KR20070083185A - 프로젝터 - Google Patents

Abstract

프로젝터는 광변조 장치의 화상 형성 영역을 균일하게 조명하는 균일 조명 광학계(41)를 구비한다. 균일 조명 광학계(41)는 복수의 제 1 렌즈(4121)에 의해 광속을 복수의 부분 광속으로 분할하는 제 1 렌즈 어레이(412)와, 복수의 제 2 렌즈(4131)를 갖는 제 2 렌즈 어레이(413)와, 광속의 편광 방향을 약 1 종류로 정돈하는 편광 변환 소자(414)를 구비한다. 편광 변환 소자(414)는 제 1 방향으로 길이 방향을 갖는 편광 분리층(4141)과, 제 1 방향에 거의 직교하는 제 2 방향(B)을 따라 편광 분리층과 교대로 배치되는 반사층(4142)과, 입사하는 편광광의 편광 방향을 변환하는 위상차층(4144)을 구비한다. 제 1 렌즈(4121)의 제 1 방향에서의 초점 위치는 제 2 렌즈 어레이(413) 근방으로 설정되고, 제 2 방향(B)에서의 초점 위치는 편광 변환 소자(414) 근방으로 설정되어 있다.

Description

프로젝터{PROJECTOR}

도 1은 본 발명의 실시예 1에 관한 프로젝터의 개략 구성을 나타내는 모식도,

도 2는 상기 실시예에 있어서의 제 1 렌즈의 제 2 방향의 초점 위치를 나타내는 모식도,

도 3은 상기 실시예에 있어서의 제 1 렌즈의 제 1 방향의 초점 위치를 나타내는 모식도,

도 4는 상기 실시예에 있어서의 편광 변환 소자의 구성을 나타내는 모식도,

도 5는 상기 실시예에 대한 제 1 비교예에 있어서의 제 2 방향의 광속의 광로를 도시한 도면,

도 6은 도 5의 일부를 확대하여 도시한 도면,

도 7은 상기 실시예에 대한 제 1 비교예에 있어서의 발광부의 제 2 방향으로의 이동량과 액정 패널에서의 조도 분포와의 관계를 도시한 도면,

도 8은 상기 실시예에 있어서의 제 2 방향의 광속의 광로를 도시한 도면,

도 9는 도 8의 일부를 확대하여 도시한 도면,

도 10은 상기 실시예에 있어서의 발광부의 제 2 방향으로의 이동량과 액정 패널에서의 조도 분포와의 관계를 도시한 도면,

도 11은 본 발명의 실시예 2에 관한 제 1 렌즈의 제 2 방향의 초점 위치를 나타내는 모식도,

도 12는 상기 실시예에 있어서의 제 1 렌즈의 제 1 방향의 초점 위치를 나타내는 모식도.

특허 문헌: 일본 특허 공개 2005-234126호 공보.

본 발명은 광원과, 이 광원으로부터 사출된 광속을 화상 정보에 따라 변조하여 화상을 형성하는 광변조 장치와, 형성된 상기 화상을 투사하는 투사 광학계를 구비한 프로젝터에 관한 것이다.

종래, 화상 정보에 따른 광학상을 형성하여, 이 광학상을 스크린 등에 확대투사하는 프로젝터가 알려져 있다. 이러한 프로젝터로서 광원과, 이 광원으로부터 사출된 광속을 화상 정보에 따라 변조하는 광변조 장치와, 이 변조된 광학상으로서의 광속을 투사하는 투사 렌즈를 구비한 프로젝터가 알려져 있다.

최근, 형성 화상의 화질이나 색 재현성을 향상시킨, 이른바 3판식 프로젝터 가 고안되어 있다. 이러한 3판식 프로젝터는 광원으로서의 램프로부터 사출된 광속을 적(R), 녹(G), 청(B)의 3색의 색광으로 분리하는 색분리 광학계와, 분리된 색광마다 마련되어 입사하는 색광을 화상 정보에 따라 변조하는 광변조 장치로서의 복수의 액정 패널과, 각 액정 패널로 변조된 색광을 합성하여 광학상을 형성하는 색합성 광학 장치를 구비하여 구성되어 있다.

여기서, 액정 패널 등의 광변조 장치의 화상 형성 영역은 균일하게 조명될 필요가 있다. 이 때문에, 램프로부터 사출된 광속을 복수의 부분 광속으로 분할한 후, 이 부분 광속을 광변조 장치의 화상 형성 영역에 중첩시켜, 이 화상 형성 영역을 균일하게 조명하는 인터그레이터 조명 광학계를 구비한 프로젝터가 알려져 있다(예컨대 특허 문헌 참조).

이 문헌에 기재된 프로젝터로서는 인터그레이터 조명 광학계로서, 램프로부터 사출된 광속의 광축에 직교하는 면내에, 복수의 소렌즈가 매트릭스 형상으로 배열된 제 1 렌즈 어레이와, 이 복수의 소렌즈에 대응하는 복수의 소렌즈를 갖는 제 2 렌즈 어레이와, 제 2 렌즈 어레이의 각 소렌즈로부터 사출된 광속의 편광 방향을 정돈하는 편광 변환 소자와, 이 편광 변환 소자로부터 입사하는 광속을 액정 패널의 화상 형성 영역에 중첩시키는 중첩 렌즈를 구비하고 있다. 그리고, 이 인터그레이터 조명 광학계에 의해서, 램프로부터 사출된 광속의 조명 영역에서의 광량의 균일화가 도모되어, 액정 패널의 화상 형성 영역이 균일하게 조명된다.

그러나, 이러한 프로젝터에 이용되는 광원 램프에서는 광원 램프의 전극 사이의 중심으로부터 발광부가 이동하는 경우가 있다. 이 때문에, 프로젝터를 구성 하는 각 광학 부품의 위치를 결정해서 고정한 후에, 이러한 발광부의 이동이 발생한 경우, 형성되는 광학상에 색 얼룩이 발생하는 경우가 있다는 문제가 있다.

이러한 문제로부터, 광원 램프의 발광부가 광학 부품의 위치를 결정해서 고정한 후에 전극 사이의 거의 중앙으로부터 이동한 경우에도, 광변조 장치의 화상 형성 영역에서의 조도 얼룩을 억제할 수 있는 프로젝터가 요망되었다.

본 발명의 주목적은 광원 램프의 발광부가 광학 부품의 위치를 결정해서 고정한 후에 이동한 경우에도, 화상 형성 영역에서의 조도 얼룩의 발생을 억제할 수 있는 프로젝터를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 프로젝터는 광원과, 이 광원으로부터 사출된 광속을 화상 정보에 따라 변조하여 광학상을 형성하는 광변조 장치와, 형성된 상기 광학상을 투사하는 투사 광학계를 구비한 프로젝터로서, 상기 광원으로부터 사출된 광속을 균일화하여 상기 광변조 장치의 화상 형성 영역을 균일하게 조명하는 균일 조명 광학계를 구비하되, 상기 균일 조명 광학계는 상기 광원으로부터 사출된 광속의 광축에 거의 직교하는 면내에 복수의 제 1 렌즈를 갖고, 이 복수의 제 1 렌즈에 의해 상기 광속을 복수의 부분 광속으로 분할하는 제 1 렌즈 어레이와, 상기 제 1 렌즈 어레이의 상기 복수의 제 1 렌즈에 따른 복수의 제 2 렌즈를 갖는 제 2 렌즈 어레이와, 상기 제 1 렌즈 어레이의 광속 사출 측에 배치되어, 상기 제 1 렌즈 어레이로부터 사출된 광속의 편광 방향을 약 1 종류로 정돈하는 편광 변환 소자를 구비하며, 상기 편광 변환 소자는 상기 광원으로부터 사출된 광속의 광축에 거의 직교하는 면내에서의 제 1 방향으로 길이 방향을 갖고, 입사 광속에 있어서의 한쪽 편광 방향을 갖는 편광광을 투과하며 다른쪽 편광 방향을 갖는 편광광을 반사하는 편광 분리층과, 상기 광원으로부터 사출된 광속의 광축 및 상기 제 1 방향에 거의 직교하는 제 2 방향을 따라서 상기 편광 분리층과 교대로 배치되어 상기 편광 분리층에서 반사한 편광광을, 상기 편광 분리층을 투과한 편광광과 같은 방향으로 반사하는 반사층과, 상기 편광 분리층 또는 상기 반사층에 대응하는 위치에 배치되어 입사하는 편광광의 편광 방향을 다른 편광 방향으로 변환하는 위상차층을 구비하고, 상기 각 제 1 렌즈의 상기 제 1 방향에서의 초점 위치는 이 제 1 렌즈로부터 사출된 광속의 광축 방향의 상기 제 2 렌즈 어레이 근방으로 설정되고, 상기 각 제 1 렌즈의 상기 제 2 방향에서의 초점 위치는 이 제 1 렌즈로부터 사출된 광속의 광축 방향의 상기 편광 변환 소자 근방으로 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 광원에 있어서 발광부가 이동한 경우에도, 광변조 장치의 화상 형성 영역에서의 조도 얼룩의 발생을 억제할 수 있다.

즉, 제 1 렌즈 어레이를 구성하는 복수의 제 1 렌즈의 제 2 방향에서의 초점 위치가, 이 제 1 렌즈로부터 사출되는 광속의 광축 방향에서의 편광 변환 소자 근방으로 설정되어 있기 때문에, 이 제 1 렌즈로부터 사출된 광속은 편광 변환 소자에 대하여 좁은 조명 범위로 입사한다. 이 때에, 광원에 있어서의 발광부가 편광 변환 소자의 편광 분리층 및 반사층의 배열 방향인 제 2 방향으로 이동한 경우, 발 광부에서의 이 발광부의 이동 방향측의 단부 위치로부터 사출된 광이 제 1 렌즈를 지나는 것으로 형성되는 부분 광속은, 그 거의 모든 광이 편광 변환 소자의 광속 입사면에 입사하지 않고, 발광부에서의 중심 근방으로부터 사출된 광이 제 1 렌즈를 지나는 것으로 형성되는 부분 광속은 그 거의 모든 광이 편광 변환 소자의 광속 입사면에 입사하게 된다. 즉, 발광부에서의 각각 다른 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 각 부분 광속이 각각 비율을 바꿔서 광속 입사면에 입사하는 것은 아니고, 발광부에서의 각각 다른 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속 중, 일부 부분 광속을 구성하는 광의 거의 모두가 편광 변환 소자의 광속 입사면에 입사하게 된다.

이에 의하면, 발광부에서의 어떤 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속의 거의 모든 광이, 광변조 장치의 화상 형성 영역에 중첩되어 입사하게 되기 때문에, 제 2 방향에서의 한쪽 단부측의 광이 감소된 부분 광속이 광변조 장치의 화상 형성 영역에 중첩되는 경우와 달리, 이 화상 형성 영역의 제 2 방향에서의 한쪽 단부측과, 다른쪽 단부측과의 조명 강도(조도)에 큰 차가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 광변조 장치의 화상 형성 영역에서의 조도 얼룩의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 제 1 렌즈의 제 1 방향에서의 초점 위치가, 이 제 1 렌즈로부터 사출되는 광속의 광축에 있어서의 제 2 렌즈 어레이 근방으로 설정되어 있기 때문에, 제 1 렌즈로부터 사출된 부분 광속은 이 부분 광속이 입사할, 대응하는 제 2 렌즈에 대하여 좁은 조명 범위로 입사한다. 이 때, 광원에 있어서의 발광부가 이 광원 으로부터 사출된 광속의 광축에 직교하는 면내에서의 제 2 방향에 직교하는 제 1 방향으로 이동한 경우, 이 이동 방향의 발광부의 외측으로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속은 대응하는 제 2 렌즈에 입사하지 않고, 이 발광부에서의 중심 근방 및 이 이동 방향과는 반대측의 단부로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속만이, 각각 대응하는 제 2 렌즈에 입사하게 된다.

이에 의하면, 전술한 경우와 같이 발광부에서의 각각 다른 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 거의 모든 부분 광속이, 각각 비율을 바꿔 대응하는 제 2 렌즈에 입사하는 것은 아니고, 발광부에서의 각각 다른 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 각 부분의 광속 중 일부의 부분 광속을 구성하는 광의 거의 모두가, 대응하는 제 2 렌즈에 입사하게 된다. 그리고, 대응하는 제 2 렌즈에 입사한 부분 광속은 전술한 바와 같이, 중첩 렌즈에 의해 광변조 장치의 화상 형성 영역에 중첩되게 되기 때문에, 제 1 방향에서의 한쪽 단부측의 광이 줄어든 부분 광속이 광변조 장치의 화상 형성 영역에 중첩된 경우와는 달리, 화상 형성 영역의 제 1 방향에서의 한쪽 단부측과 다른쪽 단부측과의 조명 강도(조도)에 큰 차가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 화상 형성 영역에서의 조도 얼룩의 발생을 억제할 수 있다.

본 발명에서는 상기 균일 조명 광학계로부터 사출된 광속을 복수의 색광으로 분리하는 색분리 광학계를 구비하고, 상기 광변조 장치는 상기 복수의 색광마다 이 색광의 광로 상에 각각 배치되며, 상기 각 광변조 장치의 광로 후단에는 이 각 광변조 장치로부터 사출된 각 색광을 합성하는 색합성 광학 장치가 마련되어 있는 것 이 바람직하다.

이러한 색분리 광학계에서는 소정 파장의 색광을 투과하여, 다른 파장의 색광을 반사하는 다이클로익 미러나, 입사 광속을 전반사하는 전반사 미러를 구비한 구성을 예시할 수 있다. 또한, 색합성 광학 장치에서는 크로스 다이클로익 프리즘이나, 복수의 다이클로익 미러를 구비한 구성을 예시할 수 있다.

본 발명에 의하면, 색분리 광학계로 분리된 색광을 복수의 광변조 장치가 각각 변조하고, 이 변조된 색광을 색합성 광학 장치가 합성하여 광학상을 형성하는 프로젝터에 있어서, 색 얼룩을 억제한 컬러 화상을 형성할 수 있다.

여기서, 색분리 광학계가 다이클로익 미러나 전반사 미러를 구비한 구성인 경우에는 색분리 광학계에 입사한 광속은 소정 파장의 색광이 분리되는 과정에서, 각 미러에 의해서 반사를 되풀이한다. 이 때문에, 상술한 바와 같이 광원에 있어서의 발광부의 위치가 전극 사이의 거의 중앙으로부터 이동하고, 이 광원으로부터 사출된 광속의 조명 영역에서의 조명 강도(조도)가 균일하지 않게 되어 버리는 경우에는 각 광변조 장치의 화상 형성 영역에서의 조명 강도(조도)가 높은 측과 낮은 측이 나란하지 않게 되어 버리는 경우가 있다. 이러한 경우, 이들 각 화상 형성 영역을 투과하여, 색합성 광학 장치에서 합성된 화상에 있어서는 어떤 색광에서 유래하는 화상과, 다른 색광에서 유래하는 화상과의 조명 강도가 높은 측과 낮은 측이 일치하지 않고, 이에 의해서 형성 화상에 색 얼룩이 발생해 버리는 일이 있다.

이에 대하여, 광원에 있어서의 발광부의 위치가 이동한 경우에도, 균일 조명 광학계에 의해 각 광변조 장치의 화상 형성 영역이 거의 균일하게 조명되기 때문 에, 각 화상 형성 영역에서 조도 얼룩의 발생을 억제할 수 있어, 각 화상 형성 영역에서 휘도 얼룩이 없는 화상을 각각 형성할 수 있다. 이에 따라, 휘도 얼룩이 없는 각 화상을 합성함으로써, 색 얼룩의 발생을 억제한 광학상(컬러 화상)을 형성할 수 있다.

따라서, 입사하는 색광을 변조하는 광변조 장치가 복수 마련되어, 이 각 광변조 장치에 의해 변조된 색광을 합성하여 광학상을 형성하는 색합성 광학 장치가 마련되는 경우에도, 색 얼룩의 발생을 억제한 광학상을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 상기 제 1 렌즈는 원환체 렌즈(toric lens)로 구성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 제 1 렌즈가 원환체 렌즈로 구성됨으로써, 제 1 방향 및 제 2 방향에서 다른 초점 위치를 갖는 제 1 렌즈를 간이하게 형성할 수 있다. 따라서, 제 1 렌즈 어레이의 제조를 간이하게 실행할 수 있는 것 이외에 구성을 간략화할 수 있다.

(1. 실시예 1)

이하, 본 발명의 실시예 1을 도면에 기초하여 설명한다.

(1) 프로젝터(1)의 구성

도 1은 본 실시예에 관한 프로젝터(1)의 개략 구성을 모식적으로 도시하는 도면이다.

프로젝터(1)는 광원으로부터 사출되는 광속을 화상 정보에 따라 변조하여 광학상을 형성하고, 형성한 광학상을 스크린(도시 생략) 상에 확대 투사하는 것이다. 이 프로젝터(1)는 도 1에 도시하는 바와 같이 외장 케이스(2)와, 투사 광학 장치로서의 투사 렌즈(3)와, 광학 유닛(4) 등을 구비한다.

또한, 도 1에 있어서 도시는 생략하지만, 외장 케이스(2) 내에서, 투사 렌즈(3) 및 광학 유닛(4) 이외의 공간에는 프로젝터(1) 내부를 냉각하는 냉각팬 등으로 구성되는 냉각 유닛, 프로젝터(1) 내부의 각 구성 부재에 전력을 공급하는 전원유닛, 및 프로젝터(1) 전체를 제어하는 제어 장치 등이 배치되게 한다.

외장 케이스(2)는 합성 수지 등으로 구성되며, 도 1에 도시하는 바와 같이 투사 렌즈(3) 및 광학 유닛(4)을 내부에 수납 배치하는 전체적으로 거의 직방체 형상으로 형성되어 있다. 이 외장 케이스(2)는 도시는 생략하지만, 프로젝터(1)의 상부면, 전면, 배면 및 좌우양 측면을 각각 구성하는 상부 케이스(an upper case)와, 프로젝터(1)의 저면, 전면, 및 배면을 각각 구성하는 하부(a lower case)로 구성되며, 상기 상부 케이스 및 상기 하부 케이스는 서로 나사 등으로 고정되어 있다.

또한, 외장 케이스(2)는 합성 수지 등에 한하지 않고, 그 밖의 재료로 형성해도 되고 예컨대, 금속 등에 의해 구성되어도 된다.

광학 유닛(4)은 상기 제어 장치에 의한 제어하에, 광원으로부터 사출된 광속을 광학적으로 처리하여 화상 정보에 대응한 광학상(컬러 화상)을 형성하는 유닛이 다. 이 광학 유닛(4)은 도 1에 도시하는 바와 같이 외장 케이스(2)의 배면을 따라 연장함과 아울러, 외장 케이스(2)의 측면에 따라 연장하는 평면에서 봐서 거의 L자 형상을 갖고 있다.

투사 렌즈(3)는 광학 유닛(4)으로 형성된 광학상(컬러 화상)을 도시하지 않는 스크린 상에 확대 투사하는 투사 광학계이다. 이 투사 렌즈(3)는 통형상의 경통 내에 복수의 렌즈가 수납된 렌즈 세트로서 구성되어 있다.

(2) 광학 유닛(4)의 구성

광학 유닛(4)은 도 1에 도시하는 바와 같이 조명 광학 장치(41)와, 색분리 광학 장치(42)와, 릴레이 광학 장치(43)와, 전기 광학 장치(44)와, 이들 광학 부품(41~44)을 내부에 수납 배치함과 아울러, 투사 렌즈(3)를 소정 위치로 지지 고정하는 광학 부품용 케이스(45)를 구비한다.

도 2는 조명 광학 장치(41)를 윗쪽으로부터 본 모식도이다. 또한, 도 3은 조명 광학 장치(41)를 수평 방향에서 본 모식도이다.

조명 광학 장치(41)는 전기 광학 장치(44)를 구성하는 후술하는 액정 패널(441)의 화상 형성 영역을 거의 균일하게 조명하기 위한 균일 조명 광학계이다. 이 조명 광학 장치(41)는 도 1에 도시하는 바와 같이 광원 장치(411)와, 제 1 렌즈 어레이(412)와, 제 2 렌즈 어레이(413)와, 편광 변환 소자(414)와, 중첩 렌즈(415)를 구비하여 구성되어 있다.

광원 장치(411)는 도 1부터 도 3에 도시하는 바와 같이 방사상의 광선을 사 출하는 광원 램프(416)와, 이 광원 램프(416)로부터 사출된 방사광을 반사하여, 소정 위치로 수속시키는 리플렉터(417)와, 이 리플렉터(417)에서 수속되는 광속을 조명 광축(A)에 대하여 평행화하는 평행화 오목 렌즈(418)를 구비하고 있다.

그 중, 광원 램프(416)는 석영 유리관을 구비해서 구성되고, 이 광원 램프(416)에는 도 2 및 도 3(도 3에서는 구성의 일부에만 부호를 붙인다)에 도시하는 바와 같이 중앙 부분이 거의 구상으로 팽출하는 관구부(4161)와, 이 관구부(4161)의 양측에서 서로 멀어지는 방향으로 연장하는 한 쌍의 밀봉부(4162, 4163)가 형성되어 있다. 이 관구부(4161)내에는 방전 공간(S)이 형성되고, 이 방전 공간(S) 내에 한 쌍의 전극(4164, 4165)과, 수은, 희가스 및 소량의 할로겐이 봉입되어 있다.

이러한 광원 램프(416)로서는 고휘도 발광하는 여러가지 광원 램프를 채용할 수 있고, 예컨대 메탈 할라이드 램프, 고압 수은 램프 및 초고압 수은 램프 등을 채용할 수 있다.

한 쌍의 밀봉부(4162, 4163)의 내부에는 한 쌍의 전극(4164, 4165) 외에, 이 한 쌍의 전극(4164, 4165)과 전기적으로 접속되는 몰리브덴제의 금속박(4166, 4167)이 각각 삽입되고, 이 한 쌍의 밀봉부(4162, 4163)는 유리 재료 등으로 밀봉되어 있다. 이들 각 금속박(4166, 4167)에는 또한 전극 인출선으로서의 리드선(4168, 4169)이 각각 접속되고, 이 리드선(4168, 4169)은 광원 장치(411) 외부까지 연장하고 있다. 그리고, 이들 리드선(4168, 4169)에 대하여 전압을 인가하면 금속박(4166, 4167)을 사이에 두고 전극(4164, 4165) 사이에 전위차가 발생하여 방전이 발생하여, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이 발광부(D)가 생성되어 관구 부(4161) 내부가 발광한다.

리플렉터(417)는 도 2에 도시하는 바와 같이 광원 램프(416) 한쪽 밀봉부(4163)(광속 사출 방향의 기단측(a base end side)에 위치하는 밀봉부(4163))에 장착되고, 요곡면(凹曲面) 형상의 반사부(4171)를 구비한 투광성을 갖는 유리제의 성형품이다. 이 반사부(4171)에 있어서의 광원 램프(416)에 대향하는 측에는 회전 타원면 형상의 유리면에 금속 박막이 증착된 반사면(4172)이 형성되어 있다. 또한, 본 실시예에서는 리플렉터(417)는 회전 타원면을 갖는 타원면 리플렉터로 구성되어 있지만, 회전 포물면을 갖는 포물면 리플렉터로 구성해도 된다. 이 경우에는 평행화 오목 렌즈(418)를 생략한 구성으로 한다.

이러한 리플렉터(417)의 반사부(4171) 내부에 배치되는 광원 램프(416)는 통상 상태에서의 발광부(D)의 중심(O)이 리플렉터(417)의 반사면(4172)의 회전 타원면 형상의 제 1 초점 위치의 근방이 되도록 배치된다. 그리고, 광원 램프(416)를 점등하면, 발광부(D)로부터 방사된 광속 중 리플렉터(417)를 향한 광속은 이 리플렉터(417)의 반사면(4172)에서 반사되어, 회전 타원면의 제 2 초점 위치에 수속하는 수속광이 된다.

여기서, 광원 램프(416)에는 도 2에 도시하는 바와 같이 부 반사경(416A)이 마련된다. 이 부 반사경(416A)은 광원 램프(416)의 다른쪽 밀봉부(4162)(리플렉터(417)가 장착되는 쪽과는 반대측의 밀봉부(4162))에 장착되고, 이 부 반사경(416A)에는 거의 반구면 형상의 반사부(416A1)가 형성되어 있다.

이 반사부(416A1)는 광원 램프(416)의 관구부(4161)의 전방측(광속 사출 방 향의 선단측)의 거의 절반을 피복하도록 형성되어 있고, 거의 그릇 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 반사부(416A1)에는 이 반사부(416A1)의 내면이 광원 램프(416)의 관구부(4161)의 구면을 따라서, 반구면 형상의 반사면(416A2)이 형성되어 있다.

이러한 부 반사경(416A)을 광원 램프(416)에 장착함으로써, 이 광원 램프(416)의 발광부(D)로부터 방사된 광속 중, 전방측에 방사되는 광속이 부 반사경(416A)에 의해 발광부(D)를 향해서 반사되고, 광원 램프(416)로부터 리플렉터(417)의 반사면(4172)에 직접 입사하는 광속과 같이 리플렉터(417)로 입사하여 제 2 초점 위치를 향해서 수속한다.

그리고, 이 리플렉터(417)에서 수속된 광속은 평행화 오목 렌즈(418)에 의해서 조명 광축(A)에 대하여 거의 평행한 평행광으로 변환된다. 이에 따라, 광원 장치(411)로부터 사출되는 조명 광속의 중심축은 조명 광축(A)에 일치한다.

제 1 렌즈 어레이(412)는 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이 조명 광축(A)에 거의 직교하는 면 내에 복수의 소렌즈인 제 1 렌즈(4121)가 매트릭스 형상으로 배열된 구성을 갖고 있다. 이들 제 1 렌즈(4121)는 조명 광축(A) 방향에서 봐서 거의 직사각형 형상의 윤곽을 갖고 있다. 각 제 1 렌즈(4121)는 광원 장치(411)로부터 사출되는 광속을 복수의 부분 광속으로 분할한다. 또한, 제 1 렌즈 어레이(412)의 각 제 1 렌즈(4121)의 초점 위치에 대해서는 이후에 상술한다.

제 2 렌즈 어레이(413)는 제 1 렌즈 어레이(412)와 거의 마찬가지 구성을 갖고 있고, 제 1 렌즈(4121)에 대응하는 소렌즈인 제 2 렌즈(4131:도 2부터 도 4 참 조)가 매트릭스 형상으로 배열된 구성을 갖고 있다. 이 제 2 렌즈 어레이(413)는 중첩 렌즈(415)와 아울러, 제 1 렌즈 어레이(412)의 각 제 1 렌즈(4121)의 상을 전기 광학 장치(44)의 후술하는 액정 패널(441)의 화상 형성 영역에 결상시키는 기능을 갖고 있다.

도 4는 편광 변환 소자(414)를 부분적으로 확대한 단면도이다.

편광 변환 소자(414)는 도 1에 도시하는 바와 같이 제 2 렌즈 어레이(413)와 중첩 렌즈(415)와의 사이에 배치되어, 제 1 렌즈 어레이(412)에서 분할된 복수의 부분 광속의 편광 방향을 정돈하는 것이다.

이 편광 변환 소자(414)는 도 4에 도시하는 바와 같이 조명 광축(A)에 대하여 약 45°로 경사져서 교대로 배열된 편광 분리층(4141) 및 반사층(4142)과, 이들 편광 분리층(4141) 및 반사층(4142)이 형성되는 유리 부재(4143)와, 입사 광속의 편광 방향을 변환하는 위상차층(4144)과, 입사 광속을 차광하는 차광판(4145)을 구비하고 있다.

또한, 편광 분리층(4141) 및 반사층(4142)은 도 4에 도시하는 바와 같이 조명 광축(A)에 직교하는 면 내에서의 제 1 방향(수직 방향, 도 3 중 화살표 C 방향)으로 길이 방향을 갖고, 조명 광축(A) 및 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향(수평 방향, 도 2 및 도 4 중 화살표 B 방향)으로 교대로 배열되어 있다.

여기서, 제 1 렌즈 어레이(412)에서 분할된 각 부분 광속은 대응하는 편광 분리층(4141)에 따른 광속 입사면(414A)으로부터 이 편광 분리층(4141)으로 각각 입사한다. 그리고, 편광 변환 소자(414)는 광속 입사면(414A)의 제 1 방향에 따른 각각의 폭이, 편광 분리층(4141)의 제 1 방향에 따른 각각의 폭(편광 분리층(4141)의 길이 방향의 폭)과 거의 같고, 광속 입사면(414A)의 제 2 방향에 따른 각각의 폭이 편광 분리층(4141)의 제 2 방향에 따른 각각의 폭과 거의 같도록 구성되어 있다.

편광 분리층(4141)은 랜덤한 편광 광속을 두 가지의 직선 편광으로 분리하는 층으로, 입사 광속 중 한쪽 편광광을 투과하고, 다른 쪽 편광광을 반사하는 유전체 다층막에 의해 구성되어 있다.

반사층(4142)은 편광 분리층(4141)에서 반사된 편광광을 편광 분리층(4141)을 투과한 편광광과 같은 방향 즉, 편광 변환 소자(414)의 광속 사출측을 향하여 반사하는 층으로, 단일 금속 재료 또는 합금 등으로 형성된 반사막에 의해 구성되어 있다.

유리 부재(4143)는 내부를 광속이 투과하는 것으로 본 실시예에서는 백판 유리 등을 가공하여 형성되어 있다.

위상차층(4144)은 유리 부재(4143)의 광속 사출측에 마련되며, 이 유리 부재(4143)로부터 사출된 광속의 편광 방향을 90°회전시켜 다른 쪽 직선 편광의 편광 방향과 동일하게 하는 것이다.

구체적으로, 위상차층(4144)은 유리 부재(4143)의 광속 사출 단면 중 편광 분리층(4141)을 투과한 직선 편광이 사출되는 부분에 부착되어서, 편광 분리층(4141)을 투과한 이 직선 편광의 편광 방향을 90°회전시킨다.

또한, 위상차층(4144)을 유리 부재(4143)의 광속 사출 단면 중 반사층(4142) 에서 반사된 직선 편광이 사출되는 부분에 부착되어서, 반사층(4142)에서 반사된 직선 편광의 편광 방향을 90°회전시키는 구성으로 하는 것도 가능하다.

차광판(4145)은 유리 부재(4143)의 광속 입사측에 배치되어 있다. 이 차광판(4145)은 스테인레스 또는 알루미늄 합금 등으로 형성되어서, 반사층(4142)에 대응하는 위치에 마련된다. 이 때문에, 편광 변환 소자(414)는 제 1 렌즈 어레이(412) 및 제 2 렌즈 어레이(413)로부터 사출된 부분 광속이 반사층(4142)에 대하여 직접 입사하지 않도록 구성되어 있다.

즉, 차광판(4145)은 제 1 렌즈 어레이(412) 및 제 2 렌즈 어레이(413)로부터 사출된 부분 광속을 편광 분리층(4141)에만 입사되도록 구성되어 있고, 반사층(4142)에 입사하고자 하는 불필요한 광은 차광판(4145)에 의해서 차광된다. 따라서, 제 2 렌즈 어레이(413)로부터 사출된 부분 광속 중 대부분은 차광판(4145)으로 덮여져 있지 않은 유리 부재(4143)의 광속 입사측의 면인 광속 입사면(414A)에 입사하고, 이 유리 부재(4143)를 거쳐서 편광 분리층(4141)에 입사한다.

이상 설명한 편광 변환 소자(414)의 편광 분리층(4141)이 P 편광을 투과하고, S 편광을 반사하는 경우에 대하여, 도 4를 이용하여 설명한다.

제 2 렌즈 어레이(413)의 제 2 렌즈(4131)로부터 사출된 부분 광속은 차광판(4145) 사이를 통과하여, 편광 변환 소자(414)의 광속 입사면(414A)에 입사한 후, 유리 부재(4143)를 거쳐서 편광 분리층(4141)에 입사한다. 이 편광 분리층(4141)은 이 부분 광속에 포함되는 P 편광을 투과하여, 광로를 90°변환하도록 하여 S 편광을 반사층(4142)을 향하여 반사한다.

반사층(4142)에 입사한 S 편광은 이 반사층(4142)에서 반사됨으로써 광로가 광속 사출측을 향하여 90°변환되어, 조명 광축(A)과 거의 동일 방향으로 진행한다.

한편, 편광 분리층(4141)을 투과한 P 편광은 위상차층(4144)에 입사하여, 이 위상차층(4144)에 의해서 편광 방향이 90°회전됨으로써 S 편광으로서 사출된다. 이에 따라, 편광 변환 소자(414)로부터는 약 1 종류의 S 편광이 사출된다.

여기서, 직선 편광을 변조하는 타입의 액정 패널을 이용한 프로젝터로서는 1종류의 직선 편광밖에 이용할 수 없기 때문에, 랜덤한 편광광을 발생하는 광원 장치(411)로부터 사출되는 광의 거의 절반을 이용할 수 없다. 이 때문에, 본 실시예에서는 편광 변환 소자(414)를 이용함으로써 광원 장치(411)로부터의 사출광을 약 1 종류의 직선 편광으로 변환하여, 전기 광학 장치(44)에서의 광의 이용 효율을 높이고 있다.

이렇게 하여, 편광 변환 소자(414)에 의해서 약 1 종류의 직선 편광으로 변환된 각 부분 광속은 중첩 렌즈(415)에 의해서, 전기 광학 장치(44)의 후술하는 액정 패널(441)의 화상 형성 영역(광 변조면)상에 거의 중첩된다.

색분리 광학 장치(42)는 도 1에 도시하는 바와 같이 2장의 다이클로익 미러(421, 422)와, 반사미러(423)를 구비하여, 다이클로익 미러(421, 422)에 의해 조명 광학 장치(41)로부터 사출된 복수의 부분 광속을 적(R), 녹(G), 청(B)의 3색의 색광으로 분리하는 색분리 광학계이다.

릴레이 광학 장치(43)는 입사측 렌즈(431), 릴레이 렌즈(433) 및 반사 미 러(432, 434)를 구비해서, 색분리 광학 장치(42)에서 분리된 적색광을 적색광용 액정 패널(441R)까지 유도하는 기능을 갖고 있다.

이 때, 색분리 광학 장치(42)의 다이클로익 미러(421)에는 조명 광학 장치(41)로부터 사출된 광속의 적색 광성분과 녹색 광성분이 투과함과 아울러, 청색 광성분이 반사한다. 다이클로익 미러(421)에 의해서 반사된 청색광은 반사 미러(423)에서 반사하여, 필드 렌즈(419)를 지나서 청색광용 액정 패널(441B)에 이른다. 이 필드 렌즈(419)는 제 2 렌즈 어레이(413)로부터 사출된 각 부분 광속을 그 중심축(주 광선)에 대하여 평행한 광속으로 변환한다. 다른 녹색광 및 적색광용 액정 패널(441G, 441R)의 광입사측에 마련된 필드 렌즈(419)도 마찬가지이다.

다이클로익 미러(421)를 투과한 적색광과 녹색광 중, 녹색광은 다이클로익 미러(422)에 의해서 반사하여, 필드 렌즈(419)를 지나서 녹색광용 액정 패널(441G)에 이른다. 한편, 적색광은 다이클로익 미러(422)를 투과하여 릴레이 광학 장치(43)를 지나고, 또한 필드 렌즈(419)를 지나서 적색광용 액정 패널(441R)에 이른다. 또한, 적색광에 릴레이 광학 장치(43)가 이용되고 있는 것은 적색광의 광로 길이가 다른 색광의 광로 길이보다도 길기 때문에, 광의 확산 등에 의한 광의 이용 효율의 저하를 방지하기 때문이다. 즉, 입사측 렌즈(431)에 입사한 부분 광속을 그대로 필드 렌즈(419)에 전하기 때문이다. 또한, 릴레이 광학 장치(43)에는 3개의 색광 중 적색광을 통과시키는 구성으로 했지만 이에 한하지 않고 예컨대, 청색광을 통과시키는 구성으로 해도 된다.

전기 광학 장치(44)는 색분리 광학 장치(42)로부터 사출되는 3개의 색광을 화상 정보에 따라 각각 변조하고, 변조한 각 색광을 합성하여 광학상(컬러 화상)을 형성한다.

이 전기 광학 장치(44)는 도 1에 도시하는 바와 같이 광변조 장치로서의 액정 패널(441)(적색광용 액정 패널을 441R, 녹색광용 액정 패널을 441G, 및 청색광용 액정 패널을 441B라고 한다)과, 이들 각 액정 패널(441)의 광속 입사측에 각각 배치되는 3개의 입사측 편광판(442)과, 각 액정 패널(441)의 광속 사출측에 각각 배치되는 3개의 시야각 보상판(443)과, 3개의 시야각 보상판(443)의 광속 사출측에 각각 배치되는 3개의 사출측 편광판(444)과, 색합성 광학 장치로서의 크로스 다이클로익 프리즘(445)을 구비하여 구성되어 있다.

입사측 편광판(442)에는, 편광 변환 소자(414)에서 편광 방향이 거의 한 방향으로 나란해진 각 색광이 입사하고, 이 입사측 편광판(442)은 입사한 광속 중, 편광 변환 소자(414)에서 나란해진 광속의 편광 방향과 거의 동일 방향인 편광광만 투과시키고, 그 밖의 광속을 흡수하는 것이다. 이 입사측 편광판(442)은 예컨대, 사파이어 유리 또는 수정 등의 투광성 기판상에 편광층이 첨부된 구성을 갖고 있다.

광변조 장치에서의 액정 패널(441)은 자세한 도시를 생략하지만, 한 쌍의 투명한 유리 기판 사이에 전기 광학 물질인 액정 소자가 밀폐 봉입된 구성을 갖고, 상기 제어 장치로부터의 구동 신호에 따라서 액정 소자의 배향 상태가 제어되어, 입사측 편광판(442)으로부터 사출된 편광 광속의 편광 방향을 변조한다.

시야각 보상판(443)은 필름 형상으로 형성되어, 액정 패널(441)에 광속이 경 사져서 입사한 경우(패널면의 법선 방향에 대하여 경사져서 입사한 경우)의 이 액정 패널(441)에서 발생하는 복굴절에 의한 정상광(ordinary light)과 이상광(extraordinary light)과의 사이에 발생하는 위상차를 보상한다. 이 시야각 보상판(443)은 음의 일축성을 갖는 광학 이방체로서, 그 광학축이 필름면 내의 소정 방향을 향하고 또한, 이 필름면으로부터 면외방향으로 소정 각도 경사지도록 배향하고 있다.

이 시야각 보상판(443)으로서는 예컨대, 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 등의 투명지지체 상으로 배향층을 통해서 디스코틱(discotic:원반형상) 화합물층을 형성한 것으로 구성할 수 있으며, WV 필름(후지 사진필름사 제)를 채용할 수 있다.

사출측 편광판(444)은 액정 패널(441)로부터 사출되어 시야각 보상판(443)을 통과한 광속 중 입사측 편광판(442)에 있어서의 광속의 투과축과 직교하는 편광 방향을 갖는 광속만 투과시키고, 그 외의 광속을 흡수하는 것이다.

크로스 다이클로익 프리즘(445)은 사출측 편광판(444)으로부터 사출된 색광마다 변조된 변조광을 합성하여 광학상(컬러 화상)을 형성한다. 이 크로스 다이클로익 프리즘(445)은 4개의 직각 프리즘을 접합한 평면에서 봐서 정방형 형상을 이루고, 직각 프리즘 끼리를 접합한 계면에는 2개의 유전체 다층층이 형성되어 있다. 이들 유전체 다층층은 투사 렌즈(3)와 대향하는 쪽(G색광측)에 배치된 사출측 편광판(444)을 거친 색광을 투과하고, 나머지 2개의 사출측 편광판(444:R 색광측 및 B 색광측)을 거친 색광을 반사한다. 이렇게 하여, 각 입사측 편광판(442), 각 액정 패널(441), 각 시야각 보상판(443) 및 각 사출측 편광판(444)에서 변조된 각 색광 이 합성되어 컬러 화상이 형성된다.

(3) 제 1 렌즈(4121)의 초점 위치

제 1 렌즈 어레이(412)를 구성하는 복수의 제 1 렌즈(4121)는 상술한 바와 같이 광원 장치(411)로부터 사출된 광속을 복수의 부분 광속으로 분할하여, 대응하는 제 2 렌즈 어레이(413)의 제 2 렌즈(4131)에 사출한다. 이들 제 1 렌즈(4121)는 원환체 렌즈로 구성되어 있고, 제 2 방향(편광 변환 소자(414)의 편광 분리층(4141) 및 반사층(4142)의 배열 방향인 수평 방향, 도 2 중 화살표 B 방향)에 있어서의 초점 위치와, 제 1 방향(편광 변환 소자(414)의 편광 분리층(4141) 및 반사층(4142)의 길이 방향인 수직 방향, 도 3 중 화살표 C 방향)에 있어서의 초점 위치가, 각각 다르도록 구성되어 있다.

또한, 이러한 제 1 렌즈(4121)를 원환체 렌즈로 구성함으로써 제 1 방향 및 제 2 방향의 각 초점 위치를 자유롭게 설정할 수 있을 뿐만아니라, 이러한 제 1 렌즈(4121)를 용이하게 구성할 수 있다.

그 중, 제 1 렌즈(4121)의 제 2 방향의 초점 위치는 도 2에 도시하는 바와 같이 그 제 1 렌즈(4121)로부터 사출되는 광속의 광축 방향에서의 편광 변환 소자(414) 근방, 구체적으로는 대응하는 제 2 렌즈(4131)를 통해서 입사하는 편광 변환 소자(414)의 편광 분리층(4141)의 거의 중앙으로 설정되어 있다.

또한, 제 1 렌즈(4121)의 제 1 방향의 초점 위치는 도 3에 도시하는 바와 같이 이 제 1 렌즈(4121)로부터 사출되는 광속의 광축 방향에서의 제 2 렌즈 어레 이(413) 근방, 구체적으로는 대응하는 제 2 렌즈(4131)의 거의 중앙으로 설정되어 있다.

(4) 광원 램프(416)로부터 사출된 광의 광로

(4-1) 본 실시예에 대한 제 1 비교예에 있어서의 광로

여기서, 제 1 렌즈 어레이(412A)의 각 제 1 렌즈(412A1)의 초점 위치가, 제 2 렌즈 어레이(413) 근방으로 설정되어 있는 제 1 비교예에 대하여 설명한다.

도 5는 제 1 비교예에서의 제 1 렌즈(412A1)를 구비한 광학 유닛(4)에 있어서의 광원 램프(416)로부터 사출된 광속의 광로를 나타내는 모식도이다. 또한, 도 6은 도 5의 일부를 확대하여 도시하는 도면이다. 또한, 제 1 렌즈 어레이(412A)는 이 제 1 렌즈 어레이(412A)를 구성하는 각 제 1 렌즈(412A1)의 제 2 방향에서의 초점 위치가, 제 2 렌즈 어레이(413) 근방으로 설정되어 있다는 점이, 본 실시예의 제 1 렌즈 어레이(412)와 다르지만, 복수의 제 1 렌즈(412A1)를 갖는 구성은 제 1 렌즈 어레이(412)와 마찬가지다.

또한, 도 5 및 도 6에 있어서는 설명을 간략화하기 위해서, 조명 광축(A) 방향의 수차를 포함하고 있지 않다. 또한, 도 5 및 도 6에서는 제 1 렌즈 어레이(412A)의 복수의 제 1 렌즈(412A1) 중 하나의 제 1 렌즈(412A)를 착안하여, 이 제 1 렌즈(412A1)에 대응하는 제 2 렌즈(4131) 및 편광 변환 소자(414)의 대응 부분을 도시하고 있다.

도 5 및 도 6에 도시하는 바와 같이 광원 램프(416)에 있어서의 발광부(D)의 중심(O)이 전극 사이의 거의 중앙에 위치하는 경우, 발광부(D)의 중심(O)으로부터 사출된 광(실선), 발광부(D)의 중심(O)으로부터 제 2 방향(도 5 및 도 6 중 화살표 B 방향)에 있어서의 외측의 위치(O1)로부터 사출된 광(파선) 및 발광부(D)의 제 2 방향에서의 가장 외측의 위치(O2)로부터 사출된 광(일점 쇄선)은 리플렉터(417) 및 평행화 오목 렌즈(418)를 통해서 제 1 렌즈 어레이(412A)의 제 1 렌즈(412A1)에 입사한다. 그리고, 이 각 광이 제 1 렌즈(412A1)를 거침으로써 형성되는 부분 광속은 제 1 렌즈(412A1)로부터 대응하는 제 2 렌즈 어레이(413)의 제 2 렌즈(4131)에 입사하지만, 광의 사출 위치가 발광부(D)에서의 중심(O)으로부터 멀어짐에 따라서, 그 광에 의해 형성되는 부분 광속이 제 2 렌즈(4131)에 입사하는 위치는 이 부분 광속이 유래하는 광의 사출 위치가 발광부(D)의 중심(O)으로부터 멀어지는 방향과는 반대 방향으로 벗어난다.

예컨대, 발광부(D)에서의 중심(O)으로부터 제 2 방향의 가장 외측의 위치(O2)로부터 사출된 광(일점 쇄선)이 제 1 렌즈(412A1)를 거침으로써 형성되는 부분 광속은 대응하는 제 2 렌즈(4131)에 있어서, 이 광이 사출된 위치로부터 발광부(D)의 중심(O)을 향하는 방향의 단부 집합에 입사한다. 그리고, 제 2 렌즈(4131)에 입사한 광은 각각 편광 변환 소자(414)의 광속 입사면(414A)에 입사하지만, 제 1 렌즈(4121)의 제 2 방향의 초점 위치가 제 2 렌즈 어레이(413) 근방으로 설정되어 있기 때문에, 이 제 2 렌즈(4131)로부터 사출된 광속은 넓어져서 큰 조명 범위를 갖고 광속 입사면(414A)에 입사한다.

그러나, 발광부(D)의 중심(O)이 전극(4164, 4165) 사이의 거의 중앙에 위치 하는 경우에는 이 발광부(D)의 제 2 방향에서의 중앙으로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속이나, 가장 외측으로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속이나, 각각 거의 모든 광이 편광 변환 소자(414)의 광속 입사면(414A)에 입사한다. 이것은 모든 제 1 렌즈(412A1)에 있어서도 마찬가지이며, 이들 부분 광속이 액정 패널(441)의 화상 형성 영역에서 중첩된다. 이에 따라, 액정 패널(441)의 화상 형성 영역은 균일한 밝기로 조명된다.

다음으로, 제 1 비교예에 있어서 광원 램프(416)에 있어서의 발광부(D)가 제 2 방향(화살표 B 방향)으로 이동한 경우를 설명한다.

광원 램프(416)에 있어서의 발광부(D)가 전극(4164, 4165) 사이의 거의 중앙으로부터 제 2 방향(화살표 B 방향)으로 이동한 경우, 제 1 렌즈(412A1)를 통해서 대응하는 제 2 렌즈(4131)에 입사하는 부분 광속은 상술한 바와 같이 전체적으로, 이 발광부(D)의 이동 방향과는 반대 방향측으로 치우쳐서 제 2 렌즈(4131)에 입사하며, 또한 편광 변환 소자(414)의 광속 입사면(414A)에서도 이 반대 방향측으로 치우쳐서 입사한다.

예컨대, 발광부(D)가 도 5에 있어서의 상측(도 5 중 화살표 B 방향의 한쪽측)으로 이동한 경우, 제 1 렌즈(412A1)로부터 사출된 광속은 대응하는 제 2 렌즈(4131)의 도 5에 있어서의 하측(도 5 중 화살표 B 방향의 다른쪽)의 단부 집합에 입사하고 또한, 광속 입사면(414A)의 하방의 단부 집합에 입사한다.

이 때문에, 발광부(D)의 위치가 보다 크게 제 2 방향으로 이동한 경우에는 제 1 렌즈(412A1)로부터 사출된 부분 광속은 이 부분 광속이 유래되는 광의 사출 위치가 발광부(D)의 중심(O)으로부터 이 발광부(D)의 이동 방향으로 멀어짐에 따라서, 광속 입사면(414A)에는 입사하기 어렵게 된다.

구체적으로, 발광부(D)의 위치가 도 5에 있어서의 상측으로 이동한 경우, 이 이동한 발광부(D)로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속은 발광부(D)의 중심(O)이 전극 사이의 거의 중앙에 위치하는 경우의 부분 광속보다도 발광부(D)의 이동 방향과는 반대 방향측으로 치우쳐서 대응하는 제 2 렌즈(4131)에 입사하고 또한, 편광 변환 소자(414)의 광속 입사면(414A)에서도, 이 반대 방향측으로 치우쳐서 입사한다. 여기서, 제 1 비교예의 제 1 렌즈(412A1)의 초점 위치는 도 5 및 도 6에 도시하는 바와 같이 제 2 렌즈(4131)의 근방으로 설정되어 있고, 제 1 렌즈(412A1)로부터 사출된 부분 광속은 제 2 렌즈(4131) 근방에서 가장 수속하는 한편, 편광 변환 소자(414)의 광속 입사면(414A) 근방에서는 점차로 넓어지면서 입사한다. 이 때문에, 편광 변환 소자(414)의 광속 입사면(414A)에 입사하는 부분 광속의 조명 범위는 커져 버린다.

따라서, 발광부(D)가 제 2 방향으로 소정 거리 이동하면, 발광부(D)로부터 사출된 광 중, 이 발광부(D)의 중심(O)으로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속의 거의 전부는 편광 변환 소자(414)의 광속 입사면(414A)에 입사하지만, 이 발광부(D)의 이동 방향측의 단부 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속에서는 이 발광부(D)의 이동 방향과는 반대측 단부의 일부의 광이 편광 변환 소자(414)의 광속 입사면(414A)으로부터 벗어나서 차광판(4145)에 입사한다.

또한, 발광부(D)가 제 2 방향으로 상기 소정 거리 이상으로 이동하면, 발광 부(D)에서의 이 발광부(D)의 이동 방향측의 단부 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속에 있어서의 일부의 광뿐만 아니라, 이 이동 방향측의 단부보다도 중심(O)에 가까운 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속에 있어서의 일부의 광도, 편광 변환 소자(414)의 광속 입사면(414A)으로부터 벗어나서 차광판(4145)에 입사해 버린다.

즉, 발광부(D)가 제 2 방향으로 어느 정도 이동한 경우, 발광부(D)에서의 각각 다른 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 각 부분 광속에 있어서, 각각 일부의 광이, 편광 변환 소자(414)의 광속 입사면(414A)으로부터 벗어나서 차광판(4145)에 입사한다. 또한, 제 2 방향으로 이동한 어느 위치의 발광부(D) 내에서는 발광부(D)의 중심(O)으로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속 중 차광판(4145)에 입사하는 광의 비율과, 발광부(D)의 중심(O)으로부터 이 발광부(D)의 이동 방향으로 떨어진 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속 중, 차광판(4145)에 입사하는 광의 비율을 비교하면, 후자인 발광부(D)로부터 떨어진 위치로부터 사출된 광에 의해서 형성되는 부분 광속에 관한 비율 쪽이 크다.

(4-2) 제 1 비교예에 있어서의 액정 패널(441)에서의 조도 분포

도 7은 상기 비교예에 있어서의 발광부(D)의 제 2 방향으로의 이동량과 액정 패널(441)에서의 조도 분포와의 관계를 도시하는 도면이다. 상세히 설명하면, 도 7에 있어서, 실선은 발광부(D)의 중심(O)이 전극 사이의 거의 중앙에 위치하는 경우에서의 액정 패널(441)에서의 조도 분포를 나타내고 있다. 또한, 파선은 발광 부(D)의 중심(O)dl 전극 사이의 거의 중앙으로부터 제 2 방향으로 이동한 경우에서의 액정 패널(441)에서의 조도 분포를 나타내고, 일점 쇄선은 파선으로 나타낸 경우의 발광부(D)보다도 이 발광부(D)의 중심이 전극 사이의 거의 중앙으로부터 또한 제 2 방향으로 이동한 경우에서의 액정 패널(441)에서의 조도 분포를 나타내고 있다.

상술한 바와 같이, 발광부(D)가 전극(4164, 4165) 사이의 거의 중앙으로부터 제 2 방향으로 어느 정도 이동한 경우, 발광부(D)에서의 각각 다른 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속의 각각 일부의 광이, 편광 변환 소자(414)의 광속 입사면(414A)으로부터 벗어나서 차광판(4145)에 입사한다. 즉, 발광부(D)의 중심(O)이 소정 거리만큼 제 2 방향으로 이동한 경우에는 이 발광부(D)에서의 광의 사출 위치에 따라서, 이 사출 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속에 있어서의 광속 입사면(414A)에 입사하는 광의 비율과, 차광판(4145)에 입사하는 광의 비율의 관계가 각각 다르지만, 발광부(D)로부터 사출된 광에 의해서 형성되는 각 부분 광속은 각각 일부가 편광 변환 소자(414)의 차광판(4145)에 입사함으로써 감소된 상태로 액정 패널(441)의 화상 형성 영역을 조명한다.

예컨대, 발광부(D)의 중심(O)으로부터 사출된 광에 의해서 형성되는 부분 광속이, 그 한쪽 단부측의 일부의 광을 차광판(4145)에 의해서 감소되어서 액정 패널(441)의 화상 형성 영역을 조명함과 아울러, 발광부(D)의 중심(O)보다도 이 발광부(D)의 이동 방향측 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속이, 그 한쪽 단부측의 광을 차광판(4145)에 의해서 감소되어서 액정 패널(441)의 화상 형성 영 역을 조명하게 된다.

이와 같이, 한쪽 단부측의 일부의 광이 차광판(4145)에 의해서 감소된 부분 광속을, 액정 패널(441)의 화상 형성 영역상에 중첩시키더라도, 이 화상 형성 영역을 균일한 밝기로 조명할 수 없고, 도 7에 있어서의 파선이나 일점 쇄선과 같이, 화상 형성 영역 한쪽 단부측의 조도보다도 다른쪽 단부측의 조도쪽이 높은 상태로 이 화상 형성 영역이 조명되게 된다.

이렇게 하여 중첩된 각 광을 액정 패널(441)에 의해 변조하여, 각 색광에 따른 화상을 형성하면, 제 2 방향(수평 방향)에 있어서의 한쪽 단부측의 휘도가 다른쪽 단부측의 휘도에 비해서 높은 화상이 형성된다. 여기서, 각 액정 패널(441)의 화상 형성 영역에 중첩되는 각 광속은 색분리 광학 장치(42) 및 릴레이 광학 장치(43)를 구성하는 각 미러에 의해서 반사를 반복하고 또한, 이들 각 화상에서의 색광을 합성하는 크로스 다이클로익 프리즘(445)에 있어서도 적색광 및 청색광이 반사된다. 이 때문에, 크로스 다이클로익 프리즘(445)에 의해 각 색광이 합성되어 형성되는 광학상에 있어서는 적색 화상, 녹색 화상 및 청색 화상의 각 화상에 있어서의 휘도가 높은 측과 낮은 측이 일치하지 않고, 이에 따라 색 얼룩이 발생해 버린다.

(4-3) 본 실시예에 대한 제 2 비교예

다음으로, 제 2 비교예에 있어서 광원 램프(416)에 있어서의 발광부(D)의 위치가 제 1 방향으로 이동한 경우를 설명한다.

이 제 2 비교예에 있어서는 제 1 렌즈 어레이를 구성하는 제 1 렌즈의 제 1 방향(수직 방향)에 있어서의 초점 위치가, 대응하는 편광 변환 소자(414)의 광속 입사면(414A) 근방으로 설정되어 있다.

이 제 2 비교예에서는 발광부의 중심(O)이 전극(4164, 4165) 사이의 거의 중앙에 위치하는 경우에는 상술한 바와 같이 이 발광부(D)의 중심(O)으로부터 사출된 광은 제 1 렌즈를 거쳐서, 대응하는 제 2 렌즈(4131)의 거의 중앙에 입사한다. 그리고, 발광부(D)의 제 1 방향에서의 외측으로부터 사출된 광은 제 1 렌즈를 거쳐서, 대응하는 제 2 렌즈(4131)에 있어서의, 이 광의 사출 위치가 발광부(D)의 중심(O)으로부터 멀어진 방향과는 반대 방향의 단부에 입사한다. 이 때, 제 1 렌즈의 제 1 방향의 초점 위치가 편광 변환 소자(414)의 광속 입사면(414A) 근방으로 설정되어 있으면, 제 1 렌즈로부터 사출된 광은 초점에 수속하기 전의 큰 조명 범위를 갖고 제 2 렌즈(4131)에 입사한다. 그러나, 발광부(D)의 중심(O)이 전극(4164, 4165) 사이의 거의 중앙에 위치하는 경우에는 이 발광부(D)의 제 1 방향에서의 중앙으로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속도, 이 제 1 방향의 가장 외측으로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속도, 각각 거의 모든 광이 제 2 렌즈(4131)에 입사한다. 이것은 모든 제 1 렌즈(412A1)에 있어서도 마찬가지이며, 이들 부분 광속이 액정 패널(441)의 화상 형성 영역에서 중첩된다. 이에 따라, 액정 패널(441)의 화상 형성 영역은 균일한 밝기로 조명된다.

그러나, 자세한 도시를 생략했지만, 이 제 2 비교예에 있어서도, 광원 램프(416)에 있어서의 발광부(D)의 위치가 전극(4164, 4165) 사이의 거의 중앙으로부 터 제 1 방향(수직 방향)으로 이동하면, 전술한 제 1 비교예의 경우와 같이, 각 액정 패널(441)의 화상 형성 영역에서 조도 얼룩이 발생하고, 이에 따라, 형성되는 광학상에 있어서 색 얼룩이 발생한다.

상세히 설명하면, 광원 램프(416)에 있어서의 발광부(D)가 제 1 방향으로 이동한 경우, 제 1 렌즈를 통해서 제 2 렌즈(4131)에 입사하는 부분 광속은 전체적으로, 이 발광부(D)의 이동 방향과는 반대 방향측으로 치우쳐서, 대응하는 제 2 렌즈(4131)에 입사한다. 이 때문에, 발광부(D)의 위치가 보다 크게 제 1 방향으로 이동한 경우에는 제 1 렌즈로부터 사출되는 부분 광속은 이 광의 사출 위치가 발광부(D)의 중심(O)으로부터 이 발광부(D)의 이동 방향으로 멀어짐에 따라서, 대응하는 제 2 렌즈(4131)에 입사하기 어렵게 된다.

즉, 이 제 2 비교예에 있어서의 제 1 렌즈의 제 1 방향에서의 초점 위치는 대응하는 편광 변환 소자(414)의 광속 입사면(414A) 근방으로 설정되어 있기 때문에, 이 제 1 렌즈로부터 사출되는 부분 광속은 제 2 렌즈(4131) 근방에서는 점차 수속하면서 입사하고, 편광 변환 소자(414)의 광속 입사면(414A) 근방에서 가장 수속한다.

이 때문에, 부분 광속의 제 2 렌즈(4131)에 입사하는 시점에서의 조명 범위는 커져서, 발광부(D)가 제 1 방향으로 소정 거리 이동하면 이 발광부(D)의 중심(O)으로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속에 있어서는 거의 모든 광이 대응하는 제 2 렌즈(4131)에 입사한다. 한편, 발광부(D)에서의 이 발광부(D)의 이동 방향측의 단부 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속으로서는 이 발 광부(D)의 이동 방향과는 반대 방향측의 단부의 일부의 광이, 대응하는 제 2 렌즈(4131)로부터 벗어나서 제 1 방향에 인접하는 다른 제 2 렌즈(4131)에 입사한다.

또한, 발광부(D)가 제 1 방향으로 상기 소정 거리 이상으로 이동하면, 발광부(D)에서의 이 발광부(D)의 이동 방향측의 단부 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속의 일부의 광뿐만 아니라, 이동 방향측의 단부보다도 발광부(D)의 중심(O) 측의 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속의 일부 광도, 대응하는 제 2 렌즈(4131)로부터 벗어나서, 인접하는 다른 제 2 렌즈(4131)에 입사한다.

즉, 발광부(D)가 제 1 방향으로 어느 정도 이동한 경우, 발광부(D)에서의 각각 다른 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 각 부분 광속의 각각 일부 광이, 대응하는 제 2 렌즈(4131)로부터 인접하는 다른 제 2 렌즈(4131)에 입사해 버린다. 또한, 제 1 방향으로 이동한 어느 위치의 발광부(D) 내에서는 발광부(D)의 중심(O)으로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속에 있어서의 이 다른 제 2 렌즈(4131)에 입사하는 광의 비율과, 발광부(D)의 중심(O)으로부터 이 발광부(D)의 이동 방향으로 떨어진 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속에 있어서의 이 다른 제 2 렌즈(4131)에 입사하는 광의 비율을 비교하면, 후자인 발광부(D)의 중심(O)으로부터 떨어진 위치로부터 사출되는 광에 관한 비율쪽이 크다.

이렇게 하여 인접하는 다른 제 2 렌즈(4131)에 입사한 부분 광속은 액정 패널(441)의 화상 형성 영역에 중첩되지 않는다. 다시 말해, 상술한 제 1 비교예와 같이, 발광부(D)에서의 한쪽 단부측의 광이, 대응하는 제 2 렌즈(4131)에 입사하지 않고서 감소된 부분 광속을 액정 패널(441)의 화상 형성 영역상에 중첩시키더라도, 이 화상 형성 영역을 균일한 밝기로 조명할 수 없고, 화상 형성 영역 한쪽 단부측의 조도보다도 다른쪽 단부측의 조도쪽이 높은 상태로 화상 형성 영역이 조명되어 버려, 이 화상 형성 영역에서 조도 얼룩이 발생한다. 그리고, 이러한 광속이 화상 형성 영역을 투과하는 과정에서 변조되어, 이 변조광이 크로스 다이클로익 프리즘(445)에 의해 합성되면, 전술한 경우와 같이 색 얼룩이 발생한 광학상이 형성되어 버린다.

(4-4) 본 실시예에 있어서의 광로

다음으로, 제 2 방향(수평 방향, 도 8 중 화살표 B 방향)에 있어서의 초점 위치가 대응하는 편광 분리층(4141) 근방으로 설정되어, 제 1 방향(수직 방향, 도 3 중 화살표 C 방향)에 있어서의 초점 위치가 대응하는 제 2 렌즈(4131) 근방으로 설정되어 있는 본 실시예의 제 1 렌즈(4121)에 대하여 설명한다.

도 8은 제 2 방향에서의 초점 위치가 편광 변환 소자(414) 근방으로 설정되어 있는 제 1 렌즈(4121)를 구비한 본 실시예의 광학 유닛(4)에 있어서의 광원 램프(416)로부터 사출된 광속의 광로를 도시하는 도면이다. 또한, 도 9는 도 8의 일부를 확대하여 도시하는 도면이다. 또한, 도 8 및 도 9에 있어서는 설명을 간략화하기 위해서, 조명 광축(A) 방향의 수차를 포함하고 있지 않다. 또한, 도 8 및 도 9에서는 제 1 렌즈 어레이(412)의 복수의 제 1 렌즈(4121) 중, 어느 하나의 제 1 렌즈(4121)에 착안하여, 이 제 1 렌즈(4121)에 대응하는 제 2 렌즈(4131) 및 편광 변환 소자(414)의 대응 부분을 도시하고 있다.

본 실시예의 제 1 렌즈(4121)에 있어서도, 발광부(D)의 중심(O)이 전극(4164, 4165) 사이의 거의 중앙에 위치하고 있는 경우에는 이 발광부(D)의 제 2 방향에서의 중앙으로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속도, 이 제 2 방향에서의 가장 외측으로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속도, 각각 거의 모든 광이 제 2 렌즈(4131)에 입사함과 아울러, 편광 변환 소자(414)의 광속 입사면(414A)에 입사한다. 이것은 제 1 렌즈 어레이(412)를 구성하는 모든 제 1 렌즈(4121)에 있어서도 마찬가지이며, 이들 제 1 렌즈(4121)로부터 사출된 부분 광속에 의해 액정 패널(441)의 화상 형성 영역이 균일한 밝기로 조명된다.

여기서, 본 실시예에 있어서, 광원 램프(416)에 있어서의 발광부(D)가 전극(4164, 4165) 사이의 거의 중앙으로부터 제 2 방향(수평 방향, 도 8 및 도 9 중 화살표 B 방향)으로 이동한 경우에 대하여 설명한다.

광원 램프(416)에 있어서의 발광부(D)가 제 2 방향(수평 방향)으로 이동한 경우, 제 1 렌즈(4121)를 통해서 대응하는 제 2 렌즈(4131)에 입사하는 부분 광속은 전체적으로, 이 발광부(D)의 이동 방향과는 반대 방향측으로 치우쳐서 제 2 렌즈(4131)에 입사하고 또한, 편광 변환 소자(414)의 광속 입사면(414A)에서도 이 반대 방향측으로 치우쳐서 입사한다.

상술한 제 1 비교예에 대하여, 본 실시예의 제 1 렌즈(4121)의 제 2 방향에서의 초점 위치는 이 제 1 렌즈(4121)로부터 사출된 부분 광속의 광축(부분 광속의 중심축)에 있어서의 편광 변환 소자(414) 근방으로 설정됨으로써, 도 8 및 도 9에 도시하는 바와 같이 광원 램프(416)로부터 사출되어, 제 1 렌즈(4121)를 거친 부분 광속은 편광 변환 소자(414)의 광속 입사면(414A) 근방에서 가장 수속하기 때문에, 편광 변환 소자(414)의 광속 입사면(414A)에서의 이 부분 광속의 조명 범위를 작게 할 수 있다.

따라서, 편광 변환 소자(414)에 있어서는 입사하는 부분 광속의 조명 범위는 작아져서, 발광부(D)가 제 2 방향으로 소정 거리 이동하면, 이 발광부(D)에서의 중심(O)으로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속의 거의 모든 광이, 편광 변환 소자(414)의 광속 입사면(414A)에 입사한다. 이에 대하여, 발광부(D)에서의 이 발광부(D)의 이동 방향측의 단부 근방으로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속의 거의 모든 광은 편광 변환 소자(414)의 광속 입사면(414A)으로부터 벗어나서 차광판(4145)에 입사한다.

발광부(D)가 제 2 방향으로 더 상기 소정 거리 이상 이동하면, 발광부(D)에서의 이 발광부(D)의 이동 방향측의 단부 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속의 거의 모든 광뿐만 아니라, 이 이동 방향측의 단부보다도 중심(O)에 가까운 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속의 거의 모든 광도, 편광 변환 소자(414)의 광속 입사면(414A)으로부터 벗어나서, 차광판(4145)에 입사하게 된다. 즉, 발광부(D)가 제 2 방향으로 어느 정도 이동한 경우, 이 발광부(D)에서의 각각 다른 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 각 부분 광속 중 일부 부분 광속의 거의 모든 광이, 편광 변환 소자(414)의 광속 입사면(414A)으로부터 벗어나서, 차광판(4145)에 입사한다. 또한, 발광부(D)의 제 2 방향으로의 이동량이 클수록, 편광 변환 소자(414)의 광속 입사면(414A)으로부터 벗어나서 차광판(4145)에 입사하는 부분 광속이 되는 광이 사출되는 발광부(D)에서의 범위가 커진다.

이 때문에, 본 실시예에서는 제 1 비교예와 같이 발광부(D)에서의 각각 다른 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속의 각각 일부의 광이, 편광 변환 소자(414)의 광속 입사면(414A)으로부터 벗어나서 차광판(4145)에 입사하는 것이 아니고, 발광부(D)에서의 각각 다른 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 각 부분 광속 중, 일부 부분 광속의 거의 모든 광이, 편광 변환 소자(414)의 광속 입사면(414A)으로부터 벗어나서 차광판(4145)에 입사하게 된다.

또한, 제 2 방향에서 제 1 렌즈(4121)의 초점 위치가, 이 제 1 렌즈(4121)로부터 사출된 부분 광속의 광축에 있어서의 편광 변환 소자(414) 근방으로 설정되어 있음으로써, 제 2 렌즈(4131)에 입사하는 부분 광속은 가장 수속하기 전이기 때문에, 이 부분 광속의 조명 범위는 커진다. 그러나, 제 2 렌즈(4131)의 제 2 방향에 따른 각각의 폭은 편광 변환 소자(414)의 광속 입사면(414A)의 제 2 방향에 따른 각각의 폭보다도 크기 때문에, 발광부(D)가 제 2 방향으로 어느 정도 이동한 경우에도, 편광 변환 소자(414)의 차광판(4145)에 의해서 이 부분 광속이 차광되기 전에, 이 부분 광속의 일부 광이 대응하는 제 2 렌즈(4131)에 입사하지 않게 되는 일은 없다.

(4-5) 본 실시예에 있어서의 액정 패널(441)에서의 조도 분포

도 10은 본 실시예에 있어서의 발광부(D)의 제 2 방향으로의 이동량과 액정 패널(441)에서의 조도 분포와의 관계를 도시하는 도면이다. 상세히 설명하면, 도 10에 있어서, 실선은 발광부(D)가 전극(4164, 4165) 사이의 거의 중앙에 위치하는 경우에서의 액정 패널(441)에서의 조도 분포를 나타내고 있다. 또한, 파선은 발광부(D)가 전극(4164, 4165) 사이의 거의 중앙으로부터 제 2 방향으로 이동한 경우에서의 액정 패널(441)에서의 조도 분포를 나타내며, 일점 쇄선은 파선으로 나타낸 경우의 발광부(D)의 위치보다도 또한 제 2 방향으로 이동한 경우에서의 액정 패널(441)에서의 조도 분포를 나타내고 있다.

상술한 바와 같이, 발광부(D)가 제 2 방향으로 소정 거리 이동한 경우, 이 발광부(D)에서의 각각 다른 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속 중, 일부 부분 광속의 거의 모든 광이, 편광 변환 소자(414)의 광속 입사면(414A)으로부터 벗어나서 차광판(4145)에 입사한다.

다시 말해, 예컨대, 발광부(D)의 중심(O)으로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속에서는 그 거의 모든 광이 액정 패널(441)의 화상 형성 영역을 조명한다. 이에 대하여, 발광부(D)의 중심(O)보다도 이 발광부(D)의 이동 방향측의 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속에서는 그 거의 모든 광이 차광판(4145)에 의해서 차단되어서, 액정 패널(441)의 화상 형성 영역을 조명하지 않게 된다.

이와 같이, 본 실시예에서는 발광부(D)가 전극(4164, 4165) 사이의 거의 중앙으로부터 제 2 방향으로 이동한 경우에 발광부(D)에서, 액정 패널(441)의 화상 형성 영역 상에 중첩되는 부분 광속이 되는 광을 사출할 수 있는 범위가 작아지지 만, 발광부(D)의 나머지 범위로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속의 거의 모든 광은 액정 패널(441)의 화상 형성 영역상에 중첩된다. 이에 따라, 화상 형성 영역에서의 조도는 전체적으로 감소하지만, 이 조도는 액정 패널(441)의 화상 형성 영역에서 균일해진다.

이상과 같이, 본 실시예의 구성에 있어서, 발광부(D)에서 사출된 각 광에 의해 형성되는 부분 광속이 액정 패널(441)의 화상 형성 영역에 중첩되었을 때에, 제 2 방향에서의 한쪽 단부측과 다른쪽 단부측과의 조명 강도에 차가 발생하는 일이 억제되기 때문에, 화상 형성 영역에서의 조도 얼룩의 발생이 억제된다.

또한, 이와 같이, 광원 램프(416)에 있어서의 발광부(D)가 제 2 방향으로 이동한 경우에도, 각 액정 패널(441)의 화상 형성 영역이 거의 균일하게 조명되기 때문에, 이 각 화상 형성 영역을 투과한 적(R), 녹(G), 청(B)의 각 색광을 크로스 다이클로익 프리즘(445)에 의해 합성하여 형성되는 광학상을, 색 얼룩을 억제한 광학상으로 할 수 있다.

한편, 제 1 렌즈 어레이(412)를 구성하는 각 제 1 렌즈(4121)의 제 1 방향(수직 방향)에 있어서의 초점 위치는 이 제 1 렌즈(4121)로부터 사출된 광속의 광축에 있어서의 제 2 렌즈 어레이(413) 근방으로 설정되어 있다. 이에 따라, 광원 램프(416)에 있어서의 발광부(D)가 제 1 방향(수직 방향)으로 이동한 경우에도, 각 액정 패널(441)의 화상 형성 영역에서의 조도 얼룩의 발생을 억제할 수 있어, 형성 화상에 있어서의 색 얼룩의 발생을 억제할 수 있다.

이하, 더 상세히 설명한다.

광원 램프(416)에 있어서의 발광부(D)가, 전극(4164, 4165) 사이의 거의 중앙으로부터 제 1 방향으로 이동한 경우, 제 1 렌즈(4121)를 거쳐서 대응하는 제 2 렌즈(4131)에 입사하는 부분 광속은 전체적으로, 이 발광부(D)의 이동 방향과는 반대측으로 치우쳐서 대응하는 제 2 렌즈(4131)에 입사한다.

이 때문에, 발광부(D)의 위치가 보다 크게 제 1 방향으로 이동한 경우에는 제 1 렌즈(4121)로부터 사출된 부분 광속은 이 부분 광속에 유래되는 광의 사출 위치가 발광부(D)의 중심(O)으로부터 이 발광부(D)의 이동 방향으로 멀어짐에 따라서, 대응하는 제 2 렌즈(4131)에 입사하기 어렵게 된다.

여기서, 본 실시예에서는 제 1 렌즈(4121)의 제 1 방향(수직 방향)에 있어서의 초점 위치가, 이 제 1 렌즈(4121)로부터 사출되는 부분 광속의 광축에 있어서의 제 2 렌즈(4131)의 근방으로 설정되어 있기 때문에, 이 제 1 렌즈(4121)로부터 사출된 부분 광속은 대응하는 제 2 렌즈(4131)에 작은 조명 범위로 입사한다.

이 때문에, 발광부(D)가 제 1 방향으로 소정 거리 이동하면, 이 발광부(D)에서의 중심(O)으로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속의 거의 모든 광이, 대응하는 제 2 렌즈(4131)에 입사한다. 한편, 발광부(D)에서의 이 발광부(D)의 이동 방향측의 단부 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속의 거의 모든 광은 대응하는 제 2 렌즈(4131)로부터 벗어나서, 이 제 2 렌즈(4131)에 대하여 제 1 방향에 인접하는 다른 제 2 렌즈(4131)에 입사한다.

발광부(D)가 제 1 방향으로 더 상기 소정 거리 이상 이동하면, 발광부(D)에서의 이 발광부(D)의 이동 방향측의 단부 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속의 거의 모든 광뿐만 아니라, 이 이동 방향측의 단부보다도 중심(O)에 가까운 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속의 거의 모든 광도, 대응하는 제 2 렌즈(4131)에 대하여 제 1 방향에 인접하는 다른 제 2 렌즈(4131)에 입사한다.

즉, 발광부(D)가 제 1 방향으로 어느 정도 이동한 경우, 발광부(D)에서의 각각 다른 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 각 부분 광속 중, 일부 부분 광속의 거의 모든 광이, 대응하는 제 2 렌즈(4131)로부터 벗어나서, 이 제 2 렌즈(4131)에 대하여 제 1 방향에 인접하는 다른 제 2 렌즈(4131)에 입사한다. 또한, 발광부(D)의 제 1 방향으로의 이동량이 클수록, 발광부(D)에서 대응하는 제 2 렌즈(4131)로부터 벗어나서 제 1 방향에 인접하는 다른 제 2 렌즈(4131)에 입사하는 부분 광속이 되는 광이 사출되는 범위가 커진다.

이 때문에, 본 실시예에서는 상술한 제 2 비교예와 같이, 발광부(D)에서의 각각 다른 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속의 각각의 일부 광이, 대응하는 제 2 렌즈(4131)로부터 벗어나서 이 제 2 렌즈(4131)에 대하여 제 1 방향에 인접하는 다른 제 2 렌즈(4131)에 입사하는 것은 아니고, 발광부(D)에서의 각각 다른 위치로부터 사출되는 광에 의해 형성되는 부분 광속 중 일부의 부분 광속의 거의 모든 광이 대응하는 제 2 렌즈(4131)로부터 벗어나서, 이 제 2 렌즈(4131)에 대하여 제 1 방향에 인접하는 다른 제 2 렌즈(4131)에 입사하게 된다.

또한, 제 1 방향에서 제 1 렌즈(4121)의 초점 위치가, 이 제 1 렌즈(4121)로부터 사출된 부분 광속의 광축에 있어서의 대응하는 제 2 렌즈(4131) 근방으로 설 정되어 있기 때문에, 편광 변환 소자(414)의 광속 입사면(414A)에 입사하는 부분 광속은 점차로 넓어지게 되어, 이 부분 광속의 조명 범위는 커진다. 그러나, 편광 변환 소자(414)의 광속 입사면(414A)의 제 1 방향에 따른 각각의 폭은 제 2 렌즈(4131)의 제 1 방향에 따른 각각의 폭보다도 넓다. 이 때문에, 발광부(D)가 제 1 방향으로 어느 정도 이동한 경우에도, 제 1 방향에 인접하는 다른 제 2 렌즈(4131)에 이 부분 광속이 입사하기 전에, 이 부분 광속의 일부 광이 편광 변환 소자(414)의 광속 입사면(414A)에 입사하지 않게 되는 일은 없다.

상술한 바와 같이, 발광부(D)가 전극(4164, 4165) 사이의 거의 중앙으로부터 제 1 방향으로 어느 정도 이동한 경우, 이 발광부(D)에서의 각각 다른 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 각 부분 광속 중, 일부 부분 광속의 거의 모든 광이 대응하는 제 2 렌즈(4131)로부터 벗어나서, 이 제 2 렌즈(4131)에 대하여 제 1 방향에 인접하는 다른 제 2 렌즈(4131)에 입사한다. 이러한 인접한 다른 제 2 렌즈(4131)에 입사한 광은 전술한 바와 같이 화상 형성 영역에 중첩되지 않는다.

다시 말해, 예컨대 발광부(D)의 중심(O)으로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속에서는 이 부분 광속의 거의 모든 광이 액정 패널(441)의 화상 형성 영역을 조명한다. 한편, 발광부(D)의 중심(O)보다도 이 발광부(D)의 이동 방향측 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속에서는 이 부분 광속의 거의 모든 광이, 대응하는 제 2 렌즈(4131)에 인접하는 다른 제 2 렌즈(4131)에 입사하여, 액정 패널(441)의 화상 형성 영역을 조명하지 않게 된다.

이와 같이, 본 실시예에서는 발광부(D)가 제 1 방향으로 이동한 경우에, 액 정 패널(441)의 화상 형성 영역상에 중첩되는 부분 광속이 되는 광을 사출할 수 있는 발광부(D) 상의 범위가 작아지지만, 이 발광부(D) 상의 나머지의 범위로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속의 거의 모든 광은 액정 패널(441)의 화상 형성 영역 상에 중첩된다. 이 때문에, 이 화상 형성 영역에서의 조도는 전체적으로 감소하지만, 그 조도는 이 화상 형성 영역에서 균일하다. 이에 따라, 액정 패널(441)의 화상 형성 영역에서의 조도 얼룩의 발생이 억제된다.

또한, 발광부(D)가 제 1 방향으로 이동한 경우에도, 각 액정 패널(441)의 화상 형성 영역이 균일하게 조명되기 때문에, 이 화상 형성 영역에 의해 형성된 적(R), 녹(G), 청(B)의 각 색 화상을 크로스 다이클로익 프리즘(445)으로 합성함으로써 색 얼룩을 억제한 광학상을 형성할 수 있다.

이상과 같은 본 실시예의 프로젝터에 의하면, 이하의 효과를 낼 수 있다.

즉, 제 1 렌즈 어레이(412)를 구성하는 각 제 1 렌즈(4121)의 제 2 방향(수평 방향)의 초점 위치는 이 제 1 렌즈(4121)로부터 사출되는 광속의 광축에 있어서의 편광 변환 소자(414) 근방으로 설정되어 있다.

이에 의하면, 광원 램프(416)의 발광부(D)가 제 2 방향으로 이동한 경우에 이 발광부(D)에서의 광의 사출 위치에 따라서, 이 광이 제 1 렌즈(4121)를 통해서 형성되는 부분 광속이 편광 변환 소자(414)의 광속 입사면(414A)에 입사하는지 여부가 결정된다. 즉, 발광부(D)에서의 어느 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속이 광속 입사면(414A)에 입사하는 경우에는 이 부분 광속의 거의 모든 광이, 차광판(4145)에 의해서 차광되지 않고 광속 입사면(414A)에 입사한다. 한편, 발광부(D)에서의 어느 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속이 광속 입사면(414A)에 입사하지 않고 차광판(4145)에 의해서 차광되는 경우에는 이 부분 광속의 거의 모든 광이 차광판(4145)에 의해서 차광된다. 이 때문에, 광속 입사면(414A)에 입사한 부분 광속의 대부분은 그 일부가 감소된 광이 아니기 때문에 이 부분 광속을 중첩함으로써, 액정 패널(441)의 화상 형성 영역을 거의 균일하게 조명할 수 있다.

따라서, 발광부(D)가 전극(4164, 4165) 사이의 거의 중앙으로부터 제 2 방향으로 이동한 경우에도, 화상 형성 영역에서의 조도 얼룩의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 제 1 렌즈(4121)의 제 1 방향에서의 초점 위치는 이 제 1 렌즈(4121)로부터 사출된 광속의 광축에 있어서 대응하는 제 2 렌즈(4131) 근방으로 설정되어 있다.

이에 의하면, 광원 램프(416)의 발광부(D)가 제 1 방향으로 이동한 경우에, 이 발광부(D)에서의 광의 사출 위치에 따라서, 이 광이 제 1 렌즈(4121)를 통해서 형성되는 부분 광속이, 이 제 1 렌즈(4121)에 대응하는 제 2 렌즈(4131)에 입사하는지 여부가 결정된다. 즉, 발광부(D)에서의 어느 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속이 대응하는 제 2 렌즈(4131)에 입사하는 경우에는 이 부분 광속의 거의 모든 광이, 이 대응하는 제 2 렌즈(4131)에 입사한다. 한편, 발광부(D)에서의 어느 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속이 대응하는 제 2 렌즈(4131)에 인접하는 다른 제 2 렌즈(4131)에 입사하는 경우에는 이 부분 광속의 거의 모든 광이, 이 인접하는 제 2 렌즈(4131)에 입사한다. 이 때문에, 대응하는 제 2 렌즈(4131)에 입사한 거의 모든 부분 광속은 그 일부가 인접하는 제 2 렌즈(4131)에 입사함으로써 감소된 광이 아니기 때문에, 이 부분 광속을 중첩함으로써 액정 패널(441)의 화상 형성 영역을 거의 균일하게 조명할 수 있다.

따라서, 발광부(D)가 전극(4164, 4165) 사이의 거의 중앙으로부터 제 1 방향으로 이동한 경우에도, 화상 형성 영역에서의 조도 얼룩의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 광학 유닛(4)은 광원 장치(411)로부터 사출된 광속을 적(R), 녹(G), 청(B)의 삼색의 색광으로 분리하는 색분리 광학 장치(42)가 마련된다. 또한, 광변조 장치에서의 액정 패널(441)(441R, 441G, 441B)은 색광마다 마련되고, 이 액정 패널(441)의 광로 후단에는 변조된 각 색광을 합성하는 색합성 광학 장치로서의 크로스 다이클로익 프리즘(445)이 마련된다. 이에 의하면, 색 재현성을 높여서, 고휘도의 광학상을 형성할 수 있다. 그리고, 이 경우에도 전술한 제 1 렌즈(4121)의 초점 위치에 의해, 각 액정 패널(441)의 화상 형성 영역이 거의 균일하게 조명되기 때문에, 형성되는 광학상에 있어서 색 얼룩이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 색 얼룩의 발생을 억제하여 색 재현성을 향상시켜서, 휘도를 높인 광학상을 형성할 수 있다.

따라서, 본 실시예의 프로젝터(1)에서는 광원 램프(416)의 발광부(D)가 광학 부품의 위치를 결정해서 고정한 후에 이동한 경우에도, 액정 패널(441)의 화상 형성 영역에서의 조도 얼룩 및 투사 화상의 색 얼룩의 발생을 억제할 수 있다.

(2. 실시예 2)

다음으로, 본 발명의 실시예 2에 관한 프로젝터에 대하여 설명한다.

본 실시예의 프로젝터는 실시예 1에서 나타낸 프로젝터(1)와 동일한 구성을 갖지만, 조명 광학 장치를 구성하는 제 2 렌즈 어레이(413)와 편광 변환 소자(414)의 배치 위치가 반대로 되어있다는 점에서 프로젝터(1)와 상위하다. 또한, 이하의 설명에서는 이미 설명한 부분과 동일 또는 거의 동일한 부분에 있어서는 동일한 부호를 부여하고 설명을 생략한다.

도 11은 제 1 렌즈 어레이(412B)를 구성하는 제 1 렌즈(412B1)의 제 2 방향(수평 방향)에 있어서의 초점 위치를 나타내는 모식도이다. 또한, 도 12는 제 1 렌즈(412B1)의 제 1 방향(수직 방향)에 있어서의 초점 위치를 나타내는 모식도이다. 즉, 도 11은 조명 광학 장치(41B)를 윗쪽으로부터 본 모식도이며, 도 12는 조명 광학 장치(41B)를 옆쪽으로부터 본 모식도이다.

본 실시예의 프로젝터는 전술한 프로젝터(1)와 동일한 구성을 구비해서, 자세한 도시를 생략하지만, 외장 케이스(2), 투사 렌즈(3) 및 광학 유닛(4) 등을 구비해서 구성되어 있다.

광학 유닛(4)은 조명 광학 장치(41B)와, 색분리 광학 장치(42)와, 릴레이 광학 장치(43)와, 전기 광학 장치(44)와, 이들 광학 부품(41~44)을 내부에 수납 배치함과 아울러, 투사 렌즈(3)를 소정 위치로 지지 고정하는 광학 부품용 케이스(45)를 구비하고 있다.

그 중, 조명 광학 장치(41B)는 도 11 및 도 12에 도시하는 바와 같이 광원 장치(411), 제 1 렌즈 어레이(412B), 제 2 렌즈 어레이(413), 편광 변환 소자(414) 및 중첩 렌즈(415)를 구비해서 구성되어 있지만, 전술한 조명 광학 장치(41)와는 달리, 편광 변환 소자(414)와 제 2 렌즈 어레이(413)의 배치 위치가 반대로 되어 있다.

제 1 렌즈 어레이(412B)는 제 1 렌즈 어레이(412)와 같이, 조명 광축(A) 방향에서 봐서 거의 직사각형 형상의 윤곽을 갖는 소렌즈인 제 1 렌즈(412B1)가 매트릭스 형상으로 배열된 구성을 가져서, 각 제 1 렌즈(412B1)는 광원 장치(411)로부터 사출되는 광속을 복수의 부분 광속으로 분할한다.

이들 제 1 렌즈(412B1)의 제 2 방향(수평 방향, 도 11에 있어서의 화살표 B 방향)에 있어서의 초점 위치는 도 11에 도시하는 바와 같이 이 제 1 렌즈(412B1)로부터 사출되는 부분 광속의 광축(광속의 중심축)에 있어서의 편광 변환 소자(414) 근방으로 설정되어 있다. 상세히 설명하면, 제 1 렌즈(412B1)의 제 2 방향에서의 초점 위치는 대응하는 편광 변환 소자(414)의 편광 분리층(4141)의 거의 중앙으로 설정되어 있다.

또한, 제 1 렌즈(412B1)의 제 1 방향(수직 방향, 도(12)에 있어서의 화살표 C 방향)에 있어서의 초점 위치는 도 12에 도시하는 바와 같이 이 제 1 렌즈(412B1)로부터 사출되는 부분 광속의 광축(광속의 중심축)에 있어서의 제 2 렌즈 어레이(413) 근방으로 설정되어 있다. 상세히 설명하면, 제 1 렌즈(412B1)의 제 1 방향의 초점 위치는 대응하는 제 2 렌즈(4131)의 거의 중앙으로 설정되어 있다.

이상과 같은 본 실시예의 프로젝터에 의하면, 전술한 프로젝터(1)와 동일한 효과를 낼 수 있다.

즉, 제 1 렌즈(412B1)의 제 2 방향(수평 방향)의 초점 위치가, 대응하는 편광 변환 소자(414)의 편광 분리층(4141)의 거의 중앙으로 설정되어 있기 때문에, 제 1 렌즈(412B1)를 거쳐서 편광 변환 소자(414)에 입사하는 광속의 조명 범위를 작게 할 수 있다.

이에 의하면, 광원 램프(416)에 있어서의 발광부(D)의 위치가 제 2 방향으로 이동하여, 이 이동 방향과는 반대 방향으로 제 1 렌즈(412B1)로부터 사출된 광속의 광로가 이동한 경우에, 이 발광부(D)에서의 광의 사출 위치에 따라서, 이 광이 제 1 렌즈(412B1)를 거쳐서 형성되는 부분 광속이 편광 변환 소자(414)의 광속 입사면(414A)에 입사하는지 여부가 결정된다. 이 때문에, 발광부(D)에서의 어느 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속이 편광 변환 소자(414)의 광속 입사면(414A)에 입사하는 경우에는 이 부분 광속의 거의 모든 광을 광속 입사면(414A)에 입사될 수 있고 또한, 발광부(D)에서의 어느 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속이, 편광 변환 소자(414)의 광속 입사면(414A)에 입사하지 않고 차광판(4145)에 입사하는 경우에는 이 부분 광속의 거의 모든 광을 광속 입사면(414A)에 입사시키지 않도록 할 수 있다.

따라서, 광속 입사면(414A)에 입사한 광속에 의해 액정 패널(441)의 화상 형성 영역을 거의 균일하게 조명할 수 있기 때문에, 이 화상 형성 영역에서의 조도 얼룩의 발생을 억제할 수 있고, 나아가서는 형성 화상의 색 얼룩의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 제 1 렌즈(412B1)의 제 1 방향(수직 방향)의 초점 위치가 대응하는 제 2 렌즈(4131)의 거의 중앙으로 설정되어 있기 때문에, 제 1 렌즈(412B1)를 통해서 제 2 렌즈(4131)에 입사하는 광속의 조명 범위를 작게 할 수 있다.

이에 의하면, 광원 램프(416)에 있어서의 발광부(D)의 위치가 제 1 방향으로 이동하고, 이 이동 방향과는 반대 방향으로 제 1 렌즈(412B1)로부터 사출된 광속의 광로가 이동한 경우에, 이 발광부(D)에서의 광의 사출 위치에 따라서, 이 광이 제 1 렌즈(412B1)를 통과해서 형성되는 부분 광속이, 대응하는 제 2 렌즈(4131)에 입사하는지 여부가 결정된다. 이 때문에, 발광부(D)에서의 어느 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속이 대응하는 제 2 렌즈(4131)에 입사하는 경우에는, 이 부분 광속의 거의 모든 광을 이 대응하는 제 2 렌즈(4131)에 입사될 수 있고 또한, 발광부(D)에서의 어느 위치로부터 사출된 광에 의해 형성되는 부분 광속이 대응하는 제 2 렌즈(4131)에 대하여 제 1 방향에 인접하는 다른 제 2 렌즈(4131)에 입사하는 경우에는, 이 부분 광속의 거의 모든 광을 대응하는 제 2 렌즈(4131)에 입사시키지 않도록 할 수 있다.

따라서, 제 1 렌즈(412B1)에 대응하는 제 2 렌즈(4131)에 입사한 광속에 의해, 액정 패널(441)의 화상 형성 영역을 거의 균일하게 조명할 수 있기 때문에, 이 화상 형성 영역에서의 조도 얼룩의 발생을 억제할 수 있고, 나아가서는 형성 화상의 색 얼룩의 발생을 억제할 수 있다.

(3. 실시예의 변형)

또한, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서의 변형, 개량 등은 본 발명에 포함되는 것이다.

상기 각 실시예에서는 제 1 렌즈(4121, 4121B)의 제 2 방향의 초점 위치는 대응하는 편광 변환 소자(414)의 편광 분리층(4141)의 거의 중앙으로 설정되어 있는 것으로 하고, 제 1 방향의 초점 위치는 대응하는 제 2 렌즈(4131)의 거의 중앙으로 설정되어 있는 것으로 했지만, 본 발명은 이에 한하지 않는다. 즉, 제 1 렌즈의 제 2 방향의 초점 위치는 이 제 1 렌즈로부터 사출되는 광속의 광축(광속의 중심축)에 있어서의 편광 변환 소자 근방으로 설정되어 있으면 되고 또한, 제 1 방향의 초점 위치는 이 제 1 렌즈로부터 사출되는 광속의 광축에 있어서의 제 2 렌즈 어레이(413) 근방으로 설정되어 있으면 된다.

상기 각 실시예에서는 프로젝터(1)는 3개의 액정 패널(441R, 441G, 441B)을 구비하는 것으로 했지만 본 발명은 이에 한하지 않는다. 즉, 2개 이하 혹은, 4개 이상의 액정 패널을 이용한 프로젝터에도 본 발명을 적용 가능하다. 또한, 각 액정 패널(441)에서 변조된 색광을 합성하는 색합성 광학 장치는 크로스 다이클로익 프리즘(445)에 의해 구성되는 것으로 했지만, 복수의 다이클로익 미러에 의해 구성하도록 해도 된다.

상기 각 실시예에서는 조명 광축(A)에 직교하는 면내에서 편광 변환 소자(414)의 편광 분리층(4141)의 길이 방향을 제 1 방향으로 하고, 이 제 1 방향에 직교하는 편광 분리층(4141) 및 반사층(4142)의 배열 방향을 제 2 방향으로 하며 또한, 이들 중 제 1 방향은 수직 방향에 대응하고, 제 2 방향은 수평 방향에 대응하는 것으로 했지만 본 발명은 이에 한하지 않는다. 즉, 제 1 방향이 수평 방향이여도 되고 또한, 제 2 방향이 수직 방향이여도 된다.

상기 각 실시예에서는 광학 유닛(4)은 평면에서 봐서 거의 L자 형상을 갖는 구성을 설명했지만 이에 한하지 않고 예컨대, 평면에서 봐서 거의 U자 형상을 갖는 구성을 채용해도 된다.

또한, 상기 각 실시예에서는 광속 입사면과 광속 사출면이 다른 투과형의 액정 패널(441)을 이용했지만 광입사면과 광사출면이 동일하게 되는 반사형의 액정 패널을 이용해도 된다.

또한, 상기 각 실시예에서는 프로젝터(1)는 부 반사경(416A)을 갖는 광원 장치(411)를 구비한 구성으로 했지만, 본 발명은 이에 한하지 않고 부 반사경이 없는 광원 장치를 가진 구성을 채용해도 된다.

상기 각 실시예에서는 광변조 장치로서 액정 패널(441)을 구비한 프로젝터(1)를 예시했지만, 입사 광속을 화상 정보에 따라 변조하여 광학상을 형성하는 광변조 장치라면 다른 구성의 광변조 장치를 채용해도 된다. 예컨대, 마이크로미러를 이용한 장치 등, 액정층 이외의 광변조 장치를 이용한 프로젝터에도 본 발명을 적용하는 것도 가능하다. 이러한 광변조 장치를 이용한 경우, 광속 입사측 및 광속 사출측의 편광판(442, 444)은 생략할 수 있다.

상기 각 실시예에서는 스크린을 관찰하는 방향에서 화상 투사를 실행하는 프론트 타입의 프로젝터(1)만을 예시했지만, 본 발명은 스크린을 관찰하는 방향과는 반대측에서 화상투사를 실행하는 리어 타입의 프로젝터에도 적용 가능하다.

본 발명은 프로젝터에 이용할 수 있고, 특히 복수의 광변조 장치를 갖는 프로젝터에 적합하게 이용할 수 있다.

본 발명에 의하면, 광원 램프의 발광부가 광학 부품의 위치를 결정해서 고정한 후에 이동한 경우에도, 화상 형성 영역에서의 조도 얼룩의 발생을 억제할 수 있는 프로젝터를 제공할 수 있다.

Claims (3)

1. 광원과, 이 광원으로부터 사출된 광속을 화상 정보에 따라 변조하여 광학상을 형성하는 광변조 장치와, 형성된 상기 광학상을 투사하는 투사 광학계를 구비한 프로젝터로서,

   상기 광원으로부터 사출된 광속을 균일화하여 상기 광변조 장치의 화상 형성 영역을 균일하게 조명하는 균일 조명 광학계를 구비하되,

   상기 균일 조명 광학계는

   상기 광원으로부터 사출된 광속의 광축에 거의 직교하는 면내에 복수의 제 1 렌즈를 갖고, 이 복수의 제 1 렌즈에 의해 상기 광속을 복수의 부분 광속으로 분할하는 제 1 렌즈 어레이와,

   상기 제 1 렌즈 어레이의 상기 복수의 제 1 렌즈에 따른 복수의 제 2 렌즈를 갖는 제 2 렌즈 어레이와,

   상기 제 1 렌즈 어레이의 광속 사출 측에 배치되어, 상기 제 1 렌즈 어레이로부터 사출된 광속의 편광 방향을 약 1 종류로 정돈하는 편광 변환 소자

   를 구비하며,

   상기 편광 변환 소자는

   상기 광원으로부터 사출된 광속의 광축에 거의 직교하는 면내에서의 제 1 방향으로 길이 방향을 갖고, 입사 광속에 있어서의 한쪽 편광 방향을 갖는 편광광을 투과하며, 다른쪽 편광 방향을 갖는 편광광을 반사하는 편광 분리층과,

   상기 광원으로부터 사출된 광속의 광축 및 상기 제 1 방향에 거의 직교하는 제 2 방향을 따라 상기 편광 분리층과 교대로 배치되어, 상기 편광 분리층에서 반사한 편광광을 상기 편광 분리층을 투과한 편광광과 같은 방향으로 반사하는 반사층과,

   상기 편광 분리층 또는 상기 반사층에 대응하는 위치에 배치되어, 입사하는 편광광의 편광 방향을 다른 편광 방향으로 변환하는 위상차층

   을 구비하고,

   상기 각 제 1 렌즈의 상기 제 1 방향에서의 초점 위치는 그 제 1 렌즈로부터 사출된 광속의 광축 방향의 상기 제 2 렌즈 어레이 근방으로 설정되고,

   상기 각 제 1 렌즈의 상기 제 2 방향에서의 초점 위치는 그 제 1 렌즈로부터 사출된 광속의 광축 방향의 상기 편광 변환 소자 근방으로 설정되어 있는 것

   을 특징으로 하는 프로젝터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 균일 조명 광학계로부터 사출된 광속을 복수의 색광으로 분리하는 색분리 광학계를 더 구비하며,

   상기 광변조 장치는 상기 복수의 색광별로, 그 색광의 광로 상에 각각 배치되고,

   상기 각 광변조 장치의 광로 후단에는 이 각 광변조 장치로부터 사출된 각 색광을 합성하는 색합성 광학 장치가 더 마련되어 있는 것

   을 특징으로 하는 프로젝터.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제 1 렌즈는 원환체 렌즈(toric lens)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 프로젝터.

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