JP2013218235A - プロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】投写画像の明るさを均一にすることが可能であり、かつ、光利用効率を高くすることが可能なプロジェクターを提供する。
【解決手段】光源装置と、レンズインテグレーター光学系１１０と、レンズインテグレーター光学系１１０からの光を画像情報に応じて変調する画像形成領域ｒＲを有する光変調装置４００Ｒと、光変調装置４００Ｒからの光を投写する投写光学系とを備え、投写光学系は、投写光学系を光が入射する側から平面視したとき、投写光学系に入射する光の光軸が、投写光学系の光軸に対して所定の方向にずれて配置されているプロジェクターであって、レンズインテグレーター光学系１１０は、画像形成領域ｒＲにおける所定の方向に対応する第１の側ｓ１の光の照度が、第１の側とは反対の第２の側ｓ２の光の照度よりも高くなるように構成されているプロジェクター。
【選択図】図４

Description

本発明は、プロジェクターに関する。

プロジェクターの技術分野においては、光を射出する照明装置と、照明装置からの光を均一にするレンズインテグレーター光学系と、レンズインテグレーター光学系からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、光変調装置からの光を投写する投写光学系とを備えるプロジェクターが広く知られている（例えば、特許文献１参照。）。このようなプロジェクターによれば、レンズインテグレーター光学系により均一化した光を光変調装置の画像形成領域に入射させることが可能となる。

特開平１０−１１５８０３号公報

ところで、プロジェクターの技術分野においては、プロジェクターを地面と水平に設置したまま、プロジェクターの正面ではない方向（平置きの場合は上方、天吊の場合は下方）に向けて投写画像を投写するための工夫が研究されている。そのような工夫がなされたプロジェクターとして、従来、投写光学系が、当該投写光学系を光が入射する側から平面視したとき、投写光学系に入射する光の光軸が投写光学系の光軸に対して所定の方向（平置きの場合は下方、天吊の場合は上方）にずれて配置されているプロジェクターが知られている（後述する図２を参照。）。このような構成とすることにより、プロジェクターを地面と水平に設置したままでも、所定の方向とは反対の方向にむけて投写画像を投写することが可能となる。

しかしながら、従来のプロジェクターにおいては、投写光学系の中心部（光軸に近い部分）における光の通過具合と辺縁部における光の通過具合との違いにより、投写画像を投写するときに所定の方向側とは反対の側（平置きの場合は上側、天吊の場合は下側）が暗くなってしまい、投写画像の明るさが均一にならないという問題がある。この問題は、近くの投写対象に投写画像を投写するため、投写光学系に入射する光の光軸と投写光学系の光軸とのずれが大きいプロジェクター、いわゆる近接投射型のプロジェクターにおいてより大きな問題となる。当該問題を解決する単純な方法として、例えば、光変調装置の画像形成領域において部分ごとの明るさを調節することが考えられる。しかしながら、この方法を用いた場合には、画像形成領域で暗い部分に合わせて明るい部分の光をカットすることとなるため、光利用効率を高くすることが困難となるという問題が発生する。

そこで、本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、投写画像の明るさを均一にすることが可能であり、かつ、光利用効率を高くすることが可能なプロジェクターを提供することを目的とする。

本発明の発明者は、上記した問題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、光変調装置の画像形成領域に、投写画像としたときに明るさが均一になるように光を入射させればよいことに想到した。つまり、レンズインテグレーター光学系を用いて画像形成領域に入射する光の分布（照度の分布）を変えれば、投写画像の明るさを均一にすることと光利用効率を高くすることとの両立を図ることができるという知見を得た。本発明は上記知見に基づいてなされたものであり、以下の事項により構成される。

［１］本発明のプロジェクターは、光を射出する光源装置と、レンズインテグレーター光学系と、前記レンズインテグレーター光学系からの光を画像情報に応じて変調する画像形成領域を有する光変調装置と、前記光変調装置からの光を投写する投写光学系とを備え、前記投写光学系は、前記投写光学系を光が入射する側から平面視したとき、前記投写光学系に入射する光の光軸が、前記投写光学系の光軸に対して所定の方向にずれて配置されているプロジェクターであって、前記レンズインテグレーター光学系は、前記画像形成領域における前記所定の方向に対応する第１の側の前記光の照度が、前記画像形成領域における前記所定の方向に対応する側とは反対の第２の側の前記光の照度よりも高くなるように構成されていることを特徴とする。

本発明のプロジェクターによれば、レンズインテグレーター光学系は、画像形成領域における第１の側の光の照度が、画像形成領域における第２の側の光の照度よりも高くなるように構成されているため、投写画像としたときに明るさが均一になる。また、明るさを均一にするために光をカットする構成ではないので、投写画像の明るさも確保することができる。画像形成領域で暗い部分に合わせて明るい部分の光をカットする必要もない。このため、本発明のプロジェクターは、投写画像の明るさを均一にすることが可能であり、かつ、光利用効率を高くすることが可能なプロジェクターとなる。

また、本発明のプロジェクターによれば、投写光学系に入射する光の光軸が、投写光学系の光軸に対して所定の方向にずれて配置されているため、従来のプロジェクターと同様に、プロジェクターを地面と水平に設置したままでも、所定の方向とは反対の方向にむけて投写画像を投写することが可能となる。

なお、画像形成領域における第１の側の光の照度が画像形成領域における第２の側の光の照度よりも高くなるように構成するのは、投写光学系は画像形成領域で形成した画像の倒立像を投写対象（例えば、スクリーン）に投写するためである。

［２］本発明のプロジェクターにおいては、前記レンズインテグレーター光学系は、前記画像形成領域における前記第２の側から前記第１の側に向かうにつれて、漸次照度が高くなるように構成されていることが好ましい。

第１の側に近い位置から射出された光ほど、投写光学系の端部近くを通過することとなるため、このような構成とすることにより、第１の側に向かうにつれて漸次的に明るさを補完し、投写画像の明るさを一層均一にすることが可能となる。

［３］本発明のプロジェクターにおいては、前記レンズインテグレーター光学系は、複数の第１小レンズを有する第１レンズアレイと、複数の前記第１小レンズに対応する複数の第２小レンズを有する第２レンズアレイとを備え、前記第１小レンズ及び前記第２小レンズは、前記画像形成領域における前記第１の側の前記光の照度が、前記画像形成領域における前記第２の側の前記光の照度よりも高くなる形状を有することが好ましい。

このような構成とすることにより、レンズインテグレーター光学系の第１レンズアレイ及び第２レンズアレイを用いて光の分布を調整することで、プロジェクターの構成部品を増やすことなく投写画像の明るさを均一にすることが可能となり、かつ、光利用効率を高くすることが可能となる。

［４］本発明のプロジェクターにおいては、前記第１レンズアレイにおいて、前記第１の側及び前記第２の側に対応する両端付近を辺縁部とし、前記辺縁部の間を中央部とするとき、前記第１レンズアレイにおいては、前記中央部の第１小レンズの正面視面積が大きく、前記辺縁部の第１小レンズの正面視面積が小さいことが好ましい。

ところで、一般的な照明装置は照射範囲が円形の光を射出するため、第１レンズアレイの中央部ではより多くの光を処理し、辺縁部ではより少ない光を処理することになる。上記のような構成とすることにより、主に辺縁部に入射する光を用いて光の分布を微調整することが可能となり、投写画像の明るさを均一にするのを容易なものとすることが可能となる。

なお、上記の場合、第２レンズアレイにおいても、第１レンズアレイに対応して、中央部の第２小レンズの正面視面積が大きく、辺縁部の第２小レンズの正面視面積が小さいことが好ましい。

［５］本発明のプロジェクターにおいては、前記第１レンズアレイにおいては、前記辺縁部における前記第１小レンズの正面視面積が、端部に近づくにつれて漸次的に小さくなることが好ましい。

このような構成とすることにより、辺縁部に入射する光を用いて光の分布を微調整することが一層容易となり、投写画像の明るさを均一にするのを一層容易なものとすることが可能となる。

なお、上記の場合、第２レンズアレイにおいても、第１レンズアレイに対応して、辺縁部における第２小レンズの正面視面積が、端部に近づくにつれて漸次的に小さくなることが好ましい。

［６］本発明のプロジェクターにおいては、前記プロジェクターは、近接投射型プロジェクターであることが好ましい。

上記したように近接投射型プロジェクターにおいては、投写画像を投写するときに所定の方向側とは反対の側（平置きの場合は上側、天吊の場合は下側）が暗くなってしまい、投写画像の明るさが均一にならないという問題が大きくなる傾向にある。このため、本発明は近接投射型プロジェクターに好適に適用することが可能である。

［７］本発明のプロジェクターにおいては、前記光変調装置は、液晶型の光変調装置からなることが好ましい。

本発明は、レンズインテグレーター光学系を用いることが多い液晶型の光変調装置を備えるプロジェクターに好適に適用することが可能である。

［８］本発明のプロジェクターにおいては、前記光変調装置は、マイクロミラー型の光変調装置からなることが好ましい。

本発明は、レンズインテグレーター光学系を用いるプロジェクターであれば、マイクロミラー型の光変調装置を備えるプロジェクターにも好適に適用することが可能である。

実施形態に係るプロジェクター１０００の光学系を示す上面図。 実施形態における投写光学系６００と投写光学系６００に入射する光との関係を説明するために示す図。 実施形態における第１レンズアレイ１２０を説明するために示す図。 実施形態におけるレンズインテグレーター光学系１１０の働きを説明するために示す図。 実施形態における光変調装置４００Ｒ及びスクリーンＳＣＲに入射する光の分布を示す模式図。 比較例における第１レンズアレイ１２４を説明するために示す図。 比較例におけるレンズインテグレーター光学系１１２の働きを説明するために示す図。 比較例における光変調装置４００Ｒ及びスクリーンＳＣＲに入射する光の分布を示す模式図。

以下、本発明のプロジェクターについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。

［実施形態］
図１は、実施形態に係るプロジェクター１０００の光学系を示す上面図である。
図２は、実施形態における投写光学系６００と投写光学系６００に入射する光との関係を説明するために示す図である。図２において符号ａ１で示すのは投写光学系６００の光軸であり、符号ａ２で示すのは投写光学系６００に入射する光の光軸であり、符号ｄで示すのは所定の方向である。また、灰色で示す長方形は、投写光学系６００に入射する光を模式的に示すものである。
図３は、実施形態における第１レンズアレイ１２０を説明するために示す図である。図３（ａ）は第１レンズアレイ１２０の正面図であり、図３（ｂ）は第１レンズアレイ１２０の側面図である。符号１２２ａは第１小レンズ１２２ａの行を表しており、符号１２２ｂ〜１２２ｊについても同様である。

図４は、実施形態におけるレンズインテグレーター光学系１１０の働きを説明するために示す図である。
なお、図４においては、光変調装置としては光変調装置４００Ｒについてのみ図示する。光変調装置４００Ｇ，４００Ｂについては、用いる色光以外は光変調装置４００Ｒの場合と同様であるため、図示を省略する（後述する図７についても同じ）。

また、図４においては、説明をわかりやすくするため、レンズインテグレーター光学系１１０の偏光変換素子１４０については図示を省略している。同様の理由により、レンズインテグレーター光学系１１０と光変調装置４００Ｒとの間の光学要素についての図示も省略し、レンズインテグレーター光学系１１０、集光レンズ３００Ｒ及び光変調装置４００を直線上に並べて表示している。図４においては、黒に近いほど相対的に多くの光が重なっている（照度が高くなっている）ことを表している（後述する図７においても同じ。）。
さらにまた、図４においてｓ１で示す側が第１の側であり、ｓ２で示す側が第２の側である（後述する図７においても同じ。）。

図５は、実施形態における光変調装置４００Ｒ及びスクリーンＳＣＲに入射する光の分布を示す模式図である。図５（ａ）は光変調装置４００Ｒの画像形成領域ｒＲに入射する光の分布を示す模式図であり、図５（ｂ）はスクリーンＳＣＲに入射する光の分布を示す模式図である。
なお、図５においては、白に近い色で示すほど相対的に（他の領域よりも）照度が高いことを表している。このため、全て白で表示する場合には光が均一に入射することを表している（後述する図８においても同じ。）。
また、図５（ａ）においては、画像形成領域ｒＲ内についてのみ光の分布を表している（後述する図８（ａ）においても同じ。）。

なお、各図面においては、互いに直交する３つの方向をそれぞれｚ軸方向（図１における照明装置１００の光軸（照明光軸１００ａｘ）の方向）、ｘ軸方向（図１における紙面に平行かつｚ軸に垂直な方向）及びｙ軸方向（図１における紙面に垂直かつｚ軸に垂直な方向）とする。

実施形態に係るプロジェクター１０００は、図１に示すように、照明装置１００と、光分離光学系２００と、集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂと、光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、クロスダイクロイックプリズム５００と、投写光学系６００とを備える。プロジェクター１０００においては、図２に示すように、投写光学系６００は、投写光学系６００を光が入射する側から平面視したとき、投写光学系６００に入射する光の光軸ａ１が、投写光学系６００の光軸ａ２に対して所定の方向ｄにずれて配置されている。なお、投写光学系６００の光軸ａ２は、複合レンズからなる投写光学系６００全体としての光軸である。

照明装置１００は、光源装置１０と、光平行化光学系２０と、レンズインテグレーター光学系１１０とを備える。
照明装置１００は、照明光として赤色光、緑色光及び青色光を含む光（つまり、白色光として用いることができる光）であって、偏光の方向が揃った光を、照明光軸１００ａｘに沿うように射出する。なお、偏光の方向が揃っていない光を射出する照明装置を用いることもできる。

光源装置１０は、照明光軸１００ａｘを中心軸とする集束光を被照明領域側に射出する。光源装置１０としては、高輝度発光する種々の発光管を有するものを用いることができ、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等を有するものを用いることができる。また、光源装置１０として、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザー（ＬＤ）、有機ＥＬ（ＯＬＥＤ）等を有するものも用いることができる。

光平行化光学系２０は、光源装置１０からの光を略平行光として射出する。光平行化光学系２０は、例えば、凹レンズからなる。なお、光平行化光学系として、複数のレンズを組み合わせた複合レンズからなるものを用いてもよい。

レンズインテグレーター光学系１１０は、第１レンズアレイ１２０と、第２レンズアレイ１３０と、偏光変換素子１４０と、重畳レンズ１５０とを備える。レンズインテグレーター光学系１１０は、光変調装置４００Ｒの画像形成領域ｒＲ、光変調装置４００Ｇの画像形成領域ｒＧ（図示せず。）及び光変調装置４００Ｂの画像形成領域ｒＢ（図示せず。）における所定の方向ｄに対応する第１の側ｓ１の光の照度が、画像形成領域ｒＲ，ｒＧ，ｒＢにおける所定の方向ｄに対応する側とは反対の第２の側ｓ２の光の照度よりも高くなるように構成されている。さらにいえば、レンズインテグレーター光学系１１０は、画像形成領域における第２の側ｓ２から第１の側ｓ１に向かうにつれて、漸次照度が高くなるように構成されている（図４及び図５（ａ）参照。）。
なお、第１の側ｓ１の光の照度が、第２の側ｓ２の光の照度よりも高くなるようにすることは、第１レンズアレイ１２０及び第２レンズアレイ１３０が有する個々の小レンズの形状、光射出方向、曲率、屈折率等を適切に設定することで実現することができる。そのような設定の一要素を以下において説明する。

第１レンズアレイ１２０は、図３に示すように、凹レンズ２０からの光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〜１２２ｊを有する。第１レンズアレイ１２０において、第１の側ｓ１及び第２の側ｄ２に対応する両端（図３においては上下の端）付近を辺縁部とし、辺縁部の間を中央部とするとき、第１レンズアレイ１２０においては、中央部の第１小レンズ１２２ｅ，１２２ｆの正面視面積が大きく、辺縁部の第１小レンズ１２２ａ〜１２２ｄ，１２２ｇ〜１２２ｊの正面視面積が小さい。さらにいえば、第１レンズアレイ１２０においては、辺縁部の第１小レンズ１２２ａ〜１２２ｄ，１２２ｇ〜１２２ｊの正面視面積が、端部に近づくにつれて漸次的に小さくなる。

中央部の第１小レンズ１２２ｅ，１２２ｆは、光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域ｒＲ，ｒＧ，ｒＢに対応する形状を有しており、図４に示すように、画像形成領域ｒＲ，ｒＧ，ｒＢ全体に光を入射させる。
辺縁部の第１小レンズ１２２ａ〜１２２ｄ，１２２ｇ〜１２２ｊは、画像形成領域ｒＲ，ｒＧ，ｒＢと比較して横長の形状を有しており、画像形成領域ｒＲ，ｒＧ，ｒＢにおける第１の側ｓ１の一部（第１の側ｓ１に近い部分）に光を入射させる。
つまり、辺縁部の第１小レンズ１２２ａ〜１２２ｄ，１２２ｇ〜１２２ｊが画像形成領域ｒＲ，ｒＧ，ｒＢに入射させる光の形状は横長となり、第１小レンズ１２２ａ〜１２２ｄ，１２２ｇ〜１２２ｊの光射出方向を適切に設定することにより、当該横長の光を第１の側ｓ１の方に集め、画像形成領域ｒＲ，ｒＧ，ｒＢにおける第１の側ｓ１の光の照度を高くするということである。

なお、実施形態における第１レンズアレイ１２０においては、中央部の第１小レンズが８個、辺縁部の第１小レンズが３２個のものを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。第１レンズアレイのサイズや画像形成領域の形状（特にアスペクト比）等に応じて、中央部及び辺縁部の第１小レンズの個数や形状は任意のものとすることができる。第２レンズアレイについても同様である。

第２レンズアレイ１３０は、正面図及び符号の図示は省略するが、第１レンズアレイ１２０における複数の第１小レンズ１２２ａ〜１２２ｊに対応する複数の第２小レンズ１３２ａ〜１３２ｊを有する。第２レンズアレイ１３０の正面視形状は、第１レンズアレイ１２０の場合とほぼ同様である。
第１小レンズ１２２ａ〜１２２ｊ及び第２小レンズ１３２ａ〜１３２ｂは、図４に示すように、画像形成領域ｒＲ，ｒＧ，ｒＢにおける第１の側ｓ１の光の照度が、画像形成領域ｒＲ，ｒＧ，ｒＢにおける第２の側ｓ２の光の照度よりも高くなる形状を有する。

偏光変換素子１４０は、第１レンズアレイ１２０により分割された各部分光束を、偏光の方向の揃った略１種類の直線偏光からなる光（例えば、Ｓ偏光）として射出する偏光変換素子である。
偏光変換素子１４０は、光源装置１０からの光に含まれる偏光成分のうち一方の直線偏光成分をそのまま通過し、他方の直線偏光成分を照明光軸１００ａｘに垂直な方向に反射する偏光分離層と、偏光分離層で反射された他方の直線偏光成分を照明光軸１００ａｘに平行な方向に反射する反射層と、偏光分離層を通過した一方の直線偏光成分を他方の直線偏光成分に変更する位相差板とを有している。

重畳レンズ１５０は、偏光変換素子１４０からの各部分光束を集光して光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域ｒＲ，ｒＧ，ｒＢ近傍に重畳させるための光学素子である。なお、重畳レンズ１５０は、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、照明装置１００からの光を赤色光、緑色光及び青色光に分離する機能とともに、赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれ照明対象となる光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂに導光する機能を有する。
色分離導光光学系２００は、ダイクロイックミラー２１０，２２０、反射ミラー２３０，２４０，２５０及びリレーレンズ２６０，２７０を備える。

ダイクロイックミラー、反射ミラー及びリレーレンズそのものの構成については、広く知られているものであるので省略する。
ダイクロイックミラー２１０は、赤色光成分を反射して、緑色光及び青色光成分を通過させる。
ダイクロイックミラー２２０は、緑色光成分を反射して、青色光成分を通過させる。

ダイクロイックミラー２１０で反射された赤色光は、反射ミラー２３０でさらに反射され、集光レンズ３００Ｒを経て光変調装置４００Ｒに到達する。
ダイクロイックミラー２１０を青色光とともに通過した緑色光は、ダイクロイックミラー２２０で反射され、集光レンズ３００Ｇを経て光変調装置４００Ｇに到達する。
ダイクロイックミラー２２０を通過した青色光は、リレーレンズ２６０、反射ミラー２４０、リレーレンズ２７０、反射ミラー２５０、集光レンズ３００Ｂを経て光変調装置４００Ｂに到達する。リレーレンズ２６０，２７０及び反射ミラー２４０，２５０は、ダイクロイックミラー２２０を通過した青色光成分を導光する機能を有する。

なお、青色光の光路にこのようなリレーレンズ２６０，２７０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利用効率の低下を防止するためである。実施形態に係るプロジェクター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をとったが、例えば、赤色光の光路の長さを長くして、リレーレンズ及び反射ミラーを赤色光の光路に用いる構成も考えられる。

集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂは、色分離導光光学系２００の後段に設けられ、対応する光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域ｒＲ，ｒＧ，ｒＢに各色光を入射させる。

光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂはそれぞれ、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液晶型の光変調装置であり、レンズインテグレーター光学系１１０から色分離導光光学系２００及び集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂを経てきた光を、画像情報に応じて変調する画像形成領域ｒＲ，ｒＧ，ｒＢを有する。光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、いわゆる透過型の光変調装置である。画像形成領域ｒＲ，ｒＧ，ｒＢは、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、与えられた画像信号に応じて光の偏光の方向を変調する。なお、図示及び詳しい説明は省略するが、光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの入射側及び射出側にはそれぞれ入射側偏光板及び射出側偏光板が設けられており、光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとともに投写画像を形成する。

光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域ｒＲ，ｒＧ，ｒＢには、図５（ａ）に示すように、第１の側ｓ１の光の照度が第２の側ｓ２の光の照度よりも高くなる。

クロスダイクロイックプリズム５００は、光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂからの光を合成するとともに進行方向を揃える素子である。クロスダイクロイックプリズム５００は、例えば、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る。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からの光は、投写光学系６００によって投写され、投写対象であるスクリーンＳＣＲ上で投写画像を形成する。
なお、投写光学系６００の構成については広く知られているため、詳しい説明は省略する。
スクリーンＳＣＲ上においては、図５（ｂ）に示すように、均一なバランスで光が入射し、明るさが均一となる。

以下、実施形態に係るプロジェクター１０００の効果を説明する。

実施形態に係るプロジェクター１０００によれば、レンズインテグレーター光学系１１０は、画像形成領域ｒＲ，ｒＧ，ｒＢにおける第１の側ｓ１の光の照度が、画像形成領域ｒＲ，ｒＧ，ｒＢにおける第２の側ｓ２の光の照度よりも高くなるように構成されているため、投写画像としたときに明るさが均一になる。また、明るさを均一にするために光をカットする構成ではないので、投写画像の明るさも確保することができる。画像形成領域で暗い部分に合わせて明るい部分の光をカットする必要もない。このため、実施形態に係るプロジェクター１０００は、投写画像の明るさを均一にすることが可能であり、かつ、光利用効率を高くすることが可能なプロジェクターとなる。

また、実施形態に係るプロジェクター１０００によれば、投写光学系６００は、当該投写光学系６００を光が入射する側から平面視したとき、投写光学系６００に入射する光の光軸ａ１が、投写光学系６００の光軸ａ２に対して所定の方向ｄにずれて配置されているため、従来のプロジェクターと同様に、プロジェクターを地面と水平に設置したままでも、所定の方向とは反対の方向にむけて投写画像を投写することが可能となる。

また、実施形態に係るプロジェクター１０００によれば、レンズインテグレーター光学系１１０は、画像形成領域ｒＲ，ｒＧ，ｒＢにおける第２の側ｓ２から第１の側ｓ１に向かうにつれて、漸次照度が高くなるように構成されているため、第１の側に向かうにつれて漸次的に明るさを補完し、投写画像の明るさを一層均一にすることが可能となる。

また、実施形態に係るプロジェクター１０００によれば、レンズインテグレーター光学系１１０が、第１レンズアレイ１２０と第２レンズアレイ１３０とを備え、第１小レンズ１２２ａ〜１２２ｊ及び第２小レンズ１３２ａ〜１３２ｊは、画像形成領域ｒＲ，ｒＧ，ｒＢにおける第１の側ｓ１の光の照度が、画像形成領域ｒＲ，ｒＧ，ｒＢにおける第２の側ｓ２の光の照度よりも高くなる形状を有するため、レンズインテグレーター光学系の第１レンズアレイ及び第２レンズアレイを用いて光の分布を調整することで、プロジェクターの構成部品を増やすことなく投写画像の明るさを均一にすることが可能となり、かつ、光利用効率を高くすることが可能となる。

また、実施形態に係るプロジェクター１０００によれば、第１レンズアレイ１２０においては、中央部の第１小レンズ１２２ｅ，１２２ｆの正面視面積が大きく、辺縁部の第１小レンズ１２２ａ〜１２２ｄ，１２２ｇ〜１２２ｊの正面視面積が小さいため、主に辺縁部に入射する光を用いて光の分布を微調整することが可能となり、投写画像の明るさを均一にするのを容易なものとすることが可能となる。

また、実施形態に係るプロジェクター１０００によれば、第１レンズアレイ１２０においては、辺縁部における第１小レンズ１２２ａ〜１２２ｄ，１２２ｇ〜１２２ｊの正面視面積が、端部に近づくにつれて漸次的に小さくなるため、辺縁部に入射する光を用いて光の分布を微調整することが一層容易となり、投写画像の明るさを均一にするのを一層容易なものとすることが可能となる。

本発明は、レンズインテグレーター光学系を用いることが多い液晶型の光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂを備えるプロジェクター１０００に好適に適用することが可能である。

［比較例］
図６は、比較例における第１レンズアレイ１２４を説明するために示す図である。図６（ａ）は第１レンズアレイ１２４の正面図であり、図６（ｂ）は第１レンズアレイ１２４の側面図である。符号１２６ａは第１小レンズ１２６ａの行を表しており、符号１２２ｂ〜１２２ｆについても同様である。
図７は、比較例におけるレンズインテグレーター光学系１１２の働きを説明するために示す図である。
図８は、比較例における光変調装置４００Ｒ及びスクリーンＳＣＲに入射する光の分布を示す模式図である。図８（ａ）は光変調装置４００Ｒの画像形成領域ｒＲに入射する光の分布を示す模式図であり、図８（ｂ）はスクリーンＳＣＲに入射する光の分布を示す模式図である。

本比較例は、従来のプロジェクターの構成と同様の構成を有する比較例に係るプロジェクター１００２（全体は図示せず。）について説明し、本発明の効果を確認するためのものである。
比較例に係るプロジェクター１００２は、実施形態に係るプロジェクター１０００と基本的に同様の構成を有するが、レンズインテグレーター光学系の構成が異なる。すなわち、比較例に係るプロジェクター１００２においては、レンズインテグレーター光学系１１２は、画像形成領域ｒＲ，ｒＧ，ｒＢに均一な光を入射させるように構成されている。

レンズインテグレーター光学系１１２は、図７に示すように、複数の第１小レンズ１２６ａ〜１２６ｆを有する第１レンズアレイ１２４と、複数の第１小レンズ１２６ａ〜１２６ｆに対応する複数の第２小レンズ１３６ａ〜１３６ｆを有する第２レンズアレイ１３４と、偏光変換素子１４０（図示せず。）と、重畳レンズ１５０とを備える。このうち、偏光変換素子１４０は実施形態における偏光変換素子１４０と、重畳レンズ１５０は実施形態における重畳レンズ１５０と、それぞれ同様の構成を有するため、説明を省略する。

第１レンズアレイ１２４における第１小レンズ１２６ａ〜１２６ｆは、図６に示すように、全て均等な形状を有する。具体的には、第１小レンズ１２６ａ〜１２６ｆは、光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域ｒＲ，ｒＧ，ｒＢに対応する形状を有しており、図７及び図８（ａ）に示すように、画像形成領域ｒＲ，ｒＧ，ｒＢ全体に光を入射させる。
第２レンズアレイ１３４は、正面図及び符号の図示は省略するが、第１レンズアレイ１２４における複数の第１小レンズ１２６ａ〜１２６ｆに対応する複数の第２小レンズ１３６ａ〜１３６ｆを有する。

プロジェクター１００２においては、上記のような構成を有するレンズインテグレーター光学系１１２を備えることにより、図８（ａ）に示すように、画像形成領域ｒＲ，ｒＧ，ｒＢには均一な分布で光が入射する。

プロジェクター１００２においては、プロジェクター１０００と同じく投写光学系６００が、当該投写光学系を光が入射する側から平面視したとき、投写光学系に入射する光の光軸が投写光学系の光軸に対して所定の方向ｄ（ここでは下方）にずれて配置されている。このため、比較例に係るプロジェクター１００２においては、投写光学系６００の中心部（光軸に近い部分）における光の通過具合と辺縁部における光の通過具合との違いにより、投写画像を投写するときに所定の方向側とは反対の側（ここでは上側）が暗くなってしまい、投写画像の明るさが均一にならない（図８（ｂ）参照。）。

上記した実施形態に係るプロジェクター１０００と、比較例に係るプロジェクター１００２を比較することにより、本発明に係るプロジェクターの効果がはっきりする。つまり、本発明に係るプロジェクターにおいては、レンズインテグレーター光学系は、画像形成領域における第１の側の光の照度が、画像形成領域における第２の側の光の照度よりも高くなるように構成されているため、投写画像としたときに明るさが均一になる。また、明るさを均一にするために光をカットする構成ではないので、投写画像の明るさも確保することができる。画像形成領域で暗い部分に合わせて明るい部分の光をカットする必要もない。このため、本発明のプロジェクターは、投写画像の明るさを均一にすることが可能であり、かつ、光利用効率を高くすることが可能なプロジェクターとなるという効果である。

以上、本発明を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の様態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）上記実施形態において記載した各構成要素の寸法、個数、材質及び形状は例示であり、本発明の効果を損なわない範囲において変更することが可能である。

（２）本発明のプロジェクターにおいては、プロジェクターが近接投射型プロジェクターであることが好ましい。近接投射型プロジェクターにおいては、投写画像を投写するときに所定の方向側とは反対の側（平置きの場合は上側、天吊の場合は下側）が暗くなってしまい、投写画像の明るさが均一にならないという問題が大きくなる傾向にある。このため、本発明は近接投射型プロジェクターに好適に適用することが可能である。

（３）上記実施形態においては、液晶型の光変調装置からなる光変調装置を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、マイクロミラー型の光変調装置からなる光変調装置を用いてもよい。本発明は、レンズインテグレーター光学系を用いるプロジェクターであれば、マイクロミラー型の光変調装置を備えるプロジェクターにも好適に適用することが可能である。

（４）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ーに適用する場合にも、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ーに適用する場合にも可能である。

１０…光源装置、２０…光平行化光学系、１００…照明装置、１００ａｘ…照明光軸、１１０…レンズインテグレーター光学系、１２０，１２４…第１レンズアレイ、１２２ａ〜１２２ｊ，１２６ａ〜１２６ｆ…第１小レンズ、１３０，１３４…第２レンズアレイ、１４０…偏光変換素子、１５０…重畳レンズ、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、２６０，２７０…リレーレンズ、３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂ…集光レンズ、４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ…光変調装置、５００…クロスダイクロイックプリズム、６００…投写光学系、ｒＲ…（光変調装置４００Ｒの）画像形成領域、ＳＣＲ…スクリーン

Claims (8)

1. 光を射出する光源装置と、
   レンズインテグレーター光学系と、
   前記レンズインテグレーター光学系からの光を画像情報に応じて変調する画像形成領域を有する光変調装置と、
   前記光変調装置からの光を投写する投写光学系とを備え、
   前記投写光学系は、前記投写光学系を光が入射する側から平面視したとき、前記投写光学系に入射する光の光軸が、前記投写光学系の光軸に対して所定の方向にずれて配置されているプロジェクターであって、
   前記レンズインテグレーター光学系は、前記画像形成領域における前記所定の方向に対応する第１の側の前記光の照度が、前記画像形成領域における前記所定の方向に対応する側とは反対の第２の側の前記光の照度よりも高くな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ー。
2. 請求項１に記載のプロジェクターにおいて、
   前記レンズインテグレーター光学系は、前記画像形成領域における前記第２の側から前記第１の側に向かうにつれて、漸次照度が高くな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ー。
3. 請求項１又は２に記載のプロジェクターにおいて、
   前記レンズインテグレーター光学系は、複数の第１小レンズを有する第１レンズアレイと、複数の前記第１小レンズに対応する複数の第２小レンズを有する第２レンズアレイとを備え、
   前記第１小レンズ及び前記第２小レンズは、前記画像形成領域における前記第１の側の前記光の照度が、前記画像形成領域における前記第２の側の前記光の照度よりも高くなる形状を有することを特徴とするプロジェクター。
4. 請求項３に記載のプロジェクターにおいて、
   前記第１レンズアレイにおいて、前記第１の側及び前記第２の側に対応する両端付近を辺縁部とし、前記辺縁部の間を中央部とするとき、
   前記第１レンズアレイにおいては、前記中央部の第１小レンズの正面視面積が大きく、前記辺縁部の第１小レンズの正面視面積が小さいことを特徴とするプロジェクター。
5. 請求項４に記載のプロジェクターにおいて、
   前記第１レンズアレイにおいては、前記辺縁部における前記第１小レンズの正面視面積が、端部に近づくにつれて漸次的に小さくなることを特徴とするプロジェクター。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のプロジェクターにおいて、
   前記プロジェクターは、近接投射型プロジェクターであることを特徴とするプロジェクター。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のプロジェクターにおいて、
   前記光変調装置は、液晶型の光変調装置からなることを特徴とするプロジェクター。
8. 請求項１〜６のいずれかに記載のプロジェクターにおいて、
   前記光変調装置は、マイクロミラー型の光変調装置からなることを特徴とするプロジェクター。