JP2000305171A - 照明装置及び投射型表示装置 - Google Patents

照明装置及び投射型表示装置

Info

Publication number
JP2000305171A
JP2000305171A JP2000041674A JP2000041674A JP2000305171A JP 2000305171 A JP2000305171 A JP 2000305171A JP 2000041674 A JP2000041674 A JP 2000041674A JP 2000041674 A JP2000041674 A JP 2000041674A JP 2000305171 A JP2000305171 A JP 2000305171A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
optical system
lens array
display unit
microlens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000041674A
Other languages
English (en)
Inventor
Saburo Sugawara
三郎 菅原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2000041674A priority Critical patent/JP2000305171A/ja
Publication of JP2000305171A publication Critical patent/JP2000305171A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】画像表示装置に基づく画像を所定面（スクリー
ン面）上に明るい状態で投影することができる照明装置
及び投射型表示装置を得ること。 【解決手段】集光反射鏡２の焦点位置に配置される光源
１と、該光源から放射され、該集光反射鏡で反射した光
束を集光する複数のレンズを２次元的に配列した第１レ
ンズアレイ３と該第１レンズアレイの焦点位置近くに配
置される複数のレンズを２次元的に配列した第２レンズ
アレイ４と、該第２レンズアレイからの光束により、被
照射面８を照明するレンズ系６，７とを有し、Ｌａｒ
ｃ：光源の発光部の光軸方向の長さ、ｆｒｙｆ１：第１
レンズアレイの焦点距離、ｆｍ：集光反射鏡の焦点距
離、Ｌｆｒｙ２ｐ：第２レンズアレイの１コマの長辺方
向の長さ、Ｋ１＝（Ｌａｒｃ×ｆｒｙｆ１／２ｆｍ）／
（Ｌｆｒｙ２ｐ／２）としたとき、０．７＜Ｋ１＜１．
３を満足すること。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、照明装置及び投射
型表示装置に関し、特に液晶表示素子や別のタイプの表
示素子が供給する画像（光）を投影するプロジェクター
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、液晶パネル（液晶表示素子）
を光源からの光束により照明し、液晶パネルで変調さ
れ、そこから射出する透過光または反射光に基づく画像
を投影レンズによりスクリーン上に拡大投影する液晶プ
ロジェクターについての技術が種々と提案されている。
【０００３】液晶プロジェクターに良く用いられるＴＮ
（Twist Nematic）型の液晶パネルは、通常、液晶層の
前後に偏光子や、検光子等の偏光フィルターが設けられ
ている。
【０００４】偏光フィルターは入射する光のうち特定の
偏光成分のみを透過し、それと偏光方向が直交する偏光
成分を遮断する特性を有している。この為、液晶プロジ
ェクターにおいては、液晶パネルの光入射側の偏光フィ
ルターのところで光源からの光の少なくとも半分は遮断
されることになり、スクリーン上に投影した画像の明る
さが低下してくる傾向があった。
【０００５】液晶プロジェクター用の照明装置として、
無偏光の入射光を特定の方向に偏光した直線偏光光束と
して変換する偏光変換素子と、被照射面上を均一に照明
する為に前後して配する２つのレンズアレイ（オプティ
カルインテグレーター）とを用い、光源からの光の利用
効率を向上させつつ、被照明領域を均一に照明する照明
装置が、例えば特開平９−３１１２９７号公報で提案さ
れている。
【０００６】図１０は同公報で提案されている偏光照明
装置の要部概略図である。図１０において、偏光発生装
置２０は、光源１０１と放物面ミラー１０２より成る光
源部１０からの光束から互いに空間的に分離された複数
の中間光束２０２（集光像２０３）を形成するための第
１の光学要素２００と、この複数の中間光束２０２が収
束する位置の付近に配置され、各中間光束２０２を互い
に偏光方向が異なる２種類の偏光光束に空間的に分離す
る偏光分離膜アレイ３３０，一方の偏光光束の偏光方向
を他方の偏光光束の偏光方向に揃えて一種類の直線偏光
光束とするλ／２位相差板３８１、反射面アレイ３３２
等を有する偏光分離ユニットアレイ３２０，複数の集光
レンズ３１１より成る集光レンズアレイ３１０と出射側
レンズとを備えた第２の光学要素３００とを有してい
る。
【０００７】第１の光学要素２００において、Ｙ方向に
隣り合う光束分割レンズ２０１はＸ方向における配列ピ
ッチのほぼ半分の長さに相当する距離だけ、それぞれＸ
方向に相互にずれた状態で配置しているため、光源から
の光が有する光強度分布の不均一性を改善できる。この
他、同公報では、図１０に示した偏光発生装置と色分離
手段と３枚の液晶パネルと色合成手段、そして投射レン
ズとを有するカラー液晶プロジェクターを開示してい
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前記公報で提案されて
いる各実施形態では、照明光学系の数値データが開示さ
れておらず、放物面反射鏡の焦点距離と、第１レンズア
レイの焦点距離の関係などが明確でない。
【０００９】この為、照明効率が最も良くなる設計値
（構成）が分からなかった。また前記公報の図１２の投
射型表示装置では、液晶パネル近傍のコンデンサーレン
ズがないため、投射レンズの入射瞳への集光性が悪いと
いう欠点を有していた。
【００１０】また、液晶パネルの開口率を高める為に用
いられるマイクロレンズの詳しい構成についても記載が
なかった。
【００１１】本発明は、従来よりも光利用効率が高い照
明装置及び投射型表示装置の提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決する為の手段】請求項１の発明の照明装置
は、集光反射鏡と、該集光反射鏡の焦点位置に配置され
る光源と、該光源から放射され、該集光反射鏡で反射し
た光束を集光する第１レンズアレイと、該第１レンズア
レイの後側焦点位置又は該焦点位置の近くに配置される
第２レンズアレイと、該第２レンズアレイからの複数の
光束により、被照明面を照明する光学系とを有する照明
装置において、 Ｌａｒｃ ：前記光源の発光部の光軸方向の長さ ｆｌｙｆ１ ：前記第１レンズアレイの焦点距離 ｆｍ ：前記集光反射鏡の焦点距離 Ｌｆｌｙ２ｐ：前記第２レンズアレイの１コマの長辺方
向の長さ Ｋ１＝（Ｌａｒｃ×ｆｌｙｆ１／２ｆｍ）／（Ｌｆｌｙ
２ｐ／２） としたとき ０．７＜Ｋ１＜１．３ ‥‥‥（１） を満足することを特徴としている。
【００１３】請求項２の発明の照明装置は、光源からの
光を集光する第１レンズアレイと、該第１レンズアレイ
の後側焦点位置又は該焦点位置の近くに配置される第２
レンズアレイと、該第２レンズアレイからの多光束を集
光する第１光学系と、該第１光学系からの前記複数の光
束により、被照明面を照明する第２光学系とを有する照
明装置において、 Ｌｄｓｐ ：前記被照明面の対角長 ｆｌｙｆ２ ：前記第２レンズアレイの焦点距離 ｆｃ１２ ：前記第１光学系と前記第２光学系の合成
焦点距離 Ｌｆｌｙ１ｐ：前記第１レンズアレイの１コマの対角長 Ｋ２＝（Ｌｆｌｙ１ｐ×ｆｃ１２／ｆｌｙｆ２）／Ｌｄ
ｓｐ としたとき ０．９５＜Ｋ２＜１．１５ ‥‥‥（２） を満足することを特徴としている。
【００１４】請求項３の発明の照明装置は、光源からの
光を集光する第１レンズアレイと、該第１レンズアレイ
の後側焦点位置又は該焦点位置の近くに配置される第２
レンズアレイと、該第２レンズアレイからの複数の光束
を集光する第１光学系と、該第１光学系からの複数の光
束により、被照明面を照明する第２光学系とを有する照
明装置において、 ｆｃ１：前記第１光学系の焦点距離 ｆｃ２：前記第２光学系の焦点距離 Ｋ３＝ｆｃ１／ｆｃ２ としたとき、 ０．９＜Ｋ３＜１．４ ‥‥‥（３） を満足することを特徴としている。
【００１５】請求項４の発明の照明装置は、光源からの
光を集光する第１レンズアレイと、該第１レンズアレイ
の後焦点位置又は該焦点位置の近くに配置される第２レ
ンズアレイと、該第２レンズアレイからの複数の光束を
集光する第１光学系と、該第１光学系からの前記複数の
光束により、複数の４角形状の画素を配列した表示部と
該表示部の光入射側に配したマイクロレンズアレイとを
備えた表示素子を照明する第２光学系とを有する照明装
置において、 Ｆ１２ｃ：前記第１光学系と第２光学系の合成Ｆナンバ
ー Ｄmicro ：前記マイクロレンズの前記表示部側主点から
表示装置の画素開口までの空気換算距離 Ｌｏｐ ：前記表示装置の画素の長辺方向の開口幅 Ｋ４＝（Ｄmicro ／Ｆ１２ｃ）／Ｌｏｐ ０．６＜Ｋ４＜１．６ ‥‥‥（４） を満足することを特徴としている。
【００１６】請求項５の発明の照明装置は、光源からの
光を集光する第１レンズアレイと、該第１レンズアレイ
の後側焦点位置又は該焦点位置の近くに配置される第２
レンズアレイと、該第２レンズアレイからの複数の光束
により、複数の画素を配列した表示部と該表示部の光入
射側を配したマイクロレンズアレイとを備えた表示素子
を照明する光学系とを有する照明装置において、 Ｄmicro ：前記マイクロレンズの前記表示素子の表示部
側主点から前記表示素子の画素開口までの空気換算距離 ｆmicro ：マイクロレンズの焦点距離 Ｋ５＝ｆmicro ／Ｄmicro としたとき ２＜Ｋ５＜４．５ ‥‥‥（５） を満足することを特徴としている。
【００１７】請求項６の発明の投射型表示装置は、光源
からの光を集光する第１レンズアレイと、該第１レンズ
アレイの後側焦点位置又は該焦点位置の近くに配置され
る第２レンズアレイと、該第２レンズアレイからの複数
の光束を集光する第１光学系と、該第１光学系からの前
記複数の光束により、複数の画素を配列した表示部と該
表示部の光入射側に配したマイクロレンズアレイとを備
えた表示素子を照明する第２光学系と、該表示素子から
の画像光を投射する投射光学系とを有した投射型表示装
置において、 Ｆ１２ｃ：第１光学系と第２光学系の合成Ｆナンバー Ｆｐｊ ：前記投射光学系のＦナンバー Ｋ６＝Ｆｐｊ／Ｆ１２ｃ としたとき ０．６＜Ｋ６＜１．５ ‥‥‥（６） を満足することを特徴としている。
【００１８】請求項７の発明の投射型表示装置は、光源
からの光を集光する第１レンズアレイと、該第１レンズ
アレイの後側焦点位置又は該焦点位置の近くに配置され
る第２レンズアレイと、該第２レンズアレイからの複数
の光束により、複数の画素を配列した表示部と該表示部
の光入射側に配したマイクロレンズアレイとを備えた表
示素子を照明する光学系と、該表示素子からの画像光を
投射する投射光学系とを有した投射型表示装置におい
て、 Ｆｐｊ ：前記投射光学系のＦナンバー Ｆmicro ：前記マイクロレンズのＦナンバー Ｋ７＝Ｆｐｊ／Ｆmicro としたとき ０．３５＜Ｋ７＜０．８５ ‥‥‥（７） を満足することを特徴としている。
【００１９】請求項８の発明の照明装置は、光源からの
光を集光する第１レンズアレイと、該第１レンズアレイ
の後側焦点位置又は該焦点位置の近くに配置される第２
レンズアレイと、該第２レンズアレイからの複数の光束
により４角形状の複数の画素を配列した表示部と該表示
部の光入射側と光射出側に配したマイクロレンズアレイ
を備えた画像表示素子を照明する光学系とを有する照明
装置において、 ｆmicro ｋ：前記光入射側の前記マイクロレンズの焦点
距離 Ｄmicro ｋ：前記光入射側の前記マイクロレンズの前記
表示部側主点と前記表示部の画素の開口との距離 ｆmicro ｓ：前記光射出側の前記マイクロレンズの焦点
距離 Ｄmicro ｓ：前記光射出側の前記マイクロレンズの前記
表示部側主点と前記表示部の画素の開口との距離 Ｋ８＝ｆmicro ｋ／Ｄmicro ｋ Ｋ９＝ｆmicro ｓ／Ｄmicro ｓ としたとき １．３＜Ｋ８＜２．５ ‥‥‥（８） １．３＜Ｋ９＜２．５ ‥‥‥（９） を満足することを特徴としている。
【００２０】請求項９の発明の投射型表示装置は、光源
からの光を集光する第１レンズアレイと、該第１レンズ
アレイの焦点位置又は該焦点位置の近くに配置される第
２レンズアレイと、該第２レンズアレイからの複数の光
束を集光する第１光学系と、第１光学系からの複数の光
束により、複数の画素を配列した表示部を備えた表示素
子を照明する第２光学系と、該表示素子からの画像光を
投影する投射光学系とを有した投射型表示装置におい
て、 Ｆ１２ｃ：前記第１光学系と前記第２光学系の合成Ｆナ
ンバー Ｆｐｊ ：前記投射光学系のＦナンバー Ｋ１０＝Ｆｐｊ／Ｆ１２ｃ としたとき ０．６＜Ｋ１０＜１．６ ‥‥‥（１０） を満足することを特徴としている。
【００２１】請求項１０の発明の投射型表示装置は、光
源からの光を集光する第１レンズアレイと、該第１レン
ズアレイの後側焦点位置又は該焦点位置の近くに配置さ
れる第２レンズアレイと,該第２レンズアレイからの複
数の光束により、複数の画素を配列した表示部と該表示
部の光入射側と光射出側に配したマイクロレンズアレイ
とを備えた表示素子を照明する光学系と、該表示素子か
らの画像光を投影する投射光学系とを有した投射型表示
装置において、 Ｆｐｊ ：前記投射光学系のＦナンバー Ｆmicro ｋ：前記光入射側の前記マイクロレンズのＦナ
ンバー Ｆmicro ｓ：前記光射出側の前記マイクロレンズのＦナ
ンバー Ｋ１１＝Ｆｐｊ／Ｆmicro ｋ Ｋ１２＝Ｆｐｊ／Ｆmicro ｓ としたとき ０．７＜Ｋ１１＜１．２ ‥‥‥（１１） ０．７＜Ｋ１２＜１．２ ‥‥‥（１２） を満足することを特徴としている。
【００２２】請求項１１の発明は請求項１〜５，８のい
ずれか１項の発明において、前記第２レンズアレイの光
射出面側に非偏光光を直線偏光光に変換する偏光変換素
子が設けられていることを特徴としている。
【００２３】請求項１２の発明は請求項６，７，９又は
１０のいずれか１項の発明において、前記第２レンズア
レイの光射出面側に非偏光光を直線偏光光に変換する偏
光変換素子が設けられていることを特徴としている。
【００２４】請求項１３の発明は請求項１〜５，８のい
ずれか１項の発明において、前記集光反射鏡は放物面反
射鏡より成っていることを特徴としている。
【００２５】請求項１４の発明は請求項１〜５，８のい
ずれか１項の発明において、前記光源は放物面反射鏡の
焦点又は該焦点の近傍に配置し、該反射鏡は、前記光源
からの光を反射して略平行な光束を射出していることを
特徴としている。
【００２６】請求項１５の発明は請求項６，７，９又は
１０の発明において、前記光源は放物面反射鏡の焦点又
は該焦点の近傍に配置し、該反射鏡は、前記光源からの
光を反射して略平行な光束を射出していることを特徴と
している。
【００２７】請求項１６の発明の投射型表示装置は、請
求項１〜５，８のいずれか１項の照明装置により表示素
子を照明し、該素子からの画像情報を投射光学系で投射
していることを特徴としている。
【００２８】請求項１７の発明の照明装置は、光源から
の光を集光する第１レンズアレイと、該第１レンズアレ
イの後側焦点位置又は該焦点位置の近くに配置される第
２レンズアレイと、該第２レンズアレイからの複数の光
束により、複数の画素を配列した表示部と該表示部の光
入射側に配したマイクロレンズアレイを備えた表示素子
を照明する光学系とを有した照明装置において、該マイ
クロレンズアレイを構成する複数のマイクロレンズは複
数の層を積層して構成しており、該複数の層のうちの最
も屈折率の高い層が光入射側に凸状のレンズ面を向けて
おり、かつ該レンズ面の両側の媒質の屈折率差が０．１
以上であることを特徴としている。
【００２９】請求項１８の発明の照明装置は、光源から
の光を集光する第１レンズアレイと、該第１レンズアレ
イの後側焦点位置又は該焦点位置の近くに配置される第
２レンズアレイと、該第２レンズアレイからの複数の光
束により、複数の画素を配列した表示部と該表示部の光
入射側に配したマイクロレンズアレイを備えた表示素子
を照明する光学系とを有した照明装置において、該マイ
クロレンズアレイを構成する各マイクロレンズは、集光
作用を有する屈折面を２つ以上有することを特徴として
いる。
【００３０】請求項１９の発明の照明装置は、光源から
の光を集光する第１レンズアレイと、該第１レンズアレ
イの後側焦点位置又は該焦点位置の近くに配置される第
２レンズアレイと、該第２レンズアレイからの複数の光
束により、複数の画素を配列した表示部と該表示部の光
入射側に配したマイクロレンズアレイを備えた表示素子
を照明する光学系とを有した照明装置において、該マイ
クロレンズアレイは、複数の層を積層して構成してお
り、該複数の層を構成する最も屈折率の高い層が両凸形
状を有することを特徴としている。
【００３１】請求項２０の発明の照明装置は、光源から
の光を集光する第１レンズアレイと、該第１レンズアレ
イの後側焦点位置又は該焦点位置の近くに配置される第
２レンズアレイと、該第２レンズアレイからの複数の光
束により、複数の画素を配列した表示部と該表示部の光
入射側と光射出側とに配したマイクロレンズアレイとを
備えた表示素子を照明する光学系とを有した照明装置に
おいて、該光入射側のマイクロレンズアレイの各レンズ
は、それを構成する最も屈折率の高い層が光入射側に凸
状のレンズ面を向けており、かつ該レンズ面の両側の媒
質の屈折率差が０．１以上であり、該光射出側のマイク
ロレンズアレイの各レンズは、それを構成する最も屈折
率の高い層が光射出側に凸状のレンズ面を向けており、
かつ該レンズ面の両側の媒質の屈折率差が０．２以上で
あることを特徴としている。
【００３２】請求項２１の発明の照明装置は、光源から
の光を集光する第１レンズアレイと、該第１レンズアレ
イの後側焦点位置又は該焦点位置の近くに配置される第
２レンズアレイと、該第２レンズアレイからの複数の光
束により、複数の画素を配列した表示部と該表示部の光
入射側と光射出側とに配したマイクロレンズアレイとを
備えた表示素子を照明する光学系とを有した照明装置に
おいて、前記光入射側のマイクロレンズアレイと前記光
射出側のマイクロレンズアレイは、各複数の層を積層し
て構成しており、該複数の層を構成する最も屈折率の高
い層が両凸形状を有することを特徴としている。
【００３３】請求項２２の発明の照明装置は、光源から
の光を集光する第１レンズアレイと、該第１レンズアレ
イの後側焦点位置又は該焦点位置の近くに配置される第
２レンズアレイと、該第２レンズアレイからの複数の光
束により、複数の画素を配列した表示部と該表示部の光
入射側と光射出側に配したマイクロレンズアレイとを備
えた表示素子を照明する光学系とを有した照明装置にお
いて、前記光入射側のマイクロレンズアレイと前記光射
出側のマイクロレンズアレイの各レンズは集光作用を有
する屈折面を２つ以上有することを特徴としている。
【００３４】請求項２３の発明は請求項１８から２２の
いずれか１項の発明において、前記第２レンズアレイの
光射出面側に非偏光光を直線偏光光に変換する偏光変換
素子が設けられていることを特徴としている。
【００３５】請求項２４の発明は請求項１８から２２の
いずれか１項の発明において、前記光源は放物面反射鏡
の焦点又は該焦点の近傍に配置し、該反射鏡は、略平行
な光束を射出していることを特徴としている。
【００３６】請求項２５の発明の投射型表示装置は請求
項１８から２２のいずれか１項の照明装置により表示素
子を照明し、該素子からの画像情報を投射光学系で投射
していることを特徴としている。
【００３７】請求項２６の発明の照明装置は、光源から
の光を集光する第１光学系と、該第１光学系からの光束
により、被照明面を照明する第２光学系とを有する照明
装置において、 ｆｃ１：前記第１レンズ系の焦点距離 ｆｃ２：前記第２レンズ系の焦点距離 Ｋ３＝ｆｃ１／ｆｃ２ としたとき、 ０．９＜Ｋ３＜１．４ ‥‥‥（３） を満足することを特徴としている。
【００３８】請求項２７の発明の照明装置は、光源から
の光を集光する第１光学系と、該第１光学系からの光を
集光して、複数の４角形状の画素を配列した表示部と該
表示部の光入射側に配したマイクロレンズアレイとを備
えた表示素子を照明する第２光学系とを有する照明装置
において、 Ｆ１２ｃ：前記第１光学系と第２光学系の合成Ｆナンバ
ー Ｄmicro ：前記マイクロレンズアレイの前記表示部側主
点から前記表示部の画素開口までの空気換算距離 Ｌｏｐ ：前記表示部の画素の長辺方向の開口幅 Ｋ４＝（Ｄmicro ／Ｆ１２ｃ）／Ｌｏｐ ０．６＜Ｋ４＜１．６ ‥‥‥（４） を満足することを特徴としている。
【００３９】請求項２８の発明の照明装置は、光源から
の光により、複数の画素を配列した表示部と該表示部の
光入射側に配したマイクロレンズアレイとを備えた表示
素子を照明する光学系を有する照明装置において、 Ｄmicro ：前記マイクロレンズアレイの前記表示部側主
点から前記表示部の画素開口までの空気換算距離 ｆmicro ：前記マイクロレンズアレイの焦点距離 Ｋ５＝ｆmicro ／Ｄmicro としたとき ２＜Ｋ５＜４．５ ‥‥‥（５） を満足することを特徴としている。
【００４０】請求項２９の発明の投射型表示装置は、光
源からの光を集光する第１光学系と、該第１光学系から
の光束により、複数の画素を配列した表示部と該表示部
の光入射側に配したマイクロレンズアレイとを備えた表
示素子を照明する第２光学系と、該表示装置からの画像
情報を投影する投射光学系とを有した投射型表示装置に
おいて、 Ｆ１２ｃ：前記第１光学系と前記第２光学系の合成Ｆナ
ンバー Ｆｐｊ ：投射光学系のＦナンバー Ｋ６＝Ｆｐｊ／Ｆ１２ｃ としたとき ０．６＜Ｋ６＜１．５ ‥‥‥（６） を満足することを特徴としている。
【００４１】請求項３０の発明の投射型表示装置は、光
源からの光により、複数の画素を配列した表示部と該表
示部の光入射側に配したマイクロレンズアレイとを備え
た表示素子を照明する光学系と、該表示装置からの画像
情報を投影する投射光学系とを有した投射型表示装置に
おいて、 Ｆｐｊ ：前記投射光学系のＦナンバー Ｆmicro ：該マイクロレンズアレイのＦナンバー Ｋ７＝Ｆｐｊ／Ｆmicro としたとき ０．３５＜Ｋ７＜０．８５ ‥‥‥（７） を満足することを特徴としている。
【００４２】請求項３１の発明の照明装置は、光源から
の光により、４角形状の複数の画素を配列した表示部と
該表示部の光入射側と光射出側とに配したマイクロレン
ズアレイを備えた表示素子を照明する光学系とを有する
照明装置において、 ｆmicro ｋ：前記光入射側のマイクロレンズアレイの焦
点距離 Ｄmicro ｋ：前記光入射側のマイクロレンズアレイの前
記表示部側主点と前記表示部の画素開口との距離 ｆmicro ｓ：前記光射出側のマイクロレンズアレイの焦
点距離 Ｄmicro ｓ：前記光射出側のマイクロレンズアレイの前
記表示部側主点と前記表示部の画素開口との距離 Ｋ８＝ｆmicro ｋ／Ｄmicro ｋ Ｋ９＝ｆmicro ｓ／Ｄmicro ｓ としたとき １．３＜Ｋ８＜２．５ ‥‥‥（８） １．３＜Ｋ９＜２．５ ‥‥‥（９） を満足することを特徴としている。
【００４３】請求項３２の発明の投射型表示装置は、光
源からの光を集光する第１光学系と、第１光学系からの
光束により、複数の画素を配列した表示部を備えた表示
素子を照明する第２光学系と、該画像表示素子からの画
像情報を投影する投射光学系とを有した投射型表示装置
において、 Ｆ１２ｃ：前記第１光学系と前記第２光学系の合成Ｆナ
ンバー Ｆｐｊ ：前記投射光学系のＦナンバー Ｋ１０＝Ｆｐｊ／Ｆ１２ｃ としたとき ０．６＜Ｋ１０＜１．６ ‥‥‥（１０） を満足することを特徴としている。
【００４４】請求項３３の発明の投射型表示装置は、光
源からの光により、複数の画素を配列した表示部と該表
示部の光入射側と光射出側とに配したマイクロレンズア
レイとを備えた表示素子を照明する光学系と、該表示装
置からの画像情報を投影する投射光学系とを有した投射
型表示装置において、 Ｆｐｊ ：前記投射光学系のＦナンバー Ｆmicro ｋ：前記光入射側のマイクロレンズアレイのＦ
ナンバー Ｆmicro ｓ：前記光射出側のマイクロレンズアレイのＦ
ナンバー Ｋ１１＝Ｆｐｊ／Ｆmicro ｋ Ｋ１２＝Ｆｐｊ／Ｆmicro ｓ としたとき ０．７＜Ｋ１１＜１．２ ‥‥‥（１１） ０．７＜Ｋ１２＜１．２ ‥‥‥（１２） を満足することを特徴としている。
【００４５】請求項３４の発明は請求項２６，２７，２
８又は３１の発明において、前記光源は放物面反射鏡の
焦点又は該焦点の近傍に配置し、該反射鏡は、前記光源
からの光を反射して略平行な光束を射出していることを
特徴としている。
【００４６】請求項３５の発明は請求項２９，３０，３
２又は３３の発明において、前記光源は放物面反射鏡の
焦点又は該焦点の近傍に配置し、該反射鏡は、前記光源
からの光を反射して略平行な光束を射出していることを
特徴としている。
【００４７】請求項３６の発明の投射型表示装置は、請
求項２６，２７，２８又は３１のいずれか１項の照明装
置により表示素子を照明し、該素子からの画像情報を投
射光学系で投射することを特徴としている。
【００４８】請求項３７の発明の照明装置は、光源から
の光により、複数の画素を配列した表示部と該表示部の
光入射側に配したマイクロレンズアレイを備えた表示素
子を照明する光学系とを有した照明装置において、該マ
イクロレンズアレイは複数の層を積層して構成してお
り、該複数の層を構成する最も屈折率の高い層が光入射
側に凸状のレンズ面を向けており、かつ該レンズ面の両
側の媒質の屈折率差が０．１以上であることを特徴とし
ている。
【００４９】請求項３８の発明の照明装置は、光源から
の光により、複数の画素を配列した表示部と該表示部の
光入射側に配したマイクロレンズアレイを備えた表示素
子を照明する光学系とを有した照明装置において、該マ
イクロレンズアレイを構成する各マイクロレンズは、集
光作用を有する屈折面を２つ以上有することを特徴とし
ている。
【００５０】請求項３９の発明の照明装置は、光源から
の光により、複数の画素を配列した表示部と該表示部の
光入射側に配したマイクロレンズアレイを備えた表示素
子を照明する光学系とを有した照明装置において、該マ
イクロレンズアレイは、複数の層を積層して構成してお
り、該複数の層を構成する最も屈折率の高い層が両凸形
状を有することを特徴としている。
【００５１】請求項４０の発明の照明装置は、光源から
の光により、複数の画素を配列した表示部と該表示部の
光入射側と光射出側とに配したマイクロレンズアレイと
を備えた表示素子を照明する光学系とを有した照明装置
において、該光入射側のマイクロレンズアレイは、それ
を構成する最も屈折率の高い層が光入射側に凸状のレン
ズ面を向けており、かつ該レンズ面の両側の媒質の屈折
率差が０．１以上であり、該光射出側のマイクロレンズ
アレイは、それを構成する最も屈折率の高い層が光射出
側に凸状のレンズ面を向けており、かつ該レンズ面の両
側の媒質の屈折率差が０．２以上であることを特徴とし
ている。
【００５２】請求項４１の発明の照明装置は、光源から
の光により、複数の画素を配列した表示部と該表示部の
光入射側と光射出側とに配したマイクロレンズアレイと
を備えた表示素子を照明する光学系とを有した照明装置
において、該各マイクロレンズアレイは複数の層を積層
して構成しており、それらを構成する複数の層を構成す
る最も屈折率の高い層が両凸形状を有することを特徴と
している。
【００５３】請求項４２の発明の照明装置は、光源から
の光により、複数の画素を配列した表示部と該表示部の
光入射側と光射出側とに配したマイクロレンズアレイと
を備えた表示素子を照明する光学系とを有した照明装置
において、該光入射側のマイクロレンズアレイと光射出
側のマイクロレンズアレイはどちらも、集光作用を有す
る屈折面を２つ以上有するレンズの配列を有することを
特徴としている。
【００５４】請求項４３の発明は請求項３７から４２の
いずれか１項の発明において、前記光源は放物面反射鏡
の焦点又はその近傍に配置し、該反射鏡は、前記光源か
らの光を反射して略平行な光束を射出していることを特
徴としている。
【００５５】請求項４４の発明の投射型表示装置は、請
求項３７から４２のいずれか１項の照明装置により表示
素子を照明し、該素子からの画像情報を投射光学系で投
射することを特徴としている。
【００５６】
【発明の実施の形態】本発明の照明装置を有した投射型
表示装置について、図面に基づき説明する。図１，図２
はそれぞれ、本発明の実施例１の投射型表示装置の矩形
の表示部８の長辺方向、短辺方向に関する断面図であ
る。本表示装置は単板式の液晶プロジェクターである。
【００５７】尚、後述する数値実施例１ではクロスダイ
クロイックプリズムが挿入された値を示しているが、単
板式のカラー又はモノクロのプロジェクターのときはこ
のプリズムを削除した構成となる。
【００５８】又、クロスダイクロイックプリズムの代わ
りに複数のダイクロイックミラーを互いに平行に並べた
ものや、２枚のダイクロイックミラーをクロスさせたも
のや、他の構成のプリズム型のダイクロイック手段が使
える。
【００５９】図１，図２において、光源１から発せられ
た光線束は集光反射鏡としての放物面鏡２により各光線
が光軸にほぼ平行になるように集光反射され、平行光束
として第１レンズアレイ３に入射し、このアレイ３によ
り光源１の像が第２レンズアレイ４の各々のコマ（レン
ズ）の中心に形成される。ここで光源１と放物面鏡２は
光軸に平行な光線束より成る平行光束を射出する光源部
を構成している。
【００６０】第１レンズアレイ３の焦点距離（ｆｌｙｆ
１）と第２レンズアレイ４の焦点距離（ｆｌｙｆ２）は
等しく、第１レンズアレイ３と第２レンズアレイ４は第
１，第２レンズアレイ３，４の焦点距離と等しい間隔を
隔てて配置されている。
【００６１】第１レンズアレイ３で分割され且つ集光さ
れた複数の光束は、それぞれ偏光変換素子アレイ５の偏
光分離層５Ｂにて、Ｐ波とＳ波に分離される。Ｐ波は偏
光分離層５Ｂを透過し、Ｓ波は層５Ｂで反射される。λ
／２位相板５ＡによりＰ波を位相変換し、Ｓ波と偏光軸
の方向を揃えている。Ｓ波は反射層（偏光分離膜より成
る）で反射されてＰ波と平行に進む。ここで、Ｐ波はＰ
偏光光、Ｓ波はＰ波と偏光方向が直交するところのＳ偏
光光のことである。
【００６２】これにより偏光変換素子アレイ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直線偏光
光としている。さらに、偏光変換素子アレイ５の各素子
から射出された光束は第１コンデンサーレンズ系６によ
り偏向され、第２コンデンサーレンズ系７を介して被照
明面としての画像表示装置（液晶パネルなどの表示素
子）の表示部８上で互いに重ね合わされる。
【００６３】第２コンデンサーレンズ７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
入射瞳に集光している。第１,第２コンデンサーレンズ
６，７は照明用のレンズ系を構成している。投射レンズ
１０は表示部８で光変調された光束に基づく画像情報を
スクリーンＳ上に投影している。
【００６４】尚、本実施形態において第１，第２レンズ
アレイ３，４の代わりにオプティカルパイプ等のロッド
型オプティカルインテグレータを用いても良い。又、光
源部（１，２）からの光束を直接第１コンデンサーレン
ズ６に入射させるようにしても良い。
【００６５】光源１から偏光変換素子アレイ５までの光
軸ＡＸ１に対し、第１コンデンサーレンズ６以降の光軸
ＡＸ２を偏光変換素子アレイ５のプリズム５Ｄのピッチ
の半分だけ該プリズムの並ぶ方向にずらすことにより、
画像表示装置（表示装置）の表示部８から偏光変換素子
アレイ５を見込む角度を左右のプリズムで等しくし、該
表示部８に入射する平行度をあげている。
【００６６】図２は、投射レンズ１０の光軸ＡＸ３を光
軸ＡＸ２に対して表示部８の短辺方向にΔだけずらすこ
とにより、スクリーンＳ上の投影された像がなるべく投
射型表示装置よりも上側に投影されるよう配置している
状態を示している。
【００６７】図３は本発明の実施例１に基づく第２の投
射型表示装置の要部断面図である。図３は本発明を３板
式のカラー液晶プロジェクターに適用した場合を示して
いる。図３において、鏡２の焦点にある光源１から発せ
られた光線束は放物面鏡２により各光線が光軸にほぼ平
行になるように集光反射され、平行光束として第１レン
ズアレイ３に入射し、このアレイ３により光源１の像が
第２レンズアレイ４の各々のコマ（レンズ）の中心に形
成される。
【００６８】第１レンズアレイ３の焦点距離（ｆｌｙｆ
１）と第２レンズアレイ４の焦点距離（ｆｌｙｆ２）は
等しく、第１レンズアレイ３と第２レンズアレイ４は第
１、第２レンズアレイ３，４の焦点距離と等しい間隔を
隔てて配置されている。
【００６９】第１レンズアレイ３で分割され且つ集光さ
れた複数の光束は、それぞれ偏光変換素子アレイ５の偏
光分離層５Ｂにて、Ｐ波とＳ波に分離される。Ｐ波は偏
光分離層５Ｂを透過し、Ｓ波は層５Ｂで反射される。Ｐ
波はλ／２位相差板５ＡによりＰ波を位相変換し、Ｓ波
と偏光軸の方向を揃えている。これらの構成作用は先の
実施形態と全く同一である。
【００７０】これにより偏光変換素子アレイ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直線偏光
光としている。さらに、偏光変換素子アレイ５の各素子
から射出された光束は第１コンデンサーレンズ６に入射
する。
【００７１】第１コンデンサーレンズ６から射出された
光束は、ダイクロイックミラーＤＭ１により、その赤色
光が反射され、残りの緑色光と青色光は透過される。ダ
イクロイックミラー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、赤用の画像表示装置（表示素子）の表示部８Ｒに導
かれる。ダイクロイックミラーＤＭ１を透過した光はダ
イクロイックミラーＤＭ２により緑色光と青色光に分離
され、緑色光はダイクロイックミラー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表
示装置（表示装置）の表示部８Ｇに導かれる。
【００７２】ダイクロイックミラーＤＭ２を透過した青
色光は、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により集光さ
れ、反射ミラーＭ３で反射され、第２コンデンサーレン
ズ７Ｂで集光されて青用の画像表示装置（表示装置）の
表示部８Ｂに導かれる。画像表示装置の表示部８Ｒ，８
Ｇ，８Ｂによって各々画像情報に基づいて変調された
Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の光束はクロスダイクロイックプリズム
９で色合成された後に、投射レンズ１０に入射し、レン
ズ１０によりフルカラー画像がスクリーンＳ上に拡大投
影される。
【００７３】尚、投影レンズ１０は光入射側がテレセン
トリックな光学系であり、画像表示装置の表示部８に対
してテレセントリックな設計となっている。そしてクロ
スダイクロイックプリズム９への各主光線の入射角がダ
イクロイック膜上の場所に依らず一定になるよう構成さ
れており、ダイクロイック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。
【００７４】又、光源１から偏光変換素子アレイ５まで
の光軸ＡＸ１に対して、第１コンデンサーレンズ６以降
の光軸ＡＸ２を、図２で示す場合と同様に、偏光変換素
子アレイ５のプリズム５Ｄのピッチの半分だけプリズム
の並ぶ方向にずらすことにより、画像表示装置の表示部
８から偏光変換素子５を見込む角度を左右のプリズムで
等しくし、該表示部８に入射する光束の平行度をあげて
いる。
【００７５】次に本発明の投射型表示装置で用いられる
画像表示装置の一例について説明する。図４はこの画像
表示装置の表示部８の詳細図でマイクロレンズアレイの
第１実施例を示す。
【００７６】図４において、光入射側の基板ガラス１３
上に低屈折率層１４と高屈折率層１５の二層を積層して
マイクロレンズアレイＭＬ（以下、マイクロレンズＭＬ
とも記す。）を構成し、層１５にカバーガラス１６を接
着剤（不図示）で接着している。
【００７７】尚、図４のマイクロレンズの変形例とし
て、基板ガラス１３上に低屈折率の材料で凹状のマイク
ロレンズ（１４）を形成し、このマイクロレンズにカバ
ーガラス１６を高屈折率の接着剤層（１５）で接着して
マイクロレンズＭＬを製造するものがある。これがマイ
クロレンズアレイの第２実施例である。
【００７８】液晶層１７を、カバーガラス１６と光射出
側の基板ガラス１９の間に挟み込まれている。液晶層１
７とカバーガラス１６の間には透明な共通電極層Ｔが配
置されている。Ｔは透明な画素電極、遮光部１８は液晶
を駆動する回路等を構成している部分である。マイクロ
レンズＭＬは凸レンズアレイであるが、光源側（光入射
側）に凸の形状の方が逆の場合よりも球面収差が小さく
なって集光効率が上がるので、ここでは光源側が凸の凸
レンズアレイを用いている。
【００７９】図５は本発明の投射型表示装置で用いられ
る画像表示装置の他の例の表示部８の詳細図でマイクロ
レンズアレイの第３実施例を示している。図５におい
て、基板ガラス１３上に低屈折率層２０と高屈折率層２
１の複数の層を積層してマイクロレンズＭＬ１を構成
し、層２１上にカバーガラス１６を接着剤（不図示）で
接着している。
【００８０】尚、基板ガラス１３に低屈折率の材料で凹
状のマイクロレンズ（層２０）を形成し、このマイクロ
レンズにカバーガラス１６を高屈折率の接着剤層２１で
接着してマイクロレンズＭＬ１を構成しても良い。
【００８１】又、基板ガラス１９上に低屈折率層２４と
高屈折率層２３の二層を積層してマイクロレンズＭＬ２
を構成し、層２３にカバーガラス２２を接着剤で接着し
ている。
【００８２】液晶層１７はカバーガラス１６とカバーガ
ラス２２の間に挟み込まれている。液晶層１７とカバー
ガラス１６の間には透明な共通電極Ｔが配置されてい
る。Ｔは透明な画素電極で、遮光部１８は液晶を駆動す
る回路等を構成しているものである。光源側のマイクロ
レンズＭＬ１は光源側に凸の形状の方が逆の場合よりも
球面収差が少なく照明効率が上がるので、ここでは光源
側が凸の凸レンズアレイを用いている。スクリーン側の
マイクロレンズＭＬ２は、スクリーン側に凸の形状の方
が逆の場合よりも球面収差が少なく照明効率が上がるの
で、ここではスクリーン側に凸の凸レンズアレイを用い
ている。
【００８３】このように、液晶層１７の両側にマイクロ
レンズＭＬ１，ＭＬ２を配置することにより、投射レン
ズの照明光の集光性を良くして、さらに照明効率を上げ
ている。
【００８４】図６は本発明の投射型表示装置に用いる画
像表示装置の他の例の表示部８の詳細図で、マイクロレ
ンズアレイの第４実施例を示すものである。
【００８５】図６において基板ガラス１３上に低屈折率
層２５と２７と高屈折率層２６の複三つの層を積層し
て、マイクロレンズアレイＭＬを構成し、層２７にカバ
ーガラス１６を接着剤で接着している。液晶層１７はカ
バーガラス１６と基板ガラス１９により挟まれている。
【００８６】液晶層１７とカバーガラス１６の間には透
明共通電極層Ｔが配置されている。Ｔ′は透明な画素電
極であり、遮光部１８は液晶を駆動する回路等を構成し
ているものである。ここでは、マイクロレンズＭＬを両
凸形状とすることにより、マイクロレンズの球面の曲率
半径を大きくして、マイクロレンズの球面の深さを浅く
し、製作を容易としている。またこのマイクロレンズ
は、屈折率差の小さい層同志の組み合わせでも、大きな
屈折力を得ることができる。
【００８７】図７は本発明の投射型表示装置に用いる画
像表示装置の表示部８の詳細図でマイクロレンズアレイ
の第５実施例を示している。
【００８８】図７に示すように、基板ガラス１３上に低
屈折率層２８と３０と高屈折率層２９の三つの層を積層
して、マイクロレンズアレイＭＬ１を構成し、層２９に
カバーガラス３１を接着剤で接着している。又、基板ガ
ラス１９上に低屈折率層３３と３５と高屈折率層３４の
三つの層を積層してマイクロレンズアレイＭＬ２を構成
し、層３３にカバーガラス３２を接着剤で接着してい
る。液晶層１７はカバーガラス３１とカバーガラス３２
の間に挟み込まれている。
【００８９】液晶層１７とカバーガラス３１の間には透
明な共通電極層Ｔが配置されている。Ｔ′は透明な画素
電極である。遮光部１８は液晶を駆動する回路等を構成
しているものである。ここでもマイクロレンズを両凸形
状とすることにより、マイクロレンズの球面の曲率半径
を大きくして、マイクロレンズの球面の深さを浅く出来
る為にマイクロレンズの製作が容易である。又、マイク
ロレンズは屈折率差の小さい層同志の組み合わせでも大
きな屈折力を得ることが出来るものである。
【００９０】図８は本発明の投射型表示装置に用いる画
像表示装置の表示部８の詳細図で、マイクロレンズアレ
イの第６実施例である。基板ガラス１３上に低屈折率層
３６と３８と高屈折率層３７と３９の四つの層を積層し
て２つのマイクロレンズアレイＭＬ１，ＭＬ２を光路に
沿って重ね合わせたマイクロレンズを構成し、層３９に
カバーガラス１６をさらに接着している。
【００９１】液晶層１７はカバーガラス１６と基板ガラ
ス１９の間に挟み込まれている。液晶層１７とカバーガ
ラス１６の間には透明な共通電極層Ｔが配置されてい
る。Ｔ′は透明電極であり、遮光部１８は液晶を駆動す
る回路等を構成しているものである。マイクロレンズを
２つ重ねることにより、各々のマイクロレンズＭＬ１，
ＭＬ２の球面の曲率半径を大きくすることが出来るので
マイクロレンズの球面の深さを浅く出来る為、各マイク
ロレンズの製作が容易となり、また屈折率差の小さい層
同志組み合わせでも、大きな屈折力を得ることが出来
る。
【００９２】また、ここでも、球面収差を小さくする
為、マイクロレンズＭＬ１，ＭＬ２の形状は光源側に凸
の形状の平凸形状としている。
【００９３】図９は本発明の投射型表示装置に用いる画
像表示装置の表示部８の詳細図で、マイクロレンズアレ
イの第７実施例である。基板ガラス１３上に低屈折率層
４０と４２及び高屈折率層４１と４３の４つの層を積層
して２つのマイクロレンズアレイＭＬ１，ＭＬ２を構成
し、層４３にカバーガラス４４を接着剤で接着してい
る。又、基板ガラス１９上に低屈折率層４７と４９と高
屈折率層４６と４８の４つの層を積層してマイクロレン
ズＭＬ３，ＭＬ４を構成し、層４６にカバーガラス４５
を接着剤で接着している。
【００９４】液晶層１７はカバーガラス４４とカバーガ
ラス４５の間に挟み込まれている。液晶層１７とカバー
ガラス４４の間には透明な共通電極層Ｔが配置されてい
る。Ｔ′は透明な画素電極であり、遮光部１８は液晶を
駆動する回路等を構成しているものである。本実施形態
においては、マイクロレンズを２つ重ねることにより、
マイクロレンズの球面の曲率半径を大きくすることが出
来るのでマイクロレンズの球面の深さを浅く出来る為製
作が容易となり、また屈折率差の小さい層の組み合わせ
でも大きな屈折力を得ることが出来る。
【００９５】また、ここでも球面収差を小さくする為に
光源側のマイクロレンズＭＬ１，ＭＬ２の形状は光源側
に凸の形状の平凸形状とし、スクリーン側マイクロレン
ズＭＬ３，ＭＬ４の形状をスクリーン側に凸の形状の平
凸形状とすることにより球面収差を小さくしている。
【００９６】尚、以上の各実施形態においては最大で２
個であったが液晶層の光源側に設けるマイクロレンズア
レイと液晶層のスクリーン側に設けるマイクロレンズア
レイの数は任意である。
【００９７】以上説明した投射型表示装置は、課題を解
決する為の手段の欄に記載した各条件式を満足する如く
構成されている。
【００９８】次に課題を解決する為の手段の欄に記載し
た各条件式と技術的意味について説明する。
【００９９】条件式（１）は第２レンズアレイ４上での
光源像の大きさと第２レンズアレイ４の１コマ（１つの
レンズ）の長辺方向の長さの半分の長さの比について限
定したもので、上限値以上の領域では偏光変換素子によ
るケラレが大きくなり照明効率が低下し、下限値以下の
領域では放物面鏡の焦点距離を大きくしなければなら
ず、それにより放物面鏡が大型化してくるので良くな
い。
【０１００】条件式（２）は画像表示装置の表示部８の
対角長と該表示部８での照明範囲の大きさの比について
限定したもので、上限値以上の領域では有効径外を照明
する無駄な光が増え、照明効率が低下し、下限値以下の
領域ではスクリーンＳ上でケラレが発生するので良くな
い。
【０１０１】条件式（３）は第１コンデンサーレンズ６
と第２コンデンサーレンズ７の焦点距離の比について限
定したもので、上限値以上の領域では第２コンデンサー
レンズ７の焦点距離が短くなり過ぎて、色合成プリズム
９におけるテレセン性が悪くなり色むらが発生し、下限
値以下の領域では第２コンデンサーレンズ７の焦点距離
が弱くなり過ぎるため、投射レンズ１０の入射瞳に入射
する照明光が減少することで、照明効率が低下してくる
ので良くない。
【０１０２】条件式（４）は画像表示装置の表示部８に
おけるマイクロレンズＭＬによる光源像の大きさと画像
表示装置の表示部８の画素の長辺方向の開口幅について
限定したもので、上限値以上の領域ではマイクロレンズ
ＭＬによる光源像が該表示部８の画素の開口幅より大き
くなってケラレが大きくなるので照明効率が低下し、下
限値以下の領域では第１コンデンサーレンズ６から該表
示部８までの距離を大きくしなければならず、装置全体
が大型化してくるのでよくない。
【０１０３】条件式（５）は画像表示装置の表示部８の
光源側（光入射側）だけにマイクロレンズＭＬが配置さ
れた場合のマイクロレンズＭＬの焦点距離とマイクロレ
ンズＭＬの表示部側主点から画像表示部８の画素の開口
までの空気換算距離の比について限定したもので、上限
値以上の領域では画素開口とマイクロレンズＭＬの主点
が近くなり過ぎて開口の部分における光源像の集光性が
悪くなって照明効率が低下し、下限値以下の領域ではマ
イクロレンズＭＬの焦点距離が小さくなり過ぎるため画
素開口における集光性は良くなるが、画素開口を透過し
たあとの光線の開き角度が大きくなって、周辺の光線が
投射レンズ１０の入射瞳に入らなくなり照明効率が低下
してくるので良くない。
【０１０４】条件式（６）は画像表示装置の表示部８の
光源１側だけにマイクロレンズＭＬが配置された場合の
照明側のＦナンバーと投射レンズ１０側のＦナンバーの
比について限定したもので、上限値以上の領域では投射
レンズ１０のケラレが増加するため照明効率が低下し、
下限値以下の領域では投射レンズ１０のＦナンバーを必
要以上に明るくしなければならず設計が困難となるとと
もに投射レンズ１０が大型化してくるので良くない。
【０１０５】条件式（７）は画像表示装置の表示部８の
光源１側だけにマイクロレンズＭＬが配置された場合の
マイクロレンズＭＬのＦナンバーと投射レンズ１０側の
Ｆナンバーの比について限定したもので、上限値以下の
領域では投射レンズ１０のケラレが増加するため照明効
率が低下し、下限値以下の領域では投射レンズ１０のＦ
ナンバーを必要以上に明るくしなければならず設計が困
難となるとともに投射レンズ１０が大型化してくるので
良くない。
【０１０６】条件式（８），（９）はマイクロレンズＭ
Ｌが画像表示装置の表示部の両側（光入射側と光射出
側）に配置された場合の、マイクロレンズＭＬの焦点距
離とマイクロレンズＭＬの表示部８側主点から表示部８
の画素開口までの空気換算距離の比について限定したも
ので、上限値以上の領域では画素開口とマイクロレンズ
ＭＬの主点が近くなり過ぎて開口部における光源像の集
光性が悪くなり、よって照明効率が低下し、下限値以下
の領域ではマイクロレンズＭＬの焦点距離が小さくなり
過ぎるため画素開口における集光性は良くなるが、画素
開口を透過したあとの光束の開き角度が大きくなって周
辺の光線が投射レンズ１０の入射瞳に入らなくなり照明
効率が低下してくるので良くない。
【０１０７】条件式（１０）は画像表示装置の表示部８
の両側にマイクロレンズＭＬが配置された場合の照明側
のＦナンバーと投射レンズ１０側のＦナンバーの比につ
いて限定したもので、上限値以上の領域では投射レンズ
１０のケラレが増加するため照明効率が低下し、下限値
以下の領域では投射レンズ１０のＦナンバーを必要以上
に明るくしなければならず設計が困難となるとともに投
射レンズ１０が大型化してくるので良くない。
【０１０８】条件式（１１），（１２）は画像表示装置
の表示部８の両側にマイクロレンズＭＬが配置された場
合のマイクロレンズＭＬのＦナンバーと投射レンズ側の
Ｆナンバーの比について限定したもので、上限値以上の
領域では投射レンズ１０のケラレが増加するため照明効
率が低下し、下限値以下の領域では投射レンズ１０のＦ
ナンバーを必要以上に明るくしなければならず設計が困
難となるとともに投射レンズ１０が大型化してくるので
良くない。
【０１０９】また、画像表示部８のマイクロレンズＭＬ
は、光源側のみにマイクロレンズＭＬがある場合は高屈
折率層と低屈折率層の屈折率差が０．１以上ないと、レ
ンズ形状が半球を超えてしまい、所望の集光効果が得ら
れず、照明効率の向上が望めない。また、画像表示部８
のマイクロレンズＭＬは、光源１およびスクリーンＳ側
にマイクロレンズＭＬがある場合は高屈折率層と低屈折
率層の屈折率差が０．２以上ないと、レンズ形状が半球
を超えてしまい所望の集光効果が得られず、照明効率の
向上が望めない。
【０１１０】尚、本発明の投射型表示装置においては前
述した各条件式のうち少なくとも１つを満足するように
構成すれば所定の効果が得られる。又２つ以上の条件式
を満足させるときには、その組み合わせは任意の組み合
わせが可能である。
【０１１１】以下、数値実施例を示す。この実施例の光
学系は図１〜図３で示した。尚、以下に示す数値実施例
１の光学系に対しては、図４〜図９で示したマイクロレ
ンズ付液晶パネルのいずれを組合わせて使用してもよい
ようにマイクロレンズの形状を最適化している。また、
数値実施例２の光学系に対しては、図４の構成の変形例
として述べた表示部の組み合わせが照明効率が良いよう
設計されている。
【０１１２】Ｒｉは光源１側からｉ番目の面の曲率半
径、Ｄｉは光源１側からｉ番目とｉ＋１番目の面の面間
隔、Ｎｉは光源側からｉ番目の光学素子の屈折率、Ｋは
非球面の円錐定数を示す。Ｋ１〜Ｋ１２は前述の各条件
式の値である。
【０１１３】
【外１】
【０１１４】
【外２】
【０１１５】 Ｋ５ ＝２．６８７（図６のマイクロレンズ付液晶パネルとの組み合わせ） Ｋ６ ＝０．９０３（図６のマイクロレンズ付液晶パネルとの組み合わせ） Ｋ７ ＝０．６３２（図６のマイクロレンズ付液晶パネルとの組み合わせ） Ｋ４ ＝０．８８８（図８のマイクロレンズ付液晶パネルとの組み合わせ） Ｋ５ ＝２．９１９（図８のマイクロレンズ付液晶パネルとの組み合わせ） Ｋ６ ＝０．９０３（図８のマイクロレンズ付液晶パネルとの組み合わせ） Ｋ７ ＝０．６３８（図８のマイクロレンズ付液晶パネルとの組み合わせ） Ｋ８ ＝１．８８８（図５のマイクロレンズ付液晶パネルとの組み合わせ） Ｋ９ ＝１．８７８（図５のマイクロレンズ付液晶パネルとの組み合わせ） Ｋ１０＝０．９０３（図５のマイクロレンズ付液晶パネルとの組み合わせ） Ｋ１１＝０．９０９（図５のマイクロレンズ付液晶パネルとの組み合わせ） Ｋ１２＝０．９０９（図５のマイクロレンズ付液晶パネルとの組み合わせ） Ｋ８ ＝２．１４８（図７のマイクロレンズ付液晶パネルとの組み合わせ） Ｋ９ ＝２．１４８（図７のマイクロレンズ付液晶パネルとの組み合わせ） Ｋ１０＝０．９０３（図７のマイクロレンズ付液晶パネルとの組み合わせ） Ｋ１１＝１．０１２（図７のマイクロレンズ付液晶パネルとの組み合わせ） Ｋ１２＝１．０１２（図７のマイクロレンズ付液晶パネルとの組み合わせ） Ｋ８ ＝１．８９７（図９のマイクロレンズ付液晶パネルとの組み合わせ） Ｋ９ ＝１．８９９（図９のマイクロレンズ付液晶パネルとの組み合わせ） Ｋ１０＝０．９０３（図９のマイクロレンズ付液晶パネルとの組み合わせ） Ｋ１１＝１．０４５（図９のマイクロレンズ付液晶パネルとの組み合わせ） Ｋ１２＝１．０４５（図９のマイクロレンズ付液晶パネルとの組み合わせ）
【０１１６】
【外３】
【０１１７】
【外４】
【０１１８】
【外５】
【０１１９】
【外６】
【０１２０】
【外７】
【０１２１】
【外８】
【０１２２】
【外９】
【０１２３】
【発明の効果】本発明によれば、光利用効率の高い照明
装置及び投射型表示装置を達成することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の投射型表示装置の実施例１の全光学系
の表示部の長辺方向の断面図
【図２】本発明の投射型表示装置の実施例１の全光学系
の表示部の短辺方向の断面図
【図３】本発明の投射型表示装置の実施例１の全光学系
の表示部の長辺方向の断面図
【図４】本発明に係る画像変調装置のマイクロレンズア
レイの実施例１の断面図
【図５】本発明に係る画像変調装置のマイクロレンズア
レイの実施例３の断面図
【図６】本発明に係る画像変調装置のマイクロレンズア
レイの実施例４の断面図
【図７】本発明に係る画像変調装置のマイクロレンズア
レイの実施例５の断面図
【図８】本発明に係る画像変調装置のマイクロレンズア
レイの実施例６の断面図
【図９】本発明に係る画像変調装置のマイクロレンズア
レイの実施例７の断面図
【図１０】従来の投射型表示装置の要部概略図
【符号の説明】
１ 光源 ２ 放物面鏡 ３ 第１レンズアレイ ４ 第２レンズアレイ ５ 偏光変換素子アレイ ６ 第１コンデンサーレンズ ７ 第２コンデンサーレンズ ８ 画像変調装置の表示部 ９ クロスダイクロイックプリズム １０ 投射レンズ １１ コンデンサーレンズ １２ リレーレンズ １３ 対向基板ガラス １４，２０，２４，２５，２７，２８，３０，３３，３
５，３６，３８，４０，４２，４７，４９ 低屈折率
層 １５，２１，２３，２６，２９，３４，３７，３９，４
１，４３，４６，４８高屈折率層 １６ カバーガラス １７ 液晶層 １８ 遮光部 １９ 基板ガラス Ｐ１，Ｐ２ 偏光板 ５Ｂ 偏光膜 ５Ａ λ／２位相板 ＤＭ１，ＤＭ２ ダイクロイックミラー Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３ 反射ミラー Ｔ 透明電極層 Ｔ′ 画素電極

Claims (44)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 集光反射鏡と、該集光反射鏡の焦点位置
    に配置される光源と、該光源から放射され、該集光反射
    鏡で反射した光束を集光する第１レンズアレイと、該第
    １レンズアレイの後側焦点位置又は該焦点位置の近くに
    配置される第２レンズアレイと、該第２レンズアレイか
    らの複数の光束により、被照明面を照明する光学系とを
    有する照明装置において、 Ｌａｒｃ ：前記光源の発光部の光軸方向の長さ ｆｌｙｆ１ ：前記第１レンズアレイの焦点距離 ｆｍ ：前記集光反射鏡の焦点距離 Ｌｆｌｙ２ｐ：前記第２レンズアレイの１コマの長辺方
    向の長さ Ｋ１＝（Ｌａｒｃ×ｆｌｙｆ１／２ｆｍ）／（Ｌｆｌｙ
    ２ｐ／２） としたとき ０．７＜Ｋ１＜１．３ を満足することを特徴とする照明装置。
  2. 【請求項２】 光源からの光を集光する第１レンズアレ
    イと、該第１レンズアレイの後側焦点位置又は該焦点位
    置の近くに配置される第２レンズアレイと、該第２レン
    ズアレイからの多光束を集光する第１光学系と、該第１
    光学系からの前記複数の光束により、被照明面を照明す
    る第２光学系とを有する照明装置において、 Ｌｄｓｐ ：前記被照明面の対角長 ｆｌｙｆ２ ：前記第２レンズアレイの焦点距離 ｆｃ１２ ：前記第１光学系と前記第２光学系の合成
    焦点距離 Ｌｆｌｙ１ｐ：前記第１レンズアレイの１コマの対角長 Ｋ２＝（Ｌｆｌｙ１ｐ×ｆｃ１２／ｆｌｙｆ２）／Ｌｄ
    ｓｐ としたとき ０．９５＜Ｋ２＜１．１５ を満足することを特徴とする照明装置。
  3. 【請求項３】 光源からの光を集光する第１レンズアレ
    イと、該第１レンズアレイの後側焦点位置又は該焦点位
    置の近くに配置される第２レンズアレイと、該第２レン
    ズアレイからの複数の光束を集光する第１光学系と、該
    第１光学系からの複数の光束により、被照明面を照明す
    る第２光学系とを有する照明装置において、 ｆｃ１：前記第１光学系の焦点距離 ｆｃ２：前記第２光学系の焦点距離 Ｋ３＝ｆｃ１／ｆｃ２ としたとき、 ０．９＜Ｋ３＜１．４ を満足することを特徴とする照明装置。
  4. 【請求項４】 光源からの光を集光する第１レンズアレ
    イと、該第１レンズアレイの後焦点位置又は該焦点位置
    の近くに配置される第２レンズアレイと、該第２レンズ
    アレイからの複数の光束を集光する第１光学系と、該第
    １光学系からの前記複数の光束により、複数の４角形状
    の画素を配列した表示部と該表示部の光入射側に配した
    マイクロレンズアレイとを備えた表示素子を照明する第
    ２光学系とを有する照明装置において、 Ｆ１２ｃ：前記第１光学系と第２光学系の合成Ｆナンバ
    ー Ｄmicro ：前記マイクロレンズの前記表示部側主点から
    表示装置の画素開口までの空気換算距離 Ｌｏｐ ：前記表示装置の画素の長辺方向の開口幅 Ｋ４＝（Ｄmicro ／Ｆ１２ｃ）／Ｌｏｐ ０．６＜Ｋ４＜１．６ を満足することを特徴とする照明装置。
  5. 【請求項５】 光源からの光を集光する第１レンズアレ
    イと、該第１レンズアレイの後側焦点位置又は該焦点位
    置の近くに配置される第２レンズアレイと、該第２レン
    ズアレイからの複数の光束により、複数の画素を配列し
    た表示部と該表示部の光入射側を配したマイクロレンズ
    アレイとを備えた表示素子を照明する光学系とを有する
    照明装置において、 Ｄmicro ：前記マイクロレンズの前記表示素子の表示部
    側主点から前記表示素子の画素開口までの空気換算距離 ｆmicro ：マイクロレンズの焦点距離 Ｋ５＝ｆmicro ／Ｄmicro としたとき ２＜Ｋ５＜４．５ を満足することを特徴とする照明装置。
  6. 【請求項６】 光源からの光を集光する第１レンズアレ
    イと、該第１レンズアレイの後側焦点位置又は該焦点位
    置の近くに配置される第２レンズアレイと、該第２レン
    ズアレイからの複数の光束を集光する第１光学系と、該
    第１光学系からの前記複数の光束により、複数の画素を
    配列した表示部と該表示部の光入射側に配したマイクロ
    レンズアレイとを備えた表示素子を照明する第２光学系
    と、該表示素子からの画像光を投射する投射光学系とを
    有した投射型表示装置において、 Ｆ１２ｃ：第１光学系と第２光学系の合成Ｆナンバー Ｆｐｊ ：前記投射光学系のＦナンバー Ｋ６＝Ｆｐｊ／Ｆ１２ｃ としたとき ０．６＜Ｋ６＜１．５ を満足することを特徴とする投射型表示装置。
  7. 【請求項７】 光源からの光を集光する第１レンズアレ
    イと、該第１レンズアレイの後側焦点位置又は該焦点位
    置の近くに配置される第２レンズアレイと、該第２レン
    ズアレイからの複数の光束により、複数の画素を配列し
    た表示部と該表示部の光入射側に配したマイクロレンズ
    アレイとを備えた表示素子を照明する光学系と、該表示
    素子からの画像光を投射する投射光学系とを有した投射
    型表示装置において、 Ｆｐｊ ：前記投射光学系のＦナンバー Ｆmicro ：前記マイクロレンズのＦナンバー Ｋ７＝Ｆｐｊ／Ｆmicro としたとき ０．３５＜Ｋ７＜０．８５ を満足することを特徴とする投射型表示装置。
  8. 【請求項８】 光源からの光を集光する第１レンズアレ
    イと、該第１レンズアレイの後側焦点位置又は該焦点位
    置の近くに配置される第２レンズアレイと、該第２レン
    ズアレイからの複数の光束により４角形状の複数の画素
    を配列した表示部と該表示部の光入射側と光射出側に配
    したマイクロレンズアレイを備えた画像表示素子を照明
    する光学系とを有する照明装置において、 ｆmicro ｋ：前記光入射側の前記マイクロレンズの焦点
    距離 Ｄmicro ｋ：前記光入射側の前記マイクロレンズの前記
    表示部側主点と前記表示部の画素の開口との距離 ｆmicro ｓ：前記光射出側の前記マイクロレンズの焦点
    距離 Ｄmicro ｓ：前記光射出側の前記マイクロレンズの前記
    表示部側主点と前記表示部の画素の開口との距離 Ｋ８＝ｆmicro ｋ／Ｄmicro ｋ Ｋ９＝ｆmicro ｓ／Ｄmicro ｓ としたとき １．３＜Ｋ８＜２．５ １．３＜Ｋ９＜２．５ を満足することを特徴とする照明装置。
  9. 【請求項９】 光源からの光を集光する第１レンズアレ
    イと、該第１レンズアレイの焦点位置又は該焦点位置の
    近くに配置される第２レンズアレイと、該第２レンズア
    レイからの複数の光束を集光する第１光学系と、第１光
    学系からの複数の光束により、複数の画素を配列した表
    示部を備えた表示素子を照明する第２光学系と、該表示
    素子からの画像光を投影する投射光学系とを有した投射
    型表示装置において、 Ｆ１２ｃ：前記第１光学系と前記第２光学系の合成Ｆナ
    ンバー Ｆｐｊ ：前記投射光学系のＦナンバー Ｋ１０＝Ｆｐｊ／Ｆ１２ｃ としたとき ０．６＜Ｋ１０＜１．６ を満足することを特徴とする投射型表示装置。
  10. 【請求項１０】 光源からの光を集光する第１レンズア
    レイと、該第１レンズアレイの後側焦点位置又は該焦点
    位置の近くに配置される第２レンズアレイと,該第２レ
    ンズアレイからの複数の光束により、複数の画素を配列
    した表示部と該表示部の光入射側と光射出側に配したマ
    イクロレンズアレイとを備えた表示素子を照明する光学
    系と、該表示素子からの画像光を投影する投射光学系と
    を有した投射型表示装置において、 Ｆｐｊ ：前記投射光学系のＦナンバー Ｆmicro ｋ：前記光入射側の前記マイクロレンズのＦナ
    ンバー Ｆmicro ｓ：前記光射出側の前記マイクロレンズのＦナ
    ンバー Ｋ１１＝Ｆｐｊ／Ｆmicro ｋ Ｋ１２＝Ｆｐｊ／Ｆmicro ｓ としたとき ０．７＜Ｋ１１＜１．２ ０．７＜Ｋ１２＜１．２ を満足することを特徴とする投射型表示装置。
  11. 【請求項１１】 前記第２レンズアレイの光射出面側に
    非偏光光を直線偏光光に変換する偏光変換素子が設けら
    れていることを特徴とする請求項１〜５，８のいずれか
    １項の照明装置。
  12. 【請求項１２】 前記第２レンズアレイの光射出面側に
    非偏光光を直線偏光光に変換する偏光変換素子が設けら
    れていることを特徴とする請求項６，７，９又は１０の
    投射型表示装置。
  13. 【請求項１３】 前記集光反射鏡は放物面反射鏡より成
    っていることを特徴とする請求項１〜５，８のいずれか
    １項の照明装置。
  14. 【請求項１４】 前記光源は放物面反射鏡の焦点又は該
    焦点の近傍に配置し、該反射鏡は、前記光源からの光を
    反射して略平行な光束を射出していることを特徴とする
    請求項１〜５，８のいずれか１項の照明装置。
  15. 【請求項１５】 前記光源は放物面反射鏡の焦点又は該
    焦点の近傍に配置し、該反射鏡は、前記光源からの光を
    反射して略平行な光束を射出していることを特徴とする
    請求項６，７，９又は１０の投射型表示装置。
  16. 【請求項１６】 請求項１〜５，８のいずれか１項の照
    明装置により表示素子を照明し、該素子からの画像情報
    を投射光学系で投射していることを特徴とする投射型表
    示装置。
  17. 【請求項１７】 光源からの光を集光する第１レンズア
    レイと、該第１レンズアレイの後側焦点位置又は該焦点
    位置の近くに配置される第２レンズアレイと、該第２レ
    ンズアレイからの複数の光束により、複数の画素を配列
    した表示部と該表示部の光入射側に配したマイクロレン
    ズアレイを備えた表示素子を照明する光学系とを有した
    照明装置において、該マイクロレンズアレイを構成する
    複数のマイクロレンズは複数の層を積層して構成してお
    り、該複数の層のうちの最も屈折率の高い層が光入射側
    に凸状のレンズ面を向けており、かつ該レンズ面の両側
    の媒質の屈折率差が０．１以上であることを特徴とする
    照明装置。
  18. 【請求項１８】 光源からの光を集光する第１レンズア
    レイと、該第１レンズアレイの後側焦点位置又は該焦点
    位置の近くに配置される第２レンズアレイと、該第２レ
    ンズアレイからの複数の光束により、複数の画素を配列
    した表示部と該表示部の光入射側に配したマイクロレン
    ズアレイを備えた表示素子を照明する光学系とを有した
    照明装置において、該マイクロレンズアレイを構成する
    各マイクロレンズは、集光作用を有する屈折面を２つ以
    上有することを特徴とする照明装置。
  19. 【請求項１９】 光源からの光を集光する第１レンズア
    レイと、該第１レンズアレイの後側焦点位置又は該焦点
    位置の近くに配置される第２レンズアレイと、該第２レ
    ンズアレイからの複数の光束により、複数の画素を配列
    した表示部と該表示部の光入射側に配したマイクロレン
    ズアレイを備えた表示素子を照明する光学系とを有した
    照明装置において、該マイクロレンズアレイは、複数の
    層を積層して構成しており、該複数の層を構成する最も
    屈折率の高い層が両凸形状を有することを特徴とする照
    明装置。
  20. 【請求項２０】 光源からの光を集光する第１レンズア
    レイと、該第１レンズアレイの後側焦点位置又は該焦点
    位置の近くに配置される第２レンズアレイと、該第２レ
    ンズアレイからの複数の光束により、複数の画素を配列
    した表示部と該表示部の光入射側と光射出側とに配した
    マイクロレンズアレイとを備えた表示素子を照明する光
    学系とを有した照明装置において、該光入射側のマイク
    ロレンズアレイの各レンズは、それを構成する最も屈折
    率の高い層が光入射側に凸状のレンズ面を向けており、
    かつ該レンズ面の両側の媒質の屈折率差が０．１以上で
    あり、該光射出側のマイクロレンズアレイの各レンズ
    は、それを構成する最も屈折率の高い層が光射出側に凸
    状のレンズ面を向けており、かつ該レンズ面の両側の媒
    質の屈折率差が０．２以上であることを特徴とする照明
    装置。
  21. 【請求項２１】 光源からの光を集光する第１レンズア
    レイと、該第１レンズアレイの後側焦点位置又は該焦点
    位置の近くに配置される第２レンズアレイと、該第２レ
    ンズアレイからの複数の光束により、複数の画素を配列
    した表示部と該表示部の光入射側と光射出側とに配した
    マイクロレンズアレイとを備えた表示素子を照明する光
    学系とを有した照明装置において、前記光入射側のマイ
    クロレンズアレイと前記光射出側のマイクロレンズアレ
    イは、各複数の層を積層して構成しており、該複数の層
    を構成する最も屈折率の高い層が両凸形状を有すること
    を特徴とする照明装置。
  22. 【請求項２２】 光源からの光を集光する第１レンズア
    レイと、該第１レンズアレイの後側焦点位置又は該焦点
    位置の近くに配置される第２レンズアレイと、該第２レ
    ンズアレイからの複数の光束により、複数の画素を配列
    した表示部と該表示部の光入射側と光射出側に配したマ
    イクロレンズアレイとを備えた表示素子を照明する光学
    系とを有した照明装置において、前記光入射側のマイク
    ロレンズアレイと前記光射出側のマイクロレンズアレイ
    の各レンズは集光作用を有する屈折面を２つ以上有する
    ことを特徴とする照明装置。
  23. 【請求項２３】 前記第２レンズアレイの光射出面側に
    非偏光光を直線偏光光に変換する偏光変換素子が設けら
    れていることを特徴とする請求項１８から２２のいずれ
    か１項の照明装置。
  24. 【請求項２４】 前記光源は放物面反射鏡の焦点又は該
    焦点の近傍に配置し、該反射鏡は、略平行な光束を射出
    していることを特徴とする請求項１８から２２のいずれ
    か１項の照明装置。
  25. 【請求項２５】 請求項１８から２２のいずれか１項の
    照明装置により表示素子を照明し、該素子からの画像情
    報を投射光学系で投射していることを特徴とする投射型
    表示装置。
  26. 【請求項２６】 光源からの光を集光する第１光学系
    と、該第１光学系からの光束により、被照明面を照明す
    る第２光学系とを有する照明装置において、 ｆｃ１：前記第１レンズ系の焦点距離 ｆｃ２：前記第２レンズ系の焦点距離 Ｋ３＝ｆｃ１／ｆｃ２ としたとき、 ０．９＜Ｋ３＜１．４ を満足することを特徴とする照明装置。
  27. 【請求項２７】 光源からの光を集光する第１光学系
    と、該第１光学系からの光を集光して、複数の４角形状
    の画素を配列した表示部と該表示部の光入射側に配した
    マイクロレンズアレイとを備えた表示素子を照明する第
    ２光学系とを有する照明装置において、 Ｆ１２ｃ：前記第１光学系と第２光学系の合成Ｆナンバ
    ー Ｄmicro ：前記マイクロレンズアレイの前記表示部側主
    点から前記表示部の画素開口までの空気換算距離 Ｌｏｐ ：前記表示部の画素の長辺方向の開口幅 Ｋ４＝（Ｄmicro ／Ｆ１２ｃ）／Ｌｏｐ ０．６＜Ｋ４＜１．６ を満足することを特徴とする照明装置。
  28. 【請求項２８】 光源からの光により、複数の画素を配
    列した表示部と該表示部の光入射側に配したマイクロレ
    ンズアレイとを備えた表示素子を照明する光学系を有す
    る照明装置において、 Ｄmicro ：前記マイクロレンズアレイの前記表示部側主
    点から前記表示部の画素開口までの空気換算距離 ｆmicro ：前記マイクロレンズアレイの焦点距離 Ｋ５＝ｆmicro ／Ｄmicro としたとき ２＜Ｋ５＜４．５ を満足することを特徴とする照明装置。
  29. 【請求項２９】 光源からの光を集光する第１光学系
    と、該第１光学系からの光束により、複数の画素を配列
    した表示部と該表示部の光入射側に配したマイクロレン
    ズアレイとを備えた表示素子を照明する第２光学系と、
    該表示装置からの画像情報を投影する投射光学系とを有
    した投射型表示装置において、 Ｆ１２ｃ：前記第１光学系と前記第２光学系の合成Ｆナ
    ンバー Ｆｐｊ ：投射光学系のＦナンバー Ｋ６＝Ｆｐｊ／Ｆ１２ｃ としたとき ０．６＜Ｋ６＜１．５ を満足することを特徴とする投射型表示装置。
  30. 【請求項３０】 光源からの光により、複数の画素を配
    列した表示部と該表示部の光入射側に配したマイクロレ
    ンズアレイとを備えた表示素子を照明する光学系と、該
    表示装置からの画像情報を投影する投射光学系とを有し
    た投射型表示装置において、 Ｆｐｊ ：前記投射光学系のＦナンバー Ｆmicro ：該マイクロレンズアレイのＦナンバー Ｋ７＝Ｆｐｊ／Ｆmicro としたとき ０．３５＜Ｋ７＜０．８５ を満足することを特徴とする投射型表示装置。
  31. 【請求項３１】 光源からの光により、４角形状の複数
    の画素を配列した表示部と該表示部の光入射側と光射出
    側とに配したマイクロレンズアレイを備えた表示素子を
    照明する光学系とを有する照明装置において、 ｆmicro ｋ：前記光入射側のマイクロレンズアレイの焦
    点距離 Ｄmicro ｋ：前記光入射側のマイクロレンズアレイの前
    記表示部側主点と前記表示部の画素開口との距離 ｆmicro ｓ：前記光射出側のマイクロレンズアレイの焦
    点距離 Ｄmicro ｓ：前記光射出側のマイクロレンズアレイの前
    記表示部側主点と前記表示部の画素開口との距離 Ｋ８＝ｆmicro ｋ／Ｄmicro ｋ Ｋ９＝ｆmicro ｓ／Ｄmicro ｓ としたとき １．３＜Ｋ８＜２．５ １．３＜Ｋ９＜２．５ を満足することを特徴とする照明装置。
  32. 【請求項３２】 光源からの光を集光する第１光学系
    と、第１光学系からの光束により、複数の画素を配列し
    た表示部を備えた表示素子を照明する第２光学系と、該
    画像表示素子からの画像情報を投影する投射光学系とを
    有した投射型表示装置において、 Ｆ１２ｃ：前記第１光学系と前記第２光学系の合成Ｆナ
    ンバー Ｆｐｊ ：前記投射光学系のＦナンバー Ｋ１０＝Ｆｐｊ／Ｆ１２ｃ としたとき ０．６＜Ｋ１０＜１．６ を満足することを特徴とする投射型表示装置。
  33. 【請求項３３】 光源からの光により、複数の画素を配
    列した表示部と該表示部の光入射側と光射出側とに配し
    たマイクロレンズアレイとを備えた表示素子を照明する
    光学系と、該表示装置からの画像情報を投影する投射光
    学系とを有した投射型表示装置において、 Ｆｐｊ ：前記投射光学系のＦナンバー Ｆmicro ｋ：前記光入射側のマイクロレンズアレイのＦ
    ナンバー Ｆmicro ｓ：前記光射出側のマイクロレンズアレイのＦ
    ナンバー Ｋ１１＝Ｆｐｊ／Ｆmicro ｋ Ｋ１２＝Ｆｐｊ／Ｆmicro ｓ としたとき ０．７＜Ｋ１１＜１．２ ０．７＜Ｋ１２＜１．２ を満足することを特徴とする投射型表示装置。
  34. 【請求項３４】 前記光源は放物面反射鏡の焦点又は該
    焦点の近傍に配置し、該反射鏡は、前記光源からの光を
    反射して略平行な光束を射出していることを特徴とする
    請求項２６，２７，２８又は３１の照明装置。
  35. 【請求項３５】 前記光源は放物面反射鏡の焦点又は該
    焦点の近傍に配置し、該反射鏡は、前記光源からの光を
    反射して略平行な光束を射出していることを特徴とする
    請求項２９，３０，３２又は３３の投射型表示装置。
  36. 【請求項３６】 請求項２６，２７，２８又は３１のい
    ずれか１項の照明装置により表示素子を照明し、該素子
    からの画像情報を投射光学系で投射することを特徴とす
    る投射型表示装置。
  37. 【請求項３７】 光源からの光により、複数の画素を配
    列した表示部と該表示部の光入射側に配したマイクロレ
    ンズアレイを備えた表示素子を照明する光学系とを有し
    た照明装置において、該マイクロレンズアレイは複数の
    層を積層して構成しており、該複数の層を構成する最も
    屈折率の高い層が光入射側に凸状のレンズ面を向けてお
    り、かつ該レンズ面の両側の媒質の屈折率差が０．１以
    上であることを特徴とする照明装置。
  38. 【請求項３８】 光源からの光により、複数の画素を配
    列した表示部と該表示部の光入射側に配したマイクロレ
    ンズアレイを備えた表示素子を照明する光学系とを有し
    た照明装置において、該マイクロレンズアレイを構成す
    る各マイクロレンズは、集光作用を有する屈折面を２つ
    以上有することを特徴とする照明装置。
  39. 【請求項３９】 光源からの光により、複数の画素を配
    列した表示部と該表示部の光入射側に配したマイクロレ
    ンズアレイを備えた表示素子を照明する光学系とを有し
    た照明装置において、該マイクロレンズアレイは、複数
    の層を積層して構成しており、該複数の層を構成する最
    も屈折率の高い層が両凸形状を有することを特徴とする
    照明装置。
  40. 【請求項４０】 光源からの光により、複数の画素を配
    列した表示部と該表示部の光入射側と光射出側とに配し
    たマイクロレンズアレイとを備えた表示素子を照明する
    光学系とを有した照明装置において、該光入射側のマイ
    クロレンズアレイは、それを構成する最も屈折率の高い
    層が光入射側に凸状のレンズ面を向けており、かつ該レ
    ンズ面の両側の媒質の屈折率差が０．１以上であり、該
    光射出側のマイクロレンズアレイは、それを構成する最
    も屈折率の高い層が光射出側に凸状のレンズ面を向けて
    おり、かつ該レンズ面の両側の媒質の屈折率差が０．２
    以上であることを特徴とする照明装置。
  41. 【請求項４１】 光源からの光により、複数の画素を配
    列した表示部と該表示部の光入射側と光射出側とに配し
    たマイクロレンズアレイとを備えた表示素子を照明する
    光学系とを有した照明装置において、該各マイクロレン
    ズアレイは複数の層を積層して構成しており、それらを
    構成する複数の層を構成する最も屈折率の高い層が両凸
    形状を有することを特徴とする照明装置。
  42. 【請求項４２】 光源からの光により、複数の画素を配
    列した表示部と該表示部の光入射側と光射出側とに配し
    たマイクロレンズアレイとを備えた表示素子を照明する
    光学系とを有した照明装置において、該光入射側のマイ
    クロレンズアレイと光射出側のマイクロレンズアレイは
    どちらも、集光作用を有する屈折面を２つ以上有するレ
    ンズの配列を有することを特徴とする照明装置。
  43. 【請求項４３】 前記光源は放物面反射鏡の焦点又はそ
    の近傍に配置し、該反射鏡は、前記光源からの光を反射
    して略平行な光束を射出していることを特徴とする請求
    項３７から４２のいずれか１項の照明装置。
  44. 【請求項４４】 請求項３７から４２のいずれか１項の
    照明装置により表示素子を照明し、該素子からの画像情
    報を投射光学系で投射することを特徴とする投射型表示
    装置。
JP2000041674A 1999-02-19 2000-02-18 照明装置及び投射型表示装置 Pending JP2000305171A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000041674A JP2000305171A (ja) 1999-02-19 2000-02-18 照明装置及び投射型表示装置

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11-41156 1999-02-19
JP4115699 1999-02-19
JP2000041674A JP2000305171A (ja) 1999-02-19 2000-02-18 照明装置及び投射型表示装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000305171A true JP2000305171A (ja) 2000-11-02

Family

ID=26380720

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000041674A Pending JP2000305171A (ja) 1999-02-19 2000-02-18 照明装置及び投射型表示装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000305171A (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007240713A (ja) * 2006-03-07 2007-09-20 Toppan Printing Co Ltd レンズシート及び透過型プロジェクションスクリーン
JP2010271687A (ja) * 2009-04-22 2010-12-02 Sony Corp 投射型液晶表示装置
JP2011022311A (ja) * 2009-07-15 2011-02-03 Panasonic Corp 液晶パネル及びそれを用いた投写型表示装置
CN102707552A (zh) * 2011-03-28 2012-10-03 索尼公司 照明单元、投影显示单元及直视型显示单元
JP2012530263A (ja) * 2009-06-15 2012-11-29 フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァー フェーデルング デア アンゲバンテン フォルシュング エー ファー 投射型表示装置及びその利用
CN113219710A (zh) * 2020-02-06 2021-08-06 精工爱普生株式会社 电光装置以及电子设备
US11215889B2 (en) 2018-10-26 2022-01-04 Seiko Epson Corporation Electro-optical device, and method of manufacturing electro-optical device
CN114967214A (zh) * 2022-05-30 2022-08-30 京东方科技集团股份有限公司 显示装置和显示装置的控制方法

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007240713A (ja) * 2006-03-07 2007-09-20 Toppan Printing Co Ltd レンズシート及び透過型プロジェクションスクリーン
JP2010271687A (ja) * 2009-04-22 2010-12-02 Sony Corp 投射型液晶表示装置
JP2012530263A (ja) * 2009-06-15 2012-11-29 フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァー フェーデルング デア アンゲバンテン フォルシュング エー ファー 投射型表示装置及びその利用
JP2011022311A (ja) * 2009-07-15 2011-02-03 Panasonic Corp 液晶パネル及びそれを用いた投写型表示装置
CN102707552A (zh) * 2011-03-28 2012-10-03 索尼公司 照明单元、投影显示单元及直视型显示单元
US11215889B2 (en) 2018-10-26 2022-01-04 Seiko Epson Corporation Electro-optical device, and method of manufacturing electro-optical device
CN113219710A (zh) * 2020-02-06 2021-08-06 精工爱普生株式会社 电光装置以及电子设备
CN113219710B (zh) * 2020-02-06 2023-06-27 精工爱普生株式会社 电光装置以及电子设备
CN114967214A (zh) * 2022-05-30 2022-08-30 京东方科技集团股份有限公司 显示装置和显示装置的控制方法
CN114967214B (zh) * 2022-05-30 2023-10-27 京东方科技集团股份有限公司 显示装置和显示装置的控制方法
WO2023231672A1 (zh) * 2022-05-30 2023-12-07 京东方科技集团股份有限公司 显示装置和显示装置的控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3298437B2 (ja) 光学素子、偏光照明装置および投写型表示装置
US8500285B2 (en) Projection type display apparatus
JP3747621B2 (ja) カラー投影表示装置
EP1031870A2 (en) Illumination system and projector
JP5494678B2 (ja) 照明光学系およびプロジェクタ装置
US20060139575A1 (en) Optical collection and distribution system and method
KR100328885B1 (ko) 편광광 조명장치 및 투사형 화상표시장치
JP2007058163A (ja) 光源装置、光変調装置、表示装置、集光照明装置、及び投射型カラー表示装置
JPH11271744A (ja) カラー液晶表示装置
JP2000098296A (ja) 投影型カラー画像表示装置
US9016865B2 (en) Illumination device and projection type display device using the same
JPH10232430A (ja) 照明装置及びそれを用いた投影装置
US6680762B2 (en) Projection liquid crystal display apparatus wherein overall focal point of the lens is shifted to increase effective aperture ratio
JP2000194068A (ja) 照明光学系および投写型表示装置
US7198376B2 (en) Illumination optical unit liquid crystal projector and production method of liquid crystal projector
JP7434808B2 (ja) 光源装置及び画像投射装置
JP2000137290A (ja) 照明装置およびそれを用いた投射型表示装置
JP6717197B2 (ja) 光源装置およびプロジェクタ
US20020113911A1 (en) Liquid crystal display element and projection type liquid crystal display device
US6457828B1 (en) Display optical apparatus
JP3746905B2 (ja) 画像プロジェクタ
US6796662B2 (en) Illumination optical system and projector
JP2000305171A (ja) 照明装置及び投射型表示装置
JP2009063892A (ja) プロジェクタ、光学素子及び光変調装置
WO2011162321A1 (ja) 照明装置及びプロジェクタ