JP2003287808A

JP2003287808A - プロジェクタ

Info

Publication number: JP2003287808A
Application number: JP2003094978A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Ito; 嘉高伊藤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2003-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】明るさが均一で、明るく質の良い投写画像を
得ること。【解決手段】プロジェクタ１は、偏光照明装置１０
０、偏光ビームスプリッタ２００、反射型液晶装置、投
写光学系５００から概略構成される。偏光照明装置１０
０には、光源部１１０、第１の光学要素１２０、第２の
光学要素１３０が含まれており、光源部１１０から射出
された光は第１の光学要素１２０により複数の中間光束
に分割された後、第２の光学要素１３０によってほぼ一
種類の偏光方向を有する偏光光に変換される。この偏光
光は、偏光ビームスプリッタ２００により反射され、反
射型液晶装置３００により変調された後、投写光学系５
００を介して投写面６００に投写される。このようなプ
ロジェクタによれば、光路の長さを短くして光の損失を
防ぐととともに、被照明領域に対する照度ムラを低減
し、明るさが均一で、明るく質の良い投写画像を得るこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は反射型液晶装置のよ
うな反射型変調装置により形成された表示画像を投写面
に投写表示する、プロジェクタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】今日、大画面の画像を表示する方法とし
ては、透過型液晶装置をライトバルブとして用いたプロ
ジェクタが良く知られている。このようなプロジェクタ
の例として、３枚の透過型液晶装置を用いたプロジェク
タの代表的な構成例を図１２に示す。光源部１１０は光
源ランプ１１１と放物面リフレクター１１２とから構成
されており、光源ランプ１１１から射出された光は放物
面リフレクター１１２により反射されてダイクロイック
ミラー４０１へ入射する。そして、波長選択性のある２
枚のダイクロイックミラー４０１、４０２により赤色
光、緑色光、青色光の３色の色光に分離された後、それ
ぞれの色光に対応した透過型液晶装置３０１Ｒ、３０１
Ｇ、３０１Ｂに照射され、それぞれの透過型液晶装置を
透過してきた光がクロスダイクロイックプリズム４２０
により合成され、投写光学系５００を介して投写面６０
０上に投写表示される。なお、赤色光の光路と、青色光
の光路には、光束を反射する反射ミラー４０３、４０
４、４０５が設けられている。

【０００３】ここで、色光合成手段として用いるクロス
ダイクロイックプリズム４２０には、ダイクロイック膜
がＸ字状に配置されている。３つの液晶装置を用いたプ
ロジェクタの色光合成手段は、クロスダイクロイックプ
リズム４２０の代わりに２枚のダイクロイックミラーを
平行に配置しても実現できる。しかしながら、クロスダ
イクロイックプリズム４２０を用いた方が、２枚のダイ
クロイックミラーを平行に配置した場合に比べて液晶装
置３０１Ｒ、３０１Ｇ、３０１Ｂと投写光学系５００と
の間の距離を短くできるため、大口径の投写レンズを用
いなくとも明るい投写画像が得られるという特徴があ
る。

【０００４】しかしながら、従来のプロジェクタでは、
色光合成の部分についてはクロスダイクロイックプリズ
ム４２０を用いることにより光路を短くできるものの、
色光分離の部分については、ダイクロイックミラー４０
１、４０２、および、反射ミラー４０３、４０４、４０
５を用いているため、光路の長さがかなり長いものとな
っている。よって、従来のプロジェクタでは光を分離す
る過程における光損失が多く、クロスダイクロイックプ
リズム４２０の持つ特性を十分に活かすことができなか
った。

【０００５】また、光源ランプ１１１と放物面リフレク
ター１１２とから構成される光源部１１０からの射出光
束は、光束の断面内で不均一な光強度分布を有してお
り、光源光軸近傍の照明光の光強度は大きく、光軸から
離れるにしたがって照明光の光強度は小さくなるという
特性を持つ。したがって、図１２に示した従来のプロジ
ェクタにおいては、被照明領域である液晶装置３０１
Ｒ、３０１Ｇ、３０１Ｂにおける照明光の光強度分布が
不均一となり、投写面６００に投写される画像に明るさ
ムラや色ムラが生じてしまうという問題点がある。

【０００６】さらに、光出力が極めて大きな光源ランプ
を用いて、投写画像の明るさを大幅に向上しようとした
場合、従来の透過型液晶装置を用いたプロジェクタで
は、液晶装置における光吸収が大きく、液晶装置を冷却
する大掛かりな冷却装置が必要不可欠であった。

【０００７】そこで、本発明は、光路の長さを短くして
光の損失を防ぐことにより、大口径の投写レンズを用い
なくともより明るい投写画像を得ることができるプロジ
ェクタを提供することを目的とする。

【０００８】また、被照明領域における照明光の光強度
分布の不均一性を低減し、明るさが均一で、画質の良い
プロジェクタを提供することを目的とする。

【０００９】さらに、光出力が極めて大きな光源ランプ
を用いても、大掛かりな冷却装置を必要としないプロジ
ェクタを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明第１のプロジェクタは、光源と、前記光源からの光
束を集光し、複数の中間光束に分割する第１の光学要素
と、前記第１の光学要素の光射出側に配置され、前記複
数の中間光束を一種類の偏光光に変換して前記反射型変
調装置上に重畳させる第２の光学要素と、前記第２の光
学要素から射出された光を変調する唯一の反射型変調装
置と、前記第２の光学要素と前記反射型変調装置との間
の光路上に配置され、前記第２の光学要素から射出され
た光を反射または透過させて前記反射型変調装置に到達
させるとともに、前記反射型変調装置により変調された
光を透過または反射させて投写光学系へ到達させる偏光
選択素子と、前記第２の光学要素と前記偏光選択素子と
の間に配置された平行化レンズと、を有することを特徴
とする。

【００１１】本発明第１のプロジェクタの上記構成によ
れば、光路の長さをきわめて短くすることができ、光の
損失を最小限にとどめることが可能となる。よって、大
口径の投写レンズを用いなくともきわめて明るい投写画
像を得ることが可能となる。

【００１２】第１の光学要素としては、例えば複数の光
束分割レンズがマトリックス状に配置されたレンズアレ
イを用いることができる。このようなレンズアレイによ
って光源からの光束を複数の中間光束に分割し、それら
の中間光束を被照明領域上で重畳することにより、単一
光束の場合よりも照度のムラを低減することができる。
よって、光源からの射出光束が光束の断面内で不均一な
光強度分布を有していた場合でも、明るさが均一な照明
光を得ることができる。特に、光源ランプと放物面等の
リフレクターとからなる光源から射出される光束に見ら
れるように、光束の光強度分布が全く無秩序ではなく、
光強度分布に一定の傾向を有している場合には、上記の
第１の光学要素を用いることにより、被照明領域におけ
る照明光の光強度分布やその角度分布をきわめて均一な
ものとすることができる。

【００１３】第２の光学要素は、中間光束をＰ偏光光、
Ｓ偏光光に分離した後、偏光方向を揃え、最終的に一箇
所の被照明領域上に重畳させるものである。従来のプロ
ジェクタにおいては、Ｐ偏光光、Ｓ偏光光のいずれか一
方しか用いることができず、光損失が大きなものもあっ
たが、本発明の第２の光学要素を用いれば、どちらの偏
光光も無駄なく用いることが可能となるため、明るい画
像を得ることが可能となる。また、分割された複数の中
間光束を、最終的に一箇所の被照明領域上で重畳させる
ため、光源からの射出光束が光束の断面内で不均一な光
強度分布を有していた場合でも、明るさが均一な偏光光
を照明光として得ることができる。特に、均等な光強度
や分光特性で中間光束をＰ偏光光とＳ偏光光に分離でき
ない場合や、両偏光光の偏光方向を揃える過程で一方の
偏光光の光強度やその分光特性が変化した場合において
も、明るさが均一で色ムラの少ない偏光光を照明光とし
て得ることができる。

【００１４】本発明第２のプロジェクタは、光源と、前
記光源からの光束を集光し、複数の中間光束に分割する
第１の光学要素と、前記第１の光学要素の光射出側に配
置され、前記複数の中間光束を一種類の偏光光に変換し
て前記反射型変調装置上に重畳させる第２の光学要素
と、前記第２の光学要素から射出された光から、時分割
で複数の色光を生成する色光生成光学系と、前記色光生
成光学系によって生成された色光を変調する唯一の反射
型変調装置と、前記第２の光学要素と前記反射型変調装
置との間の光路上に配置され、前記第２の光学要素から
射出された光を反射または透過させて前記反射型変調装
置に到達させるとともに、前記反射型変調装置により変
調された光を透過または反射させて投写光学系へ到達さ
せる偏光選択素子と、前記第２の光学要素と前記偏光選
択素子との間に配置された平行化レンズと、を有するこ
とを特徴とする。

【００１５】本発明第２のプロジェクタによっても、第
１のプロジェクタと同様の効果を得ることが可能とな
る。さらに、光損失の大きなカラーフィルターを反射型
変調装置に内蔵することなくカラー画像の表示が行なえ
るため、光損失を防いで、明るい投写画像を得ることが
できる。

【００１６】本発明第３のプロジェクタは、光源と、前
記光源からの光束を集光し、複数の中間光束に分割する
第１の光学要素と、前記第１の光学要素の光射出側に配
置され、前記複数の中間光束を一種類の偏光光に変換し
て前記反射型変調装置上に重畳させる第２の光学要素
と、３色の色光をそれぞれ変調する３つの反射型変調装
置と、前記第２の光学要素から射出された光束を前記３
色の色光に分離するとともに、前記３つの反射型変調装
置によって変調された色光を合成する色光分離合成光学
系と、前記第２の光学要素と前記色光分離合成光学系と
の間の光路上に配置され、前記第２の光学要素から射出
された光を反射または透過させて前記色光分離合成光学
系に到達させるとともに、前記色光分離合成光学系によ
り合成された光を透過または反射させて投写光学系へ到
達させる偏光選択素子と、前記第２の光学要素と前記偏
光選択素子との間に配置された平行化レンズと、を有す
ることを特徴とする。

【００１７】本発明第３のプロジェクタにおいては、光
を分離する機能と、光を合成する機能とを同一手段で達
成しているため、前述した従来のプロジェクタのように
ダイクロイックミラー４０１、４０２や反射ミラー４０
３、４０４、４０５を配置する必要がなくなる。よっ
て、光路の長さをきわめて短くすることができ、光の損
失を最小限にとどめることが可能となる。よって、大口
径の投写レンズを用いなくともきわめて明るい投写画像
を得ることが可能となる。

【００１８】第１の光学要素としては、例えば複数の光
束分割レンズがマトリックス状に配置されたレンズアレ
イを用いることができる。このようなレンズアレイによ
って光源からの光束を複数の中間光束に分割し、それら
の中間光束を被照明領域上で重畳することにより、単一
光束の場合よりも照度のムラを低減することができる。
よって、光源からの射出光束が光束の断面内で不均一な
光強度分布を有していた場合でも、明るさが均一な照明
光を得ることができる。特に、光源ランプと放物面等の
リフレクターとからなる光源から射出される光束に見ら
れるように、光束の光強度分布が全く無秩序ではなく、
光強度分布に一定の傾向を有している場合には、上記の
第１の光学要素を用いることにより、被照明領域におけ
る照明光の光強度分布やその角度分布をきわめて均一な
ものとすることができる。

【００１９】第２の光学要素は、中間光束をＰ偏光光、
Ｓ偏光光に分離した後、どちらか一方の偏光方向を他方
の偏光方向と揃え、最終的に一箇所の被照明領域上で重
畳させるものである。従来のプロジェクタにおいては、
Ｐ偏光光、Ｓ偏光光のいずれか一方しか用いることがで
きず、光損失が大きなものもあったが、本発明の第２の
光学要素を用いれば、どちらの偏光光も無駄なく用いる
ことが可能となるため、明るい画像を得ることが可能と
なる。また、分割された複数の中間光束を、最終的に一
箇所の被照明領域上で重畳させるため、光源からの射出
光束が光束の断面内で不均一な光強度分布を有していた
場合でも、明るさが均一な偏光光を照明光として得るこ
とができる。特に、均等な光強度や分光特性で中間光束
をＰ偏光光とＳ偏光光に分離できない場合や、両偏光光
の偏光方向を揃える過程で一方の偏光光の光強度やその
分光特性が変化した場合においても、明るさが均一で色
ムラの少ない偏光光を照明光として得ることができる。

【００２０】第３のプロジェクタにおいて、前記色光分
離合成光学系としては、２つのダイクロイックプリズム
を含む構成、１つのクロスダイクロイックプリズムを含
む構成、くさび形ダイクロイックプリズムを含む構成、
のいずれかを採用することが可能である。

【００２１】本発明第４のプロジェクタは、光源と、前
記光源からの光束を集光し、複数の中間光束に分割する
第１の光学要素と、前記第１の光学要素の光射出側に配
置され、前記複数の中間光束を一種類の偏光光に変換し
て前記反射型変調装置上に重畳させる第２の光学要素
と、前記第２の光学要素から射出された光束を３色の色
光に分離する色光分離光学系と、前記色光分離光学系に
よって分離された前記色光を各々変調する３つの変調装
置と、前記３つの変調装置によって変調された色光を合
成する色光合成光学系と、前記色光分離光学系と前記色
光合成光学系との間の光路上に配置され、前記色光分離
光学系から射出された光を反射または透過させて各々の
前記変調装置に到達させるとともに、前記変調装置によ
り変調された光を透過または反射させて前記色光合成光
学系へ到達させる３つの偏光選択素子と、前記色光分離
光学系と前記偏光選択素子との間に各々配置された３つ
の平行化レンズと、を有することを特徴とする。

【００２２】第１の光学要素としては、例えば複数の光
束分割レンズがマトリックス状に配置されたレンズアレ
イを用いることができる。このようなレンズアレイによ
って光源からの光束を複数の中間光束に分割し、それら
の中間光束を被照明領域上で重畳することにより、単一
光束の場合よりも照度のムラを低減することができる。
よって、光源からの射出光束が光束の断面内で不均一な
光強度分布を有していた場合でも、明るさが均一な照明
光を得ることができる。特に、光源ランプと放物面等の
リフレクターとからなる光源から射出される光束に見ら
れるように、光束の光強度分布が全く無秩序ではなく、
光強度分布に一定の傾向を有している場合には、上記の
第１の光学要素を用いることにより、被照明領域におけ
る照明光の光強度分布やその角度分布をきわめて均一な
ものとすることができる。

【００２３】第２の光学要素は、中間光束をＰ偏光光、
Ｓ偏光光に分離した後、どちらか一方の偏光方向を他方
の偏光方向と揃え、最終的に一箇所の被照明領域上で重
畳させるものである。従来のプロジェクタにおいては、
Ｐ偏光光、Ｓ偏光光のいずれか一方しか用いることがで
きず、光損失が大きなものもあったが、本発明の第２の
光学要素を用いれば、どちらの偏光光も無駄なく用いる
ことが可能となるため、明るい画像を得ることが可能と
なる。また、分割された複数の中間光束を、最終的に一
箇所の被照明領域上で重畳させるため、光源からの射出
光束が光束の断面内で不均一な光強度分布を有していた
場合でも、明るさが均一な偏光光を照明光として得るこ
とができる。特に、均等な光強度や分光特性で中間光束
をＰ偏光光とＳ偏光光に分離できない場合や、両偏光光
の偏光方向を揃える過程で一方の偏光光の光強度やその
分光特性が変化した場合においても、明るさが均一で色
ムラの少ない偏光光を照明光として得ることができる。

【００２４】また、第４のプロジェクタでは、それぞれ
色光に対応させた３つの偏光選択素子を用いているた
め、各偏光選択素子の波長域を制限することができ、偏
光選択素子の高性能化と低コスト化とを比較的容易に両
立させることができる。したがって、一層明るく、色表
現域の広い投写画像を実現することが可能となる。

【００２５】上記第１〜第４のプロジェクタの第２の光
学要素の偏光変換素子として、一対の偏光分離面と反射
面とを備えた偏光分離ユニットが複数配列された偏光分
離ユニットアレイと、λ／２位相差層が規則的に形成さ
れた選択位相差板とからなる板状の偏光変換素子を採用
することができる。このような偏光変換素子を採用する
ことにより、光源からの射出光束を拡幅させることな
く、かつ少ないスペースで偏光変換を行うことができ
る。

【００２６】このとき、偏光分離ユニットアレイの入射
側には、反射面の部分に中間光束を直接入射させないよ
うにする遮光板アレイを設けることが好ましい。このよ
うな遮光板アレイを配置すれば、第２の光学要素から射
出される偏光光の偏光度を一層高めることができる。

【００２７】上記第１〜第４のプロジェクタにおいて、
第２の光学要素から射出される一種類の偏光光は、偏光
選択素子に対してＰ偏光であることが好ましい。このよ
うな構成とすれば、コントラストの高い投射画像を容易
に得ることができる。

【００２８】また、上記第１〜第４のプロジェクタにお
いて、偏光選択素子と投写光学系との間の光路上に偏光
板を配置することが好ましい。このような構成とすれ
ば、偏光選択素子から射出する偏光光、結果的には投写
光学系を介して表示面、あるいは投写面上に投写される
画像の偏光度を高めることができる。したがって、この
ように偏光板を配置することにより、投写画像のコント
ラストを高めることができ、きわめて質の高い投写画像
を得ることが可能となる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明の
実施形態を説明する。以下の各実施形態においては、互
いに直交する３つの方向を、便宜的にＸ方向、Ｙ軸方
向、Ｚ軸方向とし、Ｚ軸方向を光の進行方向とした。

【００３０】（第１実施形態）図１は、第１実施形態と
してのプロジェクタ１の要部を平面的に見た概略構成図
であり、後述する第１の光学要素１２０の中心を通るＸ
Ｚ平面における断面図である。

【００３１】本例のプロジェクタ１は、略直交して配置
された２つのシステム光軸Ｌ１、Ｌ２に沿って配置され
た光源部１１０、第１の光学要素１２０、第２の光学要
素１３０から概略構成される偏光照明装置１００、偏光
照明装置１００からの偏光光を図示されない外部からの
画像情報に応じて光変調し変調光束を生成する反射型液
晶装置３００、反射型液晶装置３００にて変調された変
調光束を投写面６００に投写する投写光学系５００、反
射型液晶装置３００と偏光照明装置１００との間に配置
され、偏光照明装置１００からの偏光光を透過させて反
射型液晶装置３００に到達させるとともに、反射型液晶
装置３００により変調された変調光束を反射させて投写
光学系５００へ到達させる偏光選択素子２００、偏光照
明装置１００と偏光選択素子２００との間に配置された
平行化レンズ１７０、偏光選択素子２００と投写光学系
５００との間に配置された偏光板１８０、から大略構成
されている。

【００３２】光源部１１０は、光源ランプ１１１と、放
物面リフレクター１１２とから大略構成されている。光
源ランプ１１１から放射された光は、放物面リフレクタ
ー１１２によって一方向に反射され、略平行な光束とな
って第１の光学要素１２０に入射する。ここで、光源ラ
ンプ１１１としては、メタルハライドランプ、キセノン
ランプ、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ等が、また、
リフレクターとしては本例に挙げた放物面リフレクター
の他に、楕円面リフレクター、球面リフレクター等が使
用できる。

【００３３】第１の光学要素１２０は、その外観を図２
に示す様に、マトリックス状に配列された複数の矩形の
光束分割レンズ１２１を備えたレンズアレイである。光
源部１１０と第１の光学要素１２０との位置関係は、光
源光軸Ｒが第１の光学要素１２０の略中心に来るように
設定されている。第１の光学要素１２０に入射した光
は、光束分割レンズ１２１により複数の中間光束１２２
に分割され、同時に光束分割レンズの集光作用により、
システム光軸Ｌ１と垂直な平面内（図１ではＸＹ平面）
の中間光束が集束する位置に光束分割レンズの数と同数
の集光像１２３を形成する。以下では、これらの集光像
１２３が形成される平面を仮想面Ｑと呼称する。尚、光
束分割レンズ１２１のＸＹ平面上における断面形状は反
射型液晶装置３００の表示領域（被照明領域）の形状と
ほぼ相似形をなすように設計すると良い。本例では、Ｘ
Ｙ平面上でＸ方向に長い長方形の被照明領域を想定して
いるため、光束分割レンズ１２１のＸＹ平面上における
断面形状もＸ方向に長い長方形となっている。

【００３４】次に、図３に基づいて第２の光学要素１３
０の機能について説明する。

【００３５】第２の光学要素１３０は仮想面Ｑ上或いは
その近傍に配置され、集光レンズアレイ１３１、遮光板
アレイ１３５、偏光分離ユニットアレイ１４１と選択位
相差板１４７とからなる板状の偏光変換素子１４０、偏
光変換素子１４０から射出された中間光束１２２を所定
の被照明領域１６０上に重畳させる重畳レンズ１５０か
ら大略構成される複合体である。この第２の光学要素１
３０は、中間光束１２２のそれぞれをＰ偏光光とＳ偏光
光とに分離した後、一種類の偏光光に変換して一箇所の
被照明領域１６０上に重畳させる機能を有している。

【００３６】ここで、第２の光学要素１３０を構成する
集光レンズアレイ１３１、偏光変換素子１４０、及び重
畳レンズ１５０の配置形態は一つに限定されてはおら
ず、種々の配置形態を採用することができる。光源部１
１０側からの配置順序を具体的に列挙すると、形態１：
集光レンズアレイ１３１−偏光変換素子１４０−重畳レ
ンズ１５０、形態２：偏光変換素子１４０−集光レンズ
アレイ１３１−重畳レンズ１５０、形態２：集光レンズ
アレイ１３１−重畳レンズ１５０−偏光変換素子１４
０、の３種類を採用することができる。この内、形態１
は、偏光変換素子１４０における光利用効率を重視した
場合に採用しやすい配置形態であり、本実施形態ではこ
の形態１を採用している。

【００３７】集光レンズアレイ１３１は、第１の光学要
素１２０と同様に、第１の光学要素１２０を構成する光
束分割レンズ１２１と同数の集光レンズ１３２を、マト
リックス状に複数配列して構成したものである。集光レ
ンズ１３２のＸＹ平面上における外形形状については何
らの制約はないが、矩形や６角形のようにアレイ化し易
い形状とすれば、集光レンズアレイ１３１の製造コスト
を低く抑えることができる。従って、本実施形態では、
ＸＹ平面における断面形状が、第１の光学要素１２０を
構成する光束分割レンズ１２１とほぼ相似形をなす集光
レンズを用いて集光レンズアレイ１３１を構成してい
る。集光レンズアレイ１３１は、第１の光学要素１２０
の各光束分割レンズ１２１上に形成された像を偏光分離
ユニットアレイ１４１と重畳レンズ１５０を経て、一箇
所の被照明領域１６０上に伝達する機能を有している。
それに加えて、本実施形態では、集光レンズアレイ１３
１を偏光変換素子１４０の入射側に配置しているため、
第１の光学要素１２０からの各中間光束１２２を偏光変
換素子１４０の特定の入射端面に導き入れる機能と、さ
らに、各中間光束１２２の中心軸がシステム光軸Ｌ１と
略平行な状態になるように変換する機能等も有してい
る。一般に、偏光変換素子１４０における偏光変換性能
を向上させるためには、後述する偏光分離面１４３に対
して４５度の入射角度で、すなわち、偏光変換素子１４
０の入射端面に対して０度の入射角度で中間光束１２２
を入射させることが望ましい。したがって、各集光レン
ズ１３２のレンズ特性は、第１の光学要素１２０により
分割された各中間光束１２２の特性に合わせて設定され
る。尚、上述したように、集光レンズアレイ１３１、偏
光変換素子１４０及び重畳レンズ１５０の配置形態に関
しては、形態２及び形態３を採用することもでき、特に
光源部１１０から射出される光束の平行性が優れている
場合に適している。上記の２つの形態においては、集光
レンズアレイ１３１と重畳レンズ１５０とは隣接するた
め、集光レンズアレイ１３１に重畳レンズ１５０の機能
を併せ持たせ、重畳レンズ１５０を省略し、照明装置の
低コスト化を図ることができる。但し、これらの形態に
おいては、偏光変換素子１４０の偏光分離面１４３に入
射する中間光束１２２の入射角が後述する偏光分離ユニ
ット１４２毎に異なるため、偏光分離ユニット１４２毎
に偏光分離面１４３の光学特性を設定することが望まし
い。

【００３８】偏光分離ユニットアレイ１４１は、図４
（Ａ）に示されたように、Ｘ軸方向に配列された複数の
偏光分離ユニット１４２から構成されている。偏光分離
ユニット１４２は、光学ガラス等からなるプリズム内に
一対の偏光分離面１４３と反射面１４４とを備えた四角
柱状の構造体であり、入射する中間光束１２２のそれぞ
れをＰ偏光光とＳ偏光光とに分離する機能を有してい
る。偏光分離面１４３と反射面１４４とは互いに略平行
な状態を保ちつつＸ軸方向に交互に並び、かつ、システ
ム光軸Ｌ１に対して約４５度の傾きをなすように配置さ
れている。また、偏光分離面１４３と反射面１４４とは
互いに重なり合わないように配置されており、よって、
偏光分離面１４３をＸＹ平面上に投影した面積と反射面
１４４をＸＹ平面上に投影した面積とは等しい。偏光分
離面１４３は誘電体多層膜等で、また、反射面１４４は
誘電体多層膜やアルミニウム膜等で形成することができ
る。尚、偏光分離ユニットアレイ１４１は、その内部に
一対の偏光分離面１４３と反射面１４４とを複数有する
構造体であれば良く、必ずしも、複数の偏光分離ユニッ
ト１４２によって構成される必要はない。偏光分離ユニ
ットアレイ１４１の機能を説明し易くするために、偏光
分離ユニット１４２という概念を導入したに過ぎない。
さらに、全ての偏光分離ユニット１４２は同じ向きに配
列される必要はなく、例えば、偏光分離面１４３がＹＺ
平面を対称面として折り返して位置するように偏光分離
ユニット１４２を配置しても良い。また、偏光分離ユニ
ット１４２の配列の方向は一通りに限定されない。例え
ば、Ｘ軸方向に並ぶ偏光分離ユニット１４２とＹ軸方向
に並ぶ偏光分離ユニット１４２から偏光分離ユニットア
レイ１４１が構成されていても良く、要するに、中間光
束１２２が効率良く偏光分離面１４３に入射できるよう
に、偏光分離ユニット１４２の配列の仕方は決められる
ことが望ましい。さらに、本実施形態では偏光分離面１
４３と反射面１４４との配置間隔（面間隔）を全ての偏
光分離ユニット１４２で同じに設定しているが、偏光分
離ユニット１４２毎に異なっていても良い。

【００３９】偏光分離ユニット１４２に入射した光は、
偏光分離面１４３を透過するＰ偏光光と、偏光分離面１
４３で反射されて反射面１４４の方向に進行方向を変え
るＳ偏光光とに分離される。Ｐ偏光光は偏光分離ユニッ
ト１４２のＰ偏光光射出面１４５から射出される。一
方、Ｓ偏光光は反射面１４４で反射され、Ｐ偏光光とほ
ぼ平行な状態となって、偏光分離ユニット１４２のＳ偏
光光射出面１４６から射出される。すなわち、偏光分離
ユニット１４２に入射したランダムな偏光方向を有する
中間光束１２２は、偏光分離ユニット１４２によりＰ偏
光光とＳ偏光光とに分離され、それぞれ偏光分離ユニッ
ト１４２のＰ偏光光射出面１４５、Ｓ偏光光射出面１４
６からほぼ同じ方向に向けて射出される。尚、偏光分離
面の構成の仕方によっては、Ｐ偏光光を反射し、Ｓ偏光
光を透過させる偏光分離面を実現することができ、その
ような偏光分離面を本発明の偏光分離ユニット１４２に
用いても良い。

【００４０】ところで、本例の偏光照明装置１００で
は、偏光分離ユニット１４２の偏光分離面１４３にそれ
ぞれの中間光束１２２を導く必要がある。従って、本例
では、偏光分離面１４３の中央部に中間光束１２３が集
光されるように、集光レンズアレイ１３１が偏光分離ユ
ニット１４２の横幅Ｗの１／４に相当する距離Ｄだけ、
偏光分離ユニットアレイ１４１に対してＸ軸方向にずら
した状態で配置されている。尚、第１の光学要素１２０
及び光源部１１０も同様に平行シフトした状態で配置さ
れている（図３参照）。

【００４１】偏光分離ユニットアレイ１４１の入射側に
は、偏光分離面１４３の部分のみに中間光束１２２を入
射させ、反射面１４４の部分には中間光束１２２を直接
入射させないようにするための遮光板アレイ１３５が配
置されている。遮光板アレイ１３５は、偏光分離ユニッ
トアレイ１４１の偏光分離面１４３と反射面１４４に対
応させて開口部１３６と遮光部１３７とをアレイ状に配
置したものであり、金属板などによる遮光性の板をアレ
イ状に並べたもの、逆に、遮光性の平板にアレイ状の開
口部を設けたもの、等を用いることができる。このよう
な遮光板アレイを配置すれば、偏光分離ユニットアレイ
１４１の反射面１４４に入射し偏光分離面１４３から射
出される光束を低減できるため、偏光変換素子１４０か
ら射出される偏光光の偏光度を一層高めることができ、
反射型液晶装置３００に入射する偏光光とするには都合
が良い。尚、遮光板アレイ１３５の配置場所は、偏光分
離ユニットアレイ１４１の入射側に限定されず、集光レ
ンズアレイ１３１の入射側であっても良く、また、その
機能の本質を失わない限り、完全なる遮光性を有しない
光学素子、例えば、光散乱素子などであっても良い。さ
らに、光源部１１０から射出される光束の平行性が高い
場合には、光束分割レンズ１２１によって非常に小さな
寸法の集光像１２３を形成できるので、その場合には、
遮光板アレイ１３５を省略しても良い。

【００４２】偏光分離ユニットアレイ１４１の光射出面
側には、λ／２位相差層１４８が規則的に形成された選
択位相差板１４７が設置されている。図４（Ｂ）に選択
位相差板１４７の例を示す。選択位相差板１４７は、偏
光分離ユニット１４２のＳ偏光光射出面１４６の部分の
みにλ／２位相差層１４８が形成され、Ｐ偏光光射出面
１４５の部分にはλ／２位相差層１４８が形成されてい
ない光学素子である。従って、偏光分離ユニット１４２
から射出されたＳ偏光光は、選択位相差板１４７を通過
する際にλ／２位相差層１４８によって偏光方向の回転
作用を受け、Ｐ偏光光へと変換される。一方、Ｐ偏光光
射出面１４５の部分にはλ／２位相差層１４８が形成さ
れていないので、偏光分離ユニット１４２のＰ偏光光射
出面１４５から射出されたＰ偏光光はそのままの状態で
選択位相差板１４７を通過する。

【００４３】すなわち、第１の光学要素１２０から射出
されたランダムな偏光方向を有する中間光束１２２は、
偏光分離ユニットアレイ１４１によりＰ偏光光とＳ偏光
光とに分離され、選択位相差板１４７により、偏光方向
が揃った一種類の偏光光（本例の場合はＰ偏光光）に変
換されたことになる。

【００４４】偏光変換素子１４０の光射出面側に配置さ
れた重畳レンズ１５０（図３）は、偏光変換素子１４０
によりＰ偏光光に揃えられたそれぞれの中間光束１２２
を、被照明領域１６０（反射型液晶装置３００の表示領
域）上で重畳する重畳素子としての機能を有している。
すなわち、第１の光学要素１２０により分割された中間
光束１２２（つまり、光束分割レンズ１２１により切り
出されたイメージ面）のそれぞれが、偏光変換素子１４
０によって偏光方向の揃った一種類の偏光光に変換さ
れ、重畳レンズ１５０によって一箇所の被照明領域１６
０上で重畳される。この場合、第１の光学素子に入射す
る光束の光強度分布がその入射断面内で均一でなくと
も、複数に分割された中間光束が重畳される過程で光強
度は平均化されるため、被照明領域上における照明光の
光強度分布は殆ど均一である。よって、一種類の偏光光
で被照明領域１６０をほぼ均一に照明することができ
る。なお、重畳レンズ１５０は１つのレンズ体である必
要はなく、第１の光学要素１２０のように、複数のレン
ズから構成されたレンズアレイとしても良い。

【００４５】以上をまとめると、偏光照明装置１００に
よって、明るさが均一で偏光方向がほぼ揃った照明光を
得ることができる。偏光照明装置１００では、第１の光
学要素１２０により微小な複数の集光像１２３を形成
し、それらの形成過程で生じた光の存在しない空間を上
手く利用し、その空間に偏光分離ユニット１４２の反射
面１４４を配置している。従って、光源からの射出光束
を２種類の偏光光に分離する際に生じる光束の拡幅を抑
えることができ、少ないスベースで偏光変換を行うこと
ができるという特徴がある。尚、Ｘ軸方向に長い長方形
である被照明領域１６０の形状に合わせて、第１の光学
要素１２０を構成する光束分割レンズ１２１の断面形状
をＸ軸方向に長い長方形にするとともに、偏光分離ユニ
ット１４２における偏光分離方向をＸ軸方向とし、偏光
分離ユニットアレイ１４１から射出された二種類の偏光
光がＸ軸方向に並ぶように設定しているため、被照明領
域１６０に入射する光束の入射角を小さく抑えてること
ができ、被照明領域１６０における光利用効率を高めて
いる。

【００４６】また、第２の光学要素１３０を構成する集
光レンズアレイ１３１、偏光分離ユニットアレイ１４
１、選択位相差板１４７、および重畳レンズ１５０を光
学的に一体化することにより、それらの界面において発
生する光損失を低減し、光の利用効率を一層高めるよう
にしている。しかしながら、これらの光学素子は必ずし
も光学的に一体化する必要はない。

【００４７】再び図１に戻って説明する。偏光選択素子
２００の入射側には平行化レンズ１７０が配置されてお
り、偏光選択素子２００に入射する複数の中間光束１２
２を、各々の中心軸に対して略平行な光束に変換する機
能を有している。一般に、偏光選択素子２００の偏光選
択性能や反射型液晶装置３００の表示性能は、入射する
光束に対して大きな角度依存性を有するため、偏光選択
素子２００の入射側に平行化レンズ１７０を配置し、偏
光選択素子２００や反射型液晶装置３００に入射する光
束の入射角度を小さく抑え込むことが望ましい。従っ
て、偏光選択素子２００や反射型液晶装置３００の光学
特性によっては、平行化レンズ１７０を偏光選択素子２
００と反射型液晶装置３００との間に配置しても良い
し、また、平行化レンズ１７０を省略しても良い。尚、
平行化レンズ１７０と偏光選択素子２００とを光学的に
一体化すれば、平行化レンズ１７０と偏光選択素子２０
０との界面で生じる光損失を低減できるので、光利用効
率の向上という点で効果的である。

【００４８】偏光選択素子２００は、２つのプリズム部
品２０２、２０３の接合面に、偏光選択膜２０１が形成
されたものである。偏光選択膜２０１は誘電体多層膜等
で構成され、Ｓ偏光光を反射し、かつＰ偏光光を透過さ
せる。先に説明したように、偏光照明装置１００から射
出される光束はそのほとんどが一種顆の偏光光に変換さ
れているため、偏光照明装置１００から射出された光束
の大部分は偏光選択膜２０１によって透過或いは反射さ
れることになる。本例の場合には、第２の光学要素１３
０から射出される光束の大部分はＰ偏光光であるため、
偏光選択素子２００に入射した光束は、その殆どが偏光
選択膜２０１を透過して反射型液晶装置３００に到達す
る。

【００４９】尚、第２の光学要素１３０から射出される
光束がＳ偏光光である場合には、偏光選択素子２００に
入射した光束は偏光選択膜２０１で反射される。従っ
て、その場合には、偏光選択素子２００を挟んで投写光
学系５００と対向するように、反射型液晶装置３００を
配置すれば良い。また、偏光選択素子２００の偏光選択
膜２０１の構成によっては、Ｐ偏光光を反射し、Ｓ偏光
光を透過させる偏光選択膜を実現することができ、その
ような偏光選択膜を本発明の偏光選択素子２００に用い
ても良い。

【００５０】反射型液晶装置３００に入射した光束は、
図示されない外部からの画像情報に基づいてその偏光状
態を変化させ、画像情報を含んだ変調光束となる。

【００５１】ここで、反射型液晶装置３００の一例を図
５に示す。反射型液晶装置３００は、マトリックス状に
配置された反射画素電極３１９に、薄膜トランジスタか
らなるスイッチング素子が接続されたアクティブマトリ
ックス型液晶装置であり、一対の基板３１０、３３０間
に液晶層３２０が扶持された構造となっている。基板３
１０は珪素からなり、その一部にソース３１１、ドレイ
ン３１６が形成されている。また、基板３１０上には、
アルミニウムからなるソース電極３１２およびドレイン
電極３１７、二酸化珪素からなるチャネル３１３、珪素
層３１４およびタンタル層３１５とからなるゲート電
極、層間絶縁膜３１８、アルミニウムからなる反射画素
電極３１９が形成され、ドレイン電極３１７と反射画素
電極３１９とはコンタクトホールＨを介して電気的に接
続されている。反射画素電極３１９は不透明であるた
め、ゲート電極、ソース電極３１２、ドレイン電極３１
７の上に層間絶縁膜３１８を介して積層することができ
る。したがって、隣り合う反射画素電極３１９間の距離
Ｘをかなり小さくすることができ、開口率を大きく取る
ことができる。尚、本例においては、ドレイン３１６、
二酸化珪素層３４０、珪素層３４１、タンタル層３４２
から構成される保持容量部を設けている。

【００５２】一方、対向する基板３３０には、液晶層３
２０側の面にＩＴＯからなる対向電極３３１が形成され
ており、他方の面には反射防止層３３２が形成されてい
る。この対向電極３３１とそれぞれの画素電極３１９と
の間に電圧を印加することによって、液晶層３２０の駆
動が行われる。

【００５３】液晶層３２０は、電圧無印加（ＯＦＦ）時
には液晶分子３２１が垂直に配向しており、電圧印加
（ＯＮ）時には液晶分子３２１が９０度ねじれるスーパ
ーホメオトロピックタイプのものである。図５に示すよ
うに、電圧無印加（ＯＦＦ）時に偏光選択素子２００か
ら反射型液晶装置３００に入射したＰ偏光光は、その偏
光方向を変えること無く反射型液晶装置３００から射出
され、偏光選択素子２００を透過して偏光照明装置１０
０へ戻される。よって、投写光学系５００に入射するこ
とはない。一方、電圧印加（ＯＮ）時に偏光選択素子２
００から反射型液晶装置３００に入射したＰ偏光光は、
液晶分子３２１のねじれによりその偏光方向が変えられ
てＳ偏光光となり、偏光選択膜２０１で反射された後、
投写光学系５００に入射し投写面６００に導かれる。

【００５４】偏光選択素子２００と投写光学系５００と
の間には偏光板１８０が配置され、偏光選択素子２００
から射出された偏光光中に存在する不要偏光を除去し、
投写光学系５００に入射する光束の偏光度を向上させ
て、投写画像の表示品位を高める機能を担っている。従
って、偏光選択素子２００の光学特性によっては省略す
ることができる。

【００５５】以上述べたように、本例のプロジェクタ１
は、反射型液晶装置３００と投写光学系５００との間の
光路の長さが極めて短い。また、液晶装置の開口率を大
きくすることができるため、光の損失を最大限に防ぐこ
とが可能となる。よって、Ｆナンバーが小さい大口径の
投写レンズ（投写光学系）を用いることなく、極めて明
るい投写画像を得ることが可能となる。

【００５６】また、第１の光学要素１２０、第２の光学
要素１３０を用いたことにより、明るさが均一な偏光光
を照明光として得ることができる。したがって、表示
面、あるいは投写面全体に渡って明るさムラや色ムラが
無く、かつ、極めて明るい投写画像を得ることが可能と
なる。

【００５７】さらに、光吸収の少ない反射型液晶装置を
用いているので、光出力が極めて大きな光源ランプを用
いた場合にも、大掛かりな冷却装置を必要とすることな
く、投写画像の明るさを大幅に向上させることができ
る。

【００５８】さらにまた、偏光照明装置１００から偏光
選択素子２００に入射する照明光束をＰ偏光光とし、反
射型液晶装置から投写面６００に射出される投写光束を
Ｓ偏光光としている。一般に、誘電体多層膜などによっ
て形成される偏光選択素子２００の偏光選択膜２０１に
おいては、Ｐ偏光透過率に比べてＳ偏光反射率を比較的
容易に向上できる。従って、本例のような構成とすれ
ば、コントラストの高い投写画像を容易に得ることがで
きる。

【００５９】尚、反射型液晶装置３００の構造、その各
構成要素の材料、並びに液晶層３２０の動作モードにつ
いては上述の例に限られるものではない。例えば、液晶
としては、ＴＮ液晶、ＳＨ液晶等を使用することができ
る。また、スイッチング素子としてＴＦＤ（Thin-Filme
d-Diode）等の２端子型非線形素子を用いた反射型液晶
装置を使用することも可能である。

【００６０】上述した反射型液晶装置３００はモノクロ
画像表示用であるが、反射型液晶装置３００の内部にカ
ラーフィルターを配置したり、或いは、光源部１１０と
投写光学系５００との間に回転カラーフィルターや透過
波長選択素子を利用した色光生成光学系を設ければ、カ
ラー画像を表示することも可能である。

【００６１】（第２実施形態）図６は、第２実施形態と
してのプロジェクタ２の要部を平面的に見た概略構成図
であり、第１の光学要素１２０の中心を通るＸＺ平面に
おける断面図である。尚、本実施形態を含めて今後説明
する各プロジェクタにおいて、既に説明済みのプロジェ
クタ１（第１実施形態）の構成要素と同様の部分につい
ては、図１〜図５で用いたものと同じ参照番号を付し、
その詳細な説明については省略する。

【００６２】本例のプロジェクタ２は、前述した第１実
施形態のプロジェクタ１を基に、平行化レンズ１７０の
入射側に回転カラーフィルター１９０からなる色光生成
光学系を配置し、反射型液晶装置３００に代えて時分割
駆動型の反射型液晶装置３００Ｔを備えた構成により、
カラー画像の投写表示を実現した点に特徴を有する。
尚、本実施形態においても、偏光選択素子２００の入射
側には平行化レンズ１７０が、また、偏光選択素子２０
０と投写光学系５００との間には偏光板１８０が配置さ
れており、それらの機能は第１実施形態の場合と同様で
ある。

【００６３】回転カラーフィルター１９０は、その外観
を図７に示すように、円盤状の透明基板（例えば、ガラ
ス基板）を少なくとも３つの領域に分割し、それらの領
域に赤色光透過フィルター１９１Ｒ、緑色光透過フィル
ター１９１Ｇ、青色光透過フィルター１９１Ｂを形成し
たものであり、回転カラーフィルター１９０の中心軸１
９２を回転軸として、図示されないモーター等によって
回転される。従って、偏光照明装置１から射出された光
束は、この回転カラーフィルター１９０を通過すること
によって時分割された色光となって、時分割駆動型の反
射型液晶装置３００Ｔに入射する。尚、透過フィルター
１９１Ｒ、１９１Ｇ、１９１Ｂは誘電体多層膜等によっ
て形成される。

【００６４】時分割駆動型の反射型液晶装置３００Ｔに
入射した色光は、図示されない外部からの画像情報に応
じて光変調を受け、回転カラーフィルター１９０を透過
してきた色光に応じた変調光束を生成した後、投写光学
系５００によって投写面６００へと投写される。従っ
て、回転カラーフィルター１９０の回転と反射型液晶装
置３００Ｔへの画像情報の転送は、図示されない駆動回
路によって同期が取られている。この様にして非常に短
い時間毎に各色光に対応した変調光束が連続的に投写面
６００に投写されるため、それらの投写画像を連続的に
見ればカラー画像として認識されることになる。

【００６５】以上のような構成に依れば、本例のプロジ
ェクタ２は光損失の大きなカラーフィルターを反射型液
晶装置に内蔵することなくカラー画像の表示が行えるた
め、光損失を防いで、明るい投写画像を得ることが可能
となる。

【００６６】さらに、第１の光学要素、第２の光学要素
を用いたことにより、明るさが均一な偏光光を照明光と
して得ることができる。よって、表示面、あるいは投写
面全体に渡って明るさムラや色ムラが無く、かつ極めて
明るい投写画像を得ることが可能となる。

【００６７】また、誘電体多層膜によって形成された透
過フィルター１９１Ｒ、１９１Ｇ、１９１Ｂは光透過率
が高い反面、大きな角度を伴って入射する光束に対して
は、その色調が所望の値から大きくずれやすいと言う欠
点があるが、本例のプロジェクタ２では、偏光変換を行
っているにも係わらず、偏光照明装置１００から射出さ
れる偏光光の拡がり角が抑えられているため、回転カラ
ーフィルター１９０によって生成される色光には色ずれ
が生じ難い。従って、色表現域の広いカラー画像を投写
表示することが可能である。

【００６８】さらに、本例の時分割駆動型の反射型液晶
装置３００Ｔには光吸収型のカラーフィルターが使用さ
れていないため、光出力が極めて大きな光源ランプを用
いた場合にも、大掛かりな冷却装置を必要とすることな
く、投写画像の明るさを大幅に向上させることができ
る。

【００６９】尚、回転カラーフィルター１９０に代え
て、動態部品を使用することなく高速で透過波長域を切
り替えることができる液晶チューナブルフィルターを色
光生成光学系として用いても良い。この様な色光生成用
フィルターにおいても、分光特性が大きな入射角依存性
を有する。本例の偏光照明装置では照明角を大きく取る
ことなく偏光変換を行って大きな光出力を得ることがで
きるため、この様な入射角依存性を有する光学素子に対
しては好適である。

【００７０】（第３実施形態）図８は、第２実施形態と
してのプロジェクタ３の要部を平面的に見た概略構成図
であり、第１の光学要素１２０の中心を通るＸＺ平面に
おける断面図である。

【００７１】本例のプロジェクタ３は、システム光軸Ｌ
１に沿って配置された偏光照明装置１００、偏光選択素
子２００、図示されない外部からの画像情報に応じて光
変調し変調光束を生成する、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色
光Ｂの３種類の色光毎に対応した３つの反射型液晶装置
３００Ｒ、３００Ｇ、３００Ｂ、偏光選択素子２００と
３つの反射型液晶装置３００Ｒ、３００Ｇ、３００Ｂと
の間に配置され、偏光照明装置１００からの光束を３種
類の色光に分離すると共に、３つの反射型液晶装置３０
０Ｒ、３００Ｇ、３００Ｂからの色光を１つに合成する
色光分離合成光学系４１０、さらに、システム光軸Ｌ２
に沿って配置され、３つの反射型液晶装置３００Ｒ、３
００Ｇ、３００Ｂによって変調された光束を投写面６０
０に投写する投写光学系５００から大略構成されてい
る。尚、本実施形態においても、偏光選択素子２００の
入射側には平行化レンズ１７０が、また、偏光選択素子
２００と投写光学系５００との間には偏光板１８０が配
置されており、それらの機能は第１実施形態の場合と同
様である。

【００７２】本例のプロジェクタ３では、第１実施形態
と全く同じ構成の偏光照明装置１００が用いられてい
る。第１実施形態で説明したように、偏光照明装置１０
０において、光源部１１０から射出されたランダムな偏
光光は、第１の光学要素１２０により複数の中間光束に
分割された後、第２の光学要素１３０により偏光方向が
ほぼ揃った一種類の偏光光（本例ではＰ偏光光）に変換
され、偏光選択素子２００に入射する。

【００７３】偏光選択素子２００に入射したＰ偏光光は
偏光選択膜２０１を透過し、色光分離合成光学系４１０
に入射して、第１のダイクロイックプリズム４１１と第
２のダイクロイックプリズム４１２によって赤色光Ｒ、
緑色光Ｇ、青色光Ｂの３色の色光に分離される。

【００７４】第１のダイクロイックプリズム４１１は、
２つのプリズム部品４１４、４１５の接合面に、誘電体
多層膜等からなる赤色光反射ダイクロイック膜４１８が
形成されたものである。偏光選択膜２０１を透過したＰ
偏光光のうち、赤色光Ｒはこの赤色光反射ダイクロイッ
ク膜４１８にて反射され、導光プリズム４１３を経て赤
色光用の反射型液晶装置３００Ｒに入射し、図示されな
い外部からの画像情報に基づいた光変調を受ける。尚、
導光プリズム４１３は赤青色Ｒの光路の長さを、他の色
光の光路の長さと等しくするのに用いられるため、省略
しても良い。

【００７５】第２のダイクロイックプリズム４１２は、
２つのプリズム部品４１６、４１７の接合面に、誘電体
多層膜等からなる緑色光反射ダイクロイック膜４１９が
形成されたものである。第１のダイクロイックプリズム
４１１の赤色光反射ダイクロイック膜４１８を透過した
色光のうち、緑色光Ｇはこの緑色光反射ダイクロイック
膜４１９にて反射され、緑色光用の反射型液晶装置３０
０Ｇに入射し、図示されない外部からの画像情報に基づ
いた光変調を受ける。さらに、第２のダイクロイックプ
リズム４１２の緑色光反射ダイクロイック膜４１９を透
過した青色光Ｂは、青色光用の反射型液晶装置３００Ｂ
に入射し、図示されない外部からの画像情報に基づいた
光変調を受ける。

【００７６】各反射型液晶装置３００Ｒ、３００Ｇ、３
００Ｂによって変調された赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光
Ｂは色光分離合成光学系４１０にて合成され、部分的に
Ｓ偏光光となっているので偏光選択素子２００の偏光選
択膜２０１で反射され、投写光学系５００を介して投写
面６００へ投写される。

【００７７】以上のような構成に依れば、本例のプロジ
ェクタ２も、前述したプロジェクタ１と同様、液晶装置
の開口率が大きいため、光の損失を最大限に防ぐことが
可能となる。よって、極めて明るい投写画像を得ること
が可能となる。

【００７８】さらに、第１の光学要素、第２の光学要素
を用いたことにより、明るさが均一な偏光光を照明光と
して得ることができる。よって、表示面、あるいは投写
面全体に渡って明るさムラや色ムラが無く、かつ極めて
明るい投写画像を得ることが可能となる。

【００７９】さらにまた、反射型液晶装置を３枚用いて
いるので、前述した第１及び第２実施形態のプロジェク
タ１、２と比べて、１枚当たりの反射型液晶装置におけ
る光吸収はさらに少ない。よって、光出力が極めて大き
な光源ランプを用いた場合にも、大掛かりな冷却装置を
必要とすることなく、投写画像の明るさを大幅に向上さ
せることができる。

【００８０】尚、本例のプロジェクタ２において、偏光
選択素子２００を構成するプリズム部品２０２と平行化
レンズ１７０とは光学的に一体化することが可能であ
る。同様に、プリズム部品２０３とプリズム部品４１
４、プリズム部品４１５とプリズム部品４１６、プリズ
ム部品４１４と導光プリズム４１３等を一体のプリズム
として構成することも可能である。これらのプリズム部
品を一体構成とすることにより、レンズとプリズム及び
プリズム部品どうしの境界部分において発生する光損失
を防ぐことができ、より一層光利用効率を高めて、明る
い投写画像を実現することができる。

【００８１】また、上記の色光分離合成光学系４１０に
おける色光の分離性能を補完するする目的で、偏光選択
素子２００と３つの反射型液晶装置３００Ｒ、３００
Ｇ、３００Ｂとの間の少なくとも１箇所に、特定の色光
の透過率を制御するカラーフィルターを配置することが
できる。偏光照明装置１００に配置された第２の光学素
子１３０の偏光変換特性は波長依存性を有し、また、色
光分離光学素子４１０に配置された２つのダイクロイッ
クプリズム４１１、４１２の色光分離合成特性は偏光依
存性を有するため、それらの光学素子を色光が通過する
ことによって色光の色純度が影響を受け易い。従って、
上記の構成を採用すれば、投写画像の色純度を向上で
き、色表現域の拡大に対して効果的である。

【００８２】さらに、第１及び第２のダイクロイックプ
リズム４１１、４１２に代えて、板状の透明ガラス板等
に赤色光反射ダイクロイック膜や緑色光反射ダイクロイ
ック膜を形成したダイクロイックミラーを用いても良
い。ダイクロイックミラーの採用は、プロジェクタ３の
軽量化、低コスト化に対して効果的である。

【００８３】（第４実施形態）前述した第３実施形態の
プロジェクタ３においては、色光分離合成光学系４１０
として２つのダイクロイックプリズム４１１、４１２を
用い、また、他の色光との光路の長さを等しくするため
に赤色光の光路には導光プリズム４１３を設けていた
が、この色光分離合成光学系４１０を１つのクロスダイ
クロイックプリズムによって構成することも可能であ
る。この様なプロジェクタの例を図９に示す。

【００８４】図９は、第４実施形態としてのプロジェク
タ４の要部を平面的に見た槻略構成図であり、第１の光
学要素１２０の中心を通るＸＺ平面における断面図であ
る。

【００８５】本例のプロジェクタ４は、前述したプロジ
ェクタ３の色光分離合成光学系を構成する第１及び第２
のダイクロイックプリズム４１１、４１２の代わりに、
４つのプリズム部品４２１、４２２、４２３、４２４の
間に赤色光反射ダイクロイック膜４２５、４２６と青色
光反射ダイクロイック膜４２７、４２８とがＸ字状に配
置されたクロスダイクロイックプリズム４２０を用いて
いる。このような、クロスダイクロイックプリズム４２
０を用いることにより、光路の長さを極めて短くでき、
その結果、Ｆナンバーが小さな大口径の高価な投写レン
ズを用いなくとも極めて明るい投写画像を得ることがで
きる。

【００８６】また、本例のプロジェクタ４において、偏
光選択素子２００を構成するプリズム部品２０２と平行
化レンズ１７０とは光学的に一体化することが可能であ
る。同様に、プリズム部品２０３とプリズム部品４２１
も一体化することが可能である。このような一体構成と
することにより、レンズとプリズム及びプリズム部品ど
うしの境界部分において発生する光損失を防ぐことがで
き、より一層光利用効率を高めて、明るい投写画像を実
現することができる。

【００８７】尚、本例のプロジェクタ４におけるその他
の効果は、上述したプロジェクタ３の場合と同様であ
る。

【００８８】（第５実施形態）第４実施形態におけるプ
ロジェクタ４のように、色光分離合成光学系としてクロ
スダイクロイックプリズム４２０を用いた場合、プリズ
ムの中央部にダイクロイック膜が直交する部分が存在
し、この部分が投写画像に影として現れる場合がある。
クロスダイクロイックプリズム４２０に代えて、図１０
に示すようなくさび形プリズムを用いたダイクロイック
プリズム４３０を採用すれば、この現象を完全に防止す
ることが可能である。

【００８９】図１０は、第５実施形態としてのプロジェ
クタ５の要部を平面的に見た槻略構成図であり、第１の
光学要素１２０の中心を通るＸＺ平面における断面図で
ある。本例のプロジェクタ５は、第４実施形態のプロジ
ェクタ４の色光分離合成光学系としてのクロスダイクロ
イックプリズム４２０を、２つのダイクロイック膜が互
いに光軸に対して異なる角度で配置されたダイクロイッ
クプリズム４３０に代えたものである。

【００９０】ダイクロイックプリズム４３０は、互いに
形状が異なる３つのくさび形プリズム４３１、４３２、
４３３を組み合わせて構成されている。くさび形プリズ
ム４３１は三角形の断面形状を有する柱状を成し、後述
するくさび形プリズム４３２と近接する面上には、青色
光を反射し他の色光を透過させる青色光反射ダイクロイ
ック膜４３４が形成されている。くさび形プリズム４３
２も三角形の断面形状を有する柱状を成し、後述するく
さび形プリズム４３３と接する面上には、赤色光を反射
し他の色光を透過させる赤色光反射ダイクロイック膜４
３５が形成されている。くさび形プリズム４３３は一辺
が斜辺として形成された略台形状の断面形状を有する柱
状を成し、斜面に相当する面をくさび形プリズム４３２
の赤色光反射ダイクロイック膜４３５に当接させて配置
されている。尚、くさび形プリズム４３２は、くさび形
プリズム４３１との間に極僅かな隙間を保って配置され
ている。

【００９１】以上のように、くさび形プリズムを有する
ダイクロイックプリズム４３０を色光分離合成光学系と
して用いた場合には、ダイクロイック膜に局所的な切断
部分を有しないため、その部分が投写画像に影として現
れることが無い。また、クロスダイクロイックプリズム
４２０の場合に比べて、青色光反射或いは赤色光反射ダ
イクロイック膜４３４、４３５に入射する光の入射角を
小さくできるので、ダイクロイック膜における色光分離
合成特性の偏光依存性を小さく抑えられる。従って、明
るく、色純度が高く、色表現域の広い投写画像を得るこ
とができる。

【００９２】尚、本例のプロジェクタ５におけるその他
の効果は、上述したプロジェクタ３の場合と同様であ
る。

【００９３】（第６実施形態）図１１は、第６実施形態
のプロジェクタ６の要部を平面的に見た概略構成図であ
り、第１の光学要素１２０の中心を通るＸＺ平面におけ
る断面図である。

【００９４】前述した第３実施形態〜第５実施形態のプ
ロジェクタ３〜プロジェクタ５では、そのいずれにおい
ても色光の分離機能と合成機能を兼ねた色光分離合成光
学系４１０を用いていたが、本例のプロジェクタ６で
は、色光の分離機能と色光の合成機能とを分離させ、偏
光照明装置と反射型液晶装置との間に色光分離光学系
を、反射型液晶装置と投写光学系との間に色光合成光学
系を配置した点が相違している。

【００９５】本例で用いられる偏光照明装置１００Ａ
は、基本的には前述した偏光照明装置１００と同じであ
るが、第１の光学要素１２０と第２の光学要素１３０と
の間には折り返しミラー１０１が配置されており、プロ
ジェクタ６の奥行きの短縮化を達成している。さらに、
この折り返しミラー１０１に、可視光のみを反射させ、
赤外線や紫外線は透過させる機能を持たせれば、折り返
しミラー１０１以降の光学素子が赤外線や紫外線によっ
て劣化してしまうのを防ぐことができる。

【００９６】偏光照明装置１００Ａから射出された偏光
光（本例の場合にはＰ偏光光）は、赤色光反射ダイクロ
イックミラー５１１と緑色光及び青色光反射ダイクロイ
ックミラー５１２とをＸ字状に配置して構成した第１の
色光分離光学系５１０に入射し、赤色光Ｒと、緑色光Ｇ
及び青色光Ｂの２種類の光束に分離される。第１の色分
離素子５１０によって分離された赤色光Ｒは、折り返し
ミラー５３０と平行化レンズ１７０を経て、後述する赤
色光用の偏光選択素子２００Ｒに入射する。一方、第１
の色分離素子５１０によって分離された緑色光Ｇ及び青
色光Ｂは、折り返しミラー５３１を経て、第２の色分離
素子５２０である緑色光反射ダイクロイックミラー５１
３に入射し、緑色光Ｇ（反射光）と青色光Ｂ（透過光）
とに分離された後、対応する平行化レンズ１７０を経
て、後述する緑色光用の偏光選択素子２００Ｇと青色光
用の偏光選択素子２００Ｂに入射する。

【００９７】各色光毎に独立して配置された３つの偏光
選択素子２００Ｒ、２００Ｇ、２００Ｂに入射した各色
光（Ｐ偏光光）は、図示されない外部からの画像情報に
基づいて光変調を受け、偏光状態をＳ偏光に変化させ
る。画像情報を含んでＳ偏光光となったそれぞれの色光
は、偏光選択膜２０１Ｒ、２０１Ｇ、２０１Ｂで反射さ
れ、色光合成光学系を構成するクロスダイクロイックプ
リズム４２０に入射して１つに合成された後、投写光学
系５００を経て、投写面６００上にカラー画像として投
写表示される。尚、３つの偏光選択素子２００Ｒ、２０
０Ｇ、２００Ｂとクロスダイクロイックプリズム４２０
との間には、偏光板１８０Ｒ、１８０Ｇ、１８０Ｂが配
置されている。

【００９８】以上のような構成に依れば、本例のプロジ
ェクタ６も、前述したプロジェクタ１と同様、液晶装置
の開口率が大きいため、光の損失を最大限に防ぐことが
可能となる。よって、極めて明るい投写画像を得ること
が可能となる。

【００９９】さらに、第１の光学要素、第２の光学要素
を用いたことにより、明るさが均一な偏光光を照明光と
して得ることができる。よって、表示面、あるいは投写
面全体に渡って明るさムラや色ムラが無く、かつ極めて
明るい投写画像を得ることが可能となる。

【０１００】一般に、偏光選択膜の偏光選択特性は大き
な波長依存性を有するため、可視域全体で優れた特性を
実現することは難しく、そのような偏光選択素子は非常
に高価である。しかし、本例のプロジェクタ６では、そ
れぞれの色光に対応させた３つの偏光選択素子２００
Ｒ、２００Ｇ、２００Ｂを用いているため、各偏光選択
膜２０１Ｒ、２０１Ｇ、２０１Ｂの波長域を制限するこ
とができ、高性能化と低コスト化とを比較的容易に両立
させることができる。従って、前述したプロジェクタ３
〜５と比べても、一層明るく、色表現域の広い投写画像
を実現することが可能である。

【０１０１】また、それぞれの偏光選択素子２００Ｒ、
２００Ｇ、２００Ｂの射出側に各色光に対応させた偏光
板１８０Ｒ、１８０Ｇ、１８０Ｂを配置しているため、
偏光板１８０Ｒ、１８０Ｇ、１８０Ｂの偏光特性を向上
し易く、クロスダイクロイックプリズム４２０に入射す
る光束の偏光度を一層向上でき、コントラスト比の高い
投写画像を得ることができる。

【０１０２】尚、本例においては、クロスダイクロイッ
クプリズム４２０で合成される色光の偏光状態を全て同
じに設定しているが、クロスダイクロイックプリズム４
２０を透過する色光（本例の場合には緑色光Ｇ）の偏光
状態を他の色光と異なるように設定しても良く、例え
ば、偏光選択素子２００Ｇとクロスダイクロイックプリ
ズム４２０との間に、λ／２波長板を配置することによ
って実現できる。そのような構成とすれば、クロスダイ
クロイックプリズム４２０の低コスト化と色合成特性を
両立させることができ、プロジェクタ６の明るさ向上と
低コスト化に対して効果的である。

【０１０３】（その他）上述した実施形態においては、
いずれも偏光照明装置でＰ偏光光を得る構成としている
が、勿論、Ｓ偏光光を得る構成としても良い。この場合
は、選択位相差板１４７のλ／２位相差層１４８を偏光
分離ユニットアレイ１４１のＰ偏光光射出面１４５に形
成するようにすれば良い。

【０１０４】また、プロジェクタとしては、投写面６０
０のうち、投写光学系５００の側の面から投写画像を観
察するフロント型、あるいは投写光学系５００の反対側
の面から投写画像を観察するリア型のものがあるが、本
発明はいずれのタイプにも適用可能である。

【０１０５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明のプロジェク
タによれば、従来のプロジェクタと比較して光路の長さ
を短縮化することが可能となるため、大口径の投写レン
ズを用いなくとも明るい投写画像を得ることが可能であ
る。また、被照明領域に対する照度のムラを低減するこ
とが可能であり、表示面、あるいは投写面全体に渡つて
きわめて均一であり、かつ極めて明るい投写画像を得る
ことが可能となる。さらに、光吸収の少ない反射型液晶
装置を用いているので、光出力が極めて大きな光源ラン
プを用いた場合にも、大掛かりな冷却装置を必要とする
ことなく、投写画像の明るさを大幅に向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、第１実施形態のプロジェクタ１の要
部を示す概略構成図である。

【図２】図２は、偏光照明装置１００における第１の
光学要素１２０の構成を示す斜視図である。

【図３】図３は、偏光照明装置１００における第２の
光学要素１３０の機能を説明するための図である。

【図４】図４（Ａ）は、偏光照明装置１００における
偏光分離ユニットアレイ１４１の構成を示す斜視図、図
４（Ｂ）は、偏光照明装置１００における選択位相差板
１４７の構成を示す斜視図である。

【図５】図５は、反射型液晶装置の一例を示す概略断
面図である。

【図６】図６は、第２実施形態のプロジェクタ２の要
部を示す概略構成図である。

【図７】図７は、第２実施形態のプロジェクタ２に使
用される回転カラーフィルターの外観図である。

【図８】図８は、第３実施形態のプロジェクタ３の要
部を示す概略構成図である。

【図９】図９は、第４実施形態のプロジェクタ４の要
部を示す概略構成図である。

【図１０】図１０は、第５実施形態のプロジェクタ５
の要部を示す概略構成図である。

【図１１】図１１は、第６実施形態のプロジェクタ６
の要部を示す概略構成図である。

【図１２】図１２は、従来のプロジェクタの要部を示
す概略構成図である。

【符号の説明】

１〜６投写型表示装置１００、１００Ａ偏光照明装置１０１折り返しミラー１１０光源部１１１光源ランプ１１２放物面リフレクター１２０第１の光学要素１２１光束分割レンズ１２２中間光束１２３集光像１３０第２の光学要素１３１集光レンズアレイ１３２集光レンズ１３５遮光板アレイ１３６開口部１３７遮光部１４０偏光変換素子１４１偏光分離ユニットアレイ１４２偏光分離ユニット１４３偏光分離面１４４反射面１４５Ｐ偏光光束射出面１４６Ｓ偏光光束射出面１４７選択位相差板１４８ λ／２位相差層１５０重畳レンズ１６０被照明領域１７０平行化レンズ１８０偏光板１８０Ｒ、１８０Ｇ、１８０Ｂ偏光板１９０回転カラーフィルター１９１Ｒ、１９１Ｇ、１９１Ｂ透過フィルター１９２中心軸２００偏光選択光学素子２００Ｒ、２００Ｇ、２００Ｂ偏光選択光学素子２０１偏光選択膜２０１Ｒ、２０１Ｇ、２０１Ｂ偏光選択膜２０２プリズム部品２０３プリズム部品３００反射型液晶装置３００Ｒ、３００Ｇ、３００Ｂ３００Ｔ時分割駆動型の反射型液晶装置３０１Ｒ、３０１Ｇ、３０１Ｂ透過型液晶装置３１０基板３１１ソース３１２ソース電極３１３チャネル３１４珪素層３１５タンタル層３１６ドレイン３１７ドレイン電極３１８層間絶縁膜３１９反射画素電極３２０液晶層３２１液晶分子３３０基板３３１対向電極３３２反射防止層３４０二酸化珪素層３４１珪素層３４２タンタル層４０１ダイクロイックミラー４０２ダイクロイックミラー４０３反射ミラー４０４反射ミラー４０５反射ミラー４１０色光分離合成光学系４１１第１のダイクロイックプリズム４１２第２のダイクロイックプリズム４１３導光プリズム４１４、４１５、４１６、４１７プリズム部品４１８赤色光反射ダイクロイック膜４１９緑色光反射ダイクロイック膜４２０クロスダイクロプリズム４２１、４２２、４２３、４２４プリズム部品４２５、４２６赤色光反射ダイクロイック膜４２７、４２８青色光反射ダイクロイック膜４３０ダイクロイックプリズム４３１、４３２、４３３くさび形プリズム４３４青色光反射ダイクロイック膜４３５赤色光反射ダイクロイック膜５００投写光学系５１０第１の色分離素子５１１赤色光反射ダイクロイックミラー５１２緑色光及び青色光反射ダイクロイックミラー５１３緑色光反射ダイクロイックミラー５２０第２の色分離素子５３０、５３１折り返しミラー６００投写面６１０偏光板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、前記光源からの光束を集光し、複数の中間光束に分割す
る第１の光学要素と、前記第１の光学要素の光射出側に配置され、前記複数の
中間光束を一種類の偏光光に変換して前記反射型変調装
置上に重畳させる第２の光学要素と、前記第２の光学要素から射出された光を変調する唯一の
反射型変調装置と、前記第２の光学要素と前記反射型変調装置との間の光路
上に配置され、前記第２の光学要素から射出された光を
反射または透過させて前記反射型変調装置に到達させる
とともに、前記反射型変調装置により変調された光を透
過または反射させて投写光学系へ到達させる偏光選択素
子と、前記第２の光学要素と前記偏光選択素子との間に配置さ
れた平行化レンズと、を有することを特徴とするプロジ
ェクタ。
【請求項２】請求項１において、前記偏光変換素子は、一対の偏光分離面と反射面とを備
えた偏光分離ユニットが複数配列された偏光分離ユニッ
トアレイと、λ／２位相差層が規則的に形成された選択
位相差板とからなることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】請求項２において、前記偏光分離ユニットアレイの入射側には、前記反射面
の部分に前記中間光束を直接入射させないようにする遮
光板アレイが設けられていることを特徴とするプロジェ
クタ。
【請求項４】請求項１において、前記第２の光学要素から射出される前記一種類の偏光光
は、前記偏光選択素子に対してＰ偏光であることを特徴
とするプロジェクタ。
【請求項５】請求項１において、前記偏光選択素子と前記投写光学系との間の光路上に、
偏光板が設けられていることを特徴とするプロジェク
タ。
【請求項６】光源と、前記光源からの光束を集光し、複数の中間光束に分割す
る第１の光学要素と、前記第１の光学要素の光射出側に配置され、前記複数の
中間光束を一種類の偏光光に変換して前記反射型変調装
置上に重畳させる第２の光学要素と、前記第２の光学要素から射出された光から、時分割で複
数の色光を生成する色光生成光学系と、前記色光生成光学系によって生成された色光を変調する
唯一の反射型変調装置と、前記第２の光学要素と前記反射型変調装置との間の光路
上に配置され、前記第２の光学要素から射出された光を
反射または透過させて前記反射型変調装置に到達させる
とともに、前記反射型変調装置により変調された光を透
過または反射させて投写光学系へ到達させる偏光選択素
子と、前記第２の光学要素と前記偏光選択素子との間に配置さ
れた平行化レンズと、を有することを特徴とするプロジ
ェクタ。
【請求項７】請求項６において、前記偏光変換素子は、一対の偏光分離面と反射面とを備
えた偏光分離ユニットが複数配列された偏光分離ユニッ
トアレイと、λ／２位相差層が規則的に形成された選択
位相差板とからなることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項８】請求項７において、前記偏光分離ユニットアレイの入射側には、前記反射面
の部分に前記中間光束を直接入射させないようにする遮
光板アレイが設けられていることを特徴とするプロジェ
クタ。
【請求項９】請求項６において、前記第２の光学要素から射出される前記一種類の偏光光
は、前記偏光選択素子に対してＰ偏光であることを特徴
とするプロジェクタ。
【請求項１０】請求項６において、前記偏光選択素子と前記投写光学系との間の光路上に、
偏光板が設けられていることを特徴とするプロジェク
タ。
【請求項１１】光源と、前記光源からの光束を集光し、複数の中間光束に分割す
る第１の光学要素と、前記第１の光学要素の光射出側に配置され、前記複数の
中間光束を一種類の偏光光に変換して前記反射型変調装
置上に重畳させる第２の光学要素と、３色の色光をそれぞれ変調する３つの反射型変調装置
と、前記第２の光学要素から射出された光束を前記３色の色
光に分離するとともに、前記３つの反射型変調装置によ
って変調された色光を合成する色光分離合成光学系と、前記第２の光学要素と前記色光分離合成光学系との間の
光路上に配置され、前記第２の光学要素から射出された
光を反射または透過させて前記色光分離合成光学系に到
達させるとともに、前記色光分離合成光学系により合成
された光を透過または反射させて投写光学系へ到達させ
る偏光選択素子と、前記第２の光学要素と前記偏光選択素子との間に配置さ
れた平行化レンズと、を有することを特徴とするプロジ
ェクタ。
【請求項１２】請求項１１において、前記偏光変換素子は、一対の偏光分離面と反射面とを備
えた偏光分離ユニットが複数配列された偏光分離ユニッ
トアレイと、λ／２位相差層が規則的に形成された選択
位相差板とからなることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１３】請求項１２において、前記偏光分離ユニットアレイの入射側には、前記反射面
の部分に前記中間光束を直接入射させないようにする遮
光板アレイが設けられていることを特徴とするプロジェ
クタ。
【請求項１４】請求項１１において、前記第２の光学要素から射出される前記一種類の偏光光
は、前記偏光選択素子に対してＰ偏光であることを特徴
とするプロジェクタ。
【請求項１５】請求項１１において、前記偏光選択素子と前記投写光学系との間の光路上に、
偏光板が設けられていることを特徴とするプロジェク
タ。
【請求項１６】請求項１１において、前記色光分離合成光学系は、２つのダイクロイックプリ
ズムを含むことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１７】請求項１１において、前記色光分離合成光学系は、１つのクロスダイクロイッ
クプリズムを含むことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１８】請求項１１において、前記色光分離合成光学系は、くさび形ダイクロイックプ
リズムを含むことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１９】光源と、前記光源からの光束を集光し、複数の中間光束に分割す
る第１の光学要素と、前記第１の光学要素の光射出側に
配置され、前記複数の中間光束を一種類の偏光光に変換
して前記反射型変調装置上に重畳させる第２の光学要素
と、前記第２の光学要素から射出された光束を３色の色光に
分離する色光分離光学系と、前記色光分離光学系によって分離された前記色光を各々
変調する３つの変調装置と、前記３つの変調装置によって変調された色光を合成する
色光合成光学系と、前記色光分離光学系と前記色光合成光学系との間の光路
上に配置され、前記色光分離光学系から射出された光を
反射または透過させて各々の前記変調装置に到達させる
とともに、前記変調装置により変調された光を透過また
は反射させて前記色光合成光学系へ到達させる３つの偏
光選択素子と、前記色光分離光学系と前記偏光選択素子との間に各々配
置された３つの平行化レンズと、を有することを特徴と
するプロジェクタ。
【請求項２０】請求項１９において、前記偏光変換素子は、一対の偏光分離面と反射面とを備
えた偏光分離ユニットが複数配列された偏光分離ユニッ
トアレイと、λ／２位相差層が規則的に形成された選択
位相差板とからなることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２１】請求項２０において、前記偏光分離ユニットアレイの入射側には、前記反射面
の部分に前記中間光束を直接入射させないようにする遮
光板アレイが設けられていることを特徴とするプロジェ
クタ。
【請求項２２】請求項１９において、前記第２の光学要素から射出される前記一種類の偏光光
は、前記偏光選択素子に対してＰ偏光であることを特徴
とするプロジェクタ。
【請求項２３】請求項１９において、前記偏光選択素子と前記投写光学系との間の光路上に、
偏光板が設けられていることを特徴とするプロジェク
タ。