JP2010060871A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】偏光板を共通化しつつも耐久性等の信頼性を維持できるプロジェクタを提供すること。
【解決手段】重畳レンズ２５が各色のライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃに入射させるＲ光、Ｇ光、及びＢ光の偏光方向を制限する共通偏光板２９を支持しているので、加熱されやすい共通偏光板２９を重畳レンズ２５によって効率的に冷却することができ、共通偏光板２９延いてはプロジェクタ１００の信頼性を高めることができる。なお、共通偏光板２９を色分離導光光学系３０よりも前段の重畳レンズの位置に配置することにより、旧来型のプロジェクタにおいて各色の液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃの直前に配置される入射側偏光板を省略することができ、コストの低減を図ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明光を分離して各色のライトバルブを照明し、各色のライトバルブを経た画像光を合成して投射するプロジェクタに関する。

プロジェクタとして、Ｒｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅの３色のライトバルブにおいて液晶パネルの前段に配置される偏光板を一括して省略するとともに、照明系に設けた偏光変換部の後段に偏光板を配置するものがある（特許文献１参照）。この場合、３つの液晶パネルの直前に配置される３枚の偏光板をダイクロイックミラーで色分離する前の段階で１枚にまとめて配置したものとなっている。
特開２００７−２３２８１１号公報

しかし、上記プロジェクタでは、色分離前の照明光の強度が高く、偏光変換部の後段に配置した１枚の偏光板にかかる熱的な負荷が大きくなるため、耐久性や性能の観点で偏光板延いてはプロジェクタの信頼性が低下する可能性がある。

そこで、本発明は、偏光板を共通化しつつも耐久性等の信頼性を維持できるプロジェクタを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る第１のプロジェクタは、（ａ）光束を射出する光源と、（ｂ）光源からの光束を複数の部分光束に分割する第１レンズアレイと、（ｃ）第１レンズアレイから射出された複数の部分光束の状態を調整する第２レンズアレイと、（ｄ）第２レンズアレイを経た複数の部分光束を対象とする被照明領域に重畳して入射させる重畳レンズと、（ｅ）重畳レンズから射出された光束を第１及び第２色の光束に分離する色分離導光光学系と、（ｆ）色分離導光光学系から射出された第１色の光束を画像情報に応じて変調する第１ライトバルブと、（ｇ）色分離導光光学系から射出された第２色の光束を画像情報に応じて変調する第２ライトバルブと、（ｈ）第１及び第２ライトバルブから射出された第１及び第２色の変調光を合成する光合成光学系と、（ｉ）光合成光学系を経て合成された画像光を投射する投射光学系とを備え、（ｊ）第１ライトバルブが、第１液晶パネルと、射出側偏光板とを有し、（ｋ）第２ライトバルブが、第２液晶パネルと、射出側偏光板とを有し、（ｌ）重畳レンズが、第１及び第２ライトバルブに入射させる第１及び第２色の光束の偏光方向を制限する共通偏光板を支持している。

上記第１のプロジェクタでは、重畳レンズが第１及び第２ライトバルブに入射させる第１及び第２色の光束の偏光方向を制限する共通偏光板を直接的又は間接的に支持しているので、共通偏光板で発生した熱を重畳レンズ側へ伝達させて逃がすことができる。これにより、加熱されやすい共通偏光板を重畳レンズによって効率的に冷却することができ、共通偏光板延いてはプロジェクタの信頼性を高めることができる。なお、共通偏光板を色分離導光光学系よりも前段の重畳レンズの位置に配置することにより、例えば第１及び第２液晶パネルの直前に入射側偏光板が配置される場合、かかる入射側偏光板の偏光度や耐久性に関する要求レベルを低く抑えることができ、或いはかかる入射側偏光板自体を省略することができる。

また、本発明の具体的な態様又は側面によれば、上記プロジェクタにおいて、共通偏光板が重畳レンズの射出面上に支持されている。この場合、偏光に関する重畳レンズの影響を排除できるので、重畳レンズの材料等の選択の自由度が増す。

本発明の別の側面によれば、重畳レンズにおいて入射面及び射出面の一方が平坦面であり、共通偏光板が平坦面上に貼り付けられている。この場合、共通偏光板を平坦なシート状又は板状のものとでき、偏光板を簡易に製造することができる。

本発明のさらに別の側面によれば、共通偏光板から第１液晶パネルに至る経路と、共通偏光板から第２液晶パネルに至る経路上とに配置される偏光板をゼロ枚とするので、入射側偏光板の省略によって、コストの低減を図ることができる。

本発明のさらに別の側面によれば、第１液晶パネルと第２液晶パネルとのうち少なくとも一方の前段に、入射する光束の偏光方向を制限する入射側偏光板を備える。この場合、入射側偏光板によって第１液晶パネル又は第２液晶パネルに入射する照明光の偏光度を高めることができ、コントラストの高い画像の投射が可能になる。なお、第１及び第２液晶パネルの双方の前段に入射側偏光板を設けた場合、共通偏光板を熱的な負担等を予備的に分担するプリポラライザとして機能させることができ、高性能のプロジェクタを簡易に実現することができる。

本発明のさらに別の側面によれば、入射側偏光板の偏光度が共通偏光板の偏光度以上に大きい。この場合、共通偏光板での光遮断量を低くすることができ、共通偏光板の熱的耐久性等に関する負担を軽減することができる。なお、入射側偏光板の偏光度とは、入射光に対して入射側偏光板を１８０度回転させたときに得られる強度変化のコントラストを意味するものとする。

本発明のさらに別の側面によれば、重畳レンズの光路上方に配置され入射した光束の偏光方向を揃える偏光変換部を備える。この場合、予め偏光方向をある程度揃えて共通偏光板に入射させることができ、光源からの光束の利用効率を高めることができる。

本発明に係る第２のプロジェクタは、（ａ）光束を射出する光源と、（ｂ）光源からの光束を複数の部分光束に分割する第１レンズアレイと、（ｃ）第１レンズアレイから射出された複数の部分光束の状態を調整する第２レンズアレイと、（ｄ）入射した光束の偏光方向を揃える偏光変換部と、（ｅ）第２レンズアレイを経た複数の部分光束を対象とする被照明領域に重畳して入射させる重畳レンズと、（ｆ）重畳レンズから射出された光束を第１及び第２色の光束に分離する色分離導光光学系と、（ｇ）色分離導光光学系から射出された第１色の光束を画像情報に応じて変調する第１ライトバルブと、（ｈ）色分離導光光学系から射出された第２色の光束を画像情報に応じて変調する第２ライトバルブと、（ｉ）第１及び第２ライトバルブから射出された第１及び第２色の変調光を合成する光合成光学系と、（ｊ）光合成光学系を経て合成された画像光を投射する投射光学系とを備え、（ｋ）第１ライトバルブが、第１液晶パネルと、射出側偏光板とを有し、（ｌ）第２ライトバルブが、第２液晶パネルと、射出側偏光板とを有し、（ｍ）偏光変換部の射出面が、第１及び第２ライトバルブに入射させる第１及び第２色の光束の偏光方向を制限する共通偏光板を支持している。

上記第２のプロジェクタでは、偏光変換部の射出面が第１及び第２ライトバルブに入射させる第１及び第２色の光束の偏光方向を制限する共通偏光板を支持しているので、加熱されやすい共通偏光板を重畳レンズによって効率的に冷却することができ、共通偏光板延いてはプロジェクタの信頼性を高めることができる。なお、共通偏光板を色分離導光光学系よりも前段の偏光変換部の位置に配置することにより、例えば第１及び第２液晶パネルの直前に入射側偏光板が配置される場合、かかる入射側偏光板の偏光度や耐久性に関する要求レベルを低く抑えることができ、或いはかかる入射側偏光板自体を省略することができる。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの光学系の構成を説明する概念図である。

このプロジェクタ１００は、光源から得た照明光を画像情報に応じて変調して光学像を形成し、この光学像をスクリーン上に拡大投射するための光学機器である。プロジェクタ１００は、光源装置１０と、均一化光学系２０と、色分離導光光学系３０と、光変調部４０と、クロスダイクロイックプリズム５０と、投射レンズ６０とを備える。ここで、光源装置１０及び均一化光学系２０は、照明装置を構成する。また、光変調部４０は、３つのライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃを含む。各ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、異なる色光をそれぞれ変調する液晶表示装置である。

上記プロジェクタ１００において、光源装置１０は、放電発光型の光源である発光管１１と、楕円型のリフレクタ１２と、球面型の副鏡１３と、平行化レンズ１４とを備える。発光管１１から周囲に放射された光束は、リフレクタ１２で直接反射され、或いは副鏡１３で反射された後にリフレクタ１２でさらに反射されて収束光束となる。この収束光束は、平行化レンズ１４によって平行光束とされて、前方側すなわち均一化光学系２０の第１レンズアレイ２３に入射する。なお、上述した楕円面型のリフレクタ１２に代えて、放物面等の各種凹面鏡を用いることができる。放物面の凹面鏡を用いた場合、リフレクタ１２の後段に平行化レンズ１４等を設けなくとも、光源装置１０から平行光束を射出させることが可能となる。

均一化光学系２０は、均一化された照度の照明光を光変調部４０に供給する。この均一化光学系２０は、光源装置１０から射出された光束を適当な状態に分割する第１及び第２レンズアレイ２３，２４と、両レンズアレイ２３，２４を経た複数の光束を重畳させる重畳レンズ２５と、重畳レンズ２５に入射する光束の偏光方向を揃える偏光変換装置２７とを備える。第１及び第２レンズアレイ２３，２４は、それぞれマトリクス状に配置された複数の要素レンズ２３ａ，２４ａからなる。このうち、第１レンズアレイ２３を構成する要素レンズ２３ａによって、平行化レンズ１４を経た光束は複数の部分光束に分割される。また、第２レンズアレイ２４を構成する要素レンズ２４ａによって、第１レンズアレイ２３からの各部分光束は適当な発散角で射出される。重畳レンズ２５は、第２レンズアレイ２４から射出され偏光変換装置２７を経た部分光束を全体として適宜収束させて、後段のライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃの被照明領域すなわち表示領域で重畳させる。この重畳レンズ２５は、珪酸塩系ガラス、石英ガラス等を含む光学ガラスで形成されており、一対の光学面のうち入射面２５ａが凸面となっており、射出面２５ｂが平坦面となっている。偏光変換装置２７は、ＰＢＳアレイで形成された偏光変換部であり、第１レンズアレイ２３により分割され第２レンズアレイ２４を経た各部分光束の偏光方向を一方向の直線偏光に揃える役割を有する。この偏光変換装置２７は、同様の構造をそれぞれ有しＹ方向にそれぞれ延びる４つのプリズム要素２７ａをＸ方向に配列した構造を有するプリズムアレイである。各プリズム要素２７ａは、例えばプリズムの斜面を利用してシステム光軸ＳＡに対して傾斜した状態で配置される偏光分離膜及び反射膜と、システム光軸ＳＡに対して垂直なプリズムの射出面に固定される位相差板とを備えている。

以上の均一化光学系２０において、重畳レンズ２５の射出面２５ｂ上には、共通偏光板２９が支持されている。この共通偏光板２９は、偏光変換装置２７を経て例えばＹ方向に概ね偏光方向が揃えられた照明光に対し、その偏光の度合いを高める役割を有する。つまり、共通偏光板２９は、不要な偏光成分を除去することによって、各ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃに入射する照明光の偏光方向をＹ方向に精密に調整する。ここで、共通偏光板２９は、共通の光路上にあることから、可視域をカバーする特性を有しており、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）の各色に対して一定以上の偏光度を有している。共通偏光板２９は、例えば有機材料で形成される有機型偏光板とすることもできるが、ワイヤグリッドその他の無機型偏光板とすることもできる。共通偏光板２９がワイヤグリッド等の反射型偏光板である場合、共通偏光板２９の発熱量を比較的少なくでき、重畳レンズ２５による冷却効率をさらに高めることができる。共通偏光板２９の入射面２９ａは、重畳レンズ２５の射出面２５ｂに対し粘着材層等を介して接着されている。この際、重畳レンズ２５の射出面２５ｂが平坦面であるので、共通偏光板２９を平板状又はシート状に作製することができ、このように平坦な共通偏光板２９を変形させることなく重畳レンズ２５に無理なく貼り付けることができる。なお、重畳レンズ２５の入射面２５ａには反射防止膜が形成されているが、重畳レンズ２５の射出面２５ｂの反射防止膜は省略されている。ただし、共通偏光板２９の射出面２９ｂには、反射防止膜が形成されており、反射による光量ロスを抑えている。

色分離導光光学系３０は、第１及び第２ダイクロイックミラー３１ａ，３１ｂと、反射ミラー３２ａ，３２ｂ，３２ｃと、３つのフィールドレンズ３３ａ，３３ｂ，３３ｃとを備え、均一化光学系２０から出射した照明光を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）の３色に分離するとともに、各色光を後段のライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃへ導く。より詳しく説明すると、まず、第１ダイクロイックミラー３１ａは、ＲＧＢの３色のうちＲ光を反射しＧ光及びＢ光を透過させる。また、第２ダイクロイックミラー３１ｂは、ＧＢの２色のうちＧ光を反射しＢ光を透過させる。この色分離導光光学系３０において、第１ダイクロイックミラー３１ａで反射されたＲ光は、反射ミラー３２ａを経て入射角調節用のフィールドレンズ３３ａに入射する。また、第１ダイクロイックミラー３１ａを透過し、第２ダイクロイックミラー３１ｂで反射されたＧ光は、入射角調節用のフィールドレンズ３３ｂに入射する。さらに、第２ダイクロイックミラー３１ｂを通過したＢ光は、リレーレンズＬＬ１，ＬＬ２及び反射ミラー３２ｂ，３２ｃを経て入射角調節用のフィールドレンズ３３ｃに入射する。

光変調部４０において、各ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、非発光型の光変調装置として、入射した照明光の空間的強度分布を変調する。ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、色分離導光光学系３０から射出された各色光に対応してそれぞれ照明される３つの液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃと、各液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃの射出側にそれぞれ配置される３つの射出側偏光板４３ａ，４３ｂ，４３ｃとを備える。なお、本実施形態では、各液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃの前段すなわち直前には入射側偏光板が配置されていない。

以上の光変調部４０において、第１ダイクロイックミラー３１ａで反射されたＲ色の光束は、第１光路ＯＰ１上のフィールドレンズ３３ａを介してライトバルブ４０ａに入射し、ライトバルブ４０ａを構成する液晶パネル４１ａ上の表示領域を照明する。第１ダイクロイックミラー３１ａを透過し、第２ダイクロイックミラー３１ｂで反射されたＧ色の光束は、第２光路ＯＰ２上のフィールドレンズ３３ｂを介してライトバルブ４０ｂに入射し、ライトバルブ４０ｂを構成する液晶パネル４１ｂ上の表示領域を照明する。第１及び第２ダイクロイックミラー３１ａ，３１ｂの双方を透過したＢ色の光束は、第３光路ＯＰ３上のフィールドレンズ３３ｃ等を介してライトバルブ４０ｃに入射し、ライトバルブ４０ｃを構成する液晶パネル４１ｃ上の表示領域を照明する。各液晶パネル４１ａ〜４１ｃは、入射した照明光の偏光方向の空間的分布を変調し、各液晶パネル４１ａ〜４１ｃにそれぞれ入射した３色の光は、画素単位で偏光状態を調節される。この際、射出側偏光板４３ａ〜４３ｃによって、各液晶パネル４１ａ〜４１ｃから射出される変調光から所定の偏光方向の変調光が取り出される。以上により、各ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、それぞれに対応する各色の変調光すなわち像光を形成する。

クロスダイクロイックプリズム５０は、像光用の光合成光学系として、各ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃからの各色の像光を合成する。より詳しく説明すると、クロスダイクロイックプリズム５０は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、Ｘ字状に交差する一対の誘電体多層膜５１ａ，５１ｂが形成されている。一方の第１誘電体多層膜５１ａは、Ｒ光を反射し、他方の第２誘電体多層膜５１ｂは、Ｂ光を反射する。クロスダイクロイックプリズム５０は、ライトバルブ４０ａからのＲ光を誘電体多層膜５１ａで反射して進行方向左側に射出させ、ライトバルブ４０ｂからのＧ光を誘電体多層膜５１ａ，５１ｂを介して直進・射出させ、ライトバルブ４０ｃからのＢ光を誘電体多層膜５１ｂで反射して進行方向右側に射出させる。このようにして、クロスダイクロイックプリズム５０によりＲ光、Ｇ光及びＢ光が合成され、カラー画像による画像光である合成光が形成される。

投射レンズ６０は、投射光学系であり、クロスダイクロイックプリズム５０を経て形成された合成光による画像光を所望の拡大率で拡大してスクリーン（不図示）上にカラーの画像を投射する。

なお、以上の説明では、重畳レンズ２５が光学ガラス製であるとしたが、重畳レンズ２５はサファイア結晶等の結晶材料で形成することもできる。この場合、結晶材料の熱伝導率にもよるが、共通偏光板２９の冷却効率をより高めることができる。ただし、重畳レンズ２５を結晶材料で形成する場合、その光学軸をＸ方向やＹ方向に一致させて偏光変換装置２７から射出される偏光の偏光状態が大きく変化しないようにすることが望ましい。

また、以上で説明したプロジェクタ１００は、図示を省略する空冷装置等を備え、光源装置１０や光変調部４０を冷却することによってこれらを保護しているが、均一化光学系２０の重畳レンズ２５及び共通偏光板２９を追加的に冷却することもできる。この場合、共通偏光板２９等の温度上昇を防止して、共通偏光板２９等の信頼性をより高めることができる。

また、以上の説明において、重畳レンズ２５は、粘着材を介して共通偏光板２９を直接的に支持しているが、光透過性の薄い平板等を介して共通偏光板２９を間接に支持することもできる。

本実施形態のプロジェクタ１００においては、重畳レンズ２５が各色のライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃに入射させるＲ光、Ｇ光、及びＢ光の偏光方向を制限する共通偏光板２９を支持しているので、共通偏光板２９で発生した熱を重畳レンズ２５を介して効率的に放熱することができる。よって、加熱されやすい共通偏光板２９を重畳レンズ２５によって効率的に冷却することができ、共通偏光板２９延いてはプロジェクタ１００の信頼性を高めることができる。なお、共通偏光板２９を色分離導光光学系３０よりも前段の重畳レンズの位置に配置することにより、旧来型のプロジェクタにおいて各色の液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃの直前に配置される入射側偏光板を省略することができ、コストの低減を図ることができる。

〔第２実施形態〕
以下、図２を参照して、第２実施形態のプロジェクタについて説明する。なお、本実施形態のプロジェクタ２００は、第１実施形態のプロジェクタ１００を変形したものであり、特に説明しない部分は第１実施形態と同様であるものとする。

図２に示すように、各色のライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃにおいて、各液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃの入射側には、入射側偏光板４２ａ，４２ｂ，４２ｃがそれぞれ配置されている。この場合、共通偏光板２９は、補助的なプリポラライザとして機能する。つまり、共通偏光板２９の偏光度は、入射側偏光板４２ａ，４２ｂ，４２ｃの偏光度に比較してかなり低くなっており、共通偏光板２９は、各色の入射側偏光板４２ａ，４２ｂ，４２ｃによる偏光の透過制限機能を部分的に負担することによって、これら入射側偏光板４２ａ，４２ｂ，４２ｃの過熱を防止している。具体的には、共通偏光板２９の偏光度が例えば１：０．５であるとすると、入射側偏光板４２ａ，４２ｂ，４２ｃの偏光度は、例えば１：０．１〜０．０５程度となる。

〔第３実施形態〕
以下、図３等を参照して、第３実施形態のプロジェクタについて説明する。なお、本実施形態のプロジェクタ３００は、第１実施形態のプロジェクタ１００を変形したものであり、特に説明しない部分は第１実施形態と同様であるものとする。

図３に示すように、共通偏光板２９は、偏光変換装置２７の射出面２７ｏ上に支持されている。この共通偏光板２９は、第１実施形態と同様に、偏光変換部である偏光変換装置２７から射出された照明光の偏光方向をさらにＹ方向に正確に揃えて偏光の度合いを高める役割を有する。

図４（Ａ）は、偏光変換装置２７の構造等を説明する部分拡大図である。偏光変換装置２７を構成する個々のプリズム要素２７ａは、平行四辺形の断面を有するプリズム８１と、直角三角形の断面を有するプリズム８８，８９とを接合したものであり、全体として矩形の断面形状を有する。プリズム要素２７ａは、プリズム８１側面のうち斜面を利用してシステム光軸ＳＡに対して傾斜した状態で配置される偏光分離膜８３と、プリズム８１を挟んで偏光分離膜８３に対向して配置される反射膜８４と、プリズム８８の射出面８８ｂに固定される位相差板８５とを備える。一方、共通偏光板２９は、プリズム要素２７ａの射出面すなわち偏光変換装置２７の射出面２７ｏに密着した状態で接合されている。この際、プリズム８１の射出面８１ｂには、厚み補償板８６が配置されており、共通偏光板２９の保持の安定と、効率的な冷却とが確保されるようになっている。

なお、プリズム要素２７ａにおいて、第２レンズアレイ２４からの入射光ＩＬは、マスク８９ａの間の開口すなわち入射面８１ａを介してプリズム８１に入射する。プリズム８１に入射した入射光ＩＬは、偏光分離膜８３により、第１光線ＰＬ１と第２光線ＰＬ２とに分岐される。偏光分離膜８３により反射された第１光線ＰＬ１は、再度反射膜８４で反射され、射出面８１ｂからＹ方向に平行なＳ偏光として射出される。一方、偏光分離膜８３を透過した第２光線ＰＬ２は、Ｘ方向に平行なＰ偏光として射出面８８ｂから射出されるが、位相差板８５により位相が変化し、Ｓ偏光として射出される。以上により、プリズム要素２７ａすなわち偏光変換装置２７に入射した入射光ＩＬは、すべての偏光方向がＳ偏光に揃えられた照明として射出される。

図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す偏光変換装置２７の変形例を説明する部分拡大図である。この場合、プリズム要素２７ａにおいて、偏光分離膜８３に重ねて位相差膜３８５が積層されている。これにより、プリズム８８の射出面８８ｂに位相差板８５を貼り付ける必要がなくなり、プリズム８１の射出面８１ｂに厚み補償板８６を貼り付ける必要がなくなる。

本実施形態のプロジェクタ１００においては、偏光変換装置２７が各色のライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃに入射させるＲ光、Ｇ光、及びＢ光の偏光方向を制限する共通偏光板２９を支持しているので、加熱されやすい共通偏光板２９を偏光変換装置２７によって効率的に冷却することができ、共通偏光板２９延いてはプロジェクタ１００の信頼性を高めることができる。なお、共通偏光板２９を色分離導光光学系３０よりも前段の偏光変換装置２７の位置に配置することにより、旧来型のプロジェクタにおいて各色の液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃの直前に配置される入射側偏光板を省略することができ、コストの低減を図ることができる。

この発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

すなわち、第２実施形態では、すべての液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃの入射側に入射側偏光板４２ａ，４２ｂ，４２ｃをそれぞれ配置しているが、共通偏光板２９の偏光度の調整により、これら液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃのうち任意の２つ又は１つの入射側に入射側偏光板を配置することができる。

また、上記第１及び第２実施形態では、重畳レンズ２５によって共通偏光板２９を支持しているが、重畳レンズ２５の厚みを結像に影響を与えない範囲で増加させることにより、共通偏光板２９の冷却効率を高めることができる。また、重畳レンズ２５の材料としては、可視光を透過するものであれば特に制限がないが、熱伝導率の良好なもの（可能であれば、熱伝導率が共通偏光板２９以上である材料）から選択することが望ましい。

また、上記第１及び第２実施形態では、重畳レンズ２５の射出面２５ｂ側に共通偏光板２９を支持しているが、重畳レンズ２５の入射面２５ａ側に共通偏光板２９を支持することもできる。この場合、重畳レンズ２５の入射面２５ａを平坦面とすることが望ましい。

また、上記実施形態の光源装置１０に用いるランプとしては、高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等種々のものが考えられる。また、光源装置１０は、副鏡１３を有しないタイプの光源とすることができる。

また、上記実施形態では、透過型の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、反射型プロジェクタにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、液晶パネル等を含むライトバルブ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、ライトバルブが光を反射するタイプであることを意味している。また、反射型のライトバルブの場合、射出側偏光板とは、例えば反射型液晶パネルに対向して配置される偏光ビームスプリッタを意味する。なお、光変調装置は液晶パネル等に限られず、例えばマイクロミラーを用いた光変調装置であってもよい。

また、プロジェクタとしては、投射面を観察する方向から画像投射を行う前面プロジェクタと、投射面を観察する方向とは反対側から画像投射を行う背面プロジェクタとがあるが、図１等に示すプロジェクタ１００，２００，３００の構成は、いずれにも適用可能である。

また、上記実施形態では、３つの液晶パネル４１ａ〜４１ｃを用いたプロジェクタ１００，２００，３００の例のみを挙げたが、本発明は、２つの液晶パネルを用いたプロジェクタ、４つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクタにも適用可能である。

第１実施形態のプロジェクタの光学系について説明する平面図である。 第２実施形態のプロジェクタの光学系について説明する平面図である。 第３実施形態のプロジェクタの光学系について説明する平面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、偏光変換装置の構造と共通偏光板の貼付け状態とを説明する図である。

符号の説明

１０…光源装置、 １１…発光管、 １２…リフレクタ、 １４…平行化レンズ、 ２０…均一化光学系、 ２３…第１レンズアレイ、 ２４…第２レンズアレイ、 ２５…重畳レンズ、 ２５ａ…入射面、 ２５ｂ…射出面、 ２７…偏光変換装置、 ２７ａ…プリズム要素、 ２７ｏ…射出面、 ２９…共通偏光板、 ３０…色分離導光光学系、 ３１ａ…第１ダイクロイックミラー、 ３１ｂ…第２ダイクロイックミラー、 ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ…フィールドレンズ、 ４０…光変調部、 ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ…ライトバルブ、 ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ…液晶パネル、 ４２ａ，４２ｂ，４２ｃ…入射側偏光板、 ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ…射出側偏光板、 ５０…クロスダイクロイックプリズム、 ５１ａ，５１ｂ…誘電体多層膜、 ６０…投射レンズ、 ８１…プリズム、 ８１ａ…入射面、 ８１ｂ…射出面、 ８３…偏光分離膜、 ８４…再度反射膜、 ８４…反射膜、 ８５…位相差板、 １００，２００，３００…プロジェクタ、 ＬＬ１，ＬＬ２…リレーレンズ、 ＯＰ１…第１光路、 ＯＰ２…第２光路、 ＯＰ３…第３光路、 ＳＡ…システム光軸

Claims (8)

1. 光束を射出する光源と、
   前記光源からの光束を複数の部分光束に分割する第１レンズアレイと、
   前記第１レンズアレイから射出された前記複数の部分光束の状態を調整する第２レンズアレイと、
   前記第２レンズアレイを経た前記複数の部分光束を対象とする被照明領域に重畳して入射させる重畳レンズと、
   前記重畳レンズから射出された光束を第１及び第２色の光束に分離する色分離導光光学系と、
   前記色分離導光光学系から射出された前記第１色の光束を画像情報に応じて変調する第１ライトバルブと、
   前記色分離導光光学系から射出された前記第２色の光束を画像情報に応じて変調する第２ライトバルブと、
   前記第１及び第２ライトバルブから射出された前記第１及び第２色の変調光を合成する光合成光学系と、
   前記光合成光学系を経て合成された画像光を投射する投射光学系とを備え、
   前記第１ライトバルブは、第１液晶パネルと、射出側偏光板とを有し、
   前記第２ライトバルブは、第２液晶パネルと、射出側偏光板とを有し、
   前記重畳レンズは、前記第１及び第２ライトバルブに入射させる前記第１及び第２色の光束の偏光方向を制限する共通偏光板を支持している、
   プロジェクタ。
2. 前記共通偏光板は、前記重畳レンズの射出面上に支持されている、請求項１記載のプロジェクタ。
3. 前記重畳レンズにおいて、入射面及び射出面の一方が平坦面であり、前記共通偏光板は、前記平坦面上に貼り付けられている、請求項１及び請求項２のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
4. 前記共通偏光板から前記第１液晶パネルに至る経路と、前記共通偏光板から第２液晶パネルに至る経路上とに配置される偏光板をゼロ枚とする、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のプロジェクタ。
5. 前記第１液晶パネルと前記第２液晶パネルとのうち少なくとも一方の前段に、入射する光束の偏光方向を制限する入射側偏光板を備える、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のプロジェクタ。
6. 前記入射側偏光板の偏光度は、前記共通偏光板の偏光度以上に大きい、請求項５に記載のプロジェクタ。
7. 前記重畳レンズの光路上方に配置され入射した光束の偏光方向を揃える偏光変換部を備える、請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載のプロジェクタ。
8. 光束を射出する光源と、
   前記光源からの光束を複数の部分光束に分割する第１レンズアレイと、
   前記第１レンズアレイから射出された前記複数の部分光束の状態を調整する第２レンズアレイと、
   入射した光束の偏光方向を揃える偏光変換部と、
   前記第２レンズアレイを経た前記複数の部分光束を対象とする被照明領域に重畳して入射させる重畳レンズと、
   前記重畳レンズから射出された光束を第１及び第２色の光束に分離する色分離導光光学系と、
   前記色分離導光光学系から射出された前記第１色の光束を画像情報に応じて変調する第１ライトバルブと、
   前記色分離導光光学系から射出された前記第２色の光束を画像情報に応じて変調する第２ライトバルブと、
   前記第１及び第２ライトバルブから射出された前記第１及び第２色の変調光を合成する光合成光学系と、
   前記光合成光学系を経て合成された画像光を投射する投射光学系とを備え、
   前記第１ライトバルブは、第１液晶パネルと、射出側偏光板とを有し、
   前記第２ライトバルブは、第２液晶パネルと、射出側偏光板とを有し、
   前記偏光変換部の射出面は、前記第１及び第２ライトバルブに入射させる前記第１及び第２色の光束の偏光方向を制限する共通偏光板を支持している、
   プロジェクタ。

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