JP2000162707A - 照明装置及びそれを用いた投影装置 - Google Patents
照明装置及びそれを用いた投影装置Info
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- JP2000162707A JP2000162707A JP10355407A JP35540798A JP2000162707A JP 2000162707 A JP2000162707 A JP 2000162707A JP 10355407 A JP10355407 A JP 10355407A JP 35540798 A JP35540798 A JP 35540798A JP 2000162707 A JP2000162707 A JP 2000162707A
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- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 液晶パネルに表示した投影像原画をスクリー
ン面上に高い光学性能で投影することのできる照明装置
及びそれを用いた投影装置を得ること。 【解決手段】 光源からの光束をリフレクターで反射集
光して内面が反射面のインテグレーターの光入射面より
入射させ、該インテグレーターの光出射面からの光束を
用いて被照射面を照明する照明装置において、該リフレ
クターの頂点と該インテグレーターの光出射面とが共役
関係となるレンズ系を有していること。
ン面上に高い光学性能で投影することのできる照明装置
及びそれを用いた投影装置を得ること。 【解決手段】 光源からの光束をリフレクターで反射集
光して内面が反射面のインテグレーターの光入射面より
入射させ、該インテグレーターの光出射面からの光束を
用いて被照射面を照明する照明装置において、該リフレ
クターの頂点と該インテグレーターの光出射面とが共役
関係となるレンズ系を有していること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は照明装置及びそれを
用いた投影装置（プロジェクター）に関し、例えば液晶
表示素子に表示する画像情報を投影レンズ（投影光学
系）でスクリーン上に拡大投影する液晶プロジェクター
等に好適なものである。
用いた投影装置（プロジェクター）に関し、例えば液晶
表示素子に表示する画像情報を投影レンズ（投影光学
系）でスクリーン上に拡大投影する液晶プロジェクター
等に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、大型の画像表示装置として液晶表
示素子上に表示した画像情報を投影レンズによってスク
リーン上に拡大投影する液晶プロジェクターが多用され
ている。かかる液晶プロジェクターはスクリーン上の照
度を上げることが１つの技術課題となっている。
示素子上に表示した画像情報を投影レンズによってスク
リーン上に拡大投影する液晶プロジェクターが多用され
ている。かかる液晶プロジェクターはスクリーン上の照
度を上げることが１つの技術課題となっている。
【０００３】この為、これらに用いる照明装置としては
被照射面上に設けた被投影画像（液晶表示素子）を高い
光利用効率で均一に照明することが重要になっている。
被照射面上に設けた被投影画像（液晶表示素子）を高い
光利用効率で均一に照明することが重要になっている。
【０００４】従来より液晶プロジェクター等の投影装置
として、小さく均一な面光源が必要な場合には、光利用
効率を高め、均一照明する為に楕円鏡（リフレクター）
とガラス材より成る光導光用の内面反射を利用した棒状
のインテグレーター（ガラスロッド）が多く用いられて
いる。
として、小さく均一な面光源が必要な場合には、光利用
効率を高め、均一照明する為に楕円鏡（リフレクター）
とガラス材より成る光導光用の内面反射を利用した棒状
のインテグレーター（ガラスロッド）が多く用いられて
いる。
【０００５】例えば特開平７−９８４７９号公報では光
源からの光束をリフレクター（反射傘）で反射集光し
て、断面が多角形で内面が反射面の棒状のインテグレー
ターの光入射面に入射させ、該インテグレーターの光出
射面からの光束をリレーレンズを介して入射光を複数の
色光に分離し、出射させる色分解手段に入射させ、該色
分解手段から出射した複数の色光で被照射面上に設けた
液晶パネルを照明し、該液晶パネルに表示された画像情
報を投射レンズでスクリーン面上に投射した投射表示装
置が提案されている。
源からの光束をリフレクター（反射傘）で反射集光し
て、断面が多角形で内面が反射面の棒状のインテグレー
ターの光入射面に入射させ、該インテグレーターの光出
射面からの光束をリレーレンズを介して入射光を複数の
色光に分離し、出射させる色分解手段に入射させ、該色
分解手段から出射した複数の色光で被照射面上に設けた
液晶パネルを照明し、該液晶パネルに表示された画像情
報を投射レンズでスクリーン面上に投射した投射表示装
置が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ガラス材で形成される
棒状のインテグレーターは、入射面から入射した光を、
インテグレーターの側面（内面）で全反射を繰り返し出
射面に導光し、そこに均一な面光源を形成する光学作用
を有している。
棒状のインテグレーターは、入射面から入射した光を、
インテグレーターの側面（内面）で全反射を繰り返し出
射面に導光し、そこに均一な面光源を形成する光学作用
を有している。
【０００７】このような照明装置に用いられるガラスロ
ッドは全ての面を使用するので、全ての面を研磨する必
要がある。このガラスロッドは一般に入射（出射）開口
の大きさに比べて長さを長くし、細長い棒状構造をして
いるために研磨が非常に難しいという問題があった。ロ
ッドの長さを短くすると、光束の分割数が減少し、出射
面の均一性が崩れ、特に発光中に光源の発光位置が経時
的に変化しガラスロッドに入射する光束の中心と入射端
面の中心がずれたときに、出射端面での明るさが非対称
となり、画像を投影する液晶プロジェクターの場合は投
影する画像の照度ムラとなり著しく品位を落としてしま
うという問題が発生してくる。
ッドは全ての面を使用するので、全ての面を研磨する必
要がある。このガラスロッドは一般に入射（出射）開口
の大きさに比べて長さを長くし、細長い棒状構造をして
いるために研磨が非常に難しいという問題があった。ロ
ッドの長さを短くすると、光束の分割数が減少し、出射
面の均一性が崩れ、特に発光中に光源の発光位置が経時
的に変化しガラスロッドに入射する光束の中心と入射端
面の中心がずれたときに、出射端面での明るさが非対称
となり、画像を投影する液晶プロジェクターの場合は投
影する画像の照度ムラとなり著しく品位を落としてしま
うという問題が発生してくる。
【０００８】本発明は、光源の発光部の位置が変化して
も、照明分布の変化が少なく、且つ高い照明効率が得ら
れる照明装置及びそれを用いたプロジェクター（投影装
置）の提供を目的とする。
も、照明分布の変化が少なく、且つ高い照明効率が得ら
れる照明装置及びそれを用いたプロジェクター（投影装
置）の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明の照明装
置は、光源からの光束をリフレクターで反射集光して内
面が反射面のインテグレーターの光入射面より入射さ
せ、該インテグレーターの光出射面からの光束を用いて
被照射面を照明する照明装置において、該リフレクター
の頂点と該インテグレーターの光出射面とが共役関係と
なるレンズ系を有していることを特徴としている。
置は、光源からの光束をリフレクターで反射集光して内
面が反射面のインテグレーターの光入射面より入射さ
せ、該インテグレーターの光出射面からの光束を用いて
被照射面を照明する照明装置において、該リフレクター
の頂点と該インテグレーターの光出射面とが共役関係と
なるレンズ系を有していることを特徴としている。
【００１０】請求項２の発明の照明装置は、光源からの
光束をリフレクターで反射集光して内面が反射面のイン
テグレーターの光入射面より入射させ、該インテグレー
ターの光出射面からの光束を用いて被照射面を照明する
照明装置において、該インテグレーターの光入射面をレ
ンズ面とし、該リフレクターの頂点と該インテグレータ
ーの光出射面とが共役関係となるようにしていることを
特徴としている。
光束をリフレクターで反射集光して内面が反射面のイン
テグレーターの光入射面より入射させ、該インテグレー
ターの光出射面からの光束を用いて被照射面を照明する
照明装置において、該インテグレーターの光入射面をレ
ンズ面とし、該リフレクターの頂点と該インテグレータ
ーの光出射面とが共役関係となるようにしていることを
特徴としている。
【００１１】請求項３の発明は請求項１の発明又は請求
項２の発明において、前記インテグレーターは中実型又
は中空型より成っていることを特徴としている。
項２の発明において、前記インテグレーターは中実型又
は中空型より成っていることを特徴としている。
【００１２】請求項４の発明は請求項１の発明又は請求
項２の発明又は請求項３の発明において、前記インテグ
レーターの光出射面側に、リレーレンズ系を設けてお
り、該リレーレンズ系は該光出射面と前記被照射面とを
共役な関係となるようにしていることを特徴としてい
る。
項２の発明又は請求項３の発明において、前記インテグ
レーターの光出射面側に、リレーレンズ系を設けてお
り、該リレーレンズ系は該光出射面と前記被照射面とを
共役な関係となるようにしていることを特徴としてい
る。
【００１３】請求項５の発明は請求項１の発明から請求
項４の発明のいずれか１つにおいて、前記リフレクター
の焦点位置と前記レンズ系の曲率中心とを結ぶ光軸が前
記インテグレーターの光入射面の中心と光出射面の中心
とを結ぶ中心軸と一致していることを特徴としている。
項４の発明のいずれか１つにおいて、前記リフレクター
の焦点位置と前記レンズ系の曲率中心とを結ぶ光軸が前
記インテグレーターの光入射面の中心と光出射面の中心
とを結ぶ中心軸と一致していることを特徴としている。
【００１４】請求項６の発明は請求項１の発明から請求
項５の発明のいずれか１つにおいて、前記インテグレー
ターと被照射面との間には入射光を複数の色光に分離す
る色分解系が設けられており、該色分解系で分離された
複数の色光で各々対応する被照射面を照明していること
を特徴としている。
項５の発明のいずれか１つにおいて、前記インテグレー
ターと被照射面との間には入射光を複数の色光に分離す
る色分解系が設けられており、該色分解系で分離された
複数の色光で各々対応する被照射面を照明していること
を特徴としている。
【００１５】請求項７の発明の投影装置は、請求項１の
発明から請求項６の発明のいずれか１つの、照明装置を
用いて被照射面上に設けた画像表示素子を照明し、該画
像表示素子に表示された画像を投影光学系で所定面上に
投影することを特徴としている。
発明から請求項６の発明のいずれか１つの、照明装置を
用いて被照射面上に設けた画像表示素子を照明し、該画
像表示素子に表示された画像を投影光学系で所定面上に
投影することを特徴としている。
【００１６】請求項８の発明の投影装置は、請求項６の
発明の、照明装置を用いて、複数の色光に対応して被照
射面に設けた複数の画像表示素子を照明し、該複数の画
像表示素子からの各色光を合成する色合成系を介して、
該複数の画像表示素子に基づいて画像を投影光学系で所
定面上に投影することを特徴としている。
発明の、照明装置を用いて、複数の色光に対応して被照
射面に設けた複数の画像表示素子を照明し、該複数の画
像表示素子からの各色光を合成する色合成系を介して、
該複数の画像表示素子に基づいて画像を投影光学系で所
定面上に投影することを特徴としている。
【００１７】
【発明の実施の形態】実施例１ 図１は本発明の実施形態１の要部概略図である。図中１
は光源であり、メタルハライドランプ等の白色光源より
成っている。２は楕円体ミラー等のリフレクターであ
り、第１焦点又はその近傍に光源１が位置している。３
は光源１側に凸形状を有するレンズ面３Ａより成る入射
面３ａと、入射面３ａを囲むように設けられた４つの側
面反射面（反射面）３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅと、射出面
（光出射面）３ｆから成る角柱のガラスロッド（インテ
グレーター）である。尚、インテグレーター３は複数の
ミラーを組み合わせた中空型より構成しても良い。入射
面３ａはリフレクター２の第２焦点又はその近傍に位置
している。レンズ面３Ａはリフレクター２の頂点Ａとイ
ンテグレーター３の光出射面３ｆとを共役関係となるよ
うにしている。４はガラスロッド３の射出面３ｆと被照
明エリア（被照射面）５ａを共役とするためのリレーレ
ンズ系である。５は被照明エリア５ａに置かれた液晶パ
ネル等の画像表示素子である。ガラスロッド３の入射面
３ａに設けられたレンズ系３Ａの焦点距離ｆは、入射面
３ａからリフレクター２の頂点Ａまでの距離をＳａ、入
射面３ａから射出面３ｆまでの距離をＳｂとし、ガラス
ロッド３の材質の屈折率をＮとすると、
は光源であり、メタルハライドランプ等の白色光源より
成っている。２は楕円体ミラー等のリフレクターであ
り、第１焦点又はその近傍に光源１が位置している。３
は光源１側に凸形状を有するレンズ面３Ａより成る入射
面３ａと、入射面３ａを囲むように設けられた４つの側
面反射面（反射面）３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅと、射出面
（光出射面）３ｆから成る角柱のガラスロッド（インテ
グレーター）である。尚、インテグレーター３は複数の
ミラーを組み合わせた中空型より構成しても良い。入射
面３ａはリフレクター２の第２焦点又はその近傍に位置
している。レンズ面３Ａはリフレクター２の頂点Ａとイ
ンテグレーター３の光出射面３ｆとを共役関係となるよ
うにしている。４はガラスロッド３の射出面３ｆと被照
明エリア（被照射面）５ａを共役とするためのリレーレ
ンズ系である。５は被照明エリア５ａに置かれた液晶パ
ネル等の画像表示素子である。ガラスロッド３の入射面
３ａに設けられたレンズ系３Ａの焦点距離ｆは、入射面
３ａからリフレクター２の頂点Ａまでの距離をＳａ、入
射面３ａから射出面３ｆまでの距離をＳｂとし、ガラス
ロッド３の材質の屈折率をＮとすると、
【００１８】
【数１】 となっている。
【００１９】本実施形態の照明装置は、白色光を発する
光源１と、光源１からの光を所定の位置に集光するリフ
レクター２と、集光位置近傍に設けられる入射面３ａと
出射面３ｆと少なくとも４つの反射面を有する棒状のイ
ンテグレーター（ガラスロッド）３と、前記インテグレ
ーターの出射面と被照明領域を共役関係にするリレーレ
ンズ系４を有し、棒状のインテグレーターは反射面にお
ける多重反射により入射照明光束を複数の小さな光束に
分割し、インテグレーターの出射面に均一光量の領域を
作り、この均一光量の端面から出射した光をリレー光学
系を用いて被照明エリアに結像させ均一照明を行なって
いる。
光源１と、光源１からの光を所定の位置に集光するリフ
レクター２と、集光位置近傍に設けられる入射面３ａと
出射面３ｆと少なくとも４つの反射面を有する棒状のイ
ンテグレーター（ガラスロッド）３と、前記インテグレ
ーターの出射面と被照明領域を共役関係にするリレーレ
ンズ系４を有し、棒状のインテグレーターは反射面にお
ける多重反射により入射照明光束を複数の小さな光束に
分割し、インテグレーターの出射面に均一光量の領域を
作り、この均一光量の端面から出射した光をリレー光学
系を用いて被照明エリアに結像させ均一照明を行なって
いる。
【００２０】このとき、前記インテグレーターの入射面
近傍に正の屈折力を有する光学素子（レンズ系）を設け
て、インテグレーターの長さを短くし加工しやすいよう
にしても、又、光源の発光中に発光位置の移動があった
ときでも強度の強い光束部分が常に出射端面の中心部に
導かれ、画面内での左右非対称な照明ムラが発生するこ
とを防いでいる。
近傍に正の屈折力を有する光学素子（レンズ系）を設け
て、インテグレーターの長さを短くし加工しやすいよう
にしても、又、光源の発光中に発光位置の移動があった
ときでも強度の強い光束部分が常に出射端面の中心部に
導かれ、画面内での左右非対称な照明ムラが発生するこ
とを防いでいる。
【００２１】一般に、図９に示すように、光源１から発
した光を楕円ミラー等のリフレクター２で反射させ集光
すると、その集光光束内の強度はリフレクターの光軸に
近いほど強くなる。ガラスロッド３の長さＲｌが十分長
いときは、図５のように入射面Ｗから入射した入射光束
が微小でほぼ均一な光束に分割されてガラスロッドの出
射端面Ｓに重ね合わされることにより均一な照明が可能
となる。これに比べて図６に示すように、ガラスロッド
の長さが短くなると光束の分割が粗くなり、分割された
光束内のムラが射出端面Ｓに反映してしまう。図６に示
すように照明光束の中心Ｏとロッドの中心Ｌｏが一致す
るように調整すれば、出射端面Ｓ上で対称的な照明とな
り液晶プロジェクター等に使用することは可能である。
しかし、この場合でも、図７に示すように光源の発光点
がリフレクターの光軸に対して発光中に移動してしまう
と、ロッドの入射端面Ｗでの集光点がＷ面上で移動して
しまい、出射端面Ｓ上でも強度の強い光束が端面上の一
方に移動して結果的に非対称な照明となってしまう。
した光を楕円ミラー等のリフレクター２で反射させ集光
すると、その集光光束内の強度はリフレクターの光軸に
近いほど強くなる。ガラスロッド３の長さＲｌが十分長
いときは、図５のように入射面Ｗから入射した入射光束
が微小でほぼ均一な光束に分割されてガラスロッドの出
射端面Ｓに重ね合わされることにより均一な照明が可能
となる。これに比べて図６に示すように、ガラスロッド
の長さが短くなると光束の分割が粗くなり、分割された
光束内のムラが射出端面Ｓに反映してしまう。図６に示
すように照明光束の中心Ｏとロッドの中心Ｌｏが一致す
るように調整すれば、出射端面Ｓ上で対称的な照明とな
り液晶プロジェクター等に使用することは可能である。
しかし、この場合でも、図７に示すように光源の発光点
がリフレクターの光軸に対して発光中に移動してしまう
と、ロッドの入射端面Ｗでの集光点がＷ面上で移動して
しまい、出射端面Ｓ上でも強度の強い光束が端面上の一
方に移動して結果的に非対称な照明となってしまう。
【００２２】そこで、本発明では、図８のようにガラス
ロッド３の入射面３ａに曲率をつけ正の屈折力のレンズ
面３Ａを付けることにより、移動した強度の強い光束を
出射面の中心方向に戻して対称的な照明を実現してい
る。このときリフレクターの焦点位置とレンズ面３Ａの
曲率中心とを結ぶ光軸がインテグレーター３の入射面３
ａの中心と出射面Ｓの中心を通る中心軸が一致するよう
に配置して光源からの光の利用効率を上げている。又、
光源の移動による照明ムラの発生を効果的に抑えるため
にはインテグレーター３の入射面近傍３ａに設けられた
正の屈折力を有する光学素子の屈折力は、リフレクター
２の頂点（光軸との交点）Ａとガラスロッドの出射端面
３ｆがほぼ共役関係になるように設定している。
ロッド３の入射面３ａに曲率をつけ正の屈折力のレンズ
面３Ａを付けることにより、移動した強度の強い光束を
出射面の中心方向に戻して対称的な照明を実現してい
る。このときリフレクターの焦点位置とレンズ面３Ａの
曲率中心とを結ぶ光軸がインテグレーター３の入射面３
ａの中心と出射面Ｓの中心を通る中心軸が一致するよう
に配置して光源からの光の利用効率を上げている。又、
光源の移動による照明ムラの発生を効果的に抑えるため
にはインテグレーター３の入射面近傍３ａに設けられた
正の屈折力を有する光学素子の屈折力は、リフレクター
２の頂点（光軸との交点）Ａとガラスロッドの出射端面
３ｆがほぼ共役関係になるように設定している。
【００２３】以上の構成の特徴は後述する各実施形態に
おいても同様である。
おいても同様である。
【００２４】実施例２ 図２は本発明の実施形態２の要部概略図である。図中２
１は光源である。２２は楕円体ミラー等のリフレクター
である。２３は入射面２３ａと入射面２３ａを囲むよう
に設けられた反射面２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅと
射出面２３ｆから成る角柱のガラスロッドである。２４
はガラスロッド２３の射出面２３ｆと被照明エリア２５
ａを共役とするためのリレーレンズ系である。２５は被
照明エリア２５ａに置かれた液晶パネル等の画像表示素
子である。２６はガラスロッド２３の入射面２３ａに隣
接して設けられた正の屈折力を有するレンズ系である。
１は光源である。２２は楕円体ミラー等のリフレクター
である。２３は入射面２３ａと入射面２３ａを囲むよう
に設けられた反射面２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅと
射出面２３ｆから成る角柱のガラスロッドである。２４
はガラスロッド２３の射出面２３ｆと被照明エリア２５
ａを共役とするためのリレーレンズ系である。２５は被
照明エリア２５ａに置かれた液晶パネル等の画像表示素
子である。２６はガラスロッド２３の入射面２３ａに隣
接して設けられた正の屈折力を有するレンズ系である。
【００２５】この実施例では、ガラスロッド２３を構成
する面２３ａ〜２３ｆは全て平面で構成されており、ガ
ラスロッド２３の入射面２３ａに隣接してレンズ系２６
を設け、そのレンズ面に光源２１からの光束を集光し、
レンズ系２６の屈折作用により光源２１の移動に対して
も対称的な照明が得られるようにしている。
する面２３ａ〜２３ｆは全て平面で構成されており、ガ
ラスロッド２３の入射面２３ａに隣接してレンズ系２６
を設け、そのレンズ面に光源２１からの光束を集光し、
レンズ系２６の屈折作用により光源２１の移動に対して
も対称的な照明が得られるようにしている。
【００２６】実施例３ 図３は本発明の実施形態３の要部概略図である。図中３
１は光源である。３２は楕円体ミラー等のリフレクター
である。３３は光源３１側に凸の形状を有するレンズ面
３３Ａより成る入射面３３ａと、入射面３３ａを囲むよ
うに設けられた反射面３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅ
と、射出面３３ｆから成る角柱のガラスロッドである。
３４はガラスロッド３３の射出面３３ｆと被照明エリア
３５ａを共役とするためのリレーレンズ系である。３５
は被照明エリア３５ａに置かれた液晶パネル等の画像表
示素子である。３６はガラスロッド３３とリフレクター
３２の間に設けられた補助レンズである。この実施例に
おいて、補助レンズ３６はガラスロッド３３とリフレク
ター３２の間のガラスロッド３３側に設け、リフレクタ
ー３２で集光された光束をさらに収束する作用を持たせ
ることにより、光源１を含めたリフレクター３２そのも
のがガラスロッド３３の中心に対してシフトした場合で
も、ガラスロッド３３の入射面３３ａでの集光点の移動
を小さくする効果がある。
１は光源である。３２は楕円体ミラー等のリフレクター
である。３３は光源３１側に凸の形状を有するレンズ面
３３Ａより成る入射面３３ａと、入射面３３ａを囲むよ
うに設けられた反射面３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅ
と、射出面３３ｆから成る角柱のガラスロッドである。
３４はガラスロッド３３の射出面３３ｆと被照明エリア
３５ａを共役とするためのリレーレンズ系である。３５
は被照明エリア３５ａに置かれた液晶パネル等の画像表
示素子である。３６はガラスロッド３３とリフレクター
３２の間に設けられた補助レンズである。この実施例に
おいて、補助レンズ３６はガラスロッド３３とリフレク
ター３２の間のガラスロッド３３側に設け、リフレクタ
ー３２で集光された光束をさらに収束する作用を持たせ
ることにより、光源１を含めたリフレクター３２そのも
のがガラスロッド３３の中心に対してシフトした場合で
も、ガラスロッド３３の入射面３３ａでの集光点の移動
を小さくする効果がある。
【００２７】図４は本発明の実施形態４の投影装置の光
学系の要部概略図である。同図は３板式のカラー液晶プ
ロジェクターに適用したときを示している。同図におい
て４１は光源としての白色光源であり、例えばメタルハ
ライドランプ等より成っている。
学系の要部概略図である。同図は３板式のカラー液晶プ
ロジェクターに適用したときを示している。同図におい
て４１は光源としての白色光源であり、例えばメタルハ
ライドランプ等より成っている。
【００２８】４２はリフレクターであり、楕円鏡より成
り、その第１焦点に配置した白色光源４１から発した光
束を効果的に集光して、その第２焦点に２次光束を形成
している。４３はガラスロッドであり、断面形状が多角
形（本実施形態では４角形状）をしており、光入射面４
３ａは光源４１側に凸面を向けたレンズ面４３Ａより成
り、リフレクター２の第２焦点又はその近傍に位置して
いる。
り、その第１焦点に配置した白色光源４１から発した光
束を効果的に集光して、その第２焦点に２次光束を形成
している。４３はガラスロッドであり、断面形状が多角
形（本実施形態では４角形状）をしており、光入射面４
３ａは光源４１側に凸面を向けたレンズ面４３Ａより成
り、リフレクター２の第２焦点又はその近傍に位置して
いる。
【００２９】ガラスロッド４３は入射面４３ａを囲むよ
うに設けられた反射面４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ
と射出面４３ｆから成る角柱より成っている。４４はガ
ラスロッド４３とリフレクター４２との間に設けられた
補助レンズである。４５ａはガラスロッド４３の射出面
４３ｆと被照明エリア５０を共役とするためのリレーレ
ンズ系である。
うに設けられた反射面４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ
と射出面４３ｆから成る角柱より成っている。４４はガ
ラスロッド４３とリフレクター４２との間に設けられた
補助レンズである。４５ａはガラスロッド４３の射出面
４３ｆと被照明エリア５０を共役とするためのリレーレ
ンズ系である。
【００３０】ガラスロッド４３は光源４１の輝度ムラを
低減するものであり、その光入射面４３ａより入射した
光束を複数の光束に分割して、複数の光源像を形成し
て、光出射面４３ｆより出射している。
低減するものであり、その光入射面４３ａより入射した
光束を複数の光束に分割して、複数の光源像を形成し
て、光出射面４３ｆより出射している。
【００３１】結像リレーレンズ４５ａは、ガラスロッド
４３の光出射面４３ｆからの光束を集光して偏光変換素
子４６に入射させている。
４３の光出射面４３ｆからの光束を集光して偏光変換素
子４６に入射させている。
【００３２】偏光変換素子４６は入射する無偏光光束を
所定の偏光方向に偏光面が揃った光束に変換して出射さ
せて集積リレーレンズ４５ｂに入射している。集積リレ
ーレンズ４５ｂはガラスロッド４３で形成した複数の光
源像から放射される光束を集光してダイクロミラー４
８，４９、ミラー５４，５５そしてコンデンサーレンズ
４７ｒ，４７ｇ，４７ｂを介して所定の液晶パネル５０
の位置に重ね合わせている。
所定の偏光方向に偏光面が揃った光束に変換して出射さ
せて集積リレーレンズ４５ｂに入射している。集積リレ
ーレンズ４５ｂはガラスロッド４３で形成した複数の光
源像から放射される光束を集光してダイクロミラー４
８，４９、ミラー５４，５５そしてコンデンサーレンズ
４７ｒ，４７ｇ，４７ｂを介して所定の液晶パネル５０
の位置に重ね合わせている。
【００３３】コンデンサーレンズ４７（４７ｂ，４７
ｇ，４７ｒ）は、この照明光を後述する投射レンズ５５
の瞳に効率よく集光している。集積リレーレンズ４５ｂ
とコンデンサーレンズ４７の間に、色分解系としてのダ
イクロミラーを設け、入射光を複数の色光に分離してい
る。同図では、Ｒ，Ｇ，Ｂの色光に分け、それらをそれ
ぞれの液晶パネル５０ｒ，５０ｂ，５０ｇに導いてい
る。
ｇ，４７ｒ）は、この照明光を後述する投射レンズ５５
の瞳に効率よく集光している。集積リレーレンズ４５ｂ
とコンデンサーレンズ４７の間に、色分解系としてのダ
イクロミラーを設け、入射光を複数の色光に分離してい
る。同図では、Ｒ，Ｇ，Ｂの色光に分け、それらをそれ
ぞれの液晶パネル５０ｒ，５０ｂ，５０ｇに導いてい
る。
【００３４】この実施形態においては、ダイクロミラー
４８により赤色光（Ｒ光）と緑色光（Ｇ光）を反射しＢ
色光（Ｂ光）を透過し、ダイクロミラー４９によりＧ光
を反射しＲ光を透過している。
４８により赤色光（Ｒ光）と緑色光（Ｇ光）を反射しＢ
色光（Ｂ光）を透過し、ダイクロミラー４９によりＧ光
を反射しＲ光を透過している。
【００３５】ダイクロミラー４８を透過したＢ光はミラ
ー５４とコンデンサーレンズ４７ｂを介してＢ光用の液
晶パネル（第２の液晶パネル）５０ｂを照明している。
ー５４とコンデンサーレンズ４７ｂを介してＢ光用の液
晶パネル（第２の液晶パネル）５０ｂを照明している。
【００３６】ダイクロミラー４８で反射し、ダイクロミ
ラー４９を透過したＲ光はコンデンサーレンズ４７ｒを
介してＲ光用の液晶パネル（第３の液晶パネル）５０ｒ
を照明している。
ラー４９を透過したＲ光はコンデンサーレンズ４７ｒを
介してＲ光用の液晶パネル（第３の液晶パネル）５０ｒ
を照明している。
【００３７】ダイクロミラー４８で反射し、ダイクロミ
ラー４９で反射したＧ光は、コンデンサーレンズ４７ｇ
を介してＧ光用の液晶パネル（第１の液晶パネル）５０
ｇを照明している。
ラー４９で反射したＧ光は、コンデンサーレンズ４７ｇ
を介してＧ光用の液晶パネル（第１の液晶パネル）５０
ｇを照明している。
【００３８】Ｂ光用の液晶パネル５０ｂからの光束は、
Ｂ光透過でＧ光反射のダイクロイックミラー５１を透過
し、第１フィールドレンズ５５ｂを介して色合成用の接
合面にダイクロイック膜を施した２つのプリズム５２
ａ，５２ｂを接合した、色合成系としてのダイクロプリ
ズム５２の第１入射面５２ａ１に入射している。
Ｂ光透過でＧ光反射のダイクロイックミラー５１を透過
し、第１フィールドレンズ５５ｂを介して色合成用の接
合面にダイクロイック膜を施した２つのプリズム５２
ａ，５２ｂを接合した、色合成系としてのダイクロプリ
ズム５２の第１入射面５２ａ１に入射している。
【００３９】Ｇ光用の液晶パネル５０ｇからの光束は、
ダイクロイックミラー５１で反射し、第１フィールドレ
ンズ５５ｂを介してダイクロプリズム５２の第１入射面
５２ａ１に入射している。
ダイクロイックミラー５１で反射し、第１フィールドレ
ンズ５５ｂを介してダイクロプリズム５２の第１入射面
５２ａ１に入射している。
【００４０】Ｒ光用の液晶パネル５０ｒからの光束はミ
ラー５５で反射し、第２フィールドレンズ５５ｃを介し
てダイクロプリズム５２の第２入射面５２ｂ１に入射し
ている。各液晶パネル５０ｒ，５０ｇ，５０ｂに基づく
画像をダイクロプリズム５２のダイクロ面５２ｃで合成
し、該合成した画像を射出面５２ｂ２より射出させて投
射レンズ（投影光学系）５５ａでスクリーン（不図示）
面上に投射している。
ラー５５で反射し、第２フィールドレンズ５５ｃを介し
てダイクロプリズム５２の第２入射面５２ｂ１に入射し
ている。各液晶パネル５０ｒ，５０ｇ，５０ｂに基づく
画像をダイクロプリズム５２のダイクロ面５２ｃで合成
し、該合成した画像を射出面５２ｂ２より射出させて投
射レンズ（投影光学系）５５ａでスクリーン（不図示）
面上に投射している。
【００４１】第１，第２フィールドレンズ１７，１８は
投射レンズの像面側（液晶パネル側）をテレセントリッ
クとする作用をしている。
投射レンズの像面側（液晶パネル側）をテレセントリッ
クとする作用をしている。
【００４２】
【発明の効果】本発明によれば、以上のように各要素を
設定することにより、光源の発光部の位置が変化して
も、照明分布の変化が少なく、且つ高い照明効率が得ら
れる照明装置及びそれを用いたプロジェクター（投影装
置）を達成することができる。
設定することにより、光源の発光部の位置が変化して
も、照明分布の変化が少なく、且つ高い照明効率が得ら
れる照明装置及びそれを用いたプロジェクター（投影装
置）を達成することができる。
【図１】 本発明の実施形態１の要部概略図
【図２】 本発明の実施形態２の要部概略図
【図３】 本発明の実施形態３の要部概略図
【図４】 本発明の実施形態４の要部概略図
【図５】 本発明に係るインテグレーターの光路説明図
【図６】 従来のインテグレーターの光路説明図
【図７】 従来のインテグレーターの光路説明図
【図８】 本発明に係るインテグレーターの光路説明図
【図９】 本発明に係るリフレクターの光路説明図
１ 光源 ２ リフレクター ３ インテグレーター ３ａ 入射面 ３ｂ〜３ｅ 反射面 ３ｆ 出射面 ４ リレーレンズ系 ５ａ 被照射面 ５ 画像表示素子 ４５ａ 結像リレーレンズ ４５ｂ 集積リレーレンズ ４６ 偏向変換素子 ４８，４９，５１ ダイクロイックミラー ４７ コンデンサーレンズ ５２ ダイクロプリズム（色合成系） ５４，５５ ミラー ５５ａ 投射レンズ
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｂ 15/02 Ｇ０３Ｂ 33/12 33/12 Ｇ０２Ｂ 6/28 Ｓ
Claims (8)
- 【請求項１】 光源からの光束をリフレクターで反射集
光して内面が反射面のインテグレーターの光入射面より
入射させ、該インテグレーターの光出射面からの光束を
用いて被照射面を照明する照明装置において、該リフレ
クターの頂点と該インテグレーターの光出射面とが共役
関係となるレンズ系を有していることを特徴とする照明
装置。 - 【請求項２】 光源からの光束をリフレクターで反射集
光して内面が反射面のインテグレーターの光入射面より
入射させ、該インテグレーターの光出射面からの光束を
用いて被照射面を照明する照明装置において、該インテ
グレーターの光入射面をレンズ面とし、該リフレクター
の頂点と該インテグレーターの光出射面とが共役関係と
なるようにしていることを特徴とする照明装置。 - 【請求項３】 前記インテグレーターは中実型又は中空
型より成っていることを特徴とする請求項１又は２の照
明装置。 - 【請求項４】 前記インテグレーターの光出射面側に、
リレーレンズ系を設けており、該リレーレンズ系は該光
出射面と前記被照射面とを共役な関係となるようにして
いることを特徴とする請求項１，２又は３の照明装置。 - 【請求項５】 前記リフレクターの焦点位置と前記レン
ズ系の曲率中心とを結ぶ光軸が前記インテグレーターの
光入射面の中心と光出射面の中心とを結ぶ中心軸と一致
していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項
の照明装置。 - 【請求項６】 前記インテグレーターと被照射面との間
には入射光を複数の色光に分離する色分解系が設けられ
ており、該色分解系で分離された複数の色光で各々対応
する被照射面を照明していることを特徴とする請求項１
〜５のいずれか１項の照明装置。 - 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか１項記載の照明
装置を用いて被照射面上に設けた画像表示素子を照明
し、該画像表示素子に表示された画像を投影光学系で所
定面上に投影することを特徴とする投影装置。 - 【請求項８】 請求項６の照明装置を用いて、複数の色
光に対応して被照射面に設けた複数の画像表示素子を照
明し、該複数の画像表示素子からの各色光を合成する色
合成系を介して、該複数の画像表示素子に基づいて画像
を投影光学系で所定面上に投影することを特徴とする投
影装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10355407A JP2000162707A (ja) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | 照明装置及びそれを用いた投影装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10355407A JP2000162707A (ja) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | 照明装置及びそれを用いた投影装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000162707A true JP2000162707A (ja) | 2000-06-16 |
Family
ID=18443768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10355407A Pending JP2000162707A (ja) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | 照明装置及びそれを用いた投影装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000162707A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005221873A (ja) * | 2004-02-06 | 2005-08-18 | Nec Viewtechnology Ltd | 投写型表示装置の照明光学系 |
| JP2008070529A (ja) * | 2006-09-13 | 2008-03-27 | Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社 | プロジェクタ |
| JP2016063185A (ja) * | 2014-09-22 | 2016-04-25 | キヤノン株式会社 | 照明光学装置、露光装置、および物品の製造方法 |
-
1998
- 1998-11-30 JP JP10355407A patent/JP2000162707A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005221873A (ja) * | 2004-02-06 | 2005-08-18 | Nec Viewtechnology Ltd | 投写型表示装置の照明光学系 |
| JP4502652B2 (ja) * | 2004-02-06 | 2010-07-14 | Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社 | 投写型表示装置の照明光学系 |
| JP2008070529A (ja) * | 2006-09-13 | 2008-03-27 | Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社 | プロジェクタ |
| JP2016063185A (ja) * | 2014-09-22 | 2016-04-25 | キヤノン株式会社 | 照明光学装置、露光装置、および物品の製造方法 |
| US9733571B2 (en) | 2014-09-22 | 2017-08-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Illumination optical device, exposure apparatus, and method of manufacturing article |
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