JP3434417B2 - 照明光学系 - Google Patents

照明光学系

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JP3434417B2 JP19389196A JP19389196A JP3434417B2 JP 3434417 B2 JP3434417 B2 JP 3434417B2 JP 19389196 A JP19389196 A JP 19389196A JP 19389196 A JP19389196 A JP 19389196A JP 3434417 B2 JP3434417 B2 JP 3434417B2
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和之 白井
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶プロジェクタ
などの投写装置に用いられる照明光学系に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の反射型液晶表示装置の概要を図4
にその斜視図として示す。光源101から出射された光
は、凹面反射器のリフレクタ102により反射され、複
数のマイクロレンズにより光をパネルに重ね合わせる素
子である第1インテグレータレンズ403の面に照射さ
れる。第1インテグレータレンズ403に入射された光
は、第1インテグレータレンズ403を構成する各マイ
クロレンズで第2インテグレータレンズ404の各対応
するマイクロレンズに照射される。図4では例として、
4×5のマトリクスのマイクロレンズを示している。
【0003】第2インテグレータレンズ404の入射光
は、第2インテグレータレンズ404を構成する各マイ
クロレンズにより、集光レンズ(コンデンサーレンズ)
105を介して表示パネル106に集光される。このよ
うに、光源101からの出射光を、リフレクタ102で
集光し、第1及び第2インテグレータレンズ403,4
04でマトリクス状に分割集光して、液晶等の表示パネ
ル106に集光レンズ105を介して重ね合わせること
により、表示パネル106上の光照射を均一化してい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、イン
テグレータレンズを使用することにより、表示パネル上
の光照射を均一化しているが、それでもインテグレータ
レンズの中央部付近のマイクロレンズには、光源のラン
プの構成物の影響が生じ、図5(a)及び図5(b)に
示すように、4×5のマトリクスのマイクロレンズで構
成されている第1インテグレータレンズの中央部の2つ
のマイクロレンズに光源101の影響が生じる。
【0005】結果として、図6に示すように、表示パネ
ル106には斜線で示すような光投影像となり、同図左
側に示すようなランプ101の影が表示パネル面内に出
現してしまう。これは、輝度むらや色むらとなって表示
品質を損なう一因となる。
【0006】そこで本発明は、このような輝度むらや色
むらを低減し、表示パネル上の明るさの均一化を図るこ
とができる照明光学系を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、光源
と、該光源より放射された光を反射する凹面反射器と、
該凹面反射器から出射される光の光軸にほぼ直交する面
内にマトリクス状に配列された複数のレンズを備えた第
1インテグレータレンズと、該第1インテグレータレン
ズによって分割集光された複数の光の光軸にほぼ直交す
る面内にマトリクス状に配列された複数のレンズを備え
た第2インテグレータレンズとを有し、該第2インテグ
レータレンズの各レンズによって表示パネル上に投影像
を形成する照明光学系であって、第1インテグレータレ
ンズの中央部のレンズを周辺部のレンズより大きくし
て、前記中央部のレンズによる投影像を前記表示パネル
より大きくしたことを特徴とする。
【0008】請求項2の発明は、光源と、該光源より放
射された光を反射する凹面反射器と、該凹面反射器から
出射される光の光軸にほぼ直交する面内にマトリクス状
に配列された複数のレンズを備えた第1インテグレータ
レンズと、該第1インテグレータレンズによって分割集
光された複数の光の光軸にほぼ直交する面内にマトリク
ス状に配列された複数のレンズを備えた第2インテグレ
ータレンズとを有し、該第2インテグレータレンズの各
レンズによって表示パネル上に投影像を形成する照明光
学系であって、第2インテグレータレンズの中央部のレ
ンズの焦点距離を周辺部のレンズの焦点距離より長くし
て、前記中央部のレンズによる投影像を前記表示パネル
より大きくしたことを特徴とする。
【0009】請求項3の発明は、光源と、該光源より放
射された光を反射する凹面反射器と、該凹面反射器から
出射される光の光軸にほぼ直交する面内にマトリクス状
に配列された複数のレンズを備えた第1インテグレータ
レンズと、該第1インテグレータレンズによって分割集
光された複数の光の光軸にほぼ直交する面内にマトリク
ス状に配列された複数のレンズを備えた第2インテグレ
ータレンズとを有し、該第2インテグレータレンズの各
レンズによって集光された光を表示パネル上に照射する
照明光学系であって、第2インテグレータレンズの中央
部のレンズをトーリックレンズとしたことを特徴とす
る。
【0010】請求項4の発明は、請求項2又は3記載の
照明光学系であって、第1インテグレータレンズの中央
部のレンズを周辺部のレンズより大きくしたことを特徴
とする。
【0011】
【作用】請求項1の発明は、照明光学系において、第1
インテグレータレンズの中央部のレンズを周辺部のレン
ズより大きくして、これによって形成される投影像を表
示パネルより大きくしたので、この投影像によって形成
さえるランプの構造物による影等を表パネルから外すこ
とができ、表示パネル面上の照度むらを軽減できる。
【0012】請求項2の発明は、第2インテグレータレ
ンズの中央部のレンズの焦点距離を周辺部のレンズの焦
点距離より長くして、これによって形成される投影像を
表示パネルより大きくしたので、この投影像によって形
成さえるランプの構造物による影等を表パネルから外す
ことができ、表示パネル面上の照度むらを軽減できる。
【0013】請求項3の発明は、第2インテグレータレ
ンズの中央部のレンズをトーリックレンズとしたので、
投影像も1方向へ拡大され表示パネル面上の照度むらを
軽減できる。
【0014】請求項4の発明は、請求項2又は3記載の
照明光学系において、第1インテグレータレンズの中央
部のレンズを周辺部のレンズより大きくしたので、中央
部のレンズを大きくしたことによる投影像の拡大が組み
合わされ、表示パネル面上の照度むらをより一層軽減で
きる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
照明光学系を図1〜図3に基づいて説明する。図1
(a)は、本発明の実施の形態による第1インテグレー
タレンズ103を使用して構成される照明光学系の概要
を示す図である。図1(b)は、第1インテグレータレ
ンズ103の平面図であり、いずれも4×5のマトリク
スのマイクロレンズによるインテグレータレンズの例で
ある。
【0016】図2(a)は、本発明の他の実施の形態に
よる第2インテグレータレンズ104を使用して構成さ
れる照明光学系の概要を示す図である。図1(b)は、
第2インテグレータレンズ104の平面図であり、いず
れも4×5のマトリクスのマイクロレンズによるインテ
グレータレンズの例である。図3(a)は、図1の構成
例の場合における表示パネル106上に投影される光照
射像を示す図であり、図3(b)は、図2の構成例の場
合における表示パネル106上に投影される光照射像を
示す図である。
【0017】図1(a)において、光源101、リフレ
クタ102、第2インテグレータレンズ404、集光レ
ンズ105、表示パネル106は、従来の場合と同じ構
成部材である。第1インテグレータレンズ103は、図
1(b)に示すように中央部の斜線で示す2つのマイク
ロレンズは、他の周辺部のマイクロレンズより横の幅を
広くしてある。従って、中央部の2つの斜線で示すマイ
クロレンズによる表示パネル106への投影像は、図3
(a)に示すように図の横方向に広がった像となり、ラ
ンプ101の構成物による影を、表示パネル106から
外すことができる。
【0018】次に、図2(a)に示すように従来の第1
インテグレータレンズ403を用い、第2インテグレー
タレンズ104を、図2(b)に斜線で示すような縦横
のサイズは周辺部のマイクロレンズと同じでその焦点距
離を周辺部のマイクロレンズより長いものとすることに
より、表示パネル106への投影像を周辺部のマイクロ
レンズによる投影像よりも拡大し、図3(b)に示すよ
うにランプ101の構成物による影を、表示パネル10
6から外すことができる。
【0019】また、図示しないが、この第2インテグレ
ータレンズ104の焦点距離を長くする代わりに、トー
リックレンズのような、方向によって焦点距離が異なる
レンズを用いることで上述した内容と同じ結果を得るこ
とができる。
【0020】以上の説明では、第1及び第2インテグレ
ータレンズをそれぞれ独立して扱ったが、それぞれを組
み合わせて用いることも可能である。また、集光レンズ
105を介して表示パネル106上に光を照射する構成
としたが、集光レンズ105がなくても同様の作用効果
が得られることはもちろんである。
【0021】上述の如く形成された照明光学系において
は、何れも表示パネル面内の照度むらを表示パネル外へ
移動させることができ、表示パネル内の照度むらを少な
くすることができる。
【0022】
【発明の効果】本発明の照明光学系によれば、液晶プロ
ジェクタなどの液晶表示パネル上の明るさの均一化を図
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態による照明光学系の概要を
示す図である。
【図2】本発明の他の実施の形態による照明光学系の概
要を示す図である。
【図3】本発明の実施の形態による投影像を示す図であ
る。
【図4】従来の照明光学系の概要を示す図である。
【図5】従来の照明光学系の概要を示す図である。
【図6】従来の照明光学系による投影像を示す図であ
る。
【符号の説明】
101 ・・・・・ 光源 102 ・・・・・ リフレクタ 103,403 ・・・・・ 第1インテグレータレンズ 104,404 ・・・・・ 第2インテグレータレンズ 105 ・・・・・ 集光レンズ 106 ・・・・・ 表示パネル
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−222581(JP,A) 特開 平3−111806(JP,A) 特開 平4−234016(JP,A) 特開 平8−36180(JP,A) 特開 平9−159969(JP,A) 特開 平5−346557(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03B 21/00 - 21/30 G02F 1/13 G02F 1/1335 - 1/13363

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源と、該光源より放射された光を反射
    する凹面反射器と、該凹面反射器から出射される光の光
    軸にほぼ直交する面内にマトリクス状に配列された複数
    のレンズを備えた第1インテグレータレンズと、該第1
    インテグレータレンズによって分割集光された複数の光
    の光軸にほぼ直交する面内にマトリクス状に配列された
    複数のレンズを備えた第2インテグレータレンズとを有
    し、該第2インテグレータレンズの各レンズによって
    示パネル上に投影像を形成する照明光学系であって、前
    記第1インテグレータレンズの中央部のレンズを周辺部
    のレンズより大きくして、前記中央部のレンズによる投
    影像を前記表示パネルより大きくしたことを特徴とする
    照明光学系。
  2. 【請求項2】 光源と、該光源より放射された光を反射
    する凹面反射器と、該凹面反射器から出射される光の光
    軸にほぼ直交する面内にマトリクス状に配列された複数
    のレンズを備えた第1インテグレータレンズと、該第1
    インテグレータレンズによって分割集光された複数の光
    の光軸にほぼ直交する面内にマトリクス状に配列された
    複数のレンズを備えた第2インテグレータレンズとを有
    し、該第2インテグレータレンズの各レンズによって
    示パネル上に投影像を形成する照明光学系であって、前
    記第2インテグレータレンズの中央部のレンズの焦点距
    離を周辺部のレンズの焦点距離より長くして、前記中央
    部のレンズによる投影像を前記表示パネルより大きくし
    ことを特徴とする照明光学系。
  3. 【請求項3】 光源と、該光源より放射された光を反射
    する凹面反射器と、該凹面反射器から出射される光の光
    軸にほぼ直交する面内にマトリクス状に配列された複数
    のレンズを備えた第1インテグレータレンズと、該第1
    インテグレータレンズによって分割集光された複数の光
    の光軸にほぼ直交する面内にマトリクス状に配列された
    複数のレンズを備えた第2インテグレータレンズとを有
    し、該第2インテグレータレンズの各レンズによって集
    光された光を表示パネル上に照射する照明光学系であっ
    て、前記第2インテグレータレンズの中央部のレンズを
    トーリックレンズとしたことを特徴とする照明光学系。
  4. 【請求項4】 前記第1インテグレータレンズの中央部
    のレンズを周辺部のレンズより大きくしたことを特徴と
    する請求項2又は3記載の照明光学系。
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JP6481298B2 (ja) * 2014-09-10 2019-03-13 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
JP6741089B2 (ja) * 2019-02-06 2020-08-19 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置

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