JP2008158274A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】プロジェクタの厚み等のサイズ増大を抑えつつ、左右の色ムラを簡易に低減する
ことができるプロジェクタを提供すること。
【解決手段】リレーレンズ４５，４６のある長い光路において、赤色光ＬＲが赤色用反射
ミラー４２ｃ，４２ｄ，４２ｅによって計３回折り曲げられる。赤色光ＬＲの照明光像は
、青色光ＬＢや緑色光ＬＧの照明光像と比較した場合に、上下反転が生じているが、左右
反転が生じていない。よって、青色光ＬＢ、緑色光ＬＧ、及び赤色光ＬＲの各照明光が最
終的に合成される方向は、左右に関して一致しており、左右方向に色ムラが生じにくくな
っている。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明光を液晶ライトバルブ等によって変調し、変調された像光を投射するプ
ロジェクタに関する。

従来の一般的なプロジェクタとして、略白色光を発生する光源と、光源からの光を均一
化するとともに偏光変換する照明光学系と、照明光学系を経た光を３色の光路に分離する
色分離光学系と、３色の照明光によってそれぞれ照明される３つの液晶パネルと、これら
３つの液晶パネルからの像を合成するクロスダイクロイックプリズムと、合成後の拡大像
を投射する投射レンズとを備えるものがある。

上記のようなプロジェクタにおいて、他の色の光路に比較して長いリレー系の光路上に
２枚のミラーの接合によって得た組合せミラーを配置して照明光像を上下反転させている
ものがある（特許文献１参照）。

また、同様のプロジェクタにおいて、リレー系の光路上に４枚の全反射ミラーからなる
ミラー系を立体的に配置することで、照明光像について上下左右の反転を行っているもの
がある（特許文献２参照）。
特開２００５−１７７７２号公報 特開平１０−２０５８１６号公報

しかし、組合せミラーを用いた前者のプロジェクタでは、照明光像の左右反転が行われ
ないので、投射像の左右に発生する色ムラの解消が容易でない。特に、偏光変換用のＰＢ
Ｓアレイで生じる光束のケラレの影響で横方向に照度分布が生じやすく、スクリーンに投
射される画面も左右に長い場合が多いといった事情があることから、一般に横方向に色ム
ラが生じ易く目立ち易くなっている。なお、上記のようなプロジェクタについては、組合
せミラーの接続部分がスクリーン上に影となって投射されてしまうといった問題もある。

また、４枚の全反射ミラーを立体配置する前者のプロジェクタでは、リレー系を含む長
い光路部分が大型になってしまうことを避けられず、特にプロジェクタが厚み方向に極端
に大きくなるという問題がある。

そこで、本発明は、プロジェクタの厚み等のサイズ増大を抑えつつ、左右の色ムラを簡
易に低減することができるプロジェクタを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るプロジェクタは、（ａ）照明光を射出する照明
装置と、（ｂ）照明装置からの照明光を３つの色に分離する色分離光学系と、３色光のそ
れぞれの光路のうち他の色用の光路よりも長くなる１つの所定色用の光路において照明光
像を倒立させつつ伝達するリレー光学系と、所定色用の光路の折り曲げによって、例えば
リレー光学系によって倒立されるべき照明光像を左右反転させる反射素子系とを含む色分
離導光光学系と、（ｃ）色分離導光光学系で分離された各色光用の光路に導かれた光を、
画像情報に応じてそれぞれ変調する各色光用の液晶ライトバルブと、（ｄ）液晶ライトバ
ルブで変調された各色の像光を合成する光合成光学系と、（ｅ）光合成光学系を経た像光
を投射する投射光学系とを備える。

上記プロジェクタでは、色分離導光光学系の反射素子系が、他より長い所定色用の光路
の折り曲げにより、リレー光学系によって倒立されるべき照明光像を左右反転させるので
、所定色の照明光像と、他の色用の照明光像とを左右方向に関して一致させることができ
、重要度の高い左右方向に関して投射像の色ムラを低減することができる。

また、本発明の具体的な態様又は観点によれば、上記プロジェクタにおいて、所定色用
の光路に関する色分離導光光学系及び光合成光学系での反射回数は、他の色用の光路に関
する色分離導光光学系及び光合成光学系での反射回数よりも奇数回多い。この場合、色分
離導光光学系と光合成光学系と総合的に加味して照明光像の左右反転を調整することがで
きる。

また、本発明の別の態様によれば、色分離導光光学系が、色分離光学系として光路に沿
って配列された２つのダイクロイックミラーを備える。そして、他の色用の光路のうち一
方が、光学的に上流のダイクロイックミラーで折り曲げられ、光路折曲用の追加ミラーで
再度折り曲げられ、光合成光学系内で折り曲げられるような方向から光合成光学系に導か
れ、他の色用の光路のうち他方が、光学的に下流のダイクロイックミラーで折り曲げられ
、光合成光学系内で直進するような方向から光合成光学系に導かれる。また、所定色用の
光路が、２つのダイクロイックミラーを直進し、リレー光学系及び反射素子系を経て、光
合成光学系内で折り曲げられるような方向から光合成光学系に導かれる。この場合、色分
離導光光学系を比較的簡単な構造に組み立てることができる。

本発明のさらに別の態様によれば、反射素子系が、３つの反射素子で構成される。この
場合、反射素子系を比較的少ないミラー等の反射素子で構成することができる。さらに、
３つの反射素子によって所定色用の光路を簡易に長くすることができるので、リレー光学
系を構成するレンズを比較的低屈折率かつ低曲率とできるので、収差低減、コスト低減等
を簡易に達成できる。

本発明のさらに別の態様によれば、反射素子系が、ミラーのみからなる反射素子と、偏
光ビームスプリッタ、位相差板、及びミラーからなる反射素子とのいずれかを含む。

本発明のさらに別の態様によれば、３色用の光路の照明光軸が、互いに同一平面上に配
置されている。この場合、プロジェクタを照明光軸が含まれる平面に関して薄く構成する
ことができ、プロジェクタの薄型化を維持することができる。

本発明のさらに別の態様によれば、所定色用の光路の照明光軸が、同一平面上で交差し
ている。この場合、所定色用の光路をプロジェクタ内に省スペースで組み込むことができ
る。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの光学系の構成を説明する概念図で
ある。

このプロジェクタ１０は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調してカラー
の光学像を形成し、この光学像をスクリーン上に拡大投射するための光学機器であり、光
源ランプユニット２０、照明光学系３０、色分離導光光学系４０、光変調部６０、クロス
ダイクロイックプリズム７０、及び投射光学系８０を備えて構成される。ここで、光源ラ
ンプユニット２０と照明光学系３０とは、色分離導光光学系４０等に入射させるための照
明光を生成する照明装置を構成する。

光源ランプユニット２０は、ランプ本体２１から周囲に放射された光束を集めて射出し
、照明光学系３０等を介して光変調部６０を照明するための光源装置である。光源ランプ
ユニット２０は、発光管であるランプ本体２１と、ランプ本体２１から前方に射出された
光源光を反射する球面状の副鏡２２と、ランプ本体２１から後方に射出された光源光を反
射する楕円面状の主鏡２３と、コリメート用の凹レンズ２４とを備える。この光源ランプ
ユニット２０において、ランプ本体２１から射出された略白色の光源光は、副鏡２２を介
して又は直接的に主鏡２３に入射して前方側に反射され、凹レンズ２４によって平行化さ
れた状態で照明光学系３０側に射出される。なお、上述したランプ本体２１には、各色の
波長に亘って高輝度の光を射出することができる点で、通常高圧水銀ランプが使用される
が、光源ランプユニット２０に組み込み可能なランプは、高圧水銀ランプに限らず各種発
光ランプとすることができ、ＬＥＤ等の固体発光素子とすることができる。また、主鏡２
３としては、楕円面に限らず放物面等の各種リフレクタを用いることができる。放物面状
の主鏡２３を用いた場合、主鏡２３の後段に凹レンズ２４等を設けることなく、光源ラン
プユニット２０から平行光束を射出させることができる。

照明光学系３０は、光源ランプユニット２０から射出された光束を複数の部分光束に分
割し対象とする照明領域に重畳して入射させることにより照度を均一化するとともに、照
明光を特定方向の偏光に変換する光学系であり、第１マルチレンズ３１、第２マルチレン
ズ３２、偏光変換装置３４、及び重畳レンズ３５を備えている。

第１マルチレンズ３１は、レンズアレイとも呼ばれ、ランプ本体２１から射出された光
束を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子としての機能を有し、システム光軸ＯＡ
と直交する面内にマトリックス状に配列される複数の小レンズを備えて構成される。各小
レンズの輪郭形状は、後述する光変調部６０を構成する液晶表示パネル６１ｂ，６１ｇ，
６１ｒの画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定されている。第２マルチレン
ズ３２は、前述した第１マルチレンズ３１により分割された複数の部分光束を集光する光
学素子である。第２マルチレンズ３２は、第１マルチレンズ３１と同様にシステム光軸Ｏ
Ａに直交する面内にマトリックス状に配列される複数の小レンズを備えているが、集光を
目的としているため、各小レンズの輪郭形状が液晶表示パネル６１ｂ，６１ｇ，６１ｒの
画像形成領域の形状と正確に対応している必要はない。なお、以上の第１及び第２マルチ
レンズ３１，３２と、以下に説明する重畳レンズ３５とは、入射光を分割と重ね合わせよ
って均一化する光インテグレータとして機能する。

偏光変換装置３４は、ＰＢＳアレイと位相差板とで形成されており、第１マルチレンズ
３１により分割された各部分光束の偏光方向を一方向の直線偏光に揃える役割を有する。
この偏光変換装置３４のＰＢＳアレイは、詳細な図示を省略しているが、システム光軸Ｏ
Ａに対して傾斜配置される偏光分離膜及び反射ミラーを交互に配列した構成を具備する。
前者の偏光分離膜は、各部分光束に含まれるＰ偏光光束及びＳ偏光光束のうち、一方の偏
光光束を透過し、他方の偏光光束を反射する。反射された他方の偏光光束は、後者の反射
ミラーによって曲折され、一方の偏光光束の射出方向、すなわちシステム光軸ＯＡに沿っ
た方向に射出される。射出された偏光光束のいずれかは、偏光変換装置３４の光束射出面
にストライプ状に設けられる位相差板によって偏光変換され、すべての偏光光束の偏光方
向が揃えられる。このような偏光変換装置３４を用いることにより、ランプ本体２１から
射出される光束を、一方向の偏光光束に揃えることができるため、光変調部６０で利用す
る光源光の利用率を向上させることができる。

重畳レンズ３５は、第１マルチレンズ３１、第２マルチレンズ３２、及び偏光変換装置
３４を経た複数の部分光束を集光して、液晶表示パネル６１ｂ，６１ｇ，６１ｒの画像形
成領域上に重畳させて入射させるための光学素子である。この重畳レンズ３５から射出さ
れた光束は、均一化されつつ次段の色分離導光光学系４０に射出される。つまり、両マル
チレンズ３１，３２と重畳レンズ３５とを経た照明光は、以下に詳述する色分離導光光学
系４０を経て、光変調部６０の照明領域すなわち各色の液晶表示パネル６１ｂ，６１ｇ，
６１ｒの画像形成領域を均一に重畳照明する。

色分離導光光学系４０は、第１及び第２ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂ、青色用
反射ミラー４２ａ、赤色用反射ミラー４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ、フィールドレンズ４３ｂ
，４３ｇ，４３ｒ、及びリレーレンズ４５，４６を備える。これらのうち、第１及び第２
ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂは、略白色の照明光を３原色に分離するための色分
離光学系を構成する。各ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂは、透明基板上に、所定の
波長領域の光束を反射し他の波長領域の光束を透過する波長選択作用を有する誘電体多層
膜を形成することによって得た光学素子であり、システム光軸ＯＡに対してともに傾斜し
た状態で配置される。第１ダイクロイックミラー４１ａは、青・緑・赤（Ｂ・Ｇ・Ｒ）の
３色のうち青色光ＬＢを反射し、緑色光ＬＧと赤色光ＬＲとを透過させる。また、第２ダ
イクロイックミラー４１ｂは、入射した緑色光ＬＧ及び赤色光ＬＲのうち緑色光ＬＧを反
射し赤色光ＬＲを透過させる。結果的に、光源ランプユニット２０から照明光学系３０を
経て色分離導光光学系４０に入射した照明光は、第１ダイクロイックミラー４１ａで反射
されてその先に延びる第１光路ＯＰ１に導かれる青色光ＬＢと、第１ダイクロイックミラ
ー４１ａを透過して第２ダイクロイックミラー４１ｂで反射されてその先に延びる第２光
路ＯＰ２に導かれる緑色光ＬＧと、第１及び第２ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂを
透過してその先に延びる第３光路ＯＰ３に導かれる赤色光ＬＲとに分離される。

色分離導光光学系４０の射出側に設けられた各色用のフィールドレンズ４３ｂ，４３ｇ
，４３ｒは、第２マルチレンズ３２から射出され光変調部６０に入射する各部分光束が、
適当な収束度となるように設けられている。一対のリレーレンズ４５，４６は、青色用の
第１光路ＯＰ１や緑色用の第２光路ＯＰ２よりも相対的に長い赤色用の第３光路ＯＰ３上
に配置されている。これらのリレーレンズ４５，４６は、入射側の第１のリレーレンズ４
５の直前に形成された像を、略そのまま倒立像して射出側のフィールドレンズ４３ｒに伝
達することにより、光の拡散等による光の利用効率の低下を防止している。青色用反射ミ
ラー４２ａは、追加ミラーとして、第１ダイクロイックミラー４１ａで直交方向に折り返
された青色光ＬＢを、再度直交方向に折り返して液晶表示パネル６１ｂ側に導く。赤色用
反射ミラー４２ｃ，４２ｄ，４２ｅは、反射素子系として機能するものであり、第１及び
第２ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂを通過した赤色光ＬＲを、３度に亘って折り返
して液晶表示パネル６１ｒ側に導く。この場合、青色光ＬＢや赤色光ＬＲの光路ＯＰ１，
ＯＰ３は、緑色光ＬＧの光路ＯＰ２とともに紙面に平行になっている。つまり、各光路Ｏ
Ｐ１〜ＯＰ３に対応する各色のシステム光軸ＯＡは、共通の平面内に収められて２次元的
に配列されたものとなっている。ここで、第３光路ＯＰ３は、所定色用の光路に相当する
ものであり本実施形態では赤色用とされており、第１光路ＯＰ１は、他の色用の光路のう
ち一方に相当するものであり本実施形態では青色用とされており、第２光路ＯＰ２は、他
の色用の光路のうち一方に相当するものであり本実施形態では緑色用とされている。

光変調部６０は、３色の照明光ＬＢ，ＬＧ，ＬＲがそれぞれ入射する３つの液晶表示パ
ネル６１ｂ，６１ｇ，６１ｒを備える。ここで、青色光ＬＢ用の液晶表示パネル６１ｂと
、これを挟む一対の偏光フィルタ６２ｂ，６２ｂとは、照明光を画像情報に基づいて２次
元的に輝度変調するための液晶ライトバルブを構成する。また、緑色光ＬＧ用の液晶表示
パネル６１ｇと、これを挟む一対の偏光フィルタ６２ｇ，６２ｇも、緑色用の液晶ライト
バルブを構成し、同様に、赤色光ＬＲ用の液晶表示パネル６１ｒと、一対の偏光フィルタ
６２ｒ，６２ｒも、赤色用の液晶ライトバルブを構成する。各液晶表示パネル６１ｂ，６
１ｇ，６１ｒは、一対の透明なガラス基板間に電気光学物質である液晶を密閉封入したも
のであり、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、与えられた画像信号
に従って、それぞれに入射した偏光光束の偏光方向を変調する。

第１光路ＯＰ１に導かれた青色光ＬＢは、青色用反射ミラー４２ａ及びフィールドレン
ズ４３ｂを介して液晶表示パネル６１ｂの照明領域に入射し液晶表示パネル６１ｂ内の画
像形成領域を照明する。第２光路ＯＰ２に導かれた緑色光ＬＧは、フィールドレンズ４３
ｇを介して液晶表示パネル６１ｇの照明領域に入射し液晶表示パネル６１ｇ内の画像形成
領域を照明する。第３光路ＯＰ３に導かれた赤色光ＬＲは、第１及び第２リレーレンズ４
５，４６、赤色用反射ミラー４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ、及びフィールドレンズ４３ｒを介
して液晶表示パネル６１ｒの照明領域に入射し液晶表示パネル６１ｒ内の画像形成領域を
照明する。各液晶表示パネル６１ｂ，６１ｇ，６１ｒは、入射した照明光の偏光方向の空
間的分布を変化させるための非発光で透過型の光変調装置である。各液晶表示パネル６１
ｂ，６１ｇ，６１ｒにそれぞれ入射した各色光ＬＢ，ＬＧ，ＬＲは、各液晶表示パネル６
１ｂ，６１ｇ，６１ｒに電気的信号として入力された駆動信号或いは制御信号に応じて、
画素単位で偏光状態が調整される。その際、偏光フィルタ６２ｂ，６２ｇ，６２ｒによっ
て、各液晶表示パネル６１ｂ，６１ｇ，６１ｒに入射する照明光の偏光方向が調整される
とともに、偏光フィルタ６２ｂ，６２ｇ，６２ｒによって、各液晶表示パネル６１ｂ，６
１ｇ，６１ｒから射出される光から所定の偏光方向の変調光が取り出される。

クロスダイクロイックプリズム７０は、偏光フィルタ６２ｂ，６２ｇ，６２ｒから射出
された各色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光合成光学系である
。このクロスダイクロイックプリズム７０は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視
略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、Ｘ字状に交差する一対の
誘電体多層膜７１，７２が形成されている。一方の第１誘電体多層膜７１は青色光ＬＢを
反射し、他方の第２誘電体多層膜７２は赤色光ＬＲを反射する。このクロスダイクロイッ
クプリズム７０は、液晶表示パネル６１ｂからの青色光ＬＢを第１誘電体多層膜７１で反
射して進行方向右側に射出させ、液晶表示パネル６１ｇからの緑色光ＬＧを第１及び第２
誘電体多層膜７１，７２を介して直進・射出させ、液晶表示パネル６１ｒからの赤色光Ｌ
Ｒを第２誘電体多層膜７２で反射して進行方向左側に射出させる。つまり、青色光ＬＢと
赤色光ＬＲとは、クロスダイクロイックプリズム７０内で折り曲げられるような方向から
クロスダイクロイックプリズム７０に導かれ、緑色光ＬＧは、クロスダイクロイックプリ
ズム７０内で直進するような方向からクロスダイクロイックプリズム７０に導かれる。

このようにクロスダイクロイックプリズム７０で合成された像光は、拡大投影レンズと
しての投射光学系８０を経て、適当な拡大率でスクリーン（不図示）にカラー画像として
投射される。

以上説明したプロジェクタ１０において、青色光ＬＢは、照明光又は像光として第１ダ
イクロイックミラー４１ａと青色用反射ミラー４２ａと第１誘電体多層膜７１とで計３回
折り曲げられるように反射される。また、緑色光ＬＧは、照明光又は像光として第２ダイ
クロイックミラー４１ｂで１回折り曲げられるように反射される。また、赤色光ＬＲは、
照明光又は像光として赤色用反射ミラー４２ｃ，４２ｄ，４２ｅと、第２誘電体多層膜７
２とで計４回折り曲げられるように反射されているとともにリレーレンズ４５，４６によ
って照明構造の倒立つまり上下左右反転が生じている。つまり、青色光ＬＢと緑色光ＬＧ
とに関しては、反射回数が偶数回の差になっており、ミラーによる照明光像の左右反転が
一致しており（照明光学系３０から出射され色分離導光光学系４０への入射時の青色光Ｌ
Ｂと緑色光ＬＧとの照明光束の左右関係とクロスダイクロイックプリズム７０からの射出
時の両者の照明光束の左右関係とが一致している）、色ムラが生じにくい状態となってい
る。一方、赤色光ＬＲに関しても、左右方向の反転回数が偶数回の差になっており、ミラ
ーとリレーレンズによる照明光像の左右反転が一致しており（照明光学系３０から出射さ
れ色分離導光光学系４０への入射時の青色光ＬＢ（緑色光ＬＧ）と赤色光ＬＲとの照明光
束の左右関係とクロスダイクロイックプリズム７０からの射出時の両者の照明光束の左右
関係とが一致している）、色むらが生じにくい状態となっている。ここでもし、リレーレ
ンズ４５から射出された光をリレーレンズ４６へと入射させるために１枚のミラーでのみ
反射させた場合は、青色光ＬＢや緑色光ＬＧと比較した照明光像の左右反転回数が奇数回
の差になってしまうので、このままでは、照明光学系３０から出射され色分離導光光学系
４０への入射時の青色光ＬＢ（緑色光ＬＧ）と赤色光ＬＲとの照明光束の左右関係とクロ
スダイクロイックプリズム７０からの射出時の両者の照明光束の左右関係とが一致しなく
なってしまう。しかしながら、赤色用の第３光路ＯＰ３には、リレーレンズ４５から射出
された光をリレーレンズ４６へと入射させるために赤色用反射ミラー４２ｃ，４２ｄが設
けられており赤色光路中でのミラーでの反射回数を奇数回とし、リレーレンズ４５，４６
での上下左右反転とあわせることによって照明光像の左右反転が偶数回生じている。つま
り、リレーレンズが配置された赤色光路中でのミラーによる反射回数を、リレーレンズが
配置されない他の色光の光路中（青色光路ＬＢ及び緑色光路ＬＧの光路中）でのミラー反
射回数よりも奇数回多くすることによって、クロスダイクロイックプリズム７０からの射
出時の赤色光ＬＲの照明光像については、同時点での青色光ＬＢや緑色光ＬＧの照明光像
と比較した場合に、上下反転が生じているが、左右反転が生じていない。よって、青色光
ＬＢ、緑色光ＬＧ、及び赤色光ＬＲの各照明光が最終的にクロスダイクロイックプリズム
７０で合成された後のそれぞれの左右方向の関係は、照明光学系３０の射出での左右方向
の関係と一致しており、合成された画像光の左右方向に色ムラが生じにくくなっている。
つまり、本実施形態のプロジェクタ１０によれば、色分離導光光学系４０の構造をあまり
複雑化することなく重要度の高い左右方向に関して投射像の色ムラを低減することができ
るので、比較的簡易な構成の光学系によって高品位の画像を投射することができる。

なお、色分離導光光学系４０において、赤色用反射ミラー４２ｃ，４２ｄ，４２ｅによ
って形成される第３光路ＯＰ３において、照明光軸となっているシステム光軸ＯＡが同一
平面上で交差する。これにより、赤色用の第３光路ＯＰ３をプロジェクタ内に省スペース
で組み込むことができる。また、図からも明らかなように、これらの赤色用反射ミラー４
２ｃ，４２ｄ，４２ｅに対する照明光束の入射角はそれぞれ９０°に近くなっており、入
射角のばらつきの低減によって入射角に対する角度依存性の減光すなわち色ムラの発生を
防止できる。

〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態に係るプロジェクタについて説明する。なお、第２実施形
態のプロジェクタは、第１実施形態のプロジェクタを一部変更したものであり、特に説明
しない部分については第１実施形態と同様であるものとする。

図２は、第２実施形態に係るプロジェクタの光学系の構成を説明する概念図である。本
実施形態のプロジェクタ１１０では、色分離導光光学系１４０が新たな配置の赤色用反射
ミラー１４２ｃ，１４２ｄ，１４２ｅを備える。この場合、光路を交差させるミラー１４
２ｄ，１４２ｅが液晶表示パネル６１ｒの比較的近くに配置される。

〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態に係るプロジェクタについて説明する。なお、第３実施形
態のプロジェクタは、第１実施形態のプロジェクタを一部変更したものであり、特に説明
しない部分については第１実施形態と同様であるものとする。

図３は、第３実施形態に係るプロジェクタの光学系の構成を説明する概念図である。本
実施形態のプロジェクタ２１０では、色分離導光光学系２４０が、反射素子系として、第
１の反射素子２４２Ａと、第２の反射素子２４２Ｂとを備える。ここで、第１の反射素子
２４２Ａは、偏光分離膜４２ｇを内蔵する偏光ビームスプリッタ４２ｆと、位相差板であ
る１／４波長板４２ｈと、ミラーである反射膜４２ｉとを有する。第３光路ＯＰ３に導か
れた赤色光ＬＲは、第１及び第２リレーレンズ４５，４６、第１の反射素子２４２Ａ、第
２の反射素子２４２Ｂ、及びフィールドレンズ４３ｒを介して液晶表示パネル６１ｒに入
射しこれを照明する。特に第１リレーレンズ４５を経て第１の反射素子２４２Ａに入射し
た赤色光ＬＲは、偏光分離膜４２ｇで反射され、反射膜４２ｉで再度反射される。この際
、１／４波長板４２ｈを往復するので偏光方向を９０°回転させることができ、反射膜４
２ｉからの反射光である赤色光ＬＲは、偏光分離膜４２ｇを通過して、第２リレーレンズ
４６に入射する。なお、第２の反射素子２４２Ｂは、図１に示すミラー４２ｅと同様のも
のである。この場合も、第１実施形態の赤色用反射ミラー４２ｃ，４２ｄ，４２ｅの場合
と同様に、反射素子系の部分で、すなわち偏光分離膜４２ｇと、反射膜４２と、反射素子
２４２Ｂとで計３回折り曲げられるので、赤色光ＬＲの照明光像は、青色光ＬＢや緑色光
ＬＧの照明光像と比較した場合に、上下反転が生じているが左右反転が生じていない。よ
って、青色光ＬＢ、緑色光ＬＧ、及び赤色光ＬＲの各照明光が最終的に合成される方向は
、左右に関して一致しており、左右方向に色ムラが生じにくくなっている。

なお、色分離導光光学系２４０に設けた場合、第１の反射素子２４２Ａによって偏光方
向を切り替えることができるので、第３光路ＯＰ３において例えば１／２波長板を配置し
て偏光方向を切り替えていた場合は、このような１／２波長板が不要になる。また、第３
光路ＯＰ３において偏光方向を切り替える必要がない場合、光路上に１／２波長板を設け
て偏光方向を元に戻すことができる。

〔第４実施形態〕
以下、本発明の第４実施形態に係るプロジェクタについて説明する。なお、第４実施形
態のプロジェクタは、第３実施形態のプロジェクタを一部変更したものであり、特に説明
しない部分については第３実施形態と同様であるものとする。

図４は、第４実施形態に係るプロジェクタの光学系の構成を説明する概念図である。本
実施形態のプロジェクタ３１０では、色分離導光光学系３４０が、反射素子系として、第
１の反射素子３４２Ａと、第２の反射素子３４２Ｂとを備える。ここで、第１の反射素子
３４２Ａは、図３の第２の反射素子３４２Ｂと同様のものであり、第２の反射素子３４２
Ｂは、図３の第１の反射素子２４２Ａと同様のものである。つまり、第１の反射素子３４
２Ａと第２の反射素子３４２Ｂの順番を入れ替えると第３実施形態の色分離導光光学系２
４０と同様のものになる。この場合、光路を交差させる第２の反射素子３４２Ｂが液晶表
示パネル６１ｒの比較的近くに配置される。

以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記の実施形態に限られるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能で
あり、例えば次のような変形も可能である。

すなわち、上記実施形態では、青色光ＬＢ、緑色光ＬＧ、及び赤色光ＬＲを、第１光路
ＯＰ１、第２光路ＯＰ２、及び第３光路ＯＰ３にそれぞれ導く場合について説明したが、
色分離光学系である第１及び第２ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂ等の設計変更によ
って、これらの組み合わせを自在に変更することができる。例えば青色光ＬＢや緑色光Ｌ
Ｇを長い第３光路ＯＰ３に導くことができる。

また、上記実施形態のプロジェクタ１０では、光源ランプユニット２０のランプ本体２
１として高圧水銀ランプ等を用いているが、略白色の照明光を得ることができる各種ラン
プや、ＬＥＤ等の固体発光素子を用いることができる。

また、上記実施形態のプロジェクタ１０では、照明光学系３０をマルチレンズ３１，３
２、偏光変換装置３４、及び重畳レンズ３５で構成したが、マルチレンズ３１，３２等に
ついてはこれを省略することができ、或いはこれをロッドインテグレータに置き換えるこ
とができる。

また、本発明は、投射画像を観察する側から投射するフロント投射型プロジェクタにも
、投射画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投射型プロジェクタにも適用可能
である。

第１実施形態に係るプロジェクタの光学系を説明するための平面図である。 第２実施形態に係るプロジェクタの光学系を説明するための平面図である。 第３実施形態に係るプロジェクタの光学系を説明するための平面図である。 第４実施形態に係るプロジェクタの光学系を説明するための平面図である。

符号の説明

１０…プロジェクタ、 ２０…光源ランプユニット、 ２１…ランプ本体、 ２２…副
鏡、 ２３…主鏡、 ２４…凹レンズ、 ３１，３２…マルチレンズ、 ３４…偏光変換
装置、 ４０…色分離導光光学系、 ４１ａ…第１ダイクロイックミラー、 ４１ｂ…第
２ダイクロイックミラー、 ４２…反射膜、 ４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ…赤色用反射ミラ
ー、 ４２ｆ…偏光ビームスプリッタ、 ４２ｉ…反射膜、 ４５，４６…リレーレンズ
、 ６１ｂ，６１ｇ，６１ｒ…液晶表示パネル、 ６２ｂ，６２ｇ，６２ｒ…偏光フィル
タ、 ７１…第１誘電体多層膜、 ７２…第２誘電体多層膜、 ＬＢ…青色光、 ＬＧ,
…緑色光、 ＬＲ…赤色光、 ＯＡ…システム光軸、 ＯＰ１〜ＯＰ３…第１〜第３光路

Claims (7)

1. 照明光を射出する照明装置と、
   前記照明装置からの照明光を３つの色光に分離する色分離光学系と、前記３つの色光の
   それぞれの光路のうち他の色用の光路よりも長くなる１つの所定色用の光路において照明
   光像を倒立させつつ伝達するリレー光学系と、前記所定色用の光路の折り曲げによって照
   明光像を左右反転させる反射素子系とを含む色分離導光光学系と、
   前記色分離導光光学系で分離された各色光用の光路に導かれた光を、画像情報に応じて
   それぞれ変調する各色光用の液晶ライトバルブと、
   前記液晶ライトバルブで変調された各色の像光を合成する光合成光学系と、
   前記光合成光学系を経た像光を投射する投射光学系と、
   を備えるプロジェクタ。
2. 前記所定色用の光路に関する前記色分離導光光学系及び光合成光学系での反射回数は、
   前記他の色用の光路に関する前記色分離導光光学系及び光合成光学系での反射回数よりも
   奇数回多い請求項１記載のプロジェクタ。
3. 前記色分離導光光学系は、前記色分離光学系として光路に沿って配列された２つのダイ
   クロイックミラーを備え、
   前記他の色用の光路のうち一方は、光学的に上流の前記ダイクロイックミラーで折り曲
   げられ、光路折曲用の追加ミラーで再度折り曲げられ、前記光合成光学系内で折り曲げら
   れるような方向から前記光合成光学系に導かれ、
   前記他の色用の光路のうち他方は、光学的に下流の前記ダイクロイックミラーで折り曲
   げられ、前記光合成光学系内で直進するような方向から前記光合成光学系に導かれ、
   前記所定色用の光路は、前記２つのダイクロイックミラーを直進し、前記リレー光学系
   及び前記反射素子系を経て、前記光合成光学系内で折り曲げられるような方向から前記光
   合成光学系に導かれる請求項２記載のプロジェクタ。
4. 前記反射素子系は、３つの反射素子で構成される請求項１から請求項３のいずれか一項
   記載のプロジェクタ。
5. 前記反射素子系は、ミラーのみからなる反射素子と、偏光ビームスプリッタ、位相差板
   、及びミラーからなる反射素子とのいずれかを含む請求項１から請求項４のいずれか一項
   記載のプロジェクタ。
6. 前記３色用の光路の照明光軸は、互いに同一平面上に配置されている請求項１から請求
   項５のいずれか一項記載のプロジェクタ。
7. 前記所定色用の光路の照明光軸は、同一平面上で交差している請求項６記載のプロジェ
   クタ。

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