JP2003016802A - 照明光学系統及びそれを用いた投写型表示装置 - Google Patents
照明光学系統及びそれを用いた投写型表示装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型且つ軽量で、製造コストも低い照明光学
系統及びそれを用いた投写型表示装置を提供する。 【解決手段】 本発明の照明光学系統及びそれを用いた
投写型表示装置は、光束を発射する発光手段を備え、更
に、前方へ、所定の光軸に沿って順次に、前記発光手段
から発射した光束を受けて所定性質の光に転換させる光
転換手段と、前記所定性質の光を前方へ被照射物の照射
面に集中するレンズアセンブリーとを備えてなる照明光
学系統において、前記発光手段は第１の凹面鏡と第２の
凹面鏡と光源とからなり、前記光源は全方向性光源で、
前記光軸の延長線からずれた所定箇所に設けられ、前記
第１の凹面鏡は球面鏡で、その焦点が前記所定箇所にあ
るように設けられ、また、前記第２の凹面鏡は、少なく
とも焦点が一つあってその中の一焦点が前記所定箇所に
あり、且つ、その鏡面が前記第１の凹面鏡の鏡面と斜め
に対向すると共に、前記光源からの直接的発光と前記第
１の凹面鏡の鏡面からの間接的反射光とを受け、前記発
光手段の発射光として光束を前方へ発射するように設け
られてなる。
系統及びそれを用いた投写型表示装置を提供する。 【解決手段】 本発明の照明光学系統及びそれを用いた
投写型表示装置は、光束を発射する発光手段を備え、更
に、前方へ、所定の光軸に沿って順次に、前記発光手段
から発射した光束を受けて所定性質の光に転換させる光
転換手段と、前記所定性質の光を前方へ被照射物の照射
面に集中するレンズアセンブリーとを備えてなる照明光
学系統において、前記発光手段は第１の凹面鏡と第２の
凹面鏡と光源とからなり、前記光源は全方向性光源で、
前記光軸の延長線からずれた所定箇所に設けられ、前記
第１の凹面鏡は球面鏡で、その焦点が前記所定箇所にあ
るように設けられ、また、前記第２の凹面鏡は、少なく
とも焦点が一つあってその中の一焦点が前記所定箇所に
あり、且つ、その鏡面が前記第１の凹面鏡の鏡面と斜め
に対向すると共に、前記光源からの直接的発光と前記第
１の凹面鏡の鏡面からの間接的反射光とを受け、前記発
光手段の発射光として光束を前方へ発射するように設け
られてなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、照明光学系統及び
それを用いた投写型表示装置に関し、特に小型で、軽量
な照明光学系統及びそれを用いた投写型表示装置に関す
る。
それを用いた投写型表示装置に関し、特に小型で、軽量
な照明光学系統及びそれを用いた投写型表示装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図６は、従来の投写型表示装置及びそれ
に使用されている照明光学系統を示す。図における矢印
付線は光束を示す。前記のうち、従来の照明光学系統
は、図示のように、所定の光軸に沿って左から右へ順次
に、放物面を有する凹面鏡（下記放物面鏡と称す）１１
と、前記放物面鏡１１の焦点に配置され、発光する光源
１２と、前記光源１２から発射して前記放物面鏡１１に
よって反射された平行光束を密度が均一の光に転換させ
る行列レンズインテグレーター１３と、前記密度が均一
の光束を受けて所定の偏光（Ｐ偏光またはＳ偏光）に転
換させる偏光手段１４と、前記所定の偏光を後の被照射
物１６の照射面にある程度集中するレンズアセンブリー
１５とからなる。更に、前記図示を参照すると、従来の
投写型表示装置は、前記照明光学系統を使用し、且つ前
記被照射物１６としてディスプレーパネルを設置してな
る。
に使用されている照明光学系統を示す。図における矢印
付線は光束を示す。前記のうち、従来の照明光学系統
は、図示のように、所定の光軸に沿って左から右へ順次
に、放物面を有する凹面鏡（下記放物面鏡と称す）１１
と、前記放物面鏡１１の焦点に配置され、発光する光源
１２と、前記光源１２から発射して前記放物面鏡１１に
よって反射された平行光束を密度が均一の光に転換させ
る行列レンズインテグレーター１３と、前記密度が均一
の光束を受けて所定の偏光（Ｐ偏光またはＳ偏光）に転
換させる偏光手段１４と、前記所定の偏光を後の被照射
物１６の照射面にある程度集中するレンズアセンブリー
１５とからなる。更に、前記図示を参照すると、従来の
投写型表示装置は、前記照明光学系統を使用し、且つ前
記被照射物１６としてディスプレーパネルを設置してな
る。
【０００３】次に、前記従来の照明光学系統及び従来の
投写型表示装置にかかる光束の経路を詳しく説明する。
まず、前記放物面鏡１１の焦点に配置されている前記光
源１２から発射した光束は、前記放物面鏡１１によって
ほぼ平行光束に反射され、前記放物面鏡１１の前方に配
置された前記行列レンズインテグレーター１３に入射
し、そして前記行列レンズインテグレーター１３によっ
て密度が均一の光束に転換された後、前記偏光手段１４
に入射して所定の偏光に転換され、最後に、前記レンズ
アセンブリー１５を経由してディスプレーパネルなどの
被照射物１６の照射面に集中する。
投写型表示装置にかかる光束の経路を詳しく説明する。
まず、前記放物面鏡１１の焦点に配置されている前記光
源１２から発射した光束は、前記放物面鏡１１によって
ほぼ平行光束に反射され、前記放物面鏡１１の前方に配
置された前記行列レンズインテグレーター１３に入射
し、そして前記行列レンズインテグレーター１３によっ
て密度が均一の光束に転換された後、前記偏光手段１４
に入射して所定の偏光に転換され、最後に、前記レンズ
アセンブリー１５を経由してディスプレーパネルなどの
被照射物１６の照射面に集中する。
【０００４】しかしながら、前記光束の経路から分かる
ように、この従来装置においては、光源のエネルギ利用
率を上げるよう、光源の発光をなるべく収集して平行光
束に反射させるために、前記放物面鏡１１はほぼ全放物
面を有するものを使用している。従って、前記行列レン
ズインテグレーター１３、偏光手段１４及びレンズアセ
ンブリー１５などの他の光学系部材もそれに伴ってサイ
ズを抑えることができなくなるという欠点がある。それ
に、前記図示のように、全放物面を有する放物面鏡１１
を使用する場合、収集して反射された平行光束の範囲が
頗る大きいので、光束を図中の照射物１６に集中するた
めに、前記レンズアセンブリーの規模も相当大きな（即
ちレンズ数が多い）ものが必要であり、製造コストが高
いのみならず、小型化の潮流にも適応し難いという欠点
もある。
ように、この従来装置においては、光源のエネルギ利用
率を上げるよう、光源の発光をなるべく収集して平行光
束に反射させるために、前記放物面鏡１１はほぼ全放物
面を有するものを使用している。従って、前記行列レン
ズインテグレーター１３、偏光手段１４及びレンズアセ
ンブリー１５などの他の光学系部材もそれに伴ってサイ
ズを抑えることができなくなるという欠点がある。それ
に、前記図示のように、全放物面を有する放物面鏡１１
を使用する場合、収集して反射された平行光束の範囲が
頗る大きいので、光束を図中の照射物１６に集中するた
めに、前記レンズアセンブリーの規模も相当大きな（即
ちレンズ数が多い）ものが必要であり、製造コストが高
いのみならず、小型化の潮流にも適応し難いという欠点
もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記に鑑み、本発明
は、小型且つ軽量で、製造コストも低い照明光学系統及
びそれを用いた投写型表示装置を提供しようとすること
を目的とする。
は、小型且つ軽量で、製造コストも低い照明光学系統及
びそれを用いた投写型表示装置を提供しようとすること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、発明者が鋭意検討したところ、前記従来装置の全放
物面を有する放物面鏡に代えて、半放物面などの部分放
物面ないし部分楕円面を有する凹面鏡を前記光軸に対し
て斜めに配置し、且つ更に前記光軸の延長線からずれた
ところに、その鏡面が前記凹面鏡の鏡面と斜めに対向す
るように球面鏡を配置し、また、この球面鏡の焦点と、
前記凹面鏡の一焦点と、光源とを同一位置に配置するこ
とによって照明光学系統ないし投写型表示装置を光源の
エネルギ利用率を維持したまま小型化させることができ
るのを知見した。この知見に基づき、発明者は、まず、
光束を発射する発光手段を備え、更に、前方へ、所定の
光軸に沿って順次に、前記発光手段から発射した光束を
受けて所定性質の光に転換させる光転換手段と、前記所
定性質の光を前方へ被照射物の照射面に集中するレンズ
アセンブリーとを備えてなる照明光学系統において、前
記発光手段は第１の凹面鏡と第２の凹面鏡と光源とから
なり、前記光源は全方向性光源で、前記光軸の延長線か
らずれた所定箇所に設けられ、前記第１の凹面鏡は球面
鏡で、その焦点が前記所定箇所にあるように設けられ、
また、前記第２の凹面鏡は、少なくとも焦点が一つあっ
てその中の一焦点が前記所定箇所にあり、且つ、その鏡
面が前記第１の凹面鏡の鏡面と斜めに対向すると共に、
前記光源からの直接的発光と前記第１の凹面鏡の鏡面か
らの間接的反射光とを受け、前記発光手段の発射光とし
て光束を前方へ発射するように設けられてなる照明光学
系統の新規な発明を完成した。
に、発明者が鋭意検討したところ、前記従来装置の全放
物面を有する放物面鏡に代えて、半放物面などの部分放
物面ないし部分楕円面を有する凹面鏡を前記光軸に対し
て斜めに配置し、且つ更に前記光軸の延長線からずれた
ところに、その鏡面が前記凹面鏡の鏡面と斜めに対向す
るように球面鏡を配置し、また、この球面鏡の焦点と、
前記凹面鏡の一焦点と、光源とを同一位置に配置するこ
とによって照明光学系統ないし投写型表示装置を光源の
エネルギ利用率を維持したまま小型化させることができ
るのを知見した。この知見に基づき、発明者は、まず、
光束を発射する発光手段を備え、更に、前方へ、所定の
光軸に沿って順次に、前記発光手段から発射した光束を
受けて所定性質の光に転換させる光転換手段と、前記所
定性質の光を前方へ被照射物の照射面に集中するレンズ
アセンブリーとを備えてなる照明光学系統において、前
記発光手段は第１の凹面鏡と第２の凹面鏡と光源とから
なり、前記光源は全方向性光源で、前記光軸の延長線か
らずれた所定箇所に設けられ、前記第１の凹面鏡は球面
鏡で、その焦点が前記所定箇所にあるように設けられ、
また、前記第２の凹面鏡は、少なくとも焦点が一つあっ
てその中の一焦点が前記所定箇所にあり、且つ、その鏡
面が前記第１の凹面鏡の鏡面と斜めに対向すると共に、
前記光源からの直接的発光と前記第１の凹面鏡の鏡面か
らの間接的反射光とを受け、前記発光手段の発射光とし
て光束を前方へ発射するように設けられてなる照明光学
系統の新規な発明を完成した。
【０００７】また、発明者の検討に基づき、前記第１の
凹面鏡は、半球面鏡であることが好ましい。そして、前
記第２の凹面鏡として、焦点が一つのみあり、且つ、前
記光源からの直接的発光と前記第１の凹面鏡の鏡面から
の間接的反射光とを受け、前記発光手段の発射光として
平行の光束を前記光軸に沿って前方へ発射するように配
置された放物面鏡を使用しても良く、第1の焦点と第２
の焦点とを有し、前記第１の焦点が前記所定箇所にあ
り、前記第２の焦点が前記光軸にあり、且つ、前記光源
からの直接的発光と前記第１の凹面鏡の鏡面からの間接
的反射光とを受け、前記発光手段の発射光として光束を
前方へ前記光軸上の前記第２の焦点に集中するように配
置された楕円面鏡を使用しても良い。
凹面鏡は、半球面鏡であることが好ましい。そして、前
記第２の凹面鏡として、焦点が一つのみあり、且つ、前
記光源からの直接的発光と前記第１の凹面鏡の鏡面から
の間接的反射光とを受け、前記発光手段の発射光として
平行の光束を前記光軸に沿って前方へ発射するように配
置された放物面鏡を使用しても良く、第1の焦点と第２
の焦点とを有し、前記第１の焦点が前記所定箇所にあ
り、前記第２の焦点が前記光軸にあり、且つ、前記光源
からの直接的発光と前記第１の凹面鏡の鏡面からの間接
的反射光とを受け、前記発光手段の発射光として光束を
前方へ前記光軸上の前記第２の焦点に集中するように配
置された楕円面鏡を使用しても良い。
【０００８】また、前記光転換手段は、少なくとも、前
記発光手段から発射した光束を受けて密度が均一の光に
転換させるインテグレーターと、前記密度が均一の光を
受けて所定の偏光（Ｐ偏光またはＳ偏光）に転換させる
偏光手段とを備えてなる。もちろん、前記光転換手段に
は、必要に応じて、更に、例えばレンズ組み等他の手段
を配置することもできる。
記発光手段から発射した光束を受けて密度が均一の光に
転換させるインテグレーターと、前記密度が均一の光を
受けて所定の偏光（Ｐ偏光またはＳ偏光）に転換させる
偏光手段とを備えてなる。もちろん、前記光転換手段に
は、必要に応じて、更に、例えばレンズ組み等他の手段
を配置することもできる。
【０００９】また、前記インテグレーターは、必要に応
じ、行列レンズインテグレーターを使用しても良く、ガ
ラス製のロッドインテグレーターを使用しても良い。前
記第２の凹面鏡は放物面鏡であって且つ前記インテグレ
ーターはガラス製のロッドインテグレーターである場
合、前記ガラス製のロッドインテグレーターは、その両
端がいずれも前記光軸に配置され、且つ、その前記光軸
の上下流にそれぞれ第1のレンズ組みと第２のレンズ組
みが設けられ、この第1のレンズ組みによって前記第２
の凹面鏡からの平行発射光を該インテグレーターの上流
にある端部に点集中し、また、この第２のレンズ組みに
よって該インテグレーターの下流にある端部から散射し
た光を集中して前記偏光手段に投射するように配置され
ることが好ましい。
じ、行列レンズインテグレーターを使用しても良く、ガ
ラス製のロッドインテグレーターを使用しても良い。前
記第２の凹面鏡は放物面鏡であって且つ前記インテグレ
ーターはガラス製のロッドインテグレーターである場
合、前記ガラス製のロッドインテグレーターは、その両
端がいずれも前記光軸に配置され、且つ、その前記光軸
の上下流にそれぞれ第1のレンズ組みと第２のレンズ組
みが設けられ、この第1のレンズ組みによって前記第２
の凹面鏡からの平行発射光を該インテグレーターの上流
にある端部に点集中し、また、この第２のレンズ組みに
よって該インテグレーターの下流にある端部から散射し
た光を集中して前記偏光手段に投射するように配置され
ることが好ましい。
【００１０】また、前記第２の凹面鏡は楕円面鏡であっ
て且つ前記インテグレーターはガラス製のロッドインテ
グレーターである場合、前記ガラス製のロッドインテグ
レーターは、その両端がいずれも前記光軸にあり、且
つ、該両端のうち前記楕円面鏡により近い一端が前記楕
円面鏡の第２の焦点にあるように配置されることが好ま
しい。
て且つ前記インテグレーターはガラス製のロッドインテ
グレーターである場合、前記ガラス製のロッドインテグ
レーターは、その両端がいずれも前記光軸にあり、且
つ、該両端のうち前記楕円面鏡により近い一端が前記楕
円面鏡の第２の焦点にあるように配置されることが好ま
しい。
【００１１】また、本発明は、更に、前記した照明光学
系統を使用し、且つ前記被照射物としてディスプレーパ
ネルを設置する投写型表示装置の新規な発明をも提供し
得る。
系統を使用し、且つ前記被照射物としてディスプレーパ
ネルを設置する投写型表示装置の新規な発明をも提供し
得る。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を詳しく説明する。なお、以下の説明においては、その
サイズに拘わらず、略同一の機能及び構成を有する構成
要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場
合にのみ行う。
を詳しく説明する。なお、以下の説明においては、その
サイズに拘わらず、略同一の機能及び構成を有する構成
要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場
合にのみ行う。
【００１３】図１は、本発明の第１の実施形態の投写型
表示装置及びそれに使用されている照明光学系統を示
す。図における矢印付線は光束を示す。この第１の実施
形態において、本発明に係る照明光学系統は、所定の光
軸に沿って左から右へ順次に、光束を発射する発光手段
２１と、前方へ、所定の光軸に沿って前記発光手段２１
から発射した光束を受けて所定性質の光に転換させる光
転換手段２２と、前記所定性質の光を前方へ被照射物２
４の照射面に集中するレンズアセンブリー２３とを備え
てなる。また、前記発光手段は、半放物面を有する放物
面鏡２１３と、半球面鏡２１２と、光源２１１とからな
る。この光源２１１は、全方向性光源で、例えば高圧水
銀灯、キセノン灯など、且つ前記光軸の延長線からずれ
た所定箇所に設けられ、この半球面鏡２１２は、その焦
点が前記所定箇所にあるように設けられている。更に、
この放物面鏡２１３は、その焦点が前記所定箇所にあ
り、且つ、その鏡面が前記半球面鏡２１２の鏡面と斜め
に対向すると共に、前記光源２１１からの直接的発光と
前記半球面鏡２１２の鏡面からの間接的反射光とを受
け、前記発光手段２１の発射光として光束を前方へ発射
するように設けられている。また、前記光転換手段２２
は、前記所定の光軸に沿って左から右へ順次に、前記発
光手段から発射した光束を受けて密度が均一の光に転換
させる行列レンズインテグレーター２２１と、前記密度
が均一の光を受けて所定の偏光（Ｐ偏光またはＳ偏光）
に転換させる偏光手段２２２とからなる。
表示装置及びそれに使用されている照明光学系統を示
す。図における矢印付線は光束を示す。この第１の実施
形態において、本発明に係る照明光学系統は、所定の光
軸に沿って左から右へ順次に、光束を発射する発光手段
２１と、前方へ、所定の光軸に沿って前記発光手段２１
から発射した光束を受けて所定性質の光に転換させる光
転換手段２２と、前記所定性質の光を前方へ被照射物２
４の照射面に集中するレンズアセンブリー２３とを備え
てなる。また、前記発光手段は、半放物面を有する放物
面鏡２１３と、半球面鏡２１２と、光源２１１とからな
る。この光源２１１は、全方向性光源で、例えば高圧水
銀灯、キセノン灯など、且つ前記光軸の延長線からずれ
た所定箇所に設けられ、この半球面鏡２１２は、その焦
点が前記所定箇所にあるように設けられている。更に、
この放物面鏡２１３は、その焦点が前記所定箇所にあ
り、且つ、その鏡面が前記半球面鏡２１２の鏡面と斜め
に対向すると共に、前記光源２１１からの直接的発光と
前記半球面鏡２１２の鏡面からの間接的反射光とを受
け、前記発光手段２１の発射光として光束を前方へ発射
するように設けられている。また、前記光転換手段２２
は、前記所定の光軸に沿って左から右へ順次に、前記発
光手段から発射した光束を受けて密度が均一の光に転換
させる行列レンズインテグレーター２２１と、前記密度
が均一の光を受けて所定の偏光（Ｐ偏光またはＳ偏光）
に転換させる偏光手段２２２とからなる。
【００１４】次に、前記第１の実施形態の照明光学系統
及び投写型表示装置にかかる光束の経路を詳しく説明す
る。まず、図示のように、前記放物面鏡２１３と前記球
面鏡２１２の焦点に配置されている前記光源２１１から
発射した光束は、それぞれ前記放物面鏡２１３と前記球
面鏡２１２との鏡面上に入射する。そのうち、前記放物
面鏡２１３の鏡面に入射した光束は、前記放物面鏡２１
３によってほぼ平行光束に反射され、前記球面鏡２１２
の鏡面に入射した光束は、前記球面鏡２１２によって元
の入射経路に沿って前記放物面鏡２１３へ反射され、前
記光源２１１から直接前記放物面鏡２１３の鏡面へ投射
する光束と共に、前記放物面鏡２１３に入射してからほ
ぼ平行光束に反射される。そして、これらの平行光束
は、すべて前記放物面鏡２１３の前方に配置された前記
行列レンズインテグレーター２２１に入射し、前記行列
レンズインテグレーター２２１によって密度が均一の光
束に転換された後、前記偏光手段２２２に入射して所定
の偏光に転換され、最後に、前記レンズアセンブリー２
３を経由して被照射物２４（ディスプレーパネル）の照
射面に集中する。
及び投写型表示装置にかかる光束の経路を詳しく説明す
る。まず、図示のように、前記放物面鏡２１３と前記球
面鏡２１２の焦点に配置されている前記光源２１１から
発射した光束は、それぞれ前記放物面鏡２１３と前記球
面鏡２１２との鏡面上に入射する。そのうち、前記放物
面鏡２１３の鏡面に入射した光束は、前記放物面鏡２１
３によってほぼ平行光束に反射され、前記球面鏡２１２
の鏡面に入射した光束は、前記球面鏡２１２によって元
の入射経路に沿って前記放物面鏡２１３へ反射され、前
記光源２１１から直接前記放物面鏡２１３の鏡面へ投射
する光束と共に、前記放物面鏡２１３に入射してからほ
ぼ平行光束に反射される。そして、これらの平行光束
は、すべて前記放物面鏡２１３の前方に配置された前記
行列レンズインテグレーター２２１に入射し、前記行列
レンズインテグレーター２２１によって密度が均一の光
束に転換された後、前記偏光手段２２２に入射して所定
の偏光に転換され、最後に、前記レンズアセンブリー２
３を経由して被照射物２４（ディスプレーパネル）の照
射面に集中する。
【００１５】したがって、前記光束の経路から分かるよ
うに、本発明の照明光学系統は、球面鏡２１２によって
放物面鏡２１の反対側へ逸脱する光を放物面鏡２１へ反
射して収集することができるので、光源のエネルギ利用
率をほぼ維持したまま、従来の放物面鏡１１と比較して
サイズがほぼ半分に縮小された部分放物面を有する放物
面鏡２１３を使用することができるのみならず、前記行
列レンズインテグレーター２２１、偏光手段２２２及び
レンズアセンブリー２３などの他の光学系部材もそれに
伴ってほぼ半分のサイズに縮小することができる。ま
た、前記図示のように、前記放物面鏡２１３のサイズの
縮小に伴って平行光束の範囲が相対的に縮小されるの
で、前記レンズアセンブリーとして従来より規模がかな
り小さなものを配置しても、光束を図中の照射物２４に
集中させる目的を達成することができる。
うに、本発明の照明光学系統は、球面鏡２１２によって
放物面鏡２１の反対側へ逸脱する光を放物面鏡２１へ反
射して収集することができるので、光源のエネルギ利用
率をほぼ維持したまま、従来の放物面鏡１１と比較して
サイズがほぼ半分に縮小された部分放物面を有する放物
面鏡２１３を使用することができるのみならず、前記行
列レンズインテグレーター２２１、偏光手段２２２及び
レンズアセンブリー２３などの他の光学系部材もそれに
伴ってほぼ半分のサイズに縮小することができる。ま
た、前記図示のように、前記放物面鏡２１３のサイズの
縮小に伴って平行光束の範囲が相対的に縮小されるの
で、前記レンズアセンブリーとして従来より規模がかな
り小さなものを配置しても、光束を図中の照射物２４に
集中させる目的を達成することができる。
【００１６】図２は、本発明の第２の実施形態の投写型
表示装置及びそれに使用されている照明光学系統を示
す。この実施形態において、前記第１の実施形態と異な
る点は、前記第１の実施形態の前記光転換手段２２にお
ける前記行列レンズインテグレーター２２１の代わり
に、いずれも前記光軸に配置された両端２２４，２２５
があるガラス製のロッドインテグレーター２２３を用
い、且つ、該ガラス製のロッドインテグレーター２２３
の前記光軸の上下流にそれぞれ第1のレンズ組み２２６
（この実施例では一つのレンズのみで拵えてなる）と第
２のレンズ組み２２７（この実施例では二つのレンズで
拵えてなる）が設けられていることにある。また、前記
ガラス製のロッドインテグレーター２２３の前記上流に
ある端部２２４は、前記第1のレンズ組み２２６の唯一
のレンズ２２６の焦点上に配置されている。したがっ
て、図示のように、この第1のレンズ組み２２６によっ
て前記放物面鏡２１３からの平行発射光を該ガラス製の
ロッドインテグレーター２２３の上流にある端部２２４
に点集中し、また、この第２のレンズ組み２２７によっ
て該ガラス製のロッドインテグレーター２２３の下流に
ある端部２２５から散射した光を集中して前記偏光手段
２２２に投射することができる。なお、図２において
は、前記ガラス製のロッドインテグレーター２２３内に
おける光束の経路が複雑であるので描かれていないが、
前記ガラス製のロッドインテグレーター２２３内に全反
射が行われることが分かる。
表示装置及びそれに使用されている照明光学系統を示
す。この実施形態において、前記第１の実施形態と異な
る点は、前記第１の実施形態の前記光転換手段２２にお
ける前記行列レンズインテグレーター２２１の代わり
に、いずれも前記光軸に配置された両端２２４，２２５
があるガラス製のロッドインテグレーター２２３を用
い、且つ、該ガラス製のロッドインテグレーター２２３
の前記光軸の上下流にそれぞれ第1のレンズ組み２２６
（この実施例では一つのレンズのみで拵えてなる）と第
２のレンズ組み２２７（この実施例では二つのレンズで
拵えてなる）が設けられていることにある。また、前記
ガラス製のロッドインテグレーター２２３の前記上流に
ある端部２２４は、前記第1のレンズ組み２２６の唯一
のレンズ２２６の焦点上に配置されている。したがっ
て、図示のように、この第1のレンズ組み２２６によっ
て前記放物面鏡２１３からの平行発射光を該ガラス製の
ロッドインテグレーター２２３の上流にある端部２２４
に点集中し、また、この第２のレンズ組み２２７によっ
て該ガラス製のロッドインテグレーター２２３の下流に
ある端部２２５から散射した光を集中して前記偏光手段
２２２に投射することができる。なお、図２において
は、前記ガラス製のロッドインテグレーター２２３内に
おける光束の経路が複雑であるので描かれていないが、
前記ガラス製のロッドインテグレーター２２３内に全反
射が行われることが分かる。
【００１７】図３は、本発明の第３の実施形態の投写型
表示装置及びそれに使用されている照明光学系統を示
す。この実施形態において、前記第２の実施形態と異な
る点は、前記第1のレンズ２２６組みを省略するのみな
らず、前記放物面鏡２１３の代わりに、第1の焦点と第
２の焦点とを有する楕円面鏡２１４を用いていることに
ある。図示のように、この楕円面鏡２１４は、前記第１
の焦点が前記所定箇所（光源２１１ところ）にあり、前
記第２の焦点が前記ガラス製のロッドインテグレーター
２２３の上流にある端部２２４にあるように配置されて
いる。それにより、前記楕円面鏡２１４は、前記光源か
らの直接的発光と前記球面鏡の鏡面からの間接的反射光
とを受け、前記発光手段２１の発射光として光束を前方
へ前記光軸上の前記第２の焦点（前記ガラス製のロッド
インテグレーター２２３の上流端部２２４）に点集中
し、そして、前記第２のレンズ組み２２７によって該ガ
ラス製のロッドインテグレーター２２３の下流にある端
部２２５から散射した光を集中して前記偏光手段２２２
に投射することができる。また、図３における前記偏光
手段２２２から前記照射物２４の照射面までの光学経路
は図２に示したものと同じなので、その説明と図解を省
略する。
表示装置及びそれに使用されている照明光学系統を示
す。この実施形態において、前記第２の実施形態と異な
る点は、前記第1のレンズ２２６組みを省略するのみな
らず、前記放物面鏡２１３の代わりに、第1の焦点と第
２の焦点とを有する楕円面鏡２１４を用いていることに
ある。図示のように、この楕円面鏡２１４は、前記第１
の焦点が前記所定箇所（光源２１１ところ）にあり、前
記第２の焦点が前記ガラス製のロッドインテグレーター
２２３の上流にある端部２２４にあるように配置されて
いる。それにより、前記楕円面鏡２１４は、前記光源か
らの直接的発光と前記球面鏡の鏡面からの間接的反射光
とを受け、前記発光手段２１の発射光として光束を前方
へ前記光軸上の前記第２の焦点（前記ガラス製のロッド
インテグレーター２２３の上流端部２２４）に点集中
し、そして、前記第２のレンズ組み２２７によって該ガ
ラス製のロッドインテグレーター２２３の下流にある端
部２２５から散射した光を集中して前記偏光手段２２２
に投射することができる。また、図３における前記偏光
手段２２２から前記照射物２４の照射面までの光学経路
は図２に示したものと同じなので、その説明と図解を省
略する。
【００１８】図４は、本発明の第４の実施形態の投写型
表示装置及びそれに使用されている照明光学系統を示
す。この実施形態において、前記第１の実施形態と異な
る点は、第1のレンズ組み２２６を更に配置するのみな
らず、前記図１の放物面鏡２１３の代わりに、第1の焦
点と第２の焦点とを有する楕円面鏡２１４を用いている
ことにある。図示のように、この楕円面鏡２１４は、前
記第１の焦点が前記所定箇所（光源２１１が位置してい
るところ）にあり、前記第２の焦点が前記光軸上のある
箇所２１５にあるように配置されている。また、前記第
1のレンズ組み２２６の焦点も、前記箇所２１５に配置
されている。それにより、前記楕円面鏡２１４は、前記
光源からの直接的発光と前記球面鏡の鏡面からの間接的
反射光とを受け、前記発光手段２１の発射光として光束
を前方へ前記光軸上の前記第２の焦点（前記ある箇所２
１５）に集中し、そして、前記第1のレンズ組み２２６
によってほぼ平行光束に転換された後、前方へ前記行列
レンズインテグレーター２２１に集中することができ
る。
表示装置及びそれに使用されている照明光学系統を示
す。この実施形態において、前記第１の実施形態と異な
る点は、第1のレンズ組み２２６を更に配置するのみな
らず、前記図１の放物面鏡２１３の代わりに、第1の焦
点と第２の焦点とを有する楕円面鏡２１４を用いている
ことにある。図示のように、この楕円面鏡２１４は、前
記第１の焦点が前記所定箇所（光源２１１が位置してい
るところ）にあり、前記第２の焦点が前記光軸上のある
箇所２１５にあるように配置されている。また、前記第
1のレンズ組み２２６の焦点も、前記箇所２１５に配置
されている。それにより、前記楕円面鏡２１４は、前記
光源からの直接的発光と前記球面鏡の鏡面からの間接的
反射光とを受け、前記発光手段２１の発射光として光束
を前方へ前記光軸上の前記第２の焦点（前記ある箇所２
１５）に集中し、そして、前記第1のレンズ組み２２６
によってほぼ平行光束に転換された後、前方へ前記行列
レンズインテグレーター２２１に集中することができ
る。
【００１９】図５は、本発明の第５の実施形態の投写型
表示装置及びそれに使用されている照明光学系統を示
す。この実施形態において、上記第４の実施形態と異な
る点は、図示のように、前記第1のレンズ組み２２６の
代わりに、前記楕円面鏡２１４の前記第２の焦点（即
ち、前記箇所２１５）の上流に、その焦点が前記楕円面
鏡２１４の前記第２の焦点にあるように、凹レンズ２２
８が配置されていることにある。それにより、前記楕円
面鏡２１４は、前記光源からの直接的発光と前記球面鏡
の鏡面からの間接的反射光とを受け、前記発光手段２１
の発射光として光束を前方へ前記光軸上の前記第２の焦
点（前記凹レンズ２２８の焦点）へ点集中する途端、前
記凹レンズ２２８によってほぼ平行光束に転換された
後、前方へ前記行列レンズインテグレーター２２１に集
中することができる。
表示装置及びそれに使用されている照明光学系統を示
す。この実施形態において、上記第４の実施形態と異な
る点は、図示のように、前記第1のレンズ組み２２６の
代わりに、前記楕円面鏡２１４の前記第２の焦点（即
ち、前記箇所２１５）の上流に、その焦点が前記楕円面
鏡２１４の前記第２の焦点にあるように、凹レンズ２２
８が配置されていることにある。それにより、前記楕円
面鏡２１４は、前記光源からの直接的発光と前記球面鏡
の鏡面からの間接的反射光とを受け、前記発光手段２１
の発射光として光束を前方へ前記光軸上の前記第２の焦
点（前記凹レンズ２２８の焦点）へ点集中する途端、前
記凹レンズ２２８によってほぼ平行光束に転換された
後、前方へ前記行列レンズインテグレーター２２１に集
中することができる。
【００２０】
【発明の効果】前記のように、本発明は、従来の光源の
エネルギ利用率をほぼ維持したまま、放物面鏡サイズを
ほぼ半分に縮小することができるのみならず、照明光学
系統全体のサイズもそれと共に大幅に縮小できるので、
製品の小型化とコストダウンを一斉奏することができ
る。即ち、本発明は、小型且つ軽量で、製造コストも低
い照明光学系統及びそれを用いた投写型表示装置を提供
することができる。
エネルギ利用率をほぼ維持したまま、放物面鏡サイズを
ほぼ半分に縮小することができるのみならず、照明光学
系統全体のサイズもそれと共に大幅に縮小できるので、
製品の小型化とコストダウンを一斉奏することができ
る。即ち、本発明は、小型且つ軽量で、製造コストも低
い照明光学系統及びそれを用いた投写型表示装置を提供
することができる。
【図１】本発明の第１の実施形態の投写型表示装置及び
それに使用されている照明光学系統を示す説明図であ
る。
それに使用されている照明光学系統を示す説明図であ
る。
【図２】本発明の第２の実施形態の投写型表示装置及び
それに使用されている照明光学系統を示す説明図であ
る。
それに使用されている照明光学系統を示す説明図であ
る。
【図３】本発明の第３の実施形態の投写型表示装置及び
それに使用されている照明光学系統を示す説明図であ
る。
それに使用されている照明光学系統を示す説明図であ
る。
【図４】本発明の第４の実施形態の投写型表示装置及び
それに使用されている照明光学系統を示す説明図であ
る。
それに使用されている照明光学系統を示す説明図であ
る。
【図５】本発明の第５の実施形態の投写型表示装置及び
それに使用されている照明光学系統を示す説明図であ
る。
それに使用されている照明光学系統を示す説明図であ
る。
【図６】従来の投写型表示装置及びそれに使用されてい
る照明光学系統を示す説明図である。
る照明光学系統を示す説明図である。
２１ 発光手段
２２ 光転換手段
２３ レンズアセンブリー
２４ 被照射物
２１１ 光源
２１２ 半球面鏡
２１３ 放物面鏡
２１４ 楕円面鏡
２２１ 行列レンズインテグレーター
２２２ 偏光手段
２２３ ガラス製のロッドインテグレーター
２２４ ロッドインテグレーターの一端部
２２５ ロッドインテグレーターの他端部
２２６ 第１のレンズ
２２７ 第２のレンズ組み
─────────────────────────────────────────────────────
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）
// Ｆ２１Ｙ 101:00
Claims (9)
- 【請求項１】 光束を発射する発光手段を備え、更に、
前方へ、所定の光軸に沿って順次に、前記発光手段から
発射した光束を受けて所定性質の光に転換させる光転換
手段と、前記所定性質の光を前方へ被照射物の照射面に
集中するレンズアセンブリーとを備えてなる照明光学系
統において、 前記発光手段は第１の凹面鏡と第２の凹面鏡と光源とか
らなり、 前記光源は全方向性光源で、前記光軸の延長線からずれ
た所定箇所に設けられ、 前記第１の凹面鏡は球面鏡で、その焦点が前記所定箇所
にあるように設けられ、 また、前記第２の凹面鏡は、少なくとも焦点が一つあっ
てその中の一焦点が前記所定箇所にあり、且つ、その鏡
面が前記第１の凹面鏡の鏡面と斜めに対向すると共に、
前記光源からの直接的発光と前記第１の凹面鏡の鏡面か
らの間接的反射光とを受け、前記発光手段の発射光とし
て光束を前方へ発射するように設けられてなることを特
徴とする照明光学系統。 - 【請求項２】 前記第１の凹面鏡は半球面鏡であること
を特徴とする請求項１に記載の照明光学系統。 - 【請求項３】 前記第２の凹面鏡は、焦点が一つのみあ
り、且つ、前記光源からの直接的発光と前記第１の凹面
鏡の鏡面からの間接的反射光とを受け、前記発光手段の
発射光として平行の光束を前記光軸に沿って前方へ発射
する放物面鏡であって、 前記光転換手段は、少なくとも、前記発光手段から発射
した光束を受けて密度が均一の光に転換させるインテグ
レーターと、前記密度が均一の光を受けて所定の偏光に
転換させる偏光手段とを備えてなることを特徴とする請
求項１に記載の照明光学系統。 - 【請求項４】 前記光転換手段は、少なくとも、前記発
光手段から発射した光束を受けて密度が均一の光に転換
させるインテグレーターと、前記密度が均一の光を受け
て所定の偏光に転換させる偏光手段とを備えてなる請求
項１に記載の照明光学系統。 - 【請求項５】 前記インテグレーターは、行列レンズイ
ンテグレーターであることを特徴とする請求項４に記載
の照明光学系系統。 - 【請求項６】 前記インテグレーターは、いずれも前記
光軸に配置された両端があるガラス製のロッドインテグ
レーターであり、且つ、該インテグレーターの前記光軸
の上下流にそれぞれ第1のレンズ組みと第２のレンズ組
みが設けられ、この第1のレンズ組みによって前記第２
の凹面鏡からの平行発射光を該インテグレーターの上流
にある端部に点集中し、また、この第２のレンズ組みに
よって該インテグレーターの下流にある端部から散射し
た光を集中して前記偏光手段に投射することを特徴とす
る請求項３に記載の照明光学系統。 - 【請求項７】 前記第２の凹面鏡は、第1の焦点と第２
の焦点とを有し、前記第１の焦点は前記所定箇所に配置
され、前記第２の焦点は前記光軸に配置されたことによ
り、前記光源からの直接的発光と前記第１の凹面鏡の鏡
面からの間接的反射光とを受け、前記発光手段の発射光
として光束を前方へ前記光軸上の前記第２の焦点に集中
する楕円面鏡であることを特徴とする請求項１に記載の
照明光学系統。 - 【請求項８】 前記光転換手段は、少なくとも、いずれ
も前記光軸に配置された両端があり、該両端のうち前記
楕円面鏡により近い一端が前記楕円面鏡の第２の焦点に
配置され、前記発光手段から発射した光束を受けて密度
が均一の光に転換させるガラス製のロッドインテグレー
ターと、前記密度が均一の光を受けて所定の偏光に転換
する偏光手段を備えてなることを特徴とする請求項７に
記載の照明光学系統。 - 【請求項９】 請求項１に記載の照明光学系統を使用
し、且つ前記被照射物としてディスプレーパネルを設置
したことを特徴とする投写型表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001191611A JP2003016802A (ja) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | 照明光学系統及びそれを用いた投写型表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001191611A JP2003016802A (ja) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | 照明光学系統及びそれを用いた投写型表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003016802A true JP2003016802A (ja) | 2003-01-17 |
Family
ID=19030211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001191611A Pending JP2003016802A (ja) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | 照明光学系統及びそれを用いた投写型表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003016802A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7159991B2 (en) | 2004-01-20 | 2007-01-09 | Fujinon Corporation | Projection type image display device |
| JP2010251036A (ja) * | 2009-04-14 | 2010-11-04 | Seiko Epson Corp | 光源装置およびプロジェクター |
| CN102043316A (zh) * | 2009-10-09 | 2011-05-04 | 精工爱普生株式会社 | 投影仪 |
| US8132918B2 (en) | 2008-12-24 | 2012-03-13 | Seiko Epson Corporation | Illumination apparatus, projector, and polarization conversion element |
-
2001
- 2001-06-25 JP JP2001191611A patent/JP2003016802A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7159991B2 (en) | 2004-01-20 | 2007-01-09 | Fujinon Corporation | Projection type image display device |
| US8132918B2 (en) | 2008-12-24 | 2012-03-13 | Seiko Epson Corporation | Illumination apparatus, projector, and polarization conversion element |
| JP2010251036A (ja) * | 2009-04-14 | 2010-11-04 | Seiko Epson Corp | 光源装置およびプロジェクター |
| CN102043316A (zh) * | 2009-10-09 | 2011-05-04 | 精工爱普生株式会社 | 投影仪 |
| US8523363B2 (en) | 2009-10-09 | 2013-09-03 | Seiko Epson Corporation | Projector |
| CN102043316B (zh) * | 2009-10-09 | 2013-10-02 | 精工爱普生株式会社 | 投影仪 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20070319 |