特開 2024-68783 プロジェクター

(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】P2024068783

(43)【公開日】2024-05-21

(54)【発明の名称】プロジェクター

(51)【国際特許分類】

   G03B 21/14 20060101AFI20240514BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20240514BHJP

   H04N 5/74 20060101ALI20240514BHJP

【ＦＩ】

G03B21/14 Z

G03B21/00 E

H04N5/74 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022179370

(22)【出願日】2022-11-09

(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】100179475

【弁理士】

【氏名又は名称】仲井 智至

(74)【代理人】

【識別番号】100216253

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 宏紀

(74)【代理人】

【識別番号】100225901

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 真之

(72)【発明者】

【氏名】安田 政紀

【テーマコード（参考）】

2K203

5C058

【Ｆターム（参考）】

2K203FA03

2K203FA23

2K203FA32

2K203FA44

2K203FA62

2K203GA23

2K203GA25

2K203GA40

2K203HA34

2K203HA63

2K203HA74

2K203HB22

2K203KA76

2K203MA04

2K203MA14

2K203MA31

5C058EA02

5C058EA12

5C058EA14

5C058EA26

(57)【要約】

【課題】効率良く光が画像表示パネルに入射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、第１偏光成分および第２偏光成分を含む白色光を射出する光源と、光源から射出された白色光を平行化するレンズ面と、レンズ面とは反対の平面とを有する平行化レンズと、光入射面および光射出面を有し、白色光のうち第１偏光成分の光を透過し第２偏光成分の光を遮断する第１偏光素子と、第１偏光素子を透過した第１偏光成分の光が入射し、画像信号に基づいて光を変調して画像光を生成する１つの光変調装置と、画像光を投射する投射レンズと、を備え、平行化レンズの平面と第１偏光素子の光入射面または光射出面のうち一方の面とは光学的に接している。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１偏光成分および第２偏光成分を含む白色光を射出する光源と、
前記光源から射出された前記白色光を平行化するレンズ面と、前記レンズ面とは反対の平面とを有する平行化レンズと、
光入射面および光射出面を有し、前記白色光のうち前記第１偏光成分の光を透過し前記第２偏光成分の光を遮断する第１偏光素子と、
前記第１偏光素子を透過した前記第１偏光成分の光が入射し、画像信号に基づいて前記光を変調して画像光を生成する１つの光変調装置と、
前記画像光を投射する投射レンズと、を備え、
前記平行化レンズの前記平面と前記第１偏光素子の前記光入射面または前記光射出面のうち一方の面とは光学的に接している、
プロジェクター。

【請求項2】

前記平行化レンズの前記平面と前記第１偏光素子の前記光入射面または前記光射出面のうち前記一方の面とは当接している、
請求項１に記載のプロジェクター。

【請求項3】

前記平行化レンズの前記平面と前記第１偏光素子の前記光入射面または前記光射出面のうち前記一方の面とは光学接着材を介して接着されている、
請求項１に記載のプロジェクター。

【請求項4】

前記白色光のうち前記第１偏光成分の光を透過し前記第２偏光成分の光を遮断する第２偏光素子をさらに備える、
請求項１に記載のプロジェクター。

【請求項5】

前記平行化レンズの前記平面は、前記第１偏光素子の前記光入射面に光学的に接しており、
前記第１偏光素子は、反射型偏光板であり、前記平行化レンズの光射出側に配置され、
前記第２偏光素子は、吸収型偏光板であり、前記第１偏光素子の光射出側に配置されている、
請求項４に記載のプロジェクター。

【請求項6】

前記平行化レンズの前記平面は、前記第１偏光素子の前記光射出面に光学的に接しており、
前記第１偏光素子は、吸収型偏光板であり、前記平行化レンズの光入射側に配置され、
前記第２偏光素子は、反射型偏光板であり、前記第１偏光素子の光入射側に配置されている、
請求項４に記載のプロジェクター。

【請求項7】

前記第２偏光素子は、前記第１偏光素子に当接している、
請求項４から請求項６のうちのいずれか一項に記載のプロジェクター。

【請求項8】

前記平行化レンズは、樹脂製のフレネルレンズであり、
前記第１偏光素子は、有機偏光板である、
請求項１から請求項６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】

下記特許文献１には、光を射出する光源と、光源から入射する光を集光させる集光レンズと、光源から入射する光における所定の直線偏光成分を通過させる偏光素子と、偏光素子を通過した光が入射する画像表示パネルと、画像表示パネルから射出された画像光を被投射面上に投射する投射レンズと、を備えた単板式のプロジェクターが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平９－１０１４９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記プロジェクターでは、集光レンズと偏光素子とが離間するため、集光レンズおよび偏光素子の間に空気層が介在している。このため、集光レンズと空気との界面および偏光素子と空気との界面それぞれで光の反射が生じ、画像表示パネルに入射する光に損失が生じるという問題があった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

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、第１偏光成分および第２偏光成分を含む白色光を射出する光源と、前記光源から射出された前記白色光を平行化するレンズ面と、前記レンズ面とは反対の平面とを有する平行化レンズと、光入射面および光射出面を有し、前記白色光のうち前記第１偏光成分の光を透過し前記第２偏光成分の光を遮断する第１偏光素子と、前記第１偏光素子を透過した前記第１偏光成分の光が入射し、画像信号に基づいて前記光を変調して画像光を生成する１つの光変調装置と、前記画像光を投射する投射レンズと、を備え、前記平行化レンズの前記平面と前記第１偏光素子の前記光入射面または前記光射出面のうち一方の面とは光学的に接している、プロジェクターが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】第１実施形態のプロジェクターの概略構成を示す図である。

【図2】入射側偏光部材の要部構成を示す図である。

【図3】第２実施形態のプロジェクターの要部構成を示す図である。

【図4】第３実施形態のプロジェクターの要部構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

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。

【0008】

（第１実施形態）
図１は、本実施形態のプロジェクター１の概略構成を示す図である。
図１に示すように、本実施形態のプロジェクター１は、被投射面であるスクリーンＳＣＲ上にカラー画像を表示する投射型画像表示装置である。
プロジェクター１は、画像生成部２と、投射レンズ３と、を備えている。

【0009】

以下、図面中に示すＸＹＺ座標系を用いて各部材の配置関係を説明する場合がある。各図面において、Ｙ軸はプロジェクター１における光学部品が並ぶ基準軸である光軸ＡＸに沿う軸である。Ｘ軸はＹ軸に直交し、スクリーンＳＣＲに投射される画像光ＬＴの横幅方向に沿う軸である。Ｚ軸はＸ軸およびＹ軸に直交する軸であり、プロジェクター１の上下に沿う軸である。

【0010】

本実施形態では、例えば、Ｚ軸に沿う両方向をまとめてプロジェクター１における「上下方向Ｚ」、＋Ｚ方向に向かう方向を「上側」、－Ｚ方向に向かう方向を「下側」と称す。また、Ｘ軸に沿う両方向をまとめてプロジェクター１における「左右方向Ｘ」、＋Ｘ方向に向かう方向を「右側」、－Ｘ方向に向かう方向を「左側」と称す。また、Ｙ軸に沿う両方向をまとめてプロジェクター１における「前後方向Ｙ」、＋Ｙ方向に向かう方向を「前側」、－Ｙ方向に向かう方向を「後側」と称する。
なお、上下方向Ｚ、左右方向Ｘおよび前後方向Ｙ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ための名称であって、プロジェクター１における実際の設置姿勢や向きを規定するものではない。

【0011】

画像生成部２は、光源２０と、第１集光光学系２１と、平行化レンズ２２と、入射側偏光部材２３と、１つの液晶パネル２４と、射出側偏光部材２５と、第２集光光学系２６と、を有する。本実施形態の光源２０は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）から構成される。発光ダイオードからなる光源２０は非偏光、すなわち複数の直線偏光成分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白色光Ｌを射出する。
非偏光である白色光Ｌは複数の直線偏光、例えば、入射側偏光部材２３を透過する直線偏光成分である第１偏光成分と、入射側偏光部材２３により遮断される直線偏光成分である第２偏光成分とを含む光である。

【0012】

第１集光光学系２１は光源２０から放射状に射出された白色光Ｌを集光する。第１集光光学系２１は、例えば、２個の凸レンズ２１ａ，２１ｂで構成される。なお、第１集光光学系２１を構成するレンズの個数については特に限定されず、１個あるいは３個以上であってもよい。上記の構成に限らず、光源２０から射出された光を囲むようにそれぞれＸ方向及びＺ方向で対をなし、且つ、それぞれのミラーによって形成される光射出口が矩形となるように配置した反射ミラーを用いた構成であってもよい。

【0013】

第１集光光学系２１により集光された白色光Ｌは平行化レンズ２２に入射する。
平行化レンズ２２は、第１集光光学系２１から入射する白色光Ｌを平行化する。平行化レンズ２２は、光源２０から射出された白色光Ｌを平行化するレンズ面２２ａと、レンズ面２２ａと反対の平面２２ｂとを有する。
本実施形態の平行化レンズ２２は樹脂製の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。フレネルレンズからなる平行化レンズ２２のレンズ面２２ａは断面形状が略鋸刃状となる凹凸面で構成されている。なお、第１集光光学系２１の構成材料としては、例えば屈折率が１．５程度の樹脂を用いた。
本実施形態のプロジェクター１は、フレネルレンズからなる平行化レンズ２２を用いることでプロジェクター１の光軸ＡＸに沿う前後方向Ｙの寸法を抑えている。

【0014】

入射側偏光部材２３は、液晶パネル２４の光入射側に設けられている。入射側偏光部材２３は、後述のように平行化レンズ２２と一体に設けられている。

【0015】

図２は入射側偏光部材２３の要部構成を示す図である。
図２に示すように、本実施形態の入射側偏光部材２３は、第１偏光素子２３１と第２偏光素子２３２とを含む。
第１偏光素子２３１は平行化レンズ２２の光射出側に配置される。本実施形態において、平行化レンズ２２はレンズ面２２ａを光入射側に向けるように配置されている。つまり、第１偏光素子２３１は平行化レンズ２２のレンズ面２２ａと反対の平面２２ｂ側に配置されている。第１偏光素子２３１は光入射面２３１ａおよび光射出面２３１ｂを有する。

【0016】

平行化レンズ２２の平面２２ｂと第１偏光素子２３１の光入射面２３１ａとは光学的に接している。
ここで、平面２２ｂと光入射面２３１ａとが光学的に接するとは、平面２２ｂと光入射面２３１ａとの間が光学的に安定した状態、具体的には、空気層を介在しないことで空気層との界面で生じる反射によるロスを低減した状態、で接することをいう。例えば、平面２２ｂと光入射面２３１ａとは空気層を介さず直接的に接しても良い。あるいは、平面２２ｂと光入射面２３１ａとは光学接着材を介して間接的に接しても良い。

【0017】

本実施形態の場合、平行化レンズ２２の平面２２ｂと第１偏光素子２３１の光入射面２３１ａとは光学接着材２３４を介して接着されている。つまり、本実施形態の入射側偏光部材２３は光学接着材２３４を介して平行化レンズ２２に接着されている。これにより、入射側偏光部材２３は平行化レンズ２２に良好に保持される。
光学接着材２３４としては、例えば、平行化レンズ２２および第１偏光素子２３１と屈折率が近い透明な材料を用いることで、平行化レンズ２２の平面２２ｂと光学接着材２３４との界面による光のロスを低減できる。

【0018】

本実施形態のプロジェクター１では、平行化レンズ２２の平面２２ｂと第１偏光素子２３１の光入射面２３１ａとが光学的に接しているため、平行化レンズ２２と入射側偏光部材２３との間に空気層が介在しない。このため、平行化レンズ２２の平面２２ｂから射出された白色光Ｌは空気層に入射することなく入射側偏光部材２３、すなわち、第１偏光素子２３１の光入射面２３１ａに直接入射する。よって、第１偏光素子２３１の光入射面２３１ａおよび空気層の界面による光の反射が抑制されるので、白色光Ｌが第１偏光素子２３１の光入射面２３１ａに効率良く入射することができる。

【0019】

本実施形態の場合、第１偏光素子２３１は有機材料からなる有機偏光板であり、所定の偏光を反射する反射型偏光板である。
第１偏光素子２３１は、白色光Ｌのうち第１偏光成分Ｌｐの光を透過し、第２偏光成分Ｌｓの光を反射することで遮断する。なお、第１偏光成分Ｌｐおよび第２偏光成分Ｌｓとは、液晶パネル２４の入射面に対する偏光方向を意味する。

【0020】

本実施形態において、第１偏光素子２３１が第２偏光成分Ｌｓの光を遮断するとは、第２偏光成分Ｌｓの光を反射することで光射出面２３１ｂから射出させないことを意味する。
一般的に偏光板は所定の偏光成分の光を概ね反射可能であるが、１００％反射することは難しい。このため、本明細書において、第１偏光素子２３１が第２偏光成分Ｌｓの光を遮断するとは、白色光Ｌに含まれる第２偏光成分Ｌｓの光の全てを反射する状態ではなく第２偏光成分Ｌｓの一部を透過させる状態も意味する。

【0021】

また、非偏光からなる白色光Ｌは第１偏光成分Ｌｐおよび第２偏光成分Ｌｓ以外の直線偏光も含んでいる。このため、第１偏光素子２３１を透過した白色光Ｌ１は、第１偏光成分Ｌｐのみならず第２偏光成分Ｌｓ以外の直線偏光も含んでいる。
このように第１偏光素子２３１だけでは白色光Ｌのうち第１偏光成分Ｌｐのみを選択的に分離することが難しい。

【0022】

これに対して本実施形態の入射側偏光部材２３は、第１偏光素子２３１の光射出側にさらに第２偏光素子２３２を配置している。そのため第２偏光素子２３２により、第１偏光素子２３１を透過してしまう第２偏光成分Ｌｓの光を遮断することができ、コントラスとの低下を抑制することができる。第２偏光素子２３２は有機材料からなる有機偏光板であり、所定の偏光方向以外の偏光成分を吸収する吸収型偏光板である。第１偏光素子２３１と第２偏光素子２３２とは積層されている。つまり、第２偏光素子２３２は第１偏光素子２３１に当接している。これにより、第１偏光素子２３１と第２偏光素子２３２との間に空気層が介在しないため、第１偏光素子２３１および第２偏光素子２３２の界面での光の反射によるロスを低減できる。

【0023】

第２偏光素子２３２は、第１偏光素子２３１を透過した白色光Ｌ１のうち第１偏光成分である第１偏光成分Ｌｐの光を透過し、第２偏光成分である第２偏光成分Ｌｓの光を吸収することで遮断する。

【0024】

本実施形態の入射側偏光部材２３は、反射型偏光板からなる第１偏光素子２３１と吸収型偏光板からなる第２偏光素子２３２とを積層することで白色光Ｌのうち第１偏光成分Ｌｐを透過させつつ第１偏光成分Ｌｐ以外の偏光成分である第２偏光成分Ｌｓを遮断することができる。よって、入射側偏光部材２３は、第１偏光成分Ｌｐを主成分とする白色光Ｌ２を液晶パネル２４に入射させることができる。

【0025】

また、本実施形態の入射側偏光部材２３では、白色光Ｌの入射側から反射型偏光板である第１偏光素子２３１と吸収型偏光板である第２偏光素子２３２との順番となるように配置している。このため、白色光Ｌに含まれる成分のうち液晶パネル２４に入射させない不要な偏光成分を光入射側の段階で反射させておくことで後段に配置される吸収型偏光板の光吸収量が低減される。よって、本実施形態の入射側偏光部材２３は、白色光Ｌの入射側に吸収型偏光板および反射型偏光板の順番に配置する構成に比べ、偏光部材全体の発熱を抑制することができる。

【0026】

液晶パネル２４には、入射側偏光部材２３から射出された白色光Ｌ２が入射する。液晶パネル２４はカラーフィルター２４ａを備えている。カラーフィルター２４ａを備えた液晶パネル２４は、入射側偏光部材２３から射出された白色光Ｌ３を画像情報に応じて変調してカラーの画像光ＬＴを生成する。
本実施形態のプロジェクター１は、光変調装置としての１枚の液晶パネル２４を用いた単板方式を採用することで装置構成の簡易化や小型化を図っている。本実施形態の液晶パネル２４は「光変調装置」に相当する。

【0027】

射出側偏光部材２５は、液晶パネル２４の光射出側に設けられている。本実施形態の場合、射出側偏光部材２５は、液晶パネル２４に貼り付けられている。入射側偏光部材２３と射出側偏光部材２５とは、互いの偏光軸が直交するように配置されている。

【0028】

本実施形態のプロジェクター１では、偏光方向が第１偏光成分に揃った白色光Ｌ３を液晶パネル２４で変調するため、射出側偏光部材２５から所望の明るさの画像光ＬＴを射出することで画像のコントラスト比を高めることができる。

【0029】

第２集光光学系２６は、液晶パネル２４の光射出側に配置される。具体的に第２集光光学系２６は、射出側偏光部材２５の光射出側に配置される。第２集光光学系２６は、液晶パネル２４で変調された光を集光させる。本実施形態において、第２集光光学系２６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、第２集光光学系２６は光軸方向の厚さを抑えることでプロジェクター１の光軸ＡＸに沿う前後方向Ｙの寸法が抑えられている。

【0030】

本実施形態のプロジェクター１では、第２集光光学系２６により液晶パネル２４で変調された画像光ＬＴを集光させることで画像生成部２の後段に配置される投射レンズ３のレンズ径を小型化することができる。

【0031】

投射レンズ３は複数のレンズ群からなり、画像生成部２から射出された画像光ＬＴをスクリーンＳＣＲに向けて拡大投射する。これにより、スクリーンＳＣＲ上には、拡大されたカラー画像が表示される。

【0032】

なお、投射レンズ３の光軸３ａに直交するＸＺ面に沿う面内で投射レンズ３の位置を所定方向にシフトさせるレンズシフト機構を設けてもよい。レンズシフト機構を設けることで、投射レンズ３の光軸３ａを、例えば上下方向Ｚ、左右方向Ｘあるいは上下方向Ｚおよび左右方向Ｘに交差する斜め方向に移動させることでスクリーンＳＣＲ上に表示される画像位置を調整することができる。

【0033】

以上のように本実施形態のプロジェクター１は、第１偏光成分Ｌｐおよび第２偏光成分Ｌｓを含む白色光Ｌを射出する光源２０と、光源２０から射出された白色光Ｌを平行化するレンズ面２２ａと、レンズ面２２ａとは反対の平面２２ｂとを有する平行化レンズ２２と、光入射面２３１ａおよび光射出面２３１ｂを有し、白色光Ｌのうち第１偏光成分Ｌｐの光を透過し第２偏光成分Ｌｓの光を遮断する第１偏光素子２３１と、第１偏光素子２３１および第２偏光素子２３２を透過した第１偏光成分Ｌｐの光が入射し、画像信号に基づいて光を変調して画像光ＬＴを生成する１つの液晶パネル２４と、画像光ＬＴを投射する投射レンズ３と、を備える。平行化レンズ２２の平面２２ｂと第１偏光素子２３１の光入射面２３１ａのうち一方の面とは光学的に接している。

【0034】

本実施形態のプロジェクター１によれば、入射側偏光部材２３における第１偏光素子２３１の光入射面２３１ａが平行化レンズ２２の平面２２ｂと光学的に接するため、平行化レンズ２２と入射側偏光部材２３との間に空気層が介在することがない。このため、平行化レンズ２２から射出された白色光Ｌは空気層を経由することなく第１偏光素子２３１の光入射面２３１ａに入射する。よって、平行化レンズ２２および第１偏光素子２３１の間に介在する空気層の界面による光の反射が抑制されることで、入射側偏光部材２３は白色光Ｌを効率良く取り込むことができる。
このように本実施形態のプロジェクター１は、光源２０からの白色光Ｌを液晶パネル２４に効率良く取り込むことで光利用効率が向上するため、消費電力を低減しつつ明るい画像を表示することができる。

【0035】

（第２実施形態）
続いて、第２実施形態のプロジェクターの構成について説明する。
第２実施形態のプロジェクターの基本構成は第１実施形態と同様であり、画像生成部のレイアウトが第１実施形態と異なる。そのため、以下ではプロジェクターの全体の説明は省略し、画像生成部のレイアウトを主に説明する。なお、第１実施形態と共通の部材および構成については同じ符号を付して説明する。

【0036】

図３は本実施形態のプロジェクターの要部構成を示す図である。図３は入射側偏光部材の周辺の構成を示す要部拡大図である。
図３に示すように、本実施形態のプロジェクター１Ａの画像生成部２Ａにおいて、入射側偏光部材３３は平行化レンズ２２の光入射側に配置されている。
本実施形態の入射側偏光部材３３は、第１偏光素子３３１と第２偏光素子３３２とを含む。第１偏光素子３３１は平行化レンズ２２の光入射側に配置される。本実施形態において、平行化レンズ２２は平面２２ｂを光入射側に向けるように配置されている。つまり、第１偏光素子３３１は平行化レンズ２２のレンズ面２２ａと反対の平面２２ｂ側に配置されている。第１偏光素子３３１は光入射面３３１ａおよび光射出面３３１ｂを有する。

【0037】

平行化レンズ２２の平面２２ｂと第１偏光素子３３１の光射出面３３１ｂとは光学的に接している。本実施形態の場合、平面２２ｂと光射出面３３１ｂとは光学接着材３３４を介して接着されている。光学接着材３３４としては、例えば、平行化レンズ２２および第１偏光素子３３１と屈折率が近い透明な材料を用いることで、平行化レンズ２２の平面２２ｂと光学接着材３３４との界面による光の反射によるロスを低減できる。

【0038】

本実施形態の場合、第１偏光素子３３１は有機材料からなる有機偏光板であり、所定の偏光を吸収する吸収型偏光板である。第２偏光素子３３２は有機材料からなる有機偏光板であり、所定の偏光を反射する反射型偏光板である。第２偏光素子３３２と第１偏光素子３３１とは積層されている。つまり、第２偏光素子３３２は第１偏光素子３３１に当接している。これにより、第１偏光素子３３１と第２偏光素子３３２との間に空気層が介在しないため、第１偏光素子３３１および第２偏光素子３３２の界面での光の反射によるロスを低減できる。

【0039】

第２偏光素子３３２は、白色光Ｌのうち第１偏光成分である第１偏光成分Ｌｐの光を透過し、第２偏光成分である第２偏光成分Ｌｓの光を反射することで遮断する。第１偏光素子３３１は、第２偏光素子３３２を透過した白色光Ｌ３のうち第１偏光成分である第１偏光成分Ｌｐの光を透過し、第２偏光成分である第２偏光成分Ｌｓの光を吸収することで遮断する。本実施形態の第１偏光素子３３１は、白色光Ｌ３に含まれる第２偏光成分Ｌｓを吸収する。

【0040】

このように本実施形態の入射側偏光部材３３は、反射型偏光板からなる第２偏光素子３３２と吸収型偏光板からなる第１偏光素子３３１とを積層することで白色光Ｌのうち第１偏光成分Ｌｐを透過させつつ第１偏光成分Ｌｐ以外の偏光成分である第２偏光成分Ｌｓを遮断することができる。よって、入射側偏光部材３３は、第１偏光成分Ｌｐを主成分とする白色光Ｌ４を液晶パネル２４に入射させることができる。

【0041】

本実施形態の入射側偏光部材３３は、白色光Ｌの入射側から反射型偏光板および吸収型偏光板を順番に配置することで、第１実施形態の入射側偏光部材２３と同様、偏光部材全体の発熱を抑制することができる。

【0042】

本実施形態のプロジェクター１Ａでは、平行化レンズ２２の光入射側に入射側偏光部材３３を配置するため、入射側偏光部材３３を透過した第１偏光成分Ｌｐを主成分とする白色光Ｌ４が平行化レンズ２２に入射する。このため、不要な偏光成分を予め取り除いた第１偏光成分を主成分とする白色光Ｌ４が平行化レンズ２２に入射するので、平行化レンズ２２を透過する光量を半分程度に低減できる。よって、本実施形態のプロジェクター１Ａでは、樹脂製のフレネルレンズからなる平行化レンズ２２の光による劣化を抑制することができる。

【0043】

また、本実施形態のプロジェクター１Ａにおいても、第１偏光素子３３１の光射出面３３１ｂと平行化レンズ２２の平面２２ｂとが光学的に接しているため、平行化レンズ２２と入射側偏光部材３３との間に空気層が介在していない。このため、入射側偏光部材３３から射出された白色光Ｌ４は空気層を経由することなく平行化レンズ２２の平面２２ｂに入射する。よって、入射側偏光部材３３および平行化レンズ２２の間に介在する空気層の界面による光の反射が抑制されることで、平行化レンズ２２は白色光Ｌ４を効率良く取り込むことができる。
このように本実施形態のプロジェクター１Ａは、光源２０からの白色光Ｌを液晶パネル２４に効率良く取り込むことで光利用効率が向上するため、消費電力を低減しつつ明るい画像を表示することができる。
また、本実施形態のプロジェクター１Ａは、偏光方向が第１偏光成分に揃った白色光Ｌ４を液晶パネル２４で変調するため、所望の明るさの画像光ＬＴを射出することでコントラスト比の高い画像を表示することができる。

【0044】

（第３実施形態）
続いて、第３実施形態のプロジェクターの構成について説明する。
第３実施形態のプロジェクターの基本構成は第１実施形態と同様であり、画像生成部のレイアウトが第１実施形態と異なる。そのため、以下ではプロジェクターの全体の説明は省略し、画像生成部のレイアウトを主に説明する。なお、第１実施形態と共通の部材および構成については同じ符号を付して説明する。

【0045】

図４は本実施形態のプロジェクターの要部構成を示す図である。図４は入射側偏光部材の周辺の構成を示す要部拡大図である。
図４に示すように、本実施形態のプロジェクター１Ｂの画像生成部２Ｂにおいて、入射側偏光部材４３は第１偏光素子４３１と第２偏光素子４３２とを含む。本実施形態の場合、第１偏光素子４３１と第２偏光素子４３２とは別体で構成されている。すなわち、第１偏光素子４３１と第２偏光素子４３２とは、光軸ＡＸに沿う方向において互いに分離されて配置されている。

【0046】

第１偏光素子４３１は平行化レンズ２２の光入射側に配置されている。第１偏光素子４３１は光入射面４３１ａおよび光射出面４３１ｂを有する。
本実施形態において、平行化レンズ２２は平面２２ｂを光入射側に向けるように配置されている。第１偏光素子４３１は平行化レンズ２２のレンズ面２２ａと反対の平面２２ｂ側に配置されている。

【0047】

平行化レンズ２２の平面２２ｂと第１偏光素子４３１の光射出面４３１ｂとは光学的に接している。本実施形態の場合、第１偏光素子４３１は平行化レンズ２２の平面２２ｂに形成されている。平行化レンズ２２は第１偏光素子４３１の支持基材としての機能も有する。

【0048】

第１偏光素子４３１の光射出面４３１ｂは平行化レンズ２２の平面２２ｂに当接している。これにより、第１偏光素子４３１と平行化レンズ２２との間に空気層が介在しないため、第１偏光素子４３１および平行化レンズ２２の界面での光の反射によるロスを低減できる。

【0049】

本実施形態の場合、第１偏光素子４３１は有機材料からなる有機偏光板であり、所定の偏光を反射する反射型偏光板である。第２偏光素子４３２は有機材料からなる有機偏光板であり、所定の偏光を吸収する吸収型偏光板である。第２偏光素子４３２は、平行化レンズ２２の光射出側に配置されている。第２偏光素子４３２は透光性基板４３５に支持されている。

【0050】

第１偏光素子４３１は、白色光Ｌのうち第１偏光成分である第１偏光成分Ｌｐの光を透過し、第２偏光成分である第２偏光成分Ｌｓの光を反射することで遮断する。第１偏光素子４３１を透過した白色光Ｌ５は平行化レンズ２２で平行化されて第２偏光素子４３２に入射する。第２偏光素子４３２は、第１偏光素子４３１を透過し平行化レンズ２２を経由した白色光Ｌ５のうち、第１偏光成分である第１偏光成分Ｌｐの光を透過し第２偏光成分である第２偏光成分Ｌｓの光を吸収することで遮断する。本実施形態の第２偏光素子４３２は、白色光Ｌ５に含まれる第１偏光成分Ｌｐ以外の直線偏光を吸収する。
このようにして入射側偏光部材４３は、第１偏光成分Ｌｐを主成分とする白色光Ｌ６を液晶パネル２４に入射させることができる。

【0051】

本実施形態のプロジェクター１Ｂにおいても、第１偏光素子４３１の光射出面４３１ｂと平行化レンズ２２の平面２２ｂとが光学的に接しているため、平行化レンズ２２と第１偏光素子４３１との間に空気層が介在していない。このため、第１偏光素子４３１を透過した光は空気層を経由することなく平行化レンズ２２の平面２２ｂに入射する。よって、第１偏光素子４３１および平行化レンズ２２の間に介在する空気層の界面による光の反射が抑制されることで、平行化レンズ２２は第１偏光素子４３１を透過した光を効率良く取り込むことができる。
このように本実施形態のプロジェクター１Ｂは、光源２０からの白色光Ｌを平行化レンズ２２に効率良く取り込むことで光利用効率が向上するため、消費電力を低減しつつ明るい画像を表示することができる。
また、本実施形態のプロジェクター１Ｂは、偏光方向が第１偏光に揃った白色光Ｌ６を液晶パネル２４で変調するため、所望の明るさの画像光ＬＴを射出することでコントラスト比の高い画像を表示することができる。

【0052】

本実施形態の平行化レンズ２２を構成する樹脂製のフレネルレンズは光照射に伴う発熱によって偏光乱れを生じさせるおそれがある。これに対して、本実施形態のプロジェクター１Ｂは、平行化レンズ２２の後段に第１偏光素子４３１とは別体の第２偏光素子４３２を配置している。この構成によれば、第１偏光素子４３１を透過した白色光Ｌの偏光状態が平行化レンズ２２を透過することで乱れた場合でも、第２偏光素子４３２によって平行化レンズ２２から射出された光のうち第１偏光成分Ｌｐを透過させ、第１偏光成分以外の偏光成分の光を吸収することができる。
よって、本実施形態の入射側偏光部材４３は、平行化レンズ２２による偏光乱れが生じた場合でも、平行化レンズ２２の後段に配置した第２偏光素子４３２により白色光Ｌのうちの第１偏光成分Ｌｐの光を液晶パネル２４に効率良く入射させることができる。

【0053】

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。

【0054】

例えば、第１実施形態の入射側偏光部材２３では、平行化レンズ２２の平面２２ｂと第１偏光素子２３１の光入射面２３１ａとが光学接着材３３４で接着されていたが、平行化レンズ２２の平面２２ｂと第１偏光素子２３１の光入射面２３１ａとは当接していてよい。この構成によれば、平行化レンズ２２の平面２２ｂから射出された光が第１偏光素子２３１の光入射面２３１ａに直接入射するため、第１偏光素子２３１はより効率良く光を取り込むことができる。

【0055】

平行化レンズ２２の平面２２ｂと第１偏光素子３３１の光射出面３３１ｂとを当接させる構成は、例えば、板バネ等の付勢部材を介して入射側偏光部材２３を平行化レンズ２２に押し付けた状態で保持することで実現できる。
同様に第２実施形態のプロジェクター１Ａにおいて、平行化レンズ２２の平面２２ｂと第１偏光素子３３１の光射出面３３１ｂとを当接させるようにしてもよい。

【0056】

その他、プロジェクターの各構成要素の形状、数、配置、材料等の具体的な記載については、上記実施形態に限らず、適宜変更が可能である。
本発明は、光変調装置としてデジタルマイクロミラーデバイスを用いたプロジェクターにも適用可能である。

【0057】

以下、本開示のまとめを付記する。
（付記１）
第１偏光成分および第２偏光成分を含む白色光を射出する光源と、
前記光源から射出された前記白色光を平行化するレンズ面と、前記レンズ面とは反対の平面とを有する平行化レンズと、
光入射面および光射出面を有し、前記白色光のうち前記第１偏光成分の光を透過し前記第２偏光成分の光を遮断する第１偏光素子と、
前記第１偏光素子を透過した前記第１偏光成分の光が入射し、画像信号に基づいて前記光を変調して画像光を生成する１つの光変調装置と、
前記画像光を投射する投射レンズと、を備え、
前記平行化レンズの前記平面と前記第１偏光素子の前記光入射面または前記光射出面のうち一方の面とは光学的に接している、
プロジェクター。

【0058】

この構成のプロジェクターによれば、第１偏光素子の光入射面または光射出面が平行化レンズの平面と光学的に接するため、平行化レンズと第１偏光素子との間に空気層が介在することがない。よって、平行化レンズおよび第１偏光素子の間に介在する空気層の界面による光の反射が抑制されることで、白色光の光利用効率を高めることができる。
よって、この構成のプロジェクターは、光源からの白色光を光変調装置に効率良く取り込むことで光利用効率が向上するため、消費電力を低減しつつ明るい画像を表示することができる。

【0059】

（付記２）
前記平行化レンズの前記平面と前記第１偏光素子の前記光入射面または前記光射出面のうち前記一方の面とは当接している、
付記１に記載のプロジェクター。

【0060】

この構成によれば、平行化レンズと第１偏光素子との間に空気層が介在しないため、平行化レンズおよび第１偏光素子の界面での光の反射によるロスを低減できる。

【0061】

（付記３）
前記平行化レンズの前記平面と前記第１偏光素子の前記光入射面または前記光射出面のうち前記一方の面とは光学接着材を介して接着されている、
付記１に記載のプロジェクター。

【0062】

この構成によれば、第１偏光素子が平行化レンズに良好に保持された構成を実現できる。

【0063】

（付記４）
前記白色光のうち前記第１偏光成分の光を透過し前記第２偏光成分の光を遮断する第２偏光素子をさらに備える、
付記１に記載のプロジェクター。

【0064】

この構成によれば、第１偏光素子と第２偏光素子とを組み合わせることで白色光から第１偏光成分の光を良好に分離させることができる。

【0065】

（付記５）
前記平行化レンズの前記平面は、前記第１偏光素子の前記光入射面に光学的に接しており、
前記第１偏光素子は、反射型偏光板であり、前記平行化レンズの光射出側に配置され、
前記第２偏光素子は、吸収型偏光板であり、前記第１偏光素子の光射出側に配置されている、
付記４に記載のプロジェクター。

【0066】

この構成によれば、白色光の入射側から反射型偏光板である第１偏光素子と吸収型偏光板である第２偏光素子との順番に配置されるため、白色光に含まれる成分のうち光変調装置に入射させない不要な偏光成分を光入射側の段階で反射させておくことで後段に配置される吸収型偏光板の光吸収量が低減される。よって、白色光の入射側に吸収型偏光板および反射型偏光板の順番に配置する構成に比べ、吸収型偏光板である第２偏光素子の発熱を抑制することができる。

【0067】

（付記６）
前記平行化レンズの前記平面は、前記第１偏光素子の前記光射出面に光学的に接しており、
前記第１偏光素子は、吸収型偏光板であり、前記平行化レンズの光入射側に配置され、
前記第２偏光素子は、反射型偏光板であり、前記第１偏光素子の光入射側に配置されている、
付記４に記載のプロジェクター。

【0068】

この構成によれば、白色光の入射側から反射型偏光板である第１偏光素子と吸収型偏光板である第２偏光素子との順番に配置されるため、吸収型偏光板である第２偏光素子の発熱を抑制することができる。また、平行化レンズの前段に第２偏光素子および第１偏光素子が配置されるため、白色光に含まれる成分のうち不要な成分を予め取り除いた光が平行化レンズに入射する。これにより、平行化レンズを透過する光量が半分程度に低減されるため、平行化レンズの光による劣化を抑制できる。

【0069】

（付記７）
前記第２偏光素子は、前記第１偏光素子に当接している、
付記４から付記６のうちのいずれか一つに記載のプロジェクター。

【0070】

この構成によれば、第１偏光素子と第２偏光素子との間に空気層が介在しないため、第１偏光素子および第２偏光素子の界面での光の反射によるロスを低減できる。

【0071】

（付記８）
前記平行化レンズは、樹脂製のフレネルレンズであり、
前記第１偏光素子は、有機偏光板である、
付記１から付記７のうちのいずれか一つに記載のプロジェクター。

【0072】

この構成によれば、樹脂製のフレネルレンズからなる平行化レンズおよび有機偏光板からなる第１偏光素子を用いることでプロジェクターの小型化および軽量化を実現できる。

【符号の説明】

【0073】

１，１Ａ，１Ｂ…プロジェクター、３…投射レンズ、２０…光源、２２…平行化レンズ、２２ａ…レンズ面、２２ｂ…平面、２４…液晶パネル（光変調装置）、２３１，３３１，４３１…第１偏光素子、２３１ａ，３３１ａ，４３１ａ…光入射面、２３１ｂ，３３１ｂ，４３１ｂ…光射出面、２３２，３３２，４３２…第２偏光素子、２３４，３３４…光学接着材、Ｌ，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６…白色光、Ｌｐ…第１偏光成分、Ｌｓ…第２偏光成分、ＬＴ…画像光。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】