(57)【要約】【課題】高ダイナミックレンジを実現する光学系に対する熱の影響を低減し、光学系の有する高ダイナミックレンジ特性を維持する光変調装置、及びプロジェクタを提供することである。【解決手段】光変調装置１００は、光源（ランプ３１）からの光を変調する第１光変調素子（ライトバルブ５１）と、第１変調素子からの光を変調する第２光変調素子（ライトバルブ８１）と、第１光変調素子と第２光変調素子との間に配置されるリレーレンズ部７０とを有し、リレーレンズ部７０の両端側には、固定部としてのフランジ７６（７６ａ，７６ｂ）が備えられ、一方の固定部（フランジ７６ａ）には第１光変調素子（ライトバルブ５１）を固定し、他方の固定部（フランジ７６ｂ）には第２光変調素子（ライトバルブ８１）を固定する。また、プロジェクタ１は、この光変調装置１００を用いて構成される。【選択図】図３
2008058866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を変調し当該変調した光を射出する光変調装置であって、
前記光源からの光を変調する第１光変調素子と、
前記第１変調素子からの光を変調する第２光変調素子と、
前記第１光変調素子と前記第２光変調素子との間に配置されるリレーレンズ部と、を有
し、
前記リレーレンズ部の両端側には、固定部が備えられ、
一方の前記固定部には前記第１光変調素子を固定し、他方の前記固定部には前記第２光
変調素子を固定することを特徴とする光変調装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光変調装置であって、
赤色光、緑色光、青色光を各々変調する３つの前記第１光変調素子と、
３つの前記第１光変調素子を各々収容する第１光変調素子収容部と、
３つの前記第１光変調素子から射出された各色光を合成するクロスダイクロイックプリ
ズムと、
前記第１光変調素子収容部を保持して前記クロスダイクロイックプリズムに前記第１光
変調素子が所定の位置となるように固定する第１光変調素子固定部と、
前記クロスダイクロイックプリズムを固定し、前記リレーレンズ部の両端側に備える一
方の前記固定部に固定するプリズム固定部と、
前記第２光変調素子を収容する第２光変調素子収容部と、
前記第２光変調素子収容部を保持して、前記リレーレンズ部の両端側に備える他方の前
記固定部に前記第２光変調素子が所定の位置となるように固定する第２光変調素子固定部
と、を有することを特徴とする光変調装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光変調装置であって、
前記第１光変調素子に対する前記第２光変調素子の画素位置調整を行なう変調素子調整
部を有することを特徴とする光変調装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の光変調装置であって、
前記第２光変調素子から射出した光を偏光する射出側偏光素子を有し、
前記射出側偏光素子の偏光軸方向の調整を行なう偏光素子調整部を有することを特徴と
する光変調装置。
【請求項５】
プロジェクタであって、
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の光変調装置と、
前記光変調装置から射出した光を投射する投射部と、を有することを特徴とするプロジ
ェクタ。
【請求項６】
プロジェクタであって、
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の光変調装置と、
前記光変調装置から射出した光を投射する投射部と、
前記第２光変調素子から射出した光を偏光する射出側偏光素子と、
前記射出側偏光素子を保持し、熱伝導性を有する保持部材と、を有し、
前記射出側偏光素子は前記保持部材を介して前記投射部に設置されることを特徴とする
プロジェクタ。
【請求項７】
請求項６に記載のプロジェクタであって、
前記射出側偏光素子の偏光軸方向の調整を行なう偏光素子調整部を有し、
前記偏光素子調整部は前記投射部を回動することにより調整することを特徴とするプロ
ジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源からの光を変調し、変調した光を射出する光変調装置、及び光変調装置
を有するプロジェクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＥＬ（Electro-luminescence）ディスプレ
イ、プラズマディスプレイ、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、プロジェクタ等の電子ディス
プレイ装置における画質改善は目覚しく、解像度、色域については人間の視覚特性にほぼ
匹敵する性能を有する装置が実現されつつある。しかし、ディスプレイ装置における輝度
ダイナミックレンジの再現範囲は、人間の視覚で一度に知覚し得る輝度ダイナミックレン
ジの範囲に比べて狭く、加えてシャドウ部やハイライト部の階調が不足しているため、表
示画像のリアリティや迫力に対して物足りなさを感じることになる。
【０００３】
なお、ディスプレイ装置の中でも、液晶プロジェクタや、ＤＬＰ（登録商標）（Digita
l Light Processing）プロジェクタといった投射型表示装置（プロジェクタ）は、大画面
表示が可能であり、表示画像のリアリティや迫力を再現する上で効果的なディスプレイ装
置である。この分野で、輝度ダイナミックレンジの拡大や諧調数の増大を実現するために
、特許文献１のような提案がなされている。
【０００４】
特許文献１での画像表示装置またはプロジェクタは、表示画像データに基づき光源から
の光を変調して画像を表示する装置であり、光源からの光を変調する第１光変調素子と、
第１光変調素子からの光を変調する第２光変調素子とを備えている。また、第１光変調素
子と第２光変調素子との間にリレーレンズを配する。この構成により、光学的に直列に配
置された２つの光変調素子（第１光変調素子と第２光変調素子）を介して、２段階の画像
形成過程によって光源からの光を変調する。その結果、輝度ダイナミックレンジの拡大と
階調数の増大を実現することができる。また、リレーレンズを配することにより、光学収
差の低減が可能となる。つまり、第１光変調素子からの光を、第２光変調素子へと比較的
高い精度で伝達できるので、第１光変調素子で変調された光学像が高い精度で第２光変調
素子の一面に結像する。そのため、輝度低下や輝度むらが小さく、ダイナミックレンジが
広く、階調特性に優れた表示画像を得ることができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３４５８６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記、特許文献１の構成を採用して、プロジェクタなどを製品化した場合、第１光変調
素子、リレーレンズ、第２光変調素子は、その他の光学系を構成する光学素子などを含め
て、共通の収容ケースの、各々の場所に収容されることが一般的である。このように、１
つの収容ケースに第１光変調素子、リレーレンズ、第２光変調素子が収容される構成とし
た場合、温度変化により、収容ケースが膨張・収縮し、各々の光学素子の間隔に伸縮が発
生してしまう。それにより、本来の光学系が有する輝度低下や輝度むらが小さく、ダイナ
ミックレンジが広く、階調特性に優れた表示画像を得ることが妨げられてしまうという課
題があった。
【０００７】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、高ダイナミックレンジを実現す
る光学系に対する熱の影響を低減し、光学系の有する高ダイナミックレンジ特性を維持す
る光変調装置、及び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】
【０００８】
上述した目的を達成するために、本発明の光変調装置は、光源からの光を変調し当該変
調した光を射出する光変調装置であって、光源からの光を変調する第１光変調素子と、第
１変調素子からの光を変調する第２光変調素子と、第１光変調素子と第２光変調素子との
間に配置されるリレーレンズ部とを有し、リレーレンズ部の両端側には、固定部が備えら
れ、一方の固定部には第１光変調素子を固定し、他方の固定部には第２光変調素子を固定
することを特徴とする。
【０００９】
このような光変調装置によれば、リレーレンズ部は両端側に固定部が備えられており、
一方の固定部には第１光変調素子を固定し、他方の固定部には第２光変調素子を固定し、
リレーレンズ部を中心として、固定部を基準に、第１光変調素子と第２光変調素子とを一
体にユニット化して固定することができる。それにより、一方の固定部と第１光変調素子
との距離、及び他方の固定部と第２光変調素子との距離を精度良く位置決めすることが出
来る。つまり、リレーレンズ部と第１光変調素子とのフランジバック、及びリレーレンズ
部を中心とした第１光変調素子と第２光変調素子との共役距離を精度良く確保することが
出来る。このように構成された光変調装置に対して温度負荷が加わった場合においても、
共通の収容ケースによる固定ではないため、膨張・収縮の影響を最小限とすることができ
、フランジバックや共役距離の変化を最小限とすることが可能となる。従って、高ダイナ
ミックレンジを実現する光学系に対する温度の影響を低減し、光学系の有する高ダイナミ
ックレンジ特性を維持する光変調装置を実現できる。
【００１０】
また、上述した光変調装置において、赤色光、緑色光、青色光を各々変調する３つの第
１光変調素子と、３つの第１光変調素子を各々収容する第１光変調素子収容部と、３つの
第１光変調素子から射出された各色光を合成するクロスダイクロイックプリズムと、第１
光変調素子収容部を保持してクロスダイクロイックプリズムに第１光変調素子が所定の位
置となるように固定する第１光変調素子固定部と、クロスダイクロイックプリズムを固定
しリレーレンズ部の両端側に備える一方の固定部に固定するプリズム固定部と、第２光変
調素子を収容する第２光変調素子収容部と、第２光変調素子収容部を保持してリレーレン
ズ部の両端側に備える他方の固定部に第２光変調素子が所定の位置となるように固定する
第２光変調素子固定部と、を有することが望ましい。
【００１１】
光源からの光を分解して３色（赤色光、緑色光、青色光）とした各色光に対応して変調
する３つの第１光変調素子は、第１光変調素子収容部に収容され、第１光変調素子固定部
を介して、第１光変調素子から射出された各色光を合成するクロスダイクロイックプリズ
ムに、第１光変調素子が所定の位置となるように固定される。そして、このクロスダイク
ロイックプリズムは、プリズム固定板に固定される。そしてこのプリズム固定板はリレー
レンズ部の有する固定部の一方に固定される。また、第２光変調素子は、第２光変調素子
収容部に収容され、第２光変調素子固定部により、リレーレンズ部の両端側に備える他方
の固定部に第２光変調素子が所定の位置となるように固定される。
【００１２】
このような構成により、光変調装置は、リレーレンズ部を中心として、固定部を基準に
、第１光変調素子と第２光変調素子とを一体にユニット化して固定することができる。そ
れにより、上記と同様の効果を奏することができる。
【００１３】
また、上述した光変調装置において、第２光変調素子の第１光変調素子に対する画素位
置調整を行なう変調素子調整部を有することが好ましい。この構成により、第１光変調素
子の画素位置に対する第２光変調素子の画素位置を適切に合せ込めるため、光変調装置に
対して温度負荷が加わった場合においても、画素ズレ、画像ボケ、輝度変化および色ムラ
などの発生を更に低減させることができる。
【００１４】
また、上述した光変調装置において、第２光変調素子から射出した光を偏光する射出側
偏光素子を有し、射出側偏光素子の偏光軸方向の調整を行なう偏光素子調整部を有するこ
とが好ましい。この構成により、第２光変調素子から射出された光の偏光軸方向を調整す
ることにより、更に高いコントラストや輝度を得ることができる。
【００１５】
上述した目的を達成するために、本発明のプロジェクタは、上記のいずれかに記載の光
変調装置と、光変調装置から射出した光学像を投射する投射部とを有することを特徴とす
る。
【００１６】
このようなプロジェクタによれば、上述したいずれかの光変調装置をプロジェクタに用
いることにより、光変調装置への温度の影響を低減し光学系の有する高ダイナミックレン
ジ特性を有した光学像を投射部から投射することができる。
【００１７】
また、本発明のプロジェクタは、上記のいずれかに記載の光変調装置と、光変調装置か
ら射出した光を投射する投射部と、第２光変調素子から射出した光を偏光する射出側偏光
素子と、射出側偏光素子を保持し、熱伝導性を有する保持部材と、を有し、射出側偏光素
子は保持部材を介して投射部に設置されることを特徴とする。
【００１８】
このようなプロジェクタによれば、射出側偏光素子は保持部材を介して投射部に設置さ
れることにより、射出側偏光素子に入射する光により発生する熱を保持部材及び投射レン
ズを介して放熱することができるため、射出側偏光素子の品質劣化を防止して光学特性を
長期間維持することができる。
【００１９】
また、上記プロジェクタにおいて、射出側偏光素子の偏光軸方向の調整を行なう偏光素
子調整部を有し、偏光素子調整部は投射部を回動することにより調整することが好ましい
。この構成により、偏光素子調整部は投射部を回動するという、簡易な操作により、投射
部に設置される射出側偏光素子の偏光軸方向の調整をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
【００２１】
図１は、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの光学系の構成を示す模式図である
。図１を参照して、プロジェクタ１の光学系５の構成および動作を説明する。
なお、プロジェクタ１は、光学系５を収納する光学部品用筐体７、電源部（図示省略）
、回路構成部（図示省略）、冷却構成部（図示省略）などを、プロジェクタ１の外装を構
成する筐体８内部に収容している。また、プロジェクタ１の外観形状は、略直方体形状と
なっている。
【００２２】
図１に示すように、プロジェクタ１の光学系５は、光源装置３０と照明光学系４０と第
１光変調部５０と色合成光学部６０とリレーレンズ部７０と第２光変調部８０と投射部９
０とから構成される。また、照明光学系４０は、インテグレータ照明光学系４１、色分離
光学系４２およびリレー光学系４３から構成される。
【００２３】
なお、光学部品用筐体７には、光源装置３０と照明光学系４０とが収容されている。ま
た、第１光変調部５０、色合成光学部６０、リレーレンズ部７０および第２光変調部８０
は光変調装置１００として一体に構成されユニット化されている。その光変調装置１００
は、光学部品用筐体７に収容される構成となっている。なお、本実施形態での光学系５を
構成する照明光学系４０は、使用する光学系により、適宜変更や省略など行なうことがで
きる。
【００２４】
このような光学系５を備えたプロジェクタ１は、光源装置３０から射出された光を照明
光学系４０（インテグレータ照明光学系４１）で輝度分布を均一化する。そして、インテ
グレータ照明光学系４１を射出した光の波長領域のうち、Ｒ（赤色）光、Ｇ（緑色）光、
Ｂ（青色）光の３原色に色分離する。そして、色分離したＲ光、Ｇ光、Ｂ光を第１光変調
部５０で変調する。変調したＲ光、Ｇ光、Ｂ光は、色合成光学部６０で合成して光学像を
形成する。この光学像は、リレーレンズ部７０でリレーされる。リレーされた光学像は、
第２光変調部８０で全波長領域の輝度が変調される。そして、変調された光学像は、投射
部９０からスクリーン（図示省略）などの投射面に投射される。
【００２５】
光学系５の構成と動作を説明する。
光源装置３０は、光源としての放電式のランプ３１と、防爆ガラス３２と、ランプ３１
と防爆ガラス３２とを収容して固定する光源用筐体３３を備えて構成されている。また、
ランプ３１は、放電により発光して光を放射状に射出する発光管３１ａと、発光管３１ａ
から射出された放射状の光を略平行光として照明光学系４０の方向に射出するリフレクタ
３１ｂとを有して構成されている。なお、本実施形態では、ランプ３１（発光管３１ａ）
として、高圧水銀ランプを採用し、リフレクタ３１ｂとして、放物面鏡を採用している。
なお、ランプ３１ａとしては、高圧水銀ランプに限らず、例えばメタルハライドランプや
ハロゲンランプ等を採用してもよい。また、リフレクタ３１ｂとして放物面鏡を採用して
いるが、これに限らず、楕円面鏡からなるリフレクタの射出面に平行化凹レンズを配置し
た構成を採用してもよい。
【００２６】
照明光学系４０を構成するインテグレータ照明光学系４１は、光源装置３０から射出さ
れた光の輝度を照明光軸Ｌ（一点鎖線で図示）に直交する面内において均一にするための
光学系である。このインテグレータ照明光学系４１は、第１レンズアレイ４１ａ、第２レ
ンズアレイ４１ｂ、偏光変換素子４１ｃ、および重畳レンズ４１ｄを備えて構成される。
【００２７】
第１レンズアレイ４１ａは、照明光軸Ｌ方向から見て略矩形状の輪郭を有する小レンズ
がマトリクス状に配列された構成を有している。各小レンズは、光源装置３０から射出さ
れた光を部分光束に分割し、照明光軸Ｌに沿った方向に射出する。
【００２８】
第２レンズアレイ４１ｂは、第１レンズアレイ４１ａと略同様の構成であり、小レンズ
がマトリクス状に配列された構成を有する。この第２レンズアレイ４１ｂは、重畳レンズ
４１ｄとともに、第１レンズアレイ４１ａの各小レンズの像を後述する第１光変調素子と
してのライトバルブ５１上に結像させる機能を有する。
【００２９】
偏光変換素子４１ｃは、第１レンズアレイ４１ａおよび第２レンズアレイ４１ｂにより
分割された各部分光束の偏光方向を略一方向の偏光光束に変換する（揃える）光学素子で
ある。本実施形態での偏光変換素子４１ｃは、照明光軸Ｌに対して傾斜配置される偏光分
離膜（図示省略）および反射膜（図示省略）を交互に配列した構成を備えている。偏光分
離膜は、各部分光束に含まれるＰ偏光光束およびＳ偏光光束のうち、一方の偏光光束を透
過し、他方の偏光光束を反射する。反射された他方の偏光光束は、反射膜によって曲折さ
れ、一方の偏光光束の射出方向、すなわち照明光軸Ｌに沿った方向に射出される。射出さ
れた偏光光束は、偏光変換素子４１ｃの光束射出面（図示省略）に配設される位相差板（
図示省略）によって偏光され、ほぼ全ての偏光光束の偏光方向が一方向の偏光光束として
揃えられる。
【００３０】
偏光光束を変調するタイプのライトバルブ５１を用いたプロジェクタ１では、一方向の
偏光光束しか利用できないため、ランダムな方向の偏光光束を放射する発光管３１ａから
の光束の略半分が利用されない。このため、偏光変換素子４１ｃを用いることにより、光
源装置３０から射出された光を略一方向の偏光光束に変換することにより、第１光変調部
５０における光の利用効率を高めている。
【００３１】
重畳レンズ４１ｄは、偏光変換素子４１ｃによって略一方向の偏光光束に変換された複
数の部分光束を集光して第１光変調部５０の後述する３つのライトバルブ５１の画像形成
領域上に重畳させる光学素子である。この重畳レンズ４１ｄから射出された光束は、色分
離光学系４２に射出される。
【００３２】
色分離光学系４２は、２枚のダイクロイックミラー４２ａ，４２ｂと、反射ミラー４２
ｃとを備える。インテグレータ照明光学系４１から射出された複数の部分光束は、２枚の
ダイクロイックミラー４２ａ，４２ｂにより、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の３原色の色光に分離さ
れる。
【００３３】
リレー光学系４３は、入射側レンズ４３ａと、リレーレンズ４３ｃと、反射ミラー４３
ｂ，４３ｄとを備えている。このリレー光学系４３は、本実施形態では、色分離光学系４
２で分離された色光であるＢ光を第１光変調部５０の後述するＢ光用のライトバルブ５１
Ｂまで、強度分布をほぼ保存された状態で、かつ光損失を殆ど伴うことなく導く機能を有
している。
【００３４】
その際、色分離光学系４２のダイクロイックミラー４２ａでは、インテグレータ照明光
学系４１から射出された光束のうち、Ｇ光成分とＢ光成分とを透過し、Ｒ光成分は反射す
る。ダイクロイックミラー４２ａによって反射したＲ光は、反射ミラー４２ｃで反射し、
平行化レンズ４１ｅを通って、Ｒ光用のライトバルブ５１Ｒに到達する。この平行化レン
ズ４１ｅは、第２レンズアレイ４１ｂから射出された各部分光束をその中心軸（主光線）
に対して略平行な光束に変換する。その変換した光束の角度分布を狭めて、Ｒ光用のライ
トバルブ５１Ｒの表示特性を向上させる機能を有している。Ｂ光およびＧ光用のライトバ
ルブ５１Ｂ，５１Ｇの光入射側に設けられた平行化レンズ４１ｅも同様である。
【００３５】
また、ダイクロイックミラー４２ａを透過したＢ光とＧ光のうち、Ｇ光は、ダイクロイ
ックミラー４２ｂによって反射し、平行化レンズ４１ｅを通って、Ｇ光用のライトバルブ
５１Ｇに到達する。一方、Ｂ光は、ダイクロイックミラー４２ｂを透過してリレー光学系
４３を通り、さらに平行化レンズ４１ｅを通って、Ｂ光用のライトバルブ５１Ｂに到達す
る。なお、Ｂ光にリレー光学系４３が用いられているのは、Ｂ光の光路の長さが他の色光
の光路の長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためであ
る。すなわち、入射側レンズ４３ａに入射した部分光束をそのまま、平行化レンズ４１ｅ
に伝えるためである。なお、リレー光学系４３には、３つの色光のうちのＢ光を通す構成
としたが、これに限らず、例えば、Ｒ光を通す構成としても良い。
【００３６】
第１光変調部５０は、入射された光束を画像情報に基づいて変調して光学像（カラー画
像）を形成する。この第１光変調部５０は、色分離光学系４２で分離された各色光が入射
される入射側の偏光素子としての３つの入射側偏光板５２（Ｒ光用入射側偏光板５２Ｒ、
Ｇ光用入射側偏光板５２Ｇ、Ｂ光用入射側偏光板５２Ｂ）を備える。また、各入射側偏光
板５２の後段に設置される第１光変調素子としての３つのライトバルブ５１（Ｒ光用ライ
トバルブ５１Ｒ、Ｇ光用ライトバルブ５１Ｇ、Ｂ光用ライトバルブ５１Ｂ）を備える。ま
た、各ライトバルブ５１の後段に設置される射出側の偏光素子としての３つの射出側偏光
板５３（Ｒ光用射出側偏光板５３Ｒ、Ｇ光用射出側偏光板５３Ｇ、Ｂ光用射出側偏光板５
３Ｂ）とを備える。
【００３７】
ライトバルブ５１（５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂ）は、透過型の高温ポリシリコンＴＦＴ（
Thin Film Transistor）をスイッチング素子として用いたものであり、対向配置される一
対の透明基板内に液晶を密封封入して構成されている。そして、このライトバルブ５１は
、入射側偏光板５２を介して入射する光束を画像情報に基づいて変調して光学像を内包し
た変調光を形成して射出する。
【００３８】
入射側偏光板５２は、色分離光学系４２で分離された各色光のうち、一方向の偏光光束
を透過させ、その他の光束を吸収するものであり、本実施形態では、平面矩形状の透明な
基板の平面に密着固定される。また、射出側偏光板５３も、入射側偏光板５２と同様に平
面矩形状の透明な基板の平面に密着固定され、ライトバルブ５１から射出された光束のう
ち、所定方向の偏光光束を透過させ、その他の光束を吸収するものであり、透過させる偏
光光束の偏光軸は、入射側偏光板５２において透過させる偏光光束の偏光軸に対して直交
するように設定されている。
【００３９】
色合成光学部６０は、１つのクロスダイクロイックプリズム６１を備える。クロスダイ
クロイックプリズム６１は、射出側偏光板５３から射出され、色光毎に変調された光学像
を内包する変調光を合成して、カラーの光学像を形成する光学素子である。このクロスダ
イクロイックプリズム６１は、４つの直角プリズムを貼り合せた平面視略正方形状をなし
ている。そして、直角プリズム同士を貼り合せた略Ｘ字状の界面には、界面に沿って誘電
体多層膜が形成されている。略Ｘ字状の一方の誘電体多層膜は、赤色光を反射するもので
あり、他方の誘電体多層膜は、青色光を反射するものであり、赤色光及び青色光は対応す
る誘電体多層膜によって反射され曲折される。また、緑色光は双方の誘電体多層膜を透過
する。これにより、Ｒ光及びＢ光の進行方向をＧ光の進行方向に揃えることができ、３つ
の色光が合成される。クロスダイクロイックプリズム６１によって合成された光学像は、
リレーレンズ部７０の方向に射出される。
【００４０】
リレーレンズ部７０は、クロスダイクロイックプリズム６１で合成されたライトバルブ
５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂからの光学像（光強度分布）を、後述する第２光変調部８０を構
成するライトバルブ８１の表面上に伝達する光学素子である。
【００４１】
図２は、リレーレンズ部の概略構成を示す図である。
ここで、図２を参照して、リレーレンズ部７０の構成および動作を説明する。
リレーレンズ部７０は、各色光の光変調用のライトバルブ５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂの光
学像をライトバルブ８１の画素面に結像するものであって、図２に示すように、開口絞り
７１に対して略対称に配置された前段レンズ群７０ａおよび後段レンズ群７０ｂからなる
等倍結像レンズである。また、液晶の視野角特性を考慮して両側テレセントリック特性を
有することが望ましい。前段レンズ群７０ａおよび後段レンズ群７０ｂは、複数の凸レン
ズおよび凹レンズを含んで構成されている。ただし、レンズの形状、大きさ、配置間隔及
び枚数、テレセントリック性、倍率その他のレンズ特性は、要求される特性によって適宜
変更され得るものであり、図２の例に限定されるものではない。リレーレンズ部７０は、
多数枚のレンズから構成されるので、収差補正がよく、各色光の光変調用のライトバルブ
５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂで形成される輝度分布を正確にライトバルブ８１に伝達すること
ができる。
【００４２】
図１に戻り、リレーレンズ部７０から射出された光学像の光束は、第２光変調部８０を
構成する入射側偏光板８２により偏光されて、第２光変調素子としてのライトバルブ８１
の表示面上に伝達する。
【００４３】
第２光変調素子としてのライトバルブ８１は、前述したライトバルブ５１と同等の構成
からなり、入射した光の全波長領域の輝度を画像情報に基づいて変調し、最終的な光学像
を内包した変調光を射出する。射出された最終的な光学像を内包した変調光は、第２光変
調部８０を構成し射出側偏光素子としての射出側偏光板８３により、偏光されて、投射部
９０に射出される。
【００４４】
投射部９０は、投射レンズ９１を含めた図示しない複数のレンズ群で構成され、ライト
バルブ８１の表示面上に形成された光学像を、図示しないスクリーン上に投射してカラー
画像を表示する。
【００４５】
ここで、第１光変調素子としてのライトバルブ５１（５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂ）および
第２光変調素子としてのライトバルブ８１はいずれも透過光の強度を変調し、その変調度
合いに応じた光学像を内包する点では同じである。しかし、後者のライトバルブ８１は全
波長域の光（白色光）を変調するのに対して、前者のライトバルブ５１（５１Ｒ，５１Ｇ
，５１Ｂ）は色分離光学系４２であるダイクロイックミラー４２ａ，４２ｂで分離された
特定波長領域の光（Ｒ光，Ｇ光，Ｂ光など）を変調する点で両者は異なっている。したが
って、ライトバルブ５１（５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂ）で行なわれる光強度変調を色変調、
ライトバルブ８１で行なわれる光強度変調を輝度変調と便宜的に呼称して区別する。
【００４６】
また、同様の観点から、以下の説明ではライトバルブ５１（５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂ）
を色変調ライトバルブ、ライトバルブ８１を輝度変調ライトバルブと呼称して区別する場
合がある。なお、本実施形態では、色変調ライトバルブと輝度変調ライトバルブとは、同
じ解像度を有している。
【００４７】
このように、本実施形態でのプロジェクタ１では、第１光変調素子としてのライトバル
ブ５１（５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂ）で光学像（画像）を形成した変調光を用いて、最終的
な表示画像を第２光変調素子としてのライトバルブ８１で形成する形態を採用しており、
直列に配置された２つの光変調素子（色変調ライトバルブ及び輝度変調ライトバルブ）を
介して、２段階の画像形成過程によって光源としてのランプ３１からの光を変調する。そ
の結果、プロジェクタ１は、輝度ダイナミックレンジの拡大と階調数の増大を実現してい
る。
【００４８】
なお、本実施形態での光変調装置１００は、第１光変調素子としてのライトバルブ５１
（５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂ）と、クロスダイクロイックプリズム６１と、リレーレンズ部
７０と第２光変調素子としてのライトバルブ８１とを一体に構成しユニット化している。
言い換えれば、光変調装置１００は、上述した輝度ダイナミックレンジの拡大と階調数の
増大を実現するための重要な光学部品を一体に構成しユニット化している。
【００４９】
図３は、光変調装置の側面および平面図である。
図３を参照して、光変調装置１００の構成および動作を説明する。
なお、図３は、リレーレンズ部７０の略中央の波線を境にして、図面左側は側面図を示
し、図面右側は平面図を示している。どちらの図も理解を補うために部分的に断面を入れ
ている。
【００５０】
光変調装置１００は、第１光変調部５０、色合成光学部６０、リレーレンズ部７０およ
び第２光変調部８０を一体に構成しユニット化している。光学素子としての構成は、詳細
には、第１光変調素子としてのライトバルブ５１（５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂ）と、射出側
偏光板５３（５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂ）と、クロスダイクロイックプリズム６１と、リレ
ーレンズ部７０と、入射側偏光板８２と、第２光変調素子としてのライトバルブ８１と、
射出側偏光板８３とで構成される。
【００５１】
リレーレンズ部７０は、レンズ群７０ａ，７０ｂを収容する筒状の筐体７５を備えてい
る。そして、その筐体７５は、両端側に固定部としての円板状のフランジ７６（７６ａ，
７６ｂ）を備えている。光変調装置１００は、このリレーレンズ部７０の固定部としての
フランジ７６を基準として、一方の端部となるフランジ７６ａに、ライトバルブ５１（５
１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂ）と、射出側偏光板５３（５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂ）と、クロスダ
イクロイックプリズム６１を固定する。また、他方の端部となるフランジ７６ｂに、入射
側偏光板８２と、ライトバルブ８１と、射出側偏光板８３とを固定する形態となる。なお
、筐体７５は、本実施形態では、アルミニウム合金で形成している。
【００５２】
次に、フランジ７６ａに固定するライトバルブ５１と、射出側偏光板５３と、クロスダ
イクロイックプリズム６１との構造に関して説明する。
基本的構成として、クロスダイクロイックプリズム６１はプリズム固定板１１０に固定
される。このプリズム固定板１１０は、クロスダイクロイックプリズム６１の底面側およ
び上面側を案内してクロスダイクロイックプリズム６１を固定している。また、プリズム
固定板１１０は、クロスダイクロイックプリズム６１の合成光の射出側となる一方の側面
側に、放射状に延出し、フランジ７６ａの外面と当接する当接部１１１が形成されている
。なお、当接部１１１とフランジ７６ａとは、お互い外面が当接してねじ固定される。な
お、プリズム固定板１１０は、本実施形態では、アルミニウム合金で形成している。
【００５３】
また、クロスダイクロイックプリズム６１の３つの側面部には、ライトバルブ５１（５
１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂ）が各々の所定の位置で固定される。なお、ライトバルブ５１はラ
イトバルブ５１を収容する第１光変調素子収容部としてのアルミニウム合金製のライトバ
ルブ収容枠１２０に収容され固定される。
【００５４】
ライトバルブ５１が収容されたライトバルブ収容枠１２０は、ライトバルブ５１が所定
の位置となるように固定する第１光変調素子固定部としてのライトバルブ固定枠１３０を
介して、クロスダイクロイックプリズム６１に固定される。
【００５５】
ライトバルブ固定枠１３０は、ライトバルブ固定板１３１とライトバルブ調整板１３２
と保持板（図示省略）とにより構成されている。ライトバルブ固定板１３１とライトバル
ブ調整板１３２とは、平面矩形状の平板で形成され、両端側に一対の垂直に起立した起立
片を有して、各々断面Ｃ字形状を成している。また、ライトバルブ固定板１３１とライト
バルブ調整板１３２とは、断面Ｃ字形状が互いに向き合う形態で、ライトバルブ固定板１
３１の内面側にライトバルブ調整板１３２が若干の移動自在の間隙を有して設置される。
また、ライトバルブ固定板１３１の一対の起立片には、ライトバルブ調整板１３２を固定
するための紫外線硬化型接着剤を注入するための貫通する３つの注入孔１３１ａが形成さ
れている。なお、ライトバルブ固定枠１３０は、本実施形態では、いずれの部材も金属製
の板材で形成されている。
【００５６】
ライトバルブ調整板１３２にライトバルブ５１を収容するライトバルブ収容枠１２０が
ねじ固定される。なお、ライトバルブ固定板１３１はクロスダイクロイックプリズム６１
に固定される。なお、ライトバルブ５１を所定の位置となるように固定する方法について
は後述する。
【００５７】
また、図示省略する保持板により、射出側偏光板５３が固定される。詳細には、この射
出側偏光板５３は、平面矩形状の透明な基板１４０の平面に密着固定され、その基板１４
０が、図示省略する保持板に固定される。なお、基板１４０は、本実施形態では、熱伝導
性の高いサファイア基板で形成されている。
【００５８】
以上の構成により、ライトバルブ５１と、射出側偏光板５３と、クロスダイクロイック
プリズム６１がフランジ７６ａに対して一体となるように固定される。
【００５９】
ライトバルブ５１を所定の位置となるように固定する方法について概略説明する。
プリズム固定板１１０には、位置調整されたクロスダイクロイックプリズム６１が紫外
線硬化型接着剤などの硬化により固定され、そのクロスダイクロイックプリズム６１の３
つの側面部には、各ライトバルブ５１（５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂ）に対応させて各々ライ
トバルブ固定板１３１が固定されていることを前提に説明する。また、各ライトバルブ５
１（５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂ）は、各々のライトバルブ調整板１３２に、ライトバルブ収
容枠１２０を介して、ねじ固定されているものとする。
【００６０】
最初に、緑色光用のライトバルブ５１Ｇの位置調整（フォーカス調整）を行なう。具体
的には、ライトバルブ５１Ｇが固定されたライトバルブ調整板１３２を治具により保持し
て、対応するライトバルブ固定板１３１の内面側に挿入（照明光軸Ｌ方向に移動）する。
そして、リレーレンズ部７０のバックフォーカス面内にライトバルブ５１Ｇのフォーカス
面（液晶面）を合せ込む。その際、ライトバルブ調整板１３２は、ライトバルブ固定板１
３１との若干の移動自在な間隙の範囲内において、前後、上下左右に調整のための移動を
行なう。ライトバルブ５１Ｇの位置調整が終了した場合、注入孔１３１ａから紫外線硬化
型接着剤を注入し、ライトバルブ固定板１３１およびライトバルブ調整板１３２の各々の
向き合う起立片の隙間に流れ込んだ紫外線硬化型接着剤に対して紫外線を照射させ硬化さ
せる。
【００６１】
このようにして、ライトバルブ５１Ｇを固定した後、ライトバルブ５１Ｒ，５１Ｂにつ
いても同様に各々のライトバルブ固定板１３１に各々のライトバルブ調整板１３２を組合
せ、上記のようなフォーカス調整および固定を行なう。この際、ライトバルブ５１Ｇを基
準として、ライトバルブ５１Ｒ，５１Ｂの位置を調整し、変調され合成された光学像を構
成する１つ１つの画素に色のずれが生じないようにアライメント調整を行なう。
【００６２】
次に、フランジ７６ｂに固定する入射側偏光板８２と、ライトバルブ８１と、射出側偏
光板８３との構造に関して説明する。
入射側偏光板８２は、平面矩形状の透明な、熱伝導性の高いサファイア基板で形成され
た基板２１０の平面に密着固定され、その基板２１０が、入射側偏光板保持板２２０に固
定される。入射側偏光板保持板２２０は、本実施形態では、金属製の板材で形成されてい
る。入射側偏光板保持板２２０は、略中心部に矩形状の孔部２２１が形成され、この孔部
２２１の周縁に基板２１０が固定される。また、入射側偏光板保持板２２０は、端部側に
一段段差を有して形成されてフランジ７６ｂと当接する当接部２２２が形成されている。
【００６３】
また、ライトバルブ８１は、ライトバルブ５１と同様に、ライトバルブ８１を収容する
第２光変調素子収容部としてのアルミニウム合金製のライトバルブ収容枠２３０に収容さ
れ固定される。また、ライトバルブ収容枠２３０は、ねじによりライトバルブ調整板２４
０に固定される。なお、ライトバルブ調整板２４０は、更にライトバルブ固定板２５０に
回動自在となるように設置される。なお、ライトバルブ調整板２４０とライトバルブ固定
板２５０とにより、第２光変調素子固定部が構成されている。ライトバルブ調整板２４０
、ライトバルブ固定板２５０は、本実施形態では、金属製の板材で形成されている。
【００６４】
射出側偏光板８３は、平面矩形状の透明な、熱伝導性の高いサファイア基板で形成され
た基板２６０の平面に密着固定され、その基板２６０が、射出側偏光板調整板２７０に固
定される。この射出側偏光板調整板２７０は、略中心部に矩形状の孔部２７１が形成され
、この孔部２７１の周縁に基板２６０が固定される。また、この射出側偏光板調整板２７
０は、ライトバルブ調整板２４０と同様に、ライトバルブ固定板２５０に回動自在となる
ように設置される。なお、射出側偏光板調整板２７０は、本実施形態では、金属製の板材
で形成されている。
【００６５】
射出側偏光板調整板２７０とライトバルブ調整板２４０とを回動自在となるように設置
されるライトバルブ固定板２５０は、ライトバルブ８１に入射する光束を遮らない領域で
矩形状の孔部２５１を形成している。また、ライトバルブ固定板２５０は、端部側に一段
段差を有して形成されてフランジ７６ｂと当接する当接部２５５が形成されている。
【００６６】
フランジ７６ｂとの固定は、詳細には、フランジ７６ｂと入射側偏光板保持板２２０の
当接部２２２と当接し、入射側偏光板保持板２２０の当接部２２２とライトバルブ固定板
２５０の当接部２５５とが当接した形態で、共通のねじにより固定される。
【００６７】
以上の構成により、入射側偏光板８２と、ライトバルブ８１と、射出側偏光板８３がフ
ランジ７６ｂに対して一体となるように固定される。
上述した構造により、光変調装置１００は一体にユニット化されて構成される。
【００６８】
図４は、ライトバルブ調整板の説明図であり、（ａ）は射出側から見た概平面図であり
、（ｂ）は概断面図である。
次に、図４、図３を参照して、ライトバルブ調整板２４０の構造およびライトバルブ８
１の調整の仕方を説明する。
【００６９】
ライトバルブ調整板２４０は、上述したように、概略矩形状を成しており、中央部に形
成した孔部２４１の縁部にライトバルブ８１を収容するライトバルブ収容枠２３０をねじ
止めしている。そして、ライトバルブ調整板２４０は、片側の端部に延出して形成した領
域に孔部２４２を形成している。なお、ライトバルブ固定板２５０には、この孔部２４２
に貫通するようにリベット２８０が設置されている。このリベット２８０に軸支されるこ
とにより、ライトバルブ調整板２４０は、ライトバルブ固定板２５０に対して回動自在と
なる。
【００７０】
また、ライトバルブ調整板２４０は、孔部２４２とは対称となる片側の端部に延出して
形成した領域に孔部２４２を中心とする長孔部２４３を形成している。なお、ライトバル
ブ固定板２５０には、この長孔部２４３に貫通するようにピン部材２９０が設置されてい
る。ライトバルブ調整板２４０が、ライトバルブ固定板２５０に対して回動するとき、長
孔部２４３がピン部材２９０に沿って摺動することになる。
【００７１】
また、ライトバルブ調整板２４０は、上端側のコーナ部に屈曲して射出側に延出した調
整ねじ受部２４４が形成されている。この調整ねじ受部２４４の略中央部分には、調整用
ねじ３００と螺合するタップ加工された孔部２４５が形成されている。なお、ライトバル
ブ固定板２５０には、この調整ねじ受部２４４に対応して、上端側の部位で屈曲して射出
側に延出した調整ねじ保持部２５２が形成されている。そして、その調整ねじ保持部２５
２において、孔部２４５に対応する部位には、調整ねじ移動用孔部２５３がトラック孔形
状に形成されている。
【００７２】
調整用ねじ３００は、頭部３１０とねじ部３２０で構成され、頭部３１０とねじ部３２
０の接続部分はねじ加工されていない。この調整用ねじ３００は、調整ねじ保持部２５２
の調整ねじ移動用孔部２５３から挿入した後に、ねじ加工されていない部位に固定用リン
グ部材３３０を固定する。これにより、調整用ねじ３００は、調整ねじ保持部２５２を頭
部３１０と固定用リング部材３３０とにより狭持する形態となり、調整ねじ保持部２５２
に摺動自在に固定される。このとき、ねじ部３２０は、調整ねじ受部２４４に形成される
孔部２４５と螺合させて組立てられることとなる。
【００７３】
このように構成されたライトバルブ調整板２４０は、ライトバルブ固定板２５０に対し
て、リベット２８０に軸支され、また、調整用ねじ３００を回転させることにより、リベ
ット２８０を中心として、長孔部２４３の領域内で回動自在となる。
【００７４】
なお、本実施形態では、第２光変調素子固定部は、ライトバルブ調整板２４０とライト
バルブ固定板２５０とを有して構成されている。また、第１光変調素子としてのライトバ
ルブ５１に対する第２光変調素子としてのライトバルブ８１の画素位置調整を行なう変調
素子調整部は、上述したライトバルブ調整板２４０およびライトバルブ固定板２５０に形
成される調整ねじ保持部２５２、設置されるリベット２８０やピン部材２９０、調整用ね
じ３００などを有して構成される。
【００７５】
次に、ライトバルブ調整板２４０の調整によるライトバルブ８１の画素位置調整に関し
て説明する。
各色光の光変調用のライトバルブ５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂから射出された特定波長領域
の光学像（輝度分布）は、クロスダイクロイックプリズム６１でＲ光、Ｇ光およびＢ光が
合成され、全波長領域の光学像（輝度分布）として射出される。その全波長領域の光学像
は、リレーレンズ部７０を介して、ライトバルブ８１の画素面（詳細には、Ｒ光用、Ｇ光
用、Ｂ光用の画素面）に結像するものである。しかし、特に照明光軸Ｌに略垂直となる平
面内でのずれが発生することにより、結像すべき画素面とずれて結像することが発生する
場合がある。
【００７６】
そのため、上述したように構成された変調素子調整部を用いて、画素位置調整を行なう
。詳細には、治工具（例えば、ドライバ）により調整用ねじ３００を回転させることによ
り、ライトバルブ調整板２４０は、リベット２８０を中心として、ライトバルブ固定板２
５０に対して回動する。それにより、ライトバルブ調整板２４０に固定されるライトバル
ブ８１も連動して回動する。調整用ねじ３００を回転させることにより回動角度αを調整
する。このような調整により、結像すべき画素面にずれることなく結像する調整を行なう
ことができる。
【００７７】
図５は、射出側偏光板調整板の説明図であり、（ａ）は射出側から見た概平面図であり
、（ｂ）は概断面図である。
次に、図５、図３を参照して、射出側偏光板調整板２７０の構造および射出側偏光板８
３の調整の仕方を説明する。なお、射出側偏光板調整板２７０の構造および射出側偏光板
８３の調整の仕方は、上述した、ライトバルブ調整板２４０の構造およびライトバルブ８
１の調整の仕方と殆んど同様となる。
【００７８】
射出側偏光板調整板２７０は、概略矩形状を成しており、中央部に形成した孔部２７１
の縁部に、射出側偏光板８３を貼付した基板２６０が固定されている。そして、射出側偏
光板調整板２７０は、一段段差を有して片側の端部に延出して形成した領域に孔部２７２
を形成している。なお、ライトバルブ固定板２５０に設置するリベット２８０によって、
ライトバルブ調整板２４０の孔部２４２と共通に、この孔部２７２を貫通している。この
リベット２８０に軸支されることにより、射出側偏光板調整板２７０は、ライトバルブ固
定板２５０に対して回動自在となる。
【００７９】
また、射出側偏光板調整板２７０は、孔部２７２とは対称となる片側の端部に延出して
形成した領域に孔部２７２を中心とする長孔部２７３を形成している。なお、ライトバル
ブ固定板２５０に設置されるピン部材２９０が、この長孔部２７３を貫通する。射出側偏
光板調整板２７０が、ライトバルブ固定板２５０に対して回動するとき、長孔部２７３が
ピン部材２９０に沿って摺動することになる。長孔部２４３及び長孔部２７３は、共通の
ピン部材２９０で貫通されている。
【００８０】
また、射出側偏光板調整板２７０は、上端側のコーナ部に屈曲して入射側に延出した調
整ねじ受部２７４が形成されている。この調整ねじ受部２７４の略中央部分には、調整用
ねじ３００と螺合するタップ加工された孔部２７５が形成されている。なお、ライトバル
ブ固定板２５０には、この調整ねじ受部２７４に対応して、上端側の部位で屈曲して射出
側に延出した調整ねじ保持部２５２が形成されている。そして、その調整ねじ保持部２５
２において、孔部２７５に対応する部位には、調整ねじ移動用孔部２５４がトラック孔形
状に形成されている。なお、調整ねじ保持部２５２には、２つの調整ねじ移動用孔部２５
３，２５４が形成されている。
【００８１】
また、調整用ねじは、上述したと同様の調整用ねじ３００を用いており、調整ねじ移動
用孔部２５４から挿入して、上述したと同様に、調整ねじ保持部２５２を狭持する形態と
なる。そして、調整ねじ保持部２５２に摺動自在に固定される。このとき、ねじ部３２０
は、調整ねじ受部２７４に形成される孔部２７５と螺合させて組立てられることとなる。
【００８２】
このように構成された射出側偏光板調整板２７０は、ライトバルブ固定板２５０に対し
て、リベット２８０に軸支され、また、調整用ねじ３００を回転させることにより、リベ
ット２８０を中心として、長孔部２７３の領域内で回動自在となる。
【００８３】
なお、本実施形態では、第２光変調素子固定部は、射出側偏光板調整板２７０とライト
バルブ固定板２５０とを有して構成されている。そして、射出側偏光素子８３の偏光軸方
向の調整を行なう偏光素子調整部は、上述した射出側偏光板調整板２７０およびライトバ
ルブ固定板２５０に形成される調整ねじ保持部２５２、設置されるリベット２８０やピン
部材２９０、調整用ねじ３００などを有して構成される。
【００８４】
次に、射出側偏光板調整板２７０の調整による射出側偏光板８１の偏光軸調整に関して
説明する。
ライトバルブ８１から射出された最終的な光学像を内包した変調光は、射出側偏光板８
３により、偏光されて、投射部９０に射出される。しかし、ライトバルブ８１から射出さ
れた変調光に偏光軸方向のずれが発生することにより、最終的な光学像のコントラストや
輝度を低下させる原因となる場合がある。
【００８５】
そのため、上述したように構成された偏光素子調整部を用いて、偏光軸方向の調整を行
なう。詳細には、治工具（例えば、ドライバ）により調整用ねじ３００を回転させること
により、射出側偏光板調整板２７０は、リベット２８０を中心として、ライトバルブ固定
板２５０に対して回動する。それにより、射出側偏光板調整板２７０に固定される射出側
偏光板８３も連動して回動する。調整用ねじ３００を回転させることにより回動角度βを
調整する。このような調整により、変調光の偏光軸方向のずれの調整を行なうことができ
る。
【００８６】
上述した、第１実施形態によれば以下の効果が得られる。
（１）本実施形態の光変調装置１００は、Ｒ光、Ｇ光およびＢ光の各色光に対応して変
調する３つのライトバルブ５１は、ライトバルブ収容枠１２０に収容され、ライトバルブ
固定枠１３０を介して、クロスダイクロイックプリズム６１にライトバルブ５１が所定の
位置となるように固定される。そして、このクロスダイクロイックプリズム６１は、プリ
ズム固定板１１０に固定される。そしてこのプリズム固定板１１０はリレーレンズ部７０
の有するフランジ７６ａに固定される。また、ライトバルブ８１は、ライトバルブ収容枠
２３０に収容され、ライトバルブ調整板２４０とライトバルブ固定板２５０とにより、リ
レーレンズ部７０のフランジ７６ｂにライトバルブ８１が所定の位置となるように固定さ
れる。このような構成により、光変調装置１００は、リレーレンズ部７０を中心として、
固定部（フランジ７６）を基準に、第１光変調素子と第２光変調素子とを一体にユニット
化して固定することができる。
それにより、フランジ７６ａとライトバルブ５１との距離、及びフランジ７６ｂとライ
トバルブ８１との距離を精度良く位置決めすることが出来る。つまり、リレーレンズ部７
０とライトバルブ５１とのフランジバック、及びリレーレンズ部７０を中心としてライト
バルブ５１（色変調ライトバルブ）とライトバルブ８１（輝度変調ライトバルブ）との共
役距離を精度良く確保することが出来る。このように構成された光変調装置１００に対し
て温度負荷が加わった場合においても、従来のような共通の収容ケースによる固定ではな
いため、膨張・収縮の影響を最小限とすることができ、フランジバックや共役距離の変化
を最小限とすることが可能となる。従って、高ダイナミックレンジを実現する光変調装置
１００の光学系に対する温度の影響を低減し、光変調装置１００の光学系の有する高ダイ
ナミックレンジ特性を維持する光変調装置１００を実現できる。
【００８７】
（２）本実施形態のユニット化された光変調装置１００において、リレーレンズ部７０
の筐体７５やフランジ７６、プリズム固定板１１０、ライトバルブ固定枠１３０、ライト
バルブ収容枠１２０、入射側偏光板保持板２２０、ライトバルブ固定板２５０、ライトバ
ルブ調整板２４０、ライトバルブ収容枠２３０、射出側偏光板調整板２７０などは、金属
材料により形成されており、部材の有する線膨張係数が、プラスチック材料に比較して小
さい。それにより、熱による膨張・収縮の値も小さくなるため、更にフランジバックや共
役距離の変化を最小限とすることが可能となる。
【００８８】
（３）本実施形態のユニット化された光変調装置１００は、温度の影響を低減して光学
系の有する高ダイナミックレンジ特性を維持できるとともに、画素位置調整や偏光軸方向
の調整などの高精度な調整が要求される各々の光学部材を１つのユニットとしているため
、このユニットの中で、各々の光学部材間におけるこれらの高精度な調整を効率的に行な
うことができるメリットは大変大きい。また、プロジェクタ１などへの組み込みにおいて
も、取回しが楽になり、プロジェクタ１の組立性の向上を図ることができる。
【００８９】
（４）本実施形態の光変調装置１００は、変調素子調整部を用いて、ライトバルブ８１
のライトバルブ５１に対する画素位置調整を行なうことができる。詳細には、治工具によ
り調整用ねじ３００を回転させることにより、ライトバルブ調整板２４０は、リベット２
８０を中心として、ライトバルブ固定板２５０に対して回動する。それにより、ライトバ
ルブ調整板２４０に固定されるライトバルブ８１も連動して回動する。調整用ねじ３００
を回転させることにより回動角度αを調整する。このような調整により、結像すべき画素
面にずれることなく結像する調整を行なうことができる。このような構成および動作によ
り、ライトバルブ５１の画素位置に対するライトバルブ８１の画素位置を適切に合せ込め
るため、光変調装置１００に対して温度負荷が加わった場合においても、画素ズレ、画像
ボケ、輝度変化および色ムラなどの発生を更に低減させることができる。
【００９０】
（５）本実施形態の光変調装置１００は、偏光素子調整部を用いて、ライトバルブ８１
から射出した変調光の偏光軸方向の調整を行なうことができる。詳細には、治工具により
調整用ねじ３００を回転させることにより、射出側偏光板調整板２７０は、リベット２８
０を中心として、ライトバルブ固定板２５０に対して回動する。それにより、射出側偏光
板調整板２７０に固定される射出側偏光板８３も連動して回動する。調整用ねじ３００を
回転させることにより回動角度βを調整する。このような調整により、変調光の偏光軸方
向のずれの調整を行なうことができる。この構成と動作により、ライトバルブ８１から射
出された変調光の偏光軸方向を調整することにより、更に高いコントラストや輝度を得る
ことができる。
【００９１】
（６）本実施形態の光変調装置１００は、ライトバルブ調整板２４０において、回動の
中心となるリベット２８０の貫通する孔部２４２と、調整ねじ受部２４４の孔部２４５と
は、距離を離して形成しているため、距離を離さず形成するのに比べて、調整用ねじ３０
０の回転量に対する回動角度αも小さくすることができる。つまり、微調整が可能となる
。
射出側偏光板調整板２７０においても孔部２７２と、調整ねじ受部２７４の孔部２７５
とは、同様に距離を離して形成しているため、調整用ねじ３００の回転量に対する回動角
度βも小さくすることができ、微調整が可能となる。
【００９２】
（７）本実施形態の光変調装置１００は、第１光変調素子としてのライトバルブ５１（
５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂ）及びクロスダイクロイックプリズム６１の後段に、リレーレン
ズ部７０を介して第２光変調素子としてのライトバルブ８１を配置し、また、第１光変調
素子と第２光変調素子との接続のための部材も極力少なくしてユニット化しているため、
２つの光変調素子間の距離を短くすることができる。これにより、伝達光の光学収差を低
減し、結像（伝達）精度を向上している。
【００９３】
（８）本実施形態の光変調装置１００は、射出側偏光板５３を固定する基板１４０や、
入射側偏光板８２を固定する基板２１０や、射出側偏光板８３を固定する基板２６０は、
熱伝導性の高いサファイア基板で形成されている。また、リレーレンズ部７０の筐体７５
やフランジ７６、プリズム固定板１１０、ライトバルブ固定枠１３０、ライトバルブ収容
枠１２０、入射側偏光板保持板２２０、ライトバルブ固定板２５０、ライトバルブ調整板
２４０、ライトバルブ収容枠２３０、射出側偏光板調整板２７０などは、熱伝導性の高い
金属材料（アルミニウム合金など）により形成されている。従って、入射光により、ライ
トバルブ５１、射出側偏光板５３、入射側偏光板８２、ライトバルブ８１、射出側偏光板
８３などで発生する熱を伝達して、放熱し易くなるため、各々の光学素子の光学特性の維
持が図られる。
【００９４】
（９）本実施形態のプロジェクタ１は、上述した光変調装置１００を備えるため、上述
したと同様の効果を奏するプロジェクタ１を実現できる。
（第２実施形態）
【００９５】
図６は、本発明の第２実施形態に係る投写部の概略断面図である。図６を参照して、投
射部９０の構成と動作を説明する。
【００９６】
図６に示すように、本実施形態は、前記第１実施形態での射出側偏光板８３を投射部９
０の投射レンズ９１ａに設置していることを特徴としている。また、本実施形態は、射出
側偏光板８３の偏光軸方向の調整する偏光素子調整部を有していることを特徴としている
。
【００９７】
本実施形態での射出側偏光板８３は、平面矩形状の透明な保持部材としての基板３６０
の平面に密着固定され、その基板３６０が、投射部９０の投射レンズ９１ａの入射面に固
定される。なお、基板３６０は、熱伝導性の高いサファイア基板を用いている。なお、基
板３６０の材質は、水晶基板などを用いても良い。また、投射レンズ９１ａは、入射面が
平面で、射出面が凸状に形成されたレンズを採用している。
【００９８】
投射部９０は、筐体９５により投射レンズ群を収容し固定している。この筐体９５は、
入射側の端面に、円板状に形成されたフランジ９６を有している。そして、投射部９０は
、入射側に設置される円筒状の投射部保持部材４００により保持される。詳細には、投射
部保持部材４００の端部の内面側に断面凹形状となる回動保持部４１０が形成されており
、この回動保持部４１０の凹形状部分に投射部９０のフランジ９６が回動可能に収容され
保持される。
【００９９】
なお、フランジ９６が回動する際は、照明光軸Ｌが中心となる回動を行ない、この回動
に連動して、投射レンズ９１ａに固定される射出側偏光板８３も回動する。なお、フラン
ジ９６には、照明光軸Ｌを中心とするトラック穴部９７が形成されている。また、回動保
持部４１０には、このトラック穴部９７の領域内に相対する部位に固定用ねじ５００と螺
合する孔部４１１が形成されている。
【０１００】
ここで、偏光素子調整部は、上述したフランジ９６、回動保持部４１０および固定用ね
じ５００を有して構成されている。次に偏光素子調整部を用いた調整の仕方を説明する。
【０１０１】
最初に、投射部９０は、投射部保持部材４００の回動保持部４１０にフランジ９６が収
容・保持され、また、フランジ９６に形成したトラック穴部９７の領域に回動保持部４１
０に形成した孔部４１１が位置して、また、固定用ねじ５００がトラック孔部９７を介し
て、孔部４１１にフランジ９６が回動可能な程度に螺合していることを前提とする。
【０１０２】
上述した状態において、治具などを用いて、投射部９０の筐体９５を保持し、回動させ
ることにより、射出側偏光板８３の偏光軸方向を調整して合せる。次に、固定用ねじ５０
０を回転させて、フランジ９６を回動保持部４１０に固定する。以上の簡易な操作により
、ライトバルブ８１から射出された最終的な光学像を内包した変調光の偏光軸方のずれの
調整を行なうことができる。
【０１０３】
上述した、第２実施形態によれば以下の効果が得られる。
（１）本実施形態の射出側偏光板８３は、熱伝導性の高い水晶基板を用いた保持部材と
しての基板３６０を介して投射部９０に設置される。これにより、射出側偏光板８３に入
射する光により発生する熱を基板３６０および投射レンズ９１ａを介して放熱することが
できるため、射出側偏光板８３の品質劣化を防止して光学特性を長期間維持することがで
きる。
【０１０４】
（２）本実施形態の前記プロジェクタ１において、射出側偏光板８３の偏光軸方向の調
整を行なう偏光素子調整部を有しており、偏光素子調整部は投射部９０を回動することに
より調整するという、簡易な操作により、投射部９０に設置される射出側偏光板８３の偏
光軸方向の調整を行なうことができることにより、ライトバルブ８１から射出された最終
的な光学像を内包した変調光の偏光軸方のずれの調整を行なうことができる。従って、投
射部９０から投射される映像光は、高いコントラストや輝度を得ることができる。
【０１０５】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、種々の変更や改良などを加えること
が可能である。変形例を以下に述べる。
【０１０６】
（変形例１）前記実施形態において、リレーレンズ部７０の光学設計時に、温度上昇に
より、収縮する方向となる設計（温度低下により、膨張する方向となる設計）を行なうこ
とにより、温度の付加による光変調装置１００としての膨張・収縮が更に低減される。
【０１０７】
（変形例２）前記実施形態において、射出側偏光板５３を固定する基板１４０や、入射
側偏光板８２を固定する基板２１０や、射出側偏光板８３を固定する基板２６０は、熱伝
導性の高いサファイア基板で形成されている。しかし、これに限らず熱伝導性の高い水晶
基板で形成しても良い。
【０１０８】
（変形例３）前記実施形態において、リレーレンズ部７０の筐体７５やフランジ７６、
プリズム固定板１１０、ライトバルブ収容枠１２０，２３０などは、線膨張係数の小さい
アルミニウム合金などにより形成している。しかし、これに限らず線膨張係数の小さいマ
グネシウム合金などにより形成しても良い。
【０１０９】
（変形例４）前記実施形態において、リレーレンズ部７０の筐体７５やフランジ７６、
プリズム固定板１１０、ライトバルブ収容枠１２０，２３０などは、熱伝導性の高いアル
ミニウム合金などにより形成している。しかし、これに限らず熱伝導性の高いマグネシウ
ム合金などにより形成しても良い。
【０１１０】
（変形例５）前記実施形態におけるプロジェクタ１は、フロントタイプのプロジェクタ
であるが、リアタイプのプロジェクタとしても適用できる。
【０１１１】
（変形例６）前記実施形態における光変調装置１００は、透過型の光変調素子を用いて
構成したが、これに限らず、色変調ライトバルブまたは輝度変調ライトバルブをＤＭＤ（
Digital Micromirror Device）などの反射型の光変調素子で構成することもできる。
【０１１２】
（変形例７）前記実施形態における光学系５において、光源として白色光を射出する単
体の光源（ランプ３１）を用い、この白色光をＲ光、Ｇ光、Ｂ光の３原色の光に分離（分
光）している。しかし、これに限らず、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の３原色にそれぞれ対応した、
赤色の光を射出する光源、緑色の光を射出する光源および青色の光を射出する光源の３つ
の光源を用い、白色光を分離する手段（色分離光学系４２）を取り除いた構成としても良
い。
【０１１３】
（変形例８）前記実施形態における光学系５において、色変調ライトバルブは３板式を
用いているが、これに限らず、単板式を用いても良い。
【０１１４】
（変形例９）前記実施形態における光学系５において、色変調ライトバルブおよび輝度
変調ライトバルブを用いて光の輝度を２段階に変調するように構成したが、これに限らず
、輝度変調ライトバルブを２セット用いて光の輝度を２段階に変調するように構成するこ
ともできる。
【０１１５】
（変形例１０）前記実施形態において、リレーレンズ部７０の前段または後段に、変調
光の偏光状態を補償する偏光補償光学系を備えることでも良い。偏光補償光学系としては
、例えば、レクチファイアなどを採用することが好ましい。レクチファイアにより、主と
して偏光の振動面の回転（偏光面回転）を補償することが可能となる。
【０１１６】
（変形例１１）上記、変形例９を採用すると、第１光変調素子としてのライトバルブ５
１の射出側の射出側偏光板５３や、第２光変調素子としてのライトバルブ８１の入射側の
入射側偏光板８２のいずれか一方を省いても良い。
【０１１７】
本発明を実施するための最良の形態を、上記記載で開示しているが、本発明は、これに
限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して図示し、か
つ、説明しているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、上述
した実施形態に対し、詳細な構成部材や、構成部材の形状・材質・数量などにおいて、当
業者が様々な変形（変更ならびに改良）を加えることができるものである。従って、詳細
な構成部材や、構成部材の形状・材質・数量などにおいて、当業者が様々な変形を加える
ことにより実施する場合も本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの光学系の構成を示す模式図。
【図２】リレーレンズ部の概略構成を示す図。
【図３】光変調装置の側面および平面図。
【図４】ライトバルブ調整板の説明図であり、（ａ）は射出側から見た概平面図、（ｂ）は概断面図。
【図５】射出側偏光板調整板の説明図であり、（ａ）は射出側から見た概平面図、（ｂ）は概断面図。
【図６】本発明の第２実施形態に係る投写部の概略断面図。
【符号の説明】
【０１１９】
１…プロジェクタ、５…光学系、５１…第１光変調素子としてのライトバルブ、５２…
入射側偏光板、５３…射出側偏光板、６１…クロスダイクロイックプリズム、７０…リレ
ーレンズ部、７６…フランジ、８１…第２光変調素子としてのライトバルブ、８２…入射
側偏光板、８３…射出側偏光板、９０…投射部、１００…光変調装置、１１０…プリズム
固定板、１２０，２３０…ライトバルブ収容枠、１３０…ライトバルブ固定枠、１４０，
２１０，２６０，３６０…基板、２２０…入射側偏光板保持板、２４０…ライトバルブ調
整板、２５０…ライトバルブ固定板、２７０…射出側偏光板調整板、３００…調整用ねじ
、４００…投射部保持部材、５００…固定用ねじ。
【図１】
2008058866.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2008058866.tif 000007
【図６】
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