JP2007233003A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】光学部材にて発生する色収差によって投射する映像に色むらが生じることを防止でき、光源殻の光を効率よく利用して照度及びコントラストの高い映像を投射できるプロジェクタを提供する。
【解決手段】光源１からＤＭＤ１５の間に第１絞り４０を配設し、ＤＭＤ１５から投射レンズ１７の間に第２絞り５０を配設する。第１絞り４０に形成された開口は、第１絞り４０の配設位置での光の照度分布に応じた形状とする。第２絞り５０に形成された開口は、第２絞り５０の配設位置での各色の光の集光範囲を囲う形状とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、光源から投射レンズまでの光路中に配設された絞りを備え、コントラストの高い映像を投射できるプロジェクタに関する。

近年、大きな映像を表示することが可能な表示装置として、プロジェクタが普及している。プロジェクタは内部にハロゲンランプ、キセノンランプ又は水銀ランプ等の光源を有し、光源からの照明光をＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）又は液晶パネル等の光変調素子により光変調して映像光を形成し、映像光を投射レンズからスクリーンへ投射することで映像の表示を行うようにしてある。ユーザは、表示される映像の照度及びコントラスト等の設定を変更することができ、照度及びコントラストの調整は、例えば照明光又は映像光の光路中に絞りを設けて光量の調整を行うことで実現できる。

特許文献１においては、光源からの光を液晶パネルにより光変調して映像を形成し、形成された映像を投射レンズによりスクリーンへ投射する場合に、投射レンズの光軸に対して開口部の中心が液晶パネルの垂直走査方向へずれた偏心絞りを備えることにより、高コントラストの映像を投射できる投射型表示装置が提案されている。これは、液晶パネルに入射する光の主光線と液晶パネルの法線とのなす角θは絞りの偏心量に応じて変化し、投射される映像のコントラストは角θに依存するため、角θがコントラストが最も高くなる角度となるように絞りの偏心量を設定することで実現される。

特許文献２においては、光源からの光をＤＭＤへ集光する照明光学系と、ＤＭＤからの反射光を拡大投射する投射レンズと、投射レンズの入射瞳と略共役な位置に設けられた絞りとを備え、絞りに形成された略円形の開口の開口面積を、開口の形状が非回転対称となるように狭める構成とすることにより、例えば開口を同心円状に狭める絞りと比較して、必要光の遮光を抑えることができ、明るさの低下を最小限に抑えながら、コントラストを高めることができる投射型表示装置が提案されている。

特許文献３においては、ＤＭＤにて形成された光学像をスクリーンに投射する投射レンズを、スクリーン側からＤＭＤ側へ順に配置された前側レンズ群及び後側レンズ群により構成し、前側レンズ群及び後側レンズ群共通の光軸に対して偏心した絞りを後側レンズ群に設け、後側レンズ群を回転させることなく光軸の方向へ移動させることによりフォーカス調整を行う投射レンズが提案されている。この投射レンズは、絞りを偏心させることによって、他の光学部品との干渉を避けるためにＤＭＤの中心軸を投射レンズの光軸に対してずらして配置する必要がなく、また、フォーカス調整を行う場合に偏心した絞りが回転しないため、フォーカス調整に伴って結像性能が変化することがない。
特開平５−１３４２１０号公報 特開２００４−２９８４９号公報 特開２００５−１２８４８７号公報

従来のプロジェクタでは、光路中に配設される絞りには略円形の開口が形成されている場合が多く、光源が発する光を略円形の開口を通過させることによって光の一部を遮光し、不要光が最終的に投射レンズに入射することを防止して、投射する映像のコントラストを高めるようにしてある。

しかしながら、プロジェクタにはレンズ、プリズム及びミラー等の複数の光学部材が備えられており、光源からの光がこれらの光学部材を通過する際には色収差が生じるという問題がある。プロジェクタは光源からの光をＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）等の複数の色にカラーホイール又はプリズム等を用いて分離し、分離した光をＤＭＤ又は液晶パネル等により光変調して映像を形成するようにしてあるため、光学部材により色収差が生じた場合には、絞りの配設位置にて各色の光の中心にずれが生じる虞がある。絞りに形成された開口が略円形をなし、開口の中心を一の色の光の中心に合わせた場合、他の色の光の中心は開口の中心に対してずれが生じ、一の色の光と他の色の光とでは略円形の開口を通過した後の光量に差が生じる虞がある。絞りによる遮光量に色毎の差が生じた場合には、スクリーンに投射される映像に色むらが生じるという問題がある。

特許文献１に記載の投射型表示装置は、絞りに設けられた略円形の開口の中心をレンズの光軸から偏心させるのみの構成であるため、上述のように色収差によって映像に色むらが生じる虞があり、更に、レンズの光軸からの絞りの偏心量が増すほど色収差が増大する虞がある。特許文献３に記載の投射レンズは、円の一部を楕円弧とした開口を設けることで光軸に対して絞りを偏心させる構成であるが、開口の形状は光の色収差を考慮したものではなく、絞りによる各色の光の遮光量の差がより増す虞があり、また、特許文献１に記載の投射型表示装置と同様に、レンズの光軸からの絞りの偏心量が増すほど色収差が増大する虞があるため、投射される映像の色むらがより増す虞がある。

また、特許文献２に記載の投射型表示装置は、絞りに設けられた略円形の開口を非回転対象となるように狭める構成であるため、複数の色に分離された光のうち開口の中心に対してずれが生じた光と、開口の中心に光の中心が合わせられた光とでは、開口が狭められることによって絞りによる遮光量の差が増す虞があり、投射される映像の色むらが増す虞がある。

一方、光源としてハロゲンランプ、キセノンランプ又は水銀ランプ等のランプを用い、楕円面鏡又はレンズ等を用いてランプから出射される光を集光する場合、ランプの陽極、陰極又は発光部分等の像（所謂、アーク像）が投影される。このため光源から出射して集光された光の照度分布は一様でなく、円形の開口が形成された絞りを用いてこの光の一部分を遮光した場合には、照度の高い部分の光を遮光するか、又は、照度の低い部分の光を遮光せずに開口を通過させるかする虞があり、光源からの光を効率よく利用できないという問題がある。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、光源から出射し、複数の色成分に分離された光の一部分を絞りにより遮光する場合に、絞りの開口の形状を、複数の色成分に分離された各光が絞りの配設位置にて集光される集光範囲を囲う形状とすることにより、光源から絞りまでの光路中に配された光学部材によって色収差が生じる場合であっても、色成分に分離された各光の遮光量に差が生じないプロジェクタを提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、上述の絞りを映像光を形成する光変調素子から映像光をスクリーンへ投射する投射レンズまでの光路中に配設する構成とすることにより、光源から光変調素子までの光路中に設けられた光学部材により色収差が生じた光の各色成分の遮光量に差が生じないプロジェクタを提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、光源から出射する光の一部分を絞りにより遮光する場合に、絞りの開口形状を、絞りの配設位置での光の照度分布に応じた形状とすることにより、光源からの光を効率よく利用することができるプロジェクタを提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、絞りの開口の形状を、絞りの配設位置に集光された光のうち、所定の照度より大きい照度の光の範囲を囲う形状とすることにより、光源からの光を効率よく利用することができるプロジェクタを提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、上述の絞りを光源から光変調素子までの光路中に配設する構成とすることにより、光源から出射された光の照度を低下させずに、光を効率よく光変調素子へ与えることができるプロジェクタを提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、開口が形成された遮光体を、光源から投射レンズまでの光路中に出入させて、光の一部分を遮光する構成とすることにより、絞りによる遮光を行うか否かを簡単に切り替えることができるプロジェクタを提供することにある。

本発明に係るプロジェクタは、光源と、該光源からの照明光を複数の色成分に分離する分離手段と、該分離手段により複数の色成分に分離された光を光変調して映像光を形成する光変調素子と、該光変調素子が形成した映像光を投射する投射レンズとを備えるプロジェクタにおいて、前記分離手段から前記投射レンズまでの光路中に配設され、光が通過する開口が形成された絞りを備え、前記開口は、前記分離手段により色成分に分離された各光が、前記絞りの配設位置にてそれぞれ集光される集光範囲を囲う形状にしてあることを特徴とする。

本発明においては、光源からの光を複数の色成分に分離するカラーホイール又はプリズム等の分離手段から、光変調を行って映像光を形成する光変調素子までの間に絞りを配設する。光学部材により色収差が生じて絞りの配設位置で各色成分の光の集光範囲にずれが生じるとき、絞りの開口が略円形の場合には、いずれかの色成分の光の集光範囲が開口内に収まらず、光の一部分が遮光される虞がある。これを避けるために開口を大きく形成すると、開口を不要な光が通過するため投射される映像のコントラストが低下する。よって、絞りの開口は、分離手段により分離された複数の色成分の光が、絞りの配設位置に集光された場合の複数の集光範囲を囲う形状とする。プロジェクタ内の光源、光学部材、ＤＭＤ及び絞り等の配置が決まれば絞りの配設位置での各色の光の集光範囲が定まるため、これを予め測定し、絞りの開口形状を決定できる。これにより、特定の色成分の光のみが遮光されて光量に差が生じることを防止できる。

また、本発明に係るプロジェクタは、前記絞りが、前記光変調素子から前記投射レンズまでの光路中に配設してあることを特徴とする。

本発明においては、上述の絞りを光変調素子から投射レンズまでの光路中に配設する。光源から光変調素子までの光路中には多くの光学部材が設けられて、光源が発する光を光変調素子へ導くようにしてあるため、光路中の光学部材それぞれで色収差が生じる虞があり、光学部材の配設数が増すほど色収差が増大する虞がある。よって、光変調素子から出射される光は大きな色収差が生じている可能性が高く、上述の絞りをより効果的に利用できる。

また、本発明に係るプロジェクタは、光源と、該光源からの照明光を複数の色成分に分離する分離手段と、該分離手段により複数の色成分に分離された光を光変調して映像光を形成する光変調素子と、該光変調素子が形成した映像光を投射する投射レンズとを備えるプロジェクタにおいて、前記光源から前記投射レンズまでの光路中に配設され、光が通過する開口が形成された絞りを備え、前記開口は、前記絞りの配設位置にてそれぞれ集光される光の照度分布に応じた形状にしてあることを特徴とする。

本発明においては、光源から投射レンズの間に絞りを配設する。光源からの光の照度分布は一様でなく、光源の形状及び光源から絞りまでの光路を構成する光学系等による影響を受けるため、絞りの開口が略円形の場合には光源からの光を効率よく利用できない虞がある。よって、絞りの開口を光の照度分布に応じた形状とすることによって、光の利用効率を高めることができる。プロジェクタ内の光源、光学部材、ＤＭＤ及び絞り等の配置が決まれば絞りの配設位置での光の強度分布が定まるため、これを予め測定し、絞りの開口形状を決定できる。

また、本発明に係るプロジェクタは、前記開口が、前記絞りの配設位置に集光された光のうち、所定の照度より大きい照度の光の範囲を囲う形状にしてあることを特徴とする。

本発明においては、絞りの開口の形状を、絞りの配設位置に集光された光のうち、所定の照度より大きい照度の光の範囲を囲う形状とする。これにより、所定の照度より大きい照度の光を確実に利用でき、投射する映像の照度を高めることができる。

また、本発明に係るプロジェクタは、前記絞りが、前記光源から前記光変調素子までの光路中に配設してあることを特徴とする。

本発明においては、上述の絞りを光源から光変調素子までの光路中に配設する。光路中の光源に近い側に設けられた絞りが光の照度を低下させた場合、絞り以降の光路で照度を高めることはできないため、光源に近い絞りの開口を上述のように形成することによって、光源からの光を効率よく利用して光変調素子へ与え、投射する映像の照度を高めることができる。

また、本発明に係るプロジェクタは、前記絞りが、前記開口が形成された遮光体と、該遮光体を前記光路に出入させる出入手段とを有することを特徴とする。

本発明においては、出入手段は開口が形成された遮光体を光路中に出入させて、遮光を行うか否かを簡単に切り替えることができるように絞りを構成する。投射する映像のコントラストを高める場合には絞りによる遮光を行い、照度を高める場合には絞りによる遮光を行わないようにすることで、ユーザの好み又は映像の種類等に応じてコントラスト及び照度の調整を行うことができ、コントラストを高める場合に色むらの発生を防止でき、又は極端な照度の低下を防止できる。

本発明による場合は、カラーホイール又はプリズム等の分離手段から投射レンズまでの光路中に配設される絞りの開口の形状を、複数の色成分に分離された各光が絞りの配設位置にて集光される集光範囲を囲う形状とすることにより、特定の色成分の光のみが遮光されて光量に差が生じることを防止できるため、プロジェクタがスクリーンへ投射する映像に色むらが生じることを防止でき、映像の品質を高めることができる。

また、本発明による場合は、上述の絞りを映像光を形成する光変調素子から映像光をスクリーンへ投射する投射レンズまでの光路中に配設する構成とすることにより、光源から光変調素子までの光路中に設けられた光学部材によってより大きな色収差が生じ、特定の色成分の光に光量の差が生じることを防止できるため、プロジェクタがスクリーンへ投射する映像に色むらが生じることを防止でき、映像の品質をより高めることができる。

また、本発明による場合は、光源から投射レンズまでの光路中の配設される絞りの開口の形状を、絞りの配設位置での光の照度分布に応じた形状とすることにより、開口の形状が略円形の場合と比較して、より光の利用効率を高めることができるため、プロジェクタがスクリーンへ投射する映像の照度を高めることができ、映像の品質を高めることができる。

また、本発明による場合は、絞りの開口形状を、絞りの配設位置に集光された光のうち、所定の照度より大きい照度の光の範囲を囲う形状とすることにより、所定の照度より大きい照度の光を確実に利用でき、光源からの光をより効率よく利用することができるため、プロジェクタがスクリーンへ投射する映像のコントラストの低下を抑えて照度を高めることができ、映像の品質をより高めることができる。

また、本発明による場合は、上述の絞りを光源から光変調素子までの光路中に配設する構成とすることにより、光源からの光を効率よく利用して光変調素子へ与えることができ、投射する映像の照度を高めることができるため、プロジェクタが投射する映像の品質をより高めることができる。

また、本発明による場合は、開口が形成された遮光体を光路中に出入させて、光の一部を遮光する構成とすることにより、絞りによる遮光を行うか否かを簡単に切り替えることができ、ユーザの好み又は映像の種類等に応じて投影する映像のコントラスト及び照度の調整を行うことができるため、コントラスト及び照度の調整機構を設けることによるプロジェクタのコストの増加を抑制できる。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図１は、本発明に係るプロジェクタの構成を示すブロック図である。なお、図１においては光路を一点鎖線で図示してある。図において１はプロジェクタの光源であり、光源１にはハロゲンランプ、キセノンランプ又は水銀ランプ等の白色光を発するランプが用いられる。光源１の点灯又は消灯の切り替えは、プロジェクタの各部の制御を行う制御部２０により行われるようにしてある。また、光源１の背面には楕円面鏡であるリフレクタ２が配されており、光源１より発した白色光はリフレクタ２により反射され、カラーホイール３を通してロッドインテグレータ５に集光されるようにしてある。

カラーホイール３は、赤色、緑色及び青色の光をそれぞれ透過する略扇状のカラーフィルタを三等配した円盤であり、中心にはモータ４の回転軸が接続されている。モータ４は制御部２０により駆動され、モータ４によりカラーホイール３を回転させることで、光源１からの白色光を、一定の周期で例えば赤色、緑色そして青色の順番に透過させ、光の３原色に分離することができるようにしてある。

ロッドインテグレータ５は略四角筒形をなし、筒の内面を鏡面にしてある。リフレクタ２によりロッドインテグレータ５の一端に集光された光は、一端の開口からロッドインテグレータ５の内部に入射し、内部で多重反射されることで照度分布が平均化され、他端の開口から出射するようにしてある。

ロッドインテグレータ５から出射した光は、リレー用のレンズ６及びレンズ７によりミラー８へ集光され、ミラー８により偏心レンズ９へ反射される。偏心レンズ９はレンズの中心を光の中心に対してずらしたものであり、偏心レンズ９から出射した光はＤＭＤ１５へ集光されるようにしてある。このとき、偏心レンズ９からＤＭＤ１５へ集光される光は、略矩形の板状をなすＤＭＤ１５の反射面の法線に対して所定角度を有する斜め方向から入射するようにしてある。また、レンズ７及びミラー８の間には制御部２０によって絞り量が制御される第１絞り４０が配設されており、レンズ７から出射した光の一部を遮光して有効光束径を調整することができるようにしてある。第１絞り４０については後述する。

ＤＭＤ１５は、ＣＭＯＳ半導体上に数十万〜数百万個の微小な可動鏡を敷き詰めたものであり、可動鏡を略＋１０度又は略−１０度の２種類の傾斜状態の間をスイッチングさせ、照射された光を２方向へ反射することにより、光をデジタル変調して映像を形成することができるようにしてある。制御部２０は図示しない外部装置から与えられた映像信号に基づいてＤＭＤ１５を制御しており、ＤＭＤ１５は制御部２０の制御に応じて可動鏡のスイッチングを行い、偏心レンズ９によりＤＭＤ１５へ集光された光を選択的に反射するようにしてある。

ＤＭＤ１５により選択的に反射された一方の光、即ちＤＭＤ１５により形成された映像は、投射レンズ１７へ入射し、拡大されて図示しないスクリーンへ投射されるようにしてある。また、ＤＭＤ１５及び投射レンズ１７の間には、制御部２０によって絞り量が制御される第２絞り５０が配設されており、ＤＭＤ１５により反射された光の一部を遮光して有効光束径を調整することができるようにしてある。

また、本発明に係るプロジェクタは、ユーザからの操作を受け付ける操作部２１を備えており、操作部２１に設けられたボタン又はスイッチ等を操作することにより、映像の表示及び音量の増減等の操作をユーザが行うことができるようにしてある。更に、操作部２１にはプロジェクタの動作条件を設定するための設定ボタンが設けられており、ユーザが設定ボタンを操作した場合には、スクリーンに設定のためのメニューが投射されて表示され、操作部２１に設けられたカーソルキー及び決定ボタン等を操作することでメニューの項目を選択し、設定の変更を行うことができるようにしてある。

図２は、本発明に係るプロジェクタの第１絞り４０の構成を示す正面図であり、（ａ）にレンズ７から出射した光の遮光を行う状態を図示し、（ｂ）に遮光を行わない状態を図示してある。第１絞り４０は、プロジェクタの筐体などに固定された略矩形の固定板４１と、固定板４１に対向配置され、回動可能に枢支された可動遮光板４２とを備えている。可動遮光板４２は、略長方形の板状をなし、固定板４１に突設された支軸４３に回動可能に枢支される支持部４２ａと、支持部４２ａの長手方向の一端に連設され、略中央に開口４４が形成された円板状の遮光部４２ｂとを有しており、固定板４１に対して平行に可動遮光板４２が回動するようにしてある。

固定板４１に対して回動可能に枢支された可動遮光板４２は、所定位置に回動させた場合（図２（ａ）参照）に、レンズ７からミラー８へ集光される光の光路上に遮光部４２ｂが移動し、光の一部を遮光することができるようにしてある。また、可動遮光板４２の支持部４２ａの遮光部４２ｂが設けられた側の反対側は、制御部２０により駆動されるアクチュエータ４６に連結されており、制御部２０がアクチュエータ４６を動作させることにより、遮光部４２ｂがレンズ７からミラー８への光を遮光する位置（図２（ａ）参照）と、遮光しない位置（図２（ｂ）参照）との間で可動遮光板４２を回動できるようにしてある。これにより、第１絞り４０は、レンズ７からミラー８へ集光される光の遮光を行うか否かを選択的に切り替えて、プロジェクタが投射する映像の照度及びコントラストの調整を行うことができるようにしてある。

図３は、本発明に係るプロジェクタにおける第１絞り４０の配設位置での光源１からの光の照度分布を示す模式図である。なお、図３は最大照度を１．０として最大照度に対する光の照度の比率の分布を図示したものであり、照度の比率が０．２未満、０．２以上０．４未満、０．４以上０．６未満、０．６以上０．８未満又は０．８以上の５段階に分けて示してある。

図３に示すように、第１絞り４０の配設位置での光の照度分布は、略同心円状とはならず、光源１として用いられるランプのアーク像がロッドインテグレータ５内にて多重に反射されて重なり合い、レンズ６及びレンズ７によって集光された複雑な形状をなしている。なお、照度の比率が高い部分は、ロッドインテグレータ５内を反射せずに通過した光と、ロッドインテグレータ５内で一回反射した光と、ロッドインテグレータ５内で入口の開口の縦方向及び横方向に関してそれぞれ一回ずつ反射した光とが主に重なり合ったものである。

図４は、本発明に係るプロジェクタの第１絞り４０の開口４４の構成を示す模式図である。本図は、図３に示す照度分布に第１絞り４０の遮光部４２ｂ及び開口４４を重ねて図示したものであり、第１絞り４０が図２（ａ）に示す状態の場合である。第１絞り４０の開口４４は、光の照度の比率が０．６以上の部分を囲むように、四辺が若干湾曲した長方形状をなしており、レンズ７により集光される光の照度が高い部分をミラー８へ集光させ、それ以外の部分を遮光するようにしてある。なお、開口４４の形状は、プロジェクタの例えば試作段階にて、光源１、ロッドインテグレータ５、レンズ６及びレンズ７等の構成及び配置等を決定した後、第１絞り４０の配設位置にて図３に示すような照度分布を取得して、予め決められるものである。

図５は、本発明に係るプロジェクタの第２絞り５０の構成を示す正面図であり、（ａ）にＤＭＤ１５からの映像光の遮光を行う状態を示し、（ｂ）に遮光を行わない状態を図示してある。第２絞り５０は、第１絞り４０とほぼ同じ構成であり、プロジェクタの筐体などに固定された略矩形の固定板５１と、固定板５１に対向配置され、回動可能に枢支された可動遮光板５２とを備えている。可動遮光板５２は、略長方形の板状をなし、固定板５１に突設された支軸５３に回動可能に枢支される支持部５２ａと、支持部５２ａの長手方向の一端に連設され、略中央に開口５４が形成された円板状の遮光部５２ｂとを有しており、固定板５１に対して平行に可動遮光板５２が回動するようにしてある。

固定板５１に対して回動可能に枢支された可動遮光板５２は、所定位置に回動させた場合（図５（ａ）参照）に、ＤＭＤ１５から投射レンズ１７への光路上に遮光部５２ｂが移動し、光の一部を遮光することができるようにしてある。また、可動遮光板５２の支持部５２ａの遮光部５２ｂが設けられた側の反対側は、制御部２０によって駆動されるアクチュエータ５６に連結されており、制御部２０がアクチュエータ５６を動作させることによって、遮光部５２ｂがＤＭＤ１５から投射レンズ１７への光を遮光する位置（図５（ａ）参照）と、遮光しない位置（図５（ｂ）参照）との間で可動遮光板５２を回動できるようにしてある。これにより、第２絞り５０は、ＤＭＤ１５から投射レンズ１７への光の遮光を行うか否かを選択的に切り替えて、プロジェクタが投射する映像の照度及びコントラストの調整を行うことができるようにしてある。

よって、投射レンズ１７がスクリーンに投射する映像の照度を最大とする場合には、第１絞り４０を図２（ｂ）に示す状態としてレンズ７からミラー８への光の遮光を行わず、第２絞り５０を図５（ｂ）に示す状態としてＤＭＤ１５から投射レンズ１７への光の遮光を行わないように、制御部２０がアクチュエータ４６及び５６を駆動するようにしてある。また、映像のコントラストを最大とする場合には、第１絞り４０を図２（ａ）に示す状態として光の遮光を行い、第２絞り５０を図５（ａ）に示す状態として光の遮光を行うように、制御部２０がアクチュエータ４６及び５６を駆動するようにしてある。

図６は、本発明に係るプロジェクタにおける第２絞り５０の配設位置でのＤＭＤ１５からの光の集光範囲を示す模式図である。図において、１００Ｒはカラーホイール３にて分離された赤色光（Ｒ光）の集光範囲であり、１００Ｇは緑色光（Ｇ光）の集光範囲であり、１００Ｂは青色光（Ｂ光）の集光範囲である。

本発明に係るプロジェクタは、偏心レンズ９及びこれ以前の光学系によって色収差が生じるため、ＤＭＤ１５により反射された光は、第２絞り５０の配設位置でＲ光、Ｇ光及びＢ光の光の中心にずれが生じ、各色の集光範囲１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂは所定方向へ若干のずれを有する。また、ＤＭＤ１５は、光変調して形成した映像光の反射方向（即ち、ＤＭＤ１５から投射レンズ１７への方向、又はＤＭＤ１５の反射面の法線方向）に対して所定の角度を有する斜め方向から入射する光を、投射レンズ１７へ反射するようにしてあるため、反射された光は特定方向（図６においては左下方向）へ若干広がる。このため、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光の集光範囲はそれぞれ特定方向へ若干広がり、各集光範囲が所定方向に若干ずれて重なり合う。

図７は、本発明に係るプロジェクタの第２絞り５０の開口５４の構成を示す模式図である。本図は、図６に示すＲ光、Ｇ光及びＢ光の集光範囲に開口５４を重ねて図示したものであり、第２絞り５０が図５（ａ）に示す状態の場合である。第２絞り５０の開口５４は、Ｒ光の集光範囲１００Ｒ、Ｇ光の集光範囲１００Ｇ及びＢ光の集光範囲１００Ｂを囲むように、扁平な円形状をなしており、ＤＭＤ１５からのＲ光、Ｇ光及びＢ光、即ち映像光を確実に投射レンズ１７へ集光し、これ以外の光を確実に遮光することができるようにしてある。なお、開口５４の形状は、例えばプロジェクタの試作段階にて、偏心レンズ９、ＤＭＤ１５及び投射レンズ１７等の構成及び配置等を決定した後、第２絞り５０の配設位置にて図６に示すようなＲ光、Ｇ光及びＢ光のそれぞれの集光領域を取得して、予め決定されるものである。

以上の構成のプロジェクタにおいては、光源１からＤＭＤ１５まで（レンズ７からミラー８まで）の光路中に配設された第１絞り４０の開口４４を、光源１から出射されてロッドインテグレータ５、レンズ６及びレンズ７により集光される光の第１絞り４０の配設位置での照度分布に応じた形状とすることにより、光源１が発する光を効率よく利用することができるため、投射する映像のコントラストを高める場合に照度の低下を最小限に抑えることができる。また、ＤＭＤ１５から投射レンズ１７までの光路中に配設された第２絞り５０の開口５４を、偏心レンズ９などによって生じる色収差によってずれが生じるＲ光の集光範囲１００Ｒ、Ｇ光の集光範囲１００Ｇ及びＢ光の集光範囲１００Ｂを囲む形状とすることにより、第２絞り５０を通過したＲ光、Ｇ光及びＢ光の照度に差が生じることがなく、投射される映像に色むらが生じることを防止できる。

なお、本実施の形態においては、第１絞り４０は、図２に示すように、開口４４が形成された可動遮光板４２がレンズ７からミラー８への光路中に出入する構成としたが、これに限るものではなく、開口が形成された遮光板が光路中に固定された構成としてもよい。同様に、第２絞り５０もまた、開口が形成された遮光板が、ＤＭＤから投射レンズへの光路中に固定された構成としてもよい。また、第１絞り４０をレンズ７及びミラー８の間に配設し、第２絞り５０をＤＭＤ１５及び投射レンズ１７の間に配設する構成としたが、これに限るものではなく、他の位置に配設してもよい。また、図３に示した照度分布は一例であって、光源１の形状又は光源１から第１絞り４０までの光学系の構成によって異なるため、第１絞り４０の開口４４の形状は図４に示す形状に限るものではない。また、第１の絞り４０の開口４４は、光の照度の比率が０．６以上の部分を囲む形状としたが、一例であって、この数値に限定するものではない。また、図６に示した集光範囲は一例であって、ＤＭＤ１５及び偏心レンズ９等の構成によって異なるため、第２絞り５０の開口５４の形状は、図７に示す形状に限るものではない。

（変形例１）
図８は、本発明の変形例１に係るプロジェクタの第１絞り１４０の開口１４４の構成を示す模式図であり、図３に示す照度分布に第１絞り１４０の遮光部４２ｂ及び開口１４４を重ねて図示してある。変形例１に係る第１絞り１４０の開口１４４は、図４に示した開口４４と比較して開口面積がより小さくなるように、光の照度が０．６以上の部分の周囲を内側へ湾曲した曲線でかむように形成してある。これにより、照度の比率が小さい部分をより効果的に遮光できるため、プロジェクタが投射する映像のコントラストをより高めることができる。

（変形例２）
図９は、本発明の変形例２に係るプロジェクタの第２絞りの開口１５４の構成を示す模式図である。光源１から出射されてカラーホイール３にて分離されたＲ光、Ｇ光及びＢ光が、第２絞りの配設位置にて、例えば、中心部分の照度が小さい略ドーナツ状にそれぞれ集光し、色収差により光の中心が所定方向へ若干ずれて集光する場合、変形例２に係る第２絞りの開口１５４は、Ｒ光の集光範囲１０１Ｒ、Ｇ光の集光範囲１０１Ｇ及びＢ光の集光範囲１０１Ｂの照度が高い部分の周囲を囲むように、略小判型をなしている。このように、開口１５４の形状は、第２絞りの配設位置でのＲ光、Ｇ光及びＢ光の集光範囲に応じて決定される。

本発明に係るプロジェクタの構成を示すブロック図である。 本発明に係るプロジェクタの第１絞りの構成を示す正面図である。 本発明に係るプロジェクタにおける第１絞りの配設位置での光源からの光の照度分布を示す模式図である。 本発明に係るプロジェクタの第１絞りの開口の構成を示す模式図である。 本発明に係るプロジェクタの第２絞りの構成を示す正面図である。 本発明に係るプロジェクタにおける第２絞りの配設位置でのＤＭＤからの光の集光範囲を示す模式図である。 本発明に係るプロジェクタの第２絞りの開口の構成を示す模式図である。 本発明の変形例１に係るプロジェクタの第１絞りの開口の構成を示す模式図である。 本発明の変形例２に係るプロジェクタの第２絞りの開口の構成を示す模式図である。

符号の説明

１ 光源
２ リフレクタ
３ カラーホイール（分離手段）
４ モータ
５ ロッドインテグレータ
６、７ レンズ
８ ミラー
９ 偏心レンズ
１５ ＤＭＤ（光変調素子）
１７ 投射レンズ
２０ 制御部
４０ 第１絞り
４２ 可動遮光板（遮光体）
４３ 支軸
４４ 開口
４６ アクチュエータ（出入手段）
５０ 第２絞り
５２ 可動遮光板（遮光体）
５３ 支軸
５４ 開口
５６ アクチュエータ（出入手段）
１４０ 第１絞り
１４４ 開口
１５４ 開口

Claims (6)

1. 光源と、該光源からの照明光を複数の色成分に分離する分離手段と、該分離手段により複数の色成分に分離された光を光変調して映像光を形成する光変調素子と、該光変調素子が形成した映像光を投射する投射レンズとを備えるプロジェクタにおいて、
   前記分離手段から前記投射レンズまでの光路中に配設され、光が通過する開口が形成された絞りを備え、
   前記開口は、前記分離手段により色成分に分離された各光が、前記絞りの配設位置にてそれぞれ集光される集光範囲を囲う形状にしてあること
   を特徴とするプロジェクタ。
2. 前記絞りは、前記光変調素子から前記投射レンズまでの光路中に配設してある請求項１に記載のプロジェクタ。
3. 光源と、該光源からの照明光を複数の色成分に分離する分離手段と、該分離手段により複数の色成分に分離された光を光変調して映像光を形成する光変調素子と、該光変調素子が形成した映像光を投射する投射レンズとを備えるプロジェクタにおいて、
   前記光源から前記投射レンズまでの光路中に配設され、光が通過する開口が形成された絞りを備え、
   前記開口は、前記絞りの配設位置にてそれぞれ集光される光の照度分布に応じた形状にしてあること
   を特徴とするプロジェクタ。
4. 前記開口は、前記絞りの配設位置に集光された光のうち、所定の照度より大きい照度の光の範囲を囲う形状にしてある請求項３に記載のプロジェクタ。
5. 前記絞りは、前記光源から前記光変調素子までの光路中に配設してある請求項３又は請求項４に記載のプロジェクタ。
6. 前記絞りは、
   前記開口が形成された遮光体と、
   該遮光体を前記光路に出入させる出入手段と
   を有する請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載のプロジェクタ。

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