JP2012018293A - プロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】画質を低下させないでクロスダイクロイックプリズムの交差軸に起因するゴーストを抑制することができるプロジェクターを提供すること。
【解決手段】遮光部９１ｇ，９１ｒ，９１ｂが、各色の光変調装置である液晶ライトバルブ６０ｇ，６０ｒ，６０ｂからクロスダイクロイックプリズム７０の光射出側までの間に設けられて、対応するプリズム部分７２ａ，７２ｂ，７２ｃの稜７３ａ，７３ｂ，７３ｃすなわち交差軸ＡＸについて遮光を行うので、クロスダイクロイックプリズム７０内部すなわち交差軸ＡＸで発生した散乱光がゴースト像として投射されることを防止できる。この際、遮光部９１ｇ，９１ｒ，９１ｂが液晶ライトバルブ６０ｇ，６０ｒ，６０ｂ及びその光路下流側に配置され遮光を行うので、液晶ライトバルブ６０ｇ，６０ｒ，６０ｂよりも光路上流に光散乱素子を配置した場合に比較して、画質の低下を抑えることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の光変調装置によって変調された光束をクロスダイクロイックプリズムにより合成し、画像として投射するプロジェクターに関する。

プロジェクターとして、液晶パネルの視野角補償板と射出側偏光板との間に枠状の遮光部材を配置することにより、視野角補償板からクロスダイクロイックプリズムの端部に入射する光を遮断して迷光が投射されることを防止するものが知られている（特許文献１参照）。

同様のプロジェクターとして、液晶パネルの射出側偏光板とクロスダイクロイックプリズムとの間に枠状の遮光部材を配置することにより、射出側偏光板を通過しなかった光束を遮断して迷光が投射されることを防止するものも知られている（特許文献２参照）。

なお、別のプロジェクターとして、光源と液晶パネルとの間の光路上に光散乱素子を配置することによって光束に広がりを持たせ、クロスダイクロイックプリズムの中央に存在する光学的に不均一な部分に光束が集中することを防止するものも知られている（特許文献３参照）。

特開２００６−３０２７１号公報 特開２００７−２２６０３０号公報 特開２００４−２９８１８号公報

しかしながら、上記特許文献１、２のように、枠状の遮光部材によってクロスダイクロイックプリズムに迷光が入射することを防止しても、クロスダイクロイックプリズムの中心に存在する交差軸で発生した散乱光がゴースト像として投射される。

なお、上記特許文献３のように、光源と液晶パネルとの間の光路上に光散乱素子を配置した場合、液晶パネルで光漏れしにくい光束を減少させることになり、投射像の画質を低下させることになる。

そこで、本発明は、画質を低下させないでクロスダイクロイックプリズムの交差軸に起因するゴーストを抑制することができるプロジェクター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ーは、第１色光、第２色光、及び第３色光を射出する光源と、第１色光によって照明される第１光変調装置と、第２色光によって照明される第２光変調装置と、第３色光によって照明される第３光変調装置と、４つのプリズム部分を接合した接合面にダイクロイックミラーを有し、第１、第２、及び第３光変調装置によって変調された第１色光、第２色光、及び第３色光を合成するクロスダイクロイックプリズムと、クロスダイクロイックプリズムで合成された光束を投射する投射レンズと、第１、第２、及び第３光変調装置のうち少なくとも１つの光変調装置と、４つのプリズム部分の稜を合わせた交差軸の光路下流側に配置される光射出側のプリズム部分の稜との間に設けられて、当該少なくとも１つの光変調装置に対応するプリズム部分の稜について遮光を行う遮光部とを備える。

上記プロジェクターによれば、遮光部が、対応するプリズム部分の稜について遮光を行うので、クロスダイクロイックプリズム内部で発生した散乱光がゴースト像として投射されることを防止できる。この際、遮光部が、少なくとも１つの光変調装置と光射出側のプリズム部分の稜との間に配置されて遮光を行うので、光変調装置よりも光路上流に光散乱素子を配置した場合に比較して、画質の低下を抑えることができ、光射出側のプリズム部分よりも光路下流に遮光体を配置した場合に比較して、散乱光の投射をより確実に抑えることができる。

本発明の別の側面では、遮光部が、少なくとも１つの光変調装置と、当該少なくとも１つの光変調装置に対応するプリズム部分の光入射面との間に設けられる。この場合、遮光部の組み込みが容易であり、遮光部を光路上から退避させることも可能になる。

本発明のさらに別の側面では、第１色光がクロスダイクロイックプリズムを直進し、第２色光及び第３色光がクロスダイクロイックプリズムに設けたダイクロイックミラーで反射されて光路を折り曲げられ、遮光部は、第１、第２、及び第３光変調装置と、第１、第２、及び第３光変調装置に対向する３つのプリズム部分の光入射面との間にそれぞれ設けられる。この場合、各色ごとにゴースト像の発生を防止でき、色ムラパターンの発生を抑制できる。

本発明のさらに別の側面では、第１、第２、及び第３光変調装置が、液晶パネルと光射出偏光板とをそれぞれ有し、遮光部が、射出偏光板よりも光路下流に設けられる。この場合、遮光部の組み込みが容易であり、液晶パネルから離すことで遮光部の影が形成されることを防止できる。

本発明のさらに別の側面では、遮光部が、前記４つのプリズム部分の稜を合わせた交差軸の位置に設けられる。この場合、散乱光の発生場所に遮光部を配置することになり、ゴースト像の投射を確実に防止しつつ像光の損失を抑えることができる。

本発明のさらに別の側面では、遮光部を光路上から後退させる切替機構を有する。遮光部を光路上から後退させた場合、光量優先の画像投射が可能になる。

本発明のさらに別の側面では、クロスダイクロイックプリズムの光射出側において投射レンズを光路に垂直な方向にスライド移動させるシフト機構と、切替機構をシフト機構に連動させる制御部とをさらに備える。例えば、投射レンズのレンズシフトによってクロスダイクロイックプリズムの交差軸を通る光束が投射像に実質的に寄与しなくなる場合、遮光部を光路上から後退させて光量優先の画像投射を行い、逆に、クロスダイクロイックプリズムの交差軸を通る光束が投射像に実質的に寄与する場合、遮光部を光路上に前進させて画質優先の画像投射を行う。

第１実施形態に係るプロジェクターを説明する平面図である。 クロスダイクロイックプリズム及びその周辺部の構造を説明する図である。 遮光部の配置状態を説明する側面図である。 変形例の遮光部を設けた状態を説明する図である。 （Ａ）は、第２実施形態に係るプロジェクターの要部を説明する平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す要部の一部拡大図である。 第３実施形態に係るプロジェクターを説明する平面図である。 図６のプロジェクターの要部を説明する斜視図である。

〔第１実施形態〕
以下、図１等を参照して、本発明の第１実施形態に係るプロジェクターについて説明する。なお、図１において、Ｘ、Ｙ、及びＺは、３次元直交座標系を構成する３つの座標軸を意味する。

図１に示すプロジェクター１００は、照明光を射出する照明装置２０と、照明装置２０からの照明光を緑赤青の３つの色光に分離する色分離導光部４０と、色分離導光部４０から射出された３つの色光をそれぞれ変調する光変調部６０と、光変調部６０を経た画像光を合成するクロスダイクロイックプリズム７０と、クロスダイクロイックプリズム７０によって合成された画像光を投射する投射レンズ８０と、ゴースト像の形成を抑制するゴースト抑制部９０とを備える。なお、本プロジェクター１００の場合、照明装置２０から投射レンズ８０までにおける光束の中心軸に相当するシステム光軸ＳＡは、ＸＹ平面（基準面）に平行に２次元的に配置されている。

以上のプロジェクター１００において、照明装置２０は、光源装置１０と、凹レンズ１４と、第１及び第２のレンズアレイ１５，１６と、偏光変換装置１７と、重畳レンズ１８とを備える。このうち、光源装置１０は、照明用の光束を射出する光源であり、例えば高圧水銀ランプ等である発光管１１と、発光管１１から重畳レンズ１８等のある前方に射出された光束を発光管１１に戻す副鏡１１ａと、発光管１１から後方に射出された光束を回収して前方に射出させる凹面鏡１２とを備える。凹レンズ１４は、光源装置１０からの光束を平行化する役割を有するが、例えば凹面鏡１２が放物面鏡である場合には、省略することもできる。第１のレンズアレイ１５は、マトリクス状に配置された複数の要素レンズ１５ａからなり、レンズ１４から射出された光束を要素レンズ１５ａの区画に対応して分割する。第２のレンズアレイ１６は、複数の要素レンズ１５ａにそれぞれ対応して配置された複数の要素レンズ１６ａからなり、各要素レンズ１５ａからの分割光束の発散状態を調整する。偏光変換装置１７は、ＰＢＳ等を含むプリズム素子１７ａからなり、レンズアレイ１６から射出された分割光束を第１方向（本実施形態ではＹ方向）に平行な偏光面を有する直線偏光のみに変換して次段光学系に供給する偏光変換部である。重畳レンズ１８は、偏光変換装置１７を経た直線偏光としての照明光束ＩＬを全体として適宜収束させることにより、被照明領域すなわち光変調部６０に設けた各色の液晶ライトバルブ６０ｇ，６０ｒ，６０ｂに対する重畳照明を可能にする。つまり、両レンズアレイ１５，１６と重畳レンズ１８とを経た照明光束ＩＬは、以下に詳述する色分離導光部４０を通って、光変調部６０に設けられた各色の液晶パネル６１ｇ，６１ｒ，６１ｂを均一に照明する。

色分離導光部４０は、クロスダイクロイックミラー２１と、ダイクロイックミラー２２と、折曲ミラー２３ａ，２３ｂと、第１レンズ３１ａ，３１ｂと、第２レンズ３２ｇ，３２ｒ，３２ｂとを備える。ここで、クロスダイクロイックミラー２１は、第１ダイクロイックミラー２１ａと、第２ダイクロイックミラー２１ｂとを備える。第１及び第２ダイクロイックミラー２１ａ，２１ｂは互いに直交しており、それらの交差軸２１ｃはＺ方向に延びている。第１ダイクロイックミラー２１ａは、照明光束ＩＬに含まれる例えば緑（Ｇ）色及び赤（Ｒ）色を反射し、残りの青（Ｂ）色を透過させる。第２ダイクロイックミラー２１ｂは、青（Ｂ）色を反射し、緑（Ｇ）色及び赤（Ｒ）色を透過させる。ダイクロイックミラー２２は、入射した緑赤（ＧＲ）色のうちの例えば緑（Ｇ）色を反射し、残りの赤（Ｒ）色を透過させる。これにより、照明装置２０から射出された照明光束ＩＬを構成する互いに波長帯域の異なる緑光Ｇｐ、赤光Ｒｐ、及び青光Ｂｐは、第１、第２、及び第３光路ＯＰ１，ＯＰ２，ＯＰ３にそれぞれ導かれ、異なる照明対象にそれぞれ入射する。詳細に説明すると、照明装置２０からの照明光束ＩＬは、クロスダイクロイックミラー２１に入射する。照明光束ＩＬのうちの第１色光、すなわちクロスダイクロイックミラー２１の第１ダイクロイックミラー２１ａで反射・分岐され、折曲ミラー２３ａ等を経て、ダイクロイックミラー２２でさらに反射・分岐された緑光Ｇｐは、液晶ライトバルブ６０ｇの偏光ビームスプリッター５２ｇに入射する。第２色光、すなわちクロスダイクロイックミラー２１の第１ダイクロイックミラー２１ａで反射・分岐され、ダイクロイックミラー２２の通過によって分岐された赤光Ｒｐは、液晶ライトバルブ６０ｒの偏光ビームスプリッター５２ｒに入射する。第３色光、すなわちクロスダイクロイックミラー２１の第２ダイクロイックミラー２１ｂで反射・分岐された青光Ｂｐは、折曲ミラー２３ｂ等を経て、液晶ライトバルブ６０ｂの偏光ビームスプリッター５２ｂに入射する。

なお、第１光路ＯＰ１上に配された第１レンズ３１ａと第２レンズ３２ｇとは、液晶パネル６１ｇに入射する緑光Ｇｐの角度状態を調整するために設けられている。また、第２光路ＯＰ２上に配された第１レンズ３１ａと第２レンズ３２ｒとは、液晶パネル６１ｒに入射する赤光Ｒｐの角度状態を調整するために設けられている。第３光路ＯＰ３上に配された第１レンズ３１ｂと第２レンズ３２ｂとは、液晶パネル６１ｂに入射する青光Ｂｐの角度状態を調整するために設けられている。

光変調部６０は、上記した各色用の３つの光路ＯＰ１，ＯＰ２，ＯＰ３に対応して、３つの液晶ライトバルブ６０ｇ，６０ｒ，６０ｂを備える。各液晶ライトバルブ６０ｇ，６０ｒ，６０ｂは、入射した照明光の強度の空間分布を変調する非発光型の光変調装置である。

ここで、第１光路ＯＰ１に配置されたＧ色用の液晶ライトバルブ６０ｇは、第１光変調装置であり、緑光Ｇｐによって照明される液晶パネル６１ｇと、液晶ライトバルブ６０ｇでの緑光の入出射を管理する偏光ビームスプリッター５２ｇと、これらの光入射側に配置される入射偏光板５１ｇと、これらの光射出側に配置される射出偏光板５５ｇとを備える。このうち、液晶パネル６１ｇは、背面側に反射板を備え、照明光が入射した面から変調された光が射出される反射型液晶素子であり、偏光ビームスプリッター５２ｇ等を通過した緑光Ｇｐによって均一な照度で照明される。液晶パネル６１ｇは、図示による説明を省略するが、透明電極等を有する光透過性基板と、反射画素電極等を有する駆動基板と、光透過性基板及び駆動基板間に密閉封入される液晶層とを備える。液晶パネル６１ｇは、これに入射した緑光Ｇｐの偏光状態を画像信号に応じて変換し、これを偏光ビームスプリッター５２ｇに向けて反射する。偏光ビームスプリッター５２ｇは、反射型偏光素子であり、液晶パネル６１ｇで反射された光のうち、第１方向に対して垂直な第２方向（この場合Ｚ方向）の直線偏光成分のみを選択的に反射する。つまり、略Ｓ偏光状態の緑光Ｇｓが、偏光ビームスプリッター５２ｇから射出される。

第２光路ＯＰ２に配置されたＲ色用の液晶ライトバルブ６０ｒは、第２光変調装置であり、赤光Ｒｐによって照明される液晶パネル６１ｒと、液晶ライトバルブ６０ｒでの赤光の入出射を管理する偏光ビームスプリッター５２ｒと、これらの光入射側に配置される入射偏光板５１ｒと、これらの光射出側に配置される射出偏光板５５ｒとを備える。このうち、液晶パネル６１ｒは、背面側に反射板を備え、照明光が入射した面から変調された光が射出される反射型液晶素子であり、偏光ビームスプリッター５２ｒ等を通過した赤光Ｒｐによって均一な照度で照明される。液晶パネル６１ｒは、詳細な説明を省略するが、緑色用の液晶パネル６１ｇと同様の構造を有する。液晶パネル６１ｒは、これに入射した赤光Ｒｐの偏光状態を画像信号に応じて変換し、これを偏光ビームスプリッター５２ｒに向けて反射する。偏光ビームスプリッター５２ｒは、反射型偏光素子であり、液晶パネル６１ｒで反射された光のうち、第２方向（この場合Ｚ方向）の直線偏光成分のみを選択的に反射する。つまり、略Ｓ偏光状態の赤光Ｒｓが、偏光ビームスプリッター５２ｒから射出される。

第３光路ＯＰ３に配置されたＢ色用の液晶ライトバルブ６０ｂは、第３光変調装置であり、青光Ｂｐによって照明される液晶パネル６１ｂと、液晶ライトバルブ６０ｂでの青光の入出射を管理する偏光ビームスプリッター５２ｂと、これらの光入射側に配置される入射偏光板５１ｂと、これらの光射出側に配置される射出偏光板５５ｂとを備える。このうち、液晶パネル６１ｂは、背面側に反射板を備え、照明光が入射した面から変調された光が射出される反射型液晶素子であり、第２ダイクロイックミラー２１ｂで反射されて、偏光ビームスプリッター５２ｂを通過した青光Ｂｐによって均一な照度で照明される。液晶パネル６１ｂは、詳細な説明を省略するが、緑色用の液晶パネル６１ｇと同様の構造を有する。液晶パネル６１ｂは、これに入射した青光Ｂｐの偏光状態を画像信号に応じて変換し、これを偏光ビームスプリッター５２ｂに向けて反射する。偏光ビームスプリッター５２ｂは、反射型偏光素子であり、液晶パネル６１ｂを経て変調された光のうち、第２方向（この場合Ｚ方向）の直線偏光成分のみを選択的に反射する。つまり、略Ｓ偏光状態の青光Ｂｓが、偏光ビームスプリッター５２ｂから射出される。

なお、以上の光変調部６０において、射出偏光板５５ｇ，５５ｒ，５５ｂは、変調光である各色光Ｇｓ，Ｒｓ，Ｂｓを不要光の吸収によって特定方向の偏光状態にする吸収型偏光素子であり、液晶ライトバルブ６０ｇ，６０ｒ，６０ｂから射出される各色光Ｇｓ，Ｒｓ，Ｂｓの偏光度即ち消光比をさらに高めることができ、投射像のコントラストを極めて高くすることができる。

クロスダイクロイックプリズム７０は、Ｘ字状に交差する一対のダイクロイックミラー７１ａ，７１ｂを内蔵する光合成部である。両ダイクロイックミラー７１ａ，７１ｂは、特性が異なる誘電体多層膜で形成されている。すなわち、一方の第１ダイクロイックミラー７１ａは赤光Ｒｓを反射し、他方の第１ダイクロイックミラー７１ｂは青光Ｂｓを反射する。このクロスダイクロイックプリズム７０は、液晶ライトバルブ６０ｇからの変調後の緑光Ｇｐすなわち像光ＬＧを第１及び第２ダイクロイックミラー７１ａ，７１ｂを透過させることによりＸ方向に直進させ、液晶ライトバルブ６０ｒからの変調後の赤光Ｒｓすなわち像光ＬＲを第１ダイクロイックミラー７１ａで反射して光路を折り曲げることによりＸ方向に射出させ、液晶ライトバルブ６０ｂからの変調後の青光Ｂｓすなわち像光ＬＢを第２ダイクロイックミラー７１ｂで反射して光路を折り曲げることによりＸ方向に射出させる。クロスダイクロイックプリズム７０の光射出側では、各色の像光ＬＧ，ＬＲ，ＬＢが重ね合わされて色合成が行われる。なお、クロスダイクロイックプリズム７０とＧ色用の液晶パネル６１ｇとの間に配置された１／２波長板５６は、緑色の像光ＬＧをＰ偏光状態でダイクロイックミラー７１ａ，７１ｂに入射させるためのものであり、光合成効率を高めるとともに色ムラの発生を防止する。

図２に示すように、クロスダイクロイックプリズム７０は、直角２等辺三角形の断面を有する４つのプリズム部分７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄをこれらの稜７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄを交差軸ＡＸにおいて合致させるように貼り合わせることで作製され、平面視略正方形状をなしている。クロスダイクロイックプリズム７０の外観を構成する４つの側面のうち、各色の像光ＬＧ，ＬＲ，ＬＢを入射させる第１、第２及び第３の光入射面７０ｇ，７０ｒ，７０ｂは、システム光軸ＳＡと直交する状態に配置されている。また、合成された画像光を射出させる光射出面７０ｅも、システム光軸ＳＡと直交する状態に配置されている。

第１ダイクロイックミラー７１ａは、プリズム部分７２ａ，７２ｂの側面である接合面７４ｂ，７４ｃに挟まれた部分と、プリズム部分７２ｃ，７２ｄの側面である接合面７４ｆ，７４ｈに挟まれた部分とからなり、中央の交差軸ＡＸにおいて不連続となっている。一方、第２ダイクロイックミラー７１ｂは、プリズム部分７２ａ，７２ｃの側面である接合面７４ａ，７４ｅに挟まれた部分と、プリズム部分７２ｂ，７２ｄの側面である接合面７４ｄ，７４ｇに挟まれた部分とからなり、中央の交差軸ＡＸにおいて不連続となっている。交差軸ＡＸは、プリズム部分７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄの稜７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄが突き合わされた部分であり、プリズム部分７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄと略同一の屈折率を有する接着剤で充填されている。しかしながら、交差軸ＡＸは、不連続な部分であり、入射光すなわち各色の像光ＬＧ，ＬＲ，ＬＢを不規則に散乱させる傾向を有する。このような散乱を防止するため、光入射側の３つのプリズム部分７２ａ，７２ｂ，７２ｃの光入射面７０ｇ，７０ｒ，７０ｂ上に、後述する線状のマスクである遮光部９１ｇ，９１ｒ，９１ｂを設けている。

図１に戻って、投射レンズ８０は、クロスダイクロイックプリズム７０で合成されたカラーの画像光を、所望の倍率でスクリーン（不図示）上に投射する。つまり、各液晶パネル６１ｇ，６１ｒ，６１ｂに入力された駆動信号或いは画像信号に対応する所望の倍率のカラー動画やカラー静止画がスクリーン上に投射される。なお、投射レンズ８０の光軸ＰＸは、システム光軸ＳＡよりも例えば＋Ｙ側に若干平行シフトしている。

図２に示すように、ゴースト抑制部９０は、Ｇ色用の遮光部９１ｇと、Ｒ色用の遮光部９１ｒと、Ｂ色用の遮光部９１ｂとを有する。ここで、Ｇ色用の遮光部９１ｇは、図３等に示すように、細長い吸光性のテープ状又は層状の部材であり、クロスダイクロイックプリズム７０のうち対応するＧ色用のプリズム部分７２ａの光入射面７０ｇ上に、システム光軸ＳＡが通る中央から±Ｚ方向に延びる状態で貼り付けられて固定されている。Ｒ色用の遮光部９１ｒも、細長い吸光性のテープ状又は層状の部材であり、クロスダイクロイックプリズム７０のうち対応するＲ色用のプリズム部分７２ｂの光入射面７０ｒ上に、システム光軸ＳＡが通る中央から±Ｚ方向に延びる状態で貼り付けられて固定されている。Ｂ色用の遮光部９１ｂも、細長い吸光性のテープ状又は層状の部材であり、クロスダイクロイックプリズム７０のうち対応するＢ色用のプリズム部分７２ｃの光入射面７０ｂ上に、システム光軸ＳＡが通る中央から±Ｚ方向に延びる状態で貼り付けられて固定されている。

Ｇ色用の遮光部９１ｇの形状について具体的に説明すると、遮光部９１ｇの高さＨは、クロスダイクロイックプリズム７０の有効領域ＡＡをカバーするようになっており、プリズム部分７２ａの軸方向の長さに略一致している。また、遮光部９１ｇの幅Ｗは、交差軸ＡＸにおいて左右に対向するプリズム部分７２ｂ，７２ｃの稜７３ｂ，７３ｃの間隔（ギャップ幅）をｄとし、プリズム部分７２ａの奥行きをＴとし、交差軸ＡＸに入射する光線角度をθとして、以下の式
Ｗ≧２Ｔ×ｔａｎθ＋ｄ
で与えられる。ここで、光線角度θは、図１に示す液晶パネル６１ｇから射出される光束のうち強度が比較的強い中心部分の角度範囲に相当するものとなっている。つまり、遮光部９１ｇの幅Ｗは、液晶パネル６１ｇの各画素から射出される高輝度の光束が交差軸ＡＸに入射することを防止するようなものとなっている。なお、遮光部９１ｇの幅Ｗは、散乱光を防止する観点では上限を有しないが、過剰な遮光によって影が形成されることを防止する観点では一定の上限以下とすることが望ましい。このような遮光部９１ｇを設けることにより、Ｇ色の像光ＬＧが交差軸ＡＸに高輝度で入射することを防止でき、交差軸ＡＸで無視できない散乱光が発生することを防止できる。交差軸ＡＸで発生した散乱光は、ゴースト像の原因となる。例えば高輝度の領域を一部に有する画像を投射する場合、交差軸ＡＸに起因する散乱光が投射された高輝度領域の周辺にフレアーを形成することになる。

以上は、Ｇ色用の遮光部９１ｇの形状についての説明であったが、Ｒ色用の遮光部９１ｒやＢ色用の遮光部９１ｂも、Ｇ色用の遮光部９１ｇと同様の形状を有する。かかるＲ色用の遮光部９１ｒやＢ色用の遮光部９１ｂによっても、Ｒ色やＢ色の像光ＬＧが交差軸ＡＸに高輝度で入射することを防止でき、交差軸ＡＸで無視できない散乱光が発生することを防止できる。

図４は、図２等に示すゴースト抑制部９０の変形例を示す。この変形例の場合、ゴースト抑制部９０を構成する遮光部９１ｇ，９１ｒ，９１ｂがクロスダイクロイックプリズム７０ではなく射出偏光板５５ｇ，５５ｒ，５５ｂに取り付けられている。なお、射出偏光板５５ｇ，５５ｒ，５５ｂは、液晶パネル６１ｇ，６１ｒ，６１ｂから十分離れており、遮光部９１ｇ，９１ｒ，９１ｂの影が投影されることを確実に防止できる。

以上説明した第１実施形態のプロジェクター１００によれば、遮光部９１ｇ，９１ｒ，９１ｂが、対応するプリズム部分７２ａ，７２ｂ，７２ｃの稜７３ａ，７３ｂ，７３ｃすなわち交差軸ＡＸについて遮光を行うので、クロスダイクロイックプリズム７０内部すなわち交差軸ＡＸで発生した散乱光がゴースト像として投射されることを防止できる。この際、遮光部９１ｇ，９１ｒ，９１ｂが、各色の光変調装置である液晶ライトバルブ６０ｇ，６０ｒ，６０ｂと、クロスダイクロイックプリズム７０の光射出側のプリズム部分７２ｄの稜７３ｂとの間に配置されて遮光を行うので、液晶ライトバルブ６０ｇ，６０ｒ，６０ｂよりも光路上流に光散乱素子を配置した場合に比較して、画質の低下を抑えることができ、光射出側のプリズム部分７２ｄよりも光路下流に遮光体を配置した場合に比較して、散乱光の投射をより確実に抑えることができる。

〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係るプロジェクターについて説明する。なお、本実施形態に係るプロジェクターは、図１等に示す第１実施形態のプロジェクター１００の変形例であり、特に説明のないものは第１実施形態と同様である。

図５（Ａ）は、クロスダイクロイックプリズム２７０等の平面図であり、図５（Ｂ）は、クロスダイクロイックプリズム２７０の中心部の一部拡大図である。この場合、クロスダイクロイックプリズム２７０の交差軸ＡＸの位置にゴースト抑制部２９０を設けている。具体的には、光射出側のプリズム部分７２ｄの稜７３ｄの小平面上に遮光部２９１を形成している。

第２実施形態のプロジェクター１００においても、遮光部１９１が、液晶ライトバルブ６０ｇ，６０ｒ，６０ｂからクロスダイクロイックプリズム７０の光射出側までの間に設けられて、プリズム部分７２ａ，７２ｂ，７２ｃの稜７３ａ，７３ｂ，７３ｃが対向する交差軸ＡＸについて遮光を行うことになるので、交差軸ＡＸで発生した散乱光がゴースト像として投射されることを防止できる。

なお、遮光部２９１は、プリズム部分７２ｄ以外の他のプリズム部分７２ａ，７２ｂ，７２ｃの稜７３ａ，７３ｂ，７３ｃの小平面上に形成することもでき、稜７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄに挟まれた交差軸ＡＸの空間全体を遮光性の材料で充填することも可能である。さらに、遮光部２９１は、クロスダイクロイックプリズム２７０の製造工程上の都合を考慮して、接合面７４ａ〜７４ｈに平行な形状等とすることもできる。

〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態に係るプロジェクターについて説明する。なお、本実施形態に係るプロジェクターは、図１等に示す第１実施形態のプロジェクター１００の変形例であり、特に説明のないものは第１実施形態と同様である。

図６に示すように、プロジェクター１００は、投射レンズ８０をシステム光軸ＳＡに垂直なＹ方向にスライド移動させるシフト機構１０１と、可動型のゴースト抑制部３９０と、ゴースト抑制部３９０を光路上に進退させる切替機構１０２と、これらの動作を制御する制御部１０４とを備える。

シフト機構１０１は、制御部１０４の制御下で動作しており、投射レンズ８０をシステム光軸ＳＡに垂直なＹ方向にスライド移動させる。例えば、投射レンズ８０の光軸ＰＸを＋Ｙ方向に移動させると、光変調部６０の液晶ライトバルブ６０ｇ，６０ｒ，６０ｂで形成された画像光を、投射レンズ８０のシフト量に応じた距離だけ＋Ｙ方向にずらした位置に投射することができる。これにより、歪みの少ない斜め投射が可能なる。なお、投射レンズ８０のシフト量が一定以上になると、投射レンズ８０を通過する結像に寄与する主な画像光がクロスダイクロイックプリズム７０の交差軸ＡＸをほとんど通過しなくなる。このため、投射レンズ８０のレンズシフトが極端になると、交差軸ＡＸでの散乱を考慮する必要がなくなるので、ゴースト抑制部３９０を機能させる必要がなくなる。

図７に示すように、ゴースト抑制部３９０は、各色の遮光部９１ｇ，９１ｒ，９１ｂと、これら遮光部９１ｇ，９１ｒ，９１ｂを支持するフレーム３９５とを備えている。この場合、フレーム３９５は、遮光部９１ｇ，９１ｒ，９１ｂの両端を支持することで遮光部９１ｇ，９１ｒ，９１ｂの姿勢を維持しているが、遮光部９１ｇ，９１ｒ，９１ｂの裏面を支持することで遮光部９１ｇ，９１ｒ，９１ｂの姿勢を維持することもできる。遮光部９１ｇ，９１ｒ，９１ｂは、光路上に前進した図示の状態において、図２等に示すゴースト抑制部９０の場合と同様にシステム光軸ＳＡと交差するように配置される。一方、ゴースト抑制部３９０を構成する遮光部９１ｇ，９１ｒ，９１ｂは、光路上から後退した不図示の状態において、各色の像光ＬＧ，ＬＲ，ＬＢを遮らない光路外の位置に配置される。

図６に戻って、切替機構１０２は、制御部１０４の制御下で動作するガイド装置とアクチュエーターとを有しており、ゴースト抑制部３９０をシステム光軸ＳＡに垂直なＺ方向にスライド移動させる。つまり、切替機構１０２は、ゴースト抑制部３９０を光路上に配置する動作状態と、ゴースト抑制部３９０を光路上から退避させる非動作状態との切替を可能にしている。例えば、投射レンズ８０の光軸ＰＸがシステム光軸ＳＡと一致する場合又はこれに近い状態の場合、クロスダイクロイックプリズム７０の交差軸ＡＸでの画像光の散乱を抑制することが望ましく、切替機構１０２を動作させてゴースト抑制部３９０を光路上に配置する。つまり、遮光部９１ｇ，９１ｒ，９１ｂによって各色の像光ＬＧ，ＬＲ，ＬＢが交差軸ＡＸに入射するのを阻止する。一方、投射レンズ８０の光軸ＰＸがシステム光軸ＳＡから大きくシフトしている場合、クロスダイクロイックプリズム７０の交差軸ＡＸでの画像光の散乱を抑制する必要がなく、むしろ画像を明るくすることが望ましい。よって、切替機構１０２を動作させてゴースト抑制部３９０を光路上から退避させる。この際、制御部１０４がシフト機構１０１と切替機構１０２とを連動させており、調和した動作が達成される。

なお、ゴースト抑制部３９０は、切替機構１０２によって自動的に光路に進退させるものに限らず、主動で光路に進退させるものとできる。

第３実施形態のプロジェクター１００によれば、切替機構１０２によってゴースト抑制部３９０を光路上に配置することができ、この場合、遮光部９１ｇ，９１ｒ，９１ｂが、液晶ライトバルブ６０ｇ，６０ｒ，６０ｂと光射出側のプリズム部分７２ｄの稜７３ｂとの間に設けられて、クロスダイクロイックプリズム７０の交差軸ＡＸについて遮光を行うので、交差軸ＡＸで発生した散乱光がゴースト像として投射されることを防止できる。さらに、投射レンズ８０のレンズシフトによってクロスダイクロイックプリズム７０の交差軸ＡＸを通る光束が投射像に実質的に寄与しなくなる場合、ゴースト抑制部３９０すなわち遮光部９１ｇ，９１ｒ，９１ｂを光路上から後退させて光量又は輝度優先の画像投射を行うこともできる。
〔その他〕
以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、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。

上記第１、３実施形態では、各色の光路に遮光部９１ｇ，９１ｒ，９１ｂを設けているが、特定色の光路（例えばＧ色の光路）にのみ遮光部を設けることもできる。

上記第１実施形態では、遮光部９１ｇ，９１ｒ，９１ｂを射出偏光板５５ｇ，５５ｒ，５５ｂの光路下流側に設けているが、遮光部９１ｇ，９１ｒ，９１ｂを射出偏光板５５ｇ，５５ｒ，５５ｂの光路上流側に設けることもできる。

上記実施形態では、遮光部９１ｇ，９１ｒ，９１ｂや遮光部１９１が殆どの光束を吸収するものとしたが、遮光部９１ｇ，９１ｒ，９１ｂや遮光部１９１は、半透過性とすることもできる。

上記実施形態では、遮光部９１ｇ，９１ｒ，９１ｂがテープ状であるとしたが、遮光部９１ｇ，９１ｒ，９１ｂを塗料の塗布によって形成することもできる。

上記第３実施形態では、遮光部９１ｇ，９１ｒ，９１ｂをフレーム３９５を固定して一体的に進退駆動しているが、遮光部９１ｇ，９１ｒ，９１ｂを個別に進退動作させることができる。さらに、遮光部９１ｇ，９１ｒ，９１ｂを長手方向の軸まわりに回転させることで遮光面積を増減させることもできる。

上記実施形態では、反射型のプロジェクター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、透過型プロジェクター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液晶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、液晶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。

上記実施形態では、照明装置２０において、第１及び第２のレンズアレイ１５，１６と、偏光変換装置１７と、重畳レンズ１８とを備える構成としたが、これらについては省略することができる。さらに、第１及び第２のレンズアレイ１５，１６をロッドインテグレータに置き換えることもできる。

１０…光源装置、 １２…凹面鏡、 １５，１６…レンズアレイ、 １７…偏光変換装置、 １８…重畳レンズ、 ２０…照明装置、 ２１…クロスダイクロイックミラー、 ２１ａ，２１ｂ…ダイクロイックミラー、 ５１ｂ，５１ｇ，５１ｒ…入射偏光板、 ５２ｂ，５２ｇ，５２ｒ…偏光ビームスプリッター、 ５５ｇ，５５ｒ，５５ｂ…射出偏光板、 ６０…光変調部、 ６０ｇ，６０ｒ，６０ｂ…液晶ライトバルブ、 ６１ｇ，６１ｒ，６１ｂ…液晶パネル、 ７０，２７０…クロスダイクロイックプリズム、 ７０ｇ，７０ｒ，７０ｂ…光入射面、 ７０ｅ…光射出面、 ７１ａ，７１ｂ…ダイクロイックミラー、 ７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄ…プリズム部分、 ７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄ…稜、 ８０…投射レンズ、 ９０，２９０，３９０…ゴースト抑制部、 ９１ｇ，９１ｒ，９１ｂ，１９１…遮光部、 １００…プロジェクター、 ＡＸ…交差軸、 Ｇｓ，Ｒｓ，Ｂｓ…色光、 ＩＬ…照明光束、 ＬＧ，ＬＲ，ＬＢ…像光、 ＯＰ１，ＯＰ２，ＯＰ３…光路、 ＰＸ…光軸、 ＳＡ…システム光軸

Claims (7)

1. 第１色光、第２色光、及び第３色光を射出する光源と、
   前記第１色光によって照明される第１光変調装置と、
   前記第２色光によって照明される第２光変調装置と、
   前記第３色光によって照明される第３光変調装置と、
   ４つのプリズム部分を接合した接合面にダイクロイックミラーを有し、前記第１、第２、及び第３光変調装置によって変調された前記第１色光、前記第２色光、及び前記第３色光を合成するクロスダイクロイックプリズムと、
   前記クロスダイクロイックプリズムで合成された光束を投射する投射レンズと、
   前記第１、第２、及び第３光変調装置のうち少なくとも１つの光変調装置と、前記４つのプリズム部分の稜を合わせた交差軸の光路下流側に配置される光射出側の前記プリズム部分の稜との間に設けられて、前記少なくとも１つの光変調装置に対応する前記プリズム部分の稜について遮光を行う遮光部と、
   を備えるプロジェクター。
2. 前記遮光部は、前記少なくとも１つの光変調装置と、前記少なくとも１つの光変調装置に対応する前記プリズム部分の光入射面との間に設けられる、請求項１に記載のプロジェクター。
3. 前記第１色光は、前記クロスダイクロイックプリズムを直進し、前記第２色光及び前記第３色光は、前記クロスダイクロイックプリズムに設けた前記ダイクロイックミラーで反射されて光路を折り曲げられ、
   前記遮光部は、前記第１、第２、及び第３光変調装置と、前記第１、第２、及び第３光変調装置に対向する３つの前記プリズム部分の光入射面との間にそれぞれ設けられる、請求項２に記載のプロジェクター。
4. 前記第１、第２、及び第３光変調装置は、液晶パネルと射出偏光板とをそれぞれ有し、
   前記遮光部は、前記射出偏光板よりも光路下流に設けられる、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のプロジェクター。
5. 前記遮光部は、前記４つのプリズム部分の稜を合わせた交差軸の位置に設けられる、請求項１に記載のプロジェクター。
6. 前記遮光部を光路上から後退させる切替機構を有する、請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のプロジェクター。
7. 前記クロスダイクロイックプリズムの光射出側において前記投射レンズを光路に垂直な方向にスライド移動させるシフト機構と、
   前記切替機構を前記シフト機構に連動させる制御部とをさらに備える、請求項６に記載のプロジェクター。

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