JP2005164824A - プロジェクタ - Google Patents

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】 光源装置１１０と、インテグレータロッド１２０と、リレー光学系１４０と、液晶表示装置４００と、投写光学系６００とを備えたプロジェクタにおいて、
リレー光学系１４０は、インテグレータロッド１２０からの照明光束を、液晶表示装置４００の画像形成領域におけるｘ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に変換するためのアナモフィック光学系からなり、
インテグレータロッド１２０と液晶表示装置４００との間に、液晶表示装置４００の画面書き込み周波数に同期して画像形成領域上で前記縦方向に沿って照明光束を走査する走査手段２００をさらに備えた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１０は、従来のプロジェクタを説明するために示す図である。図１０（ａ）は従来のプロジェクタの光学系を示す図であり、図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）はこのような従来のプロジェクタの問題点を説明するために示す図である。
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表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂが、図１０（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１０（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で良質な動画表示が得られないという問題がある（尾引き現象については、例えば、非特許文献１参照。）。

図１１は、従来の他のプロジェクタを説明するために示す図である。図１１（ａ）は従来の他のプロジェクタの光学系を示す図であり、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）はこのような従来の他のプロジェクタに用いられる光シャッタを示す図である。
このプロジェクタ９００Ｂにおいては、図１１（ａ）に示すように、液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの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４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂ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こととしているため、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。

（１）本発明のプロジェクタは、被照明領域側に照明光束を集束光束として射出する光源装置と、前記光源装置からの照明光束が集束する位置近傍に光入射面を有し、前記光源装置からの照明光束をより均一な強度分布を有する照明光束に変換するインテグレータロッドと、このインテグレータロッドからの照明光束を被照明領域側に導くリレー光学系と、このリレー光学系からの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、この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たプロジェクタにおいて、前記リレー光学系は、前記インテグレータロッドからの照明光束を、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に変換するためのアナモフィック光学系からなり、前記インテグレータロッド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き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、アナモフィック光学系からなるリレー光学系によって、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（すなわち他方方向に圧縮された断面形状）に変換された照明光束を、電気光学変調装置の画面書き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走査手段を備えているため、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、アナモフィック光学系からなるリレー光学系の光整形作用によって実現しているため、インテグレータロッドからの照明光束を無駄なく電気光学変調装置の画像形成領域に導くことができ、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。

（２）上記（１）に記載のプロジェクタにおいては、前記リレー光学系は、互いに異なる結像倍率をもち、かつ、２つのシリンドリカルレンズからなる２組のタンデム光学系を有し、これら２組のタンデム光学系のうち一方組のタンデム光学系の各シリンドリカルレンズは、前記他方方向に沿った母線をもつように配置されてなり、他方組のタンデム光学系の各シリンドリカルレンズは、前記一方方向に沿った母線をもつように配置されてなることが好ましい。

このように構成することにより、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、上記した２組のタンデム光学系を有するリレー光学系によって無理なく実現することができる。

（３）上記（２）に記載のプロジェクタにおいては、前記２組のタンデム光学系のうち前記一方組のタンデム光学系の結像倍率は前記他方組のタンデム光学系の結像倍率より大きい倍率に設定され、前記他方組のタンデム光学系の各シリンドリカルレンズの母線方向と前記電気光学変調装置の画像形成領域における一方方向とが一致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、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実現することができる。

（４）上記（２）又は（３）に記載のプロジェクタにおいては、前記２組のタンデム光学系は、照明光軸を枢軸として回転調整可能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、上記したように一方方向には圧縮されずに他方方向に圧縮された断面形状を有する照明光束となるように、各タンデム光学系の姿勢を調整することができる。

（５）上記（２）〜（４）のいずれかに記載のプロジェクタにおいては、前記各組のタンデム光学系は、互いに各シリンドリカルレンズが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、上記したように一方方向には圧縮されずに他方方向に圧縮された断面形状を有する照明光束となるように、各タンデム光学系の姿勢をタンデム光学系毎に一括して調整することができる。

（６）上記（２）〜（５）のいずれかに記載のプロジェクタにおいては、前記各シリンドリカルレンズはダブレットであることが好ましい。

このように構成することにより、各シリンドリカルレンズの収差を小さくすることができ、電気光学変調装置の画像形成領域上における光照射領域と光非照射領域との間におけるコントラストが向上し、尾引き現象がより効果的に緩和されるようになる。

（７）上記（１）〜（６）のいずれかに記載のプロジェクタにおいては、前記走査手段は、ガルバノミラー、ポリゴンミラー又は回転プリズムを有するものであることが好ましい。

このように構成することにより、電気光学変調装置の画面書き込み周波数に同期して照明光束を走査する走査手段が実現できる。

（８）上記（１）〜（７）のいずれかに記載のプロジェクタにおいては、前記光源装置は、楕円面リフレクタと、この楕円面リフレクタの第１焦点近傍に発光中心を有する発光管とを有することが好ましい。

このように構成することにより、集束光束を得るため凸レンズを必要としないため、凸レンズを必要とする放物面リフレクタを用いた光源装置と比較して、よりコンパクトな光学装置を実現することができる。

（９）上記（８）に記載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向けて反射されるため、発光管の被照明領域側端部を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、結果としてプロジェクタ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を小さくすることができ、インテグレータロッドや後段の各種光学要素の大きさをさらに小さくすることができ、プロジェクタのさらなる小型化を図ることができる。

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］
図１は、本発明の実施形態１に係るプロジェクタの光学系を示す図である。図１（ａ）は平面図であり、図１（ｂ）は側面図であり、図１（ｃ）はリレー光学系の斜視図である。図２は、リレー光学系の作用効果を説明するために示す図である。図２（ａ）はインテグレータロッドの光射出面上における照明状態を模式的に示す図であり、図２（ｂ）は電気光学変調装置としての液晶表示装置上における照明状態を模式的に示す図であり、図２（ｃ）は液晶表示装置上における照明状態を示す図である。図３は、走査手段としてのガルバノミラーの作用効果を説明するために示す図である。図３（ａ）はガルバノミラーの動作を示す図であり、図３（ｂ）は液晶表示装置上における照明状態を示す図である。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａは、図１に示すように、照明装置１００と、照明装置１００からの照明光束を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置としての液晶表示装置４００と、液晶表示装置４００によって変調された照明光束を投写する投写光学系６００とを備えている。

照明装置１００は、図１に示すように、光源装置１１０と、光源装置１１０からの照明光束が集束する位置近傍に光入射面１２０ｉを有し光源装置１１０からの照明光束をより均一な強度分布を有する照明光束に変換するインテグレータロッド１２０と、インテグレータロッド１２０からの照明光束を被照明領域側に導くリレー光学系１４０とを有している。

光源装置１１０は、図１（ａ）及び（ｂ）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とを有し、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。

リレー光学系１４０は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、インテグレータロッド１２０からの照明光束を、液晶表示装置４００の画像形成領域におけるｘ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に変換するためのアナモフィック光学系からなっている。

リレー光学系１４０は、図１（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示すように、互いに異なる結像倍率をもつ２組のタンデム光学系１５０，１６０を有している。タンデム光学系１５０は２つのシリンドリカルレンズ１５２及び１５４からなり、タンデム光学系１６０は、２つのシリンドリカルレンズ１６２及び１６４からなる。タンデム光学系１５０の各シリンドリカルレンズ１５２，１５４は、ｙ軸に沿った母線Ｎをもつように配置されている。タンデム光学系１６０の各シリンドリカルレンズ１６２，１６４は、ｘ方向に沿った母線Ｍをもつように配置されている。

２組のタンデム光学系のうちタンデム光学系１５０の結像倍率はタンデム光学系１６０の結像倍率より大きい倍率に設定されている。具体的には、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、タンデム光学系１５０の結像倍率は２倍（７．２ｍｍ→１４．４ｍｍ）であり、タンデム光学系１６０の結像倍率は０．５倍（５．４ｍｍ→２．７ｍｍ）である。

このため、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａによれば、上記のように構成されたリレー光学系１４０を備えているため、図２（ｂ）及び（ｃ）に示すように、インテグレータロッド１２０からの照明光束Ｌ_１を、液晶表示装置４００の画像形成領域におけるｘ方向に沿った一方方向については画像形成領域の全体を、ｙ方向に沿った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Ｌ_２に、無理なく、かつ、無駄なく、変換することができる。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａは、図３（ａ）に示すように、液晶表示装置４００の画面書き込み周波数に同期してその画像形成領域上でｙ軸方向に沿って照明光束を走査する走査手段２００を、インテグレータロッド１２０と液晶表示装置４００との間に備えている。走査手段２００は、反射ミラー２１０及びガルバノミラー２２０を有している。

このため、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａによれば、上記したような走査手段２００を備えているため、図３（ｂ）に示すように、液晶表示装置４００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によれば、上記したように、ｙ方向に圧縮された断面形状を有する照明光束Ｌ_２を、アナモフィック光学系からなるリレー光学系１４０の光整形作用によって実現しているため、インテグレータロッド１２０からの照明光束Ｌ_１を無駄なく液晶表示装置４００の画像形成領域に導くことができ、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。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａにおいては、２組のタンデム光学系１５０，１６０は、照明光軸を枢軸として回転調整可能に構成されている。また、各組のタンデム光学系１５０，１６０は、互いに各シリンドリカルレンズ１５２及び１５４並びに１６２及び１６４が一体化されている。このため、上記したような、ｙ軸方向に沿って圧縮された断面形状を有する照明光束が得られるように、各タンデム光学系１５０，１６０の姿勢をタンデム光学系毎に一括して調整することができる。
実現できる。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａにおいては、上記したように、光源装置１１０は、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とを有している。
このため、集束光束を得るため凸レンズを必要としないため、凸レンズを必要とする放物面リフレクタを用いた光源装置と比較して、よりコンパクトな光学装置を実現することができる。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａ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に向けて反射されるため、発光管１１２の被照明領域側端部を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、結果としてプロジェクタ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を小さくすることができ、インテグレータロッド１２０や後段の各種光学要素の大きさをさらに小さくすることができ、プロジェクタのさらなる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１０００Ａにおいては、楕円面リフレクタ１１４とインテグレータロッド１２０との間に、赤外線反射ミラー１１８が配設されている。
このため、被照明領域側に赤外線が射出されるのを防止することができ、後段の各光学要素における望ましくない発熱を抑制することができる。

［変形例１］
変形例１に係るプロジェクタは、プロジェクタ１０００Ａのガルバノミラー２１０を図４に示す他のガルバノミラーに代えたものである。
図４は、変形例１に係る他のガルバノミラーの作用効果を説明するために示す図である。図４（ａ）は他のガルバノミラーの動作を示す図であり、図４（ｂ）は液晶表示装置上における照明状態を示す図である。

変形例１に係る他のガルバノミラーは、図４（ａ）に示すように、ガルバノミラーの動作が、実施形態１に係るガルバノミラー２２０とは異なっている。すなわち、実施形態１に係るガルバノミラー２２０は、その回転動作が行きと帰りとで非対称であるのに対して、変形例１に係る他のガルバノミラーは、その回転動作が行きと帰りとで対称である。
このため、変形例１に係る他のガルバノミラーを用いた場合には、液晶表示装置４００上における照明状態は、図４（ｂ）に示すように、光照射領域が上下に往復するような照明状態になる。

このように、変形例１に係るプロジェクタは、プロジェクタ１０００Ａとはガルバノミラーの動作が異なるが、このようなガルバノミラーの動作に対応して、液晶表示装置４００の画面の書き込みを行うことにより、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、変形例１に係るプロジェクタにおいては、プロジェクタ１０００Ａの場合と同様に、ｙ方向に圧縮された断面形状を有する照明光束を、アナモフィック光学系からなるリレー光学系の光整形作用によって実現しているため、インテグレータロッドからの照明光束を無駄なく液晶表示装置４００の画像形成領域に導くことができ、光利用効率が大幅に低下することがなくなる。
このため、変形例１に係るプロジェクタは、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る。

［変形例２］
変形例２に係るプロジェクタは、プロジェクタ１０００Ａのリレー光学系１４０を図５に示す他のリレー光学系１４０Ｂに代えたものである。図５は、変形例２に係る他のリレー光学系の斜視図である。

変形例２に係る他のリレー光学系１４０Ｂは、図５に示すように、リレー光学系１４０Ｂを構成する各シリンドリカルレンズとしてダブレットのシリンドリカルレンズ１５２Ｂ，１５４Ｂ，１６２Ｂ，１６４Ｂを用いている。
このため、変形例２に係るプロジェクタは、このような他のリレー光学系１４０Ｂを用いることにより、各シリンドリカルレンズ１５２Ｂ，１５４Ｂ，１６２Ｂ，１６４Ｂの収差を小さくすることができ、液晶表示装置４００の画像形成領域上における光照射領域と光非照射領域との間におけるコントラストが向上し、尾引き現象がより効果的に緩和されるようになる。

［実施形態２〜８]
図６は、実施形態２〜８に係るプロジェクタにおける、インテグレータロッドの光射出面上における照明光束と液晶表示装置上における照明光束の形状との関係及び結像倍率を示す図である。実施形態２〜８に係るプロジェクタは、図６に示すように、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａにおけるインテグレータロッド１２０の断面形状、液晶表示装置４００の画像形成領域の形状及びリレー光学系の結像倍率の少なくともいずれかを変化させたものである。リレー光学系の結像倍率は、２つのシリンドリカルレンズの焦点距離を変化させることにより変化させることができる。

実施形態２に係るプロジェクタにおけるインテグレータロッドの断面形状及び液晶表示装置の断面形状は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａのそれらと同じである。実施形態２に係るプロジェクタにおけるリレー光学系は、図６の第１欄に示すように、横（ｘ軸方向）が２倍、縦（ｙ軸方向）が１倍の結像倍率をもっている。このため、実施形態２に係るプロジェクタにおいては、液晶表示装置上における照明光束Ｌ_２の断面形状は、横（ｙ軸方向）：縦（ｘ軸方向）＝８：３のアスペクト比をもっている。

実施形態３に係るプロジェクタにおけるインテグレータロッドの断面形状は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａにおけるインテグレータロッド１２０の断面形状とは異なり、縦５．４ｍｍ・横５．４ｍｍの正方形の形状を有している。実施形態３に係るプロジェクタにおける液晶表示装置の断面形状は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａのそれと同じである。実施形態３に係るプロジェクタにおけるリレー光学系は、図６の第２欄に示すように、横（ｘ軸方向）が２．６７倍、縦（ｙ軸方向）が０．５倍の結像倍率をもっている。このため、実施形態３に係るプロジェクタにおいては、液晶表示装置上における照明光束Ｌ_２の断面形状は、横（ｙ軸方向）：縦（ｘ軸方向）＝１６：３のアスペクト比をもっている。

実施形態４に係るプロジェクタにおけるインテグレータロッドの断面形状及び液晶表示装置の断面形状は、実施形態３に係るプロジェクタのそれらと同じである。実施形態４に係るプロジェクタにおけるリレー光学系は、図６の第３欄に示すように、横（ｘ軸方向）が２．６７倍、縦（ｙ軸方向）が１倍の結像倍率をもっている。このため、実施形態４に係るプロジェクタにおいては、液晶表示装置上における照明光束Ｌ_２の断面形状は、横（ｙ軸方向）：縦（ｘ軸方向）＝８：３のアスペクト比をもっている。

実施形態５に係るプロジェクタにおけるインテグレータロッドの断面形状は、実施形態３〜４に係るプロジェクタにおけるインテグレータロッドの断面形状と同じである。実施形態５に係るプロジェクタにおける液晶表示装置の断面形状は、実施形態１〜４に係るプロジェクタのそれとは異なり、縦１０．８ｍｍ・横１９．２ｍｍの横長形状を有している。実施形態５に係るプロジェクタにおけるリレー光学系は、図６の第４欄に示すように、横（ｘ軸方向）が３．５６倍、縦（ｙ軸方向）が０．５倍の結像倍率をもっている。このため、実施形態５に係るプロジェクタにおいては、液晶表示装置上における照明光束Ｌ_２の断面形状は、横（ｙ軸方向）：縦（ｘ軸方向）＝６４：９のアスペクト比をもっている。

実施形態６に係るプロジェクタにおけるインテグレータロッドの断面形状及び液晶表示装置の画像形成領域の形状は、実施形態５に係るプロジェクタにおけるそれらと同じである。実施形態６に係るプロジェクタにおけるリレー光学系は、図６の第５欄に示すように、横（ｘ軸方向）が３．５６倍、縦（ｙ軸方向）が１倍の結像倍率をもっている。このため、実施形態６に係るプロジェクタにおいては、液晶表示装置上における照明光束Ｌ_２の断面形状は、横（ｙ軸方向）：縦（ｘ軸方向）＝３２：９のアスペクト比をもっている。

実施形態７に係るプロジェクタにおけるインテグレータロッドの断面形状及び液晶表示装置の画像形成領域の形状は、実施形態１〜４に係るプロジェクタにおけるそれらと同じである。実施形態７に係るプロジェクタにおけるリレー光学系は、図６の第６欄に示すように、横（ｘ軸方向）が２倍、縦（ｙ軸方向）が０．２５倍の結像倍率をもっている。このため、実施形態７に係るプロジェクタにおいては、液晶表示装置上における照明光束Ｌ_２の断面形状は、横（ｙ軸方向）：縦（ｘ軸方向）＝３２：３のアスペクト比をもっている。

実施形態８に係るプロジェクタにおけるインテグレータロッドの断面形状及び液晶表示装置の画像形成領域の形状は、実施形態７に係るプロジェクタにおけるそれと同じである。実施形態８に係るプロジェクタにおけるリレー光学系は、図６の第７欄に示すように、横（ｘ軸方向）が２倍、縦（ｙ軸方向）が０．１２５倍の結像倍率をもっている。このため、実施形態８に係るプロジェクタにおいては、液晶表示装置上における照明光束Ｌ_２の断面形状は、横（ｙ軸方向）：縦（ｘ軸方向）＝６４：３のアスペクト比をもっている。

このように、実施形態２〜８に係るプロジェクタは、それぞれ実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａにおけるインテグレータロッド１２０の断面形状、液晶表示装置４００の画像形成領域の形状及びリレー光学系の結像倍率の少なくともいずれかを変化させたものであるが、いずれの実施形態に係るプロジェクタも、アナモフィック光学系からなるリレー光学系によって、液晶表示装置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）を有する照明光束が液晶表示装置の画像形成領域上に照射されている。

このため、このような照明光束を、液晶表示装置の画面書き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走査手段によって走査することにより、液晶表示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、実施形態２〜８に係る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、アナモフィック光学系からなるリレー光学系の光整形作用によって実現しているため、インテグレータロッドからの照明光束を無駄なく電気光学変調装置の画像形成領域に導くことができ、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２〜８に係るプロジェクタは、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る。

［実施形態９]
図７は、実施形態９に係るプロジェクタの光学系を示す図である。実施形態９に係るプロジェクタ１０００Ｂは、図７に示すように、３つの液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂを備えた三板式のプロジェクタであって、これらの液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂを照明するための照明装置として、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａの照明装置１００及び走査手段２００を用いた構成を有している。

従って、実施形態９に係るプロジェクタ１０００Ｂにおいても、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａの場合と同様に、アナモフィック光学系からなるリレー光学系１４０によって、液晶表示装置（液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ）の画像形成領域における横方向に沿った一方方向については画像形成領域の全体を、縦方向に沿った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）に変換された照明光束を、液晶表示装置（液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ）の画面書き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走査手段２００を備えているため、液晶表示装置（液晶表示装置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９に係るプロジェクタ１０００Ｂ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、アナモフィック光学系からなるリレー光学系１４０の光整形作用によって実現しているため、インテグレータロッド１２０からの照明光束を無駄なく液晶表示装置（液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ）の画像形成領域に導くことができ、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９に係るプロジェクタは、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る。

［実施形態１０]
図８は、実施形態１０に係るプロジェクタの光学系を示す図である。図８（ａ）は平面図であり、図８（ｂ）は側面図である。実施形態１０に係るプロジェクタ１０００Ｃは、図８に示すように、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａの走査手段２００を反射ミラー２１０Ｃ及びポリゴンミラー２３０からなる走査手段２００Ｃに代えたものである。

このように、実施形態１０に係るプロジェクタ１０００Ｃは、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａとは走査手段の構成が異なるが、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａの場合と同様に、アナモフィック光学系からなるリレー光学系１４０によって、液晶表示装置４００の画像形成領域における横方向に沿った一方方向については画像形成領域の全体を、縦方向に沿った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）に変換された照明光束を、液晶表示装置４００の画面書き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走査手段２００Ｃを備えているため、液晶表示装置４００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１０に係るプロジェクタ１０００Ｃ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、アナモフィック光学系からなるリレー光学系１４０の光整形作用によって実現しているため、インテグレータロッド１２０からの照明光束を無駄なく液晶表示装置４００の画像形成領域に導くことができ、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１０に係るプロジェクタは、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る。

［実施形態１１]
図９は、実施形態１１に係るプロジェクタの光学系を示す図である。図９（ａ）は平面図であり、図９（ｂ）は側面図である。図９（ｃ）は回転プリズムの作用効果を説明するために示す図である。
実施形態１１に係るプロジェクタ１０００Ｄは、図９に示すように、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａの走査手段２００を回転プリズム２５０からなる走査手段に代えたものである。

このように、実施形態１１に係るプロジェクタ１０００Ｄは、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａとは走査手段の構成が異なるが、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａの場合と同様に、アナモフィック光学系からなるリレー光学系１４０Ｄによって、液晶表示装置４００の画像形成領域における横方向に沿った一方方向については画像形成領域の全体を、縦方向に沿った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）に変換された照明光束を、液晶表示装置４００の画面書き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回転プリズム２５０からなる走査手段を備えているため、液晶表示装置４００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１１に係るプロジェクタ１０００Ｄ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、アナモフィック光学系からなるリレー光学系１４０Ｄの光整形作用によって実現しているため、インテグレータロッド１２０からの照明光束を無駄なく液晶表示装置４００の画像形成領域に導くことができ、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１１に係るプロジェクタは、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１０００Ａ〜１０００Ｄ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１０００Ａ〜１０００Ｄは、電気光学変調装置として液晶表示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。

実施形態１に係るプロジェクタの光学系を示す図。 リレー光学系の作用効果を説明するために示す図。 走査手段としてのガルバノミラーの作用効果を説明するために示す図。 変形例１に係る他のガルバノミラーの作用効果を説明するために示す図。 変形例２に係る他のリレー光学系の斜視図。 インテグレータロッドの光射出面上における照明光束と液晶表示装置上における照明光束の形状との関係及び結像倍率を示す図。 実施形態９に係るプロジェクタの光学系を示す図。 実施形態１０に係るプロジェクタの光学系を示す図。 実施形態１１に係るプロジェクタの光学系を示す図。 従来のプロジェクタを説明するために示す図。 従来の他のプロジェクタを説明するために示す図。

符号の説明

１００…照明装置、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…赤外線反射ミラー、１２０…インテグレータロッド、１２０ｉ…光入射面、１２０ｏ…光射出面、１４０，１４０Ｂ，１４０Ｄ…リレー光学系、１５０，１５０Ｄ，１６０，１６０Ｄ…タンデム光学系、１５２，１５２Ｂ，１５２Ｄ，１５４，１５４Ｂ，１５４Ｄ，１６２，１６２Ｂ，１６２Ｄ，１６４，１６４Ｂ，１６４Ｄ…シリンドリカルレンズ、２００，２００Ｃ…走査手段、２１０，２１０Ｃ…反射ミラー、２２０…ガルバノミラー、２３０ポリゴンミラー、２５０…回転プリズム、４００，４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ…液晶表示装置、６００…投写光学系、Ｎ，Ｍ…シリンドリカルレンズの母線、Ｌ_１…インテグレータロッドの射出面における照明光束、Ｌ_２…液晶表示装置の画像形成領域における照明光束

Claims (9)

1. 被照明領域側に照明光束を集束光束として射出する光源装置と、
   前記光源装置からの照明光束が集束する位置近傍に光入射面を有し、前記光源装置からの照明光束をより均一な強度分布を有する照明光束に変換するインテグレータロッドと、
   このインテグレータロッドからの照明光束を被照明領域側に導くリレー光学系と
   このリレー光学系からの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、
   この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たプロジェクタにおいて、
   前記リレー光学系は、前記インテグレータロッドからの照明光束を、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に変換するためのアナモフィック光学系からなり、
   前記インテグレータロッド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き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ことを特徴とするプロジェクタ。
2. 請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
   前記リレー光学系は、互いに異なる結像倍率をもち、かつ、２つのシリンドリカルレンズからなる２組のタンデム光学系を有し、
   これら２組のタンデム光学系のうち一方組のタンデム光学系の各シリンドリカルレンズは、前記他方方向に沿った母線をもつように配置されてなり、
   他方組のタンデム光学系の各シリンドリカルレンズは、前記一方方向に沿った母線をもつように配置されてなることを特徴とするプロジェクタ。
3. 請求項２に記載のプロジェクタにおいて、
   前記２組のタンデム光学系のうち前記一方組のタンデム光学系の結像倍率は前記他方組のタンデム光学系の結像倍率より大きい倍率に設定され、前記他方組のタンデム光学系の各シリンドリカルレンズの母線方向と前記電気光学変調装置の画像形成領域における一方方向とが一致していることを特徴とするプロジェクタ。
4. 請求項２又は３に記載のプロジェクタにおいて、
   前記２組のタンデム光学系は、照明光軸を枢軸として回転調整可能に構成されていることを特徴とするプロジェクタ。
5. 請求項２〜４のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
   前記各組のタンデム光学系は、互いに各シリンドリカルレンズが一体化されていることを特徴とするプロジェクタ。
6. 請求項２〜５のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
   前記各シリンドリカルレンズはダブレットであることを特徴とするプロジェクタ。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
   前記走査手段は、ガルバノミラー、ポリゴンミラー又は回転プリズムを有することを特徴とするプロジェクタ。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
   前記光源装置は、楕円面リフレクタと、この楕円面リフレクタの第１焦点近傍に発光中心を有する発光管とを有することを特徴とするプロジェクタ。
9. 請求項８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。