JP2005208500A - プロジェクタ - Google Patents
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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】 照明装置100Aと、この照明装置からの照明光束を画像情報に応じて変調する液晶表示装置400R,400G,400Bと、これら液晶表示装置によって変調された光束を投写する投写光学系600とを備えたプロジェクタにおいて、
第1レンズアレイ120Aの各小レンズ122Aは、照明装置からの照明光束を、液晶表示装置の画像形成領域における横方向については画像形成領域の全体を、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、
照明装置と液晶表示装置との間に、液晶表示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をさらに備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【選択図】 図1
【解決手段】 照明装置100Aと、この照明装置からの照明光束を画像情報に応じて変調する液晶表示装置400R,400G,400Bと、これら液晶表示装置によって変調された光束を投写する投写光学系600とを備えたプロジェクタにおいて、
第1レンズアレイ120Aの各小レンズ122Aは、照明装置からの照明光束を、液晶表示装置の画像形成領域における横方向については画像形成領域の全体を、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、
照明装置と液晶表示装置との間に、液晶表示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13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13(a)は従来のプロジェクタの光学系を示す図であり、図13(b)及び図13(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表示装置400R,400G,400Bが、図13(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13(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。)。
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13(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13(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14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14(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14(b)及び図14(c)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ための図である。
このプロジェクタ900Bにおいては、図14(a)に示すように、液晶表示装置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)
このプロジェクタ900Bにおいては、図14(a)に示すように、液晶表示装置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))
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。
(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、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、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、及びこの第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を有する照明装置と、この照明装置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、前記第1レンズアレイにおける各小レンズは、前記照明装置からの照明光束を、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、光源装置からの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。
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、上記(1)に記載のプロジェクタにおける第1レンズアレイの各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=1:2の長方形のもの」などを好ましく用いることができる。
(2)上記(1)に記載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各小レンズは、照明光軸を挟んで2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レンズアレイからの各部分光束は、第2レンズアレイ上では、照明光軸を挟んでそれぞれ1列に配列されることになるため、第1レンズアレイにおける各小レンズが照明光軸を挟んで4列以上に配列されている場合と比較して、第2レンズアレイ上における各部分光束同士の横方向の分離が悪いことに起因する光利用効率の低下を効果的に抑制することができる。
(3)上記(2)に記載のプロジェクタにおいては、前記照明装置は、照明光束を偏光光に変換するための偏光変換素子を備え、この偏光変換素子は、照明光束を挟んで両側に1組ずつ配置された2組の偏光変換プリズムユニット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、偏光変換素子の作用により照明光束を一方の偏光軸を有する偏光光に変換することができるようになるため、電気光学変調装置として液晶表示装置等のように偏光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。
この場合、上記(2)に記載のプロジェクタにおいては、第1レンズアレイにおける各小レンズが照明光軸を挟んで2列に配列されているため、これに対応して、偏光変換素子としても、照明光軸を挟んで両側に1組ずつ配置された2組の偏光変換プリズムユニットからなるものを用いることが好ましい。
また、このようにすれば、照明光軸を挟んだ両側のうち片側には、1列の部分光束しか通過しないので、第1レンズアレイにおける各小レンズが照明光軸を挟んで4列以上に配列されている場合と比較して、偏光変換素子における偏光変換プリズムの配置の自由度が高まる。このため、第1レンズアレイや第2レンズアレイにおける各小レンズを偏心させる必要がなくなり、これによる光学特性の悪化やコスト増加を効果的に抑制できるようになる。
この場合、上記(2)に記載のプロジェクタにおいては、第1レンズアレイにおける各小レンズが照明光軸を挟んで2列に配列されているため、これに対応して、偏光変換素子としても、照明光軸を挟んで両側に1組ずつ配置された2組の偏光変換プリズムユニットからなるものを用いることが好ましい。
また、このようにすれば、照明光軸を挟んだ両側のうち片側には、1列の部分光束しか通過しないので、第1レンズアレイにおける各小レンズが照明光軸を挟んで4列以上に配列されている場合と比較して、偏光変換素子における偏光変換プリズムの配置の自由度が高まる。このため、第1レンズアレイや第2レンズアレイにおける各小レンズを偏心させる必要がなくなり、これによる光学特性の悪化やコスト増加を効果的に抑制できるようになる。
(4)上記(3)に記載のプロジェクタにおいては、前記偏光変換プリズムは、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をそのまま透過し他方の偏光成分を照明光軸側に反射する偏光分離ミラーを有することが好ましい。
上記(3)に記載のプロジェクタにおいては、照明光軸を挟む両側のうち片側には、1組の偏光変換プリズムユニットしか配置されていないうえ、1列の部分光束しか通過しないため、偏光分離ミラーで他方の偏光成分を照明光軸側(内側)に折り畳むことが可能になる。これにより、偏光分離ミラーで他方の偏光成分を照明光軸の反対側(外側)に反射する場合と比較して、偏光変換素子における偏光分離方向(通常、横方向)の大きさを小さくすることができるようになる。このため、電気光学変調装置を照射する照明光束の横方向における平行度を高めることができるため、プロジェクタの画像品質をさらに向上させることができるようになる。
(5)上記(1)〜(4)のいずれかに記載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、前記照明装置からの照明光束を複数の色光に分離するための色分離光学系をさらに備え、前記電気光学変調装置として、前記色分離光学系からの複数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。
(6)上記(5)に記載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色分離光学系との間の、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、この回転プリズムは、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、フルカラープロジェクタにおける各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。
(7)上記(5)に記載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色分離光学系との間に配置されたガルバノミラーを含み、このガルバノミラーは、その振動によって、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っても、フルカラープロジェクタにおける各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。
(8)上記(5)に記載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色分離光学系との間に配置されたポリゴンミラーを含み、このポリゴンミラーは、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っても、フルカラープロジェクタにおける各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。
(9)上記(1)〜(8)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、平行化レンズとを有する光源装置、又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光源装置であることが好ましい。
このように構成することにより、前者の場合には、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。後者の場合には、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。
(10)上記(9)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、プロジェクタの小型化を図ることができる。また、このことは、各レンズアレイの大きさ、偏光変換素子の大きさ、重畳レンズの大きさ、色分離光学系の大きさなどをさらに小さくすることができることをも意味し、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を説明するために示す図である。図1(a)は平面図であり、図1(b)は側面図である。
図1は、本発明の実施形態1に係るプロジェクタを説明するために示す図である。図1(a)は平面図であり、図1(b)は側面図である。
実施形態1に係るプロジェクタ1000Aは、図1(a)及び図1(b)に示すように、照明装置100Aと、照明装置100A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光学系200Aと、色分離光学系200A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つの液晶表示装置400R,400G,400Bと、これら3つの液晶表示装置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600とを備えたプロジェクタである。
照明装置100A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110、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122A(図2及び図3参照。)を有する第1レンズアレイ120A、第1レンズアレイ120Aの複数の小レンズ122Aに対応する複数の小レンズ132A(図3参照。)を有する第2レンズアレイ130A、照明光束を偏光光に変換するための偏光変換素子140A及びこの偏光変換素子140A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を有している。
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、楕円面リフレクタ114からの集束光を略平行な光に変換する平行化レンズ118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。
色分離光学系200Aとしては、照明装置100Aから液晶表示装置400R,400G,400Bまでの光路長が等しい等光路光学系を用いている。
液晶表示装置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表示装置を用いている。
実施形態1に係るプロジェクタ1000Aは、第1レンズアレイ120A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、第1レンズアレイ120Aにおける各小レンズ122Aは、照明装置100Aからの照明光束が、各液晶表示装置400R,400G,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を照明するような断面形状を有する照明光束となるように、縦方向に圧縮された平面形状を有している。
また、回転プリズム770は、照明装置100Aと色分離光学系200Aとの間の、液晶表示装置400R,400G,400Bと略共役の位置に配置され、照明光軸100Aaxに垂直な回転軸772の回りを回転することによって、液晶表示装置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。
すなわち、第1レンズアレイ120Aにおける各小レンズ122Aは、照明装置100Aからの照明光束が、各液晶表示装置400R,400G,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を照明するような断面形状を有する照明光束となるように、縦方向に圧縮された平面形状を有している。
また、回転プリズム770は、照明装置100Aと色分離光学系200Aとの間の、液晶表示装置400R,400G,400Bと略共役の位置に配置され、照明光軸100Aaxに垂直な回転軸772の回りを回転することによって、液晶表示装置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1000Aによれば、液晶表示装置400R,400G,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を照明するような断面形状(すなわちy軸方向に沿った縦方向に圧縮された断面形状)を有する照明光束を、液晶表示装置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1に係るプロジェクタ1000A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120Aとして各小レンズ122A(図2参照。)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からの照明光束を無駄無く液晶表示装置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。
以下、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120A及び回転プリズム770について詳細に説明する。
1.第1レンズアレイ
図2は、第1レンズアレイの構造を説明するために示す図である。図2(a)はz軸方向に沿った方向から見たときの図であり、図2(b)はy軸方向に沿った方向から見た図であり、図2(c)はx軸方向に沿った方向から見た図である。
第1レンズアレイ120Aは、図2(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120Aは、照明装置100Aからの照明光束を、各液晶表示装置400R,400G,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。
図2は、第1レンズアレイの構造を説明するために示す図である。図2(a)はz軸方向に沿った方向から見たときの図であり、図2(b)はy軸方向に沿った方向から見た図であり、図2(c)はx軸方向に沿った方向から見た図である。
第1レンズアレイ120Aは、図2(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120Aは、照明装置100Aからの照明光束を、各液晶表示装置400R,400G,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。
図3は、第1レンズアレイ、第2レンズアレイ及び偏光変換素子の関係を説明するために示す図である。
第1レンズアレイ120Aは、照明光軸100Aaxを挟んで2列(8行)に配列された複数の小レンズ122Aを有している。
第2レンズアレイ130Aは、第1レンズアレイ120Aの複数の小レンズ122Aに対応して2列(8行)に配列された複数の小レンズ132Aを有している。
偏光変換素子140Aは、照明光束100Aaxを挟んで両側に1組ずつ配置された2組の偏光変換プリズムユニット142Aからなっている。そして、この偏光変換プリズムユニット142A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(例えばs偏光)をそのまま透過し他方の偏光成分(例えばp偏光)を照明光軸100Aax側に反射する偏光分離面146A及び反射面148Aを有している。
各偏光変換プリズムユニット142Aのs偏光透過面には位相差板(λ/2板)144Aが設けられており、偏光変換素子140Aから射出する照明光束の偏光光のすべてをp偏光光に変換する。
第1レンズアレイ120Aは、照明光軸100Aaxを挟んで2列(8行)に配列された複数の小レンズ122Aを有している。
第2レンズアレイ130Aは、第1レンズアレイ120Aの複数の小レンズ122Aに対応して2列(8行)に配列された複数の小レンズ132Aを有している。
偏光変換素子140Aは、照明光束100Aaxを挟んで両側に1組ずつ配置された2組の偏光変換プリズムユニット142Aからなっている。そして、この偏光変換プリズムユニット142A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(例えばs偏光)をそのまま透過し他方の偏光成分(例えばp偏光)を照明光軸100Aax側に反射する偏光分離面146A及び反射面148Aを有している。
各偏光変換プリズムユニット142Aのs偏光透過面には位相差板(λ/2板)144Aが設けられており、偏光変換素子140Aから射出する照明光束の偏光光のすべてをp偏光光に変換する。
実施形態1に係るプロジェクタ1000Aにおいては、第1レンズアレイ120Aにおける各小レンズ122Aが照明光軸100Aaxを挟んで2列に配列されているため、第1レンズアレイ120Aからの各部分光束は、第2レンズアレイ130A上では、照明光軸100Aaxを挟んでそれぞれ1列に配列されることになるため、(第1レンズアレイにおける各小レンズが照明光軸を挟んで4列以上に配列されている場合(実施形態2参照。)と比較して)第2レンズアレイ130A上における各部分光束同士の横方向の分離が悪いことに起因する光利用効率の低下を効果的に抑制することができる。
実施形態1に係るプロジェクタ1000Aにおいては、第1レンズアレイ120Aにおける各小レンズ122Aが照明光軸100Aaxを挟んで2列に配列されているため、これに対応して、偏光変換素子140Aとしても、照明光軸100Aaxを挟んで両側に1組ずつ配置された2組の偏光変換プリズムユニット142Aからなるものを用いている。このため、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aによれば、照明光軸100Aaxを挟んだ両側のうち片側には、1列の部分光束しか通過しないので、(第1レンズアレイにおける各小レンズが照明光軸を挟んで4列以上に配列されている場合(実施形態2参照。)と比較して)偏光変換素子140Aにおける偏光変換プリズム142Aの配置の自由度が高まる。これにより、第1レンズアレイ120Aや第2レンズアレイ130Aにおける各小レンズ122A,132Aを偏心させる必要がなくなり、これによる光学特性の悪化やコスト増加を効果的に抑制できるようになる。
実施形態1に係るプロジェクタ1000Aにおいては、照明光軸100Aaxを挟む両側のうち片側には、1組の偏光変換プリズムユニット142しか配置されていないうえ、1列の部分光束しか通過しないため、偏光分離面146Aで他方の偏光成分(p偏光)を照明光軸100Aax側(内側)に折り畳むことが可能になる。これにより、(偏光分離面146で他方の偏光成分(p偏光)を照明光軸100Aaxの反対側(外側)に反射する場合(実施形態2参照。)と比較して)偏光変換素子140Aにおける偏光分離方向(横方向)の大きさを小さくすることができるようになる。このため、液晶表示装置400R,400G,400Bを照射する照明光束の横方向における平行度を高めることができるため、プロジェクタの画像品質をさらに向上させることができるようになる。
図4は、照明光束の光強度分布を示す図である。図4(a)は第1レンズアレイの光入射面上における照明光束の光強度分布を示す図であり、図4(b)は偏光変換素子140Aの光入射面上における照明光束の光強度分布を示す図である。
図4(a)に示すように、第1レンズアレイ120Aの光入射面上において第1レンズアレイ120A全体に渡って分布していた照明光束は、図4(b)に示すように、偏光変換素子140Aの各偏光変換プリズムユニット142Aにおける偏光分離面146A上に良好に導かれ、光が無駄になっていないことを示している。
図4(a)に示すように、第1レンズアレイ120Aの光入射面上において第1レンズアレイ120A全体に渡って分布していた照明光束は、図4(b)に示すように、偏光変換素子140Aの各偏光変換プリズムユニット142Aにおける偏光分離面146A上に良好に導かれ、光が無駄になっていないことを示している。
図5は、液晶表示装置上における照明光束の光強度分布を示す図である。図5(a)は液晶表示装置における照明光束の光強度分布を等高線で示す図であり、図5(b)は図5(a)中、仮想線LH1,LH2上における照明光束の光強度分布をグラフで示す図であり、図5(c)は図5(a)中、仮想線LV1,LV2,LV3上における照明光束の光強度分布をグラフで示す図である。
図5(a)〜図5(c)に示すように、第1レンズアレイ120Aにおいては光強度分布の比較的不均一な照明光束(図4(a)参照。)が、液晶表示装置400R,400G,400Bにおいては光強度分布の比較的均一化された照明光束に変換されている。また、照明光束の略円形の断面形状(図4(a)参照。)は、「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」に変換されている。その結果、液晶表示装置400R,400G,400Bの画像形成領域に、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y軸方向に沿った縦方向に圧縮された断面形状)を有する照明光束を照射することができるようになる。
図5(a)〜図5(c)に示すように、第1レンズアレイ120Aにおいては光強度分布の比較的不均一な照明光束(図4(a)参照。)が、液晶表示装置400R,400G,400Bにおいては光強度分布の比較的均一化された照明光束に変換されている。また、照明光束の略円形の断面形状(図4(a)参照。)は、「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」に変換されている。その結果、液晶表示装置400R,400G,400Bの画像形成領域に、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y軸方向に沿った縦方向に圧縮された断面形状)を有する照明光束を照射することができるようになる。
2.回転プリズム
図6は、回転プリズムの回転と液晶表示装置上の照明状態との関係を示す図である。図6(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6(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6(c)は液晶表示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6(a)及び図6(b)に示すように、照明光軸100Aax上における第1レンズアレイ120Aの仮想中心点の像Pが回転プリズム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ていく様子が示されている。この結果、図6(c)に示すように、回転プリズム770が回転すると、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。
図6は、回転プリズムの回転と液晶表示装置上の照明状態との関係を示す図である。図6(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6(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6(c)は液晶表示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6(a)及び図6(b)に示すように、照明光軸100Aax上における第1レンズアレイ120Aの仮想中心点の像Pが回転プリズム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ていく様子が示されている。この結果、図6(c)に示すように、回転プリズム770が回転すると、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。
実施形態1に係るプロジェクタ1000Aにおいては、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、平行化レンズ118とを有しているため、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。
実施形態1に係るプロジェクタ1000Aにおいては、図1(a)及び図1(b)に示すように、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、プロジェクタ1000Aの小型化を図ることができる。また、このことは、各レンズアレイ120A,130Aの大きさ、偏光変換素子140Aの大きさ、重畳レンズ150の大きさ、色分離光学系200Aの大きさなどをさらに小さくすることができることをも意味し、プロジェクタ1000Aのさらなる小型化を図ることができる。
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、プロジェクタ1000Aの小型化を図ることができる。また、このことは、各レンズアレイ120A,130Aの大きさ、偏光変換素子140Aの大きさ、重畳レンズ150の大きさ、色分離光学系200Aの大きさなどをさらに小さくすることができることをも意味し、プロジェクタ1000Aのさらなる小型化を図ることができる。
〔実施形態2〕
図7は、本発明の実施形態2に係るプロジェクタを説明するために示す図である。図7(a)は平面図であり、図7(b)は側面図である。図8は、第1レンズアレイの構造を説明するために示す図である。図8(a)は照明光軸であるz軸に沿った方向から見たときの図であり、図8(b)はy軸方向に沿った方向から見た図であり、図8(c)はx軸方向に沿った方向から見た図である。
図7は、本発明の実施形態2に係るプロジェクタを説明するために示す図である。図7(a)は平面図であり、図7(b)は側面図である。図8は、第1レンズアレイの構造を説明するために示す図である。図8(a)は照明光軸であるz軸に沿った方向から見たときの図であり、図8(b)はy軸方向に沿った方向から見た図であり、図8(c)はx軸方向に沿った方向から見た図である。
実施形態2に係るプロジェクタ1000Bは、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aとは、第1レンズアレイ、第2レンズアレイ及び偏光変換素子の構成が異なっている。
第1レンズアレイ120Bは、図8(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からの照明光束を、各液晶表示装置400R,400G,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になる。
第1レンズアレイ120Bは、図8(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からの照明光束を、各液晶表示装置400R,400G,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になる。
図9は、第1レンズアレイ、第2レンズアレイ及び偏光変換素子の関係を説明するために示す図である。
第1レンズアレイ120Bは、照明光軸100Baxを挟んで4列(14行)に配列された複数の小レンズ122Bを有している。
第2レンズアレイ130Bは、第1レンズアレイ120Bの複数の小レンズ122Bに対応して4列(14行)に配列された複数の小レンズ132Bを有している。
なお、第1レンズアレイ120Bの複数の小レンズ122Bは、各小レンズ122Bからの部分光束が対応する各小レンズ132Bを通過するように、それぞれが偏心レンズからなっている。
偏光変換素子140Bは、照明光軸100Baxを挟んで両側に2組ずつ配置された4組の偏光変換プリズムユニット142Bからなっている。そして、この偏光変換プリズムユニット142B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(例えばs偏光)をそのまま透過し他方の偏光成分(例えばp偏光)を照明光軸100Baxの反対側に反射する偏光分離面146B及び反射面148Bを有している。
各偏光変換プリズムユニット142Bのs偏光透過面には位相差板(λ/2板)144Bが設けられており、偏光変換素子140Bから射出する照明光束の偏光光をすべてp偏光光に変換する。
第1レンズアレイ120Bは、照明光軸100Baxを挟んで4列(14行)に配列された複数の小レンズ122Bを有している。
第2レンズアレイ130Bは、第1レンズアレイ120Bの複数の小レンズ122Bに対応して4列(14行)に配列された複数の小レンズ132Bを有している。
なお、第1レンズアレイ120Bの複数の小レンズ122Bは、各小レンズ122Bからの部分光束が対応する各小レンズ132Bを通過するように、それぞれが偏心レンズからなっている。
偏光変換素子140Bは、照明光軸100Baxを挟んで両側に2組ずつ配置された4組の偏光変換プリズムユニット142Bからなっている。そして、この偏光変換プリズムユニット142B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(例えばs偏光)をそのまま透過し他方の偏光成分(例えばp偏光)を照明光軸100Baxの反対側に反射する偏光分離面146B及び反射面148Bを有している。
各偏光変換プリズムユニット142Bのs偏光透過面には位相差板(λ/2板)144Bが設けられており、偏光変換素子140Bから射出する照明光束の偏光光をすべてp偏光光に変換する。
このように、実施形態2に係るプロジェクタ1000Bは、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aとは、第1レンズアレイ、第2レンズアレイ及び偏光変換素子の構成が異なっているが、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aの場合と同様に、第1レンズアレイ120Bにおける各小レンズ122Bは、照明装置100Bからの照明光束が、各液晶表示装置400R,400G,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を照明するような断面形状を有する照明光束となるように、縦方向に圧縮された平面形状を有している。
また、回転プリズム770は、照明装置100Bと色分離光学系200Aとの間の液晶表示装置400R,400G,400Bと略共役の位置に配置され、照明光軸100Baxに垂直な回転軸772の回りを回転することによって、液晶表示装置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。
また、回転プリズム770は、照明装置100Bと色分離光学系200Aとの間の液晶表示装置400R,400G,400Bと略共役の位置に配置され、照明光軸100Baxに垂直な回転軸772の回りを回転することによって、液晶表示装置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2に係るプロジェクタ1000Bによれば、液晶表示装置400R,400G,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、液晶表示装置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2に係るプロジェクタ1000B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120Bとして各小レンズ122B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、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aの場合と同様に、光源装置110からの照明光束を無駄無く液晶表示装置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2に係るプロジェクタ1000B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3〕
図10は、本発明の実施形態3に係るプロジェクタを説明するために示す図である。図10(a)は平面図であり、図10(b)は側面図である。
図10は、本発明の実施形態3に係るプロジェクタを説明するために示す図である。図10(a)は平面図であり、図10(b)は側面図である。
実施形態3に係るプロジェクタ1000Cは、図10(a)に示すように、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aとは、色分離光学系の構成が異なっている。
すなわち、実施形態3に係るプロジェクタ1000Cにおける色分離光学系200Bは、各液晶表示装置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を用いている。
すなわち、実施形態3に係るプロジェクタ1000Cにおける色分離光学系200Bは、各液晶表示装置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を用いている。
このように、実施形態3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、色分離光学系の構成が異なるが、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aの場合と同様に、第1レンズアレイ120Aにおける各小レンズ122Aは、照明装置100Aからの照明光束が、各液晶表示装置400R,400G,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を照明するような断面形状を有する照明光束となるように、縦方向に圧縮された平面形状を有している。
また、回転プリズム770は、照明装置100Aと色分離光学系200Bとの間の液晶表示装置400R,400G,400Bと略共役の位置に配置され、照明光軸100Aaxに垂直な回転軸772の回りを回転することによって、液晶表示装置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。
また、回転プリズム770は、照明装置100Aと色分離光学系200Bとの間の液晶表示装置400R,400G,400Bと略共役の位置に配置され、照明光軸100Aaxに垂直な回転軸772の回りを回転することによって、液晶表示装置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3に係るプロジェクタ1000Cによれば、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3に係るプロジェクタ1000C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120Aとして各小レンズ122A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、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aの場合と同様に、光源装置110からの照明光束を無駄無く液晶表示装置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3に係るプロジェクタ1000C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4〕
図11は、本発明の実施形態4に係るプロジェクタを説明するために示す図である。図11(a)は平面図であり、図11(b)は側面図である。
図11は、本発明の実施形態4に係るプロジェクタを説明するために示す図である。図11(a)は平面図であり、図11(b)は側面図である。
実施形態4に係るプロジェクタ1000Dは、図11(b)に示すように、実施形態1〜3に係るプロジェクタ1000A〜1000Cとは、走査手段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1000Dにおいては、走査手段として、その振動によって、液晶表示装置400R,400G,400B上で光照射領域と光非照射領域とが液晶表示装置400R,400G,400Bの画面書込み周波数に同期してスクロールされるように構成されたガルバノミラー782を用いている。
すなわち、実施形態4に係るプロジェクタ1000Dにおいては、走査手段として、その振動によって、液晶表示装置400R,400G,400B上で光照射領域と光非照射領域とが液晶表示装置400R,400G,400Bの画面書込み周波数に同期してスクロールされるように構成されたガルバノミラー782を用いている。
このように、実施形態4に係るプロジェクタ1000Dは、実施形態1〜3に係るプロジェクタ1000A〜1000Cとは、走査手段の構成が異なるが、実施形態1〜3に係るプロジェクタ1000A〜1000Cの場合と同様に、第1レンズアレイ120Aにおける各小レンズ122Aは、照明装置100Aからの照明光束が、各液晶表示装置400R,400G,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を照明するような断面形状を有する照明光束となるように、縦方向に圧縮された平面形状を有している。
また、ガルバノミラー782は、その振動によって、液晶表示装置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。
また、ガルバノミラー782は、その振動によって、液晶表示装置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4に係るプロジェクタ1000Dによれば、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4に係るプロジェクタ1000D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120Aとして各小レンズ122A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、実施形態1〜3に係るプロジェクタ1000A〜1000Cの場合と同様に、光源装置110からの照明光束を無駄無く液晶表示装置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4に係るプロジェクタ1000D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5〕
図12は、本発明の実施形態5に係るプロジェクタを説明するために示す図である。図12(a)は平面図であり、図12(b)は側面図である。
図12は、本発明の実施形態5に係るプロジェクタを説明するために示す図である。図12(a)は平面図であり、図12(b)は側面図である。
実施形態5に係るプロジェクタ1000Eは、図12(b)に示すように、実施形態1〜3に係るプロジェクタ1000A〜1000Cとは、走査手段の構成が異なっている。
すなわち、実施形態5に係るプロジェクタ1000Eにおいては、走査手段として、その回転によって、液晶表示装置400R,400G,400B上で光照射領域と光非照射領域とが液晶表示装置400R,400G,400Bの画面書込み周波数に同期してスクロールされるように構成されたポリゴンミラー792を用いている。
すなわち、実施形態5に係るプロジェクタ1000Eにおいては、走査手段として、その回転によって、液晶表示装置400R,400G,400B上で光照射領域と光非照射領域とが液晶表示装置400R,400G,400Bの画面書込み周波数に同期してスクロールされるように構成されたポリゴンミラー792を用いている。
このように、実施形態5に係るプロジェクタ1000Eは、実施形態1〜3に係るプロジェクタ1000A〜1000Cとは、走査手段の構成が異なるが、実施形態1〜3に係るプロジェクタ1000A〜1000Cの場合と同様に、第1レンズアレイ120Aにおける各小レンズ122Aは、照明装置100Aからの照明光束が、各液晶表示装置400R,400G,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を照明するような断面形状を有する照明光束となるように、縦方向に圧縮された平面形状を有している。
また、ポリゴンミラー792は、その回転によって、液晶表示装置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。
また、ポリゴンミラー792は、その回転によって、液晶表示装置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5に係るプロジェクタ1000Eによれば、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、実施形態1〜3に係るプロジェクタ1000A〜1000Cの場合と同様に、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5に係るプロジェクタ1000E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120Aとして各小レンズ122A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、実施形態1〜3に係るプロジェクタ1000A〜1000Cの場合と同様に、光源装置110からの照明光束を無駄無く液晶表示装置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5に係るプロジェクタ1000E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〜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1000A〜1000E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。
(3)上記各実施形態のプロジェクタ1000A〜1000Eは、第1レンズアレイ120A,120Bの各小レンズ122A,122Bの平面形状としては、「縦寸法:横寸法=1:4の長方形」のもの及び「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1000A〜1000Eは、光源装置110として、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、平行化レンズ118とを有する光源装置を用いたが、本発明はこれに限られず、放物面リフレクタと、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光源装置をも好ましく用いることができる。
100A,100B…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、120A,120B…第1レンズアレイ、122A,122B…小レンズ、130A,130B…第2レンズアレイ、132A,132B…小レンズ、140A,140B…偏光変換素子、142A,142B…偏光変換プリズムユニット、144A,144B…位相差板、146A,146B…偏光分離面、148A,148B…反射面、200A,200B…色分離光学系、400R,400G,400B…液晶表示装置、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、780,790…ミラー、782…ガルバノミラー、792ポリゴンミラー、900A,900B,1000A,1000B,1000C,1000D,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
Claims (10)
- 被照明領域側に略平行な照明光束を射出する光源装置、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、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、及びこの第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を有する照明装置と、
この照明装置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、
前記第1レンズアレイにおける各小レンズは、前記照明装置からの照明光束を、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。 - 請求項1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各小レンズは、照明光軸を挟んで2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2に記載のプロジェクタにおいて、
前記照明装置は、照明光束を偏光光に変換するための偏光変換素子を備え、この偏光変換素子は、照明光軸を挟んで両側に1組ずつ配置された2組の偏光変換プリズムユニットからなることを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項3に記載のプロジェクタにおいて、
前記偏光変換プリズムは、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をそのまま透過し他方の偏光成分を照明光軸側に反射する偏光分離ミラーを有す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、前記照明装置からの照明光束を複数の色光に分離するための色分離光学系をさらに備え、
前記電気光学変調装置として、前記色分離光学系からの複数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。 - 請求項5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色分離光学系との間の、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、
この回転プリズムは、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5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色分離光学系との間に配置されたガルバノミラーを含み、
このガルバノミラーは、その振動によって、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5に記載のプロジェクタにおいて、
前記走査手段は、ポリゴンミラーを含み、前記照明装置と前記色分離光学系との間に配置されたポリゴンミラーを含み、
このポリゴンミラーは、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1〜8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、平行化レンズとを有する光源装置、
又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光源装置であることを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項9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。
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