JP2011203287A - プロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】小型化が図られつつ、色合いやコントラスト等の画質を高めた画像光、および高輝度の画像光の投写が可能なプロジェクターを提供する。
【解決手段】プロジェクターは、光源と、光源から射出された光束を複数の光束に分割するレンズアレイと、レンズアレイから射出された光束の偏光方向を調整する偏光変換素子と、レンズアレイと偏光変換素子との間に配置され、光束が通過する開口部３２５Ａ、および光束を遮蔽する遮蔽部３２５Ｂを有し、開口部３２５Ａおよび遮蔽部３２５Ｂが光束の光軸Ｌに対して略直交する第１方向に交互に複数配置される遮光板３２５と、光束の少なくとも一部の波長領域の光量を減少させ、複数の開口部３２５Ａを個別に開閉する複数の光学フィルター６と、偏光変換素子を通過した光束を変調する電気光学装置と、を備えている。
【選択図】図５

Description

本発明は、画像光を投写するプロジェクターに関する。

従来、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して投写するプロジェクターが知られている。プロジェクターは、企業内でのプレゼンテーションや、家庭内での映画鑑賞等の種々の用途に用いられている。そして、投写される環境等に適した画像光を投写するために、光学フィルターを備え、この光学フィルターを光路上に配置する状態、および光路上から離間させる状態が可能となるように構成されたプロジェクターが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載のプロジェクターは、光学部品を収納する光学部品用筐体、光学フィルター、および光学フィルターを移動させる移動機構を備えている。光学フィルターは、所定のスペクトル成分を反射して投写画像の色合いを調整する。移動機構は、光学フィルターを移動自在に支持し、光学フィルターを光学部品用筐体の光路上に配置する状態と、光路上から離間させる状態が可能に構成されている。そして、プロジェクターは、光学フィルターが光路上に配置された状態においては、画像光の色合い等が調整され、光学フィルターが光路上から離間された状態においては、高輝度の画像光の投写が可能となっている。

特開２００７−６５４９６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、光学フィルターを光学部品用筐体の光路上から離間させるためにこの光学フィルターの大きさ以上のスペースが必要になり、光学系ひいてはプロジェクターが大きくなるという課題がある。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係るプロジェクターは、光源と、前記光源から射出された光束を複数の光束に分割するレンズアレイと、前記レンズアレイから射出された光束の偏光方向を調整する偏光変換素子と、前記レンズアレイと前記偏光変換素子との間に配置され、前記光束が通過する開口部、および前記光束を遮蔽する遮蔽部を有し、前記開口部および前記遮蔽部が前記光束の光軸に対して略直交する第１方向に交互に複数配置される遮光板と、前記光束の少なくとも一部の波長領域の光量を減少させ、複数の前記開口部を個別に開閉する複数の光学フィルターと、前記偏光変換素子を通過した光束を変調する電気光学装置と、を備えていることを特徴とする。

この構成によれば、プロジェクターは、光学フィルターが遮光板の開口部を開閉するように構成されているので、開口部が閉塞されて光束が光学フィルターを介して電気光学装置に入射する状態（以下、「フィルターオン状態」という）と、開口部が開放されて光束が光学フィルターを介さずに電気光学装置に入射する状態（以下、「フィルターオフ状態」という）とが可能となる。光学フィルターは、一部の波長領域の光量を減少させる機能を有しているので、プロジェクターは、フィルターオン状態とフィルターオフ状態とで輝度や画質の異なる画像光を投写することが可能となる。
また、光学フィルターは、複数の開口部を個別に開閉するように複数設けられているので、一体的に形成された光学フィルターで複数の開口部を一斉に開閉する構成に比べ、開口部を開閉する移動量を小さく設定できる。よって、光学フィルターの収納スペースを小さくできる。したがって、プロジェクターは、小型化が図られつつ、色合いやコントラスト等の画質を高めた画像光、および高輝度の画像光の投写が可能となる。

［適用例２］上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記光学フィルターを回転させる回転機構部をさらに備え、前記光学フィルターは、前記光軸方向に投影した際に前記遮蔽部と重なり、前記光軸および前記第１方向に対して略直交する第２方向に延出する回転軸を中心軸として軸支される第１軸部を有していることが好ましい。

この構成によれば、光学フィルターは、回転機構部によって、第１軸部を支点として回転する。第１軸部は、第２方向が中心軸となるので光学フィルターは、第１方向に回転して開口部を開閉できる。このように、プロジェクターは、回転機構部を備え、光学フィルターには、第１軸部が設けられているので効率的に開口部を開閉できる。また、光学フィルターは、第１軸部が光軸方向に投影された際に遮蔽部と重なるように形成されているので、フィルターオフ状態において開口部を確実に開放することが可能となる。

［適用例３］上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記回転機構部は、前記第１方向に移動する移動部を備え、前記光学フィルターは、前記移動部に軸支される第２軸部を備えていることが好ましい。

この構成によれば、光学フィルターは、移動部が移動されると、移動部に支持されている第２軸部が第１方向に移動し、第１軸部を中心として回転することとなる。これによって、移動部を第１方向に移動させるという簡素な構成で複数の光学フィルターを回転させて各開口部を開閉することができる。

［適用例４］上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記光学フィルターを前記第１方向に移動させるスライド機構部を備えていることが好ましい。

この構成によれば、光学フィルターは、スライド機構部によって移動されて第１方向に複数配置されている開口部を開閉する。これによって、光学フィルターは、光軸方向に移動することなく開口部を開閉できるので、光軸方向における光学系の小型化や、光軸方向における光束の乱反射等を低減し、光学系の外部への光漏れ等の抑制が図れる。

［適用例５］上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記複数の光学フィルターは、個別に異なる特性を有する部材で構成されていることが好ましい。

各光学フィルターには、配置される位置によって光量や波長領域の異なる光束が入射することが考えられる。この構成によれば、複数の光学フィルターは、個別に異なる特性を有する部材で構成されているので、配置される位置に対応してより適性な部材で各光学フィルターを構成することが可能となる。例えば、光量が他より多くなる位置に配置される光学フィルターを他より高耐熱部材で構成して劣化を抑制したり、配置される位置によって減少させる光量の程度や波長領域が異なる部材で光学フィルターを構成し、投写画像の色むらを抑制したりすることが可能となる。

第１実施形態のプロジェクターの外観を示す斜視図。 第１実施形態のプロジェクターの概略構成を示す模式図。 第１実施形態の光学ユニットの分解斜視図。 第１実施形態の偏光変換素子、遮光板および光学フィルターの断面図。 第１実施形態の光学フィルター装置の斜視図。 第１実施形態の光学フィルター装置の斜視図。 第２実施形態の光学フィルター装置の斜視図。 第２実施形態の遮光板および光学フィルターの断面図。

（第１実施形態）
以下、第１実施形態に係るプロジェクターについて、図面を参照して説明する。
本実施形態のプロジェクターは、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調してスクリーン等に投写する。

〔プロジェクターの主な構成〕
図１は、本実施形態のプロジェクター１の外観を示す斜視図である。図２は、本実施形態のプロジェクター１の概略構成を示す模式図である。
プロジェクター１は、図１、図２に示すように、外装を構成する外装筐体２、制御部（図示省略）、光源装置３１を有する光学ユニット３、および光源装置３１や制御部に電力を供給する電源装置４等を備えている。なお、具体的な図示は省略したが、外装筐体２内には、プロジェクター１の内部を冷却する冷却ファン等が配置されている。

また、以下では、説明の便宜上、光源装置３１から光束が射出される方向を＋Ｘ方向、画像光が投写される方向を＋Ｙ方向（前方向）、Ｘ方向およびＹ方向に直交し、図１の図面視における上を＋Ｚ方向（上方向）として記載する。つまり、光源装置３１から射出された光束の光軸Ｌ方向は、±Ｘ方向となる。また、±Ｙ方向は、第１方向に相当し、±Ｚ方向は、第２方向に相当する。

外装筐体２は、合成樹脂製であり、図１に示すように、上部を構成するアッパーケース２１、下部を構成するロアーケース２２等を備えており、これらは、ネジ等により固定されている。
図１に示すように、アッパーケース２１の前面２１Ｆには、前方から見て矩形状の開口部（投写用開口部２１１）が形成されており、この投写用開口部２１１の内側には、光学ユニット３に備えられた投写レンズ３６が配置されている。そして、投写レンズ３６から射出された画像光は、この投写用開口部２１１を通過して前方に投写される。また、アッパーケース２１の前面２１Ｆには、図示しないリモコン（リモートコントローラー）よるプロジェクター１の操作を受け付けるリモコン受光部２３が設置されている。

アッパーケース２１の上面２１Ｔには、操作パネル２０が配置されている。操作パネル２０は、プロジェクター１の各種設定を行うためのメニュー画像の表示／非表示を切り替えるメニューキー、入力ソースを切り替えるソース切替えキー、および画像光のカラーモードを切替えるカラーモード切替えキー等、各種指示を行うための複数のキー等を備えている。なお、図示は省略するが、外装筐体２には、外気を取り込むための吸気口や、外装筐体２内の温まった空気を外部に排出するための排気口等が設けられている。

制御部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、コンピューターとして機能するものであり、プロジェクター１の動作の制御、例えば、画像の投写に関わる制御や、後述する光学フィルター装置５を駆動するための制御等を行う。

光学ユニット３は、制御部による制御の下、光源装置３１から射出された光束を光学的に処理し、画像情報に応じた画像光を投写する。
図２に示すように、光学ユニット３は、光源装置３１に加え、照明光学装置３２、光学フィルター装置５、色分離光学装置３３、リレー光学装置３４、電気光学装置３５、投写レンズ３６、およびこれらの光学部品を光路上の所定位置に配置する光学部品用筐体３７を備える。

光源装置３１は、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等からなる放電型の光源３１１およびリフレクター３１２等を備える。そして、光源装置３１は、光源３１１から射出された光束をリフレクター３１２によって射出方向を揃え、照明光学装置３２に向けて射出する。

照明光学装置３２は、第１レンズアレイ３２１、第２レンズアレイ３２２、偏光変換素子３２３、重畳レンズ３２４および遮光板３２５を備える。
第１レンズアレイ３２１は、光軸Ｌ方向から見て外形形状が略矩形に形成され、マトリクス状に配列された小レンズを有して構成されており、光源装置３１から射出された光束を複数の光束に分割する。第２レンズアレイ３２２は、第１レンズアレイ３２１と略同様の構成を有しており、重畳レンズ３２４とともに、光束を後述する液晶ライトバルブ３５１の表面に略重畳させる。

偏光変換素子３２３は、第２レンズアレイ３２２から射出されたランダム偏光光を液晶ライトバルブ３５１で利用可能な略１種類の偏光光に揃える機能を有する。

遮光板３２５は、第２レンズアレイ３２２と偏光変換素子３２３との間に配置され、第２レンズアレイ３２２から射出された光束が通過する複数の開口部３２５Ａ（図３参照）を有している。なお、偏光変換素子３２３および遮光板３２５については、後で詳細に説明する。

光学フィルター装置５は、光束の少なくとも一部の波長領域の光量を減少させる複数の光学フィルター６を備え、この複数の光学フィルター６が制御部の指示に応じて遮光板３２５の各開口部３２５Ａを個別に開閉するように構成されている。なお、光学フィルター装置５については、後で詳細に説明する。

色分離光学装置３３は、２枚のダイクロイックミラー３３１，３３２、および反射ミラー３３３を備え、照明光学装置３２から射出された光束を赤色光（以下「Ｒ光」という）、緑色光（以下「Ｇ光」という）、青色光（以下「Ｂ光」という）の３色の色光に分離する機能を有する。

リレー光学装置３４は、入射側レンズ３４１、リレーレンズ３４３、および反射ミラー３４２，３４４を備え、色分離光学装置３３で分離されたＲ光をＲ光用の液晶ライトバルブ３５１Ｒまで導く機能を有する。なお、光学ユニット３は、リレー光学装置３４がＲ光を導く構成としているが、これに限らず、例えば、Ｂ光を導く構成としてもよい。

電気光学装置３５は、光変調装置としての液晶ライトバルブ３５１および色合成光学装置としてクロスダイクロイックプリズム３５２を備え、色分離光学装置３３で分離された各色光を変調し、画像光として射出する。

液晶ライトバルブ３５１は、３色の色光毎に備えられており（Ｒ光用の液晶ライトバルブを３５１Ｒ、Ｇ光用の液晶ライトバルブを３５１Ｇ、Ｂ光用の液晶ライトバルブを３５１Ｂとする）、それぞれ透過型の液晶パネルとその両面に配置された入射側偏光板、射出側偏光板を有している。

液晶ライトバルブ３５１は、図示しない微小画素がマトリクス状に形成された矩形状の画素領域を有し、各画素を表示画像信号に応じた光透過率に設定して、画素領域内に表示画像を形成する。そして、色分離光学装置３３で分離された各色光は、液晶ライトバルブ３５１にて変調された後、クロスダイクロイックプリズム３５２に射出される。

クロスダイクロイックプリズム３５２は、４つの直角プリズムを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、２つの誘電体多層膜が形成されている。誘電体多層膜は、液晶ライトバルブ３５１Ｒ，３５１Ｂにて変調された色光を反射し、液晶ライトバルブ３５１Ｇにて変調された色光を透過する。そして、クロスダイクロイックプリズム３５２は、変調された各色光を合成して画像光として射出する。

投写レンズ３６は、複数のレンズを組み合わせた組レンズとして構成され、電気光学装置３５から射出された画像光をスクリーン上に拡大投写する。

光学部品用筐体３７は、図２に示すように、Ｘ方向に長く延出して形成されており、＋Ｚ方向に開口部を有し、照明光学装置３２や電気光学装置３５等の光学部品を収納する下部筐体３７１（図３参照）と、この開口部を閉塞する図示しない上部筐体とを備えて構成されている。

図３は、光学ユニット３の分解斜視図であり、光学フィルター装置５近傍を示す図である。
下部筐体３７１は、ＢＭＣ（Bulk Molding Compound）等の高耐熱材料で形成され、外装筐体２の底面に沿って配置される底面部と、底面部の端縁から起立する側面部とを有し、断面視略Ｕ字状に形成されている。この側面部の内面には、Ｚ方向に沿って窪む複数の溝が形成されており、図３に示すように、第２レンズアレイ３２２は、−Ｘ側端部近傍に設けられた溝３７１１に側端部が挿入されて下部筐体３７１に配置される。また、溝３７１１の＋Ｘ方向の側面部には、上面が窪む凹部３７１２が形成されている。

〔偏光変換素子および遮光板の構成〕
ここで、偏光変換素子３２３および遮光板３２５について詳細に説明する。
先ず、偏光変換素子３２３について説明する。
図４は、偏光変換素子３２３、遮光板３２５および光学フィルター６の断面図であり、＋Ｚ方向から見た図である。偏光変換素子３２３は、図４に示すように、偏光変換素子アレイ３２３１と位相差板３２３２とを備えている。

偏光変換素子アレイ３２３１は、断面が平行四辺形の柱状の透光性部材が±Ｙ方向（第１方向）に複数貼り合わされた形状を有しており、界面には、偏光分離膜３２３１Ｂと反射膜３２３１Ａとが交互に設けられている。偏光分離膜３２３１Ｂは、第１の直線偏光光としてのＳ偏光光を反射し、第２の直線偏光光としてのＰ偏光光を透過する。反射膜３２３１Ａは、Ｓ偏光光を反射する。

位相差板３２３２は、有機の延伸フィルムを有して構成されている。位相差板３２３２は、偏光変換素子アレイ３２３１の光束射出側に配置され、光束が偏光分離膜３２３１Ｂを通過する部位に接着などによって固定されている。位相差板３２３２は、直線偏光光の偏光方向を変える機能を有し、Ｓ偏光光をＰ偏光光に、Ｐ偏光光をＳ偏光光にそれぞれ変換する。

偏光変換素子アレイ３２３１に入射した光束は、図４に示すように、偏光分離膜３２３１Ｂにて、Ｓ偏光光が反射され、Ｐ偏光光が透過して２つの直線偏光光に分離される。偏光分離膜３２３１Ｂにて分離されたＳ偏光光は、反射膜３２３１Ａにて反射して偏光変換素子アレイ３２３１から射出される。一方、偏光分離膜３２３１Ｂを透過したＰ偏光光は、偏光変換素子アレイ３２３１を透過して位相差板３２３２に入射する。位相差板３２３２に入射したＰ偏光光は、位相差板３２３２にて、Ｓ偏光光に変換されて射出される。

このように、偏光変換素子３２３は、第２レンズアレイ３２２から射出されたランダム偏光光である光束の偏光方向を調整し、Ｓ偏光光に揃えて射出する。なお、本実施形態では、偏光変換素子３２３が入射する光束をＳ偏光光に揃えるように構成されているが、Ｐ偏光光に揃えるように構成してもよい。

次に、遮光板３２５について詳細に説明する。
遮光板３２５は、ステンレスやＡｌ合金製等の板金で形成され、図３に示すように、入射側端面部３２５Ｆおよび上面部３２５Ｕを有している。入射側端面部３２５Ｆは、偏光変換素子３２３の光束入射側を覆う大きさに形成され、光束が通過する開口部３２５Ａおよび光束を遮蔽する遮蔽部３２５Ｂが光軸Ｌに対して略直交する±Ｙ方向（第１方向）に交互に複数形成されている。

開口部３２５Ａおよび遮蔽部３２５Ｂは、偏光分離膜３２３１Ｂおよび反射膜３２３１Ａに対応して形成されている。具体的に、図４に示すように、開口部３２５Ａは、偏光分離膜３２３１Ｂに光束が入射するように形成され、遮蔽部３２５Ｂは、反射膜３２３１Ａに光束が入射しないように形成されている。そして、開口部３２５Ａは、図３に示すように、±Ｙ方向（第１方向）より±Ｚ方向（第２方向）が長い矩形状に形成されている。

上面部３２５Ｕは、図３に示すように、入射側端面部３２５Ｆの上端から＋Ｘ方向に屈曲して形成されており、±Ｙ方向の両端には、下部筐体３７１の凹部３７１２に係合する突起部３２５Ｐが設けられている。遮光板３２５は、偏光変換素子３２３と共に下部筐体３７１に組み込まれ、突起部３２５Ｐが凹部３７１２に係合されて下部筐体３７１に配置される。

〔光学フィルター装置の構成〕
光学フィルター装置５について詳細に説明する。
光学フィルター装置５は、遮光板３２５の光路前段側に配置され、前述したように、制御部の指示に応じて複数の光学フィルター６が各開口部３２５Ａを個別に開閉するように構成されている。そして、第２レンズアレイ３２２を透過した光束は、開口部３２５Ａが開放された状態（フィルターオフ状態）においては、光学フィルター６を介さずに偏光変換素子３２３に入射し、開口部３２５Ａが閉塞された状態（フィルターオン状態）においては、光学フィルター６を介して偏光変換素子３２３に入射する。

図５は、光学フィルター装置５の斜視図であり、フィルターオフ状態を示す図である。
光学フィルター装置５は、図５に示すように、複数の光学フィルター６に加え、回転機構部７を備えている。
光学フィルター６は、フィルター本体６１、フィルター保持部６３、第１軸部６２および第２軸部６４を備えている。

フィルター本体６１は、光束の少なくとも一部の波長領域の光量を減少させるものであり、光束の所定のスペクトル成分を反射し、他のスペクトル成分を透過する。フィルター本体６１は、図４、図５に示すように、遮光板３２５の開口部３２５Ａを閉塞可能なサイズの±Ｚ方向が長い矩形状の板ガラス上に、屈折率の異なる複数の薄膜が蒸着等により積層されて形成されている。

そして、フィルター本体６１は、採用される光源３１１のスペクトル特性に対応してＲ光，Ｇ光，Ｂ光の各色光の強度バランスが調整されるように形成される。例えば、フィルター本体６１は、Ｒ光やＧ光の強度の高い光源３１１に対しては、Ｒ光やＧ光の透過率がＢ光の透過率よりも低くなるように設定されたものが使用される。

フィルター保持部６３は、図５に示すように、フィルター本体６１の長辺側である＋Ｘ側の端部を保持するように形成されている。具体的に、フィルター保持部６３には、±Ｚ方向に沿って形成された図示しないスリットが形成されており、フィルター本体６１は、このスリットに＋Ｘ側の端部が挿入されてフィルター保持部６３に接着剤等で固定される。

第１軸部６２は、図５に示すように、フィルター保持部６３の両端に、フィルター本体６１より突出して設けられており、±Ｚ方向（第２方向）に延出する回転軸６Ｊを中心軸として円柱状に形成されている。つまり、第１軸部６２は、光軸Ｌおよび±Ｙ方向（第１方向）に対して略直交する方向に延出する回転軸６Ｊを中心軸として形成されている。

第２軸部６４は、図５に示すように、フィルター本体６１の＋Ｚ側の端部から＋Ｚ方向に突出する円柱状に形成されており、フィルター本体６１の−Ｘ側端部近傍に接着剤等で固定されている。なお、フィルター本体６１の外周を囲む枠状部材を設け、この枠状部材に第１軸部６２および第２軸部６４を形成してもよい。

複数の光学フィルター６は、図５に示すように、互いが離間し、±Ｙ方向（第１方向）に並列される。具体的に、各光学フィルター６は、第１軸部６２およびフィルター保持部６３が遮蔽部３２５Ｂの−Ｘ側に位置し、第１軸部６２、第２軸部６４が回転機構部７の後述する上部支持体７１、移動部７３にそれぞれ軸支されて配置される。そして、光学フィルター６は、図４、図５に示すように、第１軸部６２およびフィルター保持部６３が光軸Ｌ方向に投影された際に遮蔽部３２５Ｂと重なるように配置される。また、光学フィルター６は、図５に示すように、フィルターオフ状態において、光軸Ｌ方向から見て、遮光板３２５の入射側端面部３２５Ｆ内に位置するように配置される。

また、複数の光学フルター６は、個別に異なる特性を有する部材で構成することが可能である。例えば、耐熱性が異なる複数の光学フィルター６を備え、遮光板３２５の端部側より中央部の開口部３２５Ａに対して高耐熱の光学フィルター６で開閉するように構成することができる。また、光量を減少させる波長領域が異なる複数の光学フィルター６を、端部側の開口部３２５Ａと中央部の開口部３２５Ａとで区別して、開閉するように構成することもできる。

回転機構部７は、上部支持体７１、下部支持体７２、移動部７３、回転部７４、および駆動部７５を備え、光学フィルター６を回転させるように構成されている。
上部支持体７１は、複数の光学フィルター６の＋Ｚ側を支持する部材である。上部支持体７１は、板状に形成され、図５に示すように、＋Ｚ側の第１軸部６２を軸支し、＋Ｘ側が遮光板３２５の上面部３２５Ｕに積層配置されるように形成されている。そして、上部支持体７１は、図示しないネジ孔や位置決めのための突起部によって位置決めされて遮光板３２５に固定される。

下部支持体７２は、複数の光学フィルター６の−Ｚ側を支持する部材である。下部支持体７２は、図５に示すように、平坦部７２１、および平坦部７２１の両端からＬ字状に屈曲された屈曲部７２２を有している。下部支持体７２は、平坦部７２１が−Ｚ側の第１軸部６２を軸支し、屈曲部７２２が遮光板３２５の入射側端面部３２５Ｆに積層配置され、図示しないネジ孔や位置決めのための突起部によって位置決めされて遮光板３２５に固定される。このように、光学フィルター６は、回転軸６Ｊを中心軸として＋Ｚ側の第１軸部６２が上部支持体７１に軸支され、−Ｚ側の第１軸部６２が下部支持体７２に軸支され、±Ｙ方向（第１方向）に回転可能に配置される。

移動部７３は、複数の光学フィルター６と回転部７４とを連結する部材であり、±Ｙ方向に延出する長尺状に形成されている。移動部７３は、図５に示すように、各第２軸部６４が軸支されるように形成され、＋Ｙ側の端部近傍には、±Ｚ方向を中心軸とする丸孔が形成されている。

回転部７４は、移動部７３の＋Ｙ側端部近傍に配置され、±Ｚ方向に延出する中心軸７４Ｊを中心として回転可能に構成されている。回転部７４は、上方から見て略円形に形成され、上面側の端部に移動部７３の丸孔に回転可能に挿入される連結軸７４１が設けられ、下面側に図示しない歯型等の係合部が形成されている。移動部７３は、回転部７４が回転されると、±Ｙ方向（第１方向）に移動する。回転部７４は、図５に示すように、フィルターオフ状態において、連結軸７４１が−Ｘ側に位置するように配置される。

駆動部７５は、図示しないモーターや歯車等を有する輪列部を備え、この輪列部が回転部７４の係合部と係合するように配置される。駆動部７５は、図示しないケーブル等を介して制御部に接続され、制御部の指示に基づいて、モーターが回転することによって回転部７４を回転させる。

〔光学フィルター装置の動作〕
ここで、光学フィルター装置５の動作について、図４、図５に図６を加えて説明する。図６は、光学フィルター装置５の斜視図であり、フィルターオン状態を示す図である。
光学フィルター装置５は、操作パネル２０やリモコンの操作によるカラーモード切替えキーに対応してフィルターオフ状態およびフィルターオン状態が切替えられる。

光学フィルター６は、図４、図５に示すように、フィルターオフ状態において、フィルター本体６１が±Ｘ方向に沿うように配置される。そして、第２レンズアレイ３２２を透過した光束は、図４に示すように、光学フィルター６を介さず、つまり光学フィルター６によって光量が減少されずに偏光変換素子３２３にてＳ偏光光に揃えられて射出される。そして、偏光変換素子３２３から射出された光束は、電気光学装置３５にて高輝度の画像光として形成された後、投写レンズ３６から射出される。つまり、プロジェクター１は、フィルターオフ状態において、高輝度の画像光の投写が可能となる。

一方、フィルターオフ状態からフィルターオン状態となるように操作されると、制御部は、その操作信号に対応した駆動信号を駆動部７５に出力する。駆動部７５は、駆動信号に基づいて、モーターが回転し、駆動部７５に係合されている回転部７４を＋Ｚ方向から見て時計回り方向（図５におけるＣＷ方向）に回転させる。回転部７４がＣＷ方向に回転されると、連結軸７４１は、−Ｙ方向に移動し、連結軸７４１に係合されている移動部７３は、−Ｙ方向に移動する。

移動部７３が−Ｙ方向に移動すると、第２軸部６４が移動部７３に軸支されている各光学フィルター６は、第１軸部６２を中心に回転部７４と同様に時計回り方向に回転し、図６に示すように、開口部３２５Ａを閉塞してフィルターオン状態となる。また、光学フィルター６は、このフィルターオン状態においても、光軸Ｌ方向から見て、遮光板３２５の入射側端面部３２５Ｆ内に位置するように配置される。

そして、第２レンズアレイ３２２を透過した光束は、図４に示すように、光学フィルター６を介して、つまり光学フィルター６によってＲ光，Ｇ光，Ｂ光の各色の強度バランスが調整された後、偏光変換素子３２３にてＳ偏光光に揃えられて射出される。そして、偏光変換素子３２３から射出された光束は、電気光学装置３５にて色合いやコントラストが良好な画像光として形成された後、投写レンズ３６から射出される。つまり、プロジェクター１は、フィルターオン状態において、映画の視聴に適した色調の画像光の投写が可能となる。

同様に、フィルターオン状態からフルターオフ状態に切替えられると、制御部からの指示に基づいて回転部７４が＋Ｚ方向から見て反時計回り方向（図５におけるＣＣＷ方向）に回転され、連結軸７４１に係合されている移動部７３が＋Ｙ方向に移動する。移動部７３が＋Ｙ方向に移動すると、第２軸部６４が移動部７３に軸支されている各光学フィルター６は、第１軸部６２を中心に回転部７４と同様に反時計回り方向に回転し、図５に示すように、開口部３２５Ａを開放するフィルターオフ状態となる。
このように、光学フィルター装置５は、複数の光学フィルター６がそれぞれ回転することによって遮光板３２５の複数の開口部３２５Ａを個別に開閉する。

以上説明したように、本実施形態のプロジェクター１によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）プロジェクター１は、フィルターオン状態とフィルターオフ状態とで輝度や画質の異なる画像光を投写することができる。また、光学フィルター６は、フィルターオン状態およびフィルターオフ状態の双方において、光軸Ｌ方向から見て、遮光板３２５の入射側端面部３２５Ｆ内に位置するように配置される。つまり、プロジェクター１は、遮光板３２５の＋Ｙ方向および−Ｙ方向にスペースを設けることなく光学フィルター６を収納することができる。したがって、プロジェクター１は、小型化が図られつつ、色合いやコントラスト等の画質を高めた画像光、および高輝度の画像光の投写が可能となる。

（２）光学フィルター装置５は、回転機構部７を備え、光学フィルター６には、第１軸部６２が設けられているので効率的に開口部３２５Ａを開閉できる。また、光学フィルター６は、第１軸部６２およびフィルター保持部６３が光軸Ｌ方向に投影された際に遮蔽部３２５Ｂと重なるように形成されているので、フィルターオフ状態において開口部３２５Ａを確実に開放することが可能となる。

（３）回転機構部７は、移動部７３を備え、光学フィルター６には、第２軸部６４が設けられているので、移動部７３を±Ｙ方向（第１方向）に移動させるという簡素な構成で複数の光学フィルター６を回転させて各開口部３２５Ａを開閉することができる。

（４）複数の光学フルター６を個別に異なる特性を有する部材で構成することが可能なので、配置される位置に対応してより適性な部材で各光学フィルター６を構成することが可能となる。例えば、光量が他より多くなる位置に配置される光学フィルター６を他より高耐熱部材で構成して劣化を抑制したり、配置される位置によって減少させる光量の程度や波長領域が異なる部材で光学フィルター６を構成し、投写画像の色むらを抑制したりすることが可能となる。

（５）各光学フィルター６は、それぞれが離間して配置されているので、一体的に形成された光学フィルターに比べ放熱性が高く、温度上昇の低減が可能となる。よって、光学フィルター６や光学フィルター６の近傍に配置されている部材の品質劣化の抑制が可能となる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係るプロジェクター１について、図面を参照して説明する。以下の説明では、第１実施形態のプロジェクター１と同様の構造および同様の部材には、同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
本実施形態のプロジェクター１は、第１実施形態の光学フィルター装置５および光学フィルター６と、それぞれ構成の異なる光学フィルター装置１５および光学フィルター１６を備えている。そして、第１実施形態の光学フィルター装置５は、光学フィルター６が回転されることによって開口部３２５Ａを開閉するように構成されているが、本実施形態の光学フィルター装置１５は、光学フィルター１６がスライド移動されることによって、開口部３２５Ａを開閉するように構成されている。

図７は、光学フィルター装置１５の斜視図であり、フィルターオン状態を示す図である。光学フィルター装置１５は、図７に示すように、複数の光学フィルター１６、およびスライド機構部１７を備えている。

光学フィルター１６は、第１実施形態のフィルター本体６１と同一の部材で形成され、複数の光学フィルター１６が±Ｙ方向（第１方向）に２列並列して構成されている。具体的に、光学フィルター１６は、図７に示すように、遮光板３２５に近接して配置される複数の光学フィルター１６Ｂ、および光学フィルター１６Ｂの光路前段側に配置される複数の光学フィルター１６Ｆを備えている。

光学フィルター１６Ｂおよび光学フィルター１６Ｆは、それぞれの±Ｙ方向の寸法が第１実施形態のフィルター本体６１の寸法より小さく形成されており、光学フィルター１６Ｂおよび光学フィルター１６Ｆの双方で開口部３２５Ａを閉塞する寸法に設定されている。そして、光学フィルター１６Ｂおよび光学フィルター１６Ｆは、図７に示すように、フィルターオン状態において、光軸Ｌ方向から見て、遮光板３２５の入射側端面部３２５Ｆ内に位置するように配置される。

スライド機構部１７は、移動部１７１，１７２、下部支持体１７３，１７４、および駆動部１７５を備え、光学フィルター１６を±Ｙ方向（第１方向）に移動させるように構成されている。
移動部１７１，１７２は、複数の光学フィルター１６Ｂ，１６Ｆの＋Ｚ側の端部をそれぞれ保持すると共に、駆動部１７５が駆動されることによって、±Ｙ方向に移動するように構成されている。

移動部１７１は、±Ｙ方向が長手方向となる長尺状に形成され、−Ｙ側には、光学フィルター１６Ｂの＋Ｚ側の端部が接着固定され、＋Ｙ側には、−Ｘ側の面１７１Ａにラック（図示省略）が形成されている。

移動部１７２は、移動部１７１と同様に、±Ｙ方向が長手方向となる長尺状に形成され、−Ｙ側には、光学フィルター１６Ｆの＋Ｚ側の端部が接着固定され、＋Ｙ側には、＋Ｘ側の面１７２Ａにラック（図示省略）が形成されている。移動部１７１および移動部１７２は、面１７１Ａと面１７２Ａとが所定の寸法を有して対向するように配置される。

下部支持体１７３，１７４は、複数の光学フィルター１６Ｂ，１６Ｆの−Ｚ側の端部をそれぞれ保持する部材である。下部支持体１７３は、±Ｙ方向が長手方向となる長尺状に形成され、光学フィルター１６Ｂの−Ｚ側の端部が接着固定される。下部支持体１７４は、下部支持体１７３と同様に、±Ｙ方向が長手方向となる長尺状に形成され、光学フィルター１６Ｆの−Ｚ側の端部が接着固定される。

駆動部１７５は、図７に示すように、図示しないモーターや歯車等を有する輪列部１７６およびピニオン１７７を有し、ピニオン１７７が±Ｚ方向に延出する中心軸１７５Ｊを中心として回転可能に構成されている。駆動部１７５は、ピニオン１７７が移動部１７１，１７２のそれぞれのラックと噛合するように配置される。そして、駆動部１７５は、図示しないケーブル等を介して制御部に接続され、制御部の指示に基づいて、モーターが回転することによってピニオン１７７を回転させる。

ここで、光学フィルター装置１５の動作について、図７に図８を加えて説明する。
図８は、遮光板３２５および光学フィルター１６を＋Ｚ方向から見た断面図であり、（ａ）は、フィルターオン状態を示す図、（ｂ）は、フィルターオフ状態を示す図である。
光学フィルター装置１５は、第１実施形態の光学フィルター５と同様に、操作パネル２０やリモコンの操作によるカラーモード切替えキーに対応してフィルターオフ状態およびフィルターオン状態が切替えられる。

光学フィルター１６は、図７、図８（ａ）に示すように、フィルターオン状態において、光学フィルター１６Ｂおよび光学フィルター１６Ｆの双方で開口部３２５Ａを閉塞するように配置される。そして、第２レンズアレイ３２２を透過した光束は、図８（ａ）に示すように、光学フィルター１６を介して偏光変換素子３２３に射出される。

一方、フィルターオン状態からフィルターオフ状態となるように操作されると、駆動部１７５が駆動され、ピニオン１７７が＋Ｚ方向から見て時計回り方向（図７におけるＣＷ方向）に回転する。ピニオン１７７がＣＷ方向に回転すると、ピニオン１７７に噛合している移動部１７１，１７２は、＋Ｙ方向、−Ｙ方向にそれぞれ移動し、図８（ｂ）に示すように、開口部３２５Ａが開放されてフィルターオフ状態となる。そして、第２レンズアレイ３２２を透過した光束は、図８（ｂ）に示すように、光学フィルター１６を介さずに偏光変換素子３２３に射出される。

また、光学フィルター１６Ｂおよび光学フィルター１６Ｆは、図示は省略するが、フィルターオフ状態においても、光軸Ｌ方向から見て、遮光板３２５の入射側端面部３２５Ｆ内に位置するように配置される。なお、移動部１７１，１７２は、図示しない部材で案内されて滑らかに移動するように構成されている。

同様に、フィルターオフ状態からフルターオン状態に切替えられる際には、ピニオン１７７が＋Ｚ方向から見て反時計回り方向（図７におけるＣＣＷ方向）に回転する。ピニオン１７７がＣＣＷ方向に回転すると、ピニオン１７７に噛合している移動部１７１，１７２は、−Ｙ方向、＋Ｙ方向にそれぞれ移動し、図７、図８（ａ）に示すように、開口部３２５Ａが閉塞されてフィルターオン状態となる。
このように、光学フィルター１６Ｂおよび光学フィルター１６Ｆは、互いが異なる方向にそれぞれがスライド移動することによって、光軸Ｌ方向からみて重なる状態が変更して各開口部３２５Ａを個別に開閉する。

以上説明したように、本実施形態のプロジェクター１によれば、第１実施形態の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
（１）光学フィルター１６は、光軸Ｌ方向に移動することなく開口部３２５Ａを開閉するので、光軸Ｌ方向における光学ユニット３の小型化や、光軸Ｌ方向における光束の乱反射等を低減し、光学ユニット３の外部への光漏れ等の抑制が図れる。

（変形例）
なお、前記実施形態は、以下のように変更してもよい。
前記実施形態の光学フィルター６，１６は、遮光板３２５の光路前段側に配置されているが光路後段側に配置するように構成してもよい。

前記実施形態の駆動部７５，１７５は、モーター等を有する電動式で構成されているが、ダイヤルやレバー等を備え、手動による操作によって光学フィルター６，１６が移動するように構成された手動式で構成してもよい。

第２実施形態の光学フィルター装置１５は、光学フィルター１６Ｂ，１６Ｆの２列で構成された光学フィルター１６が開口部３２５Ａを開閉するように構成されているが、１列で構成された光学フィルター１６が開口部３２５Ａを開閉するように構成してもよい。

前記実施形態のプロジェクター１は、光変調装置として透過型の液晶ライトバルブ３５１を用いているが、反射型液晶ライトバルブを利用したものであってもよい。

前記実施形態の光源装置３１は、放電型の光源３１１を採用しているが、レーザーダイオード、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子、シリコン発光素子などの各種固体発光素子で構成してもよい。

１…プロジェクター、２…外装筐体、３…光学ユニット、５，１５…光学フィルター装置、６，１６，１６Ｂ，１６Ｆ…光学フィルター、６Ｊ…回転軸、７…回転機構部、１７…スライド機構部、３１…光源装置、３５…電気光学装置、３７…光学部品用筐体、６１…フィルター本体、６２…第１軸部、６３…フィルター保持部、６４…第２軸部、７１…上部支持体、７２…下部支持体、７３，１７１，１７２…移動部、７４…回転部、７５，１７５…駆動部、１７３，１７４…下部支持体、１７６…輪列部、１７７…ピニオン、３１１…光源、３２１…第１レンズアレイ、３２２…第２レンズアレイ、３２３…偏光変換素子、３２５…遮光板、３２５Ａ…開口部、３２５Ｂ…遮蔽部、３５１，３５１Ｂ，３５１Ｇ，３５１Ｒ…液晶ライトバルブ、７４１…連結軸、３２３１…偏光変換素子アレイ、３２３１Ａ…反射膜、３２３１Ｂ…偏光分離膜、３２３２…位相差板、Ｌ…光軸。

Claims (5)

1. 光源と、
   前記光源から射出された光束を複数の光束に分割するレンズアレイと、
   前記レンズアレイから射出された光束の偏光方向を調整する偏光変換素子と、
   前記レンズアレイと前記偏光変換素子との間に配置され、前記光束が通過する開口部、および前記光束を遮蔽する遮蔽部を有し、前記開口部および前記遮蔽部が前記光束の光軸に対して略直交する第１方向に交互に複数配置される遮光板と、
   前記光束の少なくとも一部の波長領域の光量を減少させ、複数の前記開口部を個別に開閉する複数の光学フィルターと、
   前記偏光変換素子を通過した光束を変調する電気光学装置と、
   を備えていることを特徴とするプロジェクター。
2. 請求項１に記載のプロジェクターであって、
   前記光学フィルターを回転させる回転機構部をさらに備え、
   前記光学フィルターは、前記光軸方向に投影した際に前記遮蔽部と重なり、前記光軸および前記第１方向に対して略直交する第２方向に延出する回転軸を中心軸として軸支される第１軸部を有していることを特徴とするプロジェクター。
3. 請求項２に記載のプロジェクターであって、
   前記回転機構部は、前記第１方向に移動する移動部を備え、
   前記光学フィルターは、前記移動部に軸支される第２軸部を備えていることを特徴とするプロジェクター。
4. 請求項１に記載のプロジェクターであって、
   前記光学フィルターを前記第１方向に移動させるスライド機構部を備えていることを特徴とするプロジェクター。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のプロジェクターであって、
   前記複数の光学フィルターは、個別に異なる特性を有する部材で構成されていることを特徴とするプロジェクター。

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