(57)【要約】【課題】光損失や収差の発生を低減しつつ、ブラックマトリックスの影を目立たなくすることができるプロジェクタを提供すること。【解決手段】このプロジェクタ１０では、投射レンズ２９中において例えば第４レンズＬ２４が互いに分離された複数のレンズ部分４１ａ〜４１ｄからなるので、像の明るさを擬制にすることなく投射レンズ２９の分解能を所望の程度に調整することができる。よって、液晶パネル２５ａ〜２５ｃを構成する各画素の周囲を遮光するブラックマトリックスがスクリーン上に十分な解像力で投射されなくなり、ブラックマトリックスの影を目立たないものとすることができる。【選択図】図４
2007256595.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置と、当該画像形成装置によって形成された画像を投射する投射光学系とを
備えるプロジェクタであって、
前記投射光学系は、光軸方向に配列された複数の光学要素を含むとともに、当該複数の
光学要素を通過する光束を所定の断面積を有する複数の部分光束に分割する光束分割手段
を有することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
前記光束分割手段は、前記複数の光学要素のうち少なくとも１つの所定レンズ要素を、
前記複数の部分光束に対応して光軸に略垂直な面内において複数に分割された分割領域を
それぞれ形成する複数部分で構成することによって実現される請求項１記載のプロジェク
タ。
【請求項３】
前記所定レンズ要素を構成する前記複数部分は、互いに同一の比率で分割されている請
求項２記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記所定レンズ要素を構成する前記複数部分は、互いに同一の形状を有する請求項３記
載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記所定レンズ要素を構成する前記複数部分は、境界において互いに所定の間隔だけ離
間している請求項１から請求項４のいずれか一項記載のプロジェクタ。
【請求項６】
前記所定レンズ要素は、一体的なレンズ部材から前記複数部分に分割された後に当該複
数部分を互いに接合して一部材としたものである請求項５記載のプロジェクタ。
【請求項７】
前記光束分割手段は、前記所定レンズ要素を構成する前記複数部分の境界に設けられた
遮光体である請求項１から請求項４のいずれか一項記載のプロジェクタ。
【請求項８】
前記画像形成装置は、液晶パネルと当該液晶パネルに隣接して配置される少なくとも１
つの偏光素子とを含む液晶ライトバルブと、当該液晶ライトバルブを照明する照明装置と
を有する請求項１から請求項７のいずれか一項記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示パネルその他の光変調装置を用いて映像を投射するプロジェクタに
関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタとして、照明装置によって各色の液晶ライトバルブを照明し、これらの液
晶ライトバルブによって変調された像光を、合成後に投射レンズによって必要な倍率で投
射するものがある（特許文献１参照）。また、プロジェクタに組み込まれる投射レンズと
しては、空間周波数フィルタとしての遮光部材を内蔵したものがあり、このような遮光部
材によって、液晶ライトバルブのブラックマトリックスが周期パターンとしてスクリーン
上に投射されることを防止している（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１０−１７１０４５号公報
【特許文献２】特開２００５−１１５０７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記のようなプロジェクタでは、投射レンズ内の遮光部材に形成された比較的
大面積の遮光帯によって像光を遮断するので、少なからず光損失が生じる。また、上記プ
ロジェクタでは、遮光帯が空間周波数フィルタとなるように透明基板等で遮光帯を支持す
る必要があり、この場合、透明基板等による収差や光損失が生じる可能性がある。
【０００４】
そこで、本発明は、光損失や収差の発生を低減しつつ、ブラックマトリックスの影を目
立たなくすることができる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】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明に係るプロジェクタは、画像形成装置と、画像形成装
置によって形成された画像を投射する投射光学系とを備え、このうち、投射光学系は、光
軸方向に配列された複数の光学要素を含むとともに、当該複数の光学要素を通過する光束
を所定の断面積を有する複数の部分光束に分割する光束分割手段を有する。
【０００６】
上記プロジェクタでは、投射光学系に設けた光束分割手段が、複数の光学要素を通過す
る光束を所定の断面積を有する複数の部分光束に分割するので、各部分光束によって達成
される解像度は、投射光学系の全有効径を通過する光束によって達成可能な分解能に比較
して劣化したものとなる。よって、画像形成装置がブラックマトリックス等を有する場合
であっても、分割された各部分光束の解像度の設定を調節することにより、ブラックマト
リックス等の影がスクリーン上に投射されることを防止できる。この際、投射光学系によ
る投射像の明るさの減少は、光束分割手段による遮光分だけとなるので、スクリーン上に
明るい画像を投射することができる。
【０００７】
また、本発明の具体的な態様又は観点によれば、上記プロジェクタにおいて、光束分割
手段が、複数の光学要素のうち少なくとも１つの所定レンズ要素を、複数の部分光束に対
応して光軸に略垂直な面内において複数に分割された分割領域をそれぞれ形成する複数部
分で構成することによって実現される。この場合、所定レンズ要素を複数部分で構成する
ことによって、投射光学系への入射光から複数の部分光束を簡単に形成することができる
。
【０００８】
本発明の別の態様によれば、所定レンズ要素を構成する複数部分が、互いに同一の比率
で分割されている。この場合、各複数部分を通過する光量を等しくすることができ、各複
数部分を経た均等な光束によって劣化の少ない像光を形成することができる。
【０００９】
本発明のさらに別の態様によれば、所定レンズ要素を構成する複数部分が、互いに同一
の形状を有する。この場合、各複数部分を経て特性が共通する同様の光束によって像光を
形成することができる。
【００１０】
本発明のさらに別の態様によれば、所定レンズ要素を構成する複数部分が、境界におい
て互いに所定の間隔だけ離間している。この場合、各複数部分の分離度を高めることがで
き、各複数部分に固有の解像度で画像形成が可能になる。
【００１１】
本発明のさらに別の態様によれば、所定レンズ要素が、一体的なレンズ部材から複数部
分に分割された後に当該複数部分を互いに接合して一部材としたものである。この場合、
各複数部分を一体的なレンズ部材の一部として比較的簡単に得ることができ、所定レンズ
要素としての光学特性を高くすることができる。
【００１２】
本発明のさらに別の態様によれば、光束分割手段が、所定レンズ要素を構成する複数部
分の境界に設けられた遮光体である。この場合、高い自由度で様々なパターンとできる遮
光体によって、投射光学系への入射光を投射光学系内の適所で複数の部分光束に分割する
ことができる。
【００１３】
本発明のさらに別の態様によれば、画像形成装置が、液晶パネルと当該液晶パネルに隣
接して配置される少なくとも１つの偏光素子とを含む液晶ライトバルブと、当該液晶ライ
トバルブを照明する照明装置とを有する。この場合、光束分割手段によって分解能を適度
に劣化させた投射光学系により、画像形成装置を構成する各画素の周りに形成されるブラ
ックマトリックスを目立たないものとすることができる。
【００１４】
なお、所定レンズ要素を構成する複数部分は、通常、光軸方向に互いに位置ずれなく配
置されるが、複数部分のうち少なくとも２つを光軸方向に互いに位置ずれした状態で配置
することもできる。この場合、複数部分相互の結像ずれと各複数部分の解像度とを加算し
た状態で画像を投射することができ、ブラックマトリックス等の影の消し具合を調整する
ことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタ１０の光学系を示す模式図である。
このプロジェクタ１０は、光源光を発生する光源装置２１と、光源装置２１からの光源光
を赤緑青の３色に分割する色分離光学系２３と、色分離光学系２３から射出された各色の
照明光によって照明される光変調部２５と、光変調部２５からの各色の像光を合成するク
ロスダイクロイックプリズム２７と、クロスダイクロイックプリズム２７を経た像光をス
クリーン（不図示）に投射するための投射光学系である投射レンズ２９とを備える。この
うち、光源装置２１、色分離光学系２３、光変調部２５、及びクロスダイクロイックプリ
ズム２７は、スクリーンに投射すべき像光を形成する画像形成装置となっている。
【００１６】
以上のプロジェクタ１０において、光源装置２１は、光源ランプ２１ａと、凹レンズ２
１ｂと、一対のレンズアレイ２１ｄ，２１ｅと、偏光変換部材２１ｇと、重畳レンズ２１
ｉとを備える。このうち、光源ランプ２１ａは、例えば高圧水銀ランプからなり、光源光
を回収して前方に射出させる凹面鏡を備える。凹レンズ２１ｂは、光源ランプ２１ａから
の光源光を平行化する役割を有するが、省略することもできる。一対のレンズアレイ２１
ｄ，２１ｅは、フライアイ光学系を構成する。各レンズアレイ２１ｄ，２１ｅは、マトリ
ックス状に配置された複数の要素レンズからなり、これらの要素レンズによって凹レンズ
２１ｂを経た光源ランプ２１ａからの光源光を分割して個別に集光・発散させる。偏光変
換部材２１ｇは、レンズアレイ２１ｅから射出した光源光を例えば図１の紙面に垂直なＳ
偏光成分のみに変換して次段光学系に供給する。重畳レンズ２１ｉは、偏光変換部材２１
ｇを経た照明光を全体として適宜収束させることにより、光変調部２５に設けた各色の光
変調装置に対する重畳照明を可能にする。つまり、両レンズアレイ２１ｄ，２１ｅと重畳
レンズ２１ｉとを経た照明光は、以下に詳述する色分離光学系２３を経て、光変調部２５
に設けられた各色の光変調装置すなわち各色の液晶パネル２５ａ，２５ｂ，２５ｃを均一
に重畳照明する。
【００１７】
色分離光学系２３は、第１及び第２ダイクロイックミラー２３ａ，２３ｂと、３つのフ
ィールドレンズ２３ｆ，２３ｇ，２３ｈと、反射ミラー２３ｊ，２３ｍ，２３ｎ，２３ｏ
とを備え、光源装置２１とともに照明装置を構成する。ここで、第１ダイクロイックミラ
ー２３ａは、赤緑青の３色のうち赤光及び緑光を反射し青光を透過させる。また、第２ダ
イクロイックミラー２３ｂは、入射した赤及び緑の２色のうち緑光を反射し赤光を透過さ
せる。この色分離光学系２３において、光源装置２１からの略白色の光源光は、反射ミラ
ー２３ｊで光路を折り曲げられて第１ダイクロイックミラー２３ａに入射する。第１ダイ
クロイックミラー２３ａを通過した青光は、例えばＳ偏光のまま、反射ミラー２３ｍを経
てフィールドレンズ２３ｆに入射する。また、第１ダイクロイックミラー２３ａで反射さ
れて第２ダイクロイックミラー２３ｂでさらに反射された緑光は、例えばＳ偏光のままフ
ィールドレンズ２３ｇに入射する。さらに、第２ダイクロイックミラー２３ｂを通過した
赤光は、例えばＳ偏光のまま、レンズＬＬ１，ＬＬ２及び反射ミラー２３ｎ，２３ｏを経
て、入射角度を調節するためのフィールドレンズ２３ｈに入射する。レンズＬＬ１，ＬＬ
２及びフィールドレンズ２３ｈは、リレー光学系を構成している。このリレー光学系は、
第１レンズＬＬ１の像を、第２レンズＬＬ２を介してほぼそのままフィールドレンズ２３
ｈに伝達する機能を備えている。
【００１８】
光変調部２５は、それぞれが液晶装置である３つの液晶パネル２５ａ，２５ｂ，２５ｃ
と、各液晶パネル２５ａ，２５ｂ，２５ｃを挟むように配置される３組の偏光フィルタ（
偏光素子）２５ｅ，２５ｆ，２５ｇとを備える。ここで、青光用の液晶パネル２５ａと、
これを挟む一対の偏光フィルタ２５ｅ，２５ｅとは、輝度変調後の像光のうち青光を画像
情報に基づいて２次元的に輝度変調するための青色用の液晶ライトバルブを構成する。同
様に、緑光用の液晶パネル２５ｂと、対応する偏光フィルタ２５ｆ，２５ｆも、緑色用の
液晶ライトバルブを構成し、赤光用の液晶パネル２５ｃと、偏光フィルタ２５ｇ，２５ｇ
も、赤色用の液晶ライトバルブを構成する。
【００１９】
色分離光学系２３の第１ダイクロイックミラー２３ａを透過することによって分岐され
た青光は、フィールドレンズ２３ｆを介して青光用の第１液晶パネル２５ａに入射する。
色分離光学系２３の第２ダイクロイックミラー２３ｂで反射されることによって分岐され
た緑光は、フィールドレンズ２３ｇを介して緑光用の第２液晶パネル２５ｂに入射する。
第２ダイクロイックミラー２３ｂを透過することによって分岐された赤光は、フィールド
レンズ２３ｈを介して赤光用の第３液晶パネル２５ｃに入射する。各液晶パネル２５ａ〜
２５ｃは、入射した照明光の空間的強度分布を変調する非発光型の光変調装置であり、各
液晶パネル２５ａ〜２５ｃにそれぞれ入射した３色の光は、各液晶パネル２５ａ〜２５ｃ
に電気的信号として入力された駆動信号或いは画像信号に応じて変調される。その際、偏
光フィルタ２５ｅ〜２５ｇによって、各液晶パネル２５ａ〜２５ｃに入射する照明光の偏
光方向が調整されるとともに、各液晶パネル２５ａ〜２５ｃから射出される変調光から所
定の偏光方向の成分光が像光として取り出される。
【００２０】
クロスダイクロイックプリズム２７は、光合成部材であり、４つの直角プリズムを貼り
合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、Ｘ字状に
交差する一対の誘電体多層膜２７ａ，２７ｂが形成されている。一方の第１誘電体多層膜
２７ａは青色光を反射し、他方の第２誘電体多層膜２７ｂは赤色光を反射する。このクロ
スダイクロイックプリズム２７は、液晶パネル２５ａからの青光を第１誘電体多層膜２７
ａで反射して進行方向右側に射出させ、液晶パネル２５ｂからの緑光を第１及び第２誘電
体多層膜２７ａ，２７ｂを介して直進・射出させ、液晶パネル２５ｃからの赤光を第２誘
電体多層膜２７ｂで反射して進行方向左側に射出させる。
【００２１】
投射レンズ２９は、クロスダイクロイックプリズム２７で合成されたカラーの像光を、
所望の倍率でスクリーン（不図示）上に投射する。つまり、各液晶パネル２５ａ〜２５ｃ
に入力された駆動信号或いは画像信号に対応する所望の倍率のカラー動画やカラー静止画
がスクリーン上に投射される。
【００２２】
図２は、投射レンズ２９の一構成例を説明する側方断面図である。投射レンズ２９は、
鏡筒（不図示）中に開口絞りＳを挟んで第１群レンズＧ１と第２群レンズＧ２とを内蔵し
ている。第１群レンズＧ１は、光軸ＯＡに沿って配列された複数の光学要素である第１〜
第４レンズＬ１１〜Ｌ１４を有し、第２群レンズＧ２も、光軸ＯＡに沿って配列された複
数の光学要素である第１〜第４レンズＬ２１〜Ｌ２４を有する。このうち、第１群レンズ
Ｇ１の第３レンズＬ１３と、第２群レンズＧ２の第３レンズＬ２３とは、凸レンズ及び凹
レンズを組み合わせた接合レンズとなっている。
【００２３】
図３は、投射レンズ２９の外観を説明する斜視図である。図３において各レンズＬ１１
〜Ｌ１４，Ｌ２１〜Ｌ２４の表面には、メッシュ状のパターンが表示されているが、これ
は、現実に存在するものではなく、レンズ形状を分かりやすくするために表示されている
ものである。ここで、投射レンズ２９の先端に配置された射出側のレンズ、すなわち所定
レンズ要素である第２群レンズＧ２中の第４レンズＬ２４は、図４にも示すように、複数
部分として４つのレンズ部分４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄを備える。第４レンズＬ２
４を構成する各レンズ部分４１ａ〜４１ｄは、光軸ＯＡに交差する表面ＳＡにおいて、複
数に分割された分割領域Ａ１〜Ａ４を形成する。各分割領域Ａ１〜Ａ４は、これらの境界
に設けられた遮光体としての接着部４２によって仕切られている。接着部４２は、光軸Ｏ
Ａを中心として十字状に延びており、第４レンズＬ２４に入射した像光の光束を４つに分
割して光軸ＯＡの周りに配置される４つの部分光束を形成するための光束分割手段となっ
ている。
【００２４】
ここで、各レンズ部分４１ａ〜４１ｄは、互いに同一の比率で分割されており、互いに
同一の形状を有する。つまり、各レンズ部分４１ａ〜４１ｄは、それぞれ９０°の中心角
を有する扇型のレンズ部材である。これにより、第４レンズＬ２４に入射した像光の光束
を、表面ＳＡにおいて面積的に均等に４分割できるだけでなく、第４レンズＬ２４に入射
した光束を光軸ＯＡの周りに対称に配置された同一断面形状を有する４つの光束として均
等に４分割することができる。この際、各分割領域Ａ１〜Ａ４は、接着部４２によって光
学的に分離されている。つまり、接着部４２は、各レンズ部分４１ａ〜４１ｄの有効径を
画定しており、各レンズ部分４１ａ〜４１ｄの単位で結像に際しての分解能の下限を与え
ることができるようになっている。
【００２５】
各レンズ部分４１ａ〜４１ｄを相互に固定する接着部４２は、不透明な樹脂等で形成さ
れており、隣り合うレンズ部分４１ａ〜４１ｄ間で波面を完全に分割できるようになって
いる。また、接着部４２は、固定後の各レンズ部分４１ａ〜４１ｄに不要な応力が働かな
いような材料となっている。
【００２６】
以下、図５等を参照して、図４等に示す第４レンズＬ２４の製造方法の一例について説
明する。まず、投射レンズ２９を構成する第２群レンズＧ２の第４レンズＬ２４の最終的
外形に対応する一体的な円板状のレンズ部材ＰＦを準備する。このようなレンズ部材ＰＦ
は、屈折率や分散において投射レンズ２９の収差を目標値に抑えるようなガラス材料等で
形成されており、表面ＳＡすなわち一対の光学面が、研削や研磨によって目標通りの曲率
を有する球面や非球面に加工され、必要なコーティング等が施される。このレンズ部材Ｐ
Ｆは、研削等によって接着部４２を充填すべき十字の部分で４つのレンズ部分４１ａ〜４
１ｄに精密に切断・分離される。その後、これらの切断面ＣＦに不透明な紫外線硬化樹脂
等を塗布するとともに、治具等を利用して各レンズ部分４１ａ〜４１ｄを切断面ＣＦで貼
り合わせるように結合して一部材とし、切断前の輪郭が復元されるようにする。この際、
各レンズ部分４１ａ〜４１ｄは、光軸ＯＡ方向に精密に位置合わせされ、相互に収差が生
じないようにする。その後、各レンズ部分４１ａ〜４１ｄをアライメントした状態で紫外
線を照射するなどして、紫外線硬化樹脂等を硬化させる。これにより、各レンズ部分４１
ａ〜４１ｄが接着部４２によって相互に固定され、接着部４２を挟んで相互に僅かに離間
した状態となる。なお、各レンズ部分４１ａ〜４１ｄが接着部４２によって互いに離間す
る距離は、レンズ部材ＰＦを研削等によって切断した際の削り代に対応するものとなって
いる。
【００２７】
以上のようにして得た第４レンズＬ２４は、通常の加工方法で得たレンズと殆ど同じ外
観を有し、高精度に各レンズ部分４１ａ〜４１ｄの相対位置がアライメントされた状態で
接着部４２によって固定されている。よって、第４レンズＬ２４の光学的収差は、通常の
投射用レンズに比べて殆ど劣らないものとすることができ、投射レンズ２９としての光学
性能も、高精度に設定することができる。つまり、各種収差を通常の投射用レンズと同等
にできるだけでなく、レンズの明るさも通常の投射用レンズと同等にできる。ただし、第
４レンズＬ２４を４分割しているので、第４レンズＬ２４に入射する像光が４つに波面分
割される。このため、各レンズ部分４１ａ〜４１ｄを経た光束がそれぞれＮＡの小さな像
光としてスクリーンに入射するので、投射レンズ２９の分解能の値が大きくなる。
【００２８】
ここで、投射レンズ２９の分解能について説明する。分解能とは、物体側において２点
が互いにどれほど近接するまで見分けられるかを示す量であり、ここでは、投射レンズ２
９の理論分解能について考える。説明のため、投射レンズ２９が無収差のレンズであると
すると、この投射レンズ２９の回折による理論分解能は、よく知られたレイリー（Raylei
gh）の式により、
理論分解能＝１．２２×λ×Ｆｅ＝０．６１×λ／ＮＡ
として与えられる。ここで、λは、投射レンズ２９が対象とする光の波長であり、Ｆｅは
、投射レンズ２９の射出側のＦ値である（Ｆｅのことを通常、実効Ｆ値と呼ぶ）。また、
ＮＡは、投射レンズ２９の開口数である。これからも明らかなように、投射レンズ２９の
開口数ＮＡが小さいと、その制限で分解能を向上させることができないことが分かる。つ
まり、第４レンズＬ２４を４つのレンズ部分４１ａ〜４１ｄに分割して像光を波面分割し
た場合、各光束のビーム断面の開口径は約１／２になる。よって、各レンズ部分４１ａ〜
４１ｄの理論分解能の値は、分割されない場合に比較して２倍程度大きくなり、分解能が
相対的に劣化する。一方、分解能が劣る４つのレンズ部分４１ａ〜４１ｄを集めて結像し
ても、結果的に分解能は向上しない。よって、投射レンズ２９を構成する第４レンズＬ２
４等の分割数を適宜設定することにより、投射レンズ２９の分解能を所望の程度に調整す
ることができる。これを利用すれば、液晶パネル２５ａ，２５ｂ，２５ｃを構成する各画
素の周囲を遮光するブラックマトリックスがスクリーン上に十分な解像力で投射されなく
なり、ブラックマトリックスの影を目立たないものとすることができる。
【００２９】
具体的な例で説明すると、投射レンズ２９がＦｅ＝２．０（ＮＡ＝０．２５）である場
合、
理論分解能＝０．６１×５５０×１０−６／０．２５
＝１．３４２μｍ
となる。よって、第４レンズＬ２４を４分割した場合、理論分解能は、２．７μｍ程度に
なると考えられる。例えばブラックマトリックスの幅が２μｍ程度であれば、ブラックマ
トリックスの影が投射されることを防止でき、かつ、画素がつぶれてボケた画像が投射さ
れることを防止できる。
【００３０】
以上の説明では、投射レンズ２９のうち第２群レンズＧ２の第４レンズＬ２４を対象と
して、その分解能の値を所望の程度に大きくすべく、第４レンズＬ２４を分割後に基の形
状に接合することによって復元した合成レンズとしたが、第４レンズＬ２４以外のレンズ
も上記のような合成レンズとすることができる。例えば、第１群レンズＧ１の第１レンズ
Ｌ１１、第１群レンズＧ１の第４レンズＬ１４、第２群レンズＧ２の第１レンズＬ２１等
を上記のような分割接合型の合成レンズとすることができる。さらに、第１群レンズＧ１
や第２群レンズＧ２全体を分割接合型の合成レンズとすることができる。この場合、第１
，２群レンズＧ１，Ｇ２を構成する各合成レンズにおいて、各構成レンズの接着部８２が
光軸ＯＡのまわりに対して延びる方向を相互に一致させる。つまり、各レンズの接着部４
２が光軸ＯＡ方向から見て互いに重なって一致するように配置する。これにより、接着部
８２の影を減らすことができ、解像度が必要以上に劣化することを防止できる。
【００３１】
また、以上では、第４レンズＬ２４等を光軸ＯＡのまわりに４等分して、４つの分割領
域Ａ１〜Ａ４に対応する断面の４光束を形成しているが、３或いは５以上の波面分割によ
って３或いは５以上の分割光束を形成することもでき、この場合、第４レンズＬ２４等の
分解能を段階的に調整することができる。なお、第４レンズＬ２４等の分割方法は、光軸
ＯＡのまわりに等分割する場合に限らず、様々な形状に均等な面積で分割することができ
る。また、第４レンズＬ２４等の分割方法は、均等な面積に分割する場合に限らず、不均
等な面積に分割する場合を含む。例えば、中心角が異なる複数の扇部分に分割することに
よっても、第４レンズＬ２４等によって分割される像光ビームの有効径が調整され投射レ
ンズ２９の分解能を適宜調整することができる。
【００３２】
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態に係るプロジェクタについて説明する。なお、第２実施形
態のプロジェクタは、第１実施形態のプロジェクタを一部変更したものであり、特に説明
しない部分については第１実施形態と同様であるものとする。
【００３３】
図６（ａ）は、第２実施形態のプロジェクタに組み込まれる投射レンズを構成する第１
例のレンズＬ１０１を説明する断面の部分拡大図であり、図６（ｂ）は、投射レンズを構
成する第２例のレンズＬ１０２を説明する断面の部分拡大図である。
【００３４】
図６（ａ）の場合、レンズＬ１０１を機械加工等によって分割・合成するのではなく、
レンズＬ１０１の表面ＳＡ上に遮光性の樹脂材料等からなる遮光層１４２を形成している
。このような遮光層１４２によって、レンズＬ１０１の表面ＳＡが例えば分割領域Ａ１，
Ａ２に分割される。この場合、両分割領域Ａ１，Ａ２の境界に設けられた遮光体としての
遮光層１４２が光束を分割するので、レンズＬ１０１を組み込んだ投射レンズ２９の分解
能の値を適宜大きくすることができ、ブラックマトリックスの影が投射されることを防止
できる。
【００３５】
図６（ｂ）の場合、レンズＬ１０１を機械加工等によって分割・合成するのではなく、
パルスレーザ等を利用して、レンズＬ１０１の内部ＩＰにマイクロクラック層２４２を形
成している。このようなマイクロクラック層２４２によって、レンズＬ１０１の表面ＳＡ
が例えば分割領域Ａ１，Ａ２に分割される。この場合、両分割領域Ａ１，Ａ２の境界を形
成するマイクロクラック層２４２が遮光体となって光束を分割するので、レンズＬ１０１
を組み込んだ投射レンズ２９の分解能の値を適宜大きくすることができ、ブラックマトリ
ックスの影が投射されることを防止できる。
【００３６】
〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態に係るプロジェクタについて説明する。なお、第３実施形態のプロ
ジェクタは、第１実施形態のプロジェクタを一部変更したものであり、特に説明しない部
分については第１実施形態と同様であるものとする。
【００３７】
図７（ａ）は、第３実施形態のプロジェクタに設けた投射レンズに組み込まれる第１例
の遮光体の正面図であり、図７（ｂ）は、投射レンズに組み込まれる第２例の遮光体の正
面図である。図７（ａ）に示す遮光体３４２や図７（ｂ）に示す遮光体４４２は、Ｌ１１
〜１４，Ｌ２１〜２４の表面ＳＡ上にコーティングとして形成することもできるが、これ
を薄い金属材料等で形成した自立型のマスクとすれば、鏡筒内の適所例えば開口絞りＳの
位置等に配置することができる。図示のような遮光体３４２，４４２は、それぞれ開口Ａ
Ｐ１〜ＡＰ７を有しており、各開口ＡＰ１〜ＡＰ７は、像光を分割する開口となる。これ
により、投射レンズ２９の分解能の値を適宜大きくすることができ、ブラックマトリック
スの影が投射されることを防止できる。
【００３８】
なお、以上の例では、遮光体３４２，４４２に７つの開口ＡＰ１〜ＡＰ７を設けている
が、開口の数や形状は、ブラックマトリックスのサイズ等に合わせて適宜変更することが
できる。
【００３９】
〔第４実施形態〕
以下、第４実施形態のプロジェクタについて説明する。なお、第４実施形態のプロジェ
クタは、第１実施形態のプロジェクタを一部変更したものであり、特に説明しない部分に
ついては、第１実施形態と同様であるものとする。
【００４０】
図８は、第４実施形態のプロジェクタ５１０を説明する平面図である。このプロジェク
タ５１０は、図１に示すプロジェクタ１０において、クロスダイクロイックプリズム２７
と投射レンズ２９との間に、リレーレンズ５６０と第２光変調部５７０とを配置したもの
である。
【００４１】
クロスダイクロイックプリズム２７で合成されたカラーの像光は、リレーレンズ５６０
によって輝度変調用の第２光変調部５７０に再結像され、第２光変調部５７０で輝度変調
された像光は、投射レンズ２９によってプロジェクタ５１０の前方に配置されたスクリー
ン（不図示）に投射される。
【００４２】
ここで、リレーレンズ５６０は、前段の各液晶パネル２５ａ，２５ｂ，２５ｃの画像形
成領域に形成された画像を、第２光変調部５７０に設けた液晶パネル５７２の画像形成領
域に例えば等倍で投影する。
【００４３】
第２光変調部５７０は、入射レンズ５７１、液晶パネル５７２、及び偏光フィルタ５７
３，５７３を備える。ここで、液晶パネル５７２や偏光フィルタ５７３，５７３は、第１
実施形態に係るプロジェクタ１０の光変調部２５に設けた液晶パネル２５ａ，２５ｂ，２
５ｃ等と同一又は相似な形状を有する。
【００４４】
本実施形態のプロジェクタ５１０においても、投射レンズ２９中において例えば第４レ
ンズＬ２４が互いに分離された複数のレンズ部分４１ａ〜４１ｄからなるので（図４参照
）、像の明るさを擬制にすることなく投射レンズ２９の分解能を所望の程度に調整するこ
とができる。よって、液晶パネル５７２を構成する各画素の周囲を遮光するブラックマト
リックスがスクリーン上に十分な解像力で投射されなくなり、ブラックマトリックスの影
を目立たないものとすることができる。
【００４５】
なお、この発明は、上記の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。
【００４６】
以上の実施形態で説明した投射レンズ２９のレンズ構成は例示であり、多様なレンズ要
素で投射レンズ２９を組み立てることができ、そのいずれか１つ以上のレンズ要素を例え
ば図４等に示すように分離された複数のレンズ部分で構成することができる。
【００４７】
また、上記実施形態では、レンズ部分４１ａ〜４１ｄを光軸ＯＡ方向に互いに位置ずれ
なく配置しているが、レンズ部分４１ａ〜４１ｄのうち少なくとも２つを光軸ＯＡ方向に
互いに位置ずれした状態で配置することもできる。この場合、レンズ部分４１ａ〜４１ｄ
相互の結像ずれと各レンズ部分４１ａ〜４１ｄの解像度調整とを加算した状態で画像を投
射することができる。
【００４８】
また、上記実施形態では、光束を分割するためにレンズアレイ２１ｄ，２１ｅを用いて
いたが、この発明は、このようなレンズアレイを用いないプロジェクタにも適用可能であ
る。また、レンズアレイ２１ｄ，２１ｅをロッドインテグレータに置き換えることもでき
る。さらに、光源ランプ２１ａからの光を特定方向の偏光とする偏光変換部材２１ｇを用
いていたが、この発明は、このような偏光変換部材２１ｇを用いないプロジェクタにも適
用可能である。
【００４９】
また、上記実施形態では、液晶パネル２５ａ，２５ｂ，２５ｃその他からなる液晶ライ
トバルブを透過型としたが、これらの液晶ライトバルブを反射型とすることもできる。さ
らに、液晶パネル２５ａ，２５ｂ，２５ｃその他からなる液晶ライトバルブに代えて、デ
ジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いることができ、この場合、複数のマイク
ロミラーの間に形成される境界部分である非画像形成部が投射レンズ２９によってスクリ
ーン上に鮮明に投射されることを防止できる。
【００５０】
また、上記実施形態では、赤色の液晶パネル２５ｃを比較的長い第３光路ＯＰ３に配置
しているが、他の青色や緑色を比較的長い第３光路ＯＰ３に導くことも可能である。
【００５１】
また、プロジェクタとしては、投射面を観察する方向から画像投射を行う前面プロジェ
クタと、投射面を観察する方向とは反対側から画像投射を行う背面プロジェクタとがある
が、図１等に示すプロジェクタ１０，５１０の構成は、いずれにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】第１実施形態に係るプロジェクタの光学系を説明する図である。
【図２】図１のプロジェクタに組み込まれる投射レンズを説明する側方断面図である。
【図３】図１のプロジェクタに組み込まれる投射レンズの外観を説明する斜視図である。
【図４】投射レンズを構成する特定レンズ要素の正面図である。
【図５】図４のレンズ要素の製造方法を説明する斜視図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、第２実施形態に組み込まれる投射レンズを説明する拡大断面図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は、第３実施形態に組み込まれる投射レンズを説明する拡大断面図である。
【図８】第４実施形態に係るプロジェクタの光学系を説明する図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０…プロジェクタ、  ２１…光源装置、  ２１ａ…光源ランプ、  ２１ｇ…偏光変換
部材、  ２３…色分離光学系、  ２３ａ，２３ｂ…ダイクロイックミラー、  ２５…光変
調部、  ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ…液晶パネル、  ２５ｅ，２５ｆ，２５ｇ…偏光フィル
タ、  ２７…クロスダイクロイックプリズム、  ２９…投射レンズ、  ４１ａ，４１ｂ，
４１ｃ，４１ｄ…レンズ部分、  ４２…接着部、  Ａ１〜Ａ４…分割領域、  Ｌ１１〜Ｌ
１４…レンズ、  Ｌ２１〜Ｌ２４…レンズ、  ＯＡ…光軸、  ＳＡ…表面
【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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