(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラー画像を投写表示するプロジェクタであって、
照明光を射出する照明光学系と、
前記照明光学系から射出された照明光を、３つの色成分をそれぞれ有する第１ないし第３の色光に分離する色光分離光学系と、
前記色光分離光学系により分離された第１ないし第３の色光を、それぞれ第１ないし第３の画像信号に応じて変調して、第１ないし第３の変調光を生成する第１ないし第３の電気光学装置と、
前記第１ないし第３の変調光を合成する色光合成光学系と、
前記色光合成光学系から射出される合成光を投写する投写光学系と、
を備え、
前記照明光学系は、
光源と、
前記光源から射出された光線束を複数の部分光線束に分割するレンズアレイと、
前記レンズアレイから射出された前記複数の部分光線束を前記第１ないし第３の電気光学装置において重畳するための重畳レンズと、
を備え、
前記プロジェクタは、さらに、
前記色光分離光学系と前記第１ないし第３の電気光学装置との間の３つの光路のうちの１つの光路に設けられ、前記電気光学装置に入射する色光の光線束の大きさを調整するためのリレー光学系と、
前記第１ないし第３の画像信号のうち、前記リレー光学系を通過する１種類の色光が入射する前記電気光学装置に対応する前記画像信号を、画像内の画素位置に応じて調整することにより、前記第１ないし第３の画像信号によって表される画像が少なくとも白画像である場合に、前記第１ないし第３の変調光の前記色光合成光学系の射出面における面内輝度分布が、ほぼ同じ傾き方を有するように調整するための調整部と、
を備えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
請求項１記載のプロジェクタであって、
前記リレー光学系を通過する前記１種類の色光は、前記第１ないし第３の色光のうち、最も大きな輝度を有する色光に設定されている、プロジェクタ。
【請求項３】
カラー画像を投写表示するプロジェクタであって、
照明光を射出する照明光学系と、
前記照明光学系から射出された照明光を、３つの色成分をそれぞれ有する第１ないし第３の色光に分離する色光分離光学系と、
前記色光分離光学系により分離された第１ないし第３の色光を、それぞれ第１ないし第３の画像信号に応じて変調して、第１ないし第３の変調光を生成する第１ないし第３の電気光学装置と、
前記第１ないし第３の変調光を合成する色光合成光学系と、
前記色光合成光学系から射出される合成光を投写する投写光学系と、
を備え、さらに、
前記色光分離光学系と前記第１ないし第３の電気光学装置との間の３つの光路のうちの１つの光路に設けられ、前記電気光学装置に入射する色光の光線束の大きさを調整するためのリレー光学系と、
前記第１ないし第３の画像信号のうち、前記リレー光学系を通過しない２種類の色光が入射する前記電気光学装置に対応する前記画像信号を、画像内の画素位置に応じて調整することにより、前記第１ないし第３の画像信号によって表される画像が少なくとも白画像である場合に、前記第１ないし第３の変調光の前記色光合成光学系の射出面における面内輝度分布が、ほぼ同じ傾き方を有するように調整するための調整部と、
を備えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項４】
カラー画像を投写表示するプロジェクタであって、
照明光を射出する照明光学系と、
前記照明光学系から射出された照明光を、３つの色成分をそれぞれ有する第１ないし第３の色光に分離する色光分離光学系と、
前記色光分離光学系により分離された第１ないし第３の色光を、それぞれ第１ないし第３の画像信号に応じて変調して、第１ないし第３の変調光を生成する第１ないし第３の電気光学装置と、
前記第１ないし第３の変調光を合成する色光合成光学系と、
前記色光合成光学系から射出される合成光を投写する投写光学系と、
を備え、さらに、
前記色光分離光学系と前記第１ないし第３の電気光学装置との間の３つの光路のうちの２つの光路に設けられ、前記電気光学装置に入射する色光の光線束の大きさを調整するためのリレー光学系と、
前記第１ないし第３の画像信号のうち、前記リレー光学系を通過しない１種類の色光が入射する前記電気光学装置に対応する前記画像信号を、画像内の画素位置に応じて調整することにより、前記第１ないし第３の画像信号によって表される画像が少なくとも白画像である場合に、前記第１ないし第３の変調光の前記色光合成光学系の射出面における面内輝度分布が、ほぼ同じ傾き方を有するように調整するための調整部と、
を備えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項５】
請求項４記載のプロジェクタであって、
前記リレー光学系を通過しない前記１種類の色光は、前記第１ないし第３の色光のうち、最も大きな輝度を有する色光に設定されている、プロジェクタ。
【請求項６】
カラー画像を投写表示するプロジェクタであって、
照明光を射出する照明光学系と、
前記照明光学系から射出された照明光を、３つの色成分をそれぞれ有する第１ないし第３の色光に分離する色光分離光学系と、
前記色光分離光学系により分離された第１ないし第３の色光を、それぞれ第１ないし第３の画像信号に応じて変調して、第１ないし第３の変調光を生成する第１ないし第３の電気光学装置と、
前記第１ないし第３の変調光を合成する色光合成光学系と、
前記色光合成光学系から射出される合成光を投写する投写光学系と、
を備え、さらに、
前記色光分離光学系と前記第１ないし第３の電気光学装置との間の３つの光路のうちの２つの光路に設けられ、前記電気光学装置に入射する色光の光線束の大きさを調整するためのリレー光学系と、
前記第１ないし第３の画像信号のうち、前記リレー光学系を通過する２種類の色光が入射する前記電気光学装置に対応する前記画像信号を、画像内の画素位置に応じて調整することにより、前記第１ないし第３の画像信号によって表される画像が少なくとも白画像である場合に、前記第１ないし第３の変調光の前記色光合成光学系の射出面における面内輝度分布が、ほぼ同じ傾き方を有するように調整するための調整部と、
を備えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項７】
請求項３ないし６のいずれかに記載のプロジェクタであって、
前記照明光学系は、
光源と、
前記光源から射出された光線束を複数の部分光線束に分割するレンズアレイと、
前記レンズアレイから射出された前記複数の部分光線束を前記第１ないし第３の電気光学装置において重畳するための重畳レンズと、
を備える、プロジェクタ。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載のプロジェクタであって、
前記調整部は、調整対象となる前記画像信号を構成する画素の画素値が、比較的高い輝度を示す所定範囲の値を有する場合にのみ、画像内の画素位置に応じた調整を実行する、プロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カラー画像を投写表示するプロジェクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラー画像を投写表示するプロジェクタでは、照明光学系から射出された光を赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３色の色光に分離し、各色光を３つの液晶ライトバルブなどを用いて画像情報（画像信号）に応じて変調し、変調された３色の変調光を合成した後に、合成光をスクリーン上に投写することにより画像表示を実現している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、プロジェクタでは、通常、３つの液晶ライトバルブに入射する各色光の光線束の大きさをほぼ等しくするために、３色の色光の光路のうちの少なくとも１つの光路に、レンズを含むリレー光学系が備えられている。このリレー光学系が存在することによって、スクリーン上に投写表示されるカラー画像内には色むらが生じてしまうという問題があった。
【０００４】
すなわち、リレー光学系を通過する色光は、レンズによりその光線束がクロスする。このため、色光の面内輝度分布は、リレー光学系を通過することにより上下左右に反転する。照明光学系から射出され、各液晶ライトバルブを照明する色光の面内輝度分布があまり均一でない場合には、リレー光学系を通過する色光とリレー光学系を通過しない色光とを用いて生成される各変調光を合成した際に、合成光には、面内輝度分布が反転した関係にある変調光が含まれることとなる。このとき、スクリーン上に投写表示されるカラー画像内には、色むらが発生する。
【０００５】
この発明は、従来技術における上述の課題を解決するためになされたものであり、プロジェクタによって投写表示されるカラー画像の色むらを低減させることのできる技術を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の第１の装置は、カラー画像を投写表示するプロジェクタであって、
照明光を射出する照明光学系と、
前記照明光学系から射出された照明光を、３つの色成分をそれぞれ有する第１ないし第３の色光に分離する色光分離光学系と、
前記色光分離光学系により分離された第１ないし第３の色光を、それぞれ第１ないし第３の画像信号に応じて変調して、第１ないし第３の変調光を生成する第１ないし第３の電気光学装置と、
前記第１ないし第３の変調光を合成する色光合成光学系と、
前記色光合成光学系から射出される合成光を投写する投写光学系と、
を備え、さらに、
前記色光分離光学系と前記第１ないし第３の電気光学装置との間の３つの光路のうちの１つの光路に設けられ、前記電気光学装置に入射する色光の光線束の大きさを調整するためのリレー光学系と、
前記第１ないし第３の画像信号のうち、前記リレー光学系を通過する１種類の色光が入射する前記電気光学装置に対応する前記画像信号を、画像内の画素位置に応じて調整することにより、前記第１ないし第３の画像信号によって表される画像が少なくとも白画像である場合に、前記第１ないし第３の変調光の前記色光合成光学系の射出面における面内輝度分布が、ほぼ同じ傾き方を有するように調整するための調整部と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
このプロジェクタは、第１ないし第３の画像信号によって表されるカラー画像が白画像である場合に、第１ないし第３の変調光の色光合成光学系の射出面における面内輝度分布が、ほぼ同じ傾き方を有するように調整するための調整部を備えている。この調整部を用いれば、リレー光学系を通る色光の光線束がクロスする場合にも、白画像内の色むらを低減させることができる。この結果、プロジェクタによって投写表示されるカラー画像の色むらを低減させることが可能となる。
【０００８】
また、上記のプロジェクタでは、リレー光学系を通過する１種類の色光が入射する電気光学装置に対応する１つの画像信号のみを調整するだけで色むらを低減させることができるという利点もある。
【０００９】
上記の装置において、
前記リレー光学系を通過する前記１種類の色光は、前記第１ないし第３の色光のうち、最も大きな輝度を有する色光に設定されていることが好ましい。
【００１０】
こうすれば、最も大きな輝度を有する１種類の色光と他の２種類の色光とは、面内輝度分布が上下左右に反転した関係となる。このとき、最も大きな輝度を有する１種類の色光が入射する電気光学装置に対応する画像信号のみを調整するだけで各変調光の輝度を同じような大きさにすることができるので、カラー画像の色相をより正確に表現することが可能となる。
【００１１】
なお、仮に、比較的小さな輝度を有する色光がリレー光学系を通過する色光に設定されていると、画像の色相を正確に表現するために、他の色光の輝度を小さくすればよいが、このとき画像が暗くなってしまう。上記のような構成を採用すれば、画像の明るさをあまり低下させずに画像の色相をより正確に表現することができるという利点がある。
【００１２】
本発明の第２の装置は、カラー画像を投写表示するプロジェクタであって、
照明光を射出する照明光学系と、
前記照明光学系から射出された照明光を、３つの色成分をそれぞれ有する第１ないし第３の色光に分離する色光分離光学系と、
前記色光分離光学系により分離された第１ないし第３の色光を、それぞれ第１ないし第３の画像信号に応じて変調して、第１ないし第３の変調光を生成する第１ないし第３の電気光学装置と、
前記第１ないし第３の変調光を合成する色光合成光学系と、
前記色光合成光学系から射出される合成光を投写する投写光学系と、
を備え、さらに、
前記色光分離光学系と前記第１ないし第３の電気光学装置との間の３つの光路のうちの１つの光路に設けられ、前記電気光学装置に入射する色光の光線束の大きさを調整するためのリレー光学系と、
前記第１ないし第３の画像信号のうち、前記リレー光学系を通過しない２種類の色光が入射する前記電気光学装置に対応する前記画像信号を、画像内の画素位置に応じて調整することにより、前記第１ないし第３の画像信号によって表される画像が少なくとも白画像である場合に、前記第１ないし第３の変調光の前記色光合成光学系の射出面における面内輝度分布が、ほぼ同じ傾き方を有するように調整するための調整部と、
を備えることを特徴とする。
【００１３】
このプロジェクタを用いる場合にも、本発明の第１の装置と同様の作用・効果を奏し、リレー光学系を通る色光の光線束がクロスする場合にも、白画像内の色むらを低減させることができ、この結果、プロジェクタによって投写表示されるカラー画像の色むらを低減させることが可能となる。
【００１４】
本発明の第３の装置は、カラー画像を投写表示するプロジェクタであって、
照明光を射出する照明光学系と、
前記照明光学系から射出された照明光を、３つの色成分をそれぞれ有する第１ないし第３の色光に分離する色光分離光学系と、
前記色光分離光学系により分離された第１ないし第３の色光を、それぞれ第１ないし第３の画像信号に応じて変調して、第１ないし第３の変調光を生成する第１ないし第３の電気光学装置と、
前記第１ないし第３の変調光を合成する色光合成光学系と、
前記色光合成光学系から射出される合成光を投写する投写光学系と、
を備え、さらに、
前記色光分離光学系と前記第１ないし第３の電気光学装置との間の３つの光路のうちの２つの光路に設けられ、前記電気光学装置に入射する色光の光線束の大きさを調整するためのリレー光学系と、
前記第１ないし第３の画像信号のうち、前記リレー光学系を通過しない１種類の色光が入射する前記電気光学装置に対応する前記画像信号を、画像内の画素位置に応じて調整することにより、前記第１ないし第３の画像信号によって表される画像が少なくとも白画像である場合に、前記第１ないし第３の変調光の前記色光合成光学系の射出面における面内輝度分布が、ほぼ同じ傾き方を有するように調整するための調整部と、
を備えることを特徴とする。
【００１５】
このプロジェクタを用いる場合にも、本発明の第１の装置と同様の作用・効果を奏し、リレー光学系を通る色光の光線束がクロスする場合にも、白画像内の色むらを低減させることができ、この結果、プロジェクタによって投写表示されるカラー画像の色むらを低減させることが可能となる。
【００１６】
また、上記のプロジェクタでは、リレー光学系を通過しない１種類の色光が入射する電気光学装置に対応する１つの画像信号のみを調整するだけで色むらを低減させることができるという利点もある。
【００１７】
本発明の第４の装置は、カラー画像を投写表示するプロジェクタであって、
照明光を射出する照明光学系と、
前記照明光学系から射出された照明光を、３つの色成分をそれぞれ有する第１ないし第３の色光に分離する色光分離光学系と、
前記色光分離光学系により分離された第１ないし第３の色光を、それぞれ第１ないし第３の画像信号に応じて変調して、第１ないし第３の変調光を生成する第１ないし第３の電気光学装置と、
前記第１ないし第３の変調光を合成する色光合成光学系と、
前記色光合成光学系から射出される合成光を投写する投写光学系と、
を備え、さらに、
前記色光分離光学系と前記第１ないし第３の電気光学装置との間の３つの光路のうちの２つの光路に設けられ、前記電気光学装置に入射する色光の光線束の大きさを調整するためのリレー光学系と、
前記第１ないし第３の画像信号のうち、前記リレー光学系を通過する２種類の色光が入射する前記電気光学装置に対応する前記画像信号を、画像内の画素位置に応じて調整することにより、前記第１ないし第３の画像信号によって表される画像が少なくとも白画像である場合に、前記第１ないし第３の変調光の前記色光合成光学系の射出面における面内輝度分布が、ほぼ同じ傾き方を有するように調整するための調整部と、
を備えることを特徴とする。
【００１８】
このプロジェクタを用いる場合にも、本発明の第１の装置と同様の作用・効果を奏し、リレー光学系を通る色光の光線束がクロスする場合にも、白画像内の色むらを低減させることができ、この結果、プロジェクタによって投写表示されるカラー画像の色むらを低減させることが可能となる。
【００１９】
上記の第１ないし第４の装置において、
前記調整部は、調整対象となる前記画像信号を構成する画素の画素値が、比較的高い輝度を示す所定範囲の値を有する場合にのみ、画像内の画素位置に応じた調整を実行するようにしてもよい。
【００２０】
こうすれば、投写表示される画像が少なくともほぼ白画像である場合に、画像内の色むらを低減させることができるので、プロジェクタによって投写表示されるカラー画像の色むらを低減させることができる。
【００２１】
上記の第１ないし第４の装置において、
前記照明光学系は、
光源と、
前記光源から射出された光線束を複数の部分光線束に分割するレンズアレイと、
前記レンズアレイから射出された前記複数の部分光線束を前記第１ないし第３の電気光学装置において重畳するための重畳レンズと、
を備えるようにしてもよい。
【００２２】
このような照明光学系を用いる場合にも、実際には、各電気光学装置を照明する各色光の面内輝度分布は均一とならないので、本発明を適用する効果は大きい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
Ａ．第１実施例：
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づき説明する。図１は、本発明の第１実施例としてのプロジェクタを示す説明図である。プロジェクタ１０００は、光源装置１２０を含む照明光学系１００と、色光分離光学系２００と、リレー光学系２２０と、３つの液晶ライトバルブ３００ａ〜ｃと、クロスダイクロイックプリズム５２０と、投写レンズ５４０とを備えている。
【００２４】
照明光学系１００（図１）から射出された光は、色光分離光学系２００において赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離される。分離された各色光Ｒ，Ｇ，Ｂは、それぞれ、液晶ライトバルブ３００ａ〜ｃにおいて画像情報（画像信号）に応じて変調される。変調された各色光は、クロスダイクロイックプリズム５２０で合成され、投写レンズ５４０によってスクリーンＳＣ上にカラー画像が投写表示される。
【００２５】
図２は、図１の照明光学系１００を拡大して示す説明図である。この照明光学系１００は、光源装置１２０と、第１および第２のレンズアレイ１４０，１５０と、偏光発生光学系１６０と、重畳レンズ１７０とを備えている。光源装置１２０と第１および第２のレンズアレイ１４０，１５０とは、光源光軸１２０ａｘを基準として配置されており、偏光発生光学系１６０と重畳レンズ１７０とは、システム光軸１００ａｘを基準として配置されている。光源光軸１２０ａｘは、光源装置１２０から射出される光線束の中心軸である。システム光軸１００ａｘは、偏光発生光学系１６０より後段の光学素子から射出される光線束の中心軸、換言すれば、照明光学系１００から射出される光線束の中心軸である。図示するように、システム光軸１００ａｘと光源光軸１２０ａｘとは、ｘ方向に所定のずれ量Ｄｐだけほぼ平行にずれている。このずれ量Ｄｐについては後述する。なお、図２において照明光学系１００が照明する照明領域ＬＡは、図１の液晶ライトバルブ３００ａ〜ｃに対応する。
【００２６】
光源装置１２０は、略平行な光線束を射出する機能を有している。光源装置１２０は、ランプ１２２と、回転楕円面形状の凹面を有するリフレクタ１２４と、平行化レンズ１２６とを備えている。ランプ１２２から射出された光は、リフレクタ１２４によって反射され、反射光は、平行化レンズ１２６によって光源光軸１２０ａｘにほぼ平行な光に変換される。なお、光源装置としては、回転放物面形状の凹面を有するリフレクタを用いてもよい。
【００２７】
第１のレンズアレイ１４０は、マトリクス状に配列された複数の小レンズ１４２を有している。各小レンズ１４２は平凸レンズであり、ｚ方向から見たときの外形形状は、照明領域ＬＡ（液晶ライトバルブ）と相似形となるように設定されている。第１のレンズアレイ１４０は、光源装置１２０から射出された略平行な光線束を複数の部分光線束に分割して射出する。
【００２８】
第２のレンズアレイ１５０は、マトリクス状に配列された複数の小レンズ１５２を有しており、第１のレンズアレイ１４０と同様のものが用いられている。第２のレンズアレイ１５０は、第１のレンズアレイ１４０から射出された部分光線束のそれぞれの中心軸をシステム光軸１００ａｘとほぼ平行に揃える機能を有している。
【００２９】
第１のレンズアレイ１４０の各小レンズ１４２から射出された部分光線束は、図示するように、第２のレンズアレイ１５０を介して、その近傍位置、すなわち、偏光発生光学系１６０内において集光される。
【００３０】
図３は、偏光発生光学系１６０を示す説明図である。図３（Ａ）は、偏光発生光学系１６０の斜視図を示しており、図３（Ｂ）は、＋ｙ方向から見たときの平面図の一部を示している。偏光発生光学系１６０は、遮光板６２と、偏光ビームスプリッタアレイ６４と、選択位相差板６６とを備えている。
【００３１】
偏光ビームスプリッタアレイ６４は、図３（Ａ）に示すように、略平行四辺形の断面を有する柱状の透光性部材６４ｃが複数貼り合わされて構成されている。各透光性部材６４ｃの界面には、偏光分離膜６４ａと反射膜６４ｂとが交互に形成されている。なお、偏光分離膜６４ａとしては誘電体多層膜が用いられ、反射膜６４ｂとしては誘電体多層膜や金属膜が用いられる。また、透光性部材としては、ガラスなどが用いられる。
【００３２】
遮光板６２は、遮光面６２ｂと開口面６２ａとがストライプ状に配列されて構成されている。遮光板６２は、遮光面６２ｂに入射する光線束を遮り、開口面６２ａに入射する光線束を通過させる機能を有している。遮光面６２ｂと開口面６２ａとは、第１のレンズアレイ１４０（図２）から射出された部分光線束が偏光ビームスプリッタアレイ６４の偏光分離膜６４ａのみに入射し、反射膜６４ｂには入射しないように配列されている。具体的には、図３（Ｂ）に示すように、遮光板６２の開口面６２ａの中心は、偏光ビームスプリッタアレイ６４の偏光分離膜６４ａの中心とほぼ一致するように配置されている。また、開口面６２ａのｘ方向の開口幅Ｗｐは、偏光分離膜６４ａのｘ方向の大きさとほぼ等しく設定されている。このとき、遮光板６２の開口面６２ａを通過した光線束は、偏光分離膜６４ａのみに入射し、反射膜６４ｂには入射しないこととなる。なお、遮光板６２としては、平板状の透明体（例えばガラス板）に遮光性の膜（例えばクロム膜や、アルミニウム膜、誘電体多層膜など）を部分的に形成したものを用いることができる。また、アルミニウム板のような遮光性の平板に開口部を設けたものを用いてもよい。
【００３３】
第１のレンズアレイ１４０（図２）から射出された各部分光線束は、図３（Ｂ）に実線で示すように、その主光線（中心軸）がシステム光軸１００ａｘとほぼ平行に遮光板６２の開口面６２ａに入射する。開口面６２ａを通過した部分光線束は、偏光分離膜６４ａに入射する。偏光分離膜６４ａは、入射した部分光線束をｓ偏光の部分光線束とｐ偏光の部分光線束とに分離する。このとき、ｐ偏光の部分光線束は偏光分離膜６４ａを透過し、ｓ偏光の部分光線束は偏光分離膜６４ａで反射される。偏光分離膜６４ａで反射されたｓ偏光の部分光線束は、反射膜６４ｂに向かい、反射膜６４ｂにおいてさらに反射される。このとき、偏光分離膜６４ａを透過したｐ偏光の部分光線束と、反射膜６４ｂで反射したｓ偏光の部分光線束とは、互いにほぼ平行となっている。
【００３４】
選択位相差板６６は、開口層６６ａとλ／２位相差層６６ｂとによって構成されている。開口層６６ａは、入射する直線偏光光をそのまま透過させる機能を有している。一方、λ／２位相差層６６ｂは、入射する直線偏光光を、偏光方向が直交する直線偏光光に変換する偏光変換素子としての機能を有している。本実施例においては、図３（Ｂ）に示すように、偏光分離膜６４ａを透過したｐ偏光の部分光線束は、λ／２位相差層６６ｂに入射する。したがって、ｐ偏光の部分光線束は、λ／２位相差層６６ｂにおいて、ｓ偏光の部分光線束に変換されて射出される。一方、反射膜６４ｂで反射されたｓ偏光の部分光線束は、開口層６６ａに入射するので、ｓ偏光の部分光線束のまま射出される。すなわち、偏光発生光学系１６０に入射した偏りのない部分光線束は、ｓ偏光の部分光線束に変換されて射出されることとなる。なお、開口層６６ａとλ／２位相差層６６ｂとの配置を交換することにより、偏光発生光学系１６０に入射する偏りのない部分光線束をｐ偏光の部分光線束に変換して射出することもできる。
【００３５】
図３（Ｂ）から分かるように、偏光発生光学系１６０から射出される２つのｓ偏光光の中心は、入射する偏りのない光（ｓ偏光光＋ｐ偏光光）の中心よりも＋ｘ方向にずれている。このずれ量は、λ／２位相差層６６ｂの幅Ｗｐ（すなわち、偏光分離膜６４ａのｘ方向の大きさ）の半分に等しい。このため、図２に示すように、光源光軸１２０ａｘとシステム光軸１００ａｘとは、Ｗｐ／２に等しい距離Ｄｐだけずれている。
【００３６】
第１のレンズアレイ１４０から射出された複数の部分光線束は、上記のように、偏光発生光学系１６０によって各部分光線束ごとに２つの部分光線束に分離されるとともに、それぞれ偏光方向の揃ったほぼ１種類の直線偏光光に変換される。偏光方向の揃った複数の部分光線束は、図２に示す重畳レンズ１７０によって照明領域ＬＡ上で重畳される。
【００３７】
照明光学系１００（図１）は、偏光方向の揃った照明光（ｓ偏光光）を射出し、色光分離光学系２００やリレー光学系２２０を介して、液晶ライトバルブ３００ａ〜ｃを照明する。
【００３８】
色光分離光学系２００は、２枚のダイクロイックミラー２０２，２０４と、反射ミラー２０８とを備えており、照明光学系１００から射出された光線束を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離する機能を有している。第１のダイクロイックミラー２０２は、照明光学系１００から射出された光の赤色光成分を透過させるとともに、青色光成分と緑色光成分とを反射する。第１のダイクロイックミラー２０２を透過した赤色光Ｒは、反射ミラー２０８で反射された後、フィールドレンズ２３２を通って赤色光用の液晶ライトバルブ３００ａに入射する。フィールドレンズ２３２は、照明光学系１００から射出された各部分光線束をシステム光軸１００ａｘに対して平行な光線束に変換する機能を有している。なお、他の液晶ライトバルブ３００ｂ，３００ｃの光入射面側に設けられたフィールドレンズ２３４，２３０についても同様である。
【００３９】
第１のダイクロイックミラー２０２で反射された青色光成分と緑色光成分とは、第２のダイクロイックミラー２０４で分離される。緑色光Ｇは、第２のダイクロイックミラー２０４によって反射された後、フィールドレンズ２３４を通って緑色光用の液晶ライトバルブ３００ｂに入射する。一方、青色光Ｂは第２のダイクロイックミラー２０４を透過した後、リレー光学系２２０に入射する。
【００４０】
リレー光学系２２０に入射した青色光Ｂは、リレー光学系２２０に備えられた入射側レンズ２２２、第１の反射ミラー２２４、リレーレンズ２２６、第２の反射ミラー２２８および射出側レンズ（フィールドレンズ）２３０を通って青色光用の液晶ライトバルブ３００ｃに入射する。なお、青色光Ｂの光路にリレー光学系２２０が用いられているのは、青色光Ｂの光路の長さが他の色光Ｒ，Ｇの光路の長さよりも大きいためである。リレー光学系２２０を用いることにより、入射側レンズ２２２に入射した青色光Ｂをそのまま射出側レンズ２３０に伝えることができる。そして、リレー光学系２２０により、第１ないし第３の液晶ライトバルブ３００ａ〜ｃに入射する各色光の光線束の大きさがほぼ同じとなるように調整される。
【００４１】
３つの液晶ライトバルブ３００ａ〜ｃは、与えられた画像情報（画像信号）に従って、入射した３色の色光をそれぞれ変調して変調光を生成する。各液晶ライトバルブは、通常、液晶パネルと、その光入射面側および光射出面側に配置された偏光板とを備えている。
【００４２】
クロスダイクロイックプリズム５２０は、液晶ライトバルブ３００ａ〜ｃによって変調された３色の色光（変調光）を合成してカラー画像を表す合成光を生成する。クロスダイクロイックプリズム５２０には、赤色光反射膜５２１と青色光反射膜５２２とが、４つの直角プリズムの界面に略Ｘ字状に形成されている。赤色光反射膜５２１は、赤色光を選択して反射する誘電体多層膜によって形成されており、青色光反射膜５２２は、青色光を選択して反射する誘電体多層膜によって形成されている。赤色光反射膜５２１と青色光反射膜５２２とによって３つの色光が合成されて、カラー画像を表す合成光が生成される。
【００４３】
クロスダイクロイックプリズム５２０で生成された合成光は、投写レンズ５４０の方向に射出される。投写レンズ５４０は、クロスダイクロイックプリズム５２０から射出された合成光を投写して、スクリーンＳＣ上にカラー画像を表示する。なお、投写レンズ５４０としてはテレセントリックレンズを用いることができる。
【００４４】
なお、以上の説明からも分かるように、３つの液晶ライトバルブ３００ａ〜ｃが本発明における第１ないし第３の電気光学装置に相当し、クロスダイクロイックプリズム５２０が本発明における色光合成光学系に相当する。
【００４５】
図４は、プロジェクタ（図１）の色光分離光学系２００からクロスダイクロイックプリズム５２０までの光路における光の位置関係を示す説明図である。図中、○印および●印の対は、各光路の種々の場所を通過する光について、光線束の中心軸１００ａｘと直交し、ｘｚ平面と平行な方向における光の位置関係を模式的に示している。色光分離光学系２００に入射する前の白色光Ｗ、すなわち、照明光学系１００（図１）から射出された直後の白色光Ｗでは、○印が＋ｘ方向に向いている。なお、照明光学系１００から射出される光線束は、図２で説明したように、液晶ライトバルブ３００ａ〜ｃにおいて重畳される複数の部分光線束の集合光線束である。
【００４６】
前述したように、照明光学系１００から射出され、第１のダイクロイックミラー２０２に入射した白色光Ｗは、赤色光Ｒと他の色光Ｇ，Ｂとに分離される。分離直後の赤色光Ｒでは、○印が＋ｘ方向に向いたままである。反射ミラー２０８で反射された後の赤色光Ｒでは、○印が−ｚ方向に向く。そして、クロスダイクロイックプリズム５２０の赤色光反射膜５２１で反射された赤色光Ｒでは、○印が＋ｘ方向を向く。
【００４７】
第１のダイクロイックミラー２０２で分離された直後の色光Ｇ，Ｂでは、○印が−ｚ方向に向いている。第２のダイクロイックミラー２０４に入射した色光Ｇ，Ｂは、緑色光Ｇと青色光Ｂとに分離される。分離直後の緑色光Ｇでは、○印が＋ｘ方向に向く。そして、クロスダイクロイックプリズム５２０の２つの反射膜５２１，５２２を透過した緑色光Ｇにおいても、○印は＋ｘ方向に向いている。
【００４８】
一方、第２のダイクロイックミラー２０４で分離された直後の青色光Ｂでは、○印が−ｚ方向に向いたままである。次に、青色光Ｂは、３つのレンズ２２２，２２６，２３０を含むリレー光学系２２０を通過する。前述したように、青色光Ｂの光線束の大きさは、リレー光学系２２０を通過することによって、他の色光Ｒ，Ｇの光線束とほぼ同じ大きさに調整される。そして、リレー光学系２２０を通過する際、具体的には、リレーレンズ２２６を通過する前後において、青色光Ｂの光線束はクロスする。すなわち、第１の反射ミラー２２４で反射された後の青色光Ｂでは、○印が＋ｘ方向を向いているが、リレーレンズ２２６を通過した後の青色光では、○印が−ｘ方向を向き、光の位置関係が反転する。そして、第２の反射ミラーで反射された後の青色光Ｂでは、○印が−ｚ方向を向き、クロスダイクロイックプリズム５２０の青色光反射膜５２２で反射された青色光Ｂでは、○印が−ｘ方向を向いている。
【００４９】
図４に示すように、本実施例のプロジェクタでは、クロスダイクロイックプリズム５２０の射出面において、色光Ｒ，Ｇと色光Ｂとの○印の方向が異なっている。すなわち、色光Ｒ，Ｇと色光Ｂとの間で、光の位置関係が反転している。なお、図４では、光線束の中心軸１００ａｘと直交し、ｘｚ平面と平行な方向における光の位置関係を模式的に示しているが、光線束の中心軸１００ａｘと直交し、ｙ方向と平行な方向においても同様であり、色光Ｒ，Ｇと色光Ｂとの間で、光の位置関係が反転している。
【００５０】
図５は、図４のクロスダイクロイックプリズム５２０から射出される各色光を示す説明図である。図５（Ａ−１）〜（Ｃ−１）は、それぞれクロスダイクロイックプリズム５２０の射出面における各色光Ｒ，Ｇ，Ｂの位置関係を図４の＋ｚ方向から見たときの様子を示している。図示するように、色光Ｒ，Ｇでは、○印が＋ｘ方向を向いているが、色光Ｂでは、○印が−ｘ方向を向いている。同様の現象がｙ方向でも起こっており、色光Ｒ，Ｇでは、□印が＋ｙ方向を向いているが、色光Ｂでは、□印が−ｙ方向を向いている。このように、色光Ｒ，Ｇと色光Ｂとの位置関係は、上下左右に反転している。
【００５１】
図５（Ａ−２）〜（Ｃ−２）は、図５（Ａ−１）〜（Ｃ−１）に示す色光のｘ方向における輝度分布の例を模式的に示している。ただし、この輝度分布は、各色光が第１ないし第３の液晶ライトバルブ３００ａ〜ｃをほとんど透過した場合の輝度分布を例示している。照明光学系１００から射出され、各液晶ライトバルブ３００ａ〜ｃで重畳された各色光について、○印側の輝度が●印側の輝度より大きい場合には、各色光Ｒ，Ｇ，Ｂは、図５（Ａ−２）〜（Ｃ−２）に示すような輝度分布を有する。すなわち、図５（Ａ−２）〜（Ｃ−２）に示すように、色光Ｒ，Ｇでは＋ｘ側の輝度が比較的大きくなり、色光Ｂでは−ｘ側の輝度が比較的大きくなる。なお、図５（Ａ−２）〜（Ｃ−２）は、色光分離光学系２００で分離された各色光Ｒ，Ｇ，Ｂの輝度がほぼ同程度である場合について示している。
【００５２】
ところで、本実施例で用いられている照明光学系１００は、図２で説明したように、いわゆるインテグレータ光学系である。すなわち、光源装置１２０から射出された光線束は、第１のレンズアレイ１４０で複数の部分光線束に分割され、複数の部分光線束は、重畳レンズ１７０によって各液晶ライトバルブ３００ａ〜ｃにおいて重畳される。このようなインテグレータ光学系を用いる場合、液晶ライトバルブ３００ａ〜ｃに入射する各色光の面内輝度分布は、均一となっているはずである。しかしながら、実際には、光源装置１２０のランプ１２２は理想的な点光源とみなせず、また、第１のレンズアレイ１４０は入射する光線束を比較的少数の有限個の部分光線束に分割するのみなので、液晶ライトバルブ３００ａ〜ｃで重畳される各色光の面内輝度分布はあまり均一となっていない。
【００５３】
従来では、このような不均一な面内輝度分布を有する色光Ｒ，Ｇ，Ｂを、液晶ライトバルブ３００ａ〜ｃにおいてそのまま変調していたため、投写表示されるカラー画像内の色むらが目立つ場合があった。具体的には、各液晶ライトバルブ３００ａ〜ｃが、入射した各色光をほとんど透過させる場合には、スクリーンＳＣ上には白画像が投写表示されるが、白画像内には色むらが目立つ場合があった。
【００５４】
本実施例では、後述するように、各液晶ライトバルブ３００ａ〜ｃに供給される画像信号を調整することによって、投写表示されるカラー画像の色むらを低減させている。具体的には、各色光が図５（Ａ−２）〜（Ｃ−２）のような輝度分布を有する場合には、青色光Ｂが入射する第３の液晶ライトバルブ３００ｃに供給される画像信号を調整する。第３の液晶ライトバルブ３００ｃに供給される画像信号を調整することにより、投写表示すべき画像が白画像である場合に、図５（Ｃ−２）の破線で示すような輝度分布を有する青色光が第３の液晶ライトバルブ３００ｃから射出されるようにする。このとき、青色光Ｂでは、＋ｘ側の輝度が−ｘ側の輝度より大きくなるので、各色光Ｒ，Ｇ，Ｂの輝度分布はほぼ同じ傾き方を有することとなる。なお、ｙ方向に現れる輝度分布に対しても同様に調整される。これにより、各色光Ｒ，Ｇ，Ｂによって投写表示される白画像内の色むらが低減されることとなる。
【００５５】
なお、図５（Ａ−２）〜（Ｃ−２）は、各変調光によって白画像が投写表示される場合の輝度分布の調整について示しているが、各変調光によって絵柄を含むような画像が投写表示される場合にも、同様の調整が実行される。すなわち、色むらの調整は、少なくとも白画像が投写表示される場合に、各変調光の面内輝度分布がほぼ同じ傾き方を有するように調整されればよい。
【００５６】
ここで、「各変調光の面内輝度分布が同じ傾き方を有する」とは、二次元的な輝度分布がほぼ同じ傾向を示すことを意味し、変調光毎に輝度の大きさが異なっていてもよい。すなわち、各変調光の面内輝度分布の分布形状がほぼ相似形を呈することを意味している。なお、図５（Ａ−２）〜（Ｃ−２）に示す各変調光の面内輝度分布は、最大輝度が面端部に存在する比較的単調な分布形状であるが、面内輝度分布は、最大輝度が面内部に存在するような分布形状を有していてもよいし、最大輝度が面内部の複数箇所に存在するような分布形状を有していてもよい。
【００５７】
図６は、プロジェクタ１０００の電気的構成を示す説明図である。なお、図６では、図１に示す照明光学系１００と液晶ライトバルブ３００ａ〜ｃと投写レンズ５４０との光学系が簡略化されて図示されている。
【００５８】
プロジェクタ１０００は、画像信号処理部４１０と、３つのフレームメモリ４２２Ｒ，４２２Ｇ，４２２Ｂと、色むら調整部４１２と、液晶ライトバルブ駆動部４１４と、ＣＰＵ４００と、調整値メモリ４２４と、制御信号処理部４２８とを備えている。画像信号処理部４１０と、色むら調整部４１２と、調整値メモリ４２４と、制御信号処理部４２８と、ＣＰＵ４００とは、バス４００ｂによって互いに接続されている。液晶ライトバルブ３００ａ〜ｃは、照明光学系１００によって照明されており、液晶ライトバルブにおいて形成された画像は、投写レンズ５４０によってスクリーンＳＣ上に投写表示される。
【００５９】
画像入力端子４０８には、外部の画像供給装置（図示せず）からアナログ画像信号ＡＶ１が入力される。アナログ画像信号ＡＶ１としては、例えば、パーソナルコンピュータから出力されたコンピュータ画像を表すＲＧＢ信号や、ビデオレコーダやテレビジョン受信機から出力された動画を表すコンポジット画像信号などの画像信号が供給される。
【００６０】
画像信号処理部４１０は、供給されたアナログ画像信号ＡＶ１をＡＤ変換する機能を有している。ＡＤ変換された画像データは、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色毎の色画像データを含んでいる。また、画像信号処理部４１０は、ＡＤ変換された３つの色画像データをそれぞれフレームメモリ４２２Ｒ，４２２Ｇ，４２２Ｂに書き込む機能と、フレームメモリ４２２Ｒ，４２２Ｇ，４２２Ｂから３つの色画像データを読み出す機能とを有している。画像信号処理部４１０は、フレームメモリ４２２Ｒ，４２２Ｇ，４２２Ｂから読み出した３つの色画像データＤＶ１Ｒ，ＤＶ１Ｇ，ＤＶ１Ｂを色むら調整部４１２に供給する。
【００６１】
色むら調整部４１２は、画像信号処理部４１０から供給された色画像データＤＶ１Ｒ，ＤＶ１Ｇ，ＤＶ１Ｂを調整する機能を有している。この調整処理は、調整値メモリ４２４内に予め格納された調整値を用いて実行される。調整値メモリ４２４内の調整値は、色画像データＤＶ１Ｒ，ＤＶ１Ｇ，ＤＶ１Ｂが色むら調整部４１２に供給される際に、色むら調整部４１２に供給される。なお、調整値メモリ４２４内の調整値は、画像信号処理部４１０によって読み出される。すなわち、画像信号処理部４１０は、フレームメモリ４２２Ｒ，４２２Ｇ，４２２Ｂから３つの色画像データＤＶ１Ｒ，ＤＶ１Ｇ，ＤＶ１Ｂを構成する各画素データを読み出す際に、調整値メモリ４２４内から各画素データに対応する調整値を読み出すための読出制御信号を調整値メモリ４２４に供給する。そして、読み出された調整値は、バス４００ｂを介して色むら調整部４１２に供給される。
【００６２】
色むら調整部４１２は、内部に備えられた図示しない演算器を用いて、各色画像データＤＶ１Ｒ，ＤＶ１Ｇ，ＤＶ１Ｂを構成する各画素データを、調整値に従って調整（演算）する。本実施例では、図５において説明したように、青色光Ｂが入射する第３の液晶ライトバルブ３００ｃ（図４）に供給される画像信号のみが調整対象となるので、３つの色画像データＤＶ１Ｒ，ＤＶ１Ｇ，ＤＶ１Ｂのうちの青色画像データＤＶ１Ｂのみが選択されて調整される。
【００６３】
本実施例において、調整値メモリ４２４内の調整値は、各液晶ライトバルブ３００ａ〜３００ｃを照明する色光の面内輝度分布の測定値に応じて決定されている。調整値は、各色画像データＤＶ１Ｒ，ＤＶ１Ｇ，ＤＶ１Ｂを構成する画素データ毎に個別に準備されていてもよいし、各色画像データＤＶ１Ｒ，ＤＶ１Ｇ，ＤＶ１Ｂによって表される画像内の複数の領域毎に準備されていてもよい。調整値としては、画像内の画素位置に応じて異なる値が設定されていればよい。例えば、調整値を１以下の正の値に設定しておき、色むら調整部４１２は、各色画像データＤＶ１Ｒ，ＤＶ１Ｇ，ＤＶ１Ｂを構成する各画素データの画素値と調整値とを乗算することによって、調整済み色画像データＤＶ２Ｒ，ＤＶ２Ｇ，ＤＶ２Ｂを生成する。このようにすれば、色むら調整部４１２は、同じ画素値を有する画素データが入力された場合にも、画像内の画素位置に応じて異なる画素値を有する調整済み画素データを出力することができる。
【００６４】
ところで、リレー光学系２２０が存在することによるカラー画像の色むらは、画素値が比較的高い値を有する場合、換言すれば、液晶ライトバルブが色光を多く透過する場合に目立ちやすい。一方、画素値が中間調の値を有する場合、換言すれば、液晶ライトバルブが色光を多く透過しない場合には、リレー光学系が存在することによるカラー画像の色むらは目立ちにくい。なお、後者の場合には、リレー光学系が存在することによる色むらよりも、液晶の視角特性に依存して色むらが目立つ。このため、本実施例の色むら調整部４１２は、入力された色画像データＤＶ１Ｒ，ＤＶ１Ｇ，ＤＶ１Ｂを構成する各画素の画素値が、比較的高い輝度を示す所定範囲の値を有する場合のみ、画像内の画素位置に応じた調整を実行している。ここで、比較的高い輝度を示す所定範囲の値とは、画素値のダイナミックレンジの最大値において最も輝度が大きくなる場合に、ダイナミックレンジの約９０％以上となる値（２５６階調ならば、約２３０以上）を意味している。このようにすれば、投写表示される画像が少なくともほぼ白画像である場合に、画像内の色むらを低減させることができるので、プロジェクタによって投写表示されるカラー画像の色むらを低減させることができる。なお、ほぼ白画像とは、３つの色画像データの各画素が比較的高い輝度を示す所定範囲の値を有する場合に表示される画像を意味している。
【００６５】
本実施例では、上記のように、色むら調整部４１２は、色画像データの各画素の画素値が所定範囲の値を有する場合のみ、画像内の画素位置に応じた調整を実行しているが、各画素の画素値がいかなる値を有する場合においても、画像内の画素位置に応じた調整を実行するようにしてもよい。すなわち、色むら調整部４１２としては、３つの画像信号によって表される画像が少なくとも白画像である場合に、３つの変調光のクロスダイクロイックプリズム５２０の射出面における面内輝度分布が、ほぼ同じ傾き方を有するように調整可能であればよい。
【００６６】
色むら調整部４１２から出力された３つの調整済み色画像データＤＶ２Ｒ，ＤＶ２Ｇ，ＤＶ２Ｂは、液晶ライトバルブ駆動部４１４に供給される。液晶ライトバルブ駆動部４１４は、調整済み色画像データＤＶ２Ｒ，ＤＶ２Ｇ，ＤＶ２Ｂに応じて、液晶ライトバルブ３００ａ〜ｃを駆動する。
【００６７】
制御信号処理部４２８（図６）は、信号入出力部４２６を介して外部コンピュータから入力される制御信号ＣＴＲに基づいて、プロジェクタの各部の機能を制御する。例えば、制御信号処理部４２８は、外部コンピュータからの制御信号ＣＴＲに基づいて、調整値メモリ４２４に格納された調整値を変更することができる。調整値を変更することにより、不均一な面内輝度分布を有する光を射出する種々の照明光学系１００に容易に対応することができる。また、制御信号処理部４２８は、リモコン４２９からの操作信号に基づいてプロジェクタの各部の機能を制御することができる。
【００６８】
以上説明したように、プロジェクタ１０００は、リレー光学系２２０が存在することによって発生するカラー画像内の色むらを低減させるための色むら調整部４１２を備えている。色むら調整部４１２は、投写表示すべきカラー画像を表す３つの色画像データＤＶ１Ｒ，ＤＶ１Ｇ，ＤＶ１Ｂのうちから選択された青色画像データＤＶ１Ｂを、画像内の画素位置に応じて調整して、調整済み色画像データＤＶ２Ｒ，ＤＶ２Ｇ，ＤＶ２Ｂを生成する。具体的には、投写表示すべき画像が白画像である場合に、第３の液晶ライトバルブ３００ｃ（図４）から図５（Ｃ−３）の破線で示すような面内輝度分布を有する光が射出されるように、青色画像データＤＶ１Ｂを調整する。これにより、３つの色画像データＤＶ１Ｒ，ＤＶ１Ｇ，ＤＶ１Ｂによって表されるカラー画像が少なくとも白画像である場合に、液晶ライトバルブ３００ａ〜ｃから射出される各変調光のクロスダイクロイックプリズム５２０の射出面における面内輝度分布が、ほぼ同じ傾き方を有することとなり、この結果、カラー画像内の色むらを低減することが可能となる。
【００６９】
なお、上記の説明からも分かるように、本実施例の色むら調整部４１２と調整値メモリ４２４とが本発明における調整部に相当する。
【００７０】
Ｂ．第２実施例：
ところで、図５では、色光分離光学系２００で分離された各色光の輝度がほぼ同程度となる場合について説明したが、実際には、緑色光Ｇの輝度が比較的大きくなる場合が多い。これは、光源装置１２０のランプ１２２に使用される高圧水銀ランプやメタルハライドランプなどから射出される光には、緑色成分を有する光が比較的多く含まれているためである。
【００７１】
図７は、緑色光Ｇの輝度が他の色光Ｒ，Ｂの輝度よりも大きい場合に、クロスダイクロイックプリズム５２０から射出される各色光を示す説明図である。なお、図７は図５とほぼ同じであるが、図７（Ｂ−２）が変更されている。
【００７２】
図７（Ａ−２）〜（Ｃ−２）と図５（Ａ−２）〜（Ｃ−２）とを比較して分かるように、図７（Ａ−２）〜（Ｃ−２）では、緑色光Ｇの輝度が他の色光Ｒ，Ｂの輝度より大きくなっている。このような場合に、図７（Ｃ−２）に示すように青色光Ｂの輝度分布を調整すると、青色光Ｂの輝度が他の色光Ｒ，Ｇの輝度と比較して小さくなってしまう。このとき、投写表示されるカラー画像の色むらは低減されるが、緑色光Ｇの輝度が他の色光Ｒ，Ｂと比較して大きいので、全体的に緑色がかった画像が表示されてしまい色相を正確に表現できないこととなる。なお、青色光Ｂの輝度が他の色光Ｒ，Ｇの輝度より小さい場合には、輝度分布の調整により、上記の現象はさらに顕著となる。このとき、赤色光Ｒ，緑色光Ｂの輝度を、青色光Ｂの輝度と同じような大きさになるように小さく調整すれば、色相をより正確に表現することが可能となるが、投写表示されるカラー画像が暗くなってしまうという問題がある。そこで、第２実施例では、上記のような場合にも、画像の明るさをあまり低下させずに投写表示される画像の色相をより正確に表現できるように工夫している。
【００７３】
図８は、第２実施例におけるプロジェクタの要部を示す説明図である。本実施例では、図４の色光分離光学系２００に備えられた第２のダイクロイックミラー２０４が、青色光Ｂを反射させ、緑色光Ｇを透過させるダイクロイックミラー２０５に変更されている。また、図４のクロスダイクロイックプリズム５２０に形成された第２の反射膜５２２が、緑色光Ｇを選択して反射する緑色光反射膜５２３に変更されている。なお、これらの変更に伴い、第２および第３の液晶ライトバルブ３００ｂ，３００ｃに供給される画像信号も変更されている。
【００７４】
第２実施例では、上記のように、色光Ｇと色光Ｂとの光路が交換されているので、クロスダイクロイックプリズム５２０の射出面において、色光Ｒ，Ｂと色光Ｇとの○印の方向が異なっている。すなわち、色光Ｒ，Ｂと色光Ｇとの間で、光の位置関係が反転している。
【００７５】
図９は、図８のクロスダイクロイックプリズム５２０から射出される各色光を示す説明図であり、図５に対応する図である。図９（Ａ−１）〜（Ｃ−１）に示すように、色光Ｒ，Ｂでは、○印が＋ｘ方向を向いているが、色光Ｇでは、○印が−ｘ方向を向いている。同様の現象がｙ方向でも起こっており、色光Ｒ，Ｂでは、□印が＋ｙ方向を向いているが、色光Ｇでは、□印が−ｙ方向を向いている。このように、色光Ｒ，Ｂと色光Ｇとの位置関係は、上下左右に反転している。
【００７６】
図９（Ａ−２）〜（Ｃ−２）は、図９（Ａ−１）〜（Ｃ−１）に示す色光のｘ方向における輝度分布の例を模式的に示している。図示するように、色光Ｒ，Ｂでは＋ｘ側の輝度が比較的大きくなっており、色光Ｇでは−ｘ側の輝度が比較的大きくなっている。また、緑色光Ｇの輝度が他の色光Ｒ，Ｂの輝度と比べて大きくなっている。
【００７７】
このとき、本実施例の色むら調整部４１２（図６）は、投写表示すべきカラー画像を表す３つの色画像データＤＶ１Ｒ，ＤＶ１Ｇ，ＤＶ１Ｂのうちから選択された緑色画像データＤＶ１Ｇを、画像内の画素位置に応じて調整して、調整済み色画像データＤＶ２Ｒ，ＤＶ２Ｇ，ＤＶ２Ｂを生成する。具体的には、投写表示すべき画像が白画像である場合に、第３の液晶ライトバルブ３００ｃ（図８）から図９（Ｃ−２）の破線で示すような面内輝度分布を有する光が射出されるように、緑色画像データＤＶ１Ｇを調整する。これにより、３つの色画像データＤＶ１Ｒ，ＤＶ１Ｇ，ＤＶ１Ｂによって表されるカラー画像が少なくとも白画像である場合に、液晶ライトバルブ３００ａ〜ｃから射出される各変調光の面内輝度分布がほぼ同じ傾きを有することとなり、この結果、カラー画像内の色むらを低減することが可能となる。
【００７８】
また、第２実施例では、図８，図９に示すように、３色の色光のうちの最も大きな輝度を有する緑色光Ｇは、リレー光学系２２０を通過する色光に設定されており、他の色光Ｒ，Ｂは、リレー光学系２２０を通過しない色光に設定されている。このとき、最も大きな輝度を有する緑色光Ｇと他の色光Ｒ，Ｂとは、面内輝度分布が上下左右に反転した関係となる。したがって、最も大きな輝度を有する緑色光Ｇが入射する第３の液晶ライトバルブ３００ｃに対応する緑色画像データＤＶ１Ｇのみを調整するだけで済む。また、白画像を投写表示する際に、各変調光の輝度を、図９（Ａ−２）〜（Ｃ−２）に示すように、同じような大きさにすることができるので、カラー画像の色相をより正確に表現することが可能となる。
【００７９】
Ｃ．第３実施例：
図１０は、第３実施例におけるプロジェクタの要部を示す説明図である。第１および第２実施例では、３つの光路のうちの１つの光路にリレー光学系２２０が設けられているが、第３実施例では、３つの光路のうちの２つの光路にリレー光学系が設けられている。すなわち、このプロジェクタでは、色光分離光学系２４０と２つのリレー光学系２７０ａ，２７０ｂとが備えられている。
【００８０】
色光分離光学系２４０は、赤色光を選択して反射する第１のダイクロイックミラー２４１と青色光を選択して反射する第２のダイクロイックミラー２４２とが略Ｘ字状に組み合わされて構成されている。
【００８１】
２つのリレー光学系２７０ａ，２７０ｂは、それぞれ、入射側レンズ２７２と、リレーレンズ２７６と、射出側レンズ（フィールドレンズ）２８０と、２つの反射ミラー２７４，２７８とを備えている。
【００８２】
照明光学系１００から射出された白色光Ｗは、色光分離光学系２４０で、３つの色光Ｒ，Ｇ，Ｂに分離される。分離された色光Ｒ，Ｂは、それぞれリレー光学系２７０ａ，２７０ｂを通過して、第１および第３の液晶ライトバルブ３００ａ，３００ｃに入射する。一方、分離された色光Ｇは、フィールドレンズ２３４のみを通過して第２の液晶ライトバルブ３００ｂに入射する。図１０に示すように、色光Ｒ，Ｂの光線束は、リレー光学系２７０ａ，２７０ｂでクロスするので、クロスダイクロイックプリズム５２０の射出面において、色光Ｒ，Ｂと色光Ｇとの○印の方向が異なっている。すなわち、色光Ｒ，Ｂと色光Ｇとの間で、光の位置関係が反転している。
【００８３】
図１１は、図１０のクロスダイクロイックプリズム５２０から射出される各色光を示す説明図であり、図５に対応する図である。図１１（Ａ−１）〜（Ｃ−１）に示すように、色光Ｒ，Ｂでは、○印が−ｘ方向を向いているが、色光Ｇでは、○印が＋ｘ方向を向いている。同様の現象がｙ方向でも起こっており、色光Ｒ，Ｂでは、□印が−ｙ方向を向いているが、色光Ｇでは、□印が＋ｙ方向を向いている。このように、色光Ｒ，Ｂと色光Ｇとの位置関係は、上下左右に反転している。
【００８４】
図１１（Ａ−２）〜（Ｃ−２）は、図１１（Ａ−１）〜（Ｃ−１）に示す色光のｘ方向における輝度分布を示している。図示するように、色光Ｒ，Ｂでは−ｘ側の輝度が比較的大きくなっており、色光Ｇでは＋ｘ側の輝度が比較的大きくなっている。また、第２実施例と同様に、緑色光Ｇの輝度が他の色光Ｒ，Ｂの輝度と比べて大きくなっている。
【００８５】
本実施例において、色むら調整部４１２（図６）は、投写表示すべきカラー画像を表す３つの色画像データＤＶ１Ｒ，ＤＶ１Ｇ，ＤＶ１Ｂのうちから選択された緑色画像データＤＶ１Ｇを、画像内の画素位置に応じて調整して、調整済み色画像データＤＶ２Ｒ，ＤＶ２Ｇ，ＤＶ２Ｂを生成する。具体的には、投写表示すべき画像が白画像である場合に、第２の液晶ライトバルブ３００ｂ（図１０）から図１１（Ｂ−２）の破線で示すような面内輝度分布を有する光が射出されるように、緑色画像データＤＶ１Ｇを調整する。これにより、３つの色画像データＤＶ１Ｒ，ＤＶ１Ｇ，ＤＶ１Ｂによって表されるカラー画像が少なくとも白画像である場合に、液晶ライトバルブ３００ａ〜ｃから射出される各変調光の面内輝度分布がほぼ同じ傾きを有することとなり、この結果、カラー画像内の色むらを低減することが可能となる。
【００８６】
また、第３実施例では、図１０，図１１に示すように、３色の色光のうちの最も大きな輝度を有する緑色光Ｇは、リレー光学系２７０ａ，２７０ｂを通過しない色光に設定されており、他の色光Ｒ，Ｂは、リレー光学系２７０ａ，２７０ｂを通過する色光に設定されている。このとき、最も大きな輝度を有する緑色光Ｇと他の色光Ｒ，Ｂとは、面内輝度分布が上下左右に反転した関係となる。したがって、最も大きな輝度を有する緑色光Ｇが入射する第２の液晶ライトバルブ３００ｂに対応する緑色画像データＤＶ１Ｇのみを調整するだけで済む。また、白画像を投写表示する際に、各変調光の輝度を、図１１（Ａ−２）〜（Ｃ−２）に示すように、同じような大きさにすることができるので、カラー画像の色相をより正確に表現することが可能となる。
【００８７】
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００８８】
（１）第１ないし第３実施例では、色むら調整部４１２（図６）には、３つの色画像データＤＶ１Ｒ，ＤＶ１Ｇ，ＤＶ１Ｂのすべてが入力されている。そして、色むら調整部４１２は、選択された１つの色画像データについてのみ調整して出力し、他の色画像データを調整せずにそのまま出力している。したがって、調整されない色画像データに関しては、色むら調整部４１２に入力させずに、そのまま液晶ライトバルブ駆動部４１４に入力させるようにしてもよい。
【００８９】
また、第１ないし第３実施例では、色むら調整部４１２は、リレー光学系が存在することによる色むら調整を、画素値が比較的高い輝度を示す所定範囲の値を有する場合にのみ実行しているが、画素値が中間調の値を有する場合にも実行するようにしてもよい。あるいは、画素値が中間調の値を有する場合には、ガンマ特性などに基づく中間調補正を実行するようにしてもよい。この場合には、
色むら調整部４１２に３つの色画像データＤＶ１Ｒ，ＤＶ１Ｇ，ＤＶ１Ｂのすべてを入力させ、色むら調整部４１２内部に備えられた中間調補正部を用いて調整を実行すればよい。
【００９０】
（２）第１実施例では、色むら調整部４１２は、３つの色画像データＤＶ１Ｒ，ＤＶ１Ｇ，ＤＶ１Ｂのうち、リレー光学系２２０を通過する青色光Ｂが入射する第３の液晶ライトバルブ３００ｃに対応する青色画像データＤＶ１Ｂを選択して調整しているが、リレー光学系２２０を通過しない色光Ｒ，Ｇが入射する第１および第２の液晶ライトバルブ３００ａ，ｂに対応する色画像データＤＶ１Ｒ，ＤＶ１Ｂを選択して調整するようにしてもよい。
【００９１】
第２実施例においても、色むら調整部４１２は、３つの色画像データＤＶ１Ｒ，ＤＶ１Ｇ，ＤＶ１Ｂのうち、リレー光学系２２０を通過する緑色光Ｇが入射する第３の液晶ライトバルブ３００ｃに対応する緑色画像データＤＶ１Ｇを選択して調整しているが、リレー光学系２２０を通過しない色光Ｒ，Ｂが入射する第１および第２の液晶ライトバルブ３００ａ，ｂに対応する色画像データＤＶ１Ｒ，ＤＶ１Ｂを選択して調整するようにしてもよい。
【００９２】
また、第３実施例では、色むら調整部４１２は、３つの色画像データＤＶ１Ｒ，ＤＶ１Ｇ，ＤＶ１Ｂのうち、２つのリレー光学系２７０ａ，ｂを通過しない緑色光Ｇが入射する第２の液晶ライトバルブ３００ｂに対応する緑色画像データＤＶ１Ｇを選択して調整しているが、リレー光学系２７０ａ，ｂを通過する色光Ｒ，Ｂが入射する第１および第３の液晶ライトバルブ３００ａ，ｃに対応する色画像データＤＶ１Ｒ，ＤＶ１Ｂを選択して調整するようにしてもよい。
【００９３】
このように、第１ないし第３実施例では、色むら調整部４１２（図６）は、３つの色画像データＤＶ１Ｒ，ＤＶ１Ｇ，ＤＶ１Ｂのうちから選択された１つの色画像データを調整しているが、２つの色画像データを調整するようにしてもよい。また、３つの色画像データのすべてを調整するようにしてもよい。すなわち、調整部は、投写表示すべきカラー画像を表す第１ないし第３の画像信号のうちから選択された少なくとも１つの画像信号を、画像内の画素位置に応じて調整すればよい。一般には、リレー光学系を通過する色光、あるいは、リレー光学系を通過しない色光のいずれか一方が入射する液晶ライトバルブに対応する画像信号を調整すればよい。
【００９４】
（３）第２実施例では、色むら調整部４１２は、３つの色画像データＤＶ１Ｒ，ＤＶ１Ｇ，ＤＶ１Ｂのうち、３つの色光のうちの比較的大きな輝度を有する緑色光Ｇが入射する第３の液晶ライトバルブ３００ｃに対応する緑色画像データＤＶ１Ｇを選択して調整している（図９）。また、第３実施例では、色むら調整部４１２は、３つの色画像データＤＶ１Ｒ，ＤＶ１Ｇ，ＤＶ１Ｂのうち、３つの色光のうちの比較的大きな輝度を有する緑色光Ｇが入射する第２の液晶ライトバルブ３００ｂに対応する緑色画像データＤＶ１Ｇを選択して調整している（図１１）。
【００９５】
なお、第１実施例では、図５に示すように、３つの色光がほぼ同程度の輝度を有しているが、仮に、色光Ｒ，Ｇが比較的大きな輝度を有する場合には、色光Ｒ，Ｇが入射する第１および第２の液晶ライトバルブ３００ａ，ｂに対応する色画像データＤＶ１Ｒ，ＤＶ１Ｇを選択して調整することが好ましい。
【００９６】
このように、本発明の調整部は、第１ないし第３の画像信号のうち、第１ないし第３の色光のうちの比較的大きな輝度を有する色光が入射する電気光学装置に対応する画像信号を選択して調整することが好ましい。こうすれば、白画像を投写表示する際に、図９（Ａ−２）〜（Ｃ−２），図１１（Ａ−２）〜（Ｃ−２）に示すように、各色光の輝度を同じような大きさにすることができるので、カラー画像の色相をより正確に表現することができる。
【００９７】
（４）上記第１ないし第３実施例では、リレー光学系が存在することによって発生するカラー画像内の色むらを、第１ないし第３の液晶ライトバルブに供給される画像信号を調整することによって電気的に低減させているが、光学的に低減させるようにしてもよい。すなわち、液晶ライトバルブの光入射面側や光射出面側に、減光フィルタを配置することにより、カラー画像内の色むらを低減させるようにしてもよい。例えば、第１実施例では、第３の液晶ライトバルブ３００ｃの光入射面側に減光フィルタを配置すればよい。このような調整部（減光フィルタ）を用いても、白画像を投写表示する場合に、液晶ライトバルブから射出される各変調光の面内輝度分布がほぼ同じ傾き方を有するように調整することが可能である。
【００９８】
ただし、液晶ライトバルブに入射する色光の面内輝度分布に応じた減光フィルタを作製するのは比較的困難である。したがって、調整部としては、第１ないし第３実施例のように、投写表示すべきカラー画像を表す第１ないし第３の画像信号のうちから選択された少なくとも１つの画像信号を、画像内の画素位置に応じて調整して、第１ないし第３の画像信号を生成することにより、第１ないし第３の画像信号によって表されるカラー画像が少なくとも白画像である場合に、第１ないし第３の変調光の前記色光合成光学系の射出面における面内輝度分布が、ほぼ同じ傾き方を有するように調整するようなものが好ましい。
【００９９】
（５）上記実施例では、透過型のプロジェクタに本発明を適用した場合を例に説明しているが、本発明は反射型のプロジェクタにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、透過型液晶パネルのように光変調手段としての電気光学装置が光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、反射型液晶パネルのように光変調手段としての電気光学装置が光を反射するタイプであることを意味している。反射型のプロジェクタにこの発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクタとほぼ同様の効果を得ることができる。
【０１００】
（６）上記実施例において、ハードウェアによって実現されていた構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよく、逆に、ソフトウェアによって実現されていた構成の一部をハードウェアに置き換えるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例としてのプロジェクタを示す説明図である。
【図２】図１の照明光学系１００を拡大して示す説明図である。
【図３】偏光発生光学系１６０を示す説明図である。
【図４】プロジェクタ（図１）の色光分離光学系２００からクロスダイクロイックプリズム５２０までの光路における光の位置関係を示す説明図である。
【図５】図４のクロスダイクロイックプリズム５２０から射出される各色光を示す説明図である。
【図６】プロジェクタ１０００の電気的構成を示す説明図である。
【図７】緑色光Ｇの輝度が他の色光Ｒ，Ｇの輝度よりも大きい場合に、クロスダイクロイックプリズム５２０から射出される各色光の位置関係について示す説明図である。
【図８】第２実施例におけるプロジェクタの要部を示す説明図である。
【図９】図８のクロスダイクロイックプリズム５２０から射出される各色光を示す説明図である。
【図１０】第３実施例におけるプロジェクタの要部を示す説明図である。
【図１１】図１０のクロスダイクロイックプリズム５２０から射出される各色光を示す説明図である。
【符号の説明】
６２…遮光板
６２ａ…開口面
６２ｂ…遮光面
６４…偏光ビームスプリッタアレイ
６４ａ…偏光分離膜
６４ｂ…反射膜
６４ｃ…透光性部材
６６…選択位相差板
６６ａ…開口層
６６ｂ…λ／２位相差層
１００…照明光学系
１０００…プロジェクタ
１００ａｘ…システム光軸
１２０…光源装置
１２０ａｘ…光源光軸
１２２…ランプ
１２４…リフレクタ
１２６…平行化レンズ
１４０，１５０…レンズアレイ
１４２，１５２…小レンズ
１６０…偏光発生光学系
１７０…重畳レンズ
２００…色光分離光学系
２０２，２０４，２０５…ダイクロイックミラー
２０８…反射ミラー
２２０…リレー光学系
２２２…入射側レンズ
２２４，２２８…反射ミラー
２２４…第１の反射ミラー
２２６…リレーレンズ
２３０…射出側レンズ
２３４，２３０，２３４…フィールドレンズ
２４０…色光分離光学系
２４１，２４２…ダイクロイックミラー
２７０ａ，２７０ｂ…リレー光学系
２７２…入射側レンズ
２７４，２７８…反射ミラー
２７６…リレーレンズ
２８０…射出側レンズ
３００ａ〜ｃ…液晶ライトバルブ
４００…ＣＰＵ
４００ｂ…バス
４０８…画像入力端子
４１０…画像信号処理部
４１２…色むら調整部
４１４…液晶ライトバルブ駆動部
４２２Ｒ，４２２Ｇ，４２２Ｂ…フレームメモリ
４２４…調整値メモリ
４２６…信号入出力部
４２８…制御信号処理部
４２９…リモコン
５２０…クロスダイクロイックプリズム
５２１…赤色光反射膜
５２２…青色光反射膜
５２３…緑色光反射膜
５４０…投写レンズ
ＬＡ…照明領域
ＳＣ…スクリーン
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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