JP2021033072A - プロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】重畳レンズのバックフォーカスを短縮した、小型化が容易なプロジェクターを提供すること。【解決手段】プロジェクター１は、光源１０２と、光源１０２から出射された照明光ＬＷを平行化するコリメーター光学系１１０と、コリメーター光学系１１０から出射された照明光ＬＷを均一化する一対のマルチレンズアレイ１２１，１２２と、一対のマルチレンズアレイ１２１，１２２から出射された照明光ＬＷが入射され、負のパワーを有する凹レンズ１５１と、凹レンズ１５１から出射された光が入射され、正のパワーを有する凸レンズ１５２ａと、凸レンズ１５２ａから出射された光を画像情報に応じて変調して画像光を形成する液晶装置４００Ｂと、画像光を投射する投射光学装置６００と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、プロジェクターに関する。

従来、光源から出射される光に対して、コリメーター光学系、マルチレンズアレイ、重畳レンズ、および液晶装置などが配置されたプロジェクターが知られていた。例えば、特許文献１には、コリメーター光学系として、凹レンズと凸レンズとから成るコンデンサレンズ、所謂レトロフォーカス型の光学系を用いた投射形表示装置が開示されている。

特開２０００−２２１５８５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の投射形表示装置では、装置を小型化することが難しいという課題があった。詳しくは、装置を小型化するには、マルチレンズアレイであるフライアイレンズ側のレンズ、すなわち重畳レンズの焦点距離を短縮することが望ましい。これに対して、単純に重畳レンズの焦点距離を短縮すると、重畳レンズから出射される光が大きな入射角度で絞られるため、透過表示素子側のフィールドレンズの曲率を小さくする必要がある。そのため、収差の拡大や、透過表示素子におけるコントラストの低下を招く場合があった。すなわち、重畳レンズの焦点距離を短縮することが難しかった。

また、光源からフライアイレンズまでを小型化すると光源のサイズも小さくなり、光源の明るさを確保しにくくなる。光源のサイズを維持しつつ光源からフライアイレンズまでを小型化するには、重畳レンズの焦点距離を併せて短縮する必要がある。すなわち、重畳レンズの焦点距離を短縮すると共に、重畳レンズのバックフォーカスを短縮した、小型化が容易なプロジェクターが求められていた。

プロジェクターは、光源と、光源から出射された光を平行化する第１光学系と、第１光学系から出射された光を均一化する第２光学系と、第２光学系から出射された光が入射され、負のパワーを有する第１光学素子と、第１光学素子から出射された光が入射され、正のパワーを有する第２光学素子と、第２光学素子から出射された光を画像情報に応じて変調して画像光を形成する光変調装置と、画像光を投射する投射光学装置と、を備える。

上記のプロジェクターにおいて、光源は、発光素子を有することが好ましい。

上記のプロジェクターにおいて、光源は、蛍光体を有することが好ましい。

上記のプロジェクターにおいて、第１光学素子は、凹面を有し、凹面は、非球面であることが好ましい。

上記のプロジェクターにおいて、第２光学素子は、凸面を有し、凸面は、非球面であることが好ましい。

上記のプロジェクターにおいて、第２光学素子は、凹面ミラーであり、第１光学素子と第２光学素子との間には、偏光変換素子および１／４位相差板が設けられることが好ましい。

上記のプロジェクターにおいて、凹面ミラーの凹面は、非球面であることが好ましい。

第１実施形態に係るプロジェクターの構成を示す概略図。 光源の構成を示す概略図。 重畳レンズを含む、光源から液晶装置までの構成を示す模式図。 従来の重畳レンズを含む、光源から液晶装置までの構成を示す模式図。 第２実施形態に係るプロジェクターの構成を示す概略図。 比較例としての液晶装置における入射角特性を示す図。 実施例としての液晶装置における入射角特性を示す図。 比較例としての液晶装置における照度分布を示す図。 実施例としての液晶装置における照度分布を示す図。 第３実施形態に係るプロジェクターの構成を示す概略図。 第４実施形態に係るプロジェクターの構成を示す概略図。

１．第１実施形態
１．１．プロジェクターの構成
本実施形態では、光変調装置である液晶装置を３個備えたプロジェクターを例示する。本実施形態に係るプロジェクター１は、光源から出射された光を変調して画像情報に応じた画像を形成し、形成された各色の画像をスクリーンなどの被投射面上に拡大投射する投射型の画像表示装置である。

第１実施形態に係るプロジェクター１の光学系の構成について、図１を参照して説明する。図１は、第１実施形態に係るプロジェクター１の構成を示す概略図である。

図１に示すように、プロジェクター１は、光源１０２、第１光学系としてのコリメーター光学系１１０、第２光学系としての一対のマルチレンズアレイ１２１，１２２、偏光変換素子１４０、第１光学素子としての凹レンズ１５１、第２光学素子としての凸レンズ１５２ａ，１５２ｂ、色分離導光光学系２０、光変調装置としての３個の液晶装置４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒ、色合成素子５００、および投射光学装置６００を備えている。なお、図示を省略するが、プロジェクター１は、プロジェクター１の動作を制御する制御装置、プロジェクター１の電子部品に電力を供給する電源装置、および光源などを冷却する冷却装置を備えている。

プロジェクター１には、コリメーター光学系１１０および一対のマルチレンズアレイ１２１，１２２の光軸である照明光軸Ａｘが設定されている。プロジェクター１では、コリメーター光学系１１０から投射光学装置６００までが、照明光軸Ａｘに対応する所定位置に配置される。

光源１０２は、白色の照明光ＬＷをコリメーター光学系１１０に向け出射する。光源１０２は、図示しない、発光素子および蛍光体を有している。光源１０２の詳細は後述する。

コリメーター光学系１１０は、光源１０２から出射された照明光ＬＷを平行化し、一対のマルチレンズアレイ１２１，１２２に向け出射する。コリメーター光学系１１０は、光源１０２からの照明光ＬＷの広がりを抑える第１レンズ１１１と、第１レンズ１１１からの照明光ＬＷを略平行化する第２レンズ１１２とを備えている。

一対のマルチレンズアレイ１２１，１２２は、後述する重畳レンズ１５０と共に、コリメーター光学系１１０から出射された照明光ＬＷを均一化する。マルチレンズアレイ１２１は、複数の小レンズ１２１ａを有している。複数の小レンズ１２１ａは、コリメーター光学系１１０から入射された照明光ＬＷを、複数の部分光束に分割してマルチレンズアレイ１２２に向け出射する。複数の小レンズ１２１ａは、照明光軸Ａｘと直交する面内に、複数行および複数列のマトリクス状に配置される。図示を省略するが、小レンズ１２１ａの外形形状は、液晶装置４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒの画像形成領域の外形形状に対して略相似形である。

マルチレンズアレイ１２２は、マルチレンズアレイ１２１の複数の小レンズ１２１ａに対応する、複数の小レンズ１２２ａを有している。マルチレンズアレイ１２２は、凹レンズ１５１および凸レンズ１５２ａ，１５２ｂと共に、マルチレンズアレイ１２１における複数の小レンズ１２１ａの面を、液晶装置４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒの画像形成領域の近傍に結像させる。複数の小レンズ１２２ａは、照明光軸Ａｘと直交する面内に、複数行および複数列のマトリクス状に配置される。一対のマルチレンズアレイ１２１，１２２から出射された照明光ＬＷは、偏光変換素子１４０に入射する。

偏光変換素子１４０は、マルチレンズアレイ１２１によって分割された照明光ＬＷの各部分光束を、偏光方向が揃った直線偏光に変換して凹レンズ１５１に向け出射する。偏光変換素子１４０は、図示を省略するが、偏光分離層、反射層、および位相差板を有している。偏光分離層は、照明光ＬＷに含まれる偏光成分のうち、一方の直線偏光成分をそのまま透過させ、他方の直線偏光成分を照明光軸Ａｘに垂直な方向に反射させる。反射層は、偏光分離層で反射された他方の直線偏光成分を、照明光軸Ａｘに平行な方向に反射する。位相差板は、反射層で反射された他方の直線偏光成分を、一方の直線偏光成分に変換する。

プロジェクター１では、凹レンズ１５１と凸レンズ１５２ａ，１５２ｂとによって、レトロフォーカス型の重畳レンズ１５０が形成されている。重畳レンズ１５０は、偏光変換素子１４０から出射された照明光ＬＷの各部分光束を集光して、液晶装置４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒの画像形成領域の近傍に重畳させる。重畳レンズ１５０は、重畳レンズ１５０の光軸と照明光軸Ａｘとが略一致するように配置されている。重畳レンズ１５０のうち、凹レンズ１５１と凸レンズ１５２ａ，１５２ｂとの間には、色分離導光光学系２０の後述するダイクロイックミラー２１が配置されている。そのため、凹レンズ１５１を透過された照明光ＬＷの各部分光束は、ダイクロイックミラー２１へ向け出射される。重畳レンズ１５０の詳細は後述する。

色分離導光光学系２０は、ダイクロイックミラー２１，２２、反射ミラー２３，２４，２５、およびリレーレンズ２６，２７を有している。色分離導光光学系２０は、光源１０２から出射された照明光ＬＷを、赤色光ＬＲと緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに分離して、各色光に対応する液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂに導く。

ダイクロイックミラー２１は、照明光ＬＷの各部分光束のうち、赤色光成分を透過させ、緑色光成分および青色光成分を反射させる。そして、赤色光成分、すなわち赤色光ＬＲは、重畳レンズ１５０の凸レンズ１５２ｂに入射されて反射ミラー２３へ向け出射される。緑色光成分および青色光成分は、重畳レンズ１５０の凸レンズ１５２ａに入射されてダイクロイックミラー２２に向け出射される。すなわち、凹レンズ１５１と凸レンズ１５２ｂとは、赤色光成分用の重畳レンズ１５０を構成している。凹レンズ１５１と凸レンズ１５２ａとは、緑色光成分および青色光成分用の重畳レンズ１５０を構成している。

凸レンズ１５２ｂから出射された赤色光ＬＲは、反射ミラー２３で反射されてフィールドレンズ３００Ｒに向け出射される。赤色光ＬＲとは、特に限定されないが、例えば概ね５９０ｎｍから７００ｎｍの波長帯域に属する光である。

ダイクロイックミラー２２は、緑色光成分、すなわち緑色光ＬＧを反射させ、青色光成分、すなわち青色光ＬＢを透過させる。緑色光ＬＧとは、特に限定されないが、例えば概ね５００ｎｍから５９０ｎｍの波長帯域に属する光である。青色光ＬＢとは、特に限定されないが、例えば概ね４００ｎｍから５００ｎｍの波長帯域に属する光である。

ダイクロイックミラー２２で反射された緑色光ＬＧは、フィールドレンズ３００Ｇに向け出射される。ダイクロイックミラー２２を透過された青色光ＬＢは、リレーレンズ２６を経て反射ミラー２４に反射され、リレーレンズ２７を経て反射ミラー２５に反射されて、フィールドレンズ３００Ｂに向け出射される。青色光ＬＢは、赤色光ＬＲや緑色光ＬＧと比べて光路が長いため、光束が広がりやすい。そのため、リレーレンズ２６，２７を用いて光束の拡大を抑え、赤色光ＬＲや緑色光ＬＧと同じ照明分布となるようにしている。

フィールドレンズ３００Ｒは、色分離導光光学系２０と液晶装置４００Ｒとの間に配置され、液晶装置４００Ｒに入射される赤色光ＬＲを略平行化する。フィールドレンズ３００Ｇは、色分離導光光学系２０と液晶装置４００Ｇとの間に配置され、液晶装置４００Ｇに入射される緑色光ＬＧを略平行化する。フィールドレンズ３００Ｂは、色分離導光光学系２０と液晶装置４００Ｂとの間に配置され、液晶装置４００Ｂに入射する青色光ＬＢの主光線を略平行化してテレセントリックにする。

液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂのそれぞれは、入射された各色光を画像情報に応じて変調して画像光を形成する。各色の画像光は、色合成素子５００に向けて出射される。液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂには、それぞれ透過型の液晶パネルが採用されている。図示を省略するが、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂのそれぞれには、光入射側に入射側偏光板が、光出射側に出射側偏光板が配置されて、透過型の液晶ライトバルブが形成されている。なお、光変調装置は、透過型の液晶パネルに限定されず、反射型の液晶パネルやＤＭＤ（Digital Micromirror Device）などであってもよい。また、光変調装置の数は３個に限定されない。

色合成素子５００は、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂから出射された各色の画像光を合成し、カラーの画像光を形成して投射光学装置６００に向け出射する。色合成素子５００は、４個の直角プリズムを貼り合わせた、平面視で略正方形のクロスダイクロイックプリズムで構成されている。４個の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。本実施形態では、色合成素子５００としてクロスダイクロイックプリズムを用いているが、これに限定されない。色合成素子５００は、例えば、複数のダイクロイックミラーを含む構成であってもよい。

色合成素子５００から出射されたカラーの画像光は、投射光学装置６００によって拡大投射され、図示しないスクリーンなどの被投射面上にカラー画像が形成される。投射光学装置６００は、例えば、筒状の鏡筒内に複数のレンズが収納された組レンズを含む。

１．２．光源の構成
本実施形態の光源１０２の構成について、図２を参照して説明する。図２は、光源の構成を示す概略図である。

図２に示すように、光源１０２は、光源用筐体ＣＡと、光源用筐体ＣＡ内にそれぞれ収容される光源部４１、アフォーカル光学素子４２、ホモジナイザー光学素子４３、偏光分離素子４４、第１集光素子４５、波長変換素子４６、第１位相差素子４７、第２集光素子４８、拡散反射装置４９、および第２位相差素子ＲＰを備えている。光源用筐体ＣＡは、塵埃などが内部に侵入しにくい密閉筐体である。

光源部４１、アフォーカル光学素子４２、ホモジナイザー光学素子４３および偏光分離素子４４と、第１位相差素子４７、第２集光素子４８および拡散反射装置４９と、は、光源１０２に設定された照明光軸Ａｘ１上に配置されている。波長変換素子４６、第１集光素子４５、偏光分離素子４４および第２位相差素子ＲＰは、照明光軸Ａｘ１に直交すると共に、光源１０２に設定された照明光軸Ａｘ２上に配置されている。なお、光源１０２に設定される照明光軸Ａｘ２と、プロジェクター１に設定される照明光軸Ａｘとは、一致することに限定されない。

光源部４１は、光を出射する発光素子としての、複数の第１半導体レーザー４１２および複数の第２半導体レーザー４１３、支持部材４１４、およびコリメーターレンズ４１５を備えている。第１半導体レーザー４１２は、励起光であるｓ偏光の青色光Ｌ１ｓを出射する。青色光Ｌ１ｓは、例えば、ピーク波長が４４０ｎｍのレーザー光である。第１半導体レーザー４１２から出射された青色光Ｌ１ｓは、波長変換素子４６に入射される。第２半導体レーザー４１３は、ｐ偏光の青色光Ｌ２ｐを出射する。青色光Ｌ２ｐは、例えば、ピーク波長が４６０ｎｍのレーザー光である。第２半導体レーザー４１３から出射された青色光Ｌ２ｐは、拡散反射装置４９に入射される。

光源１０２は、発光素子を有するため、放電型の光源と比べて、光源１０２が点灯までに要する時間が短縮され、プロジェクター１が画像などを投射するまでの待ち時間を短縮することができる。

支持部材４１４は、照明光軸Ａｘ１と直交する平面にそれぞれアレイ状に配置された複数の第１半導体レーザー４１２および複数の第２半導体レーザー４１３を支持する。支持部材４１４は、熱伝導性を有する金属製部材である。支持部材４１４は、複数の第１半導体レーザー４１２および複数の第２半導体レーザー４１３を冷却するために、図示しない冷却装置に接続されていてもよい。

第１半導体レーザー４１２から出射された青色光Ｌ１ｓ、および第２半導体レーザー４１３から出射された青色光Ｌ２ｐは、コリメーターレンズ４１５によって平行光束に変換され、アフォーカル光学素子４２に入射される。なお、本実施形態では、複数の第１半導体レーザー４１２および複数の第２半導体レーザー４１３は、ｓ偏光の青色光Ｌ１ｓと、ｐ偏光の青色光Ｌ２ｐとを出射する構成であるが、これに限定されず、偏光方向が同じ直線偏光光である青色光を出射する構成であってもよい。この場合、入射された１種類の直線偏光をｓ偏光およびｐ偏光が含まれる光とする位相差素子が、光源部４１と偏光分離素子４４との間に配置されればよい。

アフォーカル光学素子４２は、光源部４１から入射される青色光Ｌ１ｓ，Ｌ２ｐの光束径を調整して、ホモジナイザー光学素子４３に入射させる。アフォーカル光学素子４２は、入射される光を集光するレンズ４２１と、レンズ４２１によって集光された光束を平行化するレンズ４２２と、によって構成されている。ホモジナイザー光学素子４３は、青色光Ｌ１ｓ，Ｌ２ｐの照度分布を均一化する。ホモジナイザー光学素子４３は、一対のアレイ状のマルチレンズ４３１，４３２によって構成されている。ホモジナイザー光学素子４３を通過した青色光Ｌ１ｓ，Ｌ２ｐは、偏光分離素子４４に入射される。

偏光分離素子４４は、例えば、プリズム型の偏光ビームスプリッターであり、入射される光に含まれるｓ偏光成分とｐ偏光成分とを分離する。具体的には、偏光分離素子４４は、ｓ偏光成分を反射させ、ｐ偏光成分を透過させる。また、偏光分離素子４４は、ｓ偏光成分およびｐ偏光成分のいずれの偏光成分であっても、所定波長以上の光を透過させる色分離特性を有している。したがって、ｓ偏光の青色光Ｌ１ｓは、偏光分離素子４４にて反射され、第１集光素子４５に入射される。一方、ｐ偏光の青色光Ｌ２ｐは、偏光分離素子４４に透過されて、第１位相差素子４７に向け出射される。

第１集光素子４５は、偏光分離素子４４にて反射された青色光Ｌ１ｓを波長変換素子４６に集光する。また、第１集光素子４５は、波長変換素子４６から入射される蛍光ＹＬを平行化する。本実施形態では、第１集光素子４５は、２つのレンズ４５１，４５２によって構成されているが、これに限定されない。

波長変換素子４６は、入射された青色光Ｌ１ｓによって励起され、青色光Ｌ１ｓより波長が長い蛍光ＹＬを生成して、第１集光素子４５に向け出射する。換言すると、波長変換素子４６は、入射された光の波長を変換し、変換された光を出射する。波長変換素子４６によって生成された蛍光ＹＬは、例えば、波長が５００ｎｍから７００ｎｍの光を含む。波長変換素子４６は、波長変換部４６１および放熱部４６２を備えている。

波長変換部４６１は、波長変換層４６１ａおよび反射層４６１ｂを有する。波長変換層４６１ａは、蛍光体を含む蛍光体層であり、入射される青色光Ｌ１ｓを波長変換して非偏光光である蛍光ＹＬを拡散出射する。反射層４６１ｂは、波長変換層４６１ａから入射される蛍光ＹＬを第１集光素子４５側に反射させる。放熱部４６２は、波長変換部４６１における光入射側とは反対側の面に設けられ、波長変換部４６１にて生じた熱を放出する。

波長変換層４６１ａの蛍光体によって、ピーク波長が４４０ｎｍの青色光Ｌ１ｓが、５００ｎｍから７００ｎｍの範囲にピーク波長を有する蛍光ＹＬに変換される。これにより、複数の、第１半導体レーザー４１２および第２半導体レーザー４１３から出射された青色光Ｌ１ｓに対して、波長を変換して利用することが可能となる。

波長変換素子４６から出射された蛍光ＹＬは、照明光軸Ａｘ２に沿って第１集光素子４５を通過した後、上記色分離特性を有する偏光分離素子４４に入射される。そして、蛍光ＹＬは、偏光分離素子４４を照明光軸Ａｘ２に沿って通過し、第２位相差素子ＲＰに入射される。なお、波長変換素子４６は、モーターなどの回転装置によって、照明光軸Ａｘ２と平行な回転軸を中心として回転される構成であってもよい。

第１位相差素子４７は、偏光分離素子４４と第２集光素子４８との間に配置されている。第１位相差素子４７は、偏光分離素子４４を通過した青色光Ｌ２ｐを円偏光の青色光Ｌ２ｃに変換する１／４位相差板である。青色光Ｌ２ｃは、第２集光素子４８に入射される。第２集光素子４８は、第１位相差素子４７から入射される青色光Ｌ２ｃを拡散反射装置４９に集光する。また、第２集光素子４８は、拡散反射装置４９から入射される青色光Ｌ２ｃを平行化する。なお、第２集光素子４８を構成するレンズの数は、１枚であることに限定されない。

拡散反射装置４９は、波長変換素子４６にて生成および出射される蛍光ＹＬと同様の拡散角で、入射された青色光Ｌ２ｃを拡散反射させる。拡散反射装置４９としては、例えば、入射された青色光Ｌ２ｃをランバート反射させる反射板と、反射板を照明光軸Ａｘ１と平行な回転軸を中心として回転させる回転装置とを備える構成が挙げられる。

拡散反射装置４９にて拡散反射された青色光Ｌ２ｃは、第２集光素子４８を通過した後、第１位相差素子４７に入射される。青色光Ｌ２ｃは、拡散反射装置４９にて反射される際に、回転方向が反対方向の円偏光に変換される。このため、第２集光素子４８を介して第１位相差素子４７に入射された青色光Ｌ２ｃは、偏光分離素子４４から第１位相差素子４７に入射された際のｐ偏光の青色光Ｌ２ｃではなく、ｓ偏光の青色光Ｌ２ｓに変換される。そして、青色光Ｌ２ｓは、偏光分離素子４４にて反射されて、第２位相差素子ＲＰに入射される。以上の構成によって、偏光分離素子４４から第２位相差素子ＲＰに入射される光は、青色光Ｌ２ｓおよび蛍光ＹＬが混在した白色光となる。

第２位相差素子ＲＰは、偏光分離素子４４から入射される白色光をｓ偏光およびｐ偏光が混在する光、すなわち白色の照明光ＬＷに変換する。照明光ＬＷは、上述したコリメーター光学系１１０に向け出射される。

なお、本実施形態では、光源１０２として半導体レーザーを用いた構成を例示したが、これに限定されない。プロジェクター１の光源としては、放電型のランプや、発光素子として発光ダイオードなどを用いてもよい。発光ダイオードを用いる場合には、上述した蛍光体を備えてもよい。

１．３．重畳レンズの構成
本実施形態に係る重畳レンズ１５０の構成について、図３および図４を参照して説明する。図３は、重畳レンズ１５０を含む、光源１０２から液晶装置４００Ｂまでの構成を示す模式図である。図４は、従来の重畳レンズ９５０を含む、光源９０２から液晶装置４９０Ｂまでの構成を示す模式図である。図３および図４では、色分離導光光学系を省略すると共に、模式的に照明光軸Ａｘを直線上に配置している。また、図３では、重畳レンズ１５０のうち、凹レンズ１５１と凸レンズ１５２ａとの組み合わせを例示するが、凹レンズ１５１と凸レンズ１５２ｂとの組み合わせも同様な作用を有している。なお、図３中の虚像Ｐについては、第２実施形態にて説明する。

まず、従来の重畳レンズ９５０を含む光学系の構成について述べる。図４に示すように、従来は重畳レンズ９５０が１枚であった。詳しくは、従来の光学系は、光源９０２、第１レンズ９１１および第２レンズ９１２から成るコリメーター光学系９１０、一対のマルチレンズアレイ９２１，９２２、偏光変換素子９４０、重畳レンズ９５０、フィールドレンズ３９０Ｂ、および液晶装置４９０Ｂを有している。

光源９０２から液晶装置４９０Ｂまでの構成は、本実施形態の重畳レンズ１５０を含む光学系と同様な配置であるが、重畳レンズ９５０が１枚の凸レンズである点が異なっている。なお、光源９０２から液晶装置４９０Ｂまでの各構成は、本実施形態の光源１０２から液晶装置４００Ｂまでの構成と同様な機能を有している。そのため、従来の各構成の説明は省略する。

重畳レンズ９５０が１枚であることから、重畳レンズ９５０の主平面Ｆｄは、重畳レンズ９５０と重なる。したがって、従来の重畳レンズ９５０では、バックフォーカスよりも焦点距離が長くなっており、小型化のためにバックフォーカスを短くするには重畳レンズ９５０の焦点距離を短くする必要があった。

重畳レンズ９５０の焦点距離を短くすると、液晶装置４００Ｂを照明する光線の角度範囲が大きくなり、コントラストが低下する場合があった。また、重畳レンズ９５０の焦点距離を短くすると、液晶装置４００Ｂ後段の光学系において、利用できない光が生じることにより、投射される画像の明るさの低下が発生する場合があった。

これに対して、図３に示すように、本実施形態の重畳レンズ１５０は、凹レンズ１５１と凸レンズ１５２ａとの２枚で構成されている。詳しくは、第１光学素子としての凹レンズ１５１は、負のパワーを有し、一対のマルチレンズアレイ１２１，１２２から出射された照明光ＬＷが入射される。第２光学素子としての凸レンズ１５２ａは、正のパワーを有し、凹レンズ１５１から出射された照明光ＬＷのうち、青色光成分と緑色光成分とが入射される。

重畳レンズ１５０は、照明光ＬＷの進行方向に向かって、凹レンズ１５１、次いで凸レンズ１５２ａが配置されており、レトロフォーカス型の光学系が採用されている。そのため、重畳レンズ１５０においては、主平面Ｆｃは、凸レンズ１５２ａにおける光の出射側、すなわち、液晶装置４００Ｂ側の空間に位置する。したがって、本実施形態の重畳レンズ１５０では、バックフォーカスよりも焦点距離が短くなる。

これに加えて、凹レンズ１５１は、負のパワーを有することから、照明光ＬＷの光束を広げる機能を持つ。すなわち、光源１０２から偏光変換素子１４０までを、従来の光源９０２から偏光変換素子９４０までよりも小型にしても、照明光ＬＷの光束の広がりを図４の構成と同じ範囲に収めることが可能となる。

また、重畳レンズ１５０では、図４の構成に比べて焦点距離が短くなるため、照明領域のサイズを維持するためにマルチレンズアレイ１２１，１２２の焦点距離を短く設定する。マルチレンズアレイ１２１，１２２の焦点距離を短くすると、マルチレンズアレイ１２２上の光源像が小さくなる。コリメーター光学系１１０を小型化することでコリメーター光学系１１０の焦点距離が短くなっても、マルチレンズアレイ１２２上の光源像はマルチレンズアレイ１２２の各レンズ内を通過するため、光源１０２を小型化することなく必要な光束が確保される。

これにより、コリメーター光学系１１０の焦点距離を短くした場合には、プロジェクター１の輝度が維持され、また、上記の焦点距離を変えない場合には、プロジェクター１の輝度を向上させることができる。

上述した、凹レンズ１５１および凸レンズ１５２ａの組み合わせによる作用および効果は、凹レンズ１５１および凸レンズ１５２ｂの組み合わせにおいても同様に発現する。そのため、凹レンズ１５１および凸レンズ１５２ｂの組み合わせによる作用および効果については、説明を省略する。

本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。

重畳レンズ１５０のバックフォーカスを短縮することができる。詳しくは、従来は、重畳レンズ９５０が１枚で構成されていた。したがって、重畳レンズ９５０の主平面Ｆｄは、重畳レンズ９５０と重なり、バックフォーカスよりも焦点距離が長くなっていた。これに対して、プロジェクター１では、凹レンズ１５１と凸レンズ１５２ａ，１５２ｂとを重畳レンズ１５０として用いている。すなわち、重畳レンズ１５０では、レトロフォーカス型の光学系が構成されている。そのため、重畳レンズ１５０のうち、凹レンズ１５１および凸レンズ１５２ａの組み合わせでは、主平面Ｆｃは、凸レンズ１５２ａにおける光の出射側の空間に位置する。同様にして、凹レンズ１５１および凸レンズ１５２ｂの組み合わせでは、主平面は凸レンズ１５２ｂにおける光の出射側の空間に位置する。したがって、バックフォーカスよりも焦点距離が短くなり、従来の同じ焦点距離を持つ重畳レンズに比べてバックフォーカスを格段に短縮することができる。

また、凹レンズ１５１は、負のパワーを有するため、凸レンズ１５２ａ，１５２ｂから出射された光を拡大する機能を有している。そのため、従来と比べて、コリメーター光学系１１０から偏光変換素子１４０までを小さくすることができる。以上により、重畳レンズ１５０のバックフォーカスを短縮した、小型化が容易なプロジェクター１を提供することができる。

２．第２実施形態
２．１．プロジェクターの構成
本実施形態では、光変調装置である液晶装置を３個備えたプロジェクターを例示する。本実施形態に係るプロジェクター２は、第１実施形態のプロジェクター１に対して、光源を２つ備え、該光源の片方の光路に配置された重畳レンズにのみレトロフォーカス型の光学系を採用した点が異なっている。そのため、第１実施形態と同一の構成部位には同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。

第２実施形態に係るプロジェクター２の光学系の構成について、図５を参照して説明する。図５は、第２実施形態に係るプロジェクター２の構成を示す概略図である。

図５に示すように、プロジェクター２は、独立した２つの光源８０２，２０２を備えている。光源８０２は、図示しない、励起光を出射する半導体レーザー、蛍光体および波長変換部などを有し、蛍光ＹＬを出射する。光源２０２は、図示しない、青色光を出射する半導体レーザーおよび蛍光体などを有し、青色光ＬＢを出射する。青色光ＬＢは、例えば、上述したｓ偏光の青色光Ｌ２ｓである。プロジェクター２では、蛍光ＹＬの光路に従来の重畳レンズ９５０を含む従来の光学系が採用され、青色光ＬＢの光路に第１実施形態と同様なレトロフォーカス型の重畳レンズ１５０が採用されている。

光源８０２から出射された蛍光ＹＬは、第１レンズ９１１および第２レンズ９１２を含むコリメーター光学系９１０に入射される。コリメーター光学系９１０は、蛍光ＹＬを平行化して、一対のマルチレンズアレイ９２１，９２２に向け出射する。一対のマルチレンズアレイ９２１，９２２にて複数の部分光束に分割された蛍光ＹＬは、偏光変換素子９４０を経て従来の重畳レンズ９５０に向けて出射される。重畳レンズ９５０は、上述した通り１枚の凸レンズである。

蛍光ＹＬは、重畳レンズ９５０から、ダイクロイックミラー２８および反射ミラー２３，２９を含む色分離導光光学系へ入射される。ダイクロイックミラー２８は、蛍光ＹＬの各部分光束のうち、赤色光成分を透過させ、緑色光成分を反射させる。そして、赤色光成分、すなわち赤色光ＬＲは、反射ミラー２３で反射された後、フィールドレンズ３００Ｒを経て液晶装置４００Ｒを照明する。

ダイクロイックミラー２８を反射された緑色光成分、すなわち緑色光ＬＧは、反射ミラー２９で反射された後、フィールドレンズ３００Ｇを経て液晶装置４００Ｇを照明する。

光源２０２から出射された青色光ＬＢは、第１レンズ１１１および第２レンズ１１２を含むコリメーター光学系１１０に入射される。コリメーター光学系１１０は、青色光ＬＢを平行化して、一対のマルチレンズアレイ１２１，１２２に向け出射する。一対のマルチレンズアレイ１２１，１２２にて複数の部分光束に分割された青色光ＬＢは、偏光変換素子１４０を経て重畳レンズ１５０に向け出射される。

重畳レンズ１５０は、青色光ＬＢの各部分光束を集光して、液晶装置４００Ｂの画像形成領域の近傍に重畳させる。重畳レンズ１５０では、凹レンズ１５１と凸レンズ１５２ａとを含むレトロフォーカス型の光学系が形成されている。重畳レンズ１５０から出射された青色光ＬＢは、反射ミラー２５で反射された後、フィールドレンズ３００Ｂを経て液晶装置４００Ｂを照明する。

ここで、本実施形態では、青色光ＬＢの光路上にレトロフォーカス型の重畳レンズ１５０を配置したが、これに限定されない。重畳レンズ１５０は、蛍光ＹＬの光路上に配置され、従来の重畳レンズ９５０が青色光ＬＢの光路上に配置されてもよい。また、光源８０２，２０２は、半導体レーザーを備えることに限定されず、放電型のランプや、発光ダイオードおよび蛍光体などを備えていてもよい。

２．２．液晶装置における入射角特性と照度分布
次に、比較例として重畳レンズ９５０を採用した蛍光ＹＬの光路と、実施例として重畳レンズ１５０を採用した青色光ＬＢの光路とについて、図６から図９を参照して説明する。また、以下の説明では第１実施形態の図３も参照する。なお、以降の説明において、重畳レンズ１５０を採用した光学系を実施例の光学系ということもあり、重畳レンズ９５０を採用した光学系を比較例の光学系ということもある。

図６は、比較例としての液晶装置における入射角特性を示す図である。図７は、実施例としての液晶装置における入射角特性を示す図である。図８は、比較例としての液晶装置における照度分布を示す図である。図９は、実施例としての液晶装置における照度分布を示す図である。

ここで、実施例および比較例は、シミュレーションに基づくものである。該シミュレーションの前提として、凹レンズ１５１と凸レンズ１５２ａとの位置および曲率を、蛍光ＹＬの光学系に対して調整している。詳しくは、図３において、重畳レンズ１５０における光路の出射側から見たマルチレンズアレイ１２２または偏光変換素子１４０の虚像Ｐが、蛍光ＹＬの光路の場合と同じ大きさ、位置となるようにしている。なお、該シミュレーションは、偏光分離素子などを介さずに、蛍光ＹＬを液晶装置に直接入射させる構成で実施した。

図６では、液晶装置に対する蛍光ＹＬの入射角度を、図７では、液晶装置に対する青色光ＬＢの入射角度を、それぞれグラデーションの濃淡で示している。図８では、液晶装置に対する蛍光ＹＬの照度を、図９では、液晶装置に対する青色光ＬＢの照度を、それぞれグラデーションの濃淡で示している。

図６、図７に示すように、実施例の光学系では、比較例の光学系と略同様な入射角度の分布が得られることが分かった。また、図８に示した比較例の光学系では、略矩形の液晶装置の表示領域の全面に対して、略均一な照度分布が得られている。これに対して、図９に示した実施例の光学系では、破線で示した液晶装置の表示領域Ｑにおいて、略均一な照度分布が得られることが分かった。

青色光ＬＢの光路に重畳レンズ１５０を採用したことによって、従来の重畳レンズ９５０を採用した蛍光ＹＬの光路と比較して、一対のマルチレンズアレイ１２１からフィールドレンズ３００Ｂまでの距離が約３５％短縮された。また、上記距離が短縮されてプロジェクター２の小型化が容易になると共に、実施例の光学系では、比較例の光学系と同等な入射角度の分布および照度分布、換言すれば照明状態が得られることが分かった。

本実施形態によれば、第１実施形態における効果に加えて、以下の効果を得ることができる。

２つの光源２０２，８０２を用いても、液晶装置に対する照明状態を揃えることが可能となる。そのため、むらが少なく、高い表示品質のカラー画像が投射可能なプロジェクター２を提供することができる。

３．第３実施形態
本実施形態では、光変調装置である液晶装置を３個備えたプロジェクターを例示する。本実施形態に係るプロジェクター３は、第１実施形態のプロジェクター１に対して、光源を３つ備え、３つの光源のそれぞれにレトロフォーカス型の重畳レンズ１５０を採用した点が異なっている。そのため、第１実施形態と同一の構成部位には同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。

第３実施形態に係るプロジェクター３の光学系の構成について、図１０を参照して説明する。図１０は、第３実施形態に係るプロジェクター３の構成を示す概略図である。

図１０に示すように、プロジェクター３は、それぞれ独立した３つの光源２０２，３０２，４０２を備えている。光源２０２は青色光ＬＢを出射する。光源３０２は緑色光ＬＧを出射する。光源４０２は赤色光ＬＲを出射する。光源２０２，３０２，４０２には、半導体レーザーや発光ダイオードなどの発光素子と蛍光体とが含まれる。また、光源２０２，３０２，４０２として放電型のランプなどを用いてもよい。

プロジェクター３では、３つの光源２０２，３０２，４０２に対応する光路のそれぞれに、第１実施形態と同様なレトロフォーカス型の重畳レンズ１５０が採用されている。すなわち、青色光ＬＢ、緑色光ＬＧ、赤色光ＬＲの各光路上には、コリメーター光学系１１０、一対のマルチレンズアレイ１２１，１２２、偏光変換素子１４０、および凹レンズ１５１と凸レンズ１５２ａとを含む重畳レンズ１５０が配置されている。

青色光ＬＢは、凸レンズ１５２ａから出射されて反射ミラー２５で反射された後、フィールドレンズ３００Ｂを経て液晶装置４００Ｂを照明する。緑色光ＬＧは、凸レンズ１５２ａから出射された後、フィールドレンズ３００Ｇを経て液晶装置４００Ｇを照明する。赤色光ＬＲは、凸レンズ１５２ａから出射されて反射ミラー２３で反射された後、フィールドレンズ３００Ｒを経て液晶装置４００Ｒを照明する。

本実施形態によれば、第１実施形態における効果に加えて、ダイクロイックミラーを省略することができる。

４．第４実施形態
本実施形態では、光変調装置である液晶装置を３個備えたプロジェクターを例示する。本実施形態に係るプロジェクター４は、第２実施形態のプロジェクター２に対して、重畳レンズ１５０などの構成を変更したものである。そのため、第２実施形態と同一の構成部位には同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。

第４実施形態に係るプロジェクター４の光学系の構成について、図１１を参照して説明する。図１１は、第４実施形態に係るプロジェクター４の構成を示す概略図である。

図１１に示すように、プロジェクター４は、独立した２つの光源８０２，２０２を備えている。光源８０２から液晶装置４００Ｒ，４００Ｇまでの構成、および光源２０２から偏光変換素子１４０までの構成は、第２実施形態のプロジェクター２と同一である。

プロジェクター４は、光源２０２から出射された青色光ＬＢの光路上に、重畳レンズ１６０、偏光変換素子としての偏光ビームスプリッター３０、および１／４位相差板１７１を備えている。詳しくは、重畳レンズ１６０は、負のパワーを有する第１光学素子としての凹レンズ１６１と、第２光学素子としての正のパワーを有する凹面ミラー１６２とを有している。すなわち、凹レンズ１６１と凹面ミラー１６２とによって、レトロフォーカス型の重畳レンズ１６０が形成されている。

凹レンズ１６１と凹面ミラー１６２との間には、偏光ビームスプリッター３０および１／４位相差板１７１が設けられている。

光源２０２から出射されるｐ偏光の青色光ＬＢは、コリメーター光学系１１０、一対のマルチレンズアレイ１２１，１２２を経て、偏光変換素子１４０に入射される。偏光変換素子１４０は、マルチレンズアレイ１２１によって分割された青色光ＬＢの各部分光束を、偏光方向が揃った直線偏光であるｐ偏光に変換して、重畳レンズ１６０の凹レンズ１６１に向け出射する。

重畳レンズ１６０は、凹レンズ１６１と凹面ミラー１６２とによって、偏光変換素子１４０から出射された青色光ＬＢの各部分光束を集光して、液晶装置４００Ｂの画像形成領域の近傍に重畳させる。凹レンズ１６１を透過された青色光ＬＢは、偏光ビームスプリッター３０に向け出射される。

偏光ビームスプリッター３０は、例えばプリズム型であって、ｓ偏光成分を反射させ、ｐ偏光成分を透過させる。偏光ビームスプリッター３０に入射された青色光ＬＢは、ｐ偏光であるため、偏光ビームスプリッター３０にて透過されて、１／４位相差板１７１に向け出射される。

１／４位相差板１７１は、偏光ビームスプリッター３０から入射された青色光ＬＢを円偏光に変換して、凹面ミラー１６２に向け出射する。凹面ミラー１６２は、円偏光の青色光ＬＢを集光反射させて、１／４位相差板１７１に向け出射する。

凹面ミラー１６２で反射された円偏光の青色光ＬＢは、１／４位相差板１７１よって、９０°偏光方向が回転されてｓ偏光の青色光ＬＢとなる。ｓ偏光の青色光ＬＢは、１／４位相差板１７１から偏光ビームスプリッター３０に向け出射される。偏光ビームスプリッター３０は、ｓ偏光の青色光ＬＢを反射させて、フィールドレンズ３００Ｂに向け出射させる。

なお、本実施形態では、正のパワーを有する第２光学素子として、凹面ミラー１６２を備える構成としたが、これに限定されない。凹面ミラー１６２に代えて、凸レンズおよび反射板を採用してもよい。

本実施形態によれば、第２実施形態における効果に加えて、以下の効果を得ることができる。

凹レンズ１６１と液晶装置４００Ｂとの間の距離を、さらに短縮することができる。詳しくは、光源２０２から出射される青色光ＬＢの偏光方向をｐ偏光に揃えることにより、凹レンズ１６１から出射された青色光ＬＢは偏光ビームスプリッター３０に透過される。偏光ビームスプリッター３０に透過された青色光ＬＢは、１／４位相差板１７１に入射される。そして、１／４位相差板１７１を透過されることによって円偏光となり、凹面ミラー１６２で反射されて再び１／４位相差板１７１に入射される。このとき、１／４位相差板１７１を透過されることによって、凹レンズ１６１から出射された青色光ＬＢに対して、偏光方向が９０°回転したｓ偏光となる。そのため、該偏光は、偏光ビームスプリッター３０に透過されずに反射されて、液晶装置４００Ｂを照明する。したがって、第２光学素子が凸レンズである場合と比べて、凹レンズ１６１と液晶装置４００Ｂとの間の距離が短縮され、さらに小型化が容易なプロジェクター４とすることができる。

５．第１変形例
本変形例に係るプロジェクターにおいては、第１実施形態のプロジェクター１に対して、第１光学素子としての凹レンズが有する凹面を非球面とし、第２光学素子としての凸レンズが有する凸面を非球面としている。第１光学素子および第２光学素子のうち、どちらか一方に非球面を採用してもよいが、後述する効果の観点から、第１光学素子および第２光学素子の双方に非球面を採用することが好ましい。

なお、これと同様にして、第２実施形態または第３実施形態の重畳レンズ１５０において、凹レンズ１５１が有する凹面、および凸レンズ１５２ａが有する凸面に、それぞれ非球面を採用してもよい。

本変形例によれば、第１光学素子および第２光学素子に非球面を採用したことから、第１光学素子および第２光学素子における収差が低減される。そのため、重畳レンズの結像性能が向上して、液晶装置の表示領域内に集光されやすくなる。これにより、液晶装置を照明する光の照度分布をさらに均一とすることができる。

６．第２変形例
本変形例に係るプロジェクターにおいては、第４実施形態のプロジェクター４に対して、第１光学素子としての凹レンズに備わる凹面を非球面とし、第２光学素子としての凹面ミラーに備わる凹面を非球面としている。後述する効果の観点から、第２光学素子の凹面および第１光学素子の凹面の双方に非球面を採用することが好ましい。

本変形例によれば、第１光学素子および第２光学素子に非球面を採用したことから、第１光学素子および第２光学素子における収差が低減される。そのため、重畳レンズの結像性能が向上して、液晶装置の表示領域内に集光されやすくなる。これにより、液晶装置を照明する光の照度分布をさらに均一とすることができる。

以下に、実施形態から導き出される内容を記載する。

プロジェクターは、光源と、光源から出射された光を平行化する第１光学系と、第１光学系から出射された光を均一化する第２光学系と、第２光学系から出射された光が入射され、負のパワーを有する第１光学素子と、第１光学素子から出射された光が入射され、正のパワーを有する第２光学素子と、第２光学素子から出射された光を画像情報に応じて変調して画像光を形成する光変調装置と、画像光を投射する投射光学装置と、を備える。

この構成によれば、重畳レンズの焦点距離を短縮することができる。詳しくは、従来は、マルチレンズアレイであるフライアイレンズ側のリレーレンズ、すなわち重畳レンズが１枚で構成されていた。したがって、重畳レンズの主平面は、該重畳レンズと重なり、バックフォーカスよりも焦点距離が長くなっていた。これに対して、本発明では、第１光学素子と第２光学素子とを重畳レンズとして用いている。第１光学素子および第２光学素子は、レトロフォーカス型の光学系を構成しているため、該光学系の主平面は、第２光学素子における光の出射側の空間に位置する。したがって、バックフォーカスよりも焦点距離が短くなり、従来よりも重畳レンズの焦点距離を格段に短縮することができる。

また、第１光学素子は、負のパワーを有するため、第２光学系から出射された光を拡大する機能を有している。そのため、従来と比べて、光源から第２光学系までを小さくすることができる。以上により、重畳レンズの焦点距離を短縮した、小型化が容易なプロジェクターを提供することができる。また、重畳レンズのバックフォーカスを短縮した、小型化が容易なプロジェクターを提供することができる。

上記のプロジェクターにおいて、光源は、発光素子を有することが好ましい。

この構成によれば、放電型の光源と比べて、点灯までに要する時間が短縮され、プロジェクターが画像などを投射するまでの待ち時間を短縮することができる。

上記のプロジェクターにおいて、光源は、蛍光体を有することが好ましい。

この構成によれば、蛍光体によって、特定の波長の光が蛍光に変換される。すなわち、発光素子から出射された光の波長を変換して利用することができる。

上記のプロジェクターにおいて、第１光学素子は、凹面を有し、凹面は、非球面であることが好ましい。

この構成によれば、第１光学素子に備わる凹面が球面である場合と比べて、第１光学素子における収差が低減される。そのため、照度分布のばらつきを抑えて、光変調装置を照明することができる。

上記のプロジェクターにおいて、第２光学素子は、凸面を有し、凸面は、非球面であることが好ましい。

この構成によれば、第２光学素子に備わる凸面が球面である場合と比べて、第２光学素子における収差が抑えられる。そのため、照度分布のばらつきを抑えて、光変調装置を照明することができる。

上記のプロジェクターにおいて、第２光学素子は、凹面ミラーであり、第１光学素子と第２光学素子との間には、偏光変換素子および１／４位相差板が設けられることが好ましい。

この構成によれば、第１光学素子と光変調装置との間の距離を短縮することができる。詳しくは、光源から出射される光の偏光方向を揃えることにより、第１光学素子から出射された光は偏光変換素子に透過される。偏光変換素子に透過された光は、１／４位相差板に入射される。そして、１／４位相差板を透過されることによって円偏光となり、凹面ミラーで反射されて再び１／４位相差板に入射される。このとき、１／４位相差板を透過されることによって、第１光学素子から出射された光に対して、偏光方向が９０°回転した偏光となる。そのため、該偏光は、偏光変換素子に透過されずに反射されて、光変調装置を照明する。したがって、第２光学素子が凸レンズである場合と比べて、第１光学素子と光変調装置との間の距離が短縮され、さらに小型化が容易なプロジェクターとすることができる。

上記のプロジェクターにおいて、凹面ミラーの凹面は、非球面であることが好ましい。

この構成によれば、凹面ミラーの凹面が球面である場合と比べて、第２光学素子における収差が抑えられる。そのため、照度分布のばらつきを抑えて、光変調装置を照明することができる。

１，２，３，４…プロジェクター、３０…偏光変換素子としての偏光ビームスプリッター、１０２，２０２，３０２，４０２…光源、１１０…第１光学系としてのコリメーター光学系、１２１，１２２…第２光学系としての一対のマルチレンズアレイ、１５１…第１光学素子としての凹レンズ、１５２ａ，１５２ｂ…第２光学素子としての凸レンズ、１６２…第２光学素子としての凹面ミラー、１７１…１／４位相差板、４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒ…光変調装置としての液晶装置、４１２…発光素子としての第１半導体レーザー、４１３…発光素子としての第２半導体レーザー、６００…投射光学装置、ＬＷ…照明光、ＹＬ…蛍光。

Claims (7)

1. 光源と、
   前記光源から出射された光を平行化する第１光学系と、
   前記第１光学系から出射された光を均一化する第２光学系と、
   前記第２光学系から出射された光が入射され、負のパワーを有する第１光学素子と、
   前記第１光学素子から出射された光が入射され、正のパワーを有する第２光学素子と、
   前記第２光学素子から出射された光を画像情報に応じて変調して画像光を形成する光変調装置と、
   前記画像光を投射する投射光学装置と、
   を備えるプロジェクター。
2. 前記光源は、発光素子を有する、請求項１に記載のプロジェクター。
3. 前記光源は、蛍光体を有する、請求項２に記載のプロジェクター。
4. 前記第１光学素は、凹面を有し、
   前記凹面は、非球面である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプロジェクター。
5. 前記第２光学素子は、凸面を有し、
   前記凸面は、非球面である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のプロジェクター。
6. 前記第２光学素子は、凹面ミラーであり、
   前記第１光学素子と前記第２光学素子との間には、偏光変換素子および１／４位相差板が設けられる、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のプロジェクター。
7. 前記凹面ミラーの凹面は、非球面である、請求項６に記載のプロジェクター。

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