JP2006184676A

JP2006184676A - プロジェクタ

Info

Publication number: JP2006184676A
Application number: JP2004379211A
Authority: JP
Inventors: Koichi Akiyama; 光一秋山
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2004-12-28
Publication date: 2006-07-13

Abstract

【課題】滑らかで良質な動画表示が得られるようにした場合であっても光利用効率
が大幅に低下しないプロジェクタを提供する。
【解決手段】第１レンズアレイ１２０の各第１小レンズ１２２は、ｙ軸方向に圧縮
された断面形状を有し、照明装置１００と液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとの間
に、液晶装置の画面書込み周波数に同期して画像形成領域上でｙ軸方向に沿って照明光束
を走査する回転プリズム７７０をさらに備え、平行化レンズ１１８の光射出面１１８_ＯＳ
は平面からなり、平行化レンズ１１８の光射出面１１８_ＯＳにおけるｙ軸方向に沿った両
端部には反射層１１９が形成されており、第１レンズアレイ１２０は、ｙ軸方向に圧縮さ
れた平面形状を有していることを特徴とするプロジェクタ。
【選択図】図１

Description

本発明はプロジェクタに関する。

図１９は、従来のプロジェクタ９００Ａを説明するために示す図である。図１９（ａ）
は従来のプロジェクタ９００Ａの光学系を示す図であり、図１９（ｂ）及び図１９（ｃ）
はこのような従来のプロジェクタ９００Ａの問題点を説明するための図である。
このプロジェクタ９００Ａにおいては、電気光学変調装置として用いる液晶装置４００
Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂが、図１９（ｂ）に示すような輝度特性を有するホールド型の表
示装置であるため、図１９（ｃ）に示すような輝度特性を有するインパルス型の表示装置
であるＣＲＴの場合とは異なり、いわゆる尾引き現象のために滑らかな動画表示が得られ
ないという問題点がある（この尾引き現象については、例えば、非特許文献１参照。）。

図２０は、従来の他のプロジェクタ９００Ｂを説明するために示す図である。図２０（
ａ）は従来の他のプロジェクタの光学系９００Ｂを示す図であり、図２０（ｂ）及び図２
０（ｃ）はこのような従来の他のプロジェクタ９００Ｂに用いられる光シャッタを示すた
めの図である。
このプロジェクタ９００Ｂにおいては、図２０（ａ）に示すように、液晶装置４００Ｒ
，４００Ｇ，４００Ｂの光入射側に光シャッタ４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂを配置し、
これらの光シャッタにより間欠的に光を遮断するようにして、上記した問題を解決してい
る。すなわち、いわゆる尾引き現象を緩和して滑らかで良質な動画表示が得られるように
している（例えば、特許文献１参照。）。

「ホールド型ディスプレイにおける動画表示の画質」（電子情報通信学会技報、ＥＩＤ９９−１０、第５５〜６０頁（１９９９−０６））特開２００２−１４８７１２号公報（図１〜図７）

しかしながら、このような従来の他のプロジェクタにおいては、光シャッタにより間欠
的に光を遮断するようにしているため、光利用効率が大幅に低下するという問題があった
。

本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、滑らかで良質な動画表示
が得られるようにした場合であっても光利用効率が大幅に低下しないプロジェクタを提供
することを目的とする。

本発明のプロジェクタは、発光管、前記発光管からの光を反射する楕円面リフレクタ、
前記楕円面リフレクタで反射される光を略平行光にする平行化レンズ、前記平行化レンズ
からの照明光束を複数の部分光束に分割するための複数の第１小レンズを有する第１レン
ズアレイ、前記第１レンズアレイの前記複数の第１小レンズに対応する複数の第２小レン
ズを有する第２レンズアレイ及び前記第２レンズアレイから射出される各部分光束を被照
明領域で重畳させるための重畳レンズを有する照明装置と、前記照明装置から射出される
照明光束を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置と、前記電気光学変調装置によっ
て変調された照明光束を投写する投写光学系とを備え、前記第１レンズアレイにおける各
第１小レンズは、前記照明装置から射出される照明光束を、前記電気光学変調装置の画像
形成領域における縦横方向のうちいずれか一方方向については画像形成領域の全体を、他
方方向についてはその画像形成領域の一部を照明するような断面形状を有する照明光束と
するように、前記他方方向に圧縮された平面形状を有し、前記照明装置と前記電気光学変
調装置との間に、前記電気光学変調装置の画面書込み周波数に同期して前記画像形成領域
上で前記他方方向に沿って前記照明光束を走査する走査手段をさらに備えたプロジェクタ
であって、前記平行化レンズの光射出面は平面からなり、前記平行化レンズの光射出面に
おける前記他方方向に沿った両端部には反射層が形成されており、前記第１レンズアレイ
は、前記他方方向に圧縮された平面形状を有していることを特徴とする。

このため、本発明のプロジェクタによれば、電気光学変調装置の画像形成領域における
縦横方向のうちいずれか一方については画像形成領域の全体を、他方方向についてはその
画像形成領域の一部を照明するような断面形状（すなわち他方方向に圧縮された断面形状
）を有する照明光束を、電気光学変調装置の画面書込み周波数に同期して画像形成領域上
で他方方向に沿って走査することができるようになるため、電気光学変調装置の画像形成
領域においては光照射領域と光非照射領域とが順次交互にスクロールされるようになる。
その結果、尾引き現象が緩和され、滑らかで良質な動画表示が得られるプロジェクタとな
る。

また、本発明のプロジェクタによれば、上記したように他方方向に圧縮された断面形状
を有する照明光束を、第１レンズアレイとして各第１小レンズの平面形状を他方方向に圧
縮したレンズアレイを用いることによって実現しているため、光シャッタを用いる場合と
は異なり、光源装置から射出される照明光束を無駄無く電気光学変調装置の画像形成領域
に導くことができるようになり、光利用効率が大幅に低下することがなくなる。

このため、本発明のプロジェクタは、滑らかで良質な動画表示が得られるようにした場
合であっても光利用効率が大幅に低下しないプロジェクタとなり、本発明の目的が達成さ
れる。

また、本発明のプロジェクタによれば、平行化レンズの光射出面は平面からなり、平行
化レンズの光射出面における他方方向に沿った両端部には反射層が形成されているため、
楕円面リフレクタからの照明光束の一部は反射層で反射されて一旦発光管に戻され、その
後、楕円面リフレクタで反射されて、平行化レンズの光射出面における反射層以外の部分
から被照明領域側に射出されることになる。このため、光源装置から射出される照明光束
の断面形状は、他方方向に沿って圧縮された形状になる。その結果、第１レンズアレイ、
第２レンズアレイ、重畳レンズ、その他後段の各光学要素の他方方向に沿った寸法を小さ
くすることができ、装置全体の小型化を図ることができる。また、平行化レンズから射出
される照明光束の断面形状は、他方方向に圧縮された平面形状を有する第１小レンズや第
１レンズアレイと適合性のよいものとなる。

なお、電気光学変調装置としては、その画像形成領域の平面形状が「縦寸法：横寸法＝
３：４の長方形のもの」及び「縦寸法：横寸法＝９：１６の長方形のもの」が広く用いら
れているため、本発明のプロジェクタにおける第１レンズアレイの各第１小レンズの平面
形状としては、例えば、「縦寸法：横寸法＝３：８の長方形のもの」、「縦寸法：横寸法
＝９：３２の長方形のもの」、「縦寸法：横寸法＝１：４の長方形のもの」などを好まし
く用いることができる。

本発明のプロジェクタにおいては、前記第２レンズアレイは、前記他方方向に圧縮され
た平面形状を有していることが好ましい。

このように構成することにより、重畳レンズ、その他後段の光学要素における他方方向
に沿った寸法を小さくすることができ、装置全体の小型化を図ることができる。

本発明のプロジェクタにおいては、前記第２レンズアレイにおける前記他方方向に沿っ
た長さは、前記第１レンズアレイにおける前記他方方向に沿った長さよりも長いことが好
ましい。

このように構成することにより、第１レンズアレイにおける第１小レンズの像が、第２
レンズアレイにおける対応する第２小レンズに良好にのみ込まれるようになり、良好な光
利用効率が得られる。
この場合、第１レンズアレイの第１小レンズは、第１小レンズを通過する部分光束が、
対応する第２小レンズに向かうように偏心したレンズ形状を有している。

本発明のプロジェクタにおいては、前記平行化レンズの光入射面は、回転双曲面からな
ることが好ましい。

このように構成することにより、楕円面リフレクタからの照明光束を略平行な光にして
第１レンズアレイに射出することができるようになる。

本発明のプロジェクタにおいては、前記反射層は、可視光を反射し、赤外光を透過する
ことが好ましい。

このように構成することにより、照明光束に含まれる可視光は反射層で効率良く反射さ
れるようになるため、光利用効率が向上する。また、照明光束に含まれる赤外光は反射層
を通過するため、発光管や楕円面リフレクタが過熱されるのを抑制することができる。

本発明のプロジェクタにおいては、前記平行化レンズの光射出面における前記反射層が
形成されていない部分には、減反射膜が形成されていることが好ましい。

このように構成することにより、平行化レンズの光通過部における不要な反射が抑制さ
れるため、光利用効率が向上するとともに迷光レベルが低減し、コントラストが向上する
。

本発明のプロジェクタにおいては、前記平行化レンズと前記第１レンズアレイとは一体
化されていることが好ましい。

このように構成することにより、平行化レンズの光射出面及び第１レンズアレイの光入
射面における、空気との界面が存在しなくなるため、光利用効率が向上するとともに迷光
レベルが低減し、コントラストが向上する。

本発明のプロジェクタにおいては、前記第１レンズアレイの光入射面上の照明光束の断
面における、前記一方方向に沿った長さに対する前記他方方向に沿った長さの比率は、３
０％〜８０％であることが好ましい。

この比率が３０％未満である場合には、楕円面リフレクタから射出される照明光束の光
利用効率を維持するのが容易ではなくなるとともに、第１レンズアレイにおける第１小レ
ンズの行数を確保することができなくなり、電気光学変調装置上での光強度分布を均一に
することが容易ではなくなる。一方、この比率が８０％を超える場合には、装置を小型化
することができるという効果が小さくなる。これらの観点からいえば、上記比率が４０％
〜７０％であることがさらに好ましい。

本発明のプロジェクタにおいては、前記第１レンズアレイにおける前記複数の第１小レ
ンズは、前記一方方向に沿って４列に配列されていることが好ましい。

このように構成することにより、第１レンズアレイにおける第１小レンズが一方方向に
沿って４列に配列されているため、電気光学変調装置の被照明領域における光強度分布を
ある程度均一化することができる。また、第１レンズアレイにおける第１小レンズが一方
方向に沿って４列に配列されているため、第１小レンズの大きさをある程度以上の大きさ
にすることができる。このため、第１レンズアレイにおける第１小レンズの他方方向に沿
った辺の長さが極端に短くなることがなくなる。その結果、第１レンズアレイにおける各
第１小レンズの像が、第２レンズアレイにおける対応する各第２小レンズに良好にのみ込
まれるようになり、良好な光利用効率が得られる。

本発明のプロジェクタにおいては、前記第１レンズアレイにおける前記複数の第１小レ
ンズは、前記他方方向に沿って８行〜１０行に配列されていることが好ましい。

このように構成することにより、第１レンズアレイにおける第１小レンズの他方方向に
沿った辺の長さが極端に短くなることがなくなるため、第１レンズアレイの各第１小レン
ズの像が、第２レンズアレイにおける対応する各第２小レンズに良好にのみ込まれるよう
になり、良好な光利用効率が得られる。

本発明のプロジェクタにおいては、前記第１レンズアレイは、前記楕円面リフレクタの
第２焦点より楕円面リフレクタ側に光入射面を有し、前記第１レンズアレイの光入射面上
で前記光源装置から射出される照明光束の光量が全体にわたって分布するような位置に配
置されていることが好ましい。

このように構成することにより、第１レンズアレイの光入射面に光源装置から射出され
る照明光束の光量が全体にわたって分布する。したがって、第１小レンズを４列に配列す
ることによりレンズ密度の低い第１レンズアレイとしたとしても、電気光学変調装置の被
照明領域上での面内光強度分布特性を低下させることがなく、第１レンズアレイにおける
製造加工の簡素化及びコストの低廉化を図ることができる。

この場合、第１レンズアレイの光入射面中央部において入射光強度の極端に小さい領域
（影の領域）が存在しないような位置に第１レンズアレイを配置することが好ましい。こ
のように構成することにより、第１レンズアレイの光入射面上で光源装置から射出される
照明光束の光量が全体にわたって分布するようになる。

本発明のプロジェクタにおいては、前記発光管には、前記発光管から被照明領域側に射
出される光を前記楕円面リフレクタに向けて反射する反射手段が設けられていることが好
ましい。

このように構成することにより、発光管から被照明領域側に放射される光が楕円面リフ
レクタに反射されるため、発光管の被照明領域側端部まで覆うような大きさに楕円面リフ
レクタの大きさを設定することを必要とせず、楕円面リフレクタの小型化を図ることがで
き、結果として照明装置の小型化を図ることができる。
また、楕円面リフレクタの小型化を図ることができることにより、楕円面リフレクタか
ら楕円面リフレクタの第２焦点に向けて集束するビームの集束角やビームスポットの径を
小さくすることができるため、平行化レンズをはじめとして後段の各光学要素をさらに小
さくすることができ、照明装置のさらなる小型化を図ることができる。

本発明のプロジェクタにおいては、前記走査手段は、前記照明装置と前記電気光学変調
装置との間の、前記電気光学変調装置と略共役の位置に配置され、照明光軸に垂直な回転
軸を有する回転プリズムを含み、前記回転プリズムは、その回転によって、前記電気光学
変調装置上で光照射領域と光非照射領域とが前記電気光学変調装置の画面書込み周波数に
同期して順次スクロールされるように構成されていることが好ましい。

このように構成することにより、電気光学変調装置の画像形成領域において、光照射領
域及び光非照射領域の円滑なスクロール動作が実現できるようになる。

本発明のプロジェクタにおいては、前記照明装置と前記電気光学変調装置との間に、前
記照明装置から射出される照明光束を複数の色光に分離して被照明領域に導びくための色
分離導光光学系をさらに備え、前記電気光学変調装置として、前記色分離導光光学系から
射出される複数の色光を画像情報に応じて変調する複数の電気光学変調装置が設けられて
いることが好ましい。

このように構成することにより、滑らかで良質な動画表示が得られるようにした場合で
あっても光利用効率が大幅に低下しないプロジェクタを、画像品質の優れた（例えば３板
式の）フルカラープロジェクタとすることができるようになる。

以下、本発明のプロジェクタについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。

〔実施形態１〕
まず、実施形態１に係るプロジェクタ１０００について、図１を用いて説明する。
図１は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００を説明するために示す図である。図１
（ａ）はプロジェクタ１０００の光学系を上面から見た図であり、図１（ｂ）はプロジェ
クタ１０００の光学系を側面から見た図であり、図１（ｃ）はプロジェクタ１０００の要
部を上面から見た図であり、図１（ｄ）はプロジェクタ１０００の要部を側面から見た図
である。
なお、以下の説明においては、互いに直交する３つの方向をそれぞれｚ軸方向（図１（
ａ）における照明光軸１００ａｘ方向）、ｘ軸方向（図１（ａ）における紙面に平行かつ
ｚ軸に直交する方向）及びｙ軸方向（図１（ａ）における紙面に垂直かつｚ軸に直交する
方向）とする。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、
照明装置１００と、照明装置１００からの照明光束を赤、緑及び青の３つの色光に分離す
る色分離導光光学系２００と、色分離導光光学系２００で分離された３つの色光のそれぞ
れを画像情報に応じて変調する電気光学変調装置としての３つの液晶装置４００Ｒ，４０
０Ｇ，４００Ｂと、これら３つの液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂによって変調さ
れた色光を合成するクロスダイクロイックプリズム５００と、クロスダイクロイックプリ
ズム５００によって合成された光をスクリーンＳＣＲ等の投写面に投写する投写光学系６
００とを備えたプロジェクタである。

照明装置１００は、図１（ａ）〜図１（ｄ）に示すように、被照明領域側に略平行な照
明光束を射出する光源装置１１０、光源装置１１０から射出される照明光束を複数の部分
光束に分割するための複数の第１小レンズ１２２（図３参照。）を有する第１レンズアレ
イ１２０、第１レンズアレイ１２０の複数の第１小レンズ１２２に対応する複数の第２小
レンズ１３２（図４参照。）を有する第２レンズアレイ１３０、照明光束を略１種類の直
線偏光に変換するための偏光変換素子１４０及び偏光変換素子１４０から射出される各部
分光束を被照明領域で重畳させるための重畳レンズ１５０を有している。

光源装置１１０は、図１（ａ）〜図１（ｄ）に示すように、楕円面リフレクタ１１４と
、楕円面リフレクタ１１４の第１焦点近傍に発光中心を有する発光管１１２と、楕円面リ
フレクタ１１４で反射される集束光を略平行な光に変換する平行化レンズ１１８（図２参
照。）とを有している。発光管１１２には、発光管１１２から被照明領域側に射出される
光を楕円面リフレクタ１１４に向けて反射する反射手段としての補助ミラー１１６が設け
られている。

発光管１１２は、管球と、この管球の両側に延びる封止部とを有している。管球は、球
状に形成された石英ガラス製であって、この管球内に配置された一対の電極と、管球内に
封入された水銀、希ガス及び少量のハロゲンとを有する。

ここで、発光管としては、高輝度発光する種々の発光管を採用でき、例えば、メタルハ
ライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等を採用できる。

楕円面リフレクタ１１４は、発光管１１２の一方の封止部が挿通・固着される筒状の首
状部と、発光管１１２から放射された光を一定方向に揃えて射出する凹面とを有している
。

補助ミラー１１６は、発光管１１２の管球の略半分を覆い、楕円面リフレクタ１１４の
凹面と対向して配置される反射部材である。補助ミラー１１６は、発光管１１２の他方の
封止部が挿通・固着されている。補助ミラー１１６の反射面は、発光管１１２の管球の球
面に倣う凹曲面状に形成されている。

平行化レンズ１１８は、凹レンズからなり、楕円面リフレクタ１１４の被照明領域側に
配置されている。そして、楕円面リフレクタ１１４からの光を略平行化するように構成さ
れている。

第１レンズアレイ１２０は、平行化レンズ１１８からの光を複数の部分光束に分割する
光束分割光学素子としての機能を有し、照明光軸１００ａｘと直交する面内にマトリクス
状に配列される複数の第１小レンズ１２２を備えた構成を有している。

第２レンズアレイ１３０は、上述した第１レンズアレイ１２０により分割された複数の
部分光束を集光する光学素子であり、第１レンズアレイ１２０と同様に照明光軸１００ａ
ｘに直交する面内にマトリクス状に配列される複数の第２小レンズ１３２を備えた構成を
有している。

偏光変換素子１４０は、第１レンズアレイ１２０により分割された各部分光束の偏光方
向を、偏光方向の揃った略１種類の直線偏光光として射出する偏光変換素子である。

重畳レンズ１５０は、第１レンズアレイ１２０、第２レンズアレイ１３０及び偏光変換
素子１４０を経た複数の部分光束を集光して液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画
像形成領域上に重畳させる光学素子である。

重畳レンズ１５０から射出された照明光束は、回転プリズム７７０に入射する。回転プ
リズム７７０は、照明装置１００と液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとの間に配置
され、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画面書込み周波数に同期して画像形成領
域上で縦方向（ｙ軸方向）に沿って照明光束を走査する機能を有している。回転プリズム
７７０の前後に配置されたフィールドレンズ７５０，７５２は、後述するリレーレンズ２
４０，２４２に対して有効に光を入射させるために設けられている。

なお、平行化レンズ１１８、第１レンズアレイ１２０及び回転プリズム７７０について
の詳細は後述する。

色分離導光光学系２００は、図１（ａ）に示すように、ダイクロイックミラー２１０，
２１４と、反射ミラー２１２，２１６，２１８，２２０，２２２と、リレーレンズ２４０
，２４２とを有している。色分離導光光学系２００は、回転プリズム７７０から射出され
る照明光束を赤色光、緑色光及び青色光の３つの色光に分離して、それぞれの色光を照明
対象となる液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂに導く機能を有している。色分離導光
光学系２００としては、照明装置１００から液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂまで
の光路長が等しい等光路長光学系を用いている。

ダイクロイックミラー２１０は、回転プリズム７７０から射出される光のうち赤色光成
分と緑色光成分とを透過させるとともに、青色光成分を反射する。ダイクロイックミラー
２１０で反射された青色光成分は、反射ミラー２１８で反射され、リレーレンズ２４２を
経て、反射ミラー２２０，２２２で反射された後、フィールドレンズ２４８を通過して青
色光用の液晶装置４００Ｂに達する。一方、ダイクロイックミラー２１０を透過した赤色
光成分及び緑色光成分は、反射ミラー２１２で反射され、リレーレンズ２４０を通過する
。ここで、リレーレンズ２４０から射出された赤色光成分及び緑色光成分のうち赤色光成
分は、ダイクロイックミラー２１４を透過して、さらに反射ミラー２１６で反射されて、
フィールドレンズ２４４を通過して赤色光用の液晶装置４００Ｒに達する。また、ダイク
ロイックミラー２１４で反射された緑色光成分は、さらに反射ミラー２１８で反射されて
、フィールドレンズ２４６を通過して緑色光用の液晶装置４００Ｇに達する。なお、液晶
装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各色光の光路前段に設けられるフィールドレンズ２
４４，２４６，２４８は、第２レンズアレイ１３０から射出された各部分光束を、各主光
線に対して略平行な光束に変換するために設けられている。

液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、入射した照明光束を画像情報に応じて変調
してカラー画像を形成するものであり、照明装置１００の照明対照となる。なお、図示を
省略したが、色分離導光光学系２００と各液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとの間
には、それぞれ入射側偏光板が介在配置され、各液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ
とクロスダイクロイックプリズム５００との間には、それぞれ射出側偏光板が介在配置さ
れている。これら入射側偏光板、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ及び射出側偏光
板によって、入射する各色光の光変調が行われる。
液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、一対の透明なガラス基板に電気光学物質で
ある液晶を密閉封入したものであり、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子と
して、与えられた画像信号にしたがって、入射側偏光板から射出された１種類の直線偏光
の偏光方向を変調する。
液晶装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂとしては、「ｙ軸方向に沿った縦寸法：ｘ軸方向
に沿った横寸法＝９：１６の長方形」の平面形状を有するワイドビジョン用の液晶装置を
用いている。

クロスダイクロイックプリズム５００は、射出側偏光板から射出された色光毎に変調さ
れた光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイック
プリズム５００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略Ｘ字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。略Ｘ字
状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の界面
に形成された誘電体多層膜は、青色光を反射するものである。これらの誘電体多層膜によ
って赤色光及び青色光は曲折され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、３つの色
光が合成される。

クロスダイクロイックプリズム５００から射出されたカラー画像は、投写光学系６００
によって拡大投写され、スクリーンＳＣＲ上で大画面画像を形成する。

以下、実施形態１に係るプロジェクタ１０００における平行化レンズ１１８、第１レン
ズアレイ１２０及び回転プリズム７７０について詳細に説明する。

１．平行化レンズ
図２は、実施形態１における平行化レンズ１１８の構造を説明するために示す図である
。図２（ａ）は平行化レンズ１１８をｚ軸方向に沿った方向から見た図であり、図２（ｂ
）は図２（ａ）のＡ１−Ａ１断面図であり、図２（ｃ）は図２（ａ）のＡ２−Ａ２断面図
であり、図２（ｄ）は図２（ａ）のＡ３−Ａ３断面図であり、図２（ｅ）は平行化レンズ
１１８の斜視図である。

平行化レンズ１１８は、図２に示すように、回転双曲線からなる光入射面１１８_ＩＳ及
び平面からなる光射出面１１８_ＯＳを有し、楕円面リフレクタ１１４からの照明光束を略
平行光にする機能を有している。
平行化レンズ１１８の光射出面１１８_ＯＳにおけるｙ軸方向に沿った両端部には反射層
１１９が形成されており、第１レンズアレイ１２０の光入射面上の照明光束の断面におけ
るｙ軸方向に沿った長さがｘ軸方向に沿った長さよりも短くなるように構成されている。
なお、反射層１１９の形状としては、第１レンズアレイ１２０に対して有効に入射しない
光を反射できる形状であればよい。

反射層１１９は、可視光を反射し赤外光を透過する誘電体多層膜からなる。このため、
照明光束に含まれる可視光は反射層１１９で効率良く反射されるようになるため、光利用
効率が向上する。また、照明光束に含まれる赤外光は反射層１１９を通過するため、発光
管１１２や楕円面リフレクタ１１４が過熱されるのを抑制することができる。

平行化レンズ１１８の光射出面における反射層１１９が形成されていない部分には、減
反射膜（図示せず。）が形成されている。このため、平行化レンズ１１８の光射出面１１
８_ＯＳにおいて不要な反射が抑制されるため、光利用効率が向上するとともに迷光レベル
が低減し、コントラストが向上する。

２．第１レンズアレイ
図３は、実施形態１における第１レンズアレイ１２０の構造を説明するために示す図で
ある。図３（ａ）は第１レンズアレイ１２０をｚ軸方向に沿った方向から見た図であり、
図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ４−Ａ４断面図であり、図３（ｃ）は図３（ａ）のＡ５−Ａ
５断面図である。
図４は、実施形態１における第２レンズアレイ１３０の構造を説明するために示す図で
ある。図４（ａ）は第２レンズアレイ１３０をｚ軸方向に沿った方向から見た図であり、
図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ６−Ａ６断面図であり、図４（ｃ）は図４（ａ）のＡ７−Ａ
７断面図である。

図５は、照明光束の断面における光強度分布を等高線で示す図である。図５（ａ）は第
１レンズアレイ１２０の光入射面における照明光束の光強度分布を示す図であり、図５（
ｂ）は第２レンズアレイ１３０の光入射面における照明光束の光強度分布を示す図であり
、図５（ｃ）は液晶装置の画像形成領域上における照明光束の光強度分布を示す図である
。
図６は、照明装置１００の要部における光束の軌跡を模式的に示す図である。光束の部
分を灰色で示している。

第１レンズアレイ１２０は、図３に示すように、光源装置１１０（図１参照。）から射
出される照明光束を複数の部分光束に分割するための複数の第１小レンズ１２２を有して
いる。第１小レンズ１２２は、図３（ａ）に示すように、「ｙ軸方向に沿った縦寸法：ｘ
軸方向に沿った横寸法＝１：４の長方形」の平面形状を有している。このため、第１レン
ズアレイ１２０は、照明装置１００から射出される照明光束を、各液晶装置４００Ｒ，４
００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域におけるｘ軸方向に沿った横方向については画像形成領
域の全体を、ｙ軸方向に沿った縦方向についてはその画像形成領域の一部（約半分）を照
明するような断面形状を有する照明光束とすることができる。

また、第１レンズアレイ１２０は、上述したように、ｙ軸方向に圧縮された平面形状を
有している。このため、平行化レンズ１１８から射出される照明光束の断面形状は、ｙ軸
方向に圧縮された平面形状を有する第１小レンズ１２２や第１レンズアレイ１２０と適合
性のよいものとなる。

また、第２レンズアレイ１３０は、図５に示すように、ｙ軸方向に圧縮された平面形状
を有している。このため、偏光変換素子１４０、重畳レンズ１５０その他の光学要素にお
けるｙ軸方向に沿った寸法を短くすることができ、装置全体の小型化を図ることができる
。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、第１レンズアレイ１２０の光入射
面上の照明光束の断面における、ｘ軸方向に沿った横方向の長さに対するｙ軸方向に沿っ
た縦方向の長さの比率は、図５（ａ）に示すように、約６３％である。
このため、この比率が３０％以上であることより、楕円面リフレクタ１１４から射出さ
れる照明光束の光利用効率を維持できるとともに、第１レンズアレイ１２０における小レ
ンズ１２２の行数を確保することができるので、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ
上での光強度分布を均一にすることが可能となる。また、この比率が８０％以下であるこ
とより、装置を小型化することができるという効果が小さくなることもない。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、第１レンズアレイ１２０における
複数の第１小レンズ１２２は、図３（ａ）に示すように、ｘ軸方向に沿って４列に配列さ
れている。このため、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの被照明領域における光強
度分布をある程度均一化することができる。また、第１レンズアレイ１２０における複数
の第１小レンズ１２２がｘ軸方向に沿って４列に配列されているため、第１小レンズ１２
２の大きさをある程度以上の大きさにすることができる。このため、第１レンズアレイ１
２０における第１小レンズ１２２のｙ軸方向に沿った辺の長さが極端に短くなることがな
くなる。その結果、第１レンズアレイ１２０の各第１小レンズ１２２の像が、第２レンズ
アレイ１３０における対応する第２小レンズ１３２に良好にのみ込まれるようになり、良
好な光利用効率が得られる。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、第１レンズアレイ１２０における
複数の第１小レンズ１２２は、図３（ａ）に示すように、ｙ軸方向に沿って８行に配列さ
れている。このため、第１レンズアレイ１２０における第１小レンズ１２２のｙ軸方向に
沿った辺の長さが極端に短くなることがなくなるため、第１レンズアレイ１２０の各第１
小レンズ１２２の像が、第２レンズアレイ１３０における対応する第２小レンズ１３２に
良好にのみ込まれるようになり、良好な光利用効率が得られる。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、図６に示すように、第１レンズア
レイ１２０は、楕円面リフレクタ１１４の第２焦点より楕円面リフレクタ１１４側に光入
射面を有し、第１レンズアレイ１２０の光入射面上で光源装置１１０から射出される照明
光束の光量が全体にわたって分布するような位置に配置されている。このため、第１レン
ズアレイ１２０の光入射面に光源装置１１０から射出される照明光束の光量が全体にわた
って分布する。したがって、第１小レンズ１２２を４列に配列することによりレンズ密度
の低い第１レンズアレイ１２０としたとしても、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ
の被照明領域上での面内光強度分布特性を低下させることがなく、第１レンズアレイ１２
０における製造加工の簡素化及びコストの低廉化を図ることができる。

なお、実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、平行化レンズ１１８は、図
６に示すように、その光入射面中央部において入射光強度の小さい領域が存在するような
照明光軸１００ａｘ上の位置Ａに配置されているが、第１レンズアレイ１２０は、その光
入射面中央部において入射光強度の極端に小さい領域（影の領域）が存在しないような照
明光軸１００ａｘ上の位置Ｂに配置されている。これにより、第１レンズアレイ１２０の
光入射面上で光源装置１１０から射出される照明光束の光量が全体にわたって分布するよ
うになる。

３．回転プリズム
図７は、回転プリズムの回転と液晶装置上の照明状態との関係を示す図である。図７（
ａ）は回転プリズムを回転軸に沿って見たときの断面図である。図７（ｂ）は回転プリズ
ムを照明光軸に沿って見たときの図である。図７（ｃ）は液晶装置の画像形成領域上にお
ける照明光束の照射状態を示す図である。

図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、照明光軸１００ａｘ上における第１レンズア
レイ１２０の仮想中心点の像Ｐは、回転プリズム７７０が回転するのに従って、回転プリ
ズム７７０の回転軸７７２を中心にして上下方向にスクロールされる。その結果、図７（
ｃ）に示すように、回転プリズム７７０が回転すると、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４
００Ｂの画像形成領域においては光照射領域と光非照射領域とが順次交互にスクロールさ
れるようになる。

なお、実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、回転プリズム７７０の光透
過面には、減反射膜が形成されている。このため、回転プリズム７７０における光透過率
が向上するため、光利用効率の低下を最小限のものにすることができるとともに、迷光レ
ベルが低減しコントラストが向上する。

以上述べたように、実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、平行化レンズ１１８の
構成、第１レンズアレイ１２０の構成及び回転プリズム７７０からなる走査手段を用いた
ことを特徴としている。
すなわち、平行化レンズ１１８の光射出面１１８_ＯＳは平面からなり、平行化レンズ１
１８の光射出面１１８_ＯＳにおけるｙ軸方向に沿った両端部には反射層１１９が形成され
ている。
また、第１レンズアレイ１２０における各第１小レンズ１２２は、照明装置１００から
射出される照明光束を、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域における
縦横方向のうち、ｘ軸方向に沿った横方向については画像形成領域の全体を、ｙ軸方向に
沿った縦方向についてはその画像形成領域の一部を照明するような断面形状を有する照明
光束とするように、縦方向に圧縮された平面形状を有している。また、第１レンズアレイ
１２０は、ｙ軸方向に圧縮された平面形状を有している。
さらにまた、回転プリズム７７０は、照明装置１００と液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，
４００Ｂとの間に、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画面書込み周波数に同期し
て画像形成領域上でｙ軸方向に沿って照明光束を走査する機能を有している。

このため、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、液晶装置４００Ｒ，４０
０Ｇ，４００Ｂの画像形成領域における縦横方向のうち、ｘ軸方向に沿った横方向につい
ては画像形成領域の全体を、ｙ軸方向に沿った縦方向についてはその画像形成領域の一部
を照明するような断面形状（すなわち縦方向に圧縮された断面形状）を有する照明光束を
、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画面書込み周波数に同期して画像形成領域上
でｙ軸方向に沿って走査することができるようになるため、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ
，４００Ｂの画像形成領域においては光照射領域と光非照射領域とが順次交互にスクロー
ルされるようになる。その結果、尾引き現象が緩和され、滑らかで良質な動画表示が得ら
れるプロジェクタとなる。

また、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、上記したように縦方向に圧縮
された断面形状を有する照明光束を、第１レンズアレイ１２０として各第１小レンズ１２
２の平面形状を縦方向に圧縮したレンズアレイを用いることによって実現しているため、
光シャッタを用いる場合と異なり、光源装置１１０から射出される照明光束を無駄無く液
晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域に導くことができるようになり、光
利用効率が大幅に低下することがなくなる。

このため、実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、滑らかで良質な動画表示が得ら
れるようにした場合であっても光利用効率が大幅に低下しないプロジェクタとなる。

また、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、上記したように、平行化レン
ズ１１８の光射出面１１８_ＯＳにおけるｙ軸方向に沿った両端部には反射層１１９が形成
されているため、楕円面リフレクタ１１４からの照明光束の一部は反射層１１９で反射さ
れて一端発光管１１２に戻され、その後、楕円面リフレクタ１１４で反射されて、平行化
レンズ１１８の光射出面における反射層１１９以外の部分から被照明領域側に射出される
ことになる。

このため、光源装置１１０から射出される照明光束の断面形状は、ｙ軸方向に沿って圧
縮された形状になる。その結果、第１レンズアレイ１２０、第２レンズアレイ１３０、偏
光変換素子１４０、重畳レンズ１５０、その他後段の各光学要素の他方方向に沿った寸法
を小さくすることができ装置全体の小型化を図ることができる。また、平行化レンズ１１
８から射出される照明光束の断面形状は、ｙ軸方向に圧縮された平面形状を有する第１小
レンズ１２２や第１レンズアレイ１２０と適合性のよいものとなる。このため、実施形態
１に係るプロジェクタ１０００によれば、光源装置１１０から射出される照明光束を効率
良く第１レンズアレイ１２０に入射することができる。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては以下のような特徴も有している。

すなわち、実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、照明光束に含まれる２
つの偏光成分のうち一方の偏光成分に係る照明光束をそのまま透過し他方の偏光成分に係
る照明光束を照明光軸１００ａｘに垂直な方向に反射する偏光分離面と、他方の偏光成分
に係る照明光束を照明光軸１００ａｘに平行な方向に反射する反射面と、偏光分離面を透
過した一方の偏光成分に係る照明光束及び反射面で反射された他方の偏光成分に係る照明
光束のうちいずれかの照明光束を偏光変換する位相差板とを有する偏光変換素子１４０を
備えている。このため、この偏光変換素子１４０の作用により光源装置１１０からの照明
光束を一方の偏光光軸を有する１種類の直線偏光に変換することができるようになるので
、実施形態１に係るプロジェクタ１０００のように、電気光学変調装置として液晶装置等
のように１種類の直線偏光を利用するタイプの電気光学変調装置を用いる場合に適したも
のとなる。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、照明装置１００と液晶装置４００
Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとの間に、照明装置１００から射出される照明光束を複数の色光
に分離するための色分離導光光学系２００をさらに備え、液晶装置として、色分離導光光
学系２００から射出される３つの色光をそれぞれの色光に対応する画像情報に応じて変調
する３つの液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂが設けられている。このため、滑らか
で良質な動画表示が得られるようにした場合であっても光利用効率が大幅に低下しないプ
ロジェクタを、画像品質の優れた３板式のフルカラープロジェクタとすることができるよ
うになる。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、発光管１１２には、発光管１１２
から被照明領域側に射出される光を楕円面リフレクタ１１４に向けて反射する反射手段と
しての補助ミラー１１６が設けられている。このため、発光管１１２から被照明領域側に
放射される光が楕円面リフレクタ１１４に反射されるため、発光管１１２の被照明領域側
端部まで覆うような大きさに楕円面リフレクタ１１４の大きさを設定することを必要とせ
ず、楕円面リフレクタ１１４の小型化を図ることができ、結果として照明装置１００の小
型化を図ることができる。また、楕円面リフレクタ１１４の小型化を図ることができるこ
とにより、楕円面リフレクタ１１４から楕円面リフレクタ１１４の第２焦点に向けて集束
するビームの集束角やビームスポットの径を小さくすることができるため、平行化レンズ
１１８をはじめとして後段の各光学要素をさらに小さくすることができ、照明装置１００
のさらなる小型化を図ることができる。

〔実施形態２〕
図８は、実施形態２に係るプロジェクタ１０００ａを説明するために示す図である。図
８（ａ）はプロジェクタ１０００ａの光学系を上面から見た図であり、図８（ｂ）はプロ
ジェクタ１０００ａの光学系を側面から見た図であり、図８（ｃ）はプロジェクタ１００
０ａの要部を上面から見た図であり、図８（ｄ）はプロジェクタ１０００ａの要部を側面
から見た図である。

図９は、実施形態２における第１レンズアレイ１２０ａの構造を説明するために示す図
である。図９（ａ）は第１レンズアレイ１２０ａをｚ軸方向に沿った方向から見た図であ
り、図９（ｂ）は図９（ａ）のＡ８−Ａ８断面図であり、図９（ｃ）は図９（ａ）のＡ９
−Ａ９断面図である。
図１０は、実施形態２における第２レンズアレイ１３０ａの構造を説明するために示す
図である。図１０（ａ）は第２レンズアレイ１３０ａをｚ軸方向に沿った方向から見た図
であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＡ１０−Ａ１０断面図であり、図１０（ｃ）は図
１０（ａ）のＡ１１−Ａ１１断面図である。

図１１は、照明光束の断面における光強度分布を等高線で示す図である。図１１（ａ）
は第１レンズアレイ１２０ａの光入射面における照明光束の光強度分布を示す図であり、
図１１（ｂ）は第２レンズアレイ１３０ａの光入射面における照明光束の光強度分布を示
す図であり、図１１（ｃ）は液晶装置の画像形成領域上における照明光束の光強度分布を
示す図である。

実施形態２に係るプロジェクタ１０００ａは、図８〜図１１に示すように、実施形態１
に係るプロジェクタ１０００とは、第２レンズアレイの構成（及びそれに対応して第１レ
ンズアレイ、偏光変換素子及び重畳レンズの構成）が異なっている。
すなわち、実施形態２に係るプロジェクタ１０００ａにおいては、第２レンズアレイ１
３０ａは、図１０（ａ）に示すように、正方形の平面形状を有している。すなわち、実施
形態２に係るプロジェクタ１０００ａにおいては、第２レンズアレイ１３０ａにおけるｙ
軸方向に沿った長さは、第１レンズアレイ１２０ａにおけるｙ軸方向に沿った長さよりも
長い。

このため、実施形態２に係るプロジェクタ１０００ａによれば、図１１（ｂ）に示すよ
うに、第１レンズアレイ１２０ａにおける各第１小レンズ１２２ａの像が、第２レンズア
レイ１３０ａにおける対応する各第２小レンズ１３２ａに良好にのみ込まれるようになり
、実施形態１に係るプロジェクタ１０００の場合に比べて、さらに良好な光利用効率が得
られる。

なお、実施形態２に係るプロジェクタ１０００ａにおいては、第１レンズアレイ１２０
ａの第１小レンズ１２２ａは、図９（ｂ）に示すように、第１小レンズ１２２ａを通過す
る部分光束が対応する第２小レンズ１３２ａに向かうように偏心したレンズ形状を有して
いる。また、偏光変換素子１４０ａ及び重畳レンズ１５０ａは、第２レンズアレイ１３０
ａの形状に対応した形状を有している。

実施形態２に係るプロジェクタ１０００ａは、これ以外の構成については、実施形態１
に係るプロジェクタ１０００の場合と同様の構成を有するため、実施形態１に係るプロジ
ェクタ１０００が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。

〔実施形態３〕
図１２は、実施形態３における第１レンズアレイ１２０ｂの構造を説明するために示す
図である。図１２（ａ）は第１レンズアレイ１２０ｂをｚ軸方向に沿った方向から見た図
であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＡ１２−Ａ１２断面図であり、図１２（ｃ）は図
１２（ａ）のＡ１３−Ａ１３断面図である。
図１３は、照明光束の断面における光強度分布を等高線で示す図である。図１３（ａ）
は第１レンズアレイ１２０ｂの光入射面における照明光束の光強度分布を示す図である。
図１３（ｂ）は液晶装置の画像形成領域上における照明光束の光強度分布を示す図である
。

実施形態３に係るプロジェクタ１０００ｂ（図示せず。）は、第１レンズアレイの構成
（及びそれに伴って第２レンズアレイの構成）が実施形態２に係るプロジェクタ１０００
ａの場合とは異なっている。すなわち、実施形態２に係るプロジェクタ１０００ａにおい
ては、第１レンズアレイ１２０ａが４列・８行に配列された第１小レンズ１２２ａを有し
ているのに対して、実施形態３に係るプロジェクタ１０００ｂにおいては、第１レンズア
レイ１２０ｂは、図１２（ａ）及び図１３（ａ）に示すように、４列・１０行に配列され
た第１小レンズ１２２ｂを有している。

なお、第１レンズアレイ１２０ｂにおける各第１小レンズ１２２ｂは、図１２（ａ）に
示すように、「ｙ軸方向に沿った縦寸法：ｘ軸方向に沿った横寸法＝９：３２の長方形」
の平面形状を有している。このため、第１レンズアレイ１２０ｂは、照明装置１００ｂ（
図示せず。）から射出される照明光束を、各液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ（図
示せず。）の画像形成領域におけるｘ軸方向に沿った横方向については画像形成領域の全
体を、ｙ軸方向に沿った縦方向についてはその画像形成領域の一部（約半分）を照明する
ような断面形状を有する照明光束とすることができる（図１２（ｂ）参照。）。
また、実施形態３に係るプロジェクタ１０００ｂにおいては、第１レンズアレイ１２０
ｂの光入射面上の照明光束の断面における、ｘ軸方向に沿った横方向の長さに対するｙ軸
方向に沿った縦方向の長さの比率は、図１３（ａ）に示すように、約５６％である。

実施形態３に係るプロジェクタ１０００ｂは、これ以外の構成については、実施形態２
に係るプロジェクタ１０００ａの場合と同様の構成を有するため、実施形態２に係るプロ
ジェクタ１０００ａが有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。

〔実施形態４〕
図１４は、実施形態４に係るプロジェクタ１０００ｃを説明するために示す図である。
図１４（ａ）はプロジェクタ１０００ｃの光学系を上面から見た図であり、図１４（ｂ）
はプロジェクタ１０００ｃの光学系を側面から見た図であり、図１４（ｃ）はプロジェク
タ１０００ｃの要部を上面から見た図であり、図１４（ｄ）はプロジェクタ１０００ｃの
要部を側面から見た図である。

図１５は、実施形態４における第１レンズアレイ１２０ｃの構造を説明するために示す
図である。図１５（ａ）は第１レンズアレイ１２０ｃをｚ軸方向に沿った方向から見た図
であり、図１５（ｂ）は図１５（ａ）のＡ１４−Ａ１４断面図であり、図１５（ｃ）は図
１５（ａ）のＡ１５−Ａ１５断面図である。
図１６は、実施形態４における第２レンズアレイ１３０ｃの構造を説明するために示す
図である。図１６（ａ）は第２レンズアレイ１３０ｃをｚ軸方向に沿った方向から見た図
であり、図１６（ｂ）は図１６（ａ）のＡ１６−Ａ１６断面図であり、図１６（ｃ）は図
１６（ａ）のＡ１７−Ａ１７断面図である。

実施形態４に係るプロジェクタ１０００ｃは、図１４〜図１６に示すように、実施形態
２に係るプロジェクタ１０００ａとは、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイの構成（
及びそれに対応して偏光変換素子及び重畳レンズの構成）が異なっている。
すなわち、実施形態４に係るプロジェクタ１０００ｃにおいては、第２レンズアレイ１
３０ｃはｘ軸方向及びｙ軸方向の両方向において、第１レンズアレイ１２０ｃよりも大き
く構成されている。

このため、実施形態４に係るプロジェクタ１０００ｃによれば、第１レンズアレイ１２
０ｃにおける各第１小レンズ１２２ｃの像が、第２レンズアレイ１３０ｃにおける対応す
る各第２小レンズ１３２ｃにさらに良好にのみ込まれるようになり、実施形態２に係るプ
ロジェクタ１０００ａの場合よりも、さらに良好な光利用効率が得られる。

なお、実施形態４に係るプロジェクタ１０００ｃにおいては、図１５及び図１６に示す
ように、第１レンズアレイ１２０ｃの第１小レンズ１２２ｃ及び第２レンズアレイ１３０
ｃの第２小レンズ１２２ｃは、第１小レンズ１２２ｃを通過する部分光束が対応する第２
小レンズ１３２ｃに向かうようにするとともに、第２レンズアレイ１３０ｃを射出する部
分光束の光軸が照明光軸１００ｃａｘに平行になるように、ともに偏心したレンズ形状を
有している。また、偏光変換素子１４０ｃ及び重畳レンズ１５０ｃは、第２レンズアレイ
１３０ｃの形状に対応して、ｘ軸方向及びｙ軸方向の両方が短縮された形状を有している
。

実施形態４に係るプロジェクタ１０００ｃは、これ以外の構成については、実施形態２
に係るプロジェクタ１０００ａの場合と同様の構成を有するため、実施形態２に係るプロ
ジェクタ１０００ａが有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。

〔実施形態５〕
図１７は、実施形態５における平行化レンズ１１８ａを説明するために示す図である。
図１７（ａ）は平行化レンズ１１８ａをｚ軸に沿って見た図であり、図１７（ｂ）は図１
７（ａ）のＡ１８−Ａ１８断面図であり、図１７（ｃ）は図１７（ａ）のＡ１９−Ａ１９
断面図であり、図１７（ｄ）は平行化レンズ１１８ａの斜視図である。

実施形態５に係るプロジェクタ１０００ｄ（図示せず。）は、平行化レンズ及び第１レ
ンズアレイの構成が、実施形態２に係るプロジェクタ１０００ａとは異なっている。すな
わち、実施形態５に係るプロジェクタ１０００ｄは、図１７（ａ）〜図１７（ｄ）に示す
ように、平行化レンズの機能と第１レンズアレイの機能とが一体化された平行化レンズ１
１８ａを有している。このため、従来存在していた、平行化レンズの光射出面及び第１レ
ンズアレイの光入射面における、空気との界面が存在しなくなるため、光利用効率の低下
を最小限のものにすることができるとともに、迷光レベルが低減しコントラストが向上す
る。

実施形態５に係るプロジェクタ１０００ｄは、これ以外の構成については、実施形態２
に係るプロジェクタ１０００ａの場合と同様の構成を有するため、実施形態２に係るプロ
ジェクタ１０００ａが有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。

〔実施形態６〕
図１８は、実施形態６に係るプロジェクタ１０００ｅを説明するために示す図である。
図１８（ａ）はプロジェクタ１０００ｅの光学を上面から見た図であり、図１８（ｂ）は
プロジェクタ１０００ａの光学系を側面から見た図である。

実施形態６に係るプロジェクタ１０００ｅは、図１８（ａ）に示すように、実施形態２
に係るプロジェクタ１０００ａとは、色分離導光光学系の構成が異なっている。
すなわち、実施形態６に係るプロジェクタ１０００ｅにおいては、色分離導光光学系２
０２として、各液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ上で光照射領域と光非照射領域と
がスクロールされる方向をすべて同一の方向とするために、ダブルリレー光学系１９０を
用いている。

色分離導光光学系２０２は、図１８（ａ）に示すように、ダイクロイックミラー２６０
，２６２と、反射ミラー２６４と、ダブルリレー光学系１９０とを有している。ダブルリ
レー光学系１９０は、リレーレンズ１９１，１９２，１９４，１９５，１９７と、反射ミ
ラー１９３，１９６と、フィールドレンズ１９８とを有している。また、色分離導光光学
系２０２の光路前段には、リレーレンズ７５４が配置されている。

ダイクロイックミラー２６０は、回転プリズム７７０から射出される光のうち赤色光成
分を反射するとともに、緑色光成分及び青色光成分を透過させる。ダイクロイックミラー
２６０で反射された赤色光成分は、反射ミラー２６４で反射されて、フィールドレンズ１
７６Ｒを通過して赤色光用の液晶装置４００Ｒに達する。
ダイクロイックミラー２６０を透過した緑色光成分及び青色光成分のうち緑色光成分は
、第２のダイクロイックミラー２６２によって反射され、フィールドレンズ１７６Ｇを通
過して緑色光用の液晶装置４００Ｇに達する。一方、ダイクロイックミラー２６０を透過
した青色光成分は、ダイクロイックミラー２６２を透過し、ダブルリレー光学系１９０を
通過して青色光用の液晶装置４００Ｂに達する。液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ
の各色光の光路前段に設けられるフィールドレンズ１７６Ｒ，１７６Ｇ，１９８は、第２
レンズアレイ１３０ａから射出された各部分光束を、各主光線に対して略平行な光束に変
換するために設けられている。

ここで、青色光の光路にダブルリレー光学系１９０が設けられているのは、青色光の光
路の長さが、他の色光の光路の長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率低下
を防止するとともに、各液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ上で光照射領域と光非照
射領域とがスクロールされる方向をすべて同一の方向とするために設けられている。なお
、実施形態６に係るプロジェクタ１０００ｅにおいては、３つの色光のうち青色光の光路
にダブルリレー光学系１９０を用いた構成としたが、赤色光等のその他の色光の光路にこ
のようなダブルリレー光学系を用いた構成としてもよい。

実施形態６に係るプロジェクタ１０００ｅは、これ以外の構成については実施形態２に
係るプロジェクタ１０００ａの場合と同様の構成を有するため、実施形態２に係るプロジ
ェクタ１０００ａが有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。

以上、本発明のプロジェクタを上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記
の各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。

（１）上記各実施形態のプロジェクタ１０００〜１０００ｅは透過型のプロジェクタであ
るが、本発明は反射型のプロジェクタにも適用することが可能である。ここで、「透過型
」とは、透過型の液晶表示装置等のように光変調手段としての電気光学変調装置が光を透
過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、反射型液晶表示装置のように
光変調手段としての電気光学変調装置が光を反射するタイプであることを意味している。
反射型のプロジェクタにこの発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクタと同様の効
果を得ることができる。

（２）上記各実施形態のプロジェクタ１０００〜１０００ｅは、電気光学変調装置として
液晶装置を用いているが、本発明はこれに限られない。電気光学変調装置としては、一般
に、入射光を画像情報に応じて変調するものであればよく、マイクロミラー型光変調装置
などを利用してもよい。マイクロミラー型光変調装置としては、例えば、ＤＭＤ（デジタ
ルマイクロミラーデバイス）（ＴＩ社の商標）を用いることができる。

（３）上記各実施形態のプロジェクタ１０００〜１０００ｅは、第１レンズアレイ１２０
，１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃの各第１小レンズ１２２，１２２ａ，１２２ｂ，１２２
ｃの平面形状としては、「縦寸法：横寸法＝１：４の長方形」のものや「縦寸法：横寸法
＝９：３２の長方形」のものを用いたが、本発明はこれに限られず、例えば、「縦寸法：
横寸法＝３：８の長方形」のものなどをも好ましく用いることができる。

（４）上記各実施形態のプロジェクタ１０００〜１０００ｅは、走査手段として、回転プ
リズム７７０を用いたが、本発明はこれに限られず、例えば、ガルバノミラー、ポリゴン
ミラーなどをも好ましく用いることができる。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００を説明するために示す図。実施形態１における平行化レンズ１１８の構造を説明するために示す図。実施形態１における第１レンズアレイ１２０の構造を説明するために示す図。実施形態１における第２レンズアレイ１３０の構造を説明するために示す図。照明光束の断面における光強度分布を等高線で示す図。照明装置１００の要部における光束の軌跡を模式的に示す図。回転プリズムの回転と液晶装置上の照明状態との関係を示す図。実施形態２に係るプロジェクタ１０００ａを説明するために示す図。実施形態２における第１レンズアレイ１２０ａの構造を説明するために示す図。実施形態２における第２レンズアレイ１３０ａの構造を説明するために示す図。照明光束の断面における光強度分布を等高線で示す図。実施形態３における第１レンズアレイ１２０ｂの構造を説明するために示す図。照明光束の断面における光強度分布を等高線で示す図。実施形態４に係るプロジェクタ１０００ｃを説明するために示す図。実施形態４における第１レンズアレイ１２０ｃの構造を説明するために示す図。実施形態４における第２レンズアレイ１３０ｃの構造を説明するために示す図。実施形態５における平行化レンズ１１８ａの構造を説明するために示す図。実施形態６に係るプロジェクタ１０００ｅを説明するために示す図。従来のプロジェクタ９００Ａを説明するために示す図。従来の他のプロジェクタ９００Ｂを説明するために示す図。

符号の説明

１００，１００ａ，１００ｃ…照明装置、１００ａｘ，１００ａａｘ，１００ｂａｘ，１
００ｃａｘ…照明光軸、１１０…光源装置、１１２…発光管、１１４…楕円面リフレクタ
、１１６…補助ミラー、１１８，１１８ａ…平行化レンズ、１１８ｉｓ…光入射面、１１
８ｏｓ…光射出面、１１９，１１９ａ…反射層、１２０，１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ
…第１レンズアレイ、１２２，１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ…第１小レンズ、１３０，
１３０ａ，１３０ｃ…第２レンズアレイ、１３２，１３２ａ，１３２ｃ…第２小レンズ、
１４０，１４０ａ，１４０ｃ…偏光変換素子、１５０，１５０ａ，１５０ｃ…重畳レンズ
、１７６Ｒ，１７６Ｇ，２４４，２４６，２４８，７５０，７５２…フィールドレンズ、
１９０…ダブルリレー光学系、１９１，１９２，１９４，１９５，１９７，２４０，２４
２，７５４…リレーレンズ、１９３，１９６，２１２，２１６，２１８，２２０，２２２
，２６４…反射ミラー、２００，２０２…色分離導光光学系、２１０，２１４，２６０，
２６２…ダイクロイックミラー、４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ…液晶装置、５００…ク
ロスダイクロイックプリズム、６００…投写光学系、７７０…回転プリズム、７７２…回
転軸、９００Ａ，９００Ｂ，１０００，１０００ａ，１０００ｃ，１０００ｅ…プロジェ
クタ、Ｐ…照明光軸上における第１レンズアレイの仮想中心点の像、ＳＣＲ…スクリーン

Claims

発光管、前記発光管からの光を反射する楕円面リフレクタ、前記楕円面リフレクタで反
射される光を略平行光にする平行化レンズ、前記平行化レンズからの照明光束を複数の部
分光束に分割するための複数の第１小レンズを有する第１レンズアレイ、前記第１レンズ
アレイの前記複数の第１小レンズに対応する複数の第２小レンズを有する第２レンズアレ
イ及び前記第２レンズアレイから射出される各部分光束を被照明領域で重畳させるための
重畳レンズを有する照明装置と、
前記照明装置から射出される照明光束を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置と
、
前記電気光学変調装置によって変調された照明光束を投写する投写光学系とを備え、
前記第１レンズアレイにおける各第１小レンズは、前記照明装置から射出される照明光
束を、前記電気光学変調装置の画像形成領域における縦横方向のうちいずれか一方方向に
ついては画像形成領域の全体を、他方方向についてはその画像形成領域の一部を照明する
ような断面形状を有する照明光束とするように、前記他方方向に圧縮された平面形状を有
し、
前記照明装置と前記電気光学変調装置との間に、前記電気光学変調装置の画面書込み周
波数に同期して前記画像形成領域上で前記他方方向に沿って前記照明光束を走査する走査
手段をさらに備えたプロジェクタであって、
前記平行化レンズの光射出面は平面からなり、前記平行化レンズの光射出面における前
記他方方向に沿った両端部には反射層が形成されており、
前記第１レンズアレイは、前記他方方向に圧縮された平面形状を有していることを特徴
とするプロジェクタ。
請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
前記第２レンズアレイは、前記他方方向に圧縮された平面形状を有していることを特徴
とするプロジェクタ。
請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
前記第２レンズアレイにおける前記他方方向に沿った長さは、前記第１レンズアレイに
おける前記他方方向に沿った長さよりも長いことを特徴とするプロジェクタ。
請求項１〜３に記載のプロジェクタにおいて、
前記平行化レンズの光入射面は、回転双曲面からなることを特徴とするプロジェクタ。
請求項１〜４のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記反射層は、可視光を反射し、赤外光を透過することを特徴とするプロジェクタ。
請求項１〜５のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記平行化レンズの光射出面における前記反射層が形成されていない部分には、減反射
膜が形成されていることを特徴とするプロジェクタ。
請求項１〜６のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記平行化レンズと前記第１レンズアレイとは一体化されていることを特徴とするプロ
ジェクタ。
請求項１〜７のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記第１レンズアレイの光入射面上の照明光束の断面における、前記一方方向に沿った
長さに対する前記他方方向に沿った長さの比率は、３０％〜８０％であることを特徴とす
るプロジェクタ。
請求項１〜８のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記第１レンズアレイにおける前記複数の第１小レンズは、前記一方方向に沿って４列
に配列されていることを特徴とするプロジェクタ。
請求項１〜９のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記第１レンズアレイにおける前記複数の第１小レンズは、前記他方方向に沿って８行
〜１０行に配列されていることを特徴とするプロジェクタ。
請求項１〜１０のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記第１レンズアレイは、前記楕円面リフレクタの第２焦点より楕円面リフレクタ側に
光入射面を有し、前記第１レンズアレイの光入射面上で前記光源装置から射出される照明
光束の光量が全体にわたって分布するような位置に配置されていることを特徴とするプロ
ジェクタ。
請求項１〜１１のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記発光管には、前記発光管から被照明領域側に射出される光を前記楕円面リフレクタ
に向けて反射する反射手段が設けられていることを特徴とするプロジェクタ。
請求項１〜１２のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記走査手段は、前記照明装置と前記電気光学変調装置との間の、前記電気光学変調装
置と略共役の位置に配置され、照明光軸に垂直な回転軸を有する回転プリズムを含み、
前記回転プリズムは、その回転によって、前記電気光学変調装置上で光照射領域と光非
照射領域とが前記電気光学変調装置の画面書込み周波数に同期して順次スクロールされる
ように構成されていることを特徴とするプロジェクタ。
請求項１〜１３のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記照明装置と前記電気光学変調装置との間に、前記照明装置から射出される照明光束
を複数の色光に分離して被照明領域に導びくための色分離導光光学系をさらに備え、
前記電気光学変調装置として、前記色分離導光光学系から射出される複数の色光を画像
情報に応じて変調する複数の電気光学変調装置が設けられていることを特徴とするプロジ
ェクタ。