(57)【要約】【課題】  光学要素を増設することなくプロジェクタに補助光源を組み込んで、光源ランプが切れた場合等において簡易・確実に対応できるプロジェクタを提供すること。【解決手段】  プロジェクタ１０が補助光源モードで動作する場合、補助光源２４ａから射出したＲ’光は、反射ミラー２３ｉを透過して対向する液晶ライトバルブ２５ａに照明光として入射する。液晶ライトバルブ２５ａで変調された照明光すなわち像光は、クロスダイクロイックプリズム２７を経て投射レンズ２９に入射する。投射レンズ２９に入射した色Ｒ’の像光は、不図示のスクリーン上に投影される。つまり、プロジェクタ１０が通常モードで動作する場合、カラー画像がスクリーン上に投射されるが、プロジェクタ１０が補助光源モードで動作する場合、赤色の単色画像がスクリーン上に投射されることになる。【選択図】  図１
2005114914.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源光を発生する第１光源装置と、
前記第１光源装置からの光源光を分割して各色の照明光とする光分割光学系と、
前記光分割光学系から射出された各色の照明光によって照明される各色ごとの複数の光変調装置と、
前記複数の光変調装置からの各色の像光を合成して射出する光合成光学系と、
前記光合成光学系を経て合成された像光を投射する投射光学系と、
補助光を発生する第２光源装置と、
前記第２光源装置からの前記補助光を前記光分割光学系の光路上に導入する補助光導入手段と
を備えるプロジェクタ。
【請求項２】
前記補助光導入手段は、前記光分割光学系において照明光を処理するための光学的要素を兼用するものであ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】
前記光分割光学系は、前記光学的要素として偏光分離型の偏向ミラーを有し、当該偏光ミラーは、当該偏向ミラーの背面を介して反射射出光の方向に略平行に前記補助光を入射させる場合に前記補助光導入手段として動作することを特徴とする請求項２記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記照明光を前記偏向ミラーに入射させる前に所定方向の偏光とし、前記補助光を前記偏向ミラーに入射させる前に前記所定方向に直交する方向の偏光とすることを特徴とする請求項３記載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記複数の光変調装置を動作させるための画像処理装置をさらに備え、当該画像処理装置は、前記第１光源装置を動作させる際に、前記複数の光変調装置をノーマリオン及びノーマリオフの一方の変調状態で動作させるとともに、前記第２光源装置を動作させる際に、前記光変調装置をノーマリオン及びノーマリオフの他方の変調状態で動作させることを特徴とする請求項４記載のプロジェクタ。
【請求項６】
前記光分割光学系は、複数のダイクロイックミラーを有し、前記複数のダイクロイックミラーのうち少なくとも１つのダイクロイックミラーは、当該少なくとも１つのダイクロイックミラーの透過射出面を介して反射射出光の方向に略平行に前記補助光を入射させる場合に前記補助光導入手段として動作することを特徴とする請求項２記載のプロジェクタ。
【請求項７】
前記照明光を前記少なくとも１つのダイクロイックミラーに入射させる前に所定方向の偏光とし、前記補助光を前記少なくとも１つのダイクロイックミラーに入射させる前に前記所定方向に直交する方向の偏光とすることを特徴とする請求項６記載のプロジェクタ。
【請求項８】
前記光分割光学系は、前記光源光をＲＧＢの３色の照明光に分割し、前記第２光源装置は、前記照明光に対応するＲＧＢのうち少なくとも１色の補助光を射出し、前記補助光導入手段は、前記第２光源装置からの前記少なくとも１色の補助光を対応する色の前記光変調装置に導くことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載のプロジェクタ。
【請求項９】
前記補助光は、前記複数の光変調装置の部分領域を照明することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項記載のプロジェクタ。
【請求項１０】
前記複数の光変調装置を動作させるための画像処理装置をさらに備え、当該画像処理装置は、前記第２光源装置が動作して前記補助光を射出させるときに、前記複数の光変調装置を通常と異なるモードで動作させることを特徴とする請求項１から請求項４、及び請求項６から請求項９のいずれか一項記載のプロジェクタ。
【請求項１１】
前記第２光源装置は、少なくとも１つの固体光源を含むことを特徴とする請求項１から請求項１０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、液晶ライトバルブその他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として、白色光源からの照明光をＲＧＢの３色に分解した後、各色の照明光で各色用の３つの液晶ライトバルブを照明し、各液晶ライトバルブを通過した像光を特殊なプリズムで合成し、このような合成像を投影レンズを介してスクリーン上に投射するものが存在する（例えば特許文献１等参照）。
【特許文献１】特開２００１−９２４１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のようなプロジェクタでは、白色光源として高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ等が用いられているが、これらの光源ランプは、寿命や衝撃等によって切れやすい。このように一旦光源ランプが切れた場合、光源ランプを交換するまでスクリーン上には何も投射されなくなり、プロジェクタからの情報を簡単に取り出すことができなくなる。
【０００４】
ここで、予め交換用の補助ランプをプロジェクタに内蔵しておき、光源ランプが切れた際に補助ランプを応急的に点灯させることも考えられるが、補助ランプからの照明光を正規の光路に導く光学要素或いは機構が必要になり、コストが高くなるとともに、プロジェクタの大型化を招くだけでなく、かかる光学要素によって光量損失が生じる。さらに、切替えた補助ランプもどれだけ動作を持続するかの保証がない。
【０００５】
また、プロジェクタがデジタル放送用ＴＶ等として実現されている場合、通常ラジオ放送を受信するオーディオモードでの動作が存在するが、この場合、低電力で現在のチャンネルや動作状態等の付属情報を表示できることが望ましい。
【０００６】
さらに、高圧水銀ランプ等の光源ランプを用いたプロジェクタは、輝度が十分に高いものの、起動後の立ち上がりが遅く、安定した十分な輝度で表示できるまでにかなりの時間を要する。
【０００７】
そこで、本発明は、光学要素を増設することなくプロジェクタに補助光源を組み込んで、光源ランプが切れた場合等において簡易・確実に対応できるプロジェクタを提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、オーディオモード等において簡易に低電力で表示動作を行う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。
【０００９】
また、本発明は、起動直後において光源ランプが十分な輝度で安定動作するまでの始動時においても、一応の表示を行う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】
【００１０】
上記課題を解決するため本発明のプロジェクタは、（ａ）光源光を発生する第１光源装置と、（ｂ）第１光源装置からの光源光を分割して各色の照明光とする光分割光学系と、（ｃ）光分割光学系から射出された各色の照明光によって照明される各色ごとの複数の光変調装置と、（ｄ）複数の光変調装置からの各色の像光を合成して射出する光合成光学系と、（ｅ）光合成光学系を経て合成された像光を投射する投射光学系と、（ｆ）補助光を発生する第２光源装置と、（ｇ）第２光源装置からの補助光を光分割光学系の光路上に導入する補助光導入手段とを備える。なお、光変調装置とは、液晶ライトバルブ、デジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）等の光変調型の各種表示素子を含む概念である。
【００１１】
上記プロジェクタでは、補助光を発生する第２光源装置を設けているので、オーディオモード等において、主光源である第１光源装置を補助光源である第２光源装置に意図的に切り替えて低電力で簡易な表示を行わせることができる。或いは、第１光源装置が起動直後で輝度不十分な状態であるとき、或いは破損、寿命等によって不意に切れたとき、補助光源である第２光源装置を応急的に点灯させて一時的乃至緊急的な表示を行わせることができる。ここで、補助光導入手段が第２光源装置からの補助光を光分割光学系の光路上に導入するので、第２光源装置からの補助光を正規の光路に導く光学要素や機械機構等を第１光源装置と光分割光学系との間に設ける場合に比較して、すなわち予備ランプを主光源の等価位置に配置する場合に比較して、プロジェクタの形状の任意性高めプロジェクタのサイズを小型化することができる。
【００１２】
また、本発明のある具体的な態様では、補助光導入手段が、光分割光学系において照明光を処理するための例えばミラー、プリズム等の光学的要素を兼用する。この場合、特別の光学要素を追加することなく、通常の光分割光学系をそのまま或いはこれを構成するミラー等の光学的要素の機能を追加的に変更するだけで、第２光源装置からの補助光を光分割光学系の光路上に簡易に導入することができる。よって、既存の光学系の変更がほとんど不要となり、プロジェクタのコスト増加やサイズ増加等を簡易に防止することができる。
【００１３】
また、本発明の別の具体的な態様では、光分割光学系が、光学的要素として偏光分離型の偏向ミラーを有し、当該偏光ミラーは、当該偏向ミラーの背面を介して反射射出光の方向に略平行に補助光を入射させる場合に補助光導入手段として動作する。この場合、通常の光分割光学系の素子構成を変更することなく一部の機能を多少改変して利用するだけで、第２光源装置からの補助光を光分割光学系の光路上に導入することができるので、既存の光学系の変更を最小限とすることができる。
【００１４】
また、本発明のさらに別の具体的な態様では、照明光を偏向ミラーに入射させる前に所定方向の偏光とし、補助光を偏向ミラーに入射させる前に所定方向に直交する方向の偏光とする。この場合、偏向ミラーにおける照明光や補助光の損失を防止でき、効率的な照明が可能になる。
【００１５】
また、本発明のさらに別の具体的な態様では、複数の光変調装置を動作させるための画像処理装置をさらに備え、当該画像処理装置が、第１光源装置を動作させる際に、複数の光変調装置をノーマリオン及びノーマリオフの一方の変調状態で動作させるとともに、第２光源装置を動作させる際に、光変調装置をノーマリオン及びノーマリオフの他方の変調状態で動作させる。偏光分離型の偏向ミラーを用いた場合、光変調装置に入射する照明光の偏光方向と補助光の偏光方向とが直交することになるので、光変調装置の動作も照明光の場合と補助光の場合とに分けて透過率や反射率に関する変調状態を予め反転させて表示の反転を防止する。
【００１６】
また、本発明のさらに別の具体的な態様では、光分割光学系が、複数のダイクロイックミラーを有し、複数のダイクロイックミラーのうち少なくとも１つのダイクロイックミラーが、当該少なくとも１つのダイクロイックミラーの透過射出面を介して反射射出光の方向に略平行に補助光を入射させる場合に補助光導入手段として動作する。この場合、通常の光分割光学系の素子構成を変更することなく一部の機能を多少改変して利用するだけで、第２光源装置からの補助光を光分割光学系の光路上に導入することができるので、既存の光学系の変更を最小限とすることができる。
【００１７】
また、本発明のさらに別の具体的な態様では、照明光を少なくとも１つのダイクロイックミラーに入射させる前に所定方向の偏光とし、補助光を少なくとも１つのダイクロイックミラーに入射させる前に所定方向に直交する方向の偏光とする。この場合、ダイクロイックミラーにおける照明光や補助光の損失を防止でき、効率的な照明が可能になる。
【００１８】
また、本発明のさらに別の具体的な態様では、光分割光学系が、光源光をＲＧＢの３色の照明光に分割し、第２光源装置が、照明光に対応するＲＧＢのうち少なくとも１色の補助光を射出し、補助光導入手段が、第２光源装置からの少なくとも１色の補助光を対応する色の光変調装置に導く。この場合、補助光源である第２光源装置を利用して光変調装置を通常の動作に対応する色で照明することができるので、プロジェクタの基本的構造を変更することなく簡易な補助照明を達成することができる。なお、第２光源装置が照明光に対応するＲＧＢの各色の補助光を個別に射出し、補助光導入手段が、第２光源装置からの各色の補助光をそれぞれ対応する色の光変調装置にそれぞれ導くようにした場合、第２光源装置すなわち補助光源の動作時にもカラー表示が可能になる。
【００１９】
また、本発明のさらに別の具体的な態様では、補助光は、複数の光変調装置の部分領域を照明する。この場合、通常の表示領域の一部を利用して省電力で簡易な表示を行うことができる。
【００２０】
また、本発明のさらに別の具体的な態様では、複数の光変調装置を動作させるための画像処理装置をさらに備え、当該画像処理装置が、第２光源装置が動作して補助光を射出させるときに、複数の光変調装置を通常と異なるモードで動作させる。この場合、第２光源装置すなわち補助光源の動作に対応させて通常の画像とは異なる適切な表示を行わせることができる。具体的には、第１光源装置の故障時にもプロジェクタからの制御情報等を簡単に取り出して表示することができ、画像表示のないオーディオモード等の動作においてチャンネルや動作状態等の付属情報を表示できる。
【００２１】
また、本発明のさらに別の具体的な態様では、第２光源装置が、少なくとも１つの固体光源を含む。この場合、第２光源装置すなわち補助光源を小型で低消費電力とすることができ、かかる補助光源をプロジェクタの装置内に簡単な設計変更で組み込むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの構造について図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
図１は、実施形態に係る投射装置すなわちプロジェクタの光学系を説明する図である。このプロジェクタ１０は、光源光を発生する第１光源装置２１と、第１光源装置２１からの光源光をＲＧＢの３色に分割する光分割光学系２３と、補助光を発生するとともに補助光を光分割光学系２３に供給する第２光源装置２４と、光分割光学系２３からの各色の照明光によって通常照明される光変調部２５と、光変調部２５からの各色の像光を合成するためのクロスダイクロイックプリズム２７と、クロスダイクロイックプリズム２７で合成された像光をスクリーン（不図示）に投射する投射レンズ２９とを備える。さらに、プロジェクタ１０は、外部から入力された画像信号に適当な処理を施す画像処理部４０と、画像処理部４０の出力に応じて光変調部２５に組み込まれている各色の液晶ライトバルブ（後に詳述）に対して駆動信号を出力する駆動回路４２と、上述の第１光源装置２１、第２光源装置２４、画像処理部４０等を適宜動作させることにより、装置全体の動作を統括的に制御する制御装置５０とを備える。ここで、制御装置５０や画像処理部４０等は、光変調部２５を適宜動作させるための画像処理装置を構成する。
【００２４】
第１光源装置２１は、光源ランプ２１ａと、一対のフライアイ２１ｂ，２１ｃと、偏光変換部材２１ｄと、重畳レンズ２１ｅと、主光源駆動回路３１とを備える。ここで、光源ランプ２１ａは、例えば高圧水銀ランプやハロゲンランプ等からなる主光源であり、光源光をコリメートするための凹面鏡を備え、主光源駆動回路３１からの電力の供給を受けて動作し、適当なタイミングで点灯又は消灯する。また、一対のフライアイ２１ｂ，２１ｃは、マトリックス状に配置された複数の要素レンズによって、光源ランプ２１ａからの光源光を分割して個別に集光・発散させ、重畳レンズ２１ｅは、フライアイ２１ｂ，２１ｃで分割された光源光を適宜収束させて、光変調部２５に設けられており後に詳述する各色の液晶ライトバルブ上にそれぞれ均一に重畳させる。なお、フライアイ２１ｂ，２１ｃと重畳レンズ２１ｅとの間に挟まれた偏光変換部材２１ｄは、フライアイ２１ｃから射出した光源光を例えば図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。
【００２５】
光分割光学系２３は、第１及び第２ダイクロイックミラー２３ａ，２３ｂと、λ／２板２３ｄと、３つのフィールドレンズ２３ｆ〜２３ｈと、反射ミラー２３ｉ〜２３ｋとを備える。その他、入射側偏光フィルタ９１ａ〜９３ａも光分割光学系２３の一部を構成する。これらのうち、第１ダイクロイックミラー２３ａは、入射するＲＧＢの３色のうちＲ光を反射しＧ光及びＢ光を透過させる。また、第２ダイクロイックミラー２３ｂは、入射するＧＢの２色のうちＧ光を反射しＢ光を透過させる。この光分割光学系２３において、第１ダイクロイックミラー２３ａに入射して反射されたＲ光は、Ｓ偏光のまま、入射側偏光フィルタ９１ａ及び反射ミラー２３ｉを経てフィールドレンズ２３ｆに入射する。また、第１ダイクロイックミラー２３ａを通過して第２ダイクロイックミラー２３ｂで反射されたＧ光は、λ／２板２３ｄによってＳ偏光からＰ偏光に変換され、フィールドレンズ２３ｇを経て入射側偏光フィルタ９２ａに入射する。さらに、第２ダイクロイックミラー２３ｂを通過したＢ光は、Ｓ偏光のまま、リレーレンズＬＬ１，ＬＬ２、反射ミラー２３ｊ,２３ｋ、及びフィールドレンズ２３ｈを経て入射側偏光フィルタ９３ａに入射する。
【００２６】
第２光源装置２４は、第１光源装置２１が発生する色Ｒに対応するが多少異なる色Ｒ’の補助光を発生する補助光源２４ａと、補助光源２４ａを適当な状態で動作させるための補助光源駆動回路２４ｓとを有する。ここで、補助光源２４ａは、固体光源であるＬＥＤ２４ｅと、凹面反射鏡２４ｈと、集光レンズ２４ｉと、偏光フィルタ９５ａとからなる。なお、この補助光源２４ａから射出された色Ｒ’の補助光は、偏光分離型の偏向ミラーである反射ミラー２３ｉを介して光分割光学系２３におけるＲ光の光路上に導かれるが、この反射ミラー２３ｉは、光分割光学系２３の構成要素であるとともに、補助光を光分割光学系２３の光路上に導入するための補助光導入手段を兼ねる。
【００２７】
具体的な動作について説明すると、補助光源２４ａに設けたＬＥＤ２４ｅからのＲ’光は、偏光フィルタ９５ａでＰ偏光とされ、反射ミラー２３ｉにおける正規の反射射出光であるＲ光の射出方向に略平行な状態で反射ミラー２３ｉの裏面ＲＳ側に入射する。ここで、反射ミラー２３ｉは、平板状のプレートの表面ＦＳ側に誘電体多層膜を形成したものである。この誘電体多層膜は、Ｓ偏光を反射するがＰ偏光を透過させる特性を有しているので、反射ミラー２３ｉに入射したＲ’光は、Ｐ偏光のまま反射ミラー２３ｉを透過して、反射ミラー２３ｉの表面ＦＳで反射されるＳ偏光としてのＲ光の方向に略平行に進行し、Ｒ光の光路に結合されることになる。
【００２８】
光変調部２５は、３つの液晶ライトバルブ２５ａ〜２５ｃと、各液晶ライトバルブ２５ａ〜２５ｃの射出側に配置される３つの射出側偏光フィルタ９１ｂ〜９３ｂとを備える。第１光源装置２１の光源ランプ２１ａを点灯させている場合、第１ダイクロイックミラー２３ａで反射された通常の照明光であるＲ光は、その被照射面に対する入射角を調節するためのフィールドレンズ２３ｆを介して液晶ライトバルブ２５ａに入射する。また、第１ダイクロイックミラー２３ａを透過して第２ダイクロイックミラー２３ｂで反射された通常の照明光であるＧ光は、その入射角を調節するためのフィールドレンズ２３ｇ及び入射側偏光フィルタ９２ａを介して液晶ライトバルブ２５ｂに入射する。第１及び第２ダイクロイックミラー２３ａ，２３ｂを透過した通常の照明光であるＢ光は、フィールドレンズ２３ｈ及び入射側偏光フィルタ９３ａを介して液晶ライトバルブ２５ｃに入射する。各液晶ライトバルブ２５ａ〜２５ｃは、入射した照明光の空間的強度分布を変調するための空間光変調装置であり、各液晶ライトバルブ２５ａ〜２５ｃにそれぞれ入射した３色の光は、これらでそれぞれ入力画像に応じて変調される。その際、各液晶ライトバルブ２５ａ〜２５ｃの前段に配置された入射側偏光フィルタ９１ａ〜９３ａによって、各液晶ライトバルブ２５ａ〜２５ｃに入射する照明光の偏光方向が正確に調整される。また、各液晶ライトバルブ２５ａ〜２５ｃの直後に配置された射出側偏光フィルタ９１ｂ〜９３ｂによって、各液晶ライトバルブ２５ａ〜２５ｃから射出される変調光から所定の偏光方向（各液晶ライトバルブ２５ａ〜２５ｃをノーマリオンのモードで動作させる場合、例えばＲ光やＢ光ではＰ偏光の偏光方向、Ｇ光ではＳ偏光の偏光方向）のみの変調光が取り出される。
【００２９】
なお、第１光源装置２１が故障してその動作が停止し、第１光源装置２１が起動直後で輝度不十分であり、或いは第１光源装置２１を強制的に休止状態としている場合において、第２光源装置２４に設けた補助光源２４ａを動作させている場合、補助光源２４ａから出力された補助光であるＲ’光は、反射ミラー２３ｉの裏面ＲＳを介してＲ光の光路上に導入され、Ｒ光同様にフィールドレンズ２３ｆを介して液晶ライトバルブ２５ａに入射する。つまり、第２光源装置２４を動作させた場合、液晶ライトバルブ２５ａが通常とは異なるＲ’光によって照明され、このようなＲ’光の補助光を変調することができる。この際、液晶ライトバルブ２５ａでは、Ｐ偏光の照明光を入射させてＰ偏光の像光を取り出すことになるので、第１光源装置２１を動作させている通常モードの変調状態と異なる動作を行う必要がある。例えば、通常モードにおいて液晶ライトバルブ２５ａをノーマリオン状態で動作させている場合、補助光源モードにおいて液晶ライトバルブ２５ａをノーマリオフ状態で動作させる必要があり、逆に、通常モードにおいて液晶ライトバルブ２５ａを通常ノーマリオフ状態で動作させている場合、補助光源モードにおいて液晶ライトバルブ２５ａをノーマリオン状態で動作させる必要がある。前者の場合、通常モードでの動作時に、電圧印加のない状態で高透過率の白を表現することになるので、第１光源装置２１の代わりに第２光源装置２４を動作させた補助光源モードでは、画素信号すなわち液晶ライトバルブ２５ａに印加する信号を反転させてノーマリオフ状態で動作させることにより、結果的に入力画像信号に対する表示の白黒反転を防止できる。具体的には、画像処理部４０の動作を変更することによって駆動回路４２延いては液晶ライトバルブ２５ａに出力する画素信号を予め反転することで、補助光源モードでの正常な表示を確保することができる。
【００３０】
クロスダイクロイックプリズム２７は、光合成光学系であり、Ｒ光反射用の誘電体多層膜２７ａとＢ光反射用の誘電体多層膜２７ｂとを直交させた状態で内蔵するものであり、第１の液晶ライトバルブ２５ａからのＲ光若しくはＲ’光を誘電体多層膜２７ａで反射して進行方向右側に射出させ、第２の液晶ライトバルブ２５ｂからのＧ光を誘電体多層膜２７ｂを介して直進・射出させ、第３の液晶ライトバルブ２５ｃからのＢ光を誘電体多層膜２７ｂで反射して進行方向左側に射出させる。このようにして、クロスダイクロイックプリズム２７で合成された合成光は、投射光学系である投射レンズ２９に入射する。
【００３１】
画像処理部４０は、駆動回路４２を介して光変調部２５に設けた各液晶ライトバルブ２５ａ〜２５ｃに対して駆動信号を出力する。画像処理部４０には、パーソナルコンピュータからのデジタル画像信号とビデオ再生装置等からのビデオ画像信号とが切替装置６１を介して選択的に入力される。また、画像処理部４０には、制御装置５０からのプロジェクタ１０の動作状況等に関連する制御情報に関する画像データが入力される。
【００３２】
制御装置５０は、補助光源駆動回路２４ｓや主光源駆動回路３１に制御信号を出力して、第１光源装置２１に設けた光源ランプ２１ａを適当なタイミングで発光させてＲ光を射出させ、或いは第２光源装置２４に設けた補助光源２４ａを適当なタイミングで発光させてＲ’光を射出させる。また、制御装置５０は、画像処理部４０を介して駆動回路４２に制御信号を出力して、各液晶ライトバルブ２５ａ〜２５ｃに投射画像の輝度に対応する２次元的な偏光特性分布を形成させる。なお、制御装置５０は、光源センサ６２を有しており、光源ランプ２１ａの破損等の動作不良や輝度不足を検出することができる。例えば、光源センサ６２が光源ランプ２１ａの動作不良を検出した場合、制御装置５０は、主光源駆動回路３１への給電を停止するとともに補助光源駆動回路２４ｓへの給電を開始して、第１光源装置２１の作動状態（通常モード）から第２光源装置２４の作動状態（補助光源モード）に切替える。また、プロジェクタ１０がデジタル放送用ＴＶ等として実現されている場合、通常ラジオ放送を受信するオーディオモードでの動作に際して、低電力で現在のチャンネルや動作状態等の付属情報をスクリーンに表示する。この際、プロジェクタ１０の動作は、上述と同様の通常モードから補助光源モードに切り替わり、制御装置５０は、液晶ライトバルブ２５ａのみを動作させて、Ｒ’光による画像表示を行わせる。以上のような補助光源モードにおいて、Ｒ’光による表示に必要な画像データは、制御装置５０にて適宜準備される。具体的には、現在使用している光源ランプ２１ａの破損を警告するとともに新たな光源ランプ２１ａへの交換を促す表示、オーディオモードでの正常動作を知らせる表示、オーディオモードにおけるラジオ・チャンネルの表示、起動直後でランプ輝度が十分でないが正常に動作している準備乃至待機状態であることの表示等の画像データが制御装置５０内に設けたメモリから読み出される。なお、起動直後でランプ輝度が十分でないが正常に動作している準備状態であることの表示を行う場合、第１光源装置２１のいずれかに機械的なシャッタを設けて光源ランプ２１ａを点灯しつつも、ノイズとなる照明光の光分割光学系２３への入射を回避する。
【００３３】
以下、図１のプロジェクタ１０の動作について説明する。第１光源装置２１からの光源光は、光分割光学系２３に設けた第１及び第２ダイクロイックミラー２３ａ，２３ｂによって色分割され、対応する液晶ライトバルブ２５ａ〜２５ｃに各色の照明光としてそれぞれ入射する。各液晶ライトバルブ２５ａ〜２５ｃ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、照明光を２次元空間的に画素単位で変調する。このように、各液晶ライトバルブ２５ａ〜２５ｃで変調された照明光すなわち像光は、クロスダイクロイックプリズム２７で合成されて投射レンズ２９に入射する。投射レンズ２９に入射した像光は、不図示のスクリーンにカラー画像として投影される。以上は通常モードでの動作の説明であったが、第１光源装置２１が故障してその動作が停止し、或いは第１光源装置２１を休止状態としている補助光源モードにおいては、第２光源装置２４に設けた補助光源２４ａを点灯状態とする。この場合、補助光源２４ａから射出されたＲ’光は、反射ミラー２３ｉを透過して対向する液晶ライトバルブ２５ａに補助の照明光として入射する。この液晶ライトバルブ２５ａは、単独で動作して補助の照明光を２次元空間的に画素単位で変調する。このように、液晶ライトバルブ２５ａで変調された補助光すなわち像光は、クロスダイクロイックプリズム２７を経て投射レンズ２９に入射する。投射レンズ２９に入射した色Ｒ’の像光は、不図示のスクリーン上に投影される。つまり、プロジェクタ１０が通常モードで動作する場合、カラー画像がスクリーン上に投射されるが、プロジェクタ１０が補助光源モードで動作する場合、赤色の単色画像がスクリーン上に投射されることになる。なお、補助光源モードでスクリーン上に投射される画像は、光源ランプ２１ａの破損の警告、始動時の点灯準備状態等、補助光源モードに対応するものとなっている。
【００３４】
以上の説明では、補助光源２４ａによって液晶ライトバルブ２５ａの全面を照明するものとして説明を行ったが、補助光源２４ａからのＲ’光を液晶ライトバルブ２５ａの被照明領域の中央、四隅のいずれか、上部、下部等の一部領域に入射させることもできる。この場合、液晶ライトバルブ２５ａ全体を照明しないので、ＬＥＤ２４ｅの出力が低い場合であっても、スクリーン上での表示の輝度を十分に高くすることができる。
【００３５】
〔第２実施形態〕
図２は、第２実施形態のプロジェクタを説明する図である。第２実施形態のプロジェクタは、第１実施形態のプロジェクタを変形したものであり、同一部分には同一の符号を付して重複説明を省略する。
【００３６】
本実施形態のプロジェクタ１１０は、第２光源装置１２４として、Ｒ’光用の補助光源２４ａの他に、Ｂ’光用の補助光源２４ｃも備える。この補助光源２４ｃは、ＬＥＤ２４ｇと、凹面反射鏡２４ｈと、集光レンズ２４ｉと、偏光フィルタ９５ｃとを備える。ここで、ＬＥＤ２４ｇは、補助光源駆動回路２４ｓに駆動されて、第１光源装置２１が発生する色Ｂに対応するが多少異なる色Ｂ’の補助光を適当なタイミングで発光する。
【００３７】
一方、光分割光学系２３に設けた反射ミラー１２３ｋは、補助光導入手段としても動作する偏光分離型の偏向ミラーである。つまり、補助光源２４ｃから射出された色Ｂ’の補助光は、反射ミラー１２３ｋを介して光分割光学系２３におけるＢ光の光路上に導かれる。具体的に説明すると、ＬＥＤ２４ｇからのＢ’光は、偏光フィルタ９５ｃでＰ偏光とされ、反射ミラー２３ｉでの正規の反射射出光であるＢ光の射出方向に略平行な状態で反射ミラー２３ｉに裏面側から入射する。このように反射ミラー２３ｉに入射したＢ’光は、Ｐ偏光のまま反射ミラー２３ｉを透過して、反射ミラー２３ｉの表面側で反射されるＳ偏光としてのＢ光の射出方向に略平行に進行し、通常の照明光であるＢ光の光路に結合されることになる。
【００３８】
この場合、補助光源２４ｃから射出したＢ’光は、反射ミラー１２３ｋを透過して対向する液晶ライトバルブ２５ｃに補助の照明光として入射する。この液晶ライトバルブ２５ｃはＢ’色の補助の照明光を２次元空間的に画素単位で変調する。なお、補助光源２４ｃを点灯させた補助光源モードにおいて、Ｂ’色の変調は通常の変調モードを反転させたものとなるが、駆動回路４２から出力させる信号をオン・オフ反転させるだけで表示輝度の反転を回避できる。一方、他の補助光源２４ａから射出したＲ’光は、反射ミラー２３ｉを経て液晶ライトバルブ２５ａに入射し、ここで２次元空間的に画素単位で変調される。つまり、プロジェクタ１０が補助光源モードで動作する場合、赤色及び青色の２色画像がスクリーン上に投射されることになる。
【００３９】
〔第３実施形態〕
図３は、第３実施形態のプロジェクタを説明する図である。第３実施形態のプロジェクタは、第２実施形態のプロジェクタをさらに変形したものである。
【００４０】
本実施形態のプロジェクタ２１０は、第２光源装置２２４として、Ｒ’光用の補助光源２４ａ及びＢ’光用の補助光源２４ｃの他に、Ｇ’光用の補助光源２４ｂを備える。この補助光源２４ｂは、ＬＥＤ２４ｆと、凹面反射鏡２４ｈと、集光レンズ２４ｉと、偏光フィルタ９５ｂとを備える。ここで、ＬＥＤ２４ｆは、補助光源駆動回路２４ｓに駆動されて、第１光源装置２１が発生する色Ｇに対応するが多少異なる色Ｇ’の補助光を適当なタイミングで発光する。
【００４１】
一方、光分割光学系２３に設けた第２ダイクロイックミラー１２３ｂは、補助光導入手段としても動作する偏光分離型のダイクロイックミラーである。つまり、補助光源２４ｂから射出された色Ｇ’の補助光は、第２ダイクロイックミラー１２３ｂを介して光分割光学系２３の光路上に導かれる。具体的に説明すると、ＬＥＤ２４ｆからのＧ’光は、偏光フィルタ９５ｂでＰ偏光とされ、第２ダイクロイックミラー１２３ｂでの反射分岐光であるＧ光の射出方向に略平行な状態で第２ダイクロイックミラー１２３ｂに裏面側から入射する。このように第２ダイクロイックミラー１２３ｂに入射したＧ’光は、Ｐ偏光のまま第２ダイクロイックミラー１２３ｂを透過して、第２ダイクロイックミラー１２３ｂの表面側で反射されるＳ偏光としてのＢ光の射出方向に略平行に進行し、通常の照明光であるＧ光の光路に結合されることになる。
【００４２】
この場合、補助光源２４ｂから射出したＧ’光は、第２ダイクロイックミラー１２３ｂを透過してλ／２板２３ｄによってＰ偏光からＳ偏光に変換された後、対向する液晶ライトバルブ２５ｂに補助の照明光として入射する。この液晶ライトバルブ２５ｂはＧ’色の補助の照明光を２次元空間的に画素単位で変調する。なお、補助光源２４ｂを点灯させた補助光源モードにおいて、Ｇ’色の変調は通常の変調モードを反転させたものとなるが、駆動回路４２から出力させる信号をオン・オフ反転させるだけで表示輝度の反転を回避できる。一方、他の一対の補助光源２４ａ，２４ｃから射出したＲ’光及びＢ’光は、反射ミラー２３ｉ，１２３ｋを経て液晶ライトバルブ２５ａ，２５ｃにそれぞれ入射し、ここで２次元空間的に画素単位で変調される。つまり、プロジェクタ１０が補助光源モードで動作する場合、赤色、青色、及び緑色からなるカラー画像がスクリーン上に投射されることになる。
【００４３】
図４は、第２ダイクロイックミラー１２３ｂの透過反射特性を概念的に説明するグラフである。グラフからも明らかなように、Ｓ偏光のＧ色は、図３に示す第２ダイクロイックミラー１２３ｂで反射されてＧ光用の液晶ライトバルブ２５ｂを照明し、一方、Ｐ偏光のＧ’色は、第２ダイクロイックミラー１２３ｂを透過してＧ光用の液晶ライトバルブ２５ｂを照明する。つまり、補助光源２４ｂから射出されるＧ’光の波長域は、Ｓ偏光とＰ偏光のエッジ波長の間に設定されている。
【００４４】
以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記第１実施形態のプロジェクタ１０では、補助光源モードにおいて、Ｒ’光による赤色の表示を行っているが、上記第２実施形態のプロジェクタ１１０において、Ｒ’光用の補助光源２４ａを除けば、補助光源モードにおいて、Ｂ’光による青色の表示を行うことができる。
【００４５】
また、上記第３実施形態のプロジェクタ２１０では、補助のＧ’光を、光分割光学系２３の光学的要素である第２ダイクロイックミラー１２３ｂを介して、光分割光学系２３で分割後のＧ光の光路（つまり、第２ダイクロイックミラー１２３ｂの反射光射出側）に導入しているが、光分割光学系２３で分割されたＧ光が光分割光学系２３の光学的要素である光路折曲用の反射ミラーを介してＧ光用の液晶ライトバルブ２５ｂに入射するような光学配置とした場合（つまり、Ｇ光についても光線折曲用の反射ミラーが存在する場合）、このような反射ミラーを介してＧ’光を分割後のＧ光の光路に導くことができる。
【００４６】
また、上記第３実施形態のプロジェクタ２１０では、反射ミラー２３ｉ，１２３ｋや第２ダイクロイックミラー１２３ｂを介してＲ’光、Ｂ’光、若しくはＧ’光の補助光を導入しているが、分割後のＲ光、Ｂ光、若しくはＧ光の光路上に斜め方向からＲ’光、Ｂ’光、若しくはＧ’光を導入して各液晶ライトバルブ２５ａ〜２５ｃを照明することもでき、この場合照明効率は低下するものの、反射ミラー２３ｉ，１２３ｋや第２ダイクロイックミラー１２３ｂを偏光分離型の多層膜で構成する必要がなくなる。
【００４７】
また、上記第３実施形態のプロジェクタ２１０では、補助光源モードで光源ランプ２１ａの破損の警告、ラジオ放送受信に対応するチャンネルの表示等を行っているが、第２光源装置２２４を動作させる場合にも、通常モードの場合と同様にビデオ信号等として入力されたカラー画像を投射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】第１実施形態に係るプロジェクタの構造を示す図である。
【図２】第２実施形態に係るプロジェクタの構造を示す図である。
【図３】第３実施形態に係るプロジェクタの構造を示す図である。
【図４】第２ダイクロイックミラーの特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４９】
１０…プロジェクタ、    ２１…第１光源装置、    ２１ａ…光源ランプ、  ２３…光分割光学系、  ２３ａ…第１ダイクロイックミラー、  ２３ｂ…第２ダイクロイックミラー、  ２３ｉ〜２３ｋ…反射ミラー、  ２４  第２光源装置、  ２４ａ…補助光源、  ２４ｓ…補助光源駆動回路、  ２５…光変調部、  ２５ａ〜２５ｃ…液晶ライトバルブ、  ２７…クロスダイクロイックプリズム、  ２９…投射レンズ、  ３１…主光源駆動回路、  ４０…画像処理部、  ５０…制御装置、  ９１ａ〜９３ａ…入射側偏光フィルタ、  ９１ｂ〜９３ｂ…射出側偏光フィルタ、  ９５ａ〜９５ｃ…偏光フィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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