JP4211450B2 - 偏心レンズアレイの製造方法、この製造方法により製造された偏心レンズアレイ、この偏心レンズアレイを備えた照明光学装置、およびプロジェクタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、光軸中心が幾何学中心からずれた位置となる偏心レンズを含む複数の小レンズを、面内でマトリクス状に配列して構成された偏心レンズアレイの製造方法、この製造方法により製造された偏心レンズアレイ、この偏心レンズアレイを備えた照明光学装置、およびプロジェクタに関する。
【０００２】
【背景技術】
従来、プロジェクタとしては、光源から射出された光束を、ダイクロイックミラーによりＲＧＢの三色の色光に分離し、三枚の液晶パネル（光変調装置）によって色光毎に画像情報に応じて変調し、変調後の光束をクロスダイクロイックプリズムで合成し、投写レンズを介してカラー画像を拡大投写する、いわゆる三板式のプロジェクタが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このようなプロジェクタには、光源から射出された光束を液晶パネルの画像形成領域に均一に供給するために、光源から液晶パネルに至る光路中に、光束分割光学素子や集光素子を含む照明光学装置が配置されている。
この光束分割光学素子は、光源から射出された光束を複数の偏心小レンズで複数の部分光束に分割するものであり、集光素子は、光束分割光学素子で分割された部分光束を液晶パネルの矩形状の画像形成領域上に重畳するものである。
このような光束分割光学素子や集光素子としては、複数の偏心小レンズを含む小レンズが照明光軸に直交する面内でマトリクス状に配列されたマルチレンズアレイが知られている。このマルチレンズアレイは、マトリクス状の配列方向のうち一方を、画像形成領域の短辺方向に合わせた状態で配置される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２８７２５２号公報（図７）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上のマルチレンズアレイは、例えば、各小レンズに対応した形状の成形用駒を、金型キャビティ内にマトリクス状に配列した後、このキャビティ内に溶融樹脂や溶融ガラスを挿入することにより製造される。ここで、成形用駒を金型キャビティに円滑に取り付けるため、各成形用駒同士の間には僅かな隙間が形成されている。したがって、金型キャビティで溶融樹脂を成形すると、各成形用駒が樹脂で押圧されて、各成形用駒が僅かにずれることになる。その結果、これら成形用駒の僅かな位置ずれが累積して、成形品であるマルチレンズアレイの端部では、小レンズの位置が大きくずれてしまう可能性があった。
【０００６】
本発明の目的は、高精度な偏心レンズアレイの製造方法、この製造方法により製造された偏心レンズアレイ、この偏心レンズアレイを備えた照明光学装置、およびプロジェクタを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の偏心レンズアレイの製造方法は、光源から射出された光束を複数の部分光束に分割し、これら部分光束を集光して矩形状の被照明領域に重畳させる照明光学装置に用いられ、光軸中心が幾何学中心からずれた位置となる偏心レンズを含む複数の小レンズを、面内でマトリクス状に配列して構成された偏心レンズアレイの製造方法であって、前記偏心レンズアレイは、前記マトリクス状の配列方向のうち一方向に隣接する小レンズ同士が連続し、前記マトリクス状の配列方向のうち他方向に隣接する小レンズ同士が段差を有して接続するとともに、前記一方向を、前記被照明領域の短辺方向に合わせた状態で配置され、前記一方向に沿って延びる成形用駒を、金型キャビティ内に前記他方向に複数配列した後、前記キャビティ内に溶融光学材料を挿入し、プレス成形することを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、マトリクス状の配列方向のうち一方に沿って連続する成形用駒を用いたので、小レンズの該配列方向の一方の位置ずれが発生しないから、偏心レンズアレイを高精度に製造できる。
【０００９】
本発明の偏心レンズアレイは、上述した偏心レンズアレイの製造方法によって製造されたことを特徴とする。
この発明によれば、上述したように、高精度な偏心レンズアレイを得ることができる。
【００１０】
本発明の照明光学装置は、光源から射出された光束を複数の部分光束に分割し、これら部分光束を集光して矩形状の被照明領域に重畳させる照明光学装置であって、上述した偏心レンズアレイを備え、この偏心レンズアレイは、前記マトリクス状の配列方向のうち一方を、該被照明領域の短辺方向に合わせた状態で配置されることを特徴とする。
この発明によれば、上述した偏心レンズアレイと略同様の作用・効果を奏することができる。また、光源から射出された光束を矩形状の被照明領域に確実に重畳できる。
【００１１】
本発明のプロジェクタは、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成し、拡大投写するプロジェクタであって、上述した照明光学装置を備えていることを特徴とする。
この発明によれば、上述した照明光学装置と略同様の作用・効果を奏することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るプロジェクタ１を上方前面側から見た斜視図である。図２は、プロジェクタ１を下方背面側から見た斜視図である。
図１または図２に示すように、プロジェクタ１は、射出成形によって成形された略直方体状の外装ケース２を備える。この外装ケース２は、プロジェクタ１の本体部分を収納する合成樹脂製の筐体であり、アッパーケース２１と、ロアーケース２２とを備え、これらのケース２１，２２は、互いに着脱自在に構成されている。
【００１３】
アッパーケース２１は、図１，２に示すように、プロジェクタ１の上面、側面、前面、および背面をそれぞれ構成する上面部２１Ａ、側面部２１Ｂ、前面部２１Ｃおよび背面部２１Ｄを含んで構成される。
同様に、ロアーケース２２も、図１，２に示すように、プロジェクタ１の下面、側面、前面、および背面をそれぞれ構成する下面部２２Ａ、側面部２２Ｂ、前面部２２Ｃ、および背面部２２Ｄを含んで構成される。
【００１４】
従って、図１，２に示すように、直方体状の外装ケース２において、アッパーケース２１およびロアーケース２２の側面部２１Ｂ，２２Ｂ同士が連続的に接続されて直方体の側面部分２１０が構成され、同様に、前面部２１Ｃ，２２Ｃ同士の接続で前面部分２２０が、背面部２１Ｄ，２２Ｄ同士の接続で背面部分２３０が、上面部２１Ａにより上面部分２４０が、下面部２２Ａにより下面部分２５０がそれぞれ構成される。
【００１５】
図１に示すように、上面部分２４０において、その前方側には操作パネル２３が設けられ、この操作パネル２３の近傍には音声出力用のスピーカ孔２４０Ａが形成されている。
【００１６】
前方から見て右側の側面部分２１０には、２つの側面部２１Ｂ，２２Ｂを跨る開口２１１が形成されている。ここで、外装ケース２内には、上面部分２４０に沿って、後述するメイン基板５１と、インターフェース基板５２とが設けられており、この開口２１１に取り付けられたインターフェースパネル５３を介して、メイン基板５１に実装された接続部５１Ｂと、インターフェース基板５２に実装された接続部５２Ａとが外部に露出している。これらの接続部５１Ｂ，５２Ａにおいて、プロジェクタ１には外部の電子機器等が接続される。
【００１７】
前面部分２２０において、前方から見て右側で、前記操作パネル２３の近傍には、２つの前面部２１Ｃ，２２Ｃを跨ぐ円形状の開口２２１が形成されている。この開口２２１に対応するように、外装ケース２内部には、投写レンズ４６が配置されている。この際、開口２２１から投写レンズ４６の先端部分が外部に露出しており、この露出部分の一部であるレバー４６Ａを介して、投写レンズ４６のフォーカス操作が手動で行えるようになっている。
前面部分２２０において、前記開口２２１の反対側の位置には、排気口２２２が形成されている。この排気口２２２には、安全カバー２２２Ａが形成されている。
【００１８】
図２に示すように、背面部分２３０において、背面から見た右側には矩形状の開口２３１が形成され、この開口２３１からインレットコネクタ２４が露出するようになっている。
【００１９】
下面部分２５０において、下方から見て右端側の中央位置には矩形状の開口２５１が形成されている。開口２５１には、この開口２５１を覆うランプカバー２５が着脱自在に設けられている。このランプカバー２５を取り外すことにより、図示しない光源ランプの交換が容易に行えるようになっている。
また、下面部分２５０において、下方から見て左側で背面側の隅部には、一段内側に凹んだ矩形面２５２が形成されている。この矩形面２５２には、外部から冷却空気を吸入するための吸気口２５２Ａが形成されている。矩形面２５２には、この矩形面２５２を覆う吸気口カバー２６が着脱自在に設けられている。吸気口カバー２６には、吸気口２５２Ａに対応する開口２６Ａが形成されている。開口２６Ａには、図示しないエアフィルタが設けられており、内部への塵埃の侵入が防止されている。
【００２０】
さらに、下面部分２５０において、後方側の略中央位置にはプロジェクタ１の脚部を構成する後脚２Ｒが形成されている。また、下面部２２Ａにおける前方側の左右の隅部には、同じくプロジェクタ１の脚部を構成する前脚２Ｆがそれぞれ設けられている。つまり、プロジェクタ１は、後脚２Ｒおよび２つ前脚２Ｆにより３点で支持されている。
２つの前脚２Ｆは、それぞれ上下方向に進退可能に構成されており、プロジェクタ１の前後方向および左右方向の傾き（姿勢）を調整して、投写画像の位置調整ができるようになっている。
【００２１】
また、図１，２に示すように、下面部分２５０と前面部分２２０とを跨るように、外装ケース２における前方側の略中央位置には、直方体状の凹部２５３が形成されている。この凹部２５３には、カバー部材２７が設けられている。カバー部材２７の内部には、図１，２では図示しないリモートコントローラ（リモコン）が収納されている。
【００２２】
ここで、図３，４は、プロジェクタ１の内部を示す斜視図である。具体的には、図３は、図１の状態からプロジェクタ１のアッパーケース２１を外した図である。図４は、図３の状態から制御基板５を外した図である。
【００２３】
外装ケース２には、図３，４に示すように、背面部分に沿って配置され、左右方向に延びる電源ユニット３と、この電源ユニット３の前側に配置された平面視略Ｌ字状で光学ユニット４と、これらのユニット３，４の上方および右側に配置される制御基板５とを備える。これらの各装置３〜５によりプロジェクタ１の本体が構成されている。
【００２４】
電源ユニット３は、電源３１と、この電源３１の下方に配置された図示しないランプ駆動回路（バラスト）とを含んで構成される。
電源３１は、前記インレットコネクタに接続された図示しない電源ケーブルを通して外部から供給された電力を、前記ランプ駆動回路や制御基板５等に供給するものである。
前記ランプ駆動回路は、光学ユニット４を構成する図３，４では図示しない光源ランプに、電源３１から供給された電力を供給するものであり、前記光源ランプと電気的に接続されている。このようなランプ駆動回路は、例えば、基板に配線することにより構成できる。
【００２５】
電源３１および前記ランプ駆動回路は、略平行に上下に並んで配置されており、これらの占有空間は、プロジェクタ１の背面側で左右方向に延びている。
また、電源３１はおよび前記ランプ駆動回路は、左右側が開口されたアルミニウム等の金属製のシールド部材３１Ａによって周囲を覆われている。
シールド部材３１Ａは、冷却空気を誘導するダクトとしての機能に加えて、電源３１や前記ランプ駆動回路で発生する電磁ノイズが、外部へ漏れないようにする機能も有している。
【００２６】
制御基板５は、図３に示すように、ユニット３，４の上側を覆うように配置されＣＰＵや接続部５１Ｂ等を含むメイン基板５１と、このメイン基板５１の下側に配置され接続部５２Ａを含むインターフェース基板５２とを備える。
この制御基板５では、接続部５１Ｂ，５２Ａを介して入力された画像情報に応じて、メイン基板５１のＣＰＵ等が、後述する光学装置を構成する液晶パネルの制御を行う。
【００２７】
メイン基板５１は、金属製のシールド部材５１Ａによって周囲を覆われている。メイン基板５１は、図３ではわかり難いが、光学ユニット４を構成する上ライトガイド４７２の上端部分４７２Ａ（図４）に当接している。
【００２８】
〔１．光学ユニットの詳細な構成〕
ここで、図５は、光学ユニット４を示す分解斜視図である。図６は、光学ユニット４を模式的に示す図である。
光学ユニット４は、図６に示すように、光源装置４１１を構成する光源としての光源ランプ４１６から射出された光束を光学的に処理して画像情報に対応した光学像を形成し、この光学像を拡大して投写するユニットであり、照明光学装置としてのインテグレータ照明光学系４１と、色分離光学系４２と、リレー光学系４３と、光学装置４４と、投写レンズ４６と、これらの光学部品４１〜４４，４６を収納する合成樹脂製のライトガイド４７（図５）とを備える。
【００２９】
インテグレータ照明光学系４１は、光学装置４４を構成する３枚の液晶パネル４４１（赤、緑、青の色光毎にそれぞれ液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂとする）の画像形成領域をほぼ均一に照明するための光学系であり、光源装置４１１と、第１レンズアレイ４１２と、偏心レンズアレイとしての第２レンズアレイ４１３と、偏光変換素子４１４と、重畳レンズ４１５とを備える。
【００３０】
光源装置４１１は、光源ランプ４１６と、リフレクタ４１７とを備え、光源ランプ４１６から射出された放射状の光線をリフレクタ４１７で反射して平行光線とし、この平行光線を外部へと射出する。光源ランプ４１６には、高圧水銀ランプを採用している。なお、高圧水銀ランプ以外に、メタルハライドランプやハロゲンランプ等も採用できる。また、リフレクタ４１７には、放物面鏡を採用している。なお、放物面鏡の代わりに、平行化凹レンズおよび楕円面鏡を組み合わせたものを採用してもよい。
【００３１】
第１レンズアレイ４１２は、光軸方向から見てほぼ矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列されたマルチレンズアレイである。各小レンズは、光源ランプ４１６から射出される光束を、複数の部分光束に分割している。詳しくは、後述する。
第２レンズアレイ４１３は、第１レンズアレイ４１２と略同様な構成を有しており、小レンズがマトリクス状に配列されたマルチレンズアレイである。この第２レンズアレイ４１３は、重畳レンズ４１５とともに、第１レンズアレイ４１２の各小レンズの像を液晶パネル４４１上に結像させる機能を有する。詳しくは、後述する。
【００３２】
偏光変換素子４１４は、第２レンズアレイ４１３と重畳レンズ４１５との間に配置される。このような偏光変換素子４１４は、第２レンズアレイ４１３からの光を１種類の偏光光に変換するものであり、これにより、光学装置４４での光の利用効率が高められている。
具体的に、偏光変換素子４１４によって１種類の偏光光に変換された各部分光は、重畳レンズ４１５によって最終的に光学装置４４の液晶パネル４４１上にほぼ重畳される。偏光光を変調するタイプの液晶パネル４４１を用いたプロジェクタ１では、１種類の偏光光しか利用できないため、他種類のランダムな偏光光を発する光源ランプ４１６からの光束の略半分が利用されない。このため、偏光変換素子４１４を用いることにより、光源ランプ４１６から射出された光束を全て１種類の偏光光に変換し、光学装置４４での光の利用効率を高めている。なお、このような偏光変換素子４１４は、たとえば特開平８−３０４７３９号公報に紹介されている。
【００３３】
色分離光学系４２は、２枚のダイクロイックミラー４２１，４２２と、反射ミラー４２３とを備え、ダイクロイックミラー４２１，４２２によりインテグレータ照明光学系４１から射出された複数の部分光束を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離する機能を有している。
【００３４】
リレー光学系４３は、入射側レンズ４３１と、リレーレンズ４３３と、反射ミラー４３２，４３４とを備え、色分離光学系４２で分離された色光である赤色光を液晶パネル４４１Ｒまで導く機能を有している。
この際、色分離光学系４２のダイクロイックミラー４２１では、インテグレータ照明光学系４１から射出された光束のうち、赤色光成分と緑色光成分とは透過し、青色光成分は反射する。ダイクロイックミラー４２１によって反射した青色光は、反射ミラー４２３で反射し、フィールドレンズ４１８を通って、青色用の液晶パネル４４１Ｂに到達する。このフィールドレンズ４１８は、第２レンズアレイ４１３から射出された各部分光束をその中心軸（主光線）に対して平行な光束に変換する。他の液晶パネル４４１Ｇ，４４１Ｒの光入射側に設けられたフィールドレンズ４１８も同様である。
【００３５】
また、ダイクロイックミラー４２１を透過した赤色光と緑色光のうちで、緑色光は、ダイクロイックミラー４２２によって反射し、フィールドレンズ４１８を通って、緑色用の液晶パネル４４１Ｇに到達する。一方、赤色光は、ダイクロイックミラー４２２を透過してリレー光学系４３を通り、さらにフィールドレンズ４１８を通って、赤色光用の液晶パネル４４１Ｒに到達する。
ここで、赤色光にリレー光学系４３が用いられているのは、赤色光の光路の長さが他の色光の光路長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ４３１に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ４１８に伝えるためである。なお、リレー光学系４３には、３つの色光のうちの赤色光を通す構成としたが、これに限らず、例えば、青色光を通す構成としてもよい。
【００３６】
光学装置４４は、入射された光束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、色分離光学系４２で分離された各色光が入射される３つの入射側偏光板４４２と、各入射側偏光板４４２の後段に配置される液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂと、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの後段に配置される射出側偏光板４４３と、クロスダイクロイックプリズム４４４とを備える。
液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂは、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として用いたものである。
光学装置４４において、色分離光学系４２で分離された各色光は、これら３枚の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ、入射側偏光板４４２、および射出側偏光板４４３によって画像情報に応じて変調されて光学像を形成する。
【００３７】
入射側偏光板４４２は、色分離光学系４２で分離された各色光のうち、一定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものであり、サファイアガラス等の基板に偏光膜が貼付されたものである。また、基板を用いずに、偏光膜をフィールドレンズ４１８に貼り付けてもよい。
射出側偏光板４４３も、入射側偏光板４４２と略同様に構成され、液晶パネル４４１（４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ）から射出された光束のうち、所定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものである。また、基板を用いずに、偏光膜をクロスダイクロイックプリズム４４４に貼り付けてもよい。
これらの入射側偏光板４４２および射出側偏光板４４３は、互いの偏光軸の方向が直交するように設定されている。
【００３８】
クロスダイクロイックプリズム４４４は、射出側偏光板４４３から射出され、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ものである。
クロスダイクロイックプリズム４４４には、赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが、４つの直角プリズムの界面に沿って略Ｘ字状に設けられ、これらの誘電体多層膜により３つの色光が合成される。
【００３９】
以上説明した液晶パネル４４１、射出側偏光板４４３およびクロスダイクロイックプリズム４４４は、一体的にユニット化された光学装置本体４５として構成されている。
【００４０】
投写レンズ４６は、光学装置４４のクロスダイクロイックプリズム４４４で合成されたカラー画像を拡大して投写するものである。
ライトガイド４７は、図５に示すように、各光学部品４１２〜４１５，４１８，４２１〜４２３，４３１〜４３４，４４２を上方からスライド式に嵌め込む溝部が形成された下ライトガイド４７１と、下ライトガイド４７１の上側開口を閉塞する蓋状の上ライトガイド４７２とを備えて構成される。
【００４１】
図５に示すように、平面視略Ｌ字状の下ライトガイド４７１の一端側には、光源装置４１１が収容されている。他端側には、下ライトガイド４７１に形成されたヘッド部４７３を介して、投写レンズ４６がねじ止め固定されている。
また、図５に示すように、下ライトガイド４７１に収納された光学装置本体４５は、２つのばね部材５０を挟んだ状態で下ライトガイド４７１にねじ止め固定される。この２つのばね部材５０は、フィールドレンズ４１８および入射側偏光板４４２を下方へと付勢して位置を特定する。
【００４２】
〔２．インテグレータ照明光学系の構造〕
次に、本発明に係る照明光学装置であるインテグレータ照明光学系４１について説明する。
図７は、インテグレータ照明光学系４１を示す模式図である。
光源装置４１１から射出された光束は、第１レンズアレイ４１２によって複数の部分光束に分割される。この分割された各部分光束は、第２レンズアレイ４１３により集光され、偏光変換素子４１４により一定方向の直線偏光光に変換された後に、重畳レンズ４１５を含む各レンズにより液晶パネル４４１の被照明領域としての矩形状の画像形成領域４４８に重畳される。
【００４３】
第１レンズアレイ４１２は、複数の小レンズ１２を、光軸に直交する方向にマトリックス状（水平方向を行方向とし、上下方向を列方向とすると、６行×１０列）に配列することにより構成されている。光源装置４１１から射出された平行な光束は、これらの小レンズ１２によって複数の部分光束に分割され、これら分割された部分光束は、第２レンズアレイ１１５の近傍で結像される。
ここで、各小レンズ１２の形状は、光軸方向から見て、光学装置４４を構成する液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの画像形成領域４４８の形状と略相似形となるように設定されている。
【００４４】
図８は、第２レンズアレイ４１３の正面図である。
第２レンズアレイ４１３は、光軸に直交する面内に複数の小レンズがマトリクス状（６行×１０列）に配列されて形成されたレンズ部６０と、このレンズ部６０の周囲に形成された縁部６５とを備えている。
この第２レンズアレイ４１３は、マトリクス状の配列方向のうちの列方向を液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの画像形成領域４４８の短辺方向に合わせた状態で配置されている。
【００４５】
ここで、レンズ部６０は、第２レンズアレイ４１３の中心を対称中心として、行方向および列方向に対称な４つのレンズ部分６１から構成されている（図８中一点鎖線で対称軸を示す）。したがって、以下、図８中右下に位置するレンズ部分６１の構造について説明するが、残るレンズ部分６１についても同様の構造である。
レンズ部分６１は、第２レンズアレイ４１３の中央側に配置された小レンズ群６２と、この小レンズ群６２の行方向外側に配置された小レンズ群６３と、小レンズ群６３の行方向外側に配置された小レンズ群６４とを備えている。
【００４６】
図９は、第２レンズアレイ４１３の部分拡大図である。
小レンズ群６４は、平面形状は同一であるが断面形状は互いに異なる小レンズ６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｃ，６４Ｄ，６４Ｅが、第２レンズアレイ４１３の中央から列方向端部に向かって順に並んで構成されている。
小レンズ６３群は、小レンズ群６４と同様に、平面形状は同一であるが断面形状は互いに異なる小レンズ６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃ，６３Ｄ，６３Ｅが、第２レンズアレイ４１３の中央から列方向端部に向かって順に並んで構成されている。
【００４７】
小レンズ６３Ａ〜６３Ｅ，６４Ａ〜６４Ｅの平面形状は、第１レンズアレイ４１２を構成する小レンズ１２と同様に、光学装置４４の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの画像形成領域の形状と略相似形となるように設定されている。例えば、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂのアスペクト比（縦と横の寸法の比）が４：３であれば、小レンズ１２のアスペクト比も４：３に設定される。具体的には、小レンズ６３Ａ〜６３Ｅ，６４Ａ〜６４Ｅは、行方向の幅寸法Ｐ１、列方向の高さ寸法Ｑ１を有している。
【００４８】
小レンズ群６２は、平面形状および断面形状が互いに異なる小レンズ６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄ，６２Ｅが、第２レンズアレイ４１３の中央から列方向端部に向かって順に並んで構成されている。
小レンズ６２Ａ〜６２Ｅの平面形状について説明する。小レンズ６２Ａ〜６２Ｅは、幅寸法Ｐ１よりも小さい幅寸法Ｐ２を有している。また、小レンズ６４Ａは、高さ寸法Ｑ１よりも小さい高さ寸法Ｑ２を有し、小レンズ６２Ｂは、高さ寸法Ｑ１を有し、小レンズ６４Ｃは、高さ寸法Ｑ１よりも大きい高さ寸法Ｑ３を有している。小レンズ６４Ｄは、高さ寸法Ｑ１よりも僅かに大きい高さ寸法Ｑ４を有し、小レンズ６４Ｅは、高さ寸法Ｑ１よりも僅かに小さい高さ寸法Ｑ５を有している。
【００４９】
したがって、小レンズ６２Ａ〜６２Ｅは、小レンズ６３Ａ〜６３Ｅ，６４Ａ〜６４Ｅと異なり、平面形状が光学装置４４の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの画像形成領域の形状に対して、必ずしも略相似形とはなっていない。この理由は、第２レンズアレイ４１３は、前述したように、第１レンズアレイ４１２により分割された複数の部分光束の主光線を、後段の重畳レンズ４１５の入射面に垂直に入射させるために設けられているため、第１レンズアレイ４１２と同じ構成とする必要はない。要するに、複数の部分光束が重畳レンズ４１５の入射面に垂直に入射することができれば、小レンズの形状を種々の形状に設定できる。
【００５０】
図１０は、小レンズ６２Ａ〜６２Ｅ，６３Ａ〜６３Ｅ，６４Ａ〜６４Ｅの断面図である。
以上の小レンズ６２Ａ〜６２Ｅ，６３Ａ〜６３Ｅ，６４Ａ〜６４Ｅは、図１０にも示されるように、レンズ面Ｒが断面円弧形状の偏心レンズとされている。
各小レンズ６２Ａ〜６２Ｅ，６３Ａ〜６３Ｅ，６４Ａ〜６４Ｅの平面形状における中心を幾何学中心Ｄとする。この幾何学中心Ｄは、各小レンズ６２Ａ〜６２Ｅ，６３Ａ〜６３Ｅ，６４Ａ〜６４Ｅの光軸中心Ａから偏心量Ｈだけずれている。この小レンズ６２Ａ〜６２Ｅ，６３Ａ〜６３Ｅ，６４Ａ〜６４Ｅでは、光軸中心Ａ上に焦点位置Ｆがあり、幾何学中心Ｄに沿って入射した光束は、光軸中心Ａ上に結像する。
なお、図９では図示を略したが、互いに隣接する各小レンズ６２Ａ〜６２Ｅ，６３Ａ〜６３Ｅ，６４Ａ〜６４Ｅ同士では、偏心量Ｌは、列方向中心側よりも列方向端部側の方が大きく、行方向中心側よりも行方向端部側の方が大きい。
また、小レンズ６２Ａ〜６２Ｅ，６３Ａ〜６３Ｅ，６４Ａ〜６４Ｅにおいて、列方向に隣接するレンズ面Ｒ同士は連続しているが、行方向に隣接するレンズ面Ｒ同士は連続しておらず、段差が形成されている。
【００５１】
〔３．第２レンズアレイの製造方法〕
図１１は、第２レンズアレイ４１３を製造する製造装置７０の断面図である。
第２レンズアレイ４１３は、製造装置７０で溶融光学材料としての溶融ガラスＧをプレス成形することによって製造される。
製造装置７０は、金型装置７１と、型締め装置７２とを備えている。
金型装置７１は、２つの金型７１１，７１２に２分割されている。金型７１１の内部には、金型キャビティとしてのキャビティ７１１Ａが形成されており、このキャビティ７１１Ａには、成形用駒７１２，７１３，７１４が６行配列されて、成形面Ｓ１が形成されている。金型７１２は、平面状の成形面Ｓ２を有している。
型締め装置７２は、金型７１１，７１２を互いに接離させることにより、金型装置７１を開閉するものである。
【００５２】
ここで、成形用駒７１２は、マトリクス状の配列方向のうち一方、つまり列方向に隣接する２つの小レンズ群６２に対応した形状に形成されることにより、列方向に沿って延びている。なお、成形用駒７１３，７１４も、成形用駒７１２と同様に、列方向に隣接する２つの小レンズ群６３，６４に対応した形状に形成されて、列方向に沿って延びている。この成形用駒７１２〜７１４は、金型７１１のキャビティ７１１Ａ内に、マトリクス状の配列方向のうち他方、つまり行方向に６つ配列されている。具体的には、成形用駒７１２は、中央に２つ配置されており、成形用駒７１３は、成形用駒７１２の外側に各１つずつ配置されており、成形用駒７１４は、成形用駒７１３の外側に各１つずつ配置されている。
【００５３】
以上のような製造装置７０では、まず、金型７１２の成形面Ｓ２上に溶融ガラスＧを載置する。次に、型締め装置７２を駆動させて、金型装置７１を閉じる。これにより、キャビティ７１１Ａ内に溶融ガラスＧが挿入された状態となり、金型７１１の成形面Ｓ１と金型７１２の成形面Ｓ２とでプレス成形され、第２レンズアレイ４１３が得られる。
【００５４】
〔４．本実施形態の効果〕
前述した実施形態によれば、以下のような効果がある。
(１)列方向に沿って延びる成形用駒７１２〜７１３を、キャビティ７１１Ａ内に行方向に６つ配列した後、キャビティ７１１Ａ内に溶融ガラスＧを挿入し、プレス成形したので、小レンズ６２Ａ〜６２Ｅ，６３Ａ〜６３Ｅ，６４Ａ〜６４Ｅの列方向の位置ずれが発生しないから、第２レンズアレイ４１３を高精度に製造できる。
【００５５】
(２)インテグレータ照明光学系４１に第２レンズアレイ４１３を設け、この第２レンズアレイ４１３の列方向を画像形成領域４４８の短辺方向に合わせた状態で配置したので、光源ランプ４１６から射出された光束を矩形状の画像形成領域４４８に確実に重畳できる。
【００５６】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、成形用駒７１２〜７１４を用いて第２レンズアレイ４１３のみを製造したが、これに限らず、成形用駒７１２〜７１４と同様の成形用駒を用いて第１レンズアレイ４１２を製造してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係るプロジェクタを上方全面側から見た斜視図。
【図２】 前記プロジェクタを下方背面側から見た斜視図。
【図３】 前記プロジェクタの内部を示す斜視図であり、具体的には、図１の状態からアッパーケースを外した図。
【図４】 前記プロジェクタの内部を示す斜視図であり、具体的には、図３の状態から制御基板を外した図。
【図５】 前記プロジェクタを構成する光学ユニットを示す分解斜視図。
【図６】 前記光学ユニットを模式的に示す図。
【図７】 前記光学ユニットを構成する照明光学装置を模式的に示す図。
【図８】 前記照明光学装置を構成する偏心レンズアレイの正面図。
【図９】 前記偏心レンズアレイの部分拡大図。
【図１０】 前記偏心レンズアレイを構成する小レンズの断面図。
【図１１】 前記偏心レンズアレイを製造する製造装置の断面図。
【符号の説明】
１…プロジェクタ、４１…インテグレータ照明光学系（照明光学装置）、６２Ａ〜６２Ｅ，６３Ａ〜６３Ｅ，６４Ａ〜６４Ｅ…小レンズ（偏心レンズ）、４１３…第２レンズアレイ（偏心レンズアレイ）、４１６…光源ランプ（光源）、４４８…画像形成領域（被照明領域）、７１１Ａ…キャビティ（金型キャビティ）、７１２，７１３，７１４…成形用駒、Ａ…光軸中心、Ｄ…幾何学中心、Ｇ…溶融ガラス（溶融光学材料）。

Claims (4)

1. 光源から射出された光束を複数の部分光束に分割し、これら部分光束を集光して矩形状の被照明領域に重畳させる照明光学装置に用いられ、光軸中心が幾何学中心からずれた位置となる偏心レンズを含む複数の小レンズを、面内でマトリクス状に配列して構成された偏心レンズアレイの製造方法であって、
   前記偏心レンズアレイは、前記マトリクス状の配列方向のうち一方向に隣接する小レンズ同士が連続し、前記マトリクス状の配列方向のうち他方向に隣接する小レンズ同士が段差を有して接続するとともに、前記一方向を、前記被照明領域の短辺方向に合わせた状態で配置され、
   前記一方向に沿って延びる成形用駒を、金型キャビティ内に前記他方向に複数配列した後、
   前記キャビティ内に溶融光学材料を挿入し、プレス成形することを特徴とする偏心レンズアレイの製造方法。
2. 請求項１に記載の偏心レンズアレイの製造方法によって製造されたことを特徴とする偏心レンズアレイ。
3. 光源から射出された光束を複数の部分光束に分割し、これら部分光束を集光して矩形状の被照明領域に重畳させる照明光学装置であって、
   請求項２に記載の偏心レンズアレイを備え、
   この偏心レンズアレイは、前記マトリクス状の配列方向のうち一方向を、該被照明領域の短辺方向に合わせた状態で配置されることを特徴とする照明光学装置。
4. 光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成し、拡大投写するプロジェクタであって、
   請求項３に記載の照明光学装置を備えていることを特徴とするプロジェクタ。

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