(57)【要約】    【課題】  滑らかで良質な動画表示が得られるようにした場合であっても小型化が容易な構造をもったプロジェクタを提供する。    【解決手段】  偏光分離プリズム１３２が照明光軸１００ａｘを挟んで２列に配列されている偏光分離ユニット１３０から射出された４つの照明光束を、照明光軸１００ａｘに垂直かつ偏光分離面１３４に平行な第１の方向には重畳し、照明光軸１００ａｘに垂直かつ第１の方向に垂直な第２の方向には部分的に重畳するレンズアレイの作用により、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各画像形成領域上で、第１の方向については画像形成領域の一部を、第２の方向については画像形成領域の全体を照明するような断面形状を有する照明光束を照射し、この照明光束を、回転プリズム７７０によって液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画面書込み周波数に同期して画像形成領域上で第１の方向に沿って走査するプロジェクタ。【選択図】  図１
2005331842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被照明領域側に略平行な照明光束を射出する光源装置、この光源装置からの照明光束のうち一方の偏光成分に係る照明光束を透過し他方の偏光成分に係る照明光束を反射する偏光分離面及びこの偏光分離面からの他方の偏光成分に係る照明光束を照明光軸に平行な方向に向けて反射する反射面を有する偏光分離プリズムが照明光軸を挟んで２列に配列されている偏光分離ユニット、並びに偏光分離された４つの照明光束を、照明光軸に垂直かつ偏光分離面に平行な第１の方向には重畳し、照明光軸に垂直かつ前記第１の方向に垂直な第２の方向には部分的に重畳するレンズアレイを有し、照明光束を照射する対象である電気光学変調装置の画像形成領域上で、前記第１の方向については画像形成領域の一部を、前記第２の方向については画像形成領域の全体を照明するような断面形状を有する照明光束を照射する照明装置と、
この照明装置からの照明光束を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置と、
この電気光学変調装置によって変調された光束を投写する投写光学系と、
前記照明装置と前記電気光学変調装置との間に配置され、照明光束を前記電気光学変調装置の画面書込み周波数に同期して画像形成領域上で前記第１の方向に沿って走査する走査手段とを備えた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、
前記レンズアレイは、前記電気光学変調装置における画像形成領域上で前記第２の方向に沿った照明光束の光強度分布が平坦化されるように、少なくとも前記第２の方向に偏心された複数の小レンズを有することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のプロジェクタにおいて、
前記レンズアレイは、小レンズが前記第１の方向に沿って１行に、かつ、前記第２の方向に沿って４列に配列されていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のプロジェクタにおいて、
前記レンズアレイは、小レンズが前記第１の方向に沿って２行に、かつ、前記第２の方向に沿って４列に配列されていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記各偏光分離プリズムにおける偏光分離面を透過する照明光束の光射出面又は偏光分離面で反射される照明光束の光射出面にはλ／２板が配置されてなることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記照明装置と前記電気光学変調装置との間に、前記照明装置からの照明光束を複数の色光に分離するための色分離光学系をさらに備え、
前記電気光学変調装置として、前記色分離光学系からの複数の色光をそれぞれの色光に対応する画像情報に応じて変調する複数の電気光学変調装置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７】
請求項６に記載のプロジェクタにおいて、
前記走査手段は、前記照明装置と前記色分離光学系との間の、前記電気光学変調装置と略共役の位置に配置され、照明光軸に垂直な回転軸を有する回転プリズムを含み、
この回転プリズムは、その回転によって、前記電気光学変調装置上で光照射領域と光非照射領域とが前記電気光学変調装置の画面書込み周波数に同期して順次スクロールされるように構成されていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか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、この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、平行化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９】
請求項８に記載のプロジェクタにおいて、
前記偏光分離プリズムと前記平行化レンズとは一体化されてなることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記光源装置は、放物面リフレクタと、この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ことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれか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又は前記放物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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプロジェクタに関する。 
【背景技術】
【０００２】
図９は、従来のプロジェクタを説明するために示す図である。図９（ａ）は従来のプロジェクタの光学系を示す図であり、図９（ｂ）及び図９（ｃ）はこのような従来のプロジェクタの問題点を説明するための図である。
このプロジェクタ９００Ａにおいては、電気光学変調装置として用いる液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂが、図９（ｂ）に示すような輝度特性を有するホールド型の表示装置であるため、図９（ｃ）に示すような輝度特性を有するインパルス型の表示装置であるＣＲＴの場合とは異なり、いわゆる尾引き現象のために滑らかな動画表示が得られないという問題点がある（この尾引き現象については、例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
図１０は、従来の他のプロジェクタを説明するために示す図である。図１０（ａ）は従来の他のプロジェクタの光学系を示す図であり、図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）はこのような従来の他のプロジェクタに用いられる光シャッタを示す図である。
このプロジェクタ９００Ｂにおいては、図１０（ａ）に示すように、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの光入射側に光シャッタ４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂを配置し、これらの光シャッタにより間欠的に光を遮断するようにして、上記した問題を解決している。すなわち、いわゆる尾引き現象を緩和して滑らかで良質な動画表示が得られるようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【非特許文献１】「ホールド型ディスプレイにおける動画表示の画質」（電子情報通信学会技報、ＥＩＤ９９−１０、第５５〜６０頁（１９９９−０６））
【特許文献１】特開２００２−１４８７１２号公報（図１〜図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来の他のプロジェクタにおいては、光シャッタにより間欠的に光を遮断するようにしているため、光利用効率が大幅に低下するという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、滑らかで良質な動画表示が得られるようにした場合であっても光利用効率が大幅に低下しないプロジェクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のプロジェクタは、被照明領域側に略平行な照明光束を射出する光源装置、この光源装置からの照明光束のうち一方の偏光成分に係る照明光束を透過し他方の偏光成分に係る照明光束を反射する偏光分離面及びこの偏光分離面からの他方の偏光成分に係る照明光束を照明光軸に平行な方向に向けて反射する反射面を有する偏光分離プリズムが照明光軸を挟んで２列に配列されている偏光分離ユニット、並びに偏光分離された４つの照明光束を、照明光軸に垂直かつ偏光分離面に平行な第１の方向には重畳し、照明光軸に垂直かつ前記第１の方向に垂直な第２の方向には部分的に重畳するレンズアレイを有し、照明光束を照射する対象である電気光学変調装置の画像形成領域上で、前記第１の方向については画像形成領域の一部を、前記第２の方向については画像形成領域の全体を照明するような断面形状を有する照明光束を照射する照明装置と、この照明装置からの照明光束を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置と、この電気光学変調装置によって変調された光束を投写する投写光学系と、前記照明装置と前記電気光学変調装置との間に配置され、照明光束を前記電気光学変調装置の画面書込み周波数に同期して画像形成領域上で前記第１の方向に沿って走査する走査手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
このため、本発明のプロジェクタによれば、電気光学変調装置の画像形成領域における縦横方向のうち第１の方向については画像形成領域の一部を、第２の方向については画像形成領域の全体を照明するような断面形状（すなわち第１の方向に圧縮された断面形状）を有する照明光束を、電気光学変調装置の画面書込み周波数に同期して画像形成領域上で第１の方向に沿って走査することができるようになるため、電気光学変調装置の画像形成領域においては光照射領域と光非照射領域とが順次交互にスクロールされるようになる。その結果、尾引き現象が緩和され、滑らかで良質な動画表示が得られるプロジェクタとなる。
また、本発明のプロジェクタによれば、上記したように第１の方向に圧縮された断面形状を有する照明光束を、上記したような偏光分離ユニット及びレンズアレイを有する照明装置の機能によって実現しているため、光シャッタを用いる場合とは異なり、光源装置からの照明光束を無駄無く電気光学変調装置の画像形成領域に導くことができるようになり、光利用効率が大幅に低下することがなくなる。
このため、本発明のプロジェクタは、滑らかで良質な動画表示が得られるようにした場合であっても光利用効率が大幅に低下しないプロジェクタとなり、本発明の目的が達成される。
【０００８】
また、本発明のプロジェクタによれば、通常、光源装置に用いる発光管における発光領域が有限の大きさを有するため、偏光分離された４つの照明光束がレンズアレイを射出して電気光学変調装置へと進行するうちにだんだんとミキシングされていく。このため、電気光学変調装置の画像形成領域上においては、第２の方向に沿った光強度分布が平準化され、第２の方向に沿った光強度分布は比較的均一なものとなる。
また、電気光学変調装置の画像形成領域上に照射される照明光束は、電気光学変調装置の画像形成領域上で第１の方向に沿って走査されるため、第１の方向に沿った光強度分布の不均一さは問題にならない。
このため、本発明のプロジェクタによれば、レンズインテグレータのような比較的高価なインテグレータ光学系を用いなくとも、滑らかで良質な動画表示が得られるようになる。
【０００９】
なお、本発明のプロジェクタにおいて、電気光学変調装置の画像形成領域上に照射される照明光束は、電気光学変調装置の画像形成領域における縦横方向のうち第１の方向については画像形成領域の一部を、第２の方向については画像形成領域の全体を照明するような断面形状（すなわち第１の方向に圧縮された断面形状）を有するが、この圧縮の程度は、レンズアレイの設計によって適宜調整することができる。
【００１０】
本発明のプロジェクタにおいては、前記レンズアレイは、前記電気光学変調装置における画像形成領域上で前記第２の方向に沿った照明光束の光強度分布が平坦化されるように少なくとも前記第２の方向に偏心された小レンズを有することが好ましい。
【００１１】
このように構成することにより、電気光学変調装置における画像形成領域上で第２の方向に沿った照明光束の光強度分布が平坦化されるようになり、面内輝度分布特性のよい画像表示が得られる。
【００１２】
また、本発明のプロジェクタにおいては、前記レンズアレイは、小レンズが前記第１の方向に沿って１行に、かつ、前記第２の方向に沿って４列に配列されていることが好ましい。
【００１３】
このように構成することにより、偏光分離プリズムで偏光分離された４つの照明光束を、照明光軸に垂直かつ偏光分離面に平行な第１の方向には重畳し、照明光軸に垂直かつ前記第１の方向に垂直な第２の方向には部分的に重畳することができるようになる。
【００１４】
また、本発明のプロジェクタにおいては、前記レンズアレイは、小レンズが前記第１の方向に沿って２行に、かつ、前記第２の方向に沿って４列に配列されていることもまた好ましい。
【００１５】
このように構成することによっても、偏光分離プリズムで偏光分離された４つの照明光束を、照明光軸に垂直かつ偏光分離面に平行な第１の方向には重畳し、照明光軸に垂直かつ前記第１の方向に垂直な第２の方向には部分的に重畳することができるようになる。
【００１６】
また、本発明のプロジェクタにおいては、前記偏光分離プリズムにおける偏光分離面を透過する照明光束の光射出面又は偏光分離面で反射される照明光束の光射出面にはλ／２板が配置されてなることが好ましい。
【００１７】
本発明は、偏光光を用いる液晶装置や偏光光を用いる必要のないマイクロミラーデバイスのいずれの電気光学変調装置を用いたプロジェクタにも好適に用いることができるが、このように構成することにより、偏光分離プリズムから射出する照明光束の偏光成分を一方の偏光成分又は他方の偏光成分のいずれかの偏光成分の照明光束にすることができるため、偏光光を用いる液晶装置を用いたプロジェクタにさらに好適に用いることができるようになる。
【００１８】
また、本発明のプロジェクタにおいては、前記照明装置と前記電気光学変調装置との間に、前記照明装置からの照明光束を複数の色光に分離するための色分離光学系をさらに備え、前記電気光学変調装置として、前記色分離光学系からの複数の色光をそれぞれの色光に対応する画像情報に応じて変調する複数の電気光学変調装置が設けられていることが好ましい。
【００１９】
このように構成することにより、滑らかで良質な動画表示が得られるようにした場合であっても光利用効率が大幅に低下しないプロジェクタを、画像品質の優れた（例えば３板式の）フルカラープロジェクタとすることができるようになる。
【００２０】
また、本発明のプロジェクタにおいては、前記走査手段は、前記照明装置と前記色分離光学系との間の、前記電気光学変調装置と略共役の位置に配置され、照明光軸に垂直な回転軸を有する回転プリズムを含み、この回転プリズムは、その回転によって、前記電気光学変調装置上で光照射領域と光非照射領域とが前記電気光学変調装置の画面書込み周波数に同期して順次スクロールされるように構成されていることが好ましい。
【００２１】
このように構成することにより、フルカラープロジェクタにおける各電気光学変調装置の画像形成領域において、光照射領域及び光非照射領域の円滑なスクロール動作が実現できるようになる。
【００２２】
また、本発明のプロジェクタにおいては、前記回転プリズムの光透過面には、減反射膜が形成されてなることが好ましい。このように構成することにより、回転プリズムにおける光透過率が向上するため光利用効率の低下を最小限のものにすることができるとともに、迷光レベルが低減しコントラストが向上する。
【００２３】
また、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、この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、平行化レンズとを有することが好ましい。
【００２４】
このように構成することにより、放物面リフレクタを用いた光源装置と比較して、よりコンパクトな光源装置を実現することができる。
【００２５】
また、本発明のプロジェクタにおいては、前記偏光分離プリズムと前記平行化レンズとは一体化されてなることが好ましい。
【００２６】
このように構成することにより、平行化レンズの光射出面及び偏光分離プリズムの光入射面における反射損をなくすることができ、光利用効率を向上させることができる。また、プロジェクタの組立工程において、平行化レンズと偏光分離プリズムとの位置精度の劣化や組み立て工数の増加を抑制することができる。
【００２７】
また、本発明のプロジェクタにおいては、前記偏光分離プリズムと前記レンズアレイとは一体化されてなることも好ましい。
【００２８】
このように構成することにより、偏光分離プリズムの光射出面及びレンズアレイの光入射面における反射損をなくすることができ、光利用効率を向上させることができる。また、プロジェクタの組立工程において、偏光分離プリズムとレンズアレイとの位置精度の劣化や組み立て工数の増加を抑制することができる。
【００２９】
また、本発明のプロジェクタにおいては、前記光源装置は、放物面リフレクタと、この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ことが好ましい。
【００３０】
このように構成することにより、平行化レンズを用いることなく略平行な照明光束を得ることができるため、平行化レンズを必要とする楕円面リフレクタを用いた光源装置と比較して、部品点数の少ない光源装置を実現することができる。
【００３１】
また、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又は前記放物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。
【００３２】
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又は放物面リフレクタに向けて反射されるため、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又は放物面リフレクタの大きさを設定することを必要とせず、楕円面リフレクタ又は放物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。
また、楕円面リフレクタ又は放物面リフレクタの小型化を図ることができることにより、楕円面リフレクタから楕円面リフレクタの第２焦点に向けて集束するビームの集束角やビームスポットを小さくすることができ、放物面リフレクタから後段の光学系に射出する光ビームの径を小さくすることができるため、平行化レンズの大きさ、偏光分離プリズムの大きさ、レンズアレイの大きさ、走査手段の大きさ、色分離光学系の大きさなどをさらに小さくすることができ、プロジェクタのさらなる小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明のプロジェクタについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。
【００３４】
〔実施形態１〕
図１は、実施形態１に係るプロジェクタの光学系を示す図である。図１（ａ）は光学系を上面から見た図であり、図１（ｂ）は光学系を側面から見た図である。
図２は、実施形態１に係るプロジェクタにおける照明装置を説明するために示す図である。図２（ａ）は照明装置を上面から見た図であり、図２（ｂ）は照明装置を側面から見た図であり、図２（ｃ）はレンズアレイの平面図であり、図２（ｄ）はレンズアレイの上面から見た断面図であり、図２（ｅ）はレンズアレイの側面から見た断面図である。
【００３５】
図３は、照明光束の断面における光強度分布を等高線で示す図である。図３（ア）〜図３（エ）は、図２（ａ）に符号ア〜エで示した位置における光強度分布を示す図であり、図３（オ）は、液晶装置における画像形成領域上における照明光束のの光強度分布を示す図である。なお、図３（ア）〜図３（ウ）における破線は偏光分離プリズムの形状を示し、図３（エ）及び図３（オ）における破線は液晶装置の画像形成領域の形状を示している。
図４は、回転プリズムの回転と液晶装置上の照明状態との関係を示す図である。図４（ａ）は回転プリズムを回転軸に沿って見たときの断面図である。図４（ｂ）は回転プリズムを照明光軸に沿って見たときの図である。図４（ｃ）は液晶装置の画像形成領域上における照明光束の照射状態を示す図である。
【００３６】
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方向（図１（ａ）における照明光軸方向）、ｘ方向（図１（ａ）における紙面に平行かつｚ軸に直交する方向）及びｙ方向（図１（ａ）における紙面に垂直かつｚ軸に直交する方向）とする。
【００３７】
実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、図１及び図２に示すように、照明装置１００と、照明装置１００からの照明光束を赤、緑及び青の３つの色光に分離する色分離光学系２００と、色分離光学系２００で分離された３つの色光のそれぞれを画像情報に応じて変調する電気光学変調装置としての３つの液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、これら３つの液晶表示装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂによって変調された色光を合成するクロスダイクロイックプリズム５００と、クロスダイクロイックプリズム５００によって合成された光をスクリーンＳＣＲ等の投写面に投写する投写光学系６００とを備えたプロジェクタである。
【００３８】
照明装置１００は、被照明領域側に略平行な照明光束を射出する光源装置１１０、光源装置１１０からの照明光束のうち一方の偏光成分に係る照明光束（例えばＰ偏光光束）を透過し他方の偏光成分に係る照明光束（例えばＳ偏光光束）を反射する偏光分離面１３２及び偏光分離面１３２からの他方の偏光成分に係る照明光束（例えばＳ偏光光束）を照明光軸１００ａｘに平行な方向に向けて反射する反射面１３４を有する偏光分離プリズム１３１が照明光軸１００ａｘを挟んで２列に配列されている偏光分離ユニット１３０、並びに偏光分離された４つの照明光束を、照明光軸１００ａｘに垂直かつ偏光分離面１３２に平行な第１の方向には重畳し、照明光軸１００ａｘに垂直かつ第１の方向に垂直な第２の方向には部分的に重畳するレンズアレイ１４０を有している。
【００３９】
レンズアレイ１４０は、図２（ａ）及び図２（ｂ）並びに図３（ア）〜図３（エ）に示すように、偏光分離された４つの照明光束を、照明光軸１００ａｘに垂直かつ偏光分離面１３２に平行な第１の方向には重畳し、照明光軸に垂直かつ第１の方向垂直な第２の方向には部分的に重畳する。  
その結果、照明装置１００は、図３（エ）に示すように、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各画像形成領域と共役な位置にある回転プリズム７７０中で、第１の方向（図３（エ）の上下方向）については画像形成領域の一部を、第２の方向（図３（エ）の左右方向）については画像形成領域の全体を照明するような断面形状を有する照明光束を照射することになり、ひいては、図３（オ）及び図４（ｃ）に示すように、各液晶装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂの画像形成領域上で、第１の方向（図４（ｃ）の上下方向）については画像形成領域の一部を、第２の方向（図４（ｃ）の左右方向）については画像形成領域の全体を照明するような断面形状を有する照明光束を照射することになる。
【００４０】
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からの集束光を略平行な光に変換する平行化レンズ１２０とを有している。発光管１１２には、発光管１１２から被照明領域側に射出される光を楕円面リフレクタ１１４に向けて反射する反射手段としての補助ミラー１１６が設けられている。
【００４１】
色分離光学系２００としては、照明装置１００から液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂまでの光路長が等しい等光路光学系を用いている。
【００４２】
液晶装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂとしては、「ｙ軸方向に沿った縦寸法：ｘ軸方向に沿った横寸法＝９：１６の長方形」の平面形状を有するワイドビジョン用の液晶装置を用いている。
【００４３】
実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、図１（ａ）に示すように、走査手段としての回転プリズム７７０は、照明装置１００と液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとの間の、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと共役の位置に配置されている。そして、その回転によって、照明光束を液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画面書込み周波数に同期して液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域上で第１の方向（図４（ｃ）の上下方向）に沿って走査する機能を有している。
【００４４】
すなわち、実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、照明光軸１００ａｘ上における発光管１１２の発光中心の像Ｐは、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、回転プリズム７７０が回転するのに従って、回転プリズム７７０の回転軸７７２を中心にして上下方向にスクロールされる。この結果、図４（ｃ）に示すように、回転プリズム７７０が回転すると、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域においては光照射領域と光非照射領域とが順次交互にスクロールされるようになるのである。
【００４５】
このため、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各画像形成領域における縦横方向のうち第１の方向（図４（ｃ）の上下方向）については画像形成領域の一部を、第２の方向（図４（ｃ）の左右方向）については画像形成領域の全体を照明するような断面形状（すなわち第１の方向に圧縮された断面形状）を有する照明光束を、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画面書込み周波数に同期して各画像形成領域上で第１の方向に沿って走査することができるようになるため、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各画像形成領域においては光照射領域と光非照射領域とが順次交互にスクロールされるようになる。その結果、尾引き現象が緩和され、滑らかで良質な動画表示が得られるプロジェクタとなる。
また、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、第１の方向に圧縮された断面形状を有する照明光束を、上記したような偏光分離プリズム１３０及びレンズアレイ１４０を有する照明装置１００の機能によって実現しているため、光シャッタを用いる場合とは異なり、光源装置１１０からの照明光束を無駄無く液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各画像形成領域に導くことができるようになり、光利用効率が大幅に低下することがなくなる。
このため、実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、滑らかで良質な動画表示が得られるようにした場合であっても光利用効率が大幅に低下しないプロジェクタとなる。
【００４６】
また、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、発光管１１２における発光領域が有限の大きさを有するため、偏光分離された４つの照明光束がレンズアレイ１４０を射出して回転プリズム７７０へと進行するうちにだんだんとミキシングされていく。このため、回転プリズム７７０中、ひいては液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域上においては、第２の方向に沿った光強度分布が平準化され、第２の方向に沿った光強度分布は比較的均一なものとなる。
また、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域上に照射される照明光束は、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域上で第１の方向に沿って走査されるため、第１の方向に沿った光強度分布の不均一さは問題にならない。
このため、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、レンズインテグレータのような比較的高価なインテグレータ光学系を用いなくとも、滑らかで良質な動画表示が得られるようになる。
【００４７】
なお、実施形態１に係るプロジェクタ１０００において、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域上に照射される照明光束は、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域における縦横方向のうち第１の方向については画像形成領域の一部を、第２の方向については画像形成領域の全体を照明するような断面形状（すなわち第１の方向に圧縮された断面形状）を有するが、この圧縮の程度は、レンズアレイ１４０の設計によって適宜調整することができる。
【００４８】
実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、図２（ａ）に示すように、偏光分離プリズム１３０における偏光分離面１３２を透過する照明光束の光射出面にはλ／２板１３６が配置されている。このため、偏光分離プリズム１３０から射出する照明光束の偏光成分を一方の偏光成分の偏光光束（例えばＳ偏光光束）にすることができるため、偏光光を用いる液晶装置を用いたプロジェクタに好適に用いることができる。
なお、実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、偏光分離プリズム１３０における偏光分離面１３２で反射される照明光束の光射出面にλ／２板を配置するようにすることもできる。
【００４９】
実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、照明装置１００と液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとの間に、照明装置１００からの照明光束を複数の色光に分離するための色分離光学系２００をさらに備えている。このため、滑らかで良質な動画表示が得られるようにした場合であっても光利用効率が大幅に低下しないプロジェクタを、画像品質の優れたフルカラープロジェクタとすることができるようになる。
【００５０】
実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、回転プリズム７７０は、上記したように、照明装置１００と色分離光学系２００との間の、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと共役の位置に配置され、照明光軸に垂直な回転軸７７２を有し、その回転によって、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ上で光照射領域と光非照射領域とが液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画面書込み周波数に同期して順次スクロールされるように構成されている。このため、フルカラープロジェクタにおける液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各画像形成領域において、光照射領域及び光非照射領域の円滑なスクロール動作が実現できるようになる。
【００５１】
実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、回転プリズム７７０の光透過面には、減反射膜が形成されている。このため、回転プリズム７７０における光透過率が向上するため光利用効率の低下を最小限のものにすることができるとともに、迷光レベルが低減しコントラストが向上する。
【００５２】
実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、図１及び図２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、平行化レンズ１２０とを有しているため、放物面リフレクタを用いた光源装置と比較して、よりコンパクトな光源装置を実現することができる。
【００５３】
実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、図１及び図２に示すように、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。
このため、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１１４の小型化を図ることができ、プロジェクタ１０００Ａの小型化を図ることができる。また、このことは、平行化レンズ１２０の大きさ、偏光分離プリズム１３０の大きさ、レンズアレイ１４０の大きさ、回転プリズム７７０の大きさ、色分離光学系２００の大きさなどをさらに小さくすることができることをも意味し、プロジェクタ１０００のさらなる小型化を図ることができる。
【００５４】
〔実施形態２〕
図５は、本発明の実施形態２に係るプロジェクタにおける照明装置を説明するために示す図である。図５（ａ）は照明装置を上面から見た図であり、図５（ｂ）は照明装置を側面から見た図であり、図５（ｃ）はレンズアレイの平面図であり、図５（ｄ）はレンズアレイの上面から見た断面図であり、図５（ｅ）はレンズアレイの側面から見た断面図である。
【００５５】
実施形態２に係るプロジェクタ１０００Ｂは、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の場合とは異なっている。すなわち、実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、小レンズが第１の方向に沿って１行に、かつ、第２の方向に沿って４列に配列されたレンズアレイを用いているのに対して、実施形態２に係るプロジェクタ１０００Ｂにおいては、小レンズが第１の方向に沿って２行に、かつ、第２の方向に沿って４列に配列されたレンズアレイを用いている。
【００５６】
このように、実施形態２に係るプロジェクタ１０００Ｂは、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の場合とは異なっているが、レンズアレイ１４０Ｂを構成する各小レンズは、図５（ｂ）に示すように、照明光束を回転プリズム７７０中、ひいては液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域上で、部分的に重畳することができるため、実施形態１に係るプロジェクタ１００の場合と同様に、回転プリズム７７０中、ひいては液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域上で、縦横方向のうち第１の方向については画像形成領域の一部を、第２の方向については画像形成領域の全体を照明するような断面形状（すなわち第１の方向に圧縮された断面形状）を有する照明光束を、照射することができるようになる。
【００５７】
実施形態２に係るプロジェクタ１０００Ｂは、この他の点では実施形態１に係るプロジェクタ１０００の場合と同様の構成を有しているため、実施形態１に係るプロジェクタ１０００が有する該当する効果を有する。
【００５８】
すなわち、実施形態２に係るプロジェクタ１０００Ｂによれば、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各画像形成領域における縦横方向のうち第１の方向（図４（ｃ）の上下方向）については画像形成領域の一部を、第２の方向（図４（ｃ）の左右方向）については画像形成領域の全体を照明するような断面形状（すなわち第１の方向に圧縮された断面形状）を有する照明光束を、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画面書込み周波数に同期して各画像形成領域上で第１の方向に沿って走査することができるようになるため、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各画像形成領域においては光照射領域と光非照射領域とが順次交互にスクロールされるようになる。その結果、尾引き現象が緩和され、滑らかで良質な動画表示が得られるプロジェクタとなる。
また、実施形態２に係るプロジェクタ１０００Ｂによれば、第１の方向に圧縮された断面形状を有する照明光束を、上記したような偏光分離プリズム１３０及びレンズアレイ１４０Ｂを有する照明装置１００Ｂの機能によって実現しているため、光シャッタを用いる場合とは異なり、光源装置１１０からの照明光束を無駄無く液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各画像形成領域に導くことができるようになり、光利用効率が大幅に低下することがなくなる。
このため、実施形態２に係るプロジェクタ１０００Ｂは、滑らかで良質な動画表示が得られるようにした場合であっても光利用効率が大幅に低下しないプロジェクタとなる。
【００５９】
〔実施形態３〕
図６は、実施形態３に係るプロジェクタにおける照明装置を説明するために示す図である。実施形態３に係るプロジェクタ１０００Ｃ（図示せず。）は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００とは、偏光分離プリズムの構成が異なっている。すなわち、実施形態３に係る偏光分離プリズム１３０Ｂは、図６に示すように、内部に偏光分離面を含む偏光キューブプリズムと、斜面が反射面となっている三角柱プリズムとからなっている。
【００６０】
このように、実施形態３に係るプロジェクタ１０００Ｃは、偏光分離プリズム１３０Ｂの構成が実施形態１に係るプロジェクタ１０００のそれとは異なっているが、実施形態１に係るプロジェクタ１０００の場合と同様に、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各画像形成領域における縦横方向のうち第１の方向（図４（ｃ）の上下方向）については画像形成領域の一部を、第２の方向（図４（ｃ）の左右方向）については画像形成領域の全体を照明するような断面形状（すなわち第１の方向に圧縮された断面形状）を有する照明光束を、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画面書込み周波数に同期して各画像形成領域上で第１の方向に沿って走査することができるようになるため、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各画像形成領域においては光照射領域と光非照射領域とが順次交互にスクロールされるようになる。その結果、尾引き現象が緩和され、滑らかで良質な動画表示が得られるプロジェクタとなる。
【００６１】
また、実施形態３に係るプロジェクタ１０００Ｃによれば、第１の方向に圧縮された断面形状を有する照明光束を、上記したような偏光分離プリズム１３０Ｂ及びレンズアレイ１４０を有する照明装置１００Ｃの機能によって実現しているため、光シャッタを用いる場合とは異なり、光源装置１１０からの照明光束を無駄無く液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各画像形成領域に導くことができるようになり、光利用効率が大幅に低下することがなくなる。
【００６２】
このため、実施形態３に係るプロジェクタ１０００Ｃは、滑らかで良質な動画表示が得られるようにした場合であっても光利用効率が大幅に低下しないプロジェクタとなる。
【００６３】
〔実施形態４〕
図７は、実施形態４に係るプロジェクタにおける照明装置を説明するために示す図である。実施形態４に係るプロジェクタ１０００Ｄ（図示せず。）は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００とは、照明装置の構成が異なっている。すなわち、実施形態４に係る照明装置１００Ｄは、図７に示すように、偏光分離プリズム１３０と平行化レンズ１２０とが一体化されている。
【００６４】
このように、実施形態４に係るプロジェクタ１０００Ｄは、照明装置１００Ｄの構成が実施形態１に係るプロジェクタ１０００の場合とは異なっているが、実施形態１に係るプロジェクタ１０００の場合と同様に、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各画像形成領域における縦横方向のうち第１の方向（図４（ｃ）の上下方向）については画像形成領域の一部を、第２の方向（図４（ｃ）の左右方向）については画像形成領域の全体を照明するような断面形状（すなわち第１の方向に圧縮された断面形状）を有する照明光束を、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画面書込み周波数に同期して各画像形成領域上で第１の方向に沿って走査することができるようになるため、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各画像形成領域においては光照射領域と光非照射領域とが順次交互にスクロールされるようになる。その結果、尾引き現象が緩和され、滑らかで良質な動画表示が得られるプロジェクタとなる。
【００６５】
また、実施形態４に係るプロジェクタ１０００Ｄによれば、第１の方向に圧縮された断面形状を有する照明光束を、上記したような偏光分離プリズム１３０及びレンズアレイ１４０を有する照明装置１００Ｄの機能によって実現しているため、光シャッタを用いる場合とは異なり、光源装置１１０からの照明光束を無駄無く液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各画像形成領域に導くことができるようになり、光利用効率が大幅に低下することがなくなる。
【００６６】
このため、実施形態４に係るプロジェクタ１０００Ｄは、滑らかで良質な動画表示が得られるようにした場合であっても光利用効率が大幅に低下しないプロジェクタとなる。
【００６７】
また、実施形態４に係るプロジェクタにおいては、平行化レンズ１２０の光射出面及び偏光分離プリズム１３０の光入射面における反射損をなくすることができるため、光利用効率を向上させることができ、プロジェクタの組立工程において、平行化レンズと偏光分離プリズムとの位置精度の劣化や組み立て工数の増加を抑制することができるという効果もある。
【００６８】
〔実施形態５〕
図８は、実施形態５に係るプロジェクタの光学系を示す図である。図８（ａ）は光学系を上面から見た図であり、図８（ｂ）は光学系を側面から見た図である。
【００６９】
実施形態５に係るプロジェクタ１０００Ｅは、色分離光学系の構成が実施形態１に係るプロジェクタ１０００と異なる。すなわち、実施形態５に係るプロジェクタ１０００Ｅの色分離光学系２００Ｂは、図８に示すように、ダブルリレー光学系を用いている。
【００７０】
このように、実施形態５に係るプロジェクタ１０００Ｅは、色分離光学系の構成が実施形態１に係るプロジェクタ１０００の場合とは異なっているが、実施形態１に係るプロジェクタ１０００Ａの場合と同様に、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各画像形成領域における縦横方向のうち第１の方向（図４（ｃ）の上下方向）については画像形成領域の一部を、第２の方向（図４（ｃ）の左右方向）については画像形成領域の全体を照明するような断面形状（すなわち第１の方向に圧縮された断面形状）を有する照明光束を、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画面書込み周波数に同期して各画像形成領域上で第１の方向に沿って走査することができるようになるため、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各画像形成領域においては光照射領域と光非照射領域とが順次交互にスクロールされるようになる。その結果、尾引き現象が緩和され、滑らかで良質な動画表示が得られるプロジェクタとなる。
【００７１】
また、実施形態５に係るプロジェクタ１０００Ｅによれば、第１の方向に圧縮された断面形状を有する照明光束を、上記したような偏光分離プリズム１３０及びレンズアレイ１４０を有する照明装置１００の機能によって実現しているため、光シャッタを用いる場合とは異なり、光源装置１１０からの照明光束を無駄無く液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各画像形成領域に導くことができるようになり、光利用効率が大幅に低下することがなくなる。
【００７２】
このため、実施形態５に係るプロジェクタ１０００Ｅは、滑らかで良質な動画表示が得られるようにした場合であっても光利用効率が大幅に低下しないプロジェクタとなる。
【００７３】
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られるものではなく、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。 
【００７４】
（１）上記各実施形態のプロジェクタ１０００〜１０００Ｅは透過型のプロジェクタであるが、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、透過型の液晶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、反射型液晶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。 
【００７５】
（２）上記各実施形態のプロジェクタ１０００〜１０００Ｅは、電気光学変調装置として液晶装置を用いているが、本発明はこれに限られない。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。 
【００７６】
（３）上記各実施形態のプロジェクタ１０００〜１０００Ｅは、走査手段として、回転プリズム７７０を用いているが、本発明はこれに限られず、ガルバノミラーやポリゴンミラーを用いることもできる。
【００７７】
（４）上記各実施形態のプロジェクタ１０００〜１０００Ｅは、偏光分離プリズムとレンズアレイとは別体として構成されているが、本発明はこれに限られず、偏光分離プリズムとレンズアレイとが一体化されていてもよい。この場合には、レンズアレイの光射出面に小レンズが形成される。
【００７８】
（５）上記各実施形態のプロジェクタ１０００〜１０００Ｅは、光源装置１１０として、楕円面リフレクタ１１４と、楕円面リフレクタ１１４の第１焦点近傍に発光中心を有する発光管１１２と、平行化レンズ１２０とを有する光源装置を用いたが、本発明はこれに限られず、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。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】実施形態１に係るプロジェクタの光学系を示す図。
【図２】実施形態１に係るプロジェクタにおける照明装置を説明するために示す図。
【図３】実施形態１に係るプロジェクタにおける照明装置を説明するために示す図。
【図４】回転プリズムの回転と液晶装置上の照明状態との関係を示す図。
【図５】実施形態２に係るプロジェクタにおける照明装置を説明するために示す図。
【図６】実施形態３に係るプロジェクタにおける照明装置を説明するために示す図。
【図７】実施形態４に係るプロジェクタにおける照明装置を説明するために示す図。
【図８】実施形態５に係るプロジェクタの光学系を示す図。
【図９】従来のプロジェクタを説明するために示す図。
【図１０】従来の他のプロジェクタを説明するために示す図。
【符号の説明】
【００８０】
１００，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ…照明装置、１１０…光源装置、１１２…発光管、１１４…楕円面リフレクタ、１１６…補助ミラー、１２０…平行化レンズ、１３０，１３０Ｂ…偏光分離プリズム、１３２…偏光分離面、１３４…反射面、１３６…λ／２板、１４０，１４０Ｂ…レンズアレイ、２００，２００Ｂ…色分離光学系、７５２…フィールドレンズ、７５４…リレーレンズ、７７０…回転プリズム、７７２…回転軸、４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ…液晶装置、５００…クロスダイクロイックプリズム、６００…投写光学系、９００Ａ，９００Ｂ，１０００，１０００Ｂ，１０００Ｅ…プロジェクタ、ＳＣＲ…スクリーン
【図１】
2005331842.tif 000003
【図２】
2005331842.tif 000004
【図５】
2005331842.tif 000005
【図６】
2005331842.tif 000006
【図７】
2005331842.tif 000007
【図８】
2005331842.tif 000008
【図９】
2005331842.tif 000009
【図１０】
2005331842.tif 000010
【図３】
2005331842.tif 000011
【図４】
2005331842.tif 000012