(57)【要約】光学装置３を構成する色分離光学装置３０は、照明光学装置２０から射出された光束を赤、緑、青の３つの色光に分離する。そして、光学装置３は、照明光学装置２０から各液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂに至る３つの色光の光路のうち、緑色光の光路の幾何学的長さと同一の幾何学的長さを有する青色光の光路中に配設され、青色光の結像位置を変更し、照明光学装置２０による緑色光と青色光との色収差を補正する凹レンズ５０を備えている。【特許請求の範囲】
【請求項１】
インテグレータ照明系を有し照明光束を射出する照明光学装置と、前記照明光学装置から射出された光束を第１、第２、および第３の色光に分離する色分離光学装置と、前記色分離光学装置にて分離された前記第１から第３の色光を画像情報に応じて変調する第１、第２、および第３の光変調装置と、前記第１から第３の光変調装置にて変調された各色光を合成して光学像を形成する色合成光学装置と、前記色合成光学装置で形成された光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、
前記照明光学装置から前記第１の光変調装置までの光路の幾何学的長さと、前記照明光学装置から前記第２の光変調装置までの光路の幾何学的長さとが同一に設定され、
前記第１の色光と前記第２の色光とが分離されてから前記第１の光変調装置までの第１の色光の光路と、前記第１の色光と前記第２の色光とが分離されてから前記第２の光変調装置までの第２の色光の光路とのうち少なくともいずれかの光路中に、色収差補正光学素子が設けられ、
前記色収差補正光学素子は、前記第１の光変調装置での第１の照明領域の大きさと前記第２の光変調装置での第２の照明領域の大きさの差が最小となるように、前記第１の色光と前記第２の色光とに関する色収差を補正す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、
前記第２の色光の波長領域は、前記第１の色光の波長領域よりも短波長側の波長領域であり、
前記色収差補正光学素子は、前記第２の色光の光路中にのみ設けられ、凹レンズまたは凸面鏡で構成されていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
前記第２の色光の波長領域は、前記第１の色光の波長領域よりも短波長側の波長領域であり、
前記第１から第３の光変調装置の光路前段側には、それぞれ第１、第２、および第３の集光レンズが設けられ、
前記色収差補正光学素子は、前記第２の集光レンズで構成され、
前記第２の集光レンズのレンズ面の曲率半径は、前記第１の集光レンズのレンズ面の曲率半径よりも大きくなるように形成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に記載のプロジェクタにおいて、
前記第２の色光の波長領域は、前記第１の色光の波長領域よりも短波長側の波長領域であり、
前記第１から第３の光変調装置の光路前段側には、それぞれ第１、第２、および第３の集光レンズが設けられ、
前記色収差補正光学素子は、前記第１の色光の光路中において前記第１の集光レンズより光路前段側に設けられた第１の凸レンズと、前記第２の色光の光路中において前記第２の集光レンズの光路前段側に設けられた第２の凸レンズとを備え、
前記第２の凸レンズのレンズ面の曲率半径は、前記第１の凸レンズのレンズ面の曲率半径よりも大きく形成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に記載のプロジェクタにおいて、
前記第２の色光の波長領域は、前記第１の色光の波長領域よりも長波長側の波長領域であり、
前記色収差補正光学素子は、前記第２の色光の光路中にのみ設けられ、凸レンズまたは凹面鏡で構成されていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項６】
インテグレータ照明光学系を有し照明光束を射出する照明光学装置と、前記照明光学装置から射出された光束を第１、第２、および第３の色光に分離する色分離光学装置と、前記色分離光学装置にて分離された前記第１から第３の色光を画像情報に応じて変調する第１、第２、および第３の光変調装置と、前記第１から第３の光変調装置にて変調された各色光を合成して光学像を形成する色合成光学装置と、前記色合成光学装置で形成された光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、
前記照明光学装置から前記第１から第３の光変調装置までの各光路の幾何学的長さが同一に設定され、
前記第１の色光のみに分離されてから前記第１の光変調装置までの前記第１の色光の光路と、前記第２の色光のみに分離されてから前記第２の光変調装置までの前記第２の色光の光路と、前記第３の色光のみに分離されてから前記第３の光変調装置までの前記第３の色光の光路とのうち少なくともいずれかの光路中に、色収差補正光学素子が設けられ、
前記色収差補正光学素子は、前記第１から第３の光変調装置でのそれぞれの照明領域の大きさの差が最小となるように、前記第１から第３の色光のうち少なくとも２つの色光に関する色収差を補正す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、
前記第１の色光の波長領域は、前記第２の色光の波長領域および前記第３の色光の波長領域よりも長波長側の波長領域であり、
前記色収差補正光学素子は、前記第２の色光の光路および前記第３の色光の光路のうち少なくともいずれかの光路中に設けられ、凹レンズまたは凸面鏡で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６に記載のプロジェクタにおいて、
前記第１の色光の波長領域は、前記第２の色光の波長領域および前記第３の色光の波長領域よりも短波長側の波長領域であり、
前記色収差補正光学素子は、前記第２の色光の光路および前記第３の色光の光路のうち少なくともいずれかの光路中に設けられ、凸レンズまたは凹面鏡で構成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６に記載のプロジェクタにおいて、
前記第２の色光の波長領域は、前記第１の色光の波長領域よりも短波長側の波長領域であり、
前記第３の色光の波長領域は、前記第１の色光の波長領域よりも長波長側の波長領域であり、
前記色収差補正光学素子は、前記第２の色光の光路および前記第３の色光の光路のうち少なくともいずれかの光路中に設けられ、
前記第２の色光の光路中に設けられる前記色収差補正光学素子は、凹レンズまたは凸面鏡で構成され、
前記第３の色光の光路中に設けられる前記色収差補正光学素子は、凸レンズまたは凹面鏡で構成されていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１０】
請求項６に記載のプロジェクタにおいて、
前記第１の色光の波長領域は、前記第２の色光の波長領域および前記第３の色光の波長領域よりも長波長側の波長領域であり、
前記第１から第３の光変調装置の光路前段側には、それぞれ第１、第２、および第３の集光レンズが設けられ、
前記色収差補正光学素子は、前記第２の集光レンズおよび前記第３の集光レンズのうち少なくともいずれかの集光レンズで構成され、
前記色収差補正光学素子を構成する集光レンズのレンズ面の曲率半径は、前記第１の集光レンズのレンズ面の曲率半径よりも大きくなるように形成されていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１１】
請求項６に記載のプロジェクタにおいて、
前記第１の色光の波長領域は、前記第２の色光の波長領域および前記第３の色光の波長領域よりも短波長側の波長領域であり、
前記第１から第３の光変調装置の光路前段側には、それぞれ第１、第２、および第３の集光レンズが設けられ、
前記色収差補正光学素子は、前記第２の集光レンズおよび前記第３の集光レンズのうち少なくともいずれかの集光レンズで構成され、
前記色収差補正光学素子を構成する集光レンズのレンズ面の曲率半径は、前記第１の集光レンズのレンズ面の曲率半径よりも小さくなるように形成されていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１２】
請求項６に記載のプロジェクタにおいて、
前記第２の色光の波長領域は、前記第１の色光の波長領域よりも短波長側の波長領域であり、
前記第３の色光の波長領域は、前記第１の色光の波長領域よりも長波長側の波長領域であり、
前記第１から第３の光変調装置の光路前段側には、それぞれ第１、第２、および第３の集光レンズが設けられ、
前記色収差補正光学素子は、前記第２の集光レンズおよび前記第３の集光レンズのうち少なくともいずれかの集光レンズで構成され、
前記第２の集光レンズで前記色収差補正光学素子を構成する場合には、前記第２の集光レンズのレンズ面の曲率半径は、前記第１の集光レンズのレンズ面の曲率半径よりも大きくなるように形成され、
前記第３の集光レンズで前記色収差補正光学素子を構成する場合には、前記第３の集光レンズのレンズ面の曲率半径は、前記第１の集光レンズのレンズ面の曲率半径よりも小さくなるように形成されていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１３】
請求項６に記載のプロジェクタにおいて、
前記第２の色光の波長領域は、前記第１の色光の波長領域よりも短波長側の波長領域であり、
前記第１から第３の光変調装置の光路前段側には、それぞれ第１、第２、および第３の集光レンズが設けられ、
前記色収差補正光学素子は、前記第１の色光の光路中において前記第１の集光レンズより光路前段側に設けられた第１の凸レンズと、前記第２の色光の光路中において前記第２の集光レンズの光路前段側に設けられた第２の凸レンズとを備え、
前記第２の凸レンズのレンズ面の曲率半径は、前記第１の凸レンズのレンズ面の曲率半径よりも大きくなるように形成されていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１４】
請求項６に記載のプロジェクタにおいて、
前記第２の色光の波長領域は、前記第１の色光の波長領域よりも短波長側の波長領域であり、
前記第３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の波長領域であり、
前記第１から第３の光変調装置の光路前段側には、それぞれ第１、第２、および第３の集光レンズが設けられ、
前記色収差補正光学素子は、前記第１の色光の光路中において前記第１の集光レンズより光路前段側に設けられた第１の凸レンズと、前記第２の光路中において前記第２の集光レンズの光路前段側に設けられた第２の凸レンズと、前記第３の光路中において前記第３の集光レンズの光路前段側に設けられた第３の凸レンズとを備え、前記第２の凸レンズのレンズ面の曲率半径は、前記第１の凸レンズのレンズ面の曲率半径よりも大きくなるように形成され、
前記第３の凸レンズのレンズ面の曲率半径は、前記第２の凸レンズのレンズ面の曲率半径よりも大きくなるように形成さ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】  従来、光源から射出された光束を所定位置で結像させる照明光学装置と、照明光学装置から射出された光束を赤、緑、青の３つの色光に分離する色分離光学装置と、分離された各色光を画像情報に応じて変調する３つの光変調装置と、変調された各色光を合成して光学像を形成する色合成光学装置と、形成した光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタが知られている。
照明光学装置としては、光源から射出された光束の強度分布を均一化するために、以下の構成（インテグレータ照明系）が採用されている（例えば、特許文献１参照）。
すなわち、特許文献１に記載の照明光学装置は、第１レンズアレイおよび第２レンズアレイと、重畳レンズとを備えている。光源から射出された光束は、第１レンズアレイに備えられた複数の小レンズによって複数の部分光束に分割される。複数の部分光束は、第１レンズアレイの複数の小レンズに対応する複数の小レンズを備える第２レンズアレイを通過した後に、重畳レンズによって光変調装置の画像形成領域上で重畳される。このように、光源から射出された光束を複数の部分光束に分割し、各部分光束を光変調装置の画像形成領域上で重畳させることで、光変調装置を照射する光の強度分布をほぼ均一にすることができる。
【特許文献１】特開２００３−１９５１３５号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  一般的な光学レンズは、波長（色）によって屈折率が異なるものである。したがって、特許文献１に記載のプロジェクタにおいて、重畳レンズを介した各色光は、各結像位置がそれぞれ異なる位置に形成されると考えられる。
例えば、特許文献１に記載のプロジェクタでは、重畳レンズから各光変調装置に至る３つの色光の光路のうち、青色光の光路と緑色光の光路の各光路の幾何学的長さが略同一に設定されている。また、光学レンズにおいて、青色の屈折率は、緑色の屈折率よりも大きい。
このため、重畳レンズを介した青色光および緑色光は、青色光の重畳結像位置が緑色光の重畳結像位置よりも短くなる。このため、各光変調装置を照明する青色光の照度が均一な照明領域が緑色光の照度が均一な照明領域よりも小さくなる。
したがって、青色光の照明領域が光変調装置の画像形成領域に略一致するように重畳レンズの光学設計、または光変調装置等の光学部品の配置調整を実施する必要がある。そして、このように光学設計または配置調整した場合には、青色光の照明領域を光変調装置の画像形成領域に略一致させることができるが、緑色光の照明領域は、光変調装置の画像形成領域よりも大きくなる。すなわち、緑色光の照明領域において、青色光の照明領域との差分だけ光変調装置にて利用されない非利用光領域が大きくなってしまう。すなわち、色合成光学装置にて各色光を合成した際の光学像の明るさが減少してしまう。【０００４】  本発明の目的は、光源から射出された光束の利用効率の向上が図れるプロジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  本発明のプロジェクタは、インテグレータ照明系を有し照明光束を射出する照明光学装置と、前記照明光学装置から射出された光束を第１、第２、および第３の色光に分離する色分離光学装置と、前記色分離光学装置にて分離された前記第１から第３の色光を画像情報に応じて変調する第１、第２、および第３の光変調装置と、前記第１から第３の光変調装置にて変調された各色光を合成して光学像を形成する色合成光学装置と、前記色合成光学装置で形成された光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、前記照明光学装置から前記第１の光変調装置までの光路の幾何学的長さと、前記照明光学装置から前記第２の光変調装置までの光路の幾何学的長さとが同一に設定され、前記第１の色光と前記第２の色光とが分離されてから前記第１の光変調装置までの第１の色光の光路と、前記第１の色光と前記第２の色光とが分離されてから前記第２の光変調装置までの第２の色光の光路とのうち少なくともいずれかの光路中に、色収差補正光学素子が設けられ、前記色収差補正光学素子は、前記第１の光変調装置での第１の照明領域の大きさと前記第２の光変調装置での第２の照明領域の大きさの差が最小となるように、前記第１の色光と前記第２の色光とに関する色収差を補正することを特徴とする。【０００６】  ここで、照明光学装置としては、例えば、重畳レンズを含む構成の他、第１レンズアレイおよび第２レンズアレイで構成し、第２レンズアレイに重畳レンズの機能を付加した構成を採用してもよい。
また、インテグレータ照明系としては、第１レンズアレイ、第２レンズアレイ、重畳レンズの構成の他、例えば、柱状のガラスロッドや、中空のガラスロッドなどを用いたインテグレータロッドとリレーレンズを備えた構成を採用してもよい。
本発明では、第１の色光の光路と第２の色光の光路の幾何学的長さが同一に設定され、これら第１の色光の光路および第２の色光の光路のうち少なくともいずれかの光路中に、色収差補正光学素子が配設されている。そして、色収差補正光学素子により、例えば、照明光学装置による第１の色光および第２の色光のうち少なくともいずれかの色光の結像位置を変更して照明光学装置から第１および第２の色光の各結像位置までの光学的長さを略一致させることで、第１の光変調装置を照明する第１の色光の照度が均一な照明領域（以下、第１の照明領域と記載する）の大きさと、第２の光変調装置を照明する第２の色光の照度が均一な照明領域（以下、第２の照明領域と記載する）の大きさとの差を最小にすることができる。このため、第１の色光および第２の色光の各照明マージン量の差を最小に設定でき、光変調装置にて利用されない非利用光領域を低減させることができる。したがって、従来の色収差補正光学素子を設けない構成と比較して、光源から射出された光束の利用効率の向上が図れる。また、光の利用効率の向上が図れるので、投射光学装置にて拡大投射される光学像をより鮮明に投影できる。【０００７】  本発明のプロジェクタでは、前記第２の色光の波長領域は、前記第１の色光の波長領域よりも短波長側の波長領域であり、前記色収差補正光学素子は、前記第２の色光の光路中にのみ設けられ、凹レンズまたは凸面鏡で構成されていることが好ましい。
本発明によれば、第１の色光に対して短波長側の波長領域を有する第２の色光の光路中に凹レンズまたは凸面鏡を配設するだけで、例えば、照明光学装置による第２の色光の結像位置を光路後段側に変更して照明光学装置から第１および第２の色光の各結像位置までの光学的長さを略一致させることができる。このため、第１の照明領域の大きさと第２の照明領域の大きさとの差を最小に設定できる。例えば、色収差補正光学素子として凹レンズを採用した場合には、従来の構成において凹レンズを追加するだけで、本発明の目的を達成でき、従来の光学系を構成する部材の設計変更を施す必要がない。また、例えば、色収差補正光学素子として凸面鏡を採用した場合には、従来の構成において第２の色光を第２の光変調装置に導く反射ミラーを凸面鏡に変更すれば、本発明の目的を達成でき、従来の光学系に別途部材を追加することがなく、プロジェクタの小型化および軽量化を阻害することがない。【０００８】  本発明のプロジェクタでは、前記第２の色光の波長領域は、前記第１の色光の波長領域よりも短波長側の波長領域であり、前記第１から第３の光変調装置の光路前段側には、それぞれ第１、第２、および第３の集光レンズが設けられ、前記色収差補正光学素子は、前記第２の集光レンズで構成され、前記第２の集光レンズのレンズ面の曲率半径は、前記第１の集光レンズのレンズ面の曲率半径よりも大きくなるように形成されていることが好ましい。
本発明によれば、各光変調装置の光路前段にそれぞれ配設される各集光レンズのうち、第１の色光に対して短波長側の波長領域を有する第２の色光の光路中に配設される第２の集光レンズのレンズ面の曲率半径を、第１の色光の光路中に配設される第１の集光レンズのレンズ面の曲率半径よりも大きくなるように形成するだけで、例えば、照明光学装置による第２の色光の結像位置を光路後段側に変更したり照明光学装置による第１の色光の結像位置を光路前段側に変更して照明光学装置から第１および第２の色光の各結像位置までの光学的長さを略一致させることができる。このため、第１の照明領域の大きさと第２の照明領域の大きさとの差を最小に設定できる。したがって、従来の構成において各光変調装置の光路前段にそれぞれ配設される各集光レンズの形状を変更するだけで本発明の目的を達成でき、従来の光学系に別途部材を追加することがなく、プロジェクタの小型化および軽量化を阻害することがない。【０００９】  本発明のプロジェクタでは、前記第２の色光の波長領域は、前記第１の色光の波長領域よりも短波長側の波長領域であり、前記第１から第３の光変調装置の光路前段側には、それぞれ第１、第２、および第３の集光レンズが設けられ、前記色収差補正光学素子は、前記第１の色光の光路中において前記第１の集光レンズより光路前段側に設けられた第１の凸レンズと、前記第２の色光の光路中において前記第２の集光レンズの光路前段側に設けられた第２の凸レンズとを備え、前記第２の凸レンズのレンズ面の曲率半径は、前記第１の凸レンズのレンズ面の曲率半径よりも大きくなるように形成されていることが好ましい。
本発明によれば、第１および第２の集光レンズの光路前段にそれぞれ第１および第２の凸レンズを配設し、第１の色光に対して短波長側の波長領域を有する第２の色光の光路中に配設される第２の凸レンズのレンズ面の曲率半径を、第１の凸レンズのレンズ面の曲率半径よりも大きくなるように形成するだけで、例えば、照明光学装置による第１および第２の色光の結像位置をそれぞれ光路前段側に変更して照明光学装置から第１および第２の色光の各結像位置までの光学的長さを略一致させることができる。このため、第１の照明領域の大きさと第２の照明領域の大きさとの差を最小に設定できる。したがって、従来の構成において第１および第２の凸レンズを追加するだけで、本発明の目的を達成でき、従来の光学系を構成する部材の設計変更を施す必要がない。【００１０】  本発明のプロジェクタでは、前記第２の色光の波長領域は、前記第１の色光の波長領域よりも長波長側の波長領域であり、前記色収差補正光学素子は、前記第２の色光の光路中にのみ設けられ、凸レンズまたは凹面鏡で構成されていることが好ましい。
本発明によれば、第１の色光に対して長波長側の波長領域を有する第２の色光の光路中に凸レンズまたは凹面鏡を配設するだけで、例えば、照明光学装置による第２の色光の結像位置を光路前段側に変更して照明光学装置から第１および第２の色光の各結像位置までの光学的長さを略一致させることができる。このため、第１の照明領域の大きさと第２の照明領域の大きさとの差を最小に設定できる。例えば、色収差補正光学素子として凸レンズを採用した場合には、従来の構成において凸レンズを追加するだけで、本発明の目的を達成でき、従来の光学系を構成する部材の設計変更を施す必要がない。また、例えば、色収差補正光学素子として凹面鏡を採用した場合には、従来の構成において第２の色光を第２の光変調装置に導く反射ミラーを凹面鏡に変更すれば、本発明の目的を達成でき、従来の光学系に別途部材を追加することがなく、プロジェクタの小型化および軽量化を阻害することがない。【００１１】  本発明のプロジェクタは、インテグレータ照明光学系を有し照明光束を射出する照明光学装置と、前記照明光学装置から射出された光束を第１、第２、および第３の色光に分離する色分離光学装置と、前記色分離光学装置にて分離された前記第１から第３の色光を画像情報に応じて変調する第１、第２、および第３の光変調装置と、前記第１から第３の光変調装置にて変調された各色光を合成して光学像を形成する色合成光学装置と、前記色合成光学装置で形成された光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、前記照明光学装置から前記第１から第３の光変調装置までの各光路の幾何学的長さが同一に設定され、前記第１の色光のみに分離されてから前記第１の光変調装置までの前記第１の色光の光路と、前記第２の色光のみに分離されてから前記第２の光変調装置までの前記第２の色光の光路と、前記第３の色光のみに分離されてから前記第３の光変調装置までの前記第３の色光の光路とのうち少なくともいずれかの光路中に、色収差補正光学素子が設けられ、前記色収差補正光学素子は、前記第１から第３の光変調装置でのそれぞれの照明領域の大きさの差が最小となるように、前記第１から第３の色光のうち少なくとも２つの色光に関する色収差を補正することを特徴とする。【００１２】  ここで、照明光学装置としては、例えば、重畳レンズを含む構成の他、第１レンズアレイおよび第２レンズアレイで構成し、第２レンズアレイに重畳レンズの機能を付加した構成を採用してもよい。
また、インテグレータ照明系としては、第１レンズアレイ、第２レンズアレイ、重畳レンズの構成の他、例えば、柱状のガラスロッドや、中空のガラスロッドなどを用いたインテグレータロッドとリレーレンズを備えた構成を採用してもよい。
本発明では、照明光学装置から各光変調装置までの各光路の幾何学的長さが同一に設定され、第１、第２、および第３の色光の各光路のうち少なくともいずれかの光路中に、色収差補正光学素子が配設されている。そして、色収差補正光学素子により、例えば、照明光学装置による第１、第２、第３の色光のうち少なくともいずれかの色光の結像位置を変更して照明光学装置から第１、第２、および第３の色光のうち少なくとも２つの色光の各結像位置までの光学的長さを略一致させることで、各光変調装置を照明する第１、第２、第３の色光のうち少なくとも２つの色光の照度が均一な各照明領域の大きさの差を最小にすることができる。このため、前記少なくとも２つの色光の各照明マージン量の差を最小に設定でき、光変調装置にて利用されない非利用光領域を低減させることができる。したがって、従来の色収差補正光学素子を設けない構成と比較して、光源から射出された光束の利用効率の向上が図れる。また、光の利用効率の向上が図れるので、投射光学装置にて拡大投射される光学像をより鮮明に投影できる。【００１３】  本発明のプロジェクタでは、前記第１の色光の波長領域は、前記第２の色光の波長領域および前記第３の色光の波長領域よりも長波長側の波長領域であり、前記色収差補正光学素子は、前記第２の色光の光路および前記第３の色光の光路のうち少なくともいずれかの光路中に設けられ、凹レンズまたは凸面鏡で構成されていることが好ましい。
本発明によれば、第１の色光に対して短波長側の波長領域を有する第２の色光の光路および第３の色光の光路のうち少なくともいずれかの光路中に凹レンズまたは凸面鏡を配設するだけで、例えば、照明光学装置による第２および第３の色光のうち少なくともいずれかの色光の結像位置を光路後段側に変更して照明光学装置から第１、第２、および第３の色光のうち少なくとも２つの色光の各結像位置までの光学的長さを略一致させることができる。このため、各光変調装置を照明する第１、第２、第３の色光のうち少なくとも２つの色光の照度が均一な各照明領域の大きさの差を最小にすることができる。例えば、色収差補正光学素子として凹レンズを採用した場合には、従来の構成において凹レンズを追加するだけで、本発明の目的を達成でき、従来の光学系を構成する部材の設計変更を施す必要がない。また、例えば、色収差補正光学素子として凸面鏡を採用した場合には、従来の構成において第２および第３の色光のうち少なくともいずれかの色光を光変調装置に導く反射ミラーを凸面鏡に変更すれば、本発明の目的を達成でき、従来の光学系に別途部材を追加することがなく、プロジェクタの小型化および軽量化を阻害することがない。【００１４】  本発明のプロジェクタでは、前記第１の色光の波長領域は、前記第２の色光の波長領域および前記第３の色光の波長領域よりも短波長側の波長領域であり、前記色収差補正光学素子は、前記第２の色光の光路および前記第３の色光の光路のうち少なくともいずれかの光路中に設けられ、凸レンズまたは凹面鏡で構成されていることが好ましい。
本発明によれば、第１の色光に対して長波長側の波長領域を有する第２の色光の光路および第３の色光の光路のうち少なくともいずれかの光路中に凸レンズまたは凹面鏡を配設するだけで、例えば、照明光学装置による第２および第３の色光のうち少なくともいずれかの色光の結像位置を光路前段側に変更して照明光学装置から第１、第２、および第３の色光のうち少なくとも２つの色光の各結像位置までの光学的長さを略一致させることができる。このため、各光変調装置を照明する第１、第２、第３の色光のうち少なくとも２つの色光の照度が均一な各照明領域の大きさの差を最小にすることができる。例えば、色収差補正光学素子として凸レンズを採用した場合には、従来の構成において凸レンズを追加するだけで、本発明の目的を達成でき、従来の光学系を構成する部材の設計変更を施す必要がない。また、例えば、色収差補正光学素子として凹面鏡を採用した場合には、従来の構成において第２および第３の色光のうち少なくともいずれかの色光を光変調装置に導く反射ミラーを凹面鏡に変更すれば、本発明の目的を達成でき、従来の光学系に別途部材を追加することがなく、プロジェクタの小型化および軽量化を阻害することがない。【００１５】  本発明のプロジェクタでは、前記第２の色光の波長領域は、前記第１の色光の波長領域よりも短波長側の波長領域であり、前記第３の色光の波長領域は、前記第１の色光の波長領域よりも長波長側の波長領域であり、前記色収差補正光学素子は、前記第２の色光の光路および前記第３の色光の光路のうち少なくともいずれかの光路中に設けられ、前記第２の色光の光路中に設けられる前記色収差補正光学素子は、凹レンズまたは凸面鏡で構成され、前記第３の色光の光路中に設けられる前記色収差補正光学素子は、凸レンズまたは凹面鏡で構成されていることが好ましい。
本発明によれば、第１の色光に対して短波長側の波長領域を有する第２の色光の光路中に凹レンズまたは凸面鏡を配設したり、第１の色光に対して長波長側の波長領域を有する第３の色光の光路中に凸レンズまたは凹面鏡を配設したりするだけで、例えば、照明光学装置から第１、第２、および第３の色光のうち少なくとも２つの色光の各結像位置までの光学的長さを略一致させることができる。このため、各光変調装置を照明する第１、第２、第３の色光のうち少なくとも２つの色光の照度が均一な各照明領域の大きさの差を最小にすることができる。例えば、色収差補正光学素子として凹レンズや凸レンズを採用した場合には、従来の構成において凹レンズや凸レンズを追加するだけで、本発明の目的を達成でき、従来の光学系を構成する部材の設計変更を施す必要がない。また、例えば、色収差補正光学素子として凸面鏡や凹面鏡を採用した場合には、従来の構成において第２および第３の色光のうち少なくともいずれかの色光を光変調装置に導く反射ミラーを凸面鏡や凹面鏡に変更すれば、本発明の目的を達成でき、従来の光学系に別途部材を追加することがなく、プロジェクタの小型化および軽量化を阻害することがない。【００１６】  本発明のプロジェクタでは、前記第１の色光の波長領域は、前記第２の色光の波長領域および前記第３の色光の波長領域よりも長波長側の波長領域であり、前記第１から第３の光変調装置の光路前段側には、それぞれ第１、第２、および第３の集光レンズが設けられ、前記色収差補正光学素子は、前記第２の集光レンズおよび前記第３の集光レンズのうち少なくともいずれかの集光レンズで構成され、前記色収差補正光学素子を構成する集光レンズのレンズ面の曲率半径は、前記第１の集光レンズのレンズ面の曲率半径よりも大きくなるように形成されていることが好ましい。
本発明によれば、各光変調装置の光路前段にそれぞれ配設される各集光レンズのうち、第１の色光に対して短波長側の波長領域を有する第２の色光の光路および第３の色光の光路のうち少なくともいずれかの光路中に配設される集光レンズのレンズ面の曲率半径を、第１の色光の光路中に配設される第１の集光レンズのレンズ面の曲率半径よりも大きくなるように形成するだけで、例えば、照明光学装置による第２および第３の色光のうち少なくともいずれかの色光の結像位置を光路後段側に変更したり照明光学装置による第１の色光の結像位置を光路前段側に変更して照明光学装置から第１、第２、および第３の色光のうち少なくとも２つの色光の各結像位置までの光学的長さを略一致させることができる。このため、各光変調装置を照明する第１、第２、第３の色光のうち少なくとも２つの色光の照度が均一な各照明領域の大きさの差を最小にすることができる。したがって、従来の構成において各光変調装置の光路前段にそれぞれ配設される各集光レンズの形状を変更するだけで本発明の目的を達成でき、従来の光学系に別途部材を追加することがなく、プロジェクタの小型化および軽量化を阻害することがない。【００１７】  本発明のプロジェクタでは、前記第１の色光の波長領域は、前記第２の色光の波長領域および前記第３の色光の波長領域よりも短波長側の波長領域であり、前記第１から第３の光変調装置の光路前段側には、それぞれ第１、第２、および第３の集光レンズが設けられ、前記色収差補正光学素子は、前記第２の集光レンズおよび前記第３の集光レンズのうち少なくともいずれかの集光レンズで構成され、前記色収差補正光学素子を構成する集光レンズのレンズ面の曲率半径は、前記第１の集光レンズのレンズ面の曲率半径よりも小さくなるように形成されていることが好ましい。
本発明によれば、各光変調装置の光路前段にそれぞれ配設される各集光レンズのうち、第１の色光に対して長波長側の波長領域を有する第２の色光の光路および第３の色光の光路のうち少なくともいずれかの光路中に配設される集光レンズのレンズ面の曲率半径を、第１の色光の光路中に配設される第１の集光レンズのレンズ面の曲率半径よりも小さくなるように形成するだけで、例えば、照明光学装置による第２および第３の色光のうち少なくともいずれかの色光の結像位置を光路前段側に変更したり照明光学装置による第１の色光の結像位置を光路後段側に変更して照明光学装置から第１、第２、および第３の色光のうち少なくとも２つの色光の各結像位置までの光学的長さを略一致させることができる。このため、各光変調装置を照明する第１、第２、第３の色光のうち少なくとも２つの色光の照度が均一な各照明領域の大きさの差を最小にすることができる。したがって、従来の構成において各光変調装置の光路前段にそれぞれ配設される各集光レンズの形状を変更するだけで本発明の目的を達成でき、従来の光学系に別途部材を追加することがなく、プロジェクタの小型化および軽量化を阻害することがない。【００１８】  本発明のプロジェクタでは、前記第２の色光の波長領域は、前記第１の色光の波長領域よりも短波長側の波長領域であり、前記第３の色光の波長領域は、前記第１の色光の波長領域よりも長波長側の波長領域であり、前記第１から第３の光変調装置の光路前段側には、それぞれ第１、第２、および第３の集光レンズが設けられ、前記色収差補正光学素子は、前記第２の集光レンズおよび前記第３の集光レンズのうち少なくともいずれかの集光レンズで構成され、前記第２の集光レンズで前記色収差補正光学素子を構成する場合には、前記第２の集光レンズのレンズ面の曲率半径は、前記第１の集光レンズのレンズ面の曲率半径よりも大きくなるように形成され、前記第３の集光レンズで前記色収差補正光学素子を構成する場合には、前記第３の集光レンズのレンズ面の曲率半径は、前記第１の集光レンズのレンズ面の曲率半径よりも小さくなるように形成されていることが好ましい。
本発明によれば、各光変調装置の光路前段にそれぞれ配設される各集光レンズのうち、第１の色光に対して短波長側の波長領域を有する第２の色光の光路中に配設される集光レンズのレンズ面の曲率半径を第１の色光の光路中に配設される第１の集光レンズのレンズ面の曲率半径よりも大きく形成したり、第１の色光に対して長波長側の波長領域を有する第３の色光の光路中に配設される集光レンズのレンズ面の曲率半径を第１の集光レンズのレンズ面の曲率半径よりも小さく形成したりするだけで、例えば、照明光学装置から第１、第２、および第３の色光のうち少なくとも２つの色光の各結像位置までの光学的長さを略一致させることができる。このため、各光変調装置を照明する第１、第２、第３の色光のうち少なくとも２つの色光の照度が均一な各照明領域の大きさの差を最小にすることができる。したがって、従来の構成において各光変調装置の光路前段にそれぞれ配設される各集光レンズの形状を変更するだけで本発明の目的を達成でき、従来の光学系に別途部材を追加することがなく、プロジェクタの小型化および軽量化を阻害することがない。【００１９】  本発明のプロジェクタでは、前記第２の色光の波長領域は、前記第１の色光の波長領域よりも短波長側の波長領域であり、前記第１から第３の光変調装置の光路前段側には、それぞれ第１、第２、および第３の集光レンズが設けられ、前記色収差補正光学素子は、前記第１の色光の光路中において前記第１の集光レンズより光路前段側に設けられた第１の凸レンズと、前記第２の色光の光路中において前記第２の集光レンズの光路前段側に設けられた第２の凸レンズとを備え、前記第２の凸レンズのレンズ面の曲率半径は、前記第１の凸レンズのレンズ面の曲率半径よりも大きくなるように形成されていることが好ましい。
本発明によれば、第１および第２の集光レンズの光路前段にそれぞれ第１および第２の凸レンズを配設し、第１の色光に対して短波長側の波長領域を有する第２の色光の光路中に配設される第２の凸レンズのレンズ面の曲率半径を、第１の凸レンズのレンズ面の曲率半径よりも大きくなるように形成するだけで、例えば、照明光学装置による第１および第２の色光の結像位置をそれぞれ光路前段側に変更して照明光学装置から第１、第２、および第３の色光のうち少なくとも２つの色光の各結像位置までの光学的長さを略一致させることができる。このため、各光変調装置を照明する第１、第２、第３の色光のうち少なくとも２つの色光の照度が均一な各照明領域の大きさの差を最小にすることができる。したがって、従来の構成において第１および第２の凸レンズを追加するだけで、本発明の目的を達成でき、従来の光学系を構成する部材の設計変更を施す必要がない。【００２０】  本発明のプロジェクタでは、前記第２の色光の波長領域は、前記第１の色光の波長領域よりも短波長側の波長領域であり、前記第３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の波長領域であり、前記第１から第３の光変調装置の光路前段側には、それぞれ第１、第２、および第３の集光レンズが設けられ、前記色収差補正光学素子は、前記第１の色光の光路中において前記第１の集光レンズより光路前段側に設けられた第１の凸レンズと、前記第２の光路中において前記第２の集光レンズの光路前段側に設けられた第２の凸レンズと、前記第３の光路中において前記第３の集光レンズの光路前段側に設けられた第３の凸レンズとを備え、前記第２の凸レンズのレンズ面の曲率半径は、前記第１の凸レンズのレンズ面の曲率半径よりも大きくなるように形成され、前記第３の凸レンズのレンズ面の曲率半径は、前記第２の凸レンズのレンズ面の曲率半径よりも大きくなるように形成されていることが好ましい。
本発明によれば、第１から第３の集光レンズの光路前段にそれぞれ第１から第３の凸レンズを配設し、第１の色光に対して短波長側の波長領域を有する第２の色光の光路中に配設される第２の凸レンズのレンズ面の曲率半径を第１の凸レンズのレンズ面の曲率半径よりも大きくなるように形成し、さらに、第２の色光に対して短波長側の波長領域を有する第３の色光の光路中に配設される第３の凸レンズのレンズ面の曲率半径を第２の凸レンズのレンズ面の曲率半径よりも大きくなるように形成するだけで、例えば、照明光学装置による第１ないし第３の色光の結像位置をそれぞれ光路前段側に変更して照明光学装置から第１、第２、および第３の色光のうち少なくとも２つの色光の各結像位置までの光学的長さを略一致させることができる。このため、各光変調装置を照明する第１、第２、第３の色光のうち少なくとも２つの色光の照度が均一な各照明領域の大きさの差を最小にすることができる。したがって、従来の構成において第１から第３の凸レンズを追加するだけで、本発明の目的を達成でき、従来の光学系を構成する部材の設計変更を施す必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】［図１］図１は、第１実施形態におけるプロジェクタを模式的に示す平面図である。
［図２］図２は、前記実施形態における凹レンズを光路中に設けない状態での青色光の結像位置、および緑色光の結像位置を模式的に示す図である。
［図３］図３は、前記実施形態における凹レンズを光路中に設けない状態での青色光の照度が均一な照明領域、および緑色光の照度が均一な照明領域を模式的に示す図である。
［図４］図４は、前記実施形態における凹レンズを青色光の光路中に設けることで青色光の結像位置を緑色光の結像位置に合わせた状態を模式的に示す図である。
［図５］図５は、前記実施形態における凹レンズを青色光の光路中に設けた状態での青色光の照度が均一な照明領域、および緑色光の照度が均一な照明領域を模式的に示す図である。
［図６］図６は、第２実施形態におけるプロジェクタを模式的に示す平面図である。
［図７］図７は、第３実施形態におけるプロジェクタを模式的に示す平面図である。
［図８］図８は、前記実施形態における第１レンズアレイ、第２レンズアレイ、重畳レンズ、フィールドレンズ、液晶パネルにおいて、緑色光と青色光のフィールドレンズのレンズ面の曲率半径を比較する図である。
［図９］図９は、第４実施形態におけるプロジェクタを模式的に示す平面図である。
［図１０］図１０は、前記実施形態における凸レンズを緑色光の光路中に設けることで緑色光の結像位置を青色光の結像位置に合わせた状態を模式的に示す図である。
［図１１］図１１は、第５実施形態におけるプロジェクタを模式的に示す平面図である。
［図１２］図１２は、前記実施形態における第１レンズアレイ、第２レンズアレイ、重畳レンズ、フィールドレンズ、液晶パネルにおいて、緑色光と青色光のフィールドレンズのレンズ面の曲率半径を比較する図である。
［図１３］図１３は、第６実施形態におけるプロジェクタを模式的に示す平面図である。
［図１４］図１４は、第７実施形態におけるプロジェクタを模式的に示す平面図である。
［図１５］図１５は、第８実施形態におけるプロジェクタを模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
【００２２】  １，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ・・・プロジェクタ、３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ，３Ｇ・・・光学装置、４・・・投射レンズ（投射光学装置）、１０・・・光源装置、２０，２０Ｃ，２０Ｆ，２０Ｇ・・・照明光学装置、３０・・・色分離光学装置、３３´・・・凸面鏡（色収差補正光学素子）、４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂ・・・フィールドレンズ（集光レンズ）、４１Ｂ´・・・フィールドレンズ（集光レンズ、色収差補正光学素子）、４１Ｇ´・・・フィールドレンズ（集光レンズ、色収差補正光学素子）、４２，４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ・・・液晶パネル（光変調装置）、４５・・・クロスダイクロイックプリズム（色合成光学装置）、５０，５０Ｄ・・・凹レンズ（色収差補正光学素子）、５０Ｃ，５２，５３，５４，５５・・・凸レンズ（色収差補正光学素子）、ＬＢ，ＬＧ・・・レンズ面。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクタの構成〕
プロジェクタ１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、スクリーン上に拡大投射する。このプロジェクタ１は、図１に示すように、外装ケース２と、光学装置３と、投射光学装置としての投射レンズ４とを備える。
なお、図１において、図示は省略するが、外装ケース２内において、光学装置３および投射レンズ４以外の空間には、プロジェクタ１内を冷却する冷却ユニット、プロジェクタ１内の各構成部材に電力を供給する電源ユニット、および、光学装置３および前記冷却ユニット等を駆動制御する制御基板等が配置されるものとする。【００２４】  外装ケース２は、合成樹脂等から構成され、光学装置３および投射レンズ４を内部に収納配置する全体略直方体状に形成されている。この外装ケース２は、図示は省略するが、プロジェクタ１の天面、前面、背面、および側面等をそれぞれ構成するアッパーケースと、プロジェクタ１の底面、前面、側面、および背面等をそれぞれ構成するロアーケースとで構成され、前記アッパーケースおよび前記ロアーケースは互いにねじ等で固定されている。
なお、外装ケース２は、合成樹脂製に限らず、その他の材料にて形成してもよく、例えば、金属等により構成してもよい。【００２５】  光学装置３は、光源から射出された光束を、光学的に処理して画像情報に対応して光学像（カラー画像）を形成するものである。この光学装置３は、図１に示すように、外装ケース２の背面に沿って延出するとともに、外装ケース２の側面に沿って延出する平面視略Ｌ字形状を有している。なお、この光学装置３の詳細な構成については、後述する。
投射レンズ４は、複数のレンズが組み合わされた組レンズとして構成される。そして、この投射レンズ４は、光学装置３にて形成された光学像（カラー画像）を図示しないスクリーン上に拡大投射する。【００２６】〔光学装置の構成〕
光学装置３は、図１に示すように、光源装置１０と、照明光学装置２０と、色分離光学装置３０と、リレー光学系３５と、電気光学装置４０と、色収差補正光学素子としての凹レンズ５０とを備えて構成され、照明光学装置２０、色分離光学装置３０、およびリレー光学系３５を構成する光学素子は、所定の照明光軸Ａが設定された光学部品用筐体６０内に位置調整されて収納されている。【００２７】  光源装置１０は、光源ランプから射出された光束を一定方向に揃えて射出し、電気光学装置４０を照明するものである。この光源装置１０は、図１に示すように、光源ランプ１１と、楕円面リフレクタ１２と、平行化凹レンズ１３とを備えている。そして、光源ランプ１１から放射された光束は、楕円面リフレクタ１２により装置前方側に収束光として射出され、平行化凹レンズ１３によって平行化され、照明光学装置２０に射出される。ここで、光源ランプ１１としては、ハロゲンランプやメタルハライドランプ、高圧水銀ランプが多用される。さらに、楕円面リフレクタ１２および平行化凹レンズ１３の代わりに、放物面鏡を用いてもよい。【００２８】  照明光学装置２０は、光源装置１０から射出された光束を電気光学装置４０の後述する液晶パネルの画像形成領域上に結像させる。この照明光学装置２０は、図１に示すように、第１レンズアレイ２１と、第２レンズアレイ２２と、偏光変換素子２３と、重畳レンズ２４とを備えている。
第１レンズアレイ２１は、光源ランプ１１から射出された光束を複数の部分光束に分割するものであり、照明光軸Ａと直交する面内にマトリ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。
第２レンズアレイ２２は、前述した第１レンズアレイ２１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２１と同様に照明光軸Ａに直交する面内にマトリクス状に配列される複数の小レンズを備えた構成であるが、集光を目的としているため、各小レンズの輪郭形状が電気光学装置４０の後述する液晶パネルの画像形成領域の形状と対応している必要はない。【００２９】  偏光変換素子２３は、第１レンズアレイ２１により分割された各部分光束の偏光方向を略一方向の直線偏光に揃える。
この偏光変換素子２３は、図示を略したが、照明光軸Ａに対して傾斜配置される偏光分離膜および反射ミラーを交互に配列した構成を具備する。偏光分離膜は、各部分光束に含まれるＰ偏光光束および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、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、すなわち照明光軸Ａ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、偏光変換素子２３の光束射出面に設けられる位相差板によって偏光変換され、略全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素子２３を用いることにより、光源ランプ１１から射出される光束を、略一方向の偏光光束に揃えることができるため、電気光学装置４０で利用する光源光の利用率を向上できる。
重畳レンズ２４は、第１レンズアレイ２１、第２レンズアレイ２２、および偏光変換素子２３を経た複数の部分光束を集光して電気光学装置４０の後述する液晶パネルの画像形成領域上に重畳させる光学素子である。
以上のように、光源装置１０からはその照明光軸Ａに垂直な面内において不均一な照度を有する光束が射出されているが、第１レンズアレイ２１、第２レンズアレイ２２、および重畳レンズ２４を備えるインテグレータ照明系を用いることにより照明領域内は均一な照度で照明される。【００３０】  色分離光学装置３０は、２枚のダイクロイックミラー３１，３２と、反射ミラー３３とを備え、ダイクロイックミラー３１，３２により照明光学装置２０から射出された複数の部分光束を、赤の波長領域（例えば、５８０〜７５０ｎｍ程度）を有する赤色光、緑の波長領域（例えば、５００〜５８０ｎｍ程度）を有する緑色光、および青の波長領域（例えば、４００〜５００ｎｍ程度）を有する青色光の３色の色光に分離する機能を具備する。
ダイクロイックミラー３１，３２は、基板上に、所定の波長領域の光束を反射し、他の波長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り、光路前段に配置されるダイクロイックミラー３１は、青色光を反射し、その他の色光を透過するミラーである。光路後段に配置されるダイクロイックミラー３２は、緑色光を反射し、赤色光を透過するミラーである。【００３１】  リレー光学系３５は、入射側レンズ３６と、リレーレンズ３８と、反射ミラー３７，３９とを備え、色分離光学装置３０を構成するダイクロイックミラー３２を透過した赤色光を電気光学装置４０まで導く機能を有している。なお、赤色光の光路にこのようなリレー光学系３５が設けられているのは、赤色光の光路の幾何学的長さが他の色光の光路の幾何学的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。本例においては赤色光の光路の幾何学的長さが長いのでこのような構成とされているが青色光の光路の幾何学的長さを長くする構成も考えられる。【００３２】  前述したダイクロイックミラー３１により分離された青色光は、反射ミラー３３により曲折された後、集光レンズとしてのフィールドレンズ４１Ｂを介して電気光学装置４０に供給される。また、ダイクロイックミラー３２により分離された緑色光は、そのまま集光レンズとしてのフィールドレンズ４１Ｇを介して電気光学装置４０に供給される。さらに、赤色光は、リレー光学系３５を構成するレンズ３６，３８および反射ミラー３７，３９により集光、曲折されて集光レンズとしてのフィールドレンズ４１Ｒを介して電気光学装置４０に供給される。なお、電気光学装置４０の各色光の光路前段に設けられるフィールドレンズ４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂは、第２レンズアレイ２２から射出された各部分光束を、照明光軸Ａ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。【００３３】  電気光学装置４０は、入射した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る。この電気光学装置４０は、３つの光変調装置としての液晶パネル４２（赤色光用の液晶パネルを４２Ｒ、緑色光用の液晶パネルを４２Ｇ、青色光用の液晶パネルを４２Ｂとする）と、これら液晶パネル４２の光路前段および光路後段にそれぞれ配置される入射側偏光板４３および射出側偏光板４４と、色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム４５とを備える。
入射側偏光板４３は、偏光変換素子２３で偏光方向が略一方向に揃えられた各色光が入射され、入射された光束のうち、偏光変換素子２３で揃えられた光束の偏光軸と略同一方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものである。この入射側偏光板４３は、例えば、サファイアガラスまたは水晶等の透光性基板上に偏光膜が貼付された構成を有している。【００３４】  液晶パネル４２は、具体的な図示は省略するが、１対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶が密閉封入された構成を有し、図示しない制御基板から出力される駆動信号に応じて、画面表示エリア内にある前記液晶の配向状態が制御され、入射側偏光板４３から射出された偏光光束の偏光方向を変調する。
射出側偏光板４４は、入射側偏光板４３と略同様の構成であり、液晶パネル４２の画面表示エリアから射出された光束のうち、入射側偏光板４３における光束の透過軸と直交する偏光軸を有する光束のみ透過させ、その他の光束を吸収するものである。
クロスダイクロイックプリズム４５は、射出側偏光板４４から射出された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４５は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、２つの誘電体多層膜が形成されている。これら誘電体多層膜は、液晶パネル４２Ｒ，４２Ｂから射出され射出側偏光板４４を介した各色光を反射し、液晶パネル４２Ｇから射出され射出側偏光板４４を介した色光を透過する。このようにして、各液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂにて変調された各色光が合成されてカラー画像が形成される。【００３５】  凹レンズ５０は、ダイクロイックミラー３１と反射ミラー３３との間の青色光の光路中に配設され、青色光の結像位置を光路後段側に変更するものである。
なお、重畳レンズ２４から液晶パネル４２Ｂに至る青色光Ｂの光路の幾何学的長さ、および重畳レンズ２４から液晶パネル４２Ｇに至る緑色光Ｇの光路の幾何学的長さは、同一に設定されているため、図２では重畳レンズ２４を介した青色光Ｂおよび緑色光Ｇの光路を比較可能に示している。また、図２では、説明の便宜上、偏光変換素子２３、重畳レンズ２４から液晶パネル４２（４２Ｇ，４２Ｂ）までに配設されるダイクロイックミラー３１，３２、反射ミラー３３、フィールドレンズ４１Ｇ，４１Ｂ、および入射側偏光板４３を省略している。
重畳レンズ２４での屈折率は、波長（色）によって異なる。例えば、緑の波長領域における重畳レンズ２４での屈折率に対して、青の波長領域における重畳レンズ２４での屈折率は大きいものとなる。このため、青色光Ｂの結像位置ＦＢは、図２に示すように、緑色光Ｇの結像位置ＦＧに対して光路前段側に形成されることとなる。つまり、重畳レンズ２４から青色光Ｂの結像位置ＦＢまでの光学的長さと重畳レンズ２４から緑色光Ｇの結像位置ＦＧまでの光学的長さとは異なる。【００３６】  上述したように、青色光Ｂの結像位置ＦＢが緑色光Ｇの結像位置ＦＧよりも光路前段に形成されることにより、青色光Ｂの照度が均一な照明領域ＡＢは、図３に示すように、緑色光Ｇの照度が均一な照明領域ＡＧよりも小さくなる。つまり、第１レンズアレイ２１の小レンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３等（図２）の像が液晶パネル４２上に重畳されるとき、緑色光Ｇでは、重なりが一致するのに対し、青色光Ｂでは重なりが上下左右にずれてしまうため、全て重なっている均一な領域が小さくなる。
このため、光学設計する際には、緑色光Ｇの結像位置ＦＧを液晶パネル４２の配置位置（画像形成領域）に略合致させる照明光学装置２０を用いた場合は、図２に示すように青色光Ｂの結像位置ＦＢを液晶パネル４２Ｂの配置位置に合わせるように変える必要がある。単に、液晶パネル４２Ｂの位置を結像位置ＦＢの位置に移動するように照明光学装置を設計した場合には、図３に示すように、緑色光Ｇの照度が均一な照明領域ＡＧが青色光Ｂの照度が均一な照明領域ＡＢよりも大きくなる。そして、青色光Ｂの照度が均一な照明領域ＡＢと緑色光Ｇの照度が均一な照明領域ＡＧの差分だけ、液晶パネル４２Ｇにて利用されない非利用光領域ＡＧ１が形成されることとなる。【００３７】  凹レンズ５０を青色光Ｂの光路中に設けた場合には、青色光Ｂの結像位置は、図４に示すように、凹レンズ５０により青色光Ｂが屈折して上述した結像位置ＦＢよりも光路後段に変更され結像位置ＦＢ´となる。そして、青色光Ｂの結像位置ＦＢ´は、緑色光Ｇの結像位置ＦＧと略一致する。つまり、重畳レンズ２４から射出され凹レンズ５０により変更された青色光Ｂの結像位置ＦＢ´までの光学的長さと重畳レンズ２４から緑色光Ｇの結像位置ＦＧまでの光学的長さとは略一致する。すなわち、凹レンズ５０は、重畳レンズ２４の光学特性（緑色光および青色光の色収差）に応じて設計されている。
そして、図４に示すように青色光Ｂの結像位置ＦＢ´および緑色光Ｇの結像位置ＦＧを液晶パネル４２（４２Ｇ，４２Ｂ）の配置位置に合せることで、図５に示すように青色光の照度が均一な照明領域ＡＢ´および緑色光の照度が均一な照明領域ＡＧが液晶パネル４２（４２Ｇ，４２Ｂ）の画像形成領域Ａｒに略一致する。
このように設定した場合には、青色光の照明領域ＡＢ´の大きさと緑色光の照明領域ＡＧの大きさとの差が最小となるため、上述した非利用光領域ＡＧ１を最小に設定できる。
なお、具体的な説明を省略するが、赤色光の結像位置はリレー光学系３５により液晶パネル４２Ｒの配置位置に一致するように設定され、赤色光の照度が均一な照明領域は液晶パネル４２の画像形成領域Ａｒと略一致するように設定されている。
また、凹レンズ５０は、色収差の補正であるため、曲率半径の大きなレンズでよく、研磨のほか、板ガラスを熱プレスで作成したり、プラスチックを使用するなど容易に作成が可能である。【００３８】  上述した第１実施形態においては、光学装置３において、凹レンズ５０を青色光Ｂの光路中に配設することで、青色光Ｂの結像位置ＦＢ´と緑色光Ｇの結像位置ＦＧとを略一致させるとともに、青色光Ｂの照度が均一な照明領域ＡＢ´の大きさと緑色光Ｇの照度が均一な照明領域ＡＧの大きさとを最小に設定できる。このため、各結像位置ＦＧ、ＦＢ´を液晶パネル４２（４２Ｇ，４２Ｂ）の配置位置に合わせることで、液晶パネル４２にて利用されない非利用光領域ＡＧ１を最小に設定できる。したがって、光源装置１０から射出された光束の利用効率の向上が図れる。
また、色収差補正光学素子が凹レンズ５０で構成されているので、汎用のプロジェクタを構成する光学装置に凹レンズ５０を追加しても上述したような光の利用効率の向上が図れる。したがって、汎用のプロジェクタの光学系を構成する部材の設計変更を施さなくても、低コストで光の利用効率の向上が図れる。
そして、プロジェクタ１は、光の利用効率の向上が図れる光学装置３を備えているので、投射レンズ４にて拡大投射されるカラー画像をより鮮明に投影できる。【００３９】［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
本実施形態のプロジェクタ１Ａでは、図６に示すように、光学装置３Ａにおいて、前記第１実施形態で説明した凹レンズ５０が省略され、前記第１実施形態で説明した反射ミラー３３を色収差補正光学素子としての凸面鏡３３´に変更している。凹レンズ５０を設けない点、反射ミラー３３を凸面鏡３３´に変更する点以外は、前記第１実施形態と同様の構成である。【００４０】  このように前記第１実施形態で説明した反射ミラー３３を凸面鏡３３´とすることで、図示は省略するが、前記第１実施形態で説明した凹レンズ５０と略同様に、重畳レンズ２４による青色光の結像位置を光路後段側に変更させている。
そして、前記第１実施形態と同様に、青色光の結像位置を緑色光の結像位置に略一致させるとともに、これら結像位置を液晶パネル４２（４２Ｇ，４２Ｂ）の配置位置に合わせることで、青色光の照度が均一な照明領域および緑色光の照度が均一な照明領域の双方を、液晶パネル４２（４２Ｇ，４２Ｂ）の画像形成領域に略一致させている。すなわち、凸面鏡３３´は、重畳レンズ２４の光学特性（緑色光および青色光の色収差）に応じて設計されている。【００４１】  上述した第２実施形態においては、前記第１実施形態と比較して、凸面鏡３３´により、青色光の結像位置を光路後段側に変更し、緑色光の照度が均一な照明領域の大きさに対して青色光の照度が均一な照明領域の大きさが略同一となるように変更できる。したがって、従来の構成において色分離光学装置３０で分離された青色光を液晶パネルに導く反射ミラーを凸面鏡３３´に変更するだけで、光の利用効率の向上が図れ、前記第１実施形態で説明した凹レンズ５０等の部材を別途設けることなく、光学装置３Ａの小型化および軽量化を阻害することがない。【００４２】［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
本実施形態のプロジェクタ１Ｂでは、図７に示すように、光学装置３Ｂにおいて、前記第１実施形態で説明した凹レンズ５０が省略され、前記第１実施形態で説明したフィールドレンズ４１Ｇ，４１Ｂ´のレンズ面の曲率半径を異なるように形成している。凹レンズ５０を設けない点、フィールドレンズ４１Ｂ´の形状が異なる点以外は、前記第１実施形態と同様の構成である。【００４３】  色収差補正光学素子としてのフィールドレンズ４１Ｂ´のレンズ面ＬＢ、およびフィールドレンズ４１Ｇのレンズ面ＬＧは、図８に示すように、球面状に形成され、それぞれ異なるように形成されている。
具体的に、フィールドレンズ４１Ｂ´は、レンズ面ＬＢの曲率半径がフィールドレンズ４１Ｇのレンズ面ＬＧの曲率半径よりも大きくなるように形成されている。
このように、フィールドレンズ４１Ｂ´のレンズ面ＬＢの曲率半径をフィールドレンズ４１Ｇのレンズ面ＬＧの曲率半径よりも大きくなるように設定することで、前記第１実施形態で説明した凹レンズ５０と略同様に、重畳レンズ２４による青色光Ｂの結像位置を光路後段側に変更させている。
そして、前記第１実施形態と同様に、青色光Ｂの結像位置ＦＢ´を緑色光Ｇの結像位置ＦＧに略一致させるとともに、これら結像位置を液晶パネル４２（４２Ｇ，４２Ｂ）の配置位置に合わせることで、青色光Ｂの照度が均一な照明領域および緑色光Ｇの照度が均一な照明領域の双方を、液晶パネル４２（４２Ｇ，４２Ｂ）の画像形成領域に略一致させている。すなわち、フィールドレンズ４１Ｂ´は、重畳レンズ２４の光学特性（緑色光および青色光の色収差）に応じて設計されている。【００４４】  上述した第３実施形態においては、前記第１実施形態と比較して、フィールドレンズ４１Ｂ´のレンズ面ＬＢの曲率半径を、フィールドレンズ４１Ｇのレンズ面ＬＧの曲率半径よりも大きくなるように形成することにより、青色光Ｂの結像位置を光路後段側に変更し、緑色光Ｇの照度が均一な照明領域の大きさに対して青色光の照度が均一な照明領域の大きさが略同一となるように変更できる。したがって、従来の構成において各液晶パネルの光路前段にそれぞれ配設される各フィールドレンズの形状を変更するだけで、光の利用効率の向上が図れ、前記第１実施形態で説明した凹レンズ５０等の部材を別途設けることなく、光学装置３Ｂの小型化および軽量化を阻害することがない。【００４５】［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
本実施形態のプロジェクタ１Ｃでは、図９に示すように、光学装置３Ｃにおいて、前記第１実施形態で説明した照明光学装置２０と凹レンズ５０とに代えて、青色光Ｂの結像位置ＦＢ（図１０）を液晶パネル４２Ｂの配置位置（画像形成領域）に略合致させる照明光学装置２０Ｃと、色収差補正光学素子としての凸レンズ５０Ｃとを備えている。【００４６】  照明光学装置２０Ｃは、第１レンズアレイ２１Ｃと、第２レンズアレイ２２Ｃと、偏光変換素子２３Ｃと、重畳レンズ２４Ｃとを備えており、青色光Ｂの結像位置ＦＢを液晶パネル４２Ｂの配設位置（画像形成領域）に略合致させる点以外は、前記第１実施形態の照明光学装置２０と同様の構成である。
前記第１実施形態の重畳レンズ２４と同様に、重畳レンズ２４Ｃでの屈折率は、波長（色）によって異なる。したがって、緑色光Ｇの結像位置ＦＧは、青色光Ｂの結像位置ＦＢに対して光路後段側に形成されることとなる。つまり、重畳レンズ２４Ｃから青色光Ｂの結像位置ＦＢまでの光学的長さと重畳レンズ２４から緑色光Ｇの結像位置ＦＧまでの光学的長さとは異なる。【００４７】  そこで、図１０に示すように、凸レンズ５０Ｃを緑色光Ｇの光路中（ダイクロイックミラー３１，３２の間）に設けた場合には、緑色光Ｇの結像位置ＦＧは、凸レンズ５０Ｃにより緑色光Ｇが屈折して上述した結像位置ＦＧよりも光路前段に変更され結像位置ＦＧ´となる。そして、緑色光Ｇの結像位置ＦＧ´は、青色光Ｂの結像位置ＦＢと略一致する。
つまり、重畳レンズ２４Ｃから射出され凸レンズ５０Ｃにより変更された緑色光Ｇの結像位置ＦＧ´までの光学的長さと重畳レンズ２４Ｃから青色光Ｂの結像位置ＦＢまでの光学的長さとは略一致する。すなわち、凸レンズ５０Ｃは、重畳レンズ２４Ｃの光学特性（緑色光および青色光の色収差）に応じて設計されている。
本実施形態では、図９に示すように、凸レンズ５０Ｃがダイクロイックミラー３１，３２の間に配設されているため、凸レンズ５０Ｃにより赤色光の結像位置も変更されるが、リレー光学系３５により適宜補正している。なお、凸レンズ５０Ｃの配設位置は、上述した位置に限らず、例えば、ダイクロイックミラー３２とフィールドレンズ４１Ｇとの間に配設しても構わない。【００４８】  そして、図１０に示すように、緑色光Ｇの結像位置ＦＧ´および青色光Ｂの結像位置ＦＢを液晶パネル４２（４２Ｇ，４２Ｂ）の配置位置に合わせることで、前記第１実施形態と同様に、青色光の照度が均一な照明領域および緑色光の照度が均一な照明領域が液晶パネル４２（４２Ｇ，４２Ｂ）の画像形成領域に略一致する。
このように設定した場合には、青色光の照明領域と緑色光の照明領域が略一致しているため、上述した非利用光領域を最小に設定できる。【００４９】  上述した第４実施形態においては、凸レンズ５０Ｃを緑色光Ｇの光路中に配設することで、緑色光Ｇの結像位置を光路前段側に変更し、緑色光Ｇの結像位置ＦＧ´と青色光Ｂの結像位置ＦＢとを略一致させるとともに、緑色光Ｇの照度が均一な照明領域の大きさと青色光Ｂの照度が均一な照明領域の大きさとの差を最小に設定できる。このため、各結像位置ＦＢ，ＦＧ´を液晶パネル４２（４２Ｇ，４２Ｂ）の配置位置に合わせることで、液晶パネル４２にて利用されない非利用光領域を最小に設定できる。したがって、光源装置１０から射出された光束の利用効率の向上が図れる。
また、色収差補正光学素子が凸レンズ５０Ｃで構成されているので、青色光Ｂの結像位置ＦＢを液晶パネル４２Ｂの配置位置（画像形成領域）に略合致させる照明光学装置を備えた汎用のプロジェクタを構成する光学装置に凸レンズ５０Ｃを追加しても上述したような光の利用効率の向上が図れる。したがって、汎用のプロジェクタの光学系を構成する部材の設計変更を施さなくても、低コストで光の利用効率の向上が図れる。
そして、プロジェクタ１Ｃは、光の利用効率の向上が図れる光学装置３Ｃを備えているので、投射レンズ４にて拡大投射されるカラー画像をより鮮明に投影できる。【００５０】［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第４実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
本実施形態のプロジェクタ１Ｅでは、図１１に示すように、光学装置３Ｅにおいて、前記第４実施形態で説明した凸レンズ５０Ｃが省略され、フィールドレンズ４１Ｇ´，４１Ｂのレンズ面の曲率半径を異なるように形成している。凸レンズ５０Ｃを設けない点、フィールドレンズ４１Ｇ´の形状が異なる点以外は、前記第４実施形態と同様の構成である。【００５１】  色収差補正光学素子としてのフィールドレンズ４１Ｇ´のレンズ面ＬＧ、およびフィールドレンズ４１Ｂのレンズ面ＬＢは、図１２に示すように、球面状に形成され、それぞれ異なるように形成されている。
具体的に、フィールドレンズ４１Ｇ´は、レンズ面ＬＧの曲率半径がフィールドレンズ４１Ｂのレンズ面ＬＢの曲率半径よりも小さくなるように形成されている。
このように、フィールドレンズ４１Ｇ´のレンズ面ＬＧの曲率半径をフィールドレンズ４１Ｂのレンズ面ＬＢの曲率半径よりも小さくなるように設定することで、前記第４実施形態で説明した凸レンズ５０Ｃと略同様に、重畳レンズ２４Ｃによる緑色光の結像位置を光路前段側に変更させている。
そして、前記第４実施形態と同様に、緑色光Ｇの結像位置ＦＧ´を青色光Ｂの結像位置ＦＢに略一致させるとともに、これら結像位置を液晶パネル４２（４２Ｇ，４２Ｂ）の配置位置に合わせることで、青色光Ｂの照度が均一な照明領域および緑色光Ｇの照度が均一な照明領域の双方を、液晶パネル４２（４２Ｇ，４２Ｂ）の画像形成領域に略一致させている。すなわち、フィールドレンズ４１Ｇ´は、重畳レンズ２４Ｃの光学特性（緑色光および青色光の色収差）に応じて設計されている。【００５２】  上述した第５実施形態においては、前記第４実施形態と比較して、フィールドレンズ４１Ｇ´のレンズ面ＬＧの曲率半径を、フィールドレンズ４１Ｂのレンズ面ＬＢの曲率半径よりも小さくなるように形成することにより、緑色光Ｇの結像位置を光路前段側に変更し、青色光Ｂの照度が均一な照明領域の大きさに対して緑色光Ｇの照度が均一な照明領域の大きさが略同一となるように変更できる。したがって、青色光Ｂの結像位置ＦＢが液晶パネル４２Ｂの配置位置（画像形成領域）に略合致させる照明光学装置を備えた従来の構成において各液晶パネルの光路前段にそれぞれ配設される各フィールドレンズの形状を変更するだけで、光の利用効率の向上が図れ、前記第４実施形態で説明した凸レンズ５０Ｃ等の部材を別途設けることなく、光学装置３Ｅの小型化および軽量化を阻害することがない。【００５３】［第６実施形態］
次に、本発明の第６実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
本実施形態のプロジェクタ１Ｆでは、図１３に示すように、光学装置３Ｆにおいて、前記第１実施形態で説明した照明光学装置２０と凸レンズ５０に代えて、照明光学装置２０Ｆと凸レンズ５２と凸レンズ５３とを備える。【００５４】  照明光学装置２０Ｆは、第１レンズアレイ２１Ｆと、第２レンズアレイ２２Ｆと、偏光変換素子２３Ｆと、重畳レンズ２４Ｆとを備えている。
第１レンズアレイ２１Ｆ、第２レンズアレイ２２Ｆ、および偏光変換素子２３Ｆは、前記第１実施形態の第１レンズアレイ２１、第２レンズアレイ２２、および偏光変換素子２３と同様の構成であるため詳細な説明は省略する。
第１レンズアレイ２１Ｆ、第２レンズアレイ２２Ｆ、および偏光変換素子２３Ｆを経た複数の部分光束は、重畳レンズ２４Ｆ、凸レンズ５２、および凸レンズ５３によって集光して電気光学装置４０の液晶パネル４２の画像形成領域上に重畳される。【００５５】  各色光毎に説明すると、青色光が入射する液晶パネル４２Ｂの画像形成領域上は、重畳レンズ２４Ｆおよび凸レンズ５３によって部分光束が重畳されて照明されている。緑色光が入射する液晶パネル４２Ｇの画像形成領域上は、重畳レンズ２４Ｆおよび凸レンズ５２によって部分光束が重畳されて照明されている。なお、赤色光が入射する液晶パネル４２Ｒの画像形成領域上は、重畳レンズ２４Ｆおよび凸レンズ５２によって重畳されリレー光学系３５によって導かれた照明光束が照明されている。【００５６】  重畳レンズ２４Ｆから凸レンズ５２までの光路の幾何学的長さと、重畳レンズ２４Ｆから凸レンズ５３までの光路の幾何学的長さとは、等しい。
前記第１実施形態の重畳レンズ２４と同様に、重畳レンズ２４Ｆでの屈折率は、波長（色）によって異なる。したがって、前記第１実施形態と同様に、重畳レンズ２４Ｆによる緑色光の結像位置は、青色光の結像位置に対して光路後段側に形成される。つまり、重畳レンズ２４Ｆから青色光の結像位置までの光学的長さと重畳レンズ２４Ｆから緑色光の結像位置までの光学的長さとは異なる。
凸レンズ５３を青色光の光路中に設けた場合には、青色光の結像位置は、凸レンズ５３により青色光が屈折して光路前段側に変更される。また、凸レンズ５２を緑色光の光路中に設けた場合には、緑色光の結像位置は、凸レンズ５２により緑色光が屈折して光路前段側に変更される。そして、重畳レンズ２４Ｆから前記凸レンズ５３により変更された青色光の結像位置までの光学的長さと、重畳レンズ２４Ｆから前記凸レンズ５２により変更された緑色光の結像位置までの光学的長さとが略一致する。すなわち、凸レンズ５２のレンズ面の曲率半径および凸レンズ５３のレンズ面の曲率半径は、重畳レンズ２４Ｆの光学特性（緑色光および青色光の色収差）に応じてそれぞれ設計されている。具体的に、凸レンズ５３のレンズ面の曲率半径は、凸レンズ５２のレンズ面の曲率半径よりも大きくなるように形成されている。【００５７】  上述した第６実施形態においては、前記第１実施形態と比較して、レンズ面の曲率半径の異なる凸レンズ５２，５３をそれぞれ緑色光および青色光の光路中に配設することにより、緑色光および青色光の結像位置を光路前段側に変更し、重畳レンズ２４Ｆから緑色光および青色光の各結像位置までの光学的長さを略一致させることができる。このため、緑色光の照度が均一な照明領域の大きさと青色光の照度が均一な照明領域の大きさとが略同一となるように変更でき、光の利用効率の向上が図れる。
また、上述したような構成とすれば、重畳レンズ２４Ｆは、前記第１実施形態で説明した重畳レンズ２４と比較して、比較的に屈折力の小さいレンズを採用でき、重畳レンズ２４ＦによるＲ，Ｇ，Ｂ各色光間の色収差量も小さいものとなる。このため、凸レンズ５２，５３によりＲ，Ｇ，Ｂ各色光間の色収差を容易に補正できる。【００５８】［第７実施形態］
次に、本発明の第７実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
前記各実施形態では、光学装置３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｅ，３Ｆは、リレー光学系３５を有する構成である。
これに対して、本実施形態のプロジェクタ１Ｄでは、図１４に示すように、光学装置３Ｄは、前記各実施形態で説明したリレー光学系３５を省略した構成である。すなわち、重畳レンズ２４から各液晶パネル４２に至る３つの色光の各光路の幾何学的長さが同一となるように設定されている。【００５９】  光学装置３Ｄは、色合成光学装置として、前記各実施形態で説明したクロスダイクロイックプリズム４５を採用せずに、図１４に示すように、２つのダイクロイックミラー４５Ａ，４５Ｂ、および反射ミラー４５Ｃで構成している。
これらのうち、ダイクロイックミラー４５Ａは、青色光を透過し、緑色光を反射するミラーである。また、ダイクロイックミラー４５Ｂは、赤色光を透過し、その他の色光を反射するミラーである。【００６０】  そして、図１４に示すように、液晶パネル４２Ｂ、入射側偏光板４３、および射出側偏光板４４を、反射ミラー３３およびダイクロイックミラー４５Ａの間に配置する。また、液晶パネル４２Ｇ、入射側偏光板４３、および射出側偏光板４４を、ダイクロイックミラー３２およびダイクロイックミラー４５Ａの間に配置する。さらに、液晶パネル４２Ｒ、入射側偏光板４３、および射出側偏光板４４を、ダイクロイックミラー３２および反射ミラー４５Ｃの間に配置する。
このように配置することで、重畳レンズ２４から各液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂに至る各色光の光路の幾何学的長さを同一に設定できる。【００６１】  このような状態において、光の利用効率を向上させるために、以下のような構成とする。
例えば、重畳レンズ２４による緑色光の結像位置が液晶パネル４２Ｇの配置位置（画像形成領域）に略合致している場合は、図１４に示すように、前記第１実施形態と同様に、ダイクロイックミラー３１および反射ミラー３３の間に凹レンズ５０Ｄを配設するとともに、ダイクロイックミラー３２および赤色光が辿る光路中に配設される入射側偏光板４３の間に凹レンズ５０Ｄと逆の機能を有する凸レンズ５１を配置する。【００６２】  上述した第７実施形態においては、重畳レンズ２４から各液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂに至る各色光の光路の幾何学的長さが同一に設定されかつ、重畳レンズ２４による緑色光の結像位置が液晶パネル４２Ｇの配置位置（画像形成領域）に略合致している場合であっても、凹レンズ５０Ｄにより青色光Ｂの結像位置を光路後段側に変更し、さらに、凸レンズ５１により赤色光Ｒの結像位置を光路前段側に変更することで、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色光の各結像位置を液晶パネル４２の配置位置に合わせることができる。このため、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色光の照度が均一な照明領域の大きさが略同一となるように変更でき、光利用効率の向上が図れる。【００６３】  なお、上述したような凹レンズ５０Ｄおよび凸レンズ５１を採用した構成に限らず、以下の構成を採用してもよい。
例えば、前記第２実施形態と同様に、凹レンズ５０Ｄを省き、反射ミラー３３を凸面鏡３３´に変更する構成を採用してもよい。
また、例えば、液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂの光路前段側にそれぞれフィールドレンズを備える場合は、凹レンズ５０Ｄおよび凸レンズ５１を省き、前記第３実施形態と略同様に、青色光が辿る光路中に配設されるフィールドレンズのレンズ面の曲率半径を緑色光が辿る光路中に配設されるフィールドレンズのレンズ面の曲率半径よりも大きく、赤色光が辿る光路中に配設されるフィールドレンズのレンズ面の曲率半径を緑色光が辿る光路中に配設されるフィールドレンズのレンズ面の曲率半径よりも小さくなるように、各色光毎にフィールドレンズのレンズ面の曲率半径を変更する。【００６４】  また、例えば、照明光学装置２０に代えて、前記第４実施形態で説明した照明光学装置２０Ｃを用い、重畳レンズ２４Ｃによる青色光の結像位置が液晶パネル４２Ｂの配置位置（画像形成領域）に略合致している場合は、上述したような凹レンズ５０Ｄおよび凸レンズ５１を採用した構成に限らず、以下の構成を採用してもよい。
例えば、凹レンズ５０Ｄおよび凸レンズ５１を省き、前記第４実施形態と同様に、緑色光の光路中（例えば、ダイクロイックミラー３１，３２の間）に凸レンズ５０Ｃを配設する。
また、例えば、液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂの光路前段側にそれぞれフィールドレンズを備える場合は、凹レンズ５０Ｄおよび凸レンズ５１を省き、前記第５実施形態と略同様に、緑色光が辿る光路中に配設されるフィールドレンズのレンズ面の曲率半径を青色光が辿る光路中に配設されるフィールドレンズのレンズ面の曲率半径よりも小さく、赤色光が辿る光路中に配設されるフィールドレンズのレンズ面の曲率半径を緑色光が辿る光路中に配設されるフィールドレンズのレンズ面の曲率半径よりも小さくなるように、各色光毎にフィールドレンズのレンズ面の曲率半径を変更する。【００６５】［第８実施形態］
次に、本発明の第８実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第７実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
本実施形態のプロジェクタ１Ｇを構成する光学装置３Ｇでは、図１５に示すように、前記第７実施形態で説明した凹レンズ５０Ｄ、凸レンズ５１、および照明光学装置２０に代えて、凸レンズ５４、凸レンズ５５、および照明光学装置２０Ｇを備える。【００６６】  照明光学装置２０Ｇは、第１レンズアレイ２１Ｇと、第２レンズアレイ２２Ｇと、偏光変換素子２３Ｇと、重畳レンズ２４Ｇとを備えている。
第１レンズアレイ２１Ｇ、第２レンズアレイ２２Ｇ、および偏光変換素子２３Ｇは、前記第１実施形態の第１レンズアレイ２１、第２レンズアレイ２２、および偏光変換素子２３と同様の構成であるため詳細な説明は省略する。
第１レンズアレイ２１Ｇ，第２レンズアレイ２２Ｇ、および偏光変換素子２３Ｇを経た複数の部分光束は、重畳レンズ２４Ｇ、凸レンズ５４、および凸レンズ５５によって集光して電気光学装置４０の液晶パネル４２の画像形成領域上に重畳される。【００６７】  各色光毎に説明すると、青色光が入射する液晶パネル４２Ｂの画像形成領域上は、重畳レンズ２４Ｇおよび凸レンズ５５によって部分光束が重畳されて照明されている。緑色光が入射する液晶パネル４２Ｇの画像形成領域上は、重畳レンズ２４Ｇおよび凸レンズ５４によって部分光束が重畳されて照明されている。なお、赤色光が入射する液晶パネル４２Ｒの画像形成領域上は、重畳レンズ２４Ｇおよび凸レンズ５４によって重畳されて照明されている。【００６８】  重畳レンズ２４Ｇから凸レンズ５４までの光路の幾何学的長さと、重畳レンズ２４Ｇから凸レンズ５５までの光路の幾何学的長さとは、等しい。
前記第１実施形態の重畳レンズ２４と同様に、重畳レンズ２４Ｇでの屈折率は、波長（色）によって異なる。したがって、重畳レンズ２４Ｇによる緑色光の結像位置は、青色光の結像位置に対して光路後段側に形成され、重畳レンズ２４Ｇによる赤色光の結像位置は、緑色光の結像位置に対して光路後段側に形成される。【００６９】  凸レンズ５５を青色光の光路中に設けた場合には、青色光の結像位置は、凸レンズ５５により青色光が屈折して光路前段側に変更される。また、凸レンズ５４を緑色光と赤色光との光路中に設けた場合には、緑色光の結像位置は、凸レンズ５４により緑色光が屈折して光路前段側に変更され、赤色光の結像位置は、凸レンズ５４により赤色光が屈折して光路前段側に変更される。そして、重畳レンズ２４Ｇから前記凸レンズ５５により変更された青色光の結像位置までの光学的長さと、重畳レンズ２４Ｇから前記凸レンズ５４により変更された緑色光の結像位置までの光学的長さとが略一致し、重畳レンズ２４Ｇから前記凸レンズ５４により変更された赤色光の結像位置までの光学的長さが他に比べ若干長くなる。凸レンズ５４のレンズ面の曲率半径および凸レンズ５５のレンズ面の曲率半径は、重畳レンズ２４Ｇの光学特性（緑色光および青色光の色収差）に応じてそれぞれ設計されている。具体的に、凸レンズ５５のレンズ面の曲率半径は、凸レンズ５４のレンズ面の曲率半径よりも大きくなるように形成されている。【００７０】  なお、赤色光（例えば、５９０〜６８０ｎｍ程度）、緑色光（例えば、５００〜５９０ｎｍ程度）、および青色光（例えば、４３５〜５００ｎｍ）において、緑色光と赤色光との色収差は緑色光と青色光との色収差に比べて小さいため、赤色光と緑色光との色収差を補正しなくてもよい。赤色光と緑色光との色収差を補正する場合は、赤色光の入射する液晶パネル４２Ｒの光路前段側に配置されたフィールドレンズ４１Ｒのレンズ面の曲率半径を適宜変更することで、重畳レンズ２４Ｇから赤色光の結像位置までの光学的長さを他と一致させることもできる。【００７１】  上述した第８実施形態においては、前記第７実施形態と比較して、レンズ面の曲率半径の異なる凸レンズ５４，５５をそれぞれ緑色光および赤色光の光路中、および青色光Ｂの光路中に配設することにより、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色光の結像位置を光路前段側に変更して、重畳レンズ２４ＧからＲ，Ｇ，Ｂ各色光の結像位置までの光学的長さを略一致させることができる。このため、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色光の照度が均一な照明領域の大きさの差を最小に設定でき、光の利用効率の向上が図れる。
また、上述したような構成とすれば、重畳レンズ２４Ｇは、前記第６実施形態で説明した重畳レンズ２４Ｆと同様に、前記第１実施形態で説明した重畳レンズ２４と比較して、比較的に屈折力の小さいレンズを採用でき、重畳レンズ２４ＧによるＲ，Ｇ，Ｂ各色光間の色収差量も小さいものとなる。このため、凸レンズ５４，５５によりＲ，Ｇ，Ｂ各色光間の色収差を容易に補正できる。【００７２】  以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更が可能である。
前記各実施形態では、光学装置３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ，３Ｇは、重畳レンズ２４，２４Ｃ，２４Ｆ，２４Ｇを備え、該重畳レンズ２４，２４Ｃ，２４Ｆ，２４Ｇにより光源装置１０から射出された光束を液晶パネル４２に結像させる構成を説明したが、これに限らない。照明光学装置２０，２０Ｃ，２０Ｆ，２０Ｇとして重畳レンズ２４，２４Ｃ，２４Ｆ，２４Ｇを省略した構成を採用してもよい。この際、第２レンズアレイ２２，２２Ｃ，２２Ｆ，２２Ｇに、第１レンズアレイ２１，２１Ｃ，２１Ｆ，２１Ｇにて分割された各部分光束を液晶パネル４２に重畳させる機能を持たせる。【００７３】  前記各実施形態では、インテグレータ照明系として第１レンズアレイ２１，２２Ｃ，２１Ｆ，２１Ｇ、第２レンズアレイ２２，２２Ｃ，２２Ｆ，２２Ｇ、および重畳レンズ２４，２４Ｃ，２４Ｆ，２４Ｇを備えていたが、これに限らない。例えば、柱状のガラスロッドや、中空のガラスロッドなどを用いたインテグレータロッドとリレーレンズを備えたインテグレータ照明系を採用してもよい。この場合インテグレータロッドとリレーレンズの色収差を補正するように色収差補正光学素子を設定すればよい。【００７４】  前記第１実施形態ないし前記第３実施形態では、色収差補正光学素子は、重畳レンズ２４から各液晶パネル４２に至る３つの光路のうち、青色光の光路中に配設されていたが、これに限らない。
例えば、光学装置３，３Ａ，３Ｂにおいて、赤色光の光路と青色光の光路とを入れ換えるように設計する。すなわち、液晶パネル４２Ｒと液晶パネル４２Ｂの位置を入れ換える。このように設計した場合には、緑色光の光路の幾何学的長さと赤色光の光路の幾何学的長さとが略同一となる構成である。この場合において、赤色光の結像位置は、青色光と逆に、緑色光の結像位置よりも光路後段側に形成されることとなる。そして、赤色光の結像位置および緑色光の結像位置を略一致させるためには、赤色光の光路中に前記各実施形態と逆の機能を有する色収差補正光学素子を配設する。
例えば、前記第１実施形態では、凹レンズ５０の逆の機能を有する凸レンズを配設する。また、前記第２実施形態では、凸面鏡３３´の逆の機能を有する凹面鏡を配設する。さらに、前記第３実施形態では、フィールドレンズ４１Ｂ´のレンズ面ＬＢの曲率半径がフィールドレンズ４１Ｇのレンズ面ＬＧの曲率半径よりも大きくなるように形成していたが、逆に、赤色光が辿る光路中のフィールドレンズのレンズ面の曲率半径がフィールドレンズ４１Ｇのレンズ面ＬＧの曲率半径よりも小さくなるように形成する。【００７５】  前記第４実施形態ないし前記第６実施形態において、色収差補正光学素子の構成は、前記第４実施形態ないし前記第６実施形態で説明した構成に限らない。
例えば、光学装置３Ｃ，３Ｅにおいて、上記同様に、液晶パネル４２Ｒと液晶パネル４２Ｂの位置を入れ換え、赤色光の光路と青色光の光路とを入れ換えるように設計する。そして、照明光学装置として、赤色光の結像位置を液晶パネル４２Ｒ上に位置付ける照明光学装置を用いる。そして、赤色光の結像位置および緑色光の結像位置を略一致させるためには、緑色光の光路中に前記各実施形態と逆の機能を有する色収差補正光学素子を配設する。例えば、前記第４実施形態では、凸レンズ５０Ｃの逆の機能を有する凹レンズを配設する。また、前記第５実施形態では、フィールドレンズ４１Ｇ´のレンズ面ＬＧの曲率半径がフィールドレンズ４１Ｂ（フィールドレンズ４１Ｒ）のレンズ面ＬＢの曲率半径よりも小さくなるように形成していたが、逆に、フィールドレンズ４１Ｇ´のレンズ面ＬＧの曲率半径が赤色光が辿る光路中のフィールドレンズのレンズ面の曲率半径よりも大きくなるように形成する。さらに、第６実施形態では、赤色光が辿る光路中に配設される凸レンズのレンズ面の曲率半径を、緑色光および青色光が辿る光路中に配設される凸レンズのレンズ面おｎ曲率半径よりも小さくなるように形成する。【００７６】  すなわち、本発明は、色分離光学系が如何なる構成であっても、照明光学装置から各液晶パネルに至る複数の色光の光路において光路の幾何学的長さが同一の複数の色光の光路が設定されている場合に、本発明を適用することができる。例えば、液晶パネル上に照明光学装置の結像位置がある基準色光が辿る光路の幾何学的長さと同一の幾何学的長さを有する光路を辿る色光が、前記基準色光の波長領域に対して短波長側の波長領域を有する短波長側色光である場合には、短波長側色光の結像位置を光路後段側に変更する（照明光学装置の長波長側の色光と短波長側の色光との色収差を補正する）色収差補正光学素子（凹レンズ、凸面鏡、および／または、基準色光が辿る光路中のフィールドレンズの曲率半径より大きい曲率半径を有するフィールドレンズ等）を短波長側色光が辿る光路中に配設すればよい。また、例えば、基準色光が辿る光路の幾何学的長さと同一の幾何学的長さを有する光路を辿る色光が、前記基準色光の波長領域に対して長波長側の波長領域を有する長波長側色光である場合には、長波長側色光の結像位置を光路前段側に変更する（照明光学装置の長波長側の色光と短波長側の色光との色収差を補正する）色収差補正光学素子（凸レンズ、凹面鏡、および／または、基準色光が辿る光路中のフィールドレンズのレンズ面の曲率半径より小さい曲率半径を有するフィールドレンズ）を長波長側色光が辿る光路中に配設すればよい。
このように、照明光学装置から液晶パネルまでの光路の幾何学的長さが同一の複数の色光の光路が設定された光学装置において、液晶パネル上に照明光学装置による結像位置が存在しない色光が辿る光路中に照明光学装置の色収差を補正する色収差補正光学素子を配設することで、各色光のそれぞれの結像位置を略一致させるとともに、各色光のそれぞれの照度が均一な照明領域の面積を略一致させることができる。【００７７】  前記各実施形態において、凸レンズ５０Ｃ，５２，５３，５４，５５は、図中では光入射面および光射出面とも凸面の両凸レンズを示しているが、正の屈折力を有するレンズであればいずれのレンズを採用してもよく、例えば、片側が平面の平凸レンズや、光入射面に凸面を有するメニスカスレンズとしてもよい。
また、前記第１実施形態および前記第６実施形態において、凹レンズ５０，５０Ｄは、図中では光入射面および光射出面とも凹面の両凹レンズを示しているが、負の屈折力を有するレンズであればいずれのレンズを採用してもよく、例えば、片側が平面の平凹レンズや、光入射面に凹面を有するメニスカスレンズとしてもよい。【００７８】  前記第７実施形態および前記第８実施形態では、赤色光Ｒの液晶パネル４２Ｒ上での照明領域の大きさと、緑色光Ｇの液晶パネル４２Ｇ上での照明領域の大きさと、青色光Ｂの液晶パネル４２Ｂ上での照明領域の大きさとの差を最小とする色収差補正光学素子を備えていたが、これに限らず、赤色光Ｒ、緑色光Ｇおよび青色光Ｂのうち少なくとも２色の色光の液晶パネル上での照度が均一な照明領域の大きさの差を最小とするように、色収差補正光学素子を配設すればよい。ここで、赤色光Ｒ（例えば、５９０〜６８０ｎｍ）、緑色光Ｇ（例えば、５００〜５９０ｎｍ）、および青色光Ｂ（例えば、４３５〜５００ｎｍ）において、赤色光Ｒおよび青色光Ｂの色収差や、緑色光Ｇおよび青色光Ｂの色収差が他の色光間の色収差に比較して大きいため、赤色光Ｒと緑色光Ｇとのうち少なくともいずれか一方と青色光とに関する色収差を補正するように、色収差補正光学素子を備えることが好ましい。【００７９】  前記各実施形態では、光学装置３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ，３Ｇが平面視略Ｌ字形状を有した構成を説明したが、これに限らず、例えば、平面視略Ｕ字形状を有した構成を採用してもよい。
前記各実施形態では、色分離光学装置３０は、赤、緑、青の３つの色光に分離していたが、これに限らず、２つの色光に分離する構成、４つ以上の色光に分離する構成を採用してもよい。この際、液晶パネル４２も色分離光学装置３０にて分離された色光の数に対応した数だけ設ける。
前記各実施形態では、光入射面と光射出面とが異なる透過型の液晶パネルを用いていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射形の液晶パネルを用いてもよい。
前記各実施形態では、光変調装置として液晶パネルを用いていたが、マイクロミラーを用いたデバイスなど、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。この場合は、光束入射側および光束射出側の偏光板は省略できる。
前記各実施形態では、スクリーンを観察する方向から投射を行うフロントタイプのプロジェクタの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から投射を行うリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。【００８０】  本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００８１】  以上のように、本発明のプロジェクタは、光源から射出された光束の利用効率の向上が図れるため、ホームシアターやプレゼンテーションで利用されるプロジェクタとして有用である。
【図１】
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【図２】
2005114319.tif 000003
【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】
2005114319.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
2005114319.tif 000013
【図１３】
2005114319.tif 000014
【図１４】
2005114319.tif 000015
【図１５】
2005114319.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成19年7月30日(2007.7.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
インテグレータ照明系を有し照明光束を射出する照明光学装置と、前記照明光学装置から射出された光束を第１、第２、および第３の色光に分離する色分離光学装置と、前記色分離光学装置にて分離された前記第１から第３の色光を画像情報に応じて変調する第１、第２、および第３の光変調装置と、前記第１から第３の光変調装置にて変調された各色光を合成して光学像を形成する色合成光学装置と、前記色合成光学装置で形成された光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、
前記照明光学装置から前記第１の光変調装置までの光路の幾何学的長さと、前記照明光学装置から前記第２の光変調装置までの光路の幾何学的長さとが同一に設定され、
前記第１の色光と前記第２の色光とが分離されてから前記第１の光変調装置までの第１の色光の光路と、前記第１の色光と前記第２の色光とが分離されてから前記第２の光変調装置までの第２の色光の光路とのうち少なくともいずれかの光路中に、色収差補正光学素子が設けられ、
前記色収差補正光学素子は、前記照明光学装置による前記第１の色光および前記第２の色光のうち少なくともいずれかの色光の結像位置を変更して前記照明光学装置から前記第１および第２の色光の各結像位置までの光学的長さを略一致させて前記第１の光変調装置を照明する前記第１の色光の第１の照明領域の大きさと前記第２の光変調装置を照明する前記第２の色光の第２の照明領域の大きさの差が最小となるように、前記第１の色光と前記第２の色光とに関する色収差を補正することを特徴とするプロジェクタ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
インテグレータ照明光学系を有し照明光束を射出する照明光学装置と、前記照明光学装置から射出された光束を第１、第２、および第３の色光に分離する色分離光学装置と、前記色分離光学装置にて分離された前記第１から第３の色光を画像情報に応じて変調する第１、第２、および第３の光変調装置と、前記第１から第３の光変調装置にて変調された各色光を合成して光学像を形成する色合成光学装置と、前記色合成光学装置で形成された光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、
前記照明光学装置から前記第１から第３の光変調装置までの各光路の幾何学的長さが同一に設定され、
前記第１の色光のみに分離されてから前記第１の光変調装置までの前記第１の色光の光路と、前記第２の色光のみに分離されてから前記第２の光変調装置までの前記第２の色光の光路と、前記第３の色光のみに分離されてから前記第３の光変調装置までの前記第３の色光の光路とのうち少なくともいずれかの光路中に、色収差補正光学素子が設けられ、
前記色収差補正光学素子は、前記照明光学装置による前記第１から第３の色光のうち少なくともいずれかの色光の結像位置を変更して前記照明光学装置から前記第１から第３の色光のうち少なくとも２つの色光の各結像位置までの光学的長さを略一致させて前記第１から第３の光変調装置をそれぞれ照明する前記第１から第３の色光の各照明領域の大きさの差が最小となるように、前記第１から第３の色光のうち少なくとも２つの色光に関する色収差を補正することを特徴とするプロジェクタ。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明のプロジェクタは、インテグレータ照明系を有し照明光束を射出する照明光学装置と、前記照明光学装置から射出された光束を第１、第２、および第３の色光に分離する色分離光学装置と、前記色分離光学装置にて分離された前記第１から第３の色光を画像情報に応じて変調する第１、第２、および第３の光変調装置と、前記第１から第３の光変調装置にて変調された各色光を合成して光学像を形成する色合成光学装置と、前記色合成光学装置で形成された光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、前記照明光学装置から前記第１の光変調装置までの光路の幾何学的長さと、前記照明光学装置から前記第２の光変調装置までの光路の幾何学的長さとが同一に設定され、前記第１の色光と前記第２の色光とが分離されてから前記第１の光変調装置までの第１の色光の光路と、前記第１の色光と前記第２の色光とが分離されてから前記第２の光変調装置までの第２の色光の光路とのうち少なくともいずれかの光路中に、色収差補正光学素子が設けられ、前記色収差補正光学素子は、前記照明光学装置による前記第１の色光および前記第２の色光のうち少なくともいずれかの色光の結像位置を変更して前記照明光学装置から前記第１および第２の色光の各結像位置までの光学的長さを略一致させて前記第１の光変調装置を照明する前記第１の色光の第１の照明領域の大きさと前記第２の光変調装置を照明する前記第２の色光の第２の照明領域の大きさの差が最小となるように、前記第１の色光と前記第２の色光とに関する色収差を補正することを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明のプロジェクタは、インテグレータ照明光学系を有し照明光束を射出する照明光学装置と、前記照明光学装置から射出された光束を第１、第２、および第３の色光に分離する色分離光学装置と、前記色分離光学装置にて分離された前記第１から第３の色光を画像情報に応じて変調する第１、第２、および第３の光変調装置と、前記第１から第３の光変調装置にて変調された各色光を合成して光学像を形成する色合成光学装置と、前記色合成光学装置で形成された光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、前記照明光学装置から前記第１から第３の光変調装置までの各光路の幾何学的長さが同一に設定され、前記第１の色光のみに分離されてから前記第１の光変調装置までの前記第１の色光の光路と、前記第２の色光のみに分離されてから前記第２の光変調装置までの前記第２の色光の光路と、前記第３の色光のみに分離されてから前記第３の光変調装置までの前記第３の色光の光路とのうち少なくともいずれかの光路中に、色収差補正光学素子が設けられ、前記色収差補正光学素子は、前記照明光学装置による前記第１から第３の色光のうち少なくともいずれかの色光の結像位置を変更して前記照明光学装置から前記第１から第３の色光のうち少なくとも２つの色光の各結像位置までの光学的長さを略一致させて前記第１から第３の光変調装置をそれぞれ照明する前記第１から第３の色光の各照明領域の大きさの差が最小となるように、前記第１から第３の色光のうち少なくとも２つの色光に関する色収差を補正することを特徴とする。
【手続補正書】
【提出日】平成19年11月2日(2007.11.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
照明光束を射出する照明光学装置と、前記照明光学装置から射出された光束を第１、第２、および第３の色光に分離する色分離光学装置と、前記色分離光学装置にて分離された前記第１から第３の色光を画像情報に応じて変調する第１、第２、および第３の光変調装置と、前記第１から第３の光変調装置にて変調された各色光を合成して光学像を形成する色合成光学装置と、前記色合成光学装置で形成された光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、
前記照明光学装置は、光源装置から射出された光束を複数の部分光束に分割し、分割した複数の部分光束を集光して前記第１から第３の光変調装置の各画像形成領域上に重畳させるインテグレータ照明系を有し、
前記照明光学装置から前記第１の光変調装置までの光路の幾何学的長さと、前記照明光学装置から前記第２の光変調装置までの光路の幾何学的長さとが同一に設定され、
前記第１の色光と前記第２の色光とが分離されてから前記第１の光変調装置までの第１の色光の光路と、前記第１の色光と前記第２の色光とが分離されてから前記第２の光変調装置までの第２の色光の光路とのうち少なくともいずれかの光路中に、色収差補正光学素子が設けられ、
前記色収差補正光学素子は、
前記照明光学装置による前記第１の色光および前記第２の色光のうち少なくともいずれかの色光の結像位置を変更して前記照明光学装置から前記第１および第２の色光の各結像位置までの光学的長さを略一致させ、
前記第１の光変調装置の画像形成領域上に重畳される前記第１の色光における前記部分光束が重なった照度の均一な第１の照明領域の大きさと、前記第２の光変調装置の画像形成領域上に重畳される前記第２の色光における前記部分光束が重なった照度の均一な第２の照明領域の大きさの差が最小となるように、前記第１の色光と前記第２の色光とに関する色収差を補正することを特徴とするプロジェクタ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
照明光束を射出する照明光学装置と、前記照明光学装置から射出された光束を第１、第２、および第３の色光に分離する色分離光学装置と、前記色分離光学装置にて分離された前記第１から第３の色光を画像情報に応じて変調する第１、第２、および第３の光変調装置と、前記第１から第３の光変調装置にて変調された各色光を合成して光学像を形成する色合成光学装置と、前記色合成光学装置で形成された光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、
前記照明光学装置は、光源装置から射出された光束を複数の部分光束に分割し、分割した複数の部分光束を集光して前記第１から第３の光変調装置の各画像形成領域上に重畳させるインテグレータ照明系を有し、
前記照明光学装置から前記第１から第３の光変調装置までの各光路の幾何学的長さが同一に設定され、
前記第１の色光のみに分離されてから前記第１の光変調装置までの前記第１の色光の光路と、前記第２の色光のみに分離されてから前記第２の光変調装置までの前記第２の色光の光路と、前記第３の色光のみに分離されてから前記第３の光変調装置までの前記第３の色光の光路とのうち少なくともいずれかの光路中に、色収差補正光学素子が設けられ、
前記色収差補正光学素子は、
前記照明光学装置による前記第１から第３の色光のうち少なくともいずれかの色光の結像位置を変更して前記照明光学装置から前記第１から第３の色光のうち少なくとも２つの色光の各結像位置までの光学的長さを略一致させ、
前記第１から第３の光変調装置の各画像形成領域上に重畳される前記第１から第３の色光における前記部分光束が重なった照度の均一な各照明領域の大きさの差が最小となるように、前記第１から第３の色光のうち少なくとも２つの色光に関する色収差を補正することを特徴とするプロジェクタ。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明のプロジェクタは、照明光束を射出する照明光学装置と、前記照明光学装置から射出された光束を第１、第２、および第３の色光に分離する色分離光学装置と、前記色分離光学装置にて分離された前記第１から第３の色光を画像情報に応じて変調する第１、第２、および第３の光変調装置と、前記第１から第３の光変調装置にて変調された各色光を合成して光学像を形成する色合成光学装置と、前記色合成光学装置で形成された光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、前記照明光学装置は、光源装置から射出された光束を複数の部分光束に分割し、分割した複数の部分光束を集光して前記第１から第３の光変調装置の各画像形成領域上に重畳させるインテグレータ照明系を有し、前記照明光学装置から前記第１の光変調装置までの光路の幾何学的長さと、前記照明光学装置から前記第２の光変調装置までの光路の幾何学的長さとが同一に設定され、前記第１の色光と前記第２の色光とが分離されてから前記第１の光変調装置までの第１の色光の光路と、前記第１の色光と前記第２の色光とが分離されてから前記第２の光変調装置までの第２の色光の光路とのうち少なくともいずれかの光路中に、色収差補正光学素子が設けられ、前記色収差補正光学素子は、前記照明光学装置による前記第１の色光および前記第２の色光のうち少なくともいずれかの色光の結像位置を変更して前記照明光学装置から前記第１および第２の色光の各結像位置までの光学的長さを略一致させ、前記第１の光変調装置の画像形成領域上に重畳される前記第１の色光における前記部分光束が重なった照度の均一な第１の照明領域の大きさと、前記第２の光変調装置の画像形成領域上に重畳される前記第２の色光における前記部分光束が重なった照度の均一な第２の照明領域の大きさの差が最小となるように、前記第１の色光と前記第２の色光とに関する色収差を補正することを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
ここで、照明光学装置としては、例えば、重畳レンズを含む構成の他、第１レンズアレイおよび第２レンズアレイで構成し、第２レンズアレイに重畳レンズの機能を付加した構成を採用してもよい。
本発明では、第１の色光の光路と第２の色光の光路の幾何学的長さが同一に設定され、これら第１の色光の光路および第２の色光の光路のうち少なくともいずれかの光路中に、色収差補正光学素子が配設されている。そして、色収差補正光学素子により、例えば、照明光学装置による第１の色光および第２の色光のうち少なくともいずれかの色光の結像位置を変更して照明光学装置から第１および第２の色光の各結像位置までの光学的長さを略一致させることで、第１の光変調装置を照明する第１の色光の照度が均一な照明領域（以下、第１の照明領域と記載する）の大きさと、第２の光変調装置を照明する第２の色光の照度が均一な照明領域（以下、第２の照明領域と記載する）の大きさとの差を最小にすることができる。このため、第１の色光および第２の色光の各照明マージン量の差を最小に設定でき、光変調装置にて利用されない非利用光領域を低減させることができる。したがって、従来の色収差補正光学素子を設けない構成と比較して、光源から射出された光束の利用効率の向上が図れる。また、光の利用効率の向上が図れるので、投射光学装置にて拡大投射される光学像をより鮮明に投影できる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明のプロジェクタは、照明光束を射出する照明光学装置と、前記照明光学装置から射出された光束を第１、第２、および第３の色光に分離する色分離光学装置と、前記色分離光学装置にて分離された前記第１から第３の色光を画像情報に応じて変調する第１、第２、および第３の光変調装置と、前記第１から第３の光変調装置にて変調された各色光を合成して光学像を形成する色合成光学装置と、前記色合成光学装置で形成された光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、前記照明光学装置は、光源装置から射出された光束を複数の部分光束に分割し、分割した複数の部分光束を集光して前記第１から第３の光変調装置の各画像形成領域上に重畳させるインテグレータ照明系を有し、前記照明光学装置から前記第１から第３の光変調装置までの各光路の幾何学的長さが同一に設定され、前記第１の色光のみに分離されてから前記第１の光変調装置までの前記第１の色光の光路と、前記第２の色光のみに分離されてから前記第２の光変調装置までの前記第２の色光の光路と、前記第３の色光のみに分離されてから前記第３の光変調装置までの前記第３の色光の光路とのうち少なくともいずれかの光路中に、色収差補正光学素子が設けられ、前記色収差補正光学素子は、前記照明光学装置による前記第１から第３の色光のうち少なくともいずれかの色光の結像位置を変更して前記照明光学装置から前記第１から第３の色光のうち少なくとも２つの色光の各結像位置までの光学的長さを略一致させ、前記第１から第３の光変調装置の各画像形成領域上に重畳される前記第１から第３の色光における前記部分光束が重なった照度の均一な各照明領域の大きさの差が最小となるように、前記第１から第３の色光のうち少なくとも２つの色光に関する色収差を補正することを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
ここで、照明光学装置としては、例えば、重畳レンズを含む構成の他、第１レンズアレイおよび第２レンズアレイで構成し、第２レンズアレイに重畳レンズの機能を付加した構成を採用してもよい。
本発明では、照明光学装置から各光変調装置までの各光路の幾何学的長さが同一に設定され、第１、第２、および第３の色光の各光路のうち少なくともいずれかの光路中に、色収差補正光学素子が配設されている。そして、色収差補正光学素子により、例えば、照明光学装置による第１、第２、第３の色光のうち少なくともいずれかの色光の結像位置を変更して照明光学装置から第１、第２、および第３の色光のうち少なくとも２つの色光の各結像位置までの光学的長さを略一致させることで、各光変調装置を照明する第１、第２、第３の色光のうち少なくとも２つの色光の照度が均一な各照明領域の大きさの差を最小にすることができる。このため、前記少なくとも２つの色光の各照明マージン量の差を最小に設定でき、光変調装置にて利用されない非利用光領域を低減させることができる。したがって、従来の色収差補正光学素子を設けない構成と比較して、光源から射出された光束の利用効率の向上が図れる。また、光の利用効率の向上が図れるので、投射光学装置にて拡大投射される光学像をより鮮明に投影できる。
【手続補正書】
【提出日】平成20年1月21日(2008.1.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
照明光束を射出する照明光学装置と、前記照明光学装置から射出された光束を第１、第２、および第３の色光に分離する色分離光学装置と、前記色分離光学装置にて分離された前記第１から第３の色光を画像情報に応じて変調する第１、第２、および第３の光変調装置と、前記第１から第３の光変調装置にて変調された各色光を合成して光学像を形成する色合成光学装置と、前記色合成光学装置で形成された光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、
前記照明光学装置は、光源装置から射出された光束を複数の部分光束に分割し、分割した複数の部分光束を集光して前記第１から第３の光変調装置の各画像形成領域上に重畳させるインテグレータ照明系を有し、
前記照明光学装置から前記第１の光変調装置までの光路の幾何学的長さと、前記照明光学装置から前記第２の光変調装置までの光路の幾何学的長さとが同一に設定され、
前記第１の色光と前記第２の色光とが分離されてから前記第１の光変調装置までの第１の色光の光路と、前記第１の色光と前記第２の色光とが分離されてから前記第２の光変調装置までの第２の色光の光路とのうち少なくともいずれかの光路中に、色収差補正光学素子が設けられ、
前記色収差補正光学素子は、
前記照明光学装置による前記第１の色光および前記第２の色光のうち少なくともいずれかの色光の結像位置を変更して前記照明光学装置から前記第１および第２の色光の各結像位置までの光学的長さを略一致させ、
前記第１の光変調装置を照明する前記第１の色光全体の照明領域のうち前記部分光束が重なっていない領域を除く前記部分光束が重なった照度の均一な第１の照明領域の大きさと、前記第２の光変調装置を照明する前記第２の色光全体の照明領域のうち前記部分光束が重なっていない領域を除く前記部分光束が重なった照度の均一な第２の照明領域の大きさの差が最小となるように、前記第１の色光と前記第２の色光とに関する色収差を補正することを特徴とするプロジェクタ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
照明光束を射出する照明光学装置と、前記照明光学装置から射出された光束を第１、第２、および第３の色光に分離する色分離光学装置と、前記色分離光学装置にて分離された前記第１から第３の色光を画像情報に応じて変調する第１、第２、および第３の光変調装置と、前記第１から第３の光変調装置にて変調された各色光を合成して光学像を形成する色合成光学装置と、前記色合成光学装置で形成された光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、
前記照明光学装置は、光源装置から射出された光束を複数の部分光束に分割し、分割した複数の部分光束を集光して前記第１から第３の光変調装置の各画像形成領域上に重畳させるインテグレータ照明系を有し、
前記照明光学装置から前記第１から第３の光変調装置までの各光路の幾何学的長さが同一に設定され、
前記第１の色光のみに分離されてから前記第１の光変調装置までの前記第１の色光の光路と、前記第２の色光のみに分離されてから前記第２の光変調装置までの前記第２の色光の光路と、前記第３の色光のみに分離されてから前記第３の光変調装置までの前記第３の色光の光路とのうち少なくともいずれかの光路中に、色収差補正光学素子が設けられ、
前記色収差補正光学素子は、
前記照明光学装置による前記第１から第３の色光のうち少なくともいずれかの色光の結像位置を変更して前記照明光学装置から前記第１から第３の色光のうち少なくとも２つの色光の各結像位置までの光学的長さを略一致させ、
前記第１から第３の光変調装置を照明する前記第１から第３の色光全体の各照明領域のうち前記部分光束が重なっていない領域を除く前記部分光束が重なった照度の均一な各照明領域の大きさの差が最小となるように、前記第１から第３の色光のうち少なくとも２つの色光に関する色収差を補正することを特徴とするプロジェクタ。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明のプロジェクタは、照明光束を射出する照明光学装置と、前記照明光学装置から射出された光束を第１、第２、および第３の色光に分離する色分離光学装置と、前記色分離光学装置にて分離された前記第１から第３の色光を画像情報に応じて変調する第１、第２、および第３の光変調装置と、前記第１から第３の光変調装置にて変調された各色光を合成して光学像を形成する色合成光学装置と、前記色合成光学装置で形成された光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、前記照明光学装置は、光源装置から射出された光束を複数の部分光束に分割し、分割した複数の部分光束を集光して前記第１から第３の光変調装置の各画像形成領域上に重畳させるインテグレータ照明系を有し、前記照明光学装置から前記第１の光変調装置までの光路の幾何学的長さと、前記照明光学装置から前記第２の光変調装置までの光路の幾何学的長さとが同一に設定され、前記第１の色光と前記第２の色光とが分離されてから前記第１の光変調装置までの第１の色光の光路と、前記第１の色光と前記第２の色光とが分離されてから前記第２の光変調装置までの第２の色光の光路とのうち少なくともいずれかの光路中に、色収差補正光学素子が設けられ、前記色収差補正光学素子は、前記照明光学装置による前記第１の色光および前記第２の色光のうち少なくともいずれかの色光の結像位置を変更して前記照明光学装置から前記第１および第２の色光の各結像位置までの光学的長さを略一致させ、前記第１の光変調装置を照明する前記第１の色光全体の照明領域のうち前記部分光束が重なっていない領域を除く前記部分光束が重なった照度の均一な第１の照明領域の大きさと、前記第２の光変調装置を照明する前記第２の色光全体の照明領域のうち前記部分光束が重なっていない領域を除く前記部分光束が重なった照度の均一な第２の照明領域の大きさの差が最小となるように、前記第１の色光と前記第２の色光とに関する色収差を補正することを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明のプロジェクタは、照明光束を射出する照明光学装置と、前記照明光学装置から射出された光束を第１、第２、および第３の色光に分離する色分離光学装置と、前記色分離光学装置にて分離された前記第１から第３の色光を画像情報に応じて変調する第１、第２、および第３の光変調装置と、前記第１から第３の光変調装置にて変調された各色光を合成して光学像を形成する色合成光学装置と、前記色合成光学装置で形成された光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、前記照明光学装置は、光源装置から射出された光束を複数の部分光束に分割し、分割した複数の部分光束を集光して前記第１から第３の光変調装置の各画像形成領域上に重畳させるインテグレータ照明系を有し、前記照明光学装置から前記第１から第３の光変調装置までの各光路の幾何学的長さが同一に設定され、前記第１の色光のみに分離されてから前記第１の光変調装置までの前記第１の色光の光路と、前記第２の色光のみに分離されてから前記第２の光変調装置までの前記第２の色光の光路と、前記第３の色光のみに分離されてから前記第３の光変調装置までの前記第３の色光の光路とのうち少なくともいずれかの光路中に、色収差補正光学素子が設けられ、前記色収差補正光学素子は、前記照明光学装置による前記第１から第３の色光のうち少なくともいずれかの色光の結像位置を変更して前記照明光学装置から前記第１から第３の色光のうち少なくとも２つの色光の各結像位置までの光学的長さを略一致させ、前記第１から第３の光変調装置を照明する前記第１から第３の色光全体の各照明領域のうち前記部分光束が重なっていない領域を除く前記部分光束が重なった照度の均一な各照明領域の大きさの差が最小となるように、前記第１から第３の色光のうち少なくとも２つの色光に関する色収差を補正することを特徴とする。
【国際調査報告】
2005114319.tif 000017
2005114319.tif 000018
2005114319.tif 000019
2005114319.tif 000020