JP4475289B2 - プロジェクタ - Google Patents

Description

本発明は、プロジェクタに関する。

従来、あおり投写をするプロジェクタが知られている（例えば、特許文献１参照。）。従来のあおり投写をするプロジェクタは、プロジェクタを机上等に設置した場合で説明すると、光源装置の光源光軸が、電気光学変調装置（例えば液晶装置）の画像形成領域の中心軸と略同一の高さ位置にあるとともに、投写光学系の投写光軸が、電気光学変調装置の画像形成領域の中心軸に対して上方向に偏倚している。

特開平５−１００３１１号公報

ところで、近年、プロジェクタを薄型化したいという要望が高まってきている。

しかしながら、従来のあおり投写をするプロジェクタにおいては、プロジェクタにおける筐体の上面のうち投写光学系が配置される領域に対応する部分が他の光学系（光源装置や重畳レンズなど）が配置される領域に対応する部分よりも突出した状態となるため、筐体の上面高さが比較的高くなってしまい、プロジェクタの薄型化を図るのが容易ではない。

この場合、筐体内に配置される投写光学系の高さ位置を従来よりも低くすることによりプロジェクタの薄型化を図ることが考えられるが、他の光学系の高さ位置を変えずに投写光学系の高さ位置を変えたのでは、投写面に対して正しくあおり投写をすることができなくなるため好ましくない。

なお、あおり投写をするプロジェクタの場合にのみ、このような問題が見られるわけではなく、投写光学系の投写光軸が電気光学変調装置の画像形成領域の中心軸と略同一線上にあるプロジェクタの場合においても、同様の問題が存在する。
例えば、投写光学系として用いる投写レンズのレンズ径が大きなプロジェクタの場合には、投写光学系の投写光軸が電気光学変調装置の画像形成領域の中心軸と略同一線上にあったとしても、そのレンズ径の大きさによって、投写光学系の上端が他の光学系（光源装置や重畳レンズなど）の上端よりも高い位置に位置する場合がある。この場合にも、プロジェクタにおける筐体の上面のうち投写光学系が配置される領域に対応する部分が他の光学系（光源装置や重畳レンズなど）が配置される領域に対応する部分よりも突出した状態となるため、筐体の上面高さが比較的高くなってしまい、プロジェクタの薄型化を図るのが容易ではない。

一方、筐体内に配置される投写光学系の高さ位置ではなく、光源装置の大きさによって筐体の上面高さが決まる場合もある。すなわち、光源装置に用いるリフレクタとして比較的大型のものを用いると、筐体の上面のうち光源装置が配置される領域に対応する部分が他の光学系（重畳レンズや投写光学系など）が配置される領域に対応する部分よりも突出した状態となるため、筐体の上面高さが比較的高くなってしまい、プロジェクタの薄型化を図るのが容易ではない。

この場合、リフレクタを小型のものとすることによりプロジェクタの薄型化を図ることが考えられるが、プロジェクタの輝度が低下してしまうため好ましくない。

そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、筐体内に配置される投写光学系の高さ位置若しくは投写光学系の大きさ又は光源装置の大きさによってプロジェクタの上面高さが決まるプロジェクタであって、従来よりも薄型化を図ることが可能なプロジェクタを提供することを目的とする。

本発明のプロジェクタは、照明光束を射出する光源装置、前記光源装置からの前記照明光束を複数の部分光束に分割する複数の第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被照明領域上で重畳する重畳レンズを有する照明装置と、前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置と、前記電気光学変調装置によって変調された光を投写する投写光学系と、前記電気光学変調装置の光入射側に配置される集光レンズと、各光学系を内部に収納する筐体とを備え、前記電気光学変調装置の画像形成領域の中心軸が、前記光源装置の光源光軸に対して第１の方向に偏倚しており、前記重畳レンズのレンズ光軸が、前記光源装置の光源光軸に対して前記第１の方向に偏倚しており、前記集光レンズのレンズ光軸が、前記電気光学変調装置の画像形成領域の中心軸に対して前記第１の方向とは反対方向の第２の方向に偏倚していることを特徴とする。

筐体内に配置される投写光学系の高さ位置によってプロジェクタの上面高さが決まる場合（あおり投写をするプロジェクタの場合）、本発明のプロジェクタによれば、電気光学変調装置の画像形成領域の中心軸が、光源装置の光源光軸に対して第１の方向（この場合、例えば下方向）に偏倚しているため、投写面に対して正しくあおり投写をすることが可能な構成としつつ、筐体内に配置される投写光学系の高さ位置を従来よりも低くすることが可能となり、従来よりもプロジェクタの薄型化を図ることが可能となる。

また、筐体内に配置される投写光学系の大きさによってプロジェクタの上面高さが決まる場合（投写光学系として用いる投写レンズのレンズ径が大きなプロジェクタの場合）、本発明のプロジェクタによれば、電気光学変調装置の画像形成領域の中心軸が、光源装置の光源光軸に対して第１の方向に偏倚しているため、筐体内に配置される投写光学系の高さ位置を従来よりも低くすることが可能となる。その結果、従来よりもプロジェクタの薄型化を図ることが可能となる。

一方、光源装置の大きさによってプロジェクタの上面高さが決まる場合（光源装置に用いるリフレクタとして比較的大型のものを用いた場合）、本発明のプロジェクタによれば、光源装置の光源光軸が、電気光学変調装置の画像形成領域の中心軸に対して第２の方向（この場合、例えば下方向）に偏倚した状態となるため、筐体内に配置される光源装置の高さ位置を従来よりも低くすることが可能となる。その結果、光源装置を小型化することなく、従来よりもプロジェクタの薄型化を図ることが可能となる。

ところで、電気光学変調装置の画像形成領域の中心軸が、光源装置の光源光軸に対して第１の方向に偏倚しているプロジェクタにおいては、仮に重畳レンズのレンズ光軸が光源装置の光源光軸と略同一の高さ位置にあると、重畳レンズからの光が画像形成領域に正しく照射されず、第２の方向（この場合、例えば上方向又は下方向）側にずれた位置に照射されてしまうため好ましくない。
これに対し、本発明のプロジェクタによれば、重畳レンズのレンズ光軸が、光源装置の光源光軸に対して第１の方向（この場合、例えば下方向又は上方向）に偏倚しているため、画像形成領域に照射される光の位置ずれを抑制することが可能となり、重畳レンズからの光を画像形成領域に正しく照射させることが可能となる。

また、本発明のプロジェクタによれば、電気光学変調装置の画像形成領域の中心軸及び重畳レンズのレンズ光軸が、光源装置の光源光軸に対して第１の方向（この場合、例えば上方向又は下方向）に偏倚している一方で、集光レンズのレンズ光軸が、電気光学変調装置の画像形成領域の中心軸に対して第２の方向に偏倚しているため、重畳レンズからの光が画像形成領域に対して略垂直に入射するように当該光の角度を変換することが可能となる。その結果、投写画像の画像品質を向上することが可能となる。

本発明のプロジェクタにおいては、前記筐体は、前記筐体における前記第１の方向側の面に配置され、前記筐体を支持する脚部と、前記筐体における前記第１の方向側の面のうち前記投写光学系が配置される領域に対応する部分に設けられ、前記第１の方向側に突出する突出部とを有し、前記突出部の突出高さが前記脚部の高さよりも低くなるように構成されていることが好ましい。

筐体内に配置される投写光学系の高さ位置によって筐体の上面高さが決まる場合においては、例えば冷却装置などの部材が投写光学系の下方に配設されていると、筐体内に配置される投写光学系の高さ位置を従来よりも低くすることによって、筐体の上面高さ（例えば、第２の方向側の面の高さ）を低くすることが可能となる一方、筐体の下面（例えば、第１の方向側の面）のうち投写光学系が配置される領域に対応する部分が、他の光学系（光源装置や重畳レンズなど）が配置される領域に対応する部分よりも突出した状態となる場合がある。この場合、筐体の最下面から筐体の最上面までの距離についてみると、従来のプロジェクタの場合とそれほど変わらない可能性がある。
しかしながら、本発明のプロジェクタによれば、脚部によってできた空間に当該突出部が納まることとなるため、従来のプロジェクタに脚部を設けた場合におけるプロジェクタの設置面から筐体の最上面までの距離と比べて、当該距離を短くすることが可能となる。つまり、本発明のプロジェクタによれば、例えば冷却装置などの部材が投写光学系の下方に配設されていたとしても、プロジェクタを使用する際のプロジェクタの製品高さ（製品厚さ）を低くすることが可能となる。

筐体内に配置される投写光学系の大きさによって筐体の上面高さが決まる場合においても上述の場合と同様に、冷却装置などの部材が投写光学系の下方に配設されていたとしても脚部によってできた空間に当該突出部が納まることとなるため、結果として、プロジェクタを使用する際のプロジェクタの製品高さ（製品厚さ）を低くすることが可能となる。

本発明のプロジェクタにおいては、前記筐体は、前記筐体における前記第２の方向側の面に配置され、前記筐体を支持する脚部と、前記筐体における前記第２の方向側の面のうち前記光源装置が配置される領域に対応する部分に設けられ、前記第２の方向側に突出する突出部とを有し、前記突出部の突出高さが前記脚部の高さよりも低くなるように構成されていることが好ましい。

光源装置の大きさによって筐体の上面高さが決まる場合においては、筐体内に配置される光源装置の高さ位置を従来よりも低くすると、筐体の上面高さ（例えば、第１の方向側の面の高さ）を低くすることが可能となる一方、筐体の下面（例えば、第２の方向側の面）のうち光源装置が配置される領域に対応する部分が、他の光学系（投写光学系など）が配置される領域に対応する部分よりも突出した状態となる場合がある。この場合、筐体の最下面から筐体の最上面までの距離についてみると、従来のプロジェクタの場合とそれほど変わらない可能性がある。
しかしながら、本発明のプロジェクタによれば、脚部によってできた空間に当該突出部が納まることとなるため、従来のプロジェクタに脚部を設けた場合におけるプロジェクタの設置面から筐体の最上面までの距離と比べて、当該距離を短くすることが可能となる。つまり、本発明のプロジェクタによれば、プロジェクタを使用する際のプロジェクタの製品高さ（製品厚さ）を低くすることが可能となる。

以下、本発明のプロジェクタについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。なお、以下の実施形態では、プロジェクタを机上等に設置した場合で説明している。

［実施形態１］
実施形態１は、筐体内に配置される投写光学系の高さ位置によってプロジェクタの上面高さが決まる場合を説明するための実施形態である。なお、実施形態１では、「第１の方向」を下方向、「第２の方向」を上方向としている。

まず、実施形態１に係るプロジェクタの構成について、図１及び図２を用いて説明する。
図１は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００を上から見た図である。図２は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００を説明するために示す図である。図２においては、プロジェクタ１０００をスクリーンＳＣＲとは反対側（プロジェクタ１０００の背面側）から見たときの、プロジェクタ１０００の内部及び筐体１０の形状を模式的に示しており、色分離導光光学系２００については図示を省略している。

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における光源光軸Ａ方向）、ｘ軸方向（図１における紙面に平行かつｚ軸に直交する方向）及びｙ軸方向（図１における紙面に垂直かつｚ軸に直交する方向）とする。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、図１に示すように、照明装置１００と、照明装置１００からの照明光束を赤色光、緑色光及び青色光の３つの色光に分離して被照明領域に導光する色分離導光光学系２００と、色分離導光光学系２００で分離された３つの色光のそれぞれを画像情報に応じて変調する電気光学変調装置としての３つの液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、各液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの光入射側に配置される集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂと、各液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂによって変調された色光を合成するクロスダイクロイックプリズム５００と、クロスダイクロイックプリズム５００によって合成された光をスクリーンＳＣＲ等の投写面に投写する投写光学系６００と、各光学系を内部に収納する筐体１０とを備え、あおり投写をするプロジェクタである。なお、クロスダイクロイックプリズム５００及び投写光学系６００の下方には、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂなどの光学要素を冷却する冷却装置７００が配設されている（図２参照。）。

照明装置１００は、被照明領域側に照明光束を射出する光源装置１１０と、光源装置１１０から射出される照明光束を複数の部分光束に分割するための複数の第１小レンズ１２２を有する第１レンズアレイ１２０と、第１レンズアレイ１２０の複数の第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と、第２レンズアレイ１３０からの各部分光束を偏光方向の揃った略１種類の直線偏光に変換して射出する偏光変換素子１４０と、偏光変換素子１４０から射出される各部分光束を被照明領域で重畳させるための重畳レンズ１５０とを有する。

光源装置１１０は、楕円面リフレクタ１１４と、楕円面リフレクタ１１４の第１焦点近傍に発光中心を有する発光管１１２と、発光管１１２から被照明領域側に向けて射出される光を発光管１１２に向けて反射する副鏡１１６と、楕円面リフレクタ１１４からの集束光を略平行光として射出する凹レンズ１１８とを有する。光源装置１１０は、光源光軸Ａを中心軸とする光束を射出する。

発光管１１２は、管球部と、管球部の両側に延びる一対の封止部とを有する。管球部は、球状に形成された石英ガラス製であって、この管球部内に配置された一対の電極と、管球部内に封入された水銀、希ガス及び少量のハロゲンとを有する。発光管１１２としては、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。

楕円面リフレクタ１１４は、発光管１１２の一方の封止部に挿通・固着される筒状の首状部と、発光管１１２から放射された光を第２焦点位置に向けて反射する反射凹面とを有する。

副鏡１１６は、発光管１１２の管球部の略半分を覆い、楕円面リフレクタ１１４の反射凹面と対向して配置される反射手段である。副鏡１１６は、発光管１１２の他方の封止部に挿通・固着されている。副鏡１１６は、発光管１１２から放射された光のうち楕円面リフレクタ１１４に向かわない光を発光管１１２に戻し楕円面リフレクタ１１４に入射させる。

凹レンズ１１８は、楕円面リフレクタ１１４の被照明領域側に配置されている。そして、楕円面リフレクタ１１４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は、凹レンズ１１８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が光源光軸Ａと直交する面内に複数行・複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。図示による説明は省略するが、第１小レンズ１２２の外形形状は、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域の外形形状に関して相似形である。

第２レンズアレイ１３０は、重畳レンズ１５０とともに、第１レンズアレイ１２０の各第１小レンズ１２２の像を液晶装置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、第１レンズアレイ１２０と略同様な構成を有し、複数の第２小レンズ１３２が光源光軸Ａに直交する面内に複数行・複数列のマトリクス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の偏光方向を、偏光方向の揃った略１種類の直線偏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からの照明光束のうち一方の偏光成分（例えばＰ偏光成分）を有する光を透過し他方の偏光成分（例えばＳ偏光成分）を有する光を光源光軸Ａ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偏光成分を有する光を光源光軸Ａに平行な方向に反射する反射層と、偏光分離層を透過した一方の偏光成分を有する光を他方の偏光成分を有する光に変換する位相差板とを有する。

重畳レンズ１５０は、第１レンズアレイ１２０、第２レンズアレイ１３０及び偏光変換素子１４０を経た複数の部分光束を集光して液晶装置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。なお、重畳レンズ１５０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と、反射ミラー２３０，２４０，２５０と、入射側レンズ２６０と、リレーレンズ２７０とを有する。色分離導光光学系２００は、重畳レンズ１５０から射出される照明光束を、赤色光、緑色光及び青色光の３つの色光に分離して、それぞれの色光を照明対象となる３つの液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂに導く機能を有する。

液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、画像情報に応じて照明光束を変調するものであり、照明装置１００の照明対象となる。
液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ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ものであり、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、与えられた画像情報に従って、後述する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。

液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの光路前段には、集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂが配置されている。

また、ここでは図示を省略したが、集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂと各液晶装置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、各液晶装置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、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ及び射出側偏光板によって入射する各色光の光変調が行われる。

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各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によって拡大投写され、スクリーンＳＣＲ上で大画面画像を形成する。

筐体１０は、図２に示すように、筐体１０の底面（下側の面）１２側に配置され筐体１０を支持する脚部１６と、筐体１０の底面１２の一部に設けられた突出部１８とを有する。

脚部１６は、例えば筐体１０の底面の四隅に１つずつ、計４つ配置されている（図２では２つの脚部１６のみ図示。）。なお、脚部１６には、脚部１６の高さ（プロジェクタ１０００の高さ）を調節するための調節機構が設けられていてもよい。

突出部１８は、筐体１０における底面１２のうち投写光学系６００（及びクロスダイクロイックプリズム５００）が配置される領域に対応する部分に設けられ（後述する図３（ｂ）参照。）、下側（ｙ（−）方向側）に突出している。突出部１８の突出高さｈは、脚部１６の高さＨよりも低くなるように（すなわち「ｈ＜Ｈ」を満たすように）構成されている。

次に、実施形態１の比較例に係るプロジェクタ１０００ａを説明することにより、実施形態１に係るプロジェクタ１０００をさらに詳細に説明する。

図３は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００を説明するために示す図である。図３（ａ）は比較例に係るプロジェクタ１０００ａを横から見た図であり、図３（ｂ）は実施形態１に係るプロジェクタ１０００を横から見た図である。なお、図３においては、説明を簡略化するため、３つの色光のうち赤色光の光路に配置される光学系を図示しており、偏光変換素子１４０及び色分離導光光学系２００については図示を省略している。

比較例に係るプロジェクタ１０００ａは、図３（ａ）に示すように、光源装置１１０ａの光源光軸Ａ、重畳レンズ１５０ａのレンズ光軸Ｄ、集光レンズ３００ａＲのレンズ光軸Ｅ及び液晶装置４００ａＲの画像形成領域の中心軸Ｆが略同一の高さ位置となるように、光源装置１１０ａからクロスダイクロイックプリズム５００ａまでの各光学系が配置されている。また、投写光学系６００ａの配置位置は、投写光学系６００ａの投写光軸Ｇが、液晶装置４００ａＲの画像形成領域の中心軸Ｆに対して第２の方向としての上方向（ｙ（＋）方向）に偏倚した位置となる。

このため、比較例に係るプロジェクタ１０００ａによれば、光源装置１１０ａの光源光軸Ａが、液晶装置４００ａＲの画像形成領域の中心軸Ｆと略同一の高さ位置にあるとともに、投写光学系６００ａの投写光軸Ｇが、液晶装置４００ａＲの画像形成領域の中心軸Ｆに対して上方向に偏倚しているため、上方向にあおり投写をすることが可能となる。

しかしながら、比較例に係るプロジェクタ１０００ａにおいては、筐体１０ａの上面１４ａのうち投写光学系６００ａが配置される領域に対応する部分が他の光学系（光源装置１１０ａや重畳レンズ１５０ａなど）が配置される領域に対応する部分よりも突出した状態となるため、筐体１０ａの上面高さが比較的高くなってしまい、プロジェクタ１０００ａの薄型化を図るのが容易ではない。

この場合、投写光学系６００ａの高さ位置を従来よりも低くすることによりプロジェクタ１０００ａの薄型化を図ることが考えられるが、光源装置１１０ａや重畳レンズ１５０ａなどの高さ位置を変えずに投写光学系６００ａの高さ位置を変えたのでは、スクリーンに対して正しくあおり投写をすることができなくなるため好ましくない。

これに対し、実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、図３（ｂ）に示すように、投写光学系６００の投写光軸Ｇが、液晶装置４００Ｒの画像形成領域の中心軸Ｆに対して第２の方向としての上方向に偏倚している点では、比較例に係るプロジェクタ１０００ａと同じであるが、液晶装置４００Ｒの画像形成領域の中心軸Ｆが、光源装置１１０の光源光軸Ａに対して第１の方向としての下方向（ｙ（−）方向）に偏倚しており、重畳レンズ１５０のレンズ光軸Ｄが、光源装置１１０の光源光軸Ａに対して第１の方向としての下方向に偏倚しており、集光レンズ３００Ｒのレンズ光軸Ｅが、液晶装置４００Ｒの画像形成領域の中心軸Ｆに対して第２の方向としての上方向に偏倚している点で、比較例に係るプロジェクタ１０００ａとは異なる。

このように構成された実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、液晶装置４００Ｒの画像形成領域の中心軸Ｆが、光源装置１１０の光源光軸Ａに対して下方向に偏倚しているため、スクリーンに対して正しくあおり投写をすることが可能な構成としつつ、筐体１０内に配置される投写光学系６００（及びクロスダイクロイックプリズム５００）の高さ位置を従来よりも低くすることが可能となり、従来よりもプロジェクタの薄型化を図ることが可能となる。

なお、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、脚部１６によってできた空間に突出部１８が納まることとなるため、比較例に係るプロジェクタ１０００ａにおけるプロジェクタの設置面から筐体１０ａの最上面までの距離Ｌ_１と比べて、実施形態１に係るプロジェクタ１０００におけるプロジェクタの設置面から筐体１０の最上面までの距離Ｌ_２を短くすることが可能となる。つまり、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、冷却装置７００などの部材が投写光学系６００の下方に配設されていたとしても、プロジェクタを使用する際のプロジェクタの製品高さ（製品厚さ）を低くすることが可能となる。

ところで、液晶装置４００Ｒの画像形成領域の中心軸Ｆが、光源装置１１０の光源光軸Ａに対して下方向に偏倚しているプロジェクタにおいては、仮に重畳レンズ１５０のレンズ光軸Ｄが光源装置１１０の光源光軸Ａと略同一の高さ位置にあると、重畳レンズ１５０からの光が画像形成領域に正しく照射されず、画像形成領域よりも上方向側にずれた位置に照射されてしまうため好ましくない。
これに対し、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、重畳レンズ１５０のレンズ光軸Ｄが、光源装置１１０の光源光軸Ａに対して下方向に偏倚しているため、画像形成領域に照射される光の位置ずれを抑制することが可能となり、重畳レンズ１５０からの光を画像形成領域に正しく照射させることが可能となる。

また、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、液晶装置４００Ｒの画像形成領域の中心軸Ｆ及び重畳レンズ１５０のレンズ光軸Ｄが、光源装置１１０の光源光軸Ａに対して下方向に偏倚している一方で、集光レンズ３００Ｒのレンズ光軸Ｅが、液晶装置４００Ｒの画像形成領域の中心軸Ｆに対して上方向に偏倚しているため、重畳レンズ１５０からの光が画像形成領域に対して略垂直に入射するように当該光の角度を変換することが可能となる。その結果、投写画像の画像品質を向上することが可能となる。

［実施形態２］
実施形態２は、光源装置の大きさによって筐体の上面高さが決まる場合を説明するための実施形態である。なお、実施形態２では、「第１の方向」を上方向、「第２の方向」を下方向としている。

図４は、実施形態２に係るプロジェクタ１００２を説明するために示す図である。図４においては、プロジェクタ１００２をスクリーンＳＣＲとは反対側（プロジェクタ１００２の背面側）から見たときの、プロジェクタ１００２の内部及び筐体２０の形状を模式的に示しており、色分離導光光学系２０２については図示を省略している。

図５は、実施形態２に係るプロジェクタ１００２を説明するために示す図である。図５（ａ）は比較例に係るプロジェクタ１００２ａを横から見た図であり、図５（ｂ）は実施形態２に係るプロジェクタ１００２を横から見た図である。なお、図５においては、説明を簡略化するため、３つの色光のうち赤色光の光路に配置される光学系を図示しており、偏光変換素子及び色分離導光光学系については図示を省略している。

実施形態２に係るプロジェクタ１００２は、図４及び図５に示すように、照明装置１０２と、照明装置１０２からの照明光束を赤色光、緑色光及び青色光の３つの色光に分離して被照明領域に導光する色分離導光光学系２０２（図示せず。）と、色分離導光光学系２０２で分離された３つの色光のそれぞれを画像情報に応じて変調する３つの液晶装置４０２Ｒ，４０２Ｇ，４０２Ｂと、各液晶装置４０２Ｒ，４０２Ｇ，４０２Ｂの光入射側に配置される集光レンズ３０２Ｒ，３０２Ｇ，３０２Ｂ（図４には液晶装置４０２Ｒ，４０２Ｂ及び集光レンズ３０２Ｒ，３０２Ｂのみ図示。）と、各液晶装置４０２Ｒ，４０２Ｇ，４０２Ｂによって変調された色光を合成するクロスダイクロイックプリズム５０２と、クロスダイクロイックプリズム５０２によって合成された光をスクリーンＳＣＲ等の投写面に投写する投写光学系６０２と、各光学系を内部に収納する筐体２０とを備え、あおり投写をするプロジェクタである。なお、クロスダイクロイックプリズム５０２及び投写光学系６０２の下方には、液晶装置４０２Ｒ，４０２Ｇ，４０２Ｂなどの光学要素を冷却する冷却装置７０２が配設されている。

照明装置１０２は、被照明領域側に照明光束を射出する光源装置１１０Ｂと、光源装置１１０Ｂから射出される照明光束を複数の部分光束に分割するための複数の第１小レンズ１２２Ｂを有する第１レンズアレイ１２０Ｂと、第１レンズアレイ１２０Ｂの複数の第１小レンズ１２２Ｂに対応する複数の第２小レンズ１３２Ｂを有する第２レンズアレイ１３０Ｂと、第２レンズアレイ１３０Ｂからの各部分光束を偏光方向の揃った略１種類の直線偏光に変換して射出する偏光変換素子１４０Ｂと、偏光変換素子１４０Ｂから射出される各部分光束を被照明領域で重畳させるための重畳レンズ１５０Ｂとを有する。

なお、光源装置１１０Ｂ、第１レンズアレイ１２０Ｂ、第２レンズアレイ１３０Ｂ、偏光変換素子１４０Ｂ及び重畳レンズ１５０Ｂについては、実施形態１で説明したものとほぼ同様の構成を有するため、詳細な説明は省略する。
また、色分離導光光学系２０２、液晶装置４０２Ｒ，４０２Ｇ，４０２Ｂ、集光レンズ３０２Ｒ，３０２Ｇ，３０２Ｂ、クロスダイクロイックプリズム５０２及び投写光学系６０２については、実施形態１で説明したものとほぼ同様の構成を有するため、詳細な説明は省略する。

筐体２０は、図４に示すように、筐体２０の底面（下側の面）２２側に配置され筐体２０を支持する脚部２６と、筐体２０の底面２２の一部に設けられた突出部２８とを有する。

脚部２６は、例えば筐体２０の底面の四隅に１つずつ、計４つ配置されている（図４では２つの脚部２６のみ図示。）。なお、脚部２６には、脚部２６の高さ（プロジェクタ１００２の高さ）を調節するための調節機構が設けられていてもよい。

突出部２８は、筐体２０における底面２２のうち光源装置１１０Ｂが配置される領域に対応する部分に設けられ、下側（ｙ（−）方向側）に突出している。突出部２８の突出高さｈは、脚部２６の高さＨよりも低くなるように（すなわち「ｈ＜Ｈ」を満たすように）構成されている。

次に、実施形態２の比較例に係るプロジェクタ１００２ａを説明することにより、実施形態２に係るプロジェクタ１００２をさらに詳細に説明する。

比較例に係るプロジェクタ１００２ａは、図５（ａ）に示すように、光源装置１１０Ｂａの光源光軸Ａ、重畳レンズ１５０Ｂａのレンズ光軸Ｄ、集光レンズ３０２ａＲのレンズ光軸Ｅ及び液晶装置４０２ａＲの画像形成領域の中心軸Ｆが略同一の高さ位置となるように、光源装置１１０Ｂａからクロスダイクロイックプリズム５０２ａまでの各光学系が配置されている。また、投写光学系６０２ａの配置位置は、投写光学系６０２ａの投写光軸Ｇが、液晶装置４０２ａＲの画像形成領域の中心軸Ｆに対して第１の方向としての上方向（ｙ（＋）方向）に偏倚した位置となる。

このため、比較例に係るプロジェクタ１００２ａによれば、光源装置１１０Ｂａの光源光軸Ａが、液晶装置４０２ａＲの画像形成領域の中心軸Ｆと略同一の高さ位置にあるとともに、投写光学系６０２ａの投写光軸Ｇが、液晶装置４０２ａＲの画像形成領域の中心軸Ｆに対して上方向に偏倚しているため、上方向にあおり投写をすることが可能となる。

しかしながら、比較例に係るプロジェクタ１００２ａにおいては、筐体２０ａの上面２４ａのうち光源装置１１０Ｂａが配置される領域に対応する部分が他の光学系（重畳レンズ１５０Ｂａや投写光学系６０２ａなど）が配置される領域に対応する部分よりも突出した状態となるため、筐体２０ａの上面高さが比較的高くなってしまい、プロジェクタ１００２ａの薄型化を図るのが容易ではない。

この場合、楕円面リフレクタ１１４Ｂａを小型のものとすることによりプロジェクタ１００２ａの薄型化を図ることが考えられるが、プロジェクタ１００２ａの輝度が低下してしまうため好ましくない。

これに対し、実施形態２に係るプロジェクタ１００２は、図５（ｂ）に示すように、投写光学系６０２の投写光軸Ｇが、液晶装置４０２Ｒの画像形成領域の中心軸Ｆに対して上方向に偏倚している点では、比較例に係るプロジェクタ１００２ａと同じであるが、光源装置１１０Ｂの光源光軸Ａ並びに第１レンズアレイ１２０Ｂの中心軸Ｂ及び第２レンズアレイ１３０Ｂの中心軸Ｃが、液晶装置４０２Ｒの画像形成領域の中心軸Ｆに対して第２の方向としての下方向（ｙ（−）方向）に偏倚しており、重畳レンズ１５０Ｂのレンズ光軸Ｄが、光源装置１１０Ｂの光源光軸Ａに対して第１の方向としての上方向に偏倚しており、集光レンズ３０２Ｒのレンズ光軸Ｅが、液晶装置４０２Ｒの画像形成領域の中心軸Ｆに対して第２の方向としての下方向に偏倚している点で、比較例に係るプロジェクタ１００２ａとは異なる。

なお、第１レンズアレイ１２０Ｂの中心軸Ｂとは、第１レンズアレイ１２０Ｂを１つのレンズとして見たときにおける当該レンズのレンズ光軸のことを意味しており、第２レンズアレイ１３０Ｂの中心軸Ｃとは、第２レンズアレイを１つのレンズとして見たときにおける当該レンズのレンズ光軸のことを意味している。

このように実施形態２に係るプロジェクタ１００２によれば、光源装置１１０Ｂの光源光軸Ａ並びに第１レンズアレイ１２０Ｂの中心軸Ｂ及び第２レンズアレイ１３０Ｂの中心軸Ｃが、液晶装置４０２Ｒの画像形成領域の中心軸Ｆに対して下方向に偏倚しているため、筐体２０内に配置される光源装置１１０Ｂの高さ位置を従来よりも低くすることが可能となる。その結果、光源装置１１０Ｂの楕円面リフレクタ１１４Ｂを小型化することなく、従来よりもプロジェクタの薄型化を図ることが可能となる。

なお、実施形態２に係るプロジェクタ１００２によれば、脚部２６によってできた空間に突出部２８が納まることとなるため、比較例に係るプロジェクタ１００２ａにおけるプロジェクタの設置面から筐体２０ａの最上面までの距離Ｌ_１と比べて、実施形態２に係るプロジェクタ１００２におけるプロジェクタの設置面から筐体２０の最上面までの距離Ｌ_２を短くすることが可能となる。つまり、実施形態２に係るプロジェクタ１００２によれば、プロジェクタを使用する際のプロジェクタの製品高さ（製品厚さ）を低くすることが可能となる。

ところで、光源装置１１０Ｂの光源光軸Ａ並びに第１レンズアレイ１２０Ｂの中心軸Ｂ及び第２レンズアレイ１３０Ｂの中心軸Ｃが、液晶装置４０２Ｒの画像形成領域の中心軸Ｆに対して下方向に偏倚しているプロジェクタにおいては、仮に重畳レンズ１５０Ｂのレンズ光軸Ｄが光源装置１１０Ｂの光源光軸Ａと略同一の高さ位置にあると、重畳レンズ１５０Ｂからの光が画像形成領域に正しく照射されず、下方向側にずれた位置に照射されてしまうため好ましくない。
これに対し、実施形態２に係るプロジェクタ１００２によれば、重畳レンズ１５０Ｂのレンズ光軸Ｄが、光源装置１１０Ｂの光源光軸Ａに対して上方向に偏倚しているため、画像形成領域に照射される光の位置ずれを抑制することが可能となり、重畳レンズ１５０Ｂからの光を画像形成領域に正しく照射させることが可能となる。

また、実施形態２に係るプロジェクタ１００２によれば、光源装置１１０Ｂの光源光軸Ａ並びに第１レンズアレイ１２０Ｂの中心軸Ｂ及び第２レンズアレイ１３０Ｂの中心軸Ｃが、液晶装置４０２Ｒの画像形成領域の中心軸Ｆに対して下方向に偏倚しており、かつ、重畳レンズ１５０Ｂのレンズ光軸Ｄが、光源装置１１０Ｂの光源光軸Ａに対して上方向に偏倚している一方で、集光レンズ３０２Ｒのレンズ光軸Ｅが、液晶装置４０２Ｒの画像形成領域の中心軸Ｆに対して下方向に偏倚しているため、重畳レンズ１５０Ｂからの光が画像形成領域に対して略垂直に入射するように当該光の角度を変換することが可能となる。その結果、投写画像の画像品質を向上することが可能となる。

以上、本発明のプロジェクタを上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、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り、例えば次のような変形も可能である。

（１）上記実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、筐体内に配置される投写光学系の高さ位置によってプロジェクタの上面高さが決まる場合として、投写光学系６００の投写光軸Ｇが、液晶装置４００Ｒの画像形成領域の中心軸Ｆに対して上方向に偏倚し、冷却装置７００などの部材が投写光学系６００の下方に配設されている構成を例示的に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、投写光学系の投写光軸が液晶装置の画像形成領域の中心軸と略同一線上にあるが、投写光学系のレンズ径が大きいために投写光学系の上端が他の光学系の上端よりも高い位置に位置する場合、すなわち、筐体内に配置される投写光学系の大きさによってプロジェクタの上面高さが決まる場合や、液晶装置の画像形成領域の中心軸に対する投写光学系の投写光軸の位置を適宜調節できるレンズシフト機構がプロジェクタに設けられており、当該レンズシフト機構を操作することによって投写光学系の上端が他の光学系の上端よりも高い位置となる結果として、プロジェクタの上面高さが決まる場合などにおいても、実施形態１の場合と同様である。すなわち、上記変形例の場合において、液晶装置の画像形成領域の中心軸が、光源装置の光源光軸に対して下方向（ｙ（−）方向）に偏倚しており、重畳レンズのレンズ光軸が、光源装置の光源光軸に対して下方向に偏倚しており、集光レンズのレンズ光軸が、液晶装置の画像形成領域の中心軸に対して上方向に偏倚している構成と組み合わせることにより、プロジェクタの製品高さ（製品厚さ）を低くすることが可能となる。

（２）上記実施形態１及び２に係るプロジェクタ１０００，１００２においては、光源装置として、楕円面リフレクタからなる光源装置を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、放物面リフレクタからなる光源装置を用いることも好ましい。この場合には、凹レンズは備えていなくともよい。

（３）上記実施形態１及び２に係るプロジェクタ１０００，１００２は透過型のプロジェクタであるが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は反射型のプロジェクタにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、透過型の液晶装置等のように光変調手段としての電気光学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、反射型の液晶装置等のように光変調手段としての電気光学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にこの発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクタと同様の効果を得ることができる。

（４）上記実施形態１及び２に係るプロジェクタ１０００，１００２においては、３つの液晶装置を用いたプロジェクタ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く、１つ、２つ又は４つ以上の液晶装置を用いたプロジェクタにも適用可能である。

（５）上記実施形態１及び２に係るプロジェクタ１０００，１００２においては、電気光学変調装置として液晶装置を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。電気光学変調装置としては、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などを利用してもよい。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。

（６）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に適用する場合にも可能である。

（７）本発明は、机上等に設置するタイプのプロジェクタ（据え置きタイプのプロジェクタ）に適用する場合にも、天井等に吊り下げるタイプのプロジェクタ（天吊りタイプのプロジェクタ）に適用する場合にも可能である。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００を上から見た図。 実施形態１に係るプロジェクタ１０００を説明するために示す図。 実施形態１に係るプロジェクタ１０００を説明するために示す図。 実施形態２に係るプロジェクタ１００２を説明するために示す図。 実施形態２に係るプロジェクタ１００２を説明するために示す図。

符号の説明

１０，１０ａ，２０，２０ａ…筐体、１２，１２ａ，２２，２２ａ…（筐体の）底面、１４，１４ａ，２４，２４ａ…（筐体の）上面、１６，１６ａ，２６，２６ａ…脚部、１８，２８…突出部、１００，１０２…照明装置、１１０，１１０ａ，１１０Ｂ，１１０Ｂａ…光源装置、１１２，１１２Ｂ…発光管、１１４，１１４Ｂ，１１４Ｂａ…楕円面リフレクタ、１１６，１１６Ｂ…副鏡、１１８，１１８Ｂ…凹レンズ、１２０，１２０ａ，１２０Ｂ，１２０Ｂａ…第１レンズアレイ、１２２，１２２Ｂ…第１小レンズ、１３０，１３０ａ，１３０Ｂ，１３０Ｂａ…第２レンズアレイ、１３２，１３２Ｂ…第２小レンズ、１４０，１４０Ｂ…偏光変換素子、１５０，１５０ａ，１５０Ｂ，１５０Ｂａ…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…入射側レンズ、２７０…リレーレンズ、３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂ，３００ａＲ，３０２Ｒ，３０２Ｂ，３０２ａＲ…集光レンズ、４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ，４００ａＲ，４０２Ｒ，４０２Ｂ，４０２ａＲ…液晶装置、５００，５００ａ，５０２，５０２ａ…クロスダイクロイックプリズム、６００，６００ａ，６０２，６０２ａ…投写光学系、７００，７００ａ，７０２，７０２ａ…冷却装置、１０００，１０００ａ，１００２，１００２ａ…プロジェクタ、Ａ…光源装置の光源光軸、Ｂ…第１レンズアレイの中心軸、Ｃ…第２レンズアレイの中心軸、Ｄ…重畳レンズのレンズ光軸、Ｅ…集光レンズのレンズ光軸、Ｆ…画像形成領域の中心軸、Ｇ…投写光学系の投写光軸、Ｈ…脚部の高さ、ｈ…突出部の突出高さ、Ｌ_１，Ｌ_２…プロジェクタの設置面から筐体の最上面までの距離、ＳＣＲ…スクリーン

Claims (1)

1. 照明光束を射出する光源装置、前記光源装置からの前記照明光束を複数の部分光束に分割する複数の第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被照明領域上で重畳する重畳レンズを有する照明装置と、
   前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置と、
   前記電気光学変調装置によって変調された光を投写する投写光学系と、
   前記電気光学変調装置の光入射側に配置される集光レンズと、
   各光学系を内部に収納する筐体とを備え、
   前記電気光学変調装置の画像形成領域の中心軸が、前記光源装置の光源光軸に対して第１の方向に偏倚しており、
   前記重畳レンズのレンズ光軸が、前記光源装置の光源光軸に対して前記第１の方向に偏倚しており、
   前記集光レンズのレンズ光軸が、前記電気光学変調装置の画像形成領域の中心軸に対して前記第１の方向とは反対方向の第２の方向に偏倚しており、
   前記筐体は、前記筐体における前記第１の方向側の面に配置され、前記筐体を支持する脚部と、前記筐体における前記第１の方向側の面のうち前記投写光学系が配置される領域に対応する部分に設けられ、前記第１の方向側に突出する突出部とを有し、前記突出部の突出高さが前記脚部の高さよりも低くなるように構成されていることを特徴とするプロジェクタ。

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