JP2009258646A - 光学装置、およびプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】取り扱い性を向上でき、かつ、小型化が図れる光学装置の提供。
【解決手段】光学装置は、液晶パネルと、この液晶パネルの光路後段に配置され、接着剤５５を介して一体化される射出側偏光素子５３とを備える。射出側偏光素子５３は、液晶パネルから射出された光束Ｌ１を入射する光束入射側端面５３１Ａ、および光束入射側端面５３１Ａに対して傾斜した射出側傾斜面５３１Ｂを有する第１プリズム５３１と、偏光素子本体５３３とを備える。そして、接着剤５５の屈折率ｎ０は、第１プリズム５３１の屈折率をｎ１とし、照明光軸Ａと、光束Ｌ１とのなす角をθとし、照明光軸Ａに直交する直交面ＸＹと、光束入射側端面５３１Ａとのなす角をψとし、直交面ＸＹと、射出側傾斜面５３１Ｂとのなす角をφとした場合において、１≦ｎ１／ｎ０・ｓｉｎ［２φ−ａｒｃｓｉｎ{ｎ０／ｎ１・ｓｉｎ（θ−ψ）}−２ψ］の関係を満たすように設定されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、光学装置、およびプロジェクタに関する。

従来、光源装置と、光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成する光変調素子と、画像光を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタが知られている。
このようなプロジェクタでは、光変調素子（液晶パネル）の光束入射側および光束射出側には、通常、入射光束のうち所定の直線偏光光を透過させ、他の光束を除去する偏光素子が配置される（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載のプロジェクタでは、液晶パネルの光束射出側に配置される偏光素子（以下、射出側偏光素子）として、反射型の偏光素子が用いられ、射出側偏光素子の耐光性および耐熱性を向上させるとともに、射出側偏光素子にて反射された不要な光束を液晶パネルに入射させない構成としている。
具体的に、射出側偏光素子は、入射光束の光軸に直交する光束入射側端面と、光束入射側端面に対して傾斜した傾斜面とを有する断面三角形状のプリズムと、プリズムの傾斜面に設けられる反射型偏光板とを備える。そして、反射型偏光板にて反射された不要な光束は、プリズムの光束入射側端面にて全反射し、液晶パネルを避ける方向に進行する。

国際公開ＷＯ０１／０５５７７８

ところで、プロジェクタに組み込む際等の取り扱い性を考慮すれば、液晶パネルを射出側偏光素子の光束入射側端面に接着剤にて固着し、液晶パネルおよび射出側偏光素子を一体化して光学装置として構成することが好ましい。
しかしながら、このような構成によると、接着剤の屈折率によっては反射型偏光板にて反射した光が全反射することなく光束入射側端面から射出され、射出された光束が液晶パネルに影響を与える場合があるという問題がある。

本発明の目的は、取り扱い性を向上でき、かつ、小型化が図れる光学装置、およびプロジェクタを提供することにある。

本発明の光学装置は、光源から射出される光束の光路上に配置される光学素子と、前記光学素子の光束射出側に配設される偏光素子とを備えた光学装置であって、前記偏光素子は、前記光学素子から射出された光束を入射する光束入射側端面、および前記光速入射側端面に対して傾斜した射出側傾斜面を有する第１プリズムと、前記射出側傾斜面に設けられ、前記第１プリズムを介した光束のうち第１の直線偏光光を透過し、偏光方向が前記第１の直線偏光光に直交する第２の直線偏光光を前記第１プリズムに向けて反射する偏光素子本体とを備え、前記光学素子および前記偏光素子は、前記光束入射側端面に形成される接着層を介して一体化され、前記接着層の屈折率をｎ０、前記第１プリズムの屈折率をｎ１とし、前記光源から射出された光束の光軸と、前記光束入射側端面に入射する光束とのなす角をθとし、前記光軸に直交する直交面と、前記光束入射側端面とのなす角をψ、前記直交面と、前記射出側傾斜面とのなす角をφとした場合に、前記接着層の屈折率ｎ０は、以下の式（１）の関係を満たすように設定されることを特徴とする。

１≦ｎ１／ｎ０・ｓｉｎ［２φ−ａｒｃｓｉｎ{ｎ０／ｎ１・ｓｉｎ（θ−ψ）}−２ψ］・・・・・・（１）

なお、本発明では、光源から射出された光束の光軸をＺ軸（光束の射出方向を＋Ｚ軸方向とする）とし、直交面および光束入射側端面の法線にそれぞれ直交する軸をＸ軸とし、Ｘ軸およびＺ軸にそれぞれ直交する軸をＹ軸とする。また、＋Ｙ軸方向は、値が大きくなるに従って、Ｚ軸方向における光束入射側端面および射出側傾斜面の間隔が狭くなる方向とする。
そして、光源から射出された光束の光軸と、光束入射側端面に入射する光とのなす角θ、光軸に直交する直交面と、光束入射側端面とのなす角ψ、および直交面と、射出側傾斜面とのなす角φは、Ｚ軸方向先端側をＸ軸回りに＋Ｙ軸方向に回転させる方向を正方向とする。

本発明によれば、光学素子および偏光素子は、光束入射側端面に形成される接着層を介して一体化されているので、取り扱い性を向上でき、かつ、小型化が図れる。
また、接着層の屈折率ｎ０が式（１）を満たすように設定されているので、偏光素子本体にて反射された第２の直線偏光光は、光束入射側端面において全反射し、光学素子を避ける方向に進行する。したがって、偏光素子から射出された光束が光学素子に影響を与えることがない。

本発明の光学装置では、前記偏光素子は、前記光束入射側端面に平行し前記偏光素子本体を透過した前記第１の直線偏光光を射出する光束射出側端面、および前記光束射出側端面に対して傾斜し前記射出側傾斜面に対向する入射側傾斜面を有し、前記第１プリズムと一体化される第２プリズムを備えることが好ましい。

このような構成によれば、偏光素子は、第１プリズムにおける光束入射側端面に平行する光束射出側端面を有する第２プリズムを備える。このことにより、光束入射側端面と光束射出側端面とが平行しているため、偏光素子への入射光束と、光束射出側端面から射出される第１の直線偏光光との進行方向を略同一に設定できる。このため、光学素子の光路前段に配設される光学部品や、偏光素子の光路後段に配設される光学部品と組み合わせて使用する場合に、光学系を容易に構成できる。すなわち、光学素子の光路前段や、偏光素子の光路後段に配設される光学部品をも一体化して光学装置として構成でき、取り扱い性をさらに向上できる。

本発明の光学装置では、前記光学素子は、互いに対向する駆動基板および対向基板と、前記駆動基板および前記対向基板間に封入される液晶とを備え、入射光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成する光変調素子で構成されていることが好ましい。

このような構成によれば、光学素子は、光変調素子で構成されているので、光変調素子および射出側偏光素子の部材間を密閉空間とすることができる。このため、光変調素子や射出側偏光素子に塵埃が付着することを防止できる。したがって、光変調素子の光束射出側に、塵埃が付着しても該塵埃をフォーカス位置からずらし、塵埃が画像光に影となって入り込むことを防止するための防塵ガラスを取り付ける必要がなく、光学装置の構成の簡素化が図れ、小型化がさらに一層図れる。

本発明のプロジェクタは、光源装置と、前記光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成する光変調素子と、前記画像光を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、前述した光学装置を備えることを特徴とする。
本発明では、プロジェクタは、前述した光学装置を備えるので、前述した光学装置と同様の作用および効果を享受できる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクタの主な構成〕
図１は、プロジェクタ１の概略構成を模式的に示す図である。
プロジェクタ１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画像光を形成し、形成した画像光をスクリーン（図示略）上に拡大投射する。このプロジェクタ１は、図１に示すように、光学ユニット３と、投射光学装置としての投射レンズ４と、光学ユニット３、および投射レンズ４を収納し、外装を構成する外装筐体２とで大略構成されている。
なお、具体的な図示は省略したが、外装筐体２内において、光学ユニット３および投射レンズ４以外の空間には、プロジェクタ１内部を冷却する冷却ファン等を備えた冷却ユニット、プロジェクタ１の各構成部材に電力を供給する電源装置、プロジェクタ１の各構成部材の動作を制御する制御装置等が配置されるものとする。

光学ユニット３は、前記制御装置による制御の下、光源装置３１から射出された光束を光学的に処理して画像情報に対応した画像光を形成する。この光学ユニット３は、光源装置３１と、照明光学装置３２と、色分離光学装置３３と、リレー光学装置３４と、光学装置５と、これら各光学部品３１〜３４，および光学装置５を内部に設定された照明光軸Ａに対する所定位置に配置する光学部品用筐体３５とを備える。
光源装置３１は、図１に示すように、光源ランプ３１１およびリフレクタ３１２等を備える。そして、光源装置３１は、光源ランプ３１１から射出された光束がリフレクタ３１２によって射出方向が揃えられ、照明光学装置３２に向けて光束を射出する。

照明光学装置３２は、図１に示すように、第１レンズアレイ３２１、第２レンズアレイ３２２、偏光変換素子３２３、および重畳レンズ３２４を備える。そして、光源装置３１から射出された光束は、第１レンズアレイ３２１によって複数の部分光束に分割され、第２レンズアレイ３２２の近傍で結像する。第２レンズアレイ３２２から射出された各部分光束は、その中心軸（主光線）が偏光変換素子３２３の入射面に垂直となるように入射し、偏光変換素子３２３にて略１種類の直線偏光光として射出される。偏光変換素子３２３から直線偏光光として射出され、重畳レンズ３２４を介した複数の部分光束は、光学装置５の後述する３枚の液晶パネル５１上で重畳する。

色分離光学装置３３は、図１に示すように、２枚のダイクロイックミラー３３１，３３２、および反射ミラー３３３を備え、これらのダイクロイックミラー３３１，３３２、反射ミラー３３３により照明光学装置３２から射出された複数の部分光束を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離する機能を有する。
リレー光学装置３４は、図１に示すように、入射側レンズ３４１、リレーレンズ３４３、および反射ミラー３４２，３４４を備え、色分離光学装置３３で分離された色光、例えば、赤色光を光学装置５の後述する赤色光側の液晶パネル５１Ｒまで導く機能を有する。

光学装置５は、入射した光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成する。なお、光学装置５の具体的な構成については、後述する。
投射レンズ４は、複数のレンズを組み合わせた組レンズとして構成され、光学装置５から射出された画像光をスクリーン上に拡大投射する。

〔光学装置の構成〕
図２は、光学装置５の構成を模式的に示す分解斜視図である。
なお、図２では、光学装置５において、Ｇ色光側のみを図示しているが、Ｒ，Ｂ色光側もＧ色光側と同様の構成を有しているものとする。
光学装置５は、図１、または図２に示すように、光変調素子（光学素子）としての液晶パネル５１（赤色光側の液晶パネルを５１Ｒ、緑色光側の液晶パネルを５１Ｇ、青色光側の液晶パネルを５１Ｂとする）と、各液晶パネル５１の光路前段側に配置される入射側偏光素子５２と、各液晶パネル５１の光路後段に配置される射出側偏光素子５３と、色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム５４とを備える。
以下、光束入射側から順に各光学部品５１〜５４の構成を説明する。

入射側偏光素子５２は、偏光変換素子３２３で揃えられた偏光方向と略同一の偏光方向の直線偏光光のみ透過する。本実施形態では、入射側偏光素子５２は、後述する偏光素子本体５３３と同様に、反射型偏光子で構成されている。
液晶パネル５１は、図２に示すように、ガラス等からなる平面視矩形状の一対の基板５１１，５１２に電気光学物質である液晶が密閉封入された構成を有している。このうち、基板５１１は、液晶を駆動するための駆動基板であり、互いに平行に配列形成される複数のデータ線と、複数のデータ線と直行する方向に配列形成される複数の走査線と、走査線およびデータ線の交差に対応してマトリクス状に配列形成される画素電極と、ＴＦＴ(Thin Film Transistor)等のスイッチング素子と、スイッチング素子を駆動する駆動部とを有している。また、基板５１２は、基板５１１に対して所定間隔を空けて対向配置される対向基板であり、所定の電圧Ｖcomが印加される共通電極を有している。また、これら基板
５１１，５１２には、前記制御装置と電気的に接続し、前記走査線、前記データ線、前記スイッチング素子、および前記共通電極等に所定の駆動信号を出力する回路基板としてのＦＰＣケーブル５１３が接続されている。このＦＰＣケーブル５１３を介して前記制御装置から駆動信号を入力することで、所定の前記画素電極および前記共通電極の間に電圧が印加され、該画素電極および共通電極間に介在する液晶の配向状態が制御され、入射側偏光素子５２から射出された偏光光束の偏光方向が変調される。

射出側偏光素子５３は、液晶パネル５１から射出された光束のうち、入射側偏光素子５２の透過軸に直交する偏光方向の第１の直線偏光光のみ透過する。この射出側偏光素子５３は、図２に示すように、第１プリズム５３１と、第２プリズム５３２と、偏光素子本体５３３とを備える。
第１プリズム５３１は、断面略直角三角形状を有する三角柱プリズムで構成され、液晶パネル５１から射出された光束を入射する光束入射側端面５３１Ａ、および断面略直角三角形状の斜辺に相当し、光束入射側端面５３１Ａに対して傾斜した射出側傾斜面５３１Ｂを有している。

第２プリズム５３２は、第１プリズム５３１と同一の断面直角三角形状を有する三角柱プリズムで構成されている。また、第２プリズム５３２は、第１プリズム５３１の光束入射側端面５３１Ａに平行し、第１の直線偏光光を射出する光束射出側端面５３２Ａ、および断面直角三角形状の斜辺に相当し、第１プリズム５３１の射出側傾斜面５３１Ｂに対向する入射側傾斜面５３２Ｂを有している。なお、第２プリズム５３２は、第１プリズム５３１と同一の屈折率を有している。

偏光素子本体５３３は、射出側傾斜面５３１Ｂおよび入射側傾斜面５３２Ｂの間に介装され、第１の直線偏光光を透過し、第２の直線偏光光を反射する反射型偏光子で構成されている。本実施形態では、偏光素子本体５３３は、具体的な図示は省略したが、入射側傾斜面５３２Ｂの表面にアルミニウム等の微細な線状リブが多数平行に形成された構成を有している。そして、偏光素子本体５３３は、線状リブが延出している方向に、垂直な偏光方向の直線偏光光（第１の直線偏光光）を透過し、平行な偏光方向の直線偏光光（第２の直線偏光光）を反射する。
そして、射出側偏光素子５３は、図２に示すように、各部材５３１〜５３３が互いに密着した状態で一体化され、略直方体形状を有する。
なお、図２においては、射出側傾斜面５３１Ｂは偏光素子本体５３３で第２の直線偏光光が図面下側に反射されるように傾斜しているが、射出側傾斜面５３１Ｂの傾斜方向は、液晶パネル５１を避ける方向であれば、上下左右どの方向でも良い。
射出側偏光素子５３の内部における光束（第１の直線偏光光および第２の直線偏光光）の光路については、後述する。

クロスダイクロイックプリズム５４は、各射出側偏光素子５３を透過した各色光を合成して画像光（カラー画像）を形成する。このクロスダイクロイックプリズム５４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、２つの誘電体多層膜が形成されている。これら誘電体多層膜は、液晶パネル５１Ｇから射出され射出側偏光素子５３を透過したＧ色光を透過し、各液晶パネル５１Ｒ，５１Ｂから射出され各射出側偏光素子５３を透過したＲ，Ｂ色光を反射する。このようにして、各色光が合成されてカラー画像が形成される。

そして、上述した各部材５１〜５４は、以下に示すように一体化される。
射出側偏光素子５３は、光束射出側端面５３２Ａがクロスダイクロイックプリズム５４の光束入射側端面５４Ａに接着剤により固着され、光束入射側端面５３１Ａが液晶パネル５１の駆動基板５１１に後述する接着剤５５（図３参照）により固着される。さらに、入射側偏光素子５２は、対向基板５１２に接着剤等により固定される。

〔射出側偏光素子の内部における光束の光路〕
図３は、射出側偏光素子５３の内部における光束の光路を示す模式図である。具体的に、図３は、射出側偏光素子５３の縦断面図である。
なお、図３においては、光源から射出された光束の光軸（照明光軸Ａ）をＺ軸（光束の射出方向を＋Ｚ軸方向とする）とし、Ｚ軸および光束入射側端面５３１Ａの法線（図示略）にそれぞれ直交する軸をＸ軸とし、Ｚ軸およびＸ軸にそれぞれ直交する軸をＹ軸とする。また、＋Ｙ軸方向は、値が大きくなるに従って、Ｚ軸方向における光束入射側端面５３１Ａ、および射出側傾斜面５３１Ｂの間隔が狭くなる方向（図３中上方向）とする。

液晶パネル５１（図２参照）から射出された光束Ｌ１は、図３に示すように、エポキシ系の接着剤５５を介して光束入射側端面５３１Ａに入射する。
ここで、接着層としての接着剤５５の屈折率ｎ０は、第１プリズム５３１の屈折率をｎ１とし、照明光軸Ａと、光束Ｌ１とのなす角をθとし、直交面ＸＹと、光束入射側端面５３１Ａとのなす角をψとし、直交面ＸＹと、射出側傾斜面５３１Ｂとのなす角をφとした場合において、以下の式（１）を満たすように設定されている。なお、角θ、角ψ、角φは、Ｚ軸方向先端側をＸ軸回りに＋Ｙ軸方向に回転させる方向（図３中反時計回り方向）を正方向とする。以下の角についても同様である。

１≦ｎ１／ｎ０・ｓｉｎ［２φ−ａｒｃｓｉｎ{ｎ０／ｎ１・ｓｉｎ（θ−ψ）}−２ψ］・・・・・・（１）

例えば、第１プリズム５３１に一般的な光学ガラス材料ＢＫ７を用いる場合、ＢＫ７の屈折率ｎ１＝１．５１８である。そして、θ＝１５（°）、φ＝４０（°）、ψ＝０（°）とした場合、式（１）から求められる接着剤５５の屈折率ｎ０は、ｎ０≦１．４３となる。
すなわち、この例での接着剤５５としては、屈折率が１．４０のＳｉＯ２や、１．３９のＭｇＦ２、１．３０のＣａＦ２を採用できる。

以下、射出側偏光素子５３の内部における光束の光路について説明するとともに、式（１）の導出について説明する。
まず、照明光軸Ａと、光束入射側端面５３１Ａを介した光束Ｌ２とのなす角θ２は、スネルの法則により、以下の式（２）で求められる。

ｓｉｎ（θ−ψ）／ｓｉｎ（θ２−ψ）＝ｎ１／ｎ０・・・・・・（２）

第１プリズム５３１の内部を進行する光束Ｌ２は、偏光素子本体５３３にて第１の直線
偏光光Ｌ２１および第２の直線偏光光Ｌ２２に分離される。
第１の直線偏光光Ｌ２１は、偏光素子本体５３３を透過し、第２プリズム５３２を介して光束射出側端面５３２Ａから射出され、クロスダイクロイックプリズム５４（図２参照）に導入される。なお、光束射出側端面５３２Ａおよびクロスダイクロイックプリズム５４の光束入射側端面５４Ａを固着する接着剤（図示略）は、接着剤５５と同一の屈折率ｎ０を有している。これにより、光束射出側端面５３２Ａから射出される第１の直線偏光光Ｌ２１は、光束Ｌ１の進行方向と略同一方向に進行する。

図４は、第１プリズム５３１の内部における第２の直線偏光光Ｌ２２の光路を示す模式図である。なお、図４では、第２プリズム５３２の図示を省略している。
第２の直線偏光光Ｌ２２は、図４に示すように、偏光素子本体５３３にて光束入射側端面５３１Ａに向けて反射される。
ここで、照明光軸Ａと、偏光素子本体５３３にて光束入射側端面５３１Ａに向けて反射される第２の直線偏光光Ｌ２２とのなす角θ３は、以下の式（３）で求められる。

θ３＝２φ−θ２・・・・・・（３）

図５は、偏光素子本体５３３にて反射された第２の直線偏光光Ｌ２２が光束入射側端面５３１Ａに入射する光路を示す模式図である。なお、図５では、第２プリズム５３２の図示を省略している。
偏光素子本体５３３にて反射された第２の直線偏光光Ｌ２２は、図５に示すように、光束入射側端面５３１Ａに入射する。
ここで、照明光軸Ａと、第２の直線偏光光Ｌ２２とのなす角は、式（３）で求められる角θ３となるので、第２の直線偏光光Ｌ２２が光束入射側端面５３１Ａにて全反射するための条件は、スネルの法則により、以下の式（４）で求められる。

１／ｓｉｎ（θ３−ψ）≦ｎ１／ｎ０・・・・・・（４）

そして、前述した式（２）〜式（４）から角θ２および角θ３を消去して整理すれば、前述した式（１）を得ることができる。
以上のように、接着剤５５の屈折率ｎ０は、式（１）を満たすように設定されているので、偏光素子本体５３３にて反射された第２の直線偏光光Ｌ２２は、光束入射側端面５３１Ａにて全反射し、液晶パネル５１を避ける方向に進行する。

以上のような本実施形態によれば、以下の効果がある。
（１）液晶パネル５１および射出側偏光素子５３は、接着剤５５を介して一体化されているので、取り扱い性を向上でき、かつ、小型化が図れる。
（２）接着剤５５の屈折率ｎ０が式（１）を満たすように設定されているので、偏光素子本体５３３にて反射された第２の直線偏光光Ｌ２２は、光束入射側端面５３１Ａにおいて全反射し、液晶パネル５１を避ける方向に進行する。したがって、射出側偏光素子５３から射出された光束が液晶パネル５１に影響を与えることがない。

（３）液晶パネル５１および射出側偏光素子５３の部材間は、接着剤５５を介して固着され、密閉空間とされているので、液晶パネル５１や射出側偏光素子５３に塵埃が付着することを防止できる。したがって、液晶パネルの光束射出側に、塵埃が付着しても該塵埃をフォーカス位置からずらし、塵埃が画像光に影となって入り込むことを防止するための防塵ガラスを取り付ける必要がなく、光学装置５の構成の簡素化が図れ、小型化がさらに一層図れる。

（４）射出側偏光素子５３は、第１プリズム５３１における光束入射側端面５３１Ａに平
行する光束射出側端面５３２Ａを有する第２プリズム５３２を備えるので、射出側偏光素子５３への入射光束Ｌ１と、光束射出側端面５３２Ａから射出される第１の直線偏光光Ｌ２１との進行方向を略同一に設定できる。このため、液晶パネル５１の光路前段に配設される入射側偏光素子５２や、射出側偏光素子５３の光路後段に配設されるクロスダイクロイックプリズム５４をも一体化して光学装置５として構成でき、取り扱い性をさらに向上できる。

〔実施形態の変形〕
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記実施形態では、接着層としてエポキシ系の接着剤５５を採用していたが、これに限らず、例えば、フッ素系のコーティング剤、シリコン樹脂からなるコーティング剤、およびＳｉＯ２またはＭｇＦ２の金属酸化物等の層を偏光素子の光束入射側端面に形成し、光学素子および偏光素子を押圧すること等により接着してもよい。要するに、光学素子および偏光素子が光束入射側端面に形成される接着層を介して一体化されていればよい。

前記実施形態では、各光学部品５１〜５４を一体化して光学装置５を構成していたが、これに限らず、少なくとも液晶パネル５１と射出側偏光素子５３とが一体化された構成であれば、他の光学部品５２，５４が一体化されていない構成としても構わない。
前記各実施形態では、偏光素子として射出側偏光素子５３を採用していたが、これに限らず、入射側偏光素子５２を射出側偏光素子５３と同様の構成とし、入射側偏光素子５２の光路前段に配設される光学素子と入射側偏光素子５２とを一体化する構成としても構わない。
前記各実施形態では、光学素子として液晶パネル５１を採用していたが、これに限らず、その他の光学素子、例えば、位相差板、視野角補償板（透光性基板上にＷＶフィルム（富士写真フィルム社製）等の光学補償フィルムが貼付された構成）、水晶、サファイア等の熱伝導率の比較的に高い透光性基板等を採用しても構わない。

前記各実施形態において、射出側偏光素子５３は、第１プリズム５３１および偏光素子本体５３３の他、第２プリズム５３２を備えていたが、これに限らず、第２プリズム５３２を省略した構成としても構わない。
前記各実施形態では、第１プリズム５３１および第２プリズム５３２は、略同一の形状および同一の屈折率を有する構成としていたが、これに限らず、異なる形状および異なる屈折率を有する構成としても構わない。

前記各実施形態において、偏光素子本体５３３の構成は、前記各実施形態で説明した構成に限らず、反射型偏光子であれば、いずれの構成でも構わない。
例えば、偏光素子本体５３３として、誘電体多層膜によって形成される偏光分離素子、液晶材料などの屈折率異方性（複屈折性）を有する有機材料を層状に積層させた高分子系の層状偏光板、偏りのない光を右回りの円偏光と左回りの円偏光とに分離する円偏光反射板とλ／４位相差板を組み合わせた光学素子、ブリュースター角を利用して反射偏光光と透過偏光光とに分離する光学素子、あるいは、ホログラムを利用したホログラム光学素子等を採用しても構わない。
前記各実施形態では、フロント投射型のプロジェクタの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを備え、該スクリーンの裏面側から投射を行うリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。

本発明は、取り扱い性を向上でき、かつ、小型化が図れるため、プレゼンテーションやホームシアタに用いられるプロジェクタに利用できる。

本発明の一実施形態に係るプロジェクタの概略構成を模式的に示す図。 前記実施形態における光学装置の構成を模式的に示す分解斜視図。 前記実施形態における射出側偏光素子の内部における光束の光路を示す模式図。 前記実施形態における第１プリズムの内部における第２の直線偏光光の光路を示す模式図。 前記実施形態における偏光素子本体にて反射された第２の直線偏光光が光束入射側端面に入射する光路を示す模式図。

１…プロジェクタ、４…投射レンズ（投射光学装置）、５…光学装置、５１…液晶パネル（光変調素子、光学素子）、５３…射出側偏光素子（偏光素子）、５４Ａ…光束入射側端面、５５…接着剤（接着層）、５１１…駆動基板、５１２…対向基板、５３１…第１プリズム、５３１Ａ…光束入射側端面、５３１Ｂ…射出側傾斜面、５３２…第２プリズム、５３２Ａ…光束射出側端面、５３２Ｂ…入射側傾斜面、５３３…偏光素子本体、Ａ…照明光軸（光軸）、Ｌ２１…第１の直線偏光光、Ｌ２２…第２の直線偏光光。

Claims (4)

1. 光源から射出される光束の光路上に配置される光学素子と、前記光学素子の光束射出側に配設される偏光素子とを備えた光学装置であって、
   前記偏光素子は、
   前記光学素子から射出された光束を入射する光束入射側端面、および前記光速入射側端面に対して傾斜した射出側傾斜面を有する第１プリズムと、
   前記射出側傾斜面に設けられ、前記第１プリズムを介した光束のうち第１の直線偏光光を透過し、偏光方向が前記第１の直線偏光光に直交する第２の直線偏光光を前記第１プリズムに向けて反射する偏光素子本体とを備え、
   前記光学素子および前記偏光素子は、前記光束入射側端面に形成される接着層を介して一体化され、
   前記接着層の屈折率をｎ０、前記第１プリズムの屈折率をｎ１とし、
   前記光源から射出された光束の光軸と、前記光束入射側端面に入射する光束とのなす角をθとし、
   前記光軸に直交する直交面と、前記光束入射側端面とのなす角をψ、前記直交面と、前記射出側傾斜面とのなす角をφとした場合に、
   前記接着層の屈折率ｎ０は、
   １≦ｎ１／ｎ０・ｓｉｎ［２φ−ａｒｃｓｉｎ{ｎ０／ｎ１・ｓｉｎ（θ−ψ）}−２ψ］
   の関係を満たすように設定されることを特徴とする光学装置。
2. 請求項１に記載の光学装置において、
   前記偏光素子は、
   前記光束入射側端面に平行し前記偏光素子本体を透過した前記第１の直線偏光光を射出する光束射出側端面、および前記光束射出側端面に対して傾斜し前記射出側傾斜面に対向する入射側傾斜面を有し、前記第１プリズムと一体化される第２プリズムを備えることを特徴とする光学装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の光学装置において、
   前記光学素子は、
   互いに対向する駆動基板および対向基板と、前記駆動基板および前記対向基板間に封入される液晶とを備え、入射光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成する光変調素子で構成されていることを特徴とする光学装置。
4. 光源装置と、前記光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成する光変調素子と、前記画像光を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、請求項１から請求項３のいずれかに記載の光学装置を備えることを特徴とするプロジェクタ。

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