JP2002196118A

JP2002196118A - 光学素子およびプロジェクタ

Info

Publication number: JP2002196118A
Application number: JP2000395069A
Authority: JP
Inventors: Toshimasa Ikegami; 敏正池上
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2000-12-26
Publication date: 2002-07-10

Abstract

(57)【要約】【課題】光源、投写レンズを重ねることなしに、色光
分離光学系の各色光の光路長を短くかつ等しく、さらに
は分離後の各色光の全てを反射光としたことで、小型で
明るく色むらのない高性能な光学素子およびそれを用い
たプロジェクタを得る。【解決手段】光学素子は、光源からの光を入射する１
つの入射端面と、その光を３つの色光に分離する第１、
第２、第３波長選択反射面と、前記各波長選択反射面に
より分離された各色光をそれぞれ出射する３つの出射端
面とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学素子あるいは
それを用いたプロジェクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のプロジェクタは、光源から照射さ
れた光の照度分布を均一化し、かつ、偏光方向が揃った
状態で液晶パネルに入射させるための照明光学系と、こ
の照明光学系から出射される光を、赤、緑、青の各色光
に分離する色光分離光学系と、色光分離光学系によって
分離された各色光のうち、例えば青色光を対応する液晶
パネルに導くリレー光学系と、各色光を与えられた画像
情報に従って変調する３枚の液晶パネルと、変調された
各色光を合成するクロスダイクロイックプリズムと、合
成された光を投写面上に拡大投写する投写レンズとを備
える。ところで、照明光学系からの光は、色光分離光学
系によって、赤、緑、青の各色光に分離された後、それ
ぞれ対応する液晶パネルに入射する。この場合、色光分
離光学系における各色光の光路長が相違すると、各液晶
パネルに入射する各色光の照度に差が生ずるので、他の
色光の光路よりも長い光路を有する青色光には、特にリ
レー光学系を用いて、光の拡散などによる光の利用効率
の低下を防止している。一方、プロジェクタの普及によ
って、使用場所を移動して使う用途が増加しており、携
帯性の高い小型・軽量のプロジェクタが望まれている。

【０００３】そこで、色光分離光学系における各色光の
光路長を短くかつ等しくする提案がなされており、例え
ば特開平５−１５８１６７号には、２枚のダイクロイッ
クミラーを交差して設けた2組のダイクロイックミラー
の交差軸を一致させて２段に重ねて配置し、一方のダイ
クロイックミラーにより、赤、緑、青の各色光に分離
し、その分離された各色光を他のダイクロイックミラー
に導くように反射ミラーを配置し、各色光を合成するこ
とによって、赤、緑、青の各色光の光路長を短く、かつ
等しくする投射型表示装置が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
投射型表示装置は、２組のダイクロイックミラーが２つ
の色光を反射させ、１つの色光を透過させる構成のた
め、光源と３つの合成された光をスクリーン上に投射す
る投射レンズが上下に重なってしまう。また、光源には
メタルハライドランプ等が用いられており、光源付近の
温度上昇を防止する冷却装置を備える必要がある。その
ため、これらの光源と投射レンズさらには冷却装置が重
なりあってプロジェクタを大型化させている。

【０００５】また、各色光の光路長が短くなったこと
で、２組のダイクロイックミラーの交差軸がずれるとそ
の影響が大きくなる。例えば、交差軸が大幅にずれると
液晶パネルの画像形成領域に照射されない部分ができ
る。また、各液晶パネルに照射される各色光を有効活用
できないことにより光の利用効率が低下する。さらに
は、各色光は、１つの透過光と２つの反射光を合成して
いるため、一般的に透過光は反射光に比べ減衰が大き
く、そのために各液晶パネルに入射する各色光の照度の
差が生じ色むらの原因となる。本発明はこれらの課題を
解決するためになされたもので、光源と投射レンズ等を
重ねることなしに、色光分離光学系の各色光の光路長を
短くかつ等しくし、さらには分離後の各色光の全てを反
射光としたことで、小型で明るく色むらのない高性能の
光学素子およびそれを用いたプロジェクタを提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の光学素子は、光
源からの光を入射する１つの入射端面と、その光を３つ
の色光に分離する第１、第２、第３波長選択反射面と、
前記各波長選択反射面により分離された各色光をそれぞ
れ出射する３つの出射端面とを有することを特徴とす
る。

【０００７】また、本発明の光学素子は、３つの色光を
それぞれ入射する３つの入射端面と、その各色光を合成
する第１、第２、第３波長選択反射面と、その合成され
た光を出射する１つの出射端面とを有することを特徴と
する。本発明の光学素子は、前記入射する光を分離する
前記第１乃至第３波長選択反射面を備える直方体状の光
学素子であって、前記入射端面に直角な側面のうち、一
対の側面にはその側面の対角方向に形成された前記第１
波長選択反射面と、他の一対の側面には略Ｘ字状に形成
された前記第２および第３波長選択反射面とを有し、前
記第１乃至第３波長選択反射面は、前記入射する光の光
軸方向に対して等しい角度で配置されていてもよい。

【０００８】また、本発明の光学素子は、前記出射する
光を合成する前記第１乃至第３波長選択反射面を備える
直方体状の光学素子であって、前記出射端面に直角な側
面のうち、一対の側面にはその側面の対角方向に形成さ
れた前記第１波長選択反射面と、他の一対の側面には略
Ｘ字状に形成された前記第２および第３波長選択反射面
とを有し、前記第１乃至第３波長選択反射面は、前記出
射する光の光軸方向に対して等しい角度で配置されてい
てもよい。

【０００９】さらに、本発明の光学素子では、前記第１
乃至第３波長選択反射面は、前記入射する光を赤、緑、
青色光に分離する、または入射する赤、緑、青色光を合
成し出射する機能を有することが望ましい。このような
構成によれば、入射する光を分離あるいは合成するため
の素子が一体化されているので、色光分離あるいは色光
合成光学系の小型化が促進されるとともに、それらの機
能を全て波長選択反射面により構成していることによ
り、光の減衰が殆どないので、高輝度化が図れる。

【００１０】本発明の光学素子では、前記等しい角度
は、４５°未満であることが好ましい。このような構成
では、例えば入射あるいは出射する光の入射あるいは出
射端面の面積が小さくできるため、光学素子を一層小型
にできるとともに、照明光学系の小型化も図れる。

【００１１】本発明の光学素子は、入射する光を分離す
る、または入射する各色光を合成するプリズムであって
もよい。このような構成によれば、液晶ライトバルブを
プリズムに固定することができるため、例えばプリズム
を熱伝導率の高い材質を採用することにより各液晶ライ
トバルブを冷却するための冷却性能の向上や組立てに際
しての取扱が容易となる。

【００１２】本発明の光学系は、光源から照射される光
を赤、緑、青の各色光に分離しその分離された各色光を
対応する電気光学装置に導く色光分離光学系と、前記各
色光を与えられた画像情報にしたがって変調する電気光
学装置と、その電気光学装置で変調された各色光を合成
する色光合成光学系とを備えた光学系であって、前述の
いずれかの光学素子を用いたことを特徴とする。このよ
うな光学系でも、前記光学素子を備えることにより、前
述した作用効果が同様に得られるから本発明の目的を達
成できる。

【００１３】一方、本発明のプロジェクタは、光源から
照射される光を赤、緑、青の各色光に分離しその分離さ
れた各色光を対応する電気光学装置に導く色光分離光学
系と、前記各色光を与えられた画像情報にしたがって変
調する電気光学装置と、その電気光学装置で変調された
各色光を合成する色光合成光学系と、その合成された光
をスクリーンに投写する投写光学系とを備えたプロジェ
クタにおいて、前述のいずれかの光学素子を用いたこと
を特徴とする。また、本発明のプロジェクタは、前記色
光分離光学系の各色光の光路長が等しくしてもよい。

【００１４】さらに、本発明のプロジェクタは、前記入
射した光が前記色光分離光学系で分離されてから前記色
光合成光学系を出射するまでの各色光の光路が、すべて
反射面から形成されていてもよい。

【００１５】本発明のプロジェクタは、前記色光分離光
学系の各色光の光路中に配置された同じ機能を有する光
学部品が等しい位置に配置されていることが望ましい。
本発明のプロジェクタは、前記複数の電気光学装置は、
前記色光合成光学系で合成された光が出射する方向に対
して水平な面に配置されていてもよい。

【００１６】このような構成によれば、光源と投射レン
ズ等を重ねることなしに、色光分離光学系の各色光の光
路長を短くかつ等しくでき、さらに３つの色光の全てを
反射光としたことで、小型あるいは薄型で、明るく、色
むらのない高性能なプロジェクタを得ることができる。

【００１７】本発明のプロジェクタは、前記色光分離光
学素子と前記色光合成光学素子は、同一基枠に固定され
ていることが望ましい。この構成によれば、各光学素子
間の相対位置、具体的には相互の光軸合わせが容易にで
きるため、光の利用効率が向上する。

【００１８】前述のいずれかのプロジェクタは、さら
に、光源から液晶ライトバルブに照射される光を均一照
明としその偏光方向を揃える照明光学系を備える。この
ようなプロジェクタでも、前記光学素子を備えることに
より、前述した作用効果が同様に得られることから、本
発明の目的が達成される。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づき説明する。図1は、本発明の一実施例である
色光分離光学系および色光合成光学系を示す斜視図であ
り、図２および図３は、それらを備えたプロジェクタの
概略を示す平面図と断面図である。なお、図１は理解し
易くするために図３の下方から観た図面としてある。

【００２０】実施の形態１このプロジェクタ１は、照明光学系１００と、色光分離
素子を含む色光分離光学系２００と、電気光学装置とし
ての液晶ライトバルブ３１０Ｒ、３１０Ｇ、３１０Ｂ
と、色光合成光学系としてのダイクロイックプリズム４
１０、投写レンズ５００と、冷却装置としての冷却ファ
ン２０を備え、それらを収納する上・下ケース１０ａ、
１０ｂおよびランプ交換用蓋１０ｃから構成されてい
る。ただし、電気光学装置や光源等の駆動・制御をする
回路等は省略してある。

【００２１】冷却ファン２０は、光源（リフレクタを含
む）１１０の上部に配置されており(図２)、上ケース１
０ａの吸気口より外気を吸い込み、矢印で示すように光
源１１０および照明光学系１００の他の光学部材も冷却
し、下ケース１０ｂの排気口から排出されている。

【００２２】照明光学系１００は、図１に示すように、
光源１１０、複数の小レンズからなる第１および第２レ
ンズアレイ１２０，１４０、図示していない遮光板、偏
光変換素子アレイ１６０、重畳レンズ１７０等から構成
されている。偏光変換素子アレイ１６０は、２つの偏光
変換素子アレイ１６１，偏光変換素子アレイ１６２が光
軸を挟んで対称な向きに配置されたもので、これらの偏
光変換素子アレイ１６１，１６２は、入射された非偏光
の光束を１種類の直線偏光光（例えば、ｓ偏光光やｐ偏
光光）に変換して出射する機能を有する。偏光変換素子
アレイ１６１の入射面に、ｓ偏光成分やｐ偏光成分とを
含む非偏光光（ランダムな偏光方向を含む入射光）が入
射すると、この入射光は、まず、偏光分離膜１６６によ
ってｓ偏光光とｐ偏光光に分離される。ｓ偏光光は偏光
分離膜１６６によってほぼ垂直に反射され、反射膜１６
７によってさらに反射されてから出射される。一方、ｐ
偏光光は、偏光分離膜１６６をそのまま透過する。偏光
分離膜１６６を透過したｐ偏光光の出射面には、λ／２
位相差板１６４が配置されており、このｐ偏光光がｓ偏
光光に変換されて出射する。従って、偏光変換素子アレ
イ１６１を通過した光は、そのほとんどがｓ偏光光とな
って出射される。

【００２３】色光分離光学系２００は、照明光学系１０
０から出射された１種類の直線偏光光を３つの色光に分
離するダイクロイックプリズム２１０とそのプリズム２
１０により分離された緑、赤、青の各色光を対応する液
晶ライトバルブ３１０Ｇ、３１０R、３１０Ｂに導くそ
れぞれの反射ミラー２２１、２２２、２２３、２２４、
２２５、２２６から構成されている。このダイクロイッ
クプリズム２１０は、緑色光を反射し他の色光を透過す
る第１波長選択反射面２１１と、赤色光を反射し他の色
光を透過する第２波長選択反射面２１３と、青色光を反
射し他の色光を透過する第３波長選択反射面２１５とを
設けた光学素子の一つである色光分離光学素子としての
ダイクロイックプリズム２１０である。

【００２４】このダイクロイックプリズム２１０は、図
４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、頂角が直角な二等辺三
角形状の直角プリズム２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、
２１０ｄを組み合わせたもので、図１に示すように光の
入射端面２１８に直角で対向する側面において、第２波
長選択反射面２１３と第３波長選択反射面２１５は、略
Ｘ字状に交差しており、光源から入射される光の光軸方
向に対する角度θは、４５度に傾斜させるように設けら
れている。一方、図２に示すように第１波長選択反射面
２１１は、光源から入射される光の光軸方向に対する角
度θは、４５度に傾斜させるように設けられている。す
なわち、光軸方向に対して４５度傾けた略X字状の第２
波長選択反射面２１３と第３波長選択反射面２１５を有
する直方体状（図４（Ａ）の直角プリズム２１０ａ〜２
１０ｄを貼り付けた状態、ただし、第１波長選択反射面
２１１は図示せず）のダイクロイックプリズム２１０
を、対をなす側面の対角方向の光軸方向に対する角度θ
が４５度傾いた第１波長選択反射面２１１を形成したも
のである。これらの波長選択反射面は、赤色光を反射す
る誘電体多層膜と、青色光を反射する誘電体多層膜と、
緑色光を反射する誘電体多層膜で形成されている。ま
た、第１乃至第３波長選択反射面２１１、２１３、２１
５の反射面は、各反射面の対角を結んだ交点Ｐがほぼ一
致するように形成されている。

【００２５】このダイクロイックプリズム２１０により
分離された各色光は、それぞれ反射ミラー２２１、２２
２、２２３、２２４、２２５、２２６に反射されて対応
する液晶ライトバルブ３１０Ｇ、３１０Ｒ、３１０Ｂに
入射する。これらの反射ミラー２２１、２２２、２２
３、２２４、２２５、２２６は、ライトガイド４０の図
示しない支持部に接着剤によって貼り付けられている。

【００２６】前述の液晶ライトバルブ３１０Ｒ、３１０
Ｇ、３１０Ｂは、図示していないが、赤、緑、青の各色
光毎に、少なくとも液晶パネルと、入射および出射側偏
光板から構成されている。

【００２７】３つの各色光を合成する機能を有する光学
素子の一つである色光合成光学素子としてのダイクロイ
ックプリズム４１０は、ダイクロイックプリズム２１０
と同じ構成である。ただし、ダイクロイックプリズム４
１０は、ダイクロイックプリズム２１０を同一平面（紙
面）上で１８０度回転して配置されている。

【００２８】また、液晶ライトバルブ３１０Ｒ、３１０
Ｇ、３１０Ｂは、各液晶パネルの対応する相互の画素ず
れや各液晶パネルを投写レンズとのフォーカス位置調整
を行った後、クロスダイクロイックプリズム４１０に接
着剤等で固定されている。

【００２９】図５に示すように、ダイクロイックプリズ
ム２１０、４１０は、基枠３０の取付け部３０ａ、３０
ｂに接着剤で固定される。また、投写レンズ５００は、
基枠３０の先端部３０ｃに形成された半円形状の凹部と
固定部材３１に形成された半円形状の凹部に支持され、
ねじ３２によって固定されている。従って、ダイクロイ
ックプリズム２１０、４１０と投写レンズ５００とが同
じ基枠３０に取付けられるため、各々の光軸調整が容易
にできる。

【００３０】この光軸調整は、まず投写レンズ５００を
基枠３０に固定する。次に、取付け部３０ａにダイクロ
イックプリズム２１０を固定する。その後に、予め治具
により各液晶パネルの画素や投写レンズ５００のバック
フォーカス等の位置調整された各液晶ライトバルブを固
定されたダイクロイックプリズム４１０を取付け部３０
ｂに接着剤で固定する。この時、調整装置によって、ダ
イクロイックプリズム２１０と投写レンズ５００とダイ
クロイックプリズム４１０の光軸を調整する。なお、光
軸調整が可能であれば、これ例外の調整方法で調整を行
ってもよい。

【００３１】次に、上述したように構成されたプロジェ
クタの動作を説明する。図１乃至３に示すように、光源
１１０から出射された非偏光光は、第１レンズアレイ１
２０を構成する複数の小レンズによって複数の部分光束
に分割され、第２レンズアレイ１４０を構成する複数の
小レンズによって偏光変換素子アレイ１６０の偏光分離
膜１６６の近傍に集光される。こうして偏光変換素子ア
レイ１６０に入射した部分光束は、上述したように１種
類の直線偏光光に変換され出射される。そして偏光方向
が揃った複数の部分光束は、色光分離光学系２００を経
由して、液晶ライトバルブ３１０Ｒ、３１０Ｇ、３１０
Ｂへ向かう。その際、重畳レンズ１７０は、光束を液晶
ライトバルブ３１０Ｒ、３１０Ｇ、３１０Ｂの液晶パネ
ル上に重畳されるように作用している。

【００３２】照明光学系１００から色光分離光学系２０
０に入った光は、緑色光を反射し他の色光を透過する第
１波長選択反射面２１１と、赤色光を反射し他の色光を
透過する第２波長選択反射面２１３と、青色光を反射し
他の色光を透過する第３波長選択反射面２１５によっ
て、赤・緑・青の各色光に分離される。第１波長選択反
射面２１１で反射された緑色光は、出射端面２１９ｇを
経てミラー２２１、２２２でそれぞれ反射された後、液
晶ライトバルブ３１０Ｇへ入射する。また、第２波長選
択反射面２１３で反射された赤色光は、出射端面２１９
ｒを経てミラー２２３、２２４でそれぞれ反射された
後、液晶ライトバルブ３１０Ｒへ入射する。さらに、第
３波長選択反射面２１５で反射された青色光は、出射端
面２１９ｂを経てミラー２２５、２２６でそれぞれ反射
された後、液晶ライトバルブ３１０Ｂへ入射する。

【００３３】液晶ライトバルブ３１０Ｒ、３１０Ｇ、３
１０Ｂを構成する各液晶パネルは、入射した光を与えら
れた画像情報（画像信号）に従って変調する電気光学装
置としての機能を有しており、そこに入射した各色光
は、与えられた画像情報に従って変調されて各色光に対
応する画像を形成する。

【００３４】さらに、それぞれの液晶ライトバルブ３１
０Ｒ、３１０Ｇ、３１０Ｂから出射された各変調光は、
クロスダイクロイックプリズム４１０に入射して合成さ
れ、その合成光が投写レンズ５００によってスクリーン
上にカラー画像として投写（表示）される。

【００３５】ダイクロイックプリズム２１０の光の入射
端面２１８から各液晶ライトバルブ３１０Ｒ、３１０
Ｇ、３１０Ｂの光入射面までの各色光の光路長は、図１
および２に示すように等しい距離となる。ここで、ダイ
クロイックプリズム２１０からダイクロイックプリズム
４１０までの各光路中に配置された同一機能を有する光
学部品は、ほぼ等しい位置に配置されている。なお、上
述のダイクロイックプリズム２１０の入射端面２１８お
よび出射端面２１９ｒ、ｇ、ｂは、ダイクロイックプリ
ズム４１０の出射端面および入射端面となる。

【００３６】実施の形態２．図６および図７は、本発明
の実施の形態２に係るプロジェクタの光学系を示す平面
図である。これは、色光分離光学系を除いて前記実施の
形態１と同じ構成となっている。ここで、前記実施の形
態と同じ機能部材には同一符号を付し、それらの詳細な
説明を省略または簡略化する。

【００３７】色光分離光学系７００は、ダイクロイック
プリズム７１０と反射ミラー７２１〜７２６で構成され
ている。このダイクロイックプリズム７１０は、第１波
長選択反射面７１１と第２波長選択反射面７１３および
第３波長選択反射面７１５を有している。これらの波長
選択反射面は、光軸方向に対する角度θは４５度未満の
所定の角度としてあり、例えば３０度に設定されてい
る。また、これらの対応する波長選択反射面と反射ミラ
ーは、光軸に対してほぼ等しい角度すなわち平行に配置
されている。さらに、ダイクロイックプリズム９１０
は、ダイクロイックプリズム７１０と同じ構成としてあ
る。ただし、ダイクロイックプリズム９１０は、ダイク
ロイックプリズム７１０を同一平面（紙面）上で１８０
度回転して配置されている。

【００３８】ここで、赤色光の光路に破線および実線で
示した反射ミラーは、それぞれ光軸方向に対して４５度
および３０度で配置されている。液晶パネルの画像形成
領域を照明する赤色光の幅を細い破線で示すとともに、
比較説明を容易にするために本来反射ミラーを光軸側に
移動しない配置を示した。図からも分かるように、液晶
ライトバルブ３１０Ｒを照明する幅ＲＢが、第２波長選
択反射面および反射ミラーを３０度に配置した構成で
は、４５度で配置した構成に比べｄ分だけ狭くなる。そ
の結果、色光分離光学系７００の幅は、３ｄ分狭くする
ことができる。青色光の配置は、３ｄ分の幅を狭くした
場合の配置を示している。前述のとおり、各波長選択反
射面および反射ミラーを光軸に対して３０度で配置した
構成では、色光分離光学系７００の幅および厚みが６ｄ
（３ｄ×２）分狭く構成できる。また、ダイクロイック
プリズム７１０に入射する光の幅および厚み（入射端面
２１８の面積）は、液晶パネルの画像表示領域ＲＢに比
べ、２ｄ×２分狭くできることにより、照明光学系も小
型化できる。この実施例のプロジェクタでは、各光路長
をより短くかつ等しくできるとともに、色光分離光学系
を含む光学系がより一層コンパクトに構成できる。

【００３９】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成
等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれ
る。例えば、上記実施の形態では、透過型の液晶パネル
を用いたプロジェクタに本発明を適用した場合の例につ
いて説明したが、本発明は、反射型の液晶パネルを用い
たプロジェクタにも適用することが可能である。また、
後述のように電気光学装置は液晶パネルに限定されな
い。ここで、「透過型」とは、液晶パネルなどの電気光
学装置が光を透過するタイプであることを意味してお
り、「反射型」とは液晶パネルなどの電気光学装置が光
を反射するタイプであることを意味している。

【００４０】また、上記実施の形態では、入射光の光軸
と第１乃至第３波長選択反射面７１１、７１３、７１５
の角度を３０度としたが、４５°未満であれば目的を達
成できる。さらに、第１乃至第３波長選択反射面２１
１、２１３、２１５を有するプリズムを用いたが、第１
乃至第３波長選択反射面２１１、２１３、２１５をそれ
ぞれ有するダイクロイックミラーに替えて構成してもよ
い。また、平面視して、緑色光の光路を中央に、その光
路に対して左右対称に赤・青色光の光路を形成したが、
適宜各色光の光路を変更してもよい。光変調用電気光学
装置は、液晶パネルを用いた液晶ライトバルブに限られ
るものではなく、例えば、マイクロミラーを用いた装置
であってもよい。

【００４１】さらに、プロジェクタとしては、投写画像
を観察する方向から投写を行う前面プロジェクタと、投
写画像を観察する方向とは反対側から投写を行う背面プ
ロジェクタとがあるが、上記実施の形態で示した構成
は、そのいずれにも適用可能である。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、光路長を短くかつ等し
くするとともに、色光分離光学系と色光合成光学系の光
軸調整が容易にでき、さらには、光源と投写レンズを重
ねて配置しない構成から、画像の色バランスが適切に保
たれ、光の利用効率も高められた小型の光学素子および
それを用いたプロジェクタを得ることができる。

【００４３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である光学素子を組み込んだ
プロジェクタの光学系を示す斜視図。

【図２】本発明の一実施例である光学素子を組み込んだ
プロジェクタの光学系を示す平面図。

【図３】図２のプロジェクタの光学系を示す断面図。

【図４】図２のプロジェクタの光学素子を示す斜視図。

【図５】光学素子の取付けを示す斜視図。

【図６】本発明の他の実施例である光学素子を組み込ん
だプロジェクタの光学系を示す平面図。

【図７】図６のプロジェクタの光学系を示す断面図。

【符号の説明】

１プロジェクタ１０ａ上ケース１０ｂ下ケース１０ｃランプ交換用蓋２０冷却ファン３０基枠４０ライトガイド１００照明光学系１１０光源１２０第１レンズアレイ１４０第２レンズアレイ１６０偏光変換素子アレイ１７０重畳レンズ２００，７００色光分離光学系２１０，７１０ダイクロイックプリズム２１１，４１１，７１１，９１１第１波長選択反射面２１３，４１３，７１３，９１３第２波長選択反射面２１５，４１５，７１５，９１５第３波長選択反射面２１８入射端面（出射端面）２１９ｒ、２１９ｇ、２１９ｂ出射端面（入射端面）２２１〜２２６，７２１〜７２６反射ミラー３１０Ｒ，３１０Ｇ，３１０Ｂ液晶ライトバルブ４１０，９１０ダイクロイックプリズム５００投写レンズA

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源からの光を入射する１つの入射端面
と、その光を３つの色光に分離する第１、第２、第３波
長選択反射面と、前記各波長選択反射面により分離され
た各色光をそれぞれ出射する３つの出射端面とを有する
ことを特徴とする光学素子。
【請求項２】３つの色光をそれぞれ入射する３つの入
射端面と、その各色光を合成する第１、第２、第３波長
選択反射面と、その合成された光を出射する１つの出射
端面とを有することを特徴とする光学素子。
【請求項３】前記入射する光を分離する前記第１乃至
第３波長選択反射面を備える直方体状の光学素子であっ
て、前記入射端面に直角な側面のうち、一対の側面には
その側面の対角方向に形成された前記第１波長選択反射
面と、他の一対の側面には略Ｘ字状に形成された前記第
２および第３波長選択反射面とを有し、前記第１乃至第
３波長選択反射面は、前記入射する光の光軸方向に対し
て等しい角度で配置されていることを特徴とする請求項
１記載の光学素子。
【請求項４】前記出射する光を合成する前記第１乃至
第３波長選択反射面を備える直方体状の光学素子であっ
て、前記出射端面に直角な側面のうち、一対の側面には
その側面の対角線状に形成された前記第１波長選択反射
面と、他の一対の側面には略Ｘ字状に形成された前記第
２および第３波長選択反射面とを有し、前記第１乃至第
３波長選択反射面は、前記出射する光の光軸方向に対し
て等しい角度で配置されていることを特徴とする請求項
２記載の光学素子。
【請求項５】前記第１乃至第３波長選択反射面は、前
記入射する光を赤、緑、青色光に分離する、または入射
する赤、緑、青色光を合成し出射する機能を有すること
を特徴とする請求項３または４記載の光学素子。
【請求項６】前記等しい角度は、４５°未満であるこ
とを特徴とする請求項３乃至５記載の光学素子。
【請求項７】前記光学素子は、入射する光を分離す
る、または入射する各色光を合成するプリズムであるこ
とを特徴とする請求項３乃至６記載の光学素子。
【請求項８】光源から照射される光を赤、緑、青の各
色光に分離しその分離された各色光を対応する電気光学
装置に導く色光分離光学系と、前記各色光を与えられた
画像情報にしたがって変調する電気光学装置と、その電
気光学装置で変調された各色光を合成する色光合成光学
系とを備えた光学系であって、前記請求項１乃至７記載
のいずれかの光学素子を用いたことを特徴とする光学
系。
【請求項９】光源から照射される光を赤、緑、青の各
色光に分離しその分離された各色光を対応する電気光学
装置に導く色光分離光学系と、前記各色光を与えられた
画像情報にしたがって変調する電気光学装置と、その電
気光学装置で変調された各色光を合成する色光合成光学
系と、その合成された光をスクリーンに投写する投写光
学系とを備えたプロジェクタにおいて、前記請求項１乃
至７記載のいずれかの光学素子を用いたことを特徴とす
るプロジェクタ。
【請求項１０】前記色光分離光学系の各色光の光路長
が等しいことを特徴とする請求項８記載のプロジェク
タ。
【請求項１１】前記入射した光が、前記色光分離光学
系で分離されてから前記色光合成光学系を出射するまで
の各色光の光路が、すべて反射面から形成されているこ
とを特徴とする請求項８記載のプロジェクタ。
【請求項１２】前記色光分離光学系の各色光の光路中
に配置された同じ機能を有する光学部品が等しい位置に
配置されていることを特徴とする請求項８記載のプロジ
ェクタ。
【請求項１３】前記複数の電気光学装置は、前記色光
合成光学系で合成された光が出射する方向に対して水平
な面に配置されていることを特徴とする請求項８記載の
プロジェクタ。
【請求項１４】前記色光分離光学素子と前記色光合成
光学素子は、同一基枠に固定されていることを特徴とす
る請求項８記載のプロジェクタ。
【請求項１５】さらに、光源から液晶ライトバルブに
照射される光を均一照明としその偏光方向を揃える照明
光学系を備えることを特徴とする請求項８乃至１４記載
のいずれかのプロジェクタ。