JP2007114263A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】第２レンズアレイとして望ましい形状のレンズアレイを製造することが可能なプロジェクタを提供する。
【解決手段】光源装置と、複数の第１小レンズ１２２Ａがマトリクス状に配列された第１レンズアレイ１２０Ａと、複数の第１小レンズ１２２Ａに対応する複数の第２小レンズ１３２Ａがマトリクス状に配列された第２レンズアレイ１３０Ａと、重畳レンズ１５０とを有する照明装置と、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、投写光学系とを備え、複数の第２小レンズ１３２Ａは、列毎に偏心し、かつ、各第２小レンズ１３２Ａ間の境界部における段差を軽減するように各第２小レンズ１３２Ａの厚みが調整されたプロジェクタ１０００。各第２小レンズ１３２Ａの曲率は、対応する各第１小レンズ１２２Ａの像が液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域Ｓ近傍における同じ位置で結像するように設定されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、プロジェクタに関する。

従来、光均一化光学系としての第１レンズアレイ、第２レンズアレイ及び重畳レンズを有し、第１レンズアレイにおける第１小レンズ及び第２レンズアレイにおける第２小レンズがともに偏心している（第１レンズアレイにおける少なくとも１つの第１小レンズは照明光軸に対して外方に向けて偏心し、第２レンズアレイにおける第２小レンズは照明光軸に対して略平行又は内方に向けて偏心している。）プロジェクタが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

従来のプロジェクタによれば、光源装置から射出される面内光強度分布の比較的不均一な光は、光均一化光学系としての第１レンズアレイ、第２レンズアレイ及び重畳レンズの働きによって面内光強度分布の比較的均一な光に変換されることとなるため、そのような面内光強度分布が比較的均一な光によって、照明対象である電気光学変調装置における画像形成領域を照射することができる。

また、従来のプロジェクタによれば、第１レンズアレイにおける少なくとも１つの第１小レンズは照明光軸に対して外方に向けて偏心しているため、第２レンズアレイにおける各第２小レンズの大きさを大きくすることが可能となり、第１レンズアレイを通過した光のうち各第２小レンズに入射する光の割合を増加することが可能となる。その結果、プロジェクタにおける光利用効率を向上することができる。

特開平１０−１１５８７０号公報

しかしながら、従来のプロジェクタにおいては、偏心している各第２小レンズ間の境界部において段差が存在するため、例えばプレス法によって第２レンズアレイを製造する場合には、型離れが悪くなり、その結果、段差の部分に面ダレ（レンズ周縁の角部が規定の角度に形成されずに丸みを帯びてしまうこと）や欠けを起こし易くなってしまい、第２レンズアレイとして望ましい形状のレンズアレイを製造することが容易ではないという問題がある。

そこで、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、第２レンズアレイとして望ましい形状のレンズアレイを製造することが可能なプロジェクタを提供することを目的とする。

本発明のプロジェクタは、被照明領域側に照明光束を射出する光源装置と、前記光源装置から射出される照明光束を複数の部分光束に分割するための複数の第１小レンズが照明光軸に直交する面内においてマトリクス状に配列された第１レンズアレイと、前記複数の第１小レンズに対応する複数の第２小レンズが照明光軸に直交する面内においてマトリクス状に配列された第２レンズアレイと、前記複数の第２小レンズから射出される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を有する照明装置と、前記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、前記電気光学変調装置によって変調された光を投写する投写光学系とを備え、前記複数の第２小レンズは、行毎又は列毎に偏心し、かつ、各第２小レンズ間の境界部における段差を軽減するように各第２小レンズの厚みが調整されたプロジェクタであって、各第２小レンズの曲率は、対応する各第１小レンズの像が前記電気光学変調装置の画像形成領域近傍における同じ位置で結像するように設定されてい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、各第２小レンズ間の境界部における段差を軽減するように各第２小レンズの厚みが調整されているため、プレス法によって第２レンズアレイを製造する場合に型離れが悪くなってしまうことを抑制することができる。その結果、第２レンズアレイとして望ましい形状のレンズアレイを製造することが可能となる。

なお、この明細書において「小レンズの厚み」とは、小レンズの光入射面と光射出面との間の最大距離を意味している。

ところで、第２レンズアレイを製造するにあたり、複数の第２小レンズが偏心していない場合には、もちろん第２レンズアレイの全面において段差を軽減することは容易であるが、複数の第２小レンズを行毎及び列毎にともに偏心させた場合には、第２レンズアレイの全面において段差を軽減することは容易ではないため、第２レンズアレイとして望ましい形状のレンズアレイを製造することが容易ではない。
これに対し、本発明のプロジェクタによれば、複数の第２小レンズを行毎又は列毎に偏心させているため、第２レンズアレイの全面において段差を軽減することが可能となり、第２レンズアレイとして望ましい形状のレンズアレイを製造することが可能となる。

このため、本発明のプロジェクタは、第２レンズアレイとして望ましい形状のレンズアレイを製造することが可能なプロジェクタとなる。

ところで、このような各第２小レンズの厚みが調整されたプロジェクタにおいては、第１小レンズにおけるレンズ曲面の頂点と第２小レンズにおけるレンズ曲面の頂点との間の距離が、小レンズ毎にそれぞれ異なっている。このため、第２レンズアレイの複数の第２小レンズから射出される各部分光束のそれぞれについて、第１小レンズの像の結像位置及び拡大倍率が異なってしまう。その結果、電気光学変調装置の画像形成領域に照射される光の利用効率や均一度が低下し、投写面上で明るく均一な面内表示特性を得ることが困難となる。

これに対し、本発明のプロジェクタによれば、各第２小レンズの曲率は、対応する各第１小レンズの像が電気光学変調装置の画像形成領域近傍における同じ位置で結像するように設定されているため、上記のように複数の第２小レンズが行毎又は列毎に偏心し、かつ、各第２小レンズ間の境界部における段差を軽減するように各第２小レンズの厚みが調整された第２レンズアレイを用いたとしても、第２レンズアレイの複数の第２小レンズから射出される各部分光束のそれぞれについて、第１小レンズの像の結像位置及び拡大倍率をほぼ同じにすることが可能となる。その結果、電気光学変調装置の画像形成領域に照射される光の利用効率や均一度が低下するのを抑制することができ、投写面上で明るく均一な面内表示特性を得ることが可能となるという効果も得られる。

本発明のプロジェクタにおいては、各第２小レンズの曲率は、小レンズ毎に独立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、第２レンズアレイの複数の第２小レンズから射出される各部分光束のそれぞれについて、第１小レンズの像の結像位置及び拡大倍率をほぼ同じにすることが容易となるため、電気光学変調装置の画像形成領域に照射される光の利用効率や均一度が低下するのを抑制することが容易となり、投写面上でさらに明るく均一な面内表示特性を得ることが可能となる。

本発明のプロジェクタにおいては、各第２小レンズの曲率は、前記第２レンズアレイの中央側に配置された第２小レンズの曲率半径が前記第２レンズアレイの外周側に配置された第２小レンズの曲率半径よりも大きくなるように設定されていることが好ましい。

上記したように、各第２小レンズの厚みが調整されたプロジェクタにおいては、第１小レンズにおけるレンズ曲面の頂点と第２小レンズにおけるレンズ曲面の頂点との間の距離が、小レンズ毎にそれぞれ異なっている。

このため、第１レンズアレイの外周側に配置された第１小レンズの像を画像形成領域近傍に結像したときには、第１レンズアレイの中央側に配置された第１小レンズの像は、画像形成領域の位置よりも第２レンズアレイ側に寄った位置に結像されることとなる。これとは反対に、第１レンズアレイの中央側に配置された第１小レンズの像を画像形成領域近傍に結像したときには、第１レンズアレイの外周側に配置された第１小レンズの像は、画像形成領域の位置よりも投写光学系側に寄った位置に結像されることとなる。

このように、第２レンズアレイの複数の第２小レンズから射出される各部分光束のそれぞれについて、第１小レンズの像の結像位置及び拡大倍率が異なってしまい、結果として、電気光学変調装置の画像形成領域に照射される光の利用効率や均一度が低下し、投写面上で明るく均一な面内表示特性を得ることが困難となる。

これに対し、本発明のプロジェクタによれば、各第２小レンズの曲率は、第２レンズアレイの中央側に配置された第２小レンズの曲率半径が、第２レンズアレイの外周側に配置された第２小レンズの曲率半径よりも大きくなるように設定されているため、第１レンズアレイの外周側に配置された第１小レンズの像を画像形成領域近傍に結像したときには、第１レンズアレイの中央側に配置された第１小レンズの像を画像形成領域近傍に結像することが可能となり、第１レンズアレイの中央側に配置された第１小レンズの像を画像形成領域近傍に結像したときには、第１レンズアレイの外周側に配置された第１小レンズの像を画像形成領域近傍に結像することが可能となる。すなわち、第２レンズアレイの複数の第２小レンズから射出される各部分光束のそれぞれについて、第１小レンズの像の結像位置及び拡大倍率をほぼ同じにすることが可能となる。その結果、電気光学変調装置の画像形成領域に照射される光の利用効率や均一度が低下するのを抑制することができ、投写面上で明るく均一な面内表示特性を得ることが可能となる。

なお、この明細書において「レンズアレイの外周側に配置された小レンズ」とは、マトリクス状に配列された小レンズにおいて、照明光軸から遠い位置に配置された小レンズを意味している。また、「レンズアレイの中央側に配置された小レンズ」とは、マトリクス状に配列された小レンズにおいて、照明光軸により近い位置に配置された小レンズを意味している。

本発明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配置され、前記第２レンズアレイからの各部分光束に含まれる偏光方向のうち一方の直線偏光成分に係る照明光束を透過し他方の直線偏光成分に係る照明光束を反射する偏光分離層と、前記偏光分離層で反射された他方の直線偏光成分に係る照明光束を照明光軸に略平行な方向に向けて反射する反射層と、前記偏光分離層を透過した一方の直線偏光成分に係る照明光束が通過する部分又は前記反射層で反射された他方の直線偏光成分に係る照明光束が通過する部分のいずれかに配置される位相差板とを有する偏光変換素子と、前記偏光変換素子の光入射面側に配置され、前記反射層に対応する位置に配置される遮光部及び前記偏光分離層に対応する位置に配置される光透過部を有する遮光部材とをさらに備え、前記複数の第２小レンズは、前記第１レンズアレイからの各部分光束が前記光透過部に入射するように偏心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、第２レンズアレイからの各部分光束が偏光変換素子の偏光分離層に良好に入射することとなるため、画像形成領域に照射される光の利用効率を向上することができ、投写面上でさらに明るい面内表示特性を得ることが可能となる。
また、光源装置から射出される偏光方向の揃っていない照明光束を、上記した偏光変換素子の作用によって、偏光方向の揃った略１種類の直線偏光光に変換することが可能となるため、電気光学変調装置として、液晶パネルを有する液晶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好適なものとなる。

本発明のプロジェクタにおいては、前記光源装置が、照明光軸を中心軸とする発散光を射出する光源装置である場合には、前記複数の第２小レンズは、前記第１レンズアレイからの各部分光束の主光線が照明光軸に対して略平行な光となるように偏心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、第１レンズアレイを通過した光のうち各第２小レンズに入射する光の割合を増加することが可能となり、プロジェクタにおける光利用効率を向上することができる。

本発明のプロジェクタにおいては、前記光源装置が、照明光軸に対して略平行な光を射出する光源装置である場合には、前記複数の第１小レンズは、前記光源装置からの光を照明光軸を中心軸とする発散光とするように偏心し、前記複数の第２小レンズは、前記第１レンズアレイからの各部分光束の主光線が照明光軸に対して略平行な光となるように偏心し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、第１レンズアレイを通過した光のうち各第２小レンズに入射する光の割合を増加することが可能となり、プロジェクタにおける光利用効率を向上することができる。

この場合、前記複数の第１小レンズは、行毎又は列毎に偏心し、かつ、各第１小レンズ間の境界部における段差を軽減するように各第１小レンズの厚みが調整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、各第１小レンズ間の境界部における段差を軽減するように各第１小レンズの厚みが調整されているため、プレス法によって第１レンズアレイを製造する場合に型離れが悪くなってしまうことを抑制することができる。その結果、第１レンズアレイとして望ましい形状のレンズアレイを製造することが可能となる。

ところで、第１レンズアレイを製造するにあたり、複数の第１小レンズが偏心していない場合には、もちろん第１レンズアレイの全面において段差を軽減することは容易であるが、複数の第１小レンズを行毎及び列毎にともに偏心させた場合には、第１レンズアレイの全面において段差を軽減することは容易ではないため、第１レンズアレイとして望ましい形状のレンズアレイを製造することが容易ではない。
これに対し、本発明のプロジェクタによれば、複数の第１小レンズを行毎又は列毎に偏心させているため、第１レンズアレイの全面において段差を軽減することが可能となり、第１レンズアレイとして望ましい形状のレンズアレイを製造することが可能となる。

本発明のプロジェクタにおいては、前記第１レンズアレイと前記第２レンズアレイとは、一体成形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レンズアレイから射出される照明光束が空気層を通過することなく第２レンズアレイへと入射するようになるため、第１レンズアレイの光射出面及び第２レンズアレイの光入射面における光の反射等が発生しなくなる。このため、そのような望ましくない反射等による光量の損失を抑制することができるようになる。また、装置の組み立ての際に、第１レンズアレイと第２レンズアレイとの位置合わせを行う必要がなくなるとともに、装置の組み立て後において第１レンズアレイ及び第２レンズアレイの位置精度が劣化するのを抑制することが可能となる。

本発明のプロジェクタにおいては、前記第１レンズアレイと前記第２レンズアレイとは、別体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レンズアレイ及び第２レンズアレイをそれぞれ別の部材としてプレス成形することができるため、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイの製造が容易となる。

第１レンズアレイと第２レンズアレイとが別体であるプロジェクタにおいては、前記第１レンズアレイと前記第２レンズアレイとの間に配置され、前記第１レンズアレイからの光を前記第２レンズアレイに導くための透光部材をさらに有し、前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイは、前記透光部材を介して接合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レンズアレイから射出される照明光束が空気層を通過することなく第２レンズアレイへと入射するようになるため、第１レンズアレイの光射出面及び第２レンズアレイの光入射面における光の反射等を抑制することが可能となる。このため、そのような望ましくない反射等による光量の損失を低減することが可能となる。また、装置の組み立ての際に、前もって第１レンズアレイと第２レンズアレイとを位置合わせした上で透光部材と接合しておくことにより、この第１レンズアレイ、第２レンズアレイ及び透光部材からなるレンズアレイユニットと他の光学要素との位置を調整するだけでよくなるため、各光学要素の位置合わせを容易に行うことができるようになる。

上記のように第１レンズアレイ及び第２レンズアレイが透光部材を介して接合されているプロジェクタの場合、前記透光部材は、前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイとほぼ等しい屈折率を有することが好ましい。
さらには、前記第１レンズアレイと前記透光部材と前記第２レンズアレイとをそれぞれ接合するための接着剤も、前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイとほぼ等しい屈折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、第１レンズアレイと透光部材との界面及び透光部材と第２レンズアレイとの界面における光の反射等をさらに抑制することが可能となるため、そのような望ましくない反射等による光量の損失をより一層低減することが可能となる。

上記のように第１レンズアレイ及び第２レンズアレイが透光部材を介して接合されているプロジェクタの場合、前記透光部材は、前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイとほぼ等しい線膨張係数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、プロジェクタの使用による温度変化に伴う熱応力の発生を抑制することが可能となるため、第１レンズアレイと透光部材との接合部分及び透光部材と第２レンズアレイとの接合部分における損傷を抑制することが可能となる。

これらより、上記のように第１レンズアレイ及び第２レンズアレイが透光部材を介して接合されているプロジェクタの場合、前記透光部材は、前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイと同一の基材からなることがさらに好ましい。

本発明のプロジェクタにおいては、前記電気光学変調装置として、画像情報に応じて複数の色光のそれぞれを変調する複数の電気光学変調装置を備えるとともに、前記照明装置からの照明光束を複数の色光に分離して前記複数の電気光学変調装置のそれぞれに導く色分離導光光学系と、前記複数の電気光学変調装置で変調されたそれぞれの色光を合成する色合成光学系と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、第２レンズアレイとして望ましい形状のレンズアレイを製造することが可能なプロジェクタを、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。

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、実施形態１に係るプロジェクタ１０００を説明するために示す図である。図１（ａ）はプロジェクタ１０００の光学系を示す図であり、図１（ｂ）はプロジェクタ１０００の要部を上から見た図であり、図１（ｃ）はプロジェクタ１０００の要部を横から見た図である。
図２は、偏光変換素子１４０及び遮光部材１６０を説明するために示す図である。図２（ａ）は偏光変換素子１４０及び遮光部材１６０の一部を上面から見た図であり、図２（ｂ）は偏光変換素子１４０及び遮光部材１６０の斜視図である。

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軸方向（図１（ａ）における照明光軸１００Ａａｘ方向）、ｘ軸方向（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軸方向（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１０００は、図１（ａ）に示すように、照明光束を射出する照明装置１００Ａと、照明装置１００Ａからの光を３つの色光に分離して被照明領域に導光する色分離導光光学系２００と、色分離導光光学系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つの液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂによって変調された色光を合成する色合成光学系としての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とを備えている。

照明装置１００Ａは、被照明領域側に照明光束を射出する光源装置１１０Ａと、光源装置１１０Ａから射出される照明光束を複数の部分光束に分割するための複数の第１小レンズ１２２Ａを有する第１レンズアレイ１２０Ａと、複数の第１小レンズ１２２Ａに対応する複数の第２小レンズ１３２Ａを有する第２レンズアレイ１３０Ａと、第１レンズアレイ１２０Ａにより分割された各部分光束の偏光方向を、偏光方向の揃った略１種類の直線偏光光として射出する偏光変換素子１４０と、偏光変換素子１４０から射出される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１１０Ａは、楕円面リフレクタ１１４Ａと、楕円面リフレクタ１１４Ａの第１焦点近傍に発光中心を有する発光管１１２Ａと、発光管１１２Ａに設けられ、発光管１１２Ａから被照明領域側に射出される光を楕円面リフレクタ１１４Ａに向けて反射する反射手段としての補助ミラー１１６Ａと、楕円面リフレクタ１１４Ａで反射された集束光を略平行光に変換して第１レンズアレイ１２０Ａに向けて射出する凹レンズ１１８Ａとを有している。光源装置１１０Ａは、照明光軸１００Ａａｘを中心軸とする光束を射出する。

発光管１１２Ａは、管球部と、管球部の両側に延びる一対の封止部とを有している。
楕円面リフレクタ１１４Ａは、発光管１１２Ａの一方の封止部に挿通・固着される筒状の首状部と、発光管１１２Ａから放射された光を第２焦点位置に向けて反射する反射凹面とを有している。

補助ミラー１１６Ａは、発光管１１２Ａの管球部を挟んで楕円面リフレクタ１１４Ａと対向して設けられ、発光管１１２Ａから放射された光のうち楕円面リフレクタ１１４Ａに向かわない光を発光管１１２Ａに戻し楕円面リフレクタ１１４Ａに入射させる。

凹レンズ１１８Ａは、楕円面リフレクタ１１４Ａの被照明領域側に配置されている。そして、楕円面リフレクタ１１４Ａからの光を第１レンズアレイ１２０Ａに向けて射出するように構成されている。

第１レンズアレイ１２０Ａは、凹レンズ１１８Ａからの光を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子としての機能を有し、照明光軸１００Ａａｘと直交する面内にマトリクス状に配列される複数の第１小レンズ１２２Ａを備えた構成を有している。図示による説明は省略するが、第１小レンズ１２２Ａの外形形状は、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域Ｓ（後述する図３（ｃ）参照。）の外形形状に関して相似形である。

第２レンズアレイ１３０Ａは、第１レンズアレイ１２０Ａにより分割された複数の部分光束を集光する光学素子であり、第１レンズアレイ１２０Ａと同様に照明光軸１００Ａａｘに直交する面内にマトリクス状に配列される複数の第２小レンズ１３２Ａを備えた構成を有している。

なお、第１レンズアレイ１２０Ａ及び第２レンズアレイ１３０Ａについては、詳細に後述する。

偏光変換素子１４０は、第１レンズアレイ１２０Ａにより分割された各部分光束の偏光方向を、偏光方向の揃った略１種類の直線偏光光として射出する偏光変換素子である。
偏光変換素子１４０は、図２（ａ）に示すように、第２レンズアレイ１３０Ａからの各部分光束に含まれる偏光方向のうち一方の直線偏光成分に係る照明光束を透過し他方の直線偏光成分に係る照明光束を反射する偏光分離層１４２と、偏光分離層１４２で反射された他方の直線偏光成分に係る照明光束を照明光軸に略平行な方向に向けて反射する反射層１４４と、偏光分離層１４２を透過した一方の直線偏光成分に係る照明光束が通過する部分に配置される位相差板１４６とを有している。

また、偏光変換素子１４０の光入射面側には、図１及び図２に示すように、遮光部材１６０が配置されている。遮光部材１６０は、偏光変換素子１４０の反射層１４４に対応する位置に配置される遮光部１６２と、偏光変換素子１４０の偏光分離層１４２に対応する位置に配置される光透過部１６４とを有している。

重畳レンズ１５０は、第１レンズアレイ１２０Ａ、第２レンズアレイ１３０Ａ及び偏光変換素子１４０を経た複数の部分光束を集光して、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域Ｓ近傍に重畳させるための光学素子である。なお、図１（ａ）に示す重畳レンズ１５０は１枚のレンズで構成されているが、複数のレンズを組み合わせた複合レンズで構成されていてもよい。

色分離導光光学系２００は、第１のダイクロイックミラー２１０及び第２のダイクロイックミラー２２０と、反射ミラー２３０，２４０，２５０と、入射側レンズ２６０と、リレーレンズ２７０とを有している。色分離導光光学系２００は、重畳レンズ１５０から射出される照明光束を、赤色光、緑色光及び青色光の３つの色光に分離して、それぞれの色光を照明対象となる３つの液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂに導く機能を有している。

第１のダイクロイックミラー２１０及び第２のダイクロイックミラー２２０は、基板上に所定の波長領域の光束を反射し、他の波長領域の光束を透過する波長選択膜が形成された光学素子である。第１のダイクロイックミラー２１０は、赤色光成分を反射し、その他の色光成分を透過するミラーである。第２のダイクロイックミラー２２０は、緑色光成分を反射し、青色光成分を透過するミラーである。

第１のダイクロイックミラー２１０で反射された赤色光成分は、反射ミラー２３０により曲折され、集光レンズ３００Ｒを介して赤色光用の液晶装置４００Ｒの画像形成領域Ｓに入射する。

集光レンズ３００Ｒは、重畳レンズ１５０からの各部分光束を各主光線に対して略平行な光束に変換するために設けられている。他の液晶装置４００Ｇ，４００Ｂの光路前段に配設される集光レンズ３００Ｇ，３００Ｂも、集光レンズ３００Ｒと同様に構成されている。

第１のダイクロイックミラー２１０を通過した緑色光成分及び青色光成分のうち緑色光成分は、第２のダイクロイックミラー２２０によって反射され、集光レンズ３００Ｇを通過して緑色光用の液晶装置４００Ｇの画像形成領域Ｓに入射する。一方、青色光成分は、第２のダイクロイックミラー２２０を透過し、入射側レンズ２６０、入射側の反射ミラー２４０、リレーレンズ２７０、射出側の反射ミラー２５０及び集光レンズ３００Ｂを通過して青色光用の液晶装置４００Ｂの画像形成領域Ｓに入射する。入射側レンズ２６０、リレーレンズ２７０及び反射ミラー２４０，２５０は、第２のダイクロイックミラー２２０を透過した青色光成分を液晶装置４００Ｂまで導く機能を有している。

なお、青色光の光路にこのような入射側レンズ２６０、リレーレンズ２７０及び反射ミラー２４０，２５０が設けられているのは、青色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、青色光の光路の長さが長いのでこのような構成とされているが、赤色光の光路の長さを長くして、入射側レンズ２６０、リレーレンズ２７０及び反射ミラー２４０，２５０を赤色光の光路に用いる構成も考えられる。

液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、照明光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものであり、光源装置１１０Ａの照明対象となる。なお、図示を省略したが、集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂと各液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとの間には、それぞれ入射側偏光板が介在配置され、各液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとクロスダイクロイックプリズム５００との間には、それぞれ射出側偏光板が介在配置されている。これら入射側偏光板、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ及び射出側偏光板によって、入射する各色光の光変調が行われる。
液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶を密閉封入したものである。例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、与えられた画像情報に応じて、入射側偏光板から射出された１種類の直線偏光の偏光方向を変調する。

色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム５００は、射出側偏光板から射出された各色光毎に変調された光学像を合成して、カラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム５００は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた略Ｘ字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。略Ｘ字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の界面に形成された誘電体多層膜は、青色光を反射するものであり、これらの誘電体多層膜によって赤色光及び青色光は曲折され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、３つの色光が合成される。

クロスダイクロイックプリズム５００から射出されたカラー画像は、投写光学系６００によって拡大投写され、スクリーンＳＣＲ上で大画面画像を形成する。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、第２レンズアレイの構成を特徴としている。以下、実施形態１に係るプロジェクタ１０００の構成と実施形態１の比較例１に係るプロジェクタ１０００ａの構成と実施形態１の比較例２に係るプロジェクタ１０００ｂの構成とを比較して説明することにより、実施形態１に係るプロジェクタ１０００の効果を詳細に説明する。

図３は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００の効果を説明するために示す概念図である。図３（ａ）は実施形態１の比較例１に係るプロジェクタ１０００ａを説明するために示す概念図であり、図３（ｂ）は実施形態１の比較例２に係るプロジェクタ１０００ｂを説明するために示す概念図であり、図３（ｃ）は実施形態１に係るプロジェクタ１０００を説明するために示す概念図である。
なお、図３（ａ）〜図３（ｃ）において、説明を容易にするため、プロジェクタにおける各光学系のうち第１レンズアレイ、第２レンズアレイ、重畳レンズ及び液晶装置（画像形成領域Ｓ）のみを図示し、その他の光学系（偏光変換素子など。）については図示を省略している。

比較例１に係るプロジェクタ１０００ａは、基本的には実施形態１に係るプロジェクタ１０００とよく似た構成を有しているが、実施形態１に係るプロジェクタ１０００とは、第２レンズアレイの構成が異なっている。すなわち、比較例１に係るプロジェクタ１０００ａにおいては、図３（ａ）に示すように、第２レンズアレイ１３０ａの各第２小レンズ１３２ａ間の境界部において段差が存在する。なお、比較例１に係るプロジェクタ１０００ａは、第２レンズアレイの構成以外の点では、実施形態１に係るプロジェクタ１０００と同様の構成を有している。

比較例１に係るプロジェクタ１０００ａにおいては、図３（ａ）に示すように、第１レンズアレイ１２０ａの外周側に配置された第１小レンズ１２２ａは、入射する照明光束を照明光軸１００ａａｘに対して外方に向けて射出するように偏心しており、第１レンズアレイ１２０ａの中央側に配置された第１小レンズ１２２ａは、入射する照明光束を照明光軸１００ａａｘに対して内方に向けて射出するように偏心している。第２レンズアレイ１３０ａの各第２小レンズ１３２ａは、入射する照明光束を照明光軸１００ａａｘに対して略平行にして射出するように偏心している。また、各第１小レンズ１２２ａ及び各第２小レンズ１３２ａはともに列毎に偏心している。

比較例１に係るプロジェクタ１０００ａにおいては、第１小レンズ１２２ａにおけるレンズ曲面の頂点と第２小レンズ１３２ａにおけるレンズ曲面の頂点との間の距離が、小レンズ毎にそれぞれ同じであるため、各第１小レンズ１２２ａの像は、画像形成領域Ｓ近傍における同じ位置で結像する。

しかしながら、比較例１に係るプロジェクタ１０００ａにおいては、偏心している各第２小レンズ１３２ａ間の境界部において段差が存在するため、例えばプレス法によって第２レンズアレイ１３０ａを製造する場合には、型離れが悪くなり、その結果、段差の部分に面ダレ（レンズ周縁の角部が規定の角度に形成されずに丸みを帯びてしまうこと）や欠けを起こし易くなってしまい、第２レンズアレイとして望ましい形状のレンズアレイを製造することが容易ではないという問題がある。

このような比較例１に係るプロジェクタ１０００ａにおける問題点を解決することが可能なプロジェクタとして、比較例２に係るプロジェクタ１０００ｂがある。

比較例２に係るプロジェクタ１０００ｂは、基本的には比較例１に係るプロジェクタ１０００ａとよく似た構成を有しているが、比較例１に係るプロジェクタ１０００ａとは、第２レンズアレイの構成が異なっている。すなわち、比較例２に係るプロジェクタ１０００ｂにおいては、図３（ｂ）に示すように、第２レンズアレイ１３０ｂは、各第２小レンズ１３２ｂ間の境界部における段差を軽減するように各第２小レンズ１３２ｂの厚みが調整されている。なお、比較例２に係るプロジェクタ１０００ｂは、第２レンズアレイの構成以外の点では、比較例１に係るプロジェクタ１０００ａと同様の構成を有している。

比較例２に係るプロジェクタ１０００ｂによれば、各第２小レンズ１３２ｂ間の境界部における段差を軽減するように各第２小レンズ１３２ｂの厚みが調整されているため、プレス法によって第２レンズアレイ１３０ｂを製造する場合に型離れが悪くなってしまうことを抑制することができる。その結果、第２レンズアレイとして望ましい形状のレンズアレイを製造することが可能となる。

しかしながら、比較例２に係るプロジェクタ１０００ｂにおいては、以下に示すような問題がある。すなわち、比較例２に係るプロジェクタ１０００ｂによれば、第１小レンズ１２２ｂにおけるレンズ曲面の頂点と第２小レンズ１３２ｂにおけるレンズ曲面の頂点との間の距離が、小レンズ毎にそれぞれ異なっている。このため、第２レンズアレイ１３０ｂの複数の第２小レンズ１３２ｂから射出される各部分光束のそれぞれについて、第１小レンズ１２２ｂの像の結像位置及び拡大倍率が異なってしまう（図３（ｂ）参照。）。その結果、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域Ｓに照射される光の利用効率や均一度が低下し、スクリーンＳＣＲ上で明るく均一な面内表示特性を得ることが困難となる。

以上説明した比較例１に係るプロジェクタ１０００ａにおける問題点及び比較例２に係るプロジェクタ１０００ｂにおける問題点をともに解決するのが、本発明である実施形態１に係るプロジェクタ１０００である。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、図３（ｃ）に示すように、第２レンズアレイ１３０Ａは、各第２小レンズ１３２Ａ間の境界部における段差を軽減するように各第２小レンズ１３２Ａの厚みが調整された構造を有している。

第２レンズアレイ１３０Ａの各第２小レンズ１３２Ａは、図１〜図３に示すように、入射する照明光束を照明光軸１００Ａａｘに対して略平行にして射出するように偏心し、かつ、列毎に偏心しており、さらに、第２レンズアレイ１３０Ａからの各部分光束が遮光部材１６０の光透過部１６４に入射するように偏心している。

各第２小レンズ１３２Ａの曲率は、図３（ｃ）に示すように、対応する各第１小レンズ１２２Ａの像が液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域Ｓ近傍における同じ位置で結像するように、小レンズ毎に独立して設定されている。

第１小レンズ１２２Ａにおけるレンズ曲面の頂点と第２小レンズ１３２Ａにおけるレンズ曲面の頂点との間の距離は、図３（ｃ）に示すように、小レンズ毎にそれぞれ異なっている。

上記のように、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、各第２小レンズ１３２Ａ間の境界部における段差を軽減するように各第２小レンズ１３２Ａの厚みが調整されているため、プレス法によって第２レンズアレイ１３０Ａを製造する場合に型離れが悪くなってしまうことを抑制することができる。その結果、第２レンズアレイとして望ましい形状のレンズアレイを製造することが可能となる。

また、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、複数の第２小レンズ１３２Ａを列毎に偏心させているため、第２レンズアレイ１３０Ａの全面において段差を軽減することが可能となり、第２レンズアレイとして望ましい形状のレンズアレイを製造することが可能となる。

また、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、各第２小レンズ１３２Ａの曲率は、対応する各第１小レンズ１２２Ａの像が液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域Ｓ近傍における同じ位置で結像するように設定されているため、上記のように第１小レンズ１２２Ａにおけるレンズ曲面の頂点と第２小レンズ１３２Ａにおけるレンズ曲面の頂点との間の距離が、小レンズ毎にそれぞれ異なっており、さらに、複数の第２小レンズ１３２Ａが列毎に偏心し、かつ、各第２小レンズ１３２Ａ間の境界部における段差を軽減するように各第２小レンズ１３２Ａの厚みが調整された第２レンズアレイ１３０Ａを用いた場合であっても、第２レンズアレイ１３０Ａの複数の第２小レンズ１３２Ａから射出される各部分光束のそれぞれについて、第１小レンズ１２２Ａの像の結像位置及び拡大倍率をほぼ同じにすることが可能となる。その結果、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域Ｓに照射される光の利用効率や均一度が低下するのを抑制することができ、スクリーンＳＣＲ上で明るく均一な面内表示特性を得ることが可能となる。

以上より、実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、第２レンズアレイとして望ましい形状のレンズアレイを製造することが可能なプロジェクタとなる。また、スクリーンＳＣＲ上で明るく均一な面内表示特性を得ることが可能な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１０００においては、各第２小レンズ１３２Ａの曲率は、小レンズ毎に独立に設定されているため、第２レンズアレイ１３０Ａの複数の第２小レンズ１３２Ａから射出される各部分光束のそれぞれについて、第１小レンズ１２２Ａの像の結像位置及び拡大倍率をほぼ同じにすることが容易となる。その結果、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域Ｓに照射される光の利用効率や均一度が低下するのを抑制することが容易となり、スクリーンＳＣＲ上でさらに明るく均一な面内表示特性を得ることが可能となる。

また、実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、複数の第２小レンズ１３２Ａは、第１レンズアレイ１２０Ａからの各部分光束が遮光部材１６０の光透過部１６４に入射するように偏心しているため、第２レンズアレイ１３０Ａからの各部分光束が偏光変換素子１４０の偏光分離層１４２に良好に入射することとなる。このため、画像形成領域Ｓに照射される光の利用効率を向上することができ、スクリーンＳＣＲ上でさらに明るい面内表示特性を得ることが可能となる。
また、光源装置１１０Ａから射出される偏光方向の揃っていない照明光束を、上記した偏光変換素子１４０の作用によって、偏光方向の揃った略１種類の直線偏光光に変換することが可能となるため、電気光学変調装置として、液晶パネルを有する液晶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好適なものとなる。

ここで、実施形態１に係るプロジェクタ１０００の効果について、再び比較例２に係るプロジェクタ１０００ｂの構成と実施形態１に係るプロジェクタ１０００の構成とを比較して説明する。

比較例２に係るプロジェクタ１０００ｂにおいては、第１小レンズ１２２ｂにおけるレンズ曲面の頂点と第２小レンズ１３２ｂにおけるレンズ曲面の頂点との間の距離が、小レンズ毎にそれぞれ異なっているため、第１レンズアレイ１２０ｂの外周側に配置された第１小レンズ１２２ｂ（照明光軸１００ｂａｘから遠い位置に配置された小レンズ）の像を画像形成領域Ｓ近傍に結像したときには、第１レンズアレイ１２０ｂの中央側に配置された第１小レンズ１２２ｂ（照明光軸１００ｂａｘにより近い位置に配置された小レンズ）の像は、画像形成領域Ｓの位置よりも第２レンズアレイ１３０ｂ側に寄った位置に結像されることとなる（図３（ｂ）参照。）。

このため、比較例２に係るプロジェクタ１０００ｂによれば、第２レンズアレイ１３０ｂの複数の第２小レンズ１３２ｂから射出される各部分光束のそれぞれについて、第１小レンズ１２２ｂの像の結像位置及び拡大倍率が異なってしまい、結果として、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域Ｓに照射される光の利用効率や均一度が低下し、スクリーンＳＣＲ上で明るく均一な面内表示特性を得ることが困難となる。

これに対し、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、第２レンズアレイ１３０Ａの中央側に配置された第２小レンズ１３２Ａの曲率半径が、第２レンズアレイ１３０Ａの外周側に配置された第２小レンズ１３２Ａの曲率半径よりも大きくなるように、各第２小レンズ１３２Ａの曲率が設定されているため、第１レンズアレイ１２０Ａの外周側に配置された第１小レンズ１２２Ａの像を画像形成領域Ｓ近傍に結像したときには、第１レンズアレイ１２０Ａの中央側に配置された第１小レンズ１２２Ａの像を画像形成領域Ｓ近傍に結像することが可能となる（図３（ｃ）参照。）。すなわち、第１小レンズ１２２Ａにおけるレンズ曲面の頂点と第２小レンズ１３２Ａにおけるレンズ曲面の頂点との間の距離が、小レンズ毎にそれぞれ異なる場合であっても、第２レンズアレイ１３０Ａの複数の第２小レンズ１３２Ａから射出される各部分光束のそれぞれについて、第１小レンズ１２２Ａの像の結像位置及び拡大倍率をほぼ同じにすることが可能となる。その結果、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域Ｓに照射される光の利用効率や均一度が低下するのを抑制することができ、スクリーンＳＣＲ上で明るく均一な面内表示特性を得ることが可能となる。

以上、実施形態１に係るプロジェクタ１０００における第２レンズアレイ１３０Ａについて詳細に説明したが、実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては以下のような特徴も有している。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、図１に示すように、複数の第１小レンズ１２２Ａは、光源装置１１０Ａからの光を照明光軸１００Ａａｘを中心軸とする発散光とするように偏心し、複数の第２小レンズ１３２Ａは、第１レンズアレイ１２０Ａからの各部分光束の主光線が照明光軸１００Ａａｘに対して略平行な光となるように偏心しているため、第１レンズアレイ１２０Ａを通過した光のうち各第２小レンズ１３２Ａに入射する光の割合を増加することが可能となり、プロジェクタにおける光利用効率を向上することができる。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、複数の第１小レンズ１２２Ａは、列毎に偏心し、かつ、各第１小レンズ１２２Ａ間の境界部における段差を軽減するように各第１小レンズ１２２Ａの厚みが調整されているため、プレス法によって第１レンズアレイ１２０Ａを製造する場合に型離れが悪くなってしまうことを抑制することができる。その結果、第１レンズアレイとして望ましい形状のレンズアレイを製造することが可能となる。

また、実施形態１に係るプロジェクタにおいては、複数の第１小レンズ１２２Ａを列毎に偏心させているため、第１レンズアレイ１２０Ａの全面において段差を軽減することが可能となり、第１レンズアレイとして望ましい形状のレンズアレイを製造することが可能となる。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、第１レンズアレイ１２０Ａと第２レンズアレイ１３０Ａとは、別体であるため、第１レンズアレイ１２０Ａ及び第２レンズアレイ１３０Ａをそれぞれ別の部材としてプレス成形することができる。このため、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイの製造が容易となる。

［実施形態２］
図４は、実施形態２に係るプロジェクタ１００２を説明するために示す図である。図４（ａ）はプロジェクタ１００２の光学系を示す図であり、図４（ｂ）はプロジェクタ１００２の要部を上から見た図であり、図４（ｃ）はプロジェクタ１００２の要部を横から見た図である。
なお、図４において、図１と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

実施形態２に係るプロジェクタ１００２は、基本的には実施形態１に係るプロジェクタ１０００とよく似た構成を有しているが、図４に示すように、実施形態１に係るプロジェクタ１０００とは、光源装置の構成並びに第１レンズアレイ及び第２レンズアレイの構成が異なっている。

すなわち、実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、図１に示したように、光源装置として、照明光軸１００Ａａｘに対して略平行な光を射出する光源装置１１０Ａを用いている。また、それに伴って、第１レンズアレイとして、入射する照明光束を照明光軸１００Ａａｘに対して外方に向けて射出するように一部の第１小レンズ１２２Ａが偏心し、かつ、列毎に偏心した複数の第１小レンズ１２２Ａが配置された第１レンズアレイ１２０Ａを用い、第２レンズアレイとして、入射する照明光束を照明光軸１００Ａａｘに対して略平行にして射出するように偏心し、かつ、列毎に偏心した複数の第２小レンズ１３２Ａが配置された第２レンズアレイ１３０Ａを用いている。

これに対し、実施形態２に係るプロジェクタ１００２においては、図４に示すように、光源装置として、照明光軸１００Ｂａｘを中心軸とする発散光を射出する光源装置１１０Ｂを用いている。また、それに伴って、第１レンズアレイとして、入射する照明光束を照明光軸１００Ｂａｘに対して略平行にして射出するように偏心し、かつ、行毎に偏心した複数の第１小レンズ１２２Ｂが配置された第１レンズアレイ１２０Ｂを用い、第２レンズアレイとして、入射する照明光束を照明光軸１００Ｂａｘに対して略平行にして射出するように偏心し、かつ、列毎に偏心した複数の第２小レンズ１３２Ｂが配置された第２レンズアレイ１３０Ｂを用いている。

光源装置１１０Ｂは、放物面リフレクタ１１４Ｂと、放物面リフレクタ１１４Ｂの焦点近傍に発光中心を有する発光管１１２Ｂと、発光管１１２Ｂに設けられ、発光管１１２Ｂから被照明領域側に射出される光を放物面リフレクタ１１４Ｂに向けて反射する反射手段としての補助ミラー１１６Ｂと、放物面リフレクタ１１４Ｂで反射された光を照明光軸１００Ｂａｘを中心軸とする発散光に変換する凹レンズ１１８Ｂとを有している。光源装置１１０Ｂは、照明光軸１００Ｂａｘを中心軸とする光束を射出する。

発光管１１２Ｂは、管球部と、管球部の両側に延びる一対の封止部とを有している。
放物面リフレクタ１１４Ｂは、発光管１１２Ｂの一方の封止部に挿通・固着される筒状の首状部と、発光管１１２Ｂから放射された光を被照明領域側に向けて反射する反射凹面とを有している。

補助ミラー１１６Ｂは、発光管１１２Ｂの管球部を挟んで放物面リフレクタ１１４Ｂと対向して設けられ、発光管１１２Ｂから放射された光のうち放物面リフレクタ１１４Ｂに向かわない光を発光管１１２Ｂに戻し放物面リフレクタ１１４Ｂに入射させる。

凹レンズ１１８Ｂは、放物面リフレクタ１１４Ｂの被照明領域側に配置されている。そして、放物面リフレクタ１１４Ｂからの光を照明光軸１００Ｂａｘを中心軸とする発散光に変換して第１レンズアレイ１２０Ｂに向けて射出するように構成されている。

第１レンズアレイ１２０Ｂは、凹レンズ１１８Ｂからの光を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子としての機能を有し、照明光軸１００Ｂａｘと直交する面内にマトリクス状に配列される複数の第１小レンズ１２２Ｂを備えた構成を有している。図示による説明を省略するが、第１小レンズ１２２Ｂの外形形状は、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域Ｓの外形形状に関して相似形である。

第１レンズアレイ１２０Ｂの各第１小レンズ１２２Ｂは、入射する照明光束を照明光軸１００Ｂａｘに対して略平行にして射出するように偏心し、かつ、行毎に偏心している。

第２レンズアレイ１３０Ｂは、第１レンズアレイ１２０Ｂにより分割された複数の部分光束を集光する光学素子であり、第１レンズアレイ１２０Ｂと同様に照明光軸１００Ｂａｘに直交する面内にマトリクス状に配列される複数の第２小レンズ１３２Ｂを備えた構成を有している。

第２レンズアレイ１３０Ｂは、図４（ｂ）に示すように、各第２小レンズ１３２Ｂ間の境界部における段差を軽減するように各第２小レンズ１３２Ｂの厚みが調整された構造を有している。

第２レンズアレイ１３０Ｂの各第２小レンズ１３２Ｂは、図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、入射する照明光束を照明光軸１００Ｂａｘに対して略平行にして射出するように偏心し、かつ、列毎に偏心しており、さらに、第２レンズアレイ１３０Ｂからの各部分光束が遮光部材１６０の光透過部１６４に入射するように偏心している。

各第２小レンズ１３２Ｂの曲率は、対応する各第１小レンズ１２２Ｂの像が液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域Ｓ近傍における同じ位置で結像するように、小レンズ毎に独立して設定されている。

第１小レンズ１２２Ｂにおけるレンズ曲面の頂点と第２小レンズ１３２Ｂにおけるレンズ曲面の頂点との間の距離は、図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、小レンズ毎にそれぞれ異なっている。

このように、実施形態２に係るプロジェクタ１００２は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００とは、光源装置の構成並びに第１レンズアレイ及び第２レンズアレイ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１０００の場合と同様に、各第２小レンズ１３２Ｂ間の境界部における段差を軽減するように各第２小レンズ１３２Ｂの厚みが調整されているため、プレス法によって第２レンズアレイ１３０Ｂを製造する場合に型離れが悪くなってしまうことを抑制することができる。その結果、第２レンズアレイとして望ましい形状のレンズアレイを製造することが可能となる。

また、実施形態２に係るプロジェクタ１００２によれば、複数の第２小レンズ１３２Ｂを列毎に偏心させているため、第２レンズアレイ１３０Ｂの全面において段差を軽減することが可能となり、第２レンズアレイとして望ましい形状のレンズアレイを製造することが可能となる。

また、実施形態２に係るプロジェクタ１００２によれば、各第２小レンズ１３２Ｂの曲率は、対応する各第１小レンズ１２２Ｂの像が液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域Ｓ近傍における同じ位置で結像するように設定されているため、上記のように第１小レンズ１２２Ｂにおけるレンズ曲面の頂点と第２小レンズ１３２Ｂにおけるレンズ曲面の頂点との間の距離が、小レンズ毎にそれぞれ異なっており、さらに、複数の第２小レンズ１３２Ｂが列毎に偏心し、かつ、各第２小レンズ１３２Ｂ間の境界部における段差を軽減するように各第２小レンズ１３２Ｂの厚みが調整された第２レンズアレイ１３０Ｂを用いた場合であっても、第２レンズアレイ１３０Ｂの複数の第２小レンズ１３２Ｂから射出される各部分光束のそれぞれについて、第１小レンズ１２２Ｂの像の結像位置及び拡大倍率をほぼ同じにすることが可能となる。その結果、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域Ｓに照射される光の利用効率や均一度が低下するのを抑制することができ、スクリーンＳＣＲ上で明るく均一な面内表示特性を得ることが可能となる。

したがって、実施形態２に係るプロジェクタ１００２は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００と同様に、第２レンズアレイとして望ましい形状のレンズアレイを製造することが可能なプロジェクタとなる。また、スクリーンＳＣＲ上で明るく均一な面内表示特性を得ることが可能な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１００２においては、複数の第２小レンズ１３２Ｂは、第１レンズアレイ１２０Ｂからの各部分光束の主光線が照明光軸１００Ｂａｘに対して略平行な光となるように偏心しているため、第１レンズアレイ１２０Ｂを通過した光のうち各第２小レンズ１３２Ｂに入射する光の割合を増加することが可能となり、プロジェクタにおける光利用効率を向上することができるという効果もある。

なお、実施形態２に係るプロジェクタ１００２は、光源装置の構成並びに第１レンズアレイ及び第２レンズアレイの構成以外の点では、実施形態１に係るプロジェクタ１０００と同様の構成を有するため、実施形態１に係るプロジェクタ１０００の場合と同様の効果を有する。

［実施形態３］
図５は、実施形態３に係るプロジェクタ１００４を説明するために示す図である。図５（ａ）はプロジェクタ１００４の光学系を示す図であり、図５（ｂ）はプロジェクタ１００４の要部を上から見た図であり、図５（ｃ）はプロジェクタ１００４の要部を横から見た図である。
なお、図５において、図１と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

実施形態３に係るプロジェクタ１００４は、基本的には実施形態１に係るプロジェクタ１０００とよく似た構成を有しているが、図５に示すように、実施形態１に係るプロジェクタ１０００とは、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイ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１００４においては、図５に示すように、第１レンズアレイ１２０Ｃ及び第２レンズアレイ１３０Ｃが一体成形されたレンズアレイユニット１２４Ｃを用いている。

このため、実施形態３に係るプロジェクタ１００４によれば、第１レンズアレイ１２０Ｃから射出される照明光束が空気層を通過することなく第２レンズアレイ１３０Ｃへと入射するようになるため、第１レンズアレイの光射出面及び第２レンズアレイの光入射面における光の反射等が発生しなくなる。このため、そのような望ましくない反射等による光量の損失を抑制することができるようになる。また、装置の組み立ての際に、第１レンズアレイと第２レンズアレイとの位置合わせを行う必要がなくなるとともに、装置の組み立て後において第１レンズアレイ及び第２レンズアレイの位置精度が劣化するのを抑制することが可能となる。

［実施形態４］
図６は、実施形態４に係るプロジェクタ１００６を説明するために示す図である。図６（ａ）はプロジェクタ１００６の光学系を示す図であり、図６（ｂ）はプロジェクタ１００６の要部を上から見た図であり、図６（ｃ）はプロジェクタ１００６の要部を横から見た図である。
なお、図６において、図１と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

実施形態４に係るプロジェクタ１００６は、基本的には実施形態１に係るプロジェクタ１０００とよく似た構成を有しているが、図６に示すように、実施形態１に係るプロジェクタ１０００とは、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイ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１００４においては、図６に示すように、第１レンズアレイ１２０Ｄと第２レンズアレイ１３０Ｄとの間に、第１レンズアレイ１２０Ｄからの光を第２レンズアレイ１３０Ｄに導くための透光部材１２６を有し、第１レンズアレイ１２０Ｄ及び第２レンズアレイ１３０Ｄが透光部材１２６を介して接合されたレンズアレイユニット１２４Ｄを用いている。

透光部材１２６は、第１レンズアレイ１２０Ｄ及び第２レンズアレイ１３０Ｄと同一の基材からなる。透光部材１２６の材料としては、例えば、サファイア、水晶、石英ガラス、硬質ガラス、結晶化ガラス、プラスチックなどを好適に用いることができる。

また、第１レンズアレイ１２０Ｄと透光部材１２６と第２レンズアレイ１３０Ｄとをそれぞれ接合するための接着剤１２８は、第１レンズアレイ１２０Ｄ及び第２レンズアレイ１３０Ｄとほぼ等しい屈折率を有している。

上記のように、実施形態４に係るプロジェクタ１００６においては、第１レンズアレイ１２０Ｄと第２レンズアレイ１３０Ｄとの間に、第１レンズアレイ１２０Ｄからの光を第２レンズアレイ１３０Ｄに導くための透光部材１２６を有し、第１レンズアレイ１２０Ｄ及び第２レンズアレイ１３０Ｄが透光部材１２６を介して接合されたレンズアレイユニット１２４Ｄを用いている。このため、第１レンズアレイ１２０Ｄから射出される照明光束が空気層を通過することなく第２レンズアレイ１３０Ｄへと入射するようになるため、第１レンズアレイ１２０Ｄの光射出面及び第２レンズアレイ１３０Ｄの光入射面における光の反射等を抑制することが可能となる。このため、そのような望ましくない反射等による光量の損失を低減することが可能となる。また、装置の組み立ての際に、前もって第１レンズアレイ１２０Ｄと第２レンズアレイ１３０Ｄとを位置合わせした上で透光部材１２６と接合しておくことにより、この第１レンズアレイ１２０Ｄ、第２レンズアレイ１３０Ｄ及び透光部材１２６からなるレンズアレイユニット１２４Ｄと他の光学要素との位置を調整するだけでよくなるため、各光学要素の位置合わせを容易に行うことができるようになる。

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定されるものではなく、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１０００〜１００６は、電気光学変調装置として、３つの液晶装置を備えるいわゆる３板式のプロジェクタであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、１つ、２つ又は４つ以上の液晶装置を備えるプロジェクタに本発明を適用することも可能である。

（２）上記各実施形態のプロジェクタ１０００〜１００６は透過型のプロジェクタであるが、これに限定されるものではない。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、透過型の電気光学変調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、反射型電気光学変調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。

（３）上記各実施形態のプロジェクタ１０００〜１００６は、電気光学変調装置として液晶パネルを用いた液晶装置を用いているが、本発明はこれに限定されるものではない。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。

（４）この他、本発明は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクタにも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクタにも適用できることはいうまでもない。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００を説明するために示す図。 偏光変換素子１４０及び遮光部材１６０を説明するために示す図。 実施形態１に係るプロジェクタ１０００の効果を説明するために示す概念図。 実施形態２に係るプロジェクタ１００２を説明するために示す図。 実施形態３に係るプロジェクタ１００４を説明するために示す図。 実施形態４に係るプロジェクタ１００６を説明するために示す図。

符号の説明

１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ…照明装置、１００Ａａｘ，１００Ｂａｘ，１００Ｃａｘ，１００Ｄａｘ，１００ａａｘ，１００ｂａｘ…照明光軸、１１０Ａ，１１０Ｂ…光源装置、１１２Ａ，１１２Ｂ…発光管、１１４Ａ…楕円面リフレクタ、１１４Ｂ…放物面リフレクタ、１１６Ａ，１１６Ｂ…補助ミラー、１１８Ａ，１１８Ｂ…凹レンズ、１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｄ，１２０ａ，１２０ｂ…第１レンズアレイ、１２２Ａ，１２２Ｂ，１２２Ｃ，１２２Ｄ，１２２ａ，１２２ｂ…第１小レンズ、１２４Ｃ，１２４Ｄ…レンズアレイユニット、１２６…透光部材、１２８…接着剤、１３０Ａ，１３０Ｂ，１３０Ｃ，１３０Ｄ，１３０ａ，１３０ｂ…第２レンズアレイ、１３２Ａ，１３２Ｂ，１３２Ｃ，１３２Ｄ，１３２ａ，１３２ｂ…第２小レンズ、１４０…偏光変換素子、１４２…偏光分離層、１４４…反射層、１４６…位相差板、１５０…重畳レンズ、１６０…遮光部材、１６２…遮光部、１６４…光透過部、２００…色分離導光光学系、２１０，２２０…ダイクロイックミラー、２３０，２４０，２５０…反射ミラー、２６０…入射側レンズ、２７０…リレーレンズ、３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂ…集光レンズ、４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ…液晶装置、５００…クロスダイクロイックプリズム、６００…投写光学系、１０００，１００２，１００４，１００６，１０００ａ，１０００ｂ…プロジェクタ、Ｓ…画像形成領域、ＳＣＲ…スクリーン

Claims (10)

1. 被照明領域側に照明光束を射出する光源装置と、前記光源装置から射出される照明光束を複数の部分光束に分割するための複数の第１小レンズが照明光軸に直交する面内においてマトリクス状に配列された第１レンズアレイと、前記複数の第１小レンズに対応する複数の第２小レンズが照明光軸に直交する面内においてマトリクス状に配列された第２レンズアレイと、前記複数の第２小レンズから射出される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を有する照明装置と、
   前記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、
   前記電気光学変調装置によって変調された光を投写する投写光学系とを備え、
   前記複数の第２小レンズは、行毎又は列毎に偏心し、かつ、
   各第２小レンズ間の境界部における段差を軽減するように各第２小レンズの厚みが調整されたプロジェクタであって、
   各第２小レンズの曲率は、対応する各第１小レンズの像が前記電気光学変調装置の画像形成領域近傍における同じ位置で結像するように設定されている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、
   各第２小レンズの曲率は、小レンズ毎に独立に設定されていることを特徴とするプロジェクタ。
3. 請求項１又は２に記載のプロジェクタにおいて、
   各第２小レンズの曲率は、前記第２レンズアレイの中央側に配置された第２小レンズの曲率半径が前記第２レンズアレイの外周側に配置された第２小レンズの曲率半径よりも大きくなるよう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１〜３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配置され、前記第２レンズアレイからの各部分光束に含まれる偏光方向のうち一方の直線偏光成分に係る照明光束を透過し他方の直線偏光成分に係る照明光束を反射する偏光分離層と、前記偏光分離層で反射された他方の直線偏光成分に係る照明光束を照明光軸に略平行な方向に向けて反射する反射層と、前記偏光分離層を透過した一方の直線偏光成分に係る照明光束が通過する部分又は前記反射層で反射された他方の直線偏光成分に係る照明光束が通過する部分のいずれかに配置される位相差板とを有する偏光変換素子と、
   前記偏光変換素子の光入射面側に配置され、前記反射層に対応する位置に配置される遮光部及び前記偏光分離層に対応する位置に配置される光透過部を有する遮光部材とをさらに備え、
   前記複数の第２小レンズは、前記第１レンズアレイからの各部分光束が前記光透過部に入射するように偏心していることを特徴とするプロジェクタ。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
   前記光源装置は、照明光軸を中心軸とする発散光を射出する光源装置であり、
   前記複数の第２小レンズは、前記第１レンズアレイからの各部分光束の主光線が照明光軸に対して略平行な光となるように偏心していることを特徴とするプロジェクタ。
6. 請求項１〜４のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
   前記光源装置は、照明光軸に対して略平行な光を射出する光源装置であり、
   前記複数の第１小レンズは、前記光源装置からの光を照明光軸を中心軸とする発散光とするように偏心し、
   前記複数の第２小レンズは、前記第１レンズアレイからの各部分光束の主光線が照明光軸に対して略平行な光となるように偏心していることを特徴とするプロジェクタ。
7. 請求項６に記載のプロジェクタにおいて、
   前記複数の第１小レンズは、行毎又は列毎に偏心し、かつ、
   各第１小レンズ間の境界部における段差を軽減するように各第１小レンズの厚みが調整されてい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、
   前記第１レンズアレイと前記第２レンズアレイとは、一体成形されていることを特徴とするプロジェクタ。
9. 請求項１〜７のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
   前記第１レンズアレイと前記第２レンズアレイとは、別体であることを特徴とするプロジェクタ。
10. 請求項９に記載のプロジェクタにおいて、
    前記第１レンズアレイと前記第２レンズアレイとの間に配置され、前記第１レンズアレイからの光を前記第２レンズアレイに導くための透光部材をさらに有し、
    前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイは、前記透光部材を介して接合されていることを特徴とするプロジェクタ。