JP4254685B2

JP4254685B2 - プロジェクタ

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Publication number: JP4254685B2
Application number: JP2004294590A
Authority: JP
Inventors: 寛治吉田; 秀精山川; 穣児唐澤; 昌史坂口
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-10-07
Filing date: 2004-10-07
Publication date: 2009-04-15
Anticipated expiration: 2024-10-07
Also published as: EP1646248A2; CN100520492C; KR20060052061A; CN1758089A; TW200612179A; US7390095B2; KR100664810B1; TWI275896B; JP2006106462A; US20060077357A1

Description

本発明は、液晶パネル等の光変調装置を用いて画像を投射するプロジェクタに関する。

従来のプロジェクタとして、青・赤・緑色の照明光によって照明された各色の液晶パネルから射出された各色の像光を、青色及び赤色反射用の一対の多層膜をＸ字状に配置した構造の合成光学系によって色合成するものが存在する（特許文献１，２，３，４，５参照）。以上のプロジェクタでは、青色の像光を青色反射用の多層膜で反射し、赤色の像光を赤色反射用の多層膜で反射し、緑色の像光を両多層膜において透過させることによって、像光の重ね合わせすなわち色合成を行う（特許文献１，２，３，４，５参照）。

これらのうち、第１のプロジェクタでは、光源光のうち各色ごとに活用される特定方向の偏光光の利用効率を高めるべく、赤色や青色の光路上に配置される液晶パネルとその射出側に配置される合成用のダイクロイックプリズムとの間に、偏光方向を９０゜変換する偏光回転素子を配置している（特許文献１）。また、第２のプロジェクタでは、光源光のうち各色ごとに活用される特定方向の偏光光の利用効率を高めるべく、分離用のダイクロイックミラーの透過特性と合成用のダイクロイックプリズムの透過特性とを、各色の偏光方向に合わせて調節している（特許文献２）。また、第３のプロジェクタでも、光源光のうち各色ごとに活用される特定方向の偏光光の利用効率を高めるべく、分離用のダイクロイックミラーと合成用のダイクロイックプリズムの透過特性を、各色の偏光方向に合わせて調節している（特許文献３）。また、第４のプロジェクタでは、合成用のダイクロイックプリズムへの入射角度の透過特性に対する影響を考慮して、赤色反射用の多層膜のＳ偏光に対する半値波長と、青色反射用の多層膜のＳ偏光に対する半値波長とが所定の範囲内となるようにしている（特許文献４）。また、第５のプロジェクタでは、合成用のダイクロイックプリズムに組み込まれる赤色や青色反射用の多層膜の構造を制御することによって、得られる多層膜のＳ偏光に対する半値波長とＰ偏光に対する半値波長との差を低減し、かつ、入射角度変化にともなう特性劣化を防止している（特許文献５）。

また、別のプロジェクタとして、光源からの光源光を３色に分解し、そのうち緑色の照明光路上にリレー光学系等の導光手段を配置して、残りの２色に対する光路差を補償するものが存在する（特許文献６参照）。このプロジェクタでは、合成光学系において、赤色の像光を赤色反射用の多層膜で反射し、緑色の像光を緑色反射用の多層膜で反射し、青色の像光を透過させることによって、画像の色合成を行っている。
特開昭６４−１１２８９号公報特開平８−１１４７７９号公報特開平２−２４５７４９号公報特開２００１−２６４５２２号公報特開２００１−３１８２２１号公報ＷＯ９４／２２０４２号公報

しかし、青色反射用の多層膜と赤色反射用の多層膜とを備える合成光学系を用いたプロジェクタの場合、各色の液晶パネルを照明するための照明装置が、緑色光を中央に分岐する構成に制限される。つまり、この合成光学系では、緑色の像光を直進させ青色や赤色の像光を両側から結合させる光路配置に制限されるので、例えば緑色光路上にその相対的な光路を長くするリレー光学系を配置するプロジェクタの実現は困難である。

また、緑色光路上にリレー光学系を配置するプロジェクタでは、合成光学系であるクロスダイクロイックプリズムを青色又は赤色反射用の多層膜と緑色反射用の多層膜とで構成することになるが、例えば緑色と青色の境界波長の像光については、両多層膜での多重反射によって、スクリーン上にゴースト像が形成されることが分かった。

そこで、本発明は、緑色光路上にリレー光学系を配置する光路構成のプロジェクタを簡易に実現することができ、かつ、合成光学系での多重反射によるゴースト像の形成を防止できる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、本発明に係る第１のプロジェクタは、赤色光、緑色光、及び青色光をそれぞれ変調する３つの光変調装置と、３つの光変調装置によって変調された光を合成する色合成光学系と、色合成光学系によって合成された光を投射する投射光学系と、を備えたプロジェクタであって、色合成光学系は、緑色光を反射する第１の反射膜と、青色光を反射する第２の反射膜と、を備え、第１の反射膜と、第２の反射膜とは、Ｘ字状に配置されており、第１の反射膜の反射率が５０％となる波長は、第２の反射膜の反射率が５０％となる波長よりも長い。なお、反射膜の反射率とは、反射膜に入射する各色光の偏光方向を加味したものである。よって、色合成光学系の一対の反射膜に入射する各色光の偏光方向が一部異なる場合、その偏光方向に応じた反射率が比較の基準となる。

上記第１のプロジェクタでは、色合成光学系において、赤色光を直進させ緑色光や青色光を両側方から結合させる光路配置が可能になり、例えば緑色光の照明光路上にリレー光学系を配置するタイプのプロジェクタの実現が容易である。また、上記第１のプロジェクタでは、第１の反射膜の反射率が５０％となる波長が、第２の反射膜の反射率が５０％となる波長よりも長いので、緑色光と青色光との境界波長の光が第１及び第２の反射膜でともに反射されて逆進する過程を含む多重反射を抑えることができ、スクリーン上に画像とともにゴースト像が投影される可能性を低減することができる。さらに、第１の反射膜の反射特性を適宜調節すること等によって、緑色の像光の明るさを簡易に調整することができる。つまり、ランプ光源では、緑色光の光量が多くなりがちであるが、熱的変動が生じやすいＮＤフィルタ等を用いることなく緑色光の光量調整を行うことができるので、コントラストの劣化を伴うことなくホワイトバランスを調整することができる。

また、本発明に係る第２のプロジェクタは、赤色光、緑色光、及び青色光をそれぞれ変調する３つの光変調装置と、３つの光変調装置によって変調された光を合成する色合成光学系と、色合成光学系によって合成された光を投射する投射光学系と、を備えたプロジェクタであって、色合成光学系は、緑色光を反射する第１の反射膜と、赤色光を反射する第２の反射膜と、を備え、第１の反射膜と、第２の反射膜とは、Ｘ字状に配置されており、第１の反射膜の反射率が５０％となる波長は、第２の反射膜の反射率が５０％となる波長よりも短い。

上記第２のプロジェクタでは、色合成光学系において、青色光を直進させ緑色光や赤色光を両側方から結合させる光路配置が可能になり、例えば緑色光の照明光路上にリレー光学系を配置するタイプのプロジェクタの実現が容易である。また、上記第２のプロジェクタでは、第１の反射膜の反射率が５０％となる波長が、第２の反射膜の反射率が５０％となる波長よりも短いので、緑色光と赤色光との境界波長の光が第１及び第２の反射膜でともに反射されて逆進する過程を含む多重反射を抑えることができ、スクリーン上にゴースト像が投影される可能性を低減することができる。さらに、第１の反射膜の反射特性を適宜調節することによって、コントラストの劣化を伴うことなくホワイトバランスを調整することができる。

また、本発明に係る第３のプロジェクタは、赤色光、緑色光、及び青色光をそれぞれ変調する３つの光変調装置と、３つの光変調装置によって変調された光を合成する色合成光学系と、色合成光学系によって合成された光を投射する投射光学系と、を備えたプロジェクタであって、色合成光学系は、緑色光を反射する第１の反射膜と、青色光を反射する第２の反射膜と、を備え、第１の反射膜と、第２の反射膜とは、Ｘ字状に配置されており、第１の反射膜の反射率特性と、第２の反射膜の反射率特性とは、その一部が所定の波長領域において重合しており、緑色光若しくは青色光の光路には、所定の波長領域の光を除去するフィルタが設けられている。

上記第３のプロジェクタでは、色合成光学系において、赤色光を直進させ緑色光や青色光を両側方から結合させる光路配置が可能になり、例えば緑色光の照明光路上にリレー光学系を配置するタイプのプロジェクタの実現が容易である。また、上記第３のプロジェクタでは、緑色光若しくは青色光の光路に、所定の波長領域の光を除去するフィルタが設けられているので、緑色光と青色光との境界波長の光が第１及び第２の反射膜でともに反射されて逆進する過程を含む多重反射を抑えることができ、スクリーン上にゴースト像が投影される可能性を低減することができる。さらに、フィルタの特性を適宜調節することによって、コントラストの劣化を伴うことなくホワイトバランスを調整することができる。

また、本発明に係る第４のプロジェクタは、赤色光、緑色光、及び青色光をそれぞれ変調する３つの光変調装置と、３つの光変調装置によって変調された光を合成する色合成光学系と、色合成光学系によって合成された光を投射する投射光学系と、を備えたプロジェクタであって、色合成光学系は、緑色光を反射する第１の反射膜と、赤色光を反射する第２の反射膜と、を備え、第１の反射膜と、第２の反射膜とは、Ｘ字状に配置されており、第１の反射膜の反射率特性と、第２の反射膜の反射率特性とは、その一部が所定の波長領域において重合しており、緑色光若しくは赤色光の光路には、所定の波長領域の光を除去するフィルタが設けられている。

上記第４のプロジェクタでは、色合成光学系において、青色光を直進させ緑色光や赤色光を両側方から結合させる光路配置が可能になり、例えば緑色光の照明光路上にリレー光学系を配置するタイプのプロジェクタの実現が容易である。また、また、上記第４のプロジェクタでは、緑色光若しくは赤色光の光路に、所定の波長領域の光を除去するフィルタが設けられているので、緑色光と赤色光との境界波長の光が第１及び第２の反射膜でともに反射されて逆進する過程を含む多重反射を抑えることができ、スクリーン上にゴースト像が投影される可能性を低減することができる。さらに、フィルタの特性を適宜調節することによって、コントラストの劣化を伴うことなくホワイトバランスを調整することができる。

また、本発明の具体的側面又は態様では、上記プロジェクタにおいて、フィルタが、所定の波長領域の光の透過を抑える透過型の光学素子である。この場合、目標とする所定波長領域の光の除去を、簡易かつ安価に達成することができる。

また、本発明の別の具体的態様では、上記プロジェクタにおいて、フィルタが、所定の波長領域の光の反射を抑える反射型の光学素子である。この場合、目標とする所定波長領域の光の除去を、光路上に光路折曲げ用に配置されたミラーを流用することによって省スペースで達成することができる。

また、本発明の別の具体的態様では、光源から射出された光を赤色光、緑色光、及び青色光に分離するとともに所定の偏光光とする色分離光学系をさらに備える。この場合、単一の光源を利用して赤色光、緑色光、及び青色光を得ることができるだけでなく、各色光を所定の偏光方向に揃えて効率的に利用することができる。

また、本発明の別の具体的態様では、光源と緑色光用の光変調装置との間の光路が、光源と赤色光用若しくは青色光用の光変調装置との間の光路よりも長く、色分離光学系と緑色光用の光変調装置との間に、色分離光学系の光射出側に配置された第１のレンズと、緑色光用の光変調装置の光入射側に配置された第２のレンズと、第１のレンズと第２のレンズとの間に配置された第３のレンズと、を有するリレー光学系が配置されている。この場合、緑色光の光路上にリレー光学系を配置するので、緑色光のロスが生じ易いが、緑色光の光量が多いランプ光源では、自然なホワイトバランスを達成する上でむしろ有利な影響を与えることになる。また、この場合、緑色光は視感度が比較的高いので、ホワイトバランスに与える影響が大きいが、緑色光の光路上のリレー光学系を適宜調節すること等によって、緑色光用の光変調装置上における緑色光の照度を簡易に調整することができる。

〔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を説明する図である。このプロジェクタ１０は、光源光を発生する光源装置２０と、光源装置２０からの照明光を均一化する均一化光学系３０と、均一化光学系３０を経た照明光を赤・緑・青の３色に分割する分割照明系４０と、分割照明系４０から射出された各色の照明光によって照明される光変調部５０と、光変調部５０からの各色の変調光を合成するクロスダイクロイックプリズム６０と、クロスダイクロイックプリズム６０を経た像光をスクリーン（不図示）に投射する投射レンズ７０とを備える。

ここで、光源装置２０は、略点状の発光部を形成するランプ本体２１と、ランプ本体２１から射出される光源光をコリメートするパラボラ形状の凹面鏡２２とを備える。このうち、ランプ本体２１は、例えば高圧水銀ランプ等のランプ光源からなり、略白色の光源光を発生する。また、凹面鏡２２は、ランプ本体２１から放射される光線を反射して、平行光束として均一化光学系３０に入射させる。なお、パラボラ形状の凹面鏡２２に代えて、球面や楕円面など、パラボラ形状ではない凹面鏡を用いても良い。このような凹面鏡を用いた場合、凹面鏡２２と均一化光学系３０との間に平行化レンズを配置すれば、光源装置２０から平行光束を射出することが可能となる。

均一化光学系３０は、一対のフライアイ光学系３１，３２と、波面分割光を重ね合わせるための重畳レンズ３３と、照明光を所定の偏光成分に変換する偏光変換部材３４とを備える。一対のフライアイ光学系３１，３２は、マトリックス状に配置された複数の要素レンズからなり、これらの要素レンズによって、光源装置２０からの照明光を分割して個別に集光・発散させる。偏光変換部材３４は、フライアイ光学系３１，３２から射出した照明光を一種類の偏光光（例えば図１の紙面に垂直なＳ偏光成分のみ）に変換して次段光学系に供給する。重畳レンズ３３は、偏光変換部材３４を経た照明光を全体として適宜収束させて、光変調部５０に設けた各色の光変調装置に対する重畳照明を可能にする。つまり、両フライアイ光学系３１，３２と重畳レンズ３３とを経た照明光は、以下に詳述する分割照明系４０を経て、光変調部５０を構成する各色の光変調装置すなわち各色の液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇの画像形成領域を均一に重畳照明する。

分割照明系４０は、第１及び第２ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂと、反射ミラー４２ａ，４２ｂ，４２ｃと、フィールドレンズ４３ｒ，４３ｂと、第１〜第３のレンズ４５ａ，４５ｂ，４５ｃとを備える。これらのうち、第１及び第２ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂを含んで構成される色分離光学系は、照明光を赤色光、緑色光、及び青色光の３つの光束に分離する。すなわち、第１ダイクロイックミラー４１ａは、赤・青・緑（Ｒ・Ｇ・Ｂ）の３色のうち青色光ＬＢを反射し、緑色光ＬＧと赤色光ＬＲとを透過させる。また、第２ダイクロイックミラー４１ｂは、入射した緑色光ＬＧ及び赤色光ＬＲのうち赤色光ＬＲを反射し緑色光ＬＧを透過させる。

この分割照明系４０において、光源装置２０から均一化光学系３０を経て射出される照明光は、まず第１ダイクロイックミラー４１ａに入射する。第１ダイクロイックミラー４１ａで反射された青色光ＬＢは、第１光路ＯＰ１に導かれ、反射ミラー４２ａを経て入射角度を調節するためのフィールドレンズ４３ｂに入射する。また、第１ダイクロイックミラー４１ａを透過して第２ダイクロイックミラー４１ｂで反射された赤色光ＬＲは、第２光路ＯＰ２に導かれフィールドレンズ４３ｒに入射する。さらに、第２ダイクロイックミラー４１ｂを通過した緑色光ＬＧは、第３光路ＯＰ３に導かれ、反射ミラー４２ｂ，４２ｃを介して第１〜第３のレンズ４５ａ，４５ｂ，４５ｃを通過する。これらのレンズ４５ａ，４５ｂ，４５ｃを含んで構成されるリレー光学系は、光源装置２０から各色の液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇまでの光路の距離が最も長い緑色の第３光路ＯＰ３に配置されている。このリレー光学系は、入射側の第１のレンズ４５ａの像を、中間の第２のレンズ４５ｂを介して、ほぼそのまま射出側の第３のレンズ４５ｃに伝達することにより、光の拡散等による光の利用効率の低下を防止している。なお、リレー光学系のうち例えば中間のレンズ４５ｂを光軸に沿って連続的或いは段階的に変位させることにより、液晶パネル５１ｇの位置における照明領域のサイズ、すなわち液晶パネル５１ｇの画像形成領域上における緑色光ＬＧの照度を任意に変化させることができる。つまり、液晶パネル５１ｂ及び５１ｒの画像形成領域上における青色光ＬＢや赤色光ＬＲの照度は変化せず一定で略等しいのに対して、液晶パネル５１ｇの画像形成領域上における緑色光ＬＧの照度はレンズ４５ｂの位置に応じて増減変化する。これを利用すれば、各液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇを通過して合成され投射レンズ７０によってスクリーン上に投影される画像のホワイトバランスを、緑色光ＬＧに関して光学的に適宜調整することができる。

光変調部５０は、３色の照明光ＬＢ，ＬＲ，ＬＧがそれぞれ入射する３つの液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇと、各液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇを挟むように配置される３組の偏光フィルタ５２ｂ，５２ｒ，５２ｇとを備える。ここで、例えば青色光ＬＢ用の液晶パネル５１ｂと、これを挟む一対の偏光フィルタ５２ｂ，５２ｂとは、照明光を２次元的に輝度変調するための液晶ライトバルブを構成する。同様に、赤色光ＬＲ用の液晶パネル５１ｒと、対応する偏光フィルタ５２ｒ，５２ｒも、液晶ライトバルブを構成し、緑色光ＬＧ用の液晶パネル５１ｇと、偏光フィルタ５２ｇ，５２ｇも、液晶ライトバルブを構成する。

この光変調部５０において、第１光路ＯＰ１に導かれた青色光ＬＢは、フィールドレンズ４３ｂを介して液晶パネル５１ｂの画像形成領域に入射する。第２光路ＯＰ２に導かれた赤色光ＬＲは、フィールドレンズ４３ｒを介して液晶パネル５１ｒの画像形成領域に入射する。第３光路ＯＰ３に導かれた緑色光ＬＧは、レンズ４５ａ，４５ｂ，４５ｃからなるリレー光学系を介して液晶パネル５１ｇの画像形成領域に入射する。各液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇは、入射した照明光の偏光方向の空間的分布を変化させるための非発光で透過型の光変調装置であり、各液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇにそれぞれ入射した各色光ＬＢ，ＬＲ，ＬＧは、各液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇに電気的信号として入力された駆動信号或いは画像信号に応じて、画素単位で偏光状態が調整される。その際、偏光フィルタ５２ｂ，５２ｒ，５２ｇによって、各液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇに入射する照明光の偏光方向が調整されるとともに、各液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇから射出される光から所定の偏光方向の変調光が取り出される。

クロスダイクロイックプリズム６０は色合成光学系であり、その内部には、青色光反射用の第１ダイクロイック膜（具体的には誘電体多層膜）６１と、緑色光反射用の第２ダイクロイック膜（具体的には誘電体多層膜）６２とが、Ｘ字状に配置されている。このクロスダイクロイックプリズム６０は、液晶パネル５１ｂからの青色光ＬＢを第１ダイクロイック膜６１で反射して進行方向左側に射出させ、液晶パネル５１ｒからの赤色光ＬＲを両ダイクロイック膜６１，６２を介して直進・射出させ、液晶パネル５１ｇからの緑色光ＬＧを第２ダイクロイック膜６２で反射して進行方向右側に射出させる。

このようにクロスダイクロイックプリズム６０で合成された像光は、投射光学系である投射レンズ７０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は、図１のクロスダイクロイックプリズム６０を構成するダイクロイック膜６１，６２の反射特性を、入射光の偏光方向（例えば図１の紙面に垂直）を加味して、概念的に説明するグラフである。第１ダイクロイック膜６１は、一点鎖線で示される反射特性ＰＣ１を有しており、青色光を全般的に反射する。また、第２ダイクロイック膜６２は、点線で示される反射特性ＰＣ２を有しており、緑色光を全般的に反射する。結果的に、両ダイクロイック膜６１，６２は、赤色光を透過させることになる。第１ダイクロイック膜６１の反射特性ＰＣ１において、長波長側で反射率が５０％となる半値波長は約５００ｎｍであり、第２ダイクロイック膜６２の反射特性ＰＣ２において、短波長側で反射率が５０％となる半値波長は約５１０ｎｍである。つまり、第２ダイクロイック膜６２の半値波長は、第１ダイクロイック膜６１の半値波長よりも約１０ｎｍ長い。なお、実線で示される反射特性ＰＣ３は、反射特性ＰＣ２を短波長側のエッジ位置に関して変更した従来型の反射特性であり、反射率が５０％となる半値波長が約５００ｎｍとなっており、この値は、第１ダイクロイック膜６１の反射特性ＰＣ１の半値波長と一致している。

ここで、第１ダイクロイック膜６１の反射特性ＰＣ１と、第２ダイクロイック膜６２の反射特性ＰＣ２とは、ほとんど重複部分を有しない。つまり、これらの境界波長（５００〜５１０ｎｍ）における青緑境界光は、第１ダイクロイック膜６１でも、第２ダイクロイック膜６２でもほとんど反射されない。よって、図１のクロスダイクロイックプリズム６０に第１光路ＯＰ１側から進入した境界波長の像光は、第１ダイクロイック膜６１で僅かに反射されるとしても、第２ダイクロイック膜６２における反射量がほとんどゼロであるので、青緑境界光の２回反射によって形成され逆行する戻り光の発生を効果的に予防することができる。また、クロスダイクロイックプリズム６０に第３光路ＯＰ３側から進入した境界波長の像光は、第２ダイクロイック膜６２で僅かに反射されるとしても、第１ダイクロイック膜６１における反射量がほとんどゼロであるので、青緑境界光の２回反射によって形成され逆行する戻り光の発生を効果的に予防することができる。

図３は、クロスダイクロイックプリズム６０からの戻り光の発生防止について説明する図である。液晶パネル５１ｂを通過した青色光ＬＢのうち代表的な中間波長を有する一般光ＧＬは、第２ダイクロイック膜６２を完全に透過して第１ダイクロイック膜６１で反射され、模式的に図示された投射レンズ７０に入射し、スクリーンＳＣ上に青色画像を形成する。図示の例では、一般光ＧＬによって、スクリーンＳＣ上の画像領域ＰＩに適当な画像が投影されているものとする。一方、液晶パネル５１ｂを通過した青色光ＬＢのうち境界波長（具体的には波長５００〜５１０ｎｍ）の境界光ＢＬは、第１及び第２ダイクロイック膜６１，６２の双方を通過するので、液晶パネル５１ｇを逆方向から微弱に照明するとしても、投射像の形成にはほとんど影響しない。

なお、第２ダイクロイック膜６２が、図２に比較例として示す反射特性ＰＣ３を有する場合、液晶パネル５１ｂを通過した青色光ＬＢのうち境界波長の境界光ＢＬは、第２ダイクロイック膜６２で一部反射されて光路が９０゜折り曲げられ、第１ダイクロイック膜６１に入射する。このような境界光ＢＬは、第１ダイクロイック膜６１でも一部反射されて光路がさらに９０゜折り曲げられる。つまり境界光ＢＬは、平行移動した戻り光となって液晶パネル５１ｂ等に順次入射する。液晶パネル５１ｂ等の表面は、ゼロでない反射率を有するので、液晶パネル５１ｂに入射した戻り光は、液晶パネル５１ｂ等で反射されて境界光ＢＬ’として再度前方に伝搬する。このような境界光ＢＬ’は、前進光として第１ダイクロイック膜６１で一部反射され、第２ダイクロイック膜６２を一部透過して投射レンズ７０に入射し、スクリーンＳＣ上に微弱なゴースト像を形成する。図示の例では、スクリーンＳＣ上において画像領域ＰＩの反対側に位置するゴースト領域ＧＩに、画像領域ＰＩの画像に対応する淡いゴースト像が投射される。このようなゴースト像は、輝度が大きな場合ゴースト像そのもの（狭義のゴースト像）となるが、輝度が小さな場合であっても色ムラや輝度ムラとして観察されてしまう。一方、本実施形態のように第２ダイクロイック膜６２の反射特性を適正に調節するならば、色ムラや輝度ムラを含むゴースト像の発生を確実に防止できる。

図４は、クロスダイクロイックプリズム６０からの戻り光の発生防止を別な観点で説明する図である。この場合、波長５００〜５１０ｎｍの境界光ＢＬは、第３光路ＯＰ３側から液晶パネル５１ｇに導かれるものとする。緑色光ＬＧのうち一般光ＧＬは、第１ダイクロイック膜６１を完全に透過して第２ダイクロイック膜６２で反射され、投射レンズ７０に入射してスクリーンＳＣ上に緑色画像を形成する。一方、液晶パネル５１ｇを通過した緑色光ＬＧのうち境界光ＢＬは、第１及び第２ダイクロイック膜６１，６２の双方を通過し、投射像の形成にはほとんど影響しない。

なお、第２ダイクロイック膜６２が、図２に比較例として示す反射特性ＰＣ３を有する場合、液晶パネル５１ｇを通過した緑色光ＬＧのうち境界波長の境界光ＢＬは、第１及び第２ダイクロイック膜６１，６２で一部反射されて、平行移動した戻り光となって液晶パネル５１ｇ等に順次入射する。液晶パネル５１ｇ等に入射した戻り光は、液晶パネル５１ｇ等で反射されて境界光ＢＬ’として再度前方に伝搬する。このような境界光ＢＬ’は、前進光として第２ダイクロイック膜６２で一部反射され、第１ダイクロイック膜６１を一部透過して投射レンズ７０に入射し、スクリーンＳＣ上のゴースト領域ＧＩに、画像領域ＰＩの画像に対応する微弱なゴースト像を形成する。

以下、本実施形態に係るプロジェクタ１０の動作について説明する。光源装置２０からの照明光は、均一化光学系３０を経て均一化されその偏光方向が揃えられた後、分割照明系４０に設けた第１及び第２ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂによって色分割され、対応する液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇに各色光ＬＢ，ＬＲ，ＬＧとしてそれぞれ入射する。各液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇは、外部からの画像信号によって変調されて２次元的屈折率分布を有しており、各色光ＬＢ，ＬＲ，ＬＧを２次元空間的に画素単位で変調する。このように、各液晶パネル５１ｂ，５１ｒ，５１ｇで変調された各色光ＬＢ，ＬＲ，ＬＧすなわち像光は、クロスダイクロイックプリズム６０で合成された後、投射レンズ７０に入射する。投射レンズ７０に入射した像光は、適当な倍率でスクリーンＳＣに投影される。

なお、本プロジェクタ１０では、一対のダイクロイック膜６１，６２の反射特性が重複若しくは重合することを防止しているので、クロスダイクロイックプリズム６０に入射する青色光ＬＢ或いは緑色光ＬＧのうち境界光ＢＬが、両ダイクロイック膜６１，６２で二重反射されて液晶パネル５１ｇ等に入射する戻り光となってしまうことを防止できる。つまり、両ダイクロイック膜６１，６２が重複する反射特性を有する場合のように、これらからの戻り光が液晶パネル５１ｂ等で反射されて前進光となり、このような前進光によってスクリーンＳＣ上にゴースト像等が形成されることを防止できる。

また、本プロジェクタ１０では、図２に示すように、第２ダイクロイック膜６２の反射特性ＰＣ２の半値波長が比較例の反射特性ＰＣ３の半値波長よりも約１０ｎｍ程度長いので、比較的光量が多なりがちである緑色の像光の明るさを境界光ＢＬに関して簡易に低減することができる。一般に、緑色光ＬＧは、視感度が比較的高いので、ホワイトバランスに与える影響が大きい。また、高圧水銀ランプからなるランプ本体２１を備える光源装置２０は、緑色光ＬＧの相対的光量にバラツキが生じやすい。よって、第１及び第２ダイクロイック膜６１，６２の反射特性の重複若しくは重合を回避しつつ境界光ＢＬをカットすることにより、熱的変動が生じやすいＮＤフィルタ等を用いることなく緑色光ＬＧの光量調整を行うことができ、コントラストの劣化を伴うことなくホワイトバランスを一定範囲で調整することができる。なお、高圧水銀ランプの場合、緑色光ＬＧの光量が青色光ＬＢや赤色光ＬＲの光量に比較して多くなる傾向があるので、境界光ＢＬのカットによって多少の光量損失が生じても、ホワイトバランスの調整にとって不利には働かない。

また、本プロジェクタ１０では、緑色の第３光路ＯＰ３に配置された第２のレンズ４５ｂ等の変位を利用して液晶パネル５１ｇの画像形成領域上における緑色光ＬＧの照度を調整することができる。上述のように、緑色光ＬＧは、ホワイトバランスに与える影響が大きく、光源装置２０は、緑色光ＬＧの相対的光量にバラツキが生じやすい。よって、レンズ４５ｂ等の変位を利用して液晶パネル５１ｇの画像形成領域上における緑色光ＬＧの照度を調整することで、プロジェクタ１０のホワイトバランスを効率良く調整することが可能である。なお、高圧水銀ランプの場合、緑色光ＬＧの光量が相対的に多くなる傾向があることは上述のとおりであるが、レンズ４５ｂの変位によって照明領域が拡大することで多少の光量損失が生じても、ホワイトバランスの調整にとって不利には働かない。むしろ、光源装置２０からの照明光を最大限活用できる点で、本プロジェクタ１０の構成により、自然な色温度を達成しつつ最も明るい画像を投射することができる。

また、ホワイトバランスに影響を与える原因としては、ランプの相対的光量のバラツキの他、液晶パネル５１ｇの特性のばらつきや、ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂ及びクロスダイクロイックプリズム６０の波長選択特性のバラツキなども考えられるが、本実施形態のプロジェクタ１０によれば、緑色光ＬＧの光量にバラツキを生じさせる各種要因にかかわらず、プロジェクタ１０のホワイトバランスをほぼ目標値に設定することができ、その際、画像の明るさやコントラストを犠牲にすることもない。

なお、上記実施形態では、第１ダイクロイック膜６１の半値波長を５００ｎｍとし、第２ダイクロイック膜６２の半値波長を５１０ｎｍとして、遮断する境界光ＢＬの波長を５００〜５１０ｎｍとしているが、以上の波長は例示に過ぎない。例えば、第１ダイクロイック膜６１の半値波長を４９０ｎｍとし、第２ダイクロイック膜６２の半値波長を５００ｎｍとして、遮断する境界光ＢＬの波長を４９０〜５００ｎｍとすることもできる。

〔第２実施形態〕
図５は、第２実施形態に係るプロジェクタを説明する図である。このプロジェクタ１１０は、図１に示す第１実施形態のプロジェクタ１０を一部変更したものであり、特に説明しない部分については第１実施形態のプロジェクタ１０と同一の構造を有し、また、共通する部分については同一の符号を付して重複説明を省略するものとする。

分割照明系４０のうち、第１及び第２ダイクロイックミラー１４１ａ，１４１ｂを含んで構成される色分離光学系は、照明光を赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、及び青色光ＬＢの３つの光束に分離する。すなわち、第１ダイクロイックミラー１４１ａは、赤・青・緑の３色のうち赤色光ＬＲを反射し、緑色光ＬＧと青色光ＬＢとを透過させる。また、第２ダイクロイックミラー１４１ｂは、入射した緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢのうち青色光ＬＢを反射し緑色光ＬＧを透過させる。

光変調部５０において、第１光路ＯＰ１に導かれた赤色光ＬＲは、フィールドレンズ４３ｒを介して液晶パネル５１ｒの画像形成領域に入射する。第２光路ＯＰ２に導かれた青色光ＬＢは、フィールドレンズ４３ｂを介して液晶パネル５１ｂの画像形成領域に入射する。第３光路ＯＰ３に導かれた緑色光ＬＧは、レンズ４５ａ，４５ｂ，４５ｃからなるリレー光学系を介して液晶パネル５１ｇの画像形成領域に入射する。

クロスダイクロイックプリズム６０の内部には、赤色光反射用の第１ダイクロイック膜（具体的には誘電体多層膜）１６１と、緑色光反射用の第２ダイクロイック膜（具体的には誘電体多層膜）６２とが、Ｘ字状に配置されている。このクロスダイクロイックプリズム６０は、液晶パネル５１ｒからの赤色光ＬＲを第１ダイクロイック膜１６１で反射して進行方向左側に射出させ、液晶パネル５１ｂからの青色光ＬＢを両ダイクロイック膜１６１，６２を介して直進・射出させ、液晶パネル５１ｇからの緑色光ＬＧを第２ダイクロイック膜６２で反射して進行方向右側に射出させる。

図６は、図５のクロスダイクロイックプリズム６０を構成するダイクロイック膜１６１，６２の反射特性を概念的に説明するグラフである。第１ダイクロイック膜１６１は、二点鎖線で示される反射特性ＰＣ２１を有しており、赤色光を全般的に反射する。また、第２ダイクロイック膜６２は、一点鎖線で示される反射特性ＰＣ２２を有しており、緑色光を全般的に反射する。結果的に、両ダイクロイック膜１６１，６２は、青色光を透過させることになる。第１ダイクロイック膜１６１の反射特性ＰＣ２１において、短波長側で反射率が５０％となる半値波長は約５９５ｎｍであり、第２ダイクロイック膜６２の反射特性ＰＣ２２において、長波長側で反射率が５０％となる半値波長は約５８５ｎｍである。つまり、第２ダイクロイック膜６２の半値波長は、第１ダイクロイック膜１６１の半値波長よりも約１０ｎｍ長い。なお、実線で示される反射特性ＰＣ２３は、反射特性ＰＣ２１を短波長側のエッジ位置に関して変更した従来型の反射特性であり、反射率が５０％となる半値波長が約５８５ｎｍとなっており、この値は、第２ダイクロイック膜６２の反射特性ＰＣ２２の半値波長と一致している。

ここで、第１ダイクロイック膜１６１の反射特性ＰＣ２１と、第２ダイクロイック膜６２の反射特性ＰＣ２２とは、ほとんど重複部分を有しない。つまり、これらの境界波長（５８５〜５９５ｎｍ）における赤緑境界光は、第１ダイクロイック膜１６１でも、第２ダイクロイック膜６２でもほとんど反射されない。よって、図５のクロスダイクロイックプリズム６０に第１光路ＯＰ１側から進入した境界波長の像光は、第１ダイクロイック膜１６１で僅かに反射されるとしても、第２ダイクロイック膜６２における反射量がほとんどゼロであるので、赤緑境界光の２回反射によって形成され逆行する戻り光の発生を効果的に予防することができる。一方、クロスダイクロイックプリズム６０に第３光路ＯＰ３側から進入した境界波長の像光は、第１ダイクロイック膜１６１で僅かに反射されるとしても、第２イクロイック膜６２おける反射量がほとんどゼロであるので、赤緑境界光の２回反射によって形成され逆行する戻り光の発生を効果的に予防することができる。

図７は、クロスダイクロイックプリズム６０からの戻り光の発生防止について説明する図である。この場合、波長５８５〜５９５ｎｍの境界光ＢＬは、第１光路ＯＰ１側から液晶パネル５１ｒに導かれるものとする。赤色光ＬＲのうち一般光ＧＬは、第２ダイクロイック膜６２を完全に透過して第１ダイクロイック膜１６１で反射され、投射レンズ７０に入射してスクリーンＳＣ上に赤色画像を形成する。一方、液晶パネル５１ｒを通過した赤色光ＬＲのうち境界光ＢＬは、第１及び第２ダイクロイック膜１６１，６２の双方を通過し、投射像の形成にはほとんど影響しない。

なお、第１ダイクロイック膜１６１が、図６に比較例として示す反射特性ＰＣ２３を有する場合、液晶パネル５１ｒを通過した赤色光ＬＲのうち境界光ＢＬは、第１及び第２ダイクロイック膜１６１，６２で一部反射されて、平行移動した戻り光となって液晶パネル５１ｒ等に順次入射する。液晶パネル５１ｒ等に入射した戻り光は、液晶パネル５１ｒ等で反射されて境界光ＢＬ’として再度前方に伝搬する。このような境界光ＢＬ’は、前進光として第１ダイクロイック膜１６１で一部反射され、第２ダイクロイック膜６２を一部透過して投射レンズ７０に入射し、スクリーンＳＣ上のゴースト領域ＧＩに、画像領域ＰＩの画像に対応する微弱なゴースト像を形成する。

以上では、波長５８５〜５９５ｎｍの境界光ＢＬが第１光路ＯＰ１側から液晶パネル５１ｒに導かれるものとしたが、境界光ＢＬを第３光路ＯＰ３側から液晶パネル５１ｇに導くことも可能であり、この場合も同様にゴースト発生を防止することができる。

また、以上では、第１ダイクロイック膜１６１の半値波長を５９５ｎｍとし、第２ダイクロイック膜６２の半値波長を５８５ｎｍとして、遮断する境界光ＢＬの波長を５８５〜５９５ｎｍとしているが、以上の波長は例示に過ぎない。例えば、第１ダイクロイック膜１６１の半値波長を５８５ｎｍとし、第２ダイクロイック膜６２の半値波長を５７５ｎｍとして、遮断する境界光ＢＬの波長を５７５〜５８５ｎｍとすることもできる。

〔第３実施形態〕
図８は、第３実施形態に係るプロジェクタを説明する図である。このプロジェクタ２１０は、図１に示す第１実施形態のプロジェクタ１０を一部変更したものであり、特に説明しない部分については第１実施形態のプロジェクタ１０と同一の構造を有し、また、共通する部分については同一の符号を付して重複説明を省略するものとする。

第３実施形態に係るプロジェクタ２１０の場合、青色光ＬＢを導く第１光路ＯＰ１上に光学素子であるバンドパスフィルタ２８１を設けている。なお、図示の例では、バンドパスフィルタ２８１を反射ミラー４２ａと、フィールドレンズ４３ｂとの間に配置しているが、このバンドパスフィルタ２８１は、第１ダイクロイックミラー４１ａからクロスダイクロイックプリズム２６０にかけての光路上のいずれの位置にも配置することができる。

このようなバンドパスフィルタ２８１を設けたことに対応して、クロスダイクロイックプリズム２６０は旧来型のものとなっており、第１ダイクロイック膜２６１の半値波長と、第２ダイクロイック膜６２の半値波長とは、５００ｎｍで一致している。

図９は、バンドパスフィルタ２８１の透過特性等を説明するグラフである。グラフにおいて、一点鎖線で示される反射特性ＰＣ３１は、クロスダイクロイックプリズム２６０の第１ダイクロイック膜２６１の反射率を示す。また、実線で示される反射特性ＰＣ３２は、第２ダイクロイック膜６２の反射率を示す。さらに、点線で示される反射特性ＰＣ３３は、バンドパスフィルタ２８１の反射率を示す。バンドパスフィルタ２８１の反射特性ＰＣ３３において、長波長側で反射率が５０％となる半値波長は約４９５ｎｍとなっており、４９５〜５０５ｎｍの境界光を効果的に遮断することができる。

なお、以上のバンドパスフィルタ２８１は、半値波長を一致させたローパスフィルタ（短波長を通過させるもの）とすることができる。

本実施形態の場合、両ダイクロイック膜２６１，６２が重複する反射特性を有するにも拘わらず、バンドパスフィルタ２８１により、青緑境界光が第１光路ＯＰ１からクロスダイクロイックプリズム２６０に入射することを防止できる。よって、クロスダイクロイックプリズム２６０からの戻り光が液晶パネル５１ｂ等で反射されて前進光となり、このような前進光によってスクリーン上にゴースト像等が形成されることを防止できる。

〔第４実施形態〕
図１０は、第４実施形態に係るプロジェクタを説明する図である。このプロジェクタ３１０は、図８に示す第３実施形態のプロジェクタ２１０を一部変更したものであり、特に説明しない部分については第３実施形態のプロジェクタ２１０と同一の構造を有し、また、共通する部分については同一の符号を付して重複説明を省略するものとする。

第４実施形態に係るプロジェクタ３１０の場合、緑色光ＬＧを導く第３光路ＯＰ３上に光学素子であるバンドパスフィルタ３８１を設けている。なお、図示の例では、バンドパスフィルタ３８１を反射ミラー４２ｃと、レンズ４５ｃとの間に配置しているが、このバンドパスフィルタ３８１は、第２ダイクロイックミラー４１ｂからクロスダイクロイックプリズム２６０にかけての光路上のいずれの位置にも配置することができる。

図１１は、バンドパスフィルタ３８１の透過特性等を説明するグラフである。グラフにおいて、一点鎖線で示される反射特性ＰＣ３１は、クロスダイクロイックプリズム２６０の第１ダイクロイック膜２６１の反射率を示す。また、実線で示される反射特性ＰＣ３２は、第２ダイクロイック膜６２の反射率を示す。さらに、点線で示される反射特性ＰＣ４３は、バンドパスフィルタ３８１の反射率を示す。このバンドパスフィルタ３８１の反射特性ＰＣ４３において、短波長側で反射率が５０％となる半値波長は約５０５ｎｍとなっており、４９５〜５０５ｎｍの境界光を効果的に遮断することができる。

なお、以上のバンドパスフィルタ３８１は、半値波長を一致させたハイパスフィルタ（長波長を通過させるもの）とすることができる。

本実施形態の場合、バンドパスフィルタ３８１により、青緑境界光が第３光路ＯＰ３からクロスダイクロイックプリズム２６０に入射することを防止できる。よって、クロスダイクロイックプリズム２６０からの戻り光が液晶パネル５１ｇ等で反射されて前進光となり、このような前進光によってスクリーン上にゴースト像等が形成されることを防止できる。

〔第５実施形態〕
図１２は、第５実施形態に係るプロジェクタを説明する図である。このプロジェクタ４１０は、図１に示す第１実施形態のプロジェクタ１０を一部変更したものであり、特に説明しない部分については第１実施形態のプロジェクタ１０と同一の構造を有し、また、共通する部分については同一の符号を付して重複説明を省略するものとする。

第５実施形態に係るプロジェクタ４１０の場合、青色光ＬＢを導く第１光路ＯＰ１の反射ミラー４４２ａを光学素子であるダイクロイックミラーとしている。

図１３は、反射ミラー４４２ａの反射特性等を説明するグラフである。グラフにおいて、一点鎖線で示される反射特性ＰＣ３１は、クロスダイクロイックプリズム２６０の第１ダイクロイック膜２６１の反射率を示す。また、実線で示される反射特性ＰＣ３２は、第２ダイクロイック膜６２の反射率を示す。さらに、点線で示される反射特性ＰＣ５３は、反射ミラー４４２ａの反射率を示す。この反射ミラー４４２ａの反射特性ＰＣ５３において、長波長側で反射率が５０％となる半値波長は約４９５ｎｍとなっており、４９５〜５０５ｎｍの境界光を効果的に遮断することができる。

本実施形態の場合、反射ミラー４４２ａにより、青緑境界光が第１光路ＯＰ１からクロスダイクロイックプリズム２６０に入射することを防止できる。よって、クロスダイクロイックプリズム２６０からの戻り光が液晶パネル５１ｂ等で反射されて前進光となり、このような前進光によってスクリーン上にゴースト像等が形成されることを防止できる。

〔第６実施形態〕
図１４は、第６実施形態に係るプロジェクタを説明する図である。このプロジェクタ５１０は、図１２に示す第５実施形態のプロジェクタ４１０を一部変更したものであり、特に説明しない部分については第５実施形態のプロジェクタ４１０と同一の構造を有し、また、共通する部分については同一の符号を付して重複説明を省略するものとする。

第６実施形態に係るプロジェクタ５１０の場合、青色光ＬＢを導く第１光路ＯＰ１の反射ミラー４２ａを単なるミラーとし、緑色光ＬＧを導く第３光路ＯＰ３の反射ミラー５４２ｃを光学素子であるダイクロイックミラーとしている。

図１５は、反射ミラー５４２ｃの反射特性等を説明するグラフである。グラフにおいて、一点鎖線で示される反射特性ＰＣ３１は、クロスダイクロイックプリズム２６０の第１ダイクロイック膜２６１の反射率を示す。また、実線で示される反射特性ＰＣ３２は、第２ダイクロイック膜６２の反射率を示す。さらに、点線で示される反射特性ＰＣ６３は、反射ミラー５４２ｃの反射率を示す。この反射ミラー５４２ｃの反射特性ＰＣ６３において、短波長側で反射率が５０％となる半値波長は約５０５ｎｍとなっており、４９５〜５０５ｎｍの境界光を効果的に遮断することができる。

本実施形態の場合、反射ミラー５４２ｃにより、青緑境界光が第３光路ＯＰ３からクロスダイクロイックプリズム２６０に入射することを防止できる。よって、クロスダイクロイックプリズム２６０からの戻り光が液晶パネル５１ｇ等で反射されて前進光となり、このような前進光によってスクリーン上にゴースト像等が形成されることを防止できる。

〔第７実施形態〕
図１６は、第７実施形態に係るプロジェクタを説明する図である。このプロジェクタ６１０は、図５に示す第２実施形態のプロジェクタ１１０を一部変更したものであり、特に説明しない部分については第２実施形態のプロジェクタ１１０と同一の構造を有し、また、共通する部分については同一の符号を付して重複説明を省略するものとする。

第７実施形態に係るプロジェクタ６１０の場合、赤色光ＬＲを導く第１光路ＯＰ１上にバンドパスフィルタ６８１を設けている。このようなバンドパスフィルタ６８１を設けたことに対応して、クロスダイクロイックプリズム６６０は旧来型のものとなっており、第１ダイクロイック膜６６１の半値波長と、第２ダイクロイック膜６２の半値波長とは、５００ｎｍで一致している。なお、第１光路ＯＰ１上のバンドパスフィルタ６８１の代わりに、第３光路ＯＰ３上にバンドパスフィルタ６８２を設けることもできる。

図１７は、バンドパスフィルタ６８１の透過特性等を説明するグラフである。グラフにおいて、二点鎖線で示される反射特性ＰＣ２３は、クロスダイクロイックプリズム６６０の第１ダイクロイック膜６６１の反射率を示す。また、一点鎖線で示される反射特性ＰＣ２２は、第２ダイクロイック膜６２の反射率を示す。さらに、点線で示される第１の反射特性ＰＣ７４は、第１光路ＯＰ１のバンドパスフィルタ６８１の反射率を示す。このバンドパスフィルタ６８１の反射特性ＰＣ７４において、長波長側で反射率が５０％となる半値波長は約５９０ｎｍとなっており、５８０〜５９０ｎｍの境界光を効果的に遮断することができる。一方、点線で示される第２の反射特性ＰＣ７５は、第３光路ＯＰ３のバンドパスフィルタ６８２の反射率を示す。このバンドパスフィルタ６８２の反射特性ＰＣ７５において、長波長側で反射率が５０％となる半値波長は約５８０ｎｍとなっており、５８０〜５９０ｎｍの境界光を効果的に遮断することができる。

本実施形態の場合、両ダイクロイック膜６６１，６２が重複する反射特性を有するにも拘わらず、バンドパスフィルタ６８１、６８２により、赤緑境界光がクロスダイクロイックプリズム６６０に入射することを防止できる。よって、クロスダイクロイックプリズム６６０からの戻り光が液晶パネル５１ｒ，５１ｇ等で反射されて前進光となり、このような前進光によってスクリーン上にゴースト像等が形成されることを防止できる。

〔第８実施形態〕
図１８は、第８実施形態に係るプロジェクタを説明する図である。このプロジェクタ７１０は、図１６に示す第７実施形態のプロジェクタ６１０を一部変更したものであり、特に説明しない部分については第７実施形態のプロジェクタ６１０と同一の構造を有し、また、共通する部分については同一の符号を付して重複説明を省略するものとする。

第８実施形態に係るプロジェクタ７１０の場合、赤色光ＬＲを導く第１光路ＯＰ１の反射ミラー７４２ａをダイクロイックミラーとしている。なお、第１光路ＯＰ１側を通常の反射ミラー４２ａとし、緑色光ＬＧを導く第３光路ＯＰ３に設けた通常の反射ミラー４２ｃをダイクロイックミラーからなる反射ミラー７４２ｃとすることができる。

図１９は、反射ミラー７４２ａの反射特性等を説明するグラフである。グラフにおいて、二点鎖線で示される反射特性ＰＣ２３は、クロスダイクロイックプリズム６６０の第１ダイクロイック膜６６１の反射率を示す。また、一点鎖線で示される反射特性ＰＣ２２は、第２ダイクロイック膜６２の反射率を示す。さらに、点線で示される第１の反射特性ＰＣ８４は、第１光路ＯＰ１に設けた反射ミラー７４２ａの反射率を示す。この反射ミラー７４２ａの反射特性ＰＣ８４において、短波長側で反射率が５０％となる半値波長は約５９０ｎｍとなっており、５８０〜５９０ｎｍの境界光を効果的に遮断することができる。一方、点線で示される第２の反射特性ＰＣ８５は、第３光路ＯＰ３の反射ミラー７４２ｃの反射率を示す。この反射ミラー７４２ｃの反射特性ＰＣ８５において、長波長側で反射率が５０％となる半値波長は約５８０ｎｍとなっており、５８０〜５９０ｎｍの境界光を効果的に遮断することができる。

本実施形態の場合、両ダイクロイック膜６６１，６２が重複する反射特性を有するにも拘わらず、反射ミラー７４２ａ，７４２ｃにより、赤緑境界光がクロスダイクロイックプリズム６６０に入射することを防止できる。よって、クロスダイクロイックプリズム６６０からの戻り光が液晶パネル５１ｒ，５１ｇ等で反射されて前進光となり、このような前進光によってスクリーン上にゴースト像等が形成されることを防止できる。

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。

上記実施形態のプロジェクタ１０〜７１０では、光源装置２０として高圧水銀ランプを用いているが、高圧水銀ランプの代わりに、メタルハライドランプ等他のランプを用いることもできる。

また、上記実施形態では、光源装置２０からの光を複数の部分光束に分割するため、２つのフライアイ光学系３１，３２を用いていたが、この発明は、このようなフライアイ光学系すなわち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。さらに、フライアイ光学系３１，３２をロッドインテグレータに置き換えることもできる。

また、上記プロジェクタ１０において、光源装置２０からの光を特定方向の偏光とする偏光変換部材３４を用いていたが、この発明は、このような偏光変換部材３４を用いないプロジェクタにも適用可能である。

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に示すプロジェクタの構成は、いずれにも適用可能である。

第１実施形態に係るプロジェクタの光学系を説明する図である。図１に示されたクロスダイクロイックプリズムの反射特性を示すグラフである。図１のプロジェクタの特徴的な動作を説明する拡大図である。図１のプロジェクタの特徴的な動作を別の観点で説明する拡大図である。第２実施形態に係るプロジェクタの光学系を説明する図である。図５に示されたクロスダイクロイックプリズムの反射特性を示すグラフである。図５のプロジェクタの特徴的な動作を説明する拡大図である。第３実施形態に係るプロジェクタの光学系を説明する図である。図８に示されたバンドパスフィルタの反射特性を示すグラフである。第４実施形態に係るプロジェクタの光学系を説明する図である。図１０に示されたバンドパスフィルタの反射特性を示すグラフである。第５実施形態に係るプロジェクタの光学系を説明する図である。図１２に示された反射ミラーの反射特性を示すグラフである。第６実施形態に係るプロジェクタの光学系を説明する図である。図１４に示された反射ミラーの反射特性を示すグラフである。第７実施形態に係るプロジェクタの光学系を説明する図である。図１６に示されたバンドパスフィルタの反射特性を示すグラフである。第８実施形態に係るプロジェクタの光学系を説明する図である。図１８に示されたバンドパスフィルタの反射特性を示すグラフである。

符号の説明

１０…プロジェクタ、２０…光源装置、３０…均一化光学系、３１，３２…フライアイ光学系、３４…偏光変換部材、４０…分割照明系、４１ａ，４１ｂ…ダイクロイックミラー、４３ｒ，４３ｂ…フィールドレンズ、４５ａ，４５ｂ，４５ｃ…第１〜第３のレンズ、５０…光変調部、５１ｂ，５１ｒ，５１ｇ…液晶パネル、６０…クロスダイクロイックプリズム、６１…第１ダイクロイック膜、６２…第２ダイクロイック膜、７０…投射レンズ、ＢＬ，ＢＬ’…境界光、ＧＬ…一般光、ＬＢ，ＬＲ，ＬＧ…各色光、ＯＰ１，ＯＰ２，ＯＰ３…第１〜第３光路、ＳＣ…スクリーン

Claims

赤色光、緑色光、及び青色光をそれぞれ変調する３つの光変調装置と、前記３つの光変調装置によって変調された光を合成する色合成光学系と、前記色合成光学系によって合成された光を投射する投射光学系と、を備えたプロジェクタであって、
前記色合成光学系は、前記緑色光を反射する第１の反射膜と、前記青色光を反射する第２の反射膜と、を備え、
前記第１の反射膜と、前記第２の反射膜とは、Ｘ字状に配置されており、
前記第１の反射膜の反射率が５０％となる波長は、前記第２の反射膜の反射率が５０％となる波長よりも長いことを特徴とするプロジェクタ。
赤色光、緑色光、及び青色光をそれぞれ変調する３つの光変調装置と、前記３つの光変調装置によって変調された光を合成する色合成光学系と、前記色合成光学系によって合成された光を投射する投射光学系と、を備えたプロジェクタであって、
前記色合成光学系は、前記緑色光を反射する第１の反射膜と、前記赤色光を反射する第２の反射膜と、を備え、
前記第１の反射膜と、前記第２の反射膜とは、Ｘ字状に配置されており、
前記第１の反射膜の反射率が５０％となる波長は、前記第２の反射膜の反射率が５０％となる波長よりも短いことを特徴とするプロジェクタ。
赤色光、緑色光、及び青色光をそれぞれ変調する３つの光変調装置と、前記３つの光変調装置によって変調された光を合成する色合成光学系と、前記色合成光学系によって合成された光を投射する投射光学系と、を備えたプロジェクタであって、
前記色合成光学系は、前記緑色光を反射する第１の反射膜と、前記青色光を反射する第２の反射膜と、を備え、
前記第１の反射膜と、前記第２の反射膜とは、Ｘ字状に配置されており、
前記第１の反射膜の反射率特性と、前記第２の反射膜の反射率特性とは、その一部が所定の波長領域において重合しており、
前記緑色光若しくは前記青色光の光路には、前記所定の波長領域の光を除去するフィルタが設けられていることを特徴とするプロジェクタ。
赤色光、緑色光、及び青色光をそれぞれ変調する３つの光変調装置と、前記３つの光変調装置によって変調された光を合成する色合成光学系と、前記色合成光学系によって合成された光を投射する投射光学系と、を備えたプロジェクタであって、
前記色合成光学系は、前記緑色光を反射する第１の反射膜と、前記赤色光を反射する第２の反射膜と、を備え、
前記第１の反射膜と、前記第２の反射膜とは、Ｘ字状に配置されており、
前記第１の反射膜の反射率特性と、前記第２の反射膜の反射率特性とは、その一部が所定の波長領域において重合しており、
前記緑色光若しくは赤色光の光路には、前記所定の波長領域の光を除去するフィルタが設けられていることを特徴とするプロジェクタ。
前記フィルタは、前記所定の波長領域の光の透過を抑える透過型の光学素子であることを特徴とする請求項３及び請求項４のいずれか一項記載のプロジェクタ。
前記フィルタは、前記所定の波長領域の光の反射を抑える反射型の光学素子であることを特徴とする請求項３及び請求項４のいずれか一項記載のプロジェクタ。
光源から射出された光を前記赤色光、緑色光、及び青色光に分離するとともに所定の偏光光とする色分離光学系をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項記載のプロジェクタ。
前記光源と緑色光用の光変調装置との間の光路が、前記光源と赤色光用若しくは青色光用の光変調装置との間の光路よりも長く、
前記色分離光学系と前記緑色光用の光変調装置との間に、前記色分離光学系の光射出側に配置された第１のレンズと、前記緑色光用の光変調装置の光入射側に配置された第２のレンズと、前記第１のレンズと前記第２のレンズとの間に配置された第３のレンズと、を有するリレー光学系が配置されていることを特徴とする請求項７記載のプロジェクタ。