(57)【要約】    【課題】  滑らかで良質な動画表示が得られるようにした場合であっても光利用効率が大幅に低下しないプロジェクタを提供する。    【解決手段】  第１レンズアレイ１２０における各第１小レンズ１２２がｙ軸方向に５０％に圧縮された平面形状を有する照明装置１００と、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、投写光学系６００とを備えるとともに、上記液晶装置の画面書込み周波数に同期して上記液晶装置の画像形成領域上で照明光束をｙ軸方向に沿って走査する回転プリズム７７０をさらに備えたプロジェクタであって、上記各液晶装置における画像形成領域の対角寸法をＬ（ｍｍ）としたとき、投写光学系６００のＦ値は、以下の関係式（１）で表わされることを特徴とするプロジェクタ。  ０．０５２６Ｌ＋０．５３≦Ｆ値≦０．０５０Ｌ＋０．８８  …  （１）【選択図】  図１
2006133640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被照明領域側に略平行な照明光束を射出する光源装置と、前記光源装置から射出される照明光束を複数の部分光束に分割するための複数の第１小レンズを有する第１レンズアレイと、前記第１レンズアレイの前記複数の第１小レンズに対応する複数の第２小レンズを有する第２レンズアレイと、前記第２レンズアレイの前記複数の第２小レンズから射出される各部分光束を被照明領域で重畳させるための重畳レンズとを有する照明装置と、
前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置と、
前記電気光学変調装置により変調された光を投写する投写光学系とを備え、
前記第１レンズアレイにおける各第１小レンズは、前記照明装置から射出される照明光束を、前記電気光学変調装置の画像形成領域における縦横方向のうちいずれか一方方向については被照明領域の全体を、他方方向については画像形成領域の一部を照明するような断面形状を有する照明光束とするように、前記他方方向に圧縮された平面形状を有し、
前記電気光学変調装置の画面書込み周波数に同期して前記電気光学変調装置の画像形成領域上で前記他方方向に沿って照明光束を走査する走査手段をさらに備えたプロジェクタであって、
前記電気光学変調装置における画像形成領域の対角寸法をＬ（ｍｍ）としたとき、前記投写光学系のＦ値は、以下の関係式（１）で表わされることを特徴とするプロジェクタ。
０．０５２６Ｌ＋０．５３≦Ｆ値≦０．０５０Ｌ＋０．８８  …  （１）
【請求項２】
請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
前記電気光学変調装置は、画素毎にマイクロレンズが設けられていない液晶装置であることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のプロジェクタにおいて、
前記照明装置から射出される照明光束は、他方方向については画像形成領域の５０％以下を照明するような断面形状を有する照明光束であることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記走査手段は、前記照明装置と前記電気光学変調装置との間の、前記電気光学変調装置と光学的に略共役の位置に配置され、照明光軸に垂直な回転軸を有し、その回転によって、前記電気光学変調装置上で光照射領域と光非照射領域とが前記電気光学変調装置の画面書込み周波数に同期して順次スクロールされるように構成された回転プリズムを有することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記照明装置と前記電気光学変調装置との間に、前記照明装置から射出される照明光束を複数の色光に分離するための色分離導光光学系と、
前記電気光学変調装置として、前記色分離導光光学系から射出される複数の色光をそれぞれの色光に対応する画像情報に応じて変調する複数の電気光学変調装置と、
前記複数の電気光学変調装置で変調されたそれぞれの色光を合成するクロスダイクロイックプリズムとをさらに備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプロジェクタに関する。 
【背景技術】
【０００２】
図８は、従来のプロジェクタを説明するために示す図である。図８（ａ）は従来のプロジェクタの光学系を示す図であり、図８（ｂ）及び図８（ｃ）はこのような従来のプロジェクタの問題点を説明するための図である。
このプロジェクタ９００Ａにおいては、電気光学変調装置として用いる液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂが、図８（ｂ）に示すような輝度特性を有するホールド型の表示装置であるため、図８（ｃ）に示すような輝度特性を有するインパルス型の表示装置であるＣＲＴの場合とは異なり、いわゆる尾引き現象のために滑らかな動画表示が得られないという問題点がある（この尾引き現象については、例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
図９は、従来の他のプロジェクタを説明するために示す図である。図９（ａ）は従来の他のプロジェクタの光学系を示す図であり、図９（ｂ）及び図９（ｃ）はこのような従来の他のプロジェクタに用いられる光シャッタを示すための図である。
このプロジェクタ９００Ｂにおいては、図９（ａ）に示すように、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの光入射側に光シャッタ４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂを配置し、これらの光シャッタにより間欠的に光を遮断するようにして、上記した問題を解決している。すなわち、いわゆる尾引き現象を緩和して滑らかで良質な動画表示が得られるようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【非特許文献１】「ホールド型ディスプレイにおける動画表示の画質」（電子情報通信学会技報、ＥＩＤ９９−１０、第５５〜６０頁（１９９９−０６））
【特許文献１】特開２００２−１４８７１２号公報（図１〜図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来の他のプロジェクタにおいては、光シャッタにより間欠的に光を遮断するようにしているため、光利用効率が大幅に低下するという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、滑らかで良質な動画表示が得られるようにした場合であっても光利用効率が大幅に低下しないプロジェクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のプロジェクタは、被照明領域側に略平行な照明光束を射出する光源装置と、前記光源装置から射出される照明光束を複数の部分光束に分割するための複数の第１小レンズを有する第１レンズアレイと、前記第１レンズアレイの前記複数の第１小レンズに対応する複数の第２小レンズを有する第２レンズアレイと、前記第２レンズアレイの前記複数の第２小レンズから射出される各部分光束を被照明領域で重畳させるための重畳レンズとを有する照明装置と、前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置と、前記電気光学変調装置により変調された光を投写する投写光学系とを備え、前記第１レンズアレイにおける各第１小レンズは、前記照明装置から射出される照明光束を、前記電気光学変調装置の画像形成領域における縦横方向のうちいずれか一方方向については被照明領域の全体を、他方方向については画像形成領域の一部を照明するような断面形状を有する照明光束とするように、前記他方方向に圧縮された平面形状を有し、前記電気光学変調装置の画面書込み周波数に同期して前記電気光学変調装置の画像形成領域上で前記他方方向に沿って照明光束を走査する走査手段をさらに備えたプロジェクタであって、前記電気光学変調装置における画像形成領域の対角寸法をＬ（ｍｍ）としたとき、前記投写光学系のＦ値は、以下の関係式（１）で表わされることを特徴とする。
０．０５２６Ｌ＋０．５３≦Ｆ値≦０．０５０Ｌ＋０．８８  …  （１）
【０００７】
このため、本発明のプロジェクタによれば、電気光学変調装置の画像形成領域における縦横方向のうちいずれか一方方向については画像形成領域の全体を、他方方向についてはその画像形成領域の一部を照明するような断面形状（すなわち他方方向に圧縮された断面形状）を有する照明光束を、電気光学変調装置の画面書込み周波数に同期して画像形成領域上で他方方向に沿って走査することができるようになるため、電気光学変調装置の画像形成領域においては光照射領域と光非照射領域とが順次交互にスクロールされるようになる。その結果、尾引き現象が緩和され、滑らかで良質な動画表示が得られるプロジェクタとなる。
【０００８】
また、本発明のプロジェクタによれば、上記したように他方方向に圧縮された断面形状を有する照明光束を、第１小レンズの平面形状を他方方向に圧縮した第１レンズアレイを用いることによって実現しているため、光シャッタを用いる場合とは異なり、光源装置から射出される照明光束を無駄無く電気光学変調装置の画像形成領域に導くことができるようになり、光利用効率が大幅に低下することがなくなる。
【０００９】
このため、本発明のプロジェクタは、滑らかで良質な動画表示が得られるようにした場合であっても光利用効率が大幅に低下しないプロジェクタとなる。
【００１０】
ところで、本発明者の解析によれば、上記のように尾引きが緩和されたプロジェクタにおける、他方方向に圧縮された断面形状を有する照明光束を電気光学変調装置に照射する場合、通常プロジェクタにおける、通常の照明光束を電気光学変調装置に照射する場合に比べて、照明光束の電気光学変調装置の画像形成領域に対する最大入射角度が大きくなることがわかった。このため、このような尾引きが緩和されたプロジェクタにおいて、通常のプロジェクタで用いられている投写光学系をそのまま用いた場合には、電気光学変調装置により変調された照明光束を効率良くのみ込むことができず、光利用効率が低下する場合があることがわかった。
【００１１】
しかしながら、本発明のプロジェクタによれば、投写光学系のＦ値を上記関係式（１）で表わされる、従来の投写光学系よりもＦ値の小さな（明るい）投写光学系としているため、電気光学変調装置により変調された照明光束を効率良くのみ込むことができるようになり、他方方向に圧縮された断面形状を有する照明光束を用いることに起因して光利用効率が低下することもなくなる。
【００１２】
すなわち、Ｆ値を「０．０５０Ｌ＋０．８８」以下の値とした場合には、電気光学変調装置により変調された照明光束の多くをのみ込むことができるようになり、他方方向に圧縮された断面形状を有する照明光束を用いることに起因して光利用効率が低下することもなくなる。一方、Ｆ値が「０．０５２６Ｌ＋０．５３」まで小さくなれば、電気光学変調装置により変調された照明光束の大部分をのみ込むことができるようになるため、Ｆ値を「０．０５２６Ｌ＋０．５３」未満の値とする必要もない。一般にレンズのＦ値を小さくしようとすればするほどレンズの製造コストは高くなる傾向になるため、投写光学系として、上記関係式（１）で表される投写光学系を用いることにより、価格性能比の優れたプロジェクタを構成することができる。
【００１３】
本発明のプロジェクタにおいては、前記電気光学変調装置が画素毎にマイクロレンズが設けられていない液晶装置である場合に特に効果がある。
【００１４】
プロジェクタにおける照明光束の光利用効率を高めるために、電気光学変調装置として、画素毎にマイクロレンズが設けられた液晶装置を用いるプロジェクタが知られている。このようなプロジェクタにおいては、マイクロレンズから射出される光の角度は大きなものとなるため、このような照明光束をのみ込むことのできる、もともとＦ値の小さい（明るい）投写光学系を用いることとしている。
これに対して、電気光学変調装置として、画素毎にマイクロレンズが設けられていない液晶装置を用いるプロジェクタにおいては、上記のような理由がないため、通常Ｆ値の比較的大きな（比較的暗い）投写光学系を用いることとしている。
【００１５】
このため、尾引きが緩和されたプロジェクタに、画素毎にマイクロレンズが設けられていない液晶装置を備えたプロジェクタで通常用いる投写光学系を用いたのでは、他方方向に圧縮された断面形状を有する照明光束を効率良くのみ込むことができず、光利用効率が低下する場合が生じてしまうことになる。しかしながら、このような場合であっても、本発明のプロジェクタのように、投写光学系のＦ値を上記関係式（１）で表わされる、従来の投写光学系よりも小さなものとすることにより、他方方向に圧縮された断面形状を有する照明光束をも効率良くのみ込むことができるようになり、他方方向に圧縮された断面形状を有する照明光束を用いることに起因して光利用効率が低下することもなくなる。
【００１６】
本発明のプロジェクタにおいては、前記照明装置から射出される照明光束は、他方方向については画像形成領域の５０％以下を照明するような断面形状を有する照明光束であることが好ましい。
【００１７】
このような場合には、電気光学変調装置の画像形成領域に対する照明光束の最大入射角度が特に大きくなるため、投写光学系のＦ値を上記関係式（１）で表わされる、従来の投写光学系よりも小さなものとすることにより、特に大きな効果が得られる。
【００１８】
本発明のプロジェクタにおいては、前記走査手段は、前記照明装置と前記電気光学変調装置との間の、前記電気光学変調装置と光学的に略共役の位置に配置され、照明光軸に垂直な回転軸を有し、その回転によって、前記電気光学変調装置上で光照射領域と光非照射領域とが前記電気光学変調装置の画面書込み周波数に同期して順次スクロールされるように構成された回転プリズムを有することが好ましい。
【００１９】
このように構成することにより、フルカラープロジェクタにおける各電気光学変調装置の画像形成領域において、光照射領域及び光非照射領域の円滑なスクロール動作が実現できるようになる。
【００２０】
本発明のプロジェクタにおいては、前記照明装置と前記電気光学変調装置との間に、前記照明装置から射出される照明光束を複数の色光に分離するための色分離導光光学系と、前記電気光学変調装置として、前記色分離導光光学系から射出される複数の色光をそれぞれの色光に対応する画像情報に応じて変調する複数の電気光学変調装置と、前記複数の電気光学変調装置で変調されたそれぞれの色光を合成するクロスダイクロイックプリズムとをさらに備えたことが好ましい。
【００２１】
このように構成することにより、滑らかで良質な動画表示が得られるようにした場合であっても光利用効率が大幅に低下しないプロジェクタを、画像品質の優れた（例えば３板式の）フルカラープロジェクタとすることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
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。
【００２３】
〔実施形態１〕
図１は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００を説明するために示す図である。図１（ａ）はプロジェクタ１０００の光学系を上面から見た図であり、図１（ｂ）はプロジェクタ１０００の光学系を側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）における照明光軸１００ａｘ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。
【００２４】
実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、図１に示すように、照明装置１００と、照明装置１００からの照明光束を赤、緑及び青の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、色分離導光光学系２００で分離された３つの色光のそれぞれを画像情報に応じて変調する電気光学変調装置としての３つの液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、これら３つの液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂによって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。
【００２５】
照明装置１００は、被照明領域側に略平行な照明光束を射出する光源装置１１０と、光源装置１１０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１２２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小レンズに対応する複数の第２小レンズ１３２を有する第２レンズアレイ１３０と、光源装置１１０から射出される偏光方向の揃っていない照明光束を１種類の直線偏光に揃える偏光変換素子１４０と、偏光変換素子１４０から射出される各部分光束を被照明領域で重畳させるための重畳レンズ１５０とを有している。
【００２６】
光源装置１１０は、楕円面リフレクタ１１４と、楕円面リフレクタ１１４の第１焦点近傍に発光中心を有する発光管１１２と、楕円面リフレクタ１１４で反射される集束光を略平行な光に変換する平行化レンズ１１８とを有している。発光管１１２には、発光管１１２から被照明領域側に射出される光を楕円面リフレクタ１１４に向けて反射する反射手段としての補助ミラー１１６が設けられている。
【００２７】
色分離導光光学系２００としては、図１（ａ）に示すように、照明装置１００から液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂまでの光路長が等しい等光路長光学系を用いている。色分離導光光学系２００は、照明装置１００から射出される照明光束を複数の色光に分離し、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂへと各色光を導く。
【００２８】
液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、入射した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、照明装置１００の照明対象となる。なお、図示を省略したが、色分離導光光学系２００と各液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとの間には、それぞれ入射側偏光板が介在配置され、各液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとクロスダイクロイックプリズム５００との間には、それぞれ射出側偏光板が介在配置されている。これら入射側偏光板、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ及び射出側偏光板によって入射する各色光の光変調が行われる。
液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶を密閉封入したものであり、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。
液晶装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂとしては、「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」の平面形状を有するワイドビジョン用の液晶装置を用いている。
【００２９】
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界面には、略Ｘ字状に誘電体多層膜が形成されている。略Ｘ字状の一方の誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の誘電体多層膜は、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。
【００３０】
実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、第１レンズアレイ１２０の構成（及びこれに対応して第２レンズアレイ１３０の構成）、回転プリズム７７０からなる走査手段を用いたこと及び投写光学系６００の構成を特徴としている。
【００３１】
すなわち、第１レンズアレイ１２０における第１小レンズ１２２は、照明装置１００から射出される照明光束を、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域における縦横方向のうち、ｘ軸方向に沿った横方向については画像形成領域の全体を、ｙ軸方向に沿った縦方向についてはその画像形成領域の５０％を照明するような断面形状を有する照明光束とするように、縦方向に圧縮された平面形状を有している。
【００３２】
また、回転プリズム７７０は、照明装置１００と液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとの間に配置され、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画面書込み周波数に同期して画像形成領域上で縦方向に沿って照明光束を走査する機能を有している。
【００３３】
さらにまた、投写光学系６００は、液晶装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂにおける画像形成領域の対角寸法をＬ（ｍｍ）としたとき、以下の関係式（１）で表わされるＦ値を有している。
０．０５２６Ｌ＋０．５３≦Ｆ値≦０．０５０Ｌ＋０．８８  …  （１）
【００３４】
このため、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域における縦横方向のうち、ｘ軸方向に沿った横方向については画像形成領域の全体を、ｙ軸方向に沿った縦方向についてはその画像形成領域の一部を照明するような断面形状（すなわち縦方向に圧縮された断面形状）を有する照明光束を、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画面書込み周波数に同期して画像形成領域上でｙ軸方向に沿って走査することができるようになるため、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域においては光照射領域と光非照射領域とが順次にスクロールされるようになる。その結果、尾引き現象が緩和され、滑らかで良質な動画表示が得られるプロジェクタとなる。
【００３５】
また、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、上記したように縦方向に圧縮された断面形状を有する照明光束を、第１レンズアレイ１２０として第１小レンズ１２２の平面形状を縦方向に圧縮したレンズアレイを用いることによって実現しているため、光シャッタを用いる場合と異なり、光源装置１１０から射出される照明光束を無駄無く液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域に導くことができるようになり、光利用効率が大幅に低下することがなくなる。
【００３６】
このため、実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、滑らかで良質な動画表示が得られるようにした場合であっても光利用効率が大幅に低下しないプロジェクタとなる。
【００３７】
以下、実施形態１に係るプロジェクタ１０００における第１レンズアレイ１２０、回転プリズム７７０及び投写光学系６００について詳細に説明する。
【００３８】
１．第１レンズアレイ
図２は、第１レンズアレイ１２０の構造を説明するために示す図である。図２（ａ）は第１レンズアレイ１２０の正面図であり、図２（ｂ）は、液晶装置４００Ｒの正面図であり、図２（ｃ）は図２（ｂ）に照明光束が照射される領域Ｌを加えたものである。なお、図２（ｂ）及び図２（ｃ）には、液晶装置４００Ｒの画像形成領域４０２Ｒをも図示している。また、液晶装置４００Ｇ及び液晶装置４００Ｂについても、液晶装置４００Ｒの場合と同様であるため、説明は省略する。
【００３９】
第１レンズアレイ１２０は、図２（ａ）に示すように、第１小レンズ１２２が横方向に４列、縦方向に１４列に配置された構造を有している。また、第１レンズアレイ１２０における第１小レンズ１２２は、「ｙ軸方向に沿った縦寸法：ｘ軸方向に沿った横寸法＝９：３２の長方形」の平面形状を有している。このため、第１レンズアレイ１２０は、照明装置１００から射出される照明光束を、各液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域におけるｘ軸方向に沿った横方向については画像形成領域の全体を、ｙ軸方向に沿った縦方向についてはその画像形成領域の５０％を照明するような断面形状を有する照明光束とすることができる。
【００４０】
２．回転プリズム
図３は、回転プリズム７７０の回転と液晶装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂ上の照明状態との関係を示す図である。図３（ａ）は回転プリズム７７０を回転軸７７２に沿って見たときの断面図である。図３（ｂ）は回転プリズム７７０を照明光軸１００ａｘに沿って見たときの図である。図３（ｃ）は液晶装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂの画像形成領域上における照明光束の照射状態を示す図である。
【００４１】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、照明光軸１００ａｘ上における第１レンズアレイ１２０の仮想中心点の像Ｐは、回転プリズム７７０が回転するのに従って、回転プリズム７７０の回転軸７７２を中心にして上下方向にスクロールされる。その結果、図３（ｃ）に示すように、回転プリズム７７０が回転すると、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域においては光照射領域と光非照射領域とが順次スクロールされるようになる。
【００４２】
３．投写光学系
上記したように、投写光学系６００は、液晶装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂにおける画像形成領域の対角寸法をＬ（ｍｍ）としたとき、上記した関係式（１）で表わされるＦ値を有している。
【００４３】
図４は、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域に照明光束が入射する様子を示す図である。図４（ａ）は実施形態１に係るプロジェクタ１０００の場合を示す図であり、図４（ｂ）は比較例に係るプロジェクタ１０００ａの場合を示す図である。なお、比較例に係るプロジェクタ１０００ａ（図示せず。）は、尾引き緩和機能をもたない通常のプロジェクタである。
【００４４】
本発明者の解析によれば、実施形態１に係るプロジェクタ１０００のように尾引きが緩和されたプロジェクタにおける、他方方向に圧縮された断面形状を有する照明光束を液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂに照射する場合（図４（ａ）参照。）は、比較例に係るプロジェクタ１０００ａのような通常のプロジェクタにおける、圧縮されていない照明光束を液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂに照射する場合（図４（ｂ）参照。）に比べて、照明光束の液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域に対する最大入射角度が大きくなることがわかった。
このため、実施形態１に係るプロジェクタ１０００のように尾引きが緩和されたプロジェクタに、比較例に係るプロジェクタ１０００ａのような通常のプロジェクタで用いられている投写光学系をそのまま用いた場合には、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂを通過した照明光束を効率良くのみ込むことができず、光利用効率が低下する場合があることがわかる。
【００４５】
しかしながら、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、投写光学系のＦ値を上記関係式（１）で表わされる、通常の投写光学系よりもＦ値の小さな（明るい）ものとしているため、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂにより変調された照明光束を効率良くのみ込むことができるようになり、他方方向に圧縮された断面形状を有する照明光束を用いることに起因して光利用効率が低下することもなくなる。
【００４６】
図５は、液晶装置の画像形成領域の対角寸法Ｌと投写光学系のＦ値との関係を示す図である。図中、Ａ領域は、Ｆ値が「０．０５０Ｌ＋０．８８」以上である領域であり、Ｂ領域は、「０．０５２６Ｌ＋０．５３≦Ｆ値≦０．０５０Ｌ＋０．８８」の関係式を満たす領域であり、Ｃ領域は、Ｆ値が「０．０５２６Ｌ＋０．５３」未満である領域である。
【００４７】
表１〜表３は、液晶装置の画像形成領域の対角寸法Ｌと投写光学系のＦ値との関係を示す表である。表１は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００における投写光学系６００が照明光束の十分多くをのみ込むときの関係を示す表であり、表２は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００における投写光学系６００が照明光束の大部分をのみ込むときの関係を示す表であり、表３は、比較例に係るプロジェクタ１０００ａにおける投写光学系が照明光束の大部分をのみ込むときの関係を示す表である。なお、表１〜表３において、入射角度１は、投写光学系６００が照明光束の十分多くをのみ込むときの当該十分多くの光の最大入射角度を示し、入射角度２は、投写光学系が照明光束の大部分をのみ込むときの当該大部分の光の最大入射角度を示している。
【００４８】
【表１】
2006133640.tif 000003
【００４９】
【表２】
2006133640.tif 000004
【００５０】
【表３】
2006133640.tif 000005
【００５１】
すなわち、図５及び表１に示すように、Ｆ値を「０．０５０Ｌ＋０．８８」以下（Ｂ領域又はＣ領域）の値とした場合には、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂにより変調された照明光束の多くをのみ込むことができるようになり、他方方向に圧縮された断面形状を有する照明光束を用いることに起因して光利用効率が低下することもなくなる。一方、図５及び表２に示すように、Ｆ値が「０．０５２６Ｌ＋０．５３」まで小さくなれば、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂにより変調された照明光束の大部分をのみ込むことができるようになるため、Ｆ値を「０．０５２６Ｌ＋０．５３」未満（Ｃ領域）の値とする必要もない。一般にレンズのＦ値を小さくしようとすればするほどレンズの製造コストは高くなる傾向になるため、投写光学系６００として、上記関係式（１）で表される投写光学系（Ｆ値がＢ領域にある投写光学系）を用いることにより、価格性能比の優れたプロジェクタを構成することができる。
【００５２】
実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、電気光学変調装置として、画素毎にマイクロレンズが設けられていない液晶装置を用いている。
このような液晶装置を用いた場合は、通常Ｆ値の比較的大きな（比較的暗い）投写光学系が用いられている。このため、実施形態１に係るプロジェクタ１０００に、このような通常のＦ値の比較的大きな投写光学系を用いたのでは、他方方向に圧縮された断面形状を有する照明光束を効率良くのみ込むことができず、光利用効率が低下する場合が生じてしまうことになる。しかしながら、このような場合であっても、実施形態１に係るプロジェクタ１０００のように、投写光学系のＦ値を上記関係式（１）で表わされる、従来の投写光学系のＦ値よりも小さなものとすることにより、他方方向に圧縮された断面形状を有する照明光束をも効率良くのみ込むことができるようになり、他方方向に圧縮された断面形状を有する照明光束を用いることに起因して光利用効率が低下することもなくなる。
【００５３】
実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、上記したように、照明装置１００から射出される照明光束は、他方方向については画像形成領域の５０％を照明するような断面形状を有する照明光束となる。このような場合には、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域に対する照明光束の最大入射角度が特に大きくなるため、投写光学系６００のＦ値を上記関係式（１）で表わされる、従来の投写光学系よりも小さなものとすることにより、特に大きな効果が得られる。
【００５４】
以上、実施形態１に係るプロジェクタ１０００における第１レンズアレイ１２０、回転プリズム７７０及び投写光学系６００について詳細に説明したが、実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては以下のような特徴も有している。
【００５５】
実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、光源装置１１０からの照明光束を１種類の直線偏光に揃えて射出する偏光変換素子１４０をさらに有している。
偏光変換素子１４０は、光源装置１１０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、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。
このため、偏光変換素子１４０の作用により光源装置１１０からの照明光束を一方の偏光軸を有する１種類の直線偏光に変換することができるようになるため、実施形態１に係るプロジェクタ１０００のように、電気光学変調装置として液晶装置等のように１種類の直線偏光を利用するタイプの電気光学変調装置を用いる場合に、光源装置１１０からの照明光束を有効に利用することができる。
【００５６】
実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、図１（ａ）に示すように、照明装置１００と液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとの間に、照明装置１００から射出される照明光束を複数の色光に分離して被照明領域に導光するための色分離導光光学系２００と、液晶装置として、色分離導光光学系２００から射出される複数の色光をそれぞれの色光に対応する画像情報に応じて変調する複数の液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂで変調されたそれぞれの色光を合成するクロスダイクロイックプリズム５００とをさらに備えている。
このため、滑らかで良質な動画表示が得られるようにした場合であっても光利用効率が大幅に低下しないプロジェクタを、画像品質の優れた３板式のフルカラープロジェクタとすることができるようになる。
【００５７】
実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、回転プリズム７７０の光透過面には、減反射膜が形成されている。このため、回転プリズム７７０における光透過率が向上するため、光利用効率の低下を最小限のものにすることができるとともに、迷光レベルが低減しコントラストが向上する。
【００５８】
〔実施形態２〕
図６は、実施形態２に係るプロジェクタ１００２の光学系を示す図である。図６（ａ）はプロジェクタ１００２の光学系を上面から見た図であり、図６（ｂ）はプロジェクタ１００２の光学系を側面から見た図である。
【００５９】
実施形態２に係るプロジェクタ１００２は、基本的には実施形態１に係るプロジェクタ１０００とよく似た構成を有しているが、図６に示すように、実施形態１に係るプロジェクタ１０００とは、色分離導光光学系の構成が異なっている。
すなわち、実施形態２に係るプロジェクタ１００２においては、色分離導光光学系２０２として、各液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ上で光照射領域と光非照射領域とがスクロールされる方向をすべて同一の方向とするために、ダブルリレー光学系を用いている。
【００６０】
このように、実施形態２に係るプロジェクタ１００２は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００とは、色分離導光光学系の構成が異なるが、実施形態１に係るプロジェクタ１０００の場合と同様に、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域における縦横方向のうち、ｘ軸方向に沿った横方向については画像形成領域の全体を、ｙ軸方向に沿った縦方向についてはその画像形成領域の一部を照明するような断面形状（すなわち縦方向に圧縮された断面形状）を有する照明光束を、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画面書込み周波数に同期して画像形成領域上でｙ軸方向に沿って走査することができるようになるため、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域においては光照射領域と光非照射領域とが順次交互にスクロールされるようになる。その結果、尾引き現象が緩和され、滑らかで良質な動画表示が得られるプロジェクタとなる。
【００６１】
また、実施形態２に係るプロジェクタ１００２によれば、上記したように縦方向に圧縮された断面形状を有する照明光束を、第１レンズアレイ１２０として第１小レンズ１２２の平面形状を縦方向に圧縮したレンズアレイを用いることによって実現しているため、光シャッタを用いる場合と異なり、光源装置１１０から射出される照明光束を無駄無く液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域に導くことができるようになり、光利用効率が大幅に低下することがなくなる。
【００６２】
このため、実施形態２に係るプロジェクタ１００２は、滑らかで良質な動画表示が得られるようにした場合であっても光利用効率が大幅に低下しないプロジェクタとなる。
【００６３】
また、実施形態２に係るプロジェクタ１００２によれば、実施形態１に係るプロジェクタ１０００の場合と同様に、投写光学系のＦ値を上記関係式（１）で表わされる、通常の投写光学系よりもＦ値の小さな（明るい）ものとしているため、実施形態１に係るプロジェクタ１０００の場合と同様に、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂにより変調された照明光束を効率良くのみ込むことができるようになり、他方方向に圧縮された断面形状を有する照明光束を用いることに起因して光利用効率が低下することもなくなる。
【００６４】
〔実施形態３〕
図７は、実施形態３に係るプロジェクタ１００４の光学系を示す図である。図７（ａ）はプロジェクタ１００４の光学系を上面から見た図であり、図７（ｂ）はプロジェクタ１００４の光学系を側面から見た図である。
【００６５】
実施形態３に係るプロジェクタ１００４は、図７に示すように、実施形態１に係るプロジェクタ１０００とは、電気光学変調装置の構成（及びそれに伴って照明装置より後段の光学系の構成）が異なっている。
すなわち、実施形態３に係るプロジェクタ１００４においては、電気光学変調装置として、マイクロミラー型変調装置４１０を用いている。
【００６６】
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とは、電気光学変調装置の構成（及びそれに伴って照明装置より後段の光学系の構成）が異なるが、マイクロミラー型変調装置４１０の画像形成領域における縦横方向のうち、ｘ軸方向に沿った横方向については画像形成領域の全体を、ｙ軸方向に沿った縦方向についてはその画像形成領域の一部を照明するような断面形状（すなわち縦方向に圧縮された断面形状）を有する照明光束を、マイクロミラー型変調装置４１０の画面書込み周波数に同期して画像形成領域上でｙ軸方向に沿って走査することができるようになるため、マイクロミラー型変調装置４１０の画像形成領域においては光照射領域と光非照射領域とが順次スクロールされるようになる。その結果、実施形態１に係るプロジェクタ１０００の場合と同様、尾引き現象が緩和され、滑らかで良質な動画表示が得られるプロジェクタとなる。
【００６７】
また、実施形態３に係るプロジェクタ１００４によれば、上記したように縦方向に圧縮された断面形状を有する照明光束を、第１レンズアレイ１２０として第１小レンズ１２２の平面形状を縦方向に圧縮した第１レンズアレイを用いることによって実現しているため、光シャッタを用いる場合と異なり、光源装置１１０から射出される照明光束を無駄無くマイクロミラー型変調装置４１０の画像形成領域に導くことができるようになり、光利用効率が大幅に低下することがなくなる。
【００６８】
このため、実施形態３に係るプロジェクタ１００４は、滑らかで良質な動画表示が得られるようにした場合であっても光利用効率が大幅に低下しないプロジェクタとなる。
【００６９】
また、実施形態３に係るプロジェクタ１００４によれば、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６１０のＦ値を上記関係式（１）で表わされる、通常の投写光学系よりもＦ値の小さな（明るい）ものとしているため、マイクロミラー型変調装置４１０により変調された照明光束を効率良くのみ込むことができるようになり、実施形態１に係るプロジェクタ１０００の場合と同様に、他方方向に圧縮された断面形状を有する照明光束を用いることに起因して光利用効率が低下することもなくなる。
【００７０】
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。 
【００７１】
（１）上記各実施形態のプロジェクタ１０００〜１００４は、第１レンズアレイ１２０の第１小レンズ１２２の平面形状としては、「縦寸法：横寸法＝９：３２の長方形」のものを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、「縦寸法：横寸法＝１：４の長方形」のものや「縦寸法：横寸法＝３：８の長方形」のものなどをも好ましく用いることができる。
【００７２】
（２）上記各実施形態のプロジェクタ１０００〜１００４は、走査手段として、回転プリズム７７０を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ガルバノミラー、ポリゴンミラー、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）（ＴＩ社の商標）などをも好ましく用いることができる。
【００７３】
（３）上記各実施形態のプロジェクタ１０００〜１００４は、光源装置１１０として、楕円面リフレクタ１１４と、楕円面リフレクタ１１４の第１焦点近傍に発光中心を有する発光管１１２と、平行化レンズ１１８とを有する光源装置を用いたが、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。
【００７４】
（４）上記各実施形態において、３つの液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂを用いたプロジェクタ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く、１つ、２つ又は４つ以上の液晶装置を用いたプロジェクタにも適用可能である。
【００７５】
（５）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適用する場合にも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】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。
【図２】実施形態１に係るプロジェクタ１０００で用いる第１レンズアレイ１２０を説明するために示す図。
【図３】回転プリズム７７０の回転と液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ上の照明状態との関係を示す図。
【図４】液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域に照明光束が入射する様子を示す図。
【図５】液晶装置の画像形成領域の対角寸法Ｌと投写光学系のＦ値との関係を示す図。
【図６】実施形態２に係るプロジェクタ１００２の光学系を示す図。
【図７】実施形態３に係るプロジェクタ１００４の光学系を示す図。
【図８】従来のプロジェクタを説明するために示す図。
【図９】従来の他のプロジェクタを説明するために示す図。
【符号の説明】
【００７７】
１００…照明装置、１００ａｘ…照明光軸、１１０…光源装置、１１０ａｘ…光源光軸、１１２…発光管、１１４…楕円面リフレクタ、１１６…補助ミラー、１１８…平行化レンズ、１２０…第１レンズアレイ、１２２…第１小レンズ、１３０…第２レンズアレイ、１３２…第２小レンズ、１４０…偏光変換素子、１５０…重畳レンズ、１６０…リレー光学系、１７０…遮光装置、２００，２０２…色分離導光光学系、４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ…液晶装置、４０２Ｒ…画像形成領域、４１０…マイクロミラー型変調装置、５００…クロスダイクロイックプリズム、６００，６１０…投写光学系、７７０…回転プリズム、７７２…回転軸、９００Ａ，９００Ｂ，１０００，１００２，１００４…プロジェクタ、Ｌ…照明光束が照射される領域、Ｐ…照明光軸上における第１レンズアレイの仮想中心点の像、ＳＣＲ…スクリーン
【図１】
2006133640.tif 000006
【図５】
2006133640.tif 000007
【図６】
2006133640.tif 000008
【図８】
2006133640.tif 000009
【図９】
2006133640.tif 000010
【図２】
2006133640.tif 000011
【図３】
2006133640.tif 000012
【図４】
2006133640.tif 000013
【図７】
2006133640.tif 000014