(57)【要約】【課題】液晶パネルの応答速度を早めることによって見易いカラー画像を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】液晶ライトバルブ３１は、一対の薄い液晶パネル部６１，６２を備えて構成されており、通常の液晶ライトバルブ３１に比較して光変調の応答速度を高速化することができる。つまり、液晶素子の応答速度は、一般に、液晶の粘度の増加に伴って減少する。したがって、２枚の液晶パネル部６１，６２でＴＮモードを実現する場合、通常の１／２になるので、液晶素子の応答速度が倍増する。【選択図】図２
2007219223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも３色の光を順次射出する照明装置と、
前記照明装置から射出された光を変調して画像を形成する光変調装置と、
前記光変調装置によって形成された画像を投射する投射レンズと、
を有するプロジェクタであって、
前記光変調装置は、
前記照明装置側に配置された第１の偏光板と、
前記投射レンズ側に配置された第２の偏光板と、
前記第１の偏光板と前記第２の偏光板との間に配置された偏光変調部と、を有し、
前記第１の偏光板の偏光透過軸と、第２の偏光板の偏光透過軸とは、互いに交わるよう
に配置されており、
前記偏光変調部は、前記第１の偏光板側に位置する第１の液晶装置と、前記第２の偏光
板側に位置する第２の液晶装置と、を備え、
前記第１及び第２の液晶装置は、それぞれ一対の基板と、その間に挟持された液晶と、
を有し、
前記第１の液晶装置の光入射側基板付近の液晶は、前記第１の偏光板の偏光透過軸と略
同じ方向に配向されており、
前記第２の液晶装置の光射出側基板付近の液晶は、前記第２の偏光板の偏光透過軸と略
同じ方向に配向されている
ことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
前記偏光変調部は、互いに隣接する前記第１の液晶装置と前記第２の液晶装置とによっ
て構成され、
前記第１の液晶装置の射出側基板付近の液晶と、前記第２の液晶装置の入射側基板付近
の液晶とは、前記第１の偏光板の偏光透過軸の方向と前記第２の偏光板の偏光透過軸の方
向とによって形成される角度を略２分割する方向にそれぞれ配向されている請求項１記載
のプロジェクタ。
【請求項３】
前記照明装置は、順次点灯される複数のＬＥＤを備え、前記複数のＬＥＤのうち少なく
とも一部は、前記３色の光をそれぞれ照射するＬＥＤである請求項１及び請求項２のいず
れか一項記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記照明装置は、光源と、前記光源から射出された光から前記少なくとも３色の光を順
次透過させるカラーホイールとを有する請求項１及び請求項２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、高速で動作する液晶装置によって時分割で変調した３色の画像を重ねてカラ
ー画像を投射するプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のプロジェクタとして、液晶装置によって時分割で３色の画像を順次形成し、各色
の画像を１つのカラー画像として重ねて投射するプロジェクタが知られている（特許文献
１〜３参照）。
【０００３】
上記のようなプロジェクタには、ＬＥＤ光源を用いるもの（特許文献１）と、光源及び
カラーホイールを用いるもの（特許文献２、３）とが存在する。
【特許文献１】特開２００４−１１００６２号公報の第６５，８１段落等
【特許文献２】特開２００２−８２３８６号公報
【特許文献３】特開２００４−２８６９６３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、上記のようなプロジェクタでは、通常の３倍の速度で液晶パネルを切り替えて
動作させるので、液晶パネルを高速で動作させる必要があるが、液晶パネルの応答速度を
速くすることは容易でない。
【０００５】
そこで、本発明は、時分割で３色の画像を順次形成する液晶装置を用いたプロジェクタ
であって、液晶パネルの応答速度を早めることによって見易いカラー画像を投射すること
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）少なくとも３色の光を
順次射出する照明装置と、（ｂ）照明装置から射出された光を変調して画像を形成する光
変調装置と、（ｃ）光変調装置によって形成された画像を投射する投射レンズとを有する
。ここで、光変調装置は、（ｂ１）照明装置側に配置された第１の偏光板と、（ｂ２）投
射レンズ側に配置された第２の偏光板と、（ｂ３）第１の偏光板と第２の偏光板との間に
配置された偏光変調部とを有する。また、本プロジェクタにおいて、第１の偏光板の偏光
透過軸と、第２の偏光板の偏光透過軸とは、互いに交わるように配置されている。また、
偏光変調部は、第１の偏光板側に位置する第１の液晶装置と、第２の偏光板側に位置する
第２の液晶装置とを有する。これら第１及び第２の液晶装置は、それぞれ一対の基板と、
その間に挟持された液晶とを有している。そして、第１の液晶装置の光入射側基板付近の
液晶は、第１の偏光板の偏光透過軸と略同じ方向に配向されており、第２の液晶装置の光
射出側基板付近の液晶は、第２の偏光板の偏光透過軸と略同じ方向に配向されている。
【０００７】
上記プロジェクタでは、偏光変調部が、第１の偏光板と第２の偏光板との間に配置され
た複数の液晶装置を有するので、個々の液晶装置による偏光方向の変化量を、第１の偏光
板の偏光透過軸と第２の偏光板の偏光透過軸との成す角の１／２或いはそれ以下にするこ
とができる。よって、偏光変調部を単一の液晶装置で構成する場合に比較して個々の液晶
装置の液晶層の厚みを例えば１／２或いはそれ以下にすることができる。したがって、本
プロジェクタにより、各液晶装置すなわち偏光変調部の応答速度を速くすることができ、
偏光変調部によって各色の画像を高速で切り替えつつ表示することができるので、ちらつ
きのない高品位のカラー画像を投射することができる。なお、第１の液晶装置の投射レン
ズ側基板と第２の液晶装置の照明装置側基板は、一体化されていても良いし、同一の基板
によって構成されていても良い。
【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、前記偏光変調部が、互いに隣
接する第１の液晶装置と第２の液晶装置とによって構成されている。また、第１の液晶装
置の射出側基板付近の液晶と、第２の液晶装置の入射側基板付近の液晶とは、第１の偏光
板の偏光透過軸の方向と第２の偏光板の偏光透過軸の方向とによって形成される角度を略
２分割する方向にそれぞれ配向されている。この場合、偏光変調部を２個の液晶装置で簡
単に構成することができ、偏光変調部を薄くしてその動作精度を高めることが容易になる
。
【０００９】
本発明の別の態様では、照明装置が、順次点灯される複数のＬＥＤを備え、複数のＬＥ
Ｄのうち少なくとも一部が、３色の光をそれぞれ照射するＬＥＤである。この場合、ＬＥ
Ｄを高いタイミング精度で点滅させることができるので、ちらつきの少ない高品位のカラ
ー画像を投射することができる。
【００１０】
本発明の別の態様では、照明装置が、光源と、光源から射出された光から少なくとも３
色の光を順次透過させるカラーホイールとを有する。この場合、単一の光源から３色以上
の時分割された光束を得ることができるので、照明装置の構造を簡単なものとできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
〔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の構造を概念的に説明するブロック
図である。このプロジェクタ１０は、照明装置２０と、光変調装置３０と、投射レンズ４
０と、制御装置５０とを備える。ここで、照明装置２０は、Ｒ光照明装置２１と、Ｇ光照
明装置２３と、Ｂ光照明装置２５と、合成光学系１２６と、均一化光学系２７と、光源駆
動装置２９とを有する。また、光変調装置３０は、光変調装置である液晶ライトバルブ３
１と、液晶ライトバルブ３１に駆動信号を出力する素子駆動装置３９とを有する。
【００１２】
Ｒ光照明装置２１は、Ｒ光用光源ユニット２１ａと、集光レンズ２１ｂと、偏光変換装
置２２とを備える。このうち、Ｒ光用光源ユニット２１ａは、固体光源と呼ばれるＬＥＤ
２１ｆを回路基板上に取り付けたものからなり、ＬＥＤ２１ｆの正面にビーム整形レンズ
２１ｈを有している。ＬＥＤ２１ｆは、３原色のうち赤（Ｒ）の範疇に含まれるＲ光を発
生する。ＬＥＤ２１ｆから射出されたＲ光は、ビーム整形レンズ２１ｈ及び集光レンズ２
１ｂを経た後、偏光変換装置２２に入射する。
【００１３】
偏光変換装置２２は、Ｒ光用光源ユニット２１ａから集光レンズ２１ｂを経て入射した
照明光の偏光方向を揃える。この偏光変換装置２２は、直角三角形プリズムＰ１と平行四
辺形プリズムＰ２とを貼り合わせることにより形成されており、直角三角形プリズムＰ１
と平行四辺形プリズムＰ２との間に挟まれた偏光分離膜２２ａと、平行四辺形プリズムＰ
３の反対面に形成された反射膜２２ｂと、両プリズムＰ１，Ｐ２のいずれか一方の射出側
に配置された波長板２２ｄとを備える。偏光分離膜２２ａと反射膜２２ｂとは、各プリズ
ムの斜面上に蒸着によって形成された誘電体多層膜であり、システム光軸ＯＡ１に対して
４５°傾斜した状態で配置されている。これらのうち、前者の偏光分離膜２２ａは、Ｒ光
用光源ユニット２１ａからのランダム偏光のうち特定方向の直線偏光成分（例えばＰ偏光
）を透過させるとともにこれに直交する方向の直線偏光成分（例えばＳ偏光）を反射させ
、結果的に直交する２つの直線偏光成分を効率よく分離する。また、後者の反射膜２２ｂ
は、偏光分離膜２２ａで反射された一方の直線偏光成分（例えばＳ偏光）を略完全に反射
して光路を折り曲げる。この反射膜２２ｂは、金属膜の蒸着ミラーに置き換えることもで
きる。波長板２２ｄは、１／２波長板で形成された位相素子であり、例えば偏光分離膜２
２ａを透過して直角三角形プリズムＰ１からシステム光軸ＯＡ１方向に射出された直線偏
光成分（例えばＰ偏光）を、これに直交する成分の直線偏光成分（例えばＳ偏光）に変換
する。このような偏光変換装置２２を用いることにより、Ｒ光照明装置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。
【００１４】
Ｇ光照明装置２３は、Ｇ光用光源ユニット２３ａと、集光レンズ２３ｂと、偏光変換装
置２４とを備える。このうち、Ｇ光用光源ユニット２３ａは、Ｒ光用光源ユニット２１ａ
と同様の構造を有するが、ＬＥＤ２３ｆが、３原色のうち緑（Ｇ）の範疇に含まれるＧ光
を発生し、ＬＥＤ２３ｆからシステム光軸ＯＡ２方向に射出されたＧ光は、ビーム整形レ
ンズ２３ｈ及び集光レンズ２３ｂを経た後、偏光変換装置２４に入射する。偏光変換装置
２４も、Ｒ光用の偏光変換装置２２と同様の構造を有しており、偏光分離膜２４ａと、反
射膜２４ｂと、これらを支持するプリズムＰ１，Ｐ２と、両プリズムＰ１，Ｐ２のいずれ
か一方の射出側に配置された波長板２４ｄとを備える。偏光分離膜２４ａは、Ｇ光用光源
ユニット２３ａからの直線偏光成分（例えばＰ偏光）を透過させるとともにこれに直交す
る方向の直線偏光成分（例えばＳ偏光）を反射する。また、反射膜２４ｂは、偏光分離膜
２４ａを透過した一方の直線偏光成分（例えばＰ偏光）を略完全に反射して光路を折り曲
げる。波長板２４ｄは、例えば偏光分離膜２２ａを透過してプリズムＰ２からシステム光
軸ＯＡ２に直交する方向に射出された直線偏光成分（例えばＰ偏光）を、これに直交する
成分の直線偏光成分（例えばＳ偏光）に変換する。このような偏光変換装置２４を用いる
ことにより、Ｇ光照明装置２３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。
【００１５】
Ｂ光照明装置２５は、Ｂ光用光源ユニット２５ａと、集光レンズ２５ｂと、偏光変換装
置２６とを備える。このうち、Ｂ光用光源ユニット２５ａは、Ｒ光用光源ユニット２１ａ
と同様の構造を有するが、ＬＥＤ２５ｆが、３原色のうち青（Ｂ）の範疇に含まれるＢ光
を発生し、ＬＥＤ２５ｆからシステム光軸ＯＡ３方向に射出されたＢ光は、ビーム整形レ
ンズ２５ｈ及び集光レンズ２５ｂを経た後、偏光変換装置２６に入射する。偏光変換装置
２６も、Ｒ光用の偏光変換装置２２と同様の構造を有しており、偏光分離膜２６ａと、反
射膜２６ｂと、これらを支持するプリズムＰ１，Ｐ２と、両プリズムＰ１，Ｐ２のいずれ
か一方の射出側に配置された波長板２６ｄとを備える。偏光分離膜２６ａは、Ｂ光用光源
ユニット２５ａからの直線偏光成分（例えばＰ偏光）を透過させるとともにこれに直交す
る方向の直線偏光成分（例えばＳ偏光）を反射する。また、反射膜２６ｂは、偏光分離膜
２６ａで反射された一方の直線偏光成分（例えばＳ偏光）を略完全に反射して光路を折り
曲げる。波長板２６ｄは、例えば偏光分離膜２６ａを透過してシステム光軸ＯＡ３方向に
射出された直線偏光成分（例えばＰ偏光）を、これに直交する成分の直線偏光成分（例え
ばＳ偏光）に変換する。このような偏光変換装置２６を用いることにより、Ｂ光照明装置
２５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。
【００１６】
合成光学系１２６は、各色光照明装置２１，２３，２５から射出された照明光を単一の
光路に合成するためのクロスダイクロイックプリズムである。この合成光学系１２６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２６ａ，２６ｂが形成されている
。一方の第１誘電体多層膜１２６ａはＲ光を反射し、他方の第２誘電体多層膜１２６ｂは
Ｒ光を反射する。この合成光学系１２６は、Ｒ光照明装置２１からの特定偏光方向のＲ光
を第１誘電体多層膜１２６ａで反射して進行方向右側に射出させ、Ｇ光照明装置２３から
の同一偏光方向のＧ光を第１及び第２誘電体多層膜１２６ａ，１２６ｂを介して直進・射
出させ、Ｂ光照明装置２５からの同一偏光方向のＢ光を第２誘電体多層膜１２６ｂで反射
して進行方向左側に射出させる。これにより、偏光方向が一致する各色の照明光を同一光
路上に導く照明光の合成が可能になる。
【００１７】
なお、光源駆動装置２９は、各色光照明装置２１，２３，２５に駆動信号を出力してこ
れらの動作タイミングを制御している。つまり、光源駆動装置２９は、各色光照明装置２
１，２３，２５に設けたＬＥＤ２１ｆ，２３ｆ，２５ｆに適当なタイミングで駆動信号を
出力しており、各色のＬＥＤ２１ｆ，２３ｆ，２５ｆは、ＲＧＢの３色の照明光を順次射
出する。
【００１８】
均一化光学系２７は、システム光軸ＯＡに沿って延びる四角柱状の透明部材からなるロ
ッドインテグレータであり、システム光軸ＯＡに垂直な矩形断面を有し、入射側において
、合成光学系１２６に接合される入射ポートＩＰを有する。入射ポートＩＰから入射した
各色光照明装置２１，２３，２５からの照明光は、ロッドインテグレータを経てその射出
側に設けた射出ポートＯＰから射出される。均一化光学系２７は、入射ポートＩＰからの
光束を複数の部分光束に分割するとともに、かかる部分光束を重畳して射出ポートＯＰに
入射させる均一化機能を有する。
【００１９】
光変調装置３０は、ＴＮモードの液晶表示素子であり、均一化光学系２７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。この光変調装置
３０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３
１として、偏光変調部（積層型液晶表示パネル）３１ａと、偏光フィルタ３１ｂ，３１ｃ
とを備える。偏光変調部３１ａ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装置であり、偏光変調部３１ａに入射した照明光は、この
偏光変調部３１ａに入力された制御用の素子駆動装置３９からの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３１ｂ，３１ｃによ
って、偏光変調部３１ａに入射する照明光の偏光方向が調整されるとともに、偏光変調部
３１ａ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、光変調装
置３０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。
【００２０】
この際、各色光照明装置２１，２３，２５が時分割で動作して照明装置２０からのＲＧ
Ｂの３色の照明光が時系列で順次液晶ライトバルブ３１を照明するので、このタイミング
に合わせて液晶ライトバルブ３１に対応する色の画像を与える変調を行わせる。これによ
り、光変調装置３０において各色の像光が順次形成される。
【００２１】
このように光変調装置３０で輝度変調された各色の像光は、拡大投影レンズとしての投
射レンズ４０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。
【００２２】
図２は、液晶ライトバルブ３１の構造を説明する拡大断面図である。図示の液晶ライト
バルブ３１において、両偏光フィルタ３１ｂ，３１ｃに挟まれた偏光変調部３１ａは、偏
光フィルタ３１ｂに隣接するアクティブマトリクス型の液晶装置としての第１液晶パネル
部６１と、偏光フィルタ３１ｃに隣接するアクティブマトリクス型の液晶装置としての第
２液晶パネル部６２とを備えて構成される。前者の第１液晶パネル部６１は、第１の偏光
板である偏光フィルタ３１ｂと、第２の液晶装置である第２液晶パネル部６２との間に配
置され、後者の第２液晶パネル部６２は、第１の液晶装置である第１液晶パネル部６１と
、第２の偏光板である偏光フィルタ３１ｃとの間に配置されている。
【００２３】
第１液晶パネル部６１は、液晶層７１を挟んで、入射側に透明な第１基板７２と、射出
側に透明な第２基板７３とを備え、さらに、光入射側基板である第１基板７２の外側に、
光学接着剤によって貼りつけられた入射側カバー７４を備える。第１基板７２の液晶層７
１側の面上には、透明な共通電極７５が設けられており、その上に第１配向膜７６が形成
されている。一方、第２基板７３の液晶層７１側の面上には、マトリクス状に配置された
複数の透明画素電極７７と、各透明画素電極７７に電気的に接続されている薄膜トランジ
スタ（不図示）とが設けられており、その上に第２配向膜７８が形成されている。各画素
は、１つの画素電極７７と、共通電極７５と、これらの間に挟まれた液晶層７１とで構成
される。なお、第１基板７２と共通電極７５との間には、各画素を区分するように格子状
のブラックマトリックス７９が設けられている。
【００２４】
ここで、第１及び第２配向膜７６，７８は、液晶層７１を構成する液晶分子を動作に必
要な方向に配列させるためのものである。このうち、偏光フィルタ３ｂ側すなわち第１基
板７２側に設けた第１配向膜７６は、仕上げ時に施されるラビング工程によって、第１配
向膜７６付近の液晶の配向を偏光フィルタ３１ｂの偏光透過軸と一致するＸ軸方向にする
。また、第２基板７３側に設けた第２配向膜７８は、仕上げ時に施されるラビング工程に
よって、第２配向膜７８付近の液晶の配向を偏光フィルタ３１ｂの偏光透過軸に対して４
５°傾いた方向、すなわち入射側の偏光フィルタ３１ｂの偏光透過軸と射出側の偏光フィ
ルタ３１ｃの偏光透過軸との成す角を２分割する方向になっている。
【００２５】
第２液晶パネル部６２は、液晶層１７１を挟んで、入射側に第１液晶パネル部６１と共
通の第２基板７３と、射出側に透明な第３基板１７３とを備え、さらに、光射出側基板で
ある第３基板１７３の外側に、光学接着剤によって貼りつけられた射出側カバー１７４を
備える。第２基板７３の液晶層１７１側の面上には、透明な共通電極１７５が設けられて
おり、その上に第１配向膜１７６が形成されている。一方、第３基板１７３の液晶層１７
１側の面上には、マトリクス状に配置された複数の透明画素電極１７７と、各透明画素電
極１７７に電気的に接続されている薄膜トランジスタ（不図示）とが設けられており、そ
の上に第２配向膜１７８が形成されている。各画素は、１つの画素電極１７７と、共通電
極１７５と、これらの間に挟まれた液晶層１７１とで構成される。なお、第２基板７３と
共通電極１７５との間には、各画素を区分するように格子状のブラックマトリックス７９
が設けられている。
【００２６】
ここで、第１及び第２配向膜１７６，１７８は、液晶層１７１を構成する液晶分子を動
作に必要な方向に配列させるためのものである。このうち、偏光フィルタ３１ｃ側すなわ
ち第３基板１７３側に設けた第２配向膜１７８は、仕上げ時に施されるラビング工程によ
って、第２配向膜１７８付近の液晶の配向を偏光フィルタ３１ｃの偏光透過軸と一致する
Ｙ軸方向にする。また、第２基板７３側に設けた第１配向膜１７６は、仕上げ時に施され
るラビング工程によって、第１配向膜１７６付近の液晶の配向を偏光フィルタ３１ｃの偏
光透過軸に対して４５°傾いた方向、すなわち入射側の偏光フィルタ３１ｂの偏光透過軸
と射出側の偏光フィルタ３１ｃの偏光透過軸との成す角を２分割する方向になっている。
結果的に、第２液晶パネル部６２の第１配向膜１７６付近の液晶の配向は、第１液晶パネ
ル部６１の第２配向膜７８付近の液晶の配向と一致するようになっている。
【００２７】
この液晶ライトバルブ３１において特定の画素に着目すると、第１液晶パネル部６１の
画素電極７７と共通電極７５との間に電圧を印加せず、かつ、第２液晶パネル部６２の画
素電極１７７と共通電極１７５との間に電圧を印加しない場合、入射側の偏光フィルタ３
１ｂを通過した偏光は、第１液晶パネル部６１を通過する際に偏光方向が４５°回転し、
第２液晶パネル部６２を通過する際に偏光方向がさらに４５°回転する。結果的に、第２
液晶パネル部６２から射出される偏光の偏光方向が射出側の偏光フィルタ３１ｃの偏光透
過軸と一致するので、液晶ライトバルブ３１の特定の画素に入射した照明光が減光するこ
となく通過する。一方、第１液晶パネル部６１の画素電極７７と、第２液晶パネル部６２
の画素電極１７７とに十分大きな電圧を印加した場合、入射側の偏光フィルタ３１ｂを通
過した偏光は、第１液晶パネル部６１や第２液晶パネル部６２を通過する際に偏光方向が
維持され、第２液晶パネル部６２から射出される偏光の偏光方向が射出側の偏光フィルタ
３１ｃの偏光透過軸と直交することになるので、液晶ライトバルブ３１の特定の画素に入
射した照明光が遮光される。さらに、第１及び第２液晶パネル部６１，６２の画素電極７
７，１７７に適当な電圧を印加することにより、液晶ライトバルブ３１の特定の画素に入
射した照明光の減光量を任意に調節することができる。
【００２８】
以上説明した液晶ライトバルブ３１は、一対の薄い液晶パネル部６１，６２を備えて構
成されており、通常の液晶ライトバルブ３１に比較して光変調の応答速度を高速化するこ
とができる。この点についてより詳細に説明すると、液晶素子の応答速度は、一般に、液
晶の粘度ηの増加に伴って減少し、液晶層７１，１７１の厚みｄを螺旋ピッチｐ（ＴＮモ
ードの場合、ｐ＝４ｄ）で割った値ｄ／ｐの増加に伴って減少する。したがって、２枚の
液晶パネル部６１，６２でＴＮモードを実現する場合、ｐは変化しないが厚みｄが通常の
１／２になるので、液晶素子の応答速度が倍増すると考えられる。
【００２９】
図３は、各色光照明装置２１，２３，２５と、液晶ライトバルブ３１との動作タイミン
グを説明する図である。図３（ａ）に示すように、Ｒ光照明装置２１は、１フレーム中の
前段で点灯して液晶ライトバルブ３１をＲ光で照明し、液晶ライトバルブ３１は、このタ
イミングでＲ色画像に対応する変調を行う（図３（ｄ）参照）。また、図３（ｂ）に示す
ように、Ｇ光照明装置２３は、１フレーム中の中段で点灯して液晶ライトバルブ３１をＧ
光で照明し、液晶ライトバルブ３１は、このタイミングでＧ色画像に対応する変調を行う
（図３（ｄ）参照）。さらに、図３（ｃ）に示すように、Ｂ光照明装置２５は、１フレー
ム中の後段で点灯して液晶ライトバルブ３１をＢ光で照明し、液晶ライトバルブ３１は、
このタイミングでＢ色画像に対応する変調を行う（図３（ｄ）参照）。以上の１フレーム
は、例えば１秒間に６０回繰り返されるので、液晶ライトバルブ３１による描画は、１秒
間に１８０回繰り返されることになる。以上で説明したように、液晶ライトバルブ３１は
、一対の薄い液晶パネル部６１，６２で構成されており、高速で応答させることができる
ので、本実施形態のプロジェクタ１０により、ちらつきの少ない高品位のカラー画像を投
射することができる。
【００３０】
〔第２実施形態〕
以下、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。図４は、第２実施
形態のプロジェクタの全体構造を説明する図である。このプロジェクタ２１０は、第１実
施形態に係るプロジェクタを変形したものであり、図１の照明装置２０に変更を加えた照
明装置２２０を備えるが、光変調装置３０、投射レンズ４０等は共通するので、これらに
ついては説明を省略する。
【００３１】
本実施形態のプロジェクタ２１０において、照明装置２２０は、光源ユニット２１ａ，
２３ａ，２５ａと、集光レンズ２１ｂ，２３ｂ，２５ｂと、色合成光学系２２６と、偏光
変換装置２２２と、均一化光学系２７とを有する。ここで、光源ユニット２１ａ，２３ａ
，２５ａと、集光レンズ２１ｂ，２３ｂ，２５ｂと、均一化光学系２７とについては、第
１実施形態の欄で説明した照明装置２０と共通するので説明を省略する。
【００３２】
色合成光学系２２６は、各色の光源ユニット２１ａ，２３ａ，２５ａからの照明光を合
成して同一の光路に導くためのものであり、第１及び第２ダイクロイックミラーＤＭ１，
ＤＭ２と反射ミラーＭＲ１〜ＭＲ３とを備える。両ダイクロイックミラーＤＭ１，ＤＭ２
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、光源から延び
るシステム光軸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Ｄ
Ｍ１は、光源ユニット２１ａからのＲ光を反射するが、光源ユニット２５ａから反射ミラ
ーＭＲ１を経て入射したＢ光を透過させる。また、第２ダイクロイックミラーＤＭ２は、
光源ユニット２３ａからのＧ光を反射するが、第１ダイクロイックミラーＤＭ１からのＲ
光やＢ光を透過させる。結果的に、第２ダイクロイックミラーＤＭ２で、ＲＧＢの３色が
同一の光路に合成され、合成後の照明光は、反射ミラーＭＲ２，ＭＲ３で光路を折り曲げ
られて偏光変換装置２２２に入射する。
【００３３】
偏光変換装置２２２は、第１実施形態の欄で説明した照明装置２０に設けた偏光変換装
置２２等と同様の構造を有しており、偏光分離膜２２ａと、反射膜２２ｂと、これらを支
持するプリズムＰ１，Ｐ２と、両プリズムＰ１，Ｐ２のいずれか一方の射出側に配置され
た波長板２２ｄとを備える。偏光分離膜２２ａは、色合成光学系２２６を経た照明光の直
線偏光成分（例えばＰ偏光）を透過させるとともにこれに直交する方向の直線偏光成分（
例えばＳ偏光）を反射する。また、反射膜２２ｂは、偏光分離膜２２ａで反射された一方
の直線偏光成分（例えばＳ偏光）を略完全に反射して光路を折り曲げる。波長板２２ｄは
、例えば偏光分離膜２２ａを透過してシステム光軸ＯＡ方向に射出された直線偏光成分（
例えばＰ偏光）を、これに直交する成分の直線偏光成分（例えばＳ偏光）に変換する。こ
のような偏光変換装置２２２を用いることにより、色合成光学系２２６を経た各光源ユニ
ット２１ａ，２３ａ，２５ａからの各色の照明光を、一方向の偏光光束に揃えることがで
きる。
【００３４】
本実施形態においても、各色の光源ユニット２１ａ，２３ａ，２５ａは、光源駆動装置
２９（図１参照）からの駆動信号に応じて動作しており、各色のＬＥＤ２１ｆ，２３ｆ，
２５ｆから３色の照明光が順次切り替えて射出され、光変調装置３０を各色光で時系列的
に照明することができる。液晶ライトバルブ３１は、３色の照明光の入射タイミングに合
わせて動作し、各色の画像に対応する変調を行う。ここで、液晶ライトバルブ３１は、第
１実施形態の欄でも説明したように一対の薄い液晶パネル部６１，６２で構成されており
、高速で応答させることができるので、ちらつきのない高品位のカラー画像を投射するこ
とができる。
【００３５】
〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態に係るプロジェクタについて説明する。図５（ａ）及び（ｂ）は、
第３実施形態のプロジェクタの一部を説明する図である。本実施形態のプロジェクタは、
第１実施形態に係るプロジェクタを一部変形したものであり、図１の照明装置２０に変更
を加えた照明装置３２０を備えるが、光変調装置３０、投射レンズ４０等は共通するので
、これらについては図示及び説明を省略する。
【００３６】
図５（ａ）に示すように、照明装置３２０は、光源ランプユニット３２１と、カラーホ
イール３２８と、偏光変換装置３２２とを有する。
【００３７】
ここで、光源ランプユニット３２１は、光源であるランプ本体３２１ａと、楕円リフレ
クタである反射鏡３２１ｂとを備えている。ランプ本体３２１ａから放射された光束は、
反射鏡３２１ｂを介して装置前方側に収束される収束光として射出され、カラーホイール
３２８に入射する。
【００３８】
カラーホイール３２８は、図示を省略するモータによって回転可能になっており、光源
ランプユニット３２１に対向配置されるフィルタ面３２８ａには、図５（ｂ）に示すよう
に、Ｒ、Ｇ、及びＢの３色のフィルタが３等分された角度領域ＡＲ，ＡＧ，ＡＢに形成さ
れている。フィルタ面３２８ａは、光源ランプユニット３２１から射出された照明光をＲ
ＧＢの３色に時系列的に色分割して射出する。
【００３９】
偏光変換装置３２２は、遮光板３２２ａと、偏光分離膜２２ａと、反射膜２２ｂと、こ
れらを支持するプリズムＰ１，Ｐ２，Ｐ３と、プリズムＰ１，Ｐ２のいずれか一方の射出
側に配置された波長板２２ｄとを備える。遮光板３２２ａは、カラーホイール３２８から
の照明光が開口ＡＰすなわちプリズムＰ２以外に入射することを防止する。偏光分離膜２
２ａは、開口ＡＰを通過した照明光の直線偏光成分（例えばＰ偏光）を透過させるととも
にこれに直交する方向の直線偏光成分（例えばＳ偏光）を反射する。また、反射膜２２ｂ
は、偏光分離膜２２ａで反射された一方の直線偏光成分（例えばＳ偏光）を略完全に反射
して光路を折り曲げる。波長板２２ｄは、例えば偏光分離膜２２ａを透過してシステム光
軸ＯＡ方向に射出された直線偏光成分（例えばＰ偏光）を、これに直交する成分の直線偏
光成分（例えばＳ偏光）に変換する。このような偏光変換装置３２２を用いることにより
、光源ランプユニット３２１から射出されカラーホイール３２８で時系列的に分割された
各色の照明光を、一方向の偏光光束に揃えて均一化光学系２７に入射させることができる
。
【００４０】
本実施形態においても、カラーホイール３２８を通過する照明光の色の切替タイミング
に同期して、高速で応答する液晶ライトバルブ３１（図１参照）による各色の変調のタイ
ミングを切り替える。これにより、ちらつきのない高品位のカラー画像を投射することが
できる。
【００４１】
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。
【００４２】
すなわち、上記実施形態では、液晶ライトバルブ３１がＴＮ型であるとしたが、偏光フ
ィルタ３１ｂ，３１ｃに挟まれた偏光変調部３１ａを構成する液晶パネル部６１、６２に
設定するねじれ角等の設定により、ＳＴＮ型の液晶ライトバルブとすることができ、この
場合も、液晶ライトバルブを高速で動作させることができる。
【００４３】
また、上記実施形態では、液晶ライトバルブ３１を２つの液晶パネル部６１、６２で構
成したが、液晶ライトバルブ３１を３つ以上の液晶パネル部で構成することもできる。こ
の場合、液晶パネル部の数をｎとして、例えば各液晶パネル部に設定されるねじれ角を１
／ｎにすることができ、各液晶パネル部の液晶層の厚みを１／ｎにできるので、液晶ライ
トバルブの応答速度をさらに速くすることができる。
【００４４】
また、上記実施形態では、２つの液晶パネル部６１、６２が一体化された液晶装置とな
っているが、２つの液晶パネル部６１、６２を別々に製造し、分離した状態の２つの液晶
パネル部６１、６２を互いにアライメントして張り合わせることもできる。
【００４５】
また、上記実施形態において、２つの液晶パネル部６１、６２のうち少なくとも一方の
液晶パネル部６１にマイクロレンズアレイを設けることができる。この場合、液晶ライト
バルブ３１に入射した照明光を効率良く活用することができる。
【００４６】
また、第１実施形態において、均一化光学系２７を合成光学系１２６の後段に配置して
いるが、均一化光学系２７を各色の光照明装置２１，２３，２５と合成光学系１２６との
間に配置することもできる。さらに、均一化光学系２７は、四角柱の状のロッドインテグ
レータに限らず、テーパーを設けたロッドインテグレータとすることができる。
【００４７】
また、上記実施形態において、均一化光学系２７の射出ポートＯＰに面するように液晶
ライトバルブ３１を配置しているが、射出ポートＯＰと液晶ライトバルブ３１との間に結
像レンズを配置して射出ポートＯＰの像を液晶ライトバルブ３１に投射することもできる
。
【００４８】
また、上記実施形態において、液晶ライトバルブ３１をＲＧＢの３色で照明しているが
、液晶ライトバルブ３１を例えばＲＧＢ＋Ｗ（Ｗは白）のように４色以上で照明すること
もでき、この場合、液晶ライトバルブ３１を１フレームで４回以上切り替えて表示動作を
行わせることになる。
【００４９】
また、第２実施形態において、光源ユニット２１ａ，２３ａ，２５ａ、色合成光学系２
２６、及び均一化光学系２７を別体としているが、特開２００５−２０８１８３号公報に
開示のように、これらの部分２１ａ，２３ａ，２５ａ，２２６，２７を一体的に組み上げ
たユニットとすることもできる。
【００５０】
また、上記実施形態において、光源ユニット２１ａ，２３ａ，２５ａ等の配列は例示で
あり、ＲＧＢの各色の光路を入れ替えることができ、各光源ユニット２１ａ，２３ａ，２
５ａの点灯タイミングも適宜変更することができる。
【００５１】
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、４等に示すプロジェクタ１０，２１０の構成は、上記いずれにも適用可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】第１実施形態に係るプロジェクタを説明する図である。
【図２】図１のプロジェクタに組み込まれる液晶ライトバルブの拡大側方断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、図１のプロジェクタの動作を説明する図である。
【図４】第２実施形態に係るプロジェクタを説明する図である。
【図５】第３実施形態に係るプロジェクタを説明する図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０，２１０…プロジェクタ、  ２０…照明装置、  ２１，２３，２５…色光照明装置
、  ２１ａ，２３ａ，２５ａ…光源ユニット、  ２１ｂ，２３ｂ，２５ｂ…集光レンズ、
２２，２４，２６…偏光変換装置、  １２６…合成光学系、  １２６ａ，１２６ｂ…誘
電体多層膜、  ２７…均一化光学系、  ２９…光源駆動装置、  ３０…光変調装置、  ３
１…液晶ライトバルブ、  ３１ａ…偏光変調部、  ３１ｂ，３１ｃ…偏光フィルタ、  ３
９…素子駆動装置、  ４０…投射レンズ、  ５０…制御装置、  ６１、６２…液晶パネル
部、  ６１，６２…液晶パネル部、  ７１，１７１…液晶層、  ７２…第１基板、  ７３
…第２基板、  ７６，１７６…第１配向膜、  ７７，１７７…画素電極、  ７８，１７８
…第２配向膜、  １７３…第３基板、  ２１０…プロジェクタ、  ２２０…照明装置、  
２２２…偏光変換装置、  ２２６…色合成光学系、  ＯＡ…システム光軸
【図１】
2007219223.tif 000003
【図２】
2007219223.tif 000004
【図３】
2007219223.tif 000005
【図４】
2007219223.tif 000006
【図５】
2007219223.tif 000007