(57)【要約】【課題】装置の小型化が可能なプロジェクタを提供する。【解決手段】第１のレンズアレイ１２の焦点位置の近傍、即ち第２のレンズアレイ１４の近傍には、カラーフィルタ１３が備えられている。カラーフィルタ１３は、それぞれ異なる波長域の光を透過させる２種のフィルタ（第１のフィルタ３１及び第２のフィルタ３２）を有している。各フィルタ３１，３２は、Ｙ方向に細長い形状になっており、部分光束の各列、即ち第１及び第２のレンズアレイ１２，１４のＸ方向の分割数であるｍ個の列毎に、１つずつ所定の順序で備えられている。このカラーフィルタ１３を、駆動機構によって駆動して、光軸方向（Ｚ方向）と垂直なＸ方向に周期的な往復運動（振動）を行わせることにより、透過する光束の波長域を周期的に切り替えることができる。【選択図】図１
2007304395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光束を射出する光源と、前記光束を画像データに応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置で変調された前記光束を拡大投射する投射光学系とを備えたプロジェクタであって、
前記光源から射出された前記光束を、複数の部分光束に分割するとともに、前記部分光束の各々を所定の距離だけ離れた位置で収束させる第１のレンズアレイと、
前記部分光束が収束する位置の近傍に備えられ、前記部分光束の各々を前記光変調装置に重畳して照射させる第２のレンズアレイと、
前記部分光束が収束する位置の近傍で前記部分光束を入射し、当該部分光束に含まれる所定の波長域の光束を前記光変調装置に向けて透過させるとともに、透過させる前記光束の波長域を周期的に切り替える波長域切替手段と、
を備え、
前記光変調装置は、周期的に切り替わる前記波長域に応じて前記光束を変調することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
請求項１に記載のプロジェクタであって、前記波長域切替手段は、
前記各部分光束が入射する位置毎に、それぞれ異なる波長域の光束を透過可能な複数のフィルタが所定の順序で配列された複合フィルタ部と、
当該複合フィルタ部を、前記配列方向に往復運動させる往復運動駆動部とを備え、
前記往復運動駆動部により前記複合フィルタ部を往復運動させて、前記部分光束が入射する前記フィルタを周期的に変化させることにより、前記波長域を切り替えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
請求項２に記載のプロジェクタであって、前記複合フィルタ部は、前記複数のフィルタの境界部に、前記部分光束を遮光する遮光部を備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のプロジェクタであって、２つの前記光変調装置と、透過する光束の波長域が異なる２つの状態を周期的に切替可能な前記波長域切替手段とを備え、
前記波長域切替手段を透過した光束を、さらに２つの波長域の光束に分離して、それぞれを前記２つの光変調装置に分配する波長域分離手段と、
前記２つの光変調装置で変調された光束を合成し、前記投射光学系に向けて射出する波長域合成手段と、
を備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のプロジェクタであって、前記光変調装置は、液晶パネルによって変調を行う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】
【０００１】
本発明は、光源から射出された光を画像データに応じて変調し、スクリーン等に画像を投射するプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタによってカラーの画像を投射するためには、例えば、特許文献１に記載のプロジェクタのように、光源光をＲ（赤色）光、Ｇ（緑色）光、Ｂ（青色）光の３色の色光に分離し、色光毎に変調して画像光を形成した後にこれらを合成する必要がある。
【０００３】
図１６は、この種のプロジェクタの概略構成を示す構成図であり、光源から射出された光がスクリーンに至るまでの光路を示している。
図１６に示すように、プロジェクタ３００は、照明光学系３１０、色光分離光学系３２０、リレー光学系３３０、３つの液晶ライトバルブ３４０Ｒ，３４０Ｇ，３４０Ｂ、クロスダイクロイックプリズム３５０、投射レンズ３６０等を備えている。
【０００４】
照明光学系３１０は、放電型光源ランプ等からなる光源３１１と、第１のレンズアレイ３１２と、第２のレンズアレイ３１３と、偏光変換素子３１４と、重畳レンズ３１５とを備えている。光源３１１から射出された光束は、微小なレンズ３１２ａがマトリクス状に配置された第１のレンズアレイ３１２によって多数の微小な部分光束に分割される。第２のレンズアレイ３１３及び重畳レンズ３１５は、分割された部分光束のそれぞれが、照明対象である３つの液晶ライトバルブ３４０Ｒ，３４０Ｇ，３４０Ｂの画像形成領域全体を照射するように備えられている。このため、各部分光束が液晶ライトバルブ３４０Ｒ，３４０Ｇ，３４０Ｂで重畳され、液晶ライトバルブ３４０Ｒ，３４０Ｇ，３４０Ｂの全体がほぼ均一に照明される。
【０００５】
偏光変換素子３１４は、光源３１１からの光を液晶ライトバルブ３４０Ｒ，３４０Ｇ，３４０Ｂで効率よく利用可能とするため、特定の偏光方向を有する偏光光に揃える機能を有している。照明光学系３１０を射出した偏光光は、色光分離光学系３２０に入射する。
【０００６】
色光分離光学系３２０は、第１のダイクロイックミラー３２１と、第１の反射ミラー３２２と、第２のダイクロイックミラー３２３とを備えており、照明光学系３１０から射出された光を、波長域の異なる３色の光に分離する。第１のダイクロイックミラー３２１は、略赤色の光を透過させるとともに、透過する光よりも短波長の光を反射する。第１のダイクロイックミラー３２１を透過した赤色光Ｒは、第１の反射ミラー３２２で反射された後、第１の平行化レンズ３２４で平行化されて赤色光用の液晶ライトバルブ３４０Ｒを照明する。
【０００７】
第２のダイクロイックミラー３２３は、略青色の光を透過するとともに、透過する光よりも長波長の光を反射する。このため、第１のダイクロイックミラー３２１で反射された光のうち、緑色光Ｇは、第２のダイクロイックミラー３２３によってさらに反射された後、第２の平行化レンズ３２５で平行化されて緑色光用の液晶ライトバルブ３４０Ｇを照明する。また、青色光Ｂは、第２のダイクロイックミラー３２３を透過し、リレー光学系３３０を経由して、青色光用の液晶ライトバルブ３４０Ｂを照明する。
【０００８】
なお、青色光Ｂの経路は、他の色光の経路に比べて長くなってしまうことから、光束の発散によって液晶ライトバルブ３４０Ｂへの照明効率が低下するのを抑制するために、青色光Ｂの経路には、リレー光学系３３０が設けられている。リレー光学系３３０は、入射側レンズ３３１と、第２の反射ミラー３３２と、リレーレンズ３３３と、第３の反射ミラー３３４と、射出側レンズ３３５とを備えている。色光分離光学系３２０から射出した青色光Ｂは、入射側レンズ３３１によってリレーレンズ３３３の近傍で収束し、射出側レンズ３３５に向けて発散する。
【０００９】
液晶ライトバルブ３４０Ｒ，３４０Ｇ，３４０Ｂのそれぞれは、一対の透明基板間に液晶が封入された光変調装置としての液晶パネル３４１と、その入射側表面及び射出側表面にそれぞれ貼り付けられた入射側偏光板３４２及び射出側偏光板３４３とを備えている。液晶パネル３４１の内面には、微小な透明電極（画素電極）がマトリクス状に配列された画像形成領域が形成されており、液晶に対して微小領域（画素）毎に駆動電圧を印加可能になっている。入射側偏光板３４２及び射出側偏光板３４３は、それぞれ特定の偏光方向の偏光光のみを透過可能であり、入射側偏光板３４２は、偏光変換素子３１４によって揃えられた偏光方向の偏光光を透過可能となっている。このため、各液晶ライトバルブ３４０Ｒ，３４０Ｇ，３４０Ｂに照射された各色光の大部分は入射側偏光板３４２を透過して、液晶パネル３４１に入射する。
【００１０】
ここで、液晶パネル３４１の各画素に、画像データに応じた駆動電圧が印加されると、液晶パネル３４１に入射した光は、駆動電圧に応じて変調され、画素毎に異なる偏光方向を有した偏光光となる。この偏光光のうち、射出側偏光板３４３を透過可能な偏光成分のみが液晶ライトバルブ３４０Ｒ，３４０Ｇ，３４０Ｂから射出される。つまり、液晶ライトバルブ３４０Ｒ，３４０Ｇ，３４０Ｂが、画像データに応じて、画素毎に異なる透過率で入射光を透過させることによって、階調を有する画像光が色光毎に形成される。液晶ライトバルブ３４０Ｒ，３４０Ｇ，３４０Ｂから射出した各色光からなる画像光は、クロスダイクロイックプリズム３５０に入射する。
【００１１】
クロスダイクロイックプリズム３５０は、各液晶ライトバルブ３４０Ｒ，３４０Ｇ，３４０Ｂから射出された各色の画像光を、画素毎に合成してカラー画像を表す画像光を形成する。クロスダイクロイックプリズム３５０によって合成された画像光は、投射レンズ３６０によってスクリーンＳＣに拡大投射され、画像として表示される。
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−２４１３１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、従来のこの種のプロジェクタは、上述した構成のように、ＲＧＢの３色の色光を変調するために３つの光変調装置（液晶パネル）を備える必要があるため、コストが増大してしまうという問題があった。そのうえ、光変調装置を３つ用いる構成では、上述したように各色光の光路長に差が生じてしまうことから、それを補うためのリレー光学系３３０を備えなければならず、装置が大型化してしまうという問題も有していた。
【００１４】
一方、透過する色光を周期的に切り替え可能なカラーフィルタ（カラーホイール）を用い、複数の色光を時分割で変調することにより、１つ又は２つの光変調装置でカラー画像を形成可能としたプロジェクタが提案されている。このプロジェクタによれば、必要となる光変調装置の数を減らすことが可能となるうえ、各色光の光路長を同一にすることが容易なため、リレー光学系３３０を不要にすることができる。しかしながら、透過色光の切り替えを瞬時に行うためには、収束した光をカラーフィルタに入射する必要があるため、カラーフィルタに光を収束（集光）させるための新たなリレー光学系を備える必要があり、装置の小型化には限界があった。
【００１５】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置の小型化が可能なプロジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明のプロジェクタは、光束を射出する光源と、前記光束を画像データに応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置で変調された前記光束を拡大投射する投射光学系とを備えたプロジェクタであって、前記光源から射出された前記光束を、複数の部分光束に分割するとともに、前記部分光束の各々を所定の距離だけ離れた位置で収束させる第１のレンズアレイと、前記部分光束が収束する位置の近傍に備えられ、前記部分光束の各々を前記光変調装置に重畳して照射させる第２のレンズアレイと、前記部分光束が収束する位置の近傍で前記部分光束を入射し、当該部分光束に含まれる所定の波長域の光束を前記光変調装置に向けて透過させるとともに、透過させる前記光束の波長域を周期的に切り替える波長域切替手段とを備え、前記光変調装置は、周期的に切り替わる前記波長域に応じて前記光束を変調することを特徴とする。
【００１７】
このプロジェクタによれば、透過させる光束の波長域を周期的に切り替える波長域切替手段が、第１のレンズアレイからの部分光束が収束する位置の近傍に備えられているため、波長域切替手段に集光させるためのリレー光学系を新たに備える必要がなくなり、装置を小型化することが可能となる。
【００１８】
このプロジェクタにおいて、前記波長域切替手段は、前記各部分光束が入射する位置毎に、それぞれ異なる波長域の光束を透過可能な複数のフィルタが所定の順序で配列された複合フィルタ部と、当該複合フィルタ部を、前記配列方向に往復運動させる往復運動駆動部とを備え、前記往復運動駆動部により前記複合フィルタ部を往復運動させて、前記部分光束が入射する前記フィルタを周期的に変化させることにより、前記波長域を切り替えることが望ましい。
【００１９】
このプロジェクタによれば、各部分光束が入射する位置毎に、異なる波長域の光束を透過可能な複数のフィルタが所定の順序で配列された複合フィルタ部を備え、この複合フィルタ部を配列方向に往復運動させることによって透過光の波長域を切り替えるため、波長域の切り替えをすべての部分光束で同時に行うことが可能となる。つまり、部分光束の入射位置によって、異なる波長域の光束が同時に透過するのを防ぐことが可能となり、異なる色光の混色を抑制することが可能となる。
【００２０】
このプロジェクタにおいて、前記複合フィルタ部は、前記複数のフィルタの境界部に、前記部分光束を遮光する遮光部を備えることが望ましい。
【００２１】
このプロジェクタによれば、複合フィルタ部が、各フィルタの境界部に遮光部を備えているため、往復運動によって波長域が切り替わる際に、境界部で２つの異なる波長域の光束が同時に透過するのを抑制することが可能となる。
【００２２】
このプロジェクタにおいて、２つの前記光変調装置と、透過する光束の波長域が異なる２つの状態を周期的に切替可能な前記波長域切替手段とを備え、前記波長域切替手段を透過した光束を、さらに２つの波長域の光束に分離して、それぞれを前記２つの光変調装置に分配する波長域分離手段と、前記２つの光変調装置で変調された光束を合成し、前記投射光学系に向けて射出する波長域合成手段とを備えることが望ましい。
【００２３】
このプロジェクタによれば、４つの波長域の光束を２つの光変調装置で変調し画像光を形成することになるため、３つの波長域（ＲＧＢ）の光を３つの光変調装置で変調し画像光を形成する場合に比べて、コストを低減することが可能となるとともに、色の再現域を拡大することが可能となる。
【００２４】
このプロジェクタにおいて、前記光変調装置は、液晶パネルによって変調を行うことが望ましい。
【００２５】
このプロジェクタによれば、液晶パネルによって変調を行う構成であるため、波長域切替手段を付加する以外は、従来の構成を転用することが可能となり、設計や製造を容易に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタについて、図面を参照して説明する。
本実施形態のプロジェクタは、２つの透過型の液晶パネルを用いて時分割で光の変調を行うことにより、４つの波長域の色光でカラー画像を形成するものである。
【００２７】
図１は、本実施形態のプロジェクタの概略構成を示す構成図であり、光源から射出された光がスクリーンに至るまでの光路を示している。
図１に示すように、プロジェクタ１は、光源としてのランプユニット１１、第１のレンズアレイ１２、カラーフィルタ１３、第２のレンズアレイ１４、偏光変換素子１５、重畳レンズ１６、ダイクロイックミラー１７、第１及び第２の反射ミラー１８，１９、第１及び第２の平行化レンズ２０，２１、第１及び第２の液晶ライトバルブ２２，２３、１／２波長位相差板２４、ダイクロイックプリズム２５、投射レンズ２６等を有している。
【００２８】
ランプユニット１１は、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等の放電型光源ランプからなる光源ランプ１１ａを有しており、椀状のリフレクタ１１ｂがその周囲を囲むように備えられている。リフレクタ１１ｂは、その内面が回転楕円体状、或いは回転放物面体状に形成された凹状の反射面になっており、光源ランプ１１ａが放射する光束を、その開口方向にある第１のレンズアレイ１２に向けて略一方向に反射する。
【００２９】
第１のレンズアレイ１２及び第２のレンズアレイ１４は、小レンズ形状の複数のセルがｍ×ｎのマトリクス状に形成されたフライアイレンズであり、第１のレンズアレイ１２の各セルと第２のレンズアレイ１４の各セルとは１対１に対応している。第１のレンズアレイ１２は、ランプユニット１１から射出された光束を、各セルによって複数の部分光束に分割するとともに、その各々を所定の距離だけ離れた位置（焦点位置）で収束させる。第２のレンズアレイ１４は、第１のレンズアレイ１２の焦点位置の近傍に備えられており、重畳レンズ１６とともに、入射する部分光束のそれぞれを、照明対象である２つの液晶ライトバルブ２２，２３の画像形成領域全体に照射する。このため、各部分光束が液晶ライトバルブ２２，２３の画像形成領域上で重畳されることになり、画像形成領域の全体がほぼ均一に照明される。
【００３０】
偏光変換素子１５は、第２のレンズアレイ１４と重畳レンズ１６との間に備えられ、ランプユニット１１からの光を液晶ライトバルブ２２，２３で効率よく利用可能とするため、特定の偏光方向を有する偏光光（本実施形態では、ｓ偏光）に揃える機能を有している。具体的には、偏光変換素子１５は、偏光ビームスプリッタアレイと１／２波長位相差板によって構成され、偏光ビームスプリッタアレイによって入射光をｓ偏光成分とｐ偏光成分に分離するとともに、ｐ偏光成分のみ１／２波長位相差板を経由させることにより、入射光のほとんどをｓ偏光光として射出する。
【００３１】
カラーフィルタ１３は、第１のレンズアレイ１２の焦点位置の近傍、即ち第２のレンズアレイ１４の近傍に備えられるものであり、本実施形態では、第２のレンズアレイ１４の入射面側に備えられている。カラーフィルタ１３は、駆動機構（往復運動駆動部）によって駆動されることにより、光軸方向（Ｚ方向）と垂直な±Ｘ方向に周期的な往復運動（振動）を行う。
【００３２】
図２及び図３は、カラーフィルタ１３を説明するための図であり、図２は、カラーフィルタ１３及びその駆動機構を示す斜視図であり、図３（ａ）〜（ｃ）は、カラーフィルタ１３及び第２のレンズアレイ１４を上方（＋Ｙ側）から見た拡大図である。
図２及び図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、カラーフィルタ１３は、異なる波長域の光を透過させる２種のフィルタ（第１のフィルタ３１及び第２のフィルタ３２）を有しており、本発明の複合フィルタ部に相当するものである。各フィルタ３１，３２は、Ｙ方向に細長い形状になっており、部分光束の各列、即ち第１及び第２のレンズアレイ１２，１４のＸ方向の分割数であるｍ個の列毎に、１つずつ所定の順序で備えられている。つまり、各フィルタ３１，３２は、その振動方向（Ｘ方向）に沿って交互に配列されている。なお、このようなカラーフィルタ１３は、例えば、ガラス板の表面に、異なる波長帯の光を反射させる誘電体多層膜を交互に配列することによって形成することができる。
【００３３】
ここで、透過する波長域が同一のフィルタ同士の配列ピッチは、入射する部分光束のＸ方向ピッチと略同一になっており、すべての部分光束は同一のフィルタに入射することになる。このため、図３（ａ）に示すように、すべての部分光束が第１のフィルタ３１に入射する状態（以降、第１の状態Ｓ１と呼ぶ。）から、カラーフィルタ１３を−Ｘ方向に所定量移動させると、図３（ｃ）に示すように、すべての部分光束が、＋Ｘ側に隣接する第２のフィルタ３２に入射する状態（以降、第２の状態Ｓ２と呼ぶ。）にすることができる。つまり、カラーフィルタ１３を±Ｘ方向に振動させることにより、第１の状態Ｓ１と第２の状態Ｓ２とを周期的に切り替えることができる。
【００３４】
なお、１列分の部分光束、即ち第１及び第２のレンズアレイ１２，１４のＹ方向の分割数であるｎ個の部分光束が同一のフィルタに入射することになるが、個々の部分光束が入射する位置毎に第１及び第２のフィルタ３１，３２を設けるようにしてもよい。本実施形態のように、部分光束の列毎に備えられた各フィルタ３１，３２は、部分光束が入射する位置毎に備えられたフィルタをＹ方向に繋げたものであり、部分光束が入射する位置毎に備えられたフィルタの一形態とみなすことができる。
【００３５】
また、第１のフィルタ３１と、それぞれの＋Ｘ側に隣接する第２のフィルタ３２との境界部には、入射側表面に細長いミラー３５がＹ方向に沿って備えられている。ミラー３５は、本発明の遮光部に相当するものであり、このミラー３５により、第１の状態Ｓ１から第２の状態Ｓ２に切り替わる途中、及び第２の状態Ｓ２から第１の状態Ｓ１に切り替わる途中には、すべての部分光束がミラー３５によって反射される遮光状態Ｓ０（図３（ｂ）参照）が存在する。つまり、カラーフィルタ１３を振動させると、部分光束の入射状態は、・・・、Ｓ０、Ｓ１、Ｓ０、Ｓ２、Ｓ０、Ｓ１、Ｓ０、Ｓ２、・・・と繰り返される。なお、本実施形態では、カラーフィルタ１３の振動周波数をフレーム周波数と同じ６０Ｈｚに設定している。
【００３６】
カラーフィルタ１３を振動させる駆動機構（往復運動駆動部）としては、図２に示すように、往復スライダクランク機構等を用いることができる。往復スライダクランク機構は、モータ４１と、中心がモータ４１の回転軸に固定されたクランク円板４２と、クランク円板４２の偏心位置に備えられたクランクピン４３と、両端部に孔部が形成され、その一方にクランクピン４３が回動可能に嵌挿されるロッド４４と、ロッド４４の他方の孔部に回動可能に嵌挿される軸４５ａを備えるとともに、カラーフィルタ１３が固定される固定部４５と、カラーフィルタ１３の移動方向を規制するためにＸ方向に沿って配設された一対のガイド部４６等を含んでおり、モータ４１の回転運動をカラーフィルタ１３の往復運動に変換する。なお、駆動機構としては、往復スライダクランク機構に限られず、他の方式を用いるようにしてもよい。また、カラーフィルタ１３及びその駆動機構は、本発明の波長域切替手段に相当する。
【００３７】
図４（ａ）、（ｂ）は、それぞれ第１及び第２のフィルタ３１，３２の透過特性を示すグラフであり、波長と透過率との関係を示している。
図４（ａ）に示すように、第１のフィルタ３１は、ランプユニット１１の光（白色光）のうち、赤色光（Ｒ光）と青色光（Ｂ光）とからなる波長域の光を透過し、他の波長域の光を反射する。また、図４（ｂ）に示すように、第２のフィルタ３２は、ランプユニット１１の光（白色光）のうち、緑色光（Ｇ光）とシアン色光（Ｃ光）とからなる波長域の光を透過し、他の波長域の光を反射する。
【００３８】
図１に戻って、重畳レンズ１６から射出される光は、ダイクロイックミラー１７に入射する。
ダイクロイックミラー１７は、ガラス板の表面に特定の波長帯の光を反射させる誘電体多層膜がコーティングされたものであり、光路に対して４５°傾いた状態で配置されている。
図５は、ダイクロイックミラー１７の透過特性を示すグラフであり、波長と透過率との関係を示している。
図５に示すように、本実施形態のダイクロイックミラー１７は、Ｃ光及びＢ光からなる波長域の光を透過し、Ｒ光及びＧ光からなる波長域の光を反射する。このため、第１のレンズアレイ１２からの部分光束が第１のフィルタ３１に入射する第１の状態Ｓ１では、第１のフィルタ３１を透過するＲ光及びＢ光のうち、Ｒ光は、ダイクロイックミラー１７で反射され、Ｂ光は、ダイクロイックミラー１７を透過する。また、第１のレンズアレイ１２からの部分光束が第２のフィルタ３２に入射する第２の状態Ｓ２では、第２のフィルタ３２を透過するＧ光及びＣ光のうち、Ｇ光は、ダイクロイックミラー１７で反射され、Ｃ光は、ダイクロイックミラー１７を透過する。
【００３９】
ダイクロイックミラー１７を透過した光は、ダイクロイックミラー１７と略平行に配置された第１の反射ミラー１８によって光路が９０°折り曲げられた後、第１の平行化レンズ２０によって平行光とされ、第１の液晶ライトバルブ２２に入射する。また、ダイクロイックミラー１７で反射され、光路が９０°折り曲げられた光は、ダイクロイックミラー１７と略平行に配置された第２の反射ミラー１９によって光路がさらに折り曲げられた後、第２の平行化レンズ２１によって平行光とされ、第２の液晶ライトバルブ２３に入射する。
【００４０】
液晶ライトバルブ２２，２３のそれぞれは、一対の透明基板間に液晶が封入された光変調装置としての第１及び第２の液晶パネル２２ａ，２３ａと、それぞれの入射側表面及び射出側表面に貼り付けられた入射側偏光板２２ｂ，２３ｂ及び射出側偏光板２２ｃ，２３ｃとを備えている。各液晶パネル２２ａ，２３ａの内面には、微小な透明電極（画素電極）がマトリクス状に配列された画像形成領域が形成されており、液晶に対して微小領域（画素）毎に駆動電圧を印加可能になっている。入射側偏光板２２ｂ，２３ｂ及び射出側偏光板２２ｃ，２３ｃは、それぞれ特定の偏光方向の偏光光のみを透過可能であり、入射側偏光板２２ｂ，２３ｂは、偏光変換素子１５によって揃えられた偏光方向の偏光光（ｓ偏光）を透過可能となっている。このため、各液晶ライトバルブ２２，２３に照射された各色光の大部分は入射側偏光板２２ｂ，２３ｂを透過して、液晶パネル２２ａ，２３ａに入射する。
【００４１】
ここで、図示しない駆動回路によって、第１及び第２の液晶パネル２２ａ，２３ａに画像データが書き込まれると、各液晶パネル２２ａ，２３ａの各画素には、画像データに応じた駆動電圧が印加され、液晶パネル２２ａ，２３ａに入射した光は、駆動電圧に応じて変調されて、画素毎に異なる偏光方向を有した偏光光となる。この偏光光のうち、射出側偏光板２２ｃ，２３ｃを透過可能な偏光成分（本実施形態では、ｓ偏光成分）のみが液晶ライトバルブ２２，２３から射出される。つまり、液晶ライトバルブ２２，２３が、画像データに応じて、画素毎に異なる透過率で入射光を透過させることによって、階調を有する画像光が色光毎に形成される。液晶ライトバルブ２２，２３から射出した各色光からなる画像光は、ダイクロイックプリズム２５に入射する。
【００４２】
なお、第１及び第２の液晶パネル２２ａ，２３ａの駆動（画像データの書き込みによる画像光の形成）は、カラーフィルタ１３の振動によるフィルタの切り替え（第１の状態Ｓ１と第２の状態Ｓ２との切り替え）と同期して行われる。つまり、Ｒ光及びＢ光がカラーフィルタ１３を透過する第１の状態Ｓ１では、第１の液晶パネル２２ａにＢ光用の画像データを書き込んでＢ光からなる画像光を形成し、第２の液晶パネル２３ａにＲ光用の画像データを書き込んでＲ光からなる画像光を形成する。また、Ｇ光及びＣ光がカラーフィルタ１３を透過する第２の状態Ｓ２では、第１の液晶パネル２２ａにＣ光用の画像データを書き込んでＣ光からなる画像光を形成し、第２の液晶パネル２３ａにＧ光用の画像データを書き込んでＧ光からなる画像光を形成する。
【００４３】
ダイクロイックプリズム２５は、第１及び第２の液晶ライトバルブ２２，２３から入射する光を画素単位で合成する。
図６は、ダイクロイックプリズム２５の透過特性を示すグラフであり、波長と透過率との関係を示している。
ダイクロイックプリズム２５は、その対角を結ぶ位置に、誘電体多層膜からなる反射面２５ａが形成されており、その反射面２５ａがダイクロイックミラー１７と略平行になるように配置されている。反射面２５ａは、図６に示すように、Ｃ光及びＢ光を透過し、Ｒ光及びＧ光を反射する特性を有しているため、第１の液晶ライトバルブ２２から入射するＣ光及びＢ光は、反射面２５ａを透過する。また、第２の液晶ライトバルブ２３から入射するＲ光及びＧ光は反射面２５ａで反射されて、第１の液晶ライトバルブ２２から入射する光と合成される。即ち、第１の状態Ｓ１では、Ｂ光からなる画像光とＲ光からなる画像光が合成され、第２の状態Ｓ２は、Ｃ光からなる画像光とＧ光からなる画像光が合成される。ダイクロイックプリズム２５によって合成された画像光は、投射レンズ２６によって順次スクリーンＳＣに拡大投射されて、画像として表示される。ここで、第１の状態Ｓ１と第２の状態Ｓ２との切り替えは１／６０秒の周期で行われるため、表示される画像は、残像現象によってＲＧＣＢの４つの色光からなるカラー画像として視認される。
【００４４】
なお、図示するように、２つの液晶ライトバルブ２２，２３のうち、一方の液晶ライトバルブとダイクロイックプリズム２５との間に、１／２波長位相差板２４を配置して、合成される２つの画像光の偏光方向を９０°ずらすことにより、色光合成の際の光の利用効率を向上させるようにしてもよい。
【００４５】
ここで、カラーフィルタ１３の振動、及び各液晶パネル２２ａ，２３ａへの画像データの書き込みのタイミングについて、図面を用いて詳述する。
図７は、カラーフィルタ１３の各状態Ｓ０〜Ｓ２と、各液晶パネル２２ａ，２３ａへの画像データの書き込み動作との時間的な関係を示すタイミング図である。
図７に示すように、第１及び第２の液晶パネル２２ａ，２３ａへの画像データの書き込みは、カラーフィルタ１３の振動と同期して、常に遮光状態Ｓ０のときに行われるようになっている。即ち、第１の状態Ｓ１の直前の遮光状態Ｓ０では、第１の状態Ｓ１のときにカラーフィルタ１３を透過するＢ光及びＲ光用の画像データが、それぞれ第１及び第２の液晶パネル２２ａ，２３ａに１フレーム分書き込まれ、第２の状態Ｓ２の直前の遮光状態Ｓ０では、第２の状態Ｓ２のときにカラーフィルタ１３を透過するＣ光及びＧ光用の画像データが、それぞれ第１及び第２の液晶パネル２２ａ，２３ａに１フレーム分書き込まれる。遮光状態Ｓ０では、ランプユニット１１からの光がミラー３５によって反射されるため、画像データの書き込み中に液晶ライトバルブ２２，２３に光が入射されることはなく、変調状態が不定の画像光が投射されてしまうことによる画像の劣化を抑制できるとともに、フィルタ３１，３２の切り替えに伴う混色を抑制することができる。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態のプロジェクタ１によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）本実施形態のプロジェクタ１によれば、カラーフィルタ１３が、第１のレンズアレイからの部分光束が収束する位置（焦点位置）の近傍に備えられているため、収束した光をカラーフィルタ１３に入射するためのリレー光学系を新たに備える必要がなくなり、装置を小型化することが可能となる。
【００４７】
（２）本実施形態のプロジェクタ１によれば、部分光束が入射する位置（列）毎に、異なる波長域の光束を透過可能な２つのフィルタ３１，３２がＸ方向に沿って交互に配列されたカラーフィルタ１３を備え、これを±Ｘ方向に往復運動させることによって、透過光の波長域の切り替えを行うため、波長域の切り替えをすべての部分光束で同時に行うことが可能となる。つまり、部分光束の入射位置によって、異なる波長域の光束が同時に透過するのを防ぐことが可能となり、異なる色光の混色を抑制することが可能となる。
【００４８】
（３）本実施形態のプロジェクタ１によれば、カラーフィルタ１３が、第１及び第２のフィルタ３１，３２の境界部にミラー３５を備えているため、往復運動によって波長域を切り替える際に、境界部で２つの波長域の光束が同時に透過するのを抑制することが可能となる。
【００４９】
（４）本実施形態のプロジェクタ１によれば、液晶パネル２２ａ，２３ａによって変調を行う構成であるため、カラーフィルタ１３及びその駆動機構を付加する以外は、従来の構成を転用することができ、設計や製造を容易に行うことが可能となる。
【００５０】
（５）本実施形態のプロジェクタ１によれば、４つの波長域（ＲＧＣＢ）の光束を２つの光変調装置（液晶パネル２２ａ，２３ａ）で変調し画像光を形成することになるため、３つの波長域（ＲＧＢ）を３つの光変調装置で変調し画像光を形成する場合に比べて、コストを低減することが可能となるとともに、色の再現域を拡大することが可能となる。
図８は、本実施形態のプロジェクタ１により得られる色再現域の一例をｘｙ色度座標上に示した説明図である。図中、最も外側に描かれた釣り鐘型の輪郭が単色光の軌跡であり、その中の三角形の領域がＮＴＳＣ規格の色域、四角形の領域が本実施形態のプロジェクタ１の色再現域ＣＧを表している。また、同図には、自然界に存在する物体色を表す多数の十字マークが記されている。本図に示すように、４色の光束を変調して画像光を形成することにより、ＮＴＳＣ規格と比較して大きな色再現域を得ることが可能となり、ほとんどの物体色を表現することが可能となる。
【００５１】
（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、図面を参照して説明する。
本実施形態のプロジェクタは、前記第１実施形態と同様、２つの光変調装置を用いて時分割で光の変調を行うことにより、４つの波長域の色光でカラー画像を形成するものであるが、第１実施形態における透過型の液晶パネルの代わりに、反射型の液晶パネルを用いた構成となっている。
【００５２】
図９は、本実施形態のプロジェクタの概略構成を示す構成図であり、光源から射出された光がスクリーンに至るまでの光路を示している。
図９に示すように、本実施形態のプロジェクタ１は、光源としてのランプユニット１１、第１のレンズアレイ１２、カラーフィルタ１３、第２のレンズアレイ１４、偏光変換素子１５、重畳レンズ１６、平行化レンズ２０、特定波長域偏光変換素子５１、偏光ビームスプリッタ５２、第１及び第２の１／４波長位相差板５３，５４、光変調装置としての第１及び第２の反射型液晶パネル５５，５６、投射レンズ２６等を有している。なお、ランプユニット１１から重畳レンズ１６に至る光路中に介在する各種光学素子は、前記第１実施形態と同一の構成となっている。
【００５３】
重畳レンズ１６から射出されるｓ偏光光は、平行化レンズ２０によって平行化された後、特定波長域偏光変換素子５１に入射する。特定波長域偏光変換素子５１は、特定の波長域の光の偏光方向を変換し、他の波長域の光はそのまま透過させる光学素子である。
図１０は、特定波長域偏光変換素子５１の偏光変換特性を示すグラフであり、波長と偏光変換過率との関係を示している。
図１０に示すように、本実施形態の特定波長域偏光変換素子５１は、Ｃ光及びＢ光からなる波長域の光の偏光方向をｓ偏光からｐ偏光に変換し、Ｒ光及びＧ光からなる波長域の光については、変換せずにｓ偏光のまま透過させる。特定波長域偏光変換素子５１を透過した光は、偏光ビームスプリッタ５２に入射する。
【００５４】
偏光ビームスプリッタ５２は、その対角を結ぶ位置に、偏光ビームスプリッタ膜５２ａが形成されており、その偏光ビームスプリッタ膜５２ａが光軸に対して４５°傾いた状態となるように配置されている。偏光ビームスプリッタ膜５２ａは、特定の偏光方向の光（本実施形態では、ｓ偏光）を透過し、異なる偏光方向の光（ｐ偏光）を反射する特性を有している。このため、第１のレンズアレイ１２からの部分光束が第１のフィルタ３１に入射する第１の状態Ｓ１では、第１のフィルタ３１を透過するＲ光及びＢ光のうち、Ｂ光は、特定波長域偏光変換素子５１でｐ偏光に変換されるため、偏光ビームスプリッタ膜５２ａで反射されて第１の反射型液晶パネル５５に向かい、Ｒ光は、特定波長域偏光変換素子５１をｓ偏光のまま透過するため、偏光ビームスプリッタ５２を透過して第２の反射型液晶パネル５６に向かう。また、第１のレンズアレイ１２からの部分光束が第２のフィルタ３２に入射する第２の状態Ｓ２では、第２のフィルタ３２を透過するＧ光及びＣ光のうち、Ｃ光は、特定波長域偏光変換素子５１でｐ偏光に変換されるため、偏光ビームスプリッタ膜５２ａで反射されて第１の反射型液晶パネル５５に向かい、Ｇ光は、特定波長域偏光変換素子５１をｓ偏光のまま透過するため、偏光ビームスプリッタ５２を透過して第２の反射型液晶パネル５６に向かう。
【００５５】
偏光ビームスプリッタ膜５２ａで反射されたｐ偏光光は、第１の１／４波長位相差板５３を介して第１の反射型液晶パネル５５に入射し、画像データに応じて画素毎に偏光方向が変換された後、再度第１の１／４波長位相差板５３を介して偏光ビームスプリッタ５２に戻る。また、偏光ビームスプリッタ膜５２ａを透過したｓ偏光光は、第２の１／４波長位相差板５４を介して第２の反射型液晶パネル５６に入射し、画像データに応じて画素毎に偏光方向が変換された後、再度第２の１／４波長位相差板５４を介して偏光ビームスプリッタ５２に戻る。
【００５６】
なお、第１及び第２の反射型液晶パネル５５，５６への画像データの書き込みは、第１実施形態と同様（図７参照）、カラーフィルタ１３の振動と同期して、遮光状態Ｓ０のときに行われるようになっている。即ち、第１の状態Ｓ１の直前の遮光状態Ｓ０では、第１の状態Ｓ１のときにカラーフィルタ１３を透過するＢ光及びＲ光用の画像データが、それぞれ第１及び第２の反射型液晶パネル５５，５６に１フレーム分書き込まれ、第２の状態Ｓ２の直前の遮光状態Ｓ０では、第２の状態Ｓ２のときにカラーフィルタ１３を透過するＣ光及びＧ光用の画像データが、それぞれ第１及び第２の反射型液晶パネル５５，５６に１フレーム分書き込まれる。第１及び第２の反射型液晶パネル５５，５６は、書き込まれた画像データに基づいた変調を行う。
【００５７】
第１の反射型液晶パネル５５から戻った光は、画像データに応じて変調されたことにより、ｓ偏光成分からなる画像光と、ｐ偏光成分からなる非画像光とを含んでおり、このうち、ｓ偏光成分からなる画像光は、偏光ビームスプリッタ膜５２ａを透過して投射レンズ２６に向かい、ｐ偏光成分からなる非画像光は、偏光ビームスプリッタ膜５２ａで反射されてランプユニット１１側に戻る。また、第２の反射型液晶パネル５６から戻った光は、画像データに応じて変調されたことにより、ｐ偏光成分からなる画像光と、ｓ偏光成分からなる非画像光とを含んでいる。このうち、ｐ偏光成分からなる画像光は、偏光ビームスプリッタ膜５２ａで反射されて投射レンズ２６に向かい、ｓ偏光成分からなる非画像光は、偏光ビームスプリッタ膜５２ａを透過してランプユニット１１側に戻る。
【００５８】
この結果、第１の状態Ｓ１では、Ｂ光からなる画像光とＲ光からなる画像光が偏光ビームスプリッタ５２で合成され、第２の状態Ｓ２は、Ｃ光からなる画像光とＧ光からなる画像光が偏光ビームスプリッタ５２で合成される。これらの合成光は、投射レンズ２６によって順次スクリーンＳＣに拡大投射され、残像現象によってＲＧＣＢの各色光からなるカラー画像として視認される。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態のプロジェクタ１によれば、前記第１の実施形態の効果（１）〜（５）と同様の効果を得ることができる。
【００６０】
（第３実施形態）
以下、本発明の第３実施形態に係るプロジェクタについて、図面を参照して説明する。
本実施形態のプロジェクタは、前記第１実施形態と同様、光変調装置として透過型の液晶パネルを備えるものであるが、それぞれＲ光、Ｇ光、Ｂ光を透過する３つのフィルタをカラーフィルタに備えることにより、１つの光変調装置でカラー画像を投射可能としたものである。
【００６１】
図１１は、本実施形態のプロジェクタの概略構成を示す構成図であり、光源から射出された光がスクリーンに至るまでの光路を示している。
図１１に示すように、本実施形態のプロジェクタ１は、光源としてのランプユニット１１、第１のレンズアレイ１２、カラーフィルタ１３、第２のレンズアレイ１４、偏光変換素子１５、重畳レンズ１６、平行化レンズ２０、液晶ライトバルブ２２、投射レンズ２６等を有している。
【００６２】
図１２（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態のカラーフィルタ１３及び第２のレンズアレイ１４を上方（＋Ｙ側）から見た拡大図である。
図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように、本実施形態のカラーフィルタ１３は、Ｒ光を透過させて他の色光を反射する第１のフィルタ３１、Ｇ光を透過させて他の色光を反射する第２のフィルタ３２、Ｂ光を透過させて他の色光を反射する第３のフィルタ３３を有しており、本発明の複合フィルタ部に相当する。各フィルタ３１〜３３は、Ｙ方向に細長い形状になっており、部分光束の列毎、即ち第１及び第２のレンズアレイ１２，１４のＸ方向の分割数であるｍ個の列毎に、１つずつ所定の順序で備えられている。つまり、各フィルタ３１〜３３は、その振動方向（Ｘ方向）に沿って順繰りに配列されている。
【００６３】
前記第１実施形態と同様、透過する波長域が同一のフィルタ同士の配列ピッチは、入射する部分光束のＸ方向ピッチと略同一になっており、すべての部分光束は同一のフィルタに入射する。このため、図１２（ａ）に示すように、すべての部分光束が第１のフィルタ３１に入射する第１の状態Ｓ１から、カラーフィルタ１３を−Ｘ方向に所定量移動させると、図１２（ｂ）に示すように、すべての部分光束が、＋Ｘ側に隣接する第２のフィルタ３２に入射する第２の状態Ｓ２にすることができる。さらにこの状態から、カラーフィルタ１３を−Ｘ方向に所定量移動させると、図１２（ｃ）に示すように、すべての部分光束が、＋Ｘ側に隣接する第３のフィルタ３３に入射する第３の状態Ｓ３にすることができる。つまり、カラーフィルタ１３を±Ｘ方向に振動させることにより、第１の状態Ｓ１〜第３の状態Ｓ３とを周期的に切り替えることができる。
【００６４】
また、第２のフィルタ３２と、その両側に隣接する第１及び第３のフィルタ３１，３３との境界部には、入射側表面に細長いミラー３５がＹ方向に沿って備えられている。このため、振動の途中には、すべての部分光束がミラー３５に反射される遮光状態Ｓ０（図示せず）が存在する。つまり、カラーフィルタ１３を振動させると、部分光束の入射状態は、・・・、Ｓ０、Ｓ１、Ｓ０、Ｓ２、Ｓ０、Ｓ３、Ｓ０、Ｓ２、Ｓ０、Ｓ１、・・・と繰り返される。
【００６５】
カラーフィルタ１３を順次透過した各色光は、第２のレンズアレイ１４、偏光変換素子１５、重畳レンズ１６、平行化レンズ２０を経て液晶ライトバルブ２２に入射し、液晶パネル２２ａに書き込まれた画像データに応じて、色光毎に変調される。
【００６６】
液晶パネル２２ａへの画像データの書き込みは、前記第１実施形態と同様、カラーフィルタ１３の振動と同期して、遮光状態Ｓ０のときに行われる。即ち、第１の状態Ｓ１の直前の遮光状態Ｓ０では、第１の状態Ｓ１のときにカラーフィルタ１３を透過するＲ光用のデータが、液晶パネル２２ａに１フレーム分書き込まれ、第２の状態Ｓ２の直前の遮光状態Ｓ０では、第２の状態Ｓ２のときにカラーフィルタ１３を透過するＧ光用のデータが、液晶パネル２２ａに１フレーム分書き込まれる。同様に、第３の状態Ｓ３の直前の遮光状態Ｓ０では、第３の状態Ｓ３のときにカラーフィルタ１３を透過するＢ光用のデータが、液晶パネル２２ａに１フレーム分書き込まれる。なお、カラーフィルタ１３の振動の１周期には、第２の状態Ｓ２が２回含まれることになるため、第２の状態Ｓ２の１回あたりの持続時間は、他の状態Ｓ１，Ｓ３よりも短くなるようにするのが望ましい。
【００６７】
液晶パネル２２ａの変調により形成される各色光の画像光は、投射レンズ２６によって順次スクリーンＳＣに拡大投射され、残像現象によってＲＧＢの各色光からなるカラー画像として視認される。
【００６８】
以上説明したように、本実施形態のプロジェクタ１によれば、前記第１実施形態の効果（１）〜（４）と同様の効果を得ることができるとともに、以下の効果を得ることができる。
（１）本実施形態のプロジェクタ１によれば、カラーフィルタ１３が、ＲＧＢの各色光を透過可能な３つのフィルタ３１〜３３を有し、液晶パネル２２ａが、カラーフィルタ１３の振動により切り替わる色光毎に、時分割で変調を行っている。このため、１つの液晶ライトバルブ２２でＲＧＢからなるカラーの画像光を形成することが可能となるとともに、波長域によって光路を分離する色分離光学系（前記第１実施形態におけるダイクロイックミラー１７、第１及び第２の反射ミラー１８，１９）や、分離させた色光を変調後に合成する色合成光学系（ダイクロイックプリズム２５）を備える必要がなくなり、装置の簡略化、低コスト化、小型軽量化を実現することが可能となる。なお、透過型の液晶パネル２２ａの代わりに、反射型の液晶パネルを用いた構成であっても、同様の効果を得ることができる。
【００６９】
（第４実施形態）
以下、本発明の第４実施形態に係るプロジェクタについて、図面を参照して説明する。
本実施形態のプロジェクタは、前記第１及び第２実施形態と同様、２つの光変調装置を用いて時分割で光の変調を行うことにより、４つの波長域の色光でカラー画像を形成するものであるが、第１実施形態や第２実施形態における液晶パネルの代わりに、マイクロミラーアレイデバイスを用いた構成となっている。
【００７０】
図１３は、本実施形態のプロジェクタの概略構成を示す構成図であり、光源から射出された光がスクリーンに至るまでの光路を示している。
図１３に示すように、本実施形態のプロジェクタ１は、光源としてのランプユニット１１、第１のレンズアレイ１２、カラーフィルタ１３、第２のレンズアレイ１４、偏光変換素子１５、重畳レンズ１６、平行化レンズ２０、偏光ビームスプリッタ６１、１／４波長位相差板６２、ダイクロイックプリズム６３、光変調装置としての第１及び第２のマイクロミラーアレイデバイス６４，６５、投射レンズ２６等を有している。なお、ランプユニット１１から重畳レンズ１６に至る光路中に介在する各種光学素子は、前記第１実施形態と同一の構成となっている。
【００７１】
重畳レンズ１６から射出されるｓ偏光光は、平行化レンズ２０によって平行化された後、偏光ビームスプリッタ６１に入射する。
本実施形態の偏光ビームスプリッタ６１の偏光ビームスプリッタ膜６１ａは、ｐ偏光光を透過し、ｓ偏光光を反射する特性を有しており、平行化レンズ２０から入射したｓ偏光光は、偏光ビームスプリッタ膜６１ａで反射される。
【００７２】
偏光ビームスプリッタ膜６１ａで反射された光は、１／４波長位相差板６２を介してダイクロイックプリズム６３に入射する。
図１４は、ダイクロイックプリズム６３の透過特性を示すグラフであり、波長と透過率との関係を示している。
図１４に示すように、ダイクロイックプリズム６３の反射面６３ａは、Ｃ光及びＢ光を透過し、Ｒ光及びＧ光を反射する特性を有している。このため、第１のレンズアレイ１２からの部分光束が第１のフィルタ３１に入射する第１の状態Ｓ１では、第１のフィルタ３１を透過するＲ光及びＢ光のうち、Ｂ光は、反射面６３ａを透過して第１のマイクロミラーアレイデバイス６４に入射し、Ｒ光は、反射面６３ａで反射された後、入射面６３ｂで内面全反射されて第２のマイクロミラーアレイデバイス６５に入射する。また、第１のレンズアレイ１２からの部分光束が第２のフィルタ３２に入射する第２の状態Ｓ２では、第２のフィルタ３２を透過するＧ光及びＣ光のうち、Ｃ光は、反射面６３ａを透過して第１のマイクロミラーアレイデバイス６４に入射し、Ｇ光は、反射面６３ａで反射された後、入射面６３ｂで内面全反射されて第２のマイクロミラーアレイデバイス６５に入射する。
【００７３】
第１及び第２のマイクロミラーアレイデバイス６４，６５には、画素としての複数のマイクロミラー（図示せず）がマトリクス状に配置されており、書き込まれた画像データに応じて、各マイクロミラーの反射面の向きを２方向に変化させることができる。そのうちの１方向（ＯＮ方向）は、入射した光を略垂直方向に射出可能な方向であり、ＯＮ方向のマイクロミラーによって反射された光で画像光が形成される。他の１方向（ＯＦＦ方向）は、図示しない光吸収体に向かって射出されるようになっており、ＯＦＦ方向のマイクロミラーによって反射された光は、非画像光として光吸収体に吸収される。
【００７４】
なお、第１及び第２のマイクロミラーアレイデバイス６４，６５へのデータの書き込みは、第１実施形態と同様（図７参照）、カラーフィルタ１３の振動と同期して、遮光状態Ｓ０のときに行われるようになっている。即ち、第１の状態Ｓ１の直前の遮光状態Ｓ０では、第１の状態Ｓ１のときにカラーフィルタ１３を透過するＢ光及びＲ光用のデータが、それぞれ第１及び第２のマイクロミラーアレイデバイス６４，６５に１フレーム分書き込まれ、第２の状態Ｓ２の直前の遮光状態Ｓ０では、第２の状態Ｓ２のときにカラーフィルタ１３を透過するＣ光及びＧ光用のデータが、それぞれ第１及び第２のマイクロミラーアレイデバイス６４，６５に１フレーム分書き込まれる。第１及び第２のマイクロミラーアレイデバイス６４，６５は、書き込まれた画像データに基づいて各マイクロミラーの反射面の向きを変化させる。
【００７５】
第１及び第２のマイクロミラーアレイデバイス６４，６５から射出された画像光は、反射面６３ａで画素毎に合成され、偏光ビームスプリッタ６１に戻る。即ち、第１の状態Ｓ１では、Ｂ光からなる画像光とＲ光からなる画像光とが合成され、第２の状態Ｓ２では、Ｃ光からなる画像光とＧ光からなる画像光とが合成される。偏光ビームスプリッタ６１に戻ったこれらの合成光は、往路及び復路で計２回、１／４波長位相差板６２を通過していることになるため、偏光ビームスプリッタ６１にはｐ偏光光となって入射する。このため、偏光ビームスプリッタ膜６１ａを透過して、投射レンズ２６によって順次スクリーンＳＣに拡大投射され、残像現象によってＲＧＣＢの各色光からなるカラー画像として視認される。
【００７６】
以上説明したように、本実施形態のプロジェクタ１によれば、前記第１の実施形態の効果（１）〜（３）、及び（５）と同様の効果を得ることができるとともに、以下の効果を得ることができる。
（１）本実施形態のプロジェクタ１によれば、２つのマイクロミラーアレイデバイス６４，６５を用いて変調を行っているため、１つで行う場合の２倍のフレーム周波数で変調を行うことが可能となり、この種のプロジェクタで発生しやすいカラーブレーキング現象を目立たなくすることが可能となる。
【００７７】
（第５実施形態）
以下、本発明の第５実施形態に係るプロジェクタについて、図面を参照して説明する。
本実施形態のプロジェクタは、前記第３実施形態と同様、１つの光変調装置により時分割で光の変調を行うことにより、ＲＧＢの波長域の色光でカラー画像を形成するものであるが、第３実施形態における液晶パネルの代わりに、マイクロミラーアレイデバイスを用いた構成となっている。
【００７８】
図１５は、本実施形態のプロジェクタの概略構成を示す構成図であり、光源から射出された光がスクリーンに至るまでの光路を示している。
図１５に示すように、本実施形態のプロジェクタ１は、光源としてのランプユニット１１、第１のレンズアレイ１２、カラーフィルタ１３、第２のレンズアレイ１４、偏光変換素子１５、重畳レンズ１６、平行化レンズ２０、光変調装置としてのマイクロミラーアレイデバイス６４、投射レンズ２６等を有している。なお、ランプユニット１１から重畳レンズ１６に至る光路中に介在する各種光学素子は、前記第３実施形態と同一の構成となっている。
【００７９】
重畳レンズ１６から射出される光は、平行化レンズ２０によって平行化された後、マイクロミラーアレイデバイス６４に入射する。マイクロミラーアレイデバイス６４は、カラーフィルタ１３の状態（第１の状態Ｓ１〜第３の状態Ｓ３）と同期して、書き込まれた画像データに基づく変調を行う。この結果、ＯＮ方向のマイクロミラーで反射された画像光が、投射レンズ２６に向かうようになっており、投射レンズ２６によって順次スクリーンＳＣに拡大投射され、残像現象によってＲＧＢの各色光からなるカラー画像として視認される。
【００８０】
なお、マイクロミラーアレイデバイス６４への画像データの書き込みは、前記第３実施形態と同様、カラーフィルタ１３の振動と同期して、遮光状態Ｓ０のときに行われる。即ち、第１の状態Ｓ１の直前の遮光状態Ｓ０では、第１の状態Ｓ１のときにカラーフィルタ１３を透過するＲ光用の画像データが、マイクロミラーアレイデバイス６４に１フレーム分書き込まれ、第２の状態Ｓ２の直前の遮光状態Ｓ０では、第２の状態Ｓ２のときにカラーフィルタ１３を透過するＧ光用の画像データが書き込まれる。同様に、第３の状態Ｓ３の直前の遮光状態Ｓ０では、第３の状態Ｓ３のときにカラーフィルタ１３を透過するＢ光用の画像データが書き込まれ、マイクロミラーアレイデバイス６４は、書き込まれた画像データに基づいて各マイクロミラーの反射面の向きを変化させる。
【００８１】
以上説明したように、本実施形態のプロジェクタ１によれば、前記第３実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
【００８２】
なお、前記第１〜第５実施形態では、外部のスクリーンＳＣに画像を投射するフロント投射型のプロジェクタを例に説明しているが、透過型のスクリーンを一体的に備え、当該スクリーンの背面側から画像の投射を行うリアプロジェクタに適用することも可能である。
【００８３】
ここで、前記各実施形態の構成要素と、本発明の波長域分離手段及び波長域合成手段との対応関係は以下のとおりである。
前記第１実施形態では、ダイクロイックミラー１７が本発明の波長域分離手段に相当し、ダイクロイックプリズム２５が本発明の波長域合成手段に相当する。また、前記第２実施形態では、特定波長域偏光変換素子５１及び偏光ビームスプリッタ５２が本発明の波長域分離手段に相当し、偏光ビームスプリッタ５２と第１及び第２の１／４波長位相差板５３，５４とが本発明の波長域合成手段に相当する。また、前記第４実施形態では、ダイクロイックプリズム６３が本発明の波長域分離手段及び波長域合成手段の双方に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】第１実施形態のプロジェクタの概略構成を示す構成図。
【図２】カラーフィルタ及びその駆動機構を示す斜視図。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、第１実施形態のカラーフィルタ及び第２のレンズアレイを上方から見た拡大図。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ第１及び第２のフィルタの透過特性を示すグラフ。
【図５】ダイクロイックミラーの透過特性を示すグラフ。
【図６】ダイクロイックプリズムの透過特性を示すグラフ。
【図７】カラーフィルタの各状態と、各液晶パネルへの画像データの書き込み動作との時間的な関係を示すタイミング図。
【図８】第１実施形態のプロジェクタにより得られる色再現域の一例をｘｙ色度座標上に示した説明図。
【図９】第２実施形態のプロジェクタの概略構成を示す構成図。
【図１０】特定波長域偏光変換素子の偏光変換特性を示すグラフ。
【図１１】第３本実施形態のプロジェクタの概略構成を示す構成図。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は、第３実施形態のカラーフィルタ及び第２のレンズアレイを上方から見た拡大図。
【図１３】第４実施形態のプロジェクタの概略構成を示す構成図。
【図１４】ダイクロイックプリズムの透過特性を示すグラフ。
【図１５】第５実施形態のプロジェクタの概略構成を示す構成図。
【図１６】従来のプロジェクタの概略構成を示す構成図。
【符号の説明】
【００８５】
１…プロジェクタ、１１…ランプユニット、１１ａ…光源ランプ、１１ｂ…リフレクタ、１２…第１のレンズアレイ、１３…カラーフィルタ、１４…第２のレンズアレイ、１５…偏光変換素子、１６…重畳レンズ、１７…ダイクロイックミラー、１８…第１の反射ミラー、１９…第２の反射ミラー、２０…第１の平行化レンズ、２１…第２の平行化レンズ、２２…第１の液晶ライトバルブ、２３…第２の液晶ライトバルブ、２２ａ…第１の液晶パネル、２３ａ…第２の液晶パネル、２２ｂ，２３ｂ…入射側偏光板、２２ｃ，２３ｃ…射出側偏光板、２４…１／２波長位相差板、２５…ダイクロイックプリズム、２５ａ…反射面、２６…投射レンズ、３１…第１のフィルタ、３２…第２のフィルタ、３３…第３のフィルタ、３５…ミラー、４１…モータ、４２…クランク円板、４３…クランクピン、４４…ロッド、４５…固定部、４５ａ…軸、４６…ガイド部、５１…特定波長域偏光変換素子、５２…偏光ビームスプリッタ、５２ａ…偏光ビームスプリッタ膜、５３…第１の１／４波長位相差板、５４…第２の１／４波長位相差板、５５…第１の反射型液晶パネル、５６…第２の反射型液晶パネル、６１…偏光ビームスプリッタ、６１ａ…偏光ビームスプリッタ膜、６２…１／４波長位相差板、６３…ダイクロイックプリズム、６３ａ…反射面、６３ｂ…入射面、６４…第１のマイクロミラーアレイデバイス、６５…第２のマイクロミラーアレイデバイス、Ｓ０…遮光状態、Ｓ１…第１の状態、Ｓ２…第２の状態、Ｓ３…第３の状態、ＳＣ…スクリーン。
【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】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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