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]
まず、電気光学変調装置を小型化する前のプロジェクタ2000の構成について、図1を用いて説明する。
図1は、電気光学変調装置を小型化する前のプロジェクタ2000を説明するために示す図である。図1(a)はプロジェクタ2000の光学系を示す図であり、図1(b)はプロジェクタ2000における電気光学変調装置400R,400G,400B(図1(b)では電気光学変調装置400Rのみ図示。)を正面から見た図であり、図1(c)はプロジェクタ2000における第2レンズアレイ130を正面から見た図である。
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)における光源光軸10ax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。
電気光学変調装置を小型化する前のプロジェクタ2000は、図1(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10と、光源装置10から射出される照明光束を電気光学変調装置400R,400G,400Bにおける画像形成領域S1に集光する照明光学系100と、照明光学系100からの光を画像情報に応じて照明光束を変調する3つの電気光学変調装置400R,400G,400Bと、各電気光学変調装置400R,400G,400Bで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。
光源装置10は、楕円面リフレクタ40と、楕円面リフレクタ40の第1焦点近傍に発光中心を有する発光管20と、発光管20に設けられ、発光管20から被照明領域側に射出される光を楕円面リフレクタ40に向けて反射する反射手段としての補助ミラー60と、楕円面リフレクタ40で反射された集束光を平行光に変換して第1レンズアレイ120に向けて射出する凹レンズ80とを有している。光源装置10は、光軸10axを中心軸とする光束を射出する。言い換えると、光源10axは、光源装置10における楕円面リフレクタ40の開口部から射出される照明光束の中心軸と一致する。
発光管20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40は、発光管20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20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60は、発光管20を挟んで楕円面リフレクタ4と対向して設けられ、発光管20から放射された光のうち楕円面リフレクタ40に向かわない光を発光管20に戻し楕円面リフレクタ40に入射させる。
凹レンズ80は、楕円面リフレクタ40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40からの光を第1レンズアレイ120に向けて射出するように構成されている。
照明光学系100は、凹レンズ80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120aを有する第1レンズアレイ120と、第1レンズアレイ120の複数の第1小レンズ120aに対応する複数の第2小レンズ130aを有する第2レンズアレイ130と、第2レンズアレイ130からの各部分光束を偏光方向の揃った略1種類の直線偏光光に変換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、重畳レンズ150からの照明光束を赤色光、緑色光及び青色光の3つの色光に分離して被照明領域に導光する色分離導光光学系200と、各電気光学変調装置400R,400G,400Bの光路前段に配置された3つのフィールドレンズ300R,300G,300Bとを有している。
第1レンズアレイ120は、凹レンズ80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、光源装置10の光軸10ax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120aを備えた構成を有している。
第2レンズアレイ130は、上述した第1レンズアレイ120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120と同様に光源装置10の光軸10ax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130aを備えた構成を有している。
第1小レンズ120aの外形形状は、電気光学変調装置400R,400G,400Bの画像形成領域S1の外形形状に関して相似形である。すなわち、電気光学変調装置400R,400G,400Bの画像形成領域S1の外形形状が「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」の平面形状を有しているならば、第1小レンズ120aの外形形状は、「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」の平面形状を有している。第2小レンズ130aの外形形状は必ずしも電気光学変調装置400R,400G,400Bの画像形成領域S1の外形形状に関して相似形である必要はない。
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、光源装置10からの照明光束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透過し、他方の直線偏光成分をx軸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z軸方向に反射する反射層と、反射層で反射された他方の直線偏光成分を一方の直線偏光成分に変換する位相差板とを有している。
重畳レンズ150は、第1レンズアレイ120、第2レンズアレイ130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S1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つの電気光学変調装置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させるミラーである。第2のダイクロイックミラー220は、緑色光成分を反射し、青色光成分を透過させるミラーである。
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、フィールドレンズ300Rを介して赤色光用の電気光学変調装置400Rの画像形成領域S1に入射する。
フィールドレンズ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。他の電気光学変調装置400G,400Bの光路前段に配置されたフィールドレンズ300G,300Bも、フィールドレンズ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を透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で反射され、フィールドレンズ300Gを通過して緑色光用の電気光学変調装置400Gの画像形成領域S1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及びフィールドレンズ300Bを通過して青色光用の電気光学変調装置400Bの画像形成領域S1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電気光学変調装置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。
電気光学変調装置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10の照明対象となる。
電気光学変調装置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り、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従って、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。
各電気光学変調装置400R,400G,400Bとしては、図1(b)に示すように、「y軸方向に沿った縦寸法(DA):x軸方向に沿った横寸法(DB)=9:16の長方形」の平面形状を有する画像形成領域S1を有するワイドビジョン用の電気光学変調装置を用いている。また、各電気光学変調装置400R,400G,400Bの画像形成領域S1は、0.9インチのパネルサイズに対応したものである。
なお、図示を省略したが、各フィールドレンズ300R,300G,300Bと各電気光学変調装置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、電気光学変調装置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。
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。なお、投写光学系600によって、電気光学変調装置400R,400G,400Bの画像形成領域S1の像は反転されてスクリーンSCR上に投影されることとなる。
次に、電気光学変調装置を小型化した後のプロジェクタ1000の構成について、図2を用いて説明する。
図2は、電気光学変調装置を小型化した後のプロジェクタ1000を説明するために示す図である。図2(a)はプロジェクタ1000の光学系を示す図であり、図2(b)はプロジェクタ1000における電気光学変調装置402R,402G,402B(図2(b)では電気光学変調装置402Rのみ図示。)を正面から見た図であり、図2(c)はプロジェクタ1000における第2レンズアレイ132を正面から見た図である。
電気光学変調装置を小型化した後のプロジェクタ1000(すなわち、実施形態1に係るプロジェクタ1000)においては、0.9インチのパネルサイズに対応した画像形成領域S1を有する電気光学変調装置400R,400G,400Bに代えて、図2に示すように、0.7インチのパネルサイズに対応した画像形成領域S2を有する電気光学変調装置402R,402G,402Bを用いている。
このとき、照明光学系100においては、第1レンズアレイ120及び第2レンズアレイ130に代えて、第1レンズアレイ120及び第2レンズアレイ130よりも各小レンズの焦点距離の長さが長い第1レンズアレイ122及び第2レンズアレイ132を用いている。
次に、実施形態1に係るプロジェクタ1000について、図3を用いてさらに詳細に説明する。
図3は、実施形態1に係るプロジェクタ1000を説明するために示す図である。図3(a)は電気光学変調装置を小型化する前のプロジェクタ2000における、第2レンズアレイ130における第2小レンズ130aの焦点距離f1と重畳レンズ150の焦点距離f2との関係を模式的に示す図であり、図3(b)は電気光学変調装置を小型化した後のプロジェクタ1000における、第2レンズアレイ132における第2小レンズ132aの焦点距離f1’と重畳レンズ150の焦点距離f2との関係を模式的に示す図であり、図3(c)はプロジェクタ2000における、電気光学変調装置400Rの画像形成領域S1における照明状態を模式的に示す図であり、図3(d)はプロジェクタ1000における、電気光学変調装置402Rの画像形成領域S2における照明状態を模式的に示す図である。ただし、図3(a)及び図3(b)においては、説明を簡潔にするために、3つの色光のうち赤色光の光路について図示するとともに、赤色光の光路に配置されたフィールドレンズ300R及び電気光学変調装置400R,402Rを図示しており、偏光変換素子140、第1のダイクロイックミラー210、反射ミラー230及びクロスダイクロイックプリズム500の図示を省略している。
なお、実施形態1に係るプロジェクタ1000において、焦点距離とは、光学系の主点から焦点までの長さのことである。
実施形態1に係るプロジェクタ1000においては、図3(a)及び図3(b)に示すように、電気光学変調装置を小型化する前と小型化した後では、第2レンズアレイにおける第2小レンズの焦点距離の長さが異なっている。すなわち、電気光学変調装置を小型化した後の第2レンズアレイ132における第2小レンズ132aの焦点距離f1’は、電気光学変調装置を小型化する前の第2レンズアレイ130における第2小レンズ130aの焦点距離f1よりも長い。
ここで、照明領域の大きさは、第1レンズアレイの第1小レンズの大きさに、第2レンズアレイの第2小レンズの焦点距離f1に対する重畳レンズの焦点距離f2の比(=f2/f1(拡大率))を乗じたものとなる。すなわち、電気光学変調装置を小型化した後の第2レンズアレイ132における第2小レンズ132aの焦点距離f1’は、電気光学変調装置を小型化する前の第2レンズアレイ130における第2小レンズ130aの焦点距離f1よりも長くなるから、図3(c)及び図3(d)に示すように、電気光学変調装置を小型化する前の照明領域L1の大きさに比べて、電気光学変調装置を小型化した後の照明領域L2の大きさを小さく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においては、図3(a)及び図3(b)に示すように、電気光学変調装置を小型化する前と小型化した後では、重畳レンズの光軸の位置が異なっている。すなわち、電気光学変調装置を小型化した後においては、重畳レンズ150の光軸150axは、光源装置10の光軸10axに対してy軸(+)方向に偏倚している。
これにより、電気光学変調装置を小型化した後において、図3(b)に示すように、光源装置10から射出される照明光束を、画像形成領域S2の中心pを通過する中心軸を有する照明光束に変換することが可能となる。その結果、電気光学変調装置402R、402G,402Bの画像形成領域S2に適した照明光束で正しく照射することが可能になる。
なお、実施形態1に係るプロジェクタ1000においては、画像形成領域の中心pとは、画像形成領域を照明光束に沿って見たときの中心のことである。
また、実施形態1に係るプロジェクタ1000においては、図3(a)及び図3(b)に示すように、水平面に平行で投写光学系600の光軸を含む第1の仮想平面VP1が、光源装置10の光軸10axを含む第2の仮想平面VP2に対してy軸(+)方向に偏倚しているとともに、画像形成領域S1,S2の中心pが第1の仮想平面VP1と第2の仮想平面VP2との間に位置するように配置されている。なお、実施形態1に係るプロジェクタ1000において、水平面とは、図2(a)に示すx軸とz軸とを含む平面のことである。
この場合の実施形態1に係るプロジェクタ1000を説明するにあたり、図4及び図5をさらに用いて説明する。
図4は、比較例に係るプロジェクタ1000aを説明するために示す図である。図4(a)は電気光学変調装置を小型化する前の、電気光学変調装置と投写画像との関係を模式的に示す図であり、図4(b)は電気光学変調装置を小型化した後の、電気光学変調装置と投写画像との関係を模式的に示す図であり、図4(c)は電気光学変調装置を小型化してさらに投写画像を拡大したときの、電気光学変調装置と投写画像との関係を模式的に示す図であり、図4(d)は図4(a)〜図4(c)の場合におけるスクリーンSCRに投写される投写画像の位置を示す図である。
図5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5(a)は電気光学変調装置を小型化する前のプロジェクタ2000における、電気光学変調装置と投写画像との関係を模式的に示す図であり、図5(b)は電気光学変調装置を小型化した後のプロジェクタ1000における、電気光学変調装置と投写画像との関係を模式的に示す図であり、図5(c)は電気光学変調装置を小型化してさらに投写画像を拡大したときの、電気光学変調装置と投写画像との関係を模式的に示す図であり、図5(d)は図5(a)〜図5(c)の場合におけるスクリーンSCRに投写される投写画像の位置を示す図である。
なお、図4(d)及び図5(d)において、灰色で示す領域が投写画像Ic’,Icである。
比較例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の構成と同様の構成を有しており、投写光学系600の光軸を含む第1の仮想平面VP1が光源装置10の光軸10axを含む第2の仮想平面VP2に対してy軸(+)方向に偏倚している点も、実施形態1に係るプロジェクタ1000の場合と同じである。
比較例に係るプロジェクタ1000aが実施形態1に係るプロジェクタ1000と異なる点は、電気光学変調装置を小型化した後の画像形成領域の中心の位置である。すなわち、比較例に係るプロジェクタ1000aにおいては、電気光学変調装置を小型化する前と小型化した後では、画像形成領域S1,S2の中心pが同じ位置にある。
このため、比較例に係るプロジェクタ1000aによれば、図4に示すように、電気光学変調装置を小型化した後のスクリーンSCRにおける投写画像Ib’(特に投写画像Ib’の下端)の位置が、電気光学変調装置を小型化する前の投写画像Ia’(特に投写画像Ia’の下端)の位置よりも上方に偏倚することとなり、プロジェクタを使用する際の調整作業が煩雑なものとなる。
また、比較例に係るプロジェクタ1000aによれば、電気光学変調装置を小型化した場合における投写画像の大きさを、投写倍率を大きくして電気光学変調装置を小型化する前の投写画像Ia’と同じ大きさにした場合においても、スクリーンSCRにおける投写画像Ic’(特に投写画像Ic’の下端)の位置が、電気光学変調装置を小型化する前の投写画像Ia’(特に投写画像Ia’の下端)の位置よりも上方に偏倚することとなり、プロジェクタを使用する際の調整作業が煩雑なものとなる。
これに対し、実施形態1に係るプロジェクタ1000においては、電気光学変調装置を小型化する前と小型化した後では、画像形成領域S1,S2の中心pが異なる位置にある。具体的には、電気光学変調装置を小型化する前においては、図3(a)に示すように、画像形成領域S1の中心pは、光源装置10の光軸10axを含む第2の仮想平面VP2と同じ位置にあるのに対し、電気光学変調装置を小型化した後においては、図3(b)に示すように、画像形成領域S2の中心pは、第1の仮想平面VP1と第2の仮想平面VP2との間に位置している。
このため、実施形態1に係るプロジェクタ1000によれば、図5に示すように、小型化した後の電気光学変調装置における画像形成領域S2の中心pをy軸(+)方向に沿って上方に偏倚させることにより、電気光学変調装置を小型化した後のスクリーンSCRにおける投写画像Ib(特に投写画像Ibの下端)の位置を、電気光学変調装置を小型化する前の投写画像Ia(特に投写画像Iaの下端)の位置と同じになるようにして、プロジェクタを使用する際の調整作業を簡素化することが可能になる。
また、実施形態1に係るプロジェクタ1000によれば、電気光学変調装置を小型化する前でも小型化した後でも、画像形成領域S1,S2の一方端が投写光学系600の光軸を含む平面VP1に接するように配置されている。このため、電気光学変調装置を小型化した場合における投写画像の大きさを、投写倍率を大きくして電気光学変調装置を小型化する前の投写画像Iaと同じ大きさにした場合においても、スクリーンSCRにおける投写画像Ic(特に投写画像Icの下端)の位置を、電気光学変調装置を小型化する前の投写画像Ia(特に投写画像Iaの下端)の位置と同じになるようにして、プロジェクタを使用する際の調整作業を簡素化することが可能になる。
以上のように、実施形態1に係るプロジェクタ1000によれば、光源装置10から射出される照明光束を電気光学変調装置の画像形成領域に集光し、光源装置10から射出される照明光束を画像形成領域S1,S2の中心pを通過する中心軸を有する照明光束に変換する照明光学系100を備えているため、電気光学変調装置を小型化した場合において、小型化された画像形成領域の大きさ及び位置に合わせて照明領域の大きさ及び位置を適正に変換し効率よく画像形成領域を照明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、投写光学系600の光軸を含む第1の仮想平面VP1が光源装置10の光軸10axを含む第2の仮想平面VP2に対してy軸(+)方向に偏倚しているとともに、電気光学変調装置402R,402G,402Bが、画像形成領域S2の中心pが第1の仮想平面VP1と第2の仮想平面VP2との間に位置するように配置されているため、小型化した電気光学変調装置における画像形成領域S2の中心pをy軸(+)方向に沿って上方に偏倚させることが可能になり、スクリーンSCRにおける投写画像Ib(特に投写画像Ibの下端)の位置を、電気光学変調装置を小型化する前の投写画像Ia(特に投写画像Iaの下端)の位置と同じになるようにして、プロジェクタを使用する際の調整作業を簡素化することが可能になる。
さらにまた、実施形態1に係るプロジェクタ1000によれば、照明光学系1000は、光源装置10から射出される照明光束を、画像形成領域S1,S2の中心pを通過する中心軸を有する照明光束に変換する機能を有するため、電気光学変調装置の画像形成領域に照明光束を正しく照射することが困難になるという問題を抑制することが可能になる。
このため、実施形態1に係るプロジェクタ1000は、光源装置及び投写光学系に加えて、色分離導光光学系及びクロスダイクロイックプリズムをも共通に利用して、電気光学変調装置を小型化するとともに、スクリーンにおける投写画像の位置を、電気光学変調装置を小型化する前の投写画像の位置と同じになるようにすることが可能なプロジェクタとなる。また、その場合、電気光学変調装置の画像形成領域に照明光束を効率よく正しく照射して光利用効率を維持することが可能なプロジェクタとなる。
[実施形態2]
図6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6(a)は電気光学変調装置を小型化する前のプロジェクタ2002における、第2レンズアレイ130における第2小レンズ130aの焦点距離f1と重畳レンズ150の焦点距離f2との関係を模式的に示す図であり、図6(b)は電気光学変調装置を小型化した後のプロジェクタ1002における、第2レンズアレイ132における第2小レンズ132aの焦点距離f1’と重畳レンズ150の焦点距離f2との関係を模式的に示す図であり、図6(c)はプロジェクタ2002における、電気光学変調装置400Rの画像形成領域S1における照明状態を模式的に示す図であり、図6(d)はプロジェクタ1002における、電気光学変調装置402Rの画像形成領域S2における照明状態を模式的に示す図である。なお、図6において、図3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、実施形態1に係るプロジェクタ1000とは基本的に同様の構成を有しているが、y軸(+)方向に偏倚しているのが重畳レンズではなくフィールドレンズである点で、実施形態1に係るプロジェクタ1000の場合と異なっている。
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3(a)及び図3(b)で示したように、重畳レンズ150の光軸150axが、光源装置10の光軸10axに対してy軸(+)方向に偏倚しているのに対し、実施形態2に係るプロジェクタ1002においては、図6(a)及び図6(b)に示すように、フィールドレンズ300R,300G,300Bの光軸300axが、光源装置10の光軸10axに対してy軸(+)方向に偏倚している。
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の場合とは、y軸方向に偏倚しているのが重畳レンズではなくフィールドレンズである点で異なっているが、実施形態1に係るプロジェクタ1000の場合と同様に、電気光学変調装置を小型化した後において、図6(b)に示すように、光源装置10から射出される照明光束を、画像形成領域S2の中心pを通過する中心軸を有する照明光束に変換することが可能となる。その結果、図6(d)に示すように、電気光学変調装置402R,402G,402Bの画像形成領域S2に適した照明光束で正しく照射することが可能になる。
実施形態2に係るプロジェクタ1002は、y軸方向に偏倚しているのが重畳レンズではなくフィールドレンズである点以外の点では、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7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7(a)は電気光学変調装置を小型化する前のプロジェクタ2004における、第2レンズアレイ130における第2小レンズ130aの焦点距離f1と重畳レンズ150の焦点距離f2との関係を模式的に示す図であり、図7(b)は電気光学変調装置を小型化した後のプロジェクタ1004における、第2レンズアレイ132における第2小レンズ132aの焦点距離f1’と重畳レンズ150の焦点距離f2との関係を模式的に示す図であり、図7(c)はプロジェクタ2004における、電気光学変調装置400Rの画像形成領域S1における照明状態を模式的に示す図であり、図7(d)はプロジェクタ1004における、電気光学変調装置402Rの画像形成領域S2における照明状態を模式的に示す図である。なお、図7において、図3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、実施形態1に係るプロジェクタ1000とは基本的に同様の構成を有しているが、y軸方向に偏倚しているのが重畳レンズではなく第2レンズアレイである点で、実施形態1に係るプロジェクタ1000の場合と異なっている。
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3(a)及び図3(b)で示したように、重畳レンズ150の光軸150axが、光源装置10の光軸10axに対してy軸(+)方向に偏倚しているのに対し、実施形態3に係るプロジェクタ1004においては、図7(a)及び図7(b)に示すように、第2レンズアレイ132の中心132pが、光源装置10の光軸10axに対してy軸(+)方向に偏倚している。
なお、実施形態3に係るプロジェクタ1004においては、第2レンズアレイの中心とは、第2レンズアレイを照明光束に沿って見たときの中心のことである(図1(c)及び図2(c)参照。)。
このように、実施形態3に係るプロジェクタ1004は、実施形態1に係るプロジェクタ1000の場合とは、y軸方向に偏倚しているのが重畳レンズではなく第2レンズアレイである点で異なっているが、実施形態1に係るプロジェクタ1000の場合と同様に、電気光学変調装置を小型化した後において、図7(b)に示すように、光源装置10から射出される照明光束を、画像形成領域S2の中心pを通過する中心軸を有する照明光束に変換することが可能となる。その結果、図7(d)に示すように、電気光学変調装置402R,402G,402Bの画像形成領域S2に適した照明光束で正しく照射することが可能になる。
実施形態3に係るプロジェクタ1004は、y軸方向に偏倚しているのが重畳レンズではなく第2レンズアレイである点以外の点では、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4]
図8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8(a)は電気光学変調装置を小型化する前のプロジェクタ2006における、第2レンズアレイ130における第2小レンズ130aの焦点距離f1と重畳レンズ150の焦点距離f2との関係を模式的に示す図であり、図8(b)は電気光学変調装置を小型化した後のプロジェクタ1006における、第2レンズアレイ130における第2小レンズ130aの焦点距離f1と重畳レンズ152の焦点距離f2’との関係を模式的に示す図であり、図8(c)はプロジェクタ2006における、電気光学変調装置400Rの画像形成領域S1における照明状態を模式的に示す図であり、図8(d)はプロジェクタ1006における、電気光学変調装置402Rの画像形成領域S2における照明状態を模式的に示す図である。なお、図8において、図3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、実施形態1に係るプロジェクタ1000とは基本的に同様の構成を有しているが、電気光学変調装置を小型化する前と小型化した後では第2レンズアレイにおける第2小レンズの焦点距離が同じである点、及び電気光学変調装置を小型化した後の重畳レンズの焦点距離が電気光学変調装置を小型化する前の重畳レンズの焦点距離よりも短い点で、実施形態1に係るプロジェクタ1000の場合と異なっている。
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3(a)及び図3(b)で示したように、電気光学変調装置を小型化した後の第2レンズアレイ132における第2小レンズ132aの焦点距離f1’は、電気光学変調装置を小型化する前の第2レンズアレイ130における第2小レンズ130aの焦点距離f1よりも長い。また、電気光学変調装置を小型化する前と小型化した後では、重畳レンズ150の焦点距離f2は同じである。
これに対し、実施形態4に係るプロジェクタ1006においては、図8(a)及び図8(b)に示すように、電気光学変調装置を小型化する前と小型化した後では、第2レンズアレイ130における第2小レンズ130aの焦点距離f1は同じである。また、電気光学変調装置を小型化した後の重畳レンズ152の焦点距離f2’は、電気光学変調装置を小型化する前の重畳レンズ150の焦点距離f2よりも短い。
このように、実施形態4に係るプロジェクタ1006は、実施形態1に係るプロジェクタ1000の場合とは、電気光学変調装置を小型化する前と小型化した後では第2レンズアレイにおける第2小レンズの焦点距離が同じである点、及び電気光学変調装置を小型化した後の重畳レンズの焦点距離が電気光学変調装置を小型化する前の重畳レンズの焦点距離よりも短い点で異なっているが、照明領域の大きさは、第1レンズアレイの第1小レンズの大きさに、第2レンズアレイの第2小レンズの焦点距離f1に対する重畳レンズの焦点距離f2の比(=f2/f1(拡大率))を乗じたものであることから、実施形態1に係るプロジェクタ1000の場合と同様に、電気光学変調装置を小型化する前の照明領域L1の大きさに比べて、電気光学変調装置を小型化した後の照明領域L2の大きさを小さくすることが可能となる(図8(c)及び図8(d)参照。)。
実施形態4に係るプロジェクタ1006は、電気光学変調装置を小型化する前と小型化した後では第2レンズアレイにおける第2小レンズの焦点距離が同じである点、及び電気光学変調装置を小型化した後の重畳レンズの焦点距離が電気光学変調装置を小型化する前の重畳レンズの焦点距離よりも短い点以外の点では、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。
なお、実施形態4に係るプロジェクタ1006において、光源装置10から射出される照明光束を画像形成領域S2の中心pを通過する中心軸を有する照明光束に変換するにあたっては、実施形態1に係るプロジェクタ1000の場合と同様に、重畳レンズ152の光軸152axが光源装置10の光軸10axに対してy軸(+)方向に偏倚している構成を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、以下のような構成を採用することも可能である。
例えば、実施形態4に係るプロジェクタ1006において、光源装置10から射出される照明光束を画像形成領域S2の中心pを通過する中心軸を有する照明光束に変換するにあたり、実施形態2に係るプロジェクタ1002の場合と同様に、フィールドレンズ300R,300G,300Bの光軸300axが、光源装置10の光軸10axに対してy軸(+)方向に偏倚している構成を採用することも可能である。
また、実施形態4に係るプロジェクタ1006において、光源装置10から射出される照明光束を画像形成領域S2の中心pを通過する中心軸を有する照明光束に変換するにあたり、実施形態3に係るプロジェクタ1004の場合と同様に、第2レンズアレイ130の中心130pが、光源装置10の光軸10axに対してy軸(+)方向に偏倚している構成を採用することも可能である。
[実施形態5]
図9は、電気光学変調装置を小型化する前のプロジェクタ2008を説明するために示す図である。図9(a)はプロジェクタ2008の光学系を示す図であり、図9(b)はプロジェクタ2008における電気光学変調装置400R,400G,400B(図9(b)では電気光学変調装置400Rのみ図示。)を正面から見た図である。
図10は、電気光学変調装置を小型化した後のプロジェクタ1008を説明するために示す図である。図10(a)はプロジェクタ1008の光学系を示す図であり、図10(b)はプロジェクタ1008における電気光学変調装置402R,402G,402B(図10(b)では電気光学変調装置402Rのみ図示。)を正面から見た図である。
図11は、実施形態5に係るプロジェクタ1008を説明するために示す図である。図11(a)は電気光学変調装置を小型化する前のプロジェクタ2008における、第2レンズアレイ130における第2小レンズ130aの焦点距離f1と重畳レンズ154の焦点距離f3との関係を模式的に示す図であり、図11(b)は電気光学変調装置を小型化した後のプロジェクタ1008における、第2レンズアレイ130における第2小レンズ130aの焦点距離f1と第1の重畳光学系の焦点距離f4との関係を模式的に示す図であり、図11(c)はプロジェクタ2008における、電気光学変調装置400Rの画像形成領域S1における照明状態を模式的に示す図であり、図11(d)はプロジェクタ1008における、電気光学変調装置402Rの画像形成領域S2における照明状態を模式的に示す図である。
なお、図9〜図11において、図1〜図3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5に係るプロジェクタ1008は、実施形態1に係るプロジェクタ1000とは基本的に同様の構成を有しているが、電気光学変調装置を小型化する前と小型化した後では第2レンズアレイにおける第2小レンズの焦点距離が同じである点、及び電気光学変調装置を小型化した後において、重畳レンズと電気光学変調装置との間に光学レンズを配置している点で、実施形態1に係るプロジェクタ1000の場合と異なっている。
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3(a)及び図3(b)で示したように、電気光学変調装置を小型化した後の第2レンズアレイ132における第2小レンズ132aの焦点距離f1’は、電気光学変調装置を小型化する前の第2レンズアレイ130における第2小レンズ130aの焦点距離f1よりも長い。
これに対し、実施形態5に係るプロジェクタ1008においては、図11(a)及び図11(b)に示すように、電気光学変調装置を小型化する前と小型化した後では、第2レンズアレイ130における第2小レンズ130aの焦点距離f1は同じである。
また、実施形態5に係るプロジェクタ1012においては、図10(a)に示すように、電気光学変調装置を小型化した後においては、第1のダイクロイックミラー210と電気光学変調装置402R(第1の電気光学変調装置)との間に第1の光学レンズ170を配置し、第1のダイクロイックミラー210と第2のダイクロイックミラー220との間に第2の光学レンズ180を配置している。
第1の光学レンズ170は、図10(a)に示すように、凸メニスカスレンズであり、光入射側に凸面を向けた状態で第1のダイクロイックミラー210と電気光学変調装置402Rとの間に配置されている。そして、第1の光学レンズ170は、図11(b)に示すように、第1のダイクロイックミラー210と電気光学変調装置402Rとの間に配置したとき、重畳レンズ154とともに、重畳レンズ154の焦点距離f3よりも長い焦点距離f4を有し重畳レンズ154の焦点位置と略同一の焦点位置を有する第1の重畳光学系を構成するものである。
なお、実施形態5に係るプロジェクタ1008において、焦点距離とは、光学系の主点から焦点までの長さであり、焦点位置とは、該光学系の焦点の位置である。
第1の光学レンズ170を第1ダイクロイックミラー210と電気光学変調装置402Rとの間に配置しないときは、図11(a)に示すように、赤色光の光路において第1の重畳光学系は重畳レンズ154のみで構成されることとなるから、第1の重畳光学系の焦点距離は重畳レンズ154の焦点距離f3となる。これに対し、第1の光学レンズ170を第1のダイクロイックミラー210と電気光学変調装置402Rとの間に配置したときは、図11(b)に示すように、赤色光の光路において第1の重畳光学系は重畳レンズ154と第1の光学レンズ170とで構成されることとなるから、第1の重畳光学系の焦点距離はf4となり、重畳レンズ154のみで構成される場合の第1の重畳光学系の焦点距離f3よりも長くなる。このとき、第1の光学レンズ170を配置しないときの重畳レンズ154のみで構成される第1の重畳光学系の焦点位置と、第1の光学レンズ170を配置したときの重畳レンズ154と第1の光学レンズ170とで構成される第1の重畳光学系の焦点位置とは、略同一である。
第2の光学レンズ180は、図10(a)に示すように、凸メニスカスレンズであり、光入射側に凸面を向けた状態で第1のダイクロイックミラー210と第2のダイクロイックミラー220との間に配置されている。そして、ここでは図示を省略したが、第2の光学レンズ180は、第1のダイクロイックミラー210と第2のダイクロイックミラー220との間に配置したとき、重畳レンズ154とともに、重畳レンズ154の焦点距離f3よりも長い焦点距離f4を有し重畳レンズ154の焦点位置と略同一の焦点位置を有する第2の重畳光学系を構成するものである。
第1の光学レンズ170の場合と同様に、第2の光学レンズ180を第1ダイクロイックミラー210と第2のダイクロイックミラー220との間に配置しないときは、緑色光の光路及び青色光の光路において第2の重畳光学系は重畳レンズ154のみで構成されることとなるから、第2の重畳光学系の焦点距離は重畳レンズ154の焦点距離f3となる。これに対し、第2の光学レンズ180を第1のダイクロイックミラー210と第2のダイクロイックミラー220との間に配置したときは、緑色光の光路及び青色光の光路において第2の重畳光学系は重畳レンズ154と第2の光学レンズ180とで構成されることとなるから、第2の重畳光学系の焦点距離はf4となり、重畳レンズ154のみで構成される場合の第2の重畳光学系の焦点距離f3よりも長くなる。このとき、第2の光学レンズ180を配置しないときの重畳レンズ154のみで構成される第2の重畳光学系の焦点位置と、第2の光学レンズ180を配置したときの重畳レンズ154と第2の光学レンズ180とで構成される第2の重畳光学系の焦点位置とは、略同一である。
つまり、実施形態5に係るプロジェクタ1008の重畳光学系は、第1の光学レンズ170と第2の光学レンズ180と重畳レンズ154(第3の光学レンズ)とを備えている。
なお、実施形態5に係るプロジェクタ1008において、電気光学変調装置を小型化する前の照明領域L1の大きさに比べて電気光学変調装置を小型化した後の照明領域L2の大きさを小さくするにあたっては、電気光学変調装置を小型化する前と小型化した後とで重畳レンズ154を変更せずにメニスカスレンズである第1の光学レンズ170及び第2の光学レンズ180を色分離導光光学系200の光路中に配置させる構成を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、以下のような構成を採用することも可能である。
例えば、実施形態5に係るプロジェクタ1008において、電気光学変調装置を小型化する前の照明領域L1の大きさに比べて電気光学変調装置を小型化した後の照明領域L2の大きさを小さくするにあたり、第1の光学レンズ170に代えて平凸又は両凸の凸レンズを配置し、第2の光学レンズ180に代えて平凸又は両凸の凸レンズを配置し、重畳レンズ154に代えて第1の光学レンズ及び第2の光学レンズとともに電気光学変調装置402R,402G,402Bの画像形成領域S2に適した照明領域L2となるように適切な屈折力を有する第3の光学レンズを配置する構成を採用することも可能である。但し、実施形態5に係るプロジェクタ1008において、第1の光学レンズ170と第2の光学レンズ180とにメニスカスレンズを用いることにより、重畳光学系の焦点位置を維持しつつ重畳光学系の主点の位置を光軸に沿った方向に調整することが可能となるため、重畳光学系の焦点位置を変えずに重畳光学系の焦点距離を調整することができるようになる。
また、実施形態5に係るプロジェクタ1008の重畳光学系において、第1の光学レンズと第2の光学レンズと重畳レンズ(第3の光学レンズ)は、それぞれ複数のレンズを組み合わせて複合レンズとすることも可能である。この場合、重畳光学系の焦点位置を維持しつつ重畳光学系の主点の位置を光軸に沿った方向に調整することが可能となるため、重畳光学系の焦点位置を変えずに重畳光学系の焦点距離を調整することができるようになる。
また、実施形態5に係るプロジェクタ1008の重畳光学系において、第1の光学レンズ及び第2の光学レンズは、同一形状とすることも可能である。このように構成することにより、第1の光学レンズ及び第2の光学レンズとして、同一形状のレンズを用いることが可能になるため、プロジェクタにおける製造コストの低減を図ることが可能である。
また、実施形態5に係るプロジェクタ1008の重畳光学系において、第1の光学レンズ及び第2の光学レンズのうち、相対的に長い波長の色光が通過する光路に配置されるレンズのパワーは、相対的に短い波長の色光が通過する光路に配置されるレンズのパワーよりも大きくすることも可能である。一般的に、レンズの屈折率には波長分散特性が存在し、相対的に長い波長の光における屈折率は相対的に短い波長の光における屈折率よりも小さい。このため、相対的に長い波長の光は、相対的に短い波長の光よりも屈折しにくいため、第1の光学レンズと第2の光学レンズのパワーを同じに設定すると、相対的に長い波長の光が入射する場合と相対的に短い波長の光が入射する場合とで、画像形成領域に照射される照明領域の大きさが異なることになり易い。しかしながら、このような場合には、上記のように構成することにより、相対的に長い波長の光は、相対的に短い波長の光よりも、パワーの大きいレンズを通過することになるため、屈折のしにくさが補償され、相対的に長い波長の光が入射する場合と相対的に短い波長の光が入射する場合とで、画像形成領域に照射される照明領域の大きさを同じにすることができるようになる。このため、各色光に対応する電気光学変調装置毎に、同じ大きさの照明領域が形成されることになり、色光毎の照明状態が均一になり、色むらが低減し色再現性が向上する。
このように、実施形態5に係るプロジェクタ1008は、実施形態1に係るプロジェクタ1000の場合とは、電気光学変調装置を小型化する前と小型化した後では第2レンズアレイにおける第2小レンズの焦点距離が同じである点、及び電気光学変調装置を小型化した後において、重畳レンズと電気光学変調装置との間に光学レンズを配置している点で異なっているが、照明領域の大きさは、第1レンズアレイの第1小レンズの大きさに、第2レンズアレイの第2小レンズの焦点距離f1に対する重畳光学系の焦点距離f4の比(=f4/f1(拡大率))を乗じたものであることから、実施形態1に係るプロジェクタ1000の場合と同様に、電気光学変調装置を小型化する前の照明領域L1の大きさに比べて、電気光学変調装置を小型化した後の照明領域L2の大きさを小さくすることが可能となる(図11(c)及び図11(d)参照。)。
また、実施形態5に係るプロジェクタ1008においては、電気光学変調装置を小型化するのにあわせて、レンズアレイにおける各小レンズの焦点距離を長くしたり、レンズアレイにおける各小レンズの大きさを小さくしたり、重畳レンズの焦点距離を小さくしたりする必要がなくなるため、電気光学変調装置を小型化することに伴って照明光学系を変更したり、色分離導光光学系を変更したりする必要がなくなり、プロジェクタの低コスト化を抑制することができるという効果もある。
実施形態5に係るプロジェクタ1008は、電気光学変調装置を小型化する前と小型化した後では第2レンズアレイにおける第2小レンズの焦点距離が同じである点、及び電気光学変調装置を小型化した後において、重畳レンズと電気光学変調装置との間に光学レンズを配置している点以外の点では、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。
なお、実施形態5に係るプロジェクタ1008において、光源装置10から射出される照明光束を画像形成領域S2の中心pを通過する中心軸を有する照明光束に変換するにあたっては、実施形態1に係るプロジェクタ1000の場合と同様に、重畳レンズ154の光軸154axが光源装置10の光軸10axに対してy軸(+)方向に偏倚している構成を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、以下のような構成を採用することも可能である。
例えば、実施形態5に係るプロジェクタ1008において、光源装置10から射出される照明光束を画像形成領域S2の中心pを通過する中心軸を有する照明光束に変換するにあたり、実施形態2に係るプロジェクタ1002の場合と同様に、フィールドレンズ300R,300G,300Bの光軸300axが、光源装置10の光軸10axに対してy軸(+)方向に偏倚している構成を採用することも可能である。
また、実施形態5に係るプロジェクタ1008において、光源装置10から射出される照明光束を画像形成領域S2の中心pを通過する中心軸を有する照明光束に変換するにあたり、実施形態3に係るプロジェクタ1004の場合と同様に、第2レンズアレイ130の中心130pが、光源装置10の光軸10axに対してy軸(+)方向に偏倚している構成を採用することも可能である。
また、実施形態5に係るプロジェクタ1008において、光源装置10から射出される照明光束を画像形成領域S2の中心pを通過する中心軸を有する照明光束に変換するにあたり、重畳光学系を構成する第1の光学レンズ及び第2の光学レンズの光軸を、光源装置10の光軸10axに対してy軸(+)方向に偏倚させてもよい。
図12は、実施形態5に係るプロジェクタ1008の変形例を説明するために示す図である。図12(a)は電気光学変調装置を小型化する前のプロジェクタ2008における、第2レンズアレイ130における第2小レンズ130aの焦点距離f1と重畳レンズ154の焦点距離f3との関係を模式的に示す図であり、図12(b)は電気光学変調装置を小型化した後のプロジェクタ1008における、第2レンズアレイ130における第2小レンズ130aの焦点距離f1と第1の重畳光学系の焦点距離f4との関係を模式的に示す図であり、図12(c)はプロジェクタ2008における、電気光学変調装置400Rの画像形成領域S1における照明状態を模式的に示す図であり、図12(d)はプロジェクタ1008における、電気光学変調装置402Rの画像形成領域S2における照明状態を模式的に示す図である。なお、図12において、図3及び図11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。
例えば、実施形態5に係るプロジェクタ1008において、光源装置10から射出される照明光束を画像形成領域S2の中心pを通過する中心軸を有する照明光束に変換するにあたり、図12に示すように、重畳レンズ154(第3の光学レンズ)の光軸154axを光源装置10の光軸10axと一致させて、重畳光学系を構成する第1の光学レンズ170の光軸170ax及び第2の光学レンズ180の光軸180ax(図12には第1の光学レンズ170のみ図示。)を、光源装置10の光軸10axに対してy軸(+)方向に偏倚している構成を採用することも可能である。
また、実施形態5に係るプロジェクタ1008において、光源装置10から射出される照明光束を画像形成領域S2の中心pを通過する中心軸を有する照明光束に変換するにあたり、重畳レンズ154(第3の光学レンズ)の光軸154axが光源装置10の光軸10axに対してy軸(+)方向に偏倚しており、さらに第1の光学レンズ170の光軸170ax及び第2の光学レンズ180の光軸180axが光源装置10の光軸10axに対してy軸(+)方向に偏倚している構成を採用することも可能である。
[実施形態6]
図13は、実施形態6に係るプロジェクタ1010を説明するために示す図である。図13(a)は電気光学変調装置を小型化する前のプロジェクタ2010における、電気光学変調装置と投写画像との関係を模式的に示す図であり、図13(b)は電気光学変調装置を小型化した後のプロジェクタ1010における、電気光学変調装置と投写画像との関係を模式的に示す図であり、図13(c)は電気光学変調装置を小型化してさらに投写画像を拡大したときの、電気光学変調装置と投写画像との関係を模式的に示す図であり、図13(d)は図13(a)〜図13(c)の場合におけるスクリーンSCRに投写される投写画像の位置を示す図である。
実施形態6に係るプロジェクタ1010は、実施形態1に係るプロジェクタ1000とは基本的に同様の構成を有しているが、電気光学変調装置における画像形成領域の上端部と投写光学系の光軸を含む第1の仮想平面とが一致していない点で、実施形態1に係るプロジェクタ1000の場合と異なっている。
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5(a)〜図5(c)に示すように、電気光学変調装置における画像形成領域S1,S2の上端部は、投写光学系600の光軸を含む第1の仮想平面VP1と同じ位置にあるのに対し、実施形態6に係るプロジェクタ1010においては、図13(a)〜図13(c)に示すように、電気光学変調装置における画像形成領域S1,S2の上端部は、投写光学系600の光軸を含む第1の仮想平面VP1よりも上方に位置している。
このように、実施形態6に係るプロジェクタ1010は、実施形態1に係るプロジェクタ1000の場合とは、電気光学変調装置における画像形成領域の上端部と投写光学系の光軸を含む第1の仮想平面とが一致していない点で異なっているが、実施形態1に係るプロジェクタ1000の場合と同様に、投写光学系600の光軸を含む第1の仮想平面VP1が光源装置10の光軸10axを含む第2の仮想平面VP2に対してy軸方向に偏倚しているとともに、電気光学変調装置402R,402G,402Bが、画像形成領域S2の中心pが第1の仮想平面VP1と第2の仮想平面VP2との間に位置するように配置されているため、小型化した電気光学変調装置における画像形成領域S2の中心pをy軸方向に沿って上方に偏倚させることが可能になり、スクリーンSCRにおける投写画像Ib(特に投写画像Ibの下端)の位置を、電気光学変調装置を小型化する前の投写画像Ia(特に投写画像Iaの下端)の位置と同じになるようにして、プロジェクタを使用する際の調整作業を簡素化することが可能になる。
実施形態6に係るプロジェクタ1010は、電気光学変調装置における画像形成領域の上端部と投写光学系の光軸を含む第1の仮想平面とが一致していない点以外の点では、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。
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1000〜1010においては、電気光学変調装置を小型化するのにあわせて、第2レンズアレイにおける第2小レンズの焦点距離を長くしたり重畳レンズ(重畳光学系)の焦点距離を小さくしたりすることによって、画像形成領域に照射される照明領域の大きさを小さくしていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、電気光学変調装置を小型化するのにあわせて、レンズアレイにおける各小レンズの大きさを小さくしてもよい。
(2)上記実施形態6に係るプロジェクタ1010は、実施形態1に係るプロジェクタ1000の構成において、電気光学変調装置における画像形成領域S1,S2の上端部が投写光学系600の光軸を含む第1の仮想平面VP1よりも上方に位置している場合を例示的に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、実施形態2〜5のプロジェクタ1002〜1008の構成において、電気光学変調装置における画像形成領域S1,S2の上端部が投写光学系600の光軸を含む第1の仮想平面VP1よりも上方に位置している場合であっても同様である。
(3)上記実施形態5に係るプロジェクタ1008においては、照明領域の大きさを調整するために、第1の光学レンズ及び第2の光学レンズを光路内の所定位置にそれぞれ配置する場合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。必要に応じて、第1の光学レンズのみを配置してもよいし、第2の光学レンズのみを配置してもよい。
(4)上記各実施形態のプロジェクタ1000〜1010においては、電気光学変調装置として、「y軸方向に沿った縦寸法(DA):x軸方向に沿った横寸法(DB)=9:16の長方形」の平面形状を有する画像形成領域を有するワイドビジョン用の電気光学変調装置を用いた場合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。例えば、「y軸方向に沿った縦寸法(DA):x軸方向に沿った横寸法(DB)=3:4の長方形」の平面形状を有する画像形成領域を有する電気光学変調装置も好適に用いることができる。
(5)上記各実施形態のプロジェクタ1000〜1010は、電気光学変調装置を3つ備えた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、1つ、2つ、又は4つ以上の電気光学変調装置を備えるプロジェクタに適用することが可能である。
(6)上記各実施形態のプロジェクタ1000〜1010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、反射型の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。
(7)上記各実施形態のプロジェクタ1000〜1010は、電気光学変調装置として液晶パネルを用いた電気光学変調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。
(8)上記各実施形態のプロジェクタ1000〜1010は、光源装置として、楕円面リフレクタ40と、発光管20と、補助ミラー60と、凹レンズ80とを有する光源装置10を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、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。
(9)本発明は、机上に設置する通常のプロジェクタに適用する場合にも、天井に吊り下げて設置する天吊タイプのプロジェクタに適用する場合にも可能である。
(10)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にも適用する場合にも可能である。
10…光源装置、10ax…光源装置の光軸、20…発光管、40…楕円面リフレクタ、60…補助ミラー、80…凹レンズ、120,122…第1レンズアレイ、120a,122a…第1小レンズ、130,132…第2レンズアレイ、130a,132a…第2小レンズ、130p,132p…第2レンズアレイの中心、140…偏光変換素子、150,152…重畳レンズ、150ax,152ax…重畳レンズの光軸、154…重畳レンズ(第3の光学レンズ)、154ax…重畳レンズ(第3の光学レンズ)の光軸、160…重畳光学系、170…第1の光学レンズ、170ax…第1の光学レンズの光軸、180…第2の光学レンズ、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…入射側レンズ、270…リレーレンズ、300R,300G,300B…フィールドレンズ、300ax…フィールドレンズの光軸、400R,400G,400B,402R,402G,402B…電気光学変調装置、500…クロスダイクロイックプリズム、600…投写光学系、1000,1000a,1002,1004,1006,1008,1010,2000,2000a,2002,2004,2006,2008,2010…プロジェクタ、DA…画像形成領域の縦寸法、DB…画像形成領域の横寸法、f1,f1’…第2小レンズの焦点距離、f2,f2’…重畳レンズの焦点距離、f3,f4…重畳光学系の焦点距離、Ia,Ia’,Ib,Ib’Ic,Ic’…投写画像、L1,L2…照明領域、S1,S2…画像形成領域、SCR…スクリーン