(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光束を射出する光源装置と、
前記光源装置からの照明光束を複数の部分光束に分割する複数の第１小レンズを有する第１レンズアレイと、
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レンズアレイからの各部分光束を被照明領域上で重畳する重畳レンズと、
前記重畳レンズによって重畳された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って変調された光を投写する投写光学系とを備えるプロジェクタであって、
前記重畳レンズと前記電気光学変調装置との間の光路に配置される光学レンズをさらに備え、
前記重畳レンズと前記光学レンズとで構成される重畳光学系の焦点距離は、前記重畳レンズのみの焦点距離とは異なり、
前記重畳レンズと前記光学レンズとで構成される前記重畳光学系の焦点位置は、前記重畳レンズのみの焦点位置と同一であることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
前記重畳レンズからの光を第１の色光と第２の色光及び第３の色光とに分離する第１ダイクロイックミラーと、前記第１ダイクロイックミラーからの第２の色光及び第３の色光を第２の色光と第３の色光とに分離する第２ダイクロイックミラーとを有する色分離導光光学系と、
前記電気光学変調装置として、前記第１の色光〜第３の色光をそれぞれ変調する第１の電気光学変調装置〜第３の電気光学変調装置と、
前記第１の電気光学変調装置〜第３の電気光学変調装置によって変調された色光を合成し前記投写光学系へと射出する色合成光学系と、
前記光学レンズとして、前記第１ダイクロイックミラーと前記第１の電気光学変調装置との間に配置される第１の光学レンズと、前記第１ダイクロイックミラーと前記第２ダイクロイックミラーとの間に配置される第２の光学レンズとを備え、
前記重畳レンズと前記第１の光学レンズとで構成される第１の重畳光学系の焦点距離は、前記重畳レンズのみの焦点距離とは異なり、前記重畳レンズと前記第１の光学レンズとで構成される前記第１の重畳光学系の焦点位置は、前記重畳レンズのみの焦点位置と同一であり、
前記重畳レンズと前記第２の光学レンズとで構成される第２の重畳光学系の焦点距離は、前記重畳レンズのみの焦点距離とは異なり、前記重畳レンズと前記第２の光学レンズとで構成される前記第２の重畳光学系の焦点位置は、前記重畳レンズのみの焦点位置と同一であることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
請求項２に記載のプロジェクタにおいて、
前記第１の光学レンズ及び前記第２の光学レンズのうち少なくとも１つは、凸メニスカスレンズであることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項４】
請求項２に記載のプロジェクタにおいて、
前記第１の光学レンズ及び前記第２の光学レンズのうち少なくとも１つは、２枚以上のレンズからなる複合レンズであることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項５】
請求項２に記載のプロジェクタにおいて、
前記第１の光学レンズ及び前記第２の光学レンズは、同一形状を有することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項６】
請求項２に記載のプロジェクタにおいて、
前記第１の光学レンズ及び前記第２の光学レンズのうち、相対的に長い波長の色光が通過する光路に配置されるレンズのパワーは、相対的に短い波長の色光が通過する光路に配置されるレンズのパワーよりも大きいことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のプロジェクタにおいて、
前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイは、一体化されていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項８】
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のプロジェクタにおいて、
前記第１レンズアレイと前記第２レンズアレイとの間に、前記第１レンズアレイからの光を前記第２レンズアレイに導くための透光部材を有し、前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイが前記透光部材を介して接合されていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載のプロジェクタにおいて、
前記光源装置は、楕円面リフレクタと、前記楕円面リフレクタの第１焦点近傍に発光中心を有する発光管と、前記楕円面リフレクタで反射された集束光を前記第１レンズアレイに向けて射出する凹レンズとを有することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１０】
請求項９に記載のプロジェクタにおいて、
前記発光管には、前記発光管から被照明領域側に射出される光を前記楕円面リフレクタに向けて反射する反射手段が設けられていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１１】
照明光束を射出する光源装置と、
前記光源装置からの照明光束を複数の部分光束に分割する複数の第１小レンズを有する第１レンズアレイと、
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レンズアレイからの各部分光束を被照明領域上で重畳する重畳レンズと、
前記重畳レンズによって重畳される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って変調された光を投写する投写光学系とを備えるプロジェクタの製造方法であって、
前記重畳レンズとともに重畳光学系を構成し、前記重畳レンズの焦点距離と前記重畳光学系の焦点距離とは異なるとともに、前記重畳レンズの焦点位置と前記重畳光学系の焦点位置とは同一となる光学レンズとして、焦点距離が異なる複数種類の光学レンズを準備する工程と、
前記焦点距離が異なる複数種類の光学レンズの中からいずれかを選択して配置するか又は前記焦点距離が異なる複数種類の光学レンズのいずれも配置しないことによって、前記重畳光学系から射出される光の照明領域の大きさが前記電気光学変調装置の画像形成領域の大きさに適合するように、前記重畳光学系の焦点距離を調整する工程とを含むことを特徴とするプロジェクタの製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載のプロジェクタの製造方法において、
前記重畳光学系の焦点距離を調整する工程の前に、
前記重畳レンズとして、焦点位置が略同一で焦点距離が異なる複数種類の重畳レンズを準備する工程と、
前記焦点距離が異なる複数種類の重畳レンズの中から前記重畳レンズとしていずれかを選択して配置することによって、前記重畳レンズから射出される光の照明領域の大きさが前記電気光学変調装置の画像形成領域の大きさに適合するように、前記重畳光学系の焦点距離を粗調整する工程とをさらに含み、
前記重畳光学系の焦点距離を調整する工程は、前記重畳光学系から射出される光の照明領域の大きさが前記電気光学変調装置の画像形成領域の大きさに適合するように、前記重畳光学系の焦点距離を微調整することを特徴とするプロジェクタの製造方法。
【請求項１３】
請求項１１又は請求項１２に記載のプロジェクタの製造方法において、
前記プロジェクタは、前記重畳レンズからの光を第１の色光と第２の色光及び第３の色光とに分離する第１ダイクロイックミラーと前記第１ダイクロイックミラーからの第２の色光及び第３の色光を第２の色光と第３の色光とに分離する第２ダイクロイックミラーとを有する色分離導光光学系と、前記電気光学変調装置として前記第１の色光〜第３の色光をそれぞれ変調する第１の電気光学変調装置〜第３の電気光学変調装置と、前記第１の電気光学変調装置〜第３の電気光学変調装置によって変調された色光を合成し前記投写光学系へと射出する色合成光学系とを備えるプロジェクタであって、
前記焦点距離が異なる複数種類の光学レンズを準備する工程として、
前記重畳レンズとともに第１の重畳光学系を構成し、前記重畳レンズの焦点距離と前記重畳光学系の焦点距離とは異なるとともに、前記重畳レンズの焦点位置と前記第１の重畳光学系の焦点位置とは同一となる第１の光学レンズとして、焦点距離が異なる複数種類の第１の光学レンズを準備する工程と、
前記重畳レンズとともに第２の重畳光学系を構成し、前記重畳レンズの焦点距離と前記重畳光学系の焦点距離とは異なるとともに、前記重畳レンズの焦点位置と前記第１の重畳光学系の焦点位置とは同一となる第２の光学レンズとして、焦点距離が異なる複数種類の第２の光学レンズを準備する工程とを含み、
前記重畳光学系の焦点距離を調整する工程として、
前記焦点距離が異なる複数種類の第１の光学レンズの中からいずれかを選択して配置するか又は前記焦点距離が異なる複数種類の第１の光学レンズのいずれも配置しないことによって、前記第１の重畳光学系から射出される光の照明領域の大きさを前記第１の電気光学変調装置の画像形成領域の大きさに適合するように、前記第１の重畳光学系の焦点距離を調整する工程と、
前記焦点距離が異なる複数種類の第２の光学レンズの中からいずれかを選択して配置するか又は前記焦点距離が異なる複数種類の第２の光学レンズのいずれも配置しないことによって、前記第２の重畳光学系から射出される光の照明領域の大きさを前記第２の電気光学変調装置及び／又は前記第３の電気光学変調装置の画像形成領域の大きさに適合するように、前記第２の重畳光学系の焦点距離を調整する工程とを含むことを特徴とするプロジェクタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタ及びプロジェクタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光均一化光学系としての第１レンズアレイ、第２レンズアレイ及び重畳レンズを備えるプロジェクタが知られている（例えば、特許文献１参照。）。従来のプロジェクタによれば、光源装置から射出される面内光強度分布の比較的不均一な光は、光均一化光学系としての第１レンズアレイ、第２レンズアレイ及び重畳レンズの働きによって面内光強度分布の比較的均一な光に変換されることとなるため、そのような面内光強度分布が比較的均一な光によって、照明対象である電気光学変調装置としての液晶装置における画像形成領域を照射することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−３０４７３９号公報（図１１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来のプロジェクタにおいては以下の２つの問題があった。
【０００５】
１．第１の問題
プロジェクタにおいては、電気光学変調装置の画像形成領域を正確に照明できないと、投写面に投写される投写画像の明るさが低下してしまったり投写画像の縁に影ができてしまったりする。そこで、照明光学系や色分離導光光学系における光学要素自体の寸法誤差や取付精度等を考慮して、画像形成領域に照射される照明光の照明領域には、その周囲に一定の照明マージンを設けている。そして、電気光学変調装置の画像形成領域が照明マージンも含めた照明領域の範囲内に確実に入るように設計を行っている。
【０００６】
ところで、このような照明マージンの量は、なるべく少ない方が好ましい。なぜなら、照明マージンも含めた照明領域の大きさが画像形成領域に対して必要以上に大きくなると、その分画像形成領域における照度が低下してしまい、投写面に投写される投写画像の明るさが低下してしまうからである。照明マージンの量をなるべく少なくして画像形成領域に対して照明領域を合わせるには、照明領域の大きさを調整する必要がある。
【０００７】
照明領域の大きさを調整するにあたって、従来は、例えば照明光学系における各光学要素（例えば、第１レンズアレイ、第２レンズアレイ、重畳レンズなど。）の位置を調整して照明領域の大きさを調整していたが、このような作業は多大な労力及び作業時間を要するものである。このため、従来のプロジェクタによれば、照明領域の大きさを調整するのは容易ではないという問題があった。
【０００８】
２．第２の問題
近年、プロジェクタの低コスト化のため、電気光学変調装置を小型化したいという要望が高まっている。電気光学変調装置を小型化すると画像形成領域の大きさも小さくなるため、画像形成領域の大きさに合わせて照明領域の大きさを小さくする必要がある。
【０００９】
ここで、照明領域の大きさは、第１レンズアレイの第１小レンズの大きさに、第２レンズアレイの第２小レンズの焦点距離ｆ1に対する重畳レンズの焦点距離ｆ2の比（＝ｆ2／ｆ1（拡大率））を乗じることによって求められる。このため、照明領域の大きさを小さくするためには、第１小レンズの大きさを小さくするか、重畳レンズの焦点距離ｆ2を短くするか、第２小レンズの焦点距離ｆ1を長くしなければならない。
【００１０】
しかしながら、第１小レンズの大きさを小さくするためには、個々の小レンズの大きさが小さな第１レンズアレイに変更しなければならず、重畳レンズの焦点距離ｆ2を短くするためには、色分離導光光学系の大きさを小さくしなければならず、第２小レンズの焦点距離ｆ1を長くするためには、照明光学系の大きさを大きくしなければならない。つまり、照明領域の大きさを小さくするためには、照明光学系（第１レンズアレイも含む。）又は色分離導光光学系を変更しなければならない。
【００１１】
このため、従来のプロジェクタによれば、電気光学変調装置を小型化することによって、電気光学変調装置変更前の照明光学系又は色分離導光光学系をそのまま使用することができないという問題があった。
この問題は、電気光学変調装置を小型化する場合だけに限らず、電気光学変調装置を大型化する場合にも同様に発生する問題でもある。
【００１２】
すなわち、従来のプロジェクタによれば、電気光学変調装置の大きさを変更することによって、電気光学変調装置変更前の照明光学系又は色分離導光光学系をそのまま使用することができないという問題があった。その結果、照明光学系又は色分離導光光学系を設計し直さなければならず、そのための工数が増加してしまい、プロジェクタの製造コストが高くなってしまっていた。
【００１３】
そこで、本発明は、上記した第１の問題及び第２の問題のうち少なくともいずれかの問題を解決するためになされたもので、照明領域の大きさを調整することが容易なプロジェクタ、または、電気光学変調装置の大きさを変更したとしても電気光学変調装置変更前の照明光学系又は色分離導光光学系をそのまま使用することが可能なプロジェクタを提供することを目的とする。また、このような優れたプロジェクタの製造方法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】
【００１４】
本発明のプロジェクタは、照明光束を射出する光源装置と、前記光源装置からの照明光束を複数の部分光束に分割する複数の第１小レンズを有する第１レンズアレイと、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レンズアレイからの各部分光束を被照明領域上で重畳する重畳レンズと、前記重畳レンズによって重畳された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って変調された光を投写する投写光学系とを備えるプロジェクタにおいて、前記重畳レンズと前記電気光学変調装置との間の光路に配置される光学レンズをさらに備え、前記光学レンズは、前記重畳レンズの焦点距離とは異なる焦点距離を有し前記重畳レンズの焦点位置と略同一の焦点位置を有する重畳光学系を前記重畳レンズとともに構成することを特徴とする。
【００１５】
このため、本発明のプロジェクタによれば、重畳レンズのみで重畳光学系を構成したときの焦点位置と略同一の焦点位置を有し重畳レンズのみで重畳光学系を構成したときとは異なる焦点距離を有する重畳光学系を、重畳レンズと光学レンズとで構成することができるため、重畳光学系を、照明領域の結像位置を変えずに照明領域の大きさを変更可能な機能を有する光学系とすることができる。つまり、重畳レンズの焦点距離とは異なる焦点距離を有する重畳光学系を構成することとなる光学レンズを、光路内の所定位置に配置することにより、重畳レンズ及び光学レンズからなる重畳光学系の焦点距離を調整して、照明領域の大きさを調整することができる。
このとき、照明領域の大きさは、第１レンズアレイの第１小レンズの大きさに、第２レンズアレイの第２小レンズの焦点距離ｆ1に対する重畳光学系の焦点距離ｆ3の比（＝ｆ3／ｆ1（拡大率））を乗じたものとなるため、本発明のプロジェクタによれば、適切な光学レンズを光路内に配置して光学レンズ固定装置によって固定することにより、照明領域の大きさを適切な大きさに調整することができる。
【００１６】
また、本発明のプロジェクタによれば、光学レンズを光路内に配置しないときの重畳レンズのみで構成される重畳光学系の焦点位置と、光学レンズを光路内に配置したときの重畳レンズ及び光学レンズからなる重畳光学系の焦点位置とを略同一とすることができるため、光学レンズを光路内に配置したとしても、各電気光学変調装置の画像形成領域には焦点ボケの無い面内光強度分布の比較的均一な照明光が照射されることとなる。
【００１７】
また、本発明のプロジェクタによれば、光学レンズを光路内に配置するという極めて簡単な構成によって照明領域の大きさを調整することができる。
【００１８】
一方、電気光学変調装置の大きさを変更する場合においても、上記した理由と同様に、本発明のプロジェクタによれば、光路内に配置したとき、重畳レンズの焦点距離とは異なる焦点距離を有する重畳光学系を構成することとなる光学レンズを、光路内に配置して、重畳レンズ及び光学レンズからなる重畳光学系の焦点距離を調整することができ、結果として照明領域の大きさを調整することができる。
【００１９】
また、本発明のプロジェクタによれば、適切な光学レンズを光路内に配置することにより、重畳レンズ及び光学レンズからなる重畳光学系の焦点距離ｆ3を調整して照明領域の大きさを調整することが可能となるため、照明領域の大きさを調整するために第１小レンズの大きさ及び第２小レンズの焦点距離ｆ1を調整する必要がなくなる。したがって、電気光学変調装置の大きさを変更したとしても、電気光学変調装置変更前の照明光学系をそのまま使用することができるようになる。
【００２０】
このように、本発明のプロジェクタによれば、電気光学変調装置を変更したとしても電気光学変調装置変更前の照明光学系をそのまま使用することができるようになるため、照明光学系を設計し直す必要がなくなり、工数を削減できる結果、プロジェクタの製造コストが高くなるのを抑制することができる。
【００２１】
以上より、本発明のプロジェクタは、照明領域の大きさを調整することが容易なプロジェクタ、または、電気光学変調装置の大きさを変更したとしても電気光学変調装置変更前の照明光学系をそのまま使用することが可能なプロジェクタとなる。
【００２２】
本発明のプロジェクタにおいては、前記重畳レンズからの光を第１の色光と第２の色光及び第３の色光とに分離する第１ダイクロイックミラーと、前記第１ダイクロイックミラーからの第２の色光及び第３の色光を第２の色光と第３の色光とに分離する第２ダイクロイックミラーとを有する色分離導光光学系と、前記電気光学変調装置として、前記第１〜第３の色光をそれぞれ変調する第１〜第３の電気光学変調装置と、前記第１〜第３の電気光学変調装置によって変調された色光を合成し前記投写光学系へと射出する色合成光学系と、前記光学レンズとして、前記第１ダイクロイックミラーと前記第１の電気光学変調装置との間に配置される第１の光学レンズと、前記第１ダイクロイックミラーと前記第２ダイクロイックミラーとの間に配置される第２の光学レンズとを備え、前記第１の光学レンズは、前記重畳レンズの焦点距離とは異なる焦点距離を有し前記重畳レンズの焦点位置と略同一の焦点位置を有する第１の重畳光学系を前記重畳レンズとともに構成し、前記第２の光学レンズは、前記重畳レンズの焦点距離とは異なる焦点距離を有し前記重畳レンズの焦点位置と略同一の焦点位置を有する第２の重畳光学系を前記重畳レンズとともに構成することが好ましい。
【００２３】
このため、本発明のプロジェクタによれば、重畳レンズと第１の光学レンズとで構成される第１の重畳光学系と、重畳レンズと第２の光学レンズとで構成される第２の重畳光学系とを有しているため、第１〜第３の電気光学変調装置のそれぞれにおいて、照明領域の大きさを比較的自由に調整することが可能となる。
【００２４】
また、本発明のプロジェクタによれば、比較的スペースの余裕がある箇所に第１の光学レンズ及び第２の光学レンズを配置することが可能となる。
【００２５】
また、本発明のプロジェクタによれば、光学レンズを光路内に配置しないときの重畳レンズのみで構成される重畳光学系の焦点位置と、光学レンズを光路内に配置したときの重畳レンズ及び光学レンズからなる重畳光学系の焦点位置とを略同一とすることができるため、光学レンズを光路内に配置したとしても、重畳レンズと各電気光学変調装置との位置関係を変えずに済む。このため、電気光学変調装置の大きさを変更したとしても、色分離導光光学系を変更することなく、電気光学変調装置変更前の色分離導光光学系をそのまま使用することができるようになる。
【００２６】
このように、本発明のプロジェクタによれば、電気光学変調装置を変更したとしても電気光学変調装置変更前の色分離導光光学系をそのまま使用することができるようになるため、色分離導光光学系を設計し直す必要がなくなり、工数を削減できる結果、プロジェクタの製造コストが高くなるのを抑制することができる。
【００２７】
本発明のプロジェクタにおいては、前記第１の光学レンズ及び前記第２の光学レンズのうち少なくとも１つは、凸メニスカスレンズであることが好ましい。
【００２８】
本発明の第１の光学レンズ及び第２の光学レンズとしてメニスカスレンズを用いることにより、重畳光学系の焦点位置を維持しつつ重畳光学系の主点の位置を光軸に沿った方向に調整することが可能となるため、重畳光学系の焦点位置を維持しつつ重畳光学系の焦点距離を調整することができるようになる。その結果、画像形成領域における照明領域の大きさを調整することができるようになる。
【００２９】
本発明のプロジェクタにおいては、前記第１の光学レンズ及び前記第２の光学レンズのうち少なくとも１つは、２枚以上のレンズからなる複合レンズであることが好ましい。
【００３０】
本発明の第１の光学レンズ及び第２の光学レンズとして２枚以上のレンズからなる複合レンズを用いることによっても、重畳光学系の焦点位置を維持しつつ重畳光学系の主点の位置を光軸に沿った方向に調整することが可能となるため、重畳光学系の焦点位置を維持しつつ重畳光学系の焦点距離を調整することができるようになる。その結果、画像形成領域における照明領域の大きさを調整することができるようになる。
【００３１】
本発明のプロジェクタにおいては、前記第１の光学レンズ及び前記第２の光学レンズは、同一形状を有することが好ましい。
【００３２】
このように構成することにより、第１の光学レンズ及び第２の光学レンズとして、同一形状のレンズを用いることが可能になるため、プロジェクタにおける製造コストの低減を図ることが可能となる。
【００３３】
本発明のプロジェクタにおいては、前記第１の光学レンズ及び前記第２の光学レンズのうち、相対的に長い波長の色光が通過する光路に配置されるレンズのパワーは、相対的に短い波長の色光が通過する光路に配置されるレンズのパワーよりも大きいことが好ましい。
【００３４】
一般的に、レンズの屈折率には波長分散特性が存在し、相対的に長い波長の光における屈折率は相対的に短い波長の光における屈折率よりも小さい。このため、相対的に長い波長の光は、相対的に短い波長の光よりも屈折しにくいため、第１の光学レンズと第２の光学レンズのパワーを同じに設定すると、相対的に長い波長の光が入射する場合と相対的に短い波長の光が入射する場合とで、画像形成領域に照射される照明領域の大きさが異なることになり易い。
しかしながら、このような場合には、上記のように構成することにより、相対的に長い波長の光は、相対的に短い波長の光よりも、パワーの大きいレンズを通過することになるため、屈折のしにくさが補償され、相対的に長い波長の光が入射する場合と相対的に短い波長の光が入射する場合とで、画像形成領域に照射される照明領域の大きさを同じにすることができるようになる。
このため、各色光に対応する電気光学変調装置毎に、同じ大きさの照明領域が形成されることになり、色光毎の照明状態が均一になり、色むらが低減し色再現性が向上する。
【００３５】
本発明は、前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイとして、前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイが一体成形されたレンズアレイユニットを用いたプロジェクタに適用した場合に特に効果がある。
【００３６】
第１レンズアレイ及び第２レンズアレイが一体成形されたレンズアレイユニットは、通常ガラスをプレス成形することにより製造される。この場合、第１レンズアレイと第２レンズアレイとの間の距離が長いとレンズアレイユニットの厚さが厚くなるため、製造時に割れや欠けが発生してしまうおそれがある。また、レンズアレイユニットの厚さが厚くなると、レンズアレイユニットの重量が増加してしまうし、材料費が嵩んでしまう。
【００３７】
これに対して、本発明のプロジェクタによれば、上記したように、重畳光学系の焦点距離を調整することができるため、重畳光学系の焦点距離を短くすることもできる。本発明のプロジェクタにおいて重畳光学系の焦点距離ｆ3を短くしたときには、従来と同等の大きさの電気光学変調装置を用いた場合は、重畳レンズから各電気光学変調装置までの光路の長さと照明領域の大きさとを維持しつつ、第２小レンズ（及び第１小レンズ）の焦点距離ｆ1を短くすることが可能になる。もちろん、従来よりも小型の電気光学変調装置を用いた場合においても、第２小レンズ（及び第１小レンズ）の焦点距離ｆ1を短くすることが可能になる。このため、第１レンズアレイと第２レンズアレイとの間の距離を短くすることが可能になり、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイが一体成形された薄型のレンズアレイユニットを容易に製造することが可能になる。また、薄型のレンズアレイユニットをプロジェクタに用いることができることから、プロジェクタの小型化を図ることができるとともに、レンズアレイユニットの軽量化を図ることができ、材料費を削減することが可能になる。さらにまた、各種光学部品を配置する際に、第１レンズアレイと第２レンズアレイとの位置合わせを行う必要がなくなるとともに、各種光学部品を配置した後においては、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイの位置精度が劣化するのを抑制することができるようになる。
【００３８】
本発明は、前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイとして、前記第１レンズアレイと前記第２レンズアレイとの間に、前記第１レンズアレイからの光を前記第２レンズアレイに導くための透光部材を有し、前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイが前記透光部材を介して接合されたレンズアレイユニットを用いたプロジェクタに適用した場合にも効果がある。
【００３９】
プロジェクタの小型化のためには、上記のようなレンズアレイユニットについても、レンズアレイユニットの軽量化及び材料費の削減のため、透光部材を薄くしたいという要請がある。
【００４０】
この場合、本発明のプロジェクタによれば、上記したように、重畳光学系の焦点距離を調整することができるため、重畳光学系の焦点距離を短くすることもできる。本発明のプロジェクタにおいて重畳光学系の焦点距離ｆ3を短くしたときには、従来と同等の大きさの電気光学変調装置を用いた場合は、重畳レンズから各電気光学変調装置までの光路の長さと照明領域の大きさとを維持しつつ、第２小レンズ（及び第１小レンズ）の焦点距離ｆ1を短くすることが可能になる。もちろん、従来よりも小型の電気光学変調装置を用いた場合においても、第２小レンズ（及び第１小レンズ）の焦点距離ｆ1を短くすることが可能になる。このため、第１レンズアレイと第２レンズアレイとの間の距離を短くすることが可能になり、透光部材を薄くしたレンズアレイユニットを容易に製造することが可能になる。また、薄型のレンズアレイユニットをプロジェクタに用いることができることから、プロジェクタの小型化を図ることができるとともに、レンズアレイユニットの軽量化を図ることができ、材料費を削減することが可能になる。さらにまた、各種光学部品を配置する際に、前もって第１レンズアレイと第２レンズアレイとを位置合わせした上で透光部材と接合しておくことにより、この第１レンズアレイ及び第２レンズアレイを有するレンズアレイユニットと他の光学部品との位置を調整するだけでよくなるため、このレンズアレイユニットを含めた各種光学部品の位置合わせ作業を容易に行うことができるようになるとともに、各種光学部品を配置した後においては、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイの位置精度が劣化するのを抑制することができるようになる。
【００４１】
上記した本発明のプロジェクタにおいては、前記透光部材は、前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイとほぼ等しい屈折率を有することが好ましい。
さらには、前記第１レンズアレイと透光部材及び透光部材と前記第２レンズアレイとをそれぞれ接合するための接着剤も、前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイとほぼ等しい屈折率を有することが好ましい。
【００４２】
このように構成することにより、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイのそれぞれと透光部材との界面における光の反射等をさらに抑制することが可能となるため、そのような望ましくない反射等による光量の損失をより一層低減することができるようになる。
【００４３】
また、上記した本発明のプロジェクタにおいては、前記透光部材は、前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイとほぼ等しい線膨張係数を有することが好ましい。
【００４４】
このように構成することにより、プロジェクタの使用による温度変化に伴う熱応力の発生を抑制することが可能となるため、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイと透光部材との接合部分における損傷を抑制することができるようになる。
【００４５】
これらより、上記した本発明のプロジェクタにおいては、前記透光部材は、前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイと同一の基材からなることが好ましい。
【００４６】
本発明のプロジェクタにおいては、前記光源装置は、楕円面リフレクタと、前記楕円面リフレクタの第１焦点近傍に発光中心を有する発光管と、前記楕円面リフレクタで反射された集束光を前記第１レンズアレイに向けて射出する凹レンズとを有することが好ましい。
【００４７】
このように構成することにより、光源装置からは楕円面リフレクタの大きさよりも小さな照明光束が射出されるようになるため、プロジェクタの小型化を図ることができる。
【００４８】
本発明のプロジェクタにおいては、前記発光管には、前記発光管から被照明領域側に射出される光を前記楕円面リフレクタに向けて反射する反射手段が設けられていることが好ましい。
【００４９】
このように構成することにより、発光管から被照明領域側に放射される光が楕円面リフレクタに向けて反射されるようになるため、発光管の被照明領域側端部を覆うような大きさに楕円面リフレクタの大きさを設定することを必要とせず、楕円面リフレクタの小型化を図ることができ、結果としてプロジェクタの小型化を図ることができる。
【００５０】
本発明のプロジェクタにおいては、前記第２レンズアレイと前記重畳レンズとの間には、前記第１レンズアレイにより分割された各部分光束の偏光方向を、偏光方向の揃った略１種類の直線偏光光として射出する偏光変換素子が配置されていることが好ましい。
【００５１】
このように構成することにより、本発明のプロジェクタは、偏光光を変調するタイプの電気光学変調装置、例えば液晶パネルを用いた電気光学変調装置を備えたプロジェクタに特に適合したものになる。
【００５２】
本発明のプロジェクタの製造方法は、照明光束を射出する光源装置と、前記光源装置からの照明光束を複数の部分光束に分割する複数の第１小レンズを有する第１レンズアレイと、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レンズアレイからの各部分光束を被照明領域上で重畳する重畳レンズと、前記重畳レンズによって重畳される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って変調された光を投写する投写光学系とを備えるプロジェクタの製造方法であって、前記重畳レンズの焦点距離とは異なる焦点距離を有し前記重畳レンズの焦点位置と略同一の焦点位置を有する重畳光学系を前記重畳レンズとともに構成することとなる光学レンズとして、焦点距離が異なる複数種類の光学レンズを準備する工程と、前記焦点距離が異なる複数種類の光学レンズの中からいずれかを選択して配置するか又は前記焦点距離が異なる複数種類の光学レンズのいずれも配置しないことによって、前記重畳光学系から射出される光の照明領域の大きさが前記電気光学変調装置の画像形成領域の大きさに適合するように、前記重畳光学系の焦点距離を調整する工程とを含むことを特徴とする。
【００５３】
このため、本発明のプロジェクタの製造方法によれば、予め準備しておいた複数種類の光学レンズの中からいずれかを選択して配置するか又は焦点距離が異なる複数種類の光学レンズのいずれも配置しないという極めて簡単な作業によって照明領域の大きさを調整することができるため、従来のように照明光学系における各光学要素の位置を調整して照明領域の大きさを調整するという作業を行わずに済み、照明領域の大きさを調整する際の労力及び作業時間を大幅に削減することが可能となる。
【００５４】
このため、本発明のプロジェクタの製造方法は、照明領域の大きさを調整することが容易なプロジェクタ、または、電気光学変調装置の大きさを変更したとしても電気光学変調装置変更前の照明光学系をそのまま使用することが可能なプロジェクタを製造できるという優れた製造方法となる。
【００５５】
本発明のプロジェクタの製造方法においては、前記重畳光学系の焦点距離を調整する工程の前に、前記重畳レンズとして、焦点位置が略同一で焦点距離が異なる複数種類の重畳レンズを準備する工程と、前記焦点距離が異なる複数種類の重畳レンズの中から前記重畳レンズとしていずれかを選択して配置することによって、前記重畳レンズから射出される光の照明領域の大きさが前記電気光学変調装置の画像形成領域の大きさに適合するように、前記重畳光学系の焦点距離を粗調整する工程とをさらに含み、前記重畳光学系の焦点距離を調整する工程は、前記重畳光学系から射出される光の照明領域の大きさが前記電気光学変調装置の画像形成領域の大きさに適合するように、前記重畳光学系の焦点距離を微調整することが好ましい。
【００５６】
このような方法とすることにより、電気光学変調装置の大きさが大幅に変更されたとしても、光学レンズとともに重畳レンズも交換することによって、重畳光学系によって生成される照明領域の大きさを大幅に変更し、光学レンズによって照明領域の大きさを微調整することができるため、電気光学変調装置変更前の照明光学系をそのまま使用することができるようになる。
【００５７】
本発明のプロジェクタの製造方法においては、前記プロジェクタは、前記重畳レンズからの光を第１の色光と第２の色光及び第３の色光とに分離する第１ダイクロイックミラーと前記第１ダイクロイックミラーからの第２の色光及び第３の色光を第２の色光と第３の色光とに分離する第２ダイクロイックミラーとを有する色分離導光光学系と、前記電気光学変調装置として前記第１〜第３の色光をそれぞれ変調する第１〜第３の電気光学変調装置と、前記第１〜第３の電気光学変調装置によって変調された色光を合成し前記投写光学系へと射出する色合成光学系とを備えるプロジェクタであって、前記焦点距離が異なる複数種類の光学レンズを準備する工程として、前記重畳レンズの焦点距離とは異なる焦点距離を有し前記重畳レンズの焦点位置と略同一の焦点位置を有する第１の重畳光学系を前記重畳レンズとともに構成することとなる第１の光学レンズとして、焦点距離が異なる複数種類の第１の光学レンズを準備する工程と、前記重畳レンズの焦点距離とは異なる焦点距離を有し前記重畳レンズの焦点位置と略同一の焦点位置を有する第２の重畳光学系を前記重畳レンズとともに構成することとなる第２の光学レンズとして、焦点距離が異なる複数種類の第２の光学レンズを準備する工程とを含み、前記重畳光学系の焦点距離を調整する工程として、前記焦点距離が異なる複数種類の第１の光学レンズの中からいずれかを選択して配置するか又は前記焦点距離が異なる複数種類の第１の光学レンズのいずれも配置しないことによって、前記第１の重畳光学系から射出される光の照明領域の大きさを前記第１の電気光学変調装置の画像形成領域の大きさに適合するように、前記第１の重畳光学系の焦点距離を調整する工程と、前記焦点距離が異なる複数種類の第２の光学レンズの中からいずれかを選択して配置するか又は前記焦点距離が異なる複数種類の第２の光学レンズのいずれも配置しないことによって、前記第２の重畳光学系から射出される光の照明領域の大きさを前記第２の電気光学変調装置及び／又は前記第３の電気光学変調装置の画像形成領域の大きさに適合するように、前記第２の重畳光学系の焦点距離を調整する工程とを含むことが好ましい。
【００５８】
重畳レンズからの光を第１〜第３の色光に分離する色分離導光光学系と、第１〜第３の色光をそれぞれ変調する第１〜第３の電気光学変調装置とを備え、重畳光学系によって重畳される照明領域が複数存在するプロジェクタにおいても、上記のような方法とすることにより、重畳レンズと第１の光学レンズとで構成され、第１の電気光学変調装置を照明する光を射出する第１の重畳光学系と、重畳レンズと第２の光学レンズとで構成され、第２の電気光学変調装置及び／又は第３の電気光学変調装置を照明する光を射出する第２の重畳光学系とにおいて、それぞれ、照明領域の大きさを比較的自由に調整することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５９】
以下、本発明のプロジェクタ及びプロジェクタの製造方法について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。
【００６０】
［実施形態１］
図１は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００の光学系を示す図である。
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における照明光軸１００ａｘ方向）、ｘ軸方向（図１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における紙面に垂直かつｚ軸に直交する方向）とする。
【００６１】
実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、図１に示すように、照明光束を射出する光源装置１１０と、光源装置１１０からの照明光束を複数の部分光束に分割する複数の第１小レンズ１２１を有する第１レンズアレイ１２０と、複数の第１小レンズ１２１に対応する複数の第２小レンズ１３１を有する第２レンズアレイ１３０と、第１レンズアレイ１２０により分割された各部分光束の偏光方向を、偏光方向の揃った略１種類の直線偏光光として射出する偏光変換素子１４０と、偏光変換素子１４０からの各部分光束を被照明領域上で重畳する重畳レンズ１６０並びに第１の光学レンズ１７０及び第２の光学レンズ１８０からなる重畳光学系１５０と、重畳レンズ１６０からの光を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３つの電気光学変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、電気光学変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂによって変調された色光を合成する色合成光学系としての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、光学要素収納用筐体１０とを備えるプロジェクタである。
【００６２】
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、発光管１１２に設けられ、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と、楕円面リフレクタ１１４で反射された集束光を平行光に変換して第１レンズアレイ１２０に向けて射出する凹レンズ１１８とを有している。光源装置１１０は、照明光軸１００ａｘを中心軸とする光束を射出する。
【００６３】
発光管１１２は、管球部と、管球部の両側に延びる一対の封止部とを有している。
楕円面リフレクタ１１４は、発光管１１２の一方の封止部に挿通・固着される筒状の首状部と、発光管１１２から放射された光を第２焦点位置に向けて反射する反射凹面とを有している。
【００６４】
補助ミラー１１６は、発光管１１２を挟んで楕円面リフレクタ１１４と対向して設けられ、発光管１１２から放射された光のうち楕円面リフレクタ１１４に向かわない光を発光管１１２に戻し楕円面リフレクタ１１４に入射させる。
【００６５】
凹レンズ１１８は、楕円面リフレクタ１１４の被照明領域側に配置されている。そして、楕円面リフレクタ１１４からの光を第１レンズアレイ１２０に向けて射出するように構成されている。
【００６６】
第１レンズアレイ１２０は、凹レンズ１１８からの光を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子としての機能を有し、照明光軸１００ａｘと直交する面内にマトリクス状に配列される複数の第１小レンズ１２１を備えた構成を有している。第１小レンズ１２１の外形形状は、電気光学変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域の外形形状に関して相似形である。
【００６７】
第２レンズアレイ１３０は、第１レンズアレイ１２０により分割された複数の部分光束を集光する光学素子であり、第１レンズアレイ１２０と同様に照明光軸１００ａｘに直交する面内にマトリクス状に配列される複数の第２小レンズ１３１を備えた構成を有している。
【００６８】
偏光変換素子１４０は、第１レンズアレイ１２０により分割された各部分光束の偏光方向を、偏光方向の揃った略１種類の直線偏光光として射出する偏光変換素子である。
偏光変換素子１４０は、光源装置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。
【００６９】
重畳光学系１５０は、偏光変換素子１４０からの各部分光束を被照明領域上で重畳する重畳レンズ１６０と、第１の光学レンズ１７０と、第２の光学レンズ１８０とを有している。
なお、ここでは図示を省略したが、重畳光学系１５０において、第１レンズアレイ１２０によって分離された複数の部分光束における第１の色光を第１の電気光学変調装置４００Ｒの画像形成領域に重畳させる重畳レンズ１６０と第１の光学レンズ１７０とで構成される重畳光学系を、第１の重畳光学系といい、第１レンズアレイ１２０によって分離された複数の部分光束のうち第２の色光及び第３の色光を第２の電気光学変調装置４００Ｇ及び第３の電気光学変調装置の画像形成領域に重畳させる重畳レンズ１６０と第２の光学レンズ１８０とで構成される重畳光学系を、第２の重畳光学系という。
【００７０】
第１の光学レンズ１７０及び第２の光学レンズ１８０については、詳細に後述する。
【００７１】
色分離導光光学系２００は、第１ダイクロイックミラー２１０及び第２ダイクロイックミラー２２０と、反射ミラー２３０，２４０，２５０と、入射側レンズ２６０と、リレーレンズ２７０とを有している。色分離導光光学系２００は、重畳レンズ１６０から射出される照明光束を、第１の色光としての赤色光、第２の色光としての緑色光及び第３の色光としての青色光の３つの色光に分離して、それぞれの色光を照明対象となる第１〜第３の電気光学変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂに導く機能を有している。
【００７２】
第１ダイクロイックミラー２１０及び第２ダイクロイックミラー２２０は、基板上に所定の波長領域の光束を反射し、他の波長領域の光束を透過する波長選択膜が形成された光学素子である。第１ダイクロイックミラー２１０は、赤色光成分を透過し、その他の色光成分を反射するミラーである。第２ダイクロイックミラー２２０は、青色光成分を透過し、緑色光成分を反射するミラーである。
【００７３】
第１ダイクロイックミラー２１０で反射された赤色光成分は、第１の光学レンズ１７０を通過し、反射ミラー２３０により曲折され、集光レンズ３００Ｒを介して赤色光用の第１の電気光学変調装置４００Ｒの画像形成領域に入射する。
集光レンズ３００Ｒは、第１の光学レンズ１７０からの各部分光束を各主光線に対して略平行な光束に変換するために設けられている。他の第２の電気光学変調装置４００Ｇ及び第３の電気光学変調装置４００Ｂの光路前段に配設される集光レンズ３００Ｇ，３００Ｂも、集光レンズ３００Ｒと同様に構成されている。
【００７４】
第１ダイクロイックミラー２１０を通過した緑色光成分及び青色光成分は、第２の光学レンズ１８０を通過することとなる。そして、第２の光学レンズ１８０を通過した緑色光成分は、第２ダイクロイックミラー２２０によって反射され、集光レンズ３００Ｇを通過して緑色光用の第２の電気光学変調装置４００Ｇの画像形成領域を照明する。一方、第２の光学レンズ１８０を通過した青色光成分は、第２ダイクロイックミラー２２０を透過し、入射側レンズ２６０、入射側の反射ミラー２４０、リレーレンズ２７０、射出側の反射ミラー２５０及び集光レンズ３００Ｂを通過して青色光用の第３の電気光学変調装置４００Ｂの画像形成領域を照明する。入射側レンズ２６０、リレーレンズ２７０及び反射ミラー２４０，２５０は、第２ダイクロイックミラー２２０を透過した青色光成分を第３の電気光学変調装置４００Ｂまで導く機能を有している。
【００７５】
なお、青色光の光路にこのような入射側レンズ２６０、リレーレンズ２７０及び反射ミラー２４０，２５０が設けられているのは、青色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、青色光の光路の長さが長いのでこのような構成とされているが、赤色光の光路の長さを長くして、入射側レンズ２６０、リレーレンズ２７０及び反射ミラー２４０，２５０を赤色光の光路に用いる構成も考えられる。
【００７６】
第１〜第３の電気光学変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、照明光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものであり、光源装置１１０の照明対象となる。なお、図示を省略したが、集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂと各電気光学変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとの間には、それぞれ入射側偏光板が介在配置され、各電気光学変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとクロスダイクロイックプリズム５００との間には、それぞれ射出側偏光板が介在配置されている。これら入射側偏光板、電気光学変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ及び射出側偏光板によって、入射する各色光の光変調が行われる。
第１〜第３の電気光学変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶を密閉封入したものである。例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、与えられた画像情報に応じて、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。
【００７７】
色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム５００は、射出側偏光板から射出された各色光毎に変調された光学像を合成して、カラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム５００は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた略Ｘ字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。略Ｘ字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の界面に形成された誘電体多層膜は、青色光を反射するものであり、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。
【００７８】
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。
【００７９】
実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、光学レンズとしての第１の光学レンズ１７０及び第２の光学レンズ１８０並びに光学レンズ固定装置としての第１の光学レンズ固定装置１７２及び第２の光学レンズ固定装置１８２を備えることを特徴としている。以下、詳細に説明する。
【００８０】
図２は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００の効果を説明するために示す図である。図２（ａ）は第１の光学レンズ１７０を光路内に配置せず第１の重畳光学系が重畳レンズ１６０のみで構成されている場合における、第２レンズアレイ１３０の焦点距離ｆ1と第１の重畳光学系の焦点距離ｆ2との関係を模式的に示す図である。図２（ｂ）は第１の光学レンズ１７０を光路内に配置して第１の重畳光学系が重畳レンズ１６０と第１の光学レンズ１７０で構成されている場合における、第２レンズアレイ１３０の焦点距離ｆ1と第１の重畳光学系の焦点距離ｆ3との関係を模式的に示す図である。図２（ｃ）は図２（ａ）のときの第１の電気光学変調装置４００Ｒの画像形成領域Ｓにおける照明状態を示す模式図である。図２（ｄ）は図２（ｂ）のときの第１の電気光学変調装置４００Ｒの画像形成領域Ｓにおける照明状態を示す模式図である。ただし、図２（ａ）及び図２（ｂ）においては、説明を簡潔にするために、赤色光、緑色光及び青色光のうち赤色光の光路について図示するとともに、赤色光の光路に配置された集光レンズ３００Ｒ及び電気光学変調装置４００Ｒを図示しており、偏光変換素子１４０、第１ダイクロイックミラー２１０及び反射ミラー２３０の図示を省略している。
【００８１】
なお、実施形態１に係るプロジェクタ１０００において、焦点距離とは、光学系の主点から焦点までの長さであり、焦点位置とは、該光学系の焦点の位置である。
【００８２】
実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、図１に示すように、第１の光学レンズ１７０を光学要素収納用筐体１０に対して着脱可能に固定するための第１の光学レンズ固定装置１７２と、第２の光学レンズ１８０を光学要素収納用筐体１０に対して着脱可能に固定するための第２の光学レンズ固定装置１８２とを備えるプロジェクタである。
【００８３】
第１の光学レンズ１７０は、第１の光学レンズ１７０単体における光軸上の厚みが最も厚い凸メニスカスレンズである。第１の光学レンズ１７０は、光入射側に凸面を向けた状態で第１ダイクロイックミラー２１０と反射ミラー２３０との間に配置され、さらに第１の光学レンズ固定装置１７２によって固定されている。そして、第１の光学レンズ１７０は、図１及び図２（ｂ）に示すように、第１ダイクロイックミラー２１０と反射ミラー２３０との間に配置したとき、重畳レンズ１６０とともに、重畳レンズ１６０の焦点距離ｆ2よりも長い焦点距離ｆ3を有し重畳レンズ１６０の焦点位置と略同一の焦点位置を有する第１の重畳光学系を構成するものである。
【００８４】
第１の光学レンズ１７０を第１ダイクロイックミラー２１０と反射ミラー２３０との間に配置しないときは、図２（ａ）に示すように、赤色光の光路において第１の重畳光学系は重畳レンズ１６０のみで構成されることとなるから、第１の重畳光学系の焦点距離は、重畳レンズ１６０の焦点距離であるｆ2となる。これに対し、第１の光学レンズ１７０を第１ダイクロイックミラー２１０と反射ミラー２３０との間に配置したときは、図２（ｂ）に示すように、赤色光の光路において第１の重畳光学系は重畳レンズ１６０と第１の光学レンズ１７０とで構成されることとなるから、第１の重畳光学系の焦点距離はｆ3となり、重畳レンズ１６０のみで構成される場合の第１の重畳光学系の焦点距離ｆ2よりも長くなる。このとき、第１の光学レンズ１７０を配置しないときの重畳レンズ１６０のみで構成される第１の重畳光学系の焦点位置と、第１の光学レンズ１７０を配置したときの重畳レンズ１６０と第１の光学レンズ１７０とで構成される第１の重畳光学系の焦点位置とは、略同一である。
【００８５】
第１の光学レンズ固定装置１７２は、第１の光学レンズ１７０を光学要素収納用筐体１０に対して着脱可能に固定するためのものである。なお、第１の光学レンズ１７０を固定するための固定手段としては、例えば、光学レンズ１７０の端部を摺動可能に挟持する溝を有する固定手段のほか、公知の固定手段を用いることができる。
【００８６】
第２の光学レンズ１８０は、第２の光学レンズ１８０単体における光軸上の厚みが最も厚い凸メニスカスレンズである。第２の光学レンズ１８０は、光入射側に凸面を向けた状態で第１ダイクロイックミラー２１０と第２ダイクロイックミラー２２０との間に配置され、さらに第２の光学レンズ固定装置１８２によって固定されている。そして、第２の光学レンズ１８０は、第１ダイクロイックミラー２１０と第２ダイクロイックミラー２２０との間に配置したとき、重畳レンズ１６０とともに、重畳レンズ１６０の焦点距離ｆ2よりも長い焦点距離ｆ3を有し重畳レンズ１６０の焦点位置と略同一の焦点位置を有する第２の重畳光学系を構成するものである。
【００８７】
第１の光学レンズ１７０の場合と同様に、第２の光学レンズ１８０を第１ダイクロイックミラー２１０と第２ダイクロイックミラー２２０との間に配置しないときは、緑色光の光路及び青色光の光路において第２の重畳光学系は重畳レンズ１６０のみで構成されることとなるから、第２の重畳光学系の焦点距離は、重畳レンズ１６０の焦点距離であるｆ2となる。これに対し、第２の光学レンズ１８０を第１ダイクロイックミラー２１０と第２ダイクロイックミラー２２０との間に配置したときは、緑色光の光路及び青色光の光路において第２の重畳光学系は重畳レンズ１６０と第２の光学レンズ１８０とで構成されることとなるから、第２の重畳光学系の焦点距離はｆ3となり、重畳レンズ１６０のみで構成される場合の第２の重畳光学系の焦点距離ｆ2よりも長くなる。このとき、第２の光学レンズ１８０を配置しないときの重畳レンズ１６０のみで構成される第２の重畳光学系の焦点位置と、第１の光学レンズ１８０を配置したときの重畳レンズ１６０と第２の光学レンズ１８０とで構成される第２の重畳光学系の焦点位置とは、略同一である。
【００８８】
第２の光学レンズ固定装置１８２は、第２の光学レンズ１８０を光学要素収納用筐体１０に対して固定するためのものである。なお、第２の光学レンズ１８０を固定するための固定手段としては、例えば、第２の光学レンズ１８０の端部を摺動可能に挟持する溝を有する固定手段のほか、公知の固定手段を用いることができる。
【００８９】
このため、電気光学変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂでの照明領域Ｌの大きさを調整する必要がある場合において、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、第１の光学レンズ１７０を第１ダイクロイックミラー２１０と反射ミラー２３０（第１の電気光学変調装置４００Ｒ）との間に配置し、第２の光学レンズ１８０を第１ダイクロイックミラー２１０と第２ダイクロイックミラー２２０との間に配置することが可能となるため、重畳レンズ１６０、第１の光学レンズ１７０及び第２の光学レンズ１８０からなる重畳光学系１５０の焦点距離ｆ3を調整することができる。
【００９０】
このとき、照明領域Ｌの大きさは、第１レンズアレイ１２０の第１小レンズ１２１の外形形状の大きさに、第２レンズアレイ１３０の第２小レンズ１３１の焦点距離ｆ1に対する重畳光学系１５０の焦点距離ｆ3の比（＝ｆ3／ｆ1（拡大率））を乗じたものとなる。すなわち、赤色光の光路において、重畳レンズ１６０と第１の光学レンズ１７０とで構成される第１の重畳光学系の焦点距離ｆ3は、重畳レンズ１６０のみで構成される第１の重畳光学系の焦点距離ｆ2よりも長くなるから、第１の光学レンズ１７０を光路内の所定位置に配置することによって、照明領域Ｌの大きさを大きくすることが可能となる。また、緑色光の光路及び青色光の光路においても同様に、光路中に第２の光学レンズ１８０を配置することによって、照明領域Ｌの大きさを大きくすることが可能となる。
【００９１】
したがって、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、第１の光学レンズ１７０又は第２の光学レンズ１８０を光路内の所定位置に配置して第１の光学レンズ固定装置１７２又は第２の光学レンズ固定装置１８２によって固定することにより、図２（ｃ）及び図２（ｄ）に示すように、画像形成領域Ｓに対して照明領域Ｌの大きさを適切な大きさに調整することができる。
【００９２】
また、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、第１の光学レンズ１７０及び第２の光学レンズ１８０を光路内の所定位置に配置しないときの重畳レンズ１６０のみで構成される重畳光学系１５０の焦点位置と、第１の光学レンズ１７０及び第２の光学レンズ１８０を光路内の所定位置に配置したときの重畳レンズ１６０並びに第１の光学レンズ１７０及び第２の光学レンズ１８０からなる重畳光学系１５０の焦点位置とを略同一とすることができるため、第１の光学レンズ１７０及び第２の光学レンズ１８０を光路内の所定位置に配置したとしても、各電気光学変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域Ｓには焦点ボケの無い面内光強度分布の比較的均一な照明光が照射されることとなる。
【００９３】
また、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、第１の光学レンズ１７０及び第２の光学レンズ１８０を光路内の所定位置に配置して第１の光学レンズ固定装置１７２及び第２の光学レンズ固定装置１８２によって固定するという極めて簡単な構成によって照明領域Ｌの大きさを調整することができる。
【００９４】
一方、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、電気光学変調装置の大きさを変更する場合においても、上記した理由と同様に、第１の光学レンズ１７０及び第２の光学レンズ１８０を光路内の所定位置に配置することが可能となるため、重畳光学系１５０の焦点距離ｆ3を調整することができ、結果として照明領域Ｌの大きさを調整し、変更された電気光学変調装置の画像形成領域の大きさに適合させることができる。
【００９５】
また、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、第１の光学レンズ１７０及び第２の光学レンズ１８０を光路内の所定位置に配置することにより、重畳光学系１５０の焦点距離ｆ3を調整して照明領域Ｌの大きさを調整することが可能となるため、照明領域Ｌの大きさを調整するために第１小レンズ１２１の大きさ及び第２小レンズ１３１の焦点距離ｆ1を調整する必要がなくなる。したがって、電気光学変調装置の大きさを変更したとしても、電気光学変調装置変更前の照明光学系をそのまま使用することができるようになる。
【００９６】
このように、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、電気光学変調装置を変更したとしても電気光学変調装置変更前の照明光学系をそのまま使用することができるようになるため、照明光学系を設計し直す必要がなくなり、工数を削減できる結果、プロジェクタの製造コストが高くなるのを抑制することができる。
【００９７】
このため、実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、照明領域の大きさを調整することが容易なプロジェクタ、または、電気光学変調装置の大きさを変更したとしても電気光学変調装置変更前の照明光学系をそのまま使用することが可能なプロジェクタとなる。
【００９８】
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、光学レンズとして、第１の光学レンズ１７０と第２の光学レンズ１８０とを備えている。第１の光学レンズ１７０は、重畳レンズ１６０の焦点距離とは異なる焦点距離を有し重畳レンズ１６０の焦点位置と略同一の焦点位置を有する第１の重畳光学系を重畳レンズ１６０とともに構成する。また、第２の光学レンズ１８０は、重畳レンズ１６０の焦点距離とは異なる焦点距離を有し重畳レンズ１６０の焦点位置と略同一の焦点位置を有する第２の重畳光学系を重畳レンズ１６０とともに構成する。
【００９９】
このため、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、重畳レンズ１６０と第１の光学レンズ１７０とで構成される第１の重畳光学系と、重畳レンズ１６０と第２の光学レンズ１８０とで構成される第２の重畳光学系とを有しているため、第１〜第３の電気光学変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂのそれぞれにおいて、照明領域の大きさを比較的自由に調整することが可能となる。
【０１００】
また、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、比較的スペースの余裕がある箇所に第１の光学レンズ１７０及び第２の光学レンズ１８０を配置することが可能となる。
【０１０１】
また、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、第１の光学レンズ１７０及び第２の光学レンズ１８０を光路内の所定位置に配置しないときの重畳レンズ１６０のみで構成される重畳光学系１５０の焦点位置と、第１の光学レンズ１７０及び第２の光学レンズ１８０を光路内の所定位置に配置したときの重畳レンズ１６０並びに第１の光学レンズ１７０及び第２の光学レンズ１８０からなる重畳光学系１５０の焦点位置とを略同一とすることができるため、第１の光学レンズ１７０及び第２の光学レンズ１８０を光路内の所定位置に配置したとしても、重畳レンズ１６０と各電気光学変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとの位置関係を変えずに済む。このため、電気光学変調装置の大きさを変更したとしても、色分離導光光学系を変更することなく、電気光学変調装置変更前の色分離導光光学系２００をそのまま使用することができるようになる。
【０１０２】
このように、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、電気光学変調装置を変更したとしても電気光学変調装置変更前の色分離導光光学系２００をそのまま使用することができるようになるため、色分離導光光学系を設計し直す必要がなくなり、工数を削減できる結果、プロジェクタの製造コストが高くなるのを抑制することができる。
【０１０３】
実施形態１に係るプロジェクタにおいては、光学レンズ固定装置として、上記した第１の光学レンズ固定装置１７２と上記した第２の光学レンズ固定装置１８２とを有しているため、少なくとも第１の電気光学変調装置４００Ｒでの照明領域の大きさと、第２及び第３の電気光学変調装置４００Ｇ，４００Ｂでの照明領域の大きさとを別々に調整することが可能となる。
【０１０４】
実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、第１の光学レンズ１７０及び第２の光学レンズ１８０は、凸メニスカスレンズである。
【０１０５】
第１の光学レンズ１７０及び第２の光学レンズ１８０として凸メニスカスレンズを用いることにより、重畳光学系１５０の焦点位置を維持しつつ重畳光学系１５０の主点の位置を光軸に沿った方向に調整することが可能となるため、重畳光学系１５０の焦点位置を維持しつつ重畳光学系１５０の焦点距離を調整することができるようになる。その結果、画像形成領域における照明領域Ｌの大きさを調整することができるようになる。
【０１０６】
なお、実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、第１の光学レンズ１７０及び第２の光学レンズ１８０が、光入射側に凸面を向けた状態で配置されているため、重畳光学系１５０の焦点位置を維持しつつ重畳光学系１５０の焦点距離ｆ3を長くすることができる。その結果、画像形成領域Ｓにおける照明領域Ｌの大きさを大きくすることができるようになる。
【０１０７】
実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、第１の光学レンズ１７０及び第２の光学レンズ１８０は、同一形状を有している。
【０１０８】
これにより、第１の光学レンズ１７０及び第２の光学レンズ１８０として、同一形状のレンズを用いることが可能になるため、プロジェクタにおける製造コストの低減を図ることが可能となる。
【０１０９】
以上、実施形態１に係るプロジェクタ１０００おける第１の光学レンズ１７０及び第２の光学レンズ１８０並びに第１の光学レンズ固定装置１７２及び第２の光学レンズ固定装置１８２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。
【０１１０】
実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、図１に示すように、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で反射された集束光を第１レンズアレイ１２０に向けて射出する凹レンズ１１８とを有している。
【０１１１】
これにより、光源装置１１０からは楕円面リフレクタ１１４の大きさよりも小さな照明光束が射出されるようになるため、プロジェクタの小型化を図ることができる。
【０１１２】
実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、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。
【０１１３】
これにより、発光管１１２から被照明領域側に放射される光が楕円面リフレクタ１１４に向けて反射されるようになるため、発光管１１２の被照明領域側端部を覆うような大きさに楕円面リフレクタ１１４の大きさを設定することを必要とせず、楕円面リフレクタの小型化を図ることができ、結果としてプロジェクタの小型化を図ることができる。
【０１１４】
次に、実施形態１に係るプロジェクタの製造方法について説明する。
【０１１５】
実施形態１に係るプロジェクタの製造方法は、上記したプロジェクタ１０００を製造するための方法であって、第１の光学レンズ１７０として、焦点距離が異なる複数種類の第１光学レンズを準備する工程と、第２の光学レンズ１８０として、焦点距離が異なる複数種類の第２光学レンズを準備する工程と、焦点距離が異なる複数種類の第１の光学レンズの中からいずれかを選択して配置するか又は焦点距離が異なる複数種類の第１の光学レンズのいずれも配置しないことによって、第１の重畳光学系から射出される光の照明領域の大きさを第１の電気光学変調装置４００Ｒの画像形成領域の大きさに適合するように、第１の重畳光学系の焦点距離を調整する工程と、焦点距離が異なる複数種類の第２の光学レンズの中からいずれかを選択して配置するか又は焦点距離が異なる複数種類の第２の光学レンズのいずれも配置しないことによって、第２の重畳光学系から射出される光の照明領域の大きさを第２の電気光学変調装置４００Ｇ及び／又は第３の電気光学変調装置４００Ｂの画像形成領域の大きさに適合するように、第２の重畳光学系の焦点距離を調整する工程とを含むことを特徴とする。
【０１１６】
具体的には、まず、上記した第１の光学レンズ１７０及び第２の光学レンズ１８０として、それぞれ焦点距離の異なる複数種類の第１の光学レンズ及び第２の光学レンズを準備する。
【０１１７】
次に、電気光学変調装置４００Ｒの画像形成領域Ｓでの照明領域Ｌの大きさを確認しながら、準備した第１の光学レンズの中から第１の光学レンズ１７０として適切なものを選択して配置する。なお、照明領域Ｌの大きさが、第１の光学レンズ１７０を配置しなくても電気光学変調装置４００Ｒの画像形成領域Ｓの大きさに適合しているような場合には、第１の光学レンズ１７０を配置する必要はない。
【０１１８】
第２の光学レンズ１８０についても、第１の光学レンズ１７０の場合と同様に、電気光学変調装置４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域Ｓでの照明領域Ｌの大きさを確認しながら、準備した第２の光学レンズの中から第２の光学レンズ１８０として適切なものを選択して配置する。なお、照明領域Ｌの大きさが、第２の光学レンズ１８０を配置しなくても電気光学変調装置４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域Ｓの大きさに適合しているような場合には、第２の光学レンズ１８０を配置する必要はない。
この場合、第１の光学レンズ１７０として選択されたレンズと同一形状のレンズを、第２の光学レンズ１８０として選択して配置するのがよい。
【０１１９】
このため、実施形態１に係るプロジェクタの製造方法によれば、予め準備しておいた複数種類の第１の光学レンズ又は第２の光学レンズの中からいずれかを選択して配置するか又はいずれも配置しないという極めて簡単な作業によって照明領域Ｌの大きさを調整することができるため、従来のように照明光学系における各光学要素の位置を調整して照明領域の大きさを調整するという作業を行わずに済み、照明領域の大きさを調整する際の労力及び作業時間を大幅に削減することが可能となる。
【０１２０】
このため、実施形態１に係るプロジェクタの製造方法は、照明領域の大きさを調整することが容易なプロジェクタ、または、電気光学変調装置の大きさを変更したとしても電気光学変調装置変更前の照明光学系をそのまま使用することが可能なプロジェクタを製造できるという優れた製造方法となる。
【０１２１】
また、実施形態１に係るプロジェクタの製造方法においては、第１の重畳光学系及び第２の重畳光学系において、それぞれ、照明領域の大きさを比較的自由に調整することが可能であるという効果もある。
【０１２２】
なお、実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、光入射側に凸面を有する凸メニスカスレンズからなる第１の光学レンズ及び第２の光学レンズを光路内の所定位置に配置することにより、重畳光学系の焦点位置を略同一としたままで重畳光学系の焦点距離を長くするような構成としていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、次のような変形も可能である。
【０１２３】
図３は、実施形態１の変形例に係るプロジェクタ１０００ａの効果を説明するために示す図である。図３（ａ）は第１の光学レンズ１７０を光路内に配置せず第１の重畳光学系が重畳レンズ１６０のみで構成されている場合における、第２レンズアレイ１３０の焦点距離ｆ1と第１の重畳光学系の焦点距離ｆ2との関係を模式的に示す図である。図３（ｂ）は第１の光学レンズ１７０ａを光路内に配置して第１の重畳光学系が重畳レンズ１６０と第１の光学レンズ１７０ａとで構成されている場合における、第２レンズアレイ１３０の焦点距離ｆ1と第１の重畳光学系の焦点距離ｆ4との関係を模式的に示す図である。図３（ｃ）は図３（ａ）のときの第１の電気光学変調装置４００Ｒの画像形成領域Ｓにおける照明状態を示す模式図である。図３（ｄ）は図３（ｂ）のときの第１の電気光学変調装置４００Ｒの画像形成領域Ｓにおける照明状態を示す模式図である。ただし、図３（ａ）及び図３（ｂ）においては、説明を簡潔にするために、赤色光、緑色光及び青色光のうち赤色光の光路について図示するとともに、赤色光の光路に配置された集光レンズ３００Ｒ及び電気光学変調装置４００Ｒを図示しており、偏光変換素子１４０、第１ダイクロイックミラー２１０及び反射ミラー２３０の図示を省略している。
【０１２４】
実施形態１の変形例に係るプロジェクタ１０００ａ（図示せず。）は、図３（ｂ）に示すように、光入射側に凹面を有する凸メニスカスレンズからなる第１の光学レンズ１７０ａ及び第２の光学レンズ１８０ａ（第１の光学レンズ１７０ａのみ図３（ｂ）に図示。）を光路内の所定位置に配置することにより、重畳光学系の焦点位置を略同一としたままで重畳光学系の焦点距離を短くすることを特徴としている。第１の光学レンズ１７０ａは、第１の光学レンズ１７０ａ単体における光軸上の厚みが最も厚い凸メニスカスレンズである。第２の光学レンズ１８０ａは、第２の光学レンズ１８０ａ単体における光軸上の厚みが最も厚い凸メニスカスレンズである。
【０１２５】
このため、実施形態１の変形例に係るプロジェクタ１０００ａによれば、実施形態１に係るプロジェクタ１０００の場合とは反対に、図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示すように、画像形成領域Ｓにおける照明領域Ｌの大きさを小さくすることができるようになる。しかし、実施形態１に係るプロジェクタ１０００の場合と同様に、重畳光学系の焦点位置を維持しつつ重畳光学系の主点の位置を光軸に沿った方向に調整することが可能となるため、画像形成領域における照明領域Ｌの大きさを調整することができる。
【０１２６】
［実施形態２］
図４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。なお、図４において、図１と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１２７】
実施形態２に係るプロジェクタ１００２は、図４に示すように、実施形態１に係るプロジェクタ１０００とは基本的に同様の構成を有しているが、第１の光学レンズ及び第２の光学レンズの向き並びに第１レンズアレイ及び第２レンズアレイの構成が、実施形態１に係るプロジェクタ１０００の場合と異なっている。
【０１２８】
実施形態２に係るプロジェクタ１００２においては、図４に示すように、第１の光学レンズ１７０及び第２の光学レンズ１８０が、光入射側に凹面を向けた状態で配置されている。これにより、重畳光学系１５０の焦点位置を維持しつつ重畳光学系１５０の焦点距離ｆ3を短くすることができる。
【０１２９】
また、実施形態２に係るプロジェクタ１００２においては、図４に示すように、第１レンズアレイ１２０Ａ及び第２レンズアレイ１３０Ａが一体成形されたレンズアレイユニット１２２を用いている。
【０１３０】
第１レンズアレイ１２０Ａ及び第２レンズアレイ１３０Ａが一体成形されたレンズアレイユニット１２２は、通常ガラスをプレス成形することにより製造される。この場合、第１レンズアレイ１２０Ａと第２レンズアレイ１３０Ａとの間の距離が長いとレンズアレイユニット１２２の厚さが厚くなるため、製造時に割れや欠けが発生してしまうおそれがある。また、レンズアレイユニット１２２の厚さが厚くなると、レンズアレイユニット１２２の重量が増加してしまうし、材料費が嵩んでしまう。
【０１３１】
これに対して、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、重畳光学系１５０の焦点距離ｆ3を短くすることができる。このため、従来と同等の大きさの電気光学変調装置を用いた場合は、重畳レンズ１６０から各電気光学変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂまでの光路の長さと照明領域の大きさとを維持しつつ、第２小レンズ１３１Ａ（及び第１小レンズ１２１Ａ）の焦点距離ｆ1を短くすることが可能になる。もちろん、従来よりも小型の電気光学変調装置を用いた場合においても、第２小レンズ１３１Ａ（及び第１小レンズ１２１Ａ）の焦点距離ｆ1を短くすることが可能になる。このため、第１レンズアレイ１２０Ａと第２レンズアレイ１３０Ａとの間の距離を短くすることが可能になり、第１レンズアレイ１２０Ａ及び第２レンズアレイ１３０Ａが一体成形された薄型のレンズアレイユニット１２２を容易に製造することが可能になる。また、薄型のレンズアレイユニット１２２をプロジェクタ１００２に用いることができることから、プロジェクタ１００２の小型化を図ることができるとともに、レンズアレイユニット１２２の軽量化を図ることができ、材料費を削減することが可能になる。さらにまた、各種光学部品を配置する際に、第１レンズアレイ１２０Ａと第２レンズアレイ１３０Ａとの位置合わせを行う必要がなくなるとともに、各種光学部品を配置した後においては、第１レンズアレイ１２０Ａ及び第２レンズアレイ１３０Ａの位置精度が劣化するのを抑制することができるようになる。
【０１３２】
［実施形態３］
図５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。なお、図５において、図１と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１３３】
実施形態３に係るプロジェクタ１００４は、図５に示すように、実施形態１に係るプロジェクタ１０００とは基本的に同様の構成を有しているが、第１の光学レンズ及び第２の光学レンズの向き並びに第１レンズアレイ及び第２レンズアレイの構成が、実施形態１に係るプロジェクタ１０００の場合と異なっている。
【０１３４】
実施形態３に係るプロジェクタ１００４においては、図５に示すように、第１の光学レンズ１７０及び第２の光学レンズ１８０が、光入射側に凹面を向けた状態で配置されている。これにより、重畳光学系１５０の焦点位置を維持しつつ重畳光学系１５０の焦点距離ｆ3を短くすることができる。
【０１３５】
また、実施形態３に係るプロジェクタ１００４においては、図５に示すように、第１レンズアレイ１２０Ｂと第２レンズアレイ１３０Ｂとの間に、第１レンズアレイ１２０Ｂからの光を第２レンズアレイ１３０Ｂに導くための透光部材１２６を有し、第１レンズアレイ１２０Ｂ及び第２レンズアレイ１３０Ｂが透光部材１２６を介して接合されたレンズアレイユニット１２４を用いている。
【０１３６】
プロジェクタの小型化のためには、上記のような第１レンズアレイ１２０Ｂ及び第２レンズアレイ１３０Ｂが透光部材１２６を介して接合されたレンズアレイユニット１２４についても、レンズアレイユニット１２４の軽量化及び材料費の削減のため、透光部材１２６を薄くしたいという要請がある。
【０１３７】
この場合、実施形態２に係るプロジェクタ１００２において説明したのと同様の理由から、実施形態３に係るプロジェクタ１００４によれば、重畳光学系１５０の焦点距離ｆ3を短くすることができるため、例えば、重畳レンズ１６０から各電気光学変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂまでの光路の長さと照明領域の大きさとを維持しつつ、第１レンズアレイ１２０Ｂと第２レンズアレイ１３０Ｂとの間の距離を短くすることが可能となる。このため、透光部材１２６を薄くしたレンズアレイユニット１２４を容易に製造することが可能になる。また、薄型のレンズアレイユニット１２４をプロジェクタ１００４に用いることができることから、プロジェクタ１００４の小型化を図ることができるとともに、レンズアレイユニット１２４の軽量化を図ることができ、材料費を削減することが可能になる。さらにまた、各種光学部品を配置する際に、前もって第１レンズアレイ１２０Ｂと第２レンズアレイ１３０Ｂとを位置合わせした上で透光部材１２６と接合しておくことにより、この第１レンズアレイ１２０Ｂ及び第２レンズアレイ１３０Ｂを有するレンズアレイユニット１２４と他の光学部品との位置を調整するだけでよくなるため、このレンズアレイユニット１２４を含めた各種光学部品の位置合わせ作業を容易に行うことができるようになるとともに、各種光学部品を配置した後においては、第１レンズアレイ１２０Ｂ及び第２レンズアレイ１３０Ｂの位置精度が劣化するのを抑制することができるようになる。
【０１３８】
実施形態３に係るプロジェクタ１００４においては、透光部材１２６は、第１レンズアレイ１２０Ｂ及び第２レンズアレイ１３０Ｂと同一の基材から構成されている。すなわち、透光部材１２６は、第１レンズアレイ１２０Ｂ及び第２レンズアレイ１３０Ｂと等しい屈折率を有している。また、第１レンズアレイ１２０Ｂと透光部材１２６及び透光部材１２６と第２レンズアレイ１３０Ｂとをそれぞれ接合するための接着剤１２８も、第１レンズアレイ１２０Ｂ及び第２レンズアレイ１３０Ｂとほぼ等しい屈折率を有している。
【０１３９】
このため、実施形態３に係るプロジェクタ１００４によれば、第１レンズアレイ１２０Ｂ及び第２レンズアレイ１３０Ｂのそれぞれと透光部材１２６との界面における光の反射等をさらに抑制することが可能となるため、そのような望ましくない反射等による光量の損失をより一層低減することができるようになる。
【０１４０】
また、実施形態３に係るプロジェクタ１００４においては、透光部材１２６は、第１レンズアレイ１２０Ｂ及び第２レンズアレイ１３０Ｂと等しい線膨張係数を有している。
【０１４１】
このため、実施形態３に係るプロジェクタ１００４によれば、プロジェクタの使用による温度変化に伴う熱応力の発生を抑制することが可能となるため、第１レンズアレイ１２０Ｂ及び第２レンズアレイ１３０Ｂと透光部材１２６との接合部分における損傷を抑制することができるようになる。
【０１４２】
［実施形態４］
図６は、実施形態４に係るプロジェクタ１００６の光学系を示す図である。なお、図６において、図１と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１４３】
実施形態４に係るプロジェクタ１００６は、図６に示すように、実施形態１に係るプロジェクタ１０００とは基本的に同様の構成を有しているが、第１の光学レンズ及び第２の光学レンズの構成が、実施形態１に係るプロジェクタ１０００の場合と異なっている。
【０１４４】
すなわち、実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、第１の光学レンズ１７０及び第２の光学レンズ１８０は同一形状を有しているのに対し、実施形態４に係るプロジェクタ１００６においては、第１の光学レンズ１７０Ａ及び第２の光学レンズ１８０Ａは異なる形状を有している。具体的に言えば、相対的に長い波長の色光（すなわち赤色光）が通過する光路に配置される第１の光学レンズ１７０Ａのパワーは、相対的に短い波長の色光（すなわち青色光）が通過する光路に配置される第２の光学レンズ１８０Ａのパワーよりも大きくなるようにレンズが設計されている。
【０１４５】
一般的に、レンズの屈折率には波長分散特性が存在し、相対的に長い波長の光における屈折率は相対的に短い波長の光における屈折率よりも小さい。このため、相対的に長い波長の光は、相対的に短い波長の光よりも屈折しにくいため、第１の光学レンズと第２の光学レンズのパワーを同じに設定すると、相対的に長い波長の光が入射する場合と相対的に短い波長の光が入射する場合とで、画像形成領域に照射される照明領域の大きさが異なることになり易い。
しかしながら、このような場合において、実施形態４に係るプロジェクタ１００６によれば、赤色光は、第２の光学レンズ１８０Ａよりもパワーの大きな（屈折力の大きな）第１の光学レンズ１７０Ａを通過することになるため、緑色光に対する赤色光の屈折のしにくさが補償され、相対的に長い波長の光が入射する場合と相対的に短い波長の光が入射する場合とで、画像形成領域に照射される照明領域の大きさを同じにすることができるようになる。
このため、各色光に対応する電気光学変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ毎に、同じ大きさの照明領域が形成されることになり、色光毎の照明状態が均一になり、色むらが低減し色再現性が向上する。
【０１４６】
また、実施形態４に係るプロジェクタの製造方法は、上記したプロジェクタ１００６を製造するための方法であって、第１の光学レンズ１７０Ａとして、焦点距離が異なる複数種類の第１光学レンズを準備する工程と、第２の光学レンズ１８０Ａとして、焦点距離が異なる複数種類の第２光学レンズを準備する工程と、焦点距離が異なる複数種類の第１の光学レンズの中からいずれかを選択して配置するか又は焦点距離が異なる複数種類の第１の光学レンズのいずれも配置しないことによって、第１の重畳光学系から射出される光の照明領域の大きさを第１の電気光学変調装置４００Ｒの画像形成領域の大きさに適合するように、第１の重畳光学系の焦点距離を調整する工程と、焦点距離が異なる複数種類の第２の光学レンズの中からいずれかを選択して配置するか又は焦点距離が異なる複数種類の第２の光学レンズのいずれも配置しないことによって、第２の重畳光学系から射出される光の照明領域の大きさを第２の電気光学変調装置４００Ｇ及び／又は第３の電気光学変調装置４００Ｂの画像形成領域の大きさに適合するように、第２の重畳光学系の焦点距離を調整する工程とを含むことを特徴とする。
【０１４７】
具体的には、まず、上記した第１の光学レンズ１７０Ａ及び第２の光学レンズ１８０Ａとして、それぞれ焦点距離の異なる複数種類の第１の光学レンズ及び第２の光学レンズを準備する。
【０１４８】
次に、電気光学変調装置４００Ｒの画像形成領域Ｓでの照明領域Ｌの大きさを確認しながら、準備した第１の光学レンズの中から第１の光学レンズ１７０Ａとして適切なものを選択して配置する。なお、照明領域Ｌの大きさが、第１の光学レンズ１７０Ａを配置しなくても電気光学変調装置４００Ｒの画像形成領域Ｓの大きさに適合しているような場合には、第１の光学レンズ１７０Ａを配置する必要はない。
【０１４９】
第２の光学レンズ１８０Ａについても、第１の光学レンズ１７０Ａの場合と同様に、電気光学変調装置４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域Ｓでの照明領域Ｌの大きさを確認しながら、準備した第２の光学レンズの中から第２の光学レンズ１８０Ａとして適切なものを選択して配置する。なお、照明領域Ｌの大きさが、第２の光学レンズ１８０Ａを配置しなくても電気光学変調装置４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域Ｓの大きさに適合しているような場合には、第２の光学レンズ１８０Ａを配置する必要はない。
【０１５０】
このため、実施形態４に係るプロジェクタの製造方法によれば、実施形態１に係るプロジェクタの製造方法の場合と同様に、照明領域の大きさを調整することが容易なプロジェクタ、または、電気光学変調装置の大きさを変更したとしても電気光学変調装置変更前の照明光学系をそのまま使用することが可能なプロジェクタを製造できるという優れた製造方法となる。
【０１５１】
［実施形態５］
図７は、実施形態５に係るプロジェクタ１００８の光学系を示す図である。なお、図７において、図１と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１５２】
実施形態５に係るプロジェクタ１００８は、図７に示すように、実施形態１に係るプロジェクタ１０００とは基本的に同様の構成を有しているが、重畳レンズ固定装置をさらに備えている点で、実施形態１に係るプロジェクタ１０００の場合と異なっている。
【０１５３】
実施形態５に係るプロジェクタ１００８においては、重畳レンズ１６０を光学要素収納用筐体１０に対して着脱可能に固定するための重畳レンズ固定装置１６２をさらに備えている。
【０１５４】
このため、実施形態５に係るプロジェクタ１００８によれば、重畳レンズ１６０そのものを交換することが可能となるため、照明領域の大きさを大幅に調整することが可能となる。その結果、実施形態５に係るプロジェクタ１００８は、電気光学変調装置の大きさを変更する場合に特に適したプロジェクタとなる。この場合、第１の光学レンズ及び第２の光学レンズを適宜変更することにより、同じ色分離導光光学系を使用することができるようになる。
【０１５５】
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。
【０１５６】
（１）上記各実施形態のプロジェクタ１０００〜１００８においては、照明領域の大きさを調整するために、第１の光学レンズ及び第２の光学レンズを光路内の所定位置にそれぞれ配置する場合を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。必要に応じて、第１の光学レンズのみを配置してもよいし、第２の光学レンズのみを配置してもよい。また、照明領域の大きさを調整する必要が無い場合には、第１の光学レンズ及び第２の光学レンズを配置しなくてもよい。
【０１５７】
（２）上記各実施形態のプロジェクタ１０００〜１００８においては、光学レンズとして、光入射側に凸面を向けた状態で配置される凸メニスカスレンズを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、重畳レンズとの組み合わせによって最適な光学レンズを用いることができる。例えば、２枚以上のレンズからなる複合レンズも好適に用いることができる。
【０１５８】
（３）上記各実施形態のプロジェクタの製造方法は、光学レンズとして、焦点距離が異なる複数種類の光学レンズを準備する工程と、重畳光学系から射出される光の照明領域の大きさを電気光学変調装置の画像形成領域の大きさに適合するように、重畳光学系の焦点距離を調整する工程とを含むものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。電気光学変調装置の画像形成領域の大きさを変更する等、大幅に照明領域の大きさを変更しなければならない場合には、重畳光学系の焦点距離を調整する工程の前に、重畳レンズとして、焦点位置が略同一で焦点距離が異なる複数種類の重畳レンズを準備する工程と、焦点距離が異なる複数種類の重畳レンズの中から重畳レンズとしていずれかを選択して配置することによって、重畳レンズから射出される光の照明領域の大きさが電気光学変調装置の画像形成領域の大きさに適合するように、重畳光学系の焦点距離を粗調整する工程とをさらに含み、重畳光学系の焦点距離を調整する工程は、重畳光学系から射出された光の照明領域の大きさが電気光学変調装置の画像形成領域の大きさに適合するように、重畳光学系の焦点距離を微調整することが好ましい。
このような方法とすることにより、電気光学変調装置の大きさが大幅に変更されたとしても、光学レンズと共に重畳レンズも交換することによって、重畳光学系によって生成される照明領域の大きさを大幅に変更し、光学レンズによって照明領域の大きさを微調整することができるため、電気光学変調装置変更前の照明光学系をそのまま使用することができるようになる。
（４）上記各実施形態のプロジェクタ１０００〜１００８は、３つの電気光学変調装置を備えるいわゆる３板式のプロジェクタであるが、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つ以上の電気光学変調装置を備えるプロジェクタに本発明を適用することも可能である。すなわち、光源装置からの光を複数の部分光束に分割し、分割された部分光束を被照明領域で重畳する重畳光学系を備えるプロジェクタに本発明を適用することが可能である。
（５）上記各実施形態のプロジェクタ１０００〜１００８は透過型のプロジェクタであるが、これに限定されるものではない。本発明は反射型のプロジェクタにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、透過型の電気光学変調装置等のように光変調手段としての電気光学変調装置が光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、反射型電気光学変調装置のように光変調手段としての電気光学変調装置が光を反射するタイプであることを意味している。反射型のプロジェクタにこの発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクタと同様の効果を得ることができる。
【０１５９】
（６）上記各実施形態のプロジェクタ１０００〜１００８は、電気光学変調装置として液晶パネルを用いた電気光学変調装置を用いているが、本発明はこれに限定されるものではない。電気光学変調装置としては、一般に、入射光を画像情報に応じて変調するものであればよく、マイクロミラー型光変調装置などを利用してもよい。マイクロミラー型光変調装置としては、例えば、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）（ＴＩ社の商標）を用いることができる。
【０１６０】
（７）上記各実施形態のプロジェクタ１０００〜１００８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、楕円面リフレクタ１１４で反射された集束光を第１レンズアレイ１２０に向けて射出する凹レンズ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。
【０１６１】
（８）この他、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も、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクタにも適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１６２】
【図１】実施形態１に係るプロジェクタ１０００の光学系を示す図。
【図２】実施形態１に係るプロジェクタ１０００の効果を説明するために示す図。
【図３】実施形態１の変形例に係るプロジェクタ１０００ａの効果を説明するために示す図。
【図４】実施形態２に係るプロジェクタ１００２の光学系を示す図。
【図５】実施形態３に係るプロジェクタ１００４の光学系を示す図。
【図６】実施形態４に係るプロジェクタ１００６の光学系を示す図。
【図７】実施形態５に係るプロジェクタ１００８の光学系を示す図。
【符号の説明】
【０１６３】
１０…光学要素収納用筐体、１１０…光源装置、１１２…発光管、１１４…楕円面リフレクタ、１１６…補助ミラー、１１８…凹レンズ、１２０，１２０Ａ，１２０Ｂ…第１レンズアレイ、１２１，１２１Ａ，１２１Ｂ…第１小レンズ、１２２，１２４…レンズアレイユニット、１２６…透光部材、１２８…接着剤、１３０，１３０Ａ，１３０Ｂ…第２レンズアレイ、１３１，１３１Ａ，１３１Ｂ…第２小レンズ、１４０…偏光変換素子、１５０，１５０Ａ…重畳光学系、１６０…重畳レンズ、１６２…重畳レンズ固定装置、１７０，１７０Ａ，１７０ａ…第１の光学レンズ、１７２…第１の光学レンズ固定装置、１８０，１８０Ａ…第２の光学レンズ、１８２…第２の光学レンズ固定装置、２００…色分離導光光学系、２１０…第１ダイクロイックミラー、２２０…第２ダイクロイックミラー、２３０，２４０，２５０…反射ミラー、２６０…入射側レンズ、２７０…リレーレンズ、３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂ…集光レンズ、４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ…第１〜第３の電気光学変調装置、５００…クロスダイクロイックプリズム、６００…投写光学系、１０００，１００２，１００４，１００６，１００８…プロジェクタ、ｆ1…第２小レンズの焦点距離、ｆ2…重畳レンズの焦点距離、ｆ3，ｆ4…重畳光学系の焦点距離、Ｌ…照明領域、Ｓ…画像形成領域、ＳＣＲ…スクリーン。
【図１】
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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２】
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【図３】
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