JP2000137290A - 照明装置およびそれを用いた投射型表示装置 - Google Patents
照明装置およびそれを用いた投射型表示装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数の光源を用いた場合の照明効率を改善す
る。 【解決手段】 複数の光源と、該光源から発せられた光
をほぼ平行な光に変換する複数の第１の光学素子と、該
光束を該複数の光源の配列方向に圧縮する作用がそれと
垂直な方向に圧縮する作用より大きい第２光学素子と、
複数コマのレンズを有するレンズアレイにより構成され
る第３光学素子と、複数コマのレンズを有するレンズア
レイにより構成される第４光学素子とを、この順序で配
列する。
る。 【解決手段】 複数の光源と、該光源から発せられた光
をほぼ平行な光に変換する複数の第１の光学素子と、該
光束を該複数の光源の配列方向に圧縮する作用がそれと
垂直な方向に圧縮する作用より大きい第２光学素子と、
複数コマのレンズを有するレンズアレイにより構成され
る第３光学素子と、複数コマのレンズを有するレンズア
レイにより構成される第４光学素子とを、この順序で配
列する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶プロジェクター
等に用いられる照明装置およびそれを用いた投射型表示
装置に関するものである。
等に用いられる照明装置およびそ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、投射型表示装置の照明装置として
は、図６に示すような、ひとつの発光管１とひとつの放
物面鏡１９を組み合わせたものが一般的であった。図６
において、発光管１（光源）の発光部１ｃから発せられ
た白色色は、放物面鏡１９によりほぼ平行光に変換さ
れ、第１レンズアレイ３により、前記発光管１の光源像
を第２レンズアレイ４の各々のコマの中心に結像させて
いる。前記第１レンズアレイ３と第２レンズアレイ４の
焦点距離はほぼ等しく、第１レンズアレイ３と第２レン
ズアレイ４の間隔は第１レンズアレイ３の焦点距離とほ
ぼ等しい間隔を隔てて配置されている。
は、図６に示すような、ひとつの発光管１とひとつの放
物面鏡１９を組み合わせたものが一般的であった。図６
において、発光管１（光源）の発光部１ｃから発せられ
た白色色は、放物面鏡１９によりほぼ平行光に変換さ
れ、第１レンズアレイ３により、前記発光管１の光源像
を第２レンズアレイ４の各々のコマの中心に結像させて
いる。前記第１レンズアレイ３と第２レンズアレイ４の
焦点距離はほぼ等しく、第１レンズアレイ３と第２レン
ズアレイ４の間隔は第１レンズアレイ３の焦点距離とほ
ぼ等しい間隔を隔てて配置されている。
【０００３】第１レンズアレイ３で集光された光束は、
偏光変換素子５の偏光分離層５Ｂにて、Ｐ波とＳ波に分
離され、Ｓ波は偏光分離層５Ｂで反射され、さらに隣の
偏光分離層５Ｂで反射されることにより、偏光変換素子
５の射出側に簾状に配置されたλ／２位相差板５Ａの隙
間から射出される。Ｐ波は偏光分離層５Ｂを透過し、さ
らにλ／２位相差板５Ａを透過することにより位相変換
され、Ｓ波と偏光軸の方向を揃えて射出される。これに
より偏光変換素子５から射出される光束はすべて同一方
向の偏光軸を有した偏光光（Ｓ波）となる。５Ｃは簾状
の遮光板である。
偏光変換素子５の偏光分離層５Ｂにて、Ｐ波とＳ波に分
離され、Ｓ波は偏光分離層５Ｂで反射され、さらに隣の
偏光分離層５Ｂで反射されることにより、偏光変換素子
５の射出側に簾状に配置されたλ／２位相差板５Ａの隙
間から射出される。Ｐ波は偏光分離層５Ｂを透過し、さ
らにλ／２位相差板５Ａを透過することにより位相変換
され、Ｓ波と偏光軸の方向を揃えて射出される。これに
より偏光変換素子５から射出される光束はすべて同一方
向の偏光軸を有した偏光光（Ｓ波）となる。５Ｃは簾状
の遮光板である。
【０００４】偏光変換素子５から射出された光束は第１
コンデンサーレンズ６により偏向され、ＲＧＢ各色別に
変調される液晶パネルよりなる画像変調装置の表示部８
Ｒ，８Ｇ，８Ｂ上に重ね合わされる。すなわち、第１コ
ンデンサーレンズ６から射出された光束はダイクロミラ
ーＤＭ１により赤色光が反射され、残りの緑色光と青色
光は透過される。ダイクロミラーＤＭ１により反射され
た赤色光は反射ミラーＭ１および第２コンデンサーレン
ズ７Ｒを介して、赤用の画像変調装置の表示部８Ｒに導
かれる。ダイクロミラーＤＭ１を透過した光はダイクロ
ミラーＤＭ２により緑と青に分離される。緑色光はダイ
クロミラーＤＭ２で反射され、第２コンデンサーレンズ
７Ｇを介して緑用の画像変調装置の表示部８Ｇに導かれ
る。ダイクロミラーＤＭ２を透過した青色光は第３コン
デンサーレンズ１１により集光され、反射ミラーＭ２で
反射され、リレーレンズ１２により反射ミラーＭ３およ
び第２コンデンサーレンズ７Ｂを介して青用の画像変調
装置の表示部８Ｂに導かれる。
コンデンサーレンズ６により偏向され、ＲＧＢ各色別に
変調される液晶パネルよりなる画像変調装置の表示部８
Ｒ，８Ｇ，８Ｂ上に重ね合わされる。すなわち、第１コ
ンデンサーレンズ６から射出された光束はダイクロミラ
ーＤＭ１により赤色光が反射され、残りの緑色光と青色
光は透過される。ダイクロミラーＤＭ１により反射され
た赤色光は反射ミラーＭ１および第２コンデンサーレン
ズ７Ｒを介して、赤用の画像変調装置の表示部８Ｒに導
かれる。ダイクロミラーＤＭ１を透過した光はダイクロ
ミラーＤＭ２により緑と青に分離される。緑色光はダイ
クロミラーＤＭ２で反射され、第２コンデンサーレンズ
７Ｇを介して緑用の画像変調装置の表示部８Ｇに導かれ
る。ダイクロミラーＤＭ２を透過した青色光は第３コン
デンサーレンズ１１により集光され、反射ミラーＭ２で
反射され、リレーレンズ１２により反射ミラーＭ３およ
び第２コンデンサーレンズ７Ｂを介して青用の画像変調
装置の表示部８Ｂに導かれる。
【０００５】図中、Ｐ１は入射側偏光板、Ｐ２は射出側
偏光板を示す。第２コンデンサーレンズ７Ｒ，７Ｇ，７
Ｂは、第１コンデンサーレンズ６から射出される光束を
投射レンズ１０の入射瞳に集光させるためのものであ
る。クロスダイクロプリズム９は、色合成を行なうため
に、画像変調装置の表示部８Ｒ，８Ｇ，８Ｂと投射レン
ズ１０の間に配置されている。投射レンズ１０は画像変
調装置の表示部８Ｒ，８Ｇ，８Ｂに対してテレセントリ
ックな設計となっており、クロスダイクロプリズム９の
ダイクロ膜面における入射角が、ダイクロ膜のどこでも
一定になるように構成されており、ダイクロ膜の入射角
変化による色ムラが生じない構成となっている。画像変
調装置の表示部８Ｒ，８Ｇ，８Ｂで各々変調された光束
はクロスダイクロプリズム９で色合成され、投射レンズ
１０により不図示のスクリーンに拡大投影される。
偏光板を示す。第２コンデンサーレンズ７Ｒ，７Ｇ，７
Ｂは、第１コンデンサーレンズ６から射出される光束を
投射レンズ１０の入射瞳に集光させるためのものであ
る。クロスダイクロプリズム９は、色合成を行なうため
に、画像変調装置の表示部８Ｒ，８Ｇ，８Ｂと投射レン
ズ１０の間に配置されている。投射レンズ１０は画像変
調装置の表示部８Ｒ，８Ｇ，８Ｂに対してテレセントリ
ックな設計となっており、クロスダイクロプリズム９の
ダイクロ膜面における入射角が、ダイクロ膜のどこでも
一定になるように構成されており、ダイクロ膜の入射角
変化による色ムラが生じない構成となっている。画像変
調装置の表示部８Ｒ，８Ｇ，８Ｂで各々変調された光束
はクロスダイクロプリズム９で色合成され、投射レンズ
１０により不図示のスクリーンに拡大投影される。
【０００６】また、さらに明るさを増加させるために、
複数の光源と複数の反射鏡と１対のレンズアレイを組み
合わせた光源装置を用いた投写型表示装置が特開平６−
２６５８８７号公報において提案されている。
複数の光源と複数の反射鏡と１対のレンズアレイを組み
合わせた光源装置を用いた投写型表示装置が特開平６−
２６５８８７号公報において提案されている。
【０００７】また、特開平１０−１３３１４１号公報の
図１に開示された実施例は、２つの光源と、２つの曲面
反射鏡と、第１のレンズアレイと、第２のレンズアレイ
により光源部が構成されており、従来と比較して光源部
の全光束増加によるスクリーン面の明るさ増加を実現し
ている。
図１に開示された実施例は、２つの光源と、２つの曲面
反射鏡と、第１のレンズアレイと、第２のレンズアレイ
により光源部が構成されており、従来と比較して光源部
の全光束増加によるスクリーン面の明るさ増加を実現し
ている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図６に示す
ような、一般的な液晶プロジェクターにおいて、照明効
率を改善するためには、第１レンズアレイ３に入射する
光束の平行度を良くして、偏光変換素子５の遮光板５Ｃ
でのケラレを少なくすることと、偏光変換素子５から射
出される光束の大きさを小さくして、投射レンズ１０の
入射瞳におけるケラレを小さくすることが重要である。
ような、一般的な液晶プロジェクターにおいて、照明効
率を改善するためには、第１レンズアレイ３に入射する
光束の平行度を良くして、偏光変換素子５の遮光板５Ｃ
でのケラレを少なくすることと、偏光変換素子５から射
出される光束の大きさを小さくして、投射レンズ１０の
入射瞳におけるケラレを小さくすることが重要である。
【０００９】しかしながら、光源部に放物面鏡を用いて
いる場合、放物面鏡から射出される光束の平行度を良く
するには、放物面鏡の焦点距離を長くしなければなら
ず、結果として反射鏡での光源から発せられる光の取り
込み角度を一定に定めると、放物面鏡の焦点距離の拡大
比だけ放物面鏡の射出径が大きくなってしまう。逆に、
放物面鏡の射出径を小さくするには、放物面鏡の焦点距
離を短くしなければならず、焦点距離を短くすると、放
物面鏡から射出される光束の平行度が悪くなってしま
う。
いる場合、放物面鏡から射出される光束の平行度を良く
するには、放物面鏡の焦点距離を長くしなければなら
ず、結果として反射鏡での光源から発せられる光の取り
込み角度を一定に定めると、放物面鏡の焦点距離の拡大
比だけ放物面鏡の射出径が大きくなってしまう。逆に、
放物面鏡の射出径を小さくするには、放物面鏡の焦点距
離を短くしなければならず、焦点距離を短くすると、放
物面鏡から射出される光束の平行度が悪くなってしま
う。
【００１０】このような事実から、前記公報に示された
従来例のように、２つの光源と、その２つの光源を焦点
位置に配置する反射鏡を単純に第１のレンズアレイの前
にならべて配置するだけでは、反射鏡の焦点距離を大幅
に短くしなければ、光源から発せられる光の所望の取り
込み角度が得られず、よって第１のレンズアレイに入射
する光束の平行度が悪化してしまい、図６の光源部に前
記従来例の光源部を用いると、偏光変換素子５の遮光部
５Ｃでのケラレが増大して照明効率が低下してくる。こ
のため、２つの光源を用いているにもかかわらず光量増
加が、光源がひとつの場合と比較して４０％程度までし
か上がらなかった。
従来例のように、２つの光源と、その２つの光源を焦点
位置に配置する反射鏡を単純に第１のレンズアレイの前
にならべて配置するだけでは、反射鏡の焦点距離を大幅
に短くしなければ、光源から発せられる光の所望の取り
込み角度が得られず、よって第１のレンズアレイに入射
する光束の平行度が悪化してしまい、図６の光源部に前
記従来例の光源部を用いると、偏光変換素子５の遮光部
５Ｃでのケラレが増大して照明効率が低下してくる。こ
のため、２つの光源を用いているにもかかわらず光量増
加が、光源がひとつの場合と比較して４０％程度までし
か上がらなかった。
【００１１】また逆に、反射鏡から射出される光束の平
行度を良くするために、反射鏡の焦点距離を長くする
と、光源から発せられる光の所望の取り込み角度を得る
ためには、反射鏡を大きくしなければならず、結果とし
て光源および反射鏡を２つ以上用いる場合には、反射鏡
から射出される光束径が非常に大きくなってしまい、結
果として第２レンズアレイから射出される光束径も大き
くなるので、第２レンズアレイの射出面と投射レンズの
入射瞳が共役関係にあることから、投射レンズに非常に
Ｆナンバーの明るいレンズを用いないと投射レンズでの
ケラレが非常に大きくなり照明効率が低下してくる。
行度を良くするために、反射鏡の焦点距離を長くする
と、光源から発せられる光の所望の取り込み角度を得る
ためには、反射鏡を大きくしなければならず、結果とし
て光源および反射鏡を２つ以上用いる場合には、反射鏡
から射出される光束径が非常に大きくなってしまい、結
果として第２レンズアレイから射出される光束径も大き
くなるので、第２レンズアレイの射出面と投射レンズの
入射瞳が共役関係にあることから、投射レンズに非常に
Ｆナンバーの明るいレンズを用いないと投射レンズでの
ケラレが非常に大きくなり照明効率が低下してくる。
【００１２】このように、上記従来例では、光源を複数
用いているにも関わらず、思ったほどスクリーン面の明
るさが増加しないという問題があった。本発明の目的
は、複数の光源を用いた場合の照明効率の改善を実現す
ることにある。
用いているにも関わらず、思ったほどスクリーン面の明
るさが増加しないという問題があった。本発明の目的
は、複数の光源を用いた場合の照明効率の改善を実現す
ることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明では、複数の光源から発せられた光をほぼ平行な
光にしてレンズアレイシステムに入射させ、このレンズ
アレイシステムからの光で照明を行なう照明装置におい
て、入射光を複数の光源の配列方向に圧縮する作用がそ
れと垂直な方向に圧縮する作用よりも大きい光学系が光
源とレンズアレイシステムとの間に設けられる。レンズ
アレイシステムには、少なくとも１つのフライアイレン
ズまたはレンチキュラーレンズが設けられる。
本発明では、複数の光源から発せられた光をほぼ平行な
光にしてレンズアレイシステムに入射させ、このレンズ
アレイシステムからの光で照明を行なう照明装置におい
て、入射光を複数の光源の配列方向に圧縮する作用がそ
れと垂直な方向に圧縮する作用よりも大きい光学系が光
源とレンズアレイシステムとの間に設けられる。レンズ
アレイシステムには、少なくとも１つのフライアイレン
ズまたはレンチキュラーレンズが設けられる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態に係る照明装
置は、添付図を参照して説明すると、少なくとも複数の
光源１Ｕ，１Ｌと、該光源から発せられた光をほぼ平行
な光に変換する複数の第１の光学素子２Ｕ，２Ｌと、該
光束を該複数の光源の配列方向へ圧縮する作用がそれと
垂直な方向へ圧縮する作用より大きい第２光学素子２
１，２２と、複数のレンズを有するレンズアレイより構
成される第３光学素子３と、複数のレンズを有するレン
ズアレイより構成される第４光学素子４とより構成さ
れ、該第２光学素子は該光源と該第３光学素子の間に配
置されることを特徴としている。また、必要に応じて、
簾状の偏光変換素子５が前記第４光学素子４の射出側に
配置されることを特徴としている。この場合、前記複数
光源１Ｕ，１Ｌは、該第４光学素子４の１コマのレンズ
の幅の狭い方向（４Ｈ方向）に配列することが好まし
い。なお、前記簾状の偏光変換素子を用いない場合には
前記複数光源は、該第４光学素子の１コマのレンズの幅
広方向（４Ｗ方向）に配列することが好ましい。
置は、添付図を参照して説明すると、少なくとも複数の
光源１Ｕ，１Ｌと、該光源から発せられた光をほぼ平行
な光に変換する複数の第１の光学素子２Ｕ，２Ｌと、該
光束を該複数の光源の配列方向へ圧縮する作用がそれと
垂直な方向へ圧縮する作用より大きい第２光学素子２
１，２２と、複数のレンズを有するレンズアレイより構
成される第３光学素子３と、複数のレンズを有するレン
ズアレイより構成される第４光学素子４とより構成さ
れ、該第２光学素子は該光源と該第３光学素子の間に配
置されることを特徴としている。また、必要に応じて、
簾状の偏光変換素子５が前記第４光学素子４の射出側に
配置されることを特徴としている。この場合、前記複数
光源１Ｕ，１Ｌは、該第４光学素子４の１コマのレンズ
の幅の狭い方向（４Ｈ方向）に配列することが好まし
い。なお、前記簾状の偏光変換素子を用いない場合には
前記複数光源は、該第４光学素子の１コマのレンズの幅
広方向（４Ｗ方向）に配列することが好ましい。
【００１５】さらに、前記第１の光学素子２Ｕ，２Ｌの
開口中心と該第１の光学素子の光軸ＡＵ，ＡＬは一致し
ないことを特徴としている。
開口中心と該第１の光学素子の光軸ＡＵ，ＡＬは一致し
ないことを特徴としている。
【００１６】また、該複数の第１光学素子２Ｕ，２Ｌと
前記第２光学素子２１，２２の間に、該複数の第１光学
素子の光軸間隔を狭める作用を有する第５光学素子２
５，２６，２７，２９，３０を有することを特徴として
いる。さらに、該第１光学素子２Ｕ，２Ｌは放物面鏡で
あることを特徴としている。
前記第２光学素子２１，２２の間に、該複数の第１光学
素子の光軸間隔を狭める作用を有する第５光学素子２
５，２６，２７，２９，３０を有することを特徴として
いる。さらに、該第１光学素子２Ｕ，２Ｌは放物面鏡で
あることを特徴としている。
【００１７】さらに、以下の条件式を満足することを特
徴としている。 ３＜ＤＬ／ｆｐ＜６・・・（１） ここで、ＤＬは該複数の光源の間隔、ｆｐ：該放物面鏡
の第２焦点距離である。この条件式（１）は複数の光源
の間隔ＤＬと放物面鏡の焦点距離ｆｐの比について限定
したものである。条件式（１）の下限値未満の領域で
は、放物面鏡の照明光学系の光軸ＡＡ側の光の取り込み
角度が十分にとれず、照明効率が低下する。一方、条件
式（１）の上限値を超える領域では、第２レンズアレイ
４において、照度の高い部分が照明系の光軸から大きく
離れて分布してしまうので、投射レンズ１０でのケラレ
が大きくなるので良くない。また液晶パネルにマイクロ
レンズを用いている場合には、液晶パネルの遮光部のケ
ラレが同様に多くなるので照明効率が低下してくる。
徴としている。 ３＜ＤＬ／ｆｐ＜６・・・（１） ここで、ＤＬは該複数の光源の間隔、ｆｐ：該放物面鏡
の第２焦点距離である。この条件式（１）は複数の光源
の間隔ＤＬと放物面鏡の焦点距離ｆｐの比について限定
したものである。条件式（１）の下限値未満の領域で
は、放物面鏡の照明光学系の光軸ＡＡ側の光の取り込み
角度が十分にとれず、照明効率が低下する。一方、条件
式（１）の上限値を超える領域では、第２レンズアレイ
４において、照度の高い部分が照明系の光軸から大きく
離れて分布してしまうので、投射レンズ１０でのケラレ
が大きくなるので良くない。また液晶パネルにマイクロ
レンズを用いている場合には、液晶パネルの遮光部のケ
ラレが同様に多くなるので照明効率が低下してくる。
【００１８】さらに、該第２光学素子は該光源側から順
に、該複数の光源の配列方向に正の屈折力を有する正シ
リンドリカルレンズ２１と、該複数の光源の配列方向に
負の屈折力を有する負シリンドリカルレンズ２２とを配
列して構成されることを特徴としている。
に、該複数の光源の配列方向に正の屈折力を有する正シ
リンドリカルレンズ２１と、該複数の光源の配列方向に
負の屈折力を有する負シリンドリカルレンズ２２とを配
列して構成されることを特徴としている。
【００１９】さらに、該正シリンドリカルレンズは、光
源側のレンズ面の屈折力が他のレンズ面より強く、該負
シリンドリカルレンズは第３光学素子３側のレンズ面の
屈折力が他のレンズ面より強いことを特徴としている。
源側のレンズ面の屈折力が他のレンズ面より強く、該負
シリンドリカルレンズは第３光学素子３側のレンズ面の
屈折力が他のレンズ面より強いことを特徴としている。
【００２０】さらに、以下の条件式を満足することを特
徴としている。 ０．５＜−ｆｓ２／ｆｓｌ＜０．９・・・（２） ここでｆｓｌは該正シリンドリカルレンズの複数の光源
の配列方向の焦点距離、ｆｓ２は該負シリンドリカルレ
ンズの複数の光源の配列方向の焦点距離である。この条
件式（２）は、正シリンドリカルレンズの複数の光源の
配列方向の焦点距離と負シリンドリカルレンズの複数の
光源の配列方向の焦点距離の比について限定したもので
ある。条件式（２）の下限値未満の領域では、１対のシ
リンドリカルレンズの光束圧縮率が高くなり過ぎ、光束
径は小さくなるが、光束の平行度が悪くなり過ぎて第２
レンズアレイにおいて隣のコマに光束が入射してしま
い、照明効率が低下する。一方、条件式（２）の上限値
を超える領域では、光束圧縮率が弱すぎて、光束径が十
分に小さくならず、第１レンズアレイでケラレが生じて
しまうので照明効率が低下してくる。
徴としている。 ０．５＜−ｆｓ２／ｆｓｌ＜０．９・・・（２） ここでｆｓｌは該正シリンドリカルレンズの複数の光源
の配列方向の焦点距離、ｆｓ２は該負シリンドリカルレ
ンズの複数の光源の配列方向の焦点距離である。この条
件式（２）は、正シリンドリカルレンズの複数の光源の
配列方向の焦点距離と負シリンドリカルレンズの複数の
光源の配列方向の焦点距離の比について限定したもので
ある。条件式（２）の下限値未満の領域では、１対のシ
リンドリカルレンズの光束圧縮率が高くなり過ぎ、光束
径は小さくなるが、光束の平行度が悪くなり過ぎて第２
レンズアレイにおいて隣のコマに光束が入射してしま
い、照明効率が低下する。一方、条件式（２）の上限値
を超える領域では、光束圧縮率が弱すぎて、光束径が十
分に小さくならず、第１レンズアレイでケラレが生じて
しまうので照明効率が低下してくる。
【００２１】さらに、隣り合う複数の光源の間には、互
いの光源が共役関係となる集光素子２８が配置されてい
ることを特徴としている。
いの光源が共役関係となる集光素子２８が配置されてい
ることを特徴としている。
【００２２】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。 （第１実施例）図１は本発明の投射型表示装置の第１実
施例の光学断面図を示す。図１（ａ）は上面図（長辺方
向）、図１（ｂ）は側面図（短辺方向）である。以下の
説明において光源（発光管）の発光部の大きさは１．５
ｍｍ程度と仮定している。
る。 （第１実施例）図１は本発明の投射型表示装置の第１実
施例の光学断面図を示す。図１（ａ）は上面図（長辺方
向）、図１（ｂ）は側面図（短辺方向）である。以下の
説明において光源（発光管）の発光部の大きさは１．５
ｍｍ程度と仮定している。
【００２３】第１の発光管１Ｕ（光源）の発光部１Ｕｃ
から発せられた白色色は、放物面鏡２Ｕによりほぼ平行
光に変換され、同様に第２の発光管１Ｌ（光源）の発光
部１Ｌｃから発せられた白色色は、放物面鏡２Ｌにより
ほぼ平行光に変換される。発光管１Ｕおよび１Ｌは、各
々の放物面鏡２Ｕおよび２Ｌの開口中心に対し、照明光
学系の光軸ＡＡ寄りにずらして配置されている。
から発せられた白色色は、放物面鏡２Ｕによりほぼ平行
光に変換され、同様に第２の発光管１Ｌ（光源）の発光
部１Ｌｃから発せられた白色色は、放物面鏡２Ｌにより
ほぼ平行光に変換される。発光管１Ｕおよび１Ｌは、各
々の放物面鏡２Ｕおよび２Ｌの開口中心に対し、照明光
学系の光軸ＡＡ寄りにずらして配置されている。
【００２４】２つの放物面鏡２Ｕおよび２Ｌから射出さ
れた光束は、発光管１Ｕおよび１Ｌの配列方向のみに正
の屈折力を持つ正シリンドリカルレンズ２１と発光管１
Ｕおよび１Ｌの配列方向のみに負の屈折力を持つ負シリ
ンドリカルレンズ２２により、発光管１Ｕおよび１Ｌの
配列方向のみの光束径を圧縮している。図１に示すよう
に、正シリンドリカルレンズ２１は屈折の分担を両面に
分散させ、収差を少なくするために光源側のレンズ面の
屈折力を他のレンズ面より強めるのがよい。同様に、負
シリンドリカルレンズ２１は屈折の分担を両面に分散さ
せ、収差を少なくするために第１レンズアレイ３側のレ
ンズ面の屈折力を他方のレンズ面より強めるのがよい。
れた光束は、発光管１Ｕおよび１Ｌの配列方向のみに正
の屈折力を持つ正シリンドリカルレンズ２１と発光管１
Ｕおよび１Ｌの配列方向のみに負の屈折力を持つ負シリ
ンドリカルレンズ２２により、発光管１Ｕおよび１Ｌの
配列方向のみの光束径を圧縮している。図１に示すよう
に、正シリンドリカルレンズ２１は屈折の分担を両面に
分散させ、収差を少なくするために光源側のレンズ面の
屈折力を他のレンズ面より強めるのがよい。同様に、負
シリンドリカルレンズ２１は屈折の分担を両面に分散さ
せ、収差を少なくするために第１レンズアレイ３側のレ
ンズ面の屈折力を他方のレンズ面より強めるのがよい。
【００２５】次に、第１レンズアレイ３により、前記発
光管１Ｕおよび１Ｌの光源像を第２レンズアレイ４の各
々のコマの中に結像させている。前記第１レンズアレイ
３と第２レンズアレイ４の焦点距離はほぼ等しく、第１
レンズアレイ３と第２レンズアレイ４の間隔は第１レン
ズアレイ３の焦点距離とほぼ等しい間隔を隔てて配置さ
れている。第１レンズアレイで集光された光束は、偏光
変換素子５の偏光分離層５Ｂにて、Ｐ波とＳ波に分離さ
れ、Ｐ波は偏光分離層５Ｂを透過し、Ｓ波は反射され、
Ｐ波はλ／２位相差板５Ａにより位相変換され、Ｓ波と
偏光軸の方向を揃えている。これにより偏光変換素子５
から射出される光束はすべて同一方向の偏光軸を有した
偏光光となる。５Ｃは簾状の遮光板である。さらに、偏
光変換素子５から射出された光束は第１コンデンサーレ
ンズ６により偏向され、ＲＧＢ各色別に変調される液晶
パネルよりなる画像変調装置の表示部８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ
上に重ね合わされる。第１コンデンサーレンズ６から射
出された光束はダイクロミラーＤＭ１により赤色光が反
射され、残りの緑色光と青色光は透過される。ダイクロ
ミラーＤＭ１により反射された赤色光は反射ミラーＭ１
および第２コンデンサーレンズ７Ｒを介して、赤用の画
像変調装置の表示部８Ｒに導かれる。ダイクロミラーＤ
Ｍ１を透過した光はダイクロミラーＤＭ２により緑と青
に分離され、緑色光はダイクロミラーＤＭ２で反射さ
れ、第２コンデンサーレンズ７Ｇを介して緑用の画像変
調装置の表示部８Ｇに導かれる。ダイクロミラーＤＭ２
を透過した青色光は第３コンデンサーレンズ１１により
集光され、反射ミラーＭ２で反射され、リレーレンズ１
２により反射ミラーＭ３および第２コンデンサーレンズ
７Ｂを介して青用の画像変調装置の表示部８Ｂに導かれ
る。図中、Ｐ１は入射側偏光板、Ｐ２は射出側偏光板を
示す。
光管１Ｕおよび１Ｌの光源像を第２レンズアレイ４の各
々のコマの中に結像させている。前記第１レンズアレイ
３と第２レンズアレイ４の焦点距離はほぼ等しく、第１
レンズアレイ３と第２レンズアレイ４の間隔は第１レン
ズアレイ３の焦点距離とほぼ等しい間隔を隔てて配置さ
れている。第１レンズアレイで集光された光束は、偏光
変換素子５の偏光分離層５Ｂにて、Ｐ波とＳ波に分離さ
れ、Ｐ波は偏光分離層５Ｂを透過し、Ｓ波は反射され、
Ｐ波はλ／２位相差板５Ａにより位相変換され、Ｓ波と
偏光軸の方向を揃えている。これにより偏光変換素子５
から射出される光束はすべて同一方向の偏光軸を有した
偏光光となる。５Ｃは簾状の遮光板である。さらに、偏
光変換素子５から射出された光束は第１コンデンサーレ
ンズ６により偏向され、ＲＧＢ各色別に変調される液晶
パネルよりなる画像変調装置の表示部８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ
上に重ね合わされる。第１コンデンサーレンズ６から射
出された光束はダイクロミラーＤＭ１により赤色光が反
射され、残りの緑色光と青色光は透過される。ダイクロ
ミラーＤＭ１により反射された赤色光は反射ミラーＭ１
および第２コンデンサーレンズ７Ｒを介して、赤用の画
像変調装置の表示部８Ｒに導かれる。ダイクロミラーＤ
Ｍ１を透過した光はダイクロミラーＤＭ２により緑と青
に分離され、緑色光はダイクロミラーＤＭ２で反射さ
れ、第２コンデンサーレンズ７Ｇを介して緑用の画像変
調装置の表示部８Ｇに導かれる。ダイクロミラーＤＭ２
を透過した青色光は第３コンデンサーレンズ１１により
集光され、反射ミラーＭ２で反射され、リレーレンズ１
２により反射ミラーＭ３および第２コンデンサーレンズ
７Ｂを介して青用の画像変調装置の表示部８Ｂに導かれ
る。図中、Ｐ１は入射側偏光板、Ｐ２は射出側偏光板を
示す。
【００２６】第２コンデンサーレンズ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ
は、第１コンデンサーレンズから射出される光束を投射
レンズ１０の入射瞳に集光させるためのものである。ク
ロスダイクロプリズム９は、色合成を行なうために、画
像変調装置の表示部８Ｒ，８Ｇ，８Ｂと投射レンズ１０
の間に配置されている。投射レンズ１０は画像変調装置
の表示部８Ｒ，８Ｇ，８Ｂに対してテレセントリックな
設計となっており、クロスダイクロプリズム９のダイク
ロ膜面における入射角が、ダイクロ膜のどこでも一定に
なるように構成されており、ダイクロ膜の入射角変化に
よる色ムラが生じない構成となっている。画像変調装置
の表示部８Ｒ，８Ｇ，８Ｂで各々変調された光束はクロ
スダイクロプリズム９で色合成され、投射レンズ１０に
より不図示のスクリーンに拡大投影される。
は、第１コンデンサーレンズから射出される光束を投射
レンズ１０の入射瞳に集光させるためのものである。ク
ロスダイクロプリズム９は、色合成を行なうために、画
像変調装置の表示部８Ｒ，８Ｇ，８Ｂと投射レンズ１０
の間に配置されている。投射レンズ１０は画像変調装置
の表示部８Ｒ，８Ｇ，８Ｂに対してテレセントリックな
設計となっており、クロスダイクロプリズム９のダイク
ロ膜面における入射角が、ダイクロ膜のどこでも一定に
なるように構成されており、ダイクロ膜の入射角変化に
よる色ムラが生じない構成となっている。画像変調装置
の表示部８Ｒ，８Ｇ，８Ｂで各々変調された光束はクロ
スダイクロプリズム９で色合成され、投射レンズ１０に
より不図示のスクリーンに拡大投影される。
【００２７】図１の実施例においては、２つの光源１
Ｕ，１Ｌおよび放物面鏡２Ｕ，２Ｌを照明光学系の光軸
ＡＡ寄りに偏心させて配置し、かつ配列方向の光束径を
一対のシリンドリカルレンズ２１，２２により圧縮して
第１レンズアレイ３に導くことにより、２つの光源を用
いているにも関わらず第２レンズアレイ４の射出面にお
ける照度の高い部分を照明光学系の光軸ＡＡ近傍に分布
させることが可能となり、２つの光源を用いた場合の照
明効率の改善を実現している。図１の実施例において
は、偏光変換素子５を用いているので、偏光変換素子５
の遮光板５Ｃの開口幅５Ｄより、第２レンズアレイ４の
短辺方向の１コマの幅４Ｈのほうが大きくなるため、２
つの光源の配列方向を液晶パネル８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの短
辺方向としている。本実施例では、液晶パネル８Ｒ，８
Ｇ，８Ｂの縦横比を３：４に設定しているので、第１レ
ンズアレイ３および第２レンズアレイ４の１コマの縦横
比（４Ｈ：４Ｗ）もほぼ３：４となっており、その結
果、５Ｄ：４Ｈ＝２：３となっている。
Ｕ，１Ｌおよび放物面鏡２Ｕ，２Ｌを照明光学系の光軸
ＡＡ寄りに偏心させて配置し、かつ配列方向の光束径を
一対のシリンドリカルレンズ２１，２２により圧縮して
第１レンズアレイ３に導くことにより、２つの光源を用
いているにも関わらず第２レンズアレイ４の射出面にお
ける照度の高い部分を照明光学系の光軸ＡＡ近傍に分布
させることが可能となり、２つの光源を用いた場合の照
明効率の改善を実現している。図１の実施例において
は、偏光変換素子５を用いているので、偏光変換素子５
の遮光板５Ｃの開口幅５Ｄより、第２レンズアレイ４の
短辺方向の１コマの幅４Ｈのほうが大きくなるため、２
つの光源の配列方向を液晶パネル８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの短
辺方向としている。本実施例では、液晶パネル８Ｒ，８
Ｇ，８Ｂの縦横比を３：４に設定しているので、第１レ
ンズアレイ３および第２レンズアレイ４の１コマの縦横
比（４Ｈ：４Ｗ）もほぼ３：４となっており、その結
果、５Ｄ：４Ｈ＝２：３となっている。
【００２８】なお、図１の投射型表示装置の偏光変換素
子５を省略した場合には、第２レンズアレイ４の１コマ
の長辺方向の幅４Ｗの方が短辺方向の１コマの幅４Ｈよ
り大きくなる（４Ｗ：４Ｈ＝４：３）ので、２つ光源の
配列方向を液晶パネル８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの長辺方向にし
たほうが照明効率が上がる。
子５を省略した場合には、第２レンズアレイ４の１コマ
の長辺方向の幅４Ｗの方が短辺方向の１コマの幅４Ｈよ
り大きくなる（４Ｗ：４Ｈ＝４：３）ので、２つ光源の
配列方向を液晶パネル８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの長辺方向にし
たほうが照明効率が上がる。
【００２９】上記のような構成が照明効率の点で有利な
理由は、光束を圧縮する方向の平行度が悪化するので、
光束を圧縮する方向は、光束の平行度に対する許容度の
大きいほうを選択するのがよいからである。
理由は、光束を圧縮する方向の平行度が悪化するので、
光束を圧縮する方向は、光束の平行度に対する許容度の
大きいほうを選択するのがよいからである。
【００３０】また、さらに２つの放物面鏡２Ｕ，２Ｌの
境界部に正屈折力のフレネルレンズ２８を配置すること
により、点線に示すように２つの光源を共役関係とし
て、損失光をさらに減少させ、照明効率をより向上させ
ることができる。
境界部に正屈折力のフレネルレンズ２８を配置すること
により、点線に示すように２つの光源を共役関係とし
て、損失光をさらに減少させ、照明効率をより向上させ
ることができる。
【００３１】また、放物面鏡２Ｕ，２Ｌと置き換えて楕
円鏡と凹レンズを配置しても同様な効果が得られる。
円鏡と凹レンズを配置しても同様な効果が得られる。
【００３２】また、正シリンドリカルレンズ２１および
負シリンドリカルレンズ２２は光源の配列方向と垂直な
方向にも屈折力を有するトーリックレンズや自由曲面レ
ンズで構成してもよく、光源の配列方向の光束圧縮作用
がそれと垂直な方向より大きければ良好な照明効率が得
られる。
負シリンドリカルレンズ２２は光源の配列方向と垂直な
方向にも屈折力を有するトーリックレンズや自由曲面レ
ンズで構成してもよく、光源の配列方向の光束圧縮作用
がそれと垂直な方向より大きければ良好な照明効率が得
られる。
【００３３】（数値実施例）図１の構成における数値実
施例を表１に示す。なお、表１において、Ｒ１はシリン
ドリカルレンズの光源側の光源の配列方向の曲率半径、
Ｒ２はシリンドリカルレンズの第１レンズアレイ側の光
源の配列方向の曲率半径、Ｄはシリンドリカルレンズの
中心肉厚、Ｎはシリンドリカルレンズのｄ線における屈
折率、ＤＤは正シリンドリカルレンズと負シリンドリカ
ルレンズの間隔である。
施例を表１に示す。なお、表１において、Ｒ１はシリン
ドリカルレンズの光源側の光源の配列方向の曲率半径、
Ｒ２はシリンドリカルレンズの第１レンズアレイ側の光
源の配列方向の曲率半径、Ｄはシリンドリカルレンズの
中心肉厚、Ｎはシリンドリカルレンズのｄ線における屈
折率、ＤＤは正シリンドリカルレンズと負シリンドリカ
ルレンズの間隔である。
【００３４】
【表１】
【００３５】（第２実施例）図２は本発明の第２実施例
の光学断面図を示す。図２は、反射鏡の開口中心と反射
鏡の光軸が一致している通常の反射鏡を用いて本発明の
実施例を実現させたものである。２つの発光管１Ｕ，１
Ｌと、２つの放物面鏡２Ｕ，２Ｌと、液晶パネル８Ｒ，
８Ｇ，８Ｂの短辺方向にのみ正の屈折力を有し、かつ放
物面鏡の光軸ＡＵ，ＡＬを照明系の光軸ＡＡ側に偏向さ
せるプリズム効果をもつ光学素子２３と、光学素子２３
で偏向された放物面鏡の光軸ＡＵ，ＡＬを照明系の光軸
ＡＡに対し平行に戻し、かつ液晶パネル８Ｒ，８Ｇ，８
Ｂの短辺方向にのみ負の屈折力を有する光学素子２４と
により光源部を構成している。光学素子２３，２４によ
り放物面鏡の光軸間隔を狭める効果と光束径の圧縮効果
の２つの効果を実現している。本実施例によれば、通常
の反射鏡を用いても高い照明効率を実現することができ
る。
の光学断面図を示す。図２は、反射鏡の開口中心と反射
鏡の光軸が一致している通常の反射鏡を用いて本発明の
実施例を実現させたものである。２つの発光管１Ｕ，１
Ｌと、２つの放物面鏡２Ｕ，２Ｌと、液晶パネル８Ｒ，
８Ｇ，８Ｂの短辺方向にのみ正の屈折力を有し、かつ放
物面鏡の光軸ＡＵ，ＡＬを照明系の光軸ＡＡ側に偏向さ
せるプリズム効果をもつ光学素子２３と、光学素子２３
で偏向された放物面鏡の光軸ＡＵ，ＡＬを照明系の光軸
ＡＡに対し平行に戻し、かつ液晶パネル８Ｒ，８Ｇ，８
Ｂの短辺方向にのみ負の屈折力を有する光学素子２４と
により光源部を構成している。光学素子２３，２４によ
り放物面鏡の光軸間隔を狭める効果と光束径の圧縮効果
の２つの効果を実現している。本実施例によれば、通常
の反射鏡を用いても高い照明効率を実現することができ
る。
【００３６】（第３実施例）図３は本発明の第３実施例
の光学断面図を示す。図３は、反射鏡の開口中心と反射
鏡の光軸が一致している通常の反射鏡を用いて本発明の
実施例を実現させたものである。２つの発光管１Ｕ，１
Ｌと、２つの放物面鏡２Ｕ，２Ｌと、プリズム２５と、
短辺方向にのみ正屈折力を有する正シリンドリカルレン
ズ２１と、短辺方向にのみ負屈折力を有する負シリンド
リカルレンズ２２により光源部が構成される。２つの放
物面鏡の光軸ＡＵ，ＡＬは、照明系の光軸ＡＡに対し内
向きに配置され、その２つの光軸ＡＵ，ＡＬを照明系の
光軸ＡＡに対し平行に戻すプリズム２５により、放物面
鏡の照度の高い部分を、照明系の光軸の近傍に分布さ
せ、高い照明効率を実現している。正シリンドリカルレ
ンズ２１以降の作動は図１の実施例と同様である。
の光学断面図を示す。図３は、反射鏡の開口中心と反射
鏡の光軸が一致している通常の反射鏡を用いて本発明の
実施例を実現させたものである。２つの発光管１Ｕ，１
Ｌと、２つの放物面鏡２Ｕ，２Ｌと、プリズム２５と、
短辺方向にのみ正屈折力を有する正シリンドリカルレン
ズ２１と、短辺方向にのみ負屈折力を有する負シリンド
リカルレンズ２２により光源部が構成される。２つの放
物面鏡の光軸ＡＵ，ＡＬは、照明系の光軸ＡＡに対し内
向きに配置され、その２つの光軸ＡＵ，ＡＬを照明系の
光軸ＡＡに対し平行に戻すプリズム２５により、放物面
鏡の照度の高い部分を、照明系の光軸の近傍に分布さ
せ、高い照明効率を実現している。正シリンドリカルレ
ンズ２１以降の作動は図１の実施例と同様である。
【００３７】（第４実施例）図４は本発明の第４の実施
例の上面図（長辺方向）および側面図（短辺方向）を示
す。図４は、反射鏡の開口中心と反射鏡の光軸が一致し
ている通常の反射鏡を用いて本発明の実施例を実現させ
たものである。照明系の光軸ＡＡに対し短辺方向に向か
い合うように配置された２つの発光管１Ｕ，１Ｌと、２
つの放物面鏡２Ｕ、２Ｌと正シリンドリカルレンズ２１
の間に反射ミラー２６，２７を直交するように配置し
て、放物面鏡の照度の高い部分を照明光学系の光軸ＡＡ
近傍に分布させることにより、高い照明効率を実現して
いる。正シリンドリカルレンズ２１以降の作動は図１の
実施例と同様である。
例の上面図（長辺方向）および側面図（短辺方向）を示
す。図４は、反射鏡の開口中心と反射鏡の光軸が一致し
ている通常の反射鏡を用いて本発明の実施例を実現させ
たものである。照明系の光軸ＡＡに対し短辺方向に向か
い合うように配置された２つの発光管１Ｕ，１Ｌと、２
つの放物面鏡２Ｕ、２Ｌと正シリンドリカルレンズ２１
の間に反射ミラー２６，２７を直交するように配置し
て、放物面鏡の照度の高い部分を照明光学系の光軸ＡＡ
近傍に分布させることにより、高い照明効率を実現して
いる。正シリンドリカルレンズ２１以降の作動は図１の
実施例と同様である。
【００３８】（第５実施例）図５は本発明の第５の実施
例の上面図（長辺方向）および側面図（短辺方向）を示
す。図５は、反射鏡の開口中心と反射鏡の光軸が一致し
ている通常の反射鏡を用いて本発明の実施例を実現させ
たものである。照明系の光軸ＡＡに対し短辺方向に光軸
がずれた状態で向かい合うように配置された２つの発光
管１Ｕ，１Ｌおよび２つの放物面鏡２Ｕ，２Ｌと正シリ
ンドリカルレンズ２１との間に、反射ミラー２９，３０
を直交するように配置して、放物面鏡の照度の高い部分
を照明光学系の光軸ＡＡ近傍に分布させることにより、
高い照明効率を実現している。また、本実施例は上記構
成をとることにより、液晶パネルの長辺方向の小型化を
実現している。正シリンドリカルレンズ２１以降の作動
は図１の実施例と同様である。
例の上面図（長辺方向）および側面図（短辺方向）を示
す。図５は、反射鏡の開口中心と反射鏡の光軸が一致し
ている通常の反射鏡を用いて本発明の実施例を実現させ
たものである。照明系の光軸ＡＡに対し短辺方向に光軸
がずれた状態で向かい合うように配置された２つの発光
管１Ｕ，１Ｌおよび２つの放物面鏡２Ｕ，２Ｌと正シリ
ンドリカルレンズ２１との間に、反射ミラー２９，３０
を直交するように配置して、放物面鏡の照度の高い部分
を照明光学系の光軸ＡＡ近傍に分布させることにより、
高い照明効率を実現している。また、本実施例は上記構
成をとることにより、液晶パネルの長辺方向の小型化を
実現している。正シリンドリカルレンズ２１以降の作動
は図１の実施例と同様である。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の照明装置
では、複数の光源を用いた場合の照明効率の改善が実現
できる。本発明は液晶プロジェクター等の投射型表示装
置において非常に明るいスクリーン像が要求される場合
に好適である。また、本発明の投射型表示装置によれ
ば、発光部の大きさが大きい高出力の光源を用いるよ
り、少ない消費電力で効率良く明るいスクリーン像を得
ることができる。
では、複数の光源を用いた場合の照明効率の改善が実現
できる。本発明は液晶プロジェクター等の投射型表示装
置において非常に明るいスクリーン像が要求される場合
に好適である。また、本発明の投射型表示装置によれ
ば、発光部の大きさが大きい高出力の光源を用いるよ
り、少ない消費電力で効率良く明るいスクリーン像を得
ることができる。
【図１】 本発明の第１実施例に係る投射型表示装置の
光学断面図である。
光学断面図である。
【図２】 本発明の第２実施例に係る投射型表示装置の
光学断面図である。
光学断面図である。
【図３】 本発明の第３実施例に係る投射型表示装置の
光学断面図である。
光学断面図である。
【図４】 本発明の第４実施例に係る投射型表示装置の
上面図および側面図である。
上面図および側面図である。
【図５】 本発明の第５実施例に係る投射型表示装置の
上面図および側面図である。
上面図および側面図である。
【図６】 従来の投射型表示装置の光学断面図である。
１Ｕ，１Ｌ：発光管、２Ｕ，２Ｌ：放物面鏡、３：第１
レンズアレイ、４：第２レンズアレイ、５：偏光変換素
子、５Ａ：１／２位相差板、５Ｂ：偏光分離層、５Ｃ：
遮光板、６：第１コンデンサーレンズ、７Ｒ：赤用第２
コンデンサーレンズ、７Ｇ：緑用第２コンデンサーレン
ズ、７Ｂ：青用第２コンデンサーレンズ、８Ｒ：赤用液
晶パネル、８Ｇ：緑用液晶パネル、８Ｂ：青用液晶パネ
ル、９：クロスダイクロプリズム、１０：投射レンズ、
１１：第３コンデンサーレンズ、１２：リレーレンズ、
２１：正シリンドリカルレンズ、２２：負シリンドリカ
ルレンズ、２３，２４：光学素子、２５：プリズム、２
６，２７，２９，３０：反射ミラー、２８：正フレネル
レンズ、Ｐ１：入射側偏光板、Ｐ２：射出側偏光板、Ｄ
Ｍ１，ＤＭ２：ダイクロミラー、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３：反
射ミラー。
レンズアレイ、４：第２レンズアレイ、５：偏光変換素
子、５Ａ：１／２位相差板、５Ｂ：偏光分離層、５Ｃ：
遮光板、６：第１コンデンサーレンズ、７Ｒ：赤用第２
コンデンサーレンズ、７Ｇ：緑用第２コンデンサーレン
ズ、７Ｂ：青用第２コンデンサーレンズ、８Ｒ：赤用液
晶パネル、８Ｇ：緑用液晶パネル、８Ｂ：青用液晶パネ
ル、９：クロスダイクロプリズム、１０：投射レンズ、
１１：第３コンデンサーレンズ、１２：リレーレンズ、
２１：正シリンドリカルレンズ、２２：負シリンドリカ
ルレンズ、２３，２４：光学素子、２５：プリズム、２
６，２７，２９，３０：反射ミラー、２８：正フレネル
レンズ、Ｐ１：入射側偏光板、Ｐ２：射出側偏光板、Ｄ
Ｍ１，ＤＭ２：ダイクロミラー、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３：反
射ミラー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H088 EA15 HA13 HA15 HA24 HA25 MA06 2H091 FA05Z FA08X FA08Z FA11Z FA26X FA26Z FA29Z LA30
Claims (18)
- 【請求項１】 複数の光源から発せられた光をほぼ平行
な光にしてレンズアレイシステムに入射させ、このレン
ズアレイシステムからの光で照明を行なう照明装置にお
いて、入射光を複数の光源の配列方向に圧縮する作用が
それと垂直な方向に圧縮する作用よりも大きい光学系を
光源とレンズアレイシステムとの間に設けたことを特徴
とする照明装置。 - 【請求項２】 前記複数光源が、前記レンズアレイシス
テムを構成する１コマのレンズの長手方向に配列される
ことを特徴とする請求項１記載の照明装置。 - 【請求項３】 複数の光源から発せられた光をほぼ平行
な光にしてレンズアレイシステムに入射させ、このレン
ズアレイシステムから簾状の偏光変換素子を通した光で
照明を行なう照明装置において、入射光を複数の光源の
配列方向に圧縮する作用がそれと垂直な方向に圧縮する
作用よりも大きい光学系を光源とレンズアレイシステム
との間に設けたことを特徴とする照明装置。 - 【請求項４】 前記複数光源が、前記レンズアレイシス
テムを構成する１コマのレンズの長手方向と垂直な方向
に配列されることを特徴とする請求項３記載の照明装
置。 - 【請求項５】 前記レンズアレイシステムが少なくとも
１つのフライアイレンズまたはレンチキュラーレンズを
有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載
の照明装置。 - 【請求項６】 複数の光源と、該光源から発せられた光
をほぼ平行な光に変換する複数の第１の光学素子と、該
光束を該複数の光源の配列方向に圧縮する作用がそれと
垂直な方向に圧縮する作用より大きい第２光学素子と、
複数のレンズを有するレンズアレイにより構成される第
３光学素子と、複数のレンズを有するレンズアレイによ
り構成される第４光学素子とを具備し、該第２光学素子
は該光源と該第３光学素子の間に配置されることを特徴
とする照明装置。 - 【請求項７】 前記複数光源が、前記第４光学素子を構
成する１コマのレンズの長手方向に配列されることを特
徴とする請求項６記載の照明装置。 - 【請求項８】 複数の光源と、該光源から発せられた光
をほぼ平行な光に変換する複数の第１の光学素子と、該
光束を該複数の光源の配列方向に圧縮する作用がそれと
垂直な方向に圧縮する作用より大きい第２光学素子と、
複数のレンズを有するレンズアレイより構成される第３
光学素子と、複数のレンズを有するレンズアレイより構
成される第４光学素子と、簾状の偏光変換素子とを具備
し、該第２光学素子は該光源と該第３光学素子の間に配
置されることを特徴とする照明装置。 - 【請求項９】 前記複数光源が、前記第４光学素子を構
成する１コマのレンズの長手方向と垂直な方向に配列さ
れることを特徴とする請求項８記載の照明装置。 - 【請求項１０】 前記複数の第１光学素子と前記第２光
学素子との間に、該複数の第１光学素子の光軸間隔を狭
める作用を有する第５光学素子をさらに有することを特
徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の照明装置。 - 【請求項１１】 前記第１の光学素子の開口中心と該第
１の光学素子の光軸が一致しないことを特徴とする請求
項６〜９のいずれかに記載の照明装置。 - 【請求項１２】 前記第１光学素子は放物面鏡であるこ
とを特徴とする請求項６〜１１のいずれかに記載の照明
装置。 - 【請求項１３】 以下の条件式 【数１】 （ここで、ＤＬは前記複数の光源の間隔、ｆｐは前記放
物面鏡の第２焦点距離である）を満足することを特徴と
する請求項１２記載の照明装置。 - 【請求項１４】 前記第２光学素子は、光源側から順に
配列された前記複数の光源の配列方向に正の屈折力を有
する正シリンドリカルレンズと、該複数の光源の配列方
向に負の屈折力を有する負シリンドリカルレンズとより
構成されることを特徴とする請求項６〜１３のいずれか
に記載の照明装置。 - 【請求項１５】 前記正シリンドリカルレンズは、光源
側のレンズ面の屈折力が他方のレンズ面より強く、前記
負シリンドリカルレンズは前記第３光学素子側のレンズ
面の屈折力が他方のレンズ面より強いことを特徴とする
請求項１４記載の照明装置。 - 【請求項１６】 以下の条件式 【数２】 （ここで、ｆｓｌは前記正シリンドリカルレンズの前記
複数の光源の配列方向の焦点距離、ｆｓ２は前記負シリ
ンドリカルレンズの該複数の光源の配列方向の焦点距離
である）を満足することを特徴とする請求項１４または
１５記載の照明装置。 - 【請求項１７】 隣り合う複数の光源の間には、互いの
光源が共役関係となる集光素子が配置されていることを
特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の照明装
置。 - 【請求項１８】 請求項１〜１７のいずれかに記載の照
明装置を含むことを特徴とする投射型表示装置。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001326171A (ja) * | 2000-05-18 | 2001-11-22 | Canon Inc | 照明装置 |
| KR100404209B1 (ko) * | 2001-09-04 | 2003-11-03 | 엘지전자 주식회사 | 프로젝터의 광학 시스템 |
| KR100716959B1 (ko) * | 2001-02-05 | 2007-05-14 | 삼성전자주식회사 | 광원 어셈블리 및 이를 채용한 프로젝션 디스플레이장치 |
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Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6611381B2 (en) * | 1999-12-28 | 2003-08-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Display element, polarizing plate, and display apparatus and projecting apparatus using the display element and polarizing plate |
| US6488379B2 (en) * | 2001-04-13 | 2002-12-03 | Phillips Electronics | Video projector illumination system using two lamps having complementary beams patterns |
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| US7567384B2 (en) * | 2001-06-08 | 2009-07-28 | Infocus Corporation | Method and apparatus for combining light paths of like-colored light sources |
| US6698892B2 (en) * | 2001-06-08 | 2004-03-02 | Infocus Corporation | Achieving color balance in image projection systems by injecting compensating light in a controlled amount |
| US6688747B2 (en) * | 2001-06-08 | 2004-02-10 | Infocus Corporation | Achieving color balance in image projection systems by injecting compensating light |
| US6988806B2 (en) * | 2001-06-08 | 2006-01-24 | Infocus Corporation | Instant-on projector |
| KR20030018740A (ko) * | 2001-08-31 | 2003-03-06 | 삼성전자주식회사 | 투사 장치 |
| EP1315018A1 (de) * | 2001-11-27 | 2003-05-28 | KINOTON GmbH | Lampenhaus mit zwei Lichtquellen für die Grossbildprojektion |
| US6773142B2 (en) * | 2002-01-07 | 2004-08-10 | Coherent, Inc. | Apparatus for projecting a line of light from a diode-laser array |
| JP3645890B2 (ja) * | 2002-06-07 | 2005-05-11 | Ｎｅｃビューテクノロジー株式会社 | プロジェクタ装置 |
| KR20040082917A (ko) * | 2003-03-20 | 2004-09-30 | 삼성전자주식회사 | 정규 분포의 광을 갖는 조명계, 프로젝션 시스템 및칼라화상 형성방법 |
| EP1505435A1 (en) * | 2003-08-05 | 2005-02-09 | Sony International (Europe) GmbH | Illumination unit having two discharge lamps for a projector |
| US7016393B2 (en) * | 2003-09-22 | 2006-03-21 | Coherent, Inc. | Apparatus for projecting a line of light from a diode-laser array |
| US7150535B2 (en) * | 2003-10-07 | 2006-12-19 | Seiko Epson Corporation | Lighting device and projector equipped with the same |
| US7261435B2 (en) * | 2004-06-18 | 2007-08-28 | Acuity Brands, Inc. | Light fixture and lens assembly for same |
| JP4950446B2 (ja) * | 2005-06-23 | 2012-06-13 | キヤノン株式会社 | レンズアレイ光学系、投射光学ユニットおよび画像投射装置 |
| TWI285785B (en) * | 2005-11-23 | 2007-08-21 | Benq Corp | Light source apparatus for optical projection system |
| US7265908B2 (en) * | 2005-12-19 | 2007-09-04 | Coherent, Inc. | Apparatus for projecting a line of light from a diode-laser array |
| JP4586743B2 (ja) * | 2006-02-20 | 2010-11-24 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクタ |
| DE102012203682B4 (de) * | 2012-03-08 | 2021-09-23 | Osram Gmbh | Projektionsvorrichtung |
| JP6453495B2 (ja) * | 2018-01-17 | 2019-01-16 | ソニー株式会社 | 光源装置及び画像投影装置 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63132215A (ja) * | 1986-11-25 | 1988-06-04 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 複数光束を単一光束にする投写方式 |
| JP3336664B2 (ja) * | 1993-03-10 | 2002-10-21 | セイコーエプソン株式会社 | 投写型表示装置 |
| JP2827951B2 (ja) * | 1994-05-16 | 1998-11-25 | 松下電器産業株式会社 | 投写型表示装置 |
| US5765934A (en) * | 1995-08-04 | 1998-06-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Projection type display |
| KR100449129B1 (ko) * | 1995-10-25 | 2005-01-24 | 인스트루먼츠 인코포레이티드 텍사스 | 조사시스템 |
| TW358890B (en) * | 1996-06-25 | 1999-05-21 | Seiko Epson Corp | Polarizing converter, polarizing lighting, display and projection using these elements |
| US6088170A (en) | 1997-01-28 | 2000-07-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Optical system for shaping light beams and an optical pickup employing the same |
| KR100288967B1 (ko) * | 1997-01-28 | 2001-05-02 | 윤종용 | 빔정형을 위한 광학계 및 이를 채용한 광픽업 |
| JP3791103B2 (ja) * | 1997-03-24 | 2006-06-28 | セイコーエプソン株式会社 | 光源装置および投写型表示装置 |
| JP3888486B2 (ja) * | 1997-07-25 | 2007-03-07 | フジノン株式会社 | 投射型表示装置 |
| JP2000039584A (ja) * | 1998-07-23 | 2000-02-08 | Fuji Photo Optical Co Ltd | プロジェクタ装置 |
-
1998
- 1998-10-29 JP JP32296498A patent/JP3347676B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-10-28 EP EP99308571A patent/EP0997768B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-10-28 DE DE69922906T patent/DE69922906T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-10-29 US US09/430,392 patent/US6431727B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001326171A (ja) * | 2000-05-18 | 2001-11-22 | Canon Inc | 照明装置 |
| KR100716959B1 (ko) * | 2001-02-05 | 2007-05-14 | 삼성전자주식회사 | 광원 어셈블리 및 이를 채용한 프로젝션 디스플레이장치 |
| KR100404209B1 (ko) * | 2001-09-04 | 2003-11-03 | 엘지전자 주식회사 | 프로젝터의 광학 시스템 |
| US7976166B2 (en) | 2006-06-08 | 2011-07-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical system for image projection and image projection apparatus including a polarization beam splitting surface |
| US8287138B2 (en) | 2007-06-21 | 2012-10-16 | Panasonic Corporation | Light source device and projection display device using the same |
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