JP4141938B2

JP4141938B2 - プロジェクタ

Info

Publication number: JP4141938B2
Application number: JP2003379912A
Authority: JP
Inventors: 寛治吉田; 穣児唐澤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-11-10
Filing date: 2003-11-10
Publication date: 2008-08-27
Anticipated expiration: 2023-11-10
Also published as: TW200527112A; US20050128439A1; KR100691071B1; JP2005141152A; TWI287165B; EP1530378A2; EP1530378A3; KR20050045863A; US7168812B2; CN100390659C; CN1617043A

Description

本発明は、液晶表示パネルその他の表示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例えば緑色の光路上にこの緑色を吸収する、または反射する減光フィルタを配置することにより、この緑色の光量を減少させて目的とするホワイトバランスを達成するものが存在する（特許文献１参照）。
特開平１０−３１１９６８

しかし、上記のようなプロジェクタにおいて、その組み立て後に減光フィルタの透過率を微調整したい場合があるが、この場合減光フィルタ等を交換するしかない。

なお、減光フィルタを反射型の減光フィルタに置き換えることも可能であるが、反射光によって迷光が発生する可能性があり、かかる迷光が輝度ムラ発生の原因となってしまう。

そこで、本発明は、組み立て後の微調整が容易で、迷光によって画像の劣化が生じにくい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、（ａ）照明光を射出する照明装置と、（ｂ）照明装置からの照明光によって照明される光変調装置と、（ｃ）光変調装置からの像光を投射する投射光学系と、（ｄ）光変調装置の前段に配置されて当該光変調装置に入射する照明光の強度を減衰させる反射型の減光フィルタと、（ｅ）減光フィルタを光軸に対して所定角だけ傾斜させて保持する保持手段とを備える。

上記プロジェクタでは、保持手段が、光変調装置に入射する照明光の強度を減衰させる反射型の減光フィルタを光軸に対して所定角だけ傾斜させて保持するので、減光フィルタの表面での反射光が光路外に逸れることになり、このような反射に起因して迷光が発生し投射像に輝度ムラが発生することを防止できる。また、後段の投射光学系にかけての光路上に配置されたレンズ要素等からの戻り光に起因して意図しない集光が生じる場合であっても、かかる迷光に起因する集光が傾斜状態に保持された減光フィルタでの反射によって光路外に導かれる。よって、レンズ要素等を介しての多重反射による戻り光によって迷光が発生することを防止でき、照明の不均一すなわち輝度ムラが発生することを防止できる。なお、減光フィルタを反射型とすることで、減光フィルタに熱が蓄積することを防止でき、減光フィルタの特性を長期間安定して維持することができるので、輝度むらの少ない投射画像を形成することができる。

また、本発明に係る第２のプロジェクタは、（ａ）各色の照明光を射出する照明装置と、（ｂ）各色の照明光によってそれぞれ照明される各色の光変調装置と、（ｃ）各色の光変調装置からの各色の像光を合成して射出させる光合成部材と、（ｄ）光合成部材を経た像光を投射する投射光学系と、（ｅ）各色の光変調装置のうち少なくとも１つの前段に配置されて当該少なくとも１つの光変調装置に入射する照明光の強度を減衰させる反射型の減光フィルタと、（ｆ）減光フィルタを光軸に対して所定角だけ傾斜させて保持する保持手段とを備える。

上記プロジェクタでは、保持手段が、少なくとも１つの光変調装置に入射する照明光の強度を減衰させる反射型の減光フィルタを光軸に対して所定角だけ傾斜させて保持するので、減光フィルタの表面での反射に起因して迷光が発生し輝度ムラや色ムラを生じさせることを防止できる。また、後段の投射光学系にかけての光路上に配置されたレンズ要素等からの戻り光に起因して意図しない集光が生じる場合であっても、かかる迷光に起因する集光が傾斜状態に保持された減光フィルタでの反射によって光路外に導かれる。よって、レンズ要素等からの戻り光によって迷光が発生することを防止でき、投射像に輝度ムラや色ムラが発生することを防止できる。なお、減光フィルタを反射型とすることで、減光フィルタに熱が蓄積することを防止でき、減光フィルタの特性を長期間安定して維持することができ、輝度むらの少ないカラー投射画像を形成することができる。

また、本発明の具体的な態様では、上記プロジェクタにおいて、減光フィルタが平板状である。この場合、均一な減光を達成することができるとともに、減光フィルタ自体での反射等によって収束する迷光が発生することを防止できる。

また、本発明の具体的な態様では、保持手段が、減光フィルタの光軸に対する傾斜角を調整するための調整手段をさらに備える。この場合、減光フィルタでの反射光が導かれる方向を微調整することができ、迷光の発生を確実に防止することができるだけでなく、減光フィルタによる減光度の微調整が可能になる。

また、本発明の具体的な態様では、減光フィルタの光軸に対する傾斜角が８゜以上であ
る。この場合、迷光を光路外に確実に導くことができるため、投射像に輝度ムラや色ムラ
が発生することを防止できる。

また、本発明の具体的な態様では、光変調装置の前段に照明光の光変調装置への入射角
を調節するフィールドレンズをさらに備え、減光フィルタが、当該フィールドレンズの前
段に配置される。この場合、フィールドレンズ等を介しての戻り光に起因して意図しない
収束光等が生じる場合であっても、かかる収束光を光路外に導くことができ、投射画像の
各部の明るさを均一なものとすることができる。

また、本発明の具体的な態様では、各色の光変調装置の前段に照明光の光変調装置への入射角を調節するフィールドレンズをそれぞれ備え、減光フィルタが、当該フィールドレンズのうち少なくとも１つの前段に配置される。この場合、フィールレンズ等を介しての戻り光に起因して意図しない収束光等が生じる場合であっても、かかる収束光を光路外に導くことができ、投射画像の各部の明るさを均一なものとすることができ、色ムラや明るさの不均一の発生を防止することができる。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの構造について図面を参照しつつ説明する。

図１は、第１実施形態のプロジェクタの光学系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２１と、光源装置２１からの光源光をＲＧＢの３色に分割する光分割光学系２３と、光分割光学系２３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２５と、光変調部２５からの各色の像光を合成するクロスダイクロイックプリズム２７と、クロスダイクロイックプリズム２７で合成された像光をスクリーン（不図示）に投射するための投射光学系である投射レンズ２９とを備える。さらに、プロジェクタ１０は、光変調部２５に組み込まれている各色の表示装置（後に詳述）に対して駆動信号を発生する画像処理部４０と、画像処理部４０等を適宜動作させることにより装置全体を統括的に制御する制御装置５０とを備える。

光源装置２１は、光源ランプ２１ａと、一対のフライアイ光学系２１ｂ，２１ｃと、偏光変換部材２１ｄと、重畳レンズ２１ｅとを備える。ここで、光源ランプ２１ａは、例えば高圧水銀ランプからなり、光源光をコリメートするための凹面鏡を備える。また、一対のフライアイ光学系２１ｂ，２１ｃ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ランプ２１ａからの光源光を分割して個別に集光・発散させる。偏光変換部材２１ｄは、フライアイ２１ｃから射出した光源光を例えば図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２１ｅは、偏光変換部材２１ｄを経た照明光を全体として適宜収束させて、各色の表示装置の重畳照明を可能にする。つまり、両フライアイ光学系２１ｂ，２１ｃと重畳レンズ２１ｅとを経た照明光は、以下に詳述する光分割光学系２３を経て、光変調部２５に設けられた各色の表示装置２５ａ，２５ｂ，２５ｃを均一に重畳照明する。

光分割光学系２３は、第１及び第２ダイクロイックミラー２３ａ，２３ｂと、３つのフィールドレンズ２３ｆ，２３ｇ，２３ｈと、反射ミラー２３ｉ，２３ｊ，２３ｋとを備え、光源装置２１とともに照明装置を構成する。第１ダイクロイックミラー２３ａ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２３ｂは、入射したＧＢの２色のうちＧ光を反射しＢ光を透過させる。この光分割光学系２３において、第１ダイクロイックミラー２３ａで反射されたＲ光は、Ｓ偏光のまま、反射ミラー２３ｉを経て入射角度を調節するためのフィールドレンズ２３ｆに入射し、λ／２位相差板２３ｄを経てＳ偏光からＰ偏光に変換される。また、第１ダイクロイックミラー２３ａを通過して第２ダイクロイックミラー２３ｂで反射されたＧ光は、平行平板状の減光フィルタ３１を経て入射角度を調節するためのフィールドレンズ２３ｇに入射する。さらに、第２ダイクロイックミラー２３ｂを通過したＢ光は、Ｓ偏光のまま、光路差を補償するためのリレーレンズＬＬ１，ＬＬ２及び反射ミラー２３ｊ，２３ｋを経て入射角度を調節するためのフィールドレンズ２３ｈに入射し、λ／２位相差板２３ｄを経てＳ偏光からＰ偏光に変換される。ここではＲ光、Ｂ光とＧ光で異なる偏光で構成しているが、Ｒ光、Ｂ光、Ｇ光が同一の偏光による構成でも構わない。

ここで、減光フィルタ３１は、ガラスの平行平板の片面に誘電体多層膜を一様に形成したものであり、Ｇ光に対して所望の透過率を有する。この減光フィルタ３１は、誘電体多層膜を利用した反射型のフィルタであることから、減光の際に光を吸収しないので、温度上昇がほとんど発生しないが、不要な反射光が副次的に発生する。このような副次的反射光は、以下に詳述するが、減光フィルタ３１を光軸に対して微小角だけ傾斜させることによって光路外に逃がすことができ、迷光の原因となることが防止される。減光フィルタ３１の傾斜角は、保持手段である姿勢調節機構３３によって微調整することができる。これにより、減光フィルタ３１による減光度を微調整することができる。

光変調部２５を構成する各色の表示装置２５ａ，２５ｂ，２５ｃは、それぞれが光変調装置である３つの液晶ライトバルブ２６ａ，２６ｂ，２６ｃを備える。第１ダイクロイックミラー２３ａで反射されたＲ光は、フィールドレンズ２３ｆ及びλ／２位相差板２３ｄを介してＲ色表示装置２５ａに設けた液晶ライトバルブ２６ａに入射する。第１ダイクロイックミラー２３ａを透過して第２ダイクロイックミラー２３ｂで反射されたＧ光は、姿勢調節機構３３、フィールドレンズ２３ｇを介してＧ色表示装置２５ｂに設けた液晶ライトバルブ２６ｂに入射する。第１及び第２ダイクロイックミラー２３ａ，２３ｂの双方を透過したＢ光は、フィールドレンズ２３ｈ及びλ／２位相差板２３ｄを介してＢ色表示装置２５ｃに設けた液晶ライトバルブ２６ｃに入射する。各液晶ライトバルブ２６ａ〜２６ｃは、入射した照明光の空間的強度分布を変調する空間光変調型の表示装置であり、各液晶ライトバルブ２６ａ〜２６ｃにそれぞれ入射した３色の照明光は、各液晶ライトバルブ２６ａ〜２６ｃ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変調される。

クロスダイクロイックプリズム２７は、光合成部材であり、Ｒ光反射用の誘電体多層膜２７ａとＢ光反射用の誘電体多層膜２７ｂとを直交させた状態で内蔵するものであり、Ｒ色表示装置２５ａからのＲ光を誘電体多層膜２７ａで反射して進行方向右側に射出させ、Ｇ色表示装置２５ａからのＧ光を誘電体多層膜２７ａ，２７ｂを介して直進・射出させ、Ｂ色表示装置２５ａからのＢ光を誘電体多層膜２７ｂで反射して進行方向左側に射出させる。この際、Ｒ色及びＢ色表示装置２５ａ，２５ｃから射出される像光を両誘電体多層膜２７ａ，２７ｂに垂直な入射面に対して垂直方向に振動するＳ偏光とし、Ｇ色表示装置２５ｂから射出される像光を上記入射面内で振動するＰ偏光とすることによって、誘電体多層膜２７ａ，２７ｂによるＲ，Ｂ光の反射効率を高めつつ、両誘電体多層膜２７ａ，２７ｂによるＧ光の透過効率を高めている。

画像処理部４０は、プロジェクタ１０全体の動作を統括的に制御する制御装置５０からの指示に基づいて動作し、コネクタ６１を介してパーソナルコンピュータからのデジタル画像信号やビデオ再生装置等からのビデオ画像信号が入力される。画像処理部４０は、これらの画像信号を各液晶ライトバルブ２６ａ〜２６ｃを適宜動作させるための制御信号に変換して液晶駆動部４１に出力する。液晶駆動部４１では、かかる制御信号に基づいて、各液晶ライトバルブ２６ａ〜２６ｃを画素単位で表示動作させるための駆動信号をこれら液晶ライトバルブ２６ａ〜２６ｃにそれぞれ出力する。これにより、各液晶ライトバルブ２６ａ〜２６ｃに投射画像の各色の輝度に対応する２次元的な偏光特性分布を形成することができる。

図２は、光変調部２５やその周辺の光学部品の具体的な配置を説明する図である。例えばＧ色表示装置２５ｂにおいて、液晶ライトバルブ２６ｂの入射側には、その入射面に対向して第１偏光フィルタ２６ｅが配置されており、液晶ライトバルブ２６ｂを正確に特定方向の偏光成分（具体的にはＳ偏光）によって照明することができる。また、液晶ライトバルブ２６ｂの射出側には、その射出面に対向して第２偏光フィルタ２６ｆが配置されており、液晶ライトバルブ２６ｂを通過した特定方向に直交する方向の偏光成分のみを読み出すことができる。ここで、液晶ライトバルブ２６ｂと第２偏光フィルタ２６ｆとの間には、一対の光学補償素子２６ｇ，２６ｇが配置されており、液晶層に電界を形成した際に入射側と射出側に残る位相差を補償して黒レベルの表示を向上させる。なお、図面では省略したが、Ｒ色表示装置２５ａやＢ色表示装置２５ｃも、λ／２位相差板２３ｄが追加的に挿入される点を除いてＧ色表示装置２５ｂと同様の構造を有する。

図１でも説明したように、第２ダイクロイックミラー２３ｂのＧ光射出側であって、フィールドレンズ２３ｇの前段には、減光フィルタ３１が配置されている。この減光フィルタ３１は、姿勢調節機構３３によって光軸ＯＡに対する傾斜角を調整できるようになっており、この姿勢調節機構３３は、減光フィルタ３１を一端側で枢支する枢支部材３４と、減光フィルタ３１を他端側で固定する固定装置３５とを備える。この姿勢調節機構３３に保持された減光フィルタ３１は、枢支部材３４に支持されて光軸ＯＡに対して例えば８゜程度傾斜した状態となっており、固定装置３５の設定により、その角度８゜を中心として傾斜角を微調整することができるようになっている。このように、減光フィルタ３１の傾斜角を調節することで、これに設けた誘電体多層膜自体の透過率にばらつきがある場合や減光フィルタ３１に至る光学系の収差や吸収等に起因して透過率にばらつきがある場合であっても、そのような透過率のばらつきを相殺して目標とするホワイトバランスを達成することができるとともに高品位の画像を投射することができる。

図３は、姿勢調節機構３３を説明する斜視図である。姿勢調節機構３３は、減光フィルタ３１を保持するフレーム３７の側部である根元側を光軸ＯＡに垂直な軸ＡＸ１の回りに回転可能に支持する枢支部材３４と、フレーム３７の側方の先端部を変位可能に固定する固定装置３５とからなる。後者の固定装置３５は、フレーム３７の先端側において不図示の本体部材に取り付けられて固定されたステー３５ａと、ステー３５ａに設けた長孔３５ｆを通して雌ねじ部材３７ａにねじ込まれるビス３５ｂとを備える。図示の状態において、減光フィルタ３１は、光軸ＯＡに対して８゜程度傾斜した状態となっており、この状態でビス３５ｂを雌ねじ部材３７ａにねじ込んで締め付けることにより、ステー３５ａと雌ねじ部材３７ａとが固定されて、フレーム３７すなわち減光フィルタ３１が光軸ＯＡに対して８゜〜１５゜程度傾斜した状態で保持される。逆に、ビス３５ｂを雌ねじ部材３７ａに対して緩めると、雌ねじ部材３７ａがステー３５ａに対して移動可能になり、フレーム３７すなわち減光フィルタ３１が軸ＡＸ１を回転軸として回転する。これにより、減光フィルタ３１の光軸ＯＡに対する傾斜角を角度８゜〜１５゜の範囲で変化させることができる。このように変化した状態で、再びビス３５ｂを雌ねじ部材３７ａにねじ込んで締め付けることにより、フレーム３７すなわち減光フィルタ３１が光軸ＯＡに対して任意の角度αだけ傾斜した状態で保持される。

図４は、姿勢調節機構３３の変形例を説明する斜視図である。この姿勢調節機構３３は、減光フィルタ３１を保持するフレーム３７の下部である根元側を光軸ＯＡに垂直な軸ＡＸ２の回りに回転可能に支持する枢支部材１３４と、フレーム３７の上側の先端部を変位可能に固定する固定装置１３５とからなる。後者の固定装置１３５は、フレーム３７の先端側において不図示の本体部材に取り付けられて固定されたステー１３５ａと、ステー１３５ａに設けた長孔１３５ｆを通して雌ねじ部材１３７ａにねじ込まれるビス１３５ｂとを備える。図示の状態において、減光フィルタ３１は、光軸ＯＡに対して８゜程度傾斜した状態となっており、この状態でビス１３５ｂを雌ねじ部材１３７ａにねじ込んで締め付けることにより、ステー１３５ａと雌ねじ部材１３７ａとが固定されて、フレーム３７すなわち減光フィルタ３１が光軸ＯＡに対して８゜〜１５゜程度傾斜した状態で保持される。逆に、ビス１３５ｂを雌ねじ部材１３７ａに対して緩めると、雌ねじ部材１３７ａがステー１３５ａに対して移動可能なり、フレーム３７すなわち減光フィルタ３１が軸ＡＸ２を回転軸として回転する。これにより、減光フィルタ３１の光軸ＯＡに対する傾斜角を角度８゜〜１５゜の範囲で変化させることができる。このように変化した状態で、再びビス１３５ｂを雌ねじ部材１３７ａにねじ込んで締め付けることにより、フレーム３７すなわち減光フィルタ３１が光軸ＯＡに対して任意の角度αだけ傾斜した状態で保持される。

図５は、減光フィルタ３１の透過率の角度依存性をシミュレーションした結果を説明するグラフである。ここで、横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は透過率（％）を示す。グラフからも明らかなように、減光フィルタ３１を透過する照明光（本実施例ではＧ光）の波長と目標とする減光率とを予め設定することにより、減光フィルタ３１の傾斜角が決定される。図１等に示すプロジェクタ１０を組み立てる場合、組立の最終段階で図３等に示す姿勢調節機構３３を利用して減光フィルタ３１の傾斜角を微調整することにより、スクリーンに投射される画像のホワイトバランスを精密に設定することができる。以下の表１は、減光フィルタ３１の傾斜角を微調整しつつ減光フィルタ３１の透過率の変化を計測した結果を示す。

この結果からも明らかなように、減光フィルタ３１の傾斜角が少ない場合（例えば８°以下）、傾斜角の増加に伴って透過率が大きく減少する。一方、減光フィルタ３１の傾斜角が大きい場合（例えば８°より大）、傾斜角の増加に伴う透過率の減少が少なくなる。つまり、減光フィルタ３１を８゜以上傾斜させることにより、透過率の微調整を比較的簡易に行うことができる。

図６は、減光フィルタ３１の傾斜と輝度分布との関係を説明するグラフである。グラフにおいて、横軸は減光フィルタ３１上の位置を表し、縦軸は各位置における見かけの透過率を表す。点線で示すように減光フィルタ３１を光軸に対して垂直にして傾きをなくした場合、画面の中央で透過率すなわち投射像の輝度が増加し、画面の両端で透過率すなわち投射像の輝度が減少する。一方、実線で示すように減光フィルタ３１を光軸に対して垂直な状態から微小角だけ傾斜させた場合、中央と両端で透過率すなわち投射像の輝度が均一化される。すなわち、減光フィルタ３１を光軸に対して所定以上に傾斜させた場合、画面の中央に照明光が集まって中央の投射画像が明るくなる現象、すなわち投射画像の中央において緑がかった色ムラが発生することを防止できる。

以下の表２は、複数の減光フィルタ３１の傾斜角を適宜設定した場合における透過率の計測値の変化を説明する表である。ここで「フィルタ１」と「フィルタ２」は、減光フィルタ３１として透過率が異なる別個のフィルタを用いたことを意味する。また、各フィルタにおいて、「中央」、「右端」、及び「左端」の各欄は画面の各位置に対応する透過率を意味する。

図７は、表２の計測値をプロットしたグラフである。グラフにおいて、横軸は減光フィルタ３１の傾斜角度を表し、縦軸は各位置における見かけの透過率を表す。グラフからも明かなように、「フィルタ１」及び「フィルタ２」のいずれを用いた場合においても、それらの傾斜角度が８゜以上になると全面の透過率がほぼ等しくなることが分かる。つまり、減光フィルタ３１の傾斜角度を８゜以上とすることで、画面全体に亘って均一な減光を達成することができる。

図８は、減光フィルタ３１の姿勢と透過率分布との関係を説明する図である。図８（ａ）は、減光フィルタ３１を傾斜させなかった場合の照明特性を説明する図であり、図８（ｂ）は、減光フィルタ３１を適宜傾斜させた場合の照明特性を説明する図である。

図８（ａ）に示すように減光フィルタ３１を光軸ＯＡに直交するように配置した場合、当初照明光Ｌ１が入射する減光フィルタ３１の後段には、正のパワーを有するフィールドレンズ２３ｆが配置されているので、液晶ライトバルブ２６ｂ、第１偏光フィルタ２６ｅ等で不要光として反射された戻り光Ｌ２は、フィールドレンズ２３ｆによって集光されて減光フィルタ３１に入射する。減光フィルタ３１は、戻り光Ｌ２を反射して集光させつつ再度フィールドレンズ２３ｆに迷光Ｌ３を入射させる。フィールドレンズ２３ｆに入射する迷光Ｌ３の収束の度合いは当初照明光Ｌ１の収束の度合いよりも大きくなっているので、迷光Ｌ３は、液晶ライトバルブ２６ｂの中央領域のみを照明することになる。このような現象が繰返されて多重反射が生じ、結果的に中央領域の照明が強まることになる。よって、クロスダイクロイックプリズム２７を介して投射レンズ２９によって不図示のスクリーン上に投射される像光のうちＧ光は、スクリーンの中央で輝度が高まって周辺で減光する（図６のグラフの点線参照）。つまり、スクリーンに投射された画像のうち中央部分は、Ｇ色の明るさが高まって全体として見れば色ムラが発生していることになる。

一方、図８（ｂ）に示すように減光フィルタ３１を光軸ＯＡに直交する状態から傾斜させた場合も、液晶ライトバルブ２６ｂ、第１偏光フィルタ２６ｅ等で不要光として反射された戻り光Ｌ２は、フィールドレンズ２３ｆによって集光されて減光フィルタ３１に入射する。しかしながら、減光フィルタ３１は、戻り光Ｌ２を反射してさらに集光させるが、反射方向が光軸ＯＡから外れた方向であるので、フィールドレンズ２３ｆに入射した迷光Ｌ３は徐々に光路から外れる。よって、クロスダイクロイックプリズム２７を介して投射レンズ２９によって不図示のスクリーン上に投射される像光のうちＧ光は、スクリーン全面に亘って均一な輝度を有する（図６のグラフの実線参照）。つまり、スクリーン全体に色ムラのない画像を投射することができる。

以下、第１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２１からの光源光は、光分割光学系２３に設けた第１及び第２ダイクロイックミラー２３ａ，２３ｂによって色分割され、対応する液晶ライトバルブ２６ａ〜２６ｃに照明光としてそれぞれ入射する。各液晶ライトバルブ２６ａ〜２６ｃ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、照明光を２次元空間的に画素単位で変調する。このように、各液晶ライトバルブ２６ａ〜２６ｃで変調された照明光すなわち像光は、クロスダイクロイックプリズム２７で合成されて投射レンズ２９に入射する。投射レンズ２９に入射した像光は、不図示のスクリーンに投影される。この場合、第２ダイクロイックミラー２３ｂと液晶ライトバルブ２６ｂとの間に姿勢調節機構３３によってその姿勢が微調整可能になっている減光フィルタ３１を配置しているので、減光フィルタ３１を適当に傾けるだけで、フィールドレンズ２３ｆの多重通過等に起因する集光に対応する迷光を光路外に確実に排除することができる。これにより、スクリーン全面に亘って均一な明るさ（ホワイトレベルでの照度）の画像を投射することができ、スクリーン全体に色ムラのない画像を投射することができる。

〔第２実施形態〕
第２実施形態に係るプロジェクタは、反射型の光変調素子であるデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いたプロジェクタである。

図９は、第２実施形態のプロジェクタの光学系を説明する図である。このプロジェクタ２１０は、光源装置２２１と、カラーホイール２７１と、減光フィルタ２３１と、デジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）２２５と、投射レンズ２２９とを、システム光軸ＳＡに沿って順に配置して構成されている。

光源装置２２１は、光源ランプとリフレクタとからなる。光源装置２２１からの光源光は、カラーホイール２７１に入射する。カラーホイール２７１を経て時系列的に切り替わる各色の照明光に色分割され、減光フィルタ２３１を経てデジタルミラーデバイス２２５に入射する。デジタルミラーデバイス２２５は、これに入射する各色の照明光を与えられた画像信号に応じて各画素に対応するマイクロミラーで反射することにより、画像を表す画像光を投射レンズ２２９の方向に射出する機能を有する反射方向制御型の空間光変調装置である。デジタルミラーデバイス２２５から射出される画像光は、投射レンズ２２９を介してスクリーン（不図示）上に投射される。なお、減光フィルタ２３１は、カラーバランスや輝度の調整に利用される。以上のプロジェクタにおいて、減光フィルタ２３１は、姿勢調節機構３３に保持されており、システム光軸ＳＡに対して微小角だけ傾斜した状態となっている。これにより、色ムラの原因となる迷光を光路外に逃がすことができる。

以上、実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば第１実施形態において、減光フィルタ３１を配置する位置は、第２ダイクロイックミラー２３ｂと液晶ライトバルブ２６ｂとの間に限らず、第１ダイクロイックミラー２３ａと第２ダイクロイックミラー２３ｂとの間とすることができ、さらに、第１ダイクロイックミラー２３ａと光源装置１２１との間とすることもできる。また、第２ダイクロイックミラー２３ｂと液晶ライトバルブ２６ｂとの間に減光フィルタ３１を配置するだけでなく、他の液晶ライトバルブ２６ａ、２６ｃの前段にも減光フィルタを配置することができる。

また、プロジェクタ１０として、白色光源からの光源光をミラー等で集光してロッドインテグレータの入射端に入射させて、ロッドインテグレータの射出端で均一な照明光を得るとともに、この照明光によって、ロッドインテグレータの射出端に対面配置した単一のカラー表示型の液晶ライトバルブを直接照明することもできる。この場合も、上記実施形態のような減光フィルタ３１や姿勢調節機構３３を組み込むことで、色ムラの発生を防止しつつ各部において均一な明るさを有する画像を投射することができる。

第１実施形態に係るプロジェクタの構造を説明するブロック図である。光変調部やその周辺の光学部品の具体的な配置を説明する図である。減光フィルタのための姿勢調節機構を説明する斜視図である。図３の姿勢調節機構の変形例を説明する図である。減光フィルタの透過率の角度依存性に関するグラフである。減光フィルタの傾斜と輝度分布との関係を説明するグラフである。複数の減光フィルタの傾斜角を適宜設定した場合の透過率計測値を示すグラフである。（ａ）、（ｂ）は、減光フィルタの姿勢と透過率分布との関係を説明する図である。第２実施形態に係るプロジェクタの構造を説明するブロック図である。

符号の説明

１０プロジェクタ、２１光源装置、２１ａ光源ランプ、２１ｅ重畳レンズ、２３光分割光学系、２３ａ第１ダイクロイックミラー、２３ｂ第２ダイクロイックミラー、２３ｆ，２３ｇ，２３ｈフィールドレンズ、２５光変調部、２５ａＲ色表示装置、２５ｂＧ色表示装置、２５ｃＢ色表示装置、２６ａ〜２６ｃ液晶ライトバルブ、２７クロスダイクロイックプリズム、２９投射レンズ、３１減光フィルタ、３３姿勢調節機構、３４枢支部材、３５固定装置、３５ａステー、３５ｂビス、３５ｆ長孔、３７フレーム、ＯＡ光軸

Claims

光源装置からの光源光を各色の照明光に分岐するための２つのダイクロイックミラーを
有し、各色の照明光を射出する照明装置と、
各色の照明光によってそれぞれ照明される各色の光変調装置と、
前記各色の光変調装置の前段にそれぞれ設けられて照明光の光変調装置への入射角を調
節するフィールドレンズと、
前記各色の光変調装置からの各色の像光を合成して射出させる光合成部材と、
前記光合成部材を経た像光を投射する投射光学系と、
前記各色の光変調装置のうち少なくとも１つの前段であって前記ダイクロイックミラー
と前記フィールドレンズとの間に配置されて当該少なくとも１つの光変調装置に入射する
照明光の強度を減衰させる反射型の減光フィルタと、
前記減光フィルタを光軸に対して所定角だけ傾斜させて保持する保持手段と
を備えるプロジェクタ。
前記減光フィルタは、平板状であることを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ。
前記保持手段は、前記減光フィルタの光軸に対する傾斜角を調整するための調整手段を
さらに備えることを特徴とする請求項１及び請求項２のいずれか一項記載のプロジェクタ
。
前記減光フィルタの光軸に対する傾斜角は、８゜以上であることを特徴とする請求項１
から請求項３のいずれか一項記載のプロジェクタ。