JP6448063B2 - プロジェクタ及び画像投写方法 - Google Patents
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Description
本発明は、複数のディジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を備えたプロジェクタに関する。
特許文献１には、３枚のＤＭＤを備えた投写型表示装置が記載されている。図１は、特許文献１に記載された投写型表示装置の要部を示す概略斜視図である。
図１を参照すると、投写型表示装置１０００は、照明光学系１００と、色光分離光学系２００と、３つのＤＭＤ３００Ｒ、３００Ｇ、３００Ｂと、３つの全反射（ＴＩＲ）プリズム４００Ｒ、４００Ｇ、４００Ｂと、クロスダイクロイックプリズム５００と、投写レンズ６００とを備える。
照明光学系１００は、光源１１０と、第１のレンズアレイ１２０と、第２のレンズアレイ１３０と、偏光変換光学系１４０と、重畳レンズ１５０とを備える。光源１１０からの光束は、第１のレンズアレイ１２０により複数の部分光束に分割される。各部分光束は、第２のレンズアレイ１３０を介して偏光変換光学系１４０に入射する。偏光変換光学系１４０は、各部分光束の偏光をｐ偏光に揃える。重畳レンズ１５０は、偏光変換光学系１４０から出射した各部分光束（ｐ偏光）をＤＭＤ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂそれぞれの画像形成面上で重畳する。
図１を参照すると、投写型表示装置１０００は、照明光学系１００と、色光分離光学系２００と、３つのＤＭＤ３００Ｒ、３００Ｇ、３００Ｂと、３つの全反射（ＴＩＲ）プリズム４００Ｒ、４００Ｇ、４００Ｂと、クロスダイクロイックプリズム５００と、投写レンズ６００とを備える。
照明光学系１００は、光源１１０と、第１のレンズアレイ１２０と、第２のレンズアレイ１３０と、偏光変換光学系１４０と、重畳レンズ１５０とを備える。光源１１０からの光束は、第１のレンズアレイ１２０により複数の部分光束に分割される。各部分光束は、第２のレンズアレイ１３０を介して偏光変換光学系１４０に入射する。偏光変換光学系１４０は、各部分光束の偏光をｐ偏光に揃える。重畳レンズ１５０は、偏光変換光学系１４０から出射した各部分光束（ｐ偏光）をＤＭＤ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂそれぞれの画像形成面上で重畳する。
色光分離光学系２００は、クロスダイクロイックプリズム２１０と、ダイクロイックミラー２２０と、反射ミラー２３０、２４０と、コンデンサーレンズ２５０、２６０とを備える。クロスダイクロイックプリズム２１０は、照明光学系１００からの光束を赤色成分の光束と青色成分および緑色成分を含む光束に色分離する。赤色成分の光束は、反射ミラー２３０、コンデンサーレンズ２６０及びＴＩＲプリズム４００Ｒを介してＤＭＤ３００Ｒに照射される。
青色成分および緑色成分を含む光束は、反射ミラー２３０及びコンデンサーレンズ２５０を介してダイクロイックミラー２２０に入射する。ダイクロイックミラー２２０は、青色成分の光を透過し、緑色成分の光を反射する。ダイクロイックミラー２２０によって反射された緑色成分の光束は、ＴＩＲプリズム４００Ｇを介してＤＭＤ３００Ｇに照射される。ダイクロイックミラー２２０を透過した青色成分の光束は、ＴＩＲプリズム４００Ｂを介してＤＭＤ３００Ｂに照射される。
青色成分および緑色成分を含む光束は、反射ミラー２３０及びコンデンサーレンズ２５０を介してダイクロイックミラー２２０に入射する。ダイクロイックミラー２２０は、青色成分の光を透過し、緑色成分の光を反射する。ダイクロイックミラー２２０によって反射された緑色成分の光束は、ＴＩＲプリズム４００Ｇを介してＤＭＤ３００Ｇに照射される。ダイクロイックミラー２２０を透過した青色成分の光束は、ＴＩＲプリズム４００Ｂを介してＤＭＤ３００Ｂに照射される。
ＤＭＤ３００Ｒからの赤色画像光は、ＴＩＲプリズム４００Ｒを介してクロスダイクロイックプリズム５００の第１の入射面に入射する。ＤＭＤ３００Ｇからの緑色画像光は、ＴＩＲプリズム４００Ｇを介してクロスダイクロイックプリズム５００の第２の入射面に入射する。ＤＭＤ３００Ｂからの青色画像光は、ＴＩＲプリズム４００Ｂを介してクロスダイクロイックプリズム５００の第３の入射面に入射する。ＴＩＲプリズム４００Ｇのクロスダイクロイックプリズム５００の第２の入射面と対向する面には、λ／２位相差板７００が設けられている。
クロスダイクロイックプリズム５００は、互いに交差するように設けられた赤色光反射面５０６と青色光反射面５０８とを有する。赤色光反射面５０６は、赤色光成分を反射し、赤色光成分よりも短波長の色光を透過する特性を有する。青色光反射面５０８は、青色光成分を反射し、青色光よりも長波長の色光を透過する特性を有する。第１の面より入射した赤色画像光は、赤色光反射面５０６で反射されて投写レンズ６００の方向に射出される。第２の入射面より入射した緑色画像光は、赤色光反射面５０６および青色光反射面５０８の両方を透過して投写レンズ６００の方向にそのまま射出される。第３の入射面より入射した青色画像光は、青色光反射面５０８で反射されて投写レンズ６００の方向に射出される。このように、クロスダイクロイックプリズム５００は、赤色画像光、緑色画像光及び青色画像光を色合成した合成画像光を投写レンズ６００に向けて出射する。
投写レンズ６００は、クロスダイクロイックプリズム５００からの合成画像光をスクリーン上に投写する。
クロスダイクロイックプリズム５００は、互いに交差するように設けられた赤色光反射面５０６と青色光反射面５０８とを有する。赤色光反射面５０６は、赤色光成分を反射し、赤色光成分よりも短波長の色光を透過する特性を有する。青色光反射面５０８は、青色光成分を反射し、青色光よりも長波長の色光を透過する特性を有する。第１の面より入射した赤色画像光は、赤色光反射面５０６で反射されて投写レンズ６００の方向に射出される。第２の入射面より入射した緑色画像光は、赤色光反射面５０６および青色光反射面５０８の両方を透過して投写レンズ６００の方向にそのまま射出される。第３の入射面より入射した青色画像光は、青色光反射面５０８で反射されて投写レンズ６００の方向に射出される。このように、クロスダイクロイックプリズム５００は、赤色画像光、緑色画像光及び青色画像光を色合成した合成画像光を投写レンズ６００に向けて出射する。
投写レンズ６００は、クロスダイクロイックプリズム５００からの合成画像光をスクリーン上に投写する。
ＤＭＤ３００Ｒ、３００Ｇ、３００Ｂは同じ構造のものである。図２に、ＤＭＤの画像形成面と入射光の関係を模式的に示す。
図２に示すように、画像形成面３０２は、マトリクス状に配置された複数のマイクロミラー３０４からなる。マイクロミラー３０４は、四辺形の形状であって、左下の頂点と右上の頂点を結ぶ対角線を回動軸３０４ｃとして所定のふれ角で回動するように構成されている。入射光ＩＲと回動軸３０４ｃとのなす角度は９０°であり、画像形成面３０２に垂直な方向から見た場合における、入射光ＩＲと画像形成面３０２の水平方向ｈ（行方向）とのなす角度は約４５°である（入射方向の制約）。
図１に示した投写型表示装置では、ＤＭＤ３００Ｒ、３００Ｇ、３００Ｂはクロスダイクロイックプリズム５００の側面を囲むように配置されている。上記入射方向の制約のために、ＤＭＤ３００Ｒ、３００Ｇ、３００Ｂは、赤色光束、緑色光束および青色光束それぞれの中心光線を含む平面に対して画像形成面の長辺が約４５°で交差するように傾けて配置されている。
図２に示すように、画像形成面３０２は、マトリクス状に配置された複数のマイクロミラー３０４からなる。マイクロミラー３０４は、四辺形の形状であって、左下の頂点と右上の頂点を結ぶ対角線を回動軸３０４ｃとして所定のふれ角で回動するように構成されている。入射光ＩＲと回動軸３０４ｃとのなす角度は９０°であり、画像形成面３０２に垂直な方向から見た場合における、入射光ＩＲと画像形成面３０２の水平方向ｈ（行方向）とのなす角度は約４５°である（入射方向の制約）。
図１に示した投写型表示装置では、ＤＭＤ３００Ｒ、３００Ｇ、３００Ｂはクロスダイクロイックプリズム５００の側面を囲むように配置されている。上記入射方向の制約のために、ＤＭＤ３００Ｒ、３００Ｇ、３００Ｂは、赤色光束、緑色光束および青色光束それぞれの中心光線を含む平面に対して画像形成面の長辺が約４５°で交差するように傾けて配置されている。
しかしながら、特許文献１に記載の投写型表示装置においては、以下のような問題がある。
クロスダイクロイックプリズム５００において、ＤＭＤ３００Ｒにより形成された赤色画像とＤＭＤ３００Ｇにより形成された緑色画像とは、互いの長手方向が一致するように重なる。一方、ＤＭＤ３００Ｂにより形成された青色画像は、赤色画像または緑色画像と長手方向が交差するように重なる。このように、青色画像と赤色画像及び緑色画像とは長手方向が交差する（Ｘ状に交差する）ように重なるため、各色の画像が正しく重畳されない合成画像が投写されてしまい問題である。
なお、青色画像の長手方向が赤色画像や緑色画像の長手方向と一致するようにＤＭＤ３００Ｂを９０°回転させることで上記問題を解決できる。しかし、この場合は、青色光を投写レンズ６００側からＴＩＲプリズム４００Ｂを介してＤＭＤ３００Ｂに入射させるための迂回光路（リレーレンズやミラーを含む）が必要となるため、装置の大型化や複雑化を招く。
また、ＤＭＤ３００Ｒ、３００Ｇ、３００Ｂを約４５°傾けて配置しているために、赤色画像、緑色画像及び青色画像はそれぞれ水平方向に対して約４５°だけ傾いた状態で投写される。この傾きの問題を解決するため、通常は、図１に示した光学部品を収容する光学ユニットを筐体内で、投射画像が水平になるように傾けている。このように光学ユニットを筐体内で傾けることは、装置の大型化や複雑化を招き問題である。
クロスダイクロイックプリズム５００において、ＤＭＤ３００Ｒにより形成された赤色画像とＤＭＤ３００Ｇにより形成された緑色画像とは、互いの長手方向が一致するように重なる。一方、ＤＭＤ３００Ｂにより形成された青色画像は、赤色画像または緑色画像と長手方向が交差するように重なる。このように、青色画像と赤色画像及び緑色画像とは長手方向が交差する（Ｘ状に交差する）ように重なるため、各色の画像が正しく重畳されない合成画像が投写されてしまい問題である。
なお、青色画像の長手方向が赤色画像や緑色画像の長手方向と一致するようにＤＭＤ３００Ｂを９０°回転させることで上記問題を解決できる。しかし、この場合は、青色光を投写レンズ６００側からＴＩＲプリズム４００Ｂを介してＤＭＤ３００Ｂに入射させるための迂回光路（リレーレンズやミラーを含む）が必要となるため、装置の大型化や複雑化を招く。
また、ＤＭＤ３００Ｒ、３００Ｇ、３００Ｂを約４５°傾けて配置しているために、赤色画像、緑色画像及び青色画像はそれぞれ水平方向に対して約４５°だけ傾いた状態で投写される。この傾きの問題を解決するため、通常は、図１に示した光学部品を収容する光学ユニットを筐体内で、投射画像が水平になるように傾けている。このように光学ユニットを筐体内で傾けることは、装置の大型化や複雑化を招き問題である。
本発明の目的は、上記問題を解決し、各色の画像を互いの長辺が一致するように重ねることができる、小型のプロジェクタ及び画像投写方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の一態様によれば、
複数のマイクロミラーを有する画像形成面を備えた、複数の画像形成手段と、
前記複数の画像形成手段によって形成された複数の画像光をそれぞれ反射するように設けられた複数の反射手段と、
前記複数の画像光が前記複数の反射手段を介して入射し、前記複数の画像光の進行方向が一致するように合成した合成画像光を出射する光合成手段と、
前記光合成手段により出射した前記合成画像光を投写する投写手段と、を有し、
前記複数の画像形成手段のうちの少なくとも２つの画像形成手段は、それぞれの前記画像形成面が同一平面に位置するように配置されている、プロジェクタが提供される。
本発明の別の態様によれば、
複数のマイクロミラーを有する画像形成面を備えた、複数の画像形成手段と、
前記複数の画像形成手段によって形成された複数の画像光をそれぞれ反射するように設けられた複数の反射手段と、
前記複数の画像光が前記複数の反射手段を介して入射し、前記複数の画像光の進行方向が一致するように合成した合成画像光を出射するクロスダイクロイックプリズムと、
前記光合成手段により出射した前記合成画像光を投写する投写手段と、を有し、
前記複数の画像形成手段のうちの少なくとも２つの画像形成手段は、それぞれの前記画像形成面が前記クロスダイクロイックプリズムのダイクロイック膜に垂直な平面と平行に位置するように配置されている、プロジェクタが提供される。
本発明の他の態様によれば、複数のマイクロミラーを有する画像形成面を備えた、複数の画像形成手段を用いて、前記画像形成面に形成された画像光を投写手段によって投写する画像投写方法であって、
前記複数の画像形成手段のうちの少なくとも２つの画像形成手段を、それぞれの前記画像形成面が同一平面に位置するように配置し、
複数の反射手段によって、前記複数の画像形成手段によって形成された複数の画像光をそれぞれ反射させ、
前記複数の画像光を前記複数の反射手段を介して光合成手段に入射させ、
前記光合成手段によって前記複数の画像光の進行方向が一致するように合成し、
前記投写手段によって該合成した画像光を投写する画像投写方法が提供される。
上記目的を達成するために、本発明の一態様によれば、
複数のマイクロミラーを有する画像形成面を備えた、複数の画像形成手段と、
前記複数の画像形成手段によって形成された複数の画像光をそれぞれ反射するように設けられた複数の反射手段と、
前記複数の画像光が前記複数の反射手段を介して入射し、前記複数の画像光の進行方向が一致するように合成した合成画像光を出射する光合成手段と、
前記光合成手段により出射した前記合成画像光を投写する投写手段と、を有し、
前記複数の画像形成手段のうちの少なくとも２つの画像形成手段は、それぞれの前記画像形成面が同一平面に位置するように配置されている、プロジェクタが提供される。
本発明の別の態様によれば、
複数のマイクロミラーを有する画像形成面を備えた、複数の画像形成手段と、
前記複数の画像形成手段によって形成された複数の画像光をそれぞれ反射するように設けられた複数の反射手段と、
前記複数の画像光が前記複数の反射手段を介して入射し、前記複数の画像光の進行方向が一致するように合成した合成画像光を出射するクロスダイクロイックプリズムと、
前記光合成手段により出射した前記合成画像光を投写する投写手段と、を有し、
前記複数の画像形成手段のうちの少なくとも２つの画像形成手段は、それぞれの前記画像形成面が前記クロスダイクロイックプリズムのダイクロイック膜に垂直な平面と平行に位置するように配置されている、プロジェクタが提供される。
本発明の他の態様によれば、複数のマイクロミラーを有する画像形成面を備えた、複数の画像形成手段を用いて、前記画像形成面に形成された画像光を投写手段によって投写する画像投写方法であって、
前記複数の画像形成手段のうちの少なくとも２つの画像形成手段を、それぞれの前記画像形成面が同一平面に位置するように配置し、
複数の反射手段によって、前記複数の画像形成手段によって形成された複数の画像光をそれぞれ反射させ、
前記複数の画像光を前記複数の反射手段を介して光合成手段に入射させ、
前記光合成手段によって前記複数の画像光の進行方向が一致するように合成し、
前記投写手段によって該合成した画像光を投写する画像投写方法が提供される。
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図３は、本発明の第１の実施形態によるプロジェクタの主要な構成を示す模式図である。
図３を参照すると、プロジェクタは、白色光源１、光均一化素子２、ダイクロイックミラー３ａ、３ｂ、レンズ４ａ〜４ｃ、ミラー５ａ〜５ｄ、全反射（Total Internal Reflection、ＴＩＲ）プリズム６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ、クロスダイクロイックプリズム８及び投写レンズ９を有する。
白色光源１は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の固体光源や水銀ランプである。光均一化素子２は、光束径の形状が矩形でかつ中心光線に垂直な面における光強度分布が均一な光をＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂに供給するためのものであって、ロッドインテグレータやライトトンネルなどの光学素子よりなる。白色光源１からの白色光は、光均一化素子２を介してダイクロイックミラー３ａに入射する。
（第１の実施形態）
図３は、本発明の第１の実施形態によるプロジェクタの主要な構成を示す模式図である。
図３を参照すると、プロジェクタは、白色光源１、光均一化素子２、ダイクロイックミラー３ａ、３ｂ、レンズ４ａ〜４ｃ、ミラー５ａ〜５ｄ、全反射（Total Internal Reflection、ＴＩＲ）プリズム６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ、クロスダイクロイックプリズム８及び投写レンズ９を有する。
白色光源１は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の固体光源や水銀ランプである。光均一化素子２は、光束径の形状が矩形でかつ中心光線に垂直な面における光強度分布が均一な光をＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂに供給するためのものであって、ロッドインテグレータやライトトンネルなどの光学素子よりなる。白色光源１からの白色光は、光均一化素子２を介してダイクロイックミラー３ａに入射する。
ダイクロイックミラー３ａは、赤色の波長帯域の光を透過し、それより短い波長帯域の光を反射する。白色光は、ダイクロイックミラー３ａによって赤色光と緑・青色光に分離される。ダイクロイックミラー３ａを透過した赤色光は、レンズ４ａ、ミラー５ａ及びＴＩＲプリズム６Ｒを介してＤＭＤ７Ｒに入射する。ダイクロイックミラー３ａによって反射された緑・青色光は、ダイクロイックミラー３ｂに入射する。
ダイクロイックミラー３ｂは、青色の波長帯域の光を透過し、それより長い波長帯域の光を反射する。ダイクロイックミラー３ａからの緑・青色光は、ダイクロイックミラー３ｂによって青色光と緑色光に分離される。ダイクロイックミラー３ｂによって反射された緑色光は、ミラー５ｂ及びＴＩＲプリズム６Ｇを介してＤＭＤ７Ｇに入射する。ダイクロイックミラー３ｂを透過した青色光は、レンズ４ｂ、４ｃ、ミラー５ｃ、５ｄ及びＴＩＲプリズム６Ｂを介してＤＭＤ７Ｂに入射する。
ダイクロイックミラー３ｂは、青色の波長帯域の光を透過し、それより長い波長帯域の光を反射する。ダイクロイックミラー３ａからの緑・青色光は、ダイクロイックミラー３ｂによって青色光と緑色光に分離される。ダイクロイックミラー３ｂによって反射された緑色光は、ミラー５ｂ及びＴＩＲプリズム６Ｇを介してＤＭＤ７Ｇに入射する。ダイクロイックミラー３ｂを透過した青色光は、レンズ４ｂ、４ｃ、ミラー５ｃ、５ｄ及びＴＩＲプリズム６Ｂを介してＤＭＤ７Ｂに入射する。
図４に、ミラー５ａ、５ｂ、５ｄ、ＴＩＲプリズム６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ及びクロスダイクロイックプリズム８の配置を模式的に示す。
ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂはそれぞれ、複数のマイクロミラーからなる画像形成面、例えば図２に示したような画像形成面を有する。ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂは、それぞれの画像形成面が同一平面に位置するように配置されている。また、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂは、それぞれの画像形成面が同じ方向を向いている。ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂのそれぞれにおいて、各マイクロミラーは、駆動電圧に応じて角度が変化するように構成されており、オン状態を示す駆動電圧が供給された場合とオフ状態を示す駆動電圧が供給された場合とで反射角度が異なる。画像信号に応じて各マイクロミラーをオンオフ制御することで、入射光束を空間的に変調して画像を形成する。
ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂはそれぞれ、複数のマイクロミラーからなる画像形成面、例えば図２に示したような画像形成面を有する。ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂは、それぞれの画像形成面が同一平面に位置するように配置されている。また、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂは、それぞれの画像形成面が同じ方向を向いている。ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂのそれぞれにおいて、各マイクロミラーは、駆動電圧に応じて角度が変化するように構成されており、オン状態を示す駆動電圧が供給された場合とオフ状態を示す駆動電圧が供給された場合とで反射角度が異なる。画像信号に応じて各マイクロミラーをオンオフ制御することで、入射光束を空間的に変調して画像を形成する。
ＴＩＲプリズム６Ｒ、６Ｇ、６Ｂはいずれも、複数のプリズムを組合せた多面体のプリズムである。ＴＩＲプリズム６Ｒ、６Ｇ、６Ｂは同じ構造であるので、ここでは、ＴＩＲプリズム６Ｇを例にその構造を説明する。
ＴＩＲプリズム６Ｇは、３つのプリズム６ａ〜６ｃを有する。プリズム６ａ〜６ｃはいずれも、三角柱状のプリズムであるが、これらのうちプリズム６ａは、底面の形状が直角三角形とされた直角プリズムである。プリズム６ａの直角三角形の底辺を構成する側面とプリズム６ｂの三角形の底辺を構成する側面とは略同じ大きさであり、これら側面が間隙（空気層）を介して互いに対向するように、プリズム６ａ、６ｂが配置されている。これらプリズム６ａ、６ｂの対向側面がＴＩＲプリズム６Ｇの全反射面を構成する。
プリズム６ｃの底面の形状は鋭角な頂角を持つ三角形である。プリズム６ｃの三角形の頂角を構成する側面の一方とプリズム６ｂの三角形の頂角を構成する側面の一方とは略同じ大きさになっており、これら側面は接合されている。
プリズム６ｃの三角形の頂角を構成する側面の他方が、ＴＩＲプリズム６Ｇの入射面である。プリズム６ａの直角三角形の頂角を構成する２つの側面のうち、一方の側面がＴＩＲプリズム６Ｇの出射面であり、他方の側面がＴＩＲプリズム６Ｇの入出射面である。ＴＩＲプリズム６Ｇは、入射面がミラー５ｂ側に位置し、出射面がダイクロイックプリズム８側に位置し、入出射面がＤＭＤ７Ｇ側に位置するように配置されている。尚、ＴＩＲプリズム６Ｇは、プリズム６ａとプリズム６ｂの２つで構成されてもよい。また、プリズム６ｂ、６ｃを一つのプリズムで構成した多面体の構成とし、この多面体とプリズム６ａとによりＴＩＲプリズム６Ｇを構成してもよい。
ＴＩＲプリズム６Ｇは、３つのプリズム６ａ〜６ｃを有する。プリズム６ａ〜６ｃはいずれも、三角柱状のプリズムであるが、これらのうちプリズム６ａは、底面の形状が直角三角形とされた直角プリズムである。プリズム６ａの直角三角形の底辺を構成する側面とプリズム６ｂの三角形の底辺を構成する側面とは略同じ大きさであり、これら側面が間隙（空気層）を介して互いに対向するように、プリズム６ａ、６ｂが配置されている。これらプリズム６ａ、６ｂの対向側面がＴＩＲプリズム６Ｇの全反射面を構成する。
プリズム６ｃの底面の形状は鋭角な頂角を持つ三角形である。プリズム６ｃの三角形の頂角を構成する側面の一方とプリズム６ｂの三角形の頂角を構成する側面の一方とは略同じ大きさになっており、これら側面は接合されている。
プリズム６ｃの三角形の頂角を構成する側面の他方が、ＴＩＲプリズム６Ｇの入射面である。プリズム６ａの直角三角形の頂角を構成する２つの側面のうち、一方の側面がＴＩＲプリズム６Ｇの出射面であり、他方の側面がＴＩＲプリズム６Ｇの入出射面である。ＴＩＲプリズム６Ｇは、入射面がミラー５ｂ側に位置し、出射面がダイクロイックプリズム８側に位置し、入出射面がＤＭＤ７Ｇ側に位置するように配置されている。尚、ＴＩＲプリズム６Ｇは、プリズム６ａとプリズム６ｂの２つで構成されてもよい。また、プリズム６ｂ、６ｃを一つのプリズムで構成した多面体の構成とし、この多面体とプリズム６ａとによりＴＩＲプリズム６Ｇを構成してもよい。
図５は、緑色光の光路を示す模式図である。図５中、破線で示した矢印が緑色光の光路である。便宜上、緑色光路の中心光線のみが示されている。
図５に示すように、ミラー５ｂからの緑色光がフィールドレンズ１０Ｇを介してＴＩＲプリズム６Ｇの入射面に供給される。ＴＩＲプリズム６Ｇでは、入射面よりプリズム内に入射した緑色光は、臨界角より小さい入射角で全反射面に入射する。このため、ミラー５ｄからの緑色光は全反射面を透過して入出射面からＤＭＤ７Ｇに向けて出射される。
ＤＭＤ７Ｇからの緑色光（画像光）は、ＴＩＲプリズム６Ｇの入出射面に供給される。ＴＩＲプリズム６Ｇでは、入出射面よりプリズム内に入射した緑色光は、臨界角以上の入射角で全反射面に入射する。このため、ＤＭＤ７Ｇからの緑色光は全反射面で反射されて出射面からダイクロイックプリズム８に向けて出射される。
図５に示すように、ミラー５ｂからの緑色光がフィールドレンズ１０Ｇを介してＴＩＲプリズム６Ｇの入射面に供給される。ＴＩＲプリズム６Ｇでは、入射面よりプリズム内に入射した緑色光は、臨界角より小さい入射角で全反射面に入射する。このため、ミラー５ｄからの緑色光は全反射面を透過して入出射面からＤＭＤ７Ｇに向けて出射される。
ＤＭＤ７Ｇからの緑色光（画像光）は、ＴＩＲプリズム６Ｇの入出射面に供給される。ＴＩＲプリズム６Ｇでは、入出射面よりプリズム内に入射した緑色光は、臨界角以上の入射角で全反射面に入射する。このため、ＤＭＤ７Ｇからの緑色光は全反射面で反射されて出射面からダイクロイックプリズム８に向けて出射される。
ＴＩＲプリズム６Ｒも、ＴＩＲプリズム６Ｇと同様の構造である。ミラー５ａからの赤色光がフィールドレンズ１０Ｒを介してＴＩＲプリズム６Ｒの入射面に供給される。ＴＩＲプリズム６Ｒでは、入射面よりプリズム内に入射した赤色光は、臨界角より小さい入射角で全反射面に入射する。このため、ミラー５ａからの赤色光は全反射面を透過して入出射面からＤＭＤ７Ｒに向けて出射される。
ＤＭＤ７Ｒからの赤色光（画像光）は、ＴＩＲプリズム６Ｒの入出射面に供給される。ＴＩＲプリズム６Ｒでは、入出射面よりプリズム内に入射した赤色光は、臨界角以上の入射角で全反射面に入射する。このため、ＤＭＤ７Ｒからの赤色光は全反射面で反射されて出射面からダイクロイックプリズム８に向けて出射される。
ＤＭＤ７Ｒからの赤色光（画像光）は、ＴＩＲプリズム６Ｒの入出射面に供給される。ＴＩＲプリズム６Ｒでは、入出射面よりプリズム内に入射した赤色光は、臨界角以上の入射角で全反射面に入射する。このため、ＤＭＤ７Ｒからの赤色光は全反射面で反射されて出射面からダイクロイックプリズム８に向けて出射される。
ＴＩＲプリズム６Ｂも、ＴＩＲプリズム６Ｒと同様の構造である。ミラー５ｄからの青色光がフィールドレンズ１０Ｂを介してＴＩＲプリズム６Ｂの入射面に供給される。ＴＩＲプリズム６Ｂでは、入射面よりプリズム内に入射した青色光は、臨界角より小さい入射角で全反射面に入射する。このため、ミラー５ｄからの青色光は全反射面を透過して入出射面からＤＭＤ７Ｂに向けて出射される。
ＤＭＤ７Ｂからの青色光（画像光）は、ＴＩＲプリズム６Ｂの入出射面に供給される。ＴＩＲプリズム６Ｂでは、入出射面よりプリズム内に入射した青色光は、臨界角以上の入射角で全反射面に入射する。このため、ＤＭＤ７Ｂからの青色光は全反射面で反射されて出射面からダイクロイックプリズム８に向けて出射される。
ＤＭＤ７Ｂからの青色光（画像光）は、ＴＩＲプリズム６Ｂの入出射面に供給される。ＴＩＲプリズム６Ｂでは、入出射面よりプリズム内に入射した青色光は、臨界角以上の入射角で全反射面に入射する。このため、ＤＭＤ７Ｂからの青色光は全反射面で反射されて出射面からダイクロイックプリズム８に向けて出射される。
図６は、上面側から見た場合のＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂに対する赤色光、緑色光、青色光のそれぞれの入射方向を説明するための模式図である。図６中、破線で示した矢印が緑色光であり、一点鎖線で示した矢印が赤色光であり、二点鎖線で示した矢印が青色光である。便宜上、赤色光、緑色光、青色光それぞれの中心光線のみが示されている。また、ミラー５ａ、５ｂ、５ｄは省略されている。なお、赤色光、緑色光、青色光それぞれの折れ曲り部分は、ミラー５ａ、５ｂ、５ｄによる反射を示す。
図７は、図６に示したＤＭＤ７Ｇの画像形成面７Ｇ−１への緑色光の入射方向を模式的に示す図である。図７中、破線で示す矢印が緑色光の中心光線である。
図７は、図６に示したＤＭＤ７Ｇの画像形成面７Ｇ−１への緑色光の入射方向を模式的に示す図である。図７中、破線で示す矢印が緑色光の中心光線である。
図７に示すように、緑色光は左斜め上方向から角度θで画像形成面７Ｇ−１に入射する。ここで、角度θは、画像形成面７Ｇ−１に垂直な方向から見た場合の、緑色光（中心光線）と画像形成面７Ｇ−１の長辺とのなす角である。角度θは、略４５°である。これと同様に、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｂにおいても、入射光（赤色光、青色光）は左斜め上方向から角度θ（≒４５°）で画像形成面に入射する。このように、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂには、入射方向の制約（θ≒４５°）がある。
図４及び図６に示したように、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂはそれぞれの画像形成面７Ｒ−１、７Ｇ−１、７Ｂ−１が同一面に位置するように配置されている。上記の入射方向の制約（θ≒４５°）を考慮し、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂは、画像形成面７Ｒ−１、７Ｇ−１、７Ｂ−１それぞれの下端がダイクロイックプリズム８側に位置するように配置されている。これにより、ミラー５ａ、５ｂ、５ｄそれぞれに供給される赤色光、緑色光、青色光を、同じ方向から供給することができる。つまり、従来と同じような光路（照明光学系）で、入射光（赤色光、緑色光、青色光）をＤＭＤに照射できるので装置の複雑化を招かない。ここで、画像形成面の下端とは、図７に示した画像形成面７Ｇ−１の下側（入射光が入射する側とは反対側）の端部を示す。
図４及び図６に示したように、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂはそれぞれの画像形成面７Ｒ−１、７Ｇ−１、７Ｂ−１が同一面に位置するように配置されている。上記の入射方向の制約（θ≒４５°）を考慮し、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂは、画像形成面７Ｒ−１、７Ｇ−１、７Ｂ−１それぞれの下端がダイクロイックプリズム８側に位置するように配置されている。これにより、ミラー５ａ、５ｂ、５ｄそれぞれに供給される赤色光、緑色光、青色光を、同じ方向から供給することができる。つまり、従来と同じような光路（照明光学系）で、入射光（赤色光、緑色光、青色光）をＤＭＤに照射できるので装置の複雑化を招かない。ここで、画像形成面の下端とは、図７に示した画像形成面７Ｇ−１の下側（入射光が入射する側とは反対側）の端部を示す。
ダイクロイックプリズム８は、略同じ大きさの４つの直角プリズム８ａ〜８ｄを有する。直角プリズム８ａ〜８ｄはそれぞれ、底面の形状が直角三角形である三角柱状のプリズムであって、直角三角形の頂角を構成する第１及び第２の側面と底辺を構成する第３の側面を有する。
直角プリズム８ａの第１の側面は直角プリズム８ｂの第２の側面と接合され、直角プリズム８ａの第２の側面は直角プリズム８ｃの第１の側面と接合されている。直角プリズム８ｄの第１の側面は直角プリズム８ｃの第２の側面と接合され、直角プリズム８ｄの第２の側面は直角プリズム８ｂの第１の側面と接合されている。
直角プリズム８ａの第１の側面は直角プリズム８ｂの第２の側面と接合され、直角プリズム８ａの第２の側面は直角プリズム８ｃの第１の側面と接合されている。直角プリズム８ｄの第１の側面は直角プリズム８ｃの第２の側面と接合され、直角プリズム８ｄの第２の側面は直角プリズム８ｂの第１の側面と接合されている。
直角プリズム８ａの第１の側面と直角プリズム８ｂの第２の側面の接合面と、直角プリズム８ｄの第１の面と直角プリズム８ｃの第２の面の接合面とにより、一様な面が形成され、この面にダイクロイック膜８１が形成されている。ダイクロイック膜８１は、可視光帯域において、赤色の波長帯域の光を反射し、それ以外の波長帯域（青色及び緑色の波長帯域を含む）の光を透過する特性を有する。
直角プリズム８ａの第２の側面と直角プリズム８ｃの第１の側面の接合面と、直角プリズム８ｂの第１の側面と直角プリズム８ｄの第２の側面の接合面とにより、一様な面が形成され、この面にダイクロイック膜８２が形成されている。ダイクロイック膜８２は、可視光帯域において、青色の波長帯域の光を反射し、それ以外の波長帯域（赤色及び緑色の波長帯域を含む）の光を透過する特性を有する。
直角プリズム８ａ、８ｂ、８ｃの第３の側面がそれぞれ、ダイクロイックプリズム８の第１、第２、第３の入射面である。直角プリズム８ｄの第３の側面が、ダイクロイックプリズム８の出射面である。ダイクロイックプリズム８の第１乃至第３の入射面のうち、第１の入射面はＴＩＲプリズム６Ｇの出射面と対向し、第２の入射面はＴＩＲプリズム６Ｒの出射面と対向し、第３の入射面はＴＩＲプリズム６Ｂの出射面と対向する。また、ダイクロイックプリズム８は、各入射面と垂直な上面８ｅおよび底面８ｆを有している。
直角プリズム８ａの第２の側面と直角プリズム８ｃの第１の側面の接合面と、直角プリズム８ｂの第１の側面と直角プリズム８ｄの第２の側面の接合面とにより、一様な面が形成され、この面にダイクロイック膜８２が形成されている。ダイクロイック膜８２は、可視光帯域において、青色の波長帯域の光を反射し、それ以外の波長帯域（赤色及び緑色の波長帯域を含む）の光を透過する特性を有する。
直角プリズム８ａ、８ｂ、８ｃの第３の側面がそれぞれ、ダイクロイックプリズム８の第１、第２、第３の入射面である。直角プリズム８ｄの第３の側面が、ダイクロイックプリズム８の出射面である。ダイクロイックプリズム８の第１乃至第３の入射面のうち、第１の入射面はＴＩＲプリズム６Ｇの出射面と対向し、第２の入射面はＴＩＲプリズム６Ｒの出射面と対向し、第３の入射面はＴＩＲプリズム６Ｂの出射面と対向する。また、ダイクロイックプリズム８は、各入射面と垂直な上面８ｅおよび底面８ｆを有している。
ＤＭＤ７Ｇからの緑色画像光は、ＴＩＲプリズム６Ｇを介してダイクロイックプリズム８の第１の入射面に供給される。ＤＭＤ７Ｒからの赤色画像光は、ＴＩＲプリズム６Ｒを介してダイクロイックプリズム８の第２の入射面に供給される。ＤＭＤ７Ｂからの青色画像光は、ＴＩＲプリズム６Ｂを介してダイクロイックプリズム８の第３の入射面に供給される。
ダイクロイックプリズム８では、第１の入射面より入射した緑色画像光は、ダイクロイック膜８１、８２を透過して、出射面から投写レンズ９に向けて出射される。第２の入射面より入射した赤色画像光は、ダイクロイック膜８１により反射されて、出射面から投写レンズ９に向けて出射される。第３の入射面より入射した青色画像光は、ダイクロイック膜８２により反射されて、出射面から投写レンズ９に向けて出射される。すなわち、ダイクロイックプリズム８は、赤色画像光、緑色画像光及び青色画像光を互いの画像が重なるように色合成し、この色合成された画像光を投写レンズ９に供給する。換言すると、ダイクロイックプリズム８によって、赤色画像光、緑色画像光及び青色画像光の進行方向が一致する。ここで、ダイクロイックプリズム８と、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂとの位置関係を説明する。ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂのそれぞれの画像形成面は、ダイクロイックプリズム８の上面８ｅあるいは底面８ｆと平行である。また、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂは、それぞれの画像形成面がダイクロイック膜８１とダイクロイック膜８２の少なくとも一方に垂直な平面に平行になるように配置されている。
ダイクロイックプリズム８では、第１の入射面より入射した緑色画像光は、ダイクロイック膜８１、８２を透過して、出射面から投写レンズ９に向けて出射される。第２の入射面より入射した赤色画像光は、ダイクロイック膜８１により反射されて、出射面から投写レンズ９に向けて出射される。第３の入射面より入射した青色画像光は、ダイクロイック膜８２により反射されて、出射面から投写レンズ９に向けて出射される。すなわち、ダイクロイックプリズム８は、赤色画像光、緑色画像光及び青色画像光を互いの画像が重なるように色合成し、この色合成された画像光を投写レンズ９に供給する。換言すると、ダイクロイックプリズム８によって、赤色画像光、緑色画像光及び青色画像光の進行方向が一致する。ここで、ダイクロイックプリズム８と、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂとの位置関係を説明する。ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂのそれぞれの画像形成面は、ダイクロイックプリズム８の上面８ｅあるいは底面８ｆと平行である。また、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂは、それぞれの画像形成面がダイクロイック膜８１とダイクロイック膜８２の少なくとも一方に垂直な平面に平行になるように配置されている。
ＤＭＤ７Ｇからの緑色画像光は、ダイクロイックプリズム８をそのまま透過して投写レンズ９に入射する。一方、ＤＭＤ７Ｒからの赤色画像光及びＤＭＤ７Ｂからの青色画像光は、ダイクロイックプリズム８にて一度反射され、その反射光が投写レンズ９に入射する。このため、ＤＭＤ７により形成される緑色画像とＤＭＤ７Ｒ、７Ｂにより形成される赤色画像、青色画像とは、画像の左右が反転した関係とされる。
投写レンズ９は、ダイクロイックプリズム８からの色合成された画像光をスクリーン上に拡大投写する。スクリーンは、画像を投写可能なものであればどのようなものであってもよく、例えば、壁等の構造体であってもよい。スクリーン上に拡大投写された画像光は、赤色画像光、緑色画像光及び青色画像光の互いの長辺および各画素が一致するように重なり、全体として１つのカラー画像を形成する。投写レンズ９は、ミラーとレンズを組み合わせた複合投写光学系であってもよい。
投写レンズ９は、ダイクロイックプリズム８からの色合成された画像光をスクリーン上に拡大投写する。スクリーンは、画像を投写可能なものであればどのようなものであってもよく、例えば、壁等の構造体であってもよい。スクリーン上に拡大投写された画像光は、赤色画像光、緑色画像光及び青色画像光の互いの長辺および各画素が一致するように重なり、全体として１つのカラー画像を形成する。投写レンズ９は、ミラーとレンズを組み合わせた複合投写光学系であってもよい。
本実施形態のプロジェクタによれば、以下のような作用効果を奏する。
図４及び図６に示したように、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂはそれぞれの画像形成面７Ｒ−１、７Ｇ−１、７Ｂ−１が同一面に位置するように配置されている。画像形成面７Ｇ−１とダイクロイックプリズム８の第１の入射面とは直交しており、画像形成面７Ｇ−１の長辺と第１の入射面とは平行である。画像形成面７Ｒ−１とダイクロイックプリズム８の第２の入射面とは直交しており、画像形成面７Ｒ−１の長辺と第２の入射面とは平行である。画像形成面７Ｂ−１とダイクロイックプリズム８の第３の入射面とは直交しており、画像形成面７Ｂ−１の長辺と第３の入射面とは平行である。
上記の構成によれば、画像形成面７Ｒ−１、７Ｂ−１は互いの長辺が平行であるので、画像形成面７Ｒ−１により形成された赤色画像と画像形成面７Ｂ−１により形成された青色画像とは、互いの長辺が一致するようにダイクロイックプリズム８によって合成される。また、画像形成面７Ｇ−１と画像形成面７Ｒ−１、７Ｂ−１とは互いの長辺が直交するので、画像形成面７Ｇ−１により形成された緑色画像と画像形成面７Ｒ−１、７Ｂ−１により形成された赤色画像、青色画像とは、互いの長辺が一致するようにダイクロイックプリズム８によって合成される。
図４及び図６に示したように、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂはそれぞれの画像形成面７Ｒ−１、７Ｇ−１、７Ｂ−１が同一面に位置するように配置されている。画像形成面７Ｇ−１とダイクロイックプリズム８の第１の入射面とは直交しており、画像形成面７Ｇ−１の長辺と第１の入射面とは平行である。画像形成面７Ｒ−１とダイクロイックプリズム８の第２の入射面とは直交しており、画像形成面７Ｒ−１の長辺と第２の入射面とは平行である。画像形成面７Ｂ−１とダイクロイックプリズム８の第３の入射面とは直交しており、画像形成面７Ｂ−１の長辺と第３の入射面とは平行である。
上記の構成によれば、画像形成面７Ｒ−１、７Ｂ−１は互いの長辺が平行であるので、画像形成面７Ｒ−１により形成された赤色画像と画像形成面７Ｂ−１により形成された青色画像とは、互いの長辺が一致するようにダイクロイックプリズム８によって合成される。また、画像形成面７Ｇ−１と画像形成面７Ｒ−１、７Ｂ−１とは互いの長辺が直交するので、画像形成面７Ｇ−１により形成された緑色画像と画像形成面７Ｒ−１、７Ｂ−１により形成された赤色画像、青色画像とは、互いの長辺が一致するようにダイクロイックプリズム８によって合成される。
また、画像形成面７Ｒ−１、７Ｇ−１、７Ｂ−１で形成された赤色画像、緑色画像、青色画像それぞれの投射画像の長辺は水平方向と略一致するため、光源１からダイクロイックプリズム８（もしくは投写レンズ８）までの光学要素を含む光学ユニットを斜めに傾けるといった対策を行う必要がない。
さらに、図６に示したように、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂに対して、赤色光、緑色光、青色光を同じ側から供給することができ、迂回光路を設ける必要がないので、上記光学ユニットの小型化が可能である。加えて、光源１からミラー５ａ、５ｂ、５ｄまでの間の光学系の各素子（ミラーやレンズ等）を同一平面上に配置することができるので、上記光学ユニットのさらなる小型化が可能である。
さらに、図６に示したように、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂに対して、赤色光、緑色光、青色光を同じ側から供給することができ、迂回光路を設ける必要がないので、上記光学ユニットの小型化が可能である。加えて、光源１からミラー５ａ、５ｂ、５ｄまでの間の光学系の各素子（ミラーやレンズ等）を同一平面上に配置することができるので、上記光学ユニットのさらなる小型化が可能である。
（第２の実施形態）
本実施形態のプロジェクタも、第１の実施形態と同様の構成を有するが、ＤＭＤ７Ｇの配置が第１の実施形態と異なる。
図８Ａ及び図８Ｂに、ＴＩＲプリズム６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ及びクロスダイクロイックプリズム８の配置を模式的に示す。図８Ａは、上面側から見た場合の斜視図であり、図８Ｂは、底面側から見た場合の斜視図である。
図８Ａ及び図８Ｂに示すように、ＤＭＤ７ＲとＤＭＤ７Ｂとは互いの画像形成面が同一平面上に位置するように配置され、ＤＭＤ７ＧとＤＭＤ７Ｒ（またはＤＭＤ７Ｂ）とは互いの画像形成面が平行になるように配置されている。図示はされていないが、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂはそれぞれ、第１の実施形態で説明した画像形成面７Ｒ−１、７Ｇ−１、７Ｂ−１を有する。
本実施形態のプロジェクタも、第１の実施形態と同様の構成を有するが、ＤＭＤ７Ｇの配置が第１の実施形態と異なる。
図８Ａ及び図８Ｂに、ＴＩＲプリズム６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ及びクロスダイクロイックプリズム８の配置を模式的に示す。図８Ａは、上面側から見た場合の斜視図であり、図８Ｂは、底面側から見た場合の斜視図である。
図８Ａ及び図８Ｂに示すように、ＤＭＤ７ＲとＤＭＤ７Ｂとは互いの画像形成面が同一平面上に位置するように配置され、ＤＭＤ７ＧとＤＭＤ７Ｒ（またはＤＭＤ７Ｂ）とは互いの画像形成面が平行になるように配置されている。図示はされていないが、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂはそれぞれ、第１の実施形態で説明した画像形成面７Ｒ−１、７Ｇ−１、７Ｂ−１を有する。
ＤＭＤ７Ｒ、７Ｂ及びクロスダイクロイックプリズム８は、図４に示したように配置されており、ＤＭＤ７Ｒの画像形成面７Ｒ−１及びＤＭＤ７Ｂの画像形成面７Ｂ−１はいずれも、クロスダイクロイックプリズム８の上面側に位置する。ここで、画像形成面７Ｒ−１及び画像形成面７Ｂ−１とクロスダイクロイックプリズム８の上面とは同一面上に位置するように配置されてもよい。つまり、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｂのそれぞれの画像形成面は、ダイクロイックプリズム８の上面８ｅと平行である。
一方、ＤＭＤ７Ｇの画像形成面７Ｇ−１はクロスダイクロイックプリズム８の底面側に位置する。ここで、画像形成面７Ｇ−１とクロスダイクロイックプリズム８の底面とは同一面上に位置するように配置されてもよい。ＤＭＤ７Ｇの画像形成面は、ダイクロイックプリズム８の底面８ｆと平行である。
また、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｂ、７Ｇのそれぞれの画像形成面が、ダイクロイック膜８１とダイクロイック膜８２の少なくとも一方に垂直な平面に平行になるように配置されている。換言すると、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｂ、７Ｇ−１のそれぞれの画像形成面が、ダイクロイック膜８１とダイクロイック膜８２の少なくとも一方に垂直に配置されている。
一方、ＤＭＤ７Ｇの画像形成面７Ｇ−１はクロスダイクロイックプリズム８の底面側に位置する。ここで、画像形成面７Ｇ−１とクロスダイクロイックプリズム８の底面とは同一面上に位置するように配置されてもよい。ＤＭＤ７Ｇの画像形成面は、ダイクロイックプリズム８の底面８ｆと平行である。
また、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｂ、７Ｇのそれぞれの画像形成面が、ダイクロイック膜８１とダイクロイック膜８２の少なくとも一方に垂直な平面に平行になるように配置されている。換言すると、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｂ、７Ｇ−１のそれぞれの画像形成面が、ダイクロイック膜８１とダイクロイック膜８２の少なくとも一方に垂直に配置されている。
ＴＩＲプリズム６Ｒ、６Ｇ、６Ｂはいずれも、第１の実施形態のものと同じ構造（プリズム６ａ〜６ｃ）であるが、ＴＩＲプリズム６Ｇは、ＴＩＲプリズム６Ｒ、６Ｂと上下が逆になるように配置されている。すなわち、ＴＩＲプリズム６Ｇの入射面はクロスダイクロイックプリズム８の上面側に位置し、ＴＩＲプリズム６Ｒ、６Ｂの入射面はクロスダイクロイックプリズム８の底面側に位置する。なお、図８Ａ及び図８Ｂには示されていないが、ミラー５ａ、５ｄはクロスダイクロイックプリズム８の底面側に配置され、ミラー５ｂはクロスダイクロイックプリズム８の上面側に配置されている。
ＤＭＤ７Ｇの画像形成面７Ｇ−１とダイクロイックプリズム８の第１の入射面とは直交しており、画像形成面７Ｇ−１の長辺と第１の入射面は平行である。ＤＭＤ７Ｒの画像形成面７Ｒ−１とダイクロイックプリズム８の第２の入射面とは直交しており、画像形成面７Ｒ−１の長辺と第２の入射面は平行である。画像形成面７Ｂ−１とダイクロイックプリズム８の第３の入射面とは直交しており、画像形成面７Ｂ−１の長辺と第３の入射面は平行である。
ＤＭＤ７Ｇの画像形成面７Ｇ−１とダイクロイックプリズム８の第１の入射面とは直交しており、画像形成面７Ｇ−１の長辺と第１の入射面は平行である。ＤＭＤ７Ｒの画像形成面７Ｒ−１とダイクロイックプリズム８の第２の入射面とは直交しており、画像形成面７Ｒ−１の長辺と第２の入射面は平行である。画像形成面７Ｂ−１とダイクロイックプリズム８の第３の入射面とは直交しており、画像形成面７Ｂ−１の長辺と第３の入射面は平行である。
上記の構成によれば、同一平面上に配置された画像形成面７Ｒ−１、７Ｂ−１は互いの長辺が平行であるので、画像形成面７Ｒ−１により形成された赤色画像と画像形成面７Ｂ−１により形成された青色画像とは、互いの長辺が一致するようにダイクロイックプリズム８によって合成される。
また、画像形成面７Ｇ−１と画像形成面７Ｒ−１、７Ｂ−１とは平行であり、画像形成面７Ｇ−１と画像形成面７Ｒ−１、７Ｂ−１とは互いの長辺が直交する。よって、画像形成面７Ｇ−１により形成された緑色画像と画像形成面７Ｒ−１、７Ｂ−１により形成された赤色画像、青色画像とは、互いの長辺が一致するようにダイクロイックプリズム８によって合成される。
また、画像形成面７Ｒ−１、７Ｇ−１、７Ｂ−１で形成された赤色画像、緑色画像、青色画像それぞれの投射画像の長辺は水平方向と略一致するため、光源１からダイクロイックプリズム８（もしくは投写レンズ８）までの光学要素を含む光学ユニットを斜めに傾けるといった対策を行う必要がない。
さらに、図６に示したように、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂに対して、赤色光、緑色光、青色光を同じ側から供給することができ、迂回光路を設ける必要がないので、上記光学ユニットの小型化が可能である。
また、画像形成面７Ｇ−１と画像形成面７Ｒ−１、７Ｂ−１とは平行であり、画像形成面７Ｇ−１と画像形成面７Ｒ−１、７Ｂ−１とは互いの長辺が直交する。よって、画像形成面７Ｇ−１により形成された緑色画像と画像形成面７Ｒ−１、７Ｂ−１により形成された赤色画像、青色画像とは、互いの長辺が一致するようにダイクロイックプリズム８によって合成される。
また、画像形成面７Ｒ−１、７Ｇ−１、７Ｂ−１で形成された赤色画像、緑色画像、青色画像それぞれの投射画像の長辺は水平方向と略一致するため、光源１からダイクロイックプリズム８（もしくは投写レンズ８）までの光学要素を含む光学ユニットを斜めに傾けるといった対策を行う必要がない。
さらに、図６に示したように、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂに対して、赤色光、緑色光、青色光を同じ側から供給することができ、迂回光路を設ける必要がないので、上記光学ユニットの小型化が可能である。
（第３の実施形態）
図９は、本発明の第３の実施形態によるプロジェクタの主要な構成を示す模式図である。
図９を参照すると、プロジェクタは、光源部２０、３０、照明部４０、画像形成／合成部５０及び投写レンズ９を有する。
光源部２０は、複数の青色レーザ２１、複数のコリメートレンズ２２、ダイクロイックミラー２６、レンズ群２３、２５、２７及び蛍光体ユニット２４を有する。コリメートレンズ２２は、青色レーザ２１毎に設けられており、各青色レーザ２１より出力された励起光はそれぞれ対応するコリメータレンズ２２によって平行光束化される。青色レーザ２１の数は、必要に応じて適宜に増減できる。
図９は、本発明の第３の実施形態によるプロジェクタの主要な構成を示す模式図である。
図９を参照すると、プロジェクタは、光源部２０、３０、照明部４０、画像形成／合成部５０及び投写レンズ９を有する。
光源部２０は、複数の青色レーザ２１、複数のコリメートレンズ２２、ダイクロイックミラー２６、レンズ群２３、２５、２７及び蛍光体ユニット２４を有する。コリメートレンズ２２は、青色レーザ２１毎に設けられており、各青色レーザ２１より出力された励起光はそれぞれ対応するコリメータレンズ２２によって平行光束化される。青色レーザ２１の数は、必要に応じて適宜に増減できる。
レンズ群２３は、各青色レーザ２１からの励起光（疑似平行光）の光束径を縮小する。出射光束径を入射光束径よりも小さくすることで、レンズ群２３以降に配置される部材のサイズを小さくすることができる。
レンズ群２３より出射された励起光は、約４５°の入射角でダイクロイックミラー２６に入射する。ダイクロイックミラー２６は、青色の波長帯域の光を反射し、それより長い波長帯域（黄色帯域を含む）の光を透過する。レンズ群２３からの励起光はダイクロイックミラー２６で反射され、その反射光は、レンズ群２５により蛍光体ユニット２４の蛍光体ホイール上に集光される。
蛍光体ホイールは、円盤状の反射鏡上に黄色の蛍光を発光する蛍光体を含む黄色蛍光体領域を全周に亘って形成したものである。不図示の駆動部（モーター）によって蛍光体ホイールを回転することで、ダイクロイックミラー２６からの励起光のスポットが黄色蛍光体領域上を周方向に移動する。励起光により蛍光体を励起することで、蛍光体から黄色蛍光が放出される。この黄色蛍光は、緑色から赤色の波長範囲の光を含む。
黄色蛍光体領域からの黄色蛍光は、レンズ群２５を介してダイクロイックミラー２６に入射する。黄色蛍光は、ダイクロイックミラー２６を透過する。ダイクロイックミラー２６を透過した黄色蛍光は、レンズ群２７を介して照明部４０に供給される。
レンズ群２３より出射された励起光は、約４５°の入射角でダイクロイックミラー２６に入射する。ダイクロイックミラー２６は、青色の波長帯域の光を反射し、それより長い波長帯域（黄色帯域を含む）の光を透過する。レンズ群２３からの励起光はダイクロイックミラー２６で反射され、その反射光は、レンズ群２５により蛍光体ユニット２４の蛍光体ホイール上に集光される。
蛍光体ホイールは、円盤状の反射鏡上に黄色の蛍光を発光する蛍光体を含む黄色蛍光体領域を全周に亘って形成したものである。不図示の駆動部（モーター）によって蛍光体ホイールを回転することで、ダイクロイックミラー２６からの励起光のスポットが黄色蛍光体領域上を周方向に移動する。励起光により蛍光体を励起することで、蛍光体から黄色蛍光が放出される。この黄色蛍光は、緑色から赤色の波長範囲の光を含む。
黄色蛍光体領域からの黄色蛍光は、レンズ群２５を介してダイクロイックミラー２６に入射する。黄色蛍光は、ダイクロイックミラー２６を透過する。ダイクロイックミラー２６を透過した黄色蛍光は、レンズ群２７を介して照明部４０に供給される。
光源部３０は、複数の青色レーザ３１、複数のコリメートレンズ３２、蛍光体ユニット３４、プリズム３５、レンズ群３３、３６、３７及び１／４波長板３８を有する。
コリメートレンズ３２は、青色レーザ３１毎に設けられており、各青色レーザ３１より出力された励起光はそれぞれ対応するコリメータレンズ３２によって平行光束化される。青色レーザ３１の数は、必要に応じて適宜に増減できる。
コリメートレンズ３２は、青色レーザ３１毎に設けられており、各青色レーザ３１より出力された励起光はそれぞれ対応するコリメータレンズ３２によって平行光束化される。青色レーザ３１の数は、必要に応じて適宜に増減できる。
レンズ群３３は、各青色レーザ３１からの励起光（疑似平行光）の光束径を縮小する。出射光束径を入射光束径よりも小さくすることで、レンズ群３３以降に配置される部材のサイズを小さくすることができる。
レンズ群３３より出射された励起光は、約４５°の入射角でプリズム３５の内部反射膜に入射する。内部反射膜は、可視光のうち青色の波長帯域以外の波長帯域（黄色帯域を含む）の光を透過し、青色の波長帯域については、ｐ偏光を反射し、ｓ偏光を透過するような特性を有する。青色レーザ３１からの青色励起光はｐ偏光としてプリズム３５の内部反射膜に入射する。よって、青色励起光は内部反射膜で反射される。
レンズ群３３より出射された励起光は、約４５°の入射角でプリズム３５の内部反射膜に入射する。内部反射膜は、可視光のうち青色の波長帯域以外の波長帯域（黄色帯域を含む）の光を透過し、青色の波長帯域については、ｐ偏光を反射し、ｓ偏光を透過するような特性を有する。青色レーザ３１からの青色励起光はｐ偏光としてプリズム３５の内部反射膜に入射する。よって、青色励起光は内部反射膜で反射される。
プリズム３５の内部反射膜からの反射光である青色光（ｐ偏光）は、１／４波長板３８を通過して円偏光に変換され、レンズ群３６により蛍光体ユニット３４の蛍光体ホイール上に集光される。蛍光体ホイールは、円盤状の反射鏡を備え、この反射鏡は、円周方向に第１及び第２のセグメントに分割されている。第１のセグメントに、黄色の蛍光を発光する蛍光体を含む黄色蛍光体領域が形成されている。第２のセグメントは、反射面を形成する。
不図示の駆動部（モーター）によって蛍光体ホイールを回転することで、レンズ群３６からの青色光（円偏光）が第１及び第２のセグメントに順次照射される。第１のセグメントでは、青色光（円偏光）により励起された蛍光体が黄色蛍光（緑色から赤色の波長範囲の光を含む。）を発する。第２のセグメントでは、青色光（円偏光）は反射される。
第１のセグメントからの黄色蛍光及び第２のセグメントからの反射光である青色光（円偏光）は、レンズ群３６及び１／４波長板３８を順次通過する。ここで、第２のセグメントからの青色光（円偏光）は、１／４波長板３８を通過した際にｓ偏光になる。黄色蛍光及び青色光（ｓ偏光）はそれぞれ、プリズム３５の内部反射膜を透過し、レンズ群３７を介して照明部４０に供給される。
不図示の駆動部（モーター）によって蛍光体ホイールを回転することで、レンズ群３６からの青色光（円偏光）が第１及び第２のセグメントに順次照射される。第１のセグメントでは、青色光（円偏光）により励起された蛍光体が黄色蛍光（緑色から赤色の波長範囲の光を含む。）を発する。第２のセグメントでは、青色光（円偏光）は反射される。
第１のセグメントからの黄色蛍光及び第２のセグメントからの反射光である青色光（円偏光）は、レンズ群３６及び１／４波長板３８を順次通過する。ここで、第２のセグメントからの青色光（円偏光）は、１／４波長板３８を通過した際にｓ偏光になる。黄色蛍光及び青色光（ｓ偏光）はそれぞれ、プリズム３５の内部反射膜を透過し、レンズ群３７を介して照明部４０に供給される。
照明部４０は、カラーフィルタ４１、４６、ミラー４２、インテグレータ４３Ｒ、４３Ｇ、４３Ｂ、偏光変換素子４４Ｒ、４４Ｇ、４４Ｂ及びレンズ群４５Ｒ、４５Ｇ、４５Ｂを有する。
光源部２０からの黄色蛍光（中心光線）は、略４５°の入射角でカラーフィルタ４１に入射する。カラーフィルタ４１は、可視光のうち赤色の波長帯域の光を反射し、緑色の波長帯域の光を透過する特性を有する。光源部２０からの黄色蛍光のうち、赤色光はカラーフィルタ４１によって反射され、緑色光はカラーフィルタ４１を透過する。
カラーフィルタ４１からの反射光である赤色光は、ミラー４２を介してインテグレータ４３Ｒに入射する。インテグレータ４３Ｒは、光均一化素子であって、第１及び第２のレンズアレイを有する。入射した赤色光は、第１のレンズアレイにより複数の部分光束に分割される。第２のレンズアレイは、第１のレンズアレイからの各部分光束をＤＭＤ７Ｒの画像形成面上で重畳するように構成されている。
光源部２０からの黄色蛍光（中心光線）は、略４５°の入射角でカラーフィルタ４１に入射する。カラーフィルタ４１は、可視光のうち赤色の波長帯域の光を反射し、緑色の波長帯域の光を透過する特性を有する。光源部２０からの黄色蛍光のうち、赤色光はカラーフィルタ４１によって反射され、緑色光はカラーフィルタ４１を透過する。
カラーフィルタ４１からの反射光である赤色光は、ミラー４２を介してインテグレータ４３Ｒに入射する。インテグレータ４３Ｒは、光均一化素子であって、第１及び第２のレンズアレイを有する。入射した赤色光は、第１のレンズアレイにより複数の部分光束に分割される。第２のレンズアレイは、第１のレンズアレイからの各部分光束をＤＭＤ７Ｒの画像形成面上で重畳するように構成されている。
インテグレータ４３Ｒからの赤色部分光束は、偏光変換素子４４Ｒによってｓ偏光の赤色部分光束に変換される。偏光変換素子４４Ｒからの赤色部分光束（ｓ偏光）は、レンズ群４５Ｒを介して画像形成／合成部５０に供給される。
カラーフィルタ４１からの透過光である緑色光は、インテグレータ４３Ｇに入射する。インテグレータ４３Ｇも、インテグレータ４３Ｒと同様の構成の光均一化素子である。緑色光は第１のレンズアレイにより複数の部分光束に分割され、各部分光束は第２のレンズアレイによってＤＭＤ７Ｇの画像形成面上で重畳される。
インテグレータ４３Ｇからの緑色部分光束は、偏光変換素子４４Ｇによってｐ偏光の緑色部分光束に変換される。偏光変換素子４４Ｇからの緑色部分光束（ｐ偏光）は、レンズ群４５Ｇを介して画像形成／合成部５０に供給される。
カラーフィルタ４１からの透過光である緑色光は、インテグレータ４３Ｇに入射する。インテグレータ４３Ｇも、インテグレータ４３Ｒと同様の構成の光均一化素子である。緑色光は第１のレンズアレイにより複数の部分光束に分割され、各部分光束は第２のレンズアレイによってＤＭＤ７Ｇの画像形成面上で重畳される。
インテグレータ４３Ｇからの緑色部分光束は、偏光変換素子４４Ｇによってｐ偏光の緑色部分光束に変換される。偏光変換素子４４Ｇからの緑色部分光束（ｐ偏光）は、レンズ群４５Ｇを介して画像形成／合成部５０に供給される。
光源部３０からの黄色蛍光及び青色光は、略４５°の入射角でカラーフィルタ４６に入射する。カラーフィルタ４６は、可視光のうち青色の波長帯域の光及び緑色の波長帯域の光をそれぞれ透過し、それ以外の波長帯域の光を反射または吸収する特性を有する。
青色光と黄色蛍光のうちの緑色光は、カラーフィルタ４６を透過する。カラーフィルタ４６からの透過光である青色光及び緑色光は、インテグレータ４３Ｂに入射する。インテグレータ４３Ｂも、インテグレータ４３Ｒと同様の構成の光均一化素子である。青色光及び緑色光はそれぞれ、第１のレンズアレイにより複数の部分光束に分割され、各部分光束は第２のレンズアレイによってＤＭＤ７Ｂの画像形成面上で重畳される。
青色光と黄色蛍光のうちの緑色光は、カラーフィルタ４６を透過する。カラーフィルタ４６からの透過光である青色光及び緑色光は、インテグレータ４３Ｂに入射する。インテグレータ４３Ｂも、インテグレータ４３Ｒと同様の構成の光均一化素子である。青色光及び緑色光はそれぞれ、第１のレンズアレイにより複数の部分光束に分割され、各部分光束は第２のレンズアレイによってＤＭＤ７Ｂの画像形成面上で重畳される。
インテグレータ４３Ｂからの青色光及び緑色光それぞれの部分光束は、偏光変換素子４４Ｂによってｓ偏光の部分光束に変換される。偏光変換素子４４Ｇからの青色光及び緑色光それぞれの部分光束（ｓ偏光）は、レンズ群４５Ｂを介して画像形成／合成部５０に供給される。
画像形成／合成部５０は、ミラー５ａ、５ｂ、５ｄ、ＴＩＲプリズム６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ及びダイクロイックプリズム８を有し、これら光学要素は、基本的に第１または第２の実施形態で説明したものと同じである。ただし、ダイクロイックプリズム８のダイクロイック膜８１、８２の分光透過特性が第１または第２の実施形態とは異なる。なお、図９中、図４に示したレンズ１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂは、便宜上、省略されている。
ダイクロイック膜８１は、ｓ偏光に対して、青色及び緑色の波長帯域の光を透過し、赤色の波長帯域の光を反射する特性を有し、ｐ偏光に対して、少なくとも緑色の波長帯域の光を透過する特性を有する。ダイクロイック膜８２は、ｓ偏光に対して、青色及び緑色の波長帯域の光を反射し、赤色の波長帯域の光を透過する特性を有し、ｐ偏光に対して、少なくとも緑色の波長帯域の光を透過する特性を有する。
画像形成／合成部５０は、ミラー５ａ、５ｂ、５ｄ、ＴＩＲプリズム６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ及びダイクロイックプリズム８を有し、これら光学要素は、基本的に第１または第２の実施形態で説明したものと同じである。ただし、ダイクロイックプリズム８のダイクロイック膜８１、８２の分光透過特性が第１または第２の実施形態とは異なる。なお、図９中、図４に示したレンズ１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂは、便宜上、省略されている。
ダイクロイック膜８１は、ｓ偏光に対して、青色及び緑色の波長帯域の光を透過し、赤色の波長帯域の光を反射する特性を有し、ｐ偏光に対して、少なくとも緑色の波長帯域の光を透過する特性を有する。ダイクロイック膜８２は、ｓ偏光に対して、青色及び緑色の波長帯域の光を反射し、赤色の波長帯域の光を透過する特性を有し、ｐ偏光に対して、少なくとも緑色の波長帯域の光を透過する特性を有する。
レンズ群４５Ｇからの緑色光（ｐ偏光）は、ミラー５ｂ及びＴＩＲプリズム６Ｇを介してＤＭＤ７Ｇの画像形成面に照射される。ＤＭＤ７Ｇは、緑色映像信号に基づいて緑色画像を形成する。ＤＭＤ７Ｇからの緑色画像光（ｐ偏光）は、ＴＩＲプリズム６Ｇを介してダイクロイックプリズム８の第１の入射面に供給される。
レンズ群４５Ｒからの赤色光（ｓ偏光）は、ミラー５ａ及びＴＩＲプリズム６Ｒを介してＤＭＤ７Ｒの画像形成面に照射される。ＤＭＤ７Ｒは、赤色映像信号に基づいて赤色画像を形成する。ＤＭＤ７Ｒからの赤色画像光（ｓ偏光）は、ＴＩＲプリズム６Ｒを介してダイクロイックプリズム８の第２の入射面に供給される。
レンズ群４５Ｒからの赤色光（ｓ偏光）は、ミラー５ａ及びＴＩＲプリズム６Ｒを介してＤＭＤ７Ｒの画像形成面に照射される。ＤＭＤ７Ｒは、赤色映像信号に基づいて赤色画像を形成する。ＤＭＤ７Ｒからの赤色画像光（ｓ偏光）は、ＴＩＲプリズム６Ｒを介してダイクロイックプリズム８の第２の入射面に供給される。
レンズ群４５Ｂからの緑色光（ｓ偏光）及び青色光（ｓ偏光）は、ミラー５ｄ及びＴＩＲプリズム６Ｂを介してＤＭＤ７Ｂの画像形成面に照射される。ここで、緑色光（ｓ偏光）及び青色光（ｓ偏光）の画像形成面への照射は時分割に行われる。例えば、１フレーム期間を第１及び第２の期間に分割し、第１の期間において、青色光（ｓ偏光）が画像形成面に照射され、第２の期間において、緑色光（ｓ偏光）が画像形成面に照射される。ＤＭＤ７Ｂは、青色映像信号に基づいて青色画像及び緑色画像を時分割で形成する。ＤＭＤ７Ｂからの青色画像光（ｓ偏光）及び緑色画像光は、ＴＩＲプリズム６Ｂを介してダイクロイックプリズム８の第３の入射面に供給される。
ダイクロイックプリズム８では、第１の入射面より入射した緑色画像光（ｐ偏光）は、ダイクロイック膜８１、８２を透過して、出射面から投写レンズ９に向けて出射される。第２の入射面より入射した赤色画像光（ｓ偏光）は、ダイクロイック膜８１により反射されて、出射面から投写レンズ９に向けて出射される。第３の入射面より入射した青色画像光（ｓ偏光）及び緑色画像光（ｓ偏光）は、ダイクロイック膜８２により反射されて、出射面から投写レンズ９に向けて出射される。すなわち、ダイクロイックプリズム８は、ＤＭＤ７Ｇからの緑色画像光（ｐ偏光）、ＤＭＤ７Ｒからの赤色画像光（ｓ偏光）及びＤＭＤ７Ｂからの緑色画像光（ｓ偏光）及び青色画像光（ｓ偏光）を、互いの画像が重なるように色合成し、この色合成された画像光を投写レンズ９に供給する。
ダイクロイックプリズム８では、第１の入射面より入射した緑色画像光（ｐ偏光）は、ダイクロイック膜８１、８２を透過して、出射面から投写レンズ９に向けて出射される。第２の入射面より入射した赤色画像光（ｓ偏光）は、ダイクロイック膜８１により反射されて、出射面から投写レンズ９に向けて出射される。第３の入射面より入射した青色画像光（ｓ偏光）及び緑色画像光（ｓ偏光）は、ダイクロイック膜８２により反射されて、出射面から投写レンズ９に向けて出射される。すなわち、ダイクロイックプリズム８は、ＤＭＤ７Ｇからの緑色画像光（ｐ偏光）、ＤＭＤ７Ｒからの赤色画像光（ｓ偏光）及びＤＭＤ７Ｂからの緑色画像光（ｓ偏光）及び青色画像光（ｓ偏光）を、互いの画像が重なるように色合成し、この色合成された画像光を投写レンズ９に供給する。
本実施形態のプロジェクタにおいても、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂは第１または第２の実施形態で説明した配置となっている。よって、第１または第２の実施形態と同様の作用効果を奏する。加えて、ＤＭＤ７Ｇからの緑色画像光とＤＭＤ７Ｂからの緑色画像光を重畳することで投射画像における緑色画像の輝度を高めることができ、その結果、高輝度の投射画像を得ることができる。
以上説明した各実施形態のプロジェクタは本発明の一例であり、その構成は発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更することができる。
例えば、第１または第２の実施形態において、白色光源１に代えて、ＤＭＤ７Ｒ用の赤色光源、ＤＭＤ７Ｇ用の緑色光源、ＤＭＤ７Ｂ用の青色光源を設けてもよい。この場合、赤色光源からの赤色光がミラー５ａ及びＴＩＲプリズム６Ｒを介してＤＭＤ７Ｒに供給され、緑色光源からの緑色光がミラー５ｂ及びＴＩＲプリズム６Ｇを介してＤＭＤ７Ｇに供給され、青色光源からの青色光がミラー５ｄ及びＴＩＲプリズム６Ｂを介してＤＭＤ７Ｂに供給される。赤色光路、緑色光路及び青色光路のそれぞれに光均一化素子が配置される。なお、ダイクロイックミラー３ａ、３ｂ等は不要である。赤色光源、緑色光源及び青色光源は、ＬＥＤ等の固体光源であってもよい。
以上説明した各実施形態のプロジェクタは本発明の一例であり、その構成は発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更することができる。
例えば、第１または第２の実施形態において、白色光源１に代えて、ＤＭＤ７Ｒ用の赤色光源、ＤＭＤ７Ｇ用の緑色光源、ＤＭＤ７Ｂ用の青色光源を設けてもよい。この場合、赤色光源からの赤色光がミラー５ａ及びＴＩＲプリズム６Ｒを介してＤＭＤ７Ｒに供給され、緑色光源からの緑色光がミラー５ｂ及びＴＩＲプリズム６Ｇを介してＤＭＤ７Ｇに供給され、青色光源からの青色光がミラー５ｄ及びＴＩＲプリズム６Ｂを介してＤＭＤ７Ｂに供給される。赤色光路、緑色光路及び青色光路のそれぞれに光均一化素子が配置される。なお、ダイクロイックミラー３ａ、３ｂ等は不要である。赤色光源、緑色光源及び青色光源は、ＬＥＤ等の固体光源であってもよい。
また、第１または第２の実施形態において、クロスダイクロイックプリズム８に代えて、複数のダイクロイックミラーを用いてもよい。例えば、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂのうちの２つのＤＭＤの画像光を合成する第１のダイクロイックミラーと、残りのＤＭＤの画像光と第１のダイクロイックミラーからの合成画像光とを合成する第２のダイクロイックミラーとを用いることができる。この場合は、上記２つのＤＭＤの画像形成面は第１のダイクロイックミラーと垂直で、該画像形成面の長辺と第１のダイクロイックミラーとのなす角度は略４５°である。残りのＤＭＤの画像形成面は第２のダイクロイックミラーと垂直で、該画像形成面の長辺と第２のダイクロイックミラーとのなす角度は略４５°である。ここで、第１及び第２のダイクロイックミラーはそれぞれ、クロスダイクロイックプリズム８のダイクロイック膜８１、８２と同じ特性のものであってもよい。
また、第２の実施形態において、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｂの画像形成面を同一平面上に配置しているが、これに限定されない。ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂのうちの２つのＤＭＤの画像形成面を同一平面上に配置すればよい。
また、第２の実施形態において、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｂの画像形成面を同一平面上に配置しているが、これに限定されない。ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂのうちの２つのＤＭＤの画像形成面を同一平面上に配置すればよい。
また、本発明は、以下の付記１〜１２のような形態をとり得るが、これら形態に限定されない。
［付記１］
複数のマイクロミラーを有する画像形成面を備えた、複数の画像形成手段と、
前記複数の画像形成手段によって形成された複数の画像光をそれぞれ反射するように設けられた複数の反射手段と、
前記複数の画像光が前記複数の反射手段を介して入射し、前記複数の画像光の進行方向が一致するように合成した合成画像光を出射する光合成手段と、
前記光合成手段により出射した前記合成画像光を投写する投写手段と、を有し、
前記複数の画像形成手段のうちの少なくとも２つの画像形成手段は、それぞれの前記画像形成面が同一平面に位置するように配置されている、プロジェクタ。
［付記２］
前記複数の画像形成手段は、それぞれの画像形成面が所定の平面に平行になるように配置されている、付記１に記載のプロジェクタ。
［付記３］
前記光合成手段は、前記複数の画像光がそれぞれ入射する複数の入射面と、前記合成画像光を出射するための出射面と、を有し、
前記複数の画像形成手段は、それぞれの画像形成面が前記複数の入射面に垂直になるように配置されている、付記１または２に記載のプロジェクタ。
［付記４］
前記複数の画像形成手段は、第１乃至第３のディジタルマイクロミラーデバイスを含み、
前記光合成手段は、
出射面と、
前記第１のディジタルマイクロミラーデバイスからの第１の色の画像光が入射する第１の入射面と、
前記第２のディジタルマイクロミラーデバイスからの第２の色の画像光が入射する第２の入射面と、
前記第３のディジタルマイクロミラーデバイスからの第３の色の画像光が入射する第３の入射面と、
前記第１の入射面より入射した前記第１の色の画像光を透過して前記出射面より出射させ、前記第２の入射面より入射した前記第２の色の画像を反射して前記出射面より出射させ、前記第３の入射面より入射した前記第３の色の画像光を透過するように構成された第１のダイクロイック膜と、
前記第１の入射面より入射した前記第１の色の画像光を透過して前記出射面より出射させ、前記第３の入射面より入射した前記第３の色の画像を反射して前記出射面より出射させ、前記第２の入射面より入射した前記第２の色の画像光を透過するように構成された第２のダイクロイック膜と、を有し、
前記第１のディジタルマイクロミラーデバイスは、前記第１の入射面に垂直な第１の画像形成面を有し、該第１の画像形成面の長辺が前記第１の入射面に平行であり、
前記第２のディジタルマイクロミラーデバイスは、前記第２の入射面に垂直な第２の画像形成面を有し、該第２の画像形成面の長辺が前記第２の入射面に平行であり、
前記第３のディジタルマイクロミラーデバイスは、前記第３の入射面に垂直な第３の画像形成面を有し、該第３の画像形成面の長辺が前記第３の入射面に平行である、付記１または２に記載のプロジェクタ。
［付記５］
前記第１の色の画像光が緑色画像光であり、前記第２の色の画像光が赤色画像光であり、前記第３の色の画像光が青色画像光である、付記４に記載のプロジェクタ。
［付記６］
前記第２の画像形成面の長辺が前記第３の画像形成面の長辺と平行であり、前記第１の画像形成面の長辺が前記第２または第３の画像形成面の長辺と垂直である、付記４または５に記載のプロジェクタ。
［付記７］
前記光合成手段はクロスダイクロイックプリズムであり、
前記所定の平面は、前記クロスダイクロイックプリズムの上面もしくは底面の少なくとも一方である付記２乃至６のいずれか１つに記載のプロジェクタ。
［付記８］
前記反射手段は全反射プリズムである、付記１乃至７のいずれか１つに記載のプロジェクタ。
［付記９］
前記全反射プリズムは、第１乃至第３の面と全反射面を備え、前記第１の面より入射した光が前記全反射面を透過して前記第２の面より対応する画像形成手段の画像形成面の方向に出射し、該画像形成面からの画像光が前記第２の面より入射し、該入射した画像光が前記全反射面によって反射されて前記第３の面より前記光合成手段の方向に出射するように構成されている、付記８に記載のプロジェクタ。
［付記１０］
複数のマイクロミラーを有する画像形成面を備えた、複数の画像形成手段と、
前記複数の画像形成手段によって形成された複数の画像光をそれぞれ反射するように設けられた複数の反射手段と、
前記複数の画像光が前記複数の反射手段を介して入射し、前記複数の画像光の進行方向が一致するように合成した合成画像光を出射するクロスダイクロイックプリズムと、
前記光合成手段により出射した前記合成画像光を投写する投写手段と、を有し、
前記複数の画像形成手段のうちの少なくとも２つの画像形成手段は、それぞれの前記画像形成面が前記クロスダイクロイックプリズムのダイクロイック膜に垂直な平面と平行に位置するように配置されている、プロジェクタ。
［付記１１］
前記複数の画像形成手段の前記画像形成面は、同じ方向を向いて同一平面上に位置する、付記１乃至１０のいずれか１つに記載のプロジェクタ。
［付記１２］
複数のマイクロミラーを有する画像形成面を備えた、複数の画像形成手段を用いて、前記画像形成面に形成された画像光を投写手段によって投写する画像投写方法であって、
前記複数の画像形成手段のうちの少なくとも２つの画像形成手段を、それぞれの前記画像形成面が同一平面に位置するように配置し、
複数の反射手段によって、前記複数の画像形成手段によって形成された複数の画像光をそれぞれ反射させ、
前記複数の画像光を前記複数の反射手段を介して光合成手段に入射させ、
前記光合成手段によって前記複数の画像光の進行方向が一致するように合成し、
前記投写手段によって該合成した画像光を投写する画像投写方法。
上記付記１または付記１０に記載のプロジェクタにおいて、複数の画像形成手段、複数の反射手段、光合成手段、投写手段はそれぞれ、第１または第２の実施形態におけるＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ、ＴＩＲプリズム６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ、ダイクロイックプリズム８、投写レンズ９により実現することが可能である。
上記のプロジェクタによれば、少なくとも２つの画像形成手段は、それぞれの画像形成面が同一平面に位置するように配置されている。これにより、それら画像形成手段により形成した画像を互いの長辺が一致するように光合成手段により合成することが可能となる。例えば、図８Ａや図８Ｂに示したように、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｂをそれぞれの画像形成面７Ｒ−１、７Ｂ−１が同一平面に位置するように配置した場合、画像形成面７Ｒ−１、７Ｂ−１の長辺が互いに平行であれば、画像形成面７Ｒ−１からの赤色画像と画像形成面７Ｂ−１からの青色画像とは互いの長辺が一致するように重ねることができる。
加えて、上記少なくとも２つの画像形成手段に対して光源からの光を同じ側から提供することができるので、迂回光路を必要とする特許文献１に記載のものと比較して、装置を小型化することができる。
［付記１］
複数のマイクロミラーを有する画像形成面を備えた、複数の画像形成手段と、
前記複数の画像形成手段によって形成された複数の画像光をそれぞれ反射するように設けられた複数の反射手段と、
前記複数の画像光が前記複数の反射手段を介して入射し、前記複数の画像光の進行方向が一致するように合成した合成画像光を出射する光合成手段と、
前記光合成手段により出射した前記合成画像光を投写する投写手段と、を有し、
前記複数の画像形成手段のうちの少なくとも２つの画像形成手段は、それぞれの前記画像形成面が同一平面に位置するように配置されている、プロジェクタ。
［付記２］
前記複数の画像形成手段は、それぞれの画像形成面が所定の平面に平行になるように配置されている、付記１に記載のプロジェクタ。
［付記３］
前記光合成手段は、前記複数の画像光がそれぞれ入射する複数の入射面と、前記合成画像光を出射するための出射面と、を有し、
前記複数の画像形成手段は、それぞれの画像形成面が前記複数の入射面に垂直になるように配置されている、付記１または２に記載のプロジェクタ。
［付記４］
前記複数の画像形成手段は、第１乃至第３のディジタルマイクロミラーデバイスを含み、
前記光合成手段は、
出射面と、
前記第１のディジタルマイクロミラーデバイスからの第１の色の画像光が入射する第１の入射面と、
前記第２のディジタルマイクロミラーデバイスからの第２の色の画像光が入射する第２の入射面と、
前記第３のディジタルマイクロミラーデバイスからの第３の色の画像光が入射する第３の入射面と、
前記第１の入射面より入射した前記第１の色の画像光を透過して前記出射面より出射させ、前記第２の入射面より入射した前記第２の色の画像を反射して前記出射面より出射させ、前記第３の入射面より入射した前記第３の色の画像光を透過するように構成された第１のダイクロイック膜と、
前記第１の入射面より入射した前記第１の色の画像光を透過して前記出射面より出射させ、前記第３の入射面より入射した前記第３の色の画像を反射して前記出射面より出射させ、前記第２の入射面より入射した前記第２の色の画像光を透過するように構成された第２のダイクロイック膜と、を有し、
前記第１のディジタルマイクロミラーデバイスは、前記第１の入射面に垂直な第１の画像形成面を有し、該第１の画像形成面の長辺が前記第１の入射面に平行であり、
前記第２のディジタルマイクロミラーデバイスは、前記第２の入射面に垂直な第２の画像形成面を有し、該第２の画像形成面の長辺が前記第２の入射面に平行であり、
前記第３のディジタルマイクロミラーデバイスは、前記第３の入射面に垂直な第３の画像形成面を有し、該第３の画像形成面の長辺が前記第３の入射面に平行である、付記１または２に記載のプロジェクタ。
［付記５］
前記第１の色の画像光が緑色画像光であり、前記第２の色の画像光が赤色画像光であり、前記第３の色の画像光が青色画像光である、付記４に記載のプロジェクタ。
［付記６］
前記第２の画像形成面の長辺が前記第３の画像形成面の長辺と平行であり、前記第１の画像形成面の長辺が前記第２または第３の画像形成面の長辺と垂直である、付記４または５に記載のプロジェクタ。
［付記７］
前記光合成手段はクロスダイクロイックプリズムであり、
前記所定の平面は、前記クロスダイクロイックプリズムの上面もしくは底面の少なくとも一方である付記２乃至６のいずれか１つに記載のプロジェクタ。
［付記８］
前記反射手段は全反射プリズムである、付記１乃至７のいずれか１つに記載のプロジェクタ。
［付記９］
前記全反射プリズムは、第１乃至第３の面と全反射面を備え、前記第１の面より入射した光が前記全反射面を透過して前記第２の面より対応する画像形成手段の画像形成面の方向に出射し、該画像形成面からの画像光が前記第２の面より入射し、該入射した画像光が前記全反射面によって反射されて前記第３の面より前記光合成手段の方向に出射するように構成されている、付記８に記載のプロジェクタ。
［付記１０］
複数のマイクロミラーを有する画像形成面を備えた、複数の画像形成手段と、
前記複数の画像形成手段によって形成された複数の画像光をそれぞれ反射するように設けられた複数の反射手段と、
前記複数の画像光が前記複数の反射手段を介して入射し、前記複数の画像光の進行方向が一致するように合成した合成画像光を出射するクロスダイクロイックプリズムと、
前記光合成手段により出射した前記合成画像光を投写する投写手段と、を有し、
前記複数の画像形成手段のうちの少なくとも２つの画像形成手段は、それぞれの前記画像形成面が前記クロスダイクロイックプリズムのダイクロイック膜に垂直な平面と平行に位置するように配置されている、プロジェクタ。
［付記１１］
前記複数の画像形成手段の前記画像形成面は、同じ方向を向いて同一平面上に位置する、付記１乃至１０のいずれか１つに記載のプロジェクタ。
［付記１２］
複数のマイクロミラーを有する画像形成面を備えた、複数の画像形成手段を用いて、前記画像形成面に形成された画像光を投写手段によって投写する画像投写方法であって、
前記複数の画像形成手段のうちの少なくとも２つの画像形成手段を、それぞれの前記画像形成面が同一平面に位置するように配置し、
複数の反射手段によって、前記複数の画像形成手段によって形成された複数の画像光をそれぞれ反射させ、
前記複数の画像光を前記複数の反射手段を介して光合成手段に入射させ、
前記光合成手段によって前記複数の画像光の進行方向が一致するように合成し、
前記投写手段によって該合成した画像光を投写する画像投写方法。
上記付記１または付記１０に記載のプロジェクタにおいて、複数の画像形成手段、複数の反射手段、光合成手段、投写手段はそれぞれ、第１または第２の実施形態におけるＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ、ＴＩＲプリズム６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ、ダイクロイックプリズム８、投写レンズ９により実現することが可能である。
上記のプロジェクタによれば、少なくとも２つの画像形成手段は、それぞれの画像形成面が同一平面に位置するように配置されている。これにより、それら画像形成手段により形成した画像を互いの長辺が一致するように光合成手段により合成することが可能となる。例えば、図８Ａや図８Ｂに示したように、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｂをそれぞれの画像形成面７Ｒ−１、７Ｂ−１が同一平面に位置するように配置した場合、画像形成面７Ｒ−１、７Ｂ−１の長辺が互いに平行であれば、画像形成面７Ｒ−１からの赤色画像と画像形成面７Ｂ−１からの青色画像とは互いの長辺が一致するように重ねることができる。
加えて、上記少なくとも２つの画像形成手段に対して光源からの光を同じ側から提供することができるので、迂回光路を必要とする特許文献１に記載のものと比較して、装置を小型化することができる。
１ 白色光源
２ 光均一化素子
３ａ、３ｂ ダイクロイックミラー
４ａ〜４ｃ レンズ
５ａ〜５ｄ ミラー
６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ ＴＩＲプリズム
７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ ＤＭＤ
８ クロスダイクロイックプリズム
９ 投写レンズ
２ 光均一化素子
３ａ、３ｂ ダイクロイックミラー
４ａ〜４ｃ レンズ
５ａ〜５ｄ ミラー
６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ ＴＩＲプリズム
７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ ＤＭＤ
８ クロスダイクロイックプリズム
９ 投写レンズ
Claims (12)
- 複数のマイクロミラーを有する画像形成面を備えた、複数の画像形成手段と、
前記複数の画像形成手段によって形成された複数の画像光をそれぞれ反射するように設けられた複数の反射手段と、
前記複数の画像光が前記複数の反射手段を介して入射し、前記複数の画像光の進行方向が一致するように合成した合成画像光を出射する光合成手段と、
前記光合成手段により出射した前記合成画像光を投写する投写手段と、を有し、
前記複数の画像形成手段のうちの少なくとも２つの画像形成手段は、それぞれの前記画像形成面が同一平面に位置するように配置されており、
前記複数の画像形成手段の各々の画像形成面は、前記光合成手段の前記画像光が入射する入射面に平行な２つの長辺を有し、前記光合成手段側の長辺が下端とされ、もう一方の長辺が上端とされ、前記同一平面に垂直な方向から各々の画像形成面を見た場合に、前記上端側から該画像形成面を照明する光が入射する、プロジェクタ。 - 前記複数の画像形成手段は、それぞれの画像形成面が所定の平面に平行になるように配置されている、請求項１に記載のプロジェクタ。
- 前記光合成手段は、前記複数の画像光がそれぞれ入射する複数の入射面と、前記合成画像光を出射するための出射面と、を有し、
前記複数の画像形成手段は、それぞれの画像形成面が前記複数の入射面に垂直になるように配置されている、請求項１または２に記載のプロジェクタ。 - 前記複数の画像形成手段は、第１乃至第３のディジタルマイクロミラーデバイスを含み、
前記光合成手段は、
出射面と、
前記第１のディジタルマイクロミラーデバイスからの第１の色の画像光が入射する第１の入射面と、
前記第２のディジタルマイクロミラーデバイスからの第２の色の画像光が入射する第２の入射面と、
前記第３のディジタルマイクロミラーデバイスからの第３の色の画像光が入射する第３の入射面と、
前記第１の入射面より入射した前記第１の色の画像光を透過して前記出射面より出射させ、前記第２の入射面より入射した前記第２の色の画像を反射して前記出射面より出射させ、前記第３の入射面より入射した前記第３の色の画像光を透過するように構成された第１のダイクロイック膜と、
前記第１の入射面より入射した前記第１の色の画像光を透過して前記出射面より出射させ、前記第３の入射面より入射した前記第３の色の画像を反射して前記出射面より出射させ、前記第２の入射面より入射した前記第２の色の画像光を透過するように構成された第２のダイクロイック膜と、を有し、
前記第１のディジタルマイクロミラーデバイスは、前記第１の入射面に垂直な第１の画像形成面を有し、該第１の画像形成面の長辺が前記第１の入射面に平行であり、
前記第２のディジタルマイクロミラーデバイスは、前記第２の入射面に垂直な第２の画像形成面を有し、該第２の画像形成面の長辺が前記第２の入射面に平行であり、
前記第３のディジタルマイクロミラーデバイスは、前記第３の入射面に垂直な第３の画像形成面を有し、該第３の画像形成面の長辺が前記第３の入射面に平行である、請求項１または２に記載のプロジェクタ。 - 前記第１の色の画像光が緑色画像光であり、前記第２の色の画像光が赤色画像光であり、前記第３の色の画像光が青色画像光である、請求項４に記載のプロジェクタ。
- 前記第２の画像形成面の長辺が前記第３の画像形成面の長辺と平行であり、前記第１の画像形成面の長辺が前記第２または第３の画像形成面の長辺と垂直である、請求項４または５に記載のプロジェクタ。
- 前記光合成手段はクロスダイクロイックプリズムであり、
前記所定の平面は、前記クロスダイクロイックプリズムの上面もしくは底面の少なくとも一方である請求項２に記載のプロジェクタ。 - 前記反射手段は全反射プリズムである、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のプロジェクタ。
- 前記全反射プリズムは、第１乃至第３の面と全反射面を備え、前記第１の面より入射した光が前記全反射面を透過して前記第２の面より対応する画像形成手段の画像形成面の方向に出射し、該画像形成面からの画像光が前記第２の面より入射し、該入射した画像光が前記全反射面によって反射されて前記第３の面より前記光合成手段の方向に出射するように構成されている、請求項８に記載のプロジェクタ。
- 複数のマイクロミラーを有する画像形成面を備えた、複数の画像形成手段と、
前記複数の画像形成手段によって形成された複数の画像光をそれぞれ反射するように設けられた複数の反射手段と、
前記複数の画像光が前記複数の反射手段を介して入射し、前記複数の画像光の進行方向が一致するように合成した合成画像光を出射するクロスダイクロイックプリズムと、
前記クロスダイクロイックプリズムにより出射した前記合成画像光を投写する投写手段と、を有し、
前記複数の画像形成手段のうちの少なくとも２つの画像形成手段は、それぞれの前記画像形成面が前記クロスダイクロイックプリズムのダイクロイック膜に垂直な平面と平行に位置するように配置されており、
前記複数の画像形成手段の各々の画像形成面は、前記クロスダイクロイックプリズムの前記画像光が入射する入射面に平行な２つの長辺を有し、前記クロスダイクロイックプリズム側の長辺が下端とされ、もう一方の長辺が上端とされ、前記ダイクロイック膜に垂直な平面に垂直な方向から各々の画像形成面を見た場合に、前記上端側から該画像形成面を照明する光が入射する、プロジェクタ。 - 前記複数の画像形成手段の前記画像形成面は、同じ方向を向いて同一平面上に位置する、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のプロジェクタ。
- 複数のマイクロミラーを有する画像形成面を備えた、複数の画像形成手段を用いて、前記画像形成面に形成された画像光を投写手段によって投写する画像投写方法であって、
前記複数の画像形成手段のうちの少なくとも２つの画像形成手段を、それぞれの前記画像形成面が同一平面に位置するように配置し、
複数の反射手段によって、前記複数の画像形成手段によって形成された複数の画像光をそれぞれ反射させ、
前記複数の画像光を前記複数の反射手段を介して光合成手段に入射させ、
前記光合成手段によって前記複数の画像光の進行方向が一致するように合成し、
前記投写手段によって該合成した画像光を投写し、
前記複数の画像形成手段の各々の画像形成面が、前記光合成手段の前記画像光が入射する入射面に平行な２つの長辺を有し、前記光合成手段側の長辺が下端とされ、もう一方の長辺が上端とされ、前記同一平面に垂直な方向から各々の画像形成面を見た場合に、前記上端側から該画像形成面を照明する光が入射する、画像投写方法。
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