JP4066992B2 - 照明光学系および投写型表示装置 - Google Patents
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所定の光学装置の光入射面を照明領域として照明する照明光学系であって、
非偏光な光を射出する光源と、
前記光源から射出された光を複数の部分光線束に分割する分割光学系と、
非偏光な前記複数の部分光線束をそれぞれ偏光方向の揃った一種類の直線偏光光にほぼ変換して射出する偏光変換光学系と、を備え、
前記分割光学系は、M列(Mは2以上の整数)の小レンズ列を有する第1のレンズアレイと、N列(NはMよりも小さな1以上の整数)の小レンズ列を有する第2のレンズアレイとを備えており、
前記分割光学系は、さらに、前記第1のレンズアレイ内の複数の小レンズ列で形成された複数列の部分光線束を、より少ない列にまとめて前記第2のレンズアレイに入射させることによって、前記第1のレンズアレイのM列の小レンズ列で分割された部分光線束が前記第2のレンズアレイのN列の小レンズ列に入射するように構成されており、
前記第1のレンズアレイ内の前記複数の小レンズ列は隣り合う2列の小レンズ列であり、
前記2列の小レンズ列は、前記2列の小レンズ列のうち外側の1列の各小レンズの位置が、列の方向に沿って、内側の1列の各小レンズの位置からずれて配列されており、
前記第1のレンズアレイの前記2列の小レンズ列に対応する前記第2のレンズアレイの1列の小レンズ列は、前記第1のレンズアレイの前記外側の1列の小レンズに対応する第1の小レンズと、前記内側の1列の小レンズに対応する第2の小レンズとが交互に配列されていることを特徴とする。
前記第1のレンズアレイ内の前記複数の小レンズ列は、前記N列の小レンズ列の最も外側に配置されていることが好ましい。
上記各照明光学系のいずれか1つと、
前記照明領域としての光入射面を有し、前記照明光学系からの入射光を画像情報に応じて変調する電気光学装置と、
前記電気光学装置で得られる変調光を投写する投写光学系と、
を備えることを特徴とする。
前記色光分離光学系により分離された各色光をそれぞれ変調する複数の前記電気光学装置と、
それぞれの前記電気光学装置で変調された後の各色の変調光を合成する色光合成光学系と、を備え、
前記色光合成手段によって得られた合成光束が前記投写光学系を介して投写されるようにすることもできる。
図1は、本発明の照明光学系の要部を平面的に見た概略構成図である。この照明光学系100は、光源20と、分割光学系30と、偏光変換光学系60と、重畳光学系(重畳レンズ)70と、を備えている。これらの各光学要素20,30,60,70は、それぞれの中心軸が照明光学系100のシステム光軸100axに一致するように配置されている。分割光学系30および重畳光学系70は、照明領域LAの有効照明領域ELAをほぼ均一に照明するためのインテグレータ光学系を構成している。
図8は、本発明の照明光学系を用いた投写型表示装置の要部を平面的に見た概略構成図である。この投写型表示装置1000は、本発明の照明光学系100を用いている。
22...光源ランプ
24...凹面鏡
30...光学要素
30...分割光学系
40...第1のレンズアレイ
40A...第1の部分レンズアレイ
40B...第2の部分レンズアレイ
40C...第1の部分レンズアレイ
40D...第2の部分レンズアレイ
40E...レンズアレイ
40F...レンズアレイ
42...第1の小レンズ
42A...第1の部分小レンズ
42B...プリズム
42C...第1の部分小レンズ
42D...第2の部分小レンズ
42a〜42e...第1の小レンズ(偏心レンズ)
42a'〜42e'...第1の小レンズ(偏心レンズ)
50...第2のレンズアレイ
52...第2の小レンズ
52a〜52d...第2の小レンズ
52a'〜52d'...第2の小レンズ
60...偏光変換光学系
60A...第1の偏光変換光学系
60A'...第1の偏光変換光学系
60B...第2の偏光変換光学系
62...遮光板
62a...遮光面
62b...開口面
64...偏光ビームスプリッタアレイ
64a...透光性板材
64b...偏光分離膜
64b'...偏光分離膜
64b1〜64b3...偏光分離膜
64b1'〜64b4'...偏光分離膜
64c...反射膜
66...選択位相差板
66a...λ/2位相差層
66b...開口層
70...重畳光学系(重畳レンズ)
80...照明領域
100...照明光学系
1000...投写型表示装置
200...色光分離光学系
202...第1のダイクロイックミラー
204...第2のダイクロイックミラー
208...反射ミラー
220...リレー光学系
222...入射側レンズ
224,228...反射ミラー
226...リレーレンズ
230...フィールドレンズ(射出側レンズ)
232,234...フィールドレンズ
300R,300G,300B...液晶ライトバルブ
320...クロスダイクロイックプリズム
321...赤色光反射ダイクロイック面
322...青色光反射ダイクロイック面
340...投写光学系
4120...光源
4130...第1のレンズアレイ
4132...小レンズ
4140...第2のレンズアレイ
4142...小レンズ
4150...偏光変換光学系
4152...偏光分離膜
4154...反射膜
4160...重畳レンズ
4180...照明領域
ELA...有効照明領域
LA...照明領域
SC...スクリーン
Claims (7)
- 所定の光学装置の光入射面を照明領域として照明する照明光学系であって、
非偏光な光を射出する光源と、
前記光源から射出された光を複数の部分光線束に分割する分割光学系と、
非偏光な前記複数の部分光線束をそれぞれ偏光方向の揃った一種類の直線偏光光にほぼ変換して射出する偏光変換光学系と、を備え、
前記分割光学系は、M列(Mは2以上の整数)の小レンズ列を有する第1のレンズアレイと、N列(NはMよりも小さな1以上の整数)の小レンズ列を有する第2のレンズアレイとを備えており、
前記分割光学系は、さらに、前記第1のレンズアレイ内の複数の小レンズ列で形成された複数列の部分光線束を、より少ない列にまとめて前記第2のレンズアレイに入射させることによって、前記第1のレンズアレイのM列の小レンズ列で分割された部分光線束が前記第2のレンズアレイのN列の小レンズ列に入射するように構成されており、
前記第1のレンズアレイ内の前記複数の小レンズ列は隣り合う2列の小レンズ列であり、
前記2列の小レンズ列は、前記2列の小レンズ列のうち外側の1列の各小レンズの位置が、列の方向に沿って、内側の1列の各小レンズの位置からずれて配列されており、
前記第1のレンズアレイの前記2列の小レンズ列に対応する前記第2のレンズアレイの1列の小レンズ列は、前記第1のレンズアレイの前記外側の1列の小レンズに対応する第1の小レンズと、前記内側の1列の小レンズに対応する第2の小レンズとが交互に配列されていることを特徴とする照明光学系。 - 請求項1記載の照明光学系であって、
前記第1のレンズアレイの小レンズの数と、前記第2のレンズアレイの小レンズの数とが等しい、照明光学系。 - 請求項1または請求項2記載の照明光学系であって、
前記第1のレンズアレイ内の前記複数の小レンズ列は、前記N列の小レンズ列の最も外側に配置されている、照明光学系。 - 画像を投写して表示する投写型表示装置であって、
所定の照明領域を照明する照明光学系と、
前記照明領域としての光入射面を有し、前記照明光学系からの入射光を画像情報に応じて変調する電気光学装置と、
前記電気光学装置で得られる変調光を投写する投写光学系と、を備え、
前記照明光学系は、
非偏光な光を射出する光源と、
前記光源から射出された光を複数の部分光線束に分割する分割光学系と、
非偏光な前記複数の部分光線束をそれぞれ偏光方向の揃った一種類の直線偏光光にほぼ変換して射出する偏光変換光学系と、を備え、
前記分割光学系は、M列(Mは2以上の整数)の小レンズ列を有する第1のレンズアレイと、N列(NはMよりも小さな1以上の整数)の小レンズ列を有する第2のレンズアレイとを備えており、
前記分割光学系は、さらに、前記第1のレンズアレイ内の複数の小レンズ列で形成された複数列の部分光線束を、より少ない列にまとめて前記第2のレンズアレイに入射させることによって、前記第1のレンズアレイのM列の小レンズ列で分割された部分光線束が前記第2のレンズアレイのN列の小レンズ列に入射するように構成されており、
前記第1のレンズアレイ内の前記複数の小レンズ列は隣り合う2列の小レンズ列であり、
前記2列の小レンズ列は、前記2列の小レンズ列のうち外側の1列の各小レンズの位置が、列の方向に沿って、内側の1列の各小レンズの位置からずれて配列されており、
前記第1のレンズアレイの前記2列の小レンズ列に対応する前記第2のレンズアレイの1列の小レンズ列は、前記第1のレンズアレイの前記外側の1列の小レンズに対応する第1の小レンズと、前記内側の1列の小レンズに対応する第2の小レンズとが交互に配列されていることを特徴とする投写型表示装置。 - 請求項4記載の投写型表示装置であって、
前記第1のレンズアレイの小レンズの数と、前記第2のレンズアレイの小レンズの数とが等しい、投写型表示装置。 - 請求項4または請求項5記載の投写型表示装置であって、
前記第1のレンズアレイ内の前記複数の小レンズ列は、前記N列の小レンズ列の最も外側に配置されている、投写型表示装置。 - 請求項4ないし請求項6のいずれかに記載の投写型表示装置であって、
さらに、前記照明光学系からの射出光を少なくとも2色の色光に分離する色光分離光学系と、
前記色光分離光学系により分離された各色光をそれぞれ変調する複数の前記電気光学装置と、
それぞれの前記電気光学装置で変調された後の各色の変調光を合成する色光合成光学系と、を備え、
前記色光合成手段によって得られた合成光束が前記投写光学系を介して投写される、投写型表示装置。
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JP2004320332A JP4066992B2 (ja) | 2004-11-04 | 2004-11-04 | 照明光学系および投写型表示装置 |
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