JP2001142144A

JP2001142144A - 照明システムとプロジェクター

Info

Publication number: JP2001142144A
Application number: JP32140899A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Sawamura; 滋澤村; Yasumasa Sawai; 靖昌澤井; Hideki Osada; 英喜長田
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1999-11-11
Filing date: 1999-11-11
Publication date: 2001-05-25
Also published as: US6478431B1

Abstract

(57)【要約】【課題】カラーホイールの径を小さくしなくても、プ
ロジェクターを薄型化することができるプロジェクター
用照明システムを提供する。【解決手段】照明光を発するランプ(LA)と、透過光色
が時間的に順次切り替わるように照明光を透過させるカ
ラーホイール(CWT)と、カラーホイール(CWT)に入射する
前の照明光の偏向を行う第１偏向ミラー(MRA)と、カラ
ーホイール(CWT)を射出した後の照明光の偏向を行う第
２偏向ミラー(MRB)と、を有する。第１偏向ミラー(MRA)
に入射する照明光と第２偏向ミラー(MRB)を射出する照
明光とが、それぞれカラーホイール(CWT)の回転軸(ax)
に対して略垂直である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は照明システムとそれ
を用いたプロジェクターに関するものであり、更に詳し
くは、投影画像のカラー化のためにカラーホイールを備
えた照明システムと、それを用いてカラー画像を投影す
るプロジェクターと、に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２４及び図２５に、従来のプロジェク
ターの光学構成を示す。図２４は表示素子であるＤＭＤ
(Digital Micromirror Device)(3)の背面側から見たプ
ロジェクターの正面図であり、図２５は上方から見たプ
ロジェクターの上面図である。このプロジェクターは、
照明システムと、その照明システムからの照明光を変調
するＤＭＤ(3)と、ＤＭＤ(3)で変調された光を投影する
投影光学系(4)と、を有している。そして上記照明シス
テムは、ランプ(LA)，透過型のカラーホイール(CWT)，
インテグレータロッド(IR)，第１〜第３リレーレンズ(R
L1〜RL3)，偏角プリズム(1)，及びＴＩＲ(Total Intern
al Reflection)プリズム(2)で構成されている。

【０００３】ランプ(LA)から発せられた照明光は、まず
カラーホイール(CWT)を通過する。このカラーホイール
(CWT)は、透過光色の異なる複数(Ｒ,Ｇ,Ｂ等)のカラー
フィルターで構成されており、ＤＭＤ(3)を照明する色
光が時間的に順次切り替わるように、モーター等で回転
可能(ax：回転軸)に構成されている。カラーホイール(C
WT)を射出した照明光は、インテグレータロッド(IR)を
通過することにより、ＤＭＤ(3)の表示面上での照度分
布が均一化される。インテグレータロッド(IR)を射出し
た照明光は、第１，第２リレーレンズ(RL1,RL2)を通過
した後、四角柱形状の偏角プリズム(1)に入射する。偏
角プリズム(1)に入射した照明光は、反射面(RT)で全反
射された後、反射面(RM)でミラー反射され、更に反射面
(RT)を透過して偏角プリズム(1)を射出する。

【０００４】偏角プリズム(1)で光路が折り曲げられた
照明光は、第３リレーレンズ(RL3)を通過した後、ＴＩ
Ｒプリズム(2)内で角度変換される。ＴＩＲプリズム(2)
は、第１プリズム(2a)と第２プリズム(2b)とから成って
おり(図２５)、このＴＩＲプリズム(2)によって、ＤＭ
Ｄ(3)に対する入力光と出力光との分離が行われる。第
１プリズム(2a)には第３リレーレンズ(RL3)が接合され
ているので、第３リレーレンズ(RL3)を通過した照明光
はそのまま第１プリズム(2a)に入射する。第１プリズム
(2a)に入射した照明光は、第２プリズム(2b)と対向して
いる反射面{第１，第２プリズム(2a,2b)の対向面は、所
定の空気間隔をあけて略平行に位置している。}で全反
射され、ＤＭＤ(3)を斜め45°方向から照明する。そし
て、その照明光はＤＭＤ(3)での反射により光変調され
る。

【０００５】ＤＭＤ(3)は、各マイクロミラーが２つの
傾き状態(ON状態とOFF状態)をとり得るように構成され
ているため、ON状態のマイクロミラーでは照明光が投影
光学系(4)に向けて反射され、OFF状態のマイクロミラー
では照明光が投影光学系(4)外に向けて反射される。し
たがって、ON状態のマイクロミラーで反射されたのち第
１，第２プリズム(2a,2b)の順でＴＩＲプリズム(2)を透
過した光が、投影光学系(4)に入射することにより、被
投影面(不図示)上に表示画像を形成することになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】市場では現在、薄くコ
ンパクトなモバイルプロジェクターが要望されている。
しかし、上述した従来のプロジェクターでは、カラーホ
イール(CWT)が上下に突出するように垂直配置されてい
るため(図２４)、他の構成要素を上下方向に薄くしても
プロジェクター全体としての薄型化を達成することがで
きない。これは反射型のカラーホイールを用いた場合で
も同様である。径の小さいカラーホイール(CWT)を使用
すれば、その分照明システムが薄くなるのでプロジェク
ターも薄型化される。しかし、カラーホイール(CWT)の
径を小さくするほど、以下のような問題が生じてしま
う。

【０００７】図２６(A)に示すように、透過光色がＲ,
Ｇ,Ｂの３つのカラーフィルター(F1〜F3)から成るカラ
ーホイール(CWT)を想定した場合、照明光(LB)が各カラ
ーフィルター(F1〜F3)の境目付近に入射すると、そこを
透過した照明光(LB)には混色が生じてしまい、その結
果、投影画像の色純度が低下することになる。照明光(L
B)が各カラーフィルター(F1〜F3)の境目付近を通過する
間(図２６中のoff area)、ＤＭＤ(3)をOFF状態にすれ
ば、この混色を防ぐことは可能である。しかし、ＤＭＤ
(3)がOFF状態の間は画像投影が行われないことになり、
また、カラーホイール(CWT)の径を小さくするほど、図
２６(B)に示すようにカラーホイール(CWT)の全エリアに
対するOFF状態のエリア(off area)の角度比が大きくな
る。このため、投影画像は暗くなってしまう。このよう
に、カラーホイール(CWT)の径を小さくすると、投影画
像の照度や色純度の低下を招くことになるので、カラー
ホイール(CWT)の径を小さくせずにプロジェクターを薄
くする方法が望まれている。

【０００８】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであって、第１の目的は、カラーホイールの径を小
さくしなくても、プロジェクターを薄型化することがで
きるプロジェクター用照明システムを提供することにあ
る。また第２の目的は、その照明システムを用いて、照
度低下や色純度低下のない投影画像が得られる、薄くコ
ンパクトなプロジェクターを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、第１の発明の照明システムは、照明光を発す
るランプと、射出光色が時間的に順次切り替わるように
照明光を透過又は反射させるカラーホイールと、前記カ
ラーホイールに入射する前の照明光の偏向を行う第１偏
向部材と、前記カラーホイールを射出した後の照明光の
偏向を行う第２偏向部材と、を有するプロジェクター用
の照明システムであって、前記第１偏向部材に入射する
照明光と前記第２偏向部材を射出する照明光とが、それ
ぞれ前記カラーホイールの回転軸に対して略垂直である
ことを特徴とする。

【００１０】上記第２の目的を達成するために、第２の
発明のプロジェクターは、上記第１の発明の照明システ
ムと、その照明システムからの照明光を変調する表示素
子と、その表示素子で変調された光で画像投影を行う投
影光学系と、を有するプロジェクターであって、前記投
影光学系の光軸と前記カラーホイールの回転軸とが略垂
直であることを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施した照明シス
テムとプロジェクターを、図面を参照しつつ説明する。
なお、前述した従来例(図２４〜図２６)や実施の形態等
の相互で、同一の部分や相当する部分には同一の符号を
付して重複説明を適宜省略する。

【００１２】《第１の実施の形態(No.1，図１)》図１
に、第１の実施の形態の照明システムを示す。図１(A)
が上面図であり、図１(B)が正面図であり、図１(C)が側
面図である。この照明システムは、照明光を発するラン
プ(LA)と、透過光色が時間的に順次切り替わるように照
明光を透過させる透過型のカラーホイール(CWT)と、カ
ラーホイール(CWT)に入射する前の照明光の偏向を行う
第１偏向ミラー(MRA)と、カラーホイール(CWT)を射出し
た後の照明光の偏向を行う第２偏向ミラー(MRB)と、リ
レー光学系(RL)と、を有するプロジェクター用の照明シ
ステムである。

【００１３】第１偏向部材である第１偏向ミラー(MRA)
は第１反射面(S1)を有し、カラーホイール(CWT)に入射
する前の照明光は第１反射面(S1)での反射により偏向す
る。一方、第２偏向部材である第２偏向ミラー(MRB)は
第２反射面(S2)を有し、カラーホイール(CWT)を透過し
た後の照明光は第２反射面(S2)での反射により偏向す
る。なお、第１，第２偏向ミラー(MRA,MRB)はいずれも
平面ミラーであり、第１，第２反射面(S1,S2)がそのミ
ラー面である。

【００１４】ランプ(LA)から発せられた照明光は、第１
偏向ミラー(MRA)の第１反射面(S1)で反射された後、カ
ラーホイール(CWT)を透過する。カラーホイール(CWT)
は、透過光色の異なる複数(Ｒ,Ｇ,Ｂ等)のカラーフィル
ターで構成されており、表示素子(不図示)を照明する色
光が時間的に順次切り替わるように、モーター等で回転
可能(ax：回転軸)に構成されている。カラーホイール(C
WT)を透過した照明光は、第２偏向ミラー(MRB)の第２反
射面(S2)で反射された後、リレー光学系(RL)を通過す
る。

【００１５】透過型のカラーホイール(CWT)を有する第
１の実施の形態においては、第１偏向ミラー(MRA)に入
射する照明光と第２偏向ミラー(MRB)を射出する照明光
とが、それぞれカラーホイール(CWT)の回転軸(ax)に対
して略垂直に構成されている。この垂直関係を満たすよ
うにカラーホイール(CWT)と照明光路との関係を設定す
れば、カラーホイール(CWT)が上下に突出せずに水平配
置された状態になる。カラーホイール(CWT)が水平配置
された状態になれば、カラーホイール(CWT)の径を小さ
くしなくても、照明システムの薄型化を達成することが
可能となる。したがって、この照明システムを用いれ
ば、市場で要望されている薄くコンパクトなモバイルプ
ロジェクターを実現することができる。また、プロジェ
クターを薄型化する(つまり背を低くする)上でカラーホ
イール(CWT)の径を小さくする必要がないため、照度低
下や色純度低下のない投影画像を得ることができる。

【００１６】《第２の実施の形態(No.2，図２)》図２
に、第２の実施の形態の照明システムを示す。図２の正
面図で示すように、この照明システムは、照明光を発す
るランプ(LA)と、透過型のカラーホイール(CWT)と、カ
ラーホイール(CWT)に入射する前の照明光の偏向を行う
第１偏向プリズム(PRA)と、カラーホイール(CWT)を射出
した後の照明光の偏向を行う第２偏向プリズム(PRB)
と、リレー光学系(RL)と、を有するプロジェクター用の
照明システムである。

【００１７】この実施の形態の特徴は、第１偏向部材と
して第１偏向プリズム(PRA)を用い、第２偏向部材とし
て第２偏向プリズム(PRB)を用いた点にあり、そのほか
は前記第１の実施の形態(図１)と同様の構成になってい
る。第１偏向プリズム(PRA)は第１反射面(S1)を有し、
カラーホイール(CWT)に入射する前の照明光は第１反射
面(S1)での反射により偏向する。一方、第２偏向プリズ
ム(PRB)は第２反射面(S2)を有し、カラーホイール(CWT)
を透過した後の照明光は第２反射面(S2)での反射により
偏向する。第１，第２反射面(S1,S2)はいずれも金属蒸
着が施されたミラーコート面であり、第１，第２反射面
(S1,S2)での偏向は前記第１の実施の形態と同様に行わ
れる。また、第１偏向プリズム(PRA)に入射する照明光
と第２偏向プリズム(PRB)を射出する照明光とが、それ
ぞれカラーホイール(CWT)の回転軸(ax)に対して略垂直
に構成されているので、第１の実施の形態と同様の薄型
化効果が達成される。

【００１８】《第３の実施の形態(No.3，図３)》図３
に、第３の実施の形態の照明システムを示す。図３(A)
が上面図であり、図３(B)が正面図であり、図３(C)が側
面図である。この照明システムは、照明光を発するラン
プ(LA)と、透過型のカラーホイール(CWT)と、カラーホ
イール(CWT)に入射する前の照明光の偏向を行う第１偏
向ミラー(MRA)と、カラーホイール(CWT)を射出した後の
照明光の偏向及びその空間的なエネルギー分布の均一化
を行うインテグレータロッド(IR)と、リレー光学系(RL)
と、を有するプロジェクター用の照明システムである。

【００１９】この実施の形態の特徴は、第２反射面(S2)
を有するインテグレータロッド(IR)を第２偏向部材とし
て用いた点にある。第２反射面(S2)での偏向は前記第１
の実施の形態(図１)と同様に行われ、また、第１偏向ミ
ラー(MRA)に入射する照明光とインテグレータロッド(I
R)を射出する照明光とは、それぞれカラーホイール(CW
T)の回転軸(ax)に対して略垂直に構成されているので、
第１の実施の形態と同様の薄型化効果が達成される。

【００２０】インテグレータロッド(IR)の入射端面から
入射してきた照明光は、まず第２反射面(S2)で反射され
る。インテグレータロッド(IR)は、多角柱形状のガラス
体、あるいは複数枚のミラーを組み合わせて成る中空筒
体である。したがって、インテグレータロッド(IR)に様
々な角度で入射してきた照明光は、第２反射面(S2)での
反射後、インテグレータロッド(IR)の側面で何度も繰り
返し反射されることにより、空間的なエネルギー分布
(すなわち照度分布)が均一化される。そして、表示素子
(不図示)の表示面と共役な射出端面から拡散光として射
出した後、リレー光学系(RL)を通過する。

【００２１】《第４の実施の形態(No.4，図４)》図４
に、第４の実施の形態の照明システムを示す。図４(A)
が上面図であり、図４(B)が正面図である。この照明シ
ステムは、照明光を発するランプ(LA)と、透過型のカラ
ーホイール(CWT)と、カラーホイール(CWT)に入射する前
の照明光の偏向を行う第１偏向プリズム(PrA)と、カラ
ーホイール(CWT)を射出した後の照明光の偏向を行う第
２偏向プリズム(PRB)と、リレー光学系(RL)と、を有す
るプロジェクター用の照明システムである。

【００２２】この実施の形態の特徴は、全反射面(S1)を
有する第１偏向プリズム(PrA)を第１偏向部材として用
いた点にあり、そのほかは前記第２の実施の形態(図２)
と同様の構成になっている。第１偏向プリズム(PrA)は
第１反射面(S1)を有し、カラーホイール(CWT)に入射す
る前の照明光は第１反射面(S1)での全反射により偏向す
る。このときの全反射条件を満たすために、第１反射面
(S1)に対する入射角度は前記第２の実施の形態よりもわ
ずかに大きくなっている。しかし、前記第２の実施の形
態と同様、第１偏向プリズム(PrA)に入射する照明光と
第２偏向プリズム(PRB)を射出する照明光とが、それぞ
れカラーホイール(CWT)の回転軸(ax)に対して略垂直に
構成されているため、前記第１の実施の形態(図１)と同
様の薄型化効果が達成される。

【００２３】《第５の実施の形態(No.5，図５)》図５
に、第５の実施の形態の照明システムを示す。図５(A)
が上面図であり、図５(B)が正面図である。この照明シ
ステムは、照明光を発するランプ(LA)と、透過型のカラ
ーホイール(CWT)と、カラーホイール(CWT)に入射する前
の照明光の偏向を行う第１偏向プリズム(PrA)と、カラ
ーホイール(CWT)を射出した後の照明光の偏向及びその
空間的なエネルギー分布の均一化を行うインテグレータ
ロッド(IR)と、リレー光学系(RL)と、を有するプロジェ
クター用の照明システムである。この実施の形態の特徴
は、第３の実施の形態(図３)と同様、第２反射面(S2)を
有するインテグレータロッド(IR)を第２偏向部材として
用いた点にあり、そのほかは前記第４の実施の形態(図
４)と同様の構成になっている。

【００２４】《第６の実施の形態(No.6，図６)》図６
に、第６の実施の形態の照明システムを示す。図６(A)
が上面図であり、図６(B)が正面図である。この照明シ
ステムは、照明光を発するランプ(LA)と、ランプ(LA)か
らの照明光を集光するコンデンサーレンズ(CL)と、透過
型のカラーホイール(CWT)と、照明光の偏向を行う第
１，第２偏向プリズム(PrA,PRB)と、リレー光学系(RL)
と、を有するプロジェクター用の照明システムである。
この実施の形態の特徴は、ランプ(LA)のリフレクター
が、放物面で光源(LS)からの照明光を反射させる放物面
鏡(M1)と、その放物面鏡(M1)で反射された照明光の一部
を反射させて光源(LS)の位置に戻す平面鏡(m1)と、で構
成されている点にある。

【００２５】光源(LS)は放物面鏡(M1)の焦点位置にある
ため、光源(LS)から発せられた照明光は、放物面鏡(M1)
での反射によりランプ光軸(AX0)に対して略平行にな
る。放物面鏡(M1)の開口の下半分{カラーホイール(CWT)
の裏面側}は、ランプ光軸(AX0)に対して垂直な反射面を
有する平面鏡(m1)で覆われている。このため、放物面鏡
(M1)の下半分で反射された照明光は、平面鏡(m1)での反
射後、もとの光路を通って光源(LS)位置に戻ることにな
る。そして、放物面鏡(M1)の上半分で反射された照明光
と共に、開口の上半分から射出される。放物面鏡(M1)か
ら射出した照明光は、Ｄカット形状のコンデンサーレン
ズ(CL)を通過した後、第１偏向プリズム(PrA)に入射す
る。第１偏向プリズム(PrA)に入射した後の照明光は、
前記第４の実施の形態(図４)と同様の光学作用を受けて
リレー光学系(RL)を射出する。なおコンデンサーレンズ
(CL)は、平面鏡(m1)で覆われた下半分が不用なのでＤカ
ットされているが、一般的な円形状であってももちろん
構わない。

【００２６】放物面鏡(M1)及び平面鏡(m1)から成る上記
上記リフレクターを用いると、ランプ光軸(AX0)をカラ
ーホイール(CWT)の透過面に対して平行{すなわち回転軸
(ax)に対して垂直}にしても、第１反射面(S1)での全反
射条件を満たすことができる。したがって図６に示すよ
うに、第１偏向プリズム(PrA)に入射する照明光と第２
偏向プリズム(PRB)を射出する照明光とを、それぞれカ
ラーホイール(CWT)の回転軸(ax)に対して略垂直にする
ことが可能である。この垂直関係を満たすようにカラー
ホイール(CWT)と照明光路との関係を設定すれば、カラ
ーホイール(CWT)が上下に突出せずに水平配置された状
態になる。カラーホイール(CWT)が水平配置された状態
になれば、カラーホイール(CWT)の径を小さくしなくて
も、照明システムの薄型化を達成することが可能となる
ため、前述したように薄くコンパクトなプロジェクター
で、照度・色純度の低下のない投影画像を得ることがで
きる。

【００２７】《第７の実施の形態(No.7，図７)》図７
に、第７の実施の形態の照明システムを示す。図７(A)
が上面図であり、図７(B)が正面図である。この照明シ
ステムは、放物面鏡(M1)及び平面鏡(m1)から成るリフレ
クターを有するランプ(LA)と、ランプ(LA)からの照明光
を集光するコンデンサーレンズ(CL)と、透過型のカラー
ホイール(CWT)と、カラーホイール(CWT)に入射する前の
照明光の偏向を行う第１偏向プリズム(PrA)と、カラー
ホイール(CWT)を射出した後の照明光の偏向及びその空
間的なエネルギー分布の均一化を行うインテグレータロ
ッド(IR)と、リレー光学系(RL)と、を有するプロジェク
ター用の照明システムである。この実施の形態の特徴
は、第３の実施の形態(図３)等と同様、第２反射面(S2)
を有するインテグレータロッド(IR)を第２偏向部材とし
て用いた点にあり、そのほかは前記第６の実施の形態
(図６)と同様の構成になっている。

【００２８】《第８の実施の形態(No.8，図８)》図８
に、第８の実施の形態の照明システムを示す。図８(A)
が上面図であり、図８(B)が正面図である。この照明シ
ステムは、照明光を発するランプ(LA)と、透過型のカラ
ーホイール(CWT)と、照明光の偏向を行う第１，第２偏
向プリズム(PrA,PRB)と、リレー光学系(RL)と、を有す
るプロジェクター用の照明システムである。この実施の
形態の特徴は、ランプ(LA)のリフレクターが、楕円面で
光源(LS)からの照明光を反射させる楕円面鏡(M2)と、そ
の楕円面鏡(M2)で反射された照明光の一部を反射させて
光源(LS)の位置に戻す球面鏡(m2)と、で構成されている
点にある。

【００２９】光源(LS)は楕円面鏡(M2)の第１焦点位置に
あるため、光源(LS)から発せられた照明光は、楕円面鏡
(M2)での反射により第２焦点位置で結像することにな
る。球面鏡(m2)は、楕円面鏡(M2)の第２焦点を中心とす
る球面の一部から成る凸の反射面を有しており、楕円面
鏡(M2)の開口の略下半分{カラーホイール(CWT)の裏面
側}は、球面鏡(m2)で覆われている。このため、楕円面
鏡(M2)の下半分で反射された照明光は、球面鏡(m2)での
反射後、もとの光路を通って光源(LS)位置に戻ることに
なる。そして、楕円面鏡(M2)の上半分で反射された照明
光と共に、開口の上半分から射出される。楕円面鏡(M2)
から射出した照明光は、第１偏向プリズム(PrA)に入射
する。第１偏向プリズム(PrA)に入射した後の照明光
は、前記第４の実施の形態(図４)等と同様の光学作用を
受けてリレー光学系(RL)を射出する。

【００３０】楕円面鏡(M2)及び球面鏡(m2)から成る上記
リフレクターを用いると、ランプ光軸(AX0)をカラーホ
イール(CWT)の透過面に対して平行{すなわち回転軸(ax)
に対して垂直}にしても、第１反射面(S1)での全反射条
件を満たすことができる。したがって図８に示すよう
に、第１偏向プリズム(PrA)に入射する照明光と第２偏
向プリズム(PrB)を射出する照明光とを、それぞれカラ
ーホイール(CWT)の回転軸(ax)に対して略垂直にするこ
とが可能である。この垂直関係を満たすようにカラーホ
イール(CWT)と照明光路との関係を設定すれば、カラー
ホイール(CWT)が上下に突出せずに水平配置された状態
になる。カラーホイール(CWT)が水平配置された状態に
なれば、カラーホイール(CWT)の径を小さくしなくて
も、照明システムの薄型化を達成することが可能となる
ため、前述したように薄くコンパクトなプロジェクター
で、照度・色純度の低下のない投影画像を得ることがで
きる。

【００３１】《第９の実施の形態(No.9，図９)》図９
に、第９の実施の形態の照明システムを示す。図９(A)
が上面図であり、図９(B)が正面図である。この照明シ
ステムは、楕円面鏡(M2)及び球面鏡(m2)から成るリフレ
クターを有するランプ(LA)と、透過型のカラーホイール
(CWT)と、カラーホイール(CWT)に入射する前の照明光の
偏向を行う第１偏向プリズム(PrA)と、カラーホイール
(CWT)を射出した後の照明光の偏向及びその空間的なエ
ネルギー分布の均一化を行うインテグレータロッド(IR)
と、リレー光学系(RL)と、を有するプロジェクター用の
照明システムである。この実施の形態の特徴は、第３の
実施の形態(図３)等と同様、第２反射面(S2)を有するイ
ンテグレータロッド(IR)を第２偏向部材として用いた点
にあり、そのほかは前記第９の実施の形態(図９)と同様
の構成になっている。

【００３２】《第１０の実施の形態(No.10，図１０)》
図１０に、第１０の実施の形態の照明システムを示す。
図１０(A)が上面図であり、図１０(B)が正面図である。
この照明システムは、照明光を発するランプ(LA)と、反
射光色が時間的に順次切り替わるように照明光を反射さ
せる反射型のカラーホイール(CWR)と、カラーホイール
(CWR)に入射する前の照明光の偏向を行う第１偏向プリ
ズム(PrA)と、カラーホイール(CWR)を射出した後の照明
光の偏向を行う第２偏向プリズム(PrB)と、リレー光学
系(RL)と、を有するプロジェクター用の照明システムで
ある。

【００３３】第１偏向部材である第１偏向プリズム(Pr
A)は第１反射面(S1)を有し、カラーホイール(CWR)に入
射する前の照明光は第１反射面(S1)での反射により偏向
する。一方、第２偏向部材である第２偏向プリズム(Pr
B)は第２反射面(S2)を有し、カラーホイール(CWR)で反
射された後の照明光は第２反射面(S2)での反射により偏
向する。また、第１反射面(S1)は照明光を反射させる全
反射面となっており、第１，第２偏向プリズム(PrA,Pr
B)の対向面は所定の空気間隔をあけて略平行に位置して
いる。つまり、第１偏向プリズム(PrA)と第２偏向プリ
ズム(PrB)とで、いわゆるＴＩＲプリズムを構成してい
るのである。

【００３４】ランプ(LA)から発せられた照明光は、まず
第１偏向プリズム(PrA)に入射する。この第１偏向プリ
ズム(PrA)は第１反射面(S1)での全反射条件を満たす直
角プリズムから成っており、これに入射した照明光は第
１反射面(S1)で全反射される。第１反射面(S1)で全反射
した照明光は、第１偏向プリズム(PrA)から一旦射出し
た後、カラーホイール(CWR)で反射される。カラーホイ
ール(CWR)は、反射光色の異なる複数(Ｒ,Ｇ,Ｂ等)のカ
ラーフィルターで構成されており、表示素子(不図示)を
照明する色光が時間的に順次切り替わるように、モータ
ー等で回転可能(ax：回転軸)に構成されている。カラー
ホイール(CWR)で反射した照明光は、再び第１偏向プリ
ズム(PrA)に入射し、第１反射面(S1)を透過する。そし
て、第１反射面(S1)と対向している面を透過して、第２
偏向プリズム(PrB)に入射する。第２偏向プリズム(PrB)
に入射した照明光は、第２反射面(S2)で反射されて第２
偏向プリズム(PrB)を射出した後、リレー光学系(RL)を
通過する。この第２反射面(S2)は金属蒸着が施されたミ
ラーコート面であるが、全反射面であっても構わない。

【００３５】反射型のカラーホイール(CWR)を有する第
１０の実施の形態においても、第１偏向プリズム(PrA)
に入射する照明光と第２偏向プリズム(PrB)を射出する
照明光とが、それぞれカラーホイール(CWR)の回転軸(a
x)に対して略垂直に構成されている。この垂直関係を満
たすようにカラーホイール(CWR)と照明光路との関係を
設定すれば、カラーホイール(CWR)が上下に突出せずに
水平配置された状態になる。カラーホイール(CWR)が水
平配置された状態になれば、カラーホイール(CWR)の径
を小さくしなくても、照明システムの薄型化を達成する
ことが可能となる。したがって、この照明システムを用
いれば、市場で要望されている薄くコンパクトなモバイ
ルプロジェクターを実現することができる。また、プロ
ジェクターを薄型化する(つまり背を低くする)上でカラ
ーホイール(CWR)の径を小さくする必要がないため、照
度低下や色純度低下のない投影画像を得ることができ
る。

【００３６】プロジェクター用の照明システムに反射型
のカラーホイール(CWR)を色分解系として用いる場合、
カラーホイール(CWR)に対する入射光と反射光との分離
が必要となる。第１０の実施の形態では、全反射面(S1)
を有する第１偏向プリズム(PrA)を用いて、その分離を
角度的に行う構成をとっている。反射型のカラーホイー
ル(CWR)に対する入射光と反射光との分離に、全反射面
を有する偏向部材を使用すると、その分離は角度選択に
よる分離となる。このため、カラーホイール(CWR)に対
する入射光の光束角や光源像が大きくても、入射光と反
射光との分離を効率良く行うことができる。つまり、光
源像が大きくても入射光と反射光との重なりに起因する
光線の損失がなく、また光束角を小さくする必要がない
ので光伝達効率の低下等も生じない。したがって、この
照明システムをプロジェクターに用いれば、明るい投影
画像を得ることができる。

【００３７】第１，第２反射面(S1,S2)のうちの少なく
とも１面が照明光を反射させる全反射面であれば、上述
したように高い効率で入射光と反射光とを分離すること
ができる。したがって、第２反射面(S2)を全反射面とし
てもよい。また、全反射面でない偏向面は必ずしも反射
面である必要がないので、例えば屈折面，回折面等の偏
向作用を有する光学面を第２反射面(S2)の代わりに用い
ても、同様の機能を実現することは可能である。

【００３８】《第１１の実施の形態(No.11，図１１)》
図１１に、第１１の実施の形態の照明システムを示す。
図１１(A)が上面図であり、図１１(B)が正面図である。
この照明システムは、照明光を発するランプ(LA)と、反
射型のカラーホイール(CWR)と、カラーホイール(CWR)に
入射する前の照明光の偏向を行う第１偏向プリズム(Pr
A)と、カラーホイール(CWR)を射出した後の照明光の偏
向及びその空間的なエネルギー分布の均一化を行うイン
テグレータロッド(IR)と、リレー光学系(RL)と、を有す
るプロジェクター用の照明システムである。この実施の
形態の特徴は、第２反射面(S2)を有するインテグレータ
ロッド(IR)を第２偏向部材として用いた点にある。第２
反射面(S2)での偏向は前記第１０の実施の形態(図１０)
と同様に行われ、また、第１偏向プリズム(PrA)に入射
する照明光とインテグレータロッド(IR)を射出する照明
光とは、それぞれカラーホイール(CWR)の回転軸(ax)に
対して略垂直に構成されているので、第１０の実施の形
態と同様の薄型化効果が達成される。

【００３９】インテグレータロッド(IR)の入射端面は、
対向する第１偏向プリズム(PrA)の第１反射面(S1)に対
し所定の空気間隔をあけて略平行に位置している。その
入射端面から入射してきた照明光は、まず第２反射面(S
2)で反射される。インテグレータロッド(IR)は、多角柱
形状のガラス体、あるいは複数枚のミラーを組み合わせ
て成る中空筒体である。したがって、インテグレータロ
ッド(IR)に様々な角度で入射してきた照明光は、第２反
射面(S2)での反射後、インテグレータロッド(IR)の側面
で何度も繰り返し反射されることにより、空間的なエネ
ルギー分布(すなわち照度分布)が均一化される。そし
て、表示素子(不図示)の表示面と共役な射出端面から拡
散光として射出した後、リレー光学系(RL)を通過する。

【００４０】《第１２の実施の形態(No.12，図１２)》
図１２に、第１２の実施の形態の照明システムを示す。
図１２(A)が上面図であり、図１２(B)が正面図である。
この照明システムは、照明光を発するランプ(LA)と、ラ
ンプ(LA)からの照明光を集光するコンデンサーレンズ(C
L)と、反射型のカラーホイール(CWR)と、照明光の偏向
を行う第１，第２偏向プリズム(PrA,PrB)と、リレー光
学系(RL)と、を有するプロジェクター用の照明システム
である。この実施の形態の特徴は、ランプ(LA)のリフレ
クターが、放物面で光源(LS)からの照明光を反射させる
放物面鏡(M1)と、その放物面鏡(M1)で反射された照明光
の一部を反射させて光源(LS)の位置に戻す平面鏡(m1)
と、で構成されている点にある。

【００４１】光源(LS)は放物面鏡(M1)の焦点位置にある
ため、光源(LS)から発せられた照明光は、放物面鏡(M1)
での反射によりランプ光軸(AX0)に対して略平行にな
る。放物面鏡(M1)の開口の下半分{カラーホイール(CWR)
の裏面側}は、ランプ光軸(AX0)に対して垂直な反射面を
有する平面鏡(m1)で覆われている。このため、放物面鏡
(M1)の下半分で反射された照明光は、平面鏡(m1)での反
射後、もとの光路を通って光源(LS)位置に戻ることにな
る。そして、放物面鏡(M1)の上半分で反射された照明光
と共に、開口の上半分から射出される。放物面鏡(M1)か
ら射出した照明光は、Ｄカット形状のコンデンサーレン
ズ(CL)を通過した後、第１偏向プリズム(PrA)に入射す
る。第１偏向プリズム(PrA)に入射した後の照明光は、
前記第１０の実施の形態(図１０)と同様の光学作用を受
けてリレー光学系(RL)を射出する。なおコンデンサーレ
ンズ(CL)は、平面鏡(m1)で覆われた下半分が不用なので
Ｄカットされているが、一般的な円形状であってももち
ろん構わない。

【００４２】放物面鏡(M1)及び平面鏡(m1)から成る上記
上記リフレクターを用いると、ランプ光軸(AX0)をカラ
ーホイール(CWR)の反射面に対して平行{すなわち回転軸
（ａｘ）に対して垂直｝にしても、第１反射面(S1)での
全反射条件を満たすことができる。したがって図１２に
示すように、第１偏向プリズム(PrA)に入射する照明光
と第２偏向プリズム(PrB)を射出する照明光とを、それ
ぞれカラーホイール(CWR)の回転軸(ax)に対して略垂直
にすることが可能である。この垂直関係を満たすように
カラーホイール(CWR)と照明光路との関係を設定すれ
ば、カラーホイール(CWR)が上下に突出せずに水平配置
された状態になる。カラーホイール(CWR)が水平配置さ
れた状態になれば、カラーホイール(CWR)の径を小さく
しなくても、照明システムの薄型化を達成することが可
能となるため、前述したように薄くコンパクトなプロジ
ェクターで、照度・色純度の低下のない投影画像を得る
ことができる。

【００４３】《第１３の実施の形態(No.13，図１３)》
図１３に、第１３の実施の形態の照明システムを示す。
図１３(A)が上面図であり、図１３(B)が正面図である。
この照明システムは、放物面鏡(M1)及び平面鏡(m1)から
成るリフレクターを有するランプ(LA)と、ランプ(LA)か
らの照明光を集光するコンデンサーレンズ(CL)と、反射
型のカラーホイール(CWR)と、カラーホイール(CWR)に入
射する前の照明光の偏向を行う第１偏向プリズム(PrA)
と、カラーホイール(CWR)を射出した後の照明光の偏向
及びその空間的なエネルギー分布の均一化を行うインテ
グレータロッド(IR)と、リレー光学系(RL)と、を有する
プロジェクター用の照明システムである。この実施の形
態の特徴は、第１１の実施の形態(図１１)と同様、第２
反射面(S2)を有するインテグレータロッド(IR)を第２偏
向部材として用いた点にあり、そのほかは前記第１２の
実施の形態(図１２)と同様の構成になっている。

【００４４】《第１４の実施の形態(No.14，図１４)》
図１４に、第１４の実施の形態の照明システムを示す。
図１４(A)が上面図であり、図１４(B)が正面図である。
この照明システムは、照明光を発するランプ(LA)と、反
射型のカラーホイール(CWR)と、照明光の偏向を行う第
１，第２偏向プリズム(PrA,PrB)と、リレー光学系(RL)
と、を有するプロジェクター用の照明システムである。
この実施の形態の特徴は、ランプ(LA)のリフレクター
が、楕円面で光源(LS)からの照明光を反射させる楕円面
鏡(M2)と、その楕円面鏡(M2)で反射された照明光の一部
を反射させて光源(LS)の位置に戻す球面鏡(m2)と、で構
成されている点にある。

【００４５】光源(LS)は楕円面鏡(M2)の第１焦点位置に
あるため、光源(LS)から発せられた照明光は、楕円面鏡
(M2)での反射により第２焦点位置で結像することにな
る。球面鏡(m2)は、楕円面鏡(M2)の第２焦点を中心とす
る球面の一部から成る凸の反射面を有しており、楕円面
鏡(M2)の開口の略下半分{カラーホイール(CWR)の裏面
側}は、球面鏡(m2)で覆われている。このため、楕円面
鏡(M2)の下半分で反射された照明光は、球面鏡(m2)での
反射後、もとの光路を通って光源(LS)位置に戻ることに
なる。そして、楕円面鏡(M2)の上半分で反射された照明
光と共に、開口の上半分から射出される。楕円面鏡(M2)
から射出した照明光は、第１偏向プリズム(PrA)に入射
する。第１偏向プリズム(PrA)に入射した後の照明光
は、前記第１０の実施の形態(図１０)等と同様の光学作
用を受けてリレー光学系(RL)を射出する。

【００４６】楕円面鏡(M2)及び球面鏡(m2)から成る上記
リフレクターを用いると、ランプ光軸(AX0)をカラーホ
イール(CWR)の反射面に対して平行{すなわち回転軸(ax)
に対して垂直}にしても、第１反射面(S1)での全反射条
件を満たすことができる。したがって図１４に示すよう
に、第１偏向プリズム(PrA)に入射する照明光と第２偏
向プリズム(PrB)を射出する照明光とを、それぞれカラ
ーホイール(CWR)の回転軸(ax)に対して略垂直にするこ
とが可能である。この垂直関係を満たすようにカラーホ
イール(CWR)と照明光路との関係を設定すれば、カラー
ホイール(CWR)が上下に突出せずに水平配置された状態
になる。カラーホイール(CWR)が水平配置された状態に
なれば、カラーホイール(CWR)の径を小さくしなくて
も、照明システムの薄型化を達成することが可能となる
ため、前述したように薄くコンパクトなプロジェクター
で、照度・色純度の低下のない投影画像を得ることがで
きる。

【００４７】《第１５の実施の形態(No.15，図１５)》
図１５に、第１５の実施の形態の照明システムを示す。
図１５(A)が上面図であり、図１５(B)が正面図である。
この照明システムは、楕円面鏡(M2)及び球面鏡(m2)から
成るリフレクターを有するランプ(LA)と、反射型のカラ
ーホイール(CWR)と、カラーホイール(CWR)に入射する前
の照明光の偏向を行う第１偏向プリズム(PrA)と、カラ
ーホイール(CWR)を射出した後の照明光の偏向及びその
空間的なエネルギー分布の均一化を行うインテグレータ
ロッド(IR)と、リレー光学系(RL)と、を有するプロジェ
クター用の照明システムである。この実施の形態の特徴
は、第１１の実施の形態(図１１)等と同様、第２反射面
(S2)を有するインテグレータロッド(IR)を第２偏向部材
として用いた点にあり、そのほかは前記第１４の実施の
形態(図１４)と同様の構成になっている。

【００４８】《各照明システム(図１〜図１５)の特徴》
ここで、上述した各実施の形態の特徴点を表１にまとめ
て示す。なお、表中の番号(No.1〜15)は、第１〜第１５
の実施の形態にそれぞれ対応している。

【００４９】

【表１】

【００５０】《第１６の実施の形態；図１６，図１
７)》図１６及び図１７に、第１６の実施の形態のプロ
ジェクターを示す。図１６はＤＭＤ(3)の背面側から見
たプロジェクターの正面図であり、図１７は上方から見
たプロジェクターの上面図である。また図中、AX1は照
明光軸であり、AX2は投影光軸である。このプロジェク
ターは、前記第１１の実施の形態(図１１)の照明システ
ムと、その照明システムからの照明光を変調するＤＭＤ
(3)と、表示素子であるＤＭＤ(3)で変調された光で画像
投影を行う投影光学系(4)と、を有している。そして上
記照明システムは、ランプ(LA)，反射型のカラーホイー
ル(CWR)，第１偏向プリズム(PrA)，インテグレータロッ
ド(IR)，前記リレー光学系(RL)に相当する第１〜第３リ
レーレンズ(RL1〜RL3)，偏角プリズム(1)，及びＴＩＲ
プリズム(2)で構成されている。

【００５１】ランプ(LA)から発せられた照明光は、第１
偏向プリズム(PrA)に入射して第１反射面(S1)で反射さ
れた後、カラーホイール(CWR)で反射される。カラーホ
イール(CWR)は、反射光色の異なる複数(Ｒ,Ｇ,Ｂ等)の
カラーフィルターで構成されており、ＤＭＤ(3)を照明
する色光が時間的に順次切り替わるように、モーター等
で回転可能(ax：回転軸)に構成されている。カラーホイ
ール(CWR)で反射された照明光は、インテグレータロッ
ド(IR)に入射して、第２反射面(S2)で反射される。そし
て、インテグレータロッド(IR)を通過することにより、
空間的なエネルギー分布が均一化される。このエネルギ
ー分布の均一化により、ＤＭＤ(3)の表示面上での軸上
と最軸外との照度差がなくなる。

【００５２】インテグレータロッド(IR)を射出した照明
光は、第１，第２リレーレンズ(RL1,RL2)を通過した
後、四角柱形状の偏角プリズム(1)に入射する。偏角プ
リズム(1)に入射した照明光は、反射面(RT)で全反射さ
れた後、反射面(RM)でミラー反射され、更に反射面(RT)
を透過して偏角プリズム(1)を射出する。つまり、偏角
プリズム(1)内部の２つの反射面(RT,RM)により、照明光
路は斜め上方に向けて鈍角に折り曲げられることにな
る。

【００５３】偏角プリズム(1)で光路が折り曲げられた
照明光は、第３リレーレンズ(RL3)を通過した後、ＴＩ
Ｒプリズム(2)内で角度変換される。ＴＩＲプリズム(2)
は、第１プリズム(2a)と第２プリズム(2b)とから成って
おり、このＴＩＲプリズム(2)によって、ＤＭＤ(3)に対
する入力光と出力光との分離が行われる。第１プリズム
(2a)には第３リレーレンズ(RL3)が接合されているの
で、第３リレーレンズ(RL3)を通過した照明光はそのま
ま第１プリズム(2a)に入射する。第１プリズム(2a)に入
射した照明光は、第２プリズム(2b)と対向している反射
面{第１，第２プリズム(2a,2b)の対向面は、所定の空気
間隔をあけて略平行に位置している。}で全反射され、
ＤＭＤ(3)を斜め45°方向から照明する。そして、その
照明光はＤＭＤ(3)での反射により光変調される。

【００５４】上記ＤＭＤ(3)は、多数のマイクロミラー
がマトリックス状に配置された表示面を有し、そのマイ
クロミラー１枚で表示画像の１画素を構成するものであ
る。光変調のために各マイクロミラーの傾きは個別に駆
動制御される構成になっており、各マイクロミラーはON
状態とOFF状態との２つの傾き状態をとり得るようにな
っている。ON状態のマイクロミラーでは照明光が投影光
学系(4)内に向けて反射され、OFF状態のマイクロミラー
では照明光が投影光学系(4)外に向けて反射される。し
たがって、ON状態のマイクロミラーで反射された光は、
第１，第２プリズム(2a,2b)の順でＴＩＲプリズム(2)を
透過した後、投影光学系(4)に入射することにより被投
影面(例えばスクリーン面)上に到達する。その結果、明
暗のパターンから成る表示画像が被投影面上に形成され
ることになる。

【００５５】第１偏向プリズム(PrA)に入射する照明光
とインテグレータロッド(IR)を射出する照明光とは、そ
れぞれカラーホイール(CWR)の回転軸(ax)に対して略垂
直に構成されている。このため、大きなカラーホイール
(CWR)を有しているにもかかわらず、プロジェクターは
薄くコンパクトに構成されている。さらに、投影光学系
(4)の光軸(AX2)とカラーホイール(CWR)の回転軸(ax)と
が略垂直になっている。カラーホイール(CWR)の回転軸
(ax)が投影光軸(AX2)に対して略垂直であれば、カラー
ホイール(CWR)は上下に突出しない構成となるので、こ
の関係からもプロジェクター全体の薄型化が達成され
る。

【００５６】また、ＴＩＲプリズム(2)入射前の照明光
路は、前述したように偏角プリズム(1)によって鈍角に
折り曲げられるため、リレーレンズ(RL1,RL2)等による
配置の制限が緩和される。したがって、ランプ(LA)が水
平配置された状態で背が低くなり、プロジェクターは容
易に薄型・コンパクト化される。また偏角プリズム(1)
は、全反射面(RT)とミラー反射面(RM)を各１面有してお
り、全反射を行う反射面(RT)が透過面である射出面と兼
用になっている。このように内部で全反射とミラー反射
を行う偏角プリズム(1)を用いると、偏角プリズム(1)内
で照明光路が重ね合わされるため、光路長が圧縮され
る。その結果、光学システムとしてのコンパクト化が達
成され、また大きな反射面を用いる必要もなくなる。

【００５７】《第１７の実施の形態；図１８，図１
９)》図１８及び図１９に、第１７の実施の形態のプロ
ジェクターを示す。図１８は液晶素子(6)の背面側から
見たプロジェクターの正面図であり、図１９は上方から
見たプロジェクターの上面図である。このプロジェクタ
ーは、前記第１１の実施の形態(図１１)の照明システム
と、その照明システムからの照明光を変調する反射型の
液晶素子(6)と、表示素子である液晶素子(6)で変調され
た光で画像投影を行う投影光学系(4)と、を有してい
る。そして上記照明システムは、ランプ(LA)，反射型の
カラーホイール(CWR)，第１偏向プリズム(PrA)，インテ
グレータロッド(IR)，前記リレー光学系(RL)に相当する
第１〜第３リレーレンズ(RL1〜RL3)，及び偏光ビームス
プリッタ(いわゆるＰＢＳ)(5)で構成されている。

【００５８】ランプ(LA)から発せられた照明光は、第１
偏向プリズム(PrA)に入射して第１反射面(S1)で反射さ
れた後、カラーホイール(CWR)で反射される。カラーホ
イール(CWR)は、反射光色の異なる複数(Ｒ,Ｇ,Ｂ等)の
カラーフィルターで構成されており、液晶素子(6)を照
明する色光が時間的に順次切り替わるように、モーター
等で回転可能(ax：回転軸)に構成されている。カラーホ
イール(CWR)で反射された照明光は、インテグレータロ
ッド(IR)に入射して、第２反射面(S2)で反射される。そ
して、インテグレータロッド(IR)を通過することによ
り、空間的なエネルギー分布が均一化される。このエネ
ルギー分布の均一化により、液晶素子(6)の表示面上で
の軸上と最軸外との照度差がなくなる。

【００５９】インテグレータロッド(IR)を射出した照明
光は、第１〜第３リレーレンズ(RL1〜RL3)を通過した
後、偏光ビームスプリッタ(5)に入射する。偏光ビーム
スプリッタ(5)に入射した照明光は、図１９に示す偏光
分離面(5a)でＳ偏光とＰ偏光とに分離される。Ｓ偏光の
照明光は、偏光分離面(5a)で反射されて偏光ビームスプ
リッタ(5)を射出した後、液晶素子(6)を垂直に照明す
る。液晶素子(6)に入射した照明光は、各画素の表示に
応じて選択的にＰ偏光(ON状態)，Ｓ偏光(OFF状態)のい
ずれかで反射されることにより光変調される。そして、
液晶素子(6)から垂直方向に正反射された光(Ｐ偏光，Ｓ
偏光)は、偏光ビームスプリッタ(5)に再度入射する。偏
光ビームスプリッタ(5)はＳ偏光を反射させＰ偏光を透
過させるので、液晶素子(6)でＰ偏光に変換された光の
みが投影光学系(4)に入射する投影光となる。偏光ビー
ムスプリッタ(5)を透過した投影光(Ｐ偏光)は、投影光
学系(4)を通って被投影面(例えばスクリーン面)上で結
像する。

【００６０】前記第１６の実施の形態(図１６，図１７)
と同様、第１偏向プリズム(PrA)に入射する照明光とイ
ンテグレータロッド(IR)を射出する照明光とが、それぞ
れカラーホイール(CWR)の回転軸(ax)に対して略垂直に
なっており、また、投影光学系(4)の光軸(AX2)とカラー
ホイール(CWR)の回転軸(ax)とが略垂直になっている。
したがって本実施の形態においても、第１６の実施の形
態と同様の薄型化効果が達成されている。

【００６１】《第１８の実施の形態；図２０，図２
１)》図２０及び図２１に、第１８の実施の形態のプロ
ジェクターを示す。図２０はＤＭＤ(3)の背面側から見
たプロジェクターの正面図であり、図２１は上方から見
たプロジェクターの上面図である。この実施の形態の特
徴は、インテグレータロッド(IR)とほぼ同じ大きさのカ
ラーホイール(CWR)を、インテグレータロッド(IR)上に
重ねるようにして設けた点にあり、そのほかは前記第１
６の実施の形態（図１６，図１７）と同様の構成になっ
ている。小型カラーホイール(CWR)をインテグレータロ
ッド(IR)に重ねて水平配置することにより、省スペース
化を図ることができる。この省スペース化により、電装
系等の部材を配置するためのスペースが確保されるた
め、プロジェクター全体としての小型化を達成すること
ができる。

【００６２】《第１９の実施の形態；図２２，図２
３)》図２２及び図２３に、第１９の実施の形態のプロ
ジェクターを示す。図２２はＤＭＤ(3)の側面側から見
たプロジェクターの正面図であり、図２２(A)はランプ
(LA)から平面ミラー(7)までの構成、図２２(B)は平面ミ
ラー(7)から投影光学系(4)までの構成を示している。ま
た、図２３はＤＭＤ(3)の正面側から見たプロジェクタ
ーの上面図である。このプロジェクターは、前記第１１
の実施の形態(図１１)の照明システムと、ＤＭＤ(3)
と、投影光学系(4)と、を有しており、その照明システ
ムは、ランプ(LA)，反射型のカラーホイール(CWR)，第
１偏向プリズム(PrA)，インテグレータロッド(IR)，前
記リレー光学系(RL)に相当する第１〜第３リレーレンズ
(RL1〜RL3)，平面ミラー(7)，及びＴＩＲプリズム(2)で
構成されている。

【００６３】ランプ(LA)から発せられた照明光は、前記
第１６の実施の形態(図１６，図１７)と同様の光路をた
どって第２リレーレンズ(RL2)を射出した後、図２３に
示すように平面ミラー(7)で反射される。平面ミラー(7)
で光路が折り曲げられた照明光は、第３リレーレンズ(R
L3)を通過した後、ＴＩＲプリズム(2)内で角度変換され
る。第１プリズム(2a)に入射した照明光は、図２２(B)
に示すように全反射等を行った後、第２プリズム(2b)を
透過してＤＭＤ(3)を斜め45°方向から照明する。その
照明光はＤＭＤ(3)での反射により光変調され、第２プ
リズム(2b)での全反射の後、投影光学系(4)に入射する
ことにより被投影面上に表示画像を形成する。

【００６４】この実施の形態では、ＤＭＤ(3)もカラー
ホイール(CWR)と同様に水平配置されているため、プロ
ジェクターはより一層薄型化されたものになっている。
ＤＭＤ(3)を保持する基板もＤＭＤ(3)と共に水平配置さ
れることになるため、ＤＭＤ(3)自体が小さくても、実
際にプロジェクターを薄くする効果は大きなものとな
る。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、第
１偏向部材に入射する照明光と第２偏向部材を射出する
照明光とが、それぞれカラーホイールの回転軸に対して
略垂直になっているため、カラーホイールの径を小さく
しなくても、プロジェクターを薄型化することができ
る。したがって、照度低下や色純度低下のない投影画像
を得ることができる。さらに、投影光学系の光軸とカラ
ーホイールの回転軸とを略垂直にすることにより、より
薄くコンパクトなプロジェクターを実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態の照明システムを示す光学構
成図。

【図２】第２の実施の形態の照明システムを示す光学構
成図。

【図３】第３の実施の形態の照明システムを示す光学構
成図。

【図４】第４の実施の形態の照明システムを示す光学構
成図。

【図５】第５の実施の形態の照明システムを示す光学構
成図。

【図６】第６の実施の形態の照明システムを示す光学構
成図。

【図７】第７の実施の形態の照明システムを示す光学構
成図。

【図８】第８の実施の形態の照明システムを示す光学構
成図。

【図９】第９の実施の形態の照明システムを示す光学構
成図。

【図１０】第１０の実施の形態の照明システムを示す光
学構成図。

【図１１】第１１の実施の形態の照明システムを示す光
学構成図。

【図１２】第１２の実施の形態の照明システムを示す光
学構成図。

【図１３】第１３の実施の形態の照明システムを示す光
学構成図。

【図１４】第１４の実施の形態の照明システムを示す光
学構成図。

【図１５】第１５の実施の形態の照明システムを示す光
学構成図。

【図１６】第１６の実施の形態のプロジェクターの光学
構成を示す正面図。

【図１７】第１６の実施の形態のプロジェクターの光学
構成を示す上面図。

【図１８】第１７の実施の形態のプロジェクターの光学
構成を示す正面図。

【図１９】第１７の実施の形態のプロジェクターの光学
構成を示す上面図。

【図２０】第１８の実施の形態のプロジェクターの光学
構成を示す正面図。

【図２１】第１８の実施の形態のプロジェクターの光学
構成を示す上面図。

【図２２】第１９の実施の形態のプロジェクターの光学
構成を示す正面図。

【図２３】第１９の実施の形態のプロジェクターの光学
構成を示す上面図。

【図２４】従来のプロジェクターの光学構成例を示す正
面図。

【図２５】従来のプロジェクターの光学構成例を示す上
面図。

【図２６】カラーホイールの大きさとカラーホイール上
で照明光が占める角度比との関係を説明するための光路
図。

【符号の説明】

LA …ランプ CWR …反射型のカラーホイール CWT …透過型のカラーホイール ax …回転軸 MRA …第１偏向ミラー(第１偏向部材) MRB …第２偏向ミラー(第２偏向部材) PRA …第１偏向プリズム(第１偏向部材) PRB …第２偏向プリズム(第２偏向部材) PrA …第１偏向プリズム(第１偏向部材) PrB …第２偏向プリズム(第２偏向部材) S1 …第１反射面 S2 …第２反射面 RL …リレー光学系 IR …インテグレータロッド(第２偏向部材) CL …コンデンサーレンズ LS …光源 M1 …放物面鏡 m1 …平面鏡 M2 …楕円面鏡 m2 …球面鏡 RL1 …第１リレーレンズ RL2 …第２リレーレンズ RL3 …第３リレーレンズ 1 …偏角プリズム RT …反射面 RM …反射面 2 …ＴＩＲプリズム 2a …第１プリズム 2b …第２プリズム 3 …ＤＭＤ(表示素子) 4 …投影光学系 5 …偏光ビームスプリッタ 5a …偏光分離面 6 …反射型の液晶素子(表示素子) AX0 …ランプ光軸 AX1 …照明光軸 AX2 …投影光軸(投影光学系の光軸）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者長田英喜大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内Ｆターム(参考） 2H041 AA21 AB10 AC01 AZ02 AZ03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】照明光を発するランプと、射出光色が時
間的に順次切り替わるように照明光を透過又は反射させ
るカラーホイールと、前記カラーホイールに入射する前
の照明光の偏向を行う第１偏向部材と、前記カラーホイ
ールを射出した後の照明光の偏向を行う第２偏向部材
と、を有するプロジェクター用の照明システムであっ
て、前記第１偏向部材に入射する照明光と前記第２偏向部材
を射出する照明光とが、それぞれ前記カラーホイールの
回転軸に対して略垂直であることを特徴とする照明シス
テム。
【請求項２】請求項１記載の照明システムと、その照
明システムからの照明光を変調する表示素子と、その表
示素子で変調された光で画像投影を行う投影光学系と、
を有するプロジェクターであって、前記投影光学系の光軸と前記カラーホイールの回転軸と
が略垂直であることを特徴とするプロジェクター。