JP2010085560A - 色合成プリズム及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】省スペースにでき、高品質な画像の表示を可能とするための色合成プリズム、及
びその色合成プリズムを有するプロジェクタを提供すること。
【解決手段】複数の入射面３３、３４、３５から入射した複数の色光を合成して射出面３
６から射出させる色合成プリズムであるクロスダイクロイックプリズム２６であって、光
を集光させる集光作用をもつ集光手段と、光を発散させる発散作用をもつ発散手段と、の
少なくとも一方を有し、集光手段及び発散手段のいずれか一方が、複数の入射面３３、３
４、３５のうちの少なくとも一つと、射出面３６とに設けられる。
【選択図】図３

Description

本発明は、色合成プリズム及びプロジェクタ、特に、画像信号に応じて変調された複数
の色光を合成するための色合成プリズムの技術に関する。

従来、一般的なプロジェクタは、照明光学系から射出した光を平行化し、空間光変調素
子へ入射させる構成を採用している。色光ごとに設けられた空間光変調素子で変調された
光は、色合成プリズムで合成され、投写レンズにより投写される。照明光学系の大きさ、
集光特性等の光学特性を決めると、投写レンズを構成する複数のレンズのうち、投写面か
ら最も遠い位置に配置されるレンズ（後玉）の径が決まることとなる。このことから、従
来のプロジェクタは、投写レンズの小型化が困難であるという課題がある。投写レンズの
小型化を目的とする技術として、例えば、特許文献１には、空間光変調素子と色合成プリ
ズムとの間に集光レンズを設け、空間光変調素子で変調された光を投写レンズの入射瞳に
集光させる技術が提案されている。特許文献２及び３には、倍率色収差の補正を目的とし
て、色合成プリズムの入射面をレンズ形状とする技術が提案されている。レンズ形状が形
成された色合成プリズムを用いることで、倍率色収差の補正とともに、投写レンズの小型
化を図り得る。

特開２００２−３１８４５号公報 特開２００６−２７６８２６号公報 特開２００１−６６６９４号公報

空間光変調素子と色合成プリズムとの間にレンズを設ける構成では、レンズを配置する
ためのスペースが必要となることから、省スペース化が困難となるという問題を生じる。
色合成プリズムの入射面をレンズ形状とする場合、空間光変調素子と色合成プリズムとの
間のレンズが不要となるために省スペースにできる一方、必要となる屈折力を、入射面の
レンズ形状のみによって確保することとなる。入射面のレンズ形状に強い屈折力を持たせ
るには、レンズ形状の曲率半径を小さくすることとなる。レンズ形状の曲率半径を小さく
すると、球面収差の影響が大きくなり、画質が低下するという問題を生じる。本発明は、
上述の問題に鑑みてなされたものであり、省スペースにでき、高品質な画像の表示を可能
とするための色合成プリズム、及びその色合成プリズムを有するプロジェクタを提供する
ことを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る色合成プリズムは、複数
の入射面から入射した複数の色光を合成して射出面から射出させる色合成プリズムであっ
て、光を集光させる集光作用をもつ集光手段と、光を発散させる発散作用をもつ発散手段
と、の少なくとも一方を有し、集光手段及び発散手段のいずれか一方が、複数の入射面の
うちの少なくとも一つと、射出面とに設けられることを特徴とする。

複数の入射面のうちの少なくとも一つと射出面とに集光手段又は発散手段を設けること
で、色合成プリズムとは別にレンズを設ける場合より省スペースにできる。集光手段及び
発散手段のいずれか一方を入射面と射出面とに設け、入射面側と射出面側とでレンズ機能
を分担させることで、入射面側及び射出面側のいずれか一方のみにレンズ機能を持たせる
場合に対して、レンズ形状の曲率半径を大きくさせる。レンズ形状の曲率半径を大きくさ
せることで、球面収差を低減させ、画像を高品質にできる。これにより、省スペースにで
き、高品質な画像の表示を可能とする色合成プリズムを得られる。

また、本発明の好ましい態様としては、集光手段として機能する凸レンズと、発散手段
として機能する凹レンズと、の少なくとも一方を有し、凸レンズ及び凹レンズのいずれか
一方が、複数の入射面のうちの少なくとも一つと、射出面とに配置されることが望ましい
。これにより、集光手段及び発散手段のいずれか一方を、複数の入射面のうちの少なくと
も一つと、射出面とに設ける構成にできる。

また、本発明の好ましい態様としては、集光手段として機能する凸面部と、発散手段と
して機能する凹面部と、の少なくとも一方を有し、凸面部及び凹面部のいずれか一方が、
複数の入射面のうちの少なくとも一つと、射出面とに形成されることが望ましい。これに
より、集光手段及び発散手段のいずれか一方を、複数の入射面のうちの少なくとも一つと
、射出面とに設ける構成にできる。

また、本発明の好ましい態様としては、集光手段が、複数の入射面、及び射出面のいず
れにも設けられることが望ましい。これにより、各入射面へ入射した光を集光させる構成
にできる。また、色合成プリズムに組み合わせる投写レンズを小型にできる。

また、本発明の好ましい態様としては、発散手段が、複数の入射面、及び射出面のいず
れにも設けられることが望ましい。これにより、各入射面へ入射した光を発散させる構成
にできる。

また、本発明の好ましい態様としては、第１色光を入射させる入射面である第１入射面
と、第２色光を入射させる入射面である第２入射面と、第３色光を入射させる入射面であ
る第３入射面と、を有し、第１入射面から入射した第１色光と、第２入射面から入射した
第２色光と、第３入射面から入射した第３色光と、を合成して射出面から射出させること
が望ましい。これにより、カラー画像を表示するための色合成プリズムを得られる。

さらに、本発明に係るプロジェクタは、光を画像信号に応じて変調する複数の空間光変
調素子と、複数の空間光変調素子で変調された光を合成する上記の色合成プリズムと、を
有することを特徴とする。上記の色合成プリズムを用いることにより、省スペースで高品
質な画像を表示できる。これにより、小型で高品質な画像を表示可能なプロジェクタを得
られる。

また、本発明の好ましい態様としては、色合成プリズムで合成された光を投写する投写
レンズを有し、投写レンズにより光を投写させる投写面上での倍率色収差を低減する方向
に補正するために、投写レンズの倍率色収差特性に応じて、色合成プリズムの入射面に設
けられる集光手段又は発散手段の曲率半径が設定されることが望ましい。これにより、倍
率色収差を低減させ、高品質な画像を表示することが可能となる。

以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例１に係るプロジェクタ１０の概略構成を示す。プロジェクタ１
０は、スクリーン２８へ光を投写し、スクリーン２８で反射する光を観察することで画像
を鑑賞するフロント投写型のプロジェクタである。光源部１１は、例えば超高圧水銀ラン
プである。光源部１１は、赤色（Ｒ）光、緑色（Ｇ）光、青色（Ｂ）光を含む光を射出す
る。

第１インテグレータレンズ１２及び第２インテグレータレンズ１３は、アレイ状に配列
された複数のレンズ素子を有する。第１インテグレータレンズ１２は、光源部１１からの
光束を複数に分割する。第１インテグレータレンズ１２の各レンズ素子は、光源部１１か
らの光束を第２インテグレータレンズ１３のレンズ素子近傍にて集光させる。第２インテ
グレータレンズ１３のレンズ素子は、第１インテグレータレンズ１２のレンズ素子の像を
空間光変調素子上に形成する。

偏光変換素子１４は、２つのインテグレータレンズ１２、１３を経た光を特定の直線偏
光に変換する。重畳レンズ１５は、第１インテグレータレンズ１２の各レンズ素子の像を
空間光変調素子上で重畳させる。第１インテグレータレンズ１２、第２インテグレータレ
ンズ１３及び重畳レンズ１５は、光源部１１からの光の強度分布を空間光変調素子上にて
均一化させる。光源部１１、第１インテグレータレンズ１２、第２インテグレータレンズ
１３、偏光変換素子１４、及び重畳レンズ１５は、照明光学系を構成する。

反射ミラー１６は、反射により、重畳レンズ１５からの光の光路を折り曲げる。第１ダ
イクロイックミラー１７は、反射ミラー１６からの光のうちＲ光を透過させ、Ｇ光及びＢ
光を反射する。反射ミラー１８は、反射により、第１ダイクロイックミラー１７からのＲ
光の光路を折り曲げる。Ｒ光用フィールドレンズ１９Ｒは、反射ミラー１８からのＲ光を
平行化し、Ｒ光用透過型液晶パネル２０Ｒへ入射させる。Ｒ光用透過型液晶パネル２０Ｒ
は、第１色光であるＲ光を画像信号に応じて変調する空間光変調素子として機能する。

第２ダイクロイックミラー２１は、第１ダイクロイックミラー１７からのＧ光を反射し
、Ｂ光を透過させる。Ｇ光用フィールドレンズ１９Ｇは、第２ダイクロイックミラー２１
からのＧ光を平行化し、Ｇ光用透過型液晶パネル２０Ｇへ入射させる。Ｇ光用透過型液晶
パネル２０Ｇは、第２色光であるＧ光を画像信号に応じて変調する空間光変調素子として
機能する。

リレーレンズ２２、２４は、第２ダイクロイックミラー２１及び反射ミラー２３の間の
光路中、反射ミラー２３及び反射ミラー２５の間の光路中にそれぞれ設けられている。Ｂ
光の光路がＲ光の光路及びＧ光の光路よりも長いことから、空間光変調素子における照明
倍率を他の色光と等しくするために、Ｂ光の光路には、リレーレンズ２２、２４を用いる
リレー光学系が採用されている。反射ミラー２３、２５は、反射によりＢ光の光路を折り
曲げる。Ｂ光用フィールドレンズ１９Ｂは、反射ミラー２５からのＢ光を平行化し、Ｂ光
用透過型液晶パネル２０Ｂへ入射させる。Ｂ光用透過型液晶パネル２０Ｂは、第３色光で
あるＢ光を画像信号に応じて変調する空間光変調素子として機能する。

透過型液晶パネル２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂは、透明部材からなる２つの基板の間に、光
を画像信号に応じて変調するための液晶層を封入している。透過型液晶パネル２０Ｒ、２
０Ｇ、２０Ｂとしては、例えば、高温ポリシリコンＴＦＴ液晶パネル（High Temperatur
e Polysilicon；ＨＴＰＳ）を用いる。なお、透過型液晶パネル２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ
の入射側及び射出側には、特定の直線偏光を透過させる不図示の偏光フィルタが設けられ
ている。

クロスダイクロイックプリズム２６は、Ｒ光用透過型液晶パネル２０Ｒで変調されたＲ
光、Ｇ光用透過型液晶パネル２０Ｇで変調されたＧ光、Ｂ光用透過型液晶パネル２０Ｂで
変調されたＢ光を合成する色合成プリズムである。投写レンズ２７は、クロスダイクロイ
ックプリズム２６で合成された光をスクリーン２８の投写面へ投写する。

図２は、クロスダイクロイックプリズム２６の斜視構成を示す。クロスダイクロイック
プリズム２６は、第１入射面３３から入射したＲ光、第２入射面３４から入射したＧ光、
第３入射面３５から入射したＢ光を合成して射出面３６から射出させる。クロスダイクロ
イックプリズム２６は、透明部材からなる４つのプリズムを貼り合わせて構成されている
。

第１ダイクロイック膜３１及び第２ダイクロイック膜３２は、プリズム同士の間に設け
られている。第１ダイクロイック膜３１及び第２ダイクロイック膜３２は、互いに略直交
するように配置されている。第１ダイクロイック膜３１は、Ｒ光を反射し、Ｇ光及びＢ光
を透過させる。第２ダイクロイック膜３２は、Ｂ光を反射し、Ｒ光及びＧ光を透過させる
。第１ダイクロイック膜３１及び第２ダイクロイック膜３２は、例えば誘電体多層膜であ
る。

第１入射面３３は、クロスダイクロイックプリズム２６のうち、Ｒ光用透過型液晶パネ
ル２０Ｒで変調されたＲ光が入射する入射面である。第２入射面３４は、クロスダイクロ
イックプリズム２６のうち、Ｇ光用透過型液晶パネル２０Ｇで変調されたＧ光が入射する
入射面である。第３入射面３５は、クロスダイクロイックプリズム２６のうち、Ｂ光用透
過型液晶パネル２０Ｂで変調されたＢ光が入射する入射面である。射出面３６は、合成さ
れた各色光を射出する。第１入射面３３、第２入射面３４、第３入射面３５、射出面３６
は、いずれも、凸面部が形成されている。

凸面部は、二次元方向について曲率をなす凸形状の曲面であって、光を集光させる集光
作用をもつ集光手段として機能する。凸面部は、例えば、プリズムの表面を研磨すること
により形成される。クロスダイクロイックプリズム２６は、凸面部が形成された４つのプ
リズムを組み合わせることにより形成される。なお、凸面部は、球面形状、非球面形状の
いずれであっても良い。

図３は、クロスダイクロイックプリズム２６の断面構成を示す。第１入射面３３から入
射したＲ光は、第１ダイクロイック膜３１で反射することで光路が折り曲げられるととも
に、第２ダイクロイック膜３２を透過することにより、射出面３６の方向へ進行する。第
２入射面３４から入射したＧ光は、第１ダイクロイック膜３１及び第２ダイクロイック膜
３２を透過することにより、射出面３６の方向へ進行する。第３入射面３５から入射した
Ｂ光は、第２ダイクロイック膜３２で反射することにより光路が折り曲げられるとともに
、第１ダイクロイック膜３１を透過することにより、射出面３６の方向へ進行する。第１
ダイクロイック膜３１及び第２ダイクロイック膜３２を用いて合成された各色光は、射出
面３６から射出する。

Ｒ光は、第１入射面３３に形成された凸面部、及び射出面３６に形成された凸面部の集
光作用により集光され、投写レンズ２７（図１参照）へ入射する。Ｇ光は、第２入射面３
４に形成された凸面部、及び射出面３６に形成された凸面部の集光作用により集光され、
投写レンズ２７へ入射する。Ｂ光は、第３入射面３５に形成された凸面部、及び射出面３
６に形成された凸面部の集光作用により集光され、投写レンズ２７へ入射する。

各入射面３３、３４、３５及び射出面３６に凸面部を設けることで、各透過型液晶パネ
ル２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂとクロスダイクロイックプリズム２６との間の光路にそれぞれ
レンズを設ける場合より省スペースにできる。入射面３３、３４、３５側と射出面３６側
とでレンズ機能を分担させることで、入射面３３、３４、３５側及び射出面３６側のいず
れか一方のみにレンズ機能を持たせる場合に対して、レンズ形状の曲率半径を大きくさせ
る。レンズ形状の曲率半径を大きくさせることで、球面収差を低減させ、画像を高品質に
できる。

各入射面３３、３４、３５、射出面３６に設けられた凸面部を用いて集光させた各色光
を投写レンズ２７へ入射させることで、投写レンズ２７の小型化を可能とする。さらに、
投写レンズ２７のレンズ機能の一部を凸面部に分担させることにより、投写レンズ２７の
レンズ枚数を少なくさせ、投写レンズ２７を小型化しても良い。以上により、省スペース
とすることでプロジェクタ１０を小型とし、高品質な画像の表示を可能とするという効果
を奏する。

各入射面３３、３４、３５に形成される凸面部は、いずれも略同じ曲率半径の形状とす
る他、互いに異なる曲率半径の形状としても良い。例えば、投写面上での倍率色収差を低
減する方向に補正するために、投写レンズ２７の倍率色収差特性に応じて、各入射面３３
、３４、３５に設けられる凸面部の曲率半径を設定しても良い。倍率色収差は、色によっ
て像の倍率が異なることによって生じる収差であって、特に画像の周辺部において色ずれ
となって表れる。倍率色収差は、波長が短い光ほど屈折度合いが大きくなることによって
生じる。このことから、例えば、第１入射面３３に形成される凸面部の曲率半径ｒ１、第
２入射面３４に形成される凸面部の曲率半径ｒ２、第３入射面３５に形成される凸面部の
曲率半径ｒ３の大小関係を、ｒ１＜ｒ２＜ｒ３と設定しても良い。これにより、倍率色収
差を低減させ、高品質な画像を表示することが可能となる。また、投写レンズ２７により
倍率色収差を補正する場合に対して、投写レンズ２７に必要となるレンズ枚数を少なくさ
せ、投写レンズ２７の小型化も可能となる。

図４は、本実施例の変形例に係るクロスダイクロイックプリズム４０の断面構成を示す
。本変形例に係るクロスダイクロイックプリズム４０は、集光手段として機能する凸レン
ズ４１、４２、４３、４４を有することを特徴とする。第１入射面４５、第２入射面４６
、第３入射面４７、射出面４８は、いずれも略平坦な平面をなしている。第１凸レンズ４
１は、第１入射面４５に配置されている。第２凸レンズ４２は、第２入射面４６に配置さ
れている。第３凸レンズ４３は、第３入射面４７に配置されている。第４凸レンズ４４は
、射出面４８に配置されている。各凸レンズ４１、４２、４３、４４は、例えば、透明樹
脂、或いは光学ガラスを用いて構成されている。なお、各凸レンズ４１、４２、４３、４
４は、球面レンズ、非球面レンズのいずれであっても良い。

Ｒ光は、第１凸レンズ４１及び第４凸レンズ４４の集光作用により集光され、投写レン
ズ２７（図１参照）へ入射する。Ｇ光は、第２凸レンズ４２及び第４凸レンズ４４の集光
作用により集光され、投写レンズ２７へ入射する。Ｂ光は、第３凸レンズ４３及び第４凸
レンズ４４の集光作用により集光され、投写レンズ２７へ入射する。本変形例の場合も、
省スペースとすることでプロジェクタ１０を小型とし、高品質な画像の表示が可能となる
。なお、本変形例においても、第１凸レンズ４１、第２凸レンズ４２、第３凸レンズ４３
の曲率半径を適宜設定することにより、倍率色収差を低減させることとしても良い。

図５は、本発明の実施例２に係るクロスダイクロイックプリズム５０の斜視構成を示す
。本実施例に係るクロスダイクロイックプリズム５０は、実施例１に係るプロジェクタ１
０に適用される。本実施例に係るクロスダイクロイックプリズム５０は、第１入射面５１
、第２入射面５２、第３入射面５３、射出面５４のいずれにも凹面部が形成されることを
特徴とする。実施例１と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

凹面部は、二次元方向について曲率をなす凹形状の曲面であって、光を発散させる発散
作用をもつ発散手段として機能する。凹面部は、例えば、プリズムの表面を研磨すること
により形成される。クロスダイクロイックプリズム５０は、凹面部が形成された４つのプ
リズムを組み合わせることにより形成される。なお、凹面部は、球面形状、非球面形状の
いずれであっても良い。

図６は、クロスダイクロイックプリズム５０の断面構成を示す。Ｒ光は、第１入射面５
１に形成された凹面部、及び射出面５４に形成された凹面部の発散作用により発散し、投
写レンズ２７（図１参照）へ入射する。Ｇ光は、第２入射面５２に形成された凹面部、及
び射出面５４に形成された凹面部の発散作用により発散し、投写レンズ２７へ入射する。
Ｂ光は、第３入射面５３に形成された凹面部、及び射出面５４に形成された凹面部の発散
作用により発散し、投写レンズ２７へ入射する。

各入射面５１、５２、５３及び射出面５４に凹面部を設けることで、各透過型液晶パネ
ル２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂとクロスダイクロイックプリズム５０との間の光路にそれぞれ
レンズを設ける場合より省スペースにできる。入射面５１、５２、５３側と射出面５４側
とでレンズ機能を分担させることで、入射面５１、５２、５３側及び射出面５４側のいず
れか一方のみにレンズ機能を持たせる場合に対して、レンズ形状の曲率半径を大きくさせ
る。レンズ形状の曲率半径を大きくさせることで、球面収差を低減させ、画像を高品質に
できる。さらに、投写レンズ２７のレンズ機能の一部を凹面部に分担させることにより、
投写レンズ２７のレンズ枚数を少なくさせ、投写レンズ２７を小型化しても良い。これに
より、省スペースとすることでプロジェクタ１０を小型とし、高品質な画像の表示を可能
とするという効果を奏する。

各入射面５１、５２、５３に形成される凹面部は、いずれも略同じ曲率半径の形状とす
る他、互いに異なる曲率半径の形状としても良い。例えば、投写面上での倍率色収差を低
減する方向に補正するために、投写レンズ２７の倍率色収差特性に応じて、各入射面５１
、５２、５３に設けられる凹面部の曲率半径を設定しても良い。例えば、第１入射面５１
に形成される凹面部の曲率半径ｒ１１、第２入射面５２に形成される凹面部の曲率半径ｒ
１２、第３入射面５３に形成される凹面部の曲率半径ｒ１３の大小関係を、ｒ１１＜ｒ１
２＜ｒ１３と設定しても良い。これにより、倍率色収差を低減させ、高品質な画像を表示
することが可能となる。また、投写レンズ２７により倍率色収差を補正する場合に対して
、投写レンズ２７に必要となるレンズ枚数を少なくさせ、投写レンズ２７の小型化も可能
となる。

図７は、本実施例の変形例に係るクロスダイクロイックプリズム６０の断面構成を示す
。本変形例に係るクロスダイクロイックプリズム６０は、発散手段として機能する凹レン
ズ６１、６２、６３、６４を有することを特徴とする。第１凹レンズ６１は、第１入射面
４５に配置されている。第２凹レンズ６２は、第２入射面４６に配置されている。第３凹
レンズ６３は、第３入射面４７に配置されている。第４凹レンズ６４は、射出面４８に配
置されている。各凹レンズ６１、６２、６３、６４は、例えば、透明樹脂、或いは光学ガ
ラスを用いて構成されている。なお、各凹レンズ６１、６２、６３、６４は、球面レンズ
、非球面レンズのいずれであっても良い。

Ｒ光は、第１凹レンズ６１及び第４凹レンズ６４の発散作用により発散し、投写レンズ
２７（図１参照）へ入射する。Ｇ光は、第２凹レンズ６２及び第４凹レンズ６４の発散作
用により発散し、投写レンズ２７へ入射する。Ｂ光は、第３凹レンズ６３及び第４凹レン
ズ６４の発散作用により発散し、投写レンズ２７へ入射する。本変形例の場合も、省スペ
ースとすることでプロジェクタ１０を小型とし、高品質な画像の表示が可能となる。なお
、本変形例においても、第１凹レンズ６１、第２凹レンズ６２、第３凹レンズ６３の曲率
半径を適宜設定することにより、倍率色収差を低減させることとしても良い。

本発明に係るクロスダイクロイックプリズムは、各入射面及び射出面のいずれにも集光
手段を設ける実施例１の構成、各入射面及び射出面のいずれにも発散手段を設ける実施例
２の構成に限られない。本発明に係るクロスダイクロイックプリズムは、集光手段及び発
散手段のいずれか一方が、複数の入射面のうちの少なくとも一つと、射出面とに設けられ
る構成であれば良い。

例えば、図８に断面構成を示すクロスダイクロイックプリズム７０は、第１入射面３３
に形成された凸面部、第２入射面５２、第３入射面５３、射出面５４に形成された凹面部
を有する。第２入射面５２へ入射するＧ光、第３入射面５３へ入射するＢ光については、
上記のクロスダイクロイックプリズム５０（図６参照）の場合と同様に、レンズ機能を分
担させることで球面収差を低減させる効果を得ることができる。第１入射面３３のみに凸
面部を設ける構成は、第１入射面３３へ入射するＲ光について、凸面部の集光作用により
、凹面部における発散度合いを小さくさせる調整が可能となる。

なお、射出面５４に凹面部を形成する構成において、凸面部を形成するのは第１入射面
３３である場合に限られず、他の入射面であっても良い。また、凸面部を形成するのは一
つの入射面である場合に限られず、複数の入射面であっても良い。このように、クロスダ
イクロイックプリズム７０は、所望の光学特性を得るために適宜変形しても良い。

図９に断面構成を示すクロスダイクロイックプリズム８０は、第１入射面３３、第２入
射面３４、射出面３６に形成された凸面部、第３入射面５３に形成された凹面部を有する
。第１入射面３３へ入射するＲ光、第２入射面３４へ入射するＧ光については、実施例１
に係るクロスダイクロイックプリズム２６（図３参照）の場合と同様に、レンズ機能を分
担させることで球面収差を低減させる効果を得ることができる。第３入射面５３のみに凹
面部を設ける構成は、第３入射面５３へ入射するＢ光について、凹面部の発散作用により
、凸面部における集光度合いを小さくさせる調整が可能となる。

なお、射出面３６に凸面部を形成する構成において、凹面部を形成するのは第３入射面
５３である場合に限られず、他の入射面であっても良い。また、凹面部を形成するのは一
つの入射面である場合に限られず、複数の入射面であっても良い。このように、クロスダ
イクロイックプリズム８０は、所望の光学特性を得るために適宜変形しても良い。図８に
示すクロスダイクロイックプリズム７０、図９に示すクロスダイクロイックプリズム８０
は、凹面部に代えて凹レンズ、凸面部に代えて凸レンズを配置しても良い。さらに、クロ
スダイクロイックプリズムは、第１入射面、第２入射面、第３入射面のうちの少なくとも
一つを平坦面とし、平坦面以外の面に凸面部或いは凹面部を形成しても良い。

プロジェクタ１０は、空間光変調素子として透過型液晶パネルを用いる場合に限られな
い。空間光変調素子としては、反射型液晶表示装置（Liquid Crystal On Silicon；Ｌ
ＣＯＳ）、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）、ＧＬＶ（Grating Light Valve
）等を用いても良い。プロジェクタ１０は、色光ごとに空間光変調素子を備える構成に限
られない。プロジェクタ１０は、一つの空間光変調素子により二つ又は三つ以上の色光を
変調する構成としても良い。プロジェクタ１０は、光源部１１として超高圧水銀ランプを
用いる場合に限られず、超高圧水銀ランプ以外のランプや、発光ダイオード（ＬＥＤ）、
スーパールミネッセンスダイオード（ＳＬＤ）等の固体光源、レーザ光源等を用いる構成
としても良い。プロジェクタ１０は、スクリーンの一方の面に光を供給し、スクリーンの
他方の面から射出する光を観察することで画像を鑑賞する、いわゆるリアプロジェクタで
あっても良い。

以上のように、本発明に係る色合成プリズムは、プロジェクタに用いる場合に適してい
る。

本発明の実施例１に係るプロジェクタの概略構成を示す図。 クロスダイクロイックプリズムの斜視構成を示す図。 クロスダイクロイックプリズムの断面構成を示す図。 実施例１の変形例に係るクロスダイクロイックプリズムの断面構成の図。 本発明の実施例２に係るクロスダイクロイックプリズムの斜視構成の図。 クロスダイクロイックプリズムの断面構成を示す図。 実施例２の変形例に係るクロスダイクロイックプリズムの断面構成の図。 凸面部及び凹面部を有するクロスダイクロイックプリズムの例を示す図。 凸面部及び凹面部を有するクロスダイクロイックプリズムの例を示す図。

符号の説明

１０ プロジェクタ、１１ 光源部、１２ 第１インテグレータレンズ、１３ 第２イ
ンテグレータレンズ、１４ 偏光変換素子、１５ 重畳レンズ、１６、１８ 反射ミラー
、１７ 第１ダイクロイックミラー、１９Ｒ Ｒ光用フィールドレンズ、１９Ｇ Ｇ光用
フィールドレンズ、１９Ｂ Ｂ光用フィールドレンズ、２０Ｒ Ｒ光用透過型液晶パネル
、２０Ｇ Ｇ光用透過型液晶パネル、２０Ｂ Ｂ光用透過型液晶パネル、２１ 第２ダイ
クロイックミラー、２２、２４ リレーレンズ、２３、２５ 反射ミラー、２６ クロス
ダイクロイックプリズム、２７ 投写レンズ、２８ スクリーン、３１ 第１ダイクロイ
ック膜、３２ 第２ダイクロイック膜、３３ 第１入射面、３４ 第２入射面、３５ 第
３入射面、３６ 射出面、４０ クロスダイクロイックプリズム、４１ 第１凸レンズ、
４２ 第２凸レンズ、４３ 第３凸レンズ、４４ 第４凸レンズ、４５ 第１入射面、４
６ 第２入射面、４７ 第３入射面、４８ 射出面、５０ クロスダイクロイックプリズ
ム、５１ 第１入射面、５２ 第２入射面、５３ 第３入射面、５４ 射出面、６０ ク
ロスダイクロイックプリズム、６１ 第１凹レンズ、６２ 第２凹レンズ、６３ 第３凹
レンズ、６４ 第４凹レンズ、７０、８０ クロスダイクロイックプリズム

Claims (8)

1. 複数の入射面から入射した複数の色光を合成して射出面から射出させる色合成プリズム
   であって、
   光を集光させる集光作用をもつ集光手段と、光を発散させる発散作用をもつ発散手段と
   、の少なくとも一方を有し、
   前記集光手段及び前記発散手段のいずれか一方が、前記複数の入射面のうちの少なくと
   も一つと、前記射出面とに設けられることを特徴とする色合成プリズム。
2. 前記集光手段として機能する凸レンズと、前記発散手段として機能する凹レンズと、の
   少なくとも一方を有し、
   前記凸レンズ及び前記凹レンズのいずれか一方が、前記複数の入射面のうちの少なくと
   も一つと、前記射出面とに配置されることを特徴とする請求項１に記載の色合成プリズム
   。
3. 前記集光手段として機能する凸面部と、前記発散手段として機能する凹面部と、の少な
   くとも一方を有し、
   前記凸面部及び前記凹面部のいずれか一方が、前記複数の入射面のうちの少なくとも一
   つと、前記射出面とに形成されることを特徴とする請求項１に記載の色合成プリズム。
4. 前記集光手段が、前記複数の入射面、及び前記射出面のいずれにも設けられることを特
   徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の色合成プリズム。
5. 前記発散手段が、前記複数の入射面、及び前記射出面のいずれにも設けられることを特
   徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の色合成プリズム。
6. 第１色光を入射させる前記入射面である第１入射面と、
   第２色光を入射させる前記入射面である第２入射面と、
   第３色光を入射させる前記入射面である第３入射面と、を有し、
   前記第１入射面から入射した前記第１色光と、前記第２入射面から入射した前記第２色
   光と、前記第３入射面から入射した前記第３色光と、を合成して前記射出面から射出させ
   ることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の色合成プリズム。
7. 光を画像信号に応じて変調する複数の空間光変調素子と、
   前記複数の空間光変調素子で変調された光を合成する請求項１〜６のいずれか一項に記
   載の色合成プリズムと、を有することを特徴とするプロジェクタ。
8. 前記色合成プリズムで合成された光を投写する投写レンズを有し、
   前記投写レンズにより光を投写させる投写面上での倍率色収差を低減する方向に補正す
   るために、前記投写レンズの倍率色収差特性に応じて、前記色合成プリズムの前記入射面
   に設けられる前記集光手段又は前記発散手段の曲率半径が設定されることを特徴とする請
   求項７に記載のプロジェクタ。

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