JP2005189847A - 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、第１レンズアレイ１２０と、第２レンズアレイ１３０と、重畳レンズ１５０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、
重畳レンズ１５０は、第２レンズアレイ１３０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軸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軸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を有する照明光束に整形するためのアナモフィック光学系からなり、
重畳レンズ１５０によって整形された照明光束を、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９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９（ａ）は従来のプロジェクタの光学系を示す図であり、図９（ｂ）及び図９（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９（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９（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１０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１０（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１０（ａ）及び図１０（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１０（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、被照明領域側に略平行な照明光束を射出する光源装置と、この光源装置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小レンズを有する第１レンズアレイと、この第１レンズアレイの前記複数の小レンズに対応する複数の小レンズを有する第２レンズアレイと、この第２レンズアレイからの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と、この重畳レンズによって重畳された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、
前記重畳レンズは、前記第２レンズアレイからの照明光束を、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整形するためのアナモフィック光学系からなり、
この重畳レンズによって整形された照明光束を、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重畳レンズによって、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）に整形された照明光束を、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重畳レンズの光整形作用によって実現しているため、光源装置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、前記重畳レンズは、前記他方方向に沿った母線をもつ第１のシリンドリカルレンズと、前記一方方向に沿った母線をもつ第２のシリンドリカルレンズとからなり、前記第１のシリンドリカルレンズは、前記第２レンズアレイの複数の小レンズとともに複数のタンデム光学系からなる第１のタンデム光学系群を構成し、前記第２のシリンドリカルレンズは、前記第２レンズアレイの複数の小レンズとともに複数のタンデム光学系からなる第２のタンデム光学系群を構成し、これら第１のタンデム光学系群及び第２のタンデム光学系群は、それぞれ異なった結像倍率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、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、上記した第１及び第２のタンデム光学系群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、前記第１のタンデム光学系群の画像形成領域への結像倍率は、前記第２のタンデム光学系群の画像形成領域への結像倍率よりも大きい倍率に設定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つのシリンドリカルレンズは、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、プロジェクタ組み立て時等に、照明光軸に対する各シリンドリカルレンズの角度を調整することにより、他方方向に正確に圧縮された断面形状を有する照明光束を容易に得ることができる。

（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。

（６）上記（１）〜（５）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、ガルバノミラー又はポリゴンミラー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、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。

（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、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。

（８）上記（１）〜（６）のいずれかに記載のプロジェクタにおいては、前記光源装置は、放物面リフレクタと、この放物面リフレクタの焦点近傍に発光中心を有する発光管とを有することも好ましい。

このように構成することにより、平行化レンズを用いることなく略平行な照明光束を得ることができるため、平行化レンズを必要とする楕円面リフレクタを用いた光源装置と比較して部品点数の少ない光学装置を実現することができる。

（９）上記（７）又は（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又は前記放物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又は放物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又は放物面リフレクタの大きさを設定することを必要とせず、楕円面リフレクタ又は放物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、リフレクタが楕円面リフレクタの場合には、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を小さくすることができ、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。

（１０）上記（１）〜（９）のいずれかに記載のプロジェクタにおいては、
前記第２レンズアレイと前記重畳レンズとの間に、前記第２レンズアレイからの照明光束を、所定方向の偏光軸をもつ照明光束に変換する偏光変換素子をさらに備えることが好ましい。
このように構成することにより、所定方向の偏光軸をもつ照明光束を電気光学変調装置の画像形成領域上に照射することができるため、液晶表示装置等のように所定の偏光軸をもつ照明光束を用いる必要のあるプロジェクタとして好ましいプロジェクタとなる。

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］
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）は重畳レンズの斜視図である。図２は、重畳レンズの作用効果を説明するために示す図である。図２（ａ）は第１レンズアレイの小レンズ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からの照明光束を複数の部分光束に分割するための複数の小レンズ１２２を有する第１レンズアレイ１２０と、第１レンズアレイ１２０の前記複数の小レンズ１２２に対応する複数の小レンズ１３２を有する第２レンズアレイ１３０と、第２レンズアレイ１３０からの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、楕円面リフレクタ１１４からの光束を略平行な光束に変換する平行化レンズ１１８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。

重畳レンズ１５０は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、第２レンズアレイ１３０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軸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軸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）を有する照明光束に整形するためのアナモフィック光学系からなっている。

重畳レンズ１５０は、図１（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示すように、他方方向に沿った母線Ｎをもつ第１のシリンドリカルレンズ１５２と、一方方向に沿った母線Ｍをもつ第２のシリンドリカルレンズ１５４とからなっている。第１のシリンドリカルレンズ１５２は、第２レンズアレイ１３０の複数の小レンズ１３２とともに複数のタンデム光学系からなる第１のタンデム光学系群を構成し、第２のシリンドリカルレンズ１５４は、第２レンズアレイ１３０の複数の小レンズ１３２とともに複数のタンデム光学系からなる第２のタンデム光学系群を構成している。

これら第１のタンデム光学系群及び第２のタンデム光学系群は、画像形成領域への結像倍率（以下、結像倍率という。）がそれぞれ異なっている。具体的には、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１のタンデム光学系の結像倍率は４．４倍（３．３ｍｍ→１４．４ｍｍ）であり、第２のタンデム光学系の結像倍率は１．１倍（２．５ｍｍ→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重畳レンズ１５０を備えているため、図２（ｂ）及び（ｃ）に示すように、第２レンズアレイ１３０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１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をさらに備えている。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。走査手段２００は、図１（ｂ）の矢印で示すようにガルバノミラー２２０を回動させることによって、液晶表示装置４００上で照明光束を走査させる。図３（ｂ）に示すように、ガルバノミラー２２０は、ｘ軸を中心として、照明光軸（図１（ａ）と１（ｂ）の一点鎖線）に対して（４５＋α）°から（４５−α）°まで周期的に回動する。この周期は、液晶表示装置４００の画面書き込み周波数に対応している。

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１０００Ａ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重畳レンズ１５０の光整形作用によって実現しているため、第１レンズアレイ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１０００Ａ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つのシリンドリカルレンズ１５２，１５４が、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、これらのシリンドリカルレンズ１５２，１５４は一体化されている。このため、プロジェクタ組み立て時等に、照明光軸に対するこれらシリンドリカルレンズ１５２，１５４の角度を一括して調整することにより、他方方向に正確に圧縮された断面形状を有する照明光束を容易に得ることができる。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａにおいては、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、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。

なお、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａにおいては、楕円面リフレクタを用いた光源装置を用いたが、本発明はこれに限られず、被照明領域側に略平行な照明光束を射出する光源装置であれば同様に用いることができる。
例えば、放物面リフレクタを用いた光源装置を用いることもできる。この場合には、平行化レンズを用いることなく略平行な照明光束を得ることができるため、平行化レンズを必要とする楕円面リフレクタを用いた光源装置と比較して部品点数の少ない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を小さくすることができ、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、第２レンズアレイ１３０と重畳レンズ１５０との間に、第２レンズアレイ１３０からの照明光束を、所定方向の偏光軸をもつ照明光束に変換する偏光変換素子１４０をさらに備えている。このため、所定方向の偏光軸をもつ照明光束を液晶表示装置４００の画像形成領域上に照射することができるため、液晶表示装置等のように所定の偏光軸をもつ照明光束を用いる必要のあるプロジェクタとして好ましいプロジェクタとなる。

［変形例１］
変形例１に係るプロジェクタは、図３に示したプロジェクタ１０００Ａのガルバノミラー２２０の動作を図４に示すような動作に代えたものである。
図４は、変形例１に係る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に係るガルバノミラーの動作は、図４（ａ）に示すように、実施形態１に係るガルバノミラー２２０の動作とは異なっている。すなわち、実施形態１では、ガルバノミラー２２０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では、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のようにガルバノミラーを動作させた場合には、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なうことにより、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重畳レンズ１５０の光整形作用によって実現しているため、第２レンズアレイ１３０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の重畳レンズ１５０を図５に示す他の重畳レンズ１５０Ｂに代えたものである。図５は、変形例２に係る他の重畳レンズの斜視図である。

変形例２に係る他の重畳レンズ１５０Ｂは、図５に示すように、重畳レンズ１５０Ｂ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、このような他の重畳レンズ１５０Ｂを用いることにより、各シリンドリカルレンズ１５２Ｂ，１５４Ｂ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２〜６]
図６は、実施形態２〜６に係るプロジェクタにおける第１レンズアレイの小レンズの光射出面上における各照明光束Ｌ_１と液晶表示装置上における照明光束Ｌ_２の形状との関係及び結像倍率を示す図である。実施形態２〜６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における第１レンズアレイ１２０における小レンズ１２２の断面形状、液晶表示装置４００の画像形成領域の形状及び重畳レンズ１５０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。

実施形態２に係るプロジェクタにおける第１レンズアレイの小レンズ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重畳レンズは、図６の第１欄に示すように、横（ｘ軸方向）が４．４倍、縦（ｙ軸方向）が２．２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第１レンズアレイの小レンズの断面形状は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａにおける第１レンズアレイ１２０の小レンズ１２２の断面形状とは異なり、縦２．９ｍｍ・横５．０ｍｍ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１〜２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３に係るプロジェクタにおける重畳レンズは、図６の第２欄に示すように、横（ｘ軸方向）が３．８倍、縦（ｙ軸方向）が０．９３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）＝６４：９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第１レンズアレイの小レンズ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重畳レンズは、図６の第３欄に示すように、横（ｘ軸方向）が３．８倍、縦（ｙ軸方向）が１．９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）＝３２：９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第１レンズアレイの小レンズの断面形状は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａにおける第１レンズアレイ１２０の小レンズ１２２の断面形状とは異なり、縦１．３ｍｍ・横３．３ｍｍの形状を有している。実施形態５に係るプロジェクタにおける液晶表示装置の断面形状は、実施形態１〜２に係るプロジェクタのそれと同じである。実施形態５に係るプロジェクタにおける重畳レンズは、図６の第４欄に示すように、横（ｘ軸方向）が４．４倍、縦（ｙ軸方向）が１．０５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）＝３２：３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第１レンズアレイの小レンズの断面形状は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａにおける第１レンズアレイ１２０の小レンズ１２２の断面形状とは異なり、縦０．６３ｍｍ・横３．３ｍｍの形状を有している。実施形態６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１，２又は５に係るプロジェクタのそれと同じである。実施形態６に係るプロジェクタにおける重畳レンズは、図６の第５欄に示すように、横（ｘ軸方向）が４．４倍、縦（ｙ軸方向）が１．０５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）＝６４：３のアスペクト比をもっている。

このように、実施形態２〜６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における第１レンズアレイ１２０の小レンズ１２２の断面形状、液晶表示装置４００の画像形成領域の形状及び重畳レンズ１５０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重畳レンズによって、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２〜６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重畳レンズの光整形作用によって実現しているため、第２レンズアレイからの照明光束を無駄なく液晶表示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２〜６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７]
図７は、実施形態７に係るプロジェクタの光学系を示す図である。実施形態７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７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重畳レンズ１５０によって、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７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重畳レンズ１５０の光整形作用によって実現しているため、第２レンズアレイ１３０からの照明光束を無駄なく液晶表示装置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７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８]
図８は、実施形態８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８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。
反射ミラー２１０Ｃは実施形態１における反射ミラー２１０（図１に示したもの）と同様である。走査手段２００Ｃは、図８（ｂ）の矢印で示すようにポリゴンミラー２３０を回動させることによって、液晶表示装置４００上で照明光束を走査させる。ポリゴンミラー２３０はｘ軸を中心として回転する。ポリゴンミラー２３０の回転速度は、液晶表示装置４００の画面書き込み周波数に応じて制御されている。

このように、実施形態８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重畳レンズ１５０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８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重畳レンズ１５０の光整形作用によって実現しているため、第２レンズアレイ１３０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。

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〜１０００Ｃ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〜１０００Ｃ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。 重畳レンズ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に係る他の重畳レンズの斜視図。 第１レンズアレイの小レンズの形状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７に係るプロジェクタの光学系を示す図。 実施形態８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…平行化レンズ、１２０…第１レンズアレイ、１２２…小レンズ、１３０…第２レンズアレイ、１３２…小レンズ、１４０…偏光変換素子、１５０…重畳レンズ、１５２…第１のシリンドリカルレンズ、１５４…第２のシリンドリカルレンズ、２００…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、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…第１レンズアレイの小レンズの光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 (10)

1. 被照明領域側に略平行な照明光束を射出する光源装置と、
   この光源装置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小レンズを有する第１レンズアレイと、
   この第１レンズアレイの前記複数の小レンズに対応する複数の小レンズを有する第２レンズアレイと、
   この第２レンズアレイからの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と、
   この重畳レンズによって重畳された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、
   前記重畳レンズは、前記第２レンズアレイからの照明光束を、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整形するためのアナモフィック光学系からなり、
   この重畳レンズによって整形された照明光束を、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、
   前記重畳レンズは、前記他方方向に沿った母線をもつ第１のシリンドリカルレンズと、前記一方方向に沿った母線をもつ第２のシリンドリカルレンズとからなり、
   前記第１のシリンドリカルレンズは、前記第２レンズアレイの複数の小レンズとともに複数のタンデム光学系からなる第１のタンデム光学系群を構成し、
   前記第２のシリンドリカルレンズは、前記第２レンズアレイの複数の小レンズとともに複数のタンデム光学系からなる第２のタンデム光学系群を構成し、
   これら第１のタンデム光学系群及び第２のタンデム光学系群は、それぞれ異なった結像倍率を有す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、
   前記第１のタンデム光学系群の画像形成領域への結像倍率は、前記第２のタンデム光学系群の画像形成領域への結像倍率よりも大きい倍率に設定され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つのシリンドリカルレンズは、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。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
   前記走査手段は、ガルバノミラー又はポリゴンミラーを有す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、前記楕円面リフレクタからの光束を略平行な光束に変換する平行化レンズとを有することを特徴とするプロジェクタ。
8. 請求項１〜６のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
   前記光源装置は、放物面リフレクタと、この放物面リフレクタの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７又は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又は前記放物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。
10. 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２レンズアレイと前記重畳レンズとの間に、前記第２レンズアレイからの照明光束を、所定方向の偏光軸をもつ照明光束に変換する偏光変換素子をさらに備えたことを特徴とするプロジェクタ。
    
    

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