JP5656731B2 - 照明光学系及びそれを用いた画像表示装置 - Google Patents
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Description
本発明の他の一側面としての照明光学系は、光源からの光を、照明光学系の光軸に対して傾けて配置された偏光分離面を介して被照明面に導く照明光学系であって、前記偏光分離面の法線及び前記照明光学系の光軸に平行な断面を第2断面、該第2断面と垂直で前記光軸に平行な断面を第1断面とするとき、前記光源側から順に、前記第1断面内において屈折力を有する複数のシリンドリカルレンズを有する第1前側シリンドリカルレンズアレイ、前記第1断面内において屈折力を有する複数のシリンドリカルレンズを有する第1後側シリンドリカルレンズアレイ、前記第2断面内において屈折力を有する複数のシリンドリカルレンズを有する第2前側シリンドリカルレンズアレイ、前記第2断面内において屈折力を有する複数のシリンドリカルレンズを有する第2後側シリンドリカルレンズアレイを有し、前記第1後側シリンドリカルレンズアレイに入射する入射光束の前記第1断面方向の光束径が、前記第2後側シリンドリカルレンズアレイに入射する入射光束の前記第2断面方向の光束幅よりも大きいことを特徴とする。
図1に、第1実施例の照明光学系の構成を図示している。ここでは、画像表示素子として反射型液晶パネル(反射型の光変調素子)を用いたプロジェクターの照明光学系(透過型液晶パネルを用いても構わない)に、本実施例の照明光学系を適用した場合について記載している。
本発明の第二の実施例として図4に示す。この例は第一断面と第二断面においてレンズアレイを共通化した例である。本例のレンズアレイ13、14は球面レンズの2次元配列となっており所謂フライアイレンズとなっている。
図5は、上述の実施例1、2の照明光学系100を用いて構成した画像表示装置(プロジェクター)を示した図である。
2 リフレクタ
3 第1シリンドリカルレンズアレイ
4 第2シリンドリカルレンズアレイ
5 アフォーカル光学系
6 第3シリンドリカルレンズアレイ
7 第4シリンドリカルレンズアレイ
8 コンデンサーレンズ
9 シリンドリカルレンズ
10 色分解光学系
11 液晶パネル
Claims (14)
- 少なくとも1つの光学素子アレイを備え、光源からの光束を用いて被照明面を照明する照明光学系であって、
前記照明光学系の光軸と平行な断面を第1断面とし、
前記第1断面と直交し、かつ前記照明光学系の光軸と平行な断面を第2断面としたとき、
前記少なくとも1つの光学素子アレイは、前記第1断面内で前記光源と共役な位置における、光源像領域の前記第1断面内での幅が、前記第2断面内で前記光源と共役な位置における、光源像領域の前記第2断面内での幅よりも広い光源像領域を形成しており、
前記照明光学系は、前記光源からの光束を用いて、前記照明光学系の光軸に対して傾けて配置された偏光分離面を介して、前記被照明面を照明しており、
前記第2断面が前記偏光分離面の法線と平行である、
ことを特徴とする照明光学系。 - 前記第1断面内で前記光源と共役な位置における、光源像領域の前記第1断面内での幅W1と、
前記第2断面内で前記光源と共役な位置における、光源像領域の前記第2断面内での幅W2とが、
W2/W1<0.8
を満足することを特徴とする請求項1に記載の照明光学系。 - 前記第2断面内における前記光源からの光束の光束幅を圧縮し、前記第2断面内で前記光源と共役な位置における、光源像領域の前記第2断面内での幅を、前記第1断面内で前記光源と共役な位置における、光源像領域の前記第1断面内での幅よりも狭くするアフォーカル光学系を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の照明光学系。
- 前記アフォーカル光学系は、前記第1断面、及び前記第2断面において、前記光源からの光束の光束幅を圧縮することを特徴とする請求項3に記載の照明光学系。
- 前記第1断面内における前記光源からの光束の光束幅を拡大し、前記第1断面内で前記光源と共役な位置における、光源像領域の前記第1断面内での幅を、前記第2断面内で前記光源と共役な位置における、光源像領域の前記第2断面内での幅よりも広くするアフォーカル光学系を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の照明光学系。
- 前記アフォーカル光学系は、前記光源側から順に、
前記第2断面において正の屈折力を有する第1の光学素子と、
前記第2断面において負の屈折力を有する第2の光学素子とを有することを特徴とする請求項3乃至5のいずれか1項に記載の照明光学系。 - 前記第1の光学素子と前記第2の光学素子との間に、前記第1断面において負の屈折力を有する光学素子を有することを特徴とする請求項6に記載の照明光学系。
- 複数の光学素子を有し、前記第1断面内において前記光源からの光束を分割する第1前側光学素子アレイと、
前記第1前側光学素子アレイの複数の光学素子に対応する複数の光学素子を有し、前記第1前側光学素子アレイからの光を受ける第1後側光学素子アレイと、
複数の光学素子を有し、前記第2断面内において前記光源からの光束を分割する第2前側光学素子アレイと、
前記第2前側光学素子アレイの複数の光学素子に対応する複数の光学素子を有し、前記第2前側光学素子アレイからの光を受ける第2後側光学素子アレイを有し、
前記少なくとも1つの光学素子アレイは、前記第1前側光学素子アレイと、前記第2前側光学素子アレイであり、
前記光源と前記第2後側光学素子アレイとの間に配置され、前記第2断面内における前記光源からの光束の光束幅を圧縮するアフォーカル光学系を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の照明光学系。 - 前記第1前側光学素子アレイ、前記第1後側光学素子アレイ、前記第2前側光学素子アレイ、前記第2後側光学素子アレイを構成する光学素子が、シリンドリカルレンズであることを特徴とする請求項8に記載の照明光学系。
- 複数の光学素子を有し、前記第1断面、及び第2断面内において前記光源からの光束を分割する第1前側光学素子アレイと、
前記第1前側光学素子アレイの複数の光学素子に対応する複数の光学素子を有し、前記第1前側光学素子アレイからの光を受ける第1後側光学素子アレイを有し、
前記少なくとも1つの光学素子アレイは、前記第1前側光学素子アレイであり、
前記光源と前記第1後側光学素子アレイとの間に配置され、前記第2断面内における前記光源からの光束の光束幅を圧縮するアフォーカル光学系を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の照明光学系。 - 複数の光学素子を有し、前記第1断面、及び第2断面内において前記光源からの光束を分割し、前記第2断面において正の屈折力を有する第1前側光学素子アレイと、
前記第1前側光学素子アレイの複数の光学素子に対応する複数の光学素子を有し、前記第1前側光学素子アレイからの光を受け、前記第2断面において負の屈折力を有する第1後側光学素子アレイとを有し、
前記少なくとも1つの光学素子アレイは、前記第1前側光学素子アレイであることを特徴とする請求項1又は2に記載の照明光学系。 - 前記第1前側光学素子アレイ、前記第1後側光学素子アレイを構成する光学素子は、偏心レンズを含むことを特徴とする請求項11に記載の照明光学系。
- 光源からの光を、照明光学系の光軸に対して傾けて配置された偏光分離面を介して被照明面に導く照明光学系であって、
前記偏光分離面の法線及び前記照明光学系の光軸に平行な断面を第2断面、該第2断面と垂直で前記光軸に平行な断面を第1断面とするとき、
前記光源側から順に、前記第1断面内において屈折力を有する複数のシリンドリカルレンズを有する第1前側シリンドリカルレンズアレイ、前記第1断面内において屈折力を有する複数のシリンドリカルレンズを有する第1後側シリンドリカルレンズアレイ、前記第2断面内において屈折力を有する複数のシリンドリカルレンズを有する第2前側シリンドリカルレンズアレイ、前記第2断面内において屈折力を有する複数のシリンドリカルレンズを有する第2後側シリンドリカルレンズアレイを有し、
前記第1後側シリンドリカルレンズアレイに入射する入射光束の前記第1断面方向の光束径が、前記第2後側シリンドリカルレンズアレイに入射する入射光束の前記第2断面方向の光束幅よりも大きいことを特徴とする照明光学系。 - 少なくとも1つの光変調素子と、
前記光源からの光束で前記少なくとも1つの光変調素子を照明する、請求項1乃至13のいずれか1項に記載の照明光学系とを有することを特徴とする画像表示装置。
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