JP2674913B2 - 照明装置 - Google Patents
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- JP2674913B2 JP2674913B2 JP3300933A JP30093391A JP2674913B2 JP 2674913 B2 JP2674913 B2 JP 2674913B2 JP 3300933 A JP3300933 A JP 3300933A JP 30093391 A JP30093391 A JP 30093391A JP 2674913 B2 JP2674913 B2 JP 2674913B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V13/00—Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
- F21V13/12—Combinations of only three kinds of elements
- F21V13/14—Combinations of only three kinds of elements the elements being filters or photoluminescent elements, reflectors and refractors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V13/00—Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
- F21V13/12—Combinations of only three kinds of elements
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/12—Picture reproducers
- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
- H04N9/3141—Constructional details thereof
- H04N9/315—Modulator illumination systems
- H04N9/3152—Modulator illumination systems for shaping the light beam
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
- F21W2131/00—Use or application of lighting devices or systems not provided for in codes F21W2102/00-F21W2121/00
- F21W2131/40—Lighting for industrial, commercial, recreational or military use
- F21W2131/406—Lighting for industrial, commercial, recreational or military use for theatres, stages or film studios
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/1336—Illuminating devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光源、反射鏡およびレ
ンズなどの組み合わせにより、光を特定の方向に効率よ
く、かつ、平行もしくは平行に近い状態で照射する照明
装置に関する。
ンズなどの組み合わせにより、光を特定の方向に効率よ
く、かつ、平行もしくは平行に近い状態で照射する照明
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】以下に、従来の照明装置について説明す
る。従来、液晶パネルなどの被照射面に光を照射し、そ
の液晶パネルなどに提示される画像を投写光学系により
拡大投写する液晶投写形画像表示装置などにおいては、
液晶パネルに光を照射するための照明装置の性能とし
て、液晶パネルなどへの光入射角度特性の関係から、液
晶パネルの各画素に対して垂直方向、すなわちできるだ
け平行な光（以後、この平行光を光ビームと呼ぶ）を照
射できることが要求される。
る。従来、液晶パネルなどの被照射面に光を照射し、そ
の液晶パネルなどに提示される画像を投写光学系により
拡大投写する液晶投写形画像表示装置などにおいては、
液晶パネルに光を照射するための照明装置の性能とし
て、液晶パネルなどへの光入射角度特性の関係から、液
晶パネルの各画素に対して垂直方向、すなわちできるだ
け平行な光（以後、この平行光を光ビームと呼ぶ）を照
射できることが要求される。
【０００３】この目的を達する照明装置として、 （１）図７に示すように点状の光源１（たとえば、ハロ
ゲン電球やメタルハライドランプあるいはショートアー
クタイプのキセノンランプなど）と、光軸２に対する断
面形状が放物線で光源１を一部包囲するように配置した
放物面反射鏡３とを組み合わせたものである。これは、
放物面反射鏡３の焦点位置Ａに前記光源１を配置し、光
源１からの照射光の一部を放物面反射鏡３により反射さ
せることにより、被照射面である液晶パネル４に光ビー
ムを照射する照明装置である。
ゲン電球やメタルハライドランプあるいはショートアー
クタイプのキセノンランプなど）と、光軸２に対する断
面形状が放物線で光源１を一部包囲するように配置した
放物面反射鏡３とを組み合わせたものである。これは、
放物面反射鏡３の焦点位置Ａに前記光源１を配置し、光
源１からの照射光の一部を放物面反射鏡３により反射さ
せることにより、被照射面である液晶パネル４に光ビー
ムを照射する照明装置である。
【０００４】（２）また、図８に示すように光源１と、
光軸５に対する断面形状が円弧で光源１の一部を包囲す
る円弧面反射鏡６および集光レンズ７とを組み合わせた
ものである。これは、円弧面反射鏡６の焦点と集光レン
ズ７の焦点とが同一になる焦点位置Ｂに前記光源１を配
置し、光源１からの照射光の一部を円弧面反射鏡６によ
り反射させ、焦点位置Ｂを通過させた後、光源１からの
残りの照射光とを合成して集光レンズ７に入射させるこ
とにより、液晶パネル４に光ビームを照射する照明装置
（特公昭59-42404号公報）である。
光軸５に対する断面形状が円弧で光源１の一部を包囲す
る円弧面反射鏡６および集光レンズ７とを組み合わせた
ものである。これは、円弧面反射鏡６の焦点と集光レン
ズ７の焦点とが同一になる焦点位置Ｂに前記光源１を配
置し、光源１からの照射光の一部を円弧面反射鏡６によ
り反射させ、焦点位置Ｂを通過させた後、光源１からの
残りの照射光とを合成して集光レンズ７に入射させるこ
とにより、液晶パネル４に光ビームを照射する照明装置
（特公昭59-42404号公報）である。
【０００５】（３）また、図９に示すように光源１と、
光軸８に対する断面形状が楕円で光源１の一部を包囲す
る楕円面反射鏡９および集光レンズ10とを組み合わせた
ものである。これは、楕円面反射鏡９の一方の焦点位置
Ｃに前記光源１を配置し、光源１からの照射光の一部を
楕円面反射鏡９により反射・集光させ、その光を楕円面
反射鏡９の他方の焦点と集光レンズ10の焦点とが同一に
なる焦点位置Ｄを通過させた後、集光レンズ10に入射さ
せることにより、液晶パネル４に光ビームを照射する照
明装置（特公平１−２５０４６号公報）である。
光軸８に対する断面形状が楕円で光源１の一部を包囲す
る楕円面反射鏡９および集光レンズ10とを組み合わせた
ものである。これは、楕円面反射鏡９の一方の焦点位置
Ｃに前記光源１を配置し、光源１からの照射光の一部を
楕円面反射鏡９により反射・集光させ、その光を楕円面
反射鏡９の他方の焦点と集光レンズ10の焦点とが同一に
なる焦点位置Ｄを通過させた後、集光レンズ10に入射さ
せることにより、液晶パネル４に光ビームを照射する照
明装置（特公平１−２５０４６号公報）である。
【０００６】これらはいずれの照明装置も２次曲面から
なる反射鏡の焦点またはその近傍（略焦点）に光源を配
置し、光源から照射される光の一部を、反射鏡により液
晶パネルに直接照射するか、反射鏡と集光レンズを組み
合わせて液晶パネルに照射するもので、光源からの照射
光を反射鏡や集光レンズなどにより、効率よく集光する
ものである。
なる反射鏡の焦点またはその近傍（略焦点）に光源を配
置し、光源から照射される光の一部を、反射鏡により液
晶パネルに直接照射するか、反射鏡と集光レンズを組み
合わせて液晶パネルに照射するもので、光源からの照射
光を反射鏡や集光レンズなどにより、効率よく集光する
ものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】現状の液晶投写形画像
表示装置には、対角線長さにして約３インチ（約7.6c
m）前後の長方形もしくは正方形の形状をした液晶パネ
ルが用いられる場合が多い。この液晶パネルの全面を効
率よく照明するために、前記従来の照明装置から照射さ
れる光ビームの大きさ（光ビーム径）は、少なくとも液
晶パネルの大きさと同等か、もしくはそれ以上にする必
要があり、照明装置から照射される光ビームは、液晶パ
ネルの大きさに合わせてその光ビーム径を設定してい
る。
表示装置には、対角線長さにして約３インチ（約7.6c
m）前後の長方形もしくは正方形の形状をした液晶パネ
ルが用いられる場合が多い。この液晶パネルの全面を効
率よく照明するために、前記従来の照明装置から照射さ
れる光ビームの大きさ（光ビーム径）は、少なくとも液
晶パネルの大きさと同等か、もしくはそれ以上にする必
要があり、照明装置から照射される光ビームは、液晶パ
ネルの大きさに合わせてその光ビーム径を設定してい
る。
【０００８】この場合、照明装置からの光ビームを最も
効率よく液晶パネルに照射するためには、照明装置から
照射される光ビームの断面形状を液晶パネルの形状と一
致させることにより実現できる（特開平４−７５０３号
公報）。しかし、反射鏡などの構造が複雑となり実用的
でない課題を有する。
効率よく液晶パネルに照射するためには、照明装置から
照射される光ビームの断面形状を液晶パネルの形状と一
致させることにより実現できる（特開平４−７５０３号
公報）。しかし、反射鏡などの構造が複雑となり実用的
でない課題を有する。
【０００９】しかし、現状の液晶投写形画像表示装置に
用いられる照明装置は、その集光光学系を構成する光学
部品（楕円面反射鏡や放物面反射鏡、あるいは集光レン
ズなど）の光学的役割の関係から、たとえば、図10およ
び図11に示すように、光源11から放物面反射鏡12を介し
て液晶パネル13に照射される光ビーム14は、断面が円も
しくは円に近似した形状（図11において二点鎖線で示
す）になっている。一方、液晶パネル13は前記のように
長方形もしくは正方形であり、光源11および放物面反射
鏡12から照射される光ビーム14の光軸15と直交する方向
に配置され、光ビーム14の断面に内接させている。
用いられる照明装置は、その集光光学系を構成する光学
部品（楕円面反射鏡や放物面反射鏡、あるいは集光レン
ズなど）の光学的役割の関係から、たとえば、図10およ
び図11に示すように、光源11から放物面反射鏡12を介し
て液晶パネル13に照射される光ビーム14は、断面が円も
しくは円に近似した形状（図11において二点鎖線で示
す）になっている。一方、液晶パネル13は前記のように
長方形もしくは正方形であり、光源11および放物面反射
鏡12から照射される光ビーム14の光軸15と直交する方向
に配置され、光ビーム14の断面に内接させている。
【００１０】したがって、液晶パネル13を有効に照明す
るためには、図10および図11において、たとえば液晶パ
ネル13の上下方向の場合、図中の破線で示す範囲ｈのみ
に光ビーム14を照射すればよいことがわかる。しかし、
光ビーム14は前記のように、断面形状が円もしくは円に
近似した形状であるため、実際には図中のＨの範囲に光
ビームを照射することから、液晶パネル13の面積より大
きく照明するため、光ビーム14の一部の光（Ｈからｈを
除いた領域の光）を捨てることになる。このため、光源
11からの照射光を100 ％、液晶パネル13に照射させるこ
とができない。すなわち、光源11の光束を有効に使うこ
とができないという問題を有していた。
るためには、図10および図11において、たとえば液晶パ
ネル13の上下方向の場合、図中の破線で示す範囲ｈのみ
に光ビーム14を照射すればよいことがわかる。しかし、
光ビーム14は前記のように、断面形状が円もしくは円に
近似した形状であるため、実際には図中のＨの範囲に光
ビームを照射することから、液晶パネル13の面積より大
きく照明するため、光ビーム14の一部の光（Ｈからｈを
除いた領域の光）を捨てることになる。このため、光源
11からの照射光を100 ％、液晶パネル13に照射させるこ
とができない。すなわち、光源11の光束を有効に使うこ
とができないという問題を有していた。
【００１１】さらに、光源11には、一般的にショートア
ークタイプのメタルハライドランプが用いられる。この
メタルハライドランプの発光アーク部分の発光特性とし
て、アーク中心部においては大部分が水銀の輝線発光で
あるのに対し、アーク周辺部では封入物質である希土類
元素の発光が増大することが知られている（たとえば、
平成３年度照明学会創立75周年記念全国大会予稿集ｐ．
229 「液晶プロジェクター用メタルハライドランプの発
光特性」など）。このため、光源11のアーク中心部と周
辺部との色分離の影響により、液晶パネル13において、
光軸15の中心部と周辺部、すなわち液晶パネル13の中心
部と周辺部とで色むらを生じ、この影響がそのままスク
リーン（図示せず）上に投写されるという問題を有して
いた。
ークタイプのメタルハライドランプが用いられる。この
メタルハライドランプの発光アーク部分の発光特性とし
て、アーク中心部においては大部分が水銀の輝線発光で
あるのに対し、アーク周辺部では封入物質である希土類
元素の発光が増大することが知られている（たとえば、
平成３年度照明学会創立75周年記念全国大会予稿集ｐ．
229 「液晶プロジェクター用メタルハライドランプの発
光特性」など）。このため、光源11のアーク中心部と周
辺部との色分離の影響により、液晶パネル13において、
光軸15の中心部と周辺部、すなわち液晶パネル13の中心
部と周辺部とで色むらを生じ、この影響がそのままスク
リーン（図示せず）上に投写されるという問題を有して
いた。
【００１２】本発明は上記課題に留意し、簡単な構成
で、光源からの光を有効に被照射面に平行光として照射
することができる照明装置を提供するものである。
で、光源からの光を有効に被照射面に平行光として照射
することができる照明装置を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記従来の課題を解決
し、その目的を達成するために本発明の照明装置は、光
源と、この光源を第１焦点に配置し、光源から照射され
る光を第２焦点に集光する楕円面反射鏡と、楕円面反射
鏡の第１焦点を焦点とし、光軸中心部に開口を有する円
弧面反射鏡と、前記楕円面反射鏡の第２焦点を焦点とす
る集光レンズと、この集光レンズからの光ビームの配光
パターンを制御する配光制御板とを有し、前記配光制御
板を光軸中心部に開口をもたせ開口以外の面を全反射鏡
とした平板、または配光制御板を光軸中心と周辺部との
光透過率、および光反射率を変化させる半透過鏡の平面
とし、この配光制御板を集光レンズからの光ビームの光
路中、すなわち被照射面としての液晶パネルの前後に隣
接して配置し、前記集光レンズからの光ビームの一部を
反射させて楕円面反射鏡の第１焦点もしくはその近傍に
戻すようにしたものである。
し、その目的を達成するために本発明の照明装置は、光
源と、この光源を第１焦点に配置し、光源から照射され
る光を第２焦点に集光する楕円面反射鏡と、楕円面反射
鏡の第１焦点を焦点とし、光軸中心部に開口を有する円
弧面反射鏡と、前記楕円面反射鏡の第２焦点を焦点とす
る集光レンズと、この集光レンズからの光ビームの配光
パターンを制御する配光制御板とを有し、前記配光制御
板を光軸中心部に開口をもたせ開口以外の面を全反射鏡
とした平板、または配光制御板を光軸中心と周辺部との
光透過率、および光反射率を変化させる半透過鏡の平面
とし、この配光制御板を集光レンズからの光ビームの光
路中、すなわち被照射面としての液晶パネルの前後に隣
接して配置し、前記集光レンズからの光ビームの一部を
反射させて楕円面反射鏡の第１焦点もしくはその近傍に
戻すようにしたものである。
【００１４】また、配光制御板を透光性をもつ平板と
し、これに波長選択透過特性および波長選択反射特性を
もたせたものである。さらに、配光制御板を部分的に全
反射鏡からなる平板とし、透過性の被照射面としての液
晶パネルなどの後、すなわち、液晶パネルなどの光出射
面に配置し、全反射鏡の部分に対応した液晶パネルの透
過率の変化により、配光制御板からの反射光の光量を制
御するようにしたものである。
し、これに波長選択透過特性および波長選択反射特性を
もたせたものである。さらに、配光制御板を部分的に全
反射鏡からなる平板とし、透過性の被照射面としての液
晶パネルなどの後、すなわち、液晶パネルなどの光出射
面に配置し、全反射鏡の部分に対応した液晶パネルの透
過率の変化により、配光制御板からの反射光の光量を制
御するようにしたものである。
【００１５】
【作用】上記構成による本発明の作用は次のようにな
る。 前記配光制御板を光軸中心部に開口をもち開口以外
の面を全反射鏡とした平板とするとともに、集光レンズ
からの平行光の光路中であり、液晶パネルの前または後
に配置した場合を考える。光源から照射されたほぼ全方
向の光は楕円面反射鏡と円弧面反射鏡とで集光され、集
光レンズに向けて出射される。この集光レンズから照射
される光ビームのうち、液晶パネルの有効照射領域以外
に照射される光ビームを前記配光制御板で反射させて、
光源および楕円面反射鏡に戻した後、再度、集光レンズ
を介して液晶パネルに照射させることにより、光源から
照射される光を捨てることなく、有効に利用することが
できる。
る。 前記配光制御板を光軸中心部に開口をもち開口以外
の面を全反射鏡とした平板とするとともに、集光レンズ
からの平行光の光路中であり、液晶パネルの前または後
に配置した場合を考える。光源から照射されたほぼ全方
向の光は楕円面反射鏡と円弧面反射鏡とで集光され、集
光レンズに向けて出射される。この集光レンズから照射
される光ビームのうち、液晶パネルの有効照射領域以外
に照射される光ビームを前記配光制御板で反射させて、
光源および楕円面反射鏡に戻した後、再度、集光レンズ
を介して液晶パネルに照射させることにより、光源から
照射される光を捨てることなく、有効に利用することが
できる。
【００１６】また、配光制御板を、光軸中心部と周辺部
との光透過比率、および光反射比率を変化させる半透過
鏡の平板とすることにより、配光制御板で反射させた液
晶パネルの有効照射領域以外の光ビームの反射光量、お
よび、光源と楕円面反射鏡に戻した後、再度、集光レン
ズを介して液晶パネルに照射させる光ビームの透過光量
を調整することができるため、液晶パネルの光量分布の
変化（光量むら）を任意に制御し、かつ低減することが
できる。さらに、配光制御板を透光性をもつ平板とし、
これに波長選択透過特性および波長選択反射特性をもた
せることにより、配光制御板で反射させた液晶パネルの
有効照射領域以外の光ビームの分光分布が、配光制御板
の特性で制御されることになり、この反射光が光源およ
び楕円面反射鏡に戻った後、再度、集光レンズを介して
液晶パネルに照射させる光ビームの分光分布も制御され
ることになる。このようにして分光分布を調整すること
ができるため、液晶パネルに照射させる光ビームの分光
分布の変化（色むら）を任意に制御し、かつ低減するこ
とができる。
との光透過比率、および光反射比率を変化させる半透過
鏡の平板とすることにより、配光制御板で反射させた液
晶パネルの有効照射領域以外の光ビームの反射光量、お
よび、光源と楕円面反射鏡に戻した後、再度、集光レン
ズを介して液晶パネルに照射させる光ビームの透過光量
を調整することができるため、液晶パネルの光量分布の
変化（光量むら）を任意に制御し、かつ低減することが
できる。さらに、配光制御板を透光性をもつ平板とし、
これに波長選択透過特性および波長選択反射特性をもた
せることにより、配光制御板で反射させた液晶パネルの
有効照射領域以外の光ビームの分光分布が、配光制御板
の特性で制御されることになり、この反射光が光源およ
び楕円面反射鏡に戻った後、再度、集光レンズを介して
液晶パネルに照射させる光ビームの分光分布も制御され
ることになる。このようにして分光分布を調整すること
ができるため、液晶パネルに照射させる光ビームの分光
分布の変化（色むら）を任意に制御し、かつ低減するこ
とができる。
【００１７】加えて、前記配光制御板を部分的に全反射
鏡からなる平板とし、透過性の被照射面としての液晶パ
ネルの光出射面に配置し、配光制御板の全反射鏡の部分
に対応した液晶パネルの光透過率を変化させることによ
り、集光レンズから照射される光ビームを液晶パネルを
介して配光制御板で反射させ、さらに、光源および楕円
面反射鏡に戻した後、再度、集光レンズを介して液晶パ
ネルに照射させることにより、前記液晶パネルに照射さ
せる光ビームの光量および光量分布を調整することがで
きる。これにより、液晶パネルの光量分布の変化（光量
むら）を任意に制御し、かつ低減することができる。
鏡からなる平板とし、透過性の被照射面としての液晶パ
ネルの光出射面に配置し、配光制御板の全反射鏡の部分
に対応した液晶パネルの光透過率を変化させることによ
り、集光レンズから照射される光ビームを液晶パネルを
介して配光制御板で反射させ、さらに、光源および楕円
面反射鏡に戻した後、再度、集光レンズを介して液晶パ
ネルに照射させることにより、前記液晶パネルに照射さ
せる光ビームの光量および光量分布を調整することがで
きる。これにより、液晶パネルの光量分布の変化（光量
むら）を任意に制御し、かつ低減することができる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の第１の実施例について、添付
図面にもとづいて説明する。図１は本発明の照明装置の
概略構成を示す断面図、図２は同照明装置の一部切欠斜
視図である。図１および図２において、16は発光部分が
点状でかつ小形の光源（メタルハライドランプ）、17は
光源16を一部包囲するとともに光源16が第１焦点Ｅに配
置され、反射面の断面形状が楕円面からなる楕円面反射
鏡、18は照明装置の光軸、19は楕円面反射鏡17の第２焦
点Ｆの位置に配置され、第１焦点Ｅを焦点とした円弧面
（球面）反射鏡、20は円弧面反射鏡19の光軸18の中心部
に設けられた開口、21は楕円面反射鏡17の第２焦点Ｆを
焦点とした集光レンズ、22は集光レンズ21により平行光
に制御された光ビーム、23は集光レンズ21の出射側に配
置され、光ビーム22の配光パターンを制御するための全
反射鏡からなる配光制御板、24は配光制御板23の光軸18
の中心部に設けられた矩形開口、25は矩形開口24を通過
した光ビーム22が照射される被照射面としての液晶パネ
ルである。
図面にもとづいて説明する。図１は本発明の照明装置の
概略構成を示す断面図、図２は同照明装置の一部切欠斜
視図である。図１および図２において、16は発光部分が
点状でかつ小形の光源（メタルハライドランプ）、17は
光源16を一部包囲するとともに光源16が第１焦点Ｅに配
置され、反射面の断面形状が楕円面からなる楕円面反射
鏡、18は照明装置の光軸、19は楕円面反射鏡17の第２焦
点Ｆの位置に配置され、第１焦点Ｅを焦点とした円弧面
（球面）反射鏡、20は円弧面反射鏡19の光軸18の中心部
に設けられた開口、21は楕円面反射鏡17の第２焦点Ｆを
焦点とした集光レンズ、22は集光レンズ21により平行光
に制御された光ビーム、23は集光レンズ21の出射側に配
置され、光ビーム22の配光パターンを制御するための全
反射鏡からなる配光制御板、24は配光制御板23の光軸18
の中心部に設けられた矩形開口、25は矩形開口24を通過
した光ビーム22が照射される被照射面としての液晶パネ
ルである。
【００１９】このように構成された照明装置について、
その原理・動作を説明する。なお、説明の簡略化のため
に、光源16からの照射光の光路を特定するが、実際には
光軸18に対して、円周方向に同様の動作をする。
その原理・動作を説明する。なお、説明の簡略化のため
に、光源16からの照射光の光路を特定するが、実際には
光軸18に対して、円周方向に同様の動作をする。
【００２０】図１および図２において、光源16から楕円
面反射鏡17に向かう光は、楕円面反射鏡17で反射され第
２焦点Ｆに集光される。一方、光源16から円弧面反射鏡
19に向かう光（直射光）は円弧面反射鏡19で反射された
後、いったん光源16に戻され、楕円面反射鏡17で反射さ
れ第２焦点Ｆに集光される。第２焦点Ｆには円弧面反射
鏡19に設けられた開口20があり、集光された光は開口20
（本実施例においては円形の開口）を通過して集光レン
ズ21に向かう。このように、光源16からの光のほぼ全方
向成分が集光レンズ21に入射されることになる。ここ
で、集光レンズ21は楕円面反射鏡17の第２焦点Ｆを焦点
としていることから、集光レンズ21から出射された光は
平行に制御され、光ビーム22として配光制御板23に向か
う。配光制御板23には光軸18を中心として、液晶パネル
25の有効照射領域に相当する形状の矩形開口24が設けら
れており、光ビーム22の一部はこの矩形開口24を通過し
た後、液晶パネル25に照射され、液晶パネル25に提示さ
れた画像（図示せず）を直視画像として明視化するか、
または透過光をスクリーン（図示せず）に投写して明視
化する。
面反射鏡17に向かう光は、楕円面反射鏡17で反射され第
２焦点Ｆに集光される。一方、光源16から円弧面反射鏡
19に向かう光（直射光）は円弧面反射鏡19で反射された
後、いったん光源16に戻され、楕円面反射鏡17で反射さ
れ第２焦点Ｆに集光される。第２焦点Ｆには円弧面反射
鏡19に設けられた開口20があり、集光された光は開口20
（本実施例においては円形の開口）を通過して集光レン
ズ21に向かう。このように、光源16からの光のほぼ全方
向成分が集光レンズ21に入射されることになる。ここ
で、集光レンズ21は楕円面反射鏡17の第２焦点Ｆを焦点
としていることから、集光レンズ21から出射された光は
平行に制御され、光ビーム22として配光制御板23に向か
う。配光制御板23には光軸18を中心として、液晶パネル
25の有効照射領域に相当する形状の矩形開口24が設けら
れており、光ビーム22の一部はこの矩形開口24を通過し
た後、液晶パネル25に照射され、液晶パネル25に提示さ
れた画像（図示せず）を直視画像として明視化するか、
または透過光をスクリーン（図示せず）に投写して明視
化する。
【００２１】一方、配光制御板23の矩形開口24以外の領
域に照射された光ビーム22は、配光制御板23に設けられ
たアルミニウムコーティングからなる全反射鏡により、
集光レンズ21側に反射され、光源16からの出射の光路を
逆戻りするように楕円面反射鏡17の第２焦点Ｆおよび円
弧面反射鏡19の開口20を通過し、楕円面反射鏡17を介し
て光源16もしくはその近傍に戻される。光源16に戻され
た光は再度、楕円面反射鏡17で反射され、第２焦点Ｆお
よび開口20を通過し、集光レンズ21で平行に制御された
後、今度は光軸18に沿うようにして配光制御板23の矩形
開口24を通過して液晶パネル25に照射される。このよう
に、液晶パネル25の有効照射領域外に照射された光ビー
ム22は、配光制御板23により液晶パネル25の有効照射領
域内に戻されることになる。
域に照射された光ビーム22は、配光制御板23に設けられ
たアルミニウムコーティングからなる全反射鏡により、
集光レンズ21側に反射され、光源16からの出射の光路を
逆戻りするように楕円面反射鏡17の第２焦点Ｆおよび円
弧面反射鏡19の開口20を通過し、楕円面反射鏡17を介し
て光源16もしくはその近傍に戻される。光源16に戻され
た光は再度、楕円面反射鏡17で反射され、第２焦点Ｆお
よび開口20を通過し、集光レンズ21で平行に制御された
後、今度は光軸18に沿うようにして配光制御板23の矩形
開口24を通過して液晶パネル25に照射される。このよう
に、液晶パネル25の有効照射領域外に照射された光ビー
ム22は、配光制御板23により液晶パネル25の有効照射領
域内に戻されることになる。
【００２２】以上の動作が、光源16から照射されるすべ
ての光束に対して行われることにより、被照射面である
液晶パネル25に対し、光源16から照射される光を捨てる
ことなく、有効に照射することができるため、最終的に
は被照射面としての液晶パネル25を明るく照明すること
になる。これにより、明るい直視画像が得られ、または
スクリーン（図示せず）に明るい画像を投写することが
できるものである。
ての光束に対して行われることにより、被照射面である
液晶パネル25に対し、光源16から照射される光を捨てる
ことなく、有効に照射することができるため、最終的に
は被照射面としての液晶パネル25を明るく照明すること
になる。これにより、明るい直視画像が得られ、または
スクリーン（図示せず）に明るい画像を投写することが
できるものである。
【００２３】なお、本実施例において配光制御板23と液
晶パネル25との間に間隔を設けた一体構成、すなわち、
反射型液晶パネルとしても、同様の作用・効果を示すの
はいうまでもない。また、配光制御板23と液晶パネル25
の前後の位置関係は、矩形開口24の大きさを変えること
で自由に設定でき、その構成で同様の作用・効果を示す
ことができるのはいうまでもない。
晶パネル25との間に間隔を設けた一体構成、すなわち、
反射型液晶パネルとしても、同様の作用・効果を示すの
はいうまでもない。また、配光制御板23と液晶パネル25
の前後の位置関係は、矩形開口24の大きさを変えること
で自由に設定でき、その構成で同様の作用・効果を示す
ことができるのはいうまでもない。
【００２４】次に、本発明の第２の実施例について、添
付図面にもとづいて説明する。図３は本発明の照明装置
の概略構成を示す断面図、図４は同照明装置の一部切欠
斜視図である。図３および図４において、構成する部品
の基本的な位置関係と名称は先に述べた第１の実施例と
同様であり、本実施例においてはその詳細な説明を省略
する。
付図面にもとづいて説明する。図３は本発明の照明装置
の概略構成を示す断面図、図４は同照明装置の一部切欠
斜視図である。図３および図４において、構成する部品
の基本的な位置関係と名称は先に述べた第１の実施例と
同様であり、本実施例においてはその詳細な説明を省略
する。
【００２５】第２の実施例において、第１の実施例と異
なる点は、 （１）配光制御板を、光軸中心部と周辺部とで、光透過
率と光反射率を変えて、光透過比率および光反射比率を
変化させるための半透過鏡の平板としたこと、 （２）配光制御板を、部分的に波長に応じて反射率が異
なる波長選択反射特性をもたせた平板としたこと、であ
る。
なる点は、 （１）配光制御板を、光軸中心部と周辺部とで、光透過
率と光反射率を変えて、光透過比率および光反射比率を
変化させるための半透過鏡の平板としたこと、 （２）配光制御板を、部分的に波長に応じて反射率が異
なる波長選択反射特性をもたせた平板としたこと、であ
る。
【００２６】まず、上記（１）の光透過比率および光反
射比率を変化させる場合について説明する。本発明は、
配光制御板に、部分的に光透過特性および光反射特性の
異なる領域をもたせ、その分布と値を制御することによ
り、被照射面としての液晶パネルに光量むらのない光ビ
ームを照射する照明装置に関するものである。
射比率を変化させる場合について説明する。本発明は、
配光制御板に、部分的に光透過特性および光反射特性の
異なる領域をもたせ、その分布と値を制御することによ
り、被照射面としての液晶パネルに光量むらのない光ビ
ームを照射する照明装置に関するものである。
【００２７】図３および図４において、配光制御板26は
集光レンズ21からの平行光である光ビーム22の光路中で
あって、被照射面としての液晶パネル25の光入射面との
間に、具体的には液晶パネル25の光入射面の直前に配置
されており、光軸18を中心として、液晶パネル25の有効
照射領域に相当する透過領域27（図４において、矩形の
斜線内）の光透過率をほぼ100 ％にするとともに、透過
領域27以外の光透過率および光反射率の比率を、光ビー
ム22の光量分布に合わせて変化させるように、多層金属
蒸着膜からなる半透過鏡で構成している。
集光レンズ21からの平行光である光ビーム22の光路中で
あって、被照射面としての液晶パネル25の光入射面との
間に、具体的には液晶パネル25の光入射面の直前に配置
されており、光軸18を中心として、液晶パネル25の有効
照射領域に相当する透過領域27（図４において、矩形の
斜線内）の光透過率をほぼ100 ％にするとともに、透過
領域27以外の光透過率および光反射率の比率を、光ビー
ム22の光量分布に合わせて変化させるように、多層金属
蒸着膜からなる半透過鏡で構成している。
【００２８】このように構成された照明装置について、
その原理・動作を説明する。なお、説明の簡略化のため
に、光源16からの照射光の光路を特定するが、実際には
光軸18に対して、円周方向に同様の動作をする。
その原理・動作を説明する。なお、説明の簡略化のため
に、光源16からの照射光の光路を特定するが、実際には
光軸18に対して、円周方向に同様の動作をする。
【００２９】図３および図４において、光源16から楕円
面反射鏡17に向かう光は、楕円面反射鏡17で反射され第
２焦点Ｆに集光される。一方、光源16から円弧面反射鏡
19に向かう光（直射光）は円弧面反射鏡19で反射された
後、いったん光源16に戻され、楕円面反射鏡17で反射さ
れ第２焦点Ｆに集光される。ここで、第２焦点Ｆには円
弧面反射鏡19に設けられた開口20があり、集光された光
は開口20を通過して集光レンズ21に向かう。ここで、集
光レンズ21は楕円面反射鏡17の第２焦点Ｆを焦点として
いることから、集光レンズ21から出射された光は平行に
制御され、光ビーム22として配光制御板26に向かう。こ
こまでは、前記第１の実施例の動作と同じである。
面反射鏡17に向かう光は、楕円面反射鏡17で反射され第
２焦点Ｆに集光される。一方、光源16から円弧面反射鏡
19に向かう光（直射光）は円弧面反射鏡19で反射された
後、いったん光源16に戻され、楕円面反射鏡17で反射さ
れ第２焦点Ｆに集光される。ここで、第２焦点Ｆには円
弧面反射鏡19に設けられた開口20があり、集光された光
は開口20を通過して集光レンズ21に向かう。ここで、集
光レンズ21は楕円面反射鏡17の第２焦点Ｆを焦点として
いることから、集光レンズ21から出射された光は平行に
制御され、光ビーム22として配光制御板26に向かう。こ
こまでは、前記第１の実施例の動作と同じである。
【００３０】次に、配光制御板26には光軸18を中心とし
て、液晶パネル25の有効照射領域に相当する透過率がほ
ぼ１００％の透過領域27が設けられていることから、光
ビーム22の一部はこの透過領域27を通過した後、液晶パ
ネル25に照射され、液晶パネル25に提示された画像（図
示せず）を明視化する。
て、液晶パネル25の有効照射領域に相当する透過率がほ
ぼ１００％の透過領域27が設けられていることから、光
ビーム22の一部はこの透過領域27を通過した後、液晶パ
ネル25に照射され、液晶パネル25に提示された画像（図
示せず）を明視化する。
【００３１】一方、配光制御板26の透過領域27以外の領
域に照射された光ビーム22は、配光制御板26に設けら
れ、光透過率および光反射率の比率を光ビーム22の光量
分布に合わせて変化させるようにした半透過膜の反射作
用により、光ビーム22の一部が集光レンズ21側に反射さ
れ、楕円面反射鏡17の第２焦点Ｆおよび円弧面反射鏡19
の開口20を通過し、楕円面反射鏡17を介して光源16もし
くはその近傍に戻される。光源16に戻された光は再度、
楕円面反射鏡17で反射され、第２焦点Ｆおよび開口20を
通過し、集光レンズ21で平行に制御された後、今度は配
光制御板26の透過領域27を通過して液晶パネル25に照射
される。
域に照射された光ビーム22は、配光制御板26に設けら
れ、光透過率および光反射率の比率を光ビーム22の光量
分布に合わせて変化させるようにした半透過膜の反射作
用により、光ビーム22の一部が集光レンズ21側に反射さ
れ、楕円面反射鏡17の第２焦点Ｆおよび円弧面反射鏡19
の開口20を通過し、楕円面反射鏡17を介して光源16もし
くはその近傍に戻される。光源16に戻された光は再度、
楕円面反射鏡17で反射され、第２焦点Ｆおよび開口20を
通過し、集光レンズ21で平行に制御された後、今度は配
光制御板26の透過領域27を通過して液晶パネル25に照射
される。
【００３２】ここで、前記配光制御板26の半透過膜の透
過領域27以外の光透過率と光反射率の比率の分布を任意
に変化させることにより、液晶パネル25に照射される光
ビーム22の光量および光量分布を調整することができる
ため、液晶パネル25の光量分布の変化、すなわち光源1
6、楕円面反射鏡17、円弧面反射鏡19などの不均一性に
よる光量むらを任意に制御し、かつ低減することができ
る。なお、半透過鏡の部分の光反射率の分布を画素ごと
に制御できる制御手段を設けることにより、自由に光量
むらを制御することにより、さらに精度よい制御が可能
である。
過領域27以外の光透過率と光反射率の比率の分布を任意
に変化させることにより、液晶パネル25に照射される光
ビーム22の光量および光量分布を調整することができる
ため、液晶パネル25の光量分布の変化、すなわち光源1
6、楕円面反射鏡17、円弧面反射鏡19などの不均一性に
よる光量むらを任意に制御し、かつ低減することができ
る。なお、半透過鏡の部分の光反射率の分布を画素ごと
に制御できる制御手段を設けることにより、自由に光量
むらを制御することにより、さらに精度よい制御が可能
である。
【００３３】以上の動作が、光源16から照射されるすべ
ての光束に対して行われることにより、被照射面である
液晶パネル25に対し、光源16から照射される光を有効
に、かつ任意の配光パターンで照射することができるた
め、最終的には明るく光量むらのない画像をスクリーン
に投写することができるものである。
ての光束に対して行われることにより、被照射面である
液晶パネル25に対し、光源16から照射される光を有効
に、かつ任意の配光パターンで照射することができるた
め、最終的には明るく光量むらのない画像をスクリーン
に投写することができるものである。
【００３４】次に、上記（２）の部分的に波長選択反射
特性をもたせる場合について説明する。液晶投写形画像
表示装置の照明装置に用いられる光源（メタルハライド
ランプ）は、課題として前述したアーク中心部と周辺部
との色分離の影響により、液晶パネルの中心部と周辺部
とで色むらを生じ、この影響がそのままスクリーン上に
投写される。本発明は、部分的に波長選択反射特性をも
たせた配光制御板を設けることにより、このような光源
を用いても液晶パネルに色むらのない光ビームを照射す
ることができる照明装置である。
特性をもたせる場合について説明する。液晶投写形画像
表示装置の照明装置に用いられる光源（メタルハライド
ランプ）は、課題として前述したアーク中心部と周辺部
との色分離の影響により、液晶パネルの中心部と周辺部
とで色むらを生じ、この影響がそのままスクリーン上に
投写される。本発明は、部分的に波長選択反射特性をも
たせた配光制御板を設けることにより、このような光源
を用いても液晶パネルに色むらのない光ビームを照射す
ることができる照明装置である。
【００３５】図３および図４において、配光制御板26は
透過領域27の光透過率をほぼ100 ％にし、透過領域27以
外の半透過鏡の部分を、光透過率および光反射率の比率
を、光ビーム22の光量に合わせて変化させる特性に加え
て、部分的に波長選択透過および波長選択反射するよう
な特性をもたせたバンドパスフィルタで構成している。
透過領域27の光透過率をほぼ100 ％にし、透過領域27以
外の半透過鏡の部分を、光透過率および光反射率の比率
を、光ビーム22の光量に合わせて変化させる特性に加え
て、部分的に波長選択透過および波長選択反射するよう
な特性をもたせたバンドパスフィルタで構成している。
【００３６】このように構成された照明装置の基本的な
動作は、前記（１）と同様である。この動作に加えて、
配光制御板26の透過領域27の分光透過率および透過領域
27以外の半透過鏡の部分の分光反射率を部分的に変化
（制御）させ、分光反射率の分布を調整することによ
り、液晶パネル25に照射される光ビーム22の分光分布を
調整することができるため、液晶パネル25の色むらを任
意に制御し、かつ低減することができる。
動作は、前記（１）と同様である。この動作に加えて、
配光制御板26の透過領域27の分光透過率および透過領域
27以外の半透過鏡の部分の分光反射率を部分的に変化
（制御）させ、分光反射率の分布を調整することによ
り、液晶パネル25に照射される光ビーム22の分光分布を
調整することができるため、液晶パネル25の色むらを任
意に制御し、かつ低減することができる。
【００３７】なお、半透過鏡の部分の分光反射率の分布
を、画素ごとに制御できる制御手段を設けることによ
り、自由にさらに精度よく色むらを制御することができ
る。次に、本発明の第３の実施例について、添付図面に
もとづいて説明する。
を、画素ごとに制御できる制御手段を設けることによ
り、自由にさらに精度よく色むらを制御することができ
る。次に、本発明の第３の実施例について、添付図面に
もとづいて説明する。
【００３８】図５は本発明の照明装置の概略構成を示す
断面図、図６は同照明装置の一部切欠斜視図である。図
５および図６において、構成する部品の基本的な位置関
係と名称は先に述べた第１の実施例および第２の実施例
と同様であり、本実施例においてはその詳細な説明を省
略する。
断面図、図６は同照明装置の一部切欠斜視図である。図
５および図６において、構成する部品の基本的な位置関
係と名称は先に述べた第１の実施例および第２の実施例
と同様であり、本実施例においてはその詳細な説明を省
略する。
【００３９】第３の実施例において、第１の実施例およ
び第２の実施例と異なる点は、被照射面である液晶パネ
ルの大きさを集光レンズから出射される光ビームと同じ
形状（本実施例においては、円形）とし、かつ配光制御
板を平行光線である光ビームの光路であり、液晶パネル
を透過した後の位置に配置している。すなわち、液晶パ
ネルの光出射面と投写光学系（投写レンズ）とのなす光
路中、具体的には液晶パネルの光出射面の直後に配置し
たものである。
び第２の実施例と異なる点は、被照射面である液晶パネ
ルの大きさを集光レンズから出射される光ビームと同じ
形状（本実施例においては、円形）とし、かつ配光制御
板を平行光線である光ビームの光路であり、液晶パネル
を透過した後の位置に配置している。すなわち、液晶パ
ネルの光出射面と投写光学系（投写レンズ）とのなす光
路中、具体的には液晶パネルの光出射面の直後に配置し
たものである。
【００４０】本発明は、液晶パネルを通過した光ビーム
を、矩形開口をもち、矩形開口以外の領域を全反射鏡と
した配光制御板で部分的に反射し、再度液晶パネル側に
戻し、液晶パネルを透過して出射光の光路を逆に進むよ
うにして光源に戻り、再照射される。これにより、配光
制御板の全反射鏡部分に対応した液晶パネルの透過率を
制御することにより、液晶パネルに光量むらのない光ビ
ームを照射することができる照明装置に関するものであ
る。
を、矩形開口をもち、矩形開口以外の領域を全反射鏡と
した配光制御板で部分的に反射し、再度液晶パネル側に
戻し、液晶パネルを透過して出射光の光路を逆に進むよ
うにして光源に戻り、再照射される。これにより、配光
制御板の全反射鏡部分に対応した液晶パネルの透過率を
制御することにより、液晶パネルに光量むらのない光ビ
ームを照射することができる照明装置に関するものであ
る。
【００４１】図５および図６において、配光制御板23は
液晶パネル28の光出射面と投写光学系（図示せず）との
なす光路中、具体的には液晶パネル28の光出射面の直後
に配置されており、光軸18を中心として、液晶パネル28
の有効照射領域29に相当する矩形開口24が設けられてい
る。この矩形開口24以外の領域はアルミニウムコーティ
ングからなる全反射鏡になっており、この配光制御板23
の構成は前記第１の実施例で説明した配光制御板23と同
じである。
液晶パネル28の光出射面と投写光学系（図示せず）との
なす光路中、具体的には液晶パネル28の光出射面の直後
に配置されており、光軸18を中心として、液晶パネル28
の有効照射領域29に相当する矩形開口24が設けられてい
る。この矩形開口24以外の領域はアルミニウムコーティ
ングからなる全反射鏡になっており、この配光制御板23
の構成は前記第１の実施例で説明した配光制御板23と同
じである。
【００４２】このように構成された照明装置について、
その原理・動作を説明する。なお、説明の簡略化のため
に、光源16からの照射光の光路を特定するが、実際には
光軸18に対して、円周方向に同様の動作をする。
その原理・動作を説明する。なお、説明の簡略化のため
に、光源16からの照射光の光路を特定するが、実際には
光軸18に対して、円周方向に同様の動作をする。
【００４３】図５および図６において、光源16から楕円
面反射鏡17に向かう光は、楕円面反射鏡17で反射され第
２焦点Ｆに集光される。一方、円弧面反射鏡19に向かう
光（直射光）は円弧面反射鏡19で反射された後、いった
ん光源16に戻され、楕円面反射鏡17で反射され第２焦点
Ｆに集光される。ここで、第２焦点Ｆには円弧面反射鏡
19に設けられた開口20があり、集光された光は開口20を
通過して集光レンズ21に向かう。ここで、集光レンズ21
は楕円面反射鏡17の第２焦点Ｆを焦点としていることか
ら、集光レンズ21から出射された光は平行に制御され、
光ビーム22となる。ここまでは、前記第１の実施例およ
び第２の実施例の動作と同じである。
面反射鏡17に向かう光は、楕円面反射鏡17で反射され第
２焦点Ｆに集光される。一方、円弧面反射鏡19に向かう
光（直射光）は円弧面反射鏡19で反射された後、いった
ん光源16に戻され、楕円面反射鏡17で反射され第２焦点
Ｆに集光される。ここで、第２焦点Ｆには円弧面反射鏡
19に設けられた開口20があり、集光された光は開口20を
通過して集光レンズ21に向かう。ここで、集光レンズ21
は楕円面反射鏡17の第２焦点Ｆを焦点としていることか
ら、集光レンズ21から出射された光は平行に制御され、
光ビーム22となる。ここまでは、前記第１の実施例およ
び第２の実施例の動作と同じである。
【００４４】次に、光ビーム22は、液晶パネル28に照射
され、これを通過（透過）した後、配光制御板23に向か
う。配光制御板23には光軸18を中心として、液晶パネル
28の有効照射領域29に相当する矩形開口24が設けられて
いることから、光ビーム22の一部はこの矩形開口24を通
過した後、液晶パネル28に提示された画像（図示せず）
を明視化する。
され、これを通過（透過）した後、配光制御板23に向か
う。配光制御板23には光軸18を中心として、液晶パネル
28の有効照射領域29に相当する矩形開口24が設けられて
いることから、光ビーム22の一部はこの矩形開口24を通
過した後、液晶パネル28に提示された画像（図示せず）
を明視化する。
【００４５】一方、液晶パネル28の有効照射領域29以外
を通過した光ビーム22は、配光制御板23に設けられた全
反射鏡の反射作用により、光ビーム22が液晶パネル28側
に反射され、液晶パネル28を再び通過した後、光源16か
らの出射光の光路を逆戻りするように楕円面反射鏡17の
第２焦点Ｆおよび円弧面反射鏡19の開口20を通過し、楕
円面反射鏡17を介して光源16もしくはその近傍に戻され
る。光源16に戻された光は再度、楕円面反射鏡17で反射
され、第２焦点Ｆおよび開口20を通過し、集光レンズ21
で平行に制御された後、今度は光軸18に沿うようにして
液晶パネル28の有効照射領域29に照射される。
を通過した光ビーム22は、配光制御板23に設けられた全
反射鏡の反射作用により、光ビーム22が液晶パネル28側
に反射され、液晶パネル28を再び通過した後、光源16か
らの出射光の光路を逆戻りするように楕円面反射鏡17の
第２焦点Ｆおよび円弧面反射鏡19の開口20を通過し、楕
円面反射鏡17を介して光源16もしくはその近傍に戻され
る。光源16に戻された光は再度、楕円面反射鏡17で反射
され、第２焦点Ｆおよび開口20を通過し、集光レンズ21
で平行に制御された後、今度は光軸18に沿うようにして
液晶パネル28の有効照射領域29に照射される。
【００４６】この動作において、配光制御板23の全反射
鏡に対応した部分の液晶パネル28は、反射鏡により戻る
光が再度透過するので、液晶パネル28のこの部分の各箇
所ごとの光透過率を任意に変化させることにより、集光
レンズ21から矩形開口24を通過して液晶パネル28に照射
される光ビーム22の一部と配光制御板23から反射され、
再度、液晶パネル28に戻される光ビーム22の残りの光量
が合成されるため、光量分布を調整することができるこ
とになる。これにより、液晶パネル28の光量分布の変
化、すなわち光量むらを任意に制御し、かつ低減するこ
とができる。
鏡に対応した部分の液晶パネル28は、反射鏡により戻る
光が再度透過するので、液晶パネル28のこの部分の各箇
所ごとの光透過率を任意に変化させることにより、集光
レンズ21から矩形開口24を通過して液晶パネル28に照射
される光ビーム22の一部と配光制御板23から反射され、
再度、液晶パネル28に戻される光ビーム22の残りの光量
が合成されるため、光量分布を調整することができるこ
とになる。これにより、液晶パネル28の光量分布の変
化、すなわち光量むらを任意に制御し、かつ低減するこ
とができる。
【００４７】なお、配光制御板23の全反射鏡の部分の反
射分布を変えることができる、例えば画素ごとにその反
射率を変化させることができる制御手段を設けることに
より、光量むらをさらに精度よく制御することができ
る。
射分布を変えることができる、例えば画素ごとにその反
射率を変化させることができる制御手段を設けることに
より、光量むらをさらに精度よく制御することができ
る。
【００４８】以上の動作が、光源16から照射されるすべ
ての光束に対して行われることにより、被照射面である
液晶パネル28に対し、光源16から照射される光を有効
に、かつ任意の配光パターンで照射することができる。
このため、最終的には明るく光量むらのない画像をスク
リーンに投写することができるものである。
ての光束に対して行われることにより、被照射面である
液晶パネル28に対し、光源16から照射される光を有効
に、かつ任意の配光パターンで照射することができる。
このため、最終的には明るく光量むらのない画像をスク
リーンに投写することができるものである。
【００４９】なお、本実施例において、配光制御板23を
第１の実施例と同じ構成としたが、配光制御板23に代え
て第２の実施例で用いた配光制御板26、すなわち光軸18
を中心として液晶パネル28の有効照射領域29に相当する
透過領域27を設け、透過領域27以外の光透過率と光反射
率の比率を任意に制御する半透過鏡としてもよく、この
場合には、第２の実施例と同様の作用・効果が付加され
ることになる。
第１の実施例と同じ構成としたが、配光制御板23に代え
て第２の実施例で用いた配光制御板26、すなわち光軸18
を中心として液晶パネル28の有効照射領域29に相当する
透過領域27を設け、透過領域27以外の光透過率と光反射
率の比率を任意に制御する半透過鏡としてもよく、この
場合には、第２の実施例と同様の作用・効果が付加され
ることになる。
【００５０】さらに、本実施例において、液晶パネル28
と配光制御板23の間に間隔を設けた構成としたが、両者
を密着させる、あるいは液晶パネル28の光出射面に直
接、全反射鏡を設けた構成としても、同様の作用・効果
を示すのはいうまでもない。
と配光制御板23の間に間隔を設けた構成としたが、両者
を密着させる、あるいは液晶パネル28の光出射面に直
接、全反射鏡を設けた構成としても、同様の作用・効果
を示すのはいうまでもない。
【００５１】あわせて、第１の実施例から第３の実施例
において、光源16をメタルハライドランプとしたが、点
状の高輝度光源、たとえばハロゲン電球やショートアー
クタイプのキセノンランプなどであってもよい。また、
配光制御板により平行光の一部を光源に戻す作用は、単
に反射による戻し以外に、一般的な光ガイドにより光を
戻す機能を有するものであれば、同様の効果を有するこ
とはいうまでもない。
において、光源16をメタルハライドランプとしたが、点
状の高輝度光源、たとえばハロゲン電球やショートアー
クタイプのキセノンランプなどであってもよい。また、
配光制御板により平行光の一部を光源に戻す作用は、単
に反射による戻し以外に、一般的な光ガイドにより光を
戻す機能を有するものであれば、同様の効果を有するこ
とはいうまでもない。
【００５２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、次のよう
な効果を得ることができる。 （１）光源から照射される光を楕円面反射鏡と円弧面反
射鏡で有効に集光レン ズに出射するとともに、配光制御
板を光軸中心部に開口をもち開口以外の面を全反射鏡と
する平板とし、集光レンズと被照射面である液晶パネル
の光入射面とのなす光路中に配置することにより、集光
レンズから照射される光ビームのうち、液晶パネルの有
効照射領域以外に照射される光ビームを前記配光制御板
で反射させて、光源および楕円面反射鏡に戻した後、再
度、集光レンズを介して液晶パネルに照射させる。これ
により、光源から照射される光を捨てることなく、有効
に利用することができる。
な効果を得ることができる。 （１）光源から照射される光を楕円面反射鏡と円弧面反
射鏡で有効に集光レン ズに出射するとともに、配光制御
板を光軸中心部に開口をもち開口以外の面を全反射鏡と
する平板とし、集光レンズと被照射面である液晶パネル
の光入射面とのなす光路中に配置することにより、集光
レンズから照射される光ビームのうち、液晶パネルの有
効照射領域以外に照射される光ビームを前記配光制御板
で反射させて、光源および楕円面反射鏡に戻した後、再
度、集光レンズを介して液晶パネルに照射させる。これ
により、光源から照射される光を捨てることなく、有効
に利用することができる。
【００５３】（２）配光制御板を透光性をもたせた平板
とし、光軸中心部と周辺部との光透過比率および光反射
比率を変化させることにより、配光制御板で反射させた
液晶パネルの有効照射領域以外の光ビームの反射光量
と、光源と楕円面反射鏡に戻した後、再度、集光レンズ
を介して液晶パネルに照射させる光ビームの透過光量と
を調整することができるため、液晶パネルの光量および
光量分布を任意に制御することができる。
とし、光軸中心部と周辺部との光透過比率および光反射
比率を変化させることにより、配光制御板で反射させた
液晶パネルの有効照射領域以外の光ビームの反射光量
と、光源と楕円面反射鏡に戻した後、再度、集光レンズ
を介して液晶パネルに照射させる光ビームの透過光量と
を調整することができるため、液晶パネルの光量および
光量分布を任意に制御することができる。
【００５４】（３）配光制御板を透光性をもつ平板と
し、これに波長選択透過特性および波長選択反射特性を
もたせることにより、配光制御板で反射させた液晶パネ
ルの有効照射領域以外の光ビームの分光分布と、光源お
よび楕円面反射鏡に戻した後、再度、集光レンズを介し
て液晶パネルに照射させる光ビームの分光分布とを調整
することができるため、液晶パネルに照射させる光ビー
ムの分光分布の変化にともなう色むらを任意に制御し、
かつ低減することができる。
し、これに波長選択透過特性および波長選択反射特性を
もたせることにより、配光制御板で反射させた液晶パネ
ルの有効照射領域以外の光ビームの分光分布と、光源お
よび楕円面反射鏡に戻した後、再度、集光レンズを介し
て液晶パネルに照射させる光ビームの分光分布とを調整
することができるため、液晶パネルに照射させる光ビー
ムの分光分布の変化にともなう色むらを任意に制御し、
かつ低減することができる。
【００５５】（４）配光制御板を部分的に全反射鏡から
なる平板として、液晶パネルの光出射面に配置し、液晶
パネルの透過率を変化させることにより、集光レンズか
ら照射される光ビームを液晶パネルを介して配光制御板
で反射させ、さらに、光源および楕円面反射鏡に戻した
後、再度、集光レンズを介して液晶パネルに照射させる
ことにより、前記液晶パネルに照射させる光ビームの光
量および光量分布を制御することができる。
なる平板として、液晶パネルの光出射面に配置し、液晶
パネルの透過率を変化させることにより、集光レンズか
ら照射される光ビームを液晶パネルを介して配光制御板
で反射させ、さらに、光源および楕円面反射鏡に戻した
後、再度、集光レンズを介して液晶パネルに照射させる
ことにより、前記液晶パネルに照射させる光ビームの光
量および光量分布を制御することができる。
【図１】本発明の第１の実施例における照明装置の断面
図である。
図である。
【図２】本発明の第１の実施例における照明装置の一部
切欠斜視図である。
切欠斜視図である。
【図３】本発明の第２の実施例における照明装置の断面
図である。
図である。
【図４】本発明の第２の実施例における照明装置の一部
切欠斜視図である。
切欠斜視図である。
【図５】本発明の第３の実施例における照明装置の断面
図である。
図である。
【図６】本発明の第３の実施例における照明装置の一部
切欠斜視図である。
切欠斜視図である。
【図７】従来例の放物面反射鏡を用いた照明装置の断面
図である。
図である。
【図８】従来例の円弧面面反射鏡と集光レンズを用いた
照明装置の断面図である。
照明装置の断面図である。
【図９】従来例の楕円面面反射鏡と集光レンズを用いた
照明装置の断面図である。
照明装置の断面図である。
【図１０】従来例の放物面反射鏡を用いた照明装置の動
作を示す断面図である。
作を示す断面図である。
【図１１】従来例の放物面反射鏡を用いた照明装置の動
作を示す一部切欠斜視図である。
作を示す一部切欠斜視図である。
16 光源 17 楕円面反射鏡 18 光軸 19 円弧面反射鏡 20 開口 21 集光レンズ 22 光ビーム 23,26 配光制御板 24 矩形開口 25,28 液晶パネル 27 透過領域 29 有効照射領域
Claims (5)
- 【請求項１】 光源と、この光源を第１焦点に配置し、
光源から照射される光を第２焦点に集光する楕円面反射
鏡と、前記楕円面反射鏡の第１焦点を焦点とし、光軸中
心部に開口を有する円弧面反射鏡と、前記楕円面反射鏡
の第２焦点を焦点とする集光レンズと、前記集光レンズ
からの平行光の配光パターンを制御する配光制御板とを
有し、前記配光制御板を前記集光レンズからの平行光の
光路上で被照射面の前あるいは後に隣接して配置し、前
記集光レンズからの平行光の一部を前記楕円面反射鏡の
第１焦点もしくはその近傍に戻すようにしたことを特徴
とする照明装置。 - 【請求項２】 配光制御板は光軸中心部に開口をもつ平
板であり、少なくともこの開口以外の面が全反射鏡であ
ることを特徴とする請求項１記載の照明装置。 - 【請求項３】 配光制御板は透光性をもつ平板であり、
光軸中心部と周辺部との光透過比率および光反射比率を
変化させたことを特徴とする請求項１記載の照明装置。 - 【請求項４】 配光制御板は透光性をもつ平板であり、
光軸中心部と周辺部とに波長選択透過特性および波長選
択反射特性をもたせたことを特徴とする請求項１または
請求項３に記載の照明装置。 - 【請求項５】 配光制御板は部分的に反射鏡からなる平
板であり、光源からの出射方向に対して被照射面の後に
配置し、前記反射鏡に相対する被照射面の透過率を制御
するようにしたことを特徴とする請求項１から請求項４
のいずれか１つに記載の照明装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3300933A JP2674913B2 (ja) | 1991-11-18 | 1991-11-18 | 照明装置 |
| US07/978,255 US5309340A (en) | 1991-11-18 | 1992-11-18 | Lighting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3300933A JP2674913B2 (ja) | 1991-11-18 | 1991-11-18 | 照明装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05142653A JPH05142653A (ja) | 1993-06-11 |
| JP2674913B2 true JP2674913B2 (ja) | 1997-11-12 |
Family
ID=17890861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3300933A Expired - Lifetime JP2674913B2 (ja) | 1991-11-18 | 1991-11-18 | 照明装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5309340A (ja) |
| JP (1) | JP2674913B2 (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5900982A (en) * | 1987-12-31 | 1999-05-04 | Projectavision, Inc. | High efficiency light valve projection system |
| US5446639A (en) * | 1992-04-03 | 1995-08-29 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Illuminating apparatus |
| EP0675476B1 (en) * | 1994-03-30 | 1998-06-03 | Denso Corporation | Liquid crystal display device |
| US5715040A (en) * | 1995-10-12 | 1998-02-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Illumination aperture of low intensity loss |
| JPH09325313A (ja) | 1996-06-04 | 1997-12-16 | Hitachi Ltd | 投射型液晶表示装置 |
| EP1391776A1 (en) * | 2002-07-19 | 2004-02-25 | Sony International (Europe) GmbH | Light collecting, integrating and redirecting device |
| US7029150B2 (en) * | 2004-01-23 | 2006-04-18 | Guide Corporation | Catadioptric light distribution system |
| JP4059251B2 (ja) * | 2004-02-27 | 2008-03-12 | セイコーエプソン株式会社 | 光源装置、およびプロジェクタ |
| US20080158900A1 (en) * | 2006-12-22 | 2008-07-03 | Johnson Controls Technology Company | Overhead console projector lamp optics |
| JP5439724B2 (ja) * | 2008-02-13 | 2014-03-12 | 株式会社ニコン | プロジェクタ |
| US9348208B2 (en) | 2008-01-22 | 2016-05-24 | Nikon Corporation | Projector having a light-emitting element, image forming unit and reflecting member |
| US8165434B2 (en) | 2009-03-17 | 2012-04-24 | LumenFlow Corp. | High efficiency optical coupler |
| IT1402378B1 (it) * | 2010-09-07 | 2013-09-04 | Clay Paky Spa | Proiettore da palcoscenico |
| JP5772090B2 (ja) | 2011-03-11 | 2015-09-02 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクター |
| US9328898B1 (en) | 2012-02-21 | 2016-05-03 | Richard Arthur Flasck | High efficiency hybrid illumination system |
| TWM464609U (zh) * | 2013-01-18 | 2013-11-01 | xiao-ming Jin | 反射式光電材料組合照明裝置 |
| DE102015201300A1 (de) * | 2015-01-26 | 2016-07-28 | Osram Gmbh | Beleuchtungsvorrichtung mit Lichtquelle und Reflektor mit ellipsoidaler Reflexionsfläche |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3241440A (en) * | 1963-12-26 | 1966-03-22 | Bausch & Lomb | Illumination system |
| JPS5768801A (en) * | 1980-10-17 | 1982-04-27 | Fuji Photo Optical Co Ltd | Linear lighting equipment |
| DE3507013A1 (de) * | 1985-02-28 | 1986-08-28 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Scheinwerfer fuer abblendlicht oder nebellicht von kraftfahrzeugen |
| US5235499A (en) * | 1990-08-09 | 1993-08-10 | Strand Lighting Limited | Lamp system having a torroidal light emitting member |
| JP2902464B2 (ja) * | 1990-09-04 | 1999-06-07 | 旭光学工業株式会社 | 反射照明装置 |
| US5117312A (en) * | 1991-01-04 | 1992-05-26 | Fusion Systems Corporation | Apparatus including concave reflectors and a line of optical fibers |
-
1991
- 1991-11-18 JP JP3300933A patent/JP2674913B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-11-18 US US07/978,255 patent/US5309340A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05142653A (ja) | 1993-06-11 |
| US5309340A (en) | 1994-05-03 |
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