１９の図１１において左側面２１９側に近接して（あ
るいは接触させて）配置されている。第２ＰＢＳ２１４
は、その光学的中心部が色合成プリズム２１９の光学的
中心部に一致し、かつそれら光学的中心部を結ぶ延長線
が投射レンズ２２０の光軸ＯＡとに一致するように、色
合成プリズム２１９の図１１において下面２１９ｃ側に
近接して（あるいは接触させて）配置されている。第３
ＰＢＳ２１５は、その光学的中心部が色合成プリズム２
１９の光学的中心部に一致し、かつそれら光学的中心部
を結ぶ延長線が投射レンズ２２０の光軸ＯＡとに直交す
るように、色合成プリズム２１９の図１１において右側
面２１９ｄ側に近接して（あるいは接触させて）配置さ
れている。

【００８９】第１ＰＢＳ２１３の図１１において左側面
２１３ａに近接して、第１反射型液晶パネル２１０の光
入出射面２１０ａが対向するように配置されている。ま
た、第１ＰＢＳ２１３の図１１において下面２１３ｂに
近接して、あるいは一体的に第１フィールドレンズ２１
６が配置されている。

【００９０】第２ＰＢＳ２１４の図１１において下面２
１４ａに近接して、第２反射型液晶パネル２１１の光入
出射面２１１ａが対向するように配置されている。ま
た、第２ＰＢＳ２１４の図１１において左側面２１４ｂ
に近接して、あるいは一体的に第２フィールドレンズ２
１７が配置されている。

【００９１】第３ＰＢＳ２１５の図１１において右側面
２１５ａに近接して、第３反射型液晶パネル２１２の光
入出射面２１２ａが対向するように配置されている。ま
た、第３ＰＢＳ２１５の図１１において下面２１５ｂに
近接して、あるいは一体的に第３フィールドレンズ２１
８が配置されている。

【００９２】光源２０１は、たとえば放電ランプ２０１
ａとリフレクタ２０１ｂにより構成され、白色光による
照明光を出射する。

【００９３】集光レンズ２０２は、光源１０１により出
射される照明光を、ほぼ平行な光束に変換して交差する
ように配置された第１〜第４色分離ミラー２０３〜２０
６に向けて出射する。集光レンズ１０２としては、ガラ
スやプラスチックのものが用いられる。なお、図１１の
例では、光源１０１による照明光をほぼ平行光束に変換
する手段として、集光レンズを用いているが、たとえば
マルチレンズアレイ（ＭＬＡ）と呼ばれる複数のレンズ
を組み合わせたレンズ板や透明物質で作られた導光筒等
を用いることも可能である。

【００９４】第１色分離ミラー２０３と第４色分離ミラ
ー２０６が直線状に配置され、第２色分離ミラー２０４
と第３色分離ミラー２０５が直線状に配置され、両者が
Ｘ字状に交差するように配置されている。そして、第１
色分離ミラー２０３と第４色分離ミラー２０６が同じ特
性を持ち、第２色分離ミラー２０４と第３色分離ミラー
２０５が同じ特性を持つように構成されている。

【００９５】具体的は、第１色分離ミラー２０３と第４
色分離ミラー２０６は、集光レンズ２０２より出射され
た照明光の光路上にて、少なくとも第１の波長帯域およ
び第２の波長帯域を含む照明光（合成波長光）を、図１
１において左側に配置された第１反射ミラー２０８に向
かって反射（照明光の入射光路に対して略９０度の角度
で左方向に反射）し、第３の波長帯域の照明光（第３の
波長光）を透過させる。一方、第２色分離ミラー２０４
と第３色分離ミラー２０５は、集光レンズ２０２より出
射された照明光の光路上にて、第３の波長帯域の照明光
を図１１において右側に配置された第２反射ミラー２０
９に向かって反射（照明光の入射光路に対して略９０度
の角度で右方向に反射）し、残りの光を透過させる。し
たがって、第３色分離ミラー２０５を透過し、第１色分
離ミラー２０３で反射された光束、あるいは、第４色分
離ミラー２０６で反射され第３色分離ミラー２０４を透
過した照明光が第１反射ミラー２０８の反射面に入射さ
れる。一方、第４色分離ミラー２０６を透過し、第２色
分離ミラー２０４で反射された光束、あるいは、第３色
分離ミラー２０５で反射され第４色分離ミラー２０６を
透過した照明光が第２反射ミラー２０９の反射面に入射
される。

【００９６】第１反射ミラー２０８は、第１の波長帯域
および第２の波長帯域を含む照明光を、反射するに際
し、図１１に示すように、反射光の光束の、端の光線２
０８Ｒが、第２フィールドレンズ２１７や第２ＰＢＳ２
１４に至らない（当たらない）光路をもって第５色分離
ミラー２０７に入射するように、配置されている。さら
に具体的には、第１反射ミラー２０８は、反射光束が第
２フィールドレンズ２１７や第２ＰＢＳ２１４に至らな
い（当たらない）ように、しかも大型化を防止する観点
から可能な限り第２フィールドレンズ１１４に近接した
反射光路を確保するために、図１１に示すように、第２
フィールドレンズ２１７の配置位置より第５色分離ミラ
ー２０７の配置側（図１１では左側）で、反射光束の中
心の光線２０８Ｃが、投射レンズ２２０の光軸ＯＡと平
行にならない角度もって、図１１において、右斜め上方
向に反射させ得る角度をもって配置されている。

【００９７】第２反射ミラー２０９は、第３の波長帯域
の照明光を、反射するに際し、図１１に示すように、反
射光の光束の、端の光線２０９Ｒが、第２ＰＢＳ２１４
に至らない（当たらない）光路をもって第３フィールド
レンズ２１８に入射するように、配置されている。さら
に具体的には、第２反射ミラー２０９が、反射光束が第
２ＰＢＳ２１４に至らない（当たらない）ように、しか
も大型化を防止する観点から可能な限り第２ＰＢＳ２１
４に近接した反射光路を確保するために、図１１に示す
ように、第２ＰＢＳ２１４の配置位置より第３ＰＢＳ２
１５の配置側（図１１では右側）で、反射光束の中心の
光線２０９Ｃが、投射レンズ２２０の光軸ＯＡと平行に
ならない角度もって、図１１において、右斜め左方向に
反射させ得る角度をもって配置されている。

【００９８】第５色分離ミラー２０７は、第１フィール
ドレンズ２１６および第２フィールドレンズ２１７の近
傍に配置され、第１反射ミラー２０８で反射された第１
の波長帯域および第２の波長帯域を含む照明光を入射
し、入射光のうちの第１の波長帯域の光を透過して第１
の波長光として第１フィールドレンズ２１６に出射し、
第２の波長帯域の光を反射して第２の波長光として第２
フィールドレンズ２１７に出射する。

【００９９】なお、第１〜第５色分離ミラー２０３〜２
０７は、たとえばガラスなどの透明材料に、誘電体薄膜
を蒸着すること等により作製され、この誘電体薄膜にお
いて、入射光の波長により、透過光と反射光に分離す
る。

【０１００】第１反射型液晶パネル２１０は、反射層を
内蔵し、第１ＰＢＳ２１３の側面２１３ａから出射さ
れ、光入出射面２１０ａから所定の立体角をもって入射
した第１の波長帯域の第１の照明光（たとえばＳ偏光）
に対し、印加される映像信号に応じて偏光面を回転させ
る空間光変調を行い、反射層で反射して第１の変調光と
して光入出射面２１０ａから第１ＰＢＳ２１３の側面２
１３ａに出射する。

【０１０１】第２反射型液晶パネル２１１は、反射層を
内蔵し、第２ＰＢＳ２１４の下面２１４ａから出射さ
れ、光入出射面２１１ａから所定の立体角をもって入射
した第２の波長帯域の第２の照明光（たとえばＳ偏光）
に対し、印加される映像信号に応じて偏光面を回転させ
る空間光変調を行い、反射層で反射して第２の変調光と
して光入出射面２１１ａから第２ＰＢＳ２１４の下面２
１４ａに出射する。

【０１０２】第３反射型液晶パネル２１２は、反射層を
内蔵し、第３ＰＢＳ２１５の側面２１５ａから出射さ
れ、光入出射面２１２ａから所定の立体角をもって入射
した第３の波長帯域の第３の照明光（たとえばＳ偏光）
に対し、印加される映像信号に応じて偏光面を回転させ
る空間光変調を行い、反射層で反射して第３の変調光と
して光入出射面２１２ａから第３ＰＢＳ２１５の側面２
１５ａに出射する。

【０１０３】第１ＰＢＳ２１３は、たとえば入射角度θ
が４５度に設定されており、偏光分離合成面２１３ｃが
投射レンズ２２０の光軸ＯＡに垂直な方向に対して略４
５度の傾斜を持つように配置され、第１フィールドレン
ズ２１６による第１の波長光のうち、Ｓ偏光Ｓ−ＰＬを
反射して側面２１３ａから第１の照明光として第１反射
型液晶パネル２１０の光入出射面２１０ａに出射し、ま
た、第１反射型液晶パネル２１０の光入出射面２１０ａ
から出射された第１の変調光のＰ偏光Ｐ−ＰＬを偏光分
離合成面２１３ｃで透過させて色合成プリズム２１９の
側面２１９ｂに出射する。なお、第１ＰＢＳ２１３は、
２つのガラスプリズムの間に誘電体多層膜を単層もしく
は複数積層して構成される。

【０１０４】第２ＰＢＳ２１４は、たとえば入射角度θ
が４５度に設定されており、偏光分離合成面２１４ｃが
投射レンズ２２０の光軸ＯＡに対して略４５度の傾斜を
持つように配置され、第２フィールドレンズ２１７によ
る第２の波長光のうち、Ｓ偏光Ｓ−ＰＬを反射して下面
２１４ａから第２の照明光として第２反射型液晶パネル
２１１の光入出射面２１１ａに出射し、また、第２反射
型液晶パネル２１１の光入出射面２１１ａから出射され
た第２の変調光のＰ偏光Ｐ−ＰＬを偏光分離合成面２１
４ｃで透過させて色合成プリズム２１９の下面２１９ｃ
に出射する。なお、第２ＰＢＳ２１４は、第１ＰＢＳ２
１３と同様に、２つのガラスプリズムの間に誘電体多層
膜を単層もしくは複数積層して構成される。

【０１０５】第３ＰＢＳ２１５は、たとえば入射角度θ
が４５度に設定されており、偏光分離合成面２１５ｃが
投射レンズ２２０の光軸ＯＡに垂直な方向に対して略４
５度の傾斜を持つように配置され、第３フィールドレン
ズ２１８による第３の波長光のうち、Ｓ偏光Ｓ−ＰＬを
反射して側面２１５ａから第３の照明光として第３反射
型液晶パネル２１２の光入出射面２１２ａに出射し、ま
た、第３反射型液晶パネル２１２の光入出射面２１２ａ
から出射された第３の変調光のＰ偏光Ｐ−ＰＬを偏光分
離合成面２１５ｃで透過させて色合成プリズム２１９の
側面２１９ｄに出射する。なお、第３ＰＢＳ２１５は、
第１ＰＢＳ２１３および第２ＰＢＳ２１４と同様に、２
つのガラスプリズムの間に誘電体多層膜を単層もしくは
複数積層して構成される。

【０１０６】第１フィールドレンズ２１６は、第１ＰＢ
Ｓ２１３の光入射面を形成する下面２１３ｂに近接し
て、あるいは一体的に配置され、投射レンズ２２０の光
軸ＯＡとは平行ではない方向から斜めに入射される第５
色分離ミラー２０７を透過した第１の波長光を、その入
射光束を屈折させて（入射光束の出射角度を変えて）、
少なくとも光束の中心光線を第１ＰＢＳ２１３の偏光分
離合成面２１３ｃに４５度の入射角度をもって入射させ
る。第１フィールドレンズ２１６は、その光軸が、第１
フィールドレンズ２１６を通過する第１の波長光の光束
の中心からずらしてある、すなわち、偏心させてある。
この偏心構造によって、第１フィールドレンズ２１６
は、投射レンズ２２０の光軸ＯＡに平行でない方向から
斜めに入射した第１の波長光の光束Ｌ２０７の出射方向
を投射レンズ２２０の光軸ＯＡに略平行な方向の光束Ｌ
２１６に変更して第１ＰＢＳ２１３に入射させる。

【０１０７】第２フィールドレンズ２１７は、第２ＰＢ
Ｓ２１４の光入射面を形成する側面２１４ｂに近接し
て、あるいは一体的に配置され、投射レンズ２２０の光
軸ＯＡに垂直な方向に平行ではない方向から斜めに入射
される第５色分離ミラー２０７を反射され第２の波長光
を、その入射光束を屈折させて（入射光束の出射角度を
変えて）、少なくとも光束の中心光線を第２ＰＢＳ２１
４の偏光分離合成面２１４ｃに４５度の入射角度をもっ
て入射させる。第２フィールドレンズ２１７は、第１フ
ィールドレンズ２１６と同様に、その光軸が、第２フィ
ールドレンズ２１７を通過する第２の波長光の光束の中
心からずらしてある、すなわち、偏心させてある。この
偏心構造によって、第１フィールドレンズ２１７は、投
射レンズ２２０の光軸ＯＡに垂直な方向に平行でない方
向から斜めに入射した第２の波長光の光束の出射方向を
投射レンズ２２０の光軸ＯＡに垂直な方向に略平行な方
向の光束に変更して第２ＰＢＳ２１４に入射させる。

【０１０８】第３フィールドレンズ２１８は、第３ＰＢ
Ｓ２１５の光入射面を形成する下面２１５ｂに近接し
て、あるいは一体的に配置され、投射レンズ２２０の光
軸ＯＡとは平行ではない方向から斜めに入射される第２
反射ミラー２０９で反射された第３の波長光を、その入
射光束を屈折させて（入射光束の出射角度を変えて）、
少なくとも光束の中心光線を第３ＰＢＳ２１５の偏光分
離合成面２１５ｃに４５度の入射角度をもって入射させ
る。第３フィールドレンズ２１８は、その光軸が、第３
フィールドレンズ２１８を通過する第３の波長光の光束
の中心からずらしてある、すなわち、偏心させてある。
この偏心構造によって、第３フィールドレンズ２１８
は、投射レンズ２２０の光軸ＯＡに平行でない方向から
斜めに入射した第１の波長光の光束の出射方向を投射レ
ンズ２２０の光軸ＯＡに略平行な方向の光束に変更して
第３ＰＢＳ２１５に入射させる。

【０１０９】なお、入射光束を屈折させて、ＰＢＳの入
射角度をもって出射させる光学素子としては、偏心構造
を持ったせたフィールドレンズを用いる代わりに、たと
えば図５、図６、図７に示すような光学素子を用いるこ
とも勿論可能である。

【０１１０】色合成プリズム２１９は、第１ＰＢＳ２１
３から出射され、左側面２１９ｂ側から入射した第１反
射型液晶パネル２１０による第１の変調光を投射レンズ
２２０の配置方向で、その光軸ＯＡに平行な方向に反射
し、第２ＰＢＳ２１４から出射され、下面２１９ｃから
入射した第２反射型液晶パネル２１１による第２の変調
光を、投射レンズ２２０の光軸ＯＡに平行な方向に透過
させ、第３ＰＢＳ２１５から出射され、右側面２１９ｄ
側から入射した第３反射型液晶パネル２１２による第３
の変調光を投射レンズ２２０の配置方向で、その光軸Ｏ
Ａに平行な方向に反射し、これら第１〜第３の変調光を
合成して、投射レンズ２２０に出射する。

【０１１１】投射レンズ２２０は、色合成プリズム２１
９による合成光、すなわち、第１〜第３反射型液晶パネ
ル２１０〜２１２による映像光をスクリーン２２１上に
結像させる。

【０１１２】次に、上記構成による動作を説明する。

【０１１３】光源２０１に対して図示しない電源回路か
ら所定の電力が供給され、これにより、光源２０１から
白色光による照明光を出射される。光源２０１により出
射される照明光は、集光レンズ２０２によりほぼ平行な
光束に変換されて交差配置された第１〜第４色分離ミラ
ー２０３〜２０６に向けて出射される。

【０１１４】そして、第１色分離ミラー２０３と第４色
分離ミラー２０６において、集光レンズ２０２より出射
された照明光の光路上にて、少なくとも第１の波長帯域
および第２の波長帯域を含む照明光が、第１反射ミラー
２０８に向かって反射される。一方、第２色分離ミラー
２０４と第３色分離ミラー２０５において、集光レンズ
２０２より出射された照明光の光路上にて、第３の波長
帯域の照明光が、第２反射ミラー２０９に向かって反射
される。

【０１１５】第１反射ミラー２０８では、第１の波長帯
域および第２の波長帯域を含む照明光が、反射光の光束
の、端の光線２０８Ｒが、第２フィールドレンズ２１７
や第２ＰＢＳ２１４に至らない（当たらない）光路をも
って第５色分離ミラー２０７に入射するように反射され
る。また、第２反射ミラー２０９では、第３の波長帯域
の照明光が、反射光の光束の、端の光線２０９Ｒが、第
２ＰＢＳ２１４に至らない（当たらない）光路をもって
第３フィールドレンズ２１８に入射するように反射され
る。

【０１１６】第５色分離ミラー２０７では、第１反射ミ
ラー２０８で反射された第１の波長帯域および第２の波
長帯域を含む照明光が入射され、入射光のうちの第１の
波長帯域の光が透過され第１の波長光として第１フィー
ルドレンズ２１７に出射される。一方、第２の波長帯域
の光が第５色分離ミラー２０７で反射されて第２の波長
光として第２フィールドレンズ２１７に出射される。以
上の第１〜第５色分離ミラー２０３〜２０７の波長分離
機能により、光源２０１より出射された照明光は、Ｒ
（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の照明光に分離される。

【０１１７】第１フィールドレンズ２１６では、第５色
分離ミラー２０７を透過した第１の波長光が、投射レン
ズ２２０の光軸ＯＡとは平行ではない方向から斜めに入
射される。そして、第１フィールドレンズ２１６では、
少なくとも光束の中心光線が第１ＰＢＳ２１３の偏光分
離合成面２１３ｃに４５度の入射角度をもって入射する
ように、入射光束が所定角度だけ屈折作用を受けて第１
ＰＢＳ２１３に出射される。また、第２フィールドレン
ズ２１７では、第５色分離ミラー２０７で反射された第
２の波長光が、投射レンズ２２０の光軸ＯＡに垂直な方
向とは平行ではない方向から斜めに入射される。そし
て、第２フィールドレンズ２１７では、少なくとも光束
の中心光線が第２ＰＢＳ２１４の偏光分離合成面２１４
ｃに４５度の入射角度をもって入射するように、入射光
束が所定角度だけ屈折作用を受けて第２ＰＢＳ２１４に
出射される。また、第３フィールドレンズ２１８では、
第２反射ミラー２０９で反射された第３の波長光が、投
射レンズ２２０の光軸ＯＡとは平行ではない方向から斜
めに入射される。そして、第３フィールドレンズ２１８
では、少なくとも光束の中心光線が第３ＰＢＳ２１５の
偏光分離合成面２１５ｃに４５度の入射角度をもって入
射するように、入射光束が所定角度だけ屈折作用を受け
て第３ＰＢＳ２１５に出射される。

【０１１８】第１ＰＢＳ２１３では、第１フィールドレ
ンズ２１６を介して入射した第１の波長光のうち、Ｓ偏
光が第１の照明光として第１反射型液晶パネル２１０に
向けて反射される。第１反射型液晶パネル２１０では、
光入出射面２１０ａから所定の立体角をもって入射した
第１の波長帯域の第１の照明光（たとえばＳ偏光）に対
し、印加される映像信号に応じて偏光面を回転させる空
間光変調が行われ、反射層で反射して第１の変調光とし
て光入出射面２１０ａから第１ＰＢＳ２１３の側面２１
３ａに出射される。そして、第１ＰＢＳ２１３では、第
１の変調光のうちＰ偏光成分が透過されて色合成プリズ
ム２１９に出射される。

【０１１９】第２ＰＢＳ２１４では、第２フィールドレ
ンズ２１７を介して入射した第２の波長光のうち、Ｓ偏
光が第２の照明光として第２反射型液晶パネル２１１に
向けて反射される。第２反射型液晶パネル２１１では、
光入出射面２１１ａから所定の立体角をもって入射した
第２の波長帯域の第２の照明光（たとえばＳ偏光）に対
し、印加される映像信号に応じて偏光面を回転させる空
間光変調が行われ、反射層で反射して第２の変調光とし
て光入出射面２１１ａから第２ＰＢＳ２１４の下面２１
４ａに出射される。そして、第２ＰＢＳ２１４では、第
２の変調光のうちＰ偏光成分が透過されて色合成プリズ
ム２１９に出射される。

【０１２０】同様に、第３ＰＢＳ２１５では、第３フィ
ールドレンズ２１８を介して入射した第３の波長光のう
ち、Ｓ偏光が第３の照明光として第３反射型液晶パネル
２１２に向けて反射される。第３反射型液晶パネル２１
２では、光入出射面２１２ａから所定の立体角をもって
入射した第３の波長帯域の第３の照明光（たとえばＳ偏
光）に対し、印加される映像信号に応じて偏光面を回転
させる空間光変調が行われ、反射層で反射して第３の変
調光として光入出射面２１２ａから第３ＰＢＳ２１５の
側面２１５ａに出射される。そして、第３ＰＢＳ２１５
では、第３の変調光のうちＰ偏光成分が透過されて色合
成プリズム２１９に出射される。

【０１２１】色合成プリズム２１９では、第１〜第３Ｐ
ＢＳ２１３〜２１５より入射された第１〜第３の変調光
が合成されて、この合成光が投射レンズ２２０を介して
スクリーン２２１に投射される。これにより、３板式反
射型プロジェクタ装置２００においては、それぞれ第１
〜第３反射型液晶パネル２１０〜２１２で形成された映
像がスクリーン２２１に拡大投影され、所望のカラー画
像が表示される。

【０１２２】以上説明したように、本第２の実施形態に
よれば、上述した第１の実施形態の効果と同様の効果を
得ることができる。すなわち、光束を第２フィールドレ
ンズ２１７や第２ＰＢＳ２１４に近づけることができこ
とから、第１ＰＢＳ２１３、第２ＰＢＳ２１４と色合成
プリズム２１９との距離を短くできる。このため、投射
レンズと液晶パネルの距離を長くする必要がなく投射レ
ンズの増大を避けることができる。また、ＰＢＳに、光
束が入射する角度は、たとえば偏心構造を持ったフィー
ルドレンズにより、従来と同じ角度で、入射できる。

【０１２３】また、本第２の実施形態においても、ＰＢ
Ｓの入射角度θが４５度に設定された場合を例に説明し
たが、本発明は、前述した第１の実施形態の場合と同
様、図９および図１０に示すように、入射角度が４５度
以外のＰＢＳを用いる場合でも適用できる。これらの場
合、フィールドレンズの偏心量等が最適なものに適宜設
定される。

【０１２４】第３実施形態 図１２は、本発明に係る３板式反射型液晶プロジェクタ
装置の第３の実施形態を示す構成図である。この３板式
反射型液晶プロジェクタ２００Ａは、等光路光学系の光
学装置を用いている。

【０１２５】本第３の実施形態が上述した第２の実施形
態と異なる点は、光源２０１の照明光の出射側と集光レ
ンズ２０２の光入射面側との間に、いわゆるインテグレ
ータ光学系２３０を配置したことにある。

【０１２６】このインテグレータ光学系２３０は、複数
のレンズが配置され、光源２０１から出射された照明光
を複数の像に分割し、これら分割像を集光して各分割像
の光スポットを所定の位置にレイアウトさせる第１のマ
ルチレンズアレイ（ＭＬＡ）２３１と、第１ＭＬＡ２３
１により集光される複数の光スポットに対応する複数の
レンズが配置され、各レンズにより第１のＭＬＡ２３１
により分割像を重畳結合して集光レンズ２０２に出射す
る第２のＭＬＡ２３２を有している。

【０１２７】その他の構成は上述した第２の実施形態と
同様である。

【０１２８】本第３の実施形態によれば、上述した第２
の実施形態の効果と同様の効果を得られることはもとよ
り、効率の良い照明を実現できる利点がある。

【０１２９】なお、インテグレータ光学系は、図１に示
す不等光路光学系に適用できることはいうまでもない。

【０１３０】第４実施形態 図１３は、本発明に係る３板式反射型液晶プロジェクタ
装置の第４の実施形態を示す構成図である。この３板式
反射型液晶プロジェクタ２００Ｂは、等光路光学系の光
学装置を用いている。

【０１３１】本第４の実施形態が上述した第３の実施形
態と異なる点は、第１ＰＢＳ２１３Ａおよび第３ＰＢＳ
２１５Ａが、Ｓ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過させる特性
のものを用いるに代えて、Ｓ偏光を透過し、Ｐ偏光を反
射させる特性に有するもの構成したことにある。そのた
め、第１反射型液晶パネル２１０が第１ＰＢＳ２１３Ａ
の上面側に配置され、同様に、第３反射型液晶パネル２
１２が第３ＰＢＳ２１５Ａの上面側に配置されている。

【０１３２】その他の構成は上述した第３の実施形態と
同様である。

【０１３３】本第４の実施形態によれば、上述した第３
の実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。

【０１３４】なお、この構成は、図１に示す不等光路光
学系に適用できることはいうまでもない。

【０１３５】

【発明の効果】本発明によれば、偏光処理手段と色合成
手段との距離を短くでき、光学装置の小型化、軽量化を
図ることができる。また、投射光学系と反射型空間光変
調手段との距離を長くする必要がなく投射光学系の増大
を避けることができ、投射光学系の小型化を図ることが
できる。これに従い、装置の小型化、軽量化を実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光学装置を用いた反射型液晶プロ
ジェクタ装置の第１の実施形態を示す構成図である。

【図２】図１の第１色分離ミラーの配置および機能を説
明するための図である。

【図３】図１のＰＢＳの機能を説明するための図であ
る。

【図４】本発明に係る入射光束をＰＢＳの入射角度に応
じて屈折させる光学素子としての偏心構造を持つフィー
ルドレンズを説明するための図である。

【図５】本発明に係る入射光束をＰＢＳの入射角度に応
じて屈折させる光学素子を他の例を示す図である。

【図６】本発明に係る入射光束をＰＢＳの入射角度に応
じて屈折させる光学素子を他の例を示す図である。

【図７】本発明に係る入射光束をＰＢＳの入射角度に応
じて屈折させる光学素子を他の例を示す図である。

【図８】図１の色合成プリズムの機能を説明するための
図である。

【図９】偏光分離合成面への入射角度が４５度より大き
な角度であるようなＰＢＳを示す図である。

【図１０】偏光分離合成面への入射角度が４５度より小
さな角度であるようなＰＢＳを示す図である。

【図１１】本発明に係る光学装置を用いた反射型液晶プ
ロジェクタ装置の第２の実施形態を示す構成図である。

【図１２】本発明に係る光学装置を用いた反射型液晶プ
ロジェクタ装置の第３の実施形態を示す構成図である。

【図１３】本発明に係る光学装置を用いた反射型液晶プ
ロジェクタ装置の第４の実施形態を示す構成図である。

【図１４】反射型液晶パネルを用いるプロジェクタ装置
の基本動作を説明するための図である。

【図１５】反射型液晶パネルを用いるプロジェクタ装置
の基本動作を他の例を説明するための図である。

【図１６】不等光路光学系を採用した従来の３板式反射
型プロジェクタ装置を示す構成図である。

【図１７】等光路光学系を採用した従来の３板式反射型
プロジェクタ装置を示す構成図である。

【図１８】偏光合成分離面への入射角度が４５度である
ようなＰＢＳ（偏光ビームスプリッタスプリッタ）を説
明するための図である。

【図１９】液晶パネルのある一点に入射する光束の様子
を説明するための図である。

【図２０】従来装置において、液晶パネルへの入射角度
を増すと、フィールドレンズ、ＰＢＳ、液晶パネルと光
束が干渉してしまうことを説明するための図である。

【図２１】色合成プリズムを大きくして光路と光学素子
との干渉を防ぐ従来例を示す図である。

【図２２】色合成プリズムとＰＢＳの間隔を離し、光路
と光学素子との干渉を防ぐ従来例を示す図である。

【図２３】色合成プリズムとＰＢＳの間に透明部材を挿
入し、光路と光学素子との干渉を防ぐ従来例を示す図で
ある。

【符号の説明】

１００…不等光路光学系の反射型液晶プロジェクタ装
置、１０１…光源、１０２…集光レンズ、１０３…第１
色分離ミラー（反射手段および第１の色分離手段）、１
０４…第２色分離ミラー（第２の色分離手段）、１０５
…反射ミラー、１０６…リレーレンズ、１０７…第１反
射型液晶パネル（第１の反射型空間光変調手段）、１０
８…第２反射型液晶パネル（第２の反射型空間光変調手
段）、１０９…第３反射型液晶パネル（第３の反射型空
間光変調手段）、１１０…第１ＰＢＳ（第１の偏光処理
手段）、１１１…第２ＰＢＳ（第２の偏光処理手段）、
１１２…第３ＰＢＳ（第３の偏光処理手段）、１１３…
第１フィールドレンズ（光学素子）、１１４…第２フィ
ールドレンズ（光学素子）、１１５…第３フィールドレ
ンズ（光学素子）、１１６…色合成プリズム（色合成手
段）、１１７…投射レンズ（投射光学系）、１１８…ス
クリーン、１２０…フィールドレンズ（光学素子）、１
２１…偏角プリズム（光学素子）、１２２…偏心フレネ
ルレンズ（光学素子）、１３０〜１３２…ＰＢＳ、２０
０，２００Ａ，２００Ｂ…等光路光学系の反射型液晶プ
ロジェクタ装置、２０１…光源、２０２…集光レンズ、
２０３…第１色分離ミラー（第１の色分離手段）、２０
４…第２色分離ミラー（第１の色分離手段）、２０５…
第３色分離ミラー（第１の色分離手段）、２０６…第４
色分離ミラー（第１の色分離手段）、２０７…第５色分
離ミラー（第２の色分離手段）、２０８…第１反射ミラ
ー（反射手段）、２０９…第２反射ミラー、２１０…第
１反射型液晶パネル（第１の反射型空間光変調手段）、
２１１…第２反射型液晶パネル（第２の反射型空間光変
調手段）、２１２…第３反射型液晶パネル（第３の反射
型空間光変調手段）、２１３，２１３Ａ…第１ＰＢＳ
（第１の偏光処理手段）、２１４…第２ＰＢＳ（第２の
偏光処理手段）、２１５，２１５Ａ…第３ＰＢＳ（第３
の偏光処理手段）、２１６…第１フィールドレンズ（光
学素子）、２１７…第２フィールドレンズ（光学素
子）、２１８…第３フィールドレンズ（光学素子）、２
１９…色合成プリズム（色合成手段）、２２０…投射レ
ンズ（投射光学系）、２２１…スクリーン２２１、２３
０…インテグレータ光学系、２３１…第１のマイクロレ
ンズアレイ、２３２…第２のマイクロレンズアレイ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H088 EA14 EA15 EA16 HA13 HA20 HA21 HA23 HA24 HA25 HA27 MA06 2H091 FA05X FA10X FA14X FA21X FA26X FA27X FA29X FA41X LA11 2H099 AA12 BA09 BA17 CA02 CA07 DA09

Claims (32)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光入出射部から入射した第１の照明光の
   偏光面を回転させる空間光変調が可能で、入射光を反射
   して第１の変調光として上記光入出射部から出射する第
   １の反射型空間光変調手段と、 光入出射部から入射した第２の照明光の偏光面を回転さ
   せる空間光変調が可能で、入射光を反射して第２の変調
   光として上記光入出射部から出射する第２の反射型空間
   光変調手段と、 入射光のうちの第１の波長帯域の光を透過して第１の波
   長光として出射し、第２の波長帯域の光を反射して第２
   の波長光として出射する色分離手段と、 上記色分離手段により分離された第１の波長光が入射さ
   れ、当該第１の波長光に含まれる所定の偏光面の光を上
   記第１の照明光として上記第１の反射型空間光変調手段
   に入射させ、当該第１の反射型空間光変調手段で偏光面
   が回転された上記第１の変調光を上記第１の波長光とは
   異なる方向に出射する第１の偏光処理手段と、 上記色分離手段により分離された第２の波長光が入射さ
   れ、当該第２の波長光に含まれる所定の偏光面の光を上
   記第２の照明光として上記第２の反射型空間光変調手段
   に入射させ、当該第２の反射型空間光変調手段で偏光面
   が回転された上記第２の変調光を上記第２の波長光とは
   異なる方向に出射する第２の偏光処理手段と、 異なる方向から入射した上記第１の偏光処理手段から出
   射された第１の波長光と上記第２の偏光処理手段から出
   射された第２の波長光を合成し、第１の波長光と第２の
   波長光の入射方向とは異なる方向に出射する色合成手段
   と、 上記第１の偏光処理手段の第１の波長光の入射部および
   上記第２の偏光処理手段の第２の波長光の入射部のう
   ち、少なくとも上記第２の偏光処理手段の第２の波長光
   の入射部に配置され、変調光を偏光処理手段に所定の光
   路で入射させる光学素子と、 直接的に照明光を上記色分離手段に入射し得ない位置に
   配置された光源と、 上記光源による照明光を、上記光学素子の配置位置より
   第１の偏光処理手段の配置位置側で当該光学素子の配置
   方向に向かって斜めに反射させ、かつ上記光学素子に至
   らない光路をもって上記色分離手段に入射させる反射手
   段とを有する光学装置。
2. 【請求項２】 上記偏光処理手段は入射角度が所定の角
   度に設定されており、 上記偏光処理手段の入射部に配置された光学素子は、入
   射した波長光束を、当該光路が上記設定された入射角度
   を満足するように屈折させて偏光処理手段に入射させる
   請求項１記載の光学装置。
3. 【請求項３】 上記光学素子は、入射光に対して偏心し
   たレンズを含む請求項２記載の光学装置。
4. 【請求項４】 上記レンズはフレネルレンズを含む請求
   項３記載の光学装置。
5. 【請求項５】 上記レンズはフィールドレンズとしての
   機能を含む請求項３記載の光学装置。
6. 【請求項６】 上記レンズはフィールドレンズとしての
   機能を含む請求項４記載の光学装置。
7. 【請求項７】 上記光学素子は、偏角プリズムを含む請
   求項２記載の光学装置。
8. 【請求項８】 上記偏光処理手段は偏光ビームスプリッ
   タを含み、 上記偏角プリズムは、上記偏光ビームスプリッタと一体
   化している請求項７記載の光学装置。
9. 【請求項９】 光入出射部から入射した第１の照明光の
   偏光面を回転させる空間光変調が可能で、入射光を反射
   して第１の変調光として上記光入出射部から出射する第
   １の反射型空間光変調手段と、 光入出射部から入射した第２の照明光の偏光面を回転さ
   せる空間光変調が可能で、入射光を反射して第２の変調
   光として上記光入出射部から出射する第２の反射型空間
   光変調手段と、 光入出射部から入射した第３の照明光の偏光面を回転さ
   せる空間光変調が可能で、入射光を反射して第３の変調
   光として上記光入出射部から出射する第３の反射型空間
   光変調手段と、 照明光から第１の波長帯域の第１の波長光および第１の
   波長帯域の第２の波長光を含む合成波長光と、第３の波
   長帯域の第３の波長光に分離する第１の色分離手段と、 入射光のうちの第１の波長帯域の光を透過して第１の波
   長光として出射し、第２の波長帯域の光を反射して第２
   の波長光として出射する第２の色分離手段と、 上記第２の色分離手段により分離された第１の波長光が
   入射され、当該第１の波長光に含まれる所定の偏光面の
   光を上記第１の照明光として上記第１の反射型空間光変
   調手段に入射させ、当該第１の反射型空間光変調手段で
   偏光面が回転された上記第１の変調光を上記第１の波長
   光とは異なる方向に出射する第１の偏光処理手段と、 上記第２の色分離手段により分離された第２の波長光が
   入射され、当該第２の波長光に含まれる所定の偏光面の
   光を上記第２の照明光として上記第２の反射型空間光変
   調手段に入射させ、当該第２の反射型空間光変調手段で
   偏光面が回転された上記第２の変調光を上記第２の波長
   光とは異なる方向に出射する第２の偏光処理手段と、 上記第３の波長光が入射され、当該第３の波長光に含ま
   れる所定の偏光面の光を上記第３の照明光として上記第
   ３の反射型空間光変調手段に入射させ、当該第３の反射
   型空間光変調手段で偏光面が回転された上記第３の変調
   光を上記第３の波長光とは異なる方向に出射する第３の
   偏光処理手段と、 異なる方向から入射した上記第１の偏光処理手段から出
   射された第１の波長光と上記第２の偏光処理手段から出
   射された第２の波長光と上記第３の偏光処理手段から出
   射された第３の波長光とを合成し、第１の波長光と第２
   の波長光と第３の波長光の入射方向とは異なる方向に出
   射する色合成手段と、 上記第１の偏光処理手段の第１の波長光の入射部と上記
   第２の偏光処理手段の第２の波長光の入射部と上記第３
   の偏光処理手段の第３の波長光の入射部のうち、少なく
   とも上記第２の偏光処理手段の第２の波長光の入射部に
   配置され、変調光を偏光処理手段に所定の光路で入射さ
   せる光学素子と、 直接的に上記照明光を上記第２の色分離手段に入射し得
   ない位置に配置され、当該照明光を上記第１の色分離手
   段に入射させる光源と、 上記第１の色分離手段による合成波長光を、上記光学素
   子の配置位置より第１の偏光処理手段の配置位置側で当
   該光学素子の配置方向に向かって斜めに反射させ、かつ
   上記光学素子に至らない光路をもって上記第２の色分離
   手段に入射させる反射手段とを有する光学装置。
10. 【請求項１０】 上記偏光処理手段は入射角度が所定の
    角度に設定されており、 上記偏光処理手段の入射部に配置された光学素子は、入
    射した波長光束を、当該光路が上記設定された入射角度
    を満足するように屈折させて偏光処理手段に入射させる
    請求項９記載の光学装置。
11. 【請求項１１】 上記光学素子は、入射光に対して偏心
    したレンズを含む請求項１０記載の光学装置。
12. 【請求項１２】 上記レンズはフレネルレンズを含む請
    求項１１記載の光学装置。
13. 【請求項１３】 上記レンズはフィールドレンズとして
    の機能を含む請求項１１記載の光学装置。
14. 【請求項１４】 上記レンズはフィールドレンズとして
    の機能を含む請求項１２記載の光学装置。
15. 【請求項１５】 上記光学素子は、偏角プリズムを含む
    請求項１０記載の光学装置。
16. 【請求項１６】 上記偏光処理手段は偏光ビームスプリ
    ッタを含み、 上記偏角プリズムは、上記偏光ビームスプリッタと一体
    化している請求項１５記載の光学装置。
17. 【請求項１７】 光入出射部から入射した第１の照明光
    の偏光面を回転させる空間光変調が可能で、入射光を反
    射して第１の変調光として上記光入出射部から出射する
    第１の反射型空間光変調手段と、 光入出射部から入射した第２の照明光の偏光面を回転さ
    せる空間光変調が可能で、入射光を反射して第２の変調
    光として上記光入出射部から出射する第２の反射型空間
    光変調手段と、 入射光のうちの第１の波長帯域の光を透過して第１の波
    長光として出射し、第２の波長帯域の光を反射して第２
    の波長光として出射する色分離手段と、 上記色分離手段により分離された第１の波長光が入射さ
    れ、当該第１の波長光に含まれる所定の偏光面の光を上
    記第１の照明光として上記第１の反射型空間光変調手段
    に入射させ、当該第１の反射型空間光変調手段で偏光面
    が回転された上記第１の変調光を上記第１の波長光とは
    異なる方向に出射する第１の偏光処理手段と、 上記色分離手段により分離された第２の波長光が入射さ
    れ、当該第２の波長光に含まれる所定の偏光面の光を上
    記第２の照明光として上記第２の反射型空間光変調手段
    に入射させ、当該第２の反射型空間光変調手段で偏光面
    が回転された上記第２の変調光を上記第２の波長光とは
    異なる方向に出射する第２の偏光処理手段と、 異なる方向から入射した上記第１の偏光処理手段から出
    射された第１の波長光と上記第２の偏光処理手段から出
    射された第２の波長光を合成し、第１の波長光と第２の
    波長光の入射方向とは異なる方向に出射する色合成手段
    と、 上記第１の偏光処理手段の第１の波長光の入射部および
    上記第２の偏光処理手段の第２の波長光の入射部のう
    ち、少なくとも上記第２の偏光処理手段の第２の波長光
    の入射部に配置され、変調光を偏光処理手段に所定の光
    路で入射させる光学素子と、 直接的に照明光を上記色分離手段に入射し得ない位置に
    配置された光源と、 上記光源による照明光を、上記光学素子の配置位置より
    第１の偏光処理手段の配置位置側で当該光学素子の配置
    方向に向かって斜めに反射させ、かつ上記光学素子に至
    らない光路をもって上記色分離手段に入射させる反射手
    段と、 上記色合成手段の合成光をスクリーン上に投射する投射
    光学系とを有する投射型表示装置。
18. 【請求項１８】 上記偏光処理手段は入射角度が所定の
    角度に設定されており、 上記偏光処理手段の入射部に配置された光学素子は、入
    射した波長光束を、当該光路が上記設定された入射角度
    を満足するように屈折させて偏光処理手段に入射させる
    請求項１７記載の投射型表示装置。
19. 【請求項１９】 上記光学素子は、入射光に対して偏心
    したレンズを含む請求項１８記載の投射型表示装置。
20. 【請求項２０】 上記レンズはフレネルレンズを含む請
    求項１９記載の投射型表示装置。
21. 【請求項２１】 上記レンズはフィールドレンズとして
    の機能を含む請求項１９記載の投射型表示装置。
22. 【請求項２２】 上記レンズはフィールドレンズとして
    の機能を含む請求項２０記載の投射型表示装置。
23. 【請求項２３】 上記光学素子は、偏角プリズムを含む
    請求項１８記載の投射型表示装置。
24. 【請求項２４】 上記偏光処理手段は偏光ビームスプリ
    ッタを含み、 上記偏角プリズムは、上記偏光ビームスプリッタと一体
    化している請求項２３記載の投射型表示装置。
25. 【請求項２５】 光入出射部から入射した第１の照明光
    の偏光面を回転させる空間光変調が可能で、入射光を反
    射して第１の変調光として上記光入出射部から出射する
    第１の反射型空間光変調手段と、 光入出射部から入射した第２の照明光の偏光面を回転さ
    せる空間光変調が可能で、入射光を反射して第２の変調
    光として上記光入出射部から出射する第２の反射型空間
    光変調手段と、 光入出射部から入射した第３の照明光の偏光面を回転さ
    せる空間光変調が可能で、入射光を反射して第３の変調
    光として上記光入出射部から出射する第３の反射型空間
    光変調手段と、 照明光から第１の波長帯域の第１の波長光および第１の
    波長帯域の第２の波長光を含む合成波長光と、第３の波
    長帯域の第３の波長光に分離する第１の色分離手段と、 入射光のうちの第１の波長帯域の光を透過して第１の波
    長光として出射し、第２の波長帯域の光を反射して第２
    の波長光として出射する第２の色分離手段と、 上記第２の色分離手段により分離された第１の波長光が
    入射され、当該第１の波長光に含まれる所定の偏光面の
    光を上記第１の照明光として上記第１の反射型空間光変
    調手段に入射させ、当該第１の反射型空間光変調手段で
    偏光面が回転された上記第１の変調光を上記第１の波長
    光とは異なる方向に出射する第１の偏光処理手段と、 上記第２の色分離手段により分離された第２の波長光が
    入射され、当該第２の波長光に含まれる所定の偏光面の
    光を上記第２の照明光として上記第２の反射型空間光変
    調手段に入射させ、当該第２の反射型空間光変調手段で
    偏光面が回転された上記第２の変調光を上記第２の波長
    光とは異なる方向に出射する第２の偏光処理手段と、 上記第３の波長光が入射され、当該第３の波長光に含ま
    れる所定の偏光面の光を上記第３の照明光として上記第
    ３の反射型空間光変調手段に入射させ、当該第３の反射
    型空間光変調手段で偏光面が回転された上記第３の変調
    光を上記第３の波長光とは異なる方向に出射する第３の
    偏光処理手段と、 異なる方向から入射した上記第１の偏光処理手段から出
    射された第１の波長光と上記第２の偏光処理手段から出
    射された第２の波長光と上記第３の偏光処理手段から出
    射された第３の波長光とを合成し、第１の波長光と第２
    の波長光と第３の波長光の入射方向とは異なる方向に出
    射する色合成手段と、 上記第１の偏光処理手段の第１の波長光の入射部と上記
    第２の偏光処理手段の第２の波長光の入射部と上記第３
    の偏光処理手段の第３の波長光の入射部のうち、少なく
    とも上記第２の偏光処理手段の第２の波長光の入射部に
    配置され、変調光を偏光処理手段に所定の光路で入射さ
    せる光学素子と、 直接的に上記照明光を上記第２の色分離手段に入射し得
    ない位置に配置され、当該照明光を上記第１の色分離手
    段に入射させる光源と、 上記第１の色分離手段による合成波長光を、上記光学素
    子の配置位置より第１の偏光処理手段の配置位置側で当
    該光学素子の配置方向に向かって斜めに反射させ、かつ
    上記光学素子に至らない光路をもって上記第２の色分離
    手段に入射させる反射手段と、 上記色合成手段の合成光をスクリーン上に投射する投射
    光学系とを有する投射型表示装置。
26. 【請求項２６】 上記偏光処理手段は入射角度が所定の
    角度に設定されており、 上記偏光処理手段の入射部に配置された光学素子は、入
    射した波長光束を、当該光路が上記設定された入射角度
    を満足するように屈折させて偏光処理手段に入射させる
    請求項２５記載の投射型表示装置。
27. 【請求項２７】 上記光学素子は、入射光に対して偏心
    したレンズを含む請求項２６記載の投射型表示装置。
28. 【請求項２８】 上記レンズはフレネルレンズを含む請
    求項２７記載の投射型表示装置。
29. 【請求項２９】 上記レンズはフィールドレンズとして
    の機能を含む請求項２７記載の投射型表示装置。
30. 【請求項３０】 上記レンズはフィールドレンズとして
    の機能を含む請求項２８記載の投射型表示装置。
31. 【請求項３１】 上記光学素子は、偏角プリズムを含む
    請求項２６記載の投射型表示装置。
32. 【請求項３２】 上記偏光処理手段は偏光ビームスプリ
    ッタを含み、 上記偏角プリズムは、上記偏光ビームスプリッタと一体
    化している請求項３１記載の投射型表示装置。