JP4072130B2

JP4072130B2 - スクロールユニット、カラー照明装置及びこれを採用したプロジェクションシステム

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Publication number: JP4072130B2
Application number: JP2004055193A
Authority: JP
Inventors: 大式金; 虔晧趙; 成河金
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2004-02-27
Publication date: 2008-04-09
Anticipated expiration: 2024-02-27
Also published as: CN1525208A; US7090359B2; EP1452901A1; EP1452901B1; US20040227903A1; CN1246722C; JP2004264850A; DE602004000986D1; DE602004000986T2; KR20040077224A

Description

本発明は、２枚のスパイラルレンズディスクを利用してスクロールを具現することにより光効率が増加しかつ体積が小型化したスクロールユニット、ならびに、このようなスクロールユニットを採用したカラー照明装置及びプロジェクションシステムに関する。

プロジェクションシステムは、高出力ランプ光源から出射された光を画素単位にオン／オフ制御して画像を形成するライトバルブの数によって３パネル方式と１パネル方式とに分けられる。１パネル方式プロジェクションシステムは、３パネル方式に比べて光学系構造を小さくできるが、白色光をシーケンシャル方法で赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）に分離して使用するので、３パネル方式に比べて光効率が１／３に落ちる問題点がある。したがって、１パネル方式プロジェクションシステムの場合には光効率を増加させるための努力が行われている。

一般的な１パネル方式プロジェクション光学系の場合、白色光源から照射された光をカラーフィルタを利用してＲ、Ｇ、Ｂの３色に分離し、各カラーを順次にライトバルブに送る。そして、このカラー順序に合うようにライトバルブを動作させて映像を具現する。このように１パネル方式光学系は、カラーをシーケンシャルに利用するため、光効率が３パネル方式に比べて１／３に落ちる。このような問題を解決するためにスクロール方法が提案された。カラースクロール方法は、白色光をＲ、Ｇ、Ｂの３色ビームに分離し、これを同時にライトバルブの相異なる位置に送る。そして、一画素当りＲ、Ｇ、Ｂカラーが全て到達したとき映像を実現できるので、特定な方法で各カラーバーを一定した速度に動かす。

従来の１パネル方式スクロールプロジェクションシステムは、図１に示されるように、光源１００から照射された白色光が第１及び第２レンズアレイ１０２，１０４と偏光ビームスプリッタアレイ１０５とを経由して第１ないし第４ダイクロイックフィルタ１０９，１１２，１２２，１３９によってＲ、Ｇ、Ｂの３色ビームに分岐される。まず、前記第１ダイクロイックフィルタ１０９によって、例えば、Ｒ及びＧは透過されて第１光路Ｉ１に通され、Ｂは反射されて第２光路Ｉ２に通される。そして、前記第１光路Ｉ１に通されるＲ及びＧは、前記第２ダイクロイックフィルタ１１２によって再び分岐される。前記第２ダイクロイックフィルタ１１２によってＲは透過されて第１光路Ｉ１に直進し続け、Ｇは反射されて第３光路にＩ３に通される。

前記のように前記光源１００から照射された光がＲ、Ｇ、Ｂに分岐され、各々に対応する第１ないし第３プリズム１１４，１３５，１４２を通過しつつスクロールされる。前記第１ないし第３プリズム１１４，１３５，１４２は、前記第１ないし第３光路Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３に各々配置されて均一な速度に回転されることによってＲ、Ｇ、Ｂの３色のカラーバーがスクロールされる。前記第２及び第３光路Ｉ２，Ｉ３に沿って各々通されたＧ及びＢが第３ダイクロイックフィルタ１３９によって反射及び透過されて合成され、最終的に前記第４ダイクロイックフィルタ１２２によってＲ、Ｇ、Ｂの３色光が合成されて偏光ビームスプリッタ１２７を通過し、ライトバルブ１３０によって画像を形成する。

前記第１ないし第３プリズム１１４，１３５，１４２の回転によってＲ、Ｇ、Ｂカラーバーがスクロールされる過程が図２に示されている。これは、各カラーに対応するプリズムを同期させて回転させる時に前記ライトバルブ１３０面に形成されたカラーバーの移動を示すものである。

前記ライトバルブ１３０で各画素に対するオン／オフ信号による画像情報を処理して画像を形成し、この画像が投射レンズ（図示せず）を経て拡大されてスクリーンに結像される。

前記のような方法は、各カラー別に光路を各々使用するので、カラー別に光路補正用レンズを各々備えなければならず、分離された光を再び集束するための部品が設けられなければならないが、各カラー別に部品を別途に準備しなければならないので、光学系の体積が大きくなり、製造及び組立て工程が複雑で収率が落ちる。また、前記第１ないし第３プリズム１１４，１３５，１４２を回転させるための３つのモータの駆動による大きな騷音が発生し、一つのモータが設けられたカラーホイール方式に比べて製造コストが増加する。

また、スクロール方式を利用してカラー画像を具現するためには、図２に示されたようなカラーバーを一定した速度に移動させなければならないが、前記構造ではスクロールのためにライトバルブと３つのプリズムとを同期させなければならないため、同期制御が難しい。それだけでなく、前記スクロールプリズム１１４，１３５，１４２が円運動をするので、カラースクロールの速度も一定せず、画像の質が低下することがある。

本発明は、前記問題点を解決するために案出されたものであって、カラーバーのスクロールを一つの部品で実行できるようにするスクロールユニットを提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、光学的構成が単純であり、スクロールされる光を照射してカラー画像を形成できるようにするカラー照明装置を提供することである。

また、カラースクロールを一つの部品で実行できるようにして体積を小型化し、カラースクロールが効果的に行われて画質が向上したプロジェクションシステムを提供することに目的がある。

前記目的を達成するために、本発明によるスクロールユニットは、複数のシリンドリカルレンズセルが螺旋状に配列され、回転可能に設けられた第１スパイラルレンズディスクと、前記第１スパイラルレンズディスクと対向するように設置され、前記第１スパイラルレンズディスクと同じ速度に回転可能に設けられた第２スパイラルレンズディスクと、前記第１及び第２スパイラルレンズディスク間に設置されたガラスロッドと、を含むことを特徴とする。

前記目的を達成するために本発明によるカラー照明装置は、光を照射する光源と、前記光源から照射される光をカラー別に分離する光分離器と、複数のシリンドリカルレンズセルが螺旋状に配列され、回転可能に設けられた第１スパイラルレンズディスク、前記第１スパイラルレンズディスクと対向するように設置され、前記第１スパイラルレンズディスクと同じ速度に回転可能に設けられた第２スパイラルレンズディスク及び前記第１及び第２スパイラルレンズディスク間に設置されたガラスロッドを有し、前記第１及び第２スパイラルレンズディスクの回転によって前記カラー別に分離された光の進行経路が周期的に変えられてスクロールされるスクロールユニットと、を含むことを特徴とする。

前記目的を達成するために本発明によるプロジェクションシステムは、光を照射する光源と、前記光源から照射される光をカラー別に分離する光分離器と、複数のシリンドリカルレンズセルが螺旋状に配列され、回転可能に設けられた第１スパイラルレンズディスク、前記第１スパイラルレンズディスクと対向するように設置され、前記第１スパイラルレンズディスクと同じ速度に回転可能に設けられた第２スパイラルレンズディスク及び前記第１及び第２スパイラルレンズディスク間に設置されたガラスロッドを有し、前記第１及び第２スパイラルレンズディスクの回転によって前記カラー別に分離された光の進行経路が周期的に変えられてスクロールされるスクロールユニットと、前記スクロールユニットによってスクロールされるビームを画像信号によって処理してカラー画像を形成するライトバルブと、前記ライトバルブによって形成された画像をスクリーンに拡大投射させる投射レンズユニットと、を含むことを特徴とする。

前記光分離器は、相異なる角度に傾けられて隣接配列され、入射光を波長によって選択的に透過及び反射させる第１ないし第３ダイクロイックフィルタを備えて構成される。

前記光分離器は、入射光軸に対して傾けられて配置されて入射光のうち第１カラー光は反射させ、他の光は透過させる第１ダイクロイック鏡面、外部との屈折率差によって所定傾斜度で入射された光を全反射させる第１反射面を有する第１ダイクロイックプリズムと、入射光軸に対して傾けられて配置されて前記第１ダイクロイックプリズムを透過して入射された光のうち第２カラー光は反射させ、他の光は透過させる第２ダイクロイック鏡面、外部との屈折率差によって所定傾斜度で入射された光を全反射させる第２反射面を有する第２ダイクロイックプリズムと、入射光軸に対して傾けられて配置されて前記第２ダイクロイックプリズムを透過して入射された光のうち第３カラー光を反射させる第３ダイクロイック鏡面、外部との屈折率差によって所定傾斜度で入射された光を全反射させる第３反射面を有する第３ダイクロイックプリズムと、を備えて構成できる。

また、前記光分離器は、前記第１ダイクロイックプリズムの光入射面に設けられるものであって、入射された無偏光の白色光のうち一偏光の第１光は透過させて前記第１ダイクロイックプリズム側に向かわせ、他の偏光の第２光は反射させる第１偏光ビームスプリッタと、前記第１偏光ビームスプリッタで反射された第２光を再び反射させて前記第１ダイクロイックプリズム側に向かわせる第２偏光ビームスプリッタと、前記第１偏光ビームスプリッタと前記第１ダイクロイックプリズム間及び前記第２偏光ビームスプリッタと前記第１ダイクロイックプリズム間のうち何れか１箇所に配置されて第１光及び第２光の偏光方向が同一になるように偏光方向を変換させる１／２波長板と、をさらに備えることができる。

また、本発明によるプロジェクションシステムは、前記光分離器と第１スパイラルレンズディスク間に設けられて前記第１スパイラルレンズディスクに結ばれる光の幅を狭める第１シリンドリカルレンズと、前記第２スパイラルレンズディスクの次に配置されて入射光を平行光にする第２シリンドリカルレンズと、をさらに備えることができる。

また、前記スクロールユニットを経由した光を重畳的に結像させる第１及び第２フライアイレンズアレイをさらに備えることができる。

本発明によるスクロールユニットは、カラーバーのスクロールを可能にし、スクロール時にライトバルブの駆動と容易に同期させることができるので、スクロール作用を容易に制御できる。また、スクロールのための部品の数を減らすことができ、これによりプロジェクションシステムの軽量化及び低コスト化を達成できる。また、スクロールユニットを含むカラー照明装置は、前記スパイラルレンズディスクを通じてカラー光を照明することによって、光学的構成を単純化でき、光効率を増大させることができる。それだけでなく、カラー照明装置を利用してカラーバーを形成することによってカラーバー単位でカラー画像を制御できるので、画質を向上させることができる。

また、前記のように構成されたプロジェクションシステムは、１パネル方式を採択することによって光学的構成を単純化でき、スクロールユニットを採用して入射光をスクロールすることによって３パネル方式のプロジェクションシステムでの光効率と同じ光効率を得られる。すなわち、本発明によるスクロール方式を採用した１パネル方式プロジェクションシステムでは、白色光を順次ではなく同時に分離し、このように分離された３色ビームをスクロールしてカラー画像を具現するので、３パネル方式のような光効率を得ることができる。

以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施形態について詳細に説明する。

本発明の第1の実施形態によるカラー照明装置は、図３を参照すれば、光源１０と、この光源１０から照射された光を波長によって分離させる光分離器１５、前記光分離器１５によって分岐されたＲ、Ｇ、Ｂの３色ビームをスクロールするためのスクロールユニット１８を含んで構成される。また、本発明の第1の実施形態によるプロジェクションシステムは、光源１０と、この光源１０から照射された光を波長によって分岐させる光分離器１５、前記光分離器１５によって分岐されたＲ、Ｇ、Ｂの３色ビームをスクロールさせるためのスクロールユニット１８、前記スクロールユニット１８によってスクロールされるビームを画像信号によって処理してカラー画像を形成するライトバルブ３０を含む。

前記光源１０は、白色光を照射するものであって、光を生成するランプ１１と、このランプ１１から出射された光を反射させてその進行経路を案内する反射鏡１３とを含む。前記反射鏡１３は、前記ランプ１１の位置を一焦点としかつ光が集束される地点を他の焦点とする楕円鏡で構成することができる。または、前記ランプ１１の位置を一焦点とし、このランプ１１から出射され、前記反射鏡１３で反射された光を平行光にする放物鏡で構成することができる。図３は、反射鏡１３として楕円鏡を採用した場合を一例として示している。反射鏡１３として放物鏡を採用する場合には、光を集束させるためのレンズがさらに設けられなければならない。

一方、前記光源１０と光分離器１５間の光路上に入射光を平行光にするコリメーティングレンズ１４が設けられている。このコリメーティングレンズ１４は、前記光源１０と、該光源１０から出射された光が集束される焦点ｆとの間の距離をｐとする時、前記焦点ｆからｐ／５だけ離れた位置に配置されることが望ましい。このように配置することによって光学的保存物理量であるエテンデューを減少させることができる。このようにエテンデューを減少させることによって光学系の構成を小型化でき、容易に構成できる。

前記光分離器１５は、例えば、図４に示されるように入射光軸に対して相異なる角度（θ_１＜θ_２＜θ_３）に傾けられて配置された第１、第２及び第３ダイクロイックフィルタ１５ａ，１５ｂ，１５ｃを備えて構成することができる。

前記スクロールユニット１８は、図５Ａ及び図５Ｂを参照すれば、所定間隔に離隔されて配置された第１及び第２スパイラルレンズディスク２０，２１と、前記第１及び第２スパイラルレンズディスク２０，２１間のガラスロッド２３とを備えている。前記第１及び第２スパイラルレンズディスク２０，２１の少なくとも一面にシリンドリカルレンズセル２０ａ，２１ａが螺旋状に配列されて形成されている。そして、スパイラルレンズディスク２０，２１の断面形状は、シリンドリカルレンズアレイの構造を有している。

前記第１及び第２スパイラルレンズディスク２０，２１は、駆動源３１によって同じ速度に回転されるようにブラケット３４によって支持されている。

そして、前記第１及び第２スパイラルレンズディスク２０，２１の前後に各々第１シリンドリカルレンズ１７と第２シリンドリカルレンズ２４とが設けられている。ここで、前記第１及び第２シリンドリカルレンズ１７，２４は、入射光のうち何れか一方向の光だけ集束させるように所定回折パターンを有する第１及び第２回折光学素子に代替することができる。

一方、前記第２スパイラルレンズディスク２１とライトバルブ３０間の光路上には第１及び第２フライアイレンズアレイ２５，２６とリレーレンズ２９とをさらに設けることができる。前記第１及び第２フライアイレンズアレイ２５，２６には入射面及び／または出射面に２次元配列を有する多数の凸部２５ａ，２６ａが形成される。そして、前記ライトバルブ３０によって形成されたカラー画像は、投射レンズユニット３５によってスクリーン４０に拡大投射される。

前記のように構成されたプロジェクションシステムの作用について説明すれば、次の通りである。

前記光源１０から出射された白色光は、光分離器１５によってＲ、Ｇ、Ｂの３色ビームに分岐される。例えば、前記光分離器１５は、図４に示されるように入射光軸に対して相異なる角度（θ_１＜θ_２＜θ_３）に傾けられて配置された第１、第２及び第３ダイクロイックフィルタ１５ａ，１５ｂ，１５ｃを備えて構成することができる。前記光分離器１５は、入射光を所定波長領域に分離し、この分離された光を相異なる角度に進ませる。例えば、前記第１ダイクロイックフィルタ１５ａは、白色の入射光のうちレッド波長領域の光Ｒは反射させ、他の波長領域の光Ｇ，Ｂは透過させる。前記第２ダイクロイックフィルタ１５ｂは、前記第１ダイクロイックフィルタ１５ａを透過した光のうちグリーン波長領域の光Ｇは反射させ、残りのブルー波長領域の光Ｂは透過させる。そして、前記第３ダイクロイックフィルタ１５ｃは、前記第１及び第２ダイクロイックフィルタ１５ａ，１５ｂを透過したブルー波長領域の光Ｂを反射させる。

ここで、前記第１ないし第３ダイクロイックフィルタ１５ａ，１５ｂ，１５ｃによって波長別に分離されたＲ、Ｇ、Ｂの３色ビームは、相異なる角度に反射され、例えば、ＲとＢ各々がＧを中心に集束されて前記第１スパイラルレンズディスク２０に入射される。このように分離された各カラーが前記第１スパイラルレンズディスク２０を通じて前記ガラスロッド２３に入射される。

前記ガラスロッド２３を通過した光は、前記第２スパイラルレンズディスク２１に入射されるが、前記ガラスロッド２３と第２スパイラルレンズディスク２１とは、前記第１スパイラルレンズディスク２０による発散現象を防止する。

まず、前記第２スパイラルレンズディスク２１による発散防止効果を調べるためにシミュレーションした結果が図６Ａ及び図６Ｂに示されている。図６Ａは、第２スパイラルレンズディスク２１のない場合（第１場合）に前記第１スパイラルレンズディスク２０を通過した光の発散角度をシミュレーションした結果を示す図である。そして、図６Ｂは、第２スパイラルレンズディスク２１が設けられた場合（第２場合）に第１スパイラルレンズディスク２０を通過した光の発散角度をシミュレーションした結果を示す図である。図６Ａ及び図６Ｂでは、第１及び第２スパイラルレンズディスクを構成する一つのレンズセル２０ａ，２１ａだけを示した。

ここで使われたレンズセル２０ａ，２１ａの開口数ＮＡは０.１０４であり、上面での各波長別光に対する発散角度は、次の通りである。

表１で、Ｆ１は、波長別に分離されて相異なる光路に通される光のうち中央に通される光を、Ｆ２は、中心光の両側に通される光のうち一方の光を表す。中心光の両側に通される光は対称的であるので、両側の光のうち一方の光だけを示す。そして、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、同じ波長の光が通される経路ごとに指定したものである。前記シミュレーション結果を見れば、第２スパイラルレンズディスク２１が設けられた場合（第２場合）が第２スパイラルレンズディスク２１が設けられていない場合（第１場合）に比べて発散角度が小さくなることが分かる。

次いで、前記第１及び第２スパイラルレンズディスク２０，２１間にガラスロッド２３が設置された場合、前記ガラスロッド２３は、前記第１スパイラルレンズディスク２０を通過した光を発散なしに前記第２スパイラルレンズディスク２１に伝達させると共に、入射光を入射された状態そのままに出射させることによって光導波路のような機能をする。

図７Ａは、±２゜のフィールドを有する第１シリンドリカルレンズ１７を通過した光が第１スパイラルレンズディスク２０に結ばれる場合を示す図である。前記第１スパイラルレンズディスク２０に結ばれる光のサイズは８ｍｍである。図７Ｂは、前記ガラスロッド２３が設けられていない場合に前記第１シリンドリカルレンズ１７、第１及び第２スパイラルレンズディスク２０，２１、第２シリンドリカルレンズ２４を通過した光路を示す図である。ここで、前記第１スパイラルレンズディスク２０に入射される入射光のサイズは約８ｍｍであり、前記第２スパイラルレンズディスク２１に入射される入射光のサイズは約２６ｍｍである。

このように前記第１スパイラルレンズディスク２０と第２スパイラルレンズディスク２１とに結ばれる光のサイズが異なれば、第２シリンドリカルレンズ２４に入射される光の発散角が大きくなる。したがって、図７Ｃに示されるように、前記第１及び第２スパイラルレンズディスク２０，２１間にガラスロッド２３を設置して第１及び第２スパイラルレンズディスク１０，２１に結ばれる光のサイズを同じにする。この時、前記ガラスロッド２３の長さは、約２０ｍｍにすることができる。前記ガラスロッド２３を利用してビーム発散角を小さくすることによって光損失を減らすことができる。

前記のように構成されたスクロールユニット１８のスクロール作用を説明すれば、次の通りになる。

前記光源１０から出射された光Ｉは、コリメーティングレンズ１４によって平行光になり、この平行光は、前記第１ないし第３ダイクロイックフィルタ１５ａ，１５ｂ，１５ｃによって波長別に相異なる角度に分離されて前記第１シリンドリカルレンズ１７に入射される。前記第１シリンドリカルレンズ１７は、入射光の幅を狭める機能をする。したがって、前記第１シリンドリカルレンズ１７を通過した光は、その幅が狭まった状態で前記第１スパイラルレンズディスク２０に入射される。この時、前記第１スパイラルレンズディスク２０を通過する光を図５Ａ及び図５ＢにおいてＬと表示した。図８は、光源１０から出射された光が前記第１シリンドリカルレンズ１７を通過せずそのままに第１スパイラルレンズディスク２０に入射した時と、前記第１シリンドリカルレンズ１７によって光の幅が狭まった状態で第１スパイラルレンズディスク２０に入射した時とを比較した図である。

前記第１スパイラルレンズディスク２０を通過する時の光の幅が広い時には、スパイラルレンズアレイ形状と光Ｌ′の形状とが相対的に大きく異なり一致しないため、各カラー別に一致しない領域Ａ′だけの光損失をもたらす。このため、光損失を最小化するために前記第１シリンドリカルレンズ１７を利用して光の幅を狭めることによってスパイラルレンズアレイ形状と光Ｌの形状とを一致させることが望ましい。この時の不一致領域をＡとすれば、Ａ＜Ａ′となって第１スパイラルレンズディスク２０に入射される光の幅を狭めるときに光損失が減少する。

その後、前記第１スパイラルレンズディスク２０を通過した光が前記ガラスロッド２３及び第２スパイラルレンズディスク２１を経由して前記第２シリンドリカルレンズ２４に入射される。光が前記第１スパイラルレンズディスク２０、ガラスロッド２３及び第２スパイラルレンズディスク２１を通過する時、発散角が小さくなることについては前述したので、ここではその説明を省略する。

ここで、前記ガラスロッド２３は、前記第１シリンドリカルレンズ１７によって幅が狭まった光Ｌが通される経路上に配置されることが望ましい。

一方、前記第１及び第２スパイラルレンズディスク２０，２１が同じ速度に回転される時、カラースクロールが行われる。前記ガラスロッド２３は、前記第１及び第２スパイラルレンズディスク２０，２１間に固定されている。

Ｒ、Ｇ、Ｂの３色ビームＬが前記第１スパイラルレンズディスク２０を通過する時、ビームＬを基準として見れば、第１スパイラルレンズディスク２０が一定した速度に上側または下側に移動し続けるような効果が得られる。したがって、相対的に第１スパイラルレンズディスク２０を通過するビームの位置が連続的に変わるような効果が得られる。このような過程を図９Ａないし図９Ｃに示した。

最初に、図９Ａに示されるように前記第１スパイラルレンズディスク２０、ガラスロッド２３、第２スパイラルレンズディスク２１、第２シリンドリカルレンズ２４、第１及び第２フライアイレンズアレイ２５，２６、リレーレンズ２９を経由してライトバルブ３０にＲ、Ｇ、Ｂ順にカラーバーが形成される。次いで、前記第１及び第２スパイラルレンズディスク２０，２１の回転によってビームが前記第１及び第２スパイラルレンズディスク２０，２１を通過する時のレンズ面が漸進的に上側に移動する。前記第１及び第２スパイラルレンズディスク２０，２１の移動によって、図９Ｂに示されるように、Ｂ、Ｒ、Ｇ順にカラーバーが形成される。前記第１及び第２スパイラルレンズディスク２０，２１が回転し続けることによって、図９Ｃに示されるようにＧ、Ｂ、Ｒ順にカラーバーが形成される。

前記第１及び第２スパイラルレンズディスク２０，２１が回転されつつ前記のようなスクロール動作が反復的に行われる。言い換えれば、前記第１及び第２スパイラルレンズディスク２０，２１の回転運動によってビームが入射されるレンズの位置が変わり、前記第１及び第２スパイラルレンズディスク２０，２１の回転運動が第１及び第２スパイラルレンズディスク２０，２１の断面でのシリンドリカルレンズアレイの直線運動に転換されることによってスクロールが行われる。

ここで、前記第１及び第２スパイラルレンズディスク２０，２１の回転方向を変更する必要なしに一方向に回転し続けてスクロールを具現するので、連続性と一貫性とを維持できる。また、一つの部品であるスクロールユニット１８を通じてスクロールを具現するので、カラーバーの速度を一定に維持するのに有利である。また、第１及び第２スパイラルレンズディスク２０，２１と前記ガラスロッド２３とを利用してビーム発散角を小さくすることによって光損失を減らすことができる。

一方、前記第１シリンドリカルレンズ１７によってビームが前記第１及び第２スパイラルレンズディスク２０，２１を通過する時には狭い幅で通過するので、実質的に直線運動するシリンドリカルレンズアレイを通過するような効果が得られる。そして、前記第２スパイラルレンズディスク２１を通過した光は、第２シリンドリカルレンズ２４によってその幅が元の状態に戻されて平行光になる。

次いで、前記第２シリンドリカルレンズ２４を通過した光は、第１及び第２フライアイレンズアレイ２５，２６によってカラー別に前記ライトバルブ３０に重畳されて結ばれる。例えば、ライトバルブ３０を３等分した時、Ｒはライトバルブ３０の上段部に、Ｇは中央部に、Ｂは下段部に各々重畳されて結像され、カラーバーを形成する。前記第１及び第２フライアイレンズアレイ２５，２６がなければ、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色ビームはライトバルブ３０に画素単位にスクロールされる。このように画素単位にスクロールされれば、スクロール制御が難しくなり、エラーが発生する確率が高く、かつ画質が落ちる恐れがある。しかし、本発明では前記第１及び第２フライアイレンズアレイ２５，２６を利用してＲ、Ｇ、Ｂの３色ビームを前記ライトバルブ３０の３領域に重畳させて結ばせることによってカラーバーを形成し、このカラーバーをスクロールすることによってスクロール制御が容易となる利点がある。

また、前記第１及び第２フライアイレンズアレイ２５，２６は、前記ライトバルブ３０に照射される光強度を均一にする役割もする。

前記リレーレンズ２９は、前記第１及び第２フライアイレンズアレイ２５，２６を経由した光を所定位置、例えば、ライトバルブ３０まで伝達する機能をする。

一方、前記ライトバルブ３０の動作周波数と前記第１及び第２スパイラルレンズディスク２０，２１の回転周波数とを同期させるために前記第１及び第２スパイラルレンズディスク２０，２１のレンズセル２０ａ，２１ａの数を調節できる。すなわち、ライトバルブ３０の動作周波数が速くなれば、さらに多くのレンズセル２０ａ，２１ａを備えることによってスパイラルレンズディスク２０，２１の回転速度は一定にしつつスクロール速度をさらに速く調節できる。

さらに他の方法で、前記第１及び第２スパイラルレンズディスク２０，２１のレンズセル２０ａ，２１ａの数は同一に維持し、スパイラルレンズディスク２０，２１の回転周波数を高めることによってライトバルブ３０とスパイラルレンズディスクとを同期させることができる。例えば、ライトバルブ３０の動作周波数が９６０Ｈｚである時、すなわち１フレーム当り１／９６０秒で動作し、１秒に９６０フレームを再生する時、前記第１及び第２スパイラルレンズディスク２０，２１は、次のように構成することができる。すなわち、第１及び第２スパイラルレンズディスク２０，２１の最外周の直径を１４０ｍｍとし、最内周の直径を６０ｍｍとし、レンズセル２０ａ，２１ａの数を３２個とし、その幅を５.０ｍｍとし、その曲率半径を２４.９ｍｍとすることができる。ここで、前記第１及び第２スパイラルレンズディスク２０，２１が１回回転時に３２フレームを再生するとすれば、１秒に９６０フレームを再生するためには１秒に３０回回転させなければならない。このような速度には第１及び第２スパイラルレンズディスク２０，２１を６０秒に１８００回回転させなければならないので、１８００ｒｐｍの回転速度を有するように回転させる。また、ライトバルブの動作周波数が０.５倍分だけ増加して１４４０Ｈｚで動作する時には、この動作周波数と同期させるためにスパイラルレンズディスクを２７００ｒｐｍの回転速度に回転させる。

本発明では、前記のようにスクロールユニット１８を利用して１パネル方式プロジェクションシステムで光効率を最大化できる。

次いで、本発明の第２の実施形態による照明装置及びプロジェクションシステムについて説明する。

第２の実施形態によるプロジェクションシステムは、図１０に示されるように、光源１０と、この光源１０から照射された光を所定波長領域に分離する光パイプ７０と、この光パイプ７０から分離された３色ビームをスクロールするためのスクロールユニット１８、前記スクロールユニット１８によってスクロールされるビームを画像信号によって処理してカラー画像を形成するライトバルブ３０を含んで構成される。

本発明の第２の実施形態によるプロジェクションシステムは、第1の実施形態によるプロジェクションシステムで前記光分離器１５が第１ないし第３ダイクロイックフィルタ１５ａ，１５ｂ，１５ｃで構成される代わりに、光パイプ７０が光分離器として使われる。図１０で、図３と同じ参照番号を使用する部材は、同じ機能及び作用をする部材であって、ここではその詳細な説明は省略する。

前記光パイプ７０は、入射光を所定波長領域に分離し、この分離された光を相異なる角度に進ませる。また光パイプ７０は、所定角度に入射された光が所望の方向以外の方向に出射されることを抑制して光利用効率を高める。

このために、前記光パイプ７０は、図１１に示されるように、各々特定波長の光は反射させ、特定波長と異なる波長の光は透過させて入射光Ｉを第１、第２及び第３色ビームＩ１，Ｉ２，Ｉ３に分岐させる第１、第２及び第３ダイクロイックプリズム７９，８１，８３を含む。ここで、Ｈはイメージ面（像面）を表す。

前記第１ダイクロイックプリズム７９は、入射光Ｉの光軸に対して各θ′_１だけ傾けられて配置された第１ダイクロイック鏡面８０を有する。この第１ダイクロイック鏡面８０は、入射光のうち第１色光Ｉ１は反射させ、第２及び第３色光Ｉ２，Ｉ３は透過させる。例えば、Ｒは反射させ、ＧとＢとは透過させる。

前記第２ダイクロイックプリズム８１は、前記第１ダイクロイックプリズム７９に付着され、入射光Ｉの光軸に対して各θ′_２だけ傾けられて設けられた第２ダイクロイック鏡面８２を含む。この第２ダイクロイック鏡面８２は、入射光のうち第２色光Ｉ２、例えば、Ｇは反射させ、残りは透過させる。

そして、前記第３ダイクロイックプリズム８３は、前記第２ダイクロイックプリズム８１に付着され、入射光軸に対して各θ′_３だけ斜めに設けられた第３ダイクロイック鏡面８４を含む。この第３ダイクロイック鏡面８４は、入射光のうち第３色光Ｉ３、例えば、Ｂを反射させ、他の光は透過させる。ここで、前記第３ダイクロイック鏡面８４は、入射光を全て反射させることができるように設けられた全反射ミラーに代替することができる。

一方、前記第１ダイクロイックプリズム７９は、外壁に第１反射面７９ａ，７９ｂを備え、第１反射面７９ａ，７９ｂに向けて所定傾斜度で入射された光を第１ダイクロイックプリズム７９の内部に全反射させるようになっている。具体的に説明すれば、前記第１反射面７９ａ，７９ｂは、前記第１ダイクロイックプリズム７９とその外部の空気間の屈折率差によって所定角度、すなわち、臨界角より大きい角度に入射された光を全反射させる。これは、光源１０から出射された光が前記コリメーティングレンズ１４によって平行光になる時、完全に平行光にならずある程度発散されて通されることに対備して設けられたものである。言い換えれば、入射光が発散されて前記第１ダイクロイックプリズム７９に入射される時、第１ダイクロイックプリズム７９の外壁を通過して外部に出射される光を減らすことによって入射光Ｉの光利用効率を高めることができる。

また、前記第２及び第３ダイクロイックプリズム８１，８３も各々外壁に第２及び第３反射面８１ａ，８１ｂ，８３ａ，８３ｂを備える。この第２及び第３反射面８１ａ，８１ｂ，８３ａ，８３ｂは、前述された第１反射面７９ａ，７９ｂと同じ機能をするので、ここではその詳細な説明は省略する。

前記のように、第１ないし第３反射面７９ａ，７９ｂ，８１ａ，８１ｂ，８３ａ，８３ｂを通じて光効率を増大させることによって、光学系の光学的保存物理量を表すエテンデュー値の変化による影響を減らすことができる。

一方、前記第１ないし第３ダイクロイック鏡面８０，８２，８４で反射された第１ないし第３色光Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３各々が前記第１シリンドリカルレンズ１７で収斂されるように前記各θ′_１，θ′_２，θ′_３は、数式１を満足することが望ましい。

前記光パイプ７０は、入射光の偏光特性に関係なく、画像を生成できるように設けられたマイクロミラーデバイス（図示せず）をライトバルブ３０として使用するプロジェクションシステムに適している。

一方、前記光パイプ７０の他の例が図１２ないし図１４に示されている。前記光パイプ７０は、光の進行方向に対して上下方向に配置された第１及び第２偏光ビームスプリッタ７３，７５と、前記第２偏光ビームスプリッタ７５に隣接して設置されて偏光方向を変換する１／２波長板７７及び、各々特定波長領域の光は反射させ、他の波長領域の光は透過させて入射光Ｉを第１、第２及び第３色光Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３に分岐させる第１、第２及び第３ダイクロイックプリズム７９，８１，８３を含む。

図１４を参照すれば、前記第１偏光ビームスプリッタ７３は、前記第１ダイクロイックプリズム７９の入射面に設けられるものであって、入射された無偏光の白色光のうち一偏光の第１光は透過させて前記第１ダイクロイックプリズム７９側に向かわせ、他の偏光の第２光は反射させて前記第２偏光ビームスプリッタ７５側に向かわせる。このために、前記第１偏光ビームスプリッタ７３には第１偏光フィルタ７４が設けられている。

図１４は、Ｐ偏光とＳ偏光とが混合された白色光が光源１０から照射された場合について、前記第１偏光フィルタ７４がＰ偏光を透過させ、Ｓ偏光を反射させた例を示す図である。

前記第２偏光ビームスプリッタ７５は、前記第１偏光ビームスプリッタ７３で反射された第２光を再び反射させて前記第１ダイクロイックプリズム７９側に向かわせる。前記第２偏光ビームスプリッタ７５は、入射されたＳ偏光を偏光の変化なしに経路だけを変えるものであって、第１偏光ビームスプリッタ７３を透過した第１光と平行に進ませる。そのため、第２偏光ビームスプリッタ７５は、入射光のうち特定偏光、例えば、Ｓ偏光の光を反射させる第２偏光フィルタ７６を含む。一方、ここで、第２偏光ビームスプリッタ７５は、入射光を全反射させる全反射ミラーで構成することも可能である。

前記１／２波長板７７は、入射された所定偏光の光の位相を９０°変える。したがって、入射された所定直線偏光の光を他の直線偏光の光に変える。図１４は、前記１／２波長板７７が前記第２偏光ビームスプリッタ７５と前記第１ダイクロイックプリズム７９間に配置されて第２光の偏光方向が第１光の偏光方向と同一になるように偏光変換する例を示す図である。すなわち、前記１／２波長板７７は、第２偏光フィルタ７６で反射されたＳ偏光を第１光の偏光方向と同じＰ偏光に変える。

一方、１／２波長板７７は、前記第２偏光ビームスプリッタ７５と前記第１ダイクロイックプリズム７９間に配置される代わりに、前記第１偏光ビームスプリッタ７３と前記第１ダイクロイックプリズム７９間に配置され、第１光の偏光方向を第２光の偏光方向と同一になるように変えることも可能である。前記１／２波長板７７を利用して前記光源１０から出射された光を全て利用できて光効率が増大する。

前記第１及び第２偏光ビームスプリッタ７３，７５と１／２波長板７７とを通過した所定偏光の光、例えばＰ偏光は、前記第１、第２及び第３ダイクロイックプリズム７９，８１，８３によって波長別に分離される。第１、第２及び第３ダイクロイックプリズム７９，８１，８３は、前記図９を参照して説明したように第１ないし第３ダイクロイック鏡面８０，８２，８４によって入射光を波長別に分離させる。

図１２ないし図１４に示されたような光パイプは、プロジェクションシステムのライトバルブ３０として液晶表示素子を採用した場合に適用できる。

図１０を参照すれば、前記のように構成されたプロジェクションシステムでは、前記光パイプ７０とスクロールユニット１８とによってスクロールが行われる。前記光源１０から出射された光が前記光パイプ７０によってカラー別に分離されて相異なる角度に通され、第１シリンドリカルレンズ１７に結ばれる。前記第１シリンドリカルレンズ１７によって第１スパイラルレンズディスク２０に狭い幅を有する光が入射され、前記ガラスロッド２３と第２スパイラルレンズディスク２１とによって発散角が小さくなった光が第２シリンドリカルレンズ２４に結ばれる。

前記第２シリンドリカルレンズ２４によって平行光になった光が第１及び第２フライアイレンズアレイ２５，２６によってカラー別に重畳されるようにライトバルブ３０に集束されてカラーバーが形成される。そして、このカラーバーは、前記第１及び第２スパイラルレンズディスク２０，２１の回転によって連続的にスクロールされてカラー画像が形成される。ライトバルブ３０に形成されたカラー画像は、投射レンズユニット３５を通じて拡大投射されてスクリーン４０に結ばれる。

一方、本発明によるカラー照明装置は、光源１０、この光源１０から照射された光を波長別に分離させる光分離器及び光分離器によって分離された光をスクロールするスクロールユニット１８を含んで構成される。前記光分離器は、前述したように相異なる角度に傾けられて配置され、入射光を波長によって反射及び透過させる第１ないし第３ダイクロイックフィルタ１５ａ，１５ｂ，１５ｃで構成することができる。または、前記光分離器は、図１１及び図１２を参照して説明した光パイプとすることもできる。

以上のように構成されたカラー照明装置は、光源から照射された光を分離及びスクロールして１パネル方式プロジェクションシステムに提供することにより、容易かつ高効率にカラー画像を形成させることができる。

本発明はスクロールユニットを採用して１パネル方式でありつつも光効率を向上させたプリジェクションシステムを具現できる。１パネル方式であるので、プロジェクションシステムの体積を小型化できる。また、スクロールユニットを分離されたカラーに対して共通に使用することによって、さらに小型化されたプロジェクションシステムを提供できる。

従来のプロジェクションシステムを示す図である。プロジェクションシステムのカラースクロール作用を説明するための図である。本発明の第1の実施形態によるプロジェクションシステムの概略的な構成図である。本発明によるプロジェクションシステムに採用される光分離器の光分離作用を説明するための図である。本発明によるスクロールユニットに使われるスパイラルレンズディスクの正面図である。本発明によるスクロールユニットの斜視図である。本発明によるプロジェクションシステムで第２スパイラルレンズディスクが設けられていない場合に対するビーム発散角をシミュレーションした結果を示す図である。本発明によるプロジェクションシステムで第２スパイラルレンズディスクが設けられている場合に対するビーム発散角をシミュレーションした結果を示す図である。本発明によるプロジェクションシステムに採用されるガラスロッドの作用効果を説明するための図である。本発明によるプロジェクションシステムに採用されるガラスロッドの作用効果を説明するための図である。本発明によるプロジェクションシステムに採用されるガラスロッドの作用効果を説明するための図である。本発明によるプロジェクションシステムに採用される第１シリンドリカルレンズの作用効果を説明するための図である。本発明によるプロジェクションシステムでのスクロール過程を示す図である。本発明によるプロジェクションシステムでのスクロール過程を示す図である。本発明によるプロジェクションシステムでのスクロール過程を示す図である。本発明の第２の実施形態によるプロジェクションシステムの全体的な構成図である。本発明の第２の実施形態によるプロジェクションシステムに採用された光パイプの一例を示す図である。本発明の第２の実施形態によるプロジェクションシステムに採用された光パイプの他の例を示す図である。図１２の光パイプの平面図である。図１２の光パイプの正面図である。

符号の説明

１０・・・光源
１１・・・ランプ
１３・・・反射鏡
１４・・・コリメーティングレンズ
１５・・・光分離器
１７・・・第１シリンドリカルレンズ
１８・・・スクロールユニット
２０・・・第１スパイラルレンズディスク
２０ａ，２１ａ・・・シリンドリカルレンズセル
２１・・・第２スパイラルレンズディスク
２３・・・ガラスロッド
２４・・・第２シリンドリカルレンズ
２５・・・第１フライアイレンズアレイ
２５ａ，２６ａ・・・凸部
２６・・・第２フライアイレンズアレイ
２９・・・リレーレンズ
３０・・・ライトバルブ
３５・・・投射レンズユニット
４０・・・スクリーン

Claims

第１スパイラルレンズディスクの直径方向にカラー別に異なる角度に分離して入射される光からカラーバーを形成するスクロールユニットであって、
複数のシリンドリカルレンズセルが螺旋状に配列され、回転可能に設けられた前記第１スパイラルレンズディスクと、
前記第１スパイラルレンズディスクと対向するように設置され、前記第１スパイラルレンズディスクと同じ速度に回転可能に設けられた第２スパイラルレンズディスクと、
前記第１及び第２スパイラルレンズディスク間の光経路上に設置され、前記第１スパイラルレンズディスクを通過した光が前記第１及び第２スパイラルレンズディスクの直径方向と直交する方向には発散せずに前記第２スパイラルレンズディスクに伝達されるようにするガラスロッドと、を含むことを特徴とするスクロールユニット。
光を照射する光源と、
前記光源から照射される光を第１スパイラルレンズディスクの直径方向にカラー別に異なる角度に分離して入射させる光分離器と、
複数のシリンドリカルレンズセルが螺旋状に配列され、回転可能に設けられた前記第１スパイラルレンズディスク、前記第１スパイラルレンズディスクと対向するように設置され、前記第１スパイラルレンズディスクと同じ速度に回転可能に設けられた第２スパイラルレンズディスク及び前記第１及び第２スパイラルレンズディスク間の光経路上に設置され、前記第１スパイラルレンズディスクを通過した光が前記第１及び第２スパイラルレンズディスクの直径方向と直交する方向には発散せずに前記第２スパイラルレンズディスクに伝達されるようにするガラスロッドを有し、前記第１及び第２スパイラルレンズディスクの回転によって前記カラー別に分離された光の進行経路が周期的に変えられてスクロールされるスクロールユニットと、を含むことを特徴とするカラー照明装置。
前記光分離器は、相異なる角度に傾けられて隣接配列され、入射光を波長によって選択的に透過及び反射させる第１ないし第３ダイクロイックフィルタを備えたことを特徴とする請求項２に記載のカラー照明装置。
前記光分離器は、
入射光軸に対して傾けられて配置されて入射光のうち第１カラー光は反射させ、他の光は透過させる第１ダイクロイック鏡面、所定傾斜度で入射された光を全反射させる第１反射面を有する第１ダイクロイックプリズムと、
入射光軸に対して傾けられて配置されて前記第１ダイクロイックプリズムを透過して入射された光のうち第２カラー光は反射させ、他の光は透過させる第２ダイクロイック鏡面、所定傾斜度で入射された光を全反射させる第２反射面を有する第２ダイクロイックプリズムと、
入射光軸に対して傾けられて配置されて前記第２ダイクロイックプリズムを透過して入射された光のうち第３カラー光を反射させる第３ダイクロイック鏡面、所定傾斜度で入射された光を全反射させる第３反射面を有する第３ダイクロイックプリズムと、を備えたことを特徴とする請求項２に記載のカラー照明装置。
前記第１ダイクロイックプリズムの光入射面に設けられるものであって、入射された無偏光の白色光のうち一偏光の第１光は透過させて前記第１ダイクロイックプリズム側に向かわせ、他の偏光の第２光は反射させる第１偏光ビームスプリッタと、
前記第１偏光ビームスプリッタで反射された第２光を再び反射させて前記第１ダイクロイックプリズム側に向かわせる第２偏光ビームスプリッタと、
前記第１偏光ビームスプリッタと前記第１ダイクロイックプリズム間及び前記第２偏光ビームスプリッタと前記第１ダイクロイックプリズム間のうち何れか１箇所に配置されて第１光及び第２光の偏光方向が同一になるように偏光方向を変換させる１／２波長板と、をさらに含んで、入射光全部を所定偏光を有するカラー光に変換できるように設けられたことを特徴とする請求項４に記載のカラー照明装置。
前記光分離器の入射面に対向配置されて入射光を平行光に変換させるコリメーティングレンズをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のカラー照明装置。
前記第１ないし第３ダイクロイック鏡面が入射光軸に対して傾いた角度を各々θ_１、θ_２、θ_３とする時、前記第１ないし第３ダイクロイック鏡面が次の条件式を満足するように設置されることを特徴とする請求項４に記載のカラー照明装置。
前記光分離器と第１スパイラルレンズディスク間に設けられて前記第１スパイラルレンズディスクに結ばれる光の幅を狭める第１シリンドリカルレンズと、
前記第２スパイラルレンズディスクの次に配置されて入射光を平行光にする第２シリンドリカルレンズと、をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載のカラー照明装置。
前記スクロールユニットを経由した光をカラーによって重畳的に結像させる第１及び第２フライアイレンズアレイをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載のカラー照明装置。
前記第１及び第２フライアイレンズアレイを経由した光を所定位置まで伝達するリレーレンズをさらに含むことを特徴とする請求項９に記載のカラー照明装置。
前記スクロールユニットの前後に各々入射光のうち何れか一方向の光に対してだけ集束させる回折パターンを有する回折光学素子が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のカラー照明装置。
光を照射する光源と、
前記光源から照射される光を第１スパイラルレンズディスクの直径方向にカラー別に異なる角度に分離して入射させる光分離器と、
複数のシリンドリカルレンズセルが螺旋状に配列され、回転可能に設けられた前記第１スパイラルレンズディスク、前記第１スパイラルレンズディスクと対向するように設置され、前記第１スパイラルレンズディスクと同じ速度に回転可能に設けられた第２スパイラルレンズディスク及び前記第１及び第２スパイラルレンズディスク間の光経路上に設置され、前記第１スパイラルレンズディスクを通過した光が前記第１及び第２スパイラルレンズディスクの直径方向と直交する方向には発散せずに前記第２スパイラルレンズディスクに伝達されるようにするガラスロッドを有し、前記第１及び第２スパイラルレンズディスクの回転によって前記カラー別に分離された光の進行経路が周期的に変えられてスクロールされるスクロールユニットと、
前記スクロールユニットによってスクロールされるビームを画像信号によって処理してカラー画像を形成するライトバルブと、
前記ライトバルブによって形成された画像をスクリーンに拡大投射させる投射レンズユニットと、を含むことを特徴とするプロジェクションシステム。
前記光分離器は、相異なる角度に傾けられて隣接配列され、入射光を波長によって選択的に透過及び反射させる第１ないし第３ダイクロイックフィルタを備えたことを特徴とする請求項１２に記載のプロジェクションシステム。
前記光分離器は、
入射光軸に対して傾けられて配置されて入射光のうち第１カラー光は反射させ、他の光は透過させる第１ダイクロイック鏡面、外部との屈折率差によって所定傾斜度で入射された光を全反射させる第１反射面を有する第１ダイクロイックプリズムと、
入射光軸に対して傾けられて配置されて前記第１ダイクロイックプリズムを透過して入射された光のうち第２カラー光は反射させ、他の光は透過させる第２ダイクロイック鏡面、外部との屈折率差によって所定傾斜度で入射された光を全反射させる第２反射面を有する第２ダイクロイックプリズムと、
入射光軸に対して傾けられて配置されて前記第２ダイクロイックプリズムを透過して入射された光のうち第３カラー光を反射させる第３ダイクロイック鏡面、外部との屈折率差によって所定傾斜度で入射された光を全反射させる第３反射面を有する第３ダイクロイックプリズムと、を備えたことを特徴とする請求項１２に記載のプロジェクションシステム。
前記第１ダイクロイックプリズムの光入射面に設けられるものであって、入射された無偏光の白色光のうち一偏光の第１光は透過させて前記第１ダイクロイックプリズム側に向かわせ、他の偏光の第２光は反射させる第１偏光ビームスプリッタと、
前記第１偏光ビームスプリッタで反射された第２光を再び反射させて前記第１ダイクロイックプリズム側に向かわせる第２偏光ビームスプリッタと、
前記第１偏光ビームスプリッタと前記第１ダイクロイックプリズム間及び前記第２偏光ビームスプリッタと前記第１ダイクロイックプリズム間のうち何れか１箇所に配置されて第１光及び第２光の偏光方向が同一になるように偏光方向を変換させる１／２波長板と、をさらに含んで入射光全部を所定偏光を有するカラー光に変換できるように設けられたことを特徴とする請求項１４に記載のプロジェクションシステム。
前記光分離器の入射面に対向配置されて入射光を平行光に変換させるコリメーティングレンズをさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載のプロジェクションシステム。
前記第１ないし第３ダイクロイック鏡面が入射光軸に対して傾いた角度を各々θ_１、θ_２、θ_３とする時、前記第１ないし第３ダイクロイック鏡面が次の条件式を満足するように設置されることを特徴とする請求項１４に記載のプロジェクションシステム。
前記光源と第１スパイラルレンズディスク間に設けられて前記第１スパイラルレンズディスクに結ばれる光の幅を狭める第１シリンドリカルレンズと、
前記第２スパイラルレンズディスクの次に配置されて入射光を平行光にする第２シリンドリカルレンズと、をさらに備えることを特徴とする請求項１２に記載のプロジェクションシステム。
前記スクロールユニットを経由した光を前記ライトバルブに重畳的に結像させる第１及び第２フライアイレンズアレイをさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載のプロジェクションシステム。
前記第１及び第２フライアイレンズアレイを経由した光をライトバルブまで伝達するリレーレンズをさらに含むことを特徴とする請求項１９に記載のプロジェクションシステム。
前記スクロールユニットの前後に各々入射光のうち何れか一方向の光に対してだけ集束させるように設けられた回折パターンを有する回折光学素子が設けられていることを特徴とする請求項１２に記載のプロジェクションシステム。