(57)【要約】【課題】  部品点数を低減しつつ各色用の液晶パネルを効率良く照明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】  コンデンサレンズ４３ｂと、コンデンサレンズ４３ｒとは、同一の部品であり、部品の共通化によって製造コスト低減の効果等がある。一方、コンデンサレンズ４３ｂは、液晶パネル６１ｂに比較的近接して配置されており、コンデンサレンズ４３ｇは、液晶パネル６１ｇから比較的離れて配置されている。結果的に、液晶パネル６１ｂでの青色光ＬＢの照明領域の大きさが、液晶パネル６１ｇでの緑色光ＬＧの照明領域の大きさと等しくなるように設定されている。【選択図】  図１
2007086414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源からの光を複数の部分光束に分割するとともに、当該複数の部分光束を重畳レンズによって照明領域に重畳させる均一化光学系と、
前記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光学系と、
前記第１〜第３の色光を画像情報に応じてそれぞれ変調する第１〜第３の光変調装置とを備え、
前記重畳レンズから前記第１の光変調装置までの光路の長さは、前記重畳レンズから前記第２の光変調装置までの光路の長さと等しく、
前記第１の光変調装置の光入射側面に沿って第１のコンデンサレンズが配置され、
前記第２の光変調装置の光入射側面に沿って第２のコンデンサレンズが配置され、
前記第１のコンデンサレンズと前記第２のコンデンサレンズとは、同一形状であり、
前記第１の色光の波長領域は、前記第２の色光の波長領域よりも短波長側であり、
前記第１のコンデンサレンズと前記第１の光変調装置との間の距離は、前記第２のコンデンサレンズと前記第２の光変調装置との間の距離よりも短い
プロジェクタ。
【請求項２】
前記第１のコンデンサレンズと前記第１の光変調装置との間の距離と、前記第２のコンデンサレンズと前記第２の光変調装置との間の距離との差は、前記第１の光変調装置での照明領域の大きさが前記第２の光変調装置での照明領域の大きさと同等になるように設定されている請求項１記載のプロジェクタ。
【請求項３】
前記第１のコンデンサレンズと前記第１の光変調装置との間の距離と、前記第２のコンデンサレンズと前記第２の光変調装置との間の距離との差は、０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下である請求項２記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記均一化光学系は、前記光源からの光を複数の部分光束に分割する複数の第１の小レンズを有する第１レンズアレイと、前記複数の第１の小レンズに対応した複数の第２の小レンズを有する第２レンズアレイと、前記第２レンズアレイから射出された複数の部分光束を前記照明領域に重畳させる前記重畳レンズとを有する請求項１〜請求項３のいずれか一項記載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記第１〜第３の光変調装置で変調された光を合成する光合成光学系と、前記光合成光学系で合成された光を投射する投射光学系とをさらに備える請求項１〜請求項４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、液晶パネル等の光変調装置を用いてカラー画像を投射するプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のプロジェクタの照明系として、光源からの光を３色の光路に分解し、このうち赤色及び緑色の照明光路を互いに等しくし、かつ、残った青色の照明光路を赤色及び緑色の照明光路よりも長くしたものが存在し、この場合、青色の照明光路上に２つのレンズからなるリレー光学系を配置して、照明光路が長くなることに起因する青色の照度低下を抑えている（特許文献１参照）。そして、このようなプロジェクタでは、各色の液晶パネルの光入射側面に沿ってレンズがそれぞれ配置されている。
【特許文献１】特２０００−２４１９２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記プロジェクタでは、赤色用の液晶パネル用とこれに対向するレンズとの間隔が、緑色用の液晶パネル用とこれに対向するレンズとの間隔と等しくなっており、重畳レンズの色収差によって、緑色光の照明領域よりも、赤色光の照明領域の方が広くなってしまう。したがって、緑色光の照明領域が液晶パネルの画像形成領域に適合するように重畳レンズを設計すると、赤色光の照明領域は、液晶パネルの画像形成領域に適合した領域よりも色収差分だけ広くなって光の利用効率が減少する。さらに、液晶パネルの光入射側面に沿って配置されるレンズ自身も色収差を有しており、かかる色収差によって、照明領域の大きさが色によってさらに異なる結果を生じる。
【０００４】
そこで、本発明は、部品点数を低減しつつ各色用の液晶パネルを効率良く照明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、（ａ）光源と、（ｂ）光源からの光を複数の部分光束に分割するとともに、当該複数の部分光束を重畳レンズによって照明領域に重畳させる均一化光学系と、（ｃ）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光学系と、（ｄ）第１〜第３の色光を画像情報に応じてそれぞれ変調する第１〜第３の光変調装置とを備える。そして、このプロジェクタでは、重畳レンズから第１の光変調装置までの光路の長さは、重畳レンズから第２の光変調装置までの光路の長さと等しい。また、第１の光変調装置の光入射側面に沿って第１のコンデンサレンズが配置され、第２の光変調装置の光入射側面に沿って第２のコンデンサレンズが配置される。第１のコンデンサレンズと第２のコンデンサレンズとは、同一形状である。第１の色光の波長領域は、第２の色光の波長領域よりも短波長側であり、第１のコンデンサレンズと第１の光変調装置との間の距離は、第２のコンデンサレンズと第２の光変調装置との間の距離よりも短い。
【０００６】
上記プロジェクタでは、短波長側の光路にある第１のコンデンサレンズと第１の光変調装置との間の距離が、長波長側の光路にある第２のコンデンサレンズと第２の光変調装置との間の距離よりも短いので、重畳レンズによって第１の色光と第２の色光とを重畳させる際の色収差の影響を低減することができる。これにより、第１の色光が投影される照明領域と第２の色光が投影される照明領域との大きさの差を小さくすることができ、結果的に、各色の光変調装置を効率よく照明することができる。この際、第１のコンデンサレンズと第２のコンデンサレンズとを同一形状の共通部品としているので、部品点数を減少させ部品管理を簡単化することができ、プロジェクタの製造コストを低減することができる。
【０００７】
本発明の具体的な観点又は態様では、上記プロジェクタにおいて、第１のコンデンサレンズと第１の光変調装置との間の距離と、第２のコンデンサレンズと第２の光変調装置との間の距離との差は、第１の光変調装置での照明領域の大きさが第２の光変調装置での照明領域の大きさと同等になるように設定されている。この場合、第１の色光が投影される照明領域と第２の色光が投影される照明領域との大きさの差をなくすことができ、各色の光変調装置をより効率よく照明することができる。
【０００８】
本発明の別の態様では、第１のコンデンサレンズと第１の光変調装置との間の距離と、第２のコンデンサレンズと第２の光変調装置との間の距離との差は、０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。この場合、両コンデンサレンズを対応する光変調装置から大きく離すことなく配置することができ、色分離光学系等を省スペースで配置することができる。
【０００９】
本発明のさらに別の態様では、均一化光学系が、光源からの光を複数の部分光束に分割する複数の第１の小レンズを有する第１レンズアレイと、複数の第１の小レンズに対応した複数の第２の小レンズを有する第２レンズアレイと、第２レンズアレイから射出された複数の部分光束を照明領域に重畳させる重畳レンズとを有する。この場合、第２レンズアレイによって発散状態が調節された光束を、重畳レンズを介して、各色の光変調装置の位置に設けた照明領域に所望のサイズで入射させることができる。
【００１０】
本発明のさらに別の態様では、第１〜第３の光変調装置で変調された光を合成する光合成光学系と、光合成光学系で合成された光を投射する投射光学系とをさらに備える。この場合、各色の光変調装置で形成され光合成光学系で合成された像光を投射光学系によってカラー画像としてスクリーン上に投影することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
〔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、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成し、この光学像をスクリーン上に拡大投射する光学機器であり、光源ランプユニット２０、均一照明光学系３０、色分離装置４０、光変調部６０、クロスダイクロイックプリズム７０、及び投射光学系８０を備えて構成される。
【００１２】
光源ランプユニット２０は、光源ランプ２１から周囲に放射された光束を集めて射出し、均一照明光学系３０等を介して光変調部６０を照明するための光源であり、発光管である光源ランプ２１と、光源ランプ２１から射出された光源光を反射する楕円の凹面鏡２２と、凹面鏡２２で反射された光源光をコリメートする凹レンズ２３とを備える。この光源ランプユニット２０において、光源ランプ２１から射出された光源光は、凹面鏡２２及び凹レンズ２３を経て平行化され、前方側すなわち均一照明光学系３０側に射出される。なお、上述した楕円の凹面鏡２２に代えて、放物面等の各種凹面鏡を用いることができる。放物面の凹面鏡を用いた場合、凹面鏡２２の後段に凹レンズ２３等を設けなくとも、光源ランプユニット２０から平行光束を射出させることが可能となる。
【００１３】
均一照明光学系３０は、光源ランプユニット２０から射出された光束を複数の部分光束に分割し、これら複数の光束を対象とする照明領域に重畳して入射させ、この照明領域の面内照度を均一化するための光学系であり、第１レンズアレイ３１、第２レンズアレイ３２、偏光変換部材３４、及び重畳レンズ３５を備えている。
【００１４】
第１レンズアレイ３１は、光源ランプ２１から射出された光束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、システム光軸ＯＡと直交する面内にマトリックス状に配列される複数の小レンズを備えて構成される。各小レンズの輪郭形状は、後述する光変調部６０を構成する液晶パネル６１ｂ，６１ｇ，６１ｒの画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定されている。第２レンズアレイ３２は、前述した第１レンズアレイ３１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３１と同様にシステム光軸ＯＡに直交する面内にマトリックス状に配列される複数の小レンズを備えているが、集光を目的としているため、各小レンズの輪郭形状が液晶パネル６１ｂ，６１ｇ，６１ｒの画像形成領域の形状と対応している必要はない。
【００１５】
偏光変換部材３４は、ＰＢＳアレイで形成されており、第２レンズアレイ３２を経た各部分光束の偏光方向を一方向の直線偏光に揃える役割を有する。この偏光変換部材３４は、詳細な図示を省略しているが、システム光軸ＯＡに対して傾斜配置される偏光分離膜及び反射ミラーを交互に配列した構成を具備する。前者の偏光分離膜は、各部分光束に含まれるＰ偏光光束及びＳ偏光光束のうち、一方の偏光光束を透過し、他方の偏光光束を反射する。反射された他方の偏光光束は、後者の反射ミラーによって曲折され、一方の偏光光束の射出方向、すなわちシステム光軸ＯＡに沿った方向に射出される。射出された偏光光束のいずれかは、偏光変換部材３４の光束射出面にストライプ状に設けられる位相差板によって偏光変換され、すべての偏光光束の偏光方向が揃えられる。このような偏光変換部材３４を用いることにより、光源ランプ２１から射出される光束を、一方向の偏光光束に揃えることができるため、光変調部６０で利用する光源光の利用率を向上させることができる。
【００１６】
重畳レンズ３５は、第１レンズアレイ３１、第２レンズアレイ３２、及び偏光変換部材３４を経た複数の部分光束を集光して、液晶パネル６１ｂ，６１ｇ，６１ｒの画像形成領域上に重畳させて入射させるための光学素子である。この重畳レンズ３５から射出された光束は、均一化されつつ次段の色分離装置４０に射出される。つまり、両レンズアレイ３１，３２と重畳レンズ３５とを経た照明光は、以下に詳述する色分離装置４０を経て、光変調部６０の照明領域すなわち各色の液晶パネル６１ｂ，６１ｇ，６１ｒの画像形成領域を均一に重畳照明する。
【００１７】
色分離装置４０は、第１及び第２ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂ、反射ミラー４２ａ，４２ｂ，４２ｃ、コンデンサレンズ４３ｒ，４３ｂ，４３ｇ、及びリレーレンズ４５，４６を備える。これらのうち、第１及び第２ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂを含んで構成される色分離光学系は、照明光を、青（Ｂ）色光、緑（Ｇ）色光、及び赤（Ｒ）色光の３つの光束に分離する。各ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂは、透明基板上に、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作用を有する誘電体多層膜を形成することによって得た光学素子であり、システム光軸ＯＡに対してともに傾斜した状態で配置される。第１ダイクロイックミラー４１ａは、赤・青・緑（Ｒ・Ｇ・Ｂ）の３色のうち青色光ＬＢを反射し、緑色光ＬＧと赤色光ＬＲとを透過させる。また、第２ダイクロイックミラー４１ｂは、入射した緑色光ＬＧ及び赤色光ＬＲのうち緑色光ＬＧを反射し赤色光ＬＲを透過させる。色分離装置４０の射出側に設けられた各色用のコンデンサレンズ４３ｒ，４３ｂ，４３ｇは、第２レンズアレイ３２から射出され光変調部６０に入射する各部分光束が、システム光軸ＯＡに対して適当な収束度又は発散度となるように設けられている。一対のリレーレンズ４５，４６は、青色用の第１光路ＯＰ１や緑色用の第２光路ＯＰ２よりも相対的に長い赤色用の第３光路ＯＰ３上に配置されている。これらのリレーレンズ４５，４６は、入射側の第１のリレーレンズ４５の直前に形成された像を、ほぼそのまま射出側のコンデンサレンズ４３ｒに伝達することにより、光の拡散等による光の利用効率の低下を防止している。
【００１８】
この色分離装置４０において、光源ランプユニット２０から均一照明光学系３０を経て入射した照明光は、まず第１ダイクロイックミラー４１ａに入射する。第１ダイクロイックミラー４１ａで反射された青色光ＬＢは、第１光路ＯＰ１に導かれ、反射ミラー４２ａを経て最終段のコンデンサレンズ４３ｂに入射する。また、第１ダイクロイックミラー４１ａを透過して第２ダイクロイックミラー４１ｂで反射された緑色光ＬＧは、第２光路ＯＰ２に導かれ最終段のコンデンサレンズ４３ｇに入射する。さらに、第２ダイクロイックミラー４１ｂを通過した赤色光ＬＲは、第３光路ＯＰ３に導かれ、反射ミラー４２ｂ，４２ｃやリレーレンズ４５，４６を経て最終段のコンデンサレンズ４３ｒに入射する。なお、後に詳述するが、青色用のコンデンサレンズ４３ｂと緑色用のコンデンサレンズ４３ｇとは、互いに同一形状及び同一屈折率を有する共通の光学部品である。
【００１９】
光変調部６０は、３色の照明光ＬＢ，ＬＧ，ＬＲがそれぞれ入射する３つの液晶パネル（液晶表示パネル）６１ｂ，６１ｇ，６１ｒと、各液晶パネル６１ｂ，６１ｇ，６１ｒを挟むように配置される３組の偏光フィルタ６２ｂ，６２ｇ，６２ｒとを備える。ここで、例えば青色光ＬＢ用の液晶パネル６１ｂと、これを挟む一対の偏光フィルタ６２ｂ，６２ｂとは、照明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液晶ライトバルブを構成する。同様に、緑色光ＬＧ用の液晶パネル６１ｇと、対応する偏光フィルタ６２ｇ，６２ｇも、液晶ライトバルブを構成し、赤色光ＬＲ用の液晶パネル６１ｒと、偏光フィルタ６２ｒ，６２ｒも、液晶ライトバルブを構成する。各液晶パネル６１ｂ，６１ｇ，６１ｒは、一対の透明なガラス基板間に電気光学物質である液晶を密閉封入したものであり、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、与えられた画像信号に従って、それぞれに入射した偏光光束の偏光方向を変調する。
【００２０】
この光変調部６０において、第１光路ＯＰ１に導かれた青色光ＬＢは、コンデンサレンズ４３ｂを介して液晶パネル６１ｂの位置に設けた照明領域に入射し液晶パネル６１ｂ内の画像形成領域を照明する。第２光路ＯＰ２に導かれた緑色光ＬＧは、コンデンサレンズ４３ｇを介して液晶パネル６１ｇの位置に設けた照明領域に入射し液晶パネル６１ｇ内の画像形成領域を照明する。第３光路ＯＰ３に導かれた赤色光ＬＲは、第１及び第２リレーレンズ５１，５２及びコンデンサレンズ４３ｒを介して液晶パネル６１ｒの位置に設けた照明領域に入射し液晶パネル６１ｒ内の画像形成領域を照明する。各液晶パネル６１ｂ，６１ｇ，６１ｒは、入射した照明光の偏光方向の空間的分布を変化させるための非発光で透過型の光変調装置である。各液晶パネル６１ｂ，６１ｇ，６１ｒにそれぞれ入射した各色光ＬＢ，ＬＧ，ＬＲは、各液晶パネル６１ｂ，６１ｇ，６１ｒに電気的信号として入力された駆動信号或いは制御信号に応じて、画素単位で偏光状態が調整される。その際、偏光フィルタ６２ｂ，６２ｇ，６２ｒによって、各液晶パネル６１ｂ，６１ｇ，６１ｒ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６１ｂ，６１ｇ，６１ｒから射出される光から所定の偏光方向の変調光が取り出される。
【００２１】
クロスダイクロイックプリズム７０は、射出側偏光板６１ｂ，６１ｇ，６１ｒ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合成光学系である。このクロスダイクロイックプリズム７０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界面には、Ｘ字状に交差する一対の誘電体多層膜７１，７２が形成されている。一方の第１誘電体多層膜７１は青色光を反射し、他方の第２誘電体多層膜７２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７０は、液晶パネル６１ｂからの青色光ＬＢを第１誘電体多層膜７１で反射して進行方向右側に射出させ、液晶パネル６１ｇからの緑色光ＬＧを大１及び第２誘電体多層膜７１，７２を介して直進・射出させ、液晶パネル６１ｒからの赤色光ＬＲを第２誘電体多層膜７２で反射して進行方向左側に射出させる。
【００２２】
このようにクロスダイクロイックプリズム７０で合成された像光は、拡大投影レンズとしての投射光学系８０を経て、適当な拡大率でスクリーン（不図示）にカラー画像として投射される。
【００２３】
図２は、色分離装置４０に設けたコンデンサレンズ４３ｂ，４３ｇの配置を説明する拡大図である。青色用の第１光路ＯＰ１において、コンデンサレンズ４３ｂは、液晶パネル６１ｂの光入射側面ＩＳｂに対向してこの光入射側面ＩＳｂに沿うように配置されている。また、液晶パネル６１ｂは、クロスダイクロイックプリズム７０の側面７０ａに対向して側面７０ａに沿うように配置されている。ここで、コンデンサレンズ４３ｂと液晶パネル６１ｂとの間の距離は、Ｌ１で与えられ、コンデンサレンズ４３ｂと側面７０ａとの間の距離は、Ｌ３で与えられる。距離Ｌ１は、重畳レンズ３５を経た青色光ＬＢがコンデンサレンズ４３ｂを介して液晶パネル６１ｂに入射する際の照明領域のサイズに関係しており、この距離Ｌ１を調整することにより、液晶パネル６１ｂ中の画像形成領域を均一かつ効率的に照明することができる。
【００２４】
また、緑色用の第２光路ＯＰ２において、コンデンサレンズ４３ｇは、液晶パネル６１ｇの光入射側面ＩＳｇに対向してこの光入射側面ＩＳｇに沿うように配置されている。また、液晶パネル６１ｇは、クロスダイクロイックプリズム７０の側面７０ｂに対向して側面７０ｂに沿うように配置されている。ここで、コンデンサレンズ４３ｇと液晶パネル６１ｇとの間の距離は、Ｌ２で与えられ、コンデンサレンズ４３ｇと側面７０ｂとの間の距離は、Ｌ４で与えられる。距離Ｌ２は、重畳レンズ３５を経た緑色光ＬＧがコンデンサレンズ４３ｇを介して液晶パネル６１ｇに入射する際の照明領域のサイズに関係しており、この距離Ｌ２を調整することにより、液晶パネル６１ｇ中の画像形成領域を均一かつ効率的に照明することができる。
【００２５】
以上において、一方のコンデンサレンズ４３ｂは、液晶パネル６１ｂに比較的近接して配置されており、他方のコンデンサレンズ４３ｇは、液晶パネル６１ｇから比較的離れて配置されており、結果的に、Ｌ１＜Ｌ２の関係が成り立つ。ここで、液晶パネル６１ｂとクロスダイクロイックプリズム７０の側面７０ａとの間隔と、液晶パネル６１ｇとクロスダイクロイックプリズム７０の側面７０ｂとの間隔とが等しくなっている場合、同様にＬ３＜Ｌ４の関係が成り立つ。
【００２６】
コンデンサレンズ４３ｂと液晶パネル６１ｂとの間の距離Ｌ１と、コンデンサレンズ４３ｇと液晶パネル６１ｇとの間の距離Ｌ２との差Ｘ＝Ｌ２−Ｌ１は、液晶パネル６１ｂでの青色光ＬＢの照明領域の大きさが、液晶パネル６１ｇでの緑色光ＬＧの照明領域の大きさと等しくなるように設定されている。ここで、以上の距離差Ｘは、０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることが望ましい。この場合、両コンデンサレンズ４３ｂ，４３ｇを対応する液晶パネル６１ｂ，６１ｇから大きく離すことなく配置することができ、色分離装置４０等を省スペースで構成することができる。
【００２７】
なお、液晶パネル６１ｂとクロスダイクロイックプリズム７０の側面７０ａとの間隔と、液晶パネル６１ｇとクロスダイクロイックプリズム７０の側面７０ｂとの間隔とが等しい場合、距離差Ｘ＝Ｌ２−Ｌ１＝Ｌ４−Ｌ３で与えられるので、コンデンサレンズ４３ｂ，４３ｇについてクロスダイクロイックプリズム７０の側面７０ａ，７０ｂからの距離を調節することで、液晶パネル６１ｂにおける青色光ＬＢの照明領域の大きさと、液晶パネル６１ｇにおける緑色光ＬＧの照明領域の大きさとを一致させることができる。
しかし、液晶パネル６１ｒ，６１ｇ，６１ｂの射出側の光路に配置されるクロスダイクロイックプリズム７０、偏光フィルタ６２ｒ，６２ｇ，６２ｂ、及び投射光学系８０による色収差が考慮された光学系では、クロスダイクロイックプリズム７０の各側面と液晶パネル６１ｒ，６１ｇ，６１ｂとのそれぞれの間隔はその色収差を補正するために異なっているため、コンデンサレンズ４３ｇ，４３ｂについてそれぞれ液晶パネル６１ｇ，６１ｂからの距離を調整し、液晶パネル６１ｂにおける青色光ＬＢの照明領域の大きさと、液晶パネル６１ｇにおける緑色光ＬＧの照明領域の大きさとを一致させる。
【００２８】
図３は、重畳レンズ３５とコンデンサレンズ４３ｂ，４３ｇとの配置関係を説明する図であり、図３（ａ）は、コンデンサレンズ４３ｂの配置と集光状態とを示し、図３（ｂ）は、コンデンサレンズ４３ｇの配置と集光状態とを示す。図３（ａ）に示すコンデンサレンズ４３ｂは、青色用の液晶パネル６１ｂから相対的に離れて配置されており、図３（ｂ）に示すコンデンサレンズ４３ｇは、緑色用の液晶パネル６１ｇから相対的に近づいて配置されている。一方で、重畳レンズ３５は、色収差を有しており、システム光軸ＯＡに平行な青色光ＬＢを液晶パネル６１ｂの後方であるが液晶パネル６１ｂに比較的近い焦点Ｆｂに収束させるのに対し、システム光軸ＯＡに平行な緑色光ＬＧを液晶パネル６１ｇの後方であって液晶パネル６１ｇから比較的離れた焦点Ｆｇに収束させる。しかしながら、上述のように、コンデンサレンズ４３ｂと液晶パネル６１ｂとの距離Ｌ１と、コンデンサレンズ４３ｇと液晶パネル６１ｇとの距離Ｌ２とを適宜設定すること、具体的にはＬ２−Ｌ１＝０．５〜１０ｍｍとすることにより、システム光軸ＯＡに平行な青色光ＬＢを液晶パネル６１ｂの入射側面ＩＳｂ上に集光させることができるだけでなく、システム光軸ＯＡに平行な緑色光ＬＧも液晶パネル６１ｇの入射側面ＩＳｇ上に集光させることができる。つまり、青色光ＬＢに関する焦点位置及び光学倍率と緑色光ＬＧに関する焦点位置及び光学倍率とが略一致する。結果的に、両液晶パネル６１ｂ，６１ｇに重畳状態を正確に一致させて青色光ＬＢと緑色光ＬＧとを入射させることができ、青色光ＬＢの照明領域の大きさと緑色光ＬＧの照明領域の大きさとを一致させることができる。これにより、少なくとも青色光ＬＢと緑色光ＬＧとを効率よく均一に照明することができる。この際、青色用のコンデンサレンズ４３ｂと緑色用のコンデンサレンズ４３ｇとを同一形状とし部品の共通化を図っているので、部品点数を減少させ部品管理を簡単化することができ、プロジェクタ１０の製造コストを低減することができる。
【００２９】
図４（ａ）は、本実施形態のプロジェクタ１０の実施例における照明を説明するグラフであり、図４（ｂ）は、比較例のプロジェクタにおける照明を説明するグラフである。
【００３０】
実施例の場合、液晶パネル端の外側において青、緑、赤の各色間で照度分布が広い範囲で一致しており、カラーバランスが維持されていることから、有効に使える照明範囲が液晶パネル端に相当する基準点から０．８ｍｍ程度確保できていることが分かる。一方、比較例の場合、液晶パネル端の外側において青の照度分布が他の緑や赤の照度分布と大きくずれており、有効に使える照明範囲が液晶パネル端に相当する基準点から０．５ｍｍ程度しかないことが分かる。なお、比較例では、青色用のコンデンサレンズ４３ｂから液晶パネル６１ｂまでの距離を緑色用のコンデンサレンズ４３ｇから液晶パネル６１ｇでの距離を一致させた。以上から明らかなように、各コンデンサレンズ４３ｂ，４３ｇの各液晶パネル６１ｂ，６１ｇに対する位置を調節することにより、液晶パネル６１ｂの青色の照明領域の大きさと、液晶パネル６１ｇの緑色の照明領域の大きさとを一致させることができ、両液晶パネル６１ｂ，６１ｇを少ない色むらで効率よく照明することができる。
【００３１】
〔第２実施形態〕
図５は、第２実施形態に係るプロジェクタを説明する図である。このプロジェクタ１１０は、図１に示す第１実施形態に係るプロジェクタ１０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実施形態のプロジェクタ１０と同一の構造を有し、また、共通する部分については同一の符号を付して重複説明を省略するものとする。
【００３２】
本実施形態のプロジェクタ１１０は、図１の色分離光学系４０を変形した色分離光学系１４０を備える。
【００３３】
この色分離装置１４０において、均一照明光学系３０側から入射した照明光は、一対のダイクロイックミラー１４１ａ，１４１ｂをＸ字状に交差させたクロスダイクロイックミラーに入射する。第１ダイクロイックミラー１４１ａで反射された青色光ＬＢは、第１光路ＯＰ１に導かれ、反射ミラー１４２ｂ，１４２ｃやリレーレンズ１４５，１４６を経てコンデンサレンズ１４３ｂに入射する。また、第１第及び第２ダイクロイックミラー１４１ａ，１４１ｂを通過して直進する緑色光ＬＧは、直進する第２光路ＯＰ２に導かれコンデンサレンズ４３ｇに入射する。第２ダイクロイックミラー１４１ｂで反射された赤色光ＬＲは、第３光路ＯＰ３に導かれ、反射ミラー４２ｂ，４２ｃやリレーレンズ４５，４６を経てコンデンサレンズ４３ｒに入射する。
【００３４】
ここで、リレーレンズ１４５，１４６は、リレーレンズ４５，４６と同一の部品であり、コンデンサレンズ１４３ｂも、コンデンサレンズ４３ｒと同一の部品であり、部品の共通化によって製造コスト低減の効果等がある。一方、短波長用のコンデンサレンズ１４３ｂは、液晶パネル６１ｂに比較的近接して配置されており、長波長用のコンデンサレンズ４３ｒは、液晶パネル６１ｒから比較的離れて配置されている。結果的に、液晶パネル６１ｂでの青色光ＬＢの照明領域の大きさが、液晶パネル６１ｒでの赤色光ＬＲの照明領域の大きさと等しくなるように設定されている。
【００３５】
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。
【００３６】
すなわち、上記実施形態では、コンデンサレンズ４３ｂ，４３ｇを平凸としているが、必要に応じて両凸レンズ等の各種レンズに置き換えることができる。
【００３７】
また、上記実施形態では、赤色光ＬＲを比較的長い第３光路ＯＰ３に導くとともに当該第３光路ＯＰ３にリレー光学系４５，４６を配置しているが、他の青色光ＬＢや緑色光ＬＧを比較的長い第３光路ＯＰ３に導くことも可能である。この場合、青色光や緑色光がリレー光学系４５，４６によって対応する液晶パネルに伝達されることになる。そして、赤色の光路に配置されるコンデンサレンズと液晶パネルとの間隔は、青又は緑色の光路に配置されるコンデンサレンズと液晶パネルとの間隔よりも大きくなっており、各色用の液晶パネルの位置における各色光の照明領域の大きさを等しくすることができる。
【００３８】
また、上記実施形態では、３色の液晶パネルを合成する場合について説明したが、４色（例えば、赤色、青色、緑色、及び黄色）の液晶パネルを合成する場合も同様である。この場合も、等価な２以上の色光の光路上にコンデンサレンズをそれぞれ配置することができ、コンデンサレンズと液晶パネルとの間隔を各光路の波長に応じて増減させることができる。
【００３９】
また、上記実施形態では、光源ランプユニット２０からの光を複数の部分光束に分割するため、２つのレンズアレイ３１，３２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。さらに、レンズアレイ３１，３２をロッドインテグレータに置き換えることもできる。
【００４０】
また、上記プロジェクタ１０において、光源ランプユニット２０からの光を特定方向の偏光とする偏光変換部材３４を用いていたが、この発明は、このような偏光変換部材３４を用いないプロジェクタにも適用可能である。
【００４１】
また、上記実施形態では、透過型のプロジェクタに本発明を適用した場合の例について説明したが、本発明は、反射型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、液晶パネル等を含むライトバルブ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、ライトバルブが光を反射するタイプであることを意味している。反射型プロジェクタの場合、ライトバルブは液晶パネルのみによって構成することが可能であり、一対の偏光板は不要である。
【００４２】
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、４に示すプロジェクタ１０の構成は、いずれにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【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】色分離装置に設けたコンデンサレンズの配置を説明する拡大図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、重畳レンズとコンデンサレンズとの配置関係を説明する図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、実施例と比較例の照明状態を説明するグラフである。
【図５】第２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】
【００４４】
１０…プロジェクタ、  ２０…光源ランプユニット、  ２１…光源ランプ、  ２２…凹面鏡、  ３０…均一照明光学系、  ３１…第１レンズアレイ、  ３２…第２レンズアレイ、  ３４…偏光変換部材、  ３５…重畳レンズ、  ４０…色分離装置、  ４１ａ…第１ダイクロイックミラー、  ４１ｂ…第２ダイクロイックミラー、  ４２ａ，４２ｂ，４２ｃ…反射ミラー、  ４３ｒ，４３ｂ，４３ｇ…コンデンサレンズ、  ４５，４６…リレーレンズ、  ６０…光変調部、  ６１ｂ，６１ｇ，６１ｒ…液晶パネル、  ７０…クロスダイクロイックプリズム、  ７１，７２…誘電体多層膜、  ８０…投射光学系、  ＬＢ，ＬＧ，ＬＲ…各色光、  ＯＡ…システム光軸、  ＯＰ１…第１光路、  ＯＰ２…第２光路、  ＯＰ３…第３光路
【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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