(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、該光源から発せられた光を複数の部分光束に分割するための複数のレンズからなる光束分割要素と、複数の偏光分離膜および反射膜を有し部分光束の偏光方向を調整する偏光変換素子アレイとを備え、
前記光束分割要素と前記偏光変換素子アレイとの間に前記偏光分離膜への入射光量を調節する遮光材を配置し、
前記遮光材は、光を遮る光反射部と光を通過させる開口部とが交互に複数形成されており、前記複数の光反射部にそれぞれ回転可能に取り付けられた可動光反射蓋が、対応する各開口部のそれぞれの開口量を調整するよう揺動するものであり、
前記入射光量を投写情報に応じて調節するように前記可動光反射蓋を動作させる遮光材動作手段を備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
前記入射光量を投写画像のサイズに応じて調節するように前記可動光反射蓋を動作させる遮光材動作手段を備えた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】
画像が投写される投写面までの投写距離を検出する投写距離検出器を備え、
前記入射光量を前記投写距離検出器で検出された投写距離に応じて調節するように前記可動光反射蓋を動作させる遮光材動作手段を備えた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】
ズーム機能を有する投写レンズのズーム比を検出するズーム比検出器を備え、
前記入射光量を前記ズーム比検出器で検出されたズーム比に応じて調節するように前記可動光反射蓋を動作させる遮光材動作手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記ズーム比検出器を、ズーム比調整用駆動軸の回転角を検出する回転角センサとすることを特徴とする請求項４記載のプロジェクタ。
【請求項６】
前記ズーム比検出器を、ズーム比調整用駆動軸の直線移動量を検出する直線移動量センサとすることを特徴とする請求項４記載のプロジェクタ。
【請求項７】
画像が投写された投写画面上の照度を検出する照度検出器を備え、
前記入射光量を前記照度検出器で検出された照度に応じて調節するように前記可動光反射蓋を動作させる遮光材動作手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投写照度を調整可能にするプロジェクタ（投写型表示装置）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１４は、一般的なプロジェクタの外観を示す斜視図である。ここで、プロジェクタ５０１は、その上面を規定し操作ボタン５０２が配置されたアッパケース５０３、その下面を規定するロアーケース５０４、その前面を規定するフロントケース５０５を備えた直方体形状をなし、フロントケース５０５からは、投写レンズ５０６の先端部分が突出している。
【０００３】
このようなプロジェクタにおける、公知の光学系は、例えば、図１５のような構成となっている。
すなわち、光源５１０、光源５１０からの光の照度分布を均一化し、かつ、偏光方向が揃った状態で液晶パネル５５０Ｒ，５５０Ｇ，５５０Ｂに入射させるための照明光学系５２０と、この照明光学系５２０から出射される光束Ｗを、赤、緑、青の各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂに分離する色光分離光学系５３０と、色光分離光学系５３０によって分離された各色光束のうち、青色光束Ｂを対応する液晶パネル５５０Ｂに導くリレー光学系５４０と、各色光束を与えられた画像情報に従って変調する光変調手段としての３枚の液晶パネル５５０Ｒ，５５０Ｇ，５５０Ｂと、変調された各色光束を合成する色光合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム５６０と、合成された光束を投写面上に拡大投写する投写レンズ５０６とを備える。
【０００４】
照明光学系５２０は、光源５１０から発せられた光を第１レンズアレイ５２１によって複数の部分光束に分割し、その部分光束を第２レンズアレイ５２２を介して偏光変換素子アレイ５２３に入射させ、偏光変換素子アレイ５２３によって各部分光束の偏光方向を揃えた後、重畳レンズ５２４を利用して液晶パネル５５０Ｒ，５５０Ｇ，５５０Ｂの画像形成領域に重ね合せる。
照明光学系５２０はこのように作用して各液晶パネル５５０Ｒ，５５０Ｇ，５５０Ｂを一種類の偏光光によって均一に照明し、プロジェクタなどの画像表示時に、隅々まで明るくし、全域でハイコントラストの鮮明な画像を提供するのに寄与している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年の高輝度化された装置を利用して、予め設定していたより小さな投写画面であるいは小さな画像サイズで投写するような場合には、投写面に必要以上の光が投写されることになり、眩しすぎて画像が見ずらくなるといった現象が生じることになる。これに対処する手段として、投写レンズに可変絞りを設けることが考えられるが、これをすると投写レンズのサイズが大きくなりかつその種別が限定されるなど、投写レンズの設計の自由度が大きく制約される。本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、光学機器の高輝度化を維持するとともに、投写光学系など他の光学系の設計の自由度を損なうことなく、投写輝度（または照度）を調整可能にするするプロジェクタを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のプロジェクタは、光源と、該光源から発せられた光を複数の部分光束に分割するための複数のレンズからなる光束分割要素と、複数の偏光分離膜および反射膜を有し部分光束の偏光方向を調整する偏光変換素子アレイとを備え、
前記光束分割要素と前記偏光変換素子アレイとの間に前記偏光分離膜への入射光量を調節する遮光材を配置し、
前記遮光材は、光を遮る光反射部と光を通過させる開口部とが交互に複数形成されており、前記複数の光反射部にそれぞれ回転可能に取り付けられた可動光反射蓋が、対応する各開口部のそれぞれの開口量を調整するよう揺動するものであり、
前記入射光量を投写情報に応じて調節するように前記可動光反射蓋を動作させる遮光材動作手段を備えたことを特徴とする。
例えば、前記入射光量を投写画像のサイズに応じて調節するように前記遮光材を動作させる遮光材動作手段を備えたことを特徴とする。
これにより、画像を大きく高輝度で投写可能に設計されたプロジェクタにおいて、画像を小さく投写する場合でも、その照度を眩しすぎるような状態にすることなしに、適度な照度とすることが可能になる。
【０００７】
また、画像が投写される投写面までの投写距離を検出する投写距離検出器を備え、前記入射光量を前記投写距離検出器で検出された投写距離に応じて調節するように前記遮光材を動作させる遮光材動作手段を備えたことを特徴とする。
投写距離は投写画像のサイズと比例関係にあるので、投写距離の変化に応じて上記入射光量を調整することで、画像を大きく高輝度で投写可能に設計されたプロジェクタにおいて、画像を小さく投写する場合でも、その照度を眩しすぎるような状態にすることなしに、適度な照度とすることが可能になる。
【０００８】
また、ズーム機能を有する投写レンズのズーム比を検出するズーム比検出器を備え、前記入射光量を前記ズーム比検出器で検出されたズーム比に応じて調節するように前記遮光材を動作させる遮光材動作手段を備えたことを特徴とする。
投写レンズのズーム比は投写画像のサイズと比例関係にあるので、投写レンズのズーム比に応じて上記入射光量を調整すれば、画像を大きく高輝度で投写可能に設計されたプロジェクタにおいて、画像を小さく投写する場合でも、その照度を眩しすぎるような状態にすることなしに、適度な照度とすることが可能になる。
この場合において、前記ズーム比検出器を、ズーム比調整用駆動軸の回転角を検出する回転角センサに、あるいはズーム比調整用駆動軸の直線移動量を検出する直線移動量センサにすることができる。
【０００９】
また、画像が投写された投写画面上の照度を検出する照度検出器を備え、前記入射光量を前記照度検出器で検出された照度に応じて調節するように前記遮光材を動作させる遮光材動作手段を備えたことを特徴とする。
これによれば、投写画面上の照度そのものを把握できることになるので、その照度がより適切に調整可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づき説明する。
図１は、本発明の一実施例である照明光学系を組み込んだプロジェクタ（投写型表示装置）の光学系構成を示す概略平面図である。この光学系は、光源ユニット２０、光学ユニット３０、投写レンズ４０の３つの主要な部分を備えてなる。
【００１３】
光学ユニット３０は、後述するインテグレータ光学系３００と、ダイクロイックミラー３８２，３８６、反射ミラー３８４を有する色光分離光学系３８０と、入射側レンズ３９２、リレーレンズ３９６、反射ミラー３９４，３９８を有するリレー光学系３９０とを備え、さらに、３枚のフィールドレンズ４００，４０２，４０４と、３枚の液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂと、色光合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム４２０とを備えている。
光源ユニット２０は、光学ユニット３０の第１レンズアレイ３２０の入射面側に配置され、投写レンズ４０は、光学ユニット３０のクロスダイクロイックプリズム４２０の射出面側に配置される。
【００１４】
図２は、図１に示すプロジェクタの照明領域である３枚の液晶パネルを照明する照明光学系を示す説明図である。この照明光学系は、光源ユニット２０に備えられた光源２００と、光学ユニット３０に備えられたインテグレータ光学系３００とを備える。インテグレータ光学系３００は、第１レンズアレイ３２０と、第２レンズアレイ３４０、後述の遮光板３５０および偏光変換素子アレイ３６０と、重畳レンズ３７０とを有している。
【００１５】
光源２００は、光源ランプ２１０と凹面鏡２１２とを備える。光源ランプ２１０から射出された放射状の光線（放射光）は、凹面鏡２１２によって反射されて略平行な光線束として第１レンズアレイ３２０の方向に射出される。
ここで、光源ランプ２１０としては、ハロゲンランプやメタルハライドランプ、高圧水銀ランプが用いられることができ、凹面鏡２１２としては、放物面鏡を用いることが好ましい。
【００１６】
図３は、第１レンズアレイ３２０の外観を示す正面図（Ａ）および側面図（Ｂ）である。この第１レンズアレイ３２０は、矩形状の輪郭を有する小レンズ３２１が、ｘ方向にＮ×２列（ここではＮ＝４）、ｙ方向にＭ行（ここではＭ＝１０）のマトリックス状に配列されたもので、各小レンズ３２１を図２のｚ方向から見た外形形状は、各液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂの形状とほぼ相似形をなすように設定されている。例えば、液晶パネルの画像形成領域のアスペクト比（横と縦の寸法の比率）が４：３であるならば、各小レンズ３２１のアスペクト比も４：３に設定される。
【００１７】
第２レンズアレイ３４０は、概ね第１レンズアレイ３２０から射出された複数の部分光束が偏光変換素子アレイ３６０の偏光分離膜３６６上に集光されるように導く機能を有し、第１レンズアレイ３２０を構成するレンズ数と同数の小レンズ３４１から構成される。
【００１８】
偏光変換素子アレイ３６０は、図２に示すように２つの偏光変換素子アレイ３６１，３６２が光軸を挟んで対称な向きに配置されている。図４は、一方の偏光変換素子アレイ３６１の外観を示す斜視図である。偏光変換素子アレイ３６１は、複数の偏光ビームスプリッタからなる偏光ビームスプリッタアレイ３６３と、偏光ビームスプリッタアレイ３６３の光射出面の一部に選択的に配置されたλ／２位相差板３６４（λは光の波長）とを備えている。偏光ビームスプリッタアレイ３６３は、それぞれ断面が平行四辺形の柱状の複数の透光性部材３６５が、順次貼り合わされた形状を有している。透光性部材３６５の界面には、偏光分離膜３６６と反射膜３６７とが交互に形成されている。λ／２位相差板３６４は、偏光分離膜３６６あるいは反射膜３６７の光の射出面のｘ方向の写像部分に、選択的に貼り付けられる。この例では、偏光分離膜３６６の光の射出面のｘ方向の写像部分にλ／２位相差板３６４を貼り付けている。
【００１９】
偏光変換素子アレイ３６１は、入射された光束を１種類の直線偏光光（例えば、ｓ偏光光やｐ偏光光）に変換して射出する機能を有する。図５は、偏光変換素子アレイ３６１の作用を示す模式図である。偏光変換素子アレイ３６１の入射面に、ｓ偏光成分とｐ偏光成分とを含む非偏光光（ランダムな偏光方向を有する入射光）が入射すると、この入射光は、まず、偏光分離膜３６６によってｓ偏光光とｐ偏光光に分離される。ｓ偏光光は、偏光分離膜３６６によってほほ垂直に反射され、反射膜３６７によってさらに反射されてから射出される。一方、ｐ偏光光は、偏光分離膜３６６をそのまま透過する。偏光分離膜３６６を透過したｐ偏光光の射出面には、λ／２位相差板３６４が配置されており、このｐ偏光光がｓ偏光光に変換されて射出する。従って、偏光変換素子アレイ３６１を通過した光は、そのほとんどがｓ偏光光となって射出される。なお、偏光変換素子アレイ３６１から射出される光をｐ偏光光としたい場合には、λ／２位相差板３６４を、反射膜３６７によって反射されたｓ偏光光が射出する射出面に配置すればよい。また、偏光方向を揃えられる限り、λ／４位相差板を用いたり、所望の位相差板をｐ偏光光とｓ偏光光の射出面の双方に設けたりしても良い。
【００２０】
上記偏光変換素子アレイ３６１のうち、隣り合う１つの偏光分離膜３６６および１つの反射膜３６７を含み、さらに１つのλ／２位相差板３６４で構成される１つのブロックを、１つの偏光変換素子３６８とみなすことができる。偏光変換素子アレイ３６１は、このような偏光変換素子３６８が、ｘ方向に複数列配列されたものである。
なお、偏光変換素子アレイ３６２も偏光変換素子アレイ３６１と全く同様の構成であるので、その説明は省略する。
【００２１】
次に、第２レンズアレイ３４０と偏光変換素子アレイ３６０との間に配置される遮光板３５０およびその動作機構について説明する。なお、偏光変換素子アレイ３６０付近は光源のアークの像の近傍となっているため、偏光変換素子アレイ３６０付近と投写レンズの入射瞳とはほぼ共役の関係となっている。従って、この位置で遮光板３５０などにより光線を切っても、投写レンズの絞りで絞るのと同様となり、照明ムラを起こすことなく明るさを調節することが可能となる。
【００２２】
図６は、偏光分離膜３６６への入射光量を調節する遮光板の一例を示す正面図である。この遮光板３５０は、偏光変換素子アレイ３６０（３６１，３６２）を構成する各透光性部材３６５の光入射面に対応させて、その光入射面幅とほぼ同じ幅を有した光を遮る光反射部３５１と光を通過させる開口部３５２（または透明部）とを交互に形成してなる板状体であって、この遮光板３５０をガイド３５３に保持するとともに既知の駆動機構、例えば、図７に示す遮光板３５０の底面に形成したラック（図示されず）と平歯車４３０、およびモータなどからなる駆動機構を利用して、偏光分離膜３６６と反射膜３６７の配列方向に沿って移動可能に構成したものである。
【００２３】
図８は、遮光板３５０の作用を示す模式図であり、偏光変換素子アレイ３６０の偏光分離膜３６６へ入射する光の一部が、この偏光変換素子アレイ３６０に対する遮光板３５０の位置に応じてその光反射部３５１で反射して遮られ、偏光分離膜３６６へ入射する光量が調整される状態を示したものである。
【００２４】
この場合、遮光板３５０の移動は、以下のような遮光板動作装置によって行うことができる。
（遮光板動作装置の例１）
図９は、遮光板動作装置の構成図である。この装置は、本プロジェクタで画像を投写させる投写画面のサイズを使用するスクリーン６００のサイズに合わせて決定し、それをプロジェクタに入力するキーボードなどの投写画面サイズ入力手段６１１と、設定可能な投写画面サイズとその投写画面サイズに対して適切な照度となる上記入射光量が得られる遮光板３５０の位置との相関関係を予め記憶しているメモリ６１２と、投写画面サイズ入力手段６１１から入力された値とメモリ６１２に記憶された関係とからその投写画面サイズにおける最も適切な遮光板３５０の位置を決定し現在位置からその位置までの移動量を算出するＣＰＵなどからなる演算部６１３と、演算部６１３で決定された位置および移動量に基づいて、遮光板３５０を実際に動作させるモータ、歯車などからなる遮光板駆動制御部６５０を備えてなる。
ここで、メモリ６１２には、設定可能な投写画面サイズとそのサイズにおける投写画面の照度を最適にする偏光分離膜３６６近傍への入射光量を定める遮光板３５０の位置とが相関関係で記憶されており、演算部６１３は、投写画面サイズ入力手段６１１から入力されたサイズに最も近い投写画面サイズに対応する遮光板３５０の位置を最適位置として決定する。
なお、投写画面サイズを入力する代わりに、実際に表示されている投写画面サイズを検出してその検出値を利用してもよい。例えば、後述する投写距離とズーム比の関係から投写画面サイズを算出して、遮光板３５０の最適位置を決定することもできる。これによれば、投写画面サイズの入力操作が省かれるので、操作性が向上する。
【００２５】
（遮光板動作装置の例２）
図１０は、遮光板動作装置の別の構成図である。この装置は、本プロジェクタで画像を投写させるスクリーン６００までの投写距離を検出する投写距離検出器６２１と、設定可能な投写距離とその投写距離に対して適切な照度となる遮光板３５０の位置との相関関係を予め記憶しているメモリ６２２と、投写距離検出器６２１で得られた値とメモリ６２２に記憶された関係とからその投写距離における最も適切な遮光板３５０の位置を決定し現在位置からその位置までの移動量を算出するＣＰＵなどからなる演算部６２３と、演算部６２３で決定された位置および移動量に基づいて、遮光板３５０を実際に動作させるモータ、歯車などからなる遮光板駆動制御部６５０を備えてなる。
ここで、メモリ６２２には、設定可能な投写距離とその距離における投写画面の照度を最適にする偏光分離膜３６６への入射光量を定める遮光板３５０の位置とが相関関係で記憶されており、演算部６２３は、投写距離検出器６２１で得られた投写距離に対応する遮光板３５０の位置を最適位置として決定する。
また、前述したように、この投写距離検出器６２１を利用し、その検出値を後述するズーム比と組み合わせて投写画面サイズを算出して、遮光板３５０の最適位置を決定することもできる。
なお、投写距離検出器６２１は、例えば、特開平１１−９５３２４号に記載されたように超音波などを利用して構成することができる。
【００２６】
（遮光板動作装置の例３）
図１１は、遮光板動作装置の別の構成図である。この装置は、本プロジェクタを構成する投写レンズ４０のズーム比を検出するズーム比検出器６３１と、設定可能なズーム比とそのズーム比に対して適切な照度となる遮光板３５０の位置との相関関係を予め記憶しているメモリ６３２と、ズーム比検出器６３１で得られた値とメモリ６３２に記憶された関係とからそのズーム比における最も適切な遮光板３５０の位置を決定し現在位置からその位置までの移動量を算出するＣＰＵなどからなる演算部６３３と、演算部６３３で決定された位置および移動量に基づいて、遮光板３５０を実際に動作させるモータ、歯車などからなる遮光板駆動制御部６５０を備えてなる。
ここで、メモリ６３２には、設定可能なズーム比とそのズーム比における投写画面の照度を最適にする偏光分離膜３６６への入射光量を定める遮光板３５０の位置とが相関関係で記憶されており、演算部６３３は、ズーム比検出器６３１で得られたズーム比に対応する遮光板３５０の位置を最適位置として決定する。
なお、ズーム比検出器６３１も、特開平１１−９５３２４号に記載されているような、ズーム比調整用駆動軸の回転角を検出する回転角センサ（例えば、光学式エンコーダ、ポテンショメータなど）や、ズーム比調整用駆動軸の直線移動量を検出する直線移動量センサ（抵抗値や容量の変化を基に直線移動量を検知するものなど）を利用して、投写レンズ４０の回転（または直線）移動量を検知し、そのズーム比を決定することができる。
【００２７】
（遮光板動作装置の例４）
図１２は、遮光板動作装置の別の構成図である。この装置は、本プロジェクタによるスクリーン６００での表示画像の照度を検出する照度検出器６４１と、適切な画像表示照度を予め記憶しているメモリ６４２と、照度検出器６４１で得られた値とメモリ６２２に記憶された適正値との差をとり、その差を小さくする方向に、すなわち、検出した照度が適正値より大きい場合には、偏光変換素子アレイ３６０の偏光分離膜３６６への入射光量を減らすように、一方検出した照度が適正値より小さい場合には、偏光分離膜３６６への入射光量を増やすように、遮光板３５０を移動させながら、照度検出器６４１で得られた値とメモリ６４２に記憶された適正値との差が所定の範囲内に入った時点で遮光板３５０を停止させる信号を出力するＣＰＵなどからなる演算部６４３と、演算部６４３からの出力信号に応じて遮光板３５０を実際に動作させるモータ、歯車などからなる遮光板駆動制御部６５０を備えてなる。
なお、照度検出器６４１は、例えば、特開平８−２３５０１号に記載されたように光センサなどを利用して構成することができる。
【００２８】
以上の遮光板動作装置の例１〜４においては、上記遮光板３５０に代えて、図１３に示す可変絞り型の遮光板４５０を使用しても良い。この遮光板４５０は、遮光板３５０と同様、光を遮る光反射部４５１と光を通過させる開口部４５２（または透明部）とを交互に形成してなる。更に、開口部４５２の開口量を調整するための可動光反射蓋４５３が光反射部４５１に揺動可能（または回転可能）に取付けられたものである。可動光反射蓋４５３はばねなどの弾性支持部材４５４に支持されて、通常は開口部４５２を全開状態にする位置にあるが、可動光反射蓋４５３と一体の回転軸４５５に回転力Ａが作用すると、その回転力に応じて可動光反射蓋４５３が矢印Ｂに沿って揺動して開口部４５２の開口量を変化させ、偏光分離膜３６６への入射光量を調節するものである。したがって、この遮光板４５０における可動光反射蓋４５３の揺動（または回転）は、遮光板３５０の移動に対応するものである。
さらに、遮光板４５０において、可動光反射蓋４５３を揺動（または回転）させる代わりに、左右にスライドさせて開口部４５２の開口量を調整するようにすることも容易に可能である。
【００２９】
このような遮光板３５０，４５０は、光通過部に開口を設けた板金や、遮光部に反射膜を蒸着した光透過性の板材を用いて作ることができる。特に、光反射率が高い（反射率８０％以上が好ましい）、アルミニウムなどの金属材料で作ると、耐熱性にも優れ、高輝度下での長期使用が可能となる。
【００３０】
次に、上記のように構成されたプロジェクタの動作を説明する。
図２に示すように、光源２００から射出された非偏光光は、インテグレータ光学系３００を構成する第１レンズアレイ３２０の複数の小レンズ３２１によって複数の部分光束２０２に分割され、第２レンズアレイ３４０の複数の小レンズ３４１によって２つの偏光変換素子アレイ３６１，３６２の偏光分離膜３６６の近傍に集光されるとともに、遮光板３５０の位置に従って偏光分離膜３６６の近傍に向かう光量が調節される。こうして２つの偏光変換素子アレイ３６１，３６２に入射した複数の部分光束は、上述したように、１種類の直線偏光光に変換され射出される。そして、２つの偏光変換素子アレイ３６１，３６２から射出された複数の部分光束は、重畳レンズ３７０によって後述する液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂ上で重畳される。
【００３１】
図１において、色光分離光学系３８０は、第１および第２ダイクロイックミラー３８２，３８６を備え、照明光学系から射出される光を、赤、緑、青の３色の色光に分離する機能を有している。第１ダイクロイックミラー３８２は、重畳レンズ３７０から射出される光のうち赤色光成分を透過させるとともに、青色光成分と緑色光成分とを反射する。第１ダイクロイックミラー３８２を透過した赤色光は、反射ミラー３８４で反射され、フィールドレンズ４００を通って赤色光用の液晶パネル４１０Ｒに達する。このフィールドレンズ４００は、重畳レンズ３７０から射出された各部分光束をその中心軸（主光線）に対して平行な光束に変換する。他の液晶パネル４１０Ｇ，４１０Ｂの前に設けられたフィールドレンズ４０２，４０４も同様に作用する。
【００３２】
さらに、第１ダイクロイックミラー３８２で反射された青色光と緑色光のうち、緑色光は第２ダイクロイックミラー３８６によって反射され、フィールドレンズ４０２を通って緑色光用の液晶パネル４１０Ｇに達する。一方、青色光は、第２ダイクロイックミラー３８６を透過し、リレー光学系３９０、すなわち、入射側レンズ３９２、反射ミラー３９４、リレーレンズ３９６、および反射ミラー３９８を通り、さらにフィールドレンズ４０４を通って青色光用の液晶パネル４１０Ｂに達する。なお、青色光にリレー光学系３９０が用いられているのは、青色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、光の拡散などによる光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ３９２に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ４０４に伝えるためである。
【００３３】
３つの液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂは、入射した光を、与えられた画像情報（画像信号）に従って変調する電気光学装置としての機能を有している。これにより、３つの液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂに入射した各色光は、与えられた画像情報に従って変調されて各色光の画像を形成する。なお、３つの液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂの光入射面側および光出射面側には、図示しない偏光板が設けられており、この液晶パネルと偏光板を含めて液晶ライトバルブと称している。
【００３４】
３つの液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂから射出された３色の変調光は、クロスダイクロイックプリズム４２０に入射する。クロスダイクロイックプリズム４２０は、３色の変調光を合成してカラー画像を形成する色光合成光学系としての機能を有している。クロスダイクロイックプリズム４２０には、赤色光を反射する誘電体多層膜と、青色光を反射する誘電体多層膜とが、４つの直角プリズムの界面に略Ｘ字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３色の変調光が合成されて、カラー画像を投写するための合成光が形成される。このクロスダイクロイックプリズム４２０で生成された合成光は、投写レンズ４０の方向に射出される。投写レンズ４０は、この合成光を投写スクリーン上に投写する機能を有し、投写スクリーン上にカラー画像を表示する。
【００３５】
以上のような本実施例のプロジェクタでは、投写画像サイズ、投写距離、投写レンズのズーム比、あるいは投写照度に応じて、視聴者が見やすい適切な照度で、投写スクリーン上へ画像を表示させることが可能となる。
【００３６】
なお、上記実施形態では、透過型の液晶パネルを用いた投写型表示装置に本発明を適用した場合の例について説明したが、本発明は、反射型の液晶パネルを用いた投写型表示装置にも適用することが可能である。また、後述のように、電気光学装置は液晶パネルに限定されない。ここで、「透過型」とは、液晶パネルなどの電気光学装置が光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは液晶パネルなどの電気光学装置が光を反射するタイプであることを意味している。反射型の電気光学装置を採用した投写型表示装置では、ダイクロイックプリズムが、光を赤、緑、青の３色の光に分離する色光分離手段として利用されるとともに、変調された３色の光を合成して同一の方向に出射する色光合成手段としても利用されることがある。
【００３７】
また、光変調用電気光学装置は液晶パネルを用いた液晶ライトバルブに限られるものではなく、例えば、マイクロミラーを用いた装置であっても良い。
また、色光合成光学系であるプリズムも、４つの三角柱状プリズムの接着面に沿って二種類の色選択面が形成されたダイクロイックプリズムに限られず、色選択面が一種類のダイクロイックプリズムや、偏光ビームスプリッタであっても良い。その他、プリズムは、略六面体状の光透過性の箱の中に光選択面を配置し、そこに液体を充填したようなものであっても良い。
【００３８】
さらに、投写型表示装置としては、投写像を観察する方向から投写を行う前面投写型表示装置と、投写像を観察する方向とは反対側から投写を行う背面投写型表示装置とがあるが、上記実施の形態で示した構成は、そのいずれにも適用可能である。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、画像を大きく高輝度で投写可能に設計されたプロジェクタを使って画像を小さく投写する場合でも、その照度を眩しすぎるような状態にすることなしに、適度な照度とすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るプロジェクタの光学系を示す平面図。
【図２】図１の光学系を構成する照明光学系の説明図。
【図３】照明光学系を構成する第１レンズアレイの正面図（Ａ）および側面図（Ｂ）。
【図４】偏光変換素子アレイの外観を示す斜視図。
【図５】偏光変換素子アレイの作用を示す模式図。
【図６】偏光分離膜への入射光量を調節する遮光板の一例を示す正面図。
【図７】図６の遮光板の駆動機構を示す説明図。
【図８】図６の遮光板の作用を示す模式図。
【図９】遮光板動作装置の構成を示すブロック図。
【図１０】遮光板動作装置の構成を示すブロック図。
【図１１】遮光板動作装置の構成を示すブロック図。
【図１２】遮光板動作装置の構成を示すブロック図。
【図１３】遮光板の駆動機構の他の例を示す構成図。
【図１４】一般的なプロジェクタの外観を示す斜視図。
【図１５】公知のプロジェクタの光学系を示す構成図。
【符号の説明】
３２０  第１レンズアレイ
３４０  第２レンズアレイ
３５０  遮光板
３５１  遮光板の光反射部
３５２  遮光板の開口部
３５３  ガイド
３６０，３６１，３６２  偏光変換素子アレイ
３６６  偏光分離膜
３６７  反射膜
３７０  重畳レンズ
４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂ  液晶パネル
４３０  平歯車
４５０  遮光板
４５１  遮光板の光反射部
４５２  遮光板の開口部
４５３  可動光反射蓋
６００  スクリーン
６１１  投写画面サイズ入力手段
６２１  投写距離検出器
６３１  ズーム比検出器
６４１  照度検出器
６５０  遮光板駆動制御部
【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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