(57)【要約】【課題】動画像の表示性能を向上させて、明るさや光の利用効率の良い画像表示装置及びプロジェクタを提供すること。【解決手段】照明光を放射する光源１１０と、照明光を電気的信号に基づいて変調して画像光を形成する画像形成領域を有する空間光変調器である液晶ライトバルブ１５０と、光源１１０から放射された照明光の光束の形状及び大きさの少なくとも一方を変換して画像形成領域よりも狭い領域に照射する照射光学系であるフライアイレンズ１２１、１２２、重畳レンズ１２３と、照射光学系により照射される照明光を画像形成領域で走査させることができる照明光走査光学系である回転プリズム１３０と、液晶ライトバルブ１５０で変調された画像光を投写する投写手段である投写レンズ１６０と、を有する。【選択図】　　　図１
2004139020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光を放射する光源と、
前記照明光を電気的信号に基づいて変調して画像光を形成する画像形成領域を有する空間光変調器と、
前記光源から放射された前記照明光の光束の形状及び大きさの少なくとも一方を変換して、前記画像形成領域よりも狭い領域に照射する照射光学系と、
前記照射光学系により照射される前記照明光を前記画像形成領域で走査させることができる照明光走査光学系と、
を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記照明光走査光学系は、回転することによって前記照明光の屈折角を変化させて前記照明光を走査する回転プリズムを備えることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記照射光学系は、前記照明光を複数の部分光に分割してそれぞれ集光するレンズアレイ部と、
前記部分光を前記画像形成領域上、又は前記画像形成領域に共役な面上に重畳させる重畳レンズ部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記照明光走査光学系は、回転することによって前記照明光の屈折角を変化させて前記照明光を走査する回転プリズムを備え、
前記回転プリズムを、前記重畳レンズ部と前記空間光変調器との間に少なくとも一つ配置することを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記照明光走査光学系は、回転することによって前記照明光の屈折角を変化させて前記照明光を走査する回転プリズムを備え、
前記回転プリズムを、前記レンズアレイ部により分割された前記部分光に対応して複数個配置することを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記照射光学系は、入射端部より入射した前記照明光を、内壁もしくは外壁に反射させて射出端部より射出させるロッド部と、
前記射出端部の像を前記画像形成領域に結像させる結像レンズ部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記照明光走査光学系は、回転することによって前記照明光の屈折角を変化させて前記照明光を走査する回転プリズムを備え、
前記回転プリズムを、前記ロッド部と前記空間光変調器との間に少なくとも一つ配置することを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像表示装置と、
前記画像表示装置で表示された画像を投写する投写手段と、
を有することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項９】
前記照明光走査光学系により走査された前記照明光を、少なくとも２色以上の照明光に分離する色分離光学系を有することを特徴とする請求項８に記載のプロジェクタ。
【請求項１０】
前記照明光を少なくとも２色以上の照明光に分離する色分離光学系を有し、かつ、前記色分離光学系により色分離された照明光のうち他の照明光よりも光路の長い照明光の光路中に、入射前と射出後の像の向きを同じにして伝えるリレー結像手段を配置することを特徴とする請求項８に記載のプロジェクタ。
【請求項１１】
前記照明光を少なくとも２色以上の照明光に分離する色分離光学系を有し、かつ、色分離された照明光の少なくとも一つに対して像の走査方向を反転させるための像反転プリズムを配置したことを特徴とする請求項８に記載のプロジェクタ。
【請求項１２】
請求項１、２、３、４、６、又は７に記載の画像表示装置と、
前記画像表示装置で表示された画像を投写する投写手段と、
を有するプロジェクタにおいて、
前記照明光を少なくとも２色以上の照明光に分離する色分離光学系を有し、かつ、分離された前記照明光を走査する照明光走査光学系を各色毎に配置したことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１３】
前記照明光走査光学系は、回転することによって前記照明光の屈折角を変化させて前記照明光を走査する回転プリズムを備え、
前記回転プリズムの少なくとも一つは、回転方向が他の回転プリズムと異なることを特徴とする請求項１２に記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像表示装置及びプロジェクタに関する。更に詳しくは、光源から放射された照明光を液晶ライトバルブ又はティルトミラーデバイスなどの空間光変調器に照射させ、この空間光変調器によって変調された照明光を投写レンズに入射させて、投写レンズからスクリーン等に照明光を投写させて画像を表示するプロジェクタに関し、特に、動画像を表示するのに有用な技術である。
【０００２】
【従来の技術】
図１８は、従来のプロジェクタの概念を説明する図である。このプロジェクタ１０００は、光源１１０と、フライアイレンズ１０２１、１０２２と、重畳レンズ１０２３と、平行化レンズ１４０と、ライトバルブ１５１と、投写レンズ１６０と、を主に有している。
【０００３】
フライアイレンズ１０２１、１０２２は、矩形状の輪郭を有する微小レンズをマトリックス状に配列したレンズアレイである。各微小レンズの外形形状は、光軸方向から見た場合には、空間光変調器であるライトバルブ１５１の画像形成領域の外形形状とほぼ相似形に成形してある。たとえば、ライトバルブ１５１の画像形成領域の外形形状が、横縦比４：３の矩形形状の場合には、各微小レンズの外形形状も横縦比４：３の矩形形状に成形する。
【０００４】
フライアイレンズ１０２１は、光源１１０から放射された照明光を複数の部分光に分割して、部分光毎にフライアイレンズ１０２２の各微小レンズに集光させる。フライアイレンズ１０２２は、複数に分割された部分光毎に放射して、重畳レンズ１０２３に入射させる。そして、重畳レンズ１０２３は、平行化レンズ１４０を介し、複数に分割された部分光を重畳させて、ライトバルブ１５１の画像形成領域に照射する。このとき、各微小レンズの外形形状とライトバルブ１５１の画像形成領域との横縦比が同じであるため、ライトバルブ１５１の画像形成領域全体に均一な照度分布をもつ照明光を照射させることができる。
【０００５】
したがって、プロジェクタ１０００は、光源１１０から放射された照明光を、照度分布を均一にしてライトバルブ１５１の画像形成領域に照射し、ライトバルブ１５１によって変調した後、投写手段である投写レンズ１６０に入射させて、投写レンズ１６０から不図示のスクリーンに画像光として投写することによって明るさムラの少ない画像を表示するようになっている。
【０００６】
また、ライトバルブの一つに液晶パネルを用いた液晶ライトバルブがある。このようなプロジェクタでは、光源から放射された照明光を、液晶ライトバルブに照射させ、液晶ライトバルブが画像信号に基づいて照明光を変調し、その照明光を投写レンズによって拡大してスクリーンに投写するため、プロジェクタがスクリーンに投写する動画像の表示性能は、液晶ライトバルブの応答性能に基づく動画像の表示性能に等しい。
【０００７】
さらに、従来の画像表示装置において、表示素子に照射される照明領域を走査することによって動画質の改善をする技術が提案されている。ある画像表示装置においては、複数の光源を表示素子の背面に配置して、点灯と消灯を時間差で順に行うことによって、表示素子に照射される照明領域を走査する構成が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、他の画像表示装置においては、光源の放射する方向を規定するスリットが形成された集光筒を回転することによって、表示素子に照射される照明領域を走査する構成が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−２７５６０４号公報
【特許文献２】
特開２００２−６７６６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ディスプレイは、表示方法の違いによってインパルス型とホールド型とに分けることができる。インパルス型は、瞬間的に表示に必要な明るさ分だけ光を画素毎に表示する方法であり、たとえば、インパルス型のディスプレイとしては、ＣＲＴ［ｃａｔｈｏｄｅ−ｒａｙ　ｔｕｂｅ］が知られている。また、ホールド型のディスプレイは、一定時間の間に表示に必要な明るさ分だけの光を画素毎に表示する方法であり、たとえば、ホールド型のディスプレイとしては、液晶ディスプレイが知られている。つまり、液晶ライトバルブを用いたプロジェクタもホールド型ディスプレイの一種となる。
【００１０】
一般に、インパルス型とホールド型は、表示方法の違いから、動画像の表示性能に違いがある。以下に、インパルス型とホールド型のディスプレイにおける動画像の表示性能の違いを人間の目による見え方の相違によって示し、これにより、従来のプロジェクタの課題について説明する。
【００１１】
図１９に、インパルス型のディスプレイにおける動画像の表示性能を説明する図を示し、図２０に、ホールド型のディスプレイにおける動画像の表示性能を説明する図を示す。なお、両図において、動画像の移動距離を横軸にとり、時間を縦軸にとってある。また、両図において、縦軸方向への表示物の厚みは、発光時間を示している。たとえば、１フレームの間で厚みが１００％であれば１フレームの間における全ての時間で発光していて、厚みが５０％であれば１フレームの間における半分の時間で発光していることを示す。
【００１２】
図１９に示すように、インパルス型のディスプレイの場合において、動画像が、画面上で時間の経過に伴って移動すると、人間の目には動画像の端部が多少ぼやけて見えるだけとなる。しかし、図２０に示すように、ホールド型ディスプレイの場合において、動画像が、画面上で時間の経過に伴って移動すると、人間の目にはインパルス型ディスプレイの場合よりも動画像の端部がぼやけて見えてしまう。
【００１３】
このようにホールド型のディスプレイの方がインパルス型のディスプレイよりも大きくぼやけてしまうのは、インパルス型ディスプレイでは、瞬間的に光を発しているため、積分による脳でのイメージ残像が少なくなっているのに対し、ホールド型のディスプレイでは、一定時間の間は光が発し続けられるため、積分による脳のイメージ残像が大きくなり易くなってしまうためである。
【００１４】
図２１および図２２に、ホールド型のディスプレイにおける動画像の表示性能を改善する方法を説明する図を示す。なお、縦軸と横軸のとり方、および、縦軸方向への表示物の厚みの定義は、図１９および図２０と同様であるため、説明を省略する。
【００１５】
たとえば、図２１に示すように、画像の切り替え速度を早くすると、動画像の端部が鮮明に見えるようになってぼやけを小さくすることができる。しかし、液晶等を使ったホールド型のディスプレイの場合は、表示体の応答速度が比較的遅いため、画像の切り替え速度をこのように早くするのは非常に困難である。また、画像の切り替え速度を早くした分だけ、表示する画像データの量を増やす必要も出てくる。
【００１６】
また、図２２に示すように、光の点灯を制御してインパルス型のディスプレイと同じように見せる方法がある。たとえば、液晶ディスプレイであればバックライトのような照明光を間欠点灯させたり、シャッターを用いて連続的に照明光を遮断させたりする方法である。しかし、一般にプロジェクタでは光源として高電圧の放電ランプを用いるため間欠点灯させることは非常に困難である。また、シャッターを用いた場合、シャッターを閉じている間の照明光が使われないため明るさや光の利用効率が下がる問題が生じる。次に、従来の画像表示装置における動画質の改善をする技術の課題について示す。特許文献１のような構成によれば、複数の光源を平面的に配置する必要があるため、光源は瞬時に点灯や消灯ができることや、照明が均一になるように平面的に配置できるといった制約が必要になる。当然、高電圧の放電ランプを用いるプロジェクタなどには適応が困難な構成となる。また、原理的に消灯する光源が必要となるため、本来ある光源の数に対して画像が暗く表示されてしまうといった問題がある。さらに、特許文献２のような構成によれば、光源から放射された光線自体を走査するのではなく、スリットが形成された集光筒を回転することによって光源から多方向へ拡散して放射する光の方向を制限しながら照明する領域を規定するといった構成であるため、スリットを直接通過しない光を確実に表示素子に導光して照射するのは難しいといった問題がある。そのため、光の利用効率を高めることが難しい。
【００１７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、動画像の表示性能を向上させて、明るさや光の利用効率の良い画像表示装置及びプロジェクタを提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、第１の本発明によれば、照明光を放射する光源と、前記照明光を電気的信号に基づいて変調して画像光を形成する画像形成領域を有する空間光変調器と、前記光源から放射された前記照明光の光束の形状及び大きさの少なくとも一方を変換して、前記画像形成領域よりも狭い領域に照射する照射光学系と、前記照射光学系により照射される前記照明光を前記画像形成領域で走査させることができる照明光走査光学系と、を有することを特徴とする画像表示装置を提供できる。
【００１９】
このような構成によれば、瞬間的な時間においては、照射光学系により空間光変調器の画像形成領域の一部分にしか照明光の照射が行われないが、ある時間の範囲内においては、照明光走査光学系により、照明光を画像形成領域で走査させることができるため、画像形成領域の全体へ均一な照度分布をもつ照明光の照射が行われる。そのため、画像表示装置を直視した場合、人間の目には画像を認識できるようになる。また、画像形成領域の一部分に注目すると照明光が当たったり当たらなかったりするため、間欠点灯と同じ現象が起きることになる。そのため、空間光変調器がホールド型であっても鮮明な動画像を表示できる。さらに、従来の画像表示装置と同じ光量が光源から放射される場合には、光量も従来と変わらないため、従来と比べて暗くなることもなく表示することができる。したがって、動画像の表示性能を向上させて、明るさや光の利用効率の良い画像表示装置を提供することができる。なお、本発明は、照明光を画像形成領域の一部分に照射して、照明光走査光学系によって照明光の光線自体を走査させる構成であるため、従来の画像表示装置のように複数の光源の点灯と消灯を時間差で順に行う構成や、スリットが形成された集光筒を回転することによって光源から多方向へ拡散して放射する光の方向を制限しながら照明する領域を規定する構成とは、明るさや光の利用効率の点で大きく異なる。
【００２０】
また、第１の本発明の好ましい態様によれば、前記照明光走査光学系は、回転することによって前記照明光の屈折角を変化させて前記照明光を走査する回転プリズムを備えることが望ましい。これにより、照射光学系からの光を回転プリズムで走査することができる。このため、照明光を画像形成領域で走査させることができる構成を容易に実現できる。
【００２１】
また、第１の本発明の好ましい態様によれば、前記照射光学系は、前記照明光を複数の部分光に分割してそれぞれ集光するレンズアレイ部と、前記部分光を前記画像形成領域上、又は前記画像形成領域に共役な面上に重畳させる重畳レンズ部と、を備えることが望ましい。このような構成によれば、レンズアレイ部の外形形状や重畳レンズ部の集光倍率の組み合わせを変えることにより、光源のもつ照明分布に合わせながら、画像形成領域よりも狭い領域に照明光を照射させる照射光学系を容易に実現することが可能となる。また、画像形成領域に共役な面上に照明光を重畳させても良い。そして、リレー結像系により画像形成領域へ重畳された照明光を結像させる。これにより、画像形成領域上に照明光を重畳させることと同様の効果を得られる。また、照明光を重畳させる面は、画像形成領域の近傍の面、又は画像形成領域に共役な面の近傍の面でも良い。
【００２２】
また、第１の本発明の好ましい態様によれば、前記照明光走査光学系は、回転することによって前記照明光の屈折角を変化させて前記照明光を走査する回転プリズムを備え、前記回転プリズムを、前記重畳レンズ部と前記空間光変調器との間に少なくとも一つ配置することが望ましい。このような構成によれば、重畳レンズ部を通過後の光をまとめて回転プリズムで走査する構成が可能となるため、照明光を画像形成領域で走査させることができる構成を容易に実現することが可能となる。
【００２３】
また、第１の本発明の好ましい態様によれば、前記照明光走査光学系は、回転することによって前記照明光の屈折角を変化させて前記照明光を走査する回転プリズムを備え、前記回転プリズムを、前記レンズアレイ部により分割された前記部分光に対応して複数個配置することが望ましい。このような構成によれば、部分光の大きさに合わせた比較的小型の回転プリズムを画像表示装置内にコンパクトに配置し、照明光を画像形成領域で走査させることができる構成を実現することが可能となる。
【００２４】
また、第１の本発明の好ましい態様によれば、前記照射光学系は、入射端部より入射した前記照明光を、内壁もしくは外壁に反射させて射出端部より射出させるロッド部と、前記射出端部の像を前記画像形成領域に結像させる結像レンズ部と、を備えることが望ましい。このような構成によれば、ロッド部の射出端部の形状と結像レンズ部の集光倍率の組み合わせを変えることにより、光源のもつ照明分布に合わせながら、画像形成領域よりも狭い領域に照明光を照射させる照射光学系を容易に実現することが可能となる。
【００２５】
また、第１の本発明の好ましい態様によれば、前記照明光走査光学系は、回転することによって前記照明光の屈折角を変化させて前記照明光を走査する回転プリズムを備え、前記回転プリズムを、前記ロッド部と前記空間光変調装置との間に少なくとも一つ配置することが望ましい。このような構成によれば、ロッド部から射出された照明光の大きさに合わせて、回転プリズムを配置することが可能となるため、ロッドの射出端部から射出した照明光を回転プリズムに通過させて、照明光を画像形成領域で走査させることができる構成を容易に実現することが可能となる。
【００２６】
また、第２の本発明によれば、上述の画像表示装置と、前記画像表示装置で表示された画像を投写する投写手段と、を有することを特徴とするプロジェクタを提供できる。
【００２７】
このような構成によれば、瞬間的な時間においては、照射光学系により空間光変調器の画像形成領域の一部分にしか照明光の照射が行われないが、ある時間の範囲内においては、照明光走査光学系により、照明光を画像形成領域で走査させることができるため、画像形成領域の全体へ均一な照度分布をもつ照明光の照射が行われる。そのため、投写手段によってスクリーンに画像を投写した場合、人間の目には画像を認識できるようになる。また、画像形成領域の一部分に注目すると照明光が当たったり当たらなかったりするため、間欠点灯と同じ現象が起きることになる。そのため、空間光変調器がホールド型であっても鮮明な動画像を表示できる。さらに、従来のプロジェクタと同じ光量が光源から放射される場合には、光量も従来と変わらないため、従来と比べて暗くなることもなく表示することができる。したがって、動画像の表示性能を向上させて、明るさや光の利用効率の良いプロジェクタを提供することができる。
【００２８】
また、第２の本発明の好ましい態様によれば、前記照明光走査光学系により走査された前記照明光を、少なくとも２色以上の照明光に分離する色分離光学系を有することが望ましい。これにより、照明光走査光学系を少なくとも一つ設けることで、フルカラー像で鮮明な動画像を表示することもできる。
【００２９】
また、第２の本発明の好ましい態様によれば、前記照明光を少なくとも２色以上の照明光に分離する色分離光学系を有し、かつ、前記色分離光学系により色分離された照明光のうち他の照明光よりも光路の長い照明光の光路中に、入射前と射出後の像の向きを同じにして伝えるリレー結像手段を配置することが望ましい。このような構成によれば、入射前と射出後の像の向きを同じにして伝えるリレー結像手段を配置するため、単純にレンズを使用した場合のような像の反転は起きない。つまり、リレー結像手段を使用しても、像の走査方向が反転する影響を避けることができる。したがって、スクリーンの画像において、リレー結像手段の影響により各色毎の走査方向が揃わなくなるといった現象がなくなる。これにより、色分離した各色が独立して間欠点灯するような表示を避ける構成も可能となり、人間の目に不快となるような色のちらつきを抑えることができる。同時に、リレー結像手段を利用することによって光路長の違いによる各色毎の結像の差を補正することも可能となる。なお、リレー結像手段としては、リレーレンズ光学系に限られず、像をリレーする機能を有する光学系であれば良い。
【００３０】
また、第２の本発明の好ましい態様によれば、前記照明光を少なくとも２色以上の照明光に分離する色分離光学系を有し、かつ、色分離された照明光の少なくとも一つに対して像の走査方向を反転させるための像反転プリズムを配置したことが望ましい。このような構成によれば、像反転プリズムにより各色毎の走査方向をそれぞれ制御できるため、スクリーンの画像において、各色の走査方向を揃えたりすることが可能となる。これにより、たとえば各色の照明光の走査方向を揃えて照射することで、色分離した各色が独立して間欠点灯するような表示を避ける構成も可能となり、人間の目に不快となるような色のちらつきを抑えることができる。
【００３１】
また、第３の本発明によれば、上述の画像表示装置と、前記画像表示装置で表示された画像を投写する投写手段と、を有するプロジェクタにおいて、前記照明光を少なくとも２色以上の照明光に分離する色分離光学系を有し、かつ、分離された前記照明光を走査する照明光走査光学系を各色毎に配置したことを特徴とするプロジェクタを提供できる。このような構成によれば、各色の照明光毎に対応する回転プリズムの屈折角を変えることにより各色毎の照明光を制御することができるため、スクリーンの画像において、各色の照明光を重ねて照射することや、各色の照明光をずらして照射することなどが可能となる。これにより、たとえば各色の照明光を重ねて照射することで、色分離した各色が独立して間欠点灯するような表示を避ける構成も可能となり、人間の目に不快となるような色のちらつきを抑えることができる。
【００３２】
また、第３の本発明の好ましい態様によれば、前記照明光走査光学系は、回転することによって前記照明光の屈折角を変化させて前記照明光を走査する回転プリズムを備え、前記回転プリズムの少なくとも一つは、回転方向が他の回転プリズムと異なることが望ましい。このような構成によれば、各色の照明光毎に走査方向を制御できるため、スクリーンの画像において、各色毎の走査方向を揃えたりすることが可能となる。これにより、たとえば各色の照明光の走査方向を揃えて照射することで、色分離した各色が独立して間欠点灯するような表示を避ける構成も可能となり、人間の目に不快となるような色のちらつきを抑えることができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に関するプロジェクタの概念を説明する図である。このプロジェクタ１００は、光源１１０と、フライアイレンズ１２１、１２２と、重畳レンズ１２３と、回転プリズム１３０と、平行化レンズ１４０と、液晶ライトバルブ１５０と、投写レンズ１６０と、を主に有している。
【００３４】
光源１１０は、ランプ１１１と凹面鏡１１２とによって構成される。ランプ１１１は、たとえば、高圧水銀ランプなどの放電ランプからなり、また、凹面鏡１１２は、放物面鏡からなる。なお、ランプ１１１と凹面鏡１１２は、この構成に限らない。この光源１１０では、ランプ１１１が照明光を発し、凹面鏡１１２がその照明光を反射して、照度分布をもつ照明光をフライアイレンズ１２１、１２２に向けて放射するようになっている。このとき、ランプ１１１がＬＥＤ光源であれば、凹面鏡１１２でなく集光レンズを使って、フライアイレンズ１２１，１２２に向けて照明光を放射する構成や、複数のＬＥＤ光源をアレイ状に配置する構成であってもよく、光源の種類、数、構成等については、適宜変更が可能である。
【００３５】
フライアイレンズ１２１、１２２は、矩形状の輪郭を有する微小レンズをマトリックス状に配列したレンズアレイである。各微小レンズの外形形状は、光軸方向から見た場合には、照明光を電気的信号に基づいて変調して画像光を形成する空間光変調器である液晶ライトバルブ１５０の画像形成領域の外形形状とは比率を変えて成形してある。ここでは、液晶ライトバルブ１５０の画像形成領域の外形形状が、横縦比４：３の矩形形状であり、各微小レンズの外形形状は横縦比４：１の矩形形状に成形してある。
【００３６】
フライアイレンズ１２１は、光源１１０から放射された照明光を複数の部分光に分割して、部分光毎にフライアイレンズ１２２の各微小レンズに集光させる。フライアイレンズ１２２は、複数に分割された部分光を各部分光毎に射出して、重畳レンズ１２３に入射させる。そして、重畳レンズ１２３は、平行化レンズ１４０を介し、複数に分割された部分光を重畳させて、液晶ライトバルブ１５０に照射する。このとき、各微小レンズの外形形状の横縦比が４：１であるため、液晶ライトバルブ１５０の画像形成領域より狭い領域、つまり、画像形成領域の３分の１の部分に均一な照度分布をもつ照明光を照射させることができる。換言すると、フライアイレンズ１２１、１２２及び重畳レンズ１２３は、光源１１０を射出した照明光の光束の形状及び大きさの少なくとも一方を変換して、画像形成領域よりも狭い領域に照明光を照射する機能を有する。なお、本実施例の構成を例にして考えると、照射光学系によって照明される領域（画像形成領域よりも狭い領域）が画像形成領域の横方向に対して越えるように設計されていても、縦方向の大きさに対して狭い領域であれば、本発明の主旨を逸脱しない。さらに、重畳レンズ１２３は、液晶ライトバルブ１５０の画像形成領域のみならず、画像形成領域に共役な面上に照明光を重畳させても良い。画像形成領域に共役な面に照明光を重畳させた場合は、リレー光学系又はリレー結像手段を用いて重畳された照明光を画像形成領域上に結像させる。
【００３７】
なお、照明光を画像形成領域で走査させることができる照明光走査光学系としての回転プリズム１３０が、重畳レンズ１２３と液晶ライトバルブ１５０の間に配置されており、照明光は回転プリズム１３０の回転と屈折率の関係から光軸がシフトされながら回転プリズム１３０を通過し、液晶ライトバルブ１５０に向かう。なお、回転プリズム１３０は、ガラス材料からなる四角柱のプリズムによって構成され、不図示のモーターによって回転する。
【００３８】
ここで、図２に回転プリズムの作用を詳しく説明する図を示す。図中、紙面に対して垂直な軸を中心にして反時計回りに回転プリズムが回転する場合について説明する。
【００３９】
図２において、（ａ）に示す回転プリズム１３０の回転位置は、図中左側から回転プリズム１３０に入射する照明光を屈折させずに直進させて図中右側へ射出する位置にある様子を示している。なお、ここでは説明を簡単にするため照明光を光軸に平行な光線として表記している。また、以下の説明では、同じように照明光を光線として表記し説明する。
【００４０】
（ｂ）に示す回転プリズム１３０の回転位置は、（ａ）に示す回転位置から反時計回りの方向に０°から４５°の間における回転の様子を示している。この場合は、図中左側から回転プリズム１３０に入射する照明光を図中上側に屈折させて図中右側へ射出する。
【００４１】
（ｃ）に示す回転プリズム１３０の回転位置は、（ａ）に示す回転位置から反時計回りの方向に４５°から９０°の間における回転の様子を示している。この場合は、図中左側から回転プリズム１３０に入射する照明光を図中下側に屈折させて図中右側へ射出する。
【００４２】
（ｄ）に示す回転プリズム１３０の回転位置は、（ａ）に示す回転位置から反時計回りの方向に９０°回転した様子を示している。この場合は、（ａ）の場合と同様に、図中左側から回転プリズム１３０に入射する照明光を屈折させずに直進させて図中右側へ射出する位置にある様子を示している。以上のように照明光は回転プリズムの回転と屈折率の関係から光軸がシフトされながら回転プリズムを通過することになる。
【００４３】
図１に戻って、回転プリズム１３０を通過した照明光は、平行化レンズ１４０により平行化されて液晶ライトバルブ１５０に入射する。照明光は、前述のように回転プリズム１３０を通過するため、照明光は、液晶ライトバルブ１５０の画像形成領域で走査されながら照射されることになる。
【００４４】
図３に回転プリズム１３０の回転に伴って変化する液晶ライトバルブ１５０の画像形成領域での照明光の走査の様子を示す。図３の（ａ）から（ｄ）は、図２に示した（ａ）から（ｄ）の場合に回転プリズム１３０から平行化レンズ１４０を通過して液晶ライトバルブ１５０の画像形成領域に照明光が照射されるときの照明光の照射領域を示している。なお、図３（ｅ）は、図３の（ａ）から（ｄ）を繰り返して連続的に液晶ライトバルブ１５０の画像形成領域に照明光を照射した場合に、ある一定時間積分した照明光の様子を示している。
【００４５】
図３の（ａ）に示すように、図２の（ａ）の回転位置において回転プリズムを通過した照明光は、液晶ライトバルブ１５０の画像形成領域より狭い領域、つまり画像形成領域の中央における画像形成領域の３分の１の部分に照射される。そして、回転プリズムが、図２の（ａ）から（ｂ）のように回転すると、図３の（ａ）から（ｂ）に示すように、液晶ライトバルブ１５０の画像形成領域の中央から上側端に向かって照明光の照射領域が遷移する。さらに、回転プリズムが、図２の（ｂ）から（ｃ）のように回転すると、図３の（ｂ）から（ｃ）に示すように、液晶ライトバルブ１５０の画像形成領域の下側端から照明光の照射が始まるように遷移する。そして、回転プリズムが、図２の（ｃ）から（ｄ）のように回転すると、図３の（ｃ）から（ｄ）に示すように、液晶ライトバルブ１５０の画像形成領域の下側端から中央側に向かって照明光の照射領域が遷移する。なお、液晶ライトバルブ１５０の画像データとなる電気的信号の書き込み方向は、照明光を走査する方向と一致させることが望ましい。
【００４６】
上記にしたがって、液晶ライトバルブ１５０の画像形成領域への照明光の走査が繰り返し高速に行われることにより、ある一定時間の積分をとれば図３の（ｅ）に示すように、画像形成領域に均一な照度分布をもつ照明光の照射を行うことができる。また、画像形成領域の一部分に注目すると照明光が当たったり当たらなかったりするため、間欠点灯と同じ現象が起きることになる。なお、本実施例の構成を例にして考えると、照明光の走査によって照射領域が画像形成領域の縦方向を越えるように設計されていても、画像形成領域で照明光が画像形成領域で照明光を走査できていれば本発明の主旨を逸脱しない。
【００４７】
再び図１に戻って、図３に説明したように液晶ライトバルブ１５０の画像形成領域に入射した照明光は、液晶ライトバルブ１５０の画像形成領域内で電気的信号に基づいて変調され、投写レンズ１６０に向かって射出される。なお、液晶ライトバルブ１５０は、液晶パネルと液晶パネルの前後に配置した２枚の偏光板とによって構成される。そして、投写手段である投写レンズ１６０に入射した照明光は、不図示のスクリーンに投写されスクリーン上に画像光として画像を表示する。このときの投写方式は、スクリーンの前面から画像光を投写する方式とスクリーンの背面から画像光を投写する方式のいずれであってもよい。また、投写手段は、投写レンズ１６０のようなレンズではなく曲面ミラーを用いたものであってもよい。
【００４８】
以上のように、このプロジェクタ１００は、照明光を放射する光源１１０と、この照明光を電気的信号に基づいて変調して画像光を形成する画像形成領域を有する空間光変調器である液晶ライトバルブ１５０と、光源１１０が放射する照明光を画像形成領域よりも狭い領域に照射させる照射光学系であるフライアイレンズ１２１、１２２および重畳レンズ１２３と、照射光学系により照射される照明光を画像形成領域で走査させることができる照明光走査光学系である回転プリズム１３０と、を有する。これにより、瞬間的な時間においては、照射光学系により空間光変調器の画像形成領域の一部分へ均一な照度分布をもつ照明しか行われないが、ある時間の範囲内においては、照明光走査光学系により、照明光を画像形成領域で走査させることができるため、画像形成領域の全体へ均一な照度分布をもつ照明光の照射が行われる。そのため、スクリーンに画像を投写した場合、人間の目には画像を認識できるようになる。
【００４９】
また、画像形成領域の一部分に注目すると照明光が当たったり当たらなかったりするため、間欠点灯と同じ現象が起きることになる。そのため、空間光変調器がホールド型であっても鮮明な動画像を表示できる。さらに、従来のプロジェクタと同じ光量が光源から放射される場合には、光量も従来と変わらないため、従来と比べて暗くなることもなく表示することができる。したがって、動画像の表示性能を向上させて、明るさや光の利用効率の良いプロジェクタを提供することができる。
【００５０】
（実施の形態２）
以下に説明する本実施の形態において、前に説明した実施の形態と同一の構成には、同一の符号を付し、共通する動作や作用の説明については省略する。また、同一名称を付している場合には、符号が相違しても機能はほとんど同一であるため基本的な説明は省略する。
【００５１】
図４は、本発明の実施の形態２に関するプロジェクタの概念を説明する図である。このプロジェクタ２００は、光源１１０と、シリンドリカルアレイレンズ２２１、２２２と、重畳レンズ２２３と、回転プリズム１３０と、平行化レンズ１４０と、液晶ライトバルブ１５０と、投写レンズ１６０と、を主に有している。
【００５２】
実施の形態１では、照射光学系としてフライアイレンズおよび重畳レンズを用いたが、この実施の形態２では、照射光学系として図５に示すような、単一方向のみの集光倍率を変化させるシリンドリカルレンズをアレイ状に配置したレンズアレイと、実施の形態１とは縦横の集光倍率が異なる重畳レンズと、を用いた点が異なる。その他の点は、実施の形態１と同様であるため説明は省略する。
【００５３】
シリンドリカルアレイレンズ２２１、２２２と、重畳レンズ２２３は、レンズ倍率の組み合わせにより、液晶ライトバルブ１５０の画像形成領域より狭い領域、つまり、画像形成領域の３分の１の部分に均一な照度分布をもつ照明光を照射させる。プロジェクタ２００には、照明光を画像形成領域で走査させることができる照明光走査光学系としての回転プリズム１３０が、重畳レンズ２２３と液晶ライトバルブ１５０の間に配置されており、照明光は回転プリズム１３０の回転と屈折率の関係から光軸がシフトされながら回転プリズム１３０を通過することになる。結果として実施の形態１に示した作用と同様に、照明光は、液晶ライトバルブ１５０の画像形成領域で走査されながら、照度分布を均一にして照射されることになる。
【００５４】
なお、本文中において照射光学系の例として、フライアイレンズ、シリンドリカルアレイレンズおよび重畳レンズを用いたものについて説明しているが、照射光学系の効果を満たすものであればこの構成に限らない。また、レンズアレイであるフライアイレンズ、シリンドリカルレンズの横縦比、形状および大きさも本実施の形態の例に限定されるものではない。さらに、本文中では、レンズアレイ部と重畳レンズ部が独立したレンズ部材によって構成されたものについて表記しているが、レンズアレイ部と重畳レンズ部が同一の部材に構成されるものであってもレンズアレイ部と重畳レンズ部を有することを意味する。
【００５５】
以上のように、レンズアレイ部の外形形状や重畳レンズ部の集光倍率の組み合わせを変えることにより、実施の形態の１と同様の効果を得ると同時に、光源のもつ照明分布に合わせながら、画像形成領域の全領域よりも狭い領域に照明光を照射させる照射光学系を容易に実現することが可能となる。
【００５６】
（実施の形態３）
以下に説明する本実施の形態において、前に説明した実施の形態と同一の構成には、同一の符号を付し、共通する動作や作用の説明については省略する。また、同一名称を付している場合には、符号が相違しても機能はほとんど同一であるため基本的な説明は省略する。
【００５７】
図６は、本発明の実施の形態３におけるプロジェクタの概略を説明する図である。このプロジェクタ３００は、光源１１０と、フライアイレンズ３２１、３２２と、回転プリズム３３１、３３２、３３３、３３４と、重畳レンズ３２３と、平行化レンズ１４０と、液晶ライトバルブ１５０と、投写レンズ１６０と、を主に有している。
【００５８】
実施の形態１では、重畳レンズと平行化レンズとの間に回転プリズムを一つ配置した場合について説明したが、この実施の形態３では、回転プリズム３３１、３３２、３３３、３３４が、フライアイレンズ３２１により分割された各部分光に対応して、フライアイレンズ３２１、３２２の間に複数配置した点が異なる。詳しくは、図に示すように各回転プリズムが同列に存在する部分光を一つの組として、対応する組に一つの回転プリズムがそれぞれ配置されるようになっている。その他の点は、実施の形態１と同様であるため説明は省略する。
【００５９】
また、照射光学系であるフライアイレンズ３２１、３２２と重畳レンズ３２３は、横縦比が４：３の画像形成領域を有する液晶ライトバルブ１５０の画像形成領域を縦方向に２分の１にした大きさの領域、つまり画像形成領域の全領域における２分の１の部分に均一な照度分布をもつ照明光を照射する照射光学系として機能する。これは、前述の実施の形態と照明光を照射する領域の形状が異なる例を示している。
【００６０】
したがって、プロジェクタ３００には、照明光を画像形成領域で走査させることができる照明光走査光学系として回転プリズム３３１、３３２、３３３、３３４が配置されているため、フライアイレンズ３２１により分割された各部分光は回転プリズム３３１、３３２、３３３、３３４の回転と屈折率の関係から光軸がシフトされながら回転プリズム３３１、３３２、３３３、３３４を通過することになる。そして、重畳レンズ３２３により、各部分光が液晶ライトバルブ１５０の画像形成領域の２分の１に重畳され、結果として、実施の形態１に示した作用と同様に照明光は、液晶ライトバルブ１５０の画像形成領域で走査されながら、照度分布を均一にして照射されることになる。
【００６１】
以上のように、回転プリズム３３１、３３２、３３３、３３４をフライアイレンズ３２１により分割された部分光に対応して複数個配置し、複数の回転プリズムによって部分光毎に走査を行うため、実施の形態の１と同様の効果を得ると同時に、部分光の大きさに合わせた比較的小型の回転プリズムをプロジェクタ内にコンパクトに配置し、照明光を画像形成領域で走査させることができる構成を実現することが可能となる。
【００６２】
（実施の形態４）
以下に説明する本実施の形態において、前に説明した実施の形態と同一の構成には、同一の符号を付し、共通する動作や作用の説明については省略する。また、同一名称を付している場合には、符号が相違しても機能はほとんど同一であるため基本的な説明は省略する。
【００６３】
図７は、本発明の実施の形態４におけるプロジェクタの概略を説明する図である。このプロジェクタ４００は、光源１１０と、集光レンズ４７１と、ロッド４７２と、結像レンズ４７３、４７４と、回転プリズム１３０と平行化レンズ１４０と、液晶ライトバルブ１５０と、投写レンズ１６０と、を主に有している。
【００６４】
実施の形態１では、照射光学系としてフライアイレンズおよび重畳レンズを用いたが、この実施の形態４では、照射光学系として集光レンズ４７１と、ロッド４７２と、結像レンズ４７３、４７４とを用いた点が異なる。
【００６５】
図７において、光源１１０から放射された照明光は、集光レンズ４７１によって集光されて、ガラス材料からなる四角柱の形状をしたロッド４７２の入射端部より入射する。そして、ロッド４７２の外壁における界面の全反射条件を利用して外壁に反射しながら照明光を射出端部より射出する。なお、ロッド４７２は、四角柱の形状に限らず、内面を反射膜で形成した中空のロッドであっても構わない。
【００６６】
ロッド４７２の射出端部の外形形状は、光軸方向から見た場合には、照明光を電気的信号に基づいて変調して画像光を形成する空間光変調器である液晶ライトバルブ１５０の画像形成領域の外形形状と比率を変えて成形してある。ここでは、液晶ライトバルブ１５０の画像形成領域の外形形状が、横縦比４：３の矩形形状であり、ロッド４７２の射出端部の外形形状は横縦比４：１の矩形形状に成形してある。
【００６７】
そして、ロッド４７２を射出した照明光は、ロッド４７２の射出端部の像を液晶ライトバルブ１５０の画像形成領域に結像する結像レンズ部として構成される結像レンズ４７３、４７４および平行化レンズ１４０を通過するため、液晶ライトバルブ１５０の画像形成領域より狭い領域、つまり、画像形成領域の３分の１の部分に均一な照度分布をもつ照明光を照射させることができる。ここで、照明光を画像形成領域で走査させることができる照明光走査光学系として回転プリズム１３０がロッド４７２と液晶ライトバルブ１５０の間に配置されているため、照明光は回転プリズム１３０の回転と屈折率の関係から光軸がシフトされながら回転プリズム１３０を通過することになる。結果として、実施の形態１に示した作用と同様に照明光は、液晶ライトバルブ１５０の画素形成領域で走査されながら照射される。
【００６８】
なお、本文中においてロッドの射出端部の像を画像形成領域に結像する結像レンズ部は、必ずしも像の縦横倍率を１：１で結像するものに限らない。したがって、像の縦横倍率を変えるものであっても、結像レンズ部における結像という意味は同じものであるとする。また、ロッドの射出端部の形状は、上記の横縦比、形状および大きさに限定されるものではない。
【００６９】
以上のように、実施の形態４によれば、実施の形態の１と同様の効果を得ると同時に、ロッド部の終端部の形状と結像レンズ部の集光倍率の組み合わせにより、光源のもつ照明分布に合わせながら、画像形成領域の全領域よりも狭い領域に照明光を照射させる照射光学系を容易に実現することが可能となる。
【００７０】
（実施の形態５）
以下に説明する本実施の形態において、前に説明した実施の形態と同一の構成には、同一の符号を付し、共通する動作や作用の説明については省略する。また、同一名称を付している場合には、符号が相違しても機能はほとんど同一であるため基本的な説明は省略する。
【００７１】
図８は、本発明の実施の形態５におけるプロジェクタの概略を説明する図である。このプロジェクタ５００は、光源１１０と、集光レンズ４７１と、ロッド５７２と、結像レンズ５７３、５７４と、回転プリズム５３１、５３２、５３３と、平行化レンズ１４０と、液晶ライトバルブ１５０と、投写レンズ１６０と、を主に有している。
【００７２】
実施の形態４では、ロッド４７２と液晶ライトバルブ１５０との間に回転プリズムを一つ配置した場合について説明したが、この実施の形態５では、回転プリズム５３１、５３２、５３３が、ロッド５７２を射出後に分割された部分光に対応して、ロッド５７２と液晶ライトバルブ１５０の間に複数配置した点が異なる。詳しくは、図に示すように各回転プリズムが同列に存在する部分光を一つの組として、対応する組に一つの回転プリズムがそれぞれ配置されるようになっている。その他の点は、実施の形態４と同様であるため説明は省略する。
【００７３】
また、照射光学系であるロッド５７２と、結像レンズ５７３、５７４と、平行化レンズ１４０は、横縦比が４：３の画像形成領域を有する液晶ライトバルブ１５０の画像形成領域を縦方向に３分の２にした大きさの領域、つまり画像形成領域の全領域における３分の２の部分に均一な照度分布をもつ照明光を照射する照射光学系として機能する。これは、前述の実施の形態と照明光を照射する領域の形状が異なる例を示している。
【００７４】
したがって、プロジェクタ４００には、照明光を画像形成領域で走査させることができる照明光走査光学系として回転プリズム５３１、５３２、５３３が配置されているため、ロッド５７２を射出後に分割された各部分光は回転プリズム５３１、５３２、５３３の回転と屈折率の関係から光軸がシフトされながら回転プリズム５３１、５３２、５３３を通過することになる。そして、ロッド５７２を射出後に分割された各部分光は、ロッド５７２の射出端部の像を液晶ライトバルブ１５０の画像形成領域に結像する結像レンズ部として構成される結像レンズ５７３、５７４および平行化レンズ１４０を通過することにより、液晶ライトバルブ１５０の画像形成領域の３分の２に照射され、結果として、実施の形態１に示した作用と同様に、照明光は液晶ライトバルブ１５０の画像形成領域で走査されながら照度分布を均一にして照射されることになる。
【００７５】
以上のように、実施の形態５によれば、複数の回転プリズムによって部分光毎に走査を行うため、実施の形態の１と同様の効果を得ると同時に、部分光の大きさに合わせた比較的小型の回転プリズムをプロジェクタ内に配置してコンパクトな構成によりロッドを用いた光学系を実現することが可能となる。
【００７６】
（実施の形態６）
以下に説明する本実施の形態において、前に説明した実施の形態と同一の構成には、同一の符号を付し、共通する動作や作用の説明については省略する。また、同一名称を付している場合には、符号が相違しても機能はほとんど同一であるため基本的な説明は省略する。
【００７７】
図９は、本発明の実施の形態６におけるプロジェクタの概略を説明する図である。このプロジェクタ６００は、光源１１０と、フライアイレンズ６２１、６２２と、重畳レンズ６２３と、回転プリズム６３１、６３２、６３３と、ダイクロイックミラー６８１、６８２と、反射ミラー６８３、６８４、６８５と、平行化レンズ６４１、６４２、６４３と、リレーレンズ６４４、６４５と、液晶ライトバルブ６５１、６５２、６５３と、ダイクロイックプリズム６８６と、投写レンズ１６０と、を主に有している。
【００７８】
光源１１０から放射した照明光は、フライアイレンズ６２１、６２２と重畳レンズ６２３を通過し、色分離光学系であるダイクロイックミラー６８１に向かって照射される。なお、照射光学系であるフライアイレンズ６２１、６２２と重畳レンズ６２３は、横縦比が４：３の画像形成領域を有する液晶ライトバルブ６５１、６５２、６５３の画像形成領域を横方向に４分の１にした大きさの領域、つまり画像形成領域の全領域における４分の１の部分に均一な照度分布をもつ照明光を照射する照射光学系として機能する。これは、前述の実施の形態と照明光を照射する領域の形状が異なる例を示している。
【００７９】
図９において、色分離光学系であるダイクロイックミラー６８１に向かって照射された照明光のうち、赤色光はダイクロイックミラー６８１で反射され、反射ミラー６８３および平行化レンズ６４１を介して、液晶ライトバルブ６５１の画像形成領域より狭い領域、つまり、画像形成領域の４分の１の部分に均一な照度分布をもつ照明光として照射される。色分離光学系であるダイクロイックミラー６８１に向かって照射された照明光のうち、緑色光と青色光は、ダイクロイックミラー６８１を透過し、色分離光学系であるダイクロイックミラー６８２に向かって照射される。
【００８０】
色分離光学系であるダイクロイックミラー６８２に向かって照射された照明光のうち、緑色光はダイクロイックミラー６８２で反射され、平行化レンズ６４２を介して、液晶ライトバルブ６５２の画像形成領域より狭い領域、つまり、画像形成領域の４分の１の部分に均一な照度分布をもつ照明光として照射される。色分離光学系であるダイクロイックミラー６８２に向かって照射された照明光のうち、青色光はダイクロイックミラー６８２を透過し、反射ミラー６８４、６８５およびリレーレンズ光学系として構成されるリレーレンズ６４４、６４５および平行化レンズ６４３を介して、液晶ライトバルブ６５３の画像形成領域より狭い領域、つまり、画像形成領域の４分の１の部分に均一な照度分布をもつ照明光として照射される。
【００８１】
なお、青色光の光路中にリレーレンズ光学系を配置するのは、光路長の違いによる各色毎の重畳の差を補正するためである。つまり、入射する前と射出した後の像の大きさを同じにして伝えるリレーレンズ光学系として、リレーレンズ６４４、６４５および平行化レンズ６４３を青色光の光路中に配置することによって、光路長の違いによる影響を抑えて対応する液晶ライトバルブ６５１、６５２、６５３の画像形成領域に各色毎の照明光を重畳させるためである。よって、各液晶ライトバルブ６５１、６５２、６５３の画像形成領域には、画像形成領域における領域の４分の１の部分に均一な照度分布をもつ照明光を照射させることができる。
【００８２】
ここで、照明光を画像形成領域で走査させることができる照明光走査光学系として回転プリズム６３１、６３２、６３３が各色毎に配置されているため、各色の照明光は回転プリズム６３１、６３２、６３３の回転と屈折率の関係から光軸がシフトされながら回転プリズム６３１、６３２、６３３を通過することになる。
【００８３】
結果として、本実施の形態では、照明光の形状および回転プリズムの回転軸と液晶ライトバルブの配置の関係より、画像形成領域の４分の１の部分に照射された照明光が液晶ライトバルブの画像形成領域の長辺方向に沿って走査されるという点で実施の形態１と異なるが、実施の形態１に示した作用と同様に、照明光は液晶ライトバルブ６５１、６５２、６５３の画像形成領域で走査されながら照射される。
【００８４】
したがって、液晶ライトバルブ６５１、６５２、６５３の画像形成領域への照明光の走査が繰り返し高速に行われることにより、ある一定時間の積分をとれば画像形成領域に均一な照度分布をもつ照明光の照射を行うことができる。また、画像形成領域の一部分に注目すると照明光が当たったり当たらなかったりするため、間欠点灯と同じ現象が起きることになる。
【００８５】
再び図９に戻って、液晶ライトバルブ６５１、６５２、６５３の画像形成領域に入射した各色の照明光は、液晶ライトバルブ６５１、６５２、６５３の画像形成領域内で電気的信号に基づいて変調され、色合成光学系であるダイクロイックプリズム６８６によって投写レンズ１６０方向に導かれる。なお、ダイクロイックプリズム６８６は、４つの三角プリズムを貼り合せて、その貼り合せた面に、赤色光を反射して緑色光を透過する光学多層膜と、青色光を反射して緑色光を透過する光学多層膜を形成し、三方向から別々に入射する赤色光と緑色光と青色光とを合成して投写レンズ１６０に向けて射出する機能を有している。そして、投写レンズ１６０に入射した照明光は、不図示のスクリーンに投写されスクリーン上に画像光として画像を表示する。
【００８６】
このとき、回転プリズム６３１、６３２、６３３は、不図示の制御部によってそれぞれ独立に制御されて回転する。図中矢印で示すように、回転プリズム６３２を、回転プリズム６３１、６３３の回転方向とは逆の方向に回転させることにより、スクリーン上に照射される画像光において走査方向が各色で一致するように照明光を制御している。また、各色毎に対応する回転プリズムの屈折角を変えることにより、スクリーン上の画像光において、各色が重なるように照明光の走査を制御している。
【００８７】
以上のように、実施の形態６によれば、プロジェクタ６００は、照明光を分離する色分離光学系であるダイクロイックミラー６８１、６８２を有し、かつ、照明光を走査する照明光走査光学系である回転プリズム６３１、６３２、６３３を各色毎に配置しているため、実施の形態の１と同様の効果を得ることができる。
【００８８】
また同時に、回転プリズムの少なくとも一つ、本実施の形態では、回転プリズム６３２の回転方向が他の回転プリズム６３１、６３３の回転方向と異なることによって、スクリーンの画像において、各色毎の走査方向および照明位置を揃えたりすることが可能となり、各色が独立して間欠点灯するような表示を避ける構成として、人間の目に不快となるような色のちらつきを抑えることができる。
【００８９】
（実施の形態７）
以下に説明する本実施の形態において、前に説明した実施の形態と同一の構成には、同一の符号を付し、共通する動作や作用の説明については省略する。また、同一名称を付している場合には、符号が相違しても機能はほとんど同一であるため基本的な説明は省略する。
【００９０】
図１０は、本発明の実施の形態７におけるプロジェクタの概略を説明する図である。このプロジェクタ７００は、光源１１０と、フライアイレンズ７２１、７２２と、重畳レンズ７２３と、回転プリズム７３０と、ダイクロイックミラー６８１、６８２と、反射ミラー６８３、６８４、６８５と、平行化レンズ６４１、６４２、６４３と、リレーレンズ７４４、７４５、７４６、７４７と、液晶ライトバルブ６５１、６５２、６５３と、ダイクロイックプリズム６８６と、投写レンズ１６０と、を主に有している。
【００９１】
実施の形態６では、回転プリズムを各色毎に配置し、リレーレンズ光学系を１組用いたが、この実施の形態７では、回転プリズム７３０を重畳レンズの後段に配置し、リレー結像手段としてリレーレンズ光学系であるリレーレンズ７４４、７４５、７４６による系と、リレーレンズ７４６、７４７および平行化レンズ６４３による系を２組用いた点が異なる。
【００９２】
光源１１０から放射した照明光は、フライアイレンズ７２１、７２２と重畳レンズ７２３を通過し、回転プリズム７３０に向かって照射される。そして、回転プリズム７３０に入射する照明光は、回転プリズム７３０の回転と屈折率の関係から光軸がシフトされながら回転プリズム７３０を通過することになる。そして、照明光は、色分離光学系であるダイクロイックミラー６８１、６８２によって赤色光、緑色光、青色光に分解された後、各色の光路中に配置したミラーおよびレンズを介し、各色に対応する液晶ライトバルブ６５１、６５２、６５３の画像形成領域で走査されながら照射される。このように、本実施の形態では、照明光走査光学系である回転プリズム７３０の後に、色分離光学系を設けている。これにより、回転プリズム７３０を少なくとも一つ設けることで、鮮明なフルカラー像の動画像表示を行うことができる。
【００９３】
そして、液晶ライトバルブ６５１、６５２、６５３の画像形成領域に入射した各色の照明光は、液晶ライトバルブ６５１、６５２、６５３の画像形成領域内で電気的信号に基づいて変調され、色合成光学系であるダイクロイックプリズム６８６によって、投写レンズ１６０方向に導かれる。そして、投写レンズ１６０に入射した照明光は、不図示のスクリーンに投写されスクリーン上に画像光として画像を表示する。
【００９４】
このとき、色分離光学系であるダイクロイックミラー６８１、６８２により色分離された照明光のうち光路の長い照明光、つまり青色光の光路中に、入射前と射出後の像の向きを同じにして伝えるリレーレンズ光学系として、リレーレンズ７４４、７４５、７４６による系と、リレーレンズ７４６、７４７および平行化レンズ６４３による系を２組配置しているため、スクリーン上に照射される画像光において走査方向が各色で一致するように照明光を投写できる。
【００９５】
つまり、リレーレンズ光学系を１組用いた場合は、図１１の図中の矢印で示したように入射前の像と射出後の像の向きが反転するが、リレーレンズ光学系を２組用いた場合は、図１２の図中の矢印で示したように入射前の像と射出後の像の向きを同じにすることができるため、プロジェクタ７００においても同様に、走査方向の像も入射前の像と射出後の像の向きが同じになり、リレーレンズを用いてもスクリーン上に照射される画像光において青色光だけが赤色光や緑色光と反対に走査されるといった現象を回避することができる。
【００９６】
以上のように、実施の形態７によれば、プロジェクタ７００は、照明光を分離する色分離光学系であるダイクロイックミラー６８１、６８２を有し、かつ、色分離された照明光のうち光路の長い照明光の光路中、この実施の形態においては青色光の光路中に、入射前と射出後の像の向きを同じにして伝えるリレー結像手段としてリレーレンズ光学系を配置することにより、実施の形態の１と同様の効果を得ることができると同時に、リレーレンズ光学系を用いても像の走査方向が反転することによる悪影響を避けることができる。
【００９７】
なお、本実施の形態では、入射前と射出後の像の向きを同じにして伝えるリレーレンズ光学系として、リレーレンズ７４４、７４５、７４６による系とリレーレンズ７４６、７４７および平行化レンズ６４３による系を用いたが、これに限らず、図１３に示すように、リレーレンズ７４８、曲面ミラー７８７およびリレーレンズ７４９による系と、リレーレンズ７４９、曲面ミラー７８８および平行化レンズ６４３による系で構成されるリレーレンズ光学系に置き換えても構わない。
【００９８】
（実施の形態８）
以下に説明する本実施の形態において、前に説明した実施の形態と同一の構成には、同一の符号を付し、共通する動作や作用の説明については省略する。また、同一名称を付している場合には、符号が相違しても機能はほとんど同一であるため基本的な説明は省略する。
【００９９】
図１４は、本発明の実施の形態８におけるプロジェクタの概略を説明する図である。このプロジェクタ８００は、光源１１０と、フライアイレンズ７２１、７２２と、重畳レンズ７２３と、回転プリズム７３０と、ダイクロイックミラー６８１、６８２と、反射ミラー６８３、６８５と、平行化レンズ６４１、６４２、６４３と、リレーレンズ８４４、８４５と、像反転プリズム８９０と、液晶ライトバルブ６５１、６５２、６５３と、ダイクロイックプリズム６８６と、投写レンズ１６０と、を主に有している。
【０１００】
実施の形態７では、リレーレンズ光学系を２組用いたが、この実施の形態８では、リレーレンズ光学系としてリレーレンズ８４４、８４５および平行化レンズ６４３による系を１組と、その光路中に像反転プリズム８９０を配置した点が異なる。よって、赤色光および緑色光については実施の形態７と同じであるため説明を省略し、リレーレンズ光学系の配置される青色光について説明する。
【０１０１】
図１４において、青色光の光路中には、リレーレンズ光学系を１組用いているため、前述の説明の通りであれば、像の走査方向が反転し、スクリーン上に照射される画像光において青色光だけが赤色光や緑色光とは反対方向に走査されることになる。しかし、青色光の光路中には他に、像の走査方向を反転させるための像反転プリズム８９０が配置されているため、最終的に像の走査方向は反転しないで、青色光だけが赤色光や緑色光とは反対方向に走査されるといった現象が回避される。なお、ここで用いた像反転プリズムは、ペンタプリズムであり図１５に示すように像を反転することができる。
【０１０２】
以上のように、実施の形態８によれば、プロジェクタ８００は、照明光を分離する色分離光学系であるダイクロイックミラー６８１、６８２を有し、かつ、色分離された照明光の少なくとも一つに対して像の走査方向を反転させるための像反転プリズム８９０を配置したことにより、実施の形態の１と同様の効果を得ることができると同時に、リレーレンズ光学系を用いても像の走査方向が反転することによる悪影響を避けることができる。
【０１０３】
なお、本実施の形態では、像反転プリズムとして図１５に示すようなペンタプリズム８９１を用いたが、図１６に示すようなルーフプリズム８９２や図１７に示すようなダブプリズム８９３を光学系に合わせて適宜配置しても構わない。
【０１０４】
（実施の形態９）
以下に説明する本実施の形態において、前に説明した実施の形態と同一の構成には、同一の符号を付し、共通する動作や作用の説明については省略する。また、同一名称を付している場合には、符号が相違しても機能はほとんど同一であるため基本的な説明は省略する。上記各実施形態では、透過型の液晶ライトバルブを用いているのに対し、本実施形態では反射型の液晶ライトバルブを用いている点が異なる。
【０１０５】
図２３は、本発明の実施の形態９に係るプロジェクタ９００の概略構成を示す。光源１１０から放射した照明光は、フライアイレンズ９２１、９２２と重畳レンズ９２３を通過し、平行化レンズ９２４に入射する。平行化レンズ９２４は、入射光を略平行光に変換して射出する。照射光学系であるフライアイレンズ９２１、９２２と重畳レンズ９２３は、横縦比が４：３の画像形成領域を有する反射型の液晶ライトバルブ９５１Ｒ、９５１Ｇ、９５１Ｂの画像形成領域を横方向に４分の１にした大きさの領域、つまり画像形成領域の全領域における４分の１の部分に均一な照度分布をもつ照明光を照射する照射光学系として機能する。
【０１０６】
平行化レンズ９２４を射出した照明光は回転プリズム９３０に入射する。回転プリズム９３０は、図中の矢印方向へ回転する。回転プリズム９３０の回転に従って、照明光は回転角度と屈折率との関係から光軸がシフトしながら回転プリズム９３０を射出する。回転プリズム９３０を射出した照明光は、偏光プリズム９３５に入射する。偏光プリズム９３５は、照射光学系の光軸に対して略４５°となるように偏光膜９３５ａが形成されている。偏光膜９３５ａは、例えば照明光のうちｐ偏光成分を透過し、ｓ偏光成分を反射する。反射されたｓ偏光成分は不要光として矢印Ａ方向へ廃棄される。偏光プリズム９３５を射出した照明光は、色分離合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム９４０に入射する。
【０１０７】
クロスダイクロイックプリズム９４０は、Ｂ光反射ダイクロイック膜９４０ａと、Ｒ光反射ダイクロイック膜９４０ｂと、をそれぞれ入射光軸に対して４５度の角度を有し、かつ互いに直交するようにＸ型に配置したものである。Ｂ光反射ダイクロイック膜９４０ａは、照明光のうち青色光を反射し、赤色光と緑色光とを透過する。Ｒ光反射ダイクロイック膜９４０ｂは、照明光のうち赤色光を反射し、青色光と緑色光とを透過する。これにより、クロスダイクロイックプリズム９４０に入射した照明光は、互いに入射光軸に垂直であり、反対方向に進行する赤色光と、緑色光と、青色光とに色分離される。
【０１０８】
色分離された赤色光と、緑色光と、青色光とはそれぞれの色光毎に配置された反射型の液晶ライトバルブ９５１Ｒ、９５１Ｇ、９５１Ｂにそれぞれ入射する。各液晶ライトバルブ９５１Ｒ、９５１Ｇ、９５１Ｂに入射したｐ偏光光は、各色毎に画像信号に応じて変調されてｓ偏光光として射出する。各液晶ライトバルブ９５１Ｒ、９５１Ｇ、９５１Ｂで反射された各色光は、再びクロスダイクロイックプリズム９４０に入射する。そして、クロスダイクロイックプリズム９４０で色合成された光は、偏光ビームスプリッタ９３５に入射する。偏光ビームスプリッタ９３５に入射した画像光のうち、変調光であるｓ偏光成分は偏光膜９３５ａで投写レンズ９６０の方向へ反射される。また、非変調光であるｐ偏光成分は、偏光膜９３５ａを透過して、光源１１０の方向へ廃棄される。そして、投写レンズ９６０は、不図示のスクリーン上にフルカラー像を投写する。
【０１０９】
本実施の形態では、照明光の形状および回転プリズムの回転軸と液晶ライトバルブの配置の関係より、画像形成領域の４分の１の部分に照射された照明光が液晶ライトバルブの画像形成領域の長辺方向に沿って走査される。このように、照明光は反射型ライトバルブ９５１Ｒ、９５１Ｇ、９５１Ｂの画像形成領域で走査されながら照射される。
【０１１０】
したがって、反射型の液晶ライトバルブ９５１Ｒ、９５１Ｇ、０５１Ｂの画像形成領域への照明光の走査が繰り返し高速に行われることにより、ある一定時間の積分をとれば画像形成領域に均一な照度分布をもつ照明光の照射を行うことができる。また、画像形成領域の一部分に注目すると照明光の照射と非照射とが繰り返されるため、間欠点灯と同じ現象が起きることになる。
【０１１１】
また、本実施の形態では、一つの回転プリズム９３０を用いている。しかしながら、これに限られるものではなく、上記実施の形態３で述べたように、回転プリズム３３１、３３２、３３３、３３４（図６参照）を、フライアイレンズ９２１により分割された各部分光に対応して、フライアイレンズ９２１、９２２の間に複数配置しても良い。詳しくは、図６に示すように各回転プリズムが同列に存在する部分光を一つの組として、対応する組に一つの回転プリズムがそれぞれ配置されるようにする。この構成によっても、照明光を反射型の液晶ライトバルブ９５１Ｒ、９５１Ｇ、９５１Ｂの画像形成領域上に走査させることができる。
【０１１２】
（実施の形態１０）
以下に説明する本実施の形態において、前に説明した実施の形態と同一の構成には、同一の符号を付し、共通する動作や作用の説明については省略する。また、同一名称を付している場合には、符号が相違しても機能はほとんど同一であるため基本的な説明は省略する。上記各実施形態では、透過型又は反射型の液晶ライトバルブを用いているのに対し、本実施の形態では空間光変調器としてティルトミラーデバイスを用いる点が異なる。ティルトミラーデバイスの代表例として、デジタルマイクロミラーデバイス（テキサスインスツルメント社製。以下、「ＤＭＤ」という。）を用いる。
【０１１３】
ＤＭＤは、画像の表示方法が液晶パネルとは異なる。ＤＭＤでは、一定時間、例えば画像の１フレームの時間内における照明光のＯＮ又はＯＦＦを時間積分して画像を形成する。なお、ＤＭＤの動作の詳細は後述する。このようなＤＭＤにおいては、一定時間（１フレーム）での画像の発光時間と、次の一定時間（１フレーム）の画像の発光時間とが連続又は近接すると、上述した液晶ライトバルブと同様の動画像の動きぼけが発生してしまう。本実施の形態では、このような動きぼけを低減できる構成である。
【０１１４】
図２４、２５は、本発明の実施の形態１０に係るプロジェクタ１１００の概略構成を示す。図２４は、光源から空間光変調器までの光路を示す。また、図２５は、空間光変調器から投写レンズまでの光路を示す。まず、図２４において、光源１１０から放射された照明光は、集光レンズ４７１によって集光されて、ガラス材料からなる四角柱の形状をしたロッド４７２の入射端部より入射する。そして、ロッド４７２の外壁における界面の全反射条件を利用して外壁に反射しながら照明光を射出端部より射出する。なお、ロッド４７２は、四角柱の形状に限らず、内面を反射膜で形成した中空のロッドであっても構わない。
【０１１５】
ロッド４７２の射出端部の外形形状は、光軸方向から見た場合には、照明光を電気的信号に基づいて変調して画像光を形成する空間光変調器の画像形成領域の外形形状と比率を変えて成形してある。そして、後述する各色光用ＤＭＤ１１５１Ｒ、１１５１Ｇ、１１５１Ｂの画像形成領域の外形形状が、横縦比４：３の矩形形状であり、ロッド４７２の射出端部の外形形状は横縦比４：１の矩形形状に成形してある。
【０１１６】
そして、ロッド４７２を射出した照明光は、ロッド４７２の射出端部の像を各色光用ＤＭＤ１１５１Ｒ、１１５１Ｇ、１１５１Ｂの画像形成領域に結像する結像レンズ部１１２３を透過する。この結果、各色光用ＤＭＤ１１５１Ｒ、１１５１Ｇ、１１５１Ｂの画像形成領域より狭い領域、例えば、画像形成領域の３分の１の部分に均一な照度分布をもつ照明光を照射させることができる。ここで、照明光を画像形成領域で走査させることができる照明光走査光学系として回転プリズム１１３０がロッド４７２と各色光用ＤＭＤ１１５１Ｒ、１１５１Ｇ、１１５１Ｂとの間に配置されているため、照明光は回転プリズム１１３０の回転と屈折率の関係から光軸がシフトされながら回転プリズム１１３０を通過することになる。結果として、照明光は、各色光用ＤＭＤ１１５１Ｒ、１１５１Ｇ、１１５１Ｂの画素形成領域で走査されながら照射される。回転プリズム１１３０を射出した照明光は、色分離合成ダイクロイックプリズム１１４０に入射する。尚、図中、回転プリズム１１３０は紙面に対して平行かつ光軸に対して垂直な軸を中心にして回転している。
【０１１７】
次に、色分離合成ダイクロイックプリズム１１４０が、光源光を赤色光と緑色光と青色光とに色分離する構成について説明する。色分離合成ダイクロイックプリズム１１４０は、互いに形状が異なる３つのくさび形のプリズム１１４０Ｒとプリズム１１４０Ｇとプリズム１１４０Ｂとを組み合わせて構成されている。
【０１１８】
プリズム１１４０Ｒは三角形の断面形状を有する柱状のプリズムである。プリズム１１４０Ｒの、後述するプリズム１１４０Ｂと近接する面上には、赤色光を反射し、緑色光と青色光とを透過するＲ光反射ダイクロイック膜ＤＲが形成されている。プリズム１１４０Ｂも三角形の断面形状を有する柱状のプリズムである。プリズム１１４０Ｂの、後述するプリズム１１４０Ｇと接する面上には青色光を反射し、緑色光を透過するＢ光反射ダイクロイック膜ＤＢが形成されている。プリズム１１４０Ｇは、一辺が斜辺として形成された略台形形状の断面形状を有する柱状のプリズムである。プリズム１１４０Ｇの斜面に相当する面をプリズム１１４０ＢのＢ光反射ダイクロイック膜ＤＢに当接させて配置されている。なお、プリズム１１４０Ｂは、プリズム１１４０Ｒとの間に極僅かな隙間を保って配置されている。
【０１１９】
上述の色分離合成ダイクロイックプリズム１１４０により、照明光は赤色光と、緑色光と、青色光とに分離される。色分離合成ダイクロイックプリズム１１４０における各色光の射出面の近傍には、空間光変調器であるＤＭＤ１１５１Ｒ、１１５１Ｇ、１１５１Ｂが配置されている。各ＤＭＤ１１５１Ｒ、１１５１Ｇ、１１５１Ｂの画像形成領域には、複数のティルトミラーデバイスが配列されている。ティルトミラーデバイスは、第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択できる可動ミラー部を有する。そして、例えば、可動ミラー部が第１の反射位置（ＯＮ）にあるときは、入射光を投写レンズ１１６０の方向へ反射する。これに対して、可動ミラー部が第２の反射位置（ＯＦＦ）にあるときは、入射光を投写レンズ１１６０以外の方向へ反射することで廃棄する。
【０１２０】
図２５は、各ＤＭＤ１１５１Ｒ、１１５１Ｇ、１１５１Ｂで、画像信号に応じて変調された画像光が投写レンズ１１６０へ入射するまでの光路を示す。各ＤＭＤ１１５１Ｒ、１１５１Ｇ、１１５１Ｂで変調された各色光は、色分離合成ダイクロイックプリズム１１４０で色合成される。そして、上述のように、画像信号に応じて変調された画像光が投写レンズ１１６０により、不図示のスクリーンに投写される。
【０１２１】
本実施の形態のように、空間光変調器としてＤＭＤを用いた場合においても、照明光の形状および回転プリズムの回転軸とＤＭＤの配置の関係より、画像形成領域の例えば３分の１の部分に照射された照明光がＤＭＤの画像形成領域の短辺方向に沿って走査される。このように、照明光は各ＤＭＤ１１５１Ｒ、１１５１Ｇ、１１５１Ｂの画像形成領域で走査されながら照射される。
【０１２２】
したがって、各ＤＭＤ１１５１Ｒ、１１５１Ｇ、１１５１Ｂの画像形成領域への照明光の走査が繰り返し高速に行われることにより、ある一定時間の積分をとれば画像形成領域に均一な照度分布をもつ照明光の照射を行うことができる。また、画像形成領域の一部分に注目すると照明光の照射と非照射とが繰り返されるため、間欠点灯と同じ現象が起きることになる。
【０１２３】
（実施の形態１１）
以下に説明する本実施の形態において、前に説明した実施の形態と同一の構成には、同一の符号を付し、共通する動作や作用の説明については省略する。また、同一名称を付している場合には、符号が相違しても機能はほとんど同一であるため基本的な説明は省略する。
【０１２４】
図２６は、本発明の実施の形態１１に係る画像表示装置１２００の概略構成を示す。画像表示装置１２００は、上記実施の形態１で示したプロジェクタ１００に比較して投写レンズ１６０を有していない点が異なる。光源１１０から放射した照明光は、フライアイレンズ１２１、１２２と重畳レンズ１２３を通過し、平行化レンズ１４０に入射する。平行化レンズ１４０は、入射光を略平行光に変換して射出する。照射光学系であるフライアイレンズ１２１、１２２と重畳レンズ１２３は、横縦比が４：３の画像形成領域を有する透過型の液晶ライトバルブ１５０の画像形成領域を縦方向に３分の１にした大きさの領域、つまり画像形成領域の全領域における３分の１の部分に均一な照度分布をもつ照明光を照射する照射光学系として機能する。
【０１２５】
平行化レンズ１４０を射出した照明光は回転プリズム１３０に入射する。回転プリズム１３０は、図中の矢印方向へ回転する。回転プリズム１３０の回転に従って、照明光は回転角度と屈折率との関係から光軸がシフトしながら回転プリズム１３０を射出する。回転プリズム１３０を射出した照明光は、液晶ライトバルブ１５０に入射する。
【０１２６】
したがって、液晶ライトバルブ１５０の画像形成領域への照明光の走査が繰り返し高速に行われることにより、ある一定時間の積分をとれば上述した図３（ｅ）に示すように、画像形成領域に均一な照度分布をもつ照明光の照射を行うことができる。また、画像形成領域の一部分に注目すると照明光の照射と非照射とか繰り返されるため、間欠点灯と同じ現象が起きることになる。
【０１２７】
再び図２６に戻って、上述の図３において説明したように液晶ライトバルブ１５０の画像形成領域に入射した照明光は、液晶ライトバルブ１５０の画像形成領域内で電気的信号に基づいて変調され、不図示の観察者側に向かって射出される。これにより、観察者は、画像を直視することができる。
【０１２８】
また、本実施の形態では、一つの回転プリズム１３０を用いている。しかしながら、これに限られるものではなく、上記実施の形態３で述べたように、回転プリズム３３１、３３２、３３３、３３４（図６参照）を、フライアイレンズ１２１により分割された各部分光に対応して、フライアイレンズ１２１、１２２の間に複数配置しても良い。詳しくは、図６に示すように各回転プリズムが同列に存在する部分光を一つの組として、対応する組に一つの回転プリズムがそれぞれ配置されるようにする。この構成によっても、照明光を液晶ライトバルブ１５０の画像形成領域上に走査させることができる。
【０１２９】
また、照射光学系は、フライアイレンズ１２１、１２２と重畳レンズ１２３とに限られず、例えば、実施の形態４で示したような、集光レンズとロッドと結像レンズとの組み合わせ（図７参照）でも良い。さらに、平行化レンズ１４０の位置は設計により光路内の任意の位置に変更することができる。加えて、回転プリズム１３０と液晶ライトバルブ１５０との間の光路内に、照明光の断面積を拡大又は縮小するレンズ系や、照明光の方向を変える反射ミラー等を設けることもできる。
【０１３０】
最後に、本発明の実施の形態として示してきたレンズアレイ、重畳レンズ、ロッド、結像レンズ、回転プリズム、液晶ライトバルブ、ＤＭＤ、像反転プリズム等における配置、形状、形態、大きさ等は、各実施の形態で使われたプロジェクタの光学系の適用に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で他の光学系に適用しても構わない。例えば、本発明において、空間光変調器として液晶ライトバルブを利用する場合は、特開平８−３０４７３９号公報等の光の偏光を統一するような光学素子と組み合わせて、光の利用効率を更に高めるようにしてもよい。
【０１３１】
また、照射光学系および照明光走査光学系は、各実施の形態で説明したレンズアレイ、重畳レンズ、ロッド、結像レンズおよび回転プリズムに限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更が可能である。たとえば、照明光走査光学系であれば、表面を反射面で構成された多面体を回転させて光を走査するポリゴンミラーや、液晶分子の配向を電気的に制御して光を走査する光学素子のようなものであってもよい。
【０１３２】
さらに、液晶ライトバルブ又はＤＭＤの画像形成領域に照射される照明光の領域、形状および走査方向も、各実施の形態で示した構成に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更が可能である。
【０１３３】
以上に説明したように、本発明のプロジェクタ及び画像表示装置では、瞬間的な時間においては、照射光学系により空間光変調器の画像形成領域の一部分にしか照明光の照射が行われないが、ある時間の範囲内においては、照明光走査光学系により照明光が画像形成領域で走査させることができるため、画像形成領域全体へ均一な照度分布をもつ照明光の照射が行われる。そのため、スクリーンに画像を投写した場合、人間の目には画像を認識できるようになる。
【０１３４】
また、画像形成領域の一部分に注目すると照明光が当たったり当たらなかったりするため、間欠点灯と同じ現象が起きることになる。そのため、空間光変調器がホールド型であっても鮮明な動画像を表示できる。
【０１３５】
さらに、従来のプロジェクタ及び画像表示装置と同じ光量が光源から放射される場合には、光量も従来と変わらないため、従来と比べて暗くなることもなく表示することができる。
したがって、動画像の表示性能を向上させて、明るさや光の利用効率の良いプロジェクタ及び画像表示装置を提供することができる。
特に、ホールド型のディスプレイの一つである液晶ライトバルブを用いたプロジェクタ及び画像表示装置においては、非常に高い効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のプロジェクタの概念図。
【図２】回転プリズムの作用の説明図。
【図３】回転プリズムの回転に伴って変化するライトバルブの画像形成領域での照明光の走査の様子の説明図。
【図４】本発明の実施の形態２のプロジェクタの概念図。
【図５】シリンドリカルアレイレンズの説明図。
【図６】本発明の実施の形態３のプロジェクタの概略構成図。
【図７】本発明の実施の形態４のプロジェクタの概略図。
【図８】本発明の実施の形態５のプロジェクタの概略図。
【図９】本発明の実施の形態６のプロジェクタの概略図。
【図１０】本発明の実施の形態７のプロジェクタの概略図。
【図１１】リレーレンズ光学系を１組用いた構成における像の様子を示す図。
【図１２】リレーレンズ光学系を２組用いた構成における像の様子を示す図。
【図１３】リレーレンズ光学系を２組用いた構成の変形例の図。
【図１４】本発明の実施の形態８のプロジェクタの概略図。
【図１５】像反転プリズムの一種であるペンタプリズムを示す図。
【図１６】像反転プリズムの一種であるルーフプリズムを示す図。
【図１７】像反転プリズムの一種であるダブプリズムを示す図。
【図１８】従来のプロジェクタの概念の説明図。
【図１９】インパルス型ディスプレイの動画像の表示性能の説明図。
【図２０】ホールド型ディスプレイの動画像の表示性能の説明図。
【図２１】ホールド型ディスプレイの動画像の表示性能の改善方法の一例の説明図。
【図２２】ホールド型ディスプレイの動画像の表示性能の改善方法の一例の説明図。
【図２３】本発明の実施の形態９のプロジェクタの概略図。
【図２４】本発明の実施の形態１０のプロジェクタの概略図。
【図２５】本発明の実施の形態１０のプロジェクタの他の概略図。
【図２６】本発明の実施の形態１１の画像表示装置の概略図。
【符号の説明】
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、１０００プロジェクタ、１１０　光源、１１１　ランプ、１１２　凹面鏡、１２１、１２２、３２１、３２２、６２１、６２２、７２１、７２２、１０２１、１０２２フライアイレンズ、１２３、２２３、３２３、６２３、７２３、１０２３　重畳レンズ、１３０、３３１、３３２、３３３、３３４、５３１、５３２、５３３、６３１、６３２、６３３　回転プリズム、１４０、６４１、６４２、６４３　平行化レンズ、１５０、６５１、６５２、６５３　液晶ライトバルブ、１５１　ライトバルブ、１６０　投写レンズ、２２１、２２２　シリンドリカルアレイレンズ、４７１　集光レンズ、４７２、５７２　ロッド、４７３、４７４、５７３、５７４　結像レンズ、６４４、６４５、７４４、７４５、７４６、７４７、７４８、７４９、８４４、８４５　リレーレンズ、６８１、６８２　ダイクロイックミラー、６８６　ダイクロイックプリズム、７８７、７８８　曲面ミラー、８９０　像反転プリズム、８９１　ペンタプリズム、８９２　ルーフプリズム、８９３　ダブプリズム、９００　プロジェクタ、９２１、９２２　フライアイレンズ、９２３　重畳レンズ、９２４　平行化レンズ、９３０　回転プリズム、９３５　偏光プリズム、９３５ａ　偏光膜、９４０　クロスダイクロイックプリズム、９４０ａ　Ｂ光反射ダイクロイック膜、９４０ｂ　Ｒ光反射ダイクロイック膜、９５１Ｒ、９５１Ｇ、９５１Ｂ　反射型の液晶ライトバルブ、９６０　投写レンズ、１１００　プロジェクタ、１１２３　結像レンズ部、１１３０　回転プリズム、１１４０　色分離合成ダイクロイックプリズム、１１４０Ｒ、１１４０Ｇ、１１４０Ｂ　プリズム、１１５１Ｒ、１１５１Ｇ、１１５１Ｂ　各色光用ＤＭＤ、ＤＲ　Ｒ光反射ダイクロイック膜、ＤＢ　Ｂ光反射ダイクロイック膜、１１６０　投写レンズ、１２００　画像表示装置
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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