JP6299460B2 - 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、光源装置から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置、および光変調装置で変調された光を投写する投写光学系を備えたプロジェクターが知られている。また、光源装置の長寿命化等を目的としてレーザー光源を用い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）。

特許文献１に記載のプロジェクターは、青色光（励起光）を射出するレーザー光源を有する光源装置、発光素子、色分離光学系、光変調装置として３色の色光（青色光、緑色光、赤色光）用にそれぞれ設けられた液晶ライトバルブ、色合成素子、および投写光学系を備える。
発光素子は、レーザー光源から射出される青色光の一部を透過させるとともに、残部を吸収し黄色光に変換する機能を有する。
青色光用の液晶ライトバルブは、レーザー光源から射出された青色光を変調する。緑色光用の液晶ライトバルブ、赤色光用の液晶ライトバルブは、発光素子から射出され、色分離光学系で分離された緑色光、赤色光を変調する。各液晶ライトバルブで変調された光は、色合成素子で合成され、投写光学系から射出される。

特開２０１２−８３６９５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、レーザー光源から射出された青色光が狭波長帯域の光であるため、青色光が照射される液晶ライトバルブの面内に干渉縞が発生する恐れがある。すなわち、液晶ライトバルブは、一対の基板、電極や液晶等が積層された多層構造を有しているため、入射する光の一部はこれらの部材で反射して多重干渉が生じ、液晶ライトバルブにおける反射光の分光スペクトルには、小さな振幅の波が連続的に発生する現象（リップル）が表れる。反射光は、液晶ライトバルブの構成部材の厚みの面内バラツキに応じて波長に対する強度が異なるので、この面内バラツキに応じて同一波長における光の強度が異なるリップルが発生することとなる。このため、レーザー光源から射出された光の波長に対応して、液晶ライトバルブの面内には、反射光が強い部位と弱い部位とが生じ、これによって、液晶ライトバルブの面内に干渉縞が発生し、ひいては投写される画像に明るさのムラや色ムラが発生するという課題がある。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係るプロジェクターは、光を射出する光源装置、前記光源装置から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置、および前記光変調装置にて変調された光を投写する投写光学系を備えるプロジェクターであって、前記光源装置は、第１波長において光強度がピークとなる狭波長帯域の第１の光、および第２波長において光強度がピークとなる狭波長帯域の第２の光を有する光を射出し、前記第１波長と、前記第２波長との間隔は、前記光変調装置の入射光に対する射出光の分光スペクトルが有するリップルのうち、前記第１波長および前記第２波長の近傍領域における前記リップルの１周期波長の１／４を超え、３／４未満であることを特徴とする。

入射する狭波長帯域の光のピーク波長に対し、光変調装置の面内における反射光（射出光）の強度差は、波の山（反射光の強度が高い）となるリップル波が発生する部位と、波の谷（反射光の強度が低い）となるリップル波が発生する部位とで、最も大きくなる。
この構成によれば、光源装置は、リップルの１周期波長（以下「リップル波長」という）の１／４を超え、３／４未満の間隔の光強度がピークとなる第１波長、第２波長を有する光を射出する。すなわち、例えば、第１波長が波の山側となるリップル波は、第１波長から１／４を超え、３／４未満離れた第２波長においては、波の谷側となる。そして、第１波長が波の谷側となるリップル波は、第１波長から１／４を超え、３／４未満離れた第２波長においては、波の山側となる。
これによって、光変調装置の面内において、第１波長を有する第１の光および第２波長を有する第２の光のいずれか一方の光で反射光が強くなる部位において、他方の光の反射光を弱め、一方の光で反射光が弱くなる部位において、他方の光の反射光を強めることが可能となる。よって、光変調装置の面内における反射光（射出光）の強度のバラツキを低減することができるので、光変調装置の干渉縞を抑制し、ひいては投写される画像の明るさのムラや色ムラを抑制することが可能となる。

［適用例２］上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記光変調装置は、液晶パネルであることが好ましい。

液晶パネルは、一対の基板、液晶、電極等が積層された多層構造を有し、これらの部材の面内における厚みのバラツキが顕著になりがちな構成のため、干渉縞も顕著になる恐れがある。
この構成によれば、プロジェクターは、上述した光源装置を備えているので、液晶パネルの面内における干渉縞を抑制し、投写される画像の明るさのムラや色ムラを抑制することが可能となる。

［適用例３］上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記光変調装置は、反射型の液晶パネルであることが好ましい。

この構成によれば、反射型の液晶パネルは、反射光を利用する光変調装置なので、上述した光源装置を用いることで、より効率的に液晶パネルの面内における反射光（射出光）の強度のバラツキを抑制することが可能となる。よって、反射型の液晶パネルの面内における干渉縞を抑制し、投写される画像の明るさのムラや色ムラを抑制することが可能となる。

［適用例４］上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記光源装置は、前記第１の光を射出するレーザー光源、および前記第２の光を射出するレーザー光源を備えることが好ましい。

この構成によれば、光源装置は、レーザー光源によって第１の光、および第２の光を有する光を射出する構成なので、光源装置の長寿命化を図るとともに、リップル波長の１／４を超え、３／４未満となるように、第１波長と、第２波長との間隔を設定した光を射出することが可能となる。

［適用例５］上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記第１波長および前記第２波長は、青色光の波長領域であることが好ましい。

この構成によれば、青色光を変調する光変調装置の面内における干渉縞を抑制することが可能となる。

［適用例６］上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記第１の光は、光強度が前記第１波長における光強度の半分以上である波長帯域の幅が１０ｎｍ以下であり、前記第２の光は、光強度が前記第２波長における光強度の半分以上である波長帯域の幅が１０ｎｍ以下であることが好ましい。

この構成によれば、上述した波長帯域の幅（有効波長領域）が１０ｎｍ以下なので、第１波長と第２波長との間隔が１０ｎｍを超えるように第１の光および第２の光を設定することで、第１波長、第２波長を第１の光、第２の光それぞれにおいて、光強度のピークとし、リップルによる光変調装置の干渉縞を抑制することが可能となる。

［適用例７］上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記光源装置は、前記第１の光と前記第２の光とを有する第１の色光を射出する第１光源、および前記第１光源から射出された前記第１の色光を拡散させる光拡散部を備えた第１の光源装置と、励起光を射出する第２光源、および前記励起光を、第２の色光を含む光に変換する蛍光体を有する第２の光源装置と、を備え、前記光変調装置は、前記第１の色光を変調する第１の光変調装置、および前記第２の色光を変調する第２の光変調装置を備えることが好ましい。

この構成によれば、プロジェクターは、第１の色光を射出する第１の光源装置、および第２の色光を射出する第２の光源装置を備えているので、各色光の強度を容易に制御することができる。
また、第１の光源装置においては、上述した第１の光と第２の光とを有する第１の色光を射出するので、第１の光変調装置における干渉縞を抑制することが可能となる。
そして、第２の光源装置においては、励起光によって蛍光体から第２の色光を含む光を射出させる構成なので、第２の色光をリップル波長より大きな広帯域波長の光とすることが可能となる。よって、第２の色光を変調する光変調装置においては、干渉縞が略発生しないこととなる。
したがって、プロジェクターは、第１の色光および第２の色光の強度のバランスを良好なものとすると共に、明るさのムラや色ムラを抑制した画像の投写が可能となる。

本実施形態に係るプロジェクターの光学系を示す模式図。 本実施形態における第１の光源装置、および第２の光源装置の発光スペクトルを示す図。 本実施形態の液晶パネルを模式的に示す断面図。 従来のレーザー光源を用いた場合の液晶パネルの面内に干渉縞が発生することを説明するための図。 反射光の分光スペクトル、および第１の光源装置の発光スペクトルを示す図。 反射光の分光スペクトル、および第１の光源装置の発光スペクトルを示す図。

以下、本実施形態に係るプロジェクターについて、図面を参照して説明する。
本実施形態のプロジェクターは、２つの照明装置から射出された光を画像情報に応じて変調し、変調した光をスクリーン等の投写面に拡大投写する。

〔光学系の構成〕
図１は、本実施形態に係るプロジェクター１００の光学系を示す模式図である。
プロジェクター１００は、図１に示すように、第１の照明装置１、第２の照明装置２、色分離光学系３、３つのフィールドレンズＦＬ、反射型偏光板４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ、光変調装置としての液晶ライトバルブ５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ、クロスダイクロイックプリズム６、および投写光学系としての投写レンズ７を備える。液晶ライトバルブ５Ｂは、第１の光変調装置、液晶ライトバルブ５Ｇは、第２の光変調装置に相当する。なお、図示は省略するが、プロジェクター１００は、上述した光学系に加え、プロジェクター１００の動作を制御する制御部、各装置に電力を供給する電源装置、光学系や電源装置を冷却する冷却装置、およびこれらの装置を内部に収納する外装筐体を備えている。

第１の照明装置１は、第１の光源装置１１、第１のピックアップ光学系１２、および第１のインテグレーター光学系１３を備える。
第１の光源装置１１は、第１光源１１１、コリメーターレンズアレイ１１２、集光光学系１１３、および光拡散部１１４を備え、青色光（以下「Ｂ光」という）を射出する。Ｂ光は、第１の色光に相当する。

第１光源１１１は、複数のレーザー光源を有し、基板１１１ａに搭載される。
図２は、第１の光源装置１１、および第２の照明装置２における第２の光源装置２１の発光スペクトルを示す図であり、（ａ）は、第１の光源装置１１の発光スペクトルを示す図、（ｂ）は、第２の光源装置２１の発光スペクトルを示す図である。

第１光源１１１は、異なる波長帯の光を発する複数のレーザー光源が組み合わされ、図２（ａ）に示すように、第１波長λ１において光強度がピークとなる狭波長帯域の第１の光Ｌａ、および第２波長λ２において光強度がピークとなる狭波長帯域の第２の光Ｌｂを有する光を射出する。第１の光源装置１１がこの２つの狭波長帯域の第１の光Ｌａおよび第２の光Ｌｂを有する光を射出することにより、この光を変調する液晶ライトバルブ５Ｂは、干渉縞が抑制される。第１の光源装置１１が２つの狭波長帯域の光を射出することにより、干渉縞が抑制されることについては、後で詳細に説明する。

コリメーターレンズアレイ１１２は、第１光源１１１における複数のレーザー光源に対応する複数のレンズを有し、各レーザー光源で発さられた光をそれぞれ略平行化する。
集光光学系１１３は、コリメーターレンズアレイ１１２からの光を光拡散部１１４に集光する。なお、図１では集光光学系１１３を１つのレンズで示したが、複数のレンズで構成してもよい。
光拡散部１１４は、複数のマイクロレンズを有し、集光光学系１１３から射出された光を拡散させながら透過させる。

第１のピックアップ光学系１２は、第１レンズ１２１および第２レンズ１２２を備え、光拡散部１１４から射出される光を略平行化し、第１のインテグレーター光学系１３に射出する。なお、第１のピックアップ光学系１２を構成するレンズの枚数は、２つに限らず、１つであってもよく、３つ以上であってもよい。

第１のインテグレーター光学系１３は、図１に示すように、第１レンズアレイ１３１、第２レンズアレイ１３２、偏光変換素子１３３、および重畳レンズ１３４を備える。
第１レンズアレイ１３１は、マトリックス状に配置された複数の小レンズを有し、第１のピックアップ光学系１２からの光を複数の部分光に分割する。
第２レンズアレイ１３２は、第１レンズアレイ１３１の光射出側に配置され、第１レンズアレイ１３１の複数の小レンズに対向する複数の小レンズを有している。第２レンズアレイ１３２は、重畳レンズ１３４とともに、部分光を液晶ライトバルブ５Ｂ上で重畳させる。
偏光変換素子１３３は、第２レンズアレイ１３２から射出された非偏光の光を第１の直線偏光光に変換する。

第２の照明装置２は、図１に示すように、第２の光源装置２１、第２のピックアップ光学系２２、および第２のインテグレーター光学系２３を備える。
第２の光源装置２１は、第２光源２１１、コリメーターレンズアレイ２１２、集光光学系２１３、および蛍光発光部２１４を備え、図２（ｂ）に示すように、赤色光（以下「Ｒ光」という）および緑色光（以下「Ｇ光」という）を含む黄色光（以下「Ｙ光」という）を射出する。Ｇ光は、第２の色光に相当する。

第２光源２１１は、励起光としてのＢ光（例えば、発光強度のピーク：約４４０ｎｍ）を発する複数のレーザー光源を有し、基板２１１ａに搭載される。なお、第２光源２１１を第１光源１１１と同一のもので構成してもよい。また、青色光に限らず、紫色光や紫外光を有する波長帯の光を発する素子を第２光源２１１として用いてもよい。

コリメーターレンズアレイ２１２は、コリメーターレンズアレイ１１２と同様に、複数のレーザー光源に対応する複数のレンズを有し、各レーザー光源で発さられた光をそれぞれ略平行化する。
集光光学系２１３は、集光光学系１１３と同様に、コリメーターレンズアレイ２１２からの光を蛍光発光部２１４に集光する。なお、集光光学系１１３と同様に、集光光学系２１３を複数のレンズで構成してもよい。

蛍光発光部２１４は、透明部材２１４１および蛍光体２１４２を有する。
透明部材２１４１は、石英ガラス等の光学ガラスで板状に形成されている。
蛍光体２１４２は、透明部材２１４１上に設けられ、コリメーターレンズアレイ２１２および集光光学系２１３を介して第２光源２１１から射出された励起光をＲ光およびＧ光を含むＹ光に変換する。蛍光体２１４２としては、例えば、ＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）系蛍光体である（Ｙ，Ｇｄ）₃（Ａｌ，Ｇａ）₅Ｏ₁₂：Ｃｅを含有する層からなる。なお、蛍光層は、他のＹＡＧ系蛍光体を含有する層からなるものであってもよいし、ＹＡＧ蛍光体以外の蛍光体（例えばシリケート系蛍光体やＴＡＧ系蛍光体）を含有する層からなるものであってもよい。また、励起光をＲ光に変換する蛍光体（例えば、ＣａＡｌＳｉＮ３赤色蛍光体）と、励起光をＧ光に変換する蛍光体（例えば、βサイアロン緑色蛍光体）との混合物を含有する層からなるものであってもよい。

第２のピックアップ光学系２２は、第１のピックアップ光学系１２と同様に、第１レンズ２２１および第２レンズ２２２を備え、蛍光発光部２１４から射出される光を略平行化して、第２のインテグレーター光学系２３に射出する。

第２のインテグレーター光学系２３は、第１のインテグレーター光学系１３と同様に、第１レンズアレイ２３１、第２レンズアレイ２３２、偏光変換素子２３３、および重畳レンズ２３４を有して構成され、第２のピックアップ光学系２２からの光を複数の部分光に分割し、分割した部分光を液晶ライトバルブ５Ｇ，５Ｒ上に重畳させる機能を有する。
偏光変換素子２３３は、第２レンズアレイ２３２から射出された非偏光の光を第１の直線偏光光に変換する。

色分離光学系３は、ダイクロイックミラー３１を備え、第２の照明装置２からのＹ光をＲ光、Ｇ光に分離する。具体的に、ダイクロイックミラー３１は、第２のインテグレーター光学系２３から射出されたＹ光のうちＧ光を反射し、Ｒ光を透過する。
３つのフィールドレンズＦＬは、それぞれが反射型偏光板４Ｒ，４Ｇ，４Ｂの光入射側に配置される。

第１の照明装置１から射出されたＢ光は、フィールドレンズＦＬを介して反射型偏光板４Ｂに入射する。
ダイクロイックミラー３１によって反射されたＧ光は、フィールドレンズＦＬを介して反射型偏光板４Ｇに入射する。
ダイクロイックミラー３１を透過したＲ光は、フィールドレンズＦＬを介して反射型偏光板４Ｒに入射する。

反射型偏光板４Ｂは、偏光変換素子１３３で揃えられた第１の直線偏光光（例えば、Ｐ偏光）を透過させ、この第１の直線偏光光に直交する第２の直線偏光光（例えば、Ｓ偏光）を反射する。反射型偏光板４Ｇ，４Ｒは、偏光変換素子２３３で揃えられた第１の直線偏光光を透過させ、この第１の直線偏光光に直交する第２の直線偏光光を反射する。なお、反射型偏光板４Ｒ，４Ｇ，４Ｂの光路前段側や光路後段側に位相差板を配置し、反射型偏光板４Ｒ，４Ｇ，４Ｂが第２の直線偏光光を透過し、第１の直線偏光光を反射するように構成してもよい。

液晶ライトバルブ５Ｒ，５Ｇ，５Ｂは、反射型の液晶パネルを有している。
液晶パネルは、対向する基板間に液晶層が挟持された構造を有しており、一方の基板である素子基板上には、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）等のスイッチング素子が接続された反射画素電極がマトリックス状に形成され、他方の基板（対向基板）には、対向電極が形成されている。
液晶パネルは、制御部からの駆動信号に応じて反射画素電極と対向電極との間に電圧が印加され、液晶の配向状態が制御され、入射する光を変調する。

液晶ライトバルブ５Ｒ，５Ｇ，５Ｂは、反射型偏光板４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを透過したＰ偏光の光（Ｒｐ，Ｇｐ，Ｂｐ）を画像情報に応じてＳ偏光の光（Ｒｓ，Ｇｓ，Ｂｓ）に変調して反射型偏光板４Ｒ，４Ｇ，４Ｂに向けて反射する。液晶ライトバルブ５Ｒ，５Ｇ，５Ｂにて変調され、反射型偏光板４Ｒ，４Ｇ，４Ｂにて反射された各色光は、クロスダイクロイックプリズム６に射出される。

クロスダイクロイックプリズム６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、２つの誘電体多層膜が形成されている。クロスダイクロイックプリズム６は、誘電体多層膜が液晶ライトバルブ５Ｒ，５Ｂから射出されるＲ光、Ｂ光を反射し、液晶ライトバルブ５Ｇから射出されるＧ光を透過して、各色光を合成して射出する。

投写レンズ７は、複数のレンズ（図示省略）を備え、クロスダイクロイックプリズム６にて合成された光をスクリーンＳＣ等の投写面に拡大投写する。

〔第１の光源装置の詳細〕
ここで、第１の光源装置１１が２つの狭波長帯域の光を射出することにより、液晶ライトバルブ５Ｂにおける干渉縞が抑制されることについて説明する。
先ず、本実施形態の第１の光源装置１１と比較するために、従来の狭波長帯域の光を射出する光源装置を用いた場合、液晶ライトバルブ５Ｂにおける液晶パネルに干渉縞が発生することを説明する。

図３は、液晶ライトバルブ５Ｒ，５Ｇ，５Ｂにおける液晶パネル５０を模式的に示す断面図である。
液晶パネル５０は、図３に示すように、対向基板５１、対向電極５２、配向膜５３、液晶５４、配向膜５５、反射画素電極５６、素子基板５７等の屈折率が異なる部材が積層された多層構造になっている。例えば、対向基板５１や素子基板５７は、ガラス材等から形成され、対向電極５２は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電材料から形成され、反射画素電極５６は、アルミニウムや、銀、これらの合金等の光反射率の高い金属から形成され、配向膜５３，５５は無機材料等から形成されている。

液晶パネル５０が多層構造になっていることにより、液晶パネル５０に入射する光は、反射する際に多重干渉が生じる。例えば、図３に示すように、液晶パネル５０に入射する入射光Ｌｉは、一部が対向電極５２で反射し（光Ｌ１）、反射画素電極５６で反射した光Ｌ２と干渉して、反射光Ｌｒとして液晶パネル５０から外部に射出される。
また、この反射光Ｌｒは、入射光Ｌｉの波長によって光強度が異なる。すなわち、光Ｌ１の波と光Ｌ２の波とが揃って進む波長においては、光強度が強められ、光Ｌ１の波と光Ｌ２の波とがずれる波長においては、光強度が弱められる。

具体的に、液晶５４の層に注目した場合、液晶５４の層の厚み（基板間ギャップ）をｄ、液晶５４の屈折率をｎ、光の波長をλ、自然数をｍとすると、以下の式（１）の条件の場合、反射光Ｌｒは、強度が最も強くなり、以下の式（２）条件の場合、反射光Ｌｒは、強度が最も弱くなる。
〔数１〕
２ｄｎ＝λ（ｍ＋１／２）・・・（１）
〔数２〕
２ｄｎ＝λｍ・・・（２）

これによって、液晶パネル５０における反射光Ｌｒの分光スペクトルには、多重干渉が生じないならば滑らかなカーブを描くはずが、多重干渉によって小さな振幅の波が連続的に発生するリップルが表れる。

リップルは、対向電極５２、液晶５４、配向膜５３，５５、反射画素電極５６等の厚みに起因しているため、これらの部材の液晶パネル５０面内における厚みのバラツキによって異なったものとなる。このため、リップルの１周期波長（リップル波長）内に入るような狭波長帯域の光に対しては、反射光Ｌｒの強度が液晶パネル５０面内の箇所によって異なることになる。すなわち、従来のレーザー光源を用いた場合には、液晶パネル５０の面内に干渉縞が発生し、ひいては投写される画像に明るさのムラや色ムラが発生する。特に液晶５４の層の厚み（上記式（１）、（２）におけるｄ）のバラツキが干渉縞の大きな要因となる。

図４は、従来のレーザー光源を用いた場合の液晶パネル５０の面内に干渉縞が発生することを説明するための図である。具体的に、図４（ａ）は、液晶パネル５０における反射光Ｌｒの分光スペクトルを例示する図、（ｂ）は、従来の光源装置の発光スペクトルを例示する図、（ｃ）は、反射光Ｌｒの分光スペクトル、および従来の光源装置の発光スペクトルを例示する図、（ｄ）は、液晶パネル５０の面内における干渉縞を例示する図である。

前述したように、反射光Ｌｒは、液晶パネル５０を構成する部材の膜厚の違いで波長に対する強度が異なるので、液晶パネル５０の面内には、図４（ａ）に示すように、液晶パネル５０を構成する部材の厚みのバラツキに応じて同一波長で強度が異なるリップルが多数発生する。これらのリップルは、例えば、図４（ａ）に示すように、分光スペクトルにおける４４０ｎｍ〜４７５ｎｍの範囲において、約２６ｎｍの波長（リップルの１周期の波長：リップル波長Ｒλ）を有している。

従来の光源装置として、図４（ｂ）に示すように、例えば、波長４６５ｎｍにおいて発光強度がピークとなる狭波長帯域の光を発するレーザー光源が用いられると、図４（ｃ）に示すように、この波長４６５ｎｍ近傍に波の山が位置するリップル波Ｒ１が発生する部位と、波の谷が位置するリップル波Ｒ２が発生する部位とで最も光の強度の差が大きくなる。つまり、従来の光源装置から射出され、液晶パネル５０にて反射された光は、液晶パネル５０の面内における異なる箇所から、図４（ｃ）に示すように、リップル波Ｒ１の山となる強度が高い光Ｒ１ｕを有する光と、リップル波Ｒ２の谷となる強度が低い光Ｒ２ｄを有する光とが射出されることとなる。そして、この光の強度の差は、図４（ｃ）に示すように、光源装置の発光スペクトルにおけるリップル波Ｒ１とリップル波Ｒ２とで囲まれた領域Ａとなる。そして、図４（ｄ）に示すように、液晶パネル５０の面内には、射出される光の強弱に対応して干渉縞（縞状の模様（明暗））が発生する。このように、液晶パネル５０の面内には、入射光に対する反射光（射出光）にリップルが生じることにより干渉縞が発生する。

ここで、従来の光源装置を用いた場合について、中間階調の青色表示を行い、投写された画像の面内で最大となる明るさＹmax、および最小となる明るさＹminを測定し、以下の式（３）で明るさムラを算出した結果、明るさムラは、０．１８７であった。
〔数３〕
明るさむら＝（Ｙmax−Ｙmin）／（Ｙmax＋Ｙmin）・・・（３）
また、従来の光源装置を用いた場合について、中間階調の灰色表示を行い、ＣＩＥ（Commission Internationale de l'Eclairage）の色度ｕ´ｖ´図上における色ムラを算出した。具体的に、投写された画像の面内で最大となる色度ｕ´max、ｖ´max、および最小となるｕ´min、ｖ´minを測定し、以下の式（４）で色ムラを算出した結果、色ムラは、０．０２７であった。
〔数４〕
Δｕ´ｖ´＝√（（ｕ´max−ｕ´min）²＋（ｖ´max−ｖ´min）²））・・・（４）
このように、従来の光源装置を用いた場合、明るさムラ、色ムラとも大きな値を示し、観察者からこれらのムラが認識されるものであった。

次に、本実施形態の第１の光源装置１１を用いた場合について説明する。
図５は、反射光Ｌｒの分光スペクトル、および第１の光源装置１１の発光スペクトルを示す図である。
図５に示すように、第１の光源装置１１は、前述したように、第１の光Ｌａおよび第２の光Ｌｂを有する光を射出する。そして、第１の光Ｌａにおける光強度がピークの第１波長λ１と、第２の光Ｌｂにおける光強度がピークの第２波長λ２との間隔（以下「波長間隔」という）は、反射光Ｌｒの分光スペクトルが有するリップルのうち、第１の光Ｌａおよび第２の光Ｌｂの波長領域（第１波長λ１および第２波長λ２の近傍領域）におけるリップル波長Ｒλの１／４を超え、３／４未満になるように設定される。

先ず、波長間隔がリップル波長Ｒλ（約２６ｎｍ）の約１／２（約１３ｎｍ）となるように、複数のレーザー光源が組み合わされた場合について説明する。具体的に、第１の光源装置１１は、図５に示すように、例えば、第１波長λ１が約４６５ｎｍ、第２波長λ２が約４５２ｎｍとなるように設定され、第１波長λ１における光強度と、第２波長λ２における光強度とが略同じになるような光を射出する。

また、第１の光Ｌａは、光強度が第１波長λ１における光強度の半分以上となる波長帯域の幅（有効波長領域Ｗ１）が約５ｎｍとなるような狭波長帯域の光に設定されている。同様に、第２の光Ｌｂは、光強度が第２波長λ２における光強度の半分以上となる波長帯域の幅（有効波長領域Ｗ２）が約５ｎｍとなるような狭波長帯域の光に設定されている。
なお、有効波長領域Ｗ１，Ｗ２は、１０ｎｍ以下であればよい。

図５に示すように、液晶パネル５０の面内におけるリップル波Ｒ１が発生する部位において、入射する第１の光Ｌａに対しては、リップル波Ｒ１の山となる強度が高い光Ｒ１ｕを有する光が射出され、入射する第２の光Ｌｂに対しては、リップル波Ｒ１の谷となる強度が低い光Ｒ１ｄを有する光が射出される。
また、液晶パネル５０の面内におけるリップル波Ｒ２が発生する部位において、第１の光Ｌａに対しては、リップル波Ｒ２の谷となる強度が低い光Ｒ２ｄを有する光が射出され、第２の光Ｌｂに対しては、リップル波Ｒ２の山となる強度が高い光Ｒ２ｕを有する光が射出される。

これによって、液晶パネル５０の面内における光の強度差は、図５に示すように、第１の光Ｌａの発光スペクトルにおけるリップル波Ｒ１とリップル波Ｒ２とで囲まれた領域Ａと、第２の光Ｌｂの発光スペクトルにおけるリップル波Ｒ１とリップル波Ｒ２とで囲まれた領域Ｂとの差になる。この差は、従来の光源装置を用いた場合（図４（ｃ）参照）の差が領域Ａで示す範囲であることに比べて大幅に小さく、液晶パネル５０の面内における干渉縞が抑制される。

ここで、中間階調の青色表示を行い、投写された画像の面内で最大となる明るさＹmax、および最小となる明るさＹminを測定し、前述した式（３）で明るさムラを算出した結果、明るさムラは、０．０３９であった。
また、中間階調の灰色表示を行い、投写された画像の面内で最大となる色度ｕ´max、ｖ´max、および最小となるｕ´min、ｖ´minを測定し、前述した式（４）で色ムラを算出した結果、色ムラは、０．００７であった。
このように、第１の光源装置１１を用いた場合は、明るさムラ、色ムラ共に、従来の光源装置を用いた場合より小さく、観察者からもこれらのムラがほとんど認識できないものであった。

第１の光源装置１１は、複数のレーザー光源の組み合せにより、前述した発光スペクトルとは異なる発光スペクトルの光を射出する構成が可能である。
次に、波長間隔がリップル波長Ｒλの約３／８、約５／８となるように、第１の光源装置１１が構成された場合について説明する。
図６は、反射光Ｌｒの分光スペクトル、および第１の光源装置１１の発光スペクトルを示す図であり、（ａ）は、波長間隔がリップル波長Ｒλの約３／８となるように、第１の光源装置１１が構成された場合の図、（ｂ）は、波長間隔がリップル波長Ｒλの約５／８となるように、第１の光源装置１１が構成された場合の図である。

図６（ａ）に示すように、波長間隔がリップル波長Ｒλの３／８となるように、第１の光源装置１１が構成された場合（例えば、λ１≒４６５ｎｍ、λ２≒４５５ｎｍ）、液晶パネル５０からは、以下のような光が射出される。
すなわち、液晶パネル５０の面内におけるリップル波Ｒ１が発生する部位において、入射する第１の光Ｌａに対しては、リップル波Ｒ１の山となる強度が高い光Ｒ１ｕを有する光が射出され、入射する第２の光Ｌｂに対しては、光Ｒ１ａを有する光が射出される。
光Ｒ１ａは、図６（ａ）に示すように、第２波長λ２の光であり、リップル波Ｒ１における谷Ｒ１ｖと、リップル波Ｒ１における振幅が０となる中間位置Ｒｃとの間のリップル波Ｒ１上に位置する光強度を有し、谷Ｒ１ｖに対応する強度より強く、中間位置Ｒｃに対応する強度より弱い光である。

また、液晶パネル５０の面内におけるリップル波Ｒ２が発生する部位において、入射する第１の光Ｌａに対しては、リップル波Ｒ２の谷となる強度が低い光Ｒ２ｄを有する光が射出され、第２の光Ｌｂに対しては、光Ｒ２ａを有する光が射出される。
光Ｒ２ａは、図６（ａ）に示すように、第２波長λ２の光であり、リップル波Ｒ２における山Ｒ２ｍと中間位置Ｒｃとの間のリップル波Ｒ２上に位置する光強度を有し、山Ｒ２ｍに対応する強度より弱く、中間位置Ｒｃに対応する強度より強い光である。

そして、液晶パネル５０の面内における光の強度差は、図６（ａ）に示すように、第１の光Ｌａの発光スペクトルにおけるリップル波Ｒ１とリップル波Ｒ２とで囲まれた領域Ａと、第２の光Ｌｂの発光スペクトルにおけるリップル波Ｒ１とリップル波Ｒ２とで囲まれた領域Ｃとの差になる。この差は、波長間隔がリップル波長Ｒλの１／２の場合（図５参照）より大きいが、従来の光源装置を用いた場合（図４（ｃ）参照）の差が領域Ａで示す範囲であることに比べて小さく、液晶パネル５０の面内における干渉縞が抑制される。

図６（ｂ）に示すように、波長間隔がリップル波長Ｒλの５／８となるように、第１の光源装置１１が構成された場合（例えば、λ１≒４６５ｎｍ、λ２≒４４９ｎｍ）、液晶パネル５０からは、以下のような光が射出される。
すなわち、液晶パネル５０の面内におけるリップル波Ｒ１が発生する部位において、入射する第１の光Ｌａに対しては、強度が高い光Ｒ１ｕを有する光が射出され、入射する第２の光Ｌｂに対しては、光Ｒ１ｂを有する光が射出される。
光Ｒ１ｂは、図６（ｂ）に示すように、リップル波Ｒ１における谷Ｒ１ｖと、中間位置Ｒｃとの間のリップル波Ｒ１上に位置する光強度を有し、谷Ｒ１ｖにおける強度より強く、中間位置Ｒｃにおける強度より弱い光である。

また、液晶パネル５０の面内におけるリップル波Ｒ２が発生する部位において、入射する第１の光Ｌａに対しては、強度が低い光Ｒ２ｄを有する光が射出され、第２の光Ｌｂに対しては、光Ｒ２ｂを有する光が射出される。
光Ｒ２ｂは、図６（ｂ）に示すように、リップル波Ｒ２における山Ｒ２ｍと中間位置Ｒｃとの間のリップル波Ｒ２上に位置する強度を有し、山Ｒ２ｍにおける強度より弱く、中間位置Ｒｃにおける強度より強い光である。

そして、液晶パネル５０の面内における光の強度差は、図６（ｂ）に示すように、第１の光Ｌａの発光スペクトルにおけるリップル波Ｒ１とリップル波Ｒ２とで囲まれた領域Ａと、第２の光Ｌｂの発光スペクトルにおけるリップル波Ｒ１とリップル波Ｒ２とで囲まれた領域Ｄとの差になる。この差は、波長間隔がリップル波長Ｒλの１／２の場合（図５参照）より大きくなるが、従来の光源装置を用いた場合（図４（ｃ）参照）の差が領域Ａで示す範囲であることに比べて小さく、液晶パネル５０の面内における干渉縞が抑制される。

また、波長間隔がリップル波長Ｒλの３／８未満、１／４を超えた範囲に設定された場合には、反射光Ｌｒの分光スペクトル、および第１の光源装置１１の発光スペクトルは、図６（ａ）に示す領域Ｃが中間位置Ｒｃ側に移動したようなものとなる。すなわち、第２の光Ｌｂの発光スペクトルにおけるリップル波Ｒ１とリップル波Ｒ２とで囲まれた領域Ｃは、波長間隔がリップル波長Ｒλの３／８から１／４に小さくなるに従って次第に小さくなり、第２の光Ｌｂの発光スペクトル内に中間位置Ｒｃが存在するような波長間隔の場合には、中間位置Ｒｃを挟んで両側に設けられることになる（図示省略）。

中間位置Ｒｃを挟んで両側に設けられた領域Ｃは、光強度が低いリップル波Ｒ１とこの光強度より高い光強度のリップル波Ｒ２とで囲まれる第１領域Ｃ１（図示省略）、および光強度が低いリップル波Ｒ２とこの光強度より強い光強度のリップル波Ｒ１とで囲まれる第２領域Ｃ２（図示省略）であり、波長間隔がリップル波長Ｒλの１／４を超えていることから、第１領域Ｃ１の方が第２領域Ｃ２より大きな領域となる。すなわち、波長間隔がリップル波長Ｒλの３／８未満、１／４を超えた範囲に設定された場合の第２の光Ｌｂに対応する光（領域Ｃにおける光）は、リップルＲ１の光強度よりリップルＲ２の光強度が高いものとなる。

なお、波長間隔がリップル波長Ｒλの３／８未満、１／４を超えた範囲に設定された場合において、第２の光Ｌｂの発光スペクトル内に中間位置Ｒｃが存在しない波長間隔の場合を単領域形成状態、第２の光Ｌｂの発光スペクトル内に中間位置Ｒｃが存在する波長間隔の場合を複領域形成状態とし、第１領域Ｃ１と第２領域Ｃ２との差を差分領域Ｃ３とする。

そして、液晶パネル５０の面内における光の強度差は、単領域形成状態の場合、図６（ａ）に示す領域Ａと、単領域形成状態における領域Ｃとの差になり、複領域形成状態の場合、図６（ａ）に示す領域Ａと、差分領域Ｃ３との差になる。
これら単領域形成状態および複領域形成状態における光の強度差は、波長間隔がリップル波長Ｒλの３／８の場合より大きいが、従来の光源装置を用いた場合の差が領域Ａ（図４（ｃ）参照）で示す範囲であることに比べて小さなものとなる。

また、波長間隔がリップル波長Ｒλの３／８を超え、１／２未満の範囲に設定された場合には、液晶パネル５０の面内における光の強度差は、図６（ａ）に示す領域Ｃより図５で示す領域Ｂに近づいた大きさになるので、波長間隔がリップル波長Ｒλの３／８に設定された場合より小さくなる。

また、波長間隔がリップル波長Ｒλの１／２を超え、５／８未満の範囲に設定された場合には、液晶パネル５０の面内における光の強度差は、図６（ｂ）に示す領域Ｄより図５で示す領域Ｂに近づいた大きさになるので、波長間隔がリップル波長Ｒλの５／８に設定された場合より小さくなる。

また、波長間隔がリップル波長Ｒλの５／８を超え、３／４未満の範囲に設定された場合には、反射光Ｌｒの分光スペクトル、および第１の光源装置１１の発光スペクトルは、図６（ｂ）に示す領域Ｄが中間位置Ｒｃ側に移動したようなものとなる。すなわち、第２の光Ｌｂの発光スペクトルにおけるリップル波Ｒ１とリップル波Ｒ２とで囲まれた領域Ｄは、波長間隔がリップル波長Ｒλの５／８から３／４に大きくなるに従って次第に小さくなり、第２の光Ｌｂの発光スペクトル内に中間位置Ｒｃが存在するような波長間隔の場合には、中間位置Ｒｃを挟んで両側に設けられることになる（図示省略）。

中間位置Ｒｃを挟んで両側に設けられた領域Ｄは、光強度が低いリップル波Ｒ１とこの光強度より高い光強度のリップル波Ｒ２とで囲まれる第３領域Ｄ３（図示省略）、および光強度が低いリップル波Ｒ２とこの光強度より強い光強度のリップル波Ｒ１とで囲まれる第４領域Ｄ４（図示省略）であり、波長間隔がリップル波長Ｒλの３／４未満であることから、第３領域Ｄ３の方が第４領域Ｄ４より大きな領域となる。すなわち、波長間隔がリップル波長Ｒλの５／８を超え、３／４未満の範囲に設定された場合の第２の光Ｌｂに対応する光（領域Ｄにおける光）は、リップルＲ１の光強度よりリップルＲ２の光強度が高いものとなる。

なお、波長間隔がリップル波長Ｒλの５／８を超え、３／４未満の範囲に設定された場合において、第２の光Ｌｂの発光スペクトル内に中間位置Ｒｃが存在しない波長間隔の場合を単領域形成状態、第２の光Ｌｂの発光スペクトル内に中間位置Ｒｃが存在する波長間隔の場合を複領域形成状態とし、第３領域Ｄ３と第４領域Ｄ４との差を差分領域Ｄ５とする。

そして、液晶パネル５０の面内における光の強度差は、単領域形成状態の場合、図６（ｂ）に示す領域Ａと、単領域形成状態における領域Ｄとの差になり、複領域形成状態の場合、図６（ｂ）に示す領域Ａと、差分領域Ｄ５との差になる。
これら単領域形成状態および複領域形成状態における光の強度差は、波長間隔がリップル波長Ｒλの５／８の場合より大きいが、従来の光源装置を用いた場合の差が領域Ａ（図４（ｃ）参照）で示す範囲であることに比べて小さなものとなる。

以上説明したように、波長間隔がリップル波長Ｒλの１／４を超え、３／４未満の範囲に設定され、液晶パネル５０の面内における光の強度差は、従来の光源装置を用いた場合に比べて小さくなり、液晶パネル５０の面内における干渉縞が抑制される。

従来のレーザー光源を有する光源装置においても、射出する光の有効波長領域を非常に大きくすることが出来れば、液晶パネル５０の干渉縞を抑制することが可能である。しかし、１つのレーザー光源が射出する光の有効波長領域は、１ｎｍ位と非常に小さく、有効波長領域を大きくするには、非常に多くのレーザー光源が必要となる。これに対し、本発明の光源装置１１は、１０ｎｍ以下となるように有効波長領域Ｗ１、Ｗ２が設定されているので、レーザー光源の数を抑制することによる第１の光源装置１１の大型化の抑制や、第１の光源装置１１製造の簡素化が可能になっている。そして、第１の光Ｌａ、第２の光Ｌｂを有することで液晶パネル５０の干渉縞を抑制することが可能であることが、上述より言える。

また、上述した実施形態は、リップル波長Ｒλが約２６ｎｍとなる場合を例示したが、第１波長λ１、第２波長λ２が第１の光Ｌａ、第２の光Ｌｂそれぞれにおいて、強度のピークとなるように設定できる範囲で、２６ｎｍより短いリップル波長Ｒλに対応して液晶パネル５０の干渉縞を抑制することが可能である。
例えば、詳細な図示は省略するが、有効波長領域Ｗ１，Ｗ２が１０ｎｍとなるような第１の光Ｌａ、第２の光Ｌｂの場合には、波長間隔が１０ｎｍを超えるように設定されることで、第１波長λ１、第２波長λ２を第１の光Ｌａ、第２の光Ｌｂそれぞれにおいて、強度のピークとすることができる。具体的に、波長間隔がリップル波長Ｒλの１／４を超え、３／４未満であることを考慮すると、約１４ｎｍ以上となるリップル波長Ｒλに対応して光変調装置における干渉縞を抑制することが可能となる。また、有効波長領域Ｗ１，Ｗ２が１０ｎｍ未満であれば、さらに短いリップル波長Ｒλに対応して液晶パネル５０の干渉縞を抑制することが可能となる。

なお、第２の光源装置２１から射出され、液晶ライトバルブ５Ｇ，５Ｒに入射するＧ光、Ｒ光は、リップル波長Ｒλを大きく上回る領域の広帯域波長の光なので、液晶ライトバルブ５Ｇ，５Ｒにおける液晶パネル５０には、干渉縞が略発生しない。

このように、第１の光源装置１１は、波長間隔がリップル波長Ｒλの１／４を超え、３／４未満で、有効波長領域Ｗ１，Ｗ２が１０ｎｍ以下の第１の光Ｌａおよび第２の光Ｌｂを有する光を射出し、液晶パネル５０の干渉縞を抑制する。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）液晶パネル５０の干渉縞が抑制されるので、プロジェクター１００は、明るさのムラや色ムラを抑制した画像の投写が可能となる。

（２）光変調装置として反射光を利用する反射型の液晶パネル５０を用いているので、より効率的に液晶パネル５０の面内における干渉縞を抑制し、投写される画像の明るさのムラや色ムラを抑制することが可能となる。

（３）第１の光源装置１１は、複数のレーザー光源によって第１の光Ｌａ、および第２の光Ｌｂを有する光を射出する構成なので、第１の光源装置１１の長寿命化を図るとともに、リップル波長Ｒλの１／４を超え、３／４未満となるように、波長間隔を設定した光を射出することが可能となる。

（４）有効波長領域Ｗ１，Ｗ２が１０ｎｍ以下に設定されるので、リップル波長Ｒλが少なくとも１４ｎｍ以上となるリップルに対応して液晶パネル５０の干渉縞を抑制することが可能となる。

（５）プロジェクター１００は、Ｂ光（第１の色光）を射出する第１の光源装置１１、およびＧ光（第２の色光）、Ｒ光を含む光を射出する第２の光源装置２１を備えているので、各色光の強度を容易に制御することができる。
また、液晶ライトバルブ５Ｂ（第１の光変調装置）における液晶パネル５０は、第１の光Ｌａと第２の光Ｌｂとを有する光により干渉縞が抑制され、液晶ライトバルブ５Ｇ、５Ｒにおける液晶パネル５０は、広帯域波長の光により干渉縞が略発生しない。
したがって、各色光の強度のバランスを良好なものとすると共に、明るさのムラや色ムラを抑制した画像の投写が可能なプロジェクターを提供することが可能となる。

（変形例）
なお、前記実施形態は、以下のように変更してもよい。
前記実施形態では、第１の光Ｌａおよび第２の光Ｌｂを有する光がＢ光となるように構成されているが、第１の光Ｌａおよび第２の光Ｌｂを有する光がＢ光以外、例えばＧ光やＲ光となるように構成してもよく、一色だけでなく、複数色となっている構成でもよい。

第１の光源装置１１は、複数のレーザー光源の組み合わせによって、第１の光Ｌａおよび第２の光Ｌｂを有する光を射出するように構成されているが、前述したような狭波長帯域の光を射出する光源であればレーザー光源以外の光源を用いてもよい。

前記実施形態のプロジェクター１００は、光変調装置として反射型の液晶パネル５０を用いているが、透過型の液晶パネルを用いたものであってもよい。透過型の液晶パネルにおいても、入射する光の一部は、液晶パネルを構成する部材の各層で反射するので、リップルは発生する。このため、透過型の液晶パネルを用いた場合でも、この液晶パネルにおける干渉縞を抑制することが可能となる。
また、光変調装置としては、入射する光が変調される過程において反射光が干渉するように構成された変調装置であれば、液晶パネルに限らない。

前記実施形態では、第１波長λ１における光強度と、第２波長λ２における光強度とが略同じになるように構成されているが、第１波長λ１における光強度と、第２波長λ２における光強度とが異なるように構成してもよい。特に第１の光Ｌａおよび第２の光Ｌｂを有する光がＢ光の場合、第２波長λ２（低波長側）には紫外線が含まれることが考えられるので、第２波長λ２における光強度を第１波長λ１（高波長側）における光強度より低くなるように設定することで、投写される画像の明るさのムラや色ムラを抑制しつつ、液晶パネルの紫外線による劣化を抑制することが可能となる。
また第１波長λ１における光強度、および第２波長λ２における光強度を調整可能とする調整部を設けてもよい。

前記実施形態における第１のインテグレーター光学系１３、第２のインテグレーター光学系２３に替えて、それぞれを入射した光を内面で多重反射することによって均一化するロッドレンズを用いた構成にしてもよい。

５Ｂ，５Ｇ，５Ｒ…液晶ライトバルブ、７…投写レンズ、１１…第１の光源装置、２１…第２の光源装置、５０…液晶パネル、１００…プロジェクター、１１１…第１光源、１１４…光拡散部、２１１…第２光源、２１４２…蛍光体、λ１…第１波長、λ２…第２波長、Ｌａ…第１の光、Ｌｂ…第２の光、Ｒλ…リップル波長。

Claims (7)

1. 光を射出する光源装置、前記光源装置から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置、および前記光変調装置にて変調された光を投写する投写光学系を備えるプロジェクターであって、
   前記光源装置は、第１波長において光強度がピークとなる狭波長帯域の第１の光、および第２波長において光強度がピークとなる狭波長帯域の第２の光を有する光を射出し、
   前記第１波長と、前記第２波長との間隔は、前記光変調装置の入射光に対する射出光の分光スペクトルが有するリップルのうち、前記第１波長および前記第２波長の近傍領域における前記リップルの１周期波長の１／４を超え、３／４未満であ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、
   前記光変調装置は、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２に記載のプロジェクターであって、
   前記光変調装置は、反射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。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のプロジェクターであって、
   前記光源装置は、前記第１の光を射出するレーザー光源、および前記第２の光を射出するレーザー光源を備えることを特徴とするプロジェクター。
5. 請求項１〜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１波長および前記第２波長は、青色光の波長領域であることを特徴とするプロジェクター。
6. 請求項１〜請求項５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１の光は、光強度が前記第１波長における光強度の半分以上である波長帯域の幅が１０ｎｍ以下であり、
   前記第２の光は、光強度が前記第２波長における光強度の半分以上である波長帯域の幅が１０ｎｍ以下であることを特徴とするプロジェクター。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のプロジェクターであって、
   前記光源装置は、
   前記第１の光と前記第２の光とを有する第１の色光を射出する第１光源、および前記第１光源から射出された前記第１の色光を拡散させる光拡散部を備えた第１の光源装置と、
   励起光を射出する第２光源、および前記励起光を、第２の色光を含む光に変換する蛍光体を有する第２の光源装置と、を備え、
   前記光変調装置は、
   前記第１の色光を変調する第１の光変調装置、および前記第２の色光を変調する第２の光変調装置を備えることを特徴とするプロジェクター。