(57)【要約】【課題】あおり投射した際に画像の照度ムラを低減できるプロジェクターを提供する。【解決手段】本発明のプロジェクターは、光源装置と、光源装置からの光を０次光と回折光とに変換する回折素子と、回折光を変調することによって画像光を形成する光変調装置と、光変調装置から入射する画像光の光軸に対して傾いた主光線を有する投射光を射出する投射光学系と、を備え、光軸と投射光の主光線とを含む面に直交し、かつ、光軸を含む面を基準面としたとき、０次光の光軸と回折光の主光線とを含む面が基準面と交差していることを特徴とする。【選択図】図３
2015049429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源装置と、
前記光源装置からの光を０次光と回折光とに変換する回折素子と、
前記回折光を変調することによって画像光を形成する光変調装置と、
前記光変調装置から入射する前記画像光の光軸に対して傾いた主光線を有する投射光を射出する投射光学系と、を備え、
前記光軸と前記投射光の主光線とを含む面に直交し、かつ、前記光軸を含む面を基準面としたとき、前記０次光の光軸と前記回折光の主光線とを含む面が前記基準面と交差していることを特徴とするプロジェクター。
【請求項２】
前記回折光は、前記０次光の側に他の領域よりも強度が小さい領域を含み、
前記回折光の主光線は、前記基準面の前記投射光の主光線を含まない側に向かって前記０次光の光軸から傾いている、請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項３】
前記回折光は、前記０次光の側と逆側に他の領域よりも強度が小さい領域を含み、
前記回折光の主光線は、前記基準面の前記投射光の主光線を含む側に向かって前記０次光の光軸から傾いている、請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項４】
前記０次光の光軸と前記回折光の主光線とを含む面において、前記回折光の強度は、前記０次光に対する角度が最も大きい光線から、前記０次光に対する角度が最も小さい光線に向かうに従って小さくなる、請求項２に記載のプロジェクター。
【請求項５】
前記光源装置の光軸と前記基準面とのなす角が小さくなるように、前記回折素子へ入射する光と前記回折光とのうち少なくとも一方の光路を変換する光路変換素子をさらに備える、請求項１から４のいずれか一項に記載のプロジェクター。
【請求項６】
前記光路変換素子は、前記光源装置と前記回折素子との間の光路中に設けられる、請求項５に記載のプロジェクター。
【請求項７】
前記光路変換素子は、プリズムである、請求項５または６のいずれか一項に記載のプロジェクター。
【請求項８】
前記光源装置からの光は、前記回折素子における光が入射する面に対して垂直に入射する、請求項１から７のいずれか一項に記載のプロジェクター。
【請求項９】
前記光源装置は、複数の光源を備え、
前記回折素子と前記光変調装置との間の光路中に設けられる重畳光学系をさらに備える、請求項１から８のいずれか一項に記載のプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクターの投射方法として、スクリーン上に画像光を斜め上方に投射する、あおり投射が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
特許文献１では、あおり投射をした場合における、スクリーン上に投射される画像の歪みを補正する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−８５１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、あおり投射をする場合においては、スクリーン上に投射される画像の上部が下部に比べて暗くなり、画像に照度ムラが発生してしまうという問題があった。
【０００５】
本発明の一つの態様は、上記問題点に鑑みて成されたものであって、あおり投射した際に画像の照度ムラを低減できるプロジェクターを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のプロジェクターの一つの態様は、光源装置と、前記光源装置からの光を０次光と回折光とに変換する回折素子と、前記回折光を変調することによって画像光を形成する光変調装置と、前記光変調装置から入射する前記画像光の光軸に対して傾いた主光線を有する投射光を射出する投射光学系と、を備え、前記光軸と前記投射光の主光線とを含む面に直交し、かつ、前記光軸を含む面を基準面としたとき、前記０次光の光軸と前記回折光の主光線とを含む面が前記基準面と交差していることを特徴とする。
【０００７】
本発明のプロジェクターの一つの態様によれば、回折素子から射出される０次光（回折素子を直進して透過する光）の光軸と回折光の主光線とを含む面が、基準面と交差している。ただし、基準面とは、投射光学系から射出される投射光の主光線と投射光学系に入射される画像光の光軸とを含む面に直交し、かつ、画像光の光軸を含む面である。すなわち、回折素子に入射した光は、回折されることにより、少なくとも一部が、投射光学系によって画像光が曲げられる方向（あおり方向）に拡散される。そして、回折素子は、回折光の強度が０次光に対する角度に応じて変化するように調整できる。そのため、回折素子に入射した光が、あおり投射によって生じる照度ムラを打ち消すような強度の分布を有する回折光として射出されるように、回折素子を調整することで、あおり投射によって生じる照度ムラを低減することができる。これにより、本発明のプロジェクターの一つの態様によれば、あおり投射した際に画像の照度ムラを低減できるプロジェクターが提供される。
【０００８】
前記回折光は、前記０次光の側に他の領域よりも強度が小さい領域を含み、前記回折光の主光線は、前記基準面の前記投射光の主光線を含まない側に向かって前記０次光の光軸から傾いている構成としてもよい。
あおり投射においては、光変調装置から入射される画像光の光軸に対して投射光の主光線が傾いている側の照度が小さくなる。この構成によれば、回折光の主光線は、基準面の投射光の主光線を含まない側に向かって０次光の光軸から傾いており、回折光は、０次光の側に他の領域よりも強度が小さい領域を含んでいる。すなわち、回折光は、回折光の主光線に対して、投射光の主光線が傾いている側に他の領域よりも強度が小さい領域を含んでいる。そのため、この構成によれば、あおり投射によって照度が小さくなる側に、他の領域よりも強度が大きい領域の画像光を投射することができ、照度ムラを低減することができる。
【０００９】
前記回折光は、前記０次光の側と逆側に他の領域よりも強度が小さい領域を含み、前記回折光の主光線は、前記基準面の前記投射光の主光線を含む側に向かって前記０次光の光軸から傾いている構成としてもよい。
この構成によれば、上記と同様に、あおり投射によって照度が小さくなる側に、他の領域よりも強度が大きい領域の画像光を投射することができ、照度ムラを低減することができる。
【００１０】
前記０次光の光軸と前記回折光の主光線とを含む面において、前記回折光の強度は、前記０次光に対する角度が最も大きい光線から、前記０次光に対する角度が最も小さい光線に向かうに従って強度が小さくなる構成としてもよい。
この構成によれば、あおり投射によって生じる照度ムラにおける照度が変化している方向と逆の方向に、回折光の強度が変化する。これにより、この構成によれば、照度ムラを効果的に低減できる。
【００１１】
前記光源装置の光軸と前記基準面とのなす角が小さくなるように、前記回折素子へ入射する光と前記回折光とのうち少なくとも一方の光路を変換する光路変換素子をさらに備える構成としてもよい。
この構成によれば、光源装置の光軸と基準面とのなす角を小さくできるため、プロジェクターの大型化を抑制できる。
【００１２】
前記光路変換素子は、前記光源装置と前記回折素子との間の光路中に設けられる構成としてもよい。
この構成によれば、光路変換素子には、回折素子によって拡散される前の光が入射されるため、光路変換素子の光が入射する面を小さくすることができる。これにより、この構成によれば、光路変換素子を小型化することができる。
【００１３】
前記光路変換素子は、プリズムである構成としてもよい。
この構成によれば、回折素子に光を垂直に入射させることが容易である。
【００１４】
前記光源装置からの光は、前記回折素子の光が入射する面に対して垂直に入射する構成としてもよい。
この構成によれば、回折素子の回折効率の低下を抑制でき、その結果、光の利用効率を向上できる。
【００１５】
前記光源装置は、複数の光源を備え、前記回折素子と前記光変調装置との間の光路中に設けられる重畳光学系をさらに備える構成としてもよい。
この構成によれば、複数の光源から射出された光を重畳して光変調装置へと入射できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態のプロジェクターを示す模式図である。
【図２】第１実施形態のプロジェクターの構成の一部を模式的に示す斜視図である。
【図３】第１実施形態のプロジェクターの構成の一部を模式的に示す側面図である。
【図４】比較例のプロジェクターの構成の一部を模式的に示す側面図である。
【図５】第２実施形態のプロジェクターを示す模式図である。
【図６】第２実施形態のプロジェクターの構成の一部を模式的に示す斜視図である。
【図７】第２実施形態のプロジェクターの構成の一部を模式的に示す側面図である。
【図８】第２実施形態のプロジェクターの他の例を模式的に示す側面図である。
【図９】第２実施形態のプロジェクターの他の例を模式的に示す側面図である。
【図１０】第２実施形態のプロジェクターの他の例を模式的に示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るプロジェクターについて説明する。
なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。
【００１８】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態のプロジェクター１０を示す模式図である。図２は、プロジェクター１０の構成の一部を模式的に示す斜視図である。図３は、プロジェクター１０の構成の一部を模式的に示す側面図である。図２及び図３においては、説明のため適宜部材の図示を省略し、配置関係も適宜変更している。
【００１９】
なお、図２，３、及び後述する図４，６〜１０においてはＸＹＺ座標系を設定し、このＸＹＺ座標系を参照しつつ各部材の位置関係を説明する。この際、鉛直方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向と直交し、かつ、光変調装置１２Ｂ（図２参照）の光が入射する面と直交する方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向とＺ軸方向とに直交する方向をＹ軸方向とする。
また、以下の説明においては、Ｚ軸方向に垂直な方向（Ｘ軸方向，Ｙ軸方向）を水平方向と称する場合がある。
【００２０】
本実施形態のプロジェクター１０は、図１に示すように、照明装置１１Ｒと、照明装置１１Ｇと、照明装置１１Ｂと、フィールドレンズ１８Ｒと、フィールドレンズ１８Ｇと、フィールドレンズ１８Ｂと、光変調装置１２Ｒと、光変調装置１２Ｇと、光変調装置１２Ｂと、クロスダイクロイックプリズム１３と、投射光学系１４とを備える。
なお、照明装置１１Ｒ、照明装置１１Ｇ及び照明装置１１Ｂは、射出される光の色がそれぞれ異なること以外は、同様の構成であるため、以下の説明においては、照明装置１１Ｂを代表して説明する場合がある。
【００２１】
照明装置１１Ｂは、青色光（Ｂ）を射出する光源装置１５Ｂと、光源装置１５Ｂからの青色光が入射する回折素子１６と、回折素子１６からの回折光が入射する重畳光学系１７とを備えている。
【００２２】
光源装置１５Ｂは、例えば、青色（発光強度のピーク：４６０ｎｍ付近）のレーザー光を射出する複数の半導体レーザーが配列されたアレイ光源を備える。光源装置１５Ｂは、半導体レーザーを光源とした構成に限られず、例えば、ＬＥＤやランプを光源とした光源装置であってもよい。光源装置１５Ｂは、本実施形態においては、図２及び図３に示すように、斜め上方に光Ｌを射出するように配置されている。光源装置１５Ｂの射出する光Ｌと回折素子との角度は、回折素子１６を透過して直進する光（後述する０次光Ｌ０）が照明光の光路上から外れるように設定されている。光源装置１５Ｂから射出された光Ｌは、図２に示すように、回折素子１６に入射面１６ａから入射される。
【００２３】
回折素子１６は、入射面１６ａが光源装置１５Ｂから射出される光Ｌに対して垂直となるように鉛直方向（Ｚ軸方向）に対して傾いた姿勢で配置されている。
回折素子１６は、計算機によって設計した凹凸構造が形成された計算機合成ホログラム（ＣＧＨ ：Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ  Ｈｏｌｏｇｒａｍ、以下ＣＧＨと称す）である。このＣＧＨは回折現象を利用して入射光の波面を変換する波面変換素子である。特に位相変調型のＣＧＨは入射光波のエネルギーをほとんど失うことなく波面変換が可能である。このように、ＣＧＨは、その設計により、均一な強度分布や単純な形状の強度分布を発生させることができる。
【００２４】
本実施形態において回折素子１６は、図３に示すように、回折素子１６に入射された光Ｌを、１次回折光Ｌ１と０次光Ｌ０とに変換する。１次回折光Ｌ１の主光線ＭＤは、０次光Ｌ０に対して下方側（−Ｚ側）に傾いている。言い換えると、１次回折光Ｌ１の主光線ＭＤは、後述する基準面ＳＢの投射光学系１４から射出される投射光ＬＰの主光線ＭＡを含まない側（−Ｚ側）に向かって０次光Ｌ０の光軸ＡＤから傾いている。
【００２５】
本実施形態において回折素子１６は、光源装置１５Ｂの配置角度、すなわち、光源装置１５Ｂから射出される光Ｌの方向との関係に応じて、射出面１６ｂから射出される１次回折光Ｌ１の主光線ＭＤの方向が水平（Ｘ軸方向と平行）になるように設計・配置されている。回折素子１６から射出された１次回折光Ｌ１は、図１に示すように、重畳光学系１７に入射される。一方、０次光Ｌ０は、光源装置１５Ｂから射出された光Ｌが回折素子１６を直進して透過した光であるため、前述した光源装置１５Ｂの角度配置により、光路上から外れる。
【００２６】
本実施形態においては、図２及び図３に示すように、０次光Ｌ０の光軸ＡＤと１次回折光Ｌ１の主光線ＭＤとを含む面ＳＤにおいて、回折素子１６から射出される１次回折光Ｌ１の強度は、０次光Ｌ０に対する角度が小さい光線ほど強度が小さくなるように設定されている。すなわち、面ＳＤにおいて、１次回折光Ｌ１の強度は、０次光Ｌ０に対する角度が最も大きい光線ＭＤ２から、０次光Ｌ０に対する角度が最も小さい光線ＭＤ１に向かうに従って光の強度が小さくなる。言い換えると、１次回折光Ｌ１は、０次光Ｌ０の側に他の領域よりも強度が小さい領域（光線ＭＤ１）を含んでいる。
【００２７】
重畳光学系１７は、図１に示すように、少なくとも１枚以上の重畳レンズを備える。重畳光学系１７に入射された１次回折光Ｌ１は、フィールドレンズ１８Ｂを介して、光変調装置１２Ｂに射出され、光変調装置１２Ｂ上で重畳される。
【００２８】
照明装置１１Ｒは、赤色光（Ｒ）を射出する光源装置１５Ｒと、光源装置１５Ｒからの赤色光が入射する回折素子１６と、回折素子１６からの回折光が入射する重畳光学系１７とを備えている。
照明装置１１Ｒから射出された赤色光は、照明装置１１Ｂから射出された青色光と同様にして、光変調装置１２Ｒに入射される。
【００２９】
照明装置１１Ｇは、緑色光（Ｇ）を射出する光源装置１５Ｇと、光源装置１５Ｇからの緑色光が入射する回折素子１６と、回折素子１６からの回折光が入射する重畳光学系１７とを備えている。
照明装置１１Ｇから射出された緑色光は、照明装置１１Ｂから射出された青色光と同様にして、光変調装置１２Ｇに入射される。
【００３０】
光変調装置１２Ｒ、光変調装置１２Ｇ、光変調装置１２Ｂは、入射された色光を画像情報に応じて変調して画像光を形成するものであり、照明装置１１Ｒ、照明装置１１Ｇ、照明装置１１Ｂの照明対象となる。光変調装置１２Ｒ、光変調装置１２Ｇ、光変調装置１２Ｂによって、入射された各色光の光変調が行われる。
【００３１】
光変調装置１２Ｒ、光変調装置１２Ｇ、光変調装置１２Ｂは、通常知られたものを用いることができ、たとえば、液晶素子と液晶素子を挟持する２つの偏光素子とを有した、透過型の液晶ライトバルブ等の光変調装置により構成される。２つの偏光素子は、例えば、透過軸が互いに直交する構成（クロスニコル配置）となっている。
【００３２】
例えば、光変調装置１２Ｒ、光変調装置１２Ｇ、光変調装置１２Ｂは、一対の透明基板に液晶を密閉封入した透過型の光変調装置であり、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、与えられた画像情報に応じて、入射側偏光素子から射出された１種類の直線偏光の偏光方向を変調する。
【００３３】
光変調装置１２Ｒ、光変調装置１２Ｇ、光変調装置１２Ｂによって、光変調された画像光は、それぞれクロスダイクロイックプリズム１３に入射される。
クロスダイクロイックプリズム１３は、入射する色光毎に変調された画像光を合成してカラー画像を形成する光学素子である。クロスダイクロイックプリズム１３は、４つの直角プリズムを貼り合せた平面視略正方形状をなしている。直角プリズムを貼り合せた略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および青色光は曲折され、赤色光の進行方向および青色光の進行方向が緑色光の進行方向に揃えられることにより、３つの色光が合成される。
【００３４】
クロスダイクロイックプリズム１３から射出された画像光は、投射光学系１４に入射される。
投射光学系１４は、少なくとも１つ以上の投射レンズを備える。投射光学系１４は、図２及び図３に示すように、光軸ＡＰが、入射される画像光の光軸ＡＬよりも上方側（＋Ｚ側）となるように配置されている。これにより、投射光学系１４に入射された光は、斜め上方に投射（あおり投射）される。すなわち、投射光学系１４から射出される投射光ＬＰの主光線ＭＡの方向は、投射光学系１４に入射される画像光の光軸ＡＬに対して斜め上方に傾いている。
【００３５】
ここで、図２に示したように、画像光の光軸ＡＬと投射光学系１４から射出される投射光ＬＰの主光線ＭＡとを含む面ＳＰに直交し、かつ、光軸ＡＬを含む面を基準面ＳＢとする。投射光学系１４によって射出される投射光ＬＰがあおられる方向と、回折素子１６によって光源装置１５Ｂから射出された光Ｌが回折される方向との関係は、面ＳＤが基準面ＳＢと直交するような関係となっている。
【００３６】
投射光学系１４から射出された画像光（投射光ＬＰ）は、拡大投射され、スクリーンＳＣＲ上で画像を形成する。
【００３７】
本実施形態によれば、０次光Ｌ０の光軸ＡＤと１次回折光Ｌ１の主光線ＭＤとを含む面ＳＤが、基準面ＳＢに対して交差して設けられていることにより、あおり投射において発生する画像の照度ムラを低減することができる。以下、比較例と比較しつつ、詳細に説明する。
【００３８】
図４は、比較例のプロジェクター４０の構成の一部を示す模式的に示す側面図である。
なお、本実施形態のプロジェクター１０と同一の構成については、同様の符号を付すこと等により説明を省略する場合がある。
比較例のプロジェクター４０は、図４に示すように、光源装置３０Ｂと、光変調装置１２Ｂと、投射光学系１４とを備える。
【００３９】
光源装置３０Ｂから射出された光は、光変調装置１２Ｂに入射される。光変調装置１２Ｂに入射された光は、光変調され、画像光として射出される。そして、画像光は、プロジェクター１０と同様にあおり投射するように配置された投射光学系１４に入射され、スクリーンＳＣＲ上にあおり投射される。
【００４０】
ここで、光変調装置１２Ｂを均一に照明しながらあおり投射した場合では、スクリーンに投射される画像に照度ムラが生じる。図４に示す比較例の場合では、投射光学系１４が上方（＋Ｚ方向）にあおられて配置されているため、スクリーンＳＣＲ上における、画像が投射された部分の下端ＳＰＤから上端ＳＰＵに向かうに従って、画像の照度が小さくなる。すなわち、鉛直方向（Ｚ軸方向）に沿って照度ムラが発生する。
【００４１】
これに対して、本実施形態のプロジェクター１０によれば、回折素子１６によって回折された１次回折光Ｌ１の強度は、０次光Ｌ０に対する角度が最も大きい光線ＭＤ２から、０次光Ｌ０に対する角度が最も小さい光線ＭＤ１に向かうに従って小さくなるように設定されている。言い換えると、１次回折光Ｌ１は、０次光Ｌ０の側に他の領域よりも強度が小さい領域を含んでいる。そして、回折素子１６によって光Ｌが回折される方向は、投射光学系１４によって射出される投射光ＬＰがあおられる方向に対して、面ＳＤが基準面ＳＢと直交するような関係を満たすように設定されている。これにより、光変調装置１２Ｂに照射される光の強度は、光変調装置１２Ｂにおける光が照射される領域の下端部ＰＤから上端部ＰＵに向かうに従って小さくなっている。
【００４２】
また、本実施形態においては、投射光学系１４は上方（＋Ｚ方向）にずれて配置されているため、回折素子１６が設けられていない場合には、上述した比較例と同様に、スクリーンＳＣＲ上に投射される画像の照度は、下端ＳＰＤから上端ＳＰＵに向かうに従って、小さくなる。
【００４３】
また、光変調装置１２Ｂから射出された画像光は、投射光学系１４によって上下が反転されてスクリーンＳＣＲに投射される。
【００４４】
以上のことから、本実施形態においては、照度ムラが発生する方向（Ｚ軸方向）と、スクリーンＳＣＲに投射される画像光の強度が分布する方向（Ｚ軸方向）とが一致するように設定され、かつ、それぞれ強度の変化傾向が逆となっている。したがって、あおり投射によって照度が低下するスクリーンＳＣＲの上部には強度が大きい画像光が投射され、スクリーンＳＣＲの上部に比べて照度低下が少ないスクリーンＳＣＲの下部には、スクリーンＳＣＲの上部に投射される光に比べて強度が小さい画像光が投射される。これにより、本実施形態によれば、スクリーンＳＣＲ上に投射される画像の照度ムラを低減できるプロジェクターが得られる。
【００４５】
また、レーザー光源を回折素子によって回折させる構成のプロジェクターにおいては、０次光が光変調装置に入射すると、０次光が入射した部分が輝点となって画像品質を劣化させてしまうという問題があった。これに対して、本実施形態によれば、０次光Ｌ０が光路上から外れ、光変調装置１２Ｂに入射しない構成となっているため、画像品質を向上できる。
【００４６】
なお、本実施形態においては、下記の構成を採用することもできる。
【００４７】
上記説明した本実施形態においては、回折素子１６は、面ＳＤにおいて１次回折光Ｌ１の強度が、０次光Ｌ０に対して角度が最も大きい光線ＭＤ２から、角度が最も小さい光線ＭＤ１に向かうに従って、強度が小さくなるように設計されているが、これに限られない。本実施形態においては、例えば、回折素子１６は、面ＳＤにおいて１次回折光Ｌ１の強度が、０次光Ｌ０に対して角度が最も大きい光線ＭＤ２から、角度が最も小さい光線ＭＤ１に向かうに従って、強度が大きくなる光となるように、設計されていてもよい。言い換えると、１次回折光Ｌ１は、０次光Ｌ０の側と逆側に他の領域よりも強度が小さい領域を含んでいる。この場合においては、投射光学系１４を、光軸ＡＰが入射する画像光の光軸ＡＬよりも下方側（−Ｚ側）となるように設置する。すなわち、投射光学系１４によって画像光を斜め下方に投射するような構成とする。言い換えると、１次回折光Ｌ１の主光線ＭＤが、基準面ＳＢの投射光学系１４から射出される投射光ＬＰの主光線ＭＡを含む側（−Ｚ側）に向かって０次光Ｌ０の光軸ＡＤから傾くように設定する。
【００４８】
また、上記説明した本実施形態においては、面ＳＤが基準面ＳＢに対して直交する構成としたが、これに限られない。本実施形態において面ＳＤと基準面ＳＢとの角度は、面ＳＤが基準面ＳＢと交差する範囲内において、特に限定されない。
【００４９】
また、本実施形態においては、１次回折光Ｌ１の強度は、連続的に変化するように分布していなくてもよい。本実施形態においては、例えば、１次回折光Ｌ１における０次光Ｌ０側の強度を、０次光Ｌ０と逆側の強度よりも大きくするようにして２段階に変化させてもよい。
【００５０】
（第２実施形態）
本実施形態は、第１実施形態に対して、光路変換素子２０を備えている点において異なる。
なお、上記実施形態と同様の構成については、同一の符号を付す等により、説明を省略する場合がある。
【００５１】
図５は、本実施形態のプロジェクター１１０を示す模式図である。図６は、プロジェクター１１０の構成の一部を模式的に示す斜視図である。図７は、プロジェクター１１０の構成の一部を模式的に示す側面図である。図６及び図７においては、説明のため適宜部材の図示を省略し、配置関係も適宜変更している。
本実施形態のプロジェクター１１０は、図５に示すように、照明装置１１１Ｒと、照明装置１１１Ｇと、照明装置１１１Ｂと、フィールドレンズ１８Ｒと、フィールドレンズ１８Ｇと、フィールドレンズ１８Ｂと、光変調装置１２Ｒと、光変調装置１２Ｇと、光変調装置１２Ｂと、クロスダイクロイックプリズム１３と、投射光学系１４とを備えている。
【００５２】
照明装置１１１Ｂは、青色光（Ｂ）を射出する光源装置１５Ｂと、光源装置１５Ｂからの青色光が入射する回折素子１６と、光路変換素子２０と、回折素子１６からの回折光が入射する重畳光学系１７とを備えている。照明装置１１１Ｒは、赤色光（Ｒ）を射出する光源装置１５Ｒを備える点を除き、照明装置１１１Ｂと同様である。照明装置１１１Ｇは、緑色光（Ｇ）を射出する光源装置１５Ｇを備える点を除き、照明装置１１１Ｂと同様である。
【００５３】
なお、照明装置１１１Ｒ、照明装置１１１Ｇ及び照明装置１１１Ｂは、上記の通り射出される光の色がそれぞれ異なること以外は、同様の構成であるため、以下の説明においては、照明装置１１１Ｂを代表して説明する場合がある。
【００５４】
図６及び図７に示すように、本実施形態においては、光源装置１５Ｂは、光Ｌを水平（Ｘ軸方向と平行）に射出するように配置されている。回折素子１６は、光源装置１５Ｂから射出された光Ｌが、回折素子１６の入射面１６ａに対して垂直に入射するように配置されている。回折素子１６の射出面１６ｂ側には、光路変換素子２０が設けられている。
【００５５】
光路変換素子２０は、回折素子１６と光変調装置１２Ｂとの間の光路中に設けられている。光路変換素子２０は、本実施形態においては、例えば、側面視（ＺＸ面視）台形状のプリズムである。光路変換素子２０は、光が入射する入射面２０ａが、回折素子１６の射出面１６ｂと当接して設けられている。光路変換素子２０の入射面２０ａは、回折素子１６から射出される０次光Ｌ０に対して垂直である。
【００５６】
回折素子１６から光路変換素子２０に入射された０次光Ｌ０及び１次回折光Ｌ１は、光路変換素子２０の射出面２０ｂから射出される。射出面２０ｂは、光源装置１５Ｂから射出される光Ｌの方向（Ｘ軸方向）に対して斜めに設けられている。射出面２０ｂの角度Ｗ１は、射出面２０ｂから射出された１次回折光Ｌ１の主光線ＭＤが水平（Ｘ軸方向と平行）となるように設定される。より詳細には、０次光Ｌ０に対する１次回折光Ｌ１の主光線ＭＤの角度を角度θ、光路変換素子２０の屈折率を屈折率ｎとした場合、角度Ｗ１は、Ｗ１＝θ＋ａｔａｎ（ｓｉｎθ／（ｎ−ｃｏｓθ））となるように設定される。
【００５７】
以上のようにして、光路変換素子２０は、入射された１次回折光Ｌ１の光路を水平な方向（Ｘ軸方向）に変換する。言い換えると、光路変換素子２０は、光源装置１５Ｂの光軸ＡＳと基準面ＳＢとのなす角が小さくなるように、１次回折光Ｌ１の光路を変換する。
【００５８】
光路変換素子２０から射出された光のうち、０次光Ｌ０は、射出面２０ｂで屈折されることで光路から外れ、１次回折光Ｌ１は、図５に示すように、重畳光学系１７及びフィールドレンズ１８Ｂを介して光変調装置１２Ｂに入射される。そして、光変調装置１２Ｂによって変調された画像光は、第１実施形態と同様にして、クロスダイクロイックプリズム１３、投射光学系１４を介して、スクリーンＳＣＲ上にあおり投射される。
【００５９】
本実施形態によれば、光路変換素子２０によって、回折素子１６から射出された光の光路を変換し、光変調装置１２Ｂに入射するときの１次回折光Ｌ１の方向を水平にできる。すなわち、１次回折光Ｌ１の方向と光源装置１５Ｂから射出された光Ｌとを、共に水平面（ＸＹ面）に対して平行とできる。そのため、本実施形態によれば、光源装置１５Ｂを水平配置することができる。これにより、本実施形態によれば、プロジェクター１１０が鉛直方向（Ｚ軸方向）に大型化することが抑制される。また、本実施形態によれば、各部材を、水平または垂直に設置することができるため、各部材を固定する部材の製造も容易となる。
【００６０】
また、本実施形態においては、光源装置１５Ｂがアレイ光源を備えているため、光源装置１５Ｂから複数の光Ｌが射出され、回折素子１６からは、複数の１次回折光Ｌ１が射出される。ここで、光路変換素子２０によって、複数の１次回折光Ｌ１がそれぞれ異なる角度に屈折されると、重畳光学系１７に入射する１次回折光Ｌ１の主光線ＭＤの入射角度がそれぞれ異なることとなり、光を重畳することが困難となる場合がある。本実施形態によれば、光路変換素子２０としてプリズムを用いているため、複数の１次回折光Ｌ１の屈折方向を揃えることができ、複数の１次回折光Ｌ１を重畳光学系１７に互いに同じ角度で入射させることが容易である。その結果、本実施形態によれば、重畳光学系１７によって、光を重畳することが容易である。
【００６１】
なお、本実施形態においては、下記の構成を採用することもできる。
【００６２】
上記説明においては、光路変換素子２０は、回折素子１６と光変調装置１２Ｂとの間の光路中に設けられ、光路変換素子２０と回折素子１６とが当接する構成としたが、これに限られない。本実施形態は、図８〜図１０に示すような構成であってもよい。以下、順に説明する。
【００６３】
図８は、本実施形態の他の例の一つであるプロジェクター２１０の構成の一部を模式的に示す側面図である。
プロジェクター２１０は、上記説明したプロジェクター１１０に対して、光路変換素子１２０が回折素子１６と離間して設けられている点において異なる。
【００６４】
光路変換素子１２０は、図８に示すように、側面視（ＺＸ面視）三角形状のプリズムである。光路変換素子１２０は、回折素子１６と光変調装置１２Ｂとの間の光路中に、回折素子１６と離間して設けられている。光路変換素子１２０は、回折素子１６からの回折光が入射される入射面１２０ａと、入射された光が射出される射出面１２０ｂとを有する。入射面１２０ａは、入射した１次回折光Ｌ１が水平方向（Ｘ軸方向）に屈折されるように、光源装置１５Ｂから射出される光Ｌの方向に対して斜めに設けられている。入射面１２０ａの角度Ｗ２は、Ｗ２＝ａｔａｎ（ｓｉｎθ／（ｎ−ｃｏｓθ））で求められる。
【００６５】
光路変換素子１２０の射出面１２０ｂは、入射面１２０ａによって屈折された１次回折光Ｌ１の主光線ＭＤと垂直となるように設けられている。これにより、１次回折光Ｌ１の主光線ＭＤの方向が水平（Ｘ軸方向と平行）な状態で、光路変換素子１２０から射出される。
【００６６】
この構成によれば、光路変換素子１２０が回折素子１６と離間して設けられているため、光路変換素子１２０を交換することや、光路変換素子１２０の配置角度を調整することが容易である。
【００６７】
図９は、本実施形態の他の例の一つであるプロジェクター３１０の構成の一部を模式的に示す側面図である。
プロジェクター３１０は、上記説明したプロジェクター１１０に対して、光路変換素子２２０が光源装置１５Ｂと回折素子１６との間の光路中に設けられている点において異なる。また、プロジェクター３１０においては、回折素子１６は、第１実施形態のプロジェクター１０と同様に配置されている。
【００６８】
光路変換素子２２０は、図９に示すように、側面視（ＺＸ面視）矩形状のプリズムである。光路変換素子２２０の入射面２２０ａ及び射出面２２０ｂは、共に光源装置１５Ｂから射出される光Ｌの方向に対して斜めに設けられている。射出面２２０ｂは、回折素子１６の入射面１６ａと当接して設けられている。
【００６９】
光路変換素子２２０は、光源装置１５Ｂから水平方向（Ｘ軸方向）に射出された光Ｌを斜め上方に屈折させる。言い換えると、光源装置１５Ｂの光軸ＡＳと基準面ＳＢ（図６参照）とのなす角が小さくなるように、回折素子１６へ入射する光Ｌの光路を変換する。
光路変換素子２２０の入射面２２０ａにおける屈折角度は、屈折された光が、回折素子１６の入射面１６ａに対して垂直に入射するような角度に設定されている。
これにより、光源装置１５Ｂから射出される光Ｌの方向と、回折素子１６から射出される１次回折光Ｌ１の主光線ＭＤの方向とが共に水平面（ＸＹ面）に対して平行となる。
【００７０】
この構成によれば、光路変換素子２２０が、光源装置１５Ｂと回折素子１６との間の光路中に設けられているため、回折素子１６によって拡散する前の光が、光路変換素子２２０の入射面２２０ａに入射される。そのため、この構成によれば、入射面２２０ａの大きさを小さくすることができ、結果として光路変換素子２２０を小型化できる。
【００７１】
また、この構成によれば、光路変換素子２２０としてプリズムを用いているため、光路変換素子２２０として例えばレンズを用いるような場合に比べて、光の収差を低減でき、光源装置１５Ｂからの光Ｌを回折素子１６に精度よく垂直に入射することが容易である。
【００７２】
図１０は、本実施形態の他の例の一つであるプロジェクター４１０の構成の一部を模式的に示す側面図である。
プロジェクター４１０は、上記説明したプロジェクター３１０に対して、光路変換素子３２０が回折素子１６と離間して設けられている点において異なる。
【００７３】
光路変換素子３２０は、図１０に示すように、側面視（ＺＸ面視）三角形状のプリズムである。光路変換素子３２０は、光源装置１５Ｂと回折素子１６との間の光路中に、回折素子１６と離間して設けられている。光路変換素子３２０の入射面３２０ａは、光源装置１５Ｂから射出された光Ｌが垂直に入射するように設けられている。光路変換素子３２０の射出面３２０ｂは、光源装置１５Ｂから射出される光Ｌに対して斜めに設けられている。射出面３２０ｂの角度は、光路変換素子３２０の射出面３２０ｂから屈折されて射出された光Ｌが、回折素子１６の入射面１６ａに対して垂直に入射するように設定されている。これにより、光源装置１５Ｂから射出される光Ｌの方向と、回折素子１６から射出される１次回折光Ｌ１の主光線ＭＤの方向とが共に水平面（ＸＹ面）に対して平行となる。
【００７４】
この構成によれば、光路変換素子３２０が回折素子１６と離間して設けられているため、光路変換素子３２０を交換することや、光路変換素子３２０の配置角度を調整することが容易である。
【００７５】
なお、上記の説明においては、Ｚ軸方向を鉛直方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向が水平方向としたが、これに限られない。Ｘ軸方向またはＹ軸方向が鉛直方向であっても、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向以外の方向が鉛直方向であってもよい。
【符号の説明】
【００７６】
Ｌ…光、１０，１１０，２１０，３１０，４１０…プロジェクター、１２Ｂ，１２Ｇ，１２Ｒ…光変調装置、１４…投射光学系、１５Ｂ，１５Ｇ，１５Ｒ…光源装置、１６…回折素子、１７…重畳光学系、２０，１２０，２２０，３２０…光路変換素子、ＡＤ…０次光の光軸、ＡＬ…画像光の光軸、ＡＳ…光源装置の光軸、Ｌ０…０次光、Ｌ１…１次回折光（回折光）、ＬＰ…投射光、ＭＡ…投射光の主光線、ＭＤ…回折光の主光線、ＳＢ…基準面、ＳＤ…０次光の光軸と回折光の主光線とを含む面、ＳＰ…光軸と投射光の主光線とを含む面、ＭＤ１，ＭＤ２…光線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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