JP2001242545A - リフレクタ付き光源、該光源を用いた照明光学系、及び該光学系を用いた投射型ディスプレイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 照明光学系を小型化し、かつダイクロイック
プリズムにおける稜線部の投射画像の品質を向上させ
る。 【解決手段】 リフレクタ１２の反射面は多数の回転だ
円体の一部からなっている。例えば図１のように上下方
向に６分割する場合には、リフレクタの上半分は、回転
だ円体１４ａ，１４ｂ，１４ｃのそれぞれの一部を組み
合せて構成する。このときに全ての回転だ円体の第１焦
点はランプの発光点１１ａに一致させ、また各回転だ円
体１４ａ，１４ｂ，１４ｃの第２焦点１３ａ，１３ｂ，
１３ｃは、図示するように配列させる。このような構成
により、リフレクタ１２の各領域１２ａ，１２ｂ，１２
ｃで反射した光源光は、該当する各回転だ円体の第２焦
点１３ａ，１３ｂ，１３ｃにそれぞれ集光される。従っ
てリフレクタ１２において分割された領域の数だけ異な
る集光位置に集光することができ、レンズアレイを用い
ることなく光源光をアレイ状に集光させることができ
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、リフレクタ付き光
源、該光源を用いた照明光学系、及び該照明光学系を用
いた液晶プロジェクタ等の投射型表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９は、従来の投写型ディスプレイにお
ける照明光学系の一例を示す概略構成図である。従来、
投写型ディスプレイの照明光学系には、放物面鏡のリフ
レクタ９２付きのランプ９１と、インテグレータとが用
いられてきた。このインテグレータとしてはフライアイ
レンズが用いられることが多い。第１のフライアイレン
ズ９４は、例えば液晶バルブが用いられる画像形成素子
９７のアスペクト比とほぼ同じ比率の形状のレンズがア
レイ状に配列されており、各レンズの焦点位置に第２フ
ライアイレンズ９５の対応するレンズアレイが配置され
ている。

【０００３】リフレクタ９２の放物面鏡からの反射光
は、第１のフライアイレンズ９４のレンズアレイでその
光強度分布が分割され、対応する第２のフライアイレン
ズ９５の各レンズ部に集光される。すなわち第２のフラ
イアイレンズ９５のレンズアレイの各レンズ部に光源の
像が形成される。第２のフライアイレンズ９５からの各
光線はコンデンサレンズ９６を介して画像形成素子９７
を照射し、各レンズ部からの照射光が合成されるため、
ランプ９１からの光強度分布が平均化され均一照明する
ことができる。図９では紙面の上下方向に３分割された
第１及び第２のフライアイレンズ９４，９５としている
が、分割数が多い方が画像形成素子９７をより均一に照
明することができる。ただし、分割数が多すぎると画像
形成素子９７における全照度は小さくなる。

【０００４】ランプ９１としては、水銀灯やメタルハラ
イドランプなどが用いられる。また紫外光や赤外光は不
要なため、照明光学系には紫外光や赤外光をカットする
フィルタが用いられる。さらにリフレクタの窓９２ａに
紫外線を反射させるコーティングを施したり、照明光学
系の中で熱線をカットするためにＩＲフィルタ９３が使
用される。図９においては可視光を透過させるタイプの
ものを用いているが、可視光を反射させてＩＲを透過さ
せるタイプを用いてもよい。ＩＲフィルタ９３は、画像
形成素子９７までの途中の光路上に配されれば特に場所
が限定されるものではない。

【０００５】（ダイクロイックプリズムの稜線問題）
Ｒ、Ｇ、Ｂの３枚の画像形成素子が用いられた３板式の
投写型ディスプレイの場合、ランプからの白色光をダイ
クロイックミラーなどを用いて３色に色分離させる。分
離されたそれぞれの光は各画像形成素子によって光強度
変調され、色合成された後、投写レンズによってスクリ
ーンに投写される。この色合成を行う光学素子としてダ
イクロイックプリズムが使用される。

【０００６】図１０は、従来の投射型ディスプレイに適
用されるダイクロイックプリズムの一例を示す概略構成
図である。ダイクロイックプリズム１０１は、４つの直
角プリズムで構成され、各プリズムの稜線が合わさるよ
うに光学接着されている。向かい合った面にはそれぞれ
片方の面にダイクロイックコーティングが施されてお
り、例えば、ダイクロイック膜１０２ｒは赤の波長域の
光を反射させ、ダイクロイック膜１０２ｂは青の波長域
の光を反射させる。緑の波長域の光はダイクロイック膜
１０２ｒ，１０２ｂを透過する。このため、３方向から
入射した光がダイクロイック膜によって反射もしくは透
過して、残りの一つの面から合成されて出射する。

【０００７】上記のごとくのダイクロイックプリズム１
０１は、直角プリズムの稜線の加工精度やコーティング
の精度によって、４つの直角プリズムの稜線が合わさっ
た稜線部分１０３がどうしても見えてしまう。この稜線
部分１０３が太く見える場合、スクリーンに投写された
画像に暗線が見えることになる。このため、プリズムの
加工精度を上げたり、画像処理技術によって稜線を目立
たなくする工夫がなされている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のごと
き実情に鑑みてなされたもので、請求項１の発明は、ラ
ンプのリフレクタにレンズアレイ機能をもたせることに
より、独立した要素としてのレンズアレイを用いること
なく、ランプからの発散光を所定の位置に所定の数だけ
集光させることを目的とするものである。請求項２の発
明は、ランプのリフレクタに第１のフライアイレンズの
機能をもたせることにより、フライアイレンズを用いる
照明光学系において、第１のフライアイレンズを見かけ
上省略し、照明光学系を小型にすることを目的とするも
のである。請求項３の発明は、リフレクタの回転だ円体
領域の位相を列ごとに変えることにより、投写型ディス
プレイに応用した場合、ダイクロイックプリズムの稜線
がスクリーン上で目立たなくなるようにすることを目的
とするものである。

【０００９】請求項４の発明は、フライアイレンズの中
心に近いアレイほど照射面積が大きくなるように各回転
だ円体領域を構成することにより、ランプの像を効率よ
く画像形成素子に照射し、照明光学系の光利用効率を向
上させることを目的とするものである。請求項５の発明
は、偏光方向の揃った照明光学系により、見かけ上第１
のフライアイレンズを省略することができるようにし、
照明光学系を小型にすることを目的とするものである。
請求項６の発明は、請求項２ないし５の照明光学系を用
いることにより、見かけ上第１のフライアイレンズを省
略して照明光学系を小型化した投写型ディスプレイ、ま
たはダイクロイックプリズムの稜線をスクリーン状で目
立たなくなるようにした投写型ディスプレイ、または照
明光学系の照明効率を向上させた投写型ディスプレイ、
または偏光の揃った照明光学系で明るい投写型ディスプ
レイを実現することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、光源
と、該光源より出射した光の少なくとも一部を反射させ
るリフレクタとにより構成されるリフレクタ付き光源に
おいて、前記リフレクタの反射面は、複数の領域に分割
されてなり、該領域のそれぞれは、だ円を所定のだ円軸
で回転させてなる回転だ円体の一部により構成され、各
前記回転だ円体の第１焦点が前記光源に一致することを
特徴としたものである。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１の発明に記載
のリフレクタ付き光源と、フライアイレンズとを少なく
とも備える照明光学系であって、前記リフレクタの反射
面を構成する複数の領域は、光源の光軸に平行な法線を
有する平面に光源光を照射したときに、前記各領域によ
る反射光の照射形状が画像形成を行う画像形成部と同じ
アスペクト比を有する長方形となるように構成され、前
記フライアイレンズは、配列した各前記回転だ円体の第
２焦点のそれぞれが、該フライアイレンズを構成する各
レンズ部の１つに一致するように配されていることを特
徴としたものである。

【００１２】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、前記リフレクタは、反射面を構成する前記複数の領
域が複数の列をなし、かつ各列における前記領域の繰り
返し周期の位相が、隣接する列の位相と異なるように構
成されていることを特徴としたものである。

【００１３】請求項４の発明は、請求項２の発明におい
て、前記リフレクタの反射面を構成する複数の領域のそ
れぞれが前記フライアイレンズを照射するとき、各前記
領域は、前記フライアイレンズの中心付近の照射面積が
大きく、周辺の照射面積が小さくなるように構成されて
いることを特徴としたものである。

【００１４】請求項５の発明は、請求項２ないし４のい
ずれか１の発明において、該照明光学系は、前記フライ
アイレンズの後の光路上に偏光分離プリズムアレイを有
し、該偏光分離プリズムアレイは、偏光ビームスプリッ
タと反射板と半波長板とにより構成され、さらに前記偏
光プリズムアレイの後の光路上に、コンデンサレンズが
配置されていることを特徴としたものである。

【００１５】請求項６の発明は、請求項２ないし５のい
ずれか１に記載の照明光学系を用いた投写型ディスプレ
イである。

【００１６】

【発明の実施の形態】（請求項１の発明）図１及び図２
は、本発明のリフレクタ付きランプの一実施例を説明す
るための図である。リフレクタ付きランプは、ランプ１
１とリフレクタ１２で構成され、リフレクタ１２は多数
の回転だ円体の一部からなっている。例えば図１に示す
ようにリフレクタを上下方向に６分割する構成において
は、リフレクタの上半分は、回転だ円体１４ａ，１４
ｂ，１４ｃのそれぞれの一部が組み合わされた形状とな
っている。全ての回転だ円体の第１焦点はランプの発光
点１１ａに一致させる。上半分の各回転だ円体１４ａ，
１４ｂ，１４ｃの第２焦点１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、
図１に示すごとくに配列するように構成されている。ま
た、リフレクタの下半分についても同様に構成され、図
２に示すごとくに、各回転だ円体の第２焦点１３ａ〜１
３ｆが配列される。

【００１７】ランプ１１から発した光のうち、リフレク
タの領域１２ａで反射した光は、この領域１２ａが回転
だ円体１４ａの一部で、その第１焦点がランプの発光点
１１ａに一致しているため、上記回転だ円体１４ａの第
２焦点１３ａに集光される。同じようにして、リフレク
タの領域１２ｂで反射した光は該当する回転だ円体の第
２焦点１３ｂに、リフレクタの領域１２ｃで反射した光
は該当する回転だ円体１４ｃの第２焦点１３ｃに集光さ
れる。この様にしてリフレクタにおける反射光は、リフ
レクタの分割された領域の数だけ異なる集光位置に集光
される。

【００１８】以上の構成によってレンズアレイを用いる
ことなくランプからの光をアレイ状に集光させることが
できる。また、回転だ円体の第２焦点の位置を変えるこ
とによって、集光位置をアレイごとに変化させることも
可能である。

【００１９】（請求項２の発明）図３は、本発明による
照明光学系の一実施例を示す概略構成図である。本実施
例における照明光学系は、ランプ３１、リフレクタ３
２、フライアイレンズ３４、及びコンデンサレンズ３５
を有する。また、図３には赤外線を反射させるフィルタ
３３をフライアイレンズ３４のランプ側に設置している
が、照明光学系のどの場所に配しても本発明の効果に影
響を及ぼさない。また、フィルタ３３としては可視光を
反射させ、赤外光を透過させるタイプのものを用いても
よい。

【００２０】リフレクタ３２は、多数の回転だ円体の一
部で構成されている。図３は、リフレクタ３２の断面を
図示するもので、紙面内において６個の領域から構成さ
れる。領域３２ａは、その回転だ円体の第１焦点がラン
プの発光点３１ａであり、第２焦点がフライアイレンズ
３４のレンズアレイにおけるレンズ部３４ａの中心付近
に位置するようになっている。

【００２１】リフレクタ３１の各領域を構成する回転だ
円体の第１焦点はランプの発光点３１ａに一致し、第２
焦点はフライアイレンズ３３のレンズアレイの対応する
各レンズ部の中心付近とする。すなわち、リフレクタの
領域３２ａで反射した光は、フライアイレンズのレンズ
部３４ａに、領域３２ｂで反射した光はレンズ部３４ｂ
に、領域３２ｃで反射した光はレンズ部３４ｃに集光さ
れる。従って、リフレクタ３２とフライアイレンズ３４
はインテグレータの機能を持つ。

【００２２】ランプ３１からの光がリフレクタ３２で反
射され、フライアイレンズ３４のレンズアレイにランプ
の像を写す。フライアイレンズ３４の各レンズ部から出
射した光はコンデンサレンズ３５によって画像形成素子
３６に照射される。画像形成素子３６としては、例えば
液晶バルブが用いられる。フライアイレンズ３４側から
リフレクタ３２をみたとき、リフレクタ３２における分
割された各領域のアスペクト比は、画像形成素子３６の
アスペクト比にほぼ一致している。各領域において光の
強度分布は一定ではないが、フライアイレンズ３４とコ
ンデンサレンズ３５を経て画像形成素子３６に光が合成
されると、各領域の強度分布が足し合わされて均一照明
される。

【００２３】第１のフライアイレンズと第２のフライア
イレンズとを用いた従来のインテグレータの構成を、本
発明の照明光学系では、ランプのリフレクタに第１のフ
ライアイレンズの機能を与えることによって、見かけ上
第１のフライアイレンズを省略することができ照明光学
系の小型化が実現できる。

【００２４】（請求項３の発明）図４は、本発明による
照明光学系の他の実施例を説明するための概略構成図
で、ランプとリフレクタの断面図を図４（Ａ）に、リフ
レクタ開口部から見た領域構成を図４（Ｂ）に示すもの
である。図４（Ｂ）の中央に位置するランプは同図では
省略している。ランプのリフレクタ１２は、多数の回転
だ円体の一部からなる領域から構成されており、それら
領域がアレイ状に複数の列をなし、かつ、列ごとでその
繰り返し周期の位相が変わるように配列されている。例
えば図４（Ｂ）に示すように、列ごとに半周期ずつ変わ
るように配列する。本実施例の構成により、投写型ディ
スプレイの色合成系で使用されるダイクロイックプリズ
ムの稜線がスクリーン上で目立たなくなる効果が得られ
る。なお、各領域の配置は本実施例のように半周期の位
相のずれにこだわることはなく、各列ごとにアレイの配
置の位相が変わっていれば同様の効果が得られる。

【００２５】（請求項４の発明）図５は、本発明による
照明光学系の更に他の実施例を説明するための概略構成
図で、リフレクタの領域構成を示すものである。図５は
リフレクタ開口部からみた図で、中央にはランプが存在
するが同図では省略している。リフレクタ付きランプの
リフレクタはアレイ状の分割領域で構成される。各領域
は回転だ円体の一部で構成され、各回転だ円体の第１焦
点はランプの発光点に一致し、第２焦点はフライアイレ
ンズの配置される面に一致する。リフレクタの各領域
は、フライアイレンズ中央付近への領域毎の照射面積が
大きく、周辺部分の照射面積が小さくなるように設定さ
れる。例えば、図５に示すようなフライアイレンズの構
成とする。リフレクタ付きランプからリフレクタの分割
領域の数だけフライアイレンズ面にランプの像が形成さ
れる。このときフライアイレンズの中央付近のランプの
像は比較的大きいが、周辺に向かうほどランプの像は小
さくなる。このため、各ランプの像に合わせてフライア
イレンズの周辺に位置する領域ほど面積を小さくする
と、フライアイレンズから画像形成素子に効率よく光を
照射することができる。本構成によって照明光学系の光
利用効率が向上する。

【００２６】（請求項５の発明）図６は、本発明による
照明光学系の他の実施例を示す概略構成図である。本実
施例の照明光学系は、回転だ円体の一部により構成され
る領域がアレイ状に配されてなるリフレクタ３２付きラ
ンプ３１と、フライアイレンズ３４と、偏光変換素子３
７と、コンデンサレンズ３５とを有する。ＩＲカットフ
ィルタ３３は、リフレクタ付きランプ３１から、画像形
成素子３６との間の光路上であればどこに設置してもよ
く、本発明に影響を及ぼさない。また可視光を反射さ
せ、ＩＲ光を透過させるタイプのものを用いても良い。

【００２７】偏光変換素子３７は、偏光ビームスプリッ
タ３７ａと反射板３７ｂと半波長板３７ｃがアレイ状に
配された構造を有する。フライアイレンズ３４の各レン
ズ部からの出射光はランダム偏光である。この出射光が
偏光ビームスプリッタ３７ａに入射すると、ｐ偏光は透
過してｓ偏光は反射する。反射したｓ偏光は反射板３７
ｂでさらに光路を曲げられる。一方ｐ偏光は半波長板３
７ｃを透過し、その半波長板の光軸をｐ偏光に対しほぼ
４５°傾けて配置しておくと、半波長板３７ｃを透過し
た光の偏光方向はｓ偏光に平行となる。従ってコンデン
サレンズ３５に向かう光はｓ偏光のみとなる。そしてコ
ンデンサレンズ３５によって画像形成素子３６に単一偏
光方向の偏光が照射される。なお、図６で半波長板３７
ｃは偏光ビームスプリッタ３７ａの直後に置かれｐ偏光
をｓ偏光に変換するが、半波長板３７ｃを反射板３７ｂ
の直後に配置してｓ偏光をｐ偏光に変換させる構成でも
よい。

【００２８】（請求項６の発明）図７は、本発明による
投写型ディスプレイの一実施例を説明するための概略構
成図である。本実施例の投写型ディスプレイは、回転だ
円体の一部により構成される領域がアレイ状に配されて
なるリフレクタ３２付きランプ３１、ＩＲフィルタ３３
ｒ、フライアイレンズ３４、コンデンサレンズ３５、ダ
イクロイックミラー７１ｂ，７１ｇ、ミラー７２ｂ，７
２ｒ、画像形成素子３６ｒ，３６ｇ，３６ｂ、ダイクロ
イックプリズム７３、投写レンズ７４、及びリレーレン
ズ７５を有する。

【００２９】リフレクタ３２の領域数とフライアイレン
ズ３４のレンズアレイのレンズ部数は一致させるが、こ
れら領域とレンズ部の数は、特に本発明の効果に影響を
与えないため限定されるものではない。ＩＲフィルタと
しては可視光を反射させ、赤外光を透過させるタイプを
用いている。２枚のリレーレンズ７５は、画像形成素子
３６ｒへの光路長が他の二つの光路長に比べ長くなるこ
とによる照明の補正を行うために用いられるが、本発明
の効果に直接影響を与えるものではない。

【００３０】ダイクロイックミラー７１ｂは、可視光の
うち青色の波長域の光を反射させ、残りの緑から赤色の
波長域の光を透過させる。ダイクロイックミラー７１ｇ
は緑の波長域の光を反射させ、赤の波長域の光を透過さ
せる。ミラー７２ｂは青の波長域の光を効率よく反射さ
せる。ミラー７２ｒは赤の波長域の光を効率よく反射さ
せる。ミラー７２ｂ，７２ｒはそれぞれ特定の波長域の
光を高反射させ、それ以外の光の反射率は低いことが望
ましい。

【００３１】３つの画像形成素子３６ｒ，３６ｇ，３６
ｂは、赤、緑、青に色分解された光に対してそれぞれ空
間的に変調を与えるもので、例えば、液晶素子によって
実現することができる。偏光板と液晶素子で直線偏光の
偏光軸を変化させずに、もしくは位相差を与えて楕円偏
光に、とくに半波長の位相を与えれば偏光軸を９０°回
してダイクロイックプリズムに入射させることで空間的
に変調することが可能となる。ダイクロイック膜７３
ｂ，７３ｒは、表１または表２に示す特性にする。

【００３２】表１において「反射」とは理想的には１０
０％の反射率を表すが、９０％以上が現実的である。同
じく、「透過」とは透過率が９０％以上が現実的であ
る。いずれも、１００％に近いほどコントラスト比を大
きくすることができる。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【表２】

【００３５】表１において、明表示の場合にはＲＧＢ用
の液晶素子がいずれも図７の紙面に垂直な偏光でダイク
ロイックプリズム７３に入射させることになる。一方、
表２の膜設計の場合では、緑色光を明るくするときには
図７の紙面に平行な偏光をダイクロイックプリズム７３
に入射させる。

【００３６】画像形成素子３６ｒ，３６ｇ，３６ｂとし
ては反射型液晶素子を用いてもよく、この場合、偏光ビ
ームスプリッタと片道で４分の１波長（λ／４）の位相
差を与える反射型液晶素子として構成する。このような
構成では、偏光ビームスプリッタから出射される光はす
でに光強度変調されていて、偏光ビームスプリッタに対
してｓ偏光のみとなる。また、ダイクロイックプリズム
７３のダイクロイック膜７３ｂ，７３ｒの特性は、表３
または表４に示す特性にする。表３の場合、３つの偏光
ビームスプリッタからの出射光が、その偏光方向が紙面
内に垂直となるように配置する。表４の場合には、緑用
の偏光ビームスプリッタからの出射光だけ、その偏光方
向が図７の紙面に平行となるように配置する。

【００３７】

【表３】

【００３８】

【表４】

【００３９】以上の構成によって、見かけ上第１フライ
アイレンズを省略することができ、照明光学系が小型と
なる投写型ディスプレイが実現する。

【００４０】図８は、本発明による投写型ディスプレイ
の他の実施例を説明するための概略構成図である。本実
施例の投射型ディスプレイは、回転だ円体の一部がアレ
イ状に配列された領域をもつリフレクタ３２付きランプ
３１、ＩＲフィルタ３３ｒ、フライアイレンズ３４、偏
光変換素子３７、コンデンサレンズ３５、ダイクロイッ
クミラー７１ｂ，７１ｇ、ミラー７２ｂ，７２ｒ、画像
形成素子３６ｒ，３６ｇ，３６ｂ、ダイクロイックプリ
ズム７３、投写レンズ７４、及びリレーレンズ７５によ
り構成されている。

【００４１】本実施例において、リフレクタ３２の領域
数とフライアイレンズ３４のレンズアレイのレンズ部の
数は一致させるが、レンズ部の数は特に本発明の効果に
影響を与えないため限定されるものではない。偏光変換
素子は、例えば図６のように、偏光ビームスプリッタ３
７ａと反射板３７ｂと半波長板３７ｃをアレイ状に配す
ることによって実現する。偏光ビームスプリッタ３７ａ
からの透過光（ｐ偏光）は半波長板３７ｃでｓ偏光とな
る。また偏光ビームスプリッタ３７ａからの反射光（ｓ
偏光）は反射板３７ｂで反射される。このため偏光変換
素子からの出射光は、ｓ偏光の光に変換されてコンデン
サレンズ３５で画像形成素子３６ｂ，３６ｇ，３６ｒに
向かって光路を絞られる。

【００４２】ダイクロイックミラー７１ｂ，７１ｇ、ミ
ラー７２ｂ，７２ｒは、図７に示す実施例と同じであ
る。コントラスト比の向上のためには、これらのミラー
７２ｂ，７２ｒは所定の波長域のｓ偏光のみを反射させ
ることが望ましい。画像形成素子３６ｒ，３６ｇ，３６
ｂとしては、例えば液晶素子を用いることができる。透
過型液晶素子を用いる場合、すでに偏光はｓ偏光（図８
では紙面に垂直方向）で揃っているため、偏光板は無く
ても良い。液晶素子によって、ｓ偏光そのままで透過さ
せるか、位相差を与えて楕円偏光もしくはｐ偏光にする
かを選択する。このときのダイクロイックプリズム７３
のダイクロイック膜７３ｒ，７３ｂの仕様は、表５に示
すようにする。ダイクロイック膜７３ｒ，７３ｂが偏光
板のはたらきを兼ねるため、偏光板もしくは偏光ビーム
スプリッタを画像形成素子に使う必要が無くなる。

【００４３】

【表５】

【００４４】透過型液晶素子による画像形成素子３６
ｂ，３６ｇ，３６ｒとダイクロイックプリズム７３との
間に偏光ビームスプリッタ（図示せず）を設ければ、ダ
イクロイック膜７３ｂ，７３ｒに対してｓ偏光成分のみ
を入射させることができる。上記の偏光ビームスプリッ
タ膜の入射面を図８の紙面に垂直となるように配置し、
このときダイクロイック膜７３ｂ，７３ｒは表３に示す
ごとくの特性にする。また、表４に示す特性のダイクロ
イック膜を使うときには、緑色用の偏光ビームスプリッ
タの配置だけを、その入射面が紙面に平行となるように
配置させる。

【００４５】以上の構成によって、見かけ上、第１フラ
イアイレンズを省略することができ、照明光学系を小型
にした投写型ディスプレイを得ることができる。さらに
偏光変換素子を用いることにより、画像形成素子部に単
一の偏光成分を用いることができ、照明効率が向上し
て、明るくすることができる。

【００４６】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、レンズアレイ
を用いることなく、ランプからの発散光を所定の位置に
所定の数だけ集光させることができる。請求項２の発明
によれば、フライアイレンズを用いる照明光学系におい
て、第１のフライアイレンズを見かけ上省略することが
できるため、照明光学系を小型にすることができる。請
求項３の発明によれば、リフレクタの回転だ円体領域を
列ごとで位相を変えるため、例えば、投写型ディスプレ
イに応用した場合、ダイクロイックプリズムの稜線をス
クリーン上で目立たなくすることができる。

【００４７】請求項４の発明によれば、フライアイレン
ズの中心近いアレイほど照射面積が大きくなるようにリ
フレクタの分割領域を設定することにより、ランプの像
を効率よく画像形成素子に照射することができるので、
照明光学系の光利用効率を向上させることができる。請
求項５の発明によれば、偏光方向の揃った照明光学系
で、見かけ上第１のフライアイレンズを省略することが
でき、照明光学系を小型にすることができる。請求項６
の発明によれば、見かけ上第１のフライアイレンズを省
略して照明光学系を小型化した投写型ディスプレイ、ま
たは、ダイクロイックプリズムの稜線をスクリーン状で
目立たなくした投写型ディスプレイ、または、照明光学
系の照明効率を向上させた投写型ディスプレイ、また
は、偏光の揃った照明光学系で明るい投写型ディスプレ
イを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のリフレクタ付きランプの一実施例を
説明するための図である。

【図２】 本発明のリフレクタ付きランプの一実施例を
説明するための図である。

【図３】 本発明による照明光学系の一実施例を示す概
略構成図である。

【図４】 本発明による照明光学系の他の実施例を示す
概略構成図である。

【図５】 本発明による照明光学系の更に他の実施例を
示す概略構成図である。

【図６】 本発明による照明光学系の他の実施例を示す
概略構成図である。

【図７】 本発明による投写型ディスプレイの一実施例
を説明するための概略構成図である。

【図８】 本発明による投写型ディスプレイの他の実施
例を説明するための概略構成図である。

【図９】 従来の投影型ディスプレイにおける照明光学
系の一例を示す概略構成図である。

【図１０】 従来の投射型ディスプレイに適用されるダ
イクロイックプリズムの一例を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１１，３１…ランプ、１１ａ…ランプの発光点、１２，
３２，９２…リフレクタ、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…リ
フレクタの領域、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１
３ｅ，１３ｆ…第２焦点、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…回
転だ円体、３１ａ…第１焦点（ランプ発光点）、３２
ａ，３２ｂ，３２ｃ…リフレクタの領域、３３…フィル
タ、３４…フライアイレンズ、３４ａ，３４ｂ，３４ｃ
…レンズ部、３５，９６…コンデンサレンズ、３６，３
６ｒ，３６ｇ，３６ｂ…画像形成素子、３７…偏光変換
素子、３７ａ…偏光ビームスプリッタ、３７ｂ…反射
板、３７ｃ…半波長板、７１ｂ，７１ｇ…ダイクロイッ
クミラー、７２ｂ，７２ｒ…ミラー、７３…ダイクロイ
ックプリズム、７４…投射レンズ、７５…リレーレン
ズ、９２ａ…リフレクタの窓、９３…ＩＲフィルタ、９
４…第１のフライアイレンズ、９５…第２のフライアイ
レンズ、９７…画像形成素子、１０２ｒ，１０２ｂ…ダ
イクロイック膜、１０３…稜線部分。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H091 FA07X FA07Z FA10X FA11X FA14Z FA21X FA26X FA41Z GA17 LA11 LA30 5G435 AA18 BB12 BB17 GG01 GG02 GG03 GG04 GG08 GG11 GG23 GG46

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、該光源より出射した光の少なく
   とも一部を反射させるリフレクタとにより構成されるリ
   フレクタ付き光源において、前記リフレクタの反射面
   は、複数の領域に分割されてなり、該領域のそれぞれ
   は、だ円を所定のだ円軸で回転させてなる回転だ円体の
   一部により構成され、各前記回転だ円体の第１焦点が前
   記光源に一致することを特徴とするリフレクタ付き光
   源。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のリフレクタ付き光源
   と、フライアイレンズとを少なくとも備える照明光学系
   であって、前記リフレクタの反射面を構成する複数の領
   域は、光源の光軸に平行な法線を有する平面に光源光を
   照射したときに、前記各領域による反射光の照射形状が
   画像形成を行う画像形成部と同じアスペクト比を有する
   長方形となるように構成され、前記フライアイレンズ
   は、配列した各前記回転だ円体の第２焦点のそれぞれ
   が、該フライアイレンズを構成する各レンズ部の１つに
   一致するように配されていることを特徴とする照明光学
   系。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の照明光学系において、
   前記リフレクタは、反射面を構成する前記複数の領域が
   複数の列をなし、かつ各列における前記領域の繰り返し
   周期の位相が、隣接する列の位相と異なるように構成さ
   れていることを特徴とする照明光学系。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の照明光学系において、
   前記リフレクタの反射面を構成する複数の領域のそれぞ
   れが前記フライアイレンズを照射するとき、各前記領域
   は、前記フライアイレンズの中心付近の照射面積が大き
   く、周辺の照射面積が小さくなるように構成されている
   ことを特徴とする照明光学系。
5. 【請求項５】 請求項２ないし４のいずれか１に記載の
   照明光学系において、該照明光学系は、前記フライアイ
   レンズの後の光路上に偏光分離プリズムアレイを有し、
   該偏光分離プリズムアレイは、偏光ビームスプリッタと
   反射板と半波長板とにより構成され、さらに前記偏光プ
   リズムアレイの後の光路上に、コンデンサレンズが配置
   されていることを特徴とする照明光学系。
6. 【請求項６】 請求項２ないし５のいずれか１に記載の
   照明光学系を用いた投写型ディスプレイ。