(57)【要約】【課題】光学系を複雑化することなく、色純度を高めることができるプロジェクタを提供する。【解決手段】可視光線全域の波長の光線を発する光源と、光源で発生した光線を反射するランプリフレクタと、光源からの光線を色分離素子にて三色に色分離した後、色分離された光線を光学変調素子にて空間変調して、光学画像を形成し、この光学画像を投射レンズによりスクリーン上に拡大投影する光学系とを備え、光源から放射される可視光線の特定の一部帯域または複数の帯域の光線を透過させて、色純度を劣化させる不要光線を除去するランプリフレクタを用いることによって、色純度を高める。【選択図】      図１
2005043705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光線全域の波長の光線を発する光源および前記光源で発生した光線を反射するランプリフレクタを有する光源部と、前記光源部からの光線を色分離素子にて三色の光線に色分離した後、色分離された光線を光学変調素子にて空間変調して光学画像を形成し、この光学画像を投射レンズによりスクリーン上に拡大投影する光学系とを有するプロジェクタにおいて、前記ランプリフレクタが、可視光線のうち、色純度を劣化させる特定の波長帯域の可視光線を選択的に透過させ、その他の波長帯域の可視光線を反射することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
可視光線全域の波長の光線を発する光源および前記光源で発生した光線を反射するランプリフレクタを有する光源部と、前記光源部からの光線を反射部材で反射して光路を偏向した後、色分離素子にて三色の光線に色分離し、色分離された光線を光学変調素子にて空間変調して、光学画像を形成し、この光学画像を投射レンズによりスクリーン上に拡大投影する光学系とを有するプロジェクタにおいて、前記反射部材は、可視光線のうち、色純度を劣化させる特定の波長帯域の可視光線を選択的に透過させて色分離素子に入射する可視光線から除去する構成としたことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
可視光線全域の波長の光線を発する光源および前記光源で発生した光線を反射するランプリフレクタを有する光源部と、前記光源部からの光線を反射部材で反射して光路を偏向した後、色分離素子にて三色の光線に色分離し、色分離された光線を光学変調素子にて空間変調して、光学画像を形成し、この光学画像を投射レンズによりスクリーン上に拡大投影する光学系とを有するプロジェクタにおいて、前記ランプリフレクタおよび反射部材は、可視光線のうち、色純度を劣化させる特定の波長帯域の可視光線を選択的に透過させて色分離素子に入射する可視光線から除去する構成としたことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項４】
ランプリフレクタを光源に対して着脱自在に設けたことを特徴とした請求項１または３記載のプロジェクタ。
【請求項５】
光源とランプリフレクタを一体化したことを特徴とした請求項１または３記載のプロジェクタ。
【請求項６】
色純度を劣化させる特定の波長帯域の可視光線が黄色光成分であることを特徴とした請求項１乃至５の何れかに記載のプロジェクタ。
【請求項７】
光学変調素子が、微小なミラーをマトリクス状の配置し、各微小ミラーの傾きを制御し、その反射方向を制御して入射光線を変調する光学変調素子であることを特徴とした請求項１乃至６の何れか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、可視光線全域の波長帯域の光を発する光源からの光線を光学変調素子により変調して形成された画像を投影するプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
映像信号に基づき光学変調素子で照明光を空間変調して投影用の光学画像を形成し、この光学画像を投射レンズによりスクリーン上に拡大投影するプロジェクタの一例に、図３に示すようなプロジェクタがある。
【０００３】
図３に示すプロジェクタは、本出願人が製品化したプロジェクタの一つで、光源１および光源１からの光線を反射・集光するランプリフレクタ１０２を有する光源部と、ロッドインテグレータ３、リレーレンズ４、光路を偏向する反射ミラー５および反射プリズム６、不要帯域光線を除去するフィルター１１１、可視光線を三色の色に分割する色分離素子であるカラープリズム７、入射光を空間変調して光学画像を形成する光学変調素子８、光学変調素子８により形成された光学画像をスクリーン１０に投射する投射レンズ９等を有する光学系とで構成されている。
【０００４】
この構成によれば、光源１から発した可視光線はランプリフレクタ１０２で反射・集光されてロッドインテグレータ３に入射した後、順次、リレーレンズ４、反射ミラー５、フィルター１１１、反射プリズム６、カラープリズム７、光学変調素子８、投射レンズ９を経てスクリーン１０に至る。
【０００５】
このように、光源１から発した可視光線全域の波長の光線を光学変調素子８により空間変調して投影用の光学画像を形成して投影させるプロジェクタにおいては、スクリーン上に投影された画像の色は、光源１からの可視光線を光学系内部にて特定の色、例えば、赤、緑、青の三色の光線に分割して不要光を除いた後、再合成して形成された色である。
【０００６】
可視光線を特定の色に分割するにはダイクロイックコーティングが施されたカラープリズム７を用いる。具体的には、可視光線はカラープリズム７により、光の三原色である赤色光、緑色光、青色光に分割される。しかしながら、これは可視光線全域の光線を三つの波長域に分割するだけであり、色純度は良いとはいえない。特に緑色光は黄色の波長を含んでいて色純度が他の色よりも大きく劣る。このため、投影された画像の画質が劣る。
【０００７】
投影された画像の色純度を高めるには、色分離された光線の色純度を高める必要がある。このため、不要な帯域の光線を取り除く必要がある。そのために、図３に示すプロジェクタでは光学系内に、具体的には、反射ミラー５と反射プリズム６の間に不要帯域光線を反射させて除去するフィルター１１１を配置している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
光学系にフィルター１１１を具備して、このフィルター１１１により不要帯域の可視光線を反射・除去する図３に示す構成においては、フィルター１１１により不要帯域の可視光線として反射された光が光学系を構成する光学部品（例えば、レンズや反射ミラー等）や光源１に再照射されることにより、迷光等の光学的な不具合を発生させる。不要帯域の反射光が光学系内の局部的な照射となる場合は、光学系の局部的な温度上昇をもたらし、光軸のズレ等を発生させる。不要帯域の反射光が光源１への反射光となる場合は、ランプリフレクタ２及びフィルター１１１と光源１間の光学部品の劣化をもたらす。また、フィルター１１１を設けることにより光学系の構造が複雑となると共に、コストもその分かさみ、経済的にも好ましくない。
【０００９】
また、光源１は、その種類により光線のスペクトラムが異なるので、所望の色純度や使用光源１ごとにそのスペクトラムに応じて不要帯域及びその反射効率の変更が必要となり、フィルター１１１の交換が必要となるが、この交換作業が光源変更と一体に行うことができない。
【００１０】
本発明は、上述したような、不要帯域可視光線除去フィルターの設置による、光学部品の光軸のズレや劣化等をなくし、部品点数を減少することによる光学系の構造簡易化、小型化および性能向上、信頼性向上を図り、色純度・画質に優れ、安価に生産できると共に、光源交換の祭に、光源とランプリフレクタの位置合わせを不要にし、光源交換が容易なプロジェクタを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明は、可視光線全域の波長の光線を発する光源および前記光源で発生した光線を反射するランプリフレクタを有する光源部と、前記光源部からの光線を色分離素子にて三色光に色分離した後、色分離された光線を光学変調素子にて空間変調して光学画像を形成し、この光学画像を投射レンズによりスクリーン上に拡大投影する光学系とを備え、前記ランプリフレクタに、可視光線の特定の一部帯域または複数の帯域の可視光線、則ち、色純度を劣化させる波長帯域の可視光線を選択的に透過させるランプリフレクタを用いることによって、色純度向上に不要な可視光線をランプリフレクタで取り除いた可視光線のみを光学系に照射する構成にしたことにより、色純度を高めている。ここで、色純度を向上するのに望ましくない不要な帯域の可視光線とは、例えば、赤色光、青色光、緑色光の三原色光に分離した場合、その中間色成分である、黄色光成分、シアン光成分のことである。
【００１２】
また、本発明は、上記の構成において、ランプリフレクタは光源に対して着脱自在に設けた構成、或いは、光源とランプリフレクタを一体化した構成になっている。
【００１３】
ランプリフレクタを光源に対して着脱自在に設けた場合、使用光源ごとにそのスペクトラムに応じてランプリフレクタを変更することができる。このため、ランプリフレクタを交換することにより、自在に不要帯域として除去する光線の波長帯域が調節でき、希望する色純度・色調が得られる利点がある。
【００１４】
光源とランプリフレクタを一体化した場合、光源交換の祭に、光源とランプリフレクタの位置合わせが不要となり、光源交換が容易となる。
【００１５】
本発明のもう一つの構成は、色純度を劣化させ、色純度向上に不要な波長帯域の可視光線をランプリフレクタではなく、光学系内に設けた反射部材、例えば、反射ミラーで透過させて画像形成光線から除去する構成、或いは、ランプリフレクタと光学系内の反射部材の両方で、色純度向上に不要な波長帯域の可視光線を除去する構成になっている。
【００１６】
本発明は、画像形成のために光学系内で用いる光学変調素子に、微小なミラーをマトリクス状の配置し、各微小ミラーの傾きを制御し、その反射方向を制御して入射光線を変調する光学変調素子や、反射型液晶表示素子、透過型液晶表示素子等が利用できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、色純度を向上するのに望ましくない不要な波長帯域の可視光線を除去するためのフィルターを光学系内に設けず、不要な波長帯域の可視光線をランプリフレクタの部分で選択的に透過・除去して、不要な可視光線を取り除いた光線のみを光学系に照射しているため、三色に分離された光線の色純度が高く、良質の画像が得られる。また、不要波長帯域除去フィルターを設けないから部品点数が少なくなり、光学系の構造が簡単で小型になると共に、安価に生産できる。さらに、フィルターを設けたときの不具合、則ち、フィルターにより反射された光が光学系を構成する光学部品や光源１に再照射されることにより生ずる迷光や局部的な温度上昇、光軸のズレ、光学部品の劣化等が抑制され、プロジェクタの信頼性が向上する。
【００１８】
本発明は、ランプリフレクタを光源に対して着脱自在にしたので、使用光源ごとにそのスペクトラムに応じてランプリフレクタを変更することができる。この結果、ランプリフレクタを交換することにより、自在に不要帯域として除去する光線の波長帯域が調節でき、希望する色純度・色調が容易に得られる。
【００１９】
また、光源とランプリフレクタを一体化したことにより、光源交換の祭に、光源とランプリフレクタの位置合わせを不要にし、光源交換が容易なった。
【００２０】
さらに、ランプリフレクタの反射率を波長帯域ごとに調整することで、それぞれの波長帯域の光強度を所望の光強度となるようにできるので、所望の色調が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明のプロジェクタは、色純度を向上するのに望ましくない不要な帯域の可視光線を除去するためのフィルターを光学系内に設けず、不要な帯域の可視光線をランプリフレクタの部分で、あるいは光路を偏向する反射ミラーの部分で選択的に透過・除去して、不要な可視光線を取り除いた光線のみを色分離素子であるカラープリズムに照射する構成とし、スクリーンに投影された画像の色純度を向上したものである。色純度を劣化させる波長帯域の可視光線をランプリフレクタで除去する際、ランプリフレクタの反射率を波長帯域ごとに調整すると、それぞれの波長帯域の光強度を所望の光強度となるようにできるので、所望の色調を得ることができる。
【００２２】
以下、実施例に基づいて本発明のプロジェクタについて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２３】
次に、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
本実施例の構成を図１に示す。本実施例のプロジェクタは、光源部と光学系とから構成されている。光源部は、光源１および光源１からの光線を反射・集光するランプリフレクタ２を備えている。光学系は、ランプリフレクタ２の集光位置に入射端面がくるように配置されて、出射端面に複数の光源像を作るロッドインテグレータ３と、光学変調素子８に光を導くリレーレンズ４と、光線の光路を折り返す反射ミラー５および反射プリズム６と、入射光線を三つの色に色分離するカラープリズム７から成る色分離素子と、カラープリズム７により色分離された光線を空間変調して光学画像を形成する光学変調素子８と、光学変調素子８により形成された光学画像をスクリーン１０に投影する投射レンズ９等を備えている。
【００２５】
本実施例では、光源１としてキセノンランプを用いた。キセノンランプに換えて他の種類の光源、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ等の高輝度白色光源等を使用することもできる。
【００２６】
光源１のスペクトラムは、光源１に使用されるガスの成分により変わる。このスペクトラムの特定の一部帯域の可視光線または複数の帯域の可視光線をランプリフレクタ２で選択的に透過させ、ロッドインテグレータ３の入射させることにより、カラープリズム７で分離される赤色光、緑色光、青色光の色純度が高まる。このため、ランプリフレクタ２は、カラープリズム７で分離された赤色光、緑色光、青色光の色純度を高める目的で、光源１より発生した可視光線の特定の一部帯域の可視光線または複数の帯域の可視光線を選択的に透過させ、残りの帯域の可視光線を反射するように、則ち、色純度を劣化させる不要帯域の可視光線を透過させ、色純度向上に必要な帯域の可視光線を反射させるように、その反射面にコーティングが施されている。キセノンランプを光源１として使用した本実施例では、緑色光の色純度を高めるために、黄色光成分である６００ｎｍ付近の光線をランプリフレクタ２にて透過させ、それ以外の帯域の可視光線を反射するようにコーティングが施されている。このとき、ランプリフレクタ２の反射率を波長帯域ごとに調整し、それぞれの波長帯域の光強度を所望の光強度となるようにコーティングし、所望の色調が得られるようにすると更に好ましい。ランプリフレクタ２で反射した光線はロッドインテグレータ３に集光する。
【００２７】
コーティングは、屈折率の高い層と屈折率の低い層を交互に積層した多層膜で構成した。低屈折率層には、例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等を、高屈折率層には、例えば、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ３等を用いている。
【００２８】
本実施例のランプリフレクタは回転楕円体鏡で構成されており、その一方の焦点に光源１の発光点が位置し、もう一方の焦点にロッドインテグレータ３の端面が位置するように配置されている。
【００２９】
プロジェクタは、希望する色純度や光源１のガスが異なるとスペクトラムが異なるため、色純度や光源１のスペクトラムに応じてランプリフレクタ２を透過する光線の帯域も変える必要がある。このため、本実施例ではランプリフレクタ２が光源１に対して着脱自在に、交換できる構成になっている。
【００３０】
光源１とランプリフレクタ２との位置関係は、精密に軸合わせをする必要がある。このため、光源１とランプリフレクタ２とが一体となっているほうが光源交換の際の操作性が良いので、光源１とランプリフレクタ２とが一体となっている構成としてもよい。
【００３１】
リレーレンズ４は、特別な構成ではなく、通常よく用いられるものを用い、ロッドインテグレータ３から出射した光線を効率よく光学変調素子８に集光させるように配置されている。
【００３２】
反射ミラー５は、リレーレンズ４を通過した光線を反射し、その光路を折り返して反射プリズムに対して垂直に光線を入射させるように光軸に対して所定の角度を持って配置されている。反射ミラーに替えてプリズムを用いてもよい。
【００３３】
反射プリズム６は、二つの楔形プリズムを組み合わせて構成され、入射した光線をこのプリズムの接合面で反射し、所定の角度をもって光学変調素子８へと導く。二つの楔形プリズムは、接合面で光の全反射が起きるように微小のエアギャップを設けて接合されている。
【００３４】
カラープリズム７は、楔形プリズムを三つ組合せて構成されている。それぞれの接合面には所定の色を透過・反射するようコーティングが施されている。このカラープリズム７では、入射光線が赤、緑、青の三色の光線に分離される。ここでは、到達する光線を三色に分離するのみである。不要帯域の光を除去する等のフィルターリングは行なっていない。
【００３５】
光学変調素子８は、本実施例では、微小なミラーをマトリクス状の配置し、各微小ミラーの傾きを制御し、その反射方向を制御して画像を形成する、所謂、ＤＭＤ（ディジタル・マイクロミラー・デバイス（テキサス・インスツルメンツ社の登録商標））を用いた。このＤＭＤに換えて液晶ライトバルブ等の表示素子を光学変調素子８として用いてもよい。
【００３６】
次に、本実施例の動作について説明する。
【００３７】
光源１から出た光線は、ランプリフレクタ２により反射される。このランプリフレクタ２は回転楕円体鏡であり、反射された光線はロッドインテグレータ３に向かって集光される。このとき、色純度を劣化させる波長帯域の可視光線、則ち、色純度向上に不要な波長帯域の可視光線はランプリフレクタ２を透過し、ロッドインテグレータ３には到達しない。必要な波長帯域の可視光線のみが反射されてロッドインテグレータ３に到達する。不要な波長帯域の可視光線が除去されて、ロッドインテグレータ３に入射された光線は内部で複数回反射することにより、複数の光源像をつくり、光強度分布が均一な光線となってロッドインテグレータ３から出射される。ロッドインテグレータ３を出た光線は、リレ−レンズ４により集光され、反射ミラー５によって反射されて光路が折り返された後、反射プリズム６に対して垂直に入射する。反射プリズム６に入った光線は全反射して偏向され、カラ−プリズム７に入射し、赤、緑、青の三色の光線に分離される。カラ−プリズム７を通過した光線は光学変調素子８を照射する。光学変調素子８では所定の画像に必要な光だけを光軸方向に反射する。光学変調素子８により反射された光線は、再度カラ−プリズム７を通過する。このとき、三色に分離された光線は合成され、所定の映像となって前述の反射プリズム６を通過する。その後、光線は投射レンズ９により拡大・投射され、スクリ−ン１０へと像を結ぶ。
【００３８】
このように、本実施例では、不要な帯域の可視光線を除去するためのフィルターを設けず、不要な帯域の可視光線をランプリフレクタ２の部分で除去して、不要な可視光線を取り除いた光線のみを光学系に照射している。このため、赤色光、緑色光、青色光の三色に分離された光線の純度が高く、良質の画像が得られると共に、部品点数が少なくなり、光学系の構造が簡単になる。さらに、フィルターを配置したときの不具合、則ち、フィルターにより反射された光が光学系を構成する光学部品や光源１に再照射されることにより生ずる迷光や局部的な温度上昇、光軸のズレ、光学部品の劣化等が抑制される。
【００３９】
本実施例ではランプリフレクタ２は回転楕円体鏡としたが、放物面鏡、球面鏡等、他の形状の凹面鏡を用いてもよい。例えば、放物面鏡を用いた場合、ランプリフレクタ２での反射光線は平行光線となるので、光源１とロッドインテグレータ３との間に集光レンズを設けて反射光線がロッドインテグレータ３に集光するように構成すればよい。このように、回転楕円体鏡以外の他の形状のランプリフレクタを用いた場合、そのランプリフレクタに応じて光学系は望ましい構成に適宜変更すればよい。
【実施例２】
【００４０】
本実施例のプロジェクタを図２に示す。このプロジェクタは、図２から分るように、光源部分が第１の実施例と異なり、その他の光学系は第１の実施例のプロジェクタと同じ構成である。則ち、この実施例の光源部分は、図２に示すように、光源１とランプリフレクタ２を一体としたランプハウス２１を配置した構成になっている。なお、本実施例の動作は、第１の実施例と同じであるので説明は省略する。
【００４１】
この構成によれば、予め光源１とランプリフレクタ２を位置合せし、光源１とランプリフレクタ２を一体化してランプハウス２１に組み込んでおけば、光源交換の際にランプハウスごと交換すればよいので、光源交換に際して光源１とランプリフレクタ２との光軸を精密に合わせる必要がなく、光源交換時の操作性が第１の実施例よりも優れている。
【実施例３】
【００４２】
本実施例のプロジェクタは、色純度向上に悪い影響を及ぼす帯域の可視光線を反射ミラー５で透過・除去する構成のプロジェクタである。このプロジェクタは、第１の実施例のプロジェクタとほぼ同じ構成で、第１の実施例と異なる点は、ランプリフレクタは従来例のものと同じもの、則ち、可視光の全波長帯域の光線を反射するランプリフレクタを用いた点と、色純度向上に不要な可視光帯域の光線を反射ミラー５で透過・除去する点である。このため、本実施例では、第１の実施例で用いた反射ミラー５に替えて、可視光線のうち色純度向上に悪影響を及ぼす波長帯域の可視光線を透過させ、必要な波長帯域の可視光線のみを反射するように、反射面に多層膜から成るコーティングが施された反射ミラーを用いている。この他の構成は第１の実施例と同じであるので説明は省略する。
【００４３】
この実施例の動作は、反射ミラーで可視光線のうち色純度向上に不要な波長帯域の可視光線を透過させて除去する点が第１の実施例と異なる。その他は第１の実施例と同じであるので説明は省略する。
【００４４】
本実施例では、光源１とランプリフレクタは着脱自在に設けたが（第１の実施例と同様の構成）、第２の実施例と同様に、光源部は、光源１とランプリフレクタをランプハウス２１に収納して一体化した構成としてもよい。また、ランプリフレクタと反射ミラーの両方で不要帯域可視光線を除去する構成にしてもよい。この場合、除去する帯域をきめ細かく設定できる利点がある。
【００４５】
上記何れの実施例も、反射型の光学変調素子を用いていたが、透過型の光学変調素子、例えば、透過型液晶表示素子、を用いてもよい。この場合、投射レンズと光学変調素子との間に色合成光学素子（例えば、クロスプリズムやダイクロイックミラー等）を設ける必要がある。
【００４６】
透過型光学変調素子を用いた場合、光路を折り返す反射ミラー５と反射プリズム６を取り除き、一直線上にリレーレンズ４、カラープリズム７、透過型光学変調素子、色合成光学素子、投射レンズ９を配置した構成にすると光学系が簡単になり、小型化のために好ましい構成となる。
【００４７】
光学系は、上記実施例に限定されない。可視光線を三色に色分離した後、光学変調素子で変調して光学画像を形成し、その光学画像をスクリーンに投影する構成であれば、どのような構成の光学系でもよい。例えば、図１、図２の反射ミラー５あるいは反射プリズム６のどちらか一方を除いた構成や、反射ミラー５と反射プリズム６の両方を除いた構成等の光学系、あるいは、ロッドインテグレータ３の替わりにフライアイレンズやコリメータレンズ等を用い、光線の光強度分布を均一にする構成を有する光学系等でもよい。さらには、例えば、図４、図５に示すように、色分離素子としてダイクロイックミラーを用い、色合成光学素子としてクロスプリズムで構成した色合成プリズムを用いた構成の光学系を用いてもよい。
【００４８】
以下、上記実施例と異なる光学系を用いたプロジェクタの例を説明する。
【００４９】
図４は、色分離素子としてダイクロイックミラーを用い、光学変調素子に反射型液晶表示素子８Ｒ、８Ｇ、８Ｂを用いたプロジェクタの例である。
【００５０】
図４に示すプロジェクタは、赤色光線用の反射型液晶表示素子８Ｒ、緑色光線用の反射型液晶表示素子８Ｇ、青色光線用の反射型液晶表示素子８Ｂ、メタルハライドランプ等の白色光源、コリメータレンズ４３、ダイクロイックミラー７ＲＧおよび７Ｇ、偏光ビームスプリッタ４６Ｒ、４６Ｇ、４６Ｂ、色合成プリズム４７、リレーレンズ４、反射ミラー５、投射レンズ８を備えて構成されている。
【００５１】
光源から発せられた白色光線Ｌは、ランプリフレクタ２で反射されてコリメータレンズ４３に入射する。このとき、色純度を劣化させる波長帯域の可視光線は反射されずにランプリフレクタ２を透過し、コリメータレンズ４３に入射する光線から除去される。コリメータレンズ４３に入射した光線は、コリメータレンズ４３により平行光線とされた後、ダイクロイックミラー７ＲＧで、赤色光線Ｒ及び緑色光線Ｇが選択的に反射され、青色光線Ｂが選択的に透過される。ダイクロイックミラー７ＲＧで反射された光線ＲＧは、ダイクロイックミラー７Ｇに入射し、ここで緑色光線Ｇが選択的に反射され、赤色光線Ｒが選択的に透過される。ダイクロイックミラー７Ｇで透過された赤色光線Ｒは、偏光ビームスプリッタ４６Ｒを経て反射型液晶表示素子８Ｒに入射される。反射型液晶表示素子８Ｒでは、各画素に対応する液晶部分が赤色の画像信号に従って駆動され、入射した赤色光線Ｒを変調する。変調された赤色光線Ｒは反射され、再び偏光ビームスプリッタ４６Ｒを経て色合成プリズム４７に入射される。
【００５２】
ダイクロイックミラー７Ｇで反射された緑色光線Ｇは、偏光ビームスプリッタ４６Ｇを経て反射型液晶表示素子８Ｇに入射される。反射型液晶表示素子８Ｇでは、各画素に対応する液晶部分が緑色の画像信号に従って駆動され、入射した緑色光線Ｇを変調する。変調された緑色光線Ｇは反射され、再び偏光ビームスプリッタ４６Ｇを経て色合成プリズム４７に入射される。
【００５３】
ダイクロイックミラー７ＲＧで透過された青色光線Ｂは、リレーレンズ４、反射ミラー５及び偏光ビームスプリッタ４６Ｂを経て、反射型液晶表示素子８Ｂに入射される。なお、リレーレンズ４は、特に光路の長い青色光線Ｂについての光損失を防ぐために設けられているが、無くてもよい。また、赤色光線Ｒや緑色光線Ｇの光路にリレーレンズを設けてもよい。
【００５４】
反射型液晶表示素子８Ｂでは、各画素に対応する液晶部分が青色の画像信号に従って駆動され、入射した青色光線Ｂを変調する。変調された青色光線Ｂは反射され、再び偏光ビームスプリッタ４６Ｂを経て色合成プリズム４７に入射される。
【００５５】
色合成プリズム４７に入射した各色の光線Ｒ、Ｇ、Ｂは、ダイクロイックミラー面４７Ｂにより青色光線Ｂが選択的に反射され、赤色光線Ｒがダイクロイックミラー面４７Ｒにより選択的に反射され、緑色光線Ｇが何れのダイクロイックミラー面４７Ｂ及び４７Ｒでも反射されないで透過することによって合成される。合成された光線は、色合成プリズム４７から出射されて、投射レンズ９によりスクリーン１０上に投影される。
【００５６】
図５は、色分離素子としてダイクロイックミラーを用い、光学変調素子に透過型液晶表示素子８ｒ、８ｇ、８ｂを用いたプロジェクタの例である。
【００５７】
図５に示すプロジェクタは、赤色光線用の透過型液晶表示素子８ｒ、緑色光線用の透過型液晶表示素子８ｇ、青色光線用の透過型液晶表示素子８ｂ、メタルハライドランプ等の白色光源、コリメータレンズ４３、ダイクロイックミラー７Ｒおよび７Ｇ、色合成プリズム４７、リレーレンズ４、反射ミラー５、投射レンズ９を備えて構成されている。
【００５８】
光源から発せられた白色光線Ｌは、ランプリフレクタ２で反射されてコリメータレンズ４３に入射する。このとき、色純度を劣化させる波長帯域の可視光線は反射されずに透過し、コリメータレンズ４３に入射する光線から除去される。コリメータレンズ４３に入射した光線は、コリメータレンズ４３により平行光線とされた後、ダイクロイックミラー７Ｒで、赤色光線Ｒが選択的に反射され、緑色光線Ｇ及び青色光線Ｂが選択的に透過される。ダイクロイックミラー７Ｒで反射された赤色光線Ｒは、反射ミラー５で反射されて透過型液晶表示素子８ｒに入射する。透過型液晶表示素子８ｒでは、各画素に対応する液晶部分が赤色の画像信号に従って駆動され、入射した赤色光線Ｒを変調する。変調された赤色光線Ｒは透過型液晶表示素子８ｒを透過して色合成プリズム４７に入射する。
【００５９】
ダイクロイックミラー７Ｒを透過した緑色光線Ｇと青色光線Ｂはダイクロイックミラー７Ｇに入射し、緑色光線Ｇが選択的に反射され、青色光線Ｂが透過される。ダイクロイックミラー７Ｇで反射された緑色光線Ｇは、透過型液晶表示素子８ｇに入射される。透過型液晶表示素子８ｇでは、各画素に対応する液晶部分が緑色の画像信号に従って駆動され、入射した緑色光線Ｇを変調する。変調された緑色光線Ｇは透過型液晶表示素子８ｇを透過し、色合成プリズム４７に入射する。
【００６０】
ダイクロイックミラー７Ｇで透過された青色光線Ｂは、反射ミラー５、リレーレンズ４、反射ミラー５を経て、透過型液晶表示素子８ｂに入射される。なお、リレーレンズ４は、特に光路の長い青色光線Ｂについての光損失を防ぐために設けられているが、無くてもよい。また、赤色光線Ｒや緑色光線Ｇの光路にリレーレンズを設けてもよい。
【００６１】
透過型液晶表示素子８ｂでは、各画素に対応する液晶部分が青色の画像信号に従って駆動され、入射された青色光線Ｂを変調する。変調された青色光線Ｂは透過型液晶表示素子８ｒを透過し、色合成プリズム４７に入射する。
【００６２】
色合成プリズム４７に入射した各色の光線Ｒ、Ｇ、Ｂは、図４に示すプロジェクタと同様にして合成され、色合成プリズム４７から出射し、投射レンズ９によりスクリーン１０上に投影される。
【００６３】
以上説明したように、本発明は、可視光線を三色に色分離した後、光学変調素子で変調して光学画像を形成し、その光学画像をスクリーンに投影する構成の光学系であれば、どのような構成の光学系を用いもよい。
【００６４】
上記何れの実施例においても不要な波長帯域の可視光線は、ランプリフレクタあるいは反射ミラーで反射させないで、透過させて除去しているが、ランプリフレクタあるいは反射ミラーで吸収させて除去してもよい。しかし、吸収させて除去する構成にすると、ランプリフレクタや反射ミラーの温度が上昇するので好ましい構成とはいえない。実施例のように透過させて除去する構成の方が好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、色純度を向上するのに望ましくない不要な波長帯域の可視光線を除去するためのフィルターを光学系内に設けず、不要な波長帯域の可視光線をランプリフレクタの部分で選択的に透過・除去して、不要な可視光線を取り除いた光線のみを光学系に照射しているため、フィルターを設けたときの不具合が抑制され、プロジェクタの信頼性が向上すると共に、三色に分離された光線の色純度が高く、色再現性、画像の向上に有用である。さらに、部品点数の減少に伴うプロジェクタの簡易化、小型化、製造原価の低減化にも有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】第１の実施例に係るプロジェクタの構成を模式的に説明するための図である。
【図２】光源とランプリフレクタが一体となった、第２の実施例に係るプロジェクタの構成を模式的に説明する図である。
【図３】従来のプロジェクタの構成を示す図である。
【図４】色分離素子にダイクロイックミラーを用い、光学変調素子に反射型液晶表示素子を用いた光学系を有するプロジェクタの例を示す模式図である。
【図５】色分離素子にダイクロイックミラーを用い、光学変調素子に透過型液晶表示素子を用いた光学系を有するプロジェクタの例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６７】
１    光源
２    ランプリフレクタ
３    ロッドインテグレータ
４    リレーレンズ
５    反射ミラー
６    反射プリズム
７    カラープリズム
７ＲＧ    ダイクロイックミラー（青色透過用）
７Ｒ    ダイクロイックミラー（赤色反射用）
７Ｇ    ダイクロイックミラー（緑色反射用）
８    光学変調素子
８ｒ    透過型液晶表示素子（赤色用）
８ｇ    透過型液晶表示素子（緑色用）
８ｂ    透過型液晶表示素子（青色用）
８Ｒ    反射型液晶表示素子（赤色用）
８Ｇ    反射型液晶表示素子（緑色用）
８Ｂ    反射型液晶表示素子（青色用）
９    投射レンズ
１０    スクリーン
１０２    ランプリフレクタ
１１１    フィルター
２１    ランプハウス
４３    コリメータレンズ
４６Ｒ    偏光ビームスプリッタ
４６Ｇ    偏光ビームスプリッタ
４６Ｂ    偏光ビームスプリッタ
４７    色合成プリズム
４７Ｒ    ダイクロイックミラー面
４７Ｂ    ダイクロイックミラー面
【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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