JP5732862B2 - プロジェクター - Google Patents

Description

本発明は、プロジェクターに関する。

従来、発光部から光を射出する光源装置、複数の第１小レンズを有する第１レンズアレイ、複数の第１小レンズに対応する複数の第２小レンズを有する第２レンズアレイ及び第２レンズアレイからの光を重畳させる重畳レンズを備える照明装置と、照明装置からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、光変調装置からの光を投写対象に投写する投写光学系とを備えるプロジェクターが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

従来のプロジェクターによれば、複数の第１小レンズを有する第１レンズアレイ、複数の第１小レンズに対応する複数の第２小レンズを有する第２レンズアレイ及び第２レンズアレイからの光を重畳させる重畳レンズを備えるため、光源装置からの光の面内光強度分布を均一化した上で当該光を光変調装置に入射させることが可能となり、その結果、明るさむらの少ない投写画像を投写することが可能となる。

特開２００７−２１９４４２号公報

ところで、プロジェクターの技術分野においては、常に、一層明るさむらの少ない投写画像を投写することが可能なプロジェクターが求められている。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、従来よりも一層明るさむらの少ない投写画像を投写することが可能なプロジェクターを提供することを目的とする。

本発明の発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、経年劣化や振動等により発生する発光部の位置ずれ（理想的な位置からの微小な移動）が明るさむらを増大させる一因であることを見出した。そして、さらなる研究を重ねた結果、第１小レンズの曲率半径を、各第１小レンズごとに設定することにより「発光部の位置ずれによる、光変調装置に照射される光の面内光強度むら」を低減することに想到し、本発明を完成させるに至った。本発明は、下記の事項より構成される。

［１］本発明のプロジェクターは、発光部から光を射出する光源装置、複数の第１小レンズを有する第１レンズアレイ、前記複数の第１小レンズに対応する複数の第２小レンズを有する第２レンズアレイ及び前記第２レンズアレイからの光を重畳させる重畳レンズを備える照明装置と、前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置からの光を投写対象に投写する投写光学系とを備えるプロジェクターであって、前記第１小レンズの曲率半径は、各第１小レンズごとに設定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ーによれば、従来のプロジェクターと同様に、複数の第１小レンズを有する第１レンズアレイ、複数の第１小レンズに対応する複数の第２小レンズを有する第２レンズアレイ及び第２レンズアレイからの光を重畳させる重畳レンズを備えるため、光源装置からの光の面内光強度分布を均一化した上で当該光を光変調装置に入射させることが可能となり、その結果、明るさむらの少ない投写画像を投写することが可能となる。

また、本発明のプロジェクターによれば、第１小レンズの曲率半径は、各第１小レンズごとに設定されているため、第１小レンズの曲率半径を、各第１小レンズごとに設定することにより「発光部の位置ずれによる、光変調装置に照射される光の面内光強度むら」を低減することが可能となり、その結果、従来よりも一層明るさむらの少ない投写画像を投写することが可能となる。

なお、「第１小レンズの曲率半径は、各第１小レンズごとに設定されている」とは、各第１小レンズの曲率半径が全て異なるように設定されていることのみを意味するものではなく、「発光部の位置ずれによる、光変調装置に照射される光の面内光強度むら」を低減するために有効であれば、２つ以上の第１小レンズの曲率半径が同じとなるように設定されていてもよい。

［２］本発明のプロジェクターにおいては、前記発光部は、赤色光、緑色光及び青色光を含む光を射出し、前記光変調装置として、前記赤色光、前記緑色光及び前記青色光をそれぞれ変調する３つの光変調装置を備え、前記赤色光、前記緑色光及び前記青色光を前記３つの光変調装置に導光する導光光学系をさらに備え、前記赤色光、前記緑色光及び前記青色光のうち、１の色光の面内光強度分布を他の色光の面内光強度分布とは反転した状態で前記投写対象に投写することが好ましい。

ところで、赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれ変調する３つの光変調装置と、赤色光、緑色光及び青色光を３つの光変調装置に導光する導光光学系とを備えるプロジェクターは広く知られており、このようなプロジェクターでは、光路設計の都合上、赤色光、緑色光及び青色光のうち、１の色光の面内光強度分布を他の色光の面内光強度分布とは上下左右に反転した状態で投写対象（スクリーン等）に投写するものが一般的である。上記のプロジェクターにおいては、発光部の位置ずれに起因する明るさむらが色光ごとに発生するため、投写画像においては色むらが発生する。
これに対して、本発明のプロジェクターによれば、色光ごとに発生する明るさむらを軽減し、その結果、色むらの少ない投写画像を投写することが可能となる。

［３］本発明のプロジェクターにおいては、前記光源装置は、前記発光部を内包する発光管を備えることが好ましい。

発光管は、高輝度ではあるものの経年劣化等により発光部の位置ずれが起こりやすいため、上記のような構成とすることにより、発光管を備えるプロジェクターであっても、経年劣化等の影響を軽減して一層明るさむらの少ない投写画像を投写することが可能となる。

発光管としては、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプを好適に用いることができる。

［４］本発明のプロジェクターにおいては、前記第１小レンズは、曲面が球面の平凸レンズからなることが好ましい。

このような構成とすることにより、他形状の第１小レンズ（例えば、両凸レンズからなる第１小レンズや曲面が非球面の平凸レンズからなる第１小レンズ）を用いるプロジェクターよりも第１レンズアレイの設計を容易なものとすることが可能となる。

［５］本発明のプロジェクターにおいては、前記第１小レンズは、平凸レンズからなり、前記複数の第１小レンズは、行列状に配列され、前記平凸レンズの曲面は、行方向の曲率半径と、列方向の曲率半径とが別々に設定された曲面からなることも好ましい。

このような構成とすることにより、行方向及び列方向の両方の方向について曲率半径を設定することで「発光部の位置ずれによる、光変調装置に照射される光の面内光強度むら」を低減することが可能となり、その結果、より一層明るさむらの少ない投写画像を投射することが可能となる。

実施形態に係るプロジェクター１０００の光学系を示す平面図。 実施形態における第１レンズアレイ１２０を第２レンズアレイ１３０側から見た図。 左右照度比を説明するために示す図。 試験例に係るプロジェクター１０００ａにおける、発光部の位置ずれによる左右照度比の変化を示すグラフ。 試験例に係るプロジェクター１０００ｂ，１０００ｃ，１０００ｄにおける、発光部の位置ずれによる左右照度比の変化を示すグラフ。 試験例に係るプロジェクター１０００ｅ，１０００ｆ，１０００ｇにおける、発光部の位置ずれによる左右照度比の変化を示すグラフ。

以下、本発明のプロジェクターについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。

［実施形態］
図１は、実施形態に係るプロジェクター１０００の光学系を示す平面図である。なお、図１においては、光源装置１１０については断面図として表示している。
図２は、実施形態における第１レンズアレイ１２０を第２レンズアレイ１３０側から見た図である。なお、図２の各第１小レンズ１２２（符号を図示せず。）に表示されているａ−１〜ｆ−８の数字（小レンズ番号）は、各第１小レンズ１２２を区別するための符号であり、数字が現実に付されていることを示すものではない。
図１及び図２は模式図であり、図中の光学要素の形状は必ずしも現実に則したものではない。

なお、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における照明光軸１００ａｘ方向）、ｘ軸方向（図１における紙面に平行かつｚ軸に垂直な方向）及びｙ軸方向（図１における紙面に垂直かつｚ軸に垂直な方向）とする。

実施形態１に係るプロジェクター１０００は、図１に示すように、照明装置１００と、色分離導光光学系２００と、赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれ変調する３つの液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、クロスダイクロイックプリズム５００と、投写光学系６００とを備える。
照明装置１００は、光源装置１１０と、凹レンズ９０と、第１レンズアレイ１２０と、第２レンズアレイ１３０と、偏光変換素子１４０と、重畳レンズ１５０とを備える。照明装置１００は、照明光として赤色光、緑色光及び青色光を含む光（つまり、白色光として用いることができる光）を、照明光軸１００ａｘに沿うように射出する。

光源装置１１０は、図１に示すように、発光管１０と、リフレクター２０とを備える。光源装置１１０は、発光部１３（後述）からの光を照明光軸１００ａｘを中心軸とする集束光を被照明領域側に射出する。

発光管１０は、発光部１３を内包する管球部１２、管球部１２の両側に伸びる一対の封止部１４，１６、照明光軸１００ａｘに沿って配置された一対の電極、一対の封止部１４，１６内にそれぞれ封止された一対の金属箔及び一対の金属箔にそれぞれ電気的に接続された一対のリード線を有する。発光管１０としては、高輝度発光する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。発光部１３は、後述する反射面２４の第１焦点近傍に位置している。発光部１３は、赤色光、緑色光及び青色光を含む光を射出する。

発光管１０の構成要素の条件等を例示的に示すと、管球部１２及び封止部１４，１６は、例えば石英ガラスからなり、管球部１２内には、水銀、希ガス及び少量のハロゲンが封入されている。電極は、例えばタングステン電極であり、金属箔は、例えばモリブデン箔である。リード線は、例えばモリブデン又はタングステンから構成されている。

リフレクター２０は、一対の封止部１４，１６のうち一方の封止部である第１封止部１４に配設され、発光部１３から射出される光を被照明領域に向けて反射する。リフレクター２０は、発光管１０の第１封止部１４を挿通・固定するための開口部２２と、光を被照明領域側へ向けて反射する反射面２４とを有する。反射面２４は楕円面であり、第１焦点近傍に位置している発光部１３から射出される光を被照明領域側の第２焦点近傍に集まる集束光として反射する。リフレクター２０は、開口部２２に充填されたセメントなどの無機系接着剤によって第１封止部１４に配設されている。

反射面２４を構成する基材の材料としては、例えば、結晶化ガラスやアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）などを好適に用いることができる。反射面２４の内面には、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ_２）と酸化シリコン（ＳｉＯ_２）との誘電体多層膜からなる可視光反射層が形成されている。

凹レンズ９０は、光源装置１１０からの集束光を略平行光として射出する。凹レンズ９０は、図１に示すように、リフレクター２０の被照明領域側に配置されている。そして、リフレクター２０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、第２レンズアレイ１３０及び重畳レンズ１５０は、光変調装置に入射する光の面内光強度分布を均一化する光均一化光学系を構成する。

第１レンズアレイ１２０は、図１及び図２に示すように、凹レンズ９０からの光を複数の部分光束に分割するための複数の複数の第１小レンズ１２２を有する。第１レンズアレイ１２０は、光源装置１１０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が照明光軸１００ａｘと直交する面内に８行６列の行列状に配列された構成を有する。詳しい説明は省略するが、第１小レンズ１２２の外形形状（横：縦（ｘ軸方向：ｙ軸方向）＝４：３の長方形）は、液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域の外形形状に関して略相似形である。第１小レンズ１２２の曲率半径は、各第１小レンズ１２２（ａ−１〜ｆ−８）ごとに設定されている。第１小レンズ１２２は、曲面が球面の平凸レンズからなる。
各第１小レンズ１２２の曲率半径は、例えば、シミュレーションを行って「発光部１３の位置ずれによる、光変調装置に照射される光の面内光強度むら」を低減することが可能な各第１小レンズ１２２の曲率半径を割り出し、その結果に基づいて設定することができる。

第２レンズアレイ１３０は、第１レンズアレイ１２０における複数の第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は、重畳レンズ１５０とともに、各第１小レンズ１２２の像を液晶光変調装置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、複数の第２小レンズ１３２が照明光軸１００ａｘに直交する面内に８行６列の行列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を、偏光方向の揃った略１種類の直線偏光からなる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からの光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し、他方の直線偏光成分を照明光軸１００ａｘ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直線偏光成分を照明光軸１００ａｘに平行な方向に反射する反射層と、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位相差板とを有している。

重畳レンズ１５０は、偏光変換素子１４０からの各部分光束（もとは第２レンズアレイ１３０からの光）を集光して液晶光変調装置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は、重畳レンズ１５０の光軸と照明光軸１００ａｘとが略一致するように配置されている。なお、重畳レンズは、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。

色分離導光光学系２００は、ダイクロイックミラー２１０，２２０、反射ミラー２３０，２４０，２５０及びリレーレンズ２６０，２７０を備える。色分離導光光学系２００は、照明装置１００からの光を赤色光、緑色光及び青色光に分離するとともに、赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれ照明対象となる液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂに導光する導光光学系としての機能を有する。
色分離導光光学系２００と、液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとの間には、集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂが配置されている。

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を反射して、他の波長領域の光を透過させる波長選択透過膜が形成されている。
ダイクロイックミラー２１０は、青色光成分を反射して、赤色光及び緑色光成分を透過させる。
ダイクロイックミラー２２０は、緑色光成分を反射して、赤色光成分を透過させる。

ダイクロイックミラー２１０で反射された青色光は、反射ミラー２３０でさらに反射され、集光レンズ３００Ｂを透過して青色光用の液晶光変調装置４００Ｂの画像形成領域に入射する。
ダイクロイックミラー２１０を赤色光とともに透過した緑色光は、ダイクロイックミラー２２０で反射され、集光レンズ３００Ｇを透過して緑色光用の液晶光変調装置４００Ｇの画像形成領域に入射する。
ダイクロイックミラー２２０を透過した赤色光は、リレーレンズ２６０、入射側の反射ミラー２４０、リレーレンズ２７０、射出側の反射ミラー２５０、集光レンズ３００Ｒを経て赤色光用の液晶光変調装置４００Ｒの画像形成領域に入射する。リレーレンズ２６０，２７０及び反射ミラー２４０，２５０は、ダイクロイックミラー２２０を透過した赤色光成分を液晶光変調装置４００Ｒまで導く機能を有する。

プロジェクター１０００は、赤色光の光路が長く、赤色光がリレーレンズ２６０，２７０を経て液晶光変調装置４００Ｒに入射するため、赤色光の面内光強度分布を他の色光（緑色光及び青色光）の面内光強度分布とは上下（ｙ軸方向）左右（ｘ軸方向）に反転した状態でスクリーンＳＣＲに投写することとなる。

なお、赤色光の光路にこのようなリレーレンズ２６０，２７０が設けられているのは、赤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利用効率の低下を防止するためである。実施形態に係るプロジェクター１０００においては、赤色光の光路の長さが長いのでこのような構成をとったが、例えば、青色光の光路の長さを長くして、リレーレンズ及び反射ミラーを青色光の光路に用いる構成も考えられる。

液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、照明装置１００からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置であり、入射された色光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。なお、図示を省略したが、集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂと液晶光変調装置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、液晶光変調装置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、各液晶光変調装置及び射出側偏光板によって、入射された各色光の光変調が行われる。
各液晶光変調装置は、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透過型の液晶光変調装置であり、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応じて、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。各液晶光変調装置における画像形成領域の外径形状は、横：縦：（ｘ軸方向：ｙ軸方向）＝４：３の長方形形状からなる。

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によって投写され、投写対象であるスクリーンＳＣＲ上で画像を形成する。

次に、実施形態に係るプロジェクター１０００の効果を説明する。

実施形態に係るプロジェクター１０００によれば、従来のプロジェクターと同様に、複数の第１小レンズ１２２を有する第１レンズアレイ１２０、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及び第２レンズアレイ１３０からの光を重畳させる重畳レンズ１５０を備えるため、光源装置１１０からの光の面内光強度分布を均一化した上で当該光を各液晶光変調装置に入射させることが可能となり、その結果、明るさむらの少ない投写画像を投写することが可能となる。

また、実施形態に係るプロジェクター１０００によれば、第１小レンズ１２２の曲率半径は、各第１小レンズ１２２ごとに設定されているため、第１小レンズ１２２の曲率半径を、各第１小レンズ１２２ごとに設定することにより「発光部１３の位置ずれによる、光変調装置に照射される光の面内光強度むら」を低減することが可能となり、その結果、従来よりも一層明るさむらの少ない投写画像を投写することが可能となる。

また、実施形態に係るプロジェクター１０００によれば、発光部１３は、赤色光、緑色光及び青色光を含む光を射出し、光変調装置として、赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれ変調する３つの光変調装置（液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ）を備え、赤色光、緑色光及び青色光を３つの光変調装置に導光する導光光学系（色分離導光光学系２００）をさらに備え、赤色光の面内光強度分布を他の色光の面内光強度分布とは反転した状態で投写対象（スクリーンＳＣＲ）に投写するため、色光ごとに発生する明るさむらを軽減し、その結果、色むらの少ない投写画像を投写することが可能となる。

また、実施形態に係るプロジェクター１０００によれば、発光管１０を備えるプロジェクター１０００であっても、経年劣化等の影響を軽減して一層明るさむらの少ない投写画像を投写することが可能となる。

また、実施形態に係るプロジェクター１０００によれば、第１小レンズ１２２は、曲面が球面の平凸レンズからなるため、他形状の第１小レンズ（例えば、両凸レンズからなる第１小レンズや曲面が非球面の平凸レンズからなる第１小レンズ）を用いるプロジェクターよりも第１レンズアレイ１２０の設計を容易なものとすることが可能となる。

［試験例］
図３は、左右照度比を説明するために示す図である。
図４は、試験例に係るプロジェクター１０００ａにおける、発光部の位置ずれによる左右照度比の変化を示すグラフである。
図５は、試験例に係るプロジェクター１０００ｂ，１０００ｃ，１０００ｄにおける、発光部の位置ずれによる左右照度比の変化を示すグラフである。
図６は、試験例に係るプロジェクター１０００ｅ，１０００ｆ，１０００ｇにおける、発光部の位置ずれによる左右照度比の変化を示すグラフである。

試験例として、本発明により定義されるプロジェクター１０００ａと、従来のプロジェクターと同様の構成を有するプロジェクター１０００ｂ，１０００ｃ，１０００ｄ，１０００ｅ，１０００ｆ，１０００ｇとについて、発光部の左右方向（ｘ軸方向）の位置ずれによる明るさむらの変化を、特に左右照度比から評価するシミュレーションを行った。

試験例における「左右照度比」とは、図３に示すように、ある単色光（当該試験例では緑色光又は青色光に相当）を、液晶光変調装置で変調せずに投写した投写画像Ｌにおいて、投写画像Ｌの左３分の１の領域をＬ１とし、投写画像Ｌの右３分の１の領域をＬ２としたとき、Ｌ１の平均の明るさ（平均照度）をＬ２の平均照度で割った値である。プロジェクター１０００ａ〜１０００ｇは、発光部の位置ずれがないとき（位置ずれが０ｍｍのとき）においてＬ１の平均照度とＬ２の平均照度とが等しくなるように設定されている。

図４〜図６の各グラフにおいては、縦軸には、発光部の位置ずれがないときの左右照度比を基準（１００％）としたときの左右照度比を表示し、横軸には、左右方向への発光点の位置ずれをｍｍ単位で表示している。なお、現実的には発光点の位置ずれは−０．３ｍｍ〜０．３ｍｍの間に収まることが多い。

プロジェクター１０００ａ〜１０００ｇ（図示せず。）は、第１小レンズの曲率半径以外は実施形態１に係るプロジェクター１０００と基本的には同様の構成を有するものとして当該シミュレーションを行った。以下、各プロジェクターについて説明する。

プロジェクター１０００ａは、複数の第１小レンズ１２２ａ（図示せず。）を有する第１レンズアレイ１２０ａ（図示せず。）を備える。第１小レンズ１２２ａの曲率半径は、各第１小レンズ１２２ａごとに設定されており、具体的には以下のように設定されている（小レンズ番号については図２参照。）。
ａ−１，ｂ−１，ｃ−１，ｄ−１，ｅ−１，ｆ−１，ａ−８，ｂ−８，ｃ−８，ｄ−８，ｅ−８，ｆ−８…７．８ｍｍ
ａ−２，ｂ−２，ｃ−２，ｄ−２，ｅ−２，ｆ−２，ａ−７，ｂ−７，ｃ−７，ｄ−７，ｅ−７，ｆ−７…８．０ｍｍ
ａ−３，ｂ−３，ｃ−３，ｄ−３，ｅ−３，ｆ−３，ａ−６，ｂ−６，ｃ−６，ｄ−６，ｅ−６，ｆ−６…８．３ｍｍ
ａ−４，ｂ−４，ｃ−４，ｄ−４，ｅ−４，ｆ−４，ａ−５，ｂ−５，ｃ−５，ｄ−５，ｅ−５，ｆ−５…７．７ｍｍ
図４において符号Ａで示す曲線は、プロジェクター１０００ａにおける、発光部の位置ずれによる左右照度比の変化を示すものである。

一方、プロジェクター１０００ｂ〜１０００ｇは、第１小レンズの曲率半径が全ての第１小レンズで同じになるように設定されている。
プロジェクター１０００ｂにおける第１小レンズ１２２ｂ（図示せず。）の曲率半径は７．８ｍｍである。図５において符号Ｂで示す曲線は、プロジェクター１０００ｂにおける、発光部の位置ずれによる左右照度比の変化を示すものである。
プロジェクター１０００ｃにおける第１小レンズ１２２ｃ（図示せず。）の曲率半径は７．９ｍｍである。図５において符号Ｃで示す曲線は、プロジェクター１０００ｃにおける、発光部の位置ずれによる左右照度比の変化を示すものである。
プロジェクター１０００ｄにおける第１小レンズ１２２ｄ（図示せず。）の曲率半径は８．０ｍｍである。図５において符号Ｄで示す曲線は、プロジェクター１０００ｄにおける、発光部の位置ずれによる左右照度比の変化を示すものである。

プロジェクター１０００ｅにおける第１小レンズ１２２ｅ（図示せず。）の曲率半径は８．１ｍｍである。図６において符号Ｅで示す曲線は、プロジェクター１０００ｅにおける、発光部の位置ずれによる左右照度比の変化を示すものである。
プロジェクター１０００ｆにおける第１小レンズ１２２ｆ（図示せず。）の曲率半径は８．２ｍｍである。図６において符号Ｆで示す曲線は、プロジェクター１０００ｆにおける、発光部の位置ずれによる左右照度比の変化を示すものである。
プロジェクター１０００ｇにおける第１小レンズ１２２ｇ（図示せず。）の曲率半径は８．３ｍｍである。図６において符号Ｇで示す曲線は、プロジェクター１０００ｇにおける、発光部の位置ずれによる左右照度比の変化を示すものである。

シミュレーションの結果として、図４〜図６に示すように、本発明により定義されるプロジェクター１０００ａは、従来のプロジェクターと同様の構成を有するプロジェクター１０００ｂ〜１０００ｇと比較して、発光部の位置ずれによる左右照度比の変化が小さいことがわかった。以上のことより、本発明のプロジェクターによれば、第１小レンズの曲率半径を、各第１小レンズごとに設定することにより「発光部の位置ずれによる、光変調装置に照射される光の面内光強度むら」を低減することが可能となり、その結果、従来よりも一層明るさむらの少ない投写画像を投写することが可能となることが確認できた。
なお、本試験例においては、発光部の左右方向（ｘ軸方向）の位置ずれについて記載したが、発光部の上下方向（ｙ軸方向）の位置ずれについても同様のことをいうことができる。

以上、本発明を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の様態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）上記実施形態において記載した各構成要素の寸法、個数、材質及び形状は例示であり、本発明の効果を損なわない範囲において変更することが可能である。

（２）上記実施形態においては、曲面が球面の平凸レンズからなる第１小レンズ１２２を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、平凸レンズからなり、当該平凸レンズの曲面は、行方向（ｘ軸方向）の曲率半径と、列方向（ｙ軸方向）の曲率半径とが別々に設定された曲面からなる第１小レンズを用いてもよい。このような構成とすることにより、行方向及び列方向の両方の方向について曲率半径を設定することで「発光部の位置ずれによる、光変調装置に照射される光の面内光強度むら」を低減することが可能となり、その結果、より一層明るさむらの少ない投写画像を投射することが可能となる。

（３）上記実施形態においては、光変調装置として、赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれ変調する液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。他の色光（黄色光等）を変調する液晶光変調装置を用いてもよい。

（４）上記実施形態においては、発光部から射出される光のうち、リフレクターには直接入射しない光の一部又は全部を反射する副鏡をさらに備える光源装置を用いてもよい。

（５）上記実施形態においては、反射面が楕円面からなるリフレクターを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、反射面が放物面からなるリフレクターを用いてもよい。この場合、リフレクターから平行光を射出することが可能であるため、実施形態における凹レンズ９０に該当する光学要素は備えなくてもよい。

（６）上記実施形態においては、透過型のプロジェクターを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、反射型のプロジェクターを用いてもよい。ここで、「透過型」とは、透過型の液晶光変調装置等のように光変調手段としての光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、反射型の液晶光変調装置等のように光変調手段としての光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ーにこの発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクターと同様の効果を得ることができる。

（７）上記実施形態においては、プロジェクターの光変調装置として液晶光変調装置を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。光変調装置としては、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等を用いてもよい。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。

（８）上記実施形態においては、３つの液晶光変調装置を用いたプロジェクター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。１つ、２つ又は４つ以上の液晶光変調装置を用いたプロジェクターにも適用可能である。

（９）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ー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ーに適用する場合にも可能である。

１０…発光管、１２…管球部、１３…発光部、１４…第１封止部、１６…第２封止部、２０…リフレクター、２２…開口部、２４…反射面、９０…凹レンズ、１００…照明装置、１００ａｘ…照明光軸、１１０…光源装置、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…色分離導光光学系、２１０，２２０…ダイクロイックミラー、２３０，２４０，２５０…反射ミラー、２６０，２７０…リレーレンズ、３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂ…集光レンズ、４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ…液晶光変調装置、５００…クロスダイクロイックプリズム、６００…投写光学系、１０００…プロジェクター、ＳＣＲ…スクリーン

Claims (5)

1. 発光管とリフレクターを備え、前記発光管の発光部から光を射出する光源装置、複数の第１小レンズを有する第１レンズアレイ、前記複数の第１小レンズに対応する複数の第２小レンズを有する第２レンズアレイ及び前記第２レンズアレイからの光を重畳させる重畳レンズを備える照明装置と、
   前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
   前記光変調装置からの光を投写対象に投写する投写光学系とを備えるプロジェクターであって、
   前記第１小レンズの曲率半径は、各第１小レンズごとに設定され、光変調装置で光を変調しない投射光において、左側３分の１の領域の平均照度を右側３分の１の領域の平均照度で割った値である左右照度比の前記発光部の位置ずれに対する変化を小さくしたことを特徴とするプロジェクター。
2. 請求項１に記載のプロジェクターにおいて、
   前記発光部は、赤色光、緑色光及び青色光を含む光を射出し、
   前記光変調装置として、前記赤色光、前記緑色光及び前記青色光をそれぞれ変調する３つの光変調装置を備え、
   前記赤色光、前記緑色光及び前記青色光を前記３つの光変調装置に導光する導光光学系をさらに備え、
   前記赤色光、前記緑色光及び前記青色光のうち、１の色光の面内光強度分布を他の色光の面内光強度分布とは反転した状態で前記投写対象に投写することを特徴とするプロジェクター。
3. 請求項１又は２に記載のプロジェクターにおいて、
   −０．３ｍｍ〜０．３ｍｍの間の前記発光部の位置ずれにおいて、前記左右照度比の変化が小さいことを特徴とするプロジェクター。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のプロジェクターにおいて、
   前記第１小レンズは、曲面が球面の平凸レンズからなることを特徴とするプロジェクター。
5. 請求項１〜３のいずれかに記載のプロジェクターにおいて、
   前記第１小レンズは、平凸レンズからなり、
   前記複数の第１小レンズは、行列状に配列され、
   前記平凸レンズの曲面は、行方向の曲率半径と、列方向の曲率半径とが別々に設定された曲面からなることを特徴とするプロジェクター。

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