JPH0980356A - 偏光ビームスプリッタを備えた投射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】偏光ビームスプリッタに用いるプリズムの影響
が少ない投射装置を提供する。 【解決手段】光源８と、空間光変調素子４と、投射光学
系６と、光源８から発せられた光源光を偏光して空間光
変調素子４に導くとともに、空間光変調素子４で光変調
された光を投射光学系６に導く偏光ビームスプリッタ３
とを備える。偏光ビームスプリッタ３は、第１の偏光成
分を反射し、前記第１の偏光成分とは異なる第２の偏光
成分を透過させる偏光膜と、この偏光膜を介して接合し
た２つのプリズム群とを備え、一方のプリズム群は、偏
光膜に対して４５°をなす第１の面と、当該第１の面に
直交する第２の面とが、交互に形成されて成り、他方の
プリズム群は、前記第１の面に対して平行な第３の面
と、当該第３の面に直交する第４の面とが、交互に形成
されて成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、予め定めた第１の
偏光成分を反射し、第１の偏光成分とは異なる第２の偏
光成分を透過させる偏光ビームスプリッタを少なくとも
備えた投射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光源から発せられた光源光を２つの偏光
成分に分離する光学素子の一つとして、偏光ビームスプ
リッタが知られている。この偏光ビームスプリッタは、
例えば、図１２に示すように構成されている。図１２に
示す従来例は、偏光膜７１と、偏光膜７１を挟んで一体
化された２つのプリズム７２、７３とを有する。この偏
光ビームスプリッタ７０に、図１２に示すような光源光
が入射すると、偏光膜７１は、Ｐ偏光成分を透過させ、
Ｓ偏光成分を反射する。

【０００３】このような特性を有する偏光ビームスプリ
ッタは、スクリ−ンに画像を拡大投射する投射装置にも
利用されている。図１３には、投射装置の一例が示され
ている。この投射装置は、スクリ−ン７４と、光源光を
照射する照明系７５と、図１２に示したタイプの偏光ビ
ームスプリッタ７０と、書き込み光を発生する書き込み
光学系７６と、偏光ビームスプリッタ７０からの光を、
書き込み光に応じて光変調することで画像を生成する空
間光変調素子７７と、偏光ビームスプリッタ７０からの
光をスクリ−ン７４に拡大投射する投射光学系７８とを
備えている。

【０００４】照明系７５から発せられた光源光は、偏光
ビームスプリッタ７０に入射し、偏光膜７１において、
Ｓ偏光成分とＰ偏光成分に分離される。偏光膜７１で反
射されたＳ偏光成分は、空間光変調素子７７に読みだし
光として入射する。空間光変調素子７７は、この読みだ
し光を、書き込み光学系７６から発せられた、画像情報
をもった書き込み光によって光変調して反射する。反射
された読みだし光の一部は、光変調による位相ずれが生
じてＰ偏光成分になっており、この状態で再び偏光ビー
ムスプリッタ７０に入射する。そして、偏光ビームスプ
リッタ７０に入射した光のうち、変調成分であるＰ偏光
成分は、偏光膜７１を透過し、未変調成分であるＳ偏光
成分は、偏光膜７１で反射する。偏光膜７１を透過した
Ｐ偏光成分は、投射光学系７８で拡大され、スクリ−ン
７４に投射される。

【０００５】ところで、偏光ビームスプリッタ７０のプ
リズム７２、７３には、普通、光学ガラスが用いられ
る。通常、ガラス材は、内部応力等による歪を含んだ状
態で形成されるので複屈折性を有している。もちろん、
前述の光学ガラスも例外ではない。そして、この複屈折
性を有する光学ガラスは、自身を透過する光に対して悪
影響を与えてしまう。例えば、図１３において、偏光ビ
ームスプリッタ７０のプリズム７３は、偏光膜７１を通
過したＰ偏光成分を乱して、その一部をＳ偏光成分に変
えてしまう。このような場合、投射光学系７８には、空
間光変調素子７７で変調された光以外の光が入射してし
まうことになる。変調された光以外の光が入射してしま
うと、投射光学系７８は、正確な画像を投射することが
できなくなり、結果として、スクリ−ン上に照度むらや
色むらが表れてしまう。

【０００６】以上の不具合を解決するために、例えば、
プリズムとして用いるガラス材にアニ−リングを施して
歪を減少させる方法や、また、ガラス材に光弾性係数の
小さいものを用いる方法が従来から行われていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ガラス
材を用いている以上、上記のいずれの方法においても、
そこを通過する分だけ光は影響を受けてしまうことにな
る。

【０００８】そこで、ガラス材を用いない方法として、
例えば、図１４に示すようなタイプの偏光ビームスプリ
ッタが提案されている。この偏光ビームスプリッタ８０
は、立方体のケ−ス８２と、偏光膜（図示せず）が形成
されている基板８１とから構成されている。ケ−ス８２
内には、液体が充填されている。基板８１は、この液体
中に沈められている。このように、ガラス材の代わりに
液体を使用すれば、前述したようなガラス材の歪による
影響がない。

【０００９】しかしながら、図１４に示す偏光ビームス
プリッタにおいて、偏光膜への入射光が通過する入射面
８２ａと、偏光膜からの反射光が通過する射出面８２ｂ
とがなす角度を９０゜に設定するためには、偏光膜の設
計上、内部に充填する液体の屈折率を、１．７〜１．９
程度にする必要がある。だが、このような高屈折率の液
体は、一般的に不安定な特性を有する。

【００１０】したがって、液体が充填されたタイプの偏
光ビームスプリッタを製品に組み込む場合には、やは
り、屈折率が１．５〜１．６程度の低屈折率の液体を使
用するしかない。液体の屈折率が低くなれば、当然、そ
の分の光学性能の低下は免れない。

【００１１】なお、光学性能を維持しようとした場合に
は、ケ−スを図１５に示すように形成し、入射光と反射
光のなす角度αを大きくして対処する方法がある。角度
αを大きくしなければならない理由は、薄膜設計上の問
題から生じるものであるが、何れにせよ、図１５の如く
構成してしまうと、偏光ビームスプリッタが大型になる
だけでなく、光学系が複雑になってしまう。

【００１２】また、図１４に示したものも含めて、液体
を充填したタイプの偏光ビームスプリッタは、一般的
に、液体の注入作業が煩雑で、メンテナンスが大変であ
る。したがって、前述したようなガラス材を用いた偏光
ビームスプリッタの方がはるかに扱いやすい。

【００１３】このような問題点を考慮し、本発明の目的
は、偏光ビームスプリッタのプリズムの影響が少ない投
射装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の第１の態様によれば、光源と、空間光変調素
子と、投射光学系と、光源から発せられた光源光を偏光
して前記空間光変調素子に導くとともに、当該空間光変
調素子で光変調された光を投射光学系に導く偏光ビーム
スプリッタとを備えた投射装置において、前記偏光ビー
ムスプリッタは、予め定めた第１の偏光成分を反射し、
前記第１の偏光成分とは異なる第２の偏光成分を透過さ
せる偏光膜と、前記偏光膜を介して接合した２つのプリ
ズム群とを備え、前記２つのプリズム群のうちの一方の
プリズム群は、前記偏光膜に対して４５°をなす第１の
面と、当該第１の面に直交する第２の面とが、交互に形
成されて成り、前記２つのプリズム群のうちの他方のプ
リズム群は、前記第１の面に対して平行な第３の面と、
当該第３の面に直交する第４の面とが、交互に形成され
て成ることを特徴とする偏光ビームスプリッタを備えた
投射装置が提供される。

【００１５】前記目的を達成するための本発明の第２の
態様によれば、第１の態様において、 前記偏光ビーム
スプリッタ（第１偏光ビームスプリッタとする）と前記
投射光学系との間に配置された偏光ビームスプリッタ
（第２偏光ビームスプリッタとする）をさらに備え、前
記第２偏光ビームスプリッタは、前記第１の偏光成分を
反射し、前記第２の偏光成分を透過させる偏光膜と、前
記偏光膜を介して接合した２つのプリズム群とを備え、
前記２つのプリズム群のうちの一方のプリズム群は、前
記偏光膜に対して４５°をなす第１の面と、当該第１の
面に直交する第２の面とが、交互に形成されて成り、前
記２つのプリズム群のうちの他方のプリズム群は、前記
第１の面に対して平行な第３の面と、当該第３の面に直
交する第４の面とが、交互に形成されて成ることを特徴
とする偏光ビームスプリッタを備えた投射装置が提供さ
れる。

【００１６】前記目的を達成するための本発明の第３の
態様によれば、第１または第２の態様において、前記光
源と前記第１偏光ビームスプリッタとの間に配置された
偏光ビームスプリッタ（第３偏光ビームスプリッタとす
る）をさらに備え、前記第３偏光ビームスプリッタは、
前記第１の偏光成分を透過させ、前記第２の偏光成分を
反射する偏光膜と、前記偏光膜を介して接合した２つの
プリズム群とを備え、前記２つのプリズム群のうちの一
方のプリズム群は、前記偏光膜に対して４５°をなす第
１の面と、当該第１の面に直交する第２の面とが、交互
に形成されて成り、前記２つのプリズム群のうちの他方
のプリズム群は、前記第１の面に対して平行な第３の面
と、当該第３の面に直交する第４の面とが、交互に形成
されて成ることを特徴とする偏光ビームスプリッタを備
えた投射装置が提供される。

【００１７】前記目的を達成するための本発明の第４の
態様によれば、第１、第２または第３の態様において、
前記第１の面、前記第２の面、前記第３の面、および、
前記第４の面のそれぞれは、互いに面積が等しいことを
特徴とする偏光ビームスプリッタを備えた投射装置が提
供される。

【００１８】前記目的を達成するための本発明の第５の
態様によれば、第１、第２、第３または第４の態様にお
いて、前記一方のプリズム群は、前記第１の面と前記第
２の面とが交互に連続して形成されている一つのプリズ
ムであることを特徴とする偏光ビームスプリッタを備え
た投射装置が提供される。

【００１９】前記目的を達成するための本発明の第６の
態様によれば、第１、第２、第３、第４または第５の態
様において、前記他方のプリズム群は、前記第３の面と
前記第４の面とが交互に連続して形成されている一つの
プリズムであることを特徴とする偏光ビームスプリッタ
を備えた投射装置が提供される。

【００２０】前記目的を達成するための本発明の第７の
態様によれば、第１、第２、第３、第４、第５または第
６の態様において、前記第１の面、前記第２の面、前記
第３の面、および、前記第４の面のうちのいずれか一つ
には、吸収膜が形成されていることを特徴とする偏光ビ
ームスプリッタを備えた投射装置が提供される。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る投射装置の実
施形態について、図面を参照しながら説明する。

【００２２】図１には、本発明の第１の実施形態が示さ
れている。投射装置１は、照明系２と、偏光ビームスプ
リッタ３と、空間光変調素子４と、書き込み光学系５
と、投射光学系６とを含んで構成されている。投射光学
系６の前方には、スクリ−ン７が配置されている。

【００２３】照明系２には、光源８と、光源８から発せ
られた光源光を反射する反射鏡９と、反射鏡９で反射さ
れた光源光を平行化して、偏光ビームスプリッタ３に導
く平行化レンズ１０が設けられている。光源８には、キ
セノン・ランプ、メタルハライド・ランプ、ハロゲン・
ランプ等が用いられる。

【００２４】空間光変調素子４は、与えられた画像情報
に基づいて入射光を２次元空間面として強度変調あるい
は位相変調を行うものであり、面内の位置を指定するア
ドレス機能と、光変調機能の両機能を有する。本実施形
態では、空間光変調素子４として液晶ディスプレイパネ
ルを用いている。液晶ディスプレイパネルは、一般的
に、透過型と反射型に大別されるが、ここでは、光学系
の形態上、反射型のものを使用している。この反射型液
晶ディスプレイパネルは、一対の透明電極の間に、光導
電層や液晶層を設けており、画像情報を含んだ書き込み
光が光導電層に投影されると、その明暗に応じて光導電
層の電気抵抗が面内の領域毎に変化し、その結果とし
て、液晶層が画像情報に応じた電気光学的変調効果を示
すように構成されている。

【００２５】書き込み光学系５は、前述の書き込み光を
発するものである。書き込み光学系５には、ＣＲＴや透
過型の液晶ディスプレイパネルを用いることができる。
なお、前述の液晶ディスプレイパネルに、例えば、ＸＹ
マトリクス電極構造を備えたものを使用して、画像情報
を直接、電気的に書き込めば、書き込み光学系５は不要
となる。

【００２６】投射光学系６には、偏光ビームスプリッタ
３を通して得られた、空間光変調素子４上の画像を、ス
クリ−ン７に拡大投射する投射レンズ（図示せず）が設
けられている。

【００２７】ここで、偏光ビームスプリッタ３の構成に
ついて説明する。

【００２８】図２に示すように、偏光ビームスプリッタ
３は、６つの小型光学素子（小型光学素子１１ａ〜１１
ｆ）と、これらを固定するための支持部材４０、４１と
を有する。小型光学素子の個数については、本実施形態
に限定されるわけでなく、必要に応じて増減すればよ
い。各小型光学素子は、図３に示すように、所定の長さ
を有し、かつ、断面が直角二等辺三角形をなすプリズム
２０と、プリズム２０よりも僅かに長く、断面がプリズ
ム２０と同一形状のプリズム３０とで構成されている。
本実施形態では、プリズム２０およびプリズム３０のそ
れぞれに光学ガラスを用いている。もちろん、プラスチ
ック材料を使用してもよい。プリズム２０の斜面には、
図４に示すように、偏光膜５０が蒸着されている。偏光
膜５０には、例えば、光の吸収が少ない誘電薄膜が用い
られる。プリズム３０の斜面は、接着材５１により偏光
膜５０に接合している。接着材５１は、各プリズムの光
学特性（屈折率等）を考慮した光学接着材である。従っ
て、接着材５１が自身を通過する光に影響を与えてしま
うようなことはない。

【００２９】なお、接着材５１とプリズム３０の斜面と
の間にＡＲコ−ト（反射防止膜）を蒸着してもよい。こ
のようにすれば、偏光膜５０を透過した光の、プリズム
３０の斜面における反射を防ぐことができる。

【００３０】偏光ビームスプリッタ３の作製にあたって
は、例えば、まず、プリズム３０の両端に固定しろが確
保されるようにしてプリズム２０をプリズム３０に接合
する。一体化されたプリズム２０、３０（小型光学素
子）を必要数用意したら、図２に示すように、これらを
互いに隣接させた状態で支持部材４０、４１に固定す
る。このとき、各小型光学素子の偏光膜５０は、同一平
面上に位置するようになる。プリズム３０の両端の固定
しろと、支持部材４０、４１との接合は、光学接着材を
用いればよい。

【００３１】つぎに、投射装置１の作用について、図１
および図５を用いて説明する。なお、偏光ビームスプリ
ッタ３においては、説明を簡略化するため、小型光学素
子１１ｃ、１１ｄに着目して説明を進める。

【００３２】光源８から発せられた光源光は、反射鏡９
で反射し、平行化レンズ１０に供給される。供給された
光源光は、平行化レンズ１０で平行光束となり、偏光ビ
ームスプリッタ３に入射する。入射した光源光は、偏光
膜５０で２つの偏光成分に分離される。具体的には、図
５に示すように、光源光はプリズム２０の第１の面２１
に入射し、その後、一方の偏光成分（Ｓ偏光成分）が偏
光膜５０で反射し、他方の偏光成分（Ｐ偏光成分）が偏
光膜５０を透過する。反射されたＳ偏光成分は、プリズ
ム２０の第２の面２２から射出する。透過したＰ偏光成
分は、プリズム３０の第３の面３１から射出する。尚、
偏光膜５０において、Ｓ偏光成分は、光源光に対して直
角に反射する。

【００３３】また、図５には、従来の偏光ビームスプリ
ッタの外形が点線で示されている。点線の途中には、プ
リズム２０（プリズム３０）の大きさに対応させた目盛
が付されている。

【００３４】そして、本実施形態によれば、光源光およ
びＳ偏光成分が要するプリズム２０内の光路長（ｌ）
が、従来の偏光ビームスプリッタにおける光路長（Ｌ）
と比べて１／ｎ（ｎ：小型光学素子の個数であり、本実
施例では「６」である）となる。光源光およびＰ偏光成
分が要する光路長についても、従来と比較して１／ｎと
なる。これらは、その他の各小型素子でも同様となる。

【００３５】通常、偏光膜への入射光（例えば、前述の
光源光）と偏光膜からの反射光（例えば、前述のＳ偏光
成分）との角度を９０°に設定するためには、偏光膜の
設計上、偏光膜を挟む２つのプリズムに、ある程度屈折
率が高い光学ガラスを用いる必要がある。ところが、高
屈折率の光学ガラスにおいては、一般的に、短波長の光
の吸収が多く、透過率が低い。そのため、光路長が長く
なるにつれて短波長の光（青色系の光）の透過光量が減
少してしまう。

【００３６】そこで、本実施形態では、偏光ビームスプ
リッタ３を用いてプリズム内の光路長を短縮し、プリズ
ム内の光の吸収とプリズムの歪による影響を減少させて
いる。

【００３７】なお、本実施形態の偏光ビームスプリッタ
３によれば、従来と比較してプリズムに用いるガラス材
の容量が減少するので、コストを低減させることもでき
る。もちろん、偏光ビームスプリッタの占有スペース
も、ガラス材の容量が減少する分だけ減少する。

【００３８】さて、プリズム２０の第２の面２２から射
出されたＳ偏光成分は、空間光変調素子４に向かって照
射される。このＳ偏光成分は、空間光変調素子４におい
て、書き込み光学系５からの書き込み光に応じて、その
一部がＰ偏光成分に変換され、その後、プリズム２０の
第２の面２２に入射する。具体的には、空間光変調素子
４として用いた液晶ディスプレイの内部の液晶層におい
て、入射したＳ偏光成分が旋光し、Ｐ偏光成分となる。
旋光性物質としての液晶層の機能は、既によく知られて
いるので、ここでの説明は省略する。

【００３９】偏光膜５０では、入射した光のうち、Ｓ偏
光成分が反射し、Ｐ偏光成分が透過する。透過したＰ偏
光成分は、プリズム３０の第４の面３２から射出され
る。プリズム３０から射出されたＰ偏光成分は、投射光
学系６を通過したのち、スクリ−ン７に照射される。ス
クリーン７では、Ｐ偏光成分が照射される領域が明部と
なり、Ｓ偏光成分が反射された領域が暗部となる。これ
らの明暗によって、液晶ディスプレイ上の画像が再現さ
れることになる。スクリーン７の画像については、投射
光学系６によって拡大投影されている。

【００４０】また、プリズム２０の第２の面２２からプ
リズム３０の第４の面３２までの光路長については、前
述と同様、従来の偏光ビームスプリッタの１／ｎとなっ
ている。したがって、この場合においても、プリズムの
歪による影響とプリズム内における光の吸収が減少して
いる。すなわち、スクリ−ン７の画像は、プリズムの歪
による影響が少ない分、鮮明になり、プリズム内の光の
吸収による影響が少ない分、明るくなる。

【００４１】以上が投射装置１の構成及び作用である
が、使用する偏光ビームスプリッタは、例えば、図６に
示すように構成してもよい。

【００４２】この偏光ビームスプリッタ１０３は、プリ
ズム３０を複数備える代わりに、前述した第３の面３１
および第４の面３２が交互に階段状に形成されている基
板６０を用いている。基板６０には、例えば、ガラス材
を用いる。第３の面３１および第４の面３２は、偏光ビ
ームスプリッタ３と同様、互いに直交している。偏光膜
は、特に図示しないが、基板６０の斜面に蒸着されてい
る。偏光膜の上には、プリズム２０が複数固定されてい
る。プリズム２０の第１の面２１は、基板６０の第３の
面３１に対して平行になっており、また、プリズム２０
の第２の面２２は、基板６０の第４の面３２に対して平
行になっている。もちろん、本偏光ビームスプリッタに
対して前述したような反射防止膜を設けることも可能で
ある。本偏光ビームスプリッタによれば、基板６０自体
が支持部材の役目を果たしているので、部材強度を高め
ることができる。

【００４３】また、投射装置１に組み込む偏光ビームス
プリッタは、図７に示すように構成してもよい。

【００４４】この偏光ビームスプリッタ２０３は、前述
の基板６０と、第１の面２１および第２の面２２が交互
に階段状に形成されている基板６１とを備える。これら
の基板は、光学接着材で接合されている。本偏光ビーム
スプリッタによれば、部材強度が高まる上、図６の偏光
ビームスプリッタと比較して、部品点数を減少させるこ
とができる。

【００４５】投射装置１に組み込む偏光ビームスプリッ
タは、さらに、図８に示すように構成してもよい。

【００４６】この偏光ビームスプリッタ３０３は、プリ
ズム３０（図５参照）の第３の面３１に吸収膜５３を形
成したものである。吸収膜５３は、偏光膜５０を透過し
た光を吸収する特性を有している。したがって、偏光膜
５０を透過した光が、プリズム３０の第３の面３１で反
射して、第４の面３２を通過する光に干渉するといった
現象が発生しない。

【００４７】さて、通常、偏光ビームスプリッタは、所
定の消光比を有する。消光比とは、透過光（又は反射
光）に含まれているＰ偏光成分とＳ偏光成分との比を表
すものであるが、入射した光をＰ偏光成分とＳ偏光成分
とに完全に分離することができるような偏光ビームスプ
リッタは、理論上想定することは可能であっても、光学
素子として製作することは実際問題として不可能に近
い。

【００４８】本実施形態の偏光ビームスプリッタ３につ
いても、例外ではなく、投射光学系６に向けてＰ偏光成
分以外の光（例えば、Ｓ偏光成分）が出射されることが
考えられる。また、詳細に述べるならば、空間光変調素
子４から完全なＰ偏光成分とＳ偏光成分が得られるわけ
ではないので、これによって、偏光ビームスプリッタ３
の出射光に不要な光が混入することも考えられる。

【００４９】以上のことを考慮して、本発明の第２の実
施形態の投射装置１０１（図９参照）では、偏光ビーム
スプリッタ３と投射光学系６との間に、さらに、偏光ビ
ームスプリッタ３と同様な構成を有する偏光ビームスプ
リッタ３’を配置している。その他の構成要素について
は、第１の実施形態と同様なので、同一符号を付して説
明を省略する。

【００５０】本実施形態によれば、偏光ビームスプリッ
タ３からの出射光に、たとえＳ偏光成分が混入していた
としても、これを偏光ビームスプリッタ３’で反射する
ことができる。もちろん、偏光ビームスプリッタ３と投
射光学系６との間に、偏光ビームスプリッタ３’を複数
配置して、フィルタリング機能をさらに向上させてもよ
い。

【００５１】図１０には、本発明の第３の実施形態が示
されている。

【００５２】この投射装置１０２は、照明系２と偏光ビ
ームスプリッタ３との間に、偏光ビームスプリッタ３と
同様な構成を有する偏光ビームスプリッタ３”を設けて
いる。偏光ビームスプリッタ３”は、その偏光膜を、偏
光ビームスプリッタ３の偏光膜に対して９０°回転させ
た状態で配置されている。

【００５３】したがって、偏光ビームスプリッタ３”で
は、照明系２からの光源光のうち、前述のＰ偏光成分に
相当する光が反射され、前述のＳ偏光成分に相当する光
が透過することになる。詳細には、偏光膜の上側部分
（３ａ部）が紙面の奥側に位置するように偏光ビームス
プリッタ３”が配置された場合には、前述のＰ偏光成分
に相当する光が手前側に反射され、３ａ部が手前側に位
置するように偏光ビームスプリッタ３”が配置された場
合には、前述のＰ偏光成分に相当する光が奥側に反射さ
れることになる。

【００５４】このように、偏光ビームスプリッタ３の前
段において予めＰ偏光成分を反射しておけば、偏光ビー
ムスプリッタ３が反射するＳ偏光成分がさらに良好なも
のとなる。もちろん、偏光ビームスプリッタ３”は、直
列に複数配置してもよい。

【００５５】図１１には、本発明の第４の実施形態が示
されている。

【００５６】この投射装置１０３は、第２の実施形態で
用いた偏光ビームスプリッタ３’と、第３の実施形態で
用いた偏光ビームスプリッタ３”を備えており、既に説
明した、各実施形態の効果の両方を得ることができる。

【００５７】以上、本発明の第１〜第４の実施形態につ
いて記述したが、本発明は、例えば、カラー液晶ディス
プレイを用いて構成してもよい。

【００５８】この場合、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ
（Blue）の３原色毎に液晶パネルを用意し、各パネルで
は、各色に対応させた映像を生成すればよい。本発明に
係る偏光ビームスプリッタは、各液晶パネルに入射光を
供給するように、また、光変調を受けた各色の光の合成
光を受け取るように配置される。もちろん、カラー液晶
ディスプレイの構成については、これらの構成に限定さ
れるものではない。また、スクリーンに投影する画像
は、静止画または動面の何れでもよい。

【００５９】なお、第２〜第４の実施形態のそれぞれで
は、図２の偏光ビームスプリッタを例にとって説明した
が、各実施形態に、図６〜図８の偏光ビームスプリッタ
を用いても勿論構わない。

【００６０】

【発明の効果】本発明によれば、偏光ビームスプリッタ
のプリズムの影響が少ない投射光を得ることができるの
で、照度むらや色むらの少ない画像をスクリーンに再生
することができる。

【００６１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る投射装置の第１の実施形態のブロ
ック図。

【図２】本発明に係る投射装置の各実施形態で用いた偏
光ビームスプリッタ（その１）の斜視図。

【図３】図２の偏光ビームスプリッタを構成する小型光
学素子の斜視図。

【図４】図２の偏光ビームスプリッタを構成する小型光
学素子に関する説明図。

【図５】図２の偏光ビームスプリッタの光路に関する説
明図。

【図６】本発明の投射装置の各実施形態に係る偏光ビー
ムスプリッタ（その２）に関する説明図。

【図７】本発明の投射装置の各実施形態に係る偏光ビー
ムスプリッタ（その３）に関する説明図。

【図８】本発明の投射装置の各実施形態に係る偏光ビー
ムスプリッタ（その４）に関する説明図。

【図９】本発明に係る投射装置の第２の実施形態のブロ
ック図。

【図１０】本発明に係る投射装置の第３の実施形態のブ
ロック図。

【図１１】本発明に係る投射装置の第４の実施形態のブ
ロック図。

【図１２】従来の偏光ビームスプリッタ（その１）に関
する説明図。

【図１３】従来の偏光ビームスプリッタを用いた投射装
置の構成例を示すブロック図。

【図１４】従来の偏光ビームスプリッタ（その２）に関
する説明図。

【図１５】従来の偏光ビームスプリッタ（その３）に関
する説明図。

【符号の説明】

１、１０１、１０２、１０３：投射装置、 ２、７５：
照明系、 ３、３’、３”、７０、８０、１０３、２０
３、３０３：偏光ビームスプリッタ、 ４、７７：空間
光変調素子、 ５、７６：書き込み光学系、 ６、７
８：投射光学系、７、７４：スクリ−ン、 ８：光源、
９：反射鏡、 １０：平行化レンズ、１１ａ〜１１
ｆ：小型光学素子、 ２０、３０：プリズム、 ４０、
４１：支持部材、 ５０、７１：偏光膜、 ５１：接着
材、５３、吸収膜、 ６０、６１、８１：基板、 ７
２、７３：プリズム、 ８２：ケ−ス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 及川 義朗 東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 株 式会社ニコン内 (72)発明者 服部 徹夫 東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 株 式会社ニコン内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源と、空間光変調素子と、投射光学系
   と、光源から発せられた光源光を偏光して前記空間光変
   調素子に導くとともに、当該空間光変調素子で光変調さ
   れた光を投射光学系に導く偏光ビームスプリッタとを備
   えた投射装置において、 前記偏光ビームスプリッタは、 予め定めた第１の偏光成分を反射し、前記第１の偏光成
   分とは異なる第２の偏光成分を透過させる偏光膜と、前
   記偏光膜を介して接合した２つのプリズム群とを備え、 前記２つのプリズム群のうちの一方のプリズム群は、前
   記偏光膜に対して４５°をなす第１の面と、当該第１の
   面に直交する第２の面とが、交互に形成されて成り、 前記２つのプリズム群のうちの他方のプリズム群は、前
   記第１の面に対して平行な第３の面と、当該第３の面に
   直交する第４の面とが、交互に形成されて成ることを特
   徴とする偏光ビームスプリッタを備えた投射装置。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記偏光ビームスプリッタ（第１偏光ビームスプリッタ
   とする）と前記投射光学系との間に配置された偏光ビー
   ムスプリッタ（第２偏光ビームスプリッタとする）をさ
   らに備え、 前記第２偏光ビームスプリッタは、 前記第１の偏光成分を反射し、前記第２の偏光成分を透
   過させる偏光膜と、前記偏光膜を介して接合した２つの
   プリズム群とを備え、 前記２つのプリズム群のうちの一方のプリズム群は、前
   記偏光膜に対して４５°をなす第１の面と、当該第１の
   面に直交する第２の面とが、交互に形成されて成り、 前記２つのプリズム群のうちの他方のプリズム群は、前
   記第１の面に対して平行な第３の面と、当該第３の面に
   直交する第４の面とが、交互に形成されて成ることを特
   徴とする偏光ビームスプリッタを備えた投射装置。
3. 【請求項３】請求項１または２において、 前記光源と前記第１偏光ビームスプリッタとの間に配置
   された偏光ビームスプリッタ（第３偏光ビームスプリッ
   タとする）をさらに備え、 前記第３偏光ビームスプリッタは、 前記第１の偏光成分を透過させ、前記第２の偏光成分を
   反射する偏光膜と、前記偏光膜を介して接合した２つの
   プリズム群とを備え、 前記２つのプリズム群のうちの一方のプリズム群は、前
   記偏光膜に対して４５°をなす第１の面と、当該第１の
   面に直交する第２の面とが、交互に形成されて成り、 前記２つのプリズム群のうちの他方のプリズム群は、前
   記第１の面に対して平行な第３の面と、当該第３の面に
   直交する第４の面とが、交互に形成されて成ることを特
   徴とする偏光ビームスプリッタを備えた投射装置。
4. 【請求項４】請求項１、２または３において、前記第１
   の面、前記第２の面、前記第３の面、および、前記第４
   の面のそれぞれは、互いに面積が等しいことを特徴とす
   る偏光ビームスプリッタを備えた投射装置。
5. 【請求項５】請求項１、２、３または４において、 前記一方のプリズム群は、前記第１の面と前記第２の面
   とが交互に連続して形成されている一つのプリズムであ
   ることを特徴とする偏光ビームスプリッタを備えた投射
   装置。
6. 【請求項６】請求項１、２、３、４または５において、 前記他方のプリズム群は、前記第３の面と前記第４の面
   とが交互に連続して形成されている一つのプリズムであ
   ることを特徴とする偏光ビームスプリッタを備えた投射
   装置。
7. 【請求項７】請求項１、２、３、４、５または６におい
   て、 前記第１の面、前記第２の面、前記第３の面、および、
   前記第４の面のうちのいずれか一つには、吸収膜が形成
   されていることを特徴とする偏光ビームスプリッタを備
   えた投射装置。