JP2003140257A - 照明光学系及びカラー画像投射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品点数及び組立工数を減らし、組み立て作
業性の向上及び製造コストの低減を図る。 【解決手段】 カラー画像投射装置３１を、照明光学系
３２と投射光学系３３とから構成した。照明光学系３２
は、赤色、緑色及び青色を含む白色光を出力する光源
と、当該光源からの上記三色の光のうちの赤色と青色を
左右にに反射させて緑色の光を透過させる反射面３５
Ａ，３５Ｂを有する分光ブロック３５と、分光ブロック
３５に当接して設けられ反射面３５Ａで反射した赤色光
を投射光学系３３に反射させダイクロイックミラー３６
Ａを有する赤色ブロック３６と、この赤色ブロック３６
と同様のダイクロイックミラー３８Ａを有する青色ブロ
ック３８と、透過した緑色光を投射光学系３３に反射さ
せダイクロイックミラー３７Ａを有する緑色ブロック３
７とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、白色光を赤色、緑
色及び青色の光に分光する照明光学系及びこの照明光学
系からの各色の光によってカラー画像をスクリーン等へ
投射するカラー画像投射装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】白色光を分光して画像素子を通し、その
後１つに合わせてスクリーン等に投射するカラー画像投
射装置は一般に知られている。このようなカラー画像投
射装置の一例を図２に示す。

【０００３】カラー画像投射装置１は、光源２と、照明
光学系３と、投射光学系４とから構成されている。

【０００４】光源２は、白色光を出すランプ５と、２枚
のインテグレーター６，７と、各インテグレーター６，
７の間に設けられたＰＳ変換素子８とから構成されてい
る。この光源２からＰ偏光とＳ偏光に整理された白色光
が出力される。

【０００５】照明光学系３は、全反射ミラー１１と、第
１ダイクロイックミラー１２と、第２ダイクロイックミ
ラー１３と、第３ダイクロイックミラー１４と、リレー
レンズ１５，１６，１７とから構成されている。これら
各ミラー及びレンズは光路に正確に配置されている。全
反射ミラー１１は、光源２からの白色光を第１ダイクロ
イックミラー１２側へ全反射させる。第１ダイクロイッ
クミラー１２は、赤色の光のみを透過して残りの緑と青
の光を反射させる。第２ダイクロイックミラー１３は、
第１ダイクロイックミラー１２で反射された緑と青の光
のうち、青色の光のみ透過して残りの緑の光を反射させ
る。第３ダイクロイックミラー１４は、第１ダイクロイ
ックミラー１２を透過した赤色の光を反射させる。各リ
レーレンズ１５，１６，１７は、各ダイクロイックミラ
ー１３，１４で分けられた赤色、緑色、青色の光をその
光路を調整して後述の赤ブロック１８、緑ブロック１
９、青ブロック２０にそれぞれ入射させる。

【０００６】投射光学系４は、赤ブロック１８と、緑ブ
ロック１９と、青ブロック２０と、集光ブロック２１
と、投射レンズ２２とから構成されている。赤ブロック
１８は、照明光学系３で分けられた赤色の光を通して赤
色の投射画像を作る。緑ブロック１９は、照明光学系３
で分けられた緑色の光を通して緑色の投射画像を作る。
青ブロック２０は、照明光学系３で分けられた青色の光
を通して青色の投射画像を作る。集光ブロック２１は、
赤ブロック１８、緑ブロック１９及び青ブロック２０で
それぞれ作られた投射画像を合わせて１つにする。投射
レンズ２２は、集光ブロック２１で合わさった投射画像
をスクリーン等に投射する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記構成の
カラー画像投射装置１では、各ミラー１１〜１４及びレ
ンズ１５〜１７は個別の部品であり、部品点数が多くな
ってしまう。また、これらの部品を光路上に正確に設置
しなければならないため、組み立て作業が煩雑で、組立
工数も多くなってします。この結果、製造コストが嵩む
という問題点がある。

【０００８】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、部品点数及び組立工数を減らして組み立て作業性
を向上させ、製造コストの低減を図った照明光学系及び
カラー画像投射装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに第１の発明に係る照明光学系は、赤色、緑色及び青
色を含む白色光を出力する光源と、当該光源に面して設
けられた分光ブロックとを有し、上記分光ブロックが少
なくとも、上記光源からの光の光路上に設置され上記三
色の光のうちの一色を反射させて残りの色の光を透過さ
せる第１反射面と、当該第１反射面で反射させた光を所
定方向に反射させて取り出す第１取出し用反射面と、上
記光源からの光の光路上に設置され上記三色の光のうち
の他の一色を反射させて残りの色の光を透過させる第２
反射面と、当該第２反射面で反射させた光を所定方向に
反射させて取り出す第２取出し用反射面とを備えて構成
されたことを特徴とする。

【００１０】上記構成により、分光ブロックの第１反射
面では、上記三色の光のうちの一色を反射させて第１取
出し用反射面へ向ける。第１取出し用反射面では第１反
射面からの光を所定方向に反射させて取り出す。第２反
射面では、上記三色の光のうち上記第１反射面で反射さ
せて取り出す光を除く残りの二色のうちの一色の光を反
射させて第２取出し用反射面へ向け、残りの一色の光を
透過させる。第２取出し用反射面では第２反射面からの
光を所定方向に反射させて取り出す。第１及び第２反射
面で反射されずに透過した光は、そのまま所定方向に取
り出したり、第３取出し用反射面を設けて所定方向に取
り出したりする。これにより、白色光から三色の光を分
けて所定方向に取り出す。

【００１１】第２の発明の係る照明光学系は、赤色、緑
色及び青色を含む白色光を出力する光源と、当該光源か
らの上記三色の光のうちの一色を所定方向に反射又は透
過させて残りの色の光を透過又は反射させる反射面を少
なくとも有する第１ブロックと、当該第１ブロックに当
接して設けられ上記反射面を透過又は反射した二色の光
のうちの一色を所定方向に反射又は透過させて残りの色
の光を所定方向に透過又は反射させる反射面を少なくと
も有する第２ブロックとを備えて構成されたことを特徴
とする。

【００１２】上記構成により、光源から出力した白色光
は、第１ブロックに入力することにより、赤色、緑色及
び青色の三色の光のうちの一色を所定方向に反射又は透
過させて取り出す。残りの光は、第１ブロックに当接し
た第２ブロックに入力する。第２ブロックでは、入力し
た二色の光のうちの一色を所定方向に反射又は透過させ
て取り出し、残りの光は所定方向に透過又は反射させて
取り出す。これにより、３つの光を分離して所定方向に
取り出す。

【００１３】上記第２の発明に係る照明光学系において
は、上記第２ブロックに当接して設けられ第２ブロック
の反射面を透過又は反射した光を所定方向に反射させる
反射面を有する第３ブロックを備えることが望ましい。

【００１４】上記構成により、光源から出た白色光は、
上記第２の発明と同様に、第１ブロックで三色の光のう
ちの一色を所定方向に取り出し、第２ブロックで二色の
光のうちの一色を所定方向に取り出す。そして残りの光
は、第２ブロックに当接した第３ブロックに入力する。
第３ブロックでは、第２ブロックから入力した光を第３
ブロックの反射面で所定方向に反射させて取り出す。こ
れにより、３つの光を分離して所定方向に取り出す。

【００１５】第３の発明の係る照明光学系は、赤色、緑
色及び青色を含む白色光を出力する光源と、この光源か
らの上記三色の光のうちの一色を反射して残りの色の光
を透過する第１反射面と他の一色を反射して残りの色の
光を透過する第２反射面とを同一光路に設けて上記三色
の光を三方向に分光させる分光ブロックと、当該分光ブ
ロックのうち赤色の光が出力される面に当接して設けら
れ赤色の光を所定方向に反射させて取り出す取出し用反
射面を有する赤色ブロックと、上記分光ブロックのうち
緑色の光が出力される面に当接して設けられ緑色の光を
所定方向に反射させて取り出す取出し用反射面を有する
緑色ブロックと、上記分光ブロックのうち青色の光が出
力される面に当接して設けられ青色の光を所定方向に反
射させて取り出す取出し用反射面を有する青色ブロック
とを備えて構成されたことを特徴とする。

【００１６】上記構成により、光源からの白色光は分光
ブロックに入力する。分光ブロック内では、白色光に含
まれる三色の光のうちの一色が第１反射面で反射する。
残りの二色のうちの一色は第２反射面で反射する。残り
の一色は第１及び第２の反射面を透過する。この分光ブ
ロックのうち赤色の光が出力される面に当接した赤色ブ
ロックでは、入力した赤色の光を取出し用反射面で所定
方向に反射させて取り出す。上記分光ブロックのうち緑
色の光が出力される面に当接した緑色ブロックでは、入
力した緑色の光を取出し用反射面で所定方向に反射させ
て取り出す。上記分光ブロックのうち青色の光が出力さ
れる面に当接した青色ブロックでは、入力した青色の光
を取出し用反射面で所定方向に反射させて取り出す。こ
れにより、上記三色の光が３つに分光して所定方向に取
り出される。

【００１７】上記各発明に係る照明光学系において、上
記各ブロックの各反射面が、上記赤色、緑色又は青色の
うちいずれか一色の光のみを反射又は透過させるダイク
ロイックミラーによって構成されたことを特徴とする。

【００１８】上記構成により、ダイクロイックミラーに
よって三色のうちの一色の光のみを確実に反射させて取
り出すことができる。

【００１９】上記各発明に係る照明光学系において、上
記各ブロックが透明プラスチックで成型されたことを特
徴とする。

【００２０】上記構成により、各ブロックを透明プラス
チックで成型して互いに接着することで、各反射面の光
軸に対する微調整を必要とせず、容易にかつ正確に照明
光学系を組み立てることができる。

【００２１】第４の発明の係るカラー画像投射装置は、
白色光を赤色、緑色及び青色の光に分けて出力する照明
光学系と、当該照明光学系からの三色の光によりカラー
の投射画像を作る投射光学系とを備えたカラー画像投射
装置において、上記照明光学系として、上記いずれかの
照明光学系を用いたことを特徴とする。

【００２２】上記構成により、光軸に対する微調整を必
要とせず、ただ各ブロックを接着するだけで済むので、
容易に組み立てることができる。さらに、部品点数及び
組立工数も減り、組み立て作業性が向上すると共に、製
造コストの低減を図ることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明による照明光学系及
びカラー画像投射装置の実施形態を図面を参照しながら
詳述する。

【００２４】［第１実施形態］第１実施形態に係るカラ
ー画像投射装置について説明する。図１は本実施形態に
係るカラー画像投射装置を示す分解斜視図である。

【００２５】本実施形態に係るカラー画像投射装置３１
は、光源（図示せず）と、照明光学系３２と、投射光学
系３３とから構成されている。

【００２６】光源は、上記従来の光源２と同様に、赤
色、緑色及び青色を含む白色光を出力する。この光源か
らの白色光が照明光学系３２に入力される。

【００２７】照明光学系３２は、分光ブロック３５と、
赤色ブロック３６と、緑色ブロック３７と、青色ブロッ
ク３８とから構成されている。

【００２８】分光ブロック３５は、光源の白色光から赤
色、緑色及び青色の三色の光を分光して取り出すための
ブロックである。この分光ブロック３５は、オレフィン
系、アクリル系、ポリカーボネート系等の透明の合成樹
脂によって正六面体状に形成されている。分光ブロック
３５内には、２枚の反射面３５Ａ，３５Ｂが設けられて
いる。各反射面３５Ａ，３５Ｂは、対角線状に直交させ
て垂直に配設されている。第１反射面３５Ａは、入力さ
れた白色光のうちの赤色の光を光路Ｓに対して直交方向
へ反射させて残りの色の光を透過させるダイクロイック
ミラーで構成されている。第２反射面３５Ｂは、入力さ
れた白色光のうちの青色の光を光路Ｓに対して直交方向
でかつ上記赤色の光と反対方向へ反射させて残りの色の
光を透過させるダイクロイックミラーで構成されてい
る。これにより、光路Ｓに沿って入射した白色光のう
ち、赤色の光は第１反射面３５Ａで直交方向へ反射し、
青色の光は第２反射面３５Ｂで赤色の光と反対方向へ反
射し、緑色の光は分光ブロック３５を透過して、三色の
光を三方向に分光させるようになっている。

【００２９】赤色ブロック３６は、赤色の光を投射光学
系３３へ出力するためのブロックである。この赤色ブロ
ック３６は、オレフィン系、アクリル系、ポリカーボネ
ート系等の透明の合成樹脂によって三角柱状に形成され
ている。具体的には、正六面体を対角線で半分にした三
角柱状に形成されている。この三角柱状の赤色ブロック
３６の斜面には赤色光を反射させるダイクロイックミラ
ー３６Ａが設けられ、分光ブロック３５からの赤色光を
投射方向Ｔへ反射させるようになっている。ダイクロイ
ックミラー３６Ａは、赤色ブロック３６の斜面に蒸着し
て直接に成形しても、板材として貼り合わせてもよい。
貼り合わせの場合は接着面での屈折率を考慮する。な
お、分光ブロック３５の第１反射面３５Ａでは赤色の光
のみを取り出しているので、赤色ブロック３６の斜面に
は、アルミニウムの蒸着等による全反射ミラーを設けて
もよい。この赤色ブロック３６は、分光ブロック３５の
赤色光の出力面に一体的に貼り合わされている。

【００３０】緑色ブロック３７は、緑色の光を投射光学
系３３へ出力するためのブロックである。この緑色ブロ
ック３７は、上記赤色ブロック３６と同様にオレフィン
系、アクリル系、ポリカーボネート系等の透明の合成樹
脂によって三角柱状に形成されている。この三角柱状の
緑色ブロック３７の斜面には緑色光を反射させるダイク
ロイックミラー３７Ａが設けられ、分光ブロック３５か
らの光のうち緑色光を投射方向Ｔへ反射させるようにな
っている。分光ブロック３５では第１反射面３５Ａ及び
第２反射面３５Ｂを透過した光が緑色ブロック３７に入
力するが、赤色と青色の光が除かれた光には緑色以外の
色の光も含まれている可能性があるため、ダイクロイッ
クミラー３７Ａを用いる。ダイクロイックミラー３７Ａ
は、蒸着して成形しても、板材として貼り合わせてもよ
い。貼り合わせの場合は接着面での屈折率を考慮する。
緑色ブロック３７は、分光ブロック３５の緑色光の出力
面に一体的に貼り合わされている。

【００３１】青色ブロック３８は、青色の光を投射光学
系３３へ出力するためのブロックである。この青色ブロ
ック３８は、上記赤色ブロック３６と同様にオレフィン
系、アクリル系、ポリカーボネート系等の透明の合成樹
脂によって三角柱状に形成されている。この三角柱状の
青色ブロック３８の斜面には青色光を反射させるダイク
ロイックミラー３８Ａが設けられ、分光ブロック３５か
らの青色光を投射方向Ｔへ反射させるようになってい
る。ダイクロイックミラー３８Ａは、青色ブロック３８
の斜面に蒸着して成形しても、板材として貼り合わせて
もよい。貼り合わせの場合は接着面での屈折率を考慮す
る。なお、分光ブロック３５では第２反射面３５Ｂで青
色の光のみを取り出しているので、青色ブロック３８の
斜面には、アルミニウムの蒸着等による全反射ミラーを
設けてもよい。この青色ブロック３８は、分光ブロック
３５の青色光の出力面に一体的に貼り合わされている。

【００３２】投射光学系３３は、赤色投射ブロック４１
と、緑色投射ブロック４２と、青色投射ブロック４３
と、集光ブロック４４と、投射レンズ４５（図３参照）
とから構成されている。

【００３３】赤色投射ブロック４１は、赤色の光により
赤色の投射画像を作るためのブロックである。この赤色
投射ブロック４１は、照明光学系３２の赤色ブロック３
６の赤色光の出力面に貼り合わされる。赤色投射ブロッ
ク４１は、正六面体状に形成され、ＰＢＳ板４７と、レ
ッドパネル４８とが設けられている。ＰＢＳ板４７は赤
色投射ブロック４１内に設けられている。具体的には、
正六面体状の赤色投射ブロック４１の対角線状に、赤色
ブロック３６からの出力光の光路に対して外側へ４５°
傾斜させて設けられている。ＰＢＳ板４７は、Ｐ偏光と
Ｓ偏光のうちの一方を通し、他方を反射させる。これに
より、照明光学系３２の赤色ブロック３６から入力する
赤色光を反射させてレッドパネル４８側へ案内すると共
に、偏波面が９０°回転したレッドパネル４８側からの
赤色光を透過させて集光ブロック４４側へ出力するよう
になっている。レッドパネル４８は、赤色の光を選択的
に反射させて画像を作る液晶等の赤色画像素子を備えて
いる。さらに、ＰＢＳ板４７で反射した赤色光の偏波面
を９０°回転させる機能を有する。このレッドパネル４
８は、赤色投射ブロック４１の外側端面に貼付されてい
る。

【００３４】緑色投射ブロック４２は、緑色の光により
緑色の投射画像を作るためのブロックである。この緑色
投射ブロック４２は、照明光学系３２の緑色ブロック３
７の緑色光の出力面に貼り合わされる。緑色投射ブロッ
ク４２は、正六面体状に形成され、ＰＢＳ板４９と、グ
リーンパネル５０とが設けられている。ＰＢＳ板４９
は、上記ＰＢＳ板４７と同様に、照明光学系３２の緑色
ブロック３７からの緑色光を反射させてグリーンパネル
５０側へ案内すると共に、偏波面が９０°回転したグリ
ーンパネル５０側からの緑色光を透過させて集光ブロッ
ク４４側へ出力するようになっている。グリーンパネル
５０は、緑色の光を選択的に反射させて画像を作る液晶
等の緑色画像素子を備えている。さらに、ＰＢＳ板４９
で反射した赤色光の偏波面を９０°回転させる機能を有
する。このグリーンパネル５０は、緑色投射ブロック４
２の外側端面に貼付されている。

【００３５】青色投射ブロック４３は、青色の光により
青色の投射画像を作るためのブロックである。この青色
投射ブロック４３は、照明光学系３２の青色ブロック３
８の青色光の出力面に貼り合わされる。青色投射ブロッ
ク４３は、正六面体状に形成され、ＰＢＳ板５１と、ブ
ルーパネル５２とが設けられている。ＰＢＳ板５１は、
上記ＰＢＳ板４７と同様に、照明光学系３２の青色ブロ
ック３８からの青色光を反射させてブルーパネル５２側
へ案内すると共に、偏波面が９０°回転したブルーパネ
ル５２側からの青色光を透過させて集光ブロック４４側
へ出力するようになっている。ブルーパネル５２は、青
色の光を選択的に反射させて画像を作る液晶等の青色画
像素子を備えている。さらに、ＰＢＳ板５１で反射した
赤色光の偏波面を９０°回転させる機能を有する。この
ブルーパネル５２は、青色投射ブロック４３の外側端面
に貼付されている。

【００３６】集光ブロック４４は、赤色投射ブロック４
１、緑色投射ブロック４２及び青色投射ブロック４３か
らの赤色、緑色及び青色の光を合わせるためのブロック
である。この集光ブロック４４には二枚の反射板５５，
５６が、対角線上に互いに交差した状態で垂直に設けら
れている。第１反射板５５は、赤色投射ブロック４１か
ら入力した赤色の光を投射レンズ４５側へ反射させて他
の色の光を透過させる。第２反射板５６は、青色投射ブ
ロック４３から入力した青色の光を投射レンズ４５側へ
反射させて他の色の光を透過させる。そして、各反射板
５５，５６は、緑色投射ブロック４２から入力した緑色
の光を反射せずに投射レンズ４５側へ透過させる。これ
により、集光ブロック４４で３つの色の光が合わさって
投射レンズ４５に出力するようになっている。

【００３７】集光ブロック４４には、その赤色光の入力
面に赤色投射ブロック４１が、緑色光の入力面に緑色投
射ブロック４２が、青色光の入力面に青色投射ブロック
４３がそれぞれ貼り合わされている。さらに、集光ブロ
ック４４は照明光学系３２の分光ブロック３５にも貼り
合わされている。

【００３８】投射レンズ４５は、集光ブロック４４から
出力された光を投射対象のスクリーン等に投射するため
のレンズである。この投射レンズ４５は、集光ブロック
４４の出力面に面して設けられている。

【００３９】以上のように構成されたカラー画像投射装
置３１の照明光学系３２は、次のようにして組み立て
る。分光ブロック３５に赤色ブロック３６、緑色ブロッ
ク３７及び青色ブロック３８をそれぞれ整合させて貼り
合わせる。また、投射光学系３３では、集光ブロック４
４に赤色投射ブロック４１、緑色投射ブロック４２及び
青色投射ブロック４３をそれぞれ整合させて貼り合わせ
る。そして、照明光学系３２の分光ブロック３５、赤色
ブロック３６、緑色ブロック３７及び青色ブロック３８
が、投射光学系３３の集光ブロック４４、赤色投射ブロ
ック４１、緑色投射ブロック４２及び青色投射ブロック
４３にそれぞれ貼り合わされて、全体が組み立てられ
る。

【００４０】このようにして組み立てられたカラー画像
投射装置３１では、光源からの白色光が、照明光学系３
２の分光ブロック３５で赤色、緑色及び青色の三色の光
に分けられて、赤色ブロック３６、緑色ブロック３７及
び青色ブロック３８に入力する。そして、赤色ブロック
３６、緑色ブロック３７及び青色ブロック３８のダイク
ロイックミラー３６Ａ，３７Ａ，３８Ａでそれぞれ反射
されて投射光学系３３に入射する。

【００４１】投射光学系３３では、照明光学系３２の赤
色ブロック３６、緑色ブロック３７及び青色ブロック３
８からの赤色、緑色及び青色の光が赤色投射ブロック４
１、緑色投射ブロック４２及び青色投射ブロック４３に
入力してそれぞれの色の投射画像を作り、集光ブロック
４４に入力して、この集光ブロック４４で合わさり、投
射レンズ４５を介してスクリーン等に投射される。

【００４２】以上のように、照明光学系３２及び投射光
学系３３をブロック単位で製造し、それらを整合させて
貼り合わせるだけで全体を組み立てることができるの
で、部品点数及び組立工数を減らすことができる。

【００４３】これにより、各部品を光軸に合わせて位置
決めしたり微調整したりする必要もなく、カラー画像投
射装置３１を極めて容易に組み立てることができ、組み
立て作業性を大幅に向上する。さらに、部品点数も減っ
て、製造コストの低減を図ることができる。

【００４４】［第２実施形態］次に、本発明の第２実施
形態について図３に基づいて説明する。なお、本実施形
態に係るカラー画像投射装置の投射光学系は上記第１実
施形態のカラー画像投射装置３１の投射光学系３３と同
様の構成であるため、同一部分には同一符号を付してそ
の説明を省略する。本実施形態では、照明光学系６０に
特徴がある。なお、光源６１は、ランプ６２と、インテ
グレーター６３と、ＩＲカットフィルター６４とから構
成されている。

【００４５】本実施形態に係る照明光学系６０は、第１
ブロック６６と、第２ブロック６７と、第３ブロック６
８とから構成されている。

【００４６】第１ブロック６６は、光源６１からの上記
三色の光のうちの一色を所定方向に反射させて残りの色
の光を透過させるためのブロックである。この第１ブロ
ック６６は、正六面体を対角線で半分にした２つの三角
柱を互いに９０°回転させて合わせて構成されている。
光源６１側の第１斜面６６Ａは上方を向き、反対側の第
２斜面６６Ｂは横方を向いている。第１斜面６６Ａは反
射面となっている。この第１斜面６６Ａには、図中のグ
ラフのように赤色の光を反射させるダイクロイックミラ
ー７１が貼り合わされる。なお、第１斜面６６Ａに蒸着
でダイクロイックミラー７１を形成してもよい。このダ
イクロイックミラー７１により、赤色の光を上方へ反射
させ、残りの光を透過させる。第１斜面６６Ａで反射し
た赤色の光は、投射光学系３３の赤色投射ブロック４１
に入力する。第２斜面６６Ｂは、第２ブロック６７の第
１斜面６７Ａと合わさって反射面を構成している。この
第２斜面６６Ｂに対向する垂直面６６Ｃは、第２斜面６
６Ｂ（第１斜面６７Ａ）で反射した緑色の光の出力面と
なっている。

【００４７】第２ブロック６７は、第１ブロック６６か
らの赤を除く二色の光のうちの一色を所定方向に反射さ
せて残りの一色の光を所定方向に透過させるためのブロ
ックである。この第２ブロック６７には、上記第１ブロ
ック６６と同様に、正六面体を対角線で半分にした２つ
の三角柱を互いに９０°回転させて合わせて構成されて
いる。なおここでは、第１ブロック６６に当接する側の
三角柱を他方の三角柱よりも僅かに小さく成形されてい
る。これは、後述するダイクロイックミラー７２の厚み
を考慮したものである。第１ブロック６６側の第１斜面
６７Ａは横方を向き、反対側の第２斜面６７Ｂは下方を
向いている。第１斜面６７Ａは反射面となっている。こ
の第１斜面６７Ａには、図中のグラフのように緑色の光
を反射させるダイクロイックミラー７２が貼り合わされ
る。なお、第１斜面６７Ａに蒸着でダイクロイックミラ
ー７２を形成してもよい。このダイクロイックミラー７
２により、緑色の光を横方へ反射させ、残りの光を透過
させる。なお、赤色光も反射するが、赤色光は上記ダイ
クロイックミラー７１で既に除かれているため、緑色光
のみが反射する。第２斜面６７Ｂは、青色の光を反射さ
せる反射面となっている。第２斜面６７Ｂに入力する光
が青色のみである場合は、アルミニウムの蒸着等による
全反射ミラーを設ける。青色以外の色の光を含む場合に
は、青色の光を反射するダイクロイックミラーを設け
る。この第２斜面６７Ｂに対向する水平面６７Ｃは、第
２斜面６７Ｂで反射した青色の光の出力面となってい
る。水平面６７Ｃで出力した青色の光は、投射光学系３
３の青色投射ブロック４３に入力される。

【００４８】第３ブロック６８は、第１ブロック６６の
第２斜面６６Ｂ（第２ブロック６７の第１斜面６７Ａ）
で反射して垂直面６６Ｃから出力した緑色の光を所定方
向に反射させるためのブロックである。この第３ブロッ
ク６８は、正六面体を対角線で半分にした三角柱状に形
成されている。この第３ブロック６８の斜面６８Ａは全
反射ミラーが設けられている。なお、全反射ミラーの代
わりに、緑色の光を反射するダイクロイックミラーでも
よい。この斜面６８Ａに対向する水平面６８Ｂは、斜面
６８Ａで反射した緑色の光の出力面となっている。水平
面６８Ｂで出力した緑色の光は、投射光学系３３の緑色
投射ブロック４２に入力される。

【００４９】以上のように構成されたカラー画像投射装
置の照明光学系６０では、第１ブロック６６、第２ブロ
ック６７、第３ブロック６８及びダイクロイックミラー
７１，７２がそれぞれ貼り合わされる。そして、第２ブ
ロック６７の水平面６７Ｃが投射光学系３３の青色投射
ブロック４３に、第３ブロック６８の水平面６８Ｂが投
射光学系３３の緑色投射ブロック４２にそれぞれ貼り合
わされて、全体が組み立てられる。

【００５０】そして、照明光学系６０では、光源からの
白色光が、ダイクロイックミラー７１，７２等で赤色、
緑色及び青色の三色の光に分けられて、投射光学系３３
に入力する。

【００５１】投射光学系３３では、上記第１実施形態と
同様に作用して、投射画像がスクリーン等に投射され
る。

【００５２】以上のように、照明光学系６０をブロック
単位で製造し、それらを整合させて貼り合わせるだけで
全体を組み立てることができるので、上記第１実施形態
と同様に、部品点数及び組立工数を減らして、組み立て
作業性を大幅に向上できると共に、製造コストの低減を
図ることができる。

【００５３】［変形例］ （１） 上記第１実施形態では、照明光学系３２を、三
色の光を分光する機能だけを持つブロックと、分光した
各光を投射光学系３３側へ反射させる機能だけを持つブ
ロックに分けたが、図４に示すように、分光と反射の２
つの機能を１つのブロックに持たせてもよい。ここで
は、照明光学系８１を、第１ブロック８２、第２ブロッ
ク８３、第３ブロック８４及び第４ブロック８５に分け
ている。

【００５４】第１ブロック８２は、光源からの白色光の
入力面８２Ａと、赤色の光を反射させる赤色反射面８２
Ｂと、青色の光を反射させる青色反射面８２Ｃとを備え
ている。

【００５５】第２ブロック８３は、上記第１ブロック８
２の青色反射面８２Ｃと一体となる青色反射面８３Ａ
と、赤色の光を反射させる赤色反射面８３Ｂと、入力し
た赤色の光を投射光学系３３側へ出力するダイクロイッ
クミラー８３Ｃとを備えている。

【００５６】第３ブロック８４は、上記第２ブロック８
３の赤色反射面８３Ｂと一体となる赤色反射面８４Ａ
と、青色の光を反射させる青色反射面８４Ｂと、入力し
た緑色の光を投射光学系３３側へ出力するダイクロイッ
クミラー８４Ｃとを備えている。

【００５７】第４ブロック８５は、上記第３ブロック８
４の青色反射面８４Ｂと一体となる青色反射面８５Ａ
と、上記第１ブロック８２の赤色反射面８２Ｂと一体と
なる赤色反射面８５Ｂと、入力した青色の光を投射光学
系３３側へ出力するダイクロイックミラー８５Ｃとを備
えている。

【００５８】この場合も、上記第１実施形態のカラー画
像投射装置３１と同様の作用、効果を奏することができ
る。

【００５９】（２） 上記第２実施形態では、照明光学
系６０を、３つのブロック６６，６７，６８に分けた
が、図５に示すように、２つのブロックで照明光学系を
構成してもよい。即ち、照明光学系９１を、第１ブロッ
ク９２と、第２ブロック９３とから構成してもよい。第
１ブロック９２は、第２実施形態の第１ブロック６６と
第３ブロック６８とを一体成型したものである。第２ブ
ロック９３は、第２実施形態の第２ブロック６７と同様
である。

【００６０】この場合も、上記第１実施形態のカラー画
像投射装置３１と同様の作用、効果を奏することができ
る。

【００６１】（３） 上記各実施形態では、投射光学系
側へ反射させる反射面を３つの光に応じて３つ設けた
が、光源からの白色光の入力方向が投射光学系３３側へ
向いている場合は、図６及び図７に示すように、反射面
を２つ設けてもよい。

【００６２】図６では、照明光学系を、第１ブロック１
０１と、第２ブロック１０２とから構成した。第１ブロ
ック１０１は、赤色光を反射させるダイクロイックミラ
ー１０３と、このダイクロイックミラー１０３で反射し
た赤色の光を光投射光学系３３側へ反射させる反射面１
０４とから構成されている。第２ブロック１０２は、青
色光を反射させるダイクロイックミラー１０５と、この
ダイクロイックミラー１０５で反射した青色の光を光投
射光学系側へ反射させる反射面１０６とから構成されて
いる。緑色の光はダイクロイックミラー１０３，１０５
を透過して直進する。

【００６３】図７では、照明光学系を１つのブロック１
１１で構成した。１つのブロック１１１に、赤色光を反
射させるダイクロイックミラー１１２と、このダイクロ
イックミラー１１２で反射した赤色の光を光投射光学系
３３側へ反射させる反射面１１３と、青色光を反射させ
るダイクロイックミラー１１４と、このダイクロイック
ミラー１１４で反射した青色の光を光投射光学系側へ反
射させる反射面１１５とを備えた。緑色の光はダイクロ
イックミラー１１２，１１４を透過して直進する。

【００６４】これらの場合も、上記各実施形態と同様の
作用、効果を奏することができる。

【００６５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、照明光
学系及び投射光学系をブロック単位で製造し、それらを
整合させて貼り合わせるだけで全体を組み立てることが
できるので、部品点数及び組立工数を減らすことができ
る。これにより、各部品を光軸に合わせて位置決めした
り微調整したりする必要もなく、照明光学系及びカラー
画像投射装置を極めて容易に組み立てることができ、組
み立て作業性を大幅に向上する。さらに、部品点数も減
って、製造コストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係るカラー画像投射装置を示
す分解斜視図である。

【図２】従来のカラー画像投射装置を示す概略構成図で
ある。

【図３】第２の実施形態に係るカラー画像投射装置を示
す分解斜視図である。

【図４】第１の変形例に係るカラー画像投射装置の照明
光学系を示す斜視図である。

【図５】第２の変形例に係るカラー画像投射装置の照明
光学系を示す斜視図である。

【図６】第３の変形例に係るカラー画像投射装置の照明
光学系を示す斜視図である。

【図７】第４の変形例に係るカラー画像投射装置の照明
光学系を示す斜視図である。

【符号の説明】

３１：カラー画像投射装置、３２：照明光学系、３３：
投射光学系、３４：集光ブロック、３５：分光ブロッ
ク、３６：赤色ブロック３６、３７：緑色ブロック、３
８：青色ブロック、３９：ＰＢＳ板、４０：ブルーパネ
ル、４１：赤色投射ブロック、４２：緑色投射ブロッ
ク、４３：青色投射ブロック、４４：集光ブロック、４
５：投射レンズ、４７：ＰＢＳ板、４８：レッドパネ
ル、４９：ＰＢＳ板、５０：グリーンパネル、５１：Ｐ
ＢＳ板、５２：ブルーパネル、５５：第１反射板、５
６：第２反射板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 9/31 Ｈ０４Ｎ 9/31 Ｃ Ｆターム(参考） 2H042 CA08 CA14 CA17 2H099 AA12 BA09 CA02 DA05 5C058 AB06 EA12 EA13 EA26 5C060 BA03 BA04 BA09 BC05 DA04 DA05 GB01 GB05 HC24 HC25 JB06

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 赤色、緑色及び青色を含む白色光を出力
   する光源と、 当該光源に面して設けられた分光ブロックとを有し、 上記分光ブロックが少なくとも、 上記光源からの光の光路上に設置され上記三色の光のう
   ちの一色を反射させて残りの色の光を透過させる第１反
   射面と、 当該第１反射面で反射させた光を所定方向に反射させて
   取り出す第１取出し用反射面と、 上記光源からの光の光路上に設置され上記三色の光のう
   ちの他の一色を反射させて残りの色の光を透過させる第
   ２反射面と、 当該第２反射面で反射させた光を所定方向に反射させて
   取り出す第２取出し用反射面とを備えて構成されたこと
   を特徴とする照明光学系。
2. 【請求項２】 赤色、緑色及び青色を含む白色光を出力
   する光源と、 当該光源からの上記三色の光のうちの一色を所定方向に
   反射又は透過させて残りの色の光を透過又は反射させる
   反射面を少なくとも有する第１ブロックと、 当該第１ブロックに当接して設けられ上記反射面を透過
   又は反射した二色の光のうちの一色を所定方向に反射又
   は透過させて残りの色の光を所定方向に透過又は反射さ
   せる反射面を少なくとも有する第２ブロックとを備えて
   構成されたことを特徴とする照明光学系。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の照明光学系において、 上記第２ブロックに当接して設けられ第２ブロックの反
   射面を透過又は反射した光を所定方向に反射させる反射
   面を有する第３ブロックを備えて構成されたことを特徴
   とする照明光学系。
4. 【請求項４】 赤色、緑色及び青色を含む白色光を出力
   する光源と、 この光源からの上記三色の光のうちの一色を反射して残
   りの色の光を透過する第１反射面と他の一色を反射して
   残りの色の光を透過する第２反射面とを同一光路に設け
   て上記三色の光を三方向に分光させる分光ブロックと、 当該分光ブロックのうち赤色の光が出力される面に当接
   して設けられ赤色の光を所定方向に反射させて取り出す
   取出し用反射面を有する赤色ブロックと、 上記分光ブロックのうち緑色の光が出力される面に当接
   して設けられ緑色の光を所定方向に反射させて取り出す
   取出し用反射面を有する緑色ブロックと、 上記分光ブロックのうち青色の光が出力される面に当接
   して設けられ青色の光を所定方向に反射させて取り出す
   取出し用反射面を有する青色ブロックとを備えて構成さ
   れたことを特徴とする照明光学系。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の
   照明光学系において、 上記各ブロックの各反射面が、上記赤色、緑色又は青色
   のうちいずれか一色の光のみを反射又は透過させるダイ
   クロイックミラーによって構成されたことを特徴とする
   照明光学系。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の
   照明光学系において、 上記各ブロックが透明プラスチックで成型されたことを
   特徴とする照明光学系。
7. 【請求項７】 白色光を赤色、緑色及び青色の光に分け
   て出力する照明光学系と、当該照明光学系からの三色の
   光によりカラーの投射画像を作る投射光学系とを備えた
   カラー画像投射装置において、 上記照明光学系として、請求項１乃至６のいずれか１項
   に記載の照明光学系を用いたことを特徴とするカラー画
   像投射装置。