JP2006227469A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 ホワイトバランス等のカラーバランスを簡易に切り換えることができ、目標とするカラーバランスを正確に達成することができるプロジェクタを提供すること。
【解決手段】
比較的色温度の低い第１のカラーモードが設定されている場合、減光フィルタ４８を第１光路ＯＰ１上の第１減光位置に移動させ、比較的色温度の高い第２のカラーモードが設定されている場合、減光フィルタ４８を第２光路ＯＰ２上の第２減光位置に移動させる。これにより、単一の減光フィルタ４８の位置の切り替えによって第１及び第２光路ＯＰ１，ＯＰ２に対応する２色バランスを同時に変更することができる。つまり、簡単な操作によってホワイトバランスを正確に２種類の目標値に調整することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶パネル等の光変調装置を用いて画像を投射するプロジェクタに関する。

従来のプロジェクタとして、３つの液晶パネルを各色の照明光によって照明し、照明された３つの液晶パネルから射出される各色の像光を合成し、合成されたカラー像を投影レンズによって適当な拡大率で投影するものが存在する（例えば特許文献１〜４参照）。第１のプロジェクタでは、偏光板や位相板からなる照明光量変調手段を備え、照明光量変化に応じて液晶に書き込む信号によって最大輝度レベルを調整している（特許文献１）。また、第２のプロジェクタでは、液晶パネルの前段に光軸まわりに回転可能に配置された調光用偏光板を設け、液晶パネルの入射面に設けた偏光板の偏光軸に対して調光用偏光板の偏光軸を傾けることによって、液晶パネルを照明する光強度を調節することができ、ホワイトバランスを調整できるようになっている（特許文献２）。また、第３のプロジェクタでは、液晶パネルの射出側偏光板と合成プリズムとの間に波長板を配置することによってホワイトバランスを調整する（特許文献３）。また、第４のプロジェクタでは、例えば液晶パネルの前段に光軸に対して傾斜したＮＤフィルタを配置することによってホワイトバランスを調整するとともに、ＮＤフィルタからの戻り光がライトバルブに再入射してコントラストを下げることを防止している（特許文献４）。

その他、適当な傾斜角度差で重ね合わされた３枚のダイクロイックミラーで反射された照明光によってカラー液晶パネルを照明し、このカラー液晶パネルからの像光をスクリーンに投影するプロジェクタにおいて、例えばＧ色用のダイクロイックミラーの表面にＮＤフィルタを貼り付けてホワイトバランスを調節するものが存在する（特許文献５参照）。

また、カラー液晶パネルを備えるプロジェクタにおいて、例えば色合成光学系と投射レンズとの間に色温度変換フィルタを配置して色温度を補正したり色バランスを調節するものが存在する（特許文献６参照）。
特開２００１−１００６９９号公報 特開平５−２２４１５５号公報 特開平５−２４９４２７号公報 特開２００４−１９８９９８号公報の図４等 特開平１０−３１１９６８号公報 特開平７−３１８９２２号公報

しかしながら、照明光量変調手段を備える第１のプロジェクタについては、液晶パネルへの信号書き込みを調節しなければホワイトバランスを変更することができず、信号書き込みの調節を行った液晶パネルではコントラストが低下する。

また、調整調光用偏光板を設けた第２のプロジェクタについては、２色以上の光路上に可動に設定された調光用偏光板を設けなければ、ホワイトバランスを正確に調節することができない。さらに、調光用偏光板を通過した不要な色光が液晶パネル前段の偏光板を加熱してしまう。

また、液晶パネルの射出側に波長板を配置する第３のプロジェクタについても、２色以上の光路上に可動に設定された波長板を設けなければ、ホワイトバランスを正確に調節することができない。

また、ＮＤフィルタを光路上に配置する第４のプロジェクタにおいても、２色以上の光路上にＮＤフィルタを設けなければ、ホワイトバランスを正確に調節することができず、しかも、一旦ホワイトバランスを設定した場合、ＮＤフィルタを交換しなければ、ホワイトバランスを変更することができない。

その他、カラー液晶パネルの入射側にＮＤフィルタを配置するプロジェクタや、カラー液晶パネルの射出側に色温度変換フィルタを配置するプロジェクタの場合も、これらのフィルタを交換しなければ、ホワイトバランスを変更することができない。

そこで、本発明は、ホワイトバランス等を含むカラーバランスを簡易に切り換えることができ、かつ、切り換えの前後において目標とするカラーバランスを正確に達成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。

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）各色の照明光を射出する照明装置と、（ｂ）照明装置から射出された照明光から青色光、赤色光、及び緑色光を分離して、当該青色光、赤色光、及び緑色光を第１から第３光路にそれぞれ導く色分離光学系と、（ｃ）第１から第３光路上にそれぞれ配置され、青色光、赤色光、及び緑色光によってそれぞれ照明される第１から第３光変調装置と、（ｄ）第１から第３光変調装置から射出された青色、赤色、及び緑色の変調光を合成する光合成光学系と、（ｅ）光合成光学系によって合成された像光を投射する投射光学系と、（ｆ）青色光、赤色光、及び緑色の少なくとも２色を減光する減光フィルタと、（ｇ）第１から第３光変調装置の前段における第１から第３光路のうち、減光の対象となる２色の光路の一方上の第１減光位置と、２つの光路の他方上の第２減光位置との間で、減光フィルタを移動可能に支持する支持部材とを備える。

上記プロジェクタでは、支持部材が、減光の対象となる２色の光路の一方上の第１減光位置と、上記２つの光路の他方上の第２減光位置との間で、共用の減光フィルタを移動可能に支持するので、単一で共用の減光フィルタの減光位置の切り替えによって２色の光路に対応する２色バランスを同時に変更することができる。つまり、本プロジェクタでは、簡単な操作によってホワイトバランスを含むカラーバランスを切り替えることができるだけでなく、切り替え前後のカラーバランスを正確に目標値に調整することができる。

また、本発明の具体的側面又は態様では、プロジェクタにおいて、減光フィルタが、反射型のフィルタであり、２つの光路に対して所定の傾斜角で配置される。この場合、減光フィルタの加熱による特性劣化を防止しつつ、減光フィルタからの戻り光が照明装置側の意図しない場所で集光されることを防止でき、また、照明装置等への戻り光によって照明光の出力が不安定化することを防止できる。

また、本発明の別の具体的側面又は態様では、上記２色が、青色光及び赤色光である。この場合、可視光波長の両端側の光量を減光フィルタによって増減するので、色温度の変更が比較的容易になる。

また、本発明の別の具体的態様では、減光フィルタを、第１減光位置と第２減光位置とのいずれか一方に切り換えて配置するフィルタ駆動装置をさらに備える。この場合、減光フィルタの移動を自動的・遠隔的に制御することができる。

また、本発明の別の具体的態様では、投射光学系によって投射すべき像光のカラーモードに応じてフィルタ駆動装置を動作させ減光フィルタの位置を切り換えることにより、カラーバランスを変更する表示制御回路をさらに備える。この場合、表示制御回路の制御下でフィルタ駆動装置を動作させることができ、投射すべき像光のカラーモードに応じて像光の色温度等を調整することができる。

〔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を説明する図である。このプロジェクタ１０は、光源光を発生する光源装置２０と、光源装置２０からの照明光を均一化する均一化光学系３０と、均一化光学系３０を経た照明光を赤・緑・青の３色に分割する色分離光学系４０と、色分離光学系４０から射出された各色の照明光によって照明される光変調部５０と、光変調部５０からの各色の変調光を合成するクロスダイクロイックプリズム６０と、クロスダイクロイックプリズム６０を経た像光をスクリーン（不図示）に投射する投射レンズ７０とを備える。なお、以上のうち、光源装置２０と、均一化光学系３０とは、各色の照明光を射出する照明装置として機能する。

ここで、光源装置２０は、略点状の発光部を形成するランプ本体２１と、ランプ本体２１から射出される光源光をコリメートするパラボラ形状の凹面鏡２２と、光源光のビーム径を調節するレンズ２４，２５とを備える。このうち、ランプ本体２１は、例えば高圧水銀ランプからなり、略白色の光源光を射出する。また、凹面鏡２２は、ランプ本体２１から放射される光線を反射して平行光束とし、レンズ２４，２５は、凹面鏡２２で反射された光源光のビーム径を減少させて次段の均一化光学系３０に入射させる。なお、パラボラ形状の凹面鏡２２に変えて、球面や楕円面など、パラボラ形状ではない凹面鏡を用いてもよい。このような、凹面鏡を用いた場合は、凹面鏡２２と均一化光学系３０との間に平行化レンズを配置すれば、光源装置２０から平行光束を射出することが可能となる。また、凹面鏡２２のサイズが小さい場合、ビーム径調節用のレンズ２４，２５を省略することもできる。

均一化光学系３０は、一対のレンズアレイ３１，３２と、波面分割光を重ね合わせるための重畳レンズ３３と、照明光を所定の偏光成分に変換する偏光変換部材３４とを備えている。一対のレンズアレイ３１，３２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レンズであり、これらの要素レンズによって、光源装置２０からの照明光を分割して個別に集光・発散させる。偏光変換部材３４は、レンズアレイ３１，３２から射出した照明光を一種類の偏光光（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３３は、偏光変換部材３４を経た照明光を全体として適宜収束させて、光変調部５０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３１，３２と重畳レンズ３３とを経た照明光は、以下に詳述する色分離光学系４０を経て、光変調部５０を構成する各色の光変調装置すなわち各色の液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇの画像形成領域を均一に重畳照明する。

色分離光学系４０は、第１及び第２ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂと、反射ミラー４２ａ，４２ｂ，４２ｃと、フィールドレンズ４３ｒ，４３ｂと、第１〜第３レンズ４５ａ，４５ｂ，４５ｃと、減光フィルタ４８とを備える。第１ダイクロイックミラー４１ａは、赤・青・緑（Ｒ・Ｇ・Ｂ）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のうち赤色光ＬＲを反射し緑色光ＬＧを透過させる。この色分離光学系４０において、光源装置２０から均一化光学系３０を経て射出される照明光は、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で反射された赤色光ＬＲは、第２光路ＯＰ２に導かれフィールドレンズ４３ｒに入射する。さらに、第２ダイクロイックミラー４１ｂを通過した緑色光ＬＧは、第３光路ＯＰ３に導かれ、反射ミラー４２ｂ，４２ｃを介してレンズ４５ａ，４５ｂ，４５ｃを通過する。これらの反射ミラー４２ｂ，４２ｃ及びレンズ４５ａ，４５ｂ，４５ｃは、光源装置２０から各色の液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇまでの光路の距離が最も長い緑色の第３光路ＯＰ３に配置されている。第３光路ＯＰ３に設けたリレー光学系では、第１のレンズ４５ａの像を、第２のレンズ４５ｂを介して、ほぼそのまま第３のレンズ４５ｃ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。

色分離光学系４０において、減光フィルタ４８は、光量調節用の反射型ＮＤフィルタであり、可視光全体にわたってほぼ均一な割合で減光を達成することができる。減光フィルタ４８は、実線で示すように、第１ダイクロイックミラー４１ａと反射ミラー４２ａとの間の第１減光位置（第１光路ＯＰ１上）に配置可能となっている。この減光フィルタ４８は、不図示の機構によって紙面に平行な回転軸ＡＸのまわりに回転可能に支持されており、図示の状態から１８０°回転させると、一点鎖線で示すように、第２ダイクロイックミラー４１ｂとフィールドレンズ４３ｒとの間の第２減光位置（第２光路ＯＰ２上）に配置される。このように、減光フィルタ４８を第１減光位置と第２減光位置とのいずれかに切り替えて配置することにより、（１）青色光ＬＢを相対的に弱め赤色光ＬＲを相対的に強めた第１の色温度に対応する第１のカラーモードと、（２）青色光ＬＢを相対的に強め赤色光ＬＲを相対的に弱めた第２の色温度に対応する第２のカラーモードとのいずれか一方に切り替えた表示が可能になる。

なお、本実施形態の減光フィルタ４８は、反射型のフィルタであることから、減光フィルタ４８の吸光に起因する蓄熱によって減光特性が劣化することを防止できる。一方、減光フィルタ４８が反射型である場合、減光フィルタ４８からの反射光が光源装置２０側の意図しない場所で集光したり、光源装置２０に再入射して照明光の出力不安定を招く可能性がある。そこで、減光フィルタ４８を第１光路ＯＰ１や第２光路ＯＰ２上において傾斜配置することにより、減光フィルタ４８からの戻り光によって不都合が生じることを防止している。

光変調部５０は、３色の照明光ＬＢ，ＬＲ，ＬＧがそれぞれ入射する３つの液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇと、各液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇを挟むように配置される３組の偏光フィルタ５２ｂ，５２ｒ，５２ｇとを備える。ここで、例えば青色光ＬＢ用の液晶パネル５１ｂと、これを挟む一対の偏光フィルタ５２ｂ，５２ｂとは、照明光を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。同様に、赤色光ＬＲ用の液晶パネル５１ｒと、対応する偏光フィルタ５２ｒ，５２ｒも、液晶ライトバルブを構成し、緑色光ＬＧ用の液晶パネル５１ｇと、偏光フィルタ５２ｇ，５２ｇも、液晶ライトバルブを構成する。

光変調部５０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５１ｂの被照射領域に入射する。第２光路ＯＰ２に導かれた赤色光ＬＲは、フィールドレンズ４３ｒを介して液晶パネル５１ｒの被照射領域に入射する。第３光路ＯＰ３に導かれた緑色光ＬＧは、レンズ４５ａ，４５ｂ，４５ｃを介して液晶パネル５１ｇの被照射領域に入射する。各液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇ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り、各液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇにそれぞれ入射した各色光ＬＢ，ＬＲ，ＬＧは、各液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇ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、画素単位で偏光状態が調整される。その際、偏光フィルタ５２ｂ，５２ｒ，５２ｇによって、各液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇ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５１ｂ，５１ｒ，５１ｇ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。

クロスダイクロイックプリズム６０は、光合成光学系であり、青色光反射用の反射膜（例えば誘電体多層膜）６１と、緑色光反射用の反射膜（例えば誘電体多層膜）６２とをＸ字状に交差させた状態で内蔵するものである。このクロスダイクロイックプリズム６０は、液晶パネル５１ｂからの青色光ＬＢを反射膜６１で反射して進行方向左側に射出させ、液晶パネル５１ｒからの赤色光ＬＲを反射膜６１，６２を介して直進・射出させ、液晶パネル５１ｇからの緑色光ＬＧを反射膜６２で反射して進行方向右側に射出させる。このようにクロスダイクロイックプリズム６０で合成された像光は、投射光学系である投射レンズ７０を経て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される。

図２は、図１のプロジェクタ１０において、色分離光学系４０の減光フィルタ４８によって設定される第１及び第２のカラーモードを説明するためのグラフである。ここで、横軸は照明光の波長に相当し縦軸は照明光の強度に相当する。グラフにおいて、実線は、光源装置２０から取り出せる照明光の波長分布を示すものとする。色分離光学系４０で光量損失がなければ、すなわち、減光フィルタ４８等による減光がなければ、実線で示す分布の照明光が適宜色分離されて光変調部５０に供給される。現実には、色分離光学系４０中に減光フィルタ４８を設けており、光変調部５０に供給される波長分布は、実線で示すものとは異なったものとなる。すなわち、減光フィルタ４８が第１光路ＯＰ１上の第１減光位置に配置されて第１のカラーモードが設定されている状況では、青色側において一点鎖線で示すような減光が生じる。一方、減光フィルタ４８が第２光路ＯＰ２上の第２減光位置に配置されて第２のカラーモードが設定されている状況では、赤色側において二点鎖線で示すような減光が生じる。つまり、減光フィルタ４８が第１光路ＯＰ１上にある第１のカラーモードでは、青色光ＬＢが一点鎖線のように減光され、緑色光ＬＧ及び赤色光ＬＲが実線で示される元の分布に保持されるので、赤色等が強調された表示が可能になる。また、減光フィルタ４８が第２光路ＯＰ２上にある第２のカラーモードでは、赤色光ＬＲが二点鎖線のように減光され、緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢが実線で示される元の分布に保持されるので、青色等が強調された表示が可能になる。

ここで、赤色光ＬＲ等が相対的に強調された第１のカラーモードは、比較的色温度の低いシアター系モード（例えば色温度６５００℃）の表示に対応し、通常暗い部屋での映画鑑賞等に適する。また、青色光ＬＢが相対的に強調された第２のカラーモードは、比較的色温度の高いダイナミック系モード（例えば色温度１０００℃）の表示に対応し、通常明るい部屋でのパソコン画面の表示等に適する。

なお、上記のような減光フィルタ４８を用いないで、液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇに入力する駆動信号を調節することによって投影画像のホワイトバランスを調節することも可能であるが、このように液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇのゲインを調整する方法では、ゲインを下げられたいずれかの液晶パネル５１ｂ，５１ｒでコントラストが低下し、画質が低下するという問題がある。

図３は、減光フィルタ４８の透過特性の変形例である。この場合、減光フィルタ４８は、波長特性を有する反射型カラーフィルタとなっている。このようなカラーフィルタを用いた場合、第１のカラーモードでの青色光ＬＢの減光割合を比較的大きくすることができ、第２のカラーモードでの赤色光ＬＲの減光割合を比較的小さくすることができる。つまり、両カラーモードでのホワイトバランスを、ＮＤフィルタに代わるカラーフィルタの特性設定によって、適宜変更・調整することができる。

図４及び図５は、図１の減光フィルタ４８を第１減光位置と第２減光位置との間で切り替えて配置するための駆動機構を説明する図である。図４は、図１の色分離光学系４０、光変調部５０等の具体的配置及び組込みを説明する平面図であり、図５は、色分離光学系４０中の減光フィルタ４８の駆動機構を説明する正面図である。

図４に示すように、色分離光学系４０を構成するダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂ、反射ミラー４２ａ，４２ｂ，４２ｃ、フィールドレンズ４３ｒ，４３ｂ、レンズ４５ａ，４５ｂ，４５ｃ等は、光学筐体１１内の適所に固定された状態で収納されている。減光フィルタ４８については、ダイクロイックミラー４１ａの近傍において、光学筐体１１の底部から突起する支持体に設けた軸受８１によって回転可能に支持されている。減光フィルタ４８を紙面下側（ダイクロイックミラー４１ａ側）から見て反時計方向に回転させた場合、減光フィルタ４８は、第１光路ＯＰ１上に移動し第１ガイド部８２によって第１減光位置に支持される。一方、減光フィルタ４８を紙面下側から見て時計方向に回転させた場合、減光フィルタ４８は、第２光路ＯＰ２上に移動し第２ガイド部８３によって第２減光位置に支持される。つまり、減光フィルタ４８は、軸受８１、ガイド部８２，８３等からなる支持部材である支持装置８０に取り付けられて、第１光路ＯＰ１上の第１減光位置と、第２光路ＯＰ２上の第２減光位置との間で回転移動可能となっている。

図５に示すように、減光フィルタ４８は、四角形の板状のフィルタ本体４８ａと、フィルタ本体４８ａを周囲から保持する枠状のホルダ４８ｂとを備える。ホルダ４８ｂの一端は、支持装置８０に設けた軸受８１に支持されており、この軸受８１の一端には、プーリ８５が設けられている。このプーリ８５は、ベルト８６を介してモータ８８側のプーリ８９に連結されている。つまり、モータ８８を正逆に適当量回転させることで、プーリ８５，８９、ベルト８６等の伝達機構を介して減光フィルタ４８が回転し、第１ガイド部８２に支持される第１減光位置（実線で示す）と、第２ガイド部８３に支持される第２減光位置（一点鎖線で示す）との間を往復移動する。なお、第１ガイド部８２には、突起状の第１支持部８２ａを有する第１ガイド溝８２ｂが形成されており、減光フィルタ４８を第１減光位置に安定して保持することができる。また、第２ガイド部８３には、突起状の第２支持部８３ａを有する第２ガイド溝８３ｂが形成されており、減光フィルタ４８を第２減光位置に安定して保持することができる。

図６は、図１のプロジェクタ１０に内蔵されている信号処理回路の一部を概念的に説明するブロック図である。この信号処理回路は、ビデオ信号等の外部画像信号が入力される画像処理部９１と、ユーザが動作状態を設定する操作部９３と、図１に示す光変調部５０を含む表示部９５と、図１等に示す減光フィルタ４８を移動させるためのフィルタ駆動装置９６と、これらの動作を統括的に制御する制御部９７とを備える。これらのうち、画像処理部９１、操作部９３、及び制御部９７は、カラーバランスを変更等するための表示制御回路を構成する。

ここで、画像処理部９１は、外部から入力された画像信号が第１及び第２のカラーモードのいずれの表示に適するかに関する情報を制御部９７に出力する。また、画像処理部９１は、両カラーモードのいずれで表示を行うかの設定に応じて画像信号に適当な処理を施す。

操作部９３は、制御部９７に制御信号を出力してプロジェクタ１０の動作モードを切り替えるためのものである。具体的には、比較的色温度の低いシアター系モードである第１のカラーモードや、比較的色温度の高いダイナミック系モードである第２のカラーモードを、ユーザの指定により制御部９７に設定・保持することができる。

表示部９５は、光変調部５０を構成する３つの液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇを備えてなり、光変調部５０に含まれる各色の液晶表示パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇの駆動回路等を備える。これらの駆動回路は、画像処理部９１を経た画像信号に応じて動作し、各液晶表示パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇに対応する表示動作を行わせる。

フィルタ駆動装置９６は、図４等に示すモータ８８のほか、このモータ８８を適当なタイミングで必要量回転させるモータ駆動回路を備える。このフィルタ駆動装置９６に設けたモータ８８を適宜回転させることにより、減光フィルタ４８を第１光路ＯＰ１上の第１減光位置と、第２光路ＯＰ２上の第２減光位置との間で切り替えて移動させることができる。

制御部９７は、第１及び第２のカラーモードのいずれが設定されているかに応じてフィルタ駆動装置９６を適宜動作させ、減光フィルタ４８の位置を現在設定されているカラーモードに対応するものに切り替える。つまり、操作部９３等によって第１のカラーモードが設定されている場合、フィルタ駆動装置９６を動作させ、減光フィルタ４８を第１光路ＯＰ１上の第１減光位置に移動させる（図１参照）。一方、操作部９３等によって第２のカラーモードが設定されている場合、フィルタ駆動装置９６を動作させ、減光フィルタ４８を第２光路ＯＰ２上の第２減光位置に移動させる（図１参照）。なお、制御部９７は、減光フィルタ４８の配置と併用して、画像処理部９１を介して液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇに入力する駆動信号を調節することによっても、投影画像のホワイトバランスを微調整することができる。

以下、本実施形態に係るプロジェクタ１０の動作の概要についてまとめる。光源装置２０からの照明光は、均一化光学系３０を経てその偏光方向が揃えられた後、色分離光学系４０に設けた第１及び第２ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂによって色分割され、対応する液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇに各色光ＬＢ，ＬＲ，ＬＧとしてそれぞれ入射する。各液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇは、各色光ＬＢ，ＬＲ，ＬＧを２次元空間的に画素単位で変調する。このように、各液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇで変調された各色光ＬＢ，ＬＲ，ＬＧすなわち像光は、クロスダイクロイックプリズム６０で合成された後、投射レンズ７０に入射する。投射レンズ７０に入射した像光は、不図示のスクリーンに投影される。なお、本プロジェクタ１０では、以上の投射動作に際し、第１及び第２のカラーモードのいずれが設定されているかに応じて減光フィルタ４８の配置を切り替える。つまり、比較的色温度の低い第１のカラーモードが設定されている場合、フィルタ駆動装置９６のモータ８８を動作させ、減光フィルタ４８を第１光路ＯＰ１上の第１減光位置に移動させる。また、比較的色温度の高い第２のカラーモードが設定されている場合、フィルタ駆動装置９６のモータ８８を動作させ、減光フィルタ４８を第２光路ＯＰ２上の第２減光位置に移動させる。このような単一の減光フィルタ４８の位置の切り替えによって、第１及び第２光路ＯＰ１，ＯＰ２に対応する２色の色バランスを同時に変更することができる。よって、本プロジェクタ１０では、簡単な操作によってホワイトバランスを正確に２種類の目標値に調整することができる。

〔第２実施形態〕
図７（ａ）、（ｂ）は、第２実施形態に係るプロジェクタの要部を説明する部分拡大平面図及び正面図である。このプロジェクタは、図１等に示す第１実施形態に係るプロジェクタ１０を変形したものであり、特に説明しない部分については、第１実施形態の装置と同様であるものとする。

図示のように、減光フィルタ４８は、下側ガイド部１８２、上側ガイド部１８３等からなる支持装置１８０に取り付けられている。つまり、減光フィルタ４８は、下側ガイド部１８２に設けたガイド溝１８２ｂと、上側ガイド部１８３に設けたガイド溝１８３ｂとに挟まれて、横方向に摺動可能に保持されており、図１等に示す第１光路ＯＰ１上の第１減光位置（実線で図示）と、図１等に示す第２光路ＯＰ２上の第２減光位置（一点鎖線）との間でスライド移動可能となっている。

減光フィルタ４８の上部には、摺動ピン４８ｄが設けられており、この摺動ピン４８ｄは、上側ガイド部１８３の上部に形成されたスリット状のガイド孔１８３ｄに沿って摺動可能になっている。この摺動ピン４８ｄは、モータ８８から延びるアーム１８７に係止されており、アーム１８７に形成されたガイド孔１８７ｄに沿って摺動可能にもなっている。つまり、モータ８８を正逆に適当量回転させることで、アーム１８７及び摺動ピン４８ｄを介して減光フィルタ４８をスライドさせることができる。これにより、減光フィルタ４８は、紙面左側の第１減光位置（実線で示す）と、紙面右側の第２減光位置（一点鎖線で示す）との間を往復移動する。

本実施形態においても、比較的色温度の低い第１のカラーモードが設定されている場合、減光フィルタ４８を実線で示す第１減光位置に移動させ、比較的色温度の高い第２のカラーモードが設定されている場合、減光フィルタ４８を一点鎖線で示す第２減光位置に移動させる。このような簡単な操作により、ホワイトバランスを正確に２種類の目標値に調整することができる。

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。

上記実施形態のプロジェクタ１０では、緑色の第３光路ＯＰ３を他の色の光路ＯＰ１，ＯＰ２に比較して長くしているが、赤色や青色の光路を他の色の光路２に比較して長くすることもできる。この場合も、赤色の光路と青色の光路との間で移動可能に減光フィルタ４８を配置することで、色温度に関するカラーモードの切り替えが可能になる。

また、上記実施形態のプロジェクタ１０では、赤色の光路と青色の光路との間で移動可能に減光フィルタ４８を配置するとしたが、赤色の光路と緑色の光路との間で移動可能となるように、ＮＤフィルタその他の減光フィルタ４８を配置することもできる。さらに、青色の光路と緑色の光路との間で移動可能となるように、ＮＤフィルタその他の減光フィルタ４８を配置することもできる。

また、上記実施形態のプロジェクタ１０では、減光フィルタ４８として反射型のものを用いたが、これに代えて吸収型の減光フィルタを用いることもできる。この場合、減光フィルタを光路に対して傾けて配置する必要がなく、減光の波長特性も比較的フラットである。

また、上記実施形態のプロジェクタ１０では、ＮＤフィルタやカラーフィルタによって減光を行ったが、これらに代えて偏光板、波長板等の減光手段（別個に偏光板等が存在する必要があるが、一種の減光フィルタと考えることができる）を用いることもできる。この場合、偏光板や波長板の光学軸が第１減光位置と第２減光位置とで一致するものとしてよいが、異なるものとすることもできる。

また、上記実施形態のプロジェクタ１０では、光源装置２０において高圧水銀ランプを用いているが、高圧水銀ランプの代わりに、他のメタルハライドランプ、希ガス放電ランプ等を用いることもできる。この場合も、ＮＤフィルタその他の減光フィルタ４８を２光路間で移動可能に配置することにより、ホワイトバランスを適宜調整することができる。

また、上記実施形態では、光源装置２０からの光を複数の部分光束に分割するため、２つのレンズアレイ３１，３２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。さらに、レンズアレイ３１，３２をロッドインテグレータに置き換えることもできる。

また、上記プロジェクタ１０において、光源装置２０からの光を特定方向の偏光とする偏光変換部材３４を用いていたが、この発明は、このような偏光変換部材３４を用いないプロジェクタにも適用可能である。

また、上記実施形態では、透過型のプロジェクタ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、反射型プロジェクタにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、液晶パネル等を含むライトバルブ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、ライトバルブが光を反射するタイプであることを意味している。反射型プロジェクタの場合、ライトバルブは液晶パネルのみによって構成することが可能であり、一対の偏光板は不要である。なお、光変調装置は液晶パネル等に限られず、例えばマイクロミラーを用いた光変調装置であってもよい。

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に示すプロジェクタの構成は、いずれにも適用可能である。

第１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。 図１の色分離光学系で設定されるカラーモードを説明する図である。 減光フィルタの透過特性の変形例である。 減光フィルタの位置を切り替える駆動機構を説明する図である。 図４の駆動機構を取り出した正面図である。 図１のプロジェクタ用の処理回路を概念的に説明するブロック図である。 第２実施形態に係るプロジェクタを説明する図である。

符号の説明

１０…プロジェクタ、 １１…光学筐体、 ２０…光源装置、 ３０…均一化光学系、 ３１，３２…レンズアレイ、 ３４…偏光変換部材、 ４０…色分離光学系、 ４１ａ…第１ダイクロイックミラー、 ４１ｂ…第２ダイクロイックミラー、 ４２ａ，４２ｂ，４２ｃ…反射ミラー、 ４３ｂ…フィールドレンズ、 ４３ｒ…フィールドレンズ、 ４５ａ，４５ｂ，４５ｃ…第１〜第３レンズ、 ４８…減光フィルタ、 ４８ａ…フィルタ本体、 ４８ｂ…ホルダ、 ５０…光変調部、 ５１ｂ，５１ｒ，５１ｇ…液晶パネル、 ５２ｂ，５２ｒ，５２ｇ…偏光フィルタ、 ６０…クロスダイクロイックプリズム、 ６１…反射膜、 ７０…投射レンズ、 ８０…支持装置、 ８２…第１ガイド部、 ８２ａ…第１支持部、 ８２ｂ…第１ガイド溝、 ８３…第２ガイド部、 ８３ａ…第２支持部、 ８３ｂ…第２ガイド溝、 ８６…ベルト、 ８８…モータ、 ９１…画像処理部、 ９３…操作部、 ９５…表示部、 ９６…フィルタ駆動装置、 ９７…制御部、 ＡＸ…回転軸、 ＬＢ，ＬＲ，ＬＧ…各色光、 ＯＰ１…第１光路、 ＯＰ２…第２光路、 ＯＰ３…第３光路

Claims (5)

1. 各色の照明光を射出する照明装置と、
   前記照明装置から射出された照明光から青色光、赤色光、及び緑色光を分離して、当該青色光、赤色光、及び緑色光を第１から第３光路にそれぞれ導く色分離光学系と、
   前記第１から第３光路上にそれぞれ配置され、前記青色光、赤色光、及び緑色光によってそれぞれ照明される第１から第３光変調装置と、
   前記第１から第３光変調装置から射出された青色、赤色、及び緑色の変調光を合成する光合成光学系と、
   前記光合成光学系によって合成された像光を投射する投射光学系と、
   前記青色光、赤色光、及び緑色の少なくとも２色を減光する減光フィルタと、
   前記第１から第３光変調装置の前段における前記第１から第３光路のうち、減光の対象となる前記２色の光路の一方上の第１減光位置と、前記２つの光路の他方上の第２減光位置との間で、前記減光フィルタを移動可能に支持する支持部材と
   を備えるプロジェクタ。
2. 前記減光フィルタは、反射型のフィルタであり、前記２つの光路に対して所定の傾斜角で配置されることを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ。
3. 前記２色は、青色光及び赤色光であることを特徴とする請求項１及び請求項２のいずれか一項記載のプロジェクタ。
4. 前記減光フィルタを、前記第１減光位置と前記第２減光位置とのいずれか一方に切り換えて配置するフィルタ駆動装置をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項記載のプロジェクタ。
5. 前記投射光学系によって投射すべき像光のカラーモードに応じて前記フィルタ駆動装置を動作させ前記減光フィルタの位置を切り換えることにより、カラーバランスを変更する表示制御回路をさらに備えることを特徴とする請求項４記載のプロジェクタ。

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