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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024030405
(43)【公開日】2024-03-07
(54)【発明の名称】プロジェクター
(51)【国際特許分類】
G03B 21/14 20060101AFI20240229BHJP
G03B 21/00 20060101ALI20240229BHJP
F21S 2/00 20160101ALI20240229BHJP
F21V 5/04 20060101ALI20240229BHJP
F21V 7/28 20180101ALI20240229BHJP
【ＦＩ】
G03B21/14 A
G03B21/00 D
F21S2/00 340
F21V5/04 650
F21V7/28 240
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022133280
(22)【出願日】2022-08-24
(71)【出願人】
【識別番号】000002369
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(74)【代理人】
【識別番号】100114937
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 裕幸
(74)【代理人】
【識別番号】100196058
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 彰雄
(72)【発明者】
【氏名】天野 裕高
【テーマコード（参考）】
2K203
【Ｆターム（参考）】
2K203FA23
2K203FA32
2K203FA44
2K203GA02
2K203GA23
2K203GA36
2K203GB04
2K203HA02
2K203HA22
2K203HA35
2K203HA36
2K203HA43
2K203HA63
2K203MA04
(57)【要約】
【課題】光源の光利用効率を向上できる、プロジェクターを提供する。
【解決手段】本発明のプロジェクターは、非直線偏光の第１光を射出する光源と、第１光を所定の直線偏光に変換する偏光変換ユニットと、所定の直線偏光を変調する液晶パネルを含む光変調装置と、偏光変換ユニットから入射する所定の直線偏光を液晶パネルに重畳させる重畳光学系と、を備える。偏光変換ユニットは、第１光を第２光と第３光とに分離する偏光分離部と位相差プレートとを有する。偏光分離部は、互いに離間かつ対向した状態で配置される偏光分離プレートおよび反射プレートを含み、偏光分離プレートは、第１光の主光線に対して傾いた状態に設けられ、第１光のうちの第１直線偏光成分を第２光として重畳光学系に向けて透過させるとともに第１光のうちの第２直線偏光成分を第３光として反射することで第１光を分離し、反射プレートは第３光を重畳光学系に向けて反射する。
【選択図】図１
【解決手段】本発明のプロジェクターは、非直線偏光の第１光を射出する光源と、第１光を所定の直線偏光に変換する偏光変換ユニットと、所定の直線偏光を変調する液晶パネルを含む光変調装置と、偏光変換ユニットから入射する所定の直線偏光を液晶パネルに重畳させる重畳光学系と、を備える。偏光変換ユニットは、第１光を第２光と第３光とに分離する偏光分離部と位相差プレートとを有する。偏光分離部は、互いに離間かつ対向した状態で配置される偏光分離プレートおよび反射プレートを含み、偏光分離プレートは、第１光の主光線に対して傾いた状態に設けられ、第１光のうちの第１直線偏光成分を第２光として重畳光学系に向けて透過させるとともに第１光のうちの第２直線偏光成分を第３光として反射することで第１光を分離し、反射プレートは第３光を重畳光学系に向けて反射する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
非直線偏光である第１光を射出する光源と、
前記光源から入射する前記第１光を所定の直線偏光に変換する偏光変換ユニットと、
前記偏光変換ユニットで変換された前記所定の直線偏光を変調する液晶パネルを含む光変調装置と、
前記偏光変換ユニットから入射する前記所定の直線偏光を前記液晶パネルに重畳させる重畳光学系と、を備え、
前記偏光変換ユニットは、前記第１光を偏光成分に基づいて第２光と第３光とに分離する偏光分離部と、前記第２光および前記第３光の偏光方向を前記所定の直線偏光に揃える位相差プレートと、を有し、
前記偏光分離部は、互いに離間かつ対向した状態で配置される偏光分離プレートおよび反射プレートを含み、
前記偏光分離プレートは、前記第１光の主光線に対して傾いた状態に設けられ、前記第１光のうちの第１直線偏光成分を前記第２光として前記重畳光学系に向けて透過させるとともに前記第１光のうちの前記第１直線偏光成分と異なる偏光方向の第２直線偏光成分を前記第３光として反射することで前記第１光を分離し、
前記反射プレートは、前記偏光分離プレートから入射される前記第３光を前記重畳光学系に向けて反射する、
ことを特徴とするプロジェクター。
前記光源から入射する前記第１光を所定の直線偏光に変換する偏光変換ユニットと、
前記偏光変換ユニットで変換された前記所定の直線偏光を変調する液晶パネルを含む光変調装置と、
前記偏光変換ユニットから入射する前記所定の直線偏光を前記液晶パネルに重畳させる重畳光学系と、を備え、
前記偏光変換ユニットは、前記第１光を偏光成分に基づいて第２光と第３光とに分離する偏光分離部と、前記第２光および前記第３光の偏光方向を前記所定の直線偏光に揃える位相差プレートと、を有し、
前記偏光分離部は、互いに離間かつ対向した状態で配置される偏光分離プレートおよび反射プレートを含み、
前記偏光分離プレートは、前記第１光の主光線に対して傾いた状態に設けられ、前記第１光のうちの第１直線偏光成分を前記第２光として前記重畳光学系に向けて透過させるとともに前記第１光のうちの前記第１直線偏光成分と異なる偏光方向の第２直線偏光成分を前記第３光として反射することで前記第１光を分離し、
前記反射プレートは、前記偏光分離プレートから入射される前記第３光を前記重畳光学系に向けて反射する、
ことを特徴とするプロジェクター。
【請求項2】
前記位相差プレートは１／２波長板で構成され、前記反射プレートで反射された前記第３光の光路に設けられる
ことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
ことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項3】
前記位相差プレートは１／２波長板で構成され、前記偏光分離プレートを透過した前記第２光の光路に設けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
ことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項4】
前記偏光分離プレートは、前記第１光が入射する光入射面を有し、
前記位相差プレートは１／２波長板で構成され、前記偏光分離プレートの前記光入射面に設けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
前記位相差プレートは１／２波長板で構成され、前記偏光分離プレートの前記光入射面に設けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項5】
前記反射プレートは、前記第３光を反射する光反射面を有し、
前記位相差プレートは１／４波長板で構成され、前記反射プレートの前記光反射面に設けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
前記位相差プレートは１／４波長板で構成され、前記反射プレートの前記光反射面に設けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項6】
前記偏光分離プレートは、前記第１光が入射する光入射面と前記第２光を射出する光射出面とを有し、
前記位相差プレートは１／２波長板で構成され、前記偏光分離プレートの前記光射出面に設けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
前記位相差プレートは１／２波長板で構成され、前記偏光分離プレートの前記光射出面に設けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項7】
前記偏光分離プレートは、前記第１光が入射する光入射面を有し、
前記反射プレートは、前記第３光を反射し、前記光入射面と平行である光反射面を有し、
前記光入射面および前記光反射面と前記第１光の主光線とがなす角度が４５°である、
ことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
前記反射プレートは、前記第３光を反射し、前記光入射面と平行である光反射面を有し、
前記光入射面および前記光反射面と前記第１光の主光線とがなす角度が４５°である、
ことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項8】
一対の前記偏光変換ユニットが、前記光源の光軸に沿う仮想軸に対して線対称となるように配置され、
一対の前記偏光変換ユニットの各々において、前記偏光分離プレートは前記反射プレートよりも前記仮想軸の近くに配置される、
ことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
一対の前記偏光変換ユニットの各々において、前記偏光分離プレートは前記反射プレートよりも前記仮想軸の近くに配置される、
ことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項9】
前記重畳光学系と前記光変調装置との間に設けられ、前記重畳光学系から射出された光を平行化する平行化光学系をさらに備え、
前記平行化光学系は、フレネルレンズで構成される、
ことを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか一項に記載のプロジェクター。
前記平行化光学系は、フレネルレンズで構成される、
ことを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか一項に記載のプロジェクター。
【請求項10】
前記重畳光学系は、前記偏光変換ユニットから射出された前記第２光が入射する第１光学部材と、前記偏光変換ユニットから射出された前記第３光が入射する第２光学部材と、を有し、
前記第１光学部材から射出された前記第２光の主光線と前記第２光学部材から射出された前記第３光の主光線とは、前記光変調装置に向かうにつれて互いに近づく、
ことを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか一項に記載のプロジェクター。
前記第１光学部材から射出された前記第２光の主光線と前記第２光学部材から射出された前記第３光の主光線とは、前記光変調装置に向かうにつれて互いに近づく、
ことを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか一項に記載のプロジェクター。
【請求項11】
前記重畳光学系はフレネルレンズで構成される、
ことを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか一項に記載のプロジェクター。
ことを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか一項に記載のプロジェクター。
【請求項12】
前記液晶パネルは、カラーフィルターを有する、
ことを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか一項に記載のプロジェクター。
ことを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか一項に記載のプロジェクター。
【請求項13】
前記光源から射出された前記第１光は白色光である、
ことを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか一項に記載のプロジェクター。
ことを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか一項に記載のプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プロジェクターに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、光変調素子として１枚の液晶パネルを用いたプロジェクター、いわゆる単板式のプロジェクターが知られている（例えば、下記特許文献１，２参照）。下記特許文献１では、液晶パネルの入射側偏光板として反射型偏光素子を設けることで光源から入射する光のうち所定の直線偏光を液晶パネルに入射させるようにしている。下記特許文献２では、非偏光の光を射出するＬＥＤを光源として用いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】中国実用新案第２０１６２２４３２号明細書
【特許文献2】中国実用新案第２１２５１５３２０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
非偏光の光が入射側偏光板を透過する際、入射側偏光板の透過軸と異なる偏光方向の光がカットされてしまう。このため、単板式のプロジェクターにおいて非偏光の光を射出する光源を用いる場合、光源の光利用効率が低下してしまうという問題があった。
【0005】
また、近年、プロジェクターにおけるさらなる軽量化が望まれている。このため、装置構成の軽量化を図りつつ、光源から射出した光を効率良く利用できる新たな技術の提供が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の課題を解決するために、本発明の１つの態様によれば、非直線偏光である第１光を射出する光源と、前記光源から入射する前記第１光を所定の直線偏光に変換する偏光変換ユニットと、前記偏光変換ユニットで変換された前記所定の直線偏光を変調する液晶パネルを含む光変調装置と、前記偏光変換ユニットから入射する前記所定の直線偏光を前記液晶パネルに重畳させる重畳光学系と、を備え、前記偏光変換ユニットは、前記第１光を偏光成分に基づいて第２光と第３光とに分離する偏光分離部と、前記第２光および前記第３光の偏光方向を揃える位相差プレートと、を有し、前記偏光分離部は、互いに離間かつ対向した状態で配置される偏光分離プレートおよび反射プレートを含み、前記偏光分離プレートは、前記第１光の主光線に対して傾いた状態に設けられ、前記第１光のうちの第１直線偏光成分を前記第２光として前記重畳光学系に向けて透過させるとともに前記第１光のうちの前記第１直線偏光成分と異なる偏光方向の第２直線偏光成分を前記第３光として反射することで前記第１光を分離し、前記反射プレートは、前記偏光分離プレートから入射される前記第３光を前記重畳光学系に向けて反射する、プロジェクターが提供される。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】第１実施形態のプロジェクターの概略構成図である。
【図2】第１実施形態の偏光変換ユニットの要部構成を示す平面図である。
【図3】第２実施形態の偏光変換ユニットの要部構成を示す平面図である。
【図4】第３実施形態の偏光変換ユニットの要部構成を示す平面図である。
【図5】第４実施形態の偏光変換ユニットの要部構成を示す平面図である。
【図6】第５実施形態の偏光変換ユニットの要部構成を示す平面図である。
【図7】第６実施形態の偏光変換ユニットの要部構成を示す平面図である。
【図8】第７実施形態のプロジェクターの要部構成を示す平面図である。
【図9】変形例の偏光変換ユニットの要部構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【0009】
【0010】
図１に示すように、プロジェクター１は、光源１００と、光学系１５０と、偏光変換ユニット２００と、重畳光学系２５０と、平行化光学系３００と、集光光学系３５０と、光変調装置４００と、ミラー４５０と、投射光学系５００と、を備えている。
【0011】
本実施形態のプロジェクター１において、光源１００から射出される照明光（第１光）Ｌの主光線Ｌａが通る軸を照明光軸ＡＸ、光変調装置４００の中心を通ってプロジェクター１の構成部品を配置する基準となる軸を基準軸Ｊと定義する。
なお、以下の説明において、必要に応じてＸＹＺ直交座標系を用いて説明する。Ｚ軸は、プロジェクター１の上下方向に沿う軸である。Ｘ軸は、照明光軸ＡＸおよび基準軸Ｊと平行な軸である。Ｙ軸は、プロジェクターの画像投射方向に沿う軸であってＸ軸およびＺ軸に直交する。
以下、プロジェクター１における各部材の配置や形状を説明する場合において、画像投射側からプロジェクター１を正面視した際の高さに相当するＺ軸方向と平行な方向を上下方向Ｚ、画像投射側からプロジェクター１を正面視した際の横幅に相当するＸ軸方向と平行な方向を左右方向Ｘ、画像投射側からプロジェクター１を正面視した際の奥行に相当するＹ軸方向と平行な方向を前後方向Ｙと称す。また、Ｚ方向の一方側である＋Ｚ側を「上側（＋Ｚ）」、Ｚ方向の他方側である－Ｚ側を「下側（－Ｚ）」、Ｘ方向の一方側である＋Ｘ側を「右側（＋Ｘ）」、Ｘ方向の他方側である－Ｘ側を「左側（－Ｘ）」、画像光を投射するＹ方向の一方側である＋Ｙ側を「前側（＋Ｙ）」、Ｙ方向の他方側である－Ｙ側を「後側（－Ｙ）」と称す場合がある。なお、上側（＋Ｚ）、下側（－Ｚ）、前側（＋Ｙ）、後側（－Ｙ）、右側（＋Ｘ）、左側（－Ｘ）とは、単にプロジェクター１の各構成部材の配置関係を説明する定義であって、プロジェクター１における実際の設置姿勢や方向を限定するものではない。
なお、以下の説明において、必要に応じてＸＹＺ直交座標系を用いて説明する。Ｚ軸は、プロジェクター１の上下方向に沿う軸である。Ｘ軸は、照明光軸ＡＸおよび基準軸Ｊと平行な軸である。Ｙ軸は、プロジェクターの画像投射方向に沿う軸であってＸ軸およびＺ軸に直交する。
以下、プロジェクター１における各部材の配置や形状を説明する場合において、画像投射側からプロジェクター１を正面視した際の高さに相当するＺ軸方向と平行な方向を上下方向Ｚ、画像投射側からプロジェクター１を正面視した際の横幅に相当するＸ軸方向と平行な方向を左右方向Ｘ、画像投射側からプロジェクター１を正面視した際の奥行に相当するＹ軸方向と平行な方向を前後方向Ｙと称す。また、Ｚ方向の一方側である＋Ｚ側を「上側（＋Ｚ）」、Ｚ方向の他方側である－Ｚ側を「下側（－Ｚ）」、Ｘ方向の一方側である＋Ｘ側を「右側（＋Ｘ）」、Ｘ方向の他方側である－Ｘ側を「左側（－Ｘ）」、画像光を投射するＹ方向の一方側である＋Ｙ側を「前側（＋Ｙ）」、Ｙ方向の他方側である－Ｙ側を「後側（－Ｙ）」と称す場合がある。なお、上側（＋Ｚ）、下側（－Ｚ）、前側（＋Ｙ）、後側（－Ｙ）、右側（＋Ｘ）、左側（－Ｘ）とは、単にプロジェクター１の各構成部材の配置関係を説明する定義であって、プロジェクター１における実際の設置姿勢や方向を限定するものではない。
【0012】
光源１００および光学系１５０は照明光軸ＡＸに沿って配置されている。
光源１００は非直線偏光の白色光を照明光Ｌとして射出する。本実明細書において、非直線偏光の光とは、例えば、非偏光（ランダム偏光）、円偏光、楕円偏光の光を意味する。
本実施形態の場合、光源１００は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）から構成され、照明光（第１光）Ｌとして非偏光、すなわち複数の直線偏光が重なり合って全体として偏光状態が観測されない状態の光を射出する。このように光源１００としてＬＥＤを用いることでプロジェクター１の小型化および軽量化が可能となる。
光源１００は非直線偏光の白色光を照明光Ｌとして射出する。本実明細書において、非直線偏光の光とは、例えば、非偏光（ランダム偏光）、円偏光、楕円偏光の光を意味する。
本実施形態の場合、光源１００は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）から構成され、照明光（第１光）Ｌとして非偏光、すなわち複数の直線偏光が重なり合って全体として偏光状態が観測されない状態の光を射出する。このように光源１００としてＬＥＤを用いることでプロジェクター１の小型化および軽量化が可能となる。
【0013】
光学系１５０は光源１００から射出される照明光Ｌを取り込んで平行化する。光学系１５０は、例えば、２枚の凸レンズ１５０ａ，１５０ｂで構成される。なお、光学系１５０を構成するレンズの枚数については特に限定されず、１枚あるいは３枚以上であってもよい。
【0014】
光学系１５０により平行化された照明光Ｌは偏光変換ユニット２００に入射する。偏光変換ユニット２００は、光源１００から入射する照明光Ｌを所定の直線偏光である変換光Ｌ０に変換する。偏光変換ユニット２００の構成については後述する。
【0015】
重畳光学系２５０は、偏光変換ユニット２００から入射する変換光Ｌ０を光変調装置４００に重畳させる。本実施形態の重畳光学系２５０は負のパワーを有するため、重畳光学系２５０よりも大型の光変調装置４００に対して偏光変換ユニット２００からの光を拡大投射することができる。
【0016】
光変調装置４００は、１枚のカラー表示に対応した液晶パネルを含む単板式の液晶光変調装置である。具体的に光変調装置４００は、カラーフィルターを備えた液晶パネル４０１と、入射側偏光板４０２と、射出側偏光板４０３と、を有している。このように、単板式の液晶光変調装置を採用することによって、プロジェクター１の小型化が図れる。
【0017】
液晶パネル４０１は、偏光変換ユニット２００からの変換光Ｌ０を画像情報に応じて変調して画像光ＧＬを生成する。入射側偏光板４０２は、液晶パネル４０１の光入射側に設けられている。射出側偏光板４０３は、液晶パネル４０１の光射出側に設けられている。入射側偏光板４０２と射出側偏光板４０３とは、互いの偏光軸が直交するように配置されている。
【0018】
平行化光学系３００は、重畳光学系２５０と光変調装置４００との間に配置される。具体的に平行化光学系３００は、入射側偏光板４０２の光入射側に配置される。平行化光学系３００は重畳光学系２５０から入射する光を平行化して光変調装置４００に入射させる。本実施形態において、平行化光学系３００はフレネルレンズで構成され、正のパワーを有する凸レンズとして機能する。このため、平行化光学系３００は光軸方向の厚さを抑えることでプロジェクター１の基準軸Ｊに沿う左右方向Ｘの寸法が抑えられている。
【0019】
集光光学系３５０は、液晶パネル４０１の光射出側に配置される。具体的に集光光学系３５０は、射出側偏光板４０３の光射出側に配置される。集光光学系３５０は、液晶パネル４０１から射出された光を集光させる。本実施形態において、集光光学系３５０はフレネルレンズで構成され、正のパワーを有する凸レンズとして機能する。このため、集光光学系３５０は光軸方向の厚さを抑えることでプロジェクター１の基準軸Ｊに沿う左右方向Ｘの寸法が抑えられている。
また、集光光学系３５０により液晶パネル４０１から射出された光を集光させることで後段に配置される投射光学系５００のレンズ径を小型化することができる。
なお、集光光学系３５０と射出側偏光板４０３との位置を入れ替えてもよい。
また、集光光学系３５０により液晶パネル４０１から射出された光を集光させることで後段に配置される投射光学系５００のレンズ径を小型化することができる。
なお、集光光学系３５０と射出側偏光板４０３との位置を入れ替えてもよい。
【0020】
ミラー４５０は基準軸Ｊに対して４５°の角度をなすように配置される。ミラー４５０は、光変調装置４００から射出された画像光ＧＬの光路を９０°折り曲げて投射光学系５００に入射させる。なお、投射光学系５００を基準軸Ｊに沿って配置するレイアウトを採用する場合、ミラー４５０は省略可能である。
【0021】
投射光学系５００は、投射レンズから構成されている。投射光学系５００はミラー４５０を経由して入射する光変調装置４００によって変調された画像光ＧＬを不図示のスクリーンに向けて投射する。なお、投射光学系５００を構成する投射レンズの枚数については、特に限定されず、１枚であってもよいし、複数枚であってもよい。また、投射光学系５００を構成する複数のレンズのうち最も光入射側のレンズを集光光学系３５０として利用してもよい。
【0022】
図２は、偏光変換ユニット２００の要部構成を示す平面図である。図２は、偏光変換ユニット２００を上側（＋Ｚ）から視た平面図である。
図２に示すように、偏光変換ユニット２００は、偏光分離部２１０と、位相差プレート２２０と、を有する。
図２に示すように、偏光変換ユニット２００は、偏光分離部２１０と、位相差プレート２２０と、を有する。
【0023】
偏光分離部２１０は、照明光Ｌを偏光成分に基づいて第２光Ｌ２と第３光Ｌ３とに分離する。偏光分離部２１０は、互いに離間かつ対向した状態で配置される偏光分離プレート２１３および反射プレート２１４を含む。
【0024】
偏光分離プレート２１３は、光入射面２１３ａと光射出面２１３ｂとを有する。光入射面２１３ａは光源１００からの照明光Ｌが入射する面である。光射出面２１３ｂは、光入射面２１３ａと平行かつ反対を向く面であり、偏光分離プレート２１３を透過した光が射出する面である。
偏光分離プレート２１３は、照明光Ｌの主光線Ｌａに対して光入射面２１３ａが傾いた状態に設けられる。偏光分離プレート２１３は、光入射面２１３ａが照明光軸ＡＸ（照明光Ｌの主光線Ｌａ）に対して３５°～５５°具体的には４５°の角度をなすように、配置されている。このため、光射出面２１３ｂは、光入射面２１３ａと同様に、照明光軸ＡＸと４５°の角度をなすように配置されている。
本実施形態の場合、光入射面２１３ａには反射防止膜ＡＲが設けられている。これにより、光入射面２１３ａと空気層との界面による照明光Ｌの反射が抑制されるため、照明光Ｌが光入射面２１３ａに対して効率良く入射できる。
偏光分離プレート２１３は、照明光Ｌの主光線Ｌａに対して光入射面２１３ａが傾いた状態に設けられる。偏光分離プレート２１３は、光入射面２１３ａが照明光軸ＡＸ（照明光Ｌの主光線Ｌａ）に対して３５°～５５°具体的には４５°の角度をなすように、配置されている。このため、光射出面２１３ｂは、光入射面２１３ａと同様に、照明光軸ＡＸと４５°の角度をなすように配置されている。
本実施形態の場合、光入射面２１３ａには反射防止膜ＡＲが設けられている。これにより、光入射面２１３ａと空気層との界面による照明光Ｌの反射が抑制されるため、照明光Ｌが光入射面２１３ａに対して効率良く入射できる。
【0025】
偏光分離プレート２１３は、非偏光である照明光Ｌに対する偏光分離機能を有する。すなわち、偏光分離プレート２１３は、非偏光の照明光Ｌに含まれる偏光成分のうち光入射面２１３ａの表面に対するＳ偏光成分を主に反射させ、光入射面２１３ａの表面に対するＰ偏光成分を主に透過させる。本実施形態の偏光分離プレート２１３は、例えば、ガラス等の透光性基板に誘電体多層膜を成膜して構成される。
【0026】
偏光分離プレート２１３は、照明光ＬのうちのＰ偏光成分（第１直線偏光成分）Ｌ２ｐを第２光Ｌ２として透過させ、非偏光の照明光ＬのうちのＰ偏光成分と異なる偏光方向のＳ偏光成分（第２直線偏光成分）Ｌ３ｓを第３光Ｌ３として前側（＋Ｙ）に反射する。
このようにして偏光分離プレート２１３は照明光Ｌを第２光Ｌ２と第３光Ｌ３とに分離する。
このようにして偏光分離プレート２１３は照明光Ｌを第２光Ｌ２と第３光Ｌ３とに分離する。
【0027】
反射プレート２１４は、偏光分離プレート２１３の前側（＋Ｙ）に隙間を空けて配置されている。反射プレート２１４は、偏光分離プレート２１３の光入射面２１３ａと平行である光反射面２１４ａを有する。反射プレート２１４は、光反射面２１４ａが照明光軸ＡＸ（照明光Ｌの主光線Ｌａ）に対して４５°の角度をなすように、配置されている。
【0028】
本実施形態の反射プレート２１４は、例えば、基板表面に金属膜を成膜した金属ミラーで構成される。反射プレート２１４は、偏光分離プレート２１３から入射する第３光Ｌ３を重畳光学系２５０に向けて反射する。なお、Ｓ偏光成分を反射する誘電体多層膜を基板表面に成膜したミラーで反射プレート２１４を構成してもよい。
【0029】
位相差プレート２２０は、第２光Ｌ２および第３光Ｌ３の偏光方向を揃える板状の部材である。
本実施形態の位相差プレート２２０は１／２位相差板で構成され、反射プレート２１４で反射された第３光Ｌ３の光路に設けられている。本実施形態の位相差プレート２２０として次のものに限られないが挙げることができる。例えば、板状の樹脂を延伸させる樹脂のフィルムを延伸させる、延伸された樹脂のフィルムが基板に固定されている。あるいは、プラスチック基板の表面に光の波長よりも小さい周期構造をナノインプリント法で形成することで構成された板状の部材である。また、水晶、サファイア、ニオブ酸リチウム、方解石などの無機材料を用いて位相差プレート２２０を形成してもよい。
本実施形態の位相差プレート２２０は１／２位相差板で構成され、反射プレート２１４で反射された第３光Ｌ３の光路に設けられている。本実施形態の位相差プレート２２０として次のものに限られないが挙げることができる。例えば、板状の樹脂を延伸させる樹脂のフィルムを延伸させる、延伸された樹脂のフィルムが基板に固定されている。あるいは、プラスチック基板の表面に光の波長よりも小さい周期構造をナノインプリント法で形成することで構成された板状の部材である。また、水晶、サファイア、ニオブ酸リチウム、方解石などの無機材料を用いて位相差プレート２２０を形成してもよい。
【0030】
反射プレート２１４で反射された第３光Ｌ３は位相差プレート２２０を透過する。第３光Ｌ３は、位相差プレート２２０を透過することでＳ偏光成分Ｌ３ｓからＰ偏光成分Ｌ３ｐに変換される。つまり、位相差プレート２２０は、第２光Ｌ２の偏光方向（Ｐ偏光成分Ｌ２ｐ）に第３光Ｌ３の偏光方向（Ｐ偏光成分Ｌ３ｐ）を揃える。
【0031】
本実施形態において、偏光分離プレート２１３、反射プレート２１４および位相差プレート２２０は、図１に示すように、プレートホルダー２１５にそれぞれ保持される。プレートホルダー２１５は、プロジェクター１の外装の少なくとも一部をなす筐体（図示略）の内面に固定されている。このように偏光分離プレート２１３、反射プレート２１４および位相差プレート２２０はプレートホルダー２１５によって所定の位置に高精度で配置されている。なお、偏光分離プレート２１３、反射プレート２１４および位相差プレート２２０を保持するプレートホルダー２１５はそれぞれ別体で構成されても良いし、一体で構成されてもよい。
【0032】
このようにして本実施形態の偏光変換ユニット２００は、無偏光の照明光ＬをＰ偏光に揃えた第２光Ｌ２および第３光Ｌ３を含む変換光Ｌ０に変換することができる。なお、本明細書において、第２光Ｌ２および第３光Ｌ３の偏光方向が揃うとは、第２光Ｌ２および第３光Ｌ３の偏光方向が完全に一致する場合、つまり第２光Ｌ２および第３光Ｌ３各々の偏光方向がなす角度が０°の状態のみならず、第２光Ｌ２および第３光Ｌ３各々の偏光方向がなす角度が±２０°以内の状態も含む。
【0033】
ここで、偏光変換ユニット２００において、偏光分離プレート２１３の光入射面２１３ａの前後方向Ｙの幅を第１幅Ｈ１とし、偏光分離プレート２１３および反射プレート２１４の前後方向Ｙの合計幅を第２幅Ｈ２とする。第１幅Ｈ１は偏光変換ユニット２００に入射する照明光Ｌの光束幅に相当し、第２幅Ｈ２は偏光変換ユニット２００から射出される変換光Ｌ０の光束幅に相当する。本実施形態の場合、第２幅Ｈ２は第１幅Ｈ１の２倍に相当する。
本実施形態の偏光変換ユニット２００によれば、照明光Ｌの２倍の光束幅を有するとともに偏光方向が所定の直線偏光に揃った変換光Ｌ０を生成することができる。
本実施形態の偏光変換ユニット２００によれば、照明光Ｌの２倍の光束幅を有するとともに偏光方向が所定の直線偏光に揃った変換光Ｌ０を生成することができる。
【0034】
ここで、変換光Ｌ０の偏光方向は、光変調装置４００の入射側偏光板４０２の透過軸を透過する偏光方向に対応している。所定の直線偏光とは、光変調装置４００の入射側偏光板４０２の透過軸を透過する偏光に相当する。つまり、偏光変換ユニット２００は、照明光Ｌを、入射側偏光板４０２を透過できる所定の直線偏光（Ｐ偏光）の変換光Ｌ０に変換できる。偏光変換ユニット２００から射出された変換光Ｌ０は重畳光学系２５０に入射する。
【0035】
続いて、重畳光学系２５０の構成について説明する。
図１に示したように、重畳光学系２５０は、偏光変換ユニット２００から射出された変換光Ｌ０のうちの第２光Ｌ２が入射する第１レンズ部（第１光学部材）２５１と、偏光変換ユニット２００から射出された変換光Ｌ０のうちの第３光Ｌ３が入射する第２レンズ部（第２光学部材）２５２と、を有する。
図１に示したように、重畳光学系２５０は、偏光変換ユニット２００から射出された変換光Ｌ０のうちの第２光Ｌ２が入射する第１レンズ部（第１光学部材）２５１と、偏光変換ユニット２００から射出された変換光Ｌ０のうちの第３光Ｌ３が入射する第２レンズ部（第２光学部材）２５２と、を有する。
【0036】
重畳光学系２５０はフレネルレンズで構成されている。つまり、第１レンズ部２５１および第２レンズ部２５２はそれぞれフレネルレンズで構成されている。これにより、重畳光学系２５０は光軸方向の厚さを抑えることでプロジェクター１の基準軸Ｊに沿う左右方向Ｘの寸法を抑えている。
【0037】
第１レンズ部２５１を構成するフレネルレンズは偏芯しており、第１レンズ部２５１から射出された第２光Ｌ２は第１レンズ部２５１の光軸に対して直交する前後方向Ｙの前側（＋Ｙ）にずれた位置に結像される。
同様に、第２レンズ部２５２を構成するフレネルレンズは偏芯しており、第２レンズ部２５２から射出された第３光Ｌ３は第２レンズ部２５２の光軸に対して直交する前後方向Ｙの後側（－Ｙ）にずれた位置に結像される。
第１レンズ部２５１および第２レンズ部２５２は一体に形成されていても良いし、別体に形成されていても良い。
同様に、第２レンズ部２５２を構成するフレネルレンズは偏芯しており、第２レンズ部２５２から射出された第３光Ｌ３は第２レンズ部２５２の光軸に対して直交する前後方向Ｙの後側（－Ｙ）にずれた位置に結像される。
第１レンズ部２５１および第２レンズ部２５２は一体に形成されていても良いし、別体に形成されていても良い。
【0038】
本実施形態の重畳光学系２５０において、第１レンズ部２５１から射出された第２光Ｌ２の主光線Ｌ２Ａと第２レンズ部２５２から射出された第３光Ｌ３の主光線Ｌ３Ａとは光変調装置４００に向かうにつれて互いに近づくようになっている。このため、本実施形態の重畳光学系２５０によれば、第２光Ｌ２および第３光Ｌ３の前後方向Ｙの位置を調整することで光変調装置４００の光照射領域である液晶パネル４０１の画素形成領域で第２光Ｌ２および第３光Ｌ３を重畳させることができる。よって、重畳光学系２５０は第２光Ｌ２および第３光Ｌ３を重畳させることで液晶パネル４０１を照明する変換光Ｌ０の面内明るさ分布を均一化できる。このため、光変調装置４００は面内で明るさムラのない優れた画像を生成することができる。
【0039】
なお、第１レンズ部２５１および第２レンズ部２５２の光射出面をプロジェクター１の基準軸Ｊ側を向けるように傾けた状態（チルト状態）で配置してもよい。この場合、第１レンズ部２５１から射出された第２光Ｌ２の主光線Ｌ２Ａと第２レンズ部２５２から射出された第３光Ｌ３の主光線Ｌ３Ａとをより近づけ易くすることができる。このように第１レンズ部２５１および第２レンズ部２５２をチルトさせることで、第１レンズ部２５１および第２レンズ部２５２を構成する各フレネルレンズの偏芯量を抑えることができる。
なお、第１レンズ部２５１および第２レンズ部２５２をチルト調整のみ行うことで第２光Ｌ２および第３光Ｌ３の液晶パネル４０１上での重畳量を制御し、第１レンズ部２５１および第２レンズ部２５２を構成する各フレネルレンズを偏心させない構成としてもよい。
なお、第１レンズ部２５１および第２レンズ部２５２をチルト調整のみ行うことで第２光Ｌ２および第３光Ｌ３の液晶パネル４０１上での重畳量を制御し、第１レンズ部２５１および第２レンズ部２５２を構成する各フレネルレンズを偏心させない構成としてもよい。
【0040】
重畳光学系２５０から射出された変換光Ｌ０は平行化光学系３００により平行化されて光変調装置４００に入射する。変換光Ｌ０の偏光方向は、偏光変換ユニット２００によって、光変調装置４００の入射側偏光板４０２の透過軸を透過する偏光方向に揃えられている。このため、変換光Ｌ０は入射側偏光板４０２を透過して液晶パネル４０１に効率良く入射する。液晶パネル４０１で変調された光は射出側偏光板４０３を透過して画像光ＧＬとして射出される。このようにして光変調装置４００から射出された画像光ＧＬは集光光学系３５０に集光されるとともにミラー４５０で反射されて投射光学系５００に入射し、不図示のスクリーンに向けて射出される。
【0041】
以下のように、本実施形態のプロジェクター１は、非直線偏光（非偏光）である照明光Ｌを射出する光源１００と、光源１００から入射する照明光Ｌを所定の直線偏光である変換光Ｌ０に変換する偏光変換ユニット２００と、偏光変換ユニット２００で変換された変換光Ｌ０を変調する液晶パネル４０１を含む光変調装置４００と、偏光変換ユニット２００から入射する変換光Ｌ０を液晶パネル４０１に重畳させる重畳光学系２５０と、を備える。偏光変換ユニット２００は、照明光Ｌを偏光成分に基づいて第２光Ｌ２と第３光Ｌ３とに分離する偏光分離部２１０と、第２光Ｌ２および第３光Ｌ３の偏光方向を所定の直線偏光に揃える位相差プレート２２０と、を有する。偏光分離部２１０は、互いに離間かつ対向した状態で配置される偏光分離プレート２１３および反射プレート２１４を含む。偏光分離プレート２１３は、照明光Ｌの主光線Ｌａに対して傾いた状態に設けられ、照明光ＬのうちのＰ偏光成分を第２光Ｌ２として透過させるとともに照明光ＬのうちのＳ偏光成分を第３光Ｌ３として反射することで照明光Ｌを分離する。反射プレート２１４は、偏光分離プレート２１３から入射される第３光Ｌ３を重畳光学系２５０に向けて反射する。
【0042】
本実施形態のプロジェクター１によれば、偏光変換ユニット２００によって光源１００から射出された非偏光である照明光Ｌの偏光方向をＰ偏光に揃えた変換光Ｌ０を生成することができる。したがって、偏光板を用いて非偏光である照明光ＬをＰ偏光に揃える場合に比べて、光源１００から射出された照明光ＬをＰ偏光に変換して光変調装置４００の液晶パネル４０１に効率良く入射させることができる。よって、光源１００から射出した照明光Ｌの光利用効率を高めることができる。
【0043】
また、偏光変換ユニット２００は、互いに離間して配置した偏光分離プレート２１３および反射プレート２１４で構成されるため、プリズム等の光学部材に偏光分離素子や反射ミラーを設ける場合に比べて軽量化を図ることができる。
【0044】
また、偏光変換ユニット２００は、偏光分離プレート２１３の光入射面２１３ａに入射した第１幅Ｈ１を有する照明光Ｌの偏光方向をＰ偏光に揃えた変換光Ｌ０の光束幅を第２幅Ｈ２に拡げることができる。このため、偏光変換ユニット２００は、入射光である照明光Ｌの光束幅を２倍まで拡げることができる。このように変換光Ｌ０の光束幅が拡がることで重畳光学系２５０が変換光Ｌ０の光束幅を拡大させる度合い（レンズパワー）を抑えることができる。つまり、重畳光学系２５０の拡大倍率が抑えられるため、重畳光学系２５０から光変調装置４００までの基準軸Ｊ方向における距離を短くでき、プロジェクター１の小型化を実現できる。
【0045】
（第２実施形態）
続いて、第２実施形態のプロジェクターについて説明する。本実施形態と第１実施形態との違いは偏光変換ユニットの構成であり、それ以外の構成は共通である。このため、以下では偏光変換ユニットの構成を説明し、上記実施形態と共通の部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
続いて、第２実施形態のプロジェクターについて説明する。本実施形態と第１実施形態との違いは偏光変換ユニットの構成であり、それ以外の構成は共通である。このため、以下では偏光変換ユニットの構成を説明し、上記実施形態と共通の部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
【0046】
図３は、本実施形態の偏光変換ユニット１２００の要部構成を示す平面図である。図３は、偏光変換ユニット１２００を上側（＋Ｚ）から視た平面図である。
図３に示すように、本実施形態の偏光変換ユニット１２００において、位相差プレート２２０は、偏光分離プレート２１３を透過した第２光Ｌ２の光路に設けられる。つまり、位相差プレート２２０は、偏光分離プレート２１３の光射出面２１３ｂ側に設けられている。
図３に示すように、本実施形態の偏光変換ユニット１２００において、位相差プレート２２０は、偏光分離プレート２１３を透過した第２光Ｌ２の光路に設けられる。つまり、位相差プレート２２０は、偏光分離プレート２１３の光射出面２１３ｂ側に設けられている。
【0047】
本実施形態の偏光変換ユニット１２００において、偏光分離プレート２１３で反射されて照明光Ｌから分離された第３光Ｌ３は位相差プレート２２０を透過することなく射出される。
一方、偏光分離プレート２１３を透過して照明光Ｌから分離された第２光Ｌ２は位相差プレート２２０を透過する。第２光Ｌ２は、位相差プレート２２０を透過することでＰ偏光成分Ｌ２ｐからＳ偏光成分Ｌ２ｓに変換される。位相差プレート２２０は、第３光Ｌ３の偏光方向（Ｓ偏光成分Ｌ３ｓ）に第２光Ｌ２の偏光方向（Ｓ偏光成分Ｌ２ｓ）を揃えることができる。
一方、偏光分離プレート２１３を透過して照明光Ｌから分離された第２光Ｌ２は位相差プレート２２０を透過する。第２光Ｌ２は、位相差プレート２２０を透過することでＰ偏光成分Ｌ２ｐからＳ偏光成分Ｌ２ｓに変換される。位相差プレート２２０は、第３光Ｌ３の偏光方向（Ｓ偏光成分Ｌ３ｓ）に第２光Ｌ２の偏光方向（Ｓ偏光成分Ｌ２ｓ）を揃えることができる。
【0048】
このように本実施形態の偏光変換ユニット１２００によれば、偏光透過軸がＳ偏光に設定された入射側偏光板４０２を含む光変調装置４００に対して、Ｓ偏光に変換した変換光Ｌ０を入射させるため、液晶パネル４０１に変換光Ｌ０を効率良く入射させることができる。よって、光源１００から射出した照明光Ｌの光利用効率を高めることができる。
【0049】
（第３実施形態）
続いて、第３実施形態のプロジェクターについて説明する。本実施形態と第１実施形態との違いは偏光変換ユニットの構成であり、それ以外の構成は共通である。このため、以下では偏光変換ユニットの構成を説明し、上記実施形態と共通の部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
続いて、第３実施形態のプロジェクターについて説明する。本実施形態と第１実施形態との違いは偏光変換ユニットの構成であり、それ以外の構成は共通である。このため、以下では偏光変換ユニットの構成を説明し、上記実施形態と共通の部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
【0050】
図４は、本実施形態の偏光変換ユニット２２００の要部構成を示す平面図である。図４は、偏光変換ユニット２２００を上側（＋Ｚ）から視た平面図である。
図４に示すように、偏光変換ユニット２２００において、位相差プレート２２０は、偏光分離プレート２１３の光入射側に直接設けられている。具体的に位相差プレート２２０は、偏光分離部２１０の偏光分離プレート２１３の光入射面２１３ａに設けられる。
図４に示すように、偏光変換ユニット２２００において、位相差プレート２２０は、偏光分離プレート２１３の光入射側に直接設けられている。具体的に位相差プレート２２０は、偏光分離部２１０の偏光分離プレート２１３の光入射面２１３ａに設けられる。
【0051】
本実施形態の場合、位相差プレート２２０の表面２２０ａには反射防止膜ＡＲが設けられている。これにより、位相差プレート２２０の表面２２０ａと空気層との界面による照明光Ｌの反射が抑制されるため、照明光Ｌが位相差プレート２２０に対して効率良く入射できる。
【0052】
本実施形態の偏光変換ユニット２２００において、照明光Ｌは偏光分離プレート２１３の光入射側に設けられた位相差プレート２２０を透過する。このとき、無偏光である照明光Ｌの偏光状態は位相差プレート２２０の透過前後において変化しない。位相差プレート２２０を透過した照明光Ｌは偏光分離プレート２１３に入射し、第２光Ｌ２および第３光Ｌ３に分離される。
【0053】
第２光Ｌ２は偏光分離プレート２１３を透過することで照明光Ｌから分離される。
一方、偏光分離プレート２１３で反射されて照明光Ｌから分離された第３光Ｌ３は位相差プレート２２０を透過し、反射プレート２１４で重畳光学系２５０に向けて反射される。第３光Ｌ３は、位相差プレート２２０を透過することでＳ偏光成分Ｌ３ｓからＰ偏光成分Ｌ３ｐに変換される。
本実施形態の位相差プレート２２０は、第２光Ｌ２の偏光方向（Ｐ偏光成分Ｌ２ｐ）に第３光Ｌ３の偏光方向（Ｐ偏光成分Ｌ３ｐ）を揃えることができる。
一方、偏光分離プレート２１３で反射されて照明光Ｌから分離された第３光Ｌ３は位相差プレート２２０を透過し、反射プレート２１４で重畳光学系２５０に向けて反射される。第３光Ｌ３は、位相差プレート２２０を透過することでＳ偏光成分Ｌ３ｓからＰ偏光成分Ｌ３ｐに変換される。
本実施形態の位相差プレート２２０は、第２光Ｌ２の偏光方向（Ｐ偏光成分Ｌ２ｐ）に第３光Ｌ３の偏光方向（Ｐ偏光成分Ｌ３ｐ）を揃えることができる。
【0054】
このように本実施形態の偏光変換ユニット２２００においても入射側偏光板４０２を透過可能な偏光方向に変換光Ｌ０の偏光方向を変換することで液晶パネル４０１に効率良く入射させることができる。よって、光源１００から射出した照明光Ｌの光利用効率を高めることができる。
【0055】
（第４実施形態）
続いて、第４実施形態のプロジェクターについて説明する。本実施形態と第１実施形態との違いは偏光変換ユニットの構成であり、それ以外の構成は共通である。このため、以下では偏光変換ユニットの構成を説明し、上記実施形態と共通の部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
続いて、第４実施形態のプロジェクターについて説明する。本実施形態と第１実施形態との違いは偏光変換ユニットの構成であり、それ以外の構成は共通である。このため、以下では偏光変換ユニットの構成を説明し、上記実施形態と共通の部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
【0056】
図５は、本実施形態の偏光変換ユニット３２００の要部構成を示す平面図である。図５は、偏光変換ユニット３２００を上側（＋Ｚ）から視た平面図である。
図５に示すように、偏光変換ユニット３２００において、位相差プレート２２１は、反射プレート２１４に直接設けられている。具体的に位相差プレート２２１は、反射プレート２１４の光反射面２１４ａに設けられる。
図５に示すように、偏光変換ユニット３２００において、位相差プレート２２１は、反射プレート２１４に直接設けられている。具体的に位相差プレート２２１は、反射プレート２１４の光反射面２１４ａに設けられる。
【0057】
本実施形態の場合、位相差プレート２２１の表面２２１ａには反射防止膜ＡＲが設けられている。これにより、位相差プレート２２１の表面２２１ａと空気層との界面による照明光Ｌの反射が抑制されるため、照明光Ｌが位相差プレート２２１に対して効率良く入射できる。
【0058】
本実施形態の位相差プレート２２１は１／４位相差板で構成されている。位相差プレート２２１は、例えば板状の樹脂を延伸させる、あるいは、プラスチック基板の表面に光の波長よりも小さい周期構造をナノインプリント法で形成することで構成された板状の部材である。また、水晶、サファイア、ニオブ酸リチウム、方解石などの無機材料を用いて位相差プレート２２１を形成してもよい。
【0059】
本実施形態の偏光変換ユニット３２００において、偏光分離プレート２１３を透過して照明光Ｌから分離された第２光Ｌ２は、重畳光学系２５０に向けて射出される。
一方、偏光分離プレート２１３で反射されて照明光Ｌから分離された第３光Ｌ３は位相差プレート２２１を透過して反射プレート２１４に入射する。ここで、Ｓ偏光成分Ｌ３ｓである第３光Ｌ３は位相差プレート２２１を透過することで円偏光Ｌ３ｃ１に変換される。円偏光Ｌ３ｃ１に変換された第３光Ｌ３は反射プレート２１４で反射される。円偏光Ｌ３ｃ１である第３光Ｌ３は、反射プレート２１４で反射されることで回転方向が逆方向の円偏光Ｌ３ｃ２に変換される。円偏光Ｌ３ｃ２である第３光Ｌ３は位相差プレート２２１を再度透過することで、Ｐ偏光成分Ｌ３ｐに変換され、重畳光学系２５０に向けて射出される。
本実施形態の位相差プレート２２１は、第２光Ｌ２の偏光方向（Ｐ偏光成分Ｌ２ｐ）に第３光Ｌ３の偏光方向（Ｐ偏光成分Ｌ３ｐ）を揃えることができる。
一方、偏光分離プレート２１３で反射されて照明光Ｌから分離された第３光Ｌ３は位相差プレート２２１を透過して反射プレート２１４に入射する。ここで、Ｓ偏光成分Ｌ３ｓである第３光Ｌ３は位相差プレート２２１を透過することで円偏光Ｌ３ｃ１に変換される。円偏光Ｌ３ｃ１に変換された第３光Ｌ３は反射プレート２１４で反射される。円偏光Ｌ３ｃ１である第３光Ｌ３は、反射プレート２１４で反射されることで回転方向が逆方向の円偏光Ｌ３ｃ２に変換される。円偏光Ｌ３ｃ２である第３光Ｌ３は位相差プレート２２１を再度透過することで、Ｐ偏光成分Ｌ３ｐに変換され、重畳光学系２５０に向けて射出される。
本実施形態の位相差プレート２２１は、第２光Ｌ２の偏光方向（Ｐ偏光成分Ｌ２ｐ）に第３光Ｌ３の偏光方向（Ｐ偏光成分Ｌ３ｐ）を揃えることができる。
【0060】
このように本実施形態の偏光変換ユニット３２００においても入射側偏光板４０２を透過可能な偏光方向に変換光Ｌ０の偏光方向を変換することで液晶パネル４０１に効率良く入射させることができる。よって、光源１００から射出した照明光Ｌの光利用効率を高めることができる。
【0061】
（第５実施形態）
続いて、第５実施形態のプロジェクターについて説明する。本実施形態と第１実施形態との違いは偏光変換ユニットの構成であり、それ以外の構成は共通である。このため、以下では偏光変換ユニットの構成を説明し、上記実施形態と共通の部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
続いて、第５実施形態のプロジェクターについて説明する。本実施形態と第１実施形態との違いは偏光変換ユニットの構成であり、それ以外の構成は共通である。このため、以下では偏光変換ユニットの構成を説明し、上記実施形態と共通の部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
【0062】
図６は、本実施形態の偏光変換ユニット４２００の要部構成を示す平面図である。図６は、偏光変換ユニット４２００を上側（＋Ｚ）から視た平面図である。
図６に示すように、偏光変換ユニット４２００において、位相差プレート２２０は、偏光分離プレート２１３の光射出側に直接設けられている。具体的に位相差プレート２２０は、偏光分離部２１０の偏光分離プレート２１３の光射出面２１３ｂに設けられる。
図６に示すように、偏光変換ユニット４２００において、位相差プレート２２０は、偏光分離プレート２１３の光射出側に直接設けられている。具体的に位相差プレート２２０は、偏光分離部２１０の偏光分離プレート２１３の光射出面２１３ｂに設けられる。
【0063】
本実施形態の場合、偏光分離プレート２１３の光入射面２１３ａには反射防止膜ＡＲが設けられている。これにより、偏光分離プレート２１３の光入射面２１３ａと空気層との界面による照明光Ｌの反射が抑制されるため、照明光Ｌが偏光分離プレート２１３に対して効率良く入射できる。
【0064】
本実施形態の偏光変換ユニット４２００において、偏光分離プレート２１３で反射されて照明光Ｌから分離された第３光Ｌ３は反射プレート２１４で反射されることで重畳光学系２５０に向けて射出される。
一方、偏光分離プレート２１３を透過して照明光Ｌから分離された第２光Ｌ２は位相差プレート２２０を透過する。第２光Ｌ２は、位相差プレート２２０を透過することでＰ偏光成分Ｌ２ｐからＳ偏光成分Ｌ２ｓに変換される。位相差プレート２２０は、第３光Ｌ３の偏光方向（Ｓ偏光成分Ｌ３ｓ）に第２光Ｌ２の偏光方向（Ｓ偏光成分Ｌ２ｓ）を揃えることができる。
一方、偏光分離プレート２１３を透過して照明光Ｌから分離された第２光Ｌ２は位相差プレート２２０を透過する。第２光Ｌ２は、位相差プレート２２０を透過することでＰ偏光成分Ｌ２ｐからＳ偏光成分Ｌ２ｓに変換される。位相差プレート２２０は、第３光Ｌ３の偏光方向（Ｓ偏光成分Ｌ３ｓ）に第２光Ｌ２の偏光方向（Ｓ偏光成分Ｌ２ｓ）を揃えることができる。
【0065】
このように本実施形態の偏光変換ユニット４２００においても入射側偏光板４０２を透過可能な偏光方向に変換光Ｌ０の偏光方向を変換することで液晶パネル４０１に効率良く入射させることができる。よって、光源１００から射出した照明光Ｌの光利用効率を高めることができる。
【0066】
（第６実施形態）
続いて、第６実施形態のプロジェクターについて説明する。本実施形態と第１実施形態との違いは偏光変換ユニットの構成であり、それ以外の構成は共通である。このため、以下では偏光変換ユニットの構成を説明し、上記実施形態と共通の部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
続いて、第６実施形態のプロジェクターについて説明する。本実施形態と第１実施形態との違いは偏光変換ユニットの構成であり、それ以外の構成は共通である。このため、以下では偏光変換ユニットの構成を説明し、上記実施形態と共通の部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
【0067】
図７は、本実施形態の偏光変換ユニット５２００の要部構成を示す平面図である。図７は、偏光変換ユニット５２００を上側（＋Ｚ）から視た平面図である。
図７に示すように、偏光変換ユニット５２００において、位相差プレート２２２は、第１プレート２２２ａと第２プレート２２２ｂとを含む。
図７に示すように、偏光変換ユニット５２００において、位相差プレート２２２は、第１プレート２２２ａと第２プレート２２２ｂとを含む。
【0068】
第１プレート２２２ａは、偏光分離プレート２１３の光入射側に直接設けられている。具体的に第１プレート２２２ａは偏光分離プレート２１３の光入射面２１３ａに設けられる。
第２プレート２２２ｂは、反射プレート２１４の光入射側に直接設けられている。具体的に第２プレート２２２ｂは反射プレート２１４の光反射面２１４ａに設けられる。
第２プレート２２２ｂは、反射プレート２１４の光入射側に直接設けられている。具体的に第２プレート２２２ｂは反射プレート２１４の光反射面２１４ａに設けられる。
【0069】
本実施形態の場合、第１プレート２２２ａおよび第２プレート２２２ｂの光入射側には反射防止膜ＡＲがそれぞれ設けられている。これにより、第１プレート２２２ａおよび第２プレート２２２ｂと空気層との界面による光の反射が抑制されるため、第１プレート２２２ａおよび偏光分離プレート２１３に対して効率良く光が入射する。
【0070】
第１プレート２２２ａは１／４位相差板で構成され、第２プレート２２２ｂは１／８位相差板で構成される。第１プレート２２２ａおよび第２プレート２２２ｂは、例えば板状の樹脂を延伸させる、あるいは、プラスチック基板の表面に光の波長よりも小さい周期構造をナノインプリント法で形成することで構成された板状の部材である。また、水晶、サファイア、ニオブ酸リチウム、方解石などの無機材料を用いて第１プレート２２２ａおよび第２プレート２２２ｂを形成してもよい。
【0071】
本実施形態の偏光変換ユニット５２００において、まず、照明光Ｌは偏光分離プレート２１３の光入射面２１３ａに設けられた位相差プレート２２０を透過する。このとき、無偏光である照明光Ｌの偏光状態は第１プレート２２２ａの透過前後において変化しない。第１プレート２２２ａを透過した照明光Ｌは偏光分離プレート２１３に入射し、第２光Ｌ２および第３光Ｌ３に分離される。
【0072】
第２光Ｌ２は偏光分離プレート２１３を透過することで照明光Ｌから分離される。
一方、偏光分離プレート２１３で反射されて照明光Ｌから分離された第３光Ｌ３は第１プレート２２２ａを透過する。ここで、Ｓ偏光成分Ｌ３ｓである第３光Ｌ３は第１プレート２２２ａを透過することで円偏光Ｌ３ｃに変換される。円偏光Ｌ３ｃは第２プレート２２２ｂを透過して反射プレート２１４に入射し、重畳光学系２５０に向けて射出される。このとき、円偏光Ｌ３ｃは反射プレート２１４で反射されることで回転方向が逆方向の円偏光に変換されるとともに、第２プレート２２２ｂを往復して透過することで１／４波長分の位相差が付与され、Ｐ偏光成分Ｌ３ｐに変換される。
本実施形態の位相差プレート２２２は、第２光Ｌ２の偏光方向（Ｐ偏光成分Ｌ２ｐ）に第３光Ｌ３の偏光方向（Ｐ偏光成分Ｌ３ｐ）を揃えることができる。
一方、偏光分離プレート２１３で反射されて照明光Ｌから分離された第３光Ｌ３は第１プレート２２２ａを透過する。ここで、Ｓ偏光成分Ｌ３ｓである第３光Ｌ３は第１プレート２２２ａを透過することで円偏光Ｌ３ｃに変換される。円偏光Ｌ３ｃは第２プレート２２２ｂを透過して反射プレート２１４に入射し、重畳光学系２５０に向けて射出される。このとき、円偏光Ｌ３ｃは反射プレート２１４で反射されることで回転方向が逆方向の円偏光に変換されるとともに、第２プレート２２２ｂを往復して透過することで１／４波長分の位相差が付与され、Ｐ偏光成分Ｌ３ｐに変換される。
本実施形態の位相差プレート２２２は、第２光Ｌ２の偏光方向（Ｐ偏光成分Ｌ２ｐ）に第３光Ｌ３の偏光方向（Ｐ偏光成分Ｌ３ｐ）を揃えることができる。
【0073】
このように本実施形態の偏光変換ユニット５２００においても入射側偏光板４０２を透過可能な偏光方向に変換光Ｌ０の偏光方向を変換することで液晶パネル４０１に効率良く入射させることができる。よって、光源１００から射出した照明光Ｌの光利用効率を高めることができる。
【0074】
（第７実施形態）
続いて、第７実施形態のプロジェクターについて説明する。本実施形態と第１実施形態との違いは偏光変換ユニットの構成であり、それ以外の構成は共通である。このため、以下では偏光変換ユニットの構成を説明し、上記実施形態と共通の部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
続いて、第７実施形態のプロジェクターについて説明する。本実施形態と第１実施形態との違いは偏光変換ユニットの構成であり、それ以外の構成は共通である。このため、以下では偏光変換ユニットの構成を説明し、上記実施形態と共通の部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
【0075】
図８は、本実施形態のプロジェクター１０００の要部構成を示す平面図である。図８は、プロジェクター１０００を上側（＋Ｚ）から視た平面図である。
図８に示すように、本実施形態のプロジェクター１０００は、一対の偏光変換ユニット６２００を備えている。一対の偏光変換ユニット６２００は第１偏光変換ユニット６２０１と第２偏光変換ユニット６２０２とで構成されている。第１偏光変換ユニット６２０１および第２偏光変換ユニット６２０２は、光源１００の照明光軸ＡＸに沿う仮想軸ＫＫに対して線対称となるように配置されている。本実施形態の場合、仮想軸ＫＫおよび照明光軸ＡＸは基準軸Ｊと一致している。
図８に示すように、本実施形態のプロジェクター１０００は、一対の偏光変換ユニット６２００を備えている。一対の偏光変換ユニット６２００は第１偏光変換ユニット６２０１と第２偏光変換ユニット６２０２とで構成されている。第１偏光変換ユニット６２０１および第２偏光変換ユニット６２０２は、光源１００の照明光軸ＡＸに沿う仮想軸ＫＫに対して線対称となるように配置されている。本実施形態の場合、仮想軸ＫＫおよび照明光軸ＡＸは基準軸Ｊと一致している。
【0076】
第１偏光変換ユニット６２０１は仮想軸ＫＫに対して下側（＋Ｙ）に配置され、第２偏光変換ユニット６２０２は仮想軸ＫＫに対して上側（－Ｙ）に配置される。第１偏光変換ユニット６２０１および第２偏光変換ユニット６２０２はそれぞれ第１実施形態の偏光変換ユニット２００と同様の構成を有している。
【0077】
このため、第１偏光変換ユニット６２０１および第２偏光変換ユニット６２０２の各々において、偏光分離プレート２１３は反射プレート２１４よりも仮想軸ＫＫの近くに配置されている。
【0078】
第１偏光変換ユニット６２０１および第２偏光変換ユニット６２０２の各々において、位相差プレート２２０は照明光Ｌから分離された第３光Ｌ３の光路に設けられている。
本実施形態の場合、偏光変換ユニット６２００の光射出側に配置した透明基板２３０に位相差フィルム２３１を設けることで位相差プレート２２０を構成した。この構成によれば、第１偏光変換ユニット６２０１および第２偏光変換ユニット６２０２の位相差プレート２２０を一体化できるので、第１偏光変換ユニット６２０１および第２偏光変換ユニット６２０２に対して位相差プレート２２０を個別に設ける場合に比べて部品点数を削減できる。また、各位相差プレート２２０の位置合わせが不要となるため、偏光変換ユニット６２００の組み立て性を向上できる。また、第１偏光変換ユニット６２０１および第２偏光変換ユニット６２０２の各々において、照明光Ｌから分離された第２光Ｌ２の光路上の透明基板２３０の表面に反射防止膜ＡＲを設けている。このため、透明基板２３０と空気層との界面による第２光Ｌ２の反射が抑制されるため、第２光Ｌ２を効率良く射出することができる。
本実施形態の場合、偏光変換ユニット６２００の光射出側に配置した透明基板２３０に位相差フィルム２３１を設けることで位相差プレート２２０を構成した。この構成によれば、第１偏光変換ユニット６２０１および第２偏光変換ユニット６２０２の位相差プレート２２０を一体化できるので、第１偏光変換ユニット６２０１および第２偏光変換ユニット６２０２に対して位相差プレート２２０を個別に設ける場合に比べて部品点数を削減できる。また、各位相差プレート２２０の位置合わせが不要となるため、偏光変換ユニット６２００の組み立て性を向上できる。また、第１偏光変換ユニット６２０１および第２偏光変換ユニット６２０２の各々において、照明光Ｌから分離された第２光Ｌ２の光路上の透明基板２３０の表面に反射防止膜ＡＲを設けている。このため、透明基板２３０と空気層との界面による第２光Ｌ２の反射が抑制されるため、第２光Ｌ２を効率良く射出することができる。
【0079】
本実施形態の重畳光学系１２５０は、レンズ部１２５１とレンズ部１２５２とレンズ部１２５３とレンズ部１２５４とを有する。
レンズ部（第１光学部材）１２５１は、偏光変換ユニット６２００から射出された変換光Ｌ０のうち、第１偏光変換ユニット６２０１から射出された第２光Ｌ２が入射する。
レンズ部（第２光学部材）１２５２は、偏光変換ユニット６２００から射出された変換光Ｌ０のうち、第１偏光変換ユニット６２０１から射出された第３光Ｌ３が入射する。
レンズ部（第１光学部材）１２５３は、偏光変換ユニット６２００から射出された変換光Ｌ０のうち、第２偏光変換ユニット６２０２から射出された第２光Ｌ２が入射する。
レンズ部（第２光学部材）１２５４は、偏光変換ユニット６２００から射出された変換光Ｌ０のうち、第２偏光変換ユニット６２０２から射出された第３光Ｌ３が入射する。
レンズ部（第１光学部材）１２５１は、偏光変換ユニット６２００から射出された変換光Ｌ０のうち、第１偏光変換ユニット６２０１から射出された第２光Ｌ２が入射する。
レンズ部（第２光学部材）１２５２は、偏光変換ユニット６２００から射出された変換光Ｌ０のうち、第１偏光変換ユニット６２０１から射出された第３光Ｌ３が入射する。
レンズ部（第１光学部材）１２５３は、偏光変換ユニット６２００から射出された変換光Ｌ０のうち、第２偏光変換ユニット６２０２から射出された第２光Ｌ２が入射する。
レンズ部（第２光学部材）１２５４は、偏光変換ユニット６２００から射出された変換光Ｌ０のうち、第２偏光変換ユニット６２０２から射出された第３光Ｌ３が入射する。
【0080】
本実施形態の場合、レンズ部１２５１から射出された第２光Ｌ２の主光線とレンズ部１２５３から射出された第２光Ｌ２の主光線とは光変調装置４００に向かうにつれて互いに近づく。また、レンズ部１２５２から射出された第３光Ｌ３の主光線とレンズ部１２５４から射出された第３光Ｌ３の主光線とは光変調装置４００に向かうにつれて互いに近づく。
本実施形態の重畳光学系１２５０によれば、第１偏光変換ユニット６２０１から射出された第２光Ｌ２および第３光Ｌ３と第２偏光変換ユニット６２０２から射出された第２光Ｌ２および第３光Ｌ３とを光変調装置４００の光照射領域（画素形成領域）で重畳させることができる。
本実施形態の重畳光学系１２５０によれば、第１偏光変換ユニット６２０１から射出された第２光Ｌ２および第３光Ｌ３と第２偏光変換ユニット６２０２から射出された第２光Ｌ２および第３光Ｌ３とを光変調装置４００の光照射領域（画素形成領域）で重畳させることができる。
【0081】
このように本実施形態の偏光変換ユニット６２００においても入射側偏光板４０２を透過可能な偏光方向に変換光Ｌ０の偏光方向を変換することで液晶パネル４０１に効率良く入射させることができる。よって、光源１００から射出した照明光Ｌの光利用効率を高めることができる。
また、本実施形態の偏光変換ユニット６２００によれば、他の実施形態の構成よりも変換光Ｌ０の光束幅をさらに拡大できるため、重畳光学系１２５０の拡大倍率を抑えることができる。これにより、重畳光学系１２５０から光変調装置４００までの基準軸Ｊ方向における距離を短くすることができ、プロジェクターのさらなる小型化を実現できる。
また、本実施形態の偏光変換ユニット６２００によれば、他の実施形態の構成よりも変換光Ｌ０の光束幅をさらに拡大できるため、重畳光学系１２５０の拡大倍率を抑えることができる。これにより、重畳光学系１２５０から光変調装置４００までの基準軸Ｊ方向における距離を短くすることができ、プロジェクターのさらなる小型化を実現できる。
【0082】
本実施形態の偏光変換ユニット６２００では、第１偏光変換ユニット６２０１および第２偏光変換ユニット６２０２がそれぞれ第１実施形態の偏光変換ユニット２００と同様の構成を有する場合を例に挙げたが、第２実施形態から第６実施形態の偏光変換ユニットを仮想軸ＫＫに対して線対称に配置した構成を採用してもよい。
【0083】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
その他、プロジェクターを構成する各種構成要素の数、配置、形状および材料等の具体的な構成は、上記実施形態に限らず、適宜変更が可能である。
その他、プロジェクターを構成する各種構成要素の数、配置、形状および材料等の具体的な構成は、上記実施形態に限らず、適宜変更が可能である。
【0084】
例えば、上記実施形態では、変換光Ｌ０を光変調装置４００に重畳させる重畳光学系２５０をフレネルレンズで構成する場合を例に挙げたが、重畳光学系２５０をフレネルレンズに代えて凹レンズで構成してもよい。つまり、第１レンズ部２５１および第２レンズ部２５２をそれぞれ凹レンズで構成していてもよい。この場合において、第１レンズ部２５１および第２レンズ部２５２を構成する各凹レンズの光軸は光変調装置４００に向かうにつれて基準軸Ｊに近づく方向に傾いた状態（チルト状態）に配置される。
【0085】
また、重畳光学系２５０をフレネルレンズに代えてリフレクターで構成してもよい。つまり、第１レンズ部２５１を第１リフレクター（第１光学部材）、第２レンズ部２５２を第２リフレクター（第２光学部材）に置き換えてもよい。第１リフレクターおよび第２リフレクターの設置角度、第１リフレクターおよび第２リフレクターに対する第２光Ｌ２および第３光Ｌ３の入射角度を適宜調整することで、第１リフレクターから射出された第２光Ｌ２の主光線Ｌ２Ａと第２リフレクターから射出された第３光Ｌ３の主光線Ｌ３Ａとを光変調装置４００に向かうにつれて互いに近づけることができる。つまり、第１リフレクターで反射した第２光Ｌ２と第２リフレクターで反射した第３光Ｌ３とを光変調装置４００上で重畳させることができる。
重畳光学系２５０をリフレクターで構成する場合、光源１００からの照明光Ｌを平行化する光学系１５０を省略すれば第２光Ｌ２および第３光Ｌ３の各リフレクターに対する入射角度の調整が容易となる。
重畳光学系２５０をリフレクターで構成する場合、光源１００からの照明光Ｌを平行化する光学系１５０を省略すれば第２光Ｌ２および第３光Ｌ３の各リフレクターに対する入射角度の調整が容易となる。
【0086】
第７実施形態の重畳光学系１２５０についても同様、レンズ部１２５１、レンズ部１２５２、レンズ部１２５３およびレンズ部１２５４をそれぞれリフレクターに置き換えてもよい。
【0087】
また、上記実施形態では、偏光分離プレート２１３を誘電体多層膜で構成する場合を例に挙げたが、例えばアルミニウム等からなる複数の金属細線を微細なピッチで基材の一面に設けたワイヤーグリッド型偏光素子で偏光分離プレート２１３を構成してもよい。ワイヤーグリッド型偏光素子を用いた場合、偏光分離プレート２１３の耐熱性を高めることができる。
【0088】
（変形例）
以下、ワイヤーグリッド型偏光素子で構成された偏光分離素子を用いた場合の構成を変形例として説明する。
図９は変形例に係る偏光変換ユニット２０１の要部構成を示す平面図である。図９は、偏光変換ユニット２０１を上側（＋Ｚ）から視た平面図である。
図９に示す本変形例の偏光変換ユニット２０１は、第１実施形態の偏光変換ユニット２００において誘電体多層膜で構成された偏光分離プレート２１３をワイヤーグリッド型偏光素子で構成された偏光分離プレート１２１３に置き換えたものである。
以下、ワイヤーグリッド型偏光素子で構成された偏光分離素子を用いた場合の構成を変形例として説明する。
図９は変形例に係る偏光変換ユニット２０１の要部構成を示す平面図である。図９は、偏光変換ユニット２０１を上側（＋Ｚ）から視た平面図である。
図９に示す本変形例の偏光変換ユニット２０１は、第１実施形態の偏光変換ユニット２００において誘電体多層膜で構成された偏光分離プレート２１３をワイヤーグリッド型偏光素子で構成された偏光分離プレート１２１３に置き換えたものである。
【0089】
第１実施形態の偏光分離プレート１２１３は、照明光ＬのうちのＰ偏光成分（第１直線偏光成分）を第２光Ｌ２として透過させ、非偏光の照明光ＬのうちのＳ偏光成分（第２直線偏光成分）を第３光Ｌ３として反射させていた。
これに対して、ワイヤーグリッド型偏光素子で構成された本変形例の偏光分離プレート１２１３は、例えば、照明光Ｌに対して複数の金属細線の配列方向や角度を調整することで、照明光ＬのうちのＳ偏光成分（第１直線偏光成分）Ｌ２ｓを第２光Ｌ２として透過させ、非偏光の照明光ＬのうちのＰ偏光成分（第２直線偏光成分）Ｌ３ｐを第３光Ｌ３として反射することができる。
これに対して、ワイヤーグリッド型偏光素子で構成された本変形例の偏光分離プレート１２１３は、例えば、照明光Ｌに対して複数の金属細線の配列方向や角度を調整することで、照明光ＬのうちのＳ偏光成分（第１直線偏光成分）Ｌ２ｓを第２光Ｌ２として透過させ、非偏光の照明光ＬのうちのＰ偏光成分（第２直線偏光成分）Ｌ３ｐを第３光Ｌ３として反射することができる。
【0090】
このため、本変形例の偏光変換ユニット２０１において、偏光分離プレート１２１３を透過して照明光Ｌから分離されたＳ偏光成分Ｌ２ｓである第２光Ｌ２は第２レンズ部２５２に向けて射出される。また、偏光分離プレート１２１３で反射されて照明光Ｌから分離されたＰ偏光成分Ｌ３ｐである第３光Ｌ３は位相差プレート２２０を透過する。第３光Ｌ３は、位相差プレート２２０を透過することでＰ偏光成分Ｌ３ｐからＳ偏光成分Ｌ３ｓに変換される。
【0091】
このように本変形例の偏光変換ユニット２０１によれば、位相差プレート２２０は、第２光Ｌ２の偏光方向（Ｓ偏光成分Ｌ２ｓ）に第３光Ｌ３の偏光方向（Ｓ偏光成分Ｌ３ｓ）を揃えることで、入射側偏光板４０２を透過可能なＳ偏光に変換光Ｌ０の偏光方向を変換して光変調装置４００に効率良く入射させることができる。よって、光源１００から射出した照明光Ｌの光利用効率を高めることができる。
【0092】
なお、本変形例では第１実施形態の偏光変換ユニット２００を例に挙げたが、第２から第９実施形態の偏光変換ユニットのいずれかにおける偏光分離素子をワイヤーグリッド型偏光素子に置き換えてもよい。
【0093】
以下、本開示のまとめを付記する。
（付記１）
非直線偏光である第１光を射出する光源と、
前記光源から入射する前記第１光を所定の直線偏光に変換する偏光変換ユニットと、
前記偏光変換ユニットで変換された前記所定の直線偏光を変調する液晶パネルを含む光変調装置と、
前記偏光変換ユニットから入射する前記所定の直線偏光を前記液晶パネルに重畳させる重畳光学系と、を備え、
前記偏光変換ユニットは、前記第１光を偏光成分に基づいて第２光と第３光とに分離する偏光分離部と、前記第２光および前記第３光の偏光方向を所定の直線偏光に揃える位相差プレートと、を有し、
前記偏光分離部は、互いに離間かつ対向した状態で配置される偏光分離プレートおよび反射プレートを含み、
前記偏光分離プレートは、前記第１光の主光線に対して傾いた状態に設けられ、前記第１光のうちの第１直線偏光成分を前記第２光として前記重畳光学系に向けて透過させるとともに前記第１光のうちの前記第１直線偏光成分と異なる偏光方向の第２直線偏光成分を前記第３光として反射することで前記第１光を分離し、
前記反射プレートは、前記偏光分離プレートから入射される前記第３光を前記重畳光学系に向けて反射する、
ことを特徴とするプロジェクター。
（付記１）
非直線偏光である第１光を射出する光源と、
前記光源から入射する前記第１光を所定の直線偏光に変換する偏光変換ユニットと、
前記偏光変換ユニットで変換された前記所定の直線偏光を変調する液晶パネルを含む光変調装置と、
前記偏光変換ユニットから入射する前記所定の直線偏光を前記液晶パネルに重畳させる重畳光学系と、を備え、
前記偏光変換ユニットは、前記第１光を偏光成分に基づいて第２光と第３光とに分離する偏光分離部と、前記第２光および前記第３光の偏光方向を所定の直線偏光に揃える位相差プレートと、を有し、
前記偏光分離部は、互いに離間かつ対向した状態で配置される偏光分離プレートおよび反射プレートを含み、
前記偏光分離プレートは、前記第１光の主光線に対して傾いた状態に設けられ、前記第１光のうちの第１直線偏光成分を前記第２光として前記重畳光学系に向けて透過させるとともに前記第１光のうちの前記第１直線偏光成分と異なる偏光方向の第２直線偏光成分を前記第３光として反射することで前記第１光を分離し、
前記反射プレートは、前記偏光分離プレートから入射される前記第３光を前記重畳光学系に向けて反射する、
ことを特徴とするプロジェクター。
【0094】
この構成のプロジェクターによれば、偏光変換ユニットによって光源から射出された非直線偏光である第１光の偏光方向を所定の偏光方向に揃えた変換光を生成することができる。したがって、偏光板を用いることで第１光の偏光方向を揃える場合に比べて、光源から射出された第１光を所定の偏光方向に変換して光変調装置の液晶パネルに効率良く入射させることができる。よって、光源から射出した第１光の光利用効率を高めることができる。
また、偏光変換ユニットは、互いに離間して配置した偏光分離プレートおよび反射プレートで構成されるため、プリズム等の光学部材に偏光分離素子や反射ミラーを設ける場合に比べて軽量化を図ることができる。
また、偏光変換ユニットは、変換光の光束幅を第１光の光束幅よりも拡げることで重畳光学系の拡大倍率を抑えることができる。これにより、重畳光学系から光変調装置までの距離を短くすることができ、プロジェクターの小型化を実現できる。
また、偏光変換ユニットは、互いに離間して配置した偏光分離プレートおよび反射プレートで構成されるため、プリズム等の光学部材に偏光分離素子や反射ミラーを設ける場合に比べて軽量化を図ることができる。
また、偏光変換ユニットは、変換光の光束幅を第１光の光束幅よりも拡げることで重畳光学系の拡大倍率を抑えることができる。これにより、重畳光学系から光変調装置までの距離を短くすることができ、プロジェクターの小型化を実現できる。
【0095】
（付記２）
前記位相差プレートは１／２波長板で構成され、前記反射プレートで反射された前記第３光の光路に設けられる
ことを特徴とする付記１に記載のプロジェクター。
前記位相差プレートは１／２波長板で構成され、前記反射プレートで反射された前記第３光の光路に設けられる
ことを特徴とする付記１に記載のプロジェクター。
【0096】
この構成によれば、反射プレートで反射された第３光が１／２波長板を透過するため、第３光の偏光方向を第２光の偏光方向である第１直線偏光成分に揃えることができる。
【0097】
（付記３）
前記位相差プレートは１／２波長板で構成され、前記偏光分離プレートを透過した前記第２光の光路に設けられる、
ことを特徴とする付記１に記載のプロジェクター。
前記位相差プレートは１／２波長板で構成され、前記偏光分離プレートを透過した前記第２光の光路に設けられる、
ことを特徴とする付記１に記載のプロジェクター。
【0098】
この構成によれば、偏光分離プレートを透過した第２光が１／２波長板を透過するため、第２光の偏光方向を第３光の偏光方向である第２直線偏光成分に揃えることができる。
【0099】
（付記４）
前記偏光分離プレートは、前記第１光が入射する光入射面を有し、
前記位相差プレートは１／２波長板で構成され、前記偏光分離プレートの前記光入射面に設けられる、
ことを特徴とする付記１に記載のプロジェクター。
前記偏光分離プレートは、前記第１光が入射する光入射面を有し、
前記位相差プレートは１／２波長板で構成され、前記偏光分離プレートの前記光入射面に設けられる、
ことを特徴とする付記１に記載のプロジェクター。
【0100】
この構成によれば、偏光分離プレートで反射された第３光が１／２波長板を透過するため、第３光の偏光方向を第２光の偏光方向である第１直線偏光成分に揃えることができる。
【0101】
（付記５）
前記反射プレートは、前記第３光を反射する光反射面を有し、
前記位相差プレートは１／４波長板で構成され、前記反射プレートの前記光反射面に設けられる、
ことを特徴とする付記１に記載のプロジェクター。
前記反射プレートは、前記第３光を反射する光反射面を有し、
前記位相差プレートは１／４波長板で構成され、前記反射プレートの前記光反射面に設けられる、
ことを特徴とする付記１に記載のプロジェクター。
【0102】
この構成によれば、偏光分離プレートで反射された第３光が１／４波長板を２回透過することで第３光の偏光方向を第２光の偏光方向である第１直線偏光成分に揃えることができる。
【0103】
（付記６）
前記偏光分離プレートは、前記第１光が入射する光入射面と前記第２光を射出する光射出面とを有し、
前記位相差プレートは１／２波長板で構成され、前記偏光分離プレートの前記光射出面に設けられる、
ことを特徴とする付記１に記載のプロジェクター。
前記偏光分離プレートは、前記第１光が入射する光入射面と前記第２光を射出する光射出面とを有し、
前記位相差プレートは１／２波長板で構成され、前記偏光分離プレートの前記光射出面に設けられる、
ことを特徴とする付記１に記載のプロジェクター。
【0104】
この構成によれば、偏光分離プレートを透過した第２光が１／２波長板を透過するため、第２光の偏光方向を第３光の偏光方向である第２直線偏光成分に揃えることができる。
【0105】
（付記７）
前記偏光分離プレートは、前記第１光が入射する光入射面を有し、
前記反射プレートは、前記第３光を反射し、前記光入射面と平行である光反射面を有し、
前記光入射面および前記光反射面と前記第１光の主光線とがなす角度が４５°である、
ことを特徴とする付記１に記載のプロジェクター。
前記偏光分離プレートは、前記第１光が入射する光入射面を有し、
前記反射プレートは、前記第３光を反射し、前記光入射面と平行である光反射面を有し、
前記光入射面および前記光反射面と前記第１光の主光線とがなす角度が４５°である、
ことを特徴とする付記１に記載のプロジェクター。
【0106】
この構成によれば、偏光分離プレートを透過した第２光と反射プレートで反射された第３光とを平行化することで偏光方向を揃えた平行光束からなる変換光を生成できる。
【0107】
（付記８）
一対の前記偏光変換ユニットが、前記光源の光軸に沿う仮想軸に対して線対称となるように配置され、
一対の前記偏光変換ユニットの各々において、前記偏光分離プレートは前記反射プレートよりも前記仮想軸の近くに配置される、
ことを特徴とする付記１に記載のプロジェクター。
一対の前記偏光変換ユニットが、前記光源の光軸に沿う仮想軸に対して線対称となるように配置され、
一対の前記偏光変換ユニットの各々において、前記偏光分離プレートは前記反射プレートよりも前記仮想軸の近くに配置される、
ことを特徴とする付記１に記載のプロジェクター。
【0108】
この構成によれば、基準軸に対して線対称となるように配置された一対の偏光変換ユニットを備えることで変換光の光束幅を拡大することができる。これにより、重畳光学系の拡大倍率を抑えることができるので、第２光学系から光変調装置までの距離を短くすることができ、プロジェクターのさらなる小型化を実現できる。
【0109】
（付記９）
前記重畳光学系と前記光変調装置との間に設けられ、前記重畳光学系から射出された光を平行化する平行化光学系をさらに備え、
前記平行化光学系は、フレネルレンズで構成される、
ことを特徴とする付記１から付記８のうちのいずれか一項に記載のプロジェクター。
前記重畳光学系と前記光変調装置との間に設けられ、前記重畳光学系から射出された光を平行化する平行化光学系をさらに備え、
前記平行化光学系は、フレネルレンズで構成される、
ことを特徴とする付記１から付記８のうちのいずれか一項に記載のプロジェクター。
【0110】
この構成によれば、平行化光学系は光軸方向の厚さを抑えることでプロジェクターの軸方向の寸法を小型化することができる。
できる。
できる。
【0111】
（付記１０）
前記重畳光学系は、前記偏光変換ユニットから射出された前記第２光が入射する第１レンズ部と、前記偏光変換ユニットから射出された前記第３光が入射する第２レンズ部と、を有し、
前記第１レンズ部から射出された前記第２光の主光線と前記第２レンズ部から射出された前記第３光の主光線とは、前記光変調装置に向かうにつれて互いに近づく、
ことを特徴とする付記１に記載のプロジェクター。
前記重畳光学系は、前記偏光変換ユニットから射出された前記第２光が入射する第１レンズ部と、前記偏光変換ユニットから射出された前記第３光が入射する第２レンズ部と、を有し、
前記第１レンズ部から射出された前記第２光の主光線と前記第２レンズ部から射出された前記第３光の主光線とは、前記光変調装置に向かうにつれて互いに近づく、
ことを特徴とする付記１に記載のプロジェクター。
【0112】
この構成によれば、第２光および第３光を光変調装置の光照射領域（画素形成領域）で重畳させることができる。よって、重畳光学系は第２光および第３光を重畳させることで液晶パネルを照明する変換光の面内明るさ分布を均一化できるので、液晶パネルは面内で明るさムラのない優れた画像を生成できる。
【0113】
（付記１１）
前記重畳光学系はフレネルレンズで構成される、
ことを特徴とする付記１に記載のプロジェクター。
前記重畳光学系はフレネルレンズで構成される、
ことを特徴とする付記１に記載のプロジェクター。
【0114】
この構成によれば、重畳光学系がフレネルレンズで構成されるため、プロジェクターの光軸方向の寸法を小型化することができる。
【0115】
（付記１２）
前記液晶パネルは、カラーフィルターを有する、
ことを特徴とする付記１から付記１１のうちのいずれか一つのプロジェクター。
前記液晶パネルは、カラーフィルターを有する、
ことを特徴とする付記１から付記１１のうちのいずれか一つのプロジェクター。
【0116】
この構成によれば、フルカラーの画像を投射することができる。
【0117】
（付記１３）
前記光源から射出された前記第１光は白色光である、
ことを特徴とする付記１２に記載のプロジェクター。
前記光源から射出された前記第１光は白色光である、
ことを特徴とする付記１２に記載のプロジェクター。
【0118】
この構成によれば、カラーフィルターを備えた液晶パネルと組み合わせることでフルカラーの画像を生成することができる。
【符号の説明】
【0119】
１，１０００…プロジェクター、１００…光源、２００，２０１，１２００，２２００，３２００，４２００，５２００，６２００…偏光変換ユニット、２１０…偏光分離部、２１３，１２１３…偏光分離プレート、２１３ａ…光入射面、２１３ｂ…光射出面、２１４…反射プレート、２１４ａ…光反射面、２２０，２２１，２２２…位相差プレート、２５０…重畳光学系、２５１…第１レンズ部（第１光学部材）、２５２…第２レンズ部（第２光学部材）、３００…平行化光学系、４００…光変調装置、４０１…液晶パネル、１２５１，１２５３…レンズ部（第１光学部材）、１２５２，１２５４…レンズ部（第２光学部材）、ＫＫ…仮想軸、Ｌ…照明光（第１光）、Ｌ２…第２光、Ｌ３…第３光、Ｌ２Ａ…光軸（第２光の光軸）、Ｌ３Ａ…光軸（第３光の光軸）、Ｌａ…主光線（第１光の主光線）、Ｌ２ｐ…Ｐ偏光成分（第１直線偏光成分）、Ｌ３ｐ…Ｐ偏光成分（第２直線偏光成分）、Ｌ２ｓ…Ｓ偏光成分（第１直線偏光成分）、Ｌ３ｓ…Ｓ偏光成分（第２直線偏光成分）。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】