(57)【要約】【課題】省スペースで減光を抑えつつ色ムラ低減のための簡単な調整を可能とするプロジェクター及びその調整方法を提供すること。【解決手段】スクリーンＳＲに形成されるパターンの変化を例えば目視で確認しながらリレーレンズ４４ａの回転による調整を行う。この際、赤光路ＯＰ１を経る赤色光ＬＲ等のスクリーンＳＲ上での照度分布にもっとも近くなるように青色光ＬＢの照度分布を変化させたところで位置決めする（配置調整工程）。配置調整工程の後、リレーレンズ４４ａは、レンズ配置調整機構８３に接着剤が施されることで固定される（接着工程）。接着後、レンズ取付け用治具が取り外され、リレーレンズ４４ａがライトガイド１１上に固定される。【選択図】図１
2011090084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光を出射する照明光学系と、
前記照明光を複数の色光に分離して、前記複数の色光のうち第１の色光を基準となる長さを有する第１の光路に導き、前記複数の色光のうち第２の色光を前記第１の光路よりも長い第２の光路に導くとともに、前記第２の光路のうち前記第１の光路よりも長くなる分の延長光路上に少なくとも２枚配置され前記第１の光路と前記第２の光路との長さの差に応じて色光の調節を行う複数の調節用レンズを有する色分離導光光学系と、
前記色分離導光光学系を経た前記複数の色光をそれぞれ変調させる各色用光変調装置を有する光変調部と、
前記光変調部で変調された各色光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を投射する投射光学系と
を備え、
前記複数の調節用レンズのうち前記延長光路の中央よりも光入射側に位置する入射側調節レンズは、システム光軸に対して傾いている、プロジェクター。
【請求項２】
前記入射側調節レンズは、前記複数の調節用レンズのうち最も光入射側に位置する、請求項１記載のプロジェクター。
【請求項３】
前記入射側調節レンズは、前記色分離導光光学系の反射素子に対する入射面に垂直な回転軸のまわりに回転することによって前記システム光軸に垂直な状態から傾いている、請求項１及び請求項２のいずれか一項に記載のプロジェクター。
【請求項４】
前記合成光学系において、前記第１の光路を経た前記第１の色光と前記第２の光路を経た前記第２の色光とは、互いに反転した状態で合成される、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のプロジェクター。
【請求項５】
前記入射側調節レンズは、前記第１の光路上の結像位置に対応する前記第２の光路上の結像位置又は当該結像位置近傍に配置される、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のプロジェクター。
【請求項６】
照明光を出射する照明光学系と、
前記照明光を複数の色光に分離して、前記複数の色光のうち第１の色光を基準となる長さを有する第１の光路に導き、前記複数の色光のうち第２の色光を前記第１の光路よりも長い第２の光路に導くとともに、前記第２の光路のうち前記第１の光路よりも長くなる分の延長光路上に少なくとも２枚配置され前記第１の光路と前記第２の光路との長さの差に応じて色光の調節を行う複数の調節用レンズを有する色分離導光光学系と、
前記色分離導光光学系を経た前記複数の色光をそれぞれ変調させる各色用光変調装置を有する光変調部と、
前記光変調部で変調された各色光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を投射する投射光学系と、
前記複数の調節用レンズのうち前記延長光路の中央よりも光入射側に位置する入射側調節レンズについて、システム光軸に対する傾きの調整を行うレンズ配置調整機構と
を備えるプロジェクター。
【請求項７】
前記レンズ配置調整機構は、前記入射側調節レンズを、前記色分離導光光学系の反射素子に対する入射面に垂直な回転軸のまわりに回転させることによって前記システム光軸に垂直な状態から傾いた状態に調整している、請求項６記載のプロジェクター。
【請求項８】
照明光学系からの照明光を、色分離導光光学系において複数の色光に分離して、前記複数の色光のうち第１の色光を基準となる長さを有する第１の光路に導き、前記複数の色光のうち第２の色光を前記第１の光路よりも長い第２の光路に導くとともに、前記第２の光路のうち前記第１の光路よりも長くなる分の延長光路上に少なくとも２枚配置された複数の調節用レンズにより前記第１の光路と前記第２の光路との長さの差に応じて色光の調節を行うプロジェクターの調整方法であって、
前記複数の調節用レンズのうち前記延長光路の中央よりも光入射側に位置する入射側調節レンズについて、システム光軸に対する傾きの調整を行うレンズ配置調整工程と、
前記レンズ配置調整工程において調整された状態で前記入射側調節レンズを接着して固定するレンズ接着工程と
を有するプロジェクターの調整方法。
【請求項９】
前記レンズ配置調整工程において、前記入射側調節レンズを、前記第１の光路を経た前記第１の色光の投影領域上での照度分布に近似させるように、前記第２の光路を経た前記第２の色光の投影領域上での照度分布を変化させる方向に傾ける、請求項８記載のプロジェクターの調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明光を複数の色光に分離し、分離された各色光を各色用の光変調装置によってそれぞれ変調するとともに合成して画像を形成し、この画像を投射するプロジェクター及び当該プロジェクターの調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各色用の光変調装置である複数の液晶ライトバルブにより画像を形成するプロジェクターにおいて、照度バランスを調整するためにシステム光軸即ち照明光軸に沿ってレンズを変位させるものが知られている（特許文献１〜３参照）。また、別の技術として、各色間での照度分布の差による色ムラを低減するために、遮光手段を設けたり、画像信号を調整したりするものも知られている（特許文献４，５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−９０８７８号公報
【特許文献２】特開２００２−２１４５６５号公報
【特許文献３】特開２００６−７８６２５号公報
【特許文献４】特開２００４−２２６８１４号公報
【特許文献５】特開２００２−１６９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１〜３のような調整では、照度バランス又はホワイトバランスを調整することができても、色ムラを必ずしも低減することができない。即ち、現実のプロジェクターにおいて、例えば照明光を分離するためのダイクロイックミラーの膜特性に固有のバラツキがあること等により、実際に投影された画像の照度分布に多少の偏りが生じることは避けられない。このような色光ごとの照度分布の偏りは、個々には気にならない程度のものであっても、各色光が合成された画像となったとき、色ムラを目立たせるものとなってしまう場合がある。このような色ムラを解消するには、実際にダイクロイックミラー等を組み付けた後に照度分布の偏りに対応した調整を行う必要がある。
【０００５】
しかしながら、特許文献４のような調整方法を用いた場合、遮光手段のためのスペースを光路上に確保する必要があり、減光が生じることにもなる。また、特許文献５のような調整方法を用いた場合、画像信号の調整をすることで、結果的に減光することになり、また、信号処理での制御負担も大きくなる。
【０００６】
そこで、本発明は、省スペースで減光を抑えつつ色ムラ低減のための簡単な調整を可能とするプロジェクター及びその調整方法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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明に係る第１のプロジェクターは、（ａ）照明光を出射する照明光学系と、（ｂ１）照明光を複数の色光に分離して、（ｂ２）複数の色光のうち第１の色光を基準となる長さを有する第１の光路に導き、複数の色光のうち第２の色光を第１の光路よりも長い第２の光路に導くとともに、（ｂ３）第２の光路のうち第１の光路よりも長くなる分の延長光路上に少なくとも２枚配置され第１の光路と第２の光路との長さの差に応じて色光の調節を行う複数の調節用レンズを有する（ｂ）色分離導光光学系と、（ｃ）色分離導光光学系を経た複数の色光をそれぞれ変調させる各色用光変調装置を有する光変調部と、（ｄ）光変調部で変調された各色光を合成する合成光学系と、（ｅ）合成光学系で合成された合成光を投射する投射光学系とを備え、（ｆ）複数の調節用レンズのうち延長光路の中央よりも光入射側に位置する入射側調節レンズが、システム光軸に対して傾いている。なお、ここでの第１及び第２の光路は、色分離導光光学系内での光路を意味するものとする。
【０００８】
上記第１のプロジェクターでは、第２の光路上に配置される入射側調節レンズがシステム光軸に対して傾いて配置されているので、傾きや方向の程度により、色分離導光光学系を構成するダイクロイックミラー等に起因する照度分布のムラを相殺するように照度の補正をかけることができる。これにより、当該プロジェクターを構成する各光学系が組み込まれる最終段階において、光学特性の劣化を抑えつつ色ムラ低減のための調整を行うことが可能となり、簡易かつ省スペースで色ムラを抑えた明るいプロジェクターを提供することができる。
【０００９】
また、本発明の具体的な態様又は側面によれば、入射側調節レンズが、複数の調節用レンズのうち最も光入射側に位置する。この場合、色ムラ低減のための調整を行う際に、各光学系の意図した特性が劣化することを抑えられる。
【００１０】
また、本発明の別の態様によれば、入射側調節レンズが、色分離導光光学系の反射素子に対する入射面に垂直な回転軸のまわりに回転することによってシステム光軸に垂直な状態から傾いている。この場合、入射側調節レンズの回転により反射素子の傾斜等に起因する照度ムラを補正することができる。
【００１１】
また、本発明の別の態様によれば、合成光学系において、第１の光路を経た第１の色光と第２の光路を経た第２の色光とが、互いに反転した状態で合成される。この場合、入射側調節レンズを調整することで、投影領域上において、第２の色光の照度分布を、相対的な反転の影響を打ち消して第１の色光の照度分布に対応させるように変化させることができる。
【００１２】
また、本発明の別の態様によれば、入射側調節レンズが、第１の光路上の結像位置に対応する第２の光路上の結像位置又は当該結像位置近傍に配置される。この場合、入射側調節レンズの調整量が多くなっても光学特性の劣化を少ないものに抑えることができる。
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明に係る第２のプロジェクターは、（ａ）照明光を出射する照明光学系と、（ｂ１）照明光を複数の色光に分離して、（ｂ２）複数の色光のうち第１の色光を基準となる長さを有する第１の光路に導き、複数の色光のうち第２の色光を第１の光路よりも長い第２の光路に導くとともに、（ｂ３）第２の光路のうち第１の光路よりも長くなる分の延長光路上に少なくとも２枚配置され第１の光路と第２の光路との長さの差に応じて色光の調節を行う複数の調節用レンズを有する（ｂ）色分離導光光学系と、（ｃ）色分離導光光学系を経た複数の色光をそれぞれ変調させる各色用光変調装置を有する光変調部と、（ｄ）光変調部で変調された各色光を合成する合成光学系と、（ｅ）合成光学系で合成された合成光を投射する投射光学系と、（ｆ）複数の調節用レンズのうち延長光路の中央よりも光入射側に位置する入射側調節レンズについて、システム光軸に対する傾きの調整を行うレンズ配置調整機構とを備える。
【００１４】
上記第２のプロジェクターでは、レンズ配置調整機構が、第２の光路上に配置される入射側調節レンズの傾きを調整するので、ダイクロイックミラー等に起因する色ムラを、減光を抑えつつ簡易かつ省スペースで低減するような調整が可能になる。
【００１５】
また、本発明の具体的な態様又は側面によれば、レンズ配置調整機構が、入射側調節レンズを、色分離導光光学系の反射素子に対する入射面に垂直な回転軸のまわりに回転させることによってシステム光軸に垂直な状態から傾いた状態に調整している。この場合、入射側調節レンズを回転させることにより反射素子の傾斜等に起因する照度ムラを相殺するような調整が可能になる。
【００１６】
上記課題を解決するため、本発明に係るプロジェクターの調整方法は、（ａ１）照明光学系からの照明光を、色分離導光光学系において複数の色光に分離して、（ａ２）複数の色光のうち第１の色光を基準となる長さを有する第１の光路に導き、複数の色光のうち第２の色光を第１の光路よりも長い第２の光路に導くとともに、（ａ３）第２の光路のうち第１の光路よりも長くなる分の延長光路上に少なくとも２枚配置された複数の調節用レンズにより第１の光路と第２の光路との長さの差に応じて色光の調節を行う（ａ）プロジェクターの調整方法であって、（ｂ）複数の調節用レンズのうち延長光路の中央よりも光入射側に位置する入射側調節レンズについて、システム光軸に対する傾きの調整を行うレンズ配置調整工程と、（ｃ）レンズ配置調整工程において調整された状態で入射側調節レンズを接着して固定するレンズ接着工程とを有する。
【００１７】
上記プロジェクターの調整方法では、レンズ配置調整工程において、第２の光路上に配置される入射側調節レンズについてシステム光軸に対する傾きの調整を行うので、減光を抑えつつ簡易かつ省スペースで色ムラを低減したプロジェクターを提供することができる。
【００１８】
また、本発明の具体的な態様又は側面によれば、レンズ配置調整工程において、入射側調節レンズを、第１の光路を経た第１の色光の投影領域上での照度分布に近似させるように、第２の光路を経た第２の色光の投影領域上での照度分布を変化させる方向に傾ける。この場合、レンズ配置調整工程において、第２の色光の投影領域上での照度分布と第１の色光の投影領域上での照度分布との差が減少し、色ムラ低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態に係るプロジェクターを概念的に示す平面図である。
【図２】リレーレンズの配置調整についての模式図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は、レンズ取付け用治具を用いたリレーレンズの配置調整の方法について説明するための図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は、ライトガイドに組み付けられた状態のリレーレンズの様子を示す図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は、スクリーン上におけるリレーレンズの配置調整による色ムラの変化の様子を示す図である。
【図６】第２実施形態に係るプロジェクターを概念的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
〔第１実施形態〕
以下、図１等を参照して、本発明の第１実施形態に係るプロジェクターについて説明する。
【００２１】
〔１．プロジェクターの構造の概要〕
図１に示すように、本実施形態に係るプロジェクター１００は、照明装置１０、色分離導光光学系４０、光変調部５０、クロスダイクロイックプリズム６０、及び投射光学系７０を備える。
【００２２】
プロジェクター１００を構成する光学ユニット、即ち照明装置１０、色分離導光光学系４０、光変調部５０、クロスダイクロイックプリズム６０及び投射光学系７０は、遮光性を有するライトガイド１１中に略全体が収納されている。また、これらの光学ユニット又はその構成要素は、ライトガイド１１の内面等に設けられた保持部（不図示）にアライメントされた状態で組み付けられている。
【００２３】
照明装置１０は、光源ランプユニット２０及び均一化光学系３０を含む照明光学系である。光源ランプユニット２０は、光源として、ランプ部２１ａと、凹レンズ２１ｂとを備える。このうち、ランプ部２１ａは、例えば高圧水銀ランプ等である発光管２２ａと、発光管２２ａから射出された光束を反射して前方に射出させる楕円面型の凹面鏡２２ｂとを備える。凹レンズ２１ｂは、ランプ部２１ａからの光束をシステム光軸ＳＡ即ち照明光軸に略平行な光束にする役割を有するが、例えば凹面鏡２２ｂが放物面鏡である場合には、省略することもできる。
【００２４】
均一化光学系３０は、第１及び第２レンズアレイ３１，３２と、偏光変換部材３４と、重畳レンズ３５とを備える。第１及び第２レンズアレイ３１，３２は、例えばそれぞれマトリクス状に配置された複数の要素レンズからなるフライアイレンズである。このうち、第１レンズアレイ３１を構成する要素レンズによって、光源ランプユニット２０から射出された光束が複数の部分光束に分割される。また、第２レンズアレイ３２を構成する要素レンズによって、第１レンズアレイ３１からの各部分光束は適当な発散角で射出される。偏光変換部材３４は、ＰＢＳのプリズムアレイ等で構成され、レンズアレイ３２から射出された光束を特定方向の直線偏光のみに変換して次段光学系に供給する。重畳レンズ３５は、第２レンズアレイ３２から射出され偏光変換部材３４を経た照明光を全体として適宜収束させることにより、光変調部５０に設けた各色の液晶ライトバルブ５０ａ，５０ｂ，５０ｃに対する重畳照明を可能にする。
【００２５】
色分離導光光学系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、３つのフィールドレンズ４３ａ，４３ｂ，４３ｃと、リレーレンズ４４ａ，４４ｂとを備え、照明装置１０から射出された照明光を赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色、及び青（Ｂ）色の３色に分離するとともに、各色光を後段の液晶ライトバルブ５０ａ，５０ｂ，５０ｃへ導く。より詳しく説明すると、まず、第１ダイクロイックミラー４１ａは、ＲＧＢの３色のうちＲ色の照明光ＬＲを反射しＧ色及びＢ色の照明光ＬＧ，ＬＢを透過させる。また、第２ダイクロイックミラー４１ｂは、ＧＢの２色のうちＧ色の照明光ＬＧを反射しＢ色の照明光ＬＢを透過させる。つまり、第１ダイクロイックミラー４１ａで反射された赤色光ＬＲは、フィールドレンズ４３ａのある赤光路ＯＰ１に導かれ、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で反射された緑色光ＬＧは、フィールドレンズ４３ｂのある緑光路ＯＰ２に導かれ、第２ダイクロイックミラー４１ｂを通過した青色光ＬＢは、フィールドレンズ４３ｃのある青光路ＯＰ３に導かれる。ここで、色分離導光光学系４０における赤光路ＯＰ１とは、重畳レンズ３５からフィールドレンズ４３ａまでを意味するものとし、色分離導光光学系４０における緑光路ＯＰ２とは、重畳レンズ３５からフィールドレンズ４３ｂまでを意味するものとする。この場合、赤光路ＯＰ１と緑光路ＯＰ２とは、互いに等しい長さを有している。一方、色分離導光光学系４０における青光路ＯＰ３とは、重畳レンズ３５からフィールドレンズ４３ｃまでを意味するものとする。この場合、青光路ＯＰ３は、赤及び緑光路ＯＰ１，ＯＰ２よりも相対的に長い。本実施形態のプロジェクター１００では、赤及び緑光路ＯＰ１，ＯＰ２の長さを基準として光学設計を行っている。従って、ここでは、赤光路ＯＰ１及び緑光路ＯＰ２を基準となる第１の光路とし、第１の光路を通過する赤色光ＬＲ及び緑色光ＬＧを第１の色光とする。これに対して、青光路ＯＰ３を第１の光路よりも長い第２の光路とし、青色光ＬＢを第２の色光とする。
【００２６】
色分離導光光学系４０は、第２の青光路ＯＰ３のうち第１の赤光路ＯＰ１及び第２の緑光路ＯＰ２よりも長くなる分の延長光路ＥＰ上に、複数の調節用レンズとして２枚のリレーレンズ４４ａ，４４ｂを配置している。両リレーレンズ４４ａ，４４ｂは、入射側の第１のリレーレンズ４４ａの直後に形成される像を、ほぼそのまま射出側のフィールドレンズ４３ｃに伝達することにより、第１の光路と第２の光路との長さの差に起因する光の拡散等による光の利用効率の低下を防止するように青色光ＬＢの状態の調節を行っている。より具体的には、リレーレンズ４４ａ，４４ｂは、赤及び緑光路ＯＰ１，ＯＰ２の結像位置にある液晶パネル５１ａ，５１ｂに対応して、リレーレンズ４４ａの後方の結像位置に一旦形成される仮想的な投影像ＩＭを、液晶パネル５１ｃ上に等倍かつ倒立像として再結像するように青色光ＬＢの調節をしている。
【００２７】
なお、ＸＺ面に平行でシステム光軸ＳＡを含む基準平面上の方向に関しては、上記のようなリレーレンズ４４ｂ等による反転のほかに、赤色光ＬＲの場合、投射光学系７０に至るまでに第１ダイクロイックミラー４１ａ等による３回の反射で左右の反転が生じ、緑色光ＬＧの場合、第２ダイクロイックミラー４１ｂによる１回の反射で左右の反転が生じ、青色光ＬＢの場合、反射ミラー４２ｂ等による１回の反射で左右の反転が生じる。つまり、このプロジェクター１００の場合、ミラーによる反射回数に関しては、いずれも奇数回であり、赤及び緑光路ＯＰ１，ＯＰ２（第１の光路）を経て射出される赤及び緑色光ＬＲ，ＬＧと、青光路ＯＰ３（第２の光路）を経て射出される青色光ＬＢとは、左右方向（図１での射出時においての±Ｚ方向）について相対的に反転していない状態で光路下流側に位置する投射光学系７０に導かれる。一方、リレーレンズ４４ｂ等による反転に関しては、上述のように、青色光ＬＢのみについて、左右方向についての反転と、上下方向（±Ｙ方向）についての反転とが生じる。つまり、青色光ＬＢは、赤及び緑色光ＬＲ，ＬＧに対して、上下・左右方向について反転した状態となっている。以上のように、ミラー及びレンズでの反転の結果、青色光ＬＢは、赤及び緑色光ＬＲ，ＬＧに対して上下・左右方向について反転した状態で投射光学系７０に導かれている。
【００２８】
図１に示すように、リレーレンズ４４ａは、リレーレンズ４４ａ，４４ｂのうち延長光路ＥＰの中央である中間点ＣＯよりも光入射側に位置する入射側調節レンズであり、図中点線でリレーレンズ４４ａ´として示す標準的な位置（光軸ＳＳがシステム光軸ＳＡに対して平行な位置）から基準平面に垂直な状態を保ちつつ回転して傾いた状態となるように配置されている。詳しくは後述するが、特に各色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢが上記のように互いに反転した状態であると、最終的にスクリーンＳＲ上に投影される画像には色ムラが生じやすい。これに対して、本実施形態では、リレーレンズ４４ａを傾けて配置することで、スクリーンＳＲ上での各色間での照度分布の差を補正し色ムラを抑制可能なものとしている。
【００２９】
なお、色分離導光光学系４０のうち、各色用のフィールドレンズ４３ａ，４３ｂ，４３ｃは、第２レンズアレイ３２から射出され重畳レンズ３５を通過して光変調部５０に入射する各部分光束が、各液晶ライトバルブ５０ａ，５０ｂ，５０ｃの被照射領域上において、システム光軸ＳＡに対して適当な収束度又は発散度となるように入射角を調節している。
【００３０】
光変調部５０は、３色の照明光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢがそれぞれ入射する３つの液晶ライトバルブ５０ａ，５０ｂ，５０ｃを備える。各液晶ライトバルブ５０ａ，５０ｂ，５０ｃは、中央に配置される液晶パネル５１ａ，５１ｂ，５１ｃと、これを挟むように配置される光路上流側の入射側偏光フィルター５２ａ，５２ｂ，５２ｃと、光路下流側の射出側偏光フィルター５３ａ，５３ｂ，５３ｃとをそれぞれ備えている。各液晶ライトバルブ５０ａ，５０ｂ，５０ｃにそれぞれ入射した各色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢは、各液晶ライトバルブ５０ａ，５０ｂ，５０ｃに電気的信号として入力された駆動信号或いは制御信号に応じて、画素単位で強度変調される。なお、各液晶パネル５１ａ，５１ｂ，５１ｃは、いずれも透過型の液晶パネルであり、図示による説明を省略するが、透明電極等を有する光透過性の入射側基板と、画素電極等を有する光透過性の駆動基板と、入射側基板及び駆動基板間に密閉封入される液晶層とを備える。
【００３１】
クロスダイクロイックプリズム６０は、カラー画像を合成するための合成光学系であり、その内部には、Ｒ光反射用の第１ダイクロイック膜６１と、Ｂ光反射用の第２ダイクロイック膜６２とが、平面視Ｘ字状に配置されている。このクロスダイクロイックプリズム６０は、液晶ライトバルブ５０ａからの赤色光ＬＲを第１ダイクロイック膜６１で反射して進行方向右側に射出させ、液晶ライトバルブ５０ｂからの緑色光ＬＧを両ダイクロイック膜６１，６２を介して直進・射出させ、液晶ライトバルブ５０ｃからの青色光ＬＢを第２ダイクロイック膜６２で反射して進行方向左側に射出させる。
【００３２】
投射光学系７０は、投射レンズとして、クロスダイクロイックプリズム６０で合成された画像光をスクリーン（不図示）上にカラー画像として投射する。
【００３３】
以上のプロジェクター１００によって投射される画像については、既述のように、照明装置１０、第１及び第２ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂ等が有する個々の特性に起因して生じる色ムラを低減する調整が行われている。以下、３つの液晶ライトバルブ５０ａ，５０ｂ，５０ｃで形成される画像における色ムラの発生について詳しく説明する。まず、照明装置１０は、照明光をある程度均一化しても、これを構成する光学要素の特性に起因して照度ムラが残っている。また、色分離導光光学系４０を構成する各光学要素のうち、例えば、ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂは、理想的な色分離をするようにシェーディング等の補正がなされているが、ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂの反射・透過特性には、表面に形成された多層膜の状態の誤差等による個々のバラツキがある。このような各光学要素における誤差のため、仮に光学設計通りに各光学要素を組み付けたとしても、各色において照度ムラが生じ、投影される画像に色ムラとなって現れる場合がある。特に、既述のように、赤及び緑光路ＯＰ１，ＯＰ２を経た赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧと青光路ＯＰ３を経た青色光ＬＢとが互いに反転した状態で合成される場合、照度分布の偏りも互いに反転した状態となるので、各色における照度分布の偏りによる照度ムラは小さいものであっても、最終的に色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢが合成された投影画像は、色ムラが目立つものとなりやすい。これに対して、本実施形態では、色分離導光光学系４０のリレーレンズ４４ａについて回転による調整を可能とすることによって、各色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢ間での照度分布の差を抑え、投射画像上の色ムラの発生を低減している。なお、上記のような照明光の照度ムラは、システム光軸ＳＡから離れるほど大きくなる。従って、例えば長方形の画面上においては、画面長手方向について大きくなる。また、ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂの膜特性のバラツキによる照度ムラは、配置の仕方即ち傾斜のさせ方に依存する。従って、上記各光学要素に起因して発生する色ムラは、いずれについても左右方向（図１の投射光学系７０からの射出時において±Ｚ方向）について大きなものとなる。これに対応するように、照度分布の調整も、左右方向について行えるものであることが重要となる。このため、リレーレンズ４４ａは、Ｙ方向を回転軸のまわりについて調整可能となっている。
【００３４】
〔２．リレーレンズの構造及びレンズ取付け用治具による配置調整の説明〕
【００３５】
以下、リレーレンズ４４ａの配置調整の方法について、図２、３（Ａ）〜３（Ｃ）等を参照して説明する。
【００３６】
まず、図２により、リレーレンズ４４ａの配置調整の概要について説明する。図示のように、リレーレンズ４４ａは、レンズ本体８０と、レンズ本体８０を周囲から囲むレンズホルダー８１とで構成されており、レンズホルダー８１の両側部８１ａ，８１ａがライトガイド１１内に形成された溝であるレンズ配置調整機構８３の調整溝８３ａ，８３ａ内で移動可能となるように隙間が設けられている。詳しくは後述するが、リレーレンズ４４ａは、ライトガイド１１への組み付け時において、回転軸ＡＸのまわりに回転可能となっている。この回転軸ＡＸは、ＸＺ面に平行でシステム光軸ＳＡを含む基準平面に垂直即ち図１の第１及び第２ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂ等の反射素子に対する入射面に垂直で、かつ、システム光軸ＳＡと直交している。また、回転軸ＡＸは、システム光軸ＳＡ上のリレーレンズ４４ａの設置基準位置にあり、リレーレンズ４４ａは、設置基準位置の回転軸ＡＸを中心として、システム光軸ＳＡ方向に関する全体的な移動を回避しつつ回転可能となっている。具体的には、リレーレンズ４４ａは、図２において実線で示される光軸ＳＳがシステム光軸ＳＡに対して傾いていない（平行である）標準的な状態を基準として、この状態から図中破線や一点鎖線で示される光軸ＳＳがシステム光軸ＳＡに対して傾いた状態に回転姿勢のみを変更することができる。リレーレンズ４４ａは、プロジェクター１００の最終組立て段階において以上のような配置調整を行えるものとなっている。
【００３７】
次に、図３（Ａ）〜３（Ｃ）等により、治具を用いたレンズ取付け用治具を用いたリレーレンズ４４ａの配置調整について各部の構造等を含め詳細に説明をする。各図に示すように、リレーレンズ４４ａは、組付け前の配置調整時において、配置調整治具であるレンズ取付け用治具９０に取付けられた状態となっている。なお、リレーレンズ４４ａがライトガイド１１に組み付けられた後、レンズ取付け用治具９０は、リレーレンズ４４ａから取り外され、リレーレンズ４４ａは、図４（Ａ）〜４（Ｃ）に模式的に示すように、システム光軸ＳＡに対して傾いた状態で固定される。このようなリレーレンズ４４ａの配置調整及び固定を行うため、レンズ配置調整機構８３として、ライトガイド１１の内面のうち、既述のように側面に調整溝８３ａ，８３ａが形成され、底面に円筒状の凹部８３ｂが形成されている。なお、凹部８３ｂは、図３（Ａ）等に示す回転軸ＡＸに対応するものであり、ライトガイド１１内におけるリレーレンズ４４ａの設置基準位置を定めている。
【００３８】
以下、図３（Ａ）〜３（Ｃ）等を参照して、まず、リレーレンズ４４ａ及びその周辺のライトガイド１１の具体的な構造について説明し、さらに、レンズ取付け用治具９０の構造について詳しく説明する。
【００３９】
リレーレンズ４４ａは、既述のように、レンズ本体８０と、レンズホルダー８１とで構成されている。レンズ本体８０は、リレーレンズ４４ａの本来の機能である光路の長さの差に対応して結像位置を調節するために用いられる光学レンズである。レンズホルダー８１は、矩形の枠体形状を有しレンズ本体８０を囲んで嵌めこむことでこれを保持している。レンズホルダー８１は、Ｙ方向に延びる両側部８１ａ，８１ａと、図示の状態でＸ方向に延びる底部８１ｂと上部８１ｃとを有する。これらのうち、一対の側部８１ａ，８１ａは、既述のように、調整溝８３ａ，８３ａ内を移動可能となっている。底部８１ｂは、中央において−Ｙ方向に延びる凸部ＢＰがレンズ配置調整機構８３の凹部８３ｂに嵌合し支持されることで、回転可能な状態となっている。上部８１ｃは、中央において＋Ｙ方向に延びる突起部ＴＰの先端に設けられた円板状の縁部分ＲＭがレンズ取付け用治具９０に設けた一対の爪部ＮＬにラッチされることにより、回転可能な状態となっている。以上により、リレーレンズ４４ａは、レンズ取付け用治具９０に支持されて回転作用を受けることで回転軸ＡＸのまわりに回転可能となっている。なお、リレーレンズ４４ａは、一対の爪部ＮＬを開閉することでレンズ取付け用治具９０に対して着脱可能に固定されている。
【００４０】
次に、レンズ取付け用治具９０の構造について説明する。レンズ取付け用治具９０は、支持部９１と、回転機構９２と、レンズ保持部９３と、取手部９４とを備える。支持部９１は、治具の各部を支持する。回転機構９２は、リレーレンズ４４ａを回転軸ＡＸのまわりに回転移動させる。レンズ保持部９３は、リレーレンズ４４ａに係合してこれを保持し、かつ、回転機構９２の可動部分とともに回転移動する。
【００４１】
レンズ取付け用治具９０のうち、支持部９１は、ライトガイド１１の外側面ＯＳに沿うように着脱可能に固定され、回転機構９２等を支持する本体部９１ａと、本体部９１ａから回転機構９２に延びるアーム部９１ｂとを備えている。
【００４２】
回転機構９２は、軸受け部９２ａと、回転軸部９２ｂとを備える。軸受け部９２ａは、一端をアーム部９１ｂに接続され、他端において回転軸部９２ｂを回転軸ＡＸのまわりに回転可能に支持している。回転軸部９２ａは、レンズ保持部９３を支持している。
【００４３】
レンズ保持部９３は、円板状の本体部９３ａと、一対の係合部９３ｂとを備える。円板状の本体部９３ａには、調整の際の持ち手部分である取手部９４が接続されている。一対の係合部９３ｂは、回転軸ＡＸに対して対称に−Ｙ方向に延びる板状の部材であり、先端に形成された爪部ＮＬ間にリレーレンズ４４ａの先端である縁部分ＲＭを挟持している。
【００４４】
以上により、リレーレンズ４４ａは、レンズ取付け用治具９０の取手部９４を動かすことで回転軸ＡＸのまわりに自転して配置調整される。回転の範囲は、Ｚ方向についての調整溝８３ａ，８３ａの幅や側部８１ａ，８１ａの大きさ・形状等により制限されている。なお、色ムラの調整に必要な回転角度の範囲は、例えば０〜±２０°程度である。
【００４５】
配置調整終了後のレンズ取付け用治具９０の取り外しについては、まず、一対の係合部９３ｂを互いに横方向即ち回転軸ＡＸから離れる方向に引っ張って変形させることで、リレーレンズ４４ａの突起部ＴＰとのラッチ状態を解除する。ラッチ状態の解除後、支持部９１をライトガイド１１から分離し、レンズ取付け用治具９０全体を＋Ｙ方向に引き上げることで、レンズ取付け用治具９０をプロジェクター１００から取り外す。
【００４６】
〔３．レンズ取付け用治具を用いたレンズ配置調整及びレンズ組み付けの手順〕
レンズ取付け用治具９０を用いたリレーレンズ４４ａの配置調整は、プロジェクター１００の作製の最終段階で行う。つまり、第１及び第２ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂ、クロスダイクロイックプリズム６０、液晶ライトバルブ５０ｃ等の各光学素子の組付け後にリレーレンズ４４ａの配置調整を行う。このため、レンズ取付け用治具９０は、第２ダイクロイックミラー４１ｂ等の組付けの妨げとならない位置に設置されている。
【００４７】
以下、レンズ取付け用治具９０によるリレーレンズ４４ａのプロジェクター１００内における配置調整及びレンズ組み付けの方法（手順）について詳しく説明する。
【００４８】
まず、リレーレンズ４４ａの組付け時において、レンズ取付け用治具９０にラッチされたリレーレンズ４４ａは、既述のように、取手部９４を手動で回転させることにより調整される。例えば図１に示すように、システム光軸ＳＡに対して傾いていない点線で示すリレーレンズ４４ａ´の位置からシステム光軸ＳＡに対して傾いた実線で示すリレーレンズ４４ａの位置に変更できる。これにより、青光路ＯＰ３を経る青色光ＬＢの照度分布について、例えば図５（Ａ）に示すような中間的な状態から、図５（Ｂ）に示すような右側（−ｘ方向）にシフトした状態に変化させることができる。このようなリレーレンズ４４ａの調整は、プロジェクター１００の組立ての最終工程でプロジェクター１００に投射動作を行なわせながら実施されるため、図５（Ａ）及び５（Ｂ）に示すようなスクリーンＳＲに形成されるパターンの変化を確認しながら調整を行うことができる。つまり、プロジェクター１００の作製工程において、赤光路ＯＰ１や緑光路ＯＰ２を経る赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧのスクリーンＳＲ上での照度分布にもっとも近くなるように青色光ＬＢの照度分布を変化させたところをリレーレンズ４４ａの最適配置の状態とし、リレーレンズ４４ａを位置決めする（配置調整工程）。具体的には例えば全ての色をスクリーンＳＲに投影させ、目視や測定器による測定により最も色ムラの少なくなったところをリレーレンズ４４ａの最適配置とする。配置調整工程の後、図３（Ａ）等に示すレンズ配置調整機構８３である調整溝８３ａ，８３ａ、凹部８３ｂ、リレーレンズ４４ａの側部８１ａ，８１ａ、凸部ＢＰ等の間に接着剤が施されることで、リレーレンズ４４ａは、配置調整工程において確定した位置で接着して固定される（接着工程）。接着後、レンズ取付け用治具９０が取り外され、図４（Ａ）〜４（Ｃ）に示す状態で、リレーレンズ４４ａは、ライトガイド１１上に固定される。
【００４９】
以上説明した実施形態のプロジェクター１００の調整方法によれば、プロジェクター１００作製の最終段階において、投影画像の状態を確認しながら、リレーレンズ４４ａを回転軸ＡＸのまわりについて精密に回転させ、リレーレンズ４４ａの姿勢調整を可能としている。これにより、プロジェクター１００において、個々の光学系固有の特性に起因する色ムラを低減することができる。また、プロジェクター作製の最終段階において色ムラを個々に低減できることでプロジェクター１００の作製における歩留まり率の向上を図ることができる。この際、結像位置付近にあるリレーレンズ４４ａを回転移動させることにより調整を行っているので、当該調整が作製の最終段階で行われるものであっても、マージン量が変化することで光量が減少するといったことを抑えられ、また、光の入射角度の変化が比較的少なく各光学系の光学特性の劣化も抑えられる。また、レンズ取付け用治具９０によりリレーレンズ４４ａを回転させるという比較的簡易な動作で調整を行うことができる。また、例えば遮光手段等の新たな光学要素を必要とせず、比較的省スペースで調整を行うことができる。なお、当該調整方法の場合、調整後のプロジェクター１００が光学設計から逸脱したものになるといった不具合も回避される。
【００５０】
〔第２実施形態〕
以下、図６を参照して、本発明の第２実施形態に係るプロジェクターについて説明する。なお、本実形態に係るプロジェクター２００は、図１に示すプロジェクター１００の変形例であり、色分離導光光学系の構造を除いて同様であり、他の光学要素については、特に説明をしない限りプロジェクター１００の場合と同様の機能を有するものとする。
【００５１】
本実施形態に係るプロジェクター２００において、色分離導光光学系１４０は、第１及び第２ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂにより構成されるクロスダイクロイックミラー１４１と、反射ミラー４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄと、３つのフィールドレンズ４３ａ，４３ｂ，４３ｃと、リレーレンズ１４４ａ，１４４ｂ，２４４ａ，２４４ｂとを備える。これにより、色分離導光光学系１４０は、光源ランプユニット２０から射出された照明光を３色に分離するとともに、各色光を後段の液晶ライトバルブ５０ａ，５０ｂ，５０ｃへ導く。より詳しく説明すると、まず、クロスダイクロイックミラー１４１を構成する第１ダイクロイックミラー４１ａは、赤色光ＬＲを反射し緑及び青色光ＬＧ，ＬＢを透過させる。また、第２ダイクロイックミラー４１ｂは、青色光ＬＢを反射し赤及び緑色光ＬＲ，ＬＧを透過させる。これにより、第１及び第２ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂを通過した緑色光ＬＧ（第１の色光）は、基準となる長さを有する緑光路ＯＰ１（第１の光路）に導かれる。これに対して、第１ダイクロイックミラー４１ａで反射された赤色光ＬＲ（第２の色光）は、緑光路ＯＰ１（第１の光路）よりも相対的に長く延長光路ＥＰ１上にリレーレンズ１４４ａ，１４４ｂを有する赤光路ＯＰ２（第２の光路）に導かれる。同様に、第２ダイクロイックミラー４１ｂで反射された青色光ＬＢ（第２の色光）は、延長光路ＥＰ２上にリレーレンズ２４４ａ，２４４ｂを有する青光路ＯＰ３（第２の光路）に導かれる。
【００５２】
図６に示すプロジェクター２００の場合、リレーレンズ１４４ｂ，２４４ｂによる反転のほかに、赤色光ＬＲ及び青色光ＬＢの場合、投射光学系７０に至るまでにクロスダイクロイックミラー１４１等により、ともに４回の反射がそれぞれなされる結果、左右の反転が生じない。一方、緑色光ＬＧの場合、ミラーによる反射が生じない即ちミラーによる反転の回数は０回である。つまり、このプロジェクター２００の場合、ミラーによる反転回数に関しては、いずれも偶数回であり、ミラーの反射による左右方向（図１での射出時においての±Ｚ方向）について相対的に反転していない状態で光路下流側に位置する投射光学系７０に導かれる。一方、リレーレンズ１４４ｂ，２４４ｂによる反転に関しては、赤色光ＬＲ及び青色光ＬＢにおいて、それぞれ上下・左右方向に生じる。以上のように、ミラー及びレンズでの反転の結果、赤及び青色光ＬＲ，ＬＢは、緑色光ＬＧに対して上下・左右方向について反転した状態で投射光学系７０に導かれている。このような関係にあることから、本実施形態においても、色ムラの改善のため、リレーレンズ１４４ａ，２４４ａの姿勢を調整している。具体的には、色分離導光光学系４０において、第２の光路である赤光路ＯＰ２上のリレーレンズ１４４ａ，１４４ｂのうち、リレーレンズ１４４ａは、図中点線でリレーレンズ１４４ａ´として示す標準的な位置（光軸ＳＳがシステム光軸ＳＡに対して平行な位置）から基準平面（ＸＺ面）に垂直な状態を保ちつつ回転して傾けた状態となるように配置されている。同様に、第２の光路である青光路ＯＰ３上のリレーレンズ２４４ａも、図中点線でリレーレンズ２４４ａ´として示す標準的な位置から基準平面に垂直な状態を保ちつつ回転して傾けた状態となるように配置されている。このように、リレーレンズ１４４ａ及び、リレーレンズ２４４ａの姿勢を調整することによって、本実施形態に係るプロジェクター２００においても図１に示すプロジェクター１００と同様に、スクリーンＳＲ上での各色間での照度分布の差を補正し色ムラを抑制可能なものとなっている。
【００５３】
なお、プロジェクター２００のリレーレンズ１４４ａ，２４４ａの姿勢調整の方法については、プロジェクター１００のリレーレンズ４４ａの姿勢調整の方法と同様であり、例えば図３（Ａ）〜３（Ｃ）に示すレンズ取付け用治具９０を用いることで、プロジェクター２００の組立ての最終工程においてリレーレンズ１４４ａ，２４４ａを回転して傾けた状態に調整し、固定することができる。
【００５４】
以上各実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。
【００５５】
まず、例えば上記第１実施形態では、青光路ＯＰ３において、２つのリレーレンズ４４ａ，４４ｂを有するものとしているが、これに限らず、光路の長さの差に応じて色光の調節を行う種々の調節用レンズを有するプロジェクターについて適用可能であり、例えば、３つ以上のリレーレンズを有する光学系に対しても適用可能である。
【００５６】
また、上記第１実施形態では、反射素子であるダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂに起因する左右方向について発生する照度ムラに対応させるため、回転軸ＡＸの延びる方向をＹ方向即ちダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂに対する入射面（ＸＺ面）に垂直な方向とし、スクリーンＳＲ上において、図５（Ａ）及び５（Ｂ）に示すように、主に±ｘ方向の照度分布の変化を可能としている。しかし、回転軸ＡＸの方向はこれに限らず、例えばＸＺ面に平行でかつ照明光の進路を横切る方向に回転軸ＡＸを延ばしてスクリーンＳＲ上において第２の色光の照度分布を±ｙ方向に調整可能な態様としたり、また、回転軸ＡＸを斜めの方向に延ばす態様としたりしてもよい。また、回転軸ＡＸは、リレーレンズ４４ａの中心を通るものとしているが、回転軸ＡＸがリレーレンズ４４ａの中心から外れた位置にあってもよい。
【００５７】
また、例えば上記第１実施形態では、相対的に光路の長い光路ＯＰ３に青色光を導いているが、光路ＯＰ３に赤色光や緑色光を導き、赤色光又は緑色光の照度分布を調整するものとしてもよい。
【００５８】
また、上記実施形態では、レンズ配置調整機構８３として、底面の溝である円筒状の凹部８３ｂが形成されているが、凹部８３ｂを形成させず、調整溝８３ａのみにおいて調整を行う態様であってもよい。この場合、システム光軸ＳＡ方向に関する移動を許容するものとしてもよい。
【００５９】
また、例えば上記第１実施形態において、リレーレンズ４４ａは、第２ダイクロイックミラー４１ｂによる分岐後で中間点ＣＯよりも手前の位置であれば、光学設計等に応じて種々の場所に配置可能である。
【００６０】
また、光源ランプユニット２０に用いるランプ本体２２ａとして、高圧水銀ランプに代えて、例えばメタルハライドランプ等他の高圧放電ランプを用いてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１００…プロジェクター、  １１…ライトガイド、  １０…照明装置、  ２０…光源ランプユニット、  ３０…均一化光学系、  ４０…色分離導光光学系、  ４４ａ，４４ｂ…リレーレンズ、  ５０…光変調部、  ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ…液晶ライトバルブ、  ５１ａ，５１ｂ，５１ｃ…液晶パネル、  ６０…クロスダイクロイックプリズム、  ７０…投射光学系、  ８０…レンズ本体、  ８１…レンズホルダー、  ８１ａ…側部、  ８１ｂ…底部、  ８１ｃ…上部、  ＢＰ…凸部、  ＴＰ…突起部、  ＯＰ１，ＯＰ２，ＯＰ３…光路、  ＬＲ，ＬＧ，ＬＢ…色光、  ８３…レンズ配置調整機構、  ８３ａ…調整溝、  ８３ｂ…凹部、  ９０…レンズ取付け用治具、  ＳＡ…システム光軸
【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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