JP2005250123A

JP2005250123A - プロジェクタ

Info

Publication number: JP2005250123A
Application number: JP2004060640A
Authority: JP
Inventors: Koichi Akiyama; 光一秋山
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-03-04
Filing date: 2004-03-04
Publication date: 2005-09-15

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小型化が容易な構造をもったプロジェクタを提供する。
【解決手段】光源装置１１０からの照明光束を２つの照明光束に分離する偏光分離プリズム１３０及び２つの照明光束を被照明領域側で均一に重畳させるように構成されたシリンドリカルレンズ１４０及び偏角プリズム１５０の作用により、液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各画像形成領域上で、第１の方向については画像形成領域の一部を、第２の方向については画像形成領域の全体を照明するような断面形状を有する照明光束を照射し、この照明光束を、回転プリズム７７０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第１の方向に沿って走査するプロジェクタ。
【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（ｂ）及び図１１（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１１（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）

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のうち一方の偏光成分に係る照明光束を透過し他方の偏光成分に係る照明光束を反射する偏光分離面及びこの偏光分離面からの他方の偏光成分に係る照明光束を照明光軸に平行な方向に向けて反射する反射面を有する偏光分離プリズム、並びに偏光分離された２つの照明光束を被照明領域側で重畳させるように照明光軸に垂直な第１の方向に屈折力を有するとともに照明光軸及び第１の方向に垂直な第２の方向には屈折力を有しないシリンドリカルレンズを有し、照明光束を照射する対象である電気光学変調装置の画像形成領域上で、前記第１の方向については画像形成領域の一部を、前記第２の方向については画像形成領域の全体を照明するような断面形状を有する照明光束を照射する照明装置と、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、前記照明装置と前記電気光学変調装置との間に配置され、照明光束を前記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前記第１の方向に沿って走査する走査手段とを備え、前記照明装置は、照明光軸に沿って見たときの前記偏光分離プリズムの光射出面を第１象限領域、第２象限領域、第３象限領域及び第４象限領域としたとき、第１象限領域及び第２象限領域から射出される照明光束と第３象限領域及び第４象限領域から射出される照明光束とのうちいずれかの照明光束については、前記電気光学変調装置の画像形成領域上で、照明光軸に沿って見たときの第２の方向に沿った一方側の領域（第２象限領域又は第３象限領域）から射出される照明光束と他方側の領域（第１象限領域又は第４象限領域）から射出される照明光束とを第２の方向に沿って照射位置を入れ替える機能を有する光学要素をさらに有す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第１の方向については画像形成領域の一部を、第２の方向については画像形成領域の全体を照明するような断面形状（すなわち第１の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第１の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、上記したように第１の方向に圧縮された断面形状を有する照明光束を、上記したような偏光分離プリズム及びシリンドリカルレンズを有する照明装置の機能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。

また、本発明のプロジェクタによれば、照明装置が、第１象限領域及び第２象限領域から射出される照明光束と第３象限領域及び第４象限領域から射出される照明光束とのうちいずれかの照明光束については、電気光学変調装置の画像形成領域上で、照明光軸に沿って見たときの第２の方向に沿った一方側の領域（第２象限領域又は第３象限領域）から射出される照明光束と他方側の領域（第１象限領域又は第４象限領域）から射出される照明光束とを第２の方向に沿って照射位置を入れ替える機能を有する光学要素をさらに有しているため、電気光学変調装置の画像形成領域上においては、第２の方向に沿った光強度分布が平準化され、第２の方向に沿った光強度分布を比較的均一なものとすることができる。

なお、電気光学変調装置上に照射される照明光束は、電気光学変調装置の画像形成領域上で第１の方向に沿って走査されるため、第１の方向に沿った光強度分布の不均一さは問題にならなくなる。
このため、本発明のプロジェクタによれば、レンズインテグレータのような比較的高価なインテグレータ光学系を用いなくとも、電気光学変調装置の画像形成領域上で比較的光強度分布の均一な照明光束を照射することができるようになるため、これにより画像品質が低下することもない。

本発明のプロジェクタにおいて、電気光学変調装置上に照射される照明光束は、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第１の方向については画像形成領域の一部を、第２の方向については画像形成領域の全体を照明するような断面形状（すなわち第１の方向に圧縮された断面形状）を有するが、この圧縮の程度は、照明装置を構成する光学系の収差やシリンドリカルレンズの焦点位置を電気光学変調装置の画像形成領域上からどれ位偏倚させるかによって適宜調整することができる。

（２）上記（１）に記載のプロジェクタにおいては、前記光学要素は、前記シリンドリカルレンズの被照明領域側の領域であって、前記偏光分離プリズムの光射出面のうち第１象限領域及び第２象限領域から射出される照明光束が通過する領域又は第３象限領域及び第４象限領域から射出される照明光束が通過する領域に配置された偏角プリズムであることが好ましい。

このように構成することにより、第１象限領域及び第２象限領域から射出される照明光束と第３象限領域及び第４象限領域から射出される照明光束とのうちいずれかの照明光束については、電気光学変調装置の画像形成領域上で、照明光軸に沿って見たときの第２の方向に沿った一方側の領域（第２象限領域又は第３象限領域）から射出される照明光束と他方側の領域（第１象限領域又は第４象限領域）から射出される照明光束とを第２の方向に沿って照射位置を入れ替えることができるようになる。

（３）上記（１）に記載のプロジェクタにおいては、前記光学要素は、前記偏光分離プリズムと前記シリンドリカルレンズとの間の領域であって、前記偏光分離プリズムの光射出面のうち第１象限領域及び第２象限領域から射出される照明光束が通過する領域又は第３象限領域及び第４象限領域から射出される照明光束が通過する領域に配置された偏角プリズムであることも好ましい。

このように構成することによっても、第１象限領域及び第２象限領域から射出される照明光束と第３象限領域及び第４象限領域から射出される照明光束とのうちいずれかの照明光束については、電気光学変調装置の画像形成領域上で、照明光軸に沿って見たときの第２の方向に沿った一方側の領域（第２象限領域又は第３象限領域）から射出される照明光束と他方側の領域（第１象限領域又は第４象限領域）から射出される照明光束とを第２の方向に沿って照射位置を入れ替えることができるようになる。

（４）上記（１）に記載のプロジェクタにおいては、前記光学要素は、前記シリンドリカルレンズの光入射面又は光射出面に形成されてなることも好ましい。

このように構成することによっても、第１象限領域及び第２象限領域から射出される照明光束と第３象限領域及び第４象限領域から射出される照明光束とのうちいずれかの照明光束については、電気光学変調装置の画像形成領域上で、照明光軸に沿って見たときの第２の方向に沿った一方側の領域（第２象限領域又は第３象限領域）から射出される照明光束と他方側の領域（第１象限領域又は第４象限領域）から射出される照明光束とを第２の方向に沿って照射位置を入れ替えることができるようになる。
また、この場合、上記（２）又は（３）に記載のプロジェクタに比べるとシリンドリカルレンズの加工の手間は増えるが、光が入出射する界面の数が２つ減るため、光利用効率が向上し迷光レベルが低減するのに役立つという効果もある。

上記（４）に記載のプロジェクタにおいては、「光入射面をシリンドリカルレンズ面とし、光射出面に光学要素を形成したもの」、「光射出面をシリンドリカルレンズ面とし、光入射面に光学要素を形成したもの」、「光入射面及び光射出面をシリンドリカルレンズ面としたうえで、これらのうちいずれかの面に光学要素を合成したもの」などの態様を好ましく用いることができる。

（５）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のうち一方の偏光成分に係る照明光束を透過し他方の偏光成分に係る照明光束を反射する偏光分離面及びこの偏光分離面からの他方の偏光成分に係る照明光束を照明光軸に平行な方向に向けて反射する反射面を有する偏光分離プリズム、並びに偏光分離された２つの照明光束を被照明領域側で重畳させるように照明光軸に垂直な第１の方向に屈折力を有するとともに照明光軸及び第１の方向に垂直な第２の方向には屈折力を有しないシリンドリカルレンズを有し、照明光束を照射する対象である電気光学変調装置の画像形成領域上で、前記第１の方向については画像形成領域の一部を、前記第２の方向については画像形成領域の全体を照明するような断面形状を有する照明光束を照射する照明装置と、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、
前記照明装置と前記電気光学変調装置との間に配置され、照明光束を前記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前記第１の方向に沿って走査する走査手段とを備え、前記照明装置は、照明光軸に沿って見たときの前記偏光分離プリズムの光射出面を第１象限領域、第２象限領域、第３象限領域及び第４象限領域としたとき、第１象限領域及び第２象限領域から射出される照明光束と第３象限領域及び第４象限領域から射出される照明光束とのうちいずれかの照明光束については、前記電気光学変調装置の画像形成領域上で、照明光軸に沿って見たときの第２の方向に沿って光強度分布を反転させる機能を有する光学要素をさらに有することを特徴とする。

また、本発明のプロジェクタによれば、照明装置が、第１象限領域及び第２象限領域から射出される照明光束と第３象限領域及び第４象限領域から射出される照明光束とのうちいずれかの照明光束については、前記電気光学変調装置の画像形成領域上で、照明光軸に沿って見たときの第２の方向に沿って光強度分布を反転させる機能を有する光学要素をさらに有しているため、電気光学変調装置の画像形成領域上においては、第２の方向に沿った光強度分布が平準化され、第２の方向に沿った光強度分布を比較的均一なものとすることができる。

（６）上記（５）に記載のプロジェクタにおいては、前記光学要素は、前記シリンドリカルレンズの被照明領域側の領域であって、前記偏光分離プリズムの光射出面のうち第１象限領域及び第２象限領域から射出される照明光束が通過する領域又は第３象限領域及び第４象限領域から射出される照明光束が通過する領域に第２の方向に沿って並置された２個のシリンドリカルレンズであることが好ましい。

このように構成することにより、第１象限領域及び第２象限領域から射出される照明光束と第３象限領域及び第４象限領域から射出される照明光束とのうちいずれかの照明光束については、前記電気光学変調装置の画像形成領域上で、照明光軸に沿って見たときの第２の方向に沿って光強度分布を反転させることができるようになる。

（７）上記（５）に記載のプロジェクタにおいては、前記光学要素は、前記偏光分離プリズムと前記シリンドリカルレンズとの間の領域であって、前記偏光分離プリズムの光射出面のうち第１象限領域及び第２象限領域から射出される照明光束が通過する領域又は第３象限領域及び第４象限領域から射出される照明光束が通過する領域に第２の方向に沿って並置された２個のシリンドリカルレンズであることも好ましい。

このように構成することによっても、第１象限領域及び第２象限領域から射出される照明光束と第３象限領域及び第４象限領域から射出される照明光束とのうちいずれかの照明光束については、電気光学変調装置の画像形成領域上で、照明光軸に沿って見たときの第２の方向に沿って光強度分布を反転させることができるようになる。

（８）上記（５）に記載のプロジェクタにおいては、前記光学要素は、前記シリンドリカルレンズの光入射面又は光射出面に形成されてなることも好ましい。

このように構成することによっても、第１象限領域及び第２象限領域から射出される照明光束と第３象限領域及び第４象限領域から射出される照明光束とのうちいずれかの照明光束については、電気光学変調装置の画像形成領域上で、照明光軸に沿って見たときの第２の方向に沿って光強度分布を反転させることができるようになる。
また、この場合、上記（６）又は（７）に記載のプロジェクタに比べるとシリンドリカルレンズの加工の手間は増えるが、光が入出射する界面の数が２つ減るため、光利用効率が向上し迷光レベルが低減するのに役立つという効果もある。

上記（８）に記載のプロジェクタにおいては、「光入射面をシリンドリカルレンズ面とし、光射出面に光学要素を形成したもの」、「光射出面をシリンドリカルレンズ面とし、光入射面に光学要素を形成したもの」、「光入射面及び光射出面をシリンドリカルレンズ面としたうえで、これらのうちいずれかの面に光学要素を合成したもの」などの態様を好ましく用いることができる。

（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、前記シリンドリカルレンズは、偏光分離された２つの照明光束を前記電気光学変調装置の画像形成領域上で重畳するよう構成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、電気光学変調装置の画像形成領域上で、第１の方向については画像形成領域の一部を、第２の方向については画像形成領域の全体を照明するような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。

（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、前記偏光分離プリズムにおける偏光分離面を透過する照明光束の光射出面又は偏光分離面で反射される照明光束の光射出面にはλ／２板が配置されてなることが好ましい。

本発明は、偏光光を用いる液晶表示装置や偏光光を用いる必要のないマイクロミラーデバイスのいずれの電気光学変調装置を用いたプロジェクタにも好適に用いることができるが、このように構成することにより、偏光分離プリズムから射出する照明光束の偏光成分を一方の偏光成分又は他方の偏光成分のいずれかの偏光成分の照明光束にすることができるため、偏光光を用いる液晶表示装置を用いたプロジェクタにさらに好適に用いることができるようになる。

（１１）上記（１）〜（１０）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。

（１２）上記（１１）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。

上記（１２）に記載のプロジェクタにおいては、前記回転プリズムの光透過面には、減反射膜が形成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、回転プリズム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。

（１３）上記（１）〜（１２）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源装置を実現することができる。

（１４）上記（１３）に記載のプロジェクタにおいては、前記偏光分離プリズムと前記平行化レンズとは一体化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、平行化レンズの光射出面及び偏光分離プリズムの光入射面における反射損をなくすることができ、光利用効率を向上させることができる。また、プロジェクタの組立工程において、平行化レンズと偏光分離プリズムとの位置精度の劣化や組み立て工数の増加を抑制することができる。

上記（１）〜（１４）のいずれかに記載のプロジェクタにおいては、前記偏光分離プリズムと前記シリンドリカルレンズとは一体化されてなることも好ましい。

このように構成することにより、偏光分離プリズムの光射出面及びシリンドリカルレンズの光入射面における反射損をなくすることができ、光利用効率を向上させることができる。また、プロジェクタの組立工程において、偏光分離プリズムとシリンドリカルレンズとの位置精度の劣化や組み立て工数の増加を抑制することができる。

（１５）上記（１）〜（１２）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源装置を実現することができる。

（１６）上記（１３）〜（１５）のいずれか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、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、放物面リフレクタから後段の光学系に射出する光ビームの径を小さくすることができるため、平行化レンズの大きさ、偏光分離プリズムの大きさ、シリンドリカルレンズの大きさ、光学要素の大きさ、走査手段の大きさ、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、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）及び図１（ｂ）は光学系を上面から見た図であり、図１（ｃ）は光学系を側面から見た図である。図１（ａ）は、後述する偏光分離プリズムから回転プリズムまでは、偏光分離プリズムの偏光分離面で反射される照明光束の光軸に沿った光学系を上面から見た図であり、図１（ｂ）は、偏光分離プリズムの偏光分離面を透過する照明光束の光軸に沿った光学系を上面から見た図である。なお、図１（ａ）において、後述する偏角プリズムから回転プリズムまでの照明光束については灰色で示してある（図１（ｂ）及び図１（ｃ）では不図示。）。

図２は、実施形態１に係るプロジェクタにおける照明装置を説明するために示す図である。図２（ａ）は照明装置を側面から見た図である。図２（ｂ）は、照明光軸に沿って見たときの偏光分離プリズムの光射出面を第１象限領域、第２象限領域、第３象限領域及び第４象限領域としたとき、第１象限領域及び第２象限領域から射出される照明光束の液晶表示装置における光強度分布を等高線で示す図であり、図２（ｃ）は、第３象限領域及び第４象限領域から射出される照明光束の液晶表示装置における光強度分布を等高線で示す図であり、図２（ｄ）は、第１象限領域〜第４象限領域のすべての領域から射出される照明光束の液晶表示装置における光強度分布を等高線で示す図である。

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方向（図１（ａ）における照明光軸方向）、ｘ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１０００Ａは、図１（ａ）〜図１（ｃ）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２００と、色分離光学系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、図１（ａ）〜図１（ｃ）及び図２（ａ）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からの照明光束のうち一方の偏光成分に係る照明光束（例えばＰ偏光光束）を透過し他方の偏光成分に係る照明光束（例えばＳ偏光光束）を反射する偏光分離面１３２及び偏光分離面１３２からの他方の偏光成分（例えばＳ偏光光束）に係る照明光束を照明光軸に平行な方向に向けて反射する反射面１３４を有する偏光分離プリズム１３０、並びに偏光分離された２つの照明光束を被照明領域側で重畳させるように照明光軸に垂直な第１の方向に屈折力を有するとともに照明光軸及び第１の方向に垂直な第２の方向には屈折力を有しないシリンドリカルレンズ１４０を有している。

偏光分離プリズム１３０は、内部に偏光分離面１３２を含む偏光キューブプリズムと、内部に反射面１３４を含むキューブプリズムとからなっている。
照明装置１００Ａは、さらに、照明光軸に沿って見たときの偏光分離プリズム１３０の光射出面を第１象限領域、第２象限領域、第３象限領域及び第４象限領域としたとき、第１象限領域及び第２象限領域から射出される照明光束については、液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域上で、照明光軸に沿って見たときの第２の方向に沿った一方側の領域（第２象限領域）から射出される照明光束と他方側の領域（第１象限領域）から射出される照明光束とを第２の方向に沿って照射位置を入れ替える機能を有する光学要素としての偏角プリズム１５０をさらに有している。

そして、照明装置１００Ａは、液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各画像形成領域上に、図２（ｄ）に示すように、第１の方向（図２（ｄ）の上下方向）については画像形成領域の一部を、第２の方向（図２（ｄ）の左右方向）については画像形成領域の全体を照明するような断面形状を有する照明光束を照射する。

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１２０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２００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。

図３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３（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３（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３（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。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａにおいては、図１（ａ）に示すように、走査手段としての回転プリズム７７０は、照明装置１００Ａと液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとの間の、液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと共役の位置に配置されている。そして、その回転によって、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液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域上で第１の方向（図３（ｃ）の上下方向）に沿って走査する機能を有している。

すなわち、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａにおいては、照明光軸上における発光管１１２の発光中心の像Ｐは、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、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。この結果、図３（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のである。

このため、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａによれば、液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各画像形成領域における縦横方向のうち第１の方向（図３（ｃ）の上下方向）については画像形成領域の一部を、第２の方向（図３（ｃ）の左右方向）については画像形成領域の全体を照明するような断面形状（すなわち第１の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各画像形成領域上で第１の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の各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、第１の方向に圧縮された断面形状を有する照明光束を、上記したような偏光分離プリズム１３０及びシリンドリカルレンズ１４０を有する照明装置１００Ａの機能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１１０からの照明光束を無駄無く液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各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。

また、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａによれば、照明装置１００Ａが、第１象限領域及び第２象限領域から射出される照明光束については、液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域上で、照明光軸に沿って見たときの第２の方向に沿った一方側の領域（第２象限領域）から射出される照明光束と他方側の領域（第１象限領域）から射出される照明光束とを第２の方向に沿って照射位置を入れ替える機能を有する光学要素としての偏角プリズム１５０をさらに有しているため、液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域上においては、第２の方向に沿った光強度分布が平準化され、第２の方向に沿った光強度分布を比較的均一なものとすることができる。

なお、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａにおいては、液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ上に照射される照明光束は、液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域上で第１の方向に沿って走査されるため、第１の方向に沿った光強度分布の不均一さは問題にならなくなる。
このため、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａによれば、レンズインテグレータのような比較的高価なインテグレータ光学系を用いなくとも、液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域上で比較的光強度分布の均一な照明光束を照射することができるようになるため、これにより画像品質が低下することもない。

また、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａにおいては、偏角プリズム１５０は、偏光分離プリズム１３０の第１象限領域及び第２象限領域から射出される照明光束が通過する位置に配置されているが、これには限られず、偏光分離プリズム１３０の第３象限領域及び第４象限領域から射出される照明光束が通過する位置に配置されていてもよい。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａにおいては、液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ上に照射される照明光束は、液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各画像形成領域における縦横方向のうち第１の方向については画像形成領域の一部を、第２の方向については画像形成領域の全体を照明するような断面形状（すなわち第１の方向に圧縮された断面形状）を有するが、この圧縮の程度は、照明装置１００Ａを構成する光学系の収差やシリンドリカルレンズ１４０の焦点位置を液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域上からどれ位偏倚させるかによって適宜調整することができる。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａにおいては、液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ上に照射される照明光束は、液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各画像形成領域上で第１の方向に沿って走査されるため、第１の方向に沿った光強度分布の不均一さは問題にならなくなる。また、液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ上に照射される照明光束は、プロジェクタの光源装置として広く用いられている光源装置１１０を用いることで、液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ上の第２の方向に沿った光強度分布（第１の方向に沿った積分値）を比較的均一なものとすることができる。このため、実施形態１に係るプロジェクタにおける照明装置１００Ａを用いることによって画像品質が低下することもない。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａにおいては、シリンドリカルレンズ１４０は、偏光分離された２つの照明光束を液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域上で重畳するよう構成されている。この場合、回転プリズム７７０は液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの共役の位置に配置されることになるため、シリンドリカルレンズ１４０は、偏光分離された２つの照明光束を回転プリズム７７０の回転軸７７２近傍に重畳することになる。このため、液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各画像形成領域上で、第１の方向については画像形成領域の一部を、第２の方向については画像形成領域の全体を照明するような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。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａにおいては、図２（ａ）に示すように、偏光分離プリズム１３０における偏光分離面１３２で反射される照明光束の光射出面にはλ／２板１３６が配置されている。このため、偏光分離プリズム１３０から射出する照明光束の偏光成分を一方の偏光成分の偏光光束（例えばＰ偏光光束）にすることができるため、偏光光を用いる液晶表示装置を用いたプロジェクタに好適に用いることができる。
なお、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａにおいては、偏光分離プリズム１３０における偏光分離面１３２を透過する照明光束の光射出面にλ／２板を配置するようにすることもできる。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａは、照明装置１００Ａと液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとの間に、照明装置１００Ａ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２００をさらに備えている。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（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。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａにおいては、回転プリズム７７０は、上記したように、照明装置１００Ａと色分離光学系２００との間の、液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと共役の位置に配置され、照明光軸に垂直な回転軸７７２を有し、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順次スクロールされるように構成されている。このため、フルカラープロジェクタにおける液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各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。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａ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。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａにおいては、図１（ａ）〜図１（ｃ）及び図２（ａ）に示すように、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、平行化レンズ１２０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源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）〜図１（ｃ）及び図２（ａ）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、平行化レンズ１２０の大きさ、偏光分離プリズム１３０の大きさ、シリンドリカルレンズ１４０の大きさ、偏角プリズム１５０の大きさ、回転プリズム７７０の大きさ、色分離光学系２００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４は、本発明の実施形態２に係るプロジェクタの光学系を示す図である。図４（ａ）及び図４（ｂ）は光学系を上面から見た図であり、図４（ｃ）は光学系を側面から見た図である。図４（ａ）は、偏光分離プリズムから回転プリズムまでは、偏光分離プリズムの偏光分離面で反射される照明光束の光軸に沿った光学系を上面から見た図であり、図４（ｂ）は、偏光分離プリズムの偏光分離面を透過する照明光束の光軸に沿った光学系を上面から見た図である。

実施形態２に係るプロジェクタ１０００Ｂは、偏角プリズム１５０が配置される位置が実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａの場合とは異なっている。すなわち、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａにおいては、偏角プリズム１５０がシリンドリカルレンズ１４０の被照明領域側に配置されているのに対して、実施形態２に係るプロジェクタ１０００Ｂにおいては、偏角プリズム１５０は、図４に示すように、偏光分離プリズム１３０とシリンドリカルレンズ１４０との間の領域に設けられている。
このように、実施形態２に係るプロジェクタ１０００Ｂは、偏角プリズム１５０が配置される位置が実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａの場合とは異なっているが、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａの場合と同様に、偏光分離プリズム１３０の光射出面のうち第１象限領域及び第２象限領域から射出される照明光束が通過する領域に偏角プリズム１５０が配置されているため、第１象限領域及び第２象限領域から射出される照明光束については、液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域上で、第２の方向に沿った一方側の領域（第２象限領域）から射出される照明光束と他方側の領域（第１象限領域）から射出される照明光束とが第２の方向に沿って照射位置を入れ替わることになる。
このため、液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域上においては、第２の方向に沿った光強度分布が平準化され、第２の方向に沿った光強度分布が比較的均一なものとなる。

実施形態２に係るプロジェクタ１０００Ｂは、この他の点では実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａの場合と同様の構成を有しているため、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａが有する該当する効果を有する。

すなわち、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の各画像形成領域における縦横方向のうち第１の方向（図３（ｃ）の上下方向）については画像形成領域の一部を、第２の方向（図３（ｃ）の左右方向）については画像形成領域の全体を照明するような断面形状（すなわち第１の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各画像形成領域上で第１の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の各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、第１の方向に圧縮された断面形状を有する照明光束を、上記したような偏光分離プリズム１３０及びシリンドリカルレンズ１４０を有する照明装置１００Ｂの機能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１１０からの照明光束を無駄無く液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各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５は、本発明の実施形態３に係るプロジェクタの光学系を示す図である。図５（ａ）及び図５（ｂ）は光学系を上面から見た図であり、図５（ｃ）は光学系を側面から見た図である。図５（ａ）は、偏光分離プリズムから回転プリズムまでは、偏光分離プリズムの偏光分離面で反射される照明光束の光軸に沿った光学系を上面から見た図であり、図５（ｂ）は、偏光分離プリズムの偏光分離面を透過する照明光束の光軸に沿った光学系を上面から見た図である。

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における偏角プリズム１５０が果たす機能をシリンドリカルレンズ１４２に負わせることとしている。すなわち、実施形態３に係るプロジェクタ１０００Ｃにおいては、シリンドリカルレンズ１４２の光入射面をシリンドリカルレンズ面とするとともにその光射出面に偏角プリズムを形成している。

このため、実施形態３に係るプロジェクタ１０００Ｃにおいては、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａの場合と同様に、第１象限領域及び第２象限領域から射出される照明光束については、液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域上で、照明光軸に沿って見たときの第２の方向に沿った一方側の領域（第２象限領域）から射出される照明光束と他方側の領域（第１象限領域）から射出される照明光束とを第２の方向に沿って照射位置を入れ替え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の画像形成領域上においては、第２の方向に沿った光強度分布が平準化され、第２の方向に沿った光強度分布が比較的均一なものとなる。

実施形態３に係るプロジェクタ１０００Ｃによれば、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａや実施形態２に係るプロジェクタ１０００Ｂに比べるとシリンドリカルレンズの加工の手間は増えるが、光が入出射する界面の数が２つ減るため、光利用効率が向上し迷光レベルが低減するのに役立つという効果もある。

実施形態３に係るプロジェクタ１０００Ｃにおいては、「光入射面をシリンドリカルレンズ面とし、光射出面に偏角プリズムを形成したシリンドリカルレンズ」を用いたが、それに代えて、「光射出面をシリンドリカルレンズとし、光入射面に偏角プリズムを形成したシリンドリカルレンズ」や「光入射面及び光射出面をシリンドリカルレンズ面としたうえで、これらのうちいずれかの面に偏角プリズムを合成したシリンドリカルレンズ」を用いることもできる。

なお、実施形態３に係るプロジェクタ１０００Ｃは、この他の点では実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａの場合と同様の構成を有しているため、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａが有する該当する効果を有する。
すなわち、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の各画像形成領域における縦横方向のうち第１の方向（図３（ｃ）の上下方向）については画像形成領域の一部を、第２の方向（図３（ｃ）の左右方向）については画像形成領域の全体を照明するような断面形状（すなわち第１の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各画像形成領域上で第１の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の各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、第１の方向に圧縮された断面形状を有する照明光束を、上記したような偏光分離プリズム１３０及びシリンドリカルレンズ１４２を有する照明装置１００Ｃの機能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１１０からの照明光束を無駄無く液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各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６は、本発明の実施形態４に係るプロジェクタの光学系を示す図である。図６（ａ）及び図６（ｂ）は光学系を上面から見た図であり、図６（ｃ）は光学系を側面から見た図である。図６（ａ）は、偏光分離プリズムから回転プリズムまでは、偏光分離プリズムの偏光分離面で反射される照明光束の光軸に沿った光学系を上面から見た図であり、図６（ｂ）は、偏光分離プリズムの偏光分離面を透過する照明光束の光軸に沿った光学系を上面から見た図である。

実施形態４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における偏角プリズム１５０が果たす機能を２個のシリンドリカルレンズからなる別のシリンドリカルレンズ１５２に負わせることとしている。すなわち、実施形態４に係るプロジェクタ１０００Ｄは、偏光分離プリズム１３０の第１象限領域及び第２象限領域から射出される照明光束については、液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域上で、照明光軸に沿って見たときの第２の方向に沿って光強度分布を反転させる機能を有する光学要素としてのシリンドリカルレンズ１５２をさらに有している。

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の画像形成領域上においては、第２の方向に沿った光強度分布が平準化され、第２の方向に沿った光強度分布が比較的均一なものとなる。

なお、実施形態４に係るプロジェクタ１０００Ｄは、この他の点では実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａの場合と同様の構成を有しているため、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａが有する該当する効果を有する。

すなわち、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の各画像形成領域における縦横方向のうち第１の方向（図３（ｃ）の上下方向）については画像形成領域の一部を、第２の方向（図３（ｃ）の左右方向）については画像形成領域の全体を照明するような断面形状（すなわち第１の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各画像形成領域上で第１の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の各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、第１の方向に圧縮された断面形状を有する照明光束を、上記したような偏光分離プリズム１３０及びシリンドリカルレンズ１４０を有する照明装置１００Ｄの機能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１１０からの照明光束を無駄無く液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各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７は、実施形態５に係るプロジェクタにおける照明装置を説明するために示す側面図である。実施形態５に係るプロジェクタ１０００Ｅ（図示せず。）は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａとは、偏光分離プリズムの構成が異なっている。すなわち、実施形態５に係る偏光分離プリズム１３０Ｂは、図７に示すように、内部に偏光分離面１３２を含む偏光キューブプリズムと、斜面が反射面１３４となっている三角柱プリズムとからなっている。

このように、実施形態５に係るプロジェクタ１０００Ｅは、偏光分離プリズム１３０Ｂの構成が実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａのそれとは異なっているが、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａの場合と同様に、液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各画像形成領域における縦横方向のうち第１の方向（図３（ｃ）の上下方向）については画像形成領域の一部を、第２の方向（図３（ｃ）の左右方向）については画像形成領域の全体を照明するような断面形状（すなわち第１の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各画像形成領域上で第１の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の各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５に係るプロジェクタ１０００Ｅによれば、第１の方向に圧縮された断面形状を有する照明光束を、上記したような偏光分離プリズム１３０Ｂ及びシリンドリカルレンズ１４０を有する照明装置１００Ｅの機能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１１０からの照明光束を無駄無く液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各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。

〔実施形態６〕
図８は、実施形態６に係るプロジェクタにおける照明装置を説明するために示す側面図である。実施形態６に係るプロジェクタ１０００Ｆ（図示せず。）は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａとは、照明装置の構成が異なっている。すなわち、実施形態６に係る照明装置１００Ｆは、図８に示すように、偏光分離プリズム１３０と平行化レンズ１２０とが一体化されている。

このように、実施形態６に係るプロジェクタ１０００Ｆは、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａとは、照明装置１００Ｆの構成が実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａのそれとは異なっているが、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａの場合と同様に、液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各画像形成領域における縦横方向のうち第１の方向（図３（ｃ）の上下方向）については画像形成領域の一部を、第２の方向（図３（ｃ）の左右方向）については画像形成領域の全体を照明するような断面形状（すなわち第１の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各画像形成領域上で第１の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の各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６に係るプロジェクタ１０００Ｆによれば、第１の方向に圧縮された断面形状を有する照明光束を、上記したような偏光分離プリズム１３０及びシリンドリカルレンズ１４０を有する照明装置１００Ｆの機能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１１０からの照明光束を無駄無く液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各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６に係るプロジェクタ１０００Ｆ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６に係るプロジェクタにおいては、平行化レンズ１２０の光射出面及び偏光分離プリズム１３０の光入射面における反射損をなくすることができるため、光利用効率を向上させることができ、プロジェクタの組立工程において、平行化レンズと偏光分離プリズムとの位置精度の劣化や組み立て工数の増加を抑制することができるという効果もある。

〔実施形態７〕
図９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。図９（ａ）及び図９（ｂ）は光学系を上面から見た図であり、図９（ｃ）は光学系を側面から見た図である。図９（ａ）は、偏光分離プリズムから回転プリズムまでは、偏光分離プリズムの偏光分離面で反射される照明光束の光軸に沿った光学系を上面から見た図であり、図９（ｂ）は、偏光分離プリズムの偏光分離面を透過する照明光束の光軸に沿った光学系を上面から見た図である。

実施形態７に係るプロジェクタ１０００Ｇは、色分離光学系の構成が実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａと異なる。すなわち、実施形態７に係るプロジェクタ１０００Ｇの色分離光学系２００Ｂは、図９（ａ）〜図９（ｃ）に示すように、ダブルリレー光学系を用いている。

このように、実施形態７に係るプロジェクタ１０００Ｇは、色分離光学系２００Ｂの構成が実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａのそれとは異なるが、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａの場合と同様に、液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各画像形成領域における縦横方向のうち第１の方向（図３（ｃ）の上下方向）については画像形成領域の一部を、第２の方向（図３（ｃ）の左右方向）については画像形成領域の全体を照明するような断面形状（すなわち第１の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各画像形成領域上で第１の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の各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１０００Ｇによれば、第１の方向に圧縮された断面形状を有する照明光束を、上記したような偏光分離プリズム１３０及びシリンドリカルレンズ１４０を有する照明装置１００Ａの機能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１１０からの照明光束を無駄無く液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各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７に係るプロジェクタ１０００Ｇ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〜１０００Ｇ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〜１０００Ｇ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〜１０００Ｇは、走査手段として、回転プリズム７７０を用いているが、本発明はこれに限られず、ガルバノミラーやポリゴンミラーを用いることもできる。

（４）上記各実施形態のプロジェクタ１０００Ａ〜１０００Ｇ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１２０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。

実施形態１に係るプロジェクタの光学系を示す図。実施形態１に係るプロジェクタにおける照明装置を説明するために示す図。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。実施形態２に係るプロジェクタの光学系を示す図。実施形態３に係るプロジェクタの光学系を示す図。実施形態４に係るプロジェクタの光学系を示す図。実施形態５に係るプロジェクタにおける照明装置を説明するために示す側面図。実施形態６に係るプロジェクタにおける照明装置を説明するために示す側面図。実施形態７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

１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ…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、１２０…平行化レンズ、１３０，１３０Ｂ…偏光分離プリズム、１３２…偏光分離面、１３４…反射面、１３６…λ／２板、１４０，１４２，１５２…シリンドリカルレンズ、２００，２００Ｂ…色分離光学系、７５２…フィールドレンズ、７５４…リレーレンズ、７７０…回転プリズム、７７２…回転軸、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、９００Ａ，９００Ｂ，１０００Ａ，１０００Ｂ，１０００Ｃ，１０００Ｄ，１０００Ｇ…プロジェクタ、ＳＣＲ…スクリーン

Claims

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のうち一方の偏光成分に係る照明光束を透過し他方の偏光成分に係る照明光束を反射する偏光分離面及びこの偏光分離面からの他方の偏光成分に係る照明光束を照明光軸に平行な方向に向けて反射する反射面を有する偏光分離プリズム、並びに偏光分離された２つの照明光束を被照明領域側で重畳させるように照明光軸に垂直な第１の方向に屈折力を有するとともに照明光軸及び第１の方向に垂直な第２の方向には屈折力を有しないシリンドリカルレンズを有し、照明光束を照射する対象である電気光学変調装置の画像形成領域上で、前記第１の方向については画像形成領域の一部を、前記第２の方向については画像形成領域の全体を照明するような断面形状を有する照明光束を照射する照明装置と、
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、
前記照明装置と前記電気光学変調装置との間に配置され、照明光束を前記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前記第１の方向に沿って走査する走査手段とを備え、
前記照明装置は、照明光軸に沿って見たときの前記偏光分離プリズムの光射出面を第１象限領域、第２象限領域、第３象限領域及び第４象限領域としたとき、第１象限領域及び第２象限領域から射出される照明光束と第３象限領域及び第４象限領域から射出される照明光束とのうちいずれかの照明光束については、前記電気光学変調装置の画像形成領域上で、照明光軸に沿って見たときの第２の方向に沿った一方側の領域（第２象限領域又は第３象限領域）から射出される照明光束と他方側の領域（第１象限領域又は第４象限領域）から射出される照明光束とを第２の方向に沿って照射位置を入れ替える機能を有する光学要素をさらに有す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、
前記光学要素は、前記シリンドリカルレンズの被照明領域側の領域であって、前記偏光分離プリズムの光射出面のうち第１象限領域及び第２象限領域から射出される照明光束が通過する領域又は第３象限領域及び第４象限領域から射出される照明光束が通過する領域に配置された偏角プリズムであ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、
前記光学要素は、前記偏光分離プリズムと前記シリンドリカルレンズとの間の領域であって、前記偏光分離プリズムの光射出面のうち第１象限領域及び第２象限領域から射出される照明光束が通過する領域又は第３象限領域及び第４象限領域から射出される照明光束が通過する領域に配置された偏角プリズムであ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、
前記光学要素は、前記シリンドリカルレンズの光入射面又は光射出面に形成されてなることを特徴とするプロジェクタ。
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のうち一方の偏光成分に係る照明光束を透過し他方の偏光成分に係る照明光束を反射する偏光分離面及びこの偏光分離面からの他方の偏光成分に係る照明光束を照明光軸に平行な方向に向けて反射する反射面を有する偏光分離プリズム、並びに偏光分離された２つの照明光束を被照明領域側で重畳させるように照明光軸に垂直な第１の方向に屈折力を有するとともに照明光軸及び第１の方向に垂直な第２の方向には屈折力を有しないシリンドリカルレンズを有し、照明光束を照射する対象である電気光学変調装置の画像形成領域上で、前記第１の方向については画像形成領域の一部を、前記第２の方向については画像形成領域の全体を照明するような断面形状を有する照明光束を照射する照明装置と、
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、
前記照明装置と前記電気光学変調装置との間に配置され、照明光束を前記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前記第１の方向に沿って走査する走査手段とを備え、
前記照明装置は、照明光軸に沿って見たときの前記偏光分離プリズムの光射出面を第１象限領域、第２象限領域、第３象限領域及び第４象限領域としたとき、第１象限領域及び第２象限領域から射出される照明光束と第３象限領域及び第４象限領域から射出される照明光束とのうちいずれかの照明光束については、前記電気光学変調装置の画像形成領域上で、照明光軸に沿って見たときの第２の方向に沿って光強度分布を反転させる機能を有する光学要素をさらに有す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、
前記光学要素は、前記シリンドリカルレンズの被照明領域側の領域であって、前記偏光分離プリズムの光射出面のうち第１象限領域及び第２象限領域から射出される照明光束が通過する領域又は第３象限領域及び第４象限領域から射出される照明光束が通過する領域に第２の方向に沿って並置された２個のシリンドリカルレンズであ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、
前記光学要素は、前記偏光分離プリズムと前記シリンドリカルレンズとの間の領域であって、前記偏光分離プリズムの光射出面のうち第１象限領域及び第２象限領域から射出される照明光束が通過する領域又は第３象限領域及び第４象限領域から射出される照明光束が通過する領域に第２の方向に沿って並置された２個のシリンドリカルレンズであ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、
前記光学要素は、前記シリンドリカルレンズの光入射面又は光射出面に形成されてな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、
前記シリンドリカルレンズは、偏光分離された２つの照明光束を前記電気光学変調装置の画像形成領域上で重畳するよう構成されてな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、
前記偏光分離プリズムにおける偏光分離面を透過する照明光束の光射出面又は偏光分離面で反射される照明光束の光射出面にはλ／２板が配置されてな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１１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１〜１２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ことを特徴とするプロジェクタ。
請求項１３に記載のプロジェクタにおいて、
前記偏光分離プリズムと前記平行化レンズとは一体化されてな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。
請求項１３〜１５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。