JP2003098475A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 射出方向制御型光変調装置を用いたプロジェ
クタにおいて、装置の薄型化を図る。 【解決手段】 投写光学系の中心軸である第１の軸は、
照明光学系の光源部を除く中心軸である第2の軸を含む
平面によって区分される一方の領域で、前記第2の軸に
平行となるように配置されている。前記光源部の中心軸
である第３の軸は、前記光源部に含まれる平行化レンズ
と前記光源部を除く照明光学系に含まれる第1のレンズ
アレイとの間において、前記第2の軸と特定の点で交差
している。前記第3の軸のうち、前記光源部に含まれる
ランプから特定の点までの部分は、前記一方の領域に配
置されている。前記平行化レンズと前記第１のレンズア
レイとの間には、前記平行化レンズから射出されて前記
第3の軸に沿って進む略平行光が、前記第2の軸に沿って
進む略平行光となるように偏向する偏向光学系を備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像を投写して表
示するプロジェクタ（投写型表示装置）に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】プロジェクタは、照明光から、電気光学
装置を用いて画像を表す画像光を形成し、この画像光を
投写することにより画像を表示している。電気光学装置
として、照明光を画像情報（画像信号）に応じて変調
し、画像を表す画像光を射出する射出方向制御型光変調
装置が利用されている。この光変調装置の例として、デ
ジタル・マイクロミラー・デバイス（テキサス・インス
ツルメンツ（ＴＩ）社の登録商標である。以下、「ＤＭ
Ｄ」と呼ぶ。）のようなマイクロミラー型光変調装置が
あげられる。

【０００３】ＤＭＤは、画像を構成する複数の画素に対
応する複数のマイクロミラーを有している。複数のマイ
クロミラーは、それぞれ画像情報に応じてその傾きが変
化し、各マイクロミラーの傾きに応じて光を反射する。
各マイクロミラーで反射された光のうち、所定の方向に
反射された光を画像光として利用する。すなわち、ＤＭ
Ｄは、光の反射方向（射出方向）を制御して画像光を形
成するタイプの電気光学装置である。

【０００４】図８は、ＤＭＤについて示す説明図であ
る。図６（Ａ）に示すように、ＤＭＤ２００の光照射面
（光入射面）２０２上には、略正方形の輪郭を有する複
数のマイクロミラー２０４がマトリクス状に形成されて
いる。各マイクロミラー２０４は、左下と右上の頂点を
結ぶ対角線を回動軸２０４ｃとして所定の角度範囲で回
動可能に形成されている。これらのマイクロミラー２０
４は、画像を構成する各画素に対応する。

【０００５】ここで、説明を容易にするため、光照射面
２０２に照射される照明光は、これを代表する中心光線
（入射光線）ＩＲで示すこととする。また、照明光ＩＲ
の光照射面２０２への入射位置を通り、ｘ軸に平行な水
平方向軸をｈ、ｙ軸に平行な垂直方向軸をｖとする。Ｄ
ＭＤ２００に入射する照明光ＩＲは、各マイクロミラー
２０４の回動軸２０４ｃに垂直な入射面を有するように
することが好ましい。すなわち、照明光ＩＲは、図８
（Ａ）に示すように、光照射面２０２に平行なｘｙ平面
上に投影される照明光ＩＲの光路の水平軸ｈに対する傾
きθｈが約４５度となるように右斜め下方向から入射さ
れることが好ましい。また、図８（Ｂ）に示すように、
照明光ＩＲは、光照射面２０２に垂直で照明光ＩＲの光
路を含む面内において、光照射面２０２への入射角θＬ
が約２０度となるように入射されることが好ましい。

【０００６】図８（Ｃ）は、マイクロミラー２０４への
入射光とその反射光とを含む入射面、すなわち、回動軸
２０４ｃに垂直な断面における光路を示している。マイ
クロミラー２０４は、光照射面２０２に平行な平面Ｆ
（図８（Ｃ）に破線で示す）に対して、回動軸２０４ｃ
を中心に約±（θＬ／２）度（≒±１０度）回動する。
なお、時計周りに沿った角度を正とする。照明光ＩＲ
は、上述したように、平面Ｆの法線Ｆｎから＋θＬ（≒
＋２０度）傾いた方向からマイクロミラー２０４に入射
する。

【０００７】マイクロミラー２０４が平面Ｆに対して＋
（θＬ／２）だけ傾いた状態の場合、照明光ＩＲは、照
明光ＩＲから−θＬだけ傾いた方向、すなわち、法線Ｆ
ｎに平行な方向に反射光ＲＲ（＋θＬ／２）として射出
される。マイクロミラー２０４が−（θＬ／２）だけ傾
いた状態の場合、照明光ＩＲは、照明光ＩＲから−（３
・θＬ）だけ傾いた方向に反射光ＲＲ（−θＬ／２）と
して射出される。このように、マイクロミラー２０４に
照射された照明光ＩＲは、マイクロミラー２０４の回動
角度に応じて異なった方向に反射して射出される。例え
ば、反射光ＲＲ（＋θＬ／２）の方向に投写レンズを配
置すると、反射光ＲＲ（＋θＬ／２）のみが画像光とし
て利用される。これにより、マイクロミラー２０４が＋
（θＬ／２）だけ傾いた状態において、反射光が投写レ
ンズを介して投写されて明表示が実現され、マイクロミ
ラー２０４が−（θＬ／２）だけ傾いた状態において、
反射光が投写レンズを介して投写されず暗表示が実現さ
れる。中間の階調は、１つの画素が画像を描画する一定
時間のうち、階調に応じて明と暗の表示の割合を制御す
る手法（いわゆるパルス幅変調と呼ばれる手法）で実現
される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ＤＭＤを用いたプロジ
ェクタにおいては、上述したようなＤＭＤを照明する照
明光の入射角度の制約から、照明光学系等の光学系を３
次元的に配置する場合がある。このような場合には、装
置の高さ方向に沿った光学系部品の配置スペースが必要
となり、装置の薄型化が難しいという問題がある。

【０００９】この発明は、射出方向制御型光変調装置を
用いたプロジェクタにおいて、装置の薄型化を図る技術
を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の装
置は、画像を投写して表示するプロジェクタであって、
照明光学系と、前記照明光学系からの光を反射させる反
射ミラーと、前記反射ミラーにより反射された光が入射
し、与えられた画像信号に応じて、入射した光の射出方
向を制御することにより、画像を表す画像光を生成する
射出方向制御型光変調装置と、前記射出方向制御型光変
調装置から射出された画像光の表す画像を投写する投写
光学系と、を備え、前記照明光学系は、略平行な光線束
を射出する光源部と、前記光源部から射出された光線束
を複数の部分光線束に分割するための複数の第１の小レ
ンズを有する第１のレンズアレイと、前記第１のレンズ
アレイから射出された複数の部分光線束が集光する近傍
位置に配置され、前記複数の第１の小レンズに対応する
複数の第２の小レンズを有する第２のレンズアレイと、
を備え、前記光源部は、ランプと、前記ランプから射出
された光を反射して集光する反射面を有する楕円リフレ
クタと、前記反射面によって反射された光が集光する近
傍位置に配置され、前記反射光から複数の色光を循環的
に生成するカラーフィルタと、前記カラーフィルタを通
過した光線束を平行化するための平行化レンズと、を備
え、前記投写光学系の中心軸である第１の軸は、前記照
明光学系の光源部を除く中心軸である第2の軸を含む平
面によって区分される一方の領域で、前記第2の軸に平
行となるように配置されており、前記光源部の中心軸で
ある第３の軸は、前記平行化レンズと前記第1のレンズ
アレイとの間において、前記第2の軸と特定の点で交差
しており、前記第3の軸のうち、前記ランプから前記特
定の点までの部分は、前記一方の領域に配置されてお
り、前記平行化レンズと前記第１のレンズアレイとの間
には、前記平行化レンズから射出されて前記第3の軸に
沿って進む略平行光が、前記第2の軸に沿って進む略平
行光となるように偏向する偏向光学系を備えることを特
徴とする。

【００１１】ここで、前記偏向光学系は偏角プリズムで
あることが好ましい。

【００１２】また、前記照明光学系は、前記第２のレン
ズアレイの射出面側に配置され、前記複数の部分光線束
を前記射出方向制御型光変調装置の入射面上で重畳する
ための重畳レンズを備え、前記反射ミラーは平面状の反
射面を有する平面ミラーであることが好ましい。

【００１３】あるいは、前記反射ミラーは凹面状の反射
面を有する球面ミラーまたは非球面ミラーであるように
してもよい。

【００１４】上記各プロジェクタによれば、装置の薄型
化を実現することが可能である。

【００１５】

【発明の実施の形態】Ａ．第１実施例：図１は、本発明
の第１実施例としてのプロジェクタの要部を示す概略平
面図および側面図である。このプロジェクタ１０００
は、照明光学系１００と、ＤＭＤ２００と、投写レンズ
（投写光学系）３００と、反射ミラー４００とを備えて
いる。ＤＭＤ２００と投写レンズ３００とは、それぞれ
の中心軸３００ａｘと２００ａｘとがｚ方向に平行で一
致するように配置されている。

【００１６】照明光学系１００は、ランプ部１０と、第
１のコンデンサレンズ（集光レンズ）２０と、カラーホ
イール（カラーフィルタ）３０と、第２のコンデンサレ
ンズ（集光レンズ）４０と、第１のレンズアレイ５０
と、第２のレンズアレイ６０と、重畳レンズ７０と、偏
角プリズム８０とを備えている。これらの光学要素１
０，２０，３０，４０，８０，５０，６０，７０は、照
明光学系１００の中心軸１００ａｘに沿って順に配置さ
れている。また、第１のレンズアレイ５０と重畳レンズ
７０とを結ぶ中心軸１００ａｘＡが、ｚ軸に平行で、か
つ、投写レンズ３００の中心軸３００ａｘに対して、−
ｙ方向および−ｘ方向にずれて配置されている。また、
ランプ部１０と第２のコンデンサレンズ４０とを結ぶ中
心軸１００ａｘＢは、中心軸１００ａｘＡに対して、偏
角プリズム８０の入射面側の面（光入射面）８２上の点
（以下、「交点」と呼ぶ）８２ｐで交わるように、ラン
プ部１０から交点８２ｐまでの部分が＋ｙ方向に傾斜し
て配置されている。なお、中心軸１００ａｘＢが光源部
の中心軸に相当し、中心軸１００ａｘＡが光源部を除く
照明光学系の中心軸に相当する。

【００１７】ランプ部１０は、点光源としてのランプ１
２と、回転楕円面形状の凹面を有するリフレクタ１４と
を有している。ランプ１２としては、メタルハライドラ
ンプや高圧水銀灯などの高圧放電灯が用いられる。ラン
プ１２は、リフレクタ１４の回転楕円面の第１焦点近傍
に配置されている。ランプ１２から射出された光は、リ
フレクタ１４によって反射され、その反射光はリフレク
タ１４の第２焦点に向かって集光されつつ進み、第１の
コンデンサレンズ２０に入射する。なお、リフレクタ１
４としては、ランプ１２からの放射光線を反射し、略平
行光として射出する放物面鏡を用いるようにしてもよ
い。この場合には、略平行光を第１のコンデンサレンズ
２０に入射させるように、ランプ部１０と、第１のコン
デンサレンズ２０との間に、別のコンデンサレンズを付
加するようにしてもよい。

【００１８】第１のコンデンサレンズ２０は、カラーホ
イール３０に照射される光スポット（集光像）を小さく
するために、ランプ部１０からの光をカラーホイール３
０の近傍に集光させるための光学要素である。なお、第
１のコンデンサレンズ２０は、必ずしも必要ではなく、
省略することが可能である。

【００１９】図２は、カラーホイール３０をランプ部１
０側から見た正面図である。カラーホイール３０は、回
転方向に沿って区切られた３つの扇形の領域に３つの透
過型色フィルタ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂが形成されたも
のである。第１の色フィルタ３０Ｒは、赤色の波長領域
の光（以下、「赤色光Ｒ」と呼ぶ）を透過し、他の波長
領域の光を反射または吸収する機能を有している。同様
に、第２および第３の色フィルタ３０Ｇ、３０Ｂは、そ
れぞれ緑色、青色の波長領域の光（以下、それぞれ「緑
色光Ｇ」、「青色光Ｂ」と呼ぶ）を透過し、他の波長領
域の光を反射または吸収する機能を有している。色フィ
ルタは、例えば誘電体多層膜や、染料を用いて形成され
たフィルタ板などにより構成される。

【００２０】カラーホイール３０は、第１のコンデンサ
レンズ２０によって集光された光スポットＳＰがカラー
ホイール３０の中心軸３０ａｘからずれた所定の周辺位
置を照射するように配置されている。そして、カラーホ
イール３０は、図示しないモータによって回転軸３０ａ
ｘを中心に一定速度で回転する。このとき、光スポット
ＳＰは、カラーホイール３０の回転に応じて、色フィル
タ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの各領域を一定間隔で循環的
に照射する。この結果、カラーホイール３０を透過する
光は、カラーホイール３０の回転に応じて、赤色光Ｒ，
緑色光Ｇ，青色光Ｂと循環的に変化する。なお、カラー
ホイール３０が本発明のカラーフィルタに相当する。

【００２１】図１の第２のコンデンサレンズ４０は、カ
ラーホイール３０を透過した発散光を平行化するための
平行化レンズとしての機能を有している。

【００２２】なお、ランプ部１０と、第１のコンデンサ
レンズ２０と、カラーホイール３０と、第２のコンデン
サレンズ４０とが、本発明の光源部に相当する。

【００２３】図３は、偏角プリズム８０の概略斜視図お
よび側面図である。この偏角プリズム８０は、射出面側
の面（光射出面）８４がｘｙ平面に平行な平面を有して
おり、入射面側の面（光入射面）８２の＋ｙ方向側がｘ
ｙ平面に対して−ｚ方向に傾斜した平面を有している。

【００２４】図３（Ｂ）に示すように、光入射面８０の
傾斜は、第２のコンデンサレンズ４０から射出し、中心
軸１００ａｘＢに沿って進む略平行光が、偏角プリズム
８０の光入射面８２に入射して、中心軸１００ａｘＡに
沿って進む略平行光に偏向されるように設定されてい
る。なお、この光入射面８２を「偏向面」とも呼ぶ。

【００２５】図４は、第１のレンズアレイ５０を入射面
側から見た概略正面図と上面図と側面図である。図４
（Ａ）に示すように、第１のレンズアレイ５０は、略矩
形状の同心レンズである第１の小レンズ５２がＭ行Ｎ列
のマトリクス状に配列された構成を有している。図４
は、Ｍ＝４、Ｎ＝３の例を示している。なお、同心レン
ズではなく偏心レンズにより構成することも可能であ
る。「同心レンズ」とは、レンズの幾何学的な中心と光
学的な中心とが一致しているレンズを意味する。また
「偏心レンズ」とは、レンズの幾何学的な中心と光学的
な中心とが一致していないレンズを意味する。

【００２６】第２のレンズアレイ６０は、第１のレンズ
アレイ５０の各第１の小レンズ５２に対応する第２の小
レンズ６２を備えている。第１のレンズアレイ５０が同
心レンズで構成されている場合には、第２のレンズアレ
イ６０も同心レンズで構成されることが好ましい。ま
た、偏心レンズで構成されている場合には、偏心レンズ
で構成されることが好ましい。ただし、第１のレンズア
レイ５０と第２のレンズアレイ６０のいずれか一方のみ
を偏心レンズで構成するようにしてもよい。

【００２７】第１のレンズアレイ５０は、偏角プリズム
から射出された略平行な光線束を複数の部分光線束に分
割して射出する機能を有している。第１のレンズアレイ
５０の各小レンズ５２から射出された部分光線束は、図
１に示すように、第２のレンズアレイ６０の各小レンズ
６２の近傍位置において集光される。

【００２８】第２のレンズアレイ６０は、第１のレンズ
アレイ５０から射出された部分光線束のそれぞれの中心
軸を中心軸１００ａｘＡとほぼ平行に揃える機能を有し
ている。また、第２のレンズアレイ６０は、第１のレン
ズアレイ５０の各小レンズ５２の像を照明領域（ＤＭＤ
の光照射面）上で結像させる機能を有している。

【００２９】なお、第１の小レンズ５２をｘ方向から見
たときの外形形状は、照明領域（ＤＭＤの光照射面）と
ほぼ相似形とし、第１のレンズアレイ５０により分割さ
れた複数の部分光線束のそれぞれにより照明領域を効率
良く照明するように設定されている。

【００３０】また、第２のレンズアレイ６０の第２の小
レンズ６２は、第１のレンズアレイ５０から射出された
部分光線束が入射可能であれば、どのような形状をとる
ことも可能である。本実施例では、第１のレンズアレイ
５０とレンズ面（凸面）の向きのみが異なるレンズアレ
イを用いている。

【００３１】重畳レンズ７０は、第２のレンズアレイ６
０から射出された複数の部分光線束を、ＤＭＤ２００の
光照射面２０２上で重畳する機能を有している。

【００３２】第１のレンズアレイ５０から射出された複
数の部分光線束は、第２のレンズアレイ６０および重畳
レンズ７０を通過し、反射ミラー４００で反射されて、
それぞれＤＭＤ２００の光照射面２０２を照明する。こ
れにより、ランプ部１０から射出される光に照度分布が
ある場合においても、光照射面２０２は均一に照明され
る。

【００３３】反射ミラー４００は、反射光の中心軸４０
０ａｘが、ＤＭＤ２００の中心軸２００ａｘに対して、
所定の角度（従来例で説明した入射角度の制約を満足す
る角度）で交差するように、その反射面が設定されてい
る。具体的には、図１の例では、ＤＭＤ２００の光照射
面２０２がｘｙ平面に平行に配置されているので、反射
ミラー４００は、光照射面２０２上に投影される反射光
の中心軸４００ａｘのｘ軸に対する傾きが約４５度とな
るように設定される。また、反射光の中心軸４００ａｘ
を含む面内において、光照射面２０２への入射角が約２
０度となるように設定される。

【００３４】ＤＭＤ２００は、光照射面２０２に照射さ
れた照明光を画像信号（画像情報）に応じて各画素に対
応するマイクロミラーで反射することにより、画像を表
す画像光を投写レンズ３００の方に射出する光変調装置
（射出方向制御型光変調装置）である。ＤＭＤ２００か
ら射出された画像光は投写レンズ３００を介して投写さ
れて画像が表示される。

【００３５】以上説明したように、本実施例の投写型表
示装置１０００では、照明光学系１００の偏角プリズム
８０を挟んで前段側の光学要素１０，２０，３０，４０
（光源部）が、後段側の光学要素５０，６０，７０（光
源部を除く照明光学系）の中心軸１００ａｘＡを含むｘ
ｙ平面に平行な平面に対して、＋ｙ方向に傾斜した中心
軸１００ａｘＢに沿って配置されている点に特徴を有し
ている。

【００３６】図５は、比較例のプロジェクタを示す概略
側面図である。比較例のプロジェクタ１０００Ａは、本
実施例のプロジェクタ１０００に対して、偏角プリズム
８０を有さず、ランプ部１０と第２のコンデンサレンズ
４０とを結ぶ中心軸１００ａｘＢが、第１のレンズアレ
イ５０と重畳レンズ７０とを結ぶ中心軸１００ａｘＡと
一致して配置されている場合を示している。

【００３７】比較例のプロジェクタ１０００Ａにおいて
は、ランプ部１０のリフレクタ１４が照明光学系１００
Ａの他の光学部品に比べて、−ｙ方向に突出しており、
装置の高さ方向（ｙ方向）のスペースが多く必要となる
ため、薄型化のネックになっていることがわかる。ま
た、照明光学系１００Ａの＋ｙ方向側には、光学部品が
何も配置されていないデッドスペースＤＳＰがあること
がわかる。そこで、本実施例のプロジェクタ１０００
（図１）においては、第２のコンデンサレンズ４０と第
１のレンズアレイ５０との間に偏角プリズム８０を配置
することにより、ランプ部１０と第２のコンデンサレン
ズ４０とを結ぶ中心軸（光源部の中心軸）１００ａｘＢ
のうち、ランプ１０から交点８２ｐまでの部分を＋ｙ方
向に傾斜させて、ランプ部１０から第２のコンデンサレ
ンズ４０までの光学要素（光源部）をデッドスペースＤ
ＳＰ側にずらして配置している。これにより、ランプ部
１０のリフレクタ１４が他の光学部品に比べてｙ方向に
突出しないように配置することができるので、本実施例
のプロジェクタ１０００は、比較例のプロジェクタ１０
００Ａに比べて装置の薄型化が可能となる。

【００３８】Ｂ．第２実施例：図６は、本発明の第２実
施例としてのプロジェクタの要部を示す概略平面図およ
び側面図である。このプロジェクタ１０００Ｂは、第１
実施例のプロジェクタ１０００における偏角プリズム８
０を偏角プリズム８０Ｂに変更している。また、光源部
の中心軸１００ａｘＢのうち、ランプ部１０から偏角プ
リズム８０Ｂの光入射面（偏向面）８２Ｂ上の交点８２
Ｂｐまでの部分が、光源部を除く照明光学系１００Ｂの
中心軸１００ａｘＡに対して＋ｙ方向だけでなく＋ｘ方
向にも傾斜するように配置されている。第２実施例のプ
ロジェクタ１０００Ｂの他の部分は、第１実施例のプロ
ジェクタ１０００と同じである。

【００３９】偏角プリズムの光入射面（偏向面）８２Ｂ
は、中心軸１００ａｘＡに対して＋ｙ方向だけでなく＋
ｘ方向にも傾斜している中心軸１００ａｘＢに沿って進
む略平行光を偏向して中心軸１００ａｘＡに沿って進む
ように設定されている。

【００４０】本実施例においても、第１実施例と同様
に、装置の薄型化が可能である。

【００４１】Ｃ．第３実施例：図７は、本発明の第３実
施例としてのプロジェクタの要部を示す概略側面図であ
る。このプロジェクタ１０００Ｃは、第１実施例のプロ
ジェクタ１０００（図１）における反射ミラー４００を
凹面形状の反射面を有する反射ミラー４００Ｃに変更す
るとともに、重畳レンズ７０を省略した点を除いて同じ
である。

【００４２】反射ミラー４００Ｃは、第２のレンズアレ
イ６０から射出された複数の部分光線束を凹面形状の反
射面で反射して、ＤＭＤ２００の光照射面２０２上で重
畳させるとともに、第１実施例と同様に、反射光の中心
軸４００ａｘが、ＤＭＤ２００の中心軸２００ａｘに対
して所定の角度（従来例で説明した入射角度の制約を満
足する角度）で交差するように設定されている。なお、
反射面は球面であっても非球面であってもよい。ただ
し、光学系で発生する収差を抑制するためには合、非球
面の方が有利である。

【００４３】反射ミラー４００Ｃは、第２のレンズアレ
イ６０から射出された複数の部分光線束をＤＭＤ２００
の光照射面２０２上で重畳させる機能を実現するため
に、第１実施例における反射ミラー４００（図１）より
も若干大きくなる。このため、第１実施例のプロジェク
タ１０００に比べれば高さ方向のスペースが若干大きく
なる。しかしながら、比較例のプロジェクタ１０００Ａ
（図５）に比べれば、第１実施例と同様に装置の薄型化
が可能である。

【００４４】Ｄ．変形例：なお、本発明は上記の実施例
や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々の態様において実施することが可
能である。

【００４５】Ｄ１．変形例１：上記第１実施例では、偏
角プリズムの光入射面（偏向面）８２Ｂは、ランプ部１
０と第１のコンデンサレンズ２０とカラーホイール３０
と第２のコンデンサレンズ４０とを含む光源部の中心軸
１００ａｘＢが、光源部を除く照明光学系１００の中心
軸１００ａｘＡに対して＋ｙ方向に傾斜するように配置
されている。一方、上記第２実施例では、光源部を除く
照明光学系１００Ｂの中心軸１００ａｘＡに対して、光
源部の中心軸１００ａｘＢが＋ｙ方向および＋ｘ方向に
傾斜するように配置されている。すなわち、本発明のプ
ロジェクタにおいて、投写レンズ（投写光学系）の中心
軸（第１の軸）は、照明光学系の光源部を除く中心軸
（第2の軸）を含む平面によって区分される一方の領域
で、第2の軸に平行となるように配置されており、光源
部の中心軸（第３の軸）は、平行化レンズに相当するコ
ンデンサレンズと第1のレンズアレイとの間において、
第2の軸と特定の点で交差しており、第3の軸のうち、ラ
ンプから特定の点までの部分は、一方の領域に配置され
ていればよい。

【００４６】Ｄ２．変形例２：上記各実施例では、偏向
光学系として偏角プリズムを適用した場合を例に説明し
ているが、これに限定するものではない。例えば、１ま
たは２以上の反射ミラーにより偏向光学系を構成するこ
とも可能である。すなわち、光源部を除く照明光学系の
中心軸に対して傾斜した光源部の中心軸に沿って進む略
平行光を偏向して、光源部を除く照明光学系の中心軸に
沿って進むように偏向する偏向光学系であればよい。

【００４７】Ｄ３．変形例３：上記各実施例でＤＭＤ２
００として用いられたＤＭＤは、図８に示すように、光
照射面２０２に平行なｘｙ平面に投影された照明光の中
心軸がｘ軸に対して右斜め下約４５度の方向を向くよう
に設定され、かつ、照明光の中心軸を含み光照射面２０
２に垂直な面内において、光照射面２０２への入射角が
約２０度であるという制約を有している場合を例に説明
しているが、これに限定されるものではない。例えば、
照明光の中心軸がｘ軸に対して右斜め下約４５度よりも
大きな傾き、あるいは小さな傾きを有する方向を向くよ
うに設定される制約を有する場合であってもよい。ま
た、照明光の中心軸を含み光照射面に垂直な面内におい
て、光照射面への入射角が約２０度より小さい、あるい
は大きいという制約を有する場合であってもよい。この
ような場合において、照明光学系から射出される照明光
を反射する反射ミラーを、ＤＭＤ２００の光照射面２０
２を照明する照明光が、上述した入射角度の制約を満た
すように設定すればよい。

【００４８】Ｄ４．変形例４：上記各実施例では、ＤＭ
Ｄ２００がｘｙ平面に平行に配置される場合を例に説明
しているが、これに限定されるものではなく、ｘｙ平面
に対して傾斜して配置されるようにしてもよい。このよ
うな場合において、照明光学系から射出される照明光を
反射する反射ミラーを、ＤＭＤ２００の光照射面２０２
を照明する照明光が、上述した入射角度の制約を満たす
ように設定すればよい。

【００４９】Ｄ５．変形例５：上記各実施例では、投写
レンズ３００の中心軸３００ａｘをＤＭＤ２００の中心
軸２００ａｘに一致させるように配置する例を示してい
るが、これに限定されるものではない。投写レンズ３０
０の中心軸３００ａｘをＤＭＤ２００の中心軸２００ａ
ｘからずらして配置するようにしてもよい。このように
すれば、あおり投写を実現することができる。

【００５０】Ｄ６．変形例６：上記各実施例では、カラ
ーホイール３０として、回転方向に沿って３等分された
扇形の領域に３つの透過型色フィルタ３０Ｒ，３０Ｇ，
３０Ｂが形成された例を示しているがこれに限定される
ものではない。例えば、３等分ではなく、カラーバラン
スに応じて分割する面積を変えても良い。また、３分割
ではなく、赤，緑，青、赤，緑，青の６分割にしてもよ
い。あるいは、４分割にして、その一つを無色透明とし
てもよい。この場合カラーホイールの回転を止めて、無
色透明の領域のみをランプ部１０からの光が通過するよ
うにすれば、モノクロ画像を表示することができる。ま
た、赤、緑、青の３色の色フィルタではなく、カラー画
像を表示できる色、例えば、シアン、マゼンダ、イエロ
ーの３色の色フィルタを用いるようにしてもよい。ま
た、複数の色フィルタを輪帯形の複数の領域に形成する
ようにしてもよい。なお、本発明において、「色フィル
タ」は、特定の波長領域の光を透過し、他の波長領域の
光を反射または吸収する機能を有するものだけでなく、
各波長領域の光を透過する機能（透明の領域の機能）を
有するものも含む。

【００５１】Ｄ７．変形例７：上記各実施例では、カラ
ーホイール３０を備えて、カラー画像を表示する例を示
しているが、カラーホイール３０を省略して、モノクロ
画像を表示するようにしてもよい。この場合には、第１
のコンデンサレンズ２０および第２のコンデンサレンズ
４０を省略することもできる。このとき、ランプ部１０
のリフレクタ１４を放物面鏡として、ランプ部１０から
略平行光を射出するようにすればよい。あるいは、凹面
レンズを備えて、ランプ部１０から射出される集光光を
略平行光に変換するようにすればよい。

【００５２】Ｄ８．変形例８：各光学要素２０，４０，
５０，６０，７０のレンズ面（凸面や凹面）や偏角プリ
ズム８０，８０Ｂの偏向面の向きは、図１、図６、図７
に示した向きに限定されるものではない。それぞれ逆の
向きにすることもできるし、それぞれの向きの組み合わ
せも任意である。また、各光学要素２０，４０，５０，
６０，７０，３００は、複数のレンズを組み合わせた複
合レンズによって構成することもできる。また、隣り合
う光学要素を貼り合わせて一体化することもできる。例
えば、図１の第２のレンズアレイ６０と重畳レンズ７０
とを貼り合わせて一体化することもできる。また、複数
の光学要素を、１つの光学要素に置き換えることも可能
である。例えば、図１の第２のレンズアレイ６０に重畳
レンズ７０の機能を持たせて、重畳レンズ７０を省略す
ることができる。

【００５３】Ｄ９．変形例９：上記各実施例では、プロ
ジェクタを構成する光学系の要部のみを示しているが、
他の反射ミラーやレンズ等の光学部品を適宜配置するよ
うにしてもよい。

【００５４】Ｄ１０．変形例１１：上記各実施例では、
ＤＭＤを用いたプロジェクタを例に説明しているが、こ
れに限定されるものではなく、各画素に照射された照明
光の射出方向を画像情報に応じて制御することにより、
画像を表す画像光を射出する種々の射出方向制御型光変
調装置を用いたプロジェクタに適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例としてのプロジェクタの要
部を示す概略平面図および側面図である。

【図２】カラーホイール３０をランプ部１０側から見た
正面図である。

【図３】偏角プリズム８０の概略斜視図および側面図で
ある。

【図４】第１のレンズアレイ５０を入射面側から見た概
略正面図と上面図と側面図である。

【図５】比較例のプロジェクタを示す概略側面図であ
る。

【図６】本発明の第２実施例としてのプロジェクタの要
部を示す概略平面図および側面図である。

【図７】本発明の第３実施例としてのプロジェクタの要
部を示す概略側面図である。

【図８】ＤＭＤについて示す説明図である。

【符号の説明】

１０００…プロジェクタ １０００Ａ…プロジェクタ １０００Ｂ…プロジェクタ １０００Ｃ…プロジェクタ １００…照明光学系 １００Ａ…照明光学系 １００Ｂ…照明光学系 １００Ｃ…照明光学系 １００ａｘ…中心軸 １００ａｘＡ…中心軸 ２００ａｘＢ…中心軸 ２００…ＤＭＤ ２００ａｘ…中心軸 ３００…投写レンズ ３００ａｘ…中心軸 ４００，４００Ｃ…反射ミラー ４００ａｘ…中心軸 １０…ランプ部 １２…ランプ １４…リフレクタ ２０…コンデンサレンズ ３０…カラーホイール ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ…（透過型）色フィルタ ３０ａｘ…中心軸（回転軸） ４０…第２のコンデンサレンズ ５０，６０…レンズアレイ ５２，６２…小レンズ ７０…重畳レンズ ８０，８０Ｂ…偏角プリズム ８２，８２Ｂ…光入射面 ８２ｐ，８２Ｂｐ…交点 ８４…光射出面 ＤＳＰ…デッドスペース ＳＰ…光スポット

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｂ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像を投写して表示するプロジェクタで
   あって、 照明光学系と、 前記照明光学系からの光を反射させる反射ミラーと、 前記反射ミラーにより反射された光が入射し、与えられ
   た画像信号に応じて、入射した光の射出方向を制御する
   ことにより、画像を表す画像光を生成する射出方向制御
   型光変調装置と、 前記射出方向制御型光変調装置から射出された画像光の
   表す画像を投写する投写光学系と、を備え、 前記照明光学系は、 略平行な光線束を射出する光源部と、 前記光源部から射出された光線束を複数の部分光線束に
   分割するための複数の第１の小レンズを有する第１のレ
   ンズアレイと、 前記第１のレンズアレイから射出された複数の部分光線
   束が集光する近傍位置に配置され、前記複数の第１の小
   レンズに対応する複数の第２の小レンズを有する第２の
   レンズアレイと、を備え、 前記光源部は、 ランプと、 前記ランプから射出された光を反射して集光する反射面
   を有する楕円リフレクタと、 前記反射面によって反射された光が集光する近傍位置に
   配置され、前記反射光から複数の色光を循環的に生成す
   るカラーフィルタと、 前記カラーフィルタを通過した光線束を平行化するため
   の平行化レンズと、を備え、 前記投写光学系の中心軸である第１の軸は、前記照明光
   学系の光源部を除く中心軸である第2の軸を含む平面に
   よって区分される一方の領域で、前記第2の軸に平行と
   なるように配置されており、 前記光源部の中心軸である第３の軸は、前記平行化レン
   ズと前記第1のレンズアレイとの間において、前記第2の
   軸と特定の点で交差しており、 前記第3の軸のうち、前記ランプから前記特定の点まで
   の部分は、前記一方の領域に配置されており、 前記平行化レンズと前記第１のレンズアレイとの間に
   は、前記平行化レンズから射出されて前記第3の軸に沿
   って進む略平行光が、前記第2の軸に沿って進む略平行
   光となるように偏向する偏向光学系を備える、 プロジェクタ。
2. 【請求項２】 前記偏向光学系は偏角プリズムである請
   求項１記載のプロジェクタ。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載のプロジェ
   クタであって、 前記照明光学系は、前記第２のレンズアレイの射出面側
   に配置され、前記複数の部分光線束を前記射出方向制御
   型光変調装置の入射面上で重畳するための重畳レンズを
   備え、 前記反射ミラーは平面状の反射面を有する平面ミラーで
   ある、 プロジェクタ。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項２記載のプロジェ
   クタであって、 前記反射ミラーは凹面状の反射面を有する球面ミラーま
   たは非球面ミラーである、プロジェクタ。