JP6236975B2 - 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。

クロスダイクロイックプリズムを色光合成手段として用いたプロジェクターにおいては、スクリーンにクロスダイクロイックプリズムの中央の交差部の影が映り込み、プロジェクターの表示品質が低下してしまうという問題があった。

この問題に対して、光源とライトバルブとの間に拡散板を配置することで、光源から射出される光を拡散させ、クロスダイクロイックプリズムの交差部の影による影響を低減する構成が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２００８−２６８５８１号公報

上記のようなプロジェクターにおいて、光源としてレーザー光源を用いた場合には、レーザー光は指向性が高いため、拡散板による光の拡散角度を大きく設定する必要がある。しかしながら、拡散板の拡散角度を大きくすると、拡散角度の大きい光は光路上から外れてしまうため、光の利用効率が悪くなるという問題があった。

本発明の一つの態様は、上記問題点に鑑みて成されたものであって、クロスダイクロイックプリズムの交差部の影による影響を低減でき、かつ、光の利用効率に優れたプロジェクターを提供することを目的の一つとする。

本発明のプロジェクターの一つの態様は、第１の光源装置と、第２の光源装置と、レーザー光源装置と、前記第１の光源装置からの光を変調して第１の画像光を形成する第１の光変調装置と、前記第２の光源装置からの光を変調して第２の画像光を形成する第２の光変調装置と、前記レーザー光源装置からの光を変調して第３の画像光を形成する第３の光変調装置と、前記第１の画像光と前記第２の画像光と前記第３の画像光とを合成し、複数の直角プリズムを貼り合せることで形成される中心交線を有するクロスプリズムと、前記クロスプリズムからの光を投射する投射光学系と、２次光源像を前記レーザー光源装置と前記第３の光変調装置との間の光路中に形成する２次光源像形成光学系と、を備えたプロジェクターであって、前記２次光源像形成光学系は、前記レーザー光源装置からの光が入射するコリメートレンズと、前記コリメートレンズから射出された光を集光し、前記２次光源像を結像する集光レンズと、を有し、前記レーザー光源装置は、前記クロスプリズムの前記中心交線と平行な方向に長手方向を有するスリット状のレーザー射出部を有し、前記レーザー射出部から射出された光は、該光の断面形状の向きが前記中心交線に入射するまで保存されており、前記レーザー射出部は、前記２次光源像の形状が前記レーザー光源装置のファーフィールドパターンの形状となるように、前記コリメートレンズの焦点位置からずれた位置に配置されており、前記２次光源像は、前記中心交線と直交する方向の長さが前記中心交線と平行な方向の長さよりも長いことを特徴とする。

本発明のプロジェクターの一つの態様によれば、クロスプリズムの中心交線と直交する方向の２次光源像の長さを十分長くすることができる。そのため、クロスプリズムの中心交線に入射する光が、クロスプリズムの中心交線と直交する方向に大きく広がって分布することになる。その結果、中心交線によって形成される影がクロスプリズムの中心交線と直交する方向に大きく拡散される。影が拡散されることにより、影が薄くなるため、影が目立たなくなり、プロジェクターの表示品質の劣化を低減できる。
また、本発明のプロジェクターの一つの態様によれば、クロスプリズムの中心交線に対する２次光源像の形状によって、クロスプリズムの中心交線の影による影響を低減する構成であるため、光を過度に広がらせることを抑制できる。これにより、光が光路上から外れることを抑制でき、光の利用効率に優れたプロジェクターが得られる。

前記２次光源像形成光学系は、前記レーザー光源装置からの光が入射されるコリメートレンズと、前記コリメートレンズから射出された光を集光し、前記２次光源像を結像する集光レンズと、を備える構成としてもよい。
この構成によれば、コリメートレンズと集光レンズとを用いて、上述した形状を有する２次光源像を形成できるため、簡便である。

前記レーザー光源装置は、スリット状のレーザー射出部を有し、前記レーザー光源装置におけるスリット状のレーザー射出部の位置は、前記コリメートレンズの焦点位置に対して所定距離ずれて設定され、前記レーザー光源装置の前記レーザー射出部の長手方向は、前記クロスプリズムの中心交線と平行である構成としてもよい。
この構成によれば、レーザー光源装置のレーザー射出部の位置が、コリメートレンズの焦点位置に対して所定距離ずれていることにより、集光レンズによって結像される２次光源像が、レーザー光源装置のファーフィールドパターン（ＦＦＰ：Ｆａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｐａｔｔｅｒｎ）の形状となる。レーザー光源装置のレーザー射出部はスリット状であるため、レーザー光源装置のＦＦＰは、スリットの幅方向に長い楕円形状となる。これにより、レーザー光源装置のレーザー射出部の長手方向は、クロスプリズムの中心交線と平行であるため、ＦＦＰの長手方向は、クロスプリズムの中心交線と直交する。したがって、この構成によれば、２次光源像をクロスプリズムの中心交線と直交する方向の長さが中心交線と平行な方向の長さよりも長い形状とできる。

前記レーザー光源装置は、スリット状のレーザー射出部を有し、前記レーザー光源装置におけるスリット状のレーザー射出部の位置は、前記コリメートレンズの焦点位置に設定され、前記レーザー光源装置の前記レーザー射出部の長手方向は、前記クロスプリズムの中心交線と垂直である構成としてもよい。
この構成によれば、レーザー光源装置のレーザー射出部の位置が、コリメートレンズの焦点位置であることにより、集光レンズによって結像される２次光源像が、レーザー光源装置のＮＦＰの形状、すなわち、レーザー光源装置のスリット状のレーザー射出部の形状となる。したがって、この構成によれば、レーザー光源装置のレーザー射出部の長手方向はクロスプリズムの中心交線と垂直であるため、２次光源像をクロスプリズムの中心交線と直交する方向の長さが中心交線と平行な方向の長さよりも長い形状とできる。

前記２次光源像からの光が入射され、複数の３次光源像を形成する３次光源像形成光学系と、前記３次光源像形成光学系からの光が入射する複数の入射口を有するレンズアレイと、を備え、前記複数の３次光源像各々の前記クロスプリズムの中心交線と直交する方向の長さは、前記複数の入射口各々の前記クロスプリズムの中心交線と直交する方向の長さの５０％以上、１１０％以下である構成としてもよい。
また、前記複数の３次光源像各々の前記クロスプリズムの中心交線と直交する方向の長さは、前記複数の入射口各々の前記クロスプリズムの中心交線と直交する方向の長さの５０％以上、１００％以下である構成としてもよい。
また、前記複数の３次光源像各々の前記クロスプリズムの中心交線と直交する方向の長さは、前記複数の入射口各々の前記クロスプリズムの中心交線と直交する方向の長さの８０％以上、１００％以下である構成としてもよい。
これらの構成によれば、クロスプリズムの中心交線の影による影響を効果的に低減できる。

前記複数の３次光源像各々の前記クロスプリズムの中心交線と平行な方向の長さは、前記複数の入射口各々の前記クロスプリズムの中心交線と平行な方向の長さよりも小さい構成としてもよい。
この構成によれば、光がレンズアレイに入射する際に、クロスプリズムの中心交線と平行な方向においては、光が入射口からはみ出すことを抑制できる。そのため、この構成によれば、光の利用効率が低減することを抑制できる。

第１実施形態のプロジェクター示す模式図である。 第１実施形態のレーザー光源装置から射出される光の断面形状を示す模式図である。 第１実施形態の２次光源像形成光学系を示す模式図である。 第１実施形態におけるプロジェクターの一部を示す模式図である。 第１実施形態における第１フライアイインテグレーターを示す平面図である。 第１実施形態における第１偏光ビームスプリッターを示す図である。 第１実施形態における入射口を示す図である。 第１実施形態における３次光源像の一例を示す図である。 比較例におけるプロジェクターの一部を示す模式図である。 第１実施形態における３次光源像の一例を示す図である。 第２実施形態のレーザー光源装置及び２次光源像形成光学系を示す模式図である。 第２実施形態のレーザー光源装置から射出される光の断面形状を示す模式図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るプロジェクターについて説明する。
なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。

（第１実施形態）
図１は、本実施形態のプロジェクター１０００を示す模式図である。
本実施形態のプロジェクター１０００は、照明装置１００と、光変調装置（第１の光変調装置）４００Ｒと、光変調装置（第２の光変調装置）４００Ｇと、光変調装置（第３の光変調装置）４００Ｂと、反射型偏光板２１０と、反射型偏光板２２０と、ダイクロイックミラー２３０と、反射型偏光板２４０と、クロスダイクロイックプリズム（クロスプリズム）５００と、投射光学系６００とを備えている。

照明装置１００は、レーザー光源装置１００ａと、２次光源像形成光学系５０と、回転拡散板７０と、第１ピックアップ光学系８０と、第１フライアイインテグレーター９０と、第１偏光ビームスプリッター（偏光ビームスプリッター，偏光変換素子）９３と、第１平行化レンズ９４と、波長変換型光源装置１００ｂと、第２フライアイインテグレーター１９０と、第２偏光ビームスプリッター１９３と、第３平行化レンズ１９４とを備えている。本実施形態において、波長変換型光源装置１００ｂは、第１の光源装置及び第２の光源装置に相当する。

レーザー光源装置１００ａは、レーザー光を射出する。レーザー光源装置１００ａは、第１基台５１と、第１基台５１上に平面的に並べて配置された複数の第１固体発光素子５２とを備えた光源アレイである。第１固体発光素子５２は、青色（発光強度のピーク：４６０ｎｍ付近）のレーザー光を射出する半導体レーザーである。第１固体発光素子５２は、４６０ｎｍ以外のピーク波長を有するレーザー光を射出する半導体レーザーであってもよい。

図２は、レーザー光源装置１００ａが備える１つの第１固体発光素子５２から射出される光の断面形状を示す模式図である。
なお、図２及び後述する図４〜図１０、図１２においては、Ｚ軸を設定し、これを参照しつつ各構成要素の配置関係を説明する。Ｚ軸方向は、本実施形態においては、例えば、鉛直方向とする。また、以下の説明においては、Ｚ軸方向（鉛直方向）に垂直な方向を水平方向またはＸ軸方向と称する場合がある。

第１固体発光素子５２は、図２に示すように、例えば、スリット状のレーザー射出部５２ａを有している。第１固体発光素子５２は、本実施形態においては、例えば、第１固体発光素子５２のレーザー射出部５２ａの長手方向が水平（鉛直方向（Ｚ軸方向）と垂直）となるようにして設置されている。また、クロスダイクロイックプリズム５００は、クロスダイクロイックプリズム５００の中心交線Ｃが水平となるように設置されている。これにより、第１固体発光素子５２のレーザー射出部５２ａの長手方向は、後述するクロスダイクロイックプリズム５００の中心交線Ｃと平行となる。レーザー射出部５２ａの大きさは、例えば、長さが１５μｍであり、幅が１μｍである。

なお、レーザー射出部５２ａの長手方向が、クロスダイクロイックプリズム５００の中心交線Ｃと平行であるとは、光の進行方向に垂直で、かつ、レーザー射出部５２ａを通る光束断面と、光の進行方向に垂直で、かつ、クロスダイクロイックプリズム５００の中心交線Ｃを通る光束断面とを重ねた際に、各断面に対するレーザー射出部５２ａの長手方向と、クロスダイクロイックプリズム５００の中心交線Ｃとが、平行であることを意味する。

２次光源像形成光学系５０は、図１に示すように、第１コリメートレンズアレイ５３と、第１集光レンズ６０とを備えている。
第１コリメートレンズアレイ５３は、各第１固体発光素子５２と１対１に対応した複数のコリメートレンズ５３０を備えている。複数のコリメートレンズ５３０は、第１基台５１上に並べて配置されている。各コリメートレンズ５３０は、対応する第１固体発光素子５２から射出される青色光の光軸上に設置されている。

ここで、第１コリメートレンズアレイ５３と、レーザー光源装置１００ａとの相対位置関係は、第１固体発光素子５２のレーザー射出部５２ａの位置が、それに対応するコリメートレンズ５３０の焦点位置に対して所定距離ずれるようにして配置されている。言い換えると、第１コリメートレンズアレイ５３は、デフォーカスされるように配置されている。本実施形態においては、第１固体発光素子５２のレーザー射出部５２ａが、それに対応するコリメートレンズ５３０の焦点位置よりもコリメートレンズ５３０に接近するように、第１コリメートレンズアレイ５３とレーザー光源装置１００ａとが配置されている。焦点位置に対してずれる所定距離（以下、デフォーカス量と称する場合がある）は、例えば、１２５μｍ以上、２５０μｍ以下である。デフォーカス量を、例えば、１２５μｍ以上とすることにより、効果的にクロスダイクロイックプリズム５００の中心交線Ｃの影による影響を低減できる。

なお、第１固体発光素子５２のレーザー射出部５２ａが、それに対応するコリメートレンズ５３０の焦点位置よりもコリメートレンズ５３０から遠ざかるように、第１コリメートレンズアレイ５３とレーザー光源装置１００ａとを配置してもよい。

第１コリメートレンズアレイ５３に入射された青色光は、第１集光レンズ６０に向けて射出される。このとき、第１コリメートレンズアレイ５３は、上述したように、レーザー光源装置１００ａに接近してデフォーカスされているため、各コリメートレンズ５３０から射出される青色光は、わずかに拡散した光となる。

第１集光レンズ６０は、凸レンズである。第１集光レンズ６０に入射された光は、回転拡散板７０に集光される。第１集光レンズ６０から射出された光は、回転拡散板７０上に２次光源像１２０を結像する。すなわち、２次光源像形成光学系５０は、２次光源像１２０をレーザー光源装置１００ａと光変調装置４００Ｂとの間の光路中に形成する。本実施形態における２次光源像１２０の形状は、図２に示すように、長軸方向が鉛直方向（Ｚ軸方向）と平行な楕円形状である。言い換えると、２次光源像１２０は、後述するクロスダイクロイックプリズム５００の中心交線Ｃと直交する方向（Ｚ軸方向）の長さが中心交線Ｃと平行な方向の長さよりも長い形状を持つ。

なお、２次光源像１２０に対するクロスダイクロイックプリズム５００の中心交線Ｃの方向は、光の進行方向に垂直で、かつ、２次光源像１２０を通る光束断面と、光の進行方向に垂直で、かつ、クロスダイクロイックプリズム５００の中心交線Ｃを通る光束断面とを重ねた際の、光束断面における２次光源像１２０に対する中心交線Ｃの方向を意味する。

形成される２次光源像１２０の形状についてより詳細に説明する。
図３は、本実施形態の２次光源像形成光学系５０を示す模式図である。
２次光源像１２０の形状は、図３に示すように、各コリメートレンズ５３０の焦点Ｆの位置における等価光源像１２４の形状と相似形状となる。等価光源像１２４は、デフォーカスされた各コリメートレンズ５３０の焦点Ｆに光源像が形成されたと仮定した場合における光源像である。そして、等価光源像１２４の形状は、第１固体発光素子５２のレーザー射出部５２ａからコリメートレンズ５３０の焦点Ｆまでの距離だけ離れた位置における、レーザー光源装置１００ａのレーザー光の仮想的な形状となる。

ここで、一般に半導体レーザーから射出される光の形状は、レーザー光の射出位置からの距離によって異なる。図２に示すように、レーザー射出部５２ａからの距離が比較的近い範囲における光の形状（ＮＦＰ：Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｐａｔｔｅｒｎ）は、レーザー射出部５２ａの形状と同様の形状となる。本実施形態においては、レーザー射出部５２ａがスリット状であるため、ＮＦＰの形状は、水平方向（Ｚ軸と垂直な方向）の長さが、鉛直方向（Ｚ軸方向）の長さよりも長いスリット状である。

一方、レーザー射出部５２ａから所定距離離れた範囲における光の形状（ＦＦＰ）は、光の回折効果によって、所定方向に広がった形状となる。本実施形態においては、ＦＦＰの形状は、ＮＦＰがスリット状であるため、ＮＦＰの幅方向に広がった楕円形状となる。すなわち、本実施形態の第１固体発光素子５２のＦＦＰの形状は、鉛直方向（Ｚ軸方向）の長さが、水平方向の長さよりも長い形状となる。ＮＦＰの長手方向とＦＦＰの長手方向とは、直交している。

本実施形態においては、図３に示すように、等価光源像１２４の形状は、レーザー射出部５２ａの位置がコリメートレンズ５３０の焦点Ｆの位置と所定距離ずれているため、第１固体発光素子５２のＦＦＰの形状と相似形状となる。そのため、本実施形態における２次光源像１２０の形状は、第１固体発光素子５２のＦＦＰと相似形状となる。これにより、２次光源像１２０の形状は、上述した形状、すなわち、後述するクロスダイクロイックプリズム５００の中心交線Ｃと直交する方向（鉛直方向，Ｚ軸方向）の長さが中心交線Ｃと平行な方向（水平方向）の長さよりも長い形状となる。

図１に戻り、拡散部材としての回転拡散板７０は、入射した青色光を拡散して入射側とは反対側の面から射出する透過型の回転拡散板である。回転拡散板７０は、モーター７３により回転駆動される拡散部材としての基板７１を備えている。基板７１としては、公知の拡散板、例えば、磨りガラスや、ホログラフィックディフューザー、透明基板の表面にブラスト処理を施したもの、透明基板の内部にビーズのような散乱材を分散させ、散乱材によって光を散乱させるものなどを用いることができる。本実施形態では基板７１として円板を用いているが、基板７１の形状は円板に限られない。回転拡散板７０では、基板７１を回転駆動することによって、青色光が照射された部分が円を描くように、青色光が照射される領域Ｓ１に対して相対的に移動する。

回転拡散板７０から射出された光は、第１ピックアップ光学系８０に入射される。
第１ピックアップ光学系８０は、第１フライアイインテグレーター９０と回転拡散板７０との間の光路上に配置されている。第１ピックアップ光学系８０は、回転拡散板７０からの光が入射するピックアップレンズとしての第１レンズ８１と、第１レンズ８１から射出される光を平行化する第２レンズ８２とを含んで構成されている。第１レンズ８１は、例えば、光入射面が平面状であり、光射出面が凸の曲面状をなす平凸レンズからなり、第２レンズ８２は、例えば、凸レンズからなる。第１ピックアップ光学系８０は、回転拡散板７０からの光を、平行化した状態で第１フライアイインテグレーター９０に入射させる。

なお、第１ピックアップ光学系８０は、回転拡散板７０から射出される青色光の広がりに応じて、使用するレンズの屈折率や形状が決められる。また、レンズの数も２つに限らず、１つまたは３つ以上の複数個とすることもできる。

図４は、クロスダイクロイックプリズム５００の中心交線Ｃに入射する光を模式的に示した側面図である。図５は、図４に示した第１フライアイレンズ９１及び第２フライアイレンズ９２をクロスダイクロイックプリズム５００側から見た平面図（ＺＸ面図）である。
図４においては、適宜部材の図示を省略しており、また、光の進行方向が一方向（図の左右方向）となるように、各部材の配置等を適宜変更している。
なお、図４、図５及び後述する図６〜１０においては、クロスダイクロイックプリズム５００の中心交線Ｃと平行な方向をＸ軸方向とする。

詳細は後述するが、図４に示すように、第１フライアイインテグレーター９０に入射された光は、第１偏光ビームスプリッター９３及び光変調装置４００Ｂを介してクロスダイクロイックプリズム５００に入射される。クロスダイクロイックプリズム５００は、中心交線Ｃが水平方向と平行で、かつ、クロスダイクロイックプリズム５００に入射される光の進行方向と垂直な方向となるように配置されている。

第１フライアイインテグレーター９０は、図４及び図５に示すように、入射した光の光量分布を均一化する。第１フライアイインテグレーター９０は、３次光源像形成光学系としての第１フライアイレンズ９１と、レンズアレイとしての第２フライアイレンズ９２とを備える。第１フライアイレンズ９１及び第２フライアイレンズ９２各々は、複数のレンズが平面的に配置されたレンズである。本実施形態においては、図５に示すように、第１フライアイレンズ９１が備える複数のレンズ９１ａは、Ｘ軸方向とＺ軸方向とにマトリクス状に配置されている。第２フライアイレンズ９２が備える複数のレンズ９２ａも、第１フライアイレンズ９１と同様にマトリクス状に配置されている。本実施形態では、第１フライアイレンズ９１及び第２フライアイレンズ９２はそれぞれ、１６個のレンズを有している。

第１フライアイレンズ９１を構成する複数のレンズ９１ａ及び第２フライアイレンズ９２を構成する複数のレンズ９２ａは、それぞれ、例えば、一方の面が平面状であり、他方の面が凸の曲面状をなす平凸レンズからなる。第１フライアイレンズ９１と第２フライアイレンズ９２とは、各レンズの凸曲面が対向するようにして配置されている。

図６（Ａ）は、図４において第１偏光ビームスプリッター９３を第２フライアイレンズ９２側から見た平面図（ＺＸ面図）であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）における第１偏光ビームスプリッター９３のＡ−Ａ断面図である。第１偏光ビームスプリッター９３は、図６（Ａ）に示したように、複数の光入射領域９３ｅを備えている。本実施形態では、第１偏光ビームスプリッター９３は、４つの光入射領域９３ｅを備えている。また、各光入射領域９３ｅは、Ｚ軸方向に延在する縁９３ｍ及び縁９３ｎを有している。

第１偏光ビームスプリッター９３は、図６（Ｂ）に示したように、光入射領域９３ｅから入射した光が入射する偏光分離膜９３ｆと、偏光分離膜９３ｆによって反射された光が入射する反射膜９３ｇとを備えている。図示していないが、偏光分離膜９３ｆを透過した光の光路上と反射膜９３ｇによって反射された光の光路上のいずれかに、位相差板が設けられている。これにより、第１偏光ビームスプリッター９３は、入射した光を偏光方向が一方向に揃えられた直線偏光として射出する。

図７は、第２フライアイレンズ９２と第１偏光ビームスプリッター９３とによって画定される入射口９２ｃを示す図である。より詳細には、図７は、図４において、第２フライアイレンズ９２と第１偏光ビームスプリッター９３とを第１フライアイレンズ９１側から見た図である。
図５及び図７に示すように、第２フライアイレンズ９２において、各レンズ９２ａのＸ軸方向に延在する端部を示す線を境界線９２ｂとする。本明細書では便宜上、光入射領域９３ｅが有する縁９３ｍ，９３ｎと、互いに隣り合う２本の境界線９２ｂと、によって画定される領域を第２フライアイレンズ９２の入射口９２ｃと呼ぶ。本実施形態の場合、図７に示したように、１６個の矩形状の入射口９２ｃが画定される。

複数の入射口９２ｃはそれぞれ、複数のレンズ９１ａと対応づけられている。第１フライアイレンズ９１は、入射した光を複数の光束に分割する。各レンズ９１ａから射出された各光束は、各レンズ９１ａに対応した入射口９２ｃに向けて進行する。

図８は、第２フライアイレンズ９２と第１偏光ビームスプリッター９３と、第１フライアイレンズ９１によって第２フライアイレンズ９２上に形成された３次光源像１２１と、を第１フライアイレンズ９１側から見た図である。
第１フライアイレンズ９１から第２フライアイレンズ９２の各入射口９２ｃに入射した光は、図８に示すように、それぞれ３次光源像１２１である。入射口９２ｃに入射した３次光源像１２１は、各々が対応する第１偏光ビームスプリッター９３の光入射領域９３ｅへと第２フライアイレンズ９２から射出される。

３次光源像１２１の形状は、２次光源像１２０と相似形状、すなわち、クロスダイクロイックプリズム５００の中心交線Ｃの方向と垂直な方向の長さが、中心交線Ｃと平行な方向の長さよりも長い形状である。３次光源像１２１のＺ軸方向の長さＬが長いほど、中心交線Ｃを通過する光の発散角が大きくなり、中心交線Ｃによって形成される影がクロスダイクロイックプリズム５００の中心交線Ｃと直交する方向に大きく拡散される。影が拡散されることにより、影が薄くなるため、画像の観察者は影を認識しにくくなる。

このように、本実施形態によれば、クロスダイクロイックプリズム５００の中心交線Ｃによる影の影響を効果的に低減できる。言い換えれば、３次光源像１２１の形状は２次光源像１２０と相似形状であるため、２次光源像１２０のＺ軸方向の長さが十分長ければ、クロスダイクロイックプリズム５００の中心交線Ｃによる影の影響を効果的に低減できる。
３次光源像１２１の長さＬは、例えば、入射口９２ｃの鉛直方向長さ（Ｚ軸方向長さ）Ｈの５０％以上、１１０％以下である。

光入射領域９３ｅから第１偏光ビームスプリッター９３に入射された光は、前述したようにして、偏光方向が一方向に揃えられた直線偏光として射出される。そして、第１偏光ビームスプリッター９３から射出された光は、第１平行化レンズ９４により平行化され、照明装置１００から射出される。

波長変換型光源装置１００ｂは、第２光源１０と、第２コリメートレンズアレイ１３と、第２集光レンズ２０と、第２平行化レンズ２１と、ダイクロイックミラー２２と、第２ピックアップ光学系４０と、蛍光発光素子３０と、を備えている。後で説明するように、波長変換型光源装置１００ｂは、非レーザー光を射出する。

第２光源１０は、第２基台１１と、第２基台１１上に並べて配置された複数の第２固体発光素子１２とを備えている。第２固体発光素子１２は、蛍光発光素子３０に備えられた蛍光体３２を励起させる励起光を射出する光源である。本実施形態においては、第２固体発光素子１２は、励起光として青色（発光強度のピーク：４６０ｎｍ付近）のレーザー光を射出する半導体レーザーとして説明するが、これに限られない。第２固体発光素子１２は、蛍光体３２を励起させることができる範囲内において、４６０ｎｍ以外のピーク波長を有する光を射出するものであっても、レーザー光以外の光を発するＬＥＤ、ランプ等であっても構わない。

第２コリメートレンズアレイ１３は、各第２固体発光素子１２と１対１に対応した複数のコリメートレンズ１３０を備えている。複数のコリメートレンズ１３０は、第２基台１１上に並べて配置されている。各コリメートレンズ１３０は、対応する第２固体発光素子１２から射出される励起光の光軸上に設置され、当該励起光を平行化する。第２コリメートレンズアレイ１３から射出された励起光は、凸レンズからなる第２集光レンズ２０で集光される。

第２集光レンズ２０とダイクロイックミラー２２との間の励起光の光路上には、両凹レンズからなる第２平行化レンズ２１が配置されている。第２平行化レンズ２１は、第２集光レンズ２０と、第２集光レンズ２０における焦点位置との間に配置され、第２集光レンズ２０から入射する励起光を平行化してダイクロイックミラー２２に射出する。

ダイクロイックミラー２２は、第２平行化レンズ２１から射出された光の光路上に配置され、その表面は、第２平行化レンズ２１から射出された光の光路方向に対して約４５°の角度をなしている。ダイクロイックミラー２２の、第２平行化レンズ２１から射出された光が入射する側の面は、第２ピックアップ光学系４０の側を向いている。ダイクロイックミラー２２は、第２平行化レンズ２１から入射する励起光（青色光成分）を９０°折り曲げて第２ピックアップ光学系４０側に反射するとともに、第２ピックアップ光学系４０から入射する蛍光（赤色光成分及び緑色光成分）を透過させる。

第２ピックアップ光学系４０は、蛍光発光素子３０からの蛍光を略平行化した状態でダイクロイックミラー２２に入射させる。また、第２ピックアップ光学系４０の第１レンズ４１及び第２レンズ４２は、ダイクロイックミラー２２から入射する励起光を集光する機能を兼ねており、励起光を集光させた状態で蛍光発光素子３０に入射させる。すなわち、第２コリメートレンズアレイ１３と第２集光レンズ２０と第２平行化レンズ２１とダイクロイックミラー２２と第２ピックアップ光学系４０によって、第２光源１０から射出された複数の励起光を集光する第２集光光学系１５が形成されている。

なお、第２ピックアップ光学系４０は、蛍光発光素子３０から射出される蛍光の広がりに応じて、使用するレンズの屈折率や形状が決められ、レンズの数も２つに限らず、１つまたは３つ以上の複数個とすることもできる。

蛍光発光素子３０は、励起光の入射方向と同じ方向に蛍光を射出させる反射型の蛍光発光素子である。蛍光発光素子３０は、モーター３３により回転駆動される基板３１と、基板３１の表面に形成された蛍光体３２とを備えている。基板３１は、蛍光体３２が発する蛍光を反射する材料よりなる。基板３１は、Ａｌ等の熱伝導率の高い金属材料等からなることが好ましく、これにより基板３１を放熱板として機能させることができる。蛍光体３２は、励起光が入射する領域に対応して、基板３１の回転方向に沿ってリング状に形成されている。本実施形態では基板３１として円板を用いているが、基板３１の形状は円板に限られない。

蛍光体３２は、第２固体発光素子１２から射出される励起光を吸収し、蛍光を発する粒子状の蛍光物質（蛍光体粒子）を有する。蛍光体３２は、波長が約４６０ｎｍの励起光（青色光）を吸収し、概ね４９０〜７５０ｎｍ（発光強度のピーク：５７０ｎｍ）の蛍光に変換する機能を有する。蛍光には、緑色光（波長５３０ｎｍ付近）及び赤色光（波長６３０ｎｍ付近）が含まれる。

蛍光体粒子としては、通常知られたＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光体を用いることができる。例えば、平均粒径が１０μｍの（Ｙ，Ｇｄ）_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅで示される組成のＹＡＧ系蛍光体を用いることができる。なお、蛍光体粒子の形成材料は、１種であってもよく、２種以上の形成材料を用いて形成されている粒子を混合したものを蛍光体粒子として用いることとしてもよい。

蛍光発光素子３０には、第１レンズ４１及び第２レンズ４２によって集光された励起光（青色光）が、蛍光体３２の表面から入射する。蛍光発光素子３０は、励起光が入射する側と同じ側に向けて、蛍光体３２が発した赤色光及び緑色光（蛍光）を射出する。蛍光発光素子３０では、基板３１を回転駆動することによって、蛍光体３２の励起光が照射された部分が円を描くように、励起光が照射される領域Ｓ２に対して相対的に移動する。

蛍光発光素子３０から射出された光は、第２ピックアップ光学系４０で平行化され、ダイクロイックミラー２２に入射する。ダイクロイックミラー２２は、第２ピックアップ光学系４０から入射する光のうち、励起光（青色光）を反射して除去し、緑色光及び赤色光を透過させる。これにより、波長変換型光源装置１００ｂから、緑色の非レーザー光及び赤色の非レーザー光が射出される。

波長変換型光源装置１００ｂから射出された光は、第２フライアイインテグレーター１９０に入射される。第２フライアイインテグレーター１９０は、第３フライアイレンズ１９１と、第４フライアイレンズ１９２とを備える。第２フライアイインテグレーター１９０は、第１フライアイインテグレーター９０と同様である。第２フライアイインテグレーター１９０は、入射した光の光量分布を均一化する。第２フライアイインテグレーター１９０から射出された赤色光及び緑色光は、第２偏光ビームスプリッター１９３によって偏光方向が一方向に揃えられた直線偏光に変換され、第３平行化レンズ１９４により平行化され、照明装置１００から射出される。

以上により、照明装置１００から非レーザー光である赤色光及び緑色光と、レーザー光である青色光とが射出される。

照明装置１００から射出された光のうち、レーザー光源装置１００ａから射出された青色光は、反射型偏光板２１０に入射される。反射型偏光板２１０は、第１平行化レンズ９４から射出された光の光路上に配置され、その表面は、第１平行化レンズ９４から射出された光の光路方向に対して約４５°の角度をなしている。反射型偏光板２１０は、第１偏光ビームスプリッター９３によって揃えられる偏光方向の光を透過させ、その偏光方向と垂直な方向の偏光を反射する性質を有する反射型の偏光板である。これにより、反射型偏光板２１０に入射された青色光は、反射型偏光板２１０を透過し、光変調装置４００Ｂに入射する。

一方、照明装置１００から射出された光のうち、波長変換型光源装置１００ｂから射出された赤色光及び緑色光は、ダイクロイックミラー２３０に入射される。ダイクロイックミラー２３０は、第３平行化レンズ１９４から射出された光の光路上に配置され、その表面は、第３平行化レンズ１９４から射出された光の光路方向に対して約４５°の角度をなしている。ダイクロイックミラー２３０は、赤色光を透過させ、緑色光を反射させる性質を有する。これにより、ダイクロイックミラー２３０に入射された赤色光は、ダイクロイックミラー２３０を透過し、反射型偏光板２２０に入射する。また、ダイクロイックミラー２３０に入射された緑色光は、ダイクロイックミラー２３０によって約９０°折り曲げられて反射され、反射型偏光板２４０に入射する。

反射型偏光板２２０及び反射型偏光板２４０は、その表面が、それぞれダイクロイックミラー２３０から射出された赤色光及び緑色光の進行方向に対して約４５°の角度をなすようにして光路上に配置されている。反射型偏光板２２０及び反射型偏光板２４０は、反射型偏光板２１０と同様にして、第２偏光ビームスプリッター１９３によって揃えられる偏光方向の光を透過させ、その偏光方向と垂直な方向の偏光を反射する性質を有する反射型の偏光板である。
反射型偏光板２２０及び反射型偏光板２４０を透過した赤色光及び緑色光は、光変調装置４００Ｒ及び光変調装置４００Ｇにそれぞれ入射される。

光変調装置４００Ｒ、光変調装置４００Ｇ、光変調装置４００Ｂは、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り、照明装置１００の照明対象となる。光変調装置４００Ｒ、光変調装置４００Ｇ及び光変調装置４００Ｂによって、入射された各色光の光変調が行われる。

光変調装置４００Ｒ、光変調装置４００Ｇ、光変調装置４００Ｂは、通常知られたものを用いることができ、例えば、液晶素子を備えた反射型の液晶ライトバルブ等の光変調装置により構成される。

液晶素子は、例えば、一対の基板に液晶を密閉封入した反射型の光変調装置であり、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応じて、入射した光の偏光方向を変調する。

光変調装置４００Ｂに入射した青色光は、液晶素子によって光変調され、青色画像光（第３の画像光）となり、進行方向と逆向きに反射され光変調装置４００Ｂから射出される。光変調装置４００Ｂから射出された青色画像光のうち、光変調装置４００Ｂに入射する前の偏光方向と垂直な方向の偏光成分は、反射型偏光板２１０で約９０°折り曲げられて反射され、クロスダイクロイックプリズム５００に入射される。

一方、光変調装置４００Ｒに入射した赤色光は、青色光と同様にして、赤色画像光（第１の画像光）となって、クロスダイクロイックプリズム５００に入射する。また、光変調装置４００Ｇに入射した緑色光は、青色光と同様にして、緑色画像光（第２の画像光）となって、クロスダイクロイックプリズム５００に入射する。

クロスダイクロイックプリズム５００は、光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂから射出された色光毎に変調された画像光を合成してカラー画像を形成する光学素子である。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せた平面視略正方形状をなしている。本実施形態においては、クロスダイクロイックプリズム５００は、各直角プリズムが貼り合わせられることで形成される中心交線Ｃが、図４に示すように、水平方向と平行で、かつ、入射する光の進行方向に対して垂直な方向となるようにして、設置されている。

直角プリズムを貼り合せた略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。図１に示すように、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、赤色光の進行方向及び青色光の進行方向が緑色光の進行方向に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光は、投射光学系６００によって拡大投射され、スクリーンＳＣＲ上で画像を形成する。

本実施形態のプロジェクター１０００によれば、レーザー光源装置１００ａの２次光源像１２０が各第１固体発光素子５２のＦＦＰの形状とされ、ＦＦＰの長手方向とクロスダイクロイックプリズム５００の中心交線Ｃとが直交して配置されている。これにより、２次光源像１２０の中心交線Ｃと直交する方向の長さを十分長くすることができるため、クロスダイクロイックプリズム５００の中心交線Ｃによる影の影響を低減することができる。以下、詳細に説明する。

図９（Ａ）は、比較例のプロジェクターの構成の一部を模式的に示す側面図である。図９（Ｂ）は、比較例における、入射口９２ｃと３次光源像１２２とを示す図である。図９（Ｃ）は、比較例において、スクリーンＳＣＲに表示される画像を示す図である。
なお、図９（Ａ）においては、図４と同様に、適宜部材の図示を省略しており、また、光の進行方向が一方向（図の左右方向）となるように、各部材の向き等を適宜変更している。

比較例は、本実施形態に対して、レーザー光源装置のスリット状のレーザー射出部の位置が、第１コリメーターレンズアレイの焦点位置となっている点において異なる。
比較例においては、レーザー光源装置のレーザー射出部の位置が、第１コリメーターレンズアレイの焦点の位置となっているため、形成される２次光源像の形状は、レーザー光源装置のＮＦＰと相似形状となる。すなわち、比較例の２次光源像は、クロスダイクロイックプリズム５００の中心交線Ｃと平行な方向の長さが、クロスダイクロイックプリズム５００の中心交線Ｃと垂直な方向の長さよりも長い形状である。

これにより、比較例においては、図９（Ｂ）に示すように、２次光源像と相似形状となる３次光源像１２２の形状が、水平方向（Ｘ軸方向）の長さが、鉛直方向（Ｚ軸方向）の長さよりも長い形状、すなわち、クロスダイクロイックプリズム５００の中心交線Ｃと平行な方向の長さが、中心交線Ｃと垂直な方向の長さよりも長い形状となる。

図９（Ａ）においては、第１偏光ビームスプリッター９３から射出される光のうち、クロスダイクロイックプリズム５００の中心交線Ｃを通る光を示している。各光の断面形状は、３次光源像１２２と相似形状となっている。３次光源像１２２は、長手方向がクロスダイクロイックプリズム５００の中心交線Ｃと平行であるため、各光は、ほぼ全体がクロスダイクロイックプリズム５００の中心交線Ｃを通過する。そのため、中心交線Ｃを通過する各光は、図９（Ｃ）に示すように、投射光学系６００を介して投射されるスクリーンＳＣＲ上に中心交線Ｃの細く濃い影Ｓｈを形成する。すなわち、各光の光変調装置４００Ｂにおける入射位置Ｐ（図９（Ａ）参照）に対応する、スクリーンＳＣＲ上の位置に筋状の細く濃い影Ｓｈが形成される。これにより、スクリーンＳＣＲ上に、筋状のムラが視認され、プロジェクターの表示品質が低下してしまう場合がある。

これに対して、本実施形態によれば、図８に示すように、３次光源像１２１は、クロスダイクロイックプリズム５００の中心交線Ｃ（Ｘ軸方向）と垂直な方向（Ｚ軸方向）の長さが、中心交線Ｃと平行な方向の長さよりも長い形状である。そのため、３次光源像１２１の長さＬを、クロスダイクロイックプリズム５００の中心交線Ｃの影による影響を低減できる程度に十分長くすることができる。これにより、スクリーンＳＣＲ上に形成される影の影響が低減される。したがって、本実施形態によれば、クロスダイクロイックプリズム５００の中心交線Ｃの影による影響を低減でき、プロジェクターの表示品質を向上できる。

図１０は、３次光源像１２１の長さＬを大きくした場合における、第２フライアイレンズ９２と第１偏光ビームスプリッター９３と、第２フライアイレンズ９２上に形成された３次光源像１２１と、を第１フライアイレンズ９１側から見た図である。
中心交線Ｃの影による影響の低減効果は、中心交線Ｃを通る光が中心交線Ｃと直交する方向に広がるほど高くなる。そのため、図１０に示すように、例えば、３次光源像１２１の長さＬが入射口９２ｃの長さＨと等しく、かつ、３次光源像１２１が入射口９２ｃからはみ出さないようにすることにより、クロスダイクロイックプリズム５００の中心交線Ｃの影による影響をより効果的に低減できる。

また、本実施形態によれば、各３次光源像１２１の幅は、入射口９２ｃの水平方向の幅Ｗ（図７参照）よりも小さく設定されている。言い換えると、複数の３次光源像１２１各々のクロスダイクロイックプリズム５００の中心交線Ｃと平行な方向の長さは、複数の入射口９２ｃ各々の中心交線Ｃと平行な方向の幅Ｗよりも小さい。そのため、各入射口９２ｃを介して第１偏光ビームスプリッター９３の光入射領域９３ｅに入射する光が、幅方向（水平方向）においては、第１偏光ビームスプリッター９３の光入射領域９３ｅにおける縁９３ｍ，９３ｎでけられることがない。その結果、本実施形態によれば、光の利用効率が低減することを抑制できる。

なお、本実施形態においては、下記の構成を採用することもできる。

上記説明した本実施形態においては、波長変換型光源装置１００ｂから赤色光及び緑色光の２色の光が射出される構成としたが、これに限られない。例えば、本実施形態においては、赤色光を射出する光源装置（第１光源装置）と、緑色光を射出する光源装置（第２光源装置）とがそれぞれ備えられた構成でもよい。言い換えると、本実施形態においては、赤色光を射出する光源装置（第１の光源装置）と、緑色光を射出する光源装置（第２の光源装置）と、青色光を射出するレーザー光源装置（第３の光源装置）との３つの光源装置を備える構成としてもよい。

また、本実施形態においては、レーザー光を発する光源装置を２つ以上備えていてもよい。この場合においては、それぞれのレーザー光が入射するコリメートレンズを所定量デフォーカスして配置する。

なお、中心交線Ｃに対する方向は、第１固体発光素子５２から射出される光の断面形状が保存されていることを前提として、規定している。しかし、断面形状が保存されない場合においては、第１固体発光素子５２からクロスダイクロイックプリズム５００までの間の光路上において、光束の方向を回転させる等することによって、長手方向が中心交線Ｃと直交するように光束の形状を調整する。

また、上記説明した本実施形態においては、第１固体発光素子５２の２次光源像１２０をＦＦＰとして、２次光源像１２０を、長手方向がクロスダイクロイックプリズム５００の中心交線Ｃと直交する形状としたが、これに限られない。
本実施形態においては、第１固体発光素子５２から射出された光を、第１固体発光素子５２とクロスダイクロイックプリズム５００との間で光の進行方向軸回りに９０°回転させることによって、クロスダイクロイックプリズム５００に入射する光の形状を、長手方向が中心交線Ｃと直交する形状としてもよい。

また、本実施形態においては、第１固体発光素子５２から射出された光の形状を、第１固体発光素子５２とクロスダイクロイックプリズム５００との間で、中心交線Ｃと直交する方向に伸ばす等によって整形し、クロスダイクロイックプリズム５００に入射する光の形状を、長手方向が中心交線Ｃと直交する形状としてもよい。

（第２実施形態）
第２実施形態は、第１実施形態に対して、２次光源像がレーザー光源装置のＮＦＰと同一の形状となる点において異なる。
なお、以下の説明において、上記実施形態と同様の構成については、適宜同様の符号を付すことにより説明を省略する場合がある。

図１１（Ａ），（Ｂ）は、本実施形態のレーザー光源装置１１０及び２次光源像形成光学系１５０を示す模式図である。図１２は、固体発光素子１５２から射出される光の形状を示す模式図である。
本実施形態のレーザー光源装置１１０は、図１１（Ａ），（Ｂ）に示すように、基台１５１と、基台１５１上に設けられた固体発光素子１５２と、固体発光素子１５２の周囲を囲むパッケージ１５４とを備えている。パッケージ１５４は、第１集光レンズ６０側に開口する開口部１５４ａを備えている。パッケージ１５４の開口部１５４ａには、コリメートレンズ１５３０が、開口部１５４ａを閉塞するようにして設けられている。コリメートレンズ１５３０は、焦点位置が、固体発光素子１５２の光のレーザー射出部１５２ａの位置となるようにして設けられている。本実施形態においては、例えば、コリメートレンズ１５３０は、短焦点のコリメートレンズである。

固体発光素子１５２は、図１２に示すように、スリット状のレーザー射出部１５２ａの長手方向が、例えば、鉛直方向（Ｚ軸方向）となるようにして、設置されている。すなわち、固体発光素子１５２のレーザー射出部１５２ａの長手方向は、クロスダイクロイックプリズム５００の中心交線Ｃと垂直である。なお、クロスダイクロイックプリズム５００の配置は第１実施形態と同様である。

図１１に示すように、固体発光素子１５２から射出されたレーザー光は、コリメートレンズ１５３０を介して第１集光レンズ６０に入射される。そして、第１集光レンズ６０に入射した光は集光され、回転拡散板７０上に２次光源像１２３が形成される。２次光源像１２３は、図１２に示すように、コリメートレンズ１５３０の焦点位置における光源像と同じ形状となるため、固体発光素子１５２のＮＦＰの形状、すなわち、レーザー射出部１５２ａと同一の形状となる。これにより、２次光源像１２３は、クロスダイクロイックプリズム５００の中心交線Ｃと直交する方向（Ｚ軸方向）の長さが、中心交線Ｃと平行な方向の長さよりも長い形状となる。

２次光源像１２３の大きさは、コリメートレンズ１５３０の焦点距離と第１集光レンズ６０の焦点距離との比によって決まる光学倍率に応じて決定される。本実施形態においては、コリメートレンズ１５３０として短焦点のコリメートレンズを用いることで光学倍率を大きく設定している。光学倍率としては、例えば、２０倍以上、１００倍以下である。

本実施形態によれば、第１実施形態と同様にして、２次光源像１２３をクロスダイクロイックプリズム５００の中心交線Ｃと直交する方向（Ｚ軸方向）の長さが中心交線Ｃと平行な方向の長さよりも長い形状とできる。これにより、２次光源像１２０（３次光源像１２１）の中心交線Ｃと直交する方向の長さ（３次光源像１２１の長さＬ）を十分長くすることができるため、クロスダイクロイックプリズム５００の中心交線Ｃの影による影響を低減できる。

（実施例１）
本実施例は、第１実施形態に対応する実施例である。
なお、以下の説明において、各部材等の大きさを示す際には、横方向（水平方向）長さ×縦方向（鉛直方向）長さ、のようにして表記する場合がある。

本実施例のレーザー光源装置は、波長４６０ｎｍの青色レーザー光を出力する。レーザー光源装置は、スリット形状のレーザー射出部を備えている。レーザー射出部の大きさは、１５μｍ×１μｍである。これにより、レーザー光源装置のＮＦＰは、スリット形状となる。レーザー光源装置は、レーザー射出部の長手方向が水平方向と平行な方向になるようにして配置した。レーザー光源装置のビーム放射角度は、垂直方向角度が４０°であり、水平方向角度が１０°である。

コリメートレンズの焦点距離は、１４ｍｍとし、第１集光レンズの焦点距離は、１１５ｍｍとした。コリメートレンズと第１集光レンズとによる光学倍率は、８．２倍である。レーザー光源装置は、コリメートレンズの焦点位置の内側となるようにして配置し、デフォーカス量は２００μｍとした。

第１ピックアップ光学系の焦点距離は、１２．５ｍｍとし、第１フライアイレンズの焦点距離は、２１ｍｍとした。第１フライアイレンズ及び第２フライアイレンズは、複数の平凸レンズが平面配置されており、横縦比は、１６：９である。
第２フライアイレンズは、複数の入射口９２ｃ（図７参照）を備える。各入射口９２ｃの大きさは、２．２ｍｍ×２．５ｍｍ（幅Ｗ×長さＨ）とした。
クロスダイクロイックプリズムは、中心交線が水平方向と平行になるようにして配置した。

コリメートレンズはデフォーカスして配置されているため、等価光源像は、レーザー光源装置のＦＦＰの形状となる。等価光源像の大きさは、５０μｍ×１４６μｍであった。回転拡散板上に形成される２次光源像は、等価光源像が、コリメートレンズと集光レンズとによる光学倍率により拡大された大きさとなる。そのため、２次光源像の大きさは、０．４１ｍｍ×１．２ｍｍであった。これにより、本実施例によれば、２次光源像が、クロスダイクロイックプリズムの中心交線Ｃと直交する方向の長さが中心交線Ｃと平行な方向の長さよりも長い形状となることが確かめられた。

第２フライアイレンズに形成される３次光源像の大きさは、２次光源像の大きさに第１ピックアップ光学系の焦点距離と第１フライアイレンズの焦点距離との比によって決まる光学倍率を乗じたものとなる。そのため、本実施例における３次光源像の大きさは、０．６９ｍｍ×２．０２ｍｍであった。言い換えると、３次光源像のクロスダイクロイックプリズムの中心交線Ｃと直交する方向の長さＬは、入射口９２ｃの長さＨの約８１％であった。

上記の構成による本実施例のプロジェクターによって、スクリーン上に投影された映像を観察した結果、クロスダイクロイックプリズムの中心交線の影による影響が十分に低減できていることが確かめられた。

また、本実施例においては、３次光源像の大きさが、入射口９２ｃの大きさに対して、縦方向及び横方向ともに小さいので、第１フライアイレンズから射出された光の略全てを、第２フライアイレンズを介して第１偏光ビームスプリッターの光入射領域９３ｅ（図７参照）に入射させることができる。これにより、光の利用効率に優れたプロジェクターが得られた。

本実施例においては、３次光源像の長さＬを入射口９２ｃの長さＨの約８１％となるように設定したが、これに限られない。３次光源像の長さＬを入射口９２ｃの長さＨの５０％以上、１００％以下となるように設定することにより、効果的にクロスダイクロイックプリズムの中心交線の影による影響を低減でき、また光の利用効率に優れたプロジェクターが得られる。

３次光源像の長さＬが入射口９２ｃの長さＨの５０％以上の場合、影は大きく拡散され、スクリーンに投射された画像のうち影の領域が全体の５０％以上になる。この構成によれば、比較例のように影が細い線として画像に現れる場合よりも、影が認識しにくくなる。

また、３次光源像の長さＬが入射口９２ｃの長さＨの８０％以上の場合、影はさらに大きく拡散され、スクリーンに投射された画像のうちほとんどの領域が影の領域となる。この構成によれば、影はさらに薄くなり、ほとんど認識されない。

（変形例１）
本変形例は、実施例１に対して、コリメートレンズのデフォーカス量を変更した点において異なる。
本変形例のコリメートレンズのデフォーカス量は、２５０μｍとした。
この構成においては、等価光源像の大きさは、５９μｍ×１８３μｍであった。２次光源像の大きさは、０．４８ｍｍ×１．５ｍｍであった。３次光源像の大きさは、０．８１ｍｍ×２．５２ｍｍであった。すなわち、３次光源像の長さＬは、入射口９２ｃの長さＨの約１０１％であった。

上記の構成による本変形例のプロジェクターによって、スクリーン上に投影された映像を観察した結果、クロスダイクロイックプリズムの中心交線の影による影響が、実施例１に比べてより低減できていることが確かめられた。

なお、本変形例においては、３次光源像の縦方向長さが、入射口９２ｃの縦方向長さよりもわずかに大きいため、３次光源像は入射口９２ｃからわずかにはみ出す。入射口９２ｃからはみ出した成分は画像形成に利用できないため、光の利用効率がわずかに低下する。しかし、上述したように、よりクロスダイクロイックプリズムの中心交線の影による影響を低減することが可能となる。

また、本変形例においては、３次光源像の長さＬを入射口９２ｃの長さＨの約１０１％となるように設定したが、これに限られない。３次光源像の長さＬを入射口９２ｃの長さＨの１１０％以下に設定すれば、光の利用効率を十分に確保しつつ、クロスダイクロイックプリズムの中心交線の影による影響を効果的に低減できる。

（実施例２）
本実施例は、第２実施形態に対応する実施例である。
本実施例において用いたレーザー光源装置は、実施例１と同様である。レーザー光源装置は、実施例１に対して光の射出方向回りに９０°回転させた状態で設置した。すなわち、レーザー光源装置のレーザー射出部の長手方向が、鉛直方向と平行になるようにして配置した。クロスダイクロイックプリズムは、実施例１と同様に配置した。これにより、本実施例においては、レーザー光源装置のレーザー射出部の長手方向と、クロスダイクロイックプリズムの中心交線の方向とは、垂直である。

コリメートレンズは、短焦点のレンズを用いた。コリメートレンズの焦点距離は、２．０ｍｍである。コリメートレンズは、焦点位置に、レーザー光源装置のレーザー射出部が位置するようにして配置した。第１集光レンズの焦点距離は、１６０ｍｍとした。コリメートレンズと第１集光レンズとによる光学倍率は、８０倍である。第１ピックアップ光学系、第１フライアイレンズ及び第１偏光ビームスプリッターは、実施例１と同様のものを用いた。

本実施例においては、コリメートレンズがデフォーカスされていないため、２次光源像は、レーザー光源装置のレーザー射出部における光源像の形状、すなわち、レーザー光源装置のＮＦＰの形状となる。回転拡散板上に形成される２次光源像の大きさは、コリメートレンズの焦点位置における光源像の大きさ、すなわち、レーザー光源装置のレーザー射出部の大きさに、コリメートレンズと集光レンズとの光学倍率を乗じた大きさとなるため、２次光源像の大きさは、０．０８ｍｍ×１．２ｍｍであった。これにより、本実施例によれば、２次光源像が、クロスダイクロイックプリズムの中心交線Ｃと直交する方向の長さが中心交線Ｃと平行な方向の長さよりも長い形状となることが確かめられた。

また、本実施例において３次光源像の大きさは、０．１３ｍｍ×２．０２ｍｍであった。言い換えると、３次光源像のクロスダイクロイックプリズムの中心交線Ｃと直交する方向の長さＬは入射口９２ｃの長さＨの約８１％であった。

上記の構成による本実施例のプロジェクターによって、スクリーン上に投影された映像を観察した結果、クロスダイクロイックプリズムの中心交線の影による影響が十分に低減できていることが確かめられた。
また、本実施例においては、３次光源像の大きさが、入射口９２ｃの大きさに対して、縦方向及び横方向ともに小さいので、第１フライアイレンズから射出された光の略全てを、第２フライアイレンズを介して第１偏光ビームスプリッターの光入射領域９３ｅに入射させることができる。これにより、光の利用効率に優れたプロジェクターが得られた。

Ｃ…中心交線、Ｆ…焦点、５０，１５０…２次光源像形成光学系、５２ａ，１５２ａ…レーザー射出部、９０…第１フライアイインテグレーター、９３…第１偏光ビームスプリッター（偏光ビームスプリッター）、９２ｃ…入射口、１００ａ，１１０…レーザー光源装置、１００ｂ…波長変換型光源装置（第１の光源装置，第２の光源装置）、１２０，１２３…２次光源像、１２１…３次光源像、５３０，１５３０…コリメートレンズ、４００Ｂ…光変調装置（第３の光変調装置）、４００Ｇ…光変調装置（第２の光変調装置）、４００Ｒ…光変調装置（第１の光変調装置）、５００…クロスダイクロイックプリズム（クロスプリズム）、６００…投射光学系、１０００…プロジェクター

Claims (5)

1. 第１の光源装置と、
   第２の光源装置と、
   レーザー光源装置と、
   前記第１の光源装置からの光を変調して第１の画像光を形成する第１の光変調装置と、
   前記第２の光源装置からの光を変調して第２の画像光を形成する第２の光変調装置と、
   前記レーザー光源装置からの光を変調して第３の画像光を形成する第３の光変調装置と、
   前記第１の画像光と前記第２の画像光と前記第３の画像光とを合成し、複数の直角プリズムを貼り合せることで形成される中心交線を有するクロスプリズムと、
   前記クロスプリズムからの光を投射する投射光学系と、
   ２次光源像を前記レーザー光源装置と前記第３の光変調装置との間の光路中に形成する２次光源像形成光学系と、
   を備えたプロジェクターであって、
   前記２次光源像形成光学系は、前記レーザー光源装置からの光が入射するコリメートレンズと、前記コリメートレンズから射出された光を集光し、前記２次光源像を結像する集光レンズと、を有し、
   前記レーザー光源装置は、前記クロスプリズムの前記中心交線と平行な方向に長手方向を有するスリット状のレーザー射出部を有し、
   前記レーザー射出部から射出された光は、該光の断面形状の向きが前記中心交線に入射するまで保存されており、
   前記レーザー射出部は、前記２次光源像の形状が前記レーザー光源装置のファーフィールドパターンの形状となるように、前記コリメートレンズの焦点位置からずれた位置に配置されており、
   前記２次光源像は、前記中心交線と直交する方向の長さが前記中心交線と平行な方向の長さよりも長いことを特徴とするプロジェクター。
2. 前記２次光源像からの光が入射され、複数の３次光源像を形成する３次光源像形成光学系と、
   前記３次光源像形成光学系からの光が入射する複数の入射口を有するレンズアレイと、
   を備え、
   前記複数の３次光源像各々の前記クロスプリズムの中心交線と直交する方向の長さは、前記複数の入射口各々の前記クロスプリズムの中心交線と直交する方向の長さの５０％以上、１１０％以下である、請求項１に記載のプロジェクター。
3. 前記複数の３次光源像各々の前記クロスプリズムの中心交線と直交する方向の長さは、前記複数の入射口各々の前記クロスプリズムの中心交線と直交する方向の長さの５０％以上、１００％以下である、請求項２に記載のプロジェクター。
4. 前記複数の３次光源像各々の前記クロスプリズムの中心交線と直交する方向の長さは、前記複数の入射口各々の前記クロスプリズムの中心交線と直交する方向の長さの８０％以上、１００％以下である、請求項３に記載のプロジェクター。
5. 前記複数の３次光源像各々の前記クロスプリズムの中心交線と平行な方向の長さは、前記複数の入射口各々の前記クロスプリズムの中心交線と平行な方向の長さよりも小さい、請求項２から４のいずれか一項に記載のプロジェクター。

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