JP5581898B2

JP5581898B2 - 照明光学系および投写型表示装置

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Publication number: JP5581898B2
Application number: JP2010190546A
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Inventors: 彰信菅
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Publication date: 2014-09-03
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Description

本発明は、照明光学系、および投写型表示装置に関する。

ライトバルブ上に表示する画像の表示サイズやアスペクト比に応じて、ライトバルブ上の表示領域のみを選択的に照明する照明光学系を備えた投射型表示装置が知られている（特許文献１参照）。

特開平１１−１０１９４９号公報

従来技術では、ライトバルブを照明するためのレンズアレイの切替え中に照明光が途切れるので、観察者が不快に感じるという問題があった。

請求項１の発明による照明光学系は、被照射面に共役な第１レンズアレイと、光源と共役な第２レンズアレイとを含み、前記光源からの光束を複数に分割する分割光学系と、前記分割された複数の光束を重畳して前記被照射面を照明する重畳光学系とを備え、前記第１レンズアレイおよび前記第２レンズアレイは、それぞれ前記被照射面において第１形状の範囲で照明光を照射するために前記第１形状と相似形状の開口を有する複数のレンズを配列した第１領域と、前記光束の光軸に垂直な平面内で前記第１領域に隣接し、前記被照射面において第２形状の範囲で照明光を照射するために前記第２形状と相似形状の開口を有する複数のレンズを配列した第２領域とを有し、前記第１形状および前記第２形状はそれぞれ矩形形状であり、前記第１領域に配列されるレンズの短辺長と前記第２領域に配列されるレンズの短辺長とを等しく構成し、かつ前記第１レンズアレイおよび前記第２レンズアレイの双方に配設される全てのレンズの光学パワーを等しく構成することを特徴とする。
請求項２の発明による照明光学系は、被照射面に共役な第１レンズアレイと、光源と共役な第２レンズアレイとを含み、前記光源からの光束を複数に分割する分割光学系と、前記分割された複数の光束を重畳して前記被照射面を照明する重畳光学系とを備え、前記第１レンズアレイおよび前記第２レンズアレイは、それぞれ前記被照射面において第１形状の範囲で照明光を照射するために前記第１形状と相似形状の開口を有する複数のレンズを配列した第１領域と、前記光束の光軸に垂直な平面内で前記第１領域に隣接し、前記被照射面において第２形状の範囲で照明光を照射するために前記第２形状と相似形状の開口を有する複数のレンズを配列した第２領域とを有し、前記第１形状および前記第２形状はそれぞれ矩形形状であり、前記第１領域に配列されるレンズの短辺長と前記第２領域に配列されるレンズの短辺長とを等しく構成することを特徴とする。
請求項８の発明による投写型表示装置は、被照射面に共役な第１レンズアレイと、光源と共役な第２レンズアレイとを含み、前記光源からの光束を複数に分割する分割光学系と、前記分割された複数の光束を重畳して前記被照射面を照明する重畳光学系と、前記被照射面に配設され、照射光を変調するライトバルブと、前記ライトバルブで変調された光束をスクリーンへ投射する投射光学系と、を備え、前記第１レンズアレイおよび前記第２レンズアレイは、それぞれ前記被照射面において第１形状の範囲で照明光を照射するために前記第１形状と相似形状の開口を有する複数のレンズを配列した第１領域と、前記光束の光軸に垂直な平面内で前記第１領域に隣接し、前記被照射面において第２形状の範囲で照明光を照射するために前記第２形状と相似形状の開口を有する複数のレンズを配列した第２領域とを有し、前記第１レンズアレイおよび前記第２レンズアレイは、前記第１領域の略中央を前記光軸に合わせる第１位置と、前記第２領域の略中央を前記光軸に合わせる第２位置との間で、移動可能であり、前記第１形状の範囲の大きさは、前記第２形状の範囲の大きさよりも大きく、前記第１レンズアレイおよび前記第２レンズアレイが前記第１位置から前記第２位置に移動されると、前記光源への供給電力を減ずることを特徴とする。

本発明によれば、レンズアレイにおいて光路上に配するレンズの切替え中に照明光が中断することを防止できる。

本発明の一実施の形態による照明光学系を搭載したプロジェクタの光学系の要部構成図である。ＤＭＤ上の表示領域を説明する図である。マイクロレンズアレイを第１レンズアレイ側から見た斜視図である。プロジェクタの制御系の要部構成図である。変形例１によるマイクロレンズアレイを第１レンズアレイ側から見た斜視図である。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。図１は、本発明の一実施の形態による照明光学系を搭載したプロジェクタの光学系の要部構成図である。図１において、プロジェクタは、光源となるＬＥＤ１００およびＬＥＤ２００と、集光光学系１１０および２１０と、ダイクロイックミラー５００と、マイクロレンズアレイ（レンズアレイ）４００と、折り曲げミラー５１０と、重畳光学系５２０と、全反射プリズム５３０、５３１と、投射光学系５４０と、マイクロレンズアレイ駆動機構７００とを含む。

ＬＥＤ１００は、緑色光を発する１チップタイプのＬＥＤである。ＬＥＤ２００は、赤色光を発するＬＥＤチップと、青色光を発するＬＥＤチップとを有する２チップタイプのＬＥＤである。本実施形態では、ＬＥＤ１００およびＬＥＤ２００によって３原色光源を構成する。

なお、２チップタイプのＬＥＤを用いる代わりに、３色分の光源を１チップタイプのＬＥＤによって構成してもよいし、３色分の光源をそれぞれ１チップタイプのＬＥＤで構成してもよい。

集光光学系１１０は、ＬＥＤ１００からの緑色光を集光してダイクロイックミラー５００へ導く。集光光学系２１０は、ＬＥＤ２００からの赤色光、青色光を集光してダイクロイックミラー５００へ導く。両集光光学系１１０、２１０は、それぞれ光軸に沿って進行する単一光束を形成する。なお、図１においては光束の中心線を光軸とし、該光軸を示す直線によって光路を表すものとする。

ダイクロイックミラー５００は、緑色光を透過するとともに、赤色光および青色光を反射する。これにより、３色の光を同じ光路上へ導くことができる。マイクロレンズアレイ４００は光路上に配設され、各ＬＥＤからの光束を複数の部分光束に分割する。

マイクロレンズアレイ４００は、矩形の開口を有する複数のマイクロレンズを有する。各マイクロレンズは、反射型表示素子６００上の被照射面と共役な第１レンズが配列された第１レンズアレイ４０１と、上記３原色光源と共役な第２レンズが配列された第２レンズアレイ４０２とで構成される。上述した部分光束の数は、マイクロレンズアレイ４００が有するマイクロレンズの数のうち、上記集光光学系１１０および２１０によって集光された光束が通過するマイクロレンズの数に対応する。折り曲げミラー５１０は、分割後の複数の部分光束を折り曲げ、折り曲げ後の部分光束をそれぞれ重畳光学系５２０に入射させる。

重畳光学系５２０は、入射された部分光束をそれぞれ拡大し、拡大後の部分光束を照明すべき反射型表示素子６００の被照射面へ重ねるように照明する。このようにマイクロレンズアレイ４００および重畳光学系５２０を有することにより、集光光学系１１０、２１０によって得られた単一光束に照明むらが生じているとしても、反射型表示素子６００の被照射面において照明むらを抑えた均一性の高い照明光を得る。

全反射プリズムは、プリズム５３０およびプリズム５３１によって構成され、重畳光学系５２０からの照明光をプリズム５３０で反射して反射型表示素子６００に向けて射出する。

反射型表示素子６００は、たとえば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）によって構成される。ＤＭＤは、画素に対応する可動微小鏡面（マイクロミラー）を二次元に配列したものである。マイクロミラー下部に設けられる電極を駆動することにより、照明光を全反射プリズム５３０側へ反射する状態と、照明光を内部の吸収体へ向けて反射する状態とを切替える。各マイクロミラーを個別に駆動することにより、表示画素ごとに照明光の反射を制御する。

一般に、ＤＭＤは全反射プリズム５３０側へ反射する状態と、内部で吸収する状態との２値制御であるが、これら２値状態を高速で切替え、反射状態と吸収状態との時間比率を制御するパルス幅変調(ＰＷＭ)によって濃淡を表現する。３原色を構成するＬＥＤ１００および２００を色順次で発光させることにより、１個の反射型表示素子６００を用いてフルカラー表示を行う。プリズム５３０および５３１は、ＤＭＤからの変調光を透過して投射光学系５４０へ射出する。投射光学系５４０は、スクリーン５５０上にフルカラー像を投射する。

マイクロレンズアレイ駆動機構７００については後述する。本実施形態では、上述した集光光学系１１０、２１０と、ダイクロイックミラー５００と、マイクロレンズアレイ４００と、折り曲げミラー５１０と、重畳光学系５２０とを、反射型表示素子６００を照明するための照明光学系と呼ぶ。

上記プロジェクタは、投射するコンテンツの違いによって投射像の縦／横のアスペクト比を切替える。投射像の縦／横のアスペクト比の切替えは、反射型表示素子６００を構成するＤＭＤ上に表示する画像の縦／横の画素数比率を変更するとともに、ＤＭＤの表示領域に応じてＤＭＤ上の照射範囲の形状を変更することによって行う。

図２は、反射型表示素子６００を構成するＤＭＤ上の表示領域を説明する図である。ＤＭＤ上でマイクロミラーが配設されている領域（有効表示領域２０）は、たとえば、横１６：縦９のアスペクト比を有する。照明光学系は、アスペクト比横１６：縦９の画像を投射する場合に、有効表示領域２０の全域を照明する。

一方、アスペクト比横４：縦３の画像を投射する場合の照明光学系は、有効表示領域２０から左右の領域２２および２３を除外した中央領域２１（アスペクト比横４：縦３）のみを照明する。

照明光学系による照明領域（反射型表示素子６００における被照射領域）の切替えは、集光光学系１１０および２１０によって集光された光が通過するマイクロレンズアレイ４００上の開口（マイクロレンズ）のエレメントサイズを切替えることによって行う。

図３は、マイクロレンズアレイ４００を第１レンズアレイ４０１側から見た斜視図である。本実施形態では、透明基板の表裏に第１レンズアレイ４０１および第２レンズアレイ４０２をそれぞれ形成するが、第１レンズアレイ４０１が形成された透明基板と第２レンズアレイ４０２が形成された透明基板とを組合わせることによってマイクロレンズアレイ４００を構成しても構わない。

図３において、領域Ａは、第１レンズアレイ４０１を構成する第１レンズのうち、エレメントサイズのアスペクト比横１６：縦９であるレンズ群が形成されている領域である。つまり、領域Ａのレンズ群の形状は、ＤＭＤ上の有効表示領域２０の形状と相似形である。また、領域Ｂは、第１レンズアレイ４０１を構成する第１レンズのうち、エレメントサイズのアスペクト比横４：縦３であるレンズ群が形成されている領域である。つまり、領域Ｂのレンズ群の形状は、ＤＭＤ上の中央領域２１の形状と相似形である。

第２レンズアレイ４０２についても、第１レンズアレイ４０１と同様に領域Ａおよび領域Ｂを有する。そして、第１レンズアレイ４０１を構成する第１レンズと、第２レンズアレイ４０１を構成する第２レンズとは、それぞれが１：１で対応するように同じエレメントサイズで構成される。

マイクロレンズアレイ４００は、アクチューエータを駆動源とするマイクロレンズアレイ駆動機構７００（図１）により、光路に対して垂直方向（図１における矢印方向）に進退移動可能に構成される。具体的には、領域Ａの略中央を光軸に合わせる第１位置と、領域Ｂの略中央を光軸に合わせる第２位置との間をマイクロレンズアレイ４００が移動する。マイクロレンズアレイ駆動機構７００は、後述する制御部８００（図４）からの切替え指示に応じてマイクロレンズアレイ４００の位置を切替える他、後述する操作部材９００（図４）からの切替え操作信号に応じてマイクロレンズアレイ４００の位置を切替える。

マイクロレンズアレイ４００が上記第１位置にあるとき、集光光学系１１０および２１０によって集光された光束（径をφａとする）は、略円３１へ入射される。領域Ａを構成するレンズ群のうち、矩形開口の少なくとも一部が略円３１にかかるマイクロレンズには、ＬＥＤ１００およびＬＥＤ２００からの光束が入射される。

同様に、マイクロレンズアレイ４００が上記第２位置にあるとき、集光光学系１１０および２１０によって集光された光束（径をφａとする）は、略円３２へ入射される。領域Ｂを構成するレンズ群のうち、矩形開口の少なくとも一部が略円３２にかかるマイクロレンズには、ＬＥＤ１００およびＬＥＤ２００からの光束が入射される。

領域Ａおよび領域Ｂのそれぞれにおいて、マイクロレンズは、光束径φａを包含するよう配設される。このため、光束の外周近くの成分がマイクロレンズアレイ４００上でマイクロレンズが形成されていない領域（端部）へ入射されることはない。

本実施形態では、領域Ａと領域Ｂとを境界３３において隣接させる。すなわち、異なるアスペクト比による投射像を得るためには、領域Ａおよび領域Ｂが離れていても構わないところ、領域Ａの最大幅、および領域Ｂの最大幅が境界３３で連続するように構成する。本実施形態では、領域Ａの最大幅および領域Ｂの最大幅をＷとし、境界３３において幅Ｗで隣接させる。なお、幅Ｗは光束径φａより大である。

領域Ａおよび領域Ｂのマイクロレンズを境界３３において幅Ｗで連続するように構成するのは、ＬＥＤ１００および２００による照明を継続したままマイクロレンズアレイ４００の位置を移動させるためである。境界３３においても光束径φａより大きな幅Ｗでマイクロレンズを形成しておくことで、マイクロレンズアレイ４００が上記第１位置と第２位置との間を移動する途中で光束がマイクロレンズアレイ４００上においてマイクロレンズが形成されていない領域へ入射されることがないので、スクリーン５５０上の投影光の減光や、マイクロレンズを形成する基板で反射した光に起因する影響が抑えられる。

図４は、本実施の形態による照明光学系を搭載したプロジェクタの制御系の要部構成図である。図４において、外部機器から映像ソース（投射コンテンツの情報）が制御部８００へ入力される。本実施の形態の映像ソースは、アスペクト比が横１６：縦９である場合と、横４：縦３である場合とがある。制御部８００は、たとえば、入力された映像ソースの解像度に基づいてアスペクト比を検出する。

制御部８００はマイクロレンズアレイ駆動機構７００へ指示を送り、検出したアスペクト比に応じた上記第１位置または上記第２位置へマイクロレンズアレイ４００を移動させる。制御部８００は、入力された映像ソースに基づいて映像信号を生成し、該映像信号に基づく像を反射型表示素子６００に表示させる。

映像ソースのアスペクト比が横１６：縦９である場合の制御部８００は、反射型表示素子６００の有効表示領域２０（図２）の全域を使用して像を表示させる。この場合、マイクロレンズアレイ４００を上記第１位置へ移動させることで、有効表示領域２０の全域を照明する。

映像ソースのアスペクト比が横４：縦３である場合の制御部８００は、反射型表示素子６００の有効表示領域２０（図２）のうち中央領域２１を使用して像を表示させる。この場合は、マイクロレンズアレイ４００を上記第２位置へ移動させることで、中央領域２１だけを選択的に照明する。

検出したアスペクト比が領域Ａに配設されるマイクロレンズのアスペクト比と同一でなく、領域Ｂに配設されるマイクロレンズのアスペクト比とも同一でない場合の制御部８００は、第１位置および第２位置のうち、映像全体をより効率よく照明できる方を選ぶ。

なお、上述した通り、操作部材９００（図４）からの切替え操作信号に応じてマイクロレンズアレイ４００を上記第１位置または上記第２位置へ移動させることもできる。この場合の制御部８００は、操作部材９００（図４）からの切替え操作信号に応じてマイクロレンズアレイ駆動機構７００へ切替え駆動指示を発する。なお、操作部材９００（図４）からの切替え操作信号の他、リモコン送信機からの切替え操作信号に応じて切替えを行うように構成してもよい。

以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）プロジェクタの照明光学系は、ＬＥＤ１００、２００からの光束を複数に分光するマイクロレンズアレイ４００と、分光された複数の光束を重畳して被照射面を照明する重畳光学系５２０とを備え、マイクロレンズアレイ４００は、被照射面に共役な第１レンズアレイ４０１と、光源と共役な第２レンズアレイ４０２とを含み、第１レンズアレイ４０１および第２レンズアレイ４０２の双方は、それぞれ被照射面において第１形状（アスペクト比横１６：縦９）の範囲で照明光を照射するために第１形状と相似形状の開口を有する複数のマイクロレンズを配列した領域Ａと、被照射面において第２形状（アスペクト比横４：縦３）の範囲で照明光を照射するために第２形状と相似形状の開口を有する複数のマイクロレンズを配列した領域Ｂとを有し、領域Ａおよび領域Ｂは、第１レンズアレイ４０１および第２レンズアレイ４０２の双方においてそれぞれ光束の光軸に垂直な平面内で隣接するように構成するようにした。これにより、マイクロレンズアレイ４００において領域Ａを光路上に配する状態と領域Ｂを光路上に配する状態とを切替える場合に、照明光が中断することを防止できる。

（２）上記（１）の照明光学系は、領域Ａと領域Ｂとが隣接する境界３３の長さは、マイクロレンズアレイ４００に入射される光束径φａより長くした。これにより、領域Ａを光路上に配する第１位置と、領域Ｂを光路上に配する第２位置との間をマイクロレンズアレイ４００を移動する途中で光束がレンズの形成されていない領域へ入射されることがなくなる。このため、マイクロレンズアレイ４００において領域Ａを光路上に配する状態と領域Ｂを光路上に配する状態とを切替える場合に、照明光が暗くなったり、マイクロレンズが形成される基板のレンズ以外の部分で反射した光の影響（迷光によるコントラスト低下、多重反射によるゴースト像）が生じることを防止できる。

（３）上記（１）、（２）の照明光学系は、第１レンズアレイ４０１および第２レンズアレイ４０２の双方を同一基板に形成するようにしたので、部品点数を削減できる。さらに、別々の基板上に形成した２つのレンズアレイを位置合わせする作業を省けるので、組立てコストを抑える点でも有効である。

（４）プロジェクタは、上記（１）〜（３）のいずれかに記載の照明光学系と、被照射面に配設され、照射光を変調する反射型表示素子６００と、反射型表示素子６００で変調された光束をスクリーン５５０へ投射する投射光学系５４０と、を備えるようにしたので、マイクロレンズアレイ４００において領域Ａを光路上に配する状態と領域Ｂを光路上に配する状態とを切替える場合に、投射像が中断することを防止できる。

（５）上記（４）のプロジェクタは、第１領域の略中央を光軸に合わせる第１位置と、第２領域の略中央を光軸に合わせる第２位置との間で、第１レンズアレイ４０１および第２レンズアレイ４０２の双方を光軸に対して垂直方向に移動するマイクロレンズアレイ駆動機構７００をさらに備えるようにしたので、照明光をマイクロレンズアレイ４００に入射させている状態で、領域Ａを光路上に配する状態と、領域Ｂを光路上に配する状態とを自動で切替えさせることができる。

（６）上記（５）のプロジェクタは、入力される映像ソースに応じて、マイクロレンズアレイ駆動機構７００へ第１位置または第２位置を指示する制御部８００をさらに備えるようにしたので、領域Ａを光路上に配する状態および領域Ｂを光路上に配する状態のうち映像ソースに合わせた適切な状態へ自動切替えさせることができる。

（変形例１）
領域Ａに形成されるマイクロレンズのエレメントサイズの短辺（縦方向）の長さと、領域Ｂに形成されるマイクロレンズのエレメントサイズの短辺（縦方向）の長さとを揃えるように構成してもよい。図５は、変形例１によるマイクロレンズアレイ４００Ｇを第１レンズアレイ４０１Ｇ側から見た斜視図である。

図５において、領域Ａは、第１レンズアレイ４０１Ｇを構成する第１レンズのうち、エレメントサイズのアスペクト比横１６：縦９であるレンズ群が形成されている領域である。また、領域Ｂは、第１レンズアレイ４０１Ｇを構成する第１レンズのうち、エレメントサイズのアスペクト比横４：縦３であるレンズ群が形成されている領域である。

第２レンズアレイ４０２Ｇについても、第１レンズアレイ４０１Ｇと同様に領域Ａおよび領域Ｂを有する。そして、第１レンズアレイ４０１Ｇを構成する第１レンズと、第２レンズアレイ４０１Ｇを構成する第２レンズとは、それぞれが１：１で対応するように同じエレメントサイズで構成される。

マイクロレンズアレイ４００Ｇが領域Ａの略中央を光軸に合わせる第１位置にあるとき、集光光学系１１０および２１０によって集光された光束（径をφａとする）は、略円３１へ入射される。同様に、マイクロレンズアレイ４００Ｇが領域Ｂの略中央を光軸に合わせる第２位置にあるとき、集光光学系１１０および２１０によって集光された光束（径をφａとする）は、略円３２へ入射される。

なお、領域Ａおよび領域Ｂのマイクロレンズを境界線４３において幅Ｗで連続するように構成する点は、図３に例示した場合と同様である。

変形例１によれば、マイクロレンズの曲率を領域Ａと領域Ｂとで揃えることができるから、マイクロレンズアレイを成形するための金型のコストを低減できる。具体的には、金型が１つで賄える点、領域Ａおよび領域Ｂでレンズのパワーが等しいことから曲率加工用のバイトを統一できる点において有効である。

（変形例２）
以上説明した実施形態によれば、スクリーン５５０上に投影される全光束がアスペクト比横１６：縦９の場合と横４：縦３の場合とでほぼ同じになる。このため、１６：９の場合よりも４：３の場合の方が１．３３倍明るく見える。そこで、アスペクト比横４：縦３の場合には、アスペクト比横１６：縦９の場合よりもＬＥＤ１００およびＬＥＤ２００に供給する電流値をそれぞれ減ずることにより、アスペクト比を変更する前後でスクリーン５５０上における見た目の明るさが変わらないようにＬＥＤ１００およびＬＥＤ２００の発光量を制御してもよい。アスペクト比が変わっても明るさが変化しない上に、消費電力の低減にも有効である。

（変形例３）
ライトバルブとして反射型表示素子６００を用いる例を説明したが、透過型の表示素子を用いる構成にしてもよい。また、反射型表示素子６００としてＤＭＤを用いる例を説明したが、反射型液晶表示素子を用いる構成にしてもよい。

（変形例４）
全反射プリズム５３０，５３１の代わりにＰＢＳモジュールなどの偏光分離素子を用いて構成してもよい。

（変形例５）
以上の説明ではプロジェクタに搭載する照明光学系を例に説明したが、顕微鏡の照明光学系や、ステッパー露光装置における照明光学系にも適用することができる。

以上の説明はあくまで一例であり、上記の実施形態の構成に何ら限定されるものではない。

１００、２００…ＬＥＤ
１１０、２１０…集光光学系
４００…マイクロレンズアレイ
４０１…第１レンズアレイ
４０２…第２レンズアレイ
５００…ダイクロイックミラー
５１０…折り曲げミラー
５２０…重畳光学系
５３０、５３１…全反射プリズム
５４０…投射光学系
５５０…スクリーン
６００…反射型表示素子
７００…マイクロレンズアレイ駆動機構

Claims

被照射面に共役な第１レンズアレイと、光源と共役な第２レンズアレイとを含み、前記光源からの光束を複数に分割する分割光学系と、
前記分割された複数の光束を重畳して前記被照射面を照明する重畳光学系とを備え、
前記第１レンズアレイおよび前記第２レンズアレイは、それぞれ前記被照射面において第１形状の範囲で照明光を照射するために前記第１形状と相似形状の開口を有する複数のレンズを配列した第１領域と、前記光束の光軸に垂直な平面内で前記第１領域に隣接し、前記被照射面において第２形状の範囲で照明光を照射するために前記第２形状と相似形状の開口を有する複数のレンズを配列した第２領域とを有し、
前記第１形状および前記第２形状はそれぞれ矩形形状であり、前記第１領域に配列されるレンズの短辺長と前記第２領域に配列されるレンズの短辺長とを等しく構成し、かつ前記第１レンズアレイおよび前記第２レンズアレイの双方に配設される全てのレンズの光学パワーを等しく構成することを特徴とする照明光学系。
被照射面に共役な第１レンズアレイと、光源と共役な第２レンズアレイとを含み、前記光源からの光束を複数に分割する分割光学系と、
前記分割された複数の光束を重畳して前記被照射面を照明する重畳光学系とを備え、
前記第１レンズアレイおよび前記第２レンズアレイは、それぞれ前記被照射面において第１形状の範囲で照明光を照射するために前記第１形状と相似形状の開口を有する複数のレンズを配列した第１領域と、前記光束の光軸に垂直な平面内で前記第１領域に隣接し、前記被照射面において第２形状の範囲で照明光を照射するために前記第２形状と相似形状の開口を有する複数のレンズを配列した第２領域とを有し、
前記第１形状および前記第２形状はそれぞれ矩形形状であり、前記第１領域に配列されるレンズの短辺長と前記第２領域に配列されるレンズの短辺長とを等しく構成することを特徴とする照明光学系。
請求項１または２に記載の照明光学系において、
前記第１領域と前記第２領域とが隣接する境界の長さは、前記分割光学系に入射される光束径より長いことを特徴とする照明光学系。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の照明光学系において、
前記第１レンズアレイおよび前記第２レンズアレイの双方を同一基板に形成することを特徴とする照明光学系。
請求項１〜４のいずれか一項に記載の照明光学系と、
前記被照射面に配設され、照射光を変調するライトバルブと、
前記ライトバルブで変調された光束をスクリーンへ投射する投射光学系と、
を備えることを特徴とする投写型表示装置。
請求項５に記載の投写型表示装置において、
前記第１領域の略中央を前記光軸に合わせる第１位置と、前記第２領域の略中央を前記光軸に合わせる第２位置との間で、前記第１レンズアレイおよび前記第２レンズアレイの双方を前記光軸に対して垂直方向に移動するレンズアレイ移動手段をさらに備えることを特徴とする投写型表示装置。
請求項６に記載の投写型表示装置において、
入力される映像ソースに応じて、前記レンズアレイ移動手段へ前記第１位置または前記第２位置を指示する指示手段をさらに備えることを特徴とする投写型表示装置。
被照射面に共役な第１レンズアレイと、光源と共役な第２レンズアレイとを含み、前記光源からの光束を複数に分割する分割光学系と、
前記分割された複数の光束を重畳して前記被照射面を照明する重畳光学系と、
前記被照射面に配設され、照射光を変調するライトバルブと、
前記ライトバルブで変調された光束をスクリーンへ投射する投射光学系と、を備え、
前記第１レンズアレイおよび前記第２レンズアレイは、それぞれ前記被照射面において第１形状の範囲で照明光を照射するために前記第１形状と相似形状の開口を有する複数のレンズを配列した第１領域と、前記光束の光軸に垂直な平面内で前記第１領域に隣接し、前記被照射面において第２形状の範囲で照明光を照射するために前記第２形状と相似形状の開口を有する複数のレンズを配列した第２領域とを有し、
前記第１レンズアレイおよび前記第２レンズアレイは、前記第１領域の略中央を前記光軸に合わせる第１位置と、前記第２領域の略中央を前記光軸に合わせる第２位置との間で、移動可能であり、
前記第１形状の範囲の大きさは、前記第２形状の範囲の大きさよりも大きく、
前記第１レンズアレイおよび前記第２レンズアレイが前記第１位置から前記第２位置に移動されると、前記光源への供給電力を減ずることを特徴とする投写型表示装置。