JP5381363B2 - プロジェクタ - Google Patents

Description

本発明は、光変調部によって形成した画像をスクリーン上に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、緑色を減光する光学フィルタを投射レンズの後段に着脱可能に配置することにより、投射像のコントラストを確保しつつ明るいモードと色を重視したモードとを光学的に切替えるものがある（特許文献１参照）。

別のプロジェクタとして、色再現性を改善させる光学フィルタを特定色の透過型液晶パネルの前段の光路上に進退させる機構を設けたものが存在する（特許文献２参照）。なお、このプロジェクタでは、明るさを重視する高輝度モードでホワイトバランスを調整することについて触れている。

また、別のプロジェクタとして、投射光を赤色・青色・緑色で直線偏光の方向が異なる状態で射出すると、スクリーンに対する投射光の入射角度に起因して輝度ムラや、色ムラが発生する可能性があるが、これを抑制するために、赤色・青色・緑色を合成するダイクロイックプリズムの光出射側に１／４波長板を配置して各色の光を円偏光に変換するものが知られている（特許文献３参照）。

特開２００４−９４１７５号公報 特開２００１−１３５８５号公報 特開２００７−３０４６０７号公報

しかしながら、特許文献１のプロジェクタは、光学フィルタを投射レンズの前面に装着する構造になっており、光学フィルタの不使用時に光学フィルタの保管や投射レンズの保護が問題となる場合がある。

また、特許文献２のプロジェクタは、液晶パネルの前段に光学フィルタを配置するので、光学フィルタを進退させるための機構的なスペースを液晶パネルの周辺に確保する必要があり、光学系の配置に制約が生じ、或いはプロジェクタが大型化する傾向が生じる。

また、特許文献３のプロジェクタは、比較的光密度の高い液晶パネルと投射レンズとの間に光学フィルタとしての１／４波長板を挿入しているので、１／４波長板の信頼性を保つため高価な材料を用いたり、また、投射レンズのバックフォーカスを長く取ったりする必要性があり、光学系の配置に制約が増し、コストがかかる可能性がある。

そこで、本発明は、光学系の配置設計上の自由度を確保しつつ、光学フィルタを省スペースで光路上に進退可能に組み込んだ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、本発明に係るプロジェクタは、（ａ）照明光を変調する光変調部と、（ｂ）光変調部を経て変調された画像光を投射する投射部と、（ｃ）光学フィルタとカバーとを、投射部の射出側の光路上に択一的に入れ替え可能に保持するホルダとを備える。ここで、光学フィルタとは、例えば透過光の波長分布を調整する色フィルタや、通過光の偏光状態を調整する偏光調整素子である１／４波長板や偏光板のほか、全体の光量を低減することで調整する減光フィルタ等を意味する。

上記プロジェクタによれば、ホルダが、光学フィルタとカバーとを投射部の射出側の光路上に択一的に入れ替え可能に保持するので、光学フィルタを光路上に配置した場合、当該光学フィルタの特性に応じた投射を行うことができ、カバーを光路上に配置した場合、投射部を損傷や埃から保護することができる。この際、ホルダによって光学フィルタとカバーとを投射部の射出側の光路上に入れ替えて配置できるので、光学フィルタやカバーをホルダとともに省スペースでプロジェクタ内に組み込むことができ、プロジェクタの光学エンジン部分の基本構成を変更する必要がない。

また、本発明の具体的な態様又は側面によれば、上記プロジェクタにおいて、光学フィルタが、透過光の波長分布を調整する色フィルタである。この場合、光学フィルタとして色フィルタを光路上に配置することで、例えば色再現性を優先する色調優先モードで投射を行うことができる。

本発明の別の態様によれば、色フィルタの射出面には、透過波長特性が非一様な誘電体多層膜が形成され、色フィルタの入射面には、反射防止膜が形成されている。この場合、色フィルタによる特定色の減光を正確に行うことができるとともに、色フィルタによる反射を低減して画質劣化を抑制することができる。

本発明のさらに別の態様によれば、光学フィルタが、通過光の偏光状態を調整する偏光調整素子である。この場合、光学フィルタとして偏光調整素子を光路上に配置することで、投射光の偏光状態を調整することができる。

本発明のさらに別の態様によれば、偏光調整素子が、１／４波長板である。この場合、光学フィルタとして１／４波長板を光路上に配置することで、例えば投射光が波長域によって偏光方向の異なる直線偏光成分を含んでいても、投射光の各成分を全て円偏光等の同一の偏光状態に揃えることができる。これにより、スクリーンに対する投射光の角度に起因する輝度ムラや、色ムラを比較的安価に低減できる。

本発明のさらに別の態様によれば、カバーが、少なくとも光透過性のカバーガラスを含んで構成される。ここで、カバーガラスとは、投射部の保護を目的として配置されるが、透過光を可視波長域で基本的に減衰させないものを意味する。この場合、光透過性のカバーガラスを用いることで、投射部を損傷や埃から保護しつつ、投射を行うことができる。

本発明のさらに別の態様によれば、カバーガラスの射出面及び入射面には、反射防止膜が形成されている。この場合、カバーガラスによる反射を低減して画質劣化を抑制することができる。

本発明のさらに別の態様によれば、光学フィルタとカバーガラスとは、投射光に対して互いに等しい光路長を有し、投射部から等距離の位置にそれぞれ配置されている。この場合、光学フィルタとカバーガラスとを切替えて光路上に配置しても、投射像の結像状態がほとんど変化しない。

本発明のさらに別の態様によれば、（ａ）カバーが、保護用のシャッタ板をさらに含んで構成され、（ｂ）ホルダが、光学フィルタとカバーガラスとシャッタ板とを投射部の射出側の光路上に択一的に入れ替え可能に保持する。これにより、プロジェクタの動作をオフにした際に保護用のシャッタ板を光路上に配置することで、光学フィルタやカバーガラスを機械的損傷から保護することができる。

本発明のさらに別の態様によれば、（ａ）光学フィルタが、色フィルタであり、（ｂ）色フィルタとカバーガラスとのいずれが投射部の射出側の光路上に配置されているかに応じて、光変調部の変調状態を調整する表示制御装置をさらに備える。表示制御装置は、色フィルタが光路上に配置されている場合、例えば色再現性を優先する色調優先モードに対応する光変調を行い、カバーガラスが光路上に配置されている場合、例えば輝度を優先する輝度優先モードに適した変調を行う。つまり、プロジェクタの光学的な特性に合わせて自動的な諧調制御が可能になる。

本発明のさらに別の態様によれば、ホルダが、投射光を直接通過させるための光通過開口をさらに備え、光学フィルタとカバーと光通過開口とを投射部の射出側の光路上に択一的に入れ替え可能に保持する。この場合、光学フィルタとカバーとの入れ替えができることに加え、これらを光通過開口に入れ替えることが可能となり、光通過開口を光路上に配置することで、ホルダにおける光のロスが全く無い状態での投射を行うことができる。

本発明のさらに別の態様によれば、ホルダが、投射部の光軸に略垂直な方向に並列して少なくとも光学フィルタとカバーとを保持し、光軸に略垂直な方向に光学フィルタとカバーとをスライド移動させる。この場合、光学フィルタとカバーとの収納スペースを極めて小さくすることができる。

本発明のさらに別の態様によれば、ホルダが、少なくとも光学フィルタを投射部の光軸に対して所定の傾斜角だけ傾斜させた状態で保持する。この場合、光学フィルタからの反射光が投射部、光変調部等に戻されて画質劣化の原因となることを防止できる。また、カバーが光透過性のカバーガラスをさらに含むものであるときは、カバーを所定の傾斜角だけ傾斜させることで、カバーガラスからの反射光についても同様に処理できる。

本発明のさらに別の態様によれば、少なくとも光学フィルタが投射部の射出側の光路上で露出する場合、投射動作の停止を禁止する停止制御装置をさらに備える。なお、例えばカバーが光透過性のカバーガラスを含むものであるとき、停止制御装置は、光学フィルタの場合と同様にカバーガラスが露出する場合においても停止を禁止させるものとすることができる。光学フィルタ又はカバーガラスは、光路上から退避したときに、例えばプロジェクタのケースの内側に収納される。これにより、光学フィルタ等が露出したままでプロジェクタの動作をオフにしてしまうことを回避できる。つまり、光学フィルタ等が露出したままでプロジェクタがケースに収納されることなど、光学フィルタ等が傷つく可能性を低減できる。

本発明のさらに別の態様によれば、ホルダを駆動して光学フィルタとカバーとを光路上に切替えて配置する駆動装置をさらに備える。この場合、光学フィルタとカバーとを非手動で光路上に切替えて配置することができる。

本発明の第１実施形態のプロジェクタについて説明する平面図である。 図１のプロジェクタの正面図である。 （Ａ）は、光学フィルタが光路上に配置される第１動作位置を示し、（Ｂ）は、カバーガラスが光路上に配置される第２動作位置を示す。 （Ａ）は、光学フィルタの断面図であり、（Ｂ）は、カバーガラスの断面図であり、（Ｃ）は、光学フィルタの透過波長特性を説明するグラフである。 図１のプロジェクタを制御する回路部分を説明するブロック図である。 図１のプロジェクタの一動作例を説明するフローチャートである。 図１のプロジェクタの別動作例を説明するフローチャートである。 第２実施形態のプロジェクタを説明する平面図である。 図８のプロジェクタの一動作例を説明するフローチャートである。 第３実施形態のプロジェクタを説明する平面図である。 図１０のプロジェクタの一動作例を説明するフローチャートである。 図１０のプロジェクタの別動作例を説明するフローチャートである。 第４実施形態のプロジェクタを説明する平面図である。 図１３のプロジェクタの一動作例を説明するフローチャートである。 第５実施形態のプロジェクタを説明する平面図である。 第６実施形態のプロジェクタを説明する平面図である。 第７実施形態のプロジェクタを説明する平面図である。

〔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の光学系の構成を説明する平面図であり、図２は、本実施形態のプロジェクタの正面図である。

本実施形態のプロジェクタ１００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光学像を形成し、この光学像をスクリーン上に拡大投射するための光学機器である。このプロジェクタ１００は、光源装置１０と、均一化光学系２０と、色分離導光光学系３０と、光変調部４０と、クロスダイクロイックプリズム５０と、投射レンズ６０と、外装ケース７０とを備える。ここで、光源装置１０及び均一化光学系２０は、照明装置を構成する。また、光変調部４０は、３つの液晶ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃを含む。各液晶ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、異なる色光をそれぞれ変調する液晶表示装置である。

上記プロジェクタ１００において、光源装置１０は、放電発光型の発光管１１と、楕円面型のリフレクタ１２と、球面型の副鏡１３と、平行化レンズ１４とを備える。発光管１１から周囲に放射された光束は、リフレクタ１２で直接反射され、或いは副鏡１３で反射された後にリフレクタ１２でさらに反射されて収束光束となる。この収束光束は、平行化レンズ１４によって平行光束とされて、前方側すなわち均一化光学系２０の第１レンズアレイ２３に入射する。なお、上述した楕円面型のリフレクタ１２に代えて、放物面等の各種凹面鏡を用いることができる。放物面の凹面鏡を用いた場合、リフレクタ１２の後段に平行化レンズ１４等を設けなくとも、光源装置１０から平行光束を射出させることが可能となる。

均一化光学系２０は、均一化された照度の照明光を光変調部４０に供給する。この均一化光学系２０は、光源装置１０から射出された光束を適当な状態に分割する第１及び第２レンズアレイ２３，２４と、両レンズアレイ２３，２４を経た複数の光束を重畳させる重畳レンズ２５と、重畳レンズ２５に入射する光束の偏光方向を揃える偏光変換装置２７とを備える。まず、第１及び第２レンズアレイ２３，２４は、それぞれシステム光軸ＳＡに直交する面内で２次元的にマトリクス状に配置された複数の要素レンズからなる。このうち、第１レンズアレイ２３を構成する要素レンズによって、平行化レンズ１４を経た光束は、複数の部分光束に分割される。また、第２レンズアレイ２４を構成する要素レンズによって、第１レンズアレイ２３からの各部分光束は、適当な発散角で射出される。重畳レンズ２５は、第２レンズアレイ２４から射出され偏光変換装置２７を経た部分光束を全体として適宜収束させて、後段の液晶ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃの被照明領域すなわち表示領域で重畳させる。つまり、第１及び第２レンズアレイ２３，２４と、重畳レンズ２５とは、照明光を均一化するためのインテグレータ光学系として機能している。偏光変換装置２７は、第１レンズアレイ２３により分割され第２レンズアレイ２４を経た各部分光束の偏光方向を一方向の直線偏光に揃える役割を有する。この偏光変換装置２７は、ＰＢＳや波長板を含みＹ方向にそれぞれ延びる例えば４つのプリズム要素をＸ方向に配列した構造を有するプリズムアレイである。なお、プリズムアレイを構成するプリズム要素の数は、４つに限らずプロジェクタ１００の仕様に応じて適宜変更することができる。

色分離導光光学系３０は、第１及び第２ダイクロイックミラー３１ａ，３１ｂと、反射ミラー３２ａ，３２ｂ，３２ｃと、３つのフィールドレンズ３３ａ，３３ｂ，３３ｃとを備え、均一化光学系２０から出射した照明光を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）の３色に分離するとともに、各色光を後段の液晶ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃへ導く。より詳しく説明すると、まず、第１ダイクロイックミラー３１ａは、ＲＧＢの３色のうちＲ光を反射しＧ光及びＢ光を透過させる。また、第２ダイクロイックミラー３１ｂは、ＧＢの２色のうちＧ光を反射しＢ光を透過させる。この色分離導光光学系３０において、第１ダイクロイックミラー３１ａで反射されたＲ光は、反射ミラー３２ａを経て入射角調節用のフィールドレンズ３３ａに入射する。また、第１ダイクロイックミラー３１ａを透過し、第２ダイクロイックミラー３１ｂで反射されたＧ光は、入射角調節用のフィールドレンズ３３ｂに入射する。さらに、第２ダイクロイックミラー３１ｂを通過したＢ光は、リレーレンズＬＬ１，ＬＬ２及び反射ミラー３２ｂ，３２ｃを経て入射角調節用のフィールドレンズ３３ｃに入射する。

光変調部４０において、各液晶ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、非発光型の光変調装置として、入射した照明光の空間的強度分布を変調する。液晶ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、色分離導光光学系３０から射出された各色光に対応してそれぞれ照明される３つの液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃと、各液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃの入射側にそれぞれ配置される３つの第１偏光フィルタ４２ａ，４２ｂ，４２ｃと、各液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃの射出側にそれぞれ配置される３つの第２偏光フィルタ４３ａ，４３ｂ，４３ｃとを備える。

この光変調部４０において、第１ダイクロイックミラー３１ａで反射されたＲ光は、第１光路ＯＰ１上のフィールドレンズ３３ａ等を介して液晶ライトバルブ４０ａに入射し、液晶ライトバルブ４０ａを構成する液晶パネル４１ａ上の表示領域を照明する。第１ダイクロイックミラー３１ａを透過し、第２ダイクロイックミラー３１ｂで反射されたＧ光は、第２光路ＯＰ２上のフィールドレンズ３３ｂ等を介して液晶ライトバルブ４０ｂに入射し、液晶ライトバルブ４０ｂを構成する液晶パネル４１ｂ上の表示領域を照明する。第１及び第２ダイクロイックミラー３１ａ，３１ｂの双方を透過したＢ光は、第３光路ＯＰ３上のフィールドレンズ３３ｃ等を介して液晶ライトバルブ４０ｃに入射し、液晶ライトバルブ４０ｃを構成する液晶パネル４１ｃ上の表示領域を照明する。各液晶パネル４１ａ〜４１ｃは、入射した照明光の状態の空間的分布を変調し、各液晶パネル４１ａ〜４１ｃにそれぞれ入射した３色の光は、画素単位で偏光状態を調節される。この際、第１偏光フィルタ４２ａ〜４２ｃによって、各液晶パネル４１ａ〜４１ｃに入射する照明光の偏光方向が調整されるとともに、第２偏光フィルタ４３ａ〜４３ｃによって、各液晶パネル４１ａ〜４１ｃから射出される変調光から所定の偏光方向の変調光が取り出される。以上により、各液晶ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、それぞれに対応する各色の変調光すなわち像光を形成する。

クロスダイクロイックプリズム５０は、像光用の光合成光学系として、各液晶ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃからの各色の像光を合成する。より詳しく説明すると、クロスダイクロイックプリズム５０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、Ｘ字状に交差する一対の誘電体多層膜５１ａ，５１ｂが形成されている。一方の第１誘電体多層膜５１ａは、Ｒ光を反射し、他方の第２誘電体多層膜５１ｂは、Ｂ光を反射する。クロスダイクロイックプリズム５０は、液晶ライトバルブ４０ａからのＲ光を誘電体多層膜５１ａで反射して進行方向右側に射出させ、液晶ライトバルブ４０ｂからのＧ光を誘電体多層膜５１ａ，５１ｂを介して直進・射出させ、液晶ライトバルブ４０ｃからのＢ光を誘電体多層膜５１ｂで反射して進行方向左側に射出させる。このようにして、クロスダイクロイックプリズム５０によりＲ光、Ｇ光及びＢ光が合成され、カラー画像による画像光である合成光が形成される。

投射レンズ６０は、投射部であり、クロスダイクロイックプリズム５０を経て形成された合成光による画像光を所望の拡大率で拡大してスクリーン（不図示）上にカラーの画像を投射する。この際、投射レンズ６０を経た画像光は、射出側光路ＯＰ４に沿って外装ケース７０の投射窓装置７２を通過する。なお、投射レンズ６０は、レンズのみで構成されるものに限らず、ミラー等を含む光学系からなる投射部とできる。

外装ケース７０は、ケース本体７１と、投射窓装置７２とを備える。ここで、ケース本体７１は、上述の光源装置１０、均一化光学系２０、色分離導光光学系３０、光変調部４０、クロスダイクロイックプリズム５０、及び投射レンズ６０で構成される光学系部分を収納して、これらを外部から保護する。投射窓装置７２は、光学フィルタとしての色フィルタ７４ａと光透過性のカバーガラス７４ｂとを組み込んだホルダを具体化したものである。ここで、色フィルタ７４ａは、透過光の波長分布の調整機能を有する光学フィルタであり、光路上に配置することで色再現性を優先した投射を行うことができる。投射窓装置７２は、ケース本体７１のフロントパネル７１ａにはめ込まれて固定され、投射レンズ６０の前面を保護するとともに投射光の色調を状況に応じて調整する機能を有する。このため、投射窓装置７２は、色フィルタ７４ａ及びカバーガラス７４ｂを隣接させて配置し支持する可動部材７４と、可動部材７４をスライド移動可能に保持するガイド部材７５と、可動部材７４に駆動力を付与して必要なタイミングでスライド移動させる駆動装置７８とを備える。なお、投射窓装置７２の正面は、図２に示すように、遮蔽体によって全体的に覆われているが、投射レンズ６０に対向する位置に投射光を通過させるための円形の開口７２ｃを有する。

投射窓装置７２において、可動部材７４は、色フィルタ７４ａ及びカバーガラス７４ｂのほかに、これら色フィルタ７４ａ及びカバーガラス７４ｂを同一平面内に支持するフレーム７４ｃを備える。フレーム７４ｃは、後に詳述するガイド部材７５に案内されてシステム光軸ＳＡ方向に垂直なＺ方向に往復移動可能になっている。この結果、可動部材７４は、図３（Ａ）に示すように色フィルタ７４ａの中心がシステム光軸ＳＡ上に配置される第１動作位置と、図３（Ｂ）に示すようにカバーガラス７４ｂの中心がシステム光軸ＳＡ上に配置される第２動作位置とのいずれかに切り換えて配置される。この際、可動部材７４が移動するＺ方向は、投射レンズ６０の光軸に垂直で、ケース本体７１の底面が広がるＸＺ面に平行となっている。なお、可動部材７４は、例えばユーザがフロントパネル７１ａから突起するノブ７４ｄを操作することによって移動可能になっている。このノブ７４ｄは、可動部材７４のフレーム７４ｃ上に固定されており、動作位置の切り換え時に、フロントパネル７１ａに形成されたスロット７２ｄに沿って移動する。

ガイド部材７５は、可動部材７４をシステム光軸ＳＡに略垂直な状態となるように保持するとともに、可動部材７４を図３（Ａ）に示す第１動作位置と図３（Ｂ）に示す第２動作位置との間で往復移動するように案内する。このため、ガイド部材７５は、Ｚ方向に延びフレーム７４ｃの上下縁部分と嵌合する案内溝（不図示）等を有する。

なお、ガイド部材７５は、可動部材７４を第１動作位置と第２動作位置との中間位置に配置することもできるが、例えば不図示のラッチ等によって、可動部材７４を第１動作位置と第２動作位置とにおいてのみ安定して保持できるものとする。この場合、色フィルタ７４ａ及びカバーガラス７４ｂのいずれか一方がシステム光軸ＳＡ上にアライメントして配置されることになる。また、ガイド部材７５は、フレーム７４ｃを僅かに傾斜した状態に保持することができる。この場合、色フィルタ７４ａやカバーガラス７４ｂがシステム光軸ＳＡに垂直ではなく、僅かに垂直からずれた状態で配置されることになる。色フィルタ７４ａやカバーガラス７４ｂを例えば傾斜角１〜１０°程度傾斜させることにより、色フィルタ７４ａやカバーガラス７４ｂからの反射光が投射レンズ６０、光変調部４０等に戻されて画質劣化の原因となることを防止できる。

駆動装置７８は、詳細な説明を省略するが、モータや機械機構を備えている。駆動装置７８は、例えばユーザの遠隔操作によってその動作を制御できるようになっており、可動部材７４を第１動作位置と第２動作位置とに必要なタイミングで移動させることができる。

投射窓装置７２の役割について説明すると、可動部材７４が図３（Ａ）の第１動作位置にあるとき、投射レンズ６０の正面に色フィルタ７４ａが配置される結果として、投射光を特定の波長域で減光することになり、色再現性を改善することができる。また、可動部材７４が図３（Ｂ）の第２動作位置にあるとき、投射レンズ６０の正面に開口７２ｃを塞ぐようにカバーガラス７４ｂが配置される結果として、投射光を実質的に減光することなく投射レンズ６０を覆うことで、投射レンズ６０を直接的に保護することができる。なお、投射レンズ６０の射出側の第１レンズ６１は、最近の広角化の要求に対応するためプラスチックや傷付きやすい特殊な材料で形成される場合が多くなっているが、色フィルタ７４ａやカバーガラス７４ｂのいずれか一方が正面にあるため、外的な要因から保護される。つまり、投射レンズ６０は、前面側を投射窓装置７２によって移動時等に限らず常時覆われており、投射レンズ６０に傷等が発生することが確実に防止される。また、投射レンズ６０の表面にゴミが付着し或いは投射レンズ６０内部にゴミが進入することを防止できる。なお、例えば色フィルタ７４ａが比較的損傷しやすいものである場合には、プロジェクタ１００の非使用時において、可動部材７４を第１動作位置に移動させておくことで、カバーガラス７４ｂは、投射レンズ６０の保護をするカバーとして機能する。

図４（Ａ）は、色フィルタ７４ａの構造を説明する断面図であり、図４（Ｂ）は、カバーガラス７４ｂの構造を説明する断面図である。

まず、図４（Ａ）の色フィルタ７４ａは、平板状の光透過基板８１の両平面上に、光フィルタ層８２ａと反射防止膜８２ｂとを設けたものである。光透過基板８１は、波長特性を特に有しない白板ガラス等のガラス材料で形成された平板であり、射出側の平坦面８１ａ上に上記光フィルタ層８２ａが形成されており、入射側の平坦面８１ｂ上に上記反射防止膜８２ｂが形成されている。光フィルタ層８２ａは、誘電体多層膜からなり、例えば図４（Ｃ）のような透過波長特性を有する。つまり、光フィルタ層８２ａは、色フィルタ７４ａに入射した投射光のうち、Ｇ色の波長域の光束のみを適宜減光する。反射防止膜８２ｂは、誘電体の単層膜又は多層膜からなり、色フィルタ７４ａに入射した投射光が光透過基板８１の平坦面８１ｂで反射されることを防止する。なお、反射防止膜８２ｂの透過波長特性は、図示を省略するが、例えばＲ色の反射防止を優先したものとする。つまり、ＲＧＢの各色の反射を防止する一様な波長特性とすることもできるが、光フィルタ層８２ａでＧ色の減光が行われるので、反射防止膜８２ｂに光フィルタ層８２ａの機能を一部分担させると考えれば、反射防止膜８２ｂをＲ光の反射のみ防止するもの、或いはＲ光及びＢ光の反射のみ防止するものとできる。

図４（Ｂ）のカバーガラス７４ｂは、波長特性を特に有しない白板ガラス等のガラス材料で形成された平板状の光透過基板８１で構成される。光透過基板８１の射出側の平坦面８１ａ上に反射防止膜８２ｃが形成されており、光透過基板８１の入射側の平坦面８１ｂ上にも反射防止膜８２ｂが形成されている。反射防止膜８２ｃ，８２ｂの透過波長特性は、例えばＲＧＢの各色の反射を一様に防止する波長依存性の少ないものとする。

以上において、色フィルタ７４ａのシステム光軸ＳＡに沿った光路長は、カバーガラス７４ｂのシステム光軸ＳＡに沿った光路長と等しくなっている。つまり、色フィルタ７４ａの厚みを屈折率で積分した光学的距離は、カバーガラス７４ｂの厚みを屈折率で積分した光学的距離と等しくなっている。また、投射レンズ６０の射出端から光路上の色フィルタ７４ａの入射面までの距離は、投射レンズ６０の射出端から光路上のカバーガラス７４ｂの入射面までの距離と等しくなっている。これにより、色フィルタ７４ａとカバーガラス７４ｂとを切替えてシステム光軸ＳＡ上に配置しても、投射レンズ６０による投射像の結像状態がほとんど変化しなくなる。

図５は、図１のプロジェクタ１００の動作を制御するための回路部分９０等を概念的に説明するブロック図である。この回路部分９０は、外部から入力されたビデオ信号等の信号に対して必要な画像処理を施すための画像処理部９２と、画像処理部９２の出力に基づいて各液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃを駆動するパネル駆動部９３と、投射窓装置７２の状態を検出する位置センサ９６と、投射窓装置７２用の駆動装置７８の動作を制御する投射窓駆動部９７と、ユーザが操作するためのキー入力部９８と、これらの動作を統括的に制御する主制御部９９とを備える。

以上の回路部分９０のうち、画像処理部９２は、ビデオ信号をパネル駆動部９３の動作に適する信号に変換するための部分で、入力された画像信号に対して適宜補正処理を行う画像補正回路９２ａを備える。画像処理部９２すなわち画像補正回路９２ａは、主制御部９９からの指令に基づいて、ビデオ信号に対して諧調補正、色補正、色ムラ補正、歪補正等の各種画像処理を行う。

パネル駆動部９３は、画像処理部９２から出力された画像処理後の画像信号に基づいて各液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃの表示状態を調節する駆動信号を発生する。これにより、画像処理部９２から出力された画像信号に対応して、液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃを組み込んだ各色の液晶ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃにおいて、透過率分布としての画像（動画や静止画）を形成することができる。

位置センサ９６は、投射窓装置７２の可動部材７４が図３（Ａ）の第１動作位置にあるか、可動部材７４が図３（Ｂ）の第２動作位置にあるかを検出する。つまり、位置センサ９６は、色フィルタ７４ａとカバーガラス７４ｂとのいずれか投射レンズ６０の正面の射出側光路ＯＰ４上にあるかを検出して、その検出結果を主制御部９９に出力する。

投射窓駆動部９７は、主制御部９９からの制御信号に基づいて駆動装置７８に必要なタイミングで電力を供給し、可動部材７４を第１動作位置又は第２動作位置にスライド移動させ、色フィルタ７４ａとカバーガラス７４ｂとの切換を行う。

キー入力部９８は、ユーザ用の操作部であり、主制御部９９に対してユーザの指示を入力するための入力装置として機能する。ユーザは、キー入力部９８を操作することによって、プロジェクタ１００による投射状態の一般的な調節を行うことができる。また、ユーザは、キー入力部９８を操作することによって、投射窓駆動部９７に窓の切換動作を行わせることができる。つまり、キー入力部９８の操作によって、可動部材７４を第１動作位置又は第２動作位置に配置することができ、投射レンズ６０の正面の射出側光路ＯＰ４上に色フィルタ７４ａ又はカバーガラス７４ｂを択一的に配置することができる。なお、キー入力部９８は、同様の機能を有するリモコン操作装置に置き換えることができ、或いは、かかるリモコン操作装置と併用することができる。

主制御部９９は、制御装置としてプロジェクタ１００の全体的な動作を制御するものであり、マイクロコンピュータ等からなるとともに、プロジェクタ１００の動作に必要な各種データを保持するための記憶部９９ａを内蔵する。記憶部９９ａは、プロジェクタ１００を動作させるための各種プログラム等を記憶しており、プロジェクタ１００の動作状態を適切に維持する。主制御部９９は、可動部材７４が第１及び第２動作位置のいずれに配置されているか、すなわち色フィルタ７４ａとカバーガラス７４ｂとのいずれが投射レンズ６０の射出側光路ＯＰ４上に配置されているかに応じて、光変調部４０による照明光の変調状態を適宜調整する。

図６は、図５の回路部分９０の具体的な動作例を説明するフローチャートである。この場合、プロジェクタ１００は、ユーザのキー操作等に応じて投射動作を開始しているものとする。

まず、主制御部９９は、位置センサ９６の検出出力をチェックし、投射窓駆動部９７において窓の切換動作が行われたか否かを検出する（ステップＳ１１）。具体的には、可動部材７４が図３（Ａ）の第１動作位置から図３（Ｂ）の第２動作位置に移動した場合、或いは可動部材７４が図３（Ｂ）の第２動作位置から図３（Ａ）の第１動作位置に移動した場合、窓の切換動作が行われたと判断する。

そして、主制御部９９は、位置センサ９６の検出結果に基づいて処理を変更する（ステップＳ１２）。

位置センサ９６の検出結果から可動部材７４が図３（Ａ）の第１動作位置にあると判断された場合、主制御部９９は、画像処理部９２に対し入力信号の色補正を含む画像処理を行わせ（色調優先モード）、パネル駆動部９３を介して液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃに表示動作を維持させる（ステップＳ１４）。この色調優先モードでの色補正に際しては、例えば主制御部９９の記憶部９９ａ等に保管された諧調調整テーブルが参照される。なお、画像処理部９２の色調優先モードの動作で行われる色補正は、色調優先の色補正となっている。つまり、この状態では、可動部材７４が第１動作位置にあって、色フィルタ７４ａが投射レンズ６０の正面の射出側光路ＯＰ４上にあるので、Ｇ色の画像成分が減光される。よって、色フィルタ７４ａによる減光分を補償するような諧調補正を主に液晶パネル４１ｂに対応するＧ色に関して行うことにより、ＲＧＢの各色の照明光がバランスよく変調され、投射画像の色再現性を良好なものとすることができる。なお、以上の色調優先の色補正は、Ｇ色の諧調補正だけでなく、Ｒ色の諧調補正やＢ色の諧調補正を伴うものとできる。これにより、投射画像の色再現性をさらに良好なものとできる。また、色調優先の色補正は、画像内の色ムラを低減する色ムラ補正、画像内の形状的歪を修正する形状歪補正等の通常の画像処理を伴うものとできる。

一方、位置センサ９６の検出結果から可動部材７４が図３（Ｂ）の第２動作位置にあると判断された場合、主制御部９９は、画像処理部９２に対し入力信号の色補正を含む画像処理を行わせ（輝度優先モード）、パネル駆動部９３を介して液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃに表示動作を維持させる（ステップＳ１５）。この輝度優先モードでの色補正に際しては、例えば主制御部９９の記憶部９９ａ等に保管された諧調調整テーブルが参照される。なお、画像処理部９２の輝度優先モードの動作で行われる色補正は、輝度優先の色補正となっている。つまり、この状態では、可動部材７４が第２動作位置にあって、カバーガラス７４ｂが投射レンズ６０の正面の射出側光路ＯＰ４上にあるので、各色の画像成分は減光されない。しかしながら、高輝度優先であっても可能な限り色調が自然であることは望ましいので、輝度を損なわない範囲で各色に関して諧調補正を行う。なお、以上の輝度優先の色補正は、画像内の色ムラを低減する色ムラ補正、画像内の形状的歪を修正する形状歪補正等を伴うものとできる。また、上記のような輝度優先の色補正を特に行わないで、色ムラ補正、形状歪補正等の通常の画像処理のみを行うこともできる。

以上で説明した色調優先モードや輝度優先モードでの表示に際して、主制御部９９や画像処理部９２は、照明光の変調状態を調整する表示制御装置として機能する。

次に、主制御部９９は、キー入力部９８等の操作をチェックして、ユーザが電源オフの操作を行ったか否かを判断する（ステップＳ２１）。電源オフの操作が行われていなければ、当初のステップＳ１１に戻って以上で説明した動作を繰り返すが、電源オフの操作が行われている場合、次のステップＳ２４に進んで、電源オフ処理のルーチンを実行する。つまり、液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃの表示動作を停止させるとともに、光源装置１０の消灯処理が行われる。

図７は、図６に示す動作の変形例を説明するフローチャートである。この場合、主制御部９９は、予めキー入力部９８等の操作をチェックして、ユーザが表示モードの切換を行ったか否かを判断する（ステップＳ３１）。表示モードの切換があった場合、切換によって選択されたモードに応じて処理を変更する（ステップＳ３２）。すなわち、色調優先モードがユーザによって選択された場合、主制御部９９は、投射窓駆動部９７を介して駆動装置７８を動作させ、可動部材７４を図３（Ａ）に示す第１動作位置に配置する（ステップＳ３４）。その後、主制御部９９は、画像処理部９２に対し入力信号の色補正を含む画像処理を色調優先で行わせる（ステップＳ１４）。一方、輝度優先モードがユーザによって選択された場合、主制御部９９は、投射窓駆動部９７を介して駆動装置７８を動作させ、可動部材７４を図３（Ｂ）に示す第２動作位置に配置する（ステップＳ３５）。その後、主制御部９９は、画像処理部９２に対し入力信号の色補正を含む画像処理を輝度優先で行わせる（ステップＳ１５）。

以上の説明から明らかなように、本実施形態のプロジェクタ１００によれば、ホルダとしての投射窓装置７２が、色フィルタ７４ａとカバーガラス７４ｂとを、投射部としての投射レンズ６０の射出側光路ＯＰ４上に択一的に入れ替え可能に保持する。これにより、可動部材７４が第１動作位置にあって色フィルタ７４ａが射出側光路ＯＰ４上に配置されている場合、自動的な判断によって色再現性を優先する色調優先モードで画像投射を行うことができる。また、可動部材７４が第２動作位置にあってカバーガラス７４ｂが射出側光路ＯＰ４上に配置されている場合、自動的な判断によって輝度を優先する輝度優先モードで投射を行うことができる。この際、投射窓装置７２によって色フィルタ７４ａとカバーガラス７４ｂとを投射レンズ６０の射出側光路ＯＰ４上に入れ替えて配置できるので、色フィルタ７４ａやカバーガラス７４ｂを投射窓装置７２とともに省スペースでプロジェクタ１００内に組み込むことができ、プロジェクタ１００の光学エンジン部分の基本構成を変更する必要がない。なお、光学エンジン部分とは、主に色分離導光光学系３０と、光変調部４０と、クロスダイクロイックプリズム５０とを意味するものとする。

〔第２実施形態〕
以下、図８を参照して、第２実施形態のプロジェクタについて説明する。なお、本実施形態のプロジェクタ１００は、第１実施形態のプロジェクタ１００を変形したものであり、特に説明しない部分は第１実施形態と同様であるものとし、図示及び全体の説明を省略する。

本実施形態のプロジェクタ１００は、投射窓装置７２において、光学フィルタとして、通過する光の偏光状態を調整する偏光調整素子である１／４波長板７４ｈを備えている。つまり、可動部材７４は、フレーム７４ｃによって１／４波長板７４ｈと、カバーガラス７４ｂとを同一面上に支持しており、投射窓装置７２は、これら１／４波長板７４ｈ及びカバーガラス７４ｂのいずれか１つを投射レンズ６０の射出側光路ＯＰ４上に択一的に配置可能にしている。また、ここでは、一例として、各液晶ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃのうち、Ｒ光及びＢ光に対応する液晶ライトバルブ４０ａ，４０ｃにおいて、第１偏光フィルタ４２ａ，４２ｃの光路前段に１／２波長板４２ａ，４２ｃ配置している。一方、Ｇ光に対応する液晶ライトバルブ４０ｂには、１／２波長板を設けていない。これにより、Ｒ光及びＢ光と、Ｇ光とで、各液晶ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃにおける偏光状態が異なるものとなっている。

以下、本実施形態のプロジェクタ１００の構成について具体的に説明する。まず、各色光を含む照明光は、偏光変換装置２７により、均一化光学系２０において例えば紙面に垂直なＳ偏光ＳＳに揃えられる。各液晶ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃに入射する各色光のうち、Ｒ光及びＢ光は、１／２波長板４２ａ，４２ｃにより紙面に平行なＰ偏光ＰＰに変換されて液晶パネル４１ａ，４１ｃに入射する。一方、Ｇ光は、Ｓ偏光ＳＳのまま液晶パネル４１ｂに入射する。なお、各液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃや、各第１偏光フィルタ４２ａ，４２ｂ，４２ｃ等は、それぞれ入射する色光の直線偏光の状態に対応した設計となっている。Ｒ光及びＢ光は、液晶パネル４１ａ，４１ｃを経ることにより、画像として投射される光が、Ｐ偏光ＰＰからＳ偏光ＳＳに変換され、クロスダイクロイックプリズム５０に入射する。一方、Ｇ光は、液晶パネル４１ｂを経ることにより、画像として投射される光が、Ｓ偏光ＳＳからＰ偏光ＰＰに変換されクロスダイクロイックプリズム５０に入射する。Ｒ光及びＢ光は、Ｓ偏光ＳＳに変換されていることにより、それぞれに対応するクロスダイクロイックプリズム５０の誘電体多層膜５１ａ，５１ｂに対する反射特性が良好なものとなる。一方、Ｇ光は、Ｐ偏光ＰＰに変換されていることにより、誘電体多層膜５１ａ，５１ｂ双方に対する透過特性が良好なものとなる。つまり、Ｒ光及びＢ光の偏光状態とＧ光の偏光状態とを異なるものとすることで、クロスダイクロイックプリズム５０を通過する際の光のロスを低減している。次に、ダイクロイックプリズム５０及び投射レンズ６０を経た投射光は、投射窓装置７２の１／４波長板７４ｈを通過する。１／４波長板７４ｈの光学軸は、各色光の偏光方向に対して４５°となるように配置されている。これにより、各色光について、当該光学軸に平行な成分と垂直な成分とに１／４波長分の位相差を生じさせ、各色光の偏光状態をいずれも円偏光にしている。これにより、投射光の成分であるＲ光、Ｇ光及びＢ光は、いずれも円偏光となって射出される。

直線偏光の光をスクリーン等の被照射対象に投射する場合、光の入射角度に依存して被照射対象で光が反射する。このため、各色で直線偏光の方向が異なっていると、スクリーンに対する入射角度が比較的大きくなる斜め投射を行う場合や、観察者がスクリーンに対して斜めの位置にいる場合に、投影される画像の色調が偏ったものとなり、輝度ムラや色ムラを発生する可能性がある。これに対して、本実施形態では、１／４波長板７４ｈにより、各色光の偏光状態をいずれも円偏光にしていることで、偏光状態が均一になり、斜め投射等の場合における輝度ムラや色ムラの発生を低減することができる。この際、１／４波長板７４ｈは、投射レンズ６０の外側に設置されるため、例えば液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃから投射レンズ６０までの間のような比較的光密度の高い位置に挿入する場合に比べ、耐久性の良い高価な材料を用いる必要性がなく、比較的安価な材料を用いることができる。また、確実に直線偏光を円偏光に変えるために必要となる１／４波長板７４ｈの角度姿勢の調整も比較的容易に行うことができる。

図９は、本実施形態のプロジェクタ１００の具体的な動作例を説明するフローチャートである。

主制御部９９は、予めキー入力部９８等の操作をチェックして、ユーザが表示モードの切換を行ったか否かを判断する（ステップＳ３１）。表示モードの切換があった場合、切換によって選択されたモードに応じて処理を変更する（ステップＳ１３２）。すなわち、斜め投射に対応した傾斜対応モードがユーザによって選択された場合、主制御部９９は、投射窓駆動部９７を介して駆動装置７８を動作させ、可動部材７４を図８に示す第１動作位置に配置して、画像処理を行わせる（ステップＳ１３４）。一方、正面方向への投射に対応した通常モードがユーザによって選択された場合、主制御部９９は、投射窓駆動部９７を介して駆動装置７８を動作させ、可動部材７４を第２動作位置に配置して（不図示）、画像処理を行わせる（ステップＳ１３５）。次に、主制御部９９は、キー入力部９８等の操作をチェックして、ユーザが電源オフの操作を行ったか否かを判断する（ステップＳ２１）。電源オフの操作が行われていなければ、当初のステップＳ３１に戻って以上で説明した動作を繰り返すが、電源オフの操作が行われている場合、電源オフ処理のルーチンを実行する（ステップＳ２４）。

本実施形態の光学フィルタとして用いる偏光調整素子は、１／４波長板７４ｈに限らず、種々の特性を有するものを適用することが考えられる。一例としては、比較的複屈折の大きな材料（例えば、ニオブ酸リチウム）を用いることで光学ローパスフィルターとして機能させたり、複屈折性を利用してブラックマトリクスを消したりすることも可能である。

なお、１／４波長板７４ｈの材料としては、複屈折性を有する無機材料（水晶など）のほか、複屈折性を有する有機材料（ポリカーボネートなど）を用いることも可能であり、劣化や損傷を防ぐために、非使用時や光学フィルタを介した投射が不要なときには、カバーガラス７４ｂを用いることで、光学フィルタの損傷・劣化を低減することができる。

また、１／４波長板７４ｈは、各色光の偏光状態を直線偏光から円偏光にするとしているが、各色光の偏光状態が、偏光状態の偏りが十分小さければ、完全な円偏光ではなく楕円偏光に変換されるものであってもよい。

〔第３実施形態〕
以下、図１０等を参照して、第３実施形態のプロジェクタについて説明する。なお、本実施形態のプロジェクタ１００は、第１実施形態のプロジェクタ１００を変形したものであり、特に説明しない部分は第１実施形態と同様であるものとする。

図１０に示すように、このプロジェクタ１００に設けた投射窓装置１７２は、色フィルタ７４ａ及びカバーガラス７４ｂに加えて保護用のシャッタ板７４ｘを備える。つまり、可動部材７４は、フレーム７４ｃによって光学フィルタ７４ａと、カバーガラス７４ｂと、シャッタ板７４ｘとを同一面上に支持しており、投射窓装置１７２は、これら部材７４ａ，７４ｂ，７４ｘのいずれか１つを投射レンズ６０の射出側光路ＯＰ４上に択一的に配置可能にしている。なお、可動部材７４が第１動作位置にあって、色フィルタ７４ａが射出側光路ＯＰ４上に配置されている場合、プロジェクタ１００において色フィルタ７４ａによる減光分に対応した色補正が行われ、色調優先の画像が投射される。また、可動部材７４が第２動作位置にあって、カバーガラス７４ｂが射出側光路ＯＰ４上に配置されている場合、プロジェクタ１００において必要な色補正が行われ、輝度優先の画像が投射される。可動部材７４が第３動作位置にあって、保護用のシャッタ板７４ｘが射出側光路ＯＰ４上に配置された場合、可動部材７４により、画像投射が行われていない電源オフ時に投射レンズ６０の前面を保護することができる。なお、電源オフ時にシャッタ板７４ｘが射出側光路ＯＰ４上に配置される結果として、色フィルタ７４ａやカバーガラス７４ｂが投射窓装置１７２内に収納されるので、プロジェクタ１００の移動時や運搬時に色フィルタ７４ａやカバーガラス７４ｂを機械的損傷から保護することができる。つまり、シャッタ板７４ｘは、プロジェクタ１００の非使用時において、可動部材７４を移動させることで、投射レンズ６０等を保護するカバーとして機能する。

図１１は、本実施形態のプロジェクタ１００の具体的な動作例を説明するフローチャートである。

主制御部９９は、投射動作を開始させており、ステップＳ１１で窓の切換動作が行われたことが検出された場合、可動部材７４が第１〜第３動作位置のいずれにあるかを判断し、その判断結果に基づいて処理を変更する（ステップＳ１１２）。

可動部材７４が第１動作位置にあって色フィルタ７４ａが投射レンズ６０を覆っていると判断した場合、主制御部９９は、画像処理部９２に対し色調優先の色補正等を含む画像処理を行わせ、パネル駆動部９３を介して液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃに表示動作を行わせる状態を維持する（ステップＳ１４）。また、可動部材７４が第２動作位置にあってカバーガラス７４ｂが投射レンズ６０を覆っていると判断した場合、主制御部９９は、画像処理部９２に対し輝度優先の色補正等を含む画像処理を行わせ、パネル駆動部９３を介して液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃに表示動作を行わせる状態を維持する（ステップＳ１５）。さらに、可動部材７４が第３動作位置にあってシャッタ板７４ｘが投射レンズ６０を覆っていると判断した場合、主制御部９９は、ステップＳ２４に進んで、電源オフ処理のルーチンを実行する（ステップＳ２４）。つまり、液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃの表示動作を停止させるとともに、光源装置１０の消灯処理が行われる。

表示動作が維持されている場合、主制御部９９は、キー入力部９８等の操作をチェックして、ユーザが電源オフの操作を行ったか否かを判断する（ステップＳ２１）。電源オフの操作が行われていなければ、当初のステップＳ１１に戻って以上で説明した動作を繰り返すが、電源オフの操作が行われている場合、ステップＳ１２２に進んで、可動部材７４が第１〜第３動作位置のいずれにあるかを判断し、その判断結果に基づいて処理を変更する（ステップＳ１２２）。

可動部材７４が第１動作位置又は第２動作位置にあって色フィルタ７４ａ又はカバーガラス７４ｂが投射レンズ６０を覆っていると判断した場合、主制御部９９は、電源のオフ動作を一時的に禁止する（ステップＳ１２５）。つまり、主制御部９９は、投射動作の停止を禁止する停止制御装置として機能する。この際、主制御部９９は、画像処理部９２及びパネル駆動部９３を介して液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃを適宜動作させ、警告表示を行わせる（ステップＳ１２６）。具体的には、シャッタ板７４ｘが閉止しておらず色フィルタ７４ａ又はカバーガラス７４ｂが露出したままであることを告知する文字表示を現在表示中の投射画像に重ねてスクリーン上に投射させる。なお、このような警告表示は、現在表示中の投射画像に代えて行うことができる。

一方、可動部材７４が第３動作位置にあってシャッタ板７４ｘが投射レンズ６０を覆っていると判断した場合、主制御部９９は、直ちに電源オフ処理のルーチンを実行する（ステップＳ２４）。

ステップＳ１２５で電源のオフ動作が一時的に禁止された場合、主制御部９９は、一定時間の経過を待って、ユーザが電源オフの操作を維持しているか否かを判断する（ステップＳ１２７）。電源オフの操作を維持していなければ、当初のステップＳ１１に戻って以上で説明した動作を繰り返す。一方、電源オフの操作が維持されている場合、主制御部９９は、投射窓駆動部９７を介して駆動装置７８を動作させ、可動部材７４を第３動作位置に強制的に切り換える（ステップＳ１２８）。主制御部９９は、可動部材７４が第３動作位置に設置されたことを確認した後、電源オフ処理のルーチンを実行する（ステップＳ２４）。

以上の動作例では、可動部材７４が第３動作位置にある場合にステップＳ１２７でユーザが電源オフの操作を維持しているか否かを判断するが、可動部材７４が第３動作位置にある限り、ユーザによる電源のオフ動作を禁止することもできる。また、可動部材７４が第３動作位置にある場合、ステップＳ１２５〜Ｓ１２７を省略し、可動部材７４を第３動作位置に強制的に切り換えた後（ステップＳ１２８）、電源オフ処理のルーチンを実行することもできる（ステップＳ２４）。

本実施形態において、投射窓装置１７２を、図１に示す投射窓装置７２と、投射窓装置７２とは別に独立して設けたシャッタ装置とで構成することができる。この場合、シャッタ装置のシャッタ板７４ｘと色フィルタ７４ａ及びカバーガラス７４ｂの一方とが投射レンズ６０の射出側光路ＯＰ４上に同時に配置されることになる。よって、図１２のフローチャートに示すように、主制御部９９は、定期的にシャッタ装置が閉止状態か否かを判断する（ステップＳ１２０）。シャッタ装置が閉止状態で保護用のシャッタ板７４ｘが投射レンズ６０を覆っていると判断した場合、主制御部９９は、電源オフ処理のルーチンを実行する（ステップＳ２４）。つまり、液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃの表示動作を停止させるとともに、光源装置１０の消灯処理が行われる。また、主制御部９９は、シャッタ装置が開放状態であっても、ステップＳ２１で電源オフの操作が行われていると判断した場合、シャッタ装置を強制的に閉止状態としシャッタ板７４ｘを投射レンズ６０の射出側光路ＯＰ４上に配置し（ステップＳ１２９）、電源オフ処理のルーチンを実行する（ステップＳ２４）。

〔第４実施形態〕
以下、図１３を参照して、第４実施形態のプロジェクタについて説明する。なお、本実施形態のプロジェクタ１００は、第１実施形態のプロジェクタ１００を変形したものであり、特に説明しない部分は第１実施形態と同様であるものとし、図示及び全体の説明を省略する。

図１３に示すように、このプロジェクタ１００に設けた投射窓装置７２は、色フィルタ７４ａと保護用のシャッタ板７４ｘとを備える。つまり、可動部材７４は、フレーム７４ｃによって色フィルタ７４ａと、シャッタ板７４ｘとを同一面上に支持しており、投射窓装置７２は、これら色フィルタ７４ａ及びシャッタ板７４ｘのいずれか１つを投射レンズ６０の射出側光路ＯＰ４上に択一的に配置可能にしている。なお、可動部材７４が第１動作位置にあって、色フィルタ７４ａが射出側光路ＯＰ４上に配置されている場合、プロジェクタ１００において色フィルタ７４ａによる減光分に対応した色補正が行われ、色調優先の画像が投射される。また、可動部材７４が第２動作位置にあって、保護用のシャッタ板７４ｘが射出側光路ＯＰ４上に配置された場合、可動部材７４により、画像投射が行われていない電源オフ時に投射レンズ６０の前面を保護することができる。なお、電源オフ時にシャッタ板７４ｘが射出側光路ＯＰ４上に配置される結果として、色フィルタ７４ａが投射窓装置７２内に収納されるので、プロジェクタ１００の移動時や運搬時に色フィルタ７４ａを機械的損傷から保護することができる。つまり、可動部材７４を移動させることで、シャッタ板７４ｘを投射レンズ６０や色フィルタ７４ａ等を保護するカバーとして機能させることができる。

図１４は、本実施形態のプロジェクタ１００の具体的な動作例を説明するフローチャートである。主制御部９９は、ステップＳ１１で窓の切換動作が行われたことが検出された場合、可動部材７４が第１及び第２動作位置のいずれにあるかを判断し、その判断結果に基づいて処理を変更する（ステップＳ１１２）。

可動部材７４が第１動作位置にあって色フィルタ７４ａが投射レンズ６０を覆っていると判断した場合、主制御部９９は、画像処理部９２に対し色調優先の画像処理を行わせる状態を維持する（ステップＳ１４）。また、可動部材７４が第２動作位置にあってシャッタ板７４ｘが投射レンズ６０を覆っていると判断した場合、主制御部９９は、電源オフ処理のルーチンを実行する（ステップＳ２４）。表示動作が維持されている場合、主制御部９９は、キー入力部９８等の操作をチェックして、ユーザが電源オフの操作を行ったか否かを判断し（ステップＳ２１）、電源オフの操作が行われている場合、可動部材７４が第１及び第２動作位置のいずれにあるかを判断し、その判断結果に基づいて処理を変更する（ステップＳ１２２）。

可動部材７４が第１動作位置にあって色フィルタ７４ａが投射レンズ６０を覆っていると判断した場合、主制御部９９は、電源のオフ動作を一時的に禁止する（ステップＳ１２５）。この際、主制御部９９は、画像処理部９２及びパネル駆動部９３を介して液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃを適宜動作させ、警告表示を行わせる（ステップＳ１２６）。一方、可動部材７４が第２動作位置にあってシャッタ板７４ｘが投射レンズ６０を覆っていると判断した場合、主制御部９９は、直ちに電源オフ処理のルーチンを実行する（ステップＳ２４）。

ステップＳ１２５で電源のオフ動作が一時的に禁止された場合、主制御部９９は、一定時間の経過を待って、ユーザが電源オフの操作を維持しているか否かを判断し（ステップＳ１２７）、電源オフの操作が維持されている場合、主制御部９９は、投射窓駆動部９７を介して駆動装置７８を動作させ、可動部材７４を第２動作位置に強制的に切り換え（ステップＳ１２８）、電源オフ処理のルーチンを実行する（ステップＳ２４）。

なお、上記実施形態では、投射窓装置７２は、色フィルタ７４ａとシャッタ板７４ｘとのいずれか１つを投射レンズ６０の射出側光路ＯＰ４上に択一的に配置可能としているが、光学フィルタとして、色フィルタ７４ａに代えて、例えば第２実施形態に示す図８の１／４波長板７４ｈを用いることも可能である。

〔第５実施形態〕
以下、図１５を参照して、第５実施形態のプロジェクタについて説明する。なお、本実施形態のプロジェクタ１００は、第３実施形態のプロジェクタ１００を変形したものであり、特に説明しない部分は第３実施形態と同様であるものとし、図示及び全体の説明を省略する。

図１５に示すように、このプロジェクタ１００に設けた投射窓装置１７２は、色フィルタ７４ａ及び保護用のシャッタ板７４ｘに加えて光を素通しさせる開口枠部７４ｙを備える。開口枠部７４ｙは、投射光を直接通過させる例えば円形の光通過開口７４ｚを有する枠体である。つまり、図１５では、図１０のカバーガラス７４ｂに代えて、開口枠部７４ｙを設けた構成となっている。従って、可動部材７４は、色フィルタ７４ａと、シャッタ板７４ｘと、開口枠部７４ｙとを同一面上に支持しており、投射窓装置１７２は、色フィルタ７４ａ、シャッタ板７４ｘ及び開口枠部７４ｙの光通過開口７４ｚのいずれか１つを投射レンズ６０の射出側光路ＯＰ４上に択一的に配置可能にしている。投射窓装置１７２は、光通過開口７４ｚを光路上に配置することで、光を素通しさせることができ、ロスが全く無い状態で投射を行うことができる。

以下、投射窓装置１７２の動作について説明する。可動部材７４が第１動作位置にあって、色フィルタ７４ａが射出側光路ＯＰ４上に配置されている場合、プロジェクタ１００において色フィルタ７４ａによる減光分に対応した色補正が行われ、色調優先の画像が投射される。可動部材７４が第２動作位置にあって、開口枠部７４ｙの光通過開口７４ｚが射出側光路ＯＰ４上に配置されている場合、プロジェクタ１００において必要な色補正が行われ、輝度優先の画像が光のロスの無い明るい状態で投射される。可動部材７４が第３動作位置にあって、保護用のシャッタ板７４ｘが射出側光路ＯＰ４上に配置された場合、可動部材７４により、画像投射が行われていない電源オフ時に投射レンズ６０の前面を保護することができる。なお、電源オフ時にシャッタ板７４ｘが射出側光路ＯＰ４上に配置される結果として、色フィルタ７４ａや開口枠部７４ｙが投射窓装置１７２内に収納されシャッタ板７４ｘが投射レンズ６０前面を覆うので、プロジェクタ１００の移動時や運搬時に、投射レンズ６０や色フィルタ７４ａを機械的損傷から保護することができ、また、開口枠部７４ｙから埃等が侵入することを防止することができる。

なお、本実施形態の具体的な動作例については、第３実施形態において、図１１に示すフローチャートで説明した場合において、図１０のカバーガラス７４ｂを図１５の開口枠部７４ｙに代えたものと同様であるので、詳細な説明を省略する。この際、第３実施形態と同様に、本実施形態においても、図１５において、可動部材７４が第１動作位置にあって色フィルタ７４ａが投射レンズ６０を覆っている、又は可動部材７４が第２動作位置にあって開口枠部７４ｙが投射レンズ６０の後段にある、と判断した場合、主制御部９９は、電源のオフ動作を一時的に禁止するものとできる。つまり、上記の場合、主制御部９９は、投射動作の停止を禁止する停止制御装置として機能する。

また、上記実施形態では、投射窓装置１７２は、色フィルタ７４ａと、シャッタ板７４ｘと、開口枠部７４ｙとのいずれか１つを投射レンズ６０の射出側光路ＯＰ４上に択一的に配置可能としているが、光学フィルタとして、色フィルタ７４ａに代えて、例えば第２実施形態の１／４波長板７４ｈを用いることも可能である。

〔第６実施形態〕
以下、図１６を参照して、第６実施形態のプロジェクタについて説明する。なお、本実施形態のプロジェクタ２００は、第３実施形態のプロジェクタ１００を変形したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態を基本構造として引用する第３実施形態と同様であるものとする。

プロジェクタ２００は、光源１０と、均一化光学系２０と、色分離光学系２３０と、光変調部２４０と、クロスダイクロイックプリズム５０と、投射レンズ６０とを備える。

光変調部２４０は、液晶パネル２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃと、偏光ビームスプリッタ２４３ａ、２４３ｂ、２４３ｃとを備える。ここで、液晶パネル２４１ａと偏光ビームスプリッタ２４３ａとは、照明光のうちＲ光を画像情報に基づいて２次元的に輝度変調するためのＲ色用の液晶ライトバルブ２４０ａを構成する。同様に、液晶パネル２４１ｂと偏光ビームスプリッタ２４３ｂとは、Ｇ色用の液晶ライトバルブ２４０ｂを構成し、液晶パネル２４１ｃと偏光ビームスプリッタ２４３ｃとは、Ｂ色用の液晶ライトバルブ２４０ｃを構成する。なお、各液晶パネル２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃは、入射光の偏光方向を入力信号に応じて画素単位で変化させる光反射型の液晶パネル（画像表示素子）である。

具体的に説明すると、液晶ライトバルブ２４０ａにおいて、偏光ビームスプリッタ２４３ａは、図１の偏光フィルタ４２ａ、４３ａに代えて設けられたものであり、液晶パネル２４１ａに入射させる光の偏光方向と、液晶パネル２４１ａから射出された光の偏光方向とについての調整を行っている。この偏光ビームスプリッタ２４３ａ中には、偏光を分離するための偏光分離膜３ｓが内蔵されている。偏光ビームスプリッタ２４３ａは、入射光のうちシステム光軸ＳＡを含む平面に垂直な方向（図１６の紙面に垂直な方向）のＳ偏光を偏光分離膜３ｓによって反射して液晶パネル２４１ａへと入射させ、液晶パネル２４１ａから射出された変調光のうちシステム光軸ＳＡを含む平面に平行な方向（図１６の紙面に平行な方向）のＰ偏光を偏光分離膜３ｓを介して射出させる。

なお、他の液晶ライトバルブ２４０ｂ，２４０ｃも、液晶ライトバルブ２４０ａと同様の構造を有しており、変調の対象となる照明光の色が異なる点を除いて液晶ライトバルブ２４０ａと同様に動作するので、説明を省略する。

また、色分離光学系２３０において、第１ダイクロイックミラー２３１ａは、ＲＧＢの３色のうちＲ光を反射しＧ光及びＢ光を透過させる。また、第２ダイクロイックミラー２３１ｂは、ＧＢの２色のうちＧ光を反射しＢ光を透過させる。この色分離導光光学系３０において、第１ダイクロイックミラー２３１ａで反射されたＲ光は、液晶ライトバルブ２４０ａに入射する。また、第１ダイクロイックミラー２３１ａを透過し、第２ダイクロイックミラー２３１ｂで反射されたＧ光は、液晶ライトバルブ２４０ｂに入射する。さらに、第２ダイクロイックミラー２３１ｂを透過したＢ光は、液晶ライトバルブ２４０ｃに入射する。

本実施形態でも、投射窓装置１７２により、色フィルタ７４ａと、カバーガラス７４ｂと、シャッタ板７４ｘとのいずれか１つを、投射レンズ６０の射出側光路ＯＰ４上に択一的に配置可能にしている。なお、投射窓装置１７２は、図１等に示す簡単な構造の投射窓装置７２に置き換えることができる。また、光学フィルタについても、色フィルタのほか、ポリイミド等の種々のものを適用することができる。

〔第７実施形態〕
以下、図１７を参照して、第７実施形態のプロジェクタについて説明する。なお、本実施形態のプロジェクタ３００は、第３実施形態のプロジェクタ１００を変形したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態を基本構造として引用する第３実施形態と同様であるものとする。

プロジェクタ３００は、光源３１０と、照明光学系３２０と、光変調部３４０と、投射レンズ６０とを備える。ここで、光源３１０は、放電発光型の発光管１１と、放物面型のリフレクタ１２と、集光レンズ３１４とを備える。また、照明光学系３２０は、カラーホイール３２６と、ロッドインテグレータ３２８と、重畳レンズ３２９とを備える。光変調部３４０は、フィールドレンズ３４１とデジタル・マイクロミラー・デバイス３４２とを備える。デジタル・マイクロミラー・デバイス３４２は、反射方向制御型の光変調装置である。

動作について説明すると、光源３１０から射出された照明光は、カラーホイール３２６に入射する。カラーホイール３２６は、不図示のモータによって回転可能になっており、光源３１０に対向配置されるフィルタ面３２６ａには、ＲＧＢの３色若しくは透明部（白色）を含めた４色のフィルタが扇状に形成されている。フィルタ面３２６ａは、入射した照明光をＲＧＢの３色に時系列的に色分割等して射出する。カラーホイール３２６を経た照明光は、集光された状態でロッドインテグレータ３２８の入射面ＩＰに入射し、ロッドインテグレータ３２８内で伝搬される際に光束の分割が行われるとともに、分割された光束が一旦重ね合わされた状態で入射面ＩＰから射出される。ロッドインテグレータ３２８から射出された照明光は、重畳レンズ３２５を経た後、ミラー３２９により折り曲げられて、光変調部３４０を均一に照明する。デジタル・マイクロミラー・デバイス３４２は、これに入射する照明光を、画像信号に応じて各画素に対応するマイクロミラーで必要な期間だけ反射することにより、反射光としての画像光を投射光学系の方向に射出する。デジタル・マイクロミラー・デバイス３４２から射出される像光は、フィールドレンズ３４１を介し、投射レンズ６０によって不図示のスクリーンに投射される。

本実施形態でも、投射窓装置１７２により、色フィルタ７４ａと、カバーガラス７４ｂと、シャッタ板７４ｘとのいずれか１つを、投射レンズ６０の射出側光路ＯＰ４上に択一的に配置可能にしている。なお、投射窓装置１７２は、図１等に示す簡単な構造の投射窓装置７２に置き換えることができる。

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。

例えば、上記実施形態では、色フィルタ７４ａとカバーガラス７４ｂとが平板状であるとしたが、これらを球面等で構成される曲率を有するものとできる。

また、色フィルタ７４ａ及びカバーガラス７４ｂを備える可動部材７４をガイド部材７５によって直線的に往復移動させる必要はなく、ターレット機構を利用して回転移動させることもできる。

また、上記実施形態では、Ｇ光減光用の色フィルタ７４ａを射出側光路ＯＰ４上に配置した場合に、画像処理部９２に色調優先モード色補正を行わせているが、色フィルタ７４ａを他の色を減光させるものとできる。例えば、緑等の有色の黒板に投射を行う場合、色フィルタ７４ａは、黒板の色をキャンセルするような色補正を行うものとする。この際、画像処理部９２に階調制御によって色補正を行わせることもできる。

また、上記第１実施形態では、色フィルタ７４ａ及びカバーガラス７４ｂのいずれを射出側光路ＯＰ４上に配置した状態でも、電源オフを許容しているが、色フィルタ７４ａの保護がより望ましいことを考慮すると、色フィルタ７４ａを射出側光路ＯＰ４上に配置した状態では電源オフを禁止することもできる。この際の処理は、図９で説明したステップＳ１２５，Ｓ１２６，Ｓ１２７，Ｓ１２８，Ｓ２４と同様となる。ただし、強制的な電源オフでは、シャッタ板７４ｘではなくカバーガラス７４ｂを射出側光路ＯＰ４上に配置することになる。

また、上記第２実施形態では、偏光調整素子として、１／４波長板等を用いているが、この他にも、例えば３Ｄ効果のために１／２波長板を用いるといったことも可能である。

また、上記実施形態では、色フィルタ７４ａによってＧ光を減光するものとしたが、光源に合わせて他のＲ光やＢ光を減光することもできる。この際、単一の色フィルタ７４ａによって２色以上の波長域で減光を行うこともできる。また、色フィルタ７４ａとして、可視波長域で一様に減光する減光フィルタを適用させることもできる。

また、均一化光学系２０において、第１及び第２レンズアレイ２３，２４に代えてロッドインテグレータを用いることができ、或いは第１及び第２レンズアレイ２３，２４や重畳レンズ２５を省略することもできる。

また、上記実施形態の光源装置１０に用いるランプとしては、高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等種々のものが考えられる。また、光源装置１０は、副鏡１３を有しないタイプの光源とすることができる。

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等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。

また、上記実施形態では、第１〜第６実施形態において、３つの液晶パネル４１ａ〜４１ｃ，２４１ａ〜２４１ｃを用いたプロジェクタ１００，２００の例を挙げたが、本発明は、１つ又は２つの液晶パネルのみを用いたプロジェクタ、４つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクタにも適用可能である。

１０…光源装置、 ２０…均一化光学系、 ２５…重畳レンズ、 ２７…偏光変換装置、 ３０…色分離導光光学系、 ３１ａ，３１ｂ…ダイクロイックミラー、 ４０…光変調部、 ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ…液晶ライトバルブ、 ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ…液晶パネル、 ４２ａ〜４２ｃ…第１偏光フィルタ、 ４３ａ〜４３ｃ…第２偏光フィルタ、 ５０…クロスダイクロイックプリズム、 ６０…投射レンズ、 ７０…外装ケース、 ７１…ケース本体、 ７２…投射窓装置、 ７４…可動部材、 ７４ａ…色フィルタ、 ７４ｂ…カバーガラス、 ７４ｃ…フレーム、 ７４ｈ…１／４波長板、 ７４ｘ…シャッタ板、 ７４ｙ…開口枠部、 ７４ｚ…光通過開口、 ７５…ガイド部材、 ７８…駆動装置、 ８１…光透過基板、 ８２ａ…光フィルタ層、 ８２ｃ，８２ｂ…反射防止膜、 ９２…画像処理部、 ９２ａ…画像補正回路、 ９３…パネル駆動部、 ９６…位置センサ、 ９７…投射窓駆動部、 ９９…主制御部、 １００，２００，３００…プロジェクタ、 １７２…投射窓装置、 ＯＰ１…第１光路、 ＯＰ２…第２光路、 ＯＰ３…第３光路、 ＯＰ４…射出側光路、 ＳＡ…システム光軸

Claims (14)

1. 照明光を変調する光変調部と、
   前記光変調部を経て変調された画像光を投射する投射部と、
   光学フィルタとカバーとを、前記投射部の射出側の光路上に択一的に入れ替え可能に保持するホルダと、
   少なくとも前記光学フィルタが前記投射部の射出側の光路上で露出する場合、投射動作の停止を禁止する停止制御装置と、
   を備えるプロジェクタ。
2. 前記光学フィルタは、透過光の波長分布を調整する色フィルタである、請求項１に記載のプロジェクタ。
3. 前記色フィルタの射出面には、透過波長特性が非一様な誘電体多層膜が形成され、前記色フィルタの入射面には、反射防止膜が形成されている、請求項２に記載のプロジェクタ。
4. 前記光学フィルタは、通過光の偏光状態を調整する偏光調整素子である、請求項１に記載のプロジェクタ。
5. 前記偏光調整素子は、１／４波長板である、請求項４に記載のプロジェクタ。
6. 前記カバーは、少なくとも光透過性のカバーガラスを含んで構成される、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。
7. 前記カバーガラスの射出面及び入射面には、反射防止膜が形成されている、請求項６に記載のプロジェクタ。
8. 前記光学フィルタと前記カバーガラスとは、投射光に対して互いに等しい光路長を有し、前記投射部から等距離の位置にそれぞれ配置されている、請求項６及び請求項７のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
9. 前記カバーは、保護用のシャッタ板をさらに含んで構成され、
   前記ホルダは、前記光学フィルタと前記カバーガラスと前記シャッタ板とを前記投射部の射出側の光路上に択一的に入れ替え可能に保持する、請求項６から請求項８までのいずれか一項に記載のプロジェクタ。
10. 前記光学フィルタは、前記色フィルタであり、
    前記色フィルタと前記カバーガラスとのいずれが前記投射部の射出側の光路上に配置されているかに応じて、前記光変調部の変調状態を調整する表示制御装置をさらに備える、請求項６から請求項９までのいずれか一項に記載のプロジェクタ。
11. 前記ホルダは、投射光を直接通過させるための光通過開口をさらに備え、前記光学フィルタと前記カバーと前記光通過開口とを前記投射部の射出側の光路上に択一的に入れ替え
    可能に保持する、請求項１から請求項１０までのいずれか一項に記載のプロジェクタ。
12. 前記ホルダは、前記投射部の光軸に略垂直な方向に並列して少なくとも前記光学フィルタと前記カバーとを保持し、前記光軸に略垂直な方向に前記光学フィルタと前記カバーとをスライド移動させる、請求項１から請求項１１までのいずれか一項に記載のプロジェクタ。
13. 前記ホルダは、少なくとも前記光学フィルタを前記投射部の光軸に対して所定の傾斜角だけ傾斜させた状態で保持する、請求項１２に記載のプロジェクタ。
14. 前記ホルダを駆動して前記光学フィルタと前記カバーとを光路上に切替えて配置する駆動装置をさらに備える、請求項１から請求項１３までのいずれか一項に記載のプロジェクタ。

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