(57)【要約】【課題】  輝度値を利用した信号処理を最小限としつつ、高輝度で自然なホワイトバランスを達成すること。【解決手段】  液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇで変調された各色光ＬＢ，ＬＲ，ＬＧすなわち像光は、クロスダイクロイックプリズム６０で合成された後、投射レンズ７０を経てスクリーンに投影される。なお、本プロジェクタ１０では、第３光路ＯＰ３上に配置される可変絞り９０の開口調整を行うことで、液晶パネル５１ｇの被照射領域における緑色光ＬＧの照度を変化させることができる。つまり、熱的影響を受けやすいＮＤフィルタを用いることなく、各液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇを所望のバランスで照明することができる。よって、各液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇを通過して合成され投射レンズ７０によってスクリーン上に投影されるカラー画像のホワイトバランスを簡易に調整することができる。【選択図】  図１
2006084618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部を形成するランプ本体と、前記ランプ本体から射出される光を反射させる凹面鏡と、を有する光源装置を備えた照明装置と、
前記照明装置から射出された照明光から青色光、赤色光、及び緑色光を分岐して、前記青色光、赤色光、及び緑色光を、第１から第３光路にそれぞれ導く色分離光学系と、
前記第１から第３光路上にそれぞれ配置され、前記青色光、赤色光、及び緑色光によってそれぞれ照明される第１から第３光変調装置と、
を備えるプロジェクタであって、
前記照明装置から前記第３光変調装置までの距離は、前記照明装置から前記第１光変調装置までの距離及び前記照明装置から前記第２光変調装置までの距離よりも長く、
前記第３光路には、光入射側に配置される第１のレンズと、光射出側に配置される第２のレンズと、前記第１及び第２のレンズの間に配置される第３のレンズとを有するリレー光学系が設けられ、
前記第３のレンズの入射側又は射出側の近傍に、前記緑色光を部分的に遮蔽可能な可変絞りが配置されているプロジェクタ。
【請求項２】
前記第３のレンズの近傍には前記発光部の像が形成されることを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ。
【請求項３】
前記可変絞りは、可変の開口を有し、前記第３光路に導かれる前記緑色光のビーム断面を変化させることによって遮光量を調節することを特徴とする請求項１及び請求項２のいずれか一項記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記可変絞りは、前記緑色光の光軸に対して垂直に配置される一対の遮光板と、前記一対の遮光板を前記緑色光の光軸に対して垂直方向に摺動可能に保持するガイド部材と、前記一対の遮光板を前記ガイド部材に沿って移動させる駆動部材とを備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項記載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記可変絞りは、前記第３のレンズのホルダに一体化されて固定されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項記載のプロジェクタ。
【請求項６】
前記照明装置は、前記光源装置から射出された光を分割して複数の波面分割光を形成し、前記波面分割光を重ね合わせることによって前記第１乃至第３光変調装置を均一に照明する均一化光学系とを備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項記載のプロジェクタ。
【請求項７】
前記青色光、赤色光、及び緑色光を前記第１から第３光変調装置によってそれぞれ変調することによって得た各色の像光を合成する光合成光学系と、当該光合成光学系から射出される合成光を投射する投射光学系とをさらに備える請求項１から請求項６のいずれか一項記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネル等の光変調装置を用いて画像を投射するプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のプロジェクタに組み込まれる液晶パネル用の照明装置として、白色光源からの光源光を３色に分解し、そのうち赤色の照明光路上にリレー光学系を配置して、残りの緑色及び青色に対する光路長の差を補償するものが存在する（特許文献１、２、３参照）。
【０００３】
また、別の液晶パネル用の照明装置として、白色光源からの光源光を３色に分解し、そのうち青色の照明光路上にリレー光学系を配置して、残りの２色に対する光路長の差を補償するものが存在する（特許文献４参照）。なお、このプロジェクタでは、リレー光学系を構成する３つのレンズのうち、中央のレンズの入射側又は射出側に減衰板を配置することにより、青色用の液晶パネルへの照明光の入射角を制限して、視野角により発生するコントラストの劣化を抑制している。
【０００４】
また、別の液晶パネル用の照明装置として、白色光源からの光源光を３色に分解し、そのうち緑色の照明光路上にリレー光学系等の導光手段を配置して、残りの２色に対する光路長の差を補償するものが存在する（特許文献５参照）。
【特許文献１】特開平１０−１７１０４５号公報
【特許文献２】特開２００３−２８７８０４号公報
【特許文献３】特開平１１−２４２１８４号公報
【特許文献４】特開２００１−２２２００２号公報
【特許文献５】ＷＯ９４／２２０４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、赤色の照明光路上にリレー光学系を配置する照明装置では、光源として例えば高圧水銀ランプ等を用いている関係上、赤色が他の色に比較して相対的に弱くなり、ホワイトバランスを適切に調整できない場合がある。このような場合、液晶パネルに入力すべき画像信号の輝度値を調整する信号処理によってホワイトバランスを達成することも可能であるが、画像の明るさやコントラストを低下させてしまうという問題がある。
【０００６】
また、青色光路に減衰板を設けた照明装置では、青色像延いては画像全体のコントラスト低下を防止することができるが、高圧水銀ランプ等の発光特性に起因するホワイトバランスの偏りを積極的に解消することができない。
【０００７】
また、緑色の照明光路上にリレー光学系を配置する照明装置では、高圧水銀ランプ等の発光特性に起因して、ホワイトバランスが製品ごとに大きくばらつく場合が多く、液晶パネルに入力すべき画像信号の輝度値を大きく調整する信号処理が必要となる。
【０００８】
そこで、本発明は、高圧水銀ランプ等のようなスペクトル特性に一定の傾向があるランプ光源を用いた場合にも、輝度値を利用した信号処理を最小限としつつ、高輝度で自然なホワイトバランスを達成することができるプロジェクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明に係るプロジェクタは、（ａ）発光部を形成するランプ本体と、ランプ本体から射出される光を反射させる凹面鏡と、を有する光源装置を備えた照明装置と、（ｂ）照明装置から射出された照明光から青色光、赤色光、及び緑色光を分岐して、青色光、赤色光、及び緑色光を、第１から第３光路にそれぞれ導く色分離光学系と、（ｃ）第１から第３光路上にそれぞれ配置され、前記青色光、赤色光、及び緑色光によってそれぞれ照明される第１から第３光変調装置と、を備える。ここで、（ｄ）照明装置から第３光変調装置までの距離は、照明装置から第１光変調装置までの距離及び照明装置から第２光変調装置までの距離よりも長く、（ｅ）第３光路には、光入射側に配置される第１のレンズと、光射出側に配置される第２のレンズと、第１及び第２のレンズの間に配置される第３のレンズとを有するリレー光学系が設けられ、（ｆ）第３のレンズの入射側又は射出側の近傍に、緑色光を部分的に遮蔽可能な可変絞りが配置されている。
【００１０】
上記プロジェクタでは、第３のレンズの入射側又は射出側の近傍に可変絞りが配置されており、緑色光を部分的に遮蔽することができるので、可変絞りを調節することによって、第３光変調装置上における照度をほぼ目標値に調整することができ、画像の明るさやコントラストを低下させることなく、目標とするホワイトバランスを簡易に達成することができる。なお、以上のプロジェクタでは、緑色光用の第３光路上にリレー光学系を配置するので、緑色光のロスが生じ易いが、緑色光の光量が多いランプ光源では、自然なホワイトバランスを達成する上でむしろ有利な影響を与えることになる。また、この場合、緑色光は視感度が比較的高いので、ホワイトバランスに与える影響が大きいが、第３光路上に可変絞りを設けているので、第３光変調装置上における緑色光の照度を調整することでコントラストを精密かつ適正に調整することができる。
【００１１】
また、本発明の具体的側面又は態様では、前記第３のレンズの近傍には発光部の像（以下、「光源像」という）が形成される。この場合、光源像がより鮮明となる位置又はその近傍で緑色光を部分的に遮蔽することができるので、第３光変調装置に入射する照明光の均一性をより高めることができる。
【００１２】
また、本発明の別の具体的態様では、可変絞りが、可変の開口を有し、第３光路に導かれる緑色光のビーム断面を変化させることによって遮光量を調節する。この場合、簡易な光量調整が可能になる。
【００１３】
また、本発明の別の具体的態様では、可変絞りが、緑色光の光軸に対して垂直に配置される一対の遮光板と、一対の遮光板を緑色光の光軸に対して垂直方向に摺動可能に保持するガイド部材と、一対の遮光板をガイド部材に沿って移動させる駆動部材とを備える。この場合、簡単な機構で緑色光について精密な光量調整が可能になる。
【００１４】
また、本発明の別の具体的態様では、可変絞りが、第３のレンズのホルダに一体化されて固定されている。この場合、可変絞りの組み込みが簡単になり、省スペース化にも寄与する。
【００１５】
また、本発明の別の具体的態様では、照明装置が、前記光源装置から射出された光を分割して複数の波面分割光を形成し、前記波面分割光を重ね合わせることによって前記第１乃至第３光変調装置を均一に照明する均一化光学系を備える。この場合、第３のレンズの近傍に複数の波面分割光に対応する多数の光源像が形成されるが、このような多数の光源像の一部を可変絞りの動作でカットすることによって、第３光変調装置における効率的な照度調整が可能になる。
【００１６】
なお、均一化光学系は、２つのフライアイ光学系や、角柱状のロッド（４つのミラーを組み合わせた中空ロッドや、角柱状のガラスによる中実ロッド）を含んで構成することが可能である。
【００１７】
また、本発明の別の具体的態様では、青色光、赤色光、及び緑色光を第１から第３光変調装置によってそれぞれ変調することによって得た各色の像光を合成する光合成光学系と、当該光合成光学系から射出される合成光を投射する投射光学系とをさらに備える。この場合、光合成光学系によって合成したカラー画像を投射光学系によって所望のサイズでスクリーン上に投射することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。以下の説明においては、光の進行方向に平行な軸をＺ軸とし、これと直交する２つの軸をＸ軸、Ｙ軸とする。また、光の進行方向とは逆の方向を正の方向（＋Ｚ方向）とし、光の進行方向を負の方向（−Ｚ方向）とする。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係るプロジェクタを説明する図である。このプロジェクタ１０は、光源光を発生する光源装置２０と、光源装置２０からの照明光を均一化する均一化光学系３０と、均一化光学系３０を経た照明光を赤・緑・青の３色に分割する色分離光学系４０と、色分離光学系４０から射出された各色の照明光によって照明される光変調部５０と、光変調部５０からの各色の変調光を合成するクロスダイクロイックプリズム６０と、クロスダイクロイックプリズム６０を経た像光をスクリーン（不図示）に投射する投射レンズ７０とを備える。なお、以上のうち、光源装置２０と均一化光学系３０とは、照明光を射出する照明装置として機能する。
【００２０】
ここで、光源装置２０は、略点状の発光部を形成するランプ本体２１と、ランプ本体２１から射出される光源光をコリメートするパラボラ形状の凹面鏡２２とを備える。このうち、ランプ本体２１は、例えば高圧水銀ランプからなり、略白色の光源光を射出する。また、凹面鏡２２は、ランプ本体２１から放射される光線を反射して、平行光束として均一化光学系３０に入射させる。なお、パラボラ形状の凹面鏡２２に変えて、球面や楕円面など、パラボラ形状ではない凹面鏡を用いても良い。このような、凹面鏡を用いた場合は、凹面鏡２２と均一化光学系３０との間に平行化レンズを配置すれば、光源装置２０から平行光束を射出することが可能となる。
【００２１】
均一化光学系３０は、一対のフライアイ光学系３１，３２と、波面分割光を重ね合わせるための重畳レンズ３３と、照明光を所定の偏光成分に変換する偏光変換部材３４とを備えている。一対のフライアイ光学系３１，３２は、マトリックス状に配置された複数の要素レンズからなり、これらの要素レンズによって、光源装置２０からの照明光を分割して個別に集光・発散させる。偏光変換部材３４は、フライアイ光学系３１，３２から射出した照明光を一種類の偏光光（例えば図１の紙面に垂直なＳ偏光成分のみ）に変換して次段光学系に供給する。重畳レンズ３３は、偏光変換部材３４を経た照明光を全体として適宜収束させて、光変調部５０に設けた各色の光変調装置に対する重畳照明を可能にする。つまり、両フライアイ光学系３１，３２と重畳レンズ３３とを経た照明光は、以下に詳述する色分離光学系４０を経て、光変調部５０を構成する各色の光変調装置すなわち各色の液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇの画像形成領域を均一に重畳照明する。
【００２２】
色分離光学系４０は、第１及び第２ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂと、反射ミラー４２ａ，４２ｂ，４２ｃと、フィールドレンズ４３ｒ，４３ｂと、第１〜第３レンズ４５ａ，４５ｂ，４５ｃとを備える。第１ダイクロイックミラー４１ａは、赤・青・緑（Ｒ・Ｇ・Ｂ）の３色のうち青色光ＬＢを反射し、緑色光ＬＧと赤色光ＬＲとを透過させる。また、第２ダイクロイックミラー４１ｂは、入射した緑色光ＬＧ及び赤色光ＬＲのうち赤色光ＬＲを反射し緑色光ＬＧを透過させる。この色分離光学系４０において、光源装置２０から均一化光学系３０を経て射出される照明光は、まず第１ダイクロイックミラー４１ａに入射する。第１ダイクロイックミラー４１ａで反射された青色光ＬＢは、第１光路ＯＰ１に導かれ、反射ミラー４２ａを経て入射角度を調節するためのフィールドレンズ４３ｂに入射する。また、第１ダイクロイックミラー４１ａを透過して第２ダイクロイックミラー４１ｂで反射された赤色光ＬＲは、第２光路ＯＰ２に導かれフィールドレンズ４３ｒに入射する。さらに、第２ダイクロイックミラー４１ｂを通過した緑色光ＬＧは、第３光路ＯＰ３に導かれ、反射ミラー４２ｂ，４２ｃを介してレンズ４５ａ，４５ｂ，４５ｃを通過する。これらの反射ミラー４２ｂ，４２ｃ及びレンズ４５ａ，４５ｂ，４５ｃは、光源装置２０から各色の液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇまでの光路の距離が最も長い緑色の第３光路ＯＰ３に配置されている。このリレー光学系は、第１のレンズ４５ａの像を、第２のレンズ４５ｂを介して、ほぼそのまま第３のレンズ４５ｃに伝達することにより、光の拡散等による光の利用効率の低下を防止している。
なお、中央のレンズ４５ｂの前段には、このレンズ４５ｂに近接して可変絞り９０が配置されている。この可変絞り９０は、後に詳述するが、第３光路ＯＰ３を通過する緑色光ＬＧの照明光量を調節する役割を有する。
【００２３】
光変調部５０は、３色の照明光ＬＢ，ＬＲ，ＬＧがそれぞれ入射する３つの液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇと、各液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇを挟むように配置される３組の偏光フィルタ５２ｂ，５２ｒ，５２ｇとを備える。ここで、例えば青色光ＬＢ用の液晶パネル５１ｂと、これを挟む一対の偏光フィルタ５２ｂ，５２ｂとは、照明光を２次元的に輝度変調するための液晶ライトバルブを構成する。同様に、赤色光ＬＲ用の液晶パネル５１ｒと、対応する偏光フィルタ５２ｒ，５２ｒも、液晶ライトバルブを構成し、緑色光ＬＧ用の液晶パネル５１ｇと、偏光フィルタ５２ｇ，５２ｇも、液晶ライトバルブを構成する。
【００２４】
光変調部５０において、第１光路ＯＰ１に導かれた青色光ＬＢは、フィールドレンズ４３ｂを介して液晶パネル５１ｂの被照射領域に入射する。第２光路ＯＰ２に導かれた赤色光ＬＲは、フィールドレンズ４３ｒを介して液晶パネル５１ｒの被照射領域に入射する。第３光路ＯＰ３に導かれた緑色光ＬＧは、レンズ４５ａ，４５ｂ，４５ｃを介して液晶パネル５１ｇの被照射領域に入射する。各液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇは、入射した照明光の偏光方向の空間的分布を変化させるための非発光で透過型の光変調装置であり、各液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇにそれぞれ入射した各色光ＬＢ，ＬＲ，ＬＧは、各液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇに電気的信号として入力された駆動信号或いは画像信号に応じて、画素単位で偏光状態が調整される。その際、偏光フィルタ５２ｂ，５２ｒ，５２ｇによって、各液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇに入射する照明光の偏光方向が調整されるとともに、各液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇから射出される光から所定の偏光方向の変調光が取り出される。
【００２５】
クロスダイクロイックプリズム６０は、光合成光学系であり、青色光反射用の反射膜（例えば誘電体多層膜）６１と、緑色光反射用の反射膜（例えば誘電体多層膜）６２とを直交させた状態で内蔵するものである。このクロスダイクロイックプリズム６０は、液晶パネル５１ｂからの青色光ＬＢを反射膜６１で反射して進行方向右側に射出させ、液晶パネル５１ｒからの赤色光ＬＲを反射膜６１，６２を介して直進・射出させ、液晶パネル５１ｇからの緑色光ＬＧを反射膜６２で反射して進行方向左側に射出させる。このようにクロスダイクロイックプリズム６０で合成された像光は、投射光学系である投射レンズ７０を経て適当な拡大率でスクリーン（不図示）にカラー画像として投射される。
【００２６】
図２は、色分離光学系４０、光変調部５０、クロスダイクロイックプリズム６０等の具体的な固定を説明する斜視図である。ベース部材８０上には、色分離光学系４０等を構成するダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂ、レンズ４５ａ，４５ｂ，４５ｃ、反射ミラー４２ａ，４２ｂ，４２ｃ等がアライメントされた状態で固定されている。また、このベース部材８０には、マウント部材８１が固定されており、このマウント部材８１を介して、クロスダイクロイックプリズム６０、光変調部５０等からなるプリズムユニット８５と、投射レンズ７０とがアライメントされた状態で支持されている。なお、ベース部材８０に固定された中段のレンズ４５ｂについては、後に詳述するが、可変絞り９０と一体化されたレンズユニット１９０としてベース部材８０に取り付けられている。
【００２７】
図３は、図１に示すプロジェクタ１０の第３光路ＯＰ３における光束の状態等を説明する展開図であり、より具体的には、色分離光学系４０における緑色光ＬＧのみの光量調整法を説明する図である。このうち、図３（ａ）は、当初の標準的な状態を示し、図３（ｂ）は、リレー光学系中に配置される可変絞り９０を動作させた状態を示す。なお、リレー光学系のうち反射ミラー４２ｂ，４２ｃ（図１参照）については、結像状態を説明するため便宜上省略されている。また、便宜上、図３（ａ）、図３（ｂ）には一部の光束のみが示されている。
【００２８】
図３（ａ）に示す状態では、均一化光学系３０は、第１フライアイ光学系３１によって光源装置２０から射出された光を分割して複数の波面分割光３０ａを形成し、フライアイ光学系３２付近に複数の集光像を形成する。この集光像は、図１に示したランプ本体２１に形成された発光部の像（光源像）である。第２フライアイ光学系３２を構成する各要素レンズは、複数の波面分割光３０ａをそれぞれ中継して、第１フライアイ光学系３１の要素レンズの位置に形成された像をレンズ４５ａの位置付近で結像させている。また、複数の波面分割光３０ａは、重畳レンズ３３によってレンズ４５ａの位置付近でいったん重畳される。また、複数の波面分割光３０ａは、レンズ４５ａの作用によって、レンズ４５ｂの近傍に複数の集光像（光源像）を形成する。更に、複数の波面分割光３０ａは、レンズ４５ｃを通過した後、再び液晶パネル５１ｇの位置付近で重畳される。このように、均一光学系３０から射出され、レンズ４５ａ，４５ｂ，４５ｃを通過した緑色光ＬＧによって、液晶パネル５１ｇに対応する被照射領域が均一に照明される。
【００２９】
一方、図３（ｂ）に示す状態でも、図３（ａ）に示す状態と同様、均一化光学系３０から射出され、レンズ４５ａ，４５ｂ，４５ｃを通過した緑色光ＬＧによって液晶パネル５１ｇに対応する被照射領域が均一に照明される。ただし、中央のレンズ４５ｂの前段に設けた可変絞り９０を構成する一対の遮蔽板９１，９２を、光軸ＯＡに垂直な状態を保って互いに近接するように光軸ＯＡ方向に等距離だけ移動させて、第３光路ＯＰ３の開口を狭めている。このような開口調節により、緑色光ＬＧの光束が周辺側で一部遮断され、液晶パネル５１ｇの被照射領域が可変絞り９０の開口調節に応じた低い照度で照明されることになる。この際、可変絞り９０がレンズ４５ｂの近傍に形成された複数の光源像に近い位置に配置されているので、液晶パネル５１ｇに入射する緑色光ＬＧの照度分布は、ほぼ均一に維持される。
【００３０】
一般に、緑色光ＬＧは、視感度が比較的高いので、ホワイトバランスに与える影響が大きい。また、高圧水銀ランプからなるランプ本体２１を備える光源装置２０は、緑色光ＬＧの相対的光量にバラツキが生じやすい。本実施形態では、可変絞り９０による開口調節を利用して緑色光ＬＧの光量を調整するようにしているので、プロジェクタ１０のホワイトバランスを効率良く調整することが可能である。なお、高圧水銀ランプの場合、緑色光ＬＧの光量が青色光ＬＢや赤色光ＬＲの光量に比較して多くなる傾向があるので、可変絞り９０の開口調節によって多少の光量損失が生じても、ホワイトバランスの調整にとって不利には働かない。また、ホワイトバランスに影響を与える原因としては、ランプの相対的光量のバラツキの他、液晶パネル５１ｇの特性のばらつきや、ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂ及びクロスダイクロイックプリズム６０の波長選択特性のバラツキなども考えられるが、本実施形態のプロジェクタによれば、緑色光ＬＧの光量にバラツキを生じさせる各種要因にかかわらず、プロジェクタ１０のホワイトバランスをほぼ目標値に設定することができ、その際、画像の明るさやコントラストを犠牲にすることもない。
【００３１】
以上の説明では、中央のレンズ４５ｂの前段に可変絞り９０を配置しているが、例えば、中央のレンズ４５ｂの後段に可変絞り９０を配置することもできる。この場合も、可変絞り９０が光源像の近くに配置されており、可変絞り９０の開口調節により、緑色光ＬＧの光束が適宜遮断され、液晶パネル５１ｇの被照射領域に入射する緑色光ＬＧの光量が均一なままで増減調整される。
【００３２】
図４は、図１、３等に示す光量調整用の可変絞り９０の役割を説明するための図である。図４（ａ）は、可変絞り９０の位置における緑色光ＬＧの分布を概念的に説明する図であり、図４（ｂ）は、光量調整用の可変絞り９０を動作させて可変の開口を絞った場合を示す。
【００３３】
図４（ａ）に示すように、可変絞り９０が配置される箇所、すなわち第３光路ＯＰ３上において中央のレンズ４５ｂに近接した位置では、先に説明したように、図１のフライアイ光学系３１，３２を構成する要素レンズの配列に対応するマトリックス状の配列で複数の光源像ＳＳＰが形成されている。また、図４（ｂ）に示すように、可変絞り９０を動作させて開口調節を行った場合、第３光路ＯＰ３の開口ＡＰは、光源像ＳＳＰのうち、両端側の１以上の列が全部又は一部除去されたものとなる。以上の結果、第３光路ＯＰ３を通過する緑色光ＬＧの光量が減少するが、光源像ＳＳＰの個数が減少するだけで、液晶パネル５１ｇの被照射領域における緑色光ＬＧの照度分布は、均一に維持される。
【００３４】
なお、可変絞り９０を動作させて開口ＡＰを狭める場合、光源像ＳＳＰが端部側から列単位で除去されるように遮蔽板９１，９２をステップ移動させることが、液晶パネル５１ｇの被照射領域における緑色光ＬＧの均一性を確保する上で有利である。この際、液晶パネル５１ｇの被照射領域における緑色光ＬＧの照度が階段状に変化するが、その間を補うような照度の微調整は、液晶パネル５１ｇに供給する画像信号の輝度値を電気信号処理することによって可能になる。
【００３５】
図５は、図２に示すレンズユニット１９０の構造を説明する斜視図である。このレンズユニット１９０は、レンズ４５ｂを保持するレンズホルダ１９３と、可変絞り９０を構成する一対の遮蔽板９１，９２をスライド移動可能に保持する遮蔽板ホルダ１９４とを備える。
【００３６】
前者のレンズホルダ１９３の側壁には、ベース部材８０（図２参照）の適所に設けたスロット部に嵌め込むべき一対の凸部１９３ａ，１９３ｂが対向して形成されており、レンズユニット１９０を第３光路ＯＰ３上に精度良く固定することができるようになっている。なお、レンズホルダ１９３の上面には、一対のツメ１９３ｃ，１９３ｄが立設されており、レンズホルダ１９３の着脱等に際してレンズホルダ１９３を保持するための便宜を図っている。
【００３７】
後者の遮蔽板ホルダ１９４は、レンズホルダ１９３に固定される座板１９４ａと、遮蔽板９１，９２の上端を案内するガイド板１９４ｂと、遮蔽板９１，９２の下端を移動させる駆動ネジ１９４ｃとを備える。ここで、座板１９４ａとガイド板１９４ｂとは、ガイド部材として機能し、遮蔽板９１，９２の上端を係止して、遮蔽板９１，９２が±Ｘ方向にスライド移動するのを許容する。座板１９４ａの下端に立設された一対の支持板部１９４ｄ，１９４ｆは、駆動ネジ１９４ｃをその軸方向に回転可能に支持する。ここで、駆動ネジ１９４ｃは、支持板部１９４ｄ，１９４ｆと協働して、遮蔽板９１，９２を開閉動作させるための駆動部材として機能する。この駆動ネジ１９４ｃに設けたヘッド１９４ｊとリンク１９４ｋとの周囲には、環状の溝ＧＲ１，ＧＲ２がそれぞれ形成されており、両溝ＧＲ１，ＧＲ２は、両支持板部１９４ｄ，１９４ｆのＵ字溝に嵌合しており、両支持板部１９４ｄ，１９４ｆによる駆動ネジ１９４ｃの保持を緩みないものとしている。ヘッド１９４ｊとリンク１９４ｋとの図面右側（Ｘ方向）には、ネジ部ＳＣ１，ＳＣ２がそれぞれ延びており、遮蔽板９１，９２の下端に立設された一対の支持板部９１ｇ，９２ｇに穿設した開口と螺合する。ここで、両ネジ部ＳＣ１，ＳＣ２の外周には、逆方向のネジ山が切ってあり、駆動ネジ１９４ｃの回転に伴って、遮蔽板９１，９２が互いに近接したり離間したりするようになっている。この際、案内板９１ｈ，９２ｈに穿設した開口に駆動ネジ１９４ｃが貫通して嵌合しており、遮蔽板９１，９２のＹ方向に延びる姿勢を保持することができる。
【００３８】
なお、駆動ネジ１９４ｃを例えば時計方向に回転させて両遮蔽板９１，９２を互いに近接させる際に、立設板１９４ｍと案内板９１ｈは、互いに協働して遮蔽板９１が＋Ｘ方向に移動する際の制限として機能し、リンク１９４ｋと支持板部９２ｇも、互いに協働して遮蔽板９２が−Ｘ方向に移動する際の制限として機能する。また、駆動ネジ１９４ｃを例えば反時計方向に回転させて回転させて両遮蔽板９１，９２を互いに離間させる際に、ヘッド１９４ｊと支持板部９１ｇは、互いに協働して遮蔽板９１が−Ｘ方向に移動する際の制限として機能し、立設板１９４ｎと案内板９２ｈも、互いに協働して遮蔽板９２が＋Ｘ方向に移動する際の制限として機能する。以上により、両遮蔽板９１，９２を一定の範囲で同期して移動させることができ、可変絞り９０の開口ＡＰを広狭自在に調節することができる。
【００３９】
以下、本実施形態に係るプロジェクタ１０の動作について説明する。光源装置２０からの照明光は、均一化光学系３０を経てその偏光方向が揃えられた後、色分離光学系４０に設けた第１及び第２ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂによって色分割され、対応する液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇに各色光ＬＢ，ＬＲ，ＬＧとしてそれぞれ入射する。各液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇは、外部からの画像信号によって変調されて２次元的屈折率分布を有しており、各色光ＬＢ，ＬＲ，ＬＧを２次元空間的に画素単位で変調する。このように、各液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇで変調された各色光ＬＢ，ＬＲ，ＬＧすなわち像光は、クロスダイクロイックプリズム６０で合成された後、投射レンズ７０に入射する。投射レンズ７０に入射した像光は、不図示のスクリーンに投影される。なお、本プロジェクタ１０では、色分離光学系４０等の組み立て時或いはその後において、第３光路ＯＰ３上に配置される可変絞り９０の開口調整を行うことで、液晶パネル５１ｇの被照射領域における緑色光ＬＧの照度を適宜変化させることができる。つまり、熱的影響を受けやすいＮＤフィルタを用いることなく、各液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇを所望のバランスで照明することができる。よって、各液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇを通過して合成され投射レンズ７０によってスクリーン上に投影されるカラー画像のホワイトバランスを簡易に調整することができる。
【００４０】
なお、この発明は、上記の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。
【００４１】
上記実施形態のプロジェクタ１０では、光源装置２０として高圧水銀ランプを用いているが、高圧水銀ランプの代わりに、他のメタルハライドランプ、希ガス放電ランプ等を用いることもできる。この場合も、緑色光用の第３光路ＯＰ３上に可変絞り９０を配置して開口調節することにより、上記ランプ光源からの照明光のホワイトバランスを適宜調整することができる。
【００４２】
また、色分離光学系４０に組み込まれる可変絞り９０を駆動・固定するための遮蔽板ホルダ１９４の構造は、図５に例示されるものに限定されることなく、様々なものとすることができる。
【００４３】
また、上記実施形態では、光源装置２０からの光を複数の部分光束に分割するため、２つのフライアイ光学系３１，３２を用いていたが、この発明は、このようなフライアイ光学系すなわちレンズアレイを用いないプロジェクタにも適用可能である。さらに、フライアイ光学系３１，３２をロッドインテグレータに置き換えることもできる。この場合、ロッドインテグレータ後段のリレー光学系のうち光源像が形成される位置近傍に配置されるレンズに隣接して可変絞り９０を配置する。
【００４４】
また、上記プロジェクタ１０において、光源装置２０からの光を特定方向の偏光とする偏光変換部材３４を用いていたが、この発明は、このような偏光変換部材３４を用いないプロジェクタにも適用可能である。
【００４５】
また、上記実施形態では、透過型のプロジェクタに本発明を適用した場合の例について説明したが本発明は、反射型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、液晶パネル等を含むライトバルブ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、ライトバルブが光を反射するタイプであることを意味している。反射型プロジェクタの場合、ライトバルブは液晶パネルのみによって構成することが可能であり、一対の偏光板は不要である。なお、光変調装置は液晶パネル等に限られず、例えばマイクロミラーを用いた光変調装置であってもよい。
【００４６】
また、プロジェクタとしては、投写面を観察する方向から画像投写を行う前面プロジェクタと、投写面を観察する方向とは反対側から画像投写を行う背面プロジェクタとがあるが、図１に示すプロジェクタの構成は、いずれにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施形態に係るプロジェクタの光学系を説明する図である。
【図２】色分離光学系、光変調部等の具体的な固定を説明する斜視図である。
【図３】（ａ）は、プロジェクタの第３光路の光束を示し、（ｂ）は、可変絞りを動作させた状態を示す。
【図４】（ａ）は、レンズに最も近い位置における緑色光の分布を示し、（ｂ）は、可変絞りを動作させる場合を示す。
【図５】レンズユニットの構造を説明する斜視図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０…プロジェクタ、  ２０…光源装置、  ３０…均一化光学系、  ３１，３２…フライアイ光学系、  ３４…偏光変換部材、  ４０…色分離光学系、  ４１ａ，４１ｂ…ダイクロイックミラー、  ４２ａ，４２ｂ，４２ｃ…反射ミラー、  ４２ｂ，４２ｃ，４５ａ，４５ｂ，４５ｃ…リレー光学系、  ４３ｒ，４３ｂ…フィールドレンズ、  ４５ａ，４５ｂ，４５ｃ…リレーレンズを構成するレンズ、  ５０…光変調部、  ５１ｂ，５１ｒ，５１ｇ…液晶パネル、  ５２ｂ，５２ｒ，５２ｇ…偏光フィルタ、  ６０…クロスダイクロイックプリズム、  ７０…投射レンズ、  ９０…可変絞り、  ９１，９２…遮蔽板、  １９０…レンズユニット、  １９３…レンズホルダ、  １９４…遮蔽板ホルダ、  １９４ａ…座板、  １９４ｂ…ガイド板、  １９４ｃ…駆動ネジ、  １９４ｊ…ヘッド、  １９４ｋ…リンク、  ＡＰ…開口、  ＬＢ，ＬＲ，ＬＧ…各色光、  ＯＡ…光軸、  ＯＰ１…第１光路、  ＯＰ２…第２光路、  ＯＰ３…第３光路
【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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