JP3335091B2

JP3335091B2 - 投影装置

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Publication number: JP3335091B2
Application number: JP32228296A
Authority: JP
Inventors: 理小山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-11-18
Filing date: 1996-11-18
Publication date: 2002-10-15
Anticipated expiration: 2016-11-18
Also published as: JPH10148794A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は投影装置に関し、例
えばカラー液晶（カラー液晶パネル）等の光学変調素子
に表示された画像情報をスクリーン等に拡大投射（投
影）するカラー液晶プロジェクター等に好適なものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より光学変調素子としての液晶パネ
ルに表示した画像情報をスクリーン面上に投影するカラ
ー液晶プロジェクターが種々と提案されている。このう
ち透過型の液晶を用いた液晶プロジェクター用の光学系
が例えば特開昭６１−９９１１８号公報等で提案されて
いる。図２８は同公報で提案されている光学系の要部概
略図である。

【０００３】図２８において、光源１から発せられた光
はリフレクタ２（放物面鏡）により略平行光とされ、青
色光束（Ｂ光）を透過し、緑色光束（Ｇ光）と赤色光束
（Ｒ光）を反射するダイクロミラー３４に入射する。ダ
イクロミラー３４で反射されたＧ光とＲ光は、緑色光束
（Ｇ光）を反射し、赤色光束（Ｒ光）を透過するダイク
ロミラー１５に入射する。ダイクロミラー３５で反射さ
れた緑色光束はＧ光用の液晶パネル１４を照明し、同ミ
ラー３５を透過した赤色光束はＲ光用の液晶パネル１５
を照明する。また、ダイクロミラー３４を透過した青色
光束は、ミラー３６を経てＢ光用の液晶パネル１６を照
明する。

【０００４】各々の液晶パネル１４，１５，１６を透過
した光束は、各色毎の画像情報により変調される。液晶
パネル１４，１６からの光束は、青色光束を透過し、緑
色光束を反射するダイクロミラー３７で合成される。ま
た、液晶パネル１５からの赤色光束は、ミラー３８を経
て、赤色光束を透過し、青色光束と緑色光束を反射する
ダイクロミラー３９に入射する。

【０００５】このダイクロミラー３９で赤色光束と青色
光束と緑色光束は合成され、これによってフルカラー画
像が合成され、該フルカラー画像を投影光学系２２を経
てスクリーン２３上に投影している。液晶パネル１４，
１５，１６には例えばツイストネマティック（ＴＮ）液
晶やスーパーツイストネマティック（ＳＴＮ）液晶など
が用いられている。

【０００６】図２９は特開平１−１３１５９３号公報で
提案されている透過型の液晶を用いたカラー液晶プロジ
ェクターの光学系の要部概略図である。

【０００７】図２９において、光源１から発せられた光
はリフレクタ２（放物面鏡）により略平行光とされ、青
色光束（Ｂ光）を反射し、緑色光束（Ｇ光）と赤色光束
（Ｒ光）を透過するダイクロミラー３４’に入射する。
ダイクロミラー３４’を透過した光束は、緑色光束を透
過し、赤色光束を反射するダイクロミラー３５’に入射
する。ダイクロミラー３５’を透過した緑色光束は、緑
色用の液晶パネル１４を照明し、同ミラー３５’で反射
された赤色光束は、ミラー３８，４１を経て赤色用の液
晶パネル１５を照明する。また、ダイクロミラー３４’
で反射された青色光束は、ミラー３６，４０を経て青色
用の液晶パネル１６を照明する。

【０００８】各々の液晶パネル１４，１５，１６を透過
した光束は、各色毎の画像情報により変調され、クロス
ダイクロプリズム４２に入射し、フルカラー画像として
合成される。クロスダイクロプリズム４２は、緑色光束
を透過し青色光束を反射するダイクロミラーと緑色光束
を透過し赤色光束を反射するダイクロミラーの十字状の
組み合わせより構成される。クロスダイクロプリズム４
２で合成されたフルカラー画像は、投影光学系２２を経
てスクリーン２３上に投影されている。

【０００９】図３０は特開平６−２６５８４２号公報で
提案されている反射型の液晶を用いたカラー液晶プロジ
ェクターの光学系の要部概略図である。この光学系はシ
ュリーレン光学系と呼ばれている。

【００１０】図３０において、光源１から発せられた光
はリフレクタ２（放物面鏡）により略平行光とされ、ミ
ラー３６で反射後、集光レンズ４により投影光学系２２
の絞り開口位置に配置されている反射鏡４３近傍に光源
像を形成するように集光している。反射鏡４３で反射さ
れた光束は、平凸レンズ４４へむかって射出され、平凸
レンズ４４で平行光となり、クロスダイクロプリズム４
２にて３色分解され、それぞれの波長域の反射型の液晶
パネル２５，２６，２７を照明する。

【００１１】反射型の液晶パネル２５，２６，２７で各
々変調された光は、再びクロスダイクロプリズム４２に
てフルカラー画像として色合成され、該フルカラー画像
は平凸レンズ４４で集光された後、絞り２８を通過し、
投影光学系２２を介してスクリーン２３上に投影されて
いる。

【００１２】液晶パネルには、例えば、高分子分散型の
液晶が封入されていて、白レベルを表示するときには透
明になり光束を反射させ、黒レベルを表示するときには
光束を散乱させる。液晶パネルで反射され、クロスダイ
クロプリズム４２で色合成された光束は、平凸レンズ４
４により投影光学系２２の絞り２８近傍に集光される。
液晶で反射された光束は大部分が絞り２８の開口を通過
し、投影光学系２２を経てスクリーン２３上で白レベル
を表示するが、液晶で散乱された光束は全体のごく一部
が絞り２８の開口を通過するだけなのでスクリーン２３
上で黒レベルを表示する。

【００１３】このように液晶の散乱を利用して画像情報
の表示を行い、該画像情報を投影光学系によってスクリ
ーンに投影している。

【００１４】図３１（Ａ），（Ｂ）は特開平４−４２８
号公報で提案されているカラー液晶プロジェクターの全
体図と、その一部分の要部概略図である。同図において
はＲ，Ｇ，Ｂ光で液晶１４，１５，１６を照明してい
る。各色光で照明された液晶１４，１５，１６からの光
束は補助レンズ１７，１８，１９によって投影レンズ２
２の入射瞳ＥｎＰ近傍に集光されている。このうち補助
レンズ１８からの光束は投影光学系２２に直接入射して
いる。補助レンズ１７からの光束はミラー２０を介して
投影光学系２２に導光されている。又補助レンズ１５か
らの光束はミラー４１を介して投影光学系２２に導光さ
れている。投影光学系２２は各液晶１４，１５，１６に
表示された画像をスクリーン２３上に投影している。

【００１５】図３１では各投影系について夫々中心にな
る１本の主光線Ｐｒ１，Ｐｒ２，Ｐｒ３を示しており、
図３１では夫々３本ずつの主光線を示している。中央投
影系Ｂの補助レンズ１８の光軸は、投影レンズ２２の光
軸と一致し、周辺投影系Ａ，Ｃの補助レンズ１７，１９
の光軸は、投影レンズの光軸に対して垂直となる。

【００１６】又、投影レンズの入射瞳ＥｎＰは３つの補
助レンズの光軸が交差する位置にあり、ミラー２０，２
１は中心側の端点が入射瞳ＥｎＰに一致し、かつ、投影
レンズ２２の光軸に対して４５°をなしている。

【００１７】ＬＣＤは、中央投影系Ｂにおいてはその中
心軸が補助レンズ１８の光軸に一致して設けられてお
り、周辺投影系Ａ，Ｃではそれらの中心軸が夫々の補助
レンズの光軸に対して相対的に図中左側にシフトして設
けられている。

【００１８】従って、中央投影系Ｂの主光線Ｐｒ２は、
投影光学系２２の光軸を通ってスクリーン２３に対して
垂直となり、周辺投影系Ａ，Ｃの主光線Ｐｒ１，Ｐｒ３
はスクリーンに対して斜めとなる。３本の主光線は、ス
クリーン上で交差している。

【００１９】図３２は米国特許第５１０８１７２号に開
示されているカラー画像投影装置の要部概略図である。
図３２のカラー画像投影装置は、ランプ２３８からの白
色光を、各色のチャンネル毎に、対応するレンズ手段２
１０（２１０’，２１０”）に入射させている。このう
ち、例えば赤チャンネルにおいては、レンズ手段により
白色光を穴開きミラー２１４近傍に集光し、ミラー２１
４により白色光を反射して視野レンズ２１６を介して平
行光とした後に反射型液晶パネル２１８に入射させ、パ
ネル２１８からの画像情報を含む反射光を、レンズ２１
６により反射光の内の非散乱光（正反射光）がミラー２
１４の穴を通過し、反射光の内の散乱光の大部分がミラ
ー２１４の穴に入射しないように、ミラー２１４の近傍
に集光する。

【００２０】そして赤色のチャンネルの非散乱光をミラ
ー２４２を介してダイクロミラー２４４で反射させた後
にダイクロミラー２４６に入射させている。他の色光に
おいても同様の光路を介して緑色光をダイクロミラー２
４４を通過させて、ダイクロミラー２４６に入射させて
いる。また青色光をダイクロミラー２４６に入射させて
いる。そしてダイクロミラー２４４，２４６を用いて合
成した光に基づく画像を投影レンズ２４０によりスクリ
ーン上に投影している。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】図２８〜図３２に示す
従来のカラー液晶プロジェクターでは次のような問題点
があった。

【００２２】まず図２８の光学系については、投影光学
系２２と液晶パネル１５の間に平板のダイクロミラー３
９を同じく液晶パネル１６との間にはダイクロミラー３
７を傾けて配置し、これらを通過した光束を用いていた
為にそれらにより発生する非点収差が投影画像を劣化さ
せていた。液晶の解像度が低ければ、この非点収差は無
視しうるが、コンピュータのモニタなどに使用される高
解像度の液晶プロジェクタでは問題となってくる。

【００２３】図２９のカラー液晶プロジェクターは上記
非点収差の問題点を解決している。図２９では色合成光
学系にクロスダイクロプリズム４２を使用し、ダイクロ
ミラーを介さないで液晶パネル１４，１５，１６を投影
光学系で投影することによって、非点収差の発生を防い
でいる。しかしクロスダイクロプリズム４２は、図２８
の色合成光学系に用いられる平板ダイクロミラーに比較
してより製作が難しい。これは投影画像が４つのプリズ
ム接合方法で不連続にならないように、プリズム頂角加
工精度、プリズム接合精度、プリズム屈折率等を厳しく
管理しなければならないからである。

【００２４】また、ダイクロミラー膜も平板のものより
も、多層にしないと所望の特性が得られず、製作が難し
いことも１つの要因となっていた。

【００２５】図３０のカラー液晶プロジェクターは図２
９の透過型の液晶を反射型に置き換えたものであり、色
分解光学系と色合成光学系を同一のクロスダイクロプリ
ズム４２で兼用し、平板ダイクロミラー３４’，３５’
を省略できるという利点はある。しかしながらこの装置
でも製作が難しいクロスダイクロプリズムを使用するこ
とは変わりはない。

【００２６】図３１に示すカラープロジェクターは、３
つの液晶パネルを各々、独立に設けたＲ，Ｇ，Ｂ各色の
光源からの色光を照明している為に装置全体が大型化す
る傾向があった。図３２に示すカラー画像投影装置は各
色のチャンネルの非散乱光に対応する色を付けるために
各チャンネルに光路中に色フィルターを設けるものであ
り、色フィルターにより他の色を吸収してしまうことに
なるので、ランプからの光の大部分を捨てることにな
り、ランプからの光の利用効率が低くなる傾向があっ
た。従って、明るい画像を得ることが難しかった。

【００２７】本発明は色分解光学系及び色合成光学系の
各要素を適切に設定することによって製作が容易でしか
も高性能な色分解及び色合成が行なえ、液晶等の光学変
調素子に基づく画像情報を所定面上にフルカラー画像と
して非点収差がなく高い光学性能で投影することができ
る、例えばコンピュータのモニタ等の高解像度のカラー
液晶プロジェクターに好適な投影装置の提供を目的とす
る。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明の投影装置は、 (1-1) 光源手段からの光束を色分解手段によって複数
の色光に色分解し、該色分解した複数の色光をレンズ手
段で集光し、該集光した位置近傍に第１の偏向手段を設
けて各色光毎に設けた光学変調素子に導光し、該各光学
変調素子に基づく画像情報を投影光学系で所定面上に投
影していることを特徴としている。

【００２９】(1-2) 光源手段からの光束を色分解手段
によって複数の色光に色分解し、該色分解した複数の色
光をレンズ手段で集光し、該集光した位置近傍に第１の
偏向手段を設けて各色光毎に設けた光学変調素子に導光
し、該各光学変調素子に基づく光束を第２の偏向手段で
投影光学系に導光し、各光学変調素子に基づく画像情報
を投影光学系で所定面上に重ね合わせて投影する際、該
第２の偏向手段は該投影光学系の絞り近傍に、該絞り開
口を複数の領域に分割するように配置していることを特
徴としている。

【００３０】(1-3) 光源手段からの光束を色分解手段
によって複数の色光に色分解し、該色分解した複数の色
光をレンズ手段で集光し、該集光した位置近傍に第１の
偏向手段を設けて各色光毎に設けた反射型の光学変調素
子に導光し、該各光学変調素子に基づく光束を第２の偏
向手段で投影光学系に導光し、各光学変調素子に基づく
画像情報を投影光学系で所定面上に重ね合わせて投影す
る際、該第１の偏向手段と該第２の偏向手段は該投影光
学系の絞り近傍に該絞り開口を複数の領域に分割するよ
うに配置していることを特徴としている。

【００３１】(1-4) 光源手段からの光束を色分解手段
によって複数の色光に色分解し、該色分解した複数の色
光をレンズ手段で集光し、集光した位置近傍にミラー手
段を設けて各色光毎に設けた反射型の光学変調素子に導
光し、該各光学変調素子に基づく光束を第２の偏向手段
で投影光学系に導光し、各光学変調素子に基づく画像情
報を投影光学系で所定面上に重ね合わせて投影する際、
該ミラー手段と該第２の偏向手段は該投影光学系の絞り
近傍に、該絞り開口を複数の領域に分割するように配置
しており、該ミラー手段を構成する少なくとも１つのミ
ラーは該ミラー法線の含まれる平面が該光学変調素子に
対して平行及び垂直な面内から外れた領域に位置するよ
うに配置していることを特徴としている。

【００３２】(1-5) 光源手段からの光束を色分解手段
によって複数の色光に色分解し、該色分解した複数の色
光をレンズ手段で集光し、集光した位置近傍にミラー手
段を設けて各色光毎に設けた光学変調素子に導光し、該
各光学変調素子に基づく光束を第２の偏向手段で投影光
学系に導光し、各光学変調素子に基づく画像情報を投影
光学系で所定面上に重ね合わせて投影する際、該ミラー
手段と該第２の偏向手段は該投影光学系の絞り近傍に、
該絞り開口を複数の領域に分割するように配置してお
り、該ミラー手段を構成する複数のミラーは該ミラー法
線の含まれる平面が該光学変調素子に対して平行及び垂
直な面内に位置するように配置していることを特徴とし
ている。

【００３３】又、本発明の投影装置は前述の構成（１−
１）〜（１−５）の少なくとも１つの投影装置におい
て、 (1-1-1) 前記色分解手段は透過型の回折格子であるこ
と。

【００３４】(1-1-2) 前記色分解手段は反射型の回折
格子であること。

【００３５】(1-1-3) 前記色分解手段は互いに傾けて
配置した複数のダイクロミラーであること。

【００３６】(1-1-4) 前記色分解手段は平行光束中に
配置されていること。

【００３７】(1-1-5) 前記色分解手段は緑色光束を中
心として、その周縁に赤色光束と青色光束が位置するよ
うに分解していること。

【００３８】(1-1-6) 前記反射型の回折格子はコニカ
ルディフラクションの条件で使用されていること。

【００３９】(1-1-7) 前記複数のダイクロミラーは、
光束偏向平面内に光束分離方向がないこと。

【００４０】(1-1-8) 前記複数のダイクロミラーは、
光束が最後に入射するのが緑色光束を反射するダイクロ
ミラーであること。

【００４１】(1-1-9) 前記第１の偏向手段は前記色分
解手段で色分解され異なった角度で射出する３つの色光
のうち両側の２つの色光を反射させるミラー又はプリズ
ムを有していること。

【００４２】(1-1-10) 前記第１の偏向手段は、光束を
反射させる複数のミラーを有していること。

【００４３】(1-1-11) 前記第１の偏向手段は、光束を
屈折させる複数のプリズムを有していること。

【００４４】(1-1-12) 前記第２の偏向手段は、光束を
反射させる複数のミラーを有していること。

【００４５】(1-1-13) 前記第２の偏向手段は、光束を
屈折させる複数のプリズムを有していること。

【００４６】(1-1-14) 前記各色光の光路中には平行光
束を各光学変調素子に導光する為のレンズ系が設けられ
ていること。

【００４７】(1-1-15) 前記各光学変調素子のうち少な
くとも１つの光学変調素子は斜方向から光束が導光され
ていること。

【００４８】(1-1-16) 前記反射型の光学変調素子は長
方形状をしており、このうち少なくとも１つの光学変調
素子は長辺方向と短辺方向の双方に対して斜方向から光
束が導光されていること。

【００４９】(1-1-17) 前記ミラー手段は反射する波長
帯域に応じて最適化された高反射ミラーを有しているこ
と。

【００５０】(1-1-18) 前記複数のミラーは、反射する
波長帯域に応じて最適化された高反射ミラーであるこ
と。

【００５１】(1-1-19) 前記第２の偏向手段は、互いに
間隔をおいて傾けて配置された複数のミラーを有してい
ること。

【００５２】(1-1-20) 前記第２の偏向手段は、互いに
間隔をおいて傾けて配置された複数のミラーを有し、前
記複数の色光のうち少なくとも１つの光束が互いに間隔
をおいて配置されたミラーの間を通過して前記投影光学
系に入射すること。

【００５３】(1-1-21) 前記第２の偏向手段は、互いに
間隔をおいて傾けて配置された複数のミラーを有し、前
記複数の色光のうち少なくとも１つの光束が互いに間隔
をおいて傾けて配置された複数のミラーのうちの１つに
より反射され、前記投影光学系に入射すること。

【００５４】(1-1-22) 前記第２の偏向手段は、互いに
間隔をおいて傾けて配置された２枚のミラーを有し、該
２つのミラーのなす角度が９０以外で配置されているこ
と。

【００５５】(1-1-23) 前記各光学変調素子からの光路
中には各光学変調素子からの光束を前記投影光学系の絞
り位置近傍に集光するレンズが設けられていること。

【００５６】(1-1-24) 前記光学変調素子は高分子分散
型の液晶を用いて形成されていること。

【００５７】(1-1-25) 前記光学変調素子は高分子分散
型で反射型の液晶を用いて形成されていること。

【００５８】(1-1-26) 前記ミラー手段は、前記色分解
手段を構成する回折格子の回折光束のピーク波長による
回折角の違いを補正し、各々の光学変調素子に対して等
しい傾きで光束を導光していること(1-1-27) 前記投影
光学系の絞りが該投影光学系と前記光学変調素子との間
にあること。

【００５９】(1-1-28) 前記第１の偏向手段と前記第２
の偏向手段は前記投影光学系の絞り開口を２つの領域に
分割し、一方の領域と他方の領域に分離して設けられて
いること。

【００６０】(1-1-29) 前記第１の偏向手段と前記第２
の偏向手段は前記投影光学系の絞り開口を該投影光学系
の光軸を含む２つの領域に分割し、一方の領域と他方の
領域に分離して設けられていること。等を特徴としてい
る。

【００６１】本発明の投影装置は、 (1-6) 光源手段からの光束を集光手段で集光し、イン
テグレータの第１端面に入射させ、該第１端面から入射
した光束を該インテグレータの第２端面から射出させ、
該第２端面から射出した光束を色分解手段で複数の色光
に分割し、該分解した複数の色光をレンズ手段で集光
し、該集光した位置近傍に設けたミラー手段を利用して
各色光毎に設けた光学変調素子に導光し、該各光学変調
素子に基づく光束を第２の偏向手段で投影光学系に導光
し、各光学変調素子に基づく画像情報を投影光学系で所
定面上に重ね合わせて投影する際、該ミラー手段と該第
２の偏向手段は該投影光学系の絞り近傍に、該絞り開口
を複数の領域に分割するように配置しており、該インテ
グレータは第１端面から第２端面を結ぶ反射面より構成
されており、該第２端面と該各光学変調素子との間の光
路中に設けた光学系によって該第１端面と該投影光学系
の絞りとを共役関係とし、該第２端面と該光学変調素子
とを共役関係としていることを特徴としている。

【００６２】特に、 (1-6-1) 前記各光学変調素子からの光束を各光学変調
素子毎に設けたレンズで前記投影光学系の絞り位置近傍
に集光させていること。

【００６３】(1-6-2) 前記インテグレータは６面体の
ガラスブロックより成り、該インテグレータの第１端面
からの入射光の一部を全反射して第２端面に導光してい
ること。

【００６４】(1-6-3) 前記インテグレータは４枚以上
の台形又は矩形の平板ミラーを有するカレイドスコープ
より成り、該インテグレータの第１端面からの入射光の
一部を該平板ミラーで反射させて第２端面に導光してい
ること。

【００６５】(1-6-4) 前記第１の偏向手段と前記第２
の偏向手段は前記投影光学系の絞り開口を２つの領域に
分割し、一方の領域と他方の領域に分離して設けられて
いること。

【００６６】(1-6-5) 前記第１の偏向手段と前記第２
の偏向手段は前記投影光学系の絞り開口を該投影光学系
の光軸を含む２つの領域に分割し、一方の領域と他方の
領域に分離して設けられていること。

【００６７】(1-6-6) 前記ミラー手段と前記第２の偏
向手段は前記投影光学系の絞り開口を２つの領域に分割
し、一方の領域と他方の領域に分離して設けられている
こと。

【００６８】(1-6-7) 前記ミラー手段と前記第２の偏
向手段は前記投影光学系の絞り開口を該投影光学系の光
軸を含む２つの領域に分割し、一方の領域と他方の領域
に分離して設けられていること。等を特徴としている。

【００６９】(1-7) 光源手段からの光束を色分解手段
によってＲ光束，Ｇ光束、そしてＢ光束の色光に色分解
し、該色分解した各色光をレンズ手段で集光し、該集光
した位置近傍に第１の偏向手段を設けて各色光毎に設け
た光学変調素子に導光し、該各光学変調素子に基づく画
像情報を第２の偏向手段で投影光学系に導き、該画像情
報を該投影光学系で所定面上に重ねて投影をする際、該
色分解手段は、Ｇ光束を中心としてその両側にＲ光束
と、Ｂ光束を分離するように配置され、該第２の偏向手
段は、該投影光学系の絞り近傍に、該絞り開口を３つの
領域に分割するように配置され、該分割された３つの領
域の中央部をＧ光束が通過し、周縁部をＲ光束とＢ光束
が通過するようにしたことを特徴としている。

【００７０】本発明の色分解光学系は、 (2-1) 入射光束を複数の色光に色分解して射出させる
互いに傾けて配置した複数のダイクロミラーを有する色
分解光学系であって、該複数のダイクロミラーは、光束
偏向平面内に光束分離方向がないように配置しているこ
とを特徴としている。

【００７１】(2-2) 入射光束を複数の色光に色分解し
て射出させる互いに傾けて配置した複数のダイクロミラ
ーを有する色分解光学系であって、該複数のダイクロミ
ラーは、光束偏向平面内に光束分離方向がないように配
置され、光束が最後に入射するのが緑色光束を反射する
ダイクロミラーであることを特徴としている。

【００７２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態１の要
部概略図、図２は図１の一部分の説明図である。本実施
形態では光学変調素子として透過型の液晶パネル（「液
晶」とも言う。）を用いたカラー液晶プロジェクタに適
用した場合を示している。

【００７３】図１において、光源（光源手段）１から発
せられた白色光Ｗは、リフレクタ２（放物面鏡）で反射
された後に略平行光とされ、色分解素子（色分解手段）
３で複数の波長域（例えば、赤色光（Ｒ光），緑色光
（Ｇ光），青色光（Ｂ光），以下「Ｒ光，Ｇ光，Ｂ光」
と略す。）に対応する光束に分離射出される。

【００７４】図２は本実施形態の色分解素子の要部断面
図である。本実施形態の色分解素子は透過型で、階段状
の回折格子３−１より成っている。図２に示すように回
折格子３−１に入射した白色光Ｗは、透過する微細な階
段構造の光路長差によって、特定の波長域に回折効率の
ピークを有する０次、±１次の回折光に透過分離され、
各々がＲ光，Ｇ光，Ｂ光の各波長帯域に相当する光束と
して射出している。

【００７５】尚、本実施形態において色分解素子３とし
て透過型の代わりに図３に示す反射型の回折格子３−２
より構成しても良い。

【００７６】図３において入射した白色光Ｗは、反射す
る微細な階段構造の光路長差によって、特定の波長域に
回折効率のピークを有する０次，±１次の回折光に反射
分離され、各々がＲ光，Ｇ光，Ｂ光の各波長帯域に相当
する光束として反射している。反射型の回折格子３−２
では、反射で光路の偏向が発生するが、図１において
は、これを展開して透過光学系に変換したものとして表
してある。

【００７７】図４は、本発明の色分解素子として、３枚
のダイクロミラー３−３−Ｂ，３−３−Ｇ，３−３−Ｒ
から構成した場合の要部概略図である。ダイクロミラー
３−３−Ｂは、青波長帯域のＢ光を反射し、Ｇ光やＲ光
を透過する分光特性を有する。ダイクロミラー３−３−
Ｇは、緑波長帯域のＧ光を反射し、Ｂ光やＲ光を透過す
る分光特性を有する。ダイクロミラー３−３−Ｒは、赤
波長帯域のＲ光を反射し、橙色の波長域を透過する分光
特性を有する。各々のダイクロミラーは互いに傾けられ
て配置して、これにより各反射光はＲ光，Ｇ光，Ｂ光に
分離される。

【００７８】また、ダイクロミラー３−３−Ｒを、ダイ
クロミラーではなく、単なる高反射ミラーでも代用でき
る。ダイクロミラーでは、反射で光路の偏向が発生する
が、図１においては、同様にこれを展開して透過光学系
に変換したものとして表してある。

【００７９】図２〜４の色分解素子は、いずれもＧ光束
を中心としてＲ，Ｂ光束をその両側に分離するような構
成を取っている。これは、後述するように投影光学系２
２のの絞り２８の中央部にＧ光束を配置し、Ｒ，Ｂ光束
を絞り２８の周縁部を通過するようにして、投影光学系
の収差がスクリーン上の投影画像の解像度が寄与しにく
くするためである。色分解光学系であらかじめＧ光束を
中心に配置すると、色合成光学系でＧ光束を中心とする
配置を取る際に色分解光学系の全体構成が簡単でコンパ
クトにすることができる。

【００８０】図２，３の色分解素子としての回折格子３
−１，３−２も、図４のダイクロミラーも光束の入射角
度依存性が大きな分光特性を有し、これらの色分解素子
の光束の入射角度依存性は、照明の色ムラや輝度ムラの
原因となる。

【００８１】本実施形態では、放物面より成るリフレク
タ２の後の略平行光中にこれらを配置することにより、
色ムラや輝度ムラの発生を防止している。

【００８２】図１に戻り、色分解素子３からのＲ光，Ｇ
光，Ｂ光は、互いに異なる角度で集光レンズ（レンズ手
段）４に入射し、集光レンズ４により、第１の偏向手段
としての間隔を置いて互いに傾けて配置された複数のミ
ラー５およびミラー６の近傍に光源像を形成するように
集光している。

【００８３】これら３つの色光のうち、例えば、Ｇ光束
はミラー５とミラー６の間を透過し、視野レンズ（レン
ズ系）７により略平行光とされ、透過型の液晶パネル１
４を照明する。透過型の液晶パネル１４で画像情報によ
り変調された光束は、視野レンズ（レンズ）１７により
投影光学系（以下「投影レンズ」ともいう。）２２の絞
り２８近傍に配置された第２の偏向手段としてのミラー
２０とミラー２１の間に再び光源像を形成するように集
光している。

【００８４】一方Ｒ光束は、ミラー５で反射され、視野
レンズ（レンズ系）８により略平行光とされ、ミラー１
０，１１を経由して透過型の液晶パネル１５を照明す
る。透過型の液晶パネル１５で画像情報により変調され
た光束は、視野レンズ（レンズ）１８により投影光学系
２２の絞り２８近傍に配置されたミラー２０上に再び光
源像を形成するように集光している。

【００８５】同様に、Ｂ光束は、ミラー６で反射され、
視野レンズ（レンズ系）９により略平行光とされ、ミラ
ー１２，１３を経由して透過型の液晶パネル１６を照明
する。透過型の液晶パネル１６で画像情報により変調さ
れた光束は、視野レンズ（レンズ）１９により投影光学
系２２の絞り２８近傍に配置されたミラー２１上に再び
光源像を形成するように集光している。

【００８６】ここでミラー５，６は第１の偏向手段（ミ
ラー手段）の一要素を構成し、ミラー２０，２１は第２
の偏向手段の一要素を構成している。

【００８７】Ｇ光束は、ミラー２０とミラー２１の間を
透過し、Ｒ、Ｂ光束は、各々ミラー２０とミラー２１で
反射されて、投影光学系２２に導光している。投影光学
系２２はこれによって各液晶パネル１４，１５，１６の
画像情報をスクリーン２３でフルカラー画像として合成
投影している。

【００８８】ここで視野レンズ１８および１９は、ミラ
ー２０，２１を介して視野レンズ１７の光軸１７ａと直
交する共通の光軸（一点鎖線）１８ａ（１９ａ）を持っ
ている。視野レンズ１８と液晶１５をミラー２０に対し
て折り返すと各々が視野レンズ１７と液晶１４に重なる
様に配置されている。

【００８９】同様に、視野レンズ１９と液晶１６をミラ
ー２１に対して折り返すと各々が視野レンズ１７と液晶
１４に重なる様に配置されている。即ち、各々の液晶１
４，１５，１６は、投影光学系２２に対して光学的に同
位置に配置されていて、各々の液晶１４，１５，１６か
らの光束は、投影光学系２２の絞り２８の異なる部分を
通過してスクリーン２３上でフルカラー画像に合成され
ている。

【００９０】そして、この関係が成立すべく、各々の液
晶は対応する視野レンズの光軸上に配置され、液晶パネ
ル１５と液晶パネル１６は、光軸１８ａ，１９ａに対し
て傾いた光束で照明されている。視野レンズ１７，１
８，１９によって結像されるＲ光，Ｇ光，Ｂ光の光源像
は、投影光学系２２の絞り２８を満たすような大きさと
されていて、効率的に光束が利用されるように配慮して
いる。

【００９１】又、ミラー２０，２１は投影光学系２２の
絞り２８の開口を複数の領域に分割するように配置して
いる。

【００９２】又本実施形態において前記第２の偏向手段
は、互いに間隔をおいて傾けて配置された２枚のミラー
を有し、該２つのミラーのなす角度が９０°で配置され
ている。又図２に示す透過型の色分解素子としての回折
格子３−１には、光束はほぼ垂直に入射する。±１次回
折光束の０次光に対する回折角θ_± ₁は、階段格子のピ
ッチをｐ、回折光のピーク波長をλ_± ₁とすると以下の
式で表される。

【００９３】ｓｉｎθ_± ₁＝λ_± ₁／ｐ［１］例えば、ｐ＝５μｍならば、＋１次回折光であるＲ光束
（ピーク波長６１０ｎｍ）と−１次回折光であるＢ光束
（ピーク波長４６０ｎｍ）は、各々７．０°／５．３°
と非対称となる。

【００９４】同様に、図３の反射型の色分解素子として
の回折格子３−２に、光束は入射角ｉで入射する。±１
次回折光束の０次光に対する回折角θ_± ₁は、階段格子
のピッチをｐ、回折光のピーク波長をλ_± ₁とすると以
下の式で表される。

【００９５】ｓｉｎ（ｉ＋θ_± ₁）＝ｓｉｎ・ｉ＋λ_± ₁／ｐ［２］例えば、入射角ｉ＝３０°、ｐ＝５μｍならば、＋１次
回折光であるＲ光束（ピーク波長６１０ｎｍ）と−１次
回折光であるＢ光束（ピーク波長４６０ｎｍ）は、各々
８．５°／６．３°と非対称となる。ミラー５及びミラ
ー６はこの非対称な回折角を補正するような傾きに設定
されており、液晶パネル１５，１６は等しい傾きの角度
で照明される。なお、非対称な回折角の補正は、他のミ
ラー１０，１１，１２，１３等で行っても良い。

【００９６】また、本実施形態においては、投影光学系
２２の絞り２８の中央部に緑色光束を配置し、青色光束
と赤色光束が絞り２８の周縁部を通過するように色分解
光学系と色合成光学系を構成すると良い。

【００９７】これは、緑色光束は、最も光源からの光量
が多くかつ比視感度が高いために、解像度への寄与が大
きいからである。これに比較して、青色光束と赤色光束
は、比視感度が低く解像度への寄与が小さいので、多
少、投影光学系で収差が発生しても見かけ上の解像度の
低下が問題とならない。

【００９８】また、本実施形態における各ミラーには、
高反射Ａｌ（アルミ）ミラーなどが好適であるが、ミラ
ー５，１０，１１，２０は、赤色帯域の反射率が高くな
るような反射増加膜を付け、ミラー６，１２，１３，２
１は、青色帯域の反射率が高くなるような反射増加膜を
付けると、光源からの光利用効率が向上し、スクリーン
上で明るい画像を得られる。

【００９９】図２，３に示した色分解素子としての回折
格子は、レプリカ技術によって容易に複製が製造しうる
ものである。また、図４の平板状のダイクロミラーもし
くは平板ダイクロミラーと高反射ミラーの組み合わせも
比較的容易に製造できる。

【０１００】さらに、色分解素子からの光束を各色の液
晶パネルに導くためのミラー５とミラー６は、高反射ミ
ラーである。そして、これらのミラーは集光レンズ４に
より光源像が形成される位置に配置されるので、光源像
を反射するに足る小径のミラーで良い。また、各液晶パ
ネルからの光束を合成するミラー２０およびミラー２１
は、同じく高反射ミラーである。そして、これらのミラ
ーは視野レンズ１８，１９により光源像が形成される位
置に配置されるので、光源像を反射するに足る小径のミ
ラーで良い。

【０１０１】なお、本実施形態では、色分解素子からの
光束を各色の液晶パネルに導くための第１の偏向手段と
してミラーを用いたが、光束を偏向させるものであれ
ば、反射プリズムでも良いし、又屈折プリズムでも良
い。これらの第１の偏向手段は集光レンズ４により結像
される光源像の位置近傍に配置されるので、光源像を偏
向するに足る小径で良い。また、各液晶パネルからの光
束を合成する第２の偏向手段２０，２１についても、同
様に光束を偏向させるものであれば、反射プリズムでも
良いし、又屈折プリズムでも良い。そして、これらの第
２の偏向手段は視野レンズ１８，１９により結像される
光源像の位置近傍に配置されるので、光源像を偏向する
に足る小径で良い。

【０１０２】以上説明したように、本実施形態の色分解
光学系及び色合成光学系は、製作が難しい高価なクロス
ダイクロプリズムを使用したりせずに、主として製作容
易な高反射ミラーで構成している。

【０１０３】また、本実施形態によれば従来例の様に傾
けた平板ダイクロミラーを光束が透過することもないの
で、非点収差が発生せず、解像度の良好な画像を得るこ
とが出来るという効果が得られる。

【０１０４】図５〜図８は本発明の実施形態２の要部概
略図である。本実施形態では光学変調素子として反射型
の液晶パネルを用いたカラー液晶プロジェクタに適用し
た場合を示している。図５は要部正面図、図６は図５を
矢印Ａの方向から見た図（Ａ視図）、図７は図５を矢印
Ｂの方向から見た図（Ｂ視図）で、図５における投影光
学系２２の光軸２２ａの上側に配置された光学系を説明
するものである。

【０１０５】同様に図８は図５を矢印Ｂの方向から見た
図（Ｂ視図）で、図５における投影光学系２２の光軸２
２ａの下側に配置された光学系を説明するものである。
そして、図９は本発明の実施形態２の色分解光学系及び
色合成光学系のミラー配置を説明する鳥瞰図である。

【０１０６】図５において、光源（光源手段）１から発
せられた白色光Ｗは、リフレクタ２（放物面鏡）により
略平行光とされ、図２に示した透過型の回折格子（色分
解手段）３−１でＲ光，Ｇ光，Ｂ光の各波長域に対応す
る光束に分離される。透過型の回折格子３−１は、リフ
レクタ２の後の略平行光中に配置され、照明の色ムラや
輝度ムラ等が発生しないようにしている。

【０１０７】回折格子３−１からの各色光（ＲＧＢ光
束）は、図５における紙面垂直方向に互いに異なる角度
で集光レンズ（レンズ手段）４に入射する。集光レンズ
４により、投影光学系２２の絞り２８付近に間隔を置い
て互いに傾けて配置されたミラー２４，ミラー５および
ミラー６の近傍に光源像を形成するように集光される。
図５の断面内にはＧ光束があり、ミラー２４で反射され
た後、視野レンズ１７により略平行光とされ、反射型の
液晶パネル２５を斜め上側から照明する。液晶パネル２
５からの画像情報により変調された光束は、反射型の液
晶パネル２５から斜め下側に向かって反射され、視野レ
ンズ１７により投影光学系２２の絞り２８近傍に配置さ
れたミラー２０とミラー２１の間に再び光源像を形成す
るように集光している。

【０１０８】次にＲ光束およびＢ光束について、図６，
図７および図８を用いて説明する。Ｒ光束は、ミラー
５，ミラー２９で順次反射され、視野レンズ１８により
略平行光とされ、反射型の液晶パネル２６を照明する。
液晶に対する照明方向は、図６の断面方向では、Ｇ光束
と同様に斜め上側から、図７の断面方向では、斜め下側
からとなる。液晶パネル２６で画像情報により変調され
た光束は、反射型の液晶パネル２６で照明光入射方向と
反対側に向かって反射され、視野レンズ１８により投影
光学系２２の絞り２８近傍に配置されたミラー２０上に
再び光源像を形成するように集光している。

【０１０９】同様に、Ｂ光束は、ミラー６，ミラー３０
で順次反射され、視野レンズ１９により略平行光とさ
れ、反射型の液晶パネル２７を照明する。液晶に対する
照明方向は、図６の断面方向では、Ｇ光束と同様に斜め
上側から、図７の断面方向では、斜め下側からとなる。
液晶パネル２７で画像情報により変調された光束は、反
射型の液晶パネル２７で照明光入射方向と反対側に向か
って反射され、視野レンズ１９により投影光学系２２の
絞り２８近傍に配置されたミラー２１上に再び光源像を
形成するように集光している。

【０１１０】Ｇ光束は、ミラー２０とミラー２１の間を
透過し、Ｒ光束とＢ光束は、各々ミラー２０とミラー２
１で反射されて、投影光学系２２に導光している。投影
光学系２２は液晶パネル２５，２６，２７の画像情報を
スクリーン２３でフルカラー画像として合成投影してい
る。ここで視野レンズ１８および１９は、視野レンズ１
７の光軸１７ａと直交する共通の光軸（一点鎖線）１８
ａ（１９ａ）を持つ。視野レンズ１８と液晶２６をミラ
ー２０に対して折り返すと各々が視野レンズ１７と液晶
２５に重なる様に配置されている。

【０１１１】同様に、視野レンズ１９と液晶２７をミラ
ー２１に対して折り返すと各々が視野レンズ１７と液晶
２５に重なる様に配置されている。即ち、各々の液晶
は、投影光学系２２に対して光学的に同位置に配置され
ていて、各々の液晶２５，２６，２７からの光束は、投
影光学系２２の絞り２８の異なる部分を通過してスクリ
ーン２３上でフルカラー画像に合成している。そして、
この関係が成立すべく、各々の液晶は対応する視野レン
ズの光軸上に配置され、液晶パネル２６と液晶パネル２
７は、図７および図８の断面において、光軸に対して傾
いた光束で照明されている。視野レンズ１７，１８，１
９によって結像されるＲ光，Ｇ光，Ｂ光の光源像は、投
影光学系２２の絞り２８を満たすような大きさとされて
いて、効率的に光束が利用されるように配慮している。

【０１１２】ここでミラー５，６，２４，２９，３０は
ミラー手段の一要素を構成し、ミラー２０，２１は第２
の偏向手段の一要素を構成している。

【０１１３】透過型の色分解素子としての回折格子３−
１には、光束はほぼ垂直に入射するので、±１次回折光
束の０次光に対する回折角θ_± ₁は、［１］式で与えら
れる。＋１次回折光であるＲ光束と−１次回折光である
Ｂ光束は非対称となるので、液晶パネル２６，２７を等
しい傾きの角度で照明するように、ミラー２９，３０の
傾きを設定しても良い。

【０１１４】図９は、色分解照明光学系で配置されるミ
ラー２４，５，６，２９，３０および色合成光学系で配
置されるミラー２０，２１を立体的に示したものであ
る。これにより各ミラーの位置関係が理解されよう。な
お、図９では光源１から集光レンズ４に至るまでの光学
部品は省略されている。また、投影光学系２２の後玉の
上側半分に配置された遮光板３１は、色分解照明光学系
からの迷光が直接投影光学系２２に入射しないようにす
るためのものである。遮光板３１を設けることにより、
迷光のないコントラストの高い投影画像を得ている。

【０１１５】ミラー手段（５，６，２４，２９，３０）
と第２の偏向手段（２０，２１）は投影光学系２２の絞
り２８の開口を光軸２２ａを含む２つの領域に分割した
領域に各々配置している。

【０１１６】また、本実施形態においても実施形態１と
同様に、投影光学系２２の絞り２８の中央部に緑色光束
を配置し、青色光束と赤色光束は絞りの周縁部を通過す
るように色分解光学系と色合成光学系を構成すると良
い。この配置を取ることにより、解像度の高い投影画像
を得ている。

【０１１７】また、本実施形態におけるミラーには、高
反射Ａｌ（アルミ）ミラーなどが好適であるが、ミラー
５，２９，２０は、赤色帯域の反射率が高くなるような
反射増加膜を付け、ミラー６，３０，２１は、青色帯域
の反射率が高くなるような反射増加膜を付けると、光源
からの光利用効率が向上し、スクリーン上で明るい画像
を得られる。

【０１１８】本実施形態の色分解素子としての回折格子
３−１は、レプリカ技術によって容易に複製が製造しう
るものである。また、色分解素子としての回折格子から
の光束を各色の液晶パネルに導くためのミラー２４，
５，６は、高反射ミラーである。

【０１１９】そして、これらのミラーは集光レンズ４に
より結像される光源像の位置に配置されるので、光源像
を反射するに足る小径のミラーで良い。また、ミラー
５，６からの反射光束を液晶パネルに導くミラー２９，
３０も同様に高反射ミラーで良い。

【０１２０】さらに、各液晶パネルからの光束を合成す
るミラー２０およびミラー２１は、同じく高反射ミラー
である。そして、これらのミラーは視野レンズ１８，１
９により結像される光源像の位置に配置されるので、光
源像を反射するに足る小径のミラーで良い。

【０１２１】また、本実施形態に好適な液晶パネルとし
ては、例えば、高分子分散型の液晶がある。高分子分散
型の液晶は、白レベルを表示するときには透明になり光
束を反射させ、黒レベルを表示するときには光束を散乱
させる。液晶パネルで反射された光束は、各々視野レン
ズ１７，１８，１９により投影光学系２２の開口２８近
傍に集光される。液晶で反射された光束は大部分が絞り
開口２８を通過し、投影光学系２２を経てスクリーン２
３上で白レベルを表示する。

【０１２２】これに対し、液晶パネルで散乱された光束
は全体のごく一部が絞り開口２８を通過するだけなので
スクリーン２３上で黒レベルを表示する。この時投影光
学系２２側が凸面のレンズを視野レンズに使用すると、
レンズ頂点から反射光束がスクリーンに到達しにくくな
り、コントラストの高い投影画像が得られる。さらに詳
細には、液晶パネル側が凸面ではない平凸レンズを使用
すると、液晶パネル側の面からの反射光がスクリーン上
に集光されることがないので、コントラストの高い投影
画像を得ることが出来る。

【０１２３】以上説明したように、本実施形態の色分解
光学系及び色合成光学系は、反射型の液晶との組み合わ
せにおいても、製作が難しいクロスダイクロプリズムを
使用したりせずに、主として高反射ミラーで構成するこ
とができる。また、本実施形態によれば従来例の様に傾
けた平板ダイクロミラーを光束が透過することもないの
で、非点収差が発生せず、解像度の良好な画像を得るこ
とが出来るという効果が得られる。

【０１２４】図１０，図１１は本発明の実施形態３の要
部概略図である。本実施形態は実施形態２に比べて色分
解素子として透過型の回折格子の代わりに反射型の回折
格子３−２’を用いた点が異なっており、その他の構成
は基本的に同じである。図１０は正面概略図、図１１は
図１０を矢印Ａの方向から見た図（Ａ視図）である。図
１０を矢印Ｂの方向から見た図（Ｂ視図）は、図７と同
様であるから省略する。同様に図１０における投影光学
系２２の光軸２２ａの下側に配置された光学系を説明す
る図は、図８と同様であるから省略する。

【０１２５】図１０において、図５と同様の光学素子に
は同一の符号が記されている。図１０は、図５の透過型
の回折格子３−１を図３に示したものと同様な反射型の
回折格子３−２’で置き換えたもので、それ以降の部分
は共通である。

【０１２６】光源１から発せられた白色光は、リフレク
タ２（放物面鏡）により略平行光とされ、反射型の回折
格子３−２’でＲ光，Ｇ光，Ｂ光の各波長域に対応する
光束に分離される。

【０１２７】反射型の回折格子３−２’でも、Ｇ光束を
中心としてＲ，Ｂ光束をその両側に分離するような構成
を取っている。これは、後述するように、投影光学系２
２の絞り２８の中央部にＧ光束を配置し、Ｒ，Ｂ光束を
絞り２８の周縁部を通過するようにして、投影光学系の
収差がスクリーン上の投影画像の解像度に寄与しにくく
するためである。色分解光学系で予めＧ光束を中心に配
置すると、色合成光学系でＧ光束を中心とする配置を取
る際に色分解合成光学系の全体構成が簡単でコンパクト
にすることができる。

【０１２８】反射型の回折格子３−２’は、リフレクタ
の後の略平行光中に配置され、照明の色ムラや輝度ムラ
等が発生しないようにしている。

【０１２９】本実施形態の反射型の回折格子３−２’の
構成を図１２および図１３を用いて説明する。図１３
は、反射型の回折格子３−２’を図１２の矢印方向から
見た断面図である。図１２において格子のストライプ方
向は、０次回折光の入射面反射面の作る面と平行になっ
ている。微細な階段格子の構造は、図１３に示す通り０
次回折光の入射面反射面が作る面と直交する方向にあ
り、その面と直交する方向に±１次回折光が発生する。
この回折格子の使い方は、コニカルディフラクションと
呼ばれる。

【０１３０】本実施形態の特徴であるミラーによる色分
解光学系を容易に構成するためには、±１次回折光の分
離角が５〜１０゜程度と大きくなる必要がある。０次回
折光の入射面反射面の作る面と同一の面内に±１次回折
光束が生ずる（図２参照）と階段格子の垂直面でのケラ
レが発生し、回折効率の低下が問題となる。本実施形態
では、この問題点を反射型の回折格子３−２’をコニカ
ルディフラクションとすることにより軽減している。

【０１３１】また、反射型の液晶パネルと反射型の回折
格子との組み合わせでは、本実施形態のように、反射型
の回折格子をコニカルディフラクションで用いることに
より、光学系中で大きな面積をしめる光源部１とリフレ
クタ２と投影光学系２２を図１０の様に同一平面上に配
置することが可能となるので、プロジェクタ装置を小型
化できるという特徴もある。

【０１３２】図１０に戻り、回折格子３−２’からのＲ
光，Ｇ光，Ｂ光は、図１０における紙面垂直方向に互い
に異なる角度で集光レンズ４に入射する。集光レンズ４
により、投影光学系２２の絞り２８付近に間隔を置いて
互いに傾けて配置されたミラー２４、ミラー５およびミ
ラー６の近傍に光源像を形成するように集光している。
図１０の断面内にはＧ光束があり、ミラー２４で反射
された後、視野レンズ１７により略平行光とされ、反射
型の液晶パネル２５を斜め上側から照明する。画像情報
により変調された光束は、反射型の液晶パネル２５で斜
め下側に向かって反射され、視野レンズ１７により投影
光学系２２の絞り２８近傍に配置されたミラー２０とミ
ラー２１の間に再び光源像を形成するように集光してい
る。

【０１３３】次にＲ光束およびＢ光束について、図１１
を用いて説明する。Ｒ光束は、ミラー５、ミラー２９で
順次反射され、視野レンズ１８により略平行光とされ、
反射型の液晶パネル２６を照明する。液晶パネル２６で
画像情報により変調された光束は、反射型の液晶パネル
２６で照明光入射方向と反対側に向かって反射され、視
野レンズ１８により投影光学系２２の絞り２８近傍に配
置されたミラー２０上に再び光源像を形成するように集
光している。

【０１３４】同様に、Ｂ光束は、ミラー６、ミラー３０
で順次反射され、視野レンズ１９により略平行光とさ
れ、反射型の液晶パネル２７を照明する。液晶パネル２
７で画像情報により変調された光束は、反射型の液晶パ
ネル２７で照明光入射方向と反対側に向かって反射さ
れ、視野レンズ１９により投影光学系２２の絞り２８近
傍に配置されたミラー２１上に再び光源像を形成するよ
うに集光している。

【０１３５】そして、Ｇ光束は、ミラー２０とミラー２
１の間を透過し、Ｒ光束とＢ光束は、各々ミラー２０と
ミラー２１で反射されて、投影光学系２２に導光してい
る。投影光学系２２は液晶パネル２５，２６，２７の画
像情報をスクリーン２３でフルカラー画像として合成投
影している。

【０１３６】また、各々の視野レンズ１７，１８および
１９と、反射型の液晶２５，２６および２７とミラー２
０，２１の位置関係は実施形態２と同様に配置してい
る。即ち、各々の液晶は、投影光学系２２に対して光学
的に同位置に配置されていて、各々の液晶からの光束
は、投影光学系２２の絞り２８の異なる部分を通過して
スクリーン２３上でフルカラー画像に合成している。

【０１３７】視野レンズ１７，１８，１９によって結像
されるＲ光，Ｇ光，Ｂ光の光源像は、投影光学系２２の
絞り２８を満たすような大きさとされていて、効率的に
光束が利用されるように配慮されている。そして、投影
光学系２２の絞り２８の中央部に緑色光束を配置し、青
色光束と赤色光束は絞りの周縁部を通過するように色分
解光学系と色合成光学系を構成することにより、解像度
の高い投影画像を得ている。

【０１３８】反射型の回折格子３−２’には、光束は入
射角ｉで入射する。コニカルディフラクションでは、入
射角ｉを含む平面とほぼ直交する方向に±１次回折光束
が生じる。±１次回折光束の０次光に対する回折角θ_±
₁は、階段格子のピッチをｐ、回折光のピーク波長をλ
_± ₁とすると回折角の小さな場合は、近似的に以下の式
で表される。

【０１３９】ｓｉｎθ_± ₁＝λ_± ₁／ｐ［１］′ ＋１次回折光であるＲ光束と−１次回折光であるＢ光束
は非対称となるので、液晶パネル２６，２７を等しい傾
きの角度で照明するように、ミラー２９，３０の傾きを
設定しても良い。また、コニカルディフラクションは、
その名の通り円錐状に回折光束が生ずるので、入射角ｉ
を含む平面と平行な方向への±１次回折光束のずれが発
生する。液晶パネル２６，２７を液晶パネル２５と等し
い傾きの角度で照明するように、ミラー５，６の傾きを
設定しても良い。

【０１４０】また、本実施形態におけるミラーには、実
施形態２と同様な使用波長帯域に最適化された高反射Ａ
ｌ（アルミ）ミラーが用いられ、光利用効率が向上して
いるので、スクリーン上で明るい画像を得られる。

【０１４１】本実施形態の回折格子３−２は、レプリカ
技術によって容易に大量の複製が製造しうるものであ
る。また、回折格子からの光束を各色の液晶パネルに導
くための高反射ミラー２４、５、６は、小径である。さ
らに、各液晶パネルからの光束を合成する高反射ミラー
２０、２１も、同じく小径なミラーである。

【０１４２】また、本実施形態に好適な液晶パネルとし
ては、実施形態２と同様に、例えば、高分子分散型の液
晶がある。

【０１４３】以上説明したように、本実施形態の色分解
光学系と色合成光学系は、反射型の液晶との組み合わせ
においても、製作が難しいクロスダイクロプリズムを使
用したりせずに、主として高反射ミラーで構成すること
ができる。また、本実施形態によれば従来例の様に傾け
た平板ダイクロミラーを光束が透過することもないの
で、非点収差が発生せず、解像度の良好な画像を得るこ
とが出来るという効果が得られる。

【０１４４】図１４，図１５は本発明の実施形態４の要
部概略図である。本実施形態は実施形態１に比べて色分
解素子として複数のダイクロミラーを用いている点が異
なっているだけで、その他の構成は同じである。

【０１４５】図１４は正面概略図、図１５は図１４を矢
印Ａの方向から見た図（Ａ視図）である。図１４を矢印
Ｂの方向から見た図（Ｂ視図）は、図７と同様であるか
ら省略する。同様に図１４における投影光学系２２の光
軸２２ａの下側に配置された光学系を説明する図は、図
８と同様であるから省略する。

【０１４６】図１４において、図５と同様の光学素子に
は同一の符号が記されている。図１４は図５の透過型の
回折格子３−１を図４に示したものと同様な３つのダイ
クロミラー３−３’−Ｒ，３−３’−Ｇ，３−３’−Ｂ
で置き換えたもので、後の部分は共通である。

【０１４７】光源１から発せられた白色光は、リフレク
タ２（放物面鏡）により略平行光とされ、３つのダイク
ロミラーでＲ光，Ｇ光，Ｂ光の各波長域に対応する光束
に分離される。

【０１４８】ダイクロミラー３−３’−Ｒ，３−３’−
Ｇ，３−３’−Ｂでも、Ｇ光束を中心としてＲ，Ｂ光束
をその両側に分離するような構成を取っている。これは
後述するように、投影光学系２２の絞り２８の中央部に
Ｇ光束を配置し、Ｒ，Ｂ光束を絞り２８の周縁部を通過
するようにして、投影光学系の収差がスクリーン上の投
影画像の解像度に寄与しにくくするためである。色分解
光学系であらかじめＧ光束を中心に配置すると、色合成
光学系でＧ光束を中心とする配置を取る際に色分解合成
光学系の全体構成が簡単でコンパクトにすることができ
る。

【０１４９】ダイクロミラー３−３’−Ｒ，３−３’−
Ｇ，３−３’−Ｂは、リフレクタの後の略平行光中に配
置され、照明の色ムラや輝度ムラが発生しないようにし
ている。

【０１５０】３つのダイクロミラーの構成を図１６およ
び図１７を用いて説明する。図１７は、３つのダイクロ
ミラーを矢印方向から見た断面図である。３−３’−Ｂ
は、青波長帯域の光束を反射し、緑や赤の光束を透過す
る分光特性を有する。３−３’−Ｇは、緑波長帯域の光
束を反射し、青と赤の光束を透過する分光特性を有す
る。３−３’−Ｒは、赤波長帯域の光束を反射し、橙色
の波長域を透過する分光特性を有する。各々のミラーは
互いに傾けられて配置されるので、反射光はＲ光，Ｇ
光，Ｂ光の波長の光束に分離される。また、３−３’−
Ｒは、ダイクロミラーではなく、単なる高反射ミラーで
も代用できる。

【０１５１】図１６において、各色光束の分離する方向
は、図１７に示す通りＧ光束の入射面反射面が作る面と
直交する方向にある。反射型の液晶と３つのダイクロミ
ラーの組み合わせでは、本実施形態の様なダイクロミラ
ー配置をとることにより、光学系中で大きな面積をしめ
る光源部１とリフレクター２と投影光学系２２を図１４
の様に同一平面上に配置することが可能となるので、プ
ロジェクタ装置を小型化できるという特徴がある。これ
に対して、図４のように、各色光束の分離方向と反射に
よる光束の偏向方向を同一平面内に配置と、同等の効果
を得るのが難しい。

【０１５２】また、３つのダイクロミラーの配置を図１
８の様にしても良い。このようにすれば、ダイクロミラ
ー３−３’−Ｇは、緑波長帯域の光束を反射し、橙もし
くは赤の光束を透過するウェッヂフィルタ分光特性でよ
い。この構成とすれば、緑波長帯域の光束を反射し、青
と赤の光束を透過するバンドパスフィルタ分光特性は不
要となり、成膜積層数を減るので容易に製造することが
できる。

【０１５３】また、バンドパスフィルタの透過率は、せ
いぜい９０％程度であるから、図１７のような配置とす
ると、ダイクロミラー３−３’−Ｒからの光束は３−
３’−Ｇを２回通過することとなり、減衰が無視できな
い。

【０１５４】一般的に、液晶プロジェクタの光源として
使用されるメタルハライドランプや高圧水銀ランプなど
は、緑色帯域の輝線が多く、相対的に青や赤色が不足気
味である。つまり、図１８の配置とすれば、青色や赤色
を無駄なく使えるので、スクリーン上で明るい投影画像
を得ることが出来る。

【０１５５】図１４に戻り、色分解素子３−３からのＲ
光，Ｇ光，Ｂ光は、図１４における紙面垂直方向に互い
に異なる角度で集光レンズ４に入射する。集光レンズ４
により、投影光学系２２の絞り２８付近に間隔を置いて
互いに傾けて配置されたミラー２４，ミラー５およびミ
ラー６の近傍に光源像を形成するように集光している。

【０１５６】図１４の断面内にはＧ光束があり、ミラー
２４で反射された後、視野レンズ１７により略平行光と
され、反射型の液晶パネル２５を斜め上側から照明す
る。液晶パネル２５で画像情報により変調された光束
は、反射型の液晶パネル２５で斜め下側に向かって反射
され、視野レンズ１７により投影光学系２２の絞り２８
近傍に配置されたミラー２０とミラー２１の間に再び光
源像を形成するように集光している。

【０１５７】図１４では、ダイクロミラーからの光束は
投影光学系２２の光軸２２ａに垂直に入射する例が示さ
れているが、ミラー２４，ミラー５およびミラー６の角
度を適当に変えることにより、投影光学系２２の光軸２
２ａに対して斜めに入射させることが出来る。例えば、
光軸に対して、傾き３０゜で入射させれば、図１６にお
いてダイクロミラーへの入射角θを３０゜とすることが
出来る。ダイクロミラーへの入射角は、小さければ小さ
いほど成膜積層数が減少し、容易に製造することができ
る。これに対して、図４のように、各色光束の分離方向
と反射による光束の偏向方向を同一平面内にとると、光
学系の配置の容易さから入射角θは４５゜付近となるの
で同等の効果を得るのが難しい。

【０１５８】次にＲ光束およびＢ光束について、図１５
を用いて説明する。Ｒ光束は、ミラー５，ミラー２９で
順次反射され、視野レンズ１８により略平行光とされ、
反射型の液晶パネル２６を照明する。液晶パネル２６で
画像情報により変調された光束は、反射型の液晶パネル
２６で照明光入射方向と反対側に向かって反射され、視
野レンズ１８により投影光学系２２の絞り２８近傍に配
置されたミラー２０上に再び光源像を形成するように集
光している。

【０１５９】同様に、Ｂ光束は、ミラー６，ミラー３０
で順次反射され、視野レンズ１９により略平行光とさ
れ、反射型の液晶パネル２７を照明する。液晶パネル２
７で画像情報により変調された光束は、反射型の液晶パ
ネル２７で照明光入射方向と反対側に向かって反射さ
れ、視野レンズ１９により投影光学系２２の絞り２８近
傍に配置されたミラー２１上に再び光源像を形成するよ
うに集光している。

【０１６０】そして、Ｇ光束は、ミラー２０とミラー２
１の間を透過し、Ｒ光束とＢ光束は、各々ミラー２０と
ミラー２１で反射されて、投影光学系２２に導光してい
る。投影光学系２２は液晶パネル２５，２６，２７の画
像情報をスクリーン２３でフルカラー画像として合成投
影している。

【０１６１】また、各々の視野レンズ１７，１８および
１９と、反射型の液晶２５，２６および２７とミラー２
０，２１の位置関係は実施形態２と同様に配置してい
る。即ち、各々の液晶は、投影光学系２２に対して光学
的に同位置に配置されていて、各々の液晶からの光束
は、投影光学系２２の絞り２８の異なる部分を通過して
スクリーン２３上でフルカラー画像に合成している。

【０１６２】視野レンズ１７，１８，１９によって結像
されるＲ光，Ｇ光，Ｂ光の光源像は、投影光学系２２の
絞り２８を満たすような大きさとされていて、効率的に
光束が利用されるように配慮されている。そして、投影
光学系２２の絞り２８の中央部に緑色光束を配置し、青
色光束と赤色光束は絞りの周縁部を通過するように色分
解光学系と色合成光学系を構成することにより、解像度
の高い投影画像を得ている。

【０１６３】また、本実施形態におけるミラーには、実
施形態２と同様な使用波長帯域に最適化された高反射Ａ
ｌ（アルミ）ミラーが用いられ、光利用効率が向上して
いるので、スクリーン上で明るい画像を得られる。

【０１６４】本実施形態の図１６，図１７，図１８の３
つの平板ダイクロミラーもしくは２つの平板ダイクロミ
ラーと高反射ミラーの組み合わせは、比較的容易に製造
できる。また、ダイクロミラーからの光束を各色の液晶
パネルに導くための高反射ミラー２４，５，６は、小径
である。さらに、各液晶パネルからの光束を合成する高
反射ミラー２０，２１も、同じく小径なミラーである。

【０１６５】また、本実施形態に好適な液晶パネルとし
ては、実施形態２と同様に、例えば、高分子分散型の液
晶がある。

【０１６６】以上説明したように、本実施形態の色分解
光学系と色合成光学系は、反射型の液晶との組み合わせ
においても、製作が難しいクロスダイクロプリズムを使
用したりせずに、主として高反射ミラーで構成すること
ができる。また、本実施形態によれば従来例の様に傾け
た平板ダイクロミラーを光束が透過することもないの
で、非点収差が発生せず、解像度の良好な画像を得るこ
とが出来るという効果が得られる。

【０１６７】図１９は本発明の実施形態５の要部概略図
である。本実施形態は図１０の実施形態３に比べて、光
源１と反射型の回折格子３−２との間にインテグレータ
３２とレンズ３３，３４を設けた点が異なっているだけ
であり、その他の構成は同じである。図１９を矢印Ａの
方向から見た図（Ａ視図）は、図１１と同様であるから
省略する。図１９を矢印Ｂの方向から見た図（Ｂ視図）
は、図７と同様であるから省略する。同様に、図１９に
おける投影光学系２２の光軸の下側に配置された光学系
を説明する図は、図８と同様であるから省略する。

【０１６８】図１９において、図５，図１０と同様の光
学素子には同一の符号が記されている。図１９には、本
発明の実施形態３の図１２の反射型の色分解素子として
の回折格子３−２’が用いられている。

【０１６９】図１９において、光源１から発せられた光
はリフレクタ２（放物面鏡）により略平行光とされ、集
光レンズ（集光手段）３４によりインテグレータ３２の
前側端面（第１端面）３２−１位置に光源像として結像
される。インテグレータ３２に入射した光束は、一部は
インテグレータを透過し、他の一部は内部で１回から数
回反射され、後ろ側端面（第２端面）３２−２より出射
される。

【０１７０】図２０は、本発明の実施形態５に用いられ
るインテグレータ３２に好適なガラスロッドの形状を表
したものである。外形は、四角錐の頂部を底部に平行に
切り落とした６面体形状である。光束の入射する前側端
面３２−１と光束が出射される後ろ側端面３２−２を有
し、両端面をテーパ状の４つの側面にて繋いでいる。図
２０では、４つの側面はいずれもテーパ角を有している
が、例えば４つの側面のうちの２つは、平行面であって
も良い。両端面と４側面はいずれも光学的に研磨され、
側面で光束は全反射されるようなテーパ角度を選択され
ている。ガラスロッドに入射した光束の内、前側端面に
対し垂直入射に近いものはガラスロッドを透過し、前側
端面に対し斜入射したものはガラスロッド内部で１回か
ら数回全反射され、後ろ側端面より出射される。

【０１７１】図２１は、本発明の実施形態５に用いられ
るインテグレータ３２ａに好適なカレイドスコープの形
状を表したものである。外形は、ガラスロッドと同じく
四角錐の頂部を底部に平行に切り落とした６面体形状で
ある。光束の入射する前側端面３２ａ−１と光束が出射
される後ろ側端面３２ａ−２を有し、両端面をテーパ状
の４つの側面にて繋いでいる。

【０１７２】図２１では、４つの側面はいずれもテーパ
角を有しているが、例えば４つの側面のうちの２つは、
平行面であっても良い。４側面はいずれもミラー面を内
側に向けた台形状の平板ミラーで、それらを各辺が一致
するように組み立てられている。前側端面３２ａ−１と
後ろ側端面３２ａ−２を繋ぐ空間は中空である。カレイ
ドスコープに入射した光束の内、前側端面に対し垂直入
射に近いものはカレイドスコープ内部を透過し、前側端
面に対し斜入射したものはカレイドスコープの側面のミ
ラー部で１回から数回反射され、後ろ側端面より出射さ
れる。

【０１７３】図１９に戻り、インテグレータ３２からの
光束は凸レンズ（レンズ系）３３により、略平行光とさ
れ、反射型の色分解素子としての回折格子３−２’に入
射する。反射型の回折格子３−２’は、白色光ＷをＲ
光，Ｇ光，Ｂ光の各波長帯域に分割する。反射型の回折
格子３- ２’は、略平行光中に配置され、回折格子の分
光特性の入射角依存性に起因する照明の色ムラや輝度ム
ラが発生しないように配慮している。

【０１７４】回折格子３−２’からのＲ光，Ｇ光，Ｂ光
は、図１９における紙面垂直方向に互いに異なる角度で
集光レンズ４に入射する。集光レンズ４により、投影光
学系２２の絞り２８付近に間隔を置いて互いに傾けて配
置されたミラー２４，ミラー５およびミラー６の近傍に
光源像を形成するように集光している。図１９の断面内
にはＧ光束があり、ミラー２４で反射された後、視野レ
ンズ１７により略平行光とされ、反射型の液晶パネル２
５を斜め上側から照明する。

【０１７５】この時、本実施形態の光学系で重要なこと
は、インテグレータ３２の後ろ側端面３２−２が凸レン
ズ３３、集光レンズ４および視野レンズ１７，１８，１
９等から成る光学系により、液晶パネル面２５，２６，
２７に結像されることである。インテグレータ３２の後
ろ側端面３２−２においては、インテグレータ３２の内
部を透過または１回から数回反射された光束が重ね合わ
され、光源の色ムラや輝度ムラが一様に近くなってい
る。従って、この面を凸レンズ３３、集光レンズ４およ
び視野レンズ１７から成る光学系により液晶パネル面と
共役関係とすれば、液晶パネル面で色ムラや輝度ムラが
軽減され、ひいてはスクリーン上での色ムラや輝度ムラ
が軽減される。また、インテグレータ３２の後ろ側端面
３２−２を、液晶パネルとほぼ相似な矩形とすることに
より、適当な倍率関係で両者を結べば効率の良い照明と
なる。

【０１７６】液晶パネル２５で画像情報により変調され
た光束は、反射型の液晶パネル２５で斜め下側に向かっ
て反射され、視野レンズ１７により投影光学系２２の絞
り２８近傍に配置されたミラー２０とミラー２１の間に
再び光源像を形成するように集光している。

【０１７７】次にＲ光束およびＢ光束について、図１１
を用いて説明する。Ｒ光束は、ミラー５，ミラー２９で
順次反射され、視野レンズ１８により略平行光とされ、
反射型の液晶パネル２６を照明する。液晶パネル２６で
画像情報により変調された光束は、反射型の液晶パネル
２６で照明光入射方向と反対側に向かって反射され、視
野レンズ１８により投影光学系２２の絞り２８近傍に配
置されたミラー２０上に再び光源像を形成するようにし
て集光している。

【０１７８】同様に、Ｂ光束は、ミラー６，ミラー３０
で順次反射され、視野レンズ１９により略平行光とさ
れ、反射型の液晶パネル２７を照明する。液晶パネル２
７で画像情報により変調された光束は、反射型の液晶パ
ネル２７で照明光入射方向と反対側に向かって反射さ
れ、視野レンズ１９により投影光学系２２の絞り２８近
傍に配置されたミラー２１上に再び光源像を形成するよ
うに集光している。

【０１７９】そして、Ｇ光束は、ミラー２０とミラー２
１の間を透過し、Ｒ光束とＢ光束は、各々ミラー２０と
ミラー２１で反射されて、投影光学系２２に導光してい
る。投影光学系２２は液晶パネル２５，２６，２７の画
像情報をスクリーン２３でフルカラー画像として合成投
影している。

【０１８０】また、各々の視野レンズ１７，１８および
１９と、反射型の液晶２５，２６および２７とミラー２
０，２１の位置関係は実施形態２と同様に配置してい
る。即ち、各々の液晶は、投影光学系２２に対して光学
的に同位置に配置されていて、各々の液晶からの光束
は、投影光学系２２の絞り２８の異なる部分を通過して
スクリーン２３上でフルカラー画像に合成している。

【０１８１】視野レンズ１７，１８，１９によって結像
されるＲ光，Ｇ光，Ｂ光の光源像は、投影光学系２２の
絞り２８を満たすような大きさとされていて、効率的に
光束が利用されるように配慮されている。そして、投影
光学系２２の絞り２８の中央部に緑色光束を配置し、青
色光束と赤色光束は視野絞りの周縁部を通過するように
色分解光学系と色合成光学系を構成することにより、解
像度の高い投影画像を得ている。

【０１８２】インテグレータ３２の第１端面３２−１と
投影光学系２２の絞り位置２８は第２端面３２−２と光
学変調素子との間に設けた光学系（３３，４，１７，１
８，１９）によって共役関係となるようにしている。

【０１８３】次に本実施形態５の照明光学系のミラー配
置の特徴について図２２（Ａ），図２２（Ｂ），図２２
（Ｃ）を用いて説明する。図２２（Ａ）はＲ光束の光路
を抜き出して示した図、図２２（Ｂ）はＢ光束の光路を
抜き出して示した図、図２２（Ｃ）はＧ光束の光路を抜
き出して示した図である。集光レンズ４からの光束は、
Ｚ軸方向から入射し、Ｘ軸方向に液晶パネル２６、２７
が配置され、Ｚ軸方向に液晶パネル２５が配置される。
また、投影光学系２２の光軸はＺ軸方向にある。

【０１８４】図２２（Ａ）において、集光レンズ４から
の光束は、ミラー６で反射されて光路を偏向され、ミラ
ー３０に入射する。ミラー３０で反射されて再び光路を
偏向され、液晶パネル２７に入射する。この時、ミラー
６の法線はＹＺ平面内にあり、ミラー３０の法線はＸＹ
平面内にある。いずれのミラーの法線を含む平面も、液
晶パネル面に平行かもしくは垂直である。これより、イ
ンテグレータ３２の後ろ側端面３２−２の像は上下左右
の反転こそするが、光軸回りに回転することはない。

【０１８５】図２２（Ｂ）において、集光レンズ３４か
らの光束は、ミラー５で反射されて光路を偏向され、ミ
ラー２９に入射する。ミラー２９で反射されて再び光路
を偏向され、液晶パネル２７に入射する。この時、ミラ
ー５の法線はＹＺ平面内にあり、ミラー２９の法線はＸ
Ｙ平面内にある。いずれのミラーの法線を含む平面も、
液晶パネル面に平行かもしくは垂直である。これより、
インテグレータ３２の後ろ側端面３２−２の像は上下左
右の反転こそするが、光軸回りに回転することはない。

【０１８６】図２２（Ｃ）において、集光レンズ３４か
らの光束は、ミラー２４で反射されて光路を偏向され、
液晶パネル２５に入射する。この時、ミラー２４の法線
はＹＺ平面内にある。ミラーの法線を含む平面は、液晶
パネル面に垂直である。これより、インテグレータ３２
の後ろ側端面３２−２の像は上下の反転こそするが、光
軸回りに回転することはない。

【０１８７】インテグレータ３２の後ろ側端面３２−２
の像は矩形であるから、これが回転してしまうと、同じ
く矩形の液晶パネル全体を照明するためには、回転分を
見込んで照明領域を広く取らねばならない。そうすると
照明効率が低下し、スクリーン上の投影画像が暗くなっ
てしまう。従って、本実施形態のような照明光学系のミ
ラー配置とすれば、照明効率が向上しスクリーン上で明
るい投影画像を得ることが出来る。

【０１８８】また、本実施形態におけるミラーには、実
施形態２と同様な使用波長帯域に最適化された高反射Ａ
ｌ（アルミ）ミラーが用いられ、光利用効率が向上して
いるので、スクリーン上で明るい画像を得られる。

【０１８９】本実施形態の色分解素子としての回折格子
３−２は、レプリカ技術によって容易に大量の複製が製
造しうるものである。また、回折格子からの光束を各色
の液晶パネルに導くための高反射ミラー２４，５，６
は、小径である。さらに、各液晶パネルからの光束を合
成する高反射ミラー２０，２１も、同じく小径でミラー
である。

【０１９０】また、本実施形態に好適な液晶パネルとし
ては、実施形態２と同様に、例えば、高分子分散型の液
晶がある。

【０１９１】以上説明したように、本実施形態の色分解
光学系と色合成光学系は、反射型の液晶との組み合わせ
においても、製作が難しいクロスダイクロプリズムを使
用したりせずに、主として高反射ミラーで構成すること
ができる。

【０１９２】また、本実施形態によれば従来例の様に傾
けた平板ダイクロミラーを光束が透過することもないの
で、非点収差が発生せず、解像度の良好な画像を得るこ
とが出来る。

【０１９３】また、本実施形態のような照明光学系のミ
ラー配置とすれば、照明効率が向上しスクリーン上で明
るい投影画像を得ることが出来るという効果が得られ
る。

【０１９４】図２３〜図２６は本発明の実施形態６の概
略図である。本実施形態は図５〜図９の実施形態２に比
べて照明光学系の少なくとも１つのミラーを３次元的に
配置した点が異なっており、その他の構成は同じであ
る。

【０１９５】図２３は要部正面図、図２４は図２３を矢
印Ａの方向から見た図（Ａ視図）、図２５は、図２３を
矢印Ｂの方向から見た図（Ｂ視図）である。そして、図
２６は、色分解光学系と色合成光学系のミラー配置を説
明する鳥瞰図である。光源部１とリフレクタ２から集光
レンズ４までの光学素子は省略されている。色分解素子
には、透過型の回折格子を用いても良いし、反射型の回
折格子を用いても良いし、３枚のダイクロミラーの組み
合わせを用いても良い。図２３〜図２６において、図５
〜図９と同様の光学素子には同一の符号が記されてい
る。

【０１９６】図２３において、色分解素子からのＲ光，
Ｇ光，Ｂ光は、図２３における紙面垂直方向に互いに異
なる角度で集光レンズ４（図示しない）に入射する。光
源からの光束は集光レンズ４により、投影光学系２２
（後玉の部分のみを図示）の絞り２８付近に間隔を置い
て互いに傾けて配置されたミラー２４’，ミラー５’お
よびミラー６’の近傍に光源像が形成されるように集光
している。

【０１９７】本実施形態では、投影光学系２２の光軸２
２ａに対して６０゜の傾きで光束が入射する。図２３の
断面内にはＧ光束があり、ミラー２４’で反射された
後、視野レンズ１７により略平行光とされ、反射型の液
晶パネル２５を斜め上側から照明する。液晶パネル２５
で画像情報により変調された光束は、反射型の液晶パネ
ル２５で斜め下側に向かって反射され、視野レンズ１７
により投影光学系２２の絞り２８近傍に配置されたミラ
ー２０とミラー２１の間に再び光源像を形成するように
集光している。

【０１９８】次に光束ＲおよびＢ光束について、図２４
と図２５を用いて説明する。Ｒ光束は、ミラー５’，ミ
ラー２９’で順次反射され、視野レンズ１８により略平
行光とされ、反射型の液晶パネル２６を照明する。液晶
パネル２６で画像情報により変調された光束は、反射型
の液晶パネル２６で照明光入射方向と反対側に向かって
反射され、視野レンズ１８により投影光学系２２の絞り
２８近傍に配置されたミラー２０上に再び光源像を形成
するように集光している。ミラー５’は、３次元的に傾
けられており、その法線を含む平面は液晶パネル２６に
対して平行でも垂直でもない。ミラー２９’は、法線が
ＹＺ平面内にあるように傾けられている。

【０１９９】同様に、Ｂ光束は、ミラー６’，ミラー３
０’で順次反射され、視野レンズ１９により略平行光と
され、反射型の液晶パネル２７を照明する。液晶パネル
２７で画像情報により変調された光束は、反射型の液晶
パネル２７で照明光入射方向と反対側に向かって反射さ
れ、視野レンズ１９により投影光学系２２の絞り２８近
傍に配置されたミラー２１上に再び光源像を形成するよ
うに集光している。ミラー６’は、３次元的に傾けられ
ており、その法線を含む平面は液晶パネル２７に対して
平行でも垂直でもない。ミラー３０’は、法線がＹＺ平
面内にあるように傾けられている。

【０２００】そして、Ｇ光束は、ミラー２０とミラー２
１の間を透過し、Ｒ光束とＢ光束は、各々ミラー２０と
ミラー２１で反射されて、投影光学系２２によりスクリ
ーン２３でフルカラー画像として合成投影している。

【０２０１】また、各々の視野レンズ１７，１８および
１９と、反射型の液晶２５、２６および２７とミラー２
０，２１の位置関係は実施形態２と同様に配置されてい
る。即ち、各々の液晶は、投影光学系２２に対して光学
的に同位置に配置されていて、各々の液晶からの光束
は、投影光学系２２の絞り２８の異なる部分を通過して
スクリーン２３上でフルカラー画像に合成している。

【０２０２】視野レンズ１７，１８，１９によって結像
されるＲ光，Ｇ光，Ｂ光の光源像は、投影光学系２２の
絞り２８を満たすような大きさとされていて、効率的に
光束が利用されるように配慮している。そして、投影光
学系２２の絞り２８の中央部に緑色光束を配置し、青色
光束と赤色光束は視野絞りの周縁部を通過するように色
分解光学系と色合成光学系を構成することにより、解像
度の高い投影画像を得ている。

【０２０３】図２６は、色分解照明光学系で配置される
ミラー２４’，５’，６’，２９’，３０’および色合
成光学系で配置されるミラー２０，２１を立体的に示し
たものである。各ミラーの位置関係が理解されよう。ま
た、投影光学系２２の後玉の上側半分に配置された遮光
板３１は、色分解照明光学系からの迷光が直接投影光学
系２２に入射しないようにするためのものである。遮光
板３１を設けることにより、迷光のないコントラストの
高い投影画像を得ている。

【０２０４】本実施形態では照明光学系のミラー配置と
して少なくとも１つのミラーを３次元的に配置している
ことを特徴としている。ミラーの法線を含む平面は液晶
パネルに対して平行でも垂直でもない。このような配置
とすることにより、実施形態５の光学配置と比較して、
図２３における投影光学系２２の後玉から投影光学系２
２の絞り２８までの距離Ｄを短縮している。

【０２０５】通常、反射型の液晶と本発明に係る光学系
を組み合わせる場合は、投影光学系の絞り近傍に反射ミ
ラー２４’，５’，６’などを配置する必要があるた
め、投影光学系の絞り位置を大きくレンズの後方に出す
とともに、レトロフォーカスタイプの投影光学系としな
ければならない。ミラーの配置スペースから距離Ｄを大
きくすると、投影光学系のレトロフォーカスの度合いが
強まり、レンズ構成枚数が増加したり、非球面レンズな
どの特殊なレンズを多用しなければならなくなり、投影
光学系が複雑になってくる。

【０２０６】そこで本実施形態ではミラー配置を適切に
設定して距離Ｄを小さくして投影光学系の簡素化を図っ
ている。

【０２０７】また、本実施形態におけるミラーには、実
施形態２と同様な使用波長帯域に最適化された高反射Ａ
ｌ（アルミ）ミラーが用いられ、光利用効率が向上して
いるので、スクリーン上で明るい画像を得られる。ま
た、色分解素子からの光束を各色の液晶パネルに導くた
めの高反射ミラー２４’，５’，６’，２９’，３０’
は、小径である。さらに、各液晶パネルからの光束を合
成する高反射ミラー２０，２１も、同じく小径なミラー
である。

【０２０８】また、本実施形態に好適な液晶パネルとし
ては、実施形態２と同様に、例えば、高分子分散型の液
晶がある。

【０２０９】以上説明したように、本実施形態の色分解
光学系と色合成光学系は、反射型の液晶との組み合わせ
においても、製作が難しいクロスダイクロプリズムを使
用したりせずに、主として高反射ミラーで構成すること
ができる。

【０２１０】また、本実施形態によれば従来例の様に傾
けた平板ダイクロミラーを光束が透過することもないの
で、非点収差が発生せず、解像度の良好な画像を得るこ
とが出来る。また、コンパクトなミラー配置により、投
影光学系を簡素化することができる。

【０２１１】図２７は本発明の実施形態７の一部分の要
部概略図である。本実施形態は実施形態６に比べて各色
光の視野レンズと液晶パネルが非直角に配置され、各ミ
ラーが３次元的に配置されている点が異なっており、そ
の他の構成は同じである。本実施形態の正面図は、図２
３と同様である。図２７は図２３の矢印Ｂの方向から見
た図に相当する図である。光源部１、リフレクタ２から
集光レンズ４までの光学素子は省略されている。色分解
素子には、透過型の回折格子を用いても良いし、反射型
の回折格子を用いても良いし、３つのダイクロミラーの
組み合わせを用いても良い。図２７において、図２３と
同様の光学素子には同一の符号が記されている。

【０２１２】図２７において、色分解素子からのＲ光，
Ｇ光，Ｂ光は、互いに異なる角度で集光レンズ４（図示
しない）に入射する。集光レンズ４により、投影光学系
２２（後玉の部分のみを図示）の絞り２８付近に間隔を
置いて互いに傾けて配置されたミラー２４”，ミラー
５”およびミラー６”の近傍に光源像を形成するように
集光している。

【０２１３】本実施形態では、図２３と同様に投影光学
系２２の光軸２２ａに対して６０゜の傾きで光束が入射
する。Ｇ光束は、ミラー２４”で反射された後、視野レ
ンズ１７により略平行光とされ、反射型の液晶パネル２
５を斜め上側から照明する。液晶パネル２５で画像情報
により変調された光束は、反射型の液晶パネル２５で斜
め下側に向かって反射され、視野レンズ１７により投影
光学系２２の絞り２８近傍に配置されたミラー２０’と
ミラー２１’の間に再び光源像を形成するように集光し
ている。

【０２１４】Ｒ光束は、ミラー５”で反射され、視野レ
ンズ１７の光軸から６０゜角度に設定された光軸を有す
る視野レンズ１８に入射する。視野レンズ１８により略
平行光とされた光束は、反射型の液晶パネル２６を照明
する。液晶パネル２６で画像情報により変調された光束
は、反射型の液晶パネル２６で照明光入射方向と反対側
に向かって反射され、視野レンズ１８により投影光学系
２２の絞り２８近傍に配置されたミラー２０’上に再び
光源像を形成するように集光している。ミラー５”は、
３次元的に傾けられており、その法線を含む平面は液晶
パネル２６に対して平行でも垂直でもない。

【０２１５】同様に、Ｂ光束は、ミラー６”で反射さ
れ、視野レンズ１７の光軸から６０゜角度に設定された
光軸を有する視野レンズ１９に入射する。視野レンズ１
９により略平行光とされた光束は、反射型の液晶パネル
２７を照明する。液晶パネル２７で画像情報により変調
された光束は、反射型の液晶パネル２７で照明光入射方
向と反対側に向かって反射され、視野レンズ１９により
投影光学系２２の絞り２８近傍に配置されたミラー２
１’上に再び光源像を形成するように集光している。ミ
ラー６”は、３次元的に傾けられており、その法線を含
む平面は液晶パネル２７に対して平行でも垂直でもな
い。

【０２１６】そして、Ｇ光束は、ミラー２０’とミラー
２１’の間を透過し、Ｒ光束とＢ光束は、各々ミラー２
０’とミラー２１’で反射されて、投影光学系２２によ
りスクリーン２３でフルカラー画像として合成投影して
いる。

【０２１７】また、各々の視野レンズ１７，１８および
１９と、反射型の液晶２５，２６および２７とミラー２
０’，２１’の位置関係は実施形態２と同様に配置され
ている。即ち、各々の液晶は、投影光学系２２に対して
光学的に同位置に配置されていて、各々の液晶からの光
束は、投影光学系２２の絞り２８の異なる部分を通過し
てスクリーン２３上でフルカラー画像に合成している。

【０２１８】視野レンズ１７，１８，１９によって結像
されるＲ光，Ｇ光，Ｂ光の光源像は、投影光学系２２の
絞り２８を満たすような大きさとされていて、効率的に
光束が利用されるように配慮している。そして、投影光
学系２２の絞り２８の中央部に緑色光束を配置し、青色
光束と赤色光束は絞りの周縁部を通過するように色分解
光学系と色合成光学系を構成することにより、解像度の
高い投影画像を得ている。

【０２１９】本実施形態では照明光学系のミラー配置と
して、各色の視野レンズと液晶パネルが非直角に配置さ
れ、各液晶パネルに光束を導くミラーが３次元的に配置
されていることを特徴としている。ミラーの法線を含む
平面は液晶パネルに対して平行でも垂直でもない。この
ような配置とすることにより、実施形態５の光学配置と
比較して、投影光学系の後玉から投影光学系２２の絞り
２８までの距離Ｄを短縮している。また、各色の視野レ
ンズと液晶パネルを非直角に配置することにより、実施
形態６に比べてミラー枚数を削減することが出来る。

【０２２０】通常、反射型の液晶と本実施形態の光学系
を組み合わせる場合は、投影光学系２２の絞り２８の近
傍に反射ミラーを配置する必要があるため、投影光学系
２２の絞り位置を大きくレンズの後方に出すとともに、
レトロフォーカスタイプの投影光学系としなければなら
ない。ミラーの配置スペースから距離Ｄを大きくする
と、投影光学系のレトロフォーカスの度合いが強まり、
レンズ構成枚数が増加したり、非球面レンズなどの特殊
なレンズを多用しなければならなくなり、投影光学系が
複雑になってくる。

【０２２１】そこで本実施形態ではミラー配置を適切に
設定することにより、ミラー枚数を１枚で済むようにし
て、距離Ｄを小さくして、簡素化した投影光学系を用い
ている。また、ミラー枚数自体も減るので一層簡素化し
た投影光学系を用いるようにしている。

【０２２２】また、本実施形態におけるミラーには、実
施形態２と同様な使用波長帯域に最適化された高反射Ａ
ｌ（アルミ）ミラーが用いられ、光利用効率が向上して
いるので、スクリーン上で明るい画像を得られる。ま
た、色分解素子からの光束を各色の液晶パネルに導くた
めの高反射ミラー２４”，５”，６”は、小径である。
さらに、各液晶パネルからの光束を合成する高反射ミラ
ー２０’，２１’も、同じく小径なミラーである。

【０２２３】また、本実施形態に好適な液晶パネルとし
ては、実施形態２と同様に、例えば、高分子分散型の液
晶がある。

【０２２４】以上説明したように、本実施形態の色分解
光学系と色合成光学系は、反射型の液晶との組み合わせ
においても、製作が難しいクロスダイクロプリズムを使
用したりせずに、主として高反射ミラーで構成すること
ができる。また、本実施形態によれば従来例の様に傾け
た平板ダイクロミラーを光束が透過することもないの
で、非点収差が発生せず、解像度の良好な画像を得るこ
とが出来る。また、コンパクトなミラー配置により、投
影光学系を簡素化することかできる。また、ミラー枚数
自体も減るので一層簡素化される。

【０２２５】

【発明の効果】本発明によれば以上のように、色分解光
学系及び色合成光学系の各要素を適切に設定することに
よって製作が容易でしかも高性能な色分解及び色合成が
行なえ、液晶等の光学変調素子に基づく画像情報を所定
面上にフルカラー画像として非点収差がなく高い光学性
能で投影することができる、例えばコンピュータのモニ
タ等の高解像度のカラー液晶プロジェクターに好適な投
影装置を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の要部概略図

【図２】図１の色分解手段の説明図

【図３】図１の色分解手段の他の実施形態の説明図

【図４】図１の色分解手段の他の実施形態の説明図

【図５】本発明の実施形態２の要部正面図

【図６】図５のＡ視図

【図７】図５のＢ視図

【図８】図５のＢ視図の一部分の説明図

【図９】本発明の実施形態２の一部分の斜視図

【図１０】本発明の実施形態３の要部正面図

【図１１】図１０のＡ視図

【図１２】図１０の色分解手段の説明図

【図１３】図１０の色分解手段の説明図

【図１４】本発明の実施形態４の要部正面図

【図１５】図１４のＡ視図

【図１６】図１４の色分解手段の説明図

【図１７】図１４の色分解手段の説明図

【図１８】図１４の色分解手段の説明図

【図１９】本発明の実施形態５の要部正面図

【図２０】図１９の一部分の説明図

【図２１】図１９の一部分の説明図

【図２２】図１９の一部分の説明図

【図２３】本発明の実施形態６の一部分の要部正面図

【図２４】図２３のＡ視図

【図２５】図２３のＢ視図

【図２６】本発明の実施形態６の一部分の斜視図

【図２７】本発明の実施形態７の一部分の要部斜視図

【図２８】従来の投影装置の要部概略図

【図２９】従来の投影装置の要部概略図

【図３０】従来の投影装置の要部概略図

【図３１】従来の投影装置の要部概略図

【図３２】従来のカラー画像投影装置

【符号の説明】

１光源手段２リフレクター３，３−１，３−２色分解手段４レンズ手段（集光レンズ）５，６，２４，２９，３０第１の偏向手段（ミラ
ー）７，８，９，３３レンズ系１０，１１，１２，１３ミラー１４，１５，１６，２５，２６，２７画像情報（液
晶パネル）１７，１８，１９レンズ２０，２１第２の偏向手段２２投影光学系２３スクリーン２２絞り３２インテグレータ３４集光手段

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光源手段からの光束を色分解手段によっ
て複数の色光に色分解し、該色分解した複数の色光をレ
ンズ手段で集光し、該集光した位置近傍に第１の偏向手
段を設けて各色光毎に設けた光学変調素子に導光し、該
各光学変調素子に基づく画像情報を投影光学系で所定面
上に投影していることを特徴とする投影装置。
【請求項２】光源手段からの光束を色分解手段によっ
て複数の色光に色分解し、該色分解した複数の色光をレ
ンズ手段で集光し、該集光した位置近傍に第１の偏向手
段を設けて各色光毎に設けた光学変調素子に導光し、該
各光学変調素子に基づく光束を第２の偏向手段で投影光
学系に導光し、各光学変調素子に基づく画像情報を投影
光学系で所定面上に重ね合わせて投影する際、該第２の
偏向手段は該投影光学系の絞り近傍に、該絞り開口を複
数の領域に分割するように配置していることを特徴とす
る投影装置。
【請求項３】光源手段からの光束を色分解手段によっ
て複数の色光に色分解し、該色分解した複数の色光をレ
ンズ手段で集光し、該集光した位置近傍に第１の偏向手
段を設けて各色光毎に設けた反射型の光学変調素子に導
光し、該各光学変調素子に基づく光束を第２の偏向手段
で投影光学系に導光し、各光学変調素子に基づく画像情
報を投影光学系で所定面上に重ね合わせて投影する際、
該第１の偏向手段と該第２の偏向手段は該投影光学系の
絞り近傍に該絞り開口を複数の領域に分割するように配
置していることを特徴とする投影装置。
【請求項４】光源手段からの光束を色分解手段によっ
て複数の色光に色分解し、該色分解した複数の色光をレ
ンズ手段で集光し、集光した位置近傍にミラー手段を設
けて各色光毎に設けた反射型の光学変調素子に導光し、
該各光学変調素子に基づく光束を第２の偏向手段で投影
光学系に導光し、各光学変調素子に基づく画像情報を投
影光学系で所定面上に重ね合わせて投影する際、該ミラ
ー手段と該第２の偏向手段は該投影光学系の絞り近傍
に、該絞り開口を複数の領域に分割するように配置して
おり、該ミラー手段を構成する少なくとも１つのミラー
は該ミラー法線の含まれる平面が該光学変調素子に対し
て平行及び垂直な面内から外れた領域に位置するように
配置していることを特徴とする投影装置。
【請求項５】光源手段からの光束を色分解手段によっ
て複数の色光に色分解し、該色分解した複数の色光をレ
ンズ手段で集光し、集光した位置近傍にミラー手段を設
けて各色光毎に設けた光学変調素子に導光し、該各光学
変調素子に基づく光束を第２の偏向手段で投影光学系に
導光し、各光学変調素子に基づく画像情報を投影光学系
で所定面上に重ね合わせて投影する際、該ミラー手段と
該第２の偏向手段は該投影光学系の絞り近傍に、該絞り
開口を複数の領域に分割するように配置しており、該ミ
ラー手段を構成する複数のミラーは該ミラー法線の含ま
れる平面が該光学変調素子に対して平行及び垂直な面内
に位置するように配置していることを特徴とする投影装
置。
【請求項６】前記色分解手段は透過型の回折格子であ
ることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載
の投影装置。
【請求項７】前記色分解手段は反射型の回折格子であ
ることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載
の投影装置。
【請求項８】前記色分解手段は互いに傾けて配置した
複数のダイクロミラーであることを特徴とする請求項１
から５のいずれか１項記載の投影装置。
【請求項９】前記色分解手段は平行光束中に配置され
ていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項
記載の投影装置。
【請求項１０】前記色分解手段は緑色光束を中心とし
て、その周縁に赤色光束と青色光束が位置するように分
解していることを特徴とする請求項１から５のいずれか
１項記載の投影装置。
【請求項１１】前記反射型の回折格子はコニカルディ
フラクションの条件で使用されていることを特徴とする
請求項７の投影装置。
【請求項１２】前記複数のダイクロミラーは、光束偏
向平面内に光束分離方向がないことを特徴とする請求項
８の投影装置。
【請求項１３】前記複数のダイクロミラーは、光束が
最後に入射するのが緑色光束を反射するダイクロミラー
であることを特徴とする請求項８の投影装置。
【請求項１４】前記第１の偏向手段は前記色分解手段
で色分解され異なった角度で射出する３つの色光のうち
両側の２つの色光を反射させるミラー又はプリズムを有
していることを特徴とする請求項１，２又は３の投射装
置。
【請求項１５】前記第１の偏向手段は、光束を反射さ
せる複数のミラーを有していることを特徴とする請求項
１，２又は３の投影装置。
【請求項１６】前記第１の偏向手段は、光束を屈折さ
せる複数のプリズムを有していることを特徴とする請求
項１，２又は３の投影装置。
【請求項１７】前記第２の偏向手段は、光束を反射さ
せる複数のミラーを有していることを特徴とする請求項
２，３，４又は５の投影装置。
【請求項１８】前記第２の偏向手段は、光束を屈折さ
せる複数のプリズムを有していることを特徴とする請求
項２，３，４又は５の投影装置。
【請求項１９】前記各色光の光路中には平行光束を各
光学変調素子に導光する為のレンズ系が設けられている
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の投
影装置。
【請求項２０】前記各光学変調素子のうち少なくとも
１つの光学変調素子は斜方向から光束が導光されている
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の投
影装置。
【請求項２１】前記反射型の光学変調素子は長方形状
をしており、このうち少なくとも１つの光学変調素子は
長辺方向と短辺方向の双方に対して斜方向から光束が導
光されていることを特徴とする請求項３，４又は５の投
影装置。
【請求項２２】前記ミラー手段は反射する波長帯域に
応じて最適化された高反射ミラーを有していることを特
徴とする請求項４又は５の投影装置。
【請求項２３】前記複数のミラーは、反射する波長帯
域に応じて最適化された高反射ミラーであることを特徴
とする請求項１５又は１７の投影装置。
【請求項２４】前記第２の偏向手段は、互いに間隔を
おいて傾けて配置された複数のミラーを有していること
を特徴とする請求項２，３，４又は５の投影装置。
【請求項２５】前記第２の偏向手段は、互いに間隔を
おいて傾けて配置された複数のミラーを有し、前記複数
の色光のうち少なくとも１つの光束が互いに間隔をおい
て配置されたミラーの間を通過して前記投影光学系に入
射することを特徴とする請求項２，３，４又は５の投影
装置。
【請求項２６】前記第２の偏向手段は、互いに間隔を
おいて傾けて配置された複数のミラーを有し、前記複数
の色光のうち少なくとも１つの光束が互いに間隔をおい
て傾けて配置された複数のミラーのうちの１つにより反
射され、前記投影光学系に入射することを特徴とする請
求項２，３，４又は５の投影装置。
【請求項２７】前記第２の偏向手段は、互いに間隔を
おいて傾けて配置された２枚のミラーを有し、該２つの
ミラーのなす角度が９０°以外で配置されていることを
特徴とする請求項２，３，４又は５の投影装置。
【請求項２８】前記各光学変調素子からの光路中には
各光学変調素子からの光束を前記投影光学系の絞り位置
近傍に集光するレンズが設けられていることを特徴とす
る請求項１から５のいずれか１項記載の投影装置。
【請求項２９】光源手段からの光束を集光手段で集光
し、インテグレータの第１端面に入射させ、該第１端面
から入射した光束を該インテグレータの第２端面から射
出させ、該第２端面から射出した光束を色分解手段で複
数の色光に分割し、該分解した複数の色光をレンズ手段
で集光し、該集光した位置近傍に設けたミラー手段を利
用して各色光毎に設けた光学変調素子に導光し、該各光
学変調素子に基づく光束を第２の偏向手段で投影光学系
に導光し、各光学変調素子に基づく画像情報を投影光学
系で所定面上に重ね合わせて投影する際、該ミラー手段
と該第２の偏向手段は該投影光学系の絞り近傍に、該絞
り開口を複数の領域に分割するように配置しており、該
インテグレータは第１端面から第２端面を結ぶ反射面よ
り構成されており、該第２端面と該各光学変調素子との
間の光路中に設けた光学系によって該第１端面と該投影
光学系の絞りとを共役関係とし、該第２端面と該光学変
調素子とを共役関係としていることを特徴とする投影装
置。
【請求項３０】前記各光学変調素子からの光束を各光
学変調素子毎に設けたレンズで前記投影光学系の絞り位
置近傍に集光させていることを特徴とする請求項２９の
投影装置。
【請求項３１】前記インテグレータは６面体のガラス
ブロックより成り、該インテグレータの第１端面からの
入射光の一部を全反射して第２端面に導光していること
を特徴とする請求項３０の投影装置。
【請求項３２】前記インテグレータは４枚以上の台形
又は矩形の平板ミラーを有するカレイドスコープより成
り、該インテグレータの第１端面からの入射光の一部を
該平板ミラーで反射させて第２端面に導光していること
を特徴とする請求項２９又は３０の投影装置。
【請求項３３】前記光学変調素子は高分子分散型の液
晶を用いて形成されていることを特徴とする請求項１又
は２の投影装置。
【請求項３４】前記光学変調素子は高分子分散型で反
射型の液晶を用いて形成されていることを特徴とする請
求項３，４又は５の投影装置。
【請求項３５】前記ミラー手段は、前記色分解手段を
構成する回折格子の回折光束のピーク波長による回折角
の違いを補正し、各々の光学変調素子に対して等しい傾
きで光束を導光していることを特徴とする請求項４又は
５の投影装置。
【請求項３６】前記投影光学系の絞りが該投影光学系
と前記光学変調素子との間にあることを特徴とする請求
項２，３，４又は５の投影装置。
【請求項３７】前記第１の偏向手段と前記第２の偏向
手段は前記投影光学系の絞り開口を２つの領域に分割
し、一方の領域と他方の領域に分離して設けられている
ことを特徴とする請求項２又は３の投影装置。
【請求項３８】前記第１の偏向手段と前記第２の偏向
手段は前記投影光学系の絞り開口を該投影光学系の光軸
を含む２つの領域に分割し、一方の領域と他方の領域に
分離して設けられていることを特徴とする請求項２，
３，４，５又は２９の投影装置。
【請求項３９】前記ミラー手段と前記第２の偏向手段
は前記投影光学系の絞り開口を２つの領域に分割し、一
方の領域と他方の領域に分離して設けられていることを
特徴とする請求項４，５又は２９の投影装置。
【請求項４０】前記ミラー手段と前記第２の偏向手段
は前記投影光学系の絞り開口を該投影光学系の光軸を含
む２つの領域に分割し、一方の領域と他方の領域に分離
して設けられていることを特徴とする請求項４，５又は
２９の投影装置。
【請求項４１】光源手段からの光束を色分解手段によ
ってＲ光束，Ｇ光束、そしてＢ光束の色光に色分解し、
該色分解した各色光をレンズ手段で集光し、該集光した
位置近傍に第１の偏向手段を設けて各色光毎に設けた光
学変調素子に導光し、該各光学変調素子に基づく画像情
報を第２の偏向手段で投影光学系に導き、該画像情報を
該投影光学系で所定面上に重ねて投影をする際、該色分
解手段は、Ｇ光束を中心としてその両側にＲ光束と、Ｂ
光束を分離するように配置され、該第２の偏向手段は、
該投影光学系の絞り近傍に、該絞り開口を３つの領域に
分割するように配置され、該分割された３つの領域の中
央部をＧ光束が通過し、周縁部をＲ光束とＢ光束が通過
するようにしたことを特徴とする投影装置。
【請求項４２】入射光束を複数の色光に色分解して射
出させる互いに傾けて配置した複数のダイクロミラーを
有する色分解光学系であって、該複数のダイクロミラー
は、光束偏向平面内に光束分離方向がないように配置し
ていることを特徴とする色分解光学系。
【請求項４３】入射光束を複数の色光に色分解して射
出させる互いに傾けて配置した複数のダイクロミラーを
有する色分解光学系であって、該複数のダイクロミラー
は、光束偏向平面内に光束分離方向がないように配置さ
れ、光束が最後に入射するのが緑色光束を反射するダイ
クロミラーであることを特徴とする色分解光学系。