WO2014064743A1

WO2014064743A1 - プロジェクタ

Info

Publication number: WO2014064743A1
Application number: PCT/JP2012/077183
Authority: WO
Inventors: 加藤　厚志
Original assignee: Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社
Priority date: 2012-10-22
Filing date: 2012-10-22
Publication date: 2014-05-01
Also published as: US9529247B2; US20150286127A1

Abstract

本発明の目的は、簡素な構造で小型の３次元表示が可能なプロジェクタを提供することにある。本発明のプロジェクタは、少なくとも１つの光源（１１）と、光源（１１）からの光を偏光軸が直交する２つの直線偏光光に分離し、同じ方向に出射する偏光分離素子（２）と、２つの直線偏光光が通過するＴＩＲプリズム（９）と、ＴＩＲプリズム（９）を出射した２つの直線偏光光を入射し、変調を行ってＴＩＲプリズム（９）に向けて反射する反射型光変調素子（８）と、反射型光変調素子（８）で変調され、ＴＩＲプリズム（９）を通過した２つの直線偏光光を拡大投写する、投射レンズ（１０）と、偏光分離素子（２）と反射型光変調素子（８）との間の光路中に回転可能に設けられ、偏光分離素子（２）から入射した２つの直線偏光光を回転に応じて異なる位置から出射する回転プリズム（６）と、を有する。

Description

プロジェクタ

　本発明は、プロジェクタ、特にＤＭＤ（ＤｉｇｉｔａｌＭｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒＤｅｖｉｃｅ）を用いたプロジェクタに関する。

　大画面表示が可能なプロジェクタを用いて、表示画像を立体的に表現する技術が開発され、実用化されている。プロジェクタを用いた立体画像表示では、左眼用画像と右眼用画像とをスクリーンに投影して、観察者が左眼にて左眼用画像を観察し、右眼にて右眼用画像を観察する視差利用の方式が一般的に用いられる。

　このとき、観察者は各々の眼に対応する画像を選択する必要がある。そこで、偏光メガネを用いて観察者に各々の眼に対応する画像を選択させる、偏光方式のプロジェクタが知られている。

　偏光方式のプロジェクタでは、視差情報を含んだ左眼用画像と右眼用画像とを、両画像間で偏光状態を変えてスクリーン上に同時に表示する、あるいは時系列的に並ぶフレーム毎に交互に連続して表示する。

　観察者は、偏光選択性を備えた偏光メガネを通して、異なる偏光状態で表示された左眼用画像と右眼用画像とを見ることにより、２種類の画像がそれぞれ対応する眼のみで選択的に観察されるため、表示画像を立体的に視認することができる。

　互いに偏光状態が異なる左眼用画像と右眼用画像とをスクリーン上に同時に表示する方法としては、第１のプロジェクタで左眼用画像を表示し、第２のプロジェクタで左眼用画像を表示するというように、２台のプロジェクタを用いる方式が提案されている。この表示方式の場合、投写光の偏光状態が異なる２台のプロジェクタを用意する不便さを解消するために、投写光の偏光状態が同一の２台のプロジェクタを用い、一方のプロジェクタからの投写光の偏光状態を反射鏡からなる偏光切り替え素子で変えることにより、一方のプロジェクタと他方のプロジェクタとで偏光状態が異なる左眼用画像と右眼用画像とを生成している。

　このようなプロジェクタを２台使用する方式では、２台のプロジェクタ間で、明るさや色合い等の表示画像の特性を合わせたり、投写位置を調整したりするのが難しいという問題が生じる。また、プロジェクタを２台使用するため、システムの小型化や使い勝手の面でも問題がある。

　これに対し、１台のプロジェクタで左眼用画像と右眼用画像を表示可能な構成が特許文献１に開示されている。このプロジェクタは、光源からの白色光をカラーホイールで赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に時間分割したあとに反射型偏光板で直交する直線偏光光（Ｐ偏光成分とＳ偏光成分）に分離する。そして、分離した直線偏光光を異なる反射型光変調素子であるＤＭＤ（ＤｉｇｉｔａｌＭｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒＤｅｖｉｃｅ）に照射して変調させ、変調後の直線偏光光を偏光ビームスプリッタで合成して単一の投射レンズで拡大表示する。このプロジェクタでは、２つのＤＭＤに左眼用画像と右眼用画像とが割り当てられることで立体表示が可能になっている。

特開２００４―２０５９１９号公報

　特許文献１に開示された構成の場合、１台のプロジェクタで２つの画像を表示可能であるという利点がある反面、２つの偏光光が異なる光路を通過するため、高価なＤＭＤが２個必要となり、コストが増加する。また、２つの偏光光が異なった光路を通過するため、偏光光の分離のために反射型偏光板が、そして偏光光の合成のために偏光ビームスプリッタが必要になり、光学系が複雑になり、プロジェクタ自体も大型化するという課題がある。また、偏光合成のための偏光ビームスプリッタが投射レンズとＤＭＤとの間の中に配置されるので、投射レンズのバックフォーカス（投射レンズとＤＭＤとの間の距離）が長くなり、投射レンズが大型化する。そのため、光学系全体の大型化、そしてコスト高という問題が発生する。

　本発明の目的は、簡素な構造で小型の３次元表示が可能なプロジェクタを提供することにある。

　本発明の一態様では、プロジェクタは、少なくとも１つの光源と、光源からの光を偏光軸が直交する２つの直線偏光光に分離し、同じ方向に出射する偏光分離素子と、２つの直線偏光光が通過するＴＩＲプリズムと、ＴＩＲプリズムを出射した２つの直線偏光光を入射し、変調を行ってＴＩＲプリズムに向けて反射する反射型光変調素子と、反射型光変調素子で変調され、ＴＩＲプリズムを通過した２つの直線偏光光を拡大投写する、投射レンズと、偏光分離素子とＴＩＲプリズムとの間の光路中に回転可能に設けられ、偏光分離素子から入射した２つの直線偏光光を回転に応じて異なる位置から出射する回転プリズムと、を有する。

　本発明の他の態様では、プロジェクタは、複数の光源と、各光源に対応して設けられ、各光源からの光をそれぞれ偏光軸が直交する２つの直線偏光光に分離し、同じ方向に出射する複数の偏光分離素子と、複数の光源の少なくとも１つに対応して設けられ、対応する光源から出射され、偏光分離素子で分離された２つの直線偏光光を反射させて、２つの直線偏光光の進行方向を変化させる反射素子と、各２つの直線偏光光が通過するＴＩＲプリズムと、ＴＩＲプリズムを出射した各２つの直線偏光光を、各光源に対応した２つの直線偏光光ごとに分離して出射する分離プリズムと、各光源に対応して設けられ、分離プリズムを出射した２つの直線偏光光を入射し、変調を行って分離プリズムに向けて反射する複数の反射型光変調素子と、反射型光変調素子で変調され、分離プリズムで合成され、ＴＩＲプリズムを通過した各２つの直線偏光光を拡大投写する、投射レンズと、反射素子とＴＩＲプリズムとの間の光路中に回転可能に設けられ、反射素子から入射した各２つの直線偏光光を回転に応じて異なる位置から出射する回転プリズムと、を有する。

本発明のプロジェクタの第１の実施形態の概略構成図である。回転プリズムの作用を説明するための概略図である。回転プリズムの作用を説明するための概略図である。回転プリズムの作用を説明するための概略図である。回転プリズムの作用を説明するための概略図である。偏光ビームスプリッタの直後に第２のロッドインテグレータを配置する一例の概略図である。偏光ビームスプリッタの直後に第２のロッドインテグレータを配置する他の一例の概略図である。本発明のプロジェクタの第２の実施形態の概略構成図である。本発明のプロジェクタの第３の実施形態の概略構成図である。

　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１は本発明の一実施形態おけるプロジェクタの概略構成図である。本発明のプロジェクタは、光源１１と、カラーホイール１２と、ロッドインテグレータ１と、偏光ビームスプリッタ２と、レンズ３、４、５、７と、回転プリズム６と、ＴＩＲ（ＴｔｏｔａｌＩｎｔｅｒｎａｌＲｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）プリズム９と、ＤＭＤ（ＤｉｇｉｔａｌＭｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒＤｅｖｉｃｅ）８と、投射レンズ１０と、を有する。

　本実施形態では、光源１１として、白熱放電ランプ、例えば高輝度で短アーク長のＵＨＰ（ＵｌｔｒａＨｉｇｈＰｒｅｓｓｕｒｅ）ランプを利用した。なお、光源１１からの光は、偏光特性として非偏光の光で良く、放電ランプ以外にも発光ダイオード、あるいは、レーザ光を励起光として蛍光体で発光した蛍光などが利用可能である。

　カラーホイール１２は、白色光を各色（青色、赤色、緑色）に時分割させるものである。

　ロッドインテグレータ１は、光学ガラスや光学用樹脂などの材質からなる、主に角柱形状の光学部品である。一般には入射面と、射出面とが同じ形状のものが使用される。まれに入射面と、射出面とがことなる大きさのものも使用されるが、本発明においては、どちらも利用可能である。

　偏光ビームスプリッタ２（偏光分離素子）は、誘電体多層膜によって非偏光の光を偏光軸が直交する２つの直線偏光光に分離することができる。例えば、入射角４５°で入射させた場合、Ｐ偏光光は直進し、Ｓ偏光光を直角に分離させ、分離したＳ偏光光を再度Ｐ偏光光と同方向に反射させることで、Ｐ偏光光とＳ偏光光とが分離した状態で互いに同方向に進むことができる。本発明では、ロッドインテグレータ１の射出面と、偏光ビームスプリッタ２とを光学的に接着、一体化したものを使用した。しかしながら、必ずしも接着の必要はなく、空気間隔を保持して配置されていても構わない。

　レンズ３、４、５、７は、所定の諸元に従いその焦点距離や形状、材質が選定されたレンズであって、図１では４枚配置されているが、必ずしも４枚が最適という訳ではなく、プロジェクタの製品仕様に応じて適宜変更可能である。

　ＴＩＲプリズム９は、ＤＭＤ８を用いた単板型のプロジェクタに広く使われている。本発明では、偏光ビームスプリッタ２からの光をＤＭＤ８へ導くとともに、ＤＭＤ８で変調された光を投射レンズ１０に導く。このとき、偏光ビームスプリッタ２からの光を全反射させてからＤＭＤ８へ導いてもよいし、全反射させずにＤＭＤ８へ導いてもよい。

　ＤＭＤ８は反射型光変調素子であり、画素に相当する多数のマイクロミラーを有し、表示画像に応じて各マイクロミラーの方向を個々に変えることに光を変調し画像を形成する。ＤＭＤ８は応答速度が非常に速い。

　回転プリズム６は、例えば、角柱の断面が正方形の光学ガラスや光学樹脂からなるプリズム状の光学部品であり、入射する光と垂直な方向の回転軸を中心に回転モータなどで回転可能となっている。また、回転軸の方向は、入射光の光軸に対して直交する方向である。

　次に、本発明のプロジェクタにおける光の進み方を説明する。

　光源１１から出射した光は、カラーホイール１２で赤色、青色、緑色に時分割されてロッドインテグレータ１へ入射する。なお、この光は非偏光光である。ロッドインテグレータ１に入射する非偏光の光は、ロッドインテグレータ１内で反射を繰り返し、その強度分布が均一化されて射出端面に到達する。そして、ロッドインテグレータ１の射出面と偏光ビームスプリッタ２とは連結されているので、偏光ビームスプリッタ２の誘電体多層膜からなる偏光分離面へと達した強度均一の非偏光の光が、互いに直交する直線偏光の光であるＰ偏光とＳ偏光とに分離され、互いに同方向に偏光ビームスプリッタ２を射出する。ここで、偏光ビームスプリッタ２の射出面の形状は、ＤＭＤ８のアスペクト比と相似とした。言い換えると、Ｐ偏光光が射出する面とＳ偏光光とが射出する面の和が、ＤＭＤ８のアスペクト比と相似である。従って、ロッドインテグレータ１の入射面及び射出面の形状は、ＤＭＤ８の半分の形状と相似である。なぜなら、偏光ビームスプリッタ２での偏光分離の際に光束径が２倍になるからである。偏光ビームスプリッタ２の射出面では、ＤＭＤ８と略相似形でかつ、射出面の面積の半分がＰ偏光光、残りの半分がＳ偏光光の光束が形成されている。この光束は、所定の倍率に従って拡大されてＤＭＤ８に結像するように、レンズ３、４、５、７の焦点距離や材質、それらの配置間隔が決めてある。所定の倍率とは、偏光ビームスプリッタ２の射出面の大きさとＤＭＤ８の有効表示領域の比率のことで、ＤＭＤ８に照射される光の結像時にＤＭＤ８を若干上回る大きさになるように倍率を定めておくことが望ましい。

　偏光ビームスプリッタ２を出射した光は、レンズ３、４、５を介して回転プリズム６に入射する。回転プリズム６を透過したＰ偏光光とＳ偏光光は、レンズ７を通過し、ＴＩＲプリズム９で反射して、ＤＭＤ８を照射する。ＤＭＤ８には、矩形状のＰ偏光光と矩形状のＳ偏光光とが互いに重なることなく照射される。

　ＤＭＤ８に、Ｐ偏光光が照射される位置とＳ偏光光が照射される位置とに異なる映像信号が送られる。例えばＰ偏光光の照射には右眼用の映像信号が、Ｓ偏光光の照射には左眼用の映像信号が同期制御されてＤＭＤ８が駆動される。各々の偏光光が照射されている期間と、ＤＭＤ８の駆動とが同期制御することで、ＤＭＤ８にＰ偏光光が照射されている期間に左眼用の画像を駆動制御し、Ｓ偏光光が照射されている期間に右眼用の画像を駆動制御する。

　ＤＭＤ８で変調され反射した光は、ＴＩＲプリズム９を透過し、投射レンズ１０からスクリーン２１に投影される。

　次に、回転プリズム６について、図２Ａ～図２Ｄを用いて詳細に説明する。本発明では、回転プリズム６が回転することでＤＭＤ８に照射されるＰ偏光光とＳ偏光光の位置が変化する。図２Ａ～図２Ｄでは、説明を簡単にするために、回転プリズム６と、レンズ２３、２４と、結像面（本発明ではＤＭＤ８に相当）２５を示している。図の見方としては、不図示の偏光ビームスプリッタから射出した光が、回転プリズム６に入射し、その後、レンズ２３、２４の作用で結像面２５に結像する様子を示している。なお、図２Ａ～図２Ｄでは一例としてＰ偏光光を示している。また、各図の右側には、ＤＭＤ８上にＰ偏光光とＳ偏光光がどのように照射されるのかを示している。

　図２Ａに示すように、回転プリズム６の入射面が結像面２５と平行であるときには、入射光Ｐ偏光光とするなら、この光束に対して垂直に置かれた平行平板として作用するのみであり、ＤＭＤ８の上部半分の領域にＰ偏光光が到達する。

　図２Ｂは、回転プリズム６が少し回転したときを示している。回転プリズム６へのＰ偏光光は、屈折作用を受けてから回転プリズム６から出射し、ＤＭＤ８の中央部に到達する。

　図２Ｃは、図２Ｂの状態からさらに回転プリズム８が回転したときを示している。回転プリズム６へ入射するＰ偏光光は、屈折作用を受けてから回転プリズムから出射し、ＤＭＤ８の下半分に相当する領域に到達する。

　図２Ｄは、図２Ｃの状態からさらに回転プリズムが回転したときを示している。回転プリズム６へ入射するＰ偏光光は、屈折作用を受けてから回転プリズムから出射し、ＤＭＤ８の上部と下部に到達する。

　つまり、図２Ａから図２Ｄでわかるように、回転プリズム６から出射する光の出射方向が常に変化している。そのため、回転プリズム６の回転に応じてＰ偏光光はＤＭＤ上での結像位置を１次元的に移動するため、Ｐ偏光光はＤＭＤ８上を上下方向にスクロールすることができる。なお、Ｐ偏光光のみの動作を説明したが、Ｓ偏光光についてもその動作は同様であるため、結果として図２Ａ～図２Ｄの各図の右側に示した図のように、ＤＭＤ上にＰ偏光光とＳ偏光光とが上下にスクロールする。回転プリズム６を常に回転させることで、Ｐ偏光光とＳ偏光光は常にＤＭＤ８上をスクロールすることができる。

　本発明では、偏光ビームスプリッタ２から出射したＰ偏光光とＳ偏光光が同じ光路でＤＭＤ８に到達するので、図２Ａ～図２Ｄの各図の右側の模式図に示すようにＤＭＤ８上には常時ほぼ同じ光量のＰ偏光光とＳ偏光光が照射される。本発明では、光源１１から発する非偏光の光が偏光ビームスプリッタ２で効率良くＰ偏光光とＳ偏光光とに分離され、ＤＭＤ８を照射する照明光として作用するので、光損失の少ない非常に光利用効率の高いプロジェクタとなっている。

　本発明では、回転プリズム６によって、ＤＭＤ８を照射するＰ偏光光とＳ偏光光とがＤＭＤ８上を交互にスクロールするため、スクリーン２１へＰ偏光の右眼用画像とＳ偏光の左眼用画像が交互にスクロールしながら投影される。Ｐ偏光の右眼用画像とＳ偏光の左眼用画像が投影される。そのため、観察者は、例えばＰ偏光のみを透過する右眼用レンズとＳ偏光のみを透過する左眼用レンズを有する偏光メガネ２２を介してスクリーン２１の投影画像をみることで、左眼で左眼用画像をみて右眼で右眼用画像をみるため、視差を利用した立体的な画像をみることができる。

　ロッドインテグレータ１の射出面の直後に配置される偏光ビームスプリッタ２で光源１１から光をＰ偏光光とＳ偏光光に分離して全体として１つの照明光を作り出すことを説明した。しかしながら、偏光ビームスプリッタ２の直後に、さらにロッドインテグレータを配置して、ＤＭＤ８を照射する光の品質を高めることが可能である。図３Ａや図３Ｂに示すように、第１のロッドインテグレータ１の射出面に配置される偏光ビームスプリッタ２のＰ偏光およびＳ偏光が射出される位置に第２のロッドインテグレータ１３、１４を配置する。図３Ａでは、偏光ビームスプリッタ２から射出するＰ偏光光とＳ偏光光とが互いに間隔を有するように偏光ビームスプリッタ２を構成している。そして、偏光ビームスプリッタ２を出射したＰ偏光光とＳ偏光光とが別の第2のロッドインテグレータ１３、１４に入射するようにした。この構成の場合、第２のロッドインテグレータ１３、１４同士は離れている。そして、この構成の時は、図３Ａの右側の図が示すように、ＤＭＤ８上ではＰ偏光光とＳ偏光光とが間隔を有している。なお、Ｐ偏光光とＳ偏光光とが間隔を有さない方が好ましい。そのため、図３Ｂのように、偏光ビームスプリッタ２から射出するＰ偏光光とＳ偏光光とが間隔を有さないように、偏光ビームスプリッタ２を構成し、第２のロットインテグレータ１３、１４同士が間隔を有さないように構成することが好ましい。

　なお、第２のロッドインテグレータ１３、１４は全く同じ仕様のもので良い。第２のロッドインテグレータ１３、１４を用いる効果としては、偏光ビームスプリッタ２の偏光分離面の薄膜（誘電多層膜）に仮に製造誤差などで特性不均一などが起こり、その結果として射出するＰ偏光光およびＳ偏光光に、光束の輝度ムラや照度ムラが生じたとしても、第２のロッドインテグレータ１３、１４に各偏光光が入射することで、光束の輝度ムラや照度ムラを改善することができる。そのため、第２のロッドインテグレータ１３、１４を出射した光から、光束の断面において、照度分布が高精度に均一である高品質な特性の光束を得ることができる。

　本発明のプロジェクタは、Ｐ偏光光とＳ偏光光とが同じ光路を通るので、ＤＭＤが１つでよく、使用する部材が少ないため、光学系が簡素になる。また、コストを下げることができ、プロジェクタのサイズも小さくすることができる。また、光源に固体光源を用いることで、光源寿命の長い、しかも低消費電力の立体表示可能なプロジェクタを提供できる。さらに、単板型の反射型光変調素子だけでなく３板型の反射型光変調素子を用いることで、単板型に比べてさらに明るい、立体表示可能なプロジェクタを提供できる。

　［第２の実施形態］
　図４を用いて、本発明に係るプロジェクタの第２の実施形態について説明する。本実施形態では、光源４１としては、発光ダイオードや半導体レーザなどの固体光源を用いた構成である。本実施形態では、カラーホイール４２からスクリーン５１までの構成は第1の実施形態と同様である。

　本実施形態では、光源４１として、２つの青色（Ｂ色）の半導体レーザ４３、４４を使用する。Ｂ色の半導体レーザ４３からのレーザービームは集光レンズ４５によって集光し、その集光点付近には蛍光体が定着した円板からなる回転ホイール４８で緑色（Ｇ色）、黄色（Ｙ色）、または赤色（Ｒ色）などの蛍光の２次光源を形成する。この２次光源は、集光レンズ４７で集光して、Ｂ色を反射し他の色を透過させる反射素子であるダイクロイックミラー４９を透過したあと、カラーホイール４２を透過した光が、ロッドインテグレータ３１へ入射する。また、別のＢ色の半導体レーザ４４で発したレーザービームは、集光レンズ４６で集光し、ダイクロイックミラー４９で反射して、カラーホイール４２を経て、ロッドインテグレータ３１へ入射する。

　半導体レーザ４３と回転ホイール４８とで作り出される蛍光と、半導体レーザ４４で発生するＢ色とは、ＤＭＤ８の駆動と同期して時分割で色光が選択される。カラーホイール４２以降については、第１の実施形態と同様なので、説明を省略する。

　本実施形態では、光源に固体光源を用いているので、長寿命でかつ消費電力の少ない、高効率なプロジェクタを実現できる。

　［第３の実施形態］
　図５を用いて、本発明に係るプロジェクタの第３の実施形態について説明する。本実施形態は、光源７１として固体光源を用い、かつ、単板型の反射型光変調素子ではなく３板型の反射型光変調素子を用いる。本実施形態のプロジェクタは、Ｒ色の固体光源７３、Ｇ色の固体光源７４、Ｂ色の固体光源７５と、ロッドインテグレータ６１と、偏光ビームスプリッタ６２と、レンズ６３、６４、６５、６７と、回転プリズム６６と、クロスダイクロイックミラー８４と、ＴＩＲプリズム６９と、３色分離プリズム８５と、ＤＭＤ６８ａ、６８ｂ、６８ｃと、投射レンズ７０とを備えている。

　ダイクロイックミラー８４は、Ｒ色とＢ色の光を反射し、Ｇ色の光を透過するようになっている。また、Ｒ色の固体光源７３とＢ色の固体光源７５はダイクロイックミラー８４を挟んで対向しており、Ｇ色の固体光源７４は、Ｒ色の固体光源７３とＢ色の固体光源７５とを結ぶ線に対して垂直であり、ダイクロイックミラー８４と対向している。

　各色固体光源７３、７４、７５は例えば発光ダイオードや半導体レーザ、あるいはそれらで励起した蛍光などが使用できる。各色光は、ロッドインテグレータ６１をそれぞれ射出後に、偏光ビームスプリッタ６２でＰ偏光とＳ偏光の光に分離する。そしてレンズ６３、６４をそれぞれ通過後に、Ｒ色とＢ色の光はＸ字状のクロスダイクロミラー８４で反射し、Ｇ色の光はダイクロイックミラー８４を透過することで、３色の光は１つの光路に合成される。合成された光は、レンズ６５、回転プリズム６６、レンズ６7を通過し、ＴＩＲプリズム６９で反射し、３色分離プリズム８５で３色に分解される。Ｒ色光、Ｇ色光、Ｂ色光はそれぞれＤＭＤ６８ａ、６８ｂ、６８ｃを照射し、ＤＭＤ６８ａ、６８ｂ、６８ｃで変調されて反射する。ＤＭＤ６８ａ、６８ｂ、６８ｃでそれぞれ反射した光は、ＴＩＲプリズム６９を透過して、投射レンズ７０によってスクリーン８１に拡大投写される。

　本実施形態においては、各光源７３、７４、７５は常時発光しており、ＤＭＤ６８ａ、６８ｂ、６８ｃを常に照射しているので、単板型に比べて投射画像が明るい。また、固体光源なので、消費電力の小さな、高効率なプロジェクタを実現できる。

　以上、本発明の望ましい実施形態について提示し、詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない限り、さまざまな変更及び修正が可能であることを理解されたい。

１１、４１、７１　光源
２、３２、６２　偏光ビームスプリッタ（偏光分離素子）
６、３６、６６　回転プリズム
９、３９、６９　ＴＩＲプリズム
８、３８、６８ａ、６８ｂ、６８ｃ　ＤＭＤ（反射型光変調素子）
１０、４０、７０　投射レンズ

Claims

　少なくとも１つの光源と、
　前記光源からの光を偏光軸が直交する２つの直線偏光光に分離し、同じ方向に出射する偏光分離素子と、
　前記２つの直線偏光光が通過するＴＩＲプリズムと、
　前記ＴＩＲプリズムを出射した前記２つの直線偏光光を入射し、変調を行って前記ＴＩＲプリズムに向けて反射する反射型光変調素子と、
　前記反射型光変調素子で変調され、前記ＴＩＲプリズムを通過した前記２つの直線偏光光を拡大投写する、投射レンズと、
　前記偏光分離素子と前記ＴＩＲプリズムとの間の光路中に回転可能に設けられ、前記偏光分離素子から入射した前記２つの直線偏光光を回転に応じて異なる位置から出射する回転プリズムと、を有する、プロジェクタ。
　請求項１に記載のプロジェクタであって、
　前記光源と前記偏光分離素子との間の光路中に、前記光源からの光を入射し、内面で反射させて出射するロッドインテグレータが設けられている、プロジェクタ。
　請求項１または２に記載のプロジェクタであって、
　前記偏光分離素子を出射する前記２つの直線偏光光が互いに接して１つの光束を形成している、プロジェクタ。
　請求項３に記載のプロジェクタであって、
　前記偏光分離素子を出射するときに形成される前記光束の断面と前記反射型光変調素子のアスペクト比とが相似である。
　請求項１から４のいずれか１項に記載のプロジェクタであって、
　前記回転プリズムは立方体である、プロジェクタ。
　請求項１から５のいずれか１項に記載のプロジェクタであって、
　前記反射型光変調素子はＤＭＤである、プロジェクタ。
　請求項１に記載のプロジェクタであって、
　前記光源と前記偏光分離素子との間の光路中に、前記光源の前記光を複数の色に時分割するカラーホイールを有しており、
　前記光源として白熱放電ランプが使用されている、プロジェクタ。
　請求項１に記載のプロジェクタであって、
　第１の色に発光する２つの前記光源と、
　蛍光体が定着した円板からなり、前記２つの固体光源のうちの一方の光によって前記第１の色以外の複数の色に発光する回転ホイールと、
　前記２つの固体光源のうちの他方の光の進行方向を変化させる反射素子と、
　前記回転ホイールと前記反射素子からの光が入射し、前記入射した光を複数の色に時分割するカラーホイールを有しており、
　前記カラーホイールを出射した光が前記偏光分離素子に入射する、プロジェクタ。
　複数の光源と、
　各前記光源に対応して設けられ、各前記光源からの光をそれぞれ偏光軸が直交する２つの直線偏光光に分離し、同じ方向に出射する複数の偏光分離素子と、
　前記複数の光源の少なくとも１つに対応して設けられ、対応する光源から出射され、前記偏光分離素子で分離された前記２つの直線偏光光を反射させて、前記２つの直線偏光光の進行方向を変化させる反射素子と、
　各前記２つの直線偏光光が通過するＴＩＲプリズムと、
　前記ＴＩＲプリズムを出射した各前記２つの直線偏光光を、各前記光源に対応した前記２つの直線偏光光ごとに分離して出射する分離プリズムと、
　各前記光源に対応して設けられ、前記分離プリズムを出射した前記２つの直線偏光光を入射し、変調を行って前記分離プリズムに向けて反射する複数の反射型光変調素子と、
　前記反射型光変調素子で変調され、前記分離プリズムで合成され、前記ＴＩＲプリズムを通過した各前記２つの直線偏光光を拡大投写する、投射レンズと、
　前記反射素子と前記ＴＩＲプリズムとの間の光路中に回転可能に設けられ、前記反射素子から入射した各前記２つの直線偏光光を回転に応じて異なる位置から出射する回転プリズムと、を有する、プロジェクタ。