JPH10241437A - 光源装置、照明系及び画像投射装置 - Google Patents
光源装置、照明系及び画像投射装置Info
- Publication number
- JPH10241437A JPH10241437A JP9043510A JP4351097A JPH10241437A JP H10241437 A JPH10241437 A JP H10241437A JP 9043510 A JP9043510 A JP 9043510A JP 4351097 A JP4351097 A JP 4351097A JP H10241437 A JPH10241437 A JP H10241437A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light source
- light
- source device
- image
- lens
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光利用効率を良くできる光源装置を提供する
こと。 【解決手段】 光源１からの光を楕円鏡２により反射し
て収斂させることによりスリット４の小開口に光源像を
投影する際に、光源像の近くに光源側に凸のメニスカス
レンズ３を設け、メニスカスレンズ３により光軸Ａと平
行な光線を開口に向けて屈折・偏向する。
こと。 【解決手段】 光源１からの光を楕円鏡２により反射し
て収斂させることによりスリット４の小開口に光源像を
投影する際に、光源像の近くに光源側に凸のメニスカス
レンズ３を設け、メニスカスレンズ３により光軸Ａと平
行な光線を開口に向けて屈折・偏向する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光源装置、照明系及
び液晶プロジェクター等の画像投射装置に関し、特に光
軸と交差する方向に発光部位置が変動する光源や光軸と
交差する方向における発光部が拡大されている光源など
を使用する際に好適な光源装置、照明系及び画像投射装
置に関する。
び液晶プロジェクター等の画像投射装置に関し、特に光
軸と交差する方向に発光部位置が変動する光源や光軸と
交差する方向における発光部が拡大されている光源など
を使用する際に好適な光源装置、照明系及び画像投射装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、液晶プロジェクター等の光源装置
では、光源像を形成する必要がある場合には、楕円鏡、
放物面鏡と正レンズより成る系、球面鏡と正レンズより
成る系を用いていた。一方近年、照明効率を高くするた
めに光源の発光部の寸法が小さい高圧水銀ランプ等の光
源が開発され、この種の光源装置に適用することが考え
られている。
では、光源像を形成する必要がある場合には、楕円鏡、
放物面鏡と正レンズより成る系、球面鏡と正レンズより
成る系を用いていた。一方近年、照明効率を高くするた
めに光源の発光部の寸法が小さい高圧水銀ランプ等の光
源が開発され、この種の光源装置に適用することが考え
られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光源の
発光部の寸法が小さい高圧水銀ランプは、点灯中にアー
ク内で発光部の位置が光軸と交差する方向に変動する、
所謂アークジャンプという現象が頻繁に発生する。従っ
て集光器として楕円鏡等の上記各種結像系を用いると、
光源像も光源の発光部位置の変動に応じて光軸と交差す
る方向に移動してしまう。この為、光源像を受光する後
段の光学系の開口部（例えばガラスロッドインテグレー
ターの光入射面）が光源像と同じ位小さい場合、開口部
から光源像がはみ出てしまい、光学系に入射する光の量
が低下し、変動してしまうという問題があった。
発光部の寸法が小さい高圧水銀ランプは、点灯中にアー
ク内で発光部の位置が光軸と交差する方向に変動する、
所謂アークジャンプという現象が頻繁に発生する。従っ
て集光器として楕円鏡等の上記各種結像系を用いると、
光源像も光源の発光部位置の変動に応じて光軸と交差す
る方向に移動してしまう。この為、光源像を受光する後
段の光学系の開口部（例えばガラスロッドインテグレー
ターの光入射面）が光源像と同じ位小さい場合、開口部
から光源像がはみ出てしまい、光学系に入射する光の量
が低下し、変動してしまうという問題があった。
【０００４】楕円鏡を例にとり詳しくこの現象について
説明する。図１０に示すように楕円鏡２の第１焦点Ｆ１
（光軸Ａ上）に点光源（発光部）１が配置されている場
合には、楕円鏡２により点光源１からの光が収斂されて
点光源１の像が楕円鏡２の第２焦点Ｆ２（光軸Ａ上）に
形成されるが、図１１ に示すように点光源１が楕円鏡
２の光軸Ａに対して垂直な方向（以下、「垂直方向」と
記す。）に移動した場合、点光源１から垂直方向に発せ
られる光線ｋ９０ａ，ｋ９０ｂは楕円鏡２の第２焦点Ｆ
２に集光されるが、楕円鏡２の中心部に近い（光軸Aに
近い）方向に向かって発せられる光線ｋ５０ａ、ｋ５０
ｂは点光源１の移動方向とは逆の方向に光軸Ａから移動
した位置に収斂、集光されて光源像を作り、楕円鏡２の
周辺部に向かって発せられる光線ｋ１３０ａ，ｋ１３０
ｂは点光源１の移動方向と同じ方向に光軸Ａから移動し
た位置に収斂、集光されて光源を作る。
説明する。図１０に示すように楕円鏡２の第１焦点Ｆ１
（光軸Ａ上）に点光源（発光部）１が配置されている場
合には、楕円鏡２により点光源１からの光が収斂されて
点光源１の像が楕円鏡２の第２焦点Ｆ２（光軸Ａ上）に
形成されるが、図１１ に示すように点光源１が楕円鏡
２の光軸Ａに対して垂直な方向（以下、「垂直方向」と
記す。）に移動した場合、点光源１から垂直方向に発せ
られる光線ｋ９０ａ，ｋ９０ｂは楕円鏡２の第２焦点Ｆ
２に集光されるが、楕円鏡２の中心部に近い（光軸Aに
近い）方向に向かって発せられる光線ｋ５０ａ、ｋ５０
ｂは点光源１の移動方向とは逆の方向に光軸Ａから移動
した位置に収斂、集光されて光源像を作り、楕円鏡２の
周辺部に向かって発せられる光線ｋ１３０ａ，ｋ１３０
ｂは点光源１の移動方向と同じ方向に光軸Ａから移動し
た位置に収斂、集光されて光源を作る。
【０００５】光源像の移動量は、楕円鏡２の中心部に近
い方向に向かって発せられる光線ｋ５０ａ、ｋ５０ｂに
よる光源像の移動量５０ｄより、楕円鏡の周辺部に向か
って発せられる光線ｋ１３０ａ，ｋ１３０ｂによる２次
光源像の移動量１３０ｄの方が小さい。この理由は、点
光源１（第１焦点Ｆ１）と楕円鏡２での反射位置の距離
と光源像（第２焦点Ｆ２）と楕円鏡２での反射位置の距
離の比が，楕円鏡２の中心部に近い方向に向かって発せ
られる光線ｋ５０ａ、ｋ５０ｂの方が光線ｋ１３０ａ，
ｋ１３０ｂよりも大きいからである。
い方向に向かって発せられる光線ｋ５０ａ、ｋ５０ｂに
よる光源像の移動量５０ｄより、楕円鏡の周辺部に向か
って発せられる光線ｋ１３０ａ，ｋ１３０ｂによる２次
光源像の移動量１３０ｄの方が小さい。この理由は、点
光源１（第１焦点Ｆ１）と楕円鏡２での反射位置の距離
と光源像（第２焦点Ｆ２）と楕円鏡２での反射位置の距
離の比が，楕円鏡２の中心部に近い方向に向かって発せ
られる光線ｋ５０ａ、ｋ５０ｂの方が光線ｋ１３０ａ，
ｋ１３０ｂよりも大きいからである。
【０００６】つまり楕円鏡２の場合、反射面上での反射
位置が異なると結像倍率が異なる特性を持ち、楕円鏡の
中心部ほど結像倍率が大きくなってしまう。従って後段
の光学系の開口部（スリットの開口等）が小さい場合に
は光軸外で発して楕円鏡の中心付近で反射された光線は
けられて開口部に取り込めなくなり、光源からの光を効
率よく利用できない。
位置が異なると結像倍率が異なる特性を持ち、楕円鏡の
中心部ほど結像倍率が大きくなってしまう。従って後段
の光学系の開口部（スリットの開口等）が小さい場合に
は光軸外で発して楕円鏡の中心付近で反射された光線は
けられて開口部に取り込めなくなり、光源からの光を効
率よく利用できない。
【０００７】このような問題は、楕円鏡以外の結像系を
用いる場合や、光軸と交差する方向における発光部が拡
大されている光源などを使用する場合にも生じると考え
られる。
用いる場合や、光軸と交差する方向における発光部が拡
大されている光源などを使用する場合にも生じると考え
られる。
【０００８】本発明の目的は、光の利用効率を良くする
ことができる光源装置と照明系と画像投射装置を提供す
ることにある。
ことができる光源装置と照明系と画像投射装置を提供す
ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の光源手段のある
形態は、光源の像を形成する結像光学系と、前記光源の
発光部の変位による前記光源像の広がりを減少させる補
正手段とを有する。この補正手段は前記光源側に凸のメ
ニスカスレンズを有し、前記メニスカスレンズは前記結
像光学系による収斂光の光路中に設けられていることを
特徴とする。
形態は、光源の像を形成する結像光学系と、前記光源の
発光部の変位による前記光源像の広がりを減少させる補
正手段とを有する。この補正手段は前記光源側に凸のメ
ニスカスレンズを有し、前記メニスカスレンズは前記結
像光学系による収斂光の光路中に設けられていることを
特徴とする。
【００１０】本発明の光源装置の他の形態は、光源と該
光源からの光を収斂させる集光手段とを有し、集光手段
は収斂光の光路中に光源側に凸のメニスカスレンズを備
えることを特徴とする。この光源装置の集光手段は光源
の像を形成し、特に、メニスカスレンズは光源像の近傍
に位置することを特徴とする。
光源からの光を収斂させる集光手段とを有し、集光手段
は収斂光の光路中に光源側に凸のメニスカスレンズを備
えることを特徴とする。この光源装置の集光手段は光源
の像を形成し、特に、メニスカスレンズは光源像の近傍
に位置することを特徴とする。
【００１１】上記集光手段や結像光学系は楕円鏡を備
え、楕円鏡の第１焦点に光源を配し、楕円鏡の第２焦点
に光源像を形成する形態や、放物面鏡と放物面鏡からの
光を集光する正レンズとを備え、放物面鏡の焦点位置に
光源を配し、正レンズの焦点位置に光源像を形成する形
態や、球面鏡と球面鏡からの光を集光する正レンズとを
備え、球面鏡の曲率中心位置に光源を配し、正レンズの
一方の共役点を曲率中心位置に設定し、正レンズの他方
の共役点に光源像を形成する形態等を有する。
え、楕円鏡の第１焦点に光源を配し、楕円鏡の第２焦点
に光源像を形成する形態や、放物面鏡と放物面鏡からの
光を集光する正レンズとを備え、放物面鏡の焦点位置に
光源を配し、正レンズの焦点位置に光源像を形成する形
態や、球面鏡と球面鏡からの光を集光する正レンズとを
備え、球面鏡の曲率中心位置に光源を配し、正レンズの
一方の共役点を曲率中心位置に設定し、正レンズの他方
の共役点に光源像を形成する形態等を有する。
【００１２】更に上記光源像がその光入射面又はその近
傍に形成される棒状インテグレータを有し、前記光源像
からの光を前記棒状インテグレータの内部に入射させ、
前記棒状インテグレータの内部で光を反射しつつその光
出射面に導くことにより、該光出射面に強度分布が均一
化された面光源を形成する形態がある。
傍に形成される棒状インテグレータを有し、前記光源像
からの光を前記棒状インテグレータの内部に入射させ、
前記棒状インテグレータの内部で光を反射しつつその光
出射面に導くことにより、該光出射面に強度分布が均一
化された面光源を形成する形態がある。
【００１３】棒状インテグレータの光軸と直交する断面
の形状は多角形であり、被照明面の形状に合わせて、こ
の断面の形状は四角形又は六角形等に設定される。又、
棒状インテグレータは棒状ガラスやカレイドスコープ等
により構成される。
の形状は多角形であり、被照明面の形状に合わせて、こ
の断面の形状は四角形又は六角形等に設定される。又、
棒状インテグレータは棒状ガラスやカレイドスコープ等
により構成される。
【００１４】メニスカスレンズは好ましくは以下の条件
式を満足するように構成される。
式を満足するように構成される。
【００１５】０．５＜Ｄ１／Ｒ１＜２ ０．２＜Ｒ２／Ｒ１＜２
【００１６】ここで、Ｒ１は前記メニスカスレンズの前
記光源側のレンズ面の曲率半径、Ｒ２は前記メニスカス
レンズの前記光源と反対側のレンズ面の曲率半径、Ｄ１
は前記メニスカスレンズの軸上肉厚を示す。
記光源側のレンズ面の曲率半径、Ｒ２は前記メニスカス
レンズの前記光源と反対側のレンズ面の曲率半径、Ｄ１
は前記メニスカスレンズの軸上肉厚を示す。
【００１７】メニスカスレンズは、更に好ましくは以下
の条件を満足するように構成される。
の条件を満足するように構成される。
【００１８】０．６５＜Ｄ１／Ｒ１＜１．６ ０．３＜Ｒ２／Ｒ１＜１．４
【００１９】本発明では、光源として高圧水銀ランプが
使用できる。
使用できる。
【００２０】又、効果的で最も簡単な構成は、上記のメ
ニスカスレンズを一つのみ備える構成である。メニスカ
スレンズの側面が、円柱状でも、光源側に向って徐々に
径が大きくなる円錐状でも採用できる。メニスカスレン
ズの２つのレンズ面の少なくとも一方を非球面により構
成した非球面レンズも採用可能である。
ニスカスレンズを一つのみ備える構成である。メニスカ
スレンズの側面が、円柱状でも、光源側に向って徐々に
径が大きくなる円錐状でも採用できる。メニスカスレン
ズの２つのレンズ面の少なくとも一方を非球面により構
成した非球面レンズも採用可能である。
【００２１】光源像がメニスカスレンズの外部に形成さ
れる形態だけではなく、光源像がメニスカスレンズの内
部に形成される形態もある。
れる形態だけではなく、光源像がメニスカスレンズの内
部に形成される形態もある。
【００２２】本発明の照明系は、上記の光源装置とこの
光源装置からの光束を被照明面に照射する照射光学系と
を有し、前記光源装置が前記光源像がその光入射面又は
その近傍に形成される棒状インテグレータを有し、前記
光源像からの光を前記棒状インテグレータの内部に入射
させ、前記棒状インテグレータの内部で光を反射しつつ
その光出射面に導くことにより、該光出射面に強度分布
が均一化された面光源を形成する場合には、前記照射光
学系が前記被照明面又はその近傍に前記インテグレータ
の前記光出射面を結像することを特徴とする。
光源装置からの光束を被照明面に照射する照射光学系と
を有し、前記光源装置が前記光源像がその光入射面又は
その近傍に形成される棒状インテグレータを有し、前記
光源像からの光を前記棒状インテグレータの内部に入射
させ、前記棒状インテグレータの内部で光を反射しつつ
その光出射面に導くことにより、該光出射面に強度分布
が均一化された面光源を形成する場合には、前記照射光
学系が前記被照明面又はその近傍に前記インテグレータ
の前記光出射面を結像することを特徴とする。
【００２３】本発明の画像投射装置は、上記の照明系
と、この照明系により照明される液晶表示パネル等の画
像形成手段と、該画像形成手段の画像を投射する投射レ
ンズとを有することを特徴とする。
と、この照明系により照明される液晶表示パネル等の画
像形成手段と、該画像形成手段の画像を投射する投射レ
ンズとを有することを特徴とする。
【００２４】画像投射装置の基本構成は公知の如何なる
ものでも適用でき、例えば、前記照明系は前記光源装置
からの光を赤、緑、青の３個の色光に分解する色分解手
段を有し、前記液晶パネルは、各画素（一つ一つの画素
は赤、緑、青に夫々が対応する３つの絵素を備える）に
対応するように正の微小レンズを複数個並べたレンズア
レイを液晶層の光入射側に備え、前記赤、緑、青の３個
の色が互いに異なる方向から前記液晶パネルを照明する
ことを特徴とする画像投射装置や、前記照明系は、前記
光源装置からの光を赤、緑、青の３個の色光に分解する
色分解手段と、前記赤、緑、青の３個の光に夫々対応す
る３個の液晶パネルと、前記３個の液晶パネルからの
赤、緑、青の各色の画像光を合成してカラー画像を形成
する手段とを有することを特徴とする画像投射装置を構
成でき、上記の色分解手段は、複数個のダイクロイック
ミラーや回折格子等より成る。
ものでも適用でき、例えば、前記照明系は前記光源装置
からの光を赤、緑、青の３個の色光に分解する色分解手
段を有し、前記液晶パネルは、各画素（一つ一つの画素
は赤、緑、青に夫々が対応する３つの絵素を備える）に
対応するように正の微小レンズを複数個並べたレンズア
レイを液晶層の光入射側に備え、前記赤、緑、青の３個
の色が互いに異なる方向から前記液晶パネルを照明する
ことを特徴とする画像投射装置や、前記照明系は、前記
光源装置からの光を赤、緑、青の３個の色光に分解する
色分解手段と、前記赤、緑、青の３個の光に夫々対応す
る３個の液晶パネルと、前記３個の液晶パネルからの
赤、緑、青の各色の画像光を合成してカラー画像を形成
する手段とを有することを特徴とする画像投射装置を構
成でき、上記の色分解手段は、複数個のダイクロイック
ミラーや回折格子等より成る。
【００２５】更に、本発明によれば、このような画像投
射装置とコンピュータとを備えることを情報処理装置も
提供できる。
射装置とコンピュータとを備えることを情報処理装置も
提供できる。
【００２６】尚、本願明細書で正レンズと記載している
レンズは正（＋）の屈折力（１／焦点距離）を有するレ
ンズを、負レンズと記載しているレンズは、負（−）の
屈折力（１／焦点距離）を有するレンズを指す。
レンズは正（＋）の屈折力（１／焦点距離）を有するレ
ンズを、負レンズと記載しているレンズは、負（−）の
屈折力（１／焦点距離）を有するレンズを指す。
【００２７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の光源装置の第１
実施例の断面図を示す。
実施例の断面図を示す。
【００２８】第１実施例は、楕円鏡２と、楕円鏡２の第
１焦点Ｆ１に配置された光源１と、楕円鏡２と楕円鏡２
の第２焦点Ｆ２との間であって、光源１から発して楕円
鏡２によって収斂された光の光路中に配置された光源１
側に凸の一枚のメニスカスレンズとにより構成される。
スリット４の開口は後段の光学系の入射開口（開口部）
を示している。
１焦点Ｆ１に配置された光源１と、楕円鏡２と楕円鏡２
の第２焦点Ｆ２との間であって、光源１から発して楕円
鏡２によって収斂された光の光路中に配置された光源１
側に凸の一枚のメニスカスレンズとにより構成される。
スリット４の開口は後段の光学系の入射開口（開口部）
を示している。
【００２９】図２は、図１のメニスカスレンズ３の作用
効果を説明するための説明図である。図２において、メ
ニスカスレンズ３は、光源１側のレンズ面の曲率半径Ｒ
１（以下、光源１側のレンズ面も符号「Ｒ１」で表わ
す。）と軸上肉厚Ｄ１をほぼ等しく設定してしてあるの
で、楕円鏡２の第２焦点Ｆ２に向かう楕円鏡２の周辺部
で反射された光軸Ａに対して大きく傾いた光線Ｂはレン
ズ面Ｒ１で殆ど屈折・偏向されずに進みスリット４の開
口内に入射する。一方、楕円鏡２の中心部付近で反射さ
れた光軸Ａにほぼ平行な光線Ｃ，Ｄは、メニスカスレン
ズ３の光学特性により光軸Ａから離れた光線ほど屈折・
偏向による光線の光軸からの高さの変化が大きく、メニ
スカスレンズ３が配置されない時にはスリット４の開口
に入射されない光線Ｃ，Ｄがスリット４の開口に入射し
ている。
効果を説明するための説明図である。図２において、メ
ニスカスレンズ３は、光源１側のレンズ面の曲率半径Ｒ
１（以下、光源１側のレンズ面も符号「Ｒ１」で表わ
す。）と軸上肉厚Ｄ１をほぼ等しく設定してしてあるの
で、楕円鏡２の第２焦点Ｆ２に向かう楕円鏡２の周辺部
で反射された光軸Ａに対して大きく傾いた光線Ｂはレン
ズ面Ｒ１で殆ど屈折・偏向されずに進みスリット４の開
口内に入射する。一方、楕円鏡２の中心部付近で反射さ
れた光軸Ａにほぼ平行な光線Ｃ，Ｄは、メニスカスレン
ズ３の光学特性により光軸Ａから離れた光線ほど屈折・
偏向による光線の光軸からの高さの変化が大きく、メニ
スカスレンズ３が配置されない時にはスリット４の開口
に入射されない光線Ｃ，Ｄがスリット４の開口に入射し
ている。
【００３０】このように楕円鏡２の第２焦点Ｆ２の近く
にメニスカスレンズを配置することにより、光軸Ａにほ
ぼ平行な光線を効率良く後段の光学系の開口部に導くこ
とができる。その結果、〔従来の技術〕の項で説明した
ように光源の発光（部）位置がアークジャンプによって
光軸Ａと交差する方向に移動しても、楕円鏡２の中心付
近で反射される移動量の大きい光源像を作る（ほぼ平行
又は傾きの小さい）光線をスリット４の開口に効率良く
導くことができ、光源１でアークジャンプが生じても後
段の光学系の開口部に入射する光のけられを少なくし、
光量の変化を小さくすることができる。
にメニスカスレンズを配置することにより、光軸Ａにほ
ぼ平行な光線を効率良く後段の光学系の開口部に導くこ
とができる。その結果、〔従来の技術〕の項で説明した
ように光源の発光（部）位置がアークジャンプによって
光軸Ａと交差する方向に移動しても、楕円鏡２の中心付
近で反射される移動量の大きい光源像を作る（ほぼ平行
又は傾きの小さい）光線をスリット４の開口に効率良く
導くことができ、光源１でアークジャンプが生じても後
段の光学系の開口部に入射する光のけられを少なくし、
光量の変化を小さくすることができる。
【００３１】図３も図１のメニスカスレンズの作用効果
を説明するための説明図で、光源１の発光部が光軸Ａと
直交する方向に一定の大きさを持つ時、楕円鏡２の中心
付近のＲＣで反射された光線が楕円鏡２の第２焦点Ｆ２
に作る光源１の像は、メニスカスレンズ３が無い場合は
大きく広がってしまうが、メニスカスレンズ３を配置す
ることにより光源像を縮小することができる。従って、
スリット４の小さな開口に光源像を効果的に収めること
ができ、光源１が一定の大きさを持っていても後段の光
学系の開口部に入射する光のけられを少なくし、照明効
率を向上することができる。
を説明するための説明図で、光源１の発光部が光軸Ａと
直交する方向に一定の大きさを持つ時、楕円鏡２の中心
付近のＲＣで反射された光線が楕円鏡２の第２焦点Ｆ２
に作る光源１の像は、メニスカスレンズ３が無い場合は
大きく広がってしまうが、メニスカスレンズ３を配置す
ることにより光源像を縮小することができる。従って、
スリット４の小さな開口に光源像を効果的に収めること
ができ、光源１が一定の大きさを持っていても後段の光
学系の開口部に入射する光のけられを少なくし、照明効
率を向上することができる。
【００３２】以上図２及び図３を用いて説明した本発明
のメニスカスレンズの作用効果は以下に示す複数の他の
実施例でも当てはまる。
のメニスカスレンズの作用効果は以下に示す複数の他の
実施例でも当てはまる。
【００３３】図４は本発明の第２実施例の断面図を示
す。第２実施例は第１実施例のスリット４をガラスより
成る棒状のインテグレーター５（以下、「ガラスロッド
インテグレーター５」と記す。）に置き換えた例であ
る。
す。第２実施例は第１実施例のスリット４をガラスより
成る棒状のインテグレーター５（以下、「ガラスロッド
インテグレーター５」と記す。）に置き換えた例であ
る。
【００３４】ガラスロッドインテグレータ−５は、光軸
Ａに直交する断面の形状が四角形や六角形であり、後述
するように液晶プロジェクタに適用する場合には、液晶
パネルの外形に合わせて断面形状が四角形に設定され
る。又、ガラスロッドインテグレータ５は、光出射面５
Ｅが光入射面５Ｉよりも大きく設定されている、角錐状
のガラスロッドインテクレーターである。
Ａに直交する断面の形状が四角形や六角形であり、後述
するように液晶プロジェクタに適用する場合には、液晶
パネルの外形に合わせて断面形状が四角形に設定され
る。又、ガラスロッドインテグレータ５は、光出射面５
Ｅが光入射面５Ｉよりも大きく設定されている、角錐状
のガラスロッドインテクレーターである。
【００３５】ガラスロッドインテグレーター５をメニス
カスレンズ３に密着させて配置して楕円鏡２の第２焦点
Ｆ２又はその近傍にある光源像をガラスロッドインテグ
レータ５の光入射面５Ｉ又はその近傍に位置づけること
により、メニスカスレンズ３から出射する光を効率良く
ガラスロッドインテグレーター５の光入射面５Ｉに入射
させることができ、ガラスロッドインテグレーター５の
光出射面５Ｅに輝度分布（光強度分布）が均一な面光源
を得ることができる。ガラスロッドインテグレーター５
は全ての面が研磨面であり、光入射面５Ｉから内部に入
射した光は側面（壁面）５ａ，５ｂで全反射を繰り返し
て伝播され光量損失の殆ど無い状態で光出射面５Ｅに達
しそこから放出される。
カスレンズ３に密着させて配置して楕円鏡２の第２焦点
Ｆ２又はその近傍にある光源像をガラスロッドインテグ
レータ５の光入射面５Ｉ又はその近傍に位置づけること
により、メニスカスレンズ３から出射する光を効率良く
ガラスロッドインテグレーター５の光入射面５Ｉに入射
させることができ、ガラスロッドインテグレーター５の
光出射面５Ｅに輝度分布（光強度分布）が均一な面光源
を得ることができる。ガラスロッドインテグレーター５
は全ての面が研磨面であり、光入射面５Ｉから内部に入
射した光は側面（壁面）５ａ，５ｂで全反射を繰り返し
て伝播され光量損失の殆ど無い状態で光出射面５Ｅに達
しそこから放出される。
【００３６】図５は本発明の第３実施例を示す概略図で
あり、第４図の光源装置を単板式カラー液晶プロジェク
ターに組み込んだ例を示す。第３実施例は、紙面左側か
ら順に、楕円鏡２と、楕円鏡２の第１焦点に配置された
光源と、光源側に凸のメニスカスレンズ３と、ガラスロ
ッドインテグレーター５と、第１正レンズ群６と、第２
正レンズ群７と、３枚のダイクロイックミラー８、９、
１０とを有し、更にダイクロイックミラー８、９、１０
側（液晶層の光入射側）にマイクロレンズアレイを設け
た液晶パネル１１と、投射レンズ１２と、スクリーン１
３とより構成される。
あり、第４図の光源装置を単板式カラー液晶プロジェク
ターに組み込んだ例を示す。第３実施例は、紙面左側か
ら順に、楕円鏡２と、楕円鏡２の第１焦点に配置された
光源と、光源側に凸のメニスカスレンズ３と、ガラスロ
ッドインテグレーター５と、第１正レンズ群６と、第２
正レンズ群７と、３枚のダイクロイックミラー８、９、
１０とを有し、更にダイクロイックミラー８、９、１０
側（液晶層の光入射側）にマイクロレンズアレイを設け
た液晶パネル１１と、投射レンズ１２と、スクリーン１
３とより構成される。
【００３７】光源１から発せられた白色光は、楕円鏡２
により収斂されて楕円鏡２の第２焦点に集光され、メニ
スカスレンズ３を介してガラスロッドインテグレーター
５の光入射面５Ｉに入射する。ガラスロッドインテグレ
ーター５内部で全反射を繰り返された白色光はガラスロ
ッドインテグレーター５の光出射面５Ｅでは均一な光強
度分布を持つ光となる。ガラスロッドインテグレーター
５の光出射面５Ｅは、第１正レンズ群６と第２正レンズ
群７とにより液晶パネル１１に拡大して結像される。光
路に対して異なる角度で配置された３枚のダイクロイッ
クミラー８、９、１０は、光源装置からの白色光を赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の照明光に分解し、
Ｒ、Ｇ、Ｂの光束を互いに異なる角度で液晶パネル１１
に入射させる。液晶パネル１１はそのマイクロレンズア
レイにより液晶パネル１１の各々の画素上にＲ、Ｇ、Ｂ
の照明光が集光され、不図示の液晶駆動回路により各々
の画素の（各色に対応する絵素の）液晶を選択的に駆動
することにより各画素に入射した光を変調でき、変調さ
れた光は、投射レンズ１２により、スクリーン１３にカ
ラー画像が投射される。液晶パネル１１及び液晶駆動回
路としては、公知の様々な構成を取り得る。尚、３枚の
ダイクロイックミラー８、９、１０とマイクロレンズア
レイ付の液晶パネルとを組み合わせた液晶プロジェクタ
は、例えば、特開平４−６０５３８号公報に記載がるの
で、詳しい構成はこの公報を参照できる。又、３枚のダ
イクロイックミラーの代わりに回折格子等も使用可能で
ある。
により収斂されて楕円鏡２の第２焦点に集光され、メニ
スカスレンズ３を介してガラスロッドインテグレーター
５の光入射面５Ｉに入射する。ガラスロッドインテグレ
ーター５内部で全反射を繰り返された白色光はガラスロ
ッドインテグレーター５の光出射面５Ｅでは均一な光強
度分布を持つ光となる。ガラスロッドインテグレーター
５の光出射面５Ｅは、第１正レンズ群６と第２正レンズ
群７とにより液晶パネル１１に拡大して結像される。光
路に対して異なる角度で配置された３枚のダイクロイッ
クミラー８、９、１０は、光源装置からの白色光を赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の照明光に分解し、
Ｒ、Ｇ、Ｂの光束を互いに異なる角度で液晶パネル１１
に入射させる。液晶パネル１１はそのマイクロレンズア
レイにより液晶パネル１１の各々の画素上にＲ、Ｇ、Ｂ
の照明光が集光され、不図示の液晶駆動回路により各々
の画素の（各色に対応する絵素の）液晶を選択的に駆動
することにより各画素に入射した光を変調でき、変調さ
れた光は、投射レンズ１２により、スクリーン１３にカ
ラー画像が投射される。液晶パネル１１及び液晶駆動回
路としては、公知の様々な構成を取り得る。尚、３枚の
ダイクロイックミラー８、９、１０とマイクロレンズア
レイ付の液晶パネルとを組み合わせた液晶プロジェクタ
は、例えば、特開平４−６０５３８号公報に記載がるの
で、詳しい構成はこの公報を参照できる。又、３枚のダ
イクロイックミラーの代わりに回折格子等も使用可能で
ある。
【００３８】図６は本発明の第４実施例の断面図を示
す。第４実施例は、メニスカスレンズ１６の側面を円錐
形状として側面に当たる光も全反射によりガラスロッド
インテグレーター１４の入射面に入射させるように構成
しており、従って光源１のアークジャンプによるガラス
ロッドインテグレーター１４の光出射面１４Ｅでの光量
変動がより小さくなる。尚、第４実施例では、光入射面
１４Ｉから光出射面１４Ｅまで径が一定の角柱状のガラ
スロッドインテグレーター１４を用いている。
す。第４実施例は、メニスカスレンズ１６の側面を円錐
形状として側面に当たる光も全反射によりガラスロッド
インテグレーター１４の入射面に入射させるように構成
しており、従って光源１のアークジャンプによるガラス
ロッドインテグレーター１４の光出射面１４Ｅでの光量
変動がより小さくなる。尚、第４実施例では、光入射面
１４Ｉから光出射面１４Ｅまで径が一定の角柱状のガラ
スロッドインテグレーター１４を用いている。
【００３９】図７は本発明の第５実施例の断面図を示
す。第５実施例の第４実施例との違いは、図１５に示す
通りガラスロッドインテグレーター１５として光入射面
１５Ｉよりも光出射面１５Ｅの径を小さくした点であ
り、第５実施例の構成は、非常に小さい輝度分布が均一
な面光源を必要とする場合に有効である。
す。第５実施例の第４実施例との違いは、図１５に示す
通りガラスロッドインテグレーター１５として光入射面
１５Ｉよりも光出射面１５Ｅの径を小さくした点であ
り、第５実施例の構成は、非常に小さい輝度分布が均一
な面光源を必要とする場合に有効である。
【００４０】図８は本発明の第６実施例の断面図を示
す。第６実施例の第４実施例との違いは、光源１からの
白色光の集光器として、放物面鏡１７と正レンズ１８よ
り成る結像系を用いている点と、第２実施例のように光
入射面５Ｉよりも光出射面５Ｅの径が大きいガラスロッ
ドインテグレーター５を用いている点である。
す。第６実施例の第４実施例との違いは、光源１からの
白色光の集光器として、放物面鏡１７と正レンズ１８よ
り成る結像系を用いている点と、第２実施例のように光
入射面５Ｉよりも光出射面５Ｅの径が大きいガラスロッ
ドインテグレーター５を用いている点である。
【００４１】放物面鏡１７は取り付け精度がラフなので
取り付け易いという利点がある。又、放物面鏡１７の中
心付近と周辺部の倍率差は楕円鏡の場合よりも大きくな
るので、メニスカスレンズ１６の集光効果が顕著にな
る。
取り付け易いという利点がある。又、放物面鏡１７の中
心付近と周辺部の倍率差は楕円鏡の場合よりも大きくな
るので、メニスカスレンズ１６の集光効果が顕著にな
る。
【００４２】図９は本発明の第７実施例の断面図を示
す。第７実施例の第６実施例との違いは、図８の正レン
ズである平凸レンズ１８を比較的薄い正のフレネルレン
ズに置き換えた点と、ガラスロッドインテグレーター５
を互いに対向する面が反射面である複数の反射鏡を筒状
に組み合わせたカレイドスコープ２０（万華鏡）に置き
換えた点であり、全体として安価で軽量になり、しかも
ガラスロッドの場合のようにガラスの吸収による光量損
失がない利点がある。カレイドスコープ２０は互いに反
射面が対向するように複数の反射鏡を筒状に組み合わせ
たものであり、その光出射部には、ガラスロッドインテ
グレーターと同様に、均一な光強度分布を備える光が供
給される。
す。第７実施例の第６実施例との違いは、図８の正レン
ズである平凸レンズ１８を比較的薄い正のフレネルレン
ズに置き換えた点と、ガラスロッドインテグレーター５
を互いに対向する面が反射面である複数の反射鏡を筒状
に組み合わせたカレイドスコープ２０（万華鏡）に置き
換えた点であり、全体として安価で軽量になり、しかも
ガラスロッドの場合のようにガラスの吸収による光量損
失がない利点がある。カレイドスコープ２０は互いに反
射面が対向するように複数の反射鏡を筒状に組み合わせ
たものであり、その光出射部には、ガラスロッドインテ
グレーターと同様に、均一な光強度分布を備える光が供
給される。
【００４３】図４乃至図８で示した各実施例においてガ
ラスロッドインテグレーターの代わりに図９で示すよう
なカレイドスコープ（万華鏡）を用いることができる。
カレイドスコープには中空なので上述のようにガラスに
よる光の吸収が無いという利点がある。
ラスロッドインテグレーターの代わりに図９で示すよう
なカレイドスコープ（万華鏡）を用いることができる。
カレイドスコープには中空なので上述のようにガラスに
よる光の吸収が無いという利点がある。
【００４４】図６乃至図９で示した各実施例の光源装置
はいずれも図５の液晶プロジェクタの光源装置として使
用できる。又、図４及び図６乃至図９で示した各実施例
の光源装置は、図５の単板式のカラー液晶プロジェクタ
ではなく、ダイクロイックミラー群等の色分解系からの
Ｒ、Ｇ、Ｂの色光の光路の夫々に液晶パネルを配する三
板式のカラー液晶プロジェクタの光源装置にも適用でき
る。
はいずれも図５の液晶プロジェクタの光源装置として使
用できる。又、図４及び図６乃至図９で示した各実施例
の光源装置は、図５の単板式のカラー液晶プロジェクタ
ではなく、ダイクロイックミラー群等の色分解系からの
Ｒ、Ｇ、Ｂの色光の光路の夫々に液晶パネルを配する三
板式のカラー液晶プロジェクタの光源装置にも適用でき
る。
【００４５】上記各実施例における光源としては、高圧
水銀灯等の〔発明が解決しようとする課題〕の項で述べ
た問題が生じる各種ランプが適用可能である。
水銀灯等の〔発明が解決しようとする課題〕の項で述べ
た問題が生じる各種ランプが適用可能である。
【００４６】上記各実施例における光源側に凸のメニス
カスレンズの光源側のレンズ面と光源とは反対側のレン
ズ面の少なくとも一方を非球面により構成することによ
り入射する各光線の光路をより精確に制御しても良い。
カスレンズの光源側のレンズ面と光源とは反対側のレン
ズ面の少なくとも一方を非球面により構成することによ
り入射する各光線の光路をより精確に制御しても良い。
【００４７】上記各実施例では、楕円鏡、放物面鏡と正
レンズの組み合せにより、光源（発光部）からの光を収
斂して光源像を形成していたが、球面鏡と正レンズの組
み合せを用いても良い。この場合、球面鏡の曲率中心
（位置）に光源を配し、正レンズの一方の共役点を曲率
中心位置に設定し、正レンズの他方の共役点に光源像を
形成するようにし、光源側に凸のメニスカスレンズは正
レンズによる収斂光の光路中の、光源像の傍に置かれ
る。
レンズの組み合せにより、光源（発光部）からの光を収
斂して光源像を形成していたが、球面鏡と正レンズの組
み合せを用いても良い。この場合、球面鏡の曲率中心
（位置）に光源を配し、正レンズの一方の共役点を曲率
中心位置に設定し、正レンズの他方の共役点に光源像を
形成するようにし、光源側に凸のメニスカスレンズは正
レンズによる収斂光の光路中の、光源像の傍に置かれ
る。
【００４８】上記のカラー液晶プロジェクターは公知の
コンピューターと組み合わせて情報処理装置を組むこと
が可能である。
コンピューターと組み合わせて情報処理装置を組むこと
が可能である。
【００４９】上記各実施例における光源側に凸のメニス
カスレンズは以下の条件式（１）、（２）を満たしてい
る。条件式において、Ｒ１はメニスカスレンズの光源側
のレンズ面の曲率半径、Ｒ２はメニスカスレンズの光源
と反対側のレンズ面の曲率半径、Ｄ１はメニスカスレン
ズの軸上肉厚を示す。
カスレンズは以下の条件式（１）、（２）を満たしてい
る。条件式において、Ｒ１はメニスカスレンズの光源側
のレンズ面の曲率半径、Ｒ２はメニスカスレンズの光源
と反対側のレンズ面の曲率半径、Ｄ１はメニスカスレン
ズの軸上肉厚を示す。
【００５０】 ０．５＜Ｄ１／Ｒ１＜２ ……（１） ０．２＜Ｒ２／Ｒ１＜２ ……（２）
【００５１】本発明の光源側に凸のメニスカスレンズ
は、好ましくは以下の条件式（３）、（４）を満足する
ように構成される。
は、好ましくは以下の条件式（３）、（４）を満足する
ように構成される。
【００５２】 ０．６５＜Ｄ１／Ｒ１＜１．６ ……（３） ０．３＜Ｒ２／Ｒ１＜１．４ ……（４）
【００５３】条件式（１）と（３）は軸上肉厚と光源側
のレンズ面の曲率半径Ｒ１の比について限定したもの
で、条件式の範囲外ではメニスカスレンズの光源と反対
側のレンズ面において照明光の範囲が広がって照明効率
が低下してしまう。
のレンズ面の曲率半径Ｒ１の比について限定したもの
で、条件式の範囲外ではメニスカスレンズの光源と反対
側のレンズ面において照明光の範囲が広がって照明効率
が低下してしまう。
【００５４】条件式（２）と（４）は光源側レンズ面の
曲率半径Ｒ１と光源と反対側のレンズ面の曲率半径Ｒ２
の比について限定したもので、条件式の下限値を超える
範囲では曲率半径Ｒ２が小さくなりすぎるため、光源と
反対側のレンズ面の周辺部で全反射が起きて照明効率が
低下し、条件式の上限値を超える範囲では曲率半径Ｒ２
が大きくなり過ぎるため光源側のレンズ面の周辺部に入
射する平行光線の光源と反対側のレンズ面における射出
角度が大きくなるため照明効率が低下してしまう。
曲率半径Ｒ１と光源と反対側のレンズ面の曲率半径Ｒ２
の比について限定したもので、条件式の下限値を超える
範囲では曲率半径Ｒ２が小さくなりすぎるため、光源と
反対側のレンズ面の周辺部で全反射が起きて照明効率が
低下し、条件式の上限値を超える範囲では曲率半径Ｒ２
が大きくなり過ぎるため光源側のレンズ面の周辺部に入
射する平行光線の光源と反対側のレンズ面における射出
角度が大きくなるため照明効率が低下してしまう。
【００５５】
【実施例】図１２と図１３は、凸のメニスカスレンズを
用いずに楕円鏡のみで光源（高圧水銀灯）からの光を収
斂して光源像を形成する場合における、光源にアークジ
ャンプが０．５ｍｍ生じる前後の光線の収斂の様子を示
す光路図であり、図１２がアークジャンプなしの時の光
路図、図１３がアークジャンプが０．５ｍｍ生じた時の
光路図である。図１２と図１３から、アークジャンプが
生じた時には楕円鏡の中心部付近で反射される光線がス
リットの開口部に入らないことが分かる。
用いずに楕円鏡のみで光源（高圧水銀灯）からの光を収
斂して光源像を形成する場合における、光源にアークジ
ャンプが０．５ｍｍ生じる前後の光線の収斂の様子を示
す光路図であり、図１２がアークジャンプなしの時の光
路図、図１３がアークジャンプが０．５ｍｍ生じた時の
光路図である。図１２と図１３から、アークジャンプが
生じた時には楕円鏡の中心部付近で反射される光線がス
リットの開口部に入らないことが分かる。
【００５６】一方、図１４と図１５は本発明の光源側に
凸のメニスカスレンズも使用する場合においてアークジ
ャンプが０．５ｍｍ生じる前後の光線の様子を示す光路
図で、図１４はアークジャンプなしの時の光路図、図１
５はアークジャンプが０．５ｍｍ生じた時の光路図であ
る。図１４と図１５から、本発明によれば、光源（の発
光部）にアークジャンプが生じても、楕円鏡で反射され
た光線の殆ど又は全てをスリットやインテグレーターの
開口に入射させることができることが分かる。図１４と
図１５に示した光源装置は、以下に示す本発明の光源装
置の数値実施例１の装置である。
凸のメニスカスレンズも使用する場合においてアークジ
ャンプが０．５ｍｍ生じる前後の光線の様子を示す光路
図で、図１４はアークジャンプなしの時の光路図、図１
５はアークジャンプが０．５ｍｍ生じた時の光路図であ
る。図１４と図１５から、本発明によれば、光源（の発
光部）にアークジャンプが生じても、楕円鏡で反射され
た光線の殆ど又は全てをスリットやインテグレーターの
開口に入射させることができることが分かる。図１４と
図１５に示した光源装置は、以下に示す本発明の光源装
置の数値実施例１の装置である。
【００５７】以下、本発明の光源装置の数値実施例１−
４を示す。本数値実施例は光学系の構成は図１に示すも
のである。いずれの数値実施例も、光源側に凸のメニス
カスレンズを備えていない従来の場合よりも、スリット
４での光線のけられを大幅に小さくすることができるも
のである。
４を示す。本数値実施例は光学系の構成は図１に示すも
のである。いずれの数値実施例も、光源側に凸のメニス
カスレンズを備えていない従来の場合よりも、スリット
４での光線のけられを大幅に小さくすることができるも
のである。
【００５８】 ＜数値実施例１＞ 楕円鏡 第１焦点Ｆ１；１４ｍｍ （楕円鏡中心からの軸上間隔） 第２焦点Ｆ２；１０９ｍｍ（同上） 第１焦点とメニスカスレンズの光源側のレンズ面の軸上間隔；８２．１５ｍｍ メニスカスレンズの光源側のレンズ面の曲率半径Ｒ１；８．２０１ｍｍ メニスカスレンズの光源と反対側のレンズ面の曲率半径Ｒ２；４．５５４ｍｍ メニスカスレンズの軸上肉厚Ｄ；１０ｍｍ メニスカスレンズのｄ線における屈折率Ｎ；１．４７１４ Ｄ／Ｒ１＝１．２１９ Ｒ２／Ｒ１＝０．５５３
【００５９】 ＜数値実施例２＞ 楕円鏡 第１焦点Ｆ１；１７ｍｍ （楕円鏡中心からの軸上間隔） 第２焦点Ｆ２；１０２ｍｍ（同上） 第１焦点とメニスカスレンズの光源側のレンズ面の軸上間隔；８５ｍｍ メニスカスレンズの光源側のレンズ面の曲率半径Ｒ１；９ｍｍ メニスカスレンズの光源と反対側のレンズ面の曲率半径Ｒ２；５ｍｍ メニスカスレンズの軸上肉厚Ｄ；１０ｍｍ メニスカスレンズのｄ線における屈折率Ｎ；１．５ Ｄ／Ｒ１＝１．１１１ Ｒ２／Ｒ１＝０．５５５
【００６０】 ＜数値実施例３＞ 楕円鏡 第１焦点Ｆ１；１４ｍｍ（楕円鏡中心からの軸上間隔） 第２焦点Ｆ２；１０９ｍｍ（同上） 第１焦点とメニスカスレンズの光源側のレンズ面の軸上間隔；８４．１５ｍｍ メニスカスレンズの光源側のレンズ面の曲率半径Ｒ１；８ｍｍ メニスカスレンズの光源と反対側のレンズ面の曲率半径Ｒ２；５ｍｍ メニスカスレンズの軸上肉厚Ｄ；１０ｍｍ メニスカスレンズのｄ線における屈折率Ｎ；１．５ Ｄ／Ｒ１＝１．２５ Ｒ２／Ｒ１＝０．６２５
【００６１】 ＜数値実施例４＞ 楕円鏡 第１焦点Ｆ１；１４ｍｍ（楕円鏡中心からの軸上間隔） 第２焦点Ｆ２；１０９ｍｍ（同上） 第１焦点とメニスカスレンズの光源側のレンズ面の軸上間隔；８４．１５ｍｍ メニスカスレンズの光源側のレンズ面の曲率半径Ｒ１；１２ｍｍ メニスカスレンズの光源と反対側のレンズ面の曲率半径Ｒ２；５ｍｍ メニスカスレンズの軸上肉厚Ｄ；１０ｍｍ メニスカスレンズのｄ線における屈折率Ｎ；１．６ Ｄ／Ｒ１＝０．８３３ Ｒ２／Ｒ１＝０．４１７
【００６２】
【発明の効果】以上、本発明によれば、例えば光源の発
光部位置の変動等が生じても照明光の光量の低下が小さ
く、従って照明光の光量の変化も小さくできる光源装
置、照明系、画像投射装置及び情報処理装置が実現でき
る。尚、例えば楕円鏡と光源を一体とした光源ユニット
を製造し、この光源ユニットを各種の機器に取り付ける
場合に取り付け誤差が生じても照明光の低下が小さくな
るので、この種の光源ユニットを用いる液晶プロジェク
ターのランプユニットのユーザー交換を実現できる。
光部位置の変動等が生じても照明光の光量の低下が小さ
く、従って照明光の光量の変化も小さくできる光源装
置、照明系、画像投射装置及び情報処理装置が実現でき
る。尚、例えば楕円鏡と光源を一体とした光源ユニット
を製造し、この光源ユニットを各種の機器に取り付ける
場合に取り付け誤差が生じても照明光の低下が小さくな
るので、この種の光源ユニットを用いる液晶プロジェク
ターのランプユニットのユーザー交換を実現できる。
【図１】本発明の第１実施例を示す断面図である。
【図２】図１のメニスカスレンズの作用を説明するため
の説明図である。
の説明図である。
【図３】図１のメニスカスレンズの別の作用を説明する
ための説明図である。
ための説明図である。
【図４】本発明の第２実施例を示す断面図である。
【図５】本発明の第３実施例を示す断面図である。
【図６】本発明の第４実施例を示す断面図である。
【図７】本発明の第５実施例を示す断面図である。
【図８】本発明の第６実施例を示す断面図である。
【図９】本発明の第７実施例を示す断面図である。
【図１０】楕円鏡の結像特性を説明するための説明図で
ある。
ある。
【図１１】楕円鏡の結像特性を説明するための説明図で
ある。
ある。
【図１２】光源（発光部）が楕円鏡の第１焦点と一致し
ている時の楕円鏡のみの場合の光路図である。
ている時の楕円鏡のみの場合の光路図である。
【図１３】光源（発光部）が楕円鏡の第１焦点から紙面
上０．５ｍｍ 上に移動した時の楕円鏡のみの場合の光
路図である。
上０．５ｍｍ 上に移動した時の楕円鏡のみの場合の光
路図である。
【図１４】光源（発光部）が楕円鏡の第１焦点と一致し
ている時の本発明の数値実施例１の場合の光路図であ
る。
ている時の本発明の数値実施例１の場合の光路図であ
る。
【図１５】光源（発光部）が楕円鏡の第１焦点から紙面
上０．５ｍｍ 上に移動した時の本発明の数値実施例１
の場合の光路図である。
上０．５ｍｍ 上に移動した時の本発明の数値実施例１
の場合の光路図である。
１ 光源 ２ 楕円鏡 ３、１６ メニスカスレンズ ４ スリット ５、１４、１５ ガラスロッドインテグレーター ６ 第１正レンズ群 ７ 第２正レンズ群 ８、９、１０ ダイクロイックミラー １１ マイクロレンズ付き液晶パネル １２ 投射レンズ １３ スクリーン １７ 放物面鏡 １８ 正レンズ １９ 正のフレネルレンズ ２０ カレイドスコープ Ａ 楕円鏡又は放物面鏡の光軸 Ｆ１ 楕円鏡の第１焦点 Ｆ２ 楕円鏡の第２焦点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０３Ｂ 21/14 Ｇ０３Ｂ 21/14 Ａ
Claims (42)
- 【請求項１】 光源と該光源からの光を収斂させる集光
手段とを有し、前記集光手段は収斂光の光路中に前記光
源側に凸のメニスカスレンズを備えることを特徴とする
光源装置。 - 【請求項２】 前記集光手段は前記光源の像を形成し、
前記メニスカスレンズは前記光源像の近傍に位置するこ
とを特徴とする請求項１に記載の光源装置。 - 【請求項３】 前記集光手段は楕円鏡を備え、該楕円鏡
の第１焦点に前記光源を配し、該楕円鏡の第２焦点に光
源像を形成することを特徴とする請求項１又は２記載の
光源装置。 - 【請求項４】 前記集光手段は放物面鏡と該放物面鏡か
らの光を集光する正レンズとを備え、該放物面鏡の焦点
位置に前記光源を配し、前記正レンズの焦点位置に光源
像を形成することを特徴とする請求項１又は２記載の光
源装置。 - 【請求項５】 前記集光手段は球面鏡と該球面鏡からの
光を集光する正レンズとを備え、該球面鏡の曲率中心位
置に前記光源を配し、前記正レンズの一方の共役点を前
記曲率中心位置に設定し、前記正レンズの他方の共役点
に光源像を形成することを特徴とする請求項１又は２に
記載の光源装置。 - 【請求項６】 更に前記光源像がその光入射面又はその
近傍に形成される棒状インテグレータを有し、前記光源
像からの光を前記棒状インテグレータの内部に入射さ
せ、前記棒状インテグレータの内部で光を反射しつつそ
の光出射面に導くことにより、該光出射面に強度分布が
均一化された面光源を形成することを特徴とする請求項
１乃至請求項５のいずれかに記載の光源装置。 - 【請求項７】 前記インテグレータの光軸と直交する断
面の形状は多角形であることを特徴とする請求項６に記
載の光源装置。 - 【請求項８】 前記インテグレータの光軸と直交する断
面の形状は四角形又は六角形であることを特徴とする請
求項７に記載の光源装置。 - 【請求項９】 前記インテグレータは棒状ガラスである
ことを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれかに記
載の光源装置。 - 【請求項１０】 前記インテグレータはカレイドスコー
プであることを特徴とする請求項６乃至請求項８のいず
れかに記載の光源装置。 - 【請求項１１】 前記メニスカスレンズは以下の条件式
を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項１０の
いずれかに記載の光源装置。 ０．５＜Ｄ１／Ｒ１＜２ ０．２＜Ｒ２／Ｒ１＜２ ここで、Ｒ１は前記メニスカスレンズの前記光源側のレ
ンズ面の曲率半径、Ｒ２は前記メニスカスレンズの前記
光源と反対側のレンズ面の曲率半径、Ｄ１は前記メニス
カスレンズの軸上肉厚を示す。 - 【請求項１２】 以下の条件を満たすことを特徴とする
請求項１１の光源装置。 ０．６５＜Ｄ１／Ｒ１＜１．６ ０．３＜Ｒ２／Ｒ１＜１．４ - 【請求項１３】 前記光源が高圧水銀ランプであること
を特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載
の光源装置。 - 【請求項１４】 前記メニスカスレンズを一つのみ備え
ることを特徴とする請求項１乃至請求項１２に記載の光
源装置。 - 【請求項１５】 前記メニスカスレンズの側面が、前記
光源側に向って徐々に径が大きくなる円錐状を成してい
ることを特徴とする請求項１乃至請求項１２に記載の光
源装置。 - 【請求項１６】 前記メニスカスレンズの２つのレンズ
面の少なくとも一方が非球面より成ることを特徴とする
請求項１乃至請求項１２に記載の光源装置。 - 【請求項１７】 前記光源像が前記メニスカスレンズの
内部又は外部に形成されることを特徴とする請求項１乃
至請求項１２に記載の光源装置。 - 【請求項１８】 光源の像を形成する結像光学系と、前
記光源の発光部の変位による前記光源像の広がりを減少
させる補正手段とを有する光源装置。 - 【請求項１９】 前記補正手段は前記光源側に凸のメニ
スカスレンズを有し、前記メニスカスレンズは前記結像
光学系による収斂光の光路中に設けられていることを特
徴とする請求項１８に記載の光源装置。 - 【請求項２０】 前記結像光学系は楕円鏡を備え、該楕
円鏡の第１焦点に前記光源を配し、該楕円鏡の第２焦点
に光源像を形成することを特徴とする請求項１９又は２
０記載の光源装置。 - 【請求項２１】 前記結像光学系は放物面鏡と該放物面
鏡からの光を集光する正レンズとを備え、該放物面鏡の
焦点位置に前記光源を配し、前記正レンズの焦点位置に
光源像を形成することを特徴とする請求項１９又は２０
記載の光源装置。 - 【請求項２２】 前記結像光学系は球面鏡と該球面鏡か
らの光を集光する正レンズとを備え、該球面鏡の曲率中
心位置に前記光源を配し、前記正レンズの一方の共役点
を前記曲率中心位置に設定し、前記正レンズの他方の共
役点に光源像を形成することを特徴とする請求項１９又
は２０に記載の光源装置。 - 【請求項２３】 更に前記光源像がその光入射面又はそ
の近傍に形成される棒状インテグレータを有し、前記光
源像からの光を前記棒状インテグレータの内部に入射さ
せ、前記棒状インテグレータの内部で光を反射しつつそ
の光出射面に導くことにより、該光出射面に強度分布が
均一化された面光源を形成することを特徴とする請求項
１８乃至請求項２２のいずれかに記載の光源装置。 - 【請求項２４】 前記インテグレータの光軸と直交する
断面の形状は多角形であることを特徴とする請求項２３
に記載の光源装置。 - 【請求項２５】 前記インテグレータの光軸と直交する
断面の形状は四角形又は六角形であることを特徴とする
請求項２４に記載の光源装置。 - 【請求項２６】 前記インテグレータは棒状ガラスであ
ることを特徴とする請求項２３乃至請求項２５のいずれ
かに記載の光源装置。 - 【請求項２７】 前記インテグレータはカレイドスコー
プであることを特徴とする請求項２３乃至請求項２５の
いずれかに記載の光源装置。 - 【請求項２８】 前記メニスカスレンズは以下の条件式
を満足することを特徴とする請求項１８乃至請求項２７
のいずれかに記載の光源装置。 ０．５＜Ｄ１／Ｒ１＜２ ０．２＜Ｒ２／Ｒ１＜２ ここで、Ｒ１は前記メニスカスレンズの前記光源側のレ
ンズ面の曲率半径、Ｒ２は前記メニスカスレンズの前記
光源と反対側のレンズ面の曲率半径、Ｄ１は前記メニス
カスレンズの軸上肉厚を示す。 - 【請求項２９】 以下の条件を満たすことを特徴とする
請求項２８の光源装置。 ０．６５＜Ｄ１／Ｒ１＜１．６ ０．３＜Ｒ２／Ｒ１＜１．４ - 【請求項３０】 前記光源が高圧水銀ランプであること
を特徴とする請求項１８乃至請求項２９のいずれかに記
載の光源装置。 - 【請求項３１】 前記メニスカスレンズを一つのみ備え
ることを特徴とする請求項１８乃至請求項２９に記載の
光源装置。 - 【請求項３２】 前記メニスカスレンズの側面が、前記
光源側に向って徐々に径が大きくなる円錐状を成してい
ることを特徴とする請求項１８乃至請求項２９に記載の
光源装置。 - 【請求項３３】 前記メニスカスレンズの２つのレンズ
面の少なくとも一方が非球面より成ることを特徴とする
請求項１８乃至請求項２９に記載の光源装置。 - 【請求項３４】 前記光源像が前記メニスカスレンズの
内部又は外部に形成されることを特徴とする請求項１８
乃至請求項２９に記載の光源装置。 - 【請求項３５】 前記光源の前記発光部が光軸と交差す
る方向（例えば直交する方向に）変位し、前記補正手段
が、この変位による前記光源像の広がりを減少させるこ
とを特徴とする請求項１８乃至３４の光源装置。 - 【請求項３６】 前記メニスカスレンズは前記光源像の
近傍に設けてあることを特徴とする請求項１８乃至３５
の光源装置。 - 【請求項３７】 請求項１乃至請求項３６のいずれかに
記載の光源装置と前記光源装置からの光束を被照明面に
照射する照射光学系とを有し、前記光源装置が前記光源
像がその光入射面又はその近傍に形成される棒状インテ
グレータを有し、前記光源像からの光を前記棒状インテ
グレータの内部に入射させ、前記棒状インテグレータの
内部で光を反射しつつその光出射面に導くことにより、
該光出射面に強度分布が均一化された面光源を形成する
場合には、前記照射光学系が前記被照明面又はその近傍
に前記インテグレータの前記光出射面を結像することを
特徴とする照明系。 - 【請求項３８】 請求項３７の照明系と、該照明系によ
り照明される液晶表示パネル等の画像形成手段と、該画
像形成手段の画像を投射する投射レンズとを有すること
を特徴とする画像投射装置。 - 【請求項３９】 前記照明系は前記光源装置からの光を
赤、緑、青の３個の色光に分解する色分解手段を有し、
前記液晶パネルは、各画素（一つ一つの画素は赤、緑、
青に夫々が対応する３つの絵素を備える）に対応するよ
うに正の微小レンズを複数個並べたレンズアレイを液晶
層の光入射側に備え、前記赤、緑、青の３個の色が互い
に異なる方向から前記液晶パネルを照明することを特徴
とする請求項３８の画像投射装置。 - 【請求項４０】 前記照明系は、前記光源装置からの光
を赤、緑、青の３個の色光に分解する色分解手段と、前
記赤、緑、青の３個の光に夫々対応する３個の液晶パネ
ルと、前記３個の液晶パネルからの赤、緑、青の各色の
画像光を合成してカラー画像を形成する手段とを有する
ことを特徴とする請求項３９の画像投射装置。 - 【請求項４１】 前記色分解手段は、複数個のダイクロ
イックミラーや回折格子等より成ることを特徴とする請
求項３９又は４０に記載の画像投射装置。 - 【請求項４２】 請求項３８乃至請求項４１のいずれか
の画像投射装置とコンピュータとを備えることを特徴と
する情報処理装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9043510A JPH10241437A (ja) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | 光源装置、照明系及び画像投射装置 |
| US09/031,771 US6231193B1 (en) | 1997-02-27 | 1998-02-27 | Light source device, illuminating system and image projecting apparatus |
| EP98103473A EP0864897A3 (en) | 1997-02-27 | 1998-02-27 | Light source device, illuminating system and image projecting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9043510A JPH10241437A (ja) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | 光源装置、照明系及び画像投射装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10241437A true JPH10241437A (ja) | 1998-09-11 |
Family
ID=12665744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9043510A Pending JPH10241437A (ja) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | 光源装置、照明系及び画像投射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10241437A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002031894A (ja) * | 2000-07-18 | 2002-01-31 | Topcon Corp | 露光装置の照明光学系 |
| JP2002323670A (ja) * | 2002-02-25 | 2002-11-08 | Seiko Epson Corp | 照明装置およびこれを用いた投写型表示装置 |
| US6863419B2 (en) | 2001-08-10 | 2005-03-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Illumination optical system, image display optical system, projection type image display apparatus, and image display system |
| JPWO2004063792A1 (ja) * | 2003-01-14 | 2006-05-18 | セイコーエプソン株式会社 | 照明光学装置及びプロジェクタ |
| CN100353255C (zh) * | 2002-12-26 | 2007-12-05 | 杨继永 | 高亮度液晶投影系统 |
| JP2009122468A (ja) * | 2007-11-16 | 2009-06-04 | Iwasaki Electric Co Ltd | 光源装置 |
| JP2014160861A (ja) * | 2014-05-01 | 2014-09-04 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 熱処理装置 |
-
1997
- 1997-02-27 JP JP9043510A patent/JPH10241437A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002031894A (ja) * | 2000-07-18 | 2002-01-31 | Topcon Corp | 露光装置の照明光学系 |
| US6863419B2 (en) | 2001-08-10 | 2005-03-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Illumination optical system, image display optical system, projection type image display apparatus, and image display system |
| US7059723B2 (en) | 2001-08-10 | 2006-06-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Illumination optical system, image display optical system, projection type image display apparatus, and image display system |
| JP2002323670A (ja) * | 2002-02-25 | 2002-11-08 | Seiko Epson Corp | 照明装置およびこれを用いた投写型表示装置 |
| CN100353255C (zh) * | 2002-12-26 | 2007-12-05 | 杨继永 | 高亮度液晶投影系统 |
| JPWO2004063792A1 (ja) * | 2003-01-14 | 2006-05-18 | セイコーエプソン株式会社 | 照明光学装置及びプロジェクタ |
| JP2009122468A (ja) * | 2007-11-16 | 2009-06-04 | Iwasaki Electric Co Ltd | 光源装置 |
| JP2014160861A (ja) * | 2014-05-01 | 2014-09-04 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 熱処理装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6231193B1 (en) | Light source device, illuminating system and image projecting apparatus | |
| KR100813983B1 (ko) | 조명 광학계, 조명 유니트 및 이를 채용한 화상 투영 장치 | |
| JP4274766B2 (ja) | 照明装置及びその照明装置を使用した画像投影装置 | |
| JP4286271B2 (ja) | 照明装置及び画像投影装置 | |
| KR100677551B1 (ko) | Ｌｅｄ 패키지, 조명계 및 이를 채용한 프로젝션 시스템 | |
| JP2003322822A (ja) | 画像表示装置 | |
| JP2002072128A (ja) | 光学装置およびこれを用いた投写型表示装置 | |
| JPWO2006112245A1 (ja) | 投写型表示装置 | |
| US6585380B2 (en) | Illumination apparatus and projector type display apparatus using the same | |
| JP2000321529A (ja) | プロジェクタ装置 | |
| JPH0545605A (ja) | 照明光学装置 | |
| JPH10161237A (ja) | 照明装置及びプロジェクター | |
| JPH10241437A (ja) | 光源装置、照明系及び画像投射装置 | |
| US20020030795A1 (en) | Illumination apparatus and projection type display apparatus using the same | |
| JP2005043856A (ja) | 投影表示装置の光学システム及びその投影方法 | |
| JP2007027118A (ja) | 光投射装置 | |
| JP2006267530A (ja) | 照明装置及び投写型表示装置 | |
| CN210136386U (zh) | 光积分柱及投影装置 | |
| JP2001125196A (ja) | 照明装置及び投射装置 | |
| JP2000122178A (ja) | 照明装置 | |
| KR100381265B1 (ko) | 액정 프로젝터의 조명계 | |
| RU2338232C1 (ru) | Проекционная оптическая система | |
| JPH11283422A (ja) | 光源装置 | |
| KR100786065B1 (ko) | 액정 프로젝터의 광원 | |
| JPH07301800A (ja) | 液晶プロジェクタの光源装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010904 |