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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024121181
(43)【公開日】2024-09-06
(54)【発明の名称】プロジェクター
(51)【国際特許分類】
G03B 21/14 20060101AFI20240830BHJP
G03B 21/00 20060101ALI20240830BHJP
H04N 9/31 20060101ALI20240830BHJP
G02B 13/24 20060101ALN20240830BHJP
G02B 13/16 20060101ALN20240830BHJP
【ＦＩ】
G03B21/14 Z
G03B21/00 E
H04N9/31 410
G02B13/24
G02B13/16
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023028142
(22)【出願日】2023-02-27
(71)【出願人】
【識別番号】000002369
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100179475
【弁理士】
【氏名又は名称】仲井 智至
(74)【代理人】
【識別番号】100216253
【弁理士】
【氏名又は名称】松岡 宏紀
(74)【代理人】
【識別番号】100225901
【弁理士】
【氏名又は名称】今村 真之
(72)【発明者】
【氏名】若林 淳一
(72)【発明者】
【氏名】坂田 秀文
(72)【発明者】
【氏名】守国 栄時
【テーマコード（参考）】
2H087
2K203
5C060
【Ｆターム（参考）】
2H087KA06
2H087KA07
2H087LA01
2H087LA27
2H087PA08
2H087PA19
2H087PB10
2H087QA03
2H087QA06
2H087QA12
2H087QA21
2H087QA25
2H087QA32
2H087QA41
2H087QA46
2H087RA32
2H087RA42
2H087RA45
2K203FA03
2K203FA23
2K203FA35
2K203FA42
2K203GA25
2K203GA26
2K203GA33
2K203GA34
2K203GB12
2K203HA02
2K203HA13
2K203HA14
2K203HA67
2K203HA68
2K203HA73
2K203HA75
2K203HB17
2K203HB18
2K203MA06
5C060GB02
5C060JA14
(57)【要約】
【課題】２つの光変調素子の画素ピッチが異なる場合でも、投写画像のホワイトバランスを補正できるプロジェクターを提供すること。
【解決手段】プロジェクターは、第１光変調素子で変調された第１色光の光束幅を縮小するリレー光学系と、リレー光学系で光束幅が縮小された第１色光および第２光変調素子で変調された他の色光を合成した合成光を出射する色合成プリズムと、合成光を投写画像として投写する投写光学系と、投写光学系のＦナンバーを検出する検出部と、検出部が検出したＦナンバーに基づいて第１光変調素子および第２光変調素子の少なくとも一方から出射される光量を制御して投写画像のホワイトバランスを補正する制御部と、を有する。第１光変調素子の有効面積は、第２光変調素子の有効面積より大きい。第１光変調素子の画素ピッチは、第２光変調素子の画素ピッチより大きい。
【選択図】図１
【解決手段】プロジェクターは、第１光変調素子で変調された第１色光の光束幅を縮小するリレー光学系と、リレー光学系で光束幅が縮小された第１色光および第２光変調素子で変調された他の色光を合成した合成光を出射する色合成プリズムと、合成光を投写画像として投写する投写光学系と、投写光学系のＦナンバーを検出する検出部と、検出部が検出したＦナンバーに基づいて第１光変調素子および第２光変調素子の少なくとも一方から出射される光量を制御して投写画像のホワイトバランスを補正する制御部と、を有する。第１光変調素子の有効面積は、第２光変調素子の有効面積より大きい。第１光変調素子の画素ピッチは、第２光変調素子の画素ピッチより大きい。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１色光および前記第１色光よりも長い波長帯の他の色光を含む出射光を出射する光源部と、
前記第１色光が照射されて前記第１色光を変調する第１光変調素子と、
前記他の色光が照射されて前記他の色光を変調する第２光変調素子と、
前記第１光変調素子が拡大側結像面に配置され、前記第１光変調素子で変調された前記第１色光の光束幅を縮小側結像面で縮小するリレー光学系と、
前記リレー光学系で光束幅が縮小された前記第１色光および前記第２光変調素子で変調された前記他の色光を合成した合成光を出射する色合成プリズムと、
前記色合成プリズムから出射した前記合成光を投写画像として投写する投写光学系と、
前記投写光学系のＦナンバーを検出する検出部と、
前記検出部が検出した前記Ｆナンバーに基づいて、前記第１光変調素子および前記第２光変調素子の少なくとも一方から出射される光量を制御して、前記投写画像のホワイトバランスを補正する制御部と、を有し、
前記第１光変調素子の有効面積は、前記第２光変調素子の有効面積より大きく、
前記第１光変調素子の画素ピッチは、前記第２光変調素子の画素ピッチより大きいことを特徴とするプロジェクター。
前記第１色光が照射されて前記第１色光を変調する第１光変調素子と、
前記他の色光が照射されて前記他の色光を変調する第２光変調素子と、
前記第１光変調素子が拡大側結像面に配置され、前記第１光変調素子で変調された前記第１色光の光束幅を縮小側結像面で縮小するリレー光学系と、
前記リレー光学系で光束幅が縮小された前記第１色光および前記第２光変調素子で変調された前記他の色光を合成した合成光を出射する色合成プリズムと、
前記色合成プリズムから出射した前記合成光を投写画像として投写する投写光学系と、
前記投写光学系のＦナンバーを検出する検出部と、
前記検出部が検出した前記Ｆナンバーに基づいて、前記第１光変調素子および前記第２光変調素子の少なくとも一方から出射される光量を制御して、前記投写画像のホワイトバランスを補正する制御部と、を有し、
前記第１光変調素子の有効面積は、前記第２光変調素子の有効面積より大きく、
前記第１光変調素子の画素ピッチは、前記第２光変調素子の画素ピッチより大きいことを特徴とするプロジェクター。
【請求項2】
前記光源部は、第１偏光状態の前記第１色光を出射する発光素子と、前記発光素子から出射した前記第１色光の一部を第２偏光状態に変換する位相差板と、前記第１偏光状態の前記第１色光および前記第２偏光状態の前記第１色光をそれぞれ分離する偏光分離素子と、前記偏光分離素子により分離された前記第１偏光状態の前記第１色光を前記他の色光に変換して反射する蛍光素子と、前記偏光分離素子により分離された前記第２偏光状態の前記第１色光を反射する拡散素子と、前記拡散素子で反射した前記第１色光および前記蛍光素子で反射した前記他の色光を合成して前記出射光とする合成素子と、を備え、
前記制御部は、前記位相差板の角度を制御することにより、前記第１光変調素子および前記第２光変調素子から出射される光量を制御することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
前記制御部は、前記位相差板の角度を制御することにより、前記第１光変調素子および前記第２光変調素子から出射される光量を制御することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項3】
前記制御部は、前記第１光変調素子および前記第２光変調素子の少なくとも一方の階調を制御することにより、前記記第１光変調素子および前記第２光変調素子の少なくとも一方から出射される光量を制御することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項4】
前記光源部は、前記第１色光を出射する第１光源と、前記他の色光を出射する第２光源と、を備え、
前記制御部は、前記第１光源および前記第２光源の少なくとも一方の光量を制御することにより、前記記第１光変調素子および前記第２光変調素子の少なくとも一方から出射される光量を制御することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
前記制御部は、前記第１光源および前記第２光源の少なくとも一方の光量を制御することにより、前記記第１光変調素子および前記第２光変調素子の少なくとも一方から出射される光量を制御することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項5】
前記第１色光は、青色光を含む第１波長帯であることを特徴とする請求項１から４のうち何れか一項に記載のプロジェクター。
【請求項6】
前記他の色光は、前記第１色光よりも長い波長帯の第２色光と、前記第１色光および前記第２色光よりも長い波長帯の第３色光とを含み、
前記第２光変調素子は、前記第２色光が照射されて前記第２色光を変調する第３光変調素子と、前記第３色光が照射されて前記第３色光を変調する第４光変調素子と、を備え、
前記第１光変調素子の有効面積は、前記第３光変調素子および前記第４光変調素子の有効面積より大きく、
前記第１光変調素子の画素ピッチは、前記第３光変調素子および前記第４光変調素子の画素ピッチより大きいことを特徴とする請求項５に記載のプロジェクター。
前記第２光変調素子は、前記第２色光が照射されて前記第２色光を変調する第３光変調素子と、前記第３色光が照射されて前記第３色光を変調する第４光変調素子と、を備え、
前記第１光変調素子の有効面積は、前記第３光変調素子および前記第４光変調素子の有効面積より大きく、
前記第１光変調素子の画素ピッチは、前記第３光変調素子および前記第４光変調素子の画素ピッチより大きいことを特徴とする請求項５に記載のプロジェクター。
【請求項7】
前記第２色光は、緑色光を含む第２波長帯であり、
前記第３色光は、赤色光を含む第３波長帯であることを特徴とする請求項６に記載のプロジェクター。
前記第３色光は、赤色光を含む第３波長帯であることを特徴とする請求項６に記載のプロジェクター。
【請求項8】
前記投写光学系は、ズームレンズであり、
前記検出部は、前記投写光学系の投写距離に基づいて、前記Ｆナンバーを検出することを特徴とする請求項１から４のうち何れか一項に記載のプロジェクター。
前記検出部は、前記投写光学系の投写距離に基づいて、前記Ｆナンバーを検出することを特徴とする請求項１から４のうち何れか一項に記載のプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プロジェクターに関する。
【背景技術】
【0002】
複数枚の光変調素子のうち１枚の光変調素子の有効面積を他の光変調素子の有効面積より大きくしたプロジェクターは、特許文献１に記載されている。同文献のプロジェクターは、青色光を変調する第１変調素子と、緑色光を変調する第２変調素子と、赤色光を変調する第３変調素子と、変調された各色光を合成するプリズムと、第２変調素子とプリズムとの間に配置された補正レンズと、プリズムから出射された合成光を投写画像として投写面に投写する投写レンズとを備える。第２光変調素子の光変調領域サイズは、第１光変調素子および第３光変調素子の光変調領域サイズより大きい。補正レンズは、第２変調素子から出射された光束幅を縮小して、第１光変調素子および第３光変調素子から出射された光の光束幅と同じにする。プリズムは、第２変調素子から出射する緑色光、第１変調素子から出射する青色光および第３変調素子から出射する赤色光を合成した合成光を出射する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００５－３４５７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１のプロジェクターでは、第１光変調素子、第２光変調素子および第３光変調素子の画素数が同じ場合、第２光変調素子の光変調領域サイズは、第１光変調素子および第３光変調素子の光変調領域サイズより大きいので、第２光変調素子の画素ピッチは、第１光変調素子および第３光変調素子の画素ピッチより広い。この結果、第１光変調素子および第３光変調素子から出射する光の強度分布は同じであるが、第２変調素子から出射する光の強度分布は、画素ピッチの違いに起因して回折の影響度合いが異なることにより、第１光変調素子および第３光変調素子から出射する光の強度分布と異なる。これにより、プリズムで合成された合成光が、投写レンズにより、投写画像として投写された際に、投写画像のホワイトバランスが所望の状態とはならないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記の課題を解決するために、本発明のプロジェクターは、第１色光および前記第１色光よりも長い波長帯の他の色光を含む出射光を出射する光源部と、前記第１色光が照射されて前記第１色光を変調する第１光変調素子と、前記他の色光が照射されて前記他の色光を変調する第２光変調素子と、前記第１光変調素子が拡大側結像面に配置され、前記第１光変調素子で変調された前記第１色光の光束幅を縮小側結像面で縮小するリレー光学系と、前記リレー光学系で光束幅が縮小された前記第１色光および前記第２光変調素子で変調された前記他の色光を合成した合成光を出射する色合成プリズムと、前記色合成プリズムから出射した前記合成光を投写画像として投写する投写光学系と、前記投写光学系のＦナンバーを検出する検出部と、前記検出部が検出したＦナンバーに基づいて、前記第１光変調素子および前記第２光変調素子の少なくとも一方から出射される光量を制御して、前記投写画像のホワイトバランスを補正する制御部と、を有し、前記第１光変調素子の有効面積は、前記第２光変調素子の有効面積より大きく、前記第１光変調素子の画素ピッチは、前記第２光変調素子の画素ピッチより大きいことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】実施形態１のプロジェクターの要部の概略図である。
【図2】実施形態１の光源部の概略図である。
【図3】色合成プリズムに入射する第１色光、第２色光および第３色光の光の強度分布の一例を示す図である。
【図4】実施形態２のプロジェクターの要部の概略図である。
【図5】実施形態３のプロジェクターの要部の概略図である。
【図6】色合成プリズムに入射する第１色光、第２色光および第３色光の光の強度分布の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下に図面を参照して、本発明の実施形態に係るプロジェクターを説明する。
【0008】
［実施形態１］
図１は、実施形態１のプロジェクター１００の要部の概略図である。図１に示すように、プロジェクター１００は、光源部１と、光源部１から出射した出射光ＬＤを各色光に分離する分離光学系２と、分離光学系２で分離された各色光に対して変調して投写画像を形成する複数の光変調素子３と、複数の光変調素子３のうち１つで変調された色光の光束幅を縮小するリレー光学系４と、光変調素子３で変調された各色光を合成した合成光を出射する色合成プリズム５と、色合成プリズム５から出射した合成光を投写画像として投写する投写光学系６と、投写光学系６のＦナンバーを検出する検出部７と、制御部８と、記憶部９とを有する。
図１は、実施形態１のプロジェクター１００の要部の概略図である。図１に示すように、プロジェクター１００は、光源部１と、光源部１から出射した出射光ＬＤを各色光に分離する分離光学系２と、分離光学系２で分離された各色光に対して変調して投写画像を形成する複数の光変調素子３と、複数の光変調素子３のうち１つで変調された色光の光束幅を縮小するリレー光学系４と、光変調素子３で変調された各色光を合成した合成光を出射する色合成プリズム５と、色合成プリズム５から出射した合成光を投写画像として投写する投写光学系６と、投写光学系６のＦナンバーを検出する検出部７と、制御部８と、記憶部９とを有する。
【0009】
ここで、以下の説明では、便宜上、互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸とする。また、分離光学系２の第１光軸Ｎに沿った方向をＸ軸方向とする。Ｘ軸方向において、光源部１から出射した出射光ＬＤが出射する方向を第１方向Ｘ１とし、その反対方向を第２方向Ｘ２とする。Ｙ軸方向において、色合成プリズム５から合成光が出射する方向を第３方向Ｙ１とし、その反対方向を第４方向Ｙ２とする。
【0010】
（光源部）
図２は、実施形態１の光源部１の概略図である。光源部１は、第１色光および第１色光よりも長い波長帯の他の色光を含む出射光ＬＤを出射する。本形態では、出射光ＬＤは、白色光である。図２に示すように、光源部１は、発光素子１１と、レンズ１０と、位相差板１２と、偏光分離素子１３と、蛍光素子１４と、拡散素子１５と、を備える。発光素子１１は、レーザーダイオードアレイである。発光素子１１は、第１偏光状態の第１色光ＬＢを出射する。本形態では、第１偏光状態は偏光分離素子１３へ入射する光がＳ偏光であり、第１色光ＬＢは青色光である。レンズ１０は、発光素子１１と位相差板１２との間に配置される。レンズ１０は、アフォーカル系を構成する。位相差板１２は、発光素子１１から出射した第１色光ＬＢの一部を第２偏光状態に変換する。本形態では、第２偏光状態は、Ｐ偏光である。よって、位相差板１２は、Ｓ偏光の第１色光ＬＢの一部をＰ偏光の第１色光ＬＢに変換する。ここで、位相差板１２がＳ偏光をＰ偏光に変換する割合は、位相差板１２に入射する第１色光ＬＢに対する位相差板１２の角度に基づいて変わる。本形態では、位相差板１２に入射する第１色光ＬＢに対する位相差板１２の角度は、モータ１２０により制御される。より具体的には、モータ１２０は、位相差板１２を回転させることが可能であり、モータ１２０が位相差板１２を回転させることにより、位相差板１２に入射する第１色光ＬＢに対する位相差板１２の角度が制御される。位相差板１２としては、例えば１／２波長板を用いることができる。１／２波長板の遅相軸の角度に応じて、偏光方向の角度を変換することができる。
図２は、実施形態１の光源部１の概略図である。光源部１は、第１色光および第１色光よりも長い波長帯の他の色光を含む出射光ＬＤを出射する。本形態では、出射光ＬＤは、白色光である。図２に示すように、光源部１は、発光素子１１と、レンズ１０と、位相差板１２と、偏光分離素子１３と、蛍光素子１４と、拡散素子１５と、を備える。発光素子１１は、レーザーダイオードアレイである。発光素子１１は、第１偏光状態の第１色光ＬＢを出射する。本形態では、第１偏光状態は偏光分離素子１３へ入射する光がＳ偏光であり、第１色光ＬＢは青色光である。レンズ１０は、発光素子１１と位相差板１２との間に配置される。レンズ１０は、アフォーカル系を構成する。位相差板１２は、発光素子１１から出射した第１色光ＬＢの一部を第２偏光状態に変換する。本形態では、第２偏光状態は、Ｐ偏光である。よって、位相差板１２は、Ｓ偏光の第１色光ＬＢの一部をＰ偏光の第１色光ＬＢに変換する。ここで、位相差板１２がＳ偏光をＰ偏光に変換する割合は、位相差板１２に入射する第１色光ＬＢに対する位相差板１２の角度に基づいて変わる。本形態では、位相差板１２に入射する第１色光ＬＢに対する位相差板１２の角度は、モータ１２０により制御される。より具体的には、モータ１２０は、位相差板１２を回転させることが可能であり、モータ１２０が位相差板１２を回転させることにより、位相差板１２に入射する第１色光ＬＢに対する位相差板１２の角度が制御される。位相差板１２としては、例えば１／２波長板を用いることができる。１／２波長板の遅相軸の角度に応じて、偏光方向の角度を変換することができる。
【0011】
偏光分離素子１３は、Ｓ偏光の第１色光ＬＢおよびＰ偏光の第１色光ＬＢをそれぞれ分離する。偏光分離素子１３は、Ｓ偏光の第１色光ＬＢを反射し、Ｐ偏光の第１色光ＬＢを透過する。偏光分離素子１３により反射されたＳ偏光の第１色光ＬＢは、ピックアップレンズ１４１を透過して、蛍光素子１４に入射する。偏光分離素子１３を透過したＰ偏光の第１色光ＬＢは、ピックアップレンズ１５１を透過して、拡散素子１５に入射する。
【0012】
蛍光素子１４は、第１色光ＬＢによって励起され、偏光分離素子１３により分離されたＳ偏光の第１色光ＬＢを第１色光ＬＢよりも長い波長帯の他の色光ＬＹに変換して反射する。本形態では、他の色光ＬＹは、黄色光である。蛍光素子１４で反射した他の色光ＬＹは、偏光方向が揃っていない非偏光光となる。蛍光素子１４で反射した他の色光ＬＹは、ピックアップレンズ１４１を透過して、偏光分離素子１３に到達する。
【0013】
拡散素子１５は、偏光分離素子１３により分離されたＰ偏光の第１色光ＬＢを拡散反射する。拡散素子１５としては、入射光をランバート反射させるもの等が用いられる。拡散素子１５で反射した第１色光ＬＢは、ピックアップレンズ１５１を透過して、偏光分離素子１３に到達する。
【0014】
蛍光素子１４で反射した他の色光ＬＹは、偏光分離素子１３を透過する。拡散素子１５で反射した第１色光ＬＢは、偏光分離素子１３においてＳ偏光に変換されるとともに偏光分離素子１３で反射される。これにより、偏光分離素子１３は、第１色光ＬＢおよび他の色光ＬＹを同じ方向に出射する。すなわち、偏光分離素子１３は、第１色光ＬＢおよび他の色光ＬＹを合成して出射光ＬＤとする合成素子としても機能する。
【0015】
光源部１は、偏光分離素子１３から出射した出射光ＬＤを複数の光束に分割するインテグレータ光学系１６と、インテグレータ光学系１６から出射された出射光ＬＤの偏光方向を揃える偏光変換素子１７と、偏光変換素子１７から出射した出射光ＬＤを分離光学系２に向けて出射する重畳レンズ１８と、を備える。インテグレータ光学系１６は、複数枚のレンズアレイで構成される。レンズアレイは、複数のマイクロレンズがアレイ状に配置されたものである。偏光変換素子１７は、ＰＢＳアレイで形成された光学素子である。偏光変換素子１７は、図示は省略するが、偏光分離素子１３から出射した出射光ＬＤに含まれる偏光成分のうち一方の直線偏光成分をそのまま透過させるとともに、他方の直線偏光成分を光軸に垂直な方向に反射する偏光分離層と、偏光分離層で反射された他方の直線偏光成分を光軸に平行な方向に反射する反射層と、反射層で反射された他方の直線偏光成分を一方の直線偏光成分に変換する位相差板とを有している。偏光変換素子１７は、非偏光である他の色光ＬＹの偏光方向およびＳ偏光である第１色光ＬＢの偏光方向を、Ｐ偏光またはＳ偏光に変換する。
【0016】
ここで、光源部１は、モータ１２０によって位相差板１２の角度が制御されることにより、蛍光素子１４に到達するＳ偏光の第１色光ＬＢの光量および拡散素子１５に到達するＰ偏光の第１色光ＬＢの光量の割合を変更することができるので、拡散素子１５から出射する第１色光ＬＢの光量と蛍光素子１４から出射する他の色光ＬＹの光量との割合を調整することが可能である。すなわち、光源部１は、モータ１２０によって位相差板１２の角度が制御されることにより、出射光ＬＤに含まれる第１色光ＬＢおよび他の色光ＬＹの光量の割合を調整することが可能である。
【0017】
（分離光学系）
分離光学系２は、第１方向Ｘ１に向かって順に、第２ダイクロイックミラー２２、第１ダイクロイックミラー２１、および延長光学系２０を備える。第２ダイクロイックミラー２２、第１ダイクロイックミラー２１、および延長光学系２０は、分離光学系２の第１光軸Ｎに沿って配置されている。第２ダイクロイックミラー２２は、出射光ＬＤを、第３色光ＬＲと混合光ＬＣとに分離する。第２ダイクロイックミラー２２は、第３色光ＬＲを第３方向Ｙ１に反射し、混合光ＬＣを第１方向Ｘ１に向けて透過する。第１ダイクロイックミラー２１は、混合光ＬＣを、第１色光ＬＢと第２色光ＬＧとに分離する。第１ダイクロイックミラー２１は、第２色光ＬＧを第３方向Ｙ１に反射し、第１色光ＬＢを第１方向Ｘ１に向けて透過する。第１色光ＬＢは、青色光を含む第１波長帯である。第２色光ＬＧは、緑色光を含む第２波長帯である。第３色光ＬＲは、赤色光を含む第３波長帯である。第１波長帯は、例えば、４２０ｎｍ～５００ｎｍである。第２波長帯は、例えば、５００ｎｍ～６００ｎｍである。第３波長帯は、例えば、６００ｎｍ～６８０ｎｍである。混合光ＬＣの波長帯は、例えば、４２０ｎｍ～６００ｎｍである。本形態では、第１色光ＬＢは、青色光である。第２色光ＬＧは、緑色光である。第３色光ＬＲは、赤色光である。
分離光学系２は、第１方向Ｘ１に向かって順に、第２ダイクロイックミラー２２、第１ダイクロイックミラー２１、および延長光学系２０を備える。第２ダイクロイックミラー２２、第１ダイクロイックミラー２１、および延長光学系２０は、分離光学系２の第１光軸Ｎに沿って配置されている。第２ダイクロイックミラー２２は、出射光ＬＤを、第３色光ＬＲと混合光ＬＣとに分離する。第２ダイクロイックミラー２２は、第３色光ＬＲを第３方向Ｙ１に反射し、混合光ＬＣを第１方向Ｘ１に向けて透過する。第１ダイクロイックミラー２１は、混合光ＬＣを、第１色光ＬＢと第２色光ＬＧとに分離する。第１ダイクロイックミラー２１は、第２色光ＬＧを第３方向Ｙ１に反射し、第１色光ＬＢを第１方向Ｘ１に向けて透過する。第１色光ＬＢは、青色光を含む第１波長帯である。第２色光ＬＧは、緑色光を含む第２波長帯である。第３色光ＬＲは、赤色光を含む第３波長帯である。第１波長帯は、例えば、４２０ｎｍ～５００ｎｍである。第２波長帯は、例えば、５００ｎｍ～６００ｎｍである。第３波長帯は、例えば、６００ｎｍ～６８０ｎｍである。混合光ＬＣの波長帯は、例えば、４２０ｎｍ～６００ｎｍである。本形態では、第１色光ＬＢは、青色光である。第２色光ＬＧは、緑色光である。第３色光ＬＲは、赤色光である。
【0018】
延長光学系２０は、分離光学系２の光路を第１方向Ｘ１に延長する。延長光学系２０は、複数のレンズ２６を備える。複数のレンズ２６は、分離光学系２の第１光軸Ｎに沿って配置されている。延長光学系２０は、第１ダイクロイックミラー２１と後述する第１光変調素子３１との間に配置されている。
【0019】
ここで、第２ダイクロイックミラー２２の第３方向Ｙ１には、第２ダイクロイックミラー２２で分離された第３色光ＬＲを第１方向Ｘ１に向けて反射する反射ミラー２４が配置されている。第２ダイクロイックミラー２２と反射ミラー２４との間、および第２ダイクロイックミラー２２と第１ダイクロイックミラー２１との間には、それぞれ、レンズ２３が配置されている。反射ミラー２４の第１方向Ｘ１および第１ダイクロイックミラー２１の第３方向Ｙ１には、それぞれ、レンズ２５が配置されている。レンズ２３およびレンズ２５は、第２色光ＬＧおよび第３色光ＬＲを光変調素子３の近傍に集光させる。
【0020】
（光変調素子）
光変調素子３は、液晶パネルである。光変調素子３は、第１色光ＬＢが照射されて第１色光ＬＢを変調する第１光変調素子３１と、第２色光ＬＧが照射されて第２色光ＬＧを変調する第３光変調素子３２と、第３色光ＬＲが照射されて第３色光ＬＲを変調する第４光変調素子３３とを備える。第１光変調素子３１、第３光変調素子３２および第４光変調素子３３は、それぞれ、入射側偏光板３５と出射側偏光板３６とを備える。なお、第３光変調素子３２および第４光変調素子３３は、本発明の「第２光変調素子」に相当する。
光変調素子３は、液晶パネルである。光変調素子３は、第１色光ＬＢが照射されて第１色光ＬＢを変調する第１光変調素子３１と、第２色光ＬＧが照射されて第２色光ＬＧを変調する第３光変調素子３２と、第３色光ＬＲが照射されて第３色光ＬＲを変調する第４光変調素子３３とを備える。第１光変調素子３１、第３光変調素子３２および第４光変調素子３３は、それぞれ、入射側偏光板３５と出射側偏光板３６とを備える。なお、第３光変調素子３２および第４光変調素子３３は、本発明の「第２光変調素子」に相当する。
【0021】
第１光変調素子３１は、延長光学系２０の第１方向Ｘ１であって、第１光軸Ｎ上に配置されている。第３光変調素子３２は、色合成プリズム５の第２面部５２と対向する位置に配置されている。第４光変調素子３３は、色合成プリズム５の第３面部５３と対向する位置に配置されている。
【0022】
第１光変調素子３１の有効面積は、第３光変調素子３２および第４光変調素子３３の有効面積より大きい。ここで、有効面積とは、光変調素子の有効表示領域の面積を示す。本形態では、第１光変調素子３１は、有効表示領域の対角寸法が１．０３インチの液晶パネルであり、第３光変調素子３２および第４光変調素子３３は、有効表示領域の対角寸法が０．６７インチの液晶パネルである。第１光変調素子３１、第３光変調素子３２および第４光変調素子３３の画素数は、それぞれ同じである。例えば、第１光変調素子３１、第３光変調素子３２および第４光変調素子３３の画素数は、ＷＵＸＧＡ（１９２０×１２００）である。このため、第１光変調素子３１の画素ピッチは、第３光変調素子３２および第４光変調素子３３の画素ピッチとは異なる。より具体的には、第１光変調素子３１の画素ピッチは、第３光変調素子３２および第４光変調素子３３の画素ピッチより大きい。ここで、本明細書で示す画素ピッチとは、画素の１辺の寸法を示す。
【0023】
（リレー光学系）
リレー光学系４は、第１光変調素子３１がリレー光学系４の拡大側結像面４０Ａに配置され、第１光変調素子３１で変調された第１色光ＬＢの光束幅を縮小側結像面４０Ｂで縮小する。すなわち、リレー光学系４は、変倍する光学系である。本形態では、リレー光学系４は、第１光変調素子３１で変調された第１色光ＬＢの１．０３インチの光束幅を、縮小側結像面４０Ｂで０．６７インチの光束幅に縮小する。縮小側結像面４０Ｂは、色合成プリズム５の第１面部５１と対向する位置に配置されている。縮小側結像面４０Ｂおよび色合成プリズム５の第１面部５１の距離は、第３光変調素子３２および色合成プリズム５の第２面部５２の距離と同じである。また、縮小側結像面４０Ｂおよび色合成プリズム５の第１面部５１の距離は、第４光変調素子３３および色合成プリズム５の第３面部５３の距離と同じである。
リレー光学系４は、第１光変調素子３１がリレー光学系４の拡大側結像面４０Ａに配置され、第１光変調素子３１で変調された第１色光ＬＢの光束幅を縮小側結像面４０Ｂで縮小する。すなわち、リレー光学系４は、変倍する光学系である。本形態では、リレー光学系４は、第１光変調素子３１で変調された第１色光ＬＢの１．０３インチの光束幅を、縮小側結像面４０Ｂで０．６７インチの光束幅に縮小する。縮小側結像面４０Ｂは、色合成プリズム５の第１面部５１と対向する位置に配置されている。縮小側結像面４０Ｂおよび色合成プリズム５の第１面部５１の距離は、第３光変調素子３２および色合成プリズム５の第２面部５２の距離と同じである。また、縮小側結像面４０Ｂおよび色合成プリズム５の第１面部５１の距離は、第４光変調素子３３および色合成プリズム５の第３面部５３の距離と同じである。
【0024】
ここで、プロジェクター１００は、縮小側結像面４０Ｂと第１面部５１との間に配置された偏光板２７を有する。偏光板２７と第１光変調素子３１の出射側偏光板３６とは、第１色光ＬＢに含まれる偏光成分のうち同一方向の直線偏光成分を透過させる。すなわち、第１光変調素子３１の出射側偏光板３６が第１色光ＬＢのＳ偏光を透過させる場合には、偏光板２７はＳ偏光を透過させ、第１光変調素子３１の出射側偏光板３６が第１色光ＬＢのＰ偏光を透過させる場合には、偏光板２７はＰ偏光を透過させる。
【0025】
リレー光学系４は、拡大側から縮小側に向かって順に、複数のレンズからなり正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、１枚または２枚のレンズを有するとともに少なくとも一方が負のレンズであって負のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２と、複数のレンズからなり正のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３と、を備える。リレー光学系４は、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に絞り４５を備える。第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３は、リレー光学系４の第２光軸Ｍに沿って配置されている。
【0026】
第１レンズ群Ｇ１のレンズ枚数と第３レンズ群Ｇ３のレンズ枚数は、同じである。より具体的には、第１レンズ群Ｇ１は、レンズＬ１～レンズＬ４の４枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、レンズＬ７～レンズＬ１０の４枚のレンズからなる。
【0027】
第２レンズ群Ｇ２は、レンズＬ５およびレンズＬ６の２枚のレンズからなる。レンズＬ５およびレンズＬ６は、少なくも一方が負のレンズである。レンズＬ２～レンズＬ１０は、第２光軸ＭのＸ軸方向に延びる一部分Ｍ１に配置されている。レンズＬ１は、第２光軸ＭのＹ軸方向に延びる他の部分Ｍ２に配置されている。
【0028】
リレー光学系４は、第１光変調素子３１により変調された第１色光ＬＢを第３方向Ｙ１に反射する第１反射ミラー４１と、第１反射ミラー４１で反射された第１色光ＬＢを第２方向Ｘ２に反射する第２反射ミラー４２とを備える。第１反射ミラー４１は、レンズＬ１の第４方向Ｙ２方向に配置されている。第２反射ミラー４２は、レンズＬ１とレンズＬ２との間に配置されている。
【0029】
（合成プリズム）
色合成プリズム５は、第１色光ＬＢが入射する第１面部５１、第２色光ＬＧが入射する第２面部５２、第３色光ＬＲが入射する第３面部５３および合成光ＬＥを出射する第４面部５４を備える。第１面部５１と第３面部５３とは、Ｘ軸方向で対向する。第２面部５２と第４面部５４とは、Ｙ軸方向で対向する。色合成プリズム５は、リレー光学系４で光束幅が縮小された第１色光ＬＢ、第３光変調素子３２で変調された第２色光ＬＧ、および第４光変調素子３３で変調された第３色光ＬＲを合成した合成光ＬＥを、第４面部５４から第３方向Ｙ１に出射する。ここで、色合成プリズム５の第１面部５１に入射する第１色光ＬＢの光束幅は、色合成プリズム５の第２面部５２に入射する第２色光ＬＧおよび色合成プリズム５の第３面部５３に入射する第３色光ＬＲの光束幅と同じである。
色合成プリズム５は、第１色光ＬＢが入射する第１面部５１、第２色光ＬＧが入射する第２面部５２、第３色光ＬＲが入射する第３面部５３および合成光ＬＥを出射する第４面部５４を備える。第１面部５１と第３面部５３とは、Ｘ軸方向で対向する。第２面部５２と第４面部５４とは、Ｙ軸方向で対向する。色合成プリズム５は、リレー光学系４で光束幅が縮小された第１色光ＬＢ、第３光変調素子３２で変調された第２色光ＬＧ、および第４光変調素子３３で変調された第３色光ＬＲを合成した合成光ＬＥを、第４面部５４から第３方向Ｙ１に出射する。ここで、色合成プリズム５の第１面部５１に入射する第１色光ＬＢの光束幅は、色合成プリズム５の第２面部５２に入射する第２色光ＬＧおよび色合成プリズム５の第３面部５３に入射する第３色光ＬＲの光束幅と同じである。
【0030】
（投写光学系）
投写光学系６は、色合成プリズム５から出射した合成光ＬＥを投写画像としてスクリーンＳ（投写面）に投写する。投写光学系６は、複数枚のレンズを備える。本形態では、投写光学系６は、ズームレンズである。投写光学系６は、ズーム環を回転させることにより、投写距離を可変する。投写光学系６のＦナンバーは、投写距離に基づいて、変更される。
投写光学系６は、色合成プリズム５から出射した合成光ＬＥを投写画像としてスクリーンＳ（投写面）に投写する。投写光学系６は、複数枚のレンズを備える。本形態では、投写光学系６は、ズームレンズである。投写光学系６は、ズーム環を回転させることにより、投写距離を可変する。投写光学系６のＦナンバーは、投写距離に基づいて、変更される。
【0031】
（検出部）
検出部７は、投写光学系６のＦナンバーを検出する。本形態では、検出部７は、投写光学系６の投写距離に基づいて、Ｆナンバーを検出する。例えば、検出部７は、投写光学系６の投写距離が変更される毎に、Ｆナンバーを検出する。なお、検出部７は、投写光学系６の広角端、中間位置、望遠端の３箇所などの複数の投写位置に基づいて、Ｆナンバーを検出してもよい。
検出部７は、投写光学系６のＦナンバーを検出する。本形態では、検出部７は、投写光学系６の投写距離に基づいて、Ｆナンバーを検出する。例えば、検出部７は、投写光学系６の投写距離が変更される毎に、Ｆナンバーを検出する。なお、検出部７は、投写光学系６の広角端、中間位置、望遠端の３箇所などの複数の投写位置に基づいて、Ｆナンバーを検出してもよい。
【0032】
検出部７は、投写距離に基づくズーム位置を検出するズーム位置検出部７１と、記憶部９に記憶されたズーム位置に対応したＦナンバーの情報からズーム位置検出部７１が検出したズーム位置に対応するＦナンバーを出力する出力部７２とを備える。ズーム位置検出部７１は、例えば、角度センサ、エンコーダ、抵抗式位置検出センサなどである。出力部７２は、制御部８に設けられる。
【0033】
（記憶部）
記憶部９には、投写距離に基づくズーム位置に対応したＦナンバー、Ｆナンバーに対応した位相差板１２の角度の情報が記憶されている。本形態では、Ｆナンバーに対応した位相差板１２の角度の情報に基づいて、制御部８がモータ１２０を制御して位相差板１２を回転させる。
記憶部９には、投写距離に基づくズーム位置に対応したＦナンバー、Ｆナンバーに対応した位相差板１２の角度の情報が記憶されている。本形態では、Ｆナンバーに対応した位相差板１２の角度の情報に基づいて、制御部８がモータ１２０を制御して位相差板１２を回転させる。
【0034】
（制御部）
制御部８は、光源部１から出射される出射光ＬＤを制御する光源駆動部８１、光変調素子３を動作させる表示駆動部８２、および出力部７２を備える。表示駆動部８２は、ビデオ信号等の外部画像信号に基づいて光変調素子３を動作させる。
制御部８は、光源部１から出射される出射光ＬＤを制御する光源駆動部８１、光変調素子３を動作させる表示駆動部８２、および出力部７２を備える。表示駆動部８２は、ビデオ信号等の外部画像信号に基づいて光変調素子３を動作させる。
【0035】
光源駆動部８１は、電源駆動部８１１と、光源調整部８１２とを備える。電源駆動部８１１は、ビデオ信号等の外部画像信号に基づいて発光素子１１から出射される出射光ＬＤを制御する。光源調整部８１２は、出力部７２が出力したＦナンバーに基づいて、スクリーンＳにおける投写画像のホワイトバランスを補正する。より具体的には、光源調整部８１２は、記憶部９に記憶されたＦナンバーに対応した位相差板１２の角度の情報から出力部７２が出力したＦナンバーに対応する位相差板１２の角度の情報に基づいて、モータ１２０により位相差板１２の角度を制御することにより、出射光ＬＤに含まれる第１色光ＬＢおよび他の色光ＬＹの光量の割合を調整して、第１光変調素子３１、第３光変調素子３２および第４光変調素子３３から出射される光量を制御する。これにより、光源調整部８１２は、スクリーンＳにおける投写画像のホワイトバランスを補正する。
【0036】
（ホワイトバランスの補正）
プロジェクター１００のホワイトバランスの補正について説明する。図３は、色合成プリズム５に入射する第１色光ＬＢ、第２色光ＬＧおよび第３色光ＬＲの光の強度分布の一例を示す図である。なお、図３に示す、第１色光ＬＢ、第２色光ＬＧおよび第３色光ＬＲの強度分布は、それぞれの光変調素子の光軸に沿う方向の光量を基準に正規化したものである。
プロジェクター１００のホワイトバランスの補正について説明する。図３は、色合成プリズム５に入射する第１色光ＬＢ、第２色光ＬＧおよび第３色光ＬＲの光の強度分布の一例を示す図である。なお、図３に示す、第１色光ＬＢ、第２色光ＬＧおよび第３色光ＬＲの強度分布は、それぞれの光変調素子の光軸に沿う方向の光量を基準に正規化したものである。
【0037】
図３に示すように、第３光変調素子３２および第４光変調素子３３の画素ピッチは、同じであるので、第２色光ＬＧおよび第３色光ＬＲの光の強度分布は、ほぼ同じ形状である。一方、第１光変調素子３１の画素ピッチは、第３光変調素子３２および第４光変調素子３３の画素ピッチより大きいので、第１色光ＬＢは、画素ピッチの回折の影響を受けにくく、第２色光ＬＧおよび第３色光ＬＲよりも回折角が小さい。図３に示すように、第１色光ＬＢの光の強度分布は、第２色光ＬＧおよび第３色光ＬＲの光の強度分布と比較すると、投写光学系６で利用される光の透過角度が広がったとしても最大値からの変化が少ない。よって、色合成プリズム５に入射する第１色光ＬＢの光の強度分布は、色合成プリズム５に入射する第２色光ＬＧおよび第３色光ＬＲの光の強度分布とは異なるので、色合成プリズム５で合成された合成光ＬＥが投写光学系６によってスクリーンＳに投写画像として投写された場合、スクリーンＳ上における投写画像のホワイトバランスは、投写光学系６のＦナンバーに基づいて変化する。例えば、図３に示す光の強度分布の場合、Ｆナンバーが小さいと投写光学系６で利用される光の透過角度範囲が大きくなり、第１色光ＬＢに対して、相対的に第２色光ＬＧおよび第３色光ＬＲの光量の割合が大きくなるので、スクリーンＳ上における投写画像は、黄色みが強い投写画像となり、Ｆナンバー大きいと投写光学系６で利用される光の透過角度範囲が小さくなり、第２色光ＬＧおよび第３色光ＬＲに対して、相対的に第１色光ＬＢの光量の割合が大きくなるので、スクリーンＳ上における投写画像は、青色みが強い投写画像となる。このため、スクリーンＳ上における投写画像のホワイトバランスを補正するためには、色合成プリズム５に入射する第１色光ＬＢ、第２色光ＬＧおよび第３色光ＬＲの光量のうち少なくとも１つの光量を調整する必要がある。
【0038】
したがって、本形態のプロジェクター１００では、検出部７が投写光学系６のＦナンバーを検知すると、光源調整部８１２は、記憶部９に記憶されたＦナンバーに対応した位相差板１２の角度の情報から検出部７が検出したＦナンバーに対応する位相差板１２の角度の情報に基づいて、モータ１２０を制御して位相差板１２を回転させる。これにより、第１色光ＬＢおよび他の色光ＬＹの光量の割合が調整された出射光ＬＤが光源部１から出射される。
【0039】
光源部１から出射された出射光ＬＤは、分離光学系２によって、第１色光ＬＢ、第２色光ＬＧおよび第３色光ＬＲに分離される。分離された第１色光ＬＢ、第２色光ＬＧおよび第３色光ＬＲは、それぞれ、光変調素子３に入射する。このとき、光変調素子３に入射する第１色光ＬＢ、第２色光ＬＧおよび第３色光ＬＲの光量の割合は、光源調整部８１２により調整されているので、第１光変調素子３１、第３光変調素子３２および第４光変調素子３３から出射される光量は、Ｆナンバーに基づいて、適切に制御されている。これにより、スクリーンＳ上における投写画像のホワイトバランスは、投写光学系６のＦナンバーに基づいて、適切に補正される。
【0040】
（作用効果）
本形態のプロジェクター１００によれば、光源調整部８１２は、記憶部９に記憶されたＦナンバーに対応した位相差板１２の角度の情報から出力部７２が出力したＦナンバーに対応する位相差板１２の角度の情報に基づいて、モータ１２０により位相差板１２の角度を制御することにより、出射光ＬＤに含まれる第１色光ＬＢおよび他の色光ＬＹの光量の割合を調整して、第１光変調素子３１、第３光変調素子３２および第４光変調素子３３から出射される光量を制御する。これにより、光源調整部８１２は、スクリーンＳにおける投写画像のホワイトバランスを補正することが可能である。この結果、プロジェクター１００は、ホワイトバランスが所望の状態となった投写画像をスクリーンＳに投写することができる。
本形態のプロジェクター１００によれば、光源調整部８１２は、記憶部９に記憶されたＦナンバーに対応した位相差板１２の角度の情報から出力部７２が出力したＦナンバーに対応する位相差板１２の角度の情報に基づいて、モータ１２０により位相差板１２の角度を制御することにより、出射光ＬＤに含まれる第１色光ＬＢおよび他の色光ＬＹの光量の割合を調整して、第１光変調素子３１、第３光変調素子３２および第４光変調素子３３から出射される光量を制御する。これにより、光源調整部８１２は、スクリーンＳにおける投写画像のホワイトバランスを補正することが可能である。この結果、プロジェクター１００は、ホワイトバランスが所望の状態となった投写画像をスクリーンＳに投写することができる。
【0041】
本形態では、投写光学系６は、ズームレンズである。検出部７は、投写光学系６の投写距離に基づいて、Ｆナンバーを検出する。よって、投写光学系の投写距離が変更された場合であっても、プロジェクター１００は、投写光学系６のＦナンバーに基づいて、スクリーンＳにおける投写画像のホワイトバランスを適切に補正することができる。
【0042】
［実施形態２］
図４は、実施形態２のプロジェクター１００Ａの要部の概略図である。実施形態２のプロジェクター１００Ａは、光源部１および制御部８の構成が、実施形態１のプロジェクター１００とは相違する。よって、実施形態２では、実施形態１と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する場合がある。
図４は、実施形態２のプロジェクター１００Ａの要部の概略図である。実施形態２のプロジェクター１００Ａは、光源部１および制御部８の構成が、実施形態１のプロジェクター１００とは相違する。よって、実施形態２では、実施形態１と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する場合がある。
【0043】
光源部１は、第１色光および第１色光よりも長い波長帯の他の色光を含む出射光ＬＤを出射する。図４に示すように、光源部１は、発光部１１１と、照明光学系１９とを備える。発光部１１１は、例えば、超高圧水銀ランプ、固体光源等で構成される。発光部１１１は、出射光ＬＤを出射する。本形態では、出射光ＬＤは、白色光である。第１色光は、青色光であり、他の色光は、緑色光および赤色光である。出射光ＬＤに含まれる青色光、緑色光および赤色光の光量は、等しい。
【0044】
照明光学系１９は、マルチレンズ１９１、偏光ビームスプリッタ１９２、マルチレンズ１９３、およびリレーレンズ１９４を備える。マルチレンズ１９１は、発光部１１１から出射した出射光ＬＤを複数に分割する。偏光ビームスプリッタ１９２は、マルチレンズ１９１から出射した出射光ＬＤの偏光方向を変換する。マルチレンズ１９３は、偏光ビームスプリッタ１９２から出射した出射光ＬＤをリレーレンズ１９４の近傍に集光させる。リレーレンズ１９４は、マルチレンズ１９３から入射した出射光ＬＤを拡大して、分離光学系２に向けて出射する。
【0045】
（検出部）
検出部７は、投写距離に基づくズーム位置を検出するズーム位置検出部７１と、記憶部９に記憶されたズーム位置に対応したＦナンバーの情報からズーム位置検出部７１が検出したズーム位置に対応するＦナンバーを出力する出力部７２とを備える。
検出部７は、投写距離に基づくズーム位置を検出するズーム位置検出部７１と、記憶部９に記憶されたズーム位置に対応したＦナンバーの情報からズーム位置検出部７１が検出したズーム位置に対応するＦナンバーを出力する出力部７２とを備える。
【0046】
（記憶部）
記憶部９には、投写距離に基づくズーム位置に対応したＦナンバー、Ｆナンバーに対応した第１光変調素子３１の階調の情報が記憶されている。本形態では、Ｆナンバーに対応した第１光変調素子３１の階調の情報に基づいて、制御部８が第１光変調素子３１の階調を制御する。
記憶部９には、投写距離に基づくズーム位置に対応したＦナンバー、Ｆナンバーに対応した第１光変調素子３１の階調の情報が記憶されている。本形態では、Ｆナンバーに対応した第１光変調素子３１の階調の情報に基づいて、制御部８が第１光変調素子３１の階調を制御する。
【0047】
（制御部）
制御部８は、光源部１から出射される出射光ＬＤを制御する光源駆動部８１、光変調素子３を動作させる表示駆動部８２、および出力部７２を備える。
制御部８は、光源部１から出射される出射光ＬＤを制御する光源駆動部８１、光変調素子３を動作させる表示駆動部８２、および出力部７２を備える。
【0048】
光源駆動部８１は、ビデオ信号等の外部画像信号に基づいて発光部１１１から出射される出射光ＬＤを制御する。表示駆動部８２は、ビデオ信号等の外部画像信号に基づいて光変調素子３を動作させる。また、表示駆動部８２は、出力部７２が出力したＦナンバーに基づいて、スクリーンＳにおける投写画像のホワイトバランスを補正する。より具体的には、表示駆動部８２は、記憶部９に記憶されたＦナンバーに対応した第１光変調素子３１の階調の情報から出力部７２が出力したＦナンバーに対応する第１光変調素子３１の階調の情報に基づいて、第１光変調素子３１の階調を制御することにより、第１光変調素子３１から出射される光量を制御する。この結果、第１光変調素子３１から出射される光量は、Ｆナンバーに基づいて、適切に制御されているので、スクリーンＳ上における投写画像のホワイトバランスは、投写光学系６のＦナンバーに基づいて、適切に補正される。
【0049】
（作用効果）
本形態のプロジェクター１００Ａによれば、表示駆動部８２は、記憶部９に記憶されたＦナンバーに対応した第１光変調素子３１の階調の情報から出力部７２が出力したＦナンバーに対応する第１光変調素子３１の階調の情報に基づいて、第１光変調素子３１の階調を制御することにより、第１光変調素子３１から出射される光量を制御する。これにより、表示駆動部８２は、スクリーンＳにおける投写画像のホワイトバランスを補正することが可能である。この結果、プロジェクター１００Ａは、ホワイトバランスが所望の状態となった投写画像をスクリーンＳに投写することができる。
本形態のプロジェクター１００Ａによれば、表示駆動部８２は、記憶部９に記憶されたＦナンバーに対応した第１光変調素子３１の階調の情報から出力部７２が出力したＦナンバーに対応する第１光変調素子３１の階調の情報に基づいて、第１光変調素子３１の階調を制御することにより、第１光変調素子３１から出射される光量を制御する。これにより、表示駆動部８２は、スクリーンＳにおける投写画像のホワイトバランスを補正することが可能である。この結果、プロジェクター１００Ａは、ホワイトバランスが所望の状態となった投写画像をスクリーンＳに投写することができる。
【0050】
なお、本形態では、表示駆動部８２は、検出部７が検出したＦナンバーに基づいて、第１光変調素子３１の階調のみ制御したが、表示駆動部８２は、第３光変調素子３２および第４光変調素子３３の階調を制御してもよい。この場合、記憶部９には、投写距離に基づくズーム位置に対応したＦナンバー、Ｆナンバーに対応した第１光変調素子３１、第３光変調素子３２および第４光変調素子３３の階調の情報が、それぞれ、記憶されている。表示駆動部８２は、記憶部９に記憶されたＦナンバーに対応した各光変調素子３の階調の情報から出力部７２が出力したＦナンバーに対応する各光変調素子３の階調の情報に基づいて、各光変調素子３の階調を制御することにより、各光変調素子３から出射される光量を、それぞれ制御する。これにより、表示駆動部８２は、スクリーンＳにおける投写画像のホワイトバランスを補正することが可能である。
【0051】
［実施形態３］
図５は、実施形態３のプロジェクター１００Ｂの要部の概略図である。実施形態３のプロジェクター１００Ａは、光源部１および制御部８の構成が、実施形態１のプロジェクター１００とは相違する。よって、実施形態３では、実施形態１と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する場合がある。
図５は、実施形態３のプロジェクター１００Ｂの要部の概略図である。実施形態３のプロジェクター１００Ａは、光源部１および制御部８の構成が、実施形態１のプロジェクター１００とは相違する。よって、実施形態３では、実施形態１と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する場合がある。
【0052】
光源部１は、第１色光および第１色光よりも長い波長帯の他の色光を含む出射光ＬＤを出射する。図５に示すように、光源部１は、第１発光部１２１、第２発光部１２２、第３発光部１２３、第１ダイクロイックミラー１２４および第２ダイクロイックミラー１２５を備える。第１発光部１２１、第１ダイクロイックミラー１２４および第２ダイクロイックミラー１２５は、第１方向Ｘ１に向かってこの順で配列されている。
【0053】
第１発光部１２１は、第１ダイクロイックミラー１２４の第２方向Ｘ２に配置されている。第１発光部１２１は、青色光を含む第１波長帯である第１色光ＬＢを、第１ダイクロイックミラー１２４に向けて出射する。第１発光部１２１は、例えば、青色光を出射する青色発光ダイオードである。第２発光部１２２は、第１ダイクロイックミラー１２４の第３方向Ｙ１に配置されている。第２発光部１２２は、緑色光を含む第２波長帯である第２色光ＬＧを、第１ダイクロイックミラー１２４に向けて出射する。第２発光部１２２は、例えば、緑色光を出射する緑色発光ダイオードである。第３発光部１２３は、第２ダイクロイックミラー１２５の第３方向Ｙ１に配置されている。第３発光部１２３は、赤色光を含む第３波長帯である第３色光ＬＲを、第２ダイクロイックミラー１２５に向けて出射する。第３発光部１２３は、例えば、赤色光を出射する赤色発光ダイオードである。ここで、第１発光部１２１は、本発明の「第１光源」に相当し、第２発光部１２２および第３発光部１２３は、本発明の「第２光源」に相当する。
【0054】
第１ダイクロイックミラー１２４は、第１色光ＬＢを透過するとともに第２色光ＬＧを反射して、第１色光ＬＢと第２色光ＬＧとを合成した光を出射する。第２ダイクロイックミラー１２５は、第１色光ＬＢおよび第２色光ＬＧを透過するとともに、第３色光ＬＲを反射して、第１色光ＬＢ、第２色光ＬＧおよび第３色光ＬＲを合成した出射光ＬＤ出射する。出射光ＬＤは、白色光である。ここで、第１波長帯は、例えば、４２０ｎｍ～５００ｎｍである。第２波長帯は、例えば、５００ｎｍ～６００ｎｍである。第３波長帯は、例えば、６００ｎｍ～６８０ｎｍである。
【0055】
（検出部）
検出部７は、投写距離に基づくズーム位置を検出するズーム位置検出部７１と、記憶部９に記憶されたズーム位置に対応したＦナンバーの情報からズーム位置検出部７１が検出したズーム位置に対応するＦナンバーを出力する出力部７２とを備える。
検出部７は、投写距離に基づくズーム位置を検出するズーム位置検出部７１と、記憶部９に記憶されたズーム位置に対応したＦナンバーの情報からズーム位置検出部７１が検出したズーム位置に対応するＦナンバーを出力する出力部７２とを備える。
【0056】
（記憶部）
記憶部９には、投写距離に基づくズーム位置に対応したＦナンバー、Ｆナンバーに対応した第１発光部１２１の光量の情報が記憶されている。本形態では、Ｆナンバーに対応した第１発光部１２１の光量の情報に基づいて、制御部８が第１発光部１２１の光量を制御する。
記憶部９には、投写距離に基づくズーム位置に対応したＦナンバー、Ｆナンバーに対応した第１発光部１２１の光量の情報が記憶されている。本形態では、Ｆナンバーに対応した第１発光部１２１の光量の情報に基づいて、制御部８が第１発光部１２１の光量を制御する。
【0057】
（制御部）
制御部８は、光源部１から出射される出射光ＬＤを制御する光源駆動部８１、光変調素子３を動作させる表示駆動部８２、および出力部７２を備える。表示駆動部８２は、ビデオ信号等の外部画像信号に基づいて光変調素子３を動作させる。
制御部８は、光源部１から出射される出射光ＬＤを制御する光源駆動部８１、光変調素子３を動作させる表示駆動部８２、および出力部７２を備える。表示駆動部８２は、ビデオ信号等の外部画像信号に基づいて光変調素子３を動作させる。
【0058】
光源駆動部８１は、ビデオ信号等の外部画像信号に基づいて、第１発光部１２１、第２発光部１２２および第３発光部１２３を制御する。また、光源駆動部８１は、出力部７２が出力したＦナンバーに基づいて、スクリーンＳにおける投写画像のホワイトバランスを補正する。より具体的には、光源駆動部８１は、記憶部９に記憶されたＦナンバーに対応した第１発光部１２１の光量の情報から出力部７２が出力したＦナンバーに対応する第１発光部１２１の光量の情報に基づいて、第１発光部１２１から出射される第１色光ＬＢの光量を制御することにより、第１光変調素子３１から出射される光量を制御する。この結果、第１光変調素子３１から出射される光量は、Ｆナンバーに基づいて、適切に制御されているので、スクリーンＳ上における投写画像のホワイトバランスは、投写光学系６のＦナンバーに基づいて、適切に補正される。
【0059】
（作用効果）
本形態のプロジェクター１００Ｂによれば、光源駆動部８１は、記憶部９に記憶されたＦナンバーに対応した第１発光部１２１の光量の情報から出力部７２が出力したＦナンバーに対応する第１発光部１２１の光量の情報に基づいて、第１発光部１２１から出射される第１色光ＬＢの光量を制御することにより、第１光変調素子３１から出射される光量を制御する。これにより、光源駆動部８１は、スクリーンＳにおける投写画像のホワイトバランスを補正することが可能である。この結果、プロジェクター１００Ｂは、ホワイトバランスが所望の状態となった投写画像をスクリーンＳに投写することができる。
本形態のプロジェクター１００Ｂによれば、光源駆動部８１は、記憶部９に記憶されたＦナンバーに対応した第１発光部１２１の光量の情報から出力部７２が出力したＦナンバーに対応する第１発光部１２１の光量の情報に基づいて、第１発光部１２１から出射される第１色光ＬＢの光量を制御することにより、第１光変調素子３１から出射される光量を制御する。これにより、光源駆動部８１は、スクリーンＳにおける投写画像のホワイトバランスを補正することが可能である。この結果、プロジェクター１００Ｂは、ホワイトバランスが所望の状態となった投写画像をスクリーンＳに投写することができる。
【0060】
なお、本形態では、光源駆動部８１は、検出部７が検出したＦナンバーに基づいて、第１発光部１２１から出射される第１色光ＬＢの光量のみ制御したが、表示駆動部８２は、第２発光部１２２および第３発光部１２３から出射される他の色光の光量を制御してもよい。この場合、記憶部９には、投写距離に基づくズーム位置に対応したＦナンバー、Ｆナンバーに対応した第１発光部１２１、第２発光部１２２および第３発光部１２３の光量の情報が、それぞれ、記憶されている。光源駆動部８１は、記憶部９に記憶されたＦナンバーに対応した各発光部の光量の情報から出力部７２が出力したＦナンバーに対応する各発光部の光量の情報に基づいて、各発光部の光量を制御することにより、各光変調素子３から出射される光量を、それぞれ制御する。これにより、表示駆動部８２は、スクリーンＳにおける投写画像のホワイトバランスを補正することが可能である。
【0061】
［他の実施形態］
上記形態では、第１色光は、青色光を含む第１波長帯であったが、これに限定されない。例えば、第１色光は、緑色光を含む第２波長帯であり、第２色光は、青色光を含む第１波長帯であってもよい。この場合、第１光変調素子３１は、緑色光を含む第２波長帯である第１色光を変調し、第３光変調素子３２は、青色光を含む第１波長帯である第２色光を変調する。
上記形態では、第１色光は、青色光を含む第１波長帯であったが、これに限定されない。例えば、第１色光は、緑色光を含む第２波長帯であり、第２色光は、青色光を含む第１波長帯であってもよい。この場合、第１光変調素子３１は、緑色光を含む第２波長帯である第１色光を変調し、第３光変調素子３２は、青色光を含む第１波長帯である第２色光を変調する。
【0062】
上記形態のプロジェクターに対して、投写光学系６は着脱可能な交換式の光学系であってもよい。この場合、投写光学系６は、ズームレンズではなく、単焦点レンズであってもよい。投写光学系６が単焦点レンズの場合には、検出部７は、取り付けられた投写光学系６のＦナンバーを検出すればよい。Ｆナンバーの検出方法としては、例えば、Ｆナンバーが記録されたチップなどを投写光学系６に設け、検出部７は、このチップに記憶されたＦナンバーの情報を検出してもよい。また、Ｆナンバーに基づいた固有な形状を投写光学系６に形成しておき、検出部７は、この形状からＦナンバーを検出してもよい。
【0063】
上記実施形態では、光変調素子における画素ピッチの寸法の違いに起因した回折光の影響の違いに着目した。他の実施形態としては、例えば、リレー光学系４の設計要因等によっては、図６に示すような強度分布となり得ることもあるので、このような場合においても、上記実施形態の技術思想をもとに、投写面における投写画像のホワイトバランスを適切に補正することができる。
【0064】
［本開示のまとめ］
以下、本開示のまとめを付記する。
以下、本開示のまとめを付記する。
【0065】
（付記１）
第１色光および前記第１色光よりも長い波長帯の他の色光を含む出射光を出射する光源部と、
前記第１色光が照射されて前記第１色光を変調する第１光変調素子と、
前記他の色光が照射されて前記他の色光を変調する第２光変調素子と、
前記第１光変調素子が拡大側結像面に配置され、前記第１光変調素子で変調された前記第１色光の光束幅を縮小側結像面で縮小するリレー光学系と、
前記リレー光学系で光束幅が縮小された前記第１色光および前記第２光変調素子で変調された前記他の色光を合成した合成光を出射する色合成プリズムと、
前記色合成プリズムから出射した前記合成光を投写画像として投写する投写光学系と、
前記投写光学系のＦナンバーを検出する検出部と、
前記検出部が検出した前記Ｆナンバーに基づいて、前記第１光変調素子および前記第２光変調素子の少なくとも一方から出射される光量を制御して、前記投写画像のホワイトバランスを補正する制御部と、を有し、
前記第１光変調素子の有効面積は、前記第２光変調素子の有効面積より大きく、
前記第１光変調素子の画素ピッチは、前記第２光変調素子の画素ピッチより大きいことを特徴とするプロジェクター。
第１色光および前記第１色光よりも長い波長帯の他の色光を含む出射光を出射する光源部と、
前記第１色光が照射されて前記第１色光を変調する第１光変調素子と、
前記他の色光が照射されて前記他の色光を変調する第２光変調素子と、
前記第１光変調素子が拡大側結像面に配置され、前記第１光変調素子で変調された前記第１色光の光束幅を縮小側結像面で縮小するリレー光学系と、
前記リレー光学系で光束幅が縮小された前記第１色光および前記第２光変調素子で変調された前記他の色光を合成した合成光を出射する色合成プリズムと、
前記色合成プリズムから出射した前記合成光を投写画像として投写する投写光学系と、
前記投写光学系のＦナンバーを検出する検出部と、
前記検出部が検出した前記Ｆナンバーに基づいて、前記第１光変調素子および前記第２光変調素子の少なくとも一方から出射される光量を制御して、前記投写画像のホワイトバランスを補正する制御部と、を有し、
前記第１光変調素子の有効面積は、前記第２光変調素子の有効面積より大きく、
前記第１光変調素子の画素ピッチは、前記第２光変調素子の画素ピッチより大きいことを特徴とするプロジェクター。
【0066】
これにより、第１光変調素子の有効面積は、第２光変調素子の有効面積より大きく、第１光変調素子の画素ピッチは、第２光変調素子の画素ピッチより大きい場合であっても、プロジェクターは、投写光学系のＦナンバーに基づいて、第１光変調素子および第２光変調素子の少なくとも一方から出射される光量を制御して、投写画像のホワイトバランスを補正することができる。
【0067】
（付記２）
前記光源部は、第１偏光状態の前記第１色光を出射する発光素子と、前記発光素子から出射した前記第１色光の一部を第２偏光状態に変換する位相差板と、前記第１偏光状態の前記第１色光および前記第２偏光状態の前記第１色光をそれぞれ分離する偏光分離素子と、前記偏光分離素子により分離された前記第１偏光状態の前記第１色光を前記他の色光に変換して反射する蛍光素子と、前記偏光分離素子により分離された前記第２偏光状態の前記第１色光を拡散する拡散素子と、前記拡散素子で反射した前記第１色光および前記蛍光素子で反射した前記他の色光を合成して前記出射光とする合成素子と、を備え、
前記制御部は、前記位相差板の角度を制御することにより、前記第１光変調素子および前記第２光変調素子から出射される光量を制御することを特徴とする付記１に記載のプロジェクター。
前記光源部は、第１偏光状態の前記第１色光を出射する発光素子と、前記発光素子から出射した前記第１色光の一部を第２偏光状態に変換する位相差板と、前記第１偏光状態の前記第１色光および前記第２偏光状態の前記第１色光をそれぞれ分離する偏光分離素子と、前記偏光分離素子により分離された前記第１偏光状態の前記第１色光を前記他の色光に変換して反射する蛍光素子と、前記偏光分離素子により分離された前記第２偏光状態の前記第１色光を拡散する拡散素子と、前記拡散素子で反射した前記第１色光および前記蛍光素子で反射した前記他の色光を合成して前記出射光とする合成素子と、を備え、
前記制御部は、前記位相差板の角度を制御することにより、前記第１光変調素子および前記第２光変調素子から出射される光量を制御することを特徴とする付記１に記載のプロジェクター。
【0068】
これにより、制御部は、位相差板の角度を制御することにより、出射光に含まれる第１色光および他の色光の光量の割合を調整して、第１光変調素子および第２光変調素子から出射される光量を制御することができる。この結果、プロジェクターは、投写光学系のＦナンバーに基づいて、投写面における投写画像のホワイトバランスを補正することができる。
【0069】
（付記３）
前記制御部は、前記第１光変調素子および前記第２光変調素子の少なくとも一方の階調を制御することにより、前記記第１光変調素子および前記第２光変調素子の少なくとも一方から出射される光量を制御することを特徴とする付記１に記載のプロジェクター。
前記制御部は、前記第１光変調素子および前記第２光変調素子の少なくとも一方の階調を制御することにより、前記記第１光変調素子および前記第２光変調素子の少なくとも一方から出射される光量を制御することを特徴とする付記１に記載のプロジェクター。
【0070】
これにより、プロジェクターは、投写光学系のＦナンバーに基づいて、投写画像のホワイトバランスを補正することができる。
【0071】
（付記４）
前記光源部は、前記第１色光を出射する第１光源と、前記他の色光を出射する第２光源と、を備え、
前記制御部は、前記第１光源および前記第２光源の少なくとも一方の光量を制御することにより、前記記第１光変調素子および前記第２光変調素子の少なくとも一方から出射される光量を制御することを特徴とする付記１に記載のプロジェクター。
前記光源部は、前記第１色光を出射する第１光源と、前記他の色光を出射する第２光源と、を備え、
前記制御部は、前記第１光源および前記第２光源の少なくとも一方の光量を制御することにより、前記記第１光変調素子および前記第２光変調素子の少なくとも一方から出射される光量を制御することを特徴とする付記１に記載のプロジェクター。
【0072】
これにより、プロジェクターは、投写光学系のＦナンバーに基づいて、投写画像のホワイトバランスを補正することができる。
【0073】
（付記５）
前記第１色光は、青色光を含む第１波長帯であることを特徴とする付記１から４のうち何れか一項に記載のプロジェクター。
前記第１色光は、青色光を含む第１波長帯であることを特徴とする付記１から４のうち何れか一項に記載のプロジェクター。
【0074】
（付記６）
前記他の色光は、前記第１色光よりも長い波長帯の第２色光と、前記第１色光および前記第２色光よりも長い波長帯の第３色光とを含み、
前記第２光変調素子は、前記第２色光が照射されて前記第２色光を変調する第３光変調素子と、前記第３色光が照射されて前記第３色光を変調する第４光変調素子と、を備え、
前記第１光変調素子の有効面積は、前記第３光変調素子および前記第４光変調素子の有効面積より大きく、
前記第１光変調素子の画素ピッチは、前記第３光変調素子および前記第４光変調素子の画素ピッチより大きいことを特徴とする付記５に記載のプロジェクター。
前記他の色光は、前記第１色光よりも長い波長帯の第２色光と、前記第１色光および前記第２色光よりも長い波長帯の第３色光とを含み、
前記第２光変調素子は、前記第２色光が照射されて前記第２色光を変調する第３光変調素子と、前記第３色光が照射されて前記第３色光を変調する第４光変調素子と、を備え、
前記第１光変調素子の有効面積は、前記第３光変調素子および前記第４光変調素子の有効面積より大きく、
前記第１光変調素子の画素ピッチは、前記第３光変調素子および前記第４光変調素子の画素ピッチより大きいことを特徴とする付記５に記載のプロジェクター。
【0075】
これにより、プロジェクターは、複数の色光を合成した合成光を投写することができる。
【0076】
（付記７）
前記第２色光は、緑色光を含む第２波長帯であり、
前記第３色光は、赤色光を含む第３波長帯であることを特徴とする付記６に記載のプロジェクター。
前記第２色光は、緑色光を含む第２波長帯であり、
前記第３色光は、赤色光を含む第３波長帯であることを特徴とする付記６に記載のプロジェクター。
【0077】
これにより、プロジェクターは、フルカラーの合成光を投写することができる。
【0078】
（付記８）
前記投写光学系は、ズームレンズであり、
前記検出部は、前記投写光学系の投写距離に基づいて、前記Ｆナンバーを検出することを特徴とする付記１から７のうち何れか一項に記載のプロジェクター。
前記投写光学系は、ズームレンズであり、
前記検出部は、前記投写光学系の投写距離に基づいて、前記Ｆナンバーを検出することを特徴とする付記１から７のうち何れか一項に記載のプロジェクター。
【0079】
これにより、投写光学系の投写距離が変更された場合であっても、プロジェクターは、投写光学系のＦナンバーに基づいて、投写画像のホワイトバランスを適切に補正することができる。
【符号の説明】
【0080】
１…光源部、２…分離光学系、３…光変調素子、４…リレー光学系、５…色合成プリズム、６…投写光学系、７…検出部、８…制御部、９…記憶部、１０…レンズ、１１…発光素子、１２…位相差板、１３…偏光分離素子、１４…蛍光素子、１５…拡散素子、１６…インテグレータ光学系、１７…偏光変換素子、１８…重畳レンズ、１９…照明光学系、２０…延長光学系、２１…第１ダイクロイックミラー、２２…第２ダイクロイックミラー、２３…レンズ、２４…反射ミラー、２５…レンズ、２６…レンズ、２７…偏光板、３１…第１光変調素子、３２…第３光変調素子、３３…第４光変調素子、３５…入射側偏光板、３６…出射側偏光板、４０Ａ…拡大側結像面、４０Ｂ…縮小側結像面、４１…第１反射ミラー、４２…第２反射ミラー、５１…第１面部、５２…第２面部、５３…第３面部、５４…第４面部、７１…ズーム位置検出部、７２…出力部、８１…光源駆動部、８２…表示駆動部、１００・１００Ａ・１００Ｂ…プロジェクター、１１１…発光部、１２０…モータ１２０…第１発光部、１２２…第２発光部、１２３…第３発光部、１２４…第１ダイクロイックミラー、１２５…第２ダイクロイックミラー、１４１…ピックアップレンズ、１５１…ピックアップレンズ、１９１…マルチレンズ、１９２…偏光ビームスプリッタ、１９３…マルチレンズ、１９４…リレーレンズ、８１１…電源駆動部、８１２…光源調整部、Ｇ１…第１レンズ群、Ｇ２…第２レンズ群、Ｇ３…第３レンズ群、Ｌ１～Ｌ１０…レンズ、ＬＢ…第１色光、ＬＣ…混合光、ＬＤ…出射光、ＬＧ…第２色光、ＬＲ…第３色光、ＬＹ…他の色光、ＬＥ…合成光、Ｓ…スクリーン。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】