(57)【要約】【課題】高品質の高輝度画像を投射できるだけでなく、必要に応じて高コントラストの画像を高精度で投射することができるプロジェクタを提供すること。【解決手段】高コントラストモードでは、液晶ライトバルブ４５を光路上の動作位置に配置することにより、第１及び第２光変調部４０，７０で輝度変調及び画像情報変調をそれぞれ行って高コントラストのカラー画像をスクリーン上に投射させる。一方、高輝度モードでは、液晶ライトバルブ４５に代えて光路補償部材４９を光路上の動作位置に配置することにより、第２光変調部７０のみで画像情報変調を行って高輝度のカラー画像をスクリーン上に投射させる。【選択図】図１
2007206141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源を含む照明装置と、
前記照明装置からの光を入射させる輝度変調用の第１光変調装置と、
前記第１光変調装置で変調された変調光を一旦結像させるリレーレンズ系と、
前記リレーレンズ系によって結像された像光を入射させる画像情報変調用の第２光変調
装置と、
前記第２光変調装置で変調された変調光を像光として投射する投射光学系と、
前記第１光変調装置に代えて、光路長に関して当該第１光変調装置に略等価な光路補償
部材を光路上に配置可能な切替装置と
を備えるプロジェクタ。
【請求項２】
前記切替装置は、前記第１光変調装置を配置すべき光路上の位置であって、前記リレー
レンズ系に関する前記第２光変調装置の共役位置を外すように、前記光路補償部材に含ま
れる表面を光路上に配置する請求項１記載のプロジェクタ。
【請求項３】
前記光路補償部材は、光透過性の２枚の平板を含み、前記切替装置は、前記第２光変調
装置の前記共役位置が前記２枚の平板の間に配置されるように前記光路補償部材を設置す
る請求項２記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記光路補償部材は、可視光波長域において透明材料で形成された平板を含む請求項１
から請求項３のいずれか一項記載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記光路補償部材は、色フィルタを含む請求項１から請求項４のいずれか一項記載のプ
ロジェクタ。
【請求項６】
前記切替装置は、前記第１光変調装置及び前記光路補償部材の少なくとも一方を着脱可
能に保持する請求項１から請求項５のいずれか一項記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像のコントラストを向上させるため、画像形成用の液晶パネル等とは別に
輝度調整用の液晶パネル等を備えるプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のプロジェクタとして、ＲＧＢの三色の光路上に配置された各色用液晶パネルの透
過率を変調するとともに、各色の変調光を合成するためのダイクロイックミラーや転写用
の結像レンズを経た後の光路上に高精細液晶パネルを配置して、この高精細液晶パネルの
透過率を変調するものが存在する（特許文献１参照）。このプロジェクタでは、カラー画
像表示時に、高精度液晶パネルから射出させる各成分の光の透過率をＲ，Ｇ，Ｂの逆γ補
正値に比例させる。
【０００３】
同様のプロジェクタとして、映像表示液晶パネルと、照度表示液晶パネルとを備えるも
の（特許文献２参照）、各色用の第１〜第３の光変調器と、合成光用の光変調器とを備え
るもの（特許文献３参照）、第１の光変調器と、第２の光変調器とを備えるもの（特許文
献４参照）が存在する。
【特許文献１】特開平６−１６７６９０号公報
【特許文献２】特開平９−１１６８４０号公報
【特許文献３】欧州特許公開第ＥＰ１４２７２２１号公報
【特許文献４】米国特許第５９８７１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述のように各色用液晶パネルと高精細液晶パネルとを用いるプロジェクタで
は、最大輝度がどうしても低下する。この種のプロジェクタで高輝度の画像を投射したい
場合、高精細液晶パネルを光路上から退避させる構成をとることが考えられるが、各色用
液晶パネル（前段色変調）の像をリレーレンズを介して高精細液晶パネル（後段輝度変調
）に結像するタイプのプロジェクタにおいて（特許文献１参照）、後段の高精細液晶パネ
ルを単純に光路上から退避させただけでは、各色用液晶パネルからの変調光を結像レンズ
すなわちリレーレンズに入射させることになるので、このようなリレーレンズを通過させ
る分だけ画像が劣化する。また、高精細液晶パネルを除去した場合、高精細液晶パネルの
分だけ光路長が減少するので、これを補償しなければ画質が劣化する可能性がある。
【０００５】
そこで、本発明は、高品質の高輝度画像を投射できるだけでなく、必要に応じて高コン
トラストの画像を高精度で投射することができるプロジェクタを提供することを目的とす
る。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係るプロジェクタは、（ａ）光源を含む照明装置と
、（ｂ）照明装置からの光を入射させる輝度変調用の第１光変調装置と、（ｃ）第１光変
調装置で変調された変調光を一旦結像させるリレーレンズ系と、（ｄ）リレーレンズ系に
よって結像された像光を入射させる画像情報変調用の第２光変調装置と、（ｅ）第２光変
調装置で変調された変調光を像光として投射する投射光学系と、（ｆ）第１光変調装置に
代えて、光路長に関して当該第１光変調装置に略等価な光路補償部材を光路上に配置可能
な切替装置とを備える。ここで、第１及び第２光変調装置は、例えば液晶パネル等からな
る液晶ライトバルブがこれらに該当する。
【０００７】
上記プロジェクタでは、第１光変調装置と第２光変調装置とをリレーレンズ系を介して
２段に設置することによって、高いコントラストの画像を投射することができる。また、
上記プロジェクタでは、切替装置が、第１光変調装置に代えて光路長に関して当該第１光
変調装置に略等価な光路補償部材を光路上に配置可能であるので、切替装置によって第１
光変調装置を光路上から退避させた場合、高輝度画像の投射を可能にする高輝度モードで
の動作が可能になるだけでなく、かかる高輝度モードでの動作において、第１光変調装置
に固有の光損失を低減できる。しかも、第２光変調装置によって形成された像光をリレー
レンズ系を介することなく直接投射することによって、画像の劣化を最小限に抑えて高輝
度の画像を投射することができる。この際、光路補償部材によって第１光変調装置の退避
に伴う光路長の変化を防止できるので、第２光変調装置のみによって形成された画像を高
品位の状態で投射することができる。
【０００８】
本発明の具体的な態様では、上記プロジェクタにおいて、切替装置が、第１光変調装置
を配置すべき光路上の位置であって、リレーレンズ系に関する第２光変調装置の共役位置
を外すように、光路補償部材に含まれる表面を光路上に配置する。この場合、光路補償部
材に含まれるいずれかの表面が第２光変調装置に結像されることを防止できるので、高輝
度モードの動作時に光路補償部材の表面に付着したゴミ等がスクリーン上に投影されるこ
とを確実に防止することができる。
【０００９】
本発明の別の態様では、光路補償部材が、光透過性の２枚の平板を含み、切替装置が、
第２光変調装置の共役位置が２枚の平板の間に配置されるように光路補償部材を設置する
。この場合、共役位置及び近傍を避けて２枚の平板を配置することができる。つまり、第
１光変調装置に代えて配置される光路補償部材を簡単な構成で結像状態を劣化させにくい
ものにできる。
【００１０】
本発明のさらに別の態様では、光路補償部材が可視光波長域において透明材料で形成さ
れた平板を含む。この場合、高輝度モードの動作時において、第２光変調装置を照明装置
からの光のままで照明することができる。
【００１１】
本発明のさらに別の態様では、光路補償部材が色フィルタを含む。この場合、高輝度モ
ードでの動作時に投射画像の色調を調整することができ、投射画像の種類等に応じた適切
な表示が可能になる。
【００１２】
本発明のさらに別の態様では、切替装置が、第１光変調装置及び光路補償部材の少なく
とも一方を着脱可能に保持する。この場合、第１光変調装置や光路補償部材を新品や別種
類のものと交換することができるので、プロジェクタの寿命を延ばし、表示の多様性を実
現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタ１０の光学系を示す模式図である。
このプロジェクタ１０は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調することによ
って光学像を形成し、この光学像をスクリーン上に拡大投射するための光学機器であり、
光源ランプユニット２０、均一照明光学系３０、第１光変調部４０、色分離投射装置５０
、第２光変調部７０、クロスダイクロイックプリズム８０、及び投射光学系９０を備えて
構成される。
【００１４】
光源ランプユニット２０は、光源ランプ２１から周囲に放射された光束を集めて射出し
、均一照明光学系３０を介して第１光変調部４０を照明するための光源であり、発光管で
ある光源ランプ２１と、光源ランプ２１から射出された光源光を反射する楕円の凹面鏡２
２と、凹面鏡２２で反射された光源光をコリメートする凹レンズ２３とを備える。この光
源ランプユニット２０において、光源ランプ２１から射出された光源光は、凹面鏡２２及
び凹レンズ２３を通過し平行光束として均一照明光学系３０側に射出される。なお、上述
した楕円の凹面鏡２２に代えて放物面等の各種凹面鏡を用いることができ、例えば放物面
鏡を用いた場合、上述の凹レンズ２３は不要となる。
【００１５】
均一照明光学系３０は、光源ランプユニット２０から射出された光束を複数の部分光束
に分割し、これら複数の光束を対象とする照明領域に重畳して入射させ、この照明領域の
面内照度を均一化するための光学系であり、光源ランプユニット２０と協働して均一な照
明光を発生するための照明装置として機能する。均一照明光学系３０は、第１レンズアレ
イ３１、第２レンズアレイ３２、偏光変換部材３４、及びコンデンサレンズ３５を備えて
いる。
【００１６】
第１レンズアレイ３１は、光源ランプユニット２０からの光束を複数の部分光束に分割
する光束分割光学素子としての機能を有し、システム光軸ＯＡと直交する面内にマトリッ
クス状に配列される複数の小レンズを備えて構成される。各小レンズの輪郭形状は、後述
する第１光変調部４０を構成する液晶パネル４２ａの画像形成領域（有効領域）の形状と
ほぼ相似形をなすように設定されている。第２レンズアレイ３２は、前述した第１レンズ
アレイ３１により分割された複数の部分光束を集光する光学素子であり、第１レンズアレ
イ３１と同様にシステム光軸ＯＡに直交する面内にマトリックス状に配列される複数の小
レンズを備えているが、集光を目的としているため、各小レンズの輪郭形状が上記液晶パ
ネル４２ａの画像形成領域の形状と対応している必要はない。
【００１７】
偏光変換部材３４は、ＰＢＳアレイで形成されており、第１レンズアレイ３１により分
割された各部分光束の偏光方向を一方向の直線偏光に揃える役割を有する。この偏光変換
部材３４は、詳細な図示を省略しているが、システム光軸ＯＡに対して傾斜配置される偏
光分離膜及び反射ミラーを交互に配列した構成を具備する。前者の偏光分離膜は、各部分
光束に含まれるＰ偏光光束及びＳ偏光光束のうち、一方の偏光光束を透過し、他方の偏光
光束を反射する。反射された他方の偏光光束は、後者の反射ミラーによって光路を折り曲
げられ、一方の偏光光束の射出方向、すなわちシステム光軸ＯＡに沿った方向に射出され
る。射出された偏光光束のいずれかは、偏光変換部材３４の光束射出面にストライプ状に
設けられる位相差板によって偏光変換され、すべての偏光光束の偏光方向が揃えられる。
このような偏光変換部材３４を用いることにより、光源ランプ２１から射出される光束を
、一方向の偏光光束に揃えることができるため、第１光変調部４０で利用する光源光の利
用率を向上させることができる。
【００１８】
コンデンサレンズ３５は、第１レンズアレイ３１、第２レンズアレイ３２、及び偏光変
換部材３４を経た複数の部分光束を集光して第１光変調部４０に設けた液晶パネル４２ａ
の画像形成領域（有効領域）上に重畳させつつ入射させるための重畳光学素子である。つ
まり、コンデンサレンズ３５により、第１レンズアレイ３１によって分割された各部分光
束を、液晶パネル４２ａ上にずれなく重ね合わせて入射させることができ、液晶パネル４
２ａの均一な照明が可能になる。
【００１９】
第１光変調部４０は、均一照明光学系３０を経て均一化された照明光を、システム光軸
ＯＡに垂直な面内で空間的に輝度変調するためのものである。第１光変調部４０は、入射
レンズ４１、液晶パネル（液晶表示パネル）４２ａ、偏光フィルタ４３ｂ，４３ｂ、及び
射出レンズ４４を備える。ここで、液晶パネル４２ａと、これを挟む一対の偏光フィルタ
４３ｂ，４３ｂとは、照明光を画像情報に基づいて２次元的に輝度変調するための液晶ラ
イトバルブ４５すなわち第１光変調装置を構成する。なお、液晶パネル４２ａは、画素ご
とに集光を調節するためのマイクロレンズアレイを設けていない単純透過型の液晶表示素
子からなり、入射した光束が略そのままの角度で射出される。つまり、液晶パネル４２ａ
に入射する照明光の入射角度範囲と略一致する射出角度範囲で像光が射出される。
【００２０】
この第１光変調部４０において、均一照明光学系３０側から入射した照明光は、入射レ
ンズ４１を介して輝度変調用の液晶パネル４２ａ内の画像形成領域を照明する。液晶パネ
ル４２ａは、一対の透明なガラス基板間に電気光学物質である液晶を密閉封入したもので
ある。液晶パネル４２ａは、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、与
えられた画像信号に従って、入射した偏光光束の偏光方向を変調するＴＦＴアクティブマ
トリクス型液晶表示パネルである。つまり、液晶パネル４２ａは、入射した照明光の偏光
方向の空間的分布を変化させるための非発光で透過型の光変調素子であり、液晶パネル４
２ａに入射した照明光は、この液晶パネル４２ａに電気的信号として力された駆動信号或
いは制御信号に応じて、画素単位で偏光状態が調整される。その際、偏光フィルタ４３ｂ
，４３ｂによって、液晶パネル４２ａに入射する照明光の偏光方向が調整されるとともに
、液晶パネル４２ａから射出される光から所定の偏光方向の変調光が取り出される。つま
り、第１光変調部４０によって、均一な照明光が画素単位で減光され、画像情報に対応す
る２次元的分布で輝度変調が達成される。なお、入射レンズ４１は、均一照明光学系３０
からの部分光束が液晶パネル４２ａに入射する角度を調整するためのものであり、射出レ
ンズ４４は、液晶パネル４２ａ等からの変調光の射出角度を調整するためのものである。
入射レンズ４１と射出レンズ４４は、どちらか一方または両方とも省略することも可能で
あるが、その場合、光束が拡散し後続のリレーレンズ系すなわちリレーレンズ６１ａ，６
１ｂ，６１ｃ，６２ａ，６２ｂ等を非常に大きくする必要があるため、少なくとも何れか
一方を備えるのが好ましい。
【００２１】
本第１光変調部４０おいては、後に詳述するが、液晶ライトバルブ４５に代えて、一対
の透明基板４７，４８からなる光路補償部材４９をシステム光軸ＯＡのある光路上に配置
することができるようになっている。つまり、高コントラストモードでは、光路上に液晶
ライトバルブ４５を配置し、高輝度モードでは、光路上に光路補償部材４９を配置する。
この光路補償部材４９は、結像状態に影響を与えない単なる平行平板として機能し、光路
長に関して、液晶ライトバルブ４５すなわち液晶パネル４２ａ及び偏光フィルタ４３ｂ，
４３ｂと等価になっている。つまり、液晶ライトバルブ４５を光路上から外しても、代わ
りに光路上に挿入される光路補償部材４９によって光束の経路が維持されるので、あたか
も第１光変調部４０による調光がないかのように後述する第２光変調部７０の照明状態を
均一に維持でき、かつ、第１光変調部４０による減光すなわちブラックマトリックス等に
起因する遮光に起因する減光を回避できる。なお、各透明基板４７，４８は、照明光をロ
スしないようにガラスや樹脂材からなる無色透明の平板で形成されている。また、一対の
透明基板４７，４８の間には隙間を設けている。この隙間の中央は、液晶パネル４２ａの
液晶層に対応し、リレーレンズ６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６２ａ，６２ｂに関する第２光
変調部７０の共役位置となっている。この結果、光路補償部材４９に含まれる一対の透明
基板４７，４８のいずれかの表面が第２光変調部７０に設けた液晶層の位置に結像される
ことを簡単に防止できるので、高輝度モードの動作時に光路補償部材４９の表面に付着し
たゴミや傷等が投影されることを確実に防止することができる。
【００２２】
色分離投射装置５０は、第１光変調部４０を経て輝度変調された像光を各色光に分離し
て第２光変調部７０に投影するためのものであり、第１及び第２ダイクロイックミラー５
１ａ，５１ｂ、反射ミラー５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ、両面ミラー５４、フィール
ドレンズ５５ｒ，５５ｇ，５５ｂ、及びリレーレンズ６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６２ａ，
６２ｂを備える。
【００２３】
これらのうち、第１及び第２ダイクロイックミラー５１ａ，５１ｂを含んで構成される
色分離光学系は、第１光変調部４０によって輝度変調された像光を、赤（Ｒ）色光、緑（
Ｇ）色光、及び青（Ｂ）色光の３つの像光に分離する。各ダイクロイックミラー５１ａ，
５１ｂは、透明基板上に、所定の波長領域の光束を反射し他の波長領域の光束を透過する
波長選択作用を有する誘電体多層膜を形成することによって得た光学素子であり、システ
ム光軸ＯＡに対してともに傾斜した状態で配置される。第１ダイクロイックミラー５１ａ
は、モノクロの像光から青色成分である青色光ＬＢを反射分岐し、残った緑色光ＬＧと赤
色光ＬＲとを透過させる。また、第２ダイクロイックミラー５１ｂは、第１ダイクロイッ
クミラー５１ａを通過してリレーレンズ６１ａ等を経た像光のうち緑色成分である緑色光
ＬＧを反射し、赤色成分である赤色光ＬＲを透過させる。
【００２４】
この色分離投射装置５０において、均一照明光学系３０から第１光変調部４０を経て入
射した輝度変調後の像光は、まず第１ダイクロイックミラー５１ａに入射する。像光のう
ち赤色光ＬＲは、第１光路ＯＰ１に導かれるべきものであり、第１ダイクロイックミラー
５１ａを透過する。第１ダイクロイックミラー５１ａを通過した赤色光ＬＲは、リレーレ
ンズ６１ａ、及び反射ミラー５３ａを順次経て第２ダイクロイックミラー５１ｂを透過し
、リレーレンズ６１ｂ、及び反射ミラー５３ｂを経て最終段のフィールドレンズ５５ｒに
入射する。また、像光のうち緑色光ＬＧは、第２光路ＯＰ２に導かれるべきものであり、
第１ダイクロイックミラー５１ａを透過し、リレーレンズ６１ａ、及び反射ミラー５３ａ
を順次経て第２ダイクロイックミラー５１ｂで反射され、リレーレンズ６１ｃ、及び両面
ミラー５４を経て最終段のフィールドレンズ５５ｇに入射する。さらに、像光のうち青色
光ＬＢは、第３光路ＯＰ３に導かれるべきものであり、第１ダイクロイックミラー５１ａ
で反射され、リレーレンズ６２ａ、両面ミラー５４、反射ミラー５３ｃ、リレーレンズ６
２ｂ、及び反射ミラー５３ｄを順次経て最終段のフィールドレンズ５５ｂに入射する。
【００２５】
ここで、赤色用の第１光路ＯＰ１と、緑色用の第２光路ＯＰ２と、青色用の第３光路Ｏ
Ｐ３とは、互いに光路の実効長さが等しい等価系となっている。具体的に説明すると、第
１光変調部４０で輝度変調された像光のうち赤色成分は、第１光路ＯＰ１において、リレ
ーレンズ系であるリレーレンズ６１ａ，６１ｂによって等倍率で後述する第２光変調部７
０に設けた画像情報変調用の液晶パネル７２ｒ内の画像形成領域に投影される。同様に、
第１光変調部４０で輝度変調された像光のうち緑色成分は、第２光路ＯＰ２において、リ
レーレンズ６１ａ，６１ｃによって赤色と同様に等倍率で、上記第２光変調部７０に設け
た画像情報変調用の液晶パネル７２ｇ内の画像形成領域に投影される。また、第１光変調
部４０で輝度変調された像光のうち青色成分は、第３光路ＯＰ３において、リレーレンズ
系であるリレーレンズ６２ａ，６２ｂによって赤色及び緑色と同様に等倍率で、上記第２
光変調部７０に設けた画像情報変調用の液晶パネル７２ｂ内の画像形成領域に投影される
。
【００２６】
第２光変調部７０は、３色の像光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢがそれぞれ入射する３つの液晶パネ
ル７２ｒ，７２ｇ，７２ｂと、各液晶パネル７２ｒ，７２ｇ，７２ｂを挟むように配置さ
れる３組の偏光フィルタ７３ｒ，７３ｇ，７３ｂとを備え、第２光変調装置として機能す
る。ここで、赤色光ＬＲ用の液晶パネル７２ｒと、これを挟む一対の偏光フィルタ７３ｒ
，７３ｒとは、輝度変調後の像光のうち赤色光ＬＲを画像情報に基づいて２次元的に輝度
変調するための赤色用の液晶ライトバルブを構成する。同様に、緑色光ＬＧ用の液晶パネ
ル７２ｇと、対応する偏光フィルタ７３ｇ，７３ｇも、緑色用の液晶ライトバルブを構成
し、青色光ＬＢ用の液晶パネル７２ｂと、偏光フィルタ７３ｂ，７３ｂも、青色用の液晶
ライトバルブを構成する。
【００２７】
各液晶パネル７２ｒ，７２ｇ，７２ｂは、一対の透明なガラス基板間に電気光学物質で
ある液晶を密閉封入したものである。各液晶パネル７２ｒ，７２ｇ，７２ｂは、例えば、
ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、与えられた画像信号に従って、それぞれ
に入射した偏光光束の偏光方向を変調するＴＦＴアクティブマトリクス型液晶表示パネル
である。つまり、各液晶パネル７２ｒ，７２ｇ，７２ｂは、入射した光束の偏光方向の空
間的分布を変化させるための非発光で透過型の光変調素子であり、各液晶パネル７２ｒ，
７２ｇ，７２ｂにそれぞれ入射した各色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢは、各液晶パネル７２ｒ，７
２ｇ，７２ｂに電気的信号として入力された駆動信号或いは制御信号に応じて、画素単位
で偏光状態が調整される。その際、偏光フィルタ７３ｒ，７３ｇ，７３ｂによって、各液
晶パネル７２ｒ，７２ｇ，７２ｂに入射する輝度変調後の像光の偏光方向が調整されると
ともに、各液晶パネル７２ｒ，７２ｇ，７２ｂから射出される光から所定の偏光方向の変
調光が取り出される。
【００２８】
ここで、各液晶パネル７２ｒ，７２ｇ，７２ｂの画像形成領域（有効領域）の輪郭は、
第１光変調部４０に設けた液晶パネル４２ａの画像形成領域（有効領域）の輪郭と同一形
状となっており、第輝度変調用の液晶パネル４２ａで形成された像光は、上述のリレーレ
ンズ６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６２ａ，６２ｂによって、画像サイズを一致させて、画像
情報変調用の各液晶パネル７２ｒ，７２ｇ，７２ｂ上にそれぞれ等位すなわち１倍で投影
される。この際、液晶パネル４２ａを構成する縦横画素数は、各液晶パネル７２ｒ，７２
ｇ，７２ｂを構成する縦横画素数と一致しており、画素同士が１対１対応した投影が実現
されている。
【００２９】
なお、上述のリレーレンズ６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６２ａ，６２ｂは、第１光変調部
４０によって形成された像を第２光変調部７０に等倍でなく例えば縮小投影するものとで
きる。この場合、第１光変調部４０の液晶パネル４２ａに形成されたブラックマトリック
スが第２光変調部７０の液晶パネル７２ｒ，７２ｇ，７２ｂに縮小投影されるので、液晶
パネル４２ａと液晶パネル７２ｒ，７２ｇ，７２ｂとの間に多少の位置ずれが生じても、
対応するブラックマトリックスの像間でモアレや遮光の不均一が形成されるといった現象
を防止できる。
【００３０】
以上の説明から明らかなように、第２光変調部７０は、第１光変調部４０で輝度変調さ
れたモノクロの像光を表示画像データに基づいて再度光変調する。つまり、第２光変調部
７０を経た各色の像光は、２段階の変調によって極めてコントラストの高いものとなって
いる。
【００３１】
クロスダイクロイックプリズム８０は、偏光フィルタ７３ｒ，７３ｇ，７３ｂから射出
された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光合成光学系である
。このクロスダイクロイックプリズム８０は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視
略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、Ｘ字状に交差する一対の
誘電体多層膜８１，８２が形成されている。一方の第１誘電体多層膜８１は青色光を反射
し、他方の第２誘電体多層膜８２は赤色光を反射する。このクロスダイクロイックプリズ
ム８０は、液晶パネル７２ｒからの赤色光ＬＲを第２誘電体多層膜８２で反射して進行方
向右側に射出させ、液晶パネル７２ｇからの緑色光ＬＧを第１及び第２誘電体多層膜８１
，８２を介して直進・射出させ、液晶パネル７２ｂからの青色光ＬＢを第１誘電体多層膜
８１で反射して進行方向左側に射出させる。
【００３２】
このようにクロスダイクロイックプリズム８０で合成された像光は、拡大投影レンズと
しての投射光学系９０を経て、適当な拡大率でスクリーン（不図示）にカラー画像として
投射される。
【００３３】
図２は、液晶ライトバルブ４５と光路補償部材４９とを光路上に切り替えて配置するた
めの切替装置を説明する拡大図である。
【００３４】
液晶ライトバルブ４５は、ホルダＨＤ１に保持されており、進退機構としての駆動装置
ＤＲに駆動されて、光軸ＯＡに沿った光路上の動作位置（図示）と、光路から外れた退避
位置（不図示）との間で進退可能になっている。同様に、光路補償部材４９は、ホルダＨ
Ｄ２にそれぞれ保持されており、駆動装置ＤＲに駆動されて、光路から外れた退避位置（
図示）と、光軸ＯＡに沿った動作位置（不図示）との間で進退可能になっている。駆動装
置ＤＲは主制御装置１００に駆動されて動作する切替装置である。つまり、高コントラス
トモードでは、主制御装置１００の制御下で、液晶ライトバルブ４５を光路上の動作位置
に配置することにより、第１及び第２光変調部４０，７０で輝度変調及び画像情報変調を
それぞれ行って高コントラストのカラー画像をスクリーン上に投射させる。一方、高輝度
モードでは、主制御装置１００の制御下で、液晶ライトバルブ４５に代えて光路補償部材
４９を光路上の動作位置に配置することにより、第２光変調部７０のみで画像情報変調を
行って高輝度のカラー画像をスクリーン上に投射させる。
【００３５】
なお、液晶ライトバルブ４５やこれを構成する液晶パネル４２ａは、ホルダＨＤ１に対
して着脱可能に固定することができる。この場合、液晶ライトバルブ４５や液晶パネル４
２ａを適当なタイミングで交換可能にすることができる。つまり、液晶パネル４２ａ等は
、強い照明光にさらされるので、ダメージを受け易い。よって、液晶パネル４２ａ等を交
換可能にすれば、プロジェクタ１０の寿命を長くすることができる。
【００３６】
図３は、図２に示す切替装置の変形例を説明する図である。この場合、液晶ライトバル
ブ４５と光路補償部材４９だけでなく、フィルタ部材１４９を光路上に切り替えて配置す
ることができる。フィルタ部材１４９は、透明基板４７とカラーフィルタ板１４８とを備
えており、光路長に関して、液晶ライトバルブ４５と等価になっている。また、透明基板
４７とカラーフィルタ板１４８の間にはゴミや傷の投射を防止する隙間を設けている。カ
ラーフィルタ板１４８は、均一照明光学系３０を経た光源ランプユニット２０からの照明
光のスペクトル分布を調節するためのものである。カラーフィルタ板１４８は、例えば透
明な平板上に適当な吸収特性を有する色フィルタを形成したものとすることができる。こ
のようなカラーフィルタ板１４８を含むフィルタ部材１４９を光路上に配置することによ
り、例えばテレビ画像の色調に近い表現を可能にする照明光のスペクトル分布が実現され
、これに対応して第２光変調部７０を動作させることにより、明るい高品位のテレビ画像
を投射することができる。また、別タイプのカラーフィルタ板１４８を光路上に配置する
ことにより、例えば写真の色調に近い表現を可能にする照明光のスペクトル分布が実現さ
れ、これに対応して第２光変調部７０を動作させることにより、明るい高品位のフォト画
像を投射することができる。
【００３７】
図３に示す切替装置の場合、高コントラストモードでは、主制御装置１００の制御下で
、液晶ライトバルブ４５を光路上の動作位置に配置し、高輝度モードでは、主制御装置１
００の制御下で、液晶ライトバルブ４５に代えて光路補償部材４９を光路上の動作位置に
配置する。さらに、色優先モードでは、主制御装置１００の制御下で、液晶ライトバルブ
４５や光路補償部材４９に代えてフィルタ部材１４９を光路上の動作位置に配置すること
により、適当な照明光スペクトルで第２光変調部７０を照明しつつ第２光変調部７０で画
像情報変調を行って、高輝度で色調の制御されたカラー画像をスクリーン上に投射させる
ことができる。
【００３８】
なお、以上のフィルタ部材１４９を複数種類準備することもできる。この場合、複数種
類のフィルタ部材１４９を主制御装置１００の制御下で切り替えて光路上に配置すること
ができるので、多様な色優先モードを提供することができる。
【００３９】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態のプロジェクタについて説明する。なお、第２実施形態のプロジェ
クタは、第１実施形態のプロジェクタを一部変更したものであり、同一部分には同一の符
号を付して重複説明を省略する。また、特に説明しない部分については、第１実施形態と
同様であるものとする。
【００４０】
図４は、第２実施形態のプロジェクタ１１０を説明する平面図である。このプロジェク
タ１１０は、図１に示すプロジェクタ１０の色分離投射装置５０に変更を加えたものであ
る。本実施形態のプロジェクタ１１０に組み込んだ色分離投射装置１５０は、第２及び第
３ダイクロイックミラー５１ｂ，１５１ａ、反射ミラー５３ａ，５３ｂ，１５３ｅ，１５
３ｆ、フィールドレンズ５５ｒ，５５ｇ，５５ｂ、リレーレンズ６１ａ，６１ｂ，６１ｃ
、及び転写レンズ系１５６ａ〜１５６ｄを備える。これらのうち、第２及び第３ダイクロ
イックミラー５１ｂ，１５１ａを含んで構成される色分離光学系は、強度変調された像光
を赤色光、緑色光、及び青色光の３つの光束に分離する。第２ダイクロイックミラー５１
ｂは、赤・青・緑のうち赤色光ＬＲの像光成分を透過させ、緑色光ＬＧと青色光ＬＢとの
像光成分を反射する。また、第３ダイクロイックミラー１５１ａは、入射した緑色光ＬＧ
及び青色光ＬＢのうち緑色光ＬＧの像光成分を反射し、青色光ＬＢを透過させる。なお、
リレーレンズ６１ａ，６１ｂ，６１ｃは、図１に示す第１実施形態と同様のものであり、
説明を省略する。
【００４１】
この色分離投射装置１５０において、均一照明光学系３０から第１光変調部４０を経て
入射した輝度変調後の像光は、リレーレンズ６１ａ、及び反射ミラー５３ａを経て第２ダ
イクロイックミラー５１ｂに入射する。像光のうち赤色成分は、第２ダイクロイックミラ
ー５１ｂを透過し、リレーレンズ６１ｂ及び反射ミラー５３ｂを経て最終段のフィールド
レンズ５５ｒに入射する（第１光路ＯＰ１）。また、像光のうち緑色成分は、第２ダイク
ロイックミラー５１ｂで反射され、リレーレンズ６１ｃを通過した後、第３ダイクロイッ
クミラー１５１ａで反射され、最終段のフィールドレンズ５５ｇに入射する（第２光路Ｏ
Ｐ２）。さらに、像光のうち青色成分は、第３ダイクロイックミラー１５１ａを透過して
、反射ミラー１５３ｅ，１５３ｆや転写レンズ系１５６ａ〜１５６ｄを経て最終段のフィ
ールドレンズ５５ｂに入射する。転写レンズ系１５６ａ〜１５６ｄは、第１光路ＯＰ１と
第２光路ＯＰ２の光路の長さが等しく第３光路ＯＰ３の光路の長さは他の光路よりも長い
ことを考慮して設けたものであり、リレーレンズ６１ａ，６１ｃによって第３ダイクロイ
ックミラー１５１ａの後方に一旦形成される液晶パネル４２ａの青色の投影像ＩＭを、液
晶パネル７２ｒ上に等倍かつ正立像として再結像するためのものである。
【００４２】
結果的に、第２実施形態のプロジェクタ１１０でも、第１光変調部４０で輝度変調され
た各色の像光は、リレーレンズ６１ａ〜６１ｃや転写レンズ系１５６ａ〜１５６ｄによっ
て、第２光変調部７０に設けた各色の液晶パネル７２ｒ，７２ｇ，７２ｂ上に等倍率で投
影される。さらに、本プロジェクタ１１０でも、液晶ライトバルブ４５に代えて光路補償
部材４９を光路上に配置することができるようになっており、光路上に液晶ライトバルブ
４５を配置することによって高コントラストモードを実現でき、光路上に光路補償部材４
９を配置することによって光量損失の少ない高輝度モードを実現できる。
【００４３】
なお、この発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能
である。
【００４４】
すなわち、上記実施形態では、第１光変調部４０の光路補償部材４９が例えば一対の透
明基板４７，４８からなるとしたが、これらの透明基板４７，４８を１枚の透明基板にお
置き換えることもできる。この場合、１枚の透明基板の内部中央を、液晶パネル４２ａの
液晶層に対応させて配置し、リレーレンズ６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６２ａ，６２ｂに関
する第２光変調部７０の共役位置とする。これにより、光路補償部材４９の表面に付着す
るゴミや表面に形成された傷がスクリーン上に投射されることを防止できる。
【００４５】
また、上記実施形態では、光源ランプユニット２０からの光を複数の部分光束に分割す
るため、２つのレンズアレイ３１，３２を用いていたが、この発明は、このようなレンズ
アレイを用いないプロジェクタにも適用可能である。また、レンズアレイ３１，３２をロ
ッドインテグレータに置き換えることもできる。さらに、光源ランプユニット２０からの
光を特定方向の偏光とする偏光変換部材３４を用いていたが、この発明は、このような偏
光変換部材３４を用いないプロジェクタにも適用可能である。
【００４６】
また、上記実施形態では、第２光変調部７０を透過型の液晶ライトバルブとしたが、第
２光変調部７０を反射型の液晶ライトバルブ等とすることもできる。
【００４７】
また、上記第１実施形態では、リレーレンズ６１ａ〜６１ｃによって赤及び緑色の像光
の投影を行い、リレーレンズ６２ａ，６２ｂによって青色の像光の投影を行っているが、
これらの組み合わせは液晶パネル７２ｒ，７２ｇ，７２ｂの配置やダイクロイックミラー
５１ａ，５１ｂの特性等を変更することによって任意に変更することができる。さらに、
上記第２実施形態では、青色の液晶パネル７２ｂを比較的長い第３光路ＯＰ３に配置する
とともに当該第３光路ＯＰ３に転写レンズ系１５６ａ〜１５６ｄを配置しているが、他の
赤色や緑色を比較的長い第３光路ＯＰ３に導くことも可能である。
【００４８】
また、プロジェクタとしては、投射面を観察する方向から画像投射を行う前面プロジェ
クタと、投射面を観察する方向とは反対側から画像投射を行う背面プロジェクタとがある
が、図１等に示すプロジェクタ１０，１１０の構成は、いずれにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】第１実施形態に係るプロジェクタの光学系を説明する図である。
【図２】液晶ライトバルブと光路補償部材とを光路上に切り替えて配置する切替装置を説明する拡大図である。
【図３】図２の切替装置の変形例を説明する拡大図である
【図４】第２実施形態に係るプロジェクタの光学系を説明する図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０，１１０…プロジェクタ、  ２０…光源ランプユニット、  ２１…光源ランプ、  
３０…均一照明光学系、  ３４…偏光変換部材、  ４０…第１光変調部、  ４２ａ…液晶
パネル、  ４３ｂ，４３ｂ…偏光フィルタ、  ４５…液晶ライトバルブ、  ４７，４８…
透明基板、  ４９…光路補償部材、  ５０…色分離投射装置、  ５１ａ，５１ｂ…ダイク
ロイックミラー、  ５４…両面ミラー、  ５５ｒ，５５ｇ，５５ｂ…フィールドレンズ、
６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６２ａ，６２ｂ…リレーレンズ、  ７０…第２光変調部、  
７２ｒ，７２ｇ，７２ｂ…液晶パネル、  ７３ｒ，７３ｇ，７３ｂ…偏光フィルタ、  ８
０…クロスダイクロイックプリズム、  ８１，８２…誘電体多層膜、  ９０…投射光学系
、  …カラーフィルタ板１４８、  １４９…フィルタ部材、  ＤＲ…駆動装置、  ＨＤ１
…ホルダ、  ＨＤ２…ホルダ、  ＩＭ…投影像、  ＬＲ，ＬＧ，ＬＢ…各色光、  ＯＡ…
システム光軸
【図１】
2007206141.tif 000003
【図２】
2007206141.tif 000004
【図３】
2007206141.tif 000005
【図４】
2007206141.tif 000006