(57)【要約】【課題】コントラスト優先の動作と明るさ優先の動作とを簡易に切り換えることができ、かつ、切り換えに際して画質劣化や光量損失が生じにくいプロジェクタを提供すること。【解決手段】第２位相差板５９を駆動装置９１によって光路上に進退可能に配して第１光変調部２５からの変調光の偏光方向を切り換えるので、第１光変調部２５からの変調光の経路を、偏光ビームスプリッタ５１を直進するような短絡する第１光路ＰＡ１と、偏光ビームスプリッタ５１で折り曲げられてリレー光学系６０等を往復し第２光変調部７０で輝度変調を受けるような迂回する第２光路ＰＡ２との間で簡単に切り換えることができる。これによって、第１及び第２光変調部２５，７０を用いたコントラスト優先動作作と、第１光変調部２５のみを用いた明るさ優先動作とを簡単に切り換えることができ、投射に際しての画質劣化や光量損失を効果的に抑えることができる。【選択図】図２
2007264007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明装置からの光を画像情報に応じて変調するとともに偏光として射出する第１液晶ラ
イトバルブと、
前記第１液晶ライトバルブからの変調光を、当該変調光の偏光方向に応じて短絡する第
１光路と迂回する第２光路とのいずれか一方に導くことができる導光手段と、
前記導光手段の前段の光路上に進退可能に配置される位相素子を含み、前記第１液晶ラ
イトバルブからの変調光の偏光方向を切り換える偏光切換手段と、
前記導光手段の前記第２光路上に配置され、前記第１液晶ライトバルブで変調された変
調光を一旦結像させるリレー光学系と、
前記導光手段の前記第２光路上に配置され、前記リレー光学系によって結像された像光
を画像情報に応じて変調するとともに偏光として射出する第２液晶ライトバルブと、
前記第１液晶ライトバルブで少なくとも変調され、前記導光手段から前記第１及び第２
光路のいずれか一方を経て射出された変調光を像光として投射する投射光学系と、
を備えるプロジェクタ。
【請求項２】
前記導光手段は、前記第１及び第２光路の分岐点に配置される偏光ビームスプリッタと
、当該偏光ビームスプリッタの後段の前記第２光路上に配置される位相素子と、前記偏光
ビームスプリッタとの間に前記位相素子を挟んで前記第２光路上に配置され前記偏光ビー
ムスプリッタからの光束を前記第２光路上で逆進させるミラーとを含み、
前記第１液晶ライトバルブは、透過型の液晶パネルを有し、
前記第２液晶ライトバルブは、当該偏光ビームスプリッタからの光束のうち像光を前記
第２光路上で逆進させる反射型の液晶パネルを有する
請求項１記載のプロジェクタ。
【請求項３】
前記リレー光学系は、前記第２光路に関して展開した場合、前記導光手段の前記ミラー
を挟んで、前記第１液晶ライトバルブと前記第２液晶ライトバルブとに対して略対称な構
成となっている請求項２記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記第１液晶ライトバルブは、３色変調を行う３つの各色ライトバルブと、当該各色ラ
イトバルブで変調された各色光を合成する色合成プリズムとを有し、
前記導光手段は、前記偏光ビームスプリッタと前記第２液晶ライトバルブとの間の前記
第２光路上に、前記色合成プリズムと等価な光路を実現する補償プリズムを有する
請求項３記載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記位相素子が光路上に配置されている場合、前記導光手段は、前記第１液晶ライトバ
ルブからの変調光を前記第１光路に導き、前記位相素子が光路上から退避している場合、
前記導光手段は、前記第１液晶ライトバルブからの変調光を前記第２光路に導く請求項１
から請求項４のいずれか一項記載のプロジェクタ。
【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とは別に輝
度調整用の液晶パネル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、分光された光を合成した後の光路上に結像用レンズを介して配
置されている高精細液晶パネルの透過率を変調し、カラー画像表示時には、高精度液晶パ
ネルから射出す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ものが存在
する（特許文献１参照）。
【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、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、照明光が
液晶パネルを２回通過するので、投射画像が暗くなる傾向がある。このため、明るさが要
求される場合には、高精細液晶パネルを光路上から一時的に退避させてこれと等価なガラ
ス板等を配置することが考えられる。しかしながら、高精細液晶パネルを光路上に再度正
確に配置することは必ずしも容易でなく、複数のパネル間で生じる画素ずれ等によって画
質が劣化する可能性があり、複数のパネル間で像を転写するための結像用レンズによって
光量損失も生じる。
【０００５】
そこで、本発明は、コントラスト優先の動作と明るさ優先の動作とを簡易に切り換える
ことができ、かつ、切り換えに際して画質劣化や光量損失が生じにくいプロジェクタを提
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）照明装置からの光を画
像情報に応じて変調するとともに偏光として射出する第１液晶ライトバルブと、（ｂ）第
１液晶ライトバルブからの変調光を、当該変調光の偏光方向に応じて短絡する第１光路と
迂回する第２光路とのいずれか一方に導くことができる導光手段と、（ｃ）導光手段の前
段の光路上に進退可能に配置される位相素子を含み、第１液晶ライトバルブからの変調光
の偏光方向を切り換える偏光切換手段と、（ｄ）導光手段の第２光路上に配置され、第１
液晶ライトバルブで変調された変調光を一旦結像させるリレー光学系と、（ｅ）導光手段
の第２光路上に配置され、リレー光学系によって結像された像光を画像情報に応じて変調
するとともに偏光として射出する第２液晶ライトバルブと、（ｆ）第１液晶ライトバルブ
で少なくとも変調され、導光手段から第１及び第２光路のいずれか一方を経て射出された
変調光を像光として投射する投射光学系とを備える。
【０００７】
上記プロジェクタでは、偏光切換手段が、導光手段の前段の光路上に進退可能に配置さ
れる位相素子を含み、第１液晶ライトバルブからの変調光の偏光方向を切り換えるので、
導光手段における第１光路と第２光路とを簡単に切り換えることができる。これにより、
第１液晶ライトバルブの変調光を第２光路上の第２液晶ライトバルブに導いた後に、第２
液晶ライトバルブの変調光を投射光学系で拡大投射することができ、或いは第１液晶ライ
トバルブの変調光を第１光路経由で直接投射光学系で拡大投射することができる。よって
、第１及び第２液晶ライトバルブを固定したままで位相素子の進退のみによって、第１及
び第２液晶ライトバルブを用いたコントラスト優先動作と、第１液晶ライトバルブのみを
用いた明るさ優先動作とを簡単に切り換えることができ、画質劣化や光量損失を抑えるこ
とができる。
【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、導光手段
が、第１及び第２光路の分岐点に配置される偏光ビームスプリッタと、当該偏光ビームス
プリッタの後段の第２光路上に配置される位相素子と、偏光ビームスプリッタとの間に位
相素子を挟んで第２光路上に配置され偏光ビームスプリッタからの光束を第２光路上で逆
進させるミラーとを含み、第１液晶ライトバルブが、透過型の液晶パネルを有し、第２液
晶ライトバルブが、当該偏光ビームスプリッタからの光束のうち像光を第２光路上で逆進
させる反射型の液晶パネルを有する。この場合、偏光ビームスプリッタ、位相素子、ミラ
ー等を用いた簡易な光学系によって第１光路から第２光路を分岐することができる。
【０００９】
また、本発明の別の態様では、リレー光学系が、第２光路に関して展開した場合、導光
手段のミラーを挟んで、第１液晶ライトバルブと第２液晶ライトバルブとに対して略対称
な構成となっている。この場合、リレー光学系を例えば両側テレセントリックな光学系に
するなど、第１液晶ライトバルブから第２液晶ライトバルブへの像の伝達を精密にできる
。
【００１０】
また、本発明のさらに別の態様では、第１液晶ライトバルブが、３色変調を行う３つの
各色ライトバルブと、当該各色ライトバルブで変調された各色光を合成する色合成プリズ
ムとを有し、導光手段が、偏光ビームスプリッタと第２液晶ライトバルブとの間の第２光
路上に、色合成プリズムと等価な光路を実現する補償プリズムを有する。この場合、前段
の各色ライトバルブと後段の第２液晶ライトバルブとの間に、色合成プリズムとこれと等
価な補償プリズムとを配置することができ、第１液晶ライトバルブと第２液晶ライトバル
ブとの間の光路の対称性を高めることができる。
【００１１】
また、本発明のさらに別の態様では、位相素子が光路上に配置されている場合、導光手
段が、第１液晶ライトバルブからの変調光を第１光路に導き、位相素子が光路上から退避
している場合、導光手段が、第１液晶ライトバルブからの変調光を第２光路に導く。この
場合、第１液晶ライトバルブからの変調光を第２光路に導くときに位相素子が光路上から
退避するので、第１液晶ライトバルブから第２液晶ライトバルブへの投影精度を高め易い
。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
〔第１実施形態〕
図１及び図２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２分割して
各部をそれぞれ示す模式図である。
【００１３】
本実施形態のプロジェクタ１０は、光源から射出された光束を画像情報に応じて１段又
は２段で変調して光学像を形成し、この光学像をスクリーン上に拡大投射するための光学
機器である。プロジェクタ１０は、光学的な構成要素として、光源光を発生する光源装置
２１と、光源装置２１からの光源光を赤緑青の３色に分割する色分離光学系２３と、色分
離光学系２３から射出された各色の照明光によって照明される第１光変調部２５と、第１
光変調部２５からの像光を後述する２光路のいずれか一方に導く導光部５０と、導光部５
０中に組み込まれて第１光変調部２５からの像光を伝達するリレー光学系６０と、リレー
光学系６０により伝達された像を再度変調する第２光変調部７０と、第２光変調部７０を
経た像光をスクリーン（不図示）に投射する投射光学系８０とを備える。
【００１４】
以上のプロジェクタ１０において、光源装置２１は、光源ランプ２１ａと、凹レンズ２
１ｂと、一対のレンズアレイ２１ｄ，２１ｅと、偏光変換部材２１ｇと、重畳レンズ２１
ｉとを備える。このうち、光源ランプ２１ａは、例えば高圧水銀ランプからなり、光源光
を回収して前方に射出させる凹面鏡を備える。凹レンズ２１ｂは、光源ランプ２１ａから
の光源光を平行化する役割を有するが、省略することもできる。一対のレンズアレイ２１
ｄ，２１ｅは、マトリックス状に配置された複数の要素レンズからなるフライアイ光学系
であり、これらの要素レンズによって凹レンズ２１ｂを経た光源ランプ２１ａからの光源
光を部分光束に分割して個別に集光・発散させる。偏光変換部材２１ｇは、レンズアレイ
２１ｅから射出した光源光を例えば図１の紙面に垂直なＳ偏光成分のみに変換して次段光
学系に供給する。重畳レンズ２１ｉは、偏光変換部材２１ｇを経た照明光を全体として適
宜収束させることにより、第１光変調部２５に設けた各色の光変調装置に対する重畳照明
を可能にする。つまり、両レンズアレイ２１ｄ，２１ｅと重畳レンズ２１ｉとを経た照明
光は、以下に詳述する色分離光学系２３を経て、第１光変調部２５に設けられた各色の液
晶パネル２５ａ，２５ｂ，２５ｃを均一に重畳照明する。
【００１５】
色分離光学系２３は、第１及び第２ダイクロイックミラー２３ａ，２３ｂと、補正光学
系である３つのフィールドレンズ２３ｆ，２３ｇ，２３ｈと、反射ミラー２３ｍ，２３ｎ
，２３ｏとを備え、光源装置２１とともに照明装置を構成する。ここで、第１ダイクロイ
ックミラー２３ａは、赤緑青の３色のうち例えば赤光を反射し緑光及び青光を透過させる
。また、第２ダイクロイックミラー２３ｂは、入射した青及び緑の２色のうち例えば緑光
を反射し青光を透過させる。この色分離光学系２３において、光源装置２１からの略白色
の光源光は、まず第１ダイクロイックミラー２３ａに入射する。第１ダイクロイックミラ
ー２３ａで反射された赤光は、例えばＳ偏光のまま、反射ミラー２３ｍを経てフィールド
レンズ２３ｆに入射する。また、第１ダイクロイックミラー２３ａを透過して第２ダイク
ロイックミラー２３ｂで反射された緑光は、例えばＳ偏光のままフィールドレンズ２３ｇ
に入射する。さらに、第２ダイクロイックミラー２３ｂを通過した青光は、例えばＳ偏光
のまま、レンズＬＬ１，ＬＬ２及び反射ミラー２３ｎ，２３ｏを経て、入射角度を調節す
るためのフィールドレンズ２３ｈに入射する。レンズＬＬ１，ＬＬ２及びフィールドレン
ズ２３ｈは、リレーレンズ系を構成している。このリレーレンズ系は、第１レンズＬＬ１
の像を、第２レンズＬＬ２を介してほぼそのままフィールドレンズ２３ｈに伝達する機能
を備えている。
【００１６】
第１光変調部２５は、３つの透過型の液晶パネル２５ａ，２５ｂ，２５ｃと、各液晶パ
ネル２５ａ〜２５ｃを挟むように配置される３組の偏光フィルタ２５ｅ，２５ｆ，２５ｇ
とを備える。ここで、赤光用の液晶パネル２５ａと、これを挟む一対の偏光フィルタ２５
ｅ，２５ｅとは、照明光のうち赤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
赤色用の透過型液晶ライトバルブを構成する。同様に、緑光用の液晶パネル２５ｂと、対
応する偏光フィルタ２５ｆ，２５ｆも、緑色用の液晶ライトバルブを構成し、青光用の液
晶パネル２５ｃと、偏光フィルタ２５ｇ，２５ｇも、青色用の透過型液晶ライトバルブを
構成する。以上の第１光変調部２５は、カラー画像を形成する画像情報変調用の第１液晶
ライトバルブを構成する。
【００１７】
赤光用の第１液晶パネル２５ａには、色分離光学系２３の第１ダイクロイックミラー２
３ａで反射されることによって分岐された赤光が、フィールドレンズ２３ｆを介して入射
する。緑光用の第２液晶パネル２５ｂには、色分離光学系２３の第２ダイクロイックミラ
ー２３ｂで反射されることによって分岐された緑光が、フィールドレンズ２３ｇを介して
入射する。青光用の第３液晶パネル２５ｃには、第２ダイクロイックミラー２３ｂを透過
することによって分岐された青光が、フィールドレンズ２３ｈを介して入射する。各液晶
パネル２５ａ〜２５ｃは、入射した照明光の空間的強度分布を変調する非発光型の光変調
装置であり、各液晶パネル２５ａ〜２５ｃにそれぞれ入射した３色の光は、各液晶パネル
２５ａ〜２５ｃに電気的信号として入力された駆動信号或いは画像信号に応じて変調され
る。その際、偏光フィルタ２５ｅ，２５ｆ，２５ｇによって、各液晶パネル２５ａ〜２５
ｃに入射する照明光の偏光方向が調整されるとともに、各液晶パネル２５ａ〜２５ｃから
射出される変調光から所定の偏光方向の成分光が像光として取り出される。
【００１８】
クロスダイクロイックプリズム２７は、光合成部材すなわち色合成プリズムであり、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２７ａ，２７ｂが形成されている。
一方の第１誘電体多層膜２７ａは赤光を反射し、他方の第２誘電体多層膜２７ｂは青光を
反射する。このクロスダイクロイックプリズム２７は、液晶パネル２５ａからの赤光を第
１誘電体多層膜２７ａで反射して進行方向右側に射出させ、液晶パネル２５ｂからの緑光
を第１及び第２誘電体多層膜２７ａ，２７ｂを介して直進・射出させ、液晶パネル２５ｃ
からの青光を第２誘電体多層膜２７ｂで反射して進行方向左側に射出させる。
【００１９】
導光部５０は、偏光ビームスプリッタ５１と、第１位相差板５２と、ミラー５４と、補
償プリズム５７と、第２位相差板５９と備える。このうち、偏光ビームスプリッタ５１と
、第１位相差板５２と、ミラー５４とは、クロスダイクロイックプリズム２７を経て合成
された第１光変調部２５からの変調光を、その偏光方向に応じて短い第１光路ＰＡ１と長
い第２光路ＰＡ２とのいずれか一方に導くための導光手段として機能する。
【００２０】
以上の導光部５０において、偏光ビームスプリッタ５１は、２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、両直角プリズムを貼り合わせた界面には、誘電体多層
膜５１ａが形成されている。この偏光ビームスプリッタ５１は、入射した変調光のうち例
えばＳ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過させる。この偏光ビームスプリッタ５１に例えばＳ偏
光の変調光が入射した場合、この変調光は、偏光ビームスプリッタ５１の誘電体多層膜５
１ａで反射されて進行方向左側すなわち第１位相差板５２側に射出される。第１位相差板
５２は、システム光軸ＯＡのまわりにおいて異なる偏光方向の透過光に対して必要な位相
差を与える位相素子であり、例えば１／４波長板で形成される。この第１位相差板５２に
入射した偏光ビームスプリッタ５１からの光束は、リレー光学系６０を経てミラー５４に
入射する。ミラー５４は、システム光軸ＯＡに対して垂直に配置された反射面を有してお
り、偏光ビームスプリッタ５１からの光束を逆進させる。偏光ビームスプリッタ５１の反
対側に設けた入射出ポート（紙面右側）には、ミラー５４からの反射光が、リレー光学系
６０、第１位相差板５２、及び偏光ビームスプリッタ５１を経て入射する。補償プリズム
５７は、偏光ビームスプリッタ５１の上記入射出ポートに隣接して配置されており、クロ
スダイクロイックプリズム２７を構成する直角プリズムと同一の材料で形成され全体とし
てクロスダイクロイックプリズム２７と同一のサイズを有する。
【００２１】
導光部５０の動作について説明すると、第１光変調部２５からの変調光が例えばＰ偏光
として偏光ビームスプリッタ５１に入射した場合、この変調光は、偏光ビームスプリッタ
５１の誘電体多層膜５１ａを通過するので、偏光ビームスプリッタ５１を直進するような
短絡する第１光路ＰＡ１を通過する。一方、第１光変調部２５からの変調光が例えばＳ偏
光として偏光ビームスプリッタ５１に入射した場合、この変調光は、偏光ビームスプリッ
タ５１の誘電体多層膜５１ａで反射されるので、以下に詳述するような迂回する第２光路
ＰＡ２を通過する。より詳細に説明すると、偏光ビームスプリッタ５１に入射したＳ偏光
の光束は、偏光ビームスプリッタ５１の誘電体多層５１ａで反射されて第１位相差板５２
側に射出される。この第１位相差板５２に入射した光束は、例えば直線偏光から円偏光に
変換され、リレー光学系６０を通過してミラー５４に入射する。このミラー５４で折り返
された光束は、リレー光学系６０を逆方向から再度通過して第１位相差板５２に再入射す
る。第１位相差板５２は、例えば円偏光を直線偏光に戻すが、この際偏光方向が９０°回
転する。つまり、ミラー５４に向けての往路で誘電体多層膜５１ａで反射された光束がＳ
偏光である場合、復路で誘電体多層膜５１ａに再入射する光束はＰ偏光となる。よって、
復路の光束は、誘電体多層膜５１ａすなわち偏光ビームスプリッタ５１を直進・通過し、
補償プリズム５７を通過して輝度情報変調用の第２光変調部７０に入射する。この第２光
変調部７０は、第１光変調部２５で形成されたカラー画像に対して輝度変調を行う反射型
液晶ライトバルブを構成し、第２位相差板５６及び補償プリズム５７からの光束を輝度変
調するとともに入射方向に折り返す。この第２光変調部７０で変調され折り返された光束
は、補償プリズム５７を逆方向から再度通過する。つまり、第２光変調部７０に向けての
往路の光束は、誘電体多層膜５１ａを通過したが、復路で、第２光変調部７０において変
調されることにより、例えば、Ｐ偏光からＳ偏光に変換され、誘電体多層膜５１ａに再入
射する光束は、誘電体多層膜５１ａつまり偏光ビームスプリッタ５１で反射されて進行方
向左側すなわち投射光学系８０側に射出される。
【００２２】
導光部５０の一部を構成する第２位相差板５９は、異なる偏光方向の透過光に対して必
要な位相差を与える位相素子であり、例えば１／２波長で形成される。この第２位相差板
５９は、不図示の案内機構に支持されて、クロスダイクロイックプリズム２７と偏光ビー
ムスプリッタ５１との間の動作位置（一点鎖線）と、クロスダイクロイックプリズム２７
と偏光ビームスプリッタ５１との間から外れた退避位置（実線）との間で往復移動可能に
なっている。第２位相差板５９は、駆動装置９１に駆動されて必要なタイミングで動作し
、動作位置と退避位置との間で自在に切り換え可能になっている。第２位相差板５９は、
以下に詳述するように、駆動装置９１と協働して第１光変調部２５から変調光の偏光方向
を切り換える偏光切換手段として機能する。
【００２３】
第２位相差板５９がシステム光軸ＯＡ上の動作位置に配置されている場合、第１光変調
部２５からの画像情報変調光がＳ偏光からＰ偏光に変換されるので、この画像情報変調光
は、偏光ビームスプリッタ５１の誘電体多層膜５１ａを通過して、偏光ビームスプリッタ
５１を直進するような短絡する第１光路ＰＡ１を通過する。一方、第２位相差板５９がシ
ステム光軸ＯＡ上から外れた退避位置に配置されている場合、第１光変調部２５からの画
像情報変調光がＳ偏光のままに維持されるので、この画像情報変調光は、偏光ビームスプ
リッタ５１の誘電体多層膜５１ａで反射されて、リレー光学系６０等を往復し第２光変調
部７０で輝度変調を受ける第２光路ＰＡ２を通過する。つまり、駆動装置９１を動作させ
て第２位相差板５９を光路上に配置することで、第１光変調部２５からの画像情報変調光
を投射光学系８０に直接入射させることができ、駆動装置９１を動作させて第２位相差板
５９を光路上から除去することで、第１光変調部２５からの画像情報変調光を第２光変調
部７０で輝度変調した後に投射光学系８０に入射させることができる。
【００２４】
リレー光学系６０は、３つの液晶パネル２５ａ，２５ｂ，２５ｃ或いはこれを含む液晶
ライトバルブの画像形成領域上に形成された３色の像光（光強度分布）を、途中のクロス
ダイクロイックプリズム２７で合成しながら、第２光変調部７０の画像形成領域上にその
光強度分布をほぼ保存した状態で、かつ、光損失を殆ど伴うことなく正確に投射する。こ
の際、リレー光学系６０による投射倍率は、例えば１倍すなわち等倍に設定される。なお
、リレー光学系６０は、例えば数１０ミクロンオーダで等倍の投射像形成を可能にするた
め、球面や非球面を含む複数のレンズ要素で構成されており、通常両側にテレセントリッ
クで色収差が精密に補正された高精度のリレーレンズとなっている。また、導光部５０に
おいて、ミラー５４から第１光変調部２５までの光路と、ミラー５４から第２光変調部７
０までの光路が等価になっているので、リレー光学系６０は、第１光変調部２５と第２光
変調部７０とに対して、恰も２つレンズ群が中間の開口絞りとしてのミラー５４を挟んで
鏡対称に配置されるかのような機能を果たす。これにより、第１光変調部２５の像を第２
光変調部７０に等倍で転写する両側テレセントリックで高分解能の投影レンズすなわちリ
レー光学系６０を提供することができる。この際、クロスダイクロイックプリズム２７と
補償プリズム５７とがミラー５４を挟んで対称な位置に配置されており、第１光変調部２
５と第２光変調部７０との間の光路長の対称性をより精密なものとしている。
【００２５】
第２光変調部７０は、反射型の液晶パネル７２ａを備え、第２光変調装置として機能す
る。ここで、液晶パネル７２ａは、第１光変調部５０によって画像情報変調後のカラーの
像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第２液晶ライトバルブを構成す
る。第２光変調部７０を構成する第２液晶ライトバルブは、反射率を独立に制御可能な複
数の画素をマトリックス状に配列した構成となっており、上述した第１光変調部２５に設
けた液晶パネル２５ａ，２５ｂ，２５ｃからの３つの像光を合成した合成光を、表示画像
データに基づいて再度光変調し、最終的に投射すべき像光に対応する変調光を射出する。
ここで、液晶パネル７２ａの画像形成領域（有効領域）の輪郭は、第１光変調部２５に設
けた液晶パネル２５ａ，２５ｂ，２５ｃの画像形成領域（有効領域）の輪郭と例えば同一
形状となっており、画像情報変調用の各液晶パネル２５ａ，２５ｂ，２５ｃで形成された
像光は、画像サイズを一致させて、輝度変調用の液晶パネル７２ａ上に、それぞれ１倍で
投影される。
【００２６】
以上のような第２光変調部７０を経た像光は、第１光変調部２５との組み合わせによっ
て２段階で変調されており、かかる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。
【００２７】
投射光学系８０は、詳細な説明を省略するが、球面や非球面を含む複数のレンズ要素で
構成されており、第２光変調部７０の液晶パネル７２ａ或いはこれを含む液晶ライトバル
ブの画像形成領域上に形成された光学像の像光を、適当な拡大率でスクリーン（不図示）
上にカラー画像として投射する。
【００２８】
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では、第２位相差板５
９を駆動装置９１によって光路上に進退可能に配して第１光変調部２５からの変調光の偏
光方向を切り換えるので、第１光変調部２５からの変調光の経路を、偏光ビームスプリッ
タ５１を直進するような短絡する第１光路ＰＡ１と、偏光ビームスプリッタ５１で折り曲
げられてリレー光学系６０等を往復し第２光変調部７０で輝度変調を受けるような迂回す
る第２光路ＰＡ２との間で簡単に切り換えることができる。つまり、第１及び第２光変調
部２５，７０を固定したままで第２位相差板５９の進退のみによって、第１及び第２光変
調部２５，７０を用いたコントラスト優先動作作と、第１光変調部２５のみを用いた明る
さ優先動作とを簡単に切り換えることができ、投射に際しての画質劣化や光量損失を効果
的に抑えることができる。
【００２９】
〔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。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、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。
【００３０】
図３は、第２実施形態のプロジェクタ１１０を示す模式図である。第２実施形態のプロ
ジェクタ１１０の場合、第１光変調部１２５が所謂単板式の透過型液晶ライトバルブで構
成されている。第１光変調部１２５は、透過型の液晶パネル１２５ａと、液晶パネル１２
５ａを挟むように配置される１組の偏光フィルタ１２５ｅとを備える。ここで、液晶パネ
ル１２５ａは、各画素にカラーフィルタを有しており、第１光変調部１２５を通過した照
明光は、画像情報変調されたカラー画像に変換される。
【００３１】
本実施形態のプロジェクタ１１０において、第１光変調部１２５を略白色光で照明する
必要があり、光源装置２１と第１光変調部１２５との間に色分離光学系２３（図１参照）
を設けていない。また、第１光変調部１２５によってカラー画像が直接形成されるので、
第１光変調部１２５と偏光ビームスプリッタ５１との間のクロスダイクロイックプリズム
２７（図１参照）が省略される。これに応じて、クロスダイクロイックプリズム２７の光
路を補償する補償プリズム５７（図２参照）も省略された簡単な構造となっている。
【００３２】
以上の説明では、第１光変調部１２５が画像情報変調用でカラーの液晶ライトバルブで
あり、第２光変調部７０が輝度変調用の液晶ライトバルブであるとしたが、逆に、第１光
変調部１２５を輝度変調用とし第２光変調部７０を画像情報変調用とすることもできる。
【００３３】
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。
【００３４】
例えば、上記実施形態では、照明装置において、光束を分割するためにレンズアレイ２
１ｄ，２１ｅ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２１ｄ，２１ｅ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２１ａからの光を特定方向の偏光とする偏
光変換部材２１ｇを用いていたが、この発明は、このような偏光変換部材２１ｇを用いな
いプロジェクタにも適用可能である。
【００３５】
また、上記実施形態では、第２変調部７０が、白表示時に出射光が入射光に対して偏光
方向を変える方式で説明したが、偏光方向を変えない方式であっても良い。その場合には
、偏光ビームスプリッタ５１と第２変調部間に１／４波長板で形成される位相素子を設け
る。
【００３６】
また、上記実施形態では、第１光変調部２５すなわち液晶パネル２５ａ，２５ｂ，２５
ｃ等からなる液晶ライトバルブを透過型としたが、これらの液晶ライトバルブをデジタル
・マイクロミラー・デバイス等に置き換えることもできる。
【００３７】
また、上記第１及び第５実施形態では、第１光変調部２５において青色の液晶パネル２
５ｃを比較的長い第３光路ＯＰ３に配置しているが、他の青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。
【００３８】
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】
【００３９】
【図１】第１実施形態に係るプロジェクタの光学系の部分を説明する図である。
【図２】第１実施形態に係るプロジェクタの光学系の部分を説明する図である。
【図３】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】
【００４０】
１０…プロジェクタ、  ２１…光源装置、  ２１ａ…光源ランプ、  ２３…色分離光学
系、  ２３ａ，２３ｂ…ダイクロイックミラー、  ２５…第１光変調部、  ２５ａ…液晶
パネル、  ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ…液晶パネル、  ２５ｅ，２５ｆ，２５ｇ…偏光フィ
ルタ、  ２７…クロスダイクロイックプリズム、  ２７ａ，２７ｂ…誘電体多層膜、  ５
０…導光部、  ５１…偏光ビームスプリッタ、  ５１ａ…誘電体多層膜、  ５２…第１位
相差板、  ５４…ミラー、  ５７…補償プリズム、  ５９…第２位相差板、  ６０…リレ
ー光学系、  ７０…第２光変調部、  ７２ａ…液晶パネル、  ８０…投射光学系、  ９１
…駆動装置、  ＯＡ…システム光軸、  ＰＡ１…第１光路、  ＰＡ２…第２光路
【図１】
2007264007.tif 000003
【図２】
2007264007.tif 000004
【図３】
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