CN1627180A - 照明光学系和具有其的图像显示装置 - Google Patents

Abstract

为了提供一种可减轻被照明面上的照度不均的照明光学系，本发明的照明光学系由来自光源的光束对被照明面进行照明；其中：具有第1分光单元，该第1分光单元包含在预定的排列方向1维地排列的多个第1微小光学元件，将来自上述光源的光分成多个光束；在这里，关于与上述预定的排列方向垂直的方向，上述多个第1微小光学元件中的2个第1微小光学元件的光焦度相互不同。

Description

照明光学系和具有其的图像显示装置

技术领域

本发明涉及一种照明光学系和具有其的图像显示装置，例如适合于投影仪的照明光学系和具有其的图像显示装置，该投影仪使从光源系射出的光束入射到使用液晶板等的光阀(图像显示元件)，由此进行调制，通过投射光学系(投射透镜)将调制后的光束放大投射到投射面(屏幕面)上。

背景技术

过去，提出有多种由投射透镜将使用液晶光阀等相应于图像信息而调制的光束放大投射到屏幕等的构成的投影仪(例如美国US2002/140905、日本特开2001-201794号公报、日本特开2001-221988号公报)。作为这样的投影仪，投射到屏幕的图像整体具有接近均匀的亮度很重要。

图8为过去用于投影仪的照明光学系的说明图。在图8中，具有光源系100、光学积分器200、及光学系600；该光源系100用反射器102等对从光源101朝所有方向发出的光束进行聚光后朝前方射出；该光学积分器200包含根据来自光源系100的光束形成多个光源像的2维地配置了微小透镜的第1积分器201和第2积分器202；该光学系600分别对来自光学积分器200的多个光束进行聚光后重叠地照明作为被照明面的光阀400。

在图8中，为了容易说明，仅示出用于说明照明光学系的功能的主要构成要素。

在图8所示照明光学系中，光源系100具有光源101和反射器102，光学积分器200由2维地配置微小透镜的第1积分器201和第2积分器202构成。光学系600由聚光透镜601构成。

从光源101射出的放射状的光束由反射器102反射，作为大体平行的光线束射出。第1积分器201根据来自光源系100的光束在第2积分器202的近旁形成多个光源像(2次光源像)。另一方面，第1积分器201的各透镜元件(微小光学元件)关于第2积分器202和聚光透镜601与作为被照明面的光阀400共轭，各透镜元件由聚光透镜601重叠地成像到光阀400。

近年的投影仪的具有红、绿、蓝用的3个光阀的构成为主流，需要与其同时使用分色镜等分色光学系对来自1个光源的光进行分色，照明各色的光阀。此时，在使用具有2维地配置的微小透镜(在纵向和横向都具有光焦度的透镜，即通常的透镜)的积分器的图8那样的构成中，投影到屏幕的图像产生颜色不均。因此，在日本特开平06-075200号公报中公开了这样的构成，该构成如图18所示那样，即由柱形透镜群501-a、柱形透镜群502-a构成，由场透镜503在液晶板507上重合从第2透镜阵列出射的光束，照明液晶板，从而减少颜色不均的发生。

然而，在专利文献4所述的构成中，关于柱形透镜群501-a、柱形透镜群502-a不具有光焦度的方向不能实现光量的均匀化，所以，在液晶板507上产生照度不均匀。

发明内容

本发明的透镜阵列具有沿预定的排列方向1维地排列的多个第1微小光学元件；其中：关于与上述预定的排列方向垂直的方向，上述多个第1微小光学元件中的2个的光焦度相互不同。

另外，本发明的照明光学系具有上述透镜阵列。

另外，本发明的另一方面的照明光学系由来自光源的光束对被照明面进行照明；其中：具有第1分光单元和照度不均减轻单元；

该第1分光单元包含在预定的排列方向1维地排列的多个第1微小光学元件，将来自上述光源的光分成多个光束；

该照度不均减轻单元减轻在该被照明面上的照度不均。

另外，本发明的另一方面的照明光学系由来自光源的光束对被照明面进行照明；其中：

具有第1分光单元，该第1分光单元包含在预定的排列方向1维地排列的多个第1微小光学元件，将来自上述光源的光分成多个光束；

在这里，关于与上述预定的排列方向垂直的方向，上述多个第1微小光学元件中的2个第1微小光学元件的光焦度相互不同。

另外，本发明的另一方面的照明光学系由来自光源的光束对被照明面进行照明；其中：具有第1分光单元和第2分光单元；

该第1分光单元包含在预定的排列方向1维地排列的多个第1微小光学元件，将来自上述光源的光分成多个光束；

该第2分光单元包含在上述预定的排列方向1维地排列的多个第2微小光学元件，该多个第2微小光学元件与该多个光束分别对应地排列；

在这里，关于与该预定的排列方向垂直的方向，该多个第1微小光学元件中的2个第1微小光学元件的光焦度相互不同和/或该多个第2微小光学元件中的2个第2微小光学元件的光焦度相互不同。

另外，本发明的另一方面的照明光学系由来自光源的光束对被照明面进行照明；其中：

具有第1分光单元，该第1分光单元包含在预定的排列方向1维地排列的多个第1微小光学元件，将来自光源的光分成多个光束；

在这里，如设上述排列方向为Y方向，设上述照明光学系的光轴的方向为Z方向，设与上述Y方向和上述Z方向垂直的方向为X方向，设上述多个第1微小光学元件在包含上述X方向和上述Z方向的XZ平面内的近轴焦距为fx1，则上述第1微小光学元件中的至少1个为1/fx1≠0。

另外，本发明的另一方面的照明光学系由来自光源的光束对被照明面进行照明；其中：

具有第1分光单元，该第1分光单元包含在预定的排列方向1维地排列的多个第1微小光学元件，将来自光源的光分成多个光束；

在这里，具有光偏转单元，当设上述排列方向为Y方向、上述照明光学系的光轴的方向为Z方向、与上述Y方向和上述Z方向垂直的方向为X方向时，该光偏转单元配置在上述第1分光单元与上述被照明面之间，使光仅朝上述X方向偏转；该光偏转元件至少具有1个棱镜。

另外，本发明的图像显示装置具有

至少1个图像显示元件，

使用来自上述光源的光束对上述至少1个图像显示元件进行照明的上述照明光学系，

及将来自上述至少1个图像显示元件的光投影到被投影面的投影光学系。

附图说明

图1为本发明的实施例1的要部截面图。

图2为与图1的纸面垂直方向的要部截面图。

图3为用于本发明的实施例1的照明光学系的光学积分器的透视图。

图4为本发明的实施例2的要部截面图。

图5为与图4的纸面垂直方向的要部截面图。

图6为本发明的被照明面的XZ面内照度分布的示意图。

图7为对积分器的各光学构件显示图6的本发明的被照明面的XZ面内照度分布的示意图。

图8为过去的照明光学系的构成图。

图9为比较例的非对称的照明光学系的要部截面图。

图10为与图9的纸面垂直方向的要部截面图。

图11为用于比较例的非对称光学系的光学积分器的透视图。

图12为由比较例的非对称的照明光学系获得的被照明面的亮度分布的示意图。

图13为由比较例的非对称的照明光学系获得的被照明面的亮度分布的示意图。

图14为本发明的实施例3的要部示意图。

图15为本发明的实施例4的要部示意图。

图16为本发明的偏光变换元件的说明图。

图17A为本发明的图像显示装置的实施例5的积分器的构成图(在XY平面的截面图)。

图17B为本发明的图像显示装置的实施例5的积分器的构成图(在XZ平面的截面图)。

图18为过去例子的说明图。

具体实施方式

归纳本实施例，可如以下那样记载。

本实施例的透镜阵列具有沿预定的排列方向1维地排列的多个第1微小光学元件；其中：关于与上述预定的排列方向垂直的方向(虽然为图1、2、3中的X方向，但也可改写为XZ平面，即与上述预定的排列方向垂直的平面)，上述多个第1微小光学元件中的2个的光焦度相互不同。换言之，意味着多个第1微小光学元件中的一部分(也可为1个)的与上述预定的排列方向垂直的方向的光焦度与其它第1微小光学元件的与上述预定的排列方向垂直的方向的光焦度不同。

在这里，上述多个第1微小光学元件仅排列到上述预定的排列方向。另外，上述多个第1微小光学元件中的2个第1微小光学元件的关于上述排列方向的光焦度实质上相同。另外，所有上述多个第1微小光学元件的关于上述排列方向的光焦度实质上相同(焦距的最大值与最小值的差在关于第1微小光学元件的排列方向相关的焦距的平均值的5％或其以内，或最大值的3％或其以内)。另外，上述多个第1微小光学元件中的至少1个的关于与上述预定的排列方向垂直的方向的光焦度实质为0(也可改称为没有光焦度或焦距无限大)。在这里，与上述预定的排列方向垂直的方向指相对上述预定的排列方向和通过上述透镜阵列的光束的主光线两者实质上垂直的方向。换言之，上述第1微小光学元件具有纵向和横向，与上述预定的排列方向垂直的方向为相对上述预定的排列方向和上述纵向的两者实质上垂直的方向。

在这里，本实施例的照明光学系具有上述那样的透镜阵列，通过上述透镜阵列将来自光源的光束引导至上述被照明面地构成。

另外，本发明的另一方面的照明光学系具有第1分光单元，由来自光源的光束对被照明面进行照明；该第1分光单元具有在预定的排列方向1维地排列的多个第1微小光学元件，将来自上述光源的光分成多个光束；其中：具有减轻在该被照明面上的照度不均的照度不均减轻单元。

另外，本发明的另一方面的照明光学系具有第1分光单元，由来自光源的光束对被照明面进行照明；该第1分光单元具有在预定的排列方向1维地排列的多个第1微小光学元件，将来自上述光源的光分成多个光束；其中：关于与上述预定的排列方向垂直的方向，上述多个第1微小光学元件中的2个第1微小光学元件的光焦度相互不同。

在这里，上述多个第1微小光学元件仅排列到上述预定的排列方向。另外，上述多个第1微小光学元件中的至少2个关于上述预定的排列方向具有大体相同大小的光焦度。另外，上述第1分光单元由上述多个第1微小光学元件构成。另外，上述多个第1微小光学元件中的至少1个的关于与上述预定的排列方向垂直的方向的光焦度实质为0。

在这里，具有偏光变换元件，该偏光变换元件具有沿上述预定的排列方向排列的多个遮光区域，将从上述第1分光单元射出的光变换成预定的直线偏振光。另外，具有偏光变换元件，该偏光变换元件具有沿上述预定的排列方向排列的多个偏光分离面，将从上述第1分光单元出射的光变换成预定的直线偏振光。

另外，本实施例的另一方面的照明光学系具有第1分光单元和第2分光单元；该第1分光单元具有在预定的排列方向1维地排列的多个第1微小光学元件，将来自光源的光分成多个光束；该第2分光单元具有在上述预定的排列方向1维地排列的多个第2微小光学元件，该多个第2微小光学元件与该多个光束分别对应地排列；其中：关于与该预定的排列方向垂直的方向，该多个第1微小光学元件中的2个第1微小光学元件的光焦度相互不同和/或该多个第2微小光学元件中的2个第2微小光学元件的光焦度相互不同。

在这里，上述多个第1微小光学元件的关于上述排列方向的光焦度实质上相同，上述多个第2微小光学元件的关于上述排列方向的光焦度实质上相同。另外，具有偏光变换元件，该偏光变换元件具有沿上述预定的排列方向排列的多个遮光区域，将从上述第2分光单元射出的光变换成预定的直线偏振光。

在这里，上述照明光学系的与上述预定的排列方向垂直的方向为相对上述预定的排列方向和上述照明光学系的光轴两者实质上垂直的方向。换言之，与上述预定的排列方向垂直的方向为相对上述预定的排列方向和通过上述第1分光单元的光束的主光线两者实质上垂直的方向，或者说，上述第1微小光学元件具有纵向和横向，与上述预定的排列方向垂直的方向为相对上述预定的排列方向和上述纵向的两者实质上垂直的方向。

另外，本实施例的另一方面的照明光学系，具有第1分光单元，该第1分光单元包含在预定的排列方向1维地排列的多个第1微小光学元件，将来自上述光源的光分成多个光束；由来自光源的光束对被照明面进行照明；其中：在由上述第1分光单元分光获得的多个光束的光路中的至少1个具有减轻在该被照明面上的照度不均的照度不均减轻单元。

在这里，如设上述排列方向为Y方向，设上述照明光学系的光轴的方向为Z方向，设与上述Y方向和上述Z方向垂直的方向为X方向，设上述多个第1微小光学元件在包含上述X方向和上述Z方向的XZ平面内的近轴焦距为fx1，则上述第1微小光学元件中的至少1个为1/fx1≠0。

另外，如设上述排列方向为Y方向，设上述照明光学系的光轴的方向为Z方向，设与上述Y方向和上述Z方向垂直的方向为X方向，设上述多个第1微小光学元件在包含上述X方向和上述Z方向的XZ平面内的近轴焦距为fx1，则上述第1微小光学元件中的至少1个为1/fx1＝0。

另外，如设上述排列方向为Y方向，设上述照明光学系的光轴的方向为Z方向，设与上述Y方向和上述Z方向垂直的方向为X方向，设上述多个第1微小光学元件在包含上述Y方向和上述Z方向的YZ平面内的近轴焦距为fy1，则上述多个第1微小光学元件的fy1实质上相等。

另外，具有第2分光单元，该第2分光单元包含在上述预定的排列方向1维地排列的、与上述多个第1微小光学元件对应的多个第2微小光学元件，上述多个第1微小光学元件的关于上述预定的排列方向的光焦度实质上相等，上述多个第2微小光学元件的关于上述预定的排列方向的光焦度实质上相等。在这里，如设上述排列方向为Y方向，设上述照明光学系的光轴的方向为Z方向，设与上述Y方向和上述Z方向垂直的方向为X方向，设上述多个第2微小光学元件在包含上述X方向和上述Z方向的XZ平面内的近轴焦距为fx2，则上述第2微小光学元件中的至少1个为1/fx2≠0。

在这里，如设上述排列方向为Y方向，设上述照明光学系的光轴的方向为Z方向，设与上述Y方向和上述Z方向垂直的方向为X方向，设上述多个第2微小光学元件在包含上述X方向和上述Z方向的XZ平面内的近轴焦距为fx2，则上述第2微小光学元件中的至少1个为1/fx2＝0。

另外，如设上述排列方向为Y方向，设上述照明光学系的光轴的方向为Z方向，设与上述Y方向和上述Z方向垂直的方向为X方向，设上述多个第2微小光学元件在包含上述Y方向和上述Z方向的YZ平面内的近轴焦距为fy2，则上述多个第2微小光学元件的fy2实质上相等。

另外，本实施例的另一方面的照明光学系设上述排列方向为Y方向，设上述照明光学系的光轴的方向为Z方向，设与上述Y方向和Z方向垂直的方向为X方向，在包含上述Y方向和上述Z方向的YZ平面内将由上述第1分光单元分光的多个光束重叠地照射到上述被照明面，上述照度不均减轻单元减轻在包含上述X方向和上述Z方向的XZ平面或与其平行的平面内的上述被照明面的照度不均。

另外，在本实施例的另一方面的照明光学系中，如设上述排列方向为Y方向，设上述照明光学系的光轴的方向为Z方向，设与上述Y方向和Z方向垂直的方向为X方向，设在包含上述X方向和上述Z方向的XZ平面内的各光学构件的近轴焦距为fx，在由上述第1分光单元分光获得的多个光束从上述第1分光单元到达上述被照明面的各光路中，设存在的所有的光学构件的近轴焦距fx的倒数的总和为

fxsum＝∑(1/fx)

则至少1个光路的fxsum的值与不同光路的fxsum的值不同。

在这里，如设上述排列方向为Y方向，设上述照明光学系的光轴的方向为Z方向，设与上述Y方向和Z方向垂直的方向为X方向，则在包含上述X方向和上述Z方向的XZ平面内具有形成压缩光束的无焦系的光学系。

另外，设上述排列方向为Y方向，设上述照明光学系的光轴的方向为Z方向，设与上述Y方向和Z方向垂直的方向为X方向，具有第1光学元件，该第1光学元件配置在上述多个光束中的一部分光束的光路内，具有在包含上述X方向和上述Z方向的XZ平面内的光焦度。

另外，设上述排列方向为Y方向，设上述照明光学系的光轴的方向为Z方向，设与上述Y方向和Z方向垂直的方向为X方向，具有第1光学元件和第2光学元件；该第1光学元件配置在上述多个光束中的一部分光束的光路内，具有在包含上述X方向和上述Z方向的XZ平面内的光焦度；该第2光学元件配置在上述多个光束中的与上述一部分的光束不同的光束的光路内，上述XZ平面内的光焦度与上述第1光学元件的光焦度不同。

另外，具有光偏转单元，当设上述排列方向为Y方向、上述照明光学系的光轴的方向为Z方向、与上述Y方向和Z方向垂直的方向为X方向时，该光偏转单元配置在上述第1分光单元与上述被照明面之间，使光仅朝上述X方向偏转；该光偏转元件至少具有1个棱镜。在这里，上述光偏转元件为上述光源侧为平面、上述被照明面侧为凸形的棱镜。另外上述光偏转元件为上述光源侧为平面、在上述被照明面侧具有2个凸部的形状的棱镜。另外，上述光偏转元件为上述光源侧为凸形、上述被照明面侧为凹形的棱镜。另外，上述光偏转元件由多个棱镜构成。另外，上述光偏转元件没有光焦度。另外，上述光偏转元件没有焦距。另外，上述光偏转元件减轻在上述被照明面的照度不均匀地使光束偏转。

在这里，具有第2分光单元，该第2分光单元包含在上述预定的排列方向1维地排列的、与上述多个第1微小光学元件对应的多个第2微小光学元件，上述光偏转元件配置在上述第1分光单元与上述第2分光单元之间。

另外，本实施例的图像显示装置具有至少1个图像显示元件，使用来自光源的光束对上述至少1个图像显示元件进行照明的上述任一照明光学系，及将来自上述至少1个图像显示元件的光投影到被投影面的投影光学系。

本实施例的另一方面的图像显示装置具有多个图像形成元件，使用来自光源的光束照明上述多个图像形成元件的上述任一个照明光学系，及将来自上述多个图像形成元件的光投影到被投影面的投影光学系；其中：上述照明光学系具有将来自上述光源的光分离成与上述多个图像形成元件对应的多色光的颜色分离光学系，上述颜色分离光学系的颜色分离平面实质上与上述排列方向垂直。

本实施例的另一方面的图像显示装置具有多个图像形成元件，使用来自光源的光束照明上述多个图像形成元件的上述任一个照明光学系，及将来自上述多个图像形成元件的光投影到被投影面的投影光学系；其中：上述照明光学系具有将来自上述光源的光分离成与上述多个图像形成元件对应的多色光的颜色分离光学系，上述颜色分离光学系具有的颜色分离平面实质上与上述排列方向平行。在这里，上述颜色分离面为分色面和/或偏光分离面。

下面，根据附图具体地详细说明上述实施例。

(实施例1)

图1为具有本发明的照明光学系的图像显示装置的实施例1的要部截面图，图2为含照明光学系的光轴La的与纸面垂直方向的要部截面图。图3为图1的一部分的透视图。在图1、图2中，将座标轴的Z轴设在光轴方向，将Y轴(柱形透镜的排列方向)设在与Z轴直交的纸面内方向，将与Z轴直交、垂直于纸面的方向设为X轴。因此，图1为YZ平面，图2为XZ平面。

在图1～图3中，符号100为光源系，符号101为光源，符号102为反射器，符号200为光学积分器，符号201为第1积分器，符号202为第2积分器，符号203为分布修正透镜，符号300为光学系，符号301为聚光透镜，符号302为第1光束压缩透镜，符号303为第2光束压缩透镜，符号400为被照射面(光阀)，符号PL为投射透镜，符号S为屏幕，符号11为照明单元，符号12为分光器，符号13为反射型液晶显示板，符号14为投射透镜，符号15为屏幕。在这里，来自具有光源101和反射器102的光源系100的光依次通过光学积分器200和光学系300引导至反射型或透射型的光阀(具有被照明面的光阀)400，该光学积分器200包含第1积分器(第1分光单元)201和图3所示形状构成的第2积分器(第2分光单元)202，该光学系300包含第1光束压缩透镜302、聚光透镜301、第2光束压缩透镜303。由投射透镜PL将基于光阀400的图像信息投射到屏幕S上。以下将第1、第2积分器称为“积分器”。光源101可适用卤素灯、金属卤化物灯、超高压水银灯等。

第1积分器(第1分光单元)201为如图11所示的积分器那样沿Y方向排列多个作为第1微小光学元件的柱形透镜A′、B′、C′、D′、E′的构成。

第2积分器(第2分光单元)202为如图3所示那样由沿Y方向排列在X方向和Y方向光焦度不同的多个作为第2微小光学元件的光学构件A、B、C、D、E的构成。在这里，光学构件A、E由仅在Y方向具有光焦度的柱形透镜形成，光学构件B、C、D由X方向和Y方向的光焦度不同的复曲面透镜构成。

也可由复曲面透镜构成所有光学构件A、B、C、D、E，或相反地使光学构件A、B、D、E为柱形透镜，仅使光学构件C为复曲面透镜。另外，在本实施例中，示出第2积分器202由5个光学构件组成的场合，但光学构件的数量为几个都可。

另外，光学构件A、B、C、D、E的Y轴方向(包含Y轴和Z轴的YZ平面内)的光焦度最好相等。当然，也可存在一些不同，但2个透镜的焦距的差最好在该2个透镜的一方的焦距的10％或其以内，在3％或其以内最更理想。

在本实施例中，第2积分器202构成减轻光阀400的照度不均的照度不均减轻单元。

第1光束压缩透镜302和第2光束压缩透镜303由仅在图2的XZ面内具有光焦度的柱形透镜构成，使来自光源系100的光束的截面形状(XY面内形状)与光阀400的被照射面的形状对应。在本实施例中，使光束仅朝X方向缩小。

聚光透镜301由仅在图1的YZ面内具有光焦度的柱形透镜构成。也可在光学积分器200与光学系300之间配置偏光变换元件，由具有预定的偏光方位的光束照明设于光阀400的液晶板。

在图1所示的包含第1、第2积分器201、202的各透镜的排列方向的YZ截面内，来自光源系100的光束(平行光束)入射到第1积分器201，由第1积分器201聚光，入射到第2积分器202。

然后，在第2积分器202的出射面或其近旁形成多个2次光源像。来自该多个2次光源像的各光束由光学系300重叠地照射在被照射面(光阀)400上。为此，在YZ截面内，光阀400上的照度分布大体均匀。

而在图2所示包含与第1、第2积分器201、202的各透镜的排列方向直交的方向的XZ截面内，例如当按照过去那样使第1、第2积分器201、202都由排列了多个柱形透镜的构成形成时，来自光源系100的光束即使通过第1、第2积分器201、202，也由于第1、第2积分器201、202没有光焦度，所以，不形成多个2次光源像。

因此，来自多个2次光源像的光束不由光学系300重叠在光阀400上。为此，难以使光阀400上的照度分布均匀。为此，在本发明中，使第2积分器202的光学构件A、B、C、D、E中的1个或其以上的光学构件为在X方向具有曲率的复曲面透镜，使XZ截面的光阀400上的照度分布均匀。

另外，在本实施例中，在由第1积分器201分光(分成5份)、到达光阀400的各光路(5个光路)中，至少在1个光路具有朝与第1积分器201的光学构件的排列方向直交的方向(X方向)使光聚光或发散的照度不均减轻单元(球面透镜、非球面透镜、棱镜等)，从而可减轻由非对称的照明光学系产生的光阀400上的亮度分布的不均，获得更均匀的分布。

下面说明本实施例的第2积分器202的形状和光学的特征。

过去的光学积分器仅由多个柱形透镜构成。而本实施例的光学积分器将其一部分的光学构件形成在与排列方向(Y方向)直交的方向(X方向)具有曲率半径的复曲面形状(复曲面透镜)。具体地说，如上述那样，第2积分器202具有5个光学构件，当从上将各光学构件设为A、B、C、D、E时，使3个光学构件B、C、D形成为在与构成第2积分器202的多个光学构件的排列方向(Y方向)和包含第2积分器202的照明光学系的光轴La两者直交的截面方向(X方向)具有相互不同的光焦度(不为0)的形状。由该构成实现光阀(被照明面)400上的亮度的均匀化。

特别是在本实施例中，通过如上述那样确定第2积分器的构成，从而可减轻由过去的非对称的照明光学系产生的光阀400上的亮度分布的不均，获得更均匀的分布。

下面说明该理由。首先，在第1积分器和第2积分器采用图11记载的那样的具有柱形透镜A′～E′的积分器，进行构成图9、图10记载的那样的照明光学系的场合与本实施例的比较。图9、图10示出构成该比较例的照明光学系的相互直交的2个截面。

图9为平行于光学积分器200的各透镜的排列方向(Y方向)的截面(YZ面)，光学系300包括仅在Y方向具有聚光力的聚光透镜301、第1光束压缩透镜302、及第2光束压缩透镜303。第1光束压缩透镜302和第2光束压缩透镜303在图9的截面没有光焦度，可仅作为玻璃块处理。另外，第1积分器201、第2积分器202、及聚光透镜301都由仅在图9的截面具有光焦度的柱形透镜构成。

图10为与图9直交的方向的截面(XZ面)。在图10中，光学积分器200和聚光透镜301没有光焦度。另一方面，第1光束压缩透镜302和第2光束压缩透镜303构成按一定的光瞳倍率压缩平行光并射出的大体无焦系地配置。因此，从光源系100射出的大体平行的光束由第1光束压缩透镜302和第2光束压缩透镜303压缩后，再次作为大体平行光束到达光阀400进行照明。

这样，作为第1积分器、第2积分器，采用记载于图11的那样的积分器，在采用图9、图10那样的构成的照明光学系的场合，在液晶板507上的照度分布成为图12记载的那样的照度分布。这是由于从光源系100射出的光束的强度分布不均匀和光束压缩透镜302、303的像差的影响的原因，一般具有图12所示那样的由3个平缓的山构成的分布。

在该比较例那样的非对称的照明光学系(即第1积分器和第2积分器都仅由柱形透镜构成的那样的光学系)中使用的光学积分器如图11那样为排列多个柱形透镜A′、B′、C′、D′、E′的柱形透镜阵列CL，在被照明面中，成为图12所示那样的亮度的分布。当从上设图11的5个构成透镜为A′、B′、C′、D′、E′时，通过各透镜的光束在光阀400的X方向的光量分布如图13所示。通过所有透镜的光束的光量分布在两端的附近具有亮度的峰值，该峰值重合，形成图12的两端的峰值。此时与光学积分器具有的多个透镜的排列方向(Y方向)直交的XZ截面即图10的截面的各透镜A′、B′、C′、D′、E′的焦距无限大。

换言之，在所有的透镜A′、B′、C′、D′、E′中，图10的截面即与多个透镜的排列方向(Y方向)(与照明光学系的光轴La两者)直交的XZ截面的各透镜的焦距fx的倒数的1/fx为0。另外，如在所有的透镜A′、B′、C′、D′、E′中，如1/fx大体相等，则成为与图3同样的偏移的光量分布的可能性高。

在通过各透镜A′、B′、C′、D′、E′的光束在光阀400上的光量分布中，存在于两端的大体对称的位置的2个亮度的峰值的主要原因为图10所示截面的透镜系的像差，但该峰值的位置可通过使位于与透镜A′～E′对应的各光路上的各光学构件的∑(1/fx)成为相互不同的值而调整。因此，在本实施例中，通过最佳地调整各光路的∑(1/fx)的值，使从各光学构件A～E到被照明面400的光束的光量分布的两端峰值的位置相互错开，从而可使被照明面400的整体的光量分布平坦化。

图6、图7关于光学构件B、C、D的光路，设fx为有限的值，最佳地调整了∑(1/fx)，两端的峰值的位置如图7所示那样随光路产生偏移。结果，获得了图6那样的不均较少的分布。

如以上那样，在本实施例中，当设与积分器的各光学构件的排列方向直交的截面(XZ截面)中的各光学构件的近轴焦距为fx时，在由该第1积分器201分光、到达被照明面400的各光路中，在至少1个光路中改变存在的所有光学构件的fx的倒数的总和

∑(1/fx)

可降低在非对称的照明光学系中产生的光阀400上的亮度分布的不均，获得更均匀的分布。

在图1中，使第2积分器202的5个光学构件中的图2所示光学构件B、C、D为关于与光学构件的排列方向(Y方向)直交的方向(X方向)具有相互不同的光焦度的复曲面形状的光学构件(透镜)，但不限于此。例如，第2积分器202的5个光学构件也可全部具有关于与排列方向直交的方向相互不同的光焦度(包含0)。另外，第2积分器202的5个光学构件中关于与排列方向(Y方向)直交的方向(X方向)具有不为0的相互不同的光焦度的光学构件可为任何的光学构件，例如在图3中可为光学构件A、B、C，或为光学构件A、B、D，或为光学构件A、B、E，或为光学构件A、C、D，或为光学构件A、C、E，或为光学构件A、D、E，或为光学构件B、C、D，或为光学构件B、C、E，或为光学构件B、D、E，或为光学构件C、D、E，或为光学构件A、B，或为光学构件A、C，或为光学构件A、D，或为光学构件A、E，或为光学构件B、C，或为光学构件B、D，或为光学构件B、E，或为光学构件C、D，或为光学构件C、E，或为光学构件D、E，或仅为光学构件A，或仅为光学构件B，或仅为光学构件C，或仅为光学构件D，或仅为光学构件E，或为光学构件A、B、C、D，或为光学构件A、B、C、E，或为光学构件A、B、D、E，或为光学构件A、C、D、E，或为光学构件B、C、D、E。在这里，最好具有多个的光学构件中的至少1个的与光学构件的排列方向(Y方向)直交的方向(X方向)的光焦度大体为0。另外，光学构件不限于5个，只要为3个或其以上，则为几个都行。

另外，包含在与排列方向直交的方向(X方向)具有光焦度的光学构件地构成的积分器不限于为第2积分器，也可为第1积分器，另外，也可为第1积分器和第2积分器都包含在与排列方向直交的方向具有光焦度的光学构件的那样的构成。

另外，与实施例1的光学构件B、C、D的排列方向直交的方向(X方向)的光焦度不一定需要为相互不同的值，也可为相同的值。至少所有光学构件A、B、C、D、E中的与光学构件的排列方向直交的方向(X方向)的光焦度相互不同的光学构件的组如有1组，则可具有实施例1的效果。最好光学构件A、B、C、D、E中的3个光学构件的与光学构件的排列方向直交的方向(XZ方向)的光焦度相互不同地构成。

另外，关于光学构件A、B、C、D的光路中的一部分的光路，也可使第1积分器具有在XZ平面内的光焦度，关于别的光路，使第2积分器具有XZ平面内的光焦度。

但是，实际上复曲面形状透镜在与邻接的透镜的边界产生台阶。为此，制作时存在产生成形上塌边的可能性，所以，实际上最好适用到与被照射面(光阀)没有共轭关系的第2积分器。

(实施例2)

图4为具有本发明的照明光学系的图像显示装置的实施例2的要部截面图，图5为包含图1的照明光学系的光轴La、与纸面垂直方向的要部截面图。

本实施例与图1的实施例1相比，不同点在于，与第1积分器201同样地由多个柱形透镜构成第2积分器202，在光源系100与光学积分器200之间作为减轻被照射面400上的照度不均的照度不均减轻单元设置分布修正透镜203，其它构成相同。

分布修正透镜203形成为沿X方向排列在图4的YZ面内没有光焦度、仅在图5的XZ面内具有光焦度的多个(3个)柱形透镜的构成。

在本实施例中，与实施例1同样，第2光学积分器具有5个光学构件。当设第2积分器202的各光学构件从上依次为A、B、C、D、E时，分布修正透镜203的3个柱形透镜在通过光学构件B、C、D这样3个光学构件的光路上沿与排列方向(Y方向)直交的截面方向(Y方向)具有光焦度地排列。构成分布修正透镜203的各柱形透镜具有不同的光焦度、且光阀400上的亮度分布变得平缓地具有最佳的光焦度。

本实施例的分布修正透镜203配置在光学构件A、B、C、D、E中的光学构件B、C、D的光路内，但也可将该分布修正透镜作为仅配置在光学构件A、B、C、D、E的光路中的1个光路的、在XZ平面内具有光焦度的修正透镜。当然，也可仅配置到光学构件A、B、C、D、E的光路中的2个光路，或3个光路，或4个光路，或5个光路。但是，在跨于2个或其以上的光路配置分布修正透镜的场合，最好至少配置XZ平面内的光焦度相互不同的分布修正透镜。另外，在跨于全部光学构件A、B、C、D、E的光路配置分布修正透镜的场合，配置于其中的1个光路的透镜的XZ平面内的光焦度需要与配置于其它光路的透镜在XZ平面内的光焦度不同。另外，在这里说明的分布修正透镜最好为实质上仅在XZ平面内具有光焦度那样的构成。另外，分布修正透镜203的配置位置不限于光源系与第1积分器之间，也可配置第1积分器与第2积分器之间，或配置于第2积分器与被照明面之间(最好在紧接第2积分器之后即第2积分器的被照明面侧，不在第2积分器与分布修正透镜之间配置其它光学元件的状态)。

另外，配置于光学构件A、B、C、D、E的光路中的一部分的光路的第1分布修正透镜和配置于别的光路的第2分布修正透镜也可配置到光学上不同的场所。例如，也可将第1分布修正透镜和第2分布修正透镜配置到(i)光源系与第1积分器之间，(ii)将第2分布修正透镜配置于第2积分器与被照明面之间，(iii)设置到第2积分器与被照明面之间(最好在紧接第2积分器之后即第2积分器的被照明面侧，未在第2积分器与分布修正透镜之间配置其它光学元件的状态)中的相互不同的2个部位。在该场合，第1分布修正透镜与第2分布修正透镜也可具有相同的光焦度，但最好相互不同。另外，也可将第1～3分布修正透镜分别配置于上述(i)(ii)(iii)。在该场合，第1～3分布修正透镜的光焦度虽然也可相同，但最好相互不同。

另外，在本实施例中，也可与实施例1同样地构成第2积分器202，这样，可在XZ面内容易地使被照射面400的照度分布更均匀。相反，在本实施例中，也可使第1积分器和第2积分器为图11所示那样的通常的柱形透镜阵列，即排列多个实质上仅在柱形透镜的排列方向具有光焦度的柱形透镜的柱形透镜阵列。

(实施例3)

图14为作为本发明图像显示装置的反射型液晶投影仪的实施例3的要部示意图。在本实施例中，照明光学系使用由实施例1、2所示照明光学系。另外，图像显示元件使用反射型的液晶板。

在图14中，来自照明单元11的出射光束由分光器12反射，入射到反射型的液晶显示板13受到反射，此后由液晶显示板13进行了光调制的光束通过分光器12入射到投射透镜14，由投射透镜14将基于液晶显示板13的图像信息投射到屏幕15。

(实施例4)

图15为使用本发明的照明光学系的液晶投影仪的实施例4的要部示意图。在图15中，符号1为按连续光谱发出白色光的光源(光源单元)。符号2为将来自光源1的光会聚到预定方向的反射器。符号3为光学积分器，具有第1积分器(第1分光单元)3a和第2积分器(第2分光单元)3b，将来自光源系的光分成多个光束。

最好构成第1积分器3a的光学构件的具有光焦度的方向(排列多个光学构件的方向)相对后段的颜色分离平面(由在颜色分离构件中进行颜色分离时的1个入射光束的主光线和多个出射光束的主光线形成的平面)，在光学的意义(展开光路的场合)上实质垂直。反言之，光学构件具有的各光学构件的纵向最好在光学意义上实质上包含于颜色分离平面，或实质上平行。当然，在光路由反射镜等折曲的场合，光学的方向也可能变化。由于颜色分离平面与纸面实质上平行(相同)，所以，第1积分器3a具有光焦度的方向为纸面方向。换一种说法，构成第1积分器3a的光学构件的具有光焦度的方向(排列多个光学构件的方向)与后段的颜色分离面(偏光分离面和分色面)在光学意义上实质平行。符号4为使入射的无偏振光统一为预定的偏振光出射的偏光变换元件。符号5为光学系，具有聚光透镜5a、场透镜5b、第1、第2光束压缩透镜202、分布修正透镜203。符号5c为反射镜。

符号6a为使B光(蓝色光)的偏光方向变换90度、R光(红色光A)的偏光方向不变换的第1颜色选择性相位差板，符号6b为使R光的偏光方向变换90度、B光的偏光方向不变换的第2颜色选择性相位差板，符号7为使G光(绿色光)的偏光方向变换90度、R光(红色光A)的偏光方向不变换的第3颜色选择性相位差板。符号8为1/2波长板。符号9a、9b、9c、9d为具有透射P偏光、反射S偏光的偏光分离面的第1偏光分光器、第2偏光分光器、第3偏光分光器、第4偏光分光器。在这里，符号9d也可为分色棱镜和分色反射镜。当然符号9c也可同样地为分色棱镜和分色反射镜。

符号10为滤去R光的中间波长区域的光的滤色器。符号11r、11g、11g为图像显示元件，按反射光、进行图像调制后显示图像的顺序，分别为红色用的反射型的液晶显示元件、绿色用的反射型的液晶显示元件、蓝色用的反射型的液晶显示元件。符号12r、12g、12b分别为红色用的1/4波长板、绿色用的1/4波长板、蓝色用的1/4波长板。符号13为投射透镜，由单一的焦距的透镜系或变焦透镜构成。

下面说明光学的作用。从光源1发出的光由反射器2反射会聚到预定的方向。在这里，反射器2的反射面呈抛物面形状，来自设于抛物面的焦点位置的光源1的发光点1a的光由抛物面形状的反射面反射后，成为平行于对称轴的光束。但是，光源1的发光点1a不为理想的点光源，具有有限的大小，所以，在聚光的光束包含不与抛物面的对称轴平行的光的成分。来自这些反射器2的聚光光束入射到第1积分器3a。

由第1积分器3a入射的光束分成多个光束并聚光，经过第2积分器3b在偏光变换元件4的近旁形成多个光源像(第1发光点像)。偏光变换元件4如图16所示那样为按线状排列由偏光分离面4a、反射面4b、1/2波长板4c构成的多个偏光变换部分4d的构成。在图16中，仅示出1个偏光变换部分4d。聚光成线状的多个光束入射到与该列对应的偏光分离面4a，分成透射的P偏光成分的光和反射的S偏光成分的光。反射的S偏光成分的光由反射面4b反射，朝与偏光成分相同的方向出射，透过1/2波长板4c变换成与P偏光成分相同的偏光成分，作为偏光方向(|)统一了的光射出。符号4e为遮光部分。

进行了偏光变换后的多个光束在偏光变换元件4的近旁聚光后，作为发散光束到达光学系5。来自偏光变换元件4的多个光束由光学系5形成为矩形的具有均匀的照度分布的3个照明区域。

在该3个照明区域分别配置反射型液晶显示元件11r、11g、11b。

设在照明光路中的第3颜色选择性相位差板7使B光和R光保持为P偏光(|)，将波长约500～575nm的范围内的G光变换成S偏光(·)。这里所说的偏光方向(·)(|)表示为相对偏光变换元件和偏光分光器的偏光分离面的偏光的方向。

在第3颜色选择性相位差板7中调整了偏光方向的B光、G光、R光入射到第4偏光分光器9d。作为S偏光的G光在偏光分离面9d1反射，作为P偏光的R光、B光通过透过偏光分离面9d1而进行颜色分离。

由偏光分离面的9d1进行颜色分离的G光相对第1偏光分光器9a作为S偏光(·)入射，在偏光分离面9a1反射，通过1/4波长板12g到达G用(绿色用)的反射型的液晶显示元件11g。在G用的反射型的液晶显示元件11g，G光受到图像调制后反射。受到图像调制和反射的G光中的S偏光成分(·)再次在偏光分离面9a1反射，成为返回光，返回到光源1侧，从投射光中除去。

图像调制后的反射光的P偏光成分(|)透过偏光分离面9a1成为投射光。

由液晶显示元件11g进行图像调制、透过第1偏光分光器9a的光(|)使滞相轴朝着偏光方向和45度方向地配置的第1个1/2波长板8，相对第3偏光分光器9c作为S偏光(·)入射，在偏光分离面9c1反射，到达投射透镜13。

透过第4偏光分光器9d的R光和B光(|)入射到滤色器10。滤色器10为反射处于G光与R光中间的波长区域(波长约500～575nm的范围)的黄色的色光的分色滤色器，除去在第3颜色选择性相位差板7的特性转变区域发生的不需要的黄色的光成分。

另外，滤色器10也可为吸收黄色的光的特性。

由滤色器10调整了颜色的透射光入射到第1颜色选择性相位差板6a。第1颜色选择性相位差板6a将R光(波长550nm或其以上的光)保持为P偏光(|)，使B光变换成S偏光(·)。在这里，偏光状态变化的转变区域设定为作为色光不包含的G光的区域(波长500～575nm)。

这样，R光作为P偏光(|)入射到第2偏光分光器9b，B光作为S偏光(·)入射到第2偏光分光器9b。因此，在第2偏光分光器9b，R光透过偏光分离面9d1到达R用的反射型的液晶显示元件11r，B光在偏光分离面9b1反射，到达B用的反射型的液晶显示元件11b。

在R用的反射型液晶显示元件11r使R光受到图像调制和反射。由液晶显示元件11r进行了图像调制和反射的R光的P偏光成分(|)再次透过偏光分离面9b1成为返回光，返回到光源1侧，从投射光中除去。

由液晶显示元件11b进行图像调制后的R光的P偏光成分(·)由偏光分离面9b1反射，成为投射光。

同样，在B用的反射型液晶显示元件11b，B光受到图像调制和反射。由液晶显示元件11b进行了图像调制的B光的S偏光成分(·)再次在偏光分离面9b1反射成为返回光，返回到光源1侧，从投射光中除去。

由液晶显示元件11b进行图像调制后的B光的P偏光成分(|)透过偏光分离面9b1，成为投射光。

这样，B光与R光的投射光合成为1个光束。

合成的R光和B光的投射光入射到第2颜色选择性相位差板6b。第2颜色选择性相位差板6b仅使R光(波长约530nm或其以上的光)的偏光方向回转90度。这样，R光与B光都作为P偏光(|)入射到第3偏光分光器9c，透过偏光分离面9c1，与G光的投射光合成。

合成的基于各图像信息的R、G、B光的投射光由液晶显示板13投影到屏幕S等，在该处形成图像信息。

(实施例5)

该实施例5的基本的光学系与图1、2等其它实施例相同，可适用于与图15同样的图像显示装置。在这里，将记载于实施例1～4的第1积分器、第2积分器作为图11所述的那样的通常的柱形透镜阵列，接近该柱形透镜阵列地追加光偏转元件即棱镜或棱镜的集合体(以下将其称为修正棱镜)作为构成要素，从而减轻被照明面(图像形成元件)的照度不均。这里所说的修正棱镜示于图17A、17B。本实施例为相对该图17A记载的(1)～(6)中的任一个的YZ截面图采用了适用图17B(i)～(vi)中的任一个的XZ截面图的修正棱镜的照明光学系、图像显示装置。

图17A、17B示出紧接在第1积分器后配置修正棱镜的场合。图17A、17B记载了柱形透镜阵列具有5个柱形透镜、紧接在其后配置修正棱镜的状态。在这里，如记载于YZ平面下的截面图那样，该修正棱镜不紧接在1个或其以上的柱形透镜后配置，而是紧接除该1个或其以上的柱形透镜之外的柱形透镜之后配置。即，当紧接在柱形透镜阵列具有的所有柱形透镜后配置修正棱镜时，照度不均的修正效果消失或者降低，所以，修正棱镜仅紧接在一部分柱形透镜之后配置。在这里，修正棱镜也可配置在第2积分器之后。

在图17B的XZ平面的截面图中示出棱镜的XZ平面的截面图的一例。这样，可为光源侧呈平面状、被照明面侧呈凸形的棱镜，也可为光源侧呈平面状、被照明面侧呈具有2个凸部的形状的棱镜，或为光源侧呈凸状、被照明面侧呈凹形的棱镜，当然，也可由多个棱镜构成。但是，由于为修正棱镜，所以，最好没有光焦度(没有焦距)地构成。该修正棱镜不限于上述构成，也包含减轻在被照明面的照度不均地使光束偏转的所有棱镜或棱镜体。

另外，在本实施例的图17A、17A中，在光学构件A、B、C、D、E中的多个光路((i)～(vi)中)配置相同的棱镜地进行了记载，但最好在光学构件A、B、C、D、E中的多个相互不同的光路配置多个相互不同的棱镜。例如也可在光学构件B的光路配置棱镜(i)，或在光学构件C的光路配置棱镜(ii)。另外，也可使光学的配置位置相互不同地配置相同形状的棱镜。

另外，虽然也可在所有光学构件A、B、C、D、E的光路中配置棱镜，但该场合需要配置于光学构件A、B、C、D、E中的一部分光路的棱镜与配置于别的光路的棱镜具有不同的形状(厚度不同或角度不同)，光学的配置位置相互不同。另外，当然上述实施例也可在没有矛盾的范围任意地组合使用。

另外，本实施例的照明光学系(图像显示装置)记载了具有2个在预定的方向(在图1的实施例中Y方向)排列多个微小光学元件的透镜阵列(包含复曲面的柱形透镜阵列)的构成，但也可为具有1个或3个或其以上的这样的透镜阵列的构成。在该场合，这些透镜阵列也最好配置在光源与光束压缩透镜(第1光束压缩透镜、第2光束压缩透镜中的光源侧的透镜)之间。另外，也可在Y方向和X方向都排列多个微小光学元件的透镜阵列地构成。虽然在该X方向排列的透镜阵列也最好为具有2个的构成，但也可形成为1个或3个或其以上的构成。

Claims (22)

1.一种透镜阵列，具有沿预定的排列方向1维地排列的多个第1微小光学元件；其特征在于：

关于与上述预定的排列方向垂直的方向，上述多个第1微小光学元件中的2个的光焦度相互不同。

2.根据权利要求1所述的透镜阵列，其特征在于：上述多个第1微小光学元件仅沿上述预定的排列方向排列。

3.根据权利要求1所述的透镜阵列，其特征在于：上述多个第1微小光学元件中的2个第1微小光学元件的关于上述排列方向的光焦度实质上相同。

4.根据权利要求1所述的透镜阵列，其特征在于：所有上述多个第1微小光学元件的关于上述排列方向的光焦度实质上相同。

5.根据权利要求1所述的透镜阵列，其特征在于：上述多个第1微小光学元件中的至少1个的关于与上述预定的排列方向垂直的方向的光焦度实质为0。

6.根据权利要求1所述的透镜阵列，其特征在于：与上述预定的排列方向垂直的方向为相对上述预定的排列方向和通过上述透镜阵列的光束的主光线两者实质上垂直的方向。

7.一种照明光学系，用来自光源的光束照明被照明面，其特征在于：具有权利要求1所述的透镜阵列。

8.一种照明光学系，由来自光源的光束对被照明面进行照明；其特征在于：具有第1分光单元和照度不均减轻单元；

该第1分光单元包含在预定的排列方向1维地排列的多个第1微小光学元件，将来自上述光源的光分成多个光束；

该照度不均减轻单元减轻在该被照明面上的照度不均。

9.一种照明光学系，由来自光源的光束对被照明面进行照明；其特征在于：

具有第1分光单元，该第1分光单元包含在预定的排列方向1维地排列的多个第1微小光学元件，将来自上述光源的光分成多个光束；

在这里，关于与上述预定的排列方向垂直的方向，上述多个第1微小光学元件中的2个第1微小光学元件的光焦度相互不同。

10.根据权利要求9所述的照明光学系，其特征在于：上述多个第1微小光学元件仅排列到上述预定的排列方向。

11.根据权利要求9所述的照明光学系，其特征在于：上述多个第1微小光学元件中的至少2个关于上述预定的排列方向具有大体相同大小的光焦度。

12.根据权利要求9所述的照明光学系，其特征在于：上述多个第1微小光学元件中的至少1个的关于与上述预定排列方向垂直的方向的光焦度实质为0。

13.一种照明光学系，由来自光源的光束对被照明面进行照明；其特征在于：具有第1分光单元和第2分光单元；

该第1分光单元包含在预定的排列方向1维地排列的多个第1微小光学元件，将来自上述光源的光分成多个光束；

该第2分光单元包含在上述预定的排列方向1维地排列的多个第2微小光学元件，该多个第2微小光学元件与该多个光束分别对应地排列；

在这里，关于与该预定的排列方向垂直的方向，该多个第1微小光学元件中的2个第1微小光学元件的光焦度相互不同和/或该多个第2微小光学元件中的2个第2微小光学元件的光焦度相互不同。

14.一种照明光学系，由来自光源的光束对被照明面进行照明；其特征在于：

具有第1分光单元，该第1分光单元包含在预定的排列方向1维地排列的多个第1微小光学元件，将来自光源的光分成多个光束；

在这里，如设上述排列方向为Y方向，设上述照明光学系的光轴的方向为Z方向，设与上述Y方向和上述Z方向垂直的方向为X方向，设上述多个第1微小光学元件在包含上述X方向和上述Z方向的XZ平面内的近轴焦距为f×1，则上述第1微小光学元件中的至少1个为1/f×1≠0。

15.根据权利要求14所述的照明光学系，其特征在于：如设上述排列方向为Y方向，设上述照明光学系的光轴的方向为Z方向，设与上述Y方向和上述Z方向垂直的方向为X方向，设上述多个第1微小光学元件在包含上述X方向和上述Z方向的XZ平面内的近轴焦距为f×1，则上述第1微小光学元件中的至少1个为1/f×1＝0。

16.一种照明光学系，由来自光源的光束对被照明面进行照明；其特征在于：

具有第1分光单元，该第1分光单元包含在预定的排列方向1维地排列的多个第1微小光学元件，将来自上述光源的光分成多个光束；

在这里，具有光偏转单元，当设上述排列方向为Y方向、上述照明光学系的光轴的方向为Z方向、与上述Y方向和Z方向垂直的方向为X方向时，该光偏转单元配置在上述第1分光单元与上述被照明面之间，使光仅朝上述X方向偏转；该光偏转元件至少具有1个棱镜。

17.一种图像显示装置，其特征在于具有：

至少1个图像显示元件，

使用来自上述光源的光束对上述至少1个图像显示元件进行照明的权利要求7所述的照明光学系，

及将来自上述至少1个图像显示元件的光投影到被投影面的投影光学系。

18.一种图像显示装置，其特征在于具有：

至少1个图像显示元件，

使用来自上述光源的光束对上述至少1个图像显示元件进行照明的权利要求8所述的照明光学系，

及将来自上述至少1个图像显示元件的光投影到被投影面的投影光学系。

19.一种图像显示装置，其特征在于具有：

至少1个图像显示元件，

使用来自上述光源的光束对上述至少1个图像显示元件进行照明的权利要求9所述的照明光学系，

及将来自上述至少1个图像显示元件的光投影到被投影面的投影光学系。

20.一种图像显示装置，其特征在于具有：

至少1个图像显示元件，

使用来自上述光源的光束对上述至少1个图像显示元件进行照明的权利要求13所述的照明光学系，

及将来自上述至少1个图像显示元件的光投影到被投影面的投影光学系。

21.一种图像显示装置，其特征在于具有：

至少1个图像显示元件，

使用来自上述光源的光束对上述至少1个图像显示元件进行照明的权利要求14所述的照明光学系，

及将来自上述至少1个图像显示元件的光投影到被投影面的投影光学系。

22.一种图像显示装置，其特征在于具有：

至少1个图像显示元件，

使用来自上述光源的光束对上述至少1个图像显示元件进行照明的权利要求16所述的照明光学系，

及将来自上述至少1个图像显示元件的光投影到被投影面的投影光学系。

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