JP5153535B2 - 画像投射装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の色光を、偏光変換光学系を介して複数の光変調素子に導き、該複数の光変調素子からの複数の色光を投射する液晶プロジェクタ等の画像投射装置に関する。

複数の色光を射出する複数の光源と、該複数の色光の偏光方向を制御する偏光変換光学系とを用いた画像投射装置が、特許文献１，２に開示されている。

特許文献１にて開示された画像投射装置では、Ｒ，Ｇ，Ｂの発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）からＲ光，Ｇ光及びＢ光が順次射出される。該Ｒ光，Ｇ光及びＢ光の全ては、複数の偏光変換セルにより構成される偏光変換光学系から特定の偏光光（例えば、Ｓ偏光光）に変換される。偏光変換光学系からのＲ光，Ｇ光及びＢ光は、１つのダイクロイックプリズムと１つの偏光ビームスプリッタによって１つの反射型光変調素子に順次入射する。Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤの順次点灯に同期して反射型光変調素子に色ごとの原画を形成することで、フルカラー画像が投射される。

特許文献２にて開示された画像投射装置では、Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤから順次射出されたＲ光，Ｇ光及びＢ光が、複数の偏光変換セルを含む偏光変換光学系から互いに直交した偏光方向を有する偏光光（Ｐ偏光及びＳ偏光）として時間的に交互に射出される。これらの偏光光は、１つのダイクロイックプリズムと１つの偏光ビームスプリッタとによりＳ偏光用とＰ偏光用の２つの反射型光変調素子に交互に導かれる。該２つの反射型光変調素子が、交互に入射するＳ偏光とＰ偏光に同期して原画を形成することで、フルカラー画像が投射される。
特開２００２−２４４２１１号公報 特開２００４−２０６０４６号公報

しかしながら、特許文献１にて開示された画像投射装置では、Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤの点灯を順次切り替えるため、Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤが全て点灯する場合に比べて、投射される画像の明るさが大幅に減少したり、カラーブレイクが発生したりする。

また、特許文献２にて開示された画像投射装置でも、偏光変換光学系からＳ偏光とＰ偏光が交互に射出されるため、投射画像の明るさが半分となり、カラーブレイクが発生する。また、各反射型光変調素子が時間間隔をおいて動作するため、これらの利用効率が悪い。

本発明は、複数の色光を射出する光源と、該複数の色光の偏光方向を制御する偏光変換光学系とを用いた画像投射装置であって、投射画像の明るさの減少やカラーブレイクの発生を抑えることができるようにした画像投射装置を提供する。

本発明の一側面としての画像投射装置は、互いに波長帯域が異なる３つの色光をそれぞれ射出する複数の光源と、該３つの色光の偏光方向を制御する偏光変換光学系と、入射光を変調する少なくとも２つの光変調素子と、該偏光変換光学系の射出領域から射出した３つの色光を、それらの偏光方向に応じて該少なくとも２つの光変調素子に導く導光光学系と、該少なくとも２つの光変調素子からの光を被投射面に投射する投射光学系と、複数の光源を点灯させる駆動手段とを有する。偏光変換光学系は、互いに交差する２面上にそれぞれ形成され、入射した色光を互いに偏光方向が異なる２つの偏光光に分離する第１の偏光分離面及び第２の偏光分離面と、第１及び第２の偏光分離面から射出領域以外の方向に向かう偏光光を、その偏光分離面に戻すように反射する複数の波長選択性反射部材とを有する。第１及び第２の偏光分離面と複数の波長選択性反射部材との間には、入射した偏光光の偏光方向を変える位相板が配置されている。そして、駆動手段は、偏光変換光学系から、３つの色光のうち１つの色光と他の２つの色光のうち少なくとも一方とが互いに偏光方向が異なる偏光光として同時に該少なくとも２つの光変調素子に入射するように、複数の光源を点灯させることを特徴とする。

なお、画像投射装置と、該画像投射装置に画像情報を供給する画像供給装置とを有する画像表示システムも本発明の他の一側面を構成する。

本発明によれば、偏光変換光学系から少なくとも２つの色光が同時に少なくとも２つの光変調素子に入射して、該２つの色光に対応する画像が投射されるので、投射画像の明るさの低減を少なくしたり、カラーブレイクの発生を抑えたりすることができる。

以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。

図１から図４には、本発明の実施例１である液晶プロジェクタ（画像投射装置）の構成図を示している。これらの図においては、３次元空間にｘｙｚ座標系を設定し、複数のＬＥＤ（光源）からの光が後述する照明光学系をｚ方向に伝播するものと定義する。

図１は、ＬＥＤアレイ光源（以下、単にアレイ光源という）２，３と偏光変換光学系１のｙｚ断面を示している。また、図２及び図３は、アレイ光源２をｚ方向とは反対側から見たときのＬＥＤの配置、及びアレイ光源３をｙ方向から見たときのＬＥＤの配置を示している。図４には、プロジェクタの全体構成のｙｚ断面を示している。

まず、図１〜図３を用いて、２つのアレイ光源２，３と偏光変換光学系１の構成について説明する。

図１〜図３において、１０１は青（Ｂ）波長帯域の光（第１の色光：以下、Ｂ光という）を射出するＢＬＥＤ（第１の光源）である。１０２は赤（Ｒ）波長帯域の光（第２の色光：以下、Ｒ光という）を射出するＲＬＥＤ（第２の光源）である。１０３は緑（Ｇ）帯域の光（第３の色光：以下、Ｇ光という）を射出するＧＬＥＤ（第３の光源）である。このように、本実施例のプロジェクタは、互いに波長帯域が異なる３つの色光をそれぞれ射出する複数の光源（ＬＥＤ）を含む。各ＬＥＤは、無偏光光を射出する。

アレイ光源２において、複数のＢＬＥＤ１０１と複数のＲＬＥＤ１０２はそれぞれｘ方向に列をなすように配置されており、ＢＬＥＤ１０１の列とＲＬＥＤ１０２の列とがｘ方向に対して直交するｙ方向にて互いに隣り合って配置されている。また、アレイ光源３において、複数のＧＬＥＤ１０３は、ｘ方向に列をなすように配置されている。

このように、ＢＬＥＤ１０１，ＲＬＥＤ１０２及びＧＬＥＤ１０３をｘ方向に列をなすようにアレイ状に配置することで、本実施例の効果を保ったまま偏光変換光学系１からの射出光量を増加させることが可能となる。

アレイ光源２（ＢＬＥＤ１０１，ＲＬＥＤ１０２）とアレイ光源３（ＧＬＥＤ１０３）は、図１に示すように、互いに９０度異なる向きで偏光変換素子４（偏光変換光学系１）の入射面における後述する互いに異なる３つの入射開口部（入射領域）に面している。

偏光変換光学系１１は、３つの色光の偏光方向を制御する。該偏光変換光学系１は、偏光変換素子４と、複数の波長選択型反射部材（以下、第１から第３のダイクロイックミラーという）１１１〜１１３と、位相板としての１／４波長板１２１とを含む。

偏光変換素子４は、入射面と、第１の偏光分離面１３１と、第２の偏光分離面１３２と、射出面とを有する。偏光変換素子４（偏光変換光学系１）の入射面のうち、アレイ光源２のＢＬＥＤ１０１に面した入射領域を第１の入射開口部２０１といい、ＲＬＥＤ１０２に面した入射領域を第２の入射開口部２０２という。また、アレイ光源３（ＧＬＥＤ１０３）に面した入射領域を第３の入射開口部２０３という。第１の入射開口部２０１と第２の入射開口部２０２は、互いに同じ方向（ｚ方向とは反対方向）に面しており、ｙ方向において互いに隣り合っている。また、第３の入射開口部２０３は、ｙ方向に面している。

このように、偏光変換素子４の３つの入射領域のうち、１つの入射領域と２つの入射領域とが互いに異なる方向に面している。そして、ＢＬＥＤ１０１，ＲＬＥＤ１０２及びＧＬＥＤ１０３からの３つの色光はそれぞれ、互いに異なる入射領域から偏光変換素子４（偏光変換光学系１）に入射する。

一方、偏光変換素子４（偏光変換光学系１）の射出面のうち、ｚ方向において第１の偏光分離面１３１に対して第１の入射開口部２０１とは反対側の射出領域を第１の射出開口部２１１という。また、ｚ方向において第２の偏光分離面１３２に対して第２の入射開口部２０２とは反対側の射出領域を第２の射出開口部２１２という。第１の射出開口部２１１と第２の射出開口部２１２は、互いに同じ方向（ｚ方向）に面しており、ｙ方向において互いに隣り合っている。

なお、偏光変換素子４における第１及び第２の射出開口部２１１，２２２の全体の形状は、後述する被照射面の形状と相似であることが好ましい。

第１の偏光分離面１３１と第２の偏光分離面１３２は、互いに交差する２面上にそれぞれ形成されており、それぞれ入射した色光を互いに偏光方向が異なる２つの偏光光に分離する。該第１及び第２の偏光分離面１３１，１３２は、各ＬＥＤ１０１，１０２，１０３からの光の入射光軸方向（ｚ方向及びｙ方向）に対して４５度の傾きを有している。

第１の偏光分離面１３１と第２の偏光分離面１３２はいずれも、Ｐ偏光に対する透過率が１００％又はそれに近く（５０％より高く）、Ｓ偏光に対する透過率が０％又はそれに近い（５０％より低い）光学特性を有する。言い換えれば、第１の偏光分離面１３１と第２の偏光分離面１３２はいずれも、Ｓ偏光に対する反射率が１００％又はそれに近く（５０％より高く）、Ｐ偏光に対する反射率が０％又はそれに近い（５０％より低い）光学特性を有する。これら偏光分離面１３１，１３２は、実際には、硝子やアクリル製の基板の表面に多層膜（偏光分離膜）又はＷｉｒｅＧｒｉｄとして形成されている。

第１から第３のダイクロイックミラー１１１〜１１３は、各偏光分離面から射出領域以外の方向に向かう偏光光を、その同じ偏光分離面に戻すように反射する。第１のダイクロイックミラー１１１は、ＢＬＥＤ１０１と第１の偏光分離面１３１との間に配置され、Ｒ光に対する反射率が１００％又はそれに近く（５０％より高く）、Ｂ光及びＧ光に対する反射率が０％又はそれに近い（５０％より低い）光学特性を有する。

第２のダイクロイックミラー１１２は、ＲＬＥＤ１０２と第２の偏光分離面１３２との間に配置され、Ｂ光に対する反射率が１００％又はそれに近く（５０％より高く）、Ｒ光及びＧ光に対する反射率が０％又はそれに近い（５０％より低い）光学特性を有する。

第３のダイクロイックミラー１１３は、偏光変換素子４における第３の入射開口部２０３を構成する面とは反対側の面（第１の偏光分離面１３１側の面）に近接して配置されている。第３のダイクロイックミラー１１３は、Ｇ光に対する反射率が１００％又はそれに近く（５０％より高く）、Ｒ光及びＢ光反射率が０％又はそれに近い（５０％より低い）光学特性を有する。

なお、第３のダイクロイックミラー１１３として、Ｒ光、Ｂ光及びＧ光に対する反射率が１００％又はそれに近い（５０％より高い）光学特性を有するものを用いてもよい。

１／４波長板１２１は、第１及び第２の偏光分離面１３１，１３２と第１から第３のダイクロイックミラー１１１との間に配置されている。フィルム状に形成された１／４波長板１２１は、入射した直線偏光の偏光方向を変える（４５度回転させる）機能を有する。なお、図１には、偏光分離面１３１，１３２とダイクロイックミラー１１１，１１２との間に配置された１／４波長板１２１と、第１の偏光分離面１３１と第３のダイクロイックミラー１１３との間に配置された１／４波長板１２１とを分けて示している。しかし、これらは一体に形成されていてもよい。

また、図１に示した偏光変換光学系１を１つの偏光変換セルとし、複数の偏光変換セルをｘ方向に並べて配置してもよい。

偏光変換光学系１の光学作用について説明する。アレイ光源２のＢＬＥＤ１０１から射出した無偏光光であるＢ光に含まれるＰ偏光１０１Ｐ及びＳ偏光１０１Ｓは、第１のダイクロイックミラー１１１と１／４波長板１２１を透過して、第１の入射開口部２０１から偏光変換素子４に入射する。なお、アレイ光源２と偏光変換素子４との間には、各ＬＥＤから射出した発散光束を平行光束又は各偏光分離膜に収束する収束光束に変換する不図示の光学部材を設けることが望ましい。

第１の入射開口部２０１から偏光変換素子４に入射したＢ光のうちＰ偏光１０１Ｐは、第１の偏光分離面１３１を透過して第１の射出開口部２１１から射出する。

また、第１の入射開口部２０１から偏光変換素子４に入射したＢ光のうちＳ偏光１０１Ｓは、第１の偏光分離面１３１で反射し、さらに第２の偏光分離面１３２で反射してＲＬＥＤ１０２に向かって、すなわち射出領域以外の方向に進む。そして、第２の入射開口部２０２から偏光変換素子４外に射出する。第２の入射開口部２０２から射出したＳ偏光１０１Ｓは、１／４波長板１２１を透過して第２のダイクロイックミラー１１２で反射し、再び１／４波長板１２１を透過する。Ｓ偏光１０１Ｓは、１／４波長板１２１を２回透過することによりＰ偏光１０１Ｐに変換される。そして、このＰ偏光１０１Ｐは、第２の入射開口部２０２から再び偏光変換素子４に入射し、第２の偏光分離面１３２を透過して第２の射出開口部２１２から射出する。

このように、ＢＬＥＤ１０１からのＢ光は、そのすべてがＰ偏光に変換されて第１及び第２の射出開口部２１１，２１２から偏光変換光学系１外に射出する。以下の説明において、Ｂ光のＰ偏光をＢ−Ｐ偏光という。

アレイ光源２のＲＬＥＤ１０２から射出した無偏光光であるＲ光に含まれるＰ偏光１０２Ｐ及びＳ偏光１０２Ｓは、第２のダイクロイックミラー１１２と１／４波長板１２１を透過して第２の入射開口部２０２から偏光変換素子４に入射する。第２の入射開口部２０２から偏光変換素子４に入射したＲ光のうちＰ偏光１０２Ｐは、第２の偏光分離面１３２を透過して第２の射出開口部２１２から射出する。

また、第２の入射開口部２０２から偏光変換素子４に入射したＲ光のうちＳ偏光１０２Ｓは、第２の偏光分離面１３２で反射し、さらに第１の偏光分離面１３１で反射してＢＬＥＤ１０１に向かって、すなわち射出領域以外の方向に進む。そして、第１の入射開口部２０１から偏光変換素子４外に射出する。第１の入射開口部２０１から射出したＳ偏光１０２Ｓは、１／４波長板１２１を透過して第１のダイクロイックミラー１１１で反射し、再び１／４波長板１２１を透過する。Ｓ偏光１０２Ｓは、１／４波長板１２１を２回透過することによりＰ偏光１０２Ｐに変換される。そして、このＰ偏光１０２Ｐは、第１の入射開口部２０１から再び偏光変換素子４に入射し、第１の偏光分離面１３１を透過して第１の射出開口部２１１から射出する。

このように、ＲＬＥＤ１０２からのＲ光は、そのすべてがＰ偏光に変換されて第１及び第２の射出開口部２１１，２１２から偏光変換光学系１外に射出する。以下の説明において、Ｒ光のＰ偏光をＲ−Ｐ偏光という。

アレイ光源３のＧＬＥＤ１０３から射出した無偏光光であるＧ光に含まれるＰ偏光１０３Ｐ及びＳ偏光１０３Ｓは、第３の入射開口部２０３から偏光変換素子４に入射する。第３の入射開口部２０３から偏光変換素子４に入射したＧ光のうちＰ偏光１０３Ｐは、第２の偏光分離面１３２を透過し、第１の偏光分離面１３１を透過して第３のダイクロイックミラー１１３の方向、すなわち射出領域以外の方向に進む。そして、偏光変換素子４外に射出する。このＰ偏光１０３Ｐは、１／４波長板１２１を透過し、第３のダイクロイックミラー１１３で反射して再び１／４波長板１２１を透過して偏光変換素子４に入射する。Ｐ偏光１０３Ｐは、１／４波長板１２１を２回透過することによりＳ偏光１０３Ｓに変換される。このＳ偏光１０３Ｓは、第１の偏光分離面１３１で反射して第１の射出開口部２１１から射出する。

一方、第３の入射開口部２０３から偏光変換素子４に入射したＧ光のうちＳ偏光１０３Ｓは、第２の偏光分離面１３２で反射し、第２の射出開口部２１２から射出する。このように、ＧＬＥＤ１０３からのＧ光は、そのすべてがＳ偏光に変換されて第１及び第２の射出開口部２１１，２１２から偏光変換光学系１外に射出する。以下の説明において、Ｇ光のＳ偏光をＧ−Ｓ偏光という。

図４において、上述したように、偏光変換光学系１（偏光変換素子４）からは、Ｂ−Ｐ偏光１０１Ｐ、Ｒ−Ｐ偏光１０２Ｐ及びＧ−Ｓ偏光１０３Ｓがそれぞれ光束として射出する。各光束は第１のフライアイレンズ２１によって複数の光束に分割され、各分割光束は第２のフライアイレンズ２２の近傍に集光されて光源像（２次元光源像）を形成する。第１及び第２のフライアイレンズ２１，２２はそれぞれ、複数のレンズセルが２次元方向に配置されて構成されている。各レンズセルは、被照明面である後述する液晶パネル（光変調素子又は画像形成素子）と相似形状である矩形のレンズ形状を有する。

第２のフライアイレンズ２２を透過したＧ−Ｓ偏光１０３Ｓとして複数の分割光束は、コンデンサレンズ２３によって集光され、偏光ビームスプリッタ３１を介してＧ反射型液晶パネル４１上にて重ね合わされる。これにより、Ｇ反射型液晶パネル４１がＧ−Ｓ偏光１０３Ｓによって均一に照明される。Ｇ反射型液晶パネル（以下、Ｇパネルという）４１は、第１の光変調素子に相当する。

また、第２のフライアイレンズ２２を透過したＢ−Ｐ偏光１０１Ｐ及びＲ−Ｐ偏光１０２Ｐとしての複数の分割光束はそれぞれ、コンデンサレンズ２３によって集光され、偏光ビームスプリッタ３１を介してＲＢ反射型液晶パネル４２上にて重ね合わされる。これにより、ＲＢ反射型液晶パネル４２がＢ−Ｐ偏光１０１Ｐ及びＲ−Ｐ偏光１０２Ｐによって均一に照明される。ＢＬＥＤ１０１及びＲＬＥＤ１０２は、後述するように交互に点灯するため、Ｂ−Ｐ偏光１０１Ｐ及びＲ−Ｐ偏光１０２ＰはＲＢ反射型液晶パネル４２を交互に照明する。ＲＢ反射型液晶パネル（以下、ＲＢパネルという）４２は、第２の光変調素子に相当する。

アレイ光源３から少なくともコンデンサレンズ２３までを照明光学系という。このことは、後述する他の実施例でも同じである。また、偏光ビームスプリッタ３１は、導光光学系又は色分解合成光学系を構成する。

偏光ビームスプリッタ３１は、その内部に偏光分離膜（偏光分離面）を有する。該偏光分離膜は、入射光軸方向（ｚ方向）に対して４５度の傾きを有する。該偏光分離膜は、Ｐ偏光に対する透過率が１００％又はそれに近く（５０％より高く）、Ｓ偏光に対する透過率が０％又はそれに近い（５０％より低い）特性を有する。この偏光分離膜は、多層膜として形成されている。

コンデンサレンズ２３からのＧ−Ｓ偏光１０３Ｓは、偏光ビームスプリッタ３１の偏光分離膜で反射されてＧパネル４１に入射する。

ここで、各反射型液晶パネルは、駆動回路（駆動手段）６に接続されている。プロジェクタの一部である駆動回路６には、パーソナルコンピュータ、ＤＶＤプレーヤ、ビデオデッキ、テレビチューナ等の画像供給装置７から画像情報（画像信号）が入力される。これらプロジェクタと画像供給装置７とによって、画像表示システムが構成される。

駆動回路６は、入力された画像信号のＲ，Ｇ，Ｂ成分に基づいてそれぞれの色に対応する反射型液晶パネルを駆動する。これにより、Ｇパネル４１にはＧ用の原画が形成され、ＲＢパネル４２には、Ｒ用の原画とＢ用の原画とが交互に形成される。各反射型液晶パネルは、入射光を反射するとともに変調して画像光として射出する。また、駆動回路６は、アレイ光源２，３におけるＢＬＥＤ１０１，ＲＬＥＤ１０２及びＧＬＥＤ１０３の点灯も制御する。なお、このような構成は、後述する他の実施例でも、図示はしないが同じである。

Ｇパネル４１からのＧ画像光であるＰ偏光（Ｇ−Ｐ偏光）１０３Ｐは、偏光ビームスプリッタ３１を透過して投射レンズ（投射光学系）５により不図示のスクリーン等の被投射面に投射される。

一方、コンデンサレンズ２３を透過したＢ−Ｐ偏光１０１Ｐ及びＲ−Ｐ偏光１０２Ｐは、偏光ビームスプリッタ３１を透過してＲＢパネル４２に入射する。

ＲＢパネル４２からのＢ，Ｒ画像光であるＳ偏光（Ｂ−Ｓ偏光、Ｒ−Ｓ偏光）１０１Ｓ，１０２Ｓは、偏光ビームスプリッタ３１の偏光分離膜で反射して、投射レンズ５によって被投射面に投射される。

このように、本実施例では、偏光変換光学系１から、３つの色光のうち１つの色光（Ｇ光）と２つの色光（Ｒ光及びＢ光）とが互いに偏光方向が異なる光としてそれぞれ射出される。そして、以下に説明するように、該１つの色光と、該２つの色光のうち少なくとも一方とが同時に２つのパネル４１，４２に入射するように複数のＬＥＤ１０１〜１０３を点灯させる。

図５を用いて、本実施例におけるＬＥＤ１０１〜１０３の点灯制御とＧパネル４１及びＲＢパネル４２の駆動制御について説明する。図５は、これらの制御のタイムチャートを示している。図５において、「ＬＥＤ」の「Ｏｎ」はＬＥＤが点灯することを示し、「Ｏｆｆ」はＬＥＤが消灯することを示す。また、「液晶パネル入射光」は、Ｇパネル４１とＲＢパネル４２に入射する光とその偏光方向を示している。

ＧＬＥＤ１０３は常に点灯し、Ｇパネル４１には常にＧ−Ｓ偏光１０３Ｓが入射する。このため、Ｇパネル４１には、常にＧ用の原画が形成される。これに対し、ＲＬＥＤ１０２とＢＬＥＤ１０１とは時間的に交互に点灯し、ＲＢパネル４２には、Ｒ−Ｐ偏光１０２ＰとＢ−Ｐ偏光１０１Ｐとが交互に入射する。このため、Ｒ−Ｐ偏光１０２ＰとＢ−Ｐ偏光１０１Ｐとの交互入射に同期して、ＲＢパネル４２には、Ｒ用の原画とＢ用の原画とが交互に形成される。これにより、被投射面には、ＲＧＢカラー画像としての投射画像が表示される。

白色を得る場合においては、Ｇ光がおよそ６０〜８０％を占めるため、Ｇ光の明るさへの影響が大きい。本実施例では、Ｇ光が常にＧパネル４１に入射して被投射面に投射されるようにＧＬＥＤ１０３を常に点灯させている。このため、Ｇ光と、Ｒ光及びＢ光のうち一方とが同時に２つのパネル４１，４２に入射して被投射面に投射される。したがって、本実施例によれば、Ｒ，Ｇ及びＢＬＥＤを順次点灯させる場合に比べて、投射画像の明るさを向上させる（明るさの低下を減少させる）ことができる。また、Ｒ，Ｇ及びＢＬＥＤを順次点灯させるとカラーブレイクが発生するが、本実施例では、ＧＬＥＤ１０３を常に点灯させているため、カラーブレイクの発生を抑制することができる。

なお、図２及び図３では、アレイ光源２，３においてｘ方向に同一の色光を射出する複数のＬＥＤを配置した場合を示したが、ｘ方向に互いに異なる色光を射出する複数のＬＥＤを配置してもよい。

また、上記実施例では、偏光変換光学系１からＧ光をＳ偏光として射出させる場合について説明したが、ダイクロイックミラーの特性を適宜変更することで、Ｇ光以外の色光をＳ偏光として射出させてもよい。このことは、後述する他の実施例でも同じである。

また、上記実施例では、光源として、ＬＥＤを用いた場合について説明したが、レーザダイオードや有機エレクトロルミネッセンス素子等、ＬＥＤ以外の光源を用いてもよい。このことは、後述する他の実施例でも同じである。

また、本実施例では、ＧＬＥＤを常時点灯させ、ＲＬＥＤ及びＢＬＥＤを交互に点灯させる場合について説明したが、Ｇ，Ｒ及びＢを入れ替えてもよい。この場合も、ある程度の投射画像の明るさの低下の減少効果及びカラーブレイクの発生の抑制効果を得ることができる。このことは後述する他の実施例でも同じである。

また、偏光ビームスプリッタとしては、プリズムの内部に多層膜を配置した構成のものがよく知られているが、構造複屈折を利用した偏光ビームスプリッタを用いてもよい。構造複屈折を利用した偏光ビームスプリッタは、入射角度範囲が多層膜を用いた偏光ビームスプリッタよりも広いため、漏れ光が少なく、投射画像のコントラストを向上させるのに有効である。

また、本実施例では、ＢＬＥＤ１０１及びＲＬＥＤ１０２と第１及び第２の偏光分離面１３１，１３２との間にダイクロイックミラー１１１，１１２を配置した場合について説明した。しかし、波長選択性反射部材は、複数の光源のうち少なくとも１つと第１及び第２の偏光分離面のうち少なくとも一方との間に配置すればよく、全ての光源と第１及び第２の偏光分離面との間に波長選択性反射部材を配置してもよい。

図６には、本発明の実施例２である液晶プロジェクタに用いられるアレイ光源という）２′，３′と偏光変換光学系１０のｙｚ断面を示している。また、図７及び図８は、アレイ光源２′をｚ方向とは反対側から見たときのＬＥＤの配置、及びアレイ光源３′をｙ方向から見たときのＬＥＤの配置を示している。

アレイ光源２′は、実施例１に示したアレイ光源２をｘ方向及びｙ方向に複数個（ここでは２×２個）並べたものに相当する。また、アレイ光源３′は、実施例１に示したアレイ光源３をｘ方向に複数個（ここでは２個）並べたものに相当する。１０１，１０２，１０３は、実施例１と同様に、ＢＬＥＤ，ＲＬＥＤ，ＧＬＥＤである。

なお、図７では、アレイ光源２′を、それぞれ４つのＢＬＥＤ１０１と４つのＲＬＥＤ１０２を含む４つのブロックがｘ方向とｙ方向に並べられたように示されているが、これらを一体のものとしてもよい。また、図８では、アレイ光源３′を４つのＧＬＥＤ１０３を含む２つのブロックがｘ方向に並べられたように示されているが、これらを一体のものとしてもよい。

図６に示す偏光変換光学系１０では、実施例１に示した偏光変換素子（偏光変換セル）４をｙ方向に２個配置している。該２個の偏光変換素子４の間には、実施例１でも説明した第３のダイクロイックミラー１１３と、その両側に配置された１／４波長板１２１とが設けられている。

本実施例では、偏光変換素子４（第１、第２の偏光分離面１３１，１３２）と、ＬＥＤ１０１〜１０３と、第１及び第２のダイクロイックミラー１１１，１１２と、１／４波長板１２１とが、第３のダイクロイックミラー１１３に関して対称に２組配置されている。

各偏光変換素子４の第１、第２及び第３入射開口部２０１，２０２，２０３にはそれぞれ、実施例１と同様に、ＢＬＥＤ１０１，ＲＬＥＤ１０２及びＧＬＥＤ１０３からの無偏光光としてのＢ光、Ｒ光及びＧ光が入射する。そして、各偏光変換素子４の第１及び第２の射出開口部２１１，２１２からは、実施例１と同様に、Ｂ−Ｐ偏光１０１Ｐ、Ｒ−Ｐ偏光１０２Ｐ及びＧ−Ｓ偏光１０３Ｓが射出する。

このように、ｙ方向において対称に偏光変換素子４を配置することにより、実施例１の効果を保持したまま、さらに多くの光源（ＬＥＤ）を用いることができ、投射光量を増加せせることができる。

図９から図１２には、本発明の実施例３である液晶プロジェクタの構成を示している。これらの図においては、実施例１と同様に、３次元空間にｘｙｚ座標系を設定し、複数のＬＥＤ（光源）からの光が後述する照明光学系をｚ方向に伝播するものと定義する。

図９は、ＬＥＤアレイ光源（以下、単にアレイ光源という）５，６と偏光変換光学系１１のｙｚ断面を示している。また、図１０及び図１１は、アレイ光源５をｚ方向とは反対側から見たときのＬＥＤの配置、及びアレイ光源６をｙ方向から見たときのＬＥＤの配置を示している。図１２には、プロジェクタの全体構成のｙｚ断面を示している。

まず、図９〜図１１を用いて、アレイ光源５と２つのアレイ光源６と偏光変換光学系１１の構成について説明する。

１０１は青（Ｂ）波長帯域の光（第１の色光：Ｂ光）を射出するＢＬＥＤ（第１の光源）である。１０２は赤（Ｒ）波長帯域の光（第２の色光：Ｒ光）を射出するＲＬＥＤ（第２の光源）である。１０３は緑（Ｇ）帯域の光（第３の色光：Ｇ光）を射出するＧＬＥＤ（第３の光源）である。このように、本実施例のプロジェクタは、互いに波長帯域が異なる３つの色光をそれぞれ射出する複数の光源（ＬＥＤ）を含む。各ＬＥＤは、無偏光光を射出する。

アレイ光源５において、複数のＲＬＥＤ１０２と複数のＧＬＥＤ１０３はそれぞれｘ方向に列をなすように配置されており、ＲＬＥＤ１０２の列とＧＬＥＤ１０３の列とがｙ方向にて互いに隣り合って配置されている。なお、図１０では、それぞれ４つのＲＬＥＤ１０２と４つのＧＬＥＤ１０３を含む４つのブロックがｘ方向とｙ方向に並べられたように示されているが、これらを一体のものとしてもよい。

また、図１１に示すアレイ光源６において、複数のＢＬＥＤ１０１は、ｘ方向に列をなすように配置されている。なお、図１１では、それぞれ４つのＢＬＥＤ１０１を含む２つのブロックがｘ方向に並べられたように示されているが、これらを一体のものとしてもよい。

このように、ＢＬＥＤ１０１，ＲＬＥＤ１０２及びＧＬＥＤ１０３をｘ方向に列をなすようにアレイ状に配置することで、本実施例の効果を保ったまま偏光変換光学系１１からの射出光量を増加させることが可能となる。本実施例では、１つのアレイ光源５に対して、２つのアレイ光源６を用いている。

また、アレイ光源５（ＲＬＥＤ１０２及びＧＬＥＤ１０３）とアレイ光源６（ＢＬＥＤ１０１）は、図９に示すように、互いに９０度異なる向きで偏光変換光学系１１の入射面における後述する互いに異なる６つの入射開口部に面している。

偏光変換光学系１１は、３つの色光の偏光方向を制御する。偏光変換光学系１１は、２つの偏光変換素子４と、２つずつ設けられた第１及び第２のダイクロイックミラー１１１，１１２と、偏光変換素子４ごとに設けられた１／４波長板１２１と、２つの偏光変換素子４の間に設けられた１／２波長板１２２とを含む。

各偏光変換素子４は、入射面と、第１の偏光分離面１３１と、第２の偏光分離面１３２と、射出面とを有する。偏光変換素子４の入射面のうち、アレイ光源５のＧＬＥＤ１０３に面した入射領域を第１の入射開口部２０１といい、ＲＬＥＤ１０２に面した入射領域を第２の入射開口部２０２という。また、アレイ光源６（ＢＬＥＤ１０１）に面した入射領域を第３の入射開口部２０３という。第１の入射開口部２０１と第２の入射開口部２０２は、互いに同じ方向（ｚ方向とは反対方向）に面しており、ｙ方向において互いに隣り合っている。また、第３の入射開口部２０３は、ｙ方向（又はその反対方向）に面している。

このように、各偏光変換素子４の３つの入射領域のうち、１つの入射領域と２つの入射領域とが互いに異なる方向に面している。そして、ＢＬＥＤ１０１，ＲＬＥＤ１０２及びＧＬＥＤ１０３からの３つの色光はそれぞれ、互いに異なる入射領域から偏光変換素子４（偏光変換光学系１１）に入射する。

一方、各偏光変換素子４の射出面のうち、ｚ方向において第１の偏光分離面１３１に対して第１の入射開口部２０１とは反対側の射出領域を第１の射出開口部２１１という。また、ｚ方向において第２の偏光分離面１３２に対して第２の入射開口部２０２とは反対側の射出領域を第２の射出開口部２１２という。第１の射出開口部２１１と第２の射出開口部２１２は、互いに同じ方向（ｚ方向）に面しており、ｙ方向において互いに隣り合っている。

なお、２つの偏光変換素子４における第１及び第２の射出開口部２１１，２２２の全体の形状は、後述する被照射面の形状と相似であることが好ましい。

各偏光変換素子４において、第１の偏光分離面１３１と第２の偏光分離面１３２は、互いに交差する２面上にそれぞれ形成されており、それぞれ入射した色光を互いに偏光方向が異なる２つの偏光光に分離する。該第１及び第２の偏光分離面１３１，１３２は、各ＬＥＤ１０１，１０２，１０３からの光の入射光軸方向（ｚ方向、ｙ方向又はこれとは反対の方向）に対して４５度の傾きを有している。

第１の偏光分離面１３１と第２の偏光分離面１３２はいずれも、実施例１で説明した偏光変換素子４内の第１及び第２の偏光分離面１３１，１３２と同様の光学特性を有する。

第１及び第２のダイクロイックミラー１１１，１１２は、各偏光分離面から射出領域以外の方向に向かう偏光光を、その同じ偏光分離面に戻すように反射する。第１のダイクロイックミラー１１１は、ＧＬＥＤ１０３と第１の偏光分離面１３１との間に配置され、Ｒ光に対する反射率が１００％又はそれに近く（５０％より高く）、Ｂ光及びＧ光に対する反射率が０％又はそれに近い（５０％より低い）光学特性を有する。

第２のダイクロイックミラー１１２は、ＲＬＥＤ１０２と第２の偏光分離面１３２との間に配置され、Ｇ光に対する反射率が１００％又はそれに近く（５０％より高く）、Ｒ光及びＢ光に対する反射率が０％又はそれに近い（５０％より低い）光学特性を有する。

１／４波長板（位相板）１２１は、第１及び第２の偏光分離面１３１，１３２と、第１及び第２のダイクロイックミラー１１１，１１２との間に配置されている。フィルム状に形成された１／４波長板１２１は、入射した直線偏光の偏光方向を変える（４５度回転させる）機能を有する。

また、１／２波長板（位相板）１２２は、２つの偏光変換素子４の間に配置されている。フィルム状に形成された１／２波長板１２２は、入射した直線偏光の偏光方向を変える（９０度回転させる）機能を有する。

偏光変換光学系１１の光学作用について説明する。ここでは、２つの偏光変換素子４のうち一方を第１の偏光変換素子といい、他方の偏光変換素子を第２の偏光変換素子という。また、ここでは第１の偏光変換素子４に入射するＢ光、Ｒ光及びＧ光について説明するが、第２の偏光変換素子４に入射するＢ光、Ｒ光及びＧ光についても同様である。

アレイ光源６のＢＬＥＤ１０１から射出した無偏光光であるＢ光に含まれるＰ偏光１０１Ｐ及びＳ偏光１０１Ｓは、第３の入射開口部２０３から第１の偏光変換素子４に入射する。なお、アレイ光源６と第１の偏光変換素子４との間には、ＢＬＥＤ１０１から射出した発散光束を平行光束又は各偏光分離膜に収束する収束光束に変換する不図示の光学部材を設けることが望ましい。

第３の入射開口部２０３から第１の偏光変換素子４に入射したＢ光のうちＰ偏光１０１Ｐは、第２の偏光分離面１３２を透過し、第１の偏光分離面１３１を透過して１／２波長板１２２に入射する。該Ｐ偏光１０１Ｐは、１／２波長板１２２を透過することによりＳ偏光１０１Ｓに変換されて第２の偏光変換素子４に入射し、第１の偏光分離面１３１で反射して、第２の偏光変換素子４の第１の射出開口部２１１から射出する。

また、第３の入射開口部２０３から第１の偏光変換素子４に入射したＢ光のうちＳ偏光１０１Ｓは、第２の偏光分離面１３２で反射して第２の射出開口部２１２から射出する。

このように、ＢＬＥＤ１０１からのＢ光は、そのすべてがＳ偏光（Ｂ−Ｓ偏光）に変換されて第１の偏光変換素子４の第２の射出開口部２１２と第２の偏光変換素子４の第１の射出開口部２１１から偏光変換光学系１外に射出する。

アレイ光源５のＲＬＥＤ１０２から射出した無偏光光であるＲ光に含まれるＰ偏光１０２Ｐ及びＳ偏光１０２Ｓは、第２のダイクロイックミラー１１２と１／４波長板１２１を透過して、第２の入射開口部２０２から第１の偏光変換素子４に入射する。なお、アレイ光源５と第１の偏光変換素子４との間には、ＲＬＥＤ１０２及びＧＬＥＤ１０１から射出した発散光束を平行光束又は各偏光分離膜に収束する収束光束に変換する不図示の光学部材を設けることが望ましい。

第２の入射開口部２０２から第１の偏光変換素子４に入射したＲ光のうちＰ偏光１０２Ｐは、第２の偏光分離面１３２を透過して第２の射出開口部２１２から射出する。第２の入射開口部２０２から第１の偏光変換素子４に入射したＲ光のうちＳ偏光１０２Ｓは、第２の偏光分離面１３２で反射し、さらに第１の偏光分離面１３１で反射して第１の入射開口部２０１から射出される。さらに、該Ｓ偏光１０２Ｓは、１／４波長板１２１を透過して第１のダイクロイックミラー１１１で反射し、再び１／４波長板１２１を透過する。Ｓ偏光１０２Ｓは、１／４波長板１２１を２回透過することによりＰ偏光１０２Ｐに変換される。Ｐ偏光１０２Ｐは、第１の入射開口部２０１から再び第１の偏光変換素子４に入射し、第１の偏光分離面１３１を透過して第１の射出開口部２１１から射出する。

このように、ＲＬＥＤ１０２からのＲ光は、そのすべてがＰ偏光（Ｒ−Ｐ偏光）に変換されて第１の偏光変換素子４の第１及び第２の射出開口部２１１，２１２から偏光変換光学系１外に射出する。

アレイ光源５のＧＬＥＤ１０３から射出した無偏光光であるＧ光に含まれるＰ偏光１０３Ｐ及びＳ偏光１０３Ｓは、第１のダイクロイックミラー１１１と１／４波長板１２１を透過して、第１の入射開口部２０１から第１の偏光変換素子４に入射する。

第１の入射開口部２０１から第１の偏光変換素子４に入射したＧ光のうちＰ偏光１０３Ｐは、第１の偏光分離面１３１を透過して第１の射出開口部２１１から射出する。また、第１の入射開口部２０１から第１の偏光変換素子４に入射したＧ光のうちＳ偏光１０３Ｓは、第１の偏光分離面１３１で反射し、さらに第２の偏光分離面１３２で反射して第２の入射開口部２０２から射出する。該Ｓ偏光１０３Ｓは、１／４波長板１２１を透過し、第２のダイクロイックミラー１１２で反射し、再び１／４波長板１２１を透過する。Ｓ偏光１０３Ｓは、１／４波長板１２１を２回透過することによりＰ偏光１０３Ｐに変換される。Ｐ偏光１０３Ｐは、第２の入射開口部２０２から再び第１の偏光変換素子４に入射し、第２の偏光分離面１３２を透過して第２の射出開口部２１２から射出される。

このように、ＧＬＥＤ１０３からのＧ光は、そのすべてがＰ偏光（Ｇ−Ｐ偏光）に変換されて第１の偏光変換素子４の第１及び第２の射出開口部２１１，２１２から偏光変換光学系１外に射出する。

図１２において、上述したように、偏光変換光学系１１からは、Ｂ−Ｓ偏光１０１Ｓ、Ｒ−Ｐ偏光１０２Ｐ及びＧ−Ｐ偏光１０３Ｐがそれぞれ光束として射出する。

各光束は第１のフライアイレンズ２１によって複数の光束に分割され、各分割光束は第２のフライアイレンズ２２の近傍に集光されて光源像（２次元光源像）を形成する。第１及び第２のフライアイレンズ２１，２２はそれぞれ、複数のレンズセルが２次元方向に配置されて構成されている。各レンズセルは、被照明面である後述する液晶パネル（光変調素子又は画像形成素子）と相似形状である矩形のレンズ形状を有する。

第２のフライアイレンズ２２を透過したＧ−Ｓ偏光１０３Ｐとして複数の分割光束は、コンデンサレンズ２３によって集光され、ダイクロイックミラー３４及び偏光ビームスプリッタ３１Ｂを透過してＧ反射型液晶パネル４１上にて重ね合わされる。これにより、Ｇ反射型液晶パネル（光変調素子：以下、Ｇパネルという）４１がＧ−Ｐ偏光１０３Ｐによって均一に照明される。

ダイクロイックミラー３４は、入射光軸方向（ｚ方向）に対して４５度の傾きを有する。ダイクロイックミラー３４は、図１３に示すように、Ｐ偏光に対する透過率がＧ帯域では１００％又はそれに近く（５０％より高く）、Ｂ帯域及びＲ帯域では０％又はそれに近い（５０％より低い）特性を有する。また、ダイクロイックミラー３４は、Ｓ偏光に対する透過率がＲ，Ｇ及びＢ帯域で０％又はそれに近い（５０％より高く）特性を有する。ダイクロイックミラー３４には、硝子やアクリル製の基板の表面に多層膜としてのダイクロイック膜が形成されている。

偏光ビームスプリッタ３１Ｂは、内部に偏光分離膜を有し、該偏光分離膜は、入射光軸方向（ｚ方向）に対して４５度の傾きを有する。偏光分離膜は、Ｐ偏光に対する透過率が１００％又はそれに近く（５０％より高く）、Ｓ偏光に対する透過率が０％又はそれに近い（５０％より低い）特性を有する。この偏光分離膜は、プリズムの内部に多層膜として形成されている。なお、偏光ビームスプリッタ３１Ａは、偏光ビームスプリッタ３１Ｂと同様の光学特性を有する。

ダイクロイックミラー３４及び偏光ビームスプリッタ３１Ｂは、後述する偏光ビームスプリッタ３１Ａ及びダイクロイックプリズム３５とともに、導光光学系又は色分解合成光学系を構成する。

第２のフライアイレンズ２２を透過したＲ−Ｐ偏光１０２Ｐとして複数の分割光束は、コンデンサレンズ２３によって集光され、ダイクロイックミラー３４で反射し、偏光ビームスプリッタ３１Ａ透過してＲ反射型液晶パネル４２上にて重ね合わされる。これにより、Ｒ反射型液晶パネル４２（光変調素子：以下、Ｒパネルという）がＲ−Ｐ偏光１０２Ｐによって均一に照明される。

第２のフライアイレンズ２２を透過したＢ−Ｓ偏光１０１Ｓとして複数の分割光束は、コンデンサレンズ２３によって集光され、ダイクロイックミラー３４で反射し、偏光ビームスプリッタ３１Ａで反射してＢ反射型液晶パネル４３上にて重ね合わされる。これにより、Ｂ反射型液晶パネル４２（光変調素子：以下、Ｂパネルという）がＢ−Ｓ偏光１０１Ｓによって均一に照明される。

Ｇパネル４１からのＧ画像光であるＳ偏光（Ｇ−Ｓ偏光）１０３Ｓは、偏光ビームスプリッタ３１Ｂ及びダイクロイックプリズム３５で反射して投射レンズ（投射光学系）５により不図示のスクリーン等の被投射面に投射される。

ダイクロイックプリズム３５は、その内部に偏光分離膜を有する。該偏光分離膜は、入射光軸方向（ｚ方向及びｙ方向）に対して４５度の傾きを有する。偏光分離膜は、図１４に示すように、Ｐ偏光に対する透過率が、Ｂ帯域で１００％又はそれに近く（５０％より高く）、Ｒ帯域及びＧ帯域では０％又はそれに近い（５０％より低い）特性を有する。また、偏光分離膜は、Ｓ偏光に対する透過率が、Ｂ帯域及びＧ帯域では０％又はそれに近く（５０％より低い）、Ｒ帯域では１００％又はそれに近い（５０％より高い）特性を有する。該偏光分離膜は、プリズムの内部に多層膜として形成されている。

Ｒパネル４２からのＲ画像光であるＳ偏光（Ｒ−Ｓ偏光）１０２Ｓは、偏光ビームスプリッタ３１Ａで反射され、ダイクロイックプリズム３５を透過して投射レンズ５によって被投射面に投射される。

Ｂパネル４３からのＢ画像光であるＰ偏光１０１Ｐは、偏光ビームスプリッタ３１Ａを透過し、さらにダイクロイックプリズム３５を透過して、投射レンズ５によって被投射面に投射される。

このように、本実施例では、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれに対応した３つの液晶パネル４１〜４３を用いることにより、ＲＧＢカラー画像としての投射画像を表示する。前述した実施例１では、液晶パネルを２つしか用いていないために、ＲＬＥＤ及びＢＬＥＤを交互に点灯させ、それに同期させてＲＢパネルを制御する必要がある。これに対して、本実施例では、Ｒ，Ｇ，Ｂの全てのＬＥＤを同時に点灯させて液晶パネル４１〜４３に入射させることができるため、投射画像をより明るくすることができる。また、カラーブレイクも発生しない。

なお、図１２に示した、ダイクロイックミラー３４，ダイクロイックプリズム３５及び偏光ビームスプリッタ３１Ａ，３１Ｂにより構成される導光光学系（色分解合成光学系）は例にすぎず、他の構成を有する導光光学系を用いてもよい。

また、本実施例では、光変調素子として反射型液晶パネルを用いた場合について説明したが、本発明では、透過型液晶パネルやＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）等の他の光変調素子を用いてもよい。

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

本発明の実施例１である液晶プロジェクタに用いられる光源及び偏光変換光学系の構成を示す断面図。 実施例１におけるアレイ光源のＬＥＤ配置を示す図。 実施例１における他のアレイ光源のＬＥＤ配置を示す図。 実施例１の液晶プロジェクタの全体構成を示す図。 実施例１における光源と液晶パネルの制御タイムチャートを示す図。 本発明の実施例２である液晶プロジェクタに用いられる光源及び偏光変換光学系の構成を示す断面図。 実施例２におけるアレイ光源のＬＥＤ配置を示す図。 実施例２における他のアレイ光源のＬＥＤ配置を示す図。 本発明の実施例３である液晶プロジェクタに用いられる光源及び偏光変換光学系の構成を示す断面図。 実施例３におけるアレイ光源のＬＥＤ配置を示す図。 実施例３における他のアレイ光源のＬＥＤ配置を示す図。 実施例３の液晶プロジェクタの全体構成を示す図。 実施例３におけるダイクロイックミラーの光学特性を示す図。 実施例３におけるダイクロイックプリズムの光学特性を示す図。

符号の説明

１，１０，１１ 偏光変換光学系
２，３，５，６ ＬＥＤアレイ光源
１０１，１０２，１０３ ＬＥＤ
１１１，１１２，１１３ ダイクロイックミラー
１２１，１２２ 位相板（１／４波長板、１／２波長板）
１３１，１３２ 偏光分離面
２０１，２０２，２０３ 入射開口部
２１１，２１２ 射出開口部
２１，２２ フライアイレンズ
２３ コンデンサレンズ
３１，３１Ａ，３１Ｂ 偏光ビームスプリッタ
３４ ダイクロイックミラー
３５ ダイクロイックプリズム
４１，４２，４３ 反射型液晶パネル
５ 投射レンズ
６ 駆動回路
７ 画像供給装置

Claims (5)

1. 互いに波長帯域が異なる３つの色光をそれぞれ射出する複数の光源と、
   前記３つの色光の偏光方向を制御する偏光変換光学系と、
   入射光を変調する少なくとも２つの光変調素子と、
   前記偏光変換光学系の射出領域から射出した前記３つの色光を、それらの偏光方向に応じて前記少なくとも２つの光変調素子に導く導光光学系と、
   前記少なくとも２つの光変調素子からの光を被投射面に投射する投射光学系と、
   前記複数の光源を点灯させる駆動手段とを有し、
   前記偏光変換光学系は、
   互いに交差する２面上にそれぞれ形成され、入射した前記色光を互いに偏光方向が異なる２つの偏光光に分離する第１の偏光分離面及び第２の偏光分離面と、
   前記第１及び第２の偏光分離面から前記射出領域以外の方向に向かう前記偏光光を、その偏光分離面に戻すように反射する複数の波長選択性反射部材とを有し、
   前記第１及び第２の偏光分離面と前記複数の波長選択性反射部材との間には、入射した前記偏光光の偏光方向を変える位相板が配置されており、
   前記駆動手段は、前記偏光変換光学系から、前記３つの色光のうち１つの色光と他の２つの色光のうち少なくとも一方とが互いに偏光方向が異なる偏光光として同時に前記少なくとも２つの光変調素子に入射するように、前記複数の光源を点灯させることを特徴とする画像投射装置。
2. 前記偏光変換光学系は、前記３つの色光がそれぞれ入射する３つの入射領域を有し、
   該３つの入射領域のうち１つの入射領域と２つの入射領域とが互いに異なる方向に面することを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。
3. 前記偏光変換光学系は、２つの前記射出領域を有し、
   前記３つの色光のそれぞれが前記２つの射出領域から射出することを特徴とする請求項２に記載の画像投射装置。
4. 前記波長選択性反射部材が、前記複数の光源のうち少なくとも１つの光源と前記第１及び第２の偏光分離面のうち少なくとも１つとの間に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の画像投射装置。
5. 請求項１から４のいずれか１つに記載の画像投射装置と、
   該画像投射装置に画像情報を供給する画像供給装置とを有することを特徴とする画像表示システム。