JP2003255272A

JP2003255272A - 投射型表示装置

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Publication number: JP2003255272A
Application number: JP2002059822A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Wada; 健和田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-03-06
Filing date: 2002-03-06
Publication date: 2003-09-10

Abstract

(57)【要約】【課題】偏光方向を揃えた偏光光を用いて、表示面上に
明るく、輝度および色むらを抑えつつ投写することが可
能となる投射型表示装置を提供する。【解決手段】偏光方向がランダムな光を射出する光源部
と、前記光源からの光束を表示装置面へ導く反射鏡と、
前記光束を平行光に変換する収束系変換手段と、複数の
矩形集光レンズから構成され前記変換手段からの平行光
を集光して複数の光源像を形成するための第１のフライ
アイレンズと、前記複数の光源像が形成される位置の近
傍に配置される第２のフライアイレンズと、前記第２フ
ライアイレンズの近傍にランダムな偏光振動成分を一方
向に揃える偏光変換手段等を備えた照明系を有する投射
型表示装置において、前記第１のフライアイレンズの後
側焦点位置を、前記偏光変換手段の入射開口部近傍に設
定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、投射型表示装置に
関し、特に偏光方向を揃えた偏光光を用いて、液晶表示
装置等の絵をスクリーン上に明るく、輝度および色むら
を抑えつつ拡大投写する主に液晶投写型表示装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶表示装置に形成された絵を投
写レンズによりスクリーンに拡大する液晶投写型表示装
置が知られている。図７を用いて、従来の例を説明す
る。７０１の光源からの光を７０２に示すパラボリック
なリフレクターにて液晶表示装置の方向に光束を反射し
て、光源を見かけ上無限遠方に配置した後、７０３の第
１フライアイに導いていた。この第１フライアイの作用
にて光束は複数の光源像に分割される。その後、７０４
の第２フライアイを配置することにより有限の大きさを
持つ光源に対しても液晶表示装置面で照明光が重なり合
うような構成となっている。さらに、７０５の偏光変換
素子にてランダムな振動成分をもつ自然光から振動面を
揃えるように偏光振動面を変換して７０６のコンデンサ
ーレンズおよび後の色分解系、さらに７０７のフィール
ドレンズを通して７０８の液晶表示装置を重畳照明して
いる。

【０００３】その液晶表示装置の画像を、７０９の色合
成系および７１０の投写レンズによってスクリーンに拡
大投写するというのが一般的であった。これに対して、
光源からの光を利用効率高くフライアイ群に導くために
は楕円反射鏡が適していることが特開平１０−１３３１
４１号公報の中で説明されている。また、前記平行光変
換手段に関して、楕円反射鏡からの集光光束の平行光束
化手段として凸レンズを用いた発明としては特開平８−
２６２３６７号公報がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平１０−１３３１４１号公報のような構成では楕円反
射鏡からの集光光束を平行光束に変換する手段として凹
レンズを使用していたために、照明系全体はコンパクト
な系に設計できるが、前記凹レンズによる楕円反射鏡面
像の位置が図８に示すように、凹レンズよりも光源側
（Ａ位置）にできてしまっていたために、発光光源の端
にて発光する光（斜線部）を十分にフライアイ群で取り
込むことができないか、または投写レンズの瞳を大きく
する（大口径化）かしなければならず、光利用効率また
は投写レンズの大きさに少なからず影響を及ぼしてい
た。一般的に、このような液晶投射表示装置に用いられ
るアーク放電光源の空間輝度分布では、電極付近に大き
な発光強度を持っている特徴を示すことからこの損失も
無視できない。

【０００５】特開平８−２６２３６７号公報の構成で
は、平行光束化手段として収束系変換手段を用いてい
る。しかしながら、この発明が偏光振動方向を揃える、
所謂偏光変換手段が配置されていないこと、および前記
偏光変換手段を配置する際、第１フライアイによる無限
遠方の光源からの光束が第２フライアイの入射瞳位置に
結像されていたため、この発明をそのまま液晶投射型装
置に用いても前記偏光変換手段において光損失が発生し
て明るい投写型表示装置を得られなかった。

【０００６】さらには、偏光変換手段に関して通常第２
フライアイを構成する単位レンズエレメントを２等分し
て偏光分離光路として必要とするため、従来技術では
（短冊状の）単位偏光変換素子の大きさは第２フライア
イピッチの半分の大きさになる。また、リフレクター形
状に依存して第２フライアイ上に形成される光源像の大
きさは光軸近傍に関しては大きく形成され、逆に光軸か
ら離れるにつれて小さくなる。さらに光源像の強度も、
光軸近傍に関しては通常のアーク光源発光放射角度分布
により高くなっている。そのため、従来においては特開
平８−３０４７３９号公報等では、単位偏光変換素子の
大きさを、光軸近傍は大きく、また光軸から遠ざかるに
つれて小さく設計する等して光利用効率をあげる提案が
なされているが、前記偏光変換素子の構成単位素子の大
きさが不揃いなため生産上の負荷を考えると好ましくな
かった。

【０００７】そこで、本発明は、偏光方向を揃えた偏光
光を用いて、表示面上に明るく、輝度および色むらを抑
えつつ投写することが可能となる投射型表示装置を提供
することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するために、次の（１）〜（８）のように構成した投
射型表示装置を提供するものである。（１）偏光方向がランダムな光を射出する光源部と、前
記光源からの光束を表示装置面へ導く反射鏡と、前記光
束を平行光に変換する収束系変換手段と、複数の矩形集
光レンズから構成され前記変換手段からの平行光を集光
して複数の光源像を形成するための第１のフライアイレ
ンズと、前記複数の光源像が形成される位置の近傍に配
置される第２のフライアイレンズと、前記第２フライア
イレンズの近傍にランダムな偏光振動成分を一方向に揃
える偏光変換手段と、前記複数の光源像からの光束を表
示装置面に重ねあわせる集光手段と、を備えた照明系を
有する投射型表示装置において、前記第１のフライアイ
レンズの後側焦点位置が、前記偏光変換手段の入射開口
部近傍に設定されていることを特徴とする投射型表示装
置。（２）前記収束系変換手段および第１フライアイの焦点
距離をそれぞれｆｃｏｒｉ、ｆｆｒｙとしたとき、つぎ
の条件式（１）を満足させることを特徴とする上記
（１）に記載の投射型表示装置。０．４０＜ｆｆｒｙ／ｆｃｏｒｉ＜０．６０（１）（３）前記反射鏡は、第１と第２の焦点を有する楕円反
射鏡であり、その第１および第２焦点距離をＦ１、Ｆ２
としたとき、つぎの以下の条件式（２）を満足させるこ
とを特徴とする上記（１）または上記（２）に記載の投
射型表示装置。７＜Ｆ２／Ｆ１＜１５（２）（４）前記楕円反射鏡の光源像位置が、前記収束系変換
手段の前焦点位置と略一致して設定されていることを特
徴とする上記（３）に記載の投射型表示装置。（５）前記楕円反射鏡の光源像位置が、前記収束系変換
手段の前焦点位置とずれて設定されていることを特徴と
する上記（３）に記載の投射型表示装置。（６）前記第１のフライアイレンズは、片面に屈折力を
持たせて構成されていることを特徴とする上記（５）に
記載の投射型表示装置。（７）前記偏光変換手段は、偏光分離断面に関して同じ
形状からなる偏光分離素子を複数貼り合わせたものから
なり、かつ前記偏光分離素子の構成単位は第２フライア
イピッチの半分よりも大きな周期で構成されていること
を特徴とする上記（１）〜（６）のいずれかに記載の投
射型表示装置。（８）前記楕円反射鏡と前記収束系変換手段との間に光
路折り曲げ手段を有することを特徴とする上記（１）〜
（７）のいずれかに記載の投射型表示装置。

【０００９】

【発明の実施の形態】上記構成を適用することによっ
て、偏光方向を揃えた偏光光を用いて、液晶表示装置等
の絵をスクリーン上に明るく、輝度および色むらを抑え
つつ拡大投写する液晶投写型表示装置を実現することが
できるが、具体的にはつぎのように構成する。

【００１０】偏光方向がランダムな光を射出する光源部
と、前記光源からの光束を液晶表示装置面へ導く第１と
第２の焦点をもつ楕円鏡を用いて、前記楕円鏡第１焦点
位置近傍に光源を配置して第２焦点位置へ光束を効率良
く導いている。光源の発光放射角度分布にもよるが、光
源からの深い角度成分の光まで利用したい場合、一般的
なパラボリックな形状を有するリフレクターでは、曲面
が特に径の周辺部分で発散傾向を示すことにより、反射
鏡の径が大型化することにともなってフライアイ群つま
りは照明系の瞳径が大きくなって液晶投写型装置全体で
の光効率は劣化するか、投写レンズを大型化するなどの
手段が必要である。反面、楕円反射鏡では径の周辺部分
での発散傾向はおさえられるため瞳径の大型化は避けら
れる。

【００１１】前記楕円反射鏡からの集光束を凸の屈折力
を有する収束光学系によって、見かけの光源を無限遠方
に配置してフライアイおよび偏光変換群に導いている。
ここで従来の凹レンズではなく、凸の屈折力を用いると
光学的に要するスペース（大きさ）は無視できないもの
となるが、前記反射鏡の像がこの平行化手段の後ろ側に
でき、その像近傍に第１フライアイを配置すれば最も瞳
径を小さく設計でき光効率を高く確保できる。第１フラ
イアイレンズに関しては、複数の矩形集光レンズから構
成され前記変換手段からの平行光を集光して複数の光源
像を形成しており、この第１のフライアイレンズと前記
複数の光源像が形成される位置の近傍におかれる第２の
フライアイレンズと前記第２フライアイレンズの近傍に
ランダムな偏光振動成分を一方向に揃える偏光変換手段
と、複数の光源像からの光束を集光手段によって、液晶
表示装置面に重ね合わせ照明を行っている。

【００１２】この構成に関して、前記第１フライアイの
後側焦点位置、つまり光源像が形成される位置に関して
は、本発明では第２フライアイの瞳位置ではなくて偏光
変換素子の入射開口部近傍に設定している。偏光変換素
子は第１フライアイによる光源像を２つに分離して、さ
らに偏光振動面を揃えることを特徴としている。このた
め、前記分離光路分のスペースを確保するため実質偏光
変換素子有効開口の大きさが概算で第２フライアイのピ
ッチの約半分と小さくなり、これをはみ出した成分は光
損失となる。つまり、従来のような第２フライアイの瞳
位置近傍に光源像を配置すると前記偏光変換手段の狭い
入射開口部での損失につながり好ましくない。

【００１３】以上より、第２フライアイの入射瞳位置に
一致させるよりも前記偏光変換手段の有効開口付近に結
像した方が光効率の面では優れている。さらに前記第２
フライアイ上に形成される光源の大きさに関して、前記
平行光束化手段および第１フライアイの焦点距離をそれ
ぞれｆｃｏｒｉ、ｆｆｒｙとしたとき以下の条件式を満
足している。０．４０＜ｆｆｒｙ／ｆｃｏｒｉ＜０．６０（１）（１）式は、２次光源像を第２フライアイ上に結像する
ときの倍率関係を表した式であり、（１）式の下限を越
えるにつれて、投写レンズなどの瞳径を大きく設計する
ことになるため好ましくない。逆に上限を越えると第２
フライアイ上の光源像が大きくなってしまい、本願のよ
うな偏光変換を用いた照明系では特に偏光変換効率が低
減するため好ましくない。

【００１４】また、前記楕円鏡の第１および第２焦点距
離をＦ１、Ｆ２としたとき、以下の条件式を満足するこ
とが好ましい。７＜Ｆ２／Ｆ１＜１５（２）（２）式の下限を越えると、第２焦点位置の光源像は小
さくできるが集光角度が大きくなるため平行化手段の屈
折力が短くなるか、瞳径が大きくなるため好ましくな
い。（２）式の上限を越えると、第２焦点位置の光源像が大
きくなり効率劣化するため好ましくない。また、偏光変
換手段に関して、偏光分離断面に関して同じ形状からな
る複数の偏光分離素子を貼り合わせたものからなり、前
記偏光分離素子の単位としては第２フライアイピッチの
半分よりも大きな周期で構成されている。これによっ
て、本願では同じ単位変換素子で構成する代わりに構成
周期を第２フライアイピッチの半分よりも大きく設計
し、第２フライアイ光軸近傍に、強い強度かつ大きく形
成される光源像に関する光利用効率の低下を抑えてい
る。また、前記楕円反射鏡から平行光束化手段の間に光
を折り曲げる手段を設けることによってセットをコンパ
クトに設計することが可能となる。

【００１５】

【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。［実施例１］図１に、本発明の実施例１における液晶投
写型表示装置の断面図を示す。本実施例は特に３板方式
の液晶プロジェクター用の照明系であり、１０１は光
源、１０２は楕円反射鏡、１０３はミラー、１０４はコ
リメーターレンズ群、１０５および１０６は第１、第２
フライアイレンズ、１０７は偏光変換素子、１０８はコ
ンデンサーレンズ、１０９は青反射ダイクロイックミラ
ー、１１０は赤透過ダイクロイックミラー、１１１はミ
ラー、１１２および１１７はフィールドレンズ、１１３
および１１５はそれぞれリレー１および２レンズ、１１
４および１１６はそれぞれミラー、１１８は液晶表示装
置、１１９は色合成プリズム、１２０は投写レンズをそ
れぞれ表している。１０１の光源は本実施例ではアーク
長３ｍｍのメタルハライドランプを採用している。しか
し、特にこれに限らずキセノンランプのような光源であ
れば、１ｍｍ前後の小さな光源が得られるので本願のよ
うな偏光変換前提の照明系には適している。

【００１６】前記楕円反射鏡面第１焦点位置近傍に配置
された光源により、光束は楕円反射鏡で反射されて第２
焦点位置に光源像を結像する。本実施例では、前記楕円
反射鏡の第１焦点距離は１１ｍｍで第２焦点距離は１５
０ｍｍである。前述楕円反射鏡からコリメーターレンズ
間距離が大きいので本実施例では光路途中にて光路を９
０°折り曲げてセットの大きさが一方向に大きくなるの
を防いでいる。コリメーターレンズの前側焦点位置を前
記楕円反射鏡による光源像位置（第２焦点位置）と略一
致させることによりコリメーターレンズの第１フライア
イ側からみた瞳位置は略無限遠方に配置される。この作
用により後の偏光変換膜に入射する光線角度を偏光分離
断面に関して対称に入射させることができ、変換効率の
低下を防ぐことができる。

【００１７】また、コリメーターレンズによる楕円反射
鏡開口部の像が結像する位置近傍が最も有効光束径が小
さくなる位置であるので、ここに第１フライアイを配置
することにより、後続の第２フライアイ、さらには照明
系および投写レンズの瞳径を小さく設計することができ
る。この第１フライアイに入射した光はそれぞれの矩形
集光レンズにより、アーク像を偏光変換素子の対応する
それぞれの短冊開口上に複数の光源像として結像させる
ように設計されている。また、第１フライアイレンズの
平面部には、ＵＶおよびＩＲ領域の可視域以外の光を遮
断する膜を設けて、液晶前後に配置される偏光板等を保
護している。さらに、本来この第１フライアイレンズと
液晶表示装置面とは共役関係を保つような構成になる
が、粉塵等付着の対策として、調整機構等を設けてこの
共役関係からわずかだけずらしてもよい。第２フライア
イレンズを射出した光束は、前記偏光変換素子に入射
し、本素子によりランダムな光束振動面を一方向に揃え
ている。その後、各２次光源像からの光束をコンデンサ
ーレンズおよびフィールドレンズにより液晶表示装置上
に重畳照明している。

【００１８】また、前記コリメーターレンズ、第２フラ
イアイレンズおよびコンデンサーレンズ等の素子は色分
離される前の白色光を透過または反射させるため、全て
広帯域に優れた特性を有する反射防止コートまたは反射
コートを施して有る。色分離系に関しては、本実施例で
はリレーレンズ系に赤光路を選択している。また、前記
リレーレンズ系の光学素子に関して、赤帯域重視の反射
防止コートを施し、さらには結像性能および光利用効率
向上のために非球面レンズを採用してもよい。色分離ダ
イクロイックミラーには色分離断面方向に傾斜膜を採用
するとスクリーン上の色むら除去に優れる。また例中１
１４および１１６のミラーに関しては、特に広帯域特性
を持たせる必要はなく適所な波長選択性を持たせたダイ
クロイックミラーでもよい。

【００１９】フィールドレンズは液晶表示装置に対して
光束をテレセントリック入射させることが望ましい。特
に各色光路に関して投写レンズとの瞳整合性を確保して
おかないとスクリーン周辺部等での色むら現象が発生し
画品位が低下するため、十分な注意が必要である。この
フィールドレンズには液晶表示装置側の面等を平面にし
て、ここに色純度改善のために適当なダイクロイックフ
ィルター等のコートを施すことも考えられる。また投写
レンズを構成するレンズ各面にも透過率向上のために反
射防止コートを施してある。

【００２０】なお、本実施例１の液晶表示装置面での照
度分布を図４に示し、条件式（１）、（２）に関する数
値を以下に示す。ｆｆｒｙ／ｆｃｏｒｉ＝０．５３Ｆ２／Ｆ１＝１３．６［実施例２］図２に、本発明の実施例２における液晶投
写型表示装置の断面図を示す。本実施例は特に３板方式
の液晶プロジェクター用の照明系であり、２０１は光
源、２０２は楕円反射鏡、２０３はミラー、２０４はコ
リメーターレンズ群、２０５は片面に屈折力を有する
（屈折力一体型の）第１フライアイおよび２０６は第２
フライアイレンズ、２０７は偏光変換素子、２０８はコ
ンデンサーレンズ、２０９は青反射ダイクロイックミラ
ー、２１０は赤透過ダイクロイックミラー、２１１はミ
ラー、２１２および２１７はフィールドレンズ、２１３
および２１５はそれぞれリレー１および２レンズ、２１
４および２１６はそれぞれミラー、２１８は液晶表示装
置、２１９は色合成プリズム、２２０は投写レンズをそ
れぞれ表している。

【００２１】先述の実施例１では、コリメーターレンズ
による楕円反射鏡の像位置と第１フライアイの位置とを
一致させる構成となっていた。このような構成では光利
用効率の点では有利であるが被照明面（液晶表示装置
面）での照度分布を考えると楕円反射鏡面の像を第１フ
ライアイで切り出して液晶表示装置面を照明するために
必ずしも望ましくない場合があるので、本実施例では前
記第１フライアイレンズの位置を２０４のコリメーター
レンズ群による楕円反射鏡の像位置からずらして配置し
ている。さらには、本実施例のように第１フライアイの
片面に屈折力を持たせてコリメーターレンズ部の屈折力
負担を軽減することも可能である。その他の構成および
効果については実施例１と同様なので詳細説明は省略す
る。なお、本実施例２の液晶表示装置面での照度分布を
図５に示し、条件式（１）、（２）に関する数値を以下
に示す。ｆｆｒｙ／ｆｃｏｒｉ＝０．５４Ｆ２／Ｆ１＝１３．６［実施例３］図３に、本発明の実施例３における液晶投
写型表示装置の断面図を示す。本実施例は特に単板方式
の液晶プロジェクター用の照明系であり、図３で３０１
は光源、３０２は楕円反射鏡、３０３はコリメーターレ
ンズ群、３０４および３０５は第１、第２フライアイレ
ンズ、３０６は偏光変換素子、３０７はコンデンサーレ
ンズ、３０８はダイクロイックミラー群、３０９は液晶
表示装置、３１０は投写レンズをそれぞれ表している。
３０１の光源は本実施例ではアーク長１．４ｍｍのメタ
ルハライドランプを採用している。しかし、特にこれに
限らずアーク長に関しては、短いもの程好ましく１ｍｍ
前後の小さな光源を採用してもよい。

【００２２】前記楕円反射鏡面第１焦点位置近傍に配置
された光源により、光束は楕円反射鏡で反射されて第２
焦点位置に光源像を結像する。本実施例では、前記楕円
反射鏡の第１焦点距離は１４ｍｍで第２焦点距離は１０
９ｍｍである。前述楕円反射鏡第２焦点位置とコリメー
ターレンズの前側焦点位置とを略一致させることにより
コリメーターレンズの第１フライアイ側からみた瞳位置
は略無限遠方に配置され、第１フライアイレンズに入射
する。この作用により後の偏光変換膜に入射する光線角
度を偏光分離断面に関して対称に入射させることがで
き、変換効率の低下を防ぐことができる。この第１フラ
イアイに入射した光はそれぞれの矩形集光レンズによ
り、アーク像を偏光変換素子の対応するそれぞれの短冊
開口上に複数の光源像として結像させるように設計され
ており、本実施例でも第１フライアイの後側焦点位置を
偏光変換素子入射面近傍に設定している。

【００２３】本実施例では、単板方式ということもあり
液晶表示装置に入射する各色照明光束角度は２．５ｄｅ
ｇ．×７．５ｄｅｇ．と小さく、それに伴って第２フラ
イアイレンズの大きさも１２．５ｍｍ×１６．８ｍｍと
小さい。第２フライアイレンズを射出した光束は、前記
偏光変換素子に入射し、本素子によりランダムは光束振
動面を一方向に揃えている。本実施例では、前記偏光変
換素子を第２フライアイ近傍に配置しているが、特に本
例のように単板方式の液晶を採用して画素形状が一方向
に大きな形状を有する場合にはコリメーターレンズと第
１フライアイレンズの間に配置してもよい。またフライ
アイレンズに関してはランプの出力と冷却構造によって
はプラスチック材を採用してもよい。

【００２４】その後、各複数の光源像からの光束をコン
デンサーレンズおよび各色反射ダイクロイックミラー群
によって液晶表示装置上に重畳照明している。コンデン
サーレンズ等は硝子材を採用しているが、特にこれに限
らず本例のような液晶表示装置への光束入射角度が重要
な単板方式ではフレネルレンズ等を採用しても良い。ま
た、前記コリメーターレンズ、フライアイレンズおよび
コンデンサーレンズ等の素子は色分離される前の白色光
を透過または反射させるため、全て広帯域特性を有する
反射防止コートまたは反射コートを施して有る。

【００２５】なお、本実施例３の液晶表示装置面での照
度分布を図６に示し、条件式（１）、（２）に関する数
値を以下に示す。ｆｆｒｙ／ｆｃｏｒｉ＝０．５４Ｆ２／Ｆ１＝７．７９

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、表示面上に明るく、輝
度および色むらを抑えつつ投写することが可能となる投
射型表示装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１である液晶投写型表示装置の
断面図。

【図２】本発明の実施例２である液晶投写型表示装置の
断面図。

【図３】本発明の実施例３である液晶投写型表示装置の
断面図。

【図４】本発明の実施例１である液晶表示装置面での照
度分布。

【図５】本発明の実施例２である液晶表示装置面での照
度分布。

【図６】本発明の実施例３である液晶表示装置面での照
度分布。

【図７】従来例である液晶投写型表示装置の断面図。

【図８】従来例における発散系コリメーターの場合の光
損失を説明する図。

【符号の説明】

１０１、２０１：光源１０２、２０２：楕円反射鏡１０３、２０３：ミラー１０４、２０４：コリメーターレンズ群１０５、２０５：第１フライアイレンズ１０６、２０６：第２フライアイレンズ１０７、２０７：偏光変換素子１０８、２０８：コンデンサーレンズ１０９、２０９：青反射ダイクロイックミラー１１０、２１０：赤透過ダイクロイックミラー１１１、２１１：ミラー１１２、２１２、１１７、２１７：フィールドレンズ１１８、２１８：液晶表示装置１１９、２１９：色合成プリズム１２０、２２０：投写レンズ３０１：光源、３０２：楕円反射鏡、３０３：コリメーターレンズ群３０４：第１フライアイレンズ３０５：第２フライアイレンズ３０６：偏光変換素子３０７：コンデンサーレンズ３０８：ダイクロイックミラー群３０９：液晶表示装置３１０：投写レンズ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｂ 21/14 Ｇ０３Ｂ 21/14 Ａ 21/28 21/28 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｈ０４Ｎ 5/74 ＡＦターム(参考） 2H052 BA01 BA02 BA03 BA09 BA14 2H088 EA14 EA15 HA13 HA18 HA25 HA28 MA04 MA06 2H091 FA05X FA05Z FA07X FA07Z FA26Z FA41Z LA18 MA07 2H099 AA12 BA09 CA02 CA08 DA05 5C058 BA06 EA12 EA13 EA26 EA51

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】偏光方向がランダムな光を射出する光源部
と、前記光源からの光束を表示装置面へ導く反射鏡と、
前記光束を平行光に変換する収束系変換手段と、複数の
矩形集光レンズから構成され前記変換手段からの平行光
を集光して複数の光源像を形成するための第１のフライ
アイレンズと、前記複数の光源像が形成される位置の近
傍に配置される第２のフライアイレンズと、前記第２フ
ライアイレンズの近傍にランダムな偏光振動成分を一方
向に揃える偏光変換手段と、前記複数の光源像からの光
束を表示装置面に重ねあわせる集光手段と、を備えた照
明系を有する投射型表示装置において、前記第１のフライアイレンズの後側焦点位置が、前記偏
光変換手段の入射開口部近傍に設定されていることを特
徴とする投射型表示装置。
【請求項２】前記収束系変換手段および第１フライアイ
の焦点距離をそれぞれｆｃｏｒｉ、ｆｆｒｙとしたと
き、つぎの条件式（１）を満足させることを特徴とする
請求項１に記載の投射型表示装置。０．４０＜ｆｆｒｙ／ｆｃｏｒｉ＜０．６０（１）
【請求項３】前記反射鏡は、第１と第２の焦点を有する
楕円反射鏡であり、その第１および第２焦点距離をＦ
１、Ｆ２としたとき、つぎの以下の条件式（２）を満足
させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載
の投射型表示装置。７＜Ｆ２／Ｆ１＜１５（２）
【請求項４】前記楕円反射鏡の光源像位置が、前記収束
系変換手段の前焦点位置と略一致して設定されているこ
とを特徴とする請求項３に記載の投射型表示装置。
【請求項５】前記楕円反射鏡の光源像位置が、前記収束
系変換手段の前焦点位置とずれて設定されていることを
特徴とする請求項３に記載の投射型表示装置。
【請求項６】前記第１のフライアイレンズは、片面に屈
折力を持たせて構成されていることを特徴とする請求項
５に記載の投射型表示装置。
【請求項７】前記偏光変換手段は、偏光分離断面に関し
て同じ形状からなる偏光分離素子を複数貼り合わせたも
のからなり、かつ前記偏光分離素子の構成単位は第２フ
ライアイピッチの半分よりも大きな周期で構成されてい
ることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載
の投射型表示装置。
【請求項８】前記楕円反射鏡と前記収束系変換手段との
間に光路折り曲げ手段を有することを特徴とする請求項
１〜７のいずれか１項に記載の投射型表示装置。