(57)【要約】光源と、光源からの光束を略１種類の直線偏光光束に変換する偏光変換素子（１１４）とを含み、偏光変換素子（１１４）は光源からの光束の中心軸に対して傾斜して配置され、かつ、該中心軸の略直交方向に交互に配列された複数の偏光分離膜（１１４１）と光反射膜（１１４３）とを有する照明装置であって、偏光分離膜（１１４１）の配列に応じたピッチでストライプ状に配置され、入射光束を光学変換する複数の光学変換層を備え、光源と偏光変換素子（１１４）との間に設けられた光学フィルタ（３１１）と、光学フィルタ（３１１）を保持する保持枠（３１２）と、保持枠（３１２）を偏光分離膜（１１４１）の配列方向に沿って進退させるフィルタ駆動機構（３１３）とを備える。
2004104692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源から射出された光束を略１種類の直線偏光光束に変換する偏光変換素子とを含み、前記偏光変換素子は、前記光源から射出された光束の中心軸に対して傾斜して配置されるとともに、前記光源から射出された光束の中心軸に対して略直交する方向に交互に配列された、複数の偏光分離膜と光反射膜とを有してなる照明装置であって、
前記偏光分離膜の配列に応じたピッチでストライプ状に配置され、入射光束を光学的に変換する複数の光学変換層を備え、前記光源と前記偏光変換素子との間に設けられた光学フィルタと、
前記光学フィルタを保持する保持枠と、
前記保持枠を、前記偏光分離膜の配列方向に沿って進退させるフィルタ駆動機構と、
を備えていることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
請求項１に記載の照明装置において、
前記フィルタ駆動機構は、
前記遮光部材に回転自在に支持され、一端が前記保持枠と係合して、その回転により前記保持枠を進退させるカム部材と、
このカム部材の他端と係合する軸部を有し、電磁的にこの軸部を進退させるソレノイドとを備えて構成されることを特徴とする照明装置。
【請求項３】
請求項１に記載の照明装置において、
前記保持枠は、前記保持枠の移動方向に沿って形成されたラックを備え、
前記フィルタ駆動機構は、
前記遮光部材に取り付けられ、回転軸が前記光源から射出された光束の中心軸と略平行に設けられたモータと、
前記モータの回転軸上に設けられ、前記ラックと咬合するピニオンとを備えて構成されることを特徴とする照明装置。
【請求項４】
光源と、前記光源から射出された光束を略１種類の直線偏光光束に変換する偏光変換素子とを含み、前記偏光変換素子は、前記光源から射出された光束の中心軸に対して略直交する方向に交互に配列された複数の偏光分離膜および光反射膜とを有してなる照明装置であって、
前記偏光分離膜の配列に応じたピッチでストライプ状に配置され、入射光束を光学的に変換する複数の光学変換層を備え、前記光源と前記偏光変換素子との間に設けられた光学フィルタと、前記光学フィルタを保持する保持枠と、前記保持枠を前記光源から射出された光束の中心軸に対して略直交する平面に沿って回動させるフィルタ駆動機構とを備えていることを特徴とする照明装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の照明装置において、
前記複数の光学変換層は、前記光源から射出された光束に対して輝度および／または色調を変換する特性を備えていることを特徴とする照明装置。
【請求項６】
請求項５に記載の照明装置において、
前記複数の光学変換層は、前記光源から射出された光束に対して、所定の色光の透過率を低下させる特性を備えていることを特徴とする照明装置。
【請求項７】
請求項５に記載の照明装置において、
前記複数の光学変換層は、前記光源から射出された光束に対して、可視光の波長領域全体に亘って透過率を低下させる特性を備えていることを特徴とする照明装置。
【請求項８】
請求項１〜４のいずれかに記載の照明装置において、
前記複数の光学変換層は、前記光源から射出された光束の中心軸から離れるにしたがって、透過率が低くなるように形成されていることを特徴とする照明装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の照明装置において、
前記複数の光学変換層は、前記光学フィルタの外縁に設けられており、内側には設けられていないことを特徴とする照明装置。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれかに記載の照明装置において、
前記複数の光学変換層は、前記光学フィルタの四隅に設けられていることを特徴とする照明装置。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれかに記載の照明装置において、
前記複数の光学変換層は、前記光学フィルタの、前記偏光分離膜の配列方向における両端部に設けられており、中央部分には設けられていないことを特徴とする照明装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載の照明装置において、
前記偏光変換素子の前記光源側に配置され、前記偏光変換素子への入射光の一部を遮断する遮光部材を含み、
前記遮光部材は、前記光源から射出された光束の中心軸に対して略直交する方向に交互に配列された複数の開口部と遮蔽部とを有し、
前記開口部は、前記偏光分離膜に対応してスリット状に形成され、
前記遮蔽部は、前記光反射膜に対応して形成されていることを特徴とする照明装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載の照明装置と、前記照明装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する変調装置と、前記変調装置によって形成された光学像を拡大投写する投写レンズとを備えていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１４】
請求項１３に記載のプロジェクタにおいて、
前記光源へ供給する電力を調整し、前記光源から射出される光束の輝度を調整する電力調整機構を備えていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１５】
請求項１３または請求項１４に記載のプロジェクタにおいて、
前記光源から射出される光束を部分的に遮蔽する絞り機構を備えてい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】  本発明は、光源から射出された光束の輝度および／または色調を変換する光学フィルタを備えた照明装置、および、プロジェクタに関する。
【背景技術】  従来、会議、学会、展示会等でのプレゼンテーションにプロジェクタが多用されている。このようなプロジェクタは、主に文字やグラフ等を表示するデータプロジェクタとして用いられている。また、近年、プロジェクタは飛躍的な普及がなされ、家庭における映画鑑賞等の用途のために、ホームシアター用プロジェクタとしても用いられることが多くなった。
ところで、文字等を表示する都合上、データプロジェクタには高輝度画像表示が求められる。一方、ホームシアター用プロジェクタには、テレビや映画等の映像を表示するので、色の再現性を重視した色彩のよい高色彩画像（高彩度画像）表示が求められる。このように、表示する画像の画質に関しては、プロジェクタの用途に応じて、輝度、彩度、コントラスト等の要求が異なる。そのため、光源からの光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光学系において、光路中にフィルタを設け、このフィルタによって輝度や彩度の調節を行うプロジェクタが知られている（例えば、特許文献１（特開２００１−１７４７７４号公報  第５頁  第３図）参照）。
このようなプロジェクタに採用されているフィルタは、インテグレータレンズのレンズ素子のピッチに合わせてフィルタ素子が形成され、インテグレータレンズから射出される光束の焦点位置にフィルタ素子が介挿されるようにフィルタを移動させる構成となっている。
しかしながら、特許文献１には、インテグレータレンズから射出される焦点位置に応じたフィルタ部分の形成およびフィルタの移動は開示されているものの、どのような方向にどれだけフィルタを移動させればよいかが明示されていない。
また、フィルタやフィルタを移動させる機構の具体的な構成に関する開示がなされておらず、高輝度画像表示と高彩度画像表示の切り替えに関して、具体的にどのように行うのかが示されていない。
本発明の目的は、光束の変換を行う場合と行わない場合とを切り替えることができる照明装置、および、この照明装置を採用したプロジェクタを提供することである。
【発明の開示】
本発明の照明装置は、光源と、前記光源から射出された光束を略１種類の直線偏光光束に変換する偏光変換素子とを含み、前記偏光変換素子は、前記光源から射出された光束の中心軸に対して傾斜して配置されるとともに、前記光源から射出された光束の中心軸に対して略直交する方向に交互に配列された、複数の偏光分離膜と光反射膜とを有してなる照明装置であって、前記偏光分離膜の配列に応じたピッチでストライプ状に配置され、入射光束を光学的に変換する複数の光学変換層を備え、前記光源と前記偏光変換素子との間に設けられた光学フィルタと、前記光学フィルタを保持する保持枠と、前記保持枠を、前記偏光分離膜の配列方向に沿って進退させるフィルタ駆動機構と、を備えていることを特徴とする。
本発明によれば、フィルタ駆動機構により、保持枠を進退させることで、偏光分離膜の配列に応じたピッチでストライプ状に配置された光学フィルタの光学変換層の位置を、光反射膜の位置に相対的に一致させて、入射光束に対して光学的な変換を行い、後段に配置された偏光変換素子に変換した光束を射出することができる。また、同様に、保持枠を進退させて、光学フィルタの光学変換層が形成されていない部分を、偏光分離膜の位置に相対的に一致させて入射光束を変換しないようにでき、偏光変換素子に未変換の光束を射出することができる。
従って、フィルタ駆動機構により、照明光束の光路中に光学フィルタの光学変換層を挿抜して、入射光束を光学的に変換する場合と、変換しない場合とを切り替えることができる。
また、ストライプ状の光学変換層は、マスキング等で一枚のガラス等により構成される光透過性の基板上に、蒸着等によってストライプ状に膜を形成することによって形成することができる。あるいは、基板自体が所定の光を吸収する機能を備えた光学フィルタガラスと光透過性の基板とを帯状に並べて組み合わせることによって形成してもよい。
本発明では、前記フィルタ駆動機構は、前記遮光部材に回転自在に支持され、一端が前記保持枠と係合して、その回転により前記保持枠を進退させるカム部材と、このカム部材の他端と係合する軸部を有し、電磁的にこの軸部を進退させるソレノイドとを備えて構成されることが好ましい。
本発明によれば、ソレノイドの軸部は、電圧の印加によって、その進退が制御されるので、フィルタ駆動機構により光学フィルタの進退制御の構成が簡易となる。また、軸部の進退は、電圧の印加、すなわち、オン／オフにより切り替えることができるので、光学フィルタの光学変換層の照明光束の光路に対する挿抜を迅速に行うことができる。
あるいは、本発明では、前記保持枠は、前記保持枠の移動方向に沿って形成されたラックを備え、前記フィルタ駆動機構は、前記遮光部材に取り付けられ、回転軸が前記光源から射出された光束の中心軸と略平行に設けられたモータと、前記モータの回転軸上に設けられ、前記ラックと咬合するピニオンとを備えて構成されることが好ましい。
本発明によれば、モータの駆動によるピニオンの回転により、保持枠を連続的に進退させて、照明光束の光路に対して光学変換層を部分的に介挿することができる。
従って、照明光束の光路への光学変換層の部分的な介挿により、入射光束の変換の度合いを連続的に調節することができる。
また、本発明の照明装置は、光源と、前記光源から射出された光束を略１種類の直線偏光光束に変換する偏光変換素子とを含み、前記偏光変換素子は、前記光源から射出された光束の中心軸に対して略直交する方向に交互に配列された複数の偏光分離膜および光反射膜とを有してなる照明装置であって、前記偏光分離膜の配列に応じたピッチでストライプ状に配置され、入射光束を光学的に変換する複数の光学変換層を備え、前記光源と前記偏光変換素子との間に設けられた光学フィルタと、前記光学フィルタを保持する保持枠と、前記保持枠を前記光源から射出された光束の中心軸に対して略直交する平面に沿って回動させるフィルタ駆動機構とを備えていることを特徴とする。
本発明によれば、前述の照明装置と同様の効果を奏することができる。すなわち、フィルタ駆動機構により、光学フィルタを保持した保持枠を、光源から射出された光束の中心軸に略直交する平面に沿って回動させることにより、光学フィルタの光学変換層の位置を、部分的に、偏光分離膜の位置に相対的に一致させることができる。これにより、入射光束の一部に対して光学フィルタが光学的な変換を行い、この光学フィルタの光路後段に配置された偏光変換素子に変換した光束を射出することができる。また、光束の変換を行う場合からさらに、あるいは、逆方向に保持枠を回動させて、光学フィルタの光学変換層が形成されていない部分を、光反射膜の位置に相対的に一致させて、入射光束を変換しないようにすることができる。これにより、偏光変換素子に未変換の光束を射出することができる。従って、偏光変換素子への入射光束を、光学的に変換する場合と、変換しない場合とを切り替えることができる。
本発明において、前記複数の光学変換層は、前記光源から射出された光束に対して輝度および／または色調を変換する特性を備えていることが好ましい。
このように、光学変換層が入射光束の輝度を変換する特性を備えていれば、用途に応じて低輝度画像と高輝度画像との切り替えを行うことが可能となる。また、色調を変換する特性を備えていれば、用途に応じて高彩度画像と通常彩度画像との切り替えを行うことが可能となる。
また、本発明において、前記複数の光学変換層は、前記光源から射出された光束に対して、所定の色光の透過率を低下させる特性を備えていることが好ましい。
このように、光学変換層が所定の色光の透過率を低下させる特性を備えていれば、照明光束の色調を補正することが可能となる。従って、このような光学変換層を採用した照明装置を、例えばプロジェクタに採用することにより、用途に応じて高彩度な投写画像を得ることが可能となる。
本発明において、前記複数の光学変換層は、前記光源から射出された光束に対して、可視光の波長領域全体に亘って透過率を低下させる特性を備えていることが好ましい。
このように、光学変換層が可視光の波長領域全体に亘って透過率を低下させる特性を備えていれば、照明光束の輝度を調整することができる。従って、このような光学変換層を採用した照明装置を、例えばプロジェクタに採用することにより、用途に応じて低輝度な投写画像を得ることが可能となる。
本発明において、前記複数の光学変換層は、前記光源から射出された光束の中心軸から離れるにしたがって、透過率が低くなるように形成されていることが好ましい。
本発明によれば、光学フィルタへの入射光束において、照明光軸から離れた光束は、その透過が減じられることとなる。ここで、光学フィルタの外縁を透過する光束は、光学フィルタを透過する光束全体の波長のバランスを崩す。従って、光学フィルタの外縁に入射される光束が減じられることにより、光束の波長のバランスを保った上で光束の変換を行い、偏光変換素子に光束を入射させることができる。
あるいは、本発明において、前記複数の光学変換層を、前記光学フィルタの外縁にのみ設け、内側には設けないようにしても良い。
このような配列パターンにすれば、光学フィルタの外縁に入射する光束については色調が変換されるとともに透過光束の光量が減じられることとなる。一方、内側に入射する光束については光量および輝度の減少を最小限に抑えることが可能となる。従って、このような光学変換層を採用した照明装置を、例えばプロジェクタに採用することにより、コントラストを向上し、輝度の低下を最小限に抑えた高彩度な投写画像を得ることができる。また、前記複数の光学変換層を、前記光学フィルタの四隅にのみ設けるようにしたり、前記光学フィルタの、前記偏光分離膜の配列方向における両端部にのみ設けて中央部分には設けないようにしても、同様の効果が期待できる。
本発明では、前記偏光変換素子の前記光源側に配置され、前記偏光変換素子への入射光の一部を遮断する遮光部材を含み、前記遮光部材は、前記光源から射出された光束の中心軸に対して略直交する方向に交互に配列された複数の開口部と遮蔽部とを有し、前記開口部は、前記偏光分離膜に対応してスリット状に形成され、前記遮蔽部は、前記光反射膜に対応して形成されていることが好ましい。
本発明によれば、光源から射出され、偏光変換素子の偏光分離膜に入射する光束を透過し、該偏光変換素子の光反射膜に入射する光束を遮蔽することができる。すなわち、光反射膜に光束が直接入射するのを防ぐことができる。従って、偏光変換素子から射出される光束に、異なる種類の偏光光が混入することを防ぐことができる。
以上に説明した照明装置は、照明装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する変調装置と、前記変調装置によって形成された光学像を拡大投写する投写レンズとを備えたプロジェクタに用いるのに適している。
以上のような照明装置をプロジェクタに用いることにより、光学像の形成に際して、光学フィルタにより光束の所定の光学的変換を行い、画質を向上させた光学像を形成して投写することができる。また、入射光束に対して変換を行う場合と、行わない場合とを切り替えることができるので、用途に応じた光学像を形成・投写することができる。
本発明のプロジェクタは、前記光源へ供給する電力を調整し、前記光源から射出される光束の輝度を調整する電力調整機構を備えていることが好ましい。
このような電力調整機構により、光源に供給する電力量を調整して、投写する光学像の輝度調節範囲を広げることができる。従って、光源の電力調整機構により、光補正装置では調節できない広範な輝度調整を実現できるので、その場にあった光学像の輝度を調整できる。
本発明のプロジェクタは、前記光源から射出される光束を部分的に遮蔽する絞り機構を備えていることが好ましい。
このような絞り機構により、光学像の形成に利用される光量の広範な調整を容易に行うことができる。従って、プロジェクタによって投写される光学像の輝度を容易に調整することができる。
【図面の簡単な説明】  図１は、第１実施形態に係わるプロジェクタを示す斜視図である。
図２は、前記第１実施形態における光学ユニットを示す模式図である。
図３は、前記第１実施形態における光補正装置およびマスクを示す分解斜視図である。
図４は、前記第１実施形態における光補正装置を背面側（光射出面側）から見た斜視図である。
図５は、前記第１実施形態における光補正装置を背面側（光射出面側）から見た斜視図である。
図６は、前記第１実施形態における光学フィルタのフィルタ膜の配列パターンを示す模式図である。
図７は、前記第１実施形態におけるフィルタ膜の透過率特性および光源ランプのスペクトル強度を示すグラフである。
図８は、前記第１実施形態におけるプロジェクタに内蔵された制御系の回路構成を概念的に示したブロック図である。
図９は、前記第１実施形態における絞り装置を示す模式図である。
図１０は、第２実施形態における光補正装置を背面側（光射出面側）から見た斜視図である。
図１１は、第３実施形態における光学フィルタのフィルタ膜の配列パターンを示す模式図である。
図１２は、第４実施形態におけるフィルタ膜の透過率特性および光源ランプのスペクトル強度を示すグラフである。
図１３は、第５実施形態における光学フィルタのフィルタ膜の配列パターンを示す模式図である。
図１４は、前記第５実施形態における光学フィルタを示す断面図（図１３の破線ＸＩＶにおける断面図）である。
図１５は、前記第５実施形態における光学フィルタを示す断面図（図１３の破線ＸＶにおける断面図）である。
図１６Ａは、フィルタ膜の配列パターンの変形を示す模式図であり、図１６Ｂは、フィルタ膜の配列パターンの他の変形を示す模式図であり、図１６Ｃは、フィルタ膜の配列パターンの他の変形を示す模式図であり、図１６Ｄは、フィルタ膜の配列パターンの他の変形を示す模式図である。
図１７は、前記各実施形態におけるフィルタ膜の透過率特性の変形および光源ランプのスペクトル強度を示すグラフである。
図１８は、前記各実施形態における偏光変換素子、光補正装置およびマスクの変形を示す概要斜視図である。
図１９は、前記各実施形態における光補正装置およびマスクの変形を示す概要斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】  本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。以下の説明において、光の進行方向と平行な軸をＺ軸とし、これに直交する２つの軸をＸ軸およびＹ軸とする。
（１）第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、第１実施形態に係るプロジェクタが示されている。プロジェクタ１０は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調し、スクリーン等の投写面上に拡大投写する。このプロジェクタ１０は、図１に示すように、外装ケース１０１と、この外装ケース１０１から露出する投写レンズ２とを備えている。
外装ケース１０１は、合成樹脂製の筐体であり、プロジェクタ１０の本体部分を収納する。外装ケース１０１の上面には、プロジェクタ１０の起動・調整操作を実施する複数のスイッチ６Ａが設けられた操作パネル６が設けられている。
投写レンズ２は、プロジェクタ１０の本体部分により画像情報に応じて変調された光学像を拡大投写する。この投写レンズ２は、筒状の鏡筒内に複数のレンズが収納された組レンズとして構成され、複数のレンズの相対位置を変更するレバー２Ａを備え、投写像のフォーカス調整、および倍率調整可能に構成されている。
図２は、プロジェクタ１０の内部に収納された光学ユニット１を模式的に示した図である。光学ユニット１は、光源装置１１１から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成し、投写レンズ２を介してスクリーン上に投写画像を形成するものである。
光学ユニット１は、インテグレータ照明光学系１１と、色分離光学系１２と、リレー光学系１３と、光変調装置および色合成光学装置を一体化した光学装置１４と、これら光学部品１１、１２、１３、１４を収納配置する図示しないライトガイドとに機能的に大別される。
照明装置としてのインテグレータ照明光学系１１は、光源から射出された光束を、照明光軸直交面（ＸＹ平面）内における照度が均一な光束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１１は、光源装置１１１、第１レンズアレイ１１２、第２レンズアレイ１１３、光補正装置３１、偏光変換素子１１４、重畳レンズ１１５およびフィールドレンズ１１６を備えて構成される。このうち、光補正装置３１は、偏光変換素子１１４の前段に配置されている。なお、「照明光軸」とは、光源装置１１１を構成する光学要素によって形成される仮想的な軸であり、光源装置１１１から射出された光束の中心軸と一致する。
光源装置１１１は、放射光源としての光源ランプ１１７と、リフレクタ１１８と、このリフレクタ１１８の光束射出面を覆う防爆ガラス１１９とを備えている。光源ランプ１１７から射出された放射状の光束は、リフレクタ１１８で反射されて略平行光束とされ、外部へと射出される。本発明の第１実施形態では、光源ランプ１１７として、高圧水銀ランプを採用し、リフレクタ１１８として、放物面鏡を採用している。なお、光源ランプ１１７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１１８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。
第１レンズアレイ１１２は、照明光軸方向（Ｚ軸方向）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とされている。各小レンズは、光源ランプ１１７から射出された光束を部分光束に分割し、照明光軸方向に射出する。
第２レンズアレイ１１３は、第１レンズアレイ１１２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とされている。この第２レンズアレイ１１３は、重畳レンズ１１５とともに、第１レンズアレイ１１２の各小レンズの像を後述する光学装置１４の液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂ上に結像させる機能を有する。
光補正装置３１は、内部に保持された光学フィルタにより、第２レンズアレイ１１３から射出された光束を変換・補正する。補正された光束は、光補正装置３１の光学フィルタの後段に配置された偏光変換素子１１４に射出される。なお、この光補正装置３１の構造については、後に詳述する。
偏光変換素子１１４は、第２レンズアレイ１１３からの光を略１種類の偏光光に変換するものである。偏光光を変調するタイプの液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂを用いたプロジェクタでは、１種類の偏光光しか利用できないため、ランダムな偏光光を発する光源ランプ１１７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１１４を用いることにより、光源ランプ１１７から射出された光束を略１種類の偏光光に変換し、光学装置１４における光の利用効率を高めている。
偏光変換素子１１４は、図３に示すように、複数のプリズム１１４２と、これら複数のプリズム１１４２の界面に沿って配置された複数の偏光分離膜１１４１および光反射膜としての反射膜１１４３を備える。図３では、便宜上、偏光分離膜１１４１を点線で示している。偏光分離膜１１４１と反射膜１１４３とは、それぞれ照明光軸（Ｚ軸）に対して傾斜して配置されている。また、偏光分離膜１１４１と反射膜１１４３は、照明光軸に対して略直交する方向（Ｘ軸方向）に、交互に配列されている。複数のプリズム１１４２のうち、偏光分離膜１１４１を透過した光束が射出されるプリズム１１４２の光射出側の面には、位相差板１１４４が設けられている。偏光変換素子１１４に入射した光束は、偏光分離膜１１４１により、Ｐ偏光とＳ偏光に分離される。ここで、分離されたＰ偏光は、プリズム１１４２を透過して、位相差板１１４４によってＳ偏光に変換される。また、Ｓ偏光は、偏光分離膜１１４１と反射膜１１４３とによって反射され、位相差板１１４４によってＰ偏光からＳ偏光へと変換された光束と略平行に射出される。これにより、偏光変換素子１１４に入射された光束は、略１種の偏光光に変換され、光学装置１４での光の利用効率が高められている。
図２に戻って説明すると、偏光変換素子１１４によって略１種類の偏光光に変換された各部分光束は、重畳レンズ１１５によって後述する光学装置１４の液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂ上に最終的にほぼ重畳される。なお、このような偏光変換素子１１４は、例えば、特開平８−３０４７３９号公報に紹介されている。また、偏光変換素子から射出される偏光光は、Ｓ偏光に限らず、Ｐ偏光としてもよい。
色分離光学系１２は、２枚のダイクロイックミラー１２１、１２２と、２枚の反射ミラー１２３、１２４とを備える。インテグレータ照明光学系１１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１２１により赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離される。
リレー光学系１３は、入射側レンズ１３１と、リレーレンズ１３３と、反射ミラー１３２、１３４とを備えている。このリレー光学系１３は、色分離光学系１２で分離された色光である青色光を、後述する光学装置１４の液晶パネル１４１Ｂまで導く機能を有している。
この際、色分離光学系１２のダイクロイックミラー１２１では、反射ミラー１２４を介してインテグレータ照明光学系１１から射出された光束のうち、緑色光と青色光とは透過し、赤色光は反射する。ダイクロイックミラー１２１によって反射した赤色光は、反射ミラー１２３で反射し、フィールドレンズ１１６を通って、赤色用の液晶パネル１４１Ｒに到達する。このフィールドレンズ１１６は、第２レンズアレイ１１３から射出された各部分光束をその中心軸（主光線）に対して平行な光束に変換するものであり、他の液晶パネル１４１Ｇ、１４１Ｂの光束入射側に設けられたフィールドレンズ１１６も同様である。
また、ダイクロイックミラー１２１を透過した青色光と緑色光のうちで、緑色光は、ダイクロイックミラー１２２によって反射し、フィールドレンズ１１６を通って、緑色光用の液晶パネル１４１Ｇに到達する。一方、青色光は、ダイクロイックミラー１２２を透過してリレー光学系１３を通り、さらにフィールドレンズ１１６を通って、青色光用の液晶パネル１４１Ｂに到達する。
なお、青色光にリレー光学系１３が用いられているのは、青色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１３１に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ１１６に伝えるためである。なお、リレー光学系１３には、３つの色光のうちの青色光を通す構成としたが、これに限らず、例えば、赤色光を通す構成としてもよい。
光学装置１４は、入射された光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成する。この光学装置１４は、色分離光学系１２で分離された各色光が入射される３つの入射側偏光板１４２と、各入射側偏光板１４２の後段に配置される３つの視野角補正板１４３と、各視野角補正板１４３の後段に配置される光変調装置としての液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂおよび射出側偏光板１４４と、色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム１４５とを備えている。
光変調装置としての液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂは、例えば、ポリシリコンＴＦＴ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が密封封入されている。そして、この液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂは、入射側偏光板１４２および視野角補正板１４３を介して入射する光束を画像情報に応じて変調して射出する。なお、この液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂは、図示しない保持枠により収納保持されている。
入射側偏光板１４２は、色分離光学系１２で分離された各色光のうち、一定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものであり、サファイアガラス等の基板に偏光膜が貼付されたものである。
また、射出側偏光板１４４も、入射側偏光板１４２と略同様に構成され、液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂから射出された光束のうち、所定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものであり、透過させる偏光光の偏光軸は、入射側偏光板１４２における透過させる偏光光の偏光軸に対して直交するように設定されている。
視野角補正板１４３は、基板上に液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂで形成された光学像の視野角を補正する機能を有する光学変換膜が形成されたものである。この視野角補正板１４３は、液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂで生じる複屈折を補償する。そして、この視野角補正板１４３により、投写画像の視野角が拡大され、かつ投写画像のコントラストが向上する。
クロスダイクロイックプリズム１４５は、射出側偏光板１４４から射出され、各色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成するものである。このクロスダイクロイックプリズム１４５には、赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが、４つの直角プリズムの界面に沿って略Ｘ字状に設けられ、これらの誘電体多層膜により３つの色光が合成される。
以上説明した液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂ、射出側偏光板１４４およびクロスダイクロイックプリズム１４５は、一体的にユニット化されている。
図３には、光補正装置３１およびマスク４１の分解斜視図が示されている。
光補正装置３１は、前述のように、内部に保持された光学フィルタ３１１により、第２レンズアレイ１１３からの光束を変換・補正して、光学フィルタ３１１の後段に配置されている偏光変換素子１１４に射出するものである。光補正装置３１は、図３に示すように、光学フィルタ３１１と、光学フィルタ３１１を保持するホルダ３１２と、レバー３１４を含んで構成されるフィルタ駆動機構３１３とを備えている。このうち、ホルダ３１２は、フィルタ駆動機構３１３により、マスク４１のガイド部４１４，４１５に沿って、前述した偏光分離膜１１４１および後述する開口部４１１の配列方向である矢印Ｘ１方向（±Ｘ軸方向）に進退する。
図３に示すように、偏光変換素子１１４への入射光の一部を遮断する遮光部材としてのマスク４１が、光学フィルタ３１１の前段に配置されている。このマスク４１は、光補正装置３１に設けられたホルダ３１２の進退を案内する機能を含んでおり、光束の入射方向から見て、略矩形状をしたステンレス製部材である。また、マスク４１は、スリット状の６つの開口部４１１と、入射光束を透過しない遮蔽部４１２と、延出部４１３と、ガイド部４１４、４１５とを備えている。
開口部４１１および遮蔽部４１２は、ＸＹ平面に平行な面に沿って形成されており、交互に配列されている。
開口部４１１は、上下方向（Ｙ軸方向）に長い略矩形の開口であり、偏光変換素子１１４の偏光分離膜１１４１に光束を入射させる光路を形成する。これらの開口部４１１は、偏光分離膜１１４１に対応して形成されている。
遮蔽部４１２は、偏光変換素子１１４の反射膜１１４３へ、直接光束が入射するのを遮蔽する部分であり、偏光変換素子１１４の反射膜１１４３に対応して形成されている。
このような構成により、開口部４１１を通過した光束は、偏光変換素子１１４の偏光分離膜１１４に入射する。また、遮蔽部４１２に入射した光束は、マスク４１を透過しないので、偏光変換素子１１４の反射膜１１４３には入射しない。これにより、反射膜１１４３に直接光束が入射するのを防止できるので、偏光変換素子１１４から射出される光束に、異なる種類の偏光光が混入するのを防ぐことが可能となる。
延出部４１３は、マスク４１の一方の幅方向端部からＸＹ平面に平行な面に沿って延出して形成されている。この延出部４１３の上端近傍および略中央には、孔４１３Ａ、４１３Ｂ、４１３Ｃが形成されている。孔４１３Ａ、４１３Ｂには、ねじ３１５により、延出部４１３の背面にフィルタ駆動機構３１３が取り付けられる。また、孔４１３Ｃには、フィルタ駆動機構３１３のレバー３１４が取り付けられる。
ガイド部４１４、４１５は、マスク４１の光射出側の面４１Ｂ（図４および図５参照）に形成されている。このガイド部４１４、４１５は、矢印Ｘ１方向へのホルダ３１２の進退を案内する。
ガイド部４１４は、面４１Ｂの上端から照明光軸に対して略平行（Ｚ軸方向）に延出し、この延出部分の端部が略垂下、つまり、−Ｙ軸方向に起立して形成されている。また、ガイド部４１５は、面４１Ｂの下端から照明光軸に対して略平行（Ｚ軸方向）に延出し、この延出部分の端部が略垂直（＋Ｙ軸方向）に起立して形成されている。
このような構成により、ガイド部４１４、４１５は、ホルダ３１２を上下端部で挟み込むように支持するとともに、ホルダ３１２の矢印Ｘ１方向への進退、すなわち、開口部４１１の配列方向（±Ｘ軸方向）への進退を案内する。
光補正装置３１の光学フィルタ３１１は、入射光束の光学的な変換をするためのものである。この光学フィルタ３１１は、光透過性のガラスにより構成される基板３１１１を備え、この基板３１１１上には、上下方向に長い略矩形の変換部３１１２および非変換部３１１３が、それぞれ６つずつ形成されている。これらの変換部３１１２には、フィルタ膜が蒸着される。一方、非変換部３１１３には、フィルタ膜は蒸着されていない。また、基板３１１１の裏面には、反射防止膜が形成されている。なお、基板３１１１は、光透過性の合成樹脂等により形成してもよい。
それぞれの変換部３１１２は、偏光変換素子１１４の偏光分離膜１１４１の配列に応じたピッチでストライプ状に形成されており、かつ、マスク４１に形成された開口部４１１と略同じピッチ幅で形成されている。つまり、変換部３１１２のＸ軸方向の寸法は、マスク４１の開口部４１１のＸ軸方向の寸法と略同じとなるように形成されている。また、変換部３１１２の上下方向（Ｙ軸方向）の寸法は、開口部４１１の上下方向（Ｙ軸方向）の寸法と略同じ、または、それ以上となるように形成されている。すなわち、基板３１１１上に形成された変換部３１１２と、偏光変換素子１１４の偏光分離膜１１４１と、マスク４１に形成された開口部４１１とは、互いに相補する関係にある。従って、マスク４１に形成された開口部４１１と、変換部３１１２とを互いに重ね合わせ、光補正装置３１に光束を入射させた場合、それぞれの開口部４１１に入射される光束は、略全て変換部３１１２に入射し、変換部３１１２を通過した光束が、偏光分離膜１１４１に入射する。なお、変換部３１１２の構成については、後に詳述する。
保持枠としてのホルダ３１２は、光学フィルタ３１１を嵌め込んで保持する部材である。このホルダ３１２は、水平方向（縦枠３１２３に対して＋Ｘ軸方向）に延出し、かつ、互いに略平行な２つの横枠３１２１、３１２２と、これら横枠３１２１、３１２２の端部をＹ軸方向に連結する１つの縦枠３１２３とを備え、これらにより略コ字状に形成されている。この縦枠３１２３の背面、すなわち、光射出側の面の略中央には、略矩形の板体３１２４が、横枠３１２１、３１２２とは反対方向（縦枠３１２３に対して−Ｘ軸方向）に延出するように取り付けられている。この板体３１２４には、光入射側の面から面外方向に突出する突起部３１２４Ａが突設されている。この突起部３１２４Ａは、レバー３１４と係合する。
フィルタ駆動機構３１３は、光学フィルタ３１１が取り付けられたホルダ３１２を進退させるものであり、前述のように、マスク４１の光射出側の面４１Ｂに取り付けられる。このフィルタ駆動機構３１３は、ケース３１３１と、駆動装置３１３２と、レバー３１４とを備えている。
ケース３１３１は、内部に収納された駆動装置３１３２を保護するとともに、フィルタ駆動機構３１３をマスク４１に取り付けるための金属製部材である。このケース３１３１には、２つの孔３１３１Ａ、３１３１Ｂが形成されており、フィルタ駆動機構３１３をマスク４１に取り付ける際に、前述したねじ３１５が挿通される。
駆動装置３１３２は、ソレノイドによって構成されており、駆動装置３１３２の下端から突没自在に設けられた軸部３１３２Ａが、駆動装置３１３２に対する電圧の印加によって、突没する構成となっている。この軸部３１３２Ａの側面には、突起部３１３２Ｂが形成されており、この突起部３１３２Ｂは、レバー３１４に係合する。
カム部材としてのレバー３１４は、駆動装置３１３２の軸部３１３２Ａの突没によって回動し、ホルダ３１２を進退させるものであり、側面部分が緩やかに湾曲した略Ｌ字状とされている。このレバー３１４には、レバー３１４の略中央部分に形成された突起部３１４Ａ、長辺端部に形成された長孔３１４Ｂおよび短辺端部に形成された長孔３１４Ｃが設けられている。
突起部３１４Ａは、レバー３１４の回動軸となる部分である。この突起部３１４Ａの先端部を、孔４１３Ｃに挿通した後、突起部３１４Ａの光射出側の面とマスク４１の光入射側の面４１Ａとの間にＣリング３１６が嵌め込まれることで、レバー３１４は、突起部３１４Ａを中心として回動自在にマスク４１に取り付けられる。
長孔３１４Ｂには、ホルダ３１２の板体３１２４に突設された突起部３１２４Ａが挿通される。また、長孔３１４Ｃには、駆動装置３１３２の軸部３１３２Ａに突設された突起部３１３２Ｂが挿通される。
ここで、光補正装置３１の組み立て方法について説明する。
まず、マスク４１の延出部４１３に形成された孔４１３Ｃに、フィルタ駆動機構３１３のレバー３１４の突起部３１４Ａを挿通して、Ｃリング３１６により、レバー３１４をマスク４１に回動自在に取り付ける。また、光学フィルタ３１１を、ホルダ３１２の横枠３１２１、３１２２および縦枠３１２３に固定する。その後、ホルダ３１２を、マスク４１のガイド部４１４、４１５によって挟み込むように保持させる。このとき、ホルダ３１２の板体３１２４に形成された突起部３１２４Ａが、レバー３１４の長孔３１４Ｂに挿通するように、ホルダ３１２を配置する。そして、軸部３１３２Ａに形成された突起部３１３２Ｂが、レバー３１４の長孔３１４Ｃに挿通するように、フィルタ駆動機構３１３を延出部４１３に、ねじ３１５によって固定する。これにより、光補正装置３１がマスク４１に取り付けられる。
また、ここで、ホルダ３１２の進退機構について説明する。
図４および図５には、光補正装置３１およびマスク４１を背面側（光射出面側）から見た斜視図が示されている。これらの図のうち、図４には、マスク４１の開口部４１１と、光学フィルタ３１１の変換部３１１２と、偏光変換素子１１４の偏光分離膜１１４１との位置が、相対的に一致していない場合の光補正装置３１が示されている。また、図５には、開口部４１１と、変換部３１１２と、偏光分離膜１１４１との位置が、相対的に一致している場合の光補正装置３１が示されている。
まず、入射光束の補正をする場合、すなわち、光学フィルタ３１１の変換部３１１２の位置と、マスク４１の開口部４１１の位置と、偏光変換素子１１４の偏光分離膜１１４１の位置とを相対的に一致させる場合のホルダ３１２の移動について説明する。
図４に示すように、フィルタ駆動機構３１３の駆動装置３１３２に設けられた軸部３１３２Ａは、駆動装置３１３２の端部から下方（−Ｙ軸方向）、すなわち、矢印Ａ１方向に突出する。この軸部３１３２Ａの突出は、駆動装置３１３２への電圧の印加によって行われ、この電圧の印加は、プロジェクタ内部に配置された図示しない制御基板に設けられた制御部７（図８参照）によって行われる。ここで、軸部３１３２Ａは、この軸部３１３２Ａ端部に形成された突起部３１３２Ｂを介して、レバー３１４の長孔３１４Ｃと係合しており、また、レバー３１４は、突起部３１４Ａを中心に回動自在に取り付けられている。これにより、軸部３１３２Ａの突出は、レバー３１４を矢印Ａ２方向に回動させる。この回動は、レバー３１４の長孔３１４Ｂに係合する突起部３１２４Ａを介して、ホルダ３１２を、マスク４１に形成されたガイド部４１４、４１５に沿って、矢印Ａ３方向（＋Ｘ軸方向）に押しやるように移動させる。この際、軸部３１３２Ａの最大突出に相当するホルダ３１２の移動量は、光学フィルタ３１１に形成された変換部３１１２のピッチ幅（Ｘ軸方向の寸法）と略同じに設定されている。従って、軸部３１３２Ａの突出により、ホルダ３１２が矢印Ａ３方向に移動することで、光学フィルタ３１１の変換部３１１２と、マスク４１に形成された開口部４１１と、偏光変換素子１１４の偏光分離膜１１４１との相対位置が一致する。
次に、入射光束の補正を行わない場合、すなわち、光学フィルタ３１１の変換部３１１２の位置と、マスク４１の開口部４１１の位置と、偏光変換素子１１４の偏光分離膜１１４１の位置とを相対的に一致させない場合のホルダ３１２の移動について説明する。これは、前述の入射光束の補正を行う場合のホルダ３１２の移動動作の逆である。
図５において、フィルタ駆動機構３１３の駆動装置３１３２下端から突出した状態にある軸部３１３２Ａは、駆動装置３１３２への電圧の印加により、矢印Ｂ１方向（＋Ｙ軸方向）に没入する。これにより、レバー３１４は、矢印Ｂ２方向に回動する。このレバー３１４の回動は、レバー３１４に係合する突起部３１２４Ａを介して、板体３１２４を引くように動作し、これにより、ホルダ３１２は、矢印Ｂ３方向（−Ｘ軸方向）に移動する。ここで、前述のように、軸部３１３２Ａの最大突出は、変換部３１１２のピッチ幅（Ｘ軸方向の寸法）分のホルダ３１２の移動に相当する。従って、ホルダ３１２の移動前は、相対的に一致していたマスク４１の開口部４１１と、光学フィルタ３１１の変換部３１１２と、偏光変換素子１１４の偏光分離膜１１４１との位置が、ホルダ３１２の移動により、一致しないようになる。
図６には、光学フィルタ３１１の変換部３１１２に形成されたフィルタ膜の配列パターンが示されている。
図６に示すように、光学フィルタ３１１の基板３１１１には、変換部３１１２および非変換部３１１３が、それぞれ、マスク４１に形成された入射部４１１の数に対応して６つずつ交互に形成されている。それぞれの変換部３１１２には、入射光束を変換して透過するフィルタ膜３１１２Ａ（図６中斜線部分）が、略全面に亘って形成されている。この光学フィルタ３１１を保持したホルダ３１２を進退させて、マスク４１の開口部４１１に入射された光束が、変換部３１１２に入射されるようにした場合、この光学フィルタ３１１は、入射された光束のほぼ全てを変換するフィルタとして構成されている。
図７には、光学フィルタ３１１の変換部３１１２に形成されるフィルタ膜３１１２Ａの透過率特性（実線）および光源ランプ１１７のスペクトル強度（点線）が示されている。第１実施形態で示す光束の変換は、入射光束（光源ランプ１１７から射出された光束）における所定の波長の透過率を低下させることによって、光学ユニット１で形成される光学像の色調を調節する。
図７に示すように、フィルタ膜３１１２Ａは、入射光束（光源ランプ１１７から射出された光束）に対して、主に緑色光の波長域（およそ５００〜５８０ｎｍの領域）の透過をほぼ半分に制限する。また、主に青色光の波長域（およそ４３０〜５００ｎｍの領域）に含まれる光の透過を約２０％低下させる。一方、主に赤色光の波長域（およそ５９０〜７００ｎｍの領域）に含まれる光に関しては、ほぼ全て透過する。
フィルタ膜３１１２Ａは、図示を略すが、屈折率の異なる２種類の薄膜である高屈折率層および低屈折率層が、交互に基板３１１１上に積層された誘電体多層膜からなる光学変換層として形成されている。それぞれの層の組成としては、高屈折率層は、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）から構成され、低屈折率層は、二酸化珪素（ＳｉＯ２）から構成されている。
ここで、図６に示した配列パターンおよび図７に示した透過率特性を有するフィルタ膜３１１２Ａを組み合わせて形成した光学フィルタ３１１を備えた光補正装置３１について説明する。
光補正装置３１では、マスク４１の開口部４１１と、光学フィルタ３１１の変換部３１１２と、偏光変換素子１１４の偏光分離膜１１４１とを相対的に一致させた場合、フィルタ膜３１１２Ａによって、入射光束のうち、緑色成分の透過が大幅に減じられ、青色成分の透過も減じられる。このように色調が補正された透過光束は、光学ユニット１により光学像の形成に用いられ、高彩度画像が形成される。また、光学フィルタ３１１の非変換部３１１３と、マスク４１の開口部４１１と、偏光変換素子１１４の偏光分離膜１１４１との位置を相対的に一致させ、光補正装置３１に光束を入射させた場合、入射光束の補正は行われない。このため、光源装置１１１からの光束の略全てが、光学ユニット１による光学像の形成に利用されることとなり、高輝度画像が形成される。
図８には、プロジェクタ１０に内蔵された制御系の回路構成を概念的に示したブロック図が示されている。
図８に示すように、プロジェクタ１０は、入力信号変換部５と、操作パネル６と、制御部７と、絞り装置８を備えている。
入力信号変換部５は、ビデオ入力端子からのビデオ信号を加工して、光学ユニット１の液晶パネル１４１に出力するためのものであり、画像解析部５１と、リサイズ部５２と、ゲイン調整部５３とを備えている。
画像解析部５１は、入力されたビデオ信号から、画像の輝度分布等に関する輝度情報を抽出して、制御部７に出力する回路である。具体的には、例えば各フレームごとにリセットされるピークホールド回路と言ったもので画像解析部５１を構成することができ、この場合、各画面ごとに輝度の最大値を出力させる。
リサイズ部５２は、入力された画像の解像度を液晶パネル１４１の画素数に対応させて変換する解像度変換回路である。
ゲイン調整部５３は、光源装置１１１から射出させる照明光の強度に応じて輝度信号を調整するもので、光源装置１１１との協働によって、形成される光学像の輝度を調整する。
操作パネル６は、前述のように、プロジェクタ１０の起動・調整操作を実施する複数のスイッチ６Ａ（図１参照）が設けられたパネルである。これらのスイッチ６Ａは、制御部７と電気的に接続されており、所定のスイッチ６Ａが入れられると、制御部７に所定のパルス信号が送信される。
制御部７は、プロジェクタ１０全体を駆動制御する図示しない制御基板に設けられ、本発明の電力調整機構を含んで構成される。この制御部７は、光源装置１１１を構成する光源ランプ１１７の輝度調整、光補正装置３１の駆動制御および絞り装置８の駆動制御をするものであり、ＣＰＵ７１と、ランプドライバ７２と、駆動回路７３、７４とを備えている。
制御手段としてのＣＰＵ７１は、光源ランプ１１７への電力供給、光補正装置３１の駆動および絞り装置８の駆動を制御するものである。ＣＰＵ７１は、入力信号変換部５の画像解析部５１からの輝度情報および操作パネル６からのパルス信号に基づき、光源ランプ１１７を駆動するランプドライバ７２、光補正装置３１を駆動する駆動回路７３および絞り装置８を駆動する駆動回路７４に所定のパルス信号を出力する。
ランプドライバ７２は、図示しない電源ユニットから入力される直流電流を、交流矩形波電流に変換して、光源ランプ１１７を点灯させる回路であり、図示を略したが、ダウンチョッパと、インバータブリッジと、イグナイタとを備えている。
ダウンチョッパは、略３００〜４００Ｖで入力される直流電圧を、光源ランプ１１７の点灯に適した略５０〜１５０Ｖに降下させる低電圧化回路である。
インバータブリッジは、直流電流を交流矩形波電流に変換する部分であり、１対のトランジスタを２つ備えたブリッジ回路として構成されている。これらのトランジスタの間には、光源ランプ１１７が接続されている。
イグナイタは、光源ランプ１１７の電極間の絶縁破壊を行って、光源ランプ１１７の始動を促す回路として構成されており、ダウンチョッパおよびインバータブリッジを含む点灯装置と、光源ランプ１１７の間に、光源ランプ１１７と並列となるように接続されている。
駆動回路７３は、光補正装置３１の駆動を指令する回路である。この駆動回路７３は、ＣＰＵ７１からのパルス信号に基づき、光補正装置３１のフィルタ駆動機構３１３への電圧の印加を行って光学フィルタ３１１を保持したホルダ３１２を進退させ、光源装置１１１からの入射光束の補正を行う場合と、行わない場合とを切り替える。
駆動回路７４は、絞り装置８の駆動を指令する回路である。この駆動回路７４は、ＣＰＵ７１からのパルス信号に基づき、絞り装置８へ電力を供給し、光源装置１１１からの照明光束の光路上に配置された絞り装置８を駆動させ、絞り装置８を透過する光束の光量を低下させることにより、輝度調整を行う。
制御部７による光源ランプ１１７の電力調整機構は、ＣＰＵ７１がランプドライバ７２を制御することによって行われる。すなわち、操作パネル６からのパルス信号に基づき、光源ランプ１１７を低輝度モードで点灯させる場合は、ＣＰＵ７１は、ランプドライバ７２のダウンチョッパにパルス信号を出力して、ダウンチョッパに入力する直流電流の一部をグランド側に流して、定格電力よりも少ない電力を光源ランプ１１７に供給する。一方、光源ランプ１１７を高輝度モードで点灯させる場合は、ダウンチョッパにパルス信号を出力して、光源ランプ１１７に定格電力を供給し、光源ランプ１１７を点灯させる。このような構成により、光源ランプ１１７から照射される光束の光量が調整され、光学像の輝度が調整される。
図９には、絞り装置８の模式図が示されている。
絞り装置８は、本発明の絞り機構に相当するものであり、第１レンズアレイ１１２および第２レンズアレイ１１３の間に、第１レンズアレイ１１２から射出される光束の光軸に対向して配置され、光束の透過光量を低下させることにより、光学ユニット１において形成される光学像の輝度を調整する。この絞り装置８は、図９に示すように、それぞれがＸ軸に沿って互いに逆方向に進退するスリット板８１、８２と、これらスリット板８１、８２を進退させる図示しない駆動機構とを備えている。
スリット板８１、８２は、互いに略平行に配置された略矩形のステンレス製部材であり、ＸＹ平面に略平行に配置されている。これらスリット板８１、８２を、Ｘ軸に沿って互いに逆方向に進退させることで、入射される光束を部分的に遮蔽して、透過光束の光量を調節することができる。これらスリット板８１、８２には、光束入射方向（光入射側）から見て、高さ方向（Ｙ軸方向）に長い略矩形のスリット状の開口８１Ａ、８２Ａが、それぞれ所定の間隔を隔てて複数形成されている。これら開口８１Ａ、８２Ａは、第１レンズアレイ１１２から射出される光束の焦点位置に、それぞれほぼ同じ面積となるように形成され、通常は、重なった状態とされており、これにより光束の光路が確保されている。ここで、スリット板８１、８２が駆動装置により互いに逆方向に進退すると、開口８１Ａ、８２Ａの重なりによって確保されていた光束の光路が狭まることとなる。従って、絞り装置８への入射光量に対して、透過光量が低下する。
本発明の第１実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１−１）光学フィルタ３１１のフィルタ膜３１１２Ａは、入射光束（光源ランプ１１７から射出した光束）に対して、緑色光の波長域に含まれる光の透過をほぼ半分に制限する。また、青色光の波長域に含まれる光の透過を約２０％低下させる。従って、マスク４１の開口部４１１と、光学フィルタ３１１の変換部３１１２とを相対的に一致させて、照明光束の光路にフィルタ膜３１１２Ａを介在させることにより、入力されたビデオ信号に基づいて形成される光学像の色調を補正して鮮明にすることができる。特に、白色においては、緑がかった白色ではなく純粋な白色を投写できる。従って、ホームシアター等の用途に応じた高彩度画像を形成して投写することができ、投写画像の視認性を高めることができる。
（１−２）光学フィルタ３１１には、変換部３１１２が、偏光変換素子１１４の偏光分離膜１１４１の配列に応じたピッチでストライプ状に形成され、かつ、マスク４１の開口部４１１のピッチ幅（Ｘ軸方向の寸法）に合わせて形成されている。また、フィルタ駆動機構３１３がホルダ３１２を進退させることにより、開口部４１１と偏光分離膜１１４１とに対応するように、光学フィルタ３１１の変換部３１１２または非変換部３１１３が配置される。これによれば、フィルタ駆動機構３１３による光学フィルタ３１１の進退により、マスク４１の開口部４１１と偏光変換素子１１４の偏光分離膜１１４１との位置に、光学フィルタ３１１に形成された変換部３１１２または非変換部３１１３の位置を、相対的に一致させることができる。開口部４１１と、偏光分離膜１１４１と、変換部３１１２とを一致させた場合では、フィルタ膜３１１２Ａにより色調を補正した照明光束を用いて光学像を形成することができ、高彩度の投写画像を得ることができる。また、開口部４１１と、偏光分離膜１１４１と、非変換部３１１３とを一致させた場合では、色調を補正していない照明光束を用いて光学像を形成することができ、高輝度の画像を得ることができる。つまり、照明光束の光路に対して変換部３１１２を挿抜することにより、必要に応じた投写画像に切り替えることができる。
（１−３）フィルタ駆動機構３１３による光学フィルタ３１１の進退量は、光学フィルタ３１１に形成された変換部３１１２のピッチ幅（Ｘ軸方向の寸法）とほぼ同じに設定されている。また、このピッチ幅（Ｘ軸方向の寸法）は、偏光変換素子１１４の偏光分離膜１１４１のピッチ幅（Ｘ軸方向の寸法）、および、マスク４１に形成された開口部４１１のピッチ幅（Ｘ軸方向の寸法）に相当する。これによれば、偏光変換素子１１４の偏光分離膜１１４１のピッチ幅（Ｘ軸方向の寸法）、および、マスク４１の開口部４１１のピッチ幅（Ｘ軸方向の寸法）の分だけ光学フィルタ３１１を進退させることにより、入射光束を変換する場合と、変換しない場合とを切り替えることができる。従って、光学フィルタ３１１の移動量を必要最小限とすることができる。さらに、プロジェクタ１０において、光補正装置３１が占める容積を最小限に抑えることができ、プロジェクタ１０の小型化を図ることができるとともに、光学ユニット１の光学系のレイアウトの自由度を向上することができる。
（１−４）フィルタ駆動機構３１３の駆動装置３１３２は、軸部３１３２Ａおよびレバー３１４を備えたソレノイドにより構成されている。また、駆動装置３１３２の軸部３１３２Ａの突没は、制御部７による電圧の印加によって制御されている。これによれば、駆動装置３１３２への電圧の印加により、光学フィルタ３１１を段階的に進退させることができ、照明光軸への変換部３１１２の挿抜を瞬時に切り替ることができる。従って、入射光束を変換する場合と、変換しない場合とを迅速に切り替えることができ、また、光補正装置３１の構造を簡素化することができる。
（１−５）制御部７は、光源装置１１１への電力調整機構として、光源装置１１１の電力調整を行い、光源ランプ１１７から射出される光束の輝度を調節する。これによれば、投写される光学像に関して、高輝度画像が求められる場合は、光源ランプ１１７へ定格電力を供給することで、形成される光学像の高輝度表示を実現でき、また、低輝度画像が求められる場合は、定格電力より供給量を下げることで低輝度表示を実現できる。従って、投写される光学像の輝度範囲を拡大することができ、また、低輝度表示時には、プロジェクタ１０の電力消費量を低減することができる。
（１−６）プロジェクタ１０には、制御部７によって駆動が制御される絞り装置８が設けられている。これによれば、絞り装置８により、形成される光学像の輝度調節を行うことができる。ここで、絞り装置８による輝度調節は、光源ランプ１１７からの入射光束に対して、透過光量を減少させることで行われるので、前述の電力調整による輝度調節とは別系統となる。従って、光源装置１１１を電力調整機構と合わせて、光束の輝度調節範囲をさらに拡大することができ、一層細かな投写画像の輝度調節を行うことができる。
（２）第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態に係るプロジェクタについて説明する。第２実施形態は、光補正装置の構造において、第１実施形態と以下に説明するような相違点を有する。その他の部分の構造については、第１実施形態と同様である。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一または略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
図１０には、光補正装置３２およびマスク４２を背面側（光射出面側）から見た斜視図が示されている。
第２実施形態のプロジェクタは、図１０に示すように、マスク４２および光補正装置３２を備え、このうち、光補正装置３２は、光学フィルタ３１１と、ホルダ３２２と、フィルタ駆動機構３２３とを備えている。
マスク４２は、第１実施形態のマスク４１と同様に、光学フィルタ３１１の前段に配置され、ホルダ３２２の進退を案内する機能を含んだ略矩形状のステンレス製部材である。マスク４２は、第１実施形態のマスク４１と同様に、スリット状の開口部と、入射光束を透過しない遮蔽部と、延出部４２３と、ガイド部４２４、４２５とを備えている。なお、開口部、遮蔽部およびガイド部４２４、４２５については、マスク４１と同様の形状および構造であるので、説明を省略する。
延出部４２３は、マスク４２の一方の幅方向端部からＸＹ平面に平行な面に沿って延出して形成されている。この延出部４２３の略中央には、孔４２３Ａが形成されており、この孔４２３Ａを利用して、フィルタ駆動機構３２３が取り付けられる。
ホルダ３２２は、第１実施形態のホルダ３１２と同様に、光学フィルタ３１１を嵌め込んで保持する部材であり、フィルタ駆動機構３２３によって、マスク４２のガイド部４２４、４２５に沿って進退する。このホルダ３２２は、水平方向（縦枠３２２３に対して＋Ｘ軸方向）に延出し、かつ、互いに略平行な横枠３２２１、３２２２と、これら横枠の端部を略垂直に（Ｙ軸方向に）連結する１つの縦枠３２２３とを備え、これらにより略コ字状に形成されている、さらに、ホルダ３２２はラック３２２４を備えている。このラック３２２４は、縦枠３２２３の背面（光射出面）の略中央から、横枠３２２１、３２２２の延出方向と平行で、かつ、その延出方向とは反対方向（縦枠３２２３に対して−Ｘ軸方向）に延出しており、フィルタ駆動機構３２３と係合している。
フィルタ駆動機構３２３は、第１実施形態のフィルタ駆動機構３１３と同様に、光学フィルタ３１１が取り付けられたホルダ３２２を、マスク４２のガイド部４２４、４２５に沿って、偏光分離膜や開口部の配列方向である矢印Ｘ２方向（±Ｘ軸方向）に進退させるものである。このフィルタ駆動機構３２３は、モータ３２３１と、ピニオン３２３２とを備えている。モータ３２３１は、ホルダ３２２を進退させる駆動力を発生するものであり、ステッピングモータ等を採用することができる。モータ３２３１の回転軸は、マスク４２の孔４２３Ａに光束入射方向と同方向（Ｚ軸方向）に挿入され、この回転軸の端部にピニオン３２３２が取り付けられている。すなわち、マスク４２の光入射側に位置するモータ３２３１と、光射出側に位置するピニオン３２３２とにより、マスク４２の延出部４２３を挟むように配置される。ピニオン３２３２は、ホルダ３２２に設けられたラック３２２４と咬合し、モータ３２３１で発生した駆動力を、ラック３２２４を介して、ホルダ３２２に伝達している。
ここで、光補正装置３２のフィルタ駆動機構３２３による光学フィルタ３１１の進退について説明する。
フィルタ駆動機構３２３のモータ３２３１の駆動は、第１実施形態の光補正装置３１と同様に、制御部７（図８参照）によって制御されている。すなわち、制御部７から出力されるパルス信号によって、モータ３２３１の駆動および回転軸の回転方向が制御されている。制御部７からパルス信号が入力されたモータ３２３１は、モータ３２３１に設けられた回転軸を介して、ピニオン３２３２を回転させる。ピニオン３２３２は、ホルダ３２２に形成されたラック３２２４と咬合しており、また、ホルダ３２２は、マスク４２に形成されたガイド部４２４、４２５に支持されているので、ピニオン３２３２の回転により、ホルダ３２２は、これらガイド部４２４、４２５に沿って、矢印Ｘ２方向（±Ｘ軸方向）に進退する。なお、モータ３２３１の駆動によるホルダ３２２の進退量は、マスク４２の開口部（図示省略）と、光学フィルタ３１１の変換部３１１２または非変換部３１１３が、相対的に一致するように切り替えられる程度とされている。
本発明の第２実施形態によれば、前述の（１−１）〜（１−３）、（１−５）および（１−６）と同様の効果を奏することができるほか、以下の効果を奏することができる。
（２−１）フィルタ駆動機構３２３は、モータ３２３１とピニオン３２３２を備え、モータ３２３１の駆動により、ホルダ３２２に形成されたラック３２２４と咬合するピニオン３２３２を回転させることで、光学フィルタ３１１を支持するホルダ３２２を進退させる。これによれば、光学フィルタ３１１の進退は連続的に行われるので、照明光束の光路に対して光学フィルタ３１１の変換部３１１２を部分的に介在させることができる。従って、入射光束に対する変換の度合いを連続的に調節することができ、必要に応じた程度に変換がされた光学像を投写することができる。
（３）第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態に係わるプロジェクタについて説明する。第３実施形態は、光補正装置の光学フィルタにおけるフィルタ膜の配列パターンにおいて、第１および第２実施形態との相違点を有する。その他の部分の構造については、第１もしくは第２実施形態と同様である。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一または略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
第３実施形態のプロジェクタに設けられた光補正装置３１は、第１および第２実施形態の光学フィルタ３１１の代わりに、光学フィルタ３３１を備えている。この光学フィルタ３３１は、入射光束を変換する場合において、光学フィルタ３３１の外縁に入射される光束に対してフィルタ膜が介在できるように配置し、内側に入射する光束に対しては介在しないように構成されている。
図１１には、光学フィルタ３３１の変換部３３１２に形成されたフィルタ膜の配列パターンが示されている。
図１１に示すように、光学フィルタ３３１には、ガラスや合成樹脂等で構成される光透過性の基板３３１１上に、それぞれ６つの変換部３３１２および非変換部３３１３が、交互に形成されている。これら６つの変換部３３１２のうち、光学フィルタ３３１の幅方向（Ｘ軸方向）両端部に形成された２つの変換部３３１２には、フィルタ膜３３１２Ａ（図１１中斜線部分）が、長手方向（Ｙ軸方向）のほぼ全体にわたって形成されている。また、幅方向（Ｘ軸方向）内側に配置された４つの変換部３３１２には、それぞれの変換部３３１２における長手方向（Ｙ軸方向）両端付近にフィルタ膜３３１２Ａが形成され、内側にはフィルタ膜３３１２Ａが形成されていない。なお、フィルタ膜３３１２Ａは、入射光束の色調を変換する、つまり、入射光束（光源ランプ１１７から射出された光束）における所定の波長の透過率を低下させることによって、光学ユニット１で形成される光学像の色調を調整するもので、第１実施形態で説明したような透過率特性（図７参照）を有する。
本発明の第３実施形態によれば、第１実施形態もしくは第２実施形態と同様の効果を奏することができるほか、以下の効果を奏することができる。
（３−１）光学フィルタ３３１の外縁に入射される光束は、液晶パネル４４１に対して大きな角度で入射する。このような光束が光学像の形成に供せられると、形成される光学像のコントラストの低下を招く。これに対して、変換部３３１２に形成されたフィルタ膜３３１２Ａは、光学フィルタ３３１の外縁に入射される光束に対して介挿されるように配置されている。これによれば、光学フィルタ３３１外縁に入射される光束は、フィルタ膜３３１２Ａを透過する際に、色調が調整されるとともに透過光束の光量が減じられることとなり、光学像のコントラストの低下を防ぐことができる。また、光学フィルタ３３１の内側には、フィルタ膜３３１２Ａが形成されていないので、光学フィルタ３３１へ入射された光束が、光学フィルタ３３１を透過する際の光量および輝度の減少は、最小限に抑えることができる。従って、コントラストを向上し、輝度の低下を最小限に抑えた高彩度画像を表示することができる。
（４）第４実施形態
次に、本発明の第４実施形態に係るプロジェクタについて説明する。第４実施形態は、光学フィルタに形成されたフィルタ膜の透過率特性において、第１〜第３実施形態との相違点を有する。その他の部分の構造については、第１、第２、もしくは第３実施形態と同様である。
図１２には、第４実施形態に係わる光学フィルタ３１１に形成されたフィルタ膜の透過率特性（実線）および光源ランプ１１７のスペクトル強度（点線）が示されている。
図１２に示すように、このフィルタ膜は、可視光領域の波長全域、すなわち、４００ｎｍから７００ｎｍの波長領域全体に亘って、入射光束（光源ランプ１１７から射出された光束）の透過が約１０％程度に減じられるように構成されている。つまり、第４実施形態の光学フィルタに形成されたフィルタ膜は、入射光束の波長全域に亘って透過率を低下させることによって、光学ユニット１で形成される光学像の輝度を調節するものである。
本発明の第４実施形態によれば、前述の（１−２）〜（１−６）もしくはこれらに加え、（２−１）や（３−１）と同様の効果を奏することができるほか、以下の効果を奏することができる。
（４−１）光学フィルタ３１１の変換部３１１２に形成されたフィルタ膜は、可視光領域の波長全域に亘って透過率を約１０％に低下させる。これによれば、変換部３１１２を透過した透過光束の光量は、入射光束の光量に比べて約１０％程度となり、透過光束の光量をかなり小さくすることができ、この透過光束を利用して、低輝度な光学像を形成することができる。従って、照明光束の光路に対して変換部３１１２を挿抜させることにより、高輝度画像表示と低輝度画像表示とを簡単に切り替えることができる。
（５）第５実施形態
次に、本発明の第５実施形態に係るプロジェクタについて説明する。第５実施形態は、光学フィルタのフィルタ膜の構成において、第１〜第４実施形態との相違点を有する。その他の部分の構造については、第１、第２、第３、もしくは第４実施形態と同様である。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一または略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
第５実施形態のプロジェクタに設けられた光補正装置３１には、前述の第１〜第４実施形態の光学フィルタ３１１の代わりに光学フィルタ３５１が用いられ、この光学フィルタ３５１に形成された変換部３５１２には、フィルタ膜３５１２Ａが照明光軸から離れるにしたがって、光束の透過率が低くなるように形成されている。
図１３には、第５実施形態に係る光学フィルタ３５１の変換部３５１２に形成されたフィルタ膜３５１２Ａの配列パターンが示されている。また、図１４には、図１３中破線ＸＩＶにおける光学フィルタ３５１の断面図が示されており、図１５には、図１３中破線ＸＶにおける光学フィルタ３５１の断面図が示されている。
図１３に示すように、光学フィルタ３５１は、図６に示した光学フィルタ３１１と同様に、ガラス等の光透過性の基板３５１１上に、それぞれ６つの変換部３５１２および非変換部３５１３が形成されている。これら変換部３５１２には、フィルタ膜３５１２Ａが、光学フィルタ３５１の略中央に位置する照明光軸から離れるにしたがって光束の透過率が低くなるように形成されている。すなわち、それぞれのフィルタ膜３５１２Ａは、図１４に示すように、長手方向（Ｙ軸方向）内側から外側に向かうにしたがって、また、図１５に示すように、光学フィルタ３５１の幅方向（Ｘ軸方向）内側から外側に向かうにしたがって、光束の透過率が低くなるように、膜構成を変えて形成されている。
具体的には、基板３５１１上に蒸着されるフィルタ膜３５１２Ａは、該フィルタ膜３５１２Ａの膜厚が、長手方向（Ｙ軸方向）および幅方向（Ｘ軸方向）の内側から外側に向かうにしたがって大きくなるように形成されている。このため、フィルタ膜３５１２Ａが図７に示す透過率特性を備えている場合では、光学フィルタ３５１のＸ軸およびＹ軸方向の内側から外側に向かうにしたがって、図７に示す透過率特性のグラフが透過率の低い方に平行移動する。従って、照明光軸から離れるにしたがって、光学フィルタ３１５に入射する光束は、その透過が減じられることとなる。
なお、このような光学フィルタ３５１のフィルタ膜３５１２Ａが、図１２に示した透過率特性を備えている場合でも、前述の場合と同様に、光学フィルタ３５１に入射する光束は、照明光軸から離れるにしたがって、その透過が減じられることとなる。
本発明の第５実施形態によれば、第１、第２、第３、もしくは第４実施形態と同様の効果を奏することができるほか、以下の効果を奏することができる。
（５−１）光学フィルタ３５１の変換部３５１２には、照明光軸から離れるにしたがって、フィルタ膜３５１２Ａを透過する光束の透過率が低くなるように形成されている。これによれば、照明光軸付近の光束については、光学フィルタ３５１により、光束の色調を変換することができ、照明光軸から離れた光束については、全体的にその透過が規制されることとなる。すなわち、光学フィルタ３５１において、照明光軸から離れた部位を通過する光線は、光変調装置への入射角度が大きくなってしまう。特に、光束の入射角度依存性を有する液晶パネル４４１では、このような照明光軸から離れた位置を透過する光線は、該液晶パネル４４１によって形成される光学像のコントラストの低下を招きやすい。ここで、光量が比較的多く、液晶パネル４４１への入射角度も比較的小さい照明光軸付近の光線を、液晶パネル４４１への入射角度が比較的大きく、コントラストの低下を招きやすい照明光軸から離れた光線より透過しやすくすることにより、形成される光学像のコントラストを向上することができる。さらに、フィルタ膜３５１２Ａが、図７に示した透過率特性を有する場合には、コントラスト向上とともに、高彩度な画像を形成することができる。従って、光学フィルタ３５１を透過した光束を光学像の形成に供すれば、コントラストが向上した高彩度画像を表示することができる。
（６）実施形態の変形
本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
（６−１）前記各実施形態では、図６、図１１および図１３で示されるようなパターンでフィルタ膜が配列された光学フィルタ３１１、３３１および３５１を採用したが、本発明は、これらの実施形態とは異なるパターンでフィルタ膜が配列された光学フィルタを採用してもよい。
図１６Ａ〜図１６Ｄには、前記各実施形態で示した以外のパターンでフィルタ膜を配列した光学フィルタ３６１Ａ、３６１Ｂ、３６１Ｃ、３６１Ｄが示されている。これらの光学フィルタ３６１Ａ、３６１Ｂ、３６１Ｃ、３６１Ｄは、前記各実施形態の光学フィルタ３１１、３３１および３５１と同様に、それぞれ６つの変換部３６１２および非変換部３６１３が、交互に、ガラス等の光透過性の基板３６１１上に形成されている。なお、それぞれの光学フィルタ３６１Ａ、３６１Ｂ、３６１Ｃ、３６１Ｄにおいて、フィルタ膜３６１２Ａは、図１６Ａ〜図１６Ｄ中斜線部分に形成されている。
図１６Ａに示す配列パターンでは、光学フィルタ３６１Ａの外縁に相当する変換部３６１２に、フィルタ膜３６１２Ａが形成されている。すなわち、光学フィルタ３６１Ａの幅方向（Ｘ軸方向）両端から２つずつ、合計４つの変換部３６１２には、長手方向（Ｙ軸方向）のほぼ全体に亘ってフィルタ膜３６１２Ａが形成されている。また、光学フィルタ３６１Ａの中央部分に形成された２つの変換部３６１２には、それぞれの長手方向（Ｙ軸方向）両端付近にフィルタ膜３６１２Ａが形成され、中央部分にはフィルタ膜３６１２Ａが形成されていない。
図１６Ｂに示す配列パターンでは、光学フィルタ３６１Ｂの四隅に、フィルタ膜３６１２Ａが形成されている。すなわち、光学フィルタ３６１Ｂの幅方向（Ｘ軸方向）両端から２つずつ、合計４つの変換部３６１２において、それぞれの長手方向（Ｙ軸方向）両端付近にフィルタ膜３６１２Ａが形成されている。また、光学フィルタ３６１Ｂの幅方向（Ｘ軸方向）の中央部分に形成された２つの変換部３６１２には、フィルタ膜３６１２Ａが形成されていない。
図１６Ｃに示す配列パターンでは、光学フィルタ３６１Ｂと同様に、光学フィルタ３６１Ｃの四隅に、フィルタ膜３６１２Ａが形成されている。すなわち、光学フィルタ３６１Ｃの幅方向（Ｘ軸方向）両端に形成された２つの変換部３６１２において、それぞれの長手方向（Ｙ軸方向）両端付近にフィルタ膜３６１２Ａが形成されている。また、光学フィルタ３６１Ｃの幅方向（Ｘ軸方向）の中央部分に形成された４つの変換部３６１２には、フィルタ膜３６１２Ａが形成されていない。
図１６Ｄに示す配列パターンでは、光学フィルタ３６１Ｄの幅方向（Ｘ軸方向）両端に、フィルタ膜３６１２Ａが形成されている。すなわち、光学フィルタ３６１Ｄの幅方向（Ｘ軸方向）両端から２つずつ、合計４つの変換部３６１２においては、それぞれ変換部３６１２の長手方向（Ｙ軸方向）のほぼ全体に亘ってフィルタ膜３６１２Ａが形成されている。また、光学フィルタ３６１Ｄの幅方向（Ｘ軸方向）の中央部分に形成された２つの変換部３６１２には、フィルタ膜３６１２Ａが形成されていない。
このような光学フィルタ３６１Ａ、３６１Ｂ、３６１Ｃ、３６１Ｄを備えた光補正装置３１において、照明光束の光路に対して変換部３６１２を介挿させると、フィルタ膜３６１２Ａの透過率特性が、図７の実線で示したグラフで表されるような特性である場合、形成される光学像において、色調、輝度およびコントラストの多少の違いはあるものの、前述の第３実施形態と略同様の効果を奏することができる。また、フィルタ膜３６１２Ａの透過率特性が、図１２の実線で示したグラフで表されるような特性である場合、前述の第４実施形態と略同様の効果を奏することができるとともに、光学像のコントラストの向上を図ることができる。
（６−２）前記各実施形態ならびに前述した実施形態の変形では、光補正装置３１、３２に、図７もしくは図１２で示した透過率特性を有するフィルタ膜を採用したが、本発明はこれに限らず、光補正装置３１、３２に、他の透過率特性を備えたフィルタ膜を採用してもよい。
図１７は、前記各実施形態で示した以外のフィルタ膜の透過率特性を示したものである。なお、点線は、光源ランプ１１７のスペクトル強度を示したものである。
図１７に示したフィルタ膜は、入射光束（光源ランプ１１７から射出された光束）に対して、５００ｎｍ前後および６００ｎｍ前後の波長を有する成分光、すなわち、青色の波長域と緑色の波長域の境界付近の成分光（青緑色の成分光）、および、緑色の波長域と赤色の波長域の境界付近の成分光（黄色〜黄赤色の成分光）の透過を約１０％以下に減じる透過率特性を備えている。このようなフィルタ膜が形成された光学フィルタを用いた場合、光学ユニット１のダイクロイックミラー１２１、１２２における色光の分離の精度を高めることができ、純度の高い色光を得ることが可能となる。従って、形成された光学像の色彩を更に高めることができる。
（６−３）前記各実施形態ならびに前述した実施形態の変形では、光学フィルタの非変換部に、フィルタ膜を形成しないこととしたが、非変換部に相当する部分に、変換部に形成されるフィルタ膜とは異なる特性を有するフィルタ膜を形成して、第２変換部として構成してもよい。
（６−４）前記各実施形態ならびに前述した実施形態の変形では、光学フィルタには、それぞれ６つの変換部および非変換部が形成されていたが、本発明はこれに限らない。光学フィルタは、マスクに形成された開口部に対応する変換部および非変換部、もしくは第１変換部および第２変換部が形成され、かつ、光学フィルタの進退によって、変換部および非変換部、もしくは第１変換部および第２変換部の照明光束の光路に対する挿抜が切り替わる構成であれば良い。よって、変換部および非変換部、もしくは第１変換部および第２変換部の数は、偏光変換素子の構成に応じて、適宜変更してもよい。
（６−５）前記各実施形態ならびに前述した実施形態の変形では、偏光分離膜１１４１と反射膜１１４３とが、照明光軸（Ｚ軸方向）に対して所定の同一方向に傾斜して交互に配置された偏光変換素子１１４を採用したが、本発明はこのような偏光変換素子に限らず、図１４に示すように、偏光分離膜１１４１と反射膜１１４３とが、偏光変換素子の中心を境にして向かい合うように配置された偏光変換素子１１４Ａを採用してもよい。
偏光変換素子１１４Ａは、前述の偏光変換素子１１４と同様に、複数のプリズム１１４２と、これら複数のプリズム１１４２の界面に沿って配置された複数の偏光分離膜１１４１および反射膜１１４３を備えている。これら偏光分離膜１１４１、プリズム１１４２および反射膜１１４３は、該偏光変換素子１１４Ａの幅方向（Ｘ軸方向）の中心に対して略対称に配置されている。具体的には、略三角柱形状のプリズム１１４２Ａを中心として対称に、該プリズム１１４２Ａの交差する二辺に同数ずつ、断面略平行四辺形状のプリズム１１４２Ｂが配置されている。これらプリズム１１４２の界面に沿って、偏光変換素子１１４Ａの中央から外側に向かって、偏光分離膜１１４１および反射膜１１４３が交互に配置される。また、偏光分離膜１１４１を透過した光束が射出されるプリズム１１４２の光射出側には、位相差板１１４４が設けられている。なお、図１８では、便宜上、偏光分離膜１１４１を点線で示している。
偏光変換素子１１４Ａの光路前段には、マスク４７が設けられ、このマスク４７と偏光変換素子１１４Ａとの間には、２つの光補正装置（図示略）が設けられている。
マスク４７は、偏光変換素子１１４Ａへの入射光の一部を遮断する遮光部材である。このマスク４７は、それぞれの光補正装置３７に設けられた光学フィルタ３７１をマスク４７の幅方向（±Ｘ軸方向）への進退を案内する機能を含んでおり、２つの光補正装置を保持している。このマスク４７には、前述のマスク４１，４２と同様に、ＸＹ平面に平行な面に沿って開口部４１１および遮蔽部４１２が形成されている。このうち、中央部分に形成された開口部４１１Ａは、他の開口部４１１Ｂの２つ分の大きさに形成されている。すなわち、これら開口部４１１は、偏光変換素子１１４Ａの偏光分離膜１１４１に対応して形成されている。また、遮蔽部４１２は、偏光変換素子１１４Ａの反射膜１１４３に対応して形成されている。
マスク４７の光路後段に配置された２つの光補正装置は、互いにほぼ同じ構成を備え、詳しい図示を省略するが、それぞれ前述の光補正装置３１，３２と同様に、光学フィルタ３７１（３７１Ａ，３７１Ｂ）と、この光学フィルタ３７１を保持する保持枠としてのホルダと、このホルダを進退させるフィルタ駆動機構とを備えている。このうち、フィルタ駆動機構は、光学フィルタ３７１を±Ｘ軸方向に進退させるものであり、前述のフィルタ駆動機構３１３または３２３を採用することができる。
光補正装置の光学フィルタ３７１Ａ，３７１Ｂは、前述の光学フィルタ３１１と同様に、光透過性の基板３７１１を備え、この基板３７１１の光入射側の面には、変換部３７１２および非変換部３７１３が形成されている。具体的には、基板３７１１には、Ｘ軸方向の中央から、Ｘ軸方向の両端部に向かうにしたがって、変換部３７１２と非変換部３７１３とが交互に形成され、合計でそれぞれ６つの変換部３７１２および非変換部３７１３が形成されている。すなわち、基板３７１１の光入射側の面には、マスク４７の開口部４１１Ａに対応する位置に変換部３７１２が形成されている。
このうち、光学フィルタ３７１Ａでは、変換部３７１２のうち、＋Ｘ軸方向側の変換部３７１２、すなわち、基板３７１１の中央から＋Ｘ軸方向側の３つの変換部３７１２には、フィルタ膜３７１２Ａが蒸着されている。また、光学フィルタ３７１Ｂでは、−Ｘ軸方向側の変換部３７１２、すなわち、基板３７１１の中央から−Ｘ軸方向側の３つの変換部３７１２には、フィルタ膜３７１２Ａが蒸着されている。
なお、フィルタ膜３７１２Ａとしては、図７、図１２または図１７で示した透過率特性を有するフィルタ膜を採用することができ、フィルタ膜３７１２Ａの配列パターンとしては、図１３または図１６Ａ〜図１６Ｄの配列パターンを採用してもよい。
ここで、光学フィルタ３７１Ａ，３７１Ｂを備えた２つの光補正装置により、偏光変換素子１１４Ａに入射する光束の光学変換を行う場合について詳述する。
偏光変換素子１１４Ａに入射する光束の光学変換を行う場合は、それぞれの光補正装置に設けられたフィルタ駆動機構により、光学フィルタ３７１Ａ，３７１Ｂを保持するホルダを±Ｘ軸方向に進退させて、マスク４７の開口部４１１と、偏光変換素子１１４Ａの偏光分離膜１１４１と、光学フィルタ３７１Ａ，３７１Ｂの変換部３７１２に形成されたフィルタ膜３７１２Ａとを相対的に一致させる。この際、光学フィルタ３７１Ａを備える光補正装置では、フィルタ駆動機構により、入射光束の光学変換を行わない場合の位置から、−Ｘ軸方向に光学フィルタ３７１Ａを移動させ、光学フィルタ３７１Ｂを備えた光補正装置では、同様に、フィルタ駆動機構により、入射光束の光学変換を行わない場合の位置から、＋Ｘ軸方向に光学フィルタ３７１Ｂを移動させる。
一方、偏光変換素子１１４Ａに入射する光束の光学変換を行わない場合は、マスク４７の開口部４１１と、偏光変換素子１１４Ａの偏光分離膜１１４１と、光学フィルタ３７１Ａ，３７１Ｂのフィルタ膜３７１２Ａとが相対的に一致した状態から、それぞれのフィルタ駆動機構により、光学フィルタ３７１Ａを＋Ｘ軸方向に、光学フィルタ３７１Ｂを−Ｘ軸方向に移動させ、開口部４１１と、偏光分離膜１１４１と、非変換部３７１３とを相対的に一致させる。
このような偏光変換素子１１４Ａによれば、偏光変換素子１１４Ａに入射する光束と、偏光変換素子１１４Ａから射出する光束との光軸のずれを防ぐことができる。
すなわち、偏光分離膜１１４１と反射膜１１４３とが交互に配置された偏光変換素子１１４では、偏光分離膜１１４１および反射膜１１４３が同方向に傾斜して配置されているので、偏光変換素子１１４を透過した光束の光軸は、図２に示すように、偏光分離膜１１４１のピッチの１／４の距離だけＸ軸方向にずれて偏光変換素子１１４から射出する。
これに対し、偏光変換素子１１４Ａを用いた場合では、偏光変換素子１１４Ａの中心を境にして向かい合うように偏光分離膜１１４１および反射膜１１４３が配列されているので、偏光変換素子１１４Ａに対する入射光束の光軸と射出光束の光軸とのずれが生じないようにすることができる。また、この偏光変換素子１１４Ａの光路前段に光補正装置を設けたことにより、偏光変換素子１１４Ａに入射する光束の光学変換を行う場合と、行わない場合とを切り替えることができる。
（６−６）前記各実施形態ならびに前述した実施形態の変形では、光補正装置３１、３２は、その幅方向（±Ｘ軸方向）にホルダ３１２、３２２を進退させる構成としたが、図１９に示すように、光学フィルタ３８１を、照明光軸を中心として、これに略垂直な平面（ＸＹ平面）内で回転させるような構成を有する光補正装置３８を採用してもよい。なお、図１９では、便宜上、偏光分離膜１１４１を点線で示している。
光補正装置３８は、偏光変換素子１１４の光路前段に配置され、遮光部材としてのマスク４８の後段に配置されている。ここで、マスク４８には、偏光変換素子１１４の偏光分離膜１１４１に対応して６つの開口部４１１が形成されている。また、マスク４８の光入射側の面には、偏光変換素子１１４の反射膜に対応して入射光束を遮蔽する遮蔽部４１２が形成されている。また、この入射側の面の略中央には、光補正装置３８の光学フィルタ３８１を回動自在に軸支するねじ等の軸部材４９が挿通する孔４８１が形成されている。
光補正装置３８は、光学フィルタ３８１と、この光学フィルタ３８１を保持する保持枠としてのホルダ３８２と、このホルダ３８２を光学フィルタ３８１の中心を軸として回転させる図示しないフィルタ駆動機構とを備えている。
このうち、光学フィルタ３８１は、偏光変換素子１１４より大きく、かつ、略円形状に形成された光透過性の基板３８１１を備えている。この基板３８１１の光入射側の面には、マスク４８の開口部４１１に対応して６つの変換部３８１２が形成され、遮蔽部４１２に対応して非変換部３８１３が形成されている。このうち、変換部３８１２には、変換部３８１２の全域に亘ってフィルタ膜３８１２Ａが蒸着されている。なお、フィルタ膜３８１２Ａとしては、図７、図１２または図１７で示した透過率特性を有するフィルタ膜を採用することができ、フィルタ膜３８１２Ａの配列パターンとしては、図１３または図１６Ａ〜図１６Ｄの配列パターンを採用してもよい。
また、この光学フィルタ３８１の中央には、前述の軸部材４９が挿通する孔３８１４が形成されている。
ホルダ３８２は、光学フィルタ３８１の周方向の端面を囲んで保持する部材であり、外周部分に、歯３８２１が設けられている。また、図示を略したが、フィルタ駆動機構は、モータ等により構成され、保持枠３８２に形成された歯３８１２と咬合する歯車３８３１が設けられている。このフィルタ駆動機構による歯車３８３１の回転により、保持枠３８２は、光学フィルタ３８１の中央を中心として回転する。
このように、光補正装置３８では、フィルタ駆動機構によりホルダ３８２を回転させることにより、光学フィルタ３８１の変換部３８１２に形成されたフィルタ膜３８１２Ａと、マスク４８の開口部４１１と、偏光変換素子１１４の偏光分離膜１１４１とを部分的に、かつ、相対的に一致させることができ、これにより、偏光変換素子１１４に入射する光束の光学変換を行うことができる。また、フィルタ膜３８１２Ａと、偏光分離膜１１４１と、開口部４１１との重なりの度合いによって、偏光変換素子１１４に入射する光束の光学変換の度合いを調整することができる。従って、光学フィルタ３８１の変換部３８１２に形成されたフィルタ膜３８１２Ａと、マスク４８の開口部４１１とが重なる程度において、入射光束の補正を行うことができる。さらに、非変換部３８１３と、開口部４１１と、偏光分離膜１１４１とを相対的に一致させれば、入射光束を変換しないようにすることができる。
なお、マスク４８には、前述のマスク４１、４２と異なり、光学フィルタの進退を案内するガイド部等を設ける必要がない。従って、マスク４８の構成を簡素化することができる。
（６−７）前記各実施形態ならびに前述した実施形態の変形では、光学フィルタを、光透過性の基板上にフィルタ膜を蒸着させることによって形成したが、本発明はこれに限らない。例えば、光学フィルタの変換部および非変換部を、それぞれ別のフィルタ特性を有する構造体として形成し、それぞれを互いに連結した構成としてもよい。また、フィルタ膜は、蒸着によらず、それぞれのフィルタ特性を有する薄膜を、基板上に、接着剤等により貼り付けることで形成される構成としてもよい。さらに、フィルタ膜を用いずに、基板自体が光を吸収する機能を備えた光学フィルタガラスをスリット状に並べた構成としてもよい。
（６−８）前記各実施形態ならびに前述した実施形態の変形では、マスク４１、４２、４７、４８は、ステンレスにより製造されるとしたが、鉄やその他の金属により製造してもよい。すなわち、遮蔽部に入射された光束がマスクを透過しない材質であり、かつ、光束の照射による熱およびプロジェクタ内部で発生する熱で変形・変質を起こさなければ、材料・材質は問わない。
（６−９）前記各実施形態ならびに前述した実施形態の変形では、マスク４１、４２、４７、４８は、光補正装置３１、３２の前段に配置されるとしたが、本発明はこれに限らず、その配置の順序が逆であってもよい。すなわち、マスクの開口部と、光学フィルタの変換部または非変換部、もしくは第１変換部または第２変換部とを透過した光束が、偏光変換素子に正しく入射する構成であればよい。
さらに、前記各実施形態ならびに前述した実施形態の変形の構成においては、マスク４１、４２、４７、４８を省略した構成としてもよい。ここで、第１レンズアレイ１１２によって分割された各部分光束は、偏光変換素子１１４、１１４Ａの偏光分離膜１１４１へ向けて集光されるため、マスク４１、４２、４７、４８を省略しても、反射膜１１４３に直接入射する光束は、ごくわずかである。また、反射膜１１４３に直接光束が入射することによって、偏光変換素子１１４、１１４Ａから射出される光束に、異なる種類の偏光光が混入したとしても、偏光変換素子１１４、１１４Ａの光路後段に、偏光板等の偏光方向を揃える光学素子を配置すれば、異なる種類の偏光光を取り除くことは可能である。従って、マスク４１、４２、４７、４８を省略しても構わない。
一方、マスク４１、４２、４７、４８を配置すれば、偏光変換素子１１４、１１４Ａの光路後段に、偏光板等の偏光方向を揃える光学素子を配置する必要が無くなる可能性がある。また、そのような光学素子として、不要な偏光光を吸収する光学素子を配置した場合であっても、当該光学素子で光が吸収されることによって発生する熱の量を低減することが可能となる。従って、コントラストの高い画像を要求される場合や、装置内の発熱量を低減することが必要な場合は、マスク４１、４２、４７、４８を使用することが好ましい。
なお、マスク４１、４２は、光補正装置３１、３２のホルダ３１２、３２２の進退を案内する機能を含んでおり、また、マスク４７も同様の機能を含んでいる。このため、マスク４１、４２、４７を省略した場合は、別途、光補正装置のホルダの進退を案内する機構を設ける必要がある。
（６−１０）前記各実施形態ならびに前述した一部の実施形態の変形では、フィルタ駆動機構３１３、３２３として、ソレノイドにより構成される駆動装置３１３２およびモータ３２３１を採用したが、本発明はこれに限らない。すなわち、光学フィルタを進退できる機構であれば、その構造および構成は問わない。例えば、エアシリンダによって、光学フィルタを進退させる構成であってもよい。
（６−１１）前記各実施形態ならびに前述した実施形態の変形では、絞り装置８は、略平行に配置されたスリット板８１、８２を互いに逆方向に進退させることによって、それぞれのスリット板８１、８２に形成された開口８１Ａ、８２Ａの重なりにより形成された光束の光路を狭めることで光量を調整したが、本発明はこれに限らない。例えば、一方のスリット板が進退するようにして透過光量を調整する構成としてもよく、また、一対の遮光板を光束の光路中に配置して、それらが、光束の射出方向またはその反対方向に開く開き戸のような構成として、透過光量を調節してもよい。さらに、径の変化する円形の開口として構成してもよい。これによれば、絞り効果によりコントラストの向上が期待できる。すなわち、絞り装置としては、光束の光路を部分的に遮蔽し、透過光量を低下させる構成であればよい。
（６−１２）前記各実施形態ならびに前述した実施形態の変形では、絞り装置８は、第１レンズアレイ１１２と第２レンズアレイ１１３との間に配置したが、本発明はこれに限らず、光軸上に配置されるのであれば、どこでもよい。なお、光源装置１１１からインテグレータ照明光学系１１の重畳レンズ１１５の後段までの間に、絞り装置８を配置すれば、色分離光学系１２による各色光への分離前であるので、光学像の形成に供される光束全体の光量を調節することができる。また、絞り装置８を、色分離光学系１２の後段に各色光ごとに配置すれば、各色光ごとの光量を調節することができ、形成される光学像の色彩度をより細かく調節することができる。
（６−１３）前記各実施形態ならびに前述した実施形態の変形では、フィルタ膜は、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）から構成される高屈折率層および二酸化珪素（ＳｉＯ２）から構成される低屈折率層を、交互に積層して形成するとしたが、本発明はこれに限らず、他の構成によって、フィルタ膜を構成してよい。例えば、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）の代わりに二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）により高屈折率層を形成してもよい。
（６−１４）前記各実施形態ならびに前述した実施形態の変形では、３つの光変調装置を用いたプロジェクタの例のみを挙げたが、１つの光変調装置のみを用いたプロジェクタ、２つの光変調装置を用いたプロジェクタ、あるいは、４つ以上の光変調装置を用いたプロジェクタにも適用可能である。
また、光変調装置として液晶パネル１４１を用いたが、マイクロミラーを用いたデバイスなど、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。
さらに、前記実施形態では、光入射面と光射出面とが異なる透過型の光変調装置を用いていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の光変調装置を用いてもよい。
（６−１５）前記実施形態ならびに前述した実施形態の変形では、光学ユニット１のリレー光学系１３に、青色光を通したが、他の色光をリレー光学系に通す光学ユニットを備えたプロジェクタにも適用可能である。
また、前記実施形態ならびに前述した実施形態の変形では、スクリーンを観察する方向から投写を行なうフロントタイプのプロジェクタの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から投写を行なうリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
【産業上の利用可能性】  以上のように、本発明の照明装置は、入射光束の光学変換を行う場合と行わない場合とを切り替えることが可能であるため、プレゼンテーションやホームシアター等の分野において利用されるプロジェクタに用いられる照明装置として有用である。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2004104692.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2004104692.tif 000017
2004104692.tif 000018
【図１７】
2004104692.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2004104692.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成16年11月8日(2004.11.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源から射出された光束の輝度および／または色調を変換する光学フィルタを備えた照明装置、および、プロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、会議、学会、展示会等でのプレゼンテーションにプロジェクタが多用されている。このようなプロジェクタは、主に文字やグラフ等を表示するデータプロジェクタとして用いられている。また、近年、プロジェクタは飛躍的な普及がなされ、家庭における映画鑑賞等の用途のために、ホームシアター用プロジェクタとしても用いられることが多くなった。
【０００３】
ところで、文字等を表示する都合上、データプロジェクタには高輝度画像表示が求められる。一方、ホームシアター用プロジェクタには、テレビや映画等の映像を表示するので、色の再現性を重視した色彩のよい高色彩画像（高彩度画像）表示が求められる。このように、表示する画像の画質に関しては、プロジェクタの用途に応じて、輝度、彩度、コントラスト等の要求が異なる。そのため、光源からの光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光学系において、光路中にフィルタを設け、このフィルタによって輝度や彩度の調節を行うプロジェクタが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このようなプロジェクタに採用されているフィルタは、インテグレータレンズのレンズ素子のピッチに合わせてフィルタ素子が形成され、インテグレータレンズから射出される光束の焦点位置にフィルタ素子が介挿されるようにフィルタを移動させる構成となっている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１７４７７４号公報  第５頁  第３図
【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、特許文献１には、インテグレータレンズから射出される焦点位置に応じたフィルタ部分の形成およびフィルタの移動は開示されているものの、どのような方向にどれだけフィルタを移動させればよいかが明示されていない。
また、フィルタやフィルタを移動させる機構の具体的な構成に関する開示がなされておらず、高輝度画像表示と高彩度画像表示の切り替えに関して、具体的にどのように行うのかが示されていない。
【０００７】
本発明の目的は、光束の変換を行う場合と行わない場合とを切り替えることができる照明装置、および、この照明装置を採用したプロジェクタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の照明装置は、光源と、前記光源から射出された光束を略１種類の直線偏光光束に変換する偏光変換素子とを含み、前記偏光変換素子は、前記光源から射出された光束の中心軸に対して傾斜して配置されるとともに、前記光源から射出された光束の中心軸に対して略直交する方向に交互に配列された、複数の偏光分離膜と光反射膜とを有してなる照明装置であって、前記偏光分離膜の配列に応じたピッチでストライプ状に配置され、入射光束を光学的に変換する複数の光学変換層を備え、前記光源と前記偏光変換素子との間に設けられた光学フィルタと、前記光学フィルタを保持する保持枠と、前記保持枠を、前記偏光分離膜の配列方向に沿って進退させるフィルタ駆動機構と、を備えていることを特徴とする。
本発明によれば、フィルタ駆動機構により、保持枠を進退させることで、偏光分離膜の配列に応じたピッチでストライプ状に配置された光学フィルタの光学変換層の位置を、光反射膜の位置に相対的に一致させて、入射光束に対して光学的な変換を行い、後段に配置された偏光変換素子に変換した光束を射出することができる。また、同様に、保持枠を進退させて、光学フィルタの光学変換層が形成されていない部分を、偏光分離膜の位置に相対的に一致させて入射光束を変換しないようにでき、偏光変換素子に未変換の光束を射出することができる。
従って、フィルタ駆動機構により、照明光束の光路中に光学フィルタの光学変換層を挿抜して、入射光束を光学的に変換する場合と、変換しない場合とを切り替えることができる。
【０００９】
また、ストライプ状の光学変換層は、マスキング等で一枚のガラス等により構成される光透過性の基板上に、蒸着等によってストライプ状に膜を形成することによって形成することができる。あるいは、基板自体が所定の光を吸収する機能を備えた光学フィルタガラスと光透過性の基板とを帯状に並べて組み合わせることによって形成してもよい。
本発明では、前記フィルタ駆動機構は、前記遮光部材に回転自在に支持され、一端が前記保持枠と係合して、その回転により前記保持枠を進退させるカム部材と、このカム部材の他端と係合する軸部を有し、電磁的にこの軸部を進退させるソレノイドとを備えて構成されることが好ましい。
【００１０】
本発明によれば、ソレノイドの軸部は、電圧の印加によって、その進退が制御されるので、フィルタ駆動機構により光学フィルタの進退制御の構成が簡易となる。また、軸部の進退は、電圧の印加、すなわち、オン／オフにより切り替えることができるので、光学フィルタの光学変換層の照明光束の光路に対する挿抜を迅速に行うことができる。
【００１１】
あるいは、本発明では、前記保持枠は、前記保持枠の移動方向に沿って形成されたラックを備え、前記フィルタ駆動機構は、前記遮光部材に取り付けられ、回転軸が前記光源から射出された光束の中心軸と略平行に設けられたモータと、前記モータの回転軸上に設けられ、前記ラックと咬合するピニオンとを備えて構成されることが好ましい。
本発明によれば、モータの駆動によるピニオンの回転により、保持枠を連続的に進退させて、照明光束の光路に対して光学変換層を部分的に介挿することができる。
従って、照明光束の光路への光学変換層の部分的な介挿により、入射光束の変換の度合いを連続的に調節することができる。
【００１２】
また、本発明の照明装置は、光源と、前記光源から射出された光束を略１種類の直線偏光光束に変換する偏光変換素子とを含み、前記偏光変換素子は、前記光源から射出された光束の中心軸に対して略直交する方向に交互に配列された複数の偏光分離膜および光反射膜とを有してなる照明装置であって、前記偏光分離膜の配列に応じたピッチでストライプ状に配置され、入射光束を光学的に変換する複数の光学変換層を備え、前記光源と前記偏光変換素子との間に設けられた光学フィルタと、前記光学フィルタを保持する保持枠と、前記保持枠を前記光源から射出された光束の中心軸に対して略直交する平面に沿って回動させるフィルタ駆動機構とを備えていることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、前述の照明装置と同様の効果を奏することができる。すなわち、フィルタ駆動機構により、光学フィルタを保持した保持枠を、光源から射出された光束の中心軸に略直交する平面に沿って回動させることにより、光学フィルタの光学変換層の位置を、部分的に、偏光分離膜の位置に相対的に一致させることができる。これにより、入射光束の一部に対して光学フィルタが光学的な変換を行い、この光学フィルタの光路後段に配置された偏光変換素子に変換した光束を射出することができる。また、光束の変換を行う場合からさらに、あるいは、逆方向に保持枠を回動させて、光学フィルタの光学変換層が形成されていない部分を、光反射膜の位置に相対的に一致させて、入射光束を変換しないようにすることができる。これにより、偏光変換素子に未変換の光束を射出することができる。従って、偏光変換素子への入射光束を、光学的に変換する場合と、変換しない場合とを切り替えることができる。
【００１４】
本発明において、前記複数の光学変換層は、前記光源から射出された光束に対して輝度および／または色調を変換する特性を備えていることが好ましい。
このように、光学変換層が入射光束の輝度を変換する特性を備えていれば、用途に応じて低輝度画像と高輝度画像との切り替えを行うことが可能となる。また、色調を変換する特性を備えていれば、用途に応じて高彩度画像と通常彩度画像との切り替えを行うことが可能となる。
【００１５】
また、本発明において、前記複数の光学変換層は、前記光源から射出された光束に対して、所定の色光の透過率を低下させる特性を備えていることが好ましい。
このように、光学変換層が所定の色光の透過率を低下させる特性を備えていれば、照明光束の色調を補正することが可能となる。従って、このような光学変換層を採用した照明装置を、例えばプロジェクタに採用することにより、用途に応じて高彩度な投写画像を得ることが可能となる。
【００１６】
本発明において、前記複数の光学変換層は、前記光源から射出された光束に対して、可視光の波長領域全体に亘って透過率を低下させる特性を備えていることが好ましい。
このように、光学変換層が可視光の波長領域全体に亘って透過率を低下させる特性を備えていれば、照明光束の輝度を調整することができる。従って、このような光学変換層を採用した照明装置を、例えばプロジェクタに採用することにより、用途に応じて低輝度な投写画像を得ることが可能となる。
【００１７】
本発明において、前記複数の光学変換層は、前記光源から射出された光束の中心軸から離れるにしたがって、透過率が低くなるように形成されていることが好ましい。
本発明によれば、光学フィルタへの入射光束において、照明光軸から離れた光束は、その透過が減じられることとなる。ここで、光学フィルタの外縁を透過する光束は、光学フィルタを透過する光束全体の波長のバランスを崩す。従って、光学フィルタの外縁に入射される光束が減じられることにより、光束の波長のバランスを保った上で光束の変換を行い、偏光変換素子に光束を入射させることができる。
【００１８】
あるいは、本発明において、前記複数の光学変換層を、前記光学フィルタの外縁にのみ設け、内側には設けないようにしても良い。
このような配列パターンにすれば、光学フィルタの外縁に入射する光束については色調が変換されるとともに透過光束の光量が減じられることとなる。一方、内側に入射する光束については光量および輝度の減少を最小限に抑えることが可能となる。従って、このような光学変換層を採用した照明装置を、例えばプロジェクタに採用することにより、コントラストを向上し、輝度の低下を最小限に抑えた高彩度な投写画像を得ることができる。また、前記複数の光学変換層を、前記光学フィルタの四隅にのみ設けるようにしたり、前記光学フィルタの、前記偏光分離膜の配列方向における両端部にのみ設けて中央部分には設けないようにしても、同様の効果が期待できる。
【００１９】
本発明では、前記偏光変換素子の前記光源側に配置され、前記偏光変換素子への入射光の一部を遮断する遮光部材を含み、前記遮光部材は、前記光源から射出された光束の中心軸に対して略直交する方向に交互に配列された複数の開口部と遮蔽部とを有し、前記開口部は、前記偏光分離膜に対応してスリット状に形成され、前記遮蔽部は、前記光反射膜に対応して形成されていることが好ましい。
本発明によれば、光源から射出され、偏光変換素子の偏光分離膜に入射する光束を透過し、該偏光変換素子の光反射膜に入射する光束を遮蔽することができる。すなわち、光反射膜に光束が直接入射するのを防ぐことができる。従って、偏光変換素子から射出される光束に、異なる種類の偏光光が混入することを防ぐことができる。
【００２０】
以上に説明した照明装置は、照明装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する変調装置と、前記変調装置によって形成された光学像を拡大投写する投写レンズとを備えたプロジェクタに用いるのに適している。
以上のような照明装置をプロジェクタに用いることにより、光学像の形成に際して、光学フィルタにより光束の所定の光学的変換を行い、画質を向上させた光学像を形成して投写することができる。また、入射光束に対して変換を行う場合と、行わない場合とを切り替えることができるので、用途に応じた光学像を形成・投写することができる。
【００２１】
本発明のプロジェクタは、前記光源へ供給する電力を調整し、前記光源から射出される光束の輝度を調整する電力調整機構を備えていることが好ましい。
このような電力調整機構により、光源に供給する電力量を調整して、投写する光学像の輝度調節範囲を広げることができる。従って、光源の電力調整機構により、光補正装置では調節できない広範な輝度調整を実現できるので、その場にあった光学像の輝度を調整できる。
【００２２】
本発明のプロジェクタは、前記光源から射出される光束を部分的に遮蔽する絞り機構を備えていることが好ましい。
このような絞り機構により、光学像の形成に利用される光量の広範な調整を容易に行うことができる。従って、プロジェクタによって投写される光学像の輝度を容易に調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。以下の説明において、光の進行方向と平行な軸をＺ軸とし、これに直交する２つの軸をＸ軸およびＹ軸とする。
（１）第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、第１実施形態に係るプロジェクタが示されている。プロジェクタ１０は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調し、スクリーン等の投写面上に拡大投写する。このプロジェクタ１０は、図１に示すように、外装ケース１０１と、この外装ケース１０１から露出する投写レンズ２とを備えている。
【００２４】
外装ケース１０１は、合成樹脂製の筐体であり、プロジェクタ１０の本体部分を収納する。外装ケース１０１の上面には、プロジェクタ１０の起動・調整操作を実施する複数のスイッチ６Ａが設けられた操作パネル６が設けられている。
投写レンズ２は、プロジェクタ１０の本体部分により画像情報に応じて変調された光学像を拡大投写する。この投写レンズ２は、筒状の鏡筒内に複数のレンズが収納された組レンズとして構成され、複数のレンズの相対位置を変更するレバー２Ａを備え、投写像のフォーカス調整、および倍率調整可能に構成されている。
【００２５】
図２は、プロジェクタ１０の内部に収納された光学ユニット１を模式的に示した図である。光学ユニット１は、光源装置１１１から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成し、投写レンズ２を介してスクリーン上に投写画像を形成するものである。
光学ユニット１は、インテグレータ照明光学系１１と、色分離光学系１２と、リレー光学系１３と、光変調装置および色合成光学装置を一体化した光学装置１４と、これら光学部品１１、１２、１３、１４を収納配置する図示しないライトガイドとに機能的に大別される。
【００２６】
照明装置としてのインテグレータ照明光学系１１は、光源から射出された光束を、照明光軸直交面（ＸＹ平面）内における照度が均一な光束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１１は、光源装置１１１、第１レンズアレイ１１２、第２レンズアレイ１１３、光補正装置３１、偏光変換素子１１４、重畳レンズ１１５およびフィールドレンズ１１６を備えて構成される。このうち、光補正装置３１は、偏光変換素子１１４の前段に配置されている。なお、「照明光軸」とは、光源装置１１１を構成する光学要素によって形成される仮想的な軸であり、光源装置１１１から射出された光束の中心軸と一致する。
【００２７】
光源装置１１１は、放射光源としての光源ランプ１１７と、リフレクタ１１８と、このリフレクタ１１８の光束射出面を覆う防爆ガラス１１９とを備えている。光源ランプ１１７から射出された放射状の光束は、リフレクタ１１８で反射されて略平行光束とされ、外部へと射出される。本発明の第１実施形態では、光源ランプ１１７として、高圧水銀ランプを採用し、リフレクタ１１８として、放物面鏡を採用している。なお、光源ランプ１１７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１１８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。
【００２８】
第１レンズアレイ１１２は、照明光軸方向（Ｚ軸方向）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とされている。各小レンズは、光源ランプ１１７から射出された光束を部分光束に分割し、照明光軸方向に射出する。
第２レンズアレイ１１３は、第１レンズアレイ１１２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とされている。この第２レンズアレイ１１３は、重畳レンズ１１５とともに、第１レンズアレイ１１２の各小レンズの像を後述する光学装置１４の液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂ上に結像させる機能を有する。
光補正装置３１は、内部に保持された光学フィルタにより、第２レンズアレイ１１３から射出された光束を変換・補正する。補正された光束は、光補正装置３１の光学フィルタの後段に配置された偏光変換素子１１４に射出される。なお、この光補正装置３１の構造については、後に詳述する。
【００２９】
偏光変換素子１１４は、第２レンズアレイ１１３からの光を略１種類の偏光光に変換するものである。偏光光を変調するタイプの液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂを用いたプロジェクタでは、１種類の偏光光しか利用できないため、ランダムな偏光光を発する光源ランプ１１７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１１４を用いることにより、光源ランプ１１７から射出された光束を略１種類の偏光光に変換し、光学装置１４における光の利用効率を高めている。
偏光変換素子１１４は、図３に示すように、複数のプリズム１１４２と、これら複数のプリズム１１４２の界面に沿って配置された複数の偏光分離膜１１４１および光反射膜としての反射膜１１４３を備える。図３では、便宜上、偏光分離膜１１４１を点線で示している。偏光分離膜１１４１と反射膜１１４３とは、それぞれ照明光軸（Ｚ軸）に対して傾斜して配置されている。また、偏光分離膜１１４１と反射膜１１４３は、照明光軸に対して略直交する方向（Ｘ軸方向）に、交互に配列されている。複数のプリズム１１４２のうち、偏光分離膜１１４１を透過した光束が射出されるプリズム１１４２の光射出側の面には、位相差板１１４４が設けられている。偏光変換素子１１４に入射した光束は、偏光分離膜１１４１により、Ｐ偏光とＳ偏光に分離される。ここで、分離されたＰ偏光は、プリズム１１４２を透過して、位相差板１１４４によってＳ偏光に変換される。また、Ｓ偏光は、偏光分離膜１１４１と反射膜１１４３とによって反射され、位相差板１１４４によってＰ偏光からＳ偏光へと変換された光束と略平行に射出される。これにより、偏光変換素子１１４に入射された光束は、略１種の偏光光に変換され、光学装置１４での光の利用効率が高められている。
【００３０】
図２に戻って説明すると、偏光変換素子１１４によって略１種類の偏光光に変換された各部分光束は、重畳レンズ１１５によって後述する光学装置１４の液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂ上に最終的にほぼ重畳される。なお、このような偏光変換素子１１４は、例えば、特開平８−３０４７３９号公報に紹介されている。また、偏光変換素子から射出される偏光光は、Ｓ偏光に限らず、Ｐ偏光としてもよい。
色分離光学系１２は、２枚のダイクロイックミラー１２１、１２２と、２枚の反射ミラー１２３、１２４とを備える。インテグレータ照明光学系１１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１２１により赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離される。
【００３１】
リレー光学系１３は、入射側レンズ１３１と、リレーレンズ１３３と、反射ミラー１３２、１３４とを備えている。このリレー光学系１３は、色分離光学系１２で分離された色光である青色光を、後述する光学装置１４の液晶パネル１４１Ｂまで導く機能を有している。
この際、色分離光学系１２のダイクロイックミラー１２１では、反射ミラー１２４を介してインテグレータ照明光学系１１から射出された光束のうち、緑色光と青色光とは透過し、赤色光は反射する。ダイクロイックミラー１２１によって反射した赤色光は、反射ミラー１２３で反射し、フィールドレンズ１１６を通って、赤色用の液晶パネル１４１Ｒに到達する。このフィールドレンズ１１６は、第２レンズアレイ１１３から射出された各部分光束をその中心軸（主光線）に対して平行な光束に変換するものであり、他の液晶パネル１４１Ｇ、１４１Ｂの光束入射側に設けられたフィールドレンズ１１６も同様である。
また、ダイクロイックミラー１２１を透過した青色光と緑色光のうちで、緑色光は、ダイクロイックミラー１２２によって反射し、フィールドレンズ１１６を通って、緑色光用の液晶パネル１４１Ｇに到達する。一方、青色光は、ダイクロイックミラー１２２を透過してリレー光学系１３を通り、さらにフィールドレンズ１１６を通って、青色光用の液晶パネル１４１Ｂに到達する。
なお、青色光にリレー光学系１３が用いられているのは、青色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１３１に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ１１６に伝えるためである。なお、リレー光学系１３には、３つの色光のうちの青色光を通す構成としたが、これに限らず、例えば、赤色光を通す構成としてもよい。
【００３２】
光学装置１４は、入射された光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成する。この光学装置１４は、色分離光学系１２で分離された各色光が入射される３つの入射側偏光板１４２と、各入射側偏光板１４２の後段に配置される３つの視野角補正板１４３と、各視野角補正板１４３の後段に配置される光変調装置としての液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂおよび射出側偏光板１４４と、色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム１４５とを備えている。
光変調装置としての液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂは、例えば、ポリシリコンＴＦＴ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が密封封入されている。そして、この液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂは、入射側偏光板１４２および視野角補正板１４３を介して入射する光束を画像情報に応じて変調して射出する。なお、この液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂは、図示しない保持枠により収納保持されている。
【００３３】
入射側偏光板１４２は、色分離光学系１２で分離された各色光のうち、一定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものであり、サファイアガラス等の基板に偏光膜が貼付されたものである。
また、射出側偏光板１４４も、入射側偏光板１４２と略同様に構成され、液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂから射出された光束のうち、所定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものであり、透過させる偏光光の偏光軸は、入射側偏光板１４２における透過させる偏光光の偏光軸に対して直交するように設定されている。
視野角補正板１４３は、基板上に液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂで形成された光学像の視野角を補正する機能を有する光学変換膜が形成されたものである。この視野角補正板１４３は、液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂで生じる複屈折を補償する。そして、この視野角補正板１４３により、投写画像の視野角が拡大され、かつ投写画像のコントラストが向上する。
クロスダイクロイックプリズム１４５は、射出側偏光板１４４から射出され、各色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成するものである。このクロスダイクロイックプリズム１４５には、赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが、４つの直角プリズムの界面に沿って略Ｘ字状に設けられ、これらの誘電体多層膜により３つの色光が合成される。
【００３４】
以上説明した液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂ、射出側偏光板１４４およびクロスダイクロイックプリズム１４５は、一体的にユニット化されている。
図３には、光補正装置３１およびマスク４１の分解斜視図が示されている。
光補正装置３１は、前述のように、内部に保持された光学フィルタ３１１により、第２レンズアレイ１１３からの光束を変換・補正して、光学フィルタ３１１の後段に配置されている偏光変換素子１１４に射出するものである。光補正装置３１は、図３に示すように、光学フィルタ３１１と、光学フィルタ３１１を保持するホルダ３１２と、レバー３１４を含んで構成されるフィルタ駆動機構３１３とを備えている。このうち、ホルダ３１２は、フィルタ駆動機構３１３により、マスク４１のガイド部４１４，４１５に沿って、前述した偏光分離膜１１４１および後述する開口部４１１の配列方向である矢印Ｘ１方向（±Ｘ軸方向）に進退する。
【００３５】
図３に示すように、偏光変換素子１１４への入射光の一部を遮断する遮光部材としてのマスク４１が、光学フィルタ３１１の前段に配置されている。このマスク４１は、光補正装置３１に設けられたホルダ３１２の進退を案内する機能を含んでおり、光束の入射方向から見て、略矩形状をしたステンレス製部材である。また、マスク４１は、スリット状の６つの開口部４１１と、入射光束を透過しない遮蔽部４１２と、延出部４１３と、ガイド部４１４、４１５とを備えている。
開口部４１１および遮蔽部４１２は、ＸＹ平面に平行な面に沿って形成されており、交互に配列されている。
開口部４１１は、上下方向（Ｙ軸方向）に長い略矩形の開口であり、偏光変換素子１１４の偏光分離膜１１４１に光束を入射させる光路を形成する。これらの開口部４１１は、偏光分離膜１１４１に対応して形成されている。
遮蔽部４１２は、偏光変換素子１１４の反射膜１１４３へ、直接光束が入射するのを遮蔽する部分であり、偏光変換素子１１４の反射膜１１４３に対応して形成されている。
【００３６】
このような構成により、開口部４１１を通過した光束は、偏光変換素子１１４の偏光分離膜１１４に入射する。また、遮蔽部４１２に入射した光束は、マスク４１を透過しないので、偏光変換素子１１４の反射膜１１４３には入射しない。これにより、反射膜１１４３に直接光束が入射するのを防止できるので、偏光変換素子１１４から射出される光束に、異なる種類の偏光光が混入するのを防ぐことが可能となる。
延出部４１３は、マスク４１の一方の幅方向端部からＸＹ平面に平行な面に沿って延出して形成されている。この延出部４１３の上端近傍および略中央には、孔４１３Ａ、４１３Ｂ、４１３Ｃが形成されている。孔４１３Ａ、４１３Ｂには、ねじ３１５により、延出部４１３の背面にフィルタ駆動機構３１３が取り付けられる。また、孔４１３Ｃには、フィルタ駆動機構３１３のレバー３１４が取り付けられる。
ガイド部４１４、４１５は、マスク４１の光射出側の面４１Ｂ（図４および図５参照）に形成されている。このガイド部４１４、４１５は、矢印Ｘ１方向へのホルダ３１２の進退を案内する。
【００３７】
ガイド部４１４は、面４１Ｂの上端から照明光軸に対して略平行（Ｚ軸方向）に延出し、この延出部分の端部が略垂下、つまり、−Ｙ軸方向に起立して形成されている。また、ガイド部４１５は、面４１Ｂの下端から照明光軸に対して略平行（Ｚ軸方向）に延出し、この延出部分の端部が略垂直（＋Ｙ軸方向）に起立して形成されている。
このような構成により、ガイド部４１４、４１５は、ホルダ３１２を上下端部で挟み込むように支持するとともに、ホルダ３１２の矢印Ｘ１方向への進退、すなわち、開口部４１１の配列方向（±Ｘ軸方向）への進退を案内する。
光補正装置３１の光学フィルタ３１１は、入射光束の光学的な変換をするためのものである。この光学フィルタ３１１は、光透過性のガラスにより構成される基板３１１１を備え、この基板３１１１上には、上下方向に長い略矩形の変換部３１１２および非変換部３１１３が、それぞれ６つずつ形成されている。これらの変換部３１１２には、フィルタ膜が蒸着される。一方、非変換部３１１３には、フィルタ膜は蒸着されていない。また、基板３１１１の裏面には、反射防止膜が形成されている。なお、基板３１１１は、光透過性の合成樹脂等により形成してもよい。
【００３８】
それぞれの変換部３１１２は、偏光変換素子１１４の偏光分離膜１１４１の配列に応じたピッチでストライプ状に形成されており、かつ、マスク４１に形成された開口部４１１と略同じピッチ幅で形成されている。つまり、変換部３１１２のＸ軸方向の寸法は、マスク４１の開口部４１１のＸ軸方向の寸法と略同じとなるように形成されている。また、変換部３１１２の上下方向（Ｙ軸方向）の寸法は、開口部４１１の上下方向（Ｙ軸方向）の寸法と略同じ、または、それ以上となるように形成されている。すなわち、基板３１１１上に形成された変換部３１１２と、偏光変換素子１１４の偏光分離膜１１４１と、マスク４１に形成された開口部４１１とは、互いに相補する関係にある。従って、マスク４１に形成された開口部４１１と、変換部３１１２とを互いに重ね合わせ、光補正装置３１に光束を入射させた場合、それぞれの開口部４１１に入射される光束は、略全て変換部３１１２に入射し、変換部３１１２を通過した光束が、偏光分離膜１１４１に入射する。なお、変換部３１１２の構成については、後に詳述する。
【００３９】
保持枠としてのホルダ３１２は、光学フィルタ３１１を嵌め込んで保持する部材である。このホルダ３１２は、水平方向（縦枠３１２３に対して＋Ｘ軸方向）に延出し、かつ、互いに略平行な２つの横枠３１２１、３１２２と、これら横枠３１２１、３１２２の端部をＹ軸方向に連結する１つの縦枠３１２３とを備え、これらにより略コ字状に形成されている。この縦枠３１２３の背面、すなわち、光射出側の面の略中央には、略矩形の板体３１２４が、横枠３１２１、３１２２とは反対方向（縦枠３１２３に対して−Ｘ軸方向）に延出するように取り付けられている。この板体３１２４には、光入射側の面から面外方向に突出する突起部３１２４Ａが突設されている。この突起部３１２４Ａは、レバー３１４と係合する。
フィルタ駆動機構３１３は、光学フィルタ３１１が取り付けられたホルダ３１２を進退させるものであり、前述のように、マスク４１の光射出側の面４１Ｂに取り付けられる。このフィルタ駆動機構３１３は、ケース３１３１と、駆動装置３１３２と、レバー３１４とを備えている。
【００４０】
ケース３１３１は、内部に収納された駆動装置３１３２を保護するとともに、フィルタ駆動機構３１３をマスク４１に取り付けるための金属製部材である。このケース３１３１には、２つの孔３１３１Ａ、３１３１Ｂが形成されており、フィルタ駆動機構３１３をマスク４１に取り付ける際に、前述したねじ３１５が挿通される。
駆動装置３１３２は、ソレノイドによって構成されており、駆動装置３１３２の下端から突没自在に設けられた軸部３１３２Ａが、駆動装置３１３２に対する電圧の印加によって、突没する構成となっている。この軸部３１３２Ａの側面には、突起部３１３２Ｂが形成されており、この突起部３１３２Ｂは、レバー３１４に係合する。
カム部材としてのレバー３１４は、駆動装置３１３２の軸部３１３２Ａの突没によって回動し、ホルダ３１２を進退させるものであり、側面部分が緩やかに湾曲した略Ｌ字状とされている。このレバー３１４には、レバー３１４の略中央部分に形成された突起部３１４Ａ、長辺端部に形成された長孔３１４Ｂおよび短辺端部に形成された長孔３１４Ｃが設けられている。
突起部３１４Ａは、レバー３１４の回動軸となる部分である。この突起部３１４Ａの先端部を、孔４１３Ｃに挿通した後、突起部３１４Ａの光射出側の面とマスク４１の光入射側の面４１Ａとの間にＣリング３１６が嵌め込まれることで、レバー３１４は、突起部３１４Ａを中心として回動自在にマスク４１に取り付けられる。
長孔３１４Ｂには、ホルダ３１２の板体３１２４に突設された突起部３１２４Ａが挿通される。また、長孔３１４Ｃには、駆動装置３１３２の軸部３１３２Ａに突設された突起部３１３２Ｂが挿通される。
【００４１】
ここで、光補正装置３１の組み立て方法について説明する。
まず、マスク４１の延出部４１３に形成された孔４１３Ｃに、フィルタ駆動機構３１３のレバー３１４の突起部３１４Ａを挿通して、Ｃリング３１６により、レバー３１４をマスク４１に回動自在に取り付ける。また、光学フィルタ３１１を、ホルダ３１２の横枠３１２１、３１２２および縦枠３１２３に固定する。その後、ホルダ３１２を、マスク４１のガイド部４１４、４１５によって挟み込むように保持させる。このとき、ホルダ３１２の板体３１２４に形成された突起部３１２４Ａが、レバー３１４の長孔３１４Ｂに挿通するように、ホルダ３１２を配置する。そして、軸部３１３２Ａに形成された突起部３１３２Ｂが、レバー３１４の長孔３１４Ｃに挿通するように、フィルタ駆動機構３１３を延出部４１３に、ねじ３１５によって固定する。これにより、光補正装置３１がマスク４１に取り付けられる。
【００４２】
また、ここで、ホルダ３１２の進退機構について説明する。
図４および図５には、光補正装置３１およびマスク４１を背面側（光射出面側）から見た斜視図が示されている。これらの図のうち、図４には、マスク４１の開口部４１１と、光学フィルタ３１１の変換部３１１２と、偏光変換素子１１４の偏光分離膜１１４１との位置が、相対的に一致していない場合の光補正装置３１が示されている。また、図５には、開口部４１１と、変換部３１１２と、偏光分離膜１１４１との位置が、相対的に一致している場合の光補正装置３１が示されている。
まず、入射光束の補正をする場合、すなわち、光学フィルタ３１１の変換部３１１２の位置と、マスク４１の開口部４１１の位置と、偏光変換素子１１４の偏光分離膜１１４１の位置とを相対的に一致させる場合のホルダ３１２の移動について説明する。
【００４３】
図４に示すように、フィルタ駆動機構３１３の駆動装置３１３２に設けられた軸部３１３２Ａは、駆動装置３１３２の端部から下方（−Ｙ軸方向）、すなわち、矢印Ａ１方向に突出する。この軸部３１３２Ａの突出は、駆動装置３１３２への電圧の印加によって行われ、この電圧の印加は、プロジェクタ内部に配置された図示しない制御基板に設けられた制御部７（図８参照）によって行われる。ここで、軸部３１３２Ａは、この軸部３１３２Ａ端部に形成された突起部３１３２Ｂを介して、レバー３１４の長孔３１４Ｃと係合しており、また、レバー３１４は、突起部３１４Ａを中心に回動自在に取り付けられている。これにより、軸部３１３２Ａの突出は、レバー３１４を矢印Ａ２方向に回動させる。この回動は、レバー３１４の長孔３１４Ｂに係合する突起部３１２４Ａを介して、ホルダ３１２を、マスク４１に形成されたガイド部４１４、４１５に沿って、矢印Ａ３方向（＋Ｘ軸方向）に押しやるように移動させる。この際、軸部３１３２Ａの最大突出に相当するホルダ３１２の移動量は、光学フィルタ３１１に形成された変換部３１１２のピッチ幅（Ｘ軸方向の寸法）と略同じに設定されている。従って、軸部３１３２Ａの突出により、ホルダ３１２が矢印Ａ３方向に移動することで、光学フィルタ３１１の変換部３１１２と、マスク４１に形成された開口部４１１と、偏光変換素子１１４の偏光分離膜１１４１との相対位置が一致する。
【００４４】
次に、入射光束の補正を行わない場合、すなわち、光学フィルタ３１１の変換部３１１２の位置と、マスク４１の開口部４１１の位置と、偏光変換素子１１４の偏光分離膜１１４１の位置とを相対的に一致させない場合のホルダ３１２の移動について説明する。これは、前述の入射光束の補正を行う場合のホルダ３１２の移動動作の逆である。
図５において、フィルタ駆動機構３１３の駆動装置３１３２下端から突出した状態にある軸部３１３２Ａは、駆動装置３１３２への電圧の印加により、矢印Ｂ１方向（＋Ｙ軸方向）に没入する。これにより、レバー３１４は、矢印Ｂ２方向に回動する。このレバー３１４の回動は、レバー３１４に係合する突起部３１２４Ａを介して、板体３１２４を引くように動作し、これにより、ホルダ３１２は、矢印Ｂ３方向（−Ｘ軸方向）に移動する。ここで、前述のように、軸部３１３２Ａの最大突出は、変換部３１１２のピッチ幅（Ｘ軸方向の寸法）分のホルダ３１２の移動に相当する。従って、ホルダ３１２の移動前は、相対的に一致していたマスク４１の開口部４１１と、光学フィルタ３１１の変換部３１１２と、偏光変換素子１１４の偏光分離膜１１４１との位置が、ホルダ３１２の移動により、一致しないようになる。
【００４５】
図６には、光学フィルタ３１１の変換部３１１２に形成されたフィルタ膜の配列パターンが示されている。
図６に示すように、光学フィルタ３１１の基板３１１１には、変換部３１１２および非変換部３１１３が、それぞれ、マスク４１に形成された入射部４１１の数に対応して６つずつ交互に形成されている。それぞれの変換部３１１２には、入射光束を変換して透過するフィルタ膜３１１２Ａ（図６中斜線部分）が、略全面に亘って形成されている。この光学フィルタ３１１を保持したホルダ３１２を進退させて、マスク４１の開口部４１１に入射された光束が、変換部３１１２に入射されるようにした場合、この光学フィルタ３１１は、入射された光束のほぼ全てを変換するフィルタとして構成されている。
図７には、光学フィルタ３１１の変換部３１１２に形成されるフィルタ膜３１１２Ａの透過率特性（実線）および光源ランプ１１７のスペクトル強度（点線）が示されている。第１実施形態で示す光束の変換は、入射光束（光源ランプ１１７から射出された光束）における所定の波長の透過率を低下させることによって、光学ユニット１で形成される光学像の色調を調節する。
【００４６】
図７に示すように、フィルタ膜３１１２Ａは、入射光束（光源ランプ１１７から射出された光束）に対して、主に緑色光の波長域（およそ５００〜５８０ｎｍの領域）の透過をほぼ半分に制限する。また、主に青色光の波長域（およそ４３０〜５００ｎｍの領域）に含まれる光の透過を約２０％低下させる。一方、主に赤色光の波長域（およそ５９０〜７００ｎｍの領域）に含まれる光に関しては、ほぼ全て透過する。
フィルタ膜３１１２Ａは、図示を略すが、屈折率の異なる２種類の薄膜である高屈折率層および低屈折率層が、交互に基板３１１１上に積層された誘電体多層膜からなる光学変換層として形成されている。それぞれの層の組成としては、高屈折率層は、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）から構成され、低屈折率層は、二酸化珪素（ＳｉＯ２）から構成されている。
【００４７】
ここで、図６に示した配列パターンおよび図７に示した透過率特性を有するフィルタ膜３１１２Ａを組み合わせて形成した光学フィルタ３１１を備えた光補正装置３１について説明する。
光補正装置３１では、マスク４１の開口部４１１と、光学フィルタ３１１の変換部３１１２と、偏光変換素子１１４の偏光分離膜１１４１とを相対的に一致させた場合、フィルタ膜３１１２Ａによって、入射光束のうち、緑色成分の透過が大幅に減じられ、青色成分の透過も減じられる。このように色調が補正された透過光束は、光学ユニット１により光学像の形成に用いられ、高彩度画像が形成される。また、光学フィルタ３１１の非変換部３１１３と、マスク４１の開口部４１１と、偏光変換素子１１４の偏光分離膜１１４１との位置を相対的に一致させ、光補正装置３１に光束を入射させた場合、入射光束の補正は行われない。このため、光源装置１１１からの光束の略全てが、光学ユニット１による光学像の形成に利用されることとなり、高輝度画像が形成される。
【００４８】
図８には、プロジェクタ１０に内蔵された制御系の回路構成を概念的に示したブロック図が示されている。
図８に示すように、プロジェクタ１０は、入力信号変換部５と、操作パネル６と、制御部７と、絞り装置８を備えている。
入力信号変換部５は、ビデオ入力端子からのビデオ信号を加工して、光学ユニット１の液晶パネル１４１に出力するためのものであり、画像解析部５１と、リサイズ部５２と、ゲイン調整部５３とを備えている。
画像解析部５１は、入力されたビデオ信号から、画像の輝度分布等に関する輝度情報を抽出して、制御部７に出力する回路である。具体的には、例えば各フレームごとにリセットされるピークホールド回路と言ったもので画像解析部５１を構成することができ、この場合、各画面ごとに輝度の最大値を出力させる。
リサイズ部５２は、入力された画像の解像度を液晶パネル１４１の画素数に対応させて変換する解像度変換回路である。
ゲイン調整部５３は、光源装置１１１から射出させる照明光の強度に応じて輝度信号を調整するもので、光源装置１１１との協働によって、形成される光学像の輝度を調整する。
操作パネル６は、前述のように、プロジェクタ１０の起動・調整操作を実施する複数のスイッチ６Ａ（図１参照）が設けられたパネルである。これらのスイッチ６Ａは、制御部７と電気的に接続されており、所定のスイッチ６Ａが入れられると、制御部７に所定のパルス信号が送信される。
【００４９】
制御部７は、プロジェクタ１０全体を駆動制御する図示しない制御基板に設けられ、本発明の電力調整機構を含んで構成される。この制御部７は、光源装置１１１を構成する光源ランプ１１７の輝度調整、光補正装置３１の駆動制御および絞り装置８の駆動制御をするものであり、ＣＰＵ７１と、ランプドライバ７２と、駆動回路７３、７４とを備えている。
制御手段としてのＣＰＵ７１は、光源ランプ１１７への電力供給、光補正装置３１の駆動および絞り装置８の駆動を制御するものである。ＣＰＵ７１は、入力信号変換部５の画像解析部５１からの輝度情報および操作パネル６からのパルス信号に基づき、光源ランプ１１７を駆動するランプドライバ７２、光補正装置３１を駆動する駆動回路７３および絞り装置８を駆動する駆動回路７４に所定のパルス信号を出力する。
ランプドライバ７２は、図示しない電源ユニットから入力される直流電流を、交流矩形波電流に変換して、光源ランプ１１７を点灯させる回路であり、図示を略したが、ダウンチョッパと、インバータブリッジと、イグナイタとを備えている。
ダウンチョッパは、略３００〜４００Ｖで入力される直流電圧を、光源ランプ１１７の点灯に適した略５０〜１５０Ｖに降下させる低電圧化回路である。
インバータブリッジは、直流電流を交流矩形波電流に変換する部分であり、１対のトランジスタを２つ備えたブリッジ回路として構成されている。これらのトランジスタの間には、光源ランプ１１７が接続されている。
イグナイタは、光源ランプ１１７の電極間の絶縁破壊を行って、光源ランプ１１７の始動を促す回路として構成されており、ダウンチョッパおよびインバータブリッジを含む点灯装置と、光源ランプ１１７の間に、光源ランプ１１７と並列となるように接続されている。
【００５０】
駆動回路７３は、光補正装置３１の駆動を指令する回路である。この駆動回路７３は、ＣＰＵ７１からのパルス信号に基づき、光補正装置３１のフィルタ駆動機構３１３への電圧の印加を行って光学フィルタ３１１を保持したホルダ３１２を進退させ、光源装置１１１からの入射光束の補正を行う場合と、行わない場合とを切り替える。
駆動回路７４は、絞り装置８の駆動を指令する回路である。この駆動回路７４は、ＣＰＵ７１からのパルス信号に基づき、絞り装置８へ電力を供給し、光源装置１１１からの照明光束の光路上に配置された絞り装置８を駆動させ、絞り装置８を透過する光束の光量を低下させることにより、輝度調整を行う。
制御部７による光源ランプ１１７の電力調整機構は、ＣＰＵ７１がランプドライバ７２を制御することによって行われる。すなわち、操作パネル６からのパルス信号に基づき、光源ランプ１１７を低輝度モードで点灯させる場合は、ＣＰＵ７１は、ランプドライバ７２のダウンチョッパにパルス信号を出力して、ダウンチョッパに入力する直流電流の一部をグランド側に流して、定格電力よりも少ない電力を光源ランプ１１７に供給する。一方、光源ランプ１１７を高輝度モードで点灯させる場合は、ダウンチョッパにパルス信号を出力して、光源ランプ１１７に定格電力を供給し、光源ランプ１１７を点灯させる。このような構成により、光源ランプ１１７から照射される光束の光量が調整され、光学像の輝度が調整される。
【００５１】
図９には、絞り装置８の模式図が示されている。
絞り装置８は、本発明の絞り機構に相当するものであり、第１レンズアレイ１１２および第２レンズアレイ１１３の間に、第１レンズアレイ１１２から射出される光束の光軸に対向して配置され、光束の透過光量を低下させることにより、光学ユニット１において形成される光学像の輝度を調整する。この絞り装置８は、図９に示すように、それぞれがＸ軸に沿って互いに逆方向に進退するスリット板８１、８２と、これらスリット板８１、８２を進退させる図示しない駆動機構とを備えている。
スリット板８１、８２は、互いに略平行に配置された略矩形のステンレス製部材であり、ＸＹ平面に略平行に配置されている。これらスリット板８１、８２を、Ｘ軸に沿って互いに逆方向に進退させることで、入射される光束を部分的に遮蔽して、透過光束の光量を調節することができる。これらスリット板８１、８２には、光束入射方向（光入射側）から見て、高さ方向（Ｙ軸方向）に長い略矩形のスリット状の開口８１Ａ、８２Ａが、それぞれ所定の間隔を隔てて複数形成されている。これら開口８１Ａ、８２Ａは、第１レンズアレイ１１２から射出される光束の焦点位置に、それぞれほぼ同じ面積となるように形成され、通常は、重なった状態とされており、これにより光束の光路が確保されている。ここで、スリット板８１、８２が駆動装置により互いに逆方向に進退すると、開口８１Ａ、８２Ａの重なりによって確保されていた光束の光路が狭まることとなる。従って、絞り装置８への入射光量に対して、透過光量が低下する。
【００５２】
本発明の第１実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
(1-1)光学フィルタ３１１のフィルタ膜３１１２Ａは、入射光束（光源ランプ１１７から射出した光束）に対して、緑色光の波長域に含まれる光の透過をほぼ半分に制限する。また、青色光の波長域に含まれる光の透過を約２０％低下させる。従って、マスク４１の開口部４１１と、光学フィルタ３１１の変換部３１１２とを相対的に一致させて、照明光束の光路にフィルタ膜３１１２Ａを介在させることにより、入力されたビデオ信号に基づいて形成される光学像の色調を補正して鮮明にすることができる。特に、白色においては、緑がかった白色ではなく純粋な白色を投写できる。従って、ホームシアター等の用途に応じた高彩度画像を形成して投写することができ、投写画像の視認性を高めることができる。
【００５３】
(1-2)光学フィルタ３１１には、変換部３１１２が、偏光変換素子１１４の偏光分離膜１１４１の配列に応じたピッチでストライプ状に形成され、かつ、マスク４１の開口部４１１のピッチ幅（Ｘ軸方向の寸法）に合わせて形成されている。また、フィルタ駆動機構３１３がホルダ３１２を進退させることにより、開口部４１１と偏光分離膜１１４１とに対応するように、光学フィルタ３１１の変換部３１１２または非変換部３１１３が配置される。これによれば、フィルタ駆動機構３１３による光学フィルタ３１１の進退により、マスク４１の開口部４１１と偏光変換素子１１４の偏光分離膜１１４１との位置に、光学フィルタ３１１に形成された変換部３１１２または非変換部３１１３の位置を、相対的に一致させることができる。開口部４１１と、偏光分離膜１１４１と、変換部３１１２とを一致させた場合では、フィルタ膜３１１２Ａにより色調を補正した照明光束を用いて光学像を形成することができ、高彩度の投写画像を得ることができる。また、開口部４１１と、偏光分離膜１１４１と、非変換部３１１３とを一致させた場合では、色調を補正していない照明光束を用いて光学像を形成することができ、高輝度の画像を得ることができる。つまり、照明光束の光路に対して変換部３１１２を挿抜することにより、必要に応じた投写画像に切り替えることができる。
【００５４】
(1-3)フィルタ駆動機構３１３による光学フィルタ３１１の進退量は、光学フィルタ３１１に形成された変換部３１１２のピッチ幅（Ｘ軸方向の寸法）とほぼ同じに設定されている。また、このピッチ幅（Ｘ軸方向の寸法）は、偏光変換素子１１４の偏光分離膜１１４１のピッチ幅（Ｘ軸方向の寸法）、および、マスク４１に形成された開口部４１１のピッチ幅（Ｘ軸方向の寸法）に相当する。これによれば、偏光変換素子１１４の偏光分離膜１１４１のピッチ幅（Ｘ軸方向の寸法）、および、マスク４１の開口部４１１のピッチ幅（Ｘ軸方向の寸法）の分だけ光学フィルタ３１１を進退させることにより、入射光束を変換する場合と、変換しない場合とを切り替えることができる。従って、光学フィルタ３１１の移動量を必要最小限とすることができる。さらに、プロジェクタ１０において、光補正装置３１が占める容積を最小限に抑えることができ、プロジェクタ１０の小型化を図ることができるとともに、光学ユニット１の光学系のレイアウトの自由度を向上することができる。
【００５５】
(1-4)フィルタ駆動機構３１３の駆動装置３１３２は、軸部３１３２Ａおよびレバー３１４を備えたソレノイドにより構成されている。また、駆動装置３１３２の軸部３１３２Ａの突没は、制御部７による電圧の印加によって制御されている。これによれば、駆動装置３１３２への電圧の印加により、光学フィルタ３１１を段階的に進退させることができ、照明光軸への変換部３１１２の挿抜を瞬時に切り替ることができる。従って、入射光束を変換する場合と、変換しない場合とを迅速に切り替えることができ、また、光補正装置３１の構造を簡素化することができる。
【００５６】
(1-5)制御部７は、光源装置１１１への電力調整機構として、光源装置１１１の電力調整を行い、光源ランプ１１７から射出される光束の輝度を調節する。これによれば、投写される光学像に関して、高輝度画像が求められる場合は、光源ランプ１１７へ定格電力を供給することで、形成される光学像の高輝度表示を実現でき、また、低輝度画像が求められる場合は、定格電力より供給量を下げることで低輝度表示を実現できる。従って、投写される光学像の輝度範囲を拡大することができ、また、低輝度表示時には、プロジェクタ１０の電力消費量を低減することができる。
【００５７】
(1-6)プロジェクタ１０には、制御部７によって駆動が制御される絞り装置８が設けられている。これによれば、絞り装置８により、形成される光学像の輝度調節を行うことができる。ここで、絞り装置８による輝度調節は、光源ランプ１１７からの入射光束に対して、透過光量を減少させることで行われるので、前述の電力調整による輝度調節とは別系統となる。従って、光源装置１１１を電力調整機構と合わせて、光束の輝度調節範囲をさらに拡大することができ、一層細かな投写画像の輝度調節を行うことができる。
【００５８】
（２）第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態に係るプロジェクタについて説明する。第２実施形態は、光補正装置の構造において、第１実施形態と以下に説明するような相違点を有する。その他の部分の構造については、第１実施形態と同様である。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一または略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５９】
図１０には、光補正装置３２およびマスク４２を背面側（光射出面側）から見た斜視図が示されている。
第２実施形態のプロジェクタは、図１０に示すように、マスク４２および光補正装置３２を備え、このうち、光補正装置３２は、光学フィルタ３１１と、ホルダ３２２と、フィルタ駆動機構３２３とを備えている。
マスク４２は、第１実施形態のマスク４１と同様に、光学フィルタ３１１の前段に配置され、ホルダ３２２の進退を案内する機能を含んだ略矩形状のステンレス製部材である。マスク４２は、第１実施形態のマスク４１と同様に、スリット状の開口部と、入射光束を透過しない遮蔽部と、延出部４２３と、ガイド部４２４、４２５とを備えている。なお、開口部、遮蔽部およびガイド部４２４、４２５については、マスク４１と同様の形状および構造であるので、説明を省略する。
【００６０】
延出部４２３は、マスク４２の一方の幅方向端部からＸＹ平面に平行な面に沿って延出して形成されている。この延出部４２３の略中央には、孔４２３Ａが形成されており、この孔４２３Ａを利用して、フィルタ駆動機構３２３が取り付けられる。
ホルダ３２２は、第１実施形態のホルダ３１２と同様に、光学フィルタ３１１を嵌め込んで保持する部材であり、フィルタ駆動機構３２３によって、マスク４２のガイド部４２４、４２５に沿って進退する。このホルダ３２２は、水平方向（縦枠３２２３に対して＋Ｘ軸方向）に延出し、かつ、互いに略平行な横枠３２２１、３２２２と、これら横枠の端部を略垂直に（Ｙ軸方向に）連結する１つの縦枠３２２３とを備え、これらにより略コ字状に形成されている、さらに、ホルダ３２２はラック３２２４を備えている。このラック３２２４は、縦枠３２２３の背面（光射出面）の略中央から、横枠３２２１、３２２２の延出方向と平行で、かつ、その延出方向とは反対方向（縦枠３２２３に対して−Ｘ軸方向）に延出しており、フィルタ駆動機構３２３と係合している。
【００６１】
フィルタ駆動機構３２３は、第１実施形態のフィルタ駆動機構３１３と同様に、光学フィルタ３１１が取り付けられたホルダ３２２を、マスク４２のガイド部４２４、４２５に沿って、偏光分離膜や開口部の配列方向である矢印Ｘ２方向（±Ｘ軸方向）に進退させるものである。このフィルタ駆動機構３２３は、モータ３２３１と、ピニオン３２３２とを備えている。モータ３２３１は、ホルダ３２２を進退させる駆動力を発生するものであり、ステッピングモータ等を採用することができる。モータ３２３１の回転軸は、マスク４２の孔４２３Ａに光束入射方向と同方向（Ｚ軸方向）に挿入され、この回転軸の端部にピニオン３２３２が取り付けられている。すなわち、マスク４２の光入射側に位置するモータ３２３１と、光射出側に位置するピニオン３２３２とにより、マスク４２の延出部４２３を挟むように配置される。ピニオン３２３２は、ホルダ３２２に設けられたラック３２２４と咬合し、モータ３２３１で発生した駆動力を、ラック３２２４を介して、ホルダ３２２に伝達している。
【００６２】
ここで、光補正装置３２のフィルタ駆動機構３２３による光学フィルタ３１１の進退について説明する。
フィルタ駆動機構３２３のモータ３２３１の駆動は、第１実施形態の光補正装置３１と同様に、制御部７（図８参照）によって制御されている。すなわち、制御部７から出力されるパルス信号によって、モータ３２３１の駆動および回転軸の回転方向が制御されている。制御部７からパルス信号が入力されたモータ３２３１は、モータ３２３１に設けられた回転軸を介して、ピニオン３２３２を回転させる。ピニオン３２３２は、ホルダ３２２に形成されたラック３２２４と咬合しており、また、ホルダ３２２は、マスク４２に形成されたガイド部４２４、４２５に支持されているので、ピニオン３２３２の回転により、ホルダ３２２は、これらガイド部４２４、４２５に沿って、矢印Ｘ２方向（±Ｘ軸方向）に進退する。なお、モータ３２３１の駆動によるホルダ３２２の進退量は、マスク４２の開口部（図示省略）と、光学フィルタ３１１の変換部３１１２または非変換部３１１３が、相対的に一致するように切り替えられる程度とされている。
【００６３】
本発明の第２実施形態によれば、前述の(1-1)〜(1-3)、(1-5)および(1-6)と同様の効果を奏することができるほか、以下の効果を奏することができる。
(2-1)フィルタ駆動機構３２３は、モータ３２３１とピニオン３２３２を備え、モータ３２３１の駆動により、ホルダ３２２に形成されたラック３２２４と咬合するピニオン３２３２を回転させることで、光学フィルタ３１１を支持するホルダ３２２を進退させる。これによれば、光学フィルタ３１１の進退は連続的に行われるので、照明光束の光路に対して光学フィルタ３１１の変換部３１１２を部分的に介在させることができる。従って、入射光束に対する変換の度合いを連続的に調節することができ、必要に応じた程度に変換がされた光学像を投写することができる。
【００６４】
（３）第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態に係わるプロジェクタについて説明する。第３実施形態は、光補正装置の光学フィルタにおけるフィルタ膜の配列パターンにおいて、第１および第２実施形態との相違点を有する。その他の部分の構造については、第１もしくは第２実施形態と同様である。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一または略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
第３実施形態のプロジェクタに設けられた光補正装置３１は、第１および第２実施形態の光学フィルタ３１１の代わりに、光学フィルタ３３１を備えている。この光学フィルタ３３１は、入射光束を変換する場合において、光学フィルタ３３１の外縁に入射される光束に対してフィルタ膜が介在できるように配置し、内側に入射する光束に対しては介在しないように構成されている。
【００６５】
図１１には、光学フィルタ３３１の変換部３３１２に形成されたフィルタ膜の配列パターンが示されている。
図１１に示すように、光学フィルタ３３１には、ガラスや合成樹脂等で構成される光透過性の基板３３１１上に、それぞれ６つの変換部３３１２および非変換部３３１３が、交互に形成されている。これら６つの変換部３３１２のうち、光学フィルタ３３１の幅方向（Ｘ軸方向）両端部に形成された２つの変換部３３１２には、フィルタ膜３３１２Ａ（図１１中斜線部分）が、長手方向（Ｙ軸方向）のほぼ全体にわたって形成されている。また、幅方向（Ｘ軸方向）内側に配置された４つの変換部３３１２には、それぞれの変換部３３１２における長手方向（Ｙ軸方向）両端付近にフィルタ膜３３１２Ａが形成され、内側にはフィルタ膜３３１２Ａが形成されていない。なお、フィルタ膜３３１２Ａは、入射光束の色調を変換する、つまり、入射光束（光源ランプ１１７から射出された光束）における所定の波長の透過率を低下させることによって、光学ユニット１で形成される光学像の色調を調整するもので、第１実施形態で説明したような透過率特性（図７参照）を有する。
【００６６】
本発明の第３実施形態によれば、第1実施形態もしくは第２実施形態と同様の効果を奏することができるほか、以下の効果を奏することができる。
(3-1)光学フィルタ３３１の外縁に入射される光束は、液晶パネル４４１に対して大きな角度で入射する。このような光束が光学像の形成に供せられると、形成される光学像のコントラストの低下を招く。これに対して、変換部３３１２に形成されたフィルタ膜３３１２Ａは、光学フィルタ３３１の外縁に入射される光束に対して介挿されるように配置されている。これによれば、光学フィルタ３３１外縁に入射される光束は、フィルタ膜３３１２Ａを透過する際に、色調が調整されるとともに透過光束の光量が減じられることとなり、光学像のコントラストの低下を防ぐことができる。また、光学フィルタ３３１の内側には、フィルタ膜３３１２Ａが形成されていないので、光学フィルタ３３１へ入射された光束が、光学フィルタ３３１を透過する際の光量および輝度の減少は、最小限に抑えることができる。従って、コントラストを向上し、輝度の低下を最小限に抑えた高彩度画像を表示することができる。
【００６７】
（４）第４実施形態
次に、本発明の第４実施形態に係るプロジェクタについて説明する。第４実施形態は、光学フィルタに形成されたフィルタ膜の透過率特性において、第１〜第３実施形態との相違点を有する。その他の部分の構造については、第１、第２、もしくは第３実施形態と同様である。
図１２には、第４実施形態に係わる光学フィルタ３１１に形成されたフィルタ膜の透過率特性（実線）および光源ランプ１１７のスペクトル強度（点線）が示されている。
図１２に示すように、このフィルタ膜は、可視光領域の波長全域、すなわち、４００ｎｍから７００ｎｍの波長領域全体に亘って、入射光束（光源ランプ１１７から射出された光束）の透過が約１０％程度に減じられるように構成されている。つまり、第４実施形態の光学フィルタに形成されたフィルタ膜は、入射光束の波長全域に亘って透過率を低下させることによって、光学ユニット１で形成される光学像の輝度を調節するものである。
【００６８】
本発明の第４実施形態によれば、前述の(1-2)〜(1-6)もしくはこれらに加え、（2-1）や（3-1）と同様の効果を奏することができるほか、以下の効果を奏することができる。
(4-1)光学フィルタ３１１の変換部３１１２に形成されたフィルタ膜は、可視光領域の波長全域に亘って透過率を約１０％に低下させる。これによれば、変換部３１１２を透過した透過光束の光量は、入射光束の光量に比べて約１０％程度となり、透過光束の光量をかなり小さくすることができ、この透過光束を利用して、低輝度な光学像を形成することができる。従って、照明光束の光路に対して変換部３１１２を挿抜させることにより、高輝度画像表示と低輝度画像表示とを簡単に切り替えることができる。
【００６９】
（５）第５実施形態
次に、本発明の第５実施形態に係るプロジェクタについて説明する。第５実施形態は、光学フィルタのフィルタ膜の構成において、第１〜第４実施形態との相違点を有する。その他の部分の構造については、第１、第２、第３、もしくは第４実施形態と同様である。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一または略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
第５実施形態のプロジェクタに設けられた光補正装置３１には、前述の第１〜第４実施形態の光学フィルタ３１１の代わりに光学フィルタ３５１が用いられ、この光学フィルタ３５１に形成された変換部３５１２には、フィルタ膜３５１２Ａが照明光軸から離れるにしたがって、光束の透過率が低くなるように形成されている。
図１３には、第５実施形態に係る光学フィルタ３５１の変換部３５１２に形成されたフィルタ膜３５１２Ａの配列パターンが示されている。また、図１４には、図１３中破線ＸＩＶにおける光学フィルタ３５１の断面図が示されており、図１５には、図１３中破線ＸＶにおける光学フィルタ３５１の断面図が示されている。
【００７０】
図１３に示すように、光学フィルタ３５１は、図６に示した光学フィルタ３１１と同様に、ガラス等の光透過性の基板３５１１上に、それぞれ６つの変換部３５１２および非変換部３５１３が形成されている。これら変換部３５１２には、フィルタ膜３５１２Ａが、光学フィルタ３５１の略中央に位置する照明光軸から離れるにしたがって光束の透過率が低くなるように形成されている。すなわち、それぞれのフィルタ膜３５１２Ａは、図１４に示すように、長手方向（Ｙ軸方向）内側から外側に向かうにしたがって、また、図１５に示すように、光学フィルタ３５１の幅方向（Ｘ軸方向）内側から外側に向かうにしたがって、光束の透過率が低くなるように、膜構成を変えて形成されている。
具体的には、基板３５１１上に蒸着されるフィルタ膜３５１２Ａは、該フィルタ膜３５１２Ａの膜厚が、長手方向（Ｙ軸方向）および幅方向（Ｘ軸方向）の内側から外側に向かうにしたがって大きくなるように形成されている。このため、フィルタ膜３５１２Ａが図７に示す透過率特性を備えている場合では、光学フィルタ３５１のＸ軸およびＹ軸方向の内側から外側に向かうにしたがって、図７に示す透過率特性のグラフが透過率の低い方に平行移動する。従って、照明光軸から離れるにしたがって、光学フィルタ３１５に入射する光束は、その透過が減じられることとなる。
なお、このような光学フィルタ３５１のフィルタ膜３５１２Ａが、図１２に示した透過率特性を備えている場合でも、前述の場合と同様に、光学フィルタ３５１に入射する光束は、照明光軸から離れるにしたがって、その透過が減じられることとなる。
【００７１】
本発明の第５実施形態によれば、第１、第２、第３、もしくは第４実施形態と同様の効果を奏することができるほか、以下の効果を奏することができる。
(5-1)光学フィルタ３５１の変換部３５１２には、照明光軸から離れるにしたがって、フィルタ膜３５１２Ａを透過する光束の透過率が低くなるように形成されている。これによれば、照明光軸付近の光束については、光学フィルタ３５１により、光束の色調を変換することができ、照明光軸から離れた光束については、全体的にその透過が規制されることとなる。すなわち、光学フィルタ３５１において、照明光軸から離れた部位を通過する光線は、光変調装置への入射角度が大きくなってしまう。特に、光束の入射角度依存性を有する液晶パネル４４１では、このような照明光軸から離れた位置を透過する光線は、該液晶パネル４４１によって形成される光学像のコントラストの低下を招きやすい。ここで、光量が比較的多く、液晶パネル４４１への入射角度も比較的小さい照明光軸付近の光線を、液晶パネル４４１への入射角度が比較的大きく、コントラストの低下を招きやすい照明光軸から離れた光線より透過しやすくすることにより、形成される光学像のコントラストを向上することができる。さらに、フィルタ膜３５１２Ａが、図７に示した透過率特性を有する場合には、コントラスト向上とともに、高彩度な画像を形成することができる。従って、光学フィルタ３５１を透過した光束を光学像の形成に供すれば、コントラストが向上した高彩度画像を表示することができる。
【００７２】
（６）実施形態の変形
本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
(6-1)前記各実施形態では、図６、図１１および図１３で示されるようなパターンでフィルタ膜が配列された光学フィルタ３１１、３３１および３５１を採用したが、本発明は、これらの実施形態とは異なるパターンでフィルタ膜が配列された光学フィルタを採用してもよい。
図１６Ａ〜図１６Ｄには、前記各実施形態で示した以外のパターンでフィルタ膜を配列した光学フィルタ３６１Ａ、３６１Ｂ、３６１Ｃ、３６１Ｄが示されている。これらの光学フィルタ３６１Ａ、３６１Ｂ、３６１Ｃ、３６１Ｄは、前記各実施形態の光学フィルタ３１１、３３１および３５１と同様に、それぞれ６つの変換部３６１２および非変換部３６１３が、交互に、ガラス等の光透過性の基板３６１１上に形成されている。なお、それぞれの光学フィルタ３６１Ａ、３６１Ｂ、３６１Ｃ、３６１Ｄにおいて、フィルタ膜３６１２Ａは、図１６Ａ〜図１６Ｄ中斜線部分に形成されている。
図１６Ａに示す配列パターンでは、光学フィルタ３６１Ａの外縁に相当する変換部３６１２に、フィルタ膜３６１２Ａが形成されている。すなわち、光学フィルタ３６１Ａの幅方向（Ｘ軸方向）両端から２つずつ、合計４つの変換部３６１２には、長手方向（Ｙ軸方向）のほぼ全体に亘ってフィルタ膜３６１２Ａが形成されている。また、光学フィルタ３６１Ａの中央部分に形成された２つの変換部３６１２には、それぞれの長手方向（Ｙ軸方向）両端付近にフィルタ膜３６１２Ａが形成され、中央部分にはフィルタ膜３６１２Ａが形成されていない。
【００７３】
図１６Ｂに示す配列パターンでは、光学フィルタ３６１Ｂの四隅に、フィルタ膜３６１２Ａが形成されている。すなわち、光学フィルタ３６１Ｂの幅方向（Ｘ軸方向）両端から２つずつ、合計４つの変換部３６１２において、それぞれの長手方向（Ｙ軸方向）両端付近にフィルタ膜３６１２Ａが形成されている。また、光学フィルタ３６１Ｂの幅方向（Ｘ軸方向）の中央部分に形成された２つの変換部３６１２には、フィルタ膜３６１２Ａが形成されていない。
図１６Ｃに示す配列パターンでは、光学フィルタ３６１Ｂと同様に、光学フィルタ３６１Ｃの四隅に、フィルタ膜３６１２Ａが形成されている。すなわち、光学フィルタ３６１Ｃの幅方向（Ｘ軸方向）両端に形成された２つの変換部３６１２において、それぞれの長手方向（Ｙ軸方向）両端付近にフィルタ膜３６１２Ａが形成されている。また、光学フィルタ３６１Ｃの幅方向（Ｘ軸方向）の中央部分に形成された４つの変換部３６１２には、フィルタ膜３６１２Ａが形成されていない。
【００７４】
図１６Ｄに示す配列パターンでは、光学フィルタ３６１Ｄの幅方向（Ｘ軸方向）両端に、フィルタ膜３６１２Ａが形成されている。すなわち、光学フィルタ３６１Ｄの幅方向（Ｘ軸方向）両端から２つずつ、合計４つの変換部３６１２においては、それぞれ変換部３６１２の長手方向（Ｙ軸方向）のほぼ全体に亘ってフィルタ膜３６１２Ａが形成されている。また、光学フィルタ３６１Ｄの幅方向（Ｘ軸方向）の中央部分に形成された２つの変換部３６１２には、フィルタ膜３６１２Ａが形成されていない。
このような光学フィルタ３６１Ａ、３６１Ｂ、３６１Ｃ、３６１Ｄを備えた光補正装置３１において、照明光束の光路に対して変換部３６１２を介挿させると、フィルタ膜３６１２Ａの透過率特性が、図７の実線で示したグラフで表されるような特性である場合、形成される光学像において、色調、輝度およびコントラストの多少の違いはあるものの、前述の第３実施形態と略同様の効果を奏することができる。また、フィルタ膜３６１２Ａの透過率特性が、図１２の実線で示したグラフで表されるような特性である場合、前述の第４実施形態と略同様の効果を奏することができるとともに、光学像のコントラストの向上を図ることができる。
【００７５】
(6-2)前記各実施形態ならびに前述した実施形態の変形では、光補正装置３１、３２に、図７もしくは図１２で示した透過率特性を有するフィルタ膜を採用したが、本発明はこれに限らず、光補正装置３１、３２に、他の透過率特性を備えたフィルタ膜を採用してもよい。
図１７は、前記各実施形態で示した以外のフィルタ膜の透過率特性を示したものである。なお、点線は、光源ランプ１１７のスペクトル強度を示したものである。
図１７に示したフィルタ膜は、入射光束（光源ランプ１１７から射出された光束）に対して、５００ｎｍ前後および６００ｎｍ前後の波長を有する成分光、すなわち、青色の波長域と緑色の波長域の境界付近の成分光（青緑色の成分光）、および、緑色の波長域と赤色の波長域の境界付近の成分光（黄色〜黄赤色の成分光）の透過を約１０％以下に減じる透過率特性を備えている。このようなフィルタ膜が形成された光学フィルタを用いた場合、光学ユニット１のダイクロイックミラー１２１、１２２における色光の分離の精度を高めることができ、純度の高い色光を得ることが可能となる。従って、形成された光学像の色彩を更に高めることができる。
【００７６】
(6-3)前記各実施形態ならびに前述した実施形態の変形では、光学フィルタの非変換部に、フィルタ膜を形成しないこととしたが、非変換部に相当する部分に、変換部に形成されるフィルタ膜とは異なる特性を有するフィルタ膜を形成して、第２変換部として構成してもよい。
(6-4)前記各実施形態ならびに前述した実施形態の変形では、光学フィルタには、それぞれ６つの変換部および非変換部が形成されていたが、本発明はこれに限らない。光学フィルタは、マスクに形成された開口部に対応する変換部および非変換部、もしくは第１変換部および第２変換部が形成され、かつ、光学フィルタの進退によって、変換部および非変換部、もしくは第１変換部および第２変換部の照明光束の光路に対する挿抜が切り替わる構成であれば良い。よって、変換部および非変換部、もしくは第１変換部および第２変換部の数は、偏光変換素子の構成に応じて、適宜変更してもよい。
【００７７】
(6-5)前記各実施形態ならびに前述した実施形態の変形では、偏光分離膜１１４１と反射膜１１４３とが、照明光軸（Ｚ軸方向）に対して所定の同一方向に傾斜して交互に配置された偏光変換素子１１４を採用したが、本発明はこのような偏光変換素子に限らず、図１４に示すように、偏光分離膜１１４１と反射膜１１４３とが、偏光変換素子の中心を境にして向かい合うように配置された偏光変換素子１１４Ａを採用してもよい。
偏光変換素子１１４Ａは、前述の偏光変換素子１１４と同様に、複数のプリズム１１４２と、これら複数のプリズム１１４２の界面に沿って配置された複数の偏光分離膜１１４１および反射膜１１４３を備えている。これら偏光分離膜１１４１、プリズム１１４２および反射膜１１４３は、該偏光変換素子１１４Ａの幅方向（Ｘ軸方向）の中心に対して略対称に配置されている。具体的には、略三角柱形状のプリズム１１４２Ａを中心として対称に、該プリズム１１４２Ａの交差する二辺に同数ずつ、断面略平行四辺形状のプリズム１１４２Ｂが配置されている。これらプリズム１１４２の界面に沿って、偏光変換素子１１４Ａの中央から外側に向かって、偏光分離膜１１４１および反射膜１１４３が交互に配置される。また、偏光分離膜１１４１を透過した光束が射出されるプリズム１１４２の光射出側には、位相差板１１４４が設けられている。なお、図１８では、便宜上、偏光分離膜１１４１を点線で示している。
【００７８】
偏光変換素子１１４Ａの光路前段には、マスク４７が設けられ、このマスク４７と偏光変換素子１１４Ａとの間には、２つの光補正装置（図示略）が設けられている。
マスク４７は、偏光変換素子１１４Ａへの入射光の一部を遮断する遮光部材である。このマスク４７は、それぞれの光補正装置３７に設けられた光学フィルタ３７１をマスク４７の幅方向（±Ｘ軸方向）への進退を案内する機能を含んでおり、２つの光補正装置を保持している。このマスク４７には、前述のマスク４１，４２と同様に、ＸＹ平面に平行な面に沿って開口部４１１および遮蔽部４１２が形成されている。このうち、中央部分に形成された開口部４１１Ａは、他の開口部４１１Ｂの２つ分の大きさに形成されている。すなわち、これら開口部４１１は、偏光変換素子１１４Ａの偏光分離膜１１４１に対応して形成されている。また、遮蔽部４１２は、偏光変換素子１１４Ａの反射膜１１４３に対応して形成されている。
マスク４７の光路後段に配置された２つの光補正装置は、互いにほぼ同じ構成を備え、詳しい図示を省略するが、それぞれ前述の光補正装置３１，３２と同様に、光学フィルタ３７１（３７１Ａ，３７１Ｂ）と、この光学フィルタ３７１を保持する保持枠としてのホルダと、このホルダを進退させるフィルタ駆動機構とを備えている。このうち、フィルタ駆動機構は、光学フィルタ３７１を±Ｘ軸方向に進退させるものであり、前述のフィルタ駆動機構３１３または３２３を採用することができる。
【００７９】
光補正装置の光学フィルタ３７１Ａ，３７１Ｂは、前述の光学フィルタ３１１と同様に、光透過性の基板３７１１を備え、この基板３７１１の光入射側の面には、変換部３７１２および非変換部３７１３が形成されている。具体的には、基板３７１１には、Ｘ軸方向の中央から、Ｘ軸方向の両端部に向かうにしたがって、変換部３７１２と非変換部３７１３とが交互に形成され、合計でそれぞれ６つの変換部３７１２および非変換部３７１３が形成されている。すなわち、基板３７１１の光入射側の面には、マスク４７の開口部４１１Ａに対応する位置に変換部３７１２が形成されている。
このうち、光学フィルタ３７１Ａでは、変換部３７１２のうち、＋Ｘ軸方向側の変換部３７１２、すなわち、基板３７１１の中央から＋Ｘ軸方向側の３つの変換部３７１２には、フィルタ膜３７１２Ａが蒸着されている。また、光学フィルタ３７１Ｂでは、−Ｘ軸方向側の変換部３７１２、すなわち、基板３７１１の中央から−Ｘ軸方向側の３つの変換部３７１２には、フィルタ膜３７１２Ａが蒸着されている。
【００８０】
なお、フィルタ膜３７１２Ａとしては、図７、図１２または図１７で示した透過率特性を有するフィルタ膜を採用することができ、フィルタ膜３７１２Ａの配列パターンとしては、図１３または図１６Ａ〜図１６Ｄの配列パターンを採用してもよい。
ここで、光学フィルタ３７１Ａ，３７１Ｂを備えた２つの光補正装置により、偏光変換素子１１４Ａに入射する光束の光学変換を行う場合について詳述する。
偏光変換素子１１４Ａに入射する光束の光学変換を行う場合は、それぞれの光補正装置に設けられたフィルタ駆動機構により、光学フィルタ３７１Ａ，３７１Ｂを保持するホルダを±Ｘ軸方向に進退させて、マスク４７の開口部４１１と、偏光変換素子１１４Ａの偏光分離膜１１４１と、光学フィルタ３７１Ａ，３７１Ｂの変換部３７１２に形成されたフィルタ膜３７１２Ａとを相対的に一致させる。この際、光学フィルタ３７１Ａを備える光補正装置では、フィルタ駆動機構により、入射光束の光学変換を行わない場合の位置から、−Ｘ軸方向に光学フィルタ３７１Ａを移動させ、光学フィルタ３７１Ｂを備えた光補正装置では、同様に、フィルタ駆動機構により、入射光束の光学変換を行わない場合の位置から、＋Ｘ軸方向に光学フィルタ３７１Ｂを移動させる。
一方、偏光変換素子１１４Ａに入射する光束の光学変換を行わない場合は、マスク４７の開口部４１１と、偏光変換素子１１４Ａの偏光分離膜１１４１と、光学フィルタ３７１Ａ，３７１Ｂのフィルタ膜３７１２Ａとが相対的に一致した状態から、それぞれのフィルタ駆動機構により、光学フィルタ３７１Ａを＋Ｘ軸方向に、光学フィルタ３７１Ｂを−Ｘ軸方向に移動させ、開口部４１１と、偏光分離膜１１４１と、非変換部３７１３とを相対的に一致させる。
【００８１】
このような偏光変換素子１１４Ａによれば、偏光変換素子１１４Ａに入射する光束と、偏光変換素子１１４Ａから射出する光束との光軸のずれを防ぐことができる。
すなわち、偏光分離膜１１４１と反射膜１１４３とが交互に配置された偏光変換素子１１４では、偏光分離膜１１４１および反射膜１１４３が同方向に傾斜して配置されているので、偏光変換素子１１４を透過した光束の光軸は、図２に示すように、偏光分離膜１１４１のピッチの１／４の距離だけＸ軸方向にずれて偏光変換素子１１４から射出する。
これに対し、偏光変換素子１１４Ａを用いた場合では、偏光変換素子１１４Ａの中心を境にして向かい合うように偏光分離膜１１４１および反射膜１１４３が配列されているので、偏光変換素子１１４Ａに対する入射光束の光軸と射出光束の光軸とのずれが生じないようにすることができる。また、この偏光変換素子１１４Ａの光路前段に光補正装置を設けたことにより、偏光変換素子１１４Ａに入射する光束の光学変換を行う場合と、行わない場合とを切り替えることができる。
【００８２】
(6-6)前記各実施形態ならびに前述した実施形態の変形では、光補正装置３１、３２は、その幅方向（±Ｘ軸方向）にホルダ３１２、３２２を進退させる構成としたが、図１９に示すように、光学フィルタ３８１を、照明光軸を中心として、これに略垂直な平面（ＸＹ平面）内で回転させるような構成を有する光補正装置３８を採用してもよい。なお、図１９では、便宜上、偏光分離膜１１４１を点線で示している。
光補正装置３８は、偏光変換素子１１４の光路前段に配置され、遮光部材としてのマスク４８の後段に配置されている。ここで、マスク４８には、偏光変換素子１１４の偏光分離膜１１４１に対応して６つの開口部４１１が形成されている。また、マスク４８の光入射側の面には、偏光変換素子１１４の反射膜に対応して入射光束を遮蔽する遮蔽部４１２が形成されている。また、この入射側の面の略中央には、光補正装置３８の光学フィルタ３８１を回動自在に軸支するねじ等の軸部材４９が挿通する孔４８１が形成されている。
光補正装置３８は、光学フィルタ３８１と、この光学フィルタ３８１を保持する保持枠としてのホルダ３８２と、このホルダ３８２を光学フィルタ３８１の中心を軸として回転させる図示しないフィルタ駆動機構とを備えている。
このうち、光学フィルタ３８１は、偏光変換素子１１４より大きく、かつ、略円形状に形成された光透過性の基板３８１１を備えている。この基板３８１１の光入射側の面には、マスク４８の開口部４１１に対応して６つの変換部３８１２が形成され、遮蔽部４１２に対応して非変換部３８１３が形成されている。このうち、変換部３８１２には、変換部３８１２の全域に亘ってフィルタ膜３８１２Ａが蒸着されている。なお、フィルタ膜３８１２Ａとしては、図７、図１２または図１７で示した透過率特性を有するフィルタ膜を採用することができ、フィルタ膜３８１２Ａの配列パターンとしては、図１３または図１６Ａ〜図１６Ｄの配列パターンを採用してもよい。
【００８３】
また、この光学フィルタ３８１の中央には、前述の軸部材４９が挿通する孔３８１４が形成されている。
ホルダ３８２は、光学フィルタ３８１の周方向の端面を囲んで保持する部材であり、外周部分に、歯３８２１が設けられている。また、図示を略したが、フィルタ駆動機構は、モータ等により構成され、保持枠３８２に形成された歯３８１２と咬合する歯車３８３１が設けられている。このフィルタ駆動機構による歯車３８３１の回転により、保持枠３８２は、光学フィルタ３８１の中央を中心として回転する。
このように、光補正装置３８では、フィルタ駆動機構によりホルダ３８２を回転させることにより、光学フィルタ３８１の変換部３８１２に形成されたフィルタ膜３８１２Ａと、マスク４８の開口部４１１と、偏光変換素子１１４の偏光分離膜１１４１とを部分的に、かつ、相対的に一致させることができ、これにより、偏光変換素子１１４に入射する光束の光学変換を行うことができる。また、フィルタ膜３８１２Ａと、偏光分離膜１１４１と、開口部４１１との重なりの度合いによって、偏光変換素子１１４に入射する光束の光学変換の度合いを調整することができる。従って、光学フィルタ３８１の変換部３８１２に形成されたフィルタ膜３８１２Ａと、マスク４８の開口部４１１とが重なる程度において、入射光束の補正を行うことができる。
なお、マスク４８には、前述のマスク４１、４２と異なり、光学フィルタの進退を案内するガイド部等を設ける必要がない。従って、マスク４８の構成を簡素化することができる。
【００８４】
(6-7)前記各実施形態ならびに前述した実施形態の変形では、光学フィルタを、光透過性の基板上にフィルタ膜を蒸着させることによって形成したが、本発明はこれに限らない。例えば、光学フィルタの変換部および非変換部を、それぞれ別のフィルタ特性を有する構造体として形成し、それぞれを互いに連結した構成としてもよい。また、フィルタ膜は、蒸着によらず、それぞれのフィルタ特性を有する薄膜を、基板上に、接着剤等により貼り付けることで形成される構成としてもよい。さらに、フィルタ膜を用いずに、基板自体が光を吸収する機能を備えた光学フィルタガラスをスリット状に並べた構成としてもよい。
(6-8)前記各実施形態ならびに前述した実施形態の変形では、マスク４１、４２、４７、４８は、ステンレスにより製造されるとしたが、鉄やその他の金属により製造してもよい。すなわち、遮蔽部に入射された光束がマスクを透過しない材質であり、かつ、光束の照射による熱およびプロジェクタ内部で発生する熱で変形・変質を起こさなければ、材料・材質は問わない。
【００８５】
(6-9)前記各実施形態ならびに前述した実施形態の変形では、マスク４１、４２、４７、４８は、光補正装置３１、３２の前段に配置されるとしたが、本発明はこれに限らず、その配置の順序が逆であってもよい。すなわち、マスクの開口部と、光学フィルタの変換部または非変換部、もしくは第１変換部または第２変換部とを透過した光束が、偏光変換素子に正しく入射する構成であればよい。
さらに、前記各実施形態ならびに前述した実施形態の変形の構成においては、マスク４１、４２、４７、４８を省略した構成としてもよい。ここで、第１レンズアレイ１１２によって分割された各部分光束は、偏光変換素子１１４、１１４Ａの偏光分離膜１１４１へ向けて集光されるため、マスク４１、４２、４７、４８を省略しても、反射膜１１４３に直接入射する光束は、ごくわずかである。また、反射膜１１４３に直接光束が入射することによって、偏光変換素子１１４、１１４Ａから射出される光束に、異なる種類の偏光光が混入したとしても、偏光変換素子１１４、１１４Ａの光路後段に、偏光板等の偏光方向を揃える光学素子を配置すれば、異なる種類の偏光光を取り除くことは可能である。従って、マスク４１、４２、４７、４８を省略しても構わない。
一方、マスク４１、４２、４７、４８を配置すれば、偏光変換素子１１４、１１４Ａの光路後段に、偏光板等の偏光方向を揃える光学素子を配置する必要が無くなる可能性がある。また、そのような光学素子として、不要な偏光光を吸収する光学素子を配置した場合であっても、当該光学素子で光が吸収されることによって発生する熱の量を低減することが可能となる。従って、コントラストの高い画像を要求される場合や、装置内の発熱量を低減することが必要な場合は、マスク４１、４２、４７、４８を使用することが好ましい。
なお、マスク４１、４２は、光補正装置３１、３２のホルダ３１２、３２２の進退を案内する機能を含んでおり、また、マスク４７も同様の機能を含んでいる。このため、マスク４１、４２、４７を省略した場合は、別途、光補正装置のホルダの進退を案内する機構を設ける必要がある。
【００８６】
(6-10)前記各実施形態ならびに前述した一部の実施形態の変形では、フィルタ駆動機構３１３、３２３として、ソレノイドにより構成される駆動装置３１３２およびモータ３２３１を採用したが、本発明はこれに限らない。すなわち、光学フィルタを進退できる機構であれば、その構造および構成は問わない。例えば、エアシリンダによって、光学フィルタを進退させる構成であってもよい。
(6-11)前記各実施形態ならびに前述した実施形態の変形では、絞り装置８は、略平行に配置されたスリット板８１、８２を互いに逆方向に進退させることによって、それぞれのスリット板８１、８２に形成された開口８１Ａ、８２Ａの重なりにより形成された光束の光路を狭めることで光量を調整したが、本発明はこれに限らない。例えば、一方のスリット板が進退するようにして透過光量を調整する構成としてもよく、また、一対の遮光板を光束の光路中に配置して、それらが、光束の射出方向またはその反対方向に開く開き戸のような構成として、透過光量を調節してもよい。さらに、径の変化する円形の開口として構成してもよい。これによれば、絞り効果によりコントラストの向上が期待できる。すなわち、絞り装置としては、光束の光路を部分的に遮蔽し、透過光量を低下させる構成であればよい。
【００８７】
(6-12)前記各実施形態ならびに前述した実施形態の変形では、絞り装置８は、第１レンズアレイ１１２と第２レンズアレイ１１３との間に配置したが、本発明はこれに限らず、光軸上に配置されるのであれば、どこでもよい。なお、光源装置１１１からインテグレータ照明光学系１１の重畳レンズ１１５の後段までの間に、絞り装置８を配置すれば、色分離光学系１２による各色光への分離前であるので、光学像の形成に供される光束全体の光量を調節することができる。また、絞り装置８を、色分離光学系１２の後段に各色光ごとに配置すれば、各色光ごとの光量を調節することができ、形成される光学像の色彩度をより細かく調節することができる。
(6-13)前記各実施形態ならびに前述した実施形態の変形では、フィルタ膜は、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）から構成される高屈折率層および二酸化珪素（ＳｉＯ２）から構成される低屈折率層を、交互に積層して形成するとしたが、本発明はこれに限らず、他の構成によって、フィルタ膜を構成してよい。例えば、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）の代わりに二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）により高屈折率層を形成してもよい。
【００８８】
(6-14)前記各実施形態ならびに前述した実施形態の変形では、３つの光変調装置を用いたプロジェクタの例のみを挙げたが、１つの光変調装置のみを用いたプロジェクタ、２つの光変調装置を用いたプロジェクタ、あるいは、４つ以上の光変調装置を用いたプロジェクタにも適用可能である。
また、光変調装置として液晶パネル１４１を用いたが、マイクロミラーを用いたデバイスなど、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。
さらに、前記実施形態では、光入射面と光射出面とが異なる透過型の光変調装置を用いていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の光変調装置を用いてもよい。
(6-15)前記実施形態ならびに前述した実施形態の変形では、光学ユニット１のリレー光学系１３に、青色光を通したが、他の色光をリレー光学系に通す光学ユニットを備えたプロジェクタにも適用可能である。
また、前記実施形態ならびに前述した実施形態の変形では、スクリーンを観察する方向から投写を行なうフロントタイプのプロジェクタの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から投写を行なうリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
以上のように、本発明の照明装置は、入射光束の光学変換を行う場合と行わない場合とを切り替えることが可能であるため、プレゼンテーションやホームシアター等の分野において利用されるプロジェクタに用いられる照明装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】第１実施形態に係わるプロジェクタを示す斜視図である。
【図２】前記第１実施形態における光学ユニットを示す模式図である。
【図３】前記第１実施形態における光補正装置およびマスクを示す分解斜視図である。
【図４】前記第１実施形態における光補正装置を背面側（光射出面側）から見た斜視図である。
【図５】前記第１実施形態における光補正装置を背面側（光射出面側）から見た斜視図である。
【図６】前記第１実施形態における光学フィルタのフィルタ膜の配列パターンを示す模式図である。
【図７】前記第１実施形態におけるフィルタ膜の透過率特性および光源ランプのスペクトル強度を示すグラフである。
【図８】前記第１実施形態におけるプロジェクタに内蔵された制御系の回路構成を概念的に示したブロック図である。
【図９】前記第１実施形態における絞り装置を示す模式図である。
【図１０】第２実施形態における光補正装置を背面側（光射出面側）から見た斜視図である。
【図１１】第３実施形態における光学フィルタのフィルタ膜の配列パターンを示す模式図である。
【図１２】第４実施形態におけるフィルタ膜の透過率特性および光源ランプのスペクトル強度を示すグラフである。
【図１３】第５実施形態における光学フィルタのフィルタ膜の配列パターンを示す模式図である。
【図１４】前記第５実施形態における光学フィルタを示す断面図（図１３の破線ＸＩＶにおける断面図）である。
【図１５】前記第５実施形態における光学フィルタを示す断面図（図１３の破線ＸＶにおける断面図）である。
【図１６Ａ】フィルタ膜の配列パターンの変形を示す模式図である。
【図１６Ｂ】フィルタ膜の配列パターンの他の変形を示す模式図である。
【図１６Ｃ】フィルタ膜の配列パターンの他の変形を示す模式図である。
【図１６Ｄ】フィルタ膜の配列パターンの他の変形を示す模式図である。
【図１７】前記各実施形態におけるフィルタ膜の透過率特性の変形および光源ランプのスペクトル強度を示すグラフである。
【図１８】前記各実施形態における偏光変換素子、光補正装置およびマスクの変形を示す概要斜視図である。
【図１９】前記各実施形態における光補正装置およびマスクの変形を示す概要斜視図である。
【国際調査報告】
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