(57)【要約】【課題】偏光変換素子が波長特性を有していても、特定の液晶パネルの入射側偏光板に生じるダメージによって寿命が短くなることを防止できるプロジェクタを提供すること。【解決手段】偏光変換装置３４が青色用の液晶パネル６１ｂ又は赤色用の液晶パネル６１ｒを動作させる青色又は赤色の波長域において他の可視波長域よりも高い偏光変換効率を有するので、青色又は赤色の波長域で輝度を増加させた画像の投射が可能になる。さらに、上記青色又は赤色用の液晶パネル６１ｒ，６１ｂにおいて入射側の偏光フィルタ６２ｂ，６２ｒを省略しているので、比較的強い照明光すなわち青色光ＬＢや赤色光ＬＲによって偏光フィルタ６２ｂ，６２ｒがダメージを受けて液晶ライトバルブの寿命が短くなることを防止でき、結果的にプロジェクタ１０の寿命を長くすることができる。【選択図】図１
2007264245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
緑色光となる波長領域の光の強度が青色光及び赤色光となる波長領域の光の強度よりも
強いスペクトル特性を有する光源光を射出する光源装置と、当該光源装置から射出された
光源光の偏光方向を揃える偏光変換装置とを有する照明装置と、
前記照明装置から射出された照明光を前記青色光、前記赤色光および前記緑色光の複数
の色光に分離する色分離光学系と、
前記色分離光学系で分離された前記複数の色光を画像情報に応じてそれぞれ変調する各
色用の液晶ライトバルブと、
前記液晶ライトバルブで変調された各色の像光を合成する光合成光学系とを備えるプロ
ジェクタであって、
前記赤色光を変調する液晶ライトバルブと前記青色光を変調する液晶ライトバルブのう
ち少なくとも一方の液晶ライトバルブにおいて、入射側の偏光フィルタを省略し、
前記緑色光を変調する液晶ライトバルブにおいて、入射側の偏光フィルタを設ける
プロジェクタ。
【請求項２】
前記偏光変換装置は、前記赤色光となる波長領域と前記青色光となる波長領域のうち少
なくとも一方の波長領域において緑色光の波長領域よりも高い偏光変換効率を有する
プロジェクタ。
【請求項３】
前記偏光変換装置は、光軸に対して傾斜配置され入射光を透過及び反射によって２つの
偏光成分に分離する偏光分離膜と、前記偏光分離膜で分離された一方の偏光成分の偏光を
他方の偏向成分に変換する位相差板とを備え、前記偏光分離膜と前記位相差板との透過又
は反射に際しての損失の調整によって、前記赤色光となる波長領域と前記青色光となる波
長領域のうち少なくとも一方の波長領域において緑色光の波長領域よりも相対的に高い偏
光変換効率が達成される請求項２記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記光源装置は、発光源である水銀ランプと、当該水銀ランプからの光を集める凹面ミ
ラーとを有する請求項３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、ランプ光源からの照明光によって液晶パネルを照明し、当該液晶パネルを経
た変調光を投射するプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般的なプロジェクタは、ランプ等を備える光源と、光源からの光を均一化する
とともに偏光変換する照明光学系と、照明光学系を経た光を３色に分離する色分離光学系
と、３色の照明光によって照明される３つの液晶パネルと、これら３つの液晶パネルから
の像を合成するクロスダイクロイックプリズムと、合成後の拡大像を投射する投射レンズ
とを備える（特許文献１参照）。ここで、各色の液晶パネルの前後には、一組の偏光板が
配置されており、これら一組の偏光板によって、液晶パネルに入射する偏光が調整され、
液晶パネルから目的とする偏光状態の変調光が取り出させる。
【特許文献１】特開２００４−６９９６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記のようなプロジェクタにおいて、画像の明るさを向上させるため光源ラン
プとし、高輝度の水銀ランプが用いられているが、色分離後において相対的に緑色の色光
が他の色光に比べて光強度が強いため、画像光として利用するには色バランスを調整する
必要がある。色バランスを調整するために液晶パネルで光量を調整すると、画像変調に利
用できる階調数が低下して、プロジェクタの画像の色再現性が劣化する。
【０００４】
そこで、本発明は、色分離および色合成してカラー画像を形成するには色バランスの調
整が必要な光源ランプを用いた場合であっても、色再現性が低下することなく色バランス
が良好な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】
【０００５】
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）緑色光となる波長領域
の光の強度が青色光及び赤色光となる波長領域の光の強度よりも強いスペクトル特性を有
する光源光を射出する光源装置を有する照明装置と、（ｂ）照明装置から射出された照明
光を複数の色光に分離する色分離光学系と、（ｃ）色分離光学系で分離された複数の色光
を画像情報に応じてそれぞれ変調する各色用の液晶ライトバルブと、（ｄ）液晶ライトバ
ルブで変調された各色の像光を合成する光合成光学系とを備える。そして、本プロジェク
タにおいて、（ｅ）前記赤色光を変調する液晶ライトバルブと前記青色光を変調する液晶
ライトバルブのうち少なくとも一方の液晶ライトバルブにおいて、入射側の偏光フィルタ
を省略し、（ｆ）前記緑色光を変調する液晶ライトバルブにおいて、入射側の偏光フィル
タを設ける。なお、光合成光学系によって合成された像光は、投射レンズによって例えば
スクリーン上に拡大投射される。
【０００６】
上記プロジェクタでは、緑色光となる波長領域の光の強度が青色光及び赤色光となる波
長領域の光の強度よりも強いスペクトル特性を有する光源光を光源装置が出射しても、赤
色光を変調する液晶ライトバルブと青色光を変調する液晶ライトバルブのうち少なくとも
一方の液晶ライトバルブにおいて、入射側の偏光フィルタを省略するとともに、緑色光を
変調する液晶ライトバルブにおいて、入射側の偏光フィルタを設けているので、赤色光お
よび青色光のうちすくなくとも一方の色光の光強度を増加させた画像の投写が可能となる
。
ここで、偏光フィルタは、偏光膜および偏光膜を支持する支持層などにより構成されて
おり、偏光層は入射した光のうち一方の偏光成分を透過し他方の偏光成分を遮断するとと
もに、一方の偏光成分の光においても透過率が１００％ではなく、光量を低下させている
。そこで、光源装置のスペクトル特性により光の強度が相対的に弱い赤色光および青色光
のうち少なくとも一方の光を変調する液晶ライトバルブの入射側の偏光フィルタを省略す
ることによって、赤色光および青色光のうち少なくとも一方の色光の光量損失を低減させ
ることが可能となる。
【０００７】
また、赤色光を変調する液晶ライトバルブと青色光を変調する液晶ライトバルブのうち
少なくとも一方の液晶ライトバルブの入射側偏光フィルタを省略することによって、偏光
フィルタを省略しない場合に比較して当該液晶ライトバルブへ入射する光の所望の偏光成
分以外の偏光成分も液晶ライトバルブに入射することとなるが、上記プロジェクタでは偏
光変換装置を備えているとともに、青色光や赤色光は、比視感度が比較的低く、入射側の
偏光フィルタを省略した場合のコントラストの低下が目立ちにくい。なお、例えば偏光変
換装置が青色光で最も高い偏光変換効率を達成する場合、投射像の色温度を高めることが
できる。また、偏光変換装置が赤色光で最も高い偏光変換効率を達成する場合、投射像の
ホワイトバランスを高めること等が可能になる。
従って、光源装置から射出された光において赤色光および青色光よりも緑色光の光強度
が強くても、赤色光を変調する液晶ライトバルブと青色光を変調する液晶ライトバルブの
うち少なくとも一方の液晶ライトバルブの入射側の偏光フィルタを省略することによって
、コントラストの低下を目立たせることなく、液晶ライトバルブよる色バランスの調整量
を低減できるから、画像形成時の階調数の低下を軽減でき、プロジェクタの投影する画像
の色再現性を向上できる。さらに、赤色光を変調する液晶ライトバルブと青色光を変調す
る液晶ライトバルブのうち少なくとも一方の液晶ライトバルブの入射側の偏光フィルタを
省略するから、プロジェクタの部品点数および製造工数を削減でき、プロジェクタを低価
格にすることも可能となる。
【０００８】
また、本発明の具体的な態様又は観点によれば、上記プロジェクタにおいて、前記偏光
変換装置は、前記赤色光となる波長領域と前記青色光となる波長領域のうち少なくとも一
方の波長領域において緑色光の波長領域よりも高い偏光変換効率を有する。偏光変換装置
が、上記赤色光となる波長領域と上記青色光となる波長領域とのうち少なくとも一方の波
長領域において緑色光の波長領域よりも高い偏光変換効率を有するので、赤色光と青色光
とのうち少なくとも一方の輝度を増加させた画像の投射が可能になる。
【０００９】
また、本発明の別の態様によれば、上記プロジェクタにおいて、偏光変換装置が、光軸
に対して傾斜配置され入射光を透過及び反射によって２つの偏光成分に分離する偏光分離
膜と、偏光分離膜で分離された一方の偏光成分の偏光を他方の偏向成分に変換する位相差
板とを備える。また、本プロジェクタにおいて、偏光分離膜と位相差板との透過又は反射
に際しての損失の調整によって、前記赤色光となる波長領域と前記青色光となる波長領域
のうち少なくとも一方の波長領域において緑色光の波長領域よりも相対的に高い偏光変換
効率が達成される。この場合、偏光変換装置を偏光分離膜及び位相差板で構成することが
でき、簡単な装置で、目的とする波長特性で効率的な偏光変換を達成することができる。
【００１０】
本発明の別の態様によれば、光源装置が、発光源である水銀ランプと、当該水銀ランプ
からの光を集める凹面ミラーとを有する。この場合、高輝度ではあるが照明光として利用
される緑色光が赤色光および青色光に比べて相対的に光強度が強い光学水銀ランプであっ
ても、上述のようにコントラストの低下を目立たせることなく色バランスのよい画像を投
影するプロジェクタとすることができる。
【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光学系の構成を説明する概念図で
ある。
【００１２】
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してカラー
の光学像を形成し、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、照明光学系３０、色分離装置４０、光変調部６０、クロスダイク
ロイックプリズム７０、及び投射光学系８０を備えて構成される。ここで、光源ランプユ
ニット２０と照明光学系３０とは、色分離装置４０等に供給するための照明光を生成する
照明装置を構成する。
【００１３】
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
、照明光学系３０等を介して光変調部６０を照明するための光源装置であり、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凹の楕円である凹
面鏡２２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を経て平行化され、前方側すなわち照明光学系３０側に射出される
。
【００１４】
なお、上述した光源ランプ２１は、高輝度の光を射出することができる点で、通常水銀
ランプが使用されるが、光源ランプユニット２０に組み込まれるのは、水銀ランプに限ら
ない。ただし、この光源ランプ２１の射出する光は、高輝度ではあるが、緑色光の光強度
が赤色光又は青色光の光強度よりも強くなっている。また、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る。放物面の凹面鏡を用いた場合、凹
面鏡２２の後段に凹レンズ２３等を設けなくとも、光源ランプユニット２０から平行光束
を射出させることが可能となる。
【００１５】
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
割して対象とする照明領域に重畳して入射させることにより照度を均一化するとともに、
照明光を特定方向の偏光に変換する光学系であり、第１レンズアレイ３１、第２レンズア
レイ３２、偏光変換装置３４、及び重畳レンズ３５を備えている。
【００１６】
第１レンズアレイ３１は、光源ランプ２１から射出された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
する光変調部６０を構成する液晶パネル６１ｂ，６１ｇ，６１ｒの画像形成領域の形状と
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液晶パネル
６１ｂ，６１ｇ，６１ｒの画像形成領域の形状と正確に対応している必要はない。
【００１７】
偏光変換装置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
割され第２レンズアレイ３２から個別に射出された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。
【００１８】
図２は、偏光変換装置３４の具体的な構造を説明する平面図である。この偏光変換装置
３４は、プリズム体９１，９２，９３と、偏光分離膜９５と、位相差板９６と、反射膜９
７とを備える。
【００１９】
プリズム体９１，９２，９３は、いずれもガラス等で形成された透光性の部材であり、
システム光軸ＯＡが通る中央のプリズム体９１は、底面（紙面に平行な面）が直角三角形
である三角柱形状をなしている。また、プリズム体９１の左右に設けられている２つのプ
リズム体９２，９３は、それぞれ底面が平行四辺形である四角柱形状をなしており、シス
テム光軸ＯＡを挟んで互いに対称な状態で配置されている。
【００２０】
偏光分離膜９５は、一対のプリズム体９１，９２間、或いは一対のプリズム体９１，９
３間において、入射光ＩＬに対して４５°傾斜した状態で配置されており、誘電体多層膜
からなる偏光分離素子（偏光ビームスプリッタ）として、入射光ＩＬの光束に含まれる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。
ここでは、偏光分離膜９５は、偏光変換装置３４に入射した入射光ＩＬの偏光成分のうち
、Ｐ偏光を透過により第１偏光ＰＰとして直進させ、Ｓ偏光を反射により第２偏光ＳＳと
して折り曲げることによって分離するものとする。なお、偏光分離膜９５は、例えばプリ
ズム体９２，９３の一方の傾斜した側面上に、蒸着等を含む各種成膜法を利用して形成さ
れる。
【００２１】
位相差板９６は、プリズム体９１の射出側に設けられており、複屈折材料からなる半波
長位相差板として、偏光分離膜９５を透過したＰ偏光である第１偏光ＰＰをＳ偏光に変換
する。
【００２２】
反射膜９７は、隣接するプリズム体９２，９２間、或いはプリズム体９３，９３間にお
いて、入射光ＩＬに対して４５°傾斜した状態で配置されている。つまり、反射膜９７は
、プリズム体９２，９３を挟んで偏光分離膜９５に対向して平行に配置されている。反射
膜９７は、誘電体多層膜からなる反射素子として、偏光分離膜９５により反射された第２
偏光ＳＳをさらに反射することで光路を第１偏光ＰＰと同一の方向に変換させる。
【００２３】
なお、以上では説明を省略したが、システム光軸ＯＡを挟んで両側に配置されるプリズ
ム体９２，９３の外側には、同様のプリズム体９２，９３が連続して配置されており、偏
光変換装置３４の四角い厚板状の外形を形成する。この際、偏光分離膜９５と反射膜９７
とは、プリズム体９２，９３間に互い違いに配置され、位相差板９６は、偏光分離膜９５
に対向して一つおきのプリズム体９２，９３の射出面に貼り付けられる。ここで、位相差
板９６は、偏光分離膜９５を透過する第１偏光ＰＰの光路上に配置されているが、反射膜
９７で反射される第２偏光ＳＳの光路上に配置することができる。この場合、反射膜９７
で反射されたＳ偏光である第２偏光ＳＳがＰ偏光に変換される。
【００２４】
以上説明した偏光変換装置３４において、システム光軸ＯＡに略沿って入射した入射光
ＩＬは、すべての偏光光束の偏光方向が揃えられて、偏光変換装置３４の反対側から射出
される。このような偏光変換装置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、光変調部６０で利用する光源光
の利用率を向上させることができる。
【００２５】
図３は、偏光変換装置３４による偏光変換効率を説明するグラフである。このグラフに
おいて、横軸は波長を示し、縦軸は透過率を示す。グラフ中で、点線は、偏光分離膜９５
を反射し反射膜９７で反射されて射出される第２偏光ＳＳの透過率を示し、一点差線は、
偏光分離膜９５で透過し位相差板９６で偏光変換されてから射出される第１偏光ＰＰの透
過率を示す。そして、実線は、両偏光ＳＳ，ＰＰを加算した透過率すなわち偏光変換装置
３４による特定偏光への偏光変換効率を示す。この例では、青（Ｂ）色において偏光変換
効率が最も高くなっており、赤（Ｒ）色において偏光変換効率が最も低くなっている。そ
して、緑（Ｇ）色の偏光変換効率は、青色と赤色との中間程度となっている。このように
青色の偏光変換効率が高いと、光源ランプ２１が白色の光源光を射出する場合であっても
、青の相対強度が高まり、照明光学系３０から射出される照明光の色温度を高くすること
ができる。
【００２６】
以上のような偏光変換効率における波長特性は、偏光分離膜９５、位相差板９６、反射
膜９７等の透過又は反射に際しての損失に起因して生じるものであるが、特に偏光分離膜
９５の波長依存性に大きな影響を受ける。ここで、偏光分離膜９５の偏光分離特性を波長
依存性の少ないフラットなものとすることも考えられるが、偏光分離膜９５が極めて高価
なものとなる。このため、偏光分離膜９５の偏光分離特性を主に特定の波長（この場合、
青色）に適合させれば、偏光分離膜９５を安価で比較的損失の少ないものにできる。ただ
し、他の波長（この場合、緑色及び赤色）については、若干の相対的減光が生じてしまう
が、照明光のうち特定の青色光の増加は、照明光の色温度を高めることになるので、色温
度が高いことが望ましい用途では、むしろ用途に適する照明光を得られる。特に光源ラン
プ２１が水銀ランプで構成される場合、青色等の輝度が緑色の輝度に対して相対的に小さ
くなる傾向があり、青色光の利用効率向上は望ましい。これにより、画像光の色バランス
が良好なものとなる。
【００２７】
なお、以上の例では、偏光変換装置３４の偏光変換効率が青色において最も高くなって
おり、他の色で相対的に低くなっているとしたが、赤色で偏光変換効率が最も高くなるよ
うに設計することも可能である。このように、赤色で偏光変換効率が最も高くなるように
した場合、緑色や青色をカットすることになり、水銀ランプについては、ホワイトバラン
スがよくなり、さらに緑色や青色の偏光変換効率を下げた場合、照明光学系３０中にシネ
マフィルタを組み込んだかのような効果が得られる。
【００２８】
図１に戻って、重畳レンズ３５は、第１レンズアレイ３１、第２レンズアレイ３２、及
び偏光変換装置３４を経た複数の部分光束を集光して、液晶パネル６１ｂ，６１ｇ，６１
ｒの画像形成領域上に重畳させて入射させるための光学素子である。この重畳レンズ３５
から射出された光束は、均一化されつつ次段の色分離装置４０に射出される。つまり、両
レンズアレイ３１，３２と重畳レンズ３５とを経た照明光は、以下に詳述する色分離装置
４０を経て、光変調部６０の照明領域すなわち各色の液晶パネル６１ｂ，６１ｇ，６１ｒ
の画像形成領域を均一に重畳照明する。
【００２９】
色分離装置４０は、第１及び第２ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂ、反射ミラー４
２ａ，４２ｂ，４２ｃ、フィールドレンズ４３ｂ，４３ｇ，４３ｒ、及びリレーレンズ４
５，４６を備える。これらのうち、第１及び第２ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂを
含んで構成される色分離光学系は、照明光を、青（Ｂ）色光、緑（Ｇ）色光、及び赤（Ｒ
）光の３つの光束に分離する。各ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂ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４１ａは、青・緑・赤（Ｂ・Ｇ
・Ｒ）の３色のうち青色光ＬＢを反射し、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４１ｂは、入射した緑色光ＬＧ及び赤色光ＬＲのうち緑色光
ＬＧを反射し赤色光ＬＲを透過させる。色分離装置４０の射出側に設けられた各色用のフ
ィールドレンズ４３ｂ，４３ｇ，４３ｒは、第２レンズアレイ３２から射出され光変調部
６０に入射する各部分光束が、適当な収束度となるように設けられている。一対のリレー
レンズ４５，４６は、青色用の第１光路ＯＰ１や緑色用の第２光路ＯＰ２よりも相対的に
長い赤色用の第３光路ＯＰ３上に配置されている。これらのリレーレンズ４５，４６は、
入射側の第１のリレーレンズ４５の直前に形成された像を、略そのまま射出側のフィール
ドレンズ４３ｒに伝達することにより、光の拡散等による光の利用効率の低下を防止して
いる。
【００３０】
この色分離装置４０において、光源ランプユニット２０から照明光学系３０を経て入射
した照明光は、まず第１ダイクロイックミラー４１ａに入射する。第１ダイクロイックミ
ラー４１ａで反射された青色光ＬＢは、第１光路ＯＰ１に導かれ、反射ミラー４２ａを経
て最終段のフィールドレンズ４３ｂに入射する。また、第１ダイクロイックミラー４１ａ
を透過して第２ダイクロイックミラー４１ｂで反射された緑色光ＬＧは、第２光路ＯＰ２
に導かれ最終段のフィールドレンズ４３ｇに入射する。さらに、第２ダイクロイックミラ
ー４１ｂを通過した赤色光ＬＲは、第３光路ＯＰ３に導かれ、反射ミラー４２ｂ，４２ｃ
やリレーレンズ４５，４６を経て最終段のフィールドレンズ４３ｒに入射する。
【００３１】
光変調部６０は、３色の照明光ＬＢ，ＬＧ，ＬＲがそれぞれ入射する３つの液晶パネル
（液晶表示パネル）６１ｂ，６１ｇ，６１ｒを備える。このうち、青色用の液晶パネル６
１ｂについては、射出側のみ偏光フィルタ６２ｂが配置されており、入射側に偏光フィル
タが配置されていない。一方、他の色用の液晶パネル６１ｇ，６１ｒについては、これら
の液晶パネル６１ｇ，６１ｒを挟むように２組の偏光フィルタ６２ｇ，６２ｒが配置され
ている。ここで、青色光ＬＢ用の液晶パネル６１ｂと、この射出側に設けた偏光フィルタ
６２ｂ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
ブを構成する。また、緑色光ＬＧ用の液晶パネル６１ｇと、これを挟む一対の偏光フィル
タ６２ｇ，６２ｇも、緑色用の液晶ライトバルブを構成し、同様に、赤色光ＬＲ用の液晶
パネル６１ｒと、一対の偏光フィルタ６２ｒ，６２ｒも、赤色用の液晶ライトバルブを構
成する。各液晶パネル６１ｂ，６１ｇ，６１ｒ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り、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。
【００３２】
この光変調部６０において、第１光路ＯＰ１に導かれた青色光ＬＢは、フィールドレン
ズ４３ｂを介して液晶パネル６１ｂの位置に設けた照明領域に入射し液晶パネル６１ｂ内
の画像形成領域を照明する。第２光路ＯＰ２に導かれた緑色光ＬＧは、フィールドレンズ
４３ｇを介して液晶パネル６１ｇの位置に設けた照明領域に入射し液晶パネル６１ｇ内の
画像形成領域を照明する。第３光路ＯＰ３に導かれた赤色光ＬＲは、第１及び第２リレー
レンズ４５，４６及びフィールドレンズ４３ｒを介して液晶パネル６１ｒの位置に設けた
照明領域に入射し液晶パネル６１ｒ内の画像形成領域を照明する。各液晶パネル６１ｂ，
６１ｇ，６１ｒ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る。各液晶パネル６１ｂ，６１ｇ，６１ｒにそれぞれ入射した各
色光ＬＢ，ＬＧ，ＬＲは、各液晶パネル６１ｂ，６１ｇ，６１ｒ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６２ｇ，６２ｒによって、各液晶パネル６１ｇ，６１ｒに入射する照明光の偏
光方向が調整されるとともに、偏光フィルタ６２ｂ，６２ｇ，６２ｒによって、各液晶パ
ネル６１ｂ，６１ｇ，６１ｒ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。
【００３３】
ここで、液晶パネル６１ｂの入射側には、上述したように偏光フィルタ６２ｂが設けら
れていない。このように入射側の偏光フィルタ６２ｂを除去すると、一般には、液晶パネ
ル６１ｂに所望の偏光成分の光以外の偏光成分の光が入射するため、黒画像を表示する場
合に偏光フィルタ６２ｂによって遮断されない偏光成分の光、つまり黒画面での消光比の
小さな偏光が入射することになり、コントラストを低下させる原因になるとも考えられる
。しかしながら、青色光や赤色光は比視感度が低い光であり、これらの色に関してコント
ラスト等の光変調特性に多少の劣化が生じても投射像鑑賞の妨げになりにくい。つまり、
青色光については、入射側の偏光フィルタ６２ｂを省略しても、偏光フィルタ６２ｂを省
略したことに起因するコントラストの低下が目立ちにくい。一方で、第１光路ＯＰ１に導
かれる青色光ＬＢの照度は、他の光路ＯＰ２，ＯＰ３に導かれる緑色光ＧＬや赤色光ＬＲ
の照度に比較して大きくなっている。これは、図３で説明した偏光変換装置３４の偏光変
換効率によるものであり、青色光ＬＢの偏光変換率が他の緑色光ＧＬや赤色光ＬＲよりも
高くなっていることに起因する。このように照度の大きな青色光ＬＢを、青色用のライト
バルブにおいてまず偏光フィルタ６２ｂに入射させた場合、偏光フィルタ６２ｂの劣化が
激しくなるが、本実施形態では、入射側の偏光フィルタ６２ｂを省略していることから、
光変調部６０全体としての耐久性を高めることができ、光変調部６０延いてはプロジェク
タ１０の寿命を長くすることができる。さらに、入射側の偏光フィルタ６２ｂを省略する
ことにより、部品点数の減少によってコスト削減を達成することができる。
【００３４】
なお、以上のように入射側の偏光フィルタ６２ｂを省略した場合、液晶パネル６１ｂに
入射する青色光ＬＢの照度が多少増加するが、偏光フィルタ６２ｂを除去した分だけ液晶
パネル６１ｂの入射側に十分なスペースが形成され、液晶パネル６１ｂの冷却効率が高め
られるので、液晶パネル６１ｂの劣化速度が特に増大する現象は観察されなかった。むし
ろ、液晶パネル６１ｂが効率的に冷却される結果として、冷却ファンの騒音を低減するこ
とができ、プロジェクタ１０の消費電力を減らすことができた。
【００３５】
以上の例では、第１光路ＯＰ１において入射側の偏光フィルタ６２ｂを省略したが、赤
色用の第３光路ＯＰ３において入射側の偏光フィルタ６２ｒを省略することもできる。特
に、偏光変換装置３４の偏光変換効率が青色ではなく赤色において最も高くなっている場
合、入射側の偏光フィルタ６２ｒを省略することによって、投射像のホワイトバランスを
高めること等が可能になる。
【００３６】
クロスダイクロイックプリズム７０は、偏光フィルタ６２ｂ，６２ｇ，６２ｒ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７０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７１，７２が形成されている。一方の第１誘電体多層膜７１は青色光を反射
し、他方の第２誘電体多層膜７２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７０は、液晶パネル６１ｂからの青色光ＬＢを第１誘電体多層膜７１で反射して進行方
向右側に射出させ、液晶パネル６１ｇからの緑色光ＬＧを第１及び第２誘電体多層膜７１
，７２を介して直進・射出させ、液晶パネル６１ｒからの赤色光ＬＲを第２誘電体多層膜
７２で反射して進行方向左側に射出させる。
【００３７】
このようにクロスダイクロイックプリズム７０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８０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。
【００３８】
以上の説明から明らかなように、本実施形態のプロジェクタ１０によれば、偏光変換装
置３４が、青色用の液晶パネル６１ｂ又は赤色用の液晶パネル６１ｒを動作させる青色又
は赤色の波長域において他の可視波長域よりも高い偏光変換効率を有するので、青色又は
赤色の波長域で輝度を増加させた画像の投射が可能になる。また、高輝度ではあるが緑色
光の光強度が赤色光や青色光の光強度よりも強い光を射出する高圧水銀ランプを光源ラン
プ２１に用いた場合、従来では、例えば白画面を投影するときであっても投映画像の色バ
ランスを良好にするために液晶パネル６１ｇの変調によって緑色光ＬＧの輝度を減少させ
ており、液晶パネル６１ｇで可能な階調の一部を色バランス調整のために使用し、投映画
像を形成するための変調に利用するための階調数を低下させ色再現性を劣化させていたが
、本実施形態のプロジェクタ１０によれば、偏光変換装置３４が、緑色光の波長領域にお
いてを青色光または赤色光の波長領域の偏光変換効率よりも低いため、液晶パネル６１ｇ
の入射側の偏光フィルタ６２ｇで比較的多く遮断されるから、色バランス調整のために液
晶パネル６１ｇで可能な階調の使用する量が軽減もしくはなくすことができ、投映画像を
形成するための変調に利用される階調数を、従来よりも増加させ色再現性を向上させるこ
とが可能になる。
【００３９】
ここで、偏光フィルタは、偏光膜および偏光膜を支持する支持層などにより構成されて
おり、偏光層は入射した光のうち一方の偏光成分を透過し他方の偏光成分を遮断するとと
もに、一方の偏光成分の光においても透過率が１００％ではなく、光量を低下させている
。そこで、光源装置すなわち光源ランプ２１のスペクトル特性により光の強度が弱い赤色
光及び青色光のうち少なくとも一方の光を変調する液晶ライトバルブすなわち液晶パネル
６１ｒ，６１ｂの入射側の偏光フィルタを省略することによって、赤色光ＬＲ、及び青色
光ＬＢのうち少なくとも一方の色光の光量損失を低減させることが可能となる。
【００４０】
また、赤色光を変調する液晶ライトバルブと青色光を変調する液晶ライトバルブのうち
少なくとも一方の液晶ライトバルブ（すなわち、少なくとも一方液晶パネル６１ｒ，６１
ｂ）の入射側の偏光フィルタを省略することによって、偏光フィルタを省略しない場合に
比較して当該液晶パネル６１ｒ，６１ｂへ入射する光の所望の偏光成分以外の偏光成分も
液晶パネル６１ｒ，６１ｂに入射することとなるが、上記プロジェクタ１０では偏光変換
装置３４を備えているとともに、青色光ＬＢや赤色光ＬＲは、比視感度が比較的低く、入
射側の偏光フィルタを省略した場合のコントラストの低下が目立ちにくい。
【００４１】
さらに、青色光ＬＢの波長領域で輝度を増加できれば、投射像の色温度を高めることが
できる。また、赤色光ＬＲの波長領域で輝度を増加できれば、投射像のホワイトバランス
を高めること等が可能になる。
【００４２】
従って、光源装置すなわち光源ランプ２１から射出された光において赤色光および青色
光よりも緑色光の光強度が強くても、赤色光を変調する液晶ライトバルブと青色光を変調
する液晶ライトバルブのうち少なくとも一方の液晶ライトバルブ（すなわち、少なくとも
一方液晶パネル６１ｒ，６１ｂ）の入射側の偏光フィルタを省略することによって、コン
トラストの低下を目立たせることなく、液晶ライトバルブよる色バランスの調整量を低減
できるから、画像形成時の階調数の低下を軽減でき、プロジェクタの投影する画像の色再
現性を向上できる。さらに、赤色光を変調する液晶ライトバルブ（液晶パネル６１ｒ）と
青色光を変調する液晶ライトバルブ（液晶パネル６１ｂ）とのうち少なくとも一方の液晶
ライトバルブの入射側の偏光フィルタを省略するから、プロジェクタ１０の部品点数およ
び製造工数を削減でき、プロジェクタ１０を低価格にすることも可能となる。
【００４３】
以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、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、偏光変換装置３４において、青色及び赤色のいずれか一
方の偏光変換効率を最も高くしているが、青色及び赤色の両偏光変換効率をともに高くす
ることができる。この場合、青色用の第１光路ＯＰ１と赤色用の第３光路ＯＰ３とにおい
て、入射側の偏光フィルタ６２ｂ，６２ｒをともに省略することができる。
【００４５】
また、上記実施形態のプロジェクタ１０では、光源ランプ２１として水銀ランプも用い
ているが、緑色光となる波長領域の光の強度が青色光及び赤色光となる波長領域の光の強
度よりも強いスペクトル特性を有する光源光を射出する光源装置であれば、本発明の構成
を適用することにより同様の効果を得ることが可能となる。
【００４６】
また、上記実施形態のプロジェクタ１０では、照明光学系３０をレンズアレイ３１，３
２、偏光変換装置３４、及び重畳レンズ３５で構成したが、レンズアレイ３１，３２につ
いてはこれを省略することができ、或いはこれをロッドインテグレータに置き換えること
ができる。
【００４７】
また、本発明は、投射画像を観察する側から投射するフロント投射型プロジェクタにも
、投射画像を観察する側とは反対の側から投射するリア投射型プロジェクタにも適用可能
である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【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ための平面図である。
【図２】図１のプロジェクタに組み込まれる偏光変換装置を説明する図である。
【図３】図２の偏光変換装置による偏光変換効率を説明するグラフである。
【符号の説明】
【００４９】
１０…プロジェクタ、  ２０…光源ランプユニット、  ２１…光源ランプ、  ２２…凹
面鏡、  ３０…照明光学系、  ３１，３２…レンズアレイ、  ３４…偏光変換装置、  ３
５…重畳レンズ、  ４０…色分離装置、  ４１ａ，４１ｂ…ダイクロイックミラー、  ４
２ａ，４２ｂ，４２ｃ…反射ミラー、  ４３ｂ，４３ｇ，４３ｒ…フィールドレンズ、  
４５，４６…リレーレンズ、  ６０…光変調部、  ６１ｂ，６１ｇ，６１ｒ…液晶パネル
、  ６２ｂ，６２ｇ，６２ｒ…偏光フィルタ、  ６２ｇ，６２ｒ…入射側の偏光フィルタ
、  ６２ｂ，６２ｇ，６２ｒ…射出側の偏光フィルタ、  ７０…クロスダイクロイックプ
リズム、  ８０…投射光学系、  ９１，９２，９３…プリズム体、  ９５…偏光分離膜
９６…位相差板、  ９７…反射膜、  ＬＢ，ＬＧ，ＬＲ…照明光、  ＯＡ…システム光
軸
【図１】
2007264245.tif 000003
【図２】
2007264245.tif 000004
【図３】
2007264245.tif 000005