JP6503816B2 - プロジェクター - Google Patents

Description

本発明は、プロジェクターに関する。

従来、光源装置と、当該光源装置から出射された光を変調する光変調装置と、変調され
た光を投射させる投射光学装置と、を備えたプロジェクターが知られている。このような
プロジェクターとして、投影画像のコントラストを向上させることを目的として、光学的
に直列に接続された２つの光変調装置を備えたプロジェクターが提案されている（例えば
、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載のプロジェクターでは、光源部から出射された光は、均一照明系
及び反射ミラーを介した後、複数のダイクロイックミラーにより、赤、緑及び青の色光に
分離される。そして、各色光は、対応する第１変調手段である液晶ライトバルブ（色変調
ライトバルブ）によって変調され、クロスダイクロイックプリズムにより合成される。こ
の後、当該クロスダイクロイックプリズムにより合成された光は、前段レンズ群、開口絞
り及び後段レンズ群等の光学部材が直線的に配置された両側テレセントリック性を有する
リレー光学系を通過して、輝度変調部に入射される。輝度変調部は、液晶ライトバルブ（
輝度変調ライトバルブ）により、入射される光（色変調ライトバルブにより形成された画
像光）を変調して画素毎に光量を調整する。そして、輝度変調部を介した光は、投射レン
ズによって投射される。このような構成により、投射される画像の階調を広げることがで
き、コントラストを向上させることができる。

特開２００７−２１８９４６号公報

しかしながら、特許文献１に記載のプロジェクターでは、リレー光学系の各光学部材が
直線的に配置され、一端側に色変調ライトバルブが、他端側に輝度変調ライトバルブがそ
れぞれ配置されている。そして、輝度変調ライトバルブの光出射側に投射光学装置が配置
されている。このような構成及び配置では、リレー光学系の構成が大型であり、プロジェ
クターが大型になりやすいという問題があった。

本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決することを目的としたものであり、小型化
できるプロジェクターを提供することを目的の１つとする。

本発明の一態様に係るプロジェクターは、画像を形成する画像形成装置と、形成された
前記画像を投射する投射光学装置と、を備え、前記画像形成装置は、照明装置と、前記照
明装置から出射される光を変調する第１光変調装置と、前記照明装置と前記第１光変調装
置との間の光路上に配置され、前記照明装置から出射された光の中心軸に直交する面内の
照度を領域毎に調整する調光装置と、備え、前記調光装置は、前記照明装置から出射され
た光を変調する第２光変調装置と、前記第２光変調装置によって変調された変調光を前記
第１光変調装置に結像させる反射型のリレー装置と、前記第２光変調装置から入射される
前記変調光を前記リレー装置に導き、前記リレー装置にて反射された前記変調光を前記第
１光変調装置側に出射する偏光分離装置と、前記偏光分離装置と前記リレー装置との間に
配置され、前記偏光分離装置から入射される光を略円偏光とする位相差板と、を有するこ
とを特徴とする。

上記一態様によれば、調光装置では、第２光変調装置によって変調された変調光が、偏
光分離装置に入射され、当該偏光分離装置を通過して、反射型のリレー装置に入射される
。この変調光は、反射型のリレー装置に入射され、リレー装置によって反射された後に、
リレー装置から出射されて、再び偏光分離装置に入射される過程で、略円偏光として反射
型のリレー装置に入射し、反射されて円偏光の回転方向が反転することによって、偏光方
向が変換される。従って、第２光変調装置から入射される変調光と、リレー装置によって
反射された変調光とを偏光方向の違いによって偏光分離装置にて確実に分離できる。これ
により、第２光変調装置による変調光をリレー装置に確実に導くことができる他、当該リ
レー装置によって反射されて第１光変調装置に結像される変調光を、当該第１光変調装置
側に確実に出射できる。
そして、このような調光装置では、上記変調光が、偏光分離装置とリレー装置との間を
反射により往復した後、当該偏光分離装置から第１光変調装置側に出射されるので、調光
装置の各構成をコンパクトに配置できる。従って、調光装置を小型化でき、ひいては、プ
ロジェクターを小型化できる。

上記一態様では、前記第２光変調装置は透過型の液晶パネルであることが好ましい。
上記一態様によれば、第２光変調装置が、透過型の液晶パネルであることにより、偏光
分離装置に向かって直進する光の光路上に第２光変調装置を配置する際に、当該光路上に
ミラーやプリズム等の光学部材を配置することなく、第２光変調装置を配置できる。従っ
て、上記光学部材を配置する場合と比べて、調光装置を小型にでき、プロジェクターにつ
いても小型にできる。

上記一態様では、前記第１光変調装置は、反射型の光変調器を含むことが好ましい。
上記一態様によれば、調光装置によって調光され、反射型の光変調器を含む第１光変調
装置に入射された光が、当該第１光変調装置によって変調されるとともに反射され、調光
装置の偏光分離装置に入射される。ここで、第１光変調装置から出射された光は、入射時
と偏光方向が変更されるため、偏光分離装置に入射された後、当該偏光分離装置によって
リレー装置とは異なる方向に出射される。
このような構成では、第１光変調装置によって変調された光を、再び、偏光分離装置に
入射させるため、第１光変調装置からの出射された光を導光する光学部材として偏光分離
装置を利用することができ、構成の簡略化を図ることができる。また、偏光分離装置の周
囲に、調光装置を構成する各部材と、第１光変調装置を配置することができ、プロジェク
ターを小型化できる。

上記一態様では、前記第１光変調装置は、前記反射型の光変調器としての複数の反射型
の液晶パネルと、前記複数の反射型の液晶パネルと前記調光装置との間に配置され、前記
調光装置から出射された光を色分離して前記複数の反射型の液晶パネルのそれぞれに入射
させ、前記複数の反射型の各液晶パネルのそれぞれから出射された光を色合成して前記偏
光分離装置に入射させるプリズムと、を備えることが好ましい。
なお、上記プリズムとして、クロスダイクロイックプリズムや、フィリップスプリズム
及びギャップレスプリズム等の各種ダイクロイックプリズムを例示できる他、複数のダイ
クロイックミラーによっても構成できる。
このような構成では、調光装置によって調光された光が、プリズムによって複数の色光
が分離されるので、調光装置の第２光変調装置は１つで済む。従って、分離される色光毎
に第２光変調装置が設けられる場合に比べて、プロジェクターの構成を簡略化できる他、
当該プロジェクターの小型化を図ることができる。
また、このような構成によれば、第１光変調装置が、上記プリズム及び複数の反射型の
液晶パネルを含むことによって、変調光に含まれる色光毎に当該色光を変調できるので、
投射画像の色再現性を向上させることができる。
また、反射型の液晶パネルが採用されることにより、プリズムにて分離された各色光が
変調されて、再び、プリズムに入射される光路を短縮できるので、プロジェクターを小型
化できる。
更に、プリズムが、各反射型の液晶パネルにて変調された各色光を合成するので、当該
各色光を合成する装置を別途設ける必要がない。従って、この点においてもプロジェクタ
ーを小型化できる。

上記一態様では、前記偏光分離装置は、偏光分離層を備え、前記偏光分離層は、偏光の
透過軸及び反射軸が同一であり、かつ、互いに対向配置される第１偏光分離層及び第２偏
光分離層と、前記第１偏光分離層及び前記第２偏光分離層の間に配置され、前記第１偏光
分離層及び前記第２偏光分離層の反射軸方向の偏光を吸収する偏光吸収層を有することを
特徴とする。
このような構成によれば、偏光分離層にて反射される偏光のうち一部の偏光が、当該偏
光分離層にて全反射されずに透過してしまう場合でも、偏光吸収層によって、当該一部の
偏光を吸収できる。これによれば、当該一部の偏光が、偏光板を通過して投射光学装置に
入射され、当該投射光学装置によって投射されてしまうことを抑制できる。従って、投射
画像が乱れることを抑制できる他、コントラストの低下を抑制できる。

上記一態様によれば、前記第２光変調装置は、第１方向に光を出射して、前記偏光分離
装置に入射させ、前記第１光変調装置は、前記偏光分離装置に対して前記第１方向と略直
交する第２方向側に配置され、前記リレー装置は、前記偏光分離装置に対して前記第２方
向とは反対側に配置され、前記投射光学装置は、前記偏光分離装置に対して前記第１方向
側に配置されることが好ましい。

上記一態様によれば、第２光変調装置から出射された変調光は、偏光分離層によって反
射型のリレー装置に向かって反射される。そして、反射された変調光は、リレー装置の反
射ミラーによって反射されて再度偏光分離装置に入射される過程で、略円偏光として反射
型のリレー装置に入射し、反射されて円偏光の回転方向が反転することによって、偏光方
向が変換されて、偏光分離装置を通過可能となる。この変調光は、リレー装置によって第
１光変調装置に結像され、当該第１光変調装置によって変調される。この第１光変調装置
から出射された変調光は、偏光分離装置によって投射光学装置側に反射され、偏光板を介
して、当該投射光学装置によって投射される。
このような構成では、照明装置から出射された光の光路に沿って直列に配置された二つ
の光変調装置により透過光量が調整されるので、投射光学装置によって投射される投射画
像のコントラストを向上させることができる。また、照明装置が、偏光分離装置の投射光
学装置とは反対側に配置される構成において、上記調光装置を採用できる。

上記一態様によれば、前記第２光変調装置は、第１方向に光を出射して、前記偏光分離
装置に入射させ、前記リレー装置は、前記偏光分離装置に対して前記第１方向側に配置さ
れ、前記第１光変調装置は、前記偏光分離装置に対して前記第１方向と略直交する第２方
向側に配置され、前記投射光学装置は、前記偏光分離装置に対して前記第２方向とは反対
側に配置されること好ましい。

上記一態様によれば、第２光変調装置から出射された変調光は、リレー装置に向かって
偏光分離層を通過する。そして、変調光は、リレー装置の反射ミラーによって反射されて
再度偏光分離装置に入射される過程で、略円偏光として反射型のリレー装置に入射し、反
射されて円偏光の回転方向が反転することによって、偏光方向が変換される。そして、偏
光分離装置によって第２光変調装置に向かって反射される。この変調光は、リレー装置に
よって第１光変調装置に結像され、当該第１光変調装置によって変調される。この第１光
変調装置から出射された変調光は、投射光学装置側に向かって偏光分離装置を通過して、
偏光板を介して、当該投射光学装置によって投射される。
このような構成では、照明装置から出射された光の光路に沿って直列に配置された二つ
の光変調装置により透過光量が調整されるので、投射光学装置によって投射される投射画
像のコントラストを向上させることができる。また、照明装置が、偏光分離装置の投射光
学装置が配置された側に対して、当該偏光分離装置の側方に配置されるような構成におい
て、上記調光装置を採用できる。

本発明の第１実施形態に係るプロジェクターの構成を示す模式図。 上記第１実施形態における光学ユニットの概略構成を示す模式図。 上記第１実施形態における偏光分離装置を示す模式図。 上記第１実施形態における偏光分離装置を示す模式図。 偏光分離装置の比較例を示す模式図。 本発明の第２実施形態におけるプロジェクターの構成を示す模式図。 本発明の第３実施形態におけるプロジェクターの構成を示す模式図。 上記第３実施形態に係る光学ユニットの概略構成を示す模式図。 本発明の第４実施形態におけるプロジェクターの構成を示す模式図。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図面に基づいて説明する。
［プロジェクターの概略構成］
図１は、本実施形態に係るプロジェクター１の構成を示す模式図である。
本実施形態に係るプロジェクター１は、内部に設けられた照明装置４１から出射された
光を変調して画像情報に応じた画像を形成し、当該画像をスクリーン等の被投射面（図示
省略）に拡大投射する画像表示装置である。このプロジェクター１は、図１に示すように
、当該プロジェクター１の外装を構成する平面視略矩形状の外装筐体２と、当該外装筐体
２に収納される装置本体３とを備える。

［装置本体の構成］
装置本体３は、投射画像を形成する画像形成装置としての光学ユニット４と、投射光学
装置５と、を備える。この他、図示を省略するが、装置本体３は、プロジェクター１の冷
却対象を冷却する冷却装置、プロジェクター１の各構成部品に電力を供給する電源装置、
及び、プロジェクター１の動作を制御する制御装置を備える。

［投射光学装置の構成］
投射光学装置５は、光学ユニット４によって形成された投射画像を上記被投射面上に拡
大投射する。この投射光学装置５は、複数のレンズ（図示省略）と、当該複数のレンズを
内部に収納する鏡筒とを備えた組レンズとして構成されている。
なお、以下の説明では、外装筐体２の底面部が設置面に対向するようにプロジェクター
１が配置された場合に、投射光学装置５による画像の投射方向をＺ方向とし、Ｚ方向に直
交し、かつ、底面部から天面部に向かう方向（鉛直方向の下側から上側に向かう方向）を
Ｙ方向とし、Ｙ方向及びＺ方向に直交し、かつ、Ｚ方向に沿って見た場合に水平方向に沿
って左から右に向かう方向をＸ方向とする。

［光学ユニットの構成］
図２は、光学ユニット４を示す模式図である。
光学ユニット４は、照明装置４１と、第２光変調装置としての調光用光変調装置４２と
、偏光分離装置４３と、リレー装置４４と、位相差板としてのλ／４板４５と、第１光変
調装置としての画像用光変調装置４６と、偏光板４７と、これら各光学部品４１〜４７を
収納する光学部品用筐体４８（図１参照）と、を備える。なお、調光用光変調装置４２と
、偏光分離装置４３と、リレー装置４４と、λ／４板４５とを含み、調光装置ＬＡ１が構
成される。
これらのうち、光学部品用筐体４８は、詳しい図示を省略するが、各種光学部品を収納
する部品収納部材と、当該部品収納部材に形成された部品収納用の開口部を閉塞する蓋状
部材と、を備える。この光学部品用筐体４８には、内部に照明光軸Ａｘが設定されており
、上記各光学部品４１〜４７は、当該照明光軸Ａｘに対する所定位置に配置される。

照明装置４１は、図示を省略するが、光源装置と、インテグレーター光学系である均一
化装置とを有し、中心軸に対する直交面内の照度分布が均一な照明光を出射する。なお、
当該照明光として、照明装置４１は、１種の偏光方向を有する直線偏光を出射する。本実
施形態では、照明装置４１は、偏光分離装置４３に対してｐ偏光を出射する。

光源装置は、固体光源と、当該固体光源から入射される青色光である励起光の一部によ
り蛍光（緑色光及び赤色光を含む）を出射する他、当該励起光の他の一部が透過する蛍光
体と、を備えた構成を例示できる。この他、光源装置は、赤、緑及び青の色光をそれぞれ
出射する固体光源を備える構成や、超高圧水銀ランプ等の放電光源ランプを備える構成と
することもできる。

均一化装置は、例えば、第１レンズアレイと、第２レンズアレイと、偏光変換素子と、
重畳レンズと、を備える。
これらのうち、第１レンズアレイは、入射される光束を複数の部分光束に分割し、第２
レンズアレイは、第１レンズアレイから入射される複数の部分光束のそれぞれを、重畳レ
ンズとともに後述する調光用光変調装置４２に重畳させる。
偏光変換素子は、入射される光の偏光方向を揃えて出射する機能を有する。本実施形態
においては、偏光変換素子は、光源装置からの光をｐ偏光に変換する。

調光装置ＬＡ１は、調光用光変調装置４２から第１方向Ｄ１（Ｚ方向に平行）に出射さ
れた光を、偏光分離装置４３、リレー装置４４、及びλ／４板４５を介して、第１方向Ｄ
１に直交する第２方向Ｄ２（Ｘ方向に平行）に出射し、画像用光変調装置４６に入射させ
る。
調光用光変調装置４２は、照明装置から出射されたｐ偏光を変調して、ｓ偏光である変
調光を、第１方向Ｄ１に出射する。また、調光用光変調装置４２は、照明装置４１から出
射された照明光を変調し、当該照明光の光束の中心軸に対する直交面内の照度を画像の画
素毎あるいは領域毎に調整した照度変調光（調光用光変調装置４２による変調光）を、と
して出射する。
この調光用光変調装置４２は、図２に示すように、ｐ偏光を透過する入射側偏光板４２
１と、透過型の液晶パネルである調光用光変調器４２２と、ｓ偏光を透過する出射側偏光
板４２３とを備える。これら入射側偏光板４２１、調光用光変調器４２２、及び出射側偏
光板４２３がＺ方向に沿って配置される。

調光用光変調装置４２では、制御信号に応じて調光用光変調器４２２が画素毎に制御さ
れ、光束の中心軸に対する直交面内において照度が変調される。
なお、調光用光変調器４２２は、後述する画像用光変調装置４６が備える画像形成用の
液晶パネルである画像用光変調器４６２と、画像形成領域及び解像度がそれぞれ異なって
いてもよい。例えば、照度調整用の調光用光変調器４２２は、画像の形成に用いる画像用
光変調器４６２よりも低解像度の液晶パネルを用いてもよい。

偏光分離装置４３は、第１方向Ｄ１に対して傾斜した偏光分離層４３Ａを有し、偏光分
離層４３Ａに入射するｓ偏光を反射し、ｐ偏光を透過する偏光ビームスプリッターである
。偏光分離層４３Ａは、ＺＸ面に直交し、Ｘ方向に向かうにしたがって、Ｚ方向とは反対
方向に向かうように、Ｘ軸及びＺ軸に対して４５°傾斜している。この偏光分離層４３Ａ
に第１方向Ｄ１に入射したｓ偏光は、Ｘ方向とは反対方向であり、かつ、第２方向Ｄ２と
は反対方向に反射される。この偏光分離装置４３の詳細な構成については後述する。

リレー装置４４は、調光用光変調装置４２から出射された照度変調光を所定の結像位置
に結像させる反射型の結像光学系であり、レンズ４４１と反射ミラー４４２とを備える。
レンズ４４１及び反射ミラー４４２は、偏光分離層４３Ａで反射され、第２方向Ｄ２と
は反対方向に進む照度変調光の光路上に配置される。
このように構成されたリレー装置４４により、照度変調光は、第２方向Ｄ２とは反対方
向にレンズ４４１を通過した後、反射ミラー４４２にて反射され、第２方向Ｄ２にレンズ
４４１を通過し、後述する画像用光変調器４６２に略結像される。

なお、図示を省略するが、反射ミラー４４２には、微細な凹凸が形成されており、当該
凹凸により、画像用光変調器４６２近傍に結像される上記照度変調光の像（調光用光変調
器４２２による変調光の像）を散乱させている。これにより、調光用光変調器４２２の各
画素による変調光の照明範囲が拡大されて、画像用光変調器４６２において対応する画素
、及び、当該画素を囲むブラックマトリクスを含む範囲に、調光用光変調器４２２の各画
素による変調光が入射され、投射画像においてブラックマトリクスが目立たなくされる他
、モアレ等の画像の乱れが生じることが抑制される。

λ／４板４５は、第２方向Ｄ２に沿って進む光の光路上に配置される位相差板である。
この照度変調光は、λ／４板４５を通過して時計回り又は反時計周りの略円偏光となり、
リレー装置４４のミラー４４２で反射されて反対方向に回転する略円偏光となる。その後
、再度、λ／４板４５を通過する。これにより、照度変調光は、偏光分離装置４３からｓ
偏光として出射され、偏光分離装置４３にｐ偏光として入射され、偏光分離装置４３の偏
光分離層４３Ａを通過する。

画像用光変調装置４６は、図２に示すように、偏光分離装置４３から第２方向Ｄ２に出
射された照度変調光（ｐ偏光）を、画像信号に応じて変調し、ｓ偏光である変調光を画像
変調光として、第２方向Ｄ２とは反対方向に出射する。この画像用光変調装置４６は、図
１に示すように、偏光分離装置４３の第２方向Ｄ２側（Ｘ方向において偏光分離装置４３
に対してリレー装置４４とは反対側）に配置され、色分離装置としてのダイクロイックプ
リズム４６１と、３つの画像用光変調器４６２とを備える。

ダイクロイックプリズム４６１は、図２に示すように、ＸＺ平面に交差する４つの面４
６１１〜４６１４のうちのＸ方向とは反対側の第１面４６１１から入射された照度変調光
を各色光に分離し、分離した各色光を第１面４６１１以外の対応する面（赤色光を第２面
４６１２、緑色光を第３面４６１３、青色光を第４面４６１４）のそれぞれに沿って配置
された画像用光変調器４６２に導く。
また、ダイクロイックプリズム４６１は、第２面４６１２から入射された赤色光と、第
３面４６１３から入射された緑色光と、第４面４６１４から入射された青色光とを合成し
、合成した光を第１面４６１１から出射する。

このダイクロイックプリズム４６１として、クロスダイクロイックプリズムや、フィリ
ップスプリズム及びギャップレスプリズム等の各種ダイクロイックプリズムを例示できる
。また、ダイクロイックプリズム４６１の代りに、複数のダイクロイックミラーを配置し
てもよい。

画像用光変調器４６２は、本発明の反射型の光変調装置に相当し、図２に示すように、
分離された色光毎に設けられる反射型の液晶パネルである。画像用光変調器４６２は、制
御装置から入力される画像信号に応じて、入射される色光（ｐ偏光）を変調し、各色の色
画像に対応する色光（ｓ偏光の画像変調光）を出射する。図示例では、赤色光用の画像用
光変調器４６２（Ｒ）が第２面４６１２に沿って、緑色光用の画像用光変調器４６２（Ｇ
）が第３面４６１３に沿って、青色光用の画像用光変調器４６２（Ｂ）が第４面４６１４
に沿ってそれぞれ配置される。また、これら各画像用光変調器４６２は、リレー装置４４
による照度変調光の結像位置に配置される。

各画像用光変調器４６２にて変調された各画像変調光（ｓ偏光）が、ダイクロイックプ
リズム４６１によって合成され、画像光が形成される。この画像光（ｓ偏光）が、第１面
４６１１から第２方向Ｄ２とは反対方向に出射される。
なお、画像用光変調器４６２が上記結像位置に配置されるとは、照度変調光の結像位置
から許容される範囲に配置される場合、すなわち照度変調光が略結像される位置に配置さ
れる場合も含む。

偏光板４７は、ｓ偏光を透過させ、ｐ偏光を遮蔽する。偏光板４７は、偏光分離装置４
３の第１方向Ｄ１側（偏光分離層４３Ａに対して、調光用光変調装置４２とは反対側）で
、かつ、偏光分離装置４３と投射光学装置５との間に配置される。この、偏光板４７は、
偏光分離装置４３から投射光学装置５に向かうｐ偏光を遮蔽し、画像変調光であるｓ偏光
を透過させる。これにより、画像変調光以外のｐ偏光が透過することによる、投射画像の
コントラストの低下を抑制できる。

［光学ユニットにおける光路］
光学ユニット４において、図２に示すように、調光用光変調装置４２は、照明装置４１
から第１方向Ｄ１に出射された照明光を変調し、ｓ偏光の照度変調光を第１方向Ｄ１に出
射する。出射された照度変調光は、第１方向Ｄ１に進み、偏光分離装置４３に入射され、
偏光分離層４３Ａにおいてリレー装置４４側に反射され、第２方向Ｄ２とは反対方向に進
む。反射された照度変調光は、リレー装置４４及びλ／４板４５を介してｐ偏光に変換さ
れ、第２方向Ｄ２に偏光分離装置４３に入射される。偏光分離装置４３に入射され照度変
調光は、ｐ偏光に変換されているため偏光分離層４３Ａを通過し、画像用光変調装置４６
に入射される。画像用光変調装置４６に入射された照度変調光は、ｓ偏光である画像変調
光として第２方向Ｄ２とは反対方向に出射され、再び、偏光分離装置４３に入射され、偏
光分離層４３Ａにおいて投射光学装置５側に反射される。反射された画像変調光は、第１
方向Ｄ１に進み、偏光板４７を通過し、図１に示すように、投射光学装置５に入射される
。

［偏光分離装置の構成］
図３及び図４は、偏光分離装置４３の構成を模式的に示す図である。
偏光分離装置４３は、第１偏光分離層４３１Ａを有する第１偏光分離部４３１と、第２
偏光分離層４３２Ａを有する第２偏光分離部４３２と、偏光吸収層４３３と、を備える。
第１偏光分離部４３１は、直角プリズム（直角三角柱状のプリズム）であり、斜面に上
記偏光分離層４３Ａを構成する第１偏光分離層４３１Ａが形成されている。

第２偏光分離部４３２は、第１偏光分離部４３１に対向して配置され、第１偏光分離部
４３１と同様に構成される。すなわち、第２偏光分離部４３２は、第１偏光分離層４３１
Ａと偏光の透過／反射特性が同じである第２偏光分離層４３２Ａを有する。これら第１偏
光分離層４３１Ａ及び第２偏光分離層４３２Ａは、偏光の透過軸及び反射軸が同一であり
、かつ、互いに対向配置される。本実施形態では、第１偏光分離層４３１Ａ及び第２偏光
分離層４３２Ａは、それぞれｐ偏光を透過して、ｓ偏光を反射させる。
偏光吸収層４３３は、第１偏光分離層４３１Ａと第２偏光分離層４３２Ａとの間に配置
され、ｓ偏光を吸収し、ｐ偏光を透過する光学素子である。なお、上記偏光分離層４３Ａ
は、第１偏光分離層４３１Ａ、第２偏光分離層４３２Ａ、及び偏光吸収層４３３を含み構
成される。

図５は、偏光吸収層４３３を備えない偏光分離装置６を模式的に示す図である。
ここで、上記偏光吸収層４３３が形成されていない偏光分離装置６を、偏光分離装置４
３に代えて採用した場合について説明する。
偏光分離装置６は、第１偏光分離部４３１と第２偏光分離部４３２とを備え、第１偏光
分離層４３１Ａと第２偏光分離層４３２Ａとが接合されている。このように構成された偏
光分離装置６を、本実施形態の偏光分離装置４３の代りに用いる場合、調光用光変調装置
４２からＺ方向に向かうｓ偏光が、第１偏光分離層４３１Ａにて全反射されずに、当該ｓ
偏光の一部が投射光学装置５に向かって透過すると、投射光学装置５に投射画像の乱れが
生じたり、コントラストが低下する。
これに対して、本実施形態の偏光分離装置４３では、ｓ偏光の一部が第１偏光分離層４
３１Ａで全反射されずに透過したとしても、図３示すように、当該透過したｓ偏光を偏光
吸収層４３３によって吸収する。従って、当該ｓ偏光が透過することによる上記投射画像
の乱れやコントラストの低下を抑制できる。

［第１実施形態の効果］
以上説明した本実施形態に係るプロジェクター１によれば、以下の効果がある。
調光用光変調装置４２から出射された照度変調光は、偏光分離層４３Ａによって反射型
のリレー装置４４に向かって反射される。そして、反射された照度変調光は、リレー装置
４４の反射ミラー４４２によって反射されて再び偏光分離装置４３に入射される過程で、
λ／４板を２回通過する。これにより、照度変調光は、ｓ偏光からｐ偏光に偏光方向が変
換されて、偏光分離装置４３を通過可能となる。
従って、調光用光変調装置４２から入射される照度変調光と、リレー装置４４によって
反射された光とを偏光方向の違いによって偏光分離装置４３にて確実に分離できる。これ
により、調光用光変調装置４２による照度変調光をリレー装置４４に確実に導くことがで
きる他、当該リレー装置４４によって反射されて画像用光変調器４６２に結像される照度
変調光を、当該画像用光変調器４６２（画像用光変調装置４６）側に確実に出射できる。
そして、このような調光装置ＬＡ１では、上記照度変調光が、偏光分離装置４６とリレ
ー装置４５との間を反射により往復した後、当該偏光分離装置４５から画像用光変調器４
６２（画像用光変調装置４６）側に出射されるので、調光装置ＬＡ１の各構成をコンパク
トに配置できる。従って、調光装置ＬＡ１を小型化でき、ひいては、プロジェクター１を
小型化できる。
また、照明装置４１から出射された光の光路に沿って直列に配置された二つの光変調装
置である調光用光変調装置４２（調光用光変調器４２２）及び画像用光変調装置４６（画
像用光変調器４６２）により透過光量が調整されるので、投射光学装置５によって投射さ
れる投射画像のコントラストを向上させることができる。

偏光分離装置４３は、ｓ偏光を吸収する偏光吸収層４３３を備える。このため、偏光分
離層４３Ａにて反射されるｓ偏光のうちの一部が、当該偏光分離層４３Ａにて全反射され
ずに透過してしまう場合でも、偏光吸収層４３３によって、当該ｓ偏光の一部を吸収でき
る。これによれば、当該ｓ偏光の一部光が、投射光学装置５に入射され、当該投射光学装
置によって投射されてしまうことを抑制できる。従って、投射画像が乱れることを抑制で
きる他、コントラストの低下を抑制できる。

ここで、本実施形態では、調光用光変調装置４２の照明光の光軸と、投射光学装置５の
光軸と一致している。このため、調光用光変調装置４２からの照度変調光（ｐ偏光）が、
偏光分離層４３Ａを透過することによる上記投射画像のコントラストの低下が生じるおそ
れがあるが、このような場合、ｐ偏光を吸収する偏光板４７を設けていることにより、コ
ントラストの低下を効果的に抑制できる。

画像用光変調装置４６は、照度変調光をダイクロイックプリズム４６１によって複数の
色光に分けて画像用光変調器４６２に入射させる。画像用光変調器４６２は、各色光を変
調して画像光を形成し、再び、ダイクロイックプリズム４６１に入射させる。ダイクロイ
ックプリズム４６１は、各色に対応する画像光を合成して、画像変調光（ｓ偏光）を形成
する。
これにより、照度変調光に含まれる色光毎に当該色光を変調できるので、投射画像の色
再現性を向上させることができる。
また、反射型の画像用光変調器４６２が採用されることにより、ダイクロイックプリズ
ム４６１にて分離された各色光が変調されて、再び、色分離装置に入射される光路を短縮
できるので、プロジェクターを小型化できる。
更に、ダイクロイックプリズム４６１が、各色に対応する画像用光変調器４６２にて変
調された各色光を合成するので、当該各色光を合成する装置を別途設ける必要がない。従
って、この点においてもプロジェクター１の簡略化及び小型化できる。

なお、上述の構成では、ダイクロイックプリズム４６１によって照度変調光から複数の
色光が分離されるので、調光用光変調装置４２は１つで済む。従って、分離される色光毎
に調光用光変調装置４２が設けられる場合に比べて、プロジェクター１の構成を簡略化で
きる他、当該プロジェクター１の小型化を図ることができる。

プロジェクター１では、透過型の調光用光変調器４２２を備える。これにより、偏光分
離装置４３に向かって直進する光の光路上に、ミラーやプリズム等の光学部材を配置する
ことなく、調光用光変調装置４２を配置でき、プロジェクター１の構成を簡略化できる他
、小型化を図ることができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、上記プロジェクター１と同様の構成を有する。こ
こで、上記プロジェクター１では、調光用光変調装置４２が、透過型の調光用光変調器４
２２を備え、照明装置４１からの照明光の入射方向と、当該調光用光変調装置４２から出
射される照度変調光の出射方向とが一致していた。これに対して、本実施形態に係るプロ
ジェクターでは、調光用光変調装置は、反射型の調光用光変調器を備え、照明光の入射方
向と、調光用光変調装置からの光の出射方向とが直交するように構成される。なお、以下
の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については説明を省略する。

図６は、プロジェクター１Ａの概略構成を示す図である。
図６に示すように、プロジェクター１Ａは、装置本体３に代えて装置本体３Ａを有する
他は、上記プロジェクター１と同様の構成及び機能を有し、当該装置本体３Ａは、光学ユ
ニット４に代えて光学ユニット４Ａを有する他は、上記装置本体３と同様の構成を備える
。
光学ユニット４Ａは、照明装置４１Ａと、調光装置ＬＡ２と、画像用光変調装置４６と
、偏光板４７と、を備える。これらのうち調光装置ＬＡ２は、調光用光変調装置４２Ａと
、偏光分離装置４３と、リレー装置４４と、λ／４板４５と、を備える。また、照明装置
４１Ａは、Ｘ方向に照明光を出射する。なお、照明装置４１Ａは、照明光の出射方向以外
は、第１実施形態の照明装置４１と同様に構成される。

調光用光変調装置４２Ａは、照明装置４１Ａから出射された照明光を変調して、当該照
明光の光束の中心軸に対する直交面内の照度を変調し、ｓ偏光である照度変調光を第１方
向Ｄ１に出射する。この調光用光変調装置４２Ａは、ｐ偏光を透過する入射側偏光板４２
１Ａと、反射型の液晶パネルである調光用光変調器４２２Ａと、ｓ偏光を透過する出射側
偏光板４２３Ａと、偏光分離装置４２４と、を備える。

入射側偏光板４２１Ａは、偏光分離装置４２４のＸ方向とは反対側に配置される。
調光用光変調器４２２Ａは、偏光分離装置４２４のＸ方向側に配置される。
出射側偏光板４２３Ａは、偏光分離装置４２４のＺ方向側に配置される。
偏光分離装置４２４は、ｓ偏光を反射し、ｐ偏光を透過する偏光分離層４２４Ａを有す
る。偏光分離層４２４Ａに対してＸ方向に入射したｐ偏光である照明光は、当該偏光分離
層４２４Ａを透過する。また、調光用光変調器４２２Ａから出射され、偏光分離層４２４
Ａに対してＸ方向とは反対方向に向かって入射したｓ偏光である照度変調光は、Ｚ方向に
平行な第１方向Ｄ１に反射される。

［第２実施形態の効果］
以上説明した本実施形態に係るプロジェクター１Ａによれば、上記プロジェクター１と
同様の効果を奏することができる他、以下の効果を奏することができる。
プロジェクター１Ａにおける調光用光変調装置４２Ａは、偏光分離装置４２４を備え、
照明装置４１からＸ方向に出射された照明光（ｐ偏光）を変調するとともに、照度変調光
（ｓ偏光）をＸ方向に直交する第１方向Ｄ１に出射する。このような構成では、照明装置
４１からの照明光がＺ方向に出射される場合と比べて、照明光の一部がそのまま透過して
、投射光学装置５に入射することによる投射画像の乱れやコントラストの低下を抑制でき
る。

［第３実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、上記プロジェクター１と同様の構成を有する。こ
こで、上記プロジェクター１では、調光用光変調装置４２と投射光学装置５と偏光分離装
置４３を挟むように配置され、リレー装置４４と画像用光変調装置４６とが偏光分離装置
４３を挟むように配置されていた。これに対して、本実施形態に係るプロジェクターでは
、調光用光変調装置とリレー装置４４とが偏光分離装置を挟むように、また、画像用光変
調装置４６と投射光学装置５とが、偏光分離装置を挟むように配置される。なお、以下の
説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については説明を省略する。

図７は、プロジェクター１Ｂの概略構成を示す図である。
図７に示すように、プロジェクター１Ｂは、外装筐体２に収納される装置本体３Ｂを備
える。この装置本体３Ｂは、光学ユニット４Ｂと、投射光学装置５と、を備える。
光学ユニット４Ｂは、照明装置４１Ｂと、調光装置ＬＡ３と、画像用光変調装置４６と
、偏光板４７と、光学部品用筐体４８と、を備える。これらのうち調光装置ＬＡ３は、調
光用光変調装置４２Ｂと、偏光分離装置４３と、リレー装置４４と、λ／４板４５と、を
備える。

図８は、光学ユニット４Ｂを示す模式図である。
照明装置４１Ｂは、偏光分離装置４３のＸ方向側に配置され、Ｘ方向とは反対方向にｓ
偏光の照明光を照射する。照明装置４１Ｂは、照明光がｓ偏光であることと、照明光の出
射方向が異なること以外は、第１実施形態の照明装置４１と同様に構成される。

調光装置ＬＡ３は、調光用光変調装置４２Ｂから第１方向Ｄ３（Ｘ方向に平行）に出射
された光を、偏光分離装置４３、リレー装置４４、及びλ／４板４５を介して、第１方向
Ｄ３に直交する第２方向Ｄ４（Ｚ方向に平行）に出射し、画像用光変調装置４６に入射さ
せる。
調光用光変調装置４２Ｂは、照明装置４１Ｂから出射された照明光を変調し、当該照明
光の中心軸に対する直交面内の照度を調整し、ｐ偏光である照度変調光を第１方向Ｄ３に
出射する。また、調光用光変調装置４２Ｂは、ｓ偏光を透過する入射側偏光板４２１Ｂと
、透過型の液晶パネルである調光用光変調器４２２と、ｐ偏光を透過する出射側偏光板４
２３Ｂとを備える。

リレー装置４４及びλ／４板４５は、偏光分離装置４３に対して調光用光変調装置４２
Ｂとは反対側に配置される。
画像用光変調装置４６は、偏光分離装置４３よりもＺ方向の反対側に配置される。この
画像用光変調装置４６は、リレー装置４４及びλ／４板４５を通過し、第１方向Ｄ３とは
反対方向に偏光分離層４３Ａに入射され、第２方向Ｄ４（Ｚ方向とは反対方向）に反射さ
れた照度変調光が入射される。そして、画像用光変調装置４６は、入射された照度変調光
を変調し、第２方向Ｄ４とは反対方向に画像変調光を出射する。
投射光学装置５は、偏光分離装置４３に対して画像用光変調装置４６とは反対側に配置
される（図７参照）。

［第３実施形態の効果］
以上説明した本実施形態に係るプロジェクター１Ｂによれば、上記プロジェクター１と
同様の効果を奏することができる他、以下の効果を奏することができる。例えば、調光装
置ＬＡ３により、画像用光変調器４６２に入射される光の照度を、当該光の中心軸に直交
する面内における領域毎に調整できるので、投射画像のコントラストを向上できる。

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、上記第３実施形態緒のプロジェクター１Ｂと同様
の構成を有する。ここで、上記プロジェクター１Ｂでは、調光用光変調装置４２Ｂが、透
過型の調光用光変調器４２２を備え、調光用光変調装置４２Ｂからの照明光の入射方向と
、当該調光用光変調装置４２Ｂから出射される照度変調光の出射方向が一致していた。こ
れに対して、本実施形態に係るプロジェクターは、調光装置が反射型の調光用光変調器を
備え、照明光の入射方向と、調光用光変調装置からの光の出射方向とが直交するように構
成される。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分につい
ては説明を省略する。

図９は、プロジェクター１Ｃの概略構成を示す図である。
図９に示すように、第３実施形態のプロジェクター１Ｃは、外装筐体２に収納される装
置本体３Ｃを備える。この装置本体３Ｃは、光学ユニット４Ｃと、投射光学装置５と、を
備える。これらのうち光学ユニット４Ｃは、照明装置４１Ｃと、調光装置ＬＡ４と、画像
用光変調装置４６と、偏光板４７と、を備える。これらのうち、調光装置ＬＡ４は、調光
用光変調装置４２Ｃと、偏光分離装置４３と、リレー装置４４と、λ／４板４５と、を備
える。なお、本実施形態では、照明装置４１Ｃは、ｓ偏光の照明光をＺ方向に出射する。

調光装置ＬＡ４は、調光用光変調装置４２Ｃから第１方向Ｄ３に出射された光を、偏光
分離装置４３、リレー装置４４、及びλ／４板４５を介して、第１方向Ｄ３に直交する第
２方向Ｄ４に出射し、画像用光変調装置４６に入射させる。
調光用光変調装置４２Ｃは、照明装置４１Ｃから出射された照明光の光束の中心軸に対
する直交面内の照度を変調し、ｐ偏光の照度変調光を第１方向Ｄ３に出射する。調光用光
変調装置４２Ｃは、偏光分離層４３Ａに対してリレー装置４４とは反対側に配置される。
この調光用光変調装置４２Ｃは、ｓ偏光を透過する入射側偏光板４２１Ｃと、反射型の
液晶パネルである調光用光変調器４２２と、ｐ偏光を透過する出射側偏光板４２３Ｃと、
偏光分離層４２５Ａを有する偏光分離装置４２５と、を備える。

入射側偏光板４２１Ｃは、偏光分離装置４２５のＺ方向とは反対側に配置される。
調光用光変調器４２２は、偏光分離装置４２５のＸ方向側に配置される。
出射側偏光板４２３Ｃは、偏光分離装置４２５のＸ方向とは反対側に配置される。
偏光分離装置４２５は、ｓ偏光を反射し、ｐ偏光を透過する偏光分離層４２５Ａを有す
る。偏光分離層４２５Ａに対してＺ方向に入射したｓ偏光である照明光は、第１方向Ｄ３
とは反対方向に反射される。また、調光用光変調器４２２から出射され、偏光分離層４２
５Ａに対して第１方向Ｄ３に入射されるｐ偏光である照度変調光は、偏光分離層４２５Ａ
を透過する。

［第４実施形態の効果］
以上説明した本実施形態に係るプロジェクター１Ｂによれば、上記プロジェクター１Ｂ
と同様の効果を奏することができる他、以下の効果を奏することができる。
調光用光変調装置４２Ｃは、偏光分離装置４２５を備え、照明装置４１ＣからＺ方向に
出射された照明光（ｓ偏光）を変調するとともに、照度変調光（ｐ偏光）をＸ方向とは反
対方向に出射する。このような構成では、照明装置４１Ｃからの照明光のうち、照度変調
光ではないｓ偏光の一部が、遮蔽されずに透過することによる、投射画像の乱れやコント
ラストの低下を抑制できる。

［実施形態の変形］
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲で
の変形、改良等は本発明に含まれるものである。
上記各実施形態では、キューブ状の偏光分離スプリッターを採用したが、本発明はこれ
に限らない。例えば、板状の光学部材の両面に、ｓ偏光を反射し、ｐ偏光を透過する光学
膜が形成された板状の偏光分離スプリッターを用いてもよい。

上記各実施形態では、偏光分離装置４３は、一対の偏光分離層の間に、偏光吸収層が配
置されていたが、本発明はこれに限らない。例えば、偏光吸収層を備えない構成、例えば
、一対の直角プリズムと、当該直角プリズムの間に配置された偏光分離層とを備えるキュ
ーブ状の偏光分離スプリッターを用いてもよい。

上記各実施形態では、偏光分離装置４３は、ｓ偏光を反射し、ｐ偏光を透過する偏光分
離層を有する構成を例示したが、本発明はこれに限らない。すなわち、ｓ偏光を透過し、
ｐ偏光を反射する偏光分離装置を採用してもよい。

上記各実施形態では、画像用光変調器として、光入射面と光射出面とが同一となる反射
型の液晶パネルを採用したが、光入射面と光束出射面とが異なる透過型の液晶パネルを用
いてもよい。例えば、第２光変調装置は、入射側偏光板と、透過型の液晶パネルと、出射
側偏光板とを備え、この第２変調装置の光出射側に配置された投射光学装置５に画像変調
光を入射させる構成を採用してもよい。

上記各実施形態では、プロジェクターは、画像用光変調器として３つの液晶パネルを備
えていたが、本発明はこれに限らない。すなわち、２つ以下、あるいは、４つ以上の液晶
パネルを用いたプロジェクターにも、本発明を適用可能である。
また、上記各実施形態では、光学ユニット４における各光学部品の配置位置は適宜変更
可能であり、例えば、平面視略Ｌ字形状を有する構成や、平面視略Ｕ字形状を有する構成
を採用してもよい。

上記各実施形態では、１つの調光装置に対して、複数の画像用光変調器４６２を備える
画像用光変調装置４６を設け、これら画像用光変調器４６２により調光装置を共用する構
成を採用したが、本発明はこれに限らない。例えば、調光装置を複数の画像用光変調器の
それぞれに個別に配置する構成としてもよい。この場合、偏光分離装置４３と画像用光変
調器４６２との間にダイクロイックプリズム４６１を配置させずに、当該ダイクロイック
プリズム４６１を、調光装置における画像変調光の出射側に配置する。そして、ダイクロ
イックプリズム４６１により色合成されて形成された投射画像を投射光学装置により投射
する構成が例示できる。

上記各実施形態では、光変調器として液晶パネルを採用する構成を例示したが、入射光
束を制御信号（画像情報）に応じて変調可能な光変調器であれば、他の構成の光変調器を
採用してもよい。例えば、マイクロミラーを用いたデバイスなど、液晶以外の光変調器を
用いたプロジェクターにも、本発明を適用することは可能である。このような光変調装置
を用いた場合でも、偏光板を適宜配置して、変調光の偏光方向を適宜設定すればよい。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…プロジェクター、５…投射光学装置、４１，４１Ａ，４１Ｂ，
４１Ｃ…照明装置、４２，４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ…調光用光変調装置（第２光変調装置
）、４３…偏光分離装置、４３Ａ…偏光分離層、４４…リレー装置、４５…λ／４板、４
６…画像用光変調装置（第１光変調装置、反射型光変調装置）、４７…偏光板、４２２，
４２２Ａ…調光用光変調器、４３１Ａ…第１偏光分離層、４３２Ａ…第２偏光分離層、４
３３…偏光吸収層、４４１…レンズ、４４２…反射ミラー、４６１…ダイクロイックプリ
ズム（プリズム）、４６２…画像用光変調器（反射型の光変調器、液晶パネル）、Ｄ１，
Ｄ３…第１方向、Ｄ２，Ｄ４…第２方向、ＬＡ１，ＬＡ２，ＬＡ３，ＬＡ４…調光装置。

Claims (6)

1. 画像を形成する画像形成装置と、
   形成された前記画像を投射する投射光学装置と、を備え、
   前記画像形成装置は、
   照明装置と、
   前記照明装置から出射される光を変調する第１光変調装置と、
   前記照明装置と前記第１光変調装置との間の光路上に配置され、前記照明装置から出射された光の中心軸に直交する面内の照度を領域毎に調整する調光装置と、を備え、
   前記調光装置は、
   前記照明装置から出射された光を変調する第２光変調装置と、
   前記第２光変調装置によって変調された変調光を前記第１光変調装置に結像させる反射型のリレー装置と、
   前記第２光変調装置から入射される前記変調光を前記リレー装置に導き、前記リレー装置にて反射された前記変調光を前記第１光変調装置側に出射する偏光分離装置と、
   前記偏光分離装置と前記リレー装置との間に配置され、前記偏光分離装置から入射される光を略円偏光とする位相差板と、を有し、
   前記偏光分離装置は、偏光分離層を備え、
   前記偏光分離層は、
   偏光の透過軸及び反射軸が同一であり、かつ、互いに対向配置される第１偏光分離層及び第２偏光分離層と、
   前記第１偏光分離層及び前記第２偏光分離層の間に配置され、前記第１偏光分離層及び前記第２偏光分離層の反射軸方向の偏光を吸収する偏光吸収層を有することを特徴とするプロジェクター。
2. 請求項１に記載のプロジェクターであって、
   前記第２光変調装置は透過型の液晶パネルであることを特徴とするプロジェクター。
3. 請求項１又は請求項２に記載のプロジェクターであって、
   前記第１光変調装置は、反射型の光変調器を含むことを特徴とするプロジェクター。
4. 請求項３に記載のプロジェクターであって、
   前記第１光変調装置は、
   前記反射型の光変調器としての複数の反射型の液晶パネルと、
   前記複数の反射型の液晶パネルと前記調光装置との間に配置され、前記調光装置から出射された光を色分離して前記複数の反射型の液晶パネルのそれぞれに入射させ、前記複数の反射型の各液晶パネルのそれぞれから出射された光を色合成して前記偏光分離装置に入射させるプリズムと、を備えることを特徴とするプロジェクター。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のプロジェクターであって、
   前記第２光変調装置は、第１方向に光を出射して、前記偏光分離装置に入射させ、
   前記第１光変調装置は、前記偏光分離装置に対して前記第１方向と略直交する第２方向側に配置され、
   前記リレー装置は、前記偏光分離装置に対して前記第２方向とは反対側に配置され、
   前記投射光学装置は、前記偏光分離装置に対して前記第１方向側に配置されることを特徴とするプロジェクター。
6. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のプロジェクターであって、
   前記第２光変調装置は、第１方向に光を出射して、前記偏光分離装置に入射させ、
   前記リレー装置は、前記偏光分離装置に対して前記第１方向側に配置され、
   前記第１光変調装置は、前記偏光分離装置に対して前記第１方向と略直交する第２方向側に配置され、
   前記投射光学装置は、前記偏光分離装置に対して前記第２方向とは反対側に配置されることを特徴とするプロジェクター。

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