JP2004226814A - プロジェクタ - Google Patents
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Abstract
【課題】良好な照度バランスを得ることができ、もって表示画像の色むらを低減することができるプロジェクタを提供する。
【解決手段】照明光学系１００と、この照明光学系から射出された照明光を複数色の照明光に分離する色分離光学系２００と、この色分離光学系によって分離された複数色の照明光をそれぞれ変調する複数の電気光学変調装置４００Ｒ，Ｇ，Ｂと、これら各電気光学変調装置から射出された変調光を合成する色合成光学系５００と、この色合成光学系から射出された合成光を表示画像として投写する投写光学系６００と、前記色分離光学系によって分離された複数色の照明光のうち少なくとも１色の照明光の経路内に位置するリレー光学系３００とを備えたプロジェクタにおいて、表示画像に生じる色むらを抑制するために照明光を部分的に遮光する遮光手段７００をさらに備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【選択図】 図１
【解決手段】照明光学系１００と、この照明光学系から射出された照明光を複数色の照明光に分離する色分離光学系２００と、この色分離光学系によって分離された複数色の照明光をそれぞれ変調する複数の電気光学変調装置４００Ｒ，Ｇ，Ｂと、これら各電気光学変調装置から射出された変調光を合成する色合成光学系５００と、この色合成光学系から射出された合成光を表示画像として投写する投写光学系６００と、前記色分離光学系によって分離された複数色の照明光のうち少なくとも１色の照明光の経路内に位置するリレー光学系３００とを備えたプロジェクタにおいて、表示画像に生じる色むらを抑制するために照明光を部分的に遮光する遮光手段７００をさらに備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示画像を投写するプロジェクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、プロジェクタの一般的な光学系を示す図である。このプロジェクタ９は、図８に示すように、照明光を射出する照明光学系１００と、この照明光学系からの照明光を３色の照明光に分離する色分離光学系２００と、この色分離光学系からの３色の照明光をそれぞれ変調する３つの液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、これら各液晶パネルからの変調光を合成する色合成光学系５００と、この色合成光学系からの合成光を表示画像として投写する投写光学系６００とを備えている。
【０００３】
また、このプロジェクタ９は、さらにリレー光学系３００を備えており、一の照明光の経路が他の照明光の経路に比べて長いことにより生じる照明効率の低下を抑制するようにしている。
さらにまた、このプロジェクタ９においては、照明光学系が、光源１１０からの光を複数の部分光束に分割する第１レンズアレイ１２０と、この第１レンズアレイによって分割された各部分光束の中心軸をシステム光軸に平行に揃える第２レンズアレイ１３０と、この第２レンズアレイの被照明領域側に配置された重畳レンズ１５０とからなるインテグレータ光学系を備えており、このインテグレータ光学系が、液晶パネルの光入射面を均一に照明するための照度均一化手段としての機能を果たしている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２１４５６５号公報（図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記したプロジェクタ９においては、リレー光学系３００で照明光の光束が上下・左右反転されるため、色分離光学系２００からの射出光がリレー光学系３００を経て照射される液晶パネル４００Ｂと、色分離光学系２００からの射出光がリレー光学系３００を経ずに直接照射される液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇとでは、液晶パネルに照射される光束の照度分布が上下・左右逆転する。このため、光源などに照度分布の偏りがあった場合には、その偏りが液晶パネル４００Ｂと液晶パネル４００Ｒ，４００Ｂとで反対になって現れる、すなわち、相対的に高い照度の光が照射される部位が液晶パネル４００Ｂと液晶パネル４００Ｒ，４００Ｂとで対称の位置に存在することになる、言い換えれば、液晶パネル４００Ｂ上で相対的に高い照度の光が照射される部位と、液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ上で相対的に弱い照度の光が照射される部位とが投写面上で合成されることになるため、照度バランスが崩れ、表示画像に色むらが発生するという課題があった。
【０００６】
本発明は、このような技術的課題を解決するためになされたもので、良好な照度バランスを得ることができ、もって表示画像の色むらを低減することができ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】
（１）本発明に係るプロジェクタは、照明光を射出する光源およびこの光源からの射出光の照度分布を均一化する照度均一化手段を有する照明光学系と、この照明光学系から射出された照明光を複数色の照明光に分離する色分離光学系と、この色分離光学系によって分離された複数色の照明光をそれぞれ変調する複数の電気光学変調装置と、これら各電気光学変調装置から射出された変調光を合成する色合成光学系と、この色合成光学系から射出された合成光を表示画像として投写する投写光学系と、前記色分離光学系によって分離された複数色の照明光のうち少なくとも１色の照明光の経路内に位置するリレー光学系とを備えたプロジェクタにおいて、
表示画像に生じる色むらを抑制するために照明光を部分的に遮光する遮光手段をさらに備えたことを特徴とする。
【０００８】
このため、本発明のプロジェクタによれば、上記した遮光手段を備えているため、光源などに照度分布の偏りがあった場合であっても、その偏りのある照明光が効果的に遮光されて、その偏りが抑制される。その結果、良好な照度バランスを得ることができ、表示画像の色むらを低減することができる。
【０００９】
（２）上記（１）に記載のプロジェクタにおいては、前記遮光手段が前記リレー光学系内に配置されていることが好ましい。
【００１０】
このように構成することにより、光源などに照度分布の偏りがあって、相対的に高い照度の光が照射される部位が、色分離光学系からの射出光がリレー光学系を経て照射される電気光学変調装置と、色分離光学系からの射出光がリレー光学系を経ずに直接照射される電気光学変調装置とで対称の位置に存在することになる、すなわち、色分離光学系からの射出光がリレー光学系を経て照射される電気光学変調装置上で相対的に高い照度の光が照射される部位と、色分離光学系からの射出光がリレー光学系を経ずに直接照射される電気光学変調装置上で相対的に弱い照度の光が照射される部位とが投写面上で合成されることになる場合であっても、遮光手段が、色分離光学系からの射出光がリレー光学系を経て照射される電気光学変調装置上で相対的に高い照度の光となる部分の光を効果的に弱めることができるため、照度分布の偏りを効果的に抑制することができる。
【００１１】
（３）上記（２）に記載のプロジェクタにおいては、
前記リレー光学系が、前記色分離光学系の近傍に位置する入射側レンズと、この入射側レンズの色合成光学系側に位置する射出側レンズと、前記入射側レンズと前記射出側レンズとの間に介在するリレーレンズとを有し、
前記遮光手段が、このリレー光学系のリレーレンズの近傍に配置されていることが好ましい。
【００１２】
このように構成することにより、リレー光学系内に形成される光源像の位置で照明光を部分的に遮光することができるため、照明光の照度分布を効果的に補正することができる。なお、本発明のプロジェクタは照度均一化手段を有しているため、光源像の位置で照明光を部分的に遮光したとしても、この部分的に遮光された光は電気光学変調装置全体に照射される光であるため、電気光学変調装置上に照射される光がかえって不均一になることはない。
また、このように構成することにより、リレーレンズの光軸中心から離間する光源像を形成する照明光を遮光することにより、リレー光学系に対応する電気光学変調装置を照明する照明光の入射角度の大きい照明光を遮光することができ、プロジェクタのコントラストを高めることもできる。
【００１３】
（４）上記（２）又は（３）に記載のプロジェクタにおいては、
前記色分離光学系が、前記照明光学系から射出された照明光を３色の照明光に分離する光学系からなり、
この色分離光学系によって分離された３色の照明光のうち１色の照明光の経路内に前記リレー光学系が配置されていることが好ましい。
【００１４】
このように構成することにより、表示画像に発生する色むらの補正が、１つのリレー光学系内に形成される光源像に対応する照明光を部分的に遮光することにより行われる。
【００１５】
（５）上記（２）又は（３）に記載のプロジェクタにおいては、
前記色分離光学系が、前記照明光学系から射出された照明光を３色の照明光に分離する光学系からなり、
この色分離光学系によって分離された３色の照明光のうち２色の照明光の経路内に前記リレー光学系が配置されていることが好ましい。
このように構成することにより、表示画像に発生する色むらの補正が、２つのリレー光学系内に形成される光源像に対応する照明光を部分的に遮光することにより行われる。
【００１６】
（６）上記（１）に記載のプロジェクタにおいては、前記遮光手段が前記照明光学系内に配置されていることが好ましい。
このように構成することにより、光源などに照度分布の偏りがあって、相対的に高い照度の光が照射される部位が、色分離光学系からの射出光がリレー光学系を経て照射される電気光学変調装置と、色分離光学系からの射出光がリレー光学系を経ずに直接照射される電気光学変調装置とで対称の位置に存在することになる、すなわち、色分離光学系からの射出光がリレー光学系を経て照射される電気光学変調装置上で相対的に高い照度の光が照射される部位と、色分離光学系からの射出光がリレー光学系を経ずに直接照射される電気光学変調装置上で相対的に弱い照度の光が照射される部位とが投写面上で合成されることになる場合であっても、前記照明光学系内に配置された遮光手段が、照明光の照度分布の偏りそのものを抑制するため、良好な照度バランスを得ることができ、表示画像の色むらを低減することができる。
【００１７】
（７）前記（１）〜（６）のいずれかに記載のプロジェクタにおいては、前記遮光手段が、光軸に垂直な水平方向に進退可能な遮光板によって構成されていることが好ましい。
このように構成することにより、表示画像に発生する色むらの補正が、光軸に垂直な水平方向に遮光板を進退させることにより行われる。
【００１８】
（８）前記（１）〜（７）のいずれかに記載のプロジェクタにおいては、前記遮光手段が、光軸に垂直な鉛直方向に進退可能な遮光板によって構成されていることが好ましい。
このように構成することにより、表示画像に発生する色むらの補正が、光軸に垂直な鉛直方向に遮光板を進退させることにより行われる。
【００１９】
（９）前記（１）〜（８）のいずれかに記載のプロジェクタにおいては、前記照度均一化手段が、前記光源からの光を複数の部分光束に分割する第１レンズアレイと、この第１レンズアレイによって分割された各部分光束の中心軸をシステム光軸に平行に揃える第２レンズアレイと、この第２レンズアレイの被照明領域側に配置された重畳レンズとからなるインテグレータ光学系であることが好ましい。
【００２０】
このように構成することにより、表示画像に発生する色むらの補正が、第１のレンズアレイに含まれる複数の小レンズにより形成される複数の光源像に対応する照明光を部分的に遮光することにより行われる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明が適用されたプロジェクタにつき、図に示す実施の形態に基づいて説明する。
先ず、本発明の実施形態１につき、図１〜図３を用いて説明する。
〔実施形態１〕
図１は、本発明の実施形態１に係るプロジェクタにおける光学系の要部の概略を示す平面図である。図２は、同じく本発明の実施形態１に係るプロジェクタにおける遮光手段の配置状態を説明するために示す平面図である。図３は、本発明の実施形態１に係るプロジェクタのリレーレンズと遮光手段を説明するために示す正面図である。
【００２２】
図１において、符号１で示すプロジェクタは、照明光学系１００と、色分離光学系２００と、リレー光学系３００と、３つの液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、クロスダイクロイックプリズム５００と、投写レンズ６００と、遮光手段７００とを備えている。各光学系の構成要素は、クロスダイクロイックプリズム５００を中心に略水平方向に配置されている。
【００２３】
照明光学系１００は、光源１１０と、第１のレンズアレイ１２０と、第２のレンズアレイ１３０と、偏光変換素子１４０と、重畳レンズ１５０とを有している。光源１１０から射出された光束は第１のレンズアレイ１２０によって複数の微小な部分光束に分割され、各部分光束は第２のレンズアレイ１３０および重畳レンズ１５０によって照明対象である３つの液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの光入射面上で重畳される。すなわち、第１のレンズアレイ１２０，第２のレンズアレイ１３０および重畳レンズ１５０は、液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂを略均一に照明するインテグレータ照明光学系を構成する。
第１のレンズアレイ１２０および第２のレンズアレイ１３０は、小レンズをマトリックス状に配列して形成されている。
偏光変換素子１４０は、非偏光な光を３つの液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂで利用可能な偏光方向を有する偏光光に揃える機能を有している。
【００２４】
色分離光学系２００は、照明光学系１００から射出される照明光を、それぞれ異なる波長域の３色の照明光に分離する機能を有している。第１のダイクロイックミラー２１０は、略赤色（Ｒ）の光を透過させるとともに、略緑色（Ｇ）および略青色（Ｂ）の光を反射する。第１のダイクロイックミラー２１０を透過したＲ光は、反射ミラー２３０で反射され、フィールドレンズ２４０を透過してＲ用の液晶パネル４００Ｒを照明する。
【００２５】
フィールドレンズ２４０は、照明光学系１００からの複数の部分光束がそれぞれ液晶パネル４００Ｒを照明するように集光する。通常、各部分光束が、それぞれ略平行な光束となるように設定されている。他の液晶パネル４００Ｇ，４００Ｂの前に配設されたフィールドレンズ２５０，３５０も、フィールドレンズ２４０と同様に構成されている。
【００２６】
第１のダイクロイックミラー２１０で反射されたＧ光とＢ光のうちＧ光は、第２のダイクロイックミラー２２０によって反射され、フィールドレンズ２５０を透過してＧ用の液晶パネル４００Ｇを照明する。一方、Ｂ光は、第２のクロイックミラー２２０を透過し、リレー光学系３００を通過してＢ用の液晶パネル４００Ｂを照明する。
【００２７】
なお、第１のダイクロイックミラー２１０および第２のダイクロイックミラー２２０は、透明ガラス板上にそれぞれの機能に対応する誘電体多層膜を形成することにより作製することができる。
【００２８】
リレー光学系３００は、入射側レンズ３１０，第１の反射ミラー３２０，リレーレンズ３３０，第２の反射ミラー３４０および射出側レンズ（フィールドレンズ）３５０を有している。色分離光学系２００から射出されたＢ光（光源像）は、入射側レンズ３１０によってリレーレンズ３３０の近傍で収束し、射出側レンズ３５０（反射ミラー３４０）に向かって発散する。射出側レンズ３５０に入射する光束の大きさは、入射側レンズ３１０に入射する光束の大きさに略等しくなるように設定されている。
【００２９】
各色用の液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、それぞれの光入射面に入射した色光を、それぞれに対応する色信号（画像信号）に応じた強度の光に変換し、これら変換された光を透過光として射出する。液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとしては、透過型の液晶パネルが用いられる。
なお、液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは本発明の電気光学変調装置に相当する。
【００３０】
クロスダイクロイックプリズム５００は、各色用の液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂから射出される各色の変換光を合成する色合成光学系としての機能を有する。そして、Ｒ光を反射するＲ光反射ダイクロイック面５１０Ｒと、Ｂ光を反射するＢ光反射ダイクロイック面５１０Ｂとを有している。Ｒ光反射ダイクロイック面５１０ＲおよびＢ光反射ダイクロイック面５１０Ｂは、Ｒ光を反射する誘電体多層膜とＢ光を反射する誘電体多層膜とを４つの直角プリズムの界面に略Ｘ字状に形成することにより設けられている。これら両反射ダイクロイック面５１０Ｒ，５１０Ｂによって３色の変換光が合成され、カラー画像を表示する光が生成される。クロスダイクロイックプリズム５００において生成された合成光は、投写レンズ６００に向かって射出される。
【００３１】
投写レンズ６００は、投写光学系としての機能を有し、クロスダイクロイックプリズム５００からの合成光を表示画像として図示しないスクリーンなどの投写画上に投写する。
【００３２】
遮光手段７００は、図２に示すように、平面矩形状の二つの遮光板７００Ａ，７００Ｂからなり、リレーレンズ３３０の色合成光学系（液晶パネル４００Ｂ）側に配置されている。そして、リレー光学系３００内に形成される光源像（Ｂ光の光源像）に対応する照明光であって、スクリーン上の表示画像に生じる色むらに対応する照明光を遮光するように構成されている。遮光板７００Ａ，７００Ｂは、調整機構８００によってリレーレンズ３３０の光軸に垂直な水平方向に進退する。
【００３３】
調整機構８００は、図３に示すように、遮光板７００Ａ，７００Ｂを左右方向（リレーレンズ３３０の光軸に垂直な水平方向）に案内する四角枠状のガイド８００Ａおよびこのガイド８００Ａに沿って遮光板７００Ａ，７００Ｂに移動調整力を付与するねじ部材８００Ｂ１，８００Ｂ２からなり、リレーレンズ３３０の色合成光学系（液晶パネル４００Ｂ）側に配設されている。そして、遮光板７００Ａ，７００Ｂを左右方向に移動調整するように構成されている。
【００３４】
以上の構成により、実施形態１に係るプロジェクタは、照明光学系１００からの射出光を色分離光学系２００によってＲ，Ｇ，Ｂの各色光として取り出し、これら各色光を液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂに導いてカラー画像信号に応じて変調した後、各色光をクロスダイクロイックプリズム５００によって合成し、投写レンズ６００によって表示画像としてスクリーン上に拡大表示する。
【００３５】
この場合、プロジェクタ１においては、リレー光学系３００で照明光の光束が上下・左右反転されるため、色分離光学系２００からの射出光がリレー光学系３００を経て照射される液晶パネル４００Ｂと、色分離光学系２００からの射出光がリレー光学系３００を経ずに直接照射される液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇとでは、液晶パネルに照射される光束の照度分布が上下・左右逆転する。
このため、光源などに照度分布の偏りがあった場合には、その偏りが液晶パネル４００Ｂと液晶パネル４００Ｒ，４００Ｂとで反対になって現れる、すなわち、相対的に高い照度の光が照射される部位が液晶パネル４００Ｂと液晶パネル４００Ｒ，４００Ｂとで対称の位置に存在することになる、言い換えれば、液晶パネル４００Ｂ上で相対的に高い照度の光が照射される部位と、液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ上で相対的に弱い照度の光が照射される部位とが投写面上で合成されることになる。このため、照度バランスが崩れ、表示画像に色むらが発生することになるのである。
【００３６】
例えば、色分離光学系２００側から見て光源１１０付近における照明光の照度分布が、左側部分を「暗」とし、またその右側部分を「明」とする照度分布である場合（光源１１０から射出される照明光の照度分布に偏りがある場合）、Ｒ光，Ｇ光による照明光の液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ上（又はスクリーン上）における照度分布としては、図４（ａ）に示すように左側部分を「暗」とし、また右側部分を「明」とする照度分布となる。一方、Ｂ光による照明光の液晶パネル４００Ｂ上（又はスクリーン上）における照度分布としては、図４（ｂ）に示すように左側部分を「明」とし、また右側部分を「暗」とする照度分布となる。
【００３７】
このとき、リレーレンズ３３０の近傍に形成される光源像は、図４（ｂ）に示すＢ光による照度分布に対応して、図５（ａ）に示すような状態（左側部分を「明」とし、右側部分を「暗」とする照度分布をもつ光源像が形成されている状態）となる。
【００３８】
そこで、遮光板７００Ｂを遮光板７００Ａに接近する方向に移動させることにより、リレーレンズ３３０を透過するＢ光の一部を遮光する。
これにより、リレーレンズ３３０の近傍に形成される光源像は、図５（ｂ）に示すような状態（光源像全体の最も左側の部分に光源像が殆ど形成されていない状態）になり、その結果、Ｂ光による照明光の液晶パネル４００Ｂ上（又はスクリーン上）における照度分布が、Ｒ光，Ｇ光による照明光の液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ上（又はスクリーン上）における照度分布（図４（ａ））に近似する照度分布となり、色むらが抑制される。
【００３９】
一方、色分離光学系２００側から見て光源１１０付近における照明光の照度分布が、左側部分を「明」とし、またその右側部分を「暗」とする照度分布である場合には、上記とは逆に、遮光板７００Ａを遮光板７００Ｂに接近する方向に移動させることにより、リレーレンズ３３０を透過するＢ光の一部を遮光するようにすることで、Ｂ光による照明光の液晶パネル４００Ｂ上（又はスクリーン上）における照度分布が、Ｒ光，Ｇ光による照明光の液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ上（又はスクリーン上）における照度分布に近似する照度分布となり、色むらが抑制される。
【００４０】
したがって、実施形態１においては、Ｂ光による照明光の液晶パネル４００Ｂ上（又はスクリーン上）における照度分布を、Ｒ光，Ｇ光による照明光の液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ上（又はスクリーン上）における照度分布に近似させることにより、良好な照度バランスを得ることができ、表示画像の色むらを低減することができる。
また、実施形態１においては、リレーレンズ３３０の光軸中心から離間する光源像を形成する照明光を遮光することにより、リレー光学系３００に対応する液晶パネル４００Ｂを照明する照明光の入射角度の大きい照明光を遮光することができ、プロジェクタのコントラストを高めることもできる。
【００４１】
なお、実施形態１においては、リレー光学系３００を通過する色光がＢ光である場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、他の色光であってもよい。
【００４２】
次に、本発明の実施形態２につき、図６を用いて説明する。
〔実施形態２〕
図６は、本発明の実施形態２に係るプロジェクタにおける光学系の要部の概略を示す平面図である。図６において、図１〜図３と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００４３】
図６において、符号２で示すプロジェクタは、照明光学系１００と、色分離光学系２００Ａと、２つのリレー光学系３００，９００と、３つの液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、クロスダイクロイックプリズム５００と、投写レンズ６００と、遮光手段７００，１０００とを備えている。各光学系の構成要素は、クロスダイクロイックプリズム５００を中心に略水平方向に配置されている。
【００４４】
実施形態２に係るプロジェクタ２が実施形態１に係るプロジェクタ１と異なるのは、色分離光学系の構成及びリレー光学系の数である。
すなわち、実施形態２に係るプロジェクタ２においては、色分離光学系２００Ａは、２つのダイクロイックミラー２０２，２０４が略Ｘ字状に配置されたクロスダイクロイックミラーによって構成されている。第１のダイクロイックミラー２０２は、Ｒ光を反射してＧ光およびＢ光を透過させる。第２のダイクロイックミラー２０４は、Ｂ光を反射してＧ光およびＲ光を透過させる。これにより、照明光学系１００から射出された照明光をＲ，Ｇ，Ｂの３つの色光に分離する。
【００４５】
色分離光学系２００Ａから射出されたＧ光は、リレー光学系を経ることなく、フィールドレンズ２５０を透過してＧ用の液晶パネル４００Ｇに入射する。一方、Ｂ光は、第１のリレー光学系３００を通過してＢ用の液晶パネル４００Ｂを照明する。また、Ｒ光は、第２のリレー光学系９００を通過してＲ用の液晶パネル４００Ｒを照明する。すなわち、実施形態２に係るプロジェクタ２は、２つのリレー光学系（第１のリレー光学系３００及びリレー光学系９００）備えている。
【００４６】
第２のリレー光学系９００は、第１のリレー光学系３００と同様に、入射側レンズ９１０，第１の反射ミラー９２０，リレーレンズ９３０，第２の反射ミラー９４０および射出側レンズ９５０を有している。第２のリレー光学系９００は、Ｒ光に対し、第１のリレー光学系３００のＢ光に対する機能と同様の機能を有している。すなわち、色分離光学系２００Ａから射出されたＲ光は、入射側レンズ９１０によってリレーレンズ９３０の近傍で収束し、射出側レンズ９５０（反射ミラー９４０）に向かって発散する。射出側レンズ９５０に入射する光束の大きさは、入射側レンズ９１０に入射する光束の大きさに略等しくなるように設定されている。
【００４７】
遮光手段１０００は、遮光手段７００と同様に、平面矩形状の二つの遮光板１０００Ａ，１０００Ｂからなり、リレーレンズ９３０の色合成光学系側に配置されている。リレー光学系９００内に形成される光源像（Ｒ光の光源像）に対応する照明光であって、スクリーン上の表示画像に生じる色むらに対応する照明光を遮光するように構成されている。遮光板１０００Ａ，１０００Ｂは、調整機構８００によってリレーレンズ９３０の光軸に垂直な水平方向に進退する。
【００４８】
この場合、プロジェクタ２においては、リレー光学系３００，９００で照明光の光束が上下・左右反転されるため、色分離光学系２００Ａからの射出光がリレー光学系３００，９００を経て照射される液晶パネル４００Ｂ，４００Ｒと、色分離光学系２００Ａからの射出光がリレー光学系を経ずに直接照射される液晶パネル４００Ｇとでは、液晶パネルに照射される光束の照度分布が上下・左右逆転する。
このため、実施形態２においては、光源などに照度分布の偏りがあった場合には、その偏りが液晶パネル４００Ｂ，４００Ｒと液晶パネル４００Ｂとで反対になって現れる、すなわち、相対的に高い照度の光が照射される部位が液晶パネル４００Ｂ、４００Ｒと液晶パネル４００Ｂとで対称の位置に存在することになる、言い換えれば、液晶パネル４００Ｂ，４００Ｒ上で相対的に高い照度の光が照射される部位と、液晶パネル４００Ｇ上で相対的に弱い照度の光が照射される部位とが投写面上で合成されることになる。このため、照度バランスが崩れ、表示画像に色むらが発生することになるのである。
【００４９】
そこで、実施形態２においては、遮光板７００Ｂ，１０００Ｂをそれぞれ遮光板７００Ａ，１０００Ａに接近する方向に移動させることにより、リレーレンズ３３０，９３０をそれぞれ透過するＢ光，Ｒ光の一部を遮光する。
これにより、Ｂ光、Ｒ光により照明光の液晶パネル４００Ｂ，４００Ｒ上（又はスクリーン上）における照度分布が、Ｇ光による照明光の液晶パネル４００Ｇ上（又はスクリーン上）における照度分布に近似する照度分布となり、良好な照度バランスを得ることができ、表示画像の色むらを低減することができる。
【００５０】
また、実施形態２においても、リレーレンズ３３０，９３０の光軸中心から離間する光源像を形成する照明光を遮光することにより、リレー光学系３００，９００に対応する液晶パネル４００Ｂ，４００Ｒを照明する照明光の入射角度の大きい照明光を遮光することができ、プロジェクタのコントラストを高めることもできる。
【００５１】
なお、実施形態２においては、リレー光学系３００，９００を通過する色光がそれぞれＢ光とＲ光である場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、他の色光の組み合わせであってもよい。
【００５２】
また、上記した各実施形態においては、液晶パネル上（又はスクリーン上）における照明光が左右方向に分布する場合の補正について説明したが、照明光が上下方向に分布する場合には、図７に示すような、上下２つの遮光板からなる遮光手段７００，１２００を用いて、照明光の照度分布を補正することができる。
【００５３】
図７は、本発明の各実施形態に係るプロジェクタにおける遮光手段の変形例を説明するために示す正面図である。図７において、図３と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
遮光手段１２００は、図７に示すように、平面矩形状の二つの遮光板１２００Ａ，１２００Ｂからなり、リレーレンズ９３０の色合成光学系（液晶パネル４００Ｂ，４００Ｒ）側に配置されている。そして、リレー光学系内に形成される光源像に対応する照明光であって、スクリーン上の表示画像に生じる色むらに対応する照明光を遮光するように構成されている。遮光板１２００Ａ，１２００Ｂは、リレーレンズ９３０の光軸に垂直な鉛直方向に調整機構１３００によって進退する。
【００５４】
調整機構１３００は、図７に示すように、遮光板１２００Ａ，１２００Ｂを鉛直方向（リレーレンズ９３０の光軸に垂直な鉛直方向）に案内する四角枠状のガイド１３００Ａおよびこのガイド１３００Ａに沿って遮光板１２００Ａ，１２００Ｂに移動調整力を付与するねじ部材１３００Ｂ１，１３００Ｂ２からなり、リレーレンズの色合成光学系側に配設されている。そして、遮光板１２００Ａ，１２００Ｂを上下方向に移動調整するように構成されている。
【００５５】
この他、上記した各実施形態においては、遮光手段７００，１２００をリレー光学系内に配置する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、照明光学系内（例えば第１のレンズアレイ１２０と第２のレンズアレイ１３０との間）に配置してもよい。この場合、遮光手段が照明光の照度分布の偏りそのものを抑制するため、良好な照度バランスを得ることができ、これによっても、表示画像の色むらを低減することができる。
【００５６】
また、上記した各実施形態においては、電気光学変調装置として透過型の液晶パネルを用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、反射型の液晶パネルを用いるようにしてもよい。反射型の電気光学変調装置としては、液晶パネルの他に、デジタルマイクロミラーデバイス（ＴＩ社の商標）を好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係るプロジェクタにおける光学系の要部の概略を示す平面図。
【図２】実施形態１における遮光手段の配置状態を説明する平面図。
【図３】実施形態１のリレーレンズと遮光手段を説明する正面図。
【図４】スクリーン上の照度分布を示す正面図。
【図５】リレーレンズ近傍の光源像を示す正面図。
【図６】本発明の実施形態２に係るプロジェクタにおける光学系の要部の概略を示す平面図。
【図７】遮光手段の変形例を説明するために示す正面図。
【図８】従来のプロジェクタの光学系を示す図。
【符号の説明】
１ プロジェクタ
１００ 照明光学系
１１０ 光源
１２０ 第１のレンズアレイ
１３０ 第２のレンズアレイ
１４０ 偏光変換素子
１５０ 重畳レンズ
２００ 色分離光学系
２１０ 第１のダイクロイックミラー
２２０ 第２のダイクロイックミラー
２３０ 反射ミラー
２４０ フィールドレンズ
２５０ フィールドレンズ
３００ リレー光学系
３１０ 入射側レンズ
３２０ 第１の反射ミラー
３３０ リレーレンズ
３４０ 第２の反射ミラー
３５０ 射出側レンズ
４００Ｒ Ｒ用の液晶パネル
４００Ｇ Ｇ用の液晶パネル
４００Ｂ Ｂ用の液晶パネル
５００ クロスダイクロイックプリズム
５１０Ｒ Ｒ光反射ダイクロイック面
５１０Ｂ Ｂ光反射ダイクロイック面
６００ 投写レンズ
７００ 遮光手段
７００Ａ，７００Ｂ 遮光板
８００ 調整機構
８００Ａ ガイド
８００Ｂ１，８００Ｂ２ ねじ部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示画像を投写するプロジェクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、プロジェクタの一般的な光学系を示す図である。このプロジェクタ９は、図８に示すように、照明光を射出する照明光学系１００と、この照明光学系からの照明光を３色の照明光に分離する色分離光学系２００と、この色分離光学系からの３色の照明光をそれぞれ変調する３つの液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、これら各液晶パネルからの変調光を合成する色合成光学系５００と、この色合成光学系からの合成光を表示画像として投写する投写光学系６００とを備えている。
【０００３】
また、このプロジェクタ９は、さらにリレー光学系３００を備えており、一の照明光の経路が他の照明光の経路に比べて長いことにより生じる照明効率の低下を抑制するようにしている。
さらにまた、このプロジェクタ９においては、照明光学系が、光源１１０からの光を複数の部分光束に分割する第１レンズアレイ１２０と、この第１レンズアレイによって分割された各部分光束の中心軸をシステム光軸に平行に揃える第２レンズアレイ１３０と、この第２レンズアレイの被照明領域側に配置された重畳レンズ１５０とからなるインテグレータ光学系を備えており、このインテグレータ光学系が、液晶パネルの光入射面を均一に照明するための照度均一化手段としての機能を果たしている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２１４５６５号公報（図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記したプロジェクタ９においては、リレー光学系３００で照明光の光束が上下・左右反転されるため、色分離光学系２００からの射出光がリレー光学系３００を経て照射される液晶パネル４００Ｂと、色分離光学系２００からの射出光がリレー光学系３００を経ずに直接照射される液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇとでは、液晶パネルに照射される光束の照度分布が上下・左右逆転する。このため、光源などに照度分布の偏りがあった場合には、その偏りが液晶パネル４００Ｂと液晶パネル４００Ｒ，４００Ｂとで反対になって現れる、すなわち、相対的に高い照度の光が照射される部位が液晶パネル４００Ｂと液晶パネル４００Ｒ，４００Ｂとで対称の位置に存在することになる、言い換えれば、液晶パネル４００Ｂ上で相対的に高い照度の光が照射される部位と、液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ上で相対的に弱い照度の光が照射される部位とが投写面上で合成されることになるため、照度バランスが崩れ、表示画像に色むらが発生するという課題があった。
【０００６】
本発明は、このような技術的課題を解決するためになされたもので、良好な照度バランスを得ることができ、もって表示画像の色むらを低減することができ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】
（１）本発明に係るプロジェクタは、照明光を射出する光源およびこの光源からの射出光の照度分布を均一化する照度均一化手段を有する照明光学系と、この照明光学系から射出された照明光を複数色の照明光に分離する色分離光学系と、この色分離光学系によって分離された複数色の照明光をそれぞれ変調する複数の電気光学変調装置と、これら各電気光学変調装置から射出された変調光を合成する色合成光学系と、この色合成光学系から射出された合成光を表示画像として投写する投写光学系と、前記色分離光学系によって分離された複数色の照明光のうち少なくとも１色の照明光の経路内に位置するリレー光学系とを備えたプロジェクタにおいて、
表示画像に生じる色むらを抑制するために照明光を部分的に遮光する遮光手段をさらに備えたことを特徴とする。
【０００８】
このため、本発明のプロジェクタによれば、上記した遮光手段を備えているため、光源などに照度分布の偏りがあった場合であっても、その偏りのある照明光が効果的に遮光されて、その偏りが抑制される。その結果、良好な照度バランスを得ることができ、表示画像の色むらを低減することができる。
【０００９】
（２）上記（１）に記載のプロジェクタにおいては、前記遮光手段が前記リレー光学系内に配置されていることが好ましい。
【００１０】
このように構成することにより、光源などに照度分布の偏りがあって、相対的に高い照度の光が照射される部位が、色分離光学系からの射出光がリレー光学系を経て照射される電気光学変調装置と、色分離光学系からの射出光がリレー光学系を経ずに直接照射される電気光学変調装置とで対称の位置に存在することになる、すなわち、色分離光学系からの射出光がリレー光学系を経て照射される電気光学変調装置上で相対的に高い照度の光が照射される部位と、色分離光学系からの射出光がリレー光学系を経ずに直接照射される電気光学変調装置上で相対的に弱い照度の光が照射される部位とが投写面上で合成されることになる場合であっても、遮光手段が、色分離光学系からの射出光がリレー光学系を経て照射される電気光学変調装置上で相対的に高い照度の光となる部分の光を効果的に弱めることができるため、照度分布の偏りを効果的に抑制することができる。
【００１１】
（３）上記（２）に記載のプロジェクタにおいては、
前記リレー光学系が、前記色分離光学系の近傍に位置する入射側レンズと、この入射側レンズの色合成光学系側に位置する射出側レンズと、前記入射側レンズと前記射出側レンズとの間に介在するリレーレンズとを有し、
前記遮光手段が、このリレー光学系のリレーレンズの近傍に配置されていることが好ましい。
【００１２】
このように構成することにより、リレー光学系内に形成される光源像の位置で照明光を部分的に遮光することができるため、照明光の照度分布を効果的に補正することができる。なお、本発明のプロジェクタは照度均一化手段を有しているため、光源像の位置で照明光を部分的に遮光したとしても、この部分的に遮光された光は電気光学変調装置全体に照射される光であるため、電気光学変調装置上に照射される光がかえって不均一になることはない。
また、このように構成することにより、リレーレンズの光軸中心から離間する光源像を形成する照明光を遮光することにより、リレー光学系に対応する電気光学変調装置を照明する照明光の入射角度の大きい照明光を遮光することができ、プロジェクタのコントラストを高めることもできる。
【００１３】
（４）上記（２）又は（３）に記載のプロジェクタにおいては、
前記色分離光学系が、前記照明光学系から射出された照明光を３色の照明光に分離する光学系からなり、
この色分離光学系によって分離された３色の照明光のうち１色の照明光の経路内に前記リレー光学系が配置されていることが好ましい。
【００１４】
このように構成することにより、表示画像に発生する色むらの補正が、１つのリレー光学系内に形成される光源像に対応する照明光を部分的に遮光することにより行われる。
【００１５】
（５）上記（２）又は（３）に記載のプロジェクタにおいては、
前記色分離光学系が、前記照明光学系から射出された照明光を３色の照明光に分離する光学系からなり、
この色分離光学系によって分離された３色の照明光のうち２色の照明光の経路内に前記リレー光学系が配置されていることが好ましい。
このように構成することにより、表示画像に発生する色むらの補正が、２つのリレー光学系内に形成される光源像に対応する照明光を部分的に遮光することにより行われる。
【００１６】
（６）上記（１）に記載のプロジェクタにおいては、前記遮光手段が前記照明光学系内に配置されていることが好ましい。
このように構成することにより、光源などに照度分布の偏りがあって、相対的に高い照度の光が照射される部位が、色分離光学系からの射出光がリレー光学系を経て照射される電気光学変調装置と、色分離光学系からの射出光がリレー光学系を経ずに直接照射される電気光学変調装置とで対称の位置に存在することになる、すなわち、色分離光学系からの射出光がリレー光学系を経て照射される電気光学変調装置上で相対的に高い照度の光が照射される部位と、色分離光学系からの射出光がリレー光学系を経ずに直接照射される電気光学変調装置上で相対的に弱い照度の光が照射される部位とが投写面上で合成されることになる場合であっても、前記照明光学系内に配置された遮光手段が、照明光の照度分布の偏りそのものを抑制するため、良好な照度バランスを得ることができ、表示画像の色むらを低減することができる。
【００１７】
（７）前記（１）〜（６）のいずれかに記載のプロジェクタにおいては、前記遮光手段が、光軸に垂直な水平方向に進退可能な遮光板によって構成されていることが好ましい。
このように構成することにより、表示画像に発生する色むらの補正が、光軸に垂直な水平方向に遮光板を進退させることにより行われる。
【００１８】
（８）前記（１）〜（７）のいずれかに記載のプロジェクタにおいては、前記遮光手段が、光軸に垂直な鉛直方向に進退可能な遮光板によって構成されていることが好ましい。
このように構成することにより、表示画像に発生する色むらの補正が、光軸に垂直な鉛直方向に遮光板を進退させることにより行われる。
【００１９】
（９）前記（１）〜（８）のいずれかに記載のプロジェクタにおいては、前記照度均一化手段が、前記光源からの光を複数の部分光束に分割する第１レンズアレイと、この第１レンズアレイによって分割された各部分光束の中心軸をシステム光軸に平行に揃える第２レンズアレイと、この第２レンズアレイの被照明領域側に配置された重畳レンズとからなるインテグレータ光学系であることが好ましい。
【００２０】
このように構成することにより、表示画像に発生する色むらの補正が、第１のレンズアレイに含まれる複数の小レンズにより形成される複数の光源像に対応する照明光を部分的に遮光することにより行われる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明が適用されたプロジェクタにつき、図に示す実施の形態に基づいて説明する。
先ず、本発明の実施形態１につき、図１〜図３を用いて説明する。
〔実施形態１〕
図１は、本発明の実施形態１に係るプロジェクタにおける光学系の要部の概略を示す平面図である。図２は、同じく本発明の実施形態１に係るプロジェクタにおける遮光手段の配置状態を説明するために示す平面図である。図３は、本発明の実施形態１に係るプロジェクタのリレーレンズと遮光手段を説明するために示す正面図である。
【００２２】
図１において、符号１で示すプロジェクタは、照明光学系１００と、色分離光学系２００と、リレー光学系３００と、３つの液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、クロスダイクロイックプリズム５００と、投写レンズ６００と、遮光手段７００とを備えている。各光学系の構成要素は、クロスダイクロイックプリズム５００を中心に略水平方向に配置されている。
【００２３】
照明光学系１００は、光源１１０と、第１のレンズアレイ１２０と、第２のレンズアレイ１３０と、偏光変換素子１４０と、重畳レンズ１５０とを有している。光源１１０から射出された光束は第１のレンズアレイ１２０によって複数の微小な部分光束に分割され、各部分光束は第２のレンズアレイ１３０および重畳レンズ１５０によって照明対象である３つの液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの光入射面上で重畳される。すなわち、第１のレンズアレイ１２０，第２のレンズアレイ１３０および重畳レンズ１５０は、液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂを略均一に照明するインテグレータ照明光学系を構成する。
第１のレンズアレイ１２０および第２のレンズアレイ１３０は、小レンズをマトリックス状に配列して形成されている。
偏光変換素子１４０は、非偏光な光を３つの液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂで利用可能な偏光方向を有する偏光光に揃える機能を有している。
【００２４】
色分離光学系２００は、照明光学系１００から射出される照明光を、それぞれ異なる波長域の３色の照明光に分離する機能を有している。第１のダイクロイックミラー２１０は、略赤色（Ｒ）の光を透過させるとともに、略緑色（Ｇ）および略青色（Ｂ）の光を反射する。第１のダイクロイックミラー２１０を透過したＲ光は、反射ミラー２３０で反射され、フィールドレンズ２４０を透過してＲ用の液晶パネル４００Ｒを照明する。
【００２５】
フィールドレンズ２４０は、照明光学系１００からの複数の部分光束がそれぞれ液晶パネル４００Ｒを照明するように集光する。通常、各部分光束が、それぞれ略平行な光束となるように設定されている。他の液晶パネル４００Ｇ，４００Ｂの前に配設されたフィールドレンズ２５０，３５０も、フィールドレンズ２４０と同様に構成されている。
【００２６】
第１のダイクロイックミラー２１０で反射されたＧ光とＢ光のうちＧ光は、第２のダイクロイックミラー２２０によって反射され、フィールドレンズ２５０を透過してＧ用の液晶パネル４００Ｇを照明する。一方、Ｂ光は、第２のクロイックミラー２２０を透過し、リレー光学系３００を通過してＢ用の液晶パネル４００Ｂを照明する。
【００２７】
なお、第１のダイクロイックミラー２１０および第２のダイクロイックミラー２２０は、透明ガラス板上にそれぞれの機能に対応する誘電体多層膜を形成することにより作製することができる。
【００２８】
リレー光学系３００は、入射側レンズ３１０，第１の反射ミラー３２０，リレーレンズ３３０，第２の反射ミラー３４０および射出側レンズ（フィールドレンズ）３５０を有している。色分離光学系２００から射出されたＢ光（光源像）は、入射側レンズ３１０によってリレーレンズ３３０の近傍で収束し、射出側レンズ３５０（反射ミラー３４０）に向かって発散する。射出側レンズ３５０に入射する光束の大きさは、入射側レンズ３１０に入射する光束の大きさに略等しくなるように設定されている。
【００２９】
各色用の液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、それぞれの光入射面に入射した色光を、それぞれに対応する色信号（画像信号）に応じた強度の光に変換し、これら変換された光を透過光として射出する。液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとしては、透過型の液晶パネルが用いられる。
なお、液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは本発明の電気光学変調装置に相当する。
【００３０】
クロスダイクロイックプリズム５００は、各色用の液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂから射出される各色の変換光を合成する色合成光学系としての機能を有する。そして、Ｒ光を反射するＲ光反射ダイクロイック面５１０Ｒと、Ｂ光を反射するＢ光反射ダイクロイック面５１０Ｂとを有している。Ｒ光反射ダイクロイック面５１０ＲおよびＢ光反射ダイクロイック面５１０Ｂは、Ｒ光を反射する誘電体多層膜とＢ光を反射する誘電体多層膜とを４つの直角プリズムの界面に略Ｘ字状に形成することにより設けられている。これら両反射ダイクロイック面５１０Ｒ，５１０Ｂによって３色の変換光が合成され、カラー画像を表示する光が生成される。クロスダイクロイックプリズム５００において生成された合成光は、投写レンズ６００に向かって射出される。
【００３１】
投写レンズ６００は、投写光学系としての機能を有し、クロスダイクロイックプリズム５００からの合成光を表示画像として図示しないスクリーンなどの投写画上に投写する。
【００３２】
遮光手段７００は、図２に示すように、平面矩形状の二つの遮光板７００Ａ，７００Ｂからなり、リレーレンズ３３０の色合成光学系（液晶パネル４００Ｂ）側に配置されている。そして、リレー光学系３００内に形成される光源像（Ｂ光の光源像）に対応する照明光であって、スクリーン上の表示画像に生じる色むらに対応する照明光を遮光するように構成されている。遮光板７００Ａ，７００Ｂは、調整機構８００によってリレーレンズ３３０の光軸に垂直な水平方向に進退する。
【００３３】
調整機構８００は、図３に示すように、遮光板７００Ａ，７００Ｂを左右方向（リレーレンズ３３０の光軸に垂直な水平方向）に案内する四角枠状のガイド８００Ａおよびこのガイド８００Ａに沿って遮光板７００Ａ，７００Ｂに移動調整力を付与するねじ部材８００Ｂ１，８００Ｂ２からなり、リレーレンズ３３０の色合成光学系（液晶パネル４００Ｂ）側に配設されている。そして、遮光板７００Ａ，７００Ｂを左右方向に移動調整するように構成されている。
【００３４】
以上の構成により、実施形態１に係るプロジェクタは、照明光学系１００からの射出光を色分離光学系２００によってＲ，Ｇ，Ｂの各色光として取り出し、これら各色光を液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂに導いてカラー画像信号に応じて変調した後、各色光をクロスダイクロイックプリズム５００によって合成し、投写レンズ６００によって表示画像としてスクリーン上に拡大表示する。
【００３５】
この場合、プロジェクタ１においては、リレー光学系３００で照明光の光束が上下・左右反転されるため、色分離光学系２００からの射出光がリレー光学系３００を経て照射される液晶パネル４００Ｂと、色分離光学系２００からの射出光がリレー光学系３００を経ずに直接照射される液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇとでは、液晶パネルに照射される光束の照度分布が上下・左右逆転する。
このため、光源などに照度分布の偏りがあった場合には、その偏りが液晶パネル４００Ｂと液晶パネル４００Ｒ，４００Ｂとで反対になって現れる、すなわち、相対的に高い照度の光が照射される部位が液晶パネル４００Ｂと液晶パネル４００Ｒ，４００Ｂとで対称の位置に存在することになる、言い換えれば、液晶パネル４００Ｂ上で相対的に高い照度の光が照射される部位と、液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ上で相対的に弱い照度の光が照射される部位とが投写面上で合成されることになる。このため、照度バランスが崩れ、表示画像に色むらが発生することになるのである。
【００３６】
例えば、色分離光学系２００側から見て光源１１０付近における照明光の照度分布が、左側部分を「暗」とし、またその右側部分を「明」とする照度分布である場合（光源１１０から射出される照明光の照度分布に偏りがある場合）、Ｒ光，Ｇ光による照明光の液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ上（又はスクリーン上）における照度分布としては、図４（ａ）に示すように左側部分を「暗」とし、また右側部分を「明」とする照度分布となる。一方、Ｂ光による照明光の液晶パネル４００Ｂ上（又はスクリーン上）における照度分布としては、図４（ｂ）に示すように左側部分を「明」とし、また右側部分を「暗」とする照度分布となる。
【００３７】
このとき、リレーレンズ３３０の近傍に形成される光源像は、図４（ｂ）に示すＢ光による照度分布に対応して、図５（ａ）に示すような状態（左側部分を「明」とし、右側部分を「暗」とする照度分布をもつ光源像が形成されている状態）となる。
【００３８】
そこで、遮光板７００Ｂを遮光板７００Ａに接近する方向に移動させることにより、リレーレンズ３３０を透過するＢ光の一部を遮光する。
これにより、リレーレンズ３３０の近傍に形成される光源像は、図５（ｂ）に示すような状態（光源像全体の最も左側の部分に光源像が殆ど形成されていない状態）になり、その結果、Ｂ光による照明光の液晶パネル４００Ｂ上（又はスクリーン上）における照度分布が、Ｒ光，Ｇ光による照明光の液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ上（又はスクリーン上）における照度分布（図４（ａ））に近似する照度分布となり、色むらが抑制される。
【００３９】
一方、色分離光学系２００側から見て光源１１０付近における照明光の照度分布が、左側部分を「明」とし、またその右側部分を「暗」とする照度分布である場合には、上記とは逆に、遮光板７００Ａを遮光板７００Ｂに接近する方向に移動させることにより、リレーレンズ３３０を透過するＢ光の一部を遮光するようにすることで、Ｂ光による照明光の液晶パネル４００Ｂ上（又はスクリーン上）における照度分布が、Ｒ光，Ｇ光による照明光の液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ上（又はスクリーン上）における照度分布に近似する照度分布となり、色むらが抑制される。
【００４０】
したがって、実施形態１においては、Ｂ光による照明光の液晶パネル４００Ｂ上（又はスクリーン上）における照度分布を、Ｒ光，Ｇ光による照明光の液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ上（又はスクリーン上）における照度分布に近似させることにより、良好な照度バランスを得ることができ、表示画像の色むらを低減することができる。
また、実施形態１においては、リレーレンズ３３０の光軸中心から離間する光源像を形成する照明光を遮光することにより、リレー光学系３００に対応する液晶パネル４００Ｂを照明する照明光の入射角度の大きい照明光を遮光することができ、プロジェクタのコントラストを高めることもできる。
【００４１】
なお、実施形態１においては、リレー光学系３００を通過する色光がＢ光である場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、他の色光であってもよい。
【００４２】
次に、本発明の実施形態２につき、図６を用いて説明する。
〔実施形態２〕
図６は、本発明の実施形態２に係るプロジェクタにおける光学系の要部の概略を示す平面図である。図６において、図１〜図３と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００４３】
図６において、符号２で示すプロジェクタは、照明光学系１００と、色分離光学系２００Ａと、２つのリレー光学系３００，９００と、３つの液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、クロスダイクロイックプリズム５００と、投写レンズ６００と、遮光手段７００，１０００とを備えている。各光学系の構成要素は、クロスダイクロイックプリズム５００を中心に略水平方向に配置されている。
【００４４】
実施形態２に係るプロジェクタ２が実施形態１に係るプロジェクタ１と異なるのは、色分離光学系の構成及びリレー光学系の数である。
すなわち、実施形態２に係るプロジェクタ２においては、色分離光学系２００Ａは、２つのダイクロイックミラー２０２，２０４が略Ｘ字状に配置されたクロスダイクロイックミラーによって構成されている。第１のダイクロイックミラー２０２は、Ｒ光を反射してＧ光およびＢ光を透過させる。第２のダイクロイックミラー２０４は、Ｂ光を反射してＧ光およびＲ光を透過させる。これにより、照明光学系１００から射出された照明光をＲ，Ｇ，Ｂの３つの色光に分離する。
【００４５】
色分離光学系２００Ａから射出されたＧ光は、リレー光学系を経ることなく、フィールドレンズ２５０を透過してＧ用の液晶パネル４００Ｇに入射する。一方、Ｂ光は、第１のリレー光学系３００を通過してＢ用の液晶パネル４００Ｂを照明する。また、Ｒ光は、第２のリレー光学系９００を通過してＲ用の液晶パネル４００Ｒを照明する。すなわち、実施形態２に係るプロジェクタ２は、２つのリレー光学系（第１のリレー光学系３００及びリレー光学系９００）備えている。
【００４６】
第２のリレー光学系９００は、第１のリレー光学系３００と同様に、入射側レンズ９１０，第１の反射ミラー９２０，リレーレンズ９３０，第２の反射ミラー９４０および射出側レンズ９５０を有している。第２のリレー光学系９００は、Ｒ光に対し、第１のリレー光学系３００のＢ光に対する機能と同様の機能を有している。すなわち、色分離光学系２００Ａから射出されたＲ光は、入射側レンズ９１０によってリレーレンズ９３０の近傍で収束し、射出側レンズ９５０（反射ミラー９４０）に向かって発散する。射出側レンズ９５０に入射する光束の大きさは、入射側レンズ９１０に入射する光束の大きさに略等しくなるように設定されている。
【００４７】
遮光手段１０００は、遮光手段７００と同様に、平面矩形状の二つの遮光板１０００Ａ，１０００Ｂからなり、リレーレンズ９３０の色合成光学系側に配置されている。リレー光学系９００内に形成される光源像（Ｒ光の光源像）に対応する照明光であって、スクリーン上の表示画像に生じる色むらに対応する照明光を遮光するように構成されている。遮光板１０００Ａ，１０００Ｂは、調整機構８００によってリレーレンズ９３０の光軸に垂直な水平方向に進退する。
【００４８】
この場合、プロジェクタ２においては、リレー光学系３００，９００で照明光の光束が上下・左右反転されるため、色分離光学系２００Ａからの射出光がリレー光学系３００，９００を経て照射される液晶パネル４００Ｂ，４００Ｒと、色分離光学系２００Ａからの射出光がリレー光学系を経ずに直接照射される液晶パネル４００Ｇとでは、液晶パネルに照射される光束の照度分布が上下・左右逆転する。
このため、実施形態２においては、光源などに照度分布の偏りがあった場合には、その偏りが液晶パネル４００Ｂ，４００Ｒと液晶パネル４００Ｂとで反対になって現れる、すなわち、相対的に高い照度の光が照射される部位が液晶パネル４００Ｂ、４００Ｒと液晶パネル４００Ｂとで対称の位置に存在することになる、言い換えれば、液晶パネル４００Ｂ，４００Ｒ上で相対的に高い照度の光が照射される部位と、液晶パネル４００Ｇ上で相対的に弱い照度の光が照射される部位とが投写面上で合成されることになる。このため、照度バランスが崩れ、表示画像に色むらが発生することになるのである。
【００４９】
そこで、実施形態２においては、遮光板７００Ｂ，１０００Ｂをそれぞれ遮光板７００Ａ，１０００Ａに接近する方向に移動させることにより、リレーレンズ３３０，９３０をそれぞれ透過するＢ光，Ｒ光の一部を遮光する。
これにより、Ｂ光、Ｒ光により照明光の液晶パネル４００Ｂ，４００Ｒ上（又はスクリーン上）における照度分布が、Ｇ光による照明光の液晶パネル４００Ｇ上（又はスクリーン上）における照度分布に近似する照度分布となり、良好な照度バランスを得ることができ、表示画像の色むらを低減することができる。
【００５０】
また、実施形態２においても、リレーレンズ３３０，９３０の光軸中心から離間する光源像を形成する照明光を遮光することにより、リレー光学系３００，９００に対応する液晶パネル４００Ｂ，４００Ｒを照明する照明光の入射角度の大きい照明光を遮光することができ、プロジェクタのコントラストを高めることもできる。
【００５１】
なお、実施形態２においては、リレー光学系３００，９００を通過する色光がそれぞれＢ光とＲ光である場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、他の色光の組み合わせであってもよい。
【００５２】
また、上記した各実施形態においては、液晶パネル上（又はスクリーン上）における照明光が左右方向に分布する場合の補正について説明したが、照明光が上下方向に分布する場合には、図７に示すような、上下２つの遮光板からなる遮光手段７００，１２００を用いて、照明光の照度分布を補正することができる。
【００５３】
図７は、本発明の各実施形態に係るプロジェクタにおける遮光手段の変形例を説明するために示す正面図である。図７において、図３と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
遮光手段１２００は、図７に示すように、平面矩形状の二つの遮光板１２００Ａ，１２００Ｂからなり、リレーレンズ９３０の色合成光学系（液晶パネル４００Ｂ，４００Ｒ）側に配置されている。そして、リレー光学系内に形成される光源像に対応する照明光であって、スクリーン上の表示画像に生じる色むらに対応する照明光を遮光するように構成されている。遮光板１２００Ａ，１２００Ｂは、リレーレンズ９３０の光軸に垂直な鉛直方向に調整機構１３００によって進退する。
【００５４】
調整機構１３００は、図７に示すように、遮光板１２００Ａ，１２００Ｂを鉛直方向（リレーレンズ９３０の光軸に垂直な鉛直方向）に案内する四角枠状のガイド１３００Ａおよびこのガイド１３００Ａに沿って遮光板１２００Ａ，１２００Ｂに移動調整力を付与するねじ部材１３００Ｂ１，１３００Ｂ２からなり、リレーレンズの色合成光学系側に配設されている。そして、遮光板１２００Ａ，１２００Ｂを上下方向に移動調整するように構成されている。
【００５５】
この他、上記した各実施形態においては、遮光手段７００，１２００をリレー光学系内に配置する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、照明光学系内（例えば第１のレンズアレイ１２０と第２のレンズアレイ１３０との間）に配置してもよい。この場合、遮光手段が照明光の照度分布の偏りそのものを抑制するため、良好な照度バランスを得ることができ、これによっても、表示画像の色むらを低減することができる。
【００５６】
また、上記した各実施形態においては、電気光学変調装置として透過型の液晶パネルを用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、反射型の液晶パネルを用いるようにしてもよい。反射型の電気光学変調装置としては、液晶パネルの他に、デジタルマイクロミラーデバイス（ＴＩ社の商標）を好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係るプロジェクタにおける光学系の要部の概略を示す平面図。
【図２】実施形態１における遮光手段の配置状態を説明する平面図。
【図３】実施形態１のリレーレンズと遮光手段を説明する正面図。
【図４】スクリーン上の照度分布を示す正面図。
【図５】リレーレンズ近傍の光源像を示す正面図。
【図６】本発明の実施形態２に係るプロジェクタにおける光学系の要部の概略を示す平面図。
【図７】遮光手段の変形例を説明するために示す正面図。
【図８】従来のプロジェクタの光学系を示す図。
【符号の説明】
１ プロジェクタ
１００ 照明光学系
１１０ 光源
１２０ 第１のレンズアレイ
１３０ 第２のレンズアレイ
１４０ 偏光変換素子
１５０ 重畳レンズ
２００ 色分離光学系
２１０ 第１のダイクロイックミラー
２２０ 第２のダイクロイックミラー
２３０ 反射ミラー
２４０ フィールドレンズ
２５０ フィールドレンズ
３００ リレー光学系
３１０ 入射側レンズ
３２０ 第１の反射ミラー
３３０ リレーレンズ
３４０ 第２の反射ミラー
３５０ 射出側レンズ
４００Ｒ Ｒ用の液晶パネル
４００Ｇ Ｇ用の液晶パネル
４００Ｂ Ｂ用の液晶パネル
５００ クロスダイクロイックプリズム
５１０Ｒ Ｒ光反射ダイクロイック面
５１０Ｂ Ｂ光反射ダイクロイック面
６００ 投写レンズ
７００ 遮光手段
７００Ａ，７００Ｂ 遮光板
８００ 調整機構
８００Ａ ガイド
８００Ｂ１，８００Ｂ２ ねじ部材
Claims (9)
- 照明光を射出する光源およびこの光源からの射出光の照度分布を均一化する照度均一化手段を有する照明光学系と、
この照明光学系から射出された照明光を複数色の照明光に分離する色分離光学系と、
この色分離光学系によって分離された複数色の照明光をそれぞれ変調する複数の電気光学変調装置と、
これら各電気光学変調装置から射出された変調光を合成する色合成光学系と、
この色合成光学系から射出された合成光を表示画像として投写する投写光学系と、
前記色分離光学系によって分離された複数色の照明光のうち少なくとも１色の照明光の経路内に位置するリレー光学系とを備えたプロジェクタにおいて、
前記表示画像に生じる色むらを抑制するために照明光を部分的に遮光する遮光手段をさらに備えたことを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項１に記載のプロジェクタにおいて、前記遮光手段が前記リレー光学系内に配置されていることを特徴とするプロジェクタ。
- 請求項２に記載のプロジェクタにおいて、
前記リレー光学系が、前記色分離光学系の近傍に位置する入射側レンズと、この入射側レンズの色合成光学系側に位置する射出側レンズと、前記入射側レンズと前記射出側レンズとの間に介在するリレーレンズとを有し、
前記遮光手段が、このリレー光学系のリレーレンズの近傍に配置されていることを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項２又は３に記載のプロジェクタにおいて、
前記色分離光学系が、前記照明光学系から射出された照明光を３色の照明光に分離する光学系からなり、
この色分離光学系によって分離された３色の照明光のうち１色の照明光の経路内に前記リレー光学系が配置されていることを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項２又は３に記載のプロジェクタにおいて、
前記色分離光学系が、前記照明光学系から射出された照明光を３色の照明光に分離する光学系からなり、
この色分離光学系によって分離された３色の照明光のうち２色の照明光の経路内に前記リレー光学系が配置されていることを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項１に記載のプロジェクタにおいて、前記遮光手段が前記照明光学系内に配置されていることを特徴とするプロジェクタ。
- 請求項１〜６のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、前記遮光手段が、光軸に垂直な水平方向に進退可能な遮光板によって構成されていることを特徴とするプロジェクタ。
- 請求項１〜７のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、前記遮光手段が、光軸に垂直な鉛直方向に進退可能な遮光板によって構成されていることを特徴とするプロジェクタ。
- 請求項１〜８のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、前記照度均一化手段が、前記光源からの光を複数の部分光束に分割する第１レンズアレイと、この第１レンズアレイによって分割された各部分光束の中心軸をシステム光軸に平行に揃える第２レンズアレイと、この第２レンズアレイの被照明領域側に配置された重畳レンズとからなるインテグレータ光学系であることを特徴とするプロジェクタ。
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007192863A (ja) * | 2006-01-17 | 2007-08-02 | Hitachi Ltd | 投射型映像表示装置 |
| US7946710B2 (en) | 2006-05-30 | 2011-05-24 | Hitachi, Ltd. | Projection display |
| KR100797479B1 (ko) | 2006-08-21 | 2008-01-24 | 엘지전자 주식회사 | 프로젝션 시스템 |
| JP2008216643A (ja) * | 2007-03-05 | 2008-09-18 | Sanyo Electric Co Ltd | 投写型表示装置 |
| US8109642B2 (en) | 2007-11-29 | 2012-02-07 | Hitachi, Ltd. | Projection type image display apparatus |
| WO2009081552A1 (ja) * | 2007-12-20 | 2009-07-02 | Seiko Epson Corporation | プロジェクタ |
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