JP2003295318A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、光利用効率及び演色性に優れた投
射画像を提供することが可能なプロジェクタを提供す
る。 【課題手段】 放電ランプ６０からの光をＲとＧの波長
成分を含むＹ（イエロー）の光と、ＲとＢの波長成分を
含むＭ（マゼンダ）の光を分別するカラーホイール７０
と、分別されたＹの光をＲの光とＧの光に分光し、Ｍの
光をＲ光とＢ光に分光するダイクロイックフィルター９
２と、分光された光をＤＭＤ５０へ出力させる光学系９
３、９４、９５を含む光学系と、ＤＭＤ５０からの光を
投射し画像を表示させる投射手段１００とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プロジェクタに関
し、特に、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄ
ｅｖｉｃｅ）を用いたＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇ
ｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）方式のプロジェクタに関
する。

【０００２】

【従来の技術】ＤＬＰ方式プロジェクタは、半導体素子
からなるＤＭＤに光を照射し、その反射光をレンズで拡
大投影して画像のカラー表示を行うものである。平成１
０年７月９日に公開された画像表示装置（ＷＯ９８／２
９７７３号）にＤＬＰ方式プロジェクタの概要が開示さ
れている。同公報の図１に示すように、光源からの白色
光は楕円鏡５２によって反射され、その反射光はＲ／Ｇ
／Ｂのカラーフィルターを配列した円盤状のカラーホー
ル５３によって順次ＲＧＢ色に変えられ、ＤＭＤ５６に
入射される。ＤＭＤ５６は、ＲＧＢに同期して時分割駆
動され、画像データに応じて反射された光は投影レンズ
５７を介してスクリーン５８上に表示される。このよう
なカラー映像の投影は、一枚のカラーホイールを用いて
カラー表示を行うことから、液晶プロジェクタとの対比
において、いわゆる単板式と呼ばれる。

【０００３】ＤＬＰ方式に用いられるカラーホイール
は、その外周にＲ／Ｇ／Ｂのカラーフィルターを配列
し、一定速度で回転される。光源から発せられた白色光
は、楕円鏡５２で反射された後、回転するカラーホイー
ルに入射される。このとき、白色光は、Ｒ／Ｇ／Ｂ（／
Ｗ）のカラーフィルターによって選択的にＲ、Ｇ、また
はＢの波長を有する光に分別あるいは変換される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
このようなカラーホイールを用いて白色光をＲ、Ｇ、Ｂ
光に分別すると、カラーフィルターによる光の損失が生
じてしまい、必ずしも光の利用効率が高いとはいえな
い。このため、可能であれば発光効率の高いランプを用
いてより明るい画像を表示させたいという願望がある。

【０００５】他方、プロジェクタの光源ランプに（超高
圧）水銀ランプを用いた場合、その発光効率は高いが、
赤成分の出力が弱く、演色性が劣るという課題がある。
また、キセノンランプを用いた場合には、標準白色光に
近い分布特性を有するが、水銀ランプに比べてその発光
効率が低いという課題がある。

【０００６】そこで本発明は、上記従来の課題を解決
し、発光効率の高いランプを使用しつつも演色性等に優
れた投射画像を提供することが可能なプロジェクタを提
供することを目的とする。さらに本発明は、従来と比べ
て光利用効率を向上させたプロジェクタを提供すること
を目的とする。さらに本発明は、小型で経済性のあるプ
ロジェクタを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係るプロジ
ェクタは、光源からの光を少なくとも第１及び第２の波
長成分を含む第１の光と、第1及び第３の波長成分を含
む第２の光とに分別可能な分別手段と、分別手段によっ
て分別された第１の光を前記第１の波長の光と前記第２
の波長の光に分光し、前記第２の光を前記第１の波長の
光と前記第３の波長の光に分光し、分光された光を変調
デバイスへ出力する光学手段と、変調デバイスからの光
を投射し画像を表示させる投射手段とを有する。

【０００８】光学手段は、好ましくは第１の波長の光
（例えばＲ）、第２の波長の光（Ｇ）、第３の波長の光
（Ｂ）の光路をシフトさせる光学素子、例えば、光屈折
部材などを含む。また、光学手段は、ダイクロイックフ
ィルター、第1及び第２の反射鏡を含み、これらによっ
てループ光学系を形成する。

【０００９】第２の発明に係るプロジェクタは、光源か
らの光を少なくとも第１及び第２の波長成分を含む第１
の光と、第1及び第３の波長成分を含む第２の光とに分
別可能な分別手段と、分別手段によって分別された第１
の光を前記第１の波長の光と前記第２の波長の光に分光
し、前記第２の光を前記第１の波長の光と前記第３の波
長の光に分光し、分光された光を変調デバイスへ出力す
る光学手段と、変調デバイスからの光を投射し画像を表
示させる投射手段とを有し、光学手段は、前記第１の波
長の光と第２の波長の光を交互に配列させ、前記第１の
波長の光と前記第３の光の波長を交互に配列させた光を
変調デバイスへ出力する。

【００１０】好ましくは、光学手段は、第１の光を複数
の光強度を有する光線束に分割する第１のシリンダーレ
ンズアレイと、第１のシリンダーレンズアレイによって
得られた光線束から第1波長の光と第２の波長の光を分
光し第1、第２の波長の光を交互に配列させる光学素子
（例えばダイクロイックフィルター等を備えたプリズ
ム）と、光学素子からの光を変調デバイスへ出力するた
めの第２のシリンダーレンズアレイを含む。そして、第
１および第２のシリンダーレンズアレイを分別手段に同
期して線形に移動させることによって、変調デバイスに
おける各波長の照明領域をスクロール変化させることが
できる。

【００１１】第３の発明に係るプロジェクタにおける画
像投射方式は、光源からの光を入射し、該入射光から第
１及び第２の波長成分を含む第１の光と、第1及び第３
の波長成分を含む第２の光を順次生成し、第１の光を前
記第１の波長の光と前記第２の波長の光に分光し、次に
第２の光を前記第１の波長の光と前記第３の波長の光に
分光し、分光された前記第１の波長の光と第２の波長の
光とを配列した光により変調デバイスを照射し、次いで
分光された前記第１の波長の光と前記第３の波長の光と
を配列した光により前記変調デバイスを照射し、前記変
調デバイスによって変調された前記第1、第２の波長の
光、および前記第1、第３の波長の光を順次投射するス
テップを備える。

【００１２】変調デバイスは、例えばＤＭＤであり、第
1の波長の光（例えばＲ）と第２の波長の光（例えば
Ｇ）によって分割された第１の照射領域と、第１の波長
（Ｒ）と第３の波長の光（Ｂ）によって分割された第２
の照射領域とを有する。さらに、第１の照射領域は、第
1、第２の波長による照射領域の組を複数組有し、第２
の照射領域は、第1、第３の波長による照射領域の組を
複数組有することも可能である。第１の照射領域は、第
1、第２の波長の光による照射領域を時間的にずらすこ
とが可能であり、第２の照射領域は、第1、第３の波長
の光による照射領域を時間的にずらすことが可能であ
る。

【００１３】このように本発明によれば、光源からの光
を第1、第２の光に分別し、さらに分別された第1、第２
の光から第1、第２の波長の光と第1、第３の波長の光を
分光するようにしたので、第１の波長の光を変調デバイ
スへの連続的な照明に用いることができる。例えば、水
銀ランプのように赤成分の発光出力が弱いランプを用い
る場合には、第１の波長の光としての赤成分の光をより
多く用いることで水銀ランプの欠点を補うことができ、
これによって明るくかつ演色性のあるカラー画像を表示
することができる。さらに、単一の変調デバイス（例え
ば単一のＤＭＤ）で目的に応じた光の利用効率の向上を
図ることができ、ひいては小型化されたプロジェクタを
提供することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形
態に係るＤＬＰ方式プロジェクタの主要な構成を示すブ
ロック図である。プロジェクタ１は、画像信号１１を入
力しこれをＤＭＤと同じ画素数のＲＧＢデジタル画像デ
ータに変換する前処理部１０と、前処理部１０からのデ
ジタル画像データに基づきＤＭＤ５０等の各部の駆動を
制御する制御部２０とを有する。ランプ駆動回路３０
は、放電ランプ６０の起動及び起動後の放電ランプのＡ
Ｃ駆動を行う。カラーホイール駆動部４０は、カラーホ
イール駆動部４０を回転駆動し、カラーホイール７０を
通過する光の波長を選択させる。ＤＭＤ５０は、光変調
デバイスであって、単一の基板上に複数のマイクロミラ
ー素子からなる複数の画素を有し、カラーホイール７０
から照明光学系９０を介して順次照明された光を反射す
る。投射光学系１００は、ＤＭＤ５０からの反射光を拡
大投射しスクリーン上に投射し画像を表示させる。光学
素子駆動部８０は制御部２０の制御により照明光学系９
０の光学素子の移動や回転などの駆動を行う。

【００１５】図２に図１の光学系の詳細を示す。光源と
しての放電ランプ６０は、楕円鏡６１に一体に取り付け
られ、好ましくは発光効率の高い超高圧水銀ランプが用
いられる。但し、これ以外のキセノンショートアークラ
ンプやメタルハライドランプを用いることも可能であ
る。楕円鏡６１は、放電ランプ６０からの可視光を反射
し赤外光を透過するようなダイクロイックミラーやコー
ルドミラーの使用が望ましい。

【００１６】カラーホイール７０は、楕円鏡６１のほぼ
焦点位置近傍に配され、カラーホイール駆動部４０のモ
ータ４１によって一定速度で回転される。図３に本実施
の形態に係るカラーホイールの構成を示す。カラーホイ
ール７０は、同図（ａ）に示されるように、薄い円盤状
のガラス板にＹ（イエロー）のカラーフィルター７１、
７３と、Ｍ（マゼンダ）のカラーフィルター７２、７４
とをそれぞれ９０度おきに交互に配列している。Ｙは、
Ｒ（赤）とＧ（緑）の成分を包含し、ＭはＢ（青）とＲ
（赤）の成分を包含する。このため、楕円鏡６１からカ
ラーホイール７０に入射された白色光は、Ｙのカラーフ
ィルター７１，７３を通過するときにＲとＧの波長を含
む光に分別され、Ｍのカラーフィルター７２，７４を通
過するときにＢとＲの波長を有する光に分別される。な
お、同図（ｂ）は従来のカラーホイール７５であり、一
般にＲ、Ｇ、Ｂのカラーフィルターを配列している。

【００１７】光インテグレーター７６は、一定の長さを
有する断面が矩形状の光伝送媒体であって、均一な光強
度分布をもった光線を出射する。光インテグレーター７
６は、例えば、ライトトンネル、グラスロッド、あるい
はフライアイレンズを用いることができる。カラーホイ
ール７０によってＹ、Ｍに分別された光は、所定の入射
角度で光インテグレーター７６の入り口に入射される。
入射された光は、光インテグレーター７６内の屈折率の
高い内壁を多重反射してその出口から出射される。

【００１８】照明光学系９０は、コンデンサレンズ９
１、ダイクロイックプリズムあるいはダイクロイックフ
ィルター９２、１対の平面ミラー９３、９４、及び光屈
折部材９５を含む。コンデンサレンズ９１は、光インテ
グレーター７６からの出射光を平行光にし、これをダイ
クロイックフィルター９２へ与える。ダイクロイックフ
ィルター９２は、例えば、一対のプリズムの接合面に反
射層を介在させて構成され、コンデンサレンズ９１から
入射される光を波長の長い光と波長の短い光に分離す
る。ここでは、カラーホイール７０を透過したＹ成分の
光が、波長の長いＲと波長の短いＧに分離され、Ｍ成分
の光が波長の波長の長いＲと波長の短いＢに分離され
る。Ｙ成分の光がダイクロイックフィルター９２に入射
されると、Ｒ光がそのプリズム接合面によって９０度反
射されて平面ミラー９３へ入射され、Ｇ光はそのままプ
リズム接合面を通過して平面ミラー９４へ入射される。
同様にＭ成分の光が入射した場合もＲ光がダイクロイッ
クフィルター９２によって反射されて平面ミラー９３へ
入射され、Ｂ光が平面ミラー９４へ入射される。

【００１９】平面ミラー９３と９４との中央には、光屈
折部材９５が配される。図４に示すように、光屈折部材
９５は、例えば屈折率ｎ、厚さｔのガラス板から構成さ
れ、入射光に平行にオフセットされた出射光を提供す
る。平面ミラー９３によって反射されたＲ光９６は、光
屈折部材９５を通過し、ここで距離ｄ２だけ下側にシフ
トされて平面ミラー９４に入射される。他方、平面ミラ
ー９４によって反射されたＧ光あるいはＢ光９７は、光
屈折部材９５を通過し、Ｒ光とは反対方向に距離ｄ１シ
フトされて平面ミラー９３に入射される。こうしてダイ
クロイックフィルター９２と一対の平面ミラー９３、９
４によってループ光学系が形成され、ダイクロイックフ
ィルター９２によって分離された２種の光を左回り、右
回りさせ再結合させる。

【００２０】入射光がシフトする距離ｄ１、ｄ２は、光
屈折部材９５の厚さ、屈折率ｎ、および光屈折部材９５
への入射角によって決定される。図４の光屈折部材９５
と基準線Ｒとの成す角をθとするとき、光屈折部材９５
を半時計方向に２θだけ回転させることで（つまり光屈
折部材９５と基準線Ｒとの成す角はθであり、光屈折部
材９５の傾きが異なる）、平面ミラー９３からのＲ光９
６は、先程とは逆に距離ｄ２だけ上向にシフトされ、平
面ミラー９４からのＢ光、Ｇ光９７は、距離ｄ１だけ下
向きにシフトされる。

【００２１】光学素子駆動部８０は、制御部２０からの
制御下において光屈折部材９５を一定周期で角度２θの
揺動回転を行う。光屈折部材９５が図４に示すような第
１の位置にあるとき、Ｒ光９６が下側へｄ２だけシフト
され、光屈折部材９５が角度２θだけ反時計方向に回転
された第２の位置にあるとき、Ｒ光９６が上側にｄ１だ
けシフトされる。Ｒ光とは反対側から入射されるＢ光、
Ｇ光は、Ｒ光と全く反対にシフトされ、つまり光屈折部
材９５が第１の位置にあるとき、Ｂ光、Ｇ光９７はｄ１
だけ上側にシフトされ、第２の位置にあるとき、ｄ２だ
け下側にシフトされる。なお、ｄ１、ｄ２は波長により
異なるが本実施の形態ではｄ１、ｄ２の差が非常に小さ
いためその差を無視して取り扱うことが可能である。

【００２２】Ｒ光９６は、平面ミラー９４によって反射
された後、ダイクロイックフィルター９２に再び入射し
ここでさらに直角に反射され全反射プリズム９８に入射
される。Ｂ光、Ｇ光９７は、平面ミラー９３によって反
射された後、ダイクロイックフィルター９２に再び入射
されそこを通過して全反射プリズム９８に入射される。

【００２３】図５にＤＭＤ５０の画素領域の照明状態を
示し、同図（ａ）は本実施の形態に係る照明状態を示
し、同図（ｂ）は従来方式による照明状態を示す。Ｙ成
分のカラーフィルター７１によって分別された光が光学
ループ系に入射されると、上述したように、反時計方向
に旋回されるＲ光と時計方向に旋回されるＧ光はそれぞ
れ距離ｄ１、ｄ２シフトされた状態でダイクロイックフ
ィルター９２から出射され、これが全反射プリズム９８
によってＤＭＤ５０の画素領域５１を照明する。画素領
域５１は水平方向に幅Ｈ（Ｈ＝ｈ１+ｈ２）を有し、こ
の幅Ｈ内にＲ光による幅ｈ１の照明領域５２とＧ光によ
る幅ｈ２の照明領域５３を有する（ステップ）。

【００２４】制御部２０は、カラーホイール駆動部４０
と同期して光学素子駆動部８０を制御し、カラーホイー
ル７０が４５度回転したとき、光屈折部材９５を第１の
位置から第２の位置に回転させる。これによって光屈折
部材９５によるＲ光９６とＧ光９７のシフト方向が反転
されるため、Ｒ光による照明領域５２とＧ光による照明
領域５３とＤＭＤの画素領域５１上で反転される（ステ
ップ）。

【００２５】カラーホイール７０がさらに４５度回転
し、Ｍ成分のカラーフィルター７２に光が入射されると
き、光屈折部材９５は第２の位置に留まり、ＤＭＤ５０
の画素領域５１上にはＢ光による照明領域５４とＲ光に
よる照明領域５２が形成される（ステップ）。そし
て、カラーホイール７０がさらに４５度回転したとき、
光屈折部材９５が第２の位置から第１の位置へ回転さ
れ、Ｂ光による照明領域５４とＲ光による照明領域５２
とが反転される（ステップ）。ここまでがカラーホイ
ール７０の１／２回転終了時であり、残りの１／２回転
についても同様の照明が行われる（ステップ−）。
ループ光学系（９２、９３、９４）によるＲ光、Ｇ光の
各シフト量ｄ１、ｄ２は、Ｒ光による照明領域５２の幅
Ｈ／２（＝ｈ１）とＧ光による照明領域の幅Ｈ／２（＝
ｈ２）に対応し、Ｒ光による照射領域５２とＧ光による
照射領域５３の境界部分は、ＲとＧの双方の成分が混在
するＹ成分の光となるが、光屈折部材９５によるシフト
量ｄ１、ｄ２を精度良く調整することで、ＲとＧの混在
するＹ成分の領域をほとんど無視することが可能であ
る。Ｍ成分の光についても同様である。

【００２６】図５（ａ）から明らかなように、ＤＭＤ５
０の画素領域５１には、常にＲ成分の光による照明領域
５２が形成されており、Ｒ光を積極的に照明に用いるこ
とで、スクリーン上のカラー映像に演色性を持たせるこ
とができる。さらに、赤色成分の発光が弱い超高圧水銀
ランプを光源に用いても、Ｒ光による照明時間を実質的
に長くすることができるため、水銀ランプの欠点を補い
つつその発光効率が高いという長所を最大限利用するこ
とができる。

【００２７】なお、上記実施の形態において光屈折部材
９５をカラーホイール７０の回転と同期して９０度毎に
第1、第２の位置間を回転させるようにしたが、必ずし
もこのような駆動方式を用いる必要はない。例えば、互
いに直交する一対の光屈折部材９５を用意し、それらの
部材を交互に平面ミラー９３、９４間の光路に適切な角
度で挿入させるようにしても良い。さらに光屈折部材９
５はガラス板に限らず、これ以外の光を透過する物質を
用いることも可能である。

【００２８】次に本発明の第２の実施の形態について説
明する。図６は、第２の実施の形態に係るプロジェクタ
の光学系を示す図であり、第１の実施の形態と同一構成
のものについては同一参照番号を付してある。本実施の
形態に係る照明光学系９０は、コンデンサレンズ９１、
１１３と、一対のシリンダーレンズアレイ１１０、１１
１と、分光部材１１２とを含む。

【００２９】シリンダーレンズアレイ１１０は、一面に
複数の半円柱形状のレンズ（シリンドリカルレンズ）１
１０ａをアレイ配列した光学部材であり、コンデンサレ
ンズ９１からシリンドリカルレンズ表面にほぼ垂直に入
射した光をストライプ状の強度をもつ光線束に分離す
る。シリンダーレンズアレイ１１１は、光学素子駆動部
８０によりＹ方向にレンズのピッチＰ１あるいはＰ１の
整数倍を線形に往復移動（スクロール移動）される。な
お、シリンドリカルレンズ１１０ａの数およびピッチＰ
１は、表示される画像精度や光学設計に応じて決定され
る。

【００３０】分光部材１１２は、三角プリズムを含み、
その４５度の傾斜面には、所定の波長の光（例えば赤成
分光）のみを反射するダイクロイックコーテイング面１
１２ａと可視光を反射する反射面１１２ｂとがそれぞれ
平行となるように配置されている。シリンダーレンズア
レイ１１０からの光のうち波長の長いＲ光はダイクロイ
ックコーテイング面１１２ａで反射され、それよりも波
長の短いＧ光、Ｂ光は反射面１１２ｂで反射され、この
光路差によって分光されたＲ光とＧ光、あるいはＲ光と
Ｂ光とを交互に配列するようにする。従って、ダイクロ
イックコーテイング面１１２ａと反射面１１２ｂとの間
隔ｄは、シリンダーレンズアレイ１１０で生成されたス
トライプ状の光が相互に反対の位相となるように決めら
れる。

【００３１】シリンダーレンズアレイ１１１は、シリン
ダーレンズアレイ１１０と基本的な構成を同じにする。
シリンダーレンズアレイ１１１は、シリンダーレンズア
レイ１１０を時計方向に９０度回転する位置に配列さ
れ、またシリンドリカルレンズ１１１ａのピッチＰ２
を、ピッチＰ１の半分にする。シリンダーレンズアレイ
１１１は光学素子駆動部８０の駆動によりＸ方向にリニ
アーに往復移動（スクロール移動）され、その移動距離
はレンズピッチ分Ｐ２あるいはＰ２の整数倍であり、ま
たシリンダーレンズアレイ１１０のＹ方向のリニアーな
往復移動と同期される。シリンダーレンズアレイ１１１
は、分光部材１１２によってＲ光とＧ光、あるいはＲ光
とＢ光とを交互に配列された光線幅を拡張し、コンデン
サレンズ１１３へ供給する。

【００３２】図７に本実施の形態によるＤＭＤの画素領
域の照明状態を示す。同図（ａ）は、本実施の形態によ
る照明状態であり、同図（ｂ）は従来による照明状態を
示す。放電ランプ６０からの光は、カラーホイール７０
によってＲとＧの２色成分を有するＹ成分の光と、Ｒと
Ｂの２色成分を有するＭ成分の光に分別される。Ｙ成分
の光がシリンダーレンズアレイ１１０に入射されると、
それらの光はシリンドリカルレンズ１１０ａの軸と平行
に、かつシリンドリカルレンズ１１０ａのピッチＰ１に
応じたストライプ状の光線束に分離され、分光部材１１
２へ入射される。Ｙ成分の光のうち、Ｒ成分の光は、三
角プリズムのダイクロイックコーテイング面１１２ａに
よって直角に反射され、他方、Ｇ成分の光は反射面１１
２ｂによって反射される。ダイクロイックコーテイング
面１１２ａと反射面１１２ｂとの間隔ｄにより反射面１
１２ｂで反射されたＧ光がＲ光の間に介挿されシリンダ
ーレンズアレイ１１１の平面へ入射される。シリンダー
レンズアレイ１１１のピッチＰ２と間隔ｄは、Ｐ２＝√
２ｄの関係を満足する。

【００３３】交互に配列されたＲ光およびＧ光は、シリ
ンダーレンズアレイ１１１のレンズ１１０ａ（Ｐ２＝Ｐ
１／２）によってそれぞれ拡張されかつ平行光とされ、
レンズ１１３および全反射プリズム９８を介してＤＭＤ
５０の画素領域を照明する。ＤＭＤ５０上の照明領域１
２０（図７参照）は、Ｒ光とＧ光とが交互に配列された
複数の照明領域に分割される。制御部２０はカラーホイ
ール駆動部４０と同期して光学素子駆動部８０を制御
し、カラーホイール７０が９０度回転する期間にシリン
ダーレンズアレイ１１０および１１１をそれぞれＹ方
向、Ｘ方向にレンズピッチＰ１、Ｐ２（あるいはピッチ
の整数倍）の距離だけ線形に移動させる。これによっ
て、照明領域１２０上のＲ光がＧ光へ、Ｇ光がＲ光へ線
形にスクロール移動される。Ｙ、Ｍ成分のカラーフィル
ターは各々９０度間隔で配列されており、カラーホイー
ル７０が９０度回転するごとに、シリンダーレンズアレ
イ１１０および１１１がレンズのピッチＰ１、Ｐ２（あ
るいはその整数倍）の距離だけ移動され、言い換えれ
ば、カラーホイール７０が１回転するごとにシリンダー
レンズアレイ１１０および１１１が２往復することにな
る。照明領域１２１は、Ｍ成分のカラーフィルター７２
の期間の照明状態を示し、照明領域１２２は、Ｙ成分の
カラーフィルター７３の期間の照明状態を示す。

【００３４】第１の実施の形態では、ＤＭＤ５０の画素
領域上の照明領域を２分割したが、第２の実施の形態に
よれば、さらに細分割することでより鮮明な投射画像を
提供することが可能である。さらに、第２の実施の形態
は、光学素子を線形に移動させて各波長（Ｒ、Ｇ、Ｂ）
による照明領域をスクロール移動させているので第１の
実施の形態に比べ投射画像もより鮮明となる。さらに、
第１の実施の形態のときの光屈折部材と比較して、シリ
ンダーレンズアレイ１１０、１１１の移動距離を非常に
小さくすることが可能であるためプロジェクタを小型化
する場合には非常に利点がある。

【００３５】なお、シリンダーレンズアレイを線形に往
復移動させる機構は、例えば、リニア−モータを用いて
も良い。あるいは、これに限らず、可能であれば圧電素
子を用いてもよい。その他、機械的な機構を用いて実施
することも可能である。さらに、シリンダーレンズアレ
イのレンズの数やピッチは、プロジェクタにおける設計
に応じて適宜変更が可能であることは言うまでもない。

【００３６】以上のように本発明の好ましい実施の形態
について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限
定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本
発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能
である。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、光源からの光を第１及
び第２の波長成分を含む第１の光と、第1及び第３の波
長成分を含む第２の光とに分別する分別手段と、分別手
段によって分別された第１の光を第１の波長の光と第２
の波長の光に分光し、第２の光を第１の波長の光と第３
の波長の光に分光し、これを変調デバイスへ出力させる
光学手段とを設けたことにより、変調デバイスに少なく
とも第１の波長の光を他の波長の光よりも多く供給する
ことができ、光源からの特定波長の光の発光効率が弱い
場合でもこれを是正することができる。さらに、第1、
第２、第３の波長の光による変調デバイスにおける照射
領域を可変にしたことにより投射される画像に特定の波
長の色ムラ等が生じるのを防止し、より鮮明な投影画像
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明によるプロジェクタの主要な構成
を示すブロック図である。

【図２】図２は図１の光学系の構成を示す平面図であ
る。

【図３】図３はカラーホイールの構成を示す図である。

【図４】図４は第１の実施の形態による光屈折部材を示
す図である。

【図５】図５は第１の実施の形態による照明領域の状態
を説明する図である。

【図６】図６は本発明の第２の実施の形態による光学系
の構成を示す図である。

【図７】図７は第２の実施の形態による照明領域の状態
を説明する図である。

【符号の説明】

５０：ＤＭＤ、 ６０：放電ラン
プ、７０：カラーホイール、 ８０：光学
素子駆動部、９０：照明光学系 ９
２：ダイクロイックフィルター、９３、９４：反射ミラ
ー、 ９５：光屈折部材、９８：全反射プリ
ズム、１１０、１１１：シリンダーレンズアレイ、１１
２：分光部材

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの光を少なくとも第１及び第２
   の波長成分を含む第１の光と、第1及び第３の波長成分
   を含む第２の光とに分別可能な分別手段と、 前記分別手段によって分別された第１の光を前記第１の
   波長の光と前記第２の波長の光に分光し、前記第２の光
   を前記第１の波長の光と前記第３の波長の光に分光し、
   分光された光を変調デバイスへ出力する光学手段と、 前記変調デバイスからの光を投射し画像を表示させる投
   射手段と、を有するプロジェクタ。
2. 【請求項２】 前記光学手段は、前記第１の波長の光、
   前記第２の波長の光、前記第３の波長の光の光路をシフ
   トさせる光学素子を含む請求項１に記載のプロジェク
   タ。
3. 【請求項３】 前記光学素子は光屈折部材である請求項
   ２に記載のプロジェクタ。
4. 【請求項４】 前記光学手段は、ダイクロイックフィル
   ター、第1及び第２の反射鏡を含み、前記ダイクロイッ
   クフィルターは前記第１の光から第１の波長の光と第２
   の波長の光を分光し、前記第１の波長の光は、第１の反
   射鏡から第２の反射鏡を経由してダイクロイックフィル
   ターに入射され、第２の波長の光は、前記第２の反射鏡
   から第１の反射鏡を経由してダイクロイックフィルター
   に入射され、前記第1の反射鏡と前記第２の反射鏡の間
   に光屈折部材が介在される請求項１ないし４いずれか記
   載のプロジェクタ。
5. 【請求項５】 前記光屈折部材は、前記分別手段と同期
   して移動される請求項４に記載のプロジェクタ。
6. 【請求項６】 光源からの光を少なくとも第１及び第２
   の波長成分を含む第１の光と、第1及び第３の波長成分
   を含む第２の光とに分別可能な分別手段と、 前記分別手段によって分別された第１の光を前記第１の
   波長の光と前記第２の波長の光に分光し、前記第２の光
   を前記第１の波長の光と前記第３の波長の光に分光し、
   分光された光を変調デバイスへ出力する光学手段と、 前記変調デバイスからの光を投射し画像を表示させる投
   射手段とを有し、 前記光学手段は、前記第１の波長の光と第２の波長の光
   を交互に配列させ、前記第１の波長の光と前記第３の波
   長の光を交互に配列させた光を前記変調デバイスへ出力
   するプロジェクタ。
7. 【請求項７】 前記光学手段は、第１の光を複数の光強
   度を有する光線束に分割する第１の光学素子と、第１の
   光学素子によって得られた光線束から前記第1波長の光
   と前記第２の波長の光を分光し、分光された第1、第２
   の波長の光を交互に配列させる第２の光学素子と、第２
   の光学素子からの光を変調デバイスへ出力する第３の光
   学素子を含む請求項６に記載のプロジェクタ。
8. 【請求項８】 前記第１の光学素子はシリンダーレンズ
   アレイを含み、前記第２の光学素子は第1、第２、第３
   の波長の光を選択的に分光しかつ各波長の光を交互に配
   列可能なプリズムを含み、前記第３の光学素子はシリン
   ダーレンズアレイを含む、請求項７に記載のプロジェク
   タ。
9. 【請求項９】 前記第１および第３の光学素子は、前記
   分別手段に同期して線形に移動可能である請求項７また
   は８に記載のプロジェクタ。
10. 【請求項１０】 前記分別手段は、複数のカラーフィル
    ターを含むカラーホイールであって、前記カラーフィル
    ターは回転されカラーフィルターに照射された光から選
    択的に第1または第２の光を分別する、請求項１または
    ６に記載のプロジェクタ。
11. 【請求項１１】 前記第１の光はＹ（イエロー）であ
    り、前記第２の光はＭ（マゼンダ）である請求項１ない
    し１０いずれか記載のプロジェクタ。
12. 【請求項１２】 前記変調デバイスはＤＭＤである請求
    項１ないし１１いずれか記載のプロジェクタ。
13. 【請求項１３】 前記光源は、水銀放電ランプを含む、
    請求項１ないし１２いずれか記載のプロジェクタ。
14. 【請求項１４】光源からの光を入射し、第１及び第２の
    波長成分を含む第１の光と、第1及び第３の波長成分を
    含む第２の光を順次生成し、 第１の光を前記第１の波長の光と前記第２の波長の光に
    分光し、次に第２の光を前記第１の波長の光と前記第３
    の波長の光に分光し、 分光された前記第１の波長の光と第２の波長の光とを配
    列した光により変調デバイスを照射し、次いで分光され
    た前記第１の波長の光と前記第３の波長の光とを配列し
    た光により前記変調デバイスを照射し、 前記変調デバイスによって変調された前記第1、第２の
    波長の光、および前記第1、第３の波長の光を順次投射
    するステップを備えたプロジェクタにおける画像投射方
    式。
15. 【請求項１５】 前記変調デバイスは、前記第1の波長
    の光と前記第２の波長の光によって分割された第１の照
    射領域を有し、さらに前記第１の波長と前記第３の波長
    の光によって分割された第２の照射領域を有する請求項
    １４に記載の画像投射方式。
16. 【請求項１６】 前記第１の照射領域は、前記第1、第
    ２の波長による照射領域の組を複数組有し、前記第２の
    照射領域は、前記第1、第３の波長による照射領域の組
    を複数組有する、請求項１５に記載の画像投射方式。
17. 【請求項１７】 前記第１の照射領域は、前記第1、第
    ２の波長の光による照射領域を可変し、前記第２の照射
    領域は、前記第1、第３の波長の光による照射領域を可
    変する、請求項１５または１６に記載の画像投射方式。
18. 【請求項１８】 前記第1の光は、赤成分と緑成分の波
    長を含むＹ（イエロー）成分の光であり、第２の光は、
    赤成分と青成分の波長を含むＭ（マゼンダ）成分の光で
    ある、請求項１４ないし１７いずれかに記載の画像投射
    方式。
19. 【請求項１９】 前記画像投射方式において、前記変調
    デバイスに少なくとも赤成分の光が連続的に照射される
    請求項１８に記載の画像投射方式。
20. 【請求項２０】 前記画像投射方式において、光源に水
    銀ランプが用いられる請求項１４ないし１９いずれか記
    載の画像投射方式。