特許 7552184 投影装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-09

(45)【発行日】2024-09-18

(54)【発明の名称】投影装置

(51)【国際特許分類】

   G03B 21/14 20060101AFI20240910BHJP

   G02B 3/00 20060101ALI20240910BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20240910BHJP

   G03B 21/28 20060101ALI20240910BHJP

   H04N 5/74 20060101ALI20240910BHJP

【ＦＩ】

G03B21/14 Z

G02B3/00 A

G03B21/00 F

G03B21/28

H04N5/74 B

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020155953

(22)【出願日】2020-09-17

(65)【公開番号】P2022049752

(43)【公開日】2022-03-30

【審査請求日】2023-09-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000001443

【氏名又は名称】カシオ計算機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002022

【氏名又は名称】弁理士法人コスモ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】荻野 浩

(72)【発明者】

【氏名】馬峰 治

(72)【発明者】

【氏名】杉山 知隼

【審査官】新井 重雄

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－２９２２９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３３００７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１１９７０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／００９０４６８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００５／０２１９８４７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１６８６１５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１０－０１２７５１１（ＫＲ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１６７７２２６（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０３８８５１０３（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｂ ２１／１４

Ｇ０２Ｂ ３／００

Ｇ０３Ｂ ２１／００

Ｇ０３Ｂ ２１／２８

Ｈ０４Ｎ ５／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光源から出射された光線束を均一化するマイクロレンズアレイと、
前記マイクロレンズアレイから出射された前記光線束を光軸周りに回転させて導光する導光光学系と、
前記導光光学系により導光された前記光線束が照射されて画像光を形成する表示素子と、
を備え、
前記マイクロレンズアレイは、前記表示素子における前記光線束の照射領域と前記表示素子の有効領域が略一致するように回転させて配置される、
ことを特徴とする投影装置。

【請求項2】

前記照射領域及び前記有効領域は、長方形状に形成され、
前記マイクロレンズアレイは、前記照射領域と前記有効領域の長尺方向が略一致するように配置される、
ことを特徴とする請求項１に記載の投影装置。

【請求項3】

前記マイクロレンズアレイの各マイクロレンズは、正面視長方形状に形成され、
前記マイクロレンズアレイは、前記マイクロレンズアレイの回転による前記マイクロレンズの傾斜角度が、前記導光光学系における前記光線束の回転による傾斜角度と略一致するように配置される、
ことを特徴とする請求項１に記載の投影装置。

【請求項4】

前記マイクロレンズアレイは、前記光源側から入射される前記光線束の回転方向と同方向に光軸周りに回転して配置される、ことを特徴とする請求項３に記載の投影装置。

【請求項5】

光源側導光面に沿って導光された前記光源からの前記光線束を、前記光源側導光面に対して傾斜方向に反射して前記マイクロレンズアレイに導光する第一反射ミラーを備え、
前記マイクロレンズアレイは、矩形状に形成され、
前記光源から導光された矩形状の光断面形状を有する前記光線束は、前記光源側導光面に対して傾くように回転して前記マイクロレンズアレイに入射する、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の投影装置。

【請求項6】

前記導光光学系は、前記マイクロレンズアレイから出射された前記光線束を、前記マイクロレンズアレイの光軸及び前記光源側導光面に対して傾斜方向に反射して前記表示素子に導光する第二反射ミラーを有する、ことを特徴とする請求項５に記載の投影装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、投影装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、光源から出射された光を、ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）と呼ばれるマイクロミラー表示素子、又は液晶板等の表示素子に集光させ、スクリーン上にカラー画像を表示させる投影装置が使用されている。例えば、特許文献１には、光源から出射された光をマイクロレンズアレイにより均一化してＤＭＤである表示素子に照射し、表示素子にて画像光を形成する投影装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１４－１１９７０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

光源側から導光された光は、表示素子の画像形成面に照射されるが、画像光が形成される有効領域外に照射された光は捨て光となってしまう。特許文献１の投影装置における光源側からの光は、光軸の方向が変換されて、表示素子に導光される。しかしながら、光軸の変換方向によっては光が光軸周りに回転しながら導光される場合があり、有効領域外に照射される光が増加すると光源光の利用効率が低下してしまう。

【0005】

本発明は、画像光を効率よく形成する投影装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の投影装置は、光源から出射された光線束を均一化するマイクロレンズアレイと、前記マイクロレンズアレイから出射された前記光線束を光軸周りに回転させて導光する導光光学系と、前記導光光学系により導光された前記光線束が照射されて画像光を形成する表示素子と、を備え、前記マイクロレンズアレイは、前記表示素子における前記光線束の照射領域と前記表示素子の有効領域が略一致するように回転させて配置される、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、画像光を効率よく形成する投影装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施形態に係る投影装置の機能ブロックを示す図である。

【図2】本発明の実施形態に係る投影装置の内部構造を示す平面模式図である。

【図3】本発明の実施形態に係る蛍光ホイールの平面模式図である。

【図4】本発明の実施形態に係るマイクロレンズアレイを出射面側から見た図である。

【図5】本発明の実施形態に係るマイクロレンズアレイの各マイクロレンズから出射された光の光路を示す図である。

【図6】本発明の実施形態に係る導光光学系の一部のレンズを省略してＺ軸正方向側から見た平面模式図である。

【図7】本発明の実施形態に係る導光光学系の一部のレンズを省略してＹ軸正方向側から見た正面模式図である。

【図8】本発明の実施形態に係るマイクロレンズアレイの入射面側に照射される光の光強度の分布を示す模式図であり、（ａ）は回転させたマイクロレンズアレイに照射される赤色波長帯域光を示し、（ｂ）は回転させない場合のマイクロレンズアレイに照射される赤色波長帯域光を示す。

【図9】本発明の実施形態に係るマイクロレンズアレイの入射面側に照射される光の光強度の分布を示す模式図であり、（ａ）は緑色波長帯域光を示し、（ｂ）は青色波長帯域光を示す。

【図10】本発明の実施形態に係る導光光学系における光線束の傾きを示す模式図であり、（ａ）マイクロレンズアレイと第二反射ミラーとの間における光線束を示し、（ｂ）は第二反射ミラーと表示素子との間における光線束を示し、（ｃ）は表示素子の画像形成面における光線束を示す。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明に係る実施形態を図に基づいて説明する。図１は投影装置１０の投影装置制御部の機能回路ブロックを示す図である。投影装置制御部は、画像変換部２３と制御部３８とを含むＣＰＵ、入出力インターフェース２２を含むフロントエンドユニット、表示エンコーダ２４と、表示駆動部２６とを含むフォーマッターユニットから構成される。入出力コネクタ部２１から入力された各種規格の画像信号は、入出力インターフェース２２、システムバス（ＳＢ）を介して画像変換部２３で表示に適した所定のフォーマットの画像信号に統一するように変換された後、表示エンコーダ２４に出力される。

【0010】

表示エンコーダ２４は、入力された画像信号をビデオＲＡＭ２５に展開記憶させた上でこのビデオＲＡＭ２５の記憶内容からビデオ信号を生成して表示駆動部２６に出力する。

【0011】

表示駆動部２６は、表示エンコーダ２４から出力された画像信号に対応して適宜のフレームレートで空間的光変調素子（ＳＯＭ）である表示素子５１を駆動する。

【0012】

そして、投影装置１０は、光源装置６０から出射された光線束を、光源光学系１４０を介して表示素子５１に照射することにより、表示素子５１の反射光で光像を形成し、投影光学系２２０（図２も参照）を介して図示しないスクリーン等の被投影体に画像を投影表示する。なお、この投影光学系２２０の可動レンズ群２３５は、レンズモータ４５によりズーム調整やフォーカス調整のための駆動を行うことができる。

【0013】

画像圧縮／伸長部３１は、画像信号の輝度信号及び色差信号をＡＤＣＴ及びハフマン符号化等の処理によりデータ圧縮して着脱自在な記録媒体とされるメモリカード３２に順次書き込む記録処理を行う。

【0014】

さらに、画像圧縮／伸長部３１は、再生モード時にメモリカード３２に記録された画像データを読み出し、一連の動画を構成する個々の画像データを１フレーム単位で伸長する。画像圧縮／伸長部３１は、その画像データを、画像変換部２３を介して表示エンコーダ２４に出力し、メモリカード３２に記憶された画像データに基づいて動画等の表示を可能とする処理を行う。

【0015】

制御部３８は、投影装置１０内の各回路の動作制御を司るものであって、ＣＰＵ、各種セッティング等の動作プログラムを固定的に記憶したＲＯＭ及びワークメモリとして使用されるＲＡＭ等により構成される。

【0016】

筐体の上面パネルに設けられるメインキー及びインジケータ等により構成されるキー／インジケータ部３７の操作信号は、直接に制御部３８に送出される。リモートコントローラからのキー操作信号はＩｒ受信部３５で受信され、Ｉｒ処理部３６で復調されたコード信号が制御部３８に出力される。

【0017】

制御部３８は、システムバス（ＳＢ）を介して音声処理部４７と接続される。この音声処理部４７は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備えており、投影モード及び再生モード時には音声データをアナログ化し、スピーカ４８を駆動して拡声報音させる。

【0018】

また、制御部３８は、光源制御部としての光源制御回路４１を制御する。光源制御回路４１は、画像生成時に要求される所定波長帯域の光が光源装置６０から出射されるように、後述する励起光照射装置７０、赤色光源装置１２０、及び蛍光ホイール装置１００等を含む光源装置６０の動作を制御することができる。

【0019】

さらに、制御部３８は、冷却ファン駆動制御回路４３に光源装置６０等に設けた複数の温度センサによる温度検出を行わせ、この温度検出の結果から冷却ファンの回転速度を制御させている。また、制御部３８は、冷却ファン駆動制御回路４３にタイマー等により投影装置１０本体の電源オフ後も冷却ファンの回転を持続させる、あるいは、温度センサによる温度検出の結果によっては投影装置１０本体の電源をオフにする等の制御も行う。

【0020】

次に、この投影装置１０の内部構造について述べる。図２は、投影装置１０の内部構造を示す平面模式図である。ここで、投影装置１０の筐体は、略箱状に形成されて、正面パネル１２、背面パネル１３、右側パネル１４及び左側パネル１５を備える。なお、以下の説明において、投影装置１０における左右とは投影方向に対しての左右方向を示し、前後とは投影装置１０のスクリーン側方向及び光線束の進行方向に対しての前後方向を示す。

【0021】

投影装置１０は、筐体の略中央部分に光源装置６０を備える。光源装置６０と左側パネル１５との間には、導光光学系１８０や投影光学系２２０が配置される。

【0022】

光源装置６０は、青色波長帯域光の光源であって励起光源でもある励起光照射装置７０と、赤色波長帯域光の光源である赤色光源装置１２０と、緑色波長帯域光の光源である緑色光源装置８０と、を備える。緑色光源装置８０は、励起光照射装置７０と蛍光ホイール装置１００により構成される。また、光源装置６０には、青色波長帯域光、緑色波長帯域光、赤色波長帯域光を導光する光源光学系１４０が配置されている。光源光学系１４０は、複数のレンズとして、青光路側集光レンズ１４６、第一集光レンズ１４７、第二集光レンズ１４８及び第三集光レンズ１４９を含む。また、光源光学系１４０は、第一ダイクロイックミラー１４１、第二ダイクロイックミラー１４４、青光路側反射ミラー１４３及び第一反射ミラー１４５を有する。光源光学系１４０は、各色の光源装置（励起光照射装置７０、緑色光源装置８０及び赤色光源装置１２０）から出射される光線束を、マイクロレンズアレイ９０の入射面９０１に集光する。

【0023】

励起光照射装置７０は、投影装置１０筐体の左右方向における略中央部分であって背面パネル１３寄りに配置される。励起光照射装置７０は、青色レーザダイオード７１による光源群、反射ミラー群７５、励起光路側集光レンズ７７及び拡散板７８等を有する。光源群は、背面パネル１３と光軸が平行になるよう配置された半導体発光素子である複数の青色レーザダイオード７１により形成される。光源群を構成する青色レーザダイオード７１は、２行４列のマトリクス状に配列されている。励起光照射装置７０は、ヒートパイプを介してヒートシンク７９と接続されて冷却される。

【0024】

反射ミラー群７５は、階段状に配列された複数の反射ミラーを有し、青色レーザダイオード７１から出射される光線束の有効径を一方向に縮幅して出射する。反射ミラー群７５は、各青色レーザダイオード７１からの出射光の光軸を正面パネル１２方向に約９０度変換する。

【0025】

赤色光源装置１２０は、青色レーザダイオード７１と光軸が平行となるように配置された赤色発光ダイオード１２１と、赤色発光ダイオード１２１からの出射光を集光する第二集光レンズ群１２５と、を有する。この赤色発光ダイオード１２１は、赤色波長帯域光を出射する半導体発光素子である。また、赤色光源装置１２０は、赤色光源装置１２０から出射される赤色波長帯域光の光軸が、励起光照射装置７０から出射される青色波長帯域光の光軸、及び蛍光ホイール１０１から出射される緑色波長帯域光の光軸と交差するように配置される。赤色光源装置１２０は、ヒートパイプを介してヒートシンク１２６と接続されて冷却される

【0026】

緑色光源装置８０を構成する蛍光ホイール装置１００は、励起光照射装置７０から出射される青色波長帯域光の光路上であって、正面パネル１２の近傍に配置される。蛍光ホイール装置１００は、正面パネル１２と平行となるように（換言すれば、励起光照射装置７０からの出射光の光軸と直交するように）配置された蛍光ホイール１０１と、この蛍光ホイール１０１を回転駆動するモータ１１０と、このモータ１１０を駆動制御する図示しない駆動制御装置と、を備える。また、蛍光ホイール装置１００は、励起光照射装置７０から出射される励起光の光線束を蛍光ホイール１０１に集光するとともに蛍光ホイール１０１から背面パネル１３方向に出射される緑色波長帯域光の光線束を集光する第一集光レンズ群１１１と、蛍光ホイール１０１を透過した光を集光して青光路側集光レンズ１４６側へ反射するレンズ部材１４２と、を有する。なお、駆動制御装置は、前述の光源制御回路４１により制御される。

【0027】

図３に示す蛍光ホイール１０１は、円板又は円環状に形成されており、開口部１１２側がモータ１１０の軸部と接続されて回転可能に形成される。蛍光ホイール１０１は、複数の光源セグメントとして蛍光発光領域３１０と透過領域３２０を周方向に並設している。蛍光ホイール１０１の基材１０２は銅やアルミニウム等の金属基材により形成することができる。この基材１０２の励起光照射装置７０側の表面１０２ａは銀蒸着等によってミラー加工されている。蛍光発光領域３１０には、このミラー加工された表面１０２ａに形成された緑色蛍光体層が形成される。蛍光発光領域３１０は、励起光照射装置７０から出射された青色波長帯域光を励起光として受けて、全方位に緑色波長帯域の蛍光（緑色波長帯域光）を出射する。緑色波長帯域光は、蛍光ホイール装置１００から出射されて、第一ダイクロイックミラー１４１側の第一集光レンズ群１１１に入射する。

【0028】

蛍光ホイール１０１の透過領域３２０は、蛍光ホイール１０１の基材１０２に形成された切抜部に、透光性を有する透明基材を嵌入して形成することができる。透明基材は、ガラスや樹脂等の透明な材料で形成される。また、透明基材には、青色波長帯域光が照射される側又はその反対側の表面に拡散層を設けてもよい。拡散層は、例えば、その透明基材の表面に、サンドブラスト等による微細凹凸を形成して設けることができる。透過領域３２０に入射された励起光照射装置７０からの青色波長帯域光は、励起光路側集光レンズ７７及び第一集光レンズ群１１１で集光径が縮幅されて、透過領域３２０を透過又は拡散透過し、レンズ部材１４２側へ出射される。なお、青色波長帯域光は、透過領域３２０（又は透過領域３２０近傍の前後位置）で集光されて光線束が光軸を中心に反転する。蛍光ホイール１０１の透過領域３２０は、後述するマイクロレンズアレイ９０に入射する光線束の光学基準面Ａ３（光学基準点）となる（図２も参照）。

【0029】

蛍光ホイール１０１は回転駆動しており、蛍光ホイール１０１の蛍光発光領域３１０が図３に示す青色波長帯域光の照射領域Ｓに位置する場合、青色波長帯域光により励起された緑色波長帯域光が第一集光レンズ群１１１側へ出射される。一方、蛍光ホイール１０１の透過領域３２０が青色波長帯域光の照射領域Ｓに位置すると、青色波長帯域光は蛍光ホイール１０１を透過してレンズ部材１４２に導光される。

【0030】

図２に戻り、第一ダイクロイックミラー１４１は、励起光照射装置７０から出射される青色波長帯域光及び蛍光ホイール１０１から出射される緑色波長帯域光と、赤色光源装置１２０から出射される赤色波長帯域光とが交差する位置に配置されている。第一ダイクロイックミラー１４１は、青色波長帯域光及び赤色波長帯域光を透過し、緑色波長帯域光を反射する。従って、蛍光ホイール１０１から出射された緑色波長帯域光の光軸は、第二集光レンズ１４８側に９０度変換される。

【0031】

レンズ部材１４２は、蛍光ホイール１０１を透過又は拡散透過した青色波長帯域光の光軸上に配置され、青色波長帯域光を反射して青光路側集光レンズ１４６に光軸を９０度変換する。青光路側集光レンズ１４６は、両凸レンズであり、レンズ部材１４２の左側パネル１５側に配置される。この青光路側集光レンズ１４６の左側パネル１５側には、青光路側反射ミラー１４３が配置される。青光路側反射ミラー１４３の背面パネル１３側には、出射側を凸面とした平凸（片凸）の第一集光レンズ１４７が配置される。青光路側反射ミラー１４３は、青光路側集光レンズ１４６で集光された青色波長帯域光を、背面パネル１３側に９０度変換して第一集光レンズ１４７に入射させる。

【0032】

また、第一ダイクロイックミラー１４１の左側パネル１５側には、入射側に凸面を有した平凸（片凸）の第二集光レンズ１４８が配置されている。さらに、第二集光レンズ１４８の左側パネル１５側であって、第一集光レンズ１４７の背面パネル１３側には、第二ダイクロイックミラー１４４が配置されている。第二ダイクロイックミラー１４４は、赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光を反射して背面パネル１３側に９０度光軸を変換するとともに、青色波長帯域光を透過させる。

【0033】

第一ダイクロイックミラー１４１を透過した赤色波長帯域光の光軸と、この赤色波長帯域光の光軸と一致するように第一ダイクロイックミラー１４１により反射された緑色波長帯域光の光軸は、第二集光レンズ１４８に入射する。そして、第二集光レンズ１４８を透過した赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光は、第二ダイクロイックミラー１４４により反射され、第三集光レンズ１４９に入射する。一方、第一集光レンズ１４７で集光された青色波長帯域光は、第二ダイクロイックミラー１４４を透過して、第三集光レンズ１４９に入射する。

【0034】

第三集光レンズ１４９は、入射側に凸面を有し出射側に凹面を有した凸レンズ（正のメニスカスレンズ）である。第三集光レンズ１４９は、第二ダイクロイックミラー１４４側から入射した赤色波長帯域光、緑色波長帯域光及び青色波長帯域光を集光して第一反射ミラー１４５側へ出射させる。第三集光レンズ１４９から出射した光線束は、第一反射ミラー１４５により、マイクロレンズアレイ９０側に光軸が変換されて導光される。なお、光学基準面Ａ１～Ａ３（光学基準点）における位置の光線束を物体側とすると、マイクロレンズアレイ９０は、光源光学系１４０により導光された光が略結像される位置（即ち、光学基準面Ａ１～Ａ３における光線束の像Ｆ１～Ｆ３が形成される位置）に配置される。マイクロレンズアレイ９０の入射面９０１に照射される光線束の像Ｆ１～Ｆ３の形状は、後述の図８（ａ）、図９（ａ）及び図９（ｂ）に例示する。

【0035】

導光光学系１８０は、凹レンズ１８１、凸レンズ１８２、第二反射ミラー１８３及びコンデンサレンズ１８４を有する。なお、コンデンサレンズ１８４は、コンデンサレンズ１８４の背面パネル１３側に配置される表示素子５１から出射された画像光を投影光学系２２０に向けて出射するので、投影光学系２２０の一部ともされている。凹レンズ１８１は、マイクロレンズアレイ９０と凸レンズ１８２との間（換言すれば、マイクロレンズアレイ９０と表示素子５１との間の光路）に配置される。また、凸レンズ１８２は、凹レンズ１８１と第二反射ミラー１８３との間（換言すれば、マイクロレンズアレイ９０と表示素子５１との間の光路）に配置される。

【0036】

マイクロレンズアレイ９０から出射された光は、両凹の凹レンズ１８１に入射して光線束が拡幅された後、凸レンズ１８２に入射する。凸レンズ１８２は、両凸に形成されており、入射側の凸面よりも出射側の凸面の方が大きな曲率で形成される。凸レンズ１８２は、凹レンズ１８１から出射された光を集光し、第二反射ミラー１８３側へ出射する。第二反射ミラー１８３により反射された光は、コンデンサレンズ１８４を介して表示素子５１に所定の角度で照射される。なお、ＤＭＤとされる表示素子５１は、背面パネル１３側にヒートシンク１９０が設けられ、このヒートシンク１９０により冷却される。

【0037】

ここで、マイクロレンズアレイ９０の構成について説明する。図４は、マイクロレンズアレイ９０を出射面９０２側から見た正面図である。マイクロレンズアレイ９０は、矩形板状（本実施形態では正方形の板状）に形成される。マイクロレンズアレイ９０は、Ｑ部拡大図に示すように、正面視長方形状の複数のマイクロレンズ９１を有する。各マイクロレンズ９１は、入射面９０１側及び出射面９０２側において凸面を有する両凸レンズとして形成される。マイクロレンズ９１は、マイクロレンズ９１の長尺方向に約５０個が配列され、マイクロレンズ９１の短尺方向に約８０個が配列されて、マトリクス状に設けられる。マイクロレンズアレイ９０の上側面９２及び下側面９３はマイクロレンズ９１の長辺９１ａと平行となるように形成される。また、左側面９４及び右側面９５はマイクロレンズ９１の短辺９１ｂと平行となるように形成される。

【0038】

マイクロレンズアレイ９０は、図２に示した投影装置１０内の光学ケース（詳細は不図示）に対して固定されるレンズホルダ１８０ａにより保持される。マイクロレンズアレイ９０は、光軸Ｐと直交する入射面９０１及び出射面９０２がＸＹ平面に対して傾斜するように配置される。上側面９２及び下側面９３（又は長辺９１ａ）もＸＹ平面に対して傾斜して配置される。本実施形態のマイクロレンズアレイ９０は、マイクロレンズ９１の長辺９１ａをＸＹ平面に対して光軸Ｐ周りに角度θ１分回転させて配置される。マイクロレンズアレイ９０の入射面９０１には光源光学系１４０側から導光された光線束が入射する。入射面９０１では、図８（ａ）、図９（ａ）及び図９（ｂ）で後述するように、光学基準面Ａ１～Ａ３に対する像Ｆ１～Ｆ３（具体的には、各像Ｆ１～Ｆ３の形状と傾きを模式的に表した像Ｆ４）がマイクロレンズアレイ９０に対して光軸Ｐ周りに角度θ２分さらに傾いて照射される。入射面９０１に像Ｆ１として照射された光線束は、各マイクロレンズ９１に対応する部分領域毎に拡散されて、表示素子５１に重なり合うように導光される。

【0039】

図５は、第二反射ミラー１８３及びコンデンサレンズ１８４を省略した導光光学系１８０の光路を示す模式図である。マイクロレンズアレイ９０及び凹レンズ１８１は接触して配置される（図２も参照）。マイクロレンズアレイ９０は、入射面９０１に入射した光（青色波長帯域光、緑色波長帯域光、赤色波長帯域光）を均一化して表示素子５１の画像形成面５１１に照射させる。

【0040】

例えば、光軸Ｐの中心側のマイクロレンズ９１Ａに入射して出射された光Ｌ１（光軸光Ｌ１１並びにマイクロレンズ９１Ａのマージナル光Ｌ１２及びマージナル光Ｌ１３を含む）は、凹レンズ１８１に入射する。凹レンズ１８１は、入射した光Ｌ１を拡散（光線束を拡幅）して凸レンズ１８２側に出射する。光軸Ｐから離れた他のマイクロレンズ９１Ｂに入射して出射された外径側の光Ｌ２（光軸光Ｌ２１並びにマイクロレンズ９１Ｂのマージナル光Ｌ２２及びマージナル光Ｌ２３を含む）も、凹レンズ１８１に入射する。凹レンズ１８１は、入射した外径側の光Ｌ２を拡散（光線束を拡幅）して凸レンズ１８２側に出射する。

【0041】

凸レンズ１８２は凹レンズ１８１と所定の間隔を設けて配置される。凸レンズ１８２には、凹レンズ１８１から出射された光線束の集光径がある程度拡幅された状態で入射する。凸レンズ１８２は、入射した光Ｌ１を光線束の集光径が縮幅される方向に集光して（光軸Ｐとの拡幅角度が小さくなるように集光して）、表示素子５１側へ出射する。また、凸レンズ１８２は、光軸Ｐに対して外径側を通る光Ｌ２についても集光して、光軸Ｐ側を通る光Ｌ１と同様に、表示素子５１側へ出射する。従って、表示素子５１に入射する光Ｌ１及び光Ｌ２は、平行光に近づけた状態で表示素子５１に導光される。

【0042】

マイクロレンズアレイ９０を用いることで、入射面９０１側に輝度分布が偏った光が入射した場合であっても、各マイクロレンズ９１に対応した部分領域毎に光が重畳されるため、表示素子５１の画像形成面５１１に均一化された光を照射することができる。

【0043】

また、本実施形態の凸レンズ１８２は、両凸としているため、焦点距離が短く、光線束を比較的短い距離で表示素子５１の有効領域Ｓ１（図１０（ｃ）も参照）に照射させることができる。従って、凸レンズ１８２から表示素子５１までの光路長を短くすることができ、光源装置６０及び投影装置１０を小型化することができる。

【0044】

次に、第一反射ミラー１４５及び導光光学系１８０により導光される光線束の回転について主に図６乃至図１０を用いて説明する。なお、図６及び図７では、凹レンズ１８１、凸レンズ１８２及びコンデンサレンズ１８４の図示を省略している。また、図６乃至図１０では、マイクロレンズアレイ９０、凹レンズ１８１、凸レンズ１８２及びコンデンサレンズ１８４による光線束の集光径の拡縮変化については考慮しておらず、主にマイクロレンズアレイ９０に入射する光（赤色波長帯域光Ｌｒ、緑色波長帯域光Ｌｇ及び青色波長帯域光Ｌｂ）と、マイクロレンズアレイ９０から出射される光線束Ｌの光軸Ｐ周りの回転量について説明している。なお、光線束Ｌは、出射面９０２から矩形状の光断面形状を有する平行光が出射されたものとして、四隅の角光Ｐ１～Ｐ４の光路により模式的に示している。また、この光線束Ｌの光断面形状は、図４の出射面９０２側から見たマイクロレンズ９１と相似関係の長方形状であり、マイクロレンズ９１（又はマイクロレンズアレイ９０）と同角度θ１で光軸Ｐ周りに傾斜している。

【0045】

まず、光源光学系１４０側の光路においては、光源側導光面（ＸＹ平面と平行な面）と略平行な光軸により光源（赤色光源装置１２０、緑色光源装置８０又は励起光照射装置７０）側から導光された赤色波長帯域光Ｌｒ、緑色波長帯域光Ｌｇ又は青色波長帯域光Ｌｂの光線束がＹ軸負方向に沿って導光されて、第一反射ミラー１４５に照射される。第一反射ミラー１４５は、光源側導光面に対する傾斜方向（Ｘ軸負方向、Ｙ軸正方向及びＺ軸負方向）に光軸を変換するように光線束を反射する。マイクロレンズアレイ９０及び第二反射ミラー１８３は、第一反射ミラー１４５により反射された光線束の光軸上に配置される。マイクロレンズアレイ９０は、入射面９０１及び出射面９０２が光軸Ｐに対して直交し、ＸＹ平面、ＹＺ平面及びＺＸ平面に対しては斜めに傾斜して配置される。

【0046】

図８（ａ）、図９（ａ）及び図９（ｂ）は、それぞれ赤色波長帯域光Ｌｒ、緑色波長帯域光Ｌｇ及び青色波長帯域光Ｌｂが照射されたマイクロレンズアレイ９０を入射面９０１側から見た模式図である。また、図８（ｂ）は、赤色波長帯域光Ｌｒが照射されたマイクロレンズアレイ９０を光軸Ｐ周りに回転させずに配置した状態（即ち、上側面９２及び下側面９３の縁線（又は長辺９１ａ）と、ＸＹ平面とを平行に配置した場合の位置）を、比較例として図示している。入射面９０１には、赤色波長帯域光Ｌｒ、緑色波長帯域光Ｌｇ及び青色波長帯域光Ｌｂの各光学基準面Ａ１～Ａ３に対する像Ｆ１～Ｆ３が結像される。なお、一点鎖線で示す像Ｆ４は、赤色波長帯域光Ｌｒ、緑色波長帯域光Ｌｇ及び青色波長帯域光Ｌｂの各光断面形状の凡その形状と傾きを示している。

【0047】

まず、図８（ａ）は、入射面９０１における赤色波長帯域光Ｌｒの照射領域を光強度の等高線で表し、さらに、この照射領域のＡ－Ａ断面位置及びＢ－Ｂ断面位置における光強度の分布を示している。赤色波長帯域光Ｌｒの光路の場合、図２に示したように、光学基準面Ａ１は、赤色発光ダイオード１２１の発光面（発光点）である。赤色発光ダイオード１２１は略矩形状の発光面から赤色波長帯域光Ｌｒを出射する。そのため、赤色波長帯域光Ｌｒは、入射面９０１において、光強度の分布が比較的均一な略矩形状の領域で照射される。また、赤色波長帯域光Ｌｒは、マイクロレンズアレイ９０（マイクロレンズ９１）に対して光軸Ｐ周りの時計回り方向にさらに角度θ２分回転して傾斜している。即ち、赤色波長帯域光Ｌｒの光軸Ｐ周りの回転角度（角度θ１＋角度θ２）は、マイクロレンズアレイ９０の光源側導光面（ＸＹ平面に平行な面）に対する角度θ１よりも大きい。なお、Ｚ２軸は、マイクロレンズアレイ９０の右側面９５（図８（ｂ）では左側の側面）と平行であって、光軸Ｐと直交する方向の軸である。

【0048】

図８（ｂ）に示すマイクロレンズアレイ９０Ａは、マイクロレンズアレイ９０を光軸Ｐ周りに回転させずに配置した場合の位置を示している。なお、Ｚ１軸は、マイクロレンズアレイ９０Ａの右側面９５と平行であって、光軸Ｐと直交する方向の軸である。

【0049】

マイクロレンズアレイ９０に光を入射させた場合、矩形状のマイクロレンズアレイ９０と矩形状の像Ｆ４の向きが一致せずに、入射面９０１において光が照射されない無光領域９０３が発生する場合がある。図８（ｂ）に示したマイクロレンズアレイ９０を光学導光面（ＸＹ平面と平行な面）に対して傾斜させていない（即ち、光軸Ｐ周り方向に回転させていない）例では、マイクロレンズアレイ９０Ａと赤色波長帯域光Ｌｒの模式化した像Ｆ４は、前述の通り角度θ１＋角度θ２の回転角度で相対的に回転してずれている。本実施形態では、図８（ａ）に示すように、赤色波長帯域光Ｌｒ（緑色波長帯域光Ｌｇ及び青色波長帯域光Ｌｂに対しても同様）の照射領域（像Ｆ４）の回転方向に合わせて、マイクロレンズアレイ９０も光軸Ｐ周りの同方向（入射面９０１側から見た時計回り方向）に角度θ１分回転させて配置している。

【0050】

そのため、マイクロレンズアレイ９０と赤色波長帯域光Ｌｒの像Ｆ４とは、角度θ１分回転角度のずれが小さくなる。このように、マイクロレンズアレイ９０と赤色波長帯域光Ｌｒの像Ｆ４との向きが一致する方向にマイクロレンズアレイ９０を回転させておくと、無光領域９０３の面積を小さくすることができる。無光領域９０３の面積を小さくすると、入射面９０１において像Ｆ４の位置する面積（有光領域）も大きくなるため、入射面９０１に入射される赤色波長帯域光Ｌｒをより多くのマイクロレンズ９１に照射させることができる。従って、マイクロレンズアレイ９０に入射する赤色波長帯域光Ｌｒを、より多くの部分領域に分割して表示素子５１において重畳させることができ、赤色波長帯域光Ｌｒの光強度の分布をより均一化することができる。換言すれば、無光領域９０３の比率が低減されることにより、光線束を均一化する機能を有しながらマイクロレンズアレイ９０を小型化することができる。

【0051】

緑色波長帯域光Ｌｇの光路の場合、光学基準面Ａ２は蛍光ホイール１０１上の蛍光発光領域３１０の発光面（発光点）である（図２参照）。図９（ａ）に示す緑色波長帯域光Ｌｇは、光学基準面Ａ２である蛍光発光領域３１０から全方位に出射された蛍光が略結像された像Ｆ２である。そのため、緑色波長帯域光Ｌｇは、入射面９０１において、光強度の分布が光軸Ｐ側を中心に放射状に弱くなる略円形状で照射される。緑色波長帯域光Ｌｇの照射領域の外形は、一点鎖線の像Ｆ４に示すように、概ね矩形状に形成されており、この像Ｆ４は赤色波長帯域光Ｌｒと略同角度で、マイクロレンズアレイ９０（マイクロレンズ９１）に対して光軸Ｐ周りの時計回り方向に角度θ２分傾斜している。

【0052】

青色波長帯域光Ｌｂの光路の場合、光学基準面Ａ３は蛍光ホイール１０１上の透過領域３２０の出射面又は集光面（出射点）である（図２参照）。図９（ｂ）に示す青色波長帯域光Ｌｂは、マトリクス状（本実施形態では２行４列）に配置された複数の青色レーザダイオード７１から出射されるため、結像面である入射面９０１においても、マトリクス状に光強度が強く分布した像Ｆ３として略結像される。青色波長帯域光Ｌｂの照射領域の全体は、一点鎖線の像Ｆ４に示すように、概ね矩形状に形成されており、赤色波長帯域光Ｌｒと略同角度で、マイクロレンズアレイ９０（マイクロレンズ９１）に対して光軸Ｐ周りの時計回り方向に角度θ２分傾斜している。

【0053】

このように、入射面９０１には光源側導光面（ＸＹ平面と平行な面）に沿って導光された光線束が、光断面形状を光源側導光面に対して傾くように回転させて入射するが、マイクロレンズアレイ９０は、緑色波長帯域光Ｌｇ及び青色波長帯域光Ｌｂに対しても、緑色波長帯域光Ｌｇ及び青色波長帯域光Ｌｂの回転方向に合わせて無光領域９０３の面積が小さくなるように、光軸Ｐ周りの同方向（入射面９０１側から見た時計回り方向）に回転させて配置される。

【0054】

次に、導光光学系１８０において導光される光線束Ｌが回転する様子について説明する。図６及び図７で、第二反射ミラー１８３は、マイクロレンズアレイ９０側から導光された出射光である光線束Ｌを、光源側導光面（ＸＹ平面と平行な面）に対する傾斜方向（Ｘ軸正方向、Ｙ軸負方向及びＺ軸正方向）に光軸Ｐを変換するように反射する。第二反射ミラー１８３により反射された光線束Ｌは、ＺＸ平面に平行に配置された画像形成面５１１を有する表示素子５１に照射される。

【0055】

マイクロレンズアレイ９０と第二反射ミラー１８３との間に導光される光線束Ｌは、図１０（ａ）のＣ１部の光断面形状に示すように、ＸＹ平面に対し光軸Ｐ周りに回転した状態（即ち、光線束Ｌの光断面形状である長矩形形状の長尺方向と、ＸＹ平面とが角度θ１で傾斜した状態）で導光される。

【0056】

第二反射ミラー１８３により表示素子５１に対して反射される光線束Ｌの光断面形状は、光軸Ｐに対して線対称に反転し、さらに光軸Ｐ周りに回転して導光される。表示素子５１と第二反射ミラー１８３との間に導光される光線束は、図１０（ｂ）のＣ２部の光断面形状に示すように、ＸＹ平面に対して光軸Ｐ周りに回転していない状態（即ち、光線束Ｌの角光Ｐ１及び角光Ｐ２を結ぶ線（又は角光Ｐ３及び角光Ｐ４を結ぶ線）と、ＸＹ平面とが平行となる状態）で導光される。Ｃ２部断面におけるＺ３軸は、Ｃ２部断面における光軸Ｐと直交して、角光Ｐ３及び角光Ｐ２方向側を正とした軸であり、参考として示している。

【0057】

図１０（ｃ）は、表示素子５１の画像形成面５１１に照射される光線束Ｌを示している。表示素子５１に照射された光線束Ｌは、画像形成面５１１における長方形状の有効領域Ｓ１に照射される。光の照射領域Ｓ２は、略長方形状であり、有効領域Ｓ１を含むように位置している。照射領域Ｓ２と有効領域１の長尺方向は略一致している。有効領域Ｓ１に照射された光は、表示素子５１の複数のマイクロミラーにより反射されて画像データに応じた画像光を形成して投影光学系２２０側に反射される（図２参照）。なお、有効領域Ｓ１に含まれない照射領域Ｓ２の照射光は捨て光となる。

【0058】

なお、図６及び図７で、表示素子５１に第二反射ミラー１８３側から出射された光線束Ｌは、画像形成面５１１に対して斜め下方の傾斜方向から照射されるため、Ｃ２部断面における光断面形状が矩形状である場合、照射領域Ｓ２の形状は僅かに平行四辺形又は菱形となるが、本実施形態では無視できる程度として、図１０（ｃ）には矩形形状で図示している。

【0059】

以上のように、第二反射ミラー１８３の前後において、導光光学系１８０は、マイクロレンズアレイ９０側からの出射光を光軸Ｐ周りに角度θ１分回転させて表示素子５１側に導光することができる。換言すれば、マイクロレンズアレイ９０は、表示素子５１に照射される光源（光源装置６０）側からの出射光の照射領域Ｓ２と表示素子５１の有効領域Ｓ１の向きが一致するように、導光光学系１８０における光線束の回転量に応じて光軸Ｐ周りに回転させて配置される。マイクロレンズアレイ９０の回転により、マイクロレンズ９１の傾斜角度も、導光光学系１８０における光線束の回転による傾斜角度と略一致するように配置される。

【0060】

なお、Ｃ２部断面における光断面形状は、光軸Ｐ周りに回転（例えば、反時計回り）してもよく、この場合も、マイクロレンズアレイ９０は、表示素子５１に照射される光源（光源装置６０）側からの出射光の照射領域Ｓ２と表示素子５１の有効領域Ｓ１の向きが一致するように、光軸Ｐ周りに回転させて配置することができる。

【0061】

図６乃至図１０では、光線束の回転について模式的に説明したが、実際の光線束は、図５に示したようにマイクロレンズ９１毎に出射された光が、凹レンズ１８１、凸レンズ１８２及びコンデンサレンズ１８４により集光径が調整されながら、図６及び図７に示したように第二反射ミラー１８３の反射の傾斜方向（傾斜角度）に応じた回転量で各々回転して、表示素子５１の画像形成面５１１で重なり合うように照射される。これにより、画像形成面５１１には、均一な略矩形状の光が照射領域Ｓ２と有効領域Ｓ１の向きを揃えるように照射される。

【0062】

以上のように投影装置１０を構成することで、蛍光ホイール１０１を同期回転させるとともに励起光照射装置７０及び赤色光源装置１２０から適宜のタイミングで光を出射すると、緑色、青色及び赤色の各波長帯域の光が光源光学系１４０を介してマイクロレンズアレイ９０に入射され、導光光学系１８０を介して表示素子５１に入射される。そのため、表示素子５１がデータに応じて各色の光を時分割表示することにより、スクリーンにカラー画像を投影することができる。

【0063】

以上、図１乃至図１０を用いて本実施形態の構成を説明したが、以下に説明するその他の構成を適用することもできる。例えば、本実施形態では、略正方形板状のマイクロレンズアレイ９０について示したが、光源（赤色光源装置１２０、緑色光源装置８０、励起光照射装置７０）側から入射面９０１に入射する光の光軸Ｐ周りの回転量は、マイクロレンズアレイ９０までの光路の構成により種々の傾斜角度が考えられる。従って、マイクロレンズアレイ９０は、無光領域９０３部分については部材の一部を切欠く等してマイクロレンズアレイ９０の上側面９２及び下側面９３とマイクロレンズ９１の長辺９１ａとを非平行となるように構成してもよい。又は、左側面９４及び右側面９５と短辺９１ｂとは、非平行となるように構成してもよい。

【0064】

また、図８（ａ）、図９（ａ）及び図９（ｂ）では、入射面９０１に照射された光線束の像Ｆ１～Ｆ３（像Ｆ４）が入射面９０１側から見て時計回り方向に回転する例について示したが、入射面９０１に照射される像Ｆ１～Ｆ３（像Ｆ４）は入射面９０１から見た反時計回り方向に回転した状態で入射面９０１に照射される構成としてもよい。この場合、マイクロレンズアレイ９０は、入射面９０１に照射される像Ｆ１～Ｆ３（像Ｆ４）の回転方向（例えば、反時計回り方向）とは反対方向（例えば、時計回り方向）に回転させて配置することができる。

【0065】

また、導光光学系１８０は、光線束の大きさや光路長等の構成によっては、マイクロレンズアレイ９０と表示素子５１との間において、凹レンズ１８１又は凸レンズ１８２を省略した構成としてもよい。例えば、マイクロレンズアレイ９０と表示素子５１との間の距離が比較的短い場合に、凹レンズ１８１から出射された光を、直接（或いは、コンデンサレンズ１８４や第二反射ミラー１８３のみを介して）照射させることができる。なお、凹レンズ１８１は、マイクロレンズアレイ９０と凸レンズ１８２との間に設けずに凸レンズ１８２と表示素子５１との間に設ける構成としてもよい。さらに、凸レンズ１８２は、凹レンズ１８１と第二反射ミラー１８３との間に設けずに第二反射ミラー１８３とコンデンサレンズ１８４との間に設ける構成としてもよい。

【0066】

また、マイクロレンズ９１は、両凸に限らず、入射面９０１側又は出射面９０２側を平坦にして平凸のレンズとしてもよい。

【0067】

また、本実施形態では、マイクロレンズ９１を長方形状に形成した例について説明したが、表示素子５１の有効領域Ｓ１の形状に応じてマイクロレンズ９１の形状を変更することができる。例えば、有効領域Ｓ１の形状が正方形状である場合、マイクロレンズ９１の形状も正方形状とすることができる。また、表示素子５１に照射される光は、画像形成面５１１に対して傾斜方向から照射されるため、導光光学系１８０における光断面形状と照射領域Ｓ２の形状とは相似関係ではない場合がある。従って、マイクロレンズ９１の正面視から見た形状は、照射領域Ｓ２の形状がより有効領域Ｓ１の形状に近づくように、有効領域Ｓ１の縦横比や内角を変更した異なる形状としてもよい。例えば、有効領域Ｓ１の形状が矩形状（正方形や長方形状）である場合、マイクロレンズ９１は平行四辺形又は菱形とすることができる。

【0068】

また、本実施形態では、ＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）方式の投影装置１０においてマイクロレンズアレイ９０に光を入射させて均一化させる例について示したが、本実施形態で示した構成は、所謂ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）方式に適用することもできる。例えば、３か所に配置した表示素子である液晶フィルタ（液晶パネル）と光源との間の光路にマイクロレンズアレイ９０を配置して、マイクロレンズアレイ９０により均一化した青色、緑色及び赤色の各光を表示素子に入射させてもよい。なお、マイクロレンズアレイ９０と液晶フィルタとの間には必要に応じて凹レンズ１８１及び凸レンズ１８２等の光学素子を配置してもよいし、光源とマイクロレンズアレイ９０との間にも複数の集光レンズを配置することができる。

【0069】

本実施形態では、光源から出射された光線束を均一化するマイクロレンズアレイ９０と、マイクロレンズアレイ９０から出射された光線束を導光する導光光学系１８０と、導光光学系１８０により導光された光線束が照射されて画像光を形成する表示素子５１と、を備える。そして、マイクロレンズアレイ９０は、表示素子５１における光線束の照射領域Ｓ２と表示素子５１の有効領域Ｓ１が略一致するように回転させて配置される。

【0070】

照射領域Ｓ２と有効領域Ｓ１とを一致させることにより、画像形成面５１１において画像光の形成に用いられない捨て光を低減することができるため、投影装置１０は光源からの出射光により画像光を効率よく形成することができる。

【0071】

また、照射領域Ｓ２及び有効領域Ｓ１は長方形状に形成され、マイクロレンズアレイ９０は照射領域Ｓ２と有効領域Ｓ１の長尺方向が略一致するように配置される投影装置１０は、照射領域Ｓ２と有効領域Ｓ１の向きを一致させて捨て光を低減し、表示素子５１は長方形状の領域において画像光を効率よく形成することができる。

【0072】

また、導光光学系１８０がマイクロレンズアレイ９０から出射された光線束を光軸Ｐ周りに回転させて導光する投影装置１０は、導光光学系１８０における光線束Ｌの回転に応じてマイクロレンズアレイ９０を光軸Ｐ周りに回転させておくことで、表示素子５１上の照射領域Ｓ２を有効領域Ｓ１に略一致させることができる。

【0073】

また、マイクロレンズアレイ９０の各マイクロレンズ９１が正面視長方形状に形成され、マイクロレンズアレイ９０の回転によるマイクロレンズ９１の傾斜角度が、導光光学系１８０における光線束の回転による傾斜角度と略一致するようにマイクロレンズアレイ９０を配置させる投影装置１０は、各マイクロレンズ９１により出射された長方形状の光を表示素子５１側において重畳させて、有効領域Ｓ１に対して均一な光を照射させることができる。

【0074】

また、マイクロレンズアレイ９０が、光源から入射される光線束の回転方向を同方向に光軸周りに回転して配置される構成について説明した。これにより、入射面９０１における無光領域９０３の面積を小さくすることができる。

【0075】

また、投影装置１０は、光源側導光面と平行に導光された光源（１２０，８０，７０）からの光を、マイクロレンズアレイ９０に光源側導光面に対して傾斜方向に反射する第一反射ミラー（１４５）を含む光源光学系１４０を備え、マイクロレンズアレイ９０は、矩形状に形成される。また、光源から導光された矩形状の光断面形状を有する光線束は、光源側導光面に対して傾くように回転してマイクロレンズアレイ９０に入射する。これにより、光源から出射された光がマイクロレンズアレイ９０の入射面９０１に広く照射させることができ、マイクロレンズ９１により分割される光を増加させることができるため、表示素子５１で重畳して照射される光をより均一化させることができる。また、マイクロレンズアレイ９０において光が照射される領域が同じ場合は無光領域９０３の面積を小さくすることもできるため、マイクロレンズアレイ９０を小型化することができる。

【0076】

また、導光光学系１８０はマイクロレンズアレイ９０から出射された光線束を、マイクロレンズアレイ９０の光軸及び光源側導光面に対して傾斜方向に反射して表示素子５１に導光する第二反射ミラー１８３を有する。これにより、表示素子５１に光を導光する光学部材のレイアウトの自由度を向上させることができる。また、表示素子５１に傾斜方向から光を照射することができるため、表示素子５１の正面方向に反射された画像光を投影光学系２２０側に阻害されることなく出射させることができる。

【0077】

以上説明した実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【0078】

以下に、本願出願の最初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ 光源から出射された光線束を均一化するマイクロレンズアレイと、
前記マイクロレンズアレイから出射された前記光線束を導光する導光光学系と、
前記導光光学系により導光された前記光線束が照射されて画像光を形成する表示素子と、
を備え、
前記マイクロレンズアレイは、前記表示素子における前記光線束の照射領域と前記表示素子の有効領域が略一致するように回転させて配置される、
ことを特徴とする投影装置。
［２］ 前記照射領域及び前記有効領域は、長方形状に形成され、
前記マイクロレンズアレイは、前記照射領域と前記有効領域の長尺方向が略一致するように配置される、
ことを特徴とする前記［１］に記載の投影装置。
［３］ 前記導光光学系は前記マイクロレンズアレイから出射された前記光線束を光軸周りに回転させて導光することを特徴とする前記［１］又は［２］に記載の投影装置。
［４］ 前記マイクロレンズアレイの各マイクロレンズは、正面視長方形状に形成され、
前記マイクロレンズアレイは、前記マイクロレンズアレイの回転による前記マイクロレンズの傾斜角度が、前記導光光学系における前記光線束の回転による傾斜角度と略一致するように配置される、
ことを特徴とする前記［３］に記載の投影装置。
［５］ 前記マイクロレンズアレイは、前記光源側から入射される前記光線束の回転方向と同方向に光軸周りに回転して配置される、ことを特徴とする前記［３］又は［４］に記載の投影装置。
［６］ 光源側導光面に沿って導光された前記光源からの前記光線束を、前記光源側導光面に対して傾斜方向に反射して前記マイクロレンズアレイに導光する第一反射ミラーを備え、
前記マイクロレンズアレイは、矩形状に形成され、
前記光源から導光された矩形状の光断面形状を有する前記光線束は、前記光源側導光面に対して傾くように回転して前記マイクロレンズアレイに入射する、
ことを特徴とする前記［３］乃至前記［５］の何れかに記載の投影装置。
［７］ 前記導光光学系は、前記マイクロレンズアレイから出射された前記光線束を、前記マイクロレンズアレイの光軸及び前記光源側導光面に対して傾斜方向に反射して前記表示素子に導光する第二反射ミラーを有する、ことを特徴とする前記［６］に記載の投影装置。

【符号の説明】

【0079】

１０ 投影装置 １２ 正面パネル
１３ 背面パネル １４ 右側パネル
１５ 左側パネル ２１ 入出力コネクタ部
２２ 入出力インターフェース ２３ 画像変換部
２４ 表示エンコーダ ２５ ビデオＲＡＭ
２６ 表示駆動部 ３１ 画像圧縮／伸長部
３２ メモリカード ３５ Ｉｒ受信部
３６ Ｉｒ処理部 ３７ キー／インジケータ部
３８ 制御部 ４１ 光源制御回路
４５ レンズモータ ４７ 音声処理部
４８ スピーカ ５１ 表示素子
６０ 光源装置 ７０ 励起光照射装置
７１ 青色レーザダイオード ７５ 反射ミラー群
７７ 励起光路側集光レンズ ７８ 拡散板
７９ ヒートシンク ８０ 緑色光源装置
９０ マイクロレンズアレイ ９０Ａ マイクロレンズアレイ
９１ マイクロレンズ ９１Ａ マイクロレンズ
９１Ｂ マイクロレンズ ９１ａ 長辺
９１ｂ 短辺 ９２ 上側面
９３ 下側面 ９４ 左側面
９５ 右側面 １００ 蛍光ホイール装置
１０１ 蛍光ホイール １０２ 基材
１０２ａ 表面 １１０ モータ
１１１ 第一集光レンズ群 １１２ 開口部
１２０ 赤色光源装置 １２１ 赤色発光ダイオード
１２５ 第二集光レンズ群 １２６ ヒートシンク
１４０ 光源光学系 １４１ 第一ダイクロイックミラー
１４２ レンズ部材 １４３ 青光路側反射ミラー
１４４ 第二ダイクロイックミラー １４５ 第一反射ミラー
１４６ 青光路側集光レンズ １４７ 第一集光レンズ
１４８ 第二集光レンズ １４９ 第三集光レンズ
１８０ 導光光学系 １８０ａ レンズホルダ
１８１ 凹レンズ １８２ 凸レンズ
１８３ 第二反射ミラー １８４ コンデンサレンズ
１９０ ヒートシンク ２２０ 投影光学系
２３５ 可動レンズ群 ３１０ 蛍光発光領域
３２０ 透過領域 ５１１ 画像形成面
９０１ 入射面 ９０２ 出射面
９０３ 無光領域
Ａ１～Ａ３ 光学基準面 Ｆ１～Ｆ４ 像
Ｌ 光線束 Ｌ１，Ｌ２ 光
Ｌ１１，Ｌ２１ 光軸光 Ｌ１２，Ｌ１３ マージナル光
Ｌ２２，Ｌ２３ マージナル光 Ｌｂ 青色波長帯域光
Ｌｇ 緑色波長帯域光 Ｌｒ 赤色波長帯域光
Ｐ 光軸 Ｐ１～Ｐ４ 角光
Ｓ 照射領域 Ｓ１ 有効領域
Ｓ２ 照射領域 θ１，θ２ 角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】