JP2003195223A - プリズム、投影装置及び光学部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリズムにおいて、広い入射角度の光束に対
して光束の適切な分離合成を行う。 【解決手段】 本発明を適用した回折プリズム１５は、
回折グリッド２１を一対の回折グリッド基材２２により
挟み込み、回折グリッド基材２２の回折グリッド２１と
対向する面側に軟性を有する接着層２３を介して一対の
プリズム基材２４が接合されており、また、回折グリッ
ド２１と回折グリッド基材２２とにより形成される空隙
に、プリズム基材２４と略同等の屈折率を有する回折グ
リッド媒質２５が充填されており、それぞれが光学的に
結合されているので、入射した光線が回折グリッド２１
まで導かれ、この回折グリッド２１により回折による作
用で偏光方向に応じて透過又は反射して分離する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光源から出射され
た照明光を波長又は偏光成分に応じて分離するプリズム
と、光源から出射された照明光を反射型の光変調素子を
用いて変調してレンズを用いて拡大投影する投影装置
と、これらプリズム及び投影装置に用いられる光学部材
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、大画面表示を可能とするために、
入力された映像信号に応じたパターンが表示された液晶
パネルにランプから照明光を照射し、液晶パネルで変調
し反射して、この反射光を、投影レンズを用いて拡大投
影する投影装置がある。

【０００３】この投影装置では、液晶パネルへの照明光
と液晶パネルで変調された反射光とが同一光路とならな
いように、光路中に往路と復路とを分離する偏光ビーム
スプリッタ（以下では、ＰＢＳ：Polarized Beam Split
terという。）が配設されている。このＰＢＳ２００
は、図１０に示すように、誘電体多層膜２０１を挟み込
むように基材となる一対のコーナープリズム２０２を張
り合わせた構造となっている。また、このＰＢＳ２００
は、誘電体多層膜２０１が光の波長又は偏光方向に応じ
て反射率と透過率とが異なるように形成され、波長又は
偏光方向応じて光束を分離するビームスプリッタとして
機能する（例えば、特許文献１参照。）。

【０００４】なお、上述したようなＰＢＳ２００は、誘
電体多層膜２０１が偏光成分に応じて光束を分離するマ
クナイル型と、波長に応じて光束を分離するダイクロイ
ック型とに分類することができる。

【０００５】マクナイル型やダイクロイック型のように
誘電体多層膜の干渉を利用したＰＢＳでは、基材の屈折
率や積層される誘電体材料の組み合わせにより性能が決
定され、所望の性能とするには限界がある。例えば、こ
のようなＰＢＳでは、広い入射角度でＰ偏光とＳ偏光と
の分離特性を維持することが非常に困難である。このた
め、このＰＢＳを角度分布の大きい、いわゆるＦ値の小
さい光学系の中に組み入れると分離特性が悪く、光の利
用効率も悪くなってしまう。

【０００６】その解決策として、図１１に示すような、
平板形状の回折グリッドＰＢＳ２１０を用いることがで
きる（例えば、特許文献２参照。）。このような回折グ
リッドＰＢＳ２１０は、例えば、ガラス基材２１１上
に、アルミ等により形成されたグリッド状の回折グリッ
ド２１２が設けられ、この回折グリッド２１２により偏
光成分に応じて光を分離する。

【０００７】

【特許文献１】特開２０００−１４７２４６号公報

【特許文献２】特開平１１−６９８９号公報（第６頁、
第１２図）

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た回折グリッド２１２をビームスプリッタとして使用す
る場合には、この回折グリッドＰＢＳ２１０を主光線に
対して斜めに配置することが必要であるため、結像光学
系の光学パス内に入れる際には非点収差が発生してしま
う。

【０００９】また、マクナイル型やダイクロイック型の
プリズムを使用する場合には、プリズムの温度上昇や保
持機構によってプリズム内部に歪みが生じ、基材の屈折
率分布が不均一になることによって基材を透過する光に
位相差が発生し、この影響で部分的に消光比が悪くな
る。このようなプリズムを用いた投影装置では、投影さ
れる映像にいわゆる黒むらが発生し、鮮明な映像を投影
することができなくなってしまう。

【００１０】このため、プリズムの基材としては、プリ
ズム内部の歪みが生じにくい光学弾性定数の低い材料を
選択する必要がある。しかし、光学弾性定数の低い材料
はコストが高く、このような光学弾性定数の低い材料を
用いたプリズム、さらにそのプリズムを用いた投影装置
全体のコストも高くなってしまう。また、光学弾性定数
の高い安価なガラス材料では、性能の良いプリズムを作
成することは非常に困難である。

【００１１】そこで、本発明は上述した問題を鑑みてな
されたものであり、非点収差の発生を抑えるとともに、
基材の屈折率分布が均一なプリズム、光学部材、及びこ
れらを用いた投影装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係るプリズム
は、入射された光を偏光成分に応じて透過又は反射する
プリズムであって、金属により形成された略グリッド状
の回折グリッドと、回折グリッドを挟み込む一対の回折
グリッド基材と、一対の回折グリッド基材の回折グリッ
ドと対向するそれぞれの面側に設けられた接着層と、接
着層を介して上記一対の回折グリッド基材にそれぞれ固
定される一対のブロック部材とを備え、回折グリッドと
一対の回折グリッド基材とにより形成される空隙に、上
記ブロック部材と略同等の屈折率を有する媒質が充填さ
れていることを特徴とする。

【００１３】上述したように構成された本発明に係るプ
リズムは、回折グリッドを一対のブロック部材で挟み込
むことにより結像光学系内で非点収差を抑え、入射され
た光を広い入射角度の範囲で良好な偏光分離特性を維持
し、偏光成分に応じて透過又は反射させることができ
る。

【００１４】また、本発明に係る投影装置は、照明光を
出射する光源と、光源から出射された照明光を集光する
集光レンズと、集光レンズからの光を偏光成分に応じて
透過又は反射するプリズムと、プリズムで透過又は反射
した照明光を変調して反射する光変調素子と、プリズム
で反射又は透過した光変調素子で変調された反射光を拡
大投影する投影レンズとを備え、プリズムが、金属によ
り形成された略グリッド状の回折グリッドと、回折グリ
ッドを挟み込む一対の回折グリッド基材と、一対の回折
グリッド基材の回折グリッドと対向するそれぞれの面側
に設けられた接着層と、接着層を介して一対の回折グリ
ッド基材にそれぞれ固定される一対のブロック部材とを
有し、回折グリッドと一対の回折グリッド基材とにより
形成される空隙に、ブロック部材と略同等の屈折率を有
する媒質が充填されていることを特徴とする。

【００１５】上述したように構成された本発明に係る投
影装置は、光変調素子で変調された反射光がプリズムを
透過又は反射する際に、その反射光を良好に偏光分離す
ると共に、非点収差の発生を抑えて、投影レンズにより
映像を投影する。

【００１６】さらに、本発明に係る光学部材は、所定の
偏光状態の光が透過して出射される光学部材であって、
表面を鏡面研磨された複数の板状部材が軟性を有する軟
質接着層を介して積層されていることを特徴とする。

【００１７】上述したように構成された本発明に係る光
学部材は、板状部材が軟性を有する軟質接着層を介して
積層されていることで、応力による内部歪を抑制するこ
とで、屈折率分布を均一に保って偏光状態を乱すことな
く光を透過させる。

【００１８】さらに、本発明に係るプリズムは、板状基
材の上に設けられ、偏光成分に応じて光を透過又は反射
する特性を有する光分離層と、板状基材の光分離層が設
けられていない主面側及び光分離層の板状基材に当接し
ない主面側に設けられた一対の接着層と、接着層を介し
て光分離層を挟持する一対のブロック部材とを備え、ブ
ロック部材は、表面を鏡面研磨された複数の板状部材が
軟性を有する軟質接着層を介して積層されていることを
特徴とする。

【００１９】上述したように構成された本発明に係るプ
リズムは、板状部材が軟性を有する軟質接着層を介して
積層されたブロック部材を用いて光分離層を挟み込むこ
とにより非点収差を抑えて、入射された光を偏光成分に
応じて透過又は反射させ、偏光状態を乱すことなく出射
する。

【００２０】さらに、本発明に係る投影装置は、照明光
を出射する光源と、光源から出射された照明光を集光す
る集光レンズと、集光レンズからの光を偏光成分に応じ
て透過又は反射するプリズムと、プリズムで透過又は反
射した照明光を変調して反射する光変調素子と、プリズ
ムで反射又は透過した光変調素子で変調された反射光を
拡大投影する投影レンズとを備え、そのプリズムは、板
状基材の上に設けられ、偏光成分に応じて光を透過又は
反射する特性を有する光分離層と、板状基材の光分離層
が設けられていない主面側及び光分離層の板状基材に当
接しない主面側に設けられた一対の接着層と、接着層を
介して光分離層を挟持する一対のブロック部材とを有
し、ブロック部材は、表面を鏡面研磨された複数の板状
部材が軟性を有する軟質接着層を介して積層されている
ことを特徴とすることを特徴とする。

【００２１】上述したように構成された本発明に係る投
影装置は、光変調素子で変調された反射光がプリズムを
透過又は反射する際に、その反射光を良好に偏光分離す
ると共に、非点収差の発生を抑えて、投影レンズにより
映像を投影する。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明が適用されたプロジ
ェクタ装置について、図面を参照して説明する。

【００２３】図１に示すように、本発明が適用されたプ
ロジェクタ装置１０は、照明光を出射する光源となるラ
ンプ１１と、このランプ１１側から光路順に、メインコ
ンデンサ１２と、フィールドレンズ１３と、プリ偏光板
１４と、回折プリズム１５と、反射型液晶パネル１６
と、投影レンズ１７とを備えている。

【００２４】ランプ１１は、白色光を発する発光体１１
ａと、発光体１１ａから発せられた光を反射するリフレ
クタ１１ｂとを有している。ランプ１１の発光体１１ａ
としては、例えば、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、
メタルハライドランプ、キセノンランプ等が用いられ
る。ランプ１１のリフレクタ１１ｂとしては、凹面鏡が
用いられ、その鏡面が周効率のよい形状とされているこ
とが好ましく、例えば、回転方物面や回転楕円面のよう
な回転対称面の形状とされている。

【００２５】メインコンデンサ１２は、ランプ１１から
出射した照明光を集光する凸レンズにより構成されてい
る。

【００２６】フィールドレンズ１３は、凸レンズにより
構成され、メインコンデンサ１２を透過した照明光を集
光し、その照明光による光束が反射型液晶パネル１６に
より変調されて投影レンズ１７を介して出力されるよう
に配置されている。

【００２７】プリ偏光板１４は、フィールドレンズ１３
を透過した照明光を所定の偏光成分のみ透過させる偏光
板であり、例えばＳ偏光の成分を透過させるようになっ
ている。

【００２８】回折プリズム１５は、プリ偏光板１４を透
過した照明光の偏光成分に応じて、この照明光を透過又
は反射させて分離するようにされている。回折プリズム
１５は、例えば、Ｐ偏光を透過させるとともに、Ｓ偏光
を光路に対して４５°傾いた反射面１５ａで反射させ進
行方向を９０°変化させる。

【００２９】回折プリズム１５では、プリ偏光板１４を
透過した照明光が、回折プリズム１５を透過して直進す
る光と、反射面１５ａで反射して進行方向が９０°変化
する光とに分離される。

【００３０】また、プロジェクタ装置１０は、回折プリ
ズム１５の反射面１５ａで反射された照明光の進行方向
に反射型液晶パネル１６を備えている。

【００３１】反射型液晶パネル１６は、映像信号が入力
され、この映像信号に基づいたパターンを表示し、照明
光が入射されることにより、この照射光を変調し反射す
るようにされている。この反射型液晶パネル１６は、液
晶分子が封入された液晶パネルであり、各画素ごとに光
を変調することができる。

【００３２】また、回折プリズム１５では、反射型液晶
パネル１６で変調された反射光が反射面１５ａを透過し
て直進する。

【００３３】さらに、プロジェクタ装置１０は、回折プ
リズム１５の反射面１５ａを透過した反射型液晶パネル
１６で変調された反射光の進行方向に、投影レンズ１７
を備えている。

【００３４】投影レンズ１７は、回折プリズム１５の反
射面１５ａを透過した反射型液晶パネル１６で変調され
た反射光を拡大投影することができるようにされた凸レ
ンズであり、図示しないスクリーン等に映像を投影する
ことができるようにされている。

【００３５】ここで、上述した回折プリズム１５の構成
について説明する。

【００３６】回折プリズム１５は、図２に示すように、
入射した光を回折させる回折グリッド２１と、この回折
グリッド２１を挟み込む一対の回折グリッド基材２２
と、この回折グリッド基材２２の回折グリッド２１と対
向する面側にそれぞれ接着層２３を介して接合された一
対のプリズム基材２４とを備えている。

【００３７】回折グリッド２１は、一対の回折グリッド
基材２２の間に略グリッド状に金属によって形成されて
いる。また、回折グリッド２１は、例えば、アルミによ
って形成されている。なお、回折グリッド２１は、アル
ミに限定されるものではなく、光学系に応じて他の材料
を用いるようにしてもよい。

【００３８】回折グリッド基材２２は、例えば、ガラス
等の薄い平板であり、回折グリッド２１を挟み込むよう
になっている。

【００３９】接着層２３は、軟性を有する軟質接着剤に
より形成されており、例えば、ゴム性を有するＵＶ接着
剤や、ゴム性を有するシリコン接着剤などが用いられ
る。また、接着層２３は、回折グリッド基材２２の回折
グリッド２１と対向する面側にそれぞれ設けられてい
る。

【００４０】プリズム基材２４は、例えば、複屈折性の
少ない石英やショット社製ＳＦ５７等の硝材により形成
されており、略角柱形状を有した、いわゆるコーナープ
リズムである。この実施形態においてプリズム基材２４
は、略直角三角形の形状をした底面の三角柱の形状をな
し、プリズム基材２４の底面において略直角に交差する
短辺を稜とする方形の側面に対し、回折グリッド基材２
２が長辺を稜とする側面に沿って傾斜して配置されてい
る。

【００４１】また、回折グリッド２１と回折グリッド基
材２２との空隙には、回折グリッド２１と回折グリッド
基材２２とを光学的に結合する回折グリッド媒質２５が
充填されている。なお、回折グリッド２１と回折グリッ
ド基材２２との空隙に回折グリッド媒質２５が充填され
ていない場合には、この空隙がエアギャップとなり、空
気と回折グリッド基材２２の界面において屈折率の差に
よる反射が起こり、分離特性が著しく悪化する。

【００４２】ここで、回折グリッド基材２２と回折グリ
ッド媒質２５とは、プリズム基材２４と略同程度の屈折
率として設計、作成され、且つプリズム基材２４、回折
グリッド基材２２の界面が接着層２３により光学的に結
合されている。すなわち金属により形成された回折グリ
ッド２１のピッチや高さを、回折グリッド媒質２５やガ
ラス等で構成される回折グリッド基材２２にあわせて、
所定の偏光分離特性が得られるように設定し、光学的に
結合された回折グリッド２１を作成する。

【００４３】このような回折プリズム１５では、無偏光
光が入射すると、全ての界面が上述の通り光学的に結合
されているので、内部での反射を受けずに回折グリッド
２１に達し、この回折グリッド２１により回折の影響を
受けてＳ偏光が反射面１５ａで反射し、Ｐ偏光が反射面
１５ａを透過することで、Ｐ偏光とＳ偏光との分離が良
好に行われる。

【００４４】以上のように回折プリズム１５は、回折グ
リッド２１及び回折グリッド基材２２により形成され、
広い入射角度における分離特性に優れた回折グリッドＰ
ＢＳを、接着層２３を介してプリズム基材２４で挟み込
む構成とされているために、広い入射角度における分離
特性に優れ、且つ結像光学系内に用いても非点収差の発
生を抑制することができる。

【００４５】また、回折プリズム１５は、回折グリッド
基材２２、回折グリッド媒質２５やプリズム基材２４等
について、それぞれの構成要素の材料の組み合わせ自由
度が高く所望の特性を得やすいため、様々な光学系にお
いて容易に用いることができる。

【００４６】さらに、回折プリズム１５は、広い入射角
度における分離特性に優れているために、高級な硝材、
すなわち屈折率がそれほど高くない基材を用いても、所
望の特性を得ることができるため、誘電体多層膜による
ＰＢＳと比較して低コストで同等の性能を得ることがで
きる。また、屈折率の高い硝材は比重が重いため、この
回折プリズム１５では、一般的に屈折率を少しでも低く
することで軽量化を図ることができる。

【００４７】さらにまた、回折プリズム１５は、回折グ
リッド基材２２とプリズム基材２４と間に軟性を有する
接着層２３が設けられているため、この回折プリズム１
５に発生する応力を温和することができ、光学的な歪を
低減することができる。

【００４８】ここで、上述したように構成されたプロジ
ェクタ装置１０について、ランプ１１から出射した照明
光の光路に沿って各部の動作を説明する。

【００４９】ランプ１１から出射した照明光は、無偏光
光としてメインコンデンサ１２に入射する。

【００５０】次に、メインコンデンサ１２に入射した照
明光は、メインコンデンサ１２により集光されてフィー
ルドレンズ１３に導かれ、フィールドレンズ１３により
集光されプリ偏光板１４に導かれる。

【００５１】次に、プリ偏光板１４に導かれた照明光
は、例えば、Ｓ偏光の成分だけ透過して回折プリズム１
５に導かれる。

【００５２】次に、回折プリズム１５に導かれた照明光
は、Ｓ偏光であり、回折プリズム１５の反射面１５ａに
おいて不要なＰ偏光だけが透過して直進するとともに、
Ｓ偏光が反射面１５ａにより反射され進行方向を９０°
変化させる。すなわち、照明光は、回折プリズム１５の
反射面１５ａで反射されて進行方向を９０°変化させ反
射型液晶パネル１６に導かれる。

【００５３】次に、反射型液晶パネル１６に導かれた照
明光は、Ｓ偏光であり、映像信号に基づくパターンが表
示された反射型液晶パネル１６により変調され反射され
て進行方向を１８０°変化させ、この際にＰ偏光が生成
され、回折プリズム１５に戻される。

【００５４】次に、回折プリズム１５に戻された反射型
液晶パネル１６からの反射光は、Ｐ偏光と、不要なＯＦ
Ｆ光であるＳ偏光とであり、Ｐ偏光が回折プリズム１５
の反射面１５ａを透過して投射レンズ１７に導かれ、Ｓ
偏光が反射面１５ａで反射され進行方向を９０°変化さ
せ、ランプ１１側に戻される。

【００５５】以上のように、ランプ１１から出射された
照明光は、回折プリズム１５により反射型液晶パネル１
６に導かれ、反射型液晶パネル１６により変調され反射
される。そして、反射型液晶パネル１６で変調された反
射光は、投影レンズ１７に導かれ、この投影レンズ１７
によりスクリーン等に拡大投影される。

【００５６】以上のようにプロジェクタ装置１０は、回
折グリッド２１を有する回折プリズム１５を用いること
により、光の入射角に対する偏光分離特性の依存性が少
なくなり、高いＮＡでの分離特性の維持が可能であるた
め、コントラストの良い映像を投影することができ、ま
た光の利用効率も向上し、明るい映像を投影することが
できる。

【００５７】また、プロジェクタ装置１０は、回折プリ
ズム１５を用いることにより、従来の平板状の回折グリ
ッドＰＢＳだけでは、結像光学系内において発生してし
まう非点収差を抑制することができるので、鮮明な映像
を投影することができる。

【００５８】さらに、プロジェクタ装置１０は、上述し
たように回折プリズム１５が低コストで、且つ軽量に作
成することができるため、装置全体のコストと重量を低
減することができる。

【００５９】さらにまた、プロジェクタ装置１０は、回
折プリズム１５が光学的な歪を低減することができるた
め、投影する映像の黒むらを抑制することができる。

【００６０】次に、本発明を適用した他のプロジェクタ
装置として、図３に示す、プロジェクタ装置３０につい
て説明する。

【００６１】プロジェクタ装置３０は、照明光を出射す
る光源となるランプ３１と、このランプ３１側から光路
順に、メインコンデンサ３２と、フィールドレンズ３３
と、プリ偏光板３４と、回折プリズム３５とを備えてい
る。

【００６２】ランプ３１は、白色光を出射することがで
きるようにされている。このようなランプ３１は、白色
光を発する発光体３１ａと、発光体３１ａから発せられ
た光を反射するリフレクタ３１ｂとを有している。ラン
プ３１の発光体３１ａとしては、例えば、高圧水銀ラン
プ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノン
ランプ等が用いられる。ランプ３１のリフレクタ３１ｂ
としては、凹面鏡が用いられ、その鏡面が周効率のよい
形状とされていることが好ましく、例えば、回転方物面
や回転楕円面のような回転対称面の形状とされている。

【００６３】メインコンデンサ３２は、ランプ３１から
出射した照明光を集光する凸レンズである。

【００６４】フィールドレンズ３３は、メインコンデン
サ３２を透過した照明光を集光する凸レンズである。

【００６５】プリ偏光板３４は、フィールドレンズ３３
を透過した照明光を所定の偏光成分のみ透過させる偏光
素子であり、例えばＳ偏光の成分を透過させるようにな
っている。なお、この偏光素子としてＰＢＳを用いても
よい。

【００６６】回折プリズム３５は、プリ偏光板３４を透
過した照明光の偏光成分に応じて、この照明光を透過又
は反射させて分離するようにされている。回折プリズム
３５は、例えば、Ｐ偏光を透過させるとともに、Ｓ偏光
を光路に対して４５°傾いた反射面３５ａで反射させ進
行方向を９０°変化させる。

【００６７】回折プリズム３５では、プリ偏光板３４を
透過した照明光が、回折プリズム３５を透過して直進す
る光と、反射面３５ａで反射して進行方向が９０°変化
する光とに分離される。

【００６８】また、プロジェクタ装置３０は、回折プリ
ズム３５の反射面３５ａで反射された照明光の進行方向
に反射型液晶パネル３６を備えている。

【００６９】反射型液晶パネル３６は、映像信号が入力
され、この映像信号に基づいたパターンを表示し、照明
光が入射されることにより、この照射光を変調し反射す
るようにされている。この反射型液晶パネル３６は、液
晶分子が封入された液晶パネルであり、各画素ごとに光
を変調することができる。

【００７０】また、回折プリズム３５では、反射型液晶
パネル３６で変調された反射光が反射面３５ａを透過し
て直進する。

【００７１】さらに、プロジェクタ装置３０は、回折プ
リズム３５の反射面３５ａを透過した反射型液晶パネル
３６で変調された反射光の進行方向に、投影レンズ３７
を備えている。

【００７２】投影レンズ３７は、回折プリズム３５の反
射面３５ａを透過した反射型液晶パネル３６で変調され
た反射光を拡大投影することができるようにされた凸レ
ンズであり、図示しないスクリーン等に映像を投影する
ことができるようにされている。

【００７３】ところで、上述したような回折プリズム３
５等の光学部材は、光源からの光による加熱や、装置に
固定又は接着する際の外部からの保持力や接着力等によ
り、応力を受け光学的な歪みが発生する。

【００７４】そこで、図４に示すように、光学部材４０
を複数の平板部材４１に分割し、軟質接着層４２を介し
て積層することで、このような問題を解決することがで
きる。

【００７５】すなわち、光学部材４０は、複数の平板部
材４１と、これらを接着する軟性を有する軟質接着層４
２とを備えている。平板部材４１は、表面が鏡面研磨さ
れた部材であり、光学部材４０と略同等の材質からな
る。軟質接着層４２は、軟性を有する軟質接着剤により
形成されており、例えば、ゴム性を有するＵＶ接着剤
や、ゴム性を有するシリコン接着剤などが用いられる。

【００７６】このように構成された光学部材４０は、平
板部材４１と軟質接着層４２との界面が光学的に結合さ
れており、１つの部材として機能する。

【００７７】また、光学部材４０は、構成する部材を複
数の平板部材４１に分割して、その界面に軟質接着層４
２を挿入することで、界面方向に加わる応力を軟質接着
層４２により逃がして、光学的な歪の発生を抑制するこ
とができる。すなわち、光学部材４０全体での光学弾性
定数を低下させることができる。言い換えると、光学弾
性定数の高い部材を上述したように複数の平板部材４１
に分割することにより、光学弾性定数の低い光学部材４
０を作成することができる。

【００７８】以上のように、所定の光学部材の応力を逃
がすために光学部材を複数の平板に分割し、これら平板
同士の界面を、軟性を有する接着剤で光学的に接合する
ことで、界面方向に加わる応力を接着材により逃がし
て、光学的な歪の発生を抑制することができる。従っ
て、入射した光がその光学部品を通過する経路におい
て、偏光分離層等で分離されて例えばＳ偏光又はＰ偏光
のような所定の偏光状態の光となっても、光学的な歪に
伴う偏光方向の乱れを起こすことなくその光を透過して
出射させることができる。

【００７９】さらに、例えば三角柱や角錐等の形状の光
学部材をその断面形状が徐々に変化する複数の平板部材
に分割し、その平板部材を、軟性接着剤を介して積層し
て構成した場合に、すなわち、各平板部材が軟性を有す
る接着剤を介して積層される２つの積層面の形状が異な
り、その積層面は隣接する他の平板部材の積層面とその
形状が等しくされている場合に、寸法の異なる各平板部
材の温度変化等による応力が軟性を有する接着剤により
吸収されるため好適である。

【００８０】そこで、上述したような手法を上述したプ
ロジェクタ装置３０では、回折プリズム３５に用いる。

【００８１】ここで、上述した回折プリズム３５の構成
について説明する。

【００８２】回折プリズム３５は、図５に示すように、
回折グリッド５１と、この回折グリッド５１を挟み込む
一対の回折グリッド基材５２と、この回折グリッド基材
５２の回折グリッド５１と対向する面側にそれぞれ接着
層５３を介して接合された一対のプリズム基材５４とを
備えている。

【００８３】回折グリッド５１は、一対の回折グリッド
基材５２の間に略グリッド状に金属によって形成されて
いる。また、回折グリッド５１は、例えば、アルミによ
って形成されている。なお、回折グリッド５１は、アル
ミに限定されるものではなく、光学系に応じて他の材料
を用いることができる。

【００８４】回折グリッド基材５２は、例えば、ガラス
等の薄い平板であり、回折グリッド５１を挟み込むよう
になっている。

【００８５】接着層５３は、軟性を有する軟質接着剤に
より形成されており、例えば、ゴム性を有するＵＶ接着
剤や、ゴム性を有するシリコン接着剤などが用いられ
る。また、接着層５３は、回折グリッド基材５２の回折
グリッド５１と対向する面側にそれぞれ設けられてい
る。

【００８６】プリズム基材５４は、略角柱形状を有し
た、いわゆるコーナープリズムである。

【００８７】また、プリズム基材５４は、表面が鏡面研
磨された複数の平板部材５５が軟質接着層５６を介して
接合された構成とされており、各平板部材５５が軟質接
着層５６を介して光学的に結合されている。

【００８８】軟質接着層５６は、軟性を有する軟質接着
剤により形成されており、例えば、ゴム性を有するＵＶ
接着剤や、ゴム性を有するシリコン接着剤などが用いら
れる。

【００８９】この実施形態では、その底面の形が略直角
三角形である三角柱状のプリズム基材５４を、その断面
が方形をなす複数の平板部材５５に分割して構成してい
る。この場合、少なくとも１つの平板部材５５は、軟質
接着層５６を介して積層される２つの積層面の形状が異
なり、その積層面は隣接する他の平板部材５５の積層面
とその形状が等しくされている。これら異なる形状の複
数の平板部材５５を積み重ねることにより、全体として
三角柱状のプリズム基材５４を構成している。このよう
に構成されたプリズム基材５４は、平板部材５５とが軟
質接着層５６との界面が光学的に結合されており、１つ
のプリズムとして機能する。

【００９０】さらに、プリズム基材５４を構成する複数
の平板部材５５は、回折グリッド基材５２の接着層５３
と軟質接着層５６が平行となる方向に配置されているの
で、回折グリッド基材５２と平板部材５５が互いの平面
を対向させて接着層５３を介して良好に光学的に結合さ
せることができる。

【００９１】また、回折グリッド５１と回折グリッド基
材５２との空隙には、回折グリッド媒質５７が充填され
ている。なお、回折グリッド５１と回折グリッド基材５
２との空隙に回折グリッド媒質５７が充填されていない
場合には、この空隙がエアギャップとなり、空気と回折
グリッド基材５２の界面において屈折率の差による反射
が起こり、分離特性が著しく悪化する。

【００９２】ここで、回折グリッド基材５２と回折グリ
ッド媒質５７とは、プリズム基材５４と略同程度の屈折
率として設計、作成され、且つ、プリズム基材５４と回
折グリッド基材５２の界面が接着層５３により光学的に
結合されている。

【００９３】このような回折プリズム３５では、無偏光
光が入射すると、全ての界面が上述の通り光学的に結合
されているので、内部での反射を受けずに回折グリッド
５１に達し、この回折グリッド５１により回折の影響を
受けてＳ偏光が反射面３５ａで反射し、Ｐ偏光が反射面
３５ａを透過することで、Ｐ偏光とＳ偏光との分離が行
われる。

【００９４】このような回折プリズム３５は、回折グリ
ッド５１及び回折グリッド基材５２により形成され、広
い入射角度における分離特性に優れた回折グリッドＰＢ
Ｓを、接着層５３を介してプリズム基材５４で挟み込む
構成とされているために、広い入射角度における分離特
性に優れ、且つ結像光学系内に用いても非点収差の発生
を抑制することができる。

【００９５】また、回折プリズム３５は、広い入射角度
における分離特性に優れているために、高級な硝材、す
なわち屈折率がそれほど高くない基材を用いても、所望
の特性を得ることができるため、誘電体多層膜によるＰ
ＢＳと比較して低コストで同等の性能を得ることができ
る。また、屈折率の高い硝材は比重が重いため、この回
折プリズム３５では、一般的に屈折率を少しでも低くす
ることで軽量化を図ることができる。

【００９６】さらに、回折プリズム３５は、それぞれの
構成要素の材料の組み合わせ自由度が高く所望の特性を
得やすいため、様々な光学系において容易に用いること
ができる。

【００９７】さらにまた、回折プリズム３５は、回折グ
リッド基材５２とプリズム基材５４と間に軟性を有する
接着層５３が設けられているため、この回折プリズム３
５に発生する応力を低減することができ、光学的な歪を
低減することができる。

【００９８】さらにまた、回折プリズム３５は、プリズ
ム基材５４が複数の平板部材５５の間に軟質接着層５６
が設けられているため、この回折プリズム３５に発生す
る応力をさらに低減することができ、光学的な歪を低減
することができる。

【００９９】ここで、上述したように構成されたプロジ
ェクタ装置３０について、ランプ３１から出射した照明
光の光路に沿って各部の動作を説明する。

【０１００】ランプ３１から出射した照明光は、無偏光
光としてメインコンデンサ３２に入射する。

【０１０１】次に、メインコンデンサ３２に入射した照
明光は、メインコンデンサ３２により集光されてフィー
ルドレンズ３３に導かれ、フィールドレンズ３３により
集光されプリ偏光板３４に導かれる。

【０１０２】次に、プリ偏光板３４に導かれた照明光
は、例えば、Ｓ偏光の成分だけ透過して回折プリズム３
５に導かれる。

【０１０３】次に、回折プリズム３５に導かれた照明光
は、Ｓ偏光であり、回折プリズム３５の反射面３５ａに
おいて不要なＰ偏光だけが透過して直進するとともに、
Ｓ偏光が反射面３５ａにより反射され進行方向を９０°
変化させる。すなわち、照明光は、回折プリズム３５の
反射面３５ａで反射されて進行方向を９０°変化させ反
射型液晶パネル３６に導かれる。

【０１０４】次に、反射型液晶パネル３６に導かれた照
明光は、Ｓ偏光であり、映像信号に基づくパターンが表
示された反射型液晶パネル３６により変調され反射され
て進行方向を１８０°変化させ、この際にＰ偏光が生成
され、回折プリズム３５に戻される。

【０１０５】次に、回折プリズム３５に戻された反射型
液晶パネル３６からの反射光は、Ｐ偏光と、不要なＯＦ
Ｆ光であるＳ偏光とであり、Ｐ偏光が回折プリズム３５
の反射面３５ａを透過して投射レンズ１７に導かれ、Ｓ
偏光が反射面３５ａで反射され進行方向を９０°変化さ
せ、ランプ３１側に戻される。

【０１０６】以上のように、ランプ３１から出射された
照明光は、回折プリズム３５により反射型液晶パネル３
６に導かれ、反射型液晶パネル３６により変調され反射
される。そして、反射型液晶パネル３６で変調された反
射光は、投影レンズ３７に導かれ、この投影レンズ３７
によりスクリーン等に拡大投影される。

【０１０７】以上のようにプロジェクタ装置３０では、
回折グリッド５１を有する回折プリズム３５を用いるこ
とにより、高いＮＡでの分離特性の維持が可能であるた
め、コントラストの良い映像を投影することができ、ま
た光の利用効率も向上し、明るい映像を投影することが
できる。

【０１０８】また、プロジェクタ装置３０は、回折プリ
ズム３５を用いることにより、従来の平板状の回折グリ
ッドＰＢＳだけでは、結像光学系内において発生してし
まう非点収差を抑制することができるので、鮮明な映像
を投影することができる。

【０１０９】さらに、プロジェクタ装置３０は、上述し
たように回折プリズム３５が低コストで作成することが
できるため、装置全体のコストを低減することができ
る。

【０１１０】さらにまた、プロジェクタ装置３０は、回
折プリズム３５が光学的な歪を低減することができるた
め、投影する映像の黒むらを抑制することができる。

【０１１１】さらにまた、プロジェクタ装置３０は、回
折プリズム３５を軽量化することが可能であるので、装
置全体の軽量化を行うことができる。

【０１１２】さらにまた、プロジェクタ装置３０は、回
折プリズム３５が熱の応力による歪みを抑制することが
できるので、入力する光量を上げることによる熱の発生
の影響が低減できるため、投影する映像の明るさを向上
させることができる。

【０１１３】なお、上述した回折プリズム３５は、図６
に示すように、プリズム基材５４の平板部材５５の積層
方向が異なる構成とされていても良い。平板部材５５の
積層方向は、図５及び図６に示す方向に限定されるもで
はなく、用いる光学系によってそれぞれ最適な方向とし
ても良い。

【０１１４】なお、本発明は、上述した回折プリズム１
５及び／又は回折プリズム３５を複数個用いてカラー映
像を投影することができるプロジェクタ装置にも用いる
ことができる。

【０１１５】まず、本発明を適用したカラー映像を投影
することができるプロジェクタ装置として、図７に示
す、プロジェクタ装置６０について説明する。

【０１１６】プロジェクタ装置６０は、照明光を出射す
る光源となるランプ６１と、このランプ６１側から光路
順に、フライアイインテグレータ６２と、ＰＳ変換合成
素子６３と、メインコンデンサ６４と、フィールドレン
ズ６５と、プリ偏光板６６と、第１のＧ偏光回転素子６
７と、入射ＰＢＳ６８とを備えている。

【０１１７】ランプ６１は、カラー画像を表示するため
に必要とされる、光の３原色である赤，緑，青の波長帯
域の光を含む白色光を出射することができるようにされ
ている。このようなランプ６１は、白色光を発する発光
体６１ａと、発光体６１ａから発せられた光を反射する
リフレクタ６１ｂとを有している。ランプ６１の発光体
６１ａとしては、例えば、高圧水銀ランプ、ハロゲンラ
ンプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等が用い
られる。ランプ６１のリフレクタ６１ｂとしては、凹面
鏡が用いられ、その鏡面が周効率のよい形状とされてい
ることが好ましく、例えば、回転方物面や回転楕円面の
ような回転対称面の形状とされている。

【０１１８】フライアイインテグレータ６２は、ランプ
６１から出射された照明光が後述する液晶パネルの有効
面積内を均一に照明するために、照明光を液晶パネルの
有効面積の形状の光束とし、照度分布を均一化するよう
にされている。このようなフライアイインテグレータ６
２は、マルチレンズアレイとも呼ばれ、複数の小さな凸
レンズをアレイ状に設けたものを二つ組み合わせ、ラン
プ６１側のマルチレンズアレイ６２ａによりランプ６１
からの照明光を集光し小さな点光源を作り出し、他方の
マルチレンズアレイ６２ｂによりそれぞれの点光源から
の照明光を合成するようにされている。

【０１１９】ＰＳ変換合成素子６３は、ランプ６１から
の照明光を有効利用するために、照明光の偏光成分を揃
えるようにされている。ＰＳ変換合成素子６３は、λ／
２板や偏光ビームスプリッタ等により構成され、例え
ば、Ｐ偏光をＳ偏光に変換することができるようにされ
ており、入射した照明光の内でＳ偏光を透過するととも
にＰ偏光をＳ偏光に変換して出力するので、照明光を全
てＳ偏光にすることができる。

【０１２０】メインコンデンサ６４は、ＰＳ変換合成素
子６３を透過した照明光を集光する凸レンズである。

【０１２１】フィールドレンズ６５は、メインコンデン
サ６４を透過した照明光を集光する凸レンズである。

【０１２２】プリ偏光板６６は、フィールドレンズ６５
を透過した照明光を所定の偏光成分のみ透過させる偏光
板であり、例えばＳ偏光の成分を透過させるようになっ
ている。

【０１２３】第１のＧ偏光回転素子６７は、フィールド
レンズ６５に集光された照明光のうち、緑の波長帯域、
すなわち緑色の成分の偏光面を９０°回転させるととも
に、それ以外の波長帯域、すなわち赤及び青色の成分の
偏光状態を保持して透過するように最適化された積層型
の位相差フィルムである。

【０１２４】入射ＰＢＳ６８は、第１のＧ偏光回転素子
６７を透過した照明光の偏光成分に応じて、この照明光
を透過又は反射させて分離するようにされている。入射
ＰＢＳ６８は、上述した回折プリズム１５又は回折プリ
ズム３５と略同等の構成とされており、例えば、Ｐ偏光
を透過させるとともに、Ｓ偏光を光路に対して４５°傾
いた反射面６８ａで反射させ進行方向を９０°変化させ
る。

【０１２５】入射ＰＢＳ６８では、第１のＧ偏光回転素
子６７を透過した照明光が、入射ＰＢＳ６８を透過して
直進する光と、反射面６８ａで反射して進行方向が９０
°変化する光とに分離される。

【０１２６】また、プロジェクタ装置６０は、入射ＰＢ
Ｓ６８を透過した照明光の進行方向にＧ−ＰＢＳ６９が
備えられている。

【０１２７】Ｇ−ＰＢＳ６９は、入射ＰＢＳ６８の反射
面６８ａを透過した照明光の偏光成分に応じて、この照
明光を透過又は反射するようにされている。Ｇ−ＰＢＳ
６９は、上述した回折プリズム１５又は回折プリズム３
５と略同等の構成とされており、例えば、Ｐ偏光を透過
させ直進させるとともに、Ｓ偏光を光路に対して４５°
傾いた反射面６９ａで反射させ進行方向を９０°変化さ
せる。

【０１２８】Ｇ−ＰＢＳ６９では、入射ＰＢＳ６８を透
過した照明光を透過させる。

【０１２９】さらに、プロジェクタ装置６０は、Ｇ−Ｐ
ＢＳ６９を透過した光の進行方向に第１の液晶パネル７
０を備えている。

【０１３０】第１の液晶パネル７０は、光の３原色毎に
分離された映像信号のうち緑色の映像信号が入力され、
この緑色の映像信号に基づいたパターンを表示し、照明
光が入射されることにより、この照射光を変調し反射す
るようにされている。第１の液晶パネル７０は、液晶分
子が封入された表示パネルであり、各画素ごとに光を変
調することができる。

【０１３１】また、Ｇ−ＰＢＳ６９では、第１の液晶パ
ネル７０で変調された反射光を反射面６９ａで反射させ
進行方向を９０°変化させる。

【０１３２】さらにまた、プロジェクタ装置６０は、入
射ＰＢＳ６８の反射面６８ａで反射した照明光の光路順
に、第１のＲ偏光回転素子７１と、ＲＢ−ＰＢＳ７２と
を備えている。

【０１３３】第１のＲ偏光回転素子７１は、入射ＰＢＳ
６８の反射面６８ａで反射した照明光のうち、所定の波
長帯域、すなわち所定の色の成分の偏光面を９０°回転
させるとともに、それ以外の波長帯域の偏光状態を保持
して透過するように最適化された位相差フィルムであ
る。第１のＲ偏光回転素子７１は、例えば、すでに入射
ＰＢＳ６８によって緑色の成分が透過分離されているの
で、反射面６８ａで反射した青色及び赤色の成分のう
ち、赤色の照明光だけ偏光面を９０°回転させ、他の波
長帯域の照明光すなわち青色の照明光の偏光状態を保持
して、それぞれ透過させる。

【０１３４】ＲＢ−ＰＢＳ７２は、第１のＲ偏光回転素
子７１を透過した照明光の偏光成分に応じて、この照明
光を透過又は反射させて分離するようにされている。Ｒ
Ｂ−ＰＢＳ７２は、上述した回折プリズム１５又は回折
プリズム３５と略同等の構成とされており、例えば、Ｐ
偏光を透過させ直進させるとともに、Ｓ偏光を光路に対
して４５°傾いた反射面７２ａで反射させ進行方向を９
０°変化させる。

【０１３５】ＲＢ−ＰＢＳ７２では、第１のＲ偏光回転
素子７１を透過した照明光と後述する液晶パネルで変調
された反射光とが、ＲＢ−ＰＢＳ７２を透過して直進す
る光と反射面７２ａで反射して進行方向が９０°変化す
る光とに分離される。

【０１３６】さらにまた、プロジェクタ装置６０は、Ｒ
Ｂ−ＰＢＳ７２を透過した照明光の進行方向に第２の液
晶パネル７３と、ＲＢ−ＰＢＳ７２の反射面７２ａで反
射した照明光の進行方向に第３の液晶パネル７４とを備
える。

【０１３７】第２の液晶パネル７３は、光の３原色毎に
分離された映像信号のうち赤色の映像信号が入力され、
この赤色の映像信号に基づいたパターンを表示し、照明
光が入射されることにより、この照射光を変調し反射す
るようにされている。この第２の液晶パネル７３は、液
晶分子が封入された液晶パネルであり、各画素ごとに光
を変調することができる。

【０１３８】第３の液晶パネル７４は、光の３原色毎に
分離された映像信号のうち青色の映像信号が入力され、
この青色の映像信号に基づいたパターンを表示し、照明
光が入射されることにより、この照射光を変調し反射す
るようにされている。この第３の液晶パネル７４は、液
晶分子が封入された液晶パネルであり、各画素ごとに光
を変調することができる。

【０１３９】また、ＲＢ−ＰＢＳ７２では、第２の液晶
パネル７３で変調された反射光が反射面７２ａで反射し
て進行方向が９０°変化するとともに、第３の液晶パネ
ル７４で変調された反射光がＲＢ−ＰＢＳ７２を直進し
て透過する。

【０１４０】さらにまた、プロジェクタ装置６０は、Ｒ
Ｂ−ＰＢＳ７２の反射面７２ａで反射した第２の液晶パ
ネル７３で変調された反射光と、ＲＢ−ＰＢＳ７２ａを
透過した第３の液晶パネル７４で変調された反射光との
光路順に、第２のＲ偏光回転素子７５を備えている。

【０１４１】第２のＲ偏光回転素子７５は、ＲＢ−ＰＢ
Ｓ７２の反射面７２ａで反射した第２の液晶パネル７３
で変調された反射光と、ＲＢ−ＰＢＳ７２を透過した第
３の液晶パネル７４で変調された反射光とのうち、所定
の波長帯域、すなわち所定の色の成分の偏光面を９０°
回転させるとともに、それ以外の波長帯域の偏光状態を
保持して透過するように最適化された位相差フィルムで
ある。第２のＲ偏光回転素子７５は、例えば、すでに入
射ＰＢＳ６８によって緑色の成分が透過分離されている
ので、透過した青色及び赤色の成分のうち、赤色の光だ
け偏光面を９０°回転させ、他の波長帯域の光すなわち
青色の光の偏光状態を保持して、それぞれ透過させる。

【０１４２】さらにまた、プロジェクタ装置６０は、Ｇ
−ＰＢＳ６９の反射面６９ａで反射した第１の液晶パネ
ル７０で変調された反射光の進行方向で、第２のＲ偏光
回転素子７５を透過した第２の液晶パネル７３で変調さ
れた反射光と、第３の液晶パネル７４で変調された反射
光との進行方向で、出射ＰＢＳ７６を備えている。

【０１４３】出射ＰＢＳ７６は、Ｇ−ＰＢＳ６９の反射
面６９ａで反射した第１の液晶パネル７０で変調された
反射光と、第２のＲ偏光回転素子７５を透過した第２の
液晶パネル７３で変調された反射光と、第３の液晶パネ
ル７４で変調された反射光とを、偏光成分に応じて透過
又は反射させて合成するようにされている。出射ＰＢＳ
７６は、上述した回折プリズム１５又は回折プリズム３
５と略同等の構成とされており、例えば、Ｐ偏光を透過
させるとともに、Ｓ偏光を光路に対して４５°傾いた反
射面７６ａで反射させ進行方向を９０°変化させる。

【０１４４】出射ＰＢＳ７６では、Ｇ−ＰＢＳ６９の反
射面６９ａで反射した第１の液晶パネル７０で変調され
た反射光を反射面７６ａで反射させ、第２のＲ偏光回転
素子７５を透過した第２の液晶パネル７３で変調された
反射光と、第３の液晶パネル７４で変調された反射光と
を透過して直進させ、これらを同一方向に出力する。

【０１４５】さらにまた、プロジェクタ装置６０は、出
射ＰＢＳ７６の反射面７６ａで反射した第１の液晶パネ
ル７０で変調された反射光と、出射ＰＢＳ７６を透過し
た第２の液晶パネル７３で変調された反射光と、第３の
液晶パネル７４で変調された反射光との進行方向に光路
順に、第２のＧ偏光回転素子７７と、出射偏光板７８
と、投影レンズ７９とを備えている。

【０１４６】第２のＧ偏光回転素子７７は、出射ＰＢＳ
７６の反射面７６ａで反射した第１の液晶パネル７０で
変調された反射光と、出射ＰＢＳ７６を透過した第２の
液晶パネル７３で変調された反射光と、第３の液晶パネ
ル７４で変調された反射光とのうち、緑の波長帯域、す
なわち緑色の成分の偏光面を９０°回転させるととも
に、それ以外の波長帯域、すなわち赤及び青色の成分の
偏光状態を保持して透過するように最適化された積層型
の位相差フィルムである。

【０１４７】出射偏光板７８は、第２のＧ偏光回転素子
７７を透過した、第１の液晶パネル７０で変調された反
射光と、第２の液晶パネル７３で変調された反射光と、
第３の液晶パネル７４で変調された反射光とを所定の偏
光成分のみ透過させる偏光板であり、例えばＰ偏光の成
分を透過させるようになっている。

【０１４８】投影レンズ７９は、出射偏光板７８を透過
した、第１の液晶パネル７０で変調された反射光と、第
２の液晶パネル７３で変調された反射光と、第３の液晶
パネル７４で変調された反射光とをともに拡大投影する
ことができるようにされた凸レンズであり、図示しない
スクリーン等に映像を投影することができるようにされ
ている。

【０１４９】上述したように構成されたプロジェクタ装
置６０について、ランプ６１から出射した照明光の光路
に沿って各部の動作を説明する。

【０１５０】ランプ６１から出射した照明光は、光の３
原色となる赤、緑、青の波長帯域を含み、無偏光光とし
てフライアイインテグレータ６２に導かれる。

【０１５１】次に、フライアイインテグレータ６２に導
かれた照明光は、フライアイインテグレータ６２により
照度分布を均一化され透過し、ＰＳ変換合成素子６３に
入射する。

【０１５２】次に、ＰＳ変換合成素子６３に入射した照
明光は、Ｓ偏光がそのまま透過するとともに、Ｐ偏光が
Ｓ偏光に変換されて、全てＳ偏光としてメインコンデン
サ６４に入射する。

【０１５３】次に、メインコンデンサ６４に入射した照
明光は、メインコンデンサ６４により集光されてフィー
ルドレンズ６５に導かれ、フィールドレンズ６５により
集光されプリ偏光板６６に入射する。

【０１５４】次に、プリ偏光板６６に入射した照明光
は、さらに偏光成分が揃えられＳ偏光として第１のＧ偏
光回転素子６７に導かれる。

【０１５５】次に、第１のＧ偏光回転素子６７に入射し
た照明光は、緑の波長帯域だけ偏光面が９０°回転して
Ｐ偏光とされ透過して入射ＰＢＳ６８に導かれるととも
に、赤及び青の波長帯域の成分がＳ偏光のまま透過して
入射ＰＢＳ６８に導かれる。

【０１５６】次に、入射ＰＢＳ６８に導かれた照明光
は、緑の波長帯域のＰ偏光と赤及び青の波長帯域のＳ偏
光とであり、入射ＰＢＳ６８の反射面６８ａにおいてＰ
偏光だけが透過して直進するとともに、Ｓ偏光が反射面
６８ａにより反射され進行方向を９０°変化させる。す
なわち、緑の波長帯域の照明光は、入射ＰＢＳ６８内を
透過して直進してＧ−ＰＢＳ６９に導かれ、赤及び青色
の波長帯域の照明光は、入射ＰＢＳ６８の反射面６８ａ
で反射されて進行方向を９０°変化させて第１のＲ偏光
回転素子７１に導かれる。

【０１５７】ここで、上述した入射ＰＢＳ６８により分
離された照明光のうち、入射ＰＢＳ６８を透過してＧ−
ＰＢＳ６９に導かれた緑の波長帯域の照明光の光路につ
いて説明する。

【０１５８】次に、Ｇ−ＰＢＳ６９に導かれた照明光
は、緑の波長帯域のＰ偏光であり、Ｇ−ＰＢＳ６９を透
過して直進して第１の液晶パネル７０に導かれる。

【０１５９】第１の液晶パネル７０に導かれた照明光
は、緑の波長帯域のＰ偏光であり、緑色の映像信号に基
づくパターンが表示された第１の液晶パネル７０により
変調され反射されて進行方向を１８０°変化させ、この
際にＳ偏光が生成され、Ｇ−ＰＢＳ６９に戻される。

【０１６０】次に、Ｇ−ＰＢＳ６９に戻された第１の液
晶パネル７０からの反射光は、緑の波長帯域のＳ偏光と
不要なＯＦＦ光であるＰ偏光とであり、Ｓ偏光が反射面
６９ａで反射され進行方向を９０°変化させ出射ＰＢＳ
７６に導かれ、Ｐ偏光が反射面６９ａを透過してランプ
６１側に戻される。

【０１６１】次に、出射ＰＢＳ７６に導かれた第１の液
晶パネル７０からの反射光は、緑の波長帯域のＳ偏光で
あり、出射ＰＢＳ７６の反射面７６ａで反射され進行方
向を９０°変化させ、第２の偏光回転素子７７に導かれ
る。

【０１６２】次に、第２のＧ偏光回転素子７７に導かれ
た第１の液晶パネル７０からの反射光は、緑の波長帯域
のＳ偏光であり、第２のＧ偏光回転素子７７により緑の
波長帯域の偏光面が９０°回転されＰ偏光となり、出射
偏光板７８に導かれる。

【０１６３】次に、出射偏光板７８に導かれた第１の液
晶パネル７０からの反射光は、緑の波長帯域のＰ偏光で
あり、出射偏光板７８により偏光成分がＰ偏光に揃えら
れて透過し投影レンズ７９に導かれる。

【０１６４】一方、上述した入射ＰＢＳ６８により分離
された照明光のうち、入射ＰＢＳ６８の反射面６８ａで
反射して進行方向を９０度変化された、赤及び青の波長
帯域の照明光の光路について説明する。

【０１６５】第１のＲ偏光回転素子７１に導かれた照明
光は、赤及び青の波長帯域のＳ偏光であり、第１のＲ偏
光回転素子７１により赤の波長帯域の偏光面だけが９０
°回転されＰ偏光となり、ＲＢ−ＰＢＳ７２に導かれ
る。

【０１６６】次に、ＲＢ−ＰＢＳ７２に導かれた照明光
は、赤の波長帯域のＰ偏光と青の波長帯域のＳ偏光とで
あり、赤の波長帯域のＰ偏光がＲＢ−ＰＢＳ７２の反射
面７２ａを透過して、第２の液晶パネル７３に導かれ、
青の波長帯域のＳ偏光がＲＢ−ＰＢＳ７２の反射面７２
ａで反射され進行方向を９０°変化させ、第３の液晶パ
ネル７４に導かれる。

【０１６７】次に、第２の液晶パネル７３に導かれた照
明光は、赤の波長帯域のＰ偏光であり、赤色の映像信号
に基づくパターンが表示された第２の液晶パネル７３に
より変調され反射されて進行方向を１８０°変化させ、
この際にＳ偏光が生成され、ＲＢ−ＰＢＳ７２に戻され
る。

【０１６８】次に、第３の液晶パネル７４に導かれた照
明光は、青の波長帯域のＳ偏光であり、青色の映像信号
に基づくパターンが表示された第３の液晶パネル７４に
より変調され反射されて進行方向を１８０°変化させ、
この際にＰ偏光が生成され、ＲＢ−ＰＢＳ７２に戻され
る。

【０１６９】次に、ＲＢ−ＰＢＳ７２に戻された第２の
液晶パネル７３からの反射光は、赤の波長帯域のＳ偏光
とＯＦＦ光であるＰ偏光とであり、Ｐ偏光がＲＢ−ＰＢ
Ｓ７２の反射面７２ａを透過してランプ６１側へ戻さ
れ、Ｓ偏光が反射面７２ａで反射され進行方向を９０°
変化させ、第２のＲ偏光回転素子７５に導かれる。ま
た、ＲＢ−ＰＢＳ７２に戻された第３の液晶パネル７４
からの反射光は、青の波長帯域のＰ偏光とＯＦＦ光であ
るＳ偏光とであり、Ｓ偏光がＲＢ−ＰＢＳ７２の反射面
７２ａで反射されランプ６１側へ戻され、Ｐ偏光がＲＢ
−ＰＢＳ７２の反射面７２ａを透過して、第２のＲ偏光
回転素子７５に導かれる。

【０１７０】次に、第２のＲ偏光回転素子７５に導かれ
た第２の液晶パネル７３からの反射光は、赤の波長帯域
のＳ偏光であり、第２のＲ偏光回転素子７５により偏光
面が９０°回転されてＰ偏光となり、出射ＰＢＳ７６に
導かれる。また、第２のＲ偏光回転素子７５に導かれた
第３の液晶パネル７４からの反射光は、青の波長帯域の
Ｐ偏光であり、第２のＲ偏光回転素子７５を透過して、
出射ＰＢＳ７６に導かれる。

【０１７１】次に、出射ＰＢＳ７６に導かれた第２の液
晶パネル７３からの反射光は、赤の波長帯域のＰ偏光で
あり、出射ＰＢＳ７６の反射面７６ａを透過して直進し
第２のＧ偏光回転素子７７に導かれる。また、出射ＰＢ
Ｓ７６に導かれた第３の液晶パネル７４からの反射光
は、青の波長帯域のＰ偏光であり、出射ＰＢＳ７６の反
射面７６ａを透過して直進し第２のＧ偏光回転素子７７
に導かれる。

【０１７２】次に、第２のＧ偏光回転素子７７に導かれ
た第２の液晶パネル７３からの反射光は、赤の波長帯域
のＰ偏光であり、出射ＰＢＳ７６の反射面７６ａを透過
して直進し出射偏光板７８に導かれる。また、第２のＧ
偏光回転素子７７に導かれた第３の液晶パネル７４から
の反射光は、青の波長帯域のＰ偏光であり、出射ＰＢＳ
７６の反射面７６ａを透過して直進し出射偏光板７８に
導かれる。

【０１７３】次に、出射偏光板７８に導かれた第２の液
晶パネル７３からの反射光は、赤の波長帯域のＰ偏光で
あり、出射偏光板７８により偏光成分がＰ偏光に揃えら
れて透過し投影レンズ７９に導かれる。また、出射偏光
板７８に導かれた第３の液晶パネル７４からの反射光
は、青の波長帯域のＰ偏光であり、出射偏光板７８によ
り偏光成分がＰ偏光に揃えられて透過し投影レンズ７９
に導かれる。

【０１７４】以上のように、入射ＰＢＳ６８やＲＢ−Ｐ
ＢＳ７２により３つの光路に分離されたそれぞれの波長
帯域の光は、照明光としてそれぞれの波長帯域に対応し
た液晶パネルに入射され、それぞれの液晶パネルにより
変調され反射される。そして、それぞれの液晶パネルで
変調された反射光は、出射ＰＢＳ７６で合成されて投影
レンズ７９に導かれ、この投影レンズ７９によりスクリ
ーン等に拡大投影される。

【０１７５】このような、プロジェクタ装置６０は、入
射ＰＢＳ６８、Ｇ−ＰＢＳ６９、ＲＢ−ＰＢＳ７２、出
射ＰＢＳ７６に、それぞれ上述した回折プリズム１５又
は回折プリズム３５を用いることで、上述したプロジェ
クタ装置１０及び／又はプロジェクタ装置３０と同等の
効果を得ることができる。

【０１７６】次に、本発明を適用したカラー映像を投影
することができるプロジェクタ装置として、図８に示
す、プロジェクタ装置８０について説明する。

【０１７７】プロジェクタ装置８０は、照明光を出射す
る光源となるランプ８１と、このランプ８１側から光路
順に、フライアイインテグレータ８２と、ＰＳ変換合成
素子８３と、メインコンデンサ８４と、クロスダイクロ
イックミラー８５とを備えている。

【０１７８】ランプ８１は、カラー画像を表示するため
に必要とされる、光の３原色である赤，緑，青の波長帯
域の光を含む白色光を出射することができるようにされ
ている。このようなランプ８１は、白色光を発する発光
体８１ａと、発光体８１ａから発せられた光を反射する
リフレクタ８１ｂとを有している。ランプ８１の発光体
８１ａとしては、例えば、高圧水銀ランプ、ハロゲンラ
ンプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等が用い
られる。ランプ８１のリフレクタ８１ｂとしては、凹面
鏡が用いられ、その鏡面が周効率のよい形状とされてい
ることが好ましく、例えば、回転方物面や回転楕円面の
ような回転対称面の形状とされている。

【０１７９】フライアイインテグレータ８２は、ランプ
８１から出射された照明光が後述する液晶パネルの有効
面積内を均一に照明するために、照明光を液晶パネルの
有効面積の形状の光束とし、照度分布を均一化するよう
にされている。このようなフライアイインテグレータ８
２は、マルチレンズアレイとも呼ばれ、複数の小さな凸
レンズをアレイ状に設けたものを二つ組み合わせ、ラン
プ８１側のマルチレンズアレイ８２ａによりランプ８１
からの照明光を集光し小さな点光源を作り出し、他方の
マルチレンズアレイ８２ｂによりそれぞれの点光源から
の照明光を合成するようにされている。

【０１８０】ＰＳ変換合成素子８３は、ランプ８１から
の照明光を有効利用するために、照明光の偏光成分を揃
えるようにされている。ＰＳ変換合成素子８３は、λ／
２板や偏光ビームスプリッタ等により構成され、例え
ば、Ｐ偏光をＳ偏光に変換することができるようにされ
ており、入射した照明光の内でＳ偏光を透過するととも
にＰ偏光をＳ偏光に変換して出力するので、照明光を全
てＳ偏光にすることができる。

【０１８１】メインコンデンサ８４は、ＰＳ変換合成素
子８３を透過した照明光を集光する凸レンズである。

【０１８２】クロスダイクロイックミラー８５は、メイ
ンコンデンサ８４で集光された照明光の波長帯域に応じ
て、この照明光を光路にたいして４５°傾き、且つ互い
に直行する反射面８５ａ又は反射面８５ｂにより反射さ
せて分離するようにされている。クロスダイクロイック
ミラー８５は、誘電体多層膜等により構成されており、
例えば、青の波長帯域の光を光路に対して４５°傾いた
反射面８５ａで反射させ進行方向を９０°変化させ、赤
及び緑の波長帯域の光を光路に対して４５°傾いた反射
面８５ｂで反射させ進行方向を９０°変化させる。

【０１８３】クロスダイクロイックミラー８５では、メ
インコンデンサ８４で集光された照明光が、クロスダイ
クロイックミラー８５の反射面８５ａで反射して進行方
向が９０度変化する光と、反射面８５ｂで反射して進行
方向が９０°変化する光とに分離される。

【０１８４】また、プロジェクタ装置８０は、クロスダ
イクロイックミラー８５の反射面８５ａで反射した照明
光の光路順に、第１の平面ミラー８６と、第１のフィー
ルドレンズ８７と、Ｂ−ＰＢＳ８８と、第１の液晶パネ
ル８９とを備えている。

【０１８５】第１の平面ミラー８６は、入射した光を反
射するように設けられた平面形状のミラーであり、クロ
スダイクロイックミラー８５の反射面８５ａで反射した
照明光の進行方向に対して４５°傾いて配設されてい
る。

【０１８６】第１のフィールドレンズ８７は、第１の平
面ミラー８６で反射した照明光を第１の液晶パネル８９
に集光するようにされた凸レンズである。

【０１８７】Ｂ−ＰＢＳ８８は、第１のフィールドレン
ズ８７を透過した照明光を偏光成分に応じて、透過又は
反射させて分離するようにされている。Ｂ−ＰＢＳ８８
は、上述した回折プリズム１５又は回折プリズム３５と
略同等の構成とされており、例えば、Ｐ偏光を透過させ
直進させるとともに、Ｓ偏光を光路に対して４５°傾い
た反射面８８ａで反射させ進行方向を９０°変化させ
る。

【０１８８】第１の液晶パネル８９は、光の３原色毎に
分離された映像信号のうち青色の映像信号が入力され、
この青色の映像信号に基づいたパターンを表示し、照明
光が入射されることにより、この照射光を変調し反射す
るようにされている。この第１の液晶パネル８９は、液
晶分子が封入された液晶パネルであり、各画素ごとに光
を変調することができる。

【０１８９】Ｂ−ＰＢＳ８８では、第１のフィールドレ
ンズ８７を透過した照明光と、第１の液晶パネル８９で
変調された反射光とが、Ｂ−ＰＢＳ８８を透過して直進
する光と反射面８８ａで反射して進行方向が９０°変化
する光とに分離される。

【０１９０】さらにまた、プロジェクタ装置８０は、ク
ロスダイクロイックミラー８５の反射面８５ｂで反射し
た照明光の光路順に第２の平面ミラー９０と、ダイクロ
イックミラー９１とを備えている。

【０１９１】第２の平面ミラー９０は、入射した光を反
射するように設けられた平面形状のミラーであり、クロ
スダイクロイックミラー８５の反射面８５ｂで反射した
照明光の進行方向に対して４５°傾いて配設されてい
る。

【０１９２】ダイクロイックミラー９１は、第２の平面
ミラー９０で反射した照明光の光路に対して４５°傾い
て設けられ、第２の平面ミラー９０で反射した照明光の
波長帯域に応じて、透過又は反射させて分離するように
されている。ダイクロイックミラー９１は、誘電体多層
膜等により構成されており、例えば、緑の波長帯域の光
を光路に対して４５°傾いた反射面９１ａで反射させ進
行方向を９０°変化させ、赤の波長帯域の光を透過させ
直進させる。

【０１９３】さらにまた、プロジェクタ装置８０は、ダ
イクロイックミラー９１を透過した照明光の光路順に、
第２のフィールドレンズ９２と、Ｒ−ＰＢＳ９３と、第
２の液晶パネル９４とを備えている。

【０１９４】第２のフィールドレンズ９２は、ダイクロ
イックミラー９１を透過した照明光を第２の液晶パネル
９４に集光するようにされた凸レンズである。

【０１９５】Ｒ−ＰＢＳ９３は、第２のフィールドレン
ズ９２を透過した照明光の偏光成分に応じて、この照明
光を透過又は反射させて分離するようにされている。Ｒ
−ＰＢＳ９３は、上述した回折プリズム１５又は回折プ
リズム３５と略同等の構成とされており、例えば、Ｐ偏
光を透過させ直進させるとともに、Ｓ偏光を光路に対し
て４５°傾いた反射面９３ａで反射させ進行方向を９０
°変化させる。

【０１９６】第２の液晶パネル９４は、光の３原色毎に
分離された映像信号のうち赤色の映像信号が入力され、
この赤色の映像信号に基づいたパターンを表示し、照明
光が入射されることにより、この照射光を変調し反射す
るようにされている。この第２の液晶パネル９４は、液
晶分子が封入された液晶パネルであり、各画素ごとに光
を変調することができる。

【０１９７】Ｒ−ＰＢＳ９３では、第２のフィールドレ
ンズ９２を透過した照明光と、第２の液晶パネル９４で
変調された反射光とが、Ｒ−ＰＢＳ９３を透過して直進
する光と、反射面９３ａで反射して進行方向が９０°変
化する光とに分離される。

【０１９８】さらにまた、プロジェクタ装置８０は、ダ
イクロイックミラー９１で反射された照明光の光路順
に、第３のフィールドレンズ９５と、Ｇ−ＰＢＳ９６
と、第３の液晶パネル９７とを備えている。

【０１９９】第３のフィールドレンズ９５は、ダイクロ
イックミラー９１で反射した照明光を第３の液晶パネル
９７に集光するようにされた凸レンズである。

【０２００】Ｇ−ＰＢＳ９６は、第３のフィールドレン
ズ９５を透過した照明光の偏光成分に応じて、この照明
光を透過又は反射させて分離するようにされている。Ｇ
−ＰＢＳ９３は、上述した回折プリズム１５又は回折プ
リズム３５と略同等の構成とされており、例えば、Ｐ偏
光を透過させ直進させるとともに、Ｓ偏光を光路に対し
て４５°傾いた反射面９６ａで反射させ進行方向を９０
°変化させる。

【０２０１】第３の液晶パネル９７は、光の３原色毎に
分離された映像信号のうち緑色の映像信号が入力され、
この緑色の映像信号に基づいたパターンを表示し、照明
光が入射されることにより、この照射光を変調し反射す
るようにされている。この第３の液晶パネル９７は、液
晶分子が封入された液晶パネルであり、各画素ごとに光
を変調することができる。

【０２０２】Ｇ−ＰＢＳ９６では、第３のフィールドレ
ンズ９５を透過した照明光と、第３の液晶パネル９７で
変調された反射光とが、Ｇ−ＰＢＳ９６を透過して直進
する光と、反射面９６ａで反射して進行方向が９０°変
化する光とに分離される。

【０２０３】さらにまた、プロジェクタ装置８０は、Ｂ
−ＰＢＳ８８を透過した第１の液晶パネル８９で変調さ
れた反射光と、Ｒ−ＰＢＳ９３を透過した第２の液晶パ
ネル９４で変調された反射光と、Ｇ−ＰＢＳ９６を透過
した第３の液晶パネル９７で変調された反射光との進行
方向に、合成プリズム９８を備えている。

【０２０４】合成プリズム９８は、Ｂ−ＰＢＳ８８を透
過した第１の液晶パネル８９で変調された反射光と、Ｒ
−ＰＢＳ９３を透過した第２の液晶パネル９４で変調さ
れた反射光と、Ｇ−ＰＢＳ９６を透過した第３の液晶パ
ネル９７で変調された反射光とを、波長帯域に応じて透
過又は反射させて合成するようにされている。合成プリ
ズム９８は、異なる特性の誘電体多層膜を互いの面が直
交するようにプリズムにより挟み込まれた構造とされて
おり、例えば、青の波長帯域の光を光路に対して４５°
傾いた反射面９８ａで反射させ進行方向を９０°変化さ
せ、赤の波長帯域の光を光路に対して４５°傾いた反射
面９９ｂで反射させ進行方向を９０°変化させ、緑の波
長帯域の光を透過させ直進させる。

【０２０５】合成プリズム９８では、Ｂ−ＰＢＳ８８を
透過した第１の液晶パネル８９で変調された反射光を反
射面９８ａで反射させ進行方向を９０°変化させ、Ｒ−
ＰＢＳ９３を透過した第２の液晶パネル９４で変調され
た反射光を反射面９８ｂで反射させ進行方向を９０°変
化させるとともに、Ｇ−ＰＢＳ９６を透過した第３の液
晶パネル９７で変調された反射光を透過させ直進させ、
これらを同一方向に出力する。

【０２０６】さらにまた、プロジェクタ装置８０は、合
成プリズム９８の反射面９８ａで反射した第１の液晶パ
ネル８９で変調された反射光と、合成プリズム９８の反
射面９８ｂで反射した第２の液晶パネル９４で変調され
た反射光と、合成プリズム９８を透過した第３の液晶パ
ネル９７で変調された反射光との進行方向に、投影レン
ズ９９を備えている。

【０２０７】投影レンズ９９は、合成プリズム９８の反
射面９８ａで反射した第１の液晶パネル８９で変調され
た反射光と、合成プリズム９８の反射面９８ｂで反射し
た第２の液晶パネル９４で変調された反射光と、合成プ
リズム９８を透過した第３の液晶パネル９７で変調され
た反射光とをともに拡大投影することができるようにさ
れた凸レンズであり、図示しないスクリーン等に映像を
投影することができるようにされている。

【０２０８】上述したように構成されたプロジェクタ装
置８０について、ランプ８１から出射した照明光の光路
に沿って各部の動作を説明する。

【０２０９】ランプ８１から出射した照明光は、光の３
原色となる赤、緑、青の波長帯域を含み、無偏光光とし
てフライアイインテグレータ８２に導かれる。

【０２１０】次に、フライアイインテグレータ８２に導
かれた照明光は、フライアイインテグレータ８２により
照度分布を均一化され透過し、ＰＳ変換合成素子８３に
入射する。

【０２１１】次に、ＰＳ変換合成素子８３に入射した照
明光は、Ｓ偏光がそのまま透過するとともに、Ｐ偏光が
Ｓ偏光に変換されて、全てＳ偏光としてメインコンデン
サ８４に入射する。

【０２１２】次に、メインコンデンサ８４に入射した照
明光は、メインコンデンサ８４により集光されてクロス
ダイクロイックミラー８５に入射する。

【０２１３】次に、クロスダイクロイックミラー８５に
入射した照明光は、赤、緑、青の波長帯域全てを含むＳ
偏光であり、青の波長帯域が反射面８５ａにより反射さ
れ進行方向を９０°変化させ、赤及び緑の波長帯域が反
射面８５ｂにより反射され進行方向を９０°変化させ
る。なお、青の波長帯域の照明光と赤及び緑の波長帯域
の照明光とは、進行方向が１８０°異なるように分離さ
れ、青の波長帯域の照明光が第１の平面ミラー８６に導
かれ、赤及び緑の波長帯域の照明光が第２の平面ミラー
９０に導かれる。

【０２１４】ここで、上述したクロスダイクロイックミ
ラー８５により分離された照明光のうち、クロスダイク
ロイックミラー８５の反射面８５ａで反射して第１の平
面ミラー８６に導かれた、青の波長帯域の照明光の光路
について説明する。

【０２１５】第１の平面ミラー８６に導かれた照明光
は、青の波長帯域のＳ偏光であり、第１の平面ミラー８
６により反射されて進行方向が９０°変化して、第１の
フィールドレンズ８７に導かれる。

【０２１６】次に、第１のフィールドレンズ８７に導か
れた照明光は、青の波長帯域のＳ偏光であり、第１のフ
ィールドレンズ８７により第１の液晶パネル８９に集光
するようにされて、Ｂ−ＰＢＳ８８に導かれる。

【０２１７】次に、Ｂ−ＰＢＳ８８に導かれた照明光
は、青の波長帯域のＳ偏光であり、Ｂ−ＰＢＳ８８の反
射面８８ａで反射され進行方向を９０°変化させ、第１
の液晶パネル８９に導かれる。

【０２１８】次に、第１の液晶パネル８９に導かれた照
明光は、青の波長帯域のＳ偏光であり、青色の映像信号
に基づくパターンが表示された第１の液晶パネル８９に
より変調され反射されて進行方向を１８０°変化させ、
この際にＰ偏光が生成され、Ｂ−ＰＢＳ８８に戻され
る。

【０２１９】次に、Ｂ−ＰＢＳ８８に戻された第１の液
晶パネル８９からの反射光は、青の波長帯域のＰ偏光と
ＯＦＦ光であるＳ偏光とであり、Ｐ偏光がＢ−ＰＢＳ８
８の反射面８８ａを透過して合成プリズム９８に導か
れ、Ｓ偏光が反射面８８ａで反射され進行方向を９０°
変化させ第１のフィールドレンズ８７側に戻される。

【０２２０】次に、合成プリズム９８に導かれた第１の
液晶パネル８９で変調された反射光は、合成プリズム９
８の反射面９８ａで反射され進行方向を９０°変化さ
せ、投影レンズ９９に導かれる。

【０２２１】一方、上述したクロスダイクロイックミラ
ー８５により分離された照明光のうち、クロスダイクロ
イックミラー８５の反射面８５ｂで反射され第２の平面
ミラー９０に導かれた赤及び緑の波長帯域の照明光の光
路について説明する。

【０２２２】第２の平面ミラー９０に導かれた照明光
は、赤及び緑の波長帯域のＳ偏光であり、第２の平面ミ
ラー９０により反射されて進行方向が９０°変化して、
ダイクロイックミラー９１に導かれる。

【０２２３】次に、ダイクロイックミラー９１に導かれ
た照明光は、赤及び緑の波長帯域のＳ偏光であり、赤の
波長帯域がダイクロイックミラー９１を透過して第２の
フィールドレンズ９２に導かれ、緑の波長帯域がダイク
ロイックミラー９１で反射され第３のフィールドレンズ
９５に導かれる。

【０２２４】ここで、上述したダイクロイックミラー８
５により分離された照明光のうち、クロスダイクロイッ
クミラー８５を透過して第２のフィールドレンズ９２に
導かれた、赤の波長帯域の照明光の光路について説明す
る。

【０２２５】第２のフィールドレンズ９２に導かれた照
明光は、赤の波長帯域のＳ偏光であり、第２のフィール
ドレンズ９２により第２の液晶パネル９４に集光するよ
うにされて、Ｒ−ＰＢＳ９３に導かれる。

【０２２６】次に、Ｒ−ＰＢＳ９３に導かれた照明光
は、赤の波長帯域のＳ偏光であり、Ｒ−ＰＢＳ９３の反
射面９３ａで反射され進行方向を９０°変化させ、第２
の液晶パネル９４に導かれる。

【０２２７】次に、第２の液晶パネル９４に導かれた照
明光は、赤の波長帯域のＳ偏光であり、赤色の映像信号
に基づくパターンが表示された第２の液晶パネル９４に
より変調され反射されて進行方向を１８０°変化させ、
この際にＰ偏光が生成され、Ｒ−ＰＢＳ９３に戻され
る。

【０２２８】次に、Ｒ−ＰＢＳ９３に戻された第２の液
晶パネル９４からの反射光は、赤の波長帯域のＰ偏光と
ＯＦＦ光であるＳ偏光とであり、Ｐ偏光がＲ−ＰＢＳ９
３の反射面９３ａを透過して合成プリズム９８に導か
れ、Ｓ偏光が反射面９３ａで反射され進行方向を９０°
変化させ第２のフィールドレンズ９２側に戻される。

【０２２９】次に、合成プリズム９８に導かれた第２の
液晶パネル９４で変調された反射光は、合成プリズム９
８の反射面９８ｂで反射して進行方向を９０°変化さ
れ、投影レンズ９９に導かれる。

【０２３０】一方、上述したダイクロイックミラー９１
により分離された照明光のうち、ダイクロイックミラー
９１で反射され第３のフィールドレンズ９５に導かれた
緑の波長帯域の照明光の光路について説明する。

【０２３１】第３のフィールドレンズ９５に導かれた照
明光は、緑の波長帯域のＳ偏光であり、第３のフィール
ドレンズ９５により第３の液晶パネル９７に集光するよ
うにされて、Ｇ−ＰＢＳ９６に導かれる。

【０２３２】次に、Ｇ−ＰＢＳ９６に導かれた照明光
は、緑の波長帯域のＳ偏光であり、Ｇ−ＰＢＳ９６の反
射面９６ａで反射され進行方向を９０°変化させ、第３
の液晶パネル９７に導かれる。

【０２３３】次に、第３の液晶パネル９７に導かれた照
明光は、緑の波長帯域のＳ偏光であり、緑色の映像信号
に基づくパターンが表示された第３の液晶パネル９７に
より変調され反射されて進行方向を１８０°変化させ、
この際にＰ偏光が生成され、Ｇ−ＰＢＳ９６に戻され
る。

【０２３４】次に、Ｇ−ＰＢＳ９６に戻された第３の液
晶パネル９７からの反射光は、緑の波長帯域のＰ偏光と
ＯＦＦ光であるＳ偏光とであり、Ｐ偏光がＧ−ＰＢＳ９
６の反射面９６ａを透過して合成プリズム９８に導か
れ、Ｓ偏光が反射面９６ａで反射され進行方向を９０°
変化させ第３のフィールドレンズ９５側に戻される。

【０２３５】次に、合成プリズム９８に導かれた第３の
液晶パネル９７で変調された反射光は、合成プリズム９
８を透過して直進し、投影レンズ９９に導かれる。

【０２３６】以上のように、クロスダイクロイックミラ
ー８５やダイクロイックミラー９１により３つの光路に
分離されたそれぞれの波長帯域の光は、照明光としてそ
れぞれの波長帯域に対応した液晶パネルに入射され、そ
れぞれの液晶パネルにより変調され反射される。そし
て、それぞれの液晶パネルで変調された反射光は、合成
プリズム９８で合成されて投影レンズ９９に導かれ、こ
の投影レンズ９９によりスクリーン等に拡大投影され
る。

【０２３７】このような、プロジェクタ装置６０は、入
射ＰＢＳ６８、Ｇ−ＰＢＳ６９、ＲＢ−ＰＢＳ７２、出
射ＰＢＳ７６に、それぞれ上述した回折プリズム１５又
は回折プリズム３５をもちいることで、上述したプロジ
ェクタ装置１０及び／又はプロジェクタ装置３０と同等
の効果を得ることができる。

【０２３８】このような、プロジェクタ装置８０は、Ｂ
−ＰＢＳ８８、Ｒ−ＰＢＳ９３、Ｇ−ＰＢＳ９６に、そ
れぞれ上述した回折プリズム１５又は回折プリズム３５
を用いることで、上述したプロジェクタ装置１０及び／
又はプロジェクタ装置３０と同等の効果を得ることがで
きる。

【０２３９】次に、本発明を適用したカラー映像を投影
することができるプロジェクタ装置として、図９に示
す、プロジェクタ装置１００について説明する。

【０２４０】プロジェクタ装置１００は、照明光を出射
する光源となるランプ１０１と、このランプ１０１側か
ら光路順に、フライアイインテグレータ１０２と、ＰＳ
変換合成素子１０３と、メインコンデンサ１０４と、フ
ィールドレンズ１０５と、ＰＢＳ１０６とを備えてい
る。

【０２４１】ランプ１０１は、カラー画像を表示するた
めに必要とされる、光の３原色である赤，緑，青の波長
帯域の光を含む白色光を出射することができるようにさ
れている。このようなランプ１０１は、白色光を発する
発光体１０１ａと、発光体１０１ａから発せられた光を
反射するリフレクタ１０１ｂとを有している。ランプ１
０１の発光体１０１ａとしては、例えば、高圧水銀ラン
プ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノン
ランプ等が用いられる。ランプ１０１のリフレクタ１０
１ｂとしては、凹面鏡が用いられ、その鏡面が周効率の
よい形状とされていることが好ましく、例えば、回転方
物面や回転楕円面のような回転対称面の形状とされてい
る。

【０２４２】フライアイインテグレータ１０２は、ラン
プ１０１から出射された照明光が後述する液晶パネルの
有効面積内を均一に照明するために、照明光を液晶パネ
ルの有効面積の形状の光束とし、照度分布を均一化する
ようにされている。このようなフライアイインテグレー
タ１０２は、マルチレンズアレイとも呼ばれ、複数の小
さな凸レンズをアレイ状に設けたものを二つ組み合わ
せ、ランプ１０１側のマルチレンズアレイ１０２ａによ
りランプ１０１からの照明光を集光し小さな点光源を作
り出し、他方のマルチレンズアレイ１０２ｂによりそれ
ぞれの点光源からの照明光を合成するようにされてい
る。

【０２４３】ＰＳ変換合成素子１０３は、ランプ１０１
からの照明光を有効利用するために、照明光の偏光成分
を揃えるようにされている。ＰＳ変換合成素子１０３
は、λ／２板や偏光ビームスプリッタ等により構成さ
れ、例えば、Ｐ偏光をＳ偏光に変換することができるよ
うにされており、入射した照明光の内でＳ偏光を透過す
るとともにＰ偏光をＳ偏光に変換して出力するので、照
明光を全てＳ偏光にすることができる。

【０２４４】メインコンデンサ１０４は、ＰＳ変換合成
素子１０３を透過した照明光を集光する凸レンズであ
る。

【０２４５】フィールドレンズ１０５は、メインコンデ
ンサ１０４で集光された照明光を、さらに後述する３枚
の液晶パネルに集光するようにされた凸レンズである。

【０２４６】なお、これら集光レンズは、凸レンズに限
定されるものではない。例えばメインコンデンサ１０４
の機能は、フライアイインテグレータ１０２のマルチレ
ンズアレイ１０２ｂの各レンズエレメントをマルチレン
ズアレイ１０２ａの各レンズエレメントに対して偏芯さ
せることでも得ることができる。

【０２４７】ＰＢＳ１０６は、フィールドレンズ１０５
を透過した照明光の偏光成分に応じて、この照明光を透
過又は反射させて分離するようにされている。ＰＢＳ１
０６は、上述した回折プリズム１５又は回折プリズム３
５と略同等の構成とされており、例えば、Ｐ偏光を透過
させ直進させるとともに、Ｓ偏光を光路に対して４５°
傾いた反射面１０６ａで反射させ進行方向を９０°変化
させる。

【０２４８】また、プロジェクタ装置１００は、ＰＢＳ
１０６の反射面１０６ａで反射した照明光の進行方向
に、分離合成プリズム１０７を備えている。

【０２４９】分離合成プリズム１０７は、ＰＢＳ１０６
の反射面１０６ａで反射された照明光の波長帯域に応じ
て、この照明光を光路にたいして４５°傾き、且つ互い
に直行する反射面１０７ａで反射させ、反射面１０７ｂ
で反射させ、又は反射面１０７ａ及び反射面１０７ｂを
透過させて分離するようにされている。分離合成プリズ
ム１０７は、誘電体多層膜等を互いの面が直交するよう
にプリズムに挟み込まれた構造とされており、例えば、
青の波長帯域の光を光路に対して４５°傾いた反射面１
０７ａで反射させ進行方向を９０°変化させ、緑の波長
帯域の光を透過させて直進させ、赤の波長帯域の光を光
路に対して４５°傾いた反射面１０７ｂで反射させ進行
方向を９０°変化させる。

【０２５０】さらに、プロジェクタ装置１００は、分離
合成プリズム１０７の反射面１０７ａで反射した照明光
の進行方向に第１の液晶パネル１０８と、分離合成プリ
ズム１０７の反射面１０７ａ及び反射面１０７ｂを透過
した照明光の進行方向に第２の液晶パネル１０９と、分
離合成プリズム１０７の反射面１０７ｂで反射した照明
光の進行方向に第３の液晶パネル１１０とを備えてい
る。

【０２５１】第１の液晶パネル１０８は、光の３原色毎
に分離された映像信号のうち青色の映像信号が入力さ
れ、この青色の映像信号に基づいたパターンを表示し、
照明光が入射されることにより、この照射光を変調し反
射するようにされている。この第１の液晶パネル１０８
は、液晶分子が封入された液晶パネルであり、各画素ご
とに光を変調することができる。

【０２５２】第２の液晶パネル１０９は、光の３原色毎
に分離された映像信号のうち緑色の映像信号が入力さ
れ、この緑色の映像信号に基づいたパターンを表示し、
照明光が入射されることにより、この照射光を変調し反
射するようにされている。この第２の液晶パネル１０９
は、液晶分子が封入された液晶パネルであり、各画素ご
とに光を変調することができる。

【０２５３】第３の液晶パネル１１０は、光の３原色毎
に分離された映像信号のうち赤色の映像信号が入力さ
れ、この赤色の映像信号に基づいたパターンを表示し、
照明光が入射されることにより、この照射光を変調し反
射するようにされている。この第３の液晶パネル１１０
は、液晶分子が封入された液晶パネルであり、各画素ご
とに光を変調することができる。

【０２５４】分離合成プリズム１０７では、フィールド
レンズ１０５を透過した照明光と、第１の液晶パネル１
０８、第２の液晶パネル１０９及び第３の液晶パネル１
１０でそれぞれ変調された反射光とがこの分離合成プリ
ズム１０７を透過して直進する光と反射面１０７ａ又は
反射面１０７ｂで反射して進行方向が９０°変化する光
とに分離される。

【０２５５】また、ＰＢＳ１０６では、第１の液晶パネ
ル１０８、第２の液晶パネル１０９及び第３の液晶パネ
ル１１０でそれぞれ変調された反射光とがこのＰＢＳ１
０６を透過して直進する。

【０２５６】さらにまた、プロジェクタ装置１００は、
ＰＢＳ１０６の反射面１０６ａを透過した第１の液晶パ
ネル１０８で変調された反射光と、ＰＢＳ１０６の反射
面１０６ａを透過した第２の液晶パネル１０９で変調さ
れた反射光と、ＰＢＳ１０６の反射面１０６ａを透過し
た第３の液晶パネル１１０で変調された反射光との進行
方向に、投影レンズ１１１を備えている。

【０２５７】投影レンズ１１１は、ＰＢＳ１０６の反射
面１０６ａを透過した第１の液晶パネル１０８で変調さ
れた反射光と、ＰＢＳ１０６の反射面１０６ａを透過し
た第２の液晶パネル１０９で変調された反射光と、ＰＢ
Ｓ１０６の反射面１０６ａを透過した第３の液晶パネル
１１０で変調された反射光とをともに拡大投影すること
ができるようにされた凸レンズであり、図示しないスク
リーン等に映像を投影することができるようにされてい
る。

【０２５８】上述したように構成されたプロジェクタ装
置１００について、ランプ１０１から出射した照明光の
光路に沿って各部の動作を説明する。

【０２５９】ランプ１０１から出射した照明光は、光の
３原色となる赤、緑、青の波長帯域を含み、無偏光光と
してフライアイインテグレータ１０２に導かれる。

【０２６０】次に、フライアイインテグレータ１０２に
導かれた照明光は、フライアイインテグレータ１０２に
より照度分布を均一化され透過し、ＰＳ変換合成素子１
０３に入射する。

【０２６１】次に、ＰＳ変換合成素子１０３に入射した
照明光は、Ｓ偏光がそのまま透過するとともに、Ｐ偏光
がＳ偏光に変換されて、全てＳ偏光としてメインコンデ
ンサ１０４に入射する。

【０２６２】次に、メインコンデンサ１０４に入射した
照明光は、メインコンデンサ１０４により集光されてフ
ィールドレンズ１０５に導かれる。

【０２６３】次に、フィールドレンズ１０５に導かれた
照明光は、フィールドレンズ１０５により第１の液晶パ
ネル１０８と第２の液晶パネル１０９と第３の液晶パネ
ル１１０とに集光するようにＰＢＳ１０６に導かれる。

【０２６４】次に、ＰＢＳ１０６に導かれた照明光は、
赤、緑、青の波長帯域全てを含むＳ偏光であり、ＰＢＳ
１０６の反射面１０６ａで反射され進行方向を９０°変
化され、分離合成プリズム１０７に導かれる。

【０２６５】次に、分離合成プリズム１０７に入射した
照明光は、赤、緑、青の波長帯域全てを含むＳ偏光であ
り、青の波長帯域が反射面１０７ａにより反射され進行
方向を９０°変化され第１の液晶パネル１０８に導か
れ、緑の波長帯域が反射面１０７ａ及び反射面１０７ｂ
を透過して直進し第２の液晶パネル１０９に導かれ、赤
の波長帯域が反射面１０７ｂで反射され進行方向を９０
°変化され第３の液晶パネルに導かれる。なお、青の波
長帯域の照明光と赤の波長帯域の照明光とは、進行方向
が１８０°異なるように分離される。

【０２６６】次に、上述した分離合成プリズム１０７に
より分離された照明光のうち、分離合成プリズム１０７
の反射面１０７ａで反射して第１の液晶パネル１０８に
導かれた照明光は、青の波長帯域のＳ偏光であり、青色
の映像信号に基づくパターンが表示された第１の液晶パ
ネル１０８により変調され反射されて進行方向を１８０
°変化させ、この際にＰ偏光が生成され、分離合成プリ
ズム１０７に戻される。また、上述した分離合成プリズ
ム１０７により分離された照明光のうち、分離合成プリ
ズム１０７の反射面１０７ａ及び反射面１０７ｂを透過
して第２の液晶パネル１０９に導かれた照明光は、緑の
波長帯域のＳ偏光であり、緑色の映像信号に基づくパタ
ーンが表示された第２の液晶パネル１０９により変調さ
れ反射されて進行方向を１８０°変化させ、この際にＰ
偏光が生成され、分離合成プリズム１０７に戻される。

【０２６７】さらに、上述した分離合成プリズム１０７
により分離された照明光のうち、分離合成プリズム１０
７の反射面１０７ｂで反射して第３の液晶パネル１１０
に導かれた照明光は、赤の波長帯域のＳ偏光であり、赤
色の映像信号に基づくパターンが表示された第３の液晶
パネル１１０により変調され反射されて進行方向を１８
０°変化させ、この際にＰ偏光が生成され、分離合成プ
リズム１０７に戻される。

【０２６８】次に、分離合成プリズム１０７に戻された
第１の液晶パネル１０８からの反射光は、青の波長帯域
のＰ偏光とＯＦＦ光であるＳ偏光とであり、反射面１０
７ａで反射され進行方向を９０°変化されてＰＢＳ１０
６に戻される。

【０２６９】また、分離合成プリズム１０７に戻された
第２の液晶パネル１０９からの反射光は、緑の波長帯域
のＰ偏光とＯＦＦ光であるＳ偏光とであり、反射面１０
７ａ及び反射面１０７ｂを透過して直進しＰＢＳ１０６
に戻される。

【０２７０】さらに、分離合成プリズム１０７に戻され
た第３の液晶パネル１１０からの反射光は、赤の波長帯
域のＰ偏光とＯＦＦ光であるＳ偏光とであり、反射面１
０７ｂで反射され進行方向を９０°変化されてＰＢＳ１
０６に戻される。

【０２７１】次に、ＰＢＳ１０６に戻された第１の液晶
パネル１０８からの反射光は、青の波長帯域のＰ偏光と
ＯＦＦ光であるＳ偏光とであり、Ｐ偏光がＰＢＳ１０６
の反射面１０６ａを透過して投影レンズ１１１に導か
れ、ＯＦＦ光であるＳ偏光が反射面１０６ａで反射され
進行方向を９０°変化させランプ１０１側に戻される。

【０２７２】また、ＰＢＳ１０６に戻された第２の液晶
パネル１０９からの反射光は、緑の波長帯域のＰ偏光と
ＯＦＦ光であるＳ偏光とであり、Ｐ偏光がＰＢＳ１０６
の反射面１０６ａを透過して投影レンズ１１１に導か
れ、ＯＦＦ光であるＳ偏光が反射面１０６ａで反射され
進行方向を９０°変化させランプ１０１側に戻される。

【０２７３】さらに、ＰＢＳ１０６に戻された第３の液
晶パネル１１０からの反射光は、赤の波長帯域のＰ偏光
とＯＦＦ光であるＳ偏光とであり、Ｐ偏光がＰＢＳ１０
６の反射面１０６ａを透過して投影レンズ１１１に導か
れ、ＯＦＦ光であるＳ偏光が反射面１０６ａで反射され
進行方向を９０°変化させランプ１０１側に戻される。

【０２７４】以上のように、分離合成プリズム１０７に
より３つの光路に分離されたそれぞれの波長帯域の光
は、照明光としてそれぞれの波長帯域に対応した液晶パ
ネルに入射され、それぞれの液晶パネルにより変調され
反射される。そして、それぞれの液晶パネルで変調され
た反射光は、分離合成プリズム１０７で合成されて投影
レンズ１１１に導かれ、この投影レンズ１１１によりス
クリーン等に拡大投影される。

【０２７５】このような、プロジェクタ装置１００は、
ＰＢＳ１０６に、上述した回折プリズム１５又は回折プ
リズム３５を用いることで、上述したプロジェクタ装置
１０及び／又はプロジェクタ装置３０と同等の効果を得
ることができる。

【０２７６】なお、上述では、光変調素子として液晶パ
ネルを用いているが、これに限定されるものではなく、
偏光状態を空間的に変調する素子であれば、その種類を
問わない。

【０２７７】また、図５及び図６に示される回折グリッ
ド５１、回折グリッド基材５２に代えて、板状の透明基
材の上に波長成分に応じて光を透過又は反射する特性を
有する光分離層を形成し、プリズム基材５４を、複数の
平板部材５５が軟質接着層５６を介して接合された構成
としてもよい。もちろん光分離層は板状の透明部材を介
さずに所定の平板部材５５の上に直接形成してもよい。

【０２７８】

【発明の効果】以上で説明したように、本発明に係るプ
リズムは、広い入射角度における光束の分離特性に優
れ、且つ結像光学系内に用いても非点収差の発生を抑制
することができる。また、分離特性に優れているために
屈折率の高い基材を用いずとも所望の特性を得ることが
できるので、誘電体多層膜によるＰＢＳと比較して低コ
ストで同等の性能を得ることができる。また、屈折率の
高い基材を用いなくても良いことから低コスト化及び軽
量化を図ることができる。さらに、それぞれの構成要素
の材料の組み合わせ自由度が高く所望の特性を得やすい
ため、様々な光学系において容易に用いることができ
る。

【０２７９】また、グリッド基材とプリズム基材と間に
軟性を有する接着層が設けられているため、内部に発生
する応力を低減することができ、光学的な歪を低減する
ことができるとともに、プリズム基材が複数の平板部材
を軟質接着層を介して光学的に結合されているため内部
に発生する応力をさらに低減することができ、光学的な
歪を低減することができる。

【０２８０】また、本発明に係る投影装置は、上述のプ
リズムを用いることにより、高いＮＡでの分離特性の維
持が可能であるため、コントラストの良い映像を投影す
ることができ、また光の利用効率も向上し、明るい映像
を投影することができる。また、上述のプリズムを用い
ることにより、結像光学系内での非点収差の発生を抑制
することができるので、鮮明な映像を投影することがで
きる。さらに、上述のプリズムを用いることにより低コ
スト化及び軽量化を図ることができる。

【０２８１】また、プリズムが光学的な歪を低減するこ
とができるため、投影する映像の黒むらを抑制すること
ができ、また、熱の応力による歪みも抑制することがで
きるので、このプリズムに入力する光量を上げることに
よる熱の発生の影響が低減できるため、光源から出射す
ること光量を上げて投影する映像の明るさを向上させる
ことができる。

【０２８２】また、本発明に係る光学部材は、構成する
部材を複数の平板部材に分割して、その界面に軟性を有
する接着層を挿入することで、界面方向に加わる応力を
軟質接着層により逃がして、光学的な歪の発生を抑制す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されたプロジェクタ装置の構成を
示す図である。

【図２】本発明が適用されたプリズムの構成を示す図で
ある。

【図３】本発明が適用されたプロジェクタ装置の他の構
成を示す図である。

【図４】本発明が適用された光学部材の構成を示す図で
ある。

【図５】本発明が適用されたプリズムのコーナープリズ
ムが積層構造である構成を示す図である。

【図６】本発明が適用されたプリズムのコーナープリズ
ムが積層構造である他の構成を示す図である。

【図７】本発明が適用されたプロジェクタ装置構成にお
ける他の構成を示す図である。

【図８】本発明が適用されたプロジェクタ装置構成にお
けるさらに他の構成を示す図である。

【図９】本発明が適用されたプロジェクタ装置構成にお
けるさらに他の構成を示す図である。

【図１０】従来のＰＢＳの構成を示す図である。

【図１１】従来の回折グリッドＰＢＳを示す図である。

【符号の説明】

１５ 回折プリズム、２１ 回折グリッド、２２ 回折
グリッド基材、２３接着層、２４ プリズム基材、２５
回折グリッド媒質

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｆ 1/13357 Ｇ０２Ｆ 1/13357 ２Ｋ１０３ Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｅ Ｆターム(参考） 2H042 CA06 CA14 CA17 2H049 BA05 BA45 BB03 BC21 2H088 EA12 HA23 MA20 2H091 FA21X FA26Z FA41Z FB07 FB08 FD14 LA16 MA07 2H099 AA12 BA09 BA17 CA17 DA05 2K103 AA01 AA05 AA11 AA14 AB01 AB04 AB08 BC15 BC16 BC20 CA75

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入射された光を偏光成分に応じて透過又
   は反射するプリズムであって、 金属により形成された略グリッド状の回折グリッドと、 上記回折グリッドを挟み込む一対の回折グリッド基材
   と、 上記一対の回折グリッド基材の上記回折グリッドと対向
   するそれぞれの面側に設けられた接着層と、 上記接着層を介して上記一対の回折グリッド基材にそれ
   ぞれ固定される一対のブロック部材とを備え、 上記回折グリッドと上記一対の回折グリッド基材とによ
   り形成される空隙に、上記ブロック部材と略同等の屈折
   率を有する媒質が充填されていることを特徴とするプリ
   ズム。
2. 【請求項２】 上記接着層は、軟性を有することを特徴
   とする請求項１記載のプリズム。
3. 【請求項３】 上記ブロック部材は、互いに略直角に交
   差する２辺を有する三角形の底面を有する角柱であり、 上記一対の回折グリッド基材は、それぞれ対応する上記
   ブロック部材の上記２辺を稜とする側面に対し、当該２
   辺以外の１辺を稜とする側面に沿って傾斜して配置され
   ていることを特徴とする請求項１記載のプリズム。
4. 【請求項４】 上記ブロック部材は、表面を鏡面研磨さ
   れた複数の板状部材が軟性を有する軟質接着層を介して
   交互に積層されてなり、光学的に結合されていることを
   特徴とする請求項１記載のプリズム。
5. 【請求項５】 上記ブロック部材を形成する少なくとも
   １つの上記板状部材は、上記軟質接着層を介して積層さ
   れる２つの積層面の形状が異なり、当該積層面の形状が
   当該積層面に隣接する他の板状部材の上記積層面の形状
   と等しいことを特徴とする請求項４記載のプリズム。
6. 【請求項６】 上記ブロック部材は互いに略直角に交差
   する２辺を有する三角形の底面を有する角柱であり、上
   記複数の板状部材は、上記回折グリッド基材の接着面と
   上記積層面が平行になるように、上記軟質接着層を介し
   て交互に積層して構成されていることを特徴とする請求
   項５記載のプリズム。
7. 【請求項７】 照明光を出射する光源と、 上記光源から出射された照明光を集光する集光レンズ
   と、 上記集光レンズからの光を偏光成分に応じて透過又は反
   射するプリズムと、 上記プリズムで透過又は反射した照明光を変調して反射
   する光変調素子と、 上記プリズムで反射又は透過した上記光変調素子で変調
   された反射光を拡大投影する投影レンズとを備え、 上記プリズムは、金属により形成された略グリッド状の
   回折グリッドと、上記回折グリッドを挟み込む一対の回
   折グリッド基材と、上記一対の回折グリッド基材の上記
   回折グリッドと対向するそれぞれの面側に設けられた接
   着層と、上記接着層を介して上記一対の回折グリッド基
   材にそれぞれ固定される一対のブロック部材とを有し、
   上記回折グリッドと上記一対の回折グリッド基材とによ
   り形成される空隙に、上記ブロック部材と略同等の屈折
   率を有する媒質が充填されている投影装置。
8. 【請求項８】 上記光源と上記プリズムの間に、上記照
   明光を所定の偏光方向の光として上記プリズムに出力す
   る偏光手段をさらに有することを特徴とする請求項７記
   載の投影装置。
9. 【請求項９】 上記偏光手段は、上記照明光の偏光成分
   を揃える偏光変換合成素子、又は上記プリズムに入射す
   る上記照明光のうち所定の偏光成分の光を透過させるプ
   リ偏光素子であることを特徴とする請求項８記載の投影
   装置。
10. 【請求項１０】 上記プリズムは、上記接着層が軟性を
    有する請求項７記載の投影装置。
11. 【請求項１１】 上記プリズムは、上記ブロック部材が
    表面を鏡面研磨された複数の板状部材が軟性を有する軟
    質接着層を介して積層されている請求項７記載の投影装
    置。
12. 【請求項１２】 所定の偏光状態の光が透過して出射さ
    れる光学部材であって、表面を鏡面研磨された複数の板
    状部材が軟性を有する軟質接着層を介して積層されてい
    ることを特徴とする光学部材。
13. 【請求項１３】 少なくとも１つの上記板状部材は、上
    記軟質接着層を介して積層される２つの積層面の形状が
    異なり、当該積層面の形状が当該積層面に隣接する他の
    板状部材の上記積層面の形状と等しいことを特徴とする
    請求項１２記載の光学部材。
14. 【請求項１４】 板状基材の上に設けられ、偏光成分に
    応じて光を透過又は反射する特性を有する光分離層と、 上記板状基材の光分離層が設けられていない主面側及び
    上記光分離層の上記板状基材に当接しない主面側に設け
    られた一対の接着層と、 上記接着層を介して上記光分離層を挟持する一対のブロ
    ック部材とを備え、上記ブロック部材は、表面を鏡面研
    磨された複数の板状部材が軟性を有する軟質接着層を介
    して積層されていることを特徴とするプリズム。
15. 【請求項１５】 上記接着層は、軟性を有することを特
    徴とする請求項１４記載のプリズム。
16. 【請求項１６】 上記ブロック部材は、互いに略直角に
    交差する２辺を有する三角形の底面を有する角柱である
    ことを特徴とする請求項１４記載のプリズム。
17. 【請求項１７】 上記ブロック部材を形成する少なくと
    も１つの上記板状部材は、上記軟質接着層を介して積層
    される２つの積層面の面積が異なり、当該積層面に隣接
    する他の板状部材の上記積層面は当該積層面とその形状
    が等しいことを特徴とする請求項１４記載のプリズム。
18. 【請求項１８】 照明光を出射する光源と、 上記光源から出射された照明光を集光する集光レンズ
    と、 上記集光レンズからの光を偏光成分に応じて透過又は反
    射するプリズムと、 上記プリズムで透過又は反射した照明光を変調して反射
    する光変調素子と、 上記プリズムで反射又は透過した上記光変調素子で変調
    された反射光を拡大投影する投影レンズとを備え、 上記プリズムは、板状基材の上に設けられ、偏光成分に
    応じて光を透過又は反射する特性を有する光分離層と、
    上記板状基材の光分離層が設けられていない主面側及び
    上記光分離層の上記板状基材に当接しない主面側に設け
    られた一対の接着層と、上記接着層を介して上記光分離
    層を挟持する一対のブロック部材とを有し、上記ブロッ
    ク部材が、表面を鏡面研磨された複数の板状部材が軟性
    を有する軟質接着層を介して積層されていることを特徴
    とする投影装置。
19. 【請求項１９】 上記光源と上記プリズムの間に、上記
    照明光を所定の偏光方向の光として上記プリズムに出力
    する偏光手段をさらに有することを特徴とする請求項１
    ８記載の投影装置。