JP2004062137A

JP2004062137A - プロジェクタ装置

Info

Publication number: JP2004062137A
Application number: JP2002367321A
Authority: JP
Inventors: Eisaku Shoji; 庄司　英策
Original assignee: NEC Viewtechnology Ltd
Current assignee: Sharp NEC Display Solutions Ltd
Priority date: 2002-06-07
Filing date: 2002-12-18
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2022-12-18
Also published as: DE60325805D1; EP1370089B1; EP1370089A1; JP3645890B2; US6742898B2; US20030227598A1

Abstract

【課題】プロジェクタ装置において、単一の大型ランプに代えて、複数の小型ランプを使用できるようにする。
【解決手段】開示されるプロジェクタ装置は、ランプと反射鏡とからなる複数の光源を対向して光軸をずらして平行に配置し、各光源の光をシリンドリカルレンズを介してオフセット方向に圧縮した後、直交した反射面を有する反射ミラーによって直角に反射させて同一方向に出射光を形成する光源部３０と、各光源部からの入射光を集光し偏光方向を統一して液晶パネルの偏光方向と一致した直線偏光の出射光を形成する集光部４０と、集光部の出射光を赤，緑，青の３色光に分解して、赤，緑，青の映像に応じて空間光変調する液晶パネルを透過させて赤，緑，青の映像光を形成したのち合成してカラー映像光を生成する映像生成部５０と、映像生成部のカラー映像光を投射する投射レンズ１７とを備えている。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の小出力光源を使用して高輝度を得るようにしたプロジェクタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶パネルを用いたプロジェクタ装置は、既に知られているが、従来のこの種プロジェクタ装置では、一般に、光源に単一の大型ランプが使用されていた。
図９は、従来の液晶パネルを使用したプロジェクタ装置の例を示したものであって、図示のように、ランプ１０１と、反射鏡１０２と、インテグレータ１０３と、偏光変換部１０４と、フィールドレンズ１０５と、ダイクロイックミラー１０６，１０７と、液晶パネル１０８Ｒ，１０８Ｇ，１０８Ｂと、クロスダイクロイックプリズム１０９と、投射レンズ１１０とからなる概略構成を有している。
【０００３】
図９に示された従来のプロジェクタ装置においては、高出力の大型ランプからなるランプ１０１から出射した光は、反射鏡１０２によって反射して平行光に変換されて、インテグレータ１０３に入射して中心部と周辺部との明るさを平均化されて出射したのち、偏光変換部１０４を経て液晶パネル１０８Ｒ，１０８Ｇ，１０８Ｂの透過特性に対応する直線偏光に変換されたのち、フィールドレンズ１０５を経て所要の径の平行光線に変換される。
【０００４】
フィールドレンズ１０５から出射した光は、ダイクロイックミラー１０６に入射して赤色光のみが透過され、それ以外の色光は反射される。ダイクロイックミラー１０６を透過した赤色光は、映像の明暗に応じて赤色光を透過させる液晶パネル１０８Ｒを経て、赤色光からなる映像光を生成する。
さらに、ダイクロイックミラー１０６で反射した色光は、ダイクロイックミラー１０７に入射して緑色光が反射され、青色光が透過される。ダイクロイックミラー１０７で反射した緑色光は、映像の明暗に応じて緑色光を透過させる液晶パネル１０８Ｇを経て、緑色光からなる映像光を生成する。
ダイクロイックミラー１０６を透過した青色光は、映像の明暗に応じて青色光を透過させる液晶パネル１０８Ｂを経て、青色光からなる映像光を生成する。
【０００５】
液晶パネル１０８Ｒで生成された赤色の映像光と、液晶パネル１０８Ｇで生成された緑色の映像光と、液晶パネル１０８Ｂで生成された青色の映像光とは、クロスダイクロイックプリズム１０９で合成されて、カラー映像光が生成される。生成されたカラー映像光は、投射レンズ１１０によって拡大されて、スクリーン１１１上に投射される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のプロジェクタ装置では、図９に例示されるように、光源に単一の大型ランプが使用されている。
これは、プロジェクタ装置によって高輝度の映像を得るためには、光源であるランプの出力を大きくする必要があるためである。
しかしながら、大型ランプの場合、大きなスペースを必要とするため、製品であるプロジェクタ装置を小型化することが困難なだけでなく、発生する熱量が大きいため放熱にも特別の配慮が必要になるというように、多くの問題が生じていた。
【０００７】
この発明は上述の事情に鑑みてなされたものであって、大型ランプを使用しなくても、高輝度の映像を得ることが可能なプロジェクタ装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明はプロジェクタ装置に係り、ランプと反射鏡とからなる複数の光源を、対向方向にそれぞれの光軸をオフセットさせて平行に配置し、それぞれの光源からの光を、それぞれシリンドリカルレンズを介してオフセット方向に圧縮したのち、直交して配置された反射面を有する反射ミラーによってそれぞれ直角に反射させて同一方向に出射光を形成するように構成されている光源手段と、上記光源手段からの複数の入射光を集光するとともに偏光方向を統一して、液晶パネルの偏光方向と一致した直線偏光からなる単一の出射光を形成する集光手段と、上記集光手段からの出射光を赤，緑，青の３色光に分解するとともに、該分解された各色光を、それぞれ赤，緑，青の映像に応じて空間光変調する液晶パネルを透過させることによって、赤，緑，青の映像光を形成したのち合成してカラー映像光を生成する映像生成手段と、上記映像生成手段のカラー映像光を投射する投射レンズとを備えたことを特徴としている。
【０００９】
また、請求項２記載の発明はプロジェクタ装置に係り、ランプと反射鏡とからなる複数の光源を、対向方向にそれぞれの光軸をオフセットさせて平行に配置し、それぞれの光源からの光を、それぞれ第１及び第２のインテグレータを介して均等化するとともに、上記オフセット方向に圧縮して液晶パネルの偏光方向と一致した直線偏光に変換したのち、直交する反射面を有する反射ミラーによってそれぞれ直角に反射させて同一方向に出射光を形成するように構成されている光源手段と、上記光源手段からの複数の入射光を集光して、単一の出射光を形成する集光手段と、上記集光手段からの出射光を赤，緑，青の３色光に分解するとともに、該分解された各色光を、それぞれ赤，緑，青の映像に応じて空間光変調する液晶パネルを透過させることによって、赤，緑，青の映像光を形成したのち合成してカラー映像光を生成する映像生成手段と、上記映像生成手段のカラー映像光を投射する投射レンズとを備えたことを特徴としている。
【００１０】
また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のプロジェクタ装置に係り、上記反射ミラーが、可視光を反射させるとともに、赤外光を透過させるものであることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項４記載の発明はプロジェクタ装置に係り、ランプと反射鏡とからなる複数の光源を、対向方向にそれぞれの光軸をオフセットさせて平行に配置し、それぞれの光源からの光を、それぞれシリンドリカルレンズを介してオフセット方向に圧縮したのち、反射面が直交するように配置された反射プリズムによってそれぞれ直角に反射させて同一方向に出射光を形成するように構成されている光源手段と、上記光源手段からの複数の入射光を集光するとともに偏光方向を統一して、液晶パネルの偏光方向と一致した直線偏光からなる単一の出射光を形成する集光手段と、上記集光手段からの出射光を赤，緑，青の３色光に分解するとともに、該分解された各色光を、それぞれ赤，緑，青の映像に応じて空間光変調する液晶パネルを透過させることによって、赤，緑，青の映像光を形成したのち合成してカラー映像光を生成する映像生成手段と、上記映像生成手段のカラー映像光を投射する投射レンズとを備えたことを特徴としている。
【００１２】
また、請求項５記載の発明はプロジェクタ装置に係り、ランプと反射鏡とからなる複数の光源を、対向方向にそれぞれの光軸をオフセットさせて平行に配置し、それぞれの光源からの光を、それぞれ第１及び第２のインテグレータを介して均等化するとともに、上記オフセット方向に圧縮して液晶パネルの偏光方向と一致した直線偏光に変換したのち、反射面が直交するように配置された反射プリズムによってそれぞれ直角に反射させて同一方向に出射光を形成するように構成されている光源手段と、上記光源手段からの複数の入射光を集光して、単一の出射光を形成する集光手段と、上記集光手段からの出射光を赤，緑，青の３色光に分解するとともに、該分解された各色光を、それぞれ赤，緑，青の映像に応じて空間光変調する液晶パネルを透過させることによって、赤，緑，青の映像光を形成したのち合成してカラー映像光を生成する映像生成手段と、上記映像生成手段のカラー映像光を投射する投射レンズとを備えたことを特徴としている。
【００１３】
また、請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか一記載のプロジェクタ装置に係り、上記ランプが、超高圧水銀灯であることを特徴としている。
【００１４】
また、請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか一記載のプロジェクタ装置に係り、上記投射レンズが、ズーム機能を有することを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用いて具体的に行う。
◇第１実施例
図１は、この発明の第１実施例であるプロジェクタ装置の構成を示す図、図２は、本実施例における光源と反射ミラーとの配置を示す図、図３は、本実施例における反射ミラーの詳細構成を示す図である。
【００１６】
この例のプロジェクタ装置は、図１に示すように、ランプ１ａ，１ｂと、反射鏡２ａ，２ｂと、シリンドリカルレンズ３ａ，３ｂと、反射ミラー４ａ，４ｂと、シリンドリカルレンズ５と、インテグレータ６，７と、偏光変換部８と、フィールドレンズ９と、ダイクロイックミラー１０，１１と、平面鏡１２ａ，１２ｂ，１２ｃと、フィールドレンズ１３と、コンデンサーレンズ１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂと、液晶パネル１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂと、クロスダイクロイックプリズム１６と、投射レンズ１７とから概略構成されている。
【００１７】
これらのうち、ランプ１ａと反射鏡２ａ、及びランプ１ｂと反射鏡２ｂは、それぞれ光源を形成するものである。また、ランプ１ａ，１ｂと、反射鏡２ａ，２ｂと、シリンドリカルレンズ３ａ，３ｂと、反射ミラー４ａ，４ｂとは光源部３０を形成し、シリンドリカルレンズ５と、インテグレータ６，７と、偏光変換部８と、フィールドレンズ９とは集光部４０を形成し、ダイクロイックミラー１０，１１と、平面鏡１２ａ，１２ｂ，１２ｃと、フィールドレンズ１３と、コンデンサーレンズ１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂと、液晶パネル１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂと、クロスダイクロイックプリズム１６とは映像生成部５０を形成している。
【００１８】
光源部３０において、ランプ１ａ，１ｂは、例えば超高圧水銀灯からなる小型ランプで構成されている。反射鏡２ａ，２ｂは放物面鏡からなり、それぞれランプ１ａ，１ｂから放射された光を平行光線に変換する。
シリンドリカルレンズ３ａ，３ｂは、一方の面が非球面の凸面からなる楕円筒状レンズであって、入射光を楕円の短軸方向に収束して出射する。反射ミラー４ａ，４ｂは、紙面に対して手前側と奥側とにあって互いに直交するように配置された平面鏡からなり、それぞれシリンドリカルレンズ３ａ，３ｂからの出射光を直角方向に反射させるとともに、赤外光の反射を防止するコールドミラーの機能を兼ねている。
【００１９】
集光部４０において、シリンドリカルレンズ５は、一方の面が非球面の凹面からなる板状レンズであり、入射光を曲面の軸と直交方向に発散させて出射する。インテグレータ６，７は、表面に多数の微小矩形レンズを形成した透明板からなり、入射光の中心部と周辺部との透過光の光度を均一化するとともに、光束を平行化して偏光変換部８に対する入射光の損失を低減する。
偏光変換部８は、入射光を特定方向の直線偏光に変換して出射する。フィールドレンズ９は、偏光変換部８からの入射光を平行光線に変換して、ダイクロイックミラー１０へ出射する。
【００２０】
映像生成部５０において、ダイクロイックミラー１０は、入射光から赤色光を透過させ、それ以外の色光を反射させる。ダイクロイックミラー１１は、ダイクロイックミラー１０からの入射光から緑色光を反射させ、青色光を透過させる。
平面鏡１２ａは、ダイクロイックミラー１０からの赤色光を反射させて、コンデンサーレンズ１４Ｒに入射させる。平面鏡１２ｂは、ダイクロイックミラー１１からの青色光を反射させて、フィールドレンズ１３に入射させる。平面鏡１２ｃは、フィールドレンズ１３からの青色光を反射させて、コンデンサーレンズ１４Ｂに入射させる。
【００２１】
フィールドレンズ１３は、平面鏡１２ｂからの青色光を集光して平面鏡１２ｃに入射させる。コンデンサーレンズ１４Ｒは、平面鏡１２ａからの赤色光を集光して液晶パネル１５Ｒに入射させる。コンデンサーレンズ１４Ｇは、ダイクロイックミラー１１からの緑色光を集光して液晶パネル１４Ｇに入射させる。コンデンサーレンズ１４Ｂは、平面鏡１２ｃからの青色光を集光して液晶パネル１５Ｂに入射させる。
【００２２】
液晶パネル１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂは、入力信号に応じて、入力光を画素ごとに空間光変調して出射する機能を有している。液晶パネル１５Ｒは、コンデンサーレンズ１４Ｒからの赤色光を、赤色映像の明暗に応じて透過させる。液晶パネル１５Ｇは、コンデンサーレンズ１４Ｇからの緑色光を、緑色映像の明暗に応じて透過させる。液晶パネル１５Ｂは、コンデンサーレンズ１４Ｂからの青色光を、青色映像の明暗に応じて透過させる。
クロスダイクロイックプリズム１６は、液晶パネル１５Ｒからの赤色の映像光と、液晶パネル１５Ｇからの緑色の映像光と、液晶パネル１５Ｂからの青色の映像光とを合成して、カラー映像光を生成する。
【００２３】
投射レンズ１７は、クロスダイクロイックプリズム１６からのカラー映像光を拡大して、スクリーン１８上に投影する。スクリーン１８は白色の反射面からなり、投射レンズ１７からのカラー映像を表示する。
【００２４】
図２においては、図１に平面図で示されたプロジェクタ装置における、光源と反射ミラーとの具体的な配置の例として、光源部３０が側面図によって示されている。
図示のように、ランプ１ａと、反射鏡２ａと、シリンドリカルレンズ３ａは上側にあり、ランプ１ｂと、反射鏡２ｂと、シリンドリカルレンズ３ｂとは下側にあるように、上下方向にオフセットして配置されている。反射ミラー４ａと反射ミラー４ｂは、それぞれの長手方向の中心軸が光源の中心軸と一致するように、中心軸Ｘ−Ｘ上に、直交して上下に配置されている。
【００２５】
図３においては、図１，図２に示された反射ミラー４ａ，４ｂの具体的な配置の例が、斜視図によって示されている。
図示のように、反射ミラー４ａ，４ｂは、それぞれの短辺方向の中心軸Ｘ−Ｘが一致するように、直交して上下に配置されている。
なお、反射ミラー４ａ，４ｂは、ランプ１ａ，１ｂからの可視域の光は反射させるが、赤外域の光は透過させるような特性を有しており、後続の光学系に熱線を伝達させないようにするので、後続の光学系における光による発熱の影響を防止するための、コールドミラーの役目を兼ねている。
【００２６】
以下、図１乃至図３を参照して、この例のプロジェクタ装置の動作について説明する。
ランプ１ａ，１ｂから出射した光は、それぞれ反射鏡２ａ，２ｂによって反射して平行光線に変換された後、それぞれシリンドリカルレンズ３ａ，３ｂに入射される。
シリンドリカルレンズ３ａ，３ｂは、一方の面が楕円筒状の凸面をなすとともに、楕円の短軸方向がランプ１ａ，１ｂのオフセット方向と一致するように配置されているので、入射光束を反射ミラー４ａ，４ｂの高さ方向に圧縮して出射する。
【００２７】
反射ミラー４ａ，４ｂは直交して上下に配置されているので、反射ミラー４ａ，４ｂからの反射光は、シリンドリカルレンズ５を上下方向に２分割したそれぞれの部分に等分に入射する。
さらに、シリンドリカルレンズ５は、一方の面が楕円筒状の凹面をなしているので、入射光束を均等に発散して出射する。
このように、シリンドリカルレンズ３ａ，３ｂと、反射ミラー４ａ，４ｂと、シリンドリカルレンズ５との組み合わせによって、出射光を平均化して効率よくインテグレータ６，７に入射する作用を行っている。
【００２８】
インテグレータ６，７は、透明な平面板上に微小な矩形の凸レンズを多数形成したものであって、入射光の中心部と周辺部との光量を平均化する作用を行う。
これによって、反射ミラー４ａ，４ｂからの入射光が集光されて、ダイクロイックミラー１０，１１及びクロスダイクロイックプリズム１６に到達する際に、反射ミラー４ａ，４ｂからの入射角度の違いによる影響を受けにくくなり、従って、スクリーン１８上におけるカラー映像の色むらが生じにくくなる。
【００２９】
インテグレータ７を通過した光は、偏光変換部８に入射されて特定方向の直線偏光に変換されて出射する。これは、液晶パネル１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂが、特定方向の直線偏光を効率よく透過させる特性を有しているので、この特性と適合させるためである。
偏光変換部８からの出射光は、フィールドレンズ９を経て平行光線に変換されて、ダイクロイックミラー１０に入射して、赤色光が透過されるとともに、それ以外の色光が反射される。ダイクロイックミラー１０で分光された赤色光は、平面鏡１２ａで反射したのち、コンデンサーレンズ１４Ｒによって集光されて液晶パネル１５Ｒに照射される。
【００３０】
また、ダイクロイックミラー１０によって分光した色光は、ダイクロイックミラー１１に入射して、緑色光が反射されるとともに、青色光が透過される。ダイクロイックミラー１１で反射した緑色光は、コンデンサーレンズ１４Ｇによって集光されて液晶パネル１５Ｇに照射される。
さらに、ダイクロイックミラー１１を透過した青色光は、平面鏡１２ｂで反射され、フィールドレンズ１３で平行光線に変換され、平面鏡１２ｃで反射されたのち、コンデンサーレンズ１４Ｂで集光されて液晶パネル１５Ｂに照射される。
【００３１】
液晶パネル１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂでは、それぞれの入射光に対する透過光強度が、入力映像信号の赤色光，緑色光，青色光のそれぞれの成分に応じて、画素単位で空間光変調されるので、入力映像信号の赤色光，緑色光，青色光のそれぞれの成分に対応する映像光を生じる。
液晶パネル１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂからのそれぞれの映像光は、クロスダイクロイックプリズム１６で色合成される。クロスダイクロイックプリズム１６は、赤色映像光と緑色映像光と青色映像光とを同一方向に合成して、カラー映像光として出射する。
【００３２】
クロスダイクロイックプリズム１６からのカラー映像光は、投射レンズ１７によって拡大されて、スクリーン１８上に投射されて映像として表示される。投射レンズ１７は、焦点調整機能を有しているので、焦点調節を行うことによって、スクリーン１８上に鮮明なカラー映像を表示することができる。
【００３３】
このように、この例のプロジェクタ装置によれば、小出力の２個の小型ランプを使用することによって、高出力の大型ランプを使用しなくても、同等以上の輝度を有する映像を表示することができる。
【００３４】
◇第２実施例
図４は、この発明の第２実施例であるプロジェクタ装置における、光源と反射プリズムとの配置を示す図、図５は、本実施例における反射プリズムの詳細構成を示す図である。
図４においては、光源部３０Ａのみが示されているが、後段の集光部４０，映像生成部５０及び投射レンズ１７の構成は、図１に示された第１実施例の場合と同様である。
【００３５】
この例のプロジェクタ装置の光源部３０Ａにおいては、図１に示された第１実施例の場合と比べて、反射ミラー４ａ，４ｂに代えて、反射プリズム１９ａ，１９ｂを有する点が異なっている。なお、ランプ１ａ，１ｂと反射鏡２ａ，２ｂ及びシリンドリカルレンズ３ａ，３ｂの構成は第１実施例の場合と同様なので、これらについての詳細な説明を省略する。
【００３６】
図４において、反射プリズム１９ａ，反射プリズム１９ｂは、それぞれ紙面に対して手前側と奥側にあって上下にオフセットして配置されていて、ランプ１ａからの光は、プリズム１９ａに入射してその４５°をなす斜面で反射して右側に出射し、ランプ１ｂからの光は、プリズム１９ｂに入射してその４５°をなす斜面で反射して同様に右側に出射して、集光部に入射するようになっている。
【００３７】
シリンドリカルレンズ３ａ，３ｂは、第１実施例の場合と同様に、一方の面が楕円筒状の凸面をなすとともに、楕円の短軸方向がランプ１ａ，１ｂのオフセット方向と一致するように配置されているので、入射光束を反射プリズム１９ａ，１９ｂの高さ方向に圧縮して出射する。
従って、反射プリズム１９ａからの出射光と反射プリズム１９ｂからの出射光とは、紙面の手前側と奥側とに、それぞれ紙面の奥行き方向に圧縮された状態で、図１に示すシリンドリカルレンズ５に入射し、インテグレータ６，７等を経て１つの光束にまとめられて、以降の光学系に送られる。
【００３８】
図５においては、図４に示された反射プリズム１９ａ，１９ｂの具体的な配置の例が、斜視図によって示されている。
図５は、反射プリズム１９ａ，１９ｂを、図４に示す系の右側面側から見た斜視図を示し、反射プリズム１９ａ，１９ｂは、互いに逆向きに上下に重ねて配置されていることが示されいる。
【００３９】
このように、この例のプロジェクタ装置によれば、反射ミラーに代えて反射プリズムを用いることによって、第１実施例の場合と同様の効果を得ることができる。
【００４０】
◇第３実施例
図６は、この発明の第３実施例であるプロジェクタ装置の構成を示す図、図７は、本実施例における光源と反射ミラーとの配置を示す図である。
【００４１】
この例のプロジェクタ装置は、図６に示すように、ランプ２１ａ，２１ｂと、反射鏡２２ａ，２２ｂと、インテグレータ２３ａ，２３ｂと、インテグレータ２４ａ，２４ｂと、偏光変換部２５ａ，２５ｂと、反射ミラー２６ａ，２６ｂと、フィールドレンズ２７と、反射ミラー２８ａ，２８ｂと、ダイクロイックミラー１０，１１と、平面鏡１２ａ，１２ｂ，１２ｃと、フィールドレンズ１３と、コンデンサーレンズ１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂと、液晶パネル１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂと、クロスダイクロイックプリズム１６と、投射レンズ１７とから概略構成されている。
【００４２】
これらのうち、ランプ２１ａと反射鏡２２ａ、及びランプ２１ｂと反射鏡２２ｂは、それぞれ光源を形成するものである。また、ランプ２１ａ，２１ｂと、反射鏡２２ａ，２２ｂと、インテグレータ２３ａ，２３ｂと、インテグレータ２４ａ，２４ｂと、偏光変換部２５ａ，２５ｂと、反射ミラー２６ａ，２６ｂとは、光源部３０Ｂを形成し、フィールドレンズ２７と反射ミラー２８ａ，２８ｂとは集光部４０Ａを形成し、ダイクロイックミラー１０，１１と、平面鏡１２ａ，１２ｂ，１２ｃと、フィールドレンズ１３と、コンデンサーレンズ１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂと、液晶パネル１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂと、クロスダイクロイックプリズム１６とは映像生成部５０を形成している。
これらのうち映像生成部５０と、投射レンズ１７とは、図１に示された第１実施例の場合と同様なので、その構成についての詳細な説明を省略する。
【００４３】
光源部３０Ｂにおいて、ランプ２１ａ，２１ｂは、例えば超高圧水銀灯からなる小型ランプで構成されている。反射鏡２２ａ，２２ｂは放物面鏡、又は放物面に限りなく近い長楕円面鏡からなり、それぞれランプ２１ａ，２１ｂから放射された光を平行光線に変換する。
インテグレータ２３ａ，２４ａと、インテグレータ２３ｂ，２４ｂとは、それぞれが表面に多数の微小なレンズエレメントを組み合わせて形成した透明板からなり、照明系に組み込まれたとき照射光束の照度を均一化する作用を行うとともに、この際、インテグレータ２３ａ，２３ｂによって、入射光を反射ミラー２６ａ，２６ｂに対応する高さに縦方向に圧縮して出射する機能を有している。
【００４４】
偏光変換部２５ａ，２５ｂは、入射光を特定方向の直線偏光に変換して出射するが、この際、インテグレータ２３ａ，２４ａと、インテグレータ２３ｂ，２４ｂとのレンズエレメントの配列と、偏光変換部２５ａ，２５ｂの短冊状のマイクロ構造とのピッチをそれぞれ整合させることによって、光のロスを少なくするように構成されている。
反射ミラー２６ａ，２６ｂは、紙面に対して手前側と奥側とにあって互いに直交するように配置された平面鏡からなり、それぞれ偏光変換部２５ａ，２５ｂからの出射光を直角方向に反射させるとともに、赤外光の反射を防止するコールドミラーの機能を兼ねている。
【００４５】
また、集光部４０Ａにおいて、フィールドレンズ２７は、反射ミラー２６ａ，２６ｂからの光を集光して反射ミラー２８ａに入射する。反射ミラー２８ａは、フィールドレンズ２７からの光を直角方向に反射し、反射ミラー２８ｂは、反射ミラー２８ａからの光を直角方向に反射して映像生成部５０に入射する。
【００４６】
図７においては、図６に平面図で示された光源部３０Ｂにおける、光源と反射ミラーとの具体的な配置の例として、光源部３０Ｂが側面図によって示されている。
図示のように、ランプ２１ａと、反射鏡２２ａと、インテグレータ２３ａ，２４ａと、偏光変換部２５ａと、反射ミラー２６ａとは上側にあり、ランプ２１ｂと、反射鏡２２ｂと、インテグレータ２３ｂ，２４ｂと、偏光変換部２５ｂとは下側にあるように、上下方向にオフセットして配置されている。反射ミラー２６ａと反射ミラー２６ｂは、それぞれの長手方向の中心軸が光源の中心軸と一致するように、中心軸Ｘ−Ｘ上に、直交して上下に配置されている。
【００４７】
この例の光源部３０Ｂにおける、反射ミラー２６ａと反射ミラー２６ｂとの具体的な構成と配置は、図３に示された第１実施例の場合と同様なので、これについての詳細な説明を省略する。
【００４８】
以下、図６，図７を参照して、この例のプロジェクタ装置の動作について説明する。
ランプ２１ａ，２１ｂから出射した光は、それぞれ反射鏡２２ａ，２２ｂによって反射して平行光線に変換された後、それぞれインテグレータ２３ａ，２３ｂに入射される。
インテグレータ２３ａ，２３ｂは、入射光をそれぞれ反射ミラー２６ａ，２６ｂの高さ方向に圧縮するとともに、入射光の中心部と周辺部との光量を平均化して出射する作用を行う。インテグレータ２３ａ，２３ｂからの出射光は、インテグレータ２４ａ，２４ｂに入射されて、さらに中心部と周辺部との出射光量を平均化されることによって、最終的に液晶パネル１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂに照射される照明光束の照度が均一化される。
【００４９】
インテグレータ２４ａ，２４ｂを透過した光は、それぞれ偏光変換部２５ａ，２５ｂにおいて、各液晶パネルの偏光方向と一致する方向に、その偏光方向を統一される。偏光変換部２５ａ，２５ｂから出射された光は、それぞれ反射ミラー６ａ，６ｂによって直角方向に反射されるが、この際、反射ミラー２６ａ，２６ｂを図７に示されたように上下に配置することによって、フィールドレンズ２７を上下に２分割した上半分と下半分とをそれぞれ照射するようになる。
これによって、フィールドレンズ２７からの照明光が上下２分割されるので、それぞれの光が後段のダイクロイックミラー１０，１１に到達した際に、入射角度の違いによる影響を受けにくくなり、従って、スクリーン１８上における色むらを軽減することができるようになる。
【００５０】
フィールドレンズ２７を透過した光は、反射ミラー２８ａ，２８ｂによって２回、直角方向に反射されてダイクロイックミラー１０に入射する。反射ミラー２８ａ，２８ｂは、装置全体をコンパクト化するとともに、投射レンズ１７を装置のセンターに配置できるようにする機能を有している。
ダイクロイックミラー１０では、入力白色光から赤色光を透過して分離し、ダイクロイックミラー１１では、ダイクロイックミラー１０からの反射光から緑色光を反射して分離し、青色光を透過させる。
【００５１】
ダイクロイックミラー１０で分光された赤色光は、平面鏡１２ａで反射してコンデンサレンズ１４Ｒに入射され、コンデンサレンズ１４Ｒで集光されて液晶パネル１５Ｒに照射される。ダイクロイックミラー１１で分光された緑色光は、コンデンサレンズ１４Ｇで集光されて液晶パネル１５Ｇに照射される。ダイクロイックミラー１１を透過した青色光は、平面鏡１２ｂで反射し、フィールドレンズ１３で集光され、平面鏡１２ｃで反射したのち、コンデンサレンズ１４Ｂで集光されて液晶パネル１５Ｂに照射される。
【００５２】
液晶パネル１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂでは、それぞれ照射された赤色光，緑色光，青色光を、それぞれの電気的入力に応じて空間光変調して、それぞれ赤色映像，緑色映像，青色映像の各部の明暗に応じた映像光を生成する。
クロスダイクロイックプリズム１６は、赤色映像光と緑色映像光と青色映像光とを色合成して、カラー映像光を生成し、カラー映像光は、投射レンズ１７を経て拡大されて、スクリーン１８上に投影される。投射レンズ１７は、焦点調整機能を有しているので、焦点調節を行うことによって、スクリーン１８上に鮮明なカラー映像を表示することができる。
【００５３】
このように、この例のプロジェクタ装置によれば、小出力の２個の小型ランプを使用することによって、高出力の大型ランプを使用しなくても、同等以上の輝度を有する映像を表示することができる。
【００５４】
◇第４実施例
図８は、この発明の第４実施例であるプロジェクタ装置における、光源と反射プリズムとの配置を示す図である。
図８においては、光源部３０Ｃのみが示されているが、後段の集光部４０Ａ，映像生成部５０及び投射レンズ１７の構成は、図６に示された第３実施例の場合と同様である。
【００５５】
この例のプロジェクタ装置の光源部３０Ｃにおいては、図６に示された第３実施例の場合と比べて、、反射ミラー２６ａ，２６ｂに代えて、反射プリズム２９ａ，２９ｂを有する点が異なっている。なお、ランプ２１ａ，２１ｂ及び反射鏡２２ａ，２２ｂと、インテグレータ２３ａ，２４ａ及び偏光変換部２５ａと、インテグレータ２３ｂ，２４ｂ及び偏光変換部２５ｂとの構成は、図６に示された第３実施例における光源部３０Ｂの場合と同様なので、これらについての詳細な説明を省略する。
【００５６】
図８において、反射プリズム２９ａ，２９ｂは、それぞれ紙面に対して手前側と奥側とにあって、それぞれの４５°をなす斜面が互いに直交するように上下に配置された直角プリズムからなっていて、ランプ２１ａからの光は、プリズム２９ａに入射してその斜面で反射して右側に出射し、ランプ２１ｂからの光は、プリズム２９ｂに入射してその斜面で反射して同様に右側に出射されて、集光部に入射するようになっている。
この例における、反射プリズム２９ａ，２９ｂの具体的な配置は、図５に示された第２実施例の場合の反射プリズム１９ａ，１９ｂと同様なので、これについての詳細な説明を省略する。
【００５７】
このように、この例のプロジェクタ装置によれば、光源部において、反射ミラーに代えて反射プリズムを用いることによって、第３実施例の場合と同様の効果を得ることができる。
【００５８】
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られたものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例えばランプ１ａ，１ｂ，２１ａ，２１ｂとしては、超高圧水銀灯に限らず、メタルハロイドランプ，ハロゲンランプ，キセノンランプ等を使用してもよい。また、投射レンズ１７として、投射距離を変えないでも投射画面の大きさを任意に変更できるようにズーム機能を有するものを用いてもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明のプロジェクタ装置によれば、複数の小出力の小型ランプを使用することによって、高出力の大型ランプを使用しなくても、同等以上の輝度を有する映像を表示することができる。
この際、少出力の小型のランプを使用することによって、製品であるプロジェクタ装置を小型化することが可能になるとともに、複数のランプを用いているので、ランプの交換等の場合にも一部のランプのみの交換で済むので、プロジェクタ装置の保守が容易になるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例であるプロジェクタ装置の構成を示す図である。
【図２】同実施例における光源と反射ミラーとの配置を示す図である。
【図３】同実施例における反射ミラーの詳細構成を示す図である。
【図４】本発明の第２実施例であるプロジェクタ装置における、光源と反射プリズムとの配置を示す図である。
【図５】同実施例における反射プリズムの詳細構成を示す図である。
【図６】本発明の第３実施例であるプロジェクタ装置の構成を示す図である。
【図７】本実施例における光源と反射ミラーとの配置を示す図である。
【図８】本発明の第４実施例であるプロジェクタ装置における、光源と反射プリズムとの配置を示す図である。
【図９】従来の液晶パネルを使用したプロジェクタ装置の例を示す図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，２１ａ，２１ｂ　　　ランプ
２ａ，２ｂ，２２ａ，２２ｂ　　　反射鏡
３ａ，３ｂ，５　　　　　　　　　シリンドリカルレンズ
４ａ，４ｂ，２６ａ，２６ｂ，２８ａ，２８ｂ　　　反射ミラー
６，７，２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ　　　インテグレータ
８，２５ａ，２５ｂ　　　偏光変換部（偏光変換手段）
９，１３，２７　　　　　フィールドレンズ
１０，１１　　　　　　　　ダイクロイックミラー
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ　　　平面鏡
１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ　　　コンデンサーレンズ
１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ　　　液晶パネル
１６　　　クロスダイクロイックプリズム
１７　　　投射レンズ
１８　　　スクリーン
１９ａ，１９ｂ，２９ａ，２９ｂ　　　反射プリズム
３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ　　　　光源部（光源手段）
４０，４０Ａ　　　集光部（集光手段）
５０　　　　　　　映像生成部（映像生成手段）

Claims

ランプと反射鏡とからなる複数の光源を、対向方向にそれぞれの光軸をオフセットさせて平行に配置し、それぞれの光源からの光を、それぞれシリンドリカルレンズを介してオフセット方向に圧縮したのち、直交して配置された反射面を有する反射ミラーによってそれぞれ直角に反射させて同一方向に出射光を形成するように構成されている光源手段と、
前記光源手段からの複数の入射光を集光するとともに偏光方向を統一して、液晶パネルの偏光方向と一致した直線偏光からなる単一の出射光を形成する集光手段と、
前記集光手段からの出射光を赤，緑，青の３色光に分解するとともに、該分解された各色光を、それぞれ赤，緑，青の映像に応じて空間光変調する液晶パネルを透過させることによって、赤，緑，青の映像光を形成したのち合成してカラー映像光を生成する映像生成手段と、
前記映像生成手段のカラー映像光を投射する投射レンズとを備えたことを特徴とするプロジェクタ装置。
ランプと反射鏡とからなる複数の光源を、対向方向にそれぞれの光軸をオフセットさせて平行に配置し、それぞれの光源からの光を、それぞれ第１及び第２のインテグレータを介して均等化するとともに、前記オフセット方向に圧縮して液晶パネルの偏光方向と一致した直線偏光に変換したのち、直交する反射面を有する反射ミラーによってそれぞれ直角に反射させて同一方向に出射光を形成するように構成されている光源手段と、
前記光源手段からの複数の入射光を集光して、単一の出射光を形成する集光手段と、
前記集光手段からの出射光を赤，緑，青の３色光に分解するとともに、該分解された各色光を、それぞれ赤，緑，青の映像に応じて空間光変調する液晶パネルを透過させることによって、赤，緑，青の映像光を形成したのち合成してカラー映像光を生成する映像生成手段と、
前記映像生成手段のカラー映像光を投射する投射レンズとを備えたことを特徴とするプロジェクタ装置。
前記反射ミラーが、可視光を反射させるとともに、赤外光を透過させるものであることを特徴とする請求項１又は２記載のプロジェクタ装置。
ランプと反射鏡とからなる複数の光源を、対向方向にそれぞれの光軸をオフセットさせて平行に配置し、それぞれの光源からの光を、それぞれシリンドリカルレンズを介してオフセット方向に圧縮したのち、反射面が直交するように配置された反射プリズムによってそれぞれ直角に反射させて同一方向に出射光を形成するように構成されている光源手段と、
前記光源手段からの複数の入射光を集光するとともに偏光方向を統一して、液晶パネルの偏光方向と一致した直線偏光からなる単一の出射光を形成する集光手段と、
前記集光手段からの出射光を赤，緑，青の３色光に分解するとともに、該分解された各色光を、それぞれ赤，緑，青の映像に応じて空間光変調する液晶パネルを透過させることによって、赤，緑，青の映像光を形成したのち合成してカラー映像光を生成する映像生成手段と、
前記映像生成手段のカラー映像光を投射する投射レンズとを備えたことを特徴とするプロジェクタ装置。
ランプと反射鏡とからなる複数の光源を、対向方向にそれぞれの光軸をオフセットさせて平行に配置し、それぞれの光源からの光を、それぞれ第１及び第２のインテグレータを介して均等化するとともに、前記オフセット方向に圧縮して液晶パネルの偏光方向と一致した直線偏光に変換したのち、反射面が直交するように配置された反射プリズムによってそれぞれ直角に反射させて同一方向に出射光を形成するように構成されている光源手段と、
前記光源手段からの複数の入射光を集光して、単一の出射光を形成する集光手段と、
前記集光手段からの出射光を赤，緑，青の３色光に分解するとともに、該分解された各色光を、それぞれ赤，緑，青の映像に応じて空間光変調する液晶パネルを透過させることによって、赤，緑，青の映像光を形成したのち合成してカラー映像光を生成する映像生成手段と、
前記映像生成手段のカラー映像光を投射する投射レンズとを備えたことを特徴とするプロジェクタ装置。
前記ランプが、超高圧水銀灯であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一記載のプロジェクタ装置。
前記投射レンズが、ズーム機能を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一記載のプロジェクタ装置。