JP2009063893A - プロジェクタ、光学素子及び光変調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型、かつ、照明効率を向上させることが可能なプロジェクタ、光学素子及び光変調装置を提供すること。
【解決手段】複数種の色光を含む光を射出する光源と、該光源から射出された光を複数種の色光ごとに分離する色分離手段と、該色分離手段により色分離された光を変調する複数の画素３１をアレイ状に有し、色光ごとに設けられた複数の光変調手段３０と、色分離手段と複数の光変調手段３０の各々との間のそれぞれの光路上に配置され、入射した光を複数の画素３１の配列方向である第一の方向に集光して画素３１に入射させる第１シリンドリカルレンズ３４と、入射した光を第一の方向に略直交する第二の方向に集光して画素３１に入射させる第２シリンドリカルレンズ３５とがそれぞれアレイ状に配列されてなるマイクロレンズアレイ３３と、光変調手段３０により変調された光を投射する投射手段とを備えることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、プロジェクタ、光学素子及び光変調装置に関する。

液晶プロジェクタとして、３枚の液晶パネルを使用する３板式の液晶プロジェクタが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この特許文献１に記載の投射型液晶表示装置は、赤色光、緑色光、青色光を含んだ光源と、光源から射出された白色光を赤色光、緑色光、青色光に分離するダイクロイックミラーと、各色光を変調する液晶パネルと、液晶パネルにより変調された光を合成するクロスプリズムとを備えている。
また、液晶パネルの前段側にはマイクロレンズアレイが配置されている。このマイクロレンズアレイは、入射側に凸形状のレンズ面と射出側に凸形状のレンズ面とを有しており、１ドットにつき光軸方向に２つのレンズ面が配置されるように構成されている。そして、２つのレンズ面により、入射した光を液晶パネルの各画素に集光させている。
このとき、Ｆｎｏ．（Ｆナンバー）を小さくするために、マイクロレンズアレイの焦点距離を短くした場合、マイクロレンズアレイが２つのレンズ面を有しているため、液晶パネルのブラックマトリクスにおける光のケラレの量を低減させるように、集光させることができる。ここで、Ｆｎｏ．はレンズの焦点距離をレンズの有効口径により割ることによって得られる値で、Ｆｎｏ．が小さいほどレンズによって照明される光は明るくなる。
特開２００２−１４８６０３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の投射型液晶表示装置では、マイクロレンズの焦点距離を短くして、照明Ｆｎｏ．（Ｆナンバー）を小さくしているため、液晶パネルの各画素に入射する光の入射角度が大きくなってしまう。これにより、液晶パネルから射出された広がった光を取り込むための大きな投射レンズを用いる必要が生じる。したがって、装置の厚み方向（液晶パネルの垂直方向）の厚さが大きくなってしまうため、装置全体が大型化してしまう。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、小型、かつ、照明効率を向上させることが可能なプロジェクタ、光学素子及び光変調装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明のプロジェクタは、複数種の色光を含む光を射出する光源と、該光源から射出された光を複数種の色光ごとに分離する色分離手段と、該色分離手段により色分離された光を変調する複数の画素をアレイ状に有し、色光ごとに設けられた複数の光変調手段と、前記色分離手段と前記複数の光変調手段の各々との間のそれぞれの光路上に配置され、入射した光を前記複数の画素の配列方向である第一の方向に集光して前記画素に入射させる第１シリンドリカルレンズと、入射した光を前記第一の方向に略直交する第二の方向に集光して前記画素に入射させる第２シリンドリカルレンズとがそれぞれアレイ状に配列されてなるマイクロレンズアレイと、前記光変調手段により変調された光を投射する投射手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係るプロジェクタでは、光源から射出された光は、色分離手段により色光ごとに分離されてそれぞれマイクロレンズアレイに入射する。マイクロレンズアレイに入射した光は、各光変調手段の画素にそれぞれ集光された後、光変調手段により変調されて、投射手段によって投射される。
ここで、本発明のマイクロレンズアレイの第１シリンドリカルレンズにより、入射した光を光変調手段の第一の方向に集光させ各画素に入射させる。また、第２シリンドリカルレンズにより、入射した光を光変調手段の第二の方向に集光させ各画素に入射させる。
したがって、光変調手段の画素の配列方向の第一の方向と第二の方向とに集光する第１，第２シリンドリカルレンズを別々に設けているため、それぞれの方向の焦点距離を別々に設計することができる。すなわち、第一の方向及び第二の方向のうち、例えば第一の方向がプロジェクタの厚み方向（短手方向）である場合、第一の方向に光を集光させる第１シリンドリカルレンズの焦点距離を長く設計することが可能となる。このように、第１シリンドリカルレンズの焦点距離を長くすることにより、光変調手段の画素に入射する光の入射角度を小さくすることができる。したがって、厚み方向に光が広がらないので、後段に配置された投射手段の第一の方向の厚みを薄くすることが可能となる。すなわち、プロジェクタ全体の第一の方向の厚みを薄くすることができるため、小型化を図ることが可能となる。
さらに、第２シリンドリカルレンズの焦点距離を短く設計することにより、光変調手段の照明効率を向上させることが可能となる。

さらには、色分離手段により色分離された光を第１，第２シリンドリカルレンズにより光変調手段の各画素に集光させているため、例えば、レンチキュラレンズに比べて焦点距離を短くすることができる。したがって、光変調手段の画素のピッチが狭いときに、短い焦点距離を有する所望のレンズとして形成することができるため、微細な画素を有する光変調手段に対応可能となる。すなわち、画素のピッチに対応して第２シリンドリカルレンズの焦点距離を短くすることができるため、装置全体の小型化を図ることも可能となる。

また、本発明のプロジェクタは前記第一の方向と前記第二の方向との曲率が異なり、前記光源から射出された光を反射させる反射部と、前記光源と前記色分離手段との間の光路上に配置され、前記第一の方向と前記第二の方向との曲率が異なるレンズ面を有し、前記反射部において反射した光を集光する集光手段とを備えることが好ましい。

本発明に係るプロジェクタでは、光源から射出された光は、反射部により反射される。このとき、反射部の第一の方向と第二の方向との曲率が異なるため、反射部から射出される光は、例えば、第一の方向の光束を細くし、第二の方向の光束を太くすることができる。そして、反射部により反射された光は、第一の方向と第二の方向との曲率が異なるレンズ面を有する集光手段により集光されて略平行光となる。集光手段から射出された光は、第１シリンドリカルレンズにより第一の方向に集光され、第２シリンドリカルレンズにより第二の方向に集光され、光変調装置の各画素に入射する。
すなわち、第一の方向及び第二の方向のうち、例えば第一の方向がプロジェクタの厚み方向（短手方向）である場合、厚みを薄くするために、焦点距離を長くする必要が生じる。このとき、第一の方向の光束を細くすることにより、焦点距離を長くしても光変調手段の各画素に入射する光の入射角度が大きくなるのを抑えることができる。したがって、プロジェクタ全体の第一の方向の厚みをより薄くすることができるため、さらに小型化を図ることが可能となる。

また、本発明のプロジェクタは、前記光源側から第１シリンドリカルレンズ、第２シリンドリカルレンズの順に配置されていることが好ましい。

本発明に係るプロジェクタでは、例えば第一の方向がプロジェクタの厚み方向（短手方向）である場合、第１シリンドリカルレンズの焦点距離を長くし、第２シリンドリカルレンズの焦点距離を短くする。これにより、焦点距離が長い第１シリンドリカルレンズを光源側に配置し、焦点距離が短い第２シリンドリカルレンズを光変調手段側に配置することにより、光源から射出された光を第１，第２シリンドリカルレンズにより効率良く集光させることができる。

また、本発明のプロジェクタは、前記第１シリンドリカルレンズから射出された光の主光軸を前記光変調手段の入射端面に対して略垂直とする第１フィールドレンズと、前記第２シリンドリカルレンズから射出された光の主光軸を前記光変調手段の入射端面に対して略垂直とする第２フィールドレンズとを備え、前記第１フィールドレンズ及び前記第２フィールドレンズはシリンドリカルレンズであることが好ましい。

本発明に係るプロジェクタでは、マイクロレンズアレイから射出された光の主光軸が光変調手段の入射端面に略垂直となるように第一の方向に集光させる第１フィールドレンズと、マイクロレンズアレイから射出された光の主光軸が光変調手段の入射端面に略垂直となるように第二の方向に集光させる第２フィールドレンズとを備えている。すなわち、第１フィールドレンズ及び第２フィールドレンズにより、光変調手段に入射する光の入射角度が大きくなる。したがって、光変調手段の各画素を明るい照明光で照射することが可能となる。

さらに、第１フィールドレンズ及び第２フィールドレンズはシリンドリカルレンズであるため、例えば、レンチキュラレンズに比べて焦点距離を短くすることができる。したがって、光変調手段の画素のピッチが狭いときに、短い焦点距離を有する所望のレンズとして形成することができるため、微細な画素を有する光変調手段に対応可能となる。このように、画素のピッチに対応して第２フィールドレンズの焦点距離を短くすることができるため、第１，第２フィールドレンズを用いても装置全体の小型化を図ることが可能となる。

また、本発明のプロジェクタは、前記光源側から前記第１フィールドレンズ、前記第２フィールドレンズの順に配置されていることが好ましい。

本発明に係るプロジェクタでは、例えば第一の方向がプロジェクタの厚み方向（短手方向）である場合、第一の方向に光を集光させる第１フィールドレンズの焦点距離を長くし、第二の方向に光を集光させる第２フィールドレンズの焦点距離を短くする。これにより、焦点距離が長い第１フィールドレンズを光源側に配置し、焦点距離が短い第２フィールドレンズを光変調手段側に配置することにより、光源から射出された光を第１，第２フィールドレンズにより効率良く集光させることができる。

本発明の光学素子は、複数の画素をアレイ状に有する光変調手段の各画素に光を入射させる光学素子であって、入射した光を前記複数の画素の配列方向である第一の方向に集光して前記画素に入射させる第１シリンドリカルレンズと、入射した光を前記第一の方向に略直交する第二の方向に集光して前記画素に入射させる第２シリンドリカルレンズとがそれぞれアレイ状に配列されてなるマイクロレンズアレイを備え、前記第１シリンドリカルレンズの第一の方向の径は、前記画素の前記第一の方向のピッチと略等しく、前記第２シリンドリカルレンズの第二の方向の径は、前記画素の前記第二の方向のピッチと略等しいことを特徴とする。

本発明に係る光学素子では、上述したように、光変調手段の画素の配列方向の第一の方向と第二の方向とに集光する第１，第２シリンドリカルレンズを別々に設けているため、それぞれの方向の焦点距離を別々に設計することができる。これにより、光変調手段の各画素に入射する光の照明効率の低下を抑えることが可能な光学素子を提供することができる。
また、第１シリンドリカルレンズの第一の方向の径は、画素の第一の方向のピッチと略等しく、第２シリンドリカルレンズの第二の方向の径は、画素の第二の方向のピッチと略等しい。これにより、光変調手段の１画素に１つの第１，第２シリンドリカルレンズを対応させることができるため、光変調手段の各画素に効率良く光を集光させることが可能となる。
さらに、第１，第２シリンドリカルレンズにより光変調手段の各画素に光を集光させているため、例えば、レンチキュラレンズに比べて焦点距離を短くすることができる。これにより、光変調手段の各画素への明るい照明が可能となる。

また、本発明の光学素子は、前記第１シリンドリカルレンズから射出された光の主光軸を前記光変調手段の入射端面に対して略垂直とする第１フィールドレンズと、前記第２シリンドリカルレンズから射出された光の主光軸を前記光変調手段の入射端面に対して略垂直とする第２フィールドレンズとを備え、前記第１フィールドレンズ及び前記第２フィールドレンズはシリンドリカルレンズであることが好ましい。

本発明に係る光学素子では、第１フィールドレンズ及び第２フィールドレンズを備えることにより、光変調手段に入射する光の入射角度が大きくなる。したがって、光変調手段の各画素を明るい照明光で照射することが可能となる。

本発明の光変調装置は、複数の画素をアレイ状に有し、入射した光を変調する光変調手段と、上記の光学素子とを備えることが好ましい。

本発明に係る光変調装置では、上述したように、光変調手段の画素の配列方向の第一の方向と第二の方向とに集光する第１，第２シリンドリカルレンズを別々に設けているため、それぞれの方向の焦点距離を別々に設計することができる。これにより、光変調手段の各画素に入射する光の照明効率の低下を抑えることが可能となる。
また、第１，第２シリンドリカルレンズにより光変調手段の各画素に集光させているため、例えば、レンチキュラレンズに比べて焦点距離を短くすることができる。したがって、上述したように、画素のピッチに対応して第２シリンドリカルレンズ，第２フィールドレンズの焦点距離を短くすることができるため、光変調装置全体の小型化を図ることも可能となる。

以下、図面を参照して、本発明に係るプロジェクタ、光学素子及び光変調装置の実施形態について説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

［第１実施形態］
本実施の形態のプロジェクタは、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の異なる色光ごとに透過型液晶ライトバルブを備えた３板式の投射型カラー液晶プロジェクタであり、画像をスクリーンに投射させるものである。

本実施形態に係るプロジェクタ１は、図１に示すように、光源部１０と、色分離部（色分離手段）２０と、マイクロレンズアレイ（光学素子）３３と、液晶ライトバルブ（光変調装置）３０と、投射レンズ（投射手段）４０とを備えている。

光源部１０は、光源１１と、シリンドリカルレンズ１２と、第１，第２フライアレイレンズ１３ａ，１３ｂと、偏光変換素子１４と、重畳レンズ１５とを備えている。また、光源１１は、赤色光（以下、「Ｒ光」という。）と緑色光（以下、「Ｇ光」という。）と青色光（以下、「Ｂ光」という。）とを含む白色光を射出するものである。

光源１１は、光を射出する高圧水銀ランプ１１ａと、高圧水銀ランプ１１ａから射出された光を反射させるリフレクタ（反射部）１１ｂとを備えている。リフレクタ１１ｂは、縦方向（第一の方向、液晶ライトバルブ３０の垂直方向：図１に示すＸ方向）と、横方向（第二の方向、液晶ライトバルブ３０の水平方向：図１に示すＹ方向）との形状（曲率）が異なるアナモルフィックリフレクタである。また、本実施形態では、プロジェクタ１が収納された筐体（図示略）は、縦方向が短く、横方向が長い。以下、縦方向を適宜厚み方向と称する。
本実施形態のリフレクタ１１ｂは、縦方向と横方向との曲率が異なり、リフレクタ１１ｂから射出される光束の縦方向が細くなり、横方向が太くなるように形成されている。
シリンドリカルレンズ（集光手段）１２は、縦方向と横方向との曲率が異なる凹状のレンズであり、縦方向の面における焦点距離が長く、横方向の面における焦点距離が短い。これにより、シリンドリカルレンズ１２は、リフレクタ１１ｂから射出された縦方向の光束が細く、横方向の光束が太い光を平行光として射出する。

第１，第２フライアレイレンズ１３ａ，１３ｂは、高圧水銀ランプ１１ａから射出された光の照度分布を均一化するレンズである。また、第１，第２フライアレイレンズ１３ａ，１３ｂは、図２に示すように、縦方向（Ｘ方向）が横方向（Ｙ方向）に比べて短い。
偏光変換素子１４は、均一化された不定偏光状態の光を特定の偏光方向の光に変換する素子である。

色分離部２０は、図１に示すように、高圧水銀ランプ１１ａから射出された光のうち、Ｒ光を反射させ、Ｇ光及びＢ光を透過させるＲ光反射ダイクロイックミラー２１と、Ｇ光を反射させ、Ｂ光を透過させるＧ光反射ダイクロイックミラー２２とを備えている。
高圧水銀ランプ１１ａから射出された光のうちＲ光は、Ｒ光反射ダイクロイックミラー２１において光路が９０度折り曲げられ、反射ミラー２５に入射する。そして、Ｒ光は、反射ミラー２５により光路が９０度折り曲げられ、Ｒ光用液晶ライトバルブ（空間光変調手段）３０Ｒに入射される。
また、反射ミラー２５とＲ光用液晶ライトバルブ３０Ｒとの間の光路上には、コンデンサーレンズ３７が配置されている。このコンデンサーレンズ３７により、Ｒ光用液晶ライトバルブ３０Ｒに入射するＲ光は均一な光となる。

高圧水銀ランプ１１ａから射出された光のうちＧ光は、Ｒ光反射ダイクロイックミラー２１を透過し、Ｇ光反射ダイクロイックミラー２２においてＧ光の光路が９０度曲げられる。そして、Ｇ光はＧ光用液晶ライトバルブ（空間光変調手段）３０Ｇに入射される。
また、Ｇ光反射ダイクロイックミラー２２とＧ光用液晶ライトバルブ３０Ｇとの間の光路上には、コンデンサーレンズ３８が配置されている。このコンデンサーレンズ３８により、Ｇ光用液晶ライトバルブ３０Ｇに入射するＧ光は均一な光となる。
高圧水銀ランプ１１ａから射出された光のうちＢ光は、Ｒ光反射ダイクロイックミラー２１及びＧ光反射ダイクロイックミラー２２を透過し、リレーレンズ２６を経由して反射ミラー２７に入射する。反射ミラー２７に入射したＢ光は、光路が９０度曲げられ、リレーレンズ２８を経由して反射ミラー２９に入射する。反射ミラー２９に入射した光は、光路が９０度曲げられ、Ｂ光用液晶ライトバルブ（空間光変調手段）３０Ｂに入射される。
また、反射ミラー２９とＢ光用液晶ライトバルブ３０Ｂとの間の光路上には、コンデンサーレンズ３９が配置されている。このコンデンサーレンズ３９により、Ｂ光用液晶ライトバルブ３０Ｂに入射するＧ光は均一な光となる。
また、液晶ライトバルブ３０Ｒ、３０Ｇ，３０Ｂに入射するＲ光，Ｇ光，Ｂ光はテレセントリックな照明光となっている。

次に、マイクロレンズアレイ３３について、図３を参照して説明する。なお、図３はマイクロレンズアレイ３３の一部を取り出して示した斜視図である。
また、コンデンサーレンズ３７，３８，３９と液晶ライトバルブ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂとのそれぞれの間の光路上に、マイクロレンズアレイ３３が配置されている。
マイクロレンズアレイ３３は、図３に示すように、縦方向に複数アレイ状に配列されるとともに、入射した光を縦方向に集光させる第１シリンドリカルレンズ３４と、横方向に複数アレイ状に配列されるとともに、入射した光を横方向に集光させる第２シリンドリカルレンズ３５とを備えている。また、第１シリンドリカルレンズ３４の縦方向の径がＬ１であり、第２シリンドリカルレンズ３５の横方向の径がＬ２である。
また、第１シリンドリカルレンズ３４と第２シリンドリカルレンズ３５との間は、例えば、樹脂からなる接着部材３２ａが設けられている。そして、この接着部材３２ａにより、第１シリンドリカルレンズ３４と第２シリンドリカルレンズ３５との固定が行われる。また、第２シリンドリカルレンズ３５の液晶ライトバルブ３０側の面にも、例えば、樹脂からなる接着部材３２ｂが設けられており、この接着部材３２ｂにより、マイクロレンズアレイ３３の射出端面３３ｂを平坦面にしている。
この接着部材３２ａ，３２ｂの屈折率は、第１，第２シリンドリカルレンズ３４，３５を構成する材料の屈折率との差が大きい方が好ましい。

次に、液晶ライトバルブ３０の構成と、マイクロレンズアレイ３３と液晶ライトバルブ３０との位置関係について図４を参照して説明する。
なお、図４では、実際には液晶ライトバルブ３０はマトリクス状に画素３１が配列されているが、Ｘ方向に１列のみ示す。

液晶ライトバルブ３０は、高温ポリシリコンＴＦＴを用いた透過型の液晶パネルである。また、液晶ライトバルブ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂは、それぞれに入射したＲ光，Ｇ光，Ｂ光を画像信号に応じて変調するものであり、複数の画素３１をアレイ状に有している。また、ブラックマトリックス（ＢＭ）３０ｂのそれぞれの開口部３０ｃが各サブ画素３１の光透過領域となる。

また、第１シリンドリカルレンズ３４の縦方向の径Ｌ１が、液晶ライトバルブ３０の縦方向の１画素３１のピッチＰ１と略同じである。また、第２シリンドリカルレンズ３５の横方向の径Ｌ２が、液晶ライトバルブ３０の横方向の１画素３１のピッチＰ２と略同じである。
すなわち、図４に示すように、１つの第１シリンドリカルレンズ３４に、液晶ライトバルブ３０の縦方向の１つの画素３１が対応し、１つの第２シリンドリカルレンズ３５に、液晶ライトバルブ３０の横方向の１つの画素３１が対応している。
これらにより、マイクロレンズアレイ３３に入射した光は、第１シリンドリカルレンズ３４により縦方向に集光され、各液晶ライトバルブ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの各画素３１の開口部３０ｃから入射する。
また、第１シリンドリカルレンズ３４から射出され第２シリンドリカルレンズ３５に入射した光は、第２シリンドリカルレンズ３５により横方向に集光され、各液晶ライトバルブ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの各画素３１に効率良く入射する。

また、図１に示すように、ダイクロイックプリズム（色光合成手段）３６は、２つのダイクロイック膜３６ａ，３６ｂがＸ字型に直交して配置された構成となっている。ダイクロイック膜３６ａは、Ｂ光を反射させ、Ｒ光，Ｇ光を透過させる。また、ダイクロイック膜３６ｂは、Ｒ光を反射させ、Ｇ光，Ｂ光を透過させる。このように、ダイクロイックプリズム３６は、液晶ライトバルブ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのそれぞれにおいて変調されたＲ光，Ｇ光及びＢ光を合成する。そして、合成された光を投射レンズ（投射手段）４０により、スクリーン４５に向かって拡大投射する。

本実施形態に係るプロジェクタ１では、縦方向に集光する第１シリンドリカルレンズ３４と、横方向に集光する第２シリンドリカルレンズ３５とを備えているため、縦方向と横方向との焦点距離を別々に設計することができる。すなわち、プロジェクタ１の厚み方向（短手方向）である縦方向に光を集光させる第１シリンドリカルレンズ３４の焦点距離を長く設計することが可能となる。このように、第１シリンドリカルレンズ３４の焦点距離を長くすることにより、液晶ライトバルブ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの画素３１に入射する光の入射角度を小さくすることができる。したがって、厚み方向に光が広がらないので、後段に配置された投射レンズ４０の縦方向の厚みを薄くすることが可能となる。すなわち、プロジェクタ１全体の縦方向の厚みを薄くすることができるため、小型化を図ることが可能となる。

さらには、色分離部２０により色分離された光を第１，第２シリンドリカルレンズ３４，３５により液晶ライトバルブ３０の各画素３１に集光させているため、例えば、レンチキュラレンズに比べて焦点距離の短いレンズを作製し易い。したがって、液晶ライトバルブ３０の画素３１のピッチＰ１が狭いときに、短い焦点距離を有する所望のレンズとして形成することができるため、微細な画素３１を有する液晶ライトバルブ３０に対応可能となる。すなわち、画素３１のピッチＰ１に対応して第２シリンドリカルレンズ３５の焦点距離を短くすることができるため、プロジェクタ１全体の小型化を図ることも可能となる。
さらに、第２シリンドリカルレンズ３５の焦点距離を短く設計することにより、液晶ライトバルブ３０の照明効率を向上させることが可能となる。

また、液晶ライトバルブ３０Ｒ、３０Ｇ，３０Ｂに入射するＲ光，Ｇ光，Ｂ光はテレセントリックな照明光となっているため、光変調手段として、特に、液晶ライトバルブ３０Ｒ、３０Ｇ，３０Ｂを用いた場合に、液晶ライトバルブ３０の入射端面３０ａに対して垂直に光を入射させることができる。これにより、液晶ライトバルブ３０を通過する光のコントラストを向上させることができる。

なお、第１シリンドリカルレンズ３４と第２シリンドリカルレンズ３５との間に、接着部材３２ａ，３２ｂを設けずに空気層であっても良い。
また、光源１１のリフレクタ１１ｂにより、縦方向の光束を細くし、横方向の光束を太くしたが、光源１１から射出される光の形状はこれに限るものではない。
また、第１シリンドリカルレンズ３４，第２シリンドリカルレンズ３５の順に光源１１側から配置したがこれに限るものではなく、第２シリンドリカルレンズ３５，第１シリンドリカルレンズ３４の順であっても良い。
さらに、図４では、マイクロレンズアレイ３３と液晶ライトバルブ３０とを間隔をあけて図示したが、極力近くに配置することが好ましく、接触していても良い。

［第１実施形態の変形例］
本変形例は、マイクロレンズアレイ３３と液晶ライトバルブ３０との間の光路上に、第１フィールドレンズ５１及び第２フィールドレンズ５２を有する光学素子５０を備えている。このような変形例について、図５を参照して説明する。
第１フィールドレンズ５１は、図５に示すように、第１シリンドリカルレンズ３４と同様に、縦方向（Ｘ方向）に複数配列されており、第１シリンドリカルレンズ３４から射出された光の主光軸を液晶ライトバルブ３０の入射端面３０ａの縦方向に略垂直に入射させる。
また、第２フィールドレンズ５２は、第２シリンドリカルレンズ３５と同様に、横方向（Ｙ方向）に複数配列されており、第２シリンドリカルレンズ３５から射出された光の主光軸を液晶ライトバルブ３０の入射端面３０ａの横方向に略垂直に入射させる。また、第１，第２フィールドレンズ５１，５２はシリンドリカルレンズである。
さらに、第１フィールドレンズ５１が第２シリンドリカルレンズ３５側に設けられており、第２フィールドレンズ５２が液晶ライトバルブ３０側に設けられている。

また、第２シリンドリカルレンズ３５と第１フィールドレンズ５１との間は、例えば、樹脂からなる接着部材５６ａが設けられており、この接着部材５６ａにより、第２シリンドリカルレンズ３５と第１フィールドレンズ５１との固定が行われる。また、第１フィールドレンズ５１と第２フィールドレンズ５２との間にも、例えば、樹脂からなる接着部材５６ｂが設けられており、この接着部材５６ｂにより、第１フィールドレンズ５１と第２フィールドレンズ５２との固定が行われる。さらに、第２フィールドレンズ５２の液晶ライトバルブ３０側の面にも、例えば、樹脂からなる接着部材５６ｃが設けられており、この接着部材５６ｃにより、光学素子５０の射出端面５０ｂを平坦面にしている。
この接着部材５６ａ，５６ｂ，５６ｃの屈折率は、第２シリンドリカルレンズ３５，第１，第２フィールドレンズ５１，５２を構成する材料の屈折率との差が大きい方が好ましい。

本変形例では、第１フィールドレンズ５１及び第２フィールドレンズ５２により、液晶ライトバルブ３０に入射する光の入射角度が大きくなる。したがって、液晶ライトバルブ３０の各画素３１を明るい照明光で照射することが可能となる。
また、第１フィールドレンズ５１及び第２フィールドレンズ５２により、液晶ライトバルブ３０に垂直に光を入射させることで、液晶ライトバルブ３０を通過する光のコントラストを向上させることができるため、鮮明な画像をスクリーン４５に投射することが可能となる。

また、縦方向がプロジェクタの厚み方向（短手方向）である場合、第１シリンドリカルレンズ３４の焦点距離を長くし、第２シリンドリカルレンズ３５の焦点距離を短くする。これにより、縦方向に光を集光させる第１フィールドレンズ５１の焦点距離を長くし、横方向に光を集光させる第２フィールドレンズ５２の焦点距離を短くするため、第１フィールドレンズ５１を光源１１側の第２シリンドリカルレンズ３５側に配置し、焦点距離が短い第２フィールドレンズ５２を液晶ライトバルブ３０側に配置することにより、光源１１から射出された光を第１，第２フィールドレンズ５１，５２により液晶ライトバルブ３０に効率良く集光させることができる。
なお、本変形例において、縦方向と横方向とで別々の第１フィールドレンズ５１及び第２フィールドレンズ５２を設けたが、縦方向及び横方向にフィールドレンズ機能を有するレンズを１つ設けた構成であっても良い。

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。
例えば、色光合成手段として、ダイクロイックプリズムを用いたが、これに限るものではない。色光合成手段としては、例えば、ダイクロイックミラーをクロス配置とし色光を合成するもの、ダイクロイックミラーを平行に配置し色光を合成するものを用いることができる。

本発明の第１実施形態に係るプロジェクタを示す概略構成図である。 図１のフライアレイレンズを示す平面図である。 図１のマイクロレンズアレイの構成を示す斜視図である。 図１のマイクロレンズアレイと液晶ライトバルブとの関係を示す斜視図である。 図１のプロジェクタの変形例を示す斜視図である。

符号の説明

Ｌ１，Ｌ２…径、Ｐ１，Ｐ２…ピッチ、１…プロジェクタ、１１…光源、１１ｂ…リフレクタ（反射部）、１２…シリンドリカルレンズ、２０…色分離部（色分離手段）、３０…液晶ライトバルブ（光変調手段）、３０ａ…入射端面、３３…マイクロレンズアレイ、３４…第１シリンドリカルレンズ、３５…第２シリンドリカルレンズ、４０…投射レンズ（投射手段）、５０…光学素子、５１…第１フィールドレンズ、５２…第２フィールドレンズ、

Claims (8)

1. 複数種の色光を含む光を射出する光源と、
   該光源から射出された光を複数種の色光ごとに分離する色分離手段と、
   該色分離手段により色分離された光を変調する複数の画素をアレイ状に有し、色光ごとに設けられた複数の光変調手段と、
   前記色分離手段と前記複数の光変調手段の各々との間のそれぞれの光路上に配置され、入射した光を前記複数の画素の配列方向である第一の方向に集光して前記画素に入射させる第１シリンドリカルレンズと、入射した光を前記第一の方向に略直交する第二の方向に集光して前記画素に入射させる第２シリンドリカルレンズとがそれぞれアレイ状に配列されてなるマイクロレンズアレイと、
   前記光変調手段により変調された光を投射する投射手段とを備えることを特徴とするプロジェクタ。
2. 前記第一の方向と前記第二の方向との曲率が異なり、前記光源から射出された光を反射させる反射部と、
   前記光源と前記色分離手段との間の光路上に配置され、前記第一の方向と前記第二の方向との曲率が異なるレンズ面を有し、前記反射部において反射した光を集光する集光手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
3. 前記光源側から第１シリンドリカルレンズ、第２シリンドリカルレンズの順に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプロジェクタ。
4. 前記第１シリンドリカルレンズから射出された光の主光軸を前記光変調手段の入射端面に対して略垂直とする第１フィールドレンズと、
   前記第２シリンドリカルレンズから射出された光の主光軸を前記光変調手段の入射端面に対して略垂直とする第２フィールドレンズとを備え、
   前記第１フィールドレンズ及び前記第２フィールドレンズはシリンドリカルレンズであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプロジェクタ。
5. 前記光源側から前記第１フィールドレンズ、前記第２フィールドレンズの順に配置されていることを特徴とする請求項４に記載のプロジェクタ。
6. 複数の画素をアレイ状に有する光変調手段の各画素に光を入射させる光学素子であって、
   入射した光を前記複数の画素の配列方向である第一の方向に集光して前記画素に入射させる第１シリンドリカルレンズと、入射した光を前記第一の方向に略直交する第二の方向に集光して前記画素に入射させる第２シリンドリカルレンズとがそれぞれアレイ状に配列されてなるマイクロレンズアレイを備え、
   前記第１シリンドリカルレンズの第一の方向の径は、前記画素の前記第一の方向のピッチと略等しく、
   前記第２シリンドリカルレンズの第二の方向の径は、前記画素の前記第二の方向のピッチと略等しいことを特徴とする光学素子。
7. 前記第１シリンドリカルレンズから射出された光の主光軸を前記光変調手段の入射端面に対して略垂直とする第１フィールドレンズと、
   前記第２シリンドリカルレンズから射出された光の主光軸を前記光変調手段の入射端面に対して略垂直とする第２フィールドレンズとを備え、
   前記第１フィールドレンズ及び前記第２フィールドレンズはシリンドリカルレンズであることを特徴とする請求項６に記載の光学素子。
8. 複数の画素をアレイ状に有し、入射した光を変調する光変調手段と、
   請求項６または請求項７に記載の光学素子とを備えることを特徴とする光変調装置。

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