(57)【要約】【課題】解像度を落とさず、ブラックマトリックスの像をスクリーン上で目立たないようにさせつつも、観察者が適度にドットマトリックスを感じることが可能なプロジェクタを提供する。【解決手段】投写手段４０が、第１投写手段４１及び第２投写手段４２を有し、第１投写手段４１の結像位置あるいは結像位置の近傍に格子状の遮光部４７を有するとともに該遮光部に囲まれた開口部が形成された遮光部像付与部材４５を備え、第１投写手段４１が液晶ライトバルブ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ上の画像を遮光部像付与部材４５に投写し、第２投写手段４２が遮光部像付与部材４５上の画像を被投写面５０に投写し、液晶ライトバルブ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの画素ピッチに対する液晶ライトバルブ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの遮光部の幅の割合は、遮光部像付与部材４５の開口部の開口ピッチに対する遮光部像付与部材４５の遮光部の幅の割合より大きいことを特徴とする。【選択図】図１
2008070452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を射出する光源装置と、
該光源装置から射出された光を画像情報に応じて変調するとともに複数の画素と画素との間を区画する格子状の遮光部が設けられた液晶ライトバルブと、
前記液晶ライトバルブにより変調された画像を投写する投写光学手段とを備えたプロジェクタであって、
前記投写光学手段が、第１投写手段及び第２投写手段を有し、
前記第１投写手段の結像位置あるいは結像位置の近傍に格子状の遮光部を有するとともに該遮光部に囲まれた開口部が形成された遮光部像付与部材を備え、
前記第１投写手段が前記液晶ライトバルブ上の画像を前記遮光部像付与部材に投写し、前記第２投写手段が前記遮光部像付与部材上の画像を被投写面に投写し、
前記遮光部像付与部材の前記開口部の開口ピッチに対する前記遮光部像付与部材の遮光部の幅の割合は、前記液晶ライトバルブの画素ピッチに対する前記液晶ライトバルブの遮光部の幅の割合より小さいことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
前記液晶ライトバルブと前記遮光部像付与部材との間の光路上に、前記遮光部像付与部材に投写される前記液晶ライトバルブの遮光部の像を不明瞭化する不明瞭化手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
【請求項３】
前記遮光部像付与部材の遮光部が、入射する光のうち一部を遮光し、残りの光を透過することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記第１投写手段により投写された光を前記遮光部像付与部材の開口部に対応して集光させる光学素子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１項に記載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記光源装置が複数種の色光を含む光を射出可能であり、
前記液晶ライトバルブは前記各色光に対応して複数設けられ、
前記光源装置から射出された光を前記複数種の色光に分離する色分離手段と、
前記液晶ライトバルブにより変調された各色光を合成する色合成手段とを備え、
前記第１投写手段が、前記液晶ライトバルブと前記色合成手段との間にそれぞれ設けら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１項に記載のプロジェクタ。
【請求項６】
前記遮光部像付与部材の遮光部の前記第１投写手段側及びと前記第２投写手段側には、光透過性を有する光学部材が接触して設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に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、プロジェクタに関するものであり、特に、ブラックマトリックスが形成された液晶ライトバルブを用いて画像を表示するプロジェクタである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、二次元的に周期的に配列された多数の画素によって画像を表現するドットマトリックス画像表示装置として、液晶パネルを用いた液晶ライトバルブが知られている。液晶ライトバルブにおいて画素と画素との間の領域は、不要光を低減するためにブラックマトリックスと呼ばれる遮光部が設けられている。液晶ライトバルブを備えた液晶プロジェクタは、この液晶ライトバルブを拡大して投写するため、観察者がブラックマトリックスの像を認識してしまう場合がある。このように、従来のドットマトリックス画像表示装置はブラックマトリックスの像のため、スムーズさの少ない画像、またはざらつきを有する画像等のように、画質が劣化するという問題点を有している。
そこで、画質の劣化を抑えたドットマトリックス画像表示装置が提案されている（例えば、特許文献１〜特許文献４参照。）。
【０００３】
まず、特許文献１に記載の画像表示装置は、液晶ライトバルブと投写レンズとの間に光学的ローパスフィルタを備えている。これにより、スクリーンに投写される画像をぼやかして、スクリーン上のブラックマトリックスによる非画像部分を目立たなくさせている。
【０００４】
次に、特許文献２に記載の投写型画像表示装置は、液晶ライトバルブと投写レンズとの間に複屈折性光学素子が設けられている。この複屈折性光学素子は無偏向の入射光線を互いに直角に交わる偏光面を持つ常光線と異常光線に分岐させる素子である。
これにより、光源から射出された光は、複屈折性光学素子により常光線と異常光線とに分岐され投写光学装置を介してスクリーンに投写される。このようにして異常光線は常光線に対して垂直方向、水平方向、または斜め方向にずれた位置、すなわち、常光線の投写位置から所定の方向にずれた位置に投写されることになる。その結果、常光線によるブラックマトリックスの像上に異常光線が投写されることになるため、ブラックマトリックスの影が目立たなくなる。
【０００５】
そして、特許文献３及び特許文献４に記載の投写型液晶表示素子には、液晶表示素子と投写レンズとの間の光路中に、光軸平行移動手段が設けられている。この光軸平行移動手段は、液晶表示素子の画素ピッチ以内で光軸を高速に平行移動させ、投写画像を振動させるものである。これにより、投写型液晶表示素子は、画素部とブラックマトリックスの部分との明るさを時間的に平均化し、ブラックマトリックスを目立たなくさせる。
【特許文献１】特開平８−１２２７０９号公報
【特許文献２】特開平１１−１６７１０５号公報
【特許文献３】特開平８−１７９２５９号公報
【特許文献４】特許第２８２７９３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の画像表示装置では、基本的に光学的ローパスフィルタの機能が画像をぼやかせるものであるため、ブラックマトリックスが目立たなくなることにより、解像度も低下するという問題が新たに発生する。
【０００７】
また、特許文献２に記載の投写型画像表示装置は、スクリーンに投写される投写光を異常光線と常光線とに分離して、これらを所定の方向にずらしてスクリーン上に投写するようにしている。したがって、スクリーン上に投写される画像の解像度が低下するという問題が生じる。
さらに、特許文献３及び特許文献４に記載の投写型画像表示装置は、光軸平行手段を用いて投写画像を振動させているが、特許文献２と同様に、画像の解像度が低下するという問題が生じる。
【０００８】
また、ブラックマトリックスを目立たなくさせる上記の方法では、単に解像度が低下することも問題であるが、パーソナルコンピュータの画面のような画像を投写する場合においては、ブラックマトリックスを目立たなくすることによって完全に画像がスムーズに表示されるよりも、観察者が適度にドットマトリックスを感じられる方が好ましいこともある。当然ながら、ブラックマトリックスが目立ちすぎてもざらつきを有する画像となり好ましくない。
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、解像度を落とさず、ブラックマトリックスの像をスクリーン上で目立たないようにさせつつも、観察者が適度にドットマトリックスを感じることが可能な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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明のプロジェクタは、光を射出する光源装置と、該光源装置から射出された光を画像情報に応じて変調するとともに複数の画素と画素との間を区画する格子状の遮光部が設けられた液晶ライトバルブと、前記液晶ライトバルブにより変調された画像を投写する投写光学手段とを備えたプロジェクタであって、前記投写光学手段が、第１投写手段及び第２投写手段を有し、前記第１投写手段の結像位置あるいは結像位置の近傍に格子状の遮光部を有するとともに該遮光部に囲まれた開口部が形成された遮光部像付与部材を備え、前記第１投写手段が前記液晶ライトバルブ上の画像を前記遮光部像付与部材に投写し、前記第２投写手段が前記遮光部像付与部材上の画像を被投写面に投写し、前記遮光部像付与部材の前記開口部の開口ピッチに対する前記遮光部像付与部材の遮光部の幅の割合は、前記液晶ライトバルブの画素ピッチに対する前記液晶ライトバルブの遮光部の幅の割合より小さいことを特徴とする。
【００１１】
本発明に係るプロジェクタでは、光源装置より射出された光は、液晶ライトバルブに入射する。そして、液晶ライトバルブにより変調された光は、第１投写手段により遮光部像付与部材、あるいは、遮光部像付与部材の近傍に結像される。結像された光は、第２投写手段により被投写面に投写される。
ここで、遮光部像付与部材が、第１投写手段の結像位置の近傍に配置されている場合、遮光部像付与部材では、液晶ライトバルブの画素の像及び液晶ライトバルブの遮光部の像が少しぼやけて結像される。そして、この少しぼやけた像が第２投写手段により被投写面（例えば、スクリーン）に投写される。このとき、遮光部像付与部材の遮光部に囲まれた開口部の開口ピッチに対する遮光部像付与部材の遮光部の幅の割合は、液晶ライトバルブの画素ピッチに対する液晶ライトバルブの遮光部の幅の割合より小さいので、最終的に被投写面上では、液晶ライトバルブを直接被投写面に投写させた場合に写る液晶ライトバルブの遮光部の像の幅より細い遮光部像付与部材の遮光部の像が、液晶ライトバルブの遮光部の像より明瞭に見える。
これにより、被投写面に投写される液晶ライトバルブの遮光部の像を目立たないようにさせつつ、遮光部像付与部材の遮光部により観察者が適度にドットマトリックスを感じることが可能となる。
【００１２】
一方、遮光部像付与部材が、第１投写手段の結像位置に配置されている場合、液晶ライトバルブの画素の像は第１投写手段を介して第２投写手段により投写されるので、少なくとも第１投写手段の解像力に影響する分は解像度が低下する。これにより、少しぼやけた液晶ライトバルブの遮光部の像が第１投写手段により遮光部像付与部材に投写され、そして、少しぼやけた液晶ライトバルブの遮光部の像と液晶ライトバルブの遮光部の幅より細い遮光部像付与部材の遮光部の像とが第２投写手段により被投写面に投写される。したがって、遮光部像付与部材が第１投写手段の結像位置の近傍に配置されている場合と同様に、被投写面に投写される液晶ライトバルブの遮光部の像を目立たないようにさせつつ、遮光部像付与部材の遮光部により観察者が適度にドットマトリックスを感じることが可能となる。
【００１３】
また、本発明のプロジェクタは、前記液晶ライトバルブと前記遮光部像付与部材との間の光路上に、前記遮光部像付与部材に投写される前記液晶ライトバルブの遮光部の像を不明瞭化する不明瞭化手段が設けられていることが好ましい。
【００１４】
本発明に係るプロジェクタでは、液晶ライトバルブの遮光部の像は、第１投写手段により遮光部像付与部材の表示面、あるいは、遮光部像付与部材の表示面の近傍に結像される際、液晶ライトバルブと遮光部像付与部材との間に設けられた不明瞭化手段により、ぼやける。したがって、第２投写手段により被投写面に投写される液晶ライトバルブの遮光部の像をより目立たなくさせることができる。
つまり、不明瞭化手段によってぼやけた液晶ライトバルブの遮光部の像が第１投写手段により遮光部像付与部材の表示面、あるいは、遮光部像付与部材の表示面の近傍に投写され、そして、ぼやけた液晶ライトバルブの遮光部の像と液晶ライトバルブの遮光部の幅より細い遮光部像付与部材の遮光部の像とが第２投写手段により被投写面に投写される。このとき、不明瞭化手段が液晶ライトバルブと遮光部像付与部材との間に設けられているため、第２投写手段により被投写面に投写される遮光部像付与部材の遮光部の像には影響を及ぼすことがない。したがって、被投写面に投写される液晶ライトバルブの遮光部の像をより目立たないようにさせつつ、遮光部像付与部材の遮光部により観察者が適度にドットマトリックスを感じることが可能となる。また、本発明では不明瞭化手段として前述の特許文献に示された方法などを用いることもできる。
【００１５】
また、本発明のプロジェクタは、前記遮光部像付与部材の遮光部が、入射する光のうち一部を遮光し、残りの光を透過することが好ましい。
【００１６】
本発明に係るプロジェクタでは、液晶ライトバルブにより変調され、第１投写手段により遮光部像付与部材に投写される光のうち一部を遮光し、残りの光を透過する。これにより、遮光部像付与部材の遮光部に入射した光のすべてを遮光するのではなく、遮光部像付与部材の遮光部に入射した光の一部を利用するので、光量を無駄にすることはない。したがって、遮光部像付与部材に入射した光の利用効率が高くなるので、被投写面には明るい画像が投写される。また、遮光部像付与部材に投写される光のうち一部を遮光しているので、被投写面には、遮光部像付与部材の遮光部が写し出されるため、観察者が適度にドットマトリックスを感じることが可能となる。
また、遮光部像付与部材の遮光部の透過率を変えることにより、被投写面に投写される遮光部像付与部材の遮光部の像、つまり遮光部像付与部材の遮光部の影の濃さを変えることができるので、ドットマトリックスの感じ方を適宜設計することが可能となる。
【００１７】
また、本発明のプロジェクタは、前記第１投写手段により投写された光を前記遮光部像付与部材の開口部に対応して集光させる光学素子を備えることが好ましい。
【００１８】
本発明に係るプロジェクタでは、液晶ライトバルブにより変調され、第１投写手段により遮光部像付与部材に投写される光は、光学素子により集光される。このとき、光学素子が入射された光を遮光部像付与部材の開口部に対応して集光させるため、遮光部像付与部材の遮光部に光は照射されない。したがって、第１投写手段により投写された光の光量を無駄にすることなく、遮光部像付与部材を通過させることができる。すなわち、遮光部像付与部材に入射した光の利用効率がより高くなるので、被投写面には明るい画像が投写される。
【００１９】
また、本発明のプロジェクタは、前記光源装置が複数種の色光を含む光を射出可能であり、前記液晶ライトバルブは前記各色光に対応して複数設けられ、前記光源装置から射出された光を前記複数種の色光に分離する色分離手段と、前記液晶ライトバルブにより変調された各色光を合成する色合成手段とを備え、前記第１投写手段が、前記液晶ライトバルブと前記色合成手段との間にそれぞれ設けられていることが好ましい。
【００２０】
本発明に係るプロジェクタでは、光源装置から射出された光は、色分離手段により複数の色光に分離され、各液晶ライトバルブに入射する。そして、各液晶ライトバルブにおいて変調された各色光は、それぞれの第１投写手段を介して色合成手段により合成される。このとき、合成された光は第１投写手段により遮光部像付与部材、あるいは、遮光部像付与部材の近傍に結像される。結像された光は、第２投写手段により被投写面に投写される。
【００２１】
すなわち、光源装置が複数種の色光を含む光を射出する場合、各色光の波長により第１投写手段を通過する際、結像位置が光軸方向にずれたり、像高がずれたりし、色収差が発生する場合が生じることがある。そこで、本発明は、第１投写手段が各液晶ライトバルブと色合成手段との間にそれぞれ設けられているため、各色光ごとの特性に合わせて第１投写手段の構成や配置を最適化することができるため、被投写面に投写される光の色収差を抑えることができる。したがって、本発明のプロジェクタは、液晶ライトバルブの遮光部の像を目立たないようにさせつつ、遮光部像付与部材の遮光部により観察者が適度にドットマトリックスを感じることが可能となるとともに、色収差のない鮮明な画像を得ることができる。
【００２２】
また、本発明のプロジェクタは、前記遮光部像付与部材の遮光部の前記第１投写手段側及びと前記第２投写手段側には、光透過性を有する光学部材が設けられていることが好ましい。
【００２３】
本発明に係るプロジェクタでは、遮光部像付与部材の遮光部の第１投写手段側及び第２投写手段側に、光透過性を有する光学部材が接触して設けられているため、遮光部像付与部材の遮光部に直接塵埃等が付着するのを防止することができる。したがって、遮光部像付与部材の遮光部の像を第２投写手段により拡大投写しても、塵埃等の像は被投写面で殆ど目立たない。よって、塵埃等による投写される画像の劣化を抑えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明に係るプロジェクタの実施形態について説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００２５】
［第１実施形態］
本実施の形態のプロジェクタは、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の異なる色光ごとに透過型液晶ライトバルブを備えた３板式の投写型カラー液晶プロジェクタであり、画像をスクリーンに投写させるものである。
図１は、本実施形態に係るプロジェクタの概略構成を示す平面図であり、図２は、プロジェクタに用いられる液晶ライトバルブの遮光部の一部を示す図であり、図３は、プロジェクタに用いられる遮光部像付与部材を示す斜視図であり、図４は、図３の遮光部像付与部材の遮光部を示す断面図である。
［プロジェクタの全体構成］
プロジェクタ１は、筐体（図示略）内に、図１に示すように、光源部１０と、色分離部（色分離手段）２０と、液晶ライトバルブ３０と、ダイクロイックプリズム（色合成手段）３５と、投写レンズ（投写光学手段）４０とを備えている。
【００２６】
［光源部］
光源部１０は、光を射出する高圧水銀ランプ（光源装置）１１と、高圧水銀ランプ１１から射出された光の照度分布を均一化する第１，第２フライアレイレンズ１２ａ，１２ｂと、均一化された不定偏光状態の光を特定の偏光方向の光に変換する偏光変換素子１３とを備えている。また、高圧水銀ランプ１１は、赤色光（以下、「Ｒ光」という。）と緑色光（以下、「Ｇ光」という。）と青色光（以下、「Ｂ光」という。）とを含む白色光を射出するものである。
【００２７】
［色分離部］
色分離部２０は、高圧水銀ランプ１１から射出された光のうち、Ｒ光を反射させ、Ｇ光及びＢ光を透過させるＲ光反射ダイクロイックミラー２１と、Ｇ光を反射させ、Ｂ光を透過させるＧ光反射ダイクロイックミラー２２とを備えている。
高圧水銀ランプ１１から射出された光のうちＲ光は、Ｒ光反射ダイクロイックミラー２１において光路が９０度折り曲げられ、反射ミラー２５に入射する。そして、Ｒ光は、反射ミラー２５により光路が９０度折り曲げられ、Ｒ光用液晶ライトバルブ（液晶ライトバルブ）３０Ｒに入射される。
【００２８】
高圧水銀ランプ１１から射出された光のうちＧ光は、Ｒ光反射ダイクロイックミラー２１を透過し、Ｇ光反射ダイクロイックミラー２２においてＧ光の光路が９０度曲げられる。そして、Ｇ光はＧ光用液晶ライトバルブ（液晶ライトバルブ）３０Ｇに入射される。
高圧水銀ランプ１１から射出された光のうちＢ光は、Ｒ光反射ダイクロイックミラー２１及びＧ光反射ダイクロイックミラー２２を透過し、リレーレンズ２６を経由して反射ミラー２７に入射する。反射ミラー２７に入射したＢ光は、光路が９０度曲げられ、リレーレンズ２８を経由して反射ミラー２９に入射する。反射ミラー２９に入射した光は、光路が９０度曲げられ、Ｂ光用液晶ライトバルブ（液晶ライトバルブ）３０Ｂに入射される。
【００２９】
［液晶ライトバルブ及びダイクロイックプリズム］
液晶ライトバルブ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂそれぞれは、入射したＲ光，Ｇ光，Ｂ光を画像信号に応じて変調するものであり、入射側偏光板３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂと、液晶パネル３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂと、射出側偏光板３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂとを備えている。
また、ダイクロイックプリズム（色合成手段）３５は、２つのダイクロイック膜３５ａ，３５ｂがＸ字型に直交して配置された構成となっている。ダイクロイック膜３５ａは、Ｂ光を反射させ、Ｒ光，Ｇ光を透過させる。また、ダイクロイック膜３５ｂは、Ｒ光を反射させ、Ｇ光，Ｂ光を透過させる。このように、ダイクロイックプリズム３５は、液晶ライトバルブ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのそれぞれにおいて変調されたＲ光，Ｇ光及びＢ光を合成する。これにより、スクリーン５０上でフルカラーの画像を得ることができる。
【００３０】
［液晶ライトバルブ］
液晶パネル３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂは、変調する光の波長領域が異なるだけで、基本構成は同一であるため、液晶パネル３２Ｒを例に挙げて説明する。
液晶パネル３２Ｒの入射光側には、図２に示すように、隣接する画素３２ｄ間に遮光のためのブラックマトリックス（遮光部、以下「ＢＭ」と称す）３２ａが設けられている。このＢＭ３２ａは、縦方向の幅がＬ１であり、横方向の幅がＬ２となっており、直交する方向に格子状に形成されている。また、隣接する画素３２ｄの縦方向の縦画素ピッチはＬ３であり、横方向の横画素ピッチはＬ４である。
また、ＢＭ３２ａの格子状に区画された領域の右下の角部には、画素スイッチング用素子として薄膜トランジスタ，配線等が配置されたＴＦＴ形成領域を遮光するＴＦＴ遮光部３２ｂが設けられている。このようなＢＭ３２ａに囲まれた矩形状の領域は開口部３２ｃとなっている。
すなわち、高圧水銀ランプ１１から射出されたＲ光は、ＢＭ３２ａの開口部３２ｃを透過し、画像信号に応じて変調され、ダイクロイックプリズム３５に向かって射出される。このように、スクリーン５０に投写された画像の画素部を形成するのは、開口部３２ｃを透過して変調された光である。
【００３１】
［投写レンズ］
投写レンズ４０は、図１に示すように、第１投写レンズ（第１投写手段）４１と第２投写レンズ（第２投写手段）４２とを備えている。また、第１投写レンズ４１と第２投写レンズ４２との光路の間には投写像中継部材（遮光部像付与部材）４５が設けられている。なお、第１，第２投写レンズ４１，４２は、レンズ群や曲面ミラーなどを含んで構成されている。
第１投写レンズ４１は、液晶パネル３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂの像を結像させる。また、第１投写レンズ４１は、液晶パネル３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂの像を拡大、縮小、等倍のいずれかで投写するレンズである。
投写像中継部材４５は、表示面４５ａが第１投写レンズ４１の結像面（結像位置）の近傍に位置するように配置されている。ここで言う結像面の近傍とは、液晶パネル３２Ｒの隣接する画素３２ｄの像を観察者が区別して認識可能な程度、例えば、液晶パネル３２Ｒの隣接する画素３２ｄの像同士が画素ピッチの半分以上影響を与えない位置を指している。
また、投写像中継部材４５とは、スクリーン５０に投写される画像をスクリーン５０に投写させる前に一旦投写される表示部を意味している。
【００３２】
また、第２投写レンズ４２は、ズーム機能、フォーカス機能、レンズシフト機能が付加されており、投写像中継部材４５の表示面４５ａの像を所望の状態でスクリーン５０に投写する。
図１では、第２投写レンズ４２を１枚のレンズとして図示したが、実際には、第２投写レンズ４１は、フォーカシング時にのみ移動する第１レンズ群、変倍時にのみ移動する第２レンズ群、変倍時に変動する像面位置を補正するために移動する第３レンズ群等により構成されている。これらズーム機能及びフォーカス機能を有するレンズ群は、プロジェクタ１を収納する筐体（図示略）内部や筐体外部に設けられたレンズシフト機能により、移動可能となっている。
【００３３】
［投写像中継部材］
投写像中継部材４５は、図３に示すように、ガラス板４６と、ガラス板４６上に形成された格子状の遮光部４７とを備えている。なお、本実施形態ではガラス板４６を用いたがこれに限らず光透過性を有するものであれば良い。
遮光部４７は、金属クロム膜により形成されており、一般に用いられる液晶ライトバルブのＢＭと同様に、クロム膜がスパッタ法等によりガラス板４６上に成膜されている。そして、フォトリソグラフィ技術によりマトリックス状にクロム膜のパターニングを施すことにより、遮光部４７が形成される。このように、遮光部４７を金属クロム膜で形成することにより、遮光部４７に入射した光を吸収することが可能となる。
【００３４】
遮光部４７は、図４に示すように、縦方向の幅がＭ１であり、横方向の幅がＭ２となっており、直交する方向に格子状に形成されている。また、隣接する遮光部４７の縦方向の縦開口部ピッチはＭ３であり、横方向の横開口部ピッチはＭ４である。この遮光部４７に囲まれた矩形状の領域は開口部４７ａとなっている。したがって、投写像中継部材４５に入射した光のうち遮光部４７に入射した光は遮光され、投写像中継部材４５から第２投写レンズ４２側には射出されない。一方、開口部４７ａに入射した光は第２投写レンズ４２に向かって射出される。また、開口部４７ａの一つ一つは、液晶パネル３２Ｒの画素３２ｄの一つ一つに対応して形成されている。なお、開口部とは光の通過に対して開口された領域を意味している。
【００３５】
［液晶ライトバルブのＢＭと投写像中継部材の遮光部との関係］
液晶パネル３２ＲのＢＭ３２ａの幅（Ｌ１，Ｌ２）÷画素ピッチ（Ｌ３，Ｌ４）＞投写像中継部材４５の遮光部４７の幅（Ｍ１，Ｍ２）÷開口部ピッチ（Ｍ３，Ｍ４）の関係式が成り立つ。また、図２に示すように、液晶パネル３２Ｒの縦方向と横方向との画素３２ｄのアスペクトが異なっていても、液晶パネル３２ＲのＢＭ３２ａ及び投写像中継部材４５の遮光部４７の対応する縦方向同士、横方向同士でこの関係が成り立つ。
すなわち、投写像中継部材４５の開口部ピッチに対する投写像中継部材４５の遮光部４７の幅の割合Ｍ１／Ｍ３は、液晶パネル３２Ｒの画素ピッチに対する液晶パネル３２ＲのＢＭ３２ａの幅の割合Ｌ１／Ｌ３より小さく、Ｍ２／Ｍ４はＬ２／Ｌ４より小さい。
そして、この関係式は、第１投写レンズ４１が液晶パネル３２Ｒの像を拡大、縮小、等倍のいずれの場合で投写しても成り立つ。なお、等倍で投写される場合は、画素ピッチＬ３，Ｌ４が開口部ピッチＭ３，Ｍ４と等しくなるため、ＢＭ３２ａの幅Ｌ１，Ｌ２よりも遮光部の幅Ｍ１，Ｍ２が小さくなるという関係になる。
【００３６】
［スクリーンへの投写像］
液晶パネル３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂの像は、第１投写レンズ４１により投写像中継部材４５の表示面４５ａ近傍に結像されているため、表示面４５ａでは少しぼやけた像となっている。つまり、液晶パネル３２Ｒ，３２Ｇ，３２ＢのＢＭ３２ａも少しぼやけた像となっている。そして、第２投写レンズ４２が表示面４５ａの像をスクリーン５０に投写すると、投写像中継部材４５の遮光部４７の像と、少しぼやけた液晶パネル３２Ｒの画素３２ｄの像とが投写される。このとき、上述した関係式がなりたつため、直接スクリーンに液晶パネル３２Ｒを投写したときに写し出されるＢＭ３２ａの像の幅よりも細い遮光部４７の像が明瞭にスクリーン５０に投写される。
【００３７】
本実施形態に係るプロジェクタ１では、投写レンズ４０及び投写像中継部材４５により、スクリーン５０に投写される液晶パネル３２Ｒ，３２Ｇ，３２ＢのＢＭ３２ａの像を目立たないようにさせながら、ＢＭ３２ａの像の幅よりも細い投写像中継部材４５の遮光部４７の像を新たに重ね合わせている。したがって、従来の構成ではスクリーン５０上に投写される画像の解像度が低下するという問題があったが、本実施形態では、解像度を落とすことなく、ＢＭ３２ａを目立たなくさせることができる。さらには、投写像中継部材４５の遮光部４７により観察者が適度にドットマトリックスを感じることが可能となる。
つまり、本実施形態のプロジェクタ１は、液晶パネル３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂの解像度を落とさず、ＢＭ３２ａの像をスクリーン５０上で目立たないようにさせつつも、観察者が適度にドットマトリックスを感じることが可能である。
【００３８】
なお、遮光部４７を金属クロム膜により形成し、入射した光が吸収される構成にしたが、遮光部４７を形成する材料はこれに限るものではない。すなわち、遮光部４７を耐熱性に優れた樹脂膜や、入射した光を反射させる材料として、例えば、アルミ膜で形成しても良い。さらには、ホログラムにより光を制御する材料などを用いても構わない。このように、ホログラムにより光透過領域と光遮光領域とを形成することによって、簡易な構成で、光の透過率を所望の状態に代えることが可能となる。
また、投写像中継部材４５は、ガラス板４６に遮光部４７が形成された構成であったが、ガラス板４６を用いず、少なくとも格子状の遮光部４７を備えていれば良い。なお、遮光部４７が薄い場合、遮光部４７のみを配置するのは困難であるため、本実施形態のように光透過性を有する基板に形成された構成であることが好ましい。
【００３９】
［第１実施形態の変形例１］
図１に示す第１実施形態では、投写像中継部材４５は、表示面４５ａが第１投写レンズ４１の結像面の近傍に位置するように配置されていたが、表示面４５ａが第１投写レンズ４１の結像面に位置するように配置されていても良い。この構成では、投写像中継部材４５の遮光部４７は第２投写レンズ４２によりスクリーン５０に投写されるが、液晶パネル３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂの画素３２ｄの像は、第１投写レンズ４１及び第２投写レンズ４２によりスクリーン５０に投写される。したがって、投写像中継部材４５の遮光部４７の像に比べて、液晶パネル３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂの画素３２ｄの像は第１投写レンズ４１の解像力に影響される分だけ解像度が低下している。これにより、第２投写レンズ４２が表示面４５ａの像をスクリーン５０に投写すると、投写像中継部材４５の遮光部４７の像と、少しぼやけた液晶パネル３２ＲのＢＭ３２ａの像とが投写される。このとき、上述した関係式がなりたつため、直接スクリーンに液晶パネル３２Ｒを投写したときに写し出されるＢＭ３２ａの像の幅よりも細い遮光部４７の像が明瞭にスクリーン５０に投写される。したがって、表示面４５ａが第１投写レンズ４１の結像面に配置された場合でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４０】
［第１実施形態の変形例２］
図１に示す第１実施形態では、投写像中継部材４５の遮光部４７は、入射した光を吸収しすべて遮光したが、これに限るものではない。すなわち、遮光部４７は液晶パネル３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂにより変調され、第１投写レンズ４１により投写像中継部材４５の遮光部４７に入射する光のうち一部を遮光し、残りの光を透過しても良い。このような構成にするためには、遮光部４７の材質を変えたり、膜厚を非常に薄くしたり、密度を変えたりすることで、入射した光を完全に遮光せずに、一部の光を遮光することが可能となる。
このように、投写像中継部材４５に投写される光のすべてを遮光するのではなく、投写像中継部材４５の遮光部４７に入射した光の一部を後段に射出し利用することで、投写像中継部材４５に入射した光のうち無駄になってしまう光の光量を抑えることができる。したがって、投写像中継部材４５に入射した光の利用効率が高くなるので、スクリーン５０には明るい画像が投写される。また、本変形例では、投写像中継部材４５に投写される光のうち一部を遮光しているので、第１実施形態と同様に、スクリーン５０には、投写像中継部材４５の遮光部４７が写し出される。これにより、観察者が適度にドットマトリックスを感じることが可能となる。また、投写像中継部材４５の遮光部４７の透過率を変えることにより、スクリーン５０に投写される投写像中継部材４５の遮光部４７の像、つまり遮光部４７の影の濃さを変えることができるので、ドットマトリックスの感じ方を用途に応じて適宜設計することが可能となる。
【００４１】
［第１実施形態の変形例３］
図１に示す第１実施形態では、筐体内に、光源部１０と、色分離部２０と、液晶ライトバルブ３０と、ダイクロイックプリズム３５と、投写レンズ４０と、投写像中継部材４５とが収納された構成であったが、光源部１０と、色分離部２０と、液晶ライトバルブ３０と、ダイクロイックプリズム３５とが第１筐体内に収納され、第２筐体（例えば、鏡筒）内に投写レンズ４０と投写像中継部材４５が収納された構成であっても良い。この構成により、第１筐体から第２筐体を取り外し可能な構成にすることができるため、被投写面までの距離や投写する画像の大きさに応じて投写レンズを変更することが可能となる。したがって、使用する環境に応じて投写レンズを適宜代えることができるので、利便性に優れたプロジェクタを提供することが可能となる。
【００４２】
［第２実施形態］
次に、本発明に係る第２実施形態について、図５を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、上述した第１実施形態に係るプロジェクタ１と構成を共通とする箇所には同一符号を付けて、説明を省略することにする。
本実施形態に係るプロジェクタ６０では、図５に示すように、投写像中継部材４５に投写される液晶ライトバルブ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの遮光部４７の像を不明瞭化する位相板（不明瞭化手段）６１を備える点において第１実施形態と異なる。その他の構成は、第１実施形態のプロジェクタ１と同様である。
【００４３】
位相板６１は、図５に示すように、第１投写レンズ４１から投写され投写像中継部材４５に向かう光の光路上に配置されている。この位相板６１は、複屈折性を有するものであり、入射した光の偏光面に応じて屈折させる。したがって、液晶パネル３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂにより変調された像は、第１投写レンズ４１で投写像中継部材４５の近傍に結像される際、位相板６１により、入射した光の偏光面に応じて屈折する。したがって、スクリーン５０上に投写される光は屈折によりスクリーン５０面内のＢＭ３２ａの領域にずれるため、第２投写レンズ４２によりスクリーン５０に投写される液晶パネル３２Ｒ，３２Ｇ，３２ＢのＢＭ３２ａの像を隠すことになる。
【００４４】
本実施形態に係るプロジェクタ６０では、位相板６１により液晶パネル３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂから射出された光がスクリーン５０面内においてずれるため、さらに液晶ライトバルブのＢＭ３２ａの像が第１実施形態のプロジェクタ１に比べて、目立たなくなる。
このとき、位相板６１が液晶パネル３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂと投写像中継部材４５との間に設けられているため、第２投写レンズ４２によりスクリーン５０に投写される投写像中継部材４５の遮光部４７の像には影響を及ぼすことがない。したがって、スクリーン５０に投写される液晶パネル３２Ｒ，３２Ｇ，３２ＢのＢＭ３２ａの像をより目立たないようにさせつつ、投写像中継部材４５の遮光部４７により観察者が適度にドットマトリックスを感じることが可能となる。
【００４５】
なお、位相板６１は、液晶パネル３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂと投写像中継部材４５との間に設けられていれば良いため、液晶パネル３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂと第１投写レンズ４１との間に配置されていても良い。
また、本実施形態では、不明瞭化手段として位相板６１を用いて説明したが、これに限るものではなく、例えば、液晶パネル３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂの画素３２ｄを通過した光束を液晶パネル３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂの画素３２ｄ周辺のＢＭ３２ａの連続した方向に対して垂直方向に回折させる光学的ローパスフィルタを用いても良い。その他、不明瞭化手段が、液晶パネル３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂの画素ピッチ以内で光軸を高速に平行移動させ、投写画像を振動させる光軸平行移動手段であっても良い。
【００４６】
［第３実施形態］
次に、本発明に係る第３実施形態について、図６を参照して説明する。
本実施形態に係るプロジェクタ７０では、図６に示すように、第１投写レンズ４１により投写された光を集光させる集光レンズ（光学素子）７１が投写像中継部材４５に対応して配置されている点において第１実施形態と異なる。その他の構成は、第１実施形態のプロジェクタ１と同様である。また、図６は、図１に示すプロジェクタ１のうち投写レンズ４０付近のみを拡大視した図である。
【００４７】
集光レンズ７１は、図６に示すように、複数の微小レンズ７１ａを有しており、投写像中継部材４５のガラス板４６の入射端面４６ａ側に設けられている。具体的には、微小レンズ７１ａは遮光部４７の開口部４７ａの大きさと略同等の有効径のレンズとなっており、ガラス板４６の入射端面４６ａに接触し、複数の開口部４７ａに対応して個々に設けられている。これにより、微小レンズ７１ａは、第１投写レンズ４１により投写された光が開口部４７ａを通過するように集光させる。
【００４８】
本実施形態に係るプロジェクタ７０では、第１実施形態のプロジェクタ１と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態のプロジェクタ７０では、第１投写レンズ４１より投写された光の多くは、集光レンズ７１によって投写像中継部材４５の遮光部４７に照射されることなく開口部４７ａを通過する。したがって、第１投写レンズ４１により投写された光の光量を無駄にすることなく、投写像中継部材４５を通過させることができる。すなわち、投写像中継部材４５に入射した光の利用効率がより高くなるので、スクリーン５０には明るい画像が投写される。
なお、本実施形態では、複数の開口部４７ａに対応して個々に微小レンズ７１ａを設けた構成としたが、微小レンズ７１ａが一体的に形成されたマイクロレンズアレイであっても良い。
【００４９】
［第４実施形態］
次に、本発明に係る第４実施形態について、図７を参照して説明する。
本実施形態に係るプロジェクタ８０では、図７に示すように、第１投写レンズ（第１投写手段）８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂが、各液晶パネル３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂとダイクロイックプリズム３５との間にそれぞれ設けられている点において第１実施形態と異なる。その他の構成は、第１実施形態のプロジェクタ１と同様である。
【００５０】
第１投写レンズ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂは、図７に示すように、各液晶パネル３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂから射出された光をダイクロイックプリズム３５に向かって投写させるレンズである。また、第１投写レンズ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂは、各色光に応じた特性を有するレンズである。
また、ダイクロイックプリズム３５の射出端面３５ｃには、投写像中継部材４５が接触して設けられている。
第１投写レンズ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂは、各液晶パネル３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂから射出されダイクロイックプリズム３５により合成された光の結像面が投写像中継部材４５の表示面４５ａの近傍に位置するように配置されている。なお、第１投写レンズ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂは、結像面が表示面４５ａに位置するように配置されていても良い。
【００５１】
この構成により、各液晶パネル３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂにおいて変調された各色光は、それぞれの第１投写レンズ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂを介してダイクロイックプリズム３５により合成される。そして、合成された光は第１レンズ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂにより投写像中継部材４５の表示面４５ａの近傍に結像される。結像された光は、第２投写レンズ４２によりスクリーン５０に投写される。
【００５２】
本実施形態に係るプロジェクタ８０では、第１実施形態のプロジェクタ１と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態のプロジェクタ８０では、高圧水銀ランプ１１が複数種の色光を有する場合、各色光が同じ投写レンズを通過すると各色光の波長の違いにより、結像位置が光軸方向にずれたり、像高がずれたりし、色収差が発生する場合がある。そこで、本実施形態では、第１投写レンズ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂが各液晶パネル３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂとダイクロイックプリズム３５との間にそれぞれ設けられている。したがって、各色光ごとの特性に合わせて第１投写レンズ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂの構成及び配置を最適化することができるため、スクリーン５０に投写される光の色収差を抑えることができる。したがって、本実施形態のプロジェクタ８０は、液晶パネル３２Ｒ，３２Ｇ，３２ＢのＢＭ３２ａの像を目立たないようにさせつつ、投写像中継部材４５の遮光部４７により観察者が適度にドットマトリックスを感じることが可能であるとともに、色収差のない鮮明な画像を得ることができる。
【００５３】
また、投写像中継部材４５が、ダイクロイックプリズム３５の射出端面３５ｃに接触して配置された構成であるため、ダイクロイックプリズム３５を所定の位置に置くことにより投写像中継部材４５の位置も決まるので、プロジェクタ８０全体の組み立てが容易となる。
なお、投写像中継部材４５はダイクロイックプリズム３５の射出端面３５ｃに接触させて設けたが、射出端面３５ｃ側に間隔をあけて配置させても構わない。この構成では、第１投写レンズ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂの結像面を投写像中継部材４５のどこに合わせるかを調整することができるため、投写像中継部材４５の配置の自由度が増すことになる。また、第１投写レンズ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂは、各液晶パネル３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂとダイクロイックプリズム３５との間以外に、部材の一部を共通にして、ダイクロイックプリズム３５と投写像中継部材４５の間にも部材が配置される構成であっても構わない。
【００５４】
［第５実施形態］
次に、本発明に係る第５実施形態について、図８を参照して説明する。
本実施形態に係るプロジェクタ９０では、図８に示すように、投写像中継部材４５の表示面４５ａに遮光部４７を挟むようにガラス板（光学部材）９１が設けられている点において第１実施形態と異なる。その他の構成は、第１実施形態のプロジェクタ１と同様である。
【００５５】
ガラス板９１は、図８に示すように、光透過性を有するものである。これにより、投写像中継部材４５から射出された光は、ガラス板９１を透過し第２投写レンズ４２に向かう。
また、第２投写レンズ４２のピント位置は、投写像中継部材４５の表示面４５ａに合わされている。ここで、本実施形態では、表示面４５ａにガラス板９１が設けられているため、例え、塵埃Ｈ等が付着したとしてもガラス板９１の光の射出端面９１ａに付着される。すなわち、表示面４５ａに塵埃Ｈ等が付着することがない。
【００５６】
本実施形態に係るプロジェクタ９０では、第１実施形態のプロジェクタ１と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態のプロジェクタ９０では、ガラス板９１を備えることにより、塵埃Ｈ等にピントが合わないため、塵埃Ｈ等の像が第２投写レンズ４２によりスクリーン５０に拡大されてもほとんど目立たない。したがって、スクリーン５０に投写される塵埃Ｈ等による画質の劣化を抑えることが可能となる。なお、塵埃Ｈ等がガラス板４６の光の入射端面側に付着したとしても同様の効果がある。
【００５７】
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。
例えば、第１実施形態においては、赤色、緑色、青色という３色のそれぞれについて３枚の液晶ライトバルブを備えた３板式のプロジェクタを例に挙げて説明したが、カラーホイール等を用いて、時分割で赤色、緑色、青色を生成し、これらを１枚の液晶ライトバルブへ照射する単板式のプロジェクタでも良い。また、スクリーンも反射型のスクリーンではなく、透過型のスクリーンを用いた構成であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの概略構成を示す平面図である。
【図２】図１のプロジェクタに備えられた液晶ライトバルブの遮光部を示す断面図である。
【図３】図１のプロジェクタに備えられた遮光部像付与部材を示す斜視図である。
【図４】図３の遮光部像付与部材の遮光部を示す断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るプロジェクタの概略構成を示す平面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るプロジェクタの要部の概略構成を示す平面図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係るプロジェクタの概略構成を示す平面図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係るプロジェクタの要部の概略構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５９】
Ｌ１…液晶ライトバルブのブラックマトリックスの縦方向の幅、Ｌ２…液晶ライトバルブのブラックマトリックスの横方向の幅、Ｌ３…縦画素ピッチ、Ｌ４…横画素ピッチ、Ｍ１…投写像中継部材の遮光部の縦方向の幅、Ｍ２…投写像中継部材の遮光部の横方向の幅、Ｍ３…縦開口部ピッチ、Ｍ４…横開口部ピッチ
１，６０，７０，８０…プロジェクタ、２０…色分離部（色分離手段）、３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ…液晶ライトバルブ、３２ａ…ブラックマトリックス（液晶ライトバルブの遮光部）、３５…ダイクロイックプリズム（色合成手段）、４０…投写レンズ（投写光学手段）、４１…第１投写レンズ（第１投写手段）、４２…第２投写レンズ（第２投写手段）、４５…投写像中継部材（遮光部像付与部材）、５０…スクリーン（被投写面）、６１…位相板（不明瞭化手段）、７１…集光レンズ（光学素子）、８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂ…第１投写レンズ（第１投写手段）、９１…ガラス板（光学部材）
【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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