(57)【要約】【課題】複数の投射画像を半画素ピッチずらした状態で重畳するに際して、高精度に画素位置の調整を行なうことでき、かつ小型化と軽量化ができるプロジェクターを提供する。【解決手段】プロジェクター１において、第１光学系４では、光変調装置４３及び合成光学系６の間に回動可能な透明平行平板４５を配置し、傾斜角度調整機構によりカラー偏光子４４から射出された光の入射面の法線に直交する２つの軸に関して透明平行平板４５を所定の傾斜角度にて回転させる。傾斜角度調整機構により透明平行平板４５を回転させるという簡単な構成により、光学像を半画素ピッチずらせる。半画素ピッチずれた光学像と第２光学系５から射出された光学像とを合成光学系６にて合成して投射画像の高精度化を実現することができる。また、プロジェクター１の小型化と軽量化とコストの低減が図れる。【選択図】図１
2010181670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源装置から射出された光を、入力される画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置を備えた第１光学系及び第２光学系と、
前記第１光学系及び前記第２光学系のそれぞれで形成された光学像を合成する合成光学系と、
前記合成光学系で合成された合成光学像を投射する投射光学系と、
を備えたプロジェクターであって、
前記第１光学系及び前記第２光学系のいずれか一方には、前記光変調装置及び前記合成光学系の間に配置される回動可能な透明平行平板と、
前記透明平行平板を、前記光変調装置の入射面の法線に直交する第１の軸と、前記法線及び前記第１の軸に直交する第２の軸とに関して回転させて、前記法線に対する前記透明平行平板の傾斜角度を調整する傾斜角度調整機構を備えている
ことを特徴とするプロジェクター。
【請求項２】
請求項１に記載のプロジェクターにおいて、
前記光源装置は、光源と、前記光源から射出された光を入射面に対して平行なＰ偏光光と、前記入射面に対して垂直なＳ偏光光を分離する偏光分離装置とを備え、
前記第１光学系は、前記偏光分離装置で分離されたＰ偏光光に基づいて光学像を形成し、
前記第２光学系は、前記偏光分離装置で分離されたＳ偏光光に基づいて光学像を形成する
ことを特徴とするプロジェクター。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のプロジェクターにおいて、
前記第１光学系及び前記第２光学系は、
入射する光を、高波長域から低波長域、又は低波長域から高波長域に向かって、赤色光、緑色光、及び青色光に順次分離する色分離装置と、
分離された各色光のそれぞれを、入力される画像情報に応じて変調して光学像を形成する３つの前記光変調装置と、
各光変調装置で形成された各色光の光学像を合成する色合成光学装置と、
前記色合成光学装置及び前記合成光学系の間に設けられ、前記緑色光の偏光方向を変更するカラー偏光子とを備え、
前記透明平行平板は、前記カラー偏光子に設けられている
ことを特徴とするプロジェクター。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のプロジェクターにおいて、
前記透明平行平板は、厚みが０．５ｍｍ以上、３０ｍｍ以下である
ことを特徴とするプロジェクター。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のプロジェクターにおいて、
前記傾斜角度調整機構は、前記法線に対する前記透明平行平板の傾斜角度を０より大きく５度以下の範囲とする
ことを特徴とするプロジェクター。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のプロジェクターにおいて、
前記透明平行平板は、ガラス材料からなる
ことを特徴とするプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源から射出された光を、画像情報に応じて変調して光学像を形成して投射するプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル画像の高解像度化に伴い、スクリーン上に投射画像を投射するプロジェクターにおいて、光源装置から射出された光をライトバルブ等の光変調素子で変調して光学像を形成する光学装置を複数設け、それぞれの光学装置で形成された光学像を縦方向及び横方向に半画素ピッチずらした状態で重畳し、投射画像の高解像度化、高精細化を実現する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
前記特許文献１に記載の技術では、２つの光学装置（投射系表示モジュール）で形成された光学像を、それぞれの光学装置が有する投射レンズを介して拡大投射し、投射画像を半画素ピッチずらした状態で重畳させ、投射画像の高解像度化、高精細化を実現している。
ここで、前記特許文献１に記載の技術では、各光学装置から射出される投射画像を、半画素ピッチという高精度に位置調整を行なう必要があるため、それぞれの投射レンズの入射側又は反射側に光シフト素子を設け、この光シフト素子の光シフト量を調整することにより、半画素ピッチずらした投射画像同士の重畳を行なっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１２３８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１に記載の技術では、光学装置のそれぞれが投射レンズを有し、それぞれの投射レンズから射出された投射画像を重畳しているため、各投射レンズに固有の収差、歪みなどの影響を受け、投射画像全体に高精度に半画素ピッチずらした状態で重畳することが困難であるという問題がある。
また、前記特許文献１に記載の技術では、各光学装置に投射レンズがあるため、小型化、軽量化が困難であるという問題がある。
さらに、複数の光学装置で形成された光学像を合成光学装置で合成し、これを１つの投射レンズから射出する方法も考えられ、いずれかの光学装置全体を位置調整可能とする構成を採用することも考えられる。
しかし、このような構造を採用した場合、投射レンズに固有の収差、歪みなどによる投射画像全体での重畳を精度よく行なうことはできるが、光学装置の位置調整装置を設けなければならないため、前記と同様に、小型化、軽量化を図ることが困難であるという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、複数の投射画像を半画素ピッチずらした状態で重畳するに際して、高精度に画素位置の調整を行なうことができ、かつ小型化と軽量化ができるプロジェクターを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るプロジェクターは、
光源装置から射出された光を、入力される画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置を備えた第１光学系及び第２光学系と、
前記第１光学系及び前記第２光学系のそれぞれで形成された光学像を合成する合成光学系と、
前記合成光学系で合成された合成光学像を投射する投射光学系と、
を備えたプロジェクターであって、
前記第１光学系及び前記第２光学系のいずれか一方には、前記光変調装置及び前記合成光学系の間に配置される回動可能な透明平行平板と、
前記透明平行平板を、前記光変調装置の入射面の法線に直交する第１の軸と、前記法線及び前記第１の軸に直交する第２の軸とに関して回転させて、前記法線に対する前記透明平行平板の傾斜角度を調整する傾斜角度調整機構を備えていることを特徴とする。
【０００７】
このような発明によれば、特定位置に透明平行平板を設け、この透明平行平板を傾斜角度調整機構により特定方向に回転させるという簡単な構成により、光学像を半画素ピッチずらすことができる。そして、この半画素ピッチずれた光学像と、透明平行平板が設けられていない光学系から射出された光学像とを合成光学系にて合成し、この合成された光学像を投射光学系にて投射するため、投射画像の高精度化を実現することができる。
また、合成光学系と投射光学系との間に透明平行平板を配置したため、投射光学系の射出側に透明平行平板を設けた場合と比較して、光学像のずれる量が比較的小さくて済むので、光学像の位置調整を精度よく行うことができる。
また、透明平行平板を回転させて光学像をずらすため、光学装置全体を位置調整可能とする構成を設けなくて済むので、プロジェクターの小型化と軽量化とコストの低減が図れる。
【０００８】
本発明では、
前記光源装置は、光源と、前記光源から射出された光を入射面に対して平行なＰ偏光光と、前記入射面に対して垂直なＳ偏光光を分離する偏光分離装置とを備え、
前記第１光学系は、前記偏光分離装置で分離されたＰ偏光光に基づいて光学像を形成し、
前記第２光学系は、前記偏光分離装置で分離されたＳ偏光光に基づいて光学像を形成することが好ましい。
【０００９】
このような発明によれば、光は主としてＰ偏光光とＳ偏光光とにより構成されているため、偏光分離装置で分離されたＰ偏光光とＳ偏光光とに基づいてそれぞれ光学像を形成することができる。したがって、光の利用効率を高めることができる。また、１つの光源装置で２つの光学系の光源像を形成できるため、小型化、軽量化を図ることができる。
【００１０】
本発明では、
前記第１光学系及び前記第２光学系は、
入射する光を、高波長域から低波長域、又は低波長域から高波長域に向かって、赤色光、緑色光、及び青色光に順次分離する色分離装置と、
分離された各色光のそれぞれを、入力される画像情報に応じて変調して光学像を形成する３つの前記光変調装置と、
各光変調装置で形成された各色光の光学像を合成する色合成光学装置と、
前記色合成光学装置及び前記合成光学系の間に設けられ、前記緑色光の偏光方向を変更するカラー偏光子とを備え、
前記透明平行平板は、前記カラー偏光子に設けられていることが好ましい。
【００１１】
ここで、光を、高波長域から低波長域、又は低波長域から高波長域に向かって、赤色光、緑色光、及び青色光に順次分離し、これら各色光から光学像を合成する場合、赤色光及び青色光の偏光方向を反射率の高い入射面に垂直なＳ偏光光に揃え、緑色光の偏光方向を透過率の高いＰ偏光光とすることがある。
このような発明によれば、カラー偏光子により緑色光の偏光方向を赤色光及び青色光の偏光方向とそろえることができる。したがって、カラー光学像を構成する緑色光、赤色光、及び青色光の偏光方向がすべてそろっているため、透明平行平板の後段に配置された合成光学系などにおいて、カラー光学像の操作性が容易である。
【００１２】
本発明では、
前記透明平行平板は、厚みが０．５ｍｍ以上、３０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１３】
このような発明によれば、透明平行平板の厚みを特定したため、強度を確保することができ、傾斜角度の微調整も容易に行うことができる。ここで、厚みを０．５ｍｍ未満にすると、強度が不足して損傷しやすくなる場合がある。一方、厚みが３０ｍｍを超えると、透明平行平板の傾斜角度をわずかに変更しても、光学像のずれる量が大きくなってしまうため、傾斜角度調整機構での微調整を行いにくくなる場合がある。
【００１４】
本発明では、
前記傾斜角度調整機構は、前記法線に対する前記透明平行平板の傾斜角度を０より大きく５度以下の範囲とすることが好ましい。
【００１５】
このような発明によれば、傾斜角度を特定の範囲としたため、光学像を高精度に半画素ピッチずらすことができる。一方、傾斜角度が５度を超えると、光学像が半画素ピッチよりも多くずれてしまう場合がある。
【００１６】
本発明では、
前記透明平行平板は、ガラス材料からなることが好ましい。
【００１７】
このような発明によれば、透明平行平板のコストを低減することができる。ガラス材料は、例えば、石英ガラスや結晶化ガラスなどである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプロジェクターの構造を表す模式図。
【図２】前記実施形態における透明平行平板が配置された状態（Ａ）、（Ｂ）を表す模式図。
【図３】前記実施形態における傾斜角度調整機構を示す正面図。
【図４】前記実施形態における傾斜角度調整機構を示す側面図。
【図５】前記実施形態における合成光学系によって合成された第１、第２光学系の投射画像の状態を表す模式図。
【図６】本発明の第２実施形態に係るプロジェクターの構造を表す模式図。
【図７】前記実施形態における傾斜角度調整機構を示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
図１には、本発明の実施形態に係るプロジェクター１が示されており、このプロジェクター１は、照明光学装置２と、偏光分離装置３と、第１光学系４と、第２光学系５と、合成光学系６と、投射光学系７と、を備えている。また、図３，４に示されるように、プロジェクター１は、後述する透明平行平板４５を回転させる傾斜角度調整機構９を備える。これらの光学素子は、図示を略したが、１つの筐体に収納されている。このプロジェクター１は、照明光学装置２から射出された光を、第１光学系４、第２光学系５のそれぞれで入力する画像情報に応じて変調して光学像を形成し、合成光学系６にて各光学系４、５で形成された光学像を合成し、投射光学系７により合成された光学像を投射するものである。なお、主光線の進行方向をＺ軸方向とし、主光線の進行方向に直交する方向である２つの軸をＸ軸方向（紙面に平行な方向）及びＹ軸方向（紙面に直交する方向）としている。
【００２０】
図１に示すように、照明光学装置２は、光源装置２１、第１レンズアレイ２２、第２レンズアレイ２３、及び重畳レンズ２４を備える。
光源装置２１は、放射状の光線を射出する光源としての光源ランプ２１１と、当該光源ランプ２１１から射出された放射光を反射して所定位置に収束させるリフレクタ２１２とを備えている。このような光源ランプ２１１としては、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ及び高圧水銀ランプ等を利用することができる。また、リフレクタ２１２としては、回転放物面を反射面とする放物面リフレクタや、回転楕円面を反射する楕円面リフレクタを採用することができる。リフレクタ２１２によって反射された光は、第１レンズアレイ２２に供給される。
【００２１】
第１レンズアレイ２２及び第２レンズアレイ２３は、それぞれ対応する小レンズがマトリクス状に配列された構成を有し、第１レンズアレイ２２は、光源装置２１から入射した光を複数の部分光に分割して、第２レンズアレイ２３近傍に結像させる。
第２レンズアレイ２３は、光路後段に位置する重畳レンズ２４とともに、後述する第１光学系４を構成する液晶パネル４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂ、及び、第２光学系５を構成する液晶パネル５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂの画像形成領域に第１レンズアレイ２２で分割された複数の部分光を重畳させる。重畳レンズ２４の後段には、偏光分離装置３が配置されている。
【００２２】
偏光分離装置３は、照明光学装置２から射出された光の光路中心軸に対して、略４５度傾斜して配置される板状体であり、ＢＫ７、石英ガラス等の透明基板上に誘電体多層膜を形成した光学素子である。偏光分離装置３の誘電体多層膜は、照明光学装置２から射出されたランダムな偏光光を２種類の直線偏光光に分離する機能を有し、光の入射面に対して平行な直線偏光光（Ｐ偏光光）を透過し、入射面に対して垂直な直線偏光（Ｓ偏光光）を反射する。この偏光分離装置３で分離されたＳ偏光光は、投射光学系７と正対する方向に配置される第１光学系４に供給され、Ｐ偏光光は、投射光学系７に対して直角方向に配置される第２光学系５に供給される。
【００２３】
第１光学系４は、偏光分離装置３で分離されたＳ偏光光を、画像情報に応じて変調して光学像を形成する部分であり、色分離光学装置４１、光変調装置４２、色合成光学装置４３、カラー偏光子４４、及び透明平行平板４５を備える。
色分離光学装置４１は、入射したＳ偏光光を赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）の三色光に分離する機能を有し、ダイクロイックミラー４１１、４１２、反射ミラー４１３、４１４、４１５、及び位相差板４１６、４１７を備える。
【００２４】
ダイクロイックミラー４１１、４１２は、Ｓ偏光光の光路中心軸に対して略４５度傾斜して配置され、ＢＫ７、石英ガラス等の透明基板上に誘電体多層膜を形成した光学素子である。ダイクロイックミラー４１１、４１２の誘電体多層膜は、特定の波長域の光を反射し、それ以外の光を透過して、Ｓ偏光光を複数の色光に分離する機能を有する。光路前段に配置されるダイクロイックミラー４１１は、青色光（Ｂ）を反射し、それ以外の赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）を透過し、一方、光路後段に配置されるダイクロイックミラー４１２は、緑色光（Ｇ）を反射し、赤色光（Ｒ）を透過する。ダイクロイックミラー４１１の後段には、反射ミラー４１３が配置され、ダイクロイックミラー４１２の後段には、反射ミラー４１４、４１５が配置されている。
反射ミラー４１３、４１４、４１５は、ダイクロイックミラー４１１、４１２で分離された各色光Ｒ、Ｇ、Ｂを、光変調装置４２に導く光学素子であり、全反射ミラーで構成される。反射ミラー４１３の後段には、位相差板４１６が配置され、反射ミラー４１５の後段には、波長位相差板４１７が配置されている。
位相差板４１６、４１７は、反射ミラー４１３、４１５で反射されたＳ偏光光の各色光Ｒ、Ｂを、Ｐ偏光光の各色光Ｒ、Ｂに変更する光学素子であり、１／２波長位相差板で構成される。位相差板４１６、４１７は、Ｐ偏光光の各色光Ｒ、Ｂを光変調装置４２を構成する液晶パネル４２Ｒ、４２Ｂに供給する。
【００２５】
光変調装置４２は、３つの液晶パネル４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂと、各液晶パネル４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂの光路前段に配置される３つの入射側偏光板４２１Ｒ、４２１Ｇ、４２１Ｂと、各液晶パネル４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂの光路後段に配置される３つの射出側偏光板４２２Ｒ、４２２Ｇ、４２２Ｂとを備える。
３つの入射側偏光板４２１Ｒ、４２１Ｇ、４２１Ｂは、ＢＫ７、石英ガラス等の透明基板上に偏光膜を形成して構成されており、このうち２つの入射側偏光板４２１Ｒ、４２１Ｂは、位相差板４１６，４１７から射出されたＰ偏光光を透過する性質を有する。
液晶パネル４２Ｒ、４２Ｂは、一対の透明なガラス基板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、入力される画像情報に応じて液晶の配向状態が制御されることで、入射側偏光板４２１Ｒ、４２１Ｂから射出されたＰ偏光光の偏光方向をＳ偏光光に変調する。
射出側偏光板４２２Ｒ、４２２Ｂは、液晶パネル４２Ｒ、４２Ｂを介して射出された光のうち、Ｓ偏光光のみを透過し、その他の光を吸収する。透過したＳ偏光光は、色合成光学装置４３に供給される。
一方、入射側偏光板４２１Ｇは、偏光分離装置３で分離されたＳ偏光光を透過する性質を有し、光路途中のダイクロイックミラー４１２等で位相が変更された光を吸収する。
液晶パネル４２Ｇは、一対の透明なガラス基板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、入力される画像情報に応じて液晶の配向状態が制御されることで、入射側偏光板４２１Ｇから射出されたＳ偏光光の偏光方向をＰ偏光光に変調する。
射出側偏光板４２２Ｇは、液晶パネル４２Ｇを介して射出された光のうち、Ｐ偏光光のみを透過し、その他の光を吸収する。透過したＰ偏光光は、色合成光学装置４３に供給される。
【００２６】
色合成光学装置４３は、各射出側偏光板４２２Ｒ、４２２Ｇ、４２２Ｂから射出された変調光を合成してカラー画像を形成する機能を有し、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有し、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たクロスダイクロイックプリズムとして構成される。２つの誘電体多層膜は、一方が赤色光（Ｒ）を反射し、緑色光（Ｇ）を透過する性質を有し、他方が青色光（Ｂ）を反射し、緑色光（Ｇ）を透過する性質を有し、これら誘電体多層膜によって赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）が合成されてカラー画像が形成される。形成されたカラー画像は、色合成光学装置４３の後段に配置されたカラー偏光子４４に供給される。
【００２７】
カラー偏光子４４は、第１光学系４で形成された青色のＳ偏光光の偏光方向と赤色のＳ偏光光の偏光方向とを変更する光学素子であり、青色波長域のＳ偏光光をＰ偏光光に変更する青色変更層と、赤色波長域のＳ偏光光をＰ偏光光に変更する赤色変更層とにて構成されている。これら青色変更層及び赤色変更層の材料としては、高分子材料や無機材料が用いられる。高分子材料としては、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、マイラー、ポリプロピレン、ポリスチレン、トリアセテート（トリブチルアセテート）及びポリメチルメタクリレートなどである。無機材料としては、水晶、マイカ、及び方解石などである。
Ｐ偏光光の緑色光とＰ偏光光の赤色光とＰ偏光光の青色光とは、カラー偏光子４４の後段に配置された透明平行平板４５に供給される。
【００２８】
透明平行平板４５は、図２に示されるように、入射側平面４５Ａと出射側平面４５Ｂとを有する。ここで、図２では、光学像がＹ軸回りにずれる場合を説明するが、Ｘ軸回りに光学像がずれる場合も同様である。なお、上述の第１の軸は、入射面の法線Ａに直交するＹ軸に対応し、第２の軸は、その法線Ａ及びＹ軸に直交するＸ軸に対応する。
図２（Ａ）に示すように、入射側平面４５Ａは、カラー偏光子４４から射出されたＰ偏光光の主光線が法線Ａに対して傾斜角度（α）となるように傾斜している。傾斜角度（α度）は、０度＜α度≦１０度であることが好ましく、さらに好ましくは、０度≦α度≦５度である。傾斜角度（α度）が１０度を超える場合、非点収差が増大し結像性能が実用に耐えない場合がある。一方、入射側平面４５Ａが法線Ａに直交する（α度＝０度）場合、図２（Ｂ）に示すように、光学像は、ずれることなく透過する。
また、透明平行平板４５の厚み（ｄ）は、０．５ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることが好ましい。厚みが０．５ｍｍ未満の場合、透明平行平板４５の強度が不足して、損傷しやすくなる場合がある。一方、厚みが３０ｍｍを超える場合、透明平行平板４５の傾斜角度をわずかに変更しても、光学像のずれる量が大きくなってしまうため、後述する傾斜角度調整機構９での微調整を行いにくくなる場合がある。
【００２９】
透明平行平板４５は、ガラス材料であることが好ましい。ガラス材料としては、ＢＫ７，石英ガラスや結晶化ガラスなどが例示できる。また、ガラス材料は、ｎｄ＝１．５１６８０、ｒｄ＝６４．２が好ましい。
【００３０】
傾斜角度調整機構９は、Ｙ軸及びＸ軸に関して透明平行平板４５を回転させる機構であり、支持台９１上に一軸ゴニオステージ９２を回転可能に支持させた構成である。
ゴニオステージ９２は、支持台９１上で回転することにより、透明平行平板４５をＹ軸に関して回転させる。尚、ゴニオステージ９２は、支持台９１に設けられるＹ軸回り回転つまみ９１１を操作することにより、支持台９１上を回転させる。
ゴニオステージ９２は、下部受部９３及び上部摺動部９４を備えている。
下部受部９３の上端面には、プロジェクター１の主光線の軸となるＺ軸方向に沿った断面が円弧状となる円筒内周面となる凹面９２１が形成されている。
上部摺動部９４の上部には、連結部９５を介して保持枠９６が設けられ、透明平行平板４５は、この保持枠９６に保持されている。
また、上部摺動部９４の下端面には、凹面９２１に倣う凸面９２２とされ、この凸面９２２が凹面９２１上を摺動することにより、透明平行平板４５をＸ軸に関して回転させる。なお、Ｘ軸に関する回転は、下部受部９３に設けられるＸ軸回り回転つまみ９３１を操作することにより、上部摺動部９４をＸ軸に関して回転させることが可能となる。
【００３１】
図１に示すように、第２光学系５は、偏光分離装置３で分離されたＰ偏光光を、画像情報に応じて変調して光学像を形成する部分であり、基本的には第１光学系４と同様に、色分離光学装置５１、光変調装置５２、色合成光学装置５３、及びカラー偏光子５４を備え、その機能及び作用も基本的には同じである。
色分離光学装置５１は、ダイクロイックミラー５１１、５１２、及び反射ミラー５１３、５１４、５１５を備えているが、Ｐ偏光光の光路前段に配置されるダイクロイックミラー５１１は、赤色光（Ｒ）を反射し、緑色光（Ｇ）及び青色光（Ｂ）を透過する誘電体多層膜が透明基板上に形成されており、後段に配置されるダイクロイックミラー５１２は、緑色光（Ｇ）を反射し、青色光（Ｂ）を透過する誘電体多層膜が透明基板上に形成されている。
【００３２】
光変調装置５２は、第１光学系４と同様に、３つの液晶パネル５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂと、各液晶パネル５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂの光路前段に配置される入射側偏光板５２１Ｒ、５２１Ｇ、５２１Ｂと、各液晶パネル５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂの光路後段に配置される射出側偏光板５２２Ｒ、５２２Ｇ、５２２Ｂとを備える。しかし、第１光学系４と異なり、第２光学系５では、位相差板４１６、４１７及び透明平行平板４５が配置されておらず、位相差板５１６及びカラー偏光子５４を配置している点が相違する。
位相差板５１６は、ダイクロイックミラー５１２及び入射側偏光板５２１Ｇの間に配置されており、ダイクロイックミラー５１２から射出された緑色光のＰ偏光光をＳ偏光光に変更して、入射側偏光板５２１Ｇに射出する。
カラー偏光子５４は、第２光学系５で形成された緑色のＰ偏光光を緑色のＳ偏光光に変更する光学素子であり、緑色波長域の偏光光を変更する緑色変更層を含んで構成されている。そして、カラー偏光子５４は、Ｓ偏光光の緑色光とＳ偏光光の赤色光とＳ偏光光の青色光を合成光学系６に供給する。
【００３３】
合成光学系６は、第１光学系４及び第２光学系５で形成された光学像を合成するものであり、２つの三角形状のプリズムを貼り合わせた平面視略正方形状を有し、プリズム同士を貼り合わせた界面には、誘電体多層膜が形成されている。この誘電体多層膜は、前述した偏光分離装置３と同様に、Ｐ偏光光を透過し、Ｓ偏光光を反射する偏光分離膜とされる。
合成光学系６は、図５に示されるように、第１光学系４の画素Ｐ１に対して、第２光学系５の画素Ｐ２を、左右方向に１／２画素、上下方向に１／２画素ずらして各光学系４、５の光学像を合成する。
投射光学系７は、図１では図示を略したが、鏡筒内に複数のレンズが光軸を合わせて配列された組レンズから構成され、合成光学系６で合成された光学像を投射面上に投射する。
【００３４】
このような本実施形態に係るプロジェクター１において、第１光学系４では、光変調装置４３及び合成光学系６の間に回動可能な透明平行平板４５を配置し、傾斜角度調整機構９によりカラー偏光子４４から射出された光の法線Ａに直交するＹ軸に関して透明平行平板４５を所定の傾斜角度（α）にて回転させる。
従って、傾斜角度調整機構９により透明平行平板４５を特定方向に回転させるという簡単な構成により、光学像を半画素ピッチずらすことができる。そして、この半画素ピッチずれた光学像と、第２光学系５から射出された光学像とを合成光学系６にて合成し、この合成された光学像を投射光学系７にて投射するため、投射画像の高精度化を実現することができる。
また、透明平行平板４５を回転させて光学像をずらすため、光学装置全体を位置調整可能とする構成を設けなくて済むので、プロジェクター１の小型化と軽量化とコストの低減が図れる。
【００３５】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。尚、以下の説明では、既に説明した部分等については、同一符号を付してその説明を省略する。
前述した第１実施形態に係るプロジェクター１では、照明光学装置２の後段に偏光分離装置３を設け、照明光学装置２から射出された光を、Ｐ偏光光とＳ偏光光に分離し、第１光学系４でＳ偏光光に基づいて光学像を形成して、この形成した光学像を半画素ピッチずらし、第２光学系５でＰ偏光光に基づいて光学像を形成し、各光学像を合成光学系６で合成して投射画像を形成していた。
これに対して、第２実施形態に係るプロジェクター８では、図６に示されるように、第１光学系４及び第２光学系５のそれぞれに照明光学装置２を設け、各照明光学装置２から射出された光に基づいて、第１光学系４及び第２光学系５のそれぞれで光学像を形成し、第１光学系４では形成した光学像を半画素ピッチずらし、合成光学系６で各光学像を合成して、投射画像を形成している点が相違する。
また、前述した第１実施形態に係るプロジェクター１では、第１光学系４で形成した光学像を傾斜角度調整機構９により、半画素ピッチずらしていた。
これに対して、第２実施形態に係るプロジェクター８では、図７に示されるように、傾斜角度調整機構９Ａにより、Ｘ軸及びＹ軸回りに光学画像を半画素ピッチずらす点が相違する。
図７では、カラー偏光子４４から射出された光学像は、紙面の裏側から表側に向かって透明平行平板４５を透過している。
【００３６】
各照明光学装置２の第３レンズアレイ２３及び重畳レンズ２４の間には、偏光変換素子８１、８２が設けられている。偏光変換素子８１、８２は、照明光学装置２から射出された光を、略１種類の直線偏光光に変換するために設けられており、第１光学系４の偏光変換素子８１は、照明光学装置２から射出された光をＳ偏光光に変換する。一方、第２光学系５の偏光変換素子８２は照明光学装置２から射出された光をＰ偏光光に変換する。
偏光変換素子８１、８２は、一方の対角が４５度、他方の対角が略１３５度とされた断面平行四辺形状の複数のプリズムを、斜面同士を接合して形成された板状体であり、接合される界面には、偏光分離膜と全反射ミラーが交互に蒸着形成されている。
また、偏光変換素子８１、８２の光射出面には、所定のピッチで複数の１／２波長位相差板が設けられている。
【００３７】
このような偏光変換素子８１、８２では、偏光分離膜を形成した面に光を入射させると、Ｐ偏光光はそのまま透過して射出され、Ｓ偏光光は、偏光分離膜で略直角に折り曲げられ、全反射ミラーで再度直角に折り曲げられて射出される。
射出されたＰ偏光光、Ｓ偏光光のいずれかは、後段に設けられる１／２波長位相差板によって、偏光方向が９０度変換され、これにより入射した光を１種類の直線偏光
光に変換することが可能となる。尚、偏光変換素子８１は、１／２波長位相差板が偏光分離膜に対応する位置に設けられ、偏光変換素子８２は、１／２波長位相差板が全反射ミラーに対応する位置に設けられている。
【００３８】
傾斜角度調整機構９Ａは，図７に示されるように、支持台９１Ａ上に枠体９２Ａを回転可能に支持させ、さらに、枠体９２Ａに対して保持枠９５Ａを回転可能に支持させた構成である。
支持台９１Ａ上に支持された枠体９２Ａは、Ｙ軸に関して回転可能とされており、枠体９２Ａが回転することで透明平行平板４５をＹ軸に関して回転させることが可能となる。なお、枠体９２Ａの回転は第１実施形態と同様に、支持台９１Ａ上に設けられるＹ軸回り回転調整つまみ９１１Ａによって行われる。
枠体９２Ａは，正面視略Ｕ字状体の金属体から構成され、Ｕ字上部の一方の端部には、Ｕ字の向き合う側面に穴９３１Ａが形成され、他方の端部には、貫通孔９３２Ａが形成されている。
保持枠９５Ａは，矩形状の枠内部に透明平行平板４５を収納して保持するともに、矩形の水平方向で互いに対向する端部略中央の両端には、回転連結具９４１Ａが設けられている。
この回転連結具９４１Ａが穴９３１Ａに挿入され、他方の回転連結具９４１Ａが貫通孔９３２Ａに挿入され、枠体９２Ａの外側から貫通孔９３２Ａに取り付けられるＸ軸回り回転調整つまみ９４３Ｂによって、透明平行平板４５をＸ軸に関して回転調整可能とする。
【００３９】
このような第２実施形態に係るプロジェクター８では、前述した第１実施形態に係るプロジェクター１の効果に加えて、各光学系４、５に光を供給する照明光学装置２が独立してそれぞれ設けられているため、それぞれの光学系４、５で形成する光学像の光量を多く確保することができ、投射画像の高輝度化を図ることができる。
また、各照明光学装置２を独立して駆動制御することにより、それぞれの照明光学装置２から射出される光の光量を調整することができるため、合成光学系６で合成された投射画像の輝度ムラ、色ムラ等をより少なくすることができる。
【００４０】
また、プロジェクター８は、ジンバル式のため、Ｘ軸方向の回転中心と透明平行平板４５の中心は常に一致している。従って、回転連結具９４１Ａの回転角度に応じて透明平行平板４５をまわすことができるため、いわゆるゴニオステージを備えた傾斜角度調整機構９と比較して、第２傾斜角度調整機構９Ａは、ＺＸ回転連結具９４１Ａの比較的少ない回転量で透明平行平板４５を容易に回転させることができる。
【００４１】
［実施形態の変形］
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、以下に示すような変形をも含むものである。
前記実施形態では、光変調装置として透過型の液晶パネル４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂ、５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂを採用していたが本発明はこれに限られず、例えば、反射型の液晶パネルや、マイクロミラーを用いたデバイスで２つの光学系を構成し、これを合成して投射画像を投射するプロジェクターに本発明を採用してもよい。
その他、本発明の実施の際の具体的な構造及び形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、いわゆる６ＬＣＤ型プロジェクターなどの複数の色合成光学系を備えたプロジェクターに利用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１…プロジェクター、２…照明光学装置、３…偏光分離装置、４…第１光学系、５…第２光学系、６…合成光学系、７…投射光学系、８…プロジェクター、２１…光源装置、２２…第１レンズアレイ、２３…第２レンズアレイ、２４…重畳レンズ、４１…色分離光学装置、４２…光変調装置、４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂ…液晶パネル、４３…色合成光学装置、４４…カラー偏光子、４５…透明平行平板、５１…色分離光学装置、５２…光変調装置、５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂ…液晶パネル、５３…色合成光学装置、５４…カラー偏光子、８１、８２…偏光変換素子、２１１…光源ランプ、２１２…リフレクタ、４１１、４１２…ダイクロイックミラー、４１３、４１４、４１５…反射ミラー、４２１Ｒ、４２１Ｇ、４２１Ｂ…入射側偏光板、４２２Ｒ、４２２Ｇ、４２２Ｂ…射出側偏光板、５１１、５１２…ダイクロイックミラー、５１３、５１４、５１５…反射ミラー、５２１Ｒ、５２１Ｇ、５２１Ｂ…入射側偏光板、５２２Ｒ、５２２Ｇ、５２２Ｂ…射出側偏光板、Ｐ１…画素、Ｐ２…画素、９、９Ａ…傾斜角度調整機構、９１、９１Ａ…支持台、９２…ゴニオステージ、９２Ａ…枠体、９３…下部受部、９４…上部摺動部、９４Ａ…回転連結具、９５…連結部、９５Ａ、９６…保持枠、９２１…凹面、９２２…凸面、９３１Ａ…穴、９３２Ａ…貫通孔、９４１Ａ…回転連結具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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