JP3637931B2

JP3637931B2 - プロジェクタ装置

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Publication number: JP3637931B2
Application number: JP26895695A
Authority: JP
Inventors: 史明根岸; 洋堀内; 雄策田川; 英樹桂川
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-09-25
Filing date: 1995-09-25
Publication date: 2005-04-13
Anticipated expiration: 2015-09-25
Also published as: JPH0993598A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶などの光空間変調素子を使用して、例えばカラーの映像信号を背面投射型スクリーン上に投影するプロジェクタ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶などの光空間変調素子を３個使用したカラー映像信号を投影する装置の光学系は様々の方式があるが、一般的には例えば図４のようにガラス部材に反射膜を形成してＲＧＢの各画像を合成する方式か、または図５のようにクロスダイクロイックミラーを用いてＲＧＢの各画像を合成する方式が知られている。
【０００３】
図４において、光源３９は放物面鏡の焦点位置に例えばメタルハライドランプ３９ａが配置されており、放物面鏡の光軸にほぼ平行の光がその開口から出射される。そして光源３９から出射された光の内、赤外領域及び紫外領域の不要光線はＩＲ−ＵＶカットフィルタ４０によって遮断され有効な光線のみが次の光学手段に導かれることになる。
【０００４】
この光学手段は、光空間変調素子である液晶の有効開口のアスペクト比に等しい相似形をした外形を持つ、複数の凸レンズ４１ａ、４１ａ、４１ａ・・・が正方配列されている平型のマルチレンズアレイ４１と、このマルチレンズアレー４１の凸レンズ４１ａに対向するように複数の凸レンズ４２ａ、４２ａ、４２ａ・・・が形成されている平凸型のマルチレンズアレイ４２から構成され、凸レンズ４１ａの焦点が凸レンズ４２ａとなるように配置されている。
そしてＩＲ−ＵＶカットフィルタ４０を通過した光源３９の光束が効率よく、かつ均一に液晶パネルの有効開口に照射されるようになされている。
【０００５】
マルチレンズアレイ４２と液晶パネルの有効開口の間には、光源３９の光束を赤、緑、青色に分解するダイクロイックミラー４３、５３が配置されている。
この図に示す例では、まずダイクロイックミラー４３で青色を反射し緑色及び赤色を透過させている。このダイクロイックミラー４３で反射された青色光束は、偏波面を揃える偏光板４４を介してミラー４５により進行方向を９０゜曲げられて青色用液晶パネル４７の前の偏光板４６に導かれる。
【０００６】
一方、ダイクロイックミラー４３を透過した緑色及び赤色光束は、偏波面を揃える偏光板５２を介してダイクロイックミラー５３により分離されることになる。すなわち、緑色光束は反射されて進行方向を９０゜曲げられて緑色用液晶パネル５５の前の偏光板５４に導かれる。そして赤色光束はダイクロイックミラー５３を透過して直進し、赤色用液晶パネル５８の前の偏光板５７に導かれる。
【０００７】
赤、緑、青色光束は各々の偏光板４６、５４、５７を通過して各々の液晶パネル４７、５５、５８に照射される。これらの液晶パネル４７、５５、５８の後段には、液晶パネル４７、５５、５８から出射した光の所定の偏光面を持つ光のみ透過するいわゆる検光子４８、５６、５９が配置され、液晶を駆動する回路の電圧により光の強度を変調するように構成されている。
【０００８】
各液晶パネル４７、５５、５８から検光子４８、５６、５９を介して出射した光は、例えば所定の光のみを透過する反射膜５０、５１を介してガラス材等を張り合わせて構成されている光合成素子４９によって同一の光軸となるように合成され投射レンズ６１に出射されることになる。
【０００９】
反射膜５０は例えば青色光束を透過し緑色光束を反射する特性を有して構成されており、ここで、検光子４８を透過した青色光束及び検光子５６を透過した緑色光束が合成される。また、反射膜５１は赤色光束を反射する特性を有して構成されており、ここで、反射膜５０によって合成された青／緑色光束と、検光子５９を透過しミラー６０で反射された赤色光束が合成されることになる。
つまり、光合成素子５９における反射膜５１でＲＧＢ各色光束が合成され、投射レンズ６１によってカラー画像として拡大投影される。
【００１０】
この図４に示した液晶プロジェクタ装置は光源３９の前面に、マルチレンズアレー４１、４２を配置することにより、光源３９から出射され各凸レンズ４１ａ、４２ａを通過した光束はそれぞれ各液晶パネルに収束され、明るさもその全表示面で均一となるようにすることができるとともに、光学ブロックの構成を単純にして光学部品も安価にすることができる。
しかし液晶パネル４７、５５、５８と投射レンズ６１の後面との距離が長くなり、いわゆるレンズのバックフォーカスが長いために広角の投影をしたい場合には、レンズ設計が難しく、また作成に際しては高価なガラス材料を使用した光合成素子４９等を用いたり、レンズ構成が枚数が多くなり高価な物になってしまう。
【００１１】
そこで、図５示すようにクロスダイクロイックプリズムを用いることにより、以下に述べるように図４に示した方式の欠点を解消するとともに全体の小型化を実現している。図５において、光源３９、ＩＲ−ＵＶカットフィルタ４０、マルチレンズアレイ４１及びマルチレンズアレイ４２は図４に示したものと同等の構成とされている。
【００１２】
マルチレンズアレイ４２と液晶パネルの有効開口の間には、光源３９の光束を赤、緑、青色に分解するダイクロイックミラー７０、７７が配置されている。
この図に示す例では、まずダイクロイックミラー７０で赤色光束Ｒを反射し緑色光束Ｇ及び青色光束Ｂを透過させている。このダイクロイックミラー７０で反射された赤色光束Ｒはミラー７１により進行方向を９０゜曲げられて赤色用液晶パネル７４の前のコンデンサーレンズ７２に導かれる。
【００１３】
一方、ダイクロイックミラー７０を透過した緑色光束Ｇ及び青色の光束Ｂはダイクロイックミラー７７により分離されることになる。すなわち、緑色光束は反射されて進行方向を９０゜曲げられて緑色用液晶パネル８０の前のコンデンサーレンズ７８に導かれる。そして青色光束はダイクロイックミラー７７を透過して直進し、リレーレンズ８３、ミラー８４、反転用リレーレンズ８５、ミラー８６を介して青色用液晶パネル８９の前のコンデンサーレンズ８７に導かれる。
【００１４】
赤、緑、青色光束は各々のコンデンサーレンズ７２、７８、８７を通過して液晶パネル７４、８０、８９に照射される。これらの液晶パネル７４、８０、８９の前段には入射した光の偏光方向を一定方向に揃えるための偏光板７３、７９、８８が、また後段には出射した光の所定の偏光面を持つ光のみ透過するいわゆる検光子７５、８１、９０が配置され、液晶を駆動する回路の電圧により光の強度を変調するように構成されている。
【００１５】
一般には、ダイクロイックミラー７０、７７の特性を有効に利用するため、Ｐ偏波面の反射、透過特性を使用している。従って、各々の液晶パネル７４、８０、８９の入射側偏光板７３、７９、８８は、図５の紙面内に平行な偏波面を透過するように配置されている。
また、液晶パネル７４、８０、８９を構成する液晶部は例えばＴＮ型が用いられており、かつその動作はいわゆる例えばノーマリーホワイト型として構成され、検光子７５、８１、９０は図５の紙面に垂直な偏波光を透過するように配置されている。
【００１６】
そして液晶パネル７４、８０、８９で光変調された各色の光束は、光合成手段としてクロスダイクロイックプリズム７６を用いて、赤色光束Ｒは反射面７６ａで、また青色光束Ｂは反射面７６ｂで投射レンズＴＬの方向に反射される。そして緑色光束Ｇは反射面７６ａ、７６ｂを透過するので、ここでＲＧＢ各光束が１つの光軸に合成されるようになる。
この時、反射特性を利用する赤色光束Ｒ及び青色光束Ｂについては、反射面７６ａ、７６ｂに対してＳ偏光面を使用するほうが反射特性を良好に保つことが出来るので、図５の紙面に垂直な偏波面とされている光束をクロスダイクロイックプリズム７６に入射させるのが一般的である。
【００１７】
ところで、緑色光束Ｇはクロスダイクロイックプリズム７６の作用面を透過させて赤色光束Ｒ、青色光束Ｂと合成されることになるが、緑色の液晶パネル８０を透過した光束は前述の如く図５の紙面に垂直の偏波面を持っている。これはクロスダイクロイックプリズム７６の作用面からみると、赤色光束Ｒ及び青色光束Ｂと同じようにＳ偏光面となっている。
【００１８】
図６はクロスダイクロイックプリズム７６の一般的な反射、透過特性を示す図であり、図６（ａ）は、波長がほぼ５５０ｎｍから上の光、すなわち赤色（５９３ｎｍ）が十分に反射される反射面７６ａにおける反射率、図６（ｂ）は波長がほぼ５５０ｎｍ以下の光、すなわち青色が十分に反射される反射面７６ｂにおける反射率、図６（ｃ）は上記２つの反射面７６ａ、７６ｂで反射されないで透過する光の透過率を示しており、横軸は波長、縦軸は反射光、又は透過光の量を示している。なお、図中、実線Ｒs はＳ波偏光成分の反射光、実線Ｔs はＳ波偏光成分の透過光、また一点鎖線Ｒp はＰ波偏光成分の反射光、一点鎖線Ｔp はＰ波偏光成分の透過光を示している。
【００１９】
図６（ａ）に示されているように赤色光束Ｒは半値波長幅約５９３ｎｍ以上でほぼ全ての光が反射し、また、図６（ｂ）に示されているように青色光束は半値波長幅約５１０ｎｍでほぼ全ての光が反射するようになっている。ところが、図６（ｃ）に示されているように、Ｓ偏光面で緑色光束Ｇを透過させる帯域は例えば５３０ｎｍ〜５６０ｎｍ程度であり赤色光束Ｒ及び青色光束Ｂに対して非常に狭い。
【００２０】
緑色光束Ｇに対する帯域が非常に狭い場合、液晶パネル８０の左右から射出される光束の主な部分（主光線）が、クロスダイクロイックプリズム７６の作用面に入射する角度が異なるために、緑色光束Ｇの通過帯域が偏移して投射された映像において左側と右側の色合いが違うという現象、いわゆるカラーシェーデイングが起きることが知られている。
【００２１】
そこで、図６（ｃ）から判るように、緑色についてＰ偏光面を有する光となるように検光子８１を設定し、クロスダイクロイックプリズム７６の透過特性（Ｔｐ）を利用すると通過帯域の広いプリズム特性となりカラーシェーデイングの極めて少ない合成が可能となる。
つまり、緑色光束Ｇが液晶パネル８０から出射した後に１／２波長板８２を設けることによって、その１／２波長板８２によって図５の紙面に垂直な偏波面（Ｓ波）を紙面に平行な偏波面（Ｐ波）に変換することによって、ＲＧＢ各色がほぼ均等にダイクロイックプリズム７６を透過するようになるのでカラーシェーディングを低減することができるようになる。
【００２２】
このようにして合成されたＲＧＢの各色光束は次のような性質を持っている。即ち、緑色光束Ｇは図７に示すように水平の偏波面すなわちＰ偏波面を、また赤色光束Ｒ及び青色光束Ｂは垂直の偏波面すなわちＳ偏波面とされ、投射レンズＴＬを介して図示されていない投影スクリーンに拡大投影されることになる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、緑色光束Ｇと赤色光束Ｒ及び青色光束Ｂを異なる偏光波成分とすることにより、上記したカラーシェーディングを低減することができるが、Ｐ偏光波とＳ偏光波では前記投影スクリーンを構成するフレネルレンズ、レンチキュラーレンズに入射する際の入射角によって反射率が異なるので、実際に投影される画像はスクリーンの中心と外周部分で色合いの均一性が損なわれてしまう。
【００２４】
図８（ａ）は光変調された後に投射レンズＴＬから出射された光束Ｌ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が、投影スクリーンを構成するフレネルレンズ９１、レンチキュラーレンズ９２を透過する光束Ｌの光路を摸式的に示す図である。
図示されているように光束Ｌはまずフレネルレンズ９１に入射して収束され、その後レンチキュラーレンズ９２によって拡散されることによって画像が形成されるようになっている。この場合のフレネルレンズ９１における光束Ｌの入射及び反射の関係は図８（ｂ）のフレネルレンズ９１の一部拡大図に詳しく示されている。なお、先程図５で説明したように緑色光束ＧはＰ偏波面、赤色光束Ｒ及び青色光束ＢはＳ偏波面とされてフレネルレンズ９１に入射するようになっており、さらにフレネルレンズ９１の手前の空気中の屈折率ｎ₁ ＝１、フレネルレンズ９１の屈折率ｎ₂ は約１．５５である。
【００２５】
図８（ｂ）において、光束Ｌが空気中からフレネルレンズ９１に入射する場合を第一面として、この第一面に対する入射角をθ₁ 、屈折角をθ₂ とした場合のＰ偏光波成分の反射率ＲＰ₁ ²は、
【数１】

に示されているようになり、同じく第一面において反射するＳ偏光波成分の反射率ＲＳ₁ ²は、
【数２】

に示されているようになる。
【００２６】
また、上記第一面を経てフレネルレンズ９１から空気中に出射する場合を第二面として、この第二面の入射角をθ₃ 、屈折角をθ₄ とした場合のＰ波偏光成分の反射率ＲＰ₂ ²は、
【数３】

に示されているようになり、同じく第二面において反射するＳ偏光波成分の反射率ＲＳ₂ ²は、
【数４】

に示されているようになる。
【００２７】
上記各数式によって得られる光束Ｌの反射光を図９に示す。なお、この図で、縦軸方向に反射率、横軸方向に入射角とされ、実線は第一面における反射率ＲＰ₁ ²及び反射率ＲＳ₁ ²、また破線は第二面における反射率ＲＰ₂ ²及び反射率ＲＳ₂ ²を示している。
【００２８】
上記各数式によれば第一面、第二面に対して垂直入射の場合以外ではθ₁ ＝θ₂ 、θ₃ ＝θ₄ となることはないので、図示されているようにＳ偏光波成分が『０』になることはない。しかし、Ｐ偏光波成分はθ₁ ＋θ₂ 、θ₃ ＋θ₄ がπ／２となれば分母が無限大になるので反射光ＲＰ₁ ²、ＲＰ₂ ²は『０』になる場合がある。すなわち、反射光と屈折光が９０゜の角をなすとき（角度ｉp ）は、Ｓ波偏光成分は図示されている反射率を以て反射するが、Ｐ偏光波成分は反射率が『０』になりほとんどの光束が透過することになる。
【００２９】
図１０（ａ）は投射レンズＴＬから投影スクリーン９４に照射される光の様子を示した図である。そして図１０（ｂ）は投影スクリーン９４に対して水平方向、図１０（ｃ）は投影スクリーン９４に対して垂直方向の入射角を示している。なお、投影スクリーン９４は図８に示したフレネルレンズ９１及びレンチキュラーレンズ９２等によって構成されている。
【００３０】
図１０（ｂ）に示されているように投影スクリーン９４の中心部Ｃからの水平方向の距離が増すことにより、光束Ｌの投影スクリーン９４に対する入射角はθ₅ 、θ₆ で示されているように増すようになる。また同様に図１０（ｃ）からわかるように、中心部Ｃからの垂直方向の距離が増すことにより、光束Ｌの投影スクリーン９４に対する入射角はθ₇ 、θ₈ で示されているように増すようになる。
したがって、上記したように投影スクリーン９４の中心部Ｃと外周部付近では、入射角が異なるのでＰ偏光波成分とＳ偏光波成分では反射率が異なるようになってしまう。
【００３１】
Ｐ偏光波成分とされている緑色光束Ｇと、Ｓ偏光波成分とされている青色光束Ｂ及び赤色光束Ｒの投影スクリーン９４の中心からの距離と反射率を比較すると、図１１のグラフに示されているようになる。
実線で示されているように、青色光束Ｂ及び赤色光束Ｒは、投影スクリーン９４の中心部Ｃからの距離が増して入射角が大きくなるにつれて反射率が高くなる。つまり、青色光束Ｂ及び赤色光束Ｒは投影スクリーン９４の外周部付近においては反射光が多くなってしまい透過しにくくなってしまう。
【００３２】
一方、破線で示されているように、緑色光束Ｇは投影スクリーン９４の中心部Ｃからの距離が増して入射角が大きくなるにつれて反射率が低くなる。したがって、緑色光束Ｇは投影スクリーン９４の外周部付近では中心部Ｃよりも透過する度合いが大きくなる。
【００３３】
したがって、緑色光束ＧをＰ偏光波成分、青色光束Ｂ及び赤色光束ＲをＳ波偏光成分として、例えば１６：９アスペクト比の横長形状とされている投影スクリーン９４に投射すると、中心部Ｃと側端部付近で色合いが異なり、例えば図１２に示されているように投影スクリーン９４の外周部９４ａに向かって緑色の濃い画像が生成されてしまい、画質が低下して見映えが悪くなってしまう。
また、図示していないが４：３アスペクト比で形成されている投影スクリーンに投射する場合は、映像の上下端部においても緑色が濃く映し出されてしまうという問題がある。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
本発明のプロジェクタ装置は、前記したように各色の光路を解析することによって生じた問題点を解決するためになされたもので、
光源と、前記光源の後段に配置されている光学手段によって導かれた前記光源の光束を少なくとも赤、緑、及び青色成分に分離する光分離手段と、前記光分離手段で分離された少なくとも赤色成分、及び青色成分の光束を光変調し、それぞれ第１の偏光成分となるように偏光された画像光を出力する第１の光変調手段と、前記光分離手段で分離された前記緑色成分の光束を光変調して、前記第１の偏光成分と直交する第２の偏光成分となるように偏光された画像光を出力する第２の光変調手段と、前記第１の光変調手段で変調された前記第１の偏光成分、及び前記第２の光変調手段から出力された前記第２の偏光成分の光を合成する光合成手段と、前記光合成手段により合成され投射レンズにより投射された光を透過して屈折させ集光又は拡散させる部材から構成される透過型スクリーンと、前記光源から前記光合成手段に至る光路に配置され、前記光分離手段によって色光に分離された所定の光束の側端部分の光路を制限する遮光手段とを備え、前記光合成手段により合成された出力光を投射して、前記透過型スクリーンの中心及び外周から出力される画像光の色合いを均一化するように、前記遮光手段は、前記透過型スクリーンを透過する光のうち、当該透過型スクリーンの外周部付近における反射率の低い偏光成分の光を制限するように構成した。
【００３５】
本発明によれば、光分離手段によって分離された赤色成分及び青色成分を第１の偏光成分となるように偏光すると共に、緑色成分を第２の偏光成分となるように偏光して投射する画像光を合成する合成手段を備えると共に、前記光合成手段に至る所定の色の光路を制限するように遮光手段を設けているので、カラーシェーディングを減少すると共に、前記第１の偏光成分と第２の偏光成分が透過型スクリーンを透過する際の光の屈折率の違いに基づく色のアンバランスを改良することができるようになる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のプロジェクタ装置の実施の一形態を説明する。
図１は本実施の形態のプロジェクタ装置の光学系の一部を示すブロック図である。本実施の形態のプロジェクタ装置は１６：９アスペクト比のワイドスクリーンに投射するものとして説明する。
図１において、光源１は放物面鏡の焦点位置に例えばメタルハライドランプ１ａが配置されており、放物面鏡の光軸にほぼ平行の光がその開口から出射される。そして光源１から出射された光の内、赤外領域及び紫外領域の不要光線はＩＲ−ＵＶカットフィルタ２によって遮断され有効な光線のみがその後段に配されている光学手段に導かれることになる。
【００３７】
この光学手段は、光変調手段である液晶パネルの有効開口のアスペクト比に等しい相似形をした外形を持つ、複数の凸レンズ３ａ、３ａ、３ａ・・・が正方配列されている平型のマルチレンズアレイ３と、このマルチレンズアレイ３の凸レンズ３ａに対向するように複数の凸レンズ４ａ、４ａ、４ａ・・・形成されている平凸型のマルチレンズアレイ４から構成されている。
そしてＩＲ−ＵＶカットフィルタ２を通過した光源１の光束が効率よく、かつ均一に後述する液晶パネルの有効開口に照射されるようになされている。
【００３８】
マルチレンズアレイ４と液晶パネルの有効開口の間には、光源１の光束を赤、緑、青色に分解するダイクロイックミラー５、１３が配置されている。
この図に示す例では、まずダイクロイックミラー５で赤色光束Ｒを反射し緑色光束Ｇ及び青色光束Ｂを透過させている。このダイクロイックミラー５で反射された赤色光束Ｒはミラー６により進行方向を９０゜曲げられて赤色用液晶パネル９の前のコンデンサーレンズ７に導かれる。
【００３９】
一方、ダイクロイックミラー５を透過した緑色及び青色光束はダイクロイックミラー１３により分離されることになる。すなわち、緑色光束は反射されて進行方向を９０゜曲げられて緑色用液晶パネル１７の前のコンデンサーレンズ１４に導かれる。そして青色光束はダイクロイックミラー１３を透過して直進し、リレーレンズ２０、ミラー２１、反転用リレーレンズ２２、ミラー２３を介して青色用液晶パネル２６の前のコンデンサーレンズ２４に導かれる。
【００４０】
なお、本実施の形態ではダイクロイックミラー１３の前段に、遮光手段として後で図２で説明する緑色用の遮光板１２が新たに配置され、投射レンズＴＬによって投射される画像の両側部分の緑色光束を遮断して弱めるようにしている。ここで予め両側部分の緑色光束を弱めることにより、スクリーンの側端部付近で緑色が濃く映る色むらを低減するようにしている。
【００４１】
赤、緑、青色光束は各々のコンデンサーレンズ７、１４、２４を通過して液晶パネル９、１７、２６に照射される。これらの液晶パネル９、１７、２６の前段には入射した光の偏光方向を一定方向に揃えるための偏光板８、１５、２５が、また後段には出射した光の所定の偏光面を持つ光のみ透過するいわゆる検光子１０、１８、２７が配置され、液晶を駆動する回路の電圧により光の強度を変調するように構成されている。
【００４２】
一般には、ダイクロイックミラー５、１３の特性を有効に利用するため、Ｐ偏波面の反射、透過特性を使用している。従って、各々の液晶パネル９、１７、２６の入射側偏光板８、１５、２５は、図１の紙面内に平行な偏波面を透過するように配置されている。
また、液晶パネル９、１７、２６を構成する液晶部は例えばＴＮ型が用いられており、かつその動作はいわゆる例えばノーマリーホワイト型として構成され、検光子１０、１８、２７は図１の紙面に垂直な偏波光、すなわちＳ偏波面を透過するように構成されている。さらに、従来例でも説明したようにカラーシェーディングを低減するために検光子１８を透過した緑色光束Ｇは１／２波長板１９によってＰ偏光波とされてクロスダイクロイックプリズム１１に入射することとなる。
【００４３】
液晶パネル９、１７、２６で光変調された各色光束が入射されるクロスダイクロイックプリズム１１において、赤色光束Ｒは反射面７６ａで、また青色光束Ｂは反射面１１ｂで投射レンズＴＬに対して反射される。そして遮光板１２又は濃度ＮＤフィルタ１６によって、外周部付近の光量が減光された緑色光束Ｇは反射面１１ａ、１１ｂを透過するので、ここでＲＧＢ各光束が１つの光軸に合成される。
【００４４】
次に図２にしたがい、ダイクロイックミラー５の前段に配置されている遮光板１２について説明する。
図２（ａ）は遮光板１２の平面図である。この図に示されている遮光板１２は例えばアルミ等の金属で形成されてる枠１２ａによって構成され、そのほぼ中央部分には開口１２ｂが形成されている。この開口１２ｂは例えば通過する光束の非対称成分を考慮して水平方向にややずらして形成することが望ましい。
遮光部１２ｃ、１２ｃは開口１２ｂの両側端部には例えば蒸着等によって緑色光束Ｇのみを反射する遮光手段として設けられており、この遮光部１２ｃによって画像の両側端部にあたる緑色光束Ｇを、予め光変調される前に反射して弱めるように構成されている。また、この遮光部１２ｃの幅は、スクリーンに投射される映像側端部分における緑色の濃度に応じて形成するようにする。
【００４５】
遮光部１２ｃにおける緑色光束Ｇの透過特性は例えば図２（ｂ）に示されているように、半値波長で５１０ｎｍ以下の帯域を透過してそれ以上の帯域を反射するようになされている。なお、青色光束Ｂに関しては全ての帯域を透過する。
つまり、ダイクロイックミラー５を透過した光束は遮光板１２を通過することで、青色光束Ｂ及び緑色光束Ｇのうち緑色光束Ｇの側辺部分の光束が弱められた状態で光変調されスクリーンに入射するようになるので、先程図１２で示したように、外周部付近の緑色が強調されることを低減して質の良いカラー画像を映し出すことができるようになる。
【００４６】
なお、遮光部１２ｃとして示した部位を単に開口１２ｂを狭くして構成することも可能であり、また、例えば４：３アスペクト比のスクリーンに投影する場合等、垂直方向に関してもある程度の距離が形成される場合は、開口１２ｂの上辺及び下辺に遮光部１２ｃを形成するようにすれば良い。
【００４７】
また、先程述べた遮光板１２に換えて、緑色用液晶パネル１７の前段に破線で示されている濃度コントロールＮＤ（neutral density ）フィルタ１６（光学ニュートラルフィルタ）等の減光手段を配置して、緑色光束Ｇを減光するようにしてもよい。
これによって、緑色用液晶パネル１７の周辺部で光変調される光束の強度が若干弱められるので、スクリーン上に映し出される画像の側面の緑色を弱めて、先述した反射率が原因でスクリーン側面において緑色が濃くなることを低減するようにしている。
【００４８】
図３は緑色用の液晶パネル１７の前段に配置される濃度コントロールＮＤフィルタ１６の透過率について説明する図である。
この濃度コントロールＮＤフィルタ１６は、ダイクロイックミラー１３によって分離され液晶パネル１７に入射される前段で、緑色光束Ｇの側端部分を減光するように構成されている。例えばスクリーンＳの中心部分に到達する光束はほぼ全部透過するようにし、図示されている水平方向の有効画面エリアｘ−ｘ’の端部に向かって透過率を下げることで、緑色光束Ｇの側端部分を減光することができるようにしている。
【００４９】
このように濃度コントロールＮＤフィルタ１６を用いた場合でも、遮光板１２を用いた場合と同様に、緑色光束Ｇの側端部分を減光することができ、スクリーン上に映し出される画像の両端部分において緑色が濃くなり、画質を低下させることを低減することができるようになる。
【００５０】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明のプロジェクタ装置は、例えば緑色光束をＰ偏光波成分、青色光束及び赤色光束をＳ偏光波成分として合成し、スクリーンに対して投射した場合でも、緑色光束の側端部分の光量を減光しているので、スクリーンを透過する光束が低減されるようになる。したがって、画像の側端部分で緑色が濃くなることを低減することができ、緑、青、赤各色光束がバランス良くスクリーンを透過するようになるので、投射される画質の低下を抑制することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のプロジェクタ装置の光学系を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態のプロジェクタ装置において映像側端部付近の緑色光束を弱める遮光板及びその特性を説明する図である。
【図３】本実施の形態のプロジェクタ装置において緑色光束を弱める濃度コントロールＮＤフィルタの緑色光束の透過特性を説明する図である。
【図４】従来のプロジェクタ装置の光学系を示すブロック図である。
【図５】従来のプロジェクタ装置の光学系を示すブロック図である。
【図６】図５に示したプロジェクタ装置におけるクロスダイクロイックプリズムの反射特性及び透過特性を説明する図である。
【図７】クロスダイクロイックプリズムを経て投射レンズから投射される各色光束の偏波面を示す図である。
【図８】投射レンズから出射しフレネルレンズに入射した光束の光路を説明する図である。
【図９】投射レンズから出射しフレネルレンズに入射する光束の入射角と反射率を示す図である。
【図１０】スクリーンの中心からの距離と投射レンズから出射した光束の入射角度を説明する図である。
【図１１】スクリーンの中心からの距離と緑色（Ｐ偏光波成分）と赤、青色（Ｓ偏光波成分）の反射率を説明する図である。
【図１２】スクリーンに対する入射角によって発生する色むらを摸式的に示す図である。
【符号の説明】
１２遮光板
１２ａ枠
１２ｂ開口
１２ｃ遮光部
１６濃度コントロールＮＤフィルタ

Claims

光源と、
前記光源の後段に配置されている光学手段によって導かれた前記光源の光束を少なくとも赤、緑、及び青色成分に分離する光分離手段と、
前記光分離手段で分離された少なくとも赤色成分、及び青色成分の光束を光変調し、それぞれ第１の偏光成分となる画像光を出力する第１の光変調手段と、
前記光分離手段で分離された前記緑色成分の光束を光変調して、前記第１の偏光成分と直交する第２の偏光成分となる画像光を出力する第２の光変調手段と、
前記第１の光変調手段から出力された前記第１の偏光成分、及び前記第２の光変調手段から出力された前記第２の偏光成分の光を合成する光合成手段と、
前記光合成手段により合成され投射レンズにより投射された光を透過して屈折させ集光又は拡散させる部材から構成される透過型スクリーンと、
前記光源から前記光合成手段に至る光路に配置され、前記光分離手段によって色光に分離された所定の光束の側端部分の光路を制限する遮光手段とを備え、
前記光合成手段により合成された出力光を投射して、前記透過型スクリーンの中心及び外周から出力される画像光の色合いを均一化するように、前記遮光手段は、前記透過型スクリーンを透過する光のうち、当該透過型スクリーンの外周部付近における反射率の低い偏光成分の光を制限する
ことを特徴とするプロジェクタ装置。
前記透過型スクリーンは前記部材として前記投射レンズから投射された入射光を集光するフレネルレンズ、または前記入射光を拡散するレンチキュラーレンズを少なくとも有することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ装置。
前記赤色成分及び青色成分の光束の偏光方向に対して前記緑色成分の偏光方向を直交させるように１／２偏光する偏光手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ装置。
前記遮光手段は前記緑色成分の光を含む光束の光路を制限することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ装置。
前記遮光手段は前記光束が通過する開口を有する板状部材で形成され、前記開口の縁部に所定の色の光束のみを制限する遮光部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ装置。
前記遮光手段はニュートラルフイルタで構成されていることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ装置。