JP2007199349A

JP2007199349A - プロジェクタ

Info

Publication number: JP2007199349A
Application number: JP2006017376A
Authority: JP
Inventors: Hidekiyo Yamakawa; 秀精山川
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2006-01-26
Filing date: 2006-01-26
Publication date: 2007-08-09

Abstract

【課題】各色を等光路にして合致させた画像を投射しやすく、高い解像度の画像を投射す
ることができ、さらに、長期間安定した動作を確保することが容易なプロジェクタを提供
すること。
【解決手段】偏光切り替えパネル６３ａによって、第２の液晶パネル６３ｂに入射させる
色光を赤色光ＬＲ及び青色光ＬＢのいずれかに時分割で切り替えつつ、第２の液晶パネル
６３ｂによって、偏光切り替えパネル６３ａの動作に同期して赤色光ＬＲ及び青色光ＬＢ
を時分割で交互に変調する。そして、本プロジェクタでは、以上のように時分割で射出さ
れる赤色光ＬＲ及び青色光ＬＢの像と、第１の液晶パネル６１ａで変調された緑色光ＬＧ
の像とがダイクロイックプリズム７０によって合成される。この際、緑色光ＬＧが導かれ
る第１光路ＯＰ１と、赤色光ＬＲ及び青色光ＬＢが導かれる第２光路ＯＰ２とは光路の長
さが等しく各色の画像を一致させ易い。
【選択図】図１

Description

本発明は、２つの画像表示用液晶パネルを用いてカラー表示可能なプロジェクタに関す
る。

従来のプロジェクタとして、光源からの照明光を３つの色光束に分離し、各色光束の光
路上にライトバルブを設け、これらライトバルブで変調後の変調光束をダイクロイックプ
リズムで合成するものが存在する（特許文献１参照）。

また、２つのカラーライトバルブで形成された一対の像を光合成プリズムで合成するプ
ロジェクタ（特許文献２参照）、２色用のカラーライトバルブと残った１色用のカラーラ
イトバルブとで形成された一対の像をダイクロイックミラーで合成するプロジェクタ（特
許文献３，４参照）、
また、マイクロミラーデバイスを用いたプロジェクタも存在する。この種のプロジェク
タでは、カラーホイールを回転させつつマイクロミラーデバイスを時分割で照明すること
よって、カラー画像を得ている（特許文献５参照）。
ＷＯ９４／２２０４２号公報特開昭６４−３２２８８号公報特開平４−１０６５３９号公報特開平５−１５８０３８号公報特開２００４−２１１９８号公報

しかし、３つの色光束ごとにライトバルブを設ける所謂３板式のプロジェクタ（上記特
許文献１）の場合、各色の光束を等光路に設定することが困難であり、装置の大型化を招
くおそれがある。

また、２つのライトバルブを用いてプリズムやダイクロイックミラーで合成するプロジ
ェクタ（上記特許文献２〜４）では、すべての画像を等光路で形成することができ装置の
小型化を図ることができるが、所謂３板式のプロジェクタ（上記特許文献１）に比較して
、解像度が低下する傾向がある。

さらに、マイクロミラーデバイスを用いたプロジェクタ（上記特許文献５）の場合、カ
ラーホイールが故障する可能性があり、長期間安定した動作を確保することが必ずしも容
易でない。

そこで、本発明は、各色を等光路にして合致させた画像を投射しやすく、高い解像度の
画像を投射することができ、さらに、長期間安定した動作を確保することが容易なプロジ
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）第１乃至第３の色光を
含む特定の直線偏光を射出する照明装置と、（ｂ）照明装置から射出された直線偏光を、
第１の色光と、第２及び第３の色光とに分離する色分離手段と、（ｃ）色分離手段を経た
第１の色光を変調する第１の液晶装置と、（ｄ）色分離手段を経た第２及び第３の色光を
変調する第２の液晶装置と、（ｅ）第１の液晶装置によって変調された第１の色光と、第
２の液晶装置によって変調された第２及び第３の色光とを合成する色合成手段と、（ｆ）
色合成手段によって合成された光を投射する投射光学系と、（ｇ）照明装置から射出され
た第２及び第３の色光のうち、第２の色光の偏光方向のみを９０°回転させる波長選択位
相差板と、（ｈ）色分離手段及び波長選択位相差板よりも光路下流側に配置され、第２の
液晶装置よりも光路上流側に配置された偏光切り替え装置とを有する。このプロジェクタ
において、（ｉ）偏光切り替え装置は、通過する第２の色光の偏光方向と第３の色光の偏
光方向とを９０°回転させることによって、第２の液晶装置に入射させる色光を、第２及
び第３の色光のいずれか一方に時分割で切り替え、（ｊ）第２の液晶装置は、偏光切り替
え装置に同期して、第２及び第３の色光を時分割で交互に変調する。

上記プロジェクタでは、偏光切り替え装置が、第２の液晶装置に入射させる色光を、第
２及び第３の色光のいずれか一方に時分割で切り替え、第２の液晶装置が、偏光切り替え
装置に同期して第２及び第３の色光を時分割で交互に変調するので、第１の色光の像と時
分割で射出される第２及び第３の色光の像とを色合成手段によって合成し、投射光学系に
入射させることができる。この際、第１の色光と第２及び第３の色光との２系統で像の合
成を行うので、各色の光路の長さを簡易に等しくすることができる。

上記プロジェクタの具体的な態様では、偏光切替え装置が、入射光の偏光方向を一括し
て切り替える液晶ライトバルブである。この場合、偏光切替え装置を省スペースで精密か
つ安定して動作するものとできる。

上記プロジェクタの別の態様では、色合成手段が、第２及び第３の色光のいずれか一方
を透過させ、他方を反射するダイクロイック面である。この場合、簡単な光学要素によっ
て精密な色合成が可能になる。

上記プロジェクタのさらに別の態様では、第１の色光が、緑色光であり、第２及び第３
の色光が、赤色光及び青色光である。この場合、比較的視感度の高い緑色光の点滅を無く
すことができるので、合成像のちらつきを防止しつつ見易い画像を投射することができる
。

上記プロジェクタのさらに別の態様では、波長選択位相差板が、色分離手段の光路上流
側に配置されて、第１及び第３の色光のうち少なくとも第３の色光の偏光方向を維持し、
第２の色光の偏光方向を９０°回転させる。この場合、波長選択位相差板を色分離前の共
通の光路部分に配置する簡単な構成となる。

上記プロジェクタのさらに別の態様では、波長選択位相差板が、色分離手段の光路下流
側であって第２及び第３の色光の光路上に配置されて、第３の色光の偏光方向を維持し、
第２の色光の偏光方向を９０°回転させる。この場合、波長選択位相差板を色分離後の必
要な光路部分のみに配置するので、波長選択位相差板の特性設定が容易となる。

〔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１０の光学系を示す模式図である。
このプロジェクタ１０は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調することによ
って光学像を形成し、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り、
光源ランプユニット２０、照明光学系３０、色分離装置４０、光変調部６０、ダイクロイ
ックプリズム７０、及び投射光学系８０を備えて構成される。ここで、光源ランプユニッ
ト２０と照明光学系３０とは、照明光を色分離装置４０に供給するための照明装置となっ
ている。

光源ランプユニット２０は、光源ランプ２１から周囲に放射された光束を集めて射出し
、照明光学系３０等を介して光変調部６０を照明するための光源である。光源ランプユニ
ット２０は、発光管である光源ランプ２１と、光源ランプ２１から射出された光源光を反
射する楕円の凹面鏡２２と、凹面鏡２２で反射された光源光をコリメートする凹レンズ２
３とを備える。この光源ランプユニット２０において、光源ランプ２１から射出された光
源光は、凹面鏡２２及び凹レンズ２３を経て平行化され、前方側すなわち照明光学系３０
側に射出される。なお、上述した楕円の凹面鏡２２に代えて、放物面等の各種凹面鏡を用
いることができる。放物面の凹面鏡を用いた場合、凹面鏡２２の後段に凹レンズ２３等を
設けなくとも、光源ランプユニット２０から平行光束を射出させることが可能となる。

照明光学系３０は、光源ランプユニット２０から射出された光束を複数の部分光束に分
割し、これら複数の光束を対象とする照明領域に重畳して入射させ、この照明領域の面内
照度を均一化するための光学系であり、第１レンズアレイ３１、第２レンズアレイ３２、
偏光変換装置３４、重畳レンズ３５、及び波長選択位相差板３６を備えている。

第１レンズアレイ３１は、光源ランプ２１から射出された光束を複数の部分光束に分割
する光束分割光学素子としての機能を有し、システム光軸ＯＡと直交する面内にマトリッ
クス状に配列される複数の小レンズを備えて構成される。各小レンズの輪郭形状は、後述
する光変調部６０を構成する液晶パネル６１ａ，６３ｂの画像形成領域の形状とほぼ相似
形をなすように設定されている。第２レンズアレイ３２は、前述した第１レンズアレイ３
１により分割された複数の部分光束を集光する光学素子であり、第１レンズアレイ３１と
同様にシステム光軸ＯＡに直交する面内にマトリックス状に配列される複数の小レンズを
備えているが、集光を目的としているため、各小レンズの輪郭形状が液晶パネル６１ａ，
６３ｂの画像形成領域の形状と対応している必要はない。

偏光変換装置３４は、ＰＢＳアレイで形成されており、第１レンズアレイ３１により分
割された各部分光束の偏光方向を一方向の直線偏光に揃える役割を有する。この偏光変換
装置３４は、詳細な図示を省略しているが、システム光軸ＯＡに対して傾斜配置される偏
光分離膜及び反射ミラーを交互に配列した構成を具備する。前者の偏光分離膜は、各部分
光束に含まれるＰ偏光光束及びＳ偏光光束のうち、一方の偏光光束（例えばＰ偏光）を透
過し、他方の偏光光束（例えばＳ偏光）を反射する。反射された他方の偏光光束は、後者
の反射ミラーによって曲折され、一方の偏光光束の射出方向、すなわちシステム光軸ＯＡ
に沿った方向に射出される。射出された偏光光束のいずれか（例えばＰ偏光）は、偏光変
換装置３４の光束射出面にストライプ状に設けられる位相差板によって偏光変換され、す
べての偏光光束が例えばＳ偏光に揃えられる。このような偏光変換装置３４を用いること
により、光源ランプ２１から射出される光束を、一方向の偏光光束に揃えることができる
ため、光変調部６０で利用する光源光の利用率を向上させることができる。

重畳レンズ３５は、第１レンズアレイ３１、第２レンズアレイ３２、及び偏光変換装置
３４を経た複数の部分光束を集光して、液晶パネル６１ａ，６３ｂの画像形成領域上に重
畳させて入射させるための光学素子である。この重畳レンズ３５から射出された光束は、
照明光として、均一化されつつ次段の色分離装置４０に射出される。つまり、両レンズア
レイ３１，３２と重畳レンズ３５とを経た照明光は、以下に詳述する色分離装置４０を経
て、光変調部６０の照明領域すなわち各色の液晶パネル６１ａ，６３ｂの画像形成領域を
均一に重畳照明する。

波長選択位相差板３６は、重畳レンズ３５を通過した照明光のうち、赤（Ｒ）色光のみ
の偏光方向を９０°回転させ、残った緑（Ｇ）色光及び青（Ｂ）色光の偏光方向をそのま
まに維持する。具体的には、波長選択位相差板３６に入射する照明光の偏光方向が例えば
Ｓ偏光であるとした場合、波長選択位相差板３６から射出される照明光のうち、赤色光の
偏光方向については９０°回転してＰ偏光となるが、緑色光及び青色光の偏光方向につい
てはＳ偏光のままに維持される。

色分離装置４０は、色分離手段として、ダイクロイックミラー４１ａ、反射ミラー４２
ａ，４２ｂ、及びフィールドレンズ４３ａ，４３ｂを備える。これらのうち、ダイクロイ
ックミラー４１ａを含んで構成される色分離光学系は、照明光学系３０からの照明光を、
緑色光を含む第１照明光成分と、赤色光及び青色光を含む第２照明光成分との２光束に分
離する。すなわち、ダイクロイックミラー４１ａは、赤・青・緑（Ｒ・Ｇ・Ｂ）の３色の
うち緑色光ＬＧを反射し、赤色光ＬＲと青色光ＬＢとを透過させる。なお、ダイクロイッ
クミラー４１ａは、透明基板上に、所定の波長領域（この場合、例えば５２０〜５６５ｎ
ｍの波長領域）の光束を反射し他の波長領域の光束を透過する波長選択作用を有する誘電
体多層膜を形成することによって得た光学素子であり、システム光軸ＯＡに対して傾斜し
た状態で配置される。

この色分離装置４０において、光源ランプユニット２０から照明光学系３０を経て入射
した照明光は、ダイクロイックミラー４１ａに入射する。ダイクロイックミラー４１ａで
反射された緑色光ＬＧは、第１光路ＯＰ１に導かれ、反射ミラー４２ａを経て最終段のフ
ィールドレンズ４３ａに入射する。また、ダイクロイックミラー４１ａを透過した赤色光
ＬＲ及び青色光ＬＢは、第２光路ＯＰ２に導かれ、反射ミラー４２ｂを経て最終段のフィ
ールドレンズ４３ｂに入射する。なお、色分離装置４０の射出側に設けられた各フィール
ドレンズ４３ａ，４３ｂは、第２レンズアレイ３２から射出され光変調部６０に入射する
各部分光束が、システム光軸ＯＡに対して適当な収束度で収束するように設けられている
。つまり、各フィールドレンズ４３ａ，４３ｂは、緑色光ＬＧと赤色光ＬＲ及び青色光Ｌ
Ｂとが一対の画像情報変調用の液晶パネル（液晶表示パネル）６１ａ，６３ｂに入射する
際の収束又は発散状態をそれぞれ調節する。

光変調部６０は、緑色光ＬＧが入射する画像情報変調用の第１の液晶パネル６１ａと、
赤色光ＬＲ及び青色光ＬＢが入射する画像情報変調用の第２の液晶パネル６３ｂと、第２
の液晶パネル６１ａの前段に配置される偏光切り替えパネル６３ａとを備える。さらに、
光変調部６０は、第１の液晶パネル６１ａを挟むように配置される一組の偏光フィルタ６
２ａ，６２ｂと、第２の液晶パネル６３ｂを挟むように配置される一組の偏光フィルタ６
４ａ，６４ｂとを備える。ここで、例えば第１の液晶パネル６１ａと、これを挟む一対の
偏光フィルタ６２ａ，６２ｂとは、緑色光ＬＧを画像情報に基づいて２次元的に輝度変調
するための液晶装置すなわち液晶ライトバルブを構成する。同様に、第２の液晶パネル６
３ｂと、これを挟む一対の偏光フィルタ６４ａ，６４ｂとは、赤色光ＬＲ及び青色光ＬＢ
を画像情報に基づいて２次元的に輝度変調するための液晶装置すなわち液晶ライトバルブ
を構成する。一方、偏光切り替えパネル６３ａは、通過する赤色光ＬＲ及び青色光ＬＢの
偏光方向を適当なタイミングで９０°回転させるための偏光切り替え装置を構成する。

なお、第１及び第２の液晶パネル６１ａ，６３ｂは、いずれも、一対の透明なガラス基
板間に電気光学物質である液晶を密閉封入したものであり、例えば、ポリシリコンＴＦＴ
をスイッチング素子として、与えられた画像信号に従ってそれぞれに入射した偏光光束の
偏光方向を変調する。一方、偏光切り替えパネル６３ａも、一対の透明なガラス基板間に
電気光学物質である液晶を密閉封入したものであり、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイ
ッチング素子として動作する。ただし、偏光切り替えパネル６３ａは、個々の画素単位で
偏光方向を切り替えるのではなく、第２の液晶パネル６３ｂに入射する光束全体の偏光方
向を切り替えるためのものであり、第１及び第２の液晶パネル６１ａ，６３ｂと同一構造
とする必要はない。

ダイクロイックプリズム７０は、射出側の偏光フィルタ６２ｂ，６４ｂから射出された
光学像を合成してカラー画像を形成する光合成光学系である。このダイクロイックプリズ
ム７０は、２つの直角プリズムを斜面で互いに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、誘電体多層膜７１が形成されている。この誘電
体多層膜７１は、緑色光ＬＧを反射し、赤色光ＬＲ及び青色光ＬＢを透過させる。このダ
イクロイックプリズム７０は、液晶パネル６１ａからの緑色の像光を誘電体多層膜７１で
反射して進行方向左側に射出させ、液晶パネル６３ｂからの赤色又は青色の像光を誘電体
多層膜７１を介して直進・射出させる。

このようにダイクロイックプリズム７０で合成された像光は、拡大投影レンズとしての
投射光学系８０を経て、適当な拡大率でスクリーン（不図示）にカラー画像として投射さ
れる。

図２及び図３は、光変調部６０の具体的動作を説明する図であり、図２は、偏光切り替
えパネル６３ａがＯＦＦ状態である場合を示し、図３は、偏光切り替えパネル６３ａがＯ
Ｎ状態である場合を示す。

まず、図２に示すように偏光切り替えパネル６３ａがＯＦＦ状態である場合について説
明する。この場合、第１光路ＯＰ１に導かれた緑色光ＬＧが、フィールドレンズ４３ａ等
を介して液晶パネル６１ａに設けた照明領域に入射し液晶パネル６１ａ内の画像形成領域
を照明するとともに、第２光路ＯＰ２に導かれた青色光ＬＢが、フィールドレンズ４３ｂ
等を介して液晶パネル６３ｂに設けた照明領域に入射し液晶パネル６３ｂ内の画像形成領
域を照明する。より具体的に説明すると、偏光切り替えパネル６３ａを経た赤色光ＬＲ及
び青色光ＬＢのうち赤色光ＬＲは、Ｐ偏光からＳ偏光に切り替えられて第２の液晶ライト
バルブ６３ｂ，６４ａ，６４ｂに入射する。第２の液晶ライトバルブ６３ｂ，６４ａ，６
４ｂは、例えばＰ偏光で照明されてＳ偏光の像光を透過させるものであるから、偏光切り
替えパネル６３ａからの赤色光ＬＲは、第２の液晶ライトバルブ６３ｂ，６４ａ，６４ｂ
によって遮断される。一方、偏光切り替えパネル６３ａを経た青色光ＬＢは、Ｓ偏光から
Ｐ偏光に切り替えられて第２の液晶ライトバルブ６３ｂ，６４ａ，６４ｂに入射する。第
２の液晶ライトバルブ６３ｂ，６４ａ，６４ｂは、偏光切り替えパネル６３ａからの青色
光ＬＢで照明されてＳ偏光の像光を透過させる。なお、以上で説明した第２の液晶ライト
バルブ６３ｂ，６４ａ，６４ｂは、Ｐ偏光で照明されてＰ偏光の像光を透過させるものと
することもできる。また、第２の液晶ライトバルブ６３ｂ，６４ａ，６４ｂは、Ｐ偏光で
照明されてＳ偏光の像光を透過させるものとすることもできる。この場合、青色光ＬＢで
はなく赤色光ＬＲが像光として取り出されることになる。

次に、図３に示すように偏光切り替えパネル６３ａがＯＮ状態である場合について説明
する。この場合、第１光路ＯＰ１に導かれた緑色光ＬＧが、フィールドレンズ４３ａ等を
介して液晶パネル６１ａに設けた照明領域に入射し液晶パネル６１ａ内の画像形成領域を
照明するとともに、第２光路ＯＰ２に導かれた赤色光ＬＲが、フィールドレンズ４３ｂ等
を介して液晶パネル６３ｂに設けた照明領域に入射し液晶パネル６３ｂ内の画像形成領域
を照明する。より具体的に説明すると、偏光切り替えパネル６３ａを経た赤色光ＬＲ及び
青色光ＬＢのうち赤色光ＬＲは、Ｐ偏光のままに保持されて第２の液晶ライトバルブ６３
ｂ，６４ａ，６４ｂに入射する。第２の液晶ライトバルブ６３ｂ，６４ａ，６４ｂは、上
述のように例えばＰ偏光で照明されてＳ偏光の像光を透過させるものであるから、偏光切
り替えパネル６３ａからの赤色光ＬＲで照明されてＳ偏光の像光を透過させる。一方、偏
光切り替えパネル６３ａを経た青色光ＬＢは、Ｓ偏光のままに保持されて第２の液晶ライ
トバルブ６３ｂ，６４ａ，６４ｂに入射するが、偏光方向が適切でないため、第２の液晶
ライトバルブ６３ｂ，６４ａ，６４ｂによって遮断される。

図４は、第１及び第２の液晶パネル６１ａ，６３ｂと偏光切り替えパネル６３ａとの動
作タイミングを説明する図である。図４（ａ）に示すように、第１の液晶パネル６１ａは
、１フレームの間において連続的に動作するので、緑色光ＬＧの画像は１フレーム中表示
が継続される。一方、図４（ｂ）に示すように、第２の液晶パネル６３ｂは、１フレーム
中の前半と後半とで別に動作する。すなわち、第２の液晶パネル６３ｂは、１フレームの
前半で赤色光ＬＲの画像を表示させる動作を行い、１フレームの後半で青色光ＬＢの画像
を表示させる動作を行う。なお、図４（ｃ）に示すように、偏光切り替えパネル６３ａは
、１フレーム中の前半でＯＮとなり、１フレーム中の後半でＯＦＦとなる。結果的に、１
フレーム中の前半は、赤色光ＬＲによる第２の液晶パネル６３ｂの照明が行われ、赤色光
ＬＲの画像が表示される。また、１フレーム中の後半は、青色光ＬＢによる第２の液晶パ
ネル６３ｂの照明が行われ、青色光ＬＢの画像が表示される。なお、１フレームは、例え
ば６０Ｈｚに相当し、第２の液晶パネル６３ｂに表示される赤色や青色の画像は、スクリ
ーン上では重畳された画像として認識される。同時に、緑色の画像も、ダイクロイックプ
リズム７０によってスクリーン上で赤色や青色の画像に重畳された画像として認識される
。つまり、スクリーン上には、緑色、赤色、及び青色の画像を合成したカラー画像が投射
される。

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によれば、偏光切り替えパ
ネル６３ａによって、第２の液晶パネル６３ｂに入射させる色光を赤色光ＬＲ及び青色光
ＬＢのいずれかに時分割で切り替えつつ、第２の液晶パネル６３ｂによって、偏光切り替
えパネル６３ａの動作に同期して赤色光ＬＲ及び青色光ＬＢを時分割で交互に変調する。
そして、本プロジェクタでは、以上のように時分割で射出される赤色光ＬＲ及び青色光Ｌ
Ｂの像と、第１の液晶パネル６１ａで変調された緑色光ＬＧの像とがダイクロイックプリ
ズム７０によって合成される。この際、緑色光ＬＧが導かれる第１光路ＯＰ１と、赤色光
ＬＲ及び青色光ＬＢが導かれる第２光路ＯＰ２とは光路の長さが等しく各色の画像を一致
させ易い。また、本プロジェクタでは、２系統の光路ＯＰ１，ＯＰ２で３色の合成を行う
ので、装置を小型で安価なものとすることができる。

以上説明した第１実施形態のプロジェクタ１０では、緑色の視感度が高くチラツキ防止
の観点から、第１光路ＯＰ１に緑色光ＬＧを導き第２光路ＯＰ２に赤色光ＬＲ及び青色光
ＬＢを導いているが、第１光路ＯＰ１に赤色光ＬＲを導き第２光路ＯＰ２に緑色光ＬＧ及
び青色光ＬＢを導くこともできる。また、第１光路ＯＰ１に青色光ＬＢを導き第２光路Ｏ
Ｐ２に緑色光ＬＧ及び赤色光ＬＲを導くこともできる。

また、上記実施形態のプロジェクタ１０では、第１の液晶パネル６１ａからの緑色光Ｌ
Ｇと、第２の液晶パネル６３ｂからの赤色光ＬＲ及び青色光ＬＢとを、ダイクロイックプ
リズム７０で合成しているが、第１の液晶パネル６１ａから射出される偏光の方向と、第
２の液晶パネル６３ｂから射出される偏光の方向とを９０°異なるもとのとすれば、ダイ
クロイックプリズム７０に代わる偏光ビームスプリッタによっても各色の像光を合成する
ことができる。

〔第２実施形態〕
図５は、本発明の第２実施形態に係るプロジェクタ１１０の光学系を示す模式図である
。第２実施形態のプロジェクタ１１０は、図１等に示す第１実施形態のプロジェクタ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実施形態と同様であるもの
とする。

本プロジェクタ１１０では、ダイクロイックミラー４１ａの前段ではなく後段に、波長
選択位相差板１３６が配置されている。波長選択位相差板１３６は、ダイクロイックミラ
ー４１ａを透過した赤色光ＬＲ及び青色光ＬＢのうち、赤色光ＬＲのみの偏光方向を９０
°回転させ、残った青色光ＬＢの偏光方向をそのままに維持する。この場合、波長選択位
相差板１３６を色分離後の第２光路ＯＰ２のみに配置するので、波長選択位相差板１３６
の特性設定が容易となる。

〔第３実施形態〕
図６は、本発明の第３実施形態に係るプロジェクタ２１０の光学系を示す模式図である
。第３実施形態のプロジェクタ２１０は、図１等に示す第１実施形態のプロジェクタ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実施形態と同様であるもの
とする。

本プロジェクタ２１０では、第２の液晶パネル６３ｂの前段において、第１実施形態の
偏光切り替えパネル６３ａに代えて（１／２）λ板２６３ａと進退駆動装置２６６とを設
ける。この場合、第２の液晶パネル６３ｂのＯＮ／ＯＦＦ切替のタイミングと同様のタイ
ミングで、（１／２）λ板２６３ａを第２光路ＯＰ２上の動作位置と第２光路ＯＰ２外の
退避位置との間で進退させる。（１／２）λ板２６３ａの進退に合わせて、第２の液晶パ
ネル６３ｂに赤色光ＬＲ及び青色光ＬＢのいずれかの画像信号を交互に入射させることに
よって、各色の像光を得ることができる。

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。

すなわち、上記実施形態では、光源ランプユニット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。また、ダイクロイックプリズム
７０は、誘電体多層膜７１を備えるダイクロイックミラーとすることができる。

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１０，１１０，２１０の構成はいずれにも用いることがで
きる。

第１実施形態に係るプロジェクタの光学系を示す模式図である。光変調部の偏光切り替えパネルがＯＦＦ状態である場合の動作を示す。光変調部の偏光切り替えパネルがＯＮ状態である場合の動作を示す。（ａ）〜（ｃ）は、第１及び第２の液晶パネルと偏光切り替えパネルとの動作タイミングを説明する図である。第２実施形態に係るプロジェクタの光学系を示す模式図である。第３実施形態に係るプロジェクタの光学系を示す模式図である。

符号の説明

１０，１１０，２１０…プロジェクタ、２０…光源ランプユニット、２１…光源ラ
ンプ、２２…凹面鏡、３０…照明光学系、３１，３２…レンズアレイ、３４…偏
光変換装置、３５…重畳レンズ、３６…波長選択位相差板、４０…色分離装置、
４１ａ…ダイクロイックミラー、４２ａ，４２ｂ…反射ミラー、４３ａ，４３ｂ…フ
ィールドレンズ、６０…光変調部、６１ａ，６３ｂ…液晶パネル、６２ａ，６２ｂ
…偏光フィルタ、６３ａ…偏光切り替えパネル、６４ａ，６４ｂ…偏光フィルタ、
７０…ダイクロイックプリズム、７１…誘電体多層膜、８０…投射光学系、ＬＢ…
青色光、ＬＧ…緑色光、ＬＲ…赤色光、ＯＡ…システム光軸、ＯＰ１，ＯＰ２…
光路

Claims

第１乃至第３の色光を含む特定の直線偏光を射出する照明装置と、
前記照明装置から射出された直線偏光を、前記第１の色光と、前記第２及び第３の色光
とに分離する色分離手段と、
前記色分離手段を経た前記第１の色光を変調する第１の液晶装置と、
前記色分離手段を経た前記第２及び第３の色光を変調する第２の液晶装置と、
前記第１の液晶装置によって変調された前記第１の色光と、前記第２の液晶装置によっ
て変調された前記第２及び第３の色光とを合成する色合成手段と、
前記色合成手段によって合成された光を投射する投射光学系と、
前記照明装置から射出された前記第２及び第３の色光のうち、第２の色光の偏光方向の
みを９０°回転させる波長選択位相差板と、
前記色分離手段及び前記波長選択位相差板よりも光路下流側に配置され、前記第２の液
晶装置よりも光路上流側に配置された偏光切り替え装置と、
を有するプロジェクタであって、
前記偏光切り替え装置は、通過する前記第２の色光の偏光方向と前記第３の色光の偏光
方向とを９０°回転させることによって、前記第２の液晶装置に入射させる色光を、前記
第２及び第３の色光のいずれか一方に時分割で切り替え、
前記第２の液晶装置は、前記偏光切り替え装置に同期して、前記第２及び第３の色光を
時分割で交互に変調することを特徴とするプロジェクタ。
前記偏光切替え装置は、入射光の偏光方向を一括して切り替える液晶ライトバルブであ
る請求項１記載のプロジェクタ。
前記色合成手段は、前記第２及び第３の色光のいずれか一方を透過させ、他方を反射す
るダイクロイック面である請求項１及び請求項２のいずれか一項記載のプロジェクタ。
前記第１の色光は、緑色光であり、前記第２及び第３の色光は、赤色光及び青色光であ
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。
前記波長選択位相差板は、前記色分離手段の光路上流側に配置されて、前記第１及び第
３の色光のうち少なくとも前記第３の色光の偏光方向を維持し、前記第２の色光の偏光方
向を９０°回転させる請求項１から請求項４のいずれか一項記載のプロジェクタ。
前記波長選択位相差板は、前記色分離手段の光路下流側であって前記第２及び第３の色
光の光路上に配置されて、前記第３の色光の偏光方向を維持し、前記第２の色光の偏光方
向を９０°回転させる請求項１から請求項４のいずれか一項記載のプロジェクタ。