JP2003337378A - インテグレータ照明光学系およびこれを備えたプロジェクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光の利用効率を高く維持したまま、表示影発
生や照度低下の抑制を低コストで実現可能な、インテグ
レータ照明光学系を提供する。 【解決手段】 ２つのレンズアレイおよび偏光変換素子
を備えたインテグレータ照明光学系１００において、第
一レンズアレイ３０を左側列グループ、中央列グループ
および右側列グループの３つの列グループから構成し、
その中央列グループを構成するレンズセルの厚さを他の
列グループのレンズセルの厚さよりも薄くし、左側列グ
ループおよび右側列グループのレンズセルの厚さを列が
外側になるに従って順次厚くし、左側列グループおよび
前記右側列グループのレンズセルは入射光をインテグレ
ータ照明光学系のシステム光軸から遠ざかる方向に集光
させ、中央列グループのレンズセルは入射光をインテグ
レータ照明光学系１００のシステム光軸に近づける方向
に集光させる態様の形状を有するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光の利用効率を高
めるインテグレータ照明光学系に係り、さらにそれを備
えたプロジェクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】偏光変換素子（または装置）を利用した
照明光学系において、光をできるだけ効率的に利用する
ために、インテグレータ照明光学系が用いられている。
インテグレータ照明光学系は、照明対象物、例えば液晶
パネルなどの照明対象物の表示面（または光入射面）と
相似の矩形形状を有する複数のレンズセルからなる第一
レンズアレイと、第一レンズアレイの各レンズセルを、
照明対象物上に結像させる第二レンズアレイを備えてな
る。従って、第二レンズアレイは第一レンズアレイのレ
ンズセルに対応する複数のレンズセルを備えている。そ
して最近では、光の利用効率をさらに上げるために、図
９に示すような、入れ子構造のレンズアレイが用いられ
るようになってきている。なお、図９において、（ａ）
が第一レンズアレイの１／４部分を、（ｂ）が第二レン
ズアレイの１／４部分を示す。この入れ子構造のレンズ
アレイは、光源から発せられた光をできるだけ効率的に
利用するため、第一および第二のレンズアレイを構成す
るレンズセルの光軸が、図９の＋印位置を通るように配
して偏心させた構成となっている（例えば、特許文献１
参照）。

【０００３】

【特許文献１】特開２０００−１９４０６８号公報

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような入れ子構
造のレンズアレイは、光の利用効率を上げるには有効な
手段であるが、レンズセル間で互いの曲率表面の当接部
がずれた図９（ｃ）に示すような段差を生じ、その形状
も複雑になる。このようなレンズアレイでは、上記段差
に起因するいわゆる表示影が発生し易い。また、レンズ
アレイの製造に関して上記段差部に、照度低下につなが
るいわゆる「面ダレ」を生じさせないための高度な技術
が要求されるため、限られたメーカしか製造することが
できず、製造コストも高くなるという問題があった。本
発明は、上記問題に対応してなされたもので、光の利用
効率を高く維持したまま、表示影発生や照度低下の抑制
を低コストで実現可能な、インテグレータ照明光学系並
びにプロジェクタを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のインテグレータ
照明光学系は、複数のレンズセルを列方向と行方向にマ
トリクッス状に配置してなる第一レンズアレイと、第一
レンズアレイの各レンズセルに対応する複数のレンズセ
ルを列方向と行方向にマトリクッス状に配置してなる第
二レンズアレイと、前記第一および第二レンズアレイを
通過した光の偏光方向を１つに揃える偏光変換素子とを
備えたインテグレータ照明光学系であって、前記第一レ
ンズアレイを左側列グループ、中央列グループおよび右
側列グループの３つの列グループから構成し、その中央
列グループを構成するレンズセルの厚さを他の列グルー
プのレンズセルの厚さよりも薄くし、前記左側列グルー
プおよび前記右側列グループのレンズセルの厚さを各グ
ループの列が外側になるに従って順次厚くすることで、
光の利用効率を低下させることなく、レンズアレイを構
成するレンズセルの列間におけるセル厚相違を少なくで
きるので、レンズセル列間の段差がほぼ解消されて、表
示影の発生およびレンズアレイ製造の際の面ダレの発生
が抑制できる。なお、前記第二レンズアレイの各レンズ
セルは、前記第一レンズアレイの各レンズセルを照明対
象物上に結像させる形状を有するものである。

【０００６】なお、上記インテグレータ照明光学系にお
いて、前記左側列グループおよび前記右側列グループの
レンズセルは入射光をインテグレータ照明光学系のシス
テム光軸から遠ざかる方向に集光させ、前記中央列グル
ープのレンズセルは入射光をインテグレータ照明光学系
のシステム光軸に近づける方向に集光させる態様の形状
を有するものとすることができる。

【０００７】また、上記インテグレータ照明光学系にお
いて、前記第一および前記第二レンズアレイは、それら
を構成するレンズセルの隣り合うレンズセルが、互いの
曲率表面を当接し合っているようにしたものである。こ
れにより、レンズセル間の段差をなくし、表示影の発生
およびレンズアレイ製造の際の面ダレ発生を、より確実
に回避することが可能となる。

【０００８】また、上記インテグレータ照明光学系にお
いて、前記第一レンズアレイの中央列グループを２つの
列から構成し、前記左側列および前記右側列の各グルー
プは前記第一レンズアレイの外側および内側にそれぞれ
配された外側列および内側列の２つの列から構成し、前
記左側列グループおよび右側列グループの外側列のレン
ズセルの光軸はそのレンズセルの中央より外側に離れた
位置を通り、前記左側列グループおよび右側列グループ
の各内側列を構成するレンズセルの光軸は、それぞれの
外側列中の隣接したレンズセル上であってその隣接レン
ズの中心より内側に離れた位置を通り、前記中央列グル
ープのレンズセルの光軸は当該レンズセルの中央より内
側に離れた位置を通るようにしたものである。第一レン
ズアレイをこの態様とすることで、従来の入れ子構造の
第一レンズアレイより容易かつ低コストで、高輝度かつ
高信頼性のインテグレータ照明光学系を得ることが可能
となる。

【０００９】また、上記インテグレータ照明光学系にお
いて、前記第一レンズアレイの左側列グループおよび右
側列グループの内側列に対応する前記第二レンズアレイ
のレンズセルのセル幅を、隣り合う列のレンズセルのセ
ル幅より大きくしたものである。これにより、インテグ
レータ照明光学系の光利用効率をさらに向上させること
が可能となる。

【００１０】また、上記インテグレータ照明光学系にお
いて、前記第一レンズアレイの前記外側列レンズセルに
対応する前記第二レンズアレイの外側列レンズセルの光
軸は当該レンズセルの中央より内側に離れた位置を通
り、前記第一レンズアレイの前記内側列レンズセルに対
応する前記第二レンズアレイの内側列レンズセルの光軸
は当該レンズセルの中央より内側に離れた位置を通り、
前記第一レンズアレイの中央列グループのレンズセルに
対応する前記第二レンズアレイ中央列グループのレンズ
セルの光軸は当該レンズセルの中央より外側に離れた位
置を通るようにしたものである。この態様の第二レンズ
アレイは、従来の入れ子構造の第二レンズアレイより、
容易かつ低コストで製造することができる。

【００１１】さらに、本発明のプロジェクタは、上記い
ずれかのインテグレータ照明光学系と、画像情報に応じ
て光を変調する光変調装置と、第二レンズアレイの各レ
ンズセルから射出された各光を前記光変調装置の入射面
に重ね合わせる重畳レンズとを、備えたことを特徴とす
るプロジェクタ。これにより、低コストで、高輝度かつ
高信頼性のプロジェクタが得られる。

【００１２】

【発明の実施の形態】実施形態１ 図１は本発明の実施形態に係るインテグレータ照明光学
系の構成および作用説明図、図２は図１中の第一レンン
ズアレイの形状を示す斜視図、図３は第一レンンズアレ
イを構成する各レンズセルの光軸位置を示す正面図、図
４は図１中の第二レンンズアレイの形状を示す斜視図、
図５は第二レンズアレイを構成する各レンズセルの光軸
位置を示す正面図、図６は第一および第二レンズアレイ
を通った光が偏光変換素子５０上に作る光源像を示す正
面図、図７は図１中の偏光変換素子の構成を示す斜視図
である。

【００１３】本実施形態のインテグレータ照明光学系１
００は、図１に示すように、光源であるランプ１０、ラ
ンプ１０からの光を所定方向に反射する楕円や放物線な
どの反射面を有したリフレクタ２０、ランプ１０および
リフレクタ２０からの光を複数の光束に分割する複数の
レンズセルが列方向と行方向にマトリクッス状に配置さ
れた第一レンズアレイ３０、第一レンズアレイ３０の各
レンズセルに対応する複数のレンズセルが列方向と行方
向にマトリクッス状に配置された第二レンズアレイ４
０、第一および第二レンズアレイ３０，４０を通過した
光の偏光方向を１つに揃える偏光変換素子５０、および
偏光変換素子５０から射出された複数の光束を照射対象
物の光入射面に重ね合わせる重畳レンズ６０を備えてな
る。なお、この実施形態では、照射対象物は液晶パネル
３００であり、液晶パネル３００の光入射面側には、フ
ィールドレンズ７０および偏光板８０を備えるものとす
る。

【００１４】第一レンズアレイ３０は、左側列グループ
（又は部）、中央列グループ（又は部）および右側列グ
ループ（又は部）の３つの列グループから構成し、その
中央列グループを構成するレンズセルの厚さを他の列グ
ループのレンズセルの厚さよりも薄くし、左側列グルー
プおよび右側列グループの各々はレンズセルの厚さを列
が外側になるに従って順次厚くしたものである。なお、
第一レンズアレイは、その中心線を中心に左右の列が対
称の形状に配置されている。また、第一レンズアレイ３
０を構成する各レンズセルのは厚さは、各レンズセルの
曲率表面が段差無しに直接当接するようにするのが好ま
しい。

【００１５】本実施形態において、第一レンズアレイ３
０は、そのレンズセルの縦方向の並びを列、横方向の並
びを行として、６列×８行から構成されているが、本発
明は６列×８行のレンズセル配置に限定されるものでは
ない。各レンズセルは液晶パネル３００の光入射面の縦
横比と同じ縦横比を有している。そして、レンズセルの
厚さは、第一レンズアレイ３０の中央２列に位置するレ
ンズセル３１３，３１３が最も薄くされ、左側２列およ
び右側２列のレンズセル３１１，３１２は列が外側にな
るに従ってその厚さが順次厚くなっている。言い換えれ
ば、中央２列のレンズセル３１３，３１３の曲率表面が
全体として谷間となっていて、その谷間の端部から、左
側２列のレンズセル３１２，３１１の曲率表面が全体と
してなだらかに立ち上がって一方の稜線を形成し、右側
２列のレンズセル３１２，３１１の曲率表面が全体とし
てなだらかに立ち上がって他方の稜線を形成した状態と
なっている。

【００１６】第一レンズアレイ３０の各レンズセルの光
軸は、図３の第一レンズアレイ３０の１／４部分正面図
に示すように、左側列グループおよび右側列グループの
外側列レンズセル３１１の光軸を外側列レンズセル３１
１の中央より外側に位置させ、左側列グループおよび右
側列グループの内側列レンズセル３１２の光軸を外側列
レンズセル３１１の内側に位置させ、中央列グループの
レンズセル３１３の光軸を当該レンズセル３１３の中央
より内側に位置させている。

【００１７】第二レンズアレイ４０は、第一レンズアレ
イ３０から射出された複数の角度を持った光束を偏光変
換素子アレイ５０に平行化させて入射するように作用す
るものである。従って、第一レンズアレイ３０の構造が
決まれば、それに応じて第二レンズアレイ４０の構造も
おのずと定まる。本実施形態の第二レンズアレイ４０
は、図４に示すように、第一レンズアレイ３０に対応し
て、６列×８行のレンズセルから構成される。それぞれ
のレンズセルは第一レンズアレイ３０の各レンズセルと
一対一で対応する。そのレンズセルの厚さは、左右端の
一列のレンズセル４１１が最も薄く、それ以外の列のレ
ンズセルの厚さは、概略同じ厚さとなっている。また、
最外側列から１列だけ内側のレンズセル４１２の幅を、
それに隣り合うレンズセル４１１，４１３のセル幅より
も大きくして、図６に示す光源像を取り込むように分割
している。なお、第二レンズアレイ４０は、その中心線
を中心に左右対称の形状に配置されている。また、第二
レンズアレイ４０を構成する各レンズセルの厚さは、各
レンズセルの曲率表面が段差無しに直接当接するように
するのが好ましい。

【００１８】第二レンズアレイ４０の各レンズセルの光
軸は、図５の第二レンズアレイ４０の１／４部分正面図
に示すように、第一レンズアレイ３０の外側列レンズセ
ル３１１に対応する第二レンズアレイ４０の外側列レン
ズセル４１１の光軸を当該レンズセル４１１の内側に位
置させ、第一レンズアレイ３０の内側列レンズセル３１
２に対応する第二レンズアレイ４０の内側列レンズセル
４１２の光軸を当該レンズセル４１２の中央より内側に
位置させ、第一レンズアレイ３０の中央列グループのレ
ンズセル３１３に対応する第二レンズアレイ４０の中央
列グループのレンズセル４１３の光軸を当該レンズセル
４１３の中央より外側に位置させている。

【００１９】上記第一レンズアレイ３０および第二レン
ズアレイ４０により、ランプ１０の光源像が偏光変換素
子５０の左右端部と中央部付近に結像し、その結像状態
は図６に示したようになる。すなわち、インテグレータ
照明光学系のシステム光軸（図６の中心部）を中心に偏
光変換素子５０の縦方向に第一レンズアレイ３０の中央
列グループの２列のレンズセル３１３，３１３に起因す
る結像がまとまって生じ、インテグレータ照明光学系の
システム光軸から離れた偏光変換素子５０の左右端部の
縦方向に、第一レンズアレイ３０の左側列グループまた
は左側列グループの２列のレンズセル３１１，３１２に
起因する結像がそれぞれまとまって生じる。

【００２０】さらに、偏光変換素子５０は図７（ａ）に
示すような構造をしており、その光射出面の一部に選択
的に配置されたλ／２位相差板５４（λは波長を示す）
を備えている。偏光ビームスプリッタ５３は、それぞれ
断面が平行四辺形の柱状の複数の透光性部材５５が、順
次貼り合わされた形状を有している。透光性部材５５の
界面には、偏光分離膜５６と反射膜５７とが交互に形成
されている。λ／２位相差板５４は、偏光分離膜５６あ
るいは反射膜５７の光の射出面の一方の部分に、選択的
付られる。この例では、偏光分離膜５６の光の射出面に
λ／２位相差板５４を貼り付けている。

【００２１】偏光変換素子５０は、図７（ｂ）に示すよ
うに、入射された光束を１種類の偏光光（例えば、ｓ偏
光光またはｐ偏光光）に揃えて射出する作用を有する。
すなわち、偏光変換素子５０の入射面に、ｓ偏光成分と
ｐ偏光成分とを含む非偏光光（ランダムな偏光方向を有
する入射光）が入射すると、この入射光は、まず、偏光
分離膜５６によってｓ偏光光とｐ偏光光に分離される。
ｓ偏光光は、偏光分離膜５６によってほほ垂直に反射さ
れ、反射膜５７によってさらに反射されてから射出され
る。一方、ｐ偏光光は、偏光分離膜５６をそのまま透過
する。偏光分離膜５６を透過したｐ偏光光の射出面に
は、λ／２位相差板５４が配置されており、それによっ
てｐ偏光光がｓ偏光光に変換されて射出する。従って、
偏光変換素子５０を通過した光は、そのほとんどがｓ偏
光光となって射出される。なお、偏光変換素子５０から
射出される光をｐ偏光光としたい場合には、λ／２位相
差板５４を、反射膜５７によって反射されたｓ偏光光が
射出する射出面に配置すればよい。また、偏光方向を１
種類に揃えられる限り、λ／４位相差板を用いたり、所
望の位相差板をｐ偏光光とｓ偏光光の射出面の双方に設
けたりしても良い。なお、偏光変換素子の前面には、そ
の偏光分離膜５６に対応する光入射面にのみ、光が入射
するように作用する遮光板５２が通常設けられる。

【００２２】この照明光学系では、第一および第二レン
ズアレイ３０，４０によるランプ１０光源の結像が、図
６に示すように、ほぼ等間隔で３つの部分に表れるた
め、偏光変換素子５０の光入射部は、それに合わせて３
つ設ければよい。また、偏光分離膜５６は各光入射部毎
に１つあればよく、合計３つの膜を設置すればよい。さ
らに、従来は２つの偏光変換素子をシステム光軸に対し
て対称に設置していたが、本実施形態においては、同一
方向に配置された偏光分離膜５６を有する偏光変換素子
５０を１個設置すればよい。この偏光変換素子５０によ
り、偏光方向が揃えられた光だけが液晶パネル３００の
入射側偏光板（図１の８０）に入射するため、光が効率
よく利用できる。また、この照明系では偏光変換されず
に入射側偏光板に入射する光量が従来より少なくなるの
で、発熱が抑制されて、その偏光板の長寿命化にも寄与
できる。

【００２３】以上のような、ランプ１０、リフレクタ２
０、第一レンズアレイ３０、第二レンズアレイ４０、お
よび偏光変換素子５０からなるインテグレータ照明光学
系１００によれば、光の利用効率を低下させることな
く、レンズアレイを構成するレンズセルの隣り合う列間
のレンズ厚さの相違を少なくできるので、レンズセルの
列間の段差が小さくなって、表示影の発生およびレンズ
アレイ製造の際の面ダレの発生が低減される。

【００２４】実施形態２ 次に、上記インテグレータ照明光学系１００を備えたプ
ロジェクタの実施形態について説明する。本実施形態の
プロジェクタは、図８の光学系構成図に示すように、イ
ンテグレータ照明光学系１００、色光分離光学系２０
０、液晶パネル３００（３００Ｒ，３００Ｇ，３００
Ｂ）、クロスダイクロイックプリズム４００、および投
射レンズ５００を備えてなる。

【００２５】色光分離光学系２００は、第一および第二
ダイクロイックミラー２０１，２０２を備え、照明光学
系１００から射出される光を、赤、緑、青の３色の色光
に分離するものである。第一ダイクロイックミラー２０
１は、照明光学系１００から射出される光のうち赤色光
成分を透過させるとともに、青色光成分と緑色光成分と
を反射する。第一ダイクロイックミラー２０１を透過し
た赤色光は、反射ミラー２１１で反射され、フィールド
レンズ２２１を通って赤色光用の液晶パネル３００Ｒに
達する。このフィールドレンズ２２１は、重畳レンズ６
０から射出された各光束をその中心軸（主光線）に対し
て平行な光束に変換する。他の液晶パネル３００Ｇ，３
００Ｂの前に設けられたフィールドレンズ２２２，２２
３も同様に作用する。

【００２６】第一ダイクロイックミラー２０１で反射さ
れた青色光と緑色光のうち、緑色光は第二ダイクロイッ
クミラー２０２によって反射され、フィールドレンズ２
２２を通って緑色光用の液晶パネル３００Ｇに達する。
一方、青色光は、第二ダイクロイックミラー２０２を透
過し、リレー光学系２３０、すなわち、入射レンズ２３
１、反射ミラー２３２、リレーレンズ２３３、および反
射ミラー２３４を通り、さらにフィールドレンズ２２３
を通って青色光用の液晶パネル３００Ｂに達する。

【００２７】液晶パネル３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂ
は、入射した光を与えられた画像情報に従って変調する
空間光変調装置として作用するものであり、ＴＦＴ（Th
inFilm Transistor）型液晶パネルや、ＴＦＤ型（Thin
Film Diode）型液晶パネルなどが利用できる。な
お、液晶パネル３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂの光入射
面側には、偏光板２４１，２４２，２４３が配置されて
いる。

【００２８】クロスダイクロイックプリズム４００は、
赤、緑、青の３色の変調光を合成してカラー画像を形成
するプリズムである。クロスダイクロイックプリズム４
００には、赤色光を反射する誘電体多層膜と、青色光を
反射する誘電体多層膜とが、４つの直角プリズムの界面
に略Ｘ字状に形成されている。これらの誘電体多層膜に
よって３色の変調光が合成されて、カラー画像を投写す
るための合成光が形成される。なお、液晶パネル３００
Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂを、このクロスダイクロイック
プリズム４００に固定することで、各色光合成の際の位
置決めが正確に行われるようになっている。

【００２９】投射レンズ５００は、クロスダイクロイッ
クプリズム４００で合成された合成光を投写スクリーン
上に投射して、スクリーンなどにカラー画像を表示する
ものである。

【００３０】上記のように構成されたプロジェクタは次
のように作用する。

【００３１】ランプ１０から放射された光は、リフレク
タ２０で反射され第一レンズアレイ３０に入射する。そ
して、第一レンズアレイ３０はその入射光を、各レンズ
セルによって複数の部分光束に分割し、左側２列のレン
ズセル３１１，３１２に対応する入射光をインテグレー
タ光学系のシステム光軸から左方向へ遠ざける方向に向
け、右側２列のレンズセル３１１，３１２に対応する入
射光をインテグレータ光学系のシステム光軸から右方向
へ遠ざける方向に向け、中央２列のレンズセル３１３，
３１３に対応する入射光をインテグレータ光学系のシス
テム光軸に近づける方向に向ける。

【００３２】第一レンズアレイ３０で上記のように分割
された各光束は、偏光変換素子５０の偏光分離膜５６の
近傍に集光される。偏光変換素子５０に入射した複数の
部分光束は、偏光分離膜５６で２種類の偏光光に分離さ
れ、一方の偏光光が位相差板５４を利用して他方の偏光
光と同じ種類の偏光光に揃えられて、それら偏光方向が
揃えられ光が偏光変換素子５０から射出される。偏光変
換素子５０から射出された複数の部分光束は、重畳レン
ズ６０によって液晶パネル３００Ｒ，３００Ｇ，３００
Ｂの光入射面上で重なり合うようにその光の進行方向が
調整された後、反射ミラー６５を経て（これは光を屈折
させる必要のない場合には不要）、色光分離光学系２０
０に入り、さらにそこで分離された各色光が各液晶パネ
ル３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂの光入射面に入射す
る。

【００３３】以上のようにして各液晶パネル３００Ｒ，
３００Ｇ，３００Ｂに入射した赤、緑、青の各色光束は
そこで画像情報に従って変調され後、クロスダイクロイ
ックプリズム４００に入る。そして、クロスダイクロイ
ックプリズム４００で各色光が合成されてカラー画像と
なり、そのカラー画像が投射レンズ５００から投射され
る。

【００３４】上記構成のプロジェクタでは、先に説明し
たインテグレータ照明光学系の効果がそのまま引き継が
れるため、高輝度かつ高信頼性のプロジェクタを、低コ
ストで得ることが可能となる。

【００３５】なお、本発明は、上記の実施形態に限られ
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種
々の態様において実施することが可能であり、例えば次
のような変形も可能である。

【００３６】例えば、上記実施形態では、光変調装置と
して液晶パネルを用いたが、その他の光変調装置を利用
してもよい。光変調装置の他の例としては、シリコンの
微小ミラーを二次元的に配置したマイクロミラー素子な
どがある。

【００３７】また、上記実施形態では、液晶パネルを３
つ用いたプロジェクタの例について説明したが、本発明
は、液晶パネルを１つ、２つ、あるいは４つ以上用いた
プロジェクタにも適用することができる。また、液晶パ
ネルが１つの場合には、上記光分離光学系の代わりに、
赤、緑、青のそれぞれの色光を通すカラーフィルタが通
常用いられる。

【００３８】さらに、上記実施形態では、透過型の液晶
パネルを用いたプロジェクタに本発明を適用した場合に
ついて説明したが、本発明は、反射型の液晶パネルを用
いたプロジェクタにも適用することができる。ここで、
「透過型」とは、液晶パネルが光を透過するタイプであ
ることを意味し、「反射型」とは、液晶パネルが光を反
射するタイプであることを意味している。

【００３９】なお、反射型の液晶パネルを採用したプロ
ジェクタでは、ダイクロイックプリズムが、光を赤、
緑、青の３色の光に分離する色光分離手段として利用さ
れるとともに、変調された３色の光を合成して同一の方
向に出射する色光合成手段としても利用されることがあ
る。

【００４０】また、プロジェクタとしては、投写像を観
察する方向から投写を行う前面プロジェクタと、投写像
を観察する方向とは反対側から投写を行う背面プロジェ
クタとがあるが、本発明は、そのいずれにも適用可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係るインテグレータ照明
光学系の構成および作用説明図。

【図２】 図１中の第一レンンズアレイの形状を示す斜
視図

【図３】 第一レンンズアレイを構成する各レンズセル
の光軸位置を示す正面図。

【図４】 図１中の第二レンンズアレイの形状を示す斜
視図

【図５】 第二レンズアレイを構成する各レンズセルの
光軸位置を示す正面図。

【図６】 第一および第二レンズアレイを通った光が偏
光変換素子５０上に作る光源像を示す正面図。

【図７】 図１中の偏光変換素子の構成を示す斜視図。

【図８】 本発明の実施形態に係るプロジェクタの光学
系の構成を示す平面図。

【図９】 従来の入れ子構造による第一レンズアレイと
第二レンズアレイの説明図。

【符号の説明】

１０…ランプ、２０…リフレクタ、３０…第一レンズア
レイ、３１１〜３１３…第一レンズアレイのレンズセ
ル、４０…第二レンズアレイ、４１１〜４１３…第二レ
ンズアレイのレンズセル、５０…偏光変換素子、５２…
遮光板、５３…偏光ビームスプリッタ、５４…位相差
板、５６…偏光分離膜、５７…反射膜、６０…重畳レン
ズ、７０…フィールドレンズ、８０…偏光板、１００…
インテグレータ照明光学系、２００…色光分離光学系、
３００…液晶パネル、４００…クロスダイクロイックプ
リズム、５００…投射レンズ。

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｇ０２Ｆ 1/13357 Ｇ０２Ｆ 1/13357 Ｇ０３Ｂ 21/14 Ｇ０３Ｂ 21/14 Ａ Ｆターム(参考） 2H088 EA14 EA15 HA28 2H091 FA08Z FA29Z FA41Z LA03 LA12 LA18 2H099 AA12 BA09 BA17 CA11 DA09 2K103 AA05 AB04 BA17 BC26 BC27 CA17 CA40

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のレンズセルを列方向と行方向にマ
   トリクッス状に配置してなる第一レンズアレイと、第一
   レンズアレイの各レンズセルに対応する複数のレンズセ
   ルを列方向と行方向にマトリクッス状に配置してなる第
   二レンズアレイと、前記第一および第二レンズアレイを
   通過した光の偏光方向を１つに揃える偏光変換素子とを
   備えたインテグレータ照明光学系であって、 前記第一レンズアレイを左側列グループ、中央列グルー
   プおよび右側列グループの３つの列グループから構成
   し、その中央列グループを構成するレンズセルの厚さを
   他の列グループのレンズセルの厚さよりも薄くし、前記
   左側列グループおよび前記右側列グループのレンズセル
   の厚さを各グループの列が外側になるに従って順次厚く
   し、 前記第二レンズアレイの各レンズセルは、前記第一レン
   ズアレイの各レンズセルを照明対象物上に結像させる形
   状を有するものである、ことを特徴とするインテグレー
   タ照明光学系。
2. 【請求項２】 前記左側列グループおよび前記右側列グ
   ループのレンズセルは入射光をインテグレータ照明光学
   系のシステム光軸から遠ざかる方向に集光させ、前記中
   央列グループのレンズセルは入射光をインテグレータ照
   明光学系のシステム光軸に近づける方向に集光させる態
   様の形状を有するものである、ことを特徴とする請求項
   １記載のインテグレータ照明光学系。
3. 【請求項３】 前記第一および前記第二レンズアレイ
   は、それらを構成するレンズセルの隣り合うレンズセル
   が、互いの曲率表面を当接し合ってなることを特徴とす
   る請求項１または２記載のインテグレータ照明光学系。
4. 【請求項４】 前記第一レンズアレイの中央列グループ
   を２つの列から構成し、前記左側列および前記右側列の
   各グループは前記第一レンズアレイの外側および内側に
   それぞれ配された外側列および内側列の２つの列から構
   成し、前記左側列グループおよび右側列グループの外側
   列のレンズセルの光軸はそのレンズセルの中央より外側
   に離れた位置を通り、前記左側列グループおよび右側列
   グループの各内側列を構成するレンズセルの光軸は、そ
   れぞれの外側列中の隣接したレンズセル上であってその
   隣接レンズの中心より内側に離れた位置を通り、前記中
   央列グループのレンズセルの光軸は当該レンズセルの中
   央より内側に離れた位置を通る、ことを特徴とする請求
   項１ないし３のいずれかに記載のインテグレータ照明光
   学系。
5. 【請求項５】 前記第一レンズアレイの左側列グループ
   および右側列グループの内側列に対応する前記第二レン
   ズアレイのレンズセルのセル幅を、隣り合う列のレンズ
   セルのセル幅より大きくしたことを特徴とする請求項４
   記載のインテグレータ照明光学系。
6. 【請求項６】 前記第一レンズアレイの前記外側列レン
   ズセルに対応する前記第二レンズアレイの外側列レンズ
   セルの光軸は当該レンズセルの中央より内側に離れた位
   置を通り、前記第一レンズアレイの前記内側列レンズセ
   ルに対応する前記第二レンズアレイの内側列レンズセル
   の光軸は当該レンズセルの中央より内側に離れた位置を
   通り、前記第一レンズアレイの中央列グループのレンズ
   セルに対応する前記第二レンズアレイ中央列グループの
   レンズセルの光軸は当該レンズセルの中央より外側に離
   れた位置を通る、ことを特徴とする請求項５記載のイン
   テグレータ照明光学系。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれかに記載のイン
   テグレータ照明光学系と、画像情報に応じて光を変調す
   る光変調装置と、前記第二レンズアレイの各レンズセル
   から射出された各光を前記光変調装置の入射面に重ね合
   わせる重畳レンズとを、備えたことを特徴とするプロジ
   ェクタ。