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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024101193
(43)【公開日】2024-07-29
(54)【発明の名称】プロジェクター
(51)【国際特許分類】
G03B 21/14 20060101AFI20240722BHJP
G03B 21/00 20060101ALI20240722BHJP
F21S 2/00 20160101ALI20240722BHJP
F21V 5/04 20060101ALI20240722BHJP
F21Y 115/10 20160101ALN20240722BHJP
【ＦＩ】
G03B21/14 A
G03B21/00 D
F21S2/00 330
F21V5/04 600
F21Y115:10
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023005011
(22)【出願日】2023-01-17
(71)【出願人】
【識別番号】000002369
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(74)【代理人】
【識別番号】100114937
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 裕幸
(74)【代理人】
【識別番号】100196058
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 彰雄
(72)【発明者】
【氏名】柏木 章宏
【テーマコード（参考）】
2K203
【Ｆターム（参考）】
2K203HA74
(57)【要約】
【課題】光利用効率に優れるプロジェクターを提供する。
【解決手段】本発明のプロジェクターは、光源と、カラーフィルターを有し、光源から射出される光を変調し、カラー画像光を生成する光変調素子と、光源と光変調素子との間に設けられ、光源から射出される光が入射する第１光学系と、第１光学系と光変調素子との間に設けられ、第１光学系から射出される光が入射する第２光学系と、カラー画像光を投写する投写光学装置と、を備える。第１光学系は、光源から射出される光が入射する第１レンズ部を有し、第１レンズ部から射出される光の発散角を、第１レンズ部に入射する光の発散角よりも小さくする。第２光学系は、第１レンズ部から射出される光が入射する第２レンズ部と、第２レンズ部から射出される光が入射する第３レンズ部と、を有し、第３レンズ部から射出される光の光束幅を、第２レンズ部に入射する光の光束幅よりも大きくする。
【選択図】図１
【解決手段】本発明のプロジェクターは、光源と、カラーフィルターを有し、光源から射出される光を変調し、カラー画像光を生成する光変調素子と、光源と光変調素子との間に設けられ、光源から射出される光が入射する第１光学系と、第１光学系と光変調素子との間に設けられ、第１光学系から射出される光が入射する第２光学系と、カラー画像光を投写する投写光学装置と、を備える。第１光学系は、光源から射出される光が入射する第１レンズ部を有し、第１レンズ部から射出される光の発散角を、第１レンズ部に入射する光の発散角よりも小さくする。第２光学系は、第１レンズ部から射出される光が入射する第２レンズ部と、第２レンズ部から射出される光が入射する第３レンズ部と、を有し、第３レンズ部から射出される光の光束幅を、第２レンズ部に入射する光の光束幅よりも大きくする。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光を射出する光源と、
カラーフィルターを有し、前記光源から射出される前記光を画像情報に基づいて変調し、カラー画像光を生成する光変調素子と、
前記光源と前記光変調素子との間の前記光の光路上に設けられ、前記光源から射出される前記光が入射する第１光学系と、
前記第１光学系と前記光変調素子との間の前記光の光路上に設けられ、前記第１光学系から射出される前記光が入射する第２光学系と、
前記光変調素子から射出される前記カラー画像光を投写する投写光学装置と、
を備え、
前記第１光学系は、
前記光源から射出される前記光が入射する第１レンズ部を有し、
前記第１レンズ部から射出される前記光の発散角を、前記第１レンズ部に入射する前記光の発散角よりも小さくし、
前記第２光学系は、
前記第１レンズ部から射出される前記光が入射する第２レンズ部と、前記第２レンズ部から射出される前記光が入射する第３レンズ部と、を有し、
前記第３レンズ部から射出される前記光の光束幅を、前記第２レンズ部に入射する前記光の光束幅よりも大きくする、プロジェクター。
カラーフィルターを有し、前記光源から射出される前記光を画像情報に基づいて変調し、カラー画像光を生成する光変調素子と、
前記光源と前記光変調素子との間の前記光の光路上に設けられ、前記光源から射出される前記光が入射する第１光学系と、
前記第１光学系と前記光変調素子との間の前記光の光路上に設けられ、前記第１光学系から射出される前記光が入射する第２光学系と、
前記光変調素子から射出される前記カラー画像光を投写する投写光学装置と、
を備え、
前記第１光学系は、
前記光源から射出される前記光が入射する第１レンズ部を有し、
前記第１レンズ部から射出される前記光の発散角を、前記第１レンズ部に入射する前記光の発散角よりも小さくし、
前記第２光学系は、
前記第１レンズ部から射出される前記光が入射する第２レンズ部と、前記第２レンズ部から射出される前記光が入射する第３レンズ部と、を有し、
前記第３レンズ部から射出される前記光の光束幅を、前記第２レンズ部に入射する前記光の光束幅よりも大きくする、プロジェクター。
【請求項2】
前記第２光学系の光軸に垂直な仮想面内において互いに直交する方向を第１方向および第２方向としたとき、
前記第２光学系から射出される前記光の前記光軸に垂直な断面形状は、長軸と短軸とを有し、
前記光変調素子の有効表示領域の形状は、長辺と短辺とを有する長方形状であり、
前記光変調素子に入射する前記光は、前記長軸および前記長辺の方向が前記第１方向および前記第２方向のいずれか一方に対応し、前記短軸および前記短辺の方向が前記第１方向および前記第２方向のいずれか他方に対応する、請求項１に記載のプロジェクター。
前記第２光学系から射出される前記光の前記光軸に垂直な断面形状は、長軸と短軸とを有し、
前記光変調素子の有効表示領域の形状は、長辺と短辺とを有する長方形状であり、
前記光変調素子に入射する前記光は、前記長軸および前記長辺の方向が前記第１方向および前記第２方向のいずれか一方に対応し、前記短軸および前記短辺の方向が前記第１方向および前記第２方向のいずれか他方に対応する、請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項3】
前記第１レンズ部は、第１シリンドリカルレンズと、第２シリンドリカルレンズと、を備え、
前記第１シリンドリカルレンズは、前記第１方向および前記第２方向のいずれか一方に正のパワーを有し、
前記第２シリンドリカルレンズは、前記第１方向および前記第２方向のいずれか他方に正のパワーを有する、請求項２に記載のプロジェクター。
前記第１シリンドリカルレンズは、前記第１方向および前記第２方向のいずれか一方に正のパワーを有し、
前記第２シリンドリカルレンズは、前記第１方向および前記第２方向のいずれか他方に正のパワーを有する、請求項２に記載のプロジェクター。
【請求項4】
前記第１シリンドリカルレンズと前記第２シリンドリカルレンズとは、一体の部材で構成されている、請求項３に記載のプロジェクター。
【請求項5】
前記第２光学系の前記第１方向におけるパワーと、前記第２光学系の前記第２方向におけるパワーとは、互いに異なる、請求項２に記載のプロジェクター。
【請求項6】
前記第１レンズ部は、前記光源から射出される前記光を平行化するコリメーターレンズを備える、請求項１または請求項２に記載のプロジェクター。
【請求項7】
前記光源の発光面と前記コリメーターレンズの主点との距離は、前記コリメーターレンズの焦点距離よりも短い、請求項６に記載のプロジェクター。
【請求項8】
前記光源の発光面と前記コリメーターレンズの主点との距離は、前記コリメーターレンズの焦点距離と等しく、
前記第２レンズ部と前記第３レンズ部とは、アフォーカル光学系を構成する、請求項６に記載のプロジェクター。
前記第２レンズ部と前記第３レンズ部とは、アフォーカル光学系を構成する、請求項６に記載のプロジェクター。
【請求項9】
前記第２レンズ部は、負のパワーを有する凹レンズを備え、
前記第３レンズ部は、正のパワーを有する凸レンズを備える、請求項８に記載のプロジェクター。
前記第３レンズ部は、正のパワーを有する凸レンズを備える、請求項８に記載のプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プロジェクターに関する。
【背景技術】
【0002】
光変調素子として１枚の液晶パネルを用いたプロジェクター、いわゆる単板式のプロジェクターが従来から知られている。下記の特許文献１に、光源と、テーパー状のリフレクターと、コリメーターレンズと、液晶パネルと、集束レンズと、ミラーと、イメージングレンズと、を備えるプロジェクターが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】中国実用新案第２１２５１５３２０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
発光ダイオード（ＬＥＤ）等の固体光源をプロジェクターに用いる場合、ＬＥＤの発光面は、一般的に液晶パネルのサイズよりも小さい。したがって、光源から射出される光を液晶パネルに入射させる際に光束幅を拡大する拡大光学系を用いる必要がある。特許文献１のプロジェクターにおいては、拡大光学系としてリフレクターが用いられている。すなわち、光源から射出される光は、リフレクターの内部で反射した後、光束幅が拡大した状態で液晶パネルに入射する。しかし、この構成では、光源の見掛け上の面積が大きくなることに伴い、光源の見掛け上のエテンデューが大きくなる。このため、リフレクターの後段の光学系における光の損失が大きくなり、光の利用効率が低くなる、という課題がある。エテンデューは、光源の発光面積と光の発散角との積で表され、光学系における光利用効率を評価するための一つの指標である。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記の課題を解決するために、本発明の一つの態様のプロジェクターは、光を射出する光源と、カラーフィルターを有し、前記光源から射出される前記光を画像情報に基づいて変調し、カラー画像光を生成する光変調素子と、前記光源と前記光変調素子との間の前記光の光路上に設けられ、前記光源から射出される前記光が入射する第１光学系と、前記第１光学系と前記光変調素子との間の前記光の光路上に設けられ、前記第１光学系から射出される前記光が入射する第２光学系と、前記光変調素子から射出される前記カラー画像光を投写する投写光学装置と、を備える。前記第１光学系は、前記光源から射出される前記光が入射する第１レンズ部を有し、前記第１レンズ部から射出される前記光の発散角を、前記第１レンズ部に入射する前記光の発散角よりも小さくする。前記第２光学系は、前記第１レンズ部から射出される前記光が入射する第２レンズ部と、前記第２レンズ部から射出される前記光が入射する第３レンズ部と、を有し、前記第３レンズ部から射出される前記光の光束幅を、前記第２レンズ部に入射する前記光の光束幅よりも大きくする。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】第１実施形態のプロジェクターの概略構成図である。
【図2】従来のプロジェクターの問題点を説明するための図である。
【図3】第１実施形態のプロジェクターにおける光変調素子への光の入射角度分布を示す図である。
【図4】従来のプロジェクターにおける光変調素子への光の入射角度分布を示す図である。
【図5】第２実施形態のプロジェクターの概略構成図であって、Ｘ軸方向から見た図である。
【図6】第２実施形態のプロジェクターの概略構成図であって、Ｙ軸方向から見た図である。
【図7】光変調素子に入射する光を示す図である。
【図8】第１レンズ部の構成の一例を示す斜視図である。
【図9】第１レンズ部の構成の他の例を示す斜視図である。
【図10】第３実施形態のプロジェクターの概略構成図である。
【図11】第４実施形態のプロジェクターの概略構成図である。
【図12】第５実施形態のプロジェクターの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、特徴となる部分を拡大して示す場合があり、各構成要素の寸法の比率などが実際と同じであるとは限らない。
以下、本発明の第１実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、特徴となる部分を拡大して示す場合があり、各構成要素の寸法の比率などが実際と同じであるとは限らない。
【0008】
本実施形態に係るプロジェクターの一例について説明する。
本実施形態のプロジェクター１は、スクリーン等の被投写面上にカラー画像を表示する投写型画像表示装置である。
本実施形態のプロジェクター１は、スクリーン等の被投写面上にカラー画像を表示する投写型画像表示装置である。
【0009】
図１は、本実施形態のプロジェクター１０の概略構成図である。
図１に示すように、本実施形態のプロジェクター１０は、光源１１と、第１光学系１２と、第２光学系１３と、光変調装置１４と、集光光学系１５と、ミラー１６と、投写光学装置１７と、を備える。
図１に示すように、本実施形態のプロジェクター１０は、光源１１と、第１光学系１２と、第２光学系１３と、光変調装置１４と、集光光学系１５と、ミラー１６と、投写光学装置１７と、を備える。
【0010】
以下の説明では、必要に応じてＸＹＺ直交座標系を用いる。Ｘ軸は、プロジェクター１０の上下方向に沿う軸である。Ｙ軸は、プロジェクター１０の画像投写方向に沿い、プロジェクター１０の前後方向に沿う軸である。Ｚ軸は、プロジェクター１０の左右方向に沿い、Ｘ軸およびＹ軸に直交する軸である。プロジェクター１０における各部材の配置や形状を説明する際に、画像投写側からプロジェクター１０を正面視した際の高さに相当するＸ軸方向と平行な方向を上下方向と称し、画像投写側からプロジェクター１０を正面視した際の横方向に相当するＺ軸方向と平行な方向を左右方向と称し、画像投写側からプロジェクター１０を正面視した際の奥行に相当するＹ軸方向と平行な方向を前後方向と称する場合がある。これらの表記は、プロジェクター１０の各構成部材の配置関係を説明するための定義であり、プロジェクター１０の設置姿勢や方向を限定するものではない。
【0011】
本実施形態のプロジェクター１０において、光源１１から射出される光Ｌの主光線に沿い、光変調装置１４の中心を通り、Ｚ軸に平行な軸を第１光軸ＡＸ１と定義する。投写光学装置１７の光軸に沿い、Ｙ軸に平行な軸を第２光軸ＡＸ２と定義する。
【0012】
光源１１は、第１光軸ＡＸ１上に設けられている。光源１１は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）から構成されている。光源１１は、所定の発散角を有する非偏光の光Ｌを射出する。本明細書において、非偏光の光Ｌは、直線偏光、円偏光などの特定の偏光状態を持たない光として定義する。非偏光の光Ｌは、例えばランダム偏光である。光源１１がＬＥＤから構成されていることにより、プロジェクター１０の小型化および軽量化が可能となる。光Ｌは発光面１１ａから等方的に射出されるため、光源１１から射出される光Ｌの第１光軸ＡＸ１に垂直な断面形状は円形である。
【0013】
第１光学系１２は、第１レンズ部１９を備える。第２光学系１３は、第２レンズ部２０と、第３レンズ部２１と、を備える。第１レンズ部１９、第２レンズ部２０、および第３レンズ部２１は、第１光軸ＡＸ１上において、光源１１から光変調装置１４に向かってこの順に配置されている。すなわち、第１レンズ部１９には、光源１１から射出される光Ｌが入射する。第２レンズ部２０には、第１レンズ部１９から射出される光Ｌが入射する。第３レンズ部２１には、第２レンズ部２０から射出される光Ｌが入射する。
【0014】
第１レンズ部１９は、正のパワーを有する１つのコリメーターレンズ２３から構成されている。また、光源１１の発光面１１ａとコリメーターレンズ２３の主点Ｓとの距離は、コリメーターレンズ２３の焦点距離と等しい。したがって、コリメーターレンズ２３は、所定の発散角をもって光源１１から射出される光Ｌを平行化し、第２レンズ部２０に向けて射出する。すなわち、第１レンズ部１９から射出される光Ｌの発散角は０度である。このように、光源１１の発光面１１ａの位置をコリメーターレンズ２３の焦点位置に一致させた場合、プロジェクターの各光学部品の製造誤差、組み立て誤差等に起因する光Ｌの平行度のばらつきを小さくすることができる。
【0015】
換言すると、第１光学系１２は、第１レンズ部１９から射出される光Ｌの発散角を、第１レンズ部１９に入射する光Ｌの発散角よりも小さくする。なお、第１レンズ部１９は、全体として正のパワーを有していればよく、第１レンズ部１９を構成するレンズの数は、特に限定されない。また、第１光軸ＡＸ１に垂直な仮想面内において、Ｘ軸方向のパワーとＹ軸方向のパワーとは等しい。本明細書において、コリメーターレンズは、光源の発光面とコリメーターレンズの主点との距離がコリメーターレンズの焦点距離と等しい場合に入射光を平行化するレンズを意味する。
【0016】
第２レンズ部２０は、負のパワーを有する１つの凹レンズ２４から構成されている。凹レンズ２４は、第１レンズ部１９によって平行化された光Ｌを所定の発散角を有する光に変換し、第３レンズ部２１に向けて射出する。換言すると、第２レンズ部２０は、第１レンズ部１９から射出される光Ｌが入射され、射出後の光Ｌの発散角を入射前の光Ｌの発散角よりも大きくする。なお、第２レンズ部２０は、全体として負のパワーを有していればよく、第２レンズ部２０を構成するレンズの数は、特に限定されない。
【0017】
第３レンズ部２１は、正のパワーを有する１つの凸レンズ２５から構成されている。凸レンズ２５は、所定の発散角をもって第２レンズ部２０から射出される光Ｌを平行化し、光変調装置１４に向けて射出する。すなわち、第３レンズ部２１から射出される光Ｌの発散角は０度である。換言すると、第３レンズ部２１は、第２レンズ部２０から射出される光Ｌが入射され、射出後の光Ｌの発散角を入射前の光Ｌの発散角よりも小さくする。なお、第３レンズ部２１は、全体として正のパワーを有していればよく、第３レンズ部２１を構成するレンズの数は、特に限定されない。
【0018】
このように、第２光学系１３は、第３レンズ部２１から射出される光Ｌの光束幅Ｗ２を第２レンズ部２０に入射する光Ｌの光束幅Ｗ１よりも大きくする。本実施形態の場合、第１光学系１２から射出される平行光の光束幅を拡大し、平行光として射出する。すなわち、本実施形態の第２光学系１３は、アフォーカル光学系である。第２光学系１３においても、第１光軸ＡＸ１に垂直な仮想面内において、Ｘ軸方向のパワーとＹ軸方向のパワーとは等しい。
【0019】
一般的に、アフォーカル光学系には、凹レンズと凸レンズとを備えるガリレオ式アフォーカル光学系と、２つの凸レンズを備えるケプラー式アフォーカル光学系と、がある。本実施形態の第２光学系１３は、第２レンズ部２０が凹レンズ２４を備え、第３レンズ部２１が凸レンズ２５を備えているため、ガリレオ式アフォーカル光学系である。この構成によれば、ケプラー式アフォーカル光学系を用いた場合に比べて、第２光学系１３の第１光軸ＡＸ１に沿う方向のサイズを小さくすることができ、小型のプロジェクター１０に最適である。なお、第２光学系１３の光軸方向のサイズが許容できる場合には、ケプラー式アフォーカル光学系を用いてもよい。また、アフォーカル光学系の拡大倍率は適宜調整可能であり、拡大倍率を大きくすることにより、光源１１から光変調装置１４までの距離を短くすることができる。
【0020】
光変調装置１４は、入射側偏光板２７と、光変調素子２８と、射出側偏光板２９と、を備える。
【0021】
入射側偏光板２７は、第３レンズ部２１と光変調素子２８との間、すなわち光変調素子２８の光入射側に設けられている。
【0022】
光変調素子２８は、カラー表示が可能な１枚の透過型の液晶パネルから構成される。すなわち、光変調素子２８は、カラーフィルターを有し、画像情報に基づいて光Ｌを変調し、カラー画像の元となるカラー画像光Ｌ１を生成する。液晶パネルの駆動方式としては、ツイステッド・ネマティック（ＴＮ）方式、垂直配向（ＶＡ）方式、横電界（ＩＰＳ）方式等が用いられ、特に限定されない。
【0023】
射出側偏光板２９は、光変調素子２８と集光光学系１５との間、すなわち光変調素子２８の光射出側に設けられている。射出側偏光板２９の偏光軸は、例えば第１光軸ＡＸ１に垂直な仮想面内において入射側偏光板２７の偏光軸と直交する向きに配置されている。
【0024】
集光光学系１５は、光変調装置１４とミラー１６との間、すなわち、光変調装置１４の光射出側に設けられている。集光光学系１５は、光変調装置１４から射出されるカラー画像光Ｌ１を集束させる。本実施形態の場合、集光光学系１５は、フレネルレンズ３０から構成されている。フレネルレンズ３０は、正のパワーを有する凸レンズとして機能する。集光光学系１５がフレネルレンズ３０から構成されることにより、集光光学系１５を薄型化することができ、プロジェクター１０の左右方向の寸法を小さくすることができる。
【0025】
ミラー１６は、第１光軸ＡＸ１と第２光軸ＡＸ２とが交差する位置に設けられている。ミラー１６は、第１光軸ＡＸ１および第２光軸ＡＸ２のそれぞれと４５度の角度をなす向きに配置されている。ミラー１６は、光変調装置１４から射出されるカラー画像光Ｌ１の光路を９０度折り曲げて投写光学装置１７に入射させる。なお、投写光学装置１７を第１光軸ＡＸ１に沿って配置するレイアウトを採用する場合、ミラー１６は不要である。
【0026】
投写光学装置１７は、投写レンズから構成されている。投写光学装置１７を構成する投写レンズの数は、特に限定されない。投写光学装置１７は、光変調装置１４から射出されるカラー画像光Ｌ１をスクリーン等の被投写面に投写する。これにより、カラー画像が被投写面上に表示される。
【0027】
図２は、従来のプロジェクターにおいて、ＬＥＤ１０１から光Ｌが射出される様子を示す模式図である。
図２に示すように、従来のプロジェクターにおいては、テーパー形状のリフレクター１０２が拡大光学系として用いられる。１つの光変調素子のみを備えるプロジェクターの場合、小型化を目的としていることから、リフレクター１０２の光軸方向の寸法をあまり大きくすることができない。そのため、ＬＥＤ１０１から射出される光のうち、一部の光成分ＬＳ１は、リフレクター１０２の内部で反射した後、リフレクター１０２から射出されるが、他の一部の光成分ＬＳ２は、リフレクター１０２の内部で反射することなく、リフレクター１０２から直接射出される。このように、リフレクター１０２で反射する光成分ＬＳ１と反射しない光成分ＬＳ２とが混在した光は、リフレクター１０２から射出され、レンズ１０３等の後段の光学系に入射する。
図２に示すように、従来のプロジェクターにおいては、テーパー形状のリフレクター１０２が拡大光学系として用いられる。１つの光変調素子のみを備えるプロジェクターの場合、小型化を目的としていることから、リフレクター１０２の光軸方向の寸法をあまり大きくすることができない。そのため、ＬＥＤ１０１から射出される光のうち、一部の光成分ＬＳ１は、リフレクター１０２の内部で反射した後、リフレクター１０２から射出されるが、他の一部の光成分ＬＳ２は、リフレクター１０２の内部で反射することなく、リフレクター１０２から直接射出される。このように、リフレクター１０２で反射する光成分ＬＳ１と反射しない光成分ＬＳ２とが混在した光は、リフレクター１０２から射出され、レンズ１０３等の後段の光学系に入射する。
【0028】
リフレクター１０２で反射する光成分ＬＳ１のうち、最も小さい入射角でレンズ１０３に入射する光成分ＬＳ３に着目すると、仮にリフレクター１０２がない場合には、光成分ＬＳ３は符号Ｋの位置から射出されたと見なすことができる。したがって、ＬＥＤ１０１とリフレクター１０２とを１つの光源と考えたとき、見掛け上の光源は符号１０１Ａの破線で示す部分となる。このように、見掛け上の光源１０１Ａのサイズが実際のＬＥＤ１０１のサイズよりも大きくなるため、リフレクター１０２を使用した場合には、リフレクター１０２を使用しない場合に比べてエテンデューが大きくなる。その結果、リフレクター１０２の後段の光学系における光の損失が大きくなり、ＬＥＤ１０１から射出される光の利用効率が低くなる。
【0029】
本発明者は、リフレクターを用いた場合における光変調素子への光の入射角分布に関するシミュレーションを行った。
図４は、シミュレーション結果を示す図であり、光変調素子の中心における光の入射角分布を示している。図４において、横軸はＸ軸方向に沿う入射角（度）を示し、縦軸はＹ軸方向に沿う入射角（度）を示す。中央の色の濃い領域は、光の強度が相対的に高い領域を示す。符号Ｃで示す円は、中心に対して±６度を示す領域である。また、光軸方向から見たリフレクターの形状は、矩形状とする。
図４は、シミュレーション結果を示す図であり、光変調素子の中心における光の入射角分布を示している。図４において、横軸はＸ軸方向に沿う入射角（度）を示し、縦軸はＹ軸方向に沿う入射角（度）を示す。中央の色の濃い領域は、光の強度が相対的に高い領域を示す。符号Ｃで示す円は、中心に対して±６度を示す領域である。また、光軸方向から見たリフレクターの形状は、矩形状とする。
【0030】
光変調素子の後段の光学系に入射可能な光の光変調素子への最大入射角を６度と設定する。すなわち、光変調素子に対して６度を超える入射角で入射する光は、光変調素子の後段の光学系に入射できない光であり、画像表示に寄与できない。図４に示すように、シミュレーションによれば、光強度が相対的に高い領域は、円Ｃの外側にまで広がっており、強度が高い光の一部は、光変調素子の後段の光学系に入射できないことが実証された。光強度の高い領域が図４の上下左右方向に延びて分布しているのは、矩形状のリフレクターによって反射する光成分に起因すると推察される。
【0031】
これに対して、本発明者は、本実施形態の構成における光変調素子への光の入射角分布に関するシミュレーションも同様に行った。
図３は、シミュレーション結果を示す図であり、光変調素子の中心における光の入射角分布を示している。図３においても、図４と同様、横軸はＸ軸方向に沿う入射角（度）を示し、縦軸はＹ軸方向に沿う入射角（度）を示す。中央の色の濃い領域は、光の強度が相対的に高い領域を示す。符号Ｃで示す円は、中心に対して±６度を示す領域である。
図３は、シミュレーション結果を示す図であり、光変調素子の中心における光の入射角分布を示している。図３においても、図４と同様、横軸はＸ軸方向に沿う入射角（度）を示し、縦軸はＹ軸方向に沿う入射角（度）を示す。中央の色の濃い領域は、光の強度が相対的に高い領域を示す。符号Ｃで示す円は、中心に対して±６度を示す領域である。
【0032】
図３に示すように、シミュレーションによれば、本実施形態の場合、光強度が相対的に高い領域は、円Ｃの内側に位置している。これにより、強度が高い光成分を含め、光源から射出される光の多くは光変調素子の後段の光学系に入射できることが実証された。本実施形態において、光源１１と光変調素子２８との間に設けられる第１光学系１２および第２光学系１３は、全てレンズで構成されており、リフレクターのような反射を伴う光学要素を備えていない。そのため、光変調素子２８には、リフレクター等で反射した光が入射することはなく、レンズの屈折作用を経た光のみが入射する。したがって、従来例に比べて光の入射角分布が小さくなったと推察される。
【0033】
［第１実施形態の効果］
本実施形態のプロジェクター１０は、光Ｌを射出する光源１１と、カラーフィルターを有し、光源１１から射出される光Ｌを画像情報に基づいて変調し、カラー画像光Ｌ１を生成する光変調素子２８と、光源１１と光変調素子２８との間の光Ｌの光路上に設けられ、光源１１から射出される光Ｌが入射する第１光学系１２と、第１光学系１２と光変調素子２８との間の光Ｌの光路上に設けられ、第１光学系１２から射出される光Ｌが入射する第２光学系１３と、光変調素子２８から射出されるカラー画像光Ｌ１を投写する投写光学装置１７と、を備える。第１光学系１２は、光源１１から射出される光Ｌが入射する第１レンズ部１９を有し、第１レンズ部１９から射出される光Ｌの発散角を、第１レンズ部１９に入射する光Ｌの発散角よりも小さくする。第２光学系１３は、第１レンズ部１９から射出される光Ｌが入射する第２レンズ部２０と、第２レンズ部２０から射出される光Ｌが入射する第３レンズ部２１と、を有し、第３レンズ部２１から射出される光Ｌの光束幅Ｗ２を、第２レンズ部２０に入射する光Ｌの光束幅Ｗ１よりも大きくする。
本実施形態のプロジェクター１０は、光Ｌを射出する光源１１と、カラーフィルターを有し、光源１１から射出される光Ｌを画像情報に基づいて変調し、カラー画像光Ｌ１を生成する光変調素子２８と、光源１１と光変調素子２８との間の光Ｌの光路上に設けられ、光源１１から射出される光Ｌが入射する第１光学系１２と、第１光学系１２と光変調素子２８との間の光Ｌの光路上に設けられ、第１光学系１２から射出される光Ｌが入射する第２光学系１３と、光変調素子２８から射出されるカラー画像光Ｌ１を投写する投写光学装置１７と、を備える。第１光学系１２は、光源１１から射出される光Ｌが入射する第１レンズ部１９を有し、第１レンズ部１９から射出される光Ｌの発散角を、第１レンズ部１９に入射する光Ｌの発散角よりも小さくする。第２光学系１３は、第１レンズ部１９から射出される光Ｌが入射する第２レンズ部２０と、第２レンズ部２０から射出される光Ｌが入射する第３レンズ部２１と、を有し、第３レンズ部２１から射出される光Ｌの光束幅Ｗ２を、第２レンズ部２０に入射する光Ｌの光束幅Ｗ１よりも大きくする。
【0034】
本実施形態の構成によれば、第１光学系１２および第２光学系１３のそれぞれがレンズ部で構成されているため、リフレクターを用いた従来の構成のように、光源１１から射出される光Ｌを反射させることなく、光束幅を拡大することができる。そのため、光源１１の見掛け上の面積が大きくなることを抑えられる。これにより、光源の見掛け上のエテンデューは大きくなることがなく、光源１１から射出される光Ｌを、光源１１のサイズよりも大きいサイズを有する光変調素子２８に入射させることができる。このように、本実施形態によれば、光源１１から射出される光Ｌの利用効率に優れるプロジェクター１０を提供することができる。また、光源１１から広く発散して射出される光Ｌが第１光学系１２によって平行化された後、第２光学系１３に入射するため、第２光学系１３が大型化することなく、光の損失を抑えることができる。
【0035】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図面を用いて説明する。
第２実施形態のプロジェクターの基本構成は第１実施形態と略同様である。
図５および図６は、第２実施形態のプロジェクター４０の概略構成図である。図５は、Ｘ軸方向から見たプロジェクター４０の概略構成図である。図６は、Ｙ軸方向から見たプロジェクター４０の概略構成図である。図７は、光変調素子２８に入射する光Ｌを示す図である。図８は、本実施形態の第１レンズ部４２を示す斜視図である。
図５および図６において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
以下、本発明の第２実施形態について、図面を用いて説明する。
第２実施形態のプロジェクターの基本構成は第１実施形態と略同様である。
図５および図６は、第２実施形態のプロジェクター４０の概略構成図である。図５は、Ｘ軸方向から見たプロジェクター４０の概略構成図である。図６は、Ｙ軸方向から見たプロジェクター４０の概略構成図である。図７は、光変調素子２８に入射する光Ｌを示す図である。図８は、本実施形態の第１レンズ部４２を示す斜視図である。
図５および図６において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【0036】
【0037】
図５、図６および図８に示すように、本実施形態の第１光学系４１において、第１レンズ部４２は、第１シリンドリカルレンズ４３と、第２シリンドリカルレンズ４４と、を備える。第１シリンドリカルレンズ４３に、光源１１から射出される光Ｌが入射する。第２シリンドリカルレンズ４４には、第１シリンドリカルレンズ４３から射出される光Ｌが入射する。
【0038】
第１シリンドリカルレンズ４３は、Ｙ軸方向に正のパワーを有し、Ｘ軸方向にはパワーを有していない。第２シリンドリカルレンズ４４は、Ｘ軸方向に正のパワーを有し、Ｙ軸方向にはパワーを有していない。本実施形態の場合、光源１１に近い側に第１シリンドリカルレンズ４３が配置され、第２光学系１３に近い側に第２シリンドリカルレンズ４４が配置されているが、この配置とは逆に、光源１１に近い側に第２シリンドリカルレンズ４４が配置され、第２光学系１３に近い側に第１シリンドリカルレンズ４３が配置されていてもよい。本実施形態のＸ軸方向は、特許請求の範囲の第１方向に対応する。本実施形態のＹ軸方向は、特許請求の範囲の第２方向に対応する。
プロジェクター４０のその他の構成は、第１実施形態と同様である。
プロジェクター４０のその他の構成は、第１実施形態と同様である。
【0039】
上記の構成により、光源１１から射出される光Ｌは、第１シリンドリカルレンズ４３を透過することによってＹ軸方向において平行化され、第２シリンドリカルレンズ４４を透過することによってＸ軸方向において平行化される。このように、Ｘ軸方向における光Ｌの平行化と、Ｙ軸方向における光Ｌの平行化と、を２つのシリンドリカルレンズ４３，４４で個別に行っている。これにより、第１レンズ部４２におけるＸ軸方向のパワーとＹ軸方向のパワーとを独立して調整することが容易になる。例えば、Ｘ軸方向のパワーとＹ軸方向のパワーとを互いに異ならせることにより、第１光学系４１から射出される光の第１光軸ＡＸ１に垂直な断面形状を楕円形とすることができる。
【0040】
これに対して、第２光学系１３におけるＸ軸方向のパワーとＹ軸方向のパワーとは、互いに等しい。そのため、第１光学系４１から射出される光Ｌの第１光軸ＡＸ１に垂直な断面形状は、第２光学系１３を透過した後も保持される。したがって、第１光学系４１において、第１シリンドリカルレンズ４３によるＹ軸方向のパワーを、第２シリンドリカルレンズ４４によるＸ軸方向のパワーよりも大きくすれば、第２光学系１３から射出される光Ｌの第１光軸ＡＸ１に垂直な断面形状を、Ｘ軸方向に沿う長軸とＹ軸方向に沿う短軸とを有する楕円形とすることができる。
【0041】
図７に示すように、光変調素子２８の有効表示領域は、長辺と短辺とを有する長方形状である。この場合、長辺がＸ軸方向に沿い、短辺がＹ軸方向に沿っている。したがって、上述したように、Ｘ軸方向に沿う長軸とＹ軸方向に沿う短軸とを有する楕円形の断面形状を有する光Ｌを光変調素子２８に入射させることにより、円形の断面形状を有する光を用いる場合に比べて、光Ｌの照射領域の形状を光変調素子２８の有効表示領域の形状に近付けることができる。なお、有効表示領域は、光変調素子のうち、周辺の額縁領域を除く領域であり、表示に実質的に寄与する領域である。
【0042】
［第２実施形態の効果］
本実施形態においても、レンズで構成される第１光学系４１および第２光学系１３によって光源１１の見掛け上のエテンデューが大きくなることが抑えられるため、光の利用効率に優れるプロジェクター４０を提供することができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
本実施形態においても、レンズで構成される第１光学系４１および第２光学系１３によって光源１１の見掛け上のエテンデューが大きくなることが抑えられるため、光の利用効率に優れるプロジェクター４０を提供することができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
【0043】
特に本実施形態の場合、楕円の断面形状を有する光Ｌを光変調素子２８に入射させるため、光変調素子２８における光Ｌの照射領域の形状を有効表示領域の形状に近付けることができる。これにより、本実施形態の構成によれば、円形の断面形状を有する光Ｌを光変調素子２８に入射させる第１実施形態に比べて、光Ｌの損失を少なくすることができる。
【0044】
図９は、第１レンズ部４５の構成の他の例を示す斜視図である。
上記実施形態では、第１シリンドリカルレンズ４３と第２シリンドリカルレンズ４４とを互いに離間させて配置したが、この構成に代えて、図９に示すように、第１シリンドリカルレンズ４３と第２シリンドリカルレンズ４４とは、一体の部材で構成されていてもよい。具体的には、第１シリンドリカルレンズ４３の平面と第２シリンドリカルレンズ４４の平面とが互いに接合されていてもよい。この場合、第１シリンドリカルレンズ４３の平面と第２シリンドリカルレンズ４４の平面とは、直接接合されていてもよいし、図９に示すように、他の透光性部材４６を介して接合されていてもよい。この構成によれば、プロジェクター４０の組立工程において、第１シリンドリカルレンズ４３と第２シリンドリカルレンズ４４との位置合わせを不要とすることができる。
上記実施形態では、第１シリンドリカルレンズ４３と第２シリンドリカルレンズ４４とを互いに離間させて配置したが、この構成に代えて、図９に示すように、第１シリンドリカルレンズ４３と第２シリンドリカルレンズ４４とは、一体の部材で構成されていてもよい。具体的には、第１シリンドリカルレンズ４３の平面と第２シリンドリカルレンズ４４の平面とが互いに接合されていてもよい。この場合、第１シリンドリカルレンズ４３の平面と第２シリンドリカルレンズ４４の平面とは、直接接合されていてもよいし、図９に示すように、他の透光性部材４６を介して接合されていてもよい。この構成によれば、プロジェクター４０の組立工程において、第１シリンドリカルレンズ４３と第２シリンドリカルレンズ４４との位置合わせを不要とすることができる。
【0045】
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について、図面を用いて説明する。
第３実施形態のプロジェクターの基本構成は第１実施形態と略同様である。
図１０は、第２実施形態のプロジェクター５０の概略構成図である。
図１０において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
以下、本発明の第３実施形態について、図面を用いて説明する。
第３実施形態のプロジェクターの基本構成は第１実施形態と略同様である。
図１０は、第２実施形態のプロジェクター５０の概略構成図である。
図１０において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【0046】
図１０に示すように、本実施形態のプロジェクター５０は、光源１１と、第１光学系１２と、第２光学系５２と、光変調装置１４と、集光光学系１５と、ミラー１６と、投写光学装置１７と、を備える。
【0047】
第２実施形態は、第１光学系４１を２つのシリンドリカルレンズ４３，４４で構成することにより、楕円の断面形状を有する光Ｌを生成する構成を有していた。これに対して、本実施形態においては、第２光学系５２におけるＸ軸方向のパワーとＹ軸方向のパワーとを互いに異ならせることにより、楕円の断面形状を有する光Ｌを生成する。
【0048】
具体的には、第２レンズ部５３における凹レンズ５４のＸ軸方向のパワーとＹ軸方向のパワーとを互いに異ならせてもよい。または、第３レンズ部５５における凸レンズ５６のＸ軸方向のパワーとＹ軸方向のパワーとを互いに異ならせてもよい。または、第２レンズ部５３の凹レンズ５４および第３レンズ部５５の凸レンズ５６の双方のＸ軸方向のパワーとＹ軸方向のパワーとを互いに異ならせてもよい。これらの構成を採用した場合、第２レンズ部５３および第３レンズ部５５のＸ軸方向の拡大倍率と、第２レンズ部５３および第３レンズ部５５のＹ軸方向の拡大倍率とは、互いに異なる。その他、例えば第２レンズ部５３と第３レンズ部５５との間に、シリンドリカルレンズを挿入するなど、Ｘ軸方向およびＹ軸方向のいずれか一方にのみパワーを有する他のレンズを付加してもよい。
【0049】
本実施形態の場合、第１光学系１２を構成するコリメーターレンズ２３のＸ軸方向のパワーとＹ軸方向のパワーとは互いに等しい。そのため、第１光軸ＡＸ１に垂直な光の断面形状は、光Ｌが第１光学系１２から射出される時点ではまだ円形であり、光Ｌが第２光学系５２から射出される時点で楕円形となる。
プロジェクター５０のその他の構成は、第１実施形態と同様である。
プロジェクター５０のその他の構成は、第１実施形態と同様である。
【0050】
［第３実施形態の効果］
本実施形態においても、レンズで構成される第１光学系１２および第２光学系５２によって光源１１の見掛け上のエテンデューが大きくなることが抑えられるため、光Ｌの利用効率に優れるプロジェクター５０を提供することができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
本実施形態においても、レンズで構成される第１光学系１２および第２光学系５２によって光源１１の見掛け上のエテンデューが大きくなることが抑えられるため、光Ｌの利用効率に優れるプロジェクター５０を提供することができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
【0051】
また、光変調素子２８における光Ｌの照射領域の形状を有効表示領域の形状に近付けることができるため、光Ｌの損失を少なくすることができる、といった第２実施形態と同様の効果が得られる。
【0052】
［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について、図面を用いて説明する。
第４実施形態のプロジェクターの基本構成は第１実施形態と略同様である。
図１１は、第２実施形態のプロジェクター６０の概略構成図である。
図１１において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
以下、本発明の第４実施形態について、図面を用いて説明する。
第４実施形態のプロジェクターの基本構成は第１実施形態と略同様である。
図１１は、第２実施形態のプロジェクター６０の概略構成図である。
図１１において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【0053】
図１１に示すように、本実施形態のプロジェクター６０は、光源１１と、第１光学系６１と、第２光学系６２と、光変調装置１４と、集光光学系１５と、ミラー１６と、投写光学装置１７と、を備える。
【0054】
本実施形態のプロジェクター６０において、各構成要素は第１実施形態のプロジェクター１０の各構成要素と同一である。ところが、第１実施形態では、光源１１の発光面１１ａとコリメーターレンズ２３の主点Ｓとの距離が、コリメーターレンズ２３の焦点距離と等しいのに対し、本実施形態では、光源１１の発光面１１ａとコリメーターレンズ２３の主点Ｓとの距離Ｔ１は、コリメーターレンズ２３の焦点距離Ｆよりも短い。すなわち、光源１１の発光面１１ａの位置は、コリメーターレンズ２３の焦点位置よりもコリメーターレンズ２３寄りに近付けられている。
【0055】
この場合、コリメーターレンズ２３は、光を平行化するという本来の機能を発揮できない。すなわち、コリメーターレンズ２３から射出される光Ｌは、コリメーターレンズ２３に入射する前の発散角に比べれば発散角は小さくなるが、平行光ではなく、所定の発散角を有する発散光として、第２光学系６２に入射する。
プロジェクター６０のその他の構成は、第１実施形態と同様である。
プロジェクター６０のその他の構成は、第１実施形態と同様である。
【0056】
［第４実施形態の効果］
本実施形態においても、レンズで構成される第１光学系６１および第２光学系６２によって光源１１の見掛け上のエテンデューが大きくなることが抑えられるため、光Ｌの利用効率に優れるプロジェクター６０を提供することができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
本実施形態においても、レンズで構成される第１光学系６１および第２光学系６２によって光源１１の見掛け上のエテンデューが大きくなることが抑えられるため、光Ｌの利用効率に優れるプロジェクター６０を提供することができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
【0057】
第１～第３実施形態のプロジェクターにおいては、第１光学系によって平行化された光が第２光学系に入射する。このとき、第２光学系の第２レンズ部と第３レンズ部との距離をむやみに大きくしないためには、第２レンズ部の凹レンズのパワーを大きくして平行光を大きく発散させる必要がある。この場合、凹レンズを構成する硝材の屈折率を高くする必要があり、凹レンズのコストが高くなる、凹レンズの収差が大きくなる、等の問題が生じる。これに対して、本実施形態の場合、発散光が第２光学系６２に入射するため、第１～第３実施形態のプロジェクターに比べて、第２レンズ部２０の凹レンズ２４のパワーを大きくする必要がない。これにより、凹レンズ２４のコストの低減、および収差の低減を図ることができる。特に周辺部の収差または周辺部におけるＭＴＦの低下を抑制することができる。
【0058】
［第５実施形態］
以下、本発明の第５実施形態について、図面を用いて説明する。
第５実施形態のプロジェクターの基本構成は第１実施形態と略同様である。
図１２は、第２実施形態のプロジェクターの概略構成図である。
図１２において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
以下、本発明の第５実施形態について、図面を用いて説明する。
第５実施形態のプロジェクターの基本構成は第１実施形態と略同様である。
図１２は、第２実施形態のプロジェクターの概略構成図である。
図１２において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【0059】
図１２に示すように、本実施形態のプロジェクターは、光源２と、第１光学系７１と、第２光学系７２と、光変調装置１４と、集光光学系１５と、ミラー１６と、投写光学装置１７と、を備える。
【0060】
本実施形態の第１光学系７１において、第１レンズ部７３は、第１実施形態のコリメーターレンズ２３のパワーよりも小さい正のパワーを有する凸レンズ７４を備える。
【0061】
この場合、凸レンズ７４から射出される光は、凸レンズ７４に入射する前の発散角に比べれば発散角が小さくなるが、所定の発散角を有する発散光として、第２光学系７２に入射する。プロジェクター７０のその他の構成は、第１実施形態と同様である。
【0062】
［第５実施形態の効果］
本実施形態においても、レンズで構成される第１光学系７１および第２光学系７２によって光源１１の見掛け上のエテンデューが大きくなることが抑えられるため、光源１１から射出される光Ｌの利用効率に優れるプロジェクター７０を提供することができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
本実施形態においても、レンズで構成される第１光学系７１および第２光学系７２によって光源１１の見掛け上のエテンデューが大きくなることが抑えられるため、光源１１から射出される光Ｌの利用効率に優れるプロジェクター７０を提供することができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
【0063】
本実施形態においても、発散光が第２光学系７２に入射するため、第２レンズ部２０の凹レンズ２４のパワーが小さくて済み、凹レンズ２４のコストの低減、および収差の低減を図ることができる、といった第４実施形態と同様の効果が得られる。さらに本実施形態の場合、第１レンズ部７３の凸レンズ７４のパワーもコリメーターレンズ２３に比べて小さくて済むため、凸レンズ７４のコストの低減、および収差の低減を図ることができる。
【0064】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。また、本発明の一つの態様は、上記実施形態および変形例の特徴部分を適宜組み合わせた構成とすることができる。
【0065】
プロジェクターの各構成要素の形状、数、配置、材料などの具体的な記載については、上記実施形態に限らず、適宜変更が可能である。
【0066】
［本開示のまとめ］
以下、本開示のまとめを付記する。
以下、本開示のまとめを付記する。
【0067】
（付記１）
光を射出する光源と、
カラーフィルターを有し、前記光源から射出される前記光を画像情報に基づいて変調し、カラー画像光を生成する光変調素子と、
前記光源と前記光変調素子との間の前記光の光路上に設けられ、前記光源から射出される前記光が入射する第１光学系と、
前記第１光学系と前記光変調素子との間の前記光の光路上に設けられ、前記第１光学系から射出される前記光が入射する第２光学系と、
前記光変調素子から射出される前記カラー画像光を投写する投写光学装置と、
を備え、
前記第１光学系は、
前記光源から射出される前記光が入射する第１レンズ部を有し、
前記第１レンズ部から射出される前記光の発散角を、前記第１レンズ部に入射する前記光の発散角よりも小さくし、
前記第２光学系は、
前記第１レンズ部から射出される前記光が入射する第２レンズ部と、前記第２レンズ部から射出される前記光が入射する第３レンズ部と、を有し、
前記第３レンズ部から射出される前記光の光束幅を、前記第２レンズ部に入射する前記光の光束幅よりも大きくする、プロジェクター。
光を射出する光源と、
カラーフィルターを有し、前記光源から射出される前記光を画像情報に基づいて変調し、カラー画像光を生成する光変調素子と、
前記光源と前記光変調素子との間の前記光の光路上に設けられ、前記光源から射出される前記光が入射する第１光学系と、
前記第１光学系と前記光変調素子との間の前記光の光路上に設けられ、前記第１光学系から射出される前記光が入射する第２光学系と、
前記光変調素子から射出される前記カラー画像光を投写する投写光学装置と、
を備え、
前記第１光学系は、
前記光源から射出される前記光が入射する第１レンズ部を有し、
前記第１レンズ部から射出される前記光の発散角を、前記第１レンズ部に入射する前記光の発散角よりも小さくし、
前記第２光学系は、
前記第１レンズ部から射出される前記光が入射する第２レンズ部と、前記第２レンズ部から射出される前記光が入射する第３レンズ部と、を有し、
前記第３レンズ部から射出される前記光の光束幅を、前記第２レンズ部に入射する前記光の光束幅よりも大きくする、プロジェクター。
【0068】
付記１の構成によれば、第１光学系および第２光学系によって光源の見掛け上の面積が大きくなることを抑えられる。これにより、光源の見掛け上のエテンデューが大きくなることを抑えられる。その結果、光源から射出される光の利用効率に優れるプロジェクターを提供することができる。
【0069】
（付記２）
前記第２光学系の光軸に垂直な仮想面内において互いに直交する方向を第１方向および第２方向としたとき、
前記第２光学系から射出される前記光の前記光軸に垂直な断面形状は、長軸と短軸とを有し、
前記光変調素子の有効表示領域の形状は、長辺と短辺とを有する長方形状であり、
前記光変調素子に入射する前記光は、前記長軸および前記長辺の方向が前記第１方向および前記第２方向のいずれか一方に対応し、前記短軸および前記短辺の方向が前記第１方向および前記第２方向のいずれか他方に対応する、付記１に記載のプロジェクター。
前記第２光学系の光軸に垂直な仮想面内において互いに直交する方向を第１方向および第２方向としたとき、
前記第２光学系から射出される前記光の前記光軸に垂直な断面形状は、長軸と短軸とを有し、
前記光変調素子の有効表示領域の形状は、長辺と短辺とを有する長方形状であり、
前記光変調素子に入射する前記光は、前記長軸および前記長辺の方向が前記第１方向および前記第２方向のいずれか一方に対応し、前記短軸および前記短辺の方向が前記第１方向および前記第２方向のいずれか他方に対応する、付記１に記載のプロジェクター。
【0070】
付記２の構成によれば、光変調素子における光の照射領域の形状を有効表示領域の形状に近付けることができるため、光の損失を少なくすることができる。
【0071】
（付記３）
前記第１レンズ部は、第１シリンドリカルレンズと、第２シリンドリカルレンズと、を備え、
前記第１シリンドリカルレンズは、前記第１方向および前記第２方向のいずれか一方に正のパワーを有し、
前記第２シリンドリカルレンズは、前記第１方向および前記第２方向のいずれか他方に正のパワーを有する、付記２に記載のプロジェクター。
前記第１レンズ部は、第１シリンドリカルレンズと、第２シリンドリカルレンズと、を備え、
前記第１シリンドリカルレンズは、前記第１方向および前記第２方向のいずれか一方に正のパワーを有し、
前記第２シリンドリカルレンズは、前記第１方向および前記第２方向のいずれか他方に正のパワーを有する、付記２に記載のプロジェクター。
【0072】
付記３の構成によれば、第１レンズ部における第１方向のパワーと第２方向のパワーとを独立して調整することが容易になり、第１光学系から射出される光の断面形状を任意に調整することができる。
【0073】
（付記４）
前記第１シリンドリカルレンズと前記第２シリンドリカルレンズとは、一体の部材で構成されている、付記３に記載のプロジェクター。
前記第１シリンドリカルレンズと前記第２シリンドリカルレンズとは、一体の部材で構成されている、付記３に記載のプロジェクター。
【0074】
付記４の構成によれば、プロジェクターの組立工程において、第１シリンドリカルレンズと第２シリンドリカルレンズとの位置合わせを不要とすることができる。
【0075】
（付記５）
前記第２光学系の前記第１方向におけるパワーと、前記第２光学系の前記第２方向におけるパワーとは、互いに異なる、付記２に記載のプロジェクター。
前記第２光学系の前記第１方向におけるパワーと、前記第２光学系の前記第２方向におけるパワーとは、互いに異なる、付記２に記載のプロジェクター。
【0076】
付記５の構成によれば、第２光学系から射出される光の断面形状を円形以外の形状、例えば楕円形に調整することができる。
【0077】
（付記６）
前記第１レンズ部は、前記光源から射出される前記光を平行化するコリメーターレンズを備える、付記１から付記５までのいずれか一項に記載のプロジェクター。
前記第１レンズ部は、前記光源から射出される前記光を平行化するコリメーターレンズを備える、付記１から付記５までのいずれか一項に記載のプロジェクター。
【0078】
付記６の構成によれば、光源の発光面とコリメーターレンズの主点との距離をコリメーターレンズの焦点距離に一致させることにより、第１光学系によって平行化された光を第２光学系に入射させることができる。
【0079】
（付記７）
前記光源の発光面と前記コリメーターレンズの主点との距離は、前記コリメーターレンズの焦点距離よりも短い、付記６に記載のプロジェクター。
前記光源の発光面と前記コリメーターレンズの主点との距離は、前記コリメーターレンズの焦点距離よりも短い、付記６に記載のプロジェクター。
【0080】
付記７の構成によれば、第１光学系によって平行化されない発散光を第２光学系に入射させることができるため、第２光学系のパワーが小さく済み、第２光学系を構成するレンズのコストの低減および収差の低減を図ることができる。
【0081】
（付記８）
前記光源の発光面と前記コリメーターレンズの主点との距離は、前記コリメーターレンズの焦点距離と等しく、
前記第２レンズ部と前記第３レンズ部とは、アフォーカル光学系を構成する、付記６に記載のプロジェクター。
前記光源の発光面と前記コリメーターレンズの主点との距離は、前記コリメーターレンズの焦点距離と等しく、
前記第２レンズ部と前記第３レンズ部とは、アフォーカル光学系を構成する、付記６に記載のプロジェクター。
【0082】
付記８の構成によれば、アフォーカル光学系によって平行化された光を光変調素子に入射させることができる。また、プロジェクターの各光学部品の製造誤差、組み立て誤差等に起因する光の平行度のばらつきを小さくすることができる。
【0083】
（付記９）
前記第２レンズ部は、負のパワーを有する凹レンズを備え、
前記第３レンズ部は、正のパワーを有する凸レンズを備える、付記７または付記８に記載のプロジェクター。
前記第２レンズ部は、負のパワーを有する凹レンズを備え、
前記第３レンズ部は、正のパワーを有する凸レンズを備える、付記７または付記８に記載のプロジェクター。
【0084】
付記９の構成によれば、第２光学系の光軸方向のサイズを小さくすることができ、小型のプロジェクターに最適である。
【符号の説明】
【0085】
１０，４０，５０，６０，７０…プロジェクター、１１…光源、１２，４１，６１，７１…第１光学系、１３，５２，６２，７２…第２光学系、１７…投写光学装置、１９，４２，４５，７３…第１レンズ部、２０，５３…第２レンズ部、２１，５５…第３レンズ部、２３…コリメーターレンズ、２４，５４…凹レンズ、２５，５６，７４…凸レンズ、２８…光変調素子、４３…第１シリンドリカルレンズ、４４…第２シリンドリカルレンズ、Ｌ…光、Ｌ１…カラー画像光、Ｗ１，Ｗ２…光束幅。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】