JP2008209441A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】投写画像の白色むらを低減することが可能なプロジェクタを提供する。
【解決手段】照明装置１００と、照明装置１００からの光を複数の色光に分離して被照明領域に導光する色分離光学系２００と、色分離光学系２００で分離された３つの色光のうち１つの色光を被照明領域に導光するリレーレンズ３３０を有するリレー光学系３００と、３つの色光をそれぞれ画像情報に応じて変調する３つの液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、変調された各色光を合成するクロスダイクロイックプリズム５００と、合成された画像光を投写する投写光学系６００と、光源装置１１０からクロスダイクロイックプリズム５００までの光路内に配置される光軸補正光学系７００とを備えるプロジェクタ１０００。光軸補正光学系７００は、入射する光の光軸に対して射出される光の光軸を所定方向に傾けて射出するように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、プロジェクタに関する。

従来、照明装置からの光を、例えば赤色光、緑色光及び青色光の３つの色光に分離して被照明領域に導光する色分離光学系と、色分離光学系で分離された３つの色光のうち１つの色光（例えば青色光）を被照明領域に導光するリレーレンズを有するリレー光学系と、
色分離光学系及びリレー光学系により導光された３つの色光をそれぞれ画像情報に応じて変調する３つの電気光学変調装置とを備えるプロジェクタが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

従来のプロジェクタによれば、リレー光学系を備えているため、各電気光学変調装置の画像形成領域に照射される光をほぼ等しい大きさにすることが可能となる。

特開２００２−２１４５６５号公報

しかしながら、従来のプロジェクタにおいては、リレー光学系を通過する色光の光束はリレーレンズで交差されることから、リレー光学系を通過した色光は、リレー光学系を通過していない他の２つの色光とは、面内輝度分布のパターンが上下左右反転した形で電気光学変調装置の画像形成領域に照射されることとなる。このとき、照明装置からの光の面内光強度分布が完全には均一なものとはならないことがあり、このような場合には、各電気光学変調装置からの変調光を合成する際に、面内輝度分布が反転した関係にある変調光が含まれていることに起因して、スクリーンに投写される画像光に色むらが発生してしまう。特に白色の画像を投写表示した場合、綺麗な白色を表示できない部分（いわゆる白色むら）が発生するという問題がある。

そこで、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、投写画像の白色むらを低減することが可能なプロジェクタを提供することを目的とする。

本発明者は、上記した問題を解決するため、照明装置からの光の面内光強度分布が完全には均一なものとはならない原因について鋭意研究を重ねたところ、光源装置の光軸又は照明装置の光軸の傾きが原因の１つとして考えられるという知見を得た。

すなわち、従来のプロジェクタにおいては、ライトガイドの歪み等に起因して、光源装置の光軸又は照明装置の光軸が、設計されたシステム光軸に対して傾いてしまう場合がある。このため、照明装置からの光の面内光強度分布が完全には均一なものとはならず、結果として、スクリーンに投写される画像光に色むら、特に白色むらが発生するのである。

本発明者は、以上の知見に基づいて、光源装置から色合成光学系までの光路内に、入射する光の光軸に対して射出される光の光軸を所定方向に傾けて射出するように構成された光軸補正光学系を配置すれば、設計されたシステム光軸に対して光源装置の光軸又は照明装置の光軸が傾いている場合であっても、照明装置からの光の面内光強度分布が不均一になるのを抑制することができ、結果として、白色むらを低減することが可能となることに想到し、本発明を完成させるに至った。

本発明のプロジェクタは、照明光束を射出する光源装置を有する照明装置と、前記照明装置からの光を複数の色光に分離して被照明領域に導光する色分離光学系と、前記色分離光学系で分離された前記複数の色光のうち１つの色光を被照明領域に導光するリレーレンズを有するリレー光学系と、前記色分離光学系及び前記リレー光学系により導光された複数の色光をそれぞれ画像情報に応じて変調する複数の電気光学変調装置と、前記複数の電気光学変調装置によって変調された各色光を合成する色合成光学系と、前記色合成光学系で合成された画像光を投写する投写光学系と、前記光源装置から前記色合成光学系までの光路内に配置される光軸補正光学系とを備え、前記光軸補正光学系は、前記光軸補正光学系に入射する光の光軸に対して前記光軸補正光学系から射出される光の光軸を所定方向に傾けて射出するように構成されていることを特徴とする。

このため、本発明のプロジェクタによれば、光源装置から色合成光学系までの光路内に、上記した構成を有する光軸補正光学系が配置されているため、設計されたシステム光軸に対して光源装置の光軸又は照明装置の光軸が傾いている場合であっても、光軸補正光学系から射出される照明光束の光軸をシステム光軸に揃えることが可能となり、照明装置からの光の面内光強度分布が不均一になるのを抑制することが可能となる。これにより、リレー光学系によって１つの色光の面内輝度分布のパターンが上下左右反転されたとしても、リレー光学系を通過する前の光の面内輝度分布のパターンとほぼ同じものとすることが可能となる。つまり、各電気光学変調装置の画像形成領域に照射される光について、リレー光学系を通過した色光のものとリレー光学系を通過していない色光のものとがほぼ等しい面内輝度分布のパターンとなる。その結果、スクリーンに投写される画像光の色むら、特に白色むらを低減することが可能となる。

本発明のプロジェクタにおいては、前記光軸補正光学系は、光入射面及び光射出面の両面が平面で、かつ、両面が平行な関係にない板状部材からなることが好ましい。

このように構成することにより、入射する光の光軸に対して射出される光の光軸を所定方向に傾けることが可能となる。

本発明のプロジェクタにおいては、前記板状部材には、色補正用のダイクロイックフィルタが配置されていることが好ましい。

ところで、近年、家庭での映画鑑賞等の用途にプロジェクタを使用する機会が増えてきており、映画鑑賞等に適した色調の画面が表示されるように、シネマフィルタと呼ばれる色補正用のダイクロイックフィルタ（色域を広げるとともに黒浮きレベルを低減するためのフィルタ）を備えるプロジェクタも増えてきている。このような色補正用のダイクロイックフィルタを備えるプロジェクタにおいては、ダイクロイックフィルタを用いることによって投写画像の明るさが低減するため、上述した投写画像の白色むらがより目立ちやすい。
これに対し、本発明のプロジェクタによれば、光軸補正光学系としての板状部材に色補正用のダイクロイックフィルタが配置されているため、映画鑑賞等の用途に用いる場合であっても投写画像の白色むらを低減することが可能となる。

本発明のプロジェクタにおいては、前記光軸補正光学系は、光入射面及び光射出面のうち一方の面が曲率を有するレンズ面で、他方の面が平面であり、前記レンズ面の光軸が前記平面の垂線に対して傾いていることが好ましい。

このように構成することによっても、入射する光の光軸に対して射出される光の光軸を所定方向に傾けることが可能となる。

本発明のプロジェクタにおいては、前記光軸補正光学系は、光入射面及び光射出面の両面が曲率を有するレンズ面であり、前記光入射面のレンズ面の光軸が前記光射出面のレンズ面の光軸に対して傾いていることが好ましい。

このように構成することによっても、入射する光の光軸に対して射出される光の光軸を所定方向に傾けることが可能となる。

本発明のプロジェクタにおいては、前記光軸補正光学系は、前記色分離光学系よりも前段の光路内に配置されていることが好ましい。

このように構成することにより、色分離光学系よりも前段に配置された１つの光軸補正光学系によってすべての光路における面内輝度分布を一括して均一にすることが可能となる。

本発明のプロジェクタにおいては、前記光軸補正光学系の姿勢を調整することが可能な姿勢調整装置をさらに備えることが好ましい。

このように構成することにより、光軸補正光学系の姿勢（配置角度等）を微調整して、照明装置からの光の面内光強度分布が不均一になるのをさらに抑制することが可能となる。

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。なお、以下の実施形態では、設計されたシステム光軸に対して光源装置の光軸が傾いている場合を例示して説明する。

［実施形態１］
図１は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００の光学系を示す図である。図２は、光軸補正光学系７００を説明するために示す図である。なお、図２においては、本発明の効果の理解を容易にするために、設計されたシステム光軸ＯＣに対する光源装置の光軸１１０ａｘの傾きを誇張して示している。

以下の説明においては、互いに直交する３つの方向をそれぞれｚ軸方向（図１におけるシステム光軸ＯＣ方向）、ｘ軸方向（図１における紙面に平行かつｚ軸に直交する方向）及びｙ軸方向（図１における紙面に垂直かつｚ軸に直交する方向）とする。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、図１に示すように、照明装置１００と、照明装置１００からの照明光束を赤色光、緑色光及び青色光の３つの色光に分離して被照明領域に導光する色分離光学系２００と、色分離光学系２００で分離された３つの色光のうち青色光を被照明領域に導光するリレー光学系３００と、色分離光学系２００及びリレー光学系３００により導光された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、３つの液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂによって変調された色光を合成する色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム５００と、クロスダイクロイックプリズム５００によって合成された光をスクリーンＳＣＲ等の投写面に投写する投写光学系６００と、照明装置１００内に配置される光軸補正光学系７００と、光軸補正光学系７００の姿勢を調整することが可能な姿勢調整装置７０２とを備えたプロジェクタである。

照明装置１００は、被照明領域側に照明光束を射出する光源装置１１０と、光源装置１１０の被照明領域側に配置される凹レンズ１１８と、凹レンズ１１８から射出される照明光束を複数の部分光束に分割するための複数の第１小レンズ１２２を有する第１レンズアレイ１２０と、第１レンズアレイ１２０の複数の第１小レンズ１２２に対応する複数の第２小レンズ１３２を有する第２レンズアレイ１３０と、第２レンズアレイ１３０からの各部分光束を偏光方向の揃った略１種類の直線偏光に変換して射出する偏光変換素子１４０と、偏光変換素子１４０から射出される各部分光束を被照明領域で重畳させるための重畳レンズ１５０とを有する。

光源装置１１０は、楕円面リフレクタ１１４と、楕円面リフレクタ１１４の第１焦点近傍に発光中心を有する発光管１１２と、発光管１１２から被照明領域側に向けて射出される光を発光管１１２に向けて反射する副鏡１１６とを有する。光源装置１１０は、光源装置の光軸１１０ａｘを中心軸とする光束を射出する。なお、光源装置の光軸１１０ａｘは、設計されたシステム光軸ＯＣに対してｘ（−）方向に傾いている（図２参照。）。

発光管１１２は、管球部と、管球部の両側に延びる一対の封止部とを有する。管球部は、球状に形成された石英ガラス製であって、この管球部内に配置された一対の電極と、管球部内に封入された水銀、希ガス及び少量のハロゲンとを有する。発光管１１２としては、種々の発光管を採用でき、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等を採用できる。

楕円面リフレクタ１１４は、発光管１１２の一方の封止部に挿通・固着される筒状の首状部と、発光管１１２から放射された光を第２焦点位置に向けて反射する反射凹面とを有する。

副鏡１１６は、発光管１１２の管球部の略半分を覆い、楕円面リフレクタ１１４の反射凹面と対向して配置される反射手段である。副鏡１１６は、発光管１１２の他方の封止部に挿通・固着されている。副鏡１１６は、発光管１１２から放射された光のうち楕円面リフレクタ１１４に向かわない光を発光管１１２に戻し楕円面リフレクタ１１４に入射させる。

凹レンズ１１８は、楕円面リフレクタ１１４からの集束光を略平行光として射出する平行化レンズとしての機能を有し、楕円面リフレクタ１１４からの光を第１レンズアレイ１２０に向けて射出するように構成されている。

第１レンズアレイ１２０は、凹レンズ１１８からの光を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子としての機能を有し、複数の第１小レンズ１２２がシステム光軸ＯＣと直交する面内に複数行・複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。図示による説明は省略するが、第１小レンズ１２２の外形形状は、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域の外形形状に関して相似形である。

第２レンズアレイ１３０は、重畳レンズ１５０とともに、第１レンズアレイ１２０の各第１小レンズ１２２の像を液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域近傍に結像させる機能を有する。第２レンズアレイ１３０は、第１レンズアレイ１２０と略同様な構成を有し、複数の第２小レンズ１３２がシステム光軸ＯＣに直交する面内に複数行・複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。

偏光変換素子１４０は、第１レンズアレイ１２０により分割された各部分光束の偏光方向を、偏光方向の揃った略１種類の直線偏光として射出する偏光変換素子である。
偏光変換素子１４０は、光源装置１１０からの照明光束のうち一方の偏光成分（例えばＰ偏光成分）を有する光を透過し他方の偏光成分（例えばＳ偏光成分）を有する光をシステム光軸ＯＣに垂直な方向に反射する偏光分離層と、偏光分離層で反射された他方の偏光成分を有する光をシステム光軸ＯＣに平行な方向に反射する反射層と、偏光分離層を透過した一方の偏光成分を有する光を他方の偏光成分を有する光に変換する位相差板とを有する。

重畳レンズ１５０は、第１レンズアレイ１２０、第２レンズアレイ１３０及び偏光変換素子１４０を経た複数の部分光束を集光して液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域近傍に重畳させるための光学素子である。重畳レンズ１５０の光軸とシステム光軸ＯＣとが略一致するように、重畳レンズ１５０が配置されている。なお、重畳レンズ１５０は、複数のレンズを組み合わせた複合レンズで構成されていてもよい。

色分離光学系２００は、ダイクロイックミラー２１０，２２０と、反射ミラー２３０とを有する。色分離光学系２００は、重畳レンズ１５０から射出される照明光束を、赤色光、緑色光及び青色光の３つの色光に分離して、赤色光及び緑色光については液晶装置４００Ｒ，４００Ｇに、青色光についてはリレー光学系３００に導く機能を有する。

ダイクロイックミラー２１０，２２０は、基板上に所定の波長領域の光束を反射し、他の波長領域の光束を透過する波長選択膜が形成された光学素子である。光路前段に配置されるダイクロイックミラー２１０は、赤色光成分の光を反射し、その他の色光成分の光を透過させるミラーである。光路後段に配置されるダイクロイックミラー２２０は、青色光成分の光を透過し、緑色光成分の光を反射するミラーである。

ダイクロイックミラー２１０で反射された赤色光成分の光は、反射ミラー２３０により曲折され、集光レンズ４３０Ｒを介して赤色光用の液晶装置４００Ｒの画像形成領域に入射する。集光レンズ４３０Ｒは、重畳レンズ１５０からの各部分光束を各主光線に対して略平行な光束に変換するために設けられている。なお、他の集光レンズ４３０Ｇ，４３０Ｂも、集光レンズ４３０Ｒと同様に構成されている。

ダイクロイックミラー２１０を通過した緑色光成分及び青色光成分の光のうち緑色光成分の光は、ダイクロイックミラー２２０で反射され、集光レンズ３００Ｇを通過して緑色光用の液晶装置４００Ｇの画像形成領域に入射する。一方、青色光成分の光は、ダイクロイックミラー２２０を透過してリレー光学系３００に入射する。

リレー光学系３００は、入射側レンズ３１０と、入射側の反射ミラー３２０と、リレーレンズ３３０と、射出側の反射ミラー３４０とを有し、ダイクロイックミラー２２０を透過した青色光成分の光を液晶装置４００Ｂまで導く機能を有する。リレー光学系３００に入射した青色光成分の光は、入射側レンズ３１０を通過して反射ミラー３２０で曲折され、リレーレンズ３３０により面内輝度分布のパターンが上下左右反転された後、反射ミラー３４０で曲折されて集光レンズ４３０Ｂを通過して、青色光用の液晶装置４００Ｂの画像形成領域に入射する。

なお、青色光の光路にこのようなリレー光学系３００が設けられているのは、青色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、青色光の光路の長さが長いのでこのような構成とされているが、赤色光の光路の長さを長くして、リレー光学系３００を赤色光の光路に用いる構成も考えられる。

液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、画像情報に応じて照明光束を変調するものであり、照明装置１００の照明対象となる。
液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶を密閉封入したものであり、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、与えられた画像情報に従って、後述する入射側偏光板から射出された１種類の直線偏光の偏光方向を変調する。

なお、ここでは図示を省略したが、集光レンズ４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂと各液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとの間には、それぞれ入射側偏光板が介在配置され、各液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとクロスダイクロイックプリズム５００との間には、それぞれ射出側偏光板が介在配置されている。これら入射側偏光板、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ及び射出側偏光板によって入射する各色光の光変調が行われる。

クロスダイクロイックプリズム５００は、射出側偏光板から射出された各色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム５００は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた略Ｘ字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。略Ｘ字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の界面に形成された誘電体多層膜は、青色光を反射するものである。これらの誘電体多層膜によって赤色光及び青色光は曲折され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、３つの色光が合成される。

クロスダイクロイックプリズム５００から射出されたカラー画像は、投写光学系６００によって拡大投写され、スクリーンＳＣＲ上で大画面画像を形成する。

光軸補正光学系７００は、凹レンズ１１８と第１レンズアレイ１２０との間に配置されている。光軸補正光学系７００は、光入射面７００ｉ及び光射出面７００ｏの両面が平面で、かつ、両面が平行な関係にない板状のガラス部材からなる。光軸補正光学系７００は、光入射面７００ｉがシステム光軸ＯＣに直交する仮想平面に対して略平行となり、光射出面７００ｏが当該仮想平面対して所定角度傾いた状態で配置されている。光軸補正光学系７００は、図２に示すように、入射する光Ｌ１の光軸に対して射出される光Ｌ２の光軸を所定方向に傾けて射出するように構成されている。これにより、ｘ（−）方向に傾いていた照明光束の光軸を、システム光軸ＯＣに揃えることが可能となる。

姿勢調整装置７０２は、光軸補正光学系７００の姿勢（配置角度や回転角度など）を微調整するための調整装置である。

以上のように構成された実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、光源装置１１０からクロスダイクロイックプリズム５００までの光路内（凹レンズ１１８と第１レンズアレイ１２０との間）に、上記した構成を有する光軸補正光学系７００が配置されているため、設計されたシステム光軸ＯＣに対して光源装置の光軸１１０ａｘが傾いている場合であっても、光軸補正光学系７００から射出される照明光束の光軸をシステム光軸ＯＣに揃えることが可能となり、照明装置１００からの光の面内光強度分布が不均一になるのを抑制することが可能となる。これにより、リレー光学系３００によって１つの色光の面内輝度分布のパターンが上下左右反転されたとしても、リレー光学系３００を通過する前の光の面内輝度分布のパターンとほぼ同じものとすることが可能となる。つまり、各液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域に照射される光について、リレー光学系３００を通過した色光（青色光）のものとリレー光学系３００を通過していない色光（赤色光及び緑色光）のものとがほぼ等しい面内輝度分布のパターンとなる。その結果、スクリーンＳＣＲに投写される画像光の色むら、特に白色むらを低減することが可能となる。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、光軸補正光学系７００は、光入射面７００ｉ及び光射出面７００ｏの両面が平面で、かつ、両面が平行な関係にない板状部材からなるため、入射する光の光軸に対して射出される光の光軸を所定方向に傾けることが可能となる。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、光軸補正光学系７００は、色分離光学系２００よりも前段の光路内に配置されているため、色分離光学系２００よりも前段に配置された１つの光軸補正光学系７００によってすべての光路における面内輝度分布を一括して均一にすることが可能となる。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、光軸補正光学系７００の姿勢を調整することが可能な姿勢調整装置７０２をさらに備えるため、光軸補正光学系７００の姿勢（配置角度等）を微調整して、照明装置１００からの光の面内光強度分布が不均一になるのをさらに抑制することが可能となる。

［実施形態２］
図３は、実施形態２に係るプロジェクタ１００２の光学系を示す図である。なお、図３において、図１と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

実施形態２に係るプロジェクタ１００２は、基本的には実施形態１に係るプロジェクタ１０００とよく似た構成を有するが、色補正用のダイクロイックフィルタをさらに備える点で、実施形態１に係るプロジェクタ１０００とは異なる。

すなわち、実施形態２に係るプロジェクタ１００２においては、図３に示すように、光軸補正光学系７００の光入射面７００ｉに、色補正用のダイクロイックフィルタ７０４が配置されている。色補正用のダイクロイックフィルタ７０４は、映画鑑賞等に適した色調の画面が表示されるように、色域を広げるとともに黒浮きレベルを低減するためのフィルタである。

このように、実施形態２に係るプロジェクタ１００２は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００とは、色補正用のダイクロイックフィルタをさらに備える点で異なるが、実施形態１に係るプロジェクタ１０００の場合と同様に、光軸補正光学系７００を備えるため、設計されたシステム光軸ＯＣに対する光源装置の光軸１１０ａｘが傾いている場合であっても、光軸補正光学系７００から射出される照明光束の光軸をシステム光軸ＯＣに揃えることが可能となり、照明装置１０２からの光の面内光強度分布が不均一になるのを抑制することが可能となる。その結果、スクリーンＳＣＲに投写される画像光の色むら、特に白色むらを低減することが可能となる。

また、実施形態２に係るプロジェクタ１００２においては、光軸補正光学系７００に色補正用のダイクロイックフィルタ７０４が配置されているため、映画鑑賞等の用途に用いる場合であっても投写画像の白色むらを低減することが可能となる。

実施形態２に係るプロジェクタ１００２は、色補正用のダイクロイックフィルタをさらに備える点以外の点では、実施形態１に係るプロジェクタ１０００と同様の構成を有するため、実施形態１に係るプロジェクタ１０００が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。

［実施形態３］
図４は、実施形態３に係るプロジェクタ１００４の光学系を示す図である。なお、図４において、図１と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

実施形態３に係るプロジェクタ１００４は、基本的には実施形態１に係るプロジェクタ１０００とよく似た構成を有するが、光軸補正光学系の構成が、実施形態１に係るプロジェクタ１０００とは異なる。

すなわち、実施形態３に係るプロジェクタ１００４においては、図４に示すように、実施形態１で説明した凹レンズ１１８と光軸補正光学系７００とが一体化されてなる光軸補正光学系７１０を備える。

光軸補正光学系７１０は、光入射面７１０ｉが曲率を有するレンズ面で、光射出面７１０ｏが平面であるガラス部材からなる。レンズ面である光入射面７１０ｉの光軸が平面である光射出面７１０ｏの垂線に対して傾いていることにより、光入射面７１０ｉに入射する光の光軸に対して光射出面７１０ｏから射出される光の光軸を所定方向に傾けて射出することが可能となる。光軸補正光学系７１０の光入射面７１０ｉは、実施形態１で説明した凹レンズ１１８のレンズ面と同様に、楕円面リフレクタ１１４からの集束光を略平行光として射出する機能を有する（光入射面７１０ｉの光軸と光源装置の光軸１１０ａｘとは略一致している。）。光軸補正光学系７１０は、光射出面７１０ｏがシステム光軸ＯＣに直交する仮想平面に対して所定角度傾いた状態で配置されている。光軸補正光学系７１０は、実施形態１で説明した光軸補正光学系７００の場合と同様に、光射出面７１０ｏから射出される光の光軸をシステム光軸ＯＣに揃えるように、入射する光の光軸（光源装置の光軸１１０ａｘ）に対して射出される光の光軸を所定方向に傾けて射出するように構成されている。

また、光軸補正光学系７１０には、光軸補正光学系７１０の姿勢（回転角度など）を微調整するための姿勢調整装置７１２が配置されている。

このように、実施形態３に係るプロジェクタ１００４は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００とは、光軸補正光学系の構成が異なるが、実施形態１に係るプロジェクタ１０００の場合と同様に、入射する光の光軸に対して射出される光の光軸を所定方向に傾けて射出するように構成された光軸補正光学系７１０を備えるため、設計されたシステム光軸ＯＣに対する光源装置の光軸１１０ａｘが傾いている場合であっても、光軸補正光学系７１０から射出される照明光束の光軸をシステム光軸ＯＣに揃えることが可能となり、照明装置１０４からの光の面内光強度分布が不均一になるのを抑制することが可能となる。その結果、スクリーンＳＣＲに投写される画像光の色むら、特に白色むらを低減することが可能となる。

実施形態３に係るプロジェクタ１００４は、光軸補正光学系の構成が異なる点以外の点では、実施形態１に係るプロジェクタ１０００と同様の構成を有するため、実施形態１に係るプロジェクタ１０００が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。

以上、本発明のプロジェクタを上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

（１）上記各実施形態に係るプロジェクタ１０００〜１００４においては、設計されたシステム光軸ＯＣに対して光源装置の光軸１１０ａｘがｘ（−）方向に傾いている場合を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。光源装置の光軸１１０ａｘが、例えば、ｘ（＋）方向に傾いている場合にも、ｙ（＋）方向又はｙ（−）方向に傾いている場合にも、さらにはｘ方向及びｙ方向の両方向に傾いている場合にも、当該傾きに応じた光軸補正光学系を用いることにより、光軸補正光学系から射出される照明光束の光軸をシステム光軸ＯＣに揃えることが可能となり、照明装置からの光の面内光強度分布が不均一になるのを抑制することが可能となる。

（２）上記各実施形態に係るプロジェクタ１０００〜１００４においては、設計されたシステム光軸ＯＣに対して光源装置の光軸１１０ａｘが傾いている場合を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、設計されたシステム光軸ＯＣに対して照明装置の光軸が傾いている場合にも、本発明を適用することが可能である。

（３）上記実施形態１及び２に係るプロジェクタ１０００，１００２においては、光軸補正光学系として、光入射面及び光射出面の両面が平面で、かつ、両面が平行な関係にない板状部材からなる光軸補正光学系７００を例示し、上記実施形態３に係るプロジェクタ１００４においては、光入射面が曲率を有するレンズ面で、光射出面が平面であり、レンズ面である光入射面の光軸が平面である光射出面の垂線に対して傾いている光軸補正光学系７１０を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。光軸補正光学系として、光入射面及び光射出面の両面が曲率を有するレンズ面であり、光入射面のレンズ面の光軸が光射出面のレンズ面の光軸に対して傾いている光軸補正光学系を用いてもよい。

（４）上記実施形態１及び２に係るプロジェクタ１０００，１００２においては、光軸補正光学系７００を、光入射面７００ｉが照明装置の光軸に直交する仮想平面に対して略平行となり、光射出面７００ｏが当該仮想平面対して所定角度傾いた状態となるように配置したが、本発明はこれに限定されるものではなく、光射出面７００ｏが照明装置の光軸に直交する仮想平面に対して略平行となり、光入射面７００ｉが当該仮想平面に対して所定角度傾いた状態となるように配置してもよいし、光入射面７００ｉ及び光射出面７００ｏの両面が当該仮想平面対して所定角度傾いた状態となるように配置してもよい。

（５）上記実施形態３に係るプロジェクタ１００４においては、光軸補正光学系７１０は、平面側に光軸補正機能（光入射面に入射する光の光軸に対して光射出面から射出される光の光軸を所定方向に傾ける機能）を持たせていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、レンズ面側に当該光軸補正機能を持たせてもよい。

（６）上記実施形態３に係るプロジェクタ１００４においては、凹レンズ１１８の光射出面（レンズ面ではない方の面）に光軸補正機能を持たせた光軸補正光学系７１０を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、重畳レンズの片面又は両面に光軸補正機能を持たせてもよいし、第１レンズアレイ又は第２レンズアレイの片面に光軸補正機能を持たせてもよいし、光源装置がフロントガラスを有する場合には、当該フロントガラスの片面又は両面に光軸補正機能を持たせてもよい。

（７）上記各実施形態に係るプロジェクタ１０００〜１００４においては、１つの光軸補正光学系を用いた場合を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、２つ以上の光軸補正光学系を用いて、照明装置からの光の面内光強度分布が不均一になるのを抑制してもよい。

（８）上記各実施形態に係るプロジェクタ１０００〜１００４においては、光軸補正光学系７００，７１０は、照明装置１００〜１０４内における光源装置１１０と第１レンズアレイ１２０との間に配置されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、照明装置１００〜１０４内における他の位置に配置されていてもよいし、色分離光学系２００内やリレー光学系３００内に配置されていてもよい。色分離光学系２００内に配置する場合には、例えば、ダイクロイックミラー２１０と反射ミラー２３０との間に光軸補正光学系を配置するとともに、ダイクロイックミラー２１０とダイクロイックミラー２２０との間に光軸補正光学系を配置して、各液晶装置の画像形成領域に照射される光について、面内輝度分布のパターンを揃えることとしてもよい。

（９）上記実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、凹レンズ１１８と光軸補正光学系７００とは離隔して配置されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、凹レンズ１１８と光軸補正光学系７００とが接着剤を介して接着されていてもよい。

（１０）上記各実施形態に係るプロジェクタ１０００〜１００４においては、発光管に配設される反射手段として副鏡を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、反射手段として反射膜を用いることも好ましい。また、上記各実施形態に係るプロジェクタ１０００〜１００４においては、発光管に反射手段としての副鏡が配設されたプロジェクタを例示して説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、副鏡が配設されていないプロジェクタに本発明を適用することも可能である。

（１１）上記実施形態１及び２に係るプロジェクタ１０００，１００２においては、光源装置として、楕円面リフレクタからなる光源装置を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、放物面リフレクタからなる光源装置を用いることも好ましい。この場合には、凹レンズは備えていなくともよい。

（１２）上記各実施形態に係るプロジェクタ１０００〜１００４においては、光均一化光学系として、レンズアレイからなるレンズインテグレータ光学系を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ロッド部材からなるロッドインテグレータ光学系をも好ましく用いることができる。

（１３）上記各実施形態に係るプロジェクタ１０００〜１００４は透過型のプロジェクタであるが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は反射型のプロジェクタにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、透過型の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。

（１４）上記各実施形態に係るプロジェクタ１０００〜１００４においては、３つの液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂを用いたプロジェクタを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、１つ、２つ又は４つ以上の液晶装置を用いたプロジェクタにも適用可能である。

（１５）上記各実施形態に係るプロジェクタ１０００〜１００４においては、電気光学変調装置として液晶装置を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。電気光学変調装置としては、一般に、画像情報に応じて入射光を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。

（１６）本発明は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクタに適用する場合にも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクタに適用する場合にも可能である。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００の光学系を示す図。 光軸補正光学系７００を説明するために示す図。 実施形態２に係るプロジェクタ１００２の光学系を示す図。 実施形態３に係るプロジェクタ１００４の光学系を示す図。

符号の説明

１００，１０２，１０４…照明装置、１１０ａｘ…光源装置の光軸、１１０…光源装置、１１２…発光管、１１４…楕円面リフレクタ、１１６…副鏡、１１８…凹レンズ、１２０…第１レンズアレイ、１２２…第１小レンズ、１３０…第２レンズアレイ、１３２…第２小レンズ、１４０…偏光変換素子、１５０…重畳レンズ、２００…色分離光学系、２１０，２２０…ダイクロイックミラー、２３０，３２０，３４０…反射ミラー、３００…リレー光学系、３１０…入射側レンズ、３３０…リレーレンズ、４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ…液晶装置、４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂ…集光レンズ、５００…クロスダイクロイックプリズム、６００…投写光学系、７００，７１０…光軸補正光学系、７００ｉ，７１０ｉ…（光軸補正光学系の）光入射面、７００ｏ，７１０ｏ…（光軸補正光学系の）光射出面、７０２，７１２…姿勢調整装置、７０４…（色補正用の）ダイクロイックフィルタ、１０００，１００２，１００４…プロジェクタ、Ｌ１，Ｌ２…光、ＯＣ…システム光軸、ＳＣＲ…スクリーン

Claims (7)

1. 照明光束を射出する光源装置を有する照明装置と、
   前記照明装置からの光を複数の色光に分離して被照明領域に導光する色分離光学系と、
   前記色分離光学系で分離された前記複数の色光のうち１つの色光を被照明領域に導光するリレーレンズを有するリレー光学系と、
   前記色分離光学系及び前記リレー光学系により導光された複数の色光をそれぞれ画像情報に応じて変調する複数の電気光学変調装置と、
   前記複数の電気光学変調装置によって変調された各色光を合成する色合成光学系と、
   前記色合成光学系で合成された画像光を投写する投写光学系と、
   前記光源装置から前記色合成光学系までの光路内に配置される光軸補正光学系とを備え、
   前記光軸補正光学系は、前記光軸補正光学系に入射する光の光軸に対して前記光軸補正光学系から射出される光の光軸を所定方向に傾けて射出す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。
2. 請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
   前記光軸補正光学系は、光入射面及び光射出面の両面が平面で、かつ、両面が平行な関係にない板状部材からなることを特徴とするプロジェクタ。
3. 請求項２に記載のプロジェクタにおいて、
   前記板状部材には、色補正用のダイクロイックフィルタが配置されていることを特徴とするプロジェクタ。
4. 請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
   前記光軸補正光学系は、光入射面及び光射出面のうち一方の面が曲率を有するレンズ面で、他方の面が平面であり、前記レンズ面の光軸が前記平面の垂線に対して傾いていることを特徴とするプロジェクタ。
5. 請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
   前記光軸補正光学系は、光入射面及び光射出面の両面が曲率を有するレンズ面であり、前記光入射面のレンズ面の光軸が前記光射出面のレンズ面の光軸に対して傾いていることを特徴とするプロジェクタ。
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、
   前記光軸補正光学系は、前記色分離光学系よりも前段の光路内に配置されていることを特徴とするプロジェクタ。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
   前記光軸補正光学系の姿勢を調整することが可能な姿勢調整装置をさらに備えることを特徴とするプロジェクタ。

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