(57)【要約】【課題】使用環境に応じて表示特性を変化させる。【解決手段】照明光を変調する第１光変調素子６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒと、該第１光変調素子６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒによって変調された上記照明光をさらに変調する第２光変調素子１００と、変調された上記照明光をスクリーン１２０に向けて投射する投射手段１１０とを備えるプロジェクタであって、外部からの要求に応じて、上記照明光の少なくとも一部を遮る光学素子１１０を上記照明光の光路に対して相対移動させることによって上記光路上から外す光学素子移動手段１を備える。【選択図】図１
2007148319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光を変調する第１光変調素子と、該第１光変調素子によって変調された前記照明光をさらに変調する第２光変調素子と、変調された前記照明光をスクリーンに向けて投射する投射手段とを備えるプロジェクタであって、
外部からの要求に応じて、前記照明光の少なくとも一部を遮る光学素子を前記照明光の光路に対して相対移動させることによって前記光路上から外す光学素子移動手段を備えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
前記光学素子は、前記第２光変調素子であることを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ。
【請求項３】
前記第２光変調素子が透過型の液晶ライトバルブであり、前記光学素子は、前記第２光変調素子が備える偏光板であることを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記光学素子が前記光路上から外されている場合に、前記第２光変調素子が備える液晶パネルを全面白表示とする制御手段を備えることを特徴とする請求項３記載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記光学素子は、前記第１光変調素子によって変調された前記照明光の偏光方向を前記第２光変調素子の入射偏光方向に揃える波長選択位相差板であることを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ。
【請求項６】
前記第２光変調素子は、前記照明光を輝度変調することを特徴とする請求項２〜５いずれかに記載のプロジェクタ。
【請求項７】
前記光学素子が前記光路上から外されている場合に、前記投射手段の焦点距離を合わせる焦点調整手段を備えることを特徴とする請求項１〜６いずれかに記載のプロジェクタ。
【請求項８】
前記焦点調整手段は、前記投射手段内の調整を行うことにより前記焦点距離を合わせることを特徴とする請求項７記載のプロジェクタ。
【請求項９】
前記光学素子が前記光路上から外されている場合に、前記照明光の光路長を調整する光路長調整手段を備えることを特徴とする請求項１〜６いずれかに記載のプロジェクタ。
【請求項１０】
前記光路長調整手段は、前記光学素子が前記光路上から外れている場合に前記光路上に挿入される光路長調整光学素子を備えて構成されていることを特徴とする請求項９記載のプロジェクタ。
【請求項１１】
前記光路長調整光学素子は、光学ガラスであることを特徴とする請求項１０記載のプロジェクタ。
【請求項１２】
前記光路長調整光学素子は、誘電体多層膜ガラスであることを特徴とする請求項１０記載のプロジェクタ。
【請求項１３】
前記光路長調整光学素子及び前記光学素子が一体形成されていることを特徴とする請求項１０〜１２記載のプロジェクタ。
【請求項１４】
前記光学素子が前記光路長調整光学素子に対して貼り付けられることによって前記光路長調整光学素子及び前記光学素子が一体形成され、前記光路長調整光学素子に形成された段差部に前記光学素子が貼り付けられていることを特徴とする請求項１３記載のプロジェクタ。
【請求項１５】
前記光学素子は、前記第１光変調素子であることを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ。
【請求項１６】
前記第１光変調素子が透過型の液晶ライトバルブであり、前記光学素子は、前記第１光変調素子が備える偏光板であることを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ。
【請求項１７】
前記第１光変調素子は、前記照明光を輝度変調することを特徴とする請求項１５または１６記載のプロジェクタ。
【請求項１８】
前記第１光変調素子及び前記第２光変調素子が液晶ライトバルブであり、前記光学素子は、前記第２光変調素子が備える入射側偏光板であることを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ。
【請求項１９】
前記光学素子が前記光路上から外されている場合に、前記第１光変調素子あるいは／及び前記第２光変調素子を駆動するための信号処理を変更する信号処理手段を備えることを特徴とする請求項１〜１８いずれかに記載のプロジェクタ。
【請求項２０】
前記信号処理手段は、ルックアップテーブル自体を変更する、あるいは、ルックアップテーブル内における参照するアドレスを変更することによって、前記信号処理を変更することを特徴とする請求項１９記載のプロジェクタ。
【請求項２１】
前記光学素子移動手段は、前記光学素子を移動させることによって、前記光学素子を前記照明光の光路に対して相対移動させることを特徴とする請求項１〜２０いずれかに記載のプロジェクタ。
【請求項２２】
前記光学素子移動手段は、前記照明光の光路を移動することによって、前記光学素子を前記照明光の光路に対して相対移動させることを特徴とする請求項１〜２０いずれかに記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＥＬ（Electro-luminescence）ディスプレイ、プラズマディスプレイ、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、プロジェクタ等の電子ディスプレイ装置における画質改善は目覚しく、解像度、色域については人間の視覚特性にほぼ匹敵する性能を有する装置が実現されつつある。しかし、輝度ダイナミックレンジについてみると、その再現範囲は１〜１０２［nit］程度の範囲であり、また階調数は８ビットが一般的である。一方、人間の視覚は、一度に知覚し得る輝度ダイナミックレンジの範囲が１０−２〜１０４［nit］程度あり、また輝度弁別能力は０．２［nit］でこれを階調数に換算すると１２ビット相当といわれている。このような視覚特性を経由して現在のディスプレイ装置の表示画像を見ると、輝度ダイナミックレンジの狭さが目立ち、加えてシャドウ部やハイライト部の階調が不足しているため、表示画像のリアリティや迫力に対して物足りなさを感じることになる。
【０００３】
また、映画やゲーム等で使用されるＣＧ（Computer Graphics）では、人間の視覚に近い輝度ダイナミックレンジや階調特性を表示データ（以下、ＨＤＲ（High Dynamic Range）表示データという。）に持たせて描写のリアリティを追求する動きが主流になりつつある。しかしそれを表示するディスプレイ装置の性能が不足しているために、ＣＧコンテンツが本来有する表現力を充分に発揮できないという課題がある。
【０００４】
さらに、次期ＯＳ（Operating System）においては、１６ビット色空間の採用が予定されており、現在の８ビット色空間と比較してダイナミックレンジや階調数が飛躍的に増大する。そのため、１６ビット色空間を生かすことができる高ダイナミックレンジ・高階調の電子ディスプレイ装置実現への要求が高まると予想される。
【０００５】
ディスプレイ装置の中でも、液晶プロジェクタや、ＤＬＰ（Digital Light Processing、商標）プロジェクタといった投射型表示装置（プロジェクタ）は、大画面表示が可能であり、表示画像のリアリティや迫力を再現する上で効果的なディスプレイ装置である。この分野では上記の課題を解決するために、以下に述べる提案がなされている。
【０００６】
高ダイナミックレンジのディスプレイ装置としては、例えば、特許文献１に開示されている技術があり、光源と、光の全波長領域の輝度を変調する第２光変調素子と、光の波長領域のうちＲＧＢ３原色の各波長領域についてその波長領域の輝度を変調する第１光変調素子とを備え、光源からの光を第２光変調素子で変調して所望の輝度分布を形成し、その光学像を第１光変調素子の表示面に結像して色変調し、２次変調した光を投射するというものである。第２光変調素子及び第１光変調素子の各画素は、ＨＤＲ表示データから決定される第１制御値及び第２制御値に基づいてそれぞれ別個に制御される。光変調素子としては、透過率が独立に制御可能な画素構造またはセグメント構造を有し、二次元的な透過率分布を制御し得る透過型変調素子が用いられる。その代表例としては、液晶ライトバルブがあげられる。また、透過型変調素子の代わりに反射型変調素子を用いてもよく、その代表例としては、微小ミラーアレイデバイスがあげられる。
【０００７】
いま、暗表示の透過率が０．２％、明表示の透過率が６０％の光変調素子を使用する場合を考える。光変調素子単体では、輝度ダイナミックレンジは、６０／０．２＝３００となる。上記ディスプレイ装置は、輝度ダイナミックレンジが３００の光変調素子を光学的に直列に配置することに相当するので、３００×３００＝９００００の輝度ダイナミックレンジを実現することができる。また、階調数についてもこれと同等の考えが成り立ち、８ビット階調の光変調素子を光学的に直列に配置することにより、８ビットを超える階調数を得ることができる。
【特許文献１】特表２００４−５２３００１号公報
【特許文献２】特開２００１−１００６８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、高ダイナミックレンジのプロジェクタにおいては、直列配置された２つの光変調素子によって光を変調するため、最終的に投射手段から射出される光量が減少し、表示画像の輝度が低下するという問題が生じる。高ダイナミックレンジのプロジェクタは、現在のところ、主にシネマコンテンツ等の暗い環境で画像表示を行う際に用いられることが想定されている。このため、上述のような２つの光変調素子を直列配置することによる表示画像の輝度低下は、さほど問題視されていない。
【０００９】
しかしながら、今後、高ダイナミックレンジのプロジェクタをデータコンテンツ等の明るい環境で画像表示を行う際に用いるようになる可能性もあり、このような場合には、２つの光変調素子を直列配置することによる表示画像の輝度低下により、表示画像の明るさが十分でなくなる恐れがある。
【００１０】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、使用環境に応じて表示特性を変化させ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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明のプロジェクタは、照明光を変調する第１光変調素子と、該第１光変調素子によって変調された上記照明光をさらに変調する第２光変調素子と、変調された上記照明光をスクリーンに向けて投射する投射手段とを備えるプロジェクタであって、外部からの要求に応じて、上記照明光の少なくとも一部を遮る光学素子を上記照明光の光路に対して相対移動させることによって上記光路上から外す光学素子移動手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
このような特徴を有する本発明のプロジェクタによれば、外部から要求に応じて、光学素子が照明光の光路上から相対移動されることによって外される。このため、光学素子を光路上から相対移動させる場合とさせない場合とにおいて、プロジェクタの表示特性を変化させることができる。そして、本発明においては、その光学素子が照明光の少なくとも一部を遮るものであるため、光学素子を光路上から相対移動させた場合にはプロジェクタの表示特性が明るいものとなり、光学素子を光路上から相対移動させない場合には、プロジェクタの表示特性が若干暗くなるものの、光学素子に応じたその他の表示特性が向上する。よって、本発明のプロジェクタによれば、使用環境に応じて表示特性を変化させることが可能となる。
なお、光学素子を光路上から外すために、直接的に移動されるのは、光学素子であっても照明光の光路であっても良い。すなわち、本発明のプロジェクタにおいては、上記光学素子移動手段が、上記光学素子を移動させることによって、上記光学素子を上記照明光の光路に対して相対移動させるという構成を採用することもできるし、上記光学素子移動手段が、上記照明光の光路を移動することによって、上記光学素子を上記照明光の光路に対して相対移動させるという構成を採用することもできる。例えば、光学素子を移動させる場合には、光学素子移動手段として種々の移動機構を用いることによって可能となるし、光路を移動させる場合には、光学素子移動手段としてミラーやレンズを用いることによって可能となる。
【００１３】
また、本発明のプロジェクタにおいては、上記光学素子が第２光変調素子であるという構成を採用することができる。
このような構成を採用することによって、光損失が大きな光学素子を光路上から相対移動することができるため、光学素子を光路上から相対移動させた場合おけるプロジェクタの表示特性を明るいものとすることができる。
【００１４】
また、本発明のプロジェクタにおいては、上記第２光変調素子が透過型の液晶ライトバルブであり、上記光学素子が、上記第２光変調素子が備える偏光板であるという構成を採用することもできる。
このような構成を採用することによって、光損失の最も大きな光学素子を光路上から外すことができるため、より簡易に、光学素子を光路上から外した場合おけるプロジェクタの表示特性を明るいものとすることができる。また、偏光板は第２光変調素子そのものや照明光の光路程、精密に配置される必要がないため、移動させた後、元に戻す場合であっても、比較的に容易に戻すことが可能となる。
なお、上述のように第２光変調素子が透過型の液晶ライトバルブであり、光学素子が偏光板である場合には、上記光学素子が光路上から外されている場合に、上記第２光変調素子が備える液晶パネルを全面白表示とする制御手段を備えるという構成を採用することが好ましい。
このような構成を採用することによって、照明光がほとんど損失せずに液晶パネルを透過するため、より確実にプロジェクタの表示特性を明るいものとすることができる。
【００１５】
また、本発明のプロジェクタにおいては、上記光学素子が、上記第１光変調素子によって変調された上記照明光の偏光方向を上記第２光変調素子の入射偏光方向に揃える波長選択位相差板であるという構成を採用することもできる。
例えば、ＲＧＢの各色の照明光を３つの第１光変調素子の各々によって変調する３板式のプロジェクタである場合には、各第１光変調素子において変調された照明光の偏光方向が統一されていない場合がある。このため、各第１光変調素子によって変調された照明光を合成して第２光変調素子に入射させる場合には、各第１光変調素子によって変調された照明光の偏光方向を統一する必要がある。具体的には、第１光変調素子と第２光変調素子との間に波長選択性を有する位相差板（波長選択性位相差板）を配置する。この波長選択性を有する位相差板とは、所定の波長の光にのみ位相差板として作用し、他の波長の光には位相差板として作用しない位相差板であり、上述の所定の波長の光を、各第１光変調素子によって変調された各照明光のうち偏光方向がずれた照明光とすることによって、第２光変調素子に入射する照明光の偏光方向を統一することができるものである。
しかしながら、照明光は、このような波長選択性位相差板を通ることによって多少なりともエネルギーを損失する。具体的には、波長選択性位相差板を照明光が通ることによって照明光の一部が熱となり、照明光全体としての強度が低下することとなる。このため、例えば、第２光変調素子を照明光の光路上から外すような場合、すなわち波長選択性位相差板が必要とされていない場合では、波長選択性位相差板も照明光の光路上から外すことによって表示画像を明るくすることができる。このように、本発明のプロジェクタにおいては、波長選択性位相差板を必要としない場合が生じることがある。
そこで、本発明のように、光学素子移動手段によって光路上から外すことが可能な光学素子が波長選択位相差板であるという構成を採用することによって、波長選択位相差板を必要としない場合に、表示画像を明るくすることが可能となる。
【００１６】
なお、具体的に、本発明のプロジェクタにおいては、上記第２光変調素子が、上記照明光を輝度変調するという構成を採用することができる。このような構成を採用することによって、第２光変調素子が照明光の光路上から相対移動されていない場合には、プロジェクタの表示特性を高ダイナミックレンジにすることができる。
【００１７】
また、本発明のプロジェクタにおいては、上記光学素子が光路上から外されている場合に上記投射手段の焦点距離を合わせる焦点調整手段を備えるという構成を採用することができる。
このような構成を採用することによって、光学素子が光路上から外されることによって生じる焦点距離の変化に応じて投射手段の焦点距離を合わせることが可能となる。したがって、光学素子が光路上から外れた場合であっても、焦点の合った画像をスクリーン上に表示することができる。  
なお、本発明のプロジェクタにおいては、上記焦点調整手段が、上記投射手段内の調整を行うことにより上記焦点距離を合わせるという構成を採用することが好ましい。このような構成を採用することによって、投射手段自体を移動させることなく、投射手段の焦点距離を調整することが可能となる。
【００１８】
また、本発明のプロジェクタにおいては、上記光学素子が上記光路上から外されている場合に、上記照明光の光路長を調整する光路長調整手段を備えるという構成を採用することができる。
このような構成を採用することによって、光学素子が光路上から外された場合によって生じる焦点距離の変化、すなわち光路長の変化に応じて照明光の光路長を変化させることが可能となる。したがって、光学素子が光路上から外れた場合であっても、焦点の合った画像をスクリーン上に表示することができる。
なお、具体的には、光路長調整手段が、光学素子移動手段によって移動される光学素子が照明光の光路上から外されている場合に、光路上に挿入される光路長調整光学素子を備えることによって照明光の光路長を調整することができる。また、光路長調整光学素子としては、光学ガラスや誘電体多層膜を用いることができる。
また、本発明のプロジェクタにおいては、上記光路長調整光学素子及び上記光学素子が一体形成されているという構成を採用することが好ましい。このような構成を採用することによって、光学素子を光学素子移動手段によって移動すると同時に光路長調整光学素子を移動することが可能となる。
なお、上記光路長調整光学素子及び上記光学素子を一体形成する場合には、上記光学素子が上記光路長調整光学素子に対して貼り付けられることによって上記光路長調整光学素子及び上記光学素子が一体形成され、上記光路長調整光学素子に形成された段差部に上記光学素子が貼り付けられているという構成を採用することが好ましい。このような構成を採用することによって、段差部の高さを調整することによって、光学素子を介する場合の光路長と光路長調整光学素子のみを介する場合の光路長とを容易に合わせることが可能となる。
【００１９】
また、本発明のプロジェクタにおいては、上記光学素子が、上記第１光変調素子であるという構成を採用することもできる。
このような構成を採用することによって、光損失が大きな光学素子を光路上から相対移動することができるため、光学素子を光路上から相対移動させた場合おけるプロジェクタの表示特性を明るいものとすることができる。
【００２０】
また、本発明のプロジェクタにおいては、上記第１光変調素子が透過型の液晶ライトバルブであり、上記光学素子は、上記第１光変調素子が備える偏光板であるという構成を採用することもできる。
このような構成を採用することによって、光損失の最も大きな光学素子を光路上から外すことができるため、より簡易に、光学素子を光路上から外した場合おけるプロジェクタの表示特性を明るいものとすることができる。また、偏光板は第１光変調素子そのものや照明光の光路程、精密に配置される必要がないため、移動させた後、元に戻す場合であっても、比較的に容易に戻すことが可能となる。
【００２１】
なお、具体的に、本発明のプロジェクタにおいては、上記第１光変調素子が、上記照明光を輝度変調するという構成を採用することもできる。このような構成を採用することによって、第１光変調素子が照明光の光路上から相対移動されていない場合には、プロジェクタの表示特性を高ダイナミックレンジにすることができる。
【００２２】
また、本発明のプロジェクタにおいては、上記第１光変調素子及び上記第２光変調素子が液晶ライトバルブであり、上記光学素子が、上記第２光変調素子が備える入射側偏光板であるという構成を採用することもできる。
第１光変調素子が液晶ライトバルブである場合には、第１光変調素子から射出される照明光の偏光方向は、一方向にほぼ揃えられた状態となる。このため、この偏光方向が第２光変調素子の入射側偏光板の透過軸と平行である場合には、入射側偏光板を設置しなくても良くなる。
したがって、上記構成を採用することによって、光損失の大きな光学素子を光路上から外すことができるため、プロジェクタの表示特性を明るいものとすることができる。
【００２３】
また、本発明のプロジェクタにおいては、上記光学素子が上記光路上から外されている場合に、上記第１光変調素子あるいは／及び上記第２光変調素子を駆動するための信号処理を変更する信号処理手段を備えるという構成を採用することができる。
このような構成を採用することによって、光学素子が光路上から外されている場合であっても、第１光変調素子及び第２光変調素子を好適に駆動することが可能となり、良好な表示特性を得ることが可能となる。
なお、具体的には、上記信号処理手段が、ルックアップテーブル自体を変更する、あるいは、ルックアップテーブル内における参照するアドレスを変更することによって、上記信号処理を変更するという構成を採用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明に係るプロジェクタの一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００２５】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態のプロジェクタＰＪ１の主たる光学構成を示す図である。
プロジェクタＰＪ１は、光源１０と、光源１０から入射した光（照明光）の輝度分布を均一化する均一照明系２０と、均一照明系２０から入射した光の波長領域のうちのＲＧＢ３原色の輝度をそれぞれ変調する色変調部２５と、色変調部２５から入射した光をリレーするリレーレンズ９０と、リレーレンズ９０から入射した光の全波長領域の輝度を変調する液晶ライトバルブ１００とを有する画像表示装置と、液晶ライトバルブ１００から入射した光をスクリーン１２０に投射する投射レンズ１１０とを備えて構成されている。
また、光源１０は、超高圧水銀ランプやキセノンランプ等からなるランプ１１と、ランプ１１からの射出光を反射・集光するリフレクタ１２とを備えている。
なお、以下の説明において、光学系全体のｘｙｚ直交座標系は、液晶ライトバルブ１００の画素面をｘｙ平面とし、クロスダイクロイックプリズム８０から射出され、投射レンズ１１０に向かう光の方向をｚ方向とする。
【００２６】
均一照明系２０は、フライアイレンズ等からなる第１，第２のレンズアレイ２１，２２と、偏光変換素子２３と、集光レンズ２４とを含んで構成されている。そして、光源１０から射出された光の輝度分布を第１，第２のレンズアレイ２１，２２により均一化し、第１，第２のレンズアレイ２１，２２を通過した光を偏光変換素子２３により色変調部の入射可能偏光方向に偏光し、偏光した光を集光レンズ２４により集光して色変調部２５に射出する。なお、偏光変換素子２３は、例えば、ＰＢＳアレイと、１／２波長板とで構成されており、ランダム偏光を特定の直線偏光に変換するものである。
【００２７】
色変調部２５は、光分離手段としての２つのダイクロイックミラー３０，３５と、３つのミラー（反射ミラー３６，４５，４６）と、５つのフィールドレンズ（レンズ４１、リレーレンズ４２、平行化レンズ５０Ｂ，５０Ｇ，５０Ｒ）と、３つの液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒと、クロスダイクロイックプリズム８０と、を含んで構成されている。
【００２８】
ダイクロイックミラー３０，３５は、光源１０からの光（白色光）を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のＲＧＢ３原色光に分離（分光）するものである。ダイクロイックミラー３０は、ガラス板等にＢ光及びＧ光を反射し、Ｒ光を透過する性質のダイクロイック膜を形成したもので、光源１０からの白色光に対して、当該白色光に含まれるＢ光及びＧ光を反射し、Ｒ光を透過する。ダイクロイックミラー３５は、ガラス板等にＧ光を反射し、Ｂ光を透過する性質のダイクロイック膜を形成したもので、ダイクロイックミラー３０を透過したＧ光及びＢ光のうち、Ｇ光を反射して平行化レンズ５０Ｇに伝達し、青色光を透過してレンズ４１に伝達する。
【００２９】
リレーレンズ４２はレンズ４１近傍の光を平行化レンズ５０Ｂ近傍に伝達するもので、レンズ４１はリレーレンズ４２に光を効率よく入射させる機能を有する。また、レンズ４１に入射したＢ光は、その強度分布をほぼ保存された状態で、かつ光損失を殆ど伴うことなく空間的に離れた液晶ライトバルブ６０Ｂに伝達される。
【００３０】
平行化レンズ５０Ｂ，５０Ｇ，５０Ｒは対応する液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒに入射する各色光を略平行化して、液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒを透過した光を効率よくリレーレンズ９０に入射させる機能を有している。そして、ダイクロイックミラー３０，３５で分光されたＲＧＢ３原色の光は、上述したミラー（反射ミラー３６，４５，４６）及びレンズ（レンズ４１、リレーレンズ４２、平行化レンズ５０Ｂ，５０Ｇ，５０Ｒ）を介して液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒに入射する。
【００３１】
液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒは、画素電極及びこれを駆動するための薄膜トランジスタ素子や薄膜ダイオード等のスイッチング素子がマトリクス状に形成されたガラス基板と、全面にわたって共通電極が形成されたガラス基板との間にＴＮ型液晶を挟み込むとともに、外面に偏光板を配置したアクティブマトリクス型の液晶表示素子である。
【００３２】
また、液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒは、電圧非印加状態で白／明（透過）状態、電圧印加状態で黒／暗（非透過）状態となるノーマリーホワイトモードまたはその逆のノーマリーブラックモードで駆動され、与えられた制御値に応じて明暗間の階調がアナログ制御される。液晶ライトバルブ６０Ｂは、入射されたＢ光を表示画像データに基づいて光変調し、光学像を内包した変調光を射出する。液晶ライトバルブ６０Ｇは、入射されたＧ光を表示画像データに基づいて光変調し、光学像を内包した変調光を射出する。液晶ライトバルブ６０Ｒは、入射されたＲ光を表示画像データに基づいて光変調し、光学像を内包した変調光を射出する。
【００３３】
クロスダイクロイックプリズム８０は、４つの直角プリズムが貼り合わされた構造からなり、その内部には、Ｂ光を反射する誘電体多層膜（Ｂ光反射ダイクロイック膜８１）及びＲ光を反射する誘電体多層膜（Ｒ光反射ダイクロイック膜８２）が断面Ｘ字状に形成されている。そして、液晶ライトバルブ６０ＧからのＧ光を透過し、液晶ライトバルブ６０ＲからのＲ光と液晶ライトバルブ６０ＢからのＢ光とを折り曲げてこれらの３色の光を合成し、カラー画像を形成する。
【００３４】
図２は、リレーレンズ９０の構成を示す図である。
リレーレンズ９０は、クロスダイクロイックプリズム８０で合成された液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒからの光学像を液晶ライトバルブ１００の画素面上に伝達するものである。また、本実施形態において使用するリレーレンズ９０は、倒立結像手段であるため、液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒから射出されリレーレンズ９０を介して液晶ライトバルブ１００に結像される像は倒立像となる。
なお、図２に示すリレーレンズ９０は、説明を簡潔にするために、液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒとリレーレンズ９０との間にあるクロスダイクロイックプリズム８０を省略して描いてあるが、光学的には図１に示すプロジェクタＰＪ１の構成と等価なものである。
【００３５】
リレーレンズ９０は、開口絞り９１に対してほぼ対称に配置された前段レンズ群９０ａ及び後段レンズ群９０ｂからなる等倍結像レンズである。また、液晶の視野角特性を考慮して両側テレセントリック特性を有することが望ましい。このようなリレーレンズ９０は、前段レンズ群９０ａの像側焦点位置と開口絞り９１と後段レンズ群９０ｂの物体側焦点位置とを一致させ、かつ、前段レンズ群９０ａの物体側焦点位置に液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒを配置し、後段レンズ群９０ｂの像側焦点位置に液晶ライトバルブ１００を配置する。前段レンズ群９０ａ及び後段レンズ群９０ｂは、複数の凸レンズ及び凹レンズを含んで構成されている。ただし、レンズの形状、大きさ、配置間隔及び枚数、テレセントリック性、倍率その他のレンズ特性は、要求される特性によって適宜変更され得るものであり、図２の例に限定されるものではない。
【００３６】
また、液晶ライトバルブ１００は、入射した光の全波長領域の輝度を表示画像データに基づいて変調し、最終的な光学像を内包した変調光を投射レンズ１１０に射出する。
図３は、液晶ライトバルブ１００の断面図である。この図に示すように、液晶ライトバルブ１００は、液晶パネルが偏光板１０１ａ（光学素子）と偏光板１０１ｂ（光学素子）とに挟まれたサンドイッチ構造とされている。なお、液晶パネルは、図３に示すように、対向基板１０２、対向電極１０３、データ配線１０４、封止材１０５、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）基板１０６及び液晶層１０７を備えて構成されている。
このような液晶ライトバルブ１００においては、図中ｉｎ側からリレーレンズ９０を介した光が入射され、この入射された光を輝度変調して図中ｏｕｔ側に射出する。
【００３７】
そして、図１に示すように、本実施形態のプロジェクタＰＪ１においては、液晶ライトバルブ１００に、当該液晶ライトバルブ１００が備える偏光板１０１ａ，１０１ｂを移動するための移動機構１（光学素子移動手段）が連結されている。
図４は、移動機構１の概略構成図である。この図に示すように移動機構１は、モータ３と、外部からの信号（Ｍ．Ｓ）に応じてモータ３を駆動するモータ制御回路２と、液晶ライトバルブ１００が備える偏光板１０１ａ、１０１ｂに接続されかつモータ３によって図中ａ方向に移動されるスライドギア４とを備えている。そして、モータ制御回路２によってモータ３が駆動されることによって、スライドギア４がａ方向に移動され、これによって、スライドギア４に連結された偏光板１０１ａ，１０１ｂが光の光路Ｌから外される（相対移動される）。また、モータ制御回路２によってモータ３が逆回転駆動されることによって、偏光板１０１ａ，１０１ｂが再び液晶パネルを挟み込むように移動される。
【００３８】
投射レンズ１１０は、液晶ライトバルブ１００の表示面上に形成された光学像をスクリーン１２０上に投射してカラー画像を表示する。
そして、本実施形態のプロジェクタにおいては、投射レンズ１１０に、当該投射レンズ１１０の焦点距離を変更するための焦点調整機構５（焦点調整手段）が接続されている。
この焦点調整機構５は、上述の移動機構１が液晶ライトバルブ１００の偏光板１０１ａ、１０１ｂを移動させた場合に生じる焦点距離の変化に応じて、投射レンズ１１０の焦点距離を変化させるものである。
【００３９】
なお、液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒ及び液晶ライトバルブ１００はいずれも透過光の強度を変調し、その変調度合いに応じた光学像を内包する点では同じであるが、後者の液晶ライトバルブ１００は全波長域の光（白色光）を変調するのに対して、前者の液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒは光分離手段であるダイクロイックミラー３０，３５で分光された特定波長領域の光（Ｒ，Ｇ，Ｂなどの色光）を変調する点で両者は異なっている。したがって、液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒで行われる光強度変調を色変調、液晶ライトバルブ１００で行われる光強度変調を輝度変調と便宜的に呼称して区別する。
【００４０】
また、同様の観点から、以下の説明では液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒを色変調ライトバルブ、液晶ライトバルブ１００を輝度変調ライトバルブと呼称して区別する場合がある。
【００４１】
次に、プロジェクタＰＪ１の全体的な光伝達の流れを説明する。光源１０からの白色光はダイクロイックミラー３０，３５により赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の３原色光に分光されるとともに、平行化レンズ５０Ｂ，５０Ｇ，５０Ｒを含むレンズ及びミラーを介して、液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒに入射される。液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒに入射した各々の色光はそれぞれの波長領域に応じた外部データに基づいて色変調され、光学像を内包した変調光として射出される。液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒからの各変調光は、それぞれクロスダイクロイックプリズム８０に入射し、そこで一つの光に合成される。
【００４２】
その後、クロスダイクロイックプリズム８０を射出した光線は、リレーレンズ９０を介して液晶ライトバルブ１００に入射される。液晶ライトバルブ１００に入射した合成光は全波長域に応じた外部データに基づいて輝度変調され、最終的な光学像を内包した変調光として投射レンズ１１０へ射出される。そして、投射レンズ１１０において、液晶ライトバルブ１００からの最終的な合成光をスクリーン１２０上に投射し所望の画像を表示する。
【００４３】
このように、プロジェクタＰＪ１では、第１光変調素子としての液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒで光学像（画像）を形成した変調光を用いて、最終的な表示画像を第２光変調素子としての液晶ライトバルブ１００で形成する形態を採用しており、直列に配置された２つの光変調素子（色変調ライトバルブ及び輝度変調ライトバルブ）を介して、２段階の画像形成過程によって光源１０からの光を変調する。なお、画像形成過程については、例えば、「Helge Seetzen, Lorne A. Whitehead “A High Dynamic Range Display Using Low and High Resolution Modulators”, SID Symposium 2003, pp.1450-1453(2003)」に掲載されている。その結果、プロジェクタＰＪ１は、輝度ダイナミックレンジの拡大と階調数の増大を実現することができる。
【００４４】
更に、プロジェクタＰＪ１は、プロジェクタＰＪ１を制御する表示制御装置２００を有している。
図５は、表示制御装置２００のハードウェア構成を示すブロック図である。
表示制御装置２００は、図５に示すように、制御プログラムに基づいて演算及びシステム全体を制御するＣＰＵ１７０と、所定領域にあらかじめＣＰＵ１７０の制御プログラム等を格納しているＲＯＭ１７２と、ＲＯＭ１７２等から読み出したデータやＣＰＵ１７０の演算過程で必要な演算結果を格納するためのＲＡＭ１７４と、外部装置に対してデータの入出力を媒介するＩ／Ｆ１７８とで構成されており、これらは、データを転送するための信号線であるバス１７９で相互にかつデータ授受可能に接続されている。
【００４５】
Ｉ／Ｆ１７８には、外部装置として、輝度変調ライトバルブ及び色変調ライトバルブを駆動するライトバルブ駆動装置１８０と、データやテーブル等をファイルとして格納する記憶装置１８２と、外部のネットワークに接続するための信号線１９９とが接続されている。なお、本実施形態のプロジェクタＰＪ１においては、ライトバルブ駆動装置１８０が、本発明の制御手段としての機能を有している。すなわち、ライトバルブ駆動装置１８０は、液晶ライトバルブ１００の偏光板１０１ａ，１０１ｂが移動された場合に、液晶ライトバルブ１００の液晶パネルが全面白表示となるように駆動する。
【００４６】
記憶装置１８２には、輝度変調ライトバルブ及び色変調ライトバルブを駆動するためのＨＤＲ表示データおよび制御値登録テーブル等が記憶されている。
【００４７】
本実施の形態において、プロジェクタＰＪ１は、外部からのＨＤＲ映像信号及びＲＧＢに基づき表示制御装置２００において液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒ及び液晶ライトバルブ１００の透過率を制御し、スクリーン１２０上にＨＤＲ画像を表示するようになっている。
ここで、ＨＤＲ画像データは、従来のｓＲＧＢ等の画像フォーマットでは実現できない高い輝度ダイナミックレンジを実現することができる画像データであり、画素の輝度レベルを示す画素値を画像の全画素について格納している。本実施の形態では、ＨＤＲ表示データとして、１つの画素についてＲＧＢ３原色ごとに輝度レベルを示す画素値を浮動小数点値として格納した形式を用いる。例えば、１つの画素の画素値として（１．２，５．４，２．３）という値が格納されている。
【００４８】
また、ＨＤＲ画像データは、高い輝度ダイナミックレンジのＨＤＲ画像を撮影し、撮影したＨＤＲ画像に基づいて生成する。
なお、ＨＤＲ画像データの生成方法の詳細については、例えば公知文献「P.E.Debevec, J.Malik, "Recovering High Dynamic Range Radiance Maps from Photographs", Proceedings of ACM SIGGRAPH97 , p.367-378 , 1997」」に掲載されている。
【００４９】
そして、本実施形態のプロジェクタＰＪ１においては、例えば、外部のネットワークから指示があった場合やＨＤＲ画像データが記憶されていないＲＯＭがＲＯＭ１７２としてセットされた場合には、その外部からの要求に応じてＣＰＵ１７０からその旨を伝える信号が出力される。
【００５０】
そして、その信号が移動機構１のモータ制御回路２に入力されると、モータ制御回路２がモータ３を駆動することによって、スライドギア４が移動され、これによって、液晶ライトバルブ１００の偏光板１０１ａ，１０１ｂが光の光路Ｌから外される。また、ＣＰＵ１７０からの信号は、移動機構１の他に、焦点調整機構５及びライトバルブ駆動装置１８０にも入力される。そして、焦点調整機構５は、ＣＰＵ１７０から信号を入力されることによって、投射レンズ１１０の焦点距離を調整し、ライトバルブ駆動装置１８０は、ＣＰＵ１７０から信号が入力されることによって、液晶ライトバルブ１００の液晶パネルが全面白表示とされるように駆動する。
【００５１】
また、本実施形態のプロジェクタＰＪ１においては、表示制御装置２００は、液晶ライトバルブ１００の偏光板１０１ａ，１０１ｂが光の光路Ｌから外された場合に、液晶ライトバルブ６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂを駆動するための信号処理を、より良い表示特性が実現できるように変更する。
具体的には、液晶ライトバルブ１００の偏光板１０１ａ，１０１ｂが光の光路Ｌにある場合のＬＵＴ（ルックアップテーブル）と、液晶ライトバルブ１００の偏光板１０１ａ，１０１ｂが光の光路Ｌから外された場合のＬＵＴとを記憶装置１８２に予め記憶しておく。そして、ＣＰＵ１７０が液晶ライトバルブ１００の偏光板１０１ａ，１０１ｂの状態に応じて記憶装置１８２に記憶されたＬＵＴを変更することによって、液晶ライトバルブ６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂを駆動するための信号処理を変更することができる。
なお、液晶ライトバルブ１００の偏光板１０１ａ，１０１ｂが光の光路Ｌにある場合の信号処理データと、液晶ライトバルブ１００の偏光板１０１ａ，１０１ｂが光の光路Ｌから外された場合のＬＵＴとを１つのＬＵＴとして記憶装置１８２に記憶しておき、ＣＰＵ１７０が液晶ライトバルブ１００の偏光板１０１ａ，１０１ｂの状態に応じてＬＵＴのアドレスの参照先を変更することによって、液晶ライトバルブ６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂを駆動するための信号処理を変更することもできる。
このように、本実施形態のプロジェクタＰＪ１においては、表示制御装置２００が、本発明の信号処理手段としての機能を有している。
【００５２】
このような本実施形態のプロジェクタＰＪ１によれば、光損失の最も大きな光学素子である偏光板１０１ａ，１０１ｂが光路Ｌ上から移動されるため、プロジェクタＰＪ１の表示特性を明るいものとすることができる。
したがって、本実施形態のプロジェクタＰＪ１によれば、使用環境に応じて表示特性を変化させることが可能となる。
また、偏光板１０１ａ，１０１ｂは液晶パネルや照明光の光路程、精密に配置する必要がないため、移動機構１によって、移動させた後、元に戻す場合であっても、比較的に容易に戻すことが可能となる。
また、液晶ライトバルブ１００の液晶パネルが全面白表示とされるため、光がほとんど損失せずに液晶パネルを透過するため、より確実にプロジェクタの表示特性を明るいものとすることができる。
また、液晶ライトバルブ１００の偏光板１０１ａ，１０１ｂが光の光路Ｌから外された場合に、液晶ライトバルブ６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂを駆動するための信号処理が変更可能とされているため、液晶ライトバルブ６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂを好適に駆動することが可能となり、良好な表示特性を得ることが可能となる。
また、焦点調整機構５によって投射レンズ１１０の焦点距離が、偏光板１０１ａ，１０１ｂが相対移動されることによって生じる焦点距離の変化に応じて変化されるため、焦点の合った画像をスクリーン１２０上に表示することができる。
【００５３】
なお、液晶ライトバルブ１００の偏光板１０１ａ，１０１ｂが光の光路Ｌから外されてる場合においては、液晶パネルは常に全面白表示とされるため、液晶パネルとしてノーマリーホワイト型の液晶パネルを用いることで、プロジェクタＰＪ１の消費電力を低減させることが可能となる。
【００５４】
また、液晶ライトバルブ１００の偏光板１０１ａ、１０１ｂの両方を光路Ｌから外すのではなく、どちらか一方を光路Ｌから外しても良い。
例えば、図６に示すように、液晶ライトバルブ１００の偏光板１０１ａ（入射側偏光板）のみを移動機構に１と接続することで、偏光板１０１ａのみを光路Ｌから外しても良い。
ここで、本実施形態のプロジェクタＰＪ１は、第１光変調素子として液晶ライトバルブ６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂを備えている。このため、液晶ライトバルブ６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂから射出され、第２光変調素子としての液晶ライトバルブ１００に入射する光の偏光方向は一方向にほぼ揃えられている。このため、光の偏光方向が偏光板１０１ａの透過軸と平行であれば、偏光板１０１ａのみを光路Ｌから外した場合であっても、液晶ライトバルブ１００を駆動し、液晶ライトバルブ６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂによって変調された光をさらに輝度変調することができる。
ただし、液晶ライトバルブ６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂから射出された光は、途中の光学系（クロスダイクロイックプリズム８０やリレーレンズ９０）を介して液晶ライトバルブ１００に到達するため、その偏光方向が完全に一方向に揃っているわけではない。このため、通常は偏光板１０１ａによって一部が遮光されていた光が、偏光板１０１ａが光路Ｌから外されることによって、全て液晶ライトバルブ１００に入射するため、プロジェクタＰＪ１の表示特性を明るいものとすることができる。一方で、液晶ライトバルブ１００に入射される光の偏光方向にばらつきがあるため、液晶ライトバルブ１００における輝度変調の効果が薄れてしまう。
具体的には、偏光板１０１ａ及び偏光板１０１ｂが共に光路Ｌ上にあり液晶ライトバルブ１００によって輝度変調が行われる場合には、コントラストが２５００００：１程度とすることができる。一方で、偏光板１０１ａのみを光路Ｌから外して液晶ライトバルブ１００によって輝度変調が行われる場合には、コントラストが１００００：１程度となる。なお、偏光板１０１ａ及び偏光板１０１ｂを共に光路Ｌ上から外して液晶ライトバルブ１００によって輝度変調を行わない場合のコントラストは５００：１程度である。
また、偏光板１０１ａ及び偏光板１０１ｂが共に光路Ｌ上にあり液晶ライトバルブ１００によって輝度変調が行われる場合の輝度を１００％とすると、偏光板１０１ａのみを光路Ｌから外して液晶ライトバルブ１００によって輝度変調が行われる場合の輝度は１１５％程度となり、偏光板１０１ａ及び偏光板１０１ｂを共に光路Ｌ上から外して液晶ライトバルブ１００によって輝度変調を行わない場合の輝度は１５０％程度となる。
【００５５】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本第２実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００５６】
図７は、本実施形態のプロジェクタが備える移動機構の概略構成図である。この図に示すように、本実施形態のプロジェクタが備える移動機構においては、スライドギア４が偏光板１０１ａ，１０１ｂのみでなく、液晶ライトバルブ１００そのものに接続されている。
【００５７】
このような構成を有する本実施形態のプロジェクタにおいては、外部からの要求があった際に、液晶ライトバルブ１００そのものが光路Ｌから外される。そして、このような構成を有する本実施形態のプロジェクタも、上記第１実施形態のプロジェクタＰＪ１同様に、使用環境に応じて表示特性を変化させることが可能となる。
【００５８】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、本第３実施形態の説明においても、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００５９】
図８は、本実施形態のプロジェクタＰＪ３の主たる光学構成を示す図である。
この図に示すように、本実施形態のプロジェクタＰＪ３は、リレーレンズ９０と液晶ライトバルブ１００との間に波長選択性位相差板３００が配置された構成を有している。また、図９の移動機構１の概略構成図に示すように、本実施形態のプロジェクタＰＪ３においては、移動機構１のスライドギア４が偏光板１０１ａ，１０１ｂの他、固定板４００を介して波長選択性位相差板３００と接続された構成を有している。
【００６０】
例えば、本実施形態のプロジェクタＰＪ３のように、ＲＧＢの各色の照明光を３つ液晶ライトバルブ６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂによって変調する３板式のプロジェクタである場合には、クロスダイクロイックプリズム８０における合成効率の観点から、各液晶ライトバルブにおいて変調された照明光の偏光方向が統一されていない場合がある。このため、各液晶ライトバルブ６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂによって変調された照明光を合成して液晶ライトバルブ１００に入射させる場合には、各液晶ライトバルブ６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂによって変調された照明光の偏光方向を統一する必要がある。
そこで、具体的には、液晶ライトバルブ６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂと液晶ライトバルブ１００との間に波長選択性を有する位相差板３００を配置する。
【００６１】
この波長選択性位相差板３００は、所定の波長の光（本実施形態においては緑色照明光）にのみ位相差板として作用し、他の波長の光（本実施形態においては赤色照明光及び青色照明光）には位相差板として作用しないものである。このため、波長選択性位相差板３００を照明光が通過することによって、所定波長の光の偏光方向のみが変化され、全ての光の偏光方向が統一される。この結果、すべての照明光が偏光方向を統一化され液晶ライトバルブ１００に入射可能とされる。
【００６２】
しかしながら、照明光は、このような波長選択性位相差板３００を通ることによって多少なりともエネルギーを損失する。具体的には、波長選択性位相差板３００を照明光が通ることによって照明光の一部が熱となり、照明光全体としての強度が低下することとなる。
そこで、本実施形態のプロジェクタＰＪ３のように、液晶ライトバルブ１００の偏光板１０１ａ，１０１ｂを照明光の光路Ｌ上から外すような場合、すなわち波長選択性位相差板３００が必要とされていない場合には、移動機構１を駆動することによって、液晶ライトバルブ１００の偏光板１０１ａ，１０１ｂとともに波長選択性位相差板３００も照明光の光路Ｌ上から外すことによって表示画像を明るくすることができる。
【００６３】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。なお、本第４実施形態の説明において、上記第１実施形態あるいは第２実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００６４】
図１０は、本実施形態のプロジェクタＰＪ４の主たる光学構成を示す図である。
この図に示すように、本実施形態のプロジェクタＰＪ４は、液晶ライトバルブ１００と一体形成された光路長調整光学素子５００を備える構成を有しており、上記第１実施形態のプロジェクタＰＪ１が備えた焦点調整機構５を備えていない。
【００６５】
光路長調整光学素子５００は、照明光の光路長を調整する光学素子であり、液晶ライトバルブ１００が光路Ｌ上から外された場合に、光路Ｌ上に挿入されるものである。具体的には、液晶ライトバルブ１００が光路Ｌ上から外された場合であっても照明光の光路長が変わらないように、光路長が光路長調整光学素子５００によって調整される。
【００６６】
このような本実施形態のプロジェクタＰＪ４によれば、液晶ライトバルブ１００が光路Ｌ上から外された場合であっても光路長調整光学素子５００によって照明光の光路長が調整される。このため、焦点調整機構によって投射レンズ１１０の焦点を調整することなく、焦点の合った画像をスクリーン１２０上に表示することができる。
【００６７】
なお、光路長調整光学素子５００としては、照明光に対して透明性を有する光学ガラスやカラーフィルタとして機能する誘電体多層膜ガラス等を用いることができる。そして、誘電体多層膜ガラスを光路長調整光学素子５００として用いた場合には、光路長調整光学素子５００によって照明光の光路長を調整することができるとともに照明光の色温度補正を行うことができる。
【００６８】
また、本実施形態のプロジェクタＰＪ４においては、図１１の移動機構１の概略構成図に示すように、光学素子である液晶ライトバルブ１００と光路長調整光学素子５００とが、移動機構１によって液晶ライトバルブ１００が移動される方向に直列して接続されることによって一体形成されている。このため、移動機構１によって液晶ライトバルブ１００を光路Ｌ上から外すと同時に光路長調整光学素子５００を光路Ｌ上に配置することができる。したがって、別途光路長調整光学素子５００を移動する機構を設ける必要がない。なお、本実施形態のプロジェクタＰＪ４においては、移動機構１が本発明の光路長調整手段の構成要素にも含まれており、移動機構１及び光路長調整光学素子５００によって本発明の光路長調整手段が構成されている。
【００６９】
なお、液晶ライトバルブ１００と光路長調整光学素子５００とを一体形成する場合には、図１２の断面図に示すように、液晶ライトバルブ１００が光路長調整光学素子に形成された段差部５０１に対して貼り付けられることによって一体形成されているという構成を採用することができる。
このような構成を採用することによって、段差部５０１の高さを調整することによって、液晶ライトバルブ１００を光路Ｌ上に配置する場合の光路長と、光路長調整光学素子５００を光路Ｌ上に配置する場合の光路長とを容易に合わせることが可能となる。また、液晶ライトバルブ１００以外の光学素子を用いる場合であっても、その光学素子を段差部５０１に合わせることによって容易に位置決めが可能となるとともに交換作業も容易化される。
【００７０】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について説明する。なお、本第５実施形態の説明においても、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００７１】
図１３は、本実施形態のプロジェクタＰＪ５の主たる光学構成を示す図である。
この図に示すように、本実施形態のプロジェクタＰＪ５は、リレーレンズ９０及び液晶ライトバルブ１００が、集光レンズ２４とダイクロイックミラー３０との間に設置されている。なお、本実施形態のプロジェクタＰＪ５においては、光の進行方向に対して液晶ライトバルブ１００、リレーレンズ９０の順に配置されている。
【００７２】
このような構成を有する本実施形態のプロジェクタＰＪ５においては、液晶ライトバルブ１００によって輝度変調された光がリレーレンズ９０を介して各液晶ライトバルブ６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂに入射され、各液晶ライトバルブ６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂにおいて色変調される。すなわち、本実施形態のプロジェクタＰＪ５においては、本発明の第１光変調素子が液晶ライトバルブ１００によって構成され、本発明の第２光変調素子が液晶ライトバルブ６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂによって構成されている。
そして、液晶ライトバルブ１００に移動機構１が連結されており、液晶ライトバルブ１００そのものを光路Ｌ上から外すことが可能とされている。
【００７３】
このような本実施形態のプロジェクタＰＪ５においても、光損失の大きな光学素子である液晶ライトバルブ１００そのものが光路Ｌ上から移動可能とされるため、液晶ライトバルブ１００を光路Ｌ上から外すことによって、プロジェクタＰＪ５の表示特性を明るいものとすることができる。
【００７４】
また、図１３に示すように、液晶ライトバルブ１００には位相差板６００（１／２波長板）が一体形成されている。位相差板６００は、入射する光の偏光方向を変化させるものであり、液晶ライトバルブ１００が光路Ｌ上から外された場合に、光路Ｌ上に挿入される。
液晶ライトバルブ１００に入射される光は、偏光変換素子２３によってその偏光方向が揃えられており、液晶ライトバルブ１００から射出されることによって偏光方向が変化される。ここで、液晶ライトバルブ１００が光路Ｌ上から外された場合には、光の偏光方向が変化されないため、後段の液晶ライトバルブ６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂに光が入射することができない。このため、液晶ライトバルブ１００が光路Ｌ上から外された場合に、位相差板６００を光路Ｌ上に挿入することよって、液晶ライトバルブ６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂに入射可能な偏光方向の光に変換する。
【００７５】
なお、本実施形態においては、移動機構１によって液晶ライトバルブ１００そのものを移動させた。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、移動機構１によって液晶ライトバルブ１００の偏光板１０１ａ及び１０１ｂのみを移動させても良い。
【００７６】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について説明する。なお、本第６実施形態の説明においても、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００７７】
上記第１〜第５実施形態のプロジェクタが光学素子を移動させることによって光学素子と光路Ｌとを相対移動させる構成であるのに対して、本実施形態のプロジェクタは、光路Ｌを移動させることによって光学素子（液晶ライトバルブ１００）と光路Ｌとを相対移動させる構成を有している。
【００７８】
図１４は、本実施形態のプロジェクタＰＪ６の主たる光学構成を示す図である。
この図に示すように、本実施形態のプロジェクタＰＪ６においては、集光レンズ２４とダイクロイックミラー３０との間の光路Ｌが光路Ｌ１と光路Ｌ２とに分離されている。なお、本実施形態のプロジェクタＰＪ６においては、偏光変換素子２３から射出される光がｓ偏光であり、液晶ライトバルブ６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂに入射可能な光がｐ偏光であるとする。
【００７９】
そして、本実施形態のプロジェクタＰＪ６は、光路Ｌに対して移動可能であるとともに光路Ｌ上においては光を反射することによって光路Ｌ１に導光する可動式反射ミラー７０１（光学素子移動手段）を備えている。すなわち、可動式反射ミラー７０１が光路Ｌ上に設置されている場合には、光が光路Ｌ１に導光され、可動式反射ミラー７０１が光路Ｌ上に設置されていない場合には、光が光路Ｌ２に導光される。
光路Ｌ１上には、複数のリレーレンズ７０２と、反射ミラー７０３が設置されており、光路Ｌ１に導光された光は、これらの光学系によって偏光ビームスプリッタ７０４に導光される。
一方、光路Ｌ２上には、ｓ偏光を液晶ライトバルブ１００側に反射する偏光ビームスプリッタ７０５、及びリレーレンズ９０が設置されており、光路Ｌ２に導光された光は、これらの光学系によって偏光ビームスプリッタ７０４に導光される。なお、本実施形態においては、液晶ライトバルブ１００が反射型の液晶ライトバルブとして構成されている。
偏光ビームスプリッタ７０４は、ｓ偏光を反射することによってダイクロイックミラー３０側に導光し、ｐ偏光を透過することによってダイクロイックミラー３０側に導光するものである。
また、偏光ビームスプリッタ７０４とダイクロイックミラー３０との間には、光が光路Ｌ１を通過してきた場合（可動式反射ミラー７０１が光路Ｌ上にある場合）に光路Ｌ上に設置される可動式位相差板７０６が設置されている。
【００８０】
このような構成を有する本実施形態のプロジェクタＰＪ６においては、可動式反射ミラー７０１が光路Ｌ上に移動された場合には、光が光路Ｌ１に導光される。そして、光路Ｌ１に導光された光（ｓ偏光）が複数のリレーレンズ７０２と、反射ミラー７０３によって偏光ビームスプリッタ７０４に導光される。ここで、偏光ビームスプリッタ７０４は、ｓ偏光を反射することによってダイクロイックミラー３０側に導光するものであるため、光路Ｌ１を介して偏光ビームスプリッタ７０４に導光された光は、偏光ビームスプリッタ７０４に反射されることによってダイクロイックミラー３０側に導光される。また、可動式反射ミラー７０１が光路Ｌ上にある場合には、光路Ｌ上に可動式位相差板７０６が設置されるため、偏光ビームスプリッタ７０４から射出された光は、可動式位相差板７０６によって、液晶ライトバルブ６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂに入射可能なｐ偏光に変化されて射出される。
一方、可動式反射ミラー７０１が光路Ｌ上から外されている場合には、光が光路Ｌ２に導光される。そして、光路Ｌ２に導光された光は、偏光ビームスプリッタ７０５によって液晶ライトバルブ１００に導光され、輝度変調された後、リレーレンズ９０を介して偏光ビームスプリッタ７０４に導光される。このように光路Ｌ２を通って偏光ビームスプリッタ７０４に導光される光は、液晶ライトバルブ１００によってｐ偏光に変化されているため、偏光ビームスプリッタ７０４を透過することによってダイクロイックミラー３０側に導光される。
【００８１】
このような本実施形態のプロジェクタＰＪ６においては、光を光路Ｌ１に導光するすなわち光路を移動させることによって、液晶ライトバルブ１００を光路上から外すことができる。したがって、光を光路Ｌ１に導光することによって、上記第１実施形態のプロジェクタと同様に、表示特性を明るいものとすることができる。
【００８２】
また、本実施形態のプロジェクタＰＪ６においては、液晶ライトバルブ１００によって変調された光が各液晶ライトバルブ６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂによって変調されているため、本発明の第１光変調素子が液晶ライトバルブ１００によって構成され、本発明の第２光変調素子が液晶ライトバルブ６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂによって構成されている。
【００８３】
（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態について説明する。なお、本第７実施形態は、上記第６実施形態の変形例であるため、上記第６実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００８４】
図１５は、本実施形態のプロジェクタＰＪ７の主たる光学構成を示す図である。
この図に示すように、本実施形態のプロジェクタＰＪ７は、上記第６実施形態のプロジェクタＰＪ６が備えた可動式反射ミラー７０１の替わりに、光路Ｌに対して移動可能な可動式位相差板８０１と、偏光ビームスプリッタ８０２とを備えている。すなわち、本実施形態のプロジェクタＰＪ７においては、本発明の光学素子移動手段が可動式位相差板８０１及び偏光ビームスプリッタ８０２によって構成されている。
偏光ビームスプリッタ８０２は、ｐ偏光を反射することによって光路Ｌ１に導光し、ｓ偏光を透過することによって光路Ｌ２に導光する。
このため、本実施形態のプロジェクタＰＪ７においては、可動式位相差板８０１を光路Ｌ上に設置することによって、集光レンズ２４から射出されたｓ偏光がｐ偏光に変化され、偏光ビームスプリッタ８０２において反射されることで光路Ｌ１に導光される。
一方、可動式位相差板８０１を光路Ｌ上から外すことによって、集光レンズ２４から射出されたｓ偏光が偏光ビームスプリッタ８０２を透過して光路Ｌ２に導光される。
すなわち、本実施形態のプロジェクタＰＪ７によれば、可動式位相差板８０１を移動することによって、光路を移動することができる。
【００８５】
なお、本実施形態においては、光路Ｌ１に導光されるのはｐ偏光であるため、これをｓ偏光に戻す必要がある。このため、光路Ｌ１上に位相差板８０３が設置されている。
【００８６】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係るプロジェクタの好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００８７】
例えば、上記第１実施形態においては、移動機構によって偏光板１０１ａ，１０１ｂあるいは液晶ライトバルブ１００のみを移動した。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではなく、偏光板１０１ａ，１０１ｂあるいは液晶ライトバルブ１００と同時にリレーレンズ９０も移動機構によって移動させても良い。
【００８８】
また、偏光板１０１ａ，１０１ｂあるいは液晶ライトバルブ１００の移動方向及び移動方法も任意である。
【００８９】
また、上記実施形態においては、光変調素子として、透過型の液晶ライトバルブを用いた。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではなく、光変調素子として、反射型の液晶ライトバルブや微小ミラーアレイデバイスを用いることも可能である。
【００９０】
また、例えば、上記実施形態のスクリーンを筐体の一部に露出して設置し、上記実施形態のスクリーン以外の構成を筐体の内部に収納し、筐体の内部からスクリーンに対して背面投写することによって画像を表示する、いわゆるリアプロジェクタに本発明を適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の第１実施形態におけるプロジェクタの主たる光学構成を示した図である。
【図２】リレーレンズの構成を示す図である。
【図３】液晶ライトバルブの断面図である。
【図４】移動機構の概略構成図である。
【図５】表示制御装置のハードウェア構成を示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態におけるプロジェクタの変形例を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態におけるプロジェクタが備える移動機構の概略構成図である。
【図８】本発明の第３実施形態におけるプロジェクタの主たる光学構成を示した図である。
【図９】移動機構の概略構成図である。
【図１０】本発明の第４実施形態におけるプロジェクタの主たる光学構成を示した図である。
【図１１】移動機構の概略構成図である。
【図１２】液晶ライトバルブと光路長調整光学素子との断面図である。
【図１３】本発明の第５実施形態におけるプロジェクタの主たる光学構成を示した図である。
【図１４】本発明の第６実施形態におけるプロジェクタの主たる光学構成を示した図である。
【図１５】本発明の第７実施形態におけるプロジェクタの主たる光学構成を示した図である。
【符号の説明】
【００９２】
ＰＪ１，ＰＪ３〜ＰＪ７……プロジェクタ、１……移動機構（光学素子移動手段）、５……焦点調整機構（焦点調整手段）６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒ……液晶ライトバルブ（第１光変調素子）、１００……液晶ライトバルブ（第２光変調素子）、１０１ａ，１０１ｂ……偏光板、１１０……投射レンズ（投射手段）、１８０……ライトバルブ駆動装置（制御手段）、３００……波長選択性位相差板、５００……光路長調整光学素子、７０１……可動式反射ミラー（光学素子移動手段）、８０１……可動式位相差板、８０２……偏光ビームスプリッタ
【図１】
2007148319.tif 000003
【図２】
2007148319.tif 000004
【図３】
2007148319.tif 000005
【図４】
2007148319.tif 000006
【図５】
2007148319.tif 000007
【図６】
2007148319.tif 000008
【図７】
2007148319.tif 000009
【図８】
2007148319.tif 000010
【図９】
2007148319.tif 000011
【図１０】
2007148319.tif 000012
【図１１】
2007148319.tif 000013
【図１２】
2007148319.tif 000014
【図１３】
2007148319.tif 000015
【図１４】
2007148319.tif 000016
【図１５】
2007148319.tif 000017