JP3471001B2 - 照明光学系およびこれを用いた投射型表示装置 - Google Patents
照明光学系およびこれを用いた投射型表示装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶プロジェクタ
装置等の、ライトバルブにより出力光を所定の映像情報
に応じて変調して用いる場合に好適な照明光学系および
これを用いた投射型表示装置に関し、特に複数の光源部
を配置してなる照明装置を備えた照明光学系およびこれ
を用いた投射型表示装置に関するものである。
装置等の、ライトバルブにより出力光を所定の映像情報
に応じて変調して用いる場合に好適な照明光学系および
これを用いた投射型表示装置に関し、特に複数の光源部
を配置してなる照明装置を備えた照明光学系およびこれ
を用いた投射型表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、メタルハライドランプ、キセ
ノンランプ、あるいはハロゲンランプ等のように配光特
性にバラツキを有する光源を用いた場合においても、そ
の光源の配光特性によるムラを除去し得る、インテグレ
ータ方式と称される、レンズアレイやレンチキュラー板
を用いた方法が知られており、その光束分割手法として
も種々提案されている（例えば特開平3-111806号公
報）。
ノンランプ、あるいはハロゲンランプ等のように配光特
性にバラツキを有する光源を用いた場合においても、そ
の光源の配光特性によるムラを除去し得る、インテグレ
ータ方式と称される、レンズアレイやレンチキュラー板
を用いた方法が知られており、その光束分割手法として
も種々提案されている（例えば特開平3-111806号公
報）。
【０００３】すなわち、このような照明光学装置は凹面
鏡式照明光学装置の後段に、第１のインテグレータ板
（一般には第２フライアイ等と称する）、第２のインテ
グレータ板（一般には第１フライアイ等と称する）およ
びフィールドレンズをこの順に付加してなる。第１のイ
ンテグレータ板は、複数のレンズを２次元的に配列して
構成する。第２のインテグレータ板も同様に、複数のレ
ンズを２次元的に配列して構成する。第１のインテグレ
ータ板は、凹面鏡から射出される明るさムラの大きな単
一光束を、第１のインテグレータ板のレンズの数と同数
の部分光束に分割する。分割後の部分光束の明るさムラ
は、分割前の単一光束に比較して小さい。この各部分光
束は、第２のインテグレータ板により各々被照明領域方
向に射出され、フィールドレンズが被照明領域上でこれ
ら各部分光束を重畳させるので、明るさムラの小さな照
明を実現することができる。
鏡式照明光学装置の後段に、第１のインテグレータ板
（一般には第２フライアイ等と称する）、第２のインテ
グレータ板（一般には第１フライアイ等と称する）およ
びフィールドレンズをこの順に付加してなる。第１のイ
ンテグレータ板は、複数のレンズを２次元的に配列して
構成する。第２のインテグレータ板も同様に、複数のレ
ンズを２次元的に配列して構成する。第１のインテグレ
ータ板は、凹面鏡から射出される明るさムラの大きな単
一光束を、第１のインテグレータ板のレンズの数と同数
の部分光束に分割する。分割後の部分光束の明るさムラ
は、分割前の単一光束に比較して小さい。この各部分光
束は、第２のインテグレータ板により各々被照明領域方
向に射出され、フィールドレンズが被照明領域上でこれ
ら各部分光束を重畳させるので、明るさムラの小さな照
明を実現することができる。
【０００４】さらに、光源からの光による２次光源が形
成される第２のインテグレータ板と投影レンズの瞳が共
役関係となるように、また第１のインテグレータ板を構
成する複数のレンズとライトバルブが共役関係となるよ
うに各部材を配置することにより、液晶プロジェクタ装
置等の投射型表示装置とすることができる。
成される第２のインテグレータ板と投影レンズの瞳が共
役関係となるように、また第１のインテグレータ板を構
成する複数のレンズとライトバルブが共役関係となるよ
うに各部材を配置することにより、液晶プロジェクタ装
置等の投射型表示装置とすることができる。
【０００５】上述した如き２つのインテグレータ板を用
いた投射型表示装置においても、照明光量を確保し、明
るい映像を得ること等を目的として、光軸と略平行な光
束を射出する複数の光源を配置したものが知られている
（特開平6-265887号公報）。
いた投射型表示装置においても、照明光量を確保し、明
るい映像を得ること等を目的として、光軸と略平行な光
束を射出する複数の光源を配置したものが知られている
（特開平6-265887号公報）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし光源を複数使用
しようとすると第１および第２のインテグレータ板が大
きくなり、照明光学系全体が大型化してしまうという問
題がある。
しようとすると第１および第２のインテグレータ板が大
きくなり、照明光学系全体が大型化してしまうという問
題がある。
【０００７】また、インテグレータ板の形状は、投影レ
ンズの瞳が一般的に円形をしているにもかかわらず、複
数光源を配置することにより円形から大きくはずれてし
まう。第１のインテグレータ板に対応して第２のインテ
グレータ板の形状も円形から大きくはずれる。したがっ
て、第２のインテグレータ板の表面に一致した投影レン
ズの瞳は、より大きな円形とすることが必要となるにも
かかわらず、インテグレータ部から入射する光は光源光
束の一部であり投影レンズの瞳を有効活用することがで
きない。また、投影レンズのＦ値を小さくし投影レンズ
も大型化されることや、それによるコストアップも問題
となる。
ンズの瞳が一般的に円形をしているにもかかわらず、複
数光源を配置することにより円形から大きくはずれてし
まう。第１のインテグレータ板に対応して第２のインテ
グレータ板の形状も円形から大きくはずれる。したがっ
て、第２のインテグレータ板の表面に一致した投影レン
ズの瞳は、より大きな円形とすることが必要となるにも
かかわらず、インテグレータ部から入射する光は光源光
束の一部であり投影レンズの瞳を有効活用することがで
きない。また、投影レンズのＦ値を小さくし投影レンズ
も大型化されることや、それによるコストアップも問題
となる。
【０００８】さらに、第２のインテグレータ板の形状が
円形から大きくはずれると、投影レンズの瞳上における
強度分布にムラが生じ性能劣化のおそれもある。
円形から大きくはずれると、投影レンズの瞳上における
強度分布にムラが生じ性能劣化のおそれもある。
【０００９】照明光学系の小型化に関しては、従来より
知られている偏心を利用した照明光学系を用い、第２の
インテグレータ板を小さくすることは可能である。図８
に複数光源を備えたこのような照明光学系の一例を挙げ
る。
知られている偏心を利用した照明光学系を用い、第２の
インテグレータ板を小さくすることは可能である。図８
に複数光源を備えたこのような照明光学系の一例を挙げ
る。
【００１０】すなわちこの照明光学系は、各々の光軸と
略平行な光を射出する複数の光源９１０Ａ、９１０Ｂ
（発光体９０４およびリフレクタ９０１からなる）から
なる光源装置９１０、および第１のインテグレータ板９
１１Ａと第２のインテグレータ板９１１Ｂよりなるイン
テグレータ部９１１で構成され、第２のインテグレータ
板９１１Ｂのサイズは第1のインテグレータ板９１１Ａ
のサイズよりも小さくなっている。第１のインテグレー
タ板９１１Ａ内の各レンズの中心と第２のインテグレー
タ板９１１Ｂ内の各レンズの中心は１対１で対応する。
略平行な光を射出する複数の光源９１０Ａ、９１０Ｂ
（発光体９０４およびリフレクタ９０１からなる）から
なる光源装置９１０、および第１のインテグレータ板９
１１Ａと第２のインテグレータ板９１１Ｂよりなるイン
テグレータ部９１１で構成され、第２のインテグレータ
板９１１Ｂのサイズは第1のインテグレータ板９１１Ａ
のサイズよりも小さくなっている。第１のインテグレー
タ板９１１Ａ内の各レンズの中心と第２のインテグレー
タ板９１１Ｂ内の各レンズの中心は１対１で対応する。
【００１１】しかしながら、この光学系では、各光源９
１０Ａ、９１０Ｂからその光軸Ｘと略平行な光束が射出
される構成とされているので、光源９１０Ａ、９１０Ｂ
からの光束を入射させる第１のインテグレータ板９１１
Ａは、それら各平行な光束の幅に対応したサイズの大き
いものとしなくてはならない。
１０Ａ、９１０Ｂからその光軸Ｘと略平行な光束が射出
される構成とされているので、光源９１０Ａ、９１０Ｂ
からの光束を入射させる第１のインテグレータ板９１１
Ａは、それら各平行な光束の幅に対応したサイズの大き
いものとしなくてはならない。
【００１２】さらに問題となるのは、大きなフライアイ
偏心量が必要となるために照明効率低下や照明ムラや照
明範囲のカケが生じることである。
偏心量が必要となるために照明効率低下や照明ムラや照
明範囲のカケが生じることである。
【００１３】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
ので、複数個の光源を配しつつ照明光の均一化を図ると
ともに照明効率が良好で、コンパクトな照明光学系を提
供するものである。
ので、複数個の光源を配しつつ照明光の均一化を図ると
ともに照明効率が良好で、コンパクトな照明光学系を提
供するものである。
【００１４】さらに、本発明の目的は、上記目的に加え
て、投射型表示装置として用いる場合には、投影レンズ
のコンパクト化や低価格化をも可能とするような照明光
学系およびこれを用いた投射型表示装置を提供すること
にある。
て、投射型表示装置として用いる場合には、投影レンズ
のコンパクト化や低価格化をも可能とするような照明光
学系およびこれを用いた投射型表示装置を提供すること
にある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の照明光学系は、
複数の光源部を配置してなる照明装置と、多数のレンズ
アレイ素子が配列されたインテグレータ板を備えた、前
記照明装置から射出された光の光量均一化を図るインテ
グレータ部と、このインテグレータ部からの出力光を所
定の映像情報に応じて変調するライトバルブからなる照
明光学系において、前記インテグレータ部の前記複数の
光源部からの光束が入射する位置において、前記複数の
光源部から射出された有効光束のうち少なくとも一部の
光束について、これら一部の光束の少なくとも一部断面
領域が互いに重なり合うように構成され、前記インテグ
レータ部は、前記インテグレータ板を該インテグレータ
部の光軸方向に２枚配設してなり、前記２つのインテグ
レータ板のうち前記ライトバルブ側のインテグレータ板
の各レンズアレイ素子は、互いに重なり合う前記一部断
面領域に対応する部分におけるレンズサイズが、その余
の部分におけるレンズサイズよりも小とされていること
を特徴とするものである。
複数の光源部を配置してなる照明装置と、多数のレンズ
アレイ素子が配列されたインテグレータ板を備えた、前
記照明装置から射出された光の光量均一化を図るインテ
グレータ部と、このインテグレータ部からの出力光を所
定の映像情報に応じて変調するライトバルブからなる照
明光学系において、前記インテグレータ部の前記複数の
光源部からの光束が入射する位置において、前記複数の
光源部から射出された有効光束のうち少なくとも一部の
光束について、これら一部の光束の少なくとも一部断面
領域が互いに重なり合うように構成され、前記インテグ
レータ部は、前記インテグレータ板を該インテグレータ
部の光軸方向に２枚配設してなり、前記２つのインテグ
レータ板のうち前記ライトバルブ側のインテグレータ板
の各レンズアレイ素子は、互いに重なり合う前記一部断
面領域に対応する部分におけるレンズサイズが、その余
の部分におけるレンズサイズよりも小とされていること
を特徴とするものである。
【００１６】また、前記ライトバルブ側のインテグレー
タ板の各レンズアレイ素子は矩形形状とされ、前記一部
断面領域が互いに重なり合う領域に対応する部分のレン
ズアレイ素子の縦横比率は、前記一部断面領域が互いに
重なり合う方向に小とされていることが好ましい。ま
た、前記２つのインテグレータ板のうち前記ライトバル
ブ側のインテグレータ板の、前記少なくとも一部の光束
の互いに重なり合う断面領域に対応する部分に位置する
各レンズアレイ素子には、前記重なり合う光束に係る複
数の光源の像が形成されてなることが好ましい。また、
前記照明装置から前記ライトバルブの間に、前記照明装
置から射出された光束の偏光方向を所定の方向に統一す
る偏光変換手段を配設することが好ましい。
タ板の各レンズアレイ素子は矩形形状とされ、前記一部
断面領域が互いに重なり合う領域に対応する部分のレン
ズアレイ素子の縦横比率は、前記一部断面領域が互いに
重なり合う方向に小とされていることが好ましい。ま
た、前記２つのインテグレータ板のうち前記ライトバル
ブ側のインテグレータ板の、前記少なくとも一部の光束
の互いに重なり合う断面領域に対応する部分に位置する
各レンズアレイ素子には、前記重なり合う光束に係る複
数の光源の像が形成されてなることが好ましい。また、
前記照明装置から前記ライトバルブの間に、前記照明装
置から射出された光束の偏光方向を所定の方向に統一す
る偏光変換手段を配設することが好ましい。
【００１７】本発明の照明光学系は、複数の光源部を配
置してなる照明装置と、多数のレンズアレイ素子が配列
されたインテグレータ板を備えた、前記照明装置から射
出された光の光量均一化を図るインテグレータ部と、こ
のインテグレータ部からの出力光を所定の映像情報に応
じて変調するライトバルブからなる照明光学系におい
て、前記インテグレータ部の前記複数の光源部からの光
束が入射する位置において、前記複数の光源部から射出
された有効光束のうち少なくとも一部の光束について、
これら一部の光束の少なくとも一部断面領域が互いに重
なり合うように構成され、前記インテグレータ部は、前
記インテグレータ板を該インテグレータ部の光軸方向に
２枚配設してなり、前記２つのインテグレータ板のうち
前記ライトバルブ側のインテグレータ板の、前記少なく
とも一部の光束の互いに重なり合う断面領域に対応する
部分に位置する各レンズアレイ素子には、前記重なり合
う光束に係る複数の光源の像が形成されてなることを特
徴とするものである。
置してなる照明装置と、多数のレンズアレイ素子が配列
されたインテグレータ板を備えた、前記照明装置から射
出された光の光量均一化を図るインテグレータ部と、こ
のインテグレータ部からの出力光を所定の映像情報に応
じて変調するライトバルブからなる照明光学系におい
て、前記インテグレータ部の前記複数の光源部からの光
束が入射する位置において、前記複数の光源部から射出
された有効光束のうち少なくとも一部の光束について、
これら一部の光束の少なくとも一部断面領域が互いに重
なり合うように構成され、前記インテグレータ部は、前
記インテグレータ板を該インテグレータ部の光軸方向に
２枚配設してなり、前記２つのインテグレータ板のうち
前記ライトバルブ側のインテグレータ板の、前記少なく
とも一部の光束の互いに重なり合う断面領域に対応する
部分に位置する各レンズアレイ素子には、前記重なり合
う光束に係る複数の光源の像が形成されてなることを特
徴とするものである。
【００１８】また、前記インテグレータ部と前記照明装
置との間に反射部材が配置され、該照明装置の少なくと
も一部の前記光源部からの光束の光路を該反射部材にて
折り曲げ、該光束を前記インテグレータ部に入射させる
ことが好ましい。また、前記２つのインテグレータ板の
うち前記ライトバルブ側のインテグレータ板の近傍に、
入射光束のうち一方の偏光を透過させるとともに他方の
偏光を正反射させる偏光分割部材を有し、前記照明装置
から射出された光束の偏光方向を所定の方向に統一す
る、偏光変換手段が配設され、前記偏光分割部材におい
て、前記ライトバルブ側のインテグレータ板の前記重な
り合う光束に係る複数の光源の像が形成されてなる前記
レンズアレイ素子から出射された光束のうちの所定の偏
光が、正反射される方向と、前記重なり合う光束に係る
複数の光源の像が形成されてなる前記レンズアレイ素子
における、この複数の光源の像の配列方向とが、互いに
略垂直となることが好ましい。
置との間に反射部材が配置され、該照明装置の少なくと
も一部の前記光源部からの光束の光路を該反射部材にて
折り曲げ、該光束を前記インテグレータ部に入射させる
ことが好ましい。また、前記２つのインテグレータ板の
うち前記ライトバルブ側のインテグレータ板の近傍に、
入射光束のうち一方の偏光を透過させるとともに他方の
偏光を正反射させる偏光分割部材を有し、前記照明装置
から射出された光束の偏光方向を所定の方向に統一す
る、偏光変換手段が配設され、前記偏光分割部材におい
て、前記ライトバルブ側のインテグレータ板の前記重な
り合う光束に係る複数の光源の像が形成されてなる前記
レンズアレイ素子から出射された光束のうちの所定の偏
光が、正反射される方向と、前記重なり合う光束に係る
複数の光源の像が形成されてなる前記レンズアレイ素子
における、この複数の光源の像の配列方向とが、互いに
略垂直となることが好ましい。
【００１９】また、前記２つのインテグレータ板のうち
前記光源側のインテグレータ板の各レンズアレイ素子が
大略前記ライトバルブの光束通過有効領域と対応した形
状とされていることが好ましい。また、前記複数の光源
部の各々は、発光体と、この発光体からの光を平行光束
として反射する放物面鏡とを含むことが好ましい。
前記光源側のインテグレータ板の各レンズアレイ素子が
大略前記ライトバルブの光束通過有効領域と対応した形
状とされていることが好ましい。また、前記複数の光源
部の各々は、発光体と、この発光体からの光を平行光束
として反射する放物面鏡とを含むことが好ましい。
【００２０】また、本発明の投射型表示装置は、上述し
た照明光学系を備えるとともに、前記ライトバルブによ
り変調された光による光学像をスクリーン上に投影する
投影レンズを備えたことを特徴とするものである。
た照明光学系を備えるとともに、前記ライトバルブによ
り変調された光による光学像をスクリーン上に投影する
投影レンズを備えたことを特徴とするものである。
【００２１】なお、上記「有効光束」とは、光源から射出
された光束のうち、ライトバルブを照明する光束を示
す。
された光束のうち、ライトバルブを照明する光束を示
す。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照しつつ説明する。
図面を参照しつつ説明する。
【００２３】図１は、本実施形態による照明光学系を備
えた投射型表示装置の構成を示す図である。
えた投射型表示装置の構成を示す図である。
【００２４】図１に示すように、この投射型表示装置
は、照明装置１０から発せられた光束をミキシングし
て、光量分布の均一化を図るための、インテグレータ部
１１と、インテグレータ部１１により均一光とされた光
束に画像情報を担持せしめてスクリーンに投射するため
の投射部１２とからなる。
は、照明装置１０から発せられた光束をミキシングし
て、光量分布の均一化を図るための、インテグレータ部
１１と、インテグレータ部１１により均一光とされた光
束に画像情報を担持せしめてスクリーンに投射するため
の投射部１２とからなる。
【００２５】上記照明装置１０は、図１に示すごとく、
キセノンランプやメタルハライドランプ等の放電管から
なる発光体４と、放物面鏡よりなるリフレクタ１とから
なる、複数（本実施形態では２つ）の光源部１０Ａ、１
０Ｂを光軸対称に、かつ互いに内側を向くように傾けて
配設してなる。
キセノンランプやメタルハライドランプ等の放電管から
なる発光体４と、放物面鏡よりなるリフレクタ１とから
なる、複数（本実施形態では２つ）の光源部１０Ａ、１
０Ｂを光軸対称に、かつ互いに内側を向くように傾けて
配設してなる。
【００２６】すなわち、放物面鏡よりなるリフレクタ１
は、発光体４の発光源を焦点位置とするものであり、発
光体４から発せられて光源部１０Ａ、１０Ｂの光軸の後
方および外方へ向かう光束の一部を該光軸に略平行な光
束として反射させるものである。
は、発光体４の発光源を焦点位置とするものであり、発
光体４から発せられて光源部１０Ａ、１０Ｂの光軸の後
方および外方へ向かう光束の一部を該光軸に略平行な光
束として反射させるものである。
【００２７】インテグレータ部１１は、照明装置１０か
らの光束に対して作用する第２フライアイ１１Ａ（各レ
ンズアレイ素子は後述する液晶パネルに略対応する形状
をなす）と、第２フライアイ１１Ａからの各光束による
光スポットを後述する液晶パネル上に重畳せしめる第１
フライアイ１１Ｂと、第１フライアイ１１Ｂからの各光
束の偏光方向を所定の方向に統一する偏光変換手段（Ｐ
ＢＳ）１１Ｃと、凸のフィールドレンズ１１Ｄとを備え
てなる。
らの光束に対して作用する第２フライアイ１１Ａ（各レ
ンズアレイ素子は後述する液晶パネルに略対応する形状
をなす）と、第２フライアイ１１Ａからの各光束による
光スポットを後述する液晶パネル上に重畳せしめる第１
フライアイ１１Ｂと、第１フライアイ１１Ｂからの各光
束の偏光方向を所定の方向に統一する偏光変換手段（Ｐ
ＢＳ）１１Ｃと、凸のフィールドレンズ１１Ｄとを備え
てなる。
【００２８】なお、図１に示すように、第１フライアイ
１１Ｂの各レンズアレイ素子毎に、各光源部１０Ａ、１
０Ｂそれぞれの像が形成されることになる。
１１Ｂの各レンズアレイ素子毎に、各光源部１０Ａ、１
０Ｂそれぞれの像が形成されることになる。
【００２９】一方、投射部１２は、インテグレータ部１
１により均一化された光束をＢ成分ＬＢとＧＲ成分Ｌ
Ｇ、ＬＲとに分離するためのＢ／ＧＲ分離用ダイクロイ
ックミラー２１と、ダイクロイックミラー２１により分
離されたＧＲ成分ＬＧ、ＬＲを、Ｇ成分ＬＧと、Ｒ成分
ＬＲとに分離するためのＧ／Ｒ分離用ダイクロイックミ
ラー２２と、Ｂ成分用の画像が表示される液晶パネル２
３Ｂ（１対の偏光板により狭持されてなる；液晶パネル
２３Ｇ、２３Ｒにおいて同じ）と、Ｇ成分用の画像が表
示される液晶パネル２３Ｇと、Ｒ成分用の画像が表示さ
れる液晶パネル２３Ｒと、各液晶パネル２３Ｂ、２３
Ｇ、２３Ｒを透過して画像情報が担持された光束の成分
ＬＢ、ＬＧ、ＬＲを合成する３色合成プリズム２４と、
３色合成プリズム２４により合成された光束をスクリー
ン上に結像させるための投影レンズ２５とを備えてな
る。また、Ｂ／ＧＲ分離用ダイクロイックミラー２１に
より分離されたＢ成分ＬＢを液晶パネル２３Ｂに向けて
反射する全反射ミラー２７と、全反射ミラー２７により
反射されたＢ成分ＬＢを平行光とするためのフィールド
レンズ２８Ｂと、Ｇ／Ｒ分離用ダイクロイックミラー２
２により分離されたＧ成分ＬＧを平行光とするためのフ
ィールドレンズ２８Ｇと、Ｇ／Ｒ分離用ダイクロイック
ミラー２２により分離されたＲ成分ＬＲを液晶パネル２
３Ｒに向けて反射するための全反射ミラー２９、３０
と、Ｇ／Ｒ分離用ダイクロイックミラー２２により分離
されたＲ成分ＬＲを平行光とするためのフィールドレン
ズ２８Ｒとを備えてなる。
１により均一化された光束をＢ成分ＬＢとＧＲ成分Ｌ
Ｇ、ＬＲとに分離するためのＢ／ＧＲ分離用ダイクロイ
ックミラー２１と、ダイクロイックミラー２１により分
離されたＧＲ成分ＬＧ、ＬＲを、Ｇ成分ＬＧと、Ｒ成分
ＬＲとに分離するためのＧ／Ｒ分離用ダイクロイックミ
ラー２２と、Ｂ成分用の画像が表示される液晶パネル２
３Ｂ（１対の偏光板により狭持されてなる；液晶パネル
２３Ｇ、２３Ｒにおいて同じ）と、Ｇ成分用の画像が表
示される液晶パネル２３Ｇと、Ｒ成分用の画像が表示さ
れる液晶パネル２３Ｒと、各液晶パネル２３Ｂ、２３
Ｇ、２３Ｒを透過して画像情報が担持された光束の成分
ＬＢ、ＬＧ、ＬＲを合成する３色合成プリズム２４と、
３色合成プリズム２４により合成された光束をスクリー
ン上に結像させるための投影レンズ２５とを備えてな
る。また、Ｂ／ＧＲ分離用ダイクロイックミラー２１に
より分離されたＢ成分ＬＢを液晶パネル２３Ｂに向けて
反射する全反射ミラー２７と、全反射ミラー２７により
反射されたＢ成分ＬＢを平行光とするためのフィールド
レンズ２８Ｂと、Ｇ／Ｒ分離用ダイクロイックミラー２
２により分離されたＧ成分ＬＧを平行光とするためのフ
ィールドレンズ２８Ｇと、Ｇ／Ｒ分離用ダイクロイック
ミラー２２により分離されたＲ成分ＬＲを液晶パネル２
３Ｒに向けて反射するための全反射ミラー２９、３０
と、Ｇ／Ｒ分離用ダイクロイックミラー２２により分離
されたＲ成分ＬＲを平行光とするためのフィールドレン
ズ２８Ｒとを備えてなる。
【００３０】なお、上記投射部１２においては、３色合
成プリズム２４に至るまでの光路長はＲ成分ＬＲのみが
異なるが、Ｇ／Ｒ分離用ダイクロイックミラー２２と全
反射ミラー２９との間にはフィールドレンズ３１が、全
反射ミラー２９と全反射ミラー３０との間にはリレーレ
ンズ３２がそれぞれ配設されており、このフィールドレ
ンズ３１とリレーレンズ３２とにより、Ｒ成分ＬＲの結
像関係がＢ成分ＬＢおよびＧ成分ＬＧと見かけ上同等と
なるように補正されるものである。
成プリズム２４に至るまでの光路長はＲ成分ＬＲのみが
異なるが、Ｇ／Ｒ分離用ダイクロイックミラー２２と全
反射ミラー２９との間にはフィールドレンズ３１が、全
反射ミラー２９と全反射ミラー３０との間にはリレーレ
ンズ３２がそれぞれ配設されており、このフィールドレ
ンズ３１とリレーレンズ３２とにより、Ｒ成分ＬＲの結
像関係がＢ成分ＬＢおよびＧ成分ＬＧと見かけ上同等と
なるように補正されるものである。
【００３１】また、上記３色合成プリズム２４はクロス
プリズムであり、Ｂ成分ＬＢに対して反射するダイクロ
イック面２４Ｂと、Ｒ成分ＬＲに対して反射するダイク
ロイック面２４Ｒとを有するものである。
プリズムであり、Ｂ成分ＬＢに対して反射するダイクロ
イック面２４Ｂと、Ｒ成分ＬＲに対して反射するダイク
ロイック面２４Ｒとを有するものである。
【００３２】さらに、インテグレータ部１１からの光束
の光路を投射部１２の方向に折り曲げる全反射ミラー２
０が配設されている。
の光路を投射部１２の方向に折り曲げる全反射ミラー２
０が配設されている。
【００３３】ところで、本実施形態の照明光学系におい
ては、上記光源部１０Ａ、１０Ｂが互いに内側を向くよ
うに傾いて配設されており、これら２つの光源部１０
Ａ、１０Ｂからの光束が、インテグレータ部１１の第２
フライアイ１１Ａ上において互いに重なるようにして１
つのスポットを形成するように構成されている。
ては、上記光源部１０Ａ、１０Ｂが互いに内側を向くよ
うに傾いて配設されており、これら２つの光源部１０
Ａ、１０Ｂからの光束が、インテグレータ部１１の第２
フライアイ１１Ａ上において互いに重なるようにして１
つのスポットを形成するように構成されている。
【００３４】このような構成とされた理由は以下の如き
理由によるものである。
理由によるものである。
【００３５】すなわち、スクリーン上に明るい投影像を
形成することを目的として、光源を複数使用しようとす
ると、第１および第２のフライアイ１１Ａ、１１Ｂのサ
イズがどうしても大きくなり、照明光学系全体が大型化
してしまうという問題がある。
形成することを目的として、光源を複数使用しようとす
ると、第１および第２のフライアイ１１Ａ、１１Ｂのサ
イズがどうしても大きくなり、照明光学系全体が大型化
してしまうという問題がある。
【００３６】一方、フライアイ１１Ａ、１１Ｂの形状
は、投影レンズ２５の瞳が一般的に円形をしているにも
かかわらず、複数光源を配置することにより円形から大
きくはずれてしまう。したがって、第１フライアイ１１
Ｂの表面と共役の位置に配される投影レンズ２５の瞳
は、より大きな円形とすることが必要となるにもかかわ
らず、インテグレータ部１１から入射する光は光源光束
の一部であり投影レンズ２５の瞳を有効活用することが
できないという問題がある。
は、投影レンズ２５の瞳が一般的に円形をしているにも
かかわらず、複数光源を配置することにより円形から大
きくはずれてしまう。したがって、第１フライアイ１１
Ｂの表面と共役の位置に配される投影レンズ２５の瞳
は、より大きな円形とすることが必要となるにもかかわ
らず、インテグレータ部１１から入射する光は光源光束
の一部であり投影レンズ２５の瞳を有効活用することが
できないという問題がある。
【００３７】そこで、本実施形態の照明光学系において
は、２つの光源部１０Ａ、１０Ｂからの光束が、インテ
グレータ部１１の第２フライアイ１１Ａ上において互い
に重なるようにし、その光束スポットが円形となるよう
に、かつそのサイズが小さくなるようにして上記問題を
解決している。
は、２つの光源部１０Ａ、１０Ｂからの光束が、インテ
グレータ部１１の第２フライアイ１１Ａ上において互い
に重なるようにし、その光束スポットが円形となるよう
に、かつそのサイズが小さくなるようにして上記問題を
解決している。
【００３８】また、上述した構成とすることにより、投
影レンズ２５のＦ値を所定値以上に維持し、投影レンズ
２５の大型化を防止するとともに、それによるコストア
ップも防止することができる。すなわち、光学系のＦナ
ンバは、インテグレータ部１１のうち第１フライアイ１
１Ｂによって略決定されてしまう。すなわち、この第１
フライアイ１１Ｂを小さくすることができれば瞳を小さ
くすることができ、光学系のＦナンバを大きくする（暗
くする）ことができる。
影レンズ２５のＦ値を所定値以上に維持し、投影レンズ
２５の大型化を防止するとともに、それによるコストア
ップも防止することができる。すなわち、光学系のＦナ
ンバは、インテグレータ部１１のうち第１フライアイ１
１Ｂによって略決定されてしまう。すなわち、この第１
フライアイ１１Ｂを小さくすることができれば瞳を小さ
くすることができ、光学系のＦナンバを大きくする（暗
くする）ことができる。
【００３９】光学系のＦナンバを大きくする（暗くす
る）ことができれば、投影レンズ２５もさほど明るいも
のとする必要がなくなるので、投影レンズ２５としてコ
ンパクトかつ安価なレンズを使用することができる。
る）ことができれば、投影レンズ２５もさほど明るいも
のとする必要がなくなるので、投影レンズ２５としてコ
ンパクトかつ安価なレンズを使用することができる。
【００４０】さらに、第１フライアイ１１Ｂの形状が円
形から大きくはずれると、投影レンズ２５の瞳上におけ
る強度分布にムラが生じ性能劣化のおそれがあるが、こ
のような不都合も回避することが可能である。
形から大きくはずれると、投影レンズ２５の瞳上におけ
る強度分布にムラが生じ性能劣化のおそれがあるが、こ
のような不都合も回避することが可能である。
【００４１】また、上記実施形態においては、２つの光
源部１０Ａ、１０Ｂからの光束が、インテグレータ部１
１の第２フライアイ１１Ａ上において互いに重なるよう
な構成とされているが、図２に示すように、照明装置１
１０を構成する２つの光源部１１０Ａ、１１０Ｂ（発光
体１０４とリフレクタ１０１からなる）からの光束が、
インテグレータ部１１１の第２フライアイ１１１Ａ上に
おいて、その一部のみが互いに重なるような構成とする
ことによっても上記問題の改善を図ることが可能であ
る。
源部１０Ａ、１０Ｂからの光束が、インテグレータ部１
１の第２フライアイ１１Ａ上において互いに重なるよう
な構成とされているが、図２に示すように、照明装置１
１０を構成する２つの光源部１１０Ａ、１１０Ｂ（発光
体１０４とリフレクタ１０１からなる）からの光束が、
インテグレータ部１１１の第２フライアイ１１１Ａ上に
おいて、その一部のみが互いに重なるような構成とする
ことによっても上記問題の改善を図ることが可能であ
る。
【００４２】また、図３に示すように、照明装置２１０
とインテグレータ部２１１との間に全反射ミラー２０５
を配設して、各光源部２１０Ａ、２１０Ｂ（発光体２０
４とリフレクタ２０１からなる）からの光束の光路を屈
曲させ、部材配置の自由度を確保するようにしてもよ
い。
とインテグレータ部２１１との間に全反射ミラー２０５
を配設して、各光源部２１０Ａ、２１０Ｂ（発光体２０
４とリフレクタ２０１からなる）からの光束の光路を屈
曲させ、部材配置の自由度を確保するようにしてもよ
い。
【００４３】また、上述した各実施形態においては、照
明装置を２つの光源部により構成しているが、照明装置
を構成する光源部の数としてはそれ以上とすることも可
能であり、例えば、４つの光源部が各々矩形（望ましく
は正方形）の各頂点に位置するように配設して構成する
ことにより、第２フライアイ１１Ａ上における光束スポ
ットが正方形に近い形状となり、第２フライアイ１１Ａ
上のレンズアレイ素子の多くを有効に利用することがで
きる。
明装置を２つの光源部により構成しているが、照明装置
を構成する光源部の数としてはそれ以上とすることも可
能であり、例えば、４つの光源部が各々矩形（望ましく
は正方形）の各頂点に位置するように配設して構成する
ことにより、第２フライアイ１１Ａ上における光束スポ
ットが正方形に近い形状となり、第２フライアイ１１Ａ
上のレンズアレイ素子の多くを有効に利用することがで
きる。
【００４４】図４および図５は、照明装置を４つの光源
部によって構成した場合に、４つの光源部からの光束
の、第２フライアイ３１１Ａ、４１１Ａ（レンズアレイ
素子３５１、４５１を格子状に配列してなる）上におい
て互いに重なる領域（斜線で示される領域）の一例を示
すものである。
部によって構成した場合に、４つの光源部からの光束
の、第２フライアイ３１１Ａ、４１１Ａ（レンズアレイ
素子３５１、４５１を格子状に配列してなる）上におい
て互いに重なる領域（斜線で示される領域）の一例を示
すものである。
【００４５】すなわち、図４に示す如く、第２フライア
イ３１１Ａ上において、第１の光源部により領域Ａ・Ｂ
・Ｄ・Ｅを照明し、第２の光源部により領域Ｂ・Ｃ・Ｅ
・Ｆを照明し、第３の光源部により領域Ｄ・Ｅ・Ｇ・Ｈ
を照明し、第４の光源部により領域Ｅ・Ｆ・Ｈ・Ｉを照
明し、領域Ｂ・Ｄ・Ｅ・Ｆ・Ｈを光束重複領域とするこ
とが可能である。
イ３１１Ａ上において、第１の光源部により領域Ａ・Ｂ
・Ｄ・Ｅを照明し、第２の光源部により領域Ｂ・Ｃ・Ｅ
・Ｆを照明し、第３の光源部により領域Ｄ・Ｅ・Ｇ・Ｈ
を照明し、第４の光源部により領域Ｅ・Ｆ・Ｈ・Ｉを照
明し、領域Ｂ・Ｄ・Ｅ・Ｆ・Ｈを光束重複領域とするこ
とが可能である。
【００４６】また、図５に示す如く、第２フライアイ４
１１Ａ上において、第１の光源部により領域Ａ・Ｃを照
明し、第２の光源部により領域Ｂ・Ｄを照明し、第３の
光源部により領域Ｃ・Ｅを照明し、第４の光源部により
領域Ｄ・Ｆを照明し、領域Ｃ・Ｄを光束重複領域とする
ことも可能である。
１１Ａ上において、第１の光源部により領域Ａ・Ｃを照
明し、第２の光源部により領域Ｂ・Ｄを照明し、第３の
光源部により領域Ｃ・Ｅを照明し、第４の光源部により
領域Ｄ・Ｆを照明し、領域Ｃ・Ｄを光束重複領域とする
ことも可能である。
【００４７】なお、上述した例においては、各光源から
の光束が、第２フライアイ４１１Ａ上において他の少な
くともｌつの光源からの光束と互いに重なり合うように
構成されているが、第２フライアイ４１１Ａ上におい
て、他のいずれの光源からの光束とも重なり合わない光
源光束が存在することも許容されるものである。
の光束が、第２フライアイ４１１Ａ上において他の少な
くともｌつの光源からの光束と互いに重なり合うように
構成されているが、第２フライアイ４１１Ａ上におい
て、他のいずれの光源からの光束とも重なり合わない光
源光束が存在することも許容されるものである。
【００４８】また、光源部の数にかかわらず、なるべく
多くの光源光束が２次元的に第２フライアイ４１１Ａの
中心方向に照射されるように構成することが望ましい。
多くの光源光束が２次元的に第２フライアイ４１１Ａの
中心方向に照射されるように構成することが望ましい。
【００４９】次に、図２に示すように、照明装置１１０
を構成する２つの光源部１１０Ａ、１１０Ｂからの光束
が、インテグレータ部１１１の第１フライアイ１１１Ｂ
上において、その一部のみが互いに重なるような構成と
された場合、図６に示すように第１フライアイ５１１Ｂ
においては、光軸付近の各レンズアレイ素子５５２にお
けるＸ軸方向（光源部配列方向）のピッチをその両側の
各レンズアレイ素子５５１におけるＸ軸方向（光源部配
列方向）のピッチよりも小さくすることにより、２つの
光源部１１０Ａ、１１０Ｂからの光束が互いに重なり合
う領域において各光束が効率よく射出されることにな
る。なお、光軸付近の各レンズアレイ素子５５２はＹ軸
方向（光源部配列方向に直交する方向）に長い矩形状と
され、一方その両側の各レンズアレイ素子５５１はＸ軸
方向（光源部配列方向）に長い矩形状とされている。
を構成する２つの光源部１１０Ａ、１１０Ｂからの光束
が、インテグレータ部１１１の第１フライアイ１１１Ｂ
上において、その一部のみが互いに重なるような構成と
された場合、図６に示すように第１フライアイ５１１Ｂ
においては、光軸付近の各レンズアレイ素子５５２にお
けるＸ軸方向（光源部配列方向）のピッチをその両側の
各レンズアレイ素子５５１におけるＸ軸方向（光源部配
列方向）のピッチよりも小さくすることにより、２つの
光源部１１０Ａ、１１０Ｂからの光束が互いに重なり合
う領域において各光束が効率よく射出されることにな
る。なお、光軸付近の各レンズアレイ素子５５２はＹ軸
方向（光源部配列方向に直交する方向）に長い矩形状と
され、一方その両側の各レンズアレイ素子５５１はＸ軸
方向（光源部配列方向）に長い矩形状とされている。
【００５０】また、前述したように、第１フライアイ１
１Ｂの投射部１２側には、第１および第２フライアイ１
１Ｂ、１１Ａにより均一化された光束をＰ偏光とＳ偏光
とに分離した後、両偏光を一方の偏光にそろえるととも
に、両者を平行光として出力する、光量低下防止を目的
として配された偏光変換手段（ＰＢＳ）１１Ｃが設けら
れている。
１Ｂの投射部１２側には、第１および第２フライアイ１
１Ｂ、１１Ａにより均一化された光束をＰ偏光とＳ偏光
とに分離した後、両偏光を一方の偏光にそろえるととも
に、両者を平行光として出力する、光量低下防止を目的
として配された偏光変換手段（ＰＢＳ）１１Ｃが設けら
れている。
【００５１】この偏光変換手段（ＰＢＳ）１１Ｃは、入
射光束のうち一方の偏光を透過させるとともに他方の偏
光を正反射させる第１のプリズム（ビームスプリッタ）
と、この正反射された他方の偏光を上記一方の偏光の射
出方向に正反射させるとともにこの一方の偏光に変換し
て射出せしめる第２のプリズムとからなるプリズムペア
を、隙間なく多数個配列してなるもので丁度櫛型形状を
なすものである。
射光束のうち一方の偏光を透過させるとともに他方の偏
光を正反射させる第１のプリズム（ビームスプリッタ）
と、この正反射された他方の偏光を上記一方の偏光の射
出方向に正反射させるとともにこの一方の偏光に変換し
て射出せしめる第２のプリズムとからなるプリズムペア
を、隙間なく多数個配列してなるもので丁度櫛型形状を
なすものである。
【００５２】ところで、図６に示すように第１フライア
イ５１１Ｂとして、光軸付近の各レンズアレイ素子５５
２のピッチをその両側の各レンズアレイ素子５５１のピ
ッチよりも小さくするように構成した場合には、図７
（Ａ）に示すように、偏光変換手段（ＰＢＳ）５１１Ｃ
のプリズムペアを、２つの光源部１１０Ａ、１１０Ｂか
らの光束が互いに重なり合わない両側の領域５６１にお
いてはＸ軸方向（光源部配列方向）に、一方２つの光源
部１１０Ａ、１１０Ｂからの光束が互いに重なり合う光
軸付近の領域５６２においてはＹ軸方向（光源部配列方
向に直交する方向）にそれぞれ配列することが望まし
い。このとき、各領域５６１、５６２におけるプリズム
ペアの配列方向は、それらの各領域５６１、５６２に対
応する第１フライアイ５１１Ｂの各レンズアレイ素子５
５１、５５２の長手方向と一致する。
イ５１１Ｂとして、光軸付近の各レンズアレイ素子５５
２のピッチをその両側の各レンズアレイ素子５５１のピ
ッチよりも小さくするように構成した場合には、図７
（Ａ）に示すように、偏光変換手段（ＰＢＳ）５１１Ｃ
のプリズムペアを、２つの光源部１１０Ａ、１１０Ｂか
らの光束が互いに重なり合わない両側の領域５６１にお
いてはＸ軸方向（光源部配列方向）に、一方２つの光源
部１１０Ａ、１１０Ｂからの光束が互いに重なり合う光
軸付近の領域５６２においてはＹ軸方向（光源部配列方
向に直交する方向）にそれぞれ配列することが望まし
い。このとき、各領域５６１、５６２におけるプリズム
ペアの配列方向は、それらの各領域５６１、５６２に対
応する第１フライアイ５１１Ｂの各レンズアレイ素子５
５１、５５２の長手方向と一致する。
【００５３】また、上記光軸付近の領域５６２における
プリズムペアのピッチは、上記両側の領域５６１におけ
るプリズムペアのピッチよりも小さく形成されており、
ピッチと厚みが比例するというこれらのプリズムペアの
特性により、上記光軸付近の領域５６２におけるプリズ
ムペアの厚みは、上記両側の領域５６１におけるプリズ
ムペアの厚みよりも薄く形成されている。
プリズムペアのピッチは、上記両側の領域５６１におけ
るプリズムペアのピッチよりも小さく形成されており、
ピッチと厚みが比例するというこれらのプリズムペアの
特性により、上記光軸付近の領域５６２におけるプリズ
ムペアの厚みは、上記両側の領域５６１におけるプリズ
ムペアの厚みよりも薄く形成されている。
【００５４】図７（Ｂ）は、それら各領域５６１、５６
２のプリズムペアの厚みの違いを概念的に示すものであ
る。
２のプリズムペアの厚みの違いを概念的に示すものであ
る。
【００５５】第１フライアイ５１１Ｂとして、光軸付近
の各レンズアレイ素子５５２のピッチをその両側の各レ
ンズアレイ素子５５１のピッチよりも小さくするように
構成した場合に、偏光変換手段（ＰＢＳ）５１１Ｃのプ
リズムペアのサイズおよび配列を図７（Ａ）の如く構成
することにより、偏光変換手段（ＰＢＳ）５１１Ｃの光
束透過効率を上げることが可能となり、スクリーン上の
投影像を明るいものとすることが可能となる。
の各レンズアレイ素子５５２のピッチをその両側の各レ
ンズアレイ素子５５１のピッチよりも小さくするように
構成した場合に、偏光変換手段（ＰＢＳ）５１１Ｃのプ
リズムペアのサイズおよび配列を図７（Ａ）の如く構成
することにより、偏光変換手段（ＰＢＳ）５１１Ｃの光
束透過効率を上げることが可能となり、スクリーン上の
投影像を明るいものとすることが可能となる。
【００５６】なお、図７に示す偏光変換手段（ＰＢＳ）
５１１Ｃは、２つの光源部１１０Ａ、１１０Ｂを設けた
場合に適応し得る一例を示すものであるが、第１フライ
アイの各レンズアレイ素子の形状に応じて、配列方向お
よびサイズが互いに異なるプリズムペアを適宜組合せる
ことにより、３つ以上の光源部に適応させることも勿論
可能である。
５１１Ｃは、２つの光源部１１０Ａ、１１０Ｂを設けた
場合に適応し得る一例を示すものであるが、第１フライ
アイの各レンズアレイ素子の形状に応じて、配列方向お
よびサイズが互いに異なるプリズムペアを適宜組合せる
ことにより、３つ以上の光源部に適応させることも勿論
可能である。
【００５７】なお、上記実施形態のものでは各光源部に
放物面鏡からなるリフレクタを用いているが、平行光束
を射出できるものであればこれに限られるものではな
い。
放物面鏡からなるリフレクタを用いているが、平行光束
を射出できるものであればこれに限られるものではな
い。
【００５８】また、上記実施形態のものではインテグレ
ータ部として２枚の別体とされたフライアイによるもの
を用いているが、２つのフライアイが光軸方向に一体化
されたものを用いるようにしてもよい。
ータ部として２枚の別体とされたフライアイによるもの
を用いているが、２つのフライアイが光軸方向に一体化
されたものを用いるようにしてもよい。
【００５９】なお、図１に示す実施形態のものでは、第
１フライアイ１１Ｂの各レンズアレイ素子毎に、各光源
部１０Ａ、１０Ｂそれぞれの像が形成されることとなる
が、光源の数が３つ以上とされた場合においても、重な
り合う光束に対応する光源部の数だけ、各レンズアレイ
素子毎に各光源部それぞれの像が形成されることとな
る。
１フライアイ１１Ｂの各レンズアレイ素子毎に、各光源
部１０Ａ、１０Ｂそれぞれの像が形成されることとなる
が、光源の数が３つ以上とされた場合においても、重な
り合う光束に対応する光源部の数だけ、各レンズアレイ
素子毎に各光源部それぞれの像が形成されることとな
る。
【００６０】要は、２つのインテグレータ板のうちライ
トバルブ側のインテグレータ板の、少なくとも一部の光
束の互いに重なり合う断面領域に対応する部分に位置す
る各レンズアレイ素子には、重なり合う光束に係る複数
の光源の像が形成されることとなる。
トバルブ側のインテグレータ板の、少なくとも一部の光
束の互いに重なり合う断面領域に対応する部分に位置す
る各レンズアレイ素子には、重なり合う光束に係る複数
の光源の像が形成されることとなる。
【００６１】
【発明の効果】本発明の照射光学系およびこれを用いた
投射型表示装置によれば、複数の光源部を用い、インテ
グレータ部におけるこれら複数の光源部からの光束入射
位置において、複数の光源部から射出された有効光束の
うち少なくとも一部の光束について、これら一部の光束
の少なくとも一部断面領域が互いに重なり合うように構
成し、その光束スポットが円形となるように、かつその
サイズが小さくなるようにしているので、照明光の均一
化を図ることができるとともに、照明効率が良好でコン
パクトな構成のものとすることが可能である。
投射型表示装置によれば、複数の光源部を用い、インテ
グレータ部におけるこれら複数の光源部からの光束入射
位置において、複数の光源部から射出された有効光束の
うち少なくとも一部の光束について、これら一部の光束
の少なくとも一部断面領域が互いに重なり合うように構
成し、その光束スポットが円形となるように、かつその
サイズが小さくなるようにしているので、照明光の均一
化を図ることができるとともに、照明効率が良好でコン
パクトな構成のものとすることが可能である。
【図１】本発明の実施形態に係る照明光学系を用いた投
射型液晶プロジェクタ装置を示す概略平面図
射型液晶プロジェクタ装置を示す概略平面図
【図２】図１の実施形態とは別の実施形態に係る照明光
学系を示す概略図
学系を示す概略図
【図３】図１および図２の実施形態とは別の実施形態に
係る照明光学系を示す概略図
係る照明光学系を示す概略図
【図４】４つの光源を用いた場合の光源側フライアイ上
における光源光束の重なり合いを示す概念図
における光源光束の重なり合いを示す概念図
【図５】図４とは別の４つの光源を用いた場合の光源側
フライアイ上における光源光束の重なり合いを示す概念
図
フライアイ上における光源光束の重なり合いを示す概念
図
【図６】図２の照明光学系を用いた場合のライトバルブ
側フライアイの構成を示す概念図
側フライアイの構成を示す概念図
【図７】図２の照明光学系を用いた場合の偏光変換手段
の構成を示す図
の構成を示す図
【図８】複数の光源を用いた従来の照明光学系を示す概
略図
略図
１ リフレクタ
４ 発光体
１０、１１０、２１０ 照明装置
１０Ａ、１０Ｂ、１１０Ａ、１１０Ｂ、２１０Ａ、２１
０Ｂ 光源部 １１、１１１、２１１ インテグレータ部 １１Ａ、１１１Ａ、２１１Ａ、３１１Ａ、４１１Ａ 第
２フライアイ １１Ｂ、１１１Ｂ、２１１Ｂ、５１１Ｂ 第１フラ
イアイ １１Ｃ 偏光変換手段（ＰＢＳ） １１Ｄ、２８Ｂ、２８Ｇ、２８Ｒ、３１ フィール
ドレンズ １２ 投射部 ２０、２７、２９、３０、２０５ 全反射ミラー ２１、２２ ダイクロイックミラー ２３Ｂ、２３Ｇ、２３Ｒ 液晶パネル ２４ ３色合成プリズム ２４Ｂ、２４Ｒ ダイクロイック面 ２５ 投影レンズ ３２ リレーレンズ
０Ｂ 光源部 １１、１１１、２１１ インテグレータ部 １１Ａ、１１１Ａ、２１１Ａ、３１１Ａ、４１１Ａ 第
２フライアイ １１Ｂ、１１１Ｂ、２１１Ｂ、５１１Ｂ 第１フラ
イアイ １１Ｃ 偏光変換手段（ＰＢＳ） １１Ｄ、２８Ｂ、２８Ｇ、２８Ｒ、３１ フィール
ドレンズ １２ 投射部 ２０、２７、２９、３０、２０５ 全反射ミラー ２１、２２ ダイクロイックミラー ２３Ｂ、２３Ｇ、２３Ｒ 液晶パネル ２４ ３色合成プリズム ２４Ｂ、２４Ｒ ダイクロイック面 ２５ 投影レンズ ３２ リレーレンズ
Claims (10)
- 【請求項１】 複数の光源部を配置してなる照明装置
と、多数のレンズアレイ素子が配列されたインテグレー
タ板を備えた、前記照明装置から射出された光の光量均
一化を図るインテグレータ部と、このインテグレータ部
からの出力光を所定の映像情報に応じて変調するライト
バルブからなる照明光学系において、 前記インテグレータ部の前記複数の光源部からの光束が
入射する位置において、前記複数の光源部から射出され
た有効光束のうち少なくとも一部の光束について、これ
ら一部の光束の少なくとも一部断面領域が互いに重なり
合うように構成され、 前記インテグレータ部は、前記インテグレータ板を該イ
ンテグレータ部の光軸方向に２枚配設してなり、 前記２つのインテグレータ板のうち前記ライトバルブ側
のインテグレータ板の各レンズアレイ素子は、互いに重
なり合う前記一部断面領域に対応する部分におけるレン
ズサイズが、その余の部分におけるレンズサイズよりも
小とされていることを特徴とする照明光学系。 - 【請求項２】 前記ライトバルブ側のインテグレータ板
の各レンズアレイ素子は矩形形状とされ、前記一部断面
領域が互いに重なり合う領域に対応する部分のレンズア
レイ素子の縦横比率は、前記一部断面領域が互いに重な
り合う方向に小とされていることを特徴とする請求項１
記載の照明光学系。 - 【請求項３】 前記２つのインテグレータ板のうち前記
ライトバルブ側のインテグレータ板の、前記少なくとも
一部の光束の互いに重なり合う断面領域に対応する部分
に位置する各レンズアレイ素子には、前記重なり合う光
束に係る複数の光源の像が形成されてなることを特徴と
する請求項１または２記載の照明光学系。 - 【請求項４】 前記照明装置から前記ライトバルブの間
に、前記照明装置から射出された光束の偏光方向を所定
の方向に統一する偏光変換手段を配設したことを特徴と
する請求項１〜３のうちいずれか１項記載の照明光学
系。 - 【請求項５】 複数の光源部を配置してなる照明装置
と、多数のレンズアレイ素子が配列されたインテグレー
タ板を備えた、前記照明装置から射出された光の光量均
一化を図るインテグレータ部と、このインテグレータ部
からの出力光を所定の映像情報に応じて変調するライト
バルブからなる照明光学系において、 前記インテグレータ部の前記複数の光源部からの光束が
入射する位置において、前記複数の光源部から射出され
た有効光束のうち少なくとも一部の光束について、これ
ら一部の光束の少なくとも一部断面領域が互いに重なり
合うように構成され、 前記インテグレータ部は、前記インテグレータ板を該イ
ンテグレータ部の光軸方向に２枚配設してなり、 前記２つのインテグレータ板のうち前記ライトバルブ側
のインテグレータ板の、前記少なくとも一部の光束の互
いに重なり合う断面領域に対応する部分に位置する各レ
ンズアレイ素子には、前記重なり合う光束に係る複数の
光源の像が形成されてなることを特徴とする照明光学
系。 - 【請求項６】 前記インテグレータ部と前記照明装置と
の間に反射部材が配置され、該照明装置の少なくとも一
部の前記光源部からの光束の光路を該反射部材にて折り
曲げ、該光束を前記インテグレータ部に入射させること
を特徴とする請求項５記載の照明光学系。 - 【請求項７】 前記２つのインテグレータ板のうち前記
ライトバルブ側のインテグレータ板の近傍に、入射光束
のうち一方の偏光を透過させるとともに他方の偏光を正
反射させる偏光分割部材を有し、前記照明装置から射出
された光束の偏光方向を所定の方向に統一する、偏光変
換手段が配設され、 前記偏光分割部材において、前記ライトバルブ側のイン
テグレータ板の前記重なり合う光束に係る複数の光源の
像が形成されてなる前記レンズアレイ素子から出射され
た光束のうちの所定の偏光が、正反射される方向と、 前記重なり合う光束に係る複数の光源の像が形成されて
なる前記レンズアレイ素子における、この複数の光源の
像の配列方向とが、 互いに略垂直となることを特徴とする請求項５または６
記載の照明光学系。 - 【請求項８】 前記２つのインテグレータ板のうち前記
光源側のインテグレータ板の各レンズアレイ素子が大略
前記ライトバルブの光束通過有効領域と対応した形状と
されていることを特徴とする請求項１〜７のうちいずれ
か１項記載の照明光学系。 - 【請求項９】 前記複数の光源部の各々は、発光体と、
この発光体からの光を平行光束として反射する放物面鏡
とを含むことを特徴とする請求項１〜８のうちいずれか
１項記載の照明光学系。 - 【請求項１０】 請求項１〜９のうちいずれか１項記載
の照明光学系を備えるとともに、前記ライトバルブによ
り変調された光による光学像をスクリーン上に投影する
投影レンズを備えたことを特徴とする投射型表示装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10890999A JP3471001B2 (ja) | 1999-04-16 | 1999-04-16 | 照明光学系およびこれを用いた投射型表示装置 |
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|---|---|
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| JP3471001B2 true JP3471001B2 (ja) | 2003-11-25 |
Family
ID=14496720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10890999A Expired - Fee Related JP3471001B2 (ja) | 1999-04-16 | 1999-04-16 | 照明光学系およびこれを用いた投射型表示装置 |
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| KR20040102301A (ko) * | 2003-05-27 | 2004-12-04 | 삼성전자주식회사 | 보조광원을 채용하는 조명 장치 및 프로젝션 시스템 |
| CN100474033C (zh) * | 2003-12-12 | 2009-04-01 | 台达电子工业股份有限公司 | 高效率的双灯泡照明系统 |
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| US8362987B2 (en) | 2004-09-27 | 2013-01-29 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Method and device for manipulating color in a display |
| US7710632B2 (en) * | 2004-09-27 | 2010-05-04 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Display device having an array of spatial light modulators with integrated color filters |
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| TWI304485B (en) * | 2005-11-28 | 2008-12-21 | Benq Corp | Projector with a plurality of light sources |
| WO2008045311A2 (en) | 2006-10-06 | 2008-04-17 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Illumination device with built-in light coupler |
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| WO2008045200A2 (en) | 2006-10-06 | 2008-04-17 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Optical loss structure integrated in an illumination apparatus of a display |
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| WO2009102670A1 (en) * | 2008-02-12 | 2009-08-20 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Dual layer thin film holographic solar concentrator/ collector |
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- 1999-04-16 JP JP10890999A patent/JP3471001B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-04-13 US US09/548,628 patent/US6402325B1/en not_active Expired - Lifetime
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